JP2007034991A - Touch panel display device, electronic equipment with touch panel display device, and camera with touch panel display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチパネルディスプレイ装置、タッチパネルディスプレイ装置を備えた電子機器、及びタッチパネルディスプレイ装置を備えたカメラに関する。 The present invention relates to a touch panel display device, an electronic device including the touch panel display device, and a camera including the touch panel display device.
入力装置ないし入出力装置として用いられるタッチパネルディスプレイ装置は、ソフトウェアによって入力画面を自由に構成できるため、機械的スイッチを用いて構成した入力装置では得られないフレキシビリティを備えており、また、軽量且つコンパクトに構成でき、機械的故障の発生頻度が低いなどの数々の利点を有することから、現在では、比較的大きな各種機械の操作パネルから、非常に小さな携帯機器の入出力装置に至るまで、広く利用されている。 A touch panel display device used as an input device or an input / output device can freely configure an input screen by software. Therefore, the touch panel display device has flexibility that cannot be obtained by an input device configured using a mechanical switch. Since it can be compactly configured and has many advantages such as low frequency of mechanical failure, it is now widely used from operation panels of various relatively large machines to very small portable device input / output devices. It's being used.
多くのタッチパネルディスプレイ装置は、それを操作するユーザの指先が、平坦で滑らかなパネル面に触れるだけであるため、機械的スイッチを用いて構成した入力装置を操作するときに指先に感じるクリック感のような、指先の触覚によるユーザへのフィードバックが存在せず、そのことが装置の操作感を頼りないものにしていた。この点を改善するために、操作するユーザの指先に触覚をフィードバックするようにしたタッチパネルディスプレイ装置が、特開2003−288158号公報に開示されている。同公報のタッチパネルディスプレイ装置は、ユーザの指先が接触するタッチパネルを、そのパネル面に対して垂直方向に振動させることによって、ユーザの指先に触覚を発生させるようにしたものである。 In many touch panel display devices, the fingertip of the user who operates the touch panel device only touches a flat and smooth panel surface. Therefore, the click feeling felt by the fingertip when operating an input device configured using a mechanical switch. Thus, there is no feedback to the user by the sense of touch of the fingertip, which makes the operation feeling of the device not relied on. In order to improve this point, a touch panel display device in which a tactile sensation is fed back to the fingertip of an operating user is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-288158. The touch panel display device disclosed in this publication generates a tactile sensation on a user's fingertip by vibrating a touch panel in contact with the user's fingertip in a direction perpendicular to the panel surface.
しかしながら、同公報のタッチパネルディスプレイ装置では、振動を発生させるアクチュエータを、タッチパネルとディスプレイパネルとの間、ディスプレイパネルとバックライトとの間、または、バックライトとフレームとの間のいずれかに配置しなければならないため、装置の薄型化が困難である。また、モバイル機器において主流になりつつあるフィルムタイプのタッチパネルを使用する場合には、そのタッチパネルをディスプレイパネルに直接接着して、そのディスプレイパネル自体を振動させることになるが、例えば液晶ディスプレイパネルをそのパネル面に垂直な方向に振動させるためには、かなり大きな駆動力を必要とし、従って電力消費量が大きくならざるを得ない。また、液晶ディスプレイパネルをそのパネル面に垂直な方向に振動させる際には、液晶ディスプレイパネルに接続しているリボンケーブルが非対称的な抵抗力を発生するため、1個だけのアクチュエータで均一な振動を得ることが困難である。更に、パネルがそのパネル面に垂直な方向に振動するときには、その振動によって音が発生するため、静音化が困難であるという問題もあった。 However, in the touch panel display device disclosed in the publication, an actuator that generates vibration must be arranged between the touch panel and the display panel, between the display panel and the backlight, or between the backlight and the frame. Therefore, it is difficult to reduce the thickness of the device. In addition, when using a film-type touch panel that is becoming mainstream in mobile devices, the touch panel is directly bonded to the display panel to vibrate the display panel itself. In order to vibrate in the direction perpendicular to the panel surface, a considerably large driving force is required, and thus power consumption must be increased. In addition, when the LCD panel is vibrated in a direction perpendicular to the panel surface, the ribbon cable connected to the LCD panel generates an asymmetrical resistance, so uniform vibration can be achieved with only one actuator. Is difficult to get. Further, when the panel vibrates in a direction perpendicular to the panel surface, a sound is generated by the vibration, which makes it difficult to reduce the noise.
本発明はかかる事情に鑑み成されたものであって、本発明の目的は、操作するユーザの指先に触覚を発生させるようにしたタッチパネルディスプレイ装置を、小型化、薄型化、及び軽量化が容易で、消費電力が少なく、多数のアクチュエータを必要とせず、また静音化の容易なものとすることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to easily reduce the size, the thickness, and the weight of a touch panel display device that generates a tactile sensation on the fingertip of an operating user. Therefore, the power consumption is low, a large number of actuators are not required, and noise reduction is easy.
上記目的を達成するため、本発明に係るタッチパネルディスプレイ装置は、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持構造体上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a touch panel display device according to the present invention includes a display panel, a flat movable panel unit having a touch panel, and the movable panel unit being displaceable along a plane parallel to the panel surface. Movable support means supported on a support structure; an actuator that drives and vibrates the movable panel unit; and an actuator drive control means that sends an actuator drive signal to drive and control the actuator. The movable panel unit is vibrated along a plane parallel to the panel surface, thereby generating a tactile sensation at the fingertip of the user in contact with the panel surface of the movable panel unit.
また、本発明に係る筐体ないしフレームと、タッチパネルディスプレイ装置とを備えた電子機器は、前記タッチパネルディスプレイ装置が、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにしたことを特徴とする。 According to the present invention, there is provided an electronic apparatus including a casing or a frame and a touch panel display device. The touch panel display device includes a display panel, a flat plate-shaped movable panel unit including a touch panel, and the movable panel unit. Movable support means supported on the casing or frame so as to be displaceable along a plane parallel to the panel surface, an actuator that drives and vibrates the movable panel unit, and an actuator drive signal is transmitted to Actuator drive control means for driving control, and the actuator vibrates the movable panel unit along a plane parallel to the panel surface, whereby the fingertip of the user in contact with the panel surface of the movable panel unit is applied. That tactile sensation was generated And features.
また、本発明に係る筐体ないしフレームと、モニタ装置とを備え、前記モニタ装置がタッチパネルディスプレイ装置から成るカメラは、前記タッチパネルディスプレイ装置が、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにしたことを特徴とする。 Further, a camera comprising a housing or frame according to the present invention and a monitor device, wherein the monitor device is a touch panel display device, the touch panel display device is a flat movable panel unit having a display panel and a touch panel. A movable support means for supporting the movable panel unit on the casing or the frame so as to be displaceable along a plane parallel to the panel surface, an actuator for driving and vibrating the movable panel unit, and an actuator drive signal Actuator driving control means for driving the actuator to control the actuator, and the actuator contacts the panel surface of the movable panel unit by vibrating the movable panel unit along a plane parallel to the panel surface. User's fingertip Characterized in that so as to generate a haptic.
本発明によれば、パネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるために、可動パネルユニットを、そのパネル面に垂直な方向にではなく、そのパネル面に平行な平面に沿って振動させるようにしたため、駆動力の小さな小型のアクチュエータによって可動パネルユニットを振動させることができ、そのパネル面で空気を振動させることもない。そのため、操作するユーザの指先に触覚を発生させるようにしたタッチパネルディスプレイ装置を、小型化、薄型化、及び軽量化が容易で、消費電力が少なく、多数のアクチュエータを必要とせず、また静音化の容易なものとすることができる。 According to the present invention, in order to generate a tactile sensation on the user's fingertip in contact with the panel surface, the movable panel unit is not along a direction perpendicular to the panel surface, but along a plane parallel to the panel surface. Since it is made to vibrate, the movable panel unit can be vibrated by a small actuator with a small driving force, and air is not vibrated on the panel surface. Therefore, a touch panel display device that generates a tactile sensation at the user's fingertip is easy to reduce in size, thickness, and weight, consumes less power, does not require a large number of actuators, and is quiet. It can be easy.
以下に本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形態に係るタッチパネルディスプレイ装置の模式的な斜視図であり、図2はその模式的な側面図である。これらの図は、本発明の原理を明らかにするための模式図であって、各部材の長さや厚さなどの比も、また形状も、正確に描かれてはいない。また図3は、本発明の実施の形態に係る電子機器である、静止画撮影機能及び動画撮影機能を備えたカメラの背面側を示した斜視図である。図3のカメラは、筐体ないしフレームと、モニタ装置とを備えており、そのモニタ装置は、図1及び図2に示したタッチパネルディスプレイ装置で構成されている。尚、図1及び図2に示したタッチパネルディスプレイ装置は、カメラのモニタ装置として使用する以外にも、筐体ないしフレームを備えた様々な電子機器における入力装置ないし入出力装置として広く使用し得るものである。特に、本発明によれば、タッチパネルディスプレイ装置を軽量且つコンパクトに構成でき、低消費電力のものとし得るため、本発明は、モバイル型の電子機器に適用することによって大きな利点を発揮することができる。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic perspective view of a touch panel display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic side view thereof. These drawings are schematic views for clarifying the principle of the present invention, and the ratio and shape of each member, such as length and thickness, are not accurately drawn. FIG. 3 is a perspective view showing the back side of a camera having a still image shooting function and a moving image shooting function, which is an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention. The camera of FIG. 3 includes a housing or a frame and a monitor device, and the monitor device includes the touch panel display device shown in FIGS. 1 and 2. The touch panel display device shown in FIG. 1 and FIG. 2 can be widely used as an input device or an input / output device in various electronic devices including a housing or a frame, in addition to being used as a camera monitor device. It is. In particular, according to the present invention, the touch panel display device can be configured to be lightweight and compact, and can have low power consumption. Therefore, the present invention can exert a great advantage by being applied to a mobile electronic device. .
図1において、引用符号10はタッチパネルディスプレイ装置の全体を示し、引用符号12はこのタッチパネルディスプレイ装置10を装備した電子機器(図3に示したカメラなど)の筐体ないしフレームの部分を示しており、この電子機器の様々な構成要素を最終的に支持するのは筐体ないしフレームであるため、以下の説明では、筐体ないしフレームを支持構造体と呼ぶことにする。タッチパネルディスプレイ装置10は、平面視長方形の平板形状の可動パネルユニット14を備えており、この可動パネルユニット14は、液晶ディスプレイパネルの表面にシートタイプのタッチパネルを接着して構成したものであって、従って、液晶ディスプレイパネルとタッチパネルとが一体に結合されてこの可動パネルユニット14を構成しており、可動パネルユニット14の表面は、タッチパネルディスプレイ装置10を操作しようとするユーザが指先を接触させるパネル面をなしている。
In FIG. 1,
可動パネルユニット14は、可動支持手段を介して、そのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持構造体12上に支持されている。可動支持手段は、可動パネルユニット14の裏面の四隅において、この可動パネルユニット14と支持構造体12との間に設けられた小さな弾性体ブロック16により構成されている。それら弾性体ブロック16が弾性剪断変形することによって、可動パネルユニット14は、そのパネル面に平行な平面に沿って変位する。可動支持手段は、可動パネルユニット14をできるだけ容易に変位させることができるようなものとすることが望ましく、それには、弾性体ブロック16を、超低硬度の高分子ゲル材料から成るものとするとよい。例えば、北川工業株式会社が「KGゲル(商標)」という製品名で市場に提供している、シート状の超低硬度の高分子ゲル材料は、弾性体ブロック16の材料として特に適したものである。その具体例について述べると、例えば、厚さが1mmの「KGゲル(商標)」のシートを2mm角に切断することによって、高さが1mmの弾性体ブロックを形成し、その弾性体ブロックの上下両面を、両面接着シートなどを用いて支持構造体12と可動パネルユニット14とに接着することにより、可動パネルユニット14の可動支持手段を好適に構成することができる。高分子ゲル材料以外の弾性体ブロック16適当な材料としては、例えば、種々のラバー材料、軟質ポリエチレン、それにシリコーン樹脂などがある。
The
可動パネルユニット14を支持構造体12上に支持するための可動支持手段は、以上に説明した弾性体ブロック16で構成したものに限られず、それ以外の様々な構成のものとすることができ、その2つの具体例を図4のA及びBに模式図で示した。可動支持手段に要求されるのは、可動パネルユニット14をそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持することであり、そのように変位可能に支持するのは、後に詳述するように、可動パネルユニット14をその方向に振動させるためであって、この振動の振幅は、通常は数十μm〜数百μm程度である。また、可動支持手段は、可動パネルユニット14のパネル面に垂直な方向には、むしろ大きな剛性を有することが好ましい。そこで、可動支持手段を、図4Aに示したように、可動パネルユニット14と支持構造体12との間の複数箇所に設けられた、ローラまたはボールを用いた支持構造から成るものとするのもよい。図4Aにおいて、支持構造体12には、可動パネルユニット14の裏面の四隅に対応した位置に、ローラまたはボールから成る転動体20の収容部22を形成してあり、そこに収容した転動体20が、可動パネルユニット14の下面を支持している。転動体(ローラまたはボール)20の直径は、例えば0.3mm〜0.5mm程度とするとよく、その材質は、例えばスチールや硬質樹脂などとするとよい。また、可動支持手段を、図4Bに示したように、可動パネルユニット14と支持構造体12との間に設けられた、低摩擦材料を用いた摺接構造から成るものとするのもよい。図4Bにおいて、可動パネルユニット14の裏面の一部と、支持構造体12の表面とに、低摩擦材料のコーティング層24が施されており、それらコーティング層が摺接することで、摺接構造が構成されている。低摩擦材料は例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂などとするとよい。
The movable support means for supporting the
図1の弾性体ブロック16を用いた支持構造や、図7Aの転動体を用いた支持構造は、必要に応じて更に個数を増やしてもよく、例えば、可動パネルユニット14を、より薄く軽量のものにした結果、可動パネルユニット14の剛性が小さくなりすぎて、四隅だけでは確実に支持することができないおそれが生じた場合には、それら支持構造を、可動パネルユニット14と支持構造体12との間に6個設けたり、8個設けるようにしてもよく、その個数は任意である。更に、図4A及び図4Bに示した支持機構を用いる場合には、支持構造体12に、可動パネルユニット14をその変位方向に案内する案内構造を設けて、可動パネルユニット14が支持構造体12から外れないようにするとよい。
The support structure using the
可動支持手段を、図1に示したように弾性体ブロック16で構成した場合には、弾性剪断変形した弾性体ブロック16の弾性力が、パネル面に平行な平面に沿って変位した可動パネルユニット14を中立位置へ戻そうとする復元力として作用する。この復元力が、望ましいものか否かは、使用するアクチュエータの種類や、その取付方によるが、もしそのような復元力が作用することが望ましいのであれば、図4A及び図4Bに示した支持構造を用いるときには、可動パネルユニット14の側辺と支持構造体12との間に、復元力を発生させるための弾性部材などを配設するとよい。
When the movable support means is constituted by the
また、可動パネルユニット14の構成も、以上に説明したものに限られない。例えば、タッチパネルとディスプレイパネルとを一体化せずに、ディスプレイパネルを支持構造体12上に固定し、タッチパネルだけで可動パネルユニット14を構成するようにしてもよい。そうした場合には、その可動パネルユニット14を構成しているタッチパネルがディスプレイパネルに重なる位置にくるように、その可動パネルユニット14を配置するようにする。この構成によれば、タッチパネルだけが、そのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持されることになる。また更に、ディスプレイパネルは、液晶ディスプレイパネルに限られるものではなく、その他の様々なディスプレイパネルを使用することができる。例えば、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルなどは、本発明を実施するのに適したディスプレイパネルである。
Further, the configuration of the
図1及び図2に示したように、支持構造体12には、平面視長方形の平板形状の可動パネルユニット14の1つの側辺に対向するようにして、固定壁30が設けられている。この固定壁30は、電子機器の筐体ないしフレームによって画成されており、従って、支持構造体12の一部を成すものである。そして、互いに対向した可動パネルユニット14の側辺と固定壁30との間に、アクチュエータ32が配設されている。本発明は様々な種類のアクチュエータを用いて実施し得るものであり、例えば電動モータを使用した振動アクチュエータなども使用可能であるが、ただし、軽量且つコンパクトな構成とする上では、細長い板状の屈曲変位型圧電アクチュエータを使用することが特に好ましい。この種の圧電アクチュエータとしては、バイモルフ型圧電アクチュエータや、モノモルフ型圧電アクチュエータが知られており、それらのうちではバイモルフ型の方が、より強力な駆動力を発揮できることから好ましく、また、単層バイモルフ型圧電アクチュエータと積層バイモルフ型圧電アクチュエータとでは、前者の方が低い電圧で駆動できることから、モバイル電子機器に用いるのにより適しているといえる。それゆえ、図示した実施の形態では、アクチュエータ32として積層バイモルフ型圧電アクチュエータを使用している。尚、図1及び図2では、構造の理解し易さを考慮して、アクチュエータ32の厚さ方向の寸法を誇張して描いてあるが、実際の積層バイモルフ型圧電アクチュエータは、図示したものよりはるかに薄く、非常に軽量のアクチュエータである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示したように、細長い板状の積層バイモルフ型圧電アクチュエータ32は、その長手方向両端部がスペーサブロック34を介して固定壁30に連結されており、各スペーサブロック34とアクチュエータ32の各端部との間、並びに、各スペーサブロック34と固定壁30との間は、両面接着テープを用いて接着されている。また、アクチュエータ32は、その長手方向中央部がスペーサブロック36を介して可動パネルユニット14の側辺(固定壁30に対向している側辺)に連結されており、スペーサブロック36とアクチュエータ32との間、並びに、スペーサブロック24と可動パネルユニット14の側辺との間は、両面接着テープを用いて接着されている。このようにして支持構造体12の固定壁30と可動パネルユニット14との間に取付けた積層バイモルフ型圧電アクチュエータ32に電圧を印加すると、このアクチュエータ32が屈曲変位を発生するため、その長手方向中央部が図1及び図2に矢印Aで示した方向に変位して、可動パネルユニット14を矢印Bで示した方向に変位させる。この変位の向き及び大きさは、印加する電圧の極性及び大きさに対応したものとなる。また、こうして発生する可動パネルユニット14の変位の方向は、この可動パネルユニット14のパネル面に平行な平面に沿った方向である。従って、アクチュエータ32は、可動パネルユニット14を、そのパネル面に平行な平面に沿った方向に駆動するものである。
As shown in FIG. 1, the long and thin plate-shaped laminated bimorph
以上に説明した構成によれば、アクチュエータ32は、その両端部が支持構造体12の固定壁30に連結されて両持式に取付けられており、可動パネルユニット14はこのアクチュエータ32の中央部によって駆動されるようになっている。ただし、アクチュエータ32の取付方はこのようなものに限られない。例えば、以上の構成とは逆に、アクチュエータ32の両端部を可動パネルユニット14側に連結し、中央部を固定壁30側に取付けてもよいことはいうまでもなく、更に、両持式にするのではなく、アクチュエータ32の一端部を固定壁30に連結し、他端部を可動パネルユニット14に連結して、片持式に取付けることも可能である。また、使用するアクチュエータの構造や形状によっては、2個以上のアクチュエータを使用することが望ましい場合もあり得る。従って、アクチュエータによって、可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って駆動するという目的と達成するために、使用するアクチュエータの種類や個数、並びにその取付構造は様々なものとすることができる。ただし、図1及び図2に示した取付け構造は、現時点で特に優れた構造と考えられるものである。
According to the configuration described above, both ends of the
先述したように、図1及び図2は模式図であるため、各部材の長さや厚さなどの比も、また形状も、正確に描かれてはいない。そこで、本発明に係るタッチパネルディスプレイ装置の各部材が具体的にどのような形状を取り得るものかを例示するために、図5〜図8に具体例の要部を斜視図によってかなり正確な形状で示した。図5は、支持構造体12を構成している金属板製フレームと可動パネルユニット14とを、互いに組付ける前の状態で斜め下方から見た斜視図である。固定壁30は金属板製フレームの一部として形成されている。この図からは、弾性体ブロック16とアクチュエータ32とが、可動パネルユニット14のどの位置に取付けられているかがよく分かる。図6は、支持構造体12を構成している金属板製フレームと可動パネルユニット14とを、互いに組付けた状態で斜め上方から見た斜視図である。アクチュエータ32が、可動パネルユニット14の側辺と固定壁30との間の、非常に狭い隙間に配設されていることが分かる。図7は、可動パネルユニット14の側辺と固定壁30との間の隙間に配設されたアクチュエータ32の端部と、支持構造体12を構成している金属板製フレームと可動パネルユニット14との間に配設された弾性体ブロック16とを拡大して示した斜視図である。図8は、可動パネルユニット14の側辺と固定壁30との間の隙間に配設されたアクチュエータ32の全体を示した斜視図である。
As described above, since FIGS. 1 and 2 are schematic views, the ratio and shape of each member, such as length and thickness, are not accurately drawn. Therefore, in order to exemplify what shape each member of the touch panel display device according to the present invention can take, the main part of the specific example shown in FIGS. It showed in. FIG. 5 is a perspective view of the metal plate frame and the
図9は、タッチパネルディスプレイ装置10の構成要素である制御機構及び電子回路をブロック図の形で示した図である。図中、引用符号50は、タッチパネルディスプレイ装置10を装備した電子機器の制御システムであり、タッチパネルディスプレイ装置10の制御機構及び電子回路は、この制御システム50の制御下にある。タッチパネルディスプレイ装置10の制御機構及び電子回路には、可動パネルユニット14の一方の構成要素であるタッチパネルに接続したタッチパネル回路52と、可動パネルユニット14の他方の構成要素である液晶ディスプレイパネルに接続したLCD駆動回路54と、アクチュエータ32を駆動制御するアクチュエータ駆動制御機構56とが含まれている。
FIG. 9 is a block diagram showing a control mechanism and an electronic circuit that are components of the touch
タッチパネル回路52は、一般的なタッチパネルに付随している回路であり、タッチパネルから得られる信号を処理することによって、タッチパネルのパネル面のユーザの指先が接触している位置を表す信号を発生させる。また、このタッチパネル回路52は、タッチパネルが接触圧を検出できるものである場合には、その接触圧を表す信号も発生するものであり、また、必要とあらば、パネル面の接触位置を表す信号に更に処理を施して、パネル面に接触している指先の移動速度や加速度を表す信号を発生させるものである。タッチパネル回路52が発生する信号は、タッチパネル入力信号として、制御システム50へ供給されている。LCD駆動回路54は、一般的な液晶ディスプレイパネルに付随している回路であり、制御システム50から受取るLCD制御信号に従って、液晶ディスプレイパネルを駆動して視覚表示を行う。
The
アクチュエータ駆動制御機構56は、中央処理装置及びメモリを備えたワンチップコンピュータと電子回路とで構成されており、制御システム50から制御信号を受取るためのインターフェース58を含んでいる。制御システム50から受取る制御信号は、出力タイミング信号と波形選択信号とを含むものである。アクチュエータ駆動制御機構56はメモリ60を備えており、このメモリ60には、複数の波形の夫々に対応した、波形生成に必要なデータ(波形データ)が格納されている。アクチュエータ駆動制御機構56は更に、波形選択信号により指定された波形に対応したデータをメモリ60から読出し、その読出した波形データに従って波形を生成するソフトウェアにより構成された波形生成機構62と、この波形生成機構62が生成した波形を有する出力信号を、出力タイミング信号により指定された期間に亘って送出する出力信号送出回路64と、その出力信号を増幅して、圧電アクチュエータ32へアクチュエータ駆動信号として供給するパワーアンプ66とを備えている。
The actuator
図10のA〜Dに、波形生成機構62で生成される波形の具体例を示した。これら波形は、出力信号送出回路44から送出される出力信号の波形でもあり、また、アクチュエータ駆動制御機構56から送出されるアクチュエータ駆動信号の波形でもある。図から明らかなように、それらは振動波形であり、その振幅、周期、及び波形は、一定のものもあれば変化するものもある。メモリ60に格納されている波形データには、振幅及び周期に関するデータも含まれている。そして、メモリ60に格納されている複数の波形に対応した波形データのうちから、波形選択信号により指定された波形の波形データが読出され、その波形を有するアクチュエータ駆動信号がアクチュエータ32へ供給されるため、可動パネルユニット14は、そのアクチュエータ駆動信号の波形に従って、パネル面に平行な平面に沿って振動することになる。そして、この可動パネルユニット14の振動が、可動パネルユニット14のパネル面に触れているユーザの指先に、その駆動信号の波形に応じた触覚を発生させる。従って、換言するならば、アクチュエータ駆動制御機構56は、可動パネルユニット14を駆動して複数の所定の振動パターンのうちから選択した振動パターンで振動させるものであり、また、それら複数の所定の振動パターンは、可動パネルユニット14のパネル面に接触しているユーザの指先に互いに異なった触覚を発生させるものである。
A specific example of the waveform generated by the
可動パネルユニット14の振動振幅が20μm〜50μm程度になるようにして、指先にどのような触覚が発生するかを実際に試してみたところ、可動パネルユニット14のパネル面に触れている指先は、可動パネルユニット14が振動していることは鋭敏に知覚するが、可動パネルユニット14の振動方向を識別することはできなかった。一方、出力信号の波形の違いによって、明瞭に異なる触覚が発生することが判明した。また、可動パネルユニット14の振動パターン次第で、指先に擬似的な凹凸感や素材感を知覚させることが可能であることも判明した。
When the vibration amplitude of the
図3に示したカメラ70は、その背面にモニタ装置72を備えており、このモニタ装置72は、以上に説明した構造のタッチパネルディスプレイ装置で構成されている。そのタッチパネルディスプレイ装置は、筐体74の内部のフレームに取付けられており、この筐体74の背面側に形成された窓部76を通して、可動パネルユニット14だけが露出している。撮影モードにおいては、この可動パネルユニット14に被写界映像が表示され、設定モードにおいては様々なソフトキーが表示される。カメラ70の制御システムは、タッチパネル回路から供給される入力信号(即ち、タッチパネルを操作するユーザの指先の位置、移動速度、加速度、及び操作力(接触圧)などを表す信号)に基づいて、どのソフトキーがどのように操作されたかを検出し、そして、その検出結果に応じて、可動パネルユニット14を夫々に異なった振動パターンで振動させる。ユーザの指先には、可動パネルユニット14の振動パターンに応じて様々な触覚が発生し、この触覚フィードバックから様々な情報を得ることができる。
The camera 70 shown in FIG. 3 includes a
その一例を挙げるならば、可動パネルユニット14の液晶ディスプレイパネルに設定画面を表示する際に、その設定画面内のソフトキーのうち、選択可能なキーが押下されたときと、選択不可能なキーが押下されたときとで、触覚フィードバックを異ならせるようにすれば、ユーザは、選択不可能なキーを押下したときに、そのことを指先の触覚によって即座に認識することができる。また、カメラのシャッタボタンを、機械式スイッチではなく、ソフトキーとすることも可能である。その場合に、可動パネルユニット14の液晶ディスプレイパネルに被写界映像を表示すると共に、ソフトキーとしたシャッタボタンを表示し、そのソフトキーのシャッタボタンに指先が触れた段階では、第1の触覚フィードバックを発生し、更に指先に力を入れてそのシャッタボタンを押下したときに、シャッタを作動させると共に、第2の触覚フィードバックを発生するようにし、その第2の触覚フィードバックを、機械式スイッチのシャッタボタンを押したときの触覚を擬似的に再現した触覚とするような使い方が可能である。また、指先に発生させる触覚を決定する振動パターンは、メモリ60に格納する波形データを書き替えるだけで、様々に改変することができ、従って、ソフトウェアによって様々なものを作り出せるため、ユーザの好みや使用状況に合わせた触覚フィードバックを発生させることも容易である。
For example, when a setting screen is displayed on the liquid crystal display panel of the
本発明に係るタッチパネルディスプレイ装置10は、可動パネルユニット14の振動方向を、そのパネル面に平行な平面に沿った方向としたことにより、多くの利点を有するものとなっている。従来の触覚フィードバックを発生するタッチパネルディスプレイ装置には、可動パネルユニットをそのパネル面に垂直な方向に振動させるものがあったが、これと比較して、本発明のように、可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させるようにした場合には、空気を振動させる表面の面積が格段に小さくなるため、より小さなアクチュエータの駆動力で可動パネルユニットを振動させることができ、従って、アクチュエータの小型化、低消費電力化が容易であり、また更に、静音性に優れたタッチパネルディスプレイ装置とすることができる。
The touch
10……タッチパネルディスプレイ装置、12……支持構造体、14……可動パネルユニット、16……弾性体ブロック、30……固定壁、32……圧電アクチュエータ、56……アクチュエータ駆動制御機構、70……カメラ。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持構造体上に支持する可動支持手段と、
前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、
アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、
前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにした、
ことを特徴とするタッチパネルディスプレイ装置。 A display panel;
A plate-shaped movable panel unit with a touch panel;
Movable support means for supporting the movable panel unit on a support structure displaceably along a plane parallel to the panel surface;
An actuator for driving and vibrating the movable panel unit;
An actuator drive control means for sending an actuator drive signal to drive-control the actuator;
The actuator vibrates the movable panel unit along a plane parallel to the panel surface, thereby generating a tactile sensation on a user's fingertip that is in contact with the panel surface of the movable panel unit.
A touch panel display device characterized by that.
前記タッチパネルディスプレイ装置は、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにした、
ことを特徴とする電子機器。 In an electronic device comprising a housing or frame and a touch panel display device,
The touch panel display device includes a display panel, a flat plate-shaped movable panel unit provided with a touch panel, and a movable supporting the movable panel unit on the casing or the frame so as to be displaceable along a plane parallel to the panel surface. Support means, an actuator that drives and vibrates the movable panel unit, and actuator drive control means that sends an actuator drive signal to drive and control the actuator, and the actuator places the movable panel unit on its panel surface. By vibrating along a parallel plane, a tactile sensation is generated at the fingertip of the user in contact with the panel surface of the movable panel unit.
An electronic device characterized by that.
前記タッチパネルディスプレイ装置は、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにした、
ことを特徴とするカメラ。 In a camera comprising a housing or frame and a monitor device, wherein the monitor device is a touch panel display device,
The touch panel display device includes a display panel, a flat plate-shaped movable panel unit provided with a touch panel, and a movable supporting the movable panel unit on the casing or the frame so as to be displaceable along a plane parallel to the panel surface. Support means, an actuator that drives and vibrates the movable panel unit, and actuator drive control means that sends an actuator drive signal to drive and control the actuator, and the actuator places the movable panel unit on its panel surface. By vibrating along a parallel plane, a tactile sensation is generated at the fingertip of the user in contact with the panel surface of the movable panel unit.
A camera characterized by that.
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