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JP6467643B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本開示は、ユーザの操作に対して触感を呈示する電子機器に関する。
従来からタッチパネルを備える公共端末（例えば、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）あるいは自動券売機など）が利用されている。また、タッチパネルを備える個人用機器（例えば、タブレットＰＣあるいはスマートフォンなど）も普及してきている。
タッチパネルとは、パネルへのタッチを入力として検出する入力機器である。一般に、タッチパネルは、液晶ディスプレイあるいは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを備える。この場合、タッチパネルは、タッチディスプレイやタッチスクリーンとも呼ばれる。例えば、タッチパネルは、表示領域に表示されたＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）オブジェクト（例えばボタンなど）に対するユーザのタッチを検出する。
このようなタッチパネルを用いたユーザインタフェースは、ＧＵＩオブジェクトの配置に対する柔軟性が高いという利点がある。しかし、タッチパネルを用いたユーザインタフェースでは、従来の機械式ボタンを用いたユーザインタフェースと比較して、ボタンを押下したときの感覚のフィードバックが小さい。したがって、ユーザは、タッチパネルをタッチしたときに、そのタッチが正しく検出されたか否かを認識することが難しいという課題がある。この課題を解決するために、タッチパネルを振動させ、タッチに対する触感を呈示する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
タッチパネルを振動させたとき、タッチパネルの中央付近では振幅が大きくなり、端部付近では振幅が小さくなる場合がある。このような場合は、タッチ位置によって触感が異なることになるため、ユーザは違和感を覚えることになる。特許文献１は、タッチパネルを振動させるための駆動電圧をタッチ位置に応じて変更し、振動振幅を均一化することを提案している。
特表２０１１−５０１２９６号公報
本開示は、触感の違和感を低減した電子機器を提供する。
本開示のある実施形態に係る電子機器は、ユーザがタッチするパネルと、ユーザのパネルへのタッチを検出する検出部と、パネルを振動させる振動部と、信号生成部と、を備える。信号生成部は、パネルに振動を発生させる駆動信号と、パネルの慣性振動を抑制する抑制信号と、を含む、振動部を駆動するための信号を生成する。抑制信号は、検出部により検出されたタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。
本開示のある実施形態に係る振動制御装置は、ユーザがタッチするパネルに振動を発生させるために振動部を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、パネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を生成する抑制信号生成部とを備え、駆動信号および抑制信号を振動部へ出力する。抑制信号は、ユーザのパネルへのタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。
本開示のある実施形態に係る方法は、電子機器のパネルを振動させる方法であって、ユーザのパネルへのタッチを検出するステップと、パネルを振動させるための信号を生成するステップと、パネルを振動させるステップとを含み、生成した信号は、パネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を含む。抑制信号は、ユーザのパネルへのタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。
本開示のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電子機器に振動動作を実行させるコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムは、電子機器のパネルへのユーザのタッチを検出するステップと、パネルを振動させるための信号を生成するステップと、パネルを振動させるステップとを電子機器のコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであり、生成した信号は、パネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を含む。抑制信号は、ユーザのパネルへのタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。
図１は、実施形態に係る電子機器の上面図および振動部に沿った断面図を示す二面図である。 図２は、実施形態に係る電子機器を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る振動制御部を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る電子機器の動作を示すフローチャートである。 図５は、実施形態に係る振動制御部から振動部へ供給される合成信号の一例を示す図である。 図６Ａは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図６Ｂは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図６Ｃは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図６Ｄは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図７Ａは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図７Ｂは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図７Ｃは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図７Ｄは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図７Ｅは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図７Ｆは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図７Ｇは、実施形態に係るタッチパネルの振動の変化の様子を説明する図である。 図８は、実施形態に係る駆動信号の波の数が３．０波である場合の、抑制信号の波の数とタッチパネルの振動の減衰時間との関係を示す図である。 図９は、実施形態に係る電子機器の動作を示すフローチャートである。 図１０Ａは、実施形態に係るタッチパネルの振動の腹近傍の位置をユーザがタッチしている様子を示す図である。 図１０Ｂは、実施形態に係るタッチパネルの振動の腹近傍の位置をユーザがタッチしているときのタッチパネルの振動の変化を示す図である。 図１１Ａは、実施形態に係るタッチパネルの振動の節近傍の位置をユーザがタッチしている様子を示す図である。 図１１Ｂは、実施形態に係るタッチパネルの振動の節近傍の位置をユーザがタッチしているときのタッチパネルの振動の変化を示す図である。 図１２Ａは、実施形態に係る抑制信号の一例を示す図である。 図１２Ｂは、実施形態に係る抑制信号の一例を示す図である。 図１２Ｃは、実施形態に係る抑制信号の一例を示す図である。 図１２Ｄは、実施形態に係る抑制信号の一例を示す図である。 図１３は、実施形態に係る自動車内に設置された電子機器を示す図である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
（実施形態）
タッチパネル等のパネルを振動させるとき、パネルに設けた圧電素子等の振動部に駆動信号を供給し、振動部を振動させることにより、パネルを振動させる。振動部に駆動信号を所望の時間供給した後、駆動信号の供給を停止することにより、振動部は振動を停止する。このとき、駆動信号の供給を停止させた後も、慣性によりパネルは振動をしばらくの時間継続する。この慣性による振動を、本明細書では「慣性振動」と呼ぶ。慣性振動は、パネル材料の内部損失、空気抵抗等によって徐々に減衰し、やがて振幅はゼロになる。
このような慣性振動は、パネルにタッチしたユーザの指でも感じ取ることができるため、ユーザは触感に違和感を覚えることになる。また、慣性振動が続く時間が長いと、ユーザが次のパネル操作を素早く行うときに、その慣性振動が次のパネル操作にも影響を及ぼすため、触感に違和感を覚えることになる。
本開示のある実施形態によれば、パネルの慣性振動を抑制することにより、触感の違和感を低減する。
以下、実施形態に係る電子機器を説明する。
［１−１．電子機器の構成］
図１は、実施形態に係る電子機器１０の上面図および振動部１３に沿った断面図を示す二面図である。
図２は、実施形態に係る電子機器１０の構成要素を示すブロック図である。
図１に示すように、電子機器１０は、タッチパネル１１、振動部１３、表示パネル１５、スペーサ１７、筐体１８を備える。
タッチパネル１１は、表示パネル１５の表示領域１６を覆うように配置されている。タッチパネル１１では、例えば、ユーザのタッチ操作による静電容量の変化を検出することでタッチ位置を検出する。なお、この例では、タッチパネル１１は、表示パネル１５の画像の表示領域１６の全面を覆うよう構成されている。しかし、本開示はこれに限定されず、タッチパネル１１は、少なくとも表示領域１６の一部を覆うよう構成されていればよい。
タッチパネル１１はスペーサ１７を介して筐体１８に取り付けられている。スペーサ１７は、例えば、シリコンゴムやウレタンゴム等の緩衝部材である。スペーサ１７は、接着剤や両面テープなどを用いてタッチパネル１１と筐体１８に固着されている。
タッチパネル１１の背面には振動部１３が取り付けられている。振動部１３は、例えば圧電素子であり、電圧を印加することにより伸縮してたわみ振動を発生する。振動部１３は、駆動信号に従ってタッチパネル１１を振動させる。振動部１３によってタッチパネル１１に与えられた振動がタッチパネル１１上のユーザのタッチ位置に伝播することにより、ユーザに触感が呈示される。
なお、図１に示す例では、振動部１３の数は２個であるが、振動部１３の数は１個でもよいし、３個以上であってもよい。
なお、本実施形態では、振動部１３はタッチパネル１１の背面に設けられているが、表示パネル１５、筐体１８など、電子機器１０を構成するいずれかの部材に振動部１３を貼り付けてもよい。また、スパッタリング等の方法によりタッチパネル１１に薄膜の透明圧電部材を形成して振動部１３として用いてもよい。また、タッチパネル１１の上にカバー部材等がある場合は、振動部１３をカバー部材に貼り付けてもよい。
なお、タッチパネル１１上にカバー部材がある場合は、タッチパネル１１とカバー部材の両方を含めて、タッチ位置を検出するパネル部材とよぶ。また、振動部１３は、圧電素子に限定されず、例えば、振動モータであってもよい。
図２に示すように、電子機器１０は、表示パネル１５の表示を制御する表示制御部２５、タッチパネル１１のタッチ位置検出の制御を行うタッチパネル制御部２１、振動部１３の振動を制御する振動制御部２３をさらに備える。また、電子機器１０は、マイクロコンピュータ２０、記憶部２６、外部との通信を行う外部通信部２７、各種入出力を行う各種入出力部２９をさらに備える。
マイクロコンピュータ２０は、電子機器１０全体の動作を制御する。マイクロコンピュータ２０は、各種情報の検出および判断などの動作や、各構成要素の動作の制御を行う。
記憶部２６は、例えば、ハードディスクあるいは半導体メモリである。記憶部２６は、各種プログラムおよび各種データを記憶する。
外部通信部２７は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用い、複数の電子機器間の相互接続性を認証された状態で接続される。電子機器間の接続については、アクセスポイントなど外部通信機器を経由して接続する方法、あるいは外部の通信機器を経由せずに直接接続する方法であるＰ２Ｐ（ワイヤレス・アドホック・ネットワーク）接続などでもよい。
表示パネル１５は、文字や数字、アイコンやキーボード等、ユーザからの入力を受け付けるためのものが表示される。例えば、ユーザは、表示パネル１５にキーボードが表示されたとき、キーボードの任意の位置をタッチ操作することにより、文字入力等を行うことができる。表示パネル１５として、例えば、液晶方式、有機ＥＬ方式、電子ペーパー方式、プラズマ方式などの公知の表示パネルを用いることができる。
表示制御部２５は、マイクロコンピュータ２０によって生成される制御信号に基づいて、表示パネル１５への表示内容を制御する。
なお、電子機器１０には、必ずしも表示パネル１５が設置される必要はなく、表示パネル１５、表示制御部２５を含まない構成であってもよい。
タッチパネル１１は、ユーザのタッチ位置に応じた信号をタッチパネル制御部２１へ出力する。
タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチ位置（座標等）を検出する。タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチ位置を検出する検出部として機能する。タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチ位置の情報を、マイクロコンピュータ２０、振動制御部２３等へ出力する。
タッチパネル１１として、例えば、静電式、抵抗膜式、光学式、超音波方式、電磁式などのタッチパネルを用いることができる。
また、この例では、タッチパネル１１と表示パネル１５とが別々の構成要素になっているが、タッチパネル１１と表示パネル１５とは一体に形成されていてもよい。例えば、タッチパネル機能を液晶パネルの内部に一体化するインセル型タッチパネルや、タッチパネル機能を液晶パネルの表面に一体化するオンセル型タッチパネル等の方式であってもよい。
また、タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチ位置に加えて、各タッチ位置における接触面積、押圧などを示す情報をタッチ情報として取得してもよい。押圧は、例えば、感圧方式のタッチパネルを用いれば容易に取得することができる。また、押圧は、ロードセル等のセンサーを用いて取得されてもよい。
［１−２．電子機器の動作］
次に、本実施形態に係るタッチパネル１１の慣性振動を抑制する処理を説明する。
図３は、実施形態に係る振動制御部２３を示すブロック図である。
図４は、実施形態に係る電子機器１０の動作を示すフローチャートである。
図５は、実施形態に係る振動制御部２３から振動部１３へ供給される合成信号４３を示す図である。
振動制御部２３は、振動部１３を駆動するための信号を生成する信号生成部として機能する。振動制御部２３は、駆動信号生成部３１、抑制信号生成部３２、信号合成部３３を備える。
ユーザがタッチパネル１１にタッチしたことを検出すると、タッチパネル制御部２１は、タッチ位置等のタッチに関する情報を振動制御部２３へ出力する（ステップＳ１０）。
タッチに関する情報に基づき、駆動信号生成部３１は、タッチパネル１１に振動を発生させるために振動部１３を駆動する駆動信号４１を生成する（ステップＳ１１）。
また、抑制信号生成部３２は、タッチに関する情報に基づき、タッチパネル１１の慣性振動を抑制するための抑制信号４２を生成する（ステップＳ１２）。
信号合成部３３は、駆動信号４１と抑制信号４２とを合成した合成信号４３を生成し、振動部１３へ出力する（ステップＳ１３）。
振動部１３は、合成信号によって駆動されて振動し、その振動がタッチパネル１１に伝搬することによりユーザに触感が呈示される（ステップＳ１４）。
図５は、実施形態に係る振動制御部２３から振動部１３へ供給される合成信号４３の一例を示す図である。図５において、縦軸は振幅、横軸は時間を表している。
合成信号４３は、駆動信号４１および抑制信号４２を含んでいる。振動部１３には駆動信号４１がまず供給され、振動部１３はタッチパネル１１を振動させる。そして、駆動信号４１に続いて、タッチパネル１１の慣性振動を抑制するための抑制信号４２が振動部１３に供給される。
抑制信号４２の位相は、駆動信号４１の位相と異なっている。例えば、駆動信号４１と抑制信号４２とは位相が１８０度ずれている。このような抑制信号４２により、タッチパネル１１の慣性振動を打ち消す方向に振動部１３が駆動されることで、タッチパネル１１の慣性振動を弱めることができる。これにより、慣性振動に起因する触感の違和感を低減することができる。なお、位相が１８０度ずれている形態は一例であり、慣性振動を弱めることができるのであれば、位相のずれ量は１８０度以外であってもよい。
図６Ａから図６Ｄは、実施形態に係るタッチパネル１１の振動の変化の様子を説明する図である。図６Ａおよび図６Ｂは、抑制信号４２を含まない駆動信号４１のみの信号で振動部１３を駆動したときのタッチパネル１１の振動の変化を示している。図６Ｃおよび図６Ｄは、駆動信号４１および抑制信号４２の両方を含む合成信号４３で振動部１３を駆動したときのタッチパネル１１の振動の変化を示している。図６Ａから図６Ｄのそれぞれにおいて、縦軸はタッチパネル１１の振動の強度（振幅）、横軸は時間を表している。
図６Ａに示すように、抑制信号４２を含まない駆動信号４１のみの信号で振動部１３を駆動したとき、タッチパネル１１には振動５１が発生する。図６Ａにドットで示した領域は、駆動信号４１の供給を停止した後も続くタッチパネル１１の慣性振動成分５２を示している。知覚下限よりも、タッチパネル１１の振動振幅が大きい部分では、ユーザは振動を知覚することができる。なお、知覚下限とは、ユーザが知覚可能な振動振幅の下限値である。図６Ａに示す例では、抑制信号４２を振動部１３に供給しないため、抑制信号４２を振動部１３に供給する図６Ｃに示す例よりも、慣性振動の振幅が知覚下限よりも大きい時間が長くなり、ユーザの知覚時間が長くなっている。
また、図６Ｂは、図６Ａに示す例よりも駆動信号４１が小さいときのタッチパネル１１の振動５１を示している。図６Ｂに示す例では、図６Ａに示す例よりも、タッチパネル１１の最大振幅が小さくなるため、慣性振動も早く減衰し、図６Ａに示す例よりも知覚時間が短くなっている。図６Ａに示す例と図６Ｂに示す例では、ユーザの知覚時間が大きく異なるため、ユーザは触感に違和感を覚えることになる。
一方、図６Ｃに示すように、駆動信号４１および抑制信号４２の両方を含む合成信号４３で振動部１３を駆動したとき、タッチパネル１１には振動５３が発生する。図６Ｃでは、比較のため、振動５１を点線で示している。図６Ｃに示す例では、抑制信号４２を振動部１３に供給するため、図６Ａに示す例よりも、慣性振動が抑制され、慣性振動の振幅が知覚下限よりも大きい時間が短くなり、ユーザの知覚時間を短くすることができる。これにより、ユーザが次のパネル操作を素早く行うときに、慣性振動は次のユーザのパネル操作に影響を及ぼしにくいので、ユーザに違和感を覚えさせにくくすることができる。
また、図６Ｄは、図６Ｃに示す例よりも駆動信号４１および抑制信号４２が小さいときのタッチパネル１１の振動５３を示している。図６Ｃに示す例と図６Ｄに示す例の両方において、抑制信号４２によって慣性振動を抑制している。そのため、図６Ｄに示す例では、ユーザの知覚時間を図６Ｃに示す例とほぼ同じにすることができ、図６Ｃに示す例と同様にユーザに違和感を覚えさせにくくすることができる。
次に、駆動信号４１の波の数と抑制信号４２の波の数の関係の一例を説明する。図７Ａから図７Ｇは、実施形態に係るタッチパネル１１の振動の変化の様子を説明する図であり、抑制信号４２の波の数を変更したときの、タッチパネル１１の振動の変化を示す図である。図７Ａから図７Ｇのそれぞれにおいて、縦軸は振幅、横軸は時間を表している。図７Ａから図７Ｇに示す例では、駆動信号４１の波の数は３．０波（３周期）である。
図７Ａは、抑制信号４２の波の数が０波であるときのタッチパネル１１の振動を示している。図７Ｂは、抑制信号４２の波の数が０．５波であるときのタッチパネル１１の振動を示している。図７Ｃは、抑制信号４２の波の数が１．０波であるときのタッチパネル１１の振動を示している。図７Ｄは、抑制信号４２の波の数が１．５波であるときのタッチパネル１１の振動を示している。図７Ｅは、抑制信号４２の波の数が２．０波であるときのタッチパネル１１の振動を示している。図７Ｆは、抑制信号４２の波の数が２．５波であるときのタッチパネル１１の振動を示している。図７Ｇは、抑制信号４２の波の数が３．０波であるときのタッチパネル１１の振動を示している。
図８は、実施形態に係る駆動信号４１の波の数が３．０波である場合の、抑制信号４２の波の数とタッチパネル１１の振動の減衰時間との関係を示す図である。
図７Ａ〜図７Ｇおよび図８に示すように、駆動信号４１の波の数が３．０波である場合、抑制信号４２の波の数が２．０波以上であれば、タッチパネル１１の慣性振動を効果的に減衰させられることが分かる。但し、抑制信号４２の波の数が多くなり過ぎると、図７Ｅと図７Ｇとの比較からわかるように、今度は抑制信号４２により新たな振動が発生してしまうことになる。このため、例えば、抑制信号４２の波の数を駆動信号４１の波の数よりも少なくして、そのような新たな振動の発生を防止する。図７Ａから図７Ｇおよび図８に示す例では、駆動信号４１の波の数を３．０波に設定した場合、抑制信号４２の波の数を２．０に設定することで、慣性振動を効果的に減衰させながら、新たな振動の発生も防止することができる。なお、上記の駆動信号４１および抑制信号４２の波の数は一例であり、波の数はそれらに限定されない。
次に、タッチパネル１１上のユーザのタッチ位置に応じて、慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号４２を生成する動作を説明する。
図９は、実施形態に係る電子機器１０の動作を示すフローチャートであり、タッチパネル１１上のユーザのタッチ位置に応じて、慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号４２を生成する動作を示すフローチャートである。
図１０Ａは、実施形態に係るタッチパネル１１の振動の腹６１近傍の位置をユーザがタッチしている様子を示す図であり、図１０Ｂは、実施形態に係るタッチパネル１１の振動の腹６１近傍の位置をユーザがタッチしているときのタッチパネル１１の振動５１の変化を示す図である。
図１１Ａは、実施形態に係るタッチパネル１１の振動の節６２近傍の位置をユーザがタッチしている様子を示す図であり、図１１Ｂは、実施形態に係るタッチパネル１１の振動の節６２近傍の位置をユーザがタッチしているときのタッチパネル１１の振動５３の変化を示している。
タッチパネル１１を０次の共振モードで振動させたとき、タッチパネル１１の中央付近では振幅が大きくなり、端部付近では振幅が小さくなる場合がある。振動の振幅の大きい部分を振動の腹、小さい部分を振動の節と呼ぶ。
図１０Ａ、図１１Ａに示す例では、タッチパネル１１の中央付近は振動の腹６１となり、振幅が大きくなっている。このとき、図１０Ａに示すように、タッチパネル１１の中央付近（腹６１の近傍）の位置をユーザがタッチすると、図１０Ｂに示すように、タッチによる押圧により振動５１が抑制されるので、慣性振動も、図１１Ａ、図１１Ｂに示す例よりも早く減衰する。このため、抑制信号４２の波の数が、図１１Ａ、図１１Ｂに示す例より少なくても、十分に慣性振動を抑制することができる。あるいは、タッチによる押圧により慣性振動が十分に抑制される場合は、抑制信号４２は無くてもよい。
一方、図１１Ａに示す例のように、タッチパネル１１の端部付近（節６２の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合は、タッチの押圧によりタッチパネル１１の振動を抑制する効果が、図１０Ａ、図１０Ｂに示す例よりも小さい。そのため、図１１Ｂに破線で示す振動５１のように、慣性振動が図１０Ａ、図１０Ｂに示す例よりも長く続くことになる。このため、タッチパネル１１の端部付近（節６２の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合は、抑制信号４２の波の数を図１０Ａ、図１０Ｂに示す例よりも多くすることにより、図１１Ｂに実線で示す振動５３のように、慣性振動を効果的に抑制することができる。
このように、タッチパネル１１の端部付近（節６２の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合は、タッチパネル１１の中央付近（腹６１の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合よりも、慣性振動を抑制する度合いを大きくした抑制信号４２を生成することにより、適切に慣性振動を抑制することができる。これにより、例えば、複数のタッチ位置において、振動の知覚時間を均一化することができる。
図９に示すように、ユーザがタッチパネル１１にタッチしたことが検出されると、タッチパネル制御部２１は、タッチ位置等のタッチに関する情報を振動制御部２３へ出力する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０で検出されたタッチ位置に基づき、駆動信号生成部３１は、駆動信号４１を生成する（ステップＳ２１）。
また、抑制信号生成部３２は、ステップＳ２０で検出されたタッチ位置に基づき、抑制信号４２の信号長（波の数）を決定する（ステップＳ２２）。
例えば、上記のように、タッチパネル１１の端部付近（節６２の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合は、抑制信号生成部３２は、抑制信号４２の波の数を多くする。また、タッチパネル１１の中央付近（腹６１の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合は、抑制信号生成部３２は、抑制信号４２の波の数を少なくする。図１２Ａ、図１２Ｂを用いてこの動作の一例を示す。
図１２Ａ、図１２Ｂは、実施形態に係る抑制信号４２の一例を示す図である。図１２Ａは、タッチパネル１１の端部付近（節６２の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合における、抑制信号４２の一例を示しており、図１２Ｂは、タッチパネル１１の中央付近（腹６１の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合における、抑制信号４２の一例を示している。図１２Ａでは抑制信号４２の波の数は２．０波であるのに対し、図１２Ｂでは抑制信号４２の波の数は１．０波である。
次に、抑制信号生成部３２は、ステップＳ２２で決定した波の数に応じた抑制信号４２を生成する（ステップＳ２３）。
信号合成部３３は、駆動信号４１と抑制信号４２とを合成した合成信号４３を生成し、振動部１３へ出力する（ステップＳ２４）。
振動部１３は、ステップＳ２４で生成された合成信号４３によって駆動されて振動し、その振動がタッチパネル１１に伝搬することによりユーザに触感が呈示される（ステップＳ２５）。
このように、タッチパネル１１上のユーザのタッチ位置に応じて、慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号４２を生成することで、慣性振動を適切に抑制することができる。
なお、上記の例では、タッチパネル１１上のユーザのタッチ位置に応じて、抑制信号４２の波の数を変更していたが、波の数を変更する代わりに、タッチ位置に応じて抑制信号４２の振幅を変更してもよい。図１２Ｃを用いてこの動作の一例を示す。
図１２Ｃは、実施形態に係る抑制信号４２の一例を示す図であり、タッチパネル１１の中央付近（腹６１の近傍）の位置をユーザがタッチしている場合における、抑制信号４２の一例を示している。図１２Ａに示す抑制信号４２と比較して、図１２Ｃに示す抑制信号４２の振幅は小さくなっている。
また、タッチ位置に応じて、駆動信号４１の振幅と抑制信号４２の振幅の比を変更してもよい。図１２Ａに示す例では、駆動信号４１の振幅と抑制信号４２の振幅の比は略１：１であり、慣性振動を抑制する度合いは大きい。一方、図１２Ｃに示す例では、駆動信号４１の振幅と抑制信号４２の振幅の比は略２：１であり、慣性振動を抑制する度合いは小さくなっている。
また、タッチ位置に応じて、駆動信号４１の位相と抑制信号４２の位相を変更してもよい。図１２Ｄを用いてこの動作の一例を示す。
図１２Ｄは、実施形態に係る抑制信号４２の一例を示す図である。例えば、図１２Ａでは、駆動信号４１の位相と抑制信号４２の位相を１８０度変更しているが、図１２Ｄに示すように、駆動信号４１の位相と抑制信号４２の位相を９０度変更するようにしてもよい。例えば、タッチ位置が節６２に近い位置である場合は、腹６１に近い位置である場合よりも、駆動信号４１と抑制信号４２との位相差を１８０度に近づけてもよい。
このように、タッチ位置に応じて抑制信号４２の振幅および／または位相を変更することによっても、慣性振動を適切に抑制することができる。なお、波の数の変更と振幅の変更と位相の変更を組み合わせて抑制信号４２を生成してもよい。
また、ユーザがタッチパネル１１を押す力の大きさに応じて慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号４２を生成してもよい。タッチパネル１１を押す力が相対的に小さい場合は、タッチパネル１１を押す力が相対的に大きい場合よりも、そのタッチの力により慣性振動を抑制する効果は小さい。そこで、タッチパネル１１を押す力が相対的に小さい場合は、タッチパネル１１を押す力が相対的に大きい場合よりも、慣性振動を抑制する度合いを大きくした抑制信号４２を生成することで、慣性振動を適切に抑制することができる。
また、ユーザがタッチパネル１１をタッチしたときの接触面積の大きさに応じて慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号４２を生成してもよい。接触面積は、例えば、タッチパネル１１のＸ電極およびＹ電極の静電容量が変化している領域を検出することで求めることができる。タッチの接触面積が相対的に小さい場合は、タッチの接触面積が相対的に大きい場合よりも、そのタッチにより慣性振動を抑制する効果は小さい。そこで、タッチの接触面積が相対的に小さい場合は、タッチの接触面積が相対的に大きい場合よりも、慣性振動を抑制する度合いを大きくした抑制信号４２を生成することで、慣性振動を適切に抑制することができる。
また、電子機器１０は、自動車内に設置されるタッチ入力装置であってもよい。図１３は、実施形態に係る自動車内に設置された電子機器１０を示す図である。図１３に示す例では、電子機器１０は、運転席と助手席の間、いわゆる、センターコンソール部に設置されている。
ユーザは、電子機器１０を用いて、カーナビゲーション装置７０、カーオーディオ、エアーコンディショナーなどの車載機器を操作することができる。
自動車内にはカーナビゲーション装置７０が設置されている。電子機器１０は、カーナビゲーション装置７０と通信可能に接続されている。電子機器１０は、ユーザの指によるタッチ操作を受け付ける。ユーザは電子機器１０を用いてカーナビゲーション装置７０を操作し、カーナビゲーション装置７０に目的地までのナビゲーションをさせることができる。このように、電子機器１０が自動車に搭載された形態においても、上記のように慣性振動を抑制することにより、ユーザに適切な操作感を与えることができる。
なお、図１３に示す例では、電子機器１０とカーナビゲーション装置７０とは別体であったが、電子機器１０とカーナビゲーション装置７０とを一体化して１つのカーナビゲーション装置が構成されてもよい。
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術はこれらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態も可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を適宜組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
以下、他の実施形態を例示する。
上記実施形態では、電子機器の一例として主にタブレット型の情報端末機器を用いて説明したが、電子機器はこれには限らない。例えば、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ゲーム機、カーナビゲーション、ＡＴＭなど、タッチパネルを備える電子機器であってもよい。
また、上記実施形態では、電子機器は表示パネルを備えていたが、電子機器は表示パネルを備えていなくてもよい。例えばタッチパッドのような電子機器であってもよい。
上記実施形態では、操作部としてタッチパネルを例示して説明したが、操作部はこれに限られない。操作部は、例えば、マウスのようなポインティングデバイスでもよい。この場合、振動部１３は、マウスに設けられており、マウスを振動させる。
上記実施形態では、振動部をパネルに貼り付けた例を示したが、振動部は、筐体や枠などに張り付けられていてもよい。
上記実施形態では、振動部は圧電素子であったが、静電力によるアクチュエータや、ＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）、振動モータなど他の方法で振動を伝播させてもよい。また、スパッタリング等の方法によりパネルに薄膜の透明圧電部材を形成して振動部として用いてもよい。
また、上記実施形態では、振動の種類として、たわみ振動を示したが、疎密波、表面波による振動であってもよい。
上記実施形態では、タッチパネルと表示パネルは別体として説明したが、オプティカルボンディングなどでタッチパネルと表示パネルとが互いに接続されていてもよい。
上記実施形態では、タッチパネルと表示パネルとが別々の構成要素になっているが、タッチパネルと表示パネルとは一体に形成されていてもよい。例えば、タッチパネル機能を液晶パネルの内部に一体化するインセル型タッチパネルや、タッチパネル機能を液晶パネルの表面に一体化するオンセル型タッチパネル等の方式で、タッチパネルと表示パネルとが一体形成されていてもよい。また、その場合は、振動部は表示パネルの裏面に設けられてもよい。
また、上記実施形態では、振動を発生することでユーザに触覚を提示したが、本開示の技術はこれに限られない。振動に加えて、例えば、静電気による摩擦の変化や、電流による皮膚の刺激、液体による画面形状の変化など、他の方法でユーザに触覚を呈示してもよい。触覚の呈示だけでなく、画面表示、音、光、熱などを適宜組み合わせてもよい。
また、マイクロコンピュータが、表示制御部、タッチパネル制御部、振動制御部の少なくとも１つの動作を担ってもよい。
また、上述した電子機器の動作は、ハードウエアによって実現されてもよいしソフトウエアによって実現されてもよい。そのような動作を実行させるプログラムは、記憶部に記憶されていてもよいし、マイクロコンピュータの内蔵メモリやＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されていてもよい。また、そのようなコンピュータプログラムは、それが記録された記録媒体（光ディスク、半導体メモリー等）から電子機器へインストールしてもよいし、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードしてもよい。
［１−３．効果等］
以上、説明したように、本開示のある実施形態に係る電子機器１０は、ユーザがタッチするパネルと、ユーザのパネルへのタッチを検出する検出部と、パネルを振動させる振動部１３と、信号生成部と、を備える。信号生成部は、パネルに振動を発生させる駆動信号と、パネルの慣性振動を抑制する抑制信号とを含む、振動部１３を駆動するための信号を生成する。抑制信号は、検出部により検出されたタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。なお、本実施形態では、タッチパネル制御部２１は検出部の一例であり、振動制御部２３は信号生成部の一例であり、タッチパネル１１はパネルの一例である。
本開示のある実施形態に係る電子機器１０によれば、タッチパネル１１の慣性振動を抑制することにより、触感の違和感を低減することができる。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、タッチパネル１１に振動を発生させるための信号と抑制信号とで位相が互いに異なるように信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置に応じて慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置に応じて、振幅が互いに異なる抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置に応じて、タッチパネル１１に振動を発生させるための信号の振幅と抑制信号の振幅との比が異なるように信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置に応じて、波の数が異なる抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置に応じて、タッチパネル１１に振動を発生させるための信号の位相と抑制信号の位相との差が異なるように信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置がタッチパネル１１の振動の腹よりも振動の節に近い位置である場合は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が節よりも腹に近い位置である場合よりも、慣性振動を抑制する度合いを大きくした抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が腹よりも節に近い位置である場合は、そのタッチ位置が節よりも腹に近い位置である場合よりも、振幅が大きい抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が腹よりも節に近い位置である場合は、そのタッチ位置が節よりも腹に近い位置である場合よりも、タッチパネル１１に振動を発生させるための信号に対する振幅比が大きい抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が腹よりも節に近い位置である場合は、そのタッチ位置が節よりも腹に近い位置である場合よりも、波の数が多い抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が腹よりも節に近い位置である場合は、そのタッチ位置が節よりも腹に近い位置である場合よりも、タッチパネル１１に振動を発生させるための信号と、抑制信号との位相差を１８０度に近づけるように信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置がタッチパネル１１の中央部よりも端部に近い位置である場合は、そのタッチ位置が端部よりも中央部に近い位置である場合よりも、慣性振動を抑制する度合いを大きくした抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が中央部よりも端部に近い位置である場合は、そのタッチ位置が端部よりも中央部に近い位置である場合よりも、振幅が大きい抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が中央部よりも端部に近い位置である場合は、そのタッチ位置が端部よりも中央部に近い位置である場合よりも、タッチパネル１１に振動を発生させるための信号に対する振幅比が大きい抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザのタッチパネル１１におけるタッチ位置が中央部よりも端部に近い位置である場合は、そのタッチ位置が端部よりも中央部に近い位置である場合よりも、波の数が多い抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザがタッチパネル１１を押す力の大きさに応じて慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、タッチパネル１１を押す力が小さい場合は、タッチパネル１１を押す力が大きい場合よりも、慣性振動を抑制する度合いを大きくした抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザがタッチパネル１１をタッチしたときの接触面積の大きさに応じて慣性振動を抑制する度合いが異なるように抑制信号を生成してもよい。
例えば、信号生成部として機能する振動制御部２３は、ユーザがタッチパネル１１をタッチしたときの接触面積が小さい場合は、その接触面積が大きい場合よりも、慣性振動を抑制する度合いを大きくした抑制信号を生成してもよい。
本開示のある実施形態に係る振動制御装置は、ユーザがタッチするパネル（タッチパネル１１）に振動を発生させるために振動部１３を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部３１と、パネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を生成する抑制信号生成部３２とを備え、駆動信号および抑制信号を振動部１３へ出力する。抑制信号は、ユーザのパネルへのタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。なお、本実施形態では、振動制御装置は、振動制御部２３に実質的に等しい。
本開示のある実施形態に係る方法は、電子機器１０のパネル（タッチパネル１１）を振動させる方法であって、ユーザのパネルへのタッチを検出するステップと、そのパネルを振動させるための信号を生成するステップと、そのパネルを振動させるステップとを含み、生成した信号は、そのパネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を含む。抑制信号は、ユーザのパネルへのタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。
本開示のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電子機器１０に振動動作を実行させるコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムは、電子機器１０のパネル（タッチパネル１１）へのユーザのタッチを検出するステップと、そのパネルを振動させるための信号を生成するステップと、そのパネルを振動させるステップとを電子機器１０のコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであり、生成した信号は、そのパネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を含む。抑制信号は、ユーザのパネルへのタッチ位置に基づき慣性振動の抑制度合いが変化する。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示に係る技術は、ユーザの操作に対して触感を呈示する技術分野において特に有用であり、例えば、携帯情報端末、携帯電話、車載器、テレビ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、電子黒板、デジタルサイネージ用ディスプレイなどに適用できる。
１０ 電子機器
１１ タッチパネル
１３ 振動部
１５ 表示パネル
１６ 表示領域
１７ スペーサ
１８ 筐体
２０ マイクロコンピュータ
２１ タッチパネル制御部
２３ 振動制御部
２５ 表示制御部
２６ 記憶部
２７ 外部通信部
２９ 各種入出力部
３１ 駆動信号生成部
３２ 抑制信号生成部
３３ 信号合成部
４１ 駆動信号
４２ 抑制信号
４３ 合成信号
５１ 振動
５２ 慣性振動成分
５３ 振動
６１ 腹
６２ 節
７０ カーナビゲーション装置

Claims (22)

  1. ユーザがタッチするパネルと、
    前記ユーザの前記パネルへのタッチを検出する検出部と、
    前記パネルを振動させる振動部と、
    前記パネルに振動を発生させる駆動信号と、前記パネルの慣性振動を抑制する抑制信号とを含む、前記振動部を駆動するための信号を生成する信号生成部と、
    を備え、
    前記抑制信号は、前記検出部により検出されたタッチ位置に基づき前記慣性振動の抑制度合いが変化する、
    電子機器。
  2. 前記信号生成部は、前記パネルに振動を発生させる駆動信号を生成し、
    前記駆動信号と前記抑制信号とは、位相が互いに異なる、
    請求項１に記載の電子機器。
  3. 前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置に応じて異なる、前記抑制信号の振幅により、前記抑制度合いが制御される、
    請求項１に記載の電子機器。
  4. 前記信号生成部は、前記パネルに振動を発生させる駆動信号を生成し、
    前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置に応じて異なる、前記駆動信号と前記抑制信号との振幅比により、前記抑制度合いが制御される、
    請求項１に記載の電子機器。
  5. 前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置に応じて異なる、前記抑制信号の波の数により、前記抑制度合いが制御される、
    請求項１に記載の電子機器。
  6. 前記信号生成部は、前記パネルに振動を発生させる駆動信号を生成し、
    前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置に応じて異なる、前記駆動信号と前記抑制信号との位相差により、前記抑制度合いが制御される、
    請求項１に記載の電子機器。
  7. 前記抑制度合いは、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が、前記パネルの振動の腹と前記振動の節のいずれに近いかに応じて異なる、
    請求項１に記載の電子機器。
  8. 前記抑制信号の振幅は、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が前記腹よりも前記節に近い場合に、前記タッチ位置が前記節よりも前記腹に近い場合の前記振幅よりも大きい、
    請求項７に記載の電子機器。
  9. 前記信号生成部は、前記パネルに振動を発生させる駆動信号を生成し、
    前記駆動信号に対する前記抑制信号の振幅比は、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が前記腹よりも前記節に近い場合に、前記タッチ位置が前記節よりも前記腹に近い場合の前記振幅比よりも大きい、
    請求項７に記載の電子機器。
  10. 前記抑制信号の波の数は、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が、前記腹よりも前記節に近い場合に、前記タッチ位置が前記節よりも前記腹に近い場合の前記波の数よりも多い、
    請求項７に記載の電子機器。
  11. 前記信号生成部は、前記パネルに振動を発生させる駆動信号を生成し、
    前記駆動信号と前記抑制信号との位相差は、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が前記腹よりも前記節に近い場合に、前記タッチ位置が前記節よりも前記腹に近い場合の前記位相差よりも、１８０度に近い、
    請求項７に記載の電子機器。
  12. 前記抑制度合いは、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が前記パネルの中央部よりも端部に近い場合に、前記タッチ位置が前記端部よりも前記中央部に近い場合の前記抑制度合いよりも大きい、
    請求項１に記載の電子機器。
  13. 前記抑制信号の振幅は、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が前記中央部よりも前記端部に近い場合に、前記タッチ位置が前記端部よりも前記中央部に近い場合の前記振幅よりも大きい、
    請求項１２に記載の電子機器。
  14. 前記信号生成部は、前記パネルに振動を発生させる駆動信号を生成し、
    前記駆動信号に対する前記抑制信号の振幅比は、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が前記中央部よりも前記端部に近い場合に、前記タッチ位置が前記端部よりも前記中央部に近い場合の前記振幅比よりも大きい、
    請求項１２に記載の電子機器。
  15. 前記抑制信号の波の数は、前記ユーザの前記パネルにおけるタッチ位置が前記中央部よりも前記端部に近い場合に、前記タッチ位置が前記端部よりも前記中央部に近い場合の前記波の数よりも多い、
    請求項１２に記載の電子機器。
  16. 前記抑制度合いは、前記ユーザが前記パネルを押す力の大きさに応じて異なる、
    請求項１に記載の電子機器。
  17. 前記抑制度合いは、前記パネルを押す力が小さい場合に、前記パネルを押す力が大きい場合の前記抑制度合いよりも大きい、
    請求項１６に記載の電子機器。
  18. 前記抑制度合いは、前記ユーザが前記パネルをタッチしたときの接触面積の大きさに応じて異なる、
    請求項１に記載の電子機器。
  19. 前記抑制度合いは、前記接触面積が小さい場合に、前記接触面積が大きい場合の前記抑制度合いよりも大きい、
    請求項１８に記載の電子機器。
  20. ユーザがタッチするパネルに振動を発生させるために振動部を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
    前記パネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を生成する抑制信号生成部と、
    を備え、
    前記駆動信号および前記抑制信号を前記振動部へ出力し、前記抑制信号は、前記ユーザの前記パネルへのタッチ位置に基づき前記慣性振動の抑制度合いが変化する、
    振動制御装置。
  21. 電子機器のパネルを振動させる方法であって、
    ユーザの前記パネルへのタッチを検出するステップと、
    前記パネルを振動させるための信号を生成するステップと、
    前記パネルを振動させるステップと、
    を含み、
    前記生成した信号は、前記パネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を含み、前記抑制信号は、前記ユーザの前記パネルへのタッチ位置に基づき前記慣性振動の抑制度合いが変化する、
    方法。
  22. 電子機器に振動動作を実行させるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムは、
    前記電子機器のパネルへのユーザのタッチを検出するステップと、
    前記パネルを振動させるための信号を生成するステップと、
    前記パネルを振動させるステップと、
    を前記電子機器のコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであり、
    前記生成した信号は、前記パネルの慣性振動を抑制するための抑制信号を含み、前記抑制信号は、前記ユーザの前記パネルへのタッチ位置に基づき前記慣性振動の抑制度合いが変化する、
    コンピュータプログラム。
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