JP4394043B2 - 座標入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルを備えた座標入力装置に係わり、操作者がタッチパネルを入力操作すると、タッチパネルが振動して操作者に正常に入力されたことをフィードバックするようにした座標入力装置に関する。

従来の座標入力装置を特許文献１で説明すると、従来の座標入力装置３０は、図７に示すように、透明なタッチパネル３１と、このタッチパネル３１の下部に液晶表示装置３２が配設されて、液晶表示装置３２の表示内容をタッチパネル３１を透して読み取り可能になっている。
また、液晶表示装置３２の下部中央には、振動発生装置３３が配設され、この振動発生発生装置３３によって、液晶表示装置３２とタッチパネル３１とが垂直方向に振動可能になっている。

また、従来の座標入力装置３０は、バネ３４を介してフレーム３５に支持されて、ゲーム機等の筐体３６に取り付けられている。
前記振動発生装置３３は、図示を省略するが、回転軸を回転駆動可能なモータを有し、このモータの回転軸には非対称な錘が取り付けられている。
そして、モータを回転駆動すると錘が偏心回転して、液晶表示装置３２を介してタッチパネル３１が矢印Ａの垂直方向に所定の振幅で振動し、この振動を操作者が体感することで、入力が正常に行われたことを操作者にフィードバックするようになっている。

しかし、前述したような従来の座標入力装置３０は、液晶表示装置３２を介してタッチパネル３１が垂直方向に振動するために、タッチパネル３１がスピーカの働きをして、タッチパネル３１上の空気が垂直方向に振動して、騒音が発生するおそれがあった。
そのために、従来の座標入力装置３０を静寂な場所で操作すると、発生する騒音が耳障りとなり、静寂な場所では使いにくいという問題があった。
また、従来の座標入力装置３０は、液晶表示装置３２の下部に振動発生装置３３、及びバネ３４を配設しているので、厚さ寸法が厚くなり薄型化要求に応えられないと言う問題があった。
本発明は、前述したような課題を解決するためになされたもので、タッチパネルを水平振動させることで、騒音の発生を抑えると共に、薄型化が可能な座標入力装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の座標入力装置は、Ｘ−Ｙ方向の座標入力が可能な入力面を有するタッチパネルと、前記タッチパネルを内部に収納するとともに、前記タッチパネルと対向した上板には、前記タッチパネルの入力面を露出させて外部から入力操作可能な所定大きさの開放部が形成された筐体とを備え、前記タッチパネルの一端部側の下面には、横長状で内部が空洞とされたケースと、前記ケースの横長方向の両端部側にそれぞれ２つずつの磁石を互いに磁極が逆となるように着磁させて形成された第１磁界形成部および第２磁界形成部と、前記ケースの空洞内部に配設され、通電されることで発生する磁力作用によって、前記第１磁界形成部および第２磁界形成部における２つの磁石の配列方向に往復振動可能とされた振動子と、一端を前記ケースの底面に固着され、他端が自由端となって前記振動子を支持した板バネとを備えた振動発生装置が取り付けられており、前記タッチパネルを用いた手指入力を検知することで前記振動子に通電されるように構成され、前記振動子に通電されると前記タッチパネルが前記入力面と平行な方向に振動することを特徴とする。

また、本発明の座標入力装置は、前記タッチパネルが透明に形成されており、前記筐体内には、液晶表示装置が、その表示面を前記タッチパネルに対向させるようにして収納されており、かつ、前記液晶表示装置と前記タッチパネルとの間であって、前記タッチパネルの前記振動方向の両端部には前記タッチパネルから前記液晶表示装置へ伝達される振動を吸収するための防振材が配設されており、前記防振材は、前記タッチパネルの前記振動方向と平面視において直交する方向に長尺状に形成されていることを特徴とする。
さらに、前記タッチパネルと前記筐体の前記上板との間であって、前記開放部の全周には、ゴミ侵入防止用のパッキンが配設されていることを特徴とする。
またさらに、前記タッチパネルは透明に形成されており、前記筐体内には、液晶表示装置が、その表示面を前記タッチパネルに対向させるようにして収納されており、かつ、前記液晶表示装置と前記タッチパネルとの間であって、前記タッチパネルの前記振動方向の両端部には前記タッチパネルから前記液晶表示装置へ伝達される振動を吸収するための防振材を配設し、前記タッチパネルと前記筐体の前記上板との間であって、前記開放部の全周には、防振材と同じ材質からなるゴミ侵入防止用のパッキンが配設されていることを特徴とする。

そして、本願発明の座標入力装置は、前記振動発生装置が、断面形状がＬ字状の取り付け部材を介して前記タッチパネルに取り付けられていることを特徴とする。

本発明の座標入力装置は、タッチパネルまたは筐体のいずれか一方に振動発生装置を取り付け、振動発生装置により、タッチパネルが入力面と平行な方向に振動するようにしたので、入力時に発生する騒音を抑えて静粛な座標入力装置を提供できる。
また、振動発生装置は、タッチパネルの一端部側の下面に取り付けられているので、薄型化が可能な座標入力装置を提供できる。

また、液晶表示装置とタッチパネルとの間で、タッチパネルの振動方向における一端部側と、この一端部側と反対側の他端部側とには、タッチパネルの振動を吸収可能な防振材が配設されているので、タッチパネルの振動を防振材で吸収してタッチパネルの振動効率を向上できる。
そのために、振動発生装置の出力が小さくてもタッチパネルを確実に振動させることができ、振動発生装置を低消費電力とすることができる。
また、防振材は、タッチパネルの振動方向と直交する方向に長尺状に形成されているので、更にタッチパネルの振動効率を向上できる。

また、振動発生装置は、断面形状がＬ字状の取付部材を介してタッチパネルに取り付けられているので、振動発生装置の取り付けのバラエティーを増やして、設計の自由度を向上できる。
また、タッチパネルと対向する筐体の上板には、タッチパネルの入力面を露出させて外部から入力操作可能な所定大きさの開放部が形成され、開放部近傍の上板とタッチパネルとの間には、ゴミ侵入防止用のパッキンが配設されているので、タッチパネル上のゴミが、内部の液晶表示装置側に侵入するのを防止できる。

以下に、本発明の座標入力装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の座標入力装置の分解斜視図であり、図２〜図４は本発明に係わる振動発生装置の取付構造を説明する図であり、図５、図６は本発明に係わる振動発生装置の要部断面図である。
まず、本発明の一実施の形態の座標入力装置１は、図１に示すように、最下部に所定の大きさの液晶表示装置（ＬＣＤ）２が配設され、この液晶表示装置２の上面が表示面２ａとなり、図示左側が一方の端部２ｂとなっている。
また、液晶表示装置２の表示面２ａと所定の隙間を有して対向する上方には、透明なタッチパネル３が載置されている。

また、タッチパネル３の上面には、操作者の指等でＸ−Ｙ方向の座標入力が可能な入力面３ａが形成され、タッチパネル３の図示左端部が一端部３ｂとなり、図子右端部が他端部３ｃとなっている。前記タッチパネル３の一端部３ｂ側には、振動発生装置４が、例えば２個取り付けられている。
前記振動発生装置４は、図５に示すように、横長状で内部が空洞のケース５を有し、このケース５の図示上下が第１取付板５ａ、５ａとなり、この第１取付板５ａ、５ａのいずれか一方が後述するＬ字状の取付部材１４に取り付け可能になっている。

また、振動発生装置４のケース５は、図６に示すように、左右が第２取付板５ｂ、５ｂとなり、この第２取付板５ｂ、５ｂのいずれか一方がタッチパネル３の裏面に、直接取り付け可能になっている。
また、振動発生装置４は、図５に示すケース５の横長方向の左右端部側に、第１、第２磁界形成部６、７が形成されている。
そして、図示左端部側の第１磁界形成部６には、下部磁石６ａと、この下部磁石６ａの上に上部磁石６ｂが積層され、下部と上部の磁石６ａ、６ｂの外側に第１ヨーク６ｃが接着剤等で固着されている。そして下部と上部の磁石６ａ、６ｂとは、互いに磁極が逆となるように着磁されている。

また、図示右端部側の第２磁界形成部７には、下部磁石７ａと、この下部磁石７ａの上に上部磁石７ｂが積層され、下部と上部の磁石７ａ、７ｂの外側に第２ヨーク７ｃが接着剤等で固着されている。そして下部と上部の磁石７ａ、７ｂとは、互いに磁極が逆となるように着磁されている。
また、ケース５の空洞内部で図示下部側の第１取付板５ａ上には、板バネ８が配設され、この板バネ８は、一方の端部が図示下部側の第１取付板５ａに固着され、他方の端部が自由端となって下部側の第１取付板５ａから所定寸法図示上方側に離間している。そして、板バネ８は、自由端状の他方の端部に、振動子９が支持されて、振動子９が図示上下の矢印Ｂ、Ｃ方向に振動可能になっている。

前記振動子９は、第１、第２磁界形成部６、７間に配設された横長状の心棒１０と、この心棒１０の外周にボビン１１を介して巻回したコイル１２とが一体形成されている。このような振動子９は、図６に示すように、コ字状の保持部材１３に保持されて、保持部材１３が、板バネ８の自由端状の他方の端部に保持部材１３が支持されて、振動子９が矢印Ｂ、Ｃの上下方向に振動可能になっている。
このような構成の振動発生装置４は、図１に示す断面がＬ字状の金属板等からなる取付部材１４に、第１取付板５ａが接着剤等で取り付け可能になっている。

そして、図２に示すように、振動発生装置４の第１取付板５ａ側を取り付けた取付部材１４は、タッチパネル３の一端部３ｂ側の下面に接着剤等で固着され、振動発生装置４のコイル１２に所定の電流を通電することで発生する磁束が、それぞれの磁石６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの磁界に作用する。
すると、振動子９が、矢印Ｂ、Ｃ方向に振動して、タッチパネル３も入力面３ａと平行な水平方向（矢印Ｂ、Ｃ方向）に振動する。
このような、タッチパネル３が矢印Ｂ、Ｃの水平方向に振動することで、平板状のタッチパネル３上の空気が、従来例のように垂直方向に振動しないので、騒音の発生を抑えることができる。

また、液晶表示装置２とタッチパネル３との間には、水平方向（矢印Ｂ、Ｃ方向）に振動するタッチパネル３の振動が液晶表示装置２に伝わるのを防止するために、ポリウレタン発泡剤、あるはゴム等からなる防振材１５が配設されている。前記防振材１５は、タッチパネル３、あるいは液晶表示装置２にいずれか一方に接着剤等で接着されている。
また、防振材１５は、図１に示すように、タッチパネル３の矢印Ｂ、Ｃの振動方向における一端部３ｂ側と、この一端部３ｂと反対側の他端部３ｃ側とに配設され、防振材１５の形状は、タッチパネル３の振動方向と直交する方向の長尺状に形成されている。

そのために、振動発生装置４の振動子９の振動駆動により振動するタッチパネル３の水平方向の振動を、防振材１５が吸収することができ、液晶表示装置２に振動が伝達されるのを防止でき、タッチパネル３の振動効率を向上できる。
また、液晶表示装置２とタッチパネル３とを内部に収納可能な、樹脂材料等からなる筐体１６が配設されている。前記筐体１６の上板１６ａには、タッチパネル３の入力面３ａを露出させて外部（上方）からタッチパネル３を入力操作可能な、所定の大きさの開放部１６ｂが形成されている。
また、筐体１６は、外周部が側板１６ｃに囲まれて、筐体１６内部が、下方が開放された空洞状になっている。

そして、開放部１６ｂ近傍の上板１６ａと、タッチパネル３の入力面３ａとの間の全周には、パッキン１７が配設されている。前記パッキン１７によって、タッチパネル３下部の液晶表示装置２側へのゴミ等の異物の侵入を防止するようになっている。即ち、パッキン１７がゴミ侵入防止用となっている。
また、パッキン１７は、防振材１５と同じ材料で形成されているので、タッチパネル３の水平方向の振動が筐体１６に伝わり難くなっている。

このような本発明の座標入力装置１は、例えばゲーム機等のケース（図示せず）に液晶表示装置２の下面側が固定されている。
そして、本発明の座標入力装置１の操作は、まず、筐体１６の開放部１６ｂから露出するタッチパネル３の入力面３ａを、操作者の指等で軽く押圧操作すると、Ｘ−Ｙ方向の所望の座標入力が行われる。
この座標入力が行われたことを検出手段（図示せず）が検出すると、振動発生装置４の振動子９が矢印Ｂ、Ｃ方向に振動する。このことにより、タッチパネル３も矢印Ｂ、Ｃの水平方向に振動する。
前記タッチパネル３が水平方向に振動することで、タッチパネル３の入力面３ａ上に位置させた指を介して、適正な入力が行われたことを操作者が認識できる。

このような本発明の座標入力装置１は、タッチパネル３が矢印Ｂ、Ｃの水平方向に振動することで、従来例で説明したような騒音の発生を抑えることができる。
また、本発明の座標入力装置１は、振動発生装置４を、取付部材１４を介してタッチパネル３の一端部３ｂ側に取り付けているので、薄型化が可能である。
更に、座標入力装置１は、振動発生装置４の駆動出力が小さくても、防振材１５を介してタッチパネル３だけが振動するので、振動発生装置を低消費電力とすることができる。

尚、本発明の実施の形態では、振動発生装置４を、図２に示すように、筐体１６の内面と対向する取付部材１４の外面に第１取付板５ａを取り付けたもので説明したが、図３に示すように、振動発生装置４は、液晶表示装置２の一方の端部２ｂと対向する取付部材１４の内面に第１取付板５ａを取り付けたものでも良い。
あるいは、図４に示すように、振動発生装置４は、取付部材１４を用いないで、直接タッチパネル３の一端部３ｂの下面側に第２取付板５ｂを取り付けたものでも良い。

また、本発明では、振動発生装置４をタッチパネル３に取り付けたもので説明したが、筐体１６に振動発生装置４を取り付けて（図示せず）、筐体１６を介してタッチパネル３を水平振動させるようにしたものでも良い。
即ち、タッチパネル３、または筐体１６にいずれか一方に振動発生装置４を取り付けて、タッチパネル３を水平方向に振動させるようにしたものでも良い。
この時のパッキン１７の材質は、硬質ゴム等の弾性は有するが硬質のものからなり、筐体１６の振動をタッチパネル３に確実に伝達できるようになっている。

本発明の座標入力装置の分解斜視図である。 本発明に係わる振動発生装置の取付構造を説明する図である。 本発明に係わる振動発生装置の取付構造を説明する図である。 本発明に係わる振動発生装置の取付構造を説明する図である。 本発明に係わる振動発生装置の要部断面図である。 本発明に係わる振動発生装置の要部断面図である。 従来の座標入力を説明する概略図である。

符号の説明

１ 本発明の座標入力装置
２ 液晶表示装置
２ａ 表示面
３ タッチパネル
３ａ入力面
３ｂ 一端部
３ｃ 他端部
４ 振動発生装置
５ ケース
５ａ 第１取付板
５ｂ 第２取付板
６ 第１磁界形成部
６ａ 下部磁石
６ｂ 上部磁石
６ｃ 第１ヨーク
７ 第２磁界形成部
７ａ 下部磁石
７ｂ 上部磁石
７ｃ 第２ヨーク
８ 板バネ
９ 振動子
１０ 心棒
１１ ボビン
１２ コイル
１３ 保持部材
１４取付部材
１５ 防振材
１６ 筐体
１６ａ 上板
１６ｂ 開放部
１７ パッキン

Claims (5)

1. Ｘ−Ｙ方向の座標入力が可能な入力面を有するタッチパネルと、前記タッチパネルを内部に収納するとともに、前記タッチパネルと対向した上板には、前記タッチパネルの入力面を露出させて外部から入力操作可能な所定大きさの開放部が形成された筐体とを備え、前記タッチパネルの一端部側の下面には、横長状で内部が空洞とされたケースと、前記ケースの横長方向の両端部側にそれぞれ２つずつの磁石を互いに磁極が逆となるように着磁させて形成された第１磁界形成部および第２磁界形成部と、前記ケースの空洞内部に配設され、通電されることで発生する磁力作用によって、前記第１磁界形成部および第２磁界形成部における２つの磁石の配列方向に往復振動可能とされた振動子と、一端を前記ケースの底面に固着され、他端が自由端となって前記振動子を支持した板バネとを備えた振動発生装置が取り付けられ、前記タッチパネルを用いた手指入力を検知することで前記振動子に通電され、前記タッチパネルが前記入力面と平行な方向に振動するように構成されていることを特徴とする座標入力装置。
2. 前記タッチパネルは透明に形成されており、前記筐体内には、液晶表示装置が、その表示面を前記タッチパネルに対向させるようにして収納されており、かつ、前記液晶表示装置と前記タッチパネルとの間であって、前記タッチパネルの前記振動方向の両端部には前記タッチパネルから前記液晶表示装置へ伝達される振動を吸収するための防振材が配設されており、前記防振材は、前記タッチパネルの前記振動方向と平面視において直交する方向に長尺状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
3. 前記タッチパネルと前記筐体の前記上板との間であって、前記開放部の全周には、ゴミ侵入防止用のパッキンが配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の座標入力装置。
4. 前記タッチパネルは透明に形成されており、前記筐体内には、液晶表示装置が、その表示面を前記タッチパネルに対向させるようにして収納されており、かつ、前記液晶表示装置と前記タッチパネルとの間であって、前記タッチパネルの前記振動方向の両端部には前記タッチパネルから前記液晶表示装置へ伝達される振動を吸収するための防振材を配設し、前記タッチパネルと前記筐体の前記上板との間であって、前記開放部の全周には、防振材と同じ材質からなるゴミ侵入防止用のパッキンが配設されていることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
5. 前記振動発生装置は、断面形状がＬ字状の取り付け部材を介して前記タッチパネルに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の座標入力装置。

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