JP2012027765A - Touch panel device, display device with touch panel including touch panel device and touch panel device control method - Google Patents

Touch panel device, display device with touch panel including touch panel device and touch panel device control method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a touch panel device in which a positional relationship between an operation part displayed on a display screen and a fingertip can be recognized in a moment only with a tactile sense, and to provide a display device with a touch panel including the touch panel device and a touch panel device control method.SOLUTION: A touch panel device includes: a coordinate input device that has transparency; a vibration generation unit that is positioned below the coordinate input device and that has a plurality of vibrators with transparency; an operation part generation unit that generates an operation part to be displayed as an image on a display unit positioned below the vibration generation unit; and a drive control unit that drives and controls the plurality of vibrators of the vibration generation unit in a vibration mode in which the coordinate input device produces a standing wave corresponding to a position of which one or more operation parts generated by the operation part generation unit are displayed on the display unit.

Description

本発明は、表示画面に操作部品を表示し、座標入力面に入力される操作者の操作入力を受け付けるタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a touch panel device that displays an operation component on a display screen and receives an operation input of an operator input on a coordinate input surface, a display device with a touch panel including the touch panel device, and a control method for the touch panel device.

駅の切符券売機、金融機関やコンビニエンスストアに設置されるATM(Automated Teller Machine:現金自動預け払い機)、又は、携帯電話端末機、音楽プレーヤ、ゲーム機等の端末装置の表示画面には、タッチパネルを用いた入力装置(以下、タッチパネル装置)が広く使用されている。   On the display screen of terminal devices such as ticket vending machines at stations, ATMs (Automated Teller Machines) installed in financial institutions and convenience stores, or mobile phone terminals, music players, game machines, etc. An input device using a touch panel (hereinafter, touch panel device) is widely used.

一般的なタッチパネル装置は、液晶パネル等の表示パネルに座標入力装置を重ね合わせて用いられ、表示パネルの表示画面内にボタン等の操作部品を表示し、座標入力装置への操作者のタッチに応じた操作を提供する。ボタン等の操作部品としては、典型的には、GUI(Graphical User Interface)部品が挙げられる。   A general touch panel device is used by superimposing a coordinate input device on a display panel such as a liquid crystal panel, and displays operation parts such as buttons on the display screen of the display panel so that an operator can touch the coordinate input device. Provide the corresponding operation. As an operation component such as a button, a GUI (Graphical User Interface) component is typically cited.

このようなタッチパネル装置は、ボタン等のGUI部品をソフトウェアによって自由に設定できるため、製造者及び操作者の双方にとって利便性が高く、今後も更に需要が増して行くことが予想される。   Since such a touch panel device can freely set GUI parts such as buttons by software, it is highly convenient for both the manufacturer and the operator, and it is expected that the demand will increase further in the future.

ところで、表示画面内に表示されたボタン等を操作する際には、指先がボタン等を覆ってボタン等が見え難くなるため操作し難くなる場合がある。また、表示画面内に表示されたボタン等の操作には、実際のボタン操作のような操作感が伴わないため、操作者が違和感を覚える場合がある。このため、ボタン等の操作入力がタッチパネル装置に認識されていないと思い、操作者が操作状態を把握し難くなる場合が起こりうる。   By the way, when operating a button or the like displayed on the display screen, it may be difficult to operate because the fingertip covers the button or the like and the button or the like becomes difficult to see. In addition, since the operation of buttons and the like displayed on the display screen does not have an operation feeling like an actual button operation, the operator may feel uncomfortable. For this reason, it may occur that an operation input such as a button is not recognized by the touch panel device and it becomes difficult for the operator to grasp the operation state.

例えば、タッチパネル装置への操作入力の際、入力したつもりでも動作しない、あるいは、入力していないつもりなのに動作してしまうといった利用者の意に反する動作が生じ、誤入力を防ぐためのチェックや、訂正を行うための操作入力等のために手間が増え、操作者のストレス、タッチパネル装置自体の使いにくさを生じさせている場合があった。   For example, when an operation is input to the touch panel device, it does not operate even if it is input, or an operation contrary to the intention of the user, such as an operation that does not intend to input, occurs, a check to prevent erroneous input, There have been cases where labor is increased due to an operation input for correction and the like, causing stress on the operator and difficulty in using the touch panel device itself.

ここで、操作入力がタッチパネル装置側で認識されたことを操作者が認識し易くするために、操作されたボタンの表示を反転させる、又は操作音を発する等の工夫が考えられる。   Here, in order to make it easy for the operator to recognize that the operation input has been recognized on the touch panel device side, a device such as reversing the display of the operated button or generating an operation sound can be considered.

しかしながら、視覚や聴覚には個人差があり、また、タッチパネル装置が設置される環境によって見え方や聞こえ方が異なる場合もあるので、表示の反転や操作音の発報では操作者が十分に認識できない場合があった。   However, there are individual differences in vision and hearing, and the appearance and sound may vary depending on the environment in which the touch panel device is installed, so the operator can fully recognize the display inversion and operation sound notification. There were cases where it was not possible.

このような操作に関する問題を解決するために、タッチパネル装置を振動させるような振動パターンを用い、タッチパネル装置に接触する操作者の指先の位置や、指先の移動に合わせて表示パターンを変えるタッチパネル装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve such problems related to operations, there is a touch panel device that uses a vibration pattern that vibrates the touch panel device and changes the display pattern according to the position of the fingertip of the operator who touches the touch panel device and the movement of the fingertip. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、上述した従来のタッチパネル装置では、指先を移動させることなくボタン等の操作部品を識別することは困難であり、また、操作部品と指の位置関係を触感だけで瞬時に認識することはできなかった。   However, in the above-described conventional touch panel device, it is difficult to identify an operation component such as a button without moving the fingertip, and the positional relationship between the operation component and the finger can be instantaneously recognized only by tactile sensation. There wasn't.

このため、例えば、ボタン等の端に指先が触れているような状態で、指先のどちら側にボタン等が存在しているのかを触感だけで瞬時に認識することはできなかった。   For this reason, for example, in a state where the fingertip is touching the end of the button or the like, it has not been possible to instantly recognize which side of the fingertip the button or the like is present with only the tactile sensation.

また、例えば、最初のタッチでボタン等と指との位置がずれていた場合には、視覚で確認して押し直す必要があり、特に、視覚の不自由な操作者にとっては利用が困難になる可能性があった。   In addition, for example, when the position of the button or the like is shifted by the first touch, it is necessary to visually confirm and press it again, and it becomes difficult to use especially for a visually handicapped operator. There was a possibility.

そこで、本発明は、表示画面内に表示される操作部品と指先の位置関係を触感だけで瞬時に認識することのできるタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a touch panel device capable of instantly recognizing the positional relationship between an operation component displayed on a display screen and a fingertip with only a tactile sensation, a display device with a touch panel including the touch panel device, and a control method for the touch panel device. The purpose is to do.

本発明の実施の形態の一観点のタッチパネル装置は、透過性を有する座標入力装置と、前記座標入力装置の下側に配設され、透過性を有する複数の振動子を備える振動生成部と、前記振動生成部の下側に配設される表示部に画像として表示させる操作部品を生成する操作部品生成部と、前記操作部品生成部によって生成される一又は複数の前記操作部品が前記表示部に表示される位置に応じた定在波を前記座標入力装置に発生させる振動モードで、前記振動生成部の前記複数の振動子の駆動制御を行う駆動制御部とを含む。   A touch panel device according to an embodiment of the present invention includes a coordinate input device having transparency, a vibration generation unit that is provided below the coordinate input device and includes a plurality of transducers having transparency, An operation component generation unit that generates an operation component to be displayed as an image on a display unit disposed below the vibration generation unit, and one or a plurality of the operation components generated by the operation component generation unit are the display unit And a drive control unit that performs drive control of the plurality of vibrators of the vibration generation unit in a vibration mode that causes the coordinate input device to generate a standing wave corresponding to a position displayed on the coordinate input device.

また、前記振動モードは、前記操作部品が前記表示部に表示される位置に加えて、前記操作部品が前記表示部に表示される形状に応じた波形の定在波を発生させる振動モードであってもよい。   The vibration mode is a vibration mode in which a standing wave having a waveform corresponding to a shape displayed on the display unit is generated in addition to a position where the operation component is displayed on the display unit. May be.

また、前記振動生成部は弾性のある弾性基板を有し、前記複数の振動子は、前記弾性基板の一方の面又は両方の面に配列されてもよい。   The vibration generating unit may include an elastic elastic substrate, and the plurality of vibrators may be arranged on one surface or both surfaces of the elastic substrate.

また、前記駆動制御部は、前記弾性基板の両方の面に配列される前記複数の振動子のうち、前記弾性基板の一方の面側の振動子と、前記弾性基板の他方の面の振動子とを逆位相で駆動してもよい。   The drive control unit includes a vibrator on one surface side of the elastic substrate and a vibrator on the other surface of the elastic substrate among the plurality of vibrators arranged on both surfaces of the elastic substrate. And may be driven in opposite phases.

また、前記複数の振動子は、それぞれ、一対の電極と、前記一対の電極間に配設される圧電素子とを有し、前記一対の電極のうちのいずれか一方は前記弾性基板に配設されてもよい。   Each of the plurality of vibrators includes a pair of electrodes and a piezoelectric element disposed between the pair of electrodes, and any one of the pair of electrodes is disposed on the elastic substrate. May be.

また、前記駆動制御部が前記座標入力装置に定在波を発生させる振動モードは、前記駆動制御部が前記複数の振動子の駆動制御を行うことにより、前記弾性基板の固有振動数による定在波を前記弾性基板に発生させる振動モードであってもよい。   The vibration mode in which the drive control unit generates a standing wave in the coordinate input device is a stationary mode based on the natural frequency of the elastic substrate by the drive control unit performing drive control of the plurality of vibrators. A vibration mode in which a wave is generated on the elastic substrate may be used.

また、前記駆動生成部は、操作者によって操作入力が行われた前記操作部品の大きさが、当該操作部品の前に操作者によって操作入力が行われた他の操作部品の大きさと異なる場合は、前記振動モードを当該操作部品の大きさに応じた振動モードに切り替えてもよい。   The drive generation unit may be configured such that the size of the operation component input by the operator is different from the size of other operation components input by the operator before the operation component. The vibration mode may be switched to a vibration mode corresponding to the size of the operation component.

また、前記駆動パターンは、前記操作部品の中央部又は境界部に前記定在波の腹又は節が位置するように前記振動生成部の駆動制御を行う駆動パターンを含んでもよい。   The drive pattern may include a drive pattern for performing drive control of the vibration generating unit so that the antinode or node of the standing wave is located at a central portion or a boundary portion of the operation component.

また、前記駆動制御部は、前記操作部品生成部によって生成される前記操作部品が変更又は移動されると、当該変更又は移動後の操作部品の位置に応じた波形の定在波を発生させる駆動パターンで前記振動生成部の駆動制御を行ってもよい。   In addition, when the operation component generated by the operation component generation unit is changed or moved, the drive control unit is configured to generate a standing wave having a waveform corresponding to the position of the operation component after the change or movement. The drive control of the vibration generating unit may be performed with a pattern.

また、前記座標入力装置への操作入力の押圧度合を検出する押圧度合検出部と、前記押圧度合検出部で検出される押圧度合が所定閾値以上であるか否かを判定する押圧度合判定部とをさらに含み、前記駆動制御部は、前記押圧度合判定部によって検出される操作入力の押圧度合が所定の閾値未満であると判定された場合には、前記駆動パターンで前記振動生成部の駆動制御を行い、前記押圧度合判定部によって検出される操作入力の押圧度合が所定の閾値以上であると判定された場合には、前記駆動パターンとは異なる他の駆動パターンで前記振動生成部の駆動制御を行ってもよい。   A pressing degree detection unit that detects a pressing degree of an operation input to the coordinate input device; and a pressing degree determination unit that determines whether or not the pressing degree detected by the pressing degree detection unit is equal to or greater than a predetermined threshold. And the drive control unit controls the drive of the vibration generation unit with the drive pattern when it is determined that the pressing degree of the operation input detected by the pressing degree determination unit is less than a predetermined threshold. And when it is determined that the pressing degree of the operation input detected by the pressing degree determination unit is equal to or greater than a predetermined threshold, the drive control of the vibration generation unit is performed with another driving pattern different from the driving pattern. May be performed.

また、前記他の駆動パターンは、前記操作部品の操作の完了を操作者に知覚させるように前記振動生成部の駆動制御を行う駆動パターンであってもよい。   The other drive pattern may be a drive pattern for performing drive control of the vibration generating unit so that an operator perceives completion of operation of the operation component.

本発明の実施の形態の一観点のタッチパネル付き表示装置は、前記いずれかに記載のタッチパネル装置と、前記操作部品生成部によって生成される操作部品を画像として表示する表示部とを含む。   A display device with a touch panel according to an aspect of an embodiment of the present invention includes the touch panel device according to any one of the above and a display unit that displays an operation component generated by the operation component generation unit as an image.

本発明の実施の形態の一観点のタッチパネル装置の制御方法は、透過性を有する座標入力装置と、前記座標入力装置の下側に配設され、透過性を有する複数の振動子を備える振動生成部と、前記振動生成部の下側に配設される表示部に画像として表示させる操作部品を生成する操作部品生成部とを含むタッチパネル装置の制御方法であって、前記操作部品生成部によって生成される一又は複数の前記操作部品が前記表示部に表示される位置に応じた定在波を前記座標入力装置に発生させる振動モードで、前記振動生成部の前記複数の振動子の駆動制御を行う。   A touch panel device control method according to an aspect of an embodiment of the present invention includes a coordinate input device having transparency, and vibration generation including a plurality of transducers disposed below the coordinate input device. A touch panel device control method including: an operation component generation unit configured to generate an operation component to be displayed as an image on a display unit disposed below the vibration generation unit, wherein the operation component generation unit generates the operation component Drive control of the plurality of vibrators of the vibration generation unit in a vibration mode in which the coordinate input device generates a standing wave corresponding to a position where the one or more operation parts are displayed on the display unit. Do.

表示画面内に表示される操作部品と指先との位置関係を触感だけで瞬時に認識することのできるタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法を提供できる。   It is possible to provide a touch panel device that can instantly recognize a positional relationship between an operation component displayed on a display screen and a fingertip with only a tactile sensation, a display device with a touch panel including the touch panel device, and a control method for the touch panel device.

(A)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置の断面構造を示す図、(B)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置の一部分の断面構造を拡大して示す図である。(A) is a figure which shows the cross-section of the display apparatus with a touchscreen of Embodiment 1, (B) is a figure which expands and shows the cross-section of a part of display apparatus with a touchscreen of Embodiment 1. FIG. (A)〜(D)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の400個のセルに含まれる電極8Cの配列を示す図である。(A)-(D) are the figures which show the arrangement | sequence of the electrode 8C contained in 400 cells of the display apparatus 100 with a touch panel of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の液晶パネル3の表示の一例を示す斜視図である。3 is a perspective view illustrating an example of display on the liquid crystal panel 3 of the display device with a touch panel 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の主制御装置40に含まれる一部の回路構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a part of the circuit configuration included in main controller 40 of display device 100 with a touch panel according to Embodiment 1. FIG. 図4に示す定在波生成回路の回路構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the standing wave generation circuit illustrated in FIG. 4. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の駆動制御回路30の回路構成をセル及び主制御装置40とともに示す図である。2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a drive control circuit 30 of the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment together with a cell and a main control device 40. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100における各セルのアクチュエータ8を駆動するタイミングを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating timings for driving actuators 8 of each cell in display device 100 with a touch panel according to the first embodiment. (A)〜(C)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100のアクチュエータ8の動作を示す図である。(A)-(C) are figures which show operation | movement of the actuator 8 of the display apparatus 100 with a touch panel of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100における駆動電圧ei,j(t)の波形の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a waveform of a drive voltage e i, j (t) in the display device with a touch panel 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100における駆動電圧ei,j(t)の波形の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a waveform of a drive voltage e i, j (t) in the display device with a touch panel 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100に発生させる定在波を模式的に示す図である。3 is a diagram schematically showing a standing wave generated in the display device with a touch panel 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100のメモリ50に格納されるテーブルの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a table stored in a memory 50 of the display device with a touch panel 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の主制御装置40によって実行される駆動パターンの生成処理の手順を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a procedure of drive pattern generation processing executed by main controller 40 of display device 100 with a touch panel according to Embodiment 1; 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100による画像パターンと定在波を示す図である。It is a figure which shows the image pattern and standing wave by the display apparatus with a touch panel of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100による画像パターンと定在波を示す図である。It is a figure which shows the image pattern and standing wave by the display apparatus with a touch panel of Embodiment 1. FIG. (A)〜(C)は、実施の形態2のタッチパネル付き表示装置のアクチュエータを拡大して示す図である。(A)-(C) are the figures which expand and show the actuator of the display apparatus with a touchscreen of Embodiment 2. FIGS. 実施の形態3のタッチパネル付き表示装置の駆動制御回路と各セルの接続関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a connection relationship between a drive control circuit and each cell of a display device with a touch panel according to a third embodiment.

以下、本発明のタッチパネル装置、及びこれを含むタッチパネル付き表示装置を適用した実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments to which a touch panel device of the present invention and a display device with a touch panel including the same are applied will be described.

<実施の形態1>
図1(A)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置の断面構造を示す図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1A illustrates a cross-sectional structure of the display device with a touch panel according to Embodiment 1.

図1(B)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置の一部分の断面構造を拡大して示す図である。   FIG. 1B is an enlarged view of a partial cross-sectional structure of the display device with a touch panel according to Embodiment 1.

図1(A)に示すように、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100は、基板1、防振シート2、液晶パネル3、側壁4、表面基板5、接触センサ6、弾性基板7、アクチュエータ8、接触センサ処理回路10、画像表示回路20、駆動制御回路30、主制御装置40、及びメモリ50を含む。   As shown in FIG. 1A, a display device 100 with a touch panel according to Embodiment 1 includes a substrate 1, a vibration isolating sheet 2, a liquid crystal panel 3, a side wall 4, a surface substrate 5, a contact sensor 6, an elastic substrate 7, and an actuator. 8, a contact sensor processing circuit 10, an image display circuit 20, a drive control circuit 30, a main controller 40, and a memory 50.

これらのうち、基板1、側壁4、表面基板5、接触センサ6、弾性基板7、アクチュエータ8、接触センサ処理回路10、画像表示回路20、駆動制御回路30、主制御装置40、及びメモリ50は、実施の形態1のタッチパネル装置を構成する。すなわち、実施の形態1では、「タッチパネル装置」という用語は、防振シート2及び液晶パネル3を含まない装置を表す。   Among these, the substrate 1, the side wall 4, the surface substrate 5, the contact sensor 6, the elastic substrate 7, the actuator 8, the contact sensor processing circuit 10, the image display circuit 20, the drive control circuit 30, the main controller 40, and the memory 50 are The touch panel device according to the first embodiment is configured. That is, in the first embodiment, the term “touch panel device” represents a device that does not include the vibration-proof sheet 2 and the liquid crystal panel 3.

基板1は、防振シート2、液晶パネル3、側壁4、表面基板5、接触センサ6、弾性基板7、及びアクチュエータ8を搭載するための基板であり、例えば、ガラスエポキシ基板やガラスコンポジット基板で構成されるプリント基板(PCB:Printed Circuit Board)を用いることができる。   The substrate 1 is a substrate on which the vibration isolating sheet 2, the liquid crystal panel 3, the side wall 4, the surface substrate 5, the contact sensor 6, the elastic substrate 7, and the actuator 8 are mounted. For example, the substrate 1 is a glass epoxy substrate or a glass composite substrate. A configured printed circuit board (PCB) can be used.

防振シート2は、基板1と液晶パネル3の間に配設され、アクチュエータ8の振動を吸収するために設けられている。防振シート2は、例えば、樹脂製又はゴム製のものを用いればよく、例えば、基板1の上に両面テープ又は接着剤で固定すればよい。   The anti-vibration sheet 2 is disposed between the substrate 1 and the liquid crystal panel 3 and is provided to absorb the vibration of the actuator 8. The vibration-proof sheet 2 may be made of, for example, resin or rubber, and may be fixed on the substrate 1 with a double-sided tape or an adhesive, for example.

液晶パネル3は、防振シート2の上に実装され、画像表示回路20によって生成されるGUI部品を表示する表示部である。以下では、液晶パネル3がGUI部品を表示する領域を表示領域と称する。なお、液晶パネル3の代わりに、例えば、有機EL(Electro-Luminescence)パネルを用いてもよい。   The liquid crystal panel 3 is a display unit that is mounted on the anti-vibration sheet 2 and displays GUI components generated by the image display circuit 20. Hereinafter, an area where the liquid crystal panel 3 displays a GUI component is referred to as a display area. Instead of the liquid crystal panel 3, for example, an organic EL (Electro-Luminescence) panel may be used.

側壁4は、基板1に対して表面基板5を保持するために設けられている。基板1及び表面基板5は、平面視で略正方形であるため、側壁4は、平面視で略正方形状の矩形環状の壁部材であればよい。   The side wall 4 is provided to hold the surface substrate 5 with respect to the substrate 1. Since the board | substrate 1 and the surface board | substrate 5 are substantially square by planar view, the side wall 4 should just be a substantially square-shaped rectangular annular wall member by planar view.

ここで、表面基板5の下面側には、接触センサ6、弾性基板7、及びアクチュエータ8が実装される。また、アクチュエータ8と液晶パネル3の間には、例えば0.2mm〜1mm程度の間隔が設けられる。   Here, a contact sensor 6, an elastic substrate 7, and an actuator 8 are mounted on the lower surface side of the surface substrate 5. Further, an interval of, for example, about 0.2 mm to 1 mm is provided between the actuator 8 and the liquid crystal panel 3.

このため、側壁4は、基板1に対して接触センサ6、弾性基板7、及びアクチュエータ8を保持できる程度の強度を有するとともに、アクチュエータ8と液晶パネル3の間に上述のような間隔を保持できる高さに設定されていればよい。   For this reason, the side wall 4 is strong enough to hold the contact sensor 6, the elastic substrate 7, and the actuator 8 with respect to the substrate 1, and can hold the above-described gap between the actuator 8 and the liquid crystal panel 3. It only has to be set to the height.

表面基板5は、タッチパネル装置の操作入力部となる透明基板である。表面基板5は、接触センサ6とともに座標入力装置を構成する。表面基板5の平面視での大きさは、液晶パネル3の表示領域の大きさ以上の大きさであればよい。   The front substrate 5 is a transparent substrate that serves as an operation input unit of the touch panel device. The surface substrate 5 constitutes a coordinate input device together with the contact sensor 6. The size of the surface substrate 5 in plan view may be larger than the size of the display area of the liquid crystal panel 3.

操作者が表面基板5の表面(上面)を押圧すると接触センサ6で操作位置の座標が検出されるように構成されているため、表面基板5の表面は、実施の形態1のタッチパネル装置を操作するための座標入力面となる。表面基板5としては、例えば、アクリル製あるいはポリカーボネート製の樹脂基板、又はガラス基板を用いることができる。   Since the coordinates of the operation position are detected by the contact sensor 6 when the operator presses the surface (upper surface) of the surface substrate 5, the surface of the surface substrate 5 operates the touch panel device of the first embodiment. It becomes a coordinate input surface for As the surface substrate 5, for example, an acrylic or polycarbonate resin substrate or a glass substrate can be used.

接触センサ6は、上述のように、表面基板5とともに座標入力装置を構成する。接触センサ6は、表面基板5の下面に実装され、操作者が表面基板5の表面を押圧した位置の座標を検出する。実施の形態1では、接触センサ6として抵抗膜方式のセンサを用いる形態について説明するが、接触センサ6は、例えば、静電容量方式、又は感圧式のセンサのセンサであってもよい。   The contact sensor 6 constitutes a coordinate input device together with the surface substrate 5 as described above. The contact sensor 6 is mounted on the lower surface of the front substrate 5 and detects the coordinates of the position where the operator has pressed the surface of the front substrate 5. In the first embodiment, a mode in which a resistive film type sensor is used as the contact sensor 6 will be described. However, the contact sensor 6 may be, for example, a capacitive sensor or a pressure-sensitive sensor.

抵抗膜方式のセンサは、複数の透明電極が一定間隔でマトリクス状に対向配置された電極シートを有しており、操作者が表面基板5の表面を指先で押圧すると、対向する電極同士が接触して導通し、その接触位置によって電極シートのX方向及びY方向の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化により、抵抗膜方式のセンサから出力されるX方向及びY方向に対応する電圧値が変化する。この電圧値の変化により、押圧された操作位置の座標が特定される。なお、電極シートとしては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)膜を用いることができる。   The resistive film type sensor has an electrode sheet in which a plurality of transparent electrodes are arranged to face each other in a matrix at regular intervals, and when the operator presses the surface of the surface substrate 5 with a fingertip, the opposing electrodes come into contact with each other. Then, the resistance value in the X direction and the Y direction of the electrode sheet changes depending on the contact position. Due to the change in the resistance value, the voltage value corresponding to the X direction and the Y direction output from the resistive film type sensor changes. By this change in voltage value, the coordinates of the pressed operation position are specified. As the electrode sheet, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) film can be used.

弾性基板7は、接触センサ6の下面側に配設され、弾性基板7の下面には薄いフィルム状の複数のアクチュエータ8がマトリクス状に配列される。なお、弾性基板7の平面視での大きさは、液晶パネル3の表示領域の大きさ以上の大きさであればよい。実施の形態1では、複数のアクチュエータ8が液晶パネル3の表示領域を四隅まで満たすように配列される。   The elastic substrate 7 is disposed on the lower surface side of the contact sensor 6, and a plurality of thin film actuators 8 are arranged in a matrix on the lower surface of the elastic substrate 7. Note that the size of the elastic substrate 7 in plan view may be larger than the size of the display area of the liquid crystal panel 3. In the first embodiment, the plurality of actuators 8 are arranged so as to fill the display area of the liquid crystal panel 3 to the four corners.

実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100では、複数のアクチュエータ8を所定の振動モードで駆動することにより、弾性基板7に定在波を発生させる。また、振動モードは、液晶パネル3に表示させるGUI部品の位置、大きさ、形状によって複数のパターンがある。   In the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment, standing waves are generated on the elastic substrate 7 by driving the plurality of actuators 8 in a predetermined vibration mode. The vibration mode has a plurality of patterns depending on the position, size, and shape of the GUI component displayed on the liquid crystal panel 3.

このため、弾性基板7の寸法(平面視での縦横の長さ、厚さ)と弾性率等は、複数の振動モードによって弾性基板7に発生されるすべての定在波をパターンに適合可能なように設定すればよい。   For this reason, the dimensions (longitudinal and horizontal lengths and thicknesses in plan view) and the elastic modulus of the elastic substrate 7 can be adapted to the pattern of all standing waves generated on the elastic substrate 7 by a plurality of vibration modes. It should be set as follows.

なお、弾性基板7は、例えば、接触センサ6の下面に両面テープ又は接着剤で固定すればよい。   The elastic substrate 7 may be fixed to the lower surface of the contact sensor 6 with a double-sided tape or an adhesive, for example.

アクチュエータ8は、弾性基板7の下面にマトリクス状に配列される薄いフィルム状のアクチュエータであり、例えば、PVDF(Polyvinylidene fluoride:ポリフッ化ビニリデン)のような圧電フィルムを一対の薄い透明電極で挟んだ構造のアクチュエータを用いることができる。   The actuator 8 is a thin film actuator arranged in a matrix on the lower surface of the elastic substrate 7, and has a structure in which a piezoelectric film such as PVDF (Polyvinylidene fluoride) is sandwiched between a pair of thin transparent electrodes. The actuator can be used.

実施の形態1では、一例として、20行×20列で400個のアクチュエータ8が弾性基板7の下面にマトリクス状に配列されている。図1(A)には、20行×20列で400個のアクチュエータ8のうちの1行目に位置するアクチュエータ8(1,1)、8(2,1)、8(3,1)・・・8(18,1)、8(19,1)、8(20,1)を示す。   In the first embodiment, as an example, 400 actuators 8 in 20 rows × 20 columns are arranged in a matrix on the lower surface of the elastic substrate 7. FIG. 1A shows actuators 8 (1, 1), 8 (2, 1), 8 (3, 1), which are located in the first row among 400 actuators 8 in 20 rows × 20 columns. .. 8 (18, 1), 8 (19, 1), 8 (20, 1) are shown.

すべてのアクチュエータ8は、駆動制御回路30から印加される電圧(所定の正電圧又は負電圧)によって駆動される。アクチュエータ8の圧電フィルムは、一対の電極から電圧が供給されると、厚さ方向に撓んで変位する。この変位は弾性基板7に振動として伝達する。   All the actuators 8 are driven by a voltage (predetermined positive voltage or negative voltage) applied from the drive control circuit 30. When a voltage is supplied from the pair of electrodes, the piezoelectric film of the actuator 8 is deflected and displaced in the thickness direction. This displacement is transmitted to the elastic substrate 7 as vibration.

なお、図1(A)では、説明の便宜上、駆動制御回路30から複数のアクチュエータ8の各々に電圧を印加するための信号線を矢印で示す。   In FIG. 1A, for convenience of explanation, signal lines for applying a voltage from the drive control circuit 30 to each of the plurality of actuators 8 are indicated by arrows.

接触センサ処理回路10は、接触センサ6から出力される操作位置の座標を表す電圧値に信号処理を行う回路である。この信号処理により、操作位置の座標を表す電圧値は、増幅、ノイズ除去、及びデジタル変換が行われ、デジタル電圧値として出力される。このように信号処理を行うため、接触センサ6から出力される電圧値が微小であっても、操作位置を正確に検出することができる。また、上述のように複数の透明電極をマトリクス状に配列した抵抗膜方式の接触センサ6を用いている場合には、押圧によって接触が生じた電極の数から接触面積を求めることができるとともに、接触面の中心位置を算出して操作位置(接触位置)を正確に導出できる。さらに、接触センサ処理回路10は、操作位置や接触面積の時間変化量を検出することもできる。   The contact sensor processing circuit 10 is a circuit that performs signal processing on a voltage value that represents the coordinates of the operation position output from the contact sensor 6. By this signal processing, the voltage value representing the coordinates of the operation position is amplified, noise-removed, and digitally converted, and output as a digital voltage value. Since signal processing is performed in this way, the operation position can be accurately detected even if the voltage value output from the contact sensor 6 is very small. In addition, when using the resistive film type contact sensor 6 in which a plurality of transparent electrodes are arranged in a matrix as described above, the contact area can be obtained from the number of electrodes in which contact is caused by pressing, The operation position (contact position) can be accurately derived by calculating the center position of the contact surface. Furthermore, the contact sensor processing circuit 10 can also detect the time change amount of the operation position and the contact area.

なお、表面基板5、接触センサ6及び接触センサ処理回路10は、座標入力面上でなされた操作入力の押圧度合を検出する押圧度合検出部としての機能も有する。   The front substrate 5, the contact sensor 6, and the contact sensor processing circuit 10 also have a function as a pressing degree detection unit that detects the pressing degree of the operation input made on the coordinate input surface.

接触センサ処理回路10は、操作位置の座標を表す電圧値に上述の信号処理を行い、操作入力のあった位置を表す入力座標情報と、接触面積を表す面積情報を出力する。入力座標情報は、例えば、操作入力が行われた領域の中心位置の座標を表し、面積情報は接触面積の大きさを示す。操作者による押圧度合が高くなると、対向配置された接触センサ6の電極シートが接触する接触面積が増えるため、電極シート間の抵抗値が下がり、接触センサ処理回路10から出力される面積情報を表す電圧値は低くなる。一方、押圧度合が低い場合は、接触面積が減るため、面積情報を表す電圧値は高くなる。面積情報の変化は、操作者による表面基板5の押圧度合の変化を表す情報として利用することができる。入力座標情報と面積情報は、操作者の操作入力の内容を表す情報として、主制御装置40に入力される。   The contact sensor processing circuit 10 performs the above-described signal processing on the voltage value representing the coordinates of the operation position, and outputs input coordinate information representing the position where the operation is input and area information representing the contact area. The input coordinate information represents, for example, the coordinates of the center position of the region where the operation input has been performed, and the area information indicates the size of the contact area. When the degree of pressing by the operator increases, the contact area with which the electrode sheets of the contact sensor 6 arranged to face each other increases, so that the resistance value between the electrode sheets decreases and represents the area information output from the contact sensor processing circuit 10. The voltage value becomes low. On the other hand, when the degree of pressing is low, the contact area is reduced, and the voltage value representing the area information is high. The change in the area information can be used as information representing a change in the degree of pressing of the surface substrate 5 by the operator. The input coordinate information and the area information are input to the main control device 40 as information representing the contents of the operation input by the operator.

画像表示回路20は、液晶パネル3の各画素を駆動して所望の画像を表示させるための回路である。例えば、液晶パネルがアクティブマトリクス駆動される場合は、画像表示回路20は、主制御装置40から入力される画像データ及び表示座標データに基づき、各画素を駆動するためのTFT(Thin Film Transistor)を駆動する。画像表示回路20は、主制御装置40によってメモリ50から読み出される画像データをアナログ電圧信号に変換して出力し、液晶パネル3を駆動する。これにより、液晶パネル3には、画像データに応じた画像(画像パターン)が表示座標データに応じた表示位置に表示される。画像データは、メモリ50に格納されており、例えば、タッチパネル付き表示装置100の操作部品となるGUI部品やGUI部品の周囲の画像(画像パターン)を生成するためのデータである。また、表示座標データは、画像データを表す位置を座標上で特定するためのデータであり、画像データと関連付けられてメモリ50内に格納されている。   The image display circuit 20 is a circuit for driving each pixel of the liquid crystal panel 3 to display a desired image. For example, when the liquid crystal panel is driven in an active matrix, the image display circuit 20 includes a TFT (Thin Film Transistor) for driving each pixel based on the image data and display coordinate data input from the main controller 40. To drive. The image display circuit 20 converts the image data read from the memory 50 by the main controller 40 into an analog voltage signal and outputs the analog voltage signal to drive the liquid crystal panel 3. As a result, an image (image pattern) corresponding to the image data is displayed on the liquid crystal panel 3 at a display position corresponding to the display coordinate data. The image data is stored in the memory 50 and is, for example, data for generating a GUI component that is an operation component of the display device 100 with a touch panel and an image (image pattern) around the GUI component. The display coordinate data is data for specifying the position representing the image data on the coordinates, and is stored in the memory 50 in association with the image data.

駆動制御回路30は、400個のアクチュエータ8を駆動するための駆動電圧(駆動信号)を出力する回路であり、例えば、ファンクションジェネレータを用いることができる。駆動制御回路30は、主制御装置40から入力される駆動パターンに応じて駆動電圧の電圧波形の変調や増幅を行い、アクチュエータ8を駆動する。駆動パターンは、電圧波形の周波数及び振幅で決まるため、電圧波形の周波数及び振幅は、主制御装置40がメモリ50から読み出す固有振動数データ及び振幅データによって設定されることになる。   The drive control circuit 30 is a circuit that outputs a drive voltage (drive signal) for driving the 400 actuators 8, and for example, a function generator can be used. The drive control circuit 30 modulates and amplifies the voltage waveform of the drive voltage according to the drive pattern input from the main controller 40 and drives the actuator 8. Since the drive pattern is determined by the frequency and amplitude of the voltage waveform, the frequency and amplitude of the voltage waveform are set by the natural frequency data and amplitude data that the main controller 40 reads from the memory 50.

主制御装置40は、例えば、CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)で構成され、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の制御を統括する処理装置である。   The main control device 40 is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit), and is a processing device that controls the control of the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment.

実施の形態1では、主制御装置40は、メモリ50内に格納されたプログラムを実行して操作者に所定のサービスを提供する際に、接触センサ処理回路10から入力される入力座標情報又は面積情報と、液晶パネル3に表示しているGUI部品の種類を表すデータとに基づき、操作者の操作内容を判定する。   In the first embodiment, the main control device 40 executes the program stored in the memory 50 to provide the operator with a predetermined service, and input coordinate information or area input from the contact sensor processing circuit 10 Based on the information and data representing the type of GUI component displayed on the liquid crystal panel 3, the operation content of the operator is determined.

そして、判定結果に応じて処理を実行し、処理に必要な画像パターンを生成するための画像データをメモリ50から読み出し、画像表示回路20を介して液晶パネル3に表示させる。   Then, processing is executed according to the determination result, and image data for generating an image pattern necessary for the processing is read from the memory 50 and displayed on the liquid crystal panel 3 through the image display circuit 20.

例えば、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100がスマートフォンとして用いられる場合は、主制御装置40は、操作者の操作入力に応じて、文章を入力するためのキーボードのボタンを表すGUI部品を液晶パネル3に表示させ、操作者の操作入力に応じて文章の入力処理等を実行する。   For example, when the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment is used as a smartphone, the main control device 40 displays a GUI component representing a keyboard button for inputting text according to an operation input by the operator. It is displayed on the panel 3, and a sentence input process or the like is executed in accordance with an operation input by the operator.

ここで、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100では、画像データと、振幅データ及び固有振動数データとが関連付けられてメモリ50に格納されている。   Here, in display device 100 with a touch panel according to Embodiment 1, image data, amplitude data, and natural frequency data are associated with each other and stored in memory 50.

そして、主制御装置40は、上述の文章入力処理のような処理を実行するために、メモリ50から画像データを読み出して液晶パネル3に画像を表示させる際に、メモリ50内で画像データと関連付けられた振幅データ及び固有振動数データを読み出し、駆動制御回路30を介してアクチュエータ8を駆動して、表面基板5を振動させるための処理を実行する駆動制御部である。このように表面基板5を振動させるための処理の詳細については後述する。   Then, main controller 40 reads the image data from memory 50 and displays the image on liquid crystal panel 3 in association with the image data in memory 50 in order to execute processing such as the text input process described above. It is a drive control unit that reads the amplitude data and natural frequency data that have been read and drives the actuator 8 via the drive control circuit 30 to execute processing for vibrating the surface substrate 5. Details of the process for vibrating the surface substrate 5 will be described later.

メモリ50は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の駆動に必要なプログラム等の種々のデータを格納するメモリであり、実施の形態1では、所定のサービスを提供するためのプログラムと、画像データ及び表示座標データとに加えて、振幅データ、及び固有振動数データを格納する。   The memory 50 is a memory for storing various data such as a program necessary for driving the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment. In the first embodiment, a program for providing a predetermined service, an image, and the like are provided. In addition to data and display coordinate data, amplitude data and natural frequency data are stored.

画像データは、液晶パネル3に表示するためのGUI部品の画像、及びその他の画像を表すデータである。また、表示座標データは、各画像データによる画像を表示する位置を座標上で特定するためのデータである。   The image data is data representing an image of a GUI component to be displayed on the liquid crystal panel 3 and other images. The display coordinate data is data for specifying on the coordinates a position where an image based on each image data is displayed.

振幅データ及び固有振動数データは、駆動制御回路30を介してアクチュエータ8を駆動するための駆動パターンを表すデータである。   The amplitude data and the natural frequency data are data representing a drive pattern for driving the actuator 8 via the drive control circuit 30.

この駆動パターンを表す振幅データ及び固有振動数データは、画像データ及び表示座標データと関連付けられてメモリ50に格納されている。   The amplitude data and the natural frequency data representing the drive pattern are stored in the memory 50 in association with the image data and the display coordinate data.

アクチュエータ8の駆動方法の詳細については後述するが、実施の形態1のタッチパネル装置及びタッチパネル付き表示装置100は、液晶パネル3に表示されるボタン等であるGUI部品の中央部に腹が位置し、かつGUI部品の境界部に節が位置するように、アクチュエータ8を駆動する。   Although the details of the driving method of the actuator 8 will be described later, the touch panel device and the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment are located at the center of a GUI part that is a button or the like displayed on the liquid crystal panel 3. In addition, the actuator 8 is driven so that the node is positioned at the boundary part of the GUI part.

次に、図1(B)を用いて、アクチュエータ8の構造について説明する。   Next, the structure of the actuator 8 will be described with reference to FIG.

図1(B)には、20行×20列で400個のアクチュエータ8のうちの2行目の1列目から3列目に位置するアクチュエータ8(2,1)、8(2,2)、8(2,3)の断面構造を示す。   FIG. 1B shows actuators 8 (2, 1) and 8 (2, 2) located in the first to third columns of the second row of 400 actuators 8 in 20 rows × 20 columns. , 8 (2, 3).

400個のアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の断面構造はすべて同一であるため、ここでは、図1(B)に示す3つのアクチュエータ8(2,1)、8(2,2)、8(2,3)の断面構造について説明する。   Since the sectional structures of the 400 actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) are all the same, here, the three actuators 8 (2, 1), 8 (2) shown in FIG. , 2) and 8 (2, 3) will be described.

なお、以下では、400個あるアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)を特に区別しない場合には、単にアクチュエータ8と称す。   Hereinafter, the 400 actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) are simply referred to as actuators 8 unless particularly distinguished.

アクチュエータ8は、電極8A、圧電フィルム8B、電極8Cを積層した構造を有する。   The actuator 8 has a structure in which an electrode 8A, a piezoelectric film 8B, and an electrode 8C are stacked.

電極8Aは、400個のアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)について共通の1枚の電極であり、例えば、弾性基板7を図1(B)に示す状態とは天地を逆にした状態で、弾性基板7上にITOを形成することによって作成される。   The electrode 8A is one common electrode for the 400 actuators 8 (1,1) to 8 (20,20). For example, the elastic substrate 7 is reversed from the state shown in FIG. In this state, it is created by forming ITO on the elastic substrate 7.

圧電フィルム8Bは、電極8Aと同様に、400個のアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)について共通の1枚の電極であり、例えば、弾性基板7及び電極8Aを図1(B)に示す状態とは天地を逆にした状態で、電極8A上にPVDFを形成することによって作成される。   The piezoelectric film 8B is one electrode common to the 400 actuators 8 (1,1) to 8 (20,20), similarly to the electrode 8A. For example, the elastic substrate 7 and the electrode 8A are formed as shown in FIG. The state shown in B) is a state in which the top and bottom are reversed, and is created by forming PVDF on the electrode 8A.

電極8Cは、400個のアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の各々について分割されており、例えば、弾性基板7、電極8A、及び圧電フィルム8Bを図1(B)に示す状態とは天地を逆にした状態で、圧電フィルム8BにITOを形成し、レーザ加工等で400個に分割することによって作成される。   The electrode 8C is divided for each of the 400 actuators 8 (1,1) to 8 (20,20). For example, the elastic substrate 7, the electrode 8A, and the piezoelectric film 8B are shown in FIG. The state is created by forming ITO on the piezoelectric film 8B and dividing it into 400 pieces by laser processing or the like with the top and bottom reversed.

電極8A、8Cと駆動制御回路30を接続する信号線は、例えば、ITO膜で作製すればよく、電極8A、8Cを作成するためのITO膜を成膜した後に、例えば、レーザ加工等で作製すればよい。なお、400個ある電極8Cの各々と駆動制御回路30を接続するための信号線は、例えば、400個の電極8Cの間の隙間を通して配線すればよい。   The signal lines that connect the electrodes 8A and 8C and the drive control circuit 30 may be made of, for example, an ITO film. do it. The signal lines for connecting each of the 400 electrodes 8C and the drive control circuit 30 may be wired through a gap between the 400 electrodes 8C, for example.

電極8A、8Cの間には、駆動制御回路30から信号線を介して電圧が印加される。   A voltage is applied between the electrodes 8A and 8C from the drive control circuit 30 via a signal line.

なお、以下では、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の各々が形成される領域をセルと称す。平面視でのセルの大きさは、電極8Cの大きさによって規定される。   Hereinafter, a region where each of the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) is formed is referred to as a cell. The size of the cell in plan view is defined by the size of the electrode 8C.

図2(A)〜(D)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の400個のセルに含まれる電極8Cの配列を示す図である。図2(A)〜(D)は、例示的な電極8Cの配列パターンを示す図であるが、ここでは配列パターンを見易くするために、符号8Cを省略して示す。   2A to 2D are diagrams illustrating an arrangement of electrodes 8C included in 400 cells of display device 100 with a touch panel according to the first embodiment. FIGS. 2A to 2D are diagrams showing an exemplary arrangement pattern of the electrodes 8C. Here, in order to make the arrangement pattern easier to see, the reference numeral 8C is omitted.

図2(A)に示すように、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100は、20行×20列でマトリクス状に配列された400個の電極8Cを有する。各電極8Cは、平面視で正方形である。   As shown in FIG. 2A, the display device with a touch panel 100 of Embodiment 1 has 400 electrodes 8C arranged in a matrix of 20 rows × 20 columns. Each electrode 8C is square in plan view.

ここで、図2(A)に示す原点0を有するXY座標を用い、行方向(各行が伸びている方向)をX軸方向とし、列方向(各列が伸びている方向)をY軸方向とする。また、X軸方向にi番目(iは1〜20のうちのいずれか)で、Y軸方向にj番目(jは1〜20のうちのいずれか)に存在するセルをセル(i,j)と称す。   Here, using the XY coordinates having the origin 0 shown in FIG. 2A, the row direction (the direction in which each row extends) is the X-axis direction, and the column direction (the direction in which each column extends) is the Y-axis direction. And Further, a cell (i, j) that is i-th (i is any one of 1 to 20) in the X-axis direction and j-th (j is any one of 1 to 20) in the Y-axis direction is displayed. ).

実施の形態1では、各電極8Cは平面視で正方形であり、各セルも平面視で正方形であるものとして説明するが、電極8Cは、図2(B)、図2(C)、図2(D)にそれぞれ示すように、平面視で正三角形、正六角形、円形であってもよい。   In Embodiment 1, each electrode 8C is described as being square in plan view, and each cell is also square in plan view. However, the electrode 8C is illustrated in FIGS. 2B, 2C, and 2 as well. As shown in (D), it may be a regular triangle, a regular hexagon, or a circle in plan view.

図3は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の液晶パネル3の表示の一例を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of display on the liquid crystal panel 3 of the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment.

主制御装置40は、後述する画像パターンIDを用いてメモリ50にアクセスし、画像パターンIDに関連付けられた画像データIDに対応する画像データと、表示座標データとを読み出す。そして主制御装置40が画像データと表示座標データを画像表示回路20に入力すると、画像表示回路20は、画像データと表示座標データを用いて液晶パネル3内の所望の位置に画像(画像パターン)を生成する。このようにして液晶パネル3にGUI部品として、例えば、8つのGUIボタン21とGUIスライドバー22が表示される。   Main controller 40 accesses memory 50 using an image pattern ID, which will be described later, and reads image data corresponding to the image data ID associated with the image pattern ID and display coordinate data. When the main control device 40 inputs image data and display coordinate data to the image display circuit 20, the image display circuit 20 uses the image data and display coordinate data to display an image (image pattern) at a desired position in the liquid crystal panel 3. Is generated. Thus, for example, eight GUI buttons 21 and a GUI slide bar 22 are displayed on the liquid crystal panel 3 as GUI parts.

図4は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の主制御装置40に含まれる一部の回路構成を示すブロック図であり、図5は、図4に示す定在波生成回路の回路構成を示すブロック図である。   4 is a block diagram showing a part of the circuit configuration included in main controller 40 of display device 100 with a touch panel according to Embodiment 1, and FIG. 5 shows the circuit configuration of the standing wave generating circuit shown in FIG. FIG.

図4に示すように、主制御装置40は、接触状態判定回路41、操作完了パターン生成回路42、及び定在波生成回路43を含む。なお、上述のように、主制御装置40は、タッチパネル付き表示装置100の種々の処理を統括する処理装置であるため、ここに示す回路は、主制御装置40のうちの一部分である。   As shown in FIG. 4, main controller 40 includes a contact state determination circuit 41, an operation completion pattern generation circuit 42, and a standing wave generation circuit 43. Note that, as described above, the main control device 40 is a processing device that controls various processes of the display device 100 with a touch panel, and therefore the circuit shown here is a part of the main control device 40.

接触状態判定回路41は、接触センサ処理回路10から入力される入力座標情報及び面積情報のうち、面積情報に基づき、操作者による座標入力面(表面基板5の表面)の押圧度合を判定する回路である。主制御装置40は、接触状態判定回路41によって判定される押圧度合が所定の閾値以上の場合は、操作完了パターン生成回路42に処理を実行させ、接触状態判定回路41によって判定される押圧度合が所定の閾値未満の場合は、定在波生成回路43に処理を実行させる。   The contact state determination circuit 41 is a circuit that determines the degree of pressing of the coordinate input surface (surface of the front substrate 5) by the operator based on the area information among the input coordinate information and the area information input from the contact sensor processing circuit 10. It is. When the pressing degree determined by the contact state determination circuit 41 is equal to or greater than a predetermined threshold, the main control device 40 causes the operation completion pattern generation circuit 42 to execute a process, and the pressing degree determined by the contact state determination circuit 41 is If it is less than the predetermined threshold, the standing wave generation circuit 43 is caused to execute the process.

操作完了パターン生成回路42は、駆動制御回路30に入力する駆動パターンを生成する2つの回路のうちの一方の回路であり、操作者が液晶パネル3に表示するGUIボタンやスライドバーに触れて操作を行う際に、操作完了を知らせるための触感を与えるようにアクチュエータ8を駆動するための駆動パターンを生成する。なお、ここでは、「操作完了」とは、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100が操作者の操作入力を認識したことをいう。   The operation completion pattern generation circuit 42 is one of two circuits that generate a drive pattern input to the drive control circuit 30, and is operated by an operator touching a GUI button or a slide bar displayed on the liquid crystal panel 3. When performing the above, a drive pattern for driving the actuator 8 is generated so as to give a tactile sensation for notifying the completion of the operation. Here, “operation completion” means that the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment has recognized the operation input of the operator.

定在波生成回路43は、駆動制御回路30に入力する駆動パターンを生成する2つの回路のうちの他方の回路であり、操作者が液晶パネル3に表示するGUI部品であるボタンやスライドバーに触れる際に、実際のボタンに触れているような触感を与えるようにアクチュエータ8を駆動させるための駆動パターンを生成する。   The standing wave generation circuit 43 is the other circuit of the two circuits that generate the drive pattern input to the drive control circuit 30, and is used for buttons and slide bars that are GUI parts displayed on the liquid crystal panel 3 by the operator. When touching, a drive pattern for driving the actuator 8 is generated so as to give a feeling of touching an actual button.

図5に示すように、定在波生成回路43は、周波数制御回路44及び振幅制御回路45を含む。   As shown in FIG. 5, the standing wave generation circuit 43 includes a frequency control circuit 44 and an amplitude control circuit 45.

周波数制御回路44は、メモリ50に格納された固有振動数データを読み出して出力する回路である。この周波数制御回路44は、主制御装置40に含まれるため、主制御装置40がメモリ50に格納された固有振動数データを読み出す処理は、実際には、周波数制御回路44がメモリ50内の固有振動数データが読み出すことによって実現される。   The frequency control circuit 44 is a circuit that reads out and outputs the natural frequency data stored in the memory 50. Since the frequency control circuit 44 is included in the main controller 40, the process in which the main controller 40 reads out the natural frequency data stored in the memory 50 is actually performed by the frequency control circuit 44 in the memory 50. This is realized by reading the frequency data.

振幅制御回路45は、メモリ50に格納された振幅データを読み出して出力する回路である。この振幅制御回路45は、主制御装置40に含まれるため、主制御装置40がメモリ50に格納された振幅データを読み出す処理は、実際には、振幅制御回路45がメモリ50内の振幅データを読み出すことによって実現される。   The amplitude control circuit 45 is a circuit that reads and outputs the amplitude data stored in the memory 50. Since the amplitude control circuit 45 is included in the main control device 40, the process of reading the amplitude data stored in the memory 50 by the main control device 40 is actually performed by the amplitude control circuit 45 using the amplitude data in the memory 50. Realized by reading.

周波数制御回路44及び振幅制御回路45によってメモリ50から固有振動数データ及び振幅データが読み出されることにより、定在波生成回路43からこれらのデータが出力され、これにより、固有振動数データ及び振幅データで表される駆動パターンが主制御装置40から駆動制御回路30に入力される。   When the natural frequency data and the amplitude data are read from the memory 50 by the frequency control circuit 44 and the amplitude control circuit 45, these data are output from the standing wave generation circuit 43, whereby the natural frequency data and the amplitude data are output. Is input from the main controller 40 to the drive control circuit 30.

なお、定在波の周期、腹や節の位置、及び振幅は、固有振動数データ又は振幅データを変更することで調整できる。   The period of the standing wave, the position of the antinodes and nodes, and the amplitude can be adjusted by changing the natural frequency data or the amplitude data.

また、固有振動数データ及び振幅データを変更することにより、複数の波形を重畳した駆動パターンを生成することもできる。さらに、生成される波形は正弦波に限定されるものではなく、パルス波や三角波等の波形を生成することもできる。また、アクチュエータ8の駆動パターンは、共通パターン又は異なるパターンのいずれで行うこともできる。   Further, by changing the natural frequency data and the amplitude data, it is possible to generate a drive pattern in which a plurality of waveforms are superimposed. Furthermore, the generated waveform is not limited to a sine wave, and a waveform such as a pulse wave or a triangular wave can also be generated. Moreover, the drive pattern of the actuator 8 can be performed by either a common pattern or a different pattern.

次に、図6を用いて、駆動制御回路30の構成について説明する。   Next, the configuration of the drive control circuit 30 will be described with reference to FIG.

図6は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の駆動制御回路30の回路構成をセル及び主制御装置40とともに示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration of the drive control circuit 30 of the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment, together with the cells and the main control device 40.

図6に示すように、駆動制御回路30は、電源駆動部31、X方向走査回路32、及びY方向走査回路33を含み、主制御装置40から入力されるセル選択駆動信号に基づき、セル(i,j)を順次駆動する。   As shown in FIG. 6, the drive control circuit 30 includes a power supply drive unit 31, an X direction scanning circuit 32, and a Y direction scanning circuit 33, and based on a cell selection drive signal input from the main control device 40, the cell ( i, j) are sequentially driven.

セル選択駆動信号は、セル(i,j)を特定する信号と、固有振動数データ及び振幅データで表される駆動パターンを表す信号とを含む。   The cell selection drive signal includes a signal that specifies the cell (i, j) and a signal that represents a drive pattern represented by the natural frequency data and the amplitude data.

電源駆動部31は、主制御装置40から入力されるセル選択駆動信号に基づき、セルを特定するためのX方向駆動信号及びY方向駆動信号と、各セルに印加するための電圧を出力する。   The power supply drive unit 31 outputs an X-direction drive signal and a Y-direction drive signal for specifying a cell, and a voltage to be applied to each cell, based on a cell selection drive signal input from the main controller 40.

X方向走査回路32は、信号線X1、X2、X3・・・X20に接続されており、電源駆動部31から入力されるX方向駆動信号に基づき、信号線X1〜X20を走査し、順番に電圧を印加する。   The X-direction scanning circuit 32 is connected to the signal lines X1, X2, X3... X20, and scans the signal lines X1 to X20 in order based on the X-direction driving signal input from the power supply driving unit 31. Apply voltage.

Y方向走査回路33は、信号線Y1、Y2、Y3・・・Y20に接続されており、電源駆動部31から入力されるY方向駆動信号に基づき、信号線Y1〜Y20を走査し、順番に電圧を印加する。   The Y-direction scanning circuit 33 is connected to the signal lines Y1, Y2, Y3... Y20, and scans the signal lines Y1 to Y20 based on the Y-direction drive signal input from the power supply drive unit 31 in order. Apply voltage.

例えば、信号線X2及びY2でアクチュエータ8(2,2)を選択して駆動する場合は、信号線X2及びY2とアクチュエータ8(2,2)の間を太線で示すように電圧を印加する。   For example, when the actuator 8 (2, 2) is selected and driven by the signal lines X2 and Y2, a voltage is applied between the signal lines X2 and Y2 and the actuator 8 (2, 2) as indicated by a thick line.

次に、図7のタイミングチャートを用いて、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100における各セルのアクチュエータ8を駆動するタイミングについて説明する。   Next, the timing for driving the actuator 8 of each cell in the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment will be described using the timing chart of FIG.

図7は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100における各セルのアクチュエータ8を駆動するタイミングを示すタイミングチャートである。   FIG. 7 is a timing chart showing the timing for driving the actuator 8 of each cell in the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment.

X方向走査回路32及びY方向走査回路33は、電源駆動部31から出力されるX方向駆動信号及びY方向駆動信号に基づき、信号線X1〜X20及び信号線Y1〜Y20を走査する。   The X direction scanning circuit 32 and the Y direction scanning circuit 33 scan the signal lines X1 to X20 and the signal lines Y1 to Y20 based on the X direction driving signal and the Y direction driving signal output from the power supply driving unit 31.

図7には、信号線X1、X2、X3・・・X18、X19、X20の信号波形を示し、信号線X4〜X17の信号波形を省略するが、実際には、信号線X1から信号線X20の信号波形は順番に立ち上がるものとする。   FIG. 7 shows signal waveforms of the signal lines X1, X2, X3... X18, X19, X20, and the signal waveforms of the signal lines X4 to X17 are omitted, but actually, the signal lines X1 to X20 are omitted. These signal waveforms shall rise in order.

同様に、図7には、信号線Y1、Y2、Y3・・・Y18、Y19、Y20の信号波形を示し、信号線Y4〜Y17の信号波形を省略するが、実際には、信号線Y1から信号線Y20の信号波形は順番に立ち上がるものとする。   Similarly, FIG. 7 shows signal waveforms of the signal lines Y1, Y2, Y3... Y18, Y19, Y20, and the signal waveforms of the signal lines Y4 to Y17 are omitted. The signal waveform of the signal line Y20 rises in order.

図7に示すように、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100は、信号線Y1〜Y20の各々を選択している間に、信号線X1〜X20を順番に選択する。すなわち、信号線Y1〜Y20の各々を順番に選択する際に、信号線X1〜X20を繰り返し順番に選択する。   As shown in FIG. 7, the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment selects the signal lines X1 to X20 in order while selecting each of the signal lines Y1 to Y20. That is, when selecting each of the signal lines Y1 to Y20 in order, the signal lines X1 to X20 are repeatedly selected in order.

このため、信号線X1〜X20の信号波形が立ち上がっている期間は、各アクチュエータ8に駆動電圧が印加されている期間であり、これをTsとする。   For this reason, the period in which the signal waveforms of the signal lines X1 to X20 rise is a period in which the drive voltage is applied to each actuator 8, and this is Ts.

信号線X1〜X20及び信号線Y1〜Y20の走査の順番は、まず、Y方向走査回路33が信号線Y1を選択して電圧を供給している状態で、X方向走査回路32が信号線X1〜X20を順番に走査する。これにより、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,1)が順番に駆動される。   The scanning order of the signal lines X1 to X20 and the signal lines Y1 to Y20 is as follows. First, the Y direction scanning circuit 33 selects the signal line Y1 and supplies a voltage, and the X direction scanning circuit 32 performs the signal line X1. Scan ~ X20 in order. Thereby, the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 1) are driven in order.

次に、Y方向走査回路33は、信号線Y2を選択して電圧を供給している状態で、X方向走査回路32が信号線X1〜X20を順番に走査する。これにより、アクチュエータ8(1,2)〜8(20,2)が順番に駆動される。   Next, the Y-direction scanning circuit 33 scans the signal lines X1 to X20 in order in a state where the signal line Y2 is selected and the voltage is supplied. Thereby, the actuators 8 (1, 2) to 8 (20, 2) are sequentially driven.

以下、Y3信号線からY20信号線を順番に選択し、Y3信号線からY20信号線の各々を選択している状態で、信号線X1〜X20を繰り返し順番に走査する。これにより、アクチュエータ8(1,3)〜8(20,3)、8(1,4)〜8(20,4)、8(1,5)〜8(20,5)・・・8(1,19)〜8(20,19)、8(1,20)〜8(20,20)が順番に選択される。   Hereinafter, the signal lines X1 to X20 are repeatedly scanned in order in a state where the Y20 signal line is sequentially selected from the Y3 signal line and each of the Y20 signal line is selected from the Y3 signal line. Accordingly, the actuators 8 (1, 3) to 8 (20, 3), 8 (1, 4) to 8 (20, 4), 8 (1, 5) to 8 (20, 5), ... 8 ( 1, 19) to 8 (20, 19) and 8 (1, 20) to 8 (20, 20) are selected in order.

すなわち、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)は、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,1)、8(1,2)〜8(20,2)・・・8(1,19)〜8(20,19)、8(1,20)〜8(20,20)の順番で駆動される。   That is, actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) are actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 1), 8 (1, 2) to 8 (20, 2). Driven in the order of (1, 19) to 8 (20, 19) and 8 (1, 20) to 8 (20, 20).

アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)を選択する順番は、主制御装置40から入力されるセル選択駆動信号に含まれている。   The order of selecting the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) is included in the cell selection drive signal input from the main controller 40.

なお、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)に印加する電圧については、後述する。   The voltage applied to the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) will be described later.

次に、図8を用いて、アクチュエータ8の動作説明を行う。   Next, the operation of the actuator 8 will be described with reference to FIG.

図8(A)〜(C)は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100のアクチュエータ8の動作を示す図である。ここでは、説明の便宜上、1つのセルに含まれる弾性基板7とアクチュエータ8の断面を示し、一つのアクチュエータ8の動作について説明する。   8A to 8C are diagrams illustrating the operation of the actuator 8 of the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment. Here, for convenience of explanation, the cross section of the elastic substrate 7 and the actuator 8 included in one cell is shown, and the operation of one actuator 8 will be described.

図8(A)〜(C)には、動作を分かり易くするために、弾性基板7及びアクチュエータ8の歪みを強調して示す。   In FIGS. 8A to 8C, the distortion of the elastic substrate 7 and the actuator 8 is emphasized for easy understanding of the operation.

また、図8(A)〜(C)には、PVDF製の圧電フィルム8Bの分極方向を図中に矢印で示す。   8A to 8C, the polarization direction of the PVDF piezoelectric film 8B is indicated by arrows in the drawing.

図8(A)に示すように、電極8A、8C間に電圧を印加していない状態では、圧電フィルム8Bに歪みは生じないため、弾性基板7に歪みは生じていない。   As shown in FIG. 8A, in the state where no voltage is applied between the electrodes 8A and 8C, the piezoelectric film 8B is not distorted, and thus the elastic substrate 7 is not distorted.

次に、電極8Aに負電圧を印加し、電極8Cに正電圧を印加すると、圧電フィルム8Bが伸びる方向に歪むことにより、弾性基板7は図8(B)に示すように下に凸になるように歪む。   Next, when a negative voltage is applied to the electrode 8A and a positive voltage is applied to the electrode 8C, the elastic substrate 7 becomes convex as shown in FIG. 8B due to distortion in the direction in which the piezoelectric film 8B extends. Is distorted.

一方、電極8Aに正電圧を印加し、電極8Cに負電圧を印加すると、圧電フィルム8Bが縮む方向に歪むことにより、弾性基板7は図8(C)に示すように上に凸になるように歪む。   On the other hand, when a positive voltage is applied to the electrode 8A and a negative voltage is applied to the electrode 8C, the elastic film 7 is projected upward as shown in FIG. Distorted.

実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100では、各アクチュエータ8を駆動して図8(B)、7(C)に示すように各セル内の弾性基板7を歪ませることにより、弾性基板7の全体に定在波を発生させる。   In the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment, each actuator 8 is driven to distort the elastic substrate 7 in each cell as shown in FIGS. 8B and 7C. A standing wave is generated throughout.

次に、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)に印加する電圧について説明する。   Next, the voltage applied to the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) will be described.

アクチュエータ8には、式(1)で表される駆動電圧ei,j(t)を印加する。駆動電圧ei,j(t)は、単一の振動モード(調和振動)であり、弾性基板7に定在波を発生させるための電圧である。 A drive voltage e i, j (t) represented by the formula (1) is applied to the actuator 8. The drive voltage e i, j (t) is a single vibration mode (harmonic vibration), and is a voltage for generating a standing wave in the elastic substrate 7.

ここで、駆動電圧ei,j(t)は、時刻tにおいて、セル(i,j)のアクチュエータ8(i,j)の電極8A、8C(図1(B)参照)の間に印加する電圧である。 Here, the drive voltage e i, j (t) is applied between the electrodes 8A and 8C (see FIG. 1B) of the actuator 8 (i, j) of the cell (i, j) at time t. Voltage.

m,n(i,j)は、セル(i,j)の部分の弾性基板7に発生させる振幅を表し、式(2)で表される。 g m, n (i, j) represents the amplitude generated in the elastic substrate 7 in the portion of the cell (i, j), and is represented by Expression (2).

ここで、Lxは、弾性基板7のX軸方向の長さ(mm)、Lyは、弾性基板7のY軸方向の長さ(mm)、mはX軸方向における定在波の腹の数、nはY軸方向における定在波の腹の数、x(i)は、X軸方向においてi番目の列の中心点の座標、y(i)は、Y軸方向においてi番目の列の中心点の座標を表す。 Here, Lx is the length (mm) of the elastic substrate 7 in the X-axis direction, Ly is the length (mm) of the elastic substrate 7 in the Y-axis direction, and m is the number of antinodes of the standing wave in the X-axis direction. , N is the number of antinodes of the standing wave in the Y-axis direction, x (i) is the coordinate of the center point of the i-th column in the X-axis direction, and y (i) is the i-th column in the Y-axis direction. Represents the coordinates of the center point.

振幅gm,n(i,j)を表すデータは、メモリ50(図1(A)参照)内に振幅データとして格納されており、アクチュエータ8を駆動する際に、主制御装置40内の振幅制御回路45がメモリ50から読み出して、セル(i,j)のアクチュエータ8を駆動するための駆動電圧ei,j(t)に設定する。これにより、セル(i,j)のアクチュエータ8は、振幅gm,n(i,j)を生成するように駆動される。 Data representing the amplitude g m, n (i, j) is stored as amplitude data in the memory 50 (see FIG. 1A), and the amplitude in the main controller 40 when the actuator 8 is driven. The control circuit 45 reads out from the memory 50 and sets the driving voltage e i, j (t) for driving the actuator 8 of the cell (i, j). Thereby, the actuator 8 of the cell (i, j) is driven so as to generate the amplitude g m, n (i, j).

また、式(1)に含まれる電圧v(t)は時間tの関数であり、式(3)で表される。vは、駆動電圧ei,j(t)の振幅となる電圧値であり、アクチュエータ8の圧電フィルム8Bの物理的特性に応じて決定すればよい。 Further, the voltage v (t) included in the expression (1) is a function of the time t and is expressed by the expression (3). v 0 is a voltage value having the amplitude of the drive voltage e i, j (t), and may be determined according to the physical characteristics of the piezoelectric film 8B of the actuator 8.

ωm,nは、弾性基板7に発生させる定在波の固有振動数である。 ω m, n is the natural frequency of the standing wave generated in the elastic substrate 7.

ここで、一般に、固有振動モードは物体の材質やサイズによって決まるものであり、例えば、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100のように四辺が支持された矩形平板状の弾性基板7におけるm、nモード(m、nは任意の整数であり、X軸後方及びY軸方向における定在波の腹の数)の周波数は、物体のヤング率をE,密度をρ,ポアソン比をν、弾性基板7の長さをLx,Ly、表面基板の高さをh、角周波数をωm,nとすると、角周波数をωm,nの固有振動モードを得るための周波数freqm,nは、(4)式で表すことができる。 Here, in general, the natural vibration mode is determined by the material and size of the object. For example, m in the rectangular flat plate-like elastic substrate 7 in which the four sides are supported as in the display device with a touch panel 100 of the first embodiment, The frequency of the n mode (m and n are arbitrary integers and the number of antinodes of the standing wave in the X-axis backward and Y-axis directions) is the Young's modulus of the object, the density ρ, the Poisson's ratio ν, and the elasticity the length of the substrate 7 Lx, Ly, the height of the surface substrate h, the angular frequency and omega m, n, the frequency freq m for the angular frequency obtained natural vibration modes of the omega m, n, n is (4) It can represent with Formula.

ここで、各セルをスキャンするときに、1つのセルのアクチュエータ8に駆動電圧ei,j(t)を印加する時間をTs、固有振動数ωm,nによって決まる加振周期をTfとする。加振周期Tfは、Tf=2π/ωm,nで表される。 Here, when scanning each cell, the time during which the drive voltage e i, j (t) is applied to the actuator 8 of one cell is Ts, and the excitation period determined by the natural frequency ω m, n is Tf. . The excitation period Tf is represented by Tf = 2π / ω m, n .

実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100では、上述のように、信号線X1〜X20と信号線Y1〜Y20とでアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)を1つずつ走査しながら、各アクチュエータ8に順番に駆動電圧ei,j(t)を印加する。 In the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment, as described above, the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) are scanned one by one with the signal lines X1 to X20 and the signal lines Y1 to Y20. However, the drive voltage e i, j (t) is applied to each actuator 8 in order.

TsとTfの大小関係により、各セルのアクチュエータ8に印加する駆動電圧ei,j(t)の波形は異なるが、Ts>Tfの場合とTs<Tfの場合の駆動電圧ei,j(t)の波形は、図9、図10に示すような波形になる。 The magnitude relation of Ts and Tf, the drive voltage e i to be applied to the actuator 8 of each cell, the waveform of j (t) are different, Ts> For Tf and Ts <driving voltage for Tf e i, j ( The waveform of t) is as shown in FIGS.

図9及び図10は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100における駆動電圧ei,j(t)の波形の一例を示す図である。 9 and 10 are diagrams illustrating examples of waveforms of the drive voltage e i, j (t) in the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment.

図9及び図10では、縦軸が電圧値であり、横軸が時間である。図9及び図10には、一例として、セル(1,3)〜(20,3)に順番に印加する駆動電圧ei,j(t)の波形を示すため、横軸に座標値(1,3)〜(20,3)を示す。 In FIG. 9 and FIG. 10, the vertical axis is the voltage value, and the horizontal axis is the time. 9 and 10, as an example, in order to show the waveform of the drive voltage e i, j (t) sequentially applied to the cells (1, 3) to (20, 3), the coordinate value (1 , 3) to (20, 3).

1つのセルのアクチュエータ8に駆動電圧ei,j(t)を印加する時間をTs、固有振動数ωm,nによって決まる加振周期をTfに対して、Ts>Tfの場合は、図9に示すようにセルへの印加時間Ts内に加振周期Tfが1周期以上含まれることになる。図9に示す波形は、Ts=3Tfの場合の波形であり、各印加時間Ts内に3周期分の加振周期Tfが含まれている。 When Ts is a time for applying the driving voltage e i, j (t) to the actuator 8 of one cell, Tf is an excitation period determined by the natural frequency ω m, n , and Ts> Tf, FIG. As shown in FIG. 4, the excitation period Tf is included in the application time Ts to the cell at least one period. The waveform shown in FIG. 9 is a waveform in the case of Ts = 3Tf, and an excitation period Tf for three periods is included in each application time Ts.

一方、Ts<Tfの場合は、図10に示すようにセルへの印加時間Ts内に1周期未満の加振周期Tfが含まれることになる。   On the other hand, when Ts <Tf, as shown in FIG. 10, the excitation period Tf of less than one period is included in the application time Ts to the cell.

実施の形態1では、液晶パネル3に表示させるGUI部品の位置、形状等に応じて、Ts、Tfを決定し、図9又は図10に示すような駆動電圧ei,j(t)をアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)に順番に印加する。 In the first embodiment, Ts and Tf are determined according to the position, shape, and the like of the GUI component displayed on the liquid crystal panel 3, and the drive voltage e i, j (t) as shown in FIG. It applies in order to 8 (1, 1) -8 (20, 20).

次に、図11を用いて、弾性基板7に発生させる定在波の一例について説明する。   Next, an example of a standing wave generated on the elastic substrate 7 will be described with reference to FIG.

図11は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100に発生させる定在波を模式的に示す図である。   FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a standing wave generated in the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment.

ここで、弾性基板7として、例えばヤング率が2.5×10[Pa]、密度が1200[kg/m]、ポアソン比が0.38のポリカーボネート製の透明基板を用い、Lxが40[mm]、Lyが30[mm]、hが1.21[mm]である場合は、アクチュエータ8を約20kHzで駆動して弾性基板7に加振することで、図11(A)、(B)に示すように2次元的に分布する3,4モードの分布振動を発生させることができる。 Here, as the elastic substrate 7, for example, a polycarbonate transparent substrate having a Young's modulus of 2.5 × 10 9 [Pa], a density of 1200 [kg / m 3 ], and a Poisson's ratio of 0.38 is used, and Lx is 40. When [mm] and Ly are 30 [mm] and h is 1.21 [mm], the actuator 8 is driven at about 20 kHz to vibrate the elastic substrate 7, and FIG. As shown in B), three- and four-mode distributed vibrations distributed two-dimensionally can be generated.

図11(A)、(B)において、色の薄い部分は定在波の凸の場所を示し、色の濃い部分は定在波の凹の部分を示す。   In FIGS. 11A and 11B, the light-colored portion indicates the convex portion of the standing wave, and the dark-colored portion indicates the concave portion of the standing wave.

図11(A)の平面図に示すように、m=3、n=4の3,4モードの定在波が発生している。図11(A)に示す定在波は、振幅が最大となるある瞬間における定在波である。   As shown in the plan view of FIG. 11A, 3 and 4 mode standing waves of m = 3 and n = 4 are generated. The standing wave shown in FIG. 11A is a standing wave at a certain moment when the amplitude is maximum.

また、X軸方向及びY軸方向に沿って示すのは、X軸方向及びY軸方向から定在波を見た場合における各セルの最大振幅である。3,4モードであるため、X軸方向には3つの腹が存在し、Y軸方向には4つの腹が存在する。   Moreover, what is shown along the X-axis direction and the Y-axis direction is the maximum amplitude of each cell when a standing wave is seen from the X-axis direction and the Y-axis direction. Since the mode is 3, 4, there are three antinodes in the X-axis direction and four antinodes in the Y-axis direction.

また、図11(B)の斜視図には、腹における振幅が最大となる瞬間の定在波の様子を示す。3,4モードでは、12個の腹が存在し、6つの凸状の腹と、6つの凹状の腹がある。   In addition, the perspective view of FIG. 11B shows a standing wave at the moment when the amplitude in the antinode is maximized. In the 3, 4 mode, there are 12 antinodes, and there are 6 convex antinodes and 6 concave antinodes.

図11(B)に示す定在波は、ある瞬間のものであり、駆動電圧ei,j(t)に含まれるsin(ωm,nt)の項の値が時間tによって変化することにより、各セルでの振幅が周期的に変化する。 The standing wave shown in FIG. 11B is that at a certain moment, and the value of the term of sin (ω m, nt) included in the drive voltage e i, j (t) varies with time t. Thus, the amplitude in each cell changes periodically.

なお、ここに示す数値は一例に過ぎず、その数値以外の値を除外する趣旨ではない。   In addition, the numerical value shown here is only an example, and is not intended to exclude values other than the numerical value.

次に、図12を用いて、定在波を生成するために必要なデータのデータ構造について説明する。   Next, a data structure of data necessary for generating a standing wave will be described with reference to FIG.

図12は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100のメモリ50に格納されるテーブルの一例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a table stored in the memory 50 of the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment.

図12のテーブルに示すように、メモリ50内には、画像パターンID、画像データID、表示座標データ、固有振動数データ、振幅データ、及び印加時間データTsが関連付けられて格納されている。   As shown in the table of FIG. 12, in the memory 50, an image pattern ID, an image data ID, display coordinate data, natural frequency data, amplitude data, and application time data Ts are stored in association with each other.

画像パターンIDは、画像データID、表示座標データ、固有振動数データ、及び振幅データを管理するための識別子(ID)として用いられるIDであり、関連付けられる画像データで表される画像パターンに付与されるIDである。   The image pattern ID is an ID used as an identifier (ID) for managing the image data ID, display coordinate data, natural frequency data, and amplitude data, and is given to the image pattern represented by the associated image data. ID.

画像パターンIDは、例えば、液晶パネル3に表示する画面の種類毎に割り振られている。例えば、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100がスマートフォンである場合は、画像パターンIDは、例えば、複数のアプリケーションのアイコンが配列されるメイン画面用の画像、キーボードを表す画像、電卓の入力キーを表す画像等の画像毎に割り振ればよい。   The image pattern ID is assigned for each type of screen displayed on the liquid crystal panel 3, for example. For example, when the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment is a smartphone, the image pattern ID includes, for example, an image for a main screen on which icons of a plurality of applications are arranged, an image representing a keyboard, and an input key of a calculator May be assigned to each image such as an image representing

画像データIDは、画像データの種類を表すIDである。画像データ自体は、図3に示すテーブルとは別にGUI部品やGUI部品の周囲の画像等の画像データとしてメモリ50内に格納されている。   The image data ID is an ID representing the type of image data. The image data itself is stored in the memory 50 as image data such as a GUI component or an image around the GUI component separately from the table shown in FIG.

画像データIDは、画像パターンIDと同様に、例えば、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100がスマートフォンである場合は、画像パターンIDは、例えば、複数のアプリケーションのアイコンが配列されるメイン画面用の画像、キーボードを表す画像、電卓の入力キーを表す画像等の画像毎に割り振ればよい。   Similarly to the image pattern ID, for example, when the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment is a smartphone, the image data ID is, for example, for a main screen on which icons of a plurality of applications are arranged. May be allocated for each image such as an image representing a keyboard, an image representing a keyboard, and an image representing an input key of a calculator.

図12には、画像データIDの一例として7桁の数字を示すが、画像データIDは、メイン画面用の画像、キーボードを表す画像、電卓の入力キーを表す画像等を表すのに必要なすべての画像データを読み出せるように構成されていればよい。   FIG. 12 shows a seven-digit number as an example of the image data ID. The image data ID is all necessary to represent an image for the main screen, an image representing the keyboard, an image representing the calculator input key, and the like. The image data may be configured to be read out.

表示座標データは、液晶パネル3に画像パターンを表示するXY座標(X,Y)を表す。この表示座標データにより、画像データから生成される画像パターンの表示位置が規定される。   The display coordinate data represents XY coordinates (X, Y) for displaying an image pattern on the liquid crystal panel 3. The display coordinate data defines the display position of the image pattern generated from the image data.

図12には、表示座標データの一例として、例示的なX、Y座標を示すが、表示座標データは、メイン画面用の画像、キーボードを表す画像、電卓の入力キーを表す画像等を表すのに必要なすべての画像データの位置を有するように構成されていればよい。   FIG. 12 shows exemplary X and Y coordinates as an example of display coordinate data. The display coordinate data represents an image for a main screen, an image representing a keyboard, an image representing an input key of a calculator, and the like. It suffices if it is configured to have the positions of all the image data necessary for this.

固有振動数データ及び振幅データは、アクチュエータ8を駆動するための周波数及び振幅を表すデータである。このうち、固有振動数データはωmnの値を示すデータであり、画像パターンIDによって定在波の種類が異なるため、画像パターンID毎に異なる。また、振幅データは、式(2)で表されるgm,n(i,j)の値を示すデータであり、セルの位置(i,j)によって値が異なる。すなわち、振幅データは、アクチュエータ8の各々に対してデータが割り当てられている。振動数データ及び振幅データは、画像データIDによって表される画像データ毎に設定されている。 The natural frequency data and the amplitude data are data representing the frequency and amplitude for driving the actuator 8. Among these, the natural frequency data is data indicating the value of ω mn and differs depending on the image pattern ID because the type of standing wave differs depending on the image pattern ID. The amplitude data is data indicating the value of g m, n (i, j) represented by the equation (2), and the value varies depending on the cell position (i, j). That is, the amplitude data is assigned to each actuator 8. The frequency data and the amplitude data are set for each image data represented by the image data ID.

ここで、固有振動数データ及び振幅データは、様々な定在波の腹又は節をGUI部品の中央部又は境界部に生成させるために、画像データIDによって特定される画像データの画像パターン(すなわちGUI部品の形状)に合わせた定在波を生成できる値に設定されている。   Here, the natural frequency data and the amplitude data are the image patterns of the image data specified by the image data ID (that is, in order to generate various standing wave antinodes or nodes at the central part or the boundary part of the GUI part). It is set to a value that can generate a standing wave that matches the shape of the GUI component.

印加時間データTsは、アクチュエータ8に駆動電圧ei,j(t)を印加する時間Tsを表すデータである。印加時間データTsにより、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)を走査する際に、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の各々に駆動電圧ei,j(t)を印加する時間が決定する。 The application time data Ts is data representing the time Ts during which the drive voltage e i, j (t) is applied to the actuator 8. When the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) are scanned by the application time data Ts, the drive voltages e i, j ( The time for applying t) is determined.

以上のようなテーブルに含まれるデータを主制御装置40が画像パターンIDを用いて画像データID、表示座標データ、固有振動数データ、及び振幅データをメモリ50から読み出すことにより、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の液晶パネルにGUI部品の画像や、GUI部品の周囲の画像が表示され、操作者の操作に応じて所定のサービスが提供される。   The main controller 40 reads out the data included in the table as described above from the memory 50 using the image pattern ID to read out the image data ID, display coordinate data, natural frequency data, and amplitude data. An image of the GUI component and an image around the GUI component are displayed on the liquid crystal panel of the display device with a touch panel 100, and a predetermined service is provided according to the operation of the operator.

図13は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の主制御装置40によって実行される駆動パターンの生成処理の手順を示す図である。この処理手順は、実施の形態1のタッチパネル装置の制御方法を表す。   FIG. 13 is a diagram illustrating a procedure of drive pattern generation processing executed by the main control device 40 of the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment. This processing procedure represents the control method of the touch panel device of the first embodiment.

主制御装置40は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100が起動されると、図13に示す処理を開始する(Start)。   When the display device with a touch panel 100 of the first embodiment is activated, the main control device 40 starts the process shown in FIG. 13 (Start).

実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100は、初期状態で液晶パネル3に所定の初期操作画面を表示している。   The display device 100 with a touch panel according to the first embodiment displays a predetermined initial operation screen on the liquid crystal panel 3 in an initial state.

初期操作画面は、起動時に主制御装置40が初期操作画面で表示するGUI部品の画像パターンIDを用いて、図12に示すテーブルから、画像データID、表示座標データ、固有振動数データ、及び振幅データを読み出し、このうちの画像データIDに関連付けられた画像データと、表示座標データとを画像表示回路20に入力することにより、液晶パネル3に初期操作画面が表示される。   The initial operation screen uses the image pattern ID of the GUI component that is displayed on the initial operation screen by the main controller 40 at the time of startup, and from the table shown in FIG. 12, the image data ID, display coordinate data, natural frequency data, and amplitude By reading the data and inputting the image data associated with the image data ID and the display coordinate data to the image display circuit 20, the initial operation screen is displayed on the liquid crystal panel 3.

このように、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100の初期状態では、液晶パネル3に初期操作画面が表示されているが、アクチュエータ8の駆動は行われておらず、表面基板5に定在波は生成されていない。   As described above, in the initial state of the display device 100 with the touch panel according to the first embodiment, the initial operation screen is displayed on the liquid crystal panel 3, but the actuator 8 is not driven and is fixed on the surface substrate 5. No waves are generated.

まず、主制御装置40は、座標入力面(表面基板5の表面)への接触状態を検出する(ステップS1)。接触状態の検出は、接触センサ処理回路10から入力される入力座標情報を検出することによって行われる。   First, main controller 40 detects a contact state with the coordinate input surface (the surface of front substrate 5) (step S1). The contact state is detected by detecting input coordinate information input from the contact sensor processing circuit 10.

次いで、主制御装置40は、座標入力面(表面基板5の表面)の押圧度合が所定の閾値未満であるか否かを判定する(ステップS2)。押圧度合の判定は、接触センサ処理回路10から入力される面積情報を表す電圧値に基づいて押圧度合判定部としての主制御装置40によって行われる。   Next, main controller 40 determines whether or not the degree of pressing on the coordinate input surface (the surface of surface substrate 5) is less than a predetermined threshold (step S2). The determination of the pressing degree is performed by the main control device 40 as a pressing degree determination unit based on the voltage value representing the area information input from the contact sensor processing circuit 10.

ここで、押圧度合が低い状態(押圧されていないか、又は軽く押圧されている状態)は、面積情報を表す電圧値が高い状態に対応し、押圧度合が高い状態(強く押圧されている状態)は、面積情報を表す電圧値が低い状態に対応する。このため、実際には、ステップS2の判定処理は、面積情報を表す電圧値が所定の電圧閾値より高いか否かを判定することによって行われる。   Here, a state where the degree of pressing is low (not pressed or lightly pressed) corresponds to a state where the voltage value representing the area information is high, and a state where the pressing degree is high (a state where the pressure is strongly pressed). ) Corresponds to a state where the voltage value representing the area information is low. Therefore, actually, the determination process in step S2 is performed by determining whether or not the voltage value representing the area information is higher than a predetermined voltage threshold value.

なお、ステップS1及びS2の処理は、主制御装置40に含まれる接触状態判定回路41によって実行される処理である。   The processes in steps S1 and S2 are processes executed by the contact state determination circuit 41 included in the main controller 40.

主制御装置40は、ステップS2において、押圧度合が所定の閾値未満であると判定した場合は、起動後に予めメモリ50から読み出しておいた固有振動数データ及び振幅データを用いて駆動パターン(定在波駆動パターン)を生成する(ステップS3A)。   When it is determined in step S2 that the degree of pressing is less than the predetermined threshold value, main controller 40 uses the natural frequency data and amplitude data that have been read from memory 50 in advance after activation to drive patterns (constant Wave driving pattern) is generated (step S3A).

このステップS3Aの処理は、定在波生成回路43内の周波数制御回路44、及び振幅制御回路45によって実行される処理である。   The process of step S3A is a process executed by the frequency control circuit 44 and the amplitude control circuit 45 in the standing wave generation circuit 43.

次いで、主制御装置40は、定在波を生成するための固有振動数データ及び振幅データで表される駆動パターン(定在波駆動パターン)を駆動制御回路30に入力し、アクチュエータを駆動する(ステップS4)。   Next, main controller 40 inputs a drive pattern (standing wave drive pattern) represented by the natural frequency data and amplitude data for generating a standing wave to drive control circuit 30 and drives the actuator ( Step S4).

これにより、弾性基板7に定在波が発生する。弾性基板7に発生した定在波は、接触センサ6を介して表面基板5に伝達され、GUI部品のボタンの中央部に定在波の腹が生成される。   As a result, a standing wave is generated in the elastic substrate 7. The standing wave generated on the elastic substrate 7 is transmitted to the surface substrate 5 through the contact sensor 6, and a standing wave antinode is generated at the center of the button of the GUI component.

このため、操作者は、GUIボタンに触れると、GUIボタンの境界部の輪郭を定在波の振動によって認識できるため、座標入力面(表面基板5の表面)にタッチすれば、触感だけで瞬時にGUIボタンの位置を認識することができる。   For this reason, when the operator touches the GUI button, the outline of the boundary portion of the GUI button can be recognized by the vibration of the standing wave. Therefore, if the operator touches the coordinate input surface (the surface of the surface substrate 5), only the tactile sensation is instantaneous. The position of the GUI button can be recognized.

このように、押圧度合が所定の閾値未満の場合に、表面基板5に定在波を生成するのは、押圧度合が所定の閾値未満の場合は、操作者は操作入力を行おうとしてGUIボタンの位置を探している状態であると考えられるため、定在波を生成して操作者がGUIボタンの位置を触感だけで瞬時に認識できるようにするためである。   As described above, when the degree of pressing is less than the predetermined threshold, the standing wave is generated on the surface substrate 5 when the degree of pressing is less than the predetermined threshold. This is because a standing wave is generated so that the operator can instantly recognize the position of the GUI button with only a tactile sensation.

一方、主制御装置40は、ステップS2で押圧度合が所定の閾値以上であると判定した場合は、GUIボタンに操作完了を知らせるための触感を与えるための振動を生成する駆動パターン(操作完了駆動パターン)をメモリ50から読み出す(ステップS3B)。   On the other hand, if the main control device 40 determines in step S2 that the degree of pressing is greater than or equal to a predetermined threshold value, the main control device 40 generates a drive pattern (operation completion drive) for generating a tactile sensation for notifying the GUI button of the completion of the operation. Pattern) is read from the memory 50 (step S3B).

この場合、続くステップS4では、ステップS3Bで生成された駆動パターン(操作完了駆動パターン)を駆動制御回路30に入力し、アクチュエータ8を駆動する。   In this case, in the subsequent step S4, the drive pattern (operation completion drive pattern) generated in step S3B is input to the drive control circuit 30, and the actuator 8 is driven.

この操作完了駆動パターンは、例えば、アクチュエータ8を駆動する周波数、位相差、又は振幅を変更して操作者に提供する触感を変えることにより、操作が完了したことを伝達できるパターンであれば、どのようなパターンであってもよい。   This operation completion drive pattern can be any pattern that can convey the completion of the operation by changing the tactile sensation provided to the operator by changing the frequency, phase difference, or amplitude for driving the actuator 8, for example. Such a pattern may be used.

なお、ステップS3B及びこれに続くステップS4の処理は、主制御装置40によって実行される。また、ステップS3Bで用いられる操作完了駆動パターンは、図12に示すテーブルとともに格納されていてもよいし、テーブルとは別にメモリ50内に格納されていてもよい。   The process of step S3B and the subsequent step S4 is executed by main controller 40. Further, the operation completion drive pattern used in step S3B may be stored together with the table shown in FIG. 12, or may be stored in the memory 50 separately from the table.

主制御装置40は、操作者へのサービスを提供するためのプログラムによる処理が終了したか否かを判定する(ステップS5)。このステップS5の処理は、例えば、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100がスマートフォンとして用いられる場合は、文章の入力処理のプログラムが終了したか否か、あるいは、アプリケーションを実行のためのプログラムが終了したか否かを判定することによって実現することができる。   Main controller 40 determines whether or not the processing by the program for providing the service to the operator has ended (step S5). For example, when the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment is used as a smartphone, the processing in step S5 is performed based on whether the program for text input processing has ended or a program for executing the application. This can be realized by determining whether or not the processing has been completed.

主制御装置40は、ステップS5でプログラムが終了していないと判定した場合は、フローをステップS1にリターンする。これにより、主制御装置40は、ステップS1から処理を繰り返す。   When main controller 40 determines in step S5 that the program has not ended, it returns the flow to step S1. Thereby, main controller 40 repeats the processing from step S1.

また、上述のように実施の形態1のタッチパネル付き表示装置がスマートフォンであり、液晶パネルにGUIボタンとして表示されるキーボードを通じて、操作者が文章入力を行っているような場合には、操作者の操作入力が繰り返し行われる。   As described above, when the display device with a touch panel according to the first embodiment is a smartphone and the operator is inputting text through a keyboard displayed as a GUI button on the liquid crystal panel, the operator's Operation input is repeated.

このような場合には、主制御装置40は、ステップS1〜S5の処理を繰り返し実行することになる。   In such a case, main controller 40 repeatedly executes the processes of steps S1 to S5.

なお、上述したステップS2で押圧度合が所定の閾値未満であると判定されて、ステップS3A及びS4を経て定在波が生成された後に、上述のステップS5でリターンして再びステップS2の判定が行われた場合に、押圧度合が所定の閾値以上であると判定されると、フローはステップS3Bを経てステップS4に進行し、表面基板5の振動は、定在波によるものから、操作の完了を伝達するためのパターンに切り替わる。   In addition, after it determines with a press degree being less than a predetermined threshold value by step S2 mentioned above and a standing wave is produced | generated through steps S3A and S4, it returns by the above-mentioned step S5, and determination of step S2 is again. If it is determined that the degree of pressing is greater than or equal to a predetermined threshold, the flow proceeds to step S4 via step S3B, and the vibration of the surface substrate 5 is due to the standing wave, thus completing the operation. It switches to the pattern for transmitting.

この流れの場合は、操作者が最初GUIボタンに軽く触れた後に、操作を完了させるべく、押圧力を高めた場合に相当する。   This flow corresponds to a case where the pressing force is increased to complete the operation after the operator first touches the GUI button for the first time.

このため、操作者は、触れ始めに定在波による振動でGUIボタンの位置を触感だけで瞬時に認識できるとともに、押圧を完了したときに、操作の完了を触感で確認することができる。   For this reason, the operator can instantly recognize the position of the GUI button only by tactile sensation by vibration due to standing waves at the beginning of touching, and can confirm completion of the operation by tactile sensation when pressing is completed.

また、図13では、操作の完了を操作者に伝達するために、押圧度合に基づいて定在波の駆動パターンを切り替える処理について説明したが、操作の完了を操作者に伝達するための駆動パターンの切り替えを行わなくてもよい。   FIG. 13 illustrates the process of switching the standing wave drive pattern based on the degree of pressing in order to transmit the completion of the operation to the operator, but the drive pattern for transmitting the completion of the operation to the operator. There is no need to switch between.

図14及び図15は、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100による画像パターンと定在波を示す図である。図14及び図15では、定在波を等高線のように示す。色の薄い部分は定在波の凸の場所を示し、色の濃い部分は定在波の凹の部分を示す。   14 and 15 are diagrams showing image patterns and standing waves by the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment. 14 and 15, the standing wave is shown as a contour line. The light-colored portion indicates the convex portion of the standing wave, and the dark-colored portion indicates the concave portion of the standing wave.

図14(A)に示すように、テンキー、*、及び#の12個のGUIボタンをX軸方向に3列、Y方向に4行に均等に並べて表示する場合は、3,4モードの定在波を発生させることにより、12個のGUIボタンの各々と同一の場所に定在波の腹を発生させることができる。   As shown in FIG. 14A, when twelve GUI buttons of the numeric keypad, *, and # are displayed evenly arranged in three columns in the X-axis direction and four rows in the Y-direction, the three- and four-mode settings are performed. By generating a standing wave, an antinode of a standing wave can be generated at the same place as each of the 12 GUI buttons.

同様に、図14(B)に示すように、4列5行でGUIボタンを表示する場合は、4,5モードの定在波を発生させることにより、各GUIボタンと同一の場所に定在波の腹を発生させることができる。   Similarly, as shown in FIG. 14B, when a GUI button is displayed in 4 columns and 5 rows, a standing wave in the 4th and 5th mode is generated, so that the GUI button is placed at the same place as each GUI button. Wave belly can be generated.

このため、図14(A)、図14(B)に示すように、各GUIボタンと定在波の腹の位置を合わせることにより、操作者は、GUIボタンの位置を触感で知覚することができ、触感だけで瞬時に指先とGUIボタンとの位置関係を認識することができる。   For this reason, as shown in FIGS. 14A and 14B, by aligning the positions of the antinodes of the standing waves with each GUI button, the operator can perceive the position of the GUI button with a tactile sensation. It is possible to recognize the positional relationship between the fingertip and the GUI button instantly only by touch.

また、図15(A)に示すように、アルファベットを入力するためのキーボードを表示する場合のように、図14(A)、13(B)に示すように各GUIボタンの大きさが異なる場合や、各GUIボタンが表示領域内に均等に並ばない場合は、1つの画像パターンについて複数の振動モードを有するようにすればよい。   Also, as shown in FIG. 15 (A), when the size of each GUI button is different as shown in FIGS. 14 (A) and 13 (B), such as when a keyboard for inputting alphabets is displayed. Alternatively, if the GUI buttons are not evenly arranged in the display area, a single image pattern may have a plurality of vibration modes.

これは、例えば、図15(A)に示す画像パターンについて、図12に示す画像パターンIDを2つ割り振り、2つの画像パターンIDの各々に関連付ける画像データIDを同一のものとし、固有振動数データと振幅データを異なるものにすることによって実現することができる。   For example, for the image pattern shown in FIG. 15A, two image pattern IDs shown in FIG. 12 are allocated, the image data ID associated with each of the two image pattern IDs is the same, and the natural frequency data It can be realized by making the amplitude data different.

接触センサ6及び接触センサ処理回路10を通じて、主制御装置40がアルファベットのA〜Zのいずれかに操作者の入力があったと判定した場合には、主制御装置40は、一方の画像パターンIDに関連付けられた画像データID、表示座標データ、固有振動数、及び振幅データを用いて、図15(A)に示すようにA〜Zの26個のGUIボタンの各々と同一の場所に定在波の腹を発生させればよい。   If the main control device 40 determines through the contact sensor 6 and the contact sensor processing circuit 10 that there is an operator input in any of the alphabets A to Z, the main control device 40 uses one of the image pattern IDs. Using the associated image data ID, display coordinate data, natural frequency, and amplitude data, as shown in FIG. 15A, a standing wave is located at the same place as each of the 26 GUI buttons A to Z. It is enough to generate the belly of

このような定在波は、12,6モードの振動モードを利用することによって発生させることができる。   Such a standing wave can be generated by utilizing the 12.6 mode vibration mode.

また、接触センサ6及び接触センサ処理回路10を通じて、主制御装置40がスペースキー(SPC)、リセットキー(RET)、又は矢印のキーを表すGUIボタンのいずれかに操作者の入力があったと判定した場合には、主制御装置40は、他方の画像パターンIDに関連付けられた画像データID、表示座標データ、固有振動数、及び振幅データを用いて、図15(B)に示すようにスペースキー(SPC)、リセットキー(RET)、又は矢印のキーの各々と同一の場所に定在波の腹を発生させればよい。   Further, through the contact sensor 6 and the contact sensor processing circuit 10, the main control device 40 determines that an operator input has been made to any of the space key (SPC), the reset key (RET), or a GUI button representing an arrow key. In this case, the main controller 40 uses the image data ID, display coordinate data, natural frequency, and amplitude data associated with the other image pattern ID, as shown in FIG. (SPC), a reset key (RET), or an arrow key may be generated at the same place as the antinode of the standing wave.

このような定在波は、3,6モードの振動モードを利用することによって発生させることができる。   Such a standing wave can be generated by utilizing vibration modes of 3 and 6 modes.

このように、各GUIボタンの大きさが異なる場合や、各GUIボタンが表示領域内に均等に並ばない場合は、1つの画像パターンについて、操作者の入力に応じて振動モードを切り替えることにより、操作者は、GUIボタンの位置を触感で知覚することができ、触感だけで瞬時に指先とGUIボタンとの位置関係を認識することができる。   As described above, when the sizes of the GUI buttons are different or when the GUI buttons are not evenly arranged in the display area, by switching the vibration mode for one image pattern according to the input of the operator, The operator can perceive the position of the GUI button with a tactile sensation, and can instantly recognize the positional relationship between the fingertip and the GUI button only with the tactile sensation.

以上、実施の形態1のタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置100では、操作者の指先が表面基板5の表面に触れると、GUIボタンの位置に応じて生成される定在波を触感で知覚することができるので、触感だけで瞬時に指先とGUI部品との位置関係を認識することができる。このため、操作性に非常に優れたタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置を提供することができる。   As described above, in the touch panel device according to the first embodiment and the display device with a touch panel 100 including the touch panel device, when the operator's fingertip touches the surface of the surface substrate 5, the standing wave generated according to the position of the GUI button is touched. Since it can be perceived, it is possible to instantly recognize the positional relationship between the fingertip and the GUI component only by touch. Therefore, it is possible to provide a touch panel device with excellent operability and a display device with a touch panel including the touch panel device.

また、GUI部品の点数が多いような場合には、GUIボタン等の大きさが小さくなり、指先に隠れて見えなくなる場合もあり得るが、実施の形態1のタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置100によれば、触感だけで瞬時にGUIボタン等の位置を認識することができるので、誤操作等を抑制することができ、操作者の肉体的や精神的な負担を軽減し、使い勝手を大幅に向上させることができる。   In addition, when the number of GUI parts is large, the size of the GUI button or the like may be small and may be hidden behind the fingertip. However, the touch panel device according to the first embodiment and a display with a touch panel including the touch panel device may be included. According to the device 100, since the position of the GUI button or the like can be recognized instantly with only the tactile sensation, it is possible to suppress erroneous operations, reduce the physical and mental burden on the operator, and greatly improve usability. Can be improved.

また、表面基板5の押圧度合が所定の閾値以上になると、アクチュエータ8の駆動パターンを変えるので、操作者は、操作入力が装置側に認識されたこと(操作の完了)を認識することができる。これにより、触感でGUI部品の位置を瞬時に認識できる上に、触感の変化を通じて操作の完了を伝達することができ、利便性をさらに向上させることができる。   Further, when the pressing degree of the front substrate 5 becomes a predetermined threshold value or more, the driving pattern of the actuator 8 is changed, so that the operator can recognize that the operation input is recognized by the apparatus side (completion of operation). . Thereby, the position of the GUI component can be recognized instantly by tactile sensation, and the completion of the operation can be transmitted through the change in tactile sensation, thereby further improving convenience.

なお、以上では、GUI部品の中央部又は境界部に定在波の腹又は節を位置させるように表面基板5に振動を加える形態について説明したが、定在波の腹又は節の位置は、GUI部品の位置が分かるようにGUI部品の位置に応じて生成されるのであれば、以上で説明した位置に限られるものではない。   In the above description, the mode in which vibration is applied to the surface substrate 5 so as to position the antinodes or nodes of the standing wave at the center or boundary part of the GUI component has been described. As long as the position is generated according to the position of the GUI part so that the position of the GUI part can be understood, the position is not limited to the position described above.

また、アクチュエータ8で生成される波形が表面基板5の端部で反射されることにより定在波の波形が乱れるような場合には、アクチュエータ8の周波数及び位相差を調整するか、又は、表面基板5の端部に振動吸収部材を配置すればよい。   Further, when the waveform of the standing wave is disturbed due to reflection of the waveform generated by the actuator 8 at the end of the surface substrate 5, the frequency and phase difference of the actuator 8 are adjusted, or the surface A vibration absorbing member may be disposed at the end of the substrate 5.

<実施の形態2>
実施の形態2のタッチパネル付き表示装置は、アクチュエータの構造が実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100と異なる。
<Embodiment 2>
The display device with a touch panel of the second embodiment is different from the display device 100 with a touch panel of the first embodiment in the structure of the actuator.

以下、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100と同一の構成要素には同一符号を付し,その説明を省略する。また、以下では、相違点を中心に説明する。   Hereinafter, the same components as those in the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the following description, differences will be mainly described.

図16は、実施の形態2のタッチパネル付き表示装置のアクチュエータを拡大して示す図である。図16は、実施の形態1の図8に対応する図であり、説明の便宜上、1つのセルに含まれる弾性基板7とアクチュエータ8、9の断面を示し、アクチュエータ8、9の動作について説明する。   FIG. 16 is an enlarged view of the actuator of the display device with a touch panel according to the second embodiment. FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 8 of the first embodiment. For convenience of explanation, a cross section of the elastic substrate 7 and the actuators 8 and 9 included in one cell is shown, and the operation of the actuators 8 and 9 will be described. .

実施の形態2のタッチパネル付き表示装置100は、弾性基板7の上面側にマトリクス状に配列されるアクチュエータ9を含む。アクチュエータ9の構成は、アクチュエータ8と同一であり、20行×20列で400個配列され、各アクチュエータ9は、平面視で各アクチュエータ8と同一の場所に配設される。   The display device with a touch panel 100 according to the second embodiment includes actuators 9 arranged in a matrix on the upper surface side of the elastic substrate 7. The configuration of the actuator 9 is the same as that of the actuator 8, and 400 actuators are arranged in 20 rows × 20 columns, and each actuator 9 is disposed at the same location as each actuator 8 in plan view.

このため、実施の形態2のタッチパネル付き表示装置100は、1つのセルの中に弾性基板7の両面に配設される2つのアクチュエータ8、9を含むことになる。   For this reason, the display device 100 with a touch panel according to the second embodiment includes two actuators 8 and 9 disposed on both surfaces of the elastic substrate 7 in one cell.

なお、アクチュエータ9と、接触センサ6との間は、絶縁層又は絶縁シート等で絶縁を確保すればよい。   Insulation between the actuator 9 and the contact sensor 6 may be ensured by an insulating layer or an insulating sheet.

図16(A)〜(C)には、動作を分かり易くするために、弾性基板7及びアクチュエータ8、9の歪みを強調して示す。   16A to 16C show the distortion of the elastic substrate 7 and the actuators 8 and 9 in an emphasized manner for easy understanding of the operation.

図16(A)に示すように、アクチュエータ9は、電極9A、圧電フィルム9B、及び電極9Cを有する。電極9Aは、弾性基板7の上面に形成されており、圧電フィルム9B、電極9Cは、電極9Aの上に積層されている。   As shown in FIG. 16A, the actuator 9 includes an electrode 9A, a piezoelectric film 9B, and an electrode 9C. The electrode 9A is formed on the upper surface of the elastic substrate 7, and the piezoelectric film 9B and the electrode 9C are laminated on the electrode 9A.

電極9Aと圧電フィルム9Bは、アクチュエータ8の電極8Aと圧電フィルム8Bと同様に、すべてのセルについて共通であり、電極9Cは、セル毎に分割されている。   Similarly to the electrode 8A and the piezoelectric film 8B of the actuator 8, the electrode 9A and the piezoelectric film 9B are common to all the cells, and the electrode 9C is divided for each cell.

なお、電極9A、圧電フィルム9B、及び電極9Cは、アクチュエータ8の電極8A、圧電フィルム8B、及び電極8Cと同様に作製することができる。   The electrode 9A, the piezoelectric film 9B, and the electrode 9C can be manufactured in the same manner as the electrode 8A, the piezoelectric film 8B, and the electrode 8C of the actuator 8.

また、図16(A)〜(C)には、アクチュエータ8、9のそれぞれに含まれるPVDF製の圧電フィルム8B、9Bの分極方向を図中に矢印で示す。図16(A)〜(C)に示すように、実施の形態2では、圧電フィルム8B、9Bの分極方向は同一方向を向くように設定されている。   16A to 16C, the polarization directions of the PVDF piezoelectric films 8B and 9B included in the actuators 8 and 9 are indicated by arrows in the drawing. As shown in FIGS. 16A to 16C, in the second embodiment, the polarization directions of the piezoelectric films 8B and 9B are set to face the same direction.

実施の形態2では、アクチュエータ8の電極8A、8C間と、アクチュエータ9の電極9A、9C間とには、互いに逆位相の電圧を印加することにより、実施の形態1に比べて、弾性基板7に係る応力を増大させる。   In the second embodiment, an elastic substrate 7 is applied to the electrodes 8A and 8C of the actuator 8 and between the electrodes 9A and 9C of the actuator 9 by applying voltages having opposite phases to each other as compared with the first embodiment. The stress concerning is increased.

図16(A)に示すように、電極8A、8C間に電圧を印加していない状態では、圧電フィルム8Bに歪みは生じないため、弾性基板7に歪みは生じていない。   As shown in FIG. 16A, in the state where no voltage is applied between the electrodes 8A and 8C, the piezoelectric film 8B is not distorted, and therefore the elastic substrate 7 is not distorted.

次に、電極8Aに負電圧を印加し、電極8Cに正電圧を印加するとともに、電極9Aに正電圧を印加し、電極9Cに負電圧を印加すると、圧電フィルム8Bが伸びる方向に歪むとともに、圧電フィルム9Bが縮む方向に歪むことにより、弾性基板7は図16(B)に示すように下に凸になるように歪む。   Next, when a negative voltage is applied to the electrode 8A, a positive voltage is applied to the electrode 8C, a positive voltage is applied to the electrode 9A, and a negative voltage is applied to the electrode 9C, the piezoelectric film 8B is distorted in the extending direction, When the piezoelectric film 9B is distorted in the shrinking direction, the elastic substrate 7 is distorted so as to protrude downward as shown in FIG.

一方、電極8Aに正電圧を印加し、電極8Cに負電圧を印加するとともに、電極9Aに負電圧を印加し、電極9Cに正電圧を印加すると、圧電フィルム8Bが縮む方向に歪むとともに、圧電フィルム9Bが伸びる方向に歪むことにより、弾性基板7は図16(C)に示すように上に凸になるように歪む。   On the other hand, when a positive voltage is applied to the electrode 8A, a negative voltage is applied to the electrode 8C, a negative voltage is applied to the electrode 9A, and a positive voltage is applied to the electrode 9C, the piezoelectric film 8B is distorted in a contracting direction and piezoelectric By distorting in the direction in which the film 9B extends, the elastic substrate 7 is distorted so as to protrude upward as shown in FIG.

実施の形態2のタッチパネル付き表示装置では、アクチュエータ8、9の各々を対として駆動して図16(B)、15(C)に示すように各セル内の弾性基板7を歪ませることにより、弾性基板7の全体に定在波を発生させる。   In the display device with a touch panel according to the second embodiment, each of the actuators 8 and 9 is driven as a pair to distort the elastic substrate 7 in each cell as shown in FIGS. 16 (B) and 15 (C). A standing wave is generated on the entire elastic substrate 7.

なお、圧電フィルム8B、9Bの分極方向が図16(A)〜15(C)と異なる場合は、電極8A、8C間、電極9A、9C間に印加する電圧の極性を逆にすればよい。   In addition, what is necessary is just to reverse the polarity of the voltage applied between the electrodes 8A and 8C and between the electrodes 9A and 9C when the polarization directions of the piezoelectric films 8B and 9B are different from those in FIGS.

以上、実施の形態2のタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置によれば、操作者の指先が表面基板5の表面に触れると、GUIボタンの位置に応じて生成される定在波を触感で知覚することができるので、触感だけで瞬時に指先とGUI部品との位置関係を認識することができる。このため、操作性に非常に優れたタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置を提供することができる。   As described above, according to the touch panel device of the second embodiment and the display device with a touch panel including the touch panel device, when the operator's fingertip touches the surface of the front substrate 5, the standing wave generated according to the position of the GUI button is tactile. Therefore, it is possible to instantly recognize the positional relationship between the fingertip and the GUI component only by tactile sensation. Therefore, it is possible to provide a touch panel device with excellent operability and a display device with a touch panel including the touch panel device.

また、セル毎に2つのアクチュエータ8、9を含むことにより、定在波の振動が実施の形態1よりも強くなるため、操作者に触感を伝達しやすくなる。   In addition, since the two actuators 8 and 9 are included in each cell, the vibration of the standing wave is stronger than that in the first embodiment, so that it is easy to transmit the tactile sensation to the operator.

<実施の形態3>
図17は、実施の形態3のタッチパネル付き表示装置の駆動制御回路と各セルの接続関係を示す図である。
<Embodiment 3>
FIG. 17 is a diagram illustrating a connection relationship between the drive control circuit and each cell of the display device with a touch panel according to the third embodiment.

実施の形態3のタッチパネル付き表示装置は、各アクチュエータ8を走査して順番に駆動するのではなく、同時に駆動する点が実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100と異なる。   The display device with a touch panel according to the third embodiment is different from the display device with a touch panel 100 according to the first embodiment in that each actuator 8 is not scanned and driven in order, but is driven simultaneously.

以下、実施の形態1のタッチパネル付き表示装置100と同一の構成要素には同一符号を付し,その説明を省略する。また、以下では、相違点を中心に説明する。   Hereinafter, the same components as those in the display device 100 with a touch panel according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the following description, differences will be mainly described.

図17には、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)のうち、9つのアクチュエータ8(1,1)、8(2,1)、8(3,1)、8(1,2)、8(2,2)、8(3,2)、8(1,3)、8(2,3)、8(3,3)を示すが、図示しないアクチュエータ8についても同様である。   In FIG. 17, among the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20), nine actuators 8 (1, 1), 8 (2, 1), 8 (3, 1), 8 (1, 2), 8 (2, 2), 8 (3, 2), 8 (1, 3), 8 (2, 3), 8 (3, 3) are shown, but the same applies to the actuator 8 (not shown). .

実施の形態3のタッチパネル付き表示装置は、すべてのアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の電極8A、8Cに接続される駆動制御回路330を含む。駆動制御回路330とアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の各々を接続する信号線には、増幅器331が挿入されている。   The display device with a touch panel according to the third embodiment includes a drive control circuit 330 connected to the electrodes 8A and 8C of all the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20). An amplifier 331 is inserted in a signal line connecting the drive control circuit 330 and each of the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20).

駆動制御回路330は、主制御装置40から入力される駆動パターンに応じて駆動電圧の電圧波形の変調や増幅を行い、実施の形態1において式(1)で示した駆動電圧ei,j(t)をアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の各々に同時に印加する。 The drive control circuit 330 modulates and amplifies the voltage waveform of the drive voltage in accordance with the drive pattern input from the main control device 40, and drives the drive voltage e i, j ( t) is simultaneously applied to each of the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20).

このようにしてアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)を駆動することにより、実施の形態1と同一のパターンの定在波を弾性基板7に発生させることができる。   By driving the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) in this manner, a standing wave having the same pattern as that of the first embodiment can be generated on the elastic substrate 7.

実施の形態3では、アクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)の各々の電極8A、8Cに信号線を介して接続される駆動制御回路330を用いてアクチュエータ8(1,1)〜8(20,20)を駆動することにより、操作者の指先が表面基板5の表面に触れると、GUIボタンの位置に応じた定在波を発生させることができる。   In the third embodiment, the actuator 8 (1, 1) using the drive control circuit 330 connected to the electrodes 8A, 8C of the actuators 8 (1, 1) to 8 (20, 20) via signal lines. By driving ˜8 (20, 20), when the operator's fingertip touches the surface of the front substrate 5, a standing wave corresponding to the position of the GUI button can be generated.

このため、操作者はGUIボタンの位置に生成される定在波を触感で知覚することができるので、触感だけで瞬時に指先とGUI部品との位置関係を認識することができる。このため、操作性に非常に優れたタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置を提供することができる。   For this reason, since the operator can perceive the standing wave generated at the position of the GUI button with the tactile sensation, the positional relationship between the fingertip and the GUI component can be recognized instantly only with the tactile sensation. Therefore, it is possible to provide a touch panel device with excellent operability and a display device with a touch panel including the touch panel device.

以上、本発明の例示的な実施の形態のタッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   Although the touch panel device according to the exemplary embodiment of the present invention, the display device with a touch panel including the touch panel device, and the control method of the touch panel device have been described above, the present invention is limited to the specifically disclosed embodiment. However, various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

100 タッチパネル付き表示装置
1 基板
2 防振シート
3 液晶パネル
4 側壁
5 表面基板
6 接触センサ
7 弾性基板
8、8(1,1)〜8(20,20)、9 アクチュエータ
8A、8C、9A、9C 電極
8B、9B 圧電フィルム
10 接触センサ処理回路
20 画像表示回路
30 駆動制御回路
31 電源駆動部
32 X方向走査回路
33 Y方向走査回路
X1、X2、X3・・・X20 信号線
Y1、Y2、Y3・・・Y20 信号線
40 主制御装置
41 接触状態判定回路
42 操作完了パターン生成回路
43 定在波生成回路
44 周波数制御回路
45 振幅制御回路
50 メモリ
330 駆動制御回路
331 増幅器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Display apparatus with a touch panel 1 Board | substrate 2 Anti-vibration sheet 3 Liquid crystal panel 4 Side wall 5 Surface board 6 Contact sensor 7 Elastic board 8, 8 (1, 1) -8 (20, 20), 9 Actuator 8A, 8C, 9A, 9C Electrode 8B, 9B Piezoelectric film 10 Contact sensor processing circuit 20 Image display circuit 30 Drive control circuit 31 Power supply drive unit 32 X direction scanning circuit 33 Y direction scanning circuit X1, X2, X3... X20 Signal line Y1, Y2, Y3, ..Y20 signal line 40 main controller 41 contact state determination circuit 42 operation completion pattern generation circuit 43 standing wave generation circuit 44 frequency control circuit 45 amplitude control circuit 50 memory 330 drive control circuit 331 amplifier

特開2003−186622号公報JP 2003-186622 A

Claims (13)

透過性を有する座標入力装置と、
前記座標入力装置の下側に配設され、透過性を有する複数の振動子を備える振動生成部と、
前記振動生成部の下側に配設される表示部に画像として表示させる操作部品を生成する操作部品生成部と、
前記操作部品生成部によって生成される一又は複数の前記操作部品が前記表示部に表示される位置に応じた定在波を前記座標入力装置に発生させる振動モードで、前記振動生成部の前記複数の振動子の駆動制御を行う駆動制御部と
を含む、タッチパネル装置。
A coordinate input device having transparency;
A vibration generating unit provided on the lower side of the coordinate input device and including a plurality of vibrators having transparency;
An operation component generation unit that generates an operation component to be displayed as an image on a display unit disposed below the vibration generation unit;
In the vibration mode in which the coordinate input device generates a standing wave according to the position where one or a plurality of the operation components generated by the operation component generation unit is displayed on the display unit, the plurality of the vibration generation units And a drive control unit that controls the drive of the vibrator.
前記振動モードは、前記操作部品が前記表示部に表示される位置に加えて、前記操作部品が前記表示部に表示される形状に応じた波形の定在波を発生させる振動モードである、請求項1に記載のタッチパネル装置。   The vibration mode is a vibration mode in which a standing wave having a waveform corresponding to a shape displayed on the display unit is generated in addition to a position where the operation component is displayed on the display unit. Item 10. The touch panel device according to Item 1. 前記振動生成部は弾性のある弾性基板を有し、前記複数の振動子は、前記弾性基板の一方の面又は両方の面に配列される、請求項1又は2に記載のタッチパネル装置。   The touch panel device according to claim 1, wherein the vibration generation unit includes an elastic elastic substrate, and the plurality of vibrators are arranged on one surface or both surfaces of the elastic substrate. 前記駆動制御部は、前記弾性基板の両方の面に配列される前記複数の振動子のうち、前記弾性基板の一方の面側の振動子と、前記弾性基板の他方の面の振動子とを逆位相で駆動する、請求項3に記載のタッチパネル装置。   The drive control unit includes a vibrator on one surface side of the elastic substrate and a vibrator on the other surface of the elastic substrate among the plurality of vibrators arranged on both surfaces of the elastic substrate. The touch panel device according to claim 3, wherein the touch panel device is driven in an opposite phase. 前記複数の振動子は、それぞれ、一対の電極と、前記一対の電極間に配設される圧電素子とを有し、前記一対の電極のうちのいずれか一方は前記弾性基板に配設される、請求項3又は4に記載のタッチパネル装置。   Each of the plurality of vibrators includes a pair of electrodes and a piezoelectric element disposed between the pair of electrodes, and any one of the pair of electrodes is disposed on the elastic substrate. The touch panel device according to claim 3 or 4. 前記駆動制御部が前記座標入力装置に定在波を発生させる振動モードは、前記駆動制御部が前記複数の振動子の駆動制御を行うことにより、前記弾性基板の固有振動数による定在波を前記弾性基板に発生させる振動モードである、請求項3乃至5のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。   In the vibration mode in which the drive control unit generates a standing wave in the coordinate input device, the drive control unit performs drive control of the plurality of vibrators, thereby generating a standing wave based on the natural frequency of the elastic substrate. The touch panel device according to claim 3, wherein the touch panel device is a vibration mode generated on the elastic substrate. 前記駆動生成部は、操作者によって操作入力が行われた前記操作部品の大きさが、当該操作部品の前に操作者によって操作入力が行われた他の操作部品の大きさと異なる場合は、前記振動モードを当該操作部品の大きさに応じた振動モードに切り替える、請求項2乃至6のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。   When the size of the operation component input by the operator is different from the size of other operation components input by the operator before the operation component, the drive generation unit, The touch panel device according to claim 2, wherein the vibration mode is switched to a vibration mode corresponding to the size of the operation component. 前記駆動パターンは、前記操作部品の中央部又は境界部に前記定在波の腹又は節が位置するように前記振動生成部の駆動制御を行う駆動パターンを含む、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。   8. The drive pattern according to claim 1, wherein the drive pattern includes a drive pattern for performing drive control of the vibration generation unit such that the antinode or node of the standing wave is located at a central part or a boundary part of the operation component. The touch panel device according to one item. 前記駆動制御部は、前記操作部品生成部によって生成される前記操作部品が変更又は移動されると、当該変更又は移動後の操作部品の位置に応じた波形の定在波を発生させる駆動パターンで前記振動生成部の駆動制御を行う、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。   When the operation component generated by the operation component generation unit is changed or moved, the drive control unit generates a standing wave having a waveform corresponding to the position of the operation component after the change or movement. The touch panel device according to claim 1, wherein the vibration generation unit is driven and controlled. 前記座標入力装置への操作入力の押圧度合を検出する押圧度合検出部と、
前記押圧度合検出部で検出される押圧度合が所定閾値以上であるか否かを判定する押圧度合判定部と
をさらに含み、
前記駆動制御部は、前記押圧度合判定部によって検出される操作入力の押圧度合が所定の閾値未満であると判定された場合には、前記駆動パターンで前記振動生成部の駆動制御を行い、前記押圧度合判定部によって検出される操作入力の押圧度合が所定の閾値以上であると判定された場合には、前記駆動パターンとは異なる他の駆動パターンで前記振動生成部の駆動制御を行う、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。
A pressing degree detection unit that detects a pressing degree of an operation input to the coordinate input device;
A pressing degree determination unit that determines whether or not the pressing degree detected by the pressing degree detection unit is a predetermined threshold value or more, and
The drive control unit, when it is determined that the pressing degree of the operation input detected by the pressing degree determination unit is less than a predetermined threshold, performs drive control of the vibration generation unit with the driving pattern, When it is determined that the pressing degree of the operation input detected by the pressing degree determination unit is greater than or equal to a predetermined threshold value, drive control of the vibration generation unit is performed with another driving pattern different from the driving pattern. Item 10. The touch panel device according to any one of Items 1 to 9.
前記他の駆動パターンは、前記操作部品の操作の完了を操作者に知覚させるように前記振動生成部の駆動制御を行う駆動パターンである、請求項10に記載のタッチパネル装置。   The touch panel device according to claim 10, wherein the other drive pattern is a drive pattern for performing drive control of the vibration generation unit so that an operator perceives completion of operation of the operation component. 請求項1乃至11のいずれか一項に記載のタッチパネル装置と、
前記操作部品生成部によって生成される操作部品を画像として表示する表示部と
を含む、タッチパネル付き表示装置。
The touch panel device according to any one of claims 1 to 11,
A display device with a touch panel, comprising: a display unit that displays the operation component generated by the operation component generation unit as an image.
透過性を有する座標入力装置と、
前記座標入力装置の下側に配設され、透過性を有する複数の振動子を備える振動生成部と、
前記振動生成部の下側に配設される表示部に画像として表示させる操作部品を生成する操作部品生成部と
を含むタッチパネル装置の制御方法であって、
前記操作部品生成部によって生成される一又は複数の前記操作部品が前記表示部に表示される位置に応じた定在波を前記座標入力装置に発生させる振動モードで、前記振動生成部の前記複数の振動子の駆動制御を行う、タッチパネル装置の制御方法。
A coordinate input device having transparency;
A vibration generating unit provided on the lower side of the coordinate input device and including a plurality of vibrators having transparency;
An operation component generation unit that generates an operation component to be displayed as an image on a display unit disposed below the vibration generation unit,
In the vibration mode in which the coordinate input device generates a standing wave according to the position where one or a plurality of the operation components generated by the operation component generation unit is displayed on the display unit, the plurality of the vibration generation units A control method for a touch panel device, which performs drive control of the vibrator.
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