JP4345534B2 - 触覚機能付き入力装置、情報入力方法及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、予め準備された入力項目選択用の表示画面の中からアイコンを選択して情報を入力する情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に適用して好適な触覚機能付き入力装置、情報入力方法及び電子機器に関する。

詳しくは、入力項目選択用の表示画面に表示されたアイコンの表示位置に基づいて表示画面を振動する振動手段を備え、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した触覚をユーザに付与できるようにすると共に、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定できるようにしたものである。

近年、ユーザ（操作者）は、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯端末装置に様々なコンテンツを取り込み、それを利用するようになってきた。これらの携帯端末装置には入力装置が具備される。入力装置にはキーボードや、ＪＯＧダイヤル等の入力手段、表示部を合わせたタッチパネルなどが使用される場合が多い。

この種の携帯端末装置に関連して特許文献１には、携帯情報端末及びプログラムが開示されている。この携帯情報端末によれば、端末装置本体に表示部と、本体のほぼ中央にＪＯＧダイヤルとを備える。ＪＯＧダイヤルは、表示部とは別の位置に設けられる。このＪＯＧダイヤルは、時計方向又は反時計方向に回転され、この回転に連動して表示部に表示された画像が回転するようになされる。しかも、ＪＯＧダイヤルを本体の方向に押下すると、画像範囲を変更するようになされる。このように情報端末を構成すると、より快適に各種の操作を実行できるというものである。つまり、ＪＯＧダイヤルは、メカ的な構造を採用することによって、操作者に、表示部において、入力項目を選択する毎に、表示部の変化と同期した触覚を操作者に与えられる。

また、他の触覚入力機能付きの携帯端末装置には、各種方式のタッチパネルと表示部とを合わせた入力機能付表示部を備えたものがある。この種の携帯端末装置によれば、操作者の視覚からみて、表示部の奥行き方向以外の２次元において、アイコン表示位置を直接タッチして入力項目を選択するようになされる。このように、操作者は、表示部に表示される各種アイコン等を直接さわる（入力する、タッチする）等の感覚で、入力操作を行うことができ、目の移動量も、ＪＯＧダイヤル方式に比べて少なく、より直接的に入力項目を選択することができるというものである。

特開２００３−２５６１２０号公報（第２乃至３頁 第１図）

ところで、従来例に係る触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等の電子機器によれば、以下のような問題がある。

ｉ．特許文献１に見られるような表示部とＪＯＧダイヤルとが分離配置された携帯情報端末によれば、機械的な構造が発生せしめる単一の触覚のみしか与えることができず、操作者に採って、インパクトのある触覚となっていないのが現状である。

ii．また、各種方式のタッチパネルと表示部とを合わせた入力機能付きの携帯端末装置によれば、表示部でアイコンを選択した際に、その選択と同期した触覚を操作者に与えることができていない。

iii．特許文献１に見られるようなＪＯＧダイヤルの機能をタッチパネルに導入しようとした場合に、単に組み合わせただけでは、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの表示動作に同期した触覚を操作者に与ることは困難である。

そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの表示動作に同期した触覚を操作者に付与できるようにすると共に、その軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定できるようにした触覚機能付き入力装置、情報入力方法及び電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題は、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンの中の１つに接触されて当該表示画面上で円又は楕円の軌跡を描くように画面入力操作する場合に、アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出する検出手段と、この検出手段から得られる位置情報に基づいてアイコンを円状又は楕円状に移動表示する表示手段と、この表示手段によって移動表示されるアイコンの表示位置に基づいて表示画面を振動する振動手段と、検出手段から得られる位置情報に基づいて表示手段の表示制御及び振動手段の出力制御をする制御手段を備え、この制御手段は、表示画面中のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように表示手段を表示制御し、アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するように振動手段を出力制御する触覚機能付き入力装置によって解決される。

本発明に係る触覚機能付き入力装置によれば、操作者は、選択項目の表示画面に表示された複数のアイコンの中の１つに接触されて当該表示画面上を円状又は楕円状に移動するように画面入力操作する場合に、検出手段は、アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出する。表示手段は、検出手段から得られる位置情報に基づいてアイコンを円状又は楕円状に移動表示する。振動手段は、表示手段によって移動表示されるアイコンの表示位置に基づいて表示画面を振動する。制御手段は、検出手段から得られる位置情報に基づいて表示手段の表示制御及び振動手段の出力制御をする。これを前提にして、制御手段は、表示画面中のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように表示手段を表示制御し、アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するように振動手段を出力制御するようになる。

従って、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した振動（触覚）を操作者に与えることができる。また、同一の場所で異なる複数のクリック感（触覚）を発生することができる。これにより、従来例のような視覚及び聴覚と単一種類の触覚ではなく、視覚及び聴覚の２つの間に十分な相関が採れ、それぞれを区別できる多種類の触覚を発生する入力装置を提供することができる。しかも、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定することができ、より豊かな入力操作を行うことができる。

本発明に係る情報入力方法は、予め準備された入力項目選択用の表示画面の複数のアイコンの中から１つのアイコンを選択して情報を入力する場合に、入力項目選択用の表示画面中の複数のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するステップと、表示された表示画面で１つのアイコンの接触を待機するステップと、アイコンが接触された状態で円又は楕円の軌跡を描くように画面入力操作を受付けるステップと、アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出するステップと、検出された接触位置に基づく位置情報を検出してアイコンを円状又は楕円状に移動表示するステップと、移動表示されるアイコンの表示位置に基づいてアイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するステップとを有するものである。

本発明に係る情報入力方法によれば、予め準備された入力項目選択用の表示画面の中からアイコンを選択して情報を入力する場合に、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した触覚を操作者に与えることができる。しかも、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定することができる。

本発明に係る電子機器は、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンの中の１つに接触されて当該表示画面上で円又は楕円の軌跡を描くように画面入力操作される触覚機能付き入力装置を備え、この触覚機能付き入力装置は、アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出する検出手段と、この検出手段から得られる位置情報に基づいてアイコンを円状又は楕円状に移動表示する表示手段と、この表示手段によって移動表示されるアイコンの表示位置に基づいて表示画面を振動する振動手段と、検出手段から得られる位置情報に基づいて表示手段の表示制御及び振動手段の出力制御をする制御手段とを有し、この制御手段は、表示画面中のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように表示手段を表示制御し、アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するように振動手段を出力制御するものである。

本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付き入力装置が応用されるので、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した触覚を操作者に与えることができる。しかも、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定することができる。当該電子機器の小型化が図れる。

本発明に係る触覚機能付き入力装置によれば、アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出して得られる位置情報に基づいて表示手段の表示制御及び振動手段の出力制御をする制御手段を備え、この制御手段は、表示画面中のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように表示手段を表示制御し、アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するように振動手段を出力制御するものである。

この構成によって、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した振動（触覚）を操作者に与えることができる。また、同一の場所で異なる複数のクリック感（触覚）を発生することができる。これにより、従来例のような視覚及び聴覚と単一種類の触覚ではなく、視覚及び聴覚の２つの間に十分な相関が採れ、それぞれを区別できる多種類の触覚を発生する入力装置を提供することができる。

しかも、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定することができ、より豊かな入力操作を行うことができる。このような構成から、表示手段とは別の場所に、従来例のようなロータリーエンコーダーやタクトスイッチ等を設ける必要が無くなる。また、入力装置自体の小型化が図れるので、これを組み入れた電子機器の小型化及びデザインの自由度を向上させることができる。

本発明に係る情報入力方法によれば、予め準備された入力項目選択用の表示画面の中の複数のアイコンから１つのアイコンを選択して情報を入力する場合に、複数のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示すると共に、移動表示されるアイコンの表示位置に基づいてアイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するようになされる。

この構成によって、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した触覚を操作者に与えることができる。しかも、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定することができる。

本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付き入力装置が応用されるので、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した触覚を操作者に与えることができる。しかも、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定することができる。当該電子機器の小型化が図れる。

続いて、この発明に係る触覚機能付き入力装置、情報入力方法及び電子機器の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。

図１は本発明に係る第１の実施例としての触覚入力機能付き携帯電話機１００の構成例を示す斜視図である。
この実施例では、入力項目選択用の表示画面に表示されたアイコンの表示位置に基づいて表示画面を振動する振動手段を備え、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンの３次元的な表示動作に同期した触覚を操作者に付与できるようにすると共に、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定できるようにしたものである。

図１に示す携帯電話機１００は電子機器の一例であり、触覚機能付きの入力装置９０を有している。この入力装置９０は、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンＩＣｘ（ｘ＝１〜ｎ）の１つに接触して当該表示画面上で円又は楕円を描くように画面入力操作されるものである。

この例で、携帯電話機１００は下部筐体１０及び上部筐体２０を備え、これらの筐体１０及び２０間は、回転レンジ機構１１によって可動自在に係合されている。この回転レンジ機構によれば、下部筐体１０の操作面の一端に設けられた図示しない軸部と、下部筐体１０の裏面の一端に設けられた図示しない軸受け部とが回転自在に係合され、上部筐体２０は下部筐体１０に対して角度±１８０°の回転自由度を有して面結合されている。

下部筐体１０には、複数の押しボタンスイッチ１２から成る操作パネル１８が設けられる。押しボタンスイッチ１２は、「０」〜「９」数字キー、「＊」や「＃」等の記号キー、「オン」や「オフ」等のフックボタン、メニューキー等から構成される。下部筐体１０において、操作パネル面の下方には、通話用のマイクロフォン１３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。

また、下部筐体１０の下端部には、モジュール型のアンテナ１６が取り付けられ、その上端内部側面には、大音響用のスピーカー３６ａが設けられ、着信メロディ等を放音するようになされる。下部筐体１０には、バッテリー１６や回路基板１７等が設けられ、下部筐体１０の裏面にはカメラ３４が取り付けられている。

上述の下部筐体１０に対して、回転レンジ機構１１によって可動自在に係合された上部筐体２０には、その表面の上方に通話用のスピーカー３６ｂが取り付けられ、受話器として機能するようになされる。上部筐体２０のスピーカー取り付け面の下方には、触覚機能付き入力装置９０が設けられる。

図２は、触覚機能付きの入力装置９０の構成例を示す概念図である。図２に示す触覚機能付き入力装置９０は、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンＩＣｘの１つに接触して当該表示画面上で円又は楕円を描くように画面入力操作されるものである。

入力装置９０は、長さがＬｃｍ程度で、幅がＷｃｍ程度の液晶表示ディスプレイから成る表示手段２９と、この表示手段２９の上方に同等な大きさの入力手段２４とが積層されて構成される。入力手段２４は検出手段の一例を構成し、アイコンＩＣｘの選択接触位置及びアイコン接触移動中の接触位置を検出するようになされる。入力手段２４には蓄積電極となる透明電極をマトリクス状に配置したタッチパネルが使用される。タッチパネルは、静電容量シートとしての静電容量方式の入力デバイスである。

入力手段２４の下方に配置された表示手段２９には、入力手段２４から得られる位置情報に基づいてアイコンＩＣｘを円状又は楕円状に移動表示するようになされる。位置情報には位置情報及び入力量（力）が含まれる。位置情報はアイコン接触時の位置検出信号Ｓ１により得られ、入力量（力）は同アイコン接触時の入力検出信号Ｓ２から得られる。

この表示手段２９の例えば、裏面の隅には、振動手段の一例となる４個のアクチュエータ２５ａ〜２５ｄが取り付けられ、表示手段２９によって移動表示されるアイコンＩＣｘの表示位置に基づいて表示画面を振動するようになされる。アクチュエータ２５ａ〜２５ｄは圧電素子から構成される。アクチュエータ２５ａには制御手段１５から振動制御信号Ｓａが供給される。アクチュエータ２５ｂには同様にして振動制御信号Ｓｂが供給され、アクチュエータ２５ｃには振動制御信号Ｓｃが供給され、アクチュエータ２５ｄには振動制御信号Ｓｄが各々供給される。振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄは、複数の振動パターンを発生するための信号である。

アクチュエータ２５ａ〜２５ｄは、予め準備された複数の表示画面の内容及び当該表示画面中のアイコン毎に異なった触覚を与える複数の振動パターンを発生する。このようにすると、各種アイコンＩＣｘをなぞるたびに違った振動モードを触感でき、操作者に対して表示内容の境目や、その種類等を振動パターンの種類によって知らしめることができる。

上述の入力手段２４、表示手段２９及び４個のアクチュエータ２５ａ〜２５ｄには制御手段１５が接続される。制御手段１５には記憶手段３５が接続され、入力項目選択用の表示画面を、例えば、３次元的に表示するための表示データＤ４や、当該表示データＤ４に対応したアイコンＩＣｘの選択接触位置及び振動モードに関する制御情報Ｄｃ等を表示画面毎に記憶したものである。

制御情報Ｄｃには、表示手段２９におけるアプリケーション（３次元的な表示や、各種表示内容）に同期した複数の異なった触覚を発生でき、その触覚を発生せしめる複数の具体的な振動波形、及び、アプリケーション毎の具体的な触覚発生モードを設定するアルゴリズムが含まれる。記憶手段３５には、ＥＥＰＲＯＭや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が使用される。

この例で制御手段１５は、入力手段２４から出力される位置情報に基づいて表示手段２９の表示制御及びアクチュエータ２５ａ〜２５ｄの出力制御をする。例えば、制御手段１５は、入力手段２４から得られる位置検出信号Ｓ１及び入力検出信号Ｓ２に基づいて記憶手段３５から制御情報Ｄｃを読出してアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを供給し、表示データＤ４に対応した振動モードを発生するように制御する。

この例で、制御手段１５は、表示画面中のアイコンＩＣｘを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように表示手段２９を表示制御し、アイコンＩＣｘが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｄを出力制御する。

例えば、制御手段１５は、アイコンＩＣｘが表示画面の奥から手前に近づくに従って、表示画面を周波数５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ程度であって、振幅５μｍ乃至２０μｍ程度の小さい振動から、周波数１５０Ｈｚ乃至４００Ｈｚ程度であって、振幅１５μｍ乃至４０μｍ程度の大きな振動を発生するようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｄを出力制御する。このようにすると、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンＩＣｘの３次元的な表示動作に同期して触覚を変化するようにできる。

次に、触覚入力機能付きの携帯電話機１００の内部構成例及び感触フィードバック入力方法について説明をする。図３は、触覚入力機能付き携帯電話機１００の内部構成例を示すブロック図である。

図３に示す携帯電話機１００は、下部筐体１０の回路基板１７に各機能のブロックを実装して構成される。なお、図１及び図２に示した各部及び手段と対応する部分は、同一符号で示している。携帯電話機１００は、制御手段１５、操作パネル１８、受信部２１、送信部２２、アンテナ共用器２３、入力手段２４、アクチュエータ２５ａ〜２５ｄ、表示手段２９、電源ユニット３３、カメラ３４及び記憶手段３５を有している。

図３に示す入力手段２４は、図２では静電容量方式の入力デバイスを説明したが、カーソリングと選択の機能を区別できるものであれば何でも良く、例えば、抵抗膜方式、表面波弾性方式（ＳＡＷ）、光方式、複数段方式タクトスイッチ等の入力デバイスであっても良く、好ましくは位置情報と力情報を制御手段１５に与えられる構成の入力デバイスであれば良い。上述の入力手段２４は操作者３０の指３０ａを介して少なくとも位置検出信号Ｓ１および入力量（押圧力）となる入力検出信号Ｓ２が入力される。

制御手段１５は、Ａ／Ｄドライバ３１、ＣＰＵ３２、画像処理部２６及びアクチュエータ駆動回路３７を有している。Ａ／Ｄドライバ３１には、入力手段２４からの位置検出信号Ｓ１および入力検出信号Ｓ２が供給される。Ａ／Ｄドライバ３１ではカーソリングとアイコン選択の機能を区別するために位置検出信号Ｓ１および入力検出信号Ｓ２よりなるアナログ信号をデジタルデータに変換する。この他にＡ／Ｄドライバ３１は、このデジタルデータを演算処理して、カーソリング入力かアイコン選択情報かを検出し、カーソリング入力かアイコン選択かを区別するフラグデータＤ３あるいは位置情報Ｄ１または入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に供給するようになされる。これらの演算はＣＰＵ３２内で実行してもよい。

Ａ／Ｄドライバ３１にはＣＰＵ３２が接続される。ＣＰＵ３２はシステムプログラムに基づいて当該電話機全体を制御するようになされる。記憶手段３５には当該電話器全体を制御するためのシステムプログラムデータが格納される。図示しないＲＡＭはワークメモリとして使用される。ＣＰＵ３２は電源オンと共に、記憶手段３５からシステムプログラムデータを読み出してＲＡＭに展開し、当該システムを立ち上げて携帯電話機全体を制御するようになされる。

例えば、ＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１からの入力データＤ１〜Ｄ３を受けて所定の指令データＤを電源ユニット３３や、カメラ３４、記憶手段３５、アクチュエータ駆動部３７、映像＆音声処理部４４等のデバイスに供給したり、受信部２１からの受信データを取り込んだり、送信部２へ送信データを転送するように制御する。

ＣＰＵ３２には、アクチュエータ駆動部３７が接続され、ＣＰＵ３２からの制御情報Ｄｃに基づいて振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを発生する。振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄは、正弦波形からなる出力波形を有している。アクチュエータ駆動部３７には複数のアクチュエータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ・・・が接続され、各々の振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動するようになされる。

ＣＰＵ３２にはアクチュエータ駆動部３７の他に画像処理部２６が接続され、アイコンＩＣｘを３次元的に表示するための表示情報Ｄ４を画像処理するようになされる。画像処理後の表示情報Ｄ４を表示手段２９に供給するようになされる。

操作者３０は指３０ａに振動を受けて触感としてＣＰＵ３２からの機能毎の振動を感じる。また表示手段２９の表示内容は操作者の目による視覚により、スピーカー３６ａ、３６ｂ等からの放音は、操作者の耳による聴覚により各機能を判断するようになされる。

上述のＣＰＵ３２には操作パネル１８が接続され、例えば、相手方の電話番号を手動入力する際に使用される。表示手段２９には上述のアイコン選択画面の他に映像信号Ｓｖに基づいて着信映像を表示するようにしてもよい。

また、図３に示すアンテナ１６は、アンテナ共用器２３に接続され、着呼時、相手方からの無線電波を基地局等から受信する。アンテナ共用器２３には受信部２１が接続され、アンテナ１６から導かれる受信データを受信して映像や音声等を復調処理し、復調後の映像及び音声データＤinをＣＰＵ３２等に出力するようになされる。受信部２１には、ＣＰＵ３２を通じて映像＆音声処理部４４が接続され、デジタルの音声データをデジタル／アナログ変換して音声信号Ｓoutを出力したり、デジタルの映像データをデジタル／アナログ変換して映像信号Ｓｖを出力するようになされる。

映像＆音声処理部４４には大音響用及び受話器を構成するスピーカー３６ａ、３６ｂが接続される。スピーカー３６ａは、着呼時、着信音や着信メロディ等を鳴動するようになされる。スピーカー３６ｂは、音声信号Ｓinを入力して相手方の話声３０ｄ等を拡大するようになされる。この映像＆音声処理部４４にはスピーカー３６ａ、３６ｂの他に、送話器を構成するマイクロフォン１３が接続され、操作者の声を集音して音声信号Ｓoutを出力するようになされる。映像＆音声処理部４４は、発呼時、相手方へ送るためのアナログの音声信号Ｓinをアナログ／デジタル変換してデジタルの音声データを出力したり、アナログの映像信号Ｓｖをアナログ／デジタル変換してデジタルの映像データを出力するようになされる。

ＣＰＵ３２には受信部２１の他に、送信部２２が接続され、相手方へ送るための映像及び音声データＤout等を変調処理し、変調後の送信データをアンテナ共用器２３を通じアンテナ１６に供給するようになされる。アンテナ１６は、アンテナ共用器２３から供給される無線電波を基地局等に向けて輻射するようになされる。

上述のＣＰＵ３２には送信部２２の他に、カメラ３４が接続され、被写体を撮影して、例えば、静止画情報や動作情報を送信部２２を通じて相手方に送信するようになされる。電源ユニット３３は、バッテリー１４を有しており、制御手段１５、操作パネル１８、受信部２１、送信部２２、入力手段２４、アクチュエータ２５ａ〜２５ｄ、表示手段２９、カメラ３４及び記憶手段３５にＤＣ電源を供給するようになされる。

このように、触覚入力機能付きの携帯電話機１００によれば、表示手段２９と操作者の視覚からみて、奥行き方向以外の２次元において、操作者がタッチしたアイコンの位置情報を直接入力することができ、かつ、操作者の入力操作に応じて、表示手段２９が振動する構成とすることができる。また、異なるアプリケーションを使用している際に、そのアプリケーションの操作の意味に応じた異なる複数の振動モードを発生できるようになる。

図４Ａ〜Ｃは、入力装置９０におけるアイコン選択時の位置情報の決定例（円）を示す図である。図４Ａは、単位円とアイコンＩＣｘの表示軌跡円との関係例を示す図である。

この例では、表示手段２９の表示画面上の任意の位置に単位円を設定し、その単位円を基準としたアイコンＩＣｘの表示軌跡円を設定する。更に、アイコンＩＣｘの表示軌跡円の円周上に基準位置の一例となる入力確定位置を設定する。この入力装置９０では、アイコンＩＣｘが入力確定位置に到達したとき、そのアイコンＩＣｘの入力を確定するようになされる。

図４Ａにおいて、Ｉは半径「１」の単位円であり、表示手段２９の表示画面上の任意の位置に設定される。この単位円Ｉを特定するために、Ｘ−Ｙ座標系を設定したとき、単位円ＩはそのＸ軸上に点Ｚ（＝１）を設定することにより得られる。また、IIは単位円Ｉを基準としたアイコンＩＣｘの表示軌跡円である。この例では半径「３」の場合を例に挙げている。単位円Ｉの回転中心点Ｏは一定であり、その位相判別基準となる点Ｚも一定である。

回転中心点Ｏは、表示手段２９の画面の中心ではなく、その単位円Ｉを基準としたアイコンＩＣｘの表示軌跡円IIの中心である。この表示軌跡円IIの円周上にはアイコンＩＣｘが並べられて表示される。回転中心点Ｏの座標は、（Ｘ₀，Ｙ₀）である。実際の点Ｏは、Ｘ₀≠０、Ｙ₀≠０である。アイコンＩＣｘは時計方向（順方向）回り及び反時計方向（逆方向）回りに回転する場合を前提とする。

ＰＲは入力確定位置であり、表示軌跡円II上であって、例えば、Ｘ−Ｙ座標系のＸ軸上に設定される。この例では、入力確定位置ＰＲにアイコンＩＣｘが到達したとき、当該アイコンＩＣｘの入力を確定するようになされる。

この例で、単位円Ｉにおいて、点Ｚを点Ｏに対して円運動させる。この際に得られるＸ及びＹの値（Ｘ_Z−Ｘ₀、Ｙ_Z−Ｙ₀）の変化量をＤａｔａ１とする。このＤａｔａ１は、Ｘ、Ｙの値として取り扱われ、予め、記憶手段３５に記憶され、演算時に、記憶手段３５から画像処理部２６又はＣＰＵ３２に読み出される。このＤａｔａ１を使用してアイコンＩＣｘ選択時の位置情報の決定するようになされる。

ここで表示手段２９の表示画面上でアイコンＩＣｘが操作者によって選択され、押下接触された位置を入力開始点Ａとする。点Ａの座標は（Ｘ_A，Ｙ_A）であり、Ｄａｔａ２によって与えられる。また、回転中心点Ｏと点Ｚとの間の線分（半径）の長さをＯＺとし、回転中心点Ｏと点Ａとの間の線分（半径）の長さをＯＡとする。この例では、入力開始点Ａが検出されたとき、長さＯＺとＯＡとの比（ＯＡ／ＯＺ）が、（１）式、すなわち、

によって求められる。

この長さの比（ＯＡ／ＯＺ）を算出した後、その演算結果にＤａｔａ１を乗算して点Ａの座標（Ｘ_A，Ｙ_A）、すなわち、アイコンＩＣｘの入力開始点Ａを示すＤａｔａ２を求める。これにより、点Ａの位相を決定するための準備が終了する。

次に、アイコンＩＣｘの入力開始点ＡのＤａｔａ２と（Ｘ_A−Ｘ₀，Ｙ_A−Ｙ₀）を比較する。これはＸ、Ｙ値が共に一致する位相を見出すためである。これにより、点Ａの位相を決定することができる。

図４Ｂは単位円Ｉ及び表示軌跡円IIに関する回転角度θとＸの値との関係例、図４Ｃは同様にして回転角度θとＹの値との関係例を各々示すグラフである。図４Ｂにおいて、縦軸はＸの値であり、図４Ｃにおいて、縦軸はＹの値であり、横軸はいずれも回転角度（位相）θである。

図４Ｂに示すＤａｔａ１のグラフは、単位円Ｉを描画するためのＸの値である。Ｄａｔａ２のグラフは、アイコンＩＣｘの表示軌跡円IIを描画するためのＸの値である。図４Ｃに示すＤａｔａ１のグラフは、単位円Ｉを描画するためのＹの値である。Ｄａｔａ２のグラフは、アイコンＩＣｘの表示軌跡円IIを描画するためのＹの値である。グラフはいずれも正弦波形を示している。このＸ，Ｙ値に基づくＤａｔａ２に対応する表示情報Ｄ４により、操作者が選択したアイコンＩＣｘを引きずっている間中、表示軌跡円IIに沿ってアイコンＩＣｘを入力確定位置ＰＲまで移動させることができる。

図５Ａ〜Ｄは、アイコン移動方向の検出例（円）及びパルス波形例を示す図である。この例では、図４Ａ等で入力開始点Ａが決定された後に、操作者が表示画面上でアイコンＩＣｘを接触したまま時計方向（順方向）又は反時計方向（逆方向）に引きずったかをＣＰＵ３２で判別するようになされる。

図５Ａは、Ｘ軸のＤａｔａ２のグラフに方向判別角度θ１、θ２を設定した図である。図５Ａにおいて、入力開始点Ａを基準して、Ｘ軸の＋方向（時計方向）には、判定角度θ１が設定される。同様にして、Ｘ軸の−方向（反時計方向）にも判定角度θ２が設定される。判定角度θ１は一定であり、アイコンＩＣｘを時計方向に移動したか否かを判別する閾値である。この判定角度θ１を越える移動がなされた場合に、図５Ｃに示すようなパルス信号ＳＰ１を１パルスだけ発生するようになされる。

判定角度θ２も一定であり、アイコンＩＣｘを反時計方向に移動したか否かを判別する閾値である。この判定角度θ２を越える移動がなされた場合に、図５Ｄに示すようなパルス信号ＳＰ２を１パルスだけ発生するようになされる。この例で、角度θ１＝−１×θ２であり、図中、θ１＝−θ２＝９０°の場合を示している。ＣＰＵ３２は、パルス信号ＳＰ１、ＳＰ２を検出してアイコンＩＣｘの移動方向を認識するようになされる。

図５Ｂは、Ｙ軸のＤａｔａ２のグラフに方向判別角度θ１、θ２を設定した図である。図５Ｂにおいて、入力開始点Ａを基準して、Ｙ軸の＋方向（時計方向）には、判定角度θ１が設定される。同様にして、Ｙ軸の−方向（反時計方向）には、判定角度θ２が設定される。上記の位相におけるＤａｔａ２上のＸ、Ｙ値をそれぞれ時計方向を（Ｘ_θ1，Ｙ_θ1）とし、反時計方向を（Ｘ_θ2，Ｙ_θ2）とする。

そして、入力開始点Ａから移動が継続されて現在の接触位置に至り、その点をＢとし、そのＢ点の位置座標値を（Ｘ_B，Ｙ_B）としたとき、パルス信号ＳＰ１の発生条件、つまり、アイコンＩＣｘが時計方向へ移動されたことを判別する条件（以下、順方向判別条件という）として、（２）式、すなわち、
Ｘ_B−Ｘ₀＝Ｘ_θ1
Ｙ_B−Ｙ₀＝Ｙ_θ1 ・・・・・（２）
が与えられる。

また、反対に、パルス信号ＳＰ２の発生条件、つまり、アイコンＩＣｘが反時計方向へ移動されたことを判別する条件（以下、逆方向判別条件という）として、（３）式、すなわち、
Ｘ_B−Ｘ₀＝Ｘ_θ2
Ｙ_B−Ｙ₀＝Ｙ_θ2 ・・・・・（３）
が与えられる。上記順又は逆方向判別条件に基づいてアイコンＩＣｘが入力点Ｂに到達した場合は、ＣＰＵ３２は回転処理を実行し、点Ｂを次の入力開始点として回転検出を実行する。

図５Ｃは、パルス信号ＳＰ１を示す波形図である。図５Ｃに示すパルス信号ＳＰ１は、入力開始点ＡからアイコンＩＣｘを接触したまま時計方向になぞりを開始した場合に発生される信号である。パルス信号ＳＰ１のパルス幅は、判別角度θ１を反映して設定される。

ＣＰＵ３２は、パルス信号ＳＰ１の立ち上がりに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄや、表示手段２９の表示制御を実行する。例えば、入力開始点Ａを基準して、入力開始点ＡからアイコンＩＣｘを接触したまま時計方向になぞりを開始した後、入力確定位置ＰＲに近づくにつれて振動を大きくするようにアクチュエータの振動パターンを制御する。選択されたアイコンＩＣｘに係る振動が最も大きくなされるのは、入力確定位置ＰＲである。最も小さく振動されるのは、入力確定位置ＰＲから１８０°反転した位置である。

同様にして、その入力開始点Ａから入力確定位置ＰＲに近づくにつれてアイコンＩＣｘの表示を大きくするように表示手段２９を制御する。選択されたアイコンＩＣｘが最も大きく表示されるのは、入力確定位置ＰＲである。最も小さく表示されるのは、入力確定位置ＰＲから１８０°反転した位置である（接近モード）。

図５Ｄは、パルス信号ＳＰ２を示す波形図である。図５Ｄに示すパルス信号ＳＰ２は、入力開始点ＡからアイコンＩＣｘに接触したまま反時計方向になぞりを開始した場合に発生される信号である。パルス信号ＳＰ２のパルス幅は、パルス信号ＳＰ１と同じパルス幅に設定される。

ＣＰＵ３２は、パルス信号ＳＰ２の立ち上がりに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄや、表示手段２９の表示制御を実行する。例えば、入力開始点ＡからアイコンＩＣｘを接触したまま反時計方向になぞりを開始した後、入力確定位置ＰＲから遠ざかるにつれて振動を小さくするようにアクチュエータの振動パターンを制御する。同様にして、入力確定位置ＰＲから遠ざかるにつれてアイコンＩＣｘの表示を小さくするように表示手段２９を制御する（遠ざかりモード）。

図６Ａ〜Ｃは、入力装置９０におけるアイコン選択時の位置情報の決定例（楕円）を示す図である。図６Ａは、単位円とアイコンＩＣｘの表示軌跡楕円との関係例を示す図である。

この例では、表示手段２９の表示画面上の任意の位置に単位円を設定し、その単位円を基準としたアイコンＩＣｘの表示軌跡楕円を設定する。これは、アイコンＩＣｘを３次元的に表示するためである。この例でも、アイコンＩＣｘの表示軌跡楕円の円周上に基準位置の一例となる入力確定位置ＰＲを設定する。この入力装置９０では、アイコンＩＣｘが入力確定位置ＰＲに到達したとき、そのアイコンＩＣｘの入力を確定するようになされる。

図６Ａにおいて、Ｉは半径「１」の単位円であり、表示手段２９の表示画面上の任意の位置に設定される。この単位円Ｉを特定するために、Ｘ−Ｙ座標系を設定したとき、単位円ＩはそのＸ軸上に点Ｚ（＝１）を設定することにより得られる。また、IIIは単位円Ｉを基準としたアイコンＩＣｘの表示軌跡楕円である。この例では長手方向の半径が「３」で、短手方向の半径が「２」の場合を例に挙げている。単位円Ｉの回転中心点Ｏは一定であり、その位相判別基準となる点Ｚも一定である。

回転中心点Ｏは、単位円Ｉを基準としたアイコンＩＣｘの表示軌跡楕円IIIの中心である。この表示軌跡楕円IIIの楕円周上にはアイコンＩＣｘが遠近感を有して並べられ表示される（図８〜図１０参照）。回転中心点Ｏの座標は、（Ｘ₀，Ｙ₀）である。実際の点Ｏは、Ｘ₀≠０、Ｙ₀≠０である。アイコンＩＣｘは時計方向（順方向）回り及び反時計方向（逆方向）回りに回転する場合を前提とする。この例でも、表示軌跡楕円III上であって、Ｘ−Ｙ座標系のＸ軸上に入力確定位置ＰＲが設定される。この入力確定位置ＰＲにアイコンＩＣｘが到達したとき、当該アイコンＩＣｘの入力を確定するようになされる。

この例で、入力確定位置ＰＲの付近では、アイコンＩＣｘの移動距離を多くするように表示される。入力確定位置ＰＲから１８０°反転した位置では、アイコンＩＣｘの移動距離を少なくするように表示される。これはアイコンＩＣｘの遠近感を演出するためである。このような３次元的な表示をする場合に、単位円Ｉにおいて、点Ｚを点Ｏに対して円運動させる。この際に得られるＸ及びＹの値（Ｘ_Z−Ｘ₀、Ｙ_Z−Ｙ₀）の変化量をＤａｔａ１としたとき、オフセットデータ（以下Ｄａｔａ３という）を演算するようになされる。すなわち、単位円Ｉを基準としたアイコンＩＣｘの表示軌跡楕円IIIは、点Ｚを中心Ｏの周りに回転させたときのＸ，Ｙ値を示すＤａｔａ１に、Ｄａｔａ３を乗算したＤａｔａ１’に基づいて入力開始点Ａを検出し決定するようになされる。

図６Ｂは、Ｘ及びＹ軸におけるＤａｔａ３のオフセット内容例を示す図である。横軸は角度θであり、縦軸は倍率である。Ｄａｔａ３のグラフによれば、角度（位相）１８０°で１倍、位相０°で２倍の一次関数的な倍率を設定するようになされる。従って、角度９０°及び２７０度では、倍率が１．５倍となる。

図６Ｃは、Ｘ軸におけるＤａｔａ３の乗算前後のグラフ例を示している。図６Ｃに示す一点鎖線は、Ｘ軸のＤａｔａ３の乗算前のＤａｔａ１のグラフを示している。実線は、Ｄａｔａ３の乗算後のＸの値を示すＤａｔａ１’のグラフを示している。つまり、Ｘ軸についての演算は、Ｄａｔａ１’＝Ｄａｔａ１×Ｄａｔａ３である。

図６Ｄは、Ｙ軸におけるＤａｔａ３の乗算前後のグラフ例を示している。図６Ｄに示す一点鎖線は、Ｙ軸のＤａｔａ３の乗算前のＤａｔａ１のグラフを示している。実線は、Ｄａｔａ３の乗算後のＹの値を示すＤａｔａ１’のグラフを示している。つまり、Ｙ軸についての演算は、Ｄａｔａ１’＝Ｄａｔａ１×Ｄａｔａ３である。その後の処理については、図４Ｂ、Ｃ及び図５Ａ〜Ｄと同様であるため、その説明を省略する。

図７Ａは、単位円Ｉ及び表示軌跡楕円IIIに関する回転角度θとＸの値との関係例、図７Ｂは同様にして回転角度θとＹの値との関係例を各々示すグラフである。図７Ａにおいて、縦軸はＸの値であり、図７Ｂにおいて、縦軸はＹの値であり、横軸はいずれも回転角度θである。

図７Ａに示すＤａｔａ１’のグラフは、単位円ＩのＸの値にＤａｔａ３を演算したものである。Ｄａｔａ２のグラフは、アイコンＩＣｘの表示軌跡楕円IIIを描画するためのＸの値である。図７Ｂに示すＤａｔａ１’のグラフは、単位円ＩのＹの値にＤａｔａ３を演算したものである。Ｄａｔａ２のグラフは、アイコンＩＣｘの表示軌跡楕円IIIを描画するためのＹの値である。グラフはいずれも正弦波形を示している。

このＸ，Ｙ値に基づくＤａｔａ２に対応する表示情報Ｄ４により、操作者が選択したアイコンＩＣｘを引きずっている間中、表示軌跡楕円IIIに沿ってアイコンＩＣｘを入力確定位置ＰＲまで移動させることができる。このようにして、表示画面上のアイコンＩＣｘの表示軌跡楕円IIIにおける回転角度（位相）θ毎に、その移動量に対応した回転検出アルゴリズムを予め作成することができる。

次に、表示手段２９のアイコン選択表示画面Ｐ１１〜Ｐ１６の遷移図を参照して入力装置９０の動作例を説明する。

図８Ａは、表示手段２９におけるアイコン選択表示画面（以下単に表示画面ともいう）Ｐ１１の表示例を示す遷移図である。図８Ａに示す表示画面Ｐ１１には、６個のアイコンＩＣ１〜ＩＣ６が表示される。この例では、表示画面の左斜め下方に入力確定位置ＰＲが設定される。この入力確定位置ＰＲに表示されるアイコンＩＣｘの入力が確定される。

図８Ｂは、操作者の指の動きを示す図である。この例で操作者の指は、この時点でまだ表示画面Ｐ１１に触られておらず非接触状態である。図８Ｃは、ＣＰＵ３２が認識する位置情報を示す図である。この例で操作者の指は、まだ表示画面Ｐ１１に触られていないので、未定である。図８Ｄは、アクチュエータ２５ａ〜２５ｂにおける振動波形例を示す図である。横軸は時間ｔである。この例で操作者の指は、まだ、表示画面Ｐ１１に触られていないので、無振動状態である。図８Ｅは、振動音、つまり、触覚イメージを示す図である。この例で操作者の指は、まだ表示画面Ｐ１１に触られていないので、触覚無し状態である。

ここで、操作者の指が表示画面Ｐ１２でアイコンＩＣ２に触れた（単クリックモードが選択された）場合を例に挙げる。図８Ｂに示す操作者の指の動きによれば、アイコンＩＣ２に例えば０．３秒以上触れることにより、非接触状態から接触状態へ遷移する。このとき、表示画面Ｐ１２で選択された斜線に示すアイコンＩＣ２の表示色を変えるようにしてもよい。図８Ｃに示すアイコンＩＣ２の入力開始点、例えば図６Ａに示した点Ａの位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）がＣＰＵ３２によって検出され認識される。

ＣＰＵ３２は、位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）の検出に基づいてアクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａに振動制御信号Ｓａを出力し、アクチュエータ２５ｂに振動制御信号Ｓｂを出力し、アクチュエータ２５ｃに振動制御信号Ｓｃを出力し、アクチュエータ２５ｄに振動制御信号Ｓｄを各々出力する。

アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて約０．１ｍｓ程度振動するようになされる。図８Ｄに示す振動波形によれば、周波数ｆｘ＝２００Ｈｚ、振幅Ａｘ＝４０μｍ、回数Ｎｘ＝１回の振動パターンで振動する。以下［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［２００ ４０ １］と表記する。触覚的には、図８Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ピッ」という感触が操作者の指に伝搬する（単クリックモード）。

その後、操作者がアイコンＩＣ２に指を触れたまま時計方向になぞりを開始すると、表示手段２９は、図８Ａに示した表示画面Ｐ１２から図９Ａに示す表示画面Ｐ１３へ表示遷移するようになされる（接近モード）。この接近モードでは、表示画面Ｐ１２等において、黒四角点から波線四角点に至るように楕円上の弧をなぞるように指を移動するようになされる。アイコンＩＣ２等の遠近表示制御は、指の移動早さと同期させることが好ましい。

このとき、図９Ｂに示す操作者の指の動きによれば、アイコンＩＣ２に触れたままであり、接触状態を継続する。図９Ｃに示した位置情報に関しては、アイコンＩＣ２の入力開始点から次の入力点に移行する。次の入力点は、順方向判別条件に基づいて判定される。この例では、図６Ａに示したような次の点Ｂの位置情報（Ｘ_B，Ｙ_B）がＣＰＵ３２によって検出され認識される。ＣＰＵ３２で接近モードが認識されると、振動モードを設定するフラグを立てるようになされる。振動モードは、入力開始点Ａと次の入力点Ｂとの差分を算出し、この差分値に基づいて設定するようになされる。

ＣＰＵ３２は、入力点Ｂの位置情報（Ｘ_B，Ｙ_B）の検出に基づいて表示画面Ｐ１３から表示画面Ｐ１４へ表示遷移するように表示手段２９を制御すると共に、アクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。

この例で、図９Ｄに示す振動波形例によれば、５段階に区分された振動パターンが構成される。第１段階は、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ １０ １］の振動パターンで振動し、第２段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ ２０ １］の振動パターンで振動し、第３段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［２００ ３０ １］の振動パターンで振動し、第４段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４００ ４０ １］の振動パターンで振動し、第５段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５００ ５０ １］の振動パターンで各々連続して振動するようになされる。

触覚的には、図９Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「グッーグッグッグッグッ」という感触が操作者の指に伝搬する。その後、操作者がアイコンＩＣ２の移動を停止して、そのアイコンＩＣ２から指を放すと、図９Ａに示した表示画面Ｐ１４から図１０Ａに示す表示画面Ｐ１５へ表示遷移するようになされる。

図１０Ａに示す表示画面Ｐ１５には、アイコンＩＣ２から指が放された後にも、わずか時計方向に移動し、その後、図１０Ｂに示す表示画面Ｐ１６に落ち着く状態を示している。この動作モードを「ブルブルモード」とする。このブルブルモードは、アイコンＩＣ２が振動しているように見せるアニメーション効果を狙ったものである。これは補助的動作なので省略してもよい。

この際の操作者の指の動きによれば、正に、指を放した瞬間に、アクチュエータ２５ａ〜２５ｄが振動パターンに基づいて振動する。図１０Ｄに示す振動波形例によれば、図１０Ａに示した表示画面Ｐ１５で時計方向に行き過ぎたアイコンＩＣ２を波線に囲む位置に戻すべく、第１段階で周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ ２０ １］の振動パターンで振動し、その第２段階で［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４００ ４０ １］の振動パターンで連続して振動する。触覚的には、アクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に図１０Ｅに示すように「グッグッ」という感触が、当該入力装置９０を持つ操作者の手に伝搬する。

また、図１０Ｄに示す振動波形例によれば、図１０Ａに示した表示画面Ｐ１６で反時計方向に行き過ぎたアイコンＩＣ２を波線に囲む位置に戻すべく、第１段階で周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４００ ４０ １］の振動パターンで振動し、その第２段階で［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ ２０ １］の振動パターンで連続して振動する。

触覚的には、アクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に図１０Ｅに示すように「グッグッ」という感触が、当該入力装置９０を持つ操作者の手に伝搬する。なお、図１０Ｃに示す位置情報については、図１０Ａに示した表示画面Ｐ１６の波線内にアイコンＩＣ２が停止した時点で入力が確定され、ＣＰＵ３２は、入力情報＝"1"を入力するようになされる。

図１１Ａ及びＢは、接近モードで適用する他の振動波形例を示す図である。図１１Ａは、図９Ｄで説明した振動波形例である。この例では、図１１Ａに示す振動波形例に対して各段階における回数Ｎｘを可変設定するようにしたものである。

この例で、図１１Ｂに示す振動波形例によれば、図１１Ａに示す振動波形例と同様にして５段階に区分された振動パターンから構成される。第１段階は、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ １０ １］の振動パターンで振動し、第２段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ ２０ ２］の振動パターンで振動し、第３段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［２００ ３０ ４］の振動パターンで振動し、第４段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４００ ４０ ８］の振動パターンで振動し、第５段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５００ ５０ １０］の振動パターンで各々連続して振動するようになされる。

触覚的には、アクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に図９Ｅに示したように「グッーグッグッグッグッ」という感触に比べて、より一層、操作者の指に強く伝搬するようになる。

図１２は、触覚入力機能付きの携帯電話機１００における情報処理例を示すフローチャートである。
この実施例では、予め準備された入力項目選択用の表示画面の中からアイコンＩＣ２を選択して情報を入力する場合を前提とする。入力項目選択用の表示画面に複数のＩＣ１〜ＩＣ６等を表示し、ここで表示された表示画面で１つのアイコンＩＣ２の接触を待機し、アイコンＩＣ２が接触された状態で円又は楕円を描くように画面入力操作を受け付け、アイコンＩＣ２の選択接触位置及び移動中の接触位置を検出し、ここで検出された接触位置に基づく位置情報を検出してアイコンＩＣ２を円状又は楕円状に移動表示し、ここで移動表示されるアイコンＩＣ２の表示位置に基づいて表示画面を振動する場合を例に挙げる。

また、入力項目選択用の表示画面Ｐ１１〜Ｐ１６の内容及び当該表示画面中のアイコン毎に異なった触覚を与えるための複数の振動パターンは、予め作成され、記憶手段３５等に格納される。アイコンＩＣ２は、表示画面Ｐ１１〜Ｐ１６等の奥から手前に近づくに従って、表示画面Ｐ１１〜Ｐ１６を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するようになされる。

更にまた、表示画面Ｐ１１〜Ｐ１６を表示するための表示データＤ４と、当該表示データＤ４に対応したアイコンＩＣ２の選択接触位置及び振動モードに関する制御情報Ｄｃとを表示画面毎に予め作成し、記憶手段３５等に格納される。このようにすると、各種アイコンをなぞるたびに違った振動モードを触感でき、操作者に対して表示内容の境目や、その種類等を振動パターンの種類によって知らしめることができる。

なお、動作モードについては、アイコン選択モードと他の処理モードとが準備され、このモード切り替えに基づいて各種情報処理をするようになされる。他の処理モードには、電話モードやメール作成及び送信表示モードが含まれる。電話モードには、相手方に電話を発信する操作が含まれる。アイコンＩＣ２が電話モードを選択する入力項目である場合を例に採る。

これらを情報処理条件にして、図１２に示すフローチャートのステップＲ１で電源オンを待機する。例えば、ＣＰＵ３２は電源オン情報を検出してシステムを起動する。電源オン情報は通常、時計機能等が稼働し、スリーピング状態にある携帯電話機等の電源スイッチをオンされたときに発生する。

そして、ステップＲ２に移行してＣＰＵ３２は、アイコン選択モード又はその他の処理モードに基づいて制御を分岐する。アイコン選択モードとは、アイコン選択表示画面Ｐ１１等に表示された複数のアイコンＩＣ１〜ＩＣ６の中から１つのアイコンＩＣ２を選択する動作をいう。アイコン選択モードが設定された場合は、表示画面中のアイコンＩＣ２が奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示され、ステップＲ３に移行して表示画面Ｐ１１に接触（タッチ）されたか否かを検出する。

表示画面Ｐ１１のいずれかにタッチされた場合は、ステップＲ４に移行して表示画面Ｐ１１でタッチされたアイコンＩＣ２の入力位置を検出する。このとき、図８Ｂに示したように操作者の指の動きによれば、アイコンＩＣ２に例えば０．３秒以上触れることにより、非接触状態から接触状態へ遷移する。図８Ｃに示したアイコンＩＣ２の入力開始点、例えば図６Ａに示した点Ａの位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）がＣＰＵ３２によって検出され認識される。

アイコン以外の位置にタッチされた場合は、ステップＲ６に移行して無振動モードを実行する。無振動モードとは、アクチュエータ２５ａ〜２５ｂを動作させない状態を維持する動作をいう。従って、当該携帯電話機１００は触覚無し状態である。その後、ステップＲ７に移行する。

上述のステップＲ４でアイコンＩＣ２の入力開始位置が検出された場合は、ステップＲ５に移行して、ＣＰＵ３２は単クリックモードを実行する。この単クリックモードでは、ＣＰＵ３２が位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）の検出に基づいてアクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａに振動制御信号Ｓａを出力し、アクチュエータ２５ｂに振動制御信号Ｓｂを出力し、アクチュエータ２５ｃに振動制御信号Ｓｃを出力し、アクチュエータ２５ｄに振動制御信号Ｓｄを各々出力する。

アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて約０．１ｍｓ程度振動するようになされる。図８Ｄに示した振動波形によれば、周波数ｆｘ＝２００Ｈｚ、振幅Ａｘ＝４０μｍ、回数Ｎｘ＝１回の振動パターンで振動する。触覚的には、図８Ｅに示したようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ピッ」という感触が操作者の指に伝搬する。その後、ステップＲ７に移行する。

そして、ステップＲ７でそのアイコンＩＣ２の接触状態が引き続いているか否かを判別する。そのアイコンＩＣ２の接触状態が引き続いている場合は、ステップＲ８に移行して、その入力開始点、例えば、移動後の入力点Ｂを検出し位置情報を取得する。その後、ステップＲ９に移行してＣＰＵ３２は、上述したような位置情報を蓄積処理する。そして、ステップＲ１０に移行して、図５Ｃ及びＤに示したような１パルスを越える移動が検出されたかを判別する。この判別結果に基づいて、操作者の指の動きが時計（順）方向又は反時計（逆）方向に移動したかにより制御を分岐する。

アイコンＩＣ２をタッチした操作者の指が時計方向に移動した場合は、ステップＲ１２に移行して接近モードを実行する。この接近モードでは、図５Ｃに示したように、パルス信号ＳＰ１の立ち上がりに基づいてＣＰＵ３２は、アクチュエータ２５ａ〜２５ｄや、表示手段２９の表示制御を実行する。例えば、入力開始点Ａから入力確定位置ＰＲに近づくにつれてアイコンＩＣ２の表示を大きくするように表示手段２９を制御する。選択されたアイコンＩＣ２が最も大きく表示されるのは、入力確定位置ＰＲである。

また、入力開始点Ａを基準して、入力開始点ＡからアイコンＩＣ２を接触したまま時計方向になぞりを開始した後、入力確定位置ＰＲに近づくにつれて振動を大きくするようにアクチュエータの振動パターンを制御する。選択されたアイコンＩＣ２に係る振動が最も大きくなされるのは、入力確定位置ＰＲである。

例えば、図９Ｄに示したように、５段階に区分された振動パターンによりアクチュエータ２５ａ〜２５ｄが振動制御される。第１段階では、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ １０ １］の振動パターンで振動され、第２段階では、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ ２０ １］の振動パターンで振動され、第３段階では、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［２００ ３０ １］の振動パターンで振動され、第４段階では、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４００ ４０ １］の振動パターンで振動され、第５段階は、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５００ ５０ １］の振動パターンで各々連続して振動するようになされる。触覚的には、図９Ｅに示したようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「グッーグッグッグッグッ」という感触が操作者の指に伝搬する。

また、ステップＲ１１でアイコンＩＣ２をタッチした操作者の指が反時計方向に移動した場合は、ステップＲ１３に移行して遠ざかりモードを実行する。遠ざかりモードでは、図５Ｄに示したパルス信号ＳＰ２の立ち上がりに基づいてＣＰＵ３２は、アクチュエータ２５ａ〜２５ｄや、表示手段２９の表示制御を実行する。例えば、入力開始点ＡからアイコンＩＣ２を接触したまま反時計方向になぞりを開始した後、入力確定位置ＰＲから遠ざかるにつれて振動を小さくするようにアクチュエータの振動パターンを制御する。同様にして、入力確定位置ＰＲから遠ざかるにつれてアイコンＩＣ２の表示を小さくするように表示手段２９を制御する。

その後、ステップＲ７に戻って、そのアイコンＩＣ２の接触状態が引き続いているか否かを判別する。ここで操作者は、アイコンＩＣ２の移動を停止して、そのアイコンＩＣ２から指を放す。その結果、アイコンＩＣ２の接触状態停止が検出され、この場合は、ステップＲ１４に移行して入力を確定する。その後、ステップＲ１６に移行してＣＰＵ３２は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出して情報処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＲ２に戻る。ステップＲ２で他の処理モードが設定された場合は、ステップＲ１５に移行して通信処理等の他の処理モードを実行する。

例えば、ＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１からの入力データＤ１〜Ｄ３を受けて所定の指令データＤを映像＆音声処理部４４に供給したり、受信部２１からの受信データを取り込んだり、送信部２へ送信データを転送するように制御する。

ＣＰＵ３２は操作パネル１８から、相手方の電話番号を手動入力するようになされる。また、図３に示した下部筐体１０に設けられたマイクロフォン１３を通して操作者（ユーザ）の声が集音され、その音声信号Ｓoutが映像＆音声処理部４４に出力される。映像＆音声処理部４４では、発呼時、相手方へ送るためのアナログの音声信号Ｓinをアナログ／デジタル変換してデジタルの音声データを出力したり、アナログの映像信号Ｓｖをアナログ／デジタル変換してデジタルの映像データを出力するようになされる。

また、映像＆音声処理部４４にＣＰＵ３２を介して接続された送信部２２では、相手方へ送るための映像及び音声データＤout等を変調処理し、変調後の送信データをアンテナ共用器２３を通じアンテナ１６に供給するようになされる。アンテナ１６は、アンテナ共用器２３から供給される無線電波を基地局等に向けて輻射するようになされる。

更に、相手方からの無線電波は、基地局等からアンテナ共用器２３を通して受信される。受信部２１では、アンテナ１６から導かれる受信データを受信して映像や音声等を復調処理し、復調後の映像及び音声データＤinをＣＰＵ３２等に出力するようになされる。ＣＰＵ３２は、映像＆音声処理部４４を制御して、デジタルの音声データをデジタル／アナログ変換して音声信号Ｓoutを出力したり、デジタルの映像データをデジタル／アナログ変換して映像信号Ｓｖを出力するようになされる。映像＆音声処理部４４に接続されたスピーカー３６ｂは、音声信号Ｓinを入力して相手方の話声等を拡大するようになされる。

その後、ステップＲ１６に移行する。これにより、アイコン選択表示画面Ｐ１１等に表示された１つのアイコンＩＣ２の選択し、このアイコン選択に基づいて相手方に電話番号を発信したり、相手方を通話できるようになる。

このように、本発明に係る第１の実施例としての触覚入力機能付きの携帯電話機及び情報入力方法によれば、操作者は、アイコン選択表示画面Ｐ１１等に表示された任意のアイコンＩＣ２の１つに接触して当該表示画面上を円状又は楕円状に移動するように画面入力操作する。これを前提にして、入力手段２４は、アイコンＩＣ２の選択接触位置及び移動中の接触位置を検出するようになされる。表示手段２９は、入力手段２４から得られる位置情報に基づいてアイコンＩＣ２を円状又は楕円状に移動表示する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｄは、表示手段２９によって移動表示されるアイコンＩＣ２の表示位置に基づいて表示画面を振動するようになる。

従って、円状又は楕円状に移動表示されるアイコンＩＣ２の３次元的な表示動作に同期した振動（触覚）を操作者に与えることができる。また、同一の場所で異なる複数のクリック感（触覚）を発生することができる。これにより、従来例のような視覚及び聴覚と単一種類の触覚ではなく、視覚及び聴覚の２つの間に十分な相関が採れ、それぞれを区別できる多種類の触覚を発生する触覚入力機能を有した携帯電話機１００を提供することができる。しかも、円状又は楕円状の軌跡上に予め設定された入力確定位置ＰＲにアイコンＩＣ２が到達したとき、当該アイコンＩＣ２の入力を確定することができ、より豊富な入力操作を行うことができる。

このような構成から、表示手段２９とは別の場所に、従来例のようなロータリーエンコーダーやタクトスイッチ等を設ける必要が無くなる。また、入力装置自体の小型化が図れるので、これを組み入れた携帯電話機等の電子機器の小型化及びデザインの自由度を向上させることができる。携帯電話機等において、ボタンに表記する“ラベル表示”や、ボタンを押した際に発生する効果音をなくしても、入力者は自分の意図した入力動作を確認し、実現することができる。

これにより、入力機能として、必要な複数の異なる機能をもつスイッチを同一の場所に集約して設けることができるようになり、部品点数の削減、コストダウンに寄与するところが大きい。

図１３〜図１５は、第２の実施例に係るメール作成及び送信操作例（その１〜３）を示す遷移図である。
この実施例では、送信ボタンモードが準備され、メール作成及び送信操作時において、操作者が送信ボタンアイコン５０等の入力動作をしようとした場合に、視覚的あるいは聴覚的な入力動作に関する情報が無くとも、操作者が意図した入力動作を確認させるような触覚確認機能を実現できるようになされる。ここに送信ボタンモードとは、送信ボタンアイコン”の表示位置をタッチされたか否かを検出し、そのタッチに基づいて所定周波数、振幅及び回数の振動を与えて「送信ＯＫ」を触覚で確認させる動作をいう。

本発明に係る第２の電子機器は、メール作成送信画面（以下単に送信画面という）の任意の位置に接触して当該送信画面上で直線を描くように画面入力操作される触覚機能付き入力機能を有している。第２の電子機器は、図３に示した携帯電話機１００の内部構成図において、表示手段２９の送信画面に送信ボタンアイコンを表示する。検出手段の一例となる入力手段２４は、送信画面に接触された操作者の指の位置及びその指の移動中の接触位置を検出するようになされる。ＣＰＵ３２は、入力手段２４から得られる位置情報と、表示手段２９に表示された送信ボタンアイコンの表示位置とに基づいて送信画面を振動するようにアクチュエータ駆動回路３７を制御するようになされる。

この例で、図３に示したアクチュエータ駆動回路３７は、“送信ボタンアイコン”の表示位置と同一のタッチ位置の検出があった場合に、周波数ｆｘが３００Ｈｚ〜５００Ｈｚ付近の高周波で、振幅Ａｘが１５μｍ〜４０μｍ付近の大きさで、１度に回数Ｎｘが２〜１０回程度のサイン波形の振動パターンを発生する。このような振動パターンに基づく振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを発生して、アクチュエータ２５ａ〜２５ｄに出力すると、「本当に送信してもよいか？」を操作者に振動で確認させることができる。

図１３Ａは、表示手段２９におけるメール作成送信画面（以下単に送信画面という）Ｐ２１の表示例を示す図である。図１３Ａに示す送信画面Ｐ２１には、相手先表示領域ｗ１が割り当てられ、相手先の名前や電話番号等が表示される。この相手先表示領域ｗ１の下方には、本文記述領域ｗ２が割り当てられ、相手方へ転送するためのメール文を作成し記述するようになされる。

この表示画面で右下方には、送信ボタンアイコン５０が表示される。送信ボタンアイコン５０は、本文記述領域ｗ２で作成されたメール文を相手方に送信する際に押下される。なお、送信画面Ｐ２１において、相手先表示領域ｗ１、本文記述領域ｗ２及び送信ボタンアイコン５０の表示領域以外を背景領域ｗ３ということにする。

図１３Ｂは、操作者の指の動きを示す図である。この例で操作者の指は、この時点でまだ送信画面Ｐ２１に触られておらず非接触状態である。図１３Ｃは、ＣＰＵ３２が認識する位置情報を示す図である。この例で操作者の指は、まだ送信画面Ｐ２１に触られていないので未定である。図１３Ｄは、アクチュエータ２５ａ〜２５ｂにおける振動波形例を示す図である。横軸は時間ｔである。この例で操作者の指は、まだ、送信画面Ｐ２１に触られていないので、無振動状態である。図１３Ｅは、振動音、つまり、触覚イメージを示す図である。この例で操作者の指は、まだ送信画面Ｐ２１に触られていないので、触覚無し状態である。

この例では、従来方式と同様にして、本文記述領域ｗ２でメール文を作成し、その後、図１３Ａに示した送信画面Ｐ２１から送信画面Ｐ２２に表示画面が遷移し、その後、操作者の指が送信画面Ｐ２２で本文記述領域ｗ２に触れた（単クリックモードが選択された）場合を例に挙げる。なお、送信画面Ｐ２２〜Ｐ２５は同一の内容が表示される。

図１３Ｂに示す操作者の指の動きによれば、本文記述領域ｗ２に例えば０．３秒以上触れることにより、非接触状態から接触状態へ遷移する。図中、斜線に示す四角部分は操作者の指の位置Ｐｘである。また、図１３Ｃに示す本文記述領域ｗ２への入力開始点、例えば図１３Ｃに示した位置Ｐｘの最初の点Ａの位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）がＣＰＵ３２によって検出され認識される。

ＣＰＵ３２は、位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）の検出に基づいてアクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａに振動制御信号Ｓａを出力し、アクチュエータ２５ｂに振動制御信号Ｓｂを出力し、アクチュエータ２５ｃに振動制御信号Ｓｃを出力し、アクチュエータ２５ｄに振動制御信号Ｓｄを各々出力する。

アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて約０．１ｍｓ程度振動するようになされる。図１３Ｄに示す振動波形によれば、周波数ｆｘ＝２００Ｈｚ、振幅Ａｘ＝４０μｍ、回数Ｎｘ＝１回の振動パターンで振動する。以下［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［２００ ４０ １］と表記する。触覚的には、図１３Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ピッ」という感触が操作者の指に伝搬する（単クリックモード）。

その後、操作者が本文記述領域ｗ２に指を触れたまま下部方向になぞりを開始する。このとき、表示手段２９は、図１３Ａに示した送信画面Ｐ２２と同じ内容で図１４Ａに示す送信画面Ｐ２３を表示している（本文モード）。この本文モードでは、送信画面Ｐ２２等において、黒四角点から送信ボタンアイコン５０に向かって直線をなぞるように指を移動される。

図１４Ｂに示す操作者の指の動きによれば、本文記述領域ｗ２に触れたままであり、接触状態を継続する。操作者の指の位置Ｐｘは下方にずれる。図１４Ｃに示した位置情報に関しては、本文記述領域ｗ２の入力開始点から次の入力点に移行する。この例では、次の点Ｂの位置情報（Ｘ_B，Ｙ_B）がＣＰＵ３２によって検出され認識される。ＣＰＵ３２で本文モードが認識されると、振動モードを設定するフラグを立てるようになされる。振動モードは、入力開始点Ａと次の入力点Ｂとの差分を算出し、この差分値に基づいて設定するようになされる。

ＣＰＵ３２は、入力点Ｂの位置情報（Ｘ_B，Ｙ_B）の検出に基づいて送信画面Ｐ２３と送信画面Ｐ２４との内容が変わらないように表示手段２９を制御すると共に、アクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。

この例で、図１４Ｄに示す振動波形例によれば、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ ２０ ４］の振動パターンで振動するようになされる。触覚的には、図１４Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ザラザラ」という感触が操作者の指に伝搬する。

更に操作者の指がなぞり動作を継続する。そして、本文記述領域ｗ２から背景領域ｗ３に移行すべく、本文記述領域ｗ２と背景領域ｗ３との境目を通過する。この境目は、物理的な障壁ではなく、表示上の仕切である。ＣＰＵ３２は、境目の位置情報の検出に基づいてアクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。制御情報Ｄｃは振幅５０μｍ及び振動時間１００ｍｓの振動パターンを発生させる内容である。触覚上は”カックン”という振動を与えて、あたかも、物理的障壁を乗り越えたように演出される（登り境界モード）。

この境目を通過して背景領域ｗ３に操作者の指が移行し、当該背景領域ｗ３でなぞり動作が更に継続される。ＣＰＵ３２は、入力点Ｅ等の位置情報（Ｘ_E，Ｙ_E）の検出に基づいて送信画面Ｐ２３と送信画面Ｐ２４との内容が変わらないように表示手段２９を制御すると共に、アクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。

この例で、図１４Ｄに示す振動波形例によれば、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ １０ ２］の振動パターンで振動するようになされる。触覚的には、図１４Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ブゥー」という感触が操作者の指に伝搬する（背景モード）。

その後、操作者の指が図１５Ａに示す送信画面Ｐ２５の送信ボタンアイコン５０に到達する。このとき、背景領域ｗ３から送信ボタンアイコン５０に移行する際に、上述の登り境界モードとは反対の下り境界モードが実行され、それを触感する。更に、操作者の指が送信ボタンアイコン５０をなぞることで、送信ボタンモードが実行される。図１５Ｃに示す位置情報については、“送信ボタンアイコン”の表示位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とタッチ位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とが検出され、一致検出がなされる。

“送信ボタンアイコン”の表示位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とタッチ位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とが一致する場合、ＣＰＵ３２は、送信ボタンアイコン５０の位置情報（Ｘ_ic，Ｙ_ic）の検出に基づいて送信画面Ｐ２５の表示内容が変わらないように表示手段２９を制御すると共に、アクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。

この例で、図１５Ｄに示す振動波形例によれば、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４００ ４０ １６］の振動パターンで振動するようになされる。触覚的には、図１５Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ビビビビ」という感触が操作者の指に伝搬する（送信ボタンモード）。

その後、操作者は、指の移動を停止して、その送信ボタンアイコン５０から指を放すと、図１５Ａに示した送信画面Ｐ２５から送信画面Ｐ２６へ表示遷移するようになされる。送信画面Ｐ２６には、送信確認画面Ｐ２７がポップアップ表示される。送信確認画面Ｐ２７には、「Really」の文字と共に「本当に送信してもよろしいですか？」の文字情報及び「ＹＥＳ」及び「ＮＯ」の確認ボタンが表示される。このとき、操作者は、本当に送信する場合は、「ＹＥＳ」ボタンを押下する。ＣＰＵ３２は、「ＹＥＳ」ボタン押下により送信ＯＫ情報＝"1"を入力し、送信を確定するようになされる。送信を中止する場合は、「ＮＯ」ボタンを押下するようになされる。

図１６は第２の実施例に係る触覚入力機能付きの携帯電話機の情報処理例を示すフローチャートである。
この実施例では、送信ボタンモードが準備され、メール作成及び送信操作時において、操作者が送信ボタンアイコン５０等の入力動作をしようとした場合に、視覚的あるいは聴覚的な入力動作に関する情報が無くとも、操作者が意図した入力動作を確認させるような触覚確認機能を実現できるようになされる。

これらを情報処理条件にして、図１６に示すフローチャートのステップＳＴ１で電源オンを待機する。ＣＰＵ３２は第１の実施例と同様にして電源オン情報を検出してシステムを起動する。そして、ステップＳＴ２に移行してＣＰＵ３２は、メール作成送信モード又はその他の処理モードに基づいて制御を分岐する。メール作成送信モードとは、メール作成送信画面（以下単に送信画面という）Ｐ２１の本文記述領域ｗ２でメール文を作成し、その後、送信ボタンアイコン５０の押下操作を待って相手方にメール文を送信する動作をいう。

メール作成送信モードが設定された場合は、ステップＳＴ３に移行して送信画面Ｐ２１の本文記述領域ｗ２でメール文の作成処理を実行する。メール作成処理については、従来方式と同様に実行される。その後、ステップＳＴ４に移行して、送信画面Ｐ２１のいずれかにタッチされたかを検出する。

送信画面Ｐ２１のいずれかにタッチされた場合は、ステップＳＴ５に移行して送信画面Ｐ２１で背景領域ｗ３がタッチされたか、又は、背景領域ｗ３以外がタッチされたかを検出する。このとき、図１３Ｂに示したように操作者の指の動きによれば、本文記述領域ｗ２に例えば０．３秒以上触れることにより、非接触状態から接触状態へ遷移する。ＣＰＵ３２は本文記述領域ｗ２で、例えば、入力開始点Ａを検出しその位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）を取得する（図１３Ｃ参照）
背景領域ｗ３がタッチされた場合は、ステップＳＴ６に移行して背景モードを実行する。このとき、ＣＰＵ３２は、アクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。この例で、図１４Ｄに示す振動波形例によれば、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ １０ ２］の振動パターンで振動するようになされる。触覚的には、図１４Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ブゥー」という感触が操作者の指に伝搬する。その後、ステップＳＴ８に移行する。

また、ステップＳＴ５で背景領域ｗ３以外がタッチされた場合は、ステップＳＴ７に移行して単クリックモードを実行する。この単クリックモードでは、ＣＰＵ３２が位置情報（Ｘ_A，Ｙ_A）の検出に基づいてアクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａに振動制御信号Ｓａを出力し、アクチュエータ２５ｂに振動制御信号Ｓｂを出力し、アクチュエータ２５ｃに振動制御信号Ｓｃを出力し、アクチュエータ２５ｄに振動制御信号Ｓｄを各々出力する。

アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて約０．１ｍｓ程度振動するようになされる。図１３Ｄに示した振動波形によれば、周波数ｆｘ＝２００Ｈｚ、振幅Ａｘ＝４０μｍ、回数Ｎｘ＝１回の振動パターンで振動する。触覚的には、アクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に図１３Ｅに示したように「ピッ」という感触が操作者の指に伝搬する。

その後、ステップＳＴ８に移行して、操作者の指の接触状態が引き続いているか否かを判別する。その操作者の指の接触状態が引き続いている場合は、ステップＳＴ９に移行して、再度、送信画面Ｐ２１等で背景領域ｗ３がタッチされたか、又は、背景領域ｗ３以外がタッチされたかを検出する。背景領域ｗ３がタッチされた場合は、ステップＳＴ６に戻って上述した処理を実行するようになされる。

背景領域ｗ３以外がタッチされた場合は、ステップＳＴ１０に移行して本文記述領域ｗ２がタッチされたか、又は、本文記述領域ｗ２以外がタッチされたかを検出して制御を分岐する。本文記述領域ｗ２以外がタッチされた場合は、ステップＳＴ１１に移行して、本文モードを実行する。この本文モードでは、図１３Ａに示した送信画面Ｐ２２等において、黒四角形に示した点から送信ボタンアイコン５０に向かって直線をなぞるように指を移動される。

図１４Ｂに示した操作者の指の動きによれば、本文記述領域ｗ２に触れたままであり、接触状態を継続する。図１４Ｃに示した位置情報に関しては、本文記述領域ｗ２の入力開始点から次の入力点に移行する。この例では、図６Ａに示したような次の点Ｂの位置情報（Ｘ_B，Ｙ_B）がＣＰＵ３２によって検出され認識される。ＣＰＵ３２で本文モードが認識されると、振動モードを設定するフラグを立てるようになされる。振動モードは、入力開始点Ａと次の入力点Ｂとの差分を算出し、この差分値に基づいて設定するようになされる。

ＣＰＵ３２は、入力点Ｂの位置情報（Ｘ_B，Ｙ_B）の検出に基づいて送信画面Ｐ２３と送信画面Ｐ２４との内容が変わらないように表示手段２９を制御すると共に、アクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。

この例で、図１４Ｄに示した振動波形例によれば、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ ２０ ４］の振動パターンで振動するようになされる。触覚的には、図１４Ｅに示すようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ザラザラ」という感触が操作者の指に伝搬する。

また、上述のステップＳＴ１０で本文記述領域ｗ２以外がタッチされた場合は、ステップＳＴ１２に移行して送信ボタンアイコン５０がタッチされたか、又は、送信ボタンアイコン５０以外がタッチされたかを検出する。送信ボタンアイコン５０がタッチされた場合は、ステップＳＴ１３に移行して送信ボタンモードを実行する。この送信ボタンモードでは、操作者の指が図１５Ａに示したように送信画面Ｐ２５の送信ボタンアイコン５０に到達する。このとき、操作者の指が送信ボタンアイコン５０をなぞることで、送信ボタンモードが実行される。図１５Ｃに示した位置情報については、“送信ボタンアイコン”の表示位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とタッチ位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とが検出され、一致検出がなされる。

“送信ボタンアイコン”の表示位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とタッチ位置（Ｘ_ic，Ｙ_ic）とが一致する場合、ＣＰＵ３２は、アクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。

この例で、図１５Ｄに示した振動波形例によれば、周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４００ ４０ １６］の振動パターンで振動するようになされる。触覚的には、図１５Ｅに示したようにアクチュエータ２５ａ〜２５ｂの振動と共に「ビビビビ」という感触が操作者の指に伝搬する。

そして、操作者は、指の移動を停止して、その送信ボタンアイコン５０から指を放すと、図１５Ａに示した送信画面Ｐ２５から送信画面Ｐ２６へ表示遷移するようになされる。送信画面Ｐ２６には、送信確認画面Ｐ２７がポップアップ表示される。送信確認画面Ｐ２７には、「Really」の文字と共に「本当に送信してもよろしいですか？」の文字情報、「ＹＥＳ」及び「ＮＯ」の確認ボタンが表示される。このとき、操作者は、本当に送信する場合は、「ＹＥＳ」ボタンを押下する。

ＣＰＵ３２は、「ＹＥＳ」ボタン押下により送信ＯＫ情報＝"1"を入力し、送信を確定するようになされる。送信部２２では、相手方を呼出し、相手方へ送るためのメールデータを変調処理し、変調後の送信データをアンテナ共用器２３を通じアンテナ１６に供給するようになされる。アンテナ１６は、アンテナ共用器２３から供給される無線電波を基地局等に向けて輻射するようになされる。これにより、送信ボタンアイコン５０に基づいて相手方にメール文を送信することができる。

なお、上述のステップＳＴ１２で送信ボタンアイコン５０以外がタッチされた場合は、ステップＳＴ１４に移行して、操作者の指の移動に伴う領域変化があったかを検出する。この例では、本文記述領域ｗ２から背景領域ｗ３に移行する場合を登り（上り）方向とし、背景領域ｗ３から本文記述領域ｗ２又は送信ボタンアイコン５０へ移行する場合を下り方向と定義している。

操作者の指の移動に伴う上り方向の領域変化があった場合は、ステップＳＴ１５に移行して登り境界モードを実行する。この登り境界モードでは、本文記述領域ｗ２から背景領域ｗ３に移行する際に、ＣＰＵ３２は、境目の位置情報の検出に基づいてアクチュエータ駆動回路３７に制御情報Ｄｃを供給する。アクチュエータ駆動回路３７は、制御情報Ｄｃに基づいてアクチュエータ２５ａ〜２５ｄに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄを出力する。アクチュエータ２５ａ〜２５ｂでは振動制御信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて振動する。制御情報Ｄｃは振幅５０μｍ及び振動時間１００ｍｓの振動パターンを発生させる内容である。触覚上は”カックン”という振動を与えるようになされる。その後、ステップＳＴ８に戻る。

また、操作者の指の移動に伴う下り方向の領域変化があった場合は、ステップＳＴ１６に移行して下り境界モードを実行する。この下り境界モードでは登り境界モードと同様にして触覚上は”カックン”という振動を与えるようになされる。その後、ステップＳＴ８に戻って、操作者の指の接触状態が引き続いているか否かを判別する。この例では、送信ボタンモードの実行によって、操作者の指の動きは非接触状態となっているので、ステップＳＴ１８に移行してＣＰＵ３２は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出して情報処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＳＴ２に戻る。

ステップＳＴ２で他の処理モードが設定された場合は、ステップＳＴ１７に移行して通信処理等の他の処理モードを実行する。通信処理については第１の実施例を参照されたい。その後、ステップＳＴ１８に移行して終了判断される。これにより、メール作成送信画面Ｐ２１等に表示された送信ボタンアイコン５０を押下し、この送信ボタンアイコン５０に基づいて相手方にメール文を送信できるようになる。

このように、第２の実施例に係る触覚入力機能付きの携帯電話機によれば、送信ボタンモードが準備され、メール作成及び送信操作時において、表示手段２９に表示された送信ボタンアイコン５０の表示位置をタッチされたか否かを検出し、当該タッチに基づいて所定周波数、振幅及び回数の振動を与えて「送信ＯＫ」を触覚で確認させるようになされる。

従って、操作者が送信ボタンアイコン５０等の入力動作をしようとした場合に、視覚的あるいは聴覚的な入力動作に関する情報が無くとも、操作者が意図した入力動作を確認させるような触覚確認機能を実現することができる。

上述の実施例では電子機器に関して携帯電話機の場合について説明したが、この入力装置９０は、ノート型のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置や、電子手帳、ゲーム機、電子書籍等の情報携帯端末装置の場合にも適用できる。第１の実施例と第２の実施例とは組み合わせも、また、別々に実施するようにしてもよい。

この発明は予め準備された入力項目選択用の表示画面の中からアイコンを選択して情報を入力する情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に適用して極めて好適である。

本発明に係る第１の実施例としての触覚入力機能付き携帯電話機１００の構成例を示す斜視図である。 触覚機能付きの入力装置９０の構成例を示す概念図である。 触覚入力機能付き携帯電話機１００の内部構成例を示すブロック図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、入力装置９０におけるアイコン選択時の位置情報の決定例（円）を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、アイコン移動方向の検出例（円）及びパルス波形例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、入力装置９０におけるアイコン選択時の位置情報の決定例（楕円）を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、表示軌跡楕円IIIに関する回転角度θとＸ、Ｙの値との関係例を示すグラフである。 ３次元的なアイコンＩＣｘの表示例及びその移動時の振動例（その１）を示す遷移図である。 ３次元的なアイコンＩＣｘの表示例及びその移動時の振動例（その２）を示す遷移図である。 ３次元的なアイコンＩＣｘの表示例及びその移動時の振動例（その３）を示す遷移図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、接近モードで適用する他の振動波形例を示す図である。 、触覚入力機能付きの携帯電話機１００における情報処理例を示すフローチャートである。 第２の実施例に係るメール作成及び送信操作例（その１）を示す遷移図である。 メール作成及び送信操作例（その２）を示す遷移図である。 メール作成及び送信操作例（その３）を示す遷移図である。 第２の実施例に係る触覚入力機能付きの携帯電話機１００の情報処理例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０・・・下部筐体、１１・・・回転レンジ機構、１５・・・制御手段、２０・・・上部筐体、２１・・・受信部、２２・・・送信部、２４・・・入力手段、２５ａ〜２５ｄ・・・アクチュエータ（振動手段）、２９・・・表示手段、３２・・・ＣＰＵ（制御手段）、３５・・・記憶手段、５０・・・送信ボタンアイコン、１００・・・携帯電話機（電子機器）

Claims (17)

1. 入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンの中の１つに接触されて当該表示画面上で円又は楕円の軌跡を描くように画面入力操作する場合に、
   前記アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段から得られる位置情報に基づいて前記アイコンを円状又は楕円状に移動表示する表示手段と、
   前記表示手段によって移動表示されるアイコンの表示位置に基づいて前記表示画面を振動する振動手段と、
   前記検出手段から得られる位置情報に基づいて前記表示手段の表示制御及び前記振動手段の出力制御をする制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記表示画面中のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように前記表示手段を表示制御し、
   前記アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、前記表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するように前記振動手段を出力制御する触覚機能付き入力装置。
2. 前記振動手段は、
   予め準備された複数の表示画面の内容及び当該表示画面中のアイコン毎に異なった触覚を与える複数の振動パターンを発生する請求項１に記載の触覚機能付き入力装置。
3. 前記円状又は楕円状の軌跡上に基準位置が設定され、当該基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定するようにした請求項１に記載の触覚機能付き入力装置。
4. 前記入力項目選択用の表示画面を表示するための表示情報と、当該表示情報に対応したアイコンの選択接触位置及び振動モードに関する制御情報とを前記表示画面毎に記憶した記憶手段を備える請求項１に記載の触覚機能付き入力装置。
5. 前記制御手段は、
   前記検出手段から得られる位置情報に基づいて前記記憶手段から制御情報を読出して前記振動手段に供給し、前記表示情報に対応した振動モードを発生するように制御する請求項１及び４に記載の触覚機能付き入力装置。
6. 前記制御手段は、
   前記アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、前記表示画面を周波数５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ程度であって、振幅５μｍ乃至２０μｍ程度の小さい振動から、周波数１５０Ｈｚ乃至４００Ｈｚ程度であって、振幅１５μｍ乃至４０μｍ程度の大きな振動を発生するように前記振動手段を出力制御する請求項５に記載の触覚機能付き入力装置。
7. 予め準備された入力項目選択用の表示画面の中の複数のアイコンから１つのアイコンを選択して情報を入力する場合に、
   前記入力項目選択用の表示画面中の複数のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するステップと、
   表示された前記表示画面で１つのアイコンの接触を待機するステップと、
   前記アイコンが接触された状態で円又は楕円の軌跡を描くように画面入力操作を受付けるステップと、
   前記アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出するステップと、
   検出された前記接触位置に基づく位置情報を検出して前記アイコンを円状又は楕円状に移動表示するステップと、
   移動表示される前記アイコンの表示位置に基づいて前記アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、前記表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するステップとを有する情報入力方法。
8. 前記表示画面の内容及び当該表示画面中のアイコン毎に異なった触覚を与えるための複数の振動パターンを予め作成するステップを有する請求項７に記載の情報入力方法。
9. 前記円状又は楕円状の軌跡上に予め基準位置を設定するステップと、
   当該基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定するステップとを有する請求項７に記載の情報入力方法。
10. 前記入力項目選択用の表示画面を表示するための表示情報と、当該表示情報に対応したアイコンの選択接触位置及び振動モードに関する制御情報とを前記表示画面毎に作成するステップを有する請求項７に記載の情報入力方法。
11. 前記アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、前記表示画面を周波数５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ程度であって、振幅５μｍ乃至２０μｍ程度の小さい振動から、周波数１５０Ｈｚ乃至４００Ｈｚ程度であって、振幅１５μｍ乃至４０μｍ程度の大きな振動を発生するステップを有する請求項１０に記載の情報入力方法。
12. 入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンの中の１つに接触されて当該表示画面上で円又は楕円の軌跡を描くように画面入力操作される触覚機能付き入力装置を備え、
    前記触覚機能付き入力装置は、
    前記アイコンの選択接触位置及び移動中の接触位置を検出する検出手段と、
    前記検出手段から得られる位置情報に基づいて前記アイコンを円状又は楕円状に移動表示する表示手段と、
    前記表示手段によって移動表示されるアイコンの表示位置に基づいて前記表示画面を振動する振動手段と、
    前記検出手段から得られる位置情報に基づいて前記表示手段の表示制御及び前記振動手段の出力制御をする制御手段とを有し、
    前記制御手段は、
    前記表示画面中のアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように前記表示手段を表示制御し、
    前記アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、前記表示画面を低周波数かつ小振幅の振動から、高周波数かつ大振幅の振動を発生するように前記振動手段を出力制御する電子機器。
13. 前記振動手段は、
    予め準備された複数の表示画面の内容及び当該表示画面中のアイコン毎に異なった触覚を与える複数の振動パターンを発生する請求項１２に記載の電子機器。
14. 前記円状又は楕円状の軌跡上に基準位置が設定され、当該基準位置にアイコンが到達したとき、当該アイコンの入力を確定するようにした請求項１２に記載の電子機器。
15. 前記入力項目選択用の表示画面を表示するための表示情報と、当該表示情報に対応したアイコンの選択接触位置及び振動モードに関する制御情報とを前記表示画面毎に記憶した記憶手段を備える請求項１２に記載の電子機器。
16. 前記制御手段は、
    前記検出手段から得られる位置情報に基づいて前記記憶手段から制御情報を読出して前記振動手段に供給し、前記表示情報に対応した振動モードを発生するように制御する請求項１２及び１５に記載の電子機器。
17. 前記制御手段は、
    前記アイコンが表示画面の奥から手前に近づくに従って、前記表示画面を周波数５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ程度であって、振幅５μｍ乃至２０μｍ程度の小さい振動から、周波数１５０Ｈｚ乃至４００Ｈｚ程度であって、振幅１５μｍ乃至４０μｍ程度の大きな振動を発生するように前記振動手段を出力制御する請求項１６に記載の電子機器。

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