JP4213539B2

JP4213539B2 - 座標入力装置

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Publication number: JP4213539B2
Application number: JP2003292549A
Authority: JP
Inventors: 啓太原田; 茂美倉島; 信吉清水; 昭夫中村; 由利子西山; 真一郎秋枝; 隆有田
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2023-08-12
Also published as: JP2005063149A; US7443384B2; US20050038944A1

Description

本発明は、座標入力装置に関する。

タッチパネルやタッチパッドを備えた機器では、タッチパネルに対して付属のペンや指先によるタッチ操作が行われる。このとき、従来のタッチパネルでは、キーボードのキースイッチのように押下時にクリック感がないので、押下げの認識ができず、誤動作などの原因となる。このため、タッチパネルやタッチパッドでは、操作者に押下げを認識させる為に振動を用いたものが提案されている。

特許文献１記載の携帯型電子機器は、タッチパネルや操作キーに対する操作入力が受け付けられたことを検知した場合に、駆動信号生成回路を介してコイルと磁石とからなる振動アクチュエータを駆動して、振動を発生させるというものである。

また、特許文献２記載のタッチパネル装置は、タッチパネルを横方向に変位させる横方向変位部及び縦方向に変位させる縦方向変位部を備え、タッチパネル駆動部による駆動制御に応じてコイル、磁石及びヨークとからなる横方向変位部及び縦方向変位部がタッチパネルを種々の振動パターンで二次元方向に振動させるというものである。

特開２００２−１４９３１２号公報特開２００３−５８３２１号公報

しかしながら、特許文献１記載の携帯型電子機器では、コイル及び磁石からなる振動アクチュエータを用いているが、磁石の上部に単にコイルを配置させただけの構造では、十分な推力を得ることができないため、タッチパネルに大きな振動を与えることができないという問題がある。

また、特許文献２記載のタッチパネル装置では、横方向変位部、縦方向変位部にコイル、磁石及びヨークとを用いているが、コイルとヨーク間に単に磁石を配置させただけの構造では、十分な推力を得ることができないため、タッチパネルに大きな振動を与えることができないという問題がある。さらに、タッチパネル面と平行な二次元方向に振動させるようにしたものであるため、振動パターンが少ないという問題もある。

そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、タッチパネルの入力面に対して垂直方向に大きな推力を与えてタッチパネルを大きく振動させることができる座標入力装置を提供することを目的とする。

また、多くの振動パターンを発生させることができる座標入力装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の座標入力装置は、操作入力を受け付ける第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、を有するタッチパネルと、前記タッチパネルに振動を与える振動発生器と、前記タッチパネルに対する操作入力が受け付けられたことを検知した場合に、前記振動発生器から振動を発生させる振動制御部と、を備え、前記振動発生器は、一方の極が前記第２の面と対向するように配置される第１の磁石と、前記第１の磁石との間にギャップを設け、前記一方の極と異なる極性の極が前記第２の面と対向するように配置される第２の磁石と、前記第２の面上であって、前記第２の面と、前記第１の磁石、前記ギャップ、及び、前記第２の磁石と、の間に配置されるコイルを有し、前記振動制御部から駆動電流が供給される給電線と、を有し、前記駆動電流と、前記第１の磁石及び前記第２の磁石のいずれか一方から他方へ入り前記駆動電流と交差する磁界と、により、前記第２の面に対して垂直方向に推力が発生することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、給電線が有するコイルが、タッチパネルの第２の面上であって、第２の面と、第１の磁石、ギャップ、及び、第２の磁石と、の間に配置されるので、給電線の巻き数を増やすことができる。また、タッチパネルの第２の面に対して垂直方向に推力が発生する。以上より、タッチパネルの入力面に対して垂直方向に大きな推力を与えてタッチパネルを大きく振動させることができる。

また、請求項２記載の座標入力装置は、操作入力を受け付ける第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、を有するタッチパネルと、前記タッチパネルに振動を与える振動発生器と、前記タッチパネルに対する操作入力が受け付けられたことを検知した場合に、前記振動発生器から振動を発生させる振動制御部と、を備え、前記振動発生器は、一方の極が前記第２の面と対向するように配置される第１の磁石と、前記第１の磁石との間に第１のギャップを設け、前記一方の極と異なる極性の極が前記第２の面と対向するように配置される第２の磁石と、前記第２の磁石との間に第２のギャップを設け、前記一方の極と同じ極性の極が前記第２の面と対向するように配置される第３の磁石と、前記第２の面上であって、前記第２の面と、前記第１の磁石、前記第１のギャップ、及び、前記第２の磁石と、の間に配置される第１のコイルと、前記第２の面上であって、前記第２の面と、前記第２の磁石、前記第２のギャップ、及び、前記第３の磁石と、の間に配置される第２のコイルと、を有し、前記振動制御部から駆動電流が供給される給電線と、を有し、前記第１のコイルを流れる前記駆動電流と、前記第１の磁石及び前記第２の磁石のいずれか一方から他方へ入り、前記第１のコイルを流れる前記駆動電流と交差する磁界と、により、前記第２の面に対して垂直方向に第１の推力が発生し、前記第２のコイルを流れる前記駆動電流と、前記第２の磁石及び前記第３の磁石のいずれか一方から他方へ入り、前記第２のコイルを流れる前記駆動電流と交差する磁界と、により、前記第２の面に対して前記第１の推力と同じ方向に第２の推力が発生することを特徴とする。請求項２記載の発明によれば、給電線が有する第１のコイルが、タッチパネルの第２の面上であって、第２の面と、第１の磁石、第１のギャップ、及び、第２の磁石と、の間に配置され、給電線が有する第２のコイルが、タッチパネルの第２の面上であって、第２の面と、第２の磁石、第２のギャップ、及び、第３の磁石と、の間に配置されるので、給電線の巻き数を増やすことができる。また、タッチパネルの第２の面に対して第１及び第２の推力が発生する。以上より、タッチパネルの入力面に対して垂直方向に大きな推力を与えてタッチパネルを大きく振動させることができる。

また、本発明は、請求項３に記載のように、請求項１記載の座標入力装置において、前記振動発生器である第１及び第２の振動発生器は、前記タッチパネルの対向する２辺の周縁部に配置され、前記振動制御部は、前記第１の振動発生器が有する給電線と、前記第２の振動発生器が有する給電線と、に異なる駆動電流を供給できることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、タッチパネルの対向する２辺の周縁部に異なる駆動電流を供給できる第１及び第２の振動発生器が有する給電線を有するので、それぞれで異なる駆動パターンを発生させることができるため、振動パターンを増やすことができる。

また、本発明は、請求項４に記載のように、請求項３記載の座標入力装置において、前記振動発生器である第３及び第４の振動発生器は、前記２辺とは異なる対向する２辺の周縁部に配置され、前記振動制御部は、前記第１の振動発生器が有する給電線と、前記第２の振動発生器が有する給電線と、前記第３の振動発生器が有する給電線と、前記第４の振動発生器が有する給電線と、に異なる駆動電流を供給できることを特徴とする。請求項４記載の発明によれば、タッチパネルの４辺それぞれに異なる駆動電流を供給できる給電線を配置するようにしたので、振動パターンをさらに増やすことができる。

また、本発明は、請求項５に記載のように、請求項１、請求項３及び請求項４のいずれか一項に記載の座標入力装置において、前記振動発生器は更に、前記ギャップに配置されるスペーサーを有することを特徴とする。請求項５記載の発明によれば、ギャップにスペーサーを配置するようにしたので、ギャップの位置精度を向上させることができる。

また、本発明は、請求項６に記載のように、請求項２記載の座標入力装置において、前記振動発生器は更に、前記第１及び第２のギャップに配置されるスペーサーを有することを特徴とする。請求項６記載の発明によれば、ギャップにスペーサーを配置するようにしたので、ギャップの位置精度を向上させることができる。

また、請求項７記載の座標入力装置は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の座標入力装置において、更に、前記タッチパネルをスライドさせるスライド手段と、前記タッチパネルのスライドを検出する検出手段とを有することを特徴とする。請求項７記載の発明によれば、タッチパネルのスライド方向を検出することができる。

また、本発明は、請求項８に記載のように、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の座標入力装置において、前記振動制御部は、所定期間毎に前記給電線に供給する駆動電流の向きを変えることを特徴とする。請求項８記載の発明によれば、振動方向を交互に変えることができる。

また、本発明は、請求項９に記載のように、請求項８記載の座標入力装置において、前記振動制御部は、トランジスタを含むＨブリッジ回路により構成されることを特徴とする。請求項９記載の発明によれば、Ｈブリッジ回路により振動方向を交互に変えることができる。

本発明によれば、タッチパネルの入力面に対して垂直方向に大きな推力を与えてタッチパネルを大きく振動させることができる座標入力装置を提供することができる。また、多くの振動パターンを発生させることができる座標入力装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、携帯型電子機器の外観斜視図である。図２は、携帯型電子機器の構成図である。本実施例では、座標入力装置を携帯型電子機器に適用した例を用いて説明する。図１に示すように、本体ケース２の開口部を望む表示装置３の表示画面上には、透明なタッチパネル４が重ねられている。ユーザは、付属のペン５や指先でタッチパネル４をタッチすることにより、携帯型電子機器１に対する操作指令を入力することができる。

本体ケース２の上面には、主電源のＯＮ／ＯＦＦ操作など、携帯型電子機器１に操作指令を入力するための押下式の操作キー６が設けられている。この携帯型電子機器１は、メモリカード７を装着することができる。

また、図２に示すように、携帯型電子機器１は、パネル部１０、座標検出部２０、処理部２１、記憶部２２、キー入力部２３、表示制御部２４、インターフェース部２５、振動制御部２６、入出力ポート２７を有する。パネル部１０は、表示装置３、タッチパネル４及び振動発生器１１を有する。座標検出部２０は、付属のペン５や指先でタッチしたタッチパネル４上の接触位置を検出する。記憶部２２は、携帯型電子機器１を制御するためのプログラムやデータなどを記憶する。キー入力部２３は、ユーザによる操作キー６の押下操作に応じたキー操作信号を処理部２１に出力する。

処理部２１は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）により構成され、記憶部２２に記憶されているプログラムを実行することにより携帯型電子機器１の各部を制御する。処理部２１は、キー入力部２３から供給される入力コマンドに基づいて種々の処理を実行する。表示制御部２４は、表示装置３の表示を制御する。インターフェース部２５は、処理部２１、入出力ポート２７間をインターフェースする。

振動制御部２６は、コイル１５に所定の電流を供給し、タッチパネル４の振動を制御する。振動制御部２６は、コイル１５に流れる駆動電流を所定時間毎に反転させることにより、コイル１５を振動させる。入出力ポート２７は、メモリカード７を装着するための接続ポートである。

次に、パネル部１０について説明する。図３は、パネル部の分解斜視図である。パネル部１０は、上述したように、表示装置３、タッチパネル４及び振動発生器１１を有する。表示装置３は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）を用いることができる。この表示装置３は、表示制御部２４により制御される。

タッチパネル４は、図示は省略するが、上部基板、下部基板、端子基板を有する。上部基板は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）等の透明導電膜が全面に形成されたＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｌｅｎｅＴｅｌｅｐｈｔａｌｅｔａ）等の合成樹脂からなるフィルム上に電極が形成されている。

下部基板は、例えばＩＴＯ等の透明導電膜が全面に形成されたガラス基板上に電極、配線が形成されている。端子基板は、フレキシブルプリント配線板等を用いることができる。端子基板は、タッチパネル４を座標検出部２０に接続する基板である。上部基板は、ペンや指先で押圧することにより撓み、下部基板の透明導電膜と上部基板の透明導電膜とが接触する。なお、下部基板、上部基板の間には、ドットスペーサが配置されている。

振動発生器１１は、給電線部１３、磁界印加手段１４を有する。給電線部１３は、所定の電流が流れるコイル（給電線）１５と透明樹脂フィルム１９を有する。コイル１５は、２枚の透明樹脂フィルム１９の間に挟持されている。コイル１５は、振動制御部２６に接続されており、振動制御部２６から駆動電流が供給される。磁界印加手段１４は、タッチパネル４の座標入力面に平行に、かつ、コイル１５と交差する磁界をコイル１５に印加する。図３に示す例では、磁界印加手段１４を４組備え、給電線部１３の各辺の下部に配置されている。

図４は、振動発生器の配置を模式的に説明するための図であって、同図（ａ）は図３で示した磁界印加手段１４からタッチパネル４を見た図、同図（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、給電線部１３のコイル１５は、タッチパネル４の端に沿って配置されている。また、磁界印加手段１４は、各辺に対応して４組備え、この４組の磁界印加手段１４は、コイル１５の下部に配置されている。この磁界印加手段１４は、第１磁石１６、第２磁石１７、ヨーク１８を備える。

次に、振動発生器の構成について説明する。図５は、図４（ｂ）のＡで示す振動発生器を拡大して示した図である。なお、図５において、透明樹脂フィルム１９は省略しめしている。図５に示すように、振動発生器１１は、コイル１５、第１磁石１６、第２磁石１７、ヨーク１８を有する。第１磁石１６、第２磁石１７は、Ｎ極、Ｓ極が互いに反対向きになるようにヨーク１８上に所定の間隔（ギャップ）Ｇ１を隔てて配置されている。

第１磁石１６のＮ極はヨーク１８に接するように配置され、第２磁石１７のＳ極はヨーク１８に接するように配置されている。コイル１５は、第１磁石１６、ギャップＧ１、第２磁石１７の上部に位置するように配置される。第１磁石１６のＮ極から出た磁界は、ヨーク１８を通って、第２磁石１７のＳ極から入り、第２磁石１７のＮ極から出た磁界は、コイル１５を流れる電流と交差して、第１磁石１６のＳ極に入る。

コイル１５に、振動制御部２６から図５に示す向きに駆動電流が供給されると、第２磁石１７のＮ極から出た磁界は、コイル１５に流れる電流と交差して、第１磁石１６のＳ極に入る。これにより、コイル１５には、フレミングの左手の法則に従った推力Ｆが上向きに生じる。また、この推力Ｆの向きは、フレミングの左手の法則により、電流Ｉの流れる方向を中指とし、磁束Ｂの方向を人指し指とすると、推力Ｆは親指の方向となる。

次に、振動制御部２６について説明する。図６は、第１実施例に係る振動制御部を説明するための図である。図７は、コイル１５に供給する駆動電流を示す図である。図６に示すように、振動制御部２６は、ＮＰＮトランジスタＴｒ１を有し、ベースが処理部２１に接続され、コレクタは電源ＶＣＣに接続され、エミッタはコイル１５に接続されている。処理部２１は、振動制御部２６のトランジスタＴｒ１をオン／オフ制御することにより、図７に示すようなパルス信号をコイル１５に駆動電流として供給する。

次に、動作について説明する。図８は振動制御処理を説明するフローチャートである。振動制御処理は、タッチパネル４や操作キー６に対する操作入力が許可されている期間において、処理部２１により所定周期毎に実行される。

ステップＳ１０１で、処理部２１は、タッチパネル４からタッチ信号が入力されたか否か、及びキー入力部２３からキー操作信号が入力されたか否かを判別する。処理部２１は、タッチ信号及びキー操作信号がともに入力されていないと判別した場合は、振動制御処理を終了する。一方、処理部２１は、タッチ信号又はキー操作信号のいずれか一方が入力されたと判別した場合は、ステップＳ１０２で、処理部２１は駆動制御部２６に印加する駆動信号の波形データを記憶部２２から読み出す。

ステップＳ１０３で、処理部２１は、記憶部２２から読み出した波形データを振動制御部２６に供給する。振動制御部２６のトランジスタＴｒ１は、図７で示した駆動電流をコイル１５に供給する。このため、図７に示す時刻ｔ１からｔ２の間では、コイル１５に駆動電流が供給される。

このため、第２磁石１７のＮ極から出た磁界は、コイル１５を流れる電流と交差するため、フレミングの左手の法則に従った推力Ｆが上方に発生する。一方、図７で示す時刻ｔ２からｔ３の間では、コイル１５には電流が供給されない。このため、第２磁石１７のＮ極から出た磁界は、コイル１５を流れる電流とは交差することはないので、フレミングの左手の法則に従った推力Ｆは発生しない。このようにして、タッチパネル４を入力面に対して垂直方向に振動させることができる。

ステップＳ１０４で、処理部２１は、電流供給時間の計時開始に応じて、供給時間計時用のカウント値をカウントアップする。ステップＳ１０５で、処理部２１は、カウント値が予め設定された規定時間に相当するカウント値に達したか否かを判別する。ステップＳ１０５で、処理部２１は、電流供給時間が規定時間を越えたと判別した場合は、ステップＳ１０６で、駆動制御部２６への印加停止を指示し、振動制御処理を終了する。

第１実施例によれば、操作者がタッチパネル４に触れているときにタッチパネル４自体を振動させることによって、操作者にクリック感を与えることができる。また、第１磁石１６と第２磁石１７との間に、ギャップＧ１を設ける事でコイル１５の巻き数を増やすことができるので、タッチパネル４に対して大きな推力を与えることができる。

次に実施例２について説明する。図９は、第２実施例に係る振動発生器を説明するための図である。図９は第１実施例で説明した図５に対応する図である。なお、図９において、透明樹脂フィルム１４は省略して示している。図９に示すように、第２実施例に係る振動発生器４１は、コイル１５、第１磁石１６、第２磁石１７、ヨーク１８、スペーサー４２を有する。なお、上記実施例と同一箇所については同一符号を付するものとしてその説明を省略する。

また、第１磁石１６と第２磁石１７の間のギャップＧ１には、スペーサー４２が配置されている。このスペーサー４２は、ギャップＧ１の位置精度を向上させるものである。また、スペーサー４２の材料には、非磁性体のものを用いるとよい。

第２実施例によれば、第１磁石１６と、第２磁石１７の間のギャップＧ１に、スペーサー４２を配置するようにしたので、ギャップＧ１の位置精度を向上させることができる。これにより、精度良く、タッチパネル４を振動させることができる。

次に実施例３について説明する。図１０は、第３実施例に係るパネル部の分解斜視図であり、第１実施例で説明した図３に対応する図である。図１１は、第３実施例に係る振動発生器の配置を模式的に示した図であって、図１０で示す磁界印加手段１４からタッチパネル４を見た図であり、第１実施例で説明した図４（ａ）に対応する図である。なお、上記実施例で説明した構成要素と同一箇所については同一符号を付するものとしてその説明を省略する。

図１０に示すように、パネル部１１０は、タッチパネル４、振動発生器１１１、表示装置３を有する。振動発生器１１１は、第１給電線部１１２、第２給電線部１１３、電界印加手段１４を有する。第１給電線部１１２、第２給電線部１１３は、タッチパネル４の対向する２辺の周縁部に配置されている。各給電線部１１２、１１３は、駆動電流が流れるコイル１１５、１１６及び透明樹脂フィルム１１７、１１８を有する。各コイル１１５、１１６は、２枚の透明樹脂フィルムの間に挟持されている。コイル１１５、１１６は、それぞれ振動制御部２６に接続されている。

磁界印加手段１４は、第１給電線部１１２、第２給電線部１１３に対応して２組設けられている。各磁界印加手段１４は、第１磁石１６、第２磁石１７及びヨーク１８を備え、タッチパネル４の座標入力面に平行に、かつ、コイル１１５、１１６と交差する磁界をコイル１１５、１１６に印加する。なお、第１磁石１６、第２磁石１７間には、ギャップを設けるようにするとよく、さらにギャップにはスペーサーを設けるようにしてもよい。

また、図１１に示すように、第１給電線部１１２、第２給電線部１１３は、タッチパネル４の入力面とは反対面の対向する２辺の端部に配置されている。このため、コイル１１５、１１６が、タッチパネル４の周縁部に配置される。磁界印加手段１４は、コイル１１５、１１６の下部に配置されている。

次に動作について説明する。振動制御部２６は、ある周期の駆動電流をコイル１１５に印加すると、第２磁石１７から出た磁界は、コイル１１５を流れる電流と交差するため、コイル１１５にフレミングの左手の法則に従った推力が発生する。また、振動制御部２６は、コイル１１５に印加する駆動電流の周期とは異なる周期の駆動電流をコイル１１６に印加すると、第２磁石１７から出た磁界は、コイル１１６を流れる電流と交差するため、コイル１１６にフレミングの左手の法則に従った推力が発生する。これにより、それぞれのコイル１１５、１１６で、異なる振動パターンを発生させることができる。

第３実施例によれば、タッチパネル４の２辺に、別々のコイル１１５、１１６を設けるようにしたので、それぞれのコイル１１５、１１６で、異なる振動パターンの振動を発生させることができる。これにより、多くの種類の振動パターンを用いて操作者に操作感を与えることができる。

次に実施例４について説明する。図１２は、第４実施例に係るパネル部の分解斜視図であり、第１実施例で説明した図３に対応する図である。図１３は、第４実施例に係る振動発生器の配置を模式的に示した図であって、図１２で示す磁界印加手段１４からタッチパネル４を見た図であり、第１実施例で説明した図４（ａ）に対応する図である。なお、上記実施例で説明した構成要素と同一箇所については同一符号を付するものとしてその説明を省略する。

図１２に示すように、パネル部２１０は、タッチパネル４、振動発生器２１１、表示装置３を有する。振動発生器２１１は、第１給電線部２１２、第２給電線部２１３、第３給電線部２１４、第４給電線部２１５、電界印加手段１４を有する。第１給電線部２１２、第２給電線部２１３、第３給電線部２１４、第４給電線部２１５は、タッチパネル４の４辺の周縁部に配置されている。

各給電線部２１２〜２１５は、所定の駆動電流が流れるコイル２１６〜２１９と透明樹脂フィルム２２０〜２２３を有する。コイル２１６〜２１９は、２枚の透明樹脂フィルムの間に挟持されている。コイル２１６〜２１９は、それぞれ振動制御部２６に接続されている。

磁界印加手段１４は、各給電線部２１２〜２１５に対応して４組設けられている。各磁界印加手段１４は、第１磁石１６、第２磁石１７及びヨーク１８を備え、タッチパネル４の座標入力面に平行に、かつ、コイル２１６〜２１９と交差する磁界をコイル２１６〜２１９に印加する。なお、第１磁石１６、第２磁石１７間には、ギャップと設けるようにするとよく、さらにギャップにはスペーサーを設けるようにしてもよい。

また、図１３に示すように、各給電線部２１２〜２１５は、タッチパネル４の入力面とは反対面の４辺の端部に配置されている。このため、各コイル２１６〜２１９がタッチパネル４の周縁部に配置される。磁界印加手段１４は、各コイル２１６〜２１９の下部に配置されている。

次に動作について説明する。振動制御部２６は、ある周期の駆動電流をコイル２１６に印加すると、第２磁石１７から出た磁界は、コイル２１６を流れる電流と交差するため、コイル２１６にフレミングの左手の法則に従った推力が発生する。また、振動制御部２６は、コイル２１６に印加する駆動電流の周期とは異なる周期の駆動電流をコイル２１７に印加すると、第２磁石１７から出た磁界は、コイル２１７を流れる電流と交差するため、コイル２１７にフレミングの左手の法則に従った推力が発生する。

また、振動制御部２６は、コイル２１６、２１７に印加する駆動電流の周期とは異なる周期の駆動電流をコイル２１８に印加すると、第２磁石１７から出た磁界は、コイル２１８を流れる電流と交差するため、コイル２１８にフレミングの左手の法則に従った推力が発生する。また、振動制御部２６は、コイル２１６、２１７、２１８に印加する駆動電流の周期とは異なる周期の駆動電流をコイル２１９に印加すると、第２磁石１７から出た磁界は、コイル２１９を流れる電流と交差するため、コイル２１９にフレミングの左手の法則に従った推力が発生する。これにより、各コイル２１６〜２１９で、異なる振動パターンを発生させることができる。

第４実施例によれば、タッチパネル４の４辺に、別々のコイル２１６〜２１９を設けるようにしたので、それぞれのコイルで異なる振動パターンの振動を発生させることができる。多くの種類の振動パターンを用いて操作者に操作感を与えることができる。

次に、実施例５について説明する。図１４は、実施例５に係るパネル部の分解斜視図であり、第１実施例で説明した図３に対応するものである。なお、上記実施例で説明した箇所については同一符号を付するものとしてその説明を省略する。

図１４に示すように、パネル部１０は、表示装置３、タッチパネル４、振動発生器３１１を有する。振動発生器３１１は、第１給電線部３１２、第２給電線部３１３、磁界印加手段３１４を有する。第１給電線部３１２、第２給電線３１３は、タッチパネル４の対向する２辺の周縁部に配置されている。各給電線部３１２、３１３は、所定の駆動電流が流れるコイル３１５、３１６と透明樹脂フィルム３２１、３２２を有する。

各コイル３１５、３１６は２枚の透明フィルムの間に挟持されている。各コイル３１５、３１６は、それぞれ振動制御部２６に接続されている。磁界印加手段３１４は、第１給電線部３１２、第２給電線部３１３に対応して２組設けられている。磁界印加手段３１４は、タッチパネル４の座標入力面に平行に、かつ、コイル３１５、３１６と交差する磁界をコイル３１５、３１６に印加する。

図１５は、図１４の破線Ｓ２で示す箇所を拡大して示した図である。図１５において、透明樹脂フィルム３２１は省略して示している。図１５に示すように、振動発生器３１１は、コイル３１５、第１磁石３１７、第２磁石３１８、第３磁石３１９、ヨーク３２０を有する。第１磁石３１７、第３磁石３１９は、第２磁石３１８とＮ極、Ｓ極が互いに反対向きになるようにヨーク３２０上に所定の間隔（ギャップ）Ｇ２、Ｇ３を隔てて配置されている。なお、第１磁石３１７と第２磁石３１８との間のギャップＧ２、第２磁石３１８と第３磁石３１９の間のギャップＧ３に、スペーサーを配置するようにしてもよい。

第１磁石３１７及び第３磁石３１９のＮ極は、ヨーク３２０に接するように配置され、第２磁石３１８のＳ極はヨーク３２０に接するように配置されている。第１磁石３１７のＮ極から出た磁界は、ヨーク３２０を通って、第２磁石３１８のＳ極に入り、第２磁石３１８のＮ極から出た磁界は、コイル３１５を流れる電流と交差して第１磁石３１７のＳ極に入る。このため、コイル３１５には、左手フレミングの法則に従った推力Ｆ１が上向きに発生する。

また、第３磁石３１９のＮ極から出た磁界は、ヨーク３２０を通って、第２磁石３１８のＳ極に入り、第２磁石３１８のＮ極から出た磁界は、コイル３１５を流れる電流と交差して第３磁石３１９のＳ極に入る。このため、コイル３１５には、左手フレミングの法則に従った推力Ｆ２が上向きに発生する。これにより、タッチパネル４を動かす推力は、推力Ｆ１、推力Ｆ２の合成となるため、タッチパネル４の振動の振幅を倍にすることができる。

次に、動作について説明する。次に動作について説明する。振動制御部２６は、ある周期の駆動電流をコイル３１５に印加すると、第２磁石３１８から出た磁界は、第１磁石３１７、第２磁石３１８の上部に位置するコイル３１５を流れる電流と交差するため、コイル３１５のその部分にフレミングの左手の法則に従った推力Ｆ１が発生する。また、第２磁石３１８から出た磁界は、第２磁石３１８、第３磁石３１９の上部に位置するコイル３１５を流れる電流と交差するため、コイル３１５のその部分にフレミングの左手の法則に従った推力Ｆ２が発生する。

また、振動制御部２６は、コイル３１５に印加する駆動電流の周期とは異なる周期の駆動電流をコイル３１６に印加すると、第２磁石３１８から出た磁界は、第１磁石３１７、第２磁石３１８の上部に位置するコイル３１６を流れる電流と交差するため、コイル３１６のその部分にフレミングの左手の法則に従った推力Ｆ１が発生する。また、第２磁石３１８から出た磁界は、第２磁石３１８、第３磁石３１９の上部に位置するコイル３１６を流れる電流と交差するため、コイル３１６のその部分にフレミングの左手の法則に従った推力Ｆ２が発生する。これにより、それぞれのコイル３１５、３１６で、振幅の大きな異なる振動パターンを発生させることができる。

第５実施例によれば、ギャップＧ２、Ｇ３を設けて磁石を３つ配置するようにしたので、コイル３１５は、第１磁石３１７及び第２磁石３１８から推力を受け、さらに、第２磁石３１８及び第３磁石３１９から推力を受けるので、タッチパネル４の振動の振幅を倍にすることができる。また、コイル２１５、２１６に周期の異なる駆動電流を供給することにより、多くの振動パターンを発生させることができる。

次に、実施例６について説明する。図１６は、第６実施例に係る携帯型電子機器の分解斜視図である。図１７は、図１６で示した携帯型電子機器を組み立てた状態のＢ−Ｂ断面図である。図１６に示すように、携帯型電子機器４０１は、本体ケース４０２、バネ４０３、タッチパネル４０４を備える。

タッチパネル４０４は、６つのバネ４０３を介して本体ケース４０２の内部に取り付けられている。バネ４０３は弾性体であるため、付属のペンや指先を使って、二次元の平面でタッチパネル４０４をスライドさせることができる。なお、図１６では、タッチパネル４０４を、バネを用いて本体ケース４０２に取り付けるようにしているが、ゴム等の他の弾性部材を用いてもよい。

図１７に示すように、タッチパネル４０４の入力面と反対側の面には、コイル４０５が配置されている。コイル４０５は、図示は省略するが、２枚の透明樹脂に挟持されている。また、表示装置４０６のタッチパネル４０４と対向する面には、磁界発生手段４０７が配置されている。コイル４０５と、磁界発生手段４０７とが振動発生器を構成する。

図１８は、第６実施例に係る振動発生器４０８を説明するための図であり、同図（ａ）はタッチパネル４０４がスライドしていない状態の振動発生器を示す図、同図（ｂ）はタッチパネル４０４がスライドした状態の振動発生器を示す図である。図１８（ａ）に示すように、振動発生器４０８は、コイル４０５、第１磁石４０９、第２磁石４１０、第３磁石４１１、ヨーク４１２を有する。

第１磁石４０９、第３磁石４１１は、第２磁石４１０とＮ極、Ｓ極が互いに反対向きになるようにヨーク４１２上に所定の間隔（ギャップ）Ｇ４、Ｇ５を隔てて配置されている。なお、第１磁石４０９と第２磁石４１０との間のギャップＧ４、第２磁石４１０と第３磁石４１１の間のギャップＧ３に、スペーサーを配置するようにしてもよい。

第１磁石４０９及び第３磁石４１１のＮ極は、ヨーク４１２に接するように配置され、第２磁石４１０のＳ極はヨーク４１２に接するように配置されている。第１磁石４０９のＮ極から出た磁界は、ヨーク４１２を通って、第２磁石４１０のＳ極に入り、第２磁石４１０のＮ極から出た磁界は、コイル４０５を流れる電流と交差して第１磁石４０９のＳ極に入る。このため、コイル４０５には、フレミングの左手の法則に従った推力Ｆ１が上向きに発生する。

また、第３磁石４１１のＮ極から出た磁界は、ヨーク４１２を通って、第２磁石４１０のＳ極に入り、第２磁石４１０のＮ極から出た磁界は、コイル４０５を流れる電流と交差して第３磁石４１１のＳ極に入る。このため、コイル４０５には、フレミングの左手の法則に従った推力Ｆ２が上向きに発生する。これにより、タッチパネル４０４を動かす推力は、推力Ｆ１、推力Ｆ２の合成となるため、タッチパネル４０４の振動の振幅を倍にすることができる。

また、図１８（ｂ）に示すように、タッチパネル４０４をスライドさせると、コイル４０５内の貫く磁束が時間的に変化するため、ファラディーの電磁誘導の法則により、コイル４０５に磁束の変化に応じた起電力が発生する。タッチパネル４０４の２辺に対向して配置されたコイル４０５の起電力の差を検出することにより、タッチパネル４０４のスライド方向を検出することができる。よって、タッチパネル４のスライド方向に基づき画面のスクロールなどを行うことができる。

次に第７実施例について説明する。図１９は、第７実施例に係る駆動制御部を示す図である。図２０は、コイル１５に供給する駆動電流を示す図である。なお、第７実施例では、駆動制御部以外は、第１実施例で説明したものと同じてあるため、図２及び図５を用いて説明する。振動制御部２６は、Ｈブリッジ回路で構成されている。

図１９に示すように、振動制御部２６は、ＰＮＰトランジスタＴｒ２とＮＰＮトランジスタＴｒ３との直列回路と、ＰＮＰトランジスタＴｒ４とＮＰＮトランジスタＴｒ４との直列回路とを有する。各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４のベースは、処理部２１に接続されている。トランジスタＴｒ２、Ｔｒ４のエミッタは電源ＶＣＣに印加されている。

トランジスタＴｒ３、Ｔｒ５のエミッタはグランドＧＮＤに接続されている。
また、コイル１５の一方は、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３の接続点に、コイル１５の他方は、トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５の接続点に接続されている。処理部２１は、振動制御部２６のトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ５をオン／オフ制御することにより、図２０に示すような所定の期間毎に電流の向きが反転する駆動電流がコイル１５に供給される。

次に、第７実施例の動作について説明する。処理部２１は、記憶部２２から読み出した波形データを振動制御部２６に供給すると、上述したＨブリッジ回路により、図２０で示した駆動電流をコイル１５に供給する。このため、図２０に示す期間ｔ１からｔ２の間では、駆動電流がコイル１５に供給される。第２磁石１７のＮ極から出た磁界は、コイル１５を流れる電流と交差するため、フレミングの左手の法則に従った推力Ｆが上向きに発生する。

期間ｔ２からｔ３の間では、ｔ１からｔ２間とは電流の向きが反転した駆動電流がコイル１５に供給される。第２磁石１７のＮ極から出た磁界は、コイル１５を流れる電流と交差するため、フレミングの左手の法則に従った推力Ｆが下向きに発生する。このようにして、タッチパネル４を入力面に対して垂直方向に振動させることができる。

第７実施例によれば、タッチパネル４の振動方向を交互に変えることができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記各実施例では、操作部の例としてタッチパネルを用いて説明したが、本発明ではこれに限定されることなく、例えばタッチパッド等にも適用することもできる。

携帯型電子機器の外観斜視図である。携帯型電子機器の構成図である。パネル部の分解斜視図である。振動発生器の配置を模式的に説明するための図であって、同図（ａ）は図３で示した磁界印加手段の背面側からタッチパネルを見た図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。第１実施例に係る振動発生器を説明するための図である。第１実施例に係る振動制御部を説明するための図である。コイルに供給する駆動電流を示す図である。振動制御処理を説明するフローチャートである。第２実施例に係る振動発生器を説明するための図である。第３実施例に係るパネル部の分解斜視図である。第３実施例に係る振動発生器の配置を示した図である。第４実施例に係るパネル部の分解斜視図である。第４実施例に係る振動発生器の配置を示した図である。実施例５に係るパネル部の分解斜視図である。第５実施例に係る振動発生器を示した図である。第６実施例に係る携帯型電子機器の分解斜視図である。図１６で示した携帯型電子機器を組み立てた状態のＢ−Ｂ断面図である。第６実施例に係る振動発生器を説明するための図であり、同図（ａ）はタッチパネルが移動していない状態の振動発生器を示す図、同図（ｂ）はタッチパネルが移動した状態の振動発生器を示す図である。第７実施例に係る駆動制御部を示す図である。コイルに供給する駆動電流を示す図である。

符号の説明

１、４０１携帯型電子機器
２、４０２本体ケース
３表示装置
４、４０４タッチパネル
１０、１１０パネル部
１１、１１１、２１１、３１１振動発生器
１３給電線部
１４、３１４、４０７磁界印加手段
１５、１１５、１１６、２１６、２１７、２１８、２１９、３１５、４０５コイル
１６、３１７、４０９第１磁石
１７、３１８、４１０第２磁石
３１９、４１１第３磁石
１８、３２０、４１２ヨーク
２０座標検出部
２１処理部
２６振動制御部
４１振動発生器
４２スペーサー
１１２、２１２、３１２第１給電線部
１１３、２１３、３１３第２給電線部
２１４第３給電線部
２１５第４給電線部

Claims

操作入力を受け付ける第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルに振動を与える振動発生器と、
前記タッチパネルに対する操作入力が受け付けられたことを検知した場合に、前記振動発生器から振動を発生させる振動制御部と、
を備え、前記振動発生器は、
一方の極が前記第２の面と対向するように配置される第１の磁石と、
前記第１の磁石との間にギャップを設け、前記一方の極と異なる極性の極が前記第２の面と対向するように配置される第２の磁石と、
前記第２の面上であって、前記第２の面と、前記第１の磁石、前記ギャップ、及び、前記第２の磁石と、の間に配置されるコイルを有し、前記振動制御部から駆動電流が供給される給電線と、
を有し、前記駆動電流と、前記第１の磁石及び前記第２の磁石のいずれか一方から他方へ入り前記駆動電流と交差する磁界と、により、前記第２の面に対して垂直方向に推力が発生することを特徴とする座標入力装置。
操作入力を受け付ける第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルに振動を与える振動発生器と、
前記タッチパネルに対する操作入力が受け付けられたことを検知した場合に、前記振動発生器から振動を発生させる振動制御部と、
を備え、前記振動発生器は、
一方の極が前記第２の面と対向するように配置される第１の磁石と、
前記第１の磁石との間に第１のギャップを設け、前記一方の極と異なる極性の極が前記第２の面と対向するように配置される第２の磁石と、
前記第２の磁石との間に第２のギャップを設け、前記一方の極と同じ極性の極が前記第２の面と対向するように配置される第３の磁石と、
前記第２の面上であって、前記第２の面と、前記第１の磁石、前記第１のギャップ、及び、前記第２の磁石と、の間に配置される第１のコイルと、前記第２の面上であって、前記第２の面と、前記第２の磁石、前記第２のギャップ、及び、前記第３の磁石と、の間に配置される第２のコイルと、を有し、前記振動制御部から駆動電流が供給される給電線と、
を有し、前記第１のコイルを流れる前記駆動電流と、前記第１の磁石及び前記第２の磁石のいずれか一方から他方へ入り、前記第１のコイルを流れる前記駆動電流と交差する磁界と、により、前記第２の面に対して垂直方向に第１の推力が発生し、前記第２のコイルを流れる前記駆動電流と、前記第２の磁石及び前記第３の磁石のいずれか一方から他方へ入り、前記第２のコイルを流れる前記駆動電流と交差する磁界と、により、前記第２の面に対して前記第１の推力と同じ方向に第２の推力が発生することを特徴とする座標入力装置。
前記振動発生器である第１及び第２の振動発生器は、前記タッチパネルの対向する２辺の周縁部に配置され、前記振動制御部は、前記第１の振動発生器が有する給電線と、前記第２の振動発生器が有する給電線と、に異なる駆動電流を供給できることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
前記振動発生器である第３及び第４の振動発生器は、前記２辺とは異なる対向する２辺の周縁部に配置され、前記振動制御部は、前記第１の振動発生器が有する給電線と、前記第２の振動発生器が有する給電線と、前記第３の振動発生器が有する給電線と、前記第４の振動発生器が有する給電線と、に異なる駆動電流を供給できることを特徴とする請求項３記載の座標入力装置。
前記振動発生器は更に、
前記ギャップに配置されるスペーサー
を有することを特徴とする請求項１、請求項３及び請求項４のいずれか一項に記載の座標入力装置。
前記振動発生器は更に、
前記第１及び第２のギャップに配置されるスペーサー
を有することを特徴とする請求項２記載の座標入力装置。
前記座標入力装置は更に、
前記タッチパネルをスライドさせるスライド手段と、
前記タッチパネルのスライドを検出する検出手段と
を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の座標入力装置。
前記振動制御部は、所定期間毎に前記給電線に供給する駆動電流の向きを変えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の座標入力装置。
前記振動制御部は、トランジスタを含むＨブリッジ回路により構成されることを特徴とする請求項８記載の座標入力装置。