JP2013054609A - タッチパネルにおける押し込み感触発生構造、タッチパネル、情報端末装置および感触発生用シート - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネル上に必要に応じてスイッチを押し込む感触を付加することの可能な押し込み感触発生構造を提供する。
【解決手段】押し込み感触発生構造１０は、タッチパネル９上に表示される操作領域の表示位置に合わせて押し込み感触発生位置を決定するための感触発生位置制御手段１と、感触発生位置制御手段１による制御を受けて制御された位置に押し込み感触の発生が実現される感触発生用シート４とを備え、感触発生用シート４はタッチパネル９の表示面８の上方に設けられ、また感触発生位置制御手段１による制御に合わせかつ制御された位置において感触発生用シート４の最表面と表示面８との間の対象領域に弾性のある空間６を発生させるための空間形成機構５を備えている。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明はタッチパネルにおける押し込み感触発生構造、タッチパネル、情報端末装置および感触発生用シートに係り、特に、ＯＡ機器、モバイル機器および各種入力装置に用いられるタッチパネルの操作において、良好な操作感触を付加するための、押し込み感触発生構造に関するものである。

従来、タッチパネルは、液晶パネル等を用いてスイッチを表示することにより、入力装置として利用されている。また、タッチパネルへの入力を行った際に振動を発生させたり、タッチパネル自体をスライドさせることによって、操作が確実になされたであろうことの知覚を触覚を通して操作者に与えること、いわば「操作感触」を付加することも、従来から行われている。

また、従来のタッチパネルでは、押下操作する画面上のキーの役割は固定されており、一定の操作感触を常に維持したいような場合は、機械的な構造によって、あたかもスイッチを押下操作した際のような感触を発生させることができた。従来のタッチパネルに関してはその他にも、種々の技術的提案がなされてもいる。たとえば、後掲特許文献１に開示されている技術は、軽操作力化できるとともに確実に操作可能とするために、下基板上面の複数のドットスペーサを、略円錐状の弾性材料を用いて誤作動や短絡等を防ぐ所定高さに形成するというものである。

特開２０１１−６５４０７号公報「タッチパネル」

さて、上述したように従来のタッチパネルでは、押下操作する画面上のキーの役割は固定されており、一定の操作感触を維持したい場合は、機械的な構造によってスイッチを押下操作した際のような感触を発生させることができた。しかし、現在普及しているタッチパネル型のモバイル装置の場合、画面は任意に変化するため、従来のようにスイッチ入力の機能が固定化されることはないと考えられる。

そうすると、かかるタッチパネルにおいて一定の押下操作感触を得るためには、従来の機械的構造による方式では不可能である。なぜならば、機械的に構造が作られているために感触発生機構を無効にすることができず、任意に変化する画面の表示と整合しない不自然な表示となってしまうからである。

また、振動を発生させることで一定の感触を発生させている装置に関しては、触れた部分において生じる感触はあくまでも平面が微小に振動することにより発生する感触であって、それにより、操作が確実になされたであろうことの知覚を触覚を通して操作者に与えはしても、あたかも実際にスイッチを「押し込」んでいるかのような感触を発生させることはできない。しかし、今後ますます普及が進むタッチパネル型のモバイル装置において、かかる押し込みの感触を提供できれば、操作者は画面上において押下操作が認識される領域を明確に認識することができ、確実性高く安心して操作することができ、便利である。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の欠点を除き、タッチパネル型のモバイル装置のように画面が任意に変化する方式の装置であっても、タッチパネル上に、必要に応じてスイッチを押し込む感触を付加することの可能な、押し込み感触発生構造等を提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、タッチパネル上に感触発生用のシートを設け、これとタッチパネル表示面との間に所定の手段によって弾性のある空間を発生させるという構成によって課題を解決できることに想到し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

（１） タッチパネル上に表示される操作領域に対する押し込み操作がなされた際に押し込みの感触を生じさせるための押し込み感触発生構造であって、該押し込み感触発生構造は、該タッチパネル上に表示される該操作領域の表示位置に合わせて押し込み感触発生位置を決定するための感触発生位置制御手段と、該感触発生位置制御手段による制御を受けて制御された位置に押し込み感触の発生が実現される感触発生用シートと、を備えて構成され、該感触発生用シートは該タッチパネルの表示面の上方に設けられ、該押し込み感触の発生は、該感触発生位置制御手段による制御に合わせかつ該制御された位置において、該感触発生用シートの最表面と該表示面との間のいずこかの領域（以下、「対象領域」という。）に弾性のある空間を発生させる空間形成機構により実現される、タッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（２） 前記空間形成機構による空間形成の有無を制御するための感触発生ＯＮ／ＯＦＦ手段を備えていることを特徴とする、（１）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（３） 前記空間形成機構は前記対象領域に磁気の反発による空間を発生せしめるものであり、前記感触発生用シートには透明電極が設けられていることを特徴とする、（１）または（２）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（４） 前記透明電極は一枚の感触発生用シートに設けられ、前記タッチパネルの下方に磁気発生部が設けられていることを特徴とする、（３）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。

（５） 前記磁気発生部はシート状の永久磁石、または磁化された金属板であることを特徴とする、（４）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（６） 前記感触発生用シートは二枚が重ねられた状態で設けられ、各感触発生用シートには前記透明電極が設けられ、各透明電極は相互に反発する方向に磁力を発生させるように構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（７） 前記空間形成機構は、空気を送り込む送気手段を用いて前記対象領域に空気を充填することにより空間を発生せしめるものであることを特徴とする、（１）または（２）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（８） 一枚の前記感触発生用シート中に空気充填用の空隙部が設けられており、該空隙部が前記対象領域として空気の充填および抜き出しを受けることを特徴とする、（７）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（９） 前記感触発生用シートは二枚が重ねられた状態で設けられ、該二枚の感触発生用シートの間が前記対象領域として空気の充填および抜き出しを受けることを特徴とする、（７）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。

（１０） 前記感触発生用シートは前記タッチパネル表示面の上方に後付けして用いられることを特徴とする、（１）ないし（９）のいずれかに記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（１１） 前記感触発生用シートは前記タッチパネルと一体に設けられていることを特徴とする、（１）ないし（９）のいずれかに記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
（１２） （１）ないし（１１）のいずれかに記載の押し込み感触発生構造が設けられている、押し込み感触発生構造付きタッチパネル。
（１３） （１２）に記載の押し込み感触発生構造付きタッチパネルが搭載された、押し込み感触発生構造付きタッチパネル搭載情報端末装置。
（１４） （１０）に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造を構成するための、感触発生用シート。

本発明のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造、タッチパネル、情報端末装置および感触発生用シートは上述のように構成されるため、これによれば、タッチパネル型のモバイル装置のように画面が任意に変化する方式の装置であっても、タッチパネル上のスイッチを表示した場所に、必要に応じて任意にスイッチを押し込む感触を付加することができる。したがって操作者は、、タッチパネル上でのスイッチ入力操作をより直感的に行うことが可能となる。

また、本発明による押し込み感触の発生すなわち弾性のある空間の形成においては、その平面積の大小を適宜に設計することができる。したがって、振動を用いて感触を擬似表現している従来の装置と併用することにより、押し込み感触の付加と併せて「やわらかさ」の感触をも擬似表現することが可能である。

本発明のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造の基本構成を示す概念図であり、平滑状態を示す図である。 本発明のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造の基本構成を示す概念図であり、膨らみ状態を示す図である。 ＯＮ／ＯＦＦ手段を備えた本発明のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造の基本構成を示す概念図である。 感触発生用シートに透明電極を用いた本発明押し込み感触発生構造の基本構成を示す説明図である。 図３の対象領域（感触発生部）の基本構成を示す説明図である。 感触発生用シートに透明電極を用いた本発明押し込み感触発生構造の別の構成を示す説明図である。 透明電極を用いた感触発生用シートを二枚用いた本発明押し込み感触発生構造の基本構成を示す説明図である。 送気手段を用いた本発明押し込み感触発生構造の基本構成を示す説明図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造の基本構成を示す概念図であり、前者は平滑状態、後者は膨らみ状態を示す。これらに図示するように本発明の押し込み感触発生構造１０は、タッチパネル９上に表示される操作領域に対する押し込み操作がなされた際に押し込みの感触を生じさせるための構造であって、タッチパネル９上に表示される操作領域の表示位置に合わせて押し込み感触発生位置を決定するための感触発生位置制御手段１と、感触発生位置制御手段１による制御を受けて制御された位置に押し込み感触の発生が実現される感触発生用シート４とを備えて構成され、感触発生用シート４はタッチパネル９の表示面８の上方に設けられ、さらに、感触発生位置制御手段１による制御に合わせて、かつ制御された位置において、感触発生用シート４の最表面と表示面８との間のいずこかの領域（以下、「対象領域」という。）に弾性のある空間６を発生させるための空間形成機構５を備えていることを、主たる構成とする。

なお感触発生位置制御手段１は、タッチパネル９上の表示を制御するための表示制御部７に連続して設けられる。なおまた、感触発生用シート４は、後述するように、一枚ではなく複数枚のシートによって構成されるものとすることができる。また、感触発生用シート４は、タッチパネル９の表面などタッチパネル９表示面８の上方に、貼着等の方法によって事後的に付加（後付け）することとしてもよいし、あるいはまた、初めからタッチパネル９に内蔵されているなど、タッチパネル９と一体に設けられているものとして構成してもよい。空間形成機構５については後述するが、磁力や空気圧といった、感触発生用シート４を任意に可逆的に押し上げられる、または変形させられる力を利用する機構を、好適に用いることができる。

かかる構成により本押し込み感触発生構造１０においては、感触発生位置制御手段１による制御によって、タッチパネル９上に表示される操作領域の表示位置に合わせて押し込み感触発生位置が決定され、タッチパネル９上の操作領域に対する押し込み操作がなされると、感触発生位置制御手段１による制御に合わせて、かつ決定された位置において、空間形成機構５の作用により対象領域に弾性のある空間６が感触発生用シート４上にて発生せしめられ、押し込み操作に対する反発が生じて、あたかも実際にスイッチを押し込む際に知覚するような押し込み感触が発生する。つまり本発明では、感触発生用シート４において、平滑状態と、実際に操作者が押し込むことのできる膨らみ状態とを、可逆的に任意に形成する構成とすることができる。いわば、ストロークのある感触発生用シート４である。

図２は、ＯＮ／ＯＦＦ手段を備えた本発明のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造の基本構成を示す概念図である。図示するように本押し込み感触発生構造２１０は、空間形成機構２５による空間形成の有無を制御するための感触発生ＯＮ／ＯＦＦ手段２３を備えていることを、特徴的な構成とする。

かかる構成により本押し込み感触発生構造２１０によれば、感触発生ＯＮ／ＯＦＦ手段２３を操作することによって、空間形成機構２５による空間形成の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御することができるため、操作者において押し込み感触の発生の有無を任意に設定することができる。感触発生位置制御手段１や空間形成機構５は電気的に制御可能な構成とすることができるが、たとえば空間形成機構５に感触発生ＯＮ／ＯＦＦ手段２３を接続して、通電を制御することによって、通電せずに押し込み感触を発生させないようにすることもできる。

図３は、感触発生用シートに透明電極を用いた本発明押し込み感触発生構造の基本構成を示す説明図である。また、
図３−２は、図３の対象領域（感触発生部）の基本構成を示す説明図である。これらに図示するように本押し込み感触発生構造は、空間形成機構として、タッチパネル３９上のスイッチ形成部３８Ｓに対応する感触発生用シート３４上の対象領域（感触発生部）３４Ｔに磁気の反発による空間を発生せしめる方式を採り、さらに対象領域（感触発生部）３４Ｔに透明電極（透明導電膜）３４Ｆが設けられていることを、主たる構成とする。特にこれらの図では、透明電極３４Ｆが一枚の感触発生用シート３４に設けられ、タッチパネル３９の下方に磁気発生部３２が設けられた構成例を示す。なお磁気発生部３２の例としては、シート状の永久磁石を好適に用いることができる。

かかる構成により本押し込み感触発生構造では、感触発生用シート３４上の対象領域（感触発生部）３４Ｔにおける透明電極３４Ｆと、タッチパネル３９下方の磁気発生部３２との間に磁気の反発によって、対象領域３４Ｔに空間の発生が実現されて、押し込み感触を発生させることができる。

図４は、感触発生用シートに透明電極を用いた本発明押し込み感触発生構造の別の構成を示す説明図である。図示するように磁気発生部としては、永久磁石等の磁石４２Ｍによって磁化された金属板４２Ｐを用いてもよい。

図５は、透明電極を用いた感触発生用シートを二枚用いた本発明押し込み感触発生構造の基本構成を示す説明図である。図示するように本押し込み感触発生構造は、二枚の感触発生用シート５４ａ、５４ｂが重ねられた状態で設けられ、各感触発生用シート５４ａ、５４ｂにはそれぞれ透明電極が設けられ、各透明電極は相互に反発する方向に磁力を発生させるように構成されることを特徴とする。すなわち、透明電極を配置した各シート５４ａ、５４ｂを、極性が反対になるように重ねればよい。

かかる構成により、重なった二枚の感触発生用シート５４ａ、５４ｂ間において電磁誘導により極性の異なる磁力が発生し、これにより磁気反発による空間が形成されて、押し込み感触を発生させることができる。

なお、透明電極によるコイルの形成を微小にすることによって、押し込み感触の発生すなわち弾性のある空間の平面積を広げることができる。これにより、振動を用いて感触を擬似表現している従来の装置と併用することで、押し込み感触の付加と併せて「やわらかさ」の感触をも擬似表現することも可能である。

図６は、送気手段を用いた本発明押し込み感触発生構造の基本構成を示す説明図である。図示するように本押し込み感触発生構造６１０は、空間形成機構６５として空気を送り込む送気手段６５Ａを用い、感触発生用シート６４の対象領域に対して空気を充填可能な構成である。かかる構成により、空間６６が形成されて、押し込み感触を発生させることができる。

かかる方式に用いる感触発生用シート６４としては、たとえば梱包用のエアクッション（エアキャップ）のように、一枚のシート中に空気充填用の空隙部が設けられており、空隙部が対象領域として空気の充填および抜き出しを受ける構成や、二枚のシートが重ねられて縁部を接着した状態に形成し、二枚の感触発生用シートの間が対象領域として空気の充填および抜き出しを受ける構成を、採ることができる。

なお、空隙部への送気手段６５Ａとしてはたとえば、電磁弁とポンプの併用による方式、ファンによる送風、圧縮空気を電磁弁で制御して充填する方法など、従来公知の方法を適宜採ることができる。

以上説明した本発明の押し込み感触発生構造が設けられている、押し込み感触発生構造付きタッチパネル、当該タッチパネルが搭載された情報端末装置、そして押し込み感触発生構造を構成するための感触発生用シートもまた、本発明の範囲内である。

本発明のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造、タッチパネル、情報端末装置および感触発生用シートによれば、タッチパネル型のモバイル装置のように画面が任意に変化する方式の装置であっても、タッチパネル上のスイッチを表示した場所に、必要に応じて任意にスイッチを押し込む感触を付加することができる。したがって、ＯＡ機器、モバイル機器および各種入力装置等に用いられるタッチパネルの操作において、良好な操作感触を提供することができ、産業上利用性が高い発明である。

１、２１、６１…感触発生位置制御手段
４、２４、３４、４４、５４ａ、５４ｂ、６４…感触発生用シート
５、２５、６５…空間形成機構
６、６６…弾性のある空間
７、２７、６７…表示制御部
８、２８、６８…タッチパネルの表示面
９、２９、３９、４９、５９、６９…タッチパネル
１０、２１０、６１０…押し込み感触発生構造
２３…感触発生ＯＮ／ＯＦＦ手段
３２…磁気発生部
３４Ｆ…透明電極
３４Ｔ、４４Ｔ、５４ａＴ、５４ｂＴ…対象領域（感触発生部）
３８Ｓ、４８Ｓ、５８Ｓ…スイッチ形成部
４２Ｍ…磁石
４２Ｐ…金属板
６５Ａ…送気手段

Claims (14)

1. タッチパネル上に表示される操作領域に対する押し込み操作がなされた際に押し込みの感触を生じさせるための押し込み感触発生構造であって、該押し込み感触発生構造は、該タッチパネル上に表示される該操作領域の表示位置に合わせて押し込み感触発生位置を決定するための感触発生位置制御手段と、該感触発生位置制御手段による制御を受けて制御された位置に押し込み感触の発生が実現される感触発生用シートと、を備えて構成され、該感触発生用シートは該タッチパネルの表示面の上方に設けられ、該押し込み感触の発生は、該感触発生位置制御手段による制御に合わせかつ該制御された位置において、該感触発生用シートの最表面と該表示面との間のいずこかの領域（以下、「対象領域」という。）に弾性のある空間を発生させる空間形成機構により実現される、タッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
2. 前記空間形成機構による空間形成の有無を制御するための感触発生ＯＮ／ＯＦＦ手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
3. 前記空間形成機構は前記対象領域に磁気の反発による空間を発生せしめるものであり、前記感触発生用シートには透明電極が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
4. 前記透明電極は一枚の感触発生用シートに設けられ、前記タッチパネルの下方に磁気発生部が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
5. 前記磁気発生部はシート状の永久磁石、または磁化された金属板であることを特徴とする、請求項４に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
6. 前記感触発生用シートは二枚が重ねられた状態で設けられ、各感触発生用シートには前記透明電極が設けられ、各透明電極は相互に反発する方向に磁力を発生させるように構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
7. 前記空間形成機構は、空気を送り込む送気手段を用いて前記対象領域に空気を充填することにより空間を発生せしめるものであることを特徴とする、請求項１または２に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
8. 一枚の前記感触発生用シート中に空気充填用の空隙部が設けられており、該空隙部が前記対象領域として空気の充填および抜き出しを受けることを特徴とする、請求項７に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
9. 前記感触発生用シートは二枚が重ねられた状態で設けられ、該二枚の感触発生用シートの間が前記対象領域として空気の充填および抜き出しを受けることを特徴とする、請求項７に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
10. 前記感触発生用シートは前記タッチパネル表示面の上方に後付けして用いられることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
11. 前記感触発生用シートは前記タッチパネルと一体に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の押し込み感触発生構造が設けられている、押し込み感触発生構造付きタッチパネル。
13. 請求項１２に記載の押し込み感触発生構造付きタッチパネルが搭載された、押し込み感触発生構造付きタッチパネル搭載情報端末装置。
14. 請求項１０に記載のタッチパネルにおける押し込み感触発生構造を構成するための、感触発生用シート。
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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