JP2012216204A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動の減衰を低減させつつ防水および防塵対策を施した電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１は、タッチパネル２０と、タッチパネル２０の裏面周縁部に形成されるパネルフレーム２２と、タッチパネル２０を振動させる振動部５０と、パネルフレーム２２を支持する凹部１２ｂを有するとともにタッチパネル２０の周縁部を覆う支持部材（１０ａ，１０ｂ）と、タッチパネル２０の表面周縁部と支持部材（１０ａ，１０ｂ）との間に介在させた第１の弾性部材７０と、を備え、パネルフレーム２２に突起部２２ｂを形成し、突起部２２ｂの先端に第２の弾性部材２２ｃを形成し、第２の弾性部材２２ｃを凹部１２ｂに圧入することを特徴とする電子機器。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子機器に関するものである。より詳細には、本発明は、タッチパネルに対する操作入力を検出して、操作感をフィードバックする電子機器に関するものである。

現在、電子機器の入力装置として、タッチパネルやタッチパッドなどが広く採用されている。そのような入力装置において、操作者がタッチパネルやタッチパッドなどを操作した際に、タッチパネルやタッチパッドを湾曲振動させることにより、操作者の指先などに操作感をフィードバックするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載の電子機器を分解した外観斜視図である。図７に示すように、特許文献１に記載の電子機器（ディスプレイ装置）は、ディスプレイモニタ１００、パネル固定用フレーム２１０、タッチパネル４００、およびカバー５００を備えている。この電子機器は、タッチパネル４００等の各部品が、上記ディスプレイモニタ１００に対して組付けられることにより構成されている。

特許文献１に記載の電子機器において、ディスプレイモニタ１００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、全体が矩形かつ扁平な形状を有している。ディスプレイモニタ１００は、図示しない制御装置による制御に従って、例えばキーやボタン等のオブジェクトまたは各種の情報などを、その表示面に表示する。このディスプレイモニタ１００の表示面上には、当該モニタ１００とほぼ同じ大きさのタッチパネル４００が位置するように組付けられる。

タッチパネル４００は、例えば透明な樹脂板にマトリクス状のスイッチ回路が形成され、パネル表面が操作者の指先などにより接触されると、その接触位置に応じた検出信号を前記制御装置に出力するように構成されている。つまり、操作者は、タッチパネル４００を通して映し出されるディスプレイモニタ１００の表示に従って当該パネル４００に対して操作を行うことにより、前記電子機器に対して当該表示に応じた各種情報を入力することができる。

この電子機器においては、図７に示すように、タッチパネル４００の裏面側の上辺（図の奥側）および下辺（図の手前側）に沿って、一対の圧電素子（ピエゾ素子）４２０が貼り付けられている。タッチパネル４００が操作者による接触を検出すると、この電子機器は、前記制御装置から圧電素子４２０に駆動信号（電圧）を付与する。この駆動信号を受信すると、圧電素子４２０は伸縮してタッチパネル４００を変形（湾曲）させるため、この電子機器は、タッチパネル４００の操作面に対して振動を発生させることができる。すなわち、上記操作に伴って、タッチパネル４００が振動することにより、操作者は操作感を得ることができるようになっている。

なお、この電子機器において、タッチパネル４００は、パネル固定用フレーム２１０を介して前記ディスプレイモニタ１００に組付けられている。パネル固定用フレーム２１０は、ＡＢＳ等の硬質の樹脂材料から形成されることにより全体が剛性を有した構成となっている。

図７に示すように、パネル固定用フレーム２１０には、前記タッチパネル４００をその四隅において保持するホルダ２２０が組付けられる。図８は、４つのホルダ２２０のうち１つが、タッチパネル４００の隅に取り付けられる様子を示す拡大図である。各ホルダ２２０には、タッチパネル４００の角部を差込み可能なスリット状の差込み部３６０がそれぞれ形成されている。また、図７に示すように、パネル固定用フレーム２１０の周囲側面には、各側面それぞれの端部付近に、ホルダ２２０を固定するための固定孔３２０が設けられている。そして、図８に示すホルダ２２０に形成されたフック３４０ａが、図７に示す各固定孔３２０に差し込まれることにより、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に固定する。

このように、各ホルダ２２０にタッチパネル４００の四隅がそれぞれ差込まれると、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００を四隅で外側から拘束するとともに、厚み方向の両側からも拘束した状態で保持する。したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００が固定されるように配置することができる。

また、ホルダ２２０は、それぞれ、パネル固定用フレーム２１０よりも弾性係数の小さい材料から形成されており、例えばシリコン系の樹脂またはゴムにより一体成型されている。このように、ホルダ２２０は、タッチパネル４００を安定的に保持する一方で、タッチパネル４００が振動できるように弾性変形可能に構成されている。なお、タッチパネル４００とディスプレイモニタ１００との間には、タッチパネル４００の厚み方向の変位を可能とする隙間が確保される。このため、圧電素子４２０が振動する際に、当該振動に伴うタッチパネル４００の厚み方向の変位が可能となっている。

したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００を振動させる際に、その振動を大きく妨げることがないようになっているため、タッチパネル４００の振動による操作感を良好に確保することができる。

特開２０１０−４４４９７号公報

上述したように、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネルの振動による操作感を良好に確保することができるとともに、タッチパネルが固定されるように配置することができる。

ところで、特許文献１に記載の電子機器は、例えば車載用ナビゲーションシステムのディスプレイ装置などを想定しており、電子機器そのものの防塵対策および防水対策は特に施されていない。例えば、図７に示す電子機器を組み立てると、タッチパネル４００は、弾性材料のホルダ２２０の差込み部３６０に差し込まれた状態で、つまりホルダ２２０を介して、パネル固定用フレーム２１０に取り付けられる。これは、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に強固に固定してしまうと、圧電素子４２０が振動する際に、タッチパネル４００が厚み方向に変位せず、タッチパネル４００を良好に振動させることができなくなるためである。したがって、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間には、隙間ができることになり、当該隙間から埃や水分が浸入することが多分に想定される。

そこで、特許文献１に記載の電子機器において、防塵対策として、例えば、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間に防塵用クッションなどの部材を挿入することも考えられる。しかしながら、このような防塵用クッションは、ある程度圧縮可能な材質を用いたとしても、圧縮後の厚さのぶんだけタッチパネルが湾曲する物理的なスペースを奪ってしまうことになる。したがって、このような構造においては、タッチパネルが振動する際の振幅を稼ぐことができないという問題が生じる。

また、特許文献１に示されている電子機器に対して防水を施す場合、外部からの埃や水の浸入を防ぐために、例えば、タッチパネル４００と当該タッチパネル４００の周囲を覆う部材との間を防水テープで固着するという対策が考えられる。例えば図７に示したように、パネル固定用フレーム２１０を介してタッチパネル４００とディスプレイモニタ１００とを組み合わせたものに、さらにカバー５００を装着する場合、カバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着することができる。このようにしてカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着すれば、カバー５００とタッチパネル４００との隙間を埋めることができるため、外部からの水の浸入を防ぐことができる。

しかしながら、このようにカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着してしまうと、タッチパネル４００が振動する際の振幅を稼ぐことができなくなってしまう。このように、タッチパネル装置に防水対策を施すと、同時にタッチパネルを振動させる際の振幅を減殺してしまうという問題がある。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動の減衰を低減させつつ防水および防塵対策を施した電子機器を提供することにある。

上記目的を達成する第１の観点に係る電子機器の発明は、
タッチパネルと、
前記タッチパネルの裏面周縁部に形成されるパネルフレームと、
前記タッチパネルを振動させる振動部と、
前記パネルフレームを支持する凹部を有するとともに前記タッチパネルの表面周縁部を覆う支持部材と、
前記タッチパネルの表面周縁部と前記支持部材との間に介在させた第１の弾性部材と、を備えた電子機器であって、
前記パネルフレームに突起部を形成し、前記突起部の先端に第２の弾性部材を形成し、前記第２の弾性部材を前記凹部に圧入することを特徴とする。

第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る電子機器において、
前記第１の弾性部材は、前記第２の弾性部材よりも弾性変形が大きいことを特徴とする。

本発明によれば、圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動の減衰を低減させつつ防水性および防塵性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る電子機器の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器を分解した外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係るタッチパネルおよびパネルフレームの構成を説明する外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係るタッチパネルおよびパネルフレームの断面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器の組み立て前の部分断面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器の組み立て後の部分断面図である。 従来の電子機器の構造を説明する図である。 従来の電子機器の構造を説明する他の図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る電子機器の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電子機器の外観を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る電子機器１は、外観上、上部筐体１０ａと、下部筐体１０ｂと、タッチパネル２０と、を備えている。

上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、両者が一体に組み合わさることにより、筐体１０を構成する。この上部筐体１０ａは、両面テープまたは接着剤などを用いて、下部筐体１０ｂに接着する。これら上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの間は、これらが一体に組み合わされた状態において、例えばゴム製のパッキンを介した密閉構造にする等しても良い。しかしながら、本発明においては、他の部分において防水および防塵の措置が施されるため、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの間を密閉構造にすることは必須ではない。上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、例えば樹脂製のケースなどとして、ある程度の衝撃に耐えうる素材により構成するのが好適である。なお、上部筐体１０ａを下部筐体１０ｂと一体化させた構成にできる場合、上部筐体１０ａは、下部筐体１０ｂと別部材として設ける必要はない。

なお、上部筐体１０ａは、例えばベゼル等の各種の部材とすることができるが、本明細書においては「上部筐体」と総称する。上部筐体１０ａをベゼルとする場合、当該上部筐体１０ａは、例えば金属製、プラスチック製、ＡＢＳ等の樹脂製などとすることができ、ある程度の強度を有する素材で構成するのが好適である。

タッチパネル２０は、通常、後述する表示部８０の前面に配置して、表示部８０に表示したオブジェクトに対する操作者の指やスタイラスペン等（以下、単に「接触物」と総称する）による接触を、対応するタッチパネル２０のタッチ面において検出する。したがって、本実施の形態において、「タッチパネル」とは、例えばＬＣＤ等とすることができる表示部８０の前面に配置する部材、即ち当該表示部８０とは別に設けられる部材を想定して説明する。また、タッチパネル２０は、タッチ面に対する接触物の接触の位置を検出し、当該検出した接触の位置を制御部（図示せず）に通知する。

このタッチパネル２０は、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の方式により構成されたタッチパネルを用いることができる。なお、タッチパネル２０が接触物による接触を検出する上で、接触物がタッチパネル２０に物理的に触れることは必須ではない。例えば、タッチパネル２０が光学式である場合は、タッチパネル２０は当該タッチパネル２０上の赤外線が接触物で遮られた位置を検出するため、接触物がタッチパネル２０に触れることは不要である。

上述した表示部８０は、例えばキーのような押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）等のオブジェクトを画像で表示する。このオブジェクトは、タッチパネル２０のタッチ面上において接触すべき領域を操作者に示唆する画像である。また、押しボタンスイッチとは、操作者が入力の操作に用いるボタンやキー等（以下、単に「キー等」と総称する）である。この表示部８０は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤ）や有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成する。すなわち、図１に示すタッチパネル２０の裏側には、後述のように、ＬＣＤなどの表示部８０を配置することができる。

図２は、図１に示した電子機器１において、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを分離させた状態、すなわち筐体を分解した状態にしてから、さらにタッチパネル２０に係る部品も取り外した状態を示す斜視図である。

図２に示すように、上部筐体１０ａは、枠状の部材とし、前面（上面）に窓（開口部）が形成されるようにする。この窓により、電子機器１を組み立てた状態において、操作者は後述の表示部８０の表示を外部から視認することができ、さらに操作者はタッチパネル２０に接触することができる。なお、下部筐体１０ｂ内側の底部には、後述するように、例えばＬＣＤなどの表示部やＬＣＤホルダ、また各種の基板などの種々の部品を設置することができるが、図２においては、そのような部品の図示は省略してある。

図２から分かるように、下部筐体１０ｂと上部筐体１０ａとを組み合わせた状態においては、タッチパネル２０は、その裏面側にパネルフレーム２２が取り付けられて固定された状態で、下部筐体１０ｂと上部筐体１０ａとの間に配置される。また、タッチパネル２０の前面（表面）側には、枠状の第１の弾性部材７０が配置される。図２においては、タッチパネル２０および当該タッチパネル２０に固定されたパネルフレーム２２が、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂからそれぞれ取り外された状態を示している。

図２に示すように、タッチパネル２０の裏面側にはパネルフレーム２２が形成される。パネルフレーム２２は、後述するように、タッチパネル２０が固定されるパネル受け部と、当該パネル受け部から下方に突出した突起部と、この突起部の下端に形成された弾性部材とを含めて構成される。図２に示すように、下部筐体１０ｂと上部筐体１０ａとを組み合わせる際には、パネルフレーム２２の下端の弾性部材が、下部筐体１０ｂの上面側に形成された凹部１２ｂに圧入された状態で挟持される。以下、タッチパネル２０にパネルフレーム２２を取り付けたものを、適宜「タッチパネルユニット」と称する。

タッチパネル２０の前面側に配置される枠状の第１の弾性部材７０は、例えばスポンジまたはポロン（商品名）などの、伸縮性を有する柔軟な材料とすることができる。この第１の弾性部材７０と、上部筐体１０ａとの間は、両面テープまたは接着剤により貼り付ける。同様に、第１の弾性部材７０と、タッチパネル２０との間も、両面テープまたは接着剤により貼り付ける。このように、これらの部材を両面テープまたは接着剤により貼り付けることにより、上部筐体１０ａとタッチパネル２０との間に防塵の処置を施すことができる。

さらに、本実施の形態において、第１の弾性部材７０と上部筐体１０ａとの間、および第１の弾性部材７０とタッチパネル２０との間を、防水両面テープや接着剤により封止することが好ましい。このように、防水両面テープや接着剤により封止することにより、上部筐体１０ａとタッチパネル２０との間に防塵のみならず、さらに防水の処置も施すことができる。

図３は、図２に示したタッチパネルユニットをさらに説明する図である。上述したように、図３に示すタッチパネルユニットは、タッチパネル２０と、タッチパネル２０に固定されたパネルフレーム２２と、を備えている。上述したように、タッチパネル２０の上面側には枠状の第１の弾性部材７０を配置する。

なお、図３においては、タッチパネルユニットの構造の理解を容易にするために、タッチパネルユニットの一部を切断した断面を含めた外観を斜視図により示す。すなわち、図３は、図２に示したタッチパネルユニットの手前の縁辺付近の部分を、図２に示したＸ軸の方向に切断した様子を示す図である。要するに、図３においては、タッチパネルユニットの手前の部分だけが、パネルフレーム２２を含め切断された状態を示してある。

図３に示すように、パネルフレーム２２は、タッチパネル２０の裏面の周縁部に形成される。パネルフレーム２２は、上述したように、タッチパネル２０に取り付けられる箇所においては、当該タッチパネル２０を支持するために、平坦なパネル受け部を有するようにする。また、パネルフレーム２２は、パネル受け部から下方に突出した突起部が形成されるようにし、さらに、突起部の先端において、下部筐体１０ｂに形成された凹部１２ｂに圧入される弾性部材も形成される。図３において、突起部の先端に形成される弾性部材とは、パネルフレーム２２の断面において円形状になっている部分である。

図３に示すように、タッチパネル２０の裏面には、その上下の縁辺（図の奥側および手前側の辺）付近に、振動部５０が取り付けられる。振動部５０は、タッチパネル２０の裏面に例えば両面テープまたは接着剤などにより接着するのが好適である。この振動部５０は、例えば圧電素子で構成し、タッチパネル２０を湾曲させることにより振動させる。

図３に示した実施の形態においては、振動部５０をタッチパネル２０の裏面から貼り付けるようにしたが、本発明において、振動部５０はタッチパネル２０に振動を伝達させるものである。したがって、振動部５０は、圧電素子などをタッチパネル２０またはパネルフレーム２２などの任意の位置に接着するなどして固定し、タッチパネル２０を振動させるものとすることもできる。しかしながら、タッチパネル２０を良好に振動させることができるように、振動部５０は、タッチパネル２０の裏面に貼り付けられた圧電素子などとするのが好適である。

この振動部５０は、所定の振動パターンによる振動を発生させることにより、タッチパネル２０のタッチ面に接触している接触物に対して触感を呈示する。本実施の形態において、振動部５０は、例えば図示しない制御部から供給される駆動信号に基づいて振動を発生する。

図４は、図２および図３に示したタッチパネルユニットをより詳細に説明する断面図である。図４は、組み立てた状態のタッチパネルユニットを、図２に示すＸ軸の方向に切断した様子を示す図である。上述したように、本実施の形態において、タッチパネルユニットは、タッチパネル２０と、当該タッチパネル２０に固定されたパネルフレーム２２で構成される。また、タッチパネルユニットを切断する位置によっては、タッチパネル２０の裏面に振動部５０が接着されている。なお、図４においては、タッチパネルユニットから第１の弾性部材７０を取り外した状態を示してある。

図４に示すように、タッチパネル２０の裏面側にパネルフレーム２２を形成する際には、パネルフレーム２２のパネル受け部２２ａを、タッチパネル２０の裏面周縁部に接着する。このように、タッチパネル２０にパネルフレーム２２を固定する際には、タッチパネル２０とパネルフレーム２２とを、両面テープまたは接着剤により接着する。パネル受け部２２ａは、タッチパネル２０を接着して固定することができるように、平坦な部分を有している。図４において、このような接着箇所を、密なハッチングを施すことにより示してある。このように、これらの部材を両面テープまたは接着剤により貼り付けることにより、タッチパネル２０とパネルフレーム２２との間に防塵の処置を施すことができる。

さらに、本実施の形態において、タッチパネル２０とパネルフレーム２２との間を、防水両面テープや接着剤により封止することが好ましい。このように、防水両面テープや接着剤により封止することにより、タッチパネル２０とパネルフレーム２２との間に防塵のみならず、さらに防水の処置も施すことができる。

図４に示すように、パネルフレーム２２には、パネル受け部２２ａから下方に突出するように突起部２２ｂが形成される。これらのパネル受け部２２ａと突起部２２ｂとは、例えばポリカーボネートなどのような比較的硬質な同一の材料により、一体として形成した部材とするのが好適である。

また、パネルフレーム２２には、突起部２２ｂの先端に第２の弾性部材２２ｃが形成される。第２の弾性部材２２ｃは、例えばシリコンゴムなどの弾性材料製として、例えばＪＩＳ−Ａ硬度５０〜６０度程度とすることができる。第２の弾性部材２２ｃは、支持部材１０ｂの凹部１２ｂに挟持されることを考慮した形状に形成するのが望ましい。この第２の弾性部材２２ｃは、パネルフレーム２２（の突起部２２ｂ）と一体成形した部材とするのが好適である。

本実施の形態においては、このようにタッチパネルユニットをキット化することにより、当該ユニットを、１つの構成部品として端末製造業者などに販売することができる。また、タッチパネルユニットを採用することにより、端末製造時にタッチパネルに関連する構成部品を取り付ける作業を著しく簡略化することができる。さらに、タッチパネル２０が破損した際などに、タッチパネル２０を交換修理する場合にも、タッチパネルユニットを交換するだけで事足りるため、修理の際の手間を著しく低減させることもできる。

次に、本発明の実施の形態に係る電子機器の内部構成の詳細について説明する。以下、電子機器１の組み立て方を説明することにより、電子機器１の内部構成の詳細について言及する。

図５および６は、電子機器１の断面を示す図である。なお、図５および６ともに、電子機器１が左右対称の構成を有する場合の例を説明するため、電子機器１の右側の構成の図示は省略して、左側の構成のみ図示する。また、図５および６ともに、電子機器１を、図２に示したＸ軸の方向に切断した様子を示す断面図である。なお、図５および６ともに、図２に示したＹ軸方向の位置として、電子機器１の上端（図の奥端）または下端（図の手前端）の付近を除いた部分の位置において、電子機器１を切断した例を示す図である。

図５は、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせる前の状態を示す断面図である。図５に示すように、まず、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせる前に、下部筐体１０ｂの内側には、各種の基板９０および表示部８０など、防塵防水されるべき要素を設置しておくようにする。

なお、図５においては、下部筐体１０ｂの内部に、ＬＣＤ等の表示部８０、および各種の基板９０を示してある。これらの表示部８０および基板９０は種々の部材を例示したものであり、例えば表示部８０または基板９０を、当該表示部８０を支持する表示部ホルダにしたり、または他の支持部材にするなど、各種の部材とすることができる。また、基板９０は、電子機器１の全体を制御する制御部などを含め種々の電子部品を備えた基板など、各種の基板とすることができる。上述したように、本実施の形態においては、一般的なタッチパネルを備えた装置の場合と同様に、図５に示すように、タッチパネル２０の背面側（すなわち振動部５０が配置された面の側）に表示部８０を配置する。

下部筐体１０ｂの内側に基板９０および表示部８０などの要素を設置したら、タッチパネルユニットを下部筐体１０ｂに取り付ける。この際、図５に示すように、パネルフレーム２２の第２の弾性部材２２ｃが、下部筐体１０ｂの凹部１２ｂに圧入されることにより挟持されるようにする。

下部筐体１０ｂにタッチパネルユニットを取り付けたら、タッチパネル２０の前面（上面）に第１の弾性部材７０を取り付ける。そして、タッチパネル２０に第１の弾性部材７０を取り付けたら、下部筐体１０ｂに上部筐体１０ａを取り付ける。

図６は、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせた後の状態を示す断面図である。図６に示すように、本実施の形態においては、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせた際に、上部筐体１０ａとタッチパネル２０との間に介在させた第１の弾性部材７０が多少圧縮された状態になるようにする。このように圧縮されると、第１の弾性部材７０は、自らの弾性に起因する復元力によって、タッチパネル２０を図の下方に押し下げる。タッチパネル２０が図の下方に押し下げられると、パネルフレーム２２の第２の弾性部材２２ｃは、下部筐体１０ｂの凹部１２ｂの例えば側壁などに当接するようになる。すなわち、第２の弾性部材２２ｃは、第１の弾性部材７０の復元力によって、下部筐体１０ｂの凹部１２ｂに圧入された状態で挟持されるようになる。

したがって、本実施の形態においては、第２の弾性部材２２ｃと下部筐体１０ｂとの間は封止されるようになり、当該部分は防塵および防水の措置が施されるようになる。すなわち、仮に上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの組み合わせに十分な防塵または防水加工が施されていなかったとしても、タッチパネルユニットと下部筐体１０ｂとの間には、外部からの粉塵や水分などが浸入しないようにできる。また、仮に第１の弾性部材７０が充分な防水の効果を奏する部材でなかったとしても、同様に、タッチパネルユニットと下部筐体１０ｂとの間には、外部からの粉塵や水分などが浸入しないようにできる。

一方、本実施の形態においては、タッチパネル２０と、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂとの間に介在する部材は、第１の弾性部材７０およびパネルフレーム２２のみである。また、第１の弾性部材７０は、上述したように伸縮性を有する柔軟な材料で構成される。さらに、タッチパネル２０を支持するパネルフレーム２２は、弾性材料製の第２の弾性部材２２ｃによって、下部筐体１０ｂに支持される。したがって、タッチパネル２０が振動する際には、第１の弾性部材７０および第２の弾性部材２２ｃの弾性によって、タッチパネル２０が自由に振動することができるため、振動の減衰を低減させることができる。

このように、本実施の形態において、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、パネルフレーム２２を支持する凹部１２ｂを有するとともに、タッチパネル２０の周縁部を覆う。また、第１の弾性部材７０は、タッチパネル２０の表面周縁部と上部筐体１０ａとの間に介在させる。さらに、第２の弾性部材２２ｃは、下部筐体１０ｂの凹部１２ｂに圧入されるようにする。これにより、第２の弾性部材２２ｃは、第１の弾性部材７０の復元力により下部筐体１０ｂの凹部１２ｂに圧入されて、第２の弾性部材２２ｃと下部筐体１０ｂとの間が封止される。

ここで、例えば第１の弾性部材７０の弾性係数を第２の弾性部材２２ｃよりも低めにするなど、第１の弾性部材７０の方がより柔軟な材料で構成するのが好適である。すなわち、本実施の形態において、第１の弾性部材７０は、第２の弾性部材２２ｃより弾性変形が大きくなるようにするのが好適である。このようにすれば、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせた状態において、第２の弾性部材２２ｃよりも第１の弾性部材７０の方が、圧縮される度合いが大きくなる。これにより、タッチパネル２０をより自由に振動させることができ、振動の減衰が一層低減されることが期待できる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。本発明は、タッチパネルユニットを上部筐体および下部筐体で挟むことにより、振動を減衰させずに防塵および防水対策を施すことを主な特徴とするものである。したがって、本発明の構成要素および構成態様については、本明細書において説明した以外にも、種々の構成を採用することができる。例えば、上述した上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂならびにパネルフレーム２２などは、本発明による効果が得られる限りにおいて、種々の形状とすることができる。例えば、パネルフレーム２２の第２の弾性部材２２ｃは、下部筐体１０ｂの凹部１２ｂに挟持されて防水の効果を奏する限り、必ずしも断面を円形状にする必要はなく、例えば下部筐体１０ｂの凹部１２ｂの側壁の形状に適合するような形状とすることもできる。

また、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、電子機器の本体を構成する筐体を想定して説明した。しかしながら、本発明の筐体は上述した部材に限定されるものではなく、種々の部材とすることができる。

上記実施の形態においては、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂが本発明の支持部材を構成する態様について説明した。しかしながら、本発明による支持部材は、第２の弾性部材２２ｃが圧入されることによりパネルフレーム２２を支持するとともにタッチパネル２０の周縁部を覆う部材であれば任意のものとすることができる。したがって、例えばＬＣＤユニットや各種の基板またはベゼルなど、あるいは上部筐体１０ａまたは下部筐体１０ｂに形成された他の支持部材など、各種の部材が本発明の支持部材を構成する態様も想定することができる。

また、上述した実施の形態においては、タッチパネル２０の裏側に配置した表示部８０にオブジェクトを表示して、タッチパネル２０が操作者の指などによる接触を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば表示部８０を有さずに、タッチパネル２０のタッチ面上にオブジェクトがインクなどにより直接印刷されているような態様を想定することもできる。このような変形例においては、上述したような構成の表示部８０は必須の構成要素ではない。

また、上記実施の形態では、タッチパネル２０を用いて、当該タッチパネル２０のタッチ面に対する接触を検出した。すなわち、上記実施の形態において、「タッチパネル２０」は、いわゆるタッチセンサのような部材を想定して説明した。しかしながら、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、操作者の指やスタイラスペンなどの接触物により接触されるものであれば任意のものとすることができる。

例えば、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、タッチ面に対する接触物の接触の位置を検出しない（つまりセンシング機能を有さない）、単なる「パネル」のような部材とすることもできる。このような構成の電子機器においては、例えば、タッチパネルに対する押圧を検出する押圧検出部をさらに設けることにより、押圧検出部が検出する押圧に基づいて、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することができる。

また、上記実施の形態では、タッチパネル２０を用いて、当該タッチパネル２０のタッチ面に対する接触を検出した。しかしながら、押圧検出部がタッチパネルに対する押圧を検出して、当該押圧に基づいて、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することもできる。

上述のような押圧検出部は、タッチパネルのタッチ面に対する押圧を検出するもので、例えば、押圧に応じて物理的または電気的な特性（歪み、抵抗、電圧等）が変化する歪みゲージセンサや圧電素子等を任意の個数用いて構成することができる。また、振動部を圧電素子とした場合には、当該圧電素子を押圧検出部としても用いることができる。このような構成を採用して、押圧によるタッチパネルの歪みを検出することにより、当該歪みからタッチパネルに対する押圧を算出するなどの構成を想定することができる。

例えば、押圧検出部が圧電素子等を用いて構成された場合、押圧検出部の圧電素子は、タッチパネルのタッチ面に対する押圧に係る荷重（力）の大きさ（または、荷重（力）の大きさが変化する速さ（加速度））に応じて、電気的な特性である電圧の大きさ（電圧値）が変化する。この場合、押圧検出部は、この電圧の大きさ（電圧値（以下、単にデータと称する））を制御部に通知することができる。制御部は、押圧検出部がデータを制御部に通知することにより、または、制御部が押圧検出部の圧電素子に係るデータを検出することにより、当該データを取得する。つまり、制御部は、タッチパネルのタッチ面に対する押圧に基づくデータを取得する。すなわち、制御部は、押圧検出部から押圧に基づくデータを取得する。そして、制御部は、押圧に基づくデータが所定の基準を満たした場合に、接触がなされたものと判定し、所定の振動を発生することができる。ここで、上記所定の基準は、表現したい押しボタンスイッチの押圧時の荷重特性に応じて適宜設定することができる。

さらに、このような押圧検出部は、タッチパネルにおける接触検出方式に応じて構成することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積の大きさに応じた抵抗の大きさを、タッチパネルのタッチ面に対する押圧の荷重（力）に対応付けることにより、歪みゲージセンサや圧電素子等を用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の大きさを、タッチパネルのタッチ面に対する押圧の荷重（力）に対応付けることにより、歪みゲージセンサや圧電素子等を用いることなく構成することができる。

また、振動部５０は、任意の個数の圧電振動子を用いて構成したり、タッチパネル２０の全面に透明圧電素子を設けて構成したり、偏心モータを駆動信号の１周期で１回転させるようにして構成したり、することもできる。さらに、押圧検出部および振動部５０は、圧電素子を用いて構成する場合は、圧電素子を共用して押圧検出部兼振動部を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電圧を発生し、電圧が加えられると変形するためである。

また、上述したように、振動部５０は、押圧検出部も兼ねる圧電素子の電圧の大きさ（電圧値（データ））が所定の基準を満たした際に、当該圧電素子を駆動することにより振動を発生するようにもできる。ここで、圧電素子の電圧の大きさ（電圧値（データ））が所定の基準を満たした際とは、電圧値（データ）が所定の基準値に達した際であってもよいし、電圧値（データ）が所定の基準値を超えた際でもよいし、所定の基準値と等しい電圧値（データ）が検出された際でもよい。

上述した実施の形態においては、タッチパネル２０を表示部８０の上面に重ねて配置した構成について説明した。本発明による電子機器は、このような構成に限られるものではなく、タッチパネル２０と表示部８０とを離間した構成にすることもできる。しかしながら、タッチパネル２０を表示部８０の上面に重ねて配置した構成とする方が、表示される画像と、操作入力が検出される領域および発生する振動との対応関係を、操作者に容易に認識させることができる。

また、上述した実施の形態の説明における表示部８０およびタッチパネル２０は、表示部と接触検出部との両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されるようにしてもよい。このように表示部と接触検出部との両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものを挙げることができる。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することによって、タッチ位置を検出することができる。

なお、振動部５０は、振動モータ（偏心モータ）などに基づいて電子機器を振動させることにより、タッチパネル２０を間接的に振動させるように構成してもよいし、タッチパネル２０に圧電素子を配設することにより、タッチパネル２０を直接的に振動させるように構成してもよい。

１ 電子機器
１０ａ 上部筐体
１０ｂ 下部筐体
２０ タッチパネル
２２ パネルフレーム
２２ａ パネル受け部
２２ｂ 突起部
２２ｃ 第２の弾性部材
５０ 振動部
７０ 第１の弾性部材
８０ 表示部
９０ 基板

Claims (2)

1. タッチパネルと、
   前記タッチパネルの裏面周縁部に形成されるパネルフレームと、
   前記タッチパネルを振動させる振動部と、
   前記パネルフレームを支持する凹部を有するとともに前記タッチパネルの表面周縁部を覆う支持部材と、
   前記タッチパネルの表面周縁部と前記支持部材との間に介在させた第１の弾性部材と、を備えた電子機器であって、
   前記パネルフレームに突起部を形成し、前記突起部の先端に第２の弾性部材を形成し、前記第２の弾性部材を前記凹部に圧入することを特徴とする電子機器。
2. 前記第１の弾性部材は、前記第２の弾性部材よりも弾性変形が大きいことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
   
   

Images