JP2006032499A - Device and method for assembling electronic equipment, input and output device, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、触覚入力機能付きの携帯電話機や、デジタルカメラ、携帯端末装置、リモートコントローラ等に適用して好適な電子機器組み立て装置、電子機器組み立て方法、入出力装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device assembling apparatus, an electronic device assembling method, an input / output device, and an electronic device suitable for application to a mobile phone with a tactile input function, a digital camera, a mobile terminal device, a remote controller, and the like.
詳しくは、携帯端末装置に取り付けられた圧電アクチュエータを駆動すると共に、当該圧電アクチュエータから得られる力検出電圧に基づいて姿勢調整機構を制御する駆動制御手段を備え、圧電アクチュエータの高さ等を外部測定する位置センサ等に依存することなく、入出力装置の姿勢調整機構に取り付けられた圧電アクチュエータから得られる力検出電圧に基づいて当該圧電アクチュエータの高さ等を自己整合的に調整できるようにすると共に、組み立て装置のコストダウンを図れるようしたものである。 Specifically, the piezoelectric actuator attached to the portable terminal device is driven and drive control means for controlling the posture adjustment mechanism based on the force detection voltage obtained from the piezoelectric actuator is provided, and the height of the piezoelectric actuator is measured externally. The height of the piezoelectric actuator can be adjusted in a self-aligned manner based on the force detection voltage obtained from the piezoelectric actuator attached to the attitude adjustment mechanism of the input / output device without depending on the position sensor or the like. Thus, the cost of the assembling apparatus can be reduced.
近年、ユーザ(操作者)は、多種類の動作モードを装備したデジタルカメラを使用して被写体を撮影したり、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants)等の携帯端末装置に様々なコンテンツを取り込み、それを利用する場合が多くなってきた。これらのデジタルカメラや携帯端末装置等には入出力装置が具備される。入出力装置にはキーボードや、各種キー、JOGダイヤル等の入力手段と、表示部とを合わせたタッチパネルなどが使用される場合が多い。 In recent years, a user (operator) has photographed a subject using a digital camera equipped with various types of operation modes, or has taken various contents into a mobile terminal device such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistants) There are many cases where it is used. These digital cameras, portable terminal devices, and the like are provided with input / output devices. As the input / output device, a keyboard, various keys, a touch panel that combines a display unit with input means such as a JOG dial, and the like are often used.
また、圧電アクチュエータを組み合わせて使用者に触覚をフィードバックする入出力装置も開発されている。アクチュエータは、2層以上のひずみ量の異なる圧電素子、又は、圧電素子と非圧電素子とを貼り合わせ、この貼合体の圧電素子に電圧を印加し、双方のひずみ量の差によって生じる貼合体の曲げ変形を力学的に利用するものである。アクチュエータには、いわゆるバイモルフアクチュエータや、ユニモルフアクチュエータ、円盤アクチュエータ(これらを総括して、以下、バイモルフ型圧電アクチュエータという)等が使用される場合が多い。 An input / output device that feeds back a tactile sensation to a user by combining a piezoelectric actuator has also been developed. The actuator is composed of two or more layers of piezoelectric elements with different strain amounts, or a piezoelectric element and a non-piezoelectric element, and a voltage is applied to the piezoelectric element of the bonded body, resulting in a difference in the amount of strain between the two. It uses bending deformation mechanically. In many cases, so-called bimorph actuators, unimorph actuators, disk actuators (collectively these are referred to as bimorph piezoelectric actuators) and the like are often used as actuators.
使用者に触覚をフィードバックする入出力装置100においては、使用者に触覚を再現性良くフィードバックするために、使用者が触れる面と、触覚を発生するアクチュエータと、アクチュエータ取付部の構造位置関係とが極めて重要なファクタを占めている。アクチュエータ、アクチュエータ取付部及びアクチュエータが作用する物体間の精密な位置調整方法としては、次のような方法が採られる。
In the input /
(イ)アクチュエータ、アクチュエータ取付部及びアクチュエータが作用する物体間の位置関係を測定する外部的手段、例えば、レーザ変位計などにより得られたデータにより位置関係を決定する方法
(ロ)各々の電子部品の加工精度を極めて精度の高いものにして、組み立てるだけで調整が完了してしまうようにする方法
等が挙げられる。
(B) A method for determining the positional relationship based on data obtained by an external means for measuring the positional relationship between the actuator, the actuator mounting portion and the object on which the actuator acts, for example, a laser displacement meter, etc. (b) Each electronic component And the like, and the like, and the like, so that the adjustment can be completed simply by assembling.
なお、この種の圧電アクチュエータを備えた電子機器に関して、特許文献1には、入力出力装置及び電子機器が開示されている。この電子機器によれば、多層圧電バイモルフ型アクチュエータ及びタッチパネルを有する入出力装置を備え、多層圧電バイモルフ型アクチュエータは、情報の種類に応じてタッチパネルを通じて異なる触覚を使用者にフィードバックするようになされる。このように電子機器を構成すると、使用者がタッチパネルに対して触覚を利用して入力操作を行う際に、使用者に対して、情報の種類に応じた入力操作に対する触覚フィードバックを確実に提供できるというものである。
Note that, regarding an electronic device including this type of piezoelectric actuator,
ところで、従来例に係るバイモルフ型圧電アクチュエータを利用する入出力装置の組み立て方法によれば、以下のような問題がある。 By the way, according to the assembly method of the input / output device using the bimorph type piezoelectric actuator according to the conventional example, there are the following problems.
i.方法(イ)の場合は、組み立て高さ調整装置の中に、通常は高価である精密なレーザ変位測定機器等を備えなくてはならないので、組み立て高さ調整装置が複雑で高価になってしまう。 i. In the case of the method (b), the assembly height adjustment device must be equipped with a precision laser displacement measuring instrument that is usually expensive, so the assembly height adjustment device becomes complicated and expensive. .
ii.方法(ロ)の場合は、各電子部品の加工精度を極めて高いものにしなくてはならないので、加工費がかさむばかりか、圧電アクチュエータなどのセラミック製品の場合、その製法上の制約から事実上不可能に近い。 ii. In the case of method (b), the processing accuracy of each electronic component must be made extremely high, so that the processing cost is high, and in the case of a ceramic product such as a piezoelectric actuator, it is practically inconvenient due to its manufacturing restrictions. Nearly possible.
そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、姿勢調整が必要な電子部品の高さ等を自己整合的に調整できるようにした電子機器組み立て装置、電子機器組み立て方法、入出力装置及び電子機器を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described problems, and an electronic device assembling apparatus, an electronic device assembling method, and an input / output device that can adjust the height and the like of electronic components that require posture adjustment in a self-aligning manner. And it aims at providing an electronic device.
上述した課題は、電子部品を取り付ける部分に姿勢調整機構が設けられた電子機器を組み立てる装置であって、電子機器の被取り付け部分に設けられた姿勢調整機構に電子部品を取り付ける部品取り付け手段と、この部品取り付け手段によって姿勢調整機構に取り付けられた電子部品を駆動すると共に、当該電子部品から得られる駆動情報に基づいて姿勢調整機構を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする電子機器組み立て装置によって解決される。 The above-described problem is an apparatus for assembling an electronic device in which an attitude adjustment mechanism is provided in a part to which an electronic component is attached, and a component attachment unit that attaches the electronic component to an attitude adjustment mechanism provided in a mounted part of the electronic device; An electronic device assembly comprising: drive control means for driving an electronic component attached to the posture adjustment mechanism by the component attachment means and controlling the posture adjustment mechanism based on drive information obtained from the electronic component. Solved by the device.
本発明に係る電子機器組み立て装置によれば、電子部品を取り付ける部分に姿勢調整機構が設けられた電子機器を組み立てる場合に、部品取り付け手段は、電子機器の被取り付け部分に設けられた姿勢調整機構に、例えば、圧電素子、力検出センサ又はこれらの複合装置等の電子部品を取り付ける。これを前提にして、駆動制御手段は、部品取り付け手段によって姿勢調整機構に取り付けられた電子部品を駆動すると共に、当該電子部品から得られる駆動情報に基づいて姿勢調整機構を制御する。 According to the electronic device assembling apparatus according to the present invention, when assembling an electronic device in which an attitude adjustment mechanism is provided in a part to which an electronic component is attached, the component attachment means is an attitude adjustment mechanism provided in a mounted part of the electronic device. In addition, for example, an electronic component such as a piezoelectric element, a force detection sensor, or a composite device thereof is attached. Based on this assumption, the drive control unit drives the electronic component attached to the posture adjustment mechanism by the component attachment unit, and controls the posture adjustment mechanism based on drive information obtained from the electronic component.
従って、電子機器の姿勢調整機構に取り付けられた電子部品から得られる駆動情報、例えば、圧電素子がその逆作用として位置を検出するセンサとして機能することを利用し、この検出情報に基づいて当該電子部品の高さ等の姿勢を自己整合的に調整できるようになる。これにより、姿勢調整が必要な電子部品を簡単に組み込むことができ、電子部品の高さ等を外部測定する位置センサ等が不要になり、組み立て装置のコストダウンを図ることができる。 Therefore, the drive information obtained from the electronic component attached to the attitude adjustment mechanism of the electronic device, for example, the fact that the piezoelectric element functions as a sensor that detects the position as the reverse action, and based on this detection information The posture such as the height of the parts can be adjusted in a self-aligning manner. This makes it possible to easily incorporate an electronic component that requires posture adjustment, eliminates the need for a position sensor that externally measures the height of the electronic component, etc., and reduces the cost of the assembly apparatus.
本発明の電子機器組み立て方法は、電子部品を実装して電子機器を組み立てる方法であって、電子機器の被取り付け部分に姿勢調整機構を形成する工程と、電子機器の被取り付け部分に形成された姿勢調整機構に電子部品を取り付ける工程と、姿勢調整機構に取り付けられた電子部品を駆動する工程と、電子部品の駆動によって得られる駆動情報に基づいて当該電子部品の姿勢を調整する工程とを有することを特徴とするものである。 The electronic device assembling method of the present invention is a method of assembling an electronic device by mounting electronic components, the step of forming an attitude adjustment mechanism in the attached portion of the electronic device, and the formed portion of the electronic device. A step of attaching an electronic component to the posture adjustment mechanism, a step of driving the electronic component attached to the posture adjustment mechanism, and a step of adjusting the posture of the electronic component based on drive information obtained by driving the electronic component. It is characterized by this.
本発明に係る電子機器組み立て方法によれば、電子部品を取り付ける部分に姿勢調整機構が設けられた電子機器を組み立てる場合に、電子機器の姿勢調整機構に取り付けられた電子部品から得られる駆動情報、例えば、圧電素子がその逆作用として位置を検出するセンサとして機能することを利用し、この検出情報に基づいて当該電子部品の高さ等の姿勢を自己整合的に調整できるようになる。従って、レーザ測長計等を用いた調整方法に比べて、簡便な調整方法を提供することができる。 According to the electronic device assembling method according to the present invention, when assembling an electronic device provided with a posture adjustment mechanism in a part to which the electronic component is attached, drive information obtained from the electronic component attached to the posture adjustment mechanism of the electronic device, For example, utilizing the fact that the piezoelectric element functions as a sensor for detecting the position as the opposite action, the posture such as the height of the electronic component can be adjusted in a self-aligned manner based on this detection information. Therefore, a simple adjustment method can be provided as compared with an adjustment method using a laser length meter or the like.
本発明に係る入出力装置は、操作体の接触位置を検出して入力情報を出力する入力手段と、この入力手段に係合されて操作体に触覚を提示する触覚提示手段と、触覚提示手段の姿勢を調整する姿勢調整機構とを備え、この姿勢調整機構は、触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて調整固定されることを特徴とするものである。 An input / output device according to the present invention includes an input unit that detects a contact position of an operating body and outputs input information, a tactile display unit that is engaged with the input unit and presents a tactile sensation to the operating body, and a tactile display unit And a posture adjustment mechanism that adjusts the posture, and this posture adjustment mechanism is adjusted and fixed based on drive information obtained by driving the tactile sense presenting means.
本発明に係る入出力装置によれば、触覚提示手段は、操作体の接触位置を検出して入力情報を出力する入力手段に係合されて操作体に触覚を提示する。これを前提にして、姿勢調整機構は、触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて触覚提示手段の姿勢、例えば、触覚提示手段を入力手段に突き当たるように調整し固定するようになされる。 According to the input / output device of the present invention, the tactile sense presenting means is engaged with the input means for detecting the contact position of the operating body and outputting input information, and presents the tactile sense to the operating body. On the premise of this, the posture adjustment mechanism is configured to adjust and fix the posture of the tactile presentation unit, for example, the tactile presentation unit so as to abut against the input unit based on drive information obtained by driving the tactile presentation unit. .
従って、姿勢調整が必要な触覚提示手段の高さ等を自己整合的に調整できるので、当該触覚提示手段を簡単に入出力装置に組み込むことができる。これにより、レーザ測長計等を用いた調整方法に比べて、入出力装置の組み立てコスト及び組み立て時間を大幅に削減することができる。 Therefore, since the height of the tactile sense presentation means that requires posture adjustment can be adjusted in a self-aligning manner, the tactile sense presentation means can be easily incorporated into the input / output device. Thereby, compared with the adjustment method using a laser length meter etc., the assembly cost and assembly time of an input / output device can be reduced significantly.
本発明の電子機器は、操作体の接触位置を検出して入力情報を出力する入力手段と、この入力手段を操作する操作体に触覚を提示する触覚提示手段と、この触覚提示手段の姿勢を調整する姿勢調整機構とを有する入出力装置を備え、入出力装置の姿勢調整機構は、触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて調整固定されることを特徴とするものである。 An electronic apparatus according to the present invention includes an input unit that detects a contact position of an operating body and outputs input information, a tactile presentation unit that presents a tactile sensation to the operating body that operates the input unit, and a posture of the tactile presentation unit. An input / output device having a posture adjusting mechanism for adjusting, and the posture adjusting mechanism of the input / output device is adjusted and fixed based on drive information obtained by driving the tactile sense presenting means.
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る入出力装置が応用され、その触覚提示手段は、操作体の接触位置を検出して入力情報を出力する入力手段に係合されて操作体に触覚を提示する。これを前提にして、入出力装置の姿勢調整機構は、触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて触覚提示手段の姿勢、例えば、触覚提示手段を入力手段に突き当たるように調整し固定するようになされる。 According to the electronic apparatus of the present invention, the input / output device according to the present invention is applied, and the tactile sense presenting means is engaged with the input means for detecting the contact position of the operating body and outputting the input information, thereby operating the operating body. Present a tactile sensation. Based on this assumption, the posture adjustment mechanism of the input / output device adjusts and fixes the posture of the tactile presentation unit, for example, the tactile presentation unit so as to abut against the input unit based on drive information obtained by driving the tactile presentation unit. Is made.
従って、入出力装置で姿勢調整が必要な触覚提示手段の高さ等を自己整合的に調整できるので、当該触覚提示手段を簡単に入出力装置に組み込むことができる。これにより、レーザ測長計等を用いた調整方法に比べて、電子機器の組み立てコスト及び組み立て時間を大幅に削減することができる。 Accordingly, since the height of the tactile sense presentation means that requires posture adjustment by the input / output device can be adjusted in a self-aligning manner, the tactile sense presentation means can be easily incorporated into the input / output device. Thereby, compared with the adjustment method using a laser length meter etc., the assembly cost and assembly time of an electronic device can be reduced significantly.
本発明に係る電子機器組み立て装置及び電子機器組み立て方法によれば、電子機器の姿勢調整機構に取り付けられた電子部品を駆動すると共に、当該電子部品から得られる駆動情報に基づいて姿勢調整機構を制御する駆動制御手段を備えるものである。 According to the electronic device assembling apparatus and the electronic device assembling method of the present invention, the electronic component attached to the posture adjusting mechanism of the electronic device is driven, and the posture adjusting mechanism is controlled based on the drive information obtained from the electronic component. Drive control means is provided.
この構成によって、電子機器の姿勢調整機構に取り付けられた電子部品から得られる駆動情報に基づいて当該電子部品の高さ等の姿勢を自己整合的に調整できるようになる。従って、電子部品の高さ等の姿勢を外部測定する位置センサ等が不要になり、組み立て装置のコストダウンを図ることができる。 With this configuration, the posture such as the height of the electronic component can be adjusted in a self-aligned manner based on drive information obtained from the electronic component attached to the posture adjustment mechanism of the electronic device. Therefore, a position sensor or the like for externally measuring the posture such as the height of the electronic component is not required, and the cost of the assembling apparatus can be reduced.
本発明に係る入出力装置によれば、操作体に触覚を提示する触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて姿勢調整機構が調整され固定されるものである。 According to the input / output device of the present invention, the posture adjustment mechanism is adjusted and fixed based on the drive information obtained by driving the tactile sense presenting means for presenting a tactile sense to the operating body.
この構成によって、姿勢調整が必要な触覚提示手段の高さ等を自己整合的に調整できるので、当該触覚提示手段を簡単に入出力装置に組み込むことができる。従って、レーザ測長計等を用いた調整方法に比べて、入出力装置の組み立てコスト及び組み立て時間を大幅に削減することができる。 With this configuration, the height and the like of the tactile sensation presentation unit that requires posture adjustment can be adjusted in a self-aligning manner, so that the haptic presentation unit can be easily incorporated into the input / output device. Therefore, as compared with the adjustment method using a laser length meter or the like, the assembly cost and assembly time of the input / output device can be significantly reduced.
本発明に係る電子機器によれば、操作体に触覚を提示する触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて入出力装置の姿勢調整機構が調整され固定されるものである。 According to the electronic apparatus of the present invention, the attitude adjustment mechanism of the input / output device is adjusted and fixed based on the drive information obtained by driving the tactile sense presenting means that presents a tactile sensation to the operating body.
この構成によって、入出力装置で姿勢調整が必要な触覚提示手段の高さ等を自己整合的に調整できるので、当該触覚提示手段を簡単に入出力装置に組み込むことができる。従って、レーザ測長計等を用いた調整方法に比べて、電子機器の組み立てコスト及び組み立て時間を大幅に削減することができる。 With this configuration, the height and the like of the tactile sensation presentation unit that requires posture adjustment by the input / output device can be adjusted in a self-aligning manner, so that the tactile sensation presentation unit can be easily incorporated into the input / output device. Therefore, as compared with the adjustment method using a laser length meter or the like, the assembly cost and assembly time of the electronic device can be greatly reduced.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施例に係る電子機器組み立て装置、電子機器組み立て方法、入出力装置及び電子機器について説明をする。 Hereinafter, an electronic device assembling apparatus, an electronic device assembling method, an input / output device, and an electronic device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る実施例としての入出力装置を応用した携帯端末装置200の構成例を示す斜視図である。
図1に示す携帯端末装置(PDA)200は電子機器の一例であり、例えば、文字情報を入力したり、その文字情報を日本語から外国語に変換したりする機能を有している。携帯端末装置200には、タッチパネルに触覚(振動)を利用した触覚フィードバック発生機能が付加されている。この機能によって、使用者に対して触覚で、情報の種類に応じた入力操作に対するフィードバックを実現できるようになる。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a
A portable terminal device (PDA) 200 shown in FIG. 1 is an example of an electronic device, and has, for example, functions for inputting character information and converting the character information from Japanese to a foreign language. The mobile
この触覚によるフィードバックは、従来から操作のフィードバックとして一般的に用いられているクリック感やストローク感などと感覚的に近いものであり、使用者にとっては、画像や音によるフィードバックと比較して、より直感的であるという利点がある。また、触覚フィードバック発生機能により、入力操作のフィードバックだけでなく、従来から用いられている画像の表示や音の伝達と同様に様々な情報を使用者に提示できる。 This tactile feedback is close in sensation to the click feeling and stroke feeling that have been generally used as operational feedback, and it is more user friendly compared to image and sound feedback. There is an advantage of being intuitive. In addition to the feedback of the input operation, the tactile feedback generation function can present various information to the user in the same manner as conventional image display and sound transmission.
図1に示す携帯端末装置200は本体13を有している。本体13には、各種キー16〜24及び触覚フィードバックを持つ入出力装置100が設けられている。例えば、キー16は文字情報を日本語から外国語へ変換する際に使用される変換キーであり、キー17は決定キーであり、キー18は日本語と英語の切替キー、キー24は、上下検索キーである。本体13はその他にも必要なキーが設けられている。キー23は電源スイッチである。
A mobile
入出力装置100は、タッチパネル15、複数のバイモルフ型圧電アクチュエータ(以下単に圧電アクチュエータという)20及び姿勢調整機構80から構成される。入出力装置100は、本発明に係る電子機器組み立て装置により組み立て調整されたものである。タッチパネル15は入力手段の一例であり、操作体の一例となる操作者の指の接触位置を検出して入力情報を出力するように動作する。
The input /
圧電アクチュエータ20は触覚提示手段(電子部品)を構成し、振動制御信号に基づいて振動を発生し、タッチパネル15を操作する使用者に触覚を提示するように動作する。この例で、圧電アクチュエータ20は、タッチパネル15の両側下方に2個ずつ計4個が設けられている。一般に、圧電アクチュエータは、その逆作用において力検出センサとして機能する。本発明では、タッチパネル15上の接触位置をそのセンサ機能を利用して検出する。これにより、アクチュエータ実装時、外部的な位置センサ等を使用しないで、高さ調整をするようになされる。
The
姿勢調整機構80は、各圧電アクチュエータ20の下方に設けられ、これらのアクチュエータ20の姿勢を個々に調整するように動作する。例えば、姿勢調整機構80は、圧電アクチュエータ20の駆動によって得られる力検出情報(駆動情報)に基づいて調整固定される。この駆動には、姿勢調整機構80を動作させて、圧電アクチュエータ20に外力を加え、当該アクチュエータ20の高さ調整をする処理が含まれる。
The
図2は、図1に示した本体13とタッチパネル15との分解例(その1)を示す図である。図2に示すタッチパネル15は、本体13から分離可能な構造を有している。この例で、本体13上からタッチパネル15を分解すると、本体13の内部には画像表示部用の支持フレーム25が設けられているのが分かる。この支持フレーム25の4隅の位置には、姿勢調整機構80が設けられている。この姿勢調整機構80には、長板状の4つの圧電アクチュエータ20が例えば接着剤により固定されている。
FIG. 2 is a diagram showing an exploded example (part 1) of the main body 13 and the
図3は、本体13とタッチパネル15との分解例(その2)を示す斜視図である。
図3に示す本体13上からタッチパネル15を全部取り去ると、その内部には、支持フレーム25及び画像表示部30が設けられているのが分かる。画像表示部30には、例えばカラー表示可能な液晶表示装置が使用され、文字情報処理に必要なアイコン31〜34等が表示される。アイコン31〜34は、例えば、図1に示した上下検索キー24を操作することにより画像表示部30に表示される。画像表示部30には、液晶表示装置(LCD)の他に、有機EL(エレクトロルミネッセンス)やCRT(陰極線管)等を使用してもよい。
FIG. 3 is a perspective view showing an exploded example (part 2) of the main body 13 and the
When the
支持フレーム25は4辺形状の枠体である。支持フレーム25は、例えばアルミニウムや鉄板、ステンレス板により作製されている。もちろん、支持フレーム25は、金属に限られることはなく、硬質のプラスチックによって作製してもよい。この枠体の4辺の位置に、各辺が整合するように画像表示部30が設けられている。支持フレーム25は、縦枠部25A,25Bを有している。縦枠部25A,25Bには、それぞれ2つずつの姿勢調整機構80が間隔をおいて直列に配置され、その姿勢調整機構80上に圧電アクチュエータ20が接着剤により固定されている。圧電アクチュエータ20は、例えば、X方向に平行に配列されている。このX方向は、本体13の短手方向であるY方向と直交する方向である。
The
本体13は筐体を成し、例えば、PC(ポリカーボネート)、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PI(ポリイミド)などを射出金型成形したプラスチック成型物から構成される。もちろん、これらに限定されるものではない。 The main body 13 forms a casing, and is made of, for example, a plastic molded product obtained by injection molding of PC (polycarbonate), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PI (polyimide), or the like. Of course, it is not limited to these.
タッチパネル15は、透明のフィルムであり、例えば薄いポリエステルフィルムを採用することができる。このタッチパネル15には、例えば透明な導電膜(ITO)を例えば短冊状に所定の厚さで蒸着させたものである。このようなポリエステルフィルムを2枚用意して、一方のポリエステルフィルムには縦方向に短冊状に導電膜が形成されており、他方のポリエステルフィルムには、横方向に短冊状に導電膜が形成されている。
The
このような2枚のポリエステルフィルムを重ねてその間に絶縁性のスペーサを配置することにより、両方の導電膜がそのままでは接触しないようになっている。この積層構造で、使用者(操作者とも呼ぶ)が指でポリエステルフィルムの表面を押すことにより、一方のポリエステルフィルムの導電膜と他方のポリエステルフィルムの導電膜を介して電流が流れる。この接触押下時の座標軸のX,Yの交点から、図3に示した画像表示部30のどの位置を押しているかが分かるような構造になっている。
By superposing such two polyester films and disposing an insulating spacer between them, both conductive films are kept out of contact as they are. In this laminated structure, when a user (also called an operator) presses the surface of the polyester film with a finger, a current flows through the conductive film of one polyester film and the conductive film of the other polyester film. The structure is such that the position of the
この接触押下時のX−Y交点を結ぶことにより流れる電流を電気回路で処理することによって、例えばCPU(中央処理装置)は、図3に示した画像表示部30のどのアイコン31〜34が使用者により指で押されたかを判別できるようになっている。このようなタッチパネル15の形式は特に限定されるものではなく、他の構造を有する各種のものを採用することができる。タッチパネル15は、透明のガラス板と透明のフィルムを重ねて形成してもよい。このガラス板の表面の導電膜と、フィルムの表面の導電膜が、接触することで、画像表示部30のどの位置を押しているかが分かる。
For example, the CPU (central processing unit) uses which icon 31 to 34 of the
図4は、図3に示した入出力装置100の構造例を示すX1−X2矢視断面である。
図4に示すタッチパネル15と支持フレーム25の間には、上述した4つの圧電アクチュエータ20が配置されている(図中では2か所のみを示す)。各々の圧電アクチュエータ20の下方部分、つまり、図4に示す波線位置には姿勢調整機構80が設けられている。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along arrow X1-X2 illustrating a structural example of the input /
The four
この例で、支持フレーム25の両端上には、タッチパネル支持材35が設けられ、タッチパネル15と支持フレーム25の間隔を設定するようになされている。このタッチパネル支持材35は、柔軟性がありかつ振動を吸収しない材料により作られている。タッチパネル支持材35は、タッチパネル15の例えば4隅位置に配置される。図4には示さないがタッチパネル支持材35の上部のタッチパネル端部を押さえるためにパネル押さえ部36が設けられる(図5参照)。
In this example, touch
タッチパネル15と支持フレーム25の間の空間には、上述した圧電アクチュエータ20が配置されている。圧電アクチュエータ20の一端部20Aと支持フレーム25の間には、第1支持部41が設けられている。同様にして、圧電アクチュエータ20の他端部20Bと支持フレーム25の間には第2支持部42が設けられている。圧電アクチュエータ20の中間部分と、タッチパネル15の裏面の間には、第3支持部43が設けられている。つまり、1つの圧電アクチュエータ20は、タッチパネル15と支持フレーム25の間において、支持部41〜支持部43を用いて、3点により支持されている。
In the space between the
これらの支持部41〜43は、振動伝達機構37を構成し、圧電アクチュエータ20の撓み変位による振動をタッチパネル15側に伝達するようになされている。図4に示す圧電アクチュエータ20の振動変位Uは、タッチパネル15と支持フレーム25に対して垂直方向、すなわちZ方向である。このZ方向は図3に示したX方向とY方向に対して直交する方向である。
These
支持部41〜支持部43は、図示しないナイフエッジ状の突起と軟質の接着剤から構成されている。支持部41〜支持部43は、それぞれの接合点において圧電アクチュエータ20の撓み変形(曲げ変形とも呼ぶ)の妨げにならないように、ナイフエッジ状の突起を用いて圧電アクチュエータ20の面を支持している。
The
すなわち、支持部41の突起は、支持フレーム25に対して圧電アクチュエータ20をR方向に回転可能に支持している。同様にして支持部42の突起は、支持フレーム25に対して圧電アクチュエータ20をR方向に回転可能に支持している。支持部43の突起は、タッチパネル15に対して圧電アクチュエータ20をR方向に回転可能に支持している。
That is, the protrusion of the
支持部41〜支持部43に適用される軟質の接着剤51は、それぞれの突起を支持フレーム25とタッチパネル15にそれぞれ接着して位置ずれを起こさないようにするために用いている。軟質の接着剤51の材質としては、硬質の材料である突起を接着しかつ圧電アクチュエータ20の撓み変位を減じることなくタッチパネル15側に伝えるような材質を採用できる。この軟質の接着剤の材質としては、例えばスチレン系エラストマー(KGゲル:YMG−80−BK(北川工業株式会社))が使用される。
The soft adhesive 51 applied to the
なお、各圧電アクチュエータ20には引き出し線L1やL2等が接続される。この引き出し線L1やL2等は、通常、振動制御手段73に接続される。振動制御手段73は、各圧電アクチュエータへ給電するようになされる。この例では、引き出し線L1やL2等にアンプ(AMP)を接続して、力検出電圧を増幅しそのピーク値をサンプルホールドするようになされる。アンプには電圧測定器又は自動組み立て高さ調整装置の電圧測定系が接続され、増幅後の力検出電圧を測定し、この測定結果に基づいて姿勢調整機構80を手動又は自動調整するようになされる。このように、圧電アクチュエータ20と振動伝達機構37は、振動発生手段を構成している。他の側の振動発生手段の振動伝達機構37や振動発生手段も同様に構成される。
Note that each of the
図5は、入出力装置100における姿勢調整機構80の構造例を示す拡大断面図である。この実施例で支持フレーム25は、従来方式に比べて、メイン部分と高さ調整用の部品取り付け部分に分割され、それらは相対的に高さ方向(図中、Z方向)に移動できるように構成される。つまり、部品取り付け部分は支持フレーム25において、XY方向に移動が制限され、例えば、部品取付部82は、支持フレーム25に設けられた穴状のガイド(以下穴部81という)に沿ってのみ動くようになされる。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a structural example of the
図5に示す姿勢調整機構80は、穴部81、部品取付部82及び高さ調整用のネジ(以下調整ネジという)83A,83Bを有している。穴部81は、支持フレーム25の縦枠部25Aの所定の位置に設けられている。この穴部81には、部品取付部82が上下に移動可能なように係合される。部品取付部82には、電子部品の一例となる圧電アクチュエータ20が取り付けられる。例えば、圧電アクチュエータ20は、支持部41、42を介在し接着材で部品取付部82に接着され固定されている。つまり、部品取付部82はアクチュエータ20を取り付けた状態で穴部81に沿って上下するリフト構造を成している。
The
上述の縦枠部25Aの穴部81内の所定の位置には2か所の雌ネジ85A,85Bが施されている。雌ネジ85Aや85B等は、例えば、穴部81の底面から支持フレーム25の裏面へ貫通するように設けられる。支持フレーム25の裏面には、所定の深さを有して、調整ネジ83Aを収納するための穴部84Aが設けられる。調整ネジ83Bは穴部84Bに収納される。この深さは調整余裕を持たせるためである。調整ネジ83A,83Bは移動部の一例であり、部品取付部82を上下に移動するように動作する。これは部品取付部82の高さを外部から調整できるようにするためである。他の3か所の姿勢調整機構80も同様に構成される。
Two female screws 85A and 85B are provided at predetermined positions in the hole 81 of the
このようにして、携帯端末装置200の触覚フィードバックを持つ入出力装置100が構成される。上述の説明からも分かるように、タッチパネル15と支持フレーム25の間には、圧電アクチュエータ20とその支持部41〜43及びタッチパネル支持材35が存在し、これらの圧電アクチュエータの性能を最大限発揮させるためには、当該アクチュエータ20及び支持部41〜43と、タッチパネル支持材35との高さは同一であることが望ましい。しかし、通常、各々の部品は寸法誤差を含んでいるため、それらを吸収する調整工程が必要になる。
In this way, the input /
このように、入出力装置100を応用した携帯端末装置200によれば、姿勢調整機構80は、圧電アクチュエータ20の駆動によって得られる駆動情報に基づいて当該圧電アクチュエータ20をタッチパネル15に突き当たるように調整し固定するようになされる。
As described above, according to the mobile
従って、姿勢調整が必要な圧電アクチュエータ20の高さ等を自己整合的に調整できるので、当該圧電アクチュエータ20を簡単に入出力装置100に組み込むことができる。これにより、レーザ測長計等を用いた調整方法に比べて、入出力装置100の組み立てコスト及び組み立て時間を大幅に削減することができる。
Accordingly, since the height and the like of the
[組み立て装置]
次に、触覚フィードバックを持つ入出力装置100の組み立て調整例について説明をする。図6は、触覚機能付きの入出力装置用の自動組み立て調整装置300の構成例を示す概念図である。
[Assembly equipment]
Next, an assembly adjustment example of the input /
この実施例では、圧電アクチュエータ20に外部から力や変位を付加すると、圧電アクチュエータ20が力検出電圧(駆動情報)Vdを発生する。この電圧発生現象を入出力装置100の組み立て時に利用して、力検出電圧Vdを測定し、この力検出電圧Vdを適当な値に合わせ込むことで、圧電アクチュエータ20、部品取付部82及び当該アクチュエータ20が作用を及ぼすタッチパネル15等の相対的な位置関係を調整するようになされる。
In this embodiment, when force or displacement is applied to the
図6に示す自動組み立て調整装置300は、電子機器組み立て装置の一例であり、圧電アクチュエータ20を取り付ける部分に姿勢調整機構80が設けられた入出力装置100を有する携帯端末装置200を組み立てる装置である。自動組み立て調整装置300は、ロボット機構301、ステージ302、高さ調整駆動部303及び制御ユニット304を備えて構成される。
An automatic
制御ユニット304には、制御装置305、表示手段309及び操作パネル310が含まれる。操作パネル310は、ロボット機構301の動作条件、閾値Vth、起動命令等を入力する際に操作される。この入力操作によって発生した操作データD3は制御装置305に出力される。制御装置305には表示手段309が接続され、表示データD2に基づいて力検出電圧Vdや、閾値Vth、ロボット機構301の動作条件等を表示するようになされる。
The
ロボット機構301は部品取り付け手段の一例であり、携帯端末装置200の部品取付部(被取り付け部分)82に設けられた姿勢調整機構80に圧電アクチュエータ20を取り付けるように動作する。例えば、ロボット機構301は制御ユニット304から出力される搬送制御信号S1に基づいて入出力装置100を把持し、ステージ302に載置するようになされる。ロボット機構301は、また、ステージ302上から圧電アクチュエータ高さ調整済みの入出力装置を排出するように動作する。ロボット機構301は、例えば、搬送制御信号S1に基づいて入出力装置100を把持し持ち上げて図示しないストッカー等に搬送する。
The
ステージ302には基準位置を規定する突起部321が設けられる。入出力装置100の端部は基準位置に沿うようにステージ302に載置される。ステージ302の所定の位置には複数の開口部322が設けられる。この開口部322の内部には、先端十字状の締め付け具88,89が回転自在に係合される。
The
この締め付け具88,89は、高さ調整駆動部303から延在されて構成される。高さ調整駆動部303は、姿勢調整機構80に取り付けられた圧電アクチュエータ20を駆動するように動作する。高さ調整駆動部303は例えば、2つの高さ調整器38,39から構成される。つまり、高さ調整駆動部303は、1つの圧電アクチュエータに付き2個ずつ設けられる。高さ調整器38,39は例えば、ステッピングモータ、減速ギヤ、チャック等から構成される。
The
高さ調整器38には、先端十字状の締め付け具88が図示しないチャックを介して取り付けられる。高さ調整器39にも同様にして、先端十字状の締め付け具89が取り付けられる。各々の締め付け具88,89は、ステージ上に精度良く載置された入出力装置100の姿勢調整機構80の調整ネジ83A,83Bに各々係合される。高さ調整器38は調整制御信号S2に基づいて締め付け具88を時計方向等に、所定ステップで回転するようになされる。高さ調整器39は調整制御信号S3に基づいて締め付け具89を時計方向等に、所定ステップで回転するようになされる。
A tip cross-shaped fastening tool 88 is attached to the
高さ調整駆動部303及び制御ユニット304は、駆動制御手段を構成し、これらのステージ302上に、ロボット機構301によって姿勢調整機構80に取り付けられた圧電アクチュエータ20を駆動すると共に、当該圧電アクチュエータ20から得られる力検出電圧Vdに基づいて姿勢調整機構80を制御する。
The height
上述の圧電アクチュエータ20の引き出し線Lと高さ調整駆動部303は、制御ユニット304に接続される。制御ユニット304は制御装置305、操作パネル310及び表示手段309の他に、端子311、アンプ(AMP)306、A/D変換器307及び比較器308を有して構成される。アンプ306、A/D変換器307及び比較器308は検出部を構成し、高さ調整駆動部303によって駆動された圧電アクチュエータ20から力検出電圧(駆動情報)Vdを検出するようになされる。
The lead line L and the height
端子311は、4つの圧電アクチュエータ20毎に準備される。この例では、1つの圧電アクチュエータ20の検出系について説明をする。圧電アクチュエータ20から延在する引き出し線Lは端子311に接続される(図7参照)。他方、端子311にはアンプ306が接続され、圧電アクチュエータ20から出力される力検出電圧Vdを増幅してVdのピーク値をホールドするようになされる。アンプ306には、アナログ/デジタル(以下A/Dという)変換器307が接続され、力検出電圧VdをA/D変換するようになされる。
A terminal 311 is prepared for each of the four
A/D変換器307には比較器308が接続され、力検出電圧Vdを監視し、常に、閾値Vthと力検出電圧Vdとを比較する。例えば、A/D変換後の力検出データDdと予め設定された閾値データDthとが比較される。閾値データDthは、例えば、操作パネル310から制御装置305を介して比較器308に設定される。
A
なお、理想的なアクチュエータの高さ調整は、まさに、圧電体が変形を開始しようとするとき、例えば、その変形の直前なので、閾値Vthはほとんど0Vである。Vth=0とすると、システムの安定性を確保できなくなることから、閾値Vthをある値に設定する。この例では、先端十字状の締め付け具88,89を正転させ、Vd>Vthとなったところで正転を停止する。その後、予め設定した逆転量だけ締め付け具88,89を逆転して調整を終了する。ここに逆転量とは、アクチュエータが変形を始める瞬間に相当する量をいう。
It should be noted that the ideal height adjustment of the actuator is exactly when the piezoelectric body is about to start deformation, for example, immediately before the deformation, so the threshold value Vth is almost 0V. If Vth = 0, the stability of the system cannot be secured, so the threshold value Vth is set to a certain value. In this example, the front-end
制御装置305内には、ROM(Read Only Memory)53、RAM(Random Access Memory)54及び中央処理ユニット(以下CPUという)55を有している。ROM53には当該装置全体を制御するためのシステムプログラムデータが格納される。RAM54はワークメモリとして使用される。例えば、操作データD3や制御コマンド等を一時記憶するようになされる。この例でCPU55は電源がオンされると、ROM53からシステムプログラムデータを読み出してシステムを起動し、操作パネル310からの操作データD3に基づいて当該装置全体を制御するようになされる。
The
この例でROM53及びRAM54の他に図示しない不揮発メモリが設けられる。不揮発メモリには、操作パネル310で設定された閾値データDthが格納される。比較器308には、制御装置305が接続され、アンプ306等によって検出された圧電アクチュエータ20の力検出電圧Vdに基づいて姿勢調整機構80を制御する。
In this example, a nonvolatile memory (not shown) is provided in addition to the ROM 53 and the RAM 54. The nonvolatile memory stores threshold data Dth set on the
図7は、自動組み立て高さ調整装置300における高さ調整時の動作例を示す概念図である。この例では、高さ調整動作時と高さ調整動作停止時の2つに分けて説明をする。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an operation example at the time of height adjustment in the automatic assembly
[高さ調整動作]
図7に示すステージ上には、圧電アクチュエータ20が接着された入出力装置100が載置される。端子311には、圧電アクチュエータ20から延在する引き出し線Lが接続される。圧電アクチュエータ20から出力される力検出電圧Vdは、アンプ306で増幅される。アンプ306で増幅された力検出電圧Vdは、A/D変換器307でA/D変換される。A/D変換後の力検出データDdは、比較器308に出力される。
[Height adjustment operation]
The input /
比較器308では力検出データDdと予め設定された閾値データDthとが比較される。比較結果は、比較器308から制御装置305へ出力される。制御装置305は、比較器308から得られる比較結果で入出力装置100における姿勢調整機構80の調整ネジ83A,83Bを制御する。力検出電圧Vdが閾値Vth未満の場合(Vd<Vth)は、比較器308から制御装置305には、高さ調整継続許可を示す調整許可データD1が出力される。
The
制御装置305は、調整許可データD1に基づいて調整制御信号S2及びS3等を発生する。調整制御信号S2は高さ調整器38に出力される。調整制御信号S3は高さ調整器39に出力される。高さ調整器38は調整制御信号S2に基づいて締め付け具88を時計方向に所定ステップで回転するようになされる。
The
これにより、姿勢調整機構80の一方の調整ネジ83Aが時計方向に所定ステップで回転し、徐々に圧電アクチュエータ20が接着された部品取付部82を押し上げるようになされる。高さ調整器39でも調整制御信号S3に基づいて締め付け具89を時計方向等に、所定ステップで回転する。これにより、姿勢調整機構80の他方の調整ネジ83Bが時計方向に所定ステップで回転し、徐々に圧電アクチュエータ20が接着された部品取付部82を押し上げるようになされる。
As a result, one adjustment screw 83A of the
[高さ調整動作停止]
また、上述の力検出電圧Vdが閾値Vth以上となった場合(Vd≧Vth)は、高さ調整継続停止を示す、例えば、調整許可データD1バー(上線を省略する)が比較器308から制御装置305へ出力される。制御装置305は、調整許可データD1バーに基づいて高さ調整終了を示す調整制御信号S2及びS3バー等を発生する。
[Height adjustment operation stopped]
Further, when the above-described force detection voltage Vd becomes equal to or higher than the threshold value Vth (Vd ≧ Vth), for example, adjustment permission data D1 bar (the upper line is omitted) is controlled from the
この調整制御信号S2バーは高さ調整器38に出力される。高さ調整器38は調整制御信号S2バーに基づいて締め付け具88の回転を停止する。調整制御信号S3バーは高さ調整器39に出力される。高さ調整器39は調整制御信号S3バーに基づいて締め付け具89の回転を停止する。この結果、調整ネジ83A,83B等の上部移動が停止され、部品取付部82が固定される。
The adjustment control signal S2 bar is output to the
このように、調整制御信号S2,S3に基づいて高さ調整器38、39を駆動し、姿勢調整機構80の調整ネジ83A,83B等を時計方向に回転することができる。力検出電圧Vdと閾値Vthとの関係が、Vd≧Vthとなった時点で比較器308は、制御装置305に調整許可データD1バーを出力する。制御装置305は調整許可データD1バーに基づいて高さ調整処理を停止できるようになる。
In this manner, the
図8は、自動組み立て高さ調整装置300における高さ調整時の処理例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing example at the time of height adjustment in the automatic assembly
この実施例では、圧電アクチュエータ20を実装して携帯端末装置200を組み立てる場合であって、入出力装置100の被取り付け部分に姿勢調整機構80を形成する工程と、携帯端末装置200の被取り付け部分に形成された姿勢調整機構80に圧電アクチュエータ20を取り付ける工程と、姿勢調整機構80に取り付けられた圧電アクチュエータ20を駆動する工程と、圧電アクチュエータ20の駆動によって得られる力検出電圧Vdに基づいて当該圧電アクチュエータ20の姿勢を調整する工程とを有している(携帯端末装置の組み立て方法)。
In this embodiment, when the portable
この例では、4隅の圧電アクチュエータ20を同時に高さ調整する場合を前提とする。入出力装置100には部品取付部82に既に圧電アクチュエータ20を接着したものが準備される場合を例に挙げる。ロボット機構301の動作条件や閾値Vth等は、予め操作パネル310を使用して設定されている場合を前提とする。
In this example, it is assumed that the heights of the
これらを処理条件にして、図8に示すフローチャートのステップA1で、まず、ステージ302上に圧電アクチュエータ20を接着した入出力装置100をセットする。入出力装置100は、調整ネジ83A,83B等を最も低い位置にセットした支持フレーム25に、予め接着材を使用してタッチパネル支持材35を取り付けるようになされる。この状態で支持フレーム25の穴部81には部品取付部82を取り付けるようになされる。この部品取付部82とタッチパネル15との間には、支持部41〜43を介し、接着材を使用して圧電アクチュエータ20を取り付けるようになされる(図4参照)。
Under these processing conditions, first, the input /
このように形成された1ロット分の圧電アクチュエータ接着済みの入出力装置100を図示しないストッカーに入れて高さ調整工程に持ち込む。そして、操作パネル310を操作して操作データD3をCPU55に出力する。CPU55は操作データD3に基づいて搬送制御信号S1をロボット機構301に出力する。ロボット機構301はCPU55から出力される搬送制御信号S1に基づいてアクチュエータ接着済みの入出力装置100を把持し、ステージ302に載置するようになされる。
The input /
このとき、入出力装置100の端部は、ステージ302に設けられた基準位置を規定する突起部321に沿うように載置される。この基準位置に入出力装置100の端部を揃えることにより、ステージ302の所定の位置に開口された複数の開口部322とが位置合わせされる。この開口部322の内部では、回転自在になされる先端十字状の締め付け具88が調整ネジ83Aに係合され、締め付け具89が調整ネジ83Bに各々係合される。
At this time, the end of the input /
そして、ステップA2で入出力装置10から延在する引き出し線Lを自動調整装置の端子311に接続する。引き出し線Lの接続は、自動接続が好ましいが、マニュアル接続であっても、どちらでもよい。その後、ステップA3でCPU55は、当該装置における高さ調整処理を起動するか否かを受け付ける。高さ調整処理起動を受け付けた場合は、ステップA4及びステップA5に移行して並行処理を実行する。ステップA4では、検出系で力検出電圧Vdを監視し、常に、閾値Vthと力検出電圧Vdとを比較するようになされる。
In step A2, the lead line L extending from the input /
このとき、圧電アクチュエータ20から出力される力検出電圧Vdは、アンプ36で増幅される。アンプ306で増幅された力検出電圧Vdはそのピーク値がホールドされる。この場合のピーク波形は圧電体の撓みに比例した直流電圧である。このピーク値はA/D変換器307でA/D変換される。A/D変換後の力検出データDdは、比較器308に出力される。比較器308では力検出データDdと予め設定された閾値データDthとが比較される。比較結果は、比較器308からCPU55へ出力される。例えば、力検出電圧Vdが閾値Vth未満の場合(Vd<Vth)は、比較器308からCPU55には、高さ調整継続許可を示す調整許可データD1が出力される。
At this time, the force detection voltage Vd output from the
また、ステップA4の処理に並行して、ステップA5でCPU55は、比較器308から得られる比較結果で入出力装置100における姿勢調整機構80の調整ネジ83A,83B等を制御する。CPU55は、例えば、調整許可データD1に基づいて調整制御信号S2及びS3等を発生する。CPU55は、調整制御信号S2,S3に基づいて高さ調整器38、39を駆動し、姿勢調整機構80の部品取付部82の調整ネジ83A,83B等を回転する。
In parallel with the processing in step A4, in step A5, the
このとき、調整制御信号S2は高さ調整器38に出力される。高さ調整器38は調整制御信号S2に基づいて締め付け具88を時計方向に所定ステップで回転(正転)するようになされる。これにより、姿勢調整機構80の一方の調整ネジ83Aが時計方向に所定ステップで回転し、徐々に圧電アクチュエータ20が接着された部品取付部82を押し上げるようになされる。
At this time, the adjustment control signal S2 is output to the
また、調整制御信号S3は高さ調整器39に出力される。高さ調整器39では、例えば、ステッピングモータが調整制御信号S3に基づいて締め付け具89を時計方向に所定ステップで回転(正転)するようになされる。これにより、姿勢調整機構80の他方の調整ネジ83Bが時計方向に所定ステップで回転し、徐々に圧電アクチュエータ20が接着された部品取付部82を押し上げるようになされる。
The adjustment control signal S3 is output to the
上述のステップA4で力検出電圧Vdが閾値Vth以上となった場合(Vd≧Vth)は、ステップA6に移行してCPU55は高さ調整停止/排出処理を実行する。このとき、高さ調整継続停止を示す調整許可データD1バーが比較器308からCPU55へ出力される。CPU55は、調整許可データD1バーに基づいて高さ調整終了を示す調整制御信号S2及びS3バー等を発生する。
When the force detection voltage Vd becomes equal to or higher than the threshold value Vth in step A4 described above (Vd ≧ Vth), the process proceeds to step A6 and the
この調整制御信号S2バーは高さ調整器38に出力される。高さ調整器38は調整制御信号S2バーに基づいて締め付け具88の回転を停止する。調整制御信号S3バーは高さ調整器39に出力される。高さ調整器39は調整制御信号S3バーに基づいて締め付け具89の回転を停止する。この結果、調整ネジ83A,83B等の上部移動が停止され、部品取付部82が固定される。
The adjustment control signal S2 bar is output to the
また、ロボット機構301は、ステージ302上から圧電アクチュエータ高さ調整済みの入出力装置100を排出するように動作する。このとき、ロボット機構301は、搬送制御信号S1に基づいて入出力装置100を把持し持ち上げて図示しないストッカー等に搬送する。調整ネジ83A,83B等は、例えば搬送途中で、ネジロック部材などで固定される。ネジロック部材には、エポキシ樹脂等が使用される。
Further, the
そして、ステップA7でCPU55はリセット処理をする。この処理では、先のステッピングモータが逆転して先端十字状の締め付け具88,89をホームポジションまで下げるように動作する。次の入出力装置100の高さ調整処理に対応するためである。その後、ステップA8に移行して全ロットを終了したかを判別する。全ロットを終了していない場合は、ステップA1に戻って前述した処理を繰り返すようになされる。
In step A7, the
このように、本発明に係る実施例としての自動組み立て調整装置によれば、圧電アクチュエータ20を取り付ける部分に姿勢調整機構80が設けられた入出力装置100を組み立てる場合に、CPU55は、ロボット機構301によってステージ上に搬送された、姿勢調整機構80上の圧電アクチュエータ20を駆動すると共に、当該圧電アクチュエータ20から得られる力検出電圧Vdに基づいて姿勢調整機構80を制御するようになされる。
As described above, according to the automatic assembly and adjustment device as the embodiment of the present invention, when assembling the input /
従って、携帯端末装置200の姿勢調整機構80に取り付けられた圧電アクチュエータ20から得られる駆動情報、例えば、圧電アクチュエータ20がその逆作用として位置を検出するセンサとして機能することを利用し、この力検出電圧Vdに基づいて当該圧電アクチュエータ20の高さ等の姿勢を自己整合的に調整できるようになる。
Therefore, this force detection is performed by using drive information obtained from the
これにより、姿勢調整が必要な圧電アクチュエータ20を簡単に組み込むことができ、圧電アクチュエータ20の高さを外部測定する位置センサ等が不要になり、組み立て装置のコストダウンを図ることができる。以上のコスト的なメリットのほか、入出力装置100を構成する部品の相対的な位置関係を、その構成部品の一部で行うので、レーザ測長計等を用いる場合と比較して、測定値に含まれる様々な誤差の要因を減少させることができる。従って、入出力装置100の性能を最大限に引き出すことができる。
As a result, the
本発明に係る携帯端末装置の組み立て方法によれば、レーザ測長計等を用いた調整方法に比べて、簡便な調整方法を提供することができる。電子部品については、圧電アクチュエータ20の場合について説明したが、力検出センサや、圧電素子と力検出センサを備えた圧電複合装置であってもよい。
According to the method for assembling a portable terminal device according to the present invention, a simple adjustment method can be provided as compared with an adjustment method using a laser length meter or the like. Regarding the electronic component, the case of the
この実施例では、自動調整機により圧電アクチュエータ20の高さ調整をする場合について説明したが、作業者が電圧測定器の指示する値を見ながら作業を行うようにしてもよい。この場合は、圧電アクチュエータ20の引き出し線Lをアンプを介して電圧測定器に接続する。作業者は、電圧測定器の値を見ながら、調整ネジ83を回転し、部品取付部82の位置を徐々に上げ、電圧測定器が表示する電圧が適当な値になるところでとめる。その後、調整ネジ83を例えばネジロック部材などで固定する。ネジロック部材には、エポキシ樹脂等が使用される。
In this embodiment, the case where the height of the
この電圧測定器から出力される「適当な値」とは、圧電アクチュエータの特性を予め測定したアクチュエータの変位量(例えば0.05mm)でも良いし、アクチュエータが変位を始める瞬間、すなわち電圧測定器がある電圧値を出力し始める点でも良い。 The “appropriate value” output from the voltage measuring device may be an actuator displacement amount (for example, 0.05 mm) obtained by measuring the characteristics of the piezoelectric actuator in advance, or the moment when the actuator starts to be displaced, that is, the voltage measuring device It may be a point at which a certain voltage value starts to be output.
図9は、第2の実施例としての入出力装置100の高さ調整時の構成例を示す概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a configuration example when adjusting the height of the input /
第2の実施例では、第1の実施例と異なり、姿勢調整機構80が設けられていない形態である。この例では、タッチパネル支持材35の高さをhxとしたとき、高さhxがわずかに異なる複数のタッチパネル支持材35A,35B,35C,35D・・・を予め準備しておき、この中から最適な高さhxのタッチパネル支持材35を選択(抽出)して取り付けるようになされる。最適な高さhxのタッチパネル支持材35を選択するために、支持フレーム25上に圧電アクチュエータ20を仮組み立てした後に、本組み立て工程に移行する場合を前提とする。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the
図9に示すアンプ内蔵型の電圧測定装置400は、仮組み立て時に、圧電アクチュエータ20から出力される力検出電圧Vdを測定するために使用される。電圧測定装置400は、アンプ46、電圧測定部47、操作部48及び表示部49を有して構成される。
An amplifier built-in
操作部48は、電圧測定命令等を入力する際に操作される。この入力操作によって発生した操作データD31は電圧測定部47に出力される。上述の圧電アクチュエータ20の引き出し線Lはアンプ46を介して電圧測定部47に接続される。アンプ46は、圧電アクチュエータ20から出力される力検出電圧Vdを増幅するように動作する。アンプ46には、電圧測定部47が接続され、力検出電圧Vdを測定するようになされる。電圧測定部47には表示部49が接続され、表示データD21に基づいて力検出電圧Vdを表示するようになされる。なお、電圧測定装置400が表示する値と、タッチパネル支持材35の寸法関係とは予め対応付けがなされている。
The operation unit 48 is operated when inputting a voltage measurement command or the like. Operation data D31 generated by this input operation is output to the voltage measurement unit 47. The lead line L of the
この例でタッチパネル支持材35は、基準高さh0の寸法を有した部材である。基準高さh0のタッチパネル支持材35に対して、例えば、寸法の異なる4個のタッチパネル支持材35A〜35Dが予め準備される。タッチパネル支持材35Aは高さh1の寸法を有した部材であり、タッチパネル支持材35Bは高さh2の寸法を有した部材であり、タッチパネル支持材35Cは高さh3の寸法を有した部材であり、タッチパネル支持材35Dは高さh4の寸法を有した部材である。これら5個のタッチパネル支持材35、35A〜35Dの間には、高さhxの大小関係に関して、h1<h2<h0<h3<h4に規定されている。この中から最適な高さhxのタッチパネル支持材35を選択(抽出)するようになされる。
In this example, the touch
図10は、入出力装置100の高さ調整例を示す工程図である。この実施例では、支持フレーム25上に圧電アクチュエータ20を仮組み立てして、最適な高さhxのタッチパネル支持材35を選択し、その後、本組み立て工程に移行する場合を前提とする。
FIG. 10 is a process diagram showing an example of adjusting the height of the input /
これらを調整条件にして、まず、図10Aに示すような支持フレーム25を準備する。次に、図10Bに示す基準高さh0のタッチパネル支持材35を支持フレーム25の両側に配置し、更に、支持フレーム25の所定の位置に支持部41及び42を介して圧電アクチュエータ20を配置する。圧電アクチュエータ20の中央部に支持部43を配置する。
Under these adjustment conditions, first, a
そして、図10Cに示すタッチパネル支持材35及び支持部43の上部にタッチパネル15を配置する。このような仮組み立て状態で図9に示した電圧測定装置400に圧電アクチュエータ20の引き出し線Lを接続する。その後、操作部48を操作して電圧測定命令等を入力する。この入力操作によって発生した操作データD31は電圧測定部47に出力される。アンプ46は、圧電アクチュエータ20から出力される力検出電圧Vdを増幅する。増幅後の力検出電圧Vdは、電圧測定部47で測定される。電圧測定部47に接続された表示部49は、表示データD21に基づいて力検出電圧Vdを表示する。
And the
基準高さh0のタッチパネル支持材35が最適な高さとなっている場合は、表示部49は、最適な力検出電圧Vdを表示する。反対に、基準高さh0のタッチパネル支持材35が低すぎる場合は、表示部49は、力検出電圧Vdを表示しなし、それが高すぎる場合は、表示部49は基準値を超える力検出電圧Vdを表示する。
When the touch
作業者は、タッチパネル支持材35が低すぎる場合、高さh3,h4等のタッチパネル支持材35C,35Dを選択して上述の処理を実行する。また、タッチパネル支持材35が高すぎる場合は、高さh1,h2等のタッチパネル支持材35A,35Bを選択して上述の処理を実行する(仮組み立て処理)。
When the touch
このような仮組み立てによって最適な高さのタッチパネル支持材35を抽出した後に、本組み立て処理を実行する。この処理では、接着材を使用してタッチパネル支持材35を支持フレーム25に取り付ける。この状態で支持フレーム25上に支持部41、42を接着する。支持部41、42には、圧電アクチュエータ20を接着し、更に、圧電アクチュエータ20の中央部に支持部43を接着する。その後、タッチパネル支持材35の上部及び支持部43の上部にタッチパネル15を接着する。
After the touch
このように、第2の実施例に係る圧電アクチュエータ実装入出力装置の高さ調整方法によれば、電圧測定装置400が表示する値から、最適な高さ寸法を持つタッチパネル支持材、例えばタッチパネル支持材35Aを選択し、それを用いて本組み立てを行っている。
Thus, according to the height adjustment method of the piezoelectric actuator mounting input / output device according to the second embodiment, a touch panel support material having an optimum height dimension, for example, a touch panel support, is obtained from the value displayed by the
従って、精密な位置(高さ)調整を必要とする触覚機能付き入出力装置100の組み立てにおいて、生産設備として外部的に用意しなければならない高さ測定装置を必要としないので、組み立て調整装置を安価に構成できる。また、各々の加工寸法管理による方法に比較しても、厳しい寸法管理が必要ないのでトータルな製造原価を安くできる。
Therefore, in assembling the input /
各実施例では、電子部品に関してバイモルフ型圧電アクチュエータの場合について説明したが、これに限られることはなく、タッチパネル15を操作する使用者の接触位置における力を検出して入力情報を確定する力検出センサ機能(力検出手段)を有するものであってもよい。
In each embodiment, the case of a bimorph piezoelectric actuator has been described with respect to an electronic component. However, the present invention is not limited to this, and force detection that determines input information by detecting a force at a contact position of a user who operates the
この発明は、触覚入力機能付きの携帯電話機や、デジタルカメラ、携帯端末装置、リモートコントローラ等に適用して極めて好適である。 The present invention is extremely suitable when applied to a mobile phone with a tactile input function, a digital camera, a mobile terminal device, a remote controller, and the like.
15・・・タッチパネル、20・・・バイモルフ型圧電アクチュエータ、25,25A,25B・・・支持フレーム、38,39・・・高さ調整器、55・・・CPU(制御装置)、73・・・振動制御手段、80・・・姿勢調整機構、83A、83B・・・調整ネジ、100・・・入出力装置、200・・・携帯端末装置(電子機器)、300・・・自動組み立て高さ調整装置、400・・・電圧測定装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記電子機器の被取り付け部分に設けられた前記姿勢調整機構に電子部品を取り付ける部品取り付け手段と、
前記部品取り付け手段によって姿勢調整機構に取り付けられた電子部品を駆動すると共に、当該電子部品から得られる駆動情報に基づいて前記姿勢調整機構を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする電子機器組み立て装置。 An apparatus for assembling an electronic device in which an attitude adjustment mechanism is provided on a part to which an electronic component is attached,
Component attachment means for attaching an electronic component to the posture adjustment mechanism provided in the attached portion of the electronic device;
An electronic apparatus comprising: a drive control unit that drives an electronic component attached to the posture adjustment mechanism by the component attachment unit and controls the posture adjustment mechanism based on drive information obtained from the electronic component. Assembly device.
前記姿勢調整機構に取り付けられた電子部品を駆動する駆動部と、
前記駆動部によって駆動された前記電子部品から駆動情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記電子部品の駆動情報に基づいて前記姿勢調整機構を制御する制御装置とを有することを特徴とする請求項1に記載の電子機器組み立て装置。 The drive control means includes
A drive unit for driving an electronic component attached to the posture adjustment mechanism;
A detection unit for detecting drive information from the electronic component driven by the drive unit;
The electronic device assembling apparatus according to claim 1, further comprising: a control device that controls the posture adjustment mechanism based on driving information of the electronic component detected by the detection unit.
前記姿勢調整機構を動作させ、前記電子部品に外力を加えて高さ調整をすることを特徴とする請求項1に記載の電子機器組み立て装置。 The drive unit is
The electronic device assembling apparatus according to claim 1, wherein the posture adjustment mechanism is operated to adjust the height by applying an external force to the electronic component.
圧電素子、力検出センサ又はこれらの複合装置であることを特徴とする請求項1に記載の電子機器組み立て装置。 The electronic component is
The electronic device assembly apparatus according to claim 1, wherein the electronic apparatus assembly apparatus is a piezoelectric element, a force detection sensor, or a composite device thereof.
前記電子機器の被取り付け部分に姿勢調整機構を形成する工程と、
前記電子機器の被取り付け部分に形成された前記姿勢調整機構に電子部品を取り付ける工程と、
前記姿勢調整機構に取り付けられた電子部品を駆動する工程と、
前記電子部品の駆動によって得られる駆動情報に基づいて当該電子部品の姿勢を調整する工程とを有することを特徴とする電子機器組み立て方法。 A method of assembling an electronic device by mounting electronic components,
Forming an attitude adjustment mechanism in a mounted portion of the electronic device;
Attaching an electronic component to the posture adjustment mechanism formed in the attached part of the electronic device;
Driving an electronic component attached to the posture adjustment mechanism;
And a step of adjusting the attitude of the electronic component based on drive information obtained by driving the electronic component.
圧電素子、力検出センサ又はこれらの複合装置であることを特徴とする請求項5に記載の電子機器組み立て方法。 The electronic component is
The electronic device assembling method according to claim 5, wherein the electronic device is a piezoelectric element, a force detection sensor, or a composite device thereof.
前記入力手段に係合されて前記操作体に触覚を提示する触覚提示手段と、
前記触覚提示手段の姿勢を調整する姿勢調整機構とを備え、
前記姿勢調整機構は、
前記触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて調整固定されることを特徴とする入出力装置。 Input means for detecting the contact position of the operating body and outputting input information;
Tactile sense presenting means that is engaged with the input means and presents a tactile sense to the operating body;
An attitude adjustment mechanism for adjusting the attitude of the tactile sense presenting means,
The posture adjustment mechanism is
An input / output device characterized by being adjusted and fixed based on driving information obtained by driving the tactile sense presenting means.
前記電子部品を取り付ける部品取付部と、
前記部品取付部を上下に移動する移動部とを有することを特徴とする請求項8に記載の入出力装置。 The posture adjustment mechanism is
A component mounting portion for mounting the electronic component;
The input / output device according to claim 8, further comprising a moving unit that moves the component mounting unit up and down.
前記入力手段を操作する前記操作体に触覚を提示する触覚提示手段と、
前記触覚提示手段の姿勢を調整する姿勢調整機構とを有する入出力装置を備え、
前記入出力装置の姿勢調整機構は、
前記触覚提示手段の駆動によって得られる駆動情報に基づいて調整固定されることを特徴とする電子機器。 Input means for detecting the contact position of the operating body and outputting input information;
Tactile sense presenting means for presenting a tactile sensation to the operating body that operates the input means;
An input / output device having an attitude adjustment mechanism for adjusting the attitude of the tactile sense presenting means;
The attitude adjustment mechanism of the input / output device is:
An electronic device characterized in that the electronic device is adjusted and fixed based on driving information obtained by driving the tactile sense presenting means.
前記電子部品を取り付ける部品取付部と、
前記部品取付部を上下に移動する移動部とを有することを特徴とする請求項11に記載の電子機器。
The posture adjustment mechanism is
A component mounting portion for mounting the electronic component;
The electronic apparatus according to claim 11, further comprising a moving unit that moves the component mounting unit up and down.
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2004
- 2004-07-13 JP JP2004206451A patent/JP2006032499A/en active Pending
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