振动控制装置、触摸面板输入装置以及振动控制方法
振动控制装置、触摸面板输入装置以及振动控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制装置以及振动控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，在智能手机、平板终端等具备触摸面板的各种触摸面板输入装置中，广泛进行使触摸面板与触摸操作同步振动的处理(例如，参照专利文献I)。这样的触摸面板的振动能够对触摸操作带来触觉上的反馈，从而增强在以往的按键开关操作中得到的操作感(operat1nal feeling)(例如，点击感(click feeling)、触觉感(tactile feeling)) ο
[0003]然而，触摸面板的振动(以下适当称为“触摸振动”)有时会传播到触摸面板输入装置的其他部分或者放置触摸面板输入装置的桌子等，从而发生振动声音。因这样的面板振动而产生的振动声音(以下适当称为“面板振动声音”(panel vibrat1n sound))的频率通常与面板振动的频率一致。面板振动声音原本就是不必要的声音，可能会给操作者或者周围的人带来不舒适感。
[0004]为此，例如在专利文献2中记载了用难以向人耳传递的频率进行面板振动的技术。此外，例如在专利文献3中记载了通过额外产生高频率的声音，使面板振动声音难以听到的技术。这些现有技术能够降低面板振动声音造成的不舒适感。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2003-122507号公报
[0008]专利文献2:日本特开2006-79136号公报
[0009]专利文献3:日本特开2008-130055号公报
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1:梅本尧夫“音乐心理学”，诚信书房，第二章第三节“協和t[関才§実験的知見”，1966年6月28日
【发明内容】
[0012]然而，现有技术具有难以兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸面板的触摸操作的操作感的问题。
[0013]其理由如下:人耳的听域通常为20赫兹?2万赫兹(Hz)。另一方面，在不对触摸面板输入装置的其他功能产生不良影响的范围内，能够得到足够的操作感的振动的频带通常为50Hz?400Hz左右(参照专利文献3)。也就是说，能够得到操作感的面板振动的频率的大部分与人耳的听域重合。此外，为了得到操作感，需要一定的振动强度，但与此相应地需要增加高频率声音的音量。也就是说，额外地产生高频率声音，可能会增加对操作者以及周围的人带来的不舒适感。
[0014]本发明的目的在于，在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸面板的触摸操作的操作感。
[0015]本发明的一个方面的振动控制装置是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制装置，包括:声音数据获取单元(sound data acquiring sect1n)，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元(predominant frequency acquiring sect1n)，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率(predominant frequency);谐和音判定单元(consonant sound determining sect1n)，判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率(consonant sound frequency)以及振动频率设定单元(vibrat1nalfrequency setting sect1n)，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0016]本发明的一个方面的触摸面板输入装置包括:触摸面板，接受触摸操作；振动产生单元，与触摸操作同步地使触摸面板产生振动；声音数据获取单元，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元，判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0017]本发明的一个方面的振动控制方法是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制方法，包括以下步骤:获取触摸面板的周围声音的声音数据的步骤；从获取的声音数据中提取周围声音的主频率的步骤；判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率的步骤；以及将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率的步骤。
[0018]在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，本发明兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸操作的操作感。
【附图说明】
[0019]图1是表示本发明的实施方式I的振动控制装置的结构的一例的方框图。
[0020]图2是表示本发明的实施方式2的触摸面板输入装置的结构的一例的方框图。
[0021]图3是示意性地表示了实施方式2的触摸面板的结构的一例的图。
[0022]图4是表示实施方式2的触摸面板的振动波形的一例的波形图。
[0023]图5是表示实施方式2的主频率条件的一例的图。
[0024]图6是表示实施方式2的谐和音频率比列表的一例的图。
[0025]图7是表示实施方式2的显示图像的一例的平面图。
[0026]图8是表示实施方式2的坐标范围信息的一例的图。
[0027]图9是表示实施方式2的振动必要性信息的一例的图。
[0028]图10是实施方式2的各区域频率信息的一例的图。
[0029]图11是表示实施方式2的振动控制装置的动作的一例的流程图。
[0030]图12是表示实施方式2的主频率判定处理的一例的流程图。
[0031]图13是表示实施方式2的声压级别的频谱的其他例子的频谱图。
[0032]图14是表示实施方式2的振动频率候选组的一例的图。
[0033]图15是表示实施方式2的振动频率的确定状况的一例的图。
[0034]图16是表示实施方式2的主频率条件的其他例子的图。
【具体实施方式】
[0035]下面，参照附图详细说明本发明的各实施方式。
[0036](实施方式I)
[0037]本发明的实施方式I是本发明的基本方式的一例。
[0038]图1是表示本实施方式的振动控制装置的结构的一例的方框图。
[0039]图1所示的振动控制装置300是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的装置。图1中，振动控制装置300包括:声音数据获取单元(sound data acquiring sect1n) 315>主频率提取单元(predominant frequency acquiring sect1n) 320、谐和音判定单元(consonant sound judging sect1n) 330 以及振动频率设定单元(vibrat1nalfrequency setting sect1n)340。
[0040]声音数据获取单元315获取触摸面板的周围声音(surrounding sound)(以下简单称为“周围声音”)的声音数据。
[0041]主频率提取单元320从获取的声音数据中提取周围声音的主频率(predominantfrequency)。其中，周围声音的主频率是指，被听到周围声音的人认为是该周围声音的主要成分的声音的频率。
[0042]谐和音判定单元330判定与提取的主频率的声音(以下称为“主频率”(predominant frequency))谐和的声音的频率即谐和音频率(consonant soundfrequency)。
[0043]振动频率设定单元340将触摸面板的振动的频率设定为判定出的谐和音频率。
[0044]振动控制装置300例如包括CPU (central processing unit ;中央处理器)、保存控制程序、各种数据的R0M(read only memory unit ;只读存储器)等的存储介质以及RAM (random access memory ;随机存储器)等的工作用存储器(未图示)。在这种情况下，通过CPU执行控制程序而实现上述各单元的功能。
[0045]谐和音(consonant sound)与单独的构成谐和音的各个声音相比，能够降低对听者的不舒适感。因此只要面板振动声音和周围声音的主声音为谐和(in consonant with)关系，就能降低面板振动声音给操作者以及周围的人带来的不舒适感。此外，谐和声和无声的情况相比，还可能对倾听者带来舒悦感。
[0046]另一方面，周围声音的状态根据时间以及地点而不同。因此周围声音的主频率是不确定的。因此，面板振动声音在大多数情况下与包含在周围声音中的主声音不成为谐和的关系，可能仅仅是音响噪声。
[0047]对此，如上述那样，本实施方式的振动控制装置300设定面板振动的频率，使得面板振动声音成为与包含在周围声音中的主声音谐和的声音。
[0048]由此，本实施方式的振动控制装置300能够将面板振动的频率保留在听域范围内，并且无需输出其他高频率声音而降低面板振动声音给人带来的不舒适感。也就是说，在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，本实施方式的振动控制装置300兼顾降低面板振动声音引起的不舒适感和维持触摸操作的操作感。
[0049]此外，与专利文献2记载的技术相比，本实施方式的振动控制装置300能够扩大可用于面板振动的频带范围。也就是说，可用于面板振动的频带范围越大，本实施方式的振动控制装置300能够对操作者传递的触觉的种类的范围越大。因此，例如，本实施方式的振动控制装置300能够对于多个操作内容设定操作者能够识别其区别的不同频率的振动。
[0050]此外，由于无需额外输出高频率声音，因此与上述专利文献3记载的技术相比，本实施方式的振动控制装置300能够抑制功耗的增加。
[0051](实施方式2)
[0052]本发明的实施方式2为将本发明适用于触摸面板输入装置时的本发明的具体方式的一例。
[0053]<触摸面板输入装置的结构>
[0054]图2表示是包括本实施方式的振动控制装置的触摸面板输入装置的结构的一例的方框图。
[0055]在图2中，触摸面板输入装置100包括:显示器210、触摸面板220、振动元件230、显示器控制单元240、触摸面板检测单元250、振动元件控制单元260、话筒270以及振动控制装置300 。
[0056]显示器210基于从后述的显示器控制单元240输入的图像数据，显示图像。作为显示器210的具体例，可以举出LCD(Liquid Crystal Display ;液晶显示器)、有机EL (Electro Luminescence ;电致发光)显不器、以及 LED (Light Emitting D1de ;发光二极管)显示器等。
[0057]触摸面板220配置在显示器210的表面，并接受触摸操作(“按下输入”(pressdown input)) ο对进行的每个触摸操作，触摸面板220将表示触摸操作的位置的操作信号输出到后述的触摸面板检测单元250。操作信号例如是表示触摸面板220的X轴的电压值以及Y轴的电压值的信号。作为触摸面板220的具体例子，可以举出由薄膜和塑料构成的电阻膜方式的触摸面板等。
[0058]振动元件230配置在显示器210的背面，基于从后述的振动元件控制单元260输入的振动控制信号，产生振动。假设振动元件230产生的振动的频率至少在后述的频率范围内是可变的。具体地，作为振动元件230可以举出压电致动器(Piezo Actuator)方式的振动元件、线性共振致动器(LRA:Linear Resonant Actuator)方式的振动元件、以及振动益寺。
[0059]显示器控制单元240对在显示器210上所显示的图像进行显示控制。具体地，显示器控制单元240生成要在显示器210上显示的图像的图像数据，并将生成的图像数据输出到显示器210。此外，显示器控制单元240将表示在上述图像中能够通过触摸操作输入的操作内容的操作对象信息输出到振动控制装置300。
[0060]在本实施方式中，显示器控制单元240将配置有多个按钮的图像显示在显示器210上。然后，显示器控制单元240将坐标范围信息以及振动必要性信息作为上述操作对象信息输出到振动控制装置300。坐标范围信息是表示各按钮在显示器控制单元240中所显示的位置(以下称为“显示位置”)的信息。振动必要性信息是表示各按钮是否为在操作时需要振动反馈的按钮(以下称为“需振动按钮”)的信息。
[0061]另外，振动控制装置300将输入的坐标范围信息以及振动必要性信息存储到能够由振动控制装置300的各单元参照的存储器中。
[0062]基于从触摸面板220输入的操作信号，触摸面板检测单元250检测对触摸面板220进行的触摸操作(以下简单称为“触摸操作”)在触摸面板220上的位置。例如，触摸面板检测单元250将操作信号变换为数字值，并获得触摸面板220上的X坐标和Y坐标。
[0063]另外，在本实施方式中，预先在触摸面板检测单元250中设定触摸面板220上的位置与显示器210上的位置之间的对应关系。基于该对应关系，触摸面板检测单元250检测触摸操作在显示器210上的位置。然后，触摸面板检测单元250将表示触摸操作在显示器210上的位置的信息(以下称为“操作位置信息”)输出到振动控制装置300。
[0064]基于从后述的振动控制装置300输入的振动指示信号，振动元件控制单元260使振动元件230与触摸操作同步地进行振动。也就是说，振动元件控制单元260与上述振动元件230共同构成本发明的振动产生单元，与触摸操作同步地对触摸面板220产生振动。此夕卜，基于上述振动指示信号，振动元件控制单元260控制该振动的频率。
[0065]话筒270配置在触摸面板220的附近，触摸面板220周围的声音(以下简单称为“周围声音”)被输入到话筒270中。然后，话筒270将输入的周围声音的声音数据输出到振动控制装置300中。声音数据例如为话筒270所检测的声压级别的时序数据。
[0066]振动控制装置300包括:频率范围设定单元310、声音数据获取单元315、主频率提取单元320、谐和音判定单元330以及振动频率设定单元340。
[0067]频率范围设定单元310获取可以通过触摸操作输入的操作内容，并对获取的操作内容设定频率范围以及频率默认值。但是，在存在多个操作内容时，频率范围设定单元310对该多个操作内容设定不同的频率范围以及不同的频率默认值。此外，在不会对触摸面板输入装置的其他功能产生负面影响的范围内，频率范围设定单元310从能够充分地得到触摸操作的操作感的振动频带(例如50Hz?400Hz)中设定频率范围。
[0068]这些频率范围以及频率默认值将在由后述的谐和音判定单元330确定振动元件230的振动频率时使用。
[0069]本实施方式中，根据从显示器控制单元240输入的操作对象信息(坐标范围信息以及振动必要性信息)，频率范围设定单元310获取需振动按钮的显示位置。然后，对每一个需振动按钮，频率范围设定单元310设定频率范围以及频率默认值。也就是说，在本实施方式中，“能够通过触摸操作输入的操作内容”对应于各个需振动按钮。
[0070]然后，频率范围设定单元310将对每一个需振动按钮设定的表示频率范围以及频率默认值的信息(以下称为“各区域频率信息”)存储到能够由振动控制装置300的各装置部分参照的存储器中。
[0071]声音数据获取单元315获取从话筒270输入的声音数据，并且将该声音数据转发到主频率提取单元320。
[0072]主频率提取单元320根据从声音数据获取单元315转发来的声音数据，判断周围声音中是否存在主频率。然后，主频率提取单元320在周围声音中存在主频率时从声音数据提取周围声音的主频率。然后，主频率提取单元320向谐和音判定单元330通知提取出的主频率。
[0073]谐和音判定单元330基于从主频率提取单元320通知的主频率，判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率(以下称为“谐和音频率”)。然后，谐和音判定单元330将判定出的谐和音频率通知给振动频率设定单元340。
[0074]对进行的每个触摸操作，振动频率设定单元340获取对该触摸操作的操作内容预先设定的频率范围以及频率默认值。基于从触摸面板检测单元250输入的操作信号和频率范围设定单元310生成的各区域频率信息，振动频率设定单元340获取这些频率范围以及频率默认值。
[0075]然后，振动频率设定单元340判断获取的(预先设定的)频率范围中是否包含由谐和音判定单元330通知的谐和音频率。在该频率范围中包含该谐和音频率时，振动频率设定单元340将面板振动的频率确定为该谐和音频率。此外，在该频率范围中不包含该谐和音频率时，振动频率设定单元340将面板振动的频率确定为该频率默认值。
[0076]然后，振动频率设定单元340生成用其指示使振动元件230以确定的频率振动规定时间的振动指示信号，将生成的振动指示信号输出到振动元件控制单元260。也就是说，经由振动元件控制单元260以及振动元件230，振动频率设定单元340使触摸面板220以与周围声音的主频率的声音谐和的频率与触摸操作同步振动。
[0077]触摸面板输入装置100例如包括CPU、保存了控制程序、各种数据的ROM等的存储介质以及RAM (random access memory)等的工作用存储器(未图示)。在这种情况下，通过CPU执行控制程序来实现上述各单元的功能。
[0078]具有这样的结构的触摸面板输入装置100可以显示包括多个按钮的画面，接受对按钮的触摸操作，并且使触摸面板220与该触摸操作同步振动。此外，触摸面板输入装置100可以设定面板振动的频率，以使面板振动声音成为与周围声音的主频率的声音谐和的声音。再有，触摸面板输入装置100可以通过对每一个按钮设定频率范围以及频率默认值，对每一个按钮以不同频率产生面板振动。
[0079]这里，说明面板振动声音、主频率以及谐和音。
[0080]〈关于面板振动声音的说明〉
[0081]图3是示意性地表示触摸面板220的结构的一例的图。
[0082]如图3所示，触摸面板220在支撑基板221和可动板222之间配置具有第一驱动电极223、第二驱动电极224以及Y施加侧引出电极225的压电元件226。在可动板222上，对每一个压电元件226配置连接到Y施加侧引出电极225的第一引线227以及连接到第二驱动电极224的第二引线228。
[0083]在图2所示的振动元件230产生的振动将传递到触摸面板220的可动板222上，并且传递到进行触摸操作的人的手指。然而，因其振动使得可动板222成为面声源，从而该可动板222产生上述面板振动声音。
[0084]图4是表示触摸面板220的振动波形的一例的波形图。图4中，纵轴表示振幅[μ m (微米)]，横轴表示时间[msec (毫秒)]。
[0085]如图4所示，触摸面板220例如以振幅为10微米，周期为2.5毫秒(即频率400Hz)的正弦波411振动。此时，触摸面板220产生与该振动频率相同的频率即400Hz的面板振动声音。这样的面板振动声音是在人的听域内的声音，如上面所述，可能对操作者或者周围的人产生不舒适感。
[0086]为此，如上面所述，本实施方式的触摸面板输入装置100设定面板振动的频率，以使面板振动声音与周围声音中存在的主频率的声音构成谐和音。
[0087]<主频率的说明>
[0088]在本实施方式中，周围声音的主频率是指，被听到周围声音的人认为是该声音的主要成分的声音的频率。
[0089]在此，基于定义了主频率的条件的主频率条件，图2所示的主频率提取单元320判定周围声音中是否存在主频率。主频率条件包括人类能够识别其音程的声音的频率的范围内。主频率提取单元320例如预先存储主频率条件。
[0090]<主频率条件>
[0091]图5是表示主频率条件的一例的图。
[0092]如图5所示，主频率条件430例如定义“40dB以上”的声压级别431和“20Hz?100Hz"的频率范围432作为主频率的条件。
[0093]本实施方式中，通过使用这样的主频率条件430，可以使得难以被人耳作为声音听到的微小声音或者人耳难以听到的频率范围的声音，不作为提取对象处理。
[0094]谐和音是指，成为完全I度的频率比、小3度的频率比、大3度的频率比、完全4度的频率比、完全5度以及完全8度的频率比中的至少一个的多个声音的组合。此外，即使将构成谐和音的声音替换为相差N个8度(N为自然数)的声音(N octave (s) higher orlower sounds,高N个8度音阶或低N个8度音阶的声音)时，也构 成谐和音。也就是说，在上述频率比乘以或者除以2的整数次方所得的频率比也是构成谐和音的两个声音的频率比。
[0095]也就是说，声学上的谐和音是指，具有与6以下的两个自然数之商相等的频率比、该频率比乘以2的整数次方所得的频率比、以及与6以下的两个自然数之商相等的频率比除以2的整数次方所得的频率比的多个声音。但是，这样的谐和音分别具有固有的容许范围。在本实施方式中，谐和音是指上述谐和音中满足该容许范围的多个声音的组合。
[0096]例如，如果在钢琴上按下“do”键时，倾听者听作为“do”的声音，则该声音的频率构成谐和音的频率比。另外，“谐和音的频率比”是指，将频率比替换为平均律的音程时被视为谐和的音程的频率比，也就是倾听者能够容许作为谐和音的频率比的范围。
[0097]另外，如果在钢琴上按下“do”键时，即使由于钢琴调音不好而稍微偏离了本来的“do”的声音，有时倾听者也听作为“do”的声音。此外，通过弦乐器或者人声发出的“do”的高度的声音时，即使发生了颤音而从本来的“do”的声音稍微上下波动的情况下，有时倾听者也听作为“do”的声音。本实施方式中，这样的偏离属于容许范围内，该声音的频率构成谐和音的频率比。
[0098]另一方面，作为谐和音的频率比的容许范围外的声音，钢琴调音不好而按下了“do”键时，有时听作为其他高度的声音。具体地，例如，听作为“升do”、“re”或者“Si”、“降Si”的声音的情况。
[0099]另外，由于该谐和音的频率比和容许范围之间的关系为声学领域的技术人员所知悉(例如参照非专利文献I)，在这里省略详细的说明。
[0100]此外，如上所述，本实施方式中的“谐和音的频率比”不限于一个8度内，而包括乐器声学中任意的谐和音及其全部容许范围。
[0101]例如，同时按下了钢琴的“do”键和“so”键时，发生完全5度的谐和音，而同时按下了钢琴的“do”键和高一个8度的“so”键时，也在谐和音的范围内。再有，当同时按下钢琴的“ do ”键和高两个8度的“ so ”键时，同样也在谐和音的范围内。
[0102]与构成谐和音的单独的各个声音相比，谐和音降低对倾听者的不舒适感。此外，与没有声音的情况相比，谐和音可对倾听者带来舒悦感。另外，虽然触摸面板220的振动频率的候选包括了相差8度的声音时，能够从大范围的频带获得谐和音，但通常将振动频率的候选收纳在一个8度内对倾听者带来舒悦感更好。
[0103]图2所示的谐和音判定单元330基于记述了可形成上述谐和音的频率比(以下称为“谐和音频率比”)的谐和音频率比列表，判定上述谐和音频率。谐和音判定单元330例如预先存储谐和音频率比列表。
[0104]〈谐和音频率比列表〉
[0105]图6是表示谐和音频率比列表的一例。
[0106]图6中，谐和音频率比列表440是列出两个声音构成谐和音时的两个音的频率之比的列表。如图6所示，谐和音频率比列表440中，对每个谐和音的度数441记述与度数441对应的频率比442，作为列表的项目。在谐和音频率比列表440中，度数441的记述不是必须的。
[0107]但是，谐和音频率比列表440中，至少记述一个在构成谐和音的频率比之中的、与泛音频率比不同的频率比。其中，泛音频率比是指，频率比为1:n(n为2的整数次方)。
[0108]另外，频率比442可以按照图6所示的整数比形式记述，也可以按小数形式或者分数形式等其他形式记述。
[0109]本实施方式中，通过参照这样的谐和音频率比列表440，对各度数441进行主频率乘以谐和音的频率比442的运算，能够快速并且容易地判定上述谐和音频率。
[0110]另外，谐和音判定单元330可以通过将谐和音的频率乘以2的N次方来求与判定出的谐和音相差8度的频率，也可以通过向左移位N比特的运算来求与判定出的谐和音相差8度的频率。
[0111]〈各种信息的具体例子〉
[0112]接下来，在说明振动控制装置300的动作之前，说明显示图像的一例、坐标范围信息的一例、振动必要性信息的一例以及各区域频率信息的一例。
[0113]〈显示图像〉
[0114]图7是表示显示在显示器210的图像的一例的平面图。
[0115]如图7所示，显示器210上显示例如菜单510。菜单画面510包括:记载有“邮件”的第I操作按钮511，记载有“网络”的第2操作按钮512以及记载有“社交服务”的第3操作按钮513。此外，菜单画面510还包括记载有“相机”的第4操作按钮514、记载有“音乐”的第5操作按钮515、记载有“记事本”的第6操作按钮516以及记载有“取消”的第7操作按钮517。
[0116]操作者可以通过在触摸面板220上触摸(按下(press down))与第I操作按钮511?第6操作按钮516中的任意一个按钮对应的区域，从而对于该任意按钮进行触摸操作。
[0117]例如，如果操作者想起动邮件应用时触摸第I操作按钮511，想起动网络应用时按下第2操作按钮。各按钮分别关联不同目的的处理，但在这里省略其说明。
[0118]〈坐标范围信息〉
[0119]图8是表示对应于图7所示的显示图像所生成的坐标范围信息的一例的图。如上所述，坐标范围信息是由显示器控制单元240生成的信息，是表示各按钮的显示位置的信息。
[0120]如图8所示，坐标范围信息520关联区域识别符521，记述了 X坐标最小值522、Y坐标最小值523、X坐标最大值524以及Y坐标最大值525。区域识别符521是识别在显示器210上显示的操作部件(这里为第I按钮511?第6操作按钮516)的信息。表示坐标值的值522?525表示显示器210上显示的操作部件的区域的坐标范围。
[0121]另外，坐标范围信息520的坐标范围的记述方式不限于上述例子。例如，可以通过中心点的X坐标以及Y坐标以及半径来记述圆型的操作按钮的坐标范围。此外，可以通过表现为连接多个点的曲线的数据结构来记述更复杂的形状的操作按钮坐标范围。此外，坐标范围也可以包括Z坐标。由此，可以将X坐标和Y坐标收敛在规定的范围内并且手指的按压超过规定的值用作为判断为按下时的条件。
[0122]〈振动必要性信息〉
[0123]图9是表示振动必要性信息的一例的图。如上面所示，振动必要性信息是由显示器控制单元240生成的信息，是用于表示各按钮是否为需振动按钮的信息。
[0124]如图9所示，振动必要性信息530与区域识别符531 (对应于图8的区域识别符521)关联地记述振动必要性532。振动必要性532表示是否为需振动按钮。
[0125]这里，与第I操作按钮511?第6操作按钮516的区域识别符531关联地记述振动必要性532 “是”。然而，与第7操作按钮517的区域识别符531关联地记述了振动必要性542 “否”。这表示第I操作按钮511?第6操作按钮516是需振动按钮，而第7操作按钮517不是需振动按钮。
[0126]基于这些坐标范围信息520以及振动必要性信息530，频率范围设定单元310对每一个操作按钮设定频率范围以及频率默认值。然后，频率范围设定单元310向振动频率设定单元340通知表示设定内容的各区域频率信息。
[0127]〈各区域频率信息〉
[0128]图10是表不各区域频率彳目息的一例的图。如上所述，各区域频率?目息是由频率范围设定单元310生成的信息，是表示各个需振动按钮的频率范围以及频率默认值的信息。
[0129]如图10所示，各区域频率信息540与区域识别符541 (与图9的区域识别符521对应)关联地记述频率默认值542以及误差容许范围543，对频率默认值542适用误差容许范围543所得的范围即上述的频率范围。
[0130]例如，与第I操作按钮511的区域识别符541关联地记述了频率默认值542 “140Hz”以及误差容许范围543 “±15%”。这表示频率范围为119Hz?161Hz。此外，表示频率默认值542为频率范围的中心值。
[0131]此外，与第7操作按钮517的区域识别符541相关联，记述了称为“0Hz”的频率默认值542以及称为“0%”的误差容许范围543。这表示实质上没有设定频率默认值以及频率范围。这是因为第7操作按钮517不是需振动按钮。
[0132]在振动控制装置300中存储这样的各区域频率信息540、上述坐标范围信息520 (参照图8)以及振动必要性信息530 (参照图9)。由此，在对任意一个操作按钮进行触摸操作时，振动控制装置300能够快速并且容易地确定对应于该操作按钮的频率范围。
[0133]另外，各区域频率信息540中的频率范围以及频率默认值的记述方法不限于上述例子。例如，可以通过频率范围的最小值和最大值以及指明频率默认值作为频率范围的中心值的方式，记述频率范围以及频率默认值。
[0134]<振动控制装置的动作>
[0135]下面，说明触摸面板输入装置100的动作中的振动控制装置300的动作。
[0136]例如，对每个从显示器控制单元240输入新的图像有关的操作对象信息，振动控制装置300就开始以下说明的动作。这时，在显示器210上显示例如菜单510(图7)。
[0137]图11是表示振动控制装置的动作的一例的流程图。
[0138]首先，在步骤SllOO中，频率范围设定单元310例如对每一个对应于操作按钮的操作内容设定频率默认值以及频率范围。基于从显示器控制单元240输入的操作对象信息，频率范围设定单元310进行上述设定。对每一个显示图像生成操作对象信息，包括坐标范围信息520以及振动必要性信息530 (参照图8以及图9)。
[0139]在步骤S1200中，主频率提取单元320进行主频率判定处理，并且进至步骤S1300。主频率判定处理是当周围声音中存在主频率时判定主频率的处理。另外，关于主频率判定处理的细节将稍后叙述。
[0140]在步骤S1300中，谐和音判定单元330判定周围声音中是否存在主频率。
[0141]例如，谐和音判定单元330可以根据是否通知了主频率，判断周围声音中是否存在主频率。此外，当主频率提取单元320生成表示有无主频率的标志(flag)时，谐和音判定单元330可以根据该标志判断周围声音中是否存在主频率。
[0142]在周围声音中存在主频率时(S1300 是”)，谐和音判定单元330进至步骤S1400。此外 ，在不存在主频率时(S1300 否”)，谐和音判定单元330进至后述的步骤S1500。
[0143]在步骤S1400中，谐和音判定单元330将与主频率的声音谐和的声音的频率确定为触摸面板220的振动频率的候选(以下称为“振动频率候选”)。
[0144]具体而言，谐和音判定单元330将主频率分别乘以在图6所示的谐和音频率比列表中记述的各频率比442以及各频率比442的倒数。然后，谐和音判定单元330将该计算结果确定为振动频率候选组，并向振动频率设定单元340通知确定结果。
[0145]在步骤S1500中，振动频率设定单元340判断是否进行了需要振动反馈的操作(以下称为“需振动操作”)。
[0146]本实施方式中，判断是否进行了对需振动按钮的触摸操作。
[0147]具体地说，基于来自触摸面板检测单元250的操作位置信息、来自显示器控制单元240的坐标范围信息520 (参照图8)以及振动必要性信息530 (参照图9)，振动频率设定单元340进行上述判断。
[0148]也就是说，振动频率设定单元340判定触摸操作的位置是否包含于任何一个操作按钮的坐标范围内，并且在包含时，判断为对相应的操作按钮进行了触摸操作。然后，振动频率设定单元340判定进行了相应的触摸操作的触摸按钮是否为需振动按钮。
[0149]在进行了需振动操作时(S1500 是”)，振动频率设定单元340进至步骤S1600。此外，在没有进行需振动操作时(S1500 否”)，振动频率设定单元340进至后述的步骤S2100o
[0150]在步骤S1600中，振动频率设定单元340判断周围声音中是否存在主频率。
[0151]例如，振动频率设定单元340能够通过是否被通知振动频率候选组，判断周围声音中是否存在主频率。此外，在主频率获取单元320生成表示有无主频率的标志时，振动频率设定单元340能够根据该标志，判断周围声音中是否存在主频率。
[0152]在周围声音中存在主频率时(S1600 是”)，振动频率设定单元340进至步骤S1700。此外，在周围声音中不存在主频率时(S1600 否”)，振动频率设定单元340进至后述的步骤S1900。
[0153]在步骤S1700中，振动频率设定单元340判断对于进行了操作的操作内容设定的频率范围中是否包含了任何一个振动频率候选。
[0154]具体地说，从频率范围设定单元310通知的各区域频率信息540 (参照图10)，振动频率设定单元340获取有关进行了触摸操作的操作按钮的频率范围以及频率默认值。然后，振动频率设定单元340判断在从谐和音判定单元330通知的振动频率候选组460 (参照图14)中记述的多个振动频率候选中，是否存在包含在获取的频率范围中的振动频率候选。
[0155]在频率范围中包含至少一个振动频率候选时(S1700 是”)，振动频率设定单元340进至步骤S1800。此外，在频率范围中不包含任何一个振动频率候选时(S1700 否”)，振动频率设定单元340进至后述的步骤S1900。
[0156]在步骤S1800中，在频率范围内的振动频率候选的数为I个时，振动频率设定单元340将该振动频率候选确定为触摸面板220的振动频率。此外，在频率范围内的振动频率候选的数为多个时，振动频率设定单元340将更接近频率默认值的振动频率候选确定为触摸面板220的振动频率。
[0157]触摸面板220的振动频率因主频率的变化而在设定的频率范围内可变。通过确定为与频率默认值更近的振动频率候选，能够尽可能避免操作按钮的振动频率的较大变化，从而降低对操作者带来的不舒适感。
[0158]在步骤S1900中，振动频率设定单元340将频率默认值确定为触摸面板220的振动频率。这是因为，不存在主频率或者在对进行了触摸操作的触摸按钮设定的频率范围中不存在谐和音。
[0159]例如，在进行了对第5操作按钮515(参照图7)的触摸操作时，频率范围为800Hz±15%的范围，也就是680Hz?920Hz的范围。这样的频率范围内所包含的振动频率候选不存在。因此，振动频率设定单元340将为第5操作按钮515设定的频率默认值即800Hz确定为触摸面板220的振动频率。
[0160]另外，振动频率设定单元340可以与在为操作按钮设定的频率范围内振动触摸面板相比更优先使用成为谐和音的频率振动。此时，例如振动频率设定单元340可以忽略频率范围，将最接近于频率默认值的谐和音确定为触摸面板220的振动频率。
[0161]然后，在步骤S2000中，振动频率设定单元340使触摸面板220以确定的振动频率振动。具体地说，振动频率设定单元340生成用其指示使振动元件230以确定的振动频率振动规定时间的振动指示信号。然后，振动频率设定单元340将生成的振动指示信号输出到振动元件控制单元260。
[0162]然后，在步骤S2100中，主频率获取单元320判断是否是结束有关同一个显示画面的处理的定时(timing)。有关同一个显示画面的处理是指，直接使用在步骤SllOO中生成的各区域频率信息540 (参照图10)确定振动频率的处理。
[0163]在维持同显不画面等，不是结束有关同显不画面的处理的定时的情况下(步骤S2100 否”)，主频率获取单元320返回到步骤S1200。此外，在例如切换显示画面的定时、或者结束显示画面的定时等，是结束有关同一个显示画面的处理的定时的情况下(步骤S2100 是”)，主频率获取单元320结束一系列的处理。另外，在显示画面切换为接受触摸操作的其他画面时，振动控制装置300从步骤SllOO开始处理。
[0164]〈主频率判定处理〉
[0165]图12是表示主频率判定处理的一例的流程图。首先，在步骤S1210中，声音数据获取单元315从话筒270获取周围声音的声音数据。
[0166]然后，在步骤S1220中，主频率提取单元320通过傅里叶变换等频谱变换处理，从获取的声音数据中提取声压级别的频谱。
[0167]然后，在步骤S1230中，主频率提取单元320判断是否存在满足上述图5表示的主频率条件430的频率。
[0168]在存在满足主频率条件430的频率时(S1230:“是”)，主频率提取单元320进至步骤S1240。此外，在不存在满足主频率条件430的频率时(S1230 否”)，主频率提取单元320进至步骤S1250。
[0169]在步骤S1240中，主频率提取单元320判定为周围声音中存在主频率，提取主频率并且返回到图11的处理。
[0170]在步骤S1250中，主频率提取单元320判定为周围声音中不存在主频率，返回到图11的处理。
[0171]〈周围声音的频谱〉
[0172]图13是表示通过话筒270提取的周围声音的频谱的一例的图。图13中，横轴表示频率[Hz]、纵轴表示声压级别(声音强度)[dB]。另外，这里表示了在触摸面板220周围具有10Hz的接近于纯声音的较大的周围声音以65dB的声压级别在响的情况。
[0173]如图13所示，在10Hz的较大的周围声音响起的情况下，频谱曲线551在10Hz附近声压级别成为主导(predominant)(突出(outstanding))，为65dB的值。这样比其他频率声压级别更加突出的频率的周围声音容易被人听到。
[0174]图13所示的例子中，10Hz的声音为“40dB以上”，其包含于“20Hz?1000Hz”，因此满足图5所示的主频率条件430。因此，主频率提取单元320将10Hz的频率作为主频率提取。
[0175]另外，作为提取主频率的方法，主频率提取单元320并非必须使用连续的频谱图表，还可以使用频率和声压级别之间的组的离散数据(排列)。此外，作为提取主频率的方法，主频率提取单元320可以不使用声压级别[dB]而使用声压(无单位)等表示声音强度的其他参数。
[0176]<振动频率候选组>
[0177]图14是表示振动频率候选组的一例的图。这里示出了作为主频率而提取出10Hz的情况。
[0178]如图14所示，在振动频率候选群460中，例如包含有“50.0Hz”。这是将10Hz乘以完全8度的频率比1/2的结果。此外，振动频率候选群460中例如包含有“200Hz”。这是将10Hz乘以完全8度的频率比1/2的倒数即2的结果。
[0179]〈振动频率的确定〉
[0180]图15是表示振动频率的确定的情况的一例的图。这里示出了对第I操作按钮511 (参照图7)进行了触摸操作的情况。
[0181]如图15所示，根据各区域频率信息540(参照图10)，对第I操作按钮511设定的频率范围是140Hz ±15%的范围、S卩119Hz?161Hz的范围。根据振动频率候选组460 (参照图14)，存在5个包含在该频率范围中的振动频率候选。而且，这5个振动频率候选中与频率默认值140Hz最接近的是“133.3Hz”。
[0182]因此，振动频率设定单元340确定将133.3Hz作为触摸面板220的振动频率。
[0183]另外，在上述说明中，也可以将说明为向其他装置部分通知的各类信息，通过存储在能够从其他装置部件进行参照的存储器中而间接地给予和接受。相反地，也可以将说明为能够从其他装置部分进行参照的各类信息，直接通知其他装置部分。
[0184]〈总结〉
[0185]如以上说明的，本实施方式的触摸面板输入装置100，在振动控制装置300中设定触摸操作时的面板振动的频率，以使面板振动声成为与周围声音中存在的主频率的声音谐和的声音。
[0186]由此，本实施方式的触摸面板输入装置100能够将触摸面板220的振动频率维持在能够足以获得触摸操作的操作感的频带，并且减轻面板振动声引起的令人厌烦的不舒适感(annoying discomfort)。而且，本实施方式的触摸面板输入装置100无需额外输出高频率的声音。也就是说，在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，本实施方式的触摸面板输入装置100能够兼顾降低面板振动声引起不舒适感和维持触摸操作的操作感。
[0187]另外，主频率条件不限于结合图5说明的例子。
[0188]图16是表示主频率条件的其他例子的图，其与图5相对应。
[0189]如图16所示，主频率条件430a例如定义了 “500毫秒”的持续时间的下限433以及“ ±5%以内”的频率的容许误差434 作为主频率的条件。
[0190]“500毫秒”的持续时间相当于人能够识别音程的声音长度的最小持续时间。此外，“±5%以内”的频率的容许误差434相当于半音。半音是指在键盘中相邻的声音之间的音程之差。将半音换算为频率比后，例如成为16比17、17比18、18比19、19比20。没有收敛在半音的声音难以被识别为I个音程的声音。
[0191]主频率提取单元320也可以例如与图5所示的主频率条件430 —并使用图16所示的主频率条件430a，从而提取主频率。也就是说，在主频率不稳定时，主频率提取单元320也可以将该主频率不作为主频率处理。
[0192]具体而言，按照下面的方式处理。首先，主频率提取单元320可以在持续时间的下限433的期间，进行多次主频率的提取处理。例如，主频率提取单元320每经过100毫秒定期地进行主频率的提取处理。此时，主频率提取单元320在持续时间的下限433的500毫秒期间提取五次主频率。主频率提取单元320求该多次提取出的主频率的最大值以及最小值。然后，在求得的主频率的最大值以及最小值包含在频率的容许误差434内时，主频率提取单元320判断为主频率稳定。此外，在求得的主频率的最大值以及最小值中的至少一个没有包含在频率的容许误差434内时，主频率提取单元320判断为主频率不稳定。
[0193]由此，主频率提取单元320可以将以下添加为主频率的条件:在不超过规定带宽的带宽内声压成为规定的级别以上的声音；以及声压在规定的级别以上的声音的状态持续规定的时间长度以上的声音。
[0194]能够构成谐和音的声音是人能够识别音程的声音。声压超过规定的级别以上的声音的带宽超过半音时，难以作为一个音程的声音识别。此外，持续时间非常短的声音难以识别音程。因此，主频率提取单元320通过使用这样的主频率条件430a，能够将声音带宽较宽的声音或者非常短的声音等难以识别为一个音程的频率不作为主频率处理。
[0195]本发明的振动控制装置是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制装置，包括:声音数据获取单元，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元，判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0196]此外，在上述振动控制装置中，振动频率设定单元可以判断谐和音频率是否包含于预先设定的频率范围内，在谐和音频率包含在上述频率范围内时，将触摸面板的振动频率设定为谐和音频率，在谐和音频率不包含在上述频率范围内时，将触摸面板的振动频率设定为包含于上述频率范围内的频率的预先设定的值即频率默认值。
[0197]此外，在上述振动控制装置中，上述频率范围可以是在将触摸面板的振动频率设定为该频率范围内时能够获得触摸操作的操作感的频率范围。
[0198]此外，在上述振动控制装置中，主频率提取单元可以判断周围声音中是否存在主频率，并且振动频率设定单元可以在周围声音中不存在主频率时将上述振动频率设定为频率默认值。
[0199]此外，在上述振动控制装置中，主频率提取单元可以基于定义了主频率的条件的主频率条件判定周围声音中是否存在主频率，主频率条件包括其在人能够识别音程的声音的频率范围内。
[0200]此外，在上述振动控制装置中，主频率条件可以包括:在不超过规定带宽的带宽内声压成为规定级别以上的声音的频率以及声压成为规定级别以上状态持续规定时间长度以上的声音的频率中的至少一个。
[0201]此外，在上述振动控制装置中，谐和音判定单元可以将抽取的主频率乘以构成谐和音的两个声音之间的频率比而得到的值判定为谐和音频率
[0202]此外，在上述振动控制装置中，构成谐和音的两个声音之间的频率比可以包括完全I度的频率比、小3度的频率比、大3度的频率比、完全4度的频率比、完全5度以及完全8度的频率比以及将这些频率比分别乘以或者除以2的整数次方而获得的频率比中的至少
—个°
[0203]此外，在上述振动控制装置中，还包括:频率范围设定单元，获取能够通过触摸操作输入的操作内容，并且对于获取的操作内容设定上述频率范围以及频率默认值，频率范围设定单元可以对于多个操作内容设置不同的频率范围以及不同的频率默认值。
[0204]本方面的触摸面板输入装置包括:触摸面板，接受触摸操作；振动产生单元，与触摸操作同步地使触摸面板产生振动；声音数据获取单元，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元，判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元，将振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0205]本方面的振动控制方法是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制方法，包括以下步骤:获取触摸面板的周围声音的声音数据的步骤；从获取的声音数据中提取周围声音的主频率的步骤；判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率的步骤；以及将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率的步骤。
[0206]工业实用性
[0207]在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，作为兼顾降低面板振动声引起不舒适感和维持触摸操作的操作感的振动控制装置、触摸面板输入装置以及振动控制方法，本发明是有用的。本发明适用于例如智能手机、平板终端、车载导航、冰箱、微波炉、复印机等的电子设备。
[0208]标号说明
[0209]100触摸面板输入装置
[0210]210显示器
[0211]220触摸面板
[0212]230振动元件
[0213]240显示器控制单元
[0214]250触摸面板检测单元
[0215]260振动元件控制单元
[0216]270 话筒
[0217]300振动控制装置
[0218]310频率范围设定单元
[0219]315声音数据获取单元
[0220]320主频率提取单元
[0221]330谐和音判定单元
[0222]340振动频率设定单元
【主权项】
1.振动控制装置，用于与触摸操作同步振动的触摸面板，包括: 声音数据获取单元，获取所述触摸面板的周围声音的声音数据； 主频率提取单元，从获取的所述声音数据中提取所述周围声音的主频率； 谐和音判定单元，判定与提取的所述主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及 振动频率设定单元，将所述触摸面板的振动频率设定为判定出的所述谐和音频率。2.如权利要求1所述的振动控制装置， 所述振动频率设定单元判断所述谐和音频率是否包含在预先设定的频率范围内，在所述谐和音频率包含在所述频率范围内时，将所述振动频率设定为所述谐和音频率，在所述谐和音频率不包含在所述频率范围内时，将所述振动频率设定为包含在所述频率范围内的频率的预先设定的值即频率默认值。3.如权利要求2所述的振动控制装置， 所述频率范围是在将所述触摸面板的振动设定为该频率范围内时能够获得所述触摸操作的操作感的频率范围。4.如权利要求2所述的振动控制装置， 所述主频率提取单元判断所述周围声音中是否存在所述主频率， 在所述周围声音中不存在所述主频率时，所述振动频率设定单元将所述触摸面板的振动频率设定为所述频率默认值。5.如权利要求4所述的振动控制装置， 所述主频率提取单元基于定义了主频率的条件的主频率条件，判定所述周围声音中是否存在所述主频率， 所述主频率条件包括所述主频率在人能够识别音程的声音的频率范围内。6.如权利要求5所述的振动控制装置， 所述主频率条件包括:所述主频率在不超过规定带宽的带宽内且声压为规定级别以上的声音的频率、以及持续规定时间长度以上且声压为规定级别以上的声音的频率中的至少—个°7.如权利要求1所述的振动控制装置， 所述谐和音判定单元将抽取的所述主频率乘以构成谐和音的两个声音之间的频率比所得的值判定为所述谐和音频率。8.如权利要求7所述的振动控制装置， 构成所述谐和音的两个声音之间的频率比可以包括完全I度的频率比、小3度的频率比、大3度的频率比、完全4度的频率比、完全5度以及完全8度的频率比、以及将这些频率比分别乘以或者除以2的整数次方所得的频率比中的至少一个。9.如权利要求2所述的振动控制装置，还包括: 频率范围设定单元，获取能够通过所述触摸操作输入的操作内容，并且对于获取的所述操作内容设定所述频率范围以及所述频率默认值， 对于多个所述操作内容，所述频率范围设定单元设定不同的所述频率范围以及不同的所述频率默认值。10.触摸面板输入装置，包括: 触摸面板，接受触摸操作； 振动产生单元，使所述触摸面板与所述触摸操作同步地产生振动； 声音数据获取单元，获取所述触摸面板的周围声音的声音数据； 主频率提取单元，从获取的所述声音数据中提取所述周围声音的主频率； 谐和音判定单元，判定与提取的所述主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及 振动频率设定单元，将所述触摸面板的振动频率设定为判定出的所述谐和音频率。11.振动控制方法，用于与触摸操作同步振动的触摸面板，包括以下步骤: 获取所述触摸面板的周围声音的声音数据的步骤； 从获取的所述声音数据中提取所述周围声音的主频率的步骤； 判定与提取的所述主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率的步骤；以及 将所述触摸面板的振动频率设定为判定出的所述谐和音频率的步骤。
【专利摘要】在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸操作的操作感。振动控制装置(300)是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的装置，包括：声音数据获取单元(315)，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元(320)，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元(330)，判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元(340)，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/16
【公开号】CN104885040
【申请号】CN201380053600
【发明人】杉山真史, 西川敬之, 西田要一, 横山亮
【申请人】松下电器（美国）知识产权公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月17日
【公告号】US20150277612, WO2014097611A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制装置以及振动控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，在智能手机、平板终端等具备触摸面板的各种触摸面板输入装置中，广泛进行使触摸面板与触摸操作同步振动的处理(例如，参照专利文献I)。这样的触摸面板的振动能够对触摸操作带来触觉上的反馈，从而增强在以往的按键开关操作中得到的操作感(operat1nal feeling)(例如，点击感(click feeling)、触觉感(tactile feeling)) ο
[0003]然而，触摸面板的振动(以下适当称为“触摸振动”)有时会传播到触摸面板输入装置的其他部分或者放置触摸面板输入装置的桌子等，从而发生振动声音。因这样的面板振动而产生的振动声音(以下适当称为“面板振动声音”(panel vibrat1n sound))的频率通常与面板振动的频率一致。面板振动声音原本就是不必要的声音，可能会给操作者或者周围的人带来不舒适感。
[0004]为此，例如在专利文献2中记载了用难以向人耳传递的频率进行面板振动的技术。此外，例如在专利文献3中记载了通过额外产生高频率的声音，使面板振动声音难以听到的技术。这些现有技术能够降低面板振动声音造成的不舒适感。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2003-122507号公报
[0008]专利文献2:日本特开2006-79136号公报
[0009]专利文献3:日本特开2008-130055号公报
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1:梅本尧夫“音乐心理学”，诚信书房，第二章第三节“協和t[関才§実験的知見”，1966年6月28日
【发明内容】
[0012]然而，现有技术具有难以兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸面板的触摸操作的操作感的问题。
[0013]其理由如下:人耳的听域通常为20赫兹?2万赫兹(Hz)。另一方面，在不对触摸面板输入装置的其他功能产生不良影响的范围内，能够得到足够的操作感的振动的频带通常为50Hz?400Hz左右(参照专利文献3)。也就是说，能够得到操作感的面板振动的频率的大部分与人耳的听域重合。此外，为了得到操作感，需要一定的振动强度，但与此相应地需要增加高频率声音的音量。也就是说，额外地产生高频率声音，可能会增加对操作者以及周围的人带来的不舒适感。
[0014]本发明的目的在于，在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸面板的触摸操作的操作感。
[0015]本发明的一个方面的振动控制装置是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制装置，包括:声音数据获取单元(sound data acquiring sect1n)，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元(predominant frequency acquiring sect1n)，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率(predominant frequency);谐和音判定单元(consonant sound determining sect1n)，判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率(consonant sound frequency)以及振动频率设定单元(vibrat1nalfrequency setting sect1n)，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0016]本发明的一个方面的触摸面板输入装置包括:触摸面板，接受触摸操作；振动产生单元，与触摸操作同步地使触摸面板产生振动；声音数据获取单元，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元，判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0017]本发明的一个方面的振动控制方法是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制方法，包括以下步骤:获取触摸面板的周围声音的声音数据的步骤；从获取的声音数据中提取周围声音的主频率的步骤；判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率的步骤；以及将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率的步骤。
[0018]在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，本发明兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸操作的操作感。
【附图说明】
[0019]图1是表示本发明的实施方式I的振动控制装置的结构的一例的方框图。
[0020]图2是表示本发明的实施方式2的触摸面板输入装置的结构的一例的方框图。
[0021]图3是示意性地表示了实施方式2的触摸面板的结构的一例的图。
[0022]图4是表示实施方式2的触摸面板的振动波形的一例的波形图。
[0023]图5是表示实施方式2的主频率条件的一例的图。
[0024]图6是表示实施方式2的谐和音频率比列表的一例的图。
[0025]图7是表示实施方式2的显示图像的一例的平面图。
[0026]图8是表示实施方式2的坐标范围信息的一例的图。
[0027]图9是表示实施方式2的振动必要性信息的一例的图。
[0028]图10是实施方式2的各区域频率信息的一例的图。
[0029]图11是表示实施方式2的振动控制装置的动作的一例的流程图。
[0030]图12是表示实施方式2的主频率判定处理的一例的流程图。
[0031]图13是表示实施方式2的声压级别的频谱的其他例子的频谱图。
[0032]图14是表示实施方式2的振动频率候选组的一例的图。
[0033]图15是表示实施方式2的振动频率的确定状况的一例的图。
[0034]图16是表示实施方式2的主频率条件的其他例子的图。
【具体实施方式】
[0035]下面，参照附图详细说明本发明的各实施方式。
[0036](实施方式I)
[0037]本发明的实施方式I是本发明的基本方式的一例。
[0038]图1是表示本实施方式的振动控制装置的结构的一例的方框图。
[0039]图1所示的振动控制装置300是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的装置。图1中，振动控制装置300包括:声音数据获取单元(sound data acquiring sect1n) 315>主频率提取单元(predominant frequency acquiring sect1n) 320、谐和音判定单元(consonant sound judging sect1n) 330 以及振动频率设定单元(vibrat1nalfrequency setting sect1n)340。
[0040]声音数据获取单元315获取触摸面板的周围声音(surrounding sound)(以下简单称为“周围声音”)的声音数据。
[0041]主频率提取单元320从获取的声音数据中提取周围声音的主频率(predominantfrequency)。其中，周围声音的主频率是指，被听到周围声音的人认为是该周围声音的主要成分的声音的频率。
[0042]谐和音判定单元330判定与提取的主频率的声音(以下称为“主频率”(predominant frequency))谐和的声音的频率即谐和音频率(consonant soundfrequency)。
[0043]振动频率设定单元340将触摸面板的振动的频率设定为判定出的谐和音频率。
[0044]振动控制装置300例如包括CPU (central processing unit ;中央处理器)、保存控制程序、各种数据的R0M(read only memory unit ;只读存储器)等的存储介质以及RAM (random access memory ;随机存储器)等的工作用存储器(未图示)。在这种情况下，通过CPU执行控制程序而实现上述各单元的功能。
[0045]谐和音(consonant sound)与单独的构成谐和音的各个声音相比，能够降低对听者的不舒适感。因此只要面板振动声音和周围声音的主声音为谐和(in consonant with)关系，就能降低面板振动声音给操作者以及周围的人带来的不舒适感。此外，谐和声和无声的情况相比，还可能对倾听者带来舒悦感。
[0046]另一方面，周围声音的状态根据时间以及地点而不同。因此周围声音的主频率是不确定的。因此，面板振动声音在大多数情况下与包含在周围声音中的主声音不成为谐和的关系，可能仅仅是音响噪声。
[0047]对此，如上述那样，本实施方式的振动控制装置300设定面板振动的频率，使得面板振动声音成为与包含在周围声音中的主声音谐和的声音。
[0048]由此，本实施方式的振动控制装置300能够将面板振动的频率保留在听域范围内，并且无需输出其他高频率声音而降低面板振动声音给人带来的不舒适感。也就是说，在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，本实施方式的振动控制装置300兼顾降低面板振动声音引起的不舒适感和维持触摸操作的操作感。
[0049]此外，与专利文献2记载的技术相比，本实施方式的振动控制装置300能够扩大可用于面板振动的频带范围。也就是说，可用于面板振动的频带范围越大，本实施方式的振动控制装置300能够对操作者传递的触觉的种类的范围越大。因此，例如，本实施方式的振动控制装置300能够对于多个操作内容设定操作者能够识别其区别的不同频率的振动。
[0050]此外，由于无需额外输出高频率声音，因此与上述专利文献3记载的技术相比，本实施方式的振动控制装置300能够抑制功耗的增加。
[0051](实施方式2)
[0052]本发明的实施方式2为将本发明适用于触摸面板输入装置时的本发明的具体方式的一例。
[0053]<触摸面板输入装置的结构>
[0054]图2表示是包括本实施方式的振动控制装置的触摸面板输入装置的结构的一例的方框图。
[0055]在图2中，触摸面板输入装置100包括:显示器210、触摸面板220、振动元件230、显示器控制单元240、触摸面板检测单元250、振动元件控制单元260、话筒270以及振动控制装置300 。
[0056]显示器210基于从后述的显示器控制单元240输入的图像数据，显示图像。作为显示器210的具体例，可以举出LCD(Liquid Crystal Display ;液晶显示器)、有机EL (Electro Luminescence ;电致发光)显不器、以及 LED (Light Emitting D1de ;发光二极管)显示器等。
[0057]触摸面板220配置在显示器210的表面，并接受触摸操作(“按下输入”(pressdown input)) ο对进行的每个触摸操作，触摸面板220将表示触摸操作的位置的操作信号输出到后述的触摸面板检测单元250。操作信号例如是表示触摸面板220的X轴的电压值以及Y轴的电压值的信号。作为触摸面板220的具体例子，可以举出由薄膜和塑料构成的电阻膜方式的触摸面板等。
[0058]振动元件230配置在显示器210的背面，基于从后述的振动元件控制单元260输入的振动控制信号，产生振动。假设振动元件230产生的振动的频率至少在后述的频率范围内是可变的。具体地，作为振动元件230可以举出压电致动器(Piezo Actuator)方式的振动元件、线性共振致动器(LRA:Linear Resonant Actuator)方式的振动元件、以及振动益寺。
[0059]显示器控制单元240对在显示器210上所显示的图像进行显示控制。具体地，显示器控制单元240生成要在显示器210上显示的图像的图像数据，并将生成的图像数据输出到显示器210。此外，显示器控制单元240将表示在上述图像中能够通过触摸操作输入的操作内容的操作对象信息输出到振动控制装置300。
[0060]在本实施方式中，显示器控制单元240将配置有多个按钮的图像显示在显示器210上。然后，显示器控制单元240将坐标范围信息以及振动必要性信息作为上述操作对象信息输出到振动控制装置300。坐标范围信息是表示各按钮在显示器控制单元240中所显示的位置(以下称为“显示位置”)的信息。振动必要性信息是表示各按钮是否为在操作时需要振动反馈的按钮(以下称为“需振动按钮”)的信息。
[0061]另外，振动控制装置300将输入的坐标范围信息以及振动必要性信息存储到能够由振动控制装置300的各单元参照的存储器中。
[0062]基于从触摸面板220输入的操作信号，触摸面板检测单元250检测对触摸面板220进行的触摸操作(以下简单称为“触摸操作”)在触摸面板220上的位置。例如，触摸面板检测单元250将操作信号变换为数字值，并获得触摸面板220上的X坐标和Y坐标。
[0063]另外，在本实施方式中，预先在触摸面板检测单元250中设定触摸面板220上的位置与显示器210上的位置之间的对应关系。基于该对应关系，触摸面板检测单元250检测触摸操作在显示器210上的位置。然后，触摸面板检测单元250将表示触摸操作在显示器210上的位置的信息(以下称为“操作位置信息”)输出到振动控制装置300。
[0064]基于从后述的振动控制装置300输入的振动指示信号，振动元件控制单元260使振动元件230与触摸操作同步地进行振动。也就是说，振动元件控制单元260与上述振动元件230共同构成本发明的振动产生单元，与触摸操作同步地对触摸面板220产生振动。此夕卜，基于上述振动指示信号，振动元件控制单元260控制该振动的频率。
[0065]话筒270配置在触摸面板220的附近，触摸面板220周围的声音(以下简单称为“周围声音”)被输入到话筒270中。然后，话筒270将输入的周围声音的声音数据输出到振动控制装置300中。声音数据例如为话筒270所检测的声压级别的时序数据。
[0066]振动控制装置300包括:频率范围设定单元310、声音数据获取单元315、主频率提取单元320、谐和音判定单元330以及振动频率设定单元340。
[0067]频率范围设定单元310获取可以通过触摸操作输入的操作内容，并对获取的操作内容设定频率范围以及频率默认值。但是，在存在多个操作内容时，频率范围设定单元310对该多个操作内容设定不同的频率范围以及不同的频率默认值。此外，在不会对触摸面板输入装置的其他功能产生负面影响的范围内，频率范围设定单元310从能够充分地得到触摸操作的操作感的振动频带(例如50Hz?400Hz)中设定频率范围。
[0068]这些频率范围以及频率默认值将在由后述的谐和音判定单元330确定振动元件230的振动频率时使用。
[0069]本实施方式中，根据从显示器控制单元240输入的操作对象信息(坐标范围信息以及振动必要性信息)，频率范围设定单元310获取需振动按钮的显示位置。然后，对每一个需振动按钮，频率范围设定单元310设定频率范围以及频率默认值。也就是说，在本实施方式中，“能够通过触摸操作输入的操作内容”对应于各个需振动按钮。
[0070]然后，频率范围设定单元310将对每一个需振动按钮设定的表示频率范围以及频率默认值的信息(以下称为“各区域频率信息”)存储到能够由振动控制装置300的各装置部分参照的存储器中。
[0071]声音数据获取单元315获取从话筒270输入的声音数据，并且将该声音数据转发到主频率提取单元320。
[0072]主频率提取单元320根据从声音数据获取单元315转发来的声音数据，判断周围声音中是否存在主频率。然后，主频率提取单元320在周围声音中存在主频率时从声音数据提取周围声音的主频率。然后，主频率提取单元320向谐和音判定单元330通知提取出的主频率。
[0073]谐和音判定单元330基于从主频率提取单元320通知的主频率，判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率(以下称为“谐和音频率”)。然后，谐和音判定单元330将判定出的谐和音频率通知给振动频率设定单元340。
[0074]对进行的每个触摸操作，振动频率设定单元340获取对该触摸操作的操作内容预先设定的频率范围以及频率默认值。基于从触摸面板检测单元250输入的操作信号和频率范围设定单元310生成的各区域频率信息，振动频率设定单元340获取这些频率范围以及频率默认值。
[0075]然后，振动频率设定单元340判断获取的(预先设定的)频率范围中是否包含由谐和音判定单元330通知的谐和音频率。在该频率范围中包含该谐和音频率时，振动频率设定单元340将面板振动的频率确定为该谐和音频率。此外，在该频率范围中不包含该谐和音频率时，振动频率设定单元340将面板振动的频率确定为该频率默认值。
[0076]然后，振动频率设定单元340生成用其指示使振动元件230以确定的频率振动规定时间的振动指示信号，将生成的振动指示信号输出到振动元件控制单元260。也就是说，经由振动元件控制单元260以及振动元件230，振动频率设定单元340使触摸面板220以与周围声音的主频率的声音谐和的频率与触摸操作同步振动。
[0077]触摸面板输入装置100例如包括CPU、保存了控制程序、各种数据的ROM等的存储介质以及RAM (random access memory)等的工作用存储器(未图示)。在这种情况下，通过CPU执行控制程序来实现上述各单元的功能。
[0078]具有这样的结构的触摸面板输入装置100可以显示包括多个按钮的画面，接受对按钮的触摸操作，并且使触摸面板220与该触摸操作同步振动。此外，触摸面板输入装置100可以设定面板振动的频率，以使面板振动声音成为与周围声音的主频率的声音谐和的声音。再有，触摸面板输入装置100可以通过对每一个按钮设定频率范围以及频率默认值，对每一个按钮以不同频率产生面板振动。
[0079]这里，说明面板振动声音、主频率以及谐和音。
[0080]〈关于面板振动声音的说明〉
[0081]图3是示意性地表示触摸面板220的结构的一例的图。
[0082]如图3所示，触摸面板220在支撑基板221和可动板222之间配置具有第一驱动电极223、第二驱动电极224以及Y施加侧引出电极225的压电元件226。在可动板222上，对每一个压电元件226配置连接到Y施加侧引出电极225的第一引线227以及连接到第二驱动电极224的第二引线228。
[0083]在图2所示的振动元件230产生的振动将传递到触摸面板220的可动板222上，并且传递到进行触摸操作的人的手指。然而，因其振动使得可动板222成为面声源，从而该可动板222产生上述面板振动声音。
[0084]图4是表示触摸面板220的振动波形的一例的波形图。图4中，纵轴表示振幅[μ m (微米)]，横轴表示时间[msec (毫秒)]。
[0085]如图4所示，触摸面板220例如以振幅为10微米，周期为2.5毫秒(即频率400Hz)的正弦波411振动。此时，触摸面板220产生与该振动频率相同的频率即400Hz的面板振动声音。这样的面板振动声音是在人的听域内的声音，如上面所述，可能对操作者或者周围的人产生不舒适感。
[0086]为此，如上面所述，本实施方式的触摸面板输入装置100设定面板振动的频率，以使面板振动声音与周围声音中存在的主频率的声音构成谐和音。
[0087]<主频率的说明>
[0088]在本实施方式中，周围声音的主频率是指，被听到周围声音的人认为是该声音的主要成分的声音的频率。
[0089]在此，基于定义了主频率的条件的主频率条件，图2所示的主频率提取单元320判定周围声音中是否存在主频率。主频率条件包括人类能够识别其音程的声音的频率的范围内。主频率提取单元320例如预先存储主频率条件。
[0090]<主频率条件>
[0091]图5是表示主频率条件的一例的图。
[0092]如图5所示，主频率条件430例如定义“40dB以上”的声压级别431和“20Hz?100Hz"的频率范围432作为主频率的条件。
[0093]本实施方式中，通过使用这样的主频率条件430，可以使得难以被人耳作为声音听到的微小声音或者人耳难以听到的频率范围的声音，不作为提取对象处理。
[0094]谐和音是指，成为完全I度的频率比、小3度的频率比、大3度的频率比、完全4度的频率比、完全5度以及完全8度的频率比中的至少一个的多个声音的组合。此外，即使将构成谐和音的声音替换为相差N个8度(N为自然数)的声音(N octave (s) higher orlower sounds,高N个8度音阶或低N个8度音阶的声音)时，也构 成谐和音。也就是说，在上述频率比乘以或者除以2的整数次方所得的频率比也是构成谐和音的两个声音的频率比。
[0095]也就是说，声学上的谐和音是指，具有与6以下的两个自然数之商相等的频率比、该频率比乘以2的整数次方所得的频率比、以及与6以下的两个自然数之商相等的频率比除以2的整数次方所得的频率比的多个声音。但是，这样的谐和音分别具有固有的容许范围。在本实施方式中，谐和音是指上述谐和音中满足该容许范围的多个声音的组合。
[0096]例如，如果在钢琴上按下“do”键时，倾听者听作为“do”的声音，则该声音的频率构成谐和音的频率比。另外，“谐和音的频率比”是指，将频率比替换为平均律的音程时被视为谐和的音程的频率比，也就是倾听者能够容许作为谐和音的频率比的范围。
[0097]另外，如果在钢琴上按下“do”键时，即使由于钢琴调音不好而稍微偏离了本来的“do”的声音，有时倾听者也听作为“do”的声音。此外，通过弦乐器或者人声发出的“do”的高度的声音时，即使发生了颤音而从本来的“do”的声音稍微上下波动的情况下，有时倾听者也听作为“do”的声音。本实施方式中，这样的偏离属于容许范围内，该声音的频率构成谐和音的频率比。
[0098]另一方面，作为谐和音的频率比的容许范围外的声音，钢琴调音不好而按下了“do”键时，有时听作为其他高度的声音。具体地，例如，听作为“升do”、“re”或者“Si”、“降Si”的声音的情况。
[0099]另外，由于该谐和音的频率比和容许范围之间的关系为声学领域的技术人员所知悉(例如参照非专利文献I)，在这里省略详细的说明。
[0100]此外，如上所述，本实施方式中的“谐和音的频率比”不限于一个8度内，而包括乐器声学中任意的谐和音及其全部容许范围。
[0101]例如，同时按下了钢琴的“do”键和“so”键时，发生完全5度的谐和音，而同时按下了钢琴的“do”键和高一个8度的“so”键时，也在谐和音的范围内。再有，当同时按下钢琴的“ do ”键和高两个8度的“ so ”键时，同样也在谐和音的范围内。
[0102]与构成谐和音的单独的各个声音相比，谐和音降低对倾听者的不舒适感。此外，与没有声音的情况相比，谐和音可对倾听者带来舒悦感。另外，虽然触摸面板220的振动频率的候选包括了相差8度的声音时，能够从大范围的频带获得谐和音，但通常将振动频率的候选收纳在一个8度内对倾听者带来舒悦感更好。
[0103]图2所示的谐和音判定单元330基于记述了可形成上述谐和音的频率比(以下称为“谐和音频率比”)的谐和音频率比列表，判定上述谐和音频率。谐和音判定单元330例如预先存储谐和音频率比列表。
[0104]〈谐和音频率比列表〉
[0105]图6是表示谐和音频率比列表的一例。
[0106]图6中，谐和音频率比列表440是列出两个声音构成谐和音时的两个音的频率之比的列表。如图6所示，谐和音频率比列表440中，对每个谐和音的度数441记述与度数441对应的频率比442，作为列表的项目。在谐和音频率比列表440中，度数441的记述不是必须的。
[0107]但是，谐和音频率比列表440中，至少记述一个在构成谐和音的频率比之中的、与泛音频率比不同的频率比。其中，泛音频率比是指，频率比为1:n(n为2的整数次方)。
[0108]另外，频率比442可以按照图6所示的整数比形式记述，也可以按小数形式或者分数形式等其他形式记述。
[0109]本实施方式中，通过参照这样的谐和音频率比列表440，对各度数441进行主频率乘以谐和音的频率比442的运算，能够快速并且容易地判定上述谐和音频率。
[0110]另外，谐和音判定单元330可以通过将谐和音的频率乘以2的N次方来求与判定出的谐和音相差8度的频率，也可以通过向左移位N比特的运算来求与判定出的谐和音相差8度的频率。
[0111]〈各种信息的具体例子〉
[0112]接下来，在说明振动控制装置300的动作之前，说明显示图像的一例、坐标范围信息的一例、振动必要性信息的一例以及各区域频率信息的一例。
[0113]〈显示图像〉
[0114]图7是表示显示在显示器210的图像的一例的平面图。
[0115]如图7所示，显示器210上显示例如菜单510。菜单画面510包括:记载有“邮件”的第I操作按钮511，记载有“网络”的第2操作按钮512以及记载有“社交服务”的第3操作按钮513。此外，菜单画面510还包括记载有“相机”的第4操作按钮514、记载有“音乐”的第5操作按钮515、记载有“记事本”的第6操作按钮516以及记载有“取消”的第7操作按钮517。
[0116]操作者可以通过在触摸面板220上触摸(按下(press down))与第I操作按钮511?第6操作按钮516中的任意一个按钮对应的区域，从而对于该任意按钮进行触摸操作。
[0117]例如，如果操作者想起动邮件应用时触摸第I操作按钮511，想起动网络应用时按下第2操作按钮。各按钮分别关联不同目的的处理，但在这里省略其说明。
[0118]〈坐标范围信息〉
[0119]图8是表示对应于图7所示的显示图像所生成的坐标范围信息的一例的图。如上所述，坐标范围信息是由显示器控制单元240生成的信息，是表示各按钮的显示位置的信息。
[0120]如图8所示，坐标范围信息520关联区域识别符521，记述了 X坐标最小值522、Y坐标最小值523、X坐标最大值524以及Y坐标最大值525。区域识别符521是识别在显示器210上显示的操作部件(这里为第I按钮511?第6操作按钮516)的信息。表示坐标值的值522?525表示显示器210上显示的操作部件的区域的坐标范围。
[0121]另外，坐标范围信息520的坐标范围的记述方式不限于上述例子。例如，可以通过中心点的X坐标以及Y坐标以及半径来记述圆型的操作按钮的坐标范围。此外，可以通过表现为连接多个点的曲线的数据结构来记述更复杂的形状的操作按钮坐标范围。此外，坐标范围也可以包括Z坐标。由此，可以将X坐标和Y坐标收敛在规定的范围内并且手指的按压超过规定的值用作为判断为按下时的条件。
[0122]〈振动必要性信息〉
[0123]图9是表示振动必要性信息的一例的图。如上面所示，振动必要性信息是由显示器控制单元240生成的信息，是用于表示各按钮是否为需振动按钮的信息。
[0124]如图9所示，振动必要性信息530与区域识别符531 (对应于图8的区域识别符521)关联地记述振动必要性532。振动必要性532表示是否为需振动按钮。
[0125]这里，与第I操作按钮511?第6操作按钮516的区域识别符531关联地记述振动必要性532 “是”。然而，与第7操作按钮517的区域识别符531关联地记述了振动必要性542 “否”。这表示第I操作按钮511?第6操作按钮516是需振动按钮，而第7操作按钮517不是需振动按钮。
[0126]基于这些坐标范围信息520以及振动必要性信息530，频率范围设定单元310对每一个操作按钮设定频率范围以及频率默认值。然后，频率范围设定单元310向振动频率设定单元340通知表示设定内容的各区域频率信息。
[0127]〈各区域频率信息〉
[0128]图10是表不各区域频率彳目息的一例的图。如上所述，各区域频率?目息是由频率范围设定单元310生成的信息，是表示各个需振动按钮的频率范围以及频率默认值的信息。
[0129]如图10所示，各区域频率信息540与区域识别符541 (与图9的区域识别符521对应)关联地记述频率默认值542以及误差容许范围543，对频率默认值542适用误差容许范围543所得的范围即上述的频率范围。
[0130]例如，与第I操作按钮511的区域识别符541关联地记述了频率默认值542 “140Hz”以及误差容许范围543 “±15%”。这表示频率范围为119Hz?161Hz。此外，表示频率默认值542为频率范围的中心值。
[0131]此外，与第7操作按钮517的区域识别符541相关联，记述了称为“0Hz”的频率默认值542以及称为“0%”的误差容许范围543。这表示实质上没有设定频率默认值以及频率范围。这是因为第7操作按钮517不是需振动按钮。
[0132]在振动控制装置300中存储这样的各区域频率信息540、上述坐标范围信息520 (参照图8)以及振动必要性信息530 (参照图9)。由此，在对任意一个操作按钮进行触摸操作时，振动控制装置300能够快速并且容易地确定对应于该操作按钮的频率范围。
[0133]另外，各区域频率信息540中的频率范围以及频率默认值的记述方法不限于上述例子。例如，可以通过频率范围的最小值和最大值以及指明频率默认值作为频率范围的中心值的方式，记述频率范围以及频率默认值。
[0134]<振动控制装置的动作>
[0135]下面，说明触摸面板输入装置100的动作中的振动控制装置300的动作。
[0136]例如，对每个从显示器控制单元240输入新的图像有关的操作对象信息，振动控制装置300就开始以下说明的动作。这时，在显示器210上显示例如菜单510(图7)。
[0137]图11是表示振动控制装置的动作的一例的流程图。
[0138]首先，在步骤SllOO中，频率范围设定单元310例如对每一个对应于操作按钮的操作内容设定频率默认值以及频率范围。基于从显示器控制单元240输入的操作对象信息，频率范围设定单元310进行上述设定。对每一个显示图像生成操作对象信息，包括坐标范围信息520以及振动必要性信息530 (参照图8以及图9)。
[0139]在步骤S1200中，主频率提取单元320进行主频率判定处理，并且进至步骤S1300。主频率判定处理是当周围声音中存在主频率时判定主频率的处理。另外，关于主频率判定处理的细节将稍后叙述。
[0140]在步骤S1300中，谐和音判定单元330判定周围声音中是否存在主频率。
[0141]例如，谐和音判定单元330可以根据是否通知了主频率，判断周围声音中是否存在主频率。此外，当主频率提取单元320生成表示有无主频率的标志(flag)时，谐和音判定单元330可以根据该标志判断周围声音中是否存在主频率。
[0142]在周围声音中存在主频率时(S1300 是”)，谐和音判定单元330进至步骤S1400。此外 ，在不存在主频率时(S1300 否”)，谐和音判定单元330进至后述的步骤S1500。
[0143]在步骤S1400中，谐和音判定单元330将与主频率的声音谐和的声音的频率确定为触摸面板220的振动频率的候选(以下称为“振动频率候选”)。
[0144]具体而言，谐和音判定单元330将主频率分别乘以在图6所示的谐和音频率比列表中记述的各频率比442以及各频率比442的倒数。然后，谐和音判定单元330将该计算结果确定为振动频率候选组，并向振动频率设定单元340通知确定结果。
[0145]在步骤S1500中，振动频率设定单元340判断是否进行了需要振动反馈的操作(以下称为“需振动操作”)。
[0146]本实施方式中，判断是否进行了对需振动按钮的触摸操作。
[0147]具体地说，基于来自触摸面板检测单元250的操作位置信息、来自显示器控制单元240的坐标范围信息520 (参照图8)以及振动必要性信息530 (参照图9)，振动频率设定单元340进行上述判断。
[0148]也就是说，振动频率设定单元340判定触摸操作的位置是否包含于任何一个操作按钮的坐标范围内，并且在包含时，判断为对相应的操作按钮进行了触摸操作。然后，振动频率设定单元340判定进行了相应的触摸操作的触摸按钮是否为需振动按钮。
[0149]在进行了需振动操作时(S1500 是”)，振动频率设定单元340进至步骤S1600。此外，在没有进行需振动操作时(S1500 否”)，振动频率设定单元340进至后述的步骤S2100o
[0150]在步骤S1600中，振动频率设定单元340判断周围声音中是否存在主频率。
[0151]例如，振动频率设定单元340能够通过是否被通知振动频率候选组，判断周围声音中是否存在主频率。此外，在主频率获取单元320生成表示有无主频率的标志时，振动频率设定单元340能够根据该标志，判断周围声音中是否存在主频率。
[0152]在周围声音中存在主频率时(S1600 是”)，振动频率设定单元340进至步骤S1700。此外，在周围声音中不存在主频率时(S1600 否”)，振动频率设定单元340进至后述的步骤S1900。
[0153]在步骤S1700中，振动频率设定单元340判断对于进行了操作的操作内容设定的频率范围中是否包含了任何一个振动频率候选。
[0154]具体地说，从频率范围设定单元310通知的各区域频率信息540 (参照图10)，振动频率设定单元340获取有关进行了触摸操作的操作按钮的频率范围以及频率默认值。然后，振动频率设定单元340判断在从谐和音判定单元330通知的振动频率候选组460 (参照图14)中记述的多个振动频率候选中，是否存在包含在获取的频率范围中的振动频率候选。
[0155]在频率范围中包含至少一个振动频率候选时(S1700 是”)，振动频率设定单元340进至步骤S1800。此外，在频率范围中不包含任何一个振动频率候选时(S1700 否”)，振动频率设定单元340进至后述的步骤S1900。
[0156]在步骤S1800中，在频率范围内的振动频率候选的数为I个时，振动频率设定单元340将该振动频率候选确定为触摸面板220的振动频率。此外，在频率范围内的振动频率候选的数为多个时，振动频率设定单元340将更接近频率默认值的振动频率候选确定为触摸面板220的振动频率。
[0157]触摸面板220的振动频率因主频率的变化而在设定的频率范围内可变。通过确定为与频率默认值更近的振动频率候选，能够尽可能避免操作按钮的振动频率的较大变化，从而降低对操作者带来的不舒适感。
[0158]在步骤S1900中，振动频率设定单元340将频率默认值确定为触摸面板220的振动频率。这是因为，不存在主频率或者在对进行了触摸操作的触摸按钮设定的频率范围中不存在谐和音。
[0159]例如，在进行了对第5操作按钮515(参照图7)的触摸操作时，频率范围为800Hz±15%的范围，也就是680Hz?920Hz的范围。这样的频率范围内所包含的振动频率候选不存在。因此，振动频率设定单元340将为第5操作按钮515设定的频率默认值即800Hz确定为触摸面板220的振动频率。
[0160]另外，振动频率设定单元340可以与在为操作按钮设定的频率范围内振动触摸面板相比更优先使用成为谐和音的频率振动。此时，例如振动频率设定单元340可以忽略频率范围，将最接近于频率默认值的谐和音确定为触摸面板220的振动频率。
[0161]然后，在步骤S2000中，振动频率设定单元340使触摸面板220以确定的振动频率振动。具体地说，振动频率设定单元340生成用其指示使振动元件230以确定的振动频率振动规定时间的振动指示信号。然后，振动频率设定单元340将生成的振动指示信号输出到振动元件控制单元260。
[0162]然后，在步骤S2100中，主频率获取单元320判断是否是结束有关同一个显示画面的处理的定时(timing)。有关同一个显示画面的处理是指，直接使用在步骤SllOO中生成的各区域频率信息540 (参照图10)确定振动频率的处理。
[0163]在维持同显不画面等，不是结束有关同显不画面的处理的定时的情况下(步骤S2100 否”)，主频率获取单元320返回到步骤S1200。此外，在例如切换显示画面的定时、或者结束显示画面的定时等，是结束有关同一个显示画面的处理的定时的情况下(步骤S2100 是”)，主频率获取单元320结束一系列的处理。另外，在显示画面切换为接受触摸操作的其他画面时，振动控制装置300从步骤SllOO开始处理。
[0164]〈主频率判定处理〉
[0165]图12是表示主频率判定处理的一例的流程图。首先，在步骤S1210中，声音数据获取单元315从话筒270获取周围声音的声音数据。
[0166]然后，在步骤S1220中，主频率提取单元320通过傅里叶变换等频谱变换处理，从获取的声音数据中提取声压级别的频谱。
[0167]然后，在步骤S1230中，主频率提取单元320判断是否存在满足上述图5表示的主频率条件430的频率。
[0168]在存在满足主频率条件430的频率时(S1230:“是”)，主频率提取单元320进至步骤S1240。此外，在不存在满足主频率条件430的频率时(S1230 否”)，主频率提取单元320进至步骤S1250。
[0169]在步骤S1240中，主频率提取单元320判定为周围声音中存在主频率，提取主频率并且返回到图11的处理。
[0170]在步骤S1250中，主频率提取单元320判定为周围声音中不存在主频率，返回到图11的处理。
[0171]〈周围声音的频谱〉
[0172]图13是表示通过话筒270提取的周围声音的频谱的一例的图。图13中，横轴表示频率[Hz]、纵轴表示声压级别(声音强度)[dB]。另外，这里表示了在触摸面板220周围具有10Hz的接近于纯声音的较大的周围声音以65dB的声压级别在响的情况。
[0173]如图13所示，在10Hz的较大的周围声音响起的情况下，频谱曲线551在10Hz附近声压级别成为主导(predominant)(突出(outstanding))，为65dB的值。这样比其他频率声压级别更加突出的频率的周围声音容易被人听到。
[0174]图13所示的例子中，10Hz的声音为“40dB以上”，其包含于“20Hz?1000Hz”，因此满足图5所示的主频率条件430。因此，主频率提取单元320将10Hz的频率作为主频率提取。
[0175]另外，作为提取主频率的方法，主频率提取单元320并非必须使用连续的频谱图表，还可以使用频率和声压级别之间的组的离散数据(排列)。此外，作为提取主频率的方法，主频率提取单元320可以不使用声压级别[dB]而使用声压(无单位)等表示声音强度的其他参数。
[0176]<振动频率候选组>
[0177]图14是表示振动频率候选组的一例的图。这里示出了作为主频率而提取出10Hz的情况。
[0178]如图14所示，在振动频率候选群460中，例如包含有“50.0Hz”。这是将10Hz乘以完全8度的频率比1/2的结果。此外，振动频率候选群460中例如包含有“200Hz”。这是将10Hz乘以完全8度的频率比1/2的倒数即2的结果。
[0179]〈振动频率的确定〉
[0180]图15是表示振动频率的确定的情况的一例的图。这里示出了对第I操作按钮511 (参照图7)进行了触摸操作的情况。
[0181]如图15所示，根据各区域频率信息540(参照图10)，对第I操作按钮511设定的频率范围是140Hz ±15%的范围、S卩119Hz?161Hz的范围。根据振动频率候选组460 (参照图14)，存在5个包含在该频率范围中的振动频率候选。而且，这5个振动频率候选中与频率默认值140Hz最接近的是“133.3Hz”。
[0182]因此，振动频率设定单元340确定将133.3Hz作为触摸面板220的振动频率。
[0183]另外，在上述说明中，也可以将说明为向其他装置部分通知的各类信息，通过存储在能够从其他装置部件进行参照的存储器中而间接地给予和接受。相反地，也可以将说明为能够从其他装置部分进行参照的各类信息，直接通知其他装置部分。
[0184]〈总结〉
[0185]如以上说明的，本实施方式的触摸面板输入装置100，在振动控制装置300中设定触摸操作时的面板振动的频率，以使面板振动声成为与周围声音中存在的主频率的声音谐和的声音。
[0186]由此，本实施方式的触摸面板输入装置100能够将触摸面板220的振动频率维持在能够足以获得触摸操作的操作感的频带，并且减轻面板振动声引起的令人厌烦的不舒适感(annoying discomfort)。而且，本实施方式的触摸面板输入装置100无需额外输出高频率的声音。也就是说，在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，本实施方式的触摸面板输入装置100能够兼顾降低面板振动声引起不舒适感和维持触摸操作的操作感。
[0187]另外，主频率条件不限于结合图5说明的例子。
[0188]图16是表示主频率条件的其他例子的图，其与图5相对应。
[0189]如图16所示，主频率条件430a例如定义了 “500毫秒”的持续时间的下限433以及“ ±5%以内”的频率的容许误差434 作为主频率的条件。
[0190]“500毫秒”的持续时间相当于人能够识别音程的声音长度的最小持续时间。此外，“±5%以内”的频率的容许误差434相当于半音。半音是指在键盘中相邻的声音之间的音程之差。将半音换算为频率比后，例如成为16比17、17比18、18比19、19比20。没有收敛在半音的声音难以被识别为I个音程的声音。
[0191]主频率提取单元320也可以例如与图5所示的主频率条件430 —并使用图16所示的主频率条件430a，从而提取主频率。也就是说，在主频率不稳定时，主频率提取单元320也可以将该主频率不作为主频率处理。
[0192]具体而言，按照下面的方式处理。首先，主频率提取单元320可以在持续时间的下限433的期间，进行多次主频率的提取处理。例如，主频率提取单元320每经过100毫秒定期地进行主频率的提取处理。此时，主频率提取单元320在持续时间的下限433的500毫秒期间提取五次主频率。主频率提取单元320求该多次提取出的主频率的最大值以及最小值。然后，在求得的主频率的最大值以及最小值包含在频率的容许误差434内时，主频率提取单元320判断为主频率稳定。此外，在求得的主频率的最大值以及最小值中的至少一个没有包含在频率的容许误差434内时，主频率提取单元320判断为主频率不稳定。
[0193]由此，主频率提取单元320可以将以下添加为主频率的条件:在不超过规定带宽的带宽内声压成为规定的级别以上的声音；以及声压在规定的级别以上的声音的状态持续规定的时间长度以上的声音。
[0194]能够构成谐和音的声音是人能够识别音程的声音。声压超过规定的级别以上的声音的带宽超过半音时，难以作为一个音程的声音识别。此外，持续时间非常短的声音难以识别音程。因此，主频率提取单元320通过使用这样的主频率条件430a，能够将声音带宽较宽的声音或者非常短的声音等难以识别为一个音程的频率不作为主频率处理。
[0195]本发明的振动控制装置是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制装置，包括:声音数据获取单元，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元，判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0196]此外，在上述振动控制装置中，振动频率设定单元可以判断谐和音频率是否包含于预先设定的频率范围内，在谐和音频率包含在上述频率范围内时，将触摸面板的振动频率设定为谐和音频率，在谐和音频率不包含在上述频率范围内时，将触摸面板的振动频率设定为包含于上述频率范围内的频率的预先设定的值即频率默认值。
[0197]此外，在上述振动控制装置中，上述频率范围可以是在将触摸面板的振动频率设定为该频率范围内时能够获得触摸操作的操作感的频率范围。
[0198]此外，在上述振动控制装置中，主频率提取单元可以判断周围声音中是否存在主频率，并且振动频率设定单元可以在周围声音中不存在主频率时将上述振动频率设定为频率默认值。
[0199]此外，在上述振动控制装置中，主频率提取单元可以基于定义了主频率的条件的主频率条件判定周围声音中是否存在主频率，主频率条件包括其在人能够识别音程的声音的频率范围内。
[0200]此外，在上述振动控制装置中，主频率条件可以包括:在不超过规定带宽的带宽内声压成为规定级别以上的声音的频率以及声压成为规定级别以上状态持续规定时间长度以上的声音的频率中的至少一个。
[0201]此外，在上述振动控制装置中，谐和音判定单元可以将抽取的主频率乘以构成谐和音的两个声音之间的频率比而得到的值判定为谐和音频率
[0202]此外，在上述振动控制装置中，构成谐和音的两个声音之间的频率比可以包括完全I度的频率比、小3度的频率比、大3度的频率比、完全4度的频率比、完全5度以及完全8度的频率比以及将这些频率比分别乘以或者除以2的整数次方而获得的频率比中的至少
—个°
[0203]此外，在上述振动控制装置中，还包括:频率范围设定单元，获取能够通过触摸操作输入的操作内容，并且对于获取的操作内容设定上述频率范围以及频率默认值，频率范围设定单元可以对于多个操作内容设置不同的频率范围以及不同的频率默认值。
[0204]本方面的触摸面板输入装置包括:触摸面板，接受触摸操作；振动产生单元，与触摸操作同步地使触摸面板产生振动；声音数据获取单元，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元，判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元，将振动频率设定为判定出的谐和音频率。
[0205]本方面的振动控制方法是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的振动控制方法，包括以下步骤:获取触摸面板的周围声音的声音数据的步骤；从获取的声音数据中提取周围声音的主频率的步骤；判定与提取出的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率的步骤；以及将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率的步骤。
[0206]工业实用性
[0207]在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，作为兼顾降低面板振动声引起不舒适感和维持触摸操作的操作感的振动控制装置、触摸面板输入装置以及振动控制方法，本发明是有用的。本发明适用于例如智能手机、平板终端、车载导航、冰箱、微波炉、复印机等的电子设备。
[0208]标号说明
[0209]100触摸面板输入装置
[0210]210显示器
[0211]220触摸面板
[0212]230振动元件
[0213]240显示器控制单元
[0214]250触摸面板检测单元
[0215]260振动元件控制单元
[0216]270 话筒
[0217]300振动控制装置
[0218]310频率范围设定单元
[0219]315声音数据获取单元
[0220]320主频率提取单元
[0221]330谐和音判定单元
[0222]340振动频率设定单元
【主权项】
1.振动控制装置，用于与触摸操作同步振动的触摸面板，包括: 声音数据获取单元，获取所述触摸面板的周围声音的声音数据； 主频率提取单元，从获取的所述声音数据中提取所述周围声音的主频率； 谐和音判定单元，判定与提取的所述主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及 振动频率设定单元，将所述触摸面板的振动频率设定为判定出的所述谐和音频率。2.如权利要求1所述的振动控制装置， 所述振动频率设定单元判断所述谐和音频率是否包含在预先设定的频率范围内，在所述谐和音频率包含在所述频率范围内时，将所述振动频率设定为所述谐和音频率，在所述谐和音频率不包含在所述频率范围内时，将所述振动频率设定为包含在所述频率范围内的频率的预先设定的值即频率默认值。3.如权利要求2所述的振动控制装置， 所述频率范围是在将所述触摸面板的振动设定为该频率范围内时能够获得所述触摸操作的操作感的频率范围。4.如权利要求2所述的振动控制装置， 所述主频率提取单元判断所述周围声音中是否存在所述主频率， 在所述周围声音中不存在所述主频率时，所述振动频率设定单元将所述触摸面板的振动频率设定为所述频率默认值。5.如权利要求4所述的振动控制装置， 所述主频率提取单元基于定义了主频率的条件的主频率条件，判定所述周围声音中是否存在所述主频率， 所述主频率条件包括所述主频率在人能够识别音程的声音的频率范围内。6.如权利要求5所述的振动控制装置， 所述主频率条件包括:所述主频率在不超过规定带宽的带宽内且声压为规定级别以上的声音的频率、以及持续规定时间长度以上且声压为规定级别以上的声音的频率中的至少—个°7.如权利要求1所述的振动控制装置， 所述谐和音判定单元将抽取的所述主频率乘以构成谐和音的两个声音之间的频率比所得的值判定为所述谐和音频率。8.如权利要求7所述的振动控制装置， 构成所述谐和音的两个声音之间的频率比可以包括完全I度的频率比、小3度的频率比、大3度的频率比、完全4度的频率比、完全5度以及完全8度的频率比、以及将这些频率比分别乘以或者除以2的整数次方所得的频率比中的至少一个。9.如权利要求2所述的振动控制装置，还包括: 频率范围设定单元，获取能够通过所述触摸操作输入的操作内容，并且对于获取的所述操作内容设定所述频率范围以及所述频率默认值， 对于多个所述操作内容，所述频率范围设定单元设定不同的所述频率范围以及不同的所述频率默认值。10.触摸面板输入装置，包括: 触摸面板，接受触摸操作； 振动产生单元，使所述触摸面板与所述触摸操作同步地产生振动； 声音数据获取单元，获取所述触摸面板的周围声音的声音数据； 主频率提取单元，从获取的所述声音数据中提取所述周围声音的主频率； 谐和音判定单元，判定与提取的所述主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及 振动频率设定单元，将所述触摸面板的振动频率设定为判定出的所述谐和音频率。11.振动控制方法，用于与触摸操作同步振动的触摸面板，包括以下步骤: 获取所述触摸面板的周围声音的声音数据的步骤； 从获取的所述声音数据中提取所述周围声音的主频率的步骤； 判定与提取的所述主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率的步骤；以及 将所述触摸面板的振动频率设定为判定出的所述谐和音频率的步骤。
【专利摘要】在使用与触摸操作同步振动的触摸面板中，兼顾降低面板振动声音带来的不舒适感和维持触摸操作的操作感。振动控制装置(300)是用于与触摸操作同步振动的触摸面板的装置，包括：声音数据获取单元(315)，获取触摸面板的周围声音的声音数据；主频率提取单元(320)，从获取的声音数据中提取周围声音的主频率；谐和音判定单元(330)，判定与提取的主频率的声音谐和的声音的频率即谐和音频率；以及振动频率设定单元(340)，将触摸面板的振动频率设定为判定出的谐和音频率。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/16
【公开号】CN104885040
【申请号】CN201380053600
【发明人】杉山真史, 西川敬之, 西田要一, 横山亮
【申请人】松下电器（美国）知识产权公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月17日
【公告号】US20150277612, WO2014097611A1
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