JP4056528B2

JP4056528B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4056528B2
Application number: JP2005027391A
Authority: JP
Inventors: 秀樹西村; 俊一山下
Original assignee: NEC Infrontia Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: CN100380301C; CN1815427A; TW200701049A; US7825778B2; US20060181522A1; KR20060089249A; JP2006215776A; HK1093580A1; KR100743176B1; TWI341486B

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、振動用素子を用いて平板状振動体（例えば、タッチパネル）を振動させるように構成されている電子機器の改良に関するものである。

電子機器の入力装置として良く知られているタッチパネルには、操作者に操作感を与えるため、振動機能を備えたものがある。

振動機能付きタッチパネルは、操作者がその表面を指やペンで押圧すると振動し、その振動が操作者の指等に伝わる。これにより、操作者は自分の入力操作が電子機器に認識されたか否かを知ることができる。

従来のこの種の振動機能付きタッチパネルを備えた電子機器は、４辺形状の枠体である支持フレームの４隅、より正確にはそのたて枠部の両端付近に、長板状の４つのバイモルフ型圧電アクチュエータを固定し、これらアクチュエータにより、支持フレームと所定の間隔を開けて配置されたタッチパネルを振動させるよう構成されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、支持フレームとタッチパネルとの間隔を設定するために、タッチパネルの４隅位置にはタッチパネル支持材が設けられている。

特開２００４−９４３８９号公報（特に、段落００３４及び００３７、図３及び４）

従来の電子機器では、タッチパネルをその４隅で支持するように構成されているため、取り付け強度が不足し、内部又は外部からの振動や外部からの衝撃によってタッチパネルが脱落してしまうおそれがあるという問題点がある。

また、上記特許文献１には、パネル押えフレームとダストシールとの組み合わせによりタッチパネルの４辺を支持する構成例も開示されているが、タッチパネルの４辺を支持する構成では、その振動を可能にしかつその振動の減衰を抑えることは極めて困難であるという問題点がある。つまり、４辺を支持する構成では、振動自体が不可能であるか、振動は可能であるが減衰が大きいか、のいずれかになってしまうという問題点がある。

そこで本発明は、タッチパネル等の平板状振動体が脱落の恐れなく確実に安定して支持されており、その平板状振動体を大きく振動させることができ、さらに振動の減衰をできるだけ抑えることができる電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、矩形形状の平板状振動体と当該平板状振動体を振動させるための振動用素子とを備えた電子機器において、前記平板状振動体の一面に、当該平板状振動体の２組の互いに平行な２辺のうち一方の組の２辺に沿って前記振動用素子を設け、他方の組の２辺に沿って一対の細長い固定用クッションを平行に設け、前記平板状振動体を、前記固定用クッションにより、前記振動用素子から離れた位置で支持するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、互いに平行に配置された一対の細長い固定用クッションにより、振動用素子から離れた位置で平板状振動体を支持するようにしたことで、平板状振動体を確実に安定して支持することができるとともに、平板状振動体の大きな振動を可能とし、その振動の減衰を抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器（パネル組立体）の斜視図である。図２は、図１の電子機器の分解斜視図である。

本実施の形態に係る電子機器は、矩形のタッチパネル（または振動板）１１と、タッチパネル１１の裏面（ガラスまたはプラスチック基板）に、その上辺（図の奥側）及び下辺（図の手前側）に沿って固定された一対の振動用素子１２と、同じくタッチパネル１１の裏面に、その左辺及び右辺に沿って固定された一対の固定用クッション１３と、固定用クッション１３を介してタッチパネル１１が取り付けられる固定用フレーム（例えば、ＬＣＤ）１４とを備えている。

振動用素子１２は、ピエゾ素子やアクチュエータ等であって、振動用信号線１５に接続されている。振動用素子１２は、振動用信号線１５に振動用信号（駆動電圧）を印加することにより伸縮して、タッチパネル１１を変形させ振動させる。

一対の固定用クッション１３は、細長い長方形で、互いに平行に配置され、タッチパネル１１を固定用フレーム１４に取り付ける役割を果たすとともに、タッチパネル１１を振動させたときの支点として働く。これら固定用クッション１３は、タッチパネル１１の振動を妨げないよう、振動用素子１２と固定用フレーム１４との間に隙間を形成するだけの厚みを有し、タッチパネル１１の振動用素子１２が取付けられている辺とは異なる辺に両面テープや接着剤により固定される。タッチパネル１１は、振動用素子１２が取付けられた辺とは異なる平行な２辺で固定用クッションにより支持されることにより、安定して確実に固定用フレーム１４に支持されるとともに、効率よく大きく振動することができる。

図３にタッチパネルが振動する様子を示す。振動用信号線１５に振動用信号（交流電圧）が与えられると、振動用素子１２はそれに応じて図の左右方向に伸縮する。タッチパネル１１は、固定用クッション１３によってその両側辺を支えられており、振動用素子１２の図の左右方向の伸縮によって、両端固定の梁のように矢印方向に上下に湾曲し振動する。

固定用クッション１３が硬すぎる場合は、タッチパネル１１の振動が困難になり、また、固定用クッション１３が柔らかすぎる場合は、タッチパネル１１の振動が吸収されてしまう。それゆえ、固定用クッション１３は、タッチパネル１１の振動を可能にする柔らかさ（硬すぎず）と、その振動吸収が少ない硬さ（柔らかすぎず）を持つよう、その材質の選定がなされなければならない。このような固定用クッション１３としては、高密度マイクロセルウレタンフォームが好ましく、特に、硬度４０〜５０度のポロンＨＨ−４８や硬度４０度のポロンＨ−４８（ともに株式会社ロジャースイノアックの商品名）等が望ましい。

図４に、本実施の形態に係るタッチパネルの振動量を測定した結果を、従来の４点固定のタッチパネルの振動量を測定した結果とともに示す。なお、測定は、タッチパネルを図５に示すように２５分割し、各分割領域の中央で行った。図５の各分割領域に付与された番号が図４の測定箇所に対応する。

図４のグラフから理解されるように、本実施の形態に係るタッチパネルの振動量は、４点固定のタッチパネルの振動量と同等である。固定用クッション１３に近い領域では、本実施の形態に係るタッチパネルの振動量のほうが若干小さくなるが、特に問題となるようなレベルではない。即ち、本実施の形態に係る電子機器では、操作頻度が高くなる傾向があるタッチパネルの中央部で大きな振動量を実現でき、操作頻度の低い周辺部でもの十分な振動量を実現できる。

このように、本実施の形態によれば、振動用素子１２が設けられた辺とは異なる辺に沿って、平行に配置した２個の固定用クッション１３でタッチパネル１１を支持するようにしたので、振動用素子１２の変位を効率よくタッチパネル１１の振動に変換することができ、４点固定のタッチパネル１１と同等の大きな振動量を実現できる。また、固定用クッション１３の材質を適切に選択することにより、タッチパネル１１の振動の減衰を十分抑えることができる。

また、各固定用クッション１３の形状をタッチパネルの一辺の長さとほぼ等しい長方形としたので、その取り付け面積を４点固定の場合より数倍以上大きくでき、タッチパネルを確実に安定して固定することができる。

さらに、平行に配置した２個の固定用クッション１３でタッチパネル１１を支持するようにしたので、固定用クッション１３に平行な方向に関してタッチパネル１１の面内における振動量の差（ムラ）を小さくすることができる。

なお、上記実施の形態では、タッチパネル１１の長辺である上辺及び下辺に沿って振動用素子１２を設け、短辺である左辺及び右辺に沿って固定用クッション１３を設ける場合について説明したが、図６及び図７に示すように、短辺である左辺及び右辺に沿って振動用素子１２を設け、長辺である上辺及び下辺に沿って固定用クッション１３を設けるようにしてもよい。また、振動用素子１２は、必ずしもタッチパネル１１の上辺及び下辺（あるいは右辺及び左辺）の全長に亘って設ける必要はなく、図８に示すように、一方を左辺寄りに、他方を右辺寄りにずらして設けるようにしてもよい。さらに、振動用素子１２は、必ずしも一対である必要はなく、振動板のサイズや形状等に応じて１以上設けるようにすればよい。

次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る電子機器（ＰＯＳ端末）について説明する。

図９の電子機器は、表示およびタッチパネル部９１を備えている。この表示およびタッチパネル部９１には、振動機能を有するタッチパネル９２が含まれている。表示およびタッチパネル部９１の分解図を図１０に示す。また、表示およびタッチパネル部９１の部分断面図を図１１に示す。

表示およびタッチパネル部９１は、情報を表示する表示機能と情報を入力する入力機能とを有する部分であり、図１０に示すように、タッチパネル９２のほかに、ベゼル１０１、振動用素子１０２、固定用クッション１０３、押え用クッション１０４、ＬＣＤ１０５、および裏カバー１０６を含む。ここで、タッチパネル９２、振動用素子１０２、固定用クッション１０３およびＬＣＤ１０５が、図１のパネル組立体に相当し、ベゼル１０１および裏カバー１０６がこのパネル組立体を収容する筐体を構成する。

タッチパネル９２は、公知のものと同様、その表面が押された場合にその押された位置座標を検出できるように構成されている。また、タッチパネル９２は、ＬＣＤ１０５の表示内容を目視できるように、透明な材料（基板、電極、絶縁膜等）で構成されている。

振動用素子１０２は、例えば、ユニモルフ型ピエゾ素子であって、タッチパネル９２に振動機能を与えるため、タッチパネル９２のガラス基板（またはプラスチック基板）の上辺及び下辺の少なくとも一方に沿って１個以上設けられている。振動用素子１０２には振動用信号線１０７が接続されており、これに振動用信号（交流電圧）を印加することにより、振動用素子１０２が伸縮してタッチパネル１０２を変形振動させる。

固定用クッション１０３は、例えば、ポロンＨＨ−４８（商品名）であって、タッチパネル９２の振動用素子１０２が取り付けられている辺とは異なる２辺に平行に取り付けられている。固定用クッション１０３はまた、ＬＣＤ１０５にも固定され、これによって、タッチパネル９２がＬＣＤ１０５に取付けられる。換言するとＬＣＤ１０５は固定用クッション１０３を介してタッチパネル９２を支持する。固定用クッション１０３は、タッチパネル９２が振動する際の支点となる。第一の実施の形態の説明でも述べたように、固定用クッション１０３の材質は振動をできるだけ減衰させない材質が望ましく、柔らかすぎず、硬すぎない材質（硬度４０度程度）が好ましい。固定用クッション１０３が硬すぎるとタッチパネル９２が振動しずらくなり、また、柔らかすぎると振動を吸収してしまうため振動が小さくなってしまうからである。

押え用クッション１０４は、図１１に示すように、ベゼル１０１とタッチパネル９２との間に隙間１１１を確保するために、ベゼル１０１とタッチパネル９２との間に設けられる。押え用クッション１０４は、タッチパネル９２の振動を妨げたり吸収したりしないように、また、タッチパネル９２が振動した際にベゼル１０１に接触しないように、材質や大きさが選定される。本実施の形態では、柔らかいウレタンフォーム、例えばポロンＬ３２（商品名）からなる押え用クッション１０４が、タッチパネル９２の四隅付近に設けられている。押え用クッション１０４をタッチパネルの四隅付近に設けたことで、タッチパネルの振動を妨げたり吸収したりすることなく、タッチパネル９２をさらに確実に安定して保持させることができる。

上述したように、本実施の形態では、平行に配置された２個の固定用クッション１０３が、振動機能を有するタッチパネル９２をタッチパネル取り付け用台座としてのＬＣＤ１０５に物理的に固定する。この２個の固定用クッション１０３により、タッチパネル９２は確実に安定してＬＣＤ１０５に固定される。そして、タッチパネル９２に固定された振動用素子１０２に振動用信号線１０７から振動用信号が入力されると、タッチパネル９２は、振動用信号の波形に応じて、平行に配置した２個の固定用クッション１０３を支点として振動する。タッチパネル９２は、平行した２個の固定用クッション１０３を支点として振動することから、大きく振動することができる。その際、タッチパネル９２の面内における振動量のムラは（特に、固定用クッション１０３の延在方向に平行な方向に関して）少ない。尚、平行した２個の固定用クッション１０３の中間付近（タッチパネル９２の中央部付近）の振動量が最も大きくなる。また、タッチパネルの振動量は、振動用信号の周波数をタッチパネルの共振周波数に合わせることにより、より大きくすることができる。

本実施の形態による電子機器では、操作者がタッチパネル９２に対して入力操作したことを検出した場合に、タッチパネル９２を振動させることにより、その操作者に操作感を与えることができる。特に、タッチパネル９２の面内で、その操作回数が多くなると思われる中心部を大きく均一に振動させることができる。

次に、図１２を参照して本発明の第３の実施の形態に係る電子機器（パネル組立体）ついて説明する。

本実施の形態に係る電子機器は、基本構成は第１の実施の形態に係る電子機器と同じであるが、防塵用クッション１２１を備えている点で異なっている。

図１２に示すように、防塵用クッション１２１は、タッチパネル１１の振動用素子１２が設けられた辺に沿ってタッチパネル１１と固定用フレーム（ＬＣＤ）１４との間に配置される。これら防塵用クッション１２１は、その名の通り、タッチパネル１１と固定用フレーム１４との間に塵や埃等が入るのを防ぐためのものである。防塵用クッション１２１の材質は、タッチパネル１１の振動を妨げたり吸収したりしないように、固定用クッション１３に比べて非常に柔らかいものが選定される。

本実施の形態に係る電子機器においても、タッチパネルは安定して確実に固定用フレームに固定されるとともに、大きく振動することができる。

以上、本発明についていくつかの実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、振動機能を有するタッチパネルまたは振動板を搭載した種々の電子機器（例えば、ATM、POS、PC、PDA、携帯電話等）に適用することができる。

本発明の一実施の形態に係る電子機器の斜視図である。図１の電子機器の分解斜視図である。図１及び２の電子機器に含まれるタッチパネルが振動する様子を説明するための図である。図１の電子機器に含まれるタッチパネルの振動量を測定した結果及び従来のタッチパネルの振動量を特定した結果を示すグラフである。図４のグラフにおける測定箇所を説明するための図である。本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の変形例を示す斜視図である。図６の電子機器の分解斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る電子機器のさらに他の変形例を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の斜視図である。図９の電子機器の表示及びタッチパネル部の分解斜視図である。図９の電子機器の表示及びタッチパネル部の部分断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る電子機器の分解斜視図である。

符号の説明

１１タッチパネル
１２振動用素子
１３固定用クッション
１４固定用フレーム
１５振動用信号線
９１タッチパネル部
９２タッチパネル
１０１べゼル
１０２振動用素子
１０３固定用クッション
１０４押え用クッション
１０５ＬＣＤ
１０６裏カバー
１０７振動用信号線
１２１防塵用クッション

Claims

矩形形状の平板状振動体と当該平板状振動体を振動させるための振動用素子とを備えた電子機器において、
前記平板状振動体の一面に、当該平板状振動体の２組の互いに平行な２辺のうち一方の組の２辺に沿って前記振動用素子を設け、他方の組の２辺に沿って一対の細長い固定用クッションを平行に設け、
前記平板状振動体を、前記固定用クッションにより、前記振動用素子から離れた位置で支持するようにしたことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載された電子機器において、
前記平板状振動体が前記固定用クッションを介して固定フレームに取り付けられていることを特徴とする電子機器。
請求項２に記載された電子機器において、
前記振動用素子と前記固定フレームとが互いに離れていることを特徴とする電子機器。
請求項１乃至３のいずれかに記載された電子機器において、
前記平板振動体がタッチパネルであることを特徴とする電子機器。
請求項２又は３に記載された電子機器において、
前記固定フレームがＬＣＤであることを特徴とする電子機器。