JP2014071713A - Tactile sense presentation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動により触感を呈示する触感呈示装置に関するものである。 The present invention relates to a tactile sensation providing apparatus that presents a tactile sensation by vibration.
近年、スマートフォン、タブレット型PC等の携帯情報機器や、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品等の各種の民生用機器、さらには、ATM(現金自動預け払い機)、自動券売機、自動販売機等の各種の産業用機器(FA機器)等には、操作者の操作に対して、振動により触感を呈示する触感呈示装置が搭載されつつある(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, portable information devices such as smartphones and tablet PCs, various consumer devices such as home appliances such as microwave ovens, TVs, lighting fixtures, ATMs (automated teller machines), automatic ticket vending machines, automatic Various industrial devices (FA devices) such as vending machines are being mounted with tactile sensation presentation devices that present tactile sensations by vibration in response to operator operations (see, for example, Patent Document 1).
上述したような触感呈示装置は、例えば低消費電力の観点等から、振動により触感を呈示する触感呈示部を効率よく振動させることが望まれる。 In the tactile sensation providing apparatus as described above, for example, from the viewpoint of low power consumption, it is desirable to efficiently vibrate the tactile sensation providing unit that provides tactile sensation by vibration.
本発明は、かかる観点に鑑みてなされたもので、触感呈示部を効率よく振動させることができる触感呈示装置を提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of this viewpoint, and it aims at providing the tactile sensation presentation apparatus which can vibrate a tactile sensation presentation part efficiently.
上記目的を達成する触感呈示装置の発明は、
電池と、
前記電池を収納する電池収納部と、
前記電池収納部を覆う電池蓋と、
振動により触感を呈示する触感呈示部と、
を備え、
前記電池蓋は、前記電池収納部の少なくとも一部を覆う伸縮可能な弾性部材を有し、
前記弾性部材は、前記触感呈示部の触感呈示面とは反対側の空間および当該空間と連通する前記電池収納部を画成する空間を密閉することを特徴とするものである。
The invention of the tactile sensation providing apparatus that achieves the above object
Battery,
A battery storage section for storing the battery;
A battery lid covering the battery compartment;
A tactile sensation presentation unit that presents a tactile sensation by vibration;
With
The battery lid has an elastic member that can be expanded and contracted to cover at least a part of the battery housing portion,
The elastic member seals a space opposite to the tactile sensation providing surface of the tactile sensation providing part and a space defining the battery housing part communicating with the space.
前記電池蓋には通気孔が形成され、
前記通気孔の一方側は前記電池蓋および前記弾性部材を含む部材によって画成される空間に通じ、前記通気孔の他方側は前記触感提示装置の外部の空間に通じるようにしてもよい。
The battery lid is formed with a vent hole,
One side of the vent hole may communicate with a space defined by the member including the battery lid and the elastic member, and the other side of the vent hole may communicate with a space outside the tactile sensation presentation apparatus.
前記電池蓋は、前記弾性部材が伸縮する際に当該弾性部材に接触しないように配置してもよい。 The battery cover may be disposed so as not to contact the elastic member when the elastic member expands and contracts.
前記電池収納部または前記電池は、前記弾性部材が伸縮する際に当該弾性部材に接触しないように配置してもよい。 You may arrange | position the said battery accommodating part or the said battery so that it may not contact the said elastic member, when the said elastic member expands / contracts.
前記弾性部材は、前記触感呈示部の振動に応じて伸縮してもよい。 The elastic member may expand and contract according to the vibration of the tactile sensation providing unit.
前記弾性部材は、前記触感呈示部の振動に応じて、前記触感呈示面とは反対側の空間および前記電池収納部を画成する空間の気圧と、当該触感呈示装置の外部の空間の気圧とが均衡する状態に近づくように伸縮してもよい。 According to the vibration of the tactile sensation providing unit, the elastic member includes an air pressure in a space opposite to the tactile sensation providing surface and a space defining the battery storage unit, and an air pressure in a space outside the tactile sensation providing device. You may expand and contract so that it may approach the state which balances.
前記弾性部材は、防塵機能または防水機能を有してもよい。 The elastic member may have a dustproof function or a waterproof function.
本発明によれば、触感呈示部を効率よく振動させることができる触感呈示装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the tactile sensation presentation apparatus which can vibrate a tactile sensation presentation part efficiently can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は、本発明の実施の形態に係る触感呈示装置の要部の概略構成を示すものであり、図1は外観斜視図、図2触感呈示装置の上側の分解斜視図、図3は触感呈示装置の下側の分解斜視図、図4は図1のA−A線拡大断面図である。本実施の形態に係る触感呈示装置は、外観上、筐体10と、パネル20と、遮蔽部材30とを備える。
1 to 4 show a schematic configuration of a main part of a tactile sensation providing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an external perspective view, and FIG. 2 is an exploded perspective view of an upper side of the tactile sensation providing apparatus. 3 is an exploded perspective view of the lower side of the tactile sensation providing apparatus, and FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG. The tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment includes a
筐体10は、例えば金属製、プラスチック製、樹脂製で、平面視で矩形状に構成される。なお、本明細書において、矩形状とは、角部が円弧状に形成されたものも含むものである。また、図示の例では、筐体10を一つの筐体として示しているが、上部筐体と下部筐体とが一体に組み合わされて構成される場合もある。この場合、上部筐体と下部筐体との間は、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、適当な防塵または防水対策が施される。
The
パネル20は、操作者の指やスタイラスペン等により操作されるもので、微小の湾曲変位(例えば、数十μm)が可能な厚さを有する、例えばプラスチックやガラス等で構成される。なお、パネル20は、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式等の接触検知機能を有するタッチパネルで構成されてもよい。また、パネル20は、図示の例では平面視で長方形状となっているが、正方形状などであってもよい。
The
パネル20には、操作者の指やスタイラスペン等により操作される面である触感呈示面(操作面)20aとは反対側であるパネル背面20bに、パネル20を湾曲振動させるための2枚の圧電素子21、22が配設されている。圧電素子21、22は、モノモルフ、バイモルフ、ユニモルフ等の同一構造の長尺な長方形状の矩形状からなり、電圧の印加により長尺方向に湾曲または伸縮するものである。一方の圧電素子21は、パネル背面20bの対向する短辺の一方の短辺側において、長尺方向が当該短辺に沿って延在するように、パネル背面20bに接着固定される。同様に、他方の圧電素子22は、パネル背面20bの他方の短辺側において、長尺方向が当該短辺に沿って延在するように、パネル背面20bに接着固定される。パネル20および圧電素子21,22は、触感呈示部を構成する。
The
遮蔽部材30は、例えば防塵機能または防水機能を有するシート状のもので、枠状に形成される。遮蔽部材30は、内周部がパネル20のパネル背面20bの周縁部に両面テープや接着剤等により接着され、外周部が筐体10の外周部10aの上面10bに両面テープや接着剤により接着される。また、遮蔽部材30の内周部側の背面と、筐体10の底部10cとの間には、パネル20の四隅とパネル20の各長辺の中央部とに対応する合計6ヶ所において、それぞれ弾性変形可能な支持部材40が両面テープや接着剤などにより接着されて配置される。
The
支持部材40は、例えば「PORON」(商標名)等が使用可能である。これにより、パネル20は、6個の支持部材40により筐体10の底部10cに支持される。したがって、図示の例では、6個の支持部材40により、筐体10内で、パネル20および遮蔽部材30のそれぞれの背面側と筐体10の底部10cとの間に空間(空隙)50が形成される。なお、パネル20は、触感呈示面20aの周縁部に遮蔽部材30が接着され、パネル背面20bに支持部材40が接着されてもよい。また、支持部材40は、円柱形状のものを例示しているが、角柱形状等の任意の形状とすることができる。
As the
空間50には、圧電素子21,22の駆動回路等が搭載された回路基板51が、筐体10と一体または別体の支持部10dを介して筐体10の底部10cから離間して、筐体10に支持されて配置される。なお、空間50には、必要に応じて、パネル20と一体または別体に液晶パネル等の表示パネル等が搭載されてもよい。
In the
図2〜図4に示すように、筐体10の底部10cには、電池60を収納する電池収納部11が形成される。図示の例においては、電池収納部11は矩形状としているが、電池60の形状に合わせて種々の形状とすることができる。なお、図2は触感呈示装置の上側の部材を中心として図示し、電池収納部11に収納される電池60の図示は省略してある。また、図3は触感呈示装置の下側の部材を中心として図示し、筐体10の底部10cより上方に配置される各要素は図示を省略してある。図3においては、筐体10の底部10cに形成された電池収納部11に電池60を嵌め込むことができる様子を示してある。この電池60は、触感呈示装置が携帯型の装置の場合などに、各機能部に必要な電力を供給する。
As shown in FIGS. 2 to 4, a battery housing portion 11 that houses the
また、電池60を電池収納部11に嵌めこんだ際に、電池60が筐体10から脱落するのを防止するために、後述の弾性部材52を有する枠状部材53、および電池蓋部70をさらに筐体10に嵌め込む。電池蓋部70は、凹部71を有し、この凹部71には複数の通気孔72が形成されている。図3においては、複数の通気孔72は12箇所に形成されているが、電池蓋部70の凹部71において、電池収納部11の少なくとも一部を覆う伸縮可能な弾性部材52が形成された箇所に対応する部分に、任意の個数の通気孔72を形成することができる。なお、本実施の形態においては、弾性部材52を有する枠状部材53および電池蓋部70を含んで電池蓋を構成するのが好適である。この場合、枠状部材53と電池蓋部70とは、図4に示すように、接着剤または両面テープ55によって接着するのが好適である。
Further, in order to prevent the
後述する弾性部材52が電池収納部11を覆っていない状態において、空間50と触感呈示装置の外部の空間(外気)とは、電池収納部11により連通される。電池収納部11は、空間50と触感呈示装置の外部の空間とが連通すれば、図示した位置に限定されず、必要に応じて種々の位置に形成することができる。また、電池収納部11の開口面積は、空間50の容量、パネル20の振動による空間50内の気圧変化、電池60の形状等に応じて、適宜設定される。本実施の形態では、パネル20と対向する枠状部材53および電池蓋部70の領域で、パネル20のほぼ中央部に対応する位置に、1つの矩形状の電池収納部11を形成した場合を例示している。
In a state in which the
弾性部材52は、防塵機能または防水機能を有し、両面テープや接着剤等により、枠状部材53に接着される。また、弾性部材52は、枠状部材53と一体成形してもよい。このようにして、弾性部材52を有する枠状部材53および電池蓋部70を含んで構成される電池蓋を筐体10に取り付けると、パッキン部54が枠状部材53と筐体10との間を密閉(密封)するため、空間50に塵や水が浸入することを防ぐことができる。
The
このような弾性部材52には、例えば、シリコンゴムシートなどを用いることができる。弾性部材52は、電池収納部11または枠状部材53などの形状に合わせて例えば矩形状であり、厚さは0.2mmである。なお、弾性部材52は、全体が弾性を有する素材から構成されてもよいし、2色成形等により少なくとも電池収納部11に対応する部分が弾性を有する素材で形成されてもよい。弾性部材52が、電池収納部11を覆うように配設されることにより、パッキン部54の作用も相まって空間50が密閉され、空間50に対して塵や水が浸入することを防ぐことができる。
As such an
本実施の形態に係る触感呈示装置は、パネル20に対する操作を検出して、圧電素子21,22を駆動する。これにより、パネル20を、図5に両矢印で示す方向に湾曲振動させて、パネル20の操作者に対して触感を呈示する。なお、図5は、パネル20が湾曲して、触感呈示面20aが上方に突出した状態を示している。ここで、パネル20に対する操作は、パネル20が接触検知機能を有する場合は、その接触検知機能により検出してもよい。また、パネル20に対する接触による押圧を検出して、パネル20に対する操作を検出してもよい。この場合、パネル20に対する押圧は、圧電素子21,22を利用して検出してもよいし、別途、押圧検出用の圧電素子や歪みセンサを設けて検出してもよい。
The tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment detects an operation on
本実施の形態においては、空間50は、電池収納部11を画成する空間56と連通している。このため、本実施の形態によれば、パネル20が振動すると、振動による空間50の容積変化に応じて、空間50および空間56内の気圧が変化することになる。弾性部材52は、空間50および空間56内の気圧の変化に応じて伸縮し、空間50および空間56内の気圧と、外気圧(触感呈示装置の外部の空間の気圧)とが均衡する状態に近づくように変形する。本実施の形態において、パネル20が図5に両矢印で示す方向に湾曲振動すると、弾性部材52は、パネル20の湾曲振動に連動して、図5に示すように伸縮を伴って湾曲振動することになる。これにより、パネル20の振動に基づく空間50および空間56内の気圧変化が低減されるので、圧電素子21,22によりパネル20を効率よく振動させることが可能となる。
In the present embodiment, the
なお、図5において、電池蓋部70の通気孔72が形成されておらず、空間50および空間56が密閉状態にあると、圧電素子21,22を駆動してパネル20を振動させる場合、振動に応じて空間50および空間56内の気体(空気)を膨張/圧縮させることになる。そのため、所望の振幅でパネル20を振動させようとすると、本実施の形態の場合と比較して、より多くの駆動電力を圧電素子21,22に供給する必要があり、消費電力が増加することになる。また、図5において、弾性部材52が配設されていない状態にあると、空間50の密閉性が損なわれ、空間50および空間56に塵や水が浸入するおそれが生じる。
In FIG. 5, if the air holes 72 of the
このように、本実施の形態では、電池収納部11を覆う電池蓋(53,70)は、電池収納部11の少なくとも一部を覆う伸縮可能な弾性部材52を有している。また、本実施の形態では、弾性部材52は、電池蓋(53,70)が取り付けられた状態で、触感呈示部(20,21,22)の触感呈示面20aとは反対側の空間50およびその空間50と連通する電池収納部11を画成する空間56を密閉する。さらに、本実施の形態では、電池蓋(53,70)には通気孔72を形成し、通気孔72の一方側は電池蓋(53,70)および弾性部材52を含む部材によって画成される空間73に通じ、通気孔72の他方側は触感提示装置の外部の空間に通じるようにするのが好適である。
As described above, in the present embodiment, the battery lid (53, 70) that covers the battery housing part 11 includes the
近年、携帯端末の筐体内において、電池が閉める面積は比較的大きくなっている。したがって、本実施の形態によれば、比較的大きな面積を要する電池60を配置する部分に対応させて、弾性部材52を配置することができる。これにより、弾性部材52の面積も比較的大きくすることができ、パネル20を効率よく良好に振動させることが可能となる。
In recent years, the area in which a battery is closed in a casing of a mobile terminal has become relatively large. Therefore, according to the present embodiment, the
また、電池蓋部70において通気孔72が形成されていない部分が存在することにより、操作者が弾性部材52に直接接触することは防止されるため、パネル20の効率良い振動が阻害されることはない。さらに、操作者が弾性部材52に直接接触することがないため、弾性部材52の破損または不具合などが発生するおそれを低減させて、弾性部材52の耐久性を向上させることができる。
In addition, since there is a portion where the air holes 72 are not formed in the
また、本実施の形態では、電池蓋(53,70)は、弾性部材52が伸縮する際に弾性部材52に接触しないように配置するのが好適である。さらに、本実施の形態では、電池収納部11または電池60は、弾性部材52が伸縮する際に弾性部材52に接触しないように配置するのが好適である。これにより、弾性部材52が伸縮する際に他の部材に接触するためにパネル20の効率良い振動が阻害されなくなる。
In the present embodiment, it is preferable that the battery cover (53, 70) is disposed so as not to contact the
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、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、パネル20は、2個の圧電素子21,22に限らず、1個または3個以上の圧電素子で振動させるように構成してもよい。また、パネル20は、湾曲振動に限らず、表面が法線方向に平行に振動してもよい。さらに、パネル20の振動源は、圧電素子に限らず、偏芯モータ、アクチュエータであってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the
上述した実施の形態においては、電池蓋部70に形成された複数の通気孔72は円形状であるものとして説明したが、通気孔72の形状は、良好な通気を行うことができる任意の形状とすることができる。また、上述した実施の形態においては、電池蓋部70に複数の通気孔72が形成されるものとして説明したが、例えば電池蓋部70を部分的に多数の通気孔72が形成されたメッシュ状の部材により構成してもよい。さらに、電池蓋部70と枠状部材53とが部分的に密閉(密封)されないようにして、電池蓋部70と筐体10との隙間から通気を行うことができるように構成すれば、通気孔72を設けない構成にすることもできる。
In the above-described embodiment, the plurality of vent holes 72 formed in the
10 筐体
10a 外周部
10b 上面
10c 底部
10d 支持部
11 電池収納部
20 パネル
20a 触感呈示面
20b パネル背面
21,22 圧電素子
30 遮蔽部材
40 支持部材
50 空間
51 回路基板
52 弾性部材
53 枠状部材
54 パッキン部
55 接着部
56 空間
60 電池
70 電池蓋部
71 凹部
72 通気孔
73 空間
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電池を収納する電池収納部と、
前記電池収納部を覆う電池蓋と、
振動により触感を呈示する触感呈示部と、
を備え、
前記電池蓋は、前記電池収納部の少なくとも一部を覆う伸縮可能な弾性部材を有し、
前記弾性部材は、前記触感呈示部の触感呈示面とは反対側の空間および当該空間と連通する前記電池収納部を画成する空間を密閉することを特徴とする、触感呈示装置。 Battery,
A battery storage section for storing the battery;
A battery lid covering the battery compartment;
A tactile sensation presentation unit that presents a tactile sensation by vibration;
With
The battery lid has an elastic member that can be expanded and contracted to cover at least a part of the battery housing portion,
The tactile sensation providing apparatus, wherein the elastic member seals a space opposite to a tactile sensation providing surface of the tactile sensation providing unit and a space defining the battery housing unit communicating with the space.
前記通気孔の一方側は前記電池蓋および前記弾性部材を含む部材によって画成される空間に通じ、前記通気孔の他方側は前記触感提示装置の外部の空間に通じるようにした、請求項1に記載の触感呈示装置。 The battery lid is formed with a vent hole,
The one side of the vent hole leads to a space defined by a member including the battery lid and the elastic member, and the other side of the vent hole leads to a space outside the tactile sensation presentation device. The tactile sensation presenting device described in 1.
The tactile sensation providing apparatus according to claim 1, wherein the elastic member has a dustproof function or a waterproof function.
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