JP2005352927A - 入力装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 センサー2は、筐体1に取り付けられ、押圧力に応じた検出信号を発生する。センサー2で発生した検出信号から押圧力を判定し、判定した押圧力に応じた操作信号の入力を行うとともに、押圧力に応じた駆動信号を、筐体1を振動させるアクチュエータ3に供給する。
【選択図】 図2
Description
(1)薄型化が困難である。例えば、ドーム付きメンブレンスイッチでは、化粧面+スペーサ+ドームなどの厚みで、0.5mm程度の厚みが必要とされる。
(2)筐体面にスイッチ用の切り欠きを必要とするため、ごみ、水等が筐体内部に浸入し易い。
(3)筐体外面にメカスイッチを配置する場所が必要なため、デザインと設計の自由度が少なくなる。
(4)スイッチの押し感がメカ的に決定されるため、ユーザの好みに合わせた触覚のカスタマイズや、同じスイッチで状況に応じて触覚を変更することが困難である。
(5)スイッチの数、サイズ、配置などを変更する場合、新たに設計、製作する必要があり、短期間で安価に変更することが困難である。
(6)スイッチスペースの確保が難しくなりつつある。
(7)筐体部においてスイッチの占める割合が大きくなり、デザインの自由度が少なくなる。
図14に示す例では、アクチュエータ3、すなわち圧電アクチュエータの片面側を、例えば、両面テープ、接着用シート、接着剤などの固定用部材で、筐体1の外面または内面に沿って固着させている。例えば、図14Aが駆動電圧印加前の状態を示し、図14Bが駆動電圧印加後の状態を示す。圧電アクチュエータに駆動電圧を印加することで、圧電アクチュエータが縮み、筐体1が引っ張られ、筐体1と圧電アクチュエータとが屈曲する。これにより、筐体1を白抜き矢印方向に振動させることができる。この場合、筐体1は、圧電アクチュエータの圧電素子の伸縮によって直接振動するため、弾性力の強い良好な触覚の振動を得ることができる。この構成は、例えば、上述したモノモルフ型圧電アクチュエータに適している。
図15に示す例では、圧電アクチュエータの長手方向の一端側を、例えば、両面テープ、接着用シート、接着剤などの固定用部材で筐体1に固着している。例えば、図15Aが駆動電圧印加前の状態を示し、図15Bが駆動電圧印加後の状態を示す。圧電アクチュエータに駆動電圧を印加することで自由端である圧電アクチュエータの長手方向の他端側を圧電素子の伸縮によって屈曲させ、黒矢印方向に振動させる構成とされている。圧電アクチュエータに発生した振動は、筐体1との固定部を介して筐体1へと伝わり、筐体1が白抜き矢印方向に振動する。この場合、他端側を大きく変位させ、大きな振動を発生させることが可能である。なお、図16に示す例のように、変位発生部である他端側を加重する構成とすることで、圧電アクチュエータを容易に大きく屈曲させることができる。これにより、効率良く筐体1を振動させることができる。この構成は、例えば、上述したバイモルフ型圧電アクチュエータに適している。
図17に示す例では、圧電アクチュエータの長手方向の両端近傍を、筐体1内のフレームなどの雑物からなる支持体16に、例えば、両面テープ、接着用シート、接着剤などの固定用部材で固着している。例えば、図17Aが駆動電圧印加前の状態を示し、図17Bが駆動電圧印加後の状態を示す。圧電アクチュエータに駆動電圧を印加することで、圧電素子の伸縮により、圧電アクチュエータを屈曲させ、それにより生じる両端間の中央部の変位によって、圧電アクチュエータの中央部に振動を発生させる構成とされている。なお、支持体16は、筐体1であっても良い。
図19に第1の配置例を示す。図19Aは、スイッチが配置された筐体1の操作面を示し、図19Bは、図19Aに示すX−X´間の断面構成を示す。この例では、筐体1の外面に設けられた凹部18に埋設されるように、アクチュエータ3とセンサー2と表面シート17とが順次積層された状態で筐体1の外面に固定されている。依って、アクチュエータ3は、筐体1の外面に上述した片面側固着によって固定されており、その上にセンサー2と表面シート17とが順次配置されている。表面シート17の外面には、4個の○印からなるスイッチイメージ19(スイッチイメージ19a〜19d)が記されている。
図20に第2の配置例を示す。図20Aは、スイッチが配置された筐体1の操作面を示し、図20Bは、図20Aに示すX−X´間の断面構成を示し、図20Cは、図20Aに示すY−Y´間の断面構成を示す。この例では、筐体1の外面に設けられた凹部18に埋設されるように、アクチュエータ3とセンサー2とが筐体1の外面に並列に配置され、その上に表面シート17が配置されるようにセンサー2、アクチュエータ3および表面シート17が固定されている。センサー2上に位置する表面シート17の外面には、4個の○印からなるスイッチイメージ19(スイッチイメージ19a〜19d)が記されている。
図21に第3の配置例を示す。図21Aは、スイッチが配置された筐体1の操作面を示し、図21Bは、図21Aに示すX−X´間の断面構成を示す。この例では、筐体1の外面に設けられた凹部18に埋設されるように、センサー2と表面シート17とが順次積層された状態で筐体1の外面に固定されている。アクチュエータ3は、センサー2の位置する筐体1の内面に、上述した片面側固着によって固定されている。表面シート17の外面には、4個の○印からなるスイッチイメージ19(スイッチイメージ19a〜19d)が記されている。
図22に第4の配置例を示す。図22Aは、スイッチが配置された筐体1の操作面を示し、図22Bは、図22Aに示すX−X´間の断面構成を示す。この例では、筐体1の外面に設けられた凹部18に埋設されるように、センサー2と表面シート17とが順次積層された状態で筐体1の外面に固定されている。アクチュエータ3は、センサー2の位置する筐体1の内面に、上述した片面側固着によって固定されている。表面シート17の外面には、9個の○印からなるスイッチイメージ19(スイッチイメージ19a〜19i)が面状に記されている。
図23に第5の配置例を示す。図23Aは、スイッチが配置された筐体1の操作面を示し、図23Bは、図23Aに示すX−X´間の断面構成を示す。この例では、筐体1の外面に設けられた凹部18に埋設されるように、センサー2と表面シート17とが順次積層された状態で筐体1の外面に固定されている。アクチュエータ3は、上述した片面側固着によって、センサー2の両側に位置する筐体1の内面に、センサー2の長手方向に沿うように1個ずつ固定されている。表面シート17の外面には、4個の○印からなるスイッチイメージ19(スイッチイメージ19a〜19d)が記されている。
2・・・センサー
3・・・アクチュエータ
4・・・指
17・・・表面シート
18・・・凹部
20・・・スリット
21・・・センサー用ドライバ
22・・・CPU
23・・・メモリ
24・・・アクチュエータ用ドライバ
36・・・検出部
Claims (50)
- 押圧力に応じて電気的状態が変化するシート状のセンサーと、
上記電気的状態の変化を検出し、検出結果に基づき押圧力を判定し、判定した押圧力に応じた操作信号を出力するコントローラと、
駆動信号により振動を発生するアクチュエータと、
上記コントローラが上記判定した押圧力に応じた駆動信号を上記アクチュエータに供給する駆動手段と
を有することを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
上記シート状のセンサーは、筐体に取り付けられ、上記アクチュエータは、上記筐体を振動させることを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
上記操作信号は、上記押圧力に応じて多段階的に出力されることを特徴とする入力装置。 - 請求項3において、
上記操作信号の多段階的な入力は、2段階または3段階であることを特徴とする入力装置。 - 請求項3において、
上記多段階的な出力の各段階を判定するための上記押圧力の閾値をユーザが設定できることを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
上記駆動信号は、上記押圧力に応じて多段階的に供給されることを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
上記押圧力に応じた駆動信号の振幅、周波数および出力タイミングの少なくとも1つをユーザが変更できることを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
上記センサーは、可撓性を有しており、曲面形状に沿って取り付けできることを特徴とする入力装置。 - 請求項2において、
上記振動の方向の変位が容易となるように、上記筐体にスリットが設けられていることを特徴とする入力装置。 - 請求項9において、
上記センサーの検出部が面状に配置されており、上記スリットが上記面状に配置されたセンサーの検出部の外側に設けられていることを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
上記センサーの両側に沿って上記アクチュエータが複数個配置されていることを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
上記アクチュエータがシート状の圧電アクチュエータであることを特徴とする入力装置。 - 請求項12において、
上記圧電アクチュエータは、片面側固着によって取り付けられており、圧電素子の伸縮によって取り付け部を振動させることを特徴とする入力装置。 - 請求項12において、
上記圧電アクチュエータは、片端側支持によって取り付けられており、圧電素子の伸縮による自由端側の変位によって取り付け部を振動させることを特徴とする入力装置。 - 請求項14において、
上記圧電アクチュエータの自由端側が加重されていることを特徴とする入力装置。 - 請求項12において、
上記圧電アクチュエータが両端側支持によって取り付けられており、圧電素子の伸縮による中央部の変位によって取り付け部を振動させることを特徴とする入力装置。 - 請求項16において、
さらに上記圧電アクチュエータの中央部が部分的に上記取り付け部に固定されていることを特徴とする入力装置。 - 請求項2において、
上記センサーおよび上記アクチュエータが上記筐体の外面の凹部に埋設され、上記凹部が凹凸の無いように塞がれていることを特徴とする入力装置。 - 請求項18において、
上記筐体の外面の凹部が表面シートによって塞がれていることを特徴とする入力装置。 - 請求項18において、
上記センサーおよび上記アクチュエータが並列に配置されていることを特徴とする入力装置。 - 請求項2において、
上記センサーが上記筐体の外面の凹部に埋設され、上記凹部が凹凸の無いように塞がれており、上記アクチュエータが上記筐体の内部に配置されていることを特徴とする入力装置。 - 請求項21において、
上記筐体の外面の凹部が表面シートによって塞がれていることを特徴とする入力装置。 - 請求項2において、
上記センサーおよび上記アクチュエータが上記筐体の内部に配置されていることを特徴とする入力装置。 - 押圧力に応じて電気的状態が変化するシート状のセンサーと、
上記電気的状態の変化を検出し、検出結果に基づき押圧力を判定し、判定した押圧力に応じた操作信号を出力するコントローラと、
駆動信号により振動を発生するアクチュエータと、
上記コントローラが上記判定した押圧力に応じた駆動信号を上記アクチュエータに供給する駆動手段と
を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記シート状のセンサーは、筐体に取り付けられ、上記アクチュエータは、上記筐体を振動させることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記操作信号は、上記押圧力に応じて多段階的に出力されることを特徴とする電子機器。 - 請求項26において、
上記操作信号の多段階的な入力は、2段階または3段階であることを特徴とする電子機器。 - 請求項26において、
上記多段階的な出力の各段階を判定するための上記押圧力の閾値をユーザが設定できることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記駆動信号は、上記押圧力に応じて多段階的に供給されることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記押圧力に応じた駆動信号の振幅、周波数および出力タイミングの少なくとも1つをユーザが変更できることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記センサーは、可撓性を有しており、曲面形状に沿って取り付けできることを特徴とする電子機器。 - 請求項25において、
上記振動の方向の変位が容易となるように、上記筐体にスリットが設けられていることを特徴とする電子機器。 - 請求項32において、
上記センサーの検出部が面状に配置されており、上記スリットが上記面状に配置されたセンサーの検出部の外側に設けられていることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記センサーの両側に沿って上記アクチュエータが複数個配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記アクチュエータがシート状の圧電アクチュエータであることを特徴とする電子機器。 - 請求項35において、
上記圧電アクチュエータは、片面側固着によって取り付けられており、圧電素子の伸縮によって取り付け部を振動させることを特徴とする電子機器。 - 請求項35において、
上記圧電アクチュエータは、片端側支持によって取り付けられており、圧電素子の伸縮による自由端側の変位によって取り付け部を振動させることを特徴とする電子機器。 - 請求項37において、
上記圧電アクチュエータの自由端側が加重されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項35において、
上記圧電アクチュエータが両端側支持によって取り付けられており、圧電素子の伸縮による中央部の変位によって取り付け部を振動させることを特徴とする電子機器。 - 請求項39において、
さらに上記圧電アクチュエータの中央部が部分的に上記取り付け部に固定されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項25において、
上記センサーおよび上記アクチュエータが上記筐体の外面の凹部に埋設され、上記凹部が凹凸の無いように塞がれていることを特徴とする電子機器。 - 請求項41において、
上記筐体の外面の凹部が表面シートによって塞がれていることを特徴とする電子機器。 - 請求項41において、
上記センサーおよび上記アクチュエータが並列に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項25において、
上記センサーが上記筐体の外面の凹部に埋設され、上記凹部が凹凸の無いように塞がれており、上記アクチュエータが上記筐体の内部に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項44において、
上記筐体の外面の凹部が表面シートによって塞がれていることを特徴とする電子機器。 - 請求項25において、
上記センサーおよび上記アクチュエータが上記筐体の内部に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項25において、
上記センサーは、ユーザが上記筐体を掴んだ状態で操作可能な指位置に設けられていることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記センサーによるスイッチの位置が可動とされていることを特徴とする電子機器。 - 請求項25において、
上記アクチュエータは、ユーザが上記筐体を掴んだ状態で操作可能な指位置に設けられていることを特徴とする電子機器。 - 請求項24において、
上記センサーによって複数箇所の押圧を検出し、検出された押圧場所の組み合わせに対応する複数種類の入力を可能とすることを特徴とする電子機器。
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