CN104423571B - 触摸面板支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸面板支撑结构，即使是透明保护板与盒体正面紧密结合的触摸面板，也能够向操作者传递其振动。矩形的触摸面板的四个角落夹持于在四个角落附近紧固在盒体的透明保护板与背面支撑部之间，成为振动波形的节点。四个角落内侧的输入操作区域成为振动波形的腹点，即使触摸面板的周围经由透明保护板固定在框状的盒体上，也连同覆盖输入操作区域的透明保护板以一定的振幅振动，其振动被传递给操作者。

Description

触摸面板支撑结构

技术领域

本发明涉及利用触摸面板的振动向操作者传递检测到了输入操作的力反馈型触摸面板的支撑结构，更详细地涉及力反馈型触摸面板安装到盒体的触摸面板支撑结构。

背景技术

触摸面板是一种指示器，检测使手指、专用笔等靠近其正面侧输入操作区域的操作者的输入操作，向搭载有触摸面板的上位电子设备输出检测出的输入操作位置，通常配置在液晶面板、CRT等显示面板的正面侧，与显示内容相对应地向电子设备输出以显示面板的显示为指标的输入操作的输入操作位置。

作为检测触摸面板的输入操作位置的方式，已知磁耦合方式、容量耦合方式、电阻膜方式等各种方式，均仅通过稍微触碰输入操作区域来检测其输入操作位置，因此操作者无法知道向触摸面板进行的输入操作是否被检测出，对输入操作存在不安。于是，开发出了所谓力反馈型触摸面板，通过使触摸面板自身振动来经由触碰输入操作区域的专用笔或者手指感触向触摸面板进行的输入操作被检测出，本申请人通过将作为振动元件的压电基板直接紧固在触摸面板上，有效地而且不会导致装置整体大型化地开发出使触摸面板自身振动的力反馈型触摸面板（专利文献1）。

但是，若如上述那样将触摸面板自身进行振动的触摸面板向电子设备的盒体进行固定并安装，则其振动由于盒体而受到束缚，产生不能由操作者充分检测到其振动的可能性。于是，本申请人开发出将紧固有作为振动元件的压电基板的触摸面板经由弹性支撑框体安装在盒体上的触摸面板支撑结构（专利文献2）。

以下使用图12说明该以往的触摸面板支撑结构100。如图所示，沿着背面的侧缘部紧固有一对压电元件101的触摸面板102连同显示面板103在形成为矩形的框形状的弹性支撑框体104内嵌合并被支撑。弹性支撑框体104一体地具有在内壁面的整周向内侧水平伸出的面板承受部104a，并且还在面板承受部104a的四个角落的正面侧一体形成有触摸面板支撑部104b。隔着面板承受部104a在其正面侧的触摸面板支撑部104b上支撑触摸面板102的四个角落，在背面侧支撑显示面板103，从而触摸面板102在显示面板103上方（正面侧）被平行支撑。

对触摸面板102和显示面板103进行定位并安装的弹性支撑框体104以使触摸面板102位于电子设备的框体105的开口105a的方式安装在开口105a的周围。之后，从触摸面板102直至开口105a周围粘贴透明保护板106，利用透明保护板106覆盖触摸面板102的正面整体和开口105a的周围，从而防止了尘埃、水分从开口105a浸入。

触摸面板102经由具有弹性的弹性支撑框体104安装到框体105，并且其正面侧被具有挠性的透明保护板106覆盖，因此驱动压电元件101导致的触摸面板102的振动不会受到束缚，操作者通过触碰透明保护板106的输入操作能够感知振动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3798287号公报

专利文献2：日本特开第4811965号公报

发明内容

上述的现有触摸面板支撑结构100使透明保护板106与触摸面板102的正面紧密结合，但是由于作为输入操作区域的触摸面板102的正面被挠性板106覆盖所以得不到高级感，而且不能充分保护触摸面板102免受外力导致的冲击。于是，在用于车载用车辆导航装置等用途的触摸面板中，使用周围紧固在框体105的透明的丙烯树脂板、玻璃基板等具有一定刚性的透明保护板取代透明保护板106来覆盖触摸面板102正面。

另一方面，若在该透明保护板与触摸面板102之间存在间隙，则由于中间存在空气导致透过率下降，或者产生干涉条纹导致不仅其内侧的显示面板难以看到，并且振动的触摸面板102与透明保护板冲突从而产生无用的振动音。因此，利用透明粘接剂将触摸面板102的正面整体和透明保护板之间粘接而使两者紧密结合，但是由于触摸面板102经由具有一定刚性的透明保护板固定到框体105，因此其振动受到束缚，存在不能向操作者充分传递振动的可能性。

本发明是考虑到这种现有问题点而做出的发明，其目的在于提供一种触摸面板的支撑结构，即使是使透明保护板与盒体正面紧密结合的触摸面板，也能将其振动向操作者进行传递。

为了达成上述目的，第一方案所述的触摸面板支撑结构具备：显示面板；配置在显示面板的正面侧且检测向与显示面板平行的输入操作区域的输入操作的矩形触摸面板；使输入操作区域位于开口内并对触摸面板进行支撑的框状盒体；以及固定在触摸面板的背面侧的振动元件，该触摸面板支撑结构在触摸面板检测出输入操作时对振动元件进行驱动控制，使触摸面板振动，该触摸面板支撑结构的特征在于，还具备透明保护板和背面支撑部，所述透明保护板固定在触摸面板的正面整体和盒体的开口的周缘，覆盖触摸面板的正面，所述背面支撑部与开口的内壁面一体形成，在矩形的所述触摸面板的四个角落部位分别对触摸面板从背面侧进行支撑，触摸面板的四个角落夹持于在四个角落附近固定到盒体的透明保护板与背面支撑部之间。

矩形的触摸面板的四个角落被夹持在相对于盒体固定的透明保护板与背面支撑部之间，从而上下方向的振动受到限制，成为通过振动元件振动的振动波形的节点位置，其内侧的输入操作区域成为振动波形的腹点，进行变形。因此，即使触摸面板的周围经由透明保护板被固定在框状的盒体上，触摸面板的四个角落内侧的输入操作区域也连同覆盖输入操作区域的透明保护板以一定的振幅振动，该振动被传递给操作者。

第二方案所述的触摸面板支撑结构，其特征在于，开口形成为与触摸面板进行松配合的矩形状，背面支撑部由与矩形状的开口的四个角落附近的内壁面一体形成的板簧片形成。

通过板簧片支撑触摸面板的四个角落的背面，因此不会束缚与透明保护板之间夹持的触摸面板的四个角落的移位，四个角落近似于旋转端发挥作用。

第三方案所述的触摸面板支撑结构，其特征在于，板簧片从一体支撑在开口的四个角落附近的内壁面上的两端沿四个角落的内壁面形成为L字状。

板簧片从一体支撑在内壁面的两端至支撑触摸面板的四个角落的背面的L字状的角部可得到规定长度的弹簧跨距。

第四方案所述的触摸面板支撑结构，其特征在于，在背面支撑部与触摸面板的四个角落之间配置第一弹性支撑体。

触摸面板的四个角落的振动产生的移位被配置在与背面支撑部之间的第一弹性支撑体吸收，不会从背面支撑部受到大的反力。

第五方案所述的触摸面板支撑结构，其特征在于，在背面支撑部的背面侧的支撑触摸面板的四个角落的部位与显示面板之间配置第二弹性支撑体。

触摸面板的四个角落的振动被与显示面板之间的第二弹性支撑体的变形吸收，不会束缚触摸面板的四个角落的移位，从而作为旋转端发挥作用。

本发明的效果如下。

根据第一方案的发明，即便使周围向盒体固定的透明保护板与触摸面板的正面紧密结合，覆盖触摸面板的输入操作区域的透明保护板的部位也以一定的振幅振动，能够切实地向操作者传递触摸面板的振动。

覆盖触摸面板的透明保护板具有一定刚性，因此能够保护触摸面板的输入操作区域免受外力的影响。

另外，透明保护板的周围紧固在开口周围的盒体，因此能够切实防止来自开口的水、尘埃的浸入。

根据第二方案的发明，不会束缚触摸面板的四个角落的移位并衰减振动，因此能够以四个角落为振动的节点。

根据第三方案的发明，相对于触摸面板的四个角落的振动产生的一定量的移位，不会从板簧片承受大的弹力，因此触摸面板的四个角落的振动不会衰减。

另外，板簧片具有从与内壁面一体的固定端到支撑触摸面板的四个角落的L字状的角部的足够长的弹力跨距，因此不会发生大的弯曲应力，即使由于触摸面板整体被压下等导致承受非意图的外力，也难以破损。

根据第四方案的发明，触摸面板的四个角落的振动产生的移位被配设在与背面支撑部之间的第一弹性支撑体吸收，因此触摸面板的四个角落的振动不会衰减。

另外，即使由于触摸面板整体被压下等导致触摸面板的四个角落出于预期地被大大压下，第一弹性支撑体压缩来吸收该移位，因此不会有大的外力作用在背面支撑部，背面支撑部不会破损。

根据第五方案的发明，即使在显示面板与背面支撑部的间隔产生组装误差，也被第二弹性支撑体的变形吸收，能够利用背面支撑部和第二弹性支撑体切实地支撑触摸面板的四个角落的背面。

另外，即使由于触摸面板整体被压下等导致触摸面板的四个角落被大大压下，也能利用配设在与显示面板之间的背面支撑部和第二弹性支撑体支撑，因此背面支撑部不会有大的移位，不会破损。

附图说明

图1是本申请发明一个实施方式的触摸面板支撑结构1的分解立体图。

图2是安装有触摸面板3的盒体2的立体图。

图3是安装有显示面板4的盒体2的立体图。

图4是图3的主要部位放大图。

图5是上盒体2A的立体图。

图6是上盒体2A的俯视图。

图7是从触摸面板3的背面侧看到的立体图。

图8是图2的A-A线剖视图。

图9是图2的B-B线剖视图。

图10是图2的C-C线剖视图。

图11是以有无背面支撑部6比较对压电元件5进行驱动控制时在图2的a、b、c位置的振动加速度的图。

图12是表示现有的触摸面板支撑结构100的分解立体图。

图中：

1—触摸面板支撑结构，2—盒体，3—触摸面板，4—液晶显示面板（显示面板），5—压电基板（振动元件），6—板簧片（背面支撑部），8—透明丙烯树脂板（透明保护板），10—上部弹性垫片（第一弹性支撑体），11—下部弹性垫片（第二弹性支撑体），12—开口。

具体实施方式

以下使用图1至图11说明本发明一个实施方式的触摸面板支撑结构1。触摸面板3作为便携信息终端装置、手机、车辆导航装置等各种电子设备的输入装置使用，例如安装到构成车辆导航装置的框体的盒体2上。由合成树脂形成的盒体2包括安装触摸面板3的形成为框状的上盒体2A和安装显示地图、图标等的液晶显示面板4的形成为斗形的下盒体2B，通过将两者螺纹固定进行组合，从而与液晶显示面板4平行地在其上方配置触摸面板3。以下各部分的说明以图1中上方平面为正面，以下方底面为背面进行说明。

触摸面板3在此处为静电容量方式中的相互容量方式的触摸面板，检测向其正面的输入操作区域的输入操作位置，根据沿着绝缘基板上的输入操作区域设有多个的检测电极检测手指等输入操作体靠近而导致检测电极间的静电容量发生变化的检测电极，根据该检测电极的配置位置检测输入操作位置。因此，触摸面板3通过层叠分别由透明材料形成的绝缘基板、在绝缘基板上配置的多个检测电极、覆盖检测电极的正面进行保护的保护基板构成，但是在各图中作为一张矩形面板进行表示。

作为一对振动元件的压电基板5安装到触摸面板3的背面。该压电基板5形成为细长带状，在正反两面形成一组驱动电极，其整个正面使用粘接剂等紧固在触摸面板3的背面。触摸面板3的振动利用压电基板5的电致伸缩效果产生，向一组驱动电极施加驱动电压，向紧固着的触摸面板3传递伸缩的压电基板5的变形并使触摸面板3振动。

压电基板5形成为细长带状，从而能够以少的材料得到大振幅的振动，而且，由于紧固压电基板5的触摸面板3为长方形，因此通过使形成为细长带状的压电基板5沿着触摸面板3长度方向紧固，相比宽度方向触摸面板3以较大的振幅振动。另一方面，关于一对压电基板5的紧固位置，如图7所示，为了不影响对于输入操作区域的输入操作位置检测而且不遮挡配置在下方的液晶显示面板的显示，分别为沿着触摸面板3背面的长度方向的两条边的部位。而且这样的压电基板5的安装方式为一个例子，不限定为这样的方式。

作为安装触摸面板3的上盒体2A，如图5、图6所示，具有横向长的长方形轮廓的长方形框部21，由长方形框部21包围的开口12形成为与触摸面板3进行松配合的大小，使得触摸面板3正面的输入操作区域位于开口12内。在长方形框部21的内侧四个角落，在长方形框部21上一体形成有对长方形的触摸面板3的四个角落从背面进行支撑的背面支撑部6。此处，如图4中放大显示的那样，背面支撑部6是形成为沿着长方形框部21的内侧四个角落的内壁面的L字状的板簧片，其两端作为与长方形框部21的内壁面一体的固定端，与触摸面板3的背面平行地被支撑。

板簧片6的L字状的弯曲部分成为支撑触摸面板3的四个角落的受压部6a，配置有正反两面分别与该受压部6a的正面和触摸面板3的四个角落的背面粘接的上部弹性垫片10。

在触摸面板3的正面侧层叠配置有透明保护板8，利用粘接触摸面板3的正面整体和透明保护板8的背面的透明粘接剂9，两者以紧密结合的状态固定为一体。透明保护板8由满足用于保护触摸面板3免受外力影响的一定程度的刚性和用于与触摸面板3一体振动的弹性的透明材料形成，能够由玻璃板、透明的合成树脂板等构成，此处为透明丙烯树脂板。

透明丙烯树脂板8形成为与上盒体2A为相同轮廓的横向长的长方形，粘接有触摸面板3的背面的周围利用粘接剂粘接在长方形框部21的正面，从而紧固在上盒体2A上。该粘接通过将用于与触摸面板3的粘接的透明粘接剂9附着在透明丙烯树脂板8的背面整体来进行与触摸面板3同样的粘接工序，但是由于与上盒体2A的粘接不需要一定使用透明粘接剂，所以可以使用其他粘接剂，另外可以利用超声波溶敷等其他紧固手法紧固在上盒体2A上。

通过将透明丙烯树脂板8的周围紧固在长方形框部21的正面，触摸面板3的正面侧经由一体的透明丙烯树脂板8被长方形框部21支撑，背面侧的其四个角落经由上部弹性垫片10被板簧片6支撑。另外，开口12的周围由于粘接透明丙烯树脂板8和长方形框部21而被完全密封，所以水滴、尘埃不会浸入开口12内。

在上盒体2A的长方形框部21的四个角落的部位的背面，如图10所示，分别凹入设置有与从下盒体2B的背面侧拧入的阳螺纹7螺纹结合的阴螺纹孔22，另外，在避开该阴螺纹孔22的长方形框部21的四个角落的附近两侧和长度方向的中间部位的背面，如图9所示，下垂设置有与下盒体2B的窗孔23卡合的卡合突起24。

另一方面，构成下盒体2B的斗形的周围的矩形框部25以与上盒体2A相同的横向长的长方形轮廓形成，与上盒体2A的阴螺纹孔22和卡合突起24对应并在其下方的部位，贯穿设置有使阳螺纹7插通的插通孔26和窗孔23。由此上盒体2A和下盒体2B在各四个角落利用阳螺纹7而螺纹固定并彼此固定，防止上盒体2A在卡合突起24与窗孔23卡合的部位相对于下盒体2B向上方脱离。

上盒体2A由以能够传递能检测到的振动程度进行弹性变形的合成树脂形成，沿矩形框部25的宽度方向的两端的部位相对于下盒体2B固定，并且沿长度方向的两侧仅仅是卡合突起24与窗孔23卡合，因此不会束缚沿长度方向以细长带状紧固的压电基板5的伸缩所导致的沿触摸面板3长度方向的振动波形的振动。

在形成为长方形的斗形的下盒体2B内，配置液晶显示面板4、液晶显示面板4的驱动元件、其他电子器件，如图8所示，配置有正反两面分别与液晶显示面板4的正面与板簧片6的受压部6a的背面粘接的下部弹性垫片11。因此，支撑触摸面板3的四个角落的板簧片6的受压部6a被支撑在经由下部弹性垫片11固定的液晶显示面板4上。

根据上述的结构，触摸面板3使输入操作区域位于上盒体2A的开口12内并安装到盒体2。触摸面板3检测到对于输入操作区域的输入操作后，对紧固在触摸面板3背面的一对压电基板5施加驱动电压，触摸面板3和透明丙烯树脂板8整体振动，操作者经由与透明丙烯树脂板8接触的手指等输入操作体确认输入操作已被受理。

就该触摸面板3与透明丙烯树脂板8的振动而言，由于细长带状的压电基板5沿触摸面板3的长度方向紧固而且紧固在透明丙烯树脂板8周围的上盒体2A的长度方向不受束缚，所以沿触摸面板3的长度方向的振动波形的振幅相比宽度方向大。另外，触摸面板3的四个角落连同在其附近相对于上盒体2A固定的透明丙烯树脂板8被上部弹性垫片10和板簧片6支撑，所以其旋转不会受到大的束缚，利用作用在与振动方向的加速度相反方向的上部弹性垫片10和板簧片6的弹簧作用，垂直方向的振幅受到限制。

并且，支撑触摸面板3的四个角落的板簧片6的受压部6a经由下部弹性垫片11以维持一定高度的方式支撑在配置于被固定的下盒体2B侧的液晶显示面板4上，因此利用板簧片6的受压部6a，触摸面板3的四个角落的位置也以维持一定高度的方式被支撑。

总之，触摸面板3的四个角落近似于旋转自如的、上下移位受到束缚的旋转端（铰链支点），成为沿触摸面板3的长度方向的振动波形的节点，另一方面，在离开四个角落的输入操作区域产生腹点部分，得到能够向操作者传递的大振幅的振动。

图11是对于对压电元件5进行驱动控制来使触摸面板3振动时在图2的a、b、c位置产生的垂直方向的振动加速度在不设置板簧片6、上部弹性垫片10以及下部弹性垫片11（背面支撑部等）的情况下对触摸面板3进行支撑的情况（背面支撑部等无）和如本实施方式那样利用背面支撑部等进行支撑情况（背面支撑部等有）进行比较的图，如图所示，在利用背面支撑部等支撑触摸面板3的情况下，在各位置a、b、c不衰减地得到振动。

在上述实施方式中，板簧片6支撑在上部弹性垫片10和下部弹性垫片11之间，但是也可不必须设置上部弹性垫片10和下部弹性垫片11的一方或者双方。而且，为了防止伴随着触摸面板3的振动在触摸面板3与板簧片6之间产生击打音，优选设置上部弹性垫片10。

另外，板簧片6为了以充分长的弹簧跨距支撑触摸面板3的四个角落而形成为沿着长方形框部21的内侧四个角落的内壁面的L字状，但是不限定为这样的形状，可以为U字状等。

另外，在上述实施方式中，触摸面板3是以静电容量方式的触摸面板进行的说明，但也可以为通过电阻膜方式、磁耦合方式等其他方式检测输入操作位置的触摸面板。

产业上的可利用性

本发明适用于利用具有一定刚性的透明保护板保护力反馈型触摸面板正面的触摸面板支撑结构。

Claims (3)

1.一种触摸面板支撑结构，具备：

显示面板；

配置在所述显示面板的正面侧且检测向与所述显示面板平行的输入操作区域的输入操作的矩形触摸面板；

使所述输入操作区域位于开口内并对所述触摸面板进行支撑的框状盒体；以及

固定在所述触摸面板的背面侧的振动元件，

该触摸面板支撑结构在触摸面板检测出输入操作时对振动元件进行驱动控制，使触摸面板振动，

该触摸面板支撑结构的特征在于，

还具备透明保护板和背面支撑部，所述透明保护板固定在触摸面板的正面整体和所述盒体的所述开口的周缘，且覆盖触摸面板的正面，所述背面支撑部与所述开口的内壁面一体形成，在矩形的所述触摸面板的四个角落部位分别对所述触摸面板从背面侧进行支撑，

所述触摸面板的四个角落夹持于在四个角落附近固定到所述盒体的所述透明保护板与所述背面支撑部之间，

所述开口形成为与所述触摸面板进行松配合的矩形状，

所述背面支撑部由与矩形状的所述开口的四个角落附近的内壁面一体形成的板簧片形成，

所述板簧片从一体支撑在所述开口的四个角落附近的内壁面上的两端沿四个角落的内壁面形成为L字状。

2.根据权利要求1所述的触摸面板支撑结构，其特征在于，

在所述背面支撑部与所述触摸面板的四个角落之间配置第一弹性支撑体。

3.根据权利要求1所述的触摸面板支撑结构，其特征在于，

在所述背面支撑部的背面侧的支撑所述触摸面板的四个角落的部位与所述显示面板之间配置第二弹性支撑体。