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WO2016092644A1 - 電子機器及び駆動制御方法 - Google Patents

電子機器及び駆動制御方法 Download PDF

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Publication number
WO2016092644A1
WO2016092644A1 PCT/JP2014/082644 JP2014082644W WO2016092644A1 WO 2016092644 A1 WO2016092644 A1 WO 2016092644A1 JP 2014082644 W JP2014082644 W JP 2014082644W WO 2016092644 A1 WO2016092644 A1 WO 2016092644A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibration
drive signal
top panel
vibration element
electronic device
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/082644
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
谷中　聖志
裕一 鎌田
宮本　晶規
遠藤　康浩
Original Assignee
富士通株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士通株式会社 filed Critical 富士通株式会社
Priority to PCT/JP2014/082644 priority Critical patent/WO2016092644A1/ja
Publication of WO2016092644A1 publication Critical patent/WO2016092644A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device and a drive control method.
  • a front panel provided with detection means for detecting a pressing operation therein, first and second excitation means for applying vibration to the front panel, and a first drive for driving the first excitation means.
  • an input device including a drive signal for generating a first drive signal and a second drive signal for driving the second excitation means. Control that causes the first drive signal and the second drive signal to be generated from the drive means in a time-shifted manner, and that the first excitation means and the second excitation means are driven in a time-shifted manner Means are provided (see, for example, Patent Document 1).
  • the vibration generated from the vibration generator (15A, 15B) is transmitted as a wave to the surface panel (13), and the operator presses the pressure through the surface panel (13). It is described that a click feeling (operation feeling) which is a response to the operation is given (see, for example, paragraph 0041 of Patent Document 1).
  • the vibration generated from the vibration generating device is transmitted as a wave to the surface panel to give a click feeling.
  • a click sensation uses an active stimulus to an acceleration organ of human skin such as a pachini body, and the frequency of the drive signal for driving the vibration generator is, for example, an audible frequency of 1 kHz or less.
  • the frequencies of the first drive signal and the second drive signal are transmitted as a wave to the surface panel to give a click feeling.
  • the conventional input device may not provide a good tactile sensation.
  • an object is to provide an electronic device and a drive control method that can provide a good tactile sensation.
  • An electronic apparatus is disposed on the display surface side of the display unit, has an operation surface, and has a rectangular top panel in a plan view, and coordinates of operation input performed on the operation surface.
  • a coordinate detection unit to detect, a first vibration element that is arranged along one side of the top panel and generates vibration on the operation surface, and the one side of the top panel or an opposite side that faces the one side
  • a second vibration element that generates vibration on the operation surface.
  • the first vibration element When an operation input is performed on the operation surface, the first vibration element generates a natural vibration of an ultrasonic band on the operation surface.
  • a drive control unit that drives the second vibration element with a second drive signal that generates a natural vibration of an ultrasonic band on the operation surface while driving with the first drive signal.
  • the phase is different from the second phase of the second drive signal.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross section taken along the line AA of the electronic device 100 shown in FIG. 2. It is a figure which shows the wave front formed in parallel with the short side of the top panel 120 among the standing waves produced in the top panel 120 by the natural vibration of an ultrasonic band. It is a figure explaining a mode that the dynamic friction force applied to the fingertip which performs operation input changes with the natural vibration of the ultrasonic band produced in the top panel 120 of the electronic device. It is a figure which shows the structure of the electronic device 100 of embodiment. 7 is a simulation result showing a standing wave generated in the top panel 120 of the electronic device 100.
  • FIG. 6 is a diagram showing drive signals for driving vibration elements 140A1 to 140B3.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating variations between a driving signal for driving the vibration elements 140A1, 140A2, 140B1, and 140B2 and a waveform of a standing wave generated in the top panel 120.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating variations between a driving signal for driving the vibration elements 140A1, 140A2, 140B1, and 140B2 and a waveform of a standing wave generated in the top panel 120.
  • FIG. 6 is a diagram showing simulation results in which the phases of standing waves generated in columns 1 to 3 are adjusted.
  • FIG. 6 is a diagram showing simulation results in which the phases of standing waves generated in columns 1 to 3 are adjusted.
  • FIG. 6 is a diagram showing simulation results in which the phases of standing waves generated in columns 1 to 3 are adjusted.
  • FIG. 6 is a diagram showing simulation results in which the phases of standing waves generated in columns 1 to 3 are adjusted.
  • FIG. 6 is a diagram showing simulation results in which the phases of standing waves generated in columns 1 to 3 are adjusted.
  • FIG. 3 is a diagram showing an area to be set on the top panel 120 of the electronic device 100.
  • 6 is a diagram showing vibration area adjustment data stored in a memory 250.
  • FIG. It is a flowchart which shows the process which the drive control part 240 of the electronic device 100 of embodiment performs. It is a flowchart which shows the process which the drive control part 240 of the drive control apparatus 300 of the electronic device 100 of embodiment performs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an electronic device 100 according to an embodiment.
  • the electronic device 100 is, for example, a smartphone terminal or a tablet computer using a touch panel as an input operation unit. Since the electronic device 100 only needs to be a device having a touch panel as an input operation unit, the electronic device 100 is a device that is installed and used in a specific place such as a portable information terminal or an ATM (Automatic Teller Machine). May be.
  • a smartphone terminal or a tablet computer using a touch panel as an input operation unit. Since the electronic device 100 only needs to be a device having a touch panel as an input operation unit, the electronic device 100 is a device that is installed and used in a specific place such as a portable information terminal or an ATM (Automatic Teller Machine). May be.
  • ATM Automatic Teller Machine
  • the input operation unit 101 of the electronic device 100 is provided with a display panel below the touch panel.
  • Various buttons 102A or sliders 102B or the like (hereinafter referred to as GUI operation unit 102) using a GUI (Graphic User Interface) are provided on the display panel. Is displayed).
  • the user of the electronic device 100 usually touches the input operation unit 101 with a fingertip in order to operate the GUI operation unit 102.
  • FIG. 2 is a plan view showing the electronic device 100 according to the embodiment
  • FIG. 3 is a view showing a cross section taken along line AA of the electronic device 100 shown in FIG. 2 and 3, an XYZ coordinate system that is an orthogonal coordinate system is defined as shown.
  • the electronic device 100 includes a housing 110, a top panel 120, a double-sided tape 130, vibration elements 140A1, 140A2, 140A3, 140B1, 140B2, 140B3, a touch panel 150, a display panel 160, and a substrate 170.
  • vibration elements 140A1, 140A2, 140A3, 140B1, 140B2, and 140B3 are referred to as vibration elements 140A1 to 140B3.
  • the housing 110 is made of, for example, resin, and as shown in FIG. 3, the substrate 170, the display panel 160, and the touch panel 150 are disposed in the recess 110 ⁇ / b> A, and the top panel 120 is bonded by the double-sided tape 130. .
  • the top panel 120 is a thin flat plate member that is rectangular in plan view, and is made of transparent glass or reinforced plastic such as polycarbonate.
  • the surface of the top panel 120 (the surface on the Z-axis positive direction side) is an example of an operation surface on which the user of the electronic device 100 performs operation input.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 are bonded to the surface in the negative direction of the Z-axis, and the four sides in a plan view are bonded to the casing 110 by the double-sided tape 130.
  • the double-sided tape 130 only needs to be able to bond the four sides of the top panel 120 to the housing 110, and does not have to be a rectangular ring as shown in FIG.
  • the touch panel 150 is disposed on the Z-axis negative direction side of the top panel 120.
  • the top panel 120 is provided to protect the surface of the touch panel 150. Further, another panel or a protective film may be provided on the surface of the top panel 120.
  • the top panel 120 vibrates when the vibration elements 140A1 to 140B3 are driven in a state where the vibration elements 140A1 to 140B3 are bonded to the surface in the negative Z-axis direction.
  • the top panel 120 is vibrated at the natural vibration frequency of the top panel 120 to generate a standing wave in the top panel 120.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 are bonded to the top panel 120, it is actually preferable to determine the natural vibration frequency in consideration of the weight of the vibration elements 140A1 to 140B3. Note that the end portions along the four sides of the top panel 120 become free ends when a standing wave is generated.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 are bonded to the surface of the top panel 120 on the Z axis negative direction side. Note that the vibration elements 140A1 to 140B3 are simply referred to as the vibration elements 140 unless otherwise distinguished.
  • the vibrating elements 140A1, 140A2, and 140A3 are arranged on the X axis negative direction side outside the display area of the display panel 160 from the Y axis negative direction side to the Y axis positive direction side along the long side extending in the Y axis direction. Are arranged in this order.
  • the vibration elements 140A1, 140A2, and 140A3 are arranged at intervals so as not to overlap in the Y-axis direction.
  • the vibrating elements 140B1, 140B2, and 140B3 are arranged on the X axis positive direction side outside the display area of the display panel 160, from the Y axis negative direction side to the Y axis positive direction side along the long side extending in the Y axis direction. Are arranged in this order.
  • the vibration elements 140B1, 140B2, and 140B3 are arranged at intervals so as not to overlap in the Y-axis direction.
  • the positions of the vibration elements 140A1, 140A2, and 140A3 in the Y-axis direction are the same as the positions of the vibration elements 140B1, 140B2, and 140B3 in the Y-axis direction, respectively.
  • the vibration elements 140A1, 140A2, and 140A3 and the vibration elements 140B1, 140B2, and 140B3 are arranged such that three sets of the vibration elements 140A1 and 140B1, the vibration elements 140A2 and 140B2, and the vibration elements 140A3 and 140B3 form three rows in the Y-axis direction. Is arranged.
  • the arrangement of the three rows of the vibration elements 140A1 and 140B1, the vibration elements 140A2 and 140B2, and the vibration elements 140A3 and 140B3 be determined so as not to overlap each other in the Y-axis direction.
  • the adjacent vibration elements 140 may overlap in the Y-axis direction.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 are located outside the touch panel 150 and the display panel 160 in plan view.
  • vibration elements 140A1 to 140B3 may be arranged so as to overlap the touch panel 150 and the display panel 160 as long as the coordinate detection by the touch panel 150 and the display on the display panel 160 are not affected.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 may be provided on the side surface or the surface of the top panel 120.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 may be elements that can generate vibrations in an ultrasonic band.
  • elements including a piezoelectric element such as a piezoelectric element can be used.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 are driven by a drive signal output from a drive control unit described later.
  • the amplitude (intensity) and frequency of vibration generated by the vibration elements 140A1 to 140B3 are set by the drive signal.
  • On / off of the vibration elements 140A1 to 140B3 is controlled by a drive signal.
  • an ultrasonic band means a frequency band about 20 kHz or more, for example.
  • the frequency at which vibration elements 140A1 to 140B3 vibrate is equal to the frequency of top panel 120. Therefore, the vibration elements 140A1 to 140B3 are driven by the drive signal so as to vibrate at the natural frequency of the top panel 120.
  • the touch panel 150 is disposed on the display panel 160 (Z-axis positive direction side) and below the top panel 120 (Z-axis negative direction side).
  • the touch panel 150 is an example of a coordinate detection unit that detects a position where the user of the electronic device 100 touches the top panel 120 (hereinafter referred to as an operation input position).
  • the size of the touch panel 150 in plan view is, for example, equal to the size of the display panel 160 in plan view. However, either size may be larger.
  • GUI operation unit On the display panel 160 below the touch panel 150, various buttons and the like (hereinafter referred to as GUI operation unit) by GUI are displayed. For this reason, the user of the electronic device 100 usually touches the top panel 120 with a fingertip in order to operate the GUI operation unit.
  • the touch panel 150 may be a coordinate detection unit that can detect the position of an operation input to the user's top panel 120, and may be, for example, a capacitance type or resistance film type coordinate detection unit.
  • a mode in which the touch panel 150 is a capacitive coordinate detection unit will be described. Even if there is a gap between the touch panel 150 and the top panel 120, the capacitive touch panel 150 can detect an operation input to the top panel 120.
  • the top panel 120 may be integrated with the touch panel 150.
  • the surface of the touch panel 150 becomes the surface of the top panel 120 shown in FIGS. 2 and 3, and an operation surface is constructed.
  • the structure which excluded the top panel 120 shown in FIG.2 and FIG.3 may be sufficient.
  • the surface of the touch panel 150 constructs the operation surface.
  • the member having the operation surface may be vibrated by the natural vibration of the member.
  • the touch panel 150 when the touch panel 150 is a capacitance type, the touch panel 150 may be disposed on the top panel 120. Also in this case, the surface of the touch panel 150 constructs the operation surface. Moreover, when the touch panel 150 is a capacitance type, the structure which excluded the top panel 120 shown in FIG.2 and FIG.3 may be sufficient. Also in this case, the surface of the touch panel 150 constructs the operation surface. In this case, the member having the operation surface may be vibrated by the natural vibration of the member.
  • the display panel 160 may be a display unit that can display an image, such as a liquid crystal display panel or an organic EL (Electroluminescence) panel.
  • the display panel 160 is installed on the substrate 170 (Z-axis positive direction side) by a holder or the like (not shown) inside the recess 110A of the housing 110. 2 is a display area of the display panel 160.
  • the display panel 160 is driven and controlled by a driver IC (Integrated Circuit), which will be described later, and displays a GUI operation unit, images, characters, symbols, graphics, and the like according to the operation status of the electronic device 100.
  • driver IC Integrated Circuit
  • the substrate 170 is disposed inside the recess 110 ⁇ / b> A of the housing 110.
  • a display panel 160 and a touch panel 150 are disposed on the substrate 170.
  • the display panel 160 and the touch panel 150 are fixed to the substrate 170 and the housing 110 by a holder or the like (not shown).
  • the drive control unit mounted on the substrate 170 drives the vibrating elements 140A1 to 140B3,
  • the panel 120 is vibrated at an ultrasonic band frequency.
  • the frequency of this ultrasonic band is a resonance frequency of a resonance system including the top panel 120 and the vibration elements 140A1 to 140B3, and a standing wave is generated in the top panel 120.
  • the electronic device 100 provides tactile sensation to the user through the top panel 120 by generating a standing wave in the ultrasonic band.
  • vibration elements 140A1 to 140B3 are driven in accordance with the position of an operation input to top panel 120. As described above, the vibration elements 140A1 to 140B3 are arranged at the end of the top panel 120 along the long side on the back surface of the top panel 120.
  • FIG. 4 is a diagram showing a wave front formed in parallel to the short side of the top panel 120 among standing waves generated in the top panel 120 due to the natural vibration of the ultrasonic band
  • FIG. 4A is a side view.
  • (B) is a perspective view.
  • 4A and 4B XYZ coordinates similar to those in FIGS. 2 and 3 are defined.
  • the amplitude of the standing wave is exaggerated for ease of understanding.
  • 4A and 4B a standing wave generated when one vibration element 140C similar to the vibration element 140 is arranged along one short side of the top panel 120 will be described.
  • the short side of the top panel 120 is a side extending in the X-axis direction in FIG. 2, and one vibration element 140 ⁇ / b> C is disposed at the end of the top panel 120 along the short side on the Y-axis positive direction side.
  • the generated standing wave will be described.
  • 4A and 4B are waveforms when the number of periods k is 10, as an example.
  • the period number k is 10.
  • the natural frequency f is 33.5 [kHz].
  • a drive signal having a frequency of 33.5 [kHz] may be used.
  • the top panel 120 is a flat plate member.
  • the vibration element 140C is driven to generate the natural vibration of the ultrasonic band, the top panel 120 is bent as shown in FIGS. 4A and 4B. A standing wave is generated on the surface.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the dynamic friction force applied to the fingertip that performs the operation input changes due to the natural vibration of the ultrasonic band generated in the top panel 120 of the electronic device 100.
  • the user performs an operation input to move the finger along the arrow from the back side of the top panel 120 to the near side while touching the top panel 120 with the fingertip.
  • the vibration is turned on / off by turning on / off the vibration elements 140A1 to 140B3 (see FIGS. 2 and 3).
  • the natural vibration of the ultrasonic band occurs in the entire top panel 120 as shown in FIG. 4, but in FIGS. 5A and 5B, the user's finger is on the front side from the back side of the top panel 120.
  • the operation pattern which switches on / off of a vibration during moving to is shown.
  • the vibration is off when the user's finger is on the back side of the top panel 120, and the vibration is on in the middle of moving the finger to the near side.
  • the vibration is turned on when the user's finger is on the back side of the top panel 120, and the vibration is turned off in the middle of moving the finger to the near side. Yes.
  • the dynamic frictional force applied to the fingertip is large in the range indicated in gray on the back side of the top panel 120, and the dynamic frictional force applied to the fingertip is small in the range indicated in white on the near side of the top panel 120.
  • the user who performs an operation input to the top panel 120 senses a decrease in the dynamic friction force applied to the fingertip and perceives the ease of slipping of the fingertip when the vibration is turned on. It will be. At this time, the user feels that a concave portion exists on the surface of the top panel 120 when the dynamic friction force decreases due to the surface of the top panel 120 becoming smoother.
  • the dynamic friction force applied to the fingertip is small in the range shown in white on the front side of the top panel 120, and the dynamic friction force applied to the fingertip is large in the range shown in gray on the front side of the top panel 120.
  • the user who performs an operation input to the top panel 120 senses an increase in the dynamic friction force applied to the fingertip when the vibration is turned off, You will perceive the feeling of being caught. And when a dynamic friction force becomes high because it becomes difficult to slip a fingertip, it will feel like a convex part exists in the surface of the top panel 120.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the electronic device 100 according to the embodiment.
  • the electronic device 100 includes vibration elements 140A1 to 140B3, amplifiers 141A1, 141A2, 141A3, 141B1, 141B2, and 141B3, a touch panel 150, a driver IC (IntegratedcuCircuit) 151, a display panel 160, a driver IC 161, a control unit 200, and a sine wave generator. 310 and a phase amplitude modulator 320.
  • the amplifiers 141A1, 141A2, 141A3, 141B1, 141B2, and 141B3 are referred to as amplifiers 141A1 to 141B3.
  • the control unit 200 includes an application processor 220, a communication processor 230, a drive control unit 240, and a memory 250.
  • the control unit 200 is realized by an IC chip, for example.
  • the drive control unit 240, the sine wave generator 310, and the phase amplitude modulator 320 constitute the drive control device 300.
  • the application processor 220, the communication processor 230, the drive control unit 240, and the memory 250 are realized by one control unit 200.
  • the drive control unit 240 is provided outside the control unit 200. It may be provided as an IC chip or a processor.
  • data necessary for drive control of the drive control unit 240 is stored in a memory different from the memory 250 and provided in the drive control device 300. That's fine.
  • the casing 110, the top panel 120, the double-sided tape 130, and the substrate 170 are omitted.
  • the amplifiers 141A1 to 141B3, the driver IC 151, the driver IC 161, the drive control unit 240, the memory 250, the sine wave generator 310, and the phase amplitude modulator 320 will be described.
  • the amplifiers 141A1 to 141B3 are disposed between the drive control device 300 and the vibration elements 140A1 to 140B3, and amplify a drive signal output from the drive control device 300 to drive the vibration elements 140A1 to 140B3.
  • Drive signals are separately input from the drive control device 300 to the amplifiers 141A1 to 141B3.
  • the driver IC 151 is connected to the touch panel 150, detects position data indicating a position where an operation input to the touch panel 150 has been performed, and outputs the position data to the control unit 200. As a result, the position data is input to the application processor 220 and the drive control unit 240. Note that inputting position data to the drive control unit 240 is equivalent to inputting position data to the drive control apparatus 300.
  • the driver IC 161 is connected to the display panel 160, inputs drawing data output from the drive control device 300 to the display panel 160, and causes the display panel 160 to display an image based on the drawing data. As a result, a GUI operation unit or an image based on the drawing data is displayed on the display panel 160.
  • Application processor 220 performs processing for executing various applications of electronic device 100.
  • the communication processor 230 executes processes necessary for the electronic device 100 to perform communication such as 3G (Generation), 4G (Generation), LTE (Long Term Evolution), and WiFi.
  • the drive control unit 240 outputs six amplitude data and six phase data to the phase amplitude modulator 320 in order to drive the vibration elements 140A1 to 140B3 with a drive signal according to the position of the operation input to the top panel 120. To do.
  • the amplitude data and phase data input to the phase / amplitude modulator 320 are used to individually set the amplitude and phase of the six drive signals that drive the vibration elements 140A1 to 140B3.
  • the drive control of the vibration elements 140A1 to 140B3 by the drive control unit 240 will be described later.
  • the memory 250 stores vibration area adjustment data used for drive control of the vibration elements 140A1 to 140B3 by the drive control unit 240.
  • the memory 250 stores data that associates data representing the type of application and area data representing a GUI operation unit or the like on which an operation input is performed. The vibration area adjustment data will be described later.
  • the memory 250 stores data and programs necessary for the application processor 220 to execute the application, data and programs necessary for the communication processing by the communication processor 230, and the like.
  • the sine wave generator 310 generates a sine wave necessary for generating a drive signal for vibrating the top panel 120 at a natural frequency. For example, when the top panel 120 is vibrated at a natural frequency f of 37.5 [kHz], the frequency of the sine wave is 37.5 [kHz].
  • the sine wave generator 310 inputs an ultrasonic band sine wave signal to the phase amplitude modulator 320.
  • the phase / amplitude modulator 320 modulates the phase and amplitude of the sine wave signal input from the sine wave generator 310 using the six amplitude data and the six phase data input from the drive control unit 240 to generate vibration.
  • Six drive signals used for driving the elements 140A1 to 140B3 are generated.
  • a DSP digital signal processor
  • the phase amplitude modulator 320 can be used as the phase amplitude modulator 320 that modulates the phase and amplitude of the sine wave signal in the ultrasonic band.
  • the phase / amplitude modulator 320 modulates only the phase and amplitude of the sine wave signal of the ultrasonic band input from the sine wave generator 310, and generates six drive signals without modulating the frequency.
  • the six drive signals output from the phase amplitude modulator 320 are ultrasonic band sine wave signals obtained by modulating only the phase and amplitude of the ultrasonic band sine wave signal input from the sine wave generator 310. .
  • the drive signal amplitude is zero. This is equivalent to the phase amplitude modulator 320 not outputting a drive signal. Any of the six amplitude data can be zero.
  • FIG. 7 is a simulation result showing a standing wave generated in the top panel 120 of the electronic device 100.
  • FIG. 8 is a diagram showing drive signals for driving the vibration elements 140A1 to 140B3.
  • FIG. 7 shows only the top panel 120 and the vibration elements 140A1 to 140B3 among the components of the electronic device 100, and in order to make standing waves generated on the top panel 120 easier to see, in plan view. Vibrating elements 140A1 to 140B3 are shown outside the top panel 120.
  • the electronic device 100 is driven by being divided into three sets of vibration elements 140A1 and 140A2, vibration elements 140A2 and 140B2, and vibration elements 140A3 and 140B3. Therefore, the columns formed by the vibration elements 140A1 and 140A2, the vibration elements 140A2 and 140B2, and the vibration elements 140A3 and 140B3 are referred to as column 1, column 2, and column 3.
  • waveforms z1, z2, and z3 in the XZ plane of standing waves generated on the center line of the width in the Y-axis direction of the columns 1 to 3 are shown.
  • V is the maximum amplitude and is represented by a voltage value.
  • ⁇ is an angular frequency of the ultrasonic band, for example, 37.5 ⁇ 10 3 ⁇ 2 ⁇ radians / second.
  • t is time.
  • the drive signals vA1, vB1, vA2, vB2, vA3, and vB3 are signals whose amplitude varies in a sine wave shape.
  • the phases of the drive signals vA1 and vA3 are equal, and the drive signals vA1 and The phase of the drive signal vA2 is different from vA3.
  • the driving signals vA1 and vA2 of the vibrating elements 140A1 and 140A2 adjacent along the Y axis on the X axis negative direction side of the top panel 120 are different in phase from each other, and the Y axis on the X axis negative direction side of the top panel 120
  • the drive signals vA2 and vA3 of the vibrating elements 140A2 and 140A3 adjacent along the phase are different from each other.
  • the vibration elements 140A1 and 140A2 are the first vibration element and the second vibration element, the phases of the first drive signal and the second drive signal for driving the first vibration element and the second vibration element, respectively, are different.
  • the drive signals vB1, vB2, and vB3 of the vibration elements 140B1, 140B2, and 140B3 arranged along the Y axis on the X axis positive direction side of the top panel 120 have the same phase of the drive signals vB1 and vB3.
  • the phase of the drive signal vB2 is different from the signals vB1 and vB3.
  • the drive signals vB1 and vB2 of the vibration elements 140B1 and 140B2 adjacent along the Y axis on the X axis negative direction side of the top panel 120 are different in phase from each other, and on the X axis negative direction side of the top panel 120
  • the drive signals vB2 and vB3 of the vibration elements 140B2 and 140B3 adjacent along the phase are different from each other.
  • vibration elements 140B1 and 140B2 are the first vibration element and the second vibration element, the phases of the first drive signal and the second drive signal for driving the first vibration element and the second vibration element, respectively, are different.
  • the top panel 120 includes columns as shown in FIG. A standing wave due to the natural vibration of the ultrasonic band is generated almost uniformly in each of 1 to 3.
  • This standing wave exists to the end of the top panel 120 on the Y-axis negative direction side and the Y-axis positive direction side.
  • the phase of the standing wave in column 1 and column 3 is the same, and the phase of the standing wave in column 2 is different from the phase of the standing wave in column 1 and column 3, so that Even at the end on the Y-axis negative direction side and the end on the Y-axis positive direction side, a large amplitude is obtained up to the end.
  • the vibration elements 140A1 to 140A3 and the vibration elements 140B1 to 140B3 are arranged along the long sides of the rectangular top panel 120 in plan view, respectively, at the end side in the long side direction. This is effective when it is desired to secure the amplitude of the.
  • a large amplitude can be obtained at the end portion on the Y-axis negative direction side and the end portion on the Y-axis positive direction side.
  • the vibration mode of the standing wave in each of the columns 1 to 3 is less likely to be distributed to adjacent columns. That is, since the phases of standing waves in adjacent columns are different, the vibration modes are unlikely to interfere with each other, and a large amplitude is obtained at the end on the Y axis negative direction side and the end on the Y axis positive direction side. This is probably because of this.
  • the phase of the drive signal between the adjacent vibration elements 140 is different.
  • the amplitude of the standing wave can also be increased at the ends in the arrangement direction of the vibration elements 140A1 to 140B3.
  • the phase of the drive signal vA1 of the vibration element 140A1 and the drive signal vB1 of the vibration element 140B1 are different.
  • the phase of the drive signal vA2 of the vibration element 140A2 and the drive signal vB2 of the vibration element 140B2 are different, and the phase of the drive signal vA3 of the vibration element 140A3 and the drive signal vB3 of the vibration element 140B are different.
  • the phase of the drive signal vA1 of the vibration element 140A1 and the drive signal vB1 of the vibration element 140B1 are equal.
  • the phase of the drive signal vA2 of the vibration element 140A2 and the drive signal vB2 of the vibration element 140B2 are equal, and the phase of the drive signal vA3 of the vibration element 140A3 and the drive signal vB3 of the vibration element 140B are equal.
  • the driving signals vA1 and vB1 in the column 1 and the driving signals vA3 and vB3 in the column 3 have the same phase, and the driving signals vA1 and vB1 in the column 1 and the driving signals vA2 and vB2 in the column 2 are different.
  • the signals vA2 and vB2 are different from the drive signals vA3 and vB3 in the column 3.
  • the electronic device 100 drives the vibration elements 140 adjacent to each other in the Y-axis direction among the vibration elements 140A1 to 140B3 with drive signals having different phases.
  • the Y-axis direction is a direction in which elongated vibration elements 140A1 to 140B3 are arranged on a straight line in plan view.
  • the vibration elements 140 adjacent in the Y-axis direction are four sets of vibration elements 140A1 and 140A2, vibration elements 140A2 and 140A3, vibration elements 140B1 and 140B2, and vibration elements 140B2 and 140B3.
  • electronic device 100 drives vibration elements 140 having the same position in the X-axis direction among vibration elements 140A1 to 140B3 with drive signals having the same phase or drive signals having phases different by 180 degrees. .
  • the vibration elements 140 having the same position in the X-axis direction are three sets of vibration elements 140A1 and 140B1, vibration elements 140A2 and 140B2, and vibration elements 140A3 and 140B3.
  • FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams showing variations between the drive signal for driving the vibration elements 140A1, 140A2, 140B1, and 140B2 and the waveform of the standing wave generated in the top panel 120.
  • FIG. 9 and FIG. 10 for convenience of explanation, a standing wave is divided between the vibration elements 140A1 and 140B1 and the vibration elements 140A2 and 140B2 by dividing the top panel 120 into two top panels 120-1 and 120-2. Show.
  • the vibration elements 140A1 and 140B1 are driven by drive signals vA1 and vB1 having the same phase (phase difference 0 degree), and the vibration elements 140A2 and 140B2 are driven by the same phase (phase difference 0 degree).
  • the phase difference between the drive signals vA1 and vB1 for driving the vibration elements 140A1 and 140B1 and the drive signals vA2 and vB2 for driving the vibration elements 140A2 and 140B2 is 180 degrees ( ⁇ ).
  • the drive signal vA1 is a signal whose amplitude varies sinusoidally.
  • both ends of the top panel 120-1 bend with the same phase.
  • bending with the same phase means that the displacement with respect to the end is the same in the Z-axis direction.
  • both ends of the top panel 120-2 bend with the same phase.
  • the drive signals vA1 and vB1 and the drive signals vA2 and vB2 are 180 degrees out of phase, both ends of the top panel 120-1 and both ends of the top panel 120-2 are bent in opposite phases. Bending in the opposite phase means that the displacement with respect to the end is opposite in the Z-axis direction.
  • the vibration elements 140A1 and 140B1 are driven by drive signals vA1 and vB1 having opposite phases (phase difference of 180 degrees), and the vibration elements 140A2 and 140B2 are driven by drive signals vA2 having opposite phases (phase difference of 180 degrees). And vB2.
  • the drive signals vA1 and vB1 for driving the vibration elements 140A1 and 140B1 and the drive signals vA2 and vB2 for driving the vibration elements 140A2 and 140B2 have the same phase (phase difference of 0 degree).
  • ⁇ b is an angular frequency of the ultrasonic band and is different from ⁇ a of the drive signal vA1 shown in FIG.
  • both ends of the top panel 120-1 bend in the opposite phases.
  • both ends of the top panel 120-2 bend in opposite phases.
  • the drive signal vA1 and the drive signal vA2 have a phase difference of 180 degrees, the end of the top panel 120-1 on the X-axis negative direction side and the end of the top panel 120-2 on the X-axis negative direction side Is in opposite phase.
  • the drive signal vB1 and the drive signal vB2 are 180 degrees out of phase, the end of the top panel 120-1 on the X axis positive direction side and the end of the top panel 120-2 on the X axis positive direction side are Is out of phase.
  • the phase difference between the drive signal vA1 and the drive signal vA2 used for driving the adjacent vibration elements 140A1 and 140A2, the phase difference between the drive signal vA1 and the drive signal vA2 used for driving the adjacent vibration elements 140B1 and 140B2, and the drive By adjusting the phase difference between the signals vA1 and vB1 and the phase difference between the drive signals vA2 and vB2, the phase of the standing wave generated in the top panels 120-1 and 120-2 can be adjusted.
  • 11 to 15 are diagrams showing simulation results in which the phases of standing waves generated in the columns 1 to 3 are adjusted.
  • the place where the maximum amplitude of the standing wave is large is shown in black, and the place where the maximum amplitude is small is shown in white.
  • the phases of the three kinds of standing waves generated in rows 1 to 3 are 0 °, 180 °, and 0 °, respectively.
  • the standing waves shown in FIG. 11 are different from the driving signals vA1, vB1, vA2, vB2, vA3, and vB3 in the case of obtaining the standing waves shown in FIG. This is the same as the three rows of standing waves shown in FIG.
  • the phases of the three kinds of standing waves generated in rows 1 to 3 are 0 °, 90 °, and 0 °, respectively.
  • the standing wave shown in FIG. 12 is different from the driving signals vA1, vB1, vA2, vB2, vA3, and vB3 when the standing wave shown in FIG. 11 is obtained in the driving signals vA2 and vB2.
  • the standing waves of the three rows shown in FIG. 12 have a slightly smaller amplitude at the end in the Y-axis direction than the standing waves of the three rows shown in FIG. 11, but the amplitude increases between the rows 1 to 3. ing.
  • the phases of standing waves mainly occurring in rows 1 and 3 are 0 ° and 180 °, respectively.
  • the standing wave shown in FIG. 13 differs from the driving signals vA1, vB1, vA2, vB2, vA3, and vB3 in the case of obtaining the standing wave shown in FIG. 11 in that the driving signals vA2 and vB2 are different, and the vibration elements 140A2 and 140B2 are used. Not driving.
  • the standing waves in the two rows shown in FIG. 13 have smaller amplitudes at the ends in the Y-axis direction and in the region corresponding to row 2 than the standing waves in the three rows shown in FIG.
  • the distribution of the standing wave can be changed by changing the amplitudes of the drive signals vA2 and vB2.
  • vA1 V exp (j ⁇ a t )
  • vB1 V exp (j ⁇ a t)
  • vA2 V exp (j ⁇ a t)
  • vB2 V exp (j ⁇ a t)
  • vA3 V exp
  • vA1 V exp (j ⁇ a t )
  • the phases of the three kinds of standing waves generated in rows 1 to 3 are 0 °, 0 °, and 180 °, respectively.
  • the standing wave shown in FIG. 14 is different from the driving signals vA1, vB1, vA2, vB2, vA3, and vB3 when the standing wave shown in FIG. 11 is obtained in the driving signals vA2, vB2, vA3, and vB3.
  • the standing waves in the three rows shown in FIG. 14 have a slightly smaller amplitude at the end on the Y axis positive direction side than the standing waves in the three rows shown in FIG. It is increasing.
  • the phases of the drive signals vA1, vB1, vA2, and vB2 are different.
  • the phases of the drive signals vA1 and vA2 that drive the adjacent vibrating elements 140A1 and 140A2 in the Y-axis direction are equal, and the phases of the drive signals vA1 and vA2 that drive the adjacent vibrating elements 140B1 and 140B2 in the Y-axis direction are equal.
  • the phases of the drive signals vA2 and vA3 that drive the adjacent vibration elements 140A2 and 140A3 in the Y-axis direction are different, and the phases of the drive signals vA2 and vA3 that drive the adjacent vibration elements 140B2 and 140B3 in the Y-axis direction are different.
  • the phases of the three kinds of standing waves generated in rows 1 to 3 are 0 °, 90 °, and 180 °, respectively.
  • the standing waves shown in FIG. 15 are different in driving signals vA2, vB2, vA3, and vB3 from the driving signals vA1, vB1, vA2, vB2, vA3, and vB3 when the standing waves shown in FIG. 11 are obtained.
  • the standing waves of the three rows shown in FIG. 15 are slightly smaller in amplitude at the end on the Y axis positive direction side than the standing waves of the three rows shown in FIG. It is increasing.
  • the phases of the standing waves in the three rows can be changed from the state shown in FIG. 11, and the distribution of the standing waves can also be changed. I understood.
  • phase difference between the standing waves of the three rows is set to 90 ° or 180 °
  • an arbitrary phase difference between 0 ° and 90 °, or 90 ° and 180 ° It can be seen that the phase of the standing waves in the three rows can be changed and the distribution of the amplitudes of the standing waves can be changed by setting the phase difference to be arbitrary.
  • the distribution of the standing wave phase and the standing wave amplitude of the three rows is adjusted by making the phases of the standing waves of the rows 1 and 2 or the rows 2 and 3 different. To do.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an area set on the top panel 120 of the electronic device 100.
  • the partitioned areas 121A, 121B, 121C, 122A, and 122B are set on the top panel 120.
  • Each of the divided regions 121A, 121B, and 121C is a region in which the amplitude of the standing wave in the columns 1 to 3 obtained by the driving method described with reference to FIG. 11 is sufficiently reduced in the dynamic friction coefficient due to the squeeze effect. Correspond.
  • the segmented regions 122A and 122B are located between the segmented regions 121A, 121B, and 121C, and the standing wave amplitudes of the columns 1 to 3 obtained by the driving method described with reference to FIG. It corresponds to the following areas.
  • the electronic apparatus 100 has an operation input position in any one of the divided regions 121A, 121B, or 121C, and the standing waves in the columns 1 to 3 obtained by the driving method described with reference to FIG.
  • the position of the operation input moves from the generated state to the segmented areas 122A and 122B
  • the phases of the drive signals vA1, vB1, vA2, vB2, vA3, and vB3 are adjusted, and the signals are fixed in the segmented areas 122A and 122B.
  • the amplitude of the wave is set to a predetermined value.
  • the divided regions 121A, 121B, 121C, 122A, and 122B shown in FIG. 16 are examples, and depend on the driving method of the vibration elements 140A1 to 140B3 and the distribution of the amplitude of the standing wave generated in the top panel 120.
  • the area may be set.
  • FIG. 17 is a diagram showing vibration area adjustment data stored in the memory 250.
  • the vibration area adjustment data includes the identifiers (area IDs) of the divided areas 121A to 121C, 122A, and 121B and coordinate data f1 to f5 that represent the areas of the divided areas 121A to 121C, 122A, and 121B. And phase data (phases A1 to A3 and B1 to B3) and amplitude data (amplitudes 1 to 3) of the driving signals of the vibration elements that are driven when the position of the operation input is within each segmented area. It is.
  • Such vibration region adjustment data is set for each application according to the type of application.
  • the vibration area adjustment data for each application is associated with an application ID assigned to each application.
  • the vibration area adjustment data shown in FIG. 17 is a part of all vibration area adjustment data stored in the memory 250 of the electronic device 100, and is a part of the vibration area adjustment data for a specific application. is there.
  • the coordinate data f1 to f5 represent the coordinates of the divided areas 121A to 121C, 122A, and 121B shown in FIG.
  • the phases A1 to A3 and B1 to B3 of the phase data represent phases set in the drive signals vA1 to vA3 and vB1 to vB3, respectively.
  • the amplitudes 1 to 3 of the amplitude data represent the amplitude values set in the drive signals vA1 to vA3 and vB1 to vB3, respectively, according to the coordinates.
  • the same amplitude value is set for the drive signals vA1 and vB1
  • the same amplitude value is set for the drive signals vA2 and vB2
  • the same amplitude value is set for the drive signals vA3 and vB3.
  • the amplitude 1 represents the amplitude value set in the drive signals vA1 and vB1 according to the coordinates.
  • A11 with an amplitude value of 1 is a functional expression corresponding to the coordinates in order to change the amplitude according to the coordinates for each divided region. For this reason, when the coordinates are determined, the amplitude value at the coordinates is given by A11 of the amplitude value 1.
  • A11 and A12 of amplitude value 1, A11 and A12 of amplitude 2, and A11 and A12 of amplitude 3 are pattern data for determining a vibration pattern by changing the amplitude according to coordinates.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating processing executed by the drive control unit 240 of the electronic device 100 according to the embodiment.
  • the OS (Operating System) of the electronic device 100 executes control for driving the electronic device 100 every predetermined control cycle. For this reason, the drive control apparatus 300 performs a calculation for every predetermined control period. The same applies to the drive control unit 240, and the drive control unit 240 repeatedly executes the flow shown in FIG. 18 at predetermined control cycles.
  • the drive control unit 240 starts processing when the power of the electronic device 100 is turned on.
  • the drive control unit 240 determines whether or not the position and region of the operation input has been detected based on data representing the region where the fingertip touches the top panel 120, which is input from the driver IC 151 (see FIG. 6) (step S1). ). The process of step S1 is repeatedly executed until the position and range of the operation input are detected.
  • the operation input area is an area touched by the fingertip, and the position of the operation input is represented by the coordinates of the center of gravity of the operation input area.
  • the drive control unit 240 drives by setting the phase and amplitude of the drive signal corresponding to the position of the operation input acquired in step S1 (step S2). Setting of the phase and amplitude of the drive signal corresponding to the segmented area is performed using vibration area adjustment data stored in the memory 250.
  • step S2 Note that the details of the process of step S2 are realized by steps S21 to S27 described later with reference to FIG.
  • the drive control unit 240 determines whether or not there is an operation input (step S3). More specifically, the drive control unit 240 determines the presence / absence of an operation input based on data that is input from the driver IC 151 (see FIG. 6) and represents an area where the fingertip touches the top panel 120.
  • the phase and amplitude of the drive signal corresponding to the segmented area where the operation input has been made are set, and the vibration element 140 is driven.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating processing executed by the drive control unit 240 of the drive control apparatus 300 of the electronic device 100 according to the embodiment.
  • the required time ⁇ t is the control time. Approximately equal to the period.
  • One cycle time of the control cycle is handled as corresponding to a required time ⁇ t from when the position data is input from the driver IC 151 to the drive control device 300 until the drive signal is calculated based on the position data. it can.
  • steps S21 to S27 shown in FIG. 19 is processing performed in step S2 shown in FIG.
  • the drive control unit 240 starts the process of step S21 shown in FIG.
  • the drive control unit 240 acquires the position data, and acquires the coordinate data of the segmented area including the coordinates represented by the current position data (step S21).
  • the drive control unit 240 determines whether or not the moving speed is equal to or higher than a predetermined threshold speed (step S22).
  • the moving speed may be calculated by vector calculation.
  • the threshold speed may be set as the minimum speed of the fingertip movement speed when performing an operation input while moving the fingertip, such as a so-called flick operation, swipe operation, or drag operation. Such a minimum speed may be set based on experimental results, or may be set according to the resolution of the touch panel 150 or the like.
  • step S22 When it is determined in step S22 that the moving speed is equal to or higher than the predetermined threshold speed, the drive control unit 240 calculates estimated coordinates after ⁇ t time based on the coordinates represented by the current position data and the moving speed ( Step S23).
  • the drive control unit 240 derives a segmented region including estimated coordinates after ⁇ t time (step S24).
  • the drive control unit 240 uses the vibration region adjustment data to select phase data and amplitude data representing the phase and amplitude corresponding to the segmented region including the estimated coordinates after ⁇ t time (step S25).
  • the drive control unit 240 outputs phase data and amplitude data (step S26).
  • the phase and amplitude modulator 320 generates a drive signal by modulating the phase and amplitude of the sine wave output from the sine wave generator 310, and the vibration elements 140A1, 140A2, 140A3, 140B1, 140B2, and 140B3. Is driven.
  • the drive control unit 240 advances the flow to step S3 shown in FIG.
  • step S22 when it is determined in step S22 that the moving speed is not equal to or higher than the predetermined threshold speed (S22: NO), the drive control unit 240 sets the amplitude value to zero (step S27).
  • the drive control unit 240 outputs amplitude data having an amplitude value of zero, and the phase amplitude modulator 320 generates a drive signal in which the amplitude of the sine wave output from the sine wave generator 310 is modulated to zero. Is done. Therefore, in this case, the vibration elements 140A1, 140A2, 140A3, 140B1, 140B2, and 140B3 are not driven.
  • step S23 calculating the estimated coordinate after (DELTA) t time is not essential.
  • drive control may be performed using the position data acquired in step S21 instead of the estimated coordinates.
  • 20 to 25 are diagrams illustrating an operation example of the electronic device 100 according to the embodiment. 20 to 25, XYZ coordinates similar to those in FIGS. 2 to 4 are defined.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating the top panel 120, the touch panel 150, and the display panel 160 in a plan view.
  • the user of the electronic device 100 touches the page 1 shown in gray with a fingertip and performs a swipe operation in the left direction.
  • the page 2 shown in white is being opened. That is, the display of electronic device 100 is about to transition from page 1 to page 2.
  • the drive control unit 240 determines whether or not the operation input is a swipe operation. For example, the drive control unit 240 determines that a swipe operation is being performed when the user's fingertip first moves from the position where the user's fingertip first touched the top panel 120 by ⁇ dmm or more in the X-axis direction. When the fingertip enters, the top panel 120 vibrates. A region indicated by oblique lines is a region St.
  • the top panel is driven by the drive signal output from the phase amplitude modulator 320 based on the amplitude data output from the drive control unit 240.
  • the vibration generated in 120 will be described.
  • the horizontal axis represents the time axis
  • the vertical axis represents the amplitude value of the amplitude data.
  • the vibration pattern shown in FIG. 21 is determined for each coordinate by the amplitude data included in the vibration area adjustment data.
  • the drive control unit 240 determines that the user's input operation is a swipe operation, and performs driving with a swipe vibration pattern.
  • the operation distance dmm used for the determination of the swipe operation corresponds to the movement distance of the fingertip between times t1 and t2.
  • page transition starts.
  • the vibration pattern for swipe has an amplitude of E11 and is a drive pattern in which vibration continues during the swipe operation.
  • the drive control unit 240 sets the amplitude value to zero. For this reason, the amplitude becomes zero immediately after time t3. Further, the page transition is completed at time t4 after time t3.
  • the drive control unit 240 outputs amplitude data having a constant amplitude (E11) as an example. Therefore, while the user is performing the swipe operation, the dynamic friction force applied to the user's fingertip is reduced, and the user can be provided with a sense that the fingertip slips. Can be detected with the fingertip.
  • E11 constant amplitude
  • FIG. 22 shows an upward flick as shown by an arrow in order to select “l” from the state where the user's fingertip touches the alphabet “j” at the position C11 in the operation mode for editing the e-mail. Indicates the state of operation.
  • FIG. 22 which of “j, k, l, 5 or &” is selected on the Y axis positive direction side of the GUI operation unit for inputting “A, B, C, 2 or #”.
  • a circular sub display area 165 is displayed. In the sub display area 165, “l” selected by the flick operation is highlighted.
  • the drive control unit 240 determines whether the operation input is a flick operation.
  • the top panel 120 is vibrated as follows.
  • the vibration pattern shown in FIG. 23 is determined for each coordinate by the amplitude data included in the vibration area adjustment data.
  • the display on the GUI operation unit is also updated to a state where “l” is highlighted, and accordingly, the region St is updated to be outside the predetermined region. It is determined that the finger is positioned and the amplitude is set to zero.
  • the amplitude of the top panel 120 becomes zero, the dynamic friction force applied to the fingertip of the user increases, and the user is provided with a sense that the fingertip is caught.
  • the user feels as if the fingertip touches the protrusion by increasing the dynamic frictional force.
  • the user can detect with the fingertip that the operation input for selecting the letter “l” is accepted by the electronic device 100.
  • the GUI operation unit for inputting “j, k, l, 5 or &” as the GUI operation unit is described with reference to FIGS. 22 and 23.
  • vibrations may be generated for each predetermined movement amount.
  • the top panel 120 may be vibrated with an arbitrary vibration pattern in order to make the user perceive the operation of the GUI operation unit of the slider 102B.
  • the numeral “5” is obtained.
  • the top panel 120 is vibrated as follows. Unlike the flick operation, swipe operation, or drag operation, such a movement operation input is performed while a fingertip moves across a plurality of GUI operation sections in a state where a plurality of GUI operation sections are displayed side by side. Operation input to be performed.
  • the vibration pattern shown in FIG. 25 is determined for each coordinate by the amplitude data included in the vibration area adjustment data.
  • This vibration of amplitude E31 is generated when the position of the fingertip goes out of the number “6” region, and from a low friction state in such a short time that the user's fingertip is not perceived, the vibration is instantaneously generated.
  • a tactile sensation in which the fingertip touches the protrusion is provided to the user.
  • vibration with a small amplitude E32 occurs at a constant time interval in a short time from time t23. This is because the number “5” is located at the center of the numeric keypad, so that the user senses that the user is touching the number “5” only with the fingertips without looking at the top panel 120. It is a vibration generated to make it possible.
  • a vibration with a large amplitude E31 is generated in a short time. This is a vibration similar to the vibration at time t22, and the user's fingertip is instantly changed to a high friction state from a low friction state so short that the user's fingertip is not perceived. This is because the fingertip senses that the fingertip has entered the “4” region from the “5” region.
  • the natural friction of the ultrasonic band of the top panel 120 is generated and the dynamic friction force applied to the user's fingertip is changed, so that a good tactile sensation is provided to the user. Can do.
  • the phases of the drive signals of the adjacent vibration elements 140 are different from each other, so that the vibration elements 140A1
  • the amplitude of the standing wave can be increased also at the end in the arrangement direction of 140B3.
  • the user can be provided with a tactile sensation due to the natural vibration of the ultrasonic wave having the optimum amplitude value according to the position of the operation input. Can do.
  • the segment areas 121A, 121B, 121C, 122A, and 122B shown in FIG. 16 are set, and the phase of the drive signal is set according to the position of the operation input using the data shown in FIG.
  • the form to adjust was demonstrated.
  • phase adjustment is not essential in the present embodiment.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 may be driven by generating a drive signal using the phase and amplitude set in advance for the drive signal.
  • the phase and amplitude included in the drive signal shown in FIG. 8 may be used as the phase and amplitude set in advance for the drive signal.
  • the vibration elements 140A1, 140A2, and 140A3 are arranged along the long side extending in the Y-axis direction on the X-axis negative direction side on the surface on the Z-axis negative direction side of the top panel 120. Further, the vibration elements 140B1, 140B2, and 140B3 are arranged along the long side extending in the Y-axis direction on the X-axis positive direction side on the surface of the top panel 120 on the Z-axis negative direction side.
  • the vibration elements 140A1 to 140B3 may be arranged along the X axis at the positive direction end and the negative direction end of the Y axis.
  • the electronic device 100 may not include all the vibration elements 140A1 to 140B3.
  • standing waves may be similarly generated in the columns 1 to 3 including only the vibration elements 140A1 to 140A3 or only the vibration elements 140B1 to 140B3.
  • standing waves may be generated in the rows 1 to 3 in the same manner by including only the vibration elements 140A1, 140B2, and 140A3, or by including only the vibration elements 140B1, 140A2, and 140B3.
  • FIGS. 26 and 27 may be adopted.
  • FIG. 26 and FIG. 27 are diagrams showing the arrangement of the vibration elements and the drive signals according to the first modification and the second modification of the embodiment.
  • the vibration elements 140C1 and 140C2 may be arranged along the X-axis direction along the short side of the top panel 120 on the Y-axis negative direction side.
  • the lengths of the vibration elements 140C1 and 140C2 in the X-axis direction are equal to each other and are matched to the length of the short side of the top panel 120, so that the two vibration elements 140C1 and 140C2 can cover substantially the entire short side. Is set.
  • the row corresponding to the vibration element 140C1 is an area that substantially corresponds to the width of the vibration element 140C1 in the X-axis direction and extends from the end on the Y-axis negative direction side to the end on the Y-axis positive direction side.
  • the row corresponding to the vibration element 140C2 is an area that substantially corresponds to the width of the vibration element 140C2 in the X-axis direction and extends from the end on the Y-axis negative direction side to the end on the Y-axis positive direction side.
  • the dynamic friction force applied to the fingertip of the user is changed by generating the natural vibration of the ultrasonic band of the top panel 120. Can be provided.
  • the phase of the drive signal between the adjacent vibration elements 140C1 and 140C2 is made different so that the vibration elements 140C1 and 140C2 are arranged in the arrangement direction.
  • the amplitude of the standing wave can also be increased at the end.
  • the vibration element 140D2 may be disposed on the X axis positive direction side along the X axis direction along the short side of the top panel 120 on the Y axis positive direction side.
  • the lengths of the vibration elements 140D1 and 140D2 in the X-axis direction are equal to each other and are matched to the length of the short side of the top panel 120, so that the two vibration elements 140D1 and 140D2 can cover substantially the entire short side. Is set.
  • the row corresponding to the vibration element 140D1 is an area that substantially corresponds to the width of the vibration element 140D1 in the X-axis direction and extends from the end on the Y-axis negative direction side to the end on the Y-axis positive direction side.
  • the row corresponding to the vibration element 140D2 is an area that substantially corresponds to the width of the vibration element 140D2 in the X-axis direction and extends from the end on the Y-axis negative direction side to the end on the Y-axis positive direction side.
  • the elongated vibration element 140D1 and the vibration element 140D2 are not arranged along the same side of the top panel 120 in plan view, but the vibration element 140D2 is a side facing the side where the vibration element 140D1 is arranged. Are arranged along.
  • the standing wave also at the end in the arrangement direction of the vibration elements 140D1 and 140D2 Can be increased in amplitude.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an electronic device 100A according to a modification of the embodiment.
  • the electronic device 100A is a notebook PC (Personal Computer).
  • PC 100A includes a display panel 160A and a touch pad 160B. If a plurality of vibration elements 140 are provided on the back surface of the touch pad 160B so that the natural vibration of the ultrasonic band is generated on the surface of the touch pad 160B, the operation to the touch pad 160B is performed as in the electronic device 100 shown in FIG. An operational feeling can be provided to the user's fingertip through a tactile sensation according to the amount of input movement.
  • vibration element 140 is provided on the back surface of the display panel 160A, as with the electronic apparatus 100 shown in FIG. A feeling can be provided.

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Abstract

　良好な触感を提供できる電子機器及び駆動制御方法を提供することを課題とする。　電子機器は、表示部と、前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有し、平面視で矩形状のトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の座標を検出する座標検出部と、前記トップパネルの一辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第１振動素子と、前記トップパネルの前記一辺、又は、前記一辺に対向する対向辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第２振動素子と、前記操作面に操作入力が行われると、前記第１振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第１駆動信号で駆動するとともに、前記第２振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第２駆動信号で駆動する駆動制御部とを含み、前記第１駆動信号の第１位相と、前記第２駆動信号の第２位相は異なる。

Description

電子機器及び駆動制御方法
　本発明は、電子機器及び駆動制御方法に関する。
　従来より、内部に押圧操作を検出する検出手段が設けられた表面パネルと、前記表面パネルに振動を与える第１の励振手段および第２の励振手段と、前記第１の励振手段を駆動する第１の駆動信号および前記第２の励振手段を駆動する第２の駆動信号を生成する駆動手段とを備えた入力装置がある。前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とを時間的にずらして前記駆動手段から発生させ、前記第１の励振手段と前記第２の励振手段とを時間的にずらして駆動する制御手段が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
　また、同文献の実施の形態には、振動発生装置（１５Ａ，１５Ｂ）から発生される振動が表面パネル（１３）に波として伝達され、表面パネル（１３）を介して操作者に、前記押圧操作に対する応答であるクリック感（操作感触）が与えられる、と記載されている（例えば、特許文献１の段落００４１参照）。
特開２００６－２０９５７０号公報
　従来の入力装置では、振動発生装置から発生される振動が表面パネルに波として伝達され、クリック感が与えられている。このようなクリック感は、パチニ小体のような人間の皮膚の加速度器官への能動刺激を利用したものであり、振動発生装置を駆動する駆動信号の周波数は、例えば１ｋＨｚ以下の可聴域の周波数であり、第１の駆動信号と第２の駆動信号の周波数自体に特に工夫はなされていない。
　このため、従来の入力装置は、良好な触感を提供できないおそれがある。
　そこで、良好な触感を提供できる電子機器及び駆動制御方法を提供することを目的とする。
　本発明の実施の形態の電子機器は、前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有し、平面視で矩形状のトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の座標を検出する座標検出部と、前記トップパネルの一辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第１振動素子と、前記トップパネルの前記一辺、又は、前記一辺に対向する対向辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第２振動素子と、前記操作面に操作入力が行われると、前記第１振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第１駆動信号で駆動するとともに、前記第２振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第２駆動信号で駆動する駆動制御部とを含み、前記第１駆動信号の第１位相と、前記第２駆動信号の第２位相は異なる。
　良好な触感を提供できる電子機器及び駆動制御方法を提供することができる。
実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。 実施の形態の電子機器１００を示す平面図である。 図２に示す電子機器１００のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。 超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図である。 電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。 実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。 電子機器１００のトップパネル１２０に発生する定在波を示すシミュレーション結果である。 振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動する駆動信号を示す図である。 振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２を駆動する駆動信号と、トップパネル１２０に生じる定在波の波形とのバリエーションを示す図である。 振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２を駆動する駆動信号と、トップパネル１２０に生じる定在波の波形とのバリエーションを示す図である。 列１～３に発生させる定在波の位相を調整したシミュレーション結果を示す図である。 列１～３に発生させる定在波の位相を調整したシミュレーション結果を示す図である。 列１～３に発生させる定在波の位相を調整したシミュレーション結果を示す図である。 列１～３に発生させる定在波の位相を調整したシミュレーション結果を示す図である。 列１～３に発生させる定在波の位相を調整したシミュレーション結果を示す図である。 電子機器１００のトップパネル１２０に設定する領域を示す図である。 メモリ２５０に格納される振動領域調整データを示す図である。 実施の形態の電子機器１００の駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の第１変形例及び第２変形例による振動素子の配置と駆動信号を示す図である。 実施の形態の第１変形例及び第２変形例による振動素子の配置と駆動信号を示す図である。 実施の形態の変形例の電子機器１００Ａを示す図である。
　以下、本発明の
を適用した実施の形態について説明する。
　＜実施の形態＞
　図１は、実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。
　電子機器１００は、一例として、タッチパネルを入力操作部とする、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータである。電子機器１００は、タッチパネルを入力操作部とする機器であればよいため、例えば、携帯情報端末機、又は、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）のように特定の場所に設置されて利用される機器であってもよい。
　電子機器１００の入力操作部１０１は、タッチパネルの下にディスプレイパネルが配設されており、ディスプレイパネルにＧＵＩ(Graphic User Interface)による様々なボタン１０２Ａ、又は、スライダー１０２Ｂ等（以下、ＧＵＩ操作部１０２と称す）が表示される。
　電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部１０２を操作するために、指先で入力操作部１０１に触れる。
　次に、図２を用いて、電子機器１００の具体的な構成について説明する。
　図２は、実施の形態の電子機器１００を示す平面図であり、図３は、図２に示す電子機器１００のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。なお、図２及び図３では、図示するように直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
　電子機器１００は、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０、及び基板１７０を含む。
　なお、以下では、振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３を振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３と記す。
　筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図３に示すように凹部１１０Ａに基板１７０、ディスプレイパネル１６０、及びタッチパネル１５０が配設されるとともに、両面テープ１３０によってトップパネル１２０が接着されている。
　トップパネル１２０は、平面視で長方形の薄い平板状の部材であり、透明なガラス、又は、ポリカーボネートのような強化プラスティックで作製される。トップパネル１２０の表面（Ｚ軸正方向側の面）は、電子機器１００の利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
　トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３が接着され、平面視における四辺が両面テープ１３０によって筐体１１０に接着されている。なお、両面テープ１３０は、トップパネル１２０の四辺を筐体１１０に接着できればよく、図３に示すように矩形環状である必要はない。
　トップパネル１２０のＺ軸負方向側にはタッチパネル１５０が配設される。トップパネル１２０は、タッチパネル１５０の表面を保護するために設けられている。なお、トップパネル１２０の表面に、さらに別なパネル又は保護膜等が設けられていてもよい。
　トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３が接着された状態で、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３が駆動されることによって振動する。実施の形態では、トップパネル１２０の固有振動周波数でトップパネル１２０を振動させて、トップパネル１２０に定在波を生じさせる。
　ただし、トップパネル１２０には振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３が接着されているため、実際には、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の重さ等を考慮した上で、固有振動周波数を決めることが好ましい。なお、トップパネル１２０の四辺に沿った端部は、定在波を発生させる際に、自由端となる。
　振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面に接着されている。なお、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を特に区別しない場合には、単に振動素子１４０と称す。
　振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３は、ディスプレイパネル１６０の表示領域の外側になるＸ軸負方向側において、Ｙ軸方向に伸延する長辺に沿って、Ｙ軸負方向側からＹ軸正方向側にかけて、この順に配列されている。振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３は、Ｙ軸方向において重複しないように、間隔をおいて配置されている。
　振動素子１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３は、ディスプレイパネル１６０の表示領域の外側になるＸ軸正方向側において、Ｙ軸方向に伸延する長辺に沿って、Ｙ軸負方向側からＹ軸正方向側にかけて、この順に配列されている。振動素子１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３は、Ｙ軸方向において重複しないように、間隔をおいて配置されている。
　振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３のＹ軸方向における位置は、それぞれ、振動素子１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３のＹ軸方向における位置と等しい。振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３と、振動素子１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３とは、振動素子１４０Ａ１と１４０Ｂ１、振動素子１４０Ａ２と１４０Ｂ２、及び振動素子１４０Ａ３と１４０Ｂ３の３組がＹ軸方向において３列をなすように配置されている。
　振動素子１４０Ａ１と１４０Ｂ１、振動素子１４０Ａ２と１４０Ｂ２、及び振動素子１４０Ａ３と１４０Ｂ３の３列の配置は、互いに他の列とＹ軸方向において重複しないように配置が決められることが望ましい。
　ただし、重複があっても定在波の分布に問題が生じない場合は、隣り合う振動素子１４０同士がＹ軸方向において重複していてもよい。
　振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、平面視でタッチパネル１５０及びディスプレイパネル１６０の外側に位置している。
　なお、タッチパネル１５０による座標検出と、ディスプレイパネル１６０の表示とに影響が生じなければ、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、タッチパネル１５０及びディスプレイパネル１６０と重ねて配置されていてもよい。
　また、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、トップパネル１２０の側面又は表面に設けられていてもよい。
　振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、超音波帯の振動を発生できる素子であればよく、例えば、ピエゾ素子のような圧電素子を含むものを用いることができる。
　振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、後述する駆動制御部から出力される駆動信号によって駆動される。振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３が発生する振動の振幅（強度）及び周波数は駆動信号によって設定される。また、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３のオン／オフは駆動信号によって制御される。
　なお、超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。実施の形態の電子機器１００では、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３が振動する周波数は、トップパネル１２０の振動数と等しくなる。このため、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、トップパネル１２０の固有振動数で振動するように駆動信号によって駆動される。
　タッチパネル１５０は、ディスプレイパネル１６０の上（Ｚ軸正方向側）で、トップパネル１２０の下（Ｚ軸負方向側）に配設されている。タッチパネル１５０は、電子機器１００の利用者がトップパネル１２０に触れる位置（以下、操作入力の位置と称す）を検出する座標検出部の一例である。タッチパネル１５０の平面視のサイズは、一例として、ディスプレイパネル１６０の平面視のサイズと等しい。ただし、どちらかのサイズが大きくてもよい。
　タッチパネル１５０の下にあるディスプレイパネル１６０には、ＧＵＩによる様々なボタン等（以下、ＧＵＩ操作部と称す）が表示される。このため、電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部を操作するために、指先でトップパネル１２０に触れる。
　タッチパネル１５０は、利用者のトップパネル１２０への操作入力の位置を検出できる座標検出部であればよく、例えば、静電容量型又は抵抗膜型の座標検出部であればよい。ここでは、タッチパネル１５０が静電容量型の座標検出部である形態について説明する。タッチパネル１５０とトップパネル１２０との間に隙間があっても、静電容量型のタッチパネル１５０は、トップパネル１２０への操作入力を検出できる。
　また、ここでは、タッチパネル１５０の入力面側にトップパネル１２０が配設される形態について説明するが、トップパネル１２０はタッチパネル１５０と一体的であってもよい。この場合、タッチパネル１５０の表面が図２及び図３に示すトップパネル１２０の表面になり、操作面を構築する。また、図２及び図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
　また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、トップパネル１２０の上にタッチパネル１５０が配設されていてもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、図２及び図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
　ディスプレイパネル１６０は、例えば、液晶ディスプレイパネル又は有機ＥＬ(Electroluminescence)パネル等の画像を表示できる表示部であればよい。ディスプレイパネル１６０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部で、図示を省略するホルダ等によって基板１７０の上（Ｚ軸正方向側）に設置される。なお、図２に破線で示す領域がディスプレイパネル１６０の表示領域である。
　ディスプレイパネル１６０は、後述するドライバＩＣ(Integrated Circuit)によって駆動制御が行われ、電子機器１００の動作状況に応じて、ＧＵＩ操作部、画像、文字、記号、図形等を表示する。
　基板１７０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部に配設される。基板１７０の上には、ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０が配設される。ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０は、図示を省略するホルダ等によって基板１７０及び筐体１１０に固定されている。
　基板１７０には、後述する駆動制御装置の他に、電子機器１００の駆動に必要な種々の回路等が実装される。
　以上のような構成の電子機器１００は、トップパネル１２０に利用者の指が接触し、指先の移動を検出すると、基板１７０に実装される駆動制御部が振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動し、トップパネル１２０を超音波帯の周波数で振動させる。この超音波帯の周波数は、トップパネル１２０と振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３とを含む共振系の共振周波数であり、トップパネル１２０に定在波を発生させる。
　電子機器１００は、超音波帯の定在波を発生させることにより、トップパネル１２０を通じて利用者に触感を提供する。
　次に、図４を用いて、トップパネル１２０に発生させる定在波について説明する。実施の形態の電子機器１００では、トップパネル１２０への操作入力の位置に応じて、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動する。振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、上述のように、トップパネル１２０の裏面において、長辺に沿ってトップパネル１２０の端部に配設されている。
　図４は、超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図であり、図４の（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。図４の（Ａ）、（Ｂ）では、図２及び図３と同様のＸＹＺ座標を定義する。なお、図４の（Ａ）、（Ｂ）では、理解しやすさのために、定在波の振幅を誇張して示す。また、図４の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の１つの短辺に沿って、振動素子１４０と同様の１つの振動素子１４０Ｃを配置した場合に生じる定在波について説明する。トップパネル１２０の短辺は、図２でＸ軸方向に伸延する辺であり、Ｙ軸正方向側の短辺に沿って、トップパネル１２０の端部に１つの振動素子１４０Ｃを配置した場合に生じる定在波について説明する。
　トップパネル１２０のヤング率Ｅ、密度ρ、ポアソン比δ、長辺寸法ｌ、厚さｔと、長辺方向に存在する定在波の周期数ｋとを用いると、トップパネル１２０の固有振動数（共振周波数）ｆは次式（１）、（２）で表される。定在波は１／２周期単位で同じ波形を有するため、周期数ｋは、０．５刻みの値を取り、０．５、１、１．５、２・・・となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　なお、式（２）の係数αは、式（１）におけるｋ２以外の係数をまとめて表したものである。
　図４の（Ａ）、（Ｂ）に示す定在波は、一例として、周期数ｋが１０の場合の波形である。例えば、トップパネル１２０として、長辺の長さｌが１４０ｍｍ、短辺の長さが８０ｍｍ、厚さｔが０．７ｍｍのGorilla（登録商標）ガラスを用いる場合には、周期数ｋが１０の場合に、固有振動数ｆは３３．５［ｋＨｚ］となる。この場合は、周波数が３３．５［ｋＨｚ］の駆動信号を用いればよい。
　トップパネル１２０は、平板状の部材であるが、振動素子１４０Ｃを駆動して超音波帯の固有振動を発生させると、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように撓むことにより、表面に定在波が生じる。
　次に、図５を用いて、電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動について説明する。
　図５は、電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。図５の（Ａ）、（Ｂ）では、利用者が指先でトップパネル１２０に触れながら、指をトップパネル１２０の奥側から手前側に矢印に沿って移動する操作入力を行っている。なお、振動のオン／オフは、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３（図２及び図３参照）をオン／オフすることによって行われる。
　また、図５の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
　超音波帯の固有振動は、図４に示すようにトップパネル１２０の全体に生じるが、図５の（Ａ）、（Ｂ）には、利用者の指がトップパネル１２０の奥側から手前側に移動する間に振動のオン／オフを切り替える動作パターンを示す。
　このため、図５の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
　図５の（Ａ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオフであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオンになっている。
　一方、図５の（Ｂ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオンであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオフになっている。
　ここで、トップパネル１２０に超音波帯の固有振動を生じさせると、トップパネル１２０の表面と指との間にスクイーズ効果による空気層が介在し、指でトップパネル１２０の表面をなぞったときの動摩擦係数が低下する。
　従って、図５の（Ａ）では、トップパネル１２０の奥側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きく、トップパネル１２０の手前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さくなる。
　このため、図５の（Ａ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオンになると、指先に掛かる動摩擦力の低下を感知し、指先の滑り易さを知覚することになる。このとき、利用者はトップパネル１２０の表面がより滑らかになることにより、動摩擦力が低下するときに、トップパネル１２０の表面に凹部が存在するように感じる。
　一方、図５の（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さく、トップパネル１２０の手前側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きくなる。
　このため、図５の（Ｂ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオフになると、指先に掛かる動摩擦力の増大を感知し、指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。そして、指先が滑りにくくなることにより、動摩擦力が高くなるときに、トップパネル１２０の表面に凸部が存在するように感じる。
　以上より、図５の（Ａ）と（Ｂ）の場合は、利用者は指先で凹凸を感じ取ることができる。このように人間が凹凸の知覚することは、例えば、"触感デザインのための印刷物転写法とSticky-band Illusion"(第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集(SI2010, 仙台)____174-177, 2010-12)に記載されている。また、"Fishbone Tactile Illusion"(日本バーチャルリアリティ学会第10 回大会論文集(2005年9月))にも記載されている。
　なお、ここでは、振動のオン／オフを切り替える場合の動摩擦力の変化について説明したが、これは、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の振幅（強度）を変化させた場合も同様である。
　次に、図６を用いて、実施の形態の電子機器１００の構成について説明する。
　図６は、実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。
　電子機器１００は、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３、アンプ１４１Ａ１、１４１Ａ２、１４１Ａ３、１４１Ｂ１、１４１Ｂ２、１４１Ｂ３、タッチパネル１５０、ドライバＩＣ(Integrated Circuit)１５１、ディスプレイパネル１６０、ドライバＩＣ１６１、制御部２００、正弦波発生器３１０、及び位相振幅変調器３２０を含む。なお、以下では、アンプ１４１Ａ１、１４１Ａ２、１４１Ａ３、１４１Ｂ１、１４１Ｂ２、１４１Ｂ３をアンプ１４１Ａ１～１４１Ｂ３と記す。
　制御部２００は、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、及びメモリ２５０を有する。制御部２００は、例えば、ＩＣチップで実現される。
　また、駆動制御部２４０、正弦波発生器３１０、及び位相振幅変調器３２０は、駆動制御装置３００を構築する。なお、ここでは、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、及びメモリ２５０が１つの制御部２００によって実現される形態について説明するが、駆動制御部２４０は、制御部２００の外部に別のＩＣチップ又はプロセッサとして設けられていてもよい。この場合には、メモリ２５０に格納されているデータのうち、駆動制御部２４０の駆動制御に必要なデータは、メモリ２５０とは別のメモリに格納して、駆動制御装置３００の内部に設ければよい。
　図６では、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、及び基板１７０（図２参照）は省略する。また、ここでは、アンプ１４１Ａ１～１４１Ｂ３、ドライバＩＣ１５１、ドライバＩＣ１６１、駆動制御部２４０、メモリ２５０、正弦波発生器３１０、及び位相振幅変調器３２０について説明する。
　アンプ１４１Ａ１～１４１Ｂ３は、駆動制御装置３００と振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３との間に配設されており、駆動制御装置３００から出力される駆動信号を増幅して振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動する。アンプ１４１Ａ１～１４１Ｂ３には、駆動制御装置３００からそれぞれ別々に駆動信号が入力される。
　ドライバＩＣ１５１は、タッチパネル１５０に接続されており、タッチパネル１５０への操作入力があった位置を表す位置データを検出し、位置データを制御部２００に出力する。この結果、位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０と駆動制御部２４０に入力される。なお、位置データが駆動制御部２４０に入力されることは、位置データが駆動制御装置３００に入力されることと等価である。
　ドライバＩＣ１６１は、ディスプレイパネル１６０に接続されており、駆動制御装置３００から出力される描画データをディスプレイパネル１６０に入力し、描画データに基づく画像をディスプレイパネル１６０に表示させる。これにより、ディスプレイパネル１６０には、描画データに基づくＧＵＩ操作部又は画像等が表示される。
　アプリケーションプロセッサ２２０は、電子機器１００の種々のアプリケーションを実行する処理を行う。
　通信プロセッサ２３０は、電子機器１００が３Ｇ(Generation)、４Ｇ(Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiFi等の通信を行うために必要な処理を実行する。
　駆動制御部２４０は、トップパネル１２０への操作入力の位置に応じて、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動信号で駆動するために、６つの振幅データと６つの位相データを位相振幅変調器３２０に出力する。
　位相振幅変調器３２０に入力される振幅データ及び位相データは、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動する６つの駆動信号の振幅及び位相をそれぞれ別々に設定するために用いられる。
　なお、駆動制御部２４０による振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の駆動制御については、後述する。
　メモリ２５０は、駆動制御部２４０による振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の駆動制御に用いる振動領域調整データを格納する。また、メモリ２５０は、アプリケーションの種類を表すデータ、及び、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等を表す領域データを関連付けたデータを格納する。なお、振動領域調整データについては後述する。
　また、メモリ２５０は、アプリケーションプロセッサ２２０がアプリケーションの実行に必要とするデータ及びプログラム、及び、通信プロセッサ２３０が通信処理に必要とするデータ及びプログラム等を格納する。
　正弦波発生器３１０は、トップパネル１２０を固有振動数で振動させるための駆動信号を生成するのに必要な正弦波を発生させる。例えば、トップパネル１２０を３７．５［ｋＨｚ］の固有振動数ｆで振動させる場合は、正弦波の周波数は、３７．５［ｋＨｚ］となる。正弦波発生器３１０は、超音波帯の正弦波信号を位相振幅変調器３２０に入力する。
　位相振幅変調器３２０は、駆動制御部２４０から入力される６つの振幅データと６つの位相データを用いて、正弦波発生器３１０から入力される正弦波信号の位相と振幅を変調して、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の駆動に用いる６つの駆動信号を生成する。
　このように、超音波帯の正弦波信号の位相と振幅を変調する位相振幅変調器３２０としては、例えば、ＤＳＰ(digital signal processor)を用いることができる。
　位相振幅変調器３２０は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の位相及び振幅のみを変調し、周波数は変調せずに、６つの駆動信号を生成する。
　このため、位相振幅変調器３２０が出力する６つの駆動信号は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の位相及び振幅のみを変調した超音波帯の正弦波信号である。
　なお、振幅データがゼロの場合は、駆動信号の振幅はゼロになる。これは、位相振幅変調器３２０が駆動信号を出力しないことと等しい。６つの振幅データのいずれかがゼロになることはあり得る。
　図７は、電子機器１００のトップパネル１２０に発生する定在波を示すシミュレーション結果である。図８は、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動する駆動信号を示す図である。
　説明の便宜上、図７には、電子機器１００の構成要素のうちのトップパネル１２０と振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３のみを示し、また、トップパネル１２０に生じる定在波を見易くするために、平面視でトップパネル１２０の外側に振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を示す。
　電子機器１００は、振動素子１４０Ａ１及び１４０Ａ２、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２、振動素子１４０Ａ３及び１４０Ｂ３の３組に分けて駆動する。このため、振動素子１４０Ａ１及び１４０Ａ２、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２、振動素子１４０Ａ３及び１４０Ｂ３がなす列を列１、列２、列３と称す。
　また、図７のトップパネル１２０の左側には、列１～３のＹ軸方向の幅の中心線上に発生する定在波のＸＺ平面における波形ｚ１、ｚ２、ｚ３を示す。
　図８に示すように、振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を、それぞれ、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））で駆動する。
　ここで、Ｖは最大振幅であり、電圧値で表される。また、ωは超音波帯の角周波数であり、例えば、３７．５×１０３×２πラジアン／秒である。ｔは時間である。駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３は、振幅が正弦波状に変動する信号である。
　トップパネル１２０のＸ軸負方向側においてＹ軸に沿って配列される振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３の駆動信号ｖＡ１、ｖＡ２、ｖＡ３については、駆動信号ｖＡ１とｖＡ３の位相が等しく、駆動信号ｖＡ１とｖＡ３に対して駆動信号ｖＡ２の位相は異なる。
　すなわち、トップパネル１２０のＸ軸負方向側においてＹ軸に沿って隣接する振動素子１４０Ａ１と１４０Ａ２の駆動信号ｖＡ１とｖＡ２は、互いに位相が異なり、トップパネル１２０のＸ軸負方向側においてＹ軸に沿って隣接する振動素子１４０Ａ２と１４０Ａ３の駆動信号ｖＡ２とｖＡ３は、互いに位相が異なる。
　振動素子１４０Ａ１と１４０Ａ２を第１振動素子と第２振動素子とすると、第１振動素子と第２振動素子をそれぞれ駆動する第１駆動信号の位相と第２駆動信号の位相とは異なる。
　同様に、トップパネル１２０のＸ軸正方向側においてＹ軸に沿って配列される振動素子１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３の駆動信号ｖＢ１、ｖＢ２、ｖＢ３については、駆動信号ｖＢ１とｖＢ３の位相が等しく、駆動信号ｖＢ１とｖＢ３に対して駆動信号ｖＢ２の位相は異なる。
　すなわち、トップパネル１２０のＸ軸負方向側においてＹ軸に沿って隣接する振動素子１４０Ｂ１と１４０Ｂ２の駆動信号ｖＢ１とｖＢ２は、互いに位相が異なり、トップパネル１２０のＸ軸負方向側においてＹ軸に沿って隣接する振動素子１４０Ｂ２と１４０Ｂ３の駆動信号ｖＢ２とｖＢ３は、互いに位相が異なる。
　振動素子１４０Ｂ１と１４０Ｂ２を第１振動素子と第２振動素子とすると、第１振動素子と第２振動素子をそれぞれ駆動する第１駆動信号の位相と第２駆動信号の位相とは異なる。
　このような駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３を用いて振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を駆動すると、図７に示すように、トップパネル１２０には、列１～３のそれぞれに略均等に超音波帯の固有振動による定在波が発生する。
　この定在波は、トップパネル１２０のＹ軸負方向側の端部と、Ｙ軸正方向側の端部とにおいても、かなり端の方まで存在している。
　列１と列３に発生する定在波の波形ｚ１、ｚ２、ｚ３は、それぞれ、ｚ１＝Ａ ｅｘｐ（ｊωｔ）、ｚ＝Ａ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））２、ｚ３＝Ａ ｅｘｐ（ｊωｔ）であり、列１と列３の定在波の位相が等しく、列２の定在波の位相は、列１と列３の定在波の位相とは異なる。
　列１～３のすべてに位相の等しい定在波を発生させると、トップパネル１２０のＹ軸負方向側の端部と、Ｙ軸正方向側の端部とにおける波形の減衰がより大きくなることが分かっている。
　このため、列１と列３の定在波の位相が等しく、列２の定在波の位相を列１と列３の定在波の位相とは異なるようにすることにより、トップパネル１２０のＹ軸負方向側の端部と、Ｙ軸正方向側の端部とにおいても、かなり端の方まで大きな振幅が得られている。これは、特に、平面視で長方形状のトップパネル１２０の長辺に沿って振動素子１４０Ａ１～１４０Ａ３と振動素子１４０Ｂ１～１４０Ｂ３とをそれぞれ配列する場合において、長辺方向の端部側における定在波の振幅を確保したい場合に有効的である。
　このように、振動素子１４０Ａ１～１４０Ａ３と振動素子１４０Ｂ１～１４０Ｂ３とをそれぞれ配列するＹ軸方向において、Ｙ軸負方向側の端部と、Ｙ軸正方向側の端部とにおいて大きな振幅が得られるのは、列１～３の各々における定在波の振動モードが隣接する列に分散しにくくなったためと考えられる。すなわち、隣接する列同士の定在波の位相が異なるため、互いの振動モードが干渉しにくく、Ｙ軸負方向側の端部と、Ｙ軸正方向側の端部とにおいて大きな振幅が得られるためと考えられる。
　電子機器１００では、平面視で細長い振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を直線上に配列する方向（図７におけるＹ軸方向）において、隣り合う振動素子１４０同士の駆動信号の位相が異なるようにすることで、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の配列方向の端部においても定在波の振幅を大きくすることができる。
　なお、列１～３の各々については、振動素子１４０Ａ１の駆動信号ｖＡ１と振動素子１４０Ｂ１の駆動信号ｖＢ１の位相は異なる。同様に、振動素子１４０Ａ２の駆動信号ｖＡ２と振動素子１４０Ｂ２の駆動信号ｖＢ２の位相は異なり、振動素子１４０Ａ３の駆動信号ｖＡ３と振動素子１４０Ｂの駆動信号ｖＢ３の位相は異なる。
　ここでは、図８に示すような駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３を用いる形態について説明するが、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）を用いて駆動してもよい。
　この場合は、列１～３の各々については、振動素子１４０Ａ１の駆動信号ｖＡ１と振動素子１４０Ｂ１の駆動信号ｖＢ１の位相は等しい。同様に、振動素子１４０Ａ２の駆動信号ｖＡ２と振動素子１４０Ｂ２の駆動信号ｖＢ２の位相は等しく、振動素子１４０Ａ３の駆動信号ｖＡ３と振動素子１４０Ｂの駆動信号ｖＢ３の位相は等しい。
　すなわち、列１の駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１と列３の駆動信号ｖＡ３、ｖＢ３とは位相が等しく、列１の駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１と列２の駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２とは異なり、列２の駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２と列３の駆動信号ｖＡ３、ｖＢ３とは異なる。
　ここで、図９及び図１０を用いて、振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２を駆動する駆動信号と、トップパネル１２０に生じる定在波の波形とのバリエーションについて説明する。
　実施の形態の電子機器１００は、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３のうち、Ｙ軸方向において隣り合う振動素子１４０同士を位相の異なる駆動信号で駆動する。本実施の形態では、Ｙ軸方向は、平面視で細長い振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を直線上に配列する方向である。
　Ｙ軸方向において隣り合う振動素子１４０とは、振動素子１４０Ａ１と１４０Ａ２、振動素子１４０Ａ２と１４０Ａ３、振動素子１４０Ｂ１と１４０Ｂ２、振動素子１４０Ｂ２と１４０Ｂ３の４組である。
　また、実施の形態の電子機器１００は、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３のうち、Ｘ軸方向における位置の等しい振動素子１４０同士を同一の位相の駆動信号、又は、位相が１８０度異なる駆動信号で駆動する。
　Ｘ軸方向における位置の等しい振動素子１４０とは、振動素子１４０Ａ１と１４０Ｂ１、振動素子１４０Ａ２と１４０Ｂ２、振動素子１４０Ａ３と１４０Ｂ３の３組である。
　このため、ここでは、図９及び図１０を用いて、振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２を駆動するパターンの例について説明する。
　図９及び図１０は、振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２を駆動する駆動信号と、トップパネル１２０に生じる定在波の波形とのバリエーションを示す図である。図９及び図１０では、説明の便宜上、振動素子１４０Ａ１及び１４０Ｂ１と、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２との間で、トップパネル１２０を２つのトップパネル１２０－１及び１２０－２に分けて定在波を示す。
　図９に示す駆動パターンでは、振動素子１４０Ａ１及び１４０Ｂ１を同一の位相（位相差０度）の駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１で駆動し、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２を同一の位相（位相差０度）の駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２で駆動する。
　また、振動素子１４０Ａ１及び１４０Ｂ１を駆動する駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１と、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２を駆動する駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２との位相差は１８０度（π）である。
　ここで、駆動信号ｖＡ１は、振動素子１４０Ａ１を駆動するために位相振幅変調器３２０（図６参照）が出力する駆動信号であり、ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）で表される。Ｖは最大振幅である。ωａは超音波帯の角周波数であり、例えば、３５．５×１０３×２πラジアン／秒である。ｔは時間である。駆動信号ｖＡ１は、振幅が正弦波状に変動する信号である。
　同様に、駆動信号ｖＢ１は、振動素子１４０Ｂ１を駆動するために位相振幅変調器３２０（図６参照）が出力する駆動信号であり、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）で表される。
　また、駆動信号ｖＡ２は、振動素子１４０Ａ２を駆動するために位相振幅変調器３２０（図６参照）が出力する駆動信号であり、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））で表される。
　また、駆動信号ｖＢ２は、振動素子１４０Ｂ２を駆動するために位相振幅変調器３２０（図６参照）が出力する駆動信号であり、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））で表される。
　振動素子１４０Ａ１及び１４０Ｂ１を同一の位相の駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１で駆動すると、トップパネル１２０－１の両端は、同一位相で撓む。ここで、同一位相で撓むとは、端部に対する変位がＺ軸方向において同一であることをいう。
　同様に、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２を同一の位相の駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２で駆動すると、トップパネル１２０－２の両端は、同一位相で撓む。ただし、駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１と、駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２とは、位相が１８０度異なるため、トップパネル１２０－１の両端と、トップパネル１２０－２の両端とは逆位相で撓んでいる。逆位相で撓むとは、端部に対する変位がＺ軸方向において逆であることをいう。
　図１０に示す駆動パターンでは、振動素子１４０Ａ１及び１４０Ｂ１を逆位相（位相差１８０度）の駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１で駆動し、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２を逆位相（位相差１８０度）の駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２で駆動する。
　また、振動素子１４０Ａ１及び１４０Ｂ１を駆動する駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１と、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２を駆動する駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２とは同一位相（位相差０度）である。
　ここでは、駆動信号ｖＡ１は、ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｂｔ）であり、駆動信号ｖＢ１は、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｂｔ＋π））である。ωｂは超音波帯の角周波数であり、図９に示す駆動信号ｖＡ１のωａとは異なる。
　また、駆動信号ｖＡ２は、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｂｔ＋π））であり、駆動信号ｖＢ２は、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｂｔ）である。
　振動素子１４０Ａ１及び１４０Ｂ１を逆位相の駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１で駆動すると、トップパネル１２０－１の両端は、逆位相で撓む。
　同様に、振動素子１４０Ａ２及び１４０Ｂ２を逆位相の駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２で駆動すると、トップパネル１２０－２の両端は、逆位相で撓む。
　ここで、駆動信号ｖＡ１と駆動信号ｖＡ２とは、位相が１８０度異なるため、トップパネル１２０－１のＸ軸負方向側の端部と、トップパネル１２０－２のＸ軸負方向側の端部とは逆位相になる。
　また、駆動信号ｖＢ１と駆動信号ｖＢ２とは、位相が１８０度異なるため、トップパネル１２０－１のＸ軸正方向側の端部と、トップパネル１２０－２のＸ軸正方向側の端部とは逆位相になる。
　以上のように、隣り合う振動素子１４０Ａ１と１４０Ａ２の駆動に用いる駆動信号ｖＡ１と駆動信号ｖＡ２の位相差、隣り合う振動素子１４０Ｂ１と１４０Ｂ２の駆動に用いる駆動信号ｖＡ１と駆動信号ｖＡ２の位相差、駆動信号ｖＡ１及びｖＢ１の位相差、及び、駆動信号ｖＡ２及びｖＢ２の位相差を調整することにより、トップパネル１２０－１及び１２０－２に生じる定在波の位相を調整することができる。
　次に、図１１乃至図１５を用いて、列１～３に発生させる定在波の位相を調整したシミュレーション結果について説明する。
　図１１乃至図１５は、列１～３に発生させる定在波の位相を調整したシミュレーション結果を示す図である。図１１乃至図１５において、定在波の最大振幅が大きいところを黒く示し、最大振幅が小さいところを白く示す。
　図１１は、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）で振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を駆動した場合の定在波を示す。
　列１～３に生じる３種類の定在波の位相は、それぞれ、０°、１８０°、０°である。図１１に示す定在波は、図７に示す定在波を得る場合の駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３とは異なるが、トップパネル１２０に生じる３列の定在波は、図７に示す３列の定在波と同様である。
　図１２は、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π）／２）、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π）／２）、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）で振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を駆動した場合の定在波を示す。
　列１～３に生じる３種類の定在波の位相は、それぞれ、０°、９０°、０°である。図１２に示す定在波は、図１１に示す定在波を得る場合の駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３とは、駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２が異なる。
　図１２に示す３列の定在波は、図１１に示す３列の定在波に比べると、Ｙ軸方向の端部の振幅が少し小さいが、列１～３の間では振幅が増大している。
　このように、駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２の位相を変えることにより、３列の定在波の位相を図１１に示す状態から変えることができ、定在波の分布も変えることができることが分かった。
　図１３は、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＡ２＝０、ｖＢ２＝０、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））で振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を駆動した場合の定在波を示す。駆動信号ｖＡ２とｖＢ２は振幅が０であるため、振動素子１４０Ａ２と１４０Ｂ２を駆動していない。
　主に列１と３に生じる定在波の位相は、それぞれ、０°と１８０°である。図１３に示す定在波は、図１１に示す定在波を得る場合の駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３とは、駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２が異なり、振動素子１４０Ａ２と１４０Ｂ２を駆動していない。
　図１３に示す２列の定在波は、図１１に示す３列の定在波に比べると、Ｙ軸方向の端部の振幅と、列２に相当する領域における振幅が小さい。
　このように、駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２の振幅を変えることにより、定在波の分布も変えることができることが分かった。
　図１４は、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））で振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を駆動した場合の定在波を示す。
　列１～３に生じる３種類の定在波の位相は、それぞれ、０°、０°、１８０°である。図１４に示す定在波は、図１１に示す定在波を得る場合の駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３とは、駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３が異なる。
　図１４に示す３列の定在波は、図１１に示す３列の定在波に比べると、Ｙ軸正方向側の端部の振幅が少し小さいが、列１と２の間では振幅が増大している。
　ここで、図１４の定在波を得るための駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３は、駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２の位相が等しく、駆動信号ｖＡ３、ｖＢ３の位相が、駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２の位相とは異なる。
　換言すれば、Ｙ軸方向において隣接する振動素子１４０Ａ１と１４０Ａ２を駆動する駆動信号ｖＡ１とｖＡ２の位相は等しく、Ｙ軸方向において隣接する振動素子１４０Ｂ１と１４０Ｂ２を駆動する駆動信号ｖＡ１とｖＡ２の位相は等しい。
　また、Ｙ軸方向において隣接する振動素子１４０Ａ２と１４０Ａ３を駆動する駆動信号ｖＡ２とｖＡ３の位相は異なり、Ｙ軸方向において隣接する振動素子１４０Ｂ２と１４０Ｂ３を駆動する駆動信号ｖＡ２とｖＡ３の位相は異なる。
　すなわち、列２と３の定在波の位相が互いに異なる状況において、列１と２の定在波の位相を等しくしている。
　このように駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３の位相を設定することによっても、３列の定在波の位相を図１１に示す状態から変えることができ、定在波の分布も変えることができることが分かった。
　図１５は、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π）／２）、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π）／２）、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））で振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を駆動した場合の定在波を示す。
　列１～３に生じる３種類の定在波の位相は、それぞれ、０°、９０°、１８０°である。図１５に示す定在波は、図１１に示す定在波を得る場合の駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３とは、駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３が異なる。
　図１５に示す３列の定在波は、図１１に示す３列の定在波に比べると、Ｙ軸正方向側の端部の振幅が少し小さいが、列１と２の間では振幅が増大している。
　このように、駆動信号ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３の位相を変えることにより、３列の定在波の位相を図１１に示す状態から変えることができ、定在波の分布も変えることができることが分かった。
　以上のように、駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３の位相を調整することにより、３列の定在波の位相を変えることができるとともに、定在波の振幅の分布も変えることができることが分かった。
　ここでは、３列の定在波の位相差を９０°又は１８０°に設定する場合のシミュレーション結果について説明したが、０°と９０°との間の任意の位相差、又は、９０°と１８０°との間の任意の位相差に設定することにより、３列の定在波の位相を変えることができるとともに、定在波の振幅の分布も変えることができることが分かる。
　このように、電子機器１００では、列１と２又は列２と３の定在波の位相が異なるようにすることで、３列の定在波の位相と定在波の振幅の分布を調整する。
　図１６は、電子機器１００のトップパネル１２０に設定する領域を示す図である。
　本実施の形態では、トップパネル１２０に区分領域１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２２Ａ、及び１２２Ｂを設定する。
　区分領域１２１Ａ、１２１Ｂ、及び１２１Ｃは、それぞれ、図１１を用いて説明した駆動方法によって得られる列１～３の定在波の振幅が、スクイーズ効果による動摩擦係数の低下が十分に得られる領域に対応する。
　また、区分領域１２２Ａ及び１２２Ｂは、区分領域１２１Ａ、１２１Ｂ、及び１２１Ｃの間に位置しており、図１１を用いて説明した駆動方法によって得られる列１～３の定在波の振幅が所定値以下の領域に対応する。
　電子機器１００は、一例として、操作入力の位置が区分領域１２１Ａ、１２１Ｂ、又は１２１Ｃのいずれかの内部にあり、図１１を用いて説明した駆動方法によって得られる列１～３の定在波が発生している状態から、操作入力の位置が区分領域１２２Ａ及び１２２Ｂに移動すると、駆動信号ｖＡ１、ｖＢ１、ｖＡ２、ｖＢ２、ｖＡ３、ｖＢ３の位相を調整し、区分領域１２２Ａ及び１２２Ｂの内部で定在波の振幅が所定値になるようにする。
　図１１を用いて説明した駆動方法とは、駆動信号ｖＡ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））、ｖＢ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））、ｖＡ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ３＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωａｔ）で振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ３を駆動する状態である。
　なお、図１６に示す区分領域１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２２Ａ、及び１２２Ｂは、一例であり、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の駆動方法と、トップパネル１２０に生じる定在波の振幅の分布とに応じて、領域を設定すればよい。
　図１７は、メモリ２５０に格納される振動領域調整データを示す図である。
　図１７に示すように、振動領域調整データは、区分領域１２１Ａ～１２１Ｃ、１２２Ａ、及び１２１Ｂの識別子（領域ＩＤ）と、区分領域１２１Ａ～１２１Ｃ、１２２Ａ、及び１２１Ｂの領域を表す座標データf1~f5と、各区分領域の内部に操作入力の位置がある場合に駆動する振動素子の駆動信号の位相データ（位相Ａ１～Ａ３及びＢ１～Ｂ３）と振幅データ（振幅１～３）をそれぞれ関連付けたデータである。
　このような振動領域調整データは、アプリケーションの種類に応じて各アプリケーション毎に設定されている。各アプリケーション用の振動領域調整データは、アプリケーション毎に割り振られるアプリケーションＩＤと関連付けられている。図１７に示す振動領域調整データは、電子機器１００のメモリ２５０に格納されるすべての振動領域調整データのうちの一部であり、ある特定のアプリケーション用の振動領域調整データのうちの一部である。
　座標データf1~f5は、それぞれ、図１６に示す区分領域１２１Ａ～１２１Ｃ、１２２Ａ、及び１２１Ｂの座標を表す。
　位相データの位相Ａ１～Ａ３及びＢ１～Ｂ３は、それぞれ、駆動信号ｖＡ１～ｖＡ３及びｖＢ１～ｖＢ３に設定する位相を表す。例えば、位相Ａ２が１８０°であることは、駆動信号ｖＡ２がｖＡ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωａｔ＋π））になることを意味する。
　振幅データの振幅１～３は、それぞれ、駆動信号ｖＡ１～ｖＡ３及びｖＢ１～ｖＢ３に設定する振幅値を座標に応じて表す。ここで、駆動信号ｖＡ１とｖＢ１には同一の振幅値が設定され、駆動信号ｖＡ２とｖＢ２には同一の振幅値が設定され、駆動信号ｖＡ３とｖＢ３には同一の振幅値が設定される。
　振幅１は、駆動信号ｖＡ１とｖＢ１に設定される振幅値を座標に応じて表す。振幅値１がＡ１１であることは、駆動信号ｖＡ１とｖＢ１が、それぞれ、ｖＡ１＝Ａ１１ ｅｘｐ（ｊωａｔ）、ｖＢ１＝Ａ１１ ｅｘｐ（ｊωａｔ）に設定されることを表す。
　振幅値１のＡ１１は、区分領域毎に座標に応じて振幅を変化させるために、座標に応じた関数式になっている。このため、座標が決まると、その座標における振幅値が振幅値１のＡ１１によって与えられる。
　これは、振幅値１のＡ１１、振幅２のＡ１１とＡ１２、及び振幅３のＡ１１とＡ１２についても同様である。振幅値１のＡ１１とＡ１２、振幅２のＡ１１とＡ１２、及び振幅３のＡ１１とＡ１２は、座標に応じて振幅を変化させることにより、振動パターンを決定するパターンデータである。
　図１８は、実施の形態の電子機器１００の駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。
　電子機器１００のＯＳ（Operating System）は、所定の制御周期毎に電子機器１００を駆動するための制御を実行する。このため、駆動制御装置３００は、所定の制御周期毎に演算を行う。これは駆動制御部２４０も同様であり、駆動制御部２４０は、図１８に示すフローを所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
　駆動制御部２４０は、電子機器１００の電源がオンにされることにより、処理をスタートさせる。
　駆動制御部２４０は、ドライバＩＣ１５１（図６参照）から入力される、指先がトップパネル１２０に触れた領域を表すデータに基づき、操作入力の位置と領域を検出したかどうかを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、操作入力の位置と範囲を検出するまで繰り返し実行される。
　なお、操作入力の領域とは、指先が触れている領域であり、操作入力の位置は、操作入力の領域の重心点の座標で表される。
　次いで、駆動制御部２４０は、ステップＳ１で取得した操作入力の位置に対応する駆動信号の位相と振幅を設定して駆動する（ステップＳ２）。区分領域に対応する駆動信号の位相と振幅の設定は、メモリ２５０に格納される振動領域調整データを用いて行う。
　なお、ステップＳ２の処理の詳細は、図１９を用いて後述するステップＳ２１～Ｓ２７によって実現される。
　次いで、駆動制御部２４０は、操作入力があるかどうかを判定する（ステップＳ３）。より具体的には、駆動制御部２４０は、ドライバＩＣ１５１（図６参照）から入力される、指先がトップパネル１２０に触れた領域を表すデータに基づき、操作入力の有無を判定する。
　駆動制御部２４０は、操作入力がある（Ｓ３：ＹＥＳ）と判定するとフローをステップＳ１にリターンする。駆動制御部２４０は、操作入力がない（Ｓ３：ＮＯ）と判定すると、一連の処理を終了する（エンド）。
　以上のような駆動制御の処理により、操作入力の行われた区分領域に対応する駆動信号の位相と振幅を設定され、振動素子１４０が駆動される。
　次に、図１９を用いて、実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理について説明する。図１９に示すフローは、図１８に示すステップＳ２の処理の詳細を示すものである。
　図１９は、実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。
　ここで、ドライバＩＣ１５１から駆動制御装置３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動制御部２４０が駆動信号を算出するまでの所要時間をΔｔとすると、所要時間Δｔは、制御周期に略等しい。
　制御周期の１周期の時間は、ドライバＩＣ１５１から駆動制御装置３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動信号が算出されるまでの所要時間Δｔに相当するものとして取り扱うことができる。
　図１９に示すステップＳ２１～Ｓ２７の処理は、図１８に示すステップＳ２で行われる処理である。駆動制御部２４０は、図１８に示すステップＳ１の処理が終了すると、図１９に示すステップＳ２１の処理を開始する。
　駆動制御部２４０は、位置データを取得し、現在の位置データが表す座標を含む区分領域の座標データを取得する（ステップＳ２１）。
　駆動制御部２４０は、移動速度が所定の閾値速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。移動速度は、ベクトル演算によって算出すればよい。なお、閾値速度は、所謂フリック操作、スワイプ操作、又はドラッグ操作等のように指先を移動させながら操作入力を行う際における指先の移動速度の最低速度として設定すればよい。このような最低速度は、実験結果に基づいて設定してもよく、タッチパネル１５０の分解能等に応じて設定してもよい。
　駆動制御部２４０は、ステップＳ２２で移動速度が所定の閾値速度以上であると判定した場合は、現在の位置データが表す座標と、移動速度とに基づき、Δｔ時間後の推定座標を演算する（ステップＳ２３）。
　駆動制御部２４０は、Δｔ時間後の推定座標を含む区分領域を導出する（ステップＳ２４）。
　駆動制御部２４０は、振動領域調整データを用いて、Δｔ時間後の推定座標を含む区分領域に対応する位相と振幅を表す位相データと振幅データとを選択する（ステップＳ２５）。
　駆動制御部２４０は、位相データと振幅データ出力する（ステップＳ２６）。これにより、位相振幅変調器３２０において、正弦波発生器３１０から出力される正弦波の位相と振幅が変調されることによって駆動信号が生成され、振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３が駆動される。駆動制御部２４０は、ステップＳ２６の処理を終了すると、図１８に示すステップＳ３にフローを進める。
　一方、ステップＳ２２で移動速度が所定の閾値速度以上ではないと判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）は、駆動制御部２４０は、振幅値をゼロに設定する（ステップＳ２７）。
　この結果、駆動制御部２４０は、振幅値がゼロの振幅データが出力され、位相振幅変調器３２０において、正弦波発生器３１０から出力される正弦波の振幅がゼロに変調された駆動信号が生成される。このため、この場合は、振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３は駆動されない。
　なお、ここでは、ステップＳ２３においてΔｔ時間後の推定座標を演算し、推定位置を用いて駆動制御を行う形態について説明したが、Δｔ時間後の推定座標を演算することは必須ではない。例えば、推定座標の変わりに、ステップＳ２１で取得した位置データを用いて駆動制御を行ってもよい。
　次に、図２０乃至図２５を用いて、実施の形態の電子機器１００の動作例について説明する。
　図２０乃至図２５は、実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。図２０乃至図２５では、図２乃至図４と同様のＸＹＺ座標を定義する。
　図２０は、トップパネル１２０、タッチパネル１５０、及びディスプレイパネル１６０を平面的に示す図であり、電子機器１００の利用者は、グレーで示すページ１に指先で触れて、左方向にスワイプ操作を行うことにより、白く示すページ２を開こうとしている。すなわち、電子機器１００の表示は、ページ１からページ２に遷移しようとしている。
　このように、ページを捲る動作が行われる動作モードでは、駆動制御部２４０は、操作入力がスワイプ操作であるかどうかを判定する。例えば、駆動制御部２４０は、利用者の指先が最初にトップパネル１２０に触れた位置からＸ軸方向に±ｄｍｍ以上動いたらスワイプ操作が行われていると判定し、斜線で示す領域の内部に指先が入ったときにトップパネル１２０に振動が発生する。斜線で示す領域は、領域Ｓｔである。
　ここで、図２１を用いて、図２０に示すように操作入力が行われた場合に、駆動制御部２４０が出力する振幅データに基づいて位相振幅変調器３２０から出力される駆動信号によってトップパネル１２０に生じる振動について説明する。図２１において、横軸は時間軸を表し、縦軸は振幅データの振幅値を表す。また、ここでは、利用者がスワイプ操作を行う際の指先の移動速度は略一定であることとする。図２１に示す振動パターンは、振動領域調整データに含まれる振幅データによって座標毎に決定される。
　トップパネル１２０の位置Ｃ１に触れた指先を、時刻ｔ１において利用者が左方向に移動し始めたとする。そして、位置Ｃ１から距離ｄｍｍだけ移動させた時刻ｔ２において、駆動制御部２４０は、利用者の入力操作がスワイプ操作であると判定し、スワイプ用の振動パターンによる駆動を行う。スワイプ操作の判定に用いる操作距離ｄｍｍは、時刻ｔ１～ｔ２の間の指先の移動距離に相当する。また、時刻ｔ２では、ページの遷移が開始する。
　スワイプ用の振動パターンは、振幅がＥ１１であり、スワイプ操作が行われている間は、振動が連続する駆動パターンである。
　時刻ｔ３で利用者が指先をトップパネル１２０から離してスワイプ操作を終えると、駆動制御部２４０は、振幅値をゼロに設定する。このため、時刻ｔ３の直後に振幅がゼロになる。また、時刻ｔ３の後の時刻ｔ４においてページの遷移が完了する。
　このように、利用者がページを捲るためにスワイプ操作を行った場合には、駆動制御部２４０は、一例として、振幅が一定値（Ｅ１１）の振幅データを出力する。このため、利用者がスワイプ操作を行っている間は、利用者の指先に掛かる動摩擦力は低下し、利用者に指先が滑る感覚を提供することができ、利用者はスワイプ操作が電子機器１００に受け付けられていることを指先で感知することができる。
　また、次に、図２２及び図２３を用いて、所謂フリック操作による操作入力が行われる場合の駆動制御部２４０の動作について説明する。
　図２２には、電子メールを編集する動作モードにおいて、利用者の指先が位置Ｃ１１にあるアルファベットの"ｊ"を触れた状態から"ｌ"を選択するために、矢印で示すように上向きのフリック操作を行った状態を示す。図２２では、"A, B, C, 2 or #"の入力を行うためのＧＵＩ操作部のＹ軸正方向側に、"j, k, l, 5 or &"のいずれを選択したかを示す円形のサブ表示領域１６５が表示されている。サブ表示領域１６５では、フリック操作によって選択された"ｌ"がハイライトされている。
　このように、電子メールを編集する動作モードでは、利用者のフリック操作によって文字の入力が行われるため、駆動制御部２４０は、操作入力がフリック操作であるかどうかを判定する。そして、電子メールを編集する動作モードでは、次のようにトップパネル１２０の振動が行われる。
　図２３に示す振動パターンは、振動領域調整データに含まれる振幅データによって座標毎に決定される。
　図２３に示すように、利用者がアルファベットの"ｊ"の上の位置Ｃ１１に時刻ｔ１１において触れた指先を、時刻ｔ１２においてＹ軸正方向に移動し始めたとする。そして、位置Ｃ１１から指先を移動させたことを判定した直後に振幅Ｅ１２の駆動信号による振動が始まり、利用者に指先が滑る感覚を提供する。これにより、利用者は、アルファベットの"ｊ"の上で指先を移動させている操作入力が電子機器１００に受け付けられていることを指先で感知することができる。このとき、トップパネル１２０には固有振動が生じているため、利用者の指先は滑りやすくなっており、フリック動作を行いやすい状態になる。
　そして、時刻ｔ１３において、フリック操作により選択文字が"l"に遷移するとＧＵＩ操作部の表示も"l"がハイライトされた状態に更新され、それに伴い領域Ｓｔを更新し、所定の領域外に指が位置いていると判定して振幅をゼロにする。
　このため、時刻ｔ１４ではトップパネル１２０の振幅がゼロになり、利用者の指先に掛かる動摩擦力が大きくなり、利用者に指先が引っ掛かる感覚を提供する。このように、動摩擦力が大きくなることにより、利用者は指先が突起に触れたように感じる。
　これにより、利用者は、アルファベットの"ｌ"を選択する操作入力が電子機器１００に受け付けられたことを指先で感知することができる。
　なお、ここでは、図２２及び図２３を用いて、ＧＵＩ操作部としての"j, k, l, 5 or &"の入力を行うためのＧＵＩ操作部を操作する場合について説明したが、例えば、図１に示すスライダー１０２ＢのＧＵＩ操作部を左右に動かす場合には、所定の移動量毎に振動を発生させればよい。また、スライダー１０２ＢのＧＵＩ操作部の操作を利用者に知覚させるために、任意の振動パターンでトップパネル１２０を振動させてもよい。
　また、次に、図２４及び図２５を用いて、計算機のアプリケーションを実行している動作モードにおいて、操作入力が行われる場合の駆動制御部２４０の動作について説明する。
　図２４に示すように、計算機のアプリケーションを実行している動作モードにおいて、利用者の指先が数字の'６'、に触れた状態から、指先を左方向に移動させることにより、数字の'５'、'４'の順番になぞる移動操作入力が行われた場合には、次のようにトップパネル１２０の振動が行われる。このような移動操作入力は、フリック操作、スワイプ操作、又はドラッグ操作とは異なり、複数のＧＵＩ操作部が並べられて表示されている状態で、指先が複数のＧＵＩ操作部を跨いで移動しながら行う操作入力である。
　図２５に示す振動パターンは、振動領域調整データに含まれる振幅データによって座標毎に決定される。
　図２５に示すように、利用者が数字の'６'の上の位置Ｃ２１（図２４参照）に触れた指先を、時刻ｔ２１において移動し始めたとする。そして、位置Ｃ２１から少し指先を移動させて、指先の位置が数字の'６'の領域から外に出て数字の'５'に入る時刻ｔ２２に短時間で大きな振幅Ｅ３１の振動が生じる。
　この振幅Ｅ３１の振動は、指先の位置が数字の'６'の領域から外に出ることによって生成されるものであり、利用者の指先を知覚されないほど短時間の低摩擦状態から、瞬時的に高摩擦状態にすることにより、利用者に指先が突起に触れた触感を提供する。
　また、指先が数字の'５'の内部をさらに左方向に移動すると、時刻ｔ２３から短時間で小さな振幅Ｅ３２の振動が一定の時間間隔で発生する。これは、数字の'５'はテンキーの中心に位置していることから、トップパネル１２０を目視しなくても利用者が指先の感覚だけで、数字の'５'を触れていることを感知できるようにするために発生させる振動である。
　そして、時刻ｔ２４において、指先が数字の'５'の領域から出て'４'の領域に入ると、短時間で大きな振幅Ｅ３１の振動を発生させる。これは、時刻ｔ２２における振動と同様の振動であり、利用者の指先を知覚されないほど短時間の低摩擦状態から、瞬時的に高摩擦状態にして、利用者に指先が突起に触れた触感を提供することにより、指先が数字の'５'の領域から'４'の領域に入ったことを触感で感知させるためである。
　これにより、利用者は、数字の'６'、'５'、'４'を順番になぞったことを感知することができる。
　以上、実施の形態の電子機器１００によれば、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、利用者に良好な触感を提供することができる。
　また、平面視で細長い振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を直線上に配列する方向（図７におけるＹ軸方向）において、隣り合う振動素子１４０同士の駆動信号の位相が異なるようにすることで、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３の配列方向の端部においても定在波の振幅を大きくすることができる。
　また、操作入力の位置に応じて、駆動信号の位相と振幅を調整することにより、操作入力の位置に応じて、最適な振幅値を有する超音波の固有振動による触感を利用者に提供することができる。
　なお、以上では、一例として、図１６に示す区分領域１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２２Ａ、及び１２２Ｂを設定して、図１７に示すデータを用いて、操作入力の位置に応じて駆動信号の位相を調整する形態について説明した。しかしながら、このような位相の調整は、本実施の形態で必須ではない。
　すなわち、図１８に示すステップＳ２において、予め駆動信号用に設定した位相と振幅を用いて、駆動信号を生成して振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を駆動してもよい。予め駆動信号用に設定した位相と振幅としては、例えば、図８に示す駆動信号に含まれる位相と振幅を用いればよい。
　また、以上では、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３を含む電子機器１００について説明した。振動素子１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３は、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｘ軸負方向側において、Ｙ軸方向に伸延する長辺に沿って配列されている。また、振動素子１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３は、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｘ軸正方向側において、Ｙ軸方向に伸延する長辺に沿って配列されている。
　しかしながら、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３は、Ｙ軸の正方向側の端部と負方向側の端部とにおいて、Ｘ軸に沿って配置されてもよい。
　また、電子機器１００は、振動素子１４０Ａ１～１４０Ｂ３をすべて含んでいなくてもよい。例えば、振動素子１４０Ａ１～１４０Ａ３のみ、又は、振動素子１４０Ｂ１～１４０Ｂ３のみを含んで、同様に列１～３に定在波を発生させてもよい。
　また、振動素子１４０Ａ１、１４０Ｂ２、１４０Ａ３のみを含むことにより、又は、振動素子１４０Ｂ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ３のみを含むことにより、同様に列１～３に定在波を発生させてもよい。
　すなわち、列１～３のようにトップパネル１２０の表面を複数の列に分けた場合に、各列を振動させるための振動素子１４０が、各列に少なくとも１つあればよい。
　また、図２６及び図２７のような配置にしてもよい。
　図２６及び図２７は、実施の形態の第１変形例及び第２変形例による振動素子の配置と駆動信号を示す図である。
　図２６の（Ａ）に示すように、トップパネル１２０のＹ軸負方向側の短辺に沿って、Ｘ軸方向に沿って、振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２を配置してもよい。振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２のＸ軸方向の長さは、互いに等しく、トップパネル１２０の短辺の長さに合わせてあり、２つの振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２で、短辺の略全体をカバーできるように設定されている。
　振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２を、図２６の（Ｂ）に示す駆動信号ｖＣ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））と駆動信号ｖＣ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）で駆動することにより、振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２に対応する２つの行において、互いに位相が１８０°異なる２種類の定在波を発生させてもよい。
　振動素子１４０Ｃ１に対応する行とは、振動素子１４０Ｃ１のＸ軸方向の幅に略対応し、Ｙ軸負方向側の端部からＹ軸正方向側の端部まで伸延する領域である。また、振動素子１４０Ｃ２に対応する行とは、振動素子１４０Ｃ２のＸ軸方向の幅に略対応し、Ｙ軸負方向側の端部からＹ軸正方向側の端部まで伸延する領域である。
　図２６に示すような振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２を用いる場合においても、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、利用者に良好な触感を提供することができる。
　また、平面視で細長い振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２を直線上に配列する方向において、隣り合う振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２同士の駆動信号の位相が異なるようにすることで、振動素子１４０Ｃ１及び１４０Ｃ２の配列方向の端部においても定在波の振幅を大きくすることができる。
　また、図２７の（Ａ）に示すように、トップパネル１２０のＹ軸負方向側の短辺に沿って、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸負方向側に振動素子１４０Ｄ１を配置するとともに、トップパネル１２０のＹ軸正方向側の短辺に沿って、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸正方向側に振動素子１４０Ｄ２を配置してもよい。
　振動素子１４０Ｄ１及び１４０Ｄ２のＸ軸方向の長さは、互いに等しく、トップパネル１２０の短辺の長さに合わせてあり、２つの振動素子１４０Ｄ１及び１４０Ｄ２で、短辺の略全体をカバーできるように設定されている。
　振動素子１４０Ｄ１及び１４０Ｄ２を、図２７の（Ｂ）に示す駆動信号ｖＤ１＝Ｖ ｅｘｐ（ｊωｔ）と駆動信号ｖＤ２＝Ｖ ｅｘｐ（ｊ（ωｔ＋π））で駆動することにより、振動素子１４０Ｄ１及び１４０Ｄ２に対応する２つの行において、互いに位相が１８０°異なる２種類の定在波を発生させてもよい。
　振動素子１４０Ｄ１に対応する行とは、振動素子１４０Ｄ１のＸ軸方向の幅に略対応し、Ｙ軸負方向側の端部からＹ軸正方向側の端部まで伸延する領域である。また、振動素子１４０Ｄ２に対応する行とは、振動素子１４０Ｄ２のＸ軸方向の幅に略対応し、Ｙ軸負方向側の端部からＹ軸正方向側の端部まで伸延する領域である。
　図２７に示すような振動素子１４０Ｄ１及び１４０Ｄ２を用いる場合においても、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、利用者に良好な触感を提供することができる。
　また、平面視で細長い振動素子１４０Ｄ１と振動素子１４０Ｄ２は、トップパネル１２０の同一の辺に沿って配置されているのではなく、振動素子１４０Ｄ２は、振動素子１４０Ｄ１が配置される辺に対向する辺に沿って配置されている。
　このように、互いに対向する２つの辺にそれぞれ配置される振動素子１４０Ｄ１及び１４０Ｄ２同士の駆動信号の位相が異なるようにすることで、振動素子１４０Ｄ１及び１４０Ｄ２の配列方向の端部においても定在波の振幅を大きくすることができる。
　図２８は、実施の形態の変形例の電子機器１００Ａを示す図である。電子機器１００Ａは、ノートブック型のＰＣ（Personal Computer:パーソナルコンピュータ）である。
　ＰＣ１００Ａは、ディスプレイパネル１６０Ａとタッチパッド１６０Ｂを含む。タッチパッド１６０Ｂの表面に超音波帯の固有振動が生じるようにタッチパッド１６０Ｂの裏面に複数の振動素子１４０を設けておけば、図１に示す電子機器１００と同様に、タッチパッド１６０Ｂへの操作入力の移動量に応じて、利用者の指先に触感を通じて操作感を提供することができる。
　また、ディスプレイパネル１６０Ａの裏面に振動素子１４０を設けておけば、図１に示す電子機器１００と同様に、ディスプレイパネル１６０Ａへの操作入力の移動量に応じて、利用者の指先に触感を通じて操作感を提供することができる。
　以上、本発明の例示的な実施の形態の電子機器及び駆動制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
　１００、１００Ａ　電子機器
　１１０　筐体
　１２０　トップパネル
　１３０　両面テープ
　１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ａ３、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ３　振動素子
　１５０　タッチパネル
　１６０　ディスプレイパネル
　１７０　基板
　１４１Ａ１、１４１Ａ２、１４１Ａ３、１４１Ｂ１、１４１Ｂ２、１４１Ｂ３　アンプ
　１５０　タッチパネル
　１５１　ドライバＩＣ
　１６０、１６０Ａ　ディスプレイパネル
　１６０Ｂ　タッチパッド
　１６１　ドライバＩＣ
　２００　制御部
　３１０　正弦波発生器
　３２０　位相振幅変調器
　１４０Ｃ１、１４０Ｃ２　振動素子
　１４０Ｄ１、１４０Ｄ２　振動素子

Claims (12)

  1. 　表示部と、
    　前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有し、平面視で矩形状のトップパネルと、
    　前記操作面に行われる操作入力の座標を検出する座標検出部と、
    　前記トップパネルの一辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第１振動素子と、
    　前記トップパネルの前記一辺、又は、前記一辺に対向する対向辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第２振動素子と、
    　前記操作面に操作入力が行われると、前記第１振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第１駆動信号で駆動するとともに、前記第２振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第２駆動信号で駆動する駆動制御部と
    　を含み、
    　前記第１駆動信号の第１位相と、前記第２駆動信号の第２位相は異なる、電子機器。
  2. 　前記第１振動素子及び前記第２振動素子は、平面視で前記トップパネルの端部に配設される、請求項１記載の電子機器。
  3. 　前記第１振動素子及び前記第２振動素子は、平面視で前記表示部の表示領域の外側に位置する、請求項１又は２記載の電子機器。
  4. 　前記駆動制御部は、前記操作面への操作入力の位置及び当該位置の時間的変化度合に応じて、前記固有振動の強度が変化するように、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号で前記第１振動素子及び前記第２振動素子をそれぞれ駆動する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の電子機器。
  5. 　前記駆動制御部は、前記操作入力の位置が、前記表示部に表示されるＧＵＩ操作部の境界を跨いで移動するときに、又は、前記ＧＵＩ操作部を操作しながら移動するときに、前記固有振動の強度を変化させる、請求項４記載の電子機器。
  6. 　前記駆動制御部は、前記操作入力の位置が、前記表示部に表示される画像のページを跨いで移動するときに、前記固有振動の強度を変化させる、請求項４又は５記載の電子機器。
  7. 　前記駆動制御部は、前記操作入力の位置が、前記表示部に表示される所定のＧＵＩ操作部の領域内を移動するときに、前記固有振動の強度を変化させる、請求項４又は５記載の電子機器。
  8. 　前記操作面は平面視で長辺と短辺を有する矩形状であり、前記第１振動素子及び前記第２振動素子は、前記短辺に沿って配設されており、
    　前記駆動制御部が前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号で前記第１振動素子及び前記第２振動素子を振動することにより、前記操作面の前記長辺の方向に振幅が変化する定在波が生じる、請求項１乃至７のいずれか一項記載の電子機器。
  9. 　前記駆動制御部は、所定時間経過後の前記操作入力の位置を当該位置の時間的変化度合に応じて推定し、推定した操作入力の位置に応じて、前記固有振動の強度が変化するように前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号で前記第１振動素子及び前記第２振動素子を駆動する、請求項１乃至８のいずれか一項記載の電子機器。
  10. 　前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号は、一定の周波数と一定の位相で前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号である、請求項１乃至９のいずれか一項記載の電子機器。
  11. 　前記操作面を複数の領域に区分した区分領域の座標と、前記複数の区分領域の各々の内部に前記操作入力の位置があるときの前記第１位相及び前記第２位相とを関連付けた調整データを格納するメモリと、
    　前記駆動制御部は、前記調整データ内で前記操作入力の位置に対応する前記第１位相及び前記第２位相によって設定される前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号を用いて前記第１振動素子及び前記第２振動素子をそれぞれ駆動する、請求項１乃至１０のいずれか一項記載の電子機器。
  12. 　表示部と、
    　前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有し、平面視で矩形状のトップパネルと、
    　前記操作面に行われる操作入力の座標を検出する座標検出部と、
    　前記トップパネルの一辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第１振動素子と、
    　前記トップパネルの前記一辺、又は、前記一辺に対向する対向辺に沿って配設され、前記操作面に振動を発生させる第２振動素子と、
    　を含む、電子機器の駆動制御方法であって、
    　コンピュータが、
    　前記操作面に操作入力が行われると、前記第１振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第１駆動信号で駆動するとともに、前記第２振動素子を前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる第２駆動信号で駆動し、前記第１駆動信号の第１位相と、前記第２駆動信号の第２位相は異なる、電子機器の駆動制御方法。
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