JP2011090424A - 触感フィードバックタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】
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。
【解決手段】
タッチパネルの振動面を、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ることで、操作部に対する振動方向の駆動を妨げること無く、操作部を振動させることが可能となった。また、駆動源として連結梃子形の変位拡大機構を用いている為、部品点数の減少に伴う省資源化によって環境に配慮した構造となっている。
【選択図】 図１

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。

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。

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。

実登第２５１１５７７号公報 特許第３８８８０９９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本実施例に於いて用いる振動タッチパネルの斜視図 本実施例に於いて用いる振動タッチパネルの分解斜視図 本実施例に於いて用いる振動タッチパネルの弾性支持部 本実施例に於いて用いる振動タッチパネルの駆動部拡大図 本実施例に於いて用いる振動タッチパネルの板バネ配置箇所周辺の正面図 図１に於いて示した振動タッチパネルのＡ−Ａ’断面図

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (2)

1. 振動タッチパネルの操作部を、振動方向に対して長軸を直交させた複数の直方体型弾性体凸部によって等間隔に支持している、連結梃子型のアクチュエータを駆動源とする水平振動型タッチパネル。
2. 前記複数の凸部が一体に形成されている、請求項１記載の水平振動型タッチパネル。

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