JP2015141499A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示パネルによる表示品質が良好であり、加振部材から操作パネルに効果的に振動を与えることができる表示装置を提供する。【解決手段】 筐体２の内部に照明部材７が固定されており、その前方に空間２１を空けて、操作パネル１２に表示パネル１４が固定されて設けられている。操作パネル１２は弾性部材１３で支持されており、弾性部材１３による支持部よりも外側で、加振部材１５から操作パネル１２に直接に振動が与えられる。操作パネル１２と表示パネル１４との間に空気層が存在しないため、表示品質を高く保つことができる。また加振部材１５から操作パネル１２に加振力が直接に与えられるため、操作パネル１２を効率よく振動させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、操作パネルの背後に表示パネルと照明部材が設けられ、さらに操作パネルに振動を与える加振部材が設けられた表示装置に関する。

車載用などの表示装置は、カラー液晶表示パネルなどの表示パネルと、その前方に位置する操作パネルを有している。操作パネルは、静電容量式のタッチパネルや抵抗膜式のタッチパネルであり、前方から指などで入力操作を行うことができる。また、操作パネルを指などで操作したときに、その操作反力を与えるために加振部材を備えているのが一般的である。

特許文献１に記載された触覚提示装置は、下部筐体と上部筐体とで構成される筐体の空間の内部に、パネル支持枠が設けられ、このパネル支持枠に、表示パネルとその表面に位置するタッチパネルとが搭載されている。パネル支持枠は、下部筐体上において弾性支持部材で支持されている。そして、表示パネルの背面に、振動アクチュエータが固定されている。

この触覚提示装置では、指でタッチパネルが操作されるが、その操作時などに、振動アクチュエータから表示パネルに振動が与えられ、表示パネルとタッチパネルならびにパネル支持枠の全体が振動させられる。

特許文献２に記載された電子機器は、下カバーの内部に固定金具が固定され、この固定金具の前部に表示パネルが固定され、背部に基板が固定されている。下カバーの開口部にタッチパネルが配置されており、タッチパネルと表示パネルとの間に空間が形成されている。タッチパネルはスペーサを介して下カバーに固定されており、タッチパネルに振動部が固定されている。

特開２０１３−９７４３８号公報 特開２０１３−２００８６３号公報

特許文献１に記載された触覚提示装置は、表示パネルとタッチパネルならびにパネル支持枠の全てが弾性支持部材で支持されており、振動アクチュエータからは表示パネルに振動が与えられる。そのため、振動アクチュエータで駆動される部分の質量が大きくなる。また、タッチパネルが表示パネルの表側に固定され、振動アクチュエータが表示パネルの背面に固定されているため、振動アクチュエータからタッチパネルまでの振動の伝達効率が非常に悪い。したがって、タッチパネルを適度に振動させるためには大きな振動パワーを発揮する振動アクチュエータを備えることが必要になる。

特許文献２に記載された電子機器は、タッチパネルと表示パネルとの間に空気層が介在しているため、外部から太陽光などの強い光が入り込んでこの光が表示パネルで反射されると、反射光が空気層とタッチパネルとの境界面でさらに反射されるなどして、表示パネルによる画像の表示品質が著しく低下する。また、タッチパネルは縁部付近でスペーサに支持され、振動部がスペーサよりも中央側でタッチパネルに固定されている。この構造では、振動部からタッチパネルに振動を与えるときに、それよりも縁部側で、タッチパネルがスペーサで拘束されることになり、振動部からタッチパネルへ与えられる振動が減衰しやすくなって、振動の伝達効率が低下する。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、加振部材から操作パネルへの振動の伝達効率が良く、しかも表示パネルの表示画像の表示品質も良好に保つことができる表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、入力操作を検知する透光性の操作パネルと、前記操作パネルの背部に設けられた表示パネルと、前記操作パネルに振動を与える加振部材とが設けられた表示装置において、
前記操作パネルの背面に前記表示パネルが固定され、前記操作パネルと前記表示パネルの少なくとも一方が弾性部材を介して筐体に支持され、前記表示パネルを背部から照明する照明部材が、前記表示パネルの背部に空間を空けて、前記筐体内に配置されており、
前記加振部材が、前記操作パネルに取付けられていることを特徴とするものである。

本発明の表示装置は、操作パネルと表示パネルとが固定された状態で両パネルの間に空気層が介在しない構成にできるので、太陽光などの強い光が当たったときにも表示品質の劣化を防止できる。また、照明部材が表示パネルの後方に空間を介して対向しているので、前記空間で照明部材からの照明光の拡散距離を確保できる。そのため、表示パネルには背部から均一な輝度の照明光が与えられることになり、表示品質がさらに向上する。

また、操作パネルと表示パネルとが密着したものが振動部分となるため、振動部分が適度な質量を持つ。そして、加振部材から操作パネルに直接に振動が与えられるために、操作パネルが振動しやすくなり、指などで操作したときの操作反力を効率よく発生させることができる。

本発明の表示装置は、前記操作パネルと前記表示パネルとが、透光性の接着剤層を介して接着されていることが好ましい。

透光性の接着剤層を介在させることで、操作パネルと表示パネルとの間に空気層が介在しにくくなる。

本発明の表示装置では、前記表示パネルは、前記操作パネルのみで支持されていることが好ましい。

この構成により、加振部材で駆動される操作パネルが適度な質量を伴うようになり、振動効率を向上させることができる。

本発明は、前記照明部材は、前記空間内に拡散光を送る光拡散機能を有しているものである。

本発明の表示装置は、前記表示パネルが透光性である。
本発明の表示装置は、前記操作パネルには、前記表示パネルの側方に離れて前記加振部材が取り付けられており、前記操作パネルは、前記表示パネルと前記加振部材との間で、前記弾性部材によって支持されている構造が好ましい。

上記構造の表示装置では、操作パネルは、弾性部材による支持部を挟んで外側に加振部材を、内側に表示パネルによる所定の質量を有しているため、加振部材から操作パネルに振動が与えられたときに、操作パネルが、弾性部材による支持部を支点として振動しやすくなる。

本発明の表示装置は、操作パネルと表示パネルとの間に空気層を介在させない構造にできるので、太陽光などが与えられたときの表示品質の劣化を防止しやすい。また照明部材は表示パネルの背部に空間を空けて対向しているので、照明部材から発せられた光がこの空間で拡散することで、表示パネルに対しそれぞれの場所によって輝度の差が少ない均一な照明光を与えることができる。

また、操作パネルと表示パネルとが密着したものが振動部分となるため、振動部分が適度な質量を持ち、加振部材から操作パネルに直接に振動が与えられるために、操作パネルが振動しやすくなり、指などで操作したときの操作反力を効率よく発生させることができる。

本発明の第１の実施の形態の表示装置を示す斜視図、 図１に示す第１の実施の形態の表示装置をＡ−Ａ線で切断した断面図、 第２の実施の形態の表示装置を示すＡ−Ａ線の断面図、 第３の実施の形態の表示装置を示すＡ−Ａ線の断面図、 操作パネルの一部と加振部材の振動状態を示す説明図、 操作パネルの振動状態を示す説明図、

図１と図２に基づいて、本発明の第１の実施の形態の表示装置１の構造を説明する。
図２に示すように、第１の実施の形態の表示装置１の筐体２は、後部筐体３と前部筐体４とから構成されている。

筐体２の内部に支持枠５が固定されている。支持枠５の背部方向（Ｘ２方向）に向く背面５ａに回路基板６が固定されており、支持枠５の前方（Ｘ１方向）に向く前面５ｂに照明部材７が固定されている。照明部材７は光源８と導光部材９とで構成されたいわゆるバックライトユニットである。光源８はＬＥＤや蛍光管などであり、導光部材９はアクリル系などの透光性の合成樹脂材料で形成されている。本明細書での透光性とは、全光線透過率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。

導光部材９の背面には反射機能部９ａが形成され、導光部材９の前面には光拡散機能部９ｂが設けられている。反射機能部９ａは微小な凹凸による粗面、あるいは金属蒸着面などの金属面または白色に塗装された白色面である。光拡散機能部９ｂは、導光部材９とは別体の光拡散シートで形成される。

図２に示すように、支持枠５の内部にはスペーサ１１が固定されている。スペーサ１１のＸ１方向に向く前部の先端に弾性部材１３が固定され、この弾性部材１３によって透光性の操作パネル１２が支持されている。操作パネル１２は前方（Ｘ１方向）に向く面が操作面１２ａであり、筐体２の内部に向く面が背面１２ｂである。背面１２ｂに透光性の表示パネル１４が固定され、その側方で背面１２ｂが前記弾性部材１３に支持されている。

図１に示すように、操作パネル１２は長辺１２ｃがＹ方向に向けられた長方形である。図２に示す弾性部材１３は、操作パネル１２の２つの長辺１２ｃに沿ってＹ方向に連続して形成されている。または、弾性部材１３が操作パネル１２の２つの長辺１２ｃと２つの短辺１２ｄの全４辺に沿って配置されていてもよい。

操作パネル１２は、通常はタッチパネルと称されるものであり、アクリル系などの透光性の合成樹脂板やガラス板などの基材に、静電容量式や抵抗膜式の入力検知板が重ねられて構成されている。静電容量式の入力検知板は、操作パネル１２の背面１２ｂに積層される。静電容量式の入力検知板は、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）などの透光性のシート基材にＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）などの透明電極が形成されている。透明電極はＸ電極とＹ電極とが互いに絶縁されて形成されており、Ｘ電極とＹ電極のいずれか一方の電極にパルス状の駆動電力が順番に与えられ、他方の電極で、駆動電力の立ち上がり時と立下り時に流れる電流が検知される。操作面１２ａに指が触れると、指と電極との間に静電容量が形成されるために前記電流が変化する。この電流を検知することでどの場所が操作されたかを判別できる。

抵抗膜式の入力検知板は、操作パネル１２の操作面１２ａに積層され、互いに対向する透明基板の対向面にＩＴＯなどの透明抵抗膜が形成されている。前方（Ｘ１方向）に向く透明基板が可撓性であり、指などで透明基板が押されると透明抵抗膜どうしが接触し、検出電圧が変化する構造である。

表示パネル１４はカラー液晶パネルであり、透光性の一対の基板の内面に透明電極が形成され、２つの基板の間に液晶層が介在している。前記基板には、カラーフィルターや偏光板が積層されているが、全体として透光性である。表示パネル１４を構成しているＸ１側の透光性の基板と、操作パネル１２の背面１２ｂはＯＣＡ（高透明性接着剤）などの透光性の接着剤層を介して接着固定されており、操作パネル１２と表示パネル１４の前記基板との間には、表示パネル１４の表示画像の品位を低下させるような空気層が実質的に介在していない。

操作パネル１２の背面１２ｂに一対の加振部材１５が取り付けられている。図１と図２に示すように、加振部材１５は、弾性部材１３による支持箇所よりもパネル縁部側にあって、操作パネル１２の長辺１２ｃに沿って配置されている。加振部材１５は圧電素子であり、Ｙ方向に直線的に延びる長尺形状であり、操作パネル１２に直接に接着固定されている。

前部筐体４には、前方（Ｘ１方向）に向けて四角形に開口する表示窓４ａが形成されている。図２に示すように、表示パネル１４の表示画面は表示窓４ａを通じて目視可能である。また弾性部材１３と加振部材１５は前部筐体４の裏側に位置しており、前方から目視できないようになっている。

次に、図３に示す第２の実施の形態の表示装置１Ａでは、前部筐体４の表示窓４ａの外周領域の内面に弾性部材１３Ａが固定されており、操作パネル１２の操作面（前面）１２ａが、前記弾性部材１３Ａに固定されて弾性支持されている。

図４に示す第３の実施の形態の表示装置１Ｂでは、筐体２の内部に配置されているスペーサ１１に弾性部材１３Ｂが固定されており、表示パネル１４が前記弾性部材１３Ｂに固定されて弾性支持されている。

図３と図４に示す表示装置１Ａ，１Ｂは、前記弾性部材１３Ａ，１３Ｂ以外の部材と構造が、全て図２に示す第１の実施の表示装置１と同じである。

前記表示装置１，１Ａ，１Ｂでは、照明部材７の導光部材９から前方（Ｘ１方向）へ発せられた照明光が、表示パネル１４と操作パネル１２とを透過して、前方へ発せられる。

操作パネル１２と表示パネル１４とが透光性の接着剤層を介して密着して固定されており、操作パネル１２と表示パネル１４との間に実質的に空気層が存在していないため、表示パネル１４を通過して操作パネル１２に至る表示光が空気層との境界部で反射されてコントラストが低下するという問題が生じない。また太陽光などの強い光が操作パネル１２に照射されたときも、この光が空気層と表示パネル１４との間で反射されるという現象が生じなくなり、表示品質および表示画像の視認性を良好に保つことができる。

筐体２の内部では、導光部材９と表示パネル１４との間に空間２１が介在している。光源８から発せられる光は導光部材９の内部を伝搬し、背面の反射機能部９ａで反射され前面の光拡散機能部９ｂで拡散されて表示パネル１４に与えられるが、空間２１が光拡散空間として機能するため、表示パネル１４に対して輝度ムラの無い均一な照明光が与えられる。よって、表示パネル１４の表示品質が良好になる。

図５には、操作パネル１２に取付けられた加振部材１５の振動動作の一例が示されている。加振部材１５は圧電素子で形成されており、駆動電力が与えられると符号１５ａで示すような撓み振動を発生する。あるいは、ねじり振動であってもよい。この振動は、操作パネル１２に直接に作用するが、可動部は操作パネル１２に表示パネル１４が適度な質量として一体化されているものであるため、加振部材１５によって操作パネル１２を効率よく振動させることが可能である。

また、照明部材７は支持枠５を介して筐体２に固定されており、操作パネル１２および表示パネル１４と共に振動することがない。よって、加振部材１５により駆動される部分の質量が大きくなり過ぎることがなく、大きな振動パワーを発揮する振動アクチュエータを用いなくても操作パネル１２を適度に振動させることができる。

特に、図２に示す表示装置１と図３に示す表示装置１Ａでは、図６に示すように、弾性部材１３，１３Ａによる支持部よりも中心側で表示パネル１４の質量が作用し、弾性部材１３，１３Ａによる支持部より外側で、加振部材１５から表示パネル１４に振動力１５ｂが与えられる。

図６に示すように、弾性部材１３，１３Ａによる支持部を挟んで内側に質量が外側に振動力１５ｂが与えられることにより、操作パネル１２の質量部に対して、弾性部材１３，１３Ａによる支持部を支点とするモーメントＭが作用しやすくなる。そのため、振動力１５ｂによって操作パネル１２の全体を効果的に振動させることができるようになる。

前記表示装置１，１Ａ，１Ｂでは、表示窓４ａ内に現れる表示画像を目視しながら、指などを操作面１２ａに触れると、表示画像内のアイコンなどの操作箇所に対応する信号を入力することができる。操作面１２ａが操作されると、制御部によって加振部材１５が駆動され、操作パネル１２から指などに操作反力が与えられる。

１，１Ａ，１Ｂ 表示装置
２ 筐体
５ 支持枠
６ 回路基板
７ 照明部材
８ 光源
９ 導光部材
９ｂ 光拡散機能部
１２ 操作パネル
１２ａ 操作面
１２ｂ 背面
１３，１３Ａ，１３Ｂ 弾性部材
１４ 表示パネル
１５ 加振部材

Claims (6)

1. 入力操作を検知する透光性の操作パネルと、前記操作パネルの背部に設けられた表示パネルと、前記操作パネルに振動を与える加振部材とが設けられた表示装置において、
   前記操作パネルの背面に前記表示パネルが固定され、前記操作パネルと前記表示パネルの少なくとも一方が弾性部材を介して筐体に支持され、前記表示パネルを背部から照明する照明部材が、前記表示パネルの背部に空間を空けて、前記筐体内に配置されており、
   前記加振部材が、前記操作パネルに取付けられていることを特徴とする表示装置。
2. 前記操作パネルと前記表示パネルとが、透光性の接着剤層を介して接着されている請求項１記載の表示装置。
3. 前記表示パネルは、前記操作パネルのみで支持されている請求項２記載の表示装置。
4. 前記照明部材は、前記空間内に拡散光を送る光拡散機能を有している請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記表示パネルは透光性である請求項１ないし４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記操作パネルには、前記表示パネルの側方に離れて前記加振部材が取り付けられており、前記操作パネルは、前記表示パネルと前記加振部材との間で、前記弾性部材によって支持されている請求項１ないし５のいずれかに記載の表示装置。

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