JP5360580B2 - Tactile feedback touch panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、押圧方向に対して水平方向に振動する触感フィードバックタッチパネルに関する。 The present invention relates to a tactile feedback touch panel that vibrates in a horizontal direction with respect to a pressing direction.
現在、各種情報端末の入力装置に於いて、表示画面に直接触れることによって使用者が入力を行うタッチパネルが広く用いられている。このようなタッチパネルの中には、単に接触による入力を可能とするものの他に、使用者に対して音声等を用いて入力したことを確認できる構造とした物があり、例えば実登2511577(以下特許文献1として記載)が登録されている。前記特許文献1では、タッチパネル操作部に関して、使用者の押圧する方向に振動発生装置を設けた構造となっている。
2. Description of the Related Art Currently, touch panels that allow a user to input by directly touching a display screen are widely used in input devices of various information terminals. Among such touch panels, in addition to those that can be simply input by contact, there is a structure that can confirm that the user has input using voice or the like. (Described in Patent Document 1) is registered. In the said
また、特許3888099号(以下特許文献2として記載)の構造では、タッチパネル操作部に関して、使用者の押圧する面と水平な方向に振動させ、搬送波の入力によって接触部を誘導させる構造を特徴としている。この為、使用者に対する振動出力と共に、入力の誘導を行うことができる構造となっている。 Further, the structure of Japanese Patent No. 3888099 (hereinafter referred to as Patent Document 2) is characterized in that the touch panel operation unit is vibrated in a direction parallel to the surface pressed by the user and the contact part is guided by the input of a carrier wave. . For this reason, it has a structure that can guide the input together with the vibration output to the user.
上述した効果を有している反面、前記特許文献1に記載の振動タッチパネルには、使用するタッチパネルの大型化が難しいという課題を有していた。これは、特許文献1に記載の構造が押圧方向に対して振動を発生させる構造であることに起因している。
While having the effects described above, the vibrating touch panel described in
一般に、ATM等の情報端末に関しては耐久性の面から感圧式よりも光学式のタッチパネルを用いることがある。このような構造に対して、アクリル等の弾性を有するタッチパネル操作部を押圧方向に振動させると、接触面が振動を吸収してしまう。この為、使用者が感知できる大きさの振動を出力するためには、振動発生装置の変位量を拡大する必要があった。 In general, for an information terminal such as an ATM, an optical touch panel may be used rather than a pressure sensitive type in terms of durability. When the touch panel operation unit having elasticity such as acrylic is vibrated in the pressing direction with respect to such a structure, the contact surface absorbs vibration. For this reason, in order to output a vibration of a magnitude that can be sensed by the user, it is necessary to increase the amount of displacement of the vibration generator.
また、振動方向を接触面に対して水平方向に設定した特許文献2に記載のタッチパネルでは、使用者の入力時、押圧方向に設けた支持部材とタッチパネル操作部との間に生じる摩擦で振動が妨げられるという課題を有している。
Further, in the touch panel described in
上記述べた課題を解決するべく、本願記載の発明では駆動部を小型に構成した構造でありながら、振動発生時の損失が少なく、使用者が振動を感知しやすい水平振動型タッチパネルを提供する。 In order to solve the above-described problems, the invention described in the present application provides a horizontal vibration type touch panel that has a structure in which a drive unit is configured in a small size, and has a small loss at the time of vibration generation, and is easy for a user to sense vibration.
前記目的のため、請求項1記載の発明では、水平振動型タッチパネルの振動面である操作部を、等間隔に並べた振動方向に長軸が直交する直方体の弾性体凸部によってタッチパネルの押圧方向で支持し、連結梃子型のアクチュエータを駆動源として用いている。 For this purpose, in the first aspect of the present invention, the operation portion, which is the vibration surface of the horizontal vibration type touch panel, is pressed by the elastic convex portion of a rectangular parallelepiped whose long axis is orthogonal to the vibration direction arranged at equal intervals. The connecting lever type actuator is used as a drive source.
このような構造を用いた事で、本発明に記載のタッチパネルは押圧方向への入力によって生じるタッチパネル支持部とタッチパネル操作部との間に働く摩擦を無くし、使用者に対してパネル全面で同一の触感を提供することができる。また、本発明で用いる連結梃子型の変位拡大機構はその構造上、駆動源となる圧電素子の変位量に対する拡大率が大きいと共に、駆動源である圧電素子の即応性をそのまま反映できるという利点がある。 By using such a structure, the touch panel according to the present invention eliminates the friction between the touch panel support section and the touch panel operation section generated by the input in the pressing direction, and the same tactile sensation is provided to the user on the entire panel surface. Can be provided. In addition, the connecting lever type displacement magnifying mechanism used in the present invention has an advantage that, due to its structure, the magnifying rate with respect to the displacement amount of the piezoelectric element serving as the driving source is large, and the responsiveness of the piezoelectric element serving as the driving source can be directly reflected. is there.
上記効果は、支持部材となる凸部を直方体としたことによるもので、振動方向に対する移動量を凸部の弾性変形域内に納めて凸部をタッチパネル操作部に追従して変形させ、それ以外の方向に対する摩擦力を大きくしている。この為、大型のタッチパネルに用いた場合でもブレの少ない安定した振動を出力することが可能となる。 The above effect is due to the fact that the convex portion that is the support member is a rectangular parallelepiped, and the amount of movement with respect to the vibration direction is accommodated within the elastic deformation region of the convex portion, and the convex portion is deformed following the touch panel operation unit, The frictional force for the direction is increased. For this reason, even when used for a large touch panel, it is possible to output a stable vibration with little blur.
また、支持部材となる凸部を等間隔に並べたことで、操作時に発生する押圧方向の変位に関しても調整することができる。これは、前記凸部断面の縦横比及び配置間隔によって凸部が支持するタッチパネルの沈み量が変化する為である。加えて、タッチパネルの水平振動に対応した凸部の変形量も変わる為、操作時の触感を凸部の形状と配置のみで最適化する事ができる。 Further, by arranging the convex portions as the support members at equal intervals, it is possible to adjust the displacement in the pressing direction that occurs during the operation. This is because the amount of sinking of the touch panel supported by the convex portion varies depending on the aspect ratio and the arrangement interval of the convex section. In addition, since the deformation amount of the convex portion corresponding to the horizontal vibration of the touch panel also changes, the tactile sensation during operation can be optimized only by the shape and arrangement of the convex portion.
上記効果に加えて、本発明では凸部の材料を変える事でもタッチパネルに入力する際の沈み量を変えることができる。この為、凸部形状による支持構造に加えて、凸部の材料を絡めた多彩な触感出力が可能となる。 In addition to the above effects, the amount of sinking when inputting to the touch panel can also be changed by changing the material of the protrusions in the present invention. For this reason, in addition to the support structure by the convex shape, various tactile sensations can be output with the convex material.
また、請求項2に記載の発明では、各凸部を一体に形成した構造を特徴としている。より具体的には、一体成形等によって単一の部品として複数の凸部を構成する。この為、全体として凸部を薄型に構成する必要がある場合でも凸部の設置を容易にすることができると共に、部品点数の減少による組立工数の減少が可能となる。
The invention according to
また、各凸部を一体に形成することで、凸部単体で設置するよりも高い強度でタッチパネル用筐体に対して固着することができる。この為、タッチパネルの支持に関しても、各凸部を別個に固着した場合と比較して均一な支持面による安定した振動特性を得ることができる。 Moreover, by forming each convex part integrally, it can adhere with respect to the housing | casing for touchscreens with higher intensity | strength rather than installing only a convex part. For this reason, also with respect to the support of the touch panel, it is possible to obtain a stable vibration characteristic with a uniform support surface as compared with the case where each convex portion is fixed separately.
以上述べたように、本発明に記載の構造を用いることで、駆動部を小型にした構造でありながら、振動発生時の機械的損失が少なく、安定した振動方向によって使用者が振動を感知しやすいタッチパネルを提供することが可能となる。
As described above, by using the structure described in the present invention, the drive unit is made small in size, but there is little mechanical loss at the time of vibration occurrence, and the user senses the vibration with a stable vibration direction. An easy touch panel can be provided.
以下に、図1〜図6を用いて、本発明に於ける最良の実施例を示す。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に本実施例に於いて用いるタッチパネルの斜視図を、図2に本実施例に於いて用いるタッチパネルの分解斜視図を、図3に本実施例に於いて用いるタッチパネルの弾性支持部を、そして図4に本実施例に於いて用いるタッチパネルの駆動部拡大図をそれぞれ示す。 1 is a perspective view of a touch panel used in the present embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view of the touch panel used in the present embodiment, and FIG. 3 is an elastic support portion of the touch panel used in the present embodiment. FIG. 4 is an enlarged view of the drive unit of the touch panel used in this embodiment.
図1、図2、図3及び図4から解るように、本実施例に於いて用いるタッチパネルは、基部となるハウジング5表面に弾性支持部4を設けて操作部3をタッチパネルの押圧方向で支持している。また、操作部3の側面とハウジング5内壁との間に板バネ7を設け、反対側の操作部3側面にネジを用いてハウジング5に固定した駆動源6を極薄の弾性体cを挟んで当接させ、操作部3上に設けたパッキン2を押さえてフレーム1をハウジング5に固定した構造となっている。駆動源6は操作部3側面に対向して駆動する為、このタッチパネルは押圧方向に対して水平な方向hに振動する触感フィードバックタッチパネルとして機能する。この様な構造を用いた為、本実施例記載のタッチパネルでは操作部3に関して、表面上のどの位置で操作しても同じ触感を得ることが出来ると共に、タッチパネル本体の厚みを薄くすることが可能となった。
As shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4, the touch panel used in this embodiment is provided with an
また、図4に示した駆動源6の拡大斜視図から解るように、本実施例記載のタッチパネルでは振動発生時に使用する駆動源6として、圧電素子aの変位を連結梃子型の変位拡大機構bで増幅して用いる構造となっており、変位拡大機構−操作部間に極薄の弾性体cを挟んでいる。この為、駆動源6を小さく構成しつつ、振動発生時に於いて高い発生力と応答性を発揮することができた。加えて、操作部3と駆動源6との間に弾性体cを設けた為、振動発生時に生じる叩き音を緩和することが可能となった。更に、駆動源−フレーム間の固定に関して、変位拡大機構固定ねじdを用いた機械的な固定方法を用いている為、駆動部による振動発生時、操作部の慣性力に対する駆動源の脱落を防ぎ、高い耐久性を付与することができた。
Further, as can be seen from the enlarged perspective view of the
また、図5に示した板バネ配置箇所周辺の正面図から解るように、本実施例では、ハウジング5の駆動方向に平行な内側面に部分的なガイド凸部eを設けてガイドとした構造を用いている。この為、駆動源6による振動発生時に於いて、振動方向の動作を妨げずに振動方向以外での動的損失を減らす事ができた。また、駆動源6と反対側内側面では、板バネ7を設けて操作部を駆動源側に付勢している。この為、振動発生時のガタツキ防止と、操作部が駆動源6に追従して動作することのできる振幅周波数範囲の拡大が可能となった。ここで、操作部側面のガイドとして設けたガイド凸部eに関して、同じ技術的見地から駆動部対向側に設けた板バネのような振幅方向に対して操作部側面との接触面積が小さいダンパーによっても代用することができる。
Further, as can be seen from the front view around the place where the leaf spring is shown in FIG. 5, in this embodiment, a structure in which a partial guide convex portion e is provided on the inner side surface parallel to the drive direction of the
また、図3に示した弾性支持部4から解るように、本実施例記載のタッチパネルは、操作部3に関して、直方体形状を有する支持用凸部fの長軸と、駆動源6によって振動する操作部3の振動方向hとが直交するように支持用凸部fを複数配置して弾性支持部4を構成している。従って、操作部3は支持用凸部fによって部分的に支持された構造となっている。この様な支持構造を用いたことで、本実施例のタッチパネルは駆動源6による操作部3の振動時に、操作部3が振動方向へ移動する際には支持用凸部fが弾性変形し、それ以外の方向に移動しようとする際は操作部3−支持用凸部f間の摩擦力によって移動を制限する、指向性を持った支持構造とすることが可能となった。加えて、振動方向側両端部の端部側支持用凸部gに関して、端部側支持用凸部gの長軸長さを操作部3の端部とそろえた事で、操作部3を安定して支持することができた。
In addition, as can be seen from the
また、図2及び図6から解るように本実施例記載のタッチパネルは、操作部3−フレーム1間にパッキン2を挟んだ構造としている。この為、通常の使用に際して、簡易防水及び防塵効果を付与することが可能となった。
As can be seen from FIGS. 2 and 6, the touch panel described in the present embodiment has a structure in which the
以上述べたように、本実施例に記載の構造を用いることで、振動発生時の機械的損失が少なく、安定した振動方向によって使用者が振動を感知しやすいタッチパネルを提供することができた。 As described above, by using the structure described in this embodiment, it is possible to provide a touch panel in which a mechanical loss is small when vibrations are generated and the user can easily detect vibrations with a stable vibration direction.
1 フレーム
2 パッキン
3 操作部
4 弾性支持部
5 ハウジング
6 駆動源
7 板バネ
a 圧電素子
b 変位拡大機構
c 弾性体
d 変位拡大機構固定ねじ
e ガイド凸部
f 支持用凸部
g 端部側支持用凸部
h 操作部3の振動方向
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