JP5909682B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、例えばユーザによるタッチ操作に応じて振動を発生させる電子機器に関する。

表示画面上にタッチパネルが配置された電子機器において、ユーザへの操作性向上のために、タッチパネルを振動させることにより、ユーザに触覚を与える技術が知られている。

例えば、特許文献１には、タッチパネルに固着した圧電素子に電圧を印加することで、タッチパネルに振動を発生させ、ユーザに触覚を与えるものが開示されている。

特開２００５−２２２３２６号公報

例えば、タッチパネルがよく用いられるモバイル型の電子機器は、オフィス等に設置される電子機器に比べて使用環境が厳しく、特に防塵・防滴性が要求されている。しかし、特許文献１は、防塵・防滴については特に考慮されていない。

そこで、本開示は、振動部に対する防塵・防滴性に優れ、ユーザのタッチ操作に応じて様々な触覚を提示可能な電子機器を提供する。

本開示における電子機器は、表示部と、表示部と対向して配置され、ユーザがタッチするパネル部材と、パネル部材の表示部側又は表示部のパネル部材側に取り付けられ、パネル部材を振動させる振動部と、振動部を覆うように表示部とパネル部材の間に設けられ、表示部とパネル部材とを接着する接着部と、を備える

本開示における電子機器は、振動部に対する防塵・防滴性に優れ、ユーザのタッチ操作に応じて様々な触覚を提示可能である。

図１は、実施の形態１の電子機器の全体構成を示す斜視図である。 図２は、実施の形態１の電子機器の分解斜視図である。 図３は、実施の形態１の電子機器の断面図である。 図４は、実施の形態１の電子機器のブロック図である。 図５（ａ）は、実施の形態１の振動部の振動パターンの一例を示す概略図であり、図５（ｂ）は、実施の形態１の振動部の振動パターンの別の一例を示す概略図である。 図６は、実施の形態２の電子機器の断面図である。 図７は、実施の形態３の電子機器の断面図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、図１〜５を用いて、実施の形態１を説明する。

＜電子機器の全体構成＞
まず、図１から図４を用いて電子機器１００の全体構成を説明する。図１は、本実施の形態における電子機器１００の全体構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態における電子機器１００の分解斜視図である。図３は、本実施の形態における電子機器１００の断面図である。図４は、本実施の形態における電子機器１００のブロック図である。

図１に示されるように、電子機器１００は、上部筐体１１０と下部筐体１２０とタッチパネル１３０とを備えている。上部筐体１１０および下部筐体１２０は、ねじ等で一体に連結されることにより電子機器１００の筐体１０５を構成する。タッチパネル１３０の奥には表示パネル１６０（図２）が設けられている。

ユーザは、表示パネル１６０に表示された内容に対して、指やペンなどを用いてタッチパネル１３０にタッチするタッチ操作を行うことで、電子機器１００を操作する。表示パネル１６０は、表示部の一例である。タッチパネル１３０は、ユーザがタッチするパネル部材の一例である。

図２に示されるように、電子機器１００は、表示パネル１６０と、それを覆うように配置されたタッチパネル１３０と、タッチパネル１３０を振動させる振動部１４０と、タッチパネル１３０と表示パネル１６０とを接着する接着層１５０（接着部）とを備える。接着層１５０は、さらに振動部１４０とタッチパネル１３０とを接着してもよい。接着層１５０は、接着部の一例である。なお、図２では、接着層１５０の構成を便宜的に板状のシート部材のように図示しているが、ゲル状の部材であってもよい。例えば、接着層１５０は、振動部１４０が予め接着されたタッチパネル１３０の裏面に接着剤を塗布した後に表示パネル１６０を重ねた状態で、接着剤を硬化させることにより形成される。図２の接着層１５０では、固まった接着層１５０から振動部１４０を取り外した位置に、溝部を記載している。

上部筐体１１０には、表示窓１１５が形成されている。ユーザは、表示窓１１５を通してタッチパネル１３０を操作することができる。

タッチパネル１３０は、表示パネル１６０と対向して配置されている。タッチパネル１３０は、ユーザがタッチするパネル部材の一例である。タッチパネル１３０は、静電式、抵抗膜式、又は光学式などのタッチパネルである。タッチパネル１３０は、ユーザのタッチ位置を検知できる。タッチパネル１３０は、タッチパネル制御部１３１（図４）により制御される。マイクロコンピュータ２００（図４）は、タッチパネル制御部１３１を介してユーザのタッチ位置の情報を得ることができる。

タッチパネル１３０の表示パネル１６０と対向する面には、振動部１４０が取り付けられている。そのため、振動部１４０を駆動することにより、タッチパネル１３０を振動させることができる。これにより、ユーザがタッチパネル１３０を操作した場合に、ユーザに振動による触覚を与えることができる。

表示パネル１６０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパ、又はプラズマディスプレイなどの表示パネルである。表示パネル１６０は、表示制御部１６１（図４）により制御される。マイクロコンピュータ２００は、表示制御部１６１（図４）を介して表示パネル１６０に、ユーザに提示する任意の画像を表示させる。

フレーム１７０は、回路基板１８０を支持し、下部筺体１２０にビスなどによって固定されている。回路基板１８０には、タッチパネル１３０、表示パネル１６０、及び振動部１４０が、電気的に接続されている。タッチパネル１３０、表示パネル１６０、及び振動部１４０は、回路基板１８０に設けられたマイクロコンピュータ２００によって制御される。

なお、本実施の形態においては、タッチパネル１３０が、表示パネル１６０とは分離された外付型のタッチパネルである。しかし、これに限定されず、タッチパネル１３０は、表示パネル１６０に内蔵された内蔵型のタッチパネルであってもよい。例えば、タッチパネル機能を液晶パネルの内部に一体化するインセル型タッチパネル等の方式であってもよい。また、オンセル型のタッチパネルであってもよい。内蔵型のタッチパネルの場合、タッチパネル１３０の代わりに、タッチ位置の検出機能を有さない単なる保護パネルが、ユーザがタッチするパネル部材となる。

＜接着層の説明＞
接着層１５０は、オプティカルボンディングと呼ばれる接着方法により、タッチパネル１３０と表示パネル１６０を接着している。ここで、表示パネル１６０は、文字や映像等の情報を表示する表示面１６０ａ(表示領域)を有している。接着層１５０は、少なくとも表示面１６０ａ全体を覆うように形成されている。本実施形態では、接着層１５０によって表示パネル１６０の前面（タッチパネル１３０側の面）の全領域が覆われ、表示パネル１６０がタッチパネル１３０に貼り合わされている。

接着層１５０は、例えば、基材レスの両面接着シートや、紫外線で硬化する光学弾性樹脂などで形成される。また、接着層１５０は、表示面１６０ａから発光される光を透過可能な光透過性材料で形成されている。そのため、表示面１６０ａに表示された文字や映像などの情報は、ユーザに視認可能となる。

図３を用いて接着層１５０についてさらに説明する。

図３に示されるように、接着層１５０は、タッチパネル１３０に取り付けられた各振動部１４０を覆うように形成されている。各振動部１４０は、接着層１５０に埋設されている。これにより、振動部１４０の露出をなくし、水滴の侵入などによる振動部１４０の破壊を防止することができる。接着層１５０は、各振動部１４０に対して、防塵・防滴性用のシールとしての役割を果たす。

また、図３に示されるように、接着層１５０は、タッチパネル１３０の外周部分において、上部筐体１１０とタッチパネル１３０とを接着している。言い換えると、接着層１５０は、上部筐体１１０の表示窓１１５の周辺部分において、上部筐体１１０とタッチパネル１３０とを接着している。

これにより、タッチパネル１３０の外周部と上部筺体１１０とのスキマ部１１５ａが接着層１５０によって塞がれる。このため、新たに防塵・防滴用の部品を設けることなく、スキマ部１１５ａから電子機器１００内部への埃や水滴の侵入を防ぐことができる。

＜電子機器の機能的構成＞
図４に示すように、本実施の形態の電子機器１００は、タッチパネル１３０と、タッチパネル制御部１３１と、振動部１４０と、振動制御部１４１と、表示パネル１６０と、表示制御部１６１と、マイクロコンピュータ２００と、ＲＯＭ２１０と、ＲＡＭ２２０と、通信部２３０と、Ｉ／Ｏ部２４０とを備える。

マイクロコンピュータ２００は、電子機器１００全体を制御するユニットであり、各種制御部に接続されている。ＲＯＭ２１０は、各種プログラムを格納する。ＲＡＭ２２０は、各種データを記憶する。表示制御部１６１は、描画すべきデータを用意し、そのデータに基づく画像の表示を行うよう表示パネル１６０を制御する。Ｉ／Ｏ部２４０は、各種の信号の入出力を行う。

タッチパネル制御部１３１は、タッチパネル１３０の動作を制御する。タッチパネル１３０が静電容量式である場合、タッチパネル制御部１３１は、タッチパネル１３０の静電容量の変化を検出し、その変化が起こった位置の情報をタッチ位置情報としてマイクロコンピュータ２００に出力する。振動制御部１４１は、マイクロコンピュータ２００からタッチ位置情報を受け取り、ユーザのタッチ位置の変化およびユーザがタッチしている時間の情報を用いることで、ユーザの種々の入力操作（タッチ操作）に応じて、振動部１４０の振動を制御する。

通信部２３０は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮに、複数の電子機器間の相互接続性を認証された状態で接続される。電子機器間の接続については、アクセスポイントなど外部通信機器を経由して接続する方法、あるいは外部の通信機器を経由せずに直接接続する方法であるＰ２Ｐ（ワイヤレス・アドホック・ネットワーク）接続などでもよい。

＜振動部の説明＞
本実施の形態では、ユーザがタッチパネル１３０を操作した場合に、ユーザに振動による触覚を与えるために、振動部１４０がタッチパネル１３０の裏面（タッチパネル１３０の表示パネル１６０と対向する面）の外周部に取り付けられている。振動部１４０は、タッチパネル１３０を振動させることで、ユーザに触覚を与える。振動部１４０としては、応答性やサイズの観点から、例えば、圧電素子が用いられる。

なお、振動部１４０は、例えば、リニアアクチュエータ、ボイスコイルモータ、人工筋肉など、電気エネルギーを振動エネルギーに変換することができ、所望の特性やサイズを有するものであればよく、圧電素子に限定されるものではない。

タッチパネル１３０を操作した際に触覚提示を行う場合の振動の周波数、振幅、期間は、振動制御部１４１によって制御される。振動の周波数としては、人が触覚を感じやすい１００〜４００Ｈｚ程度の周波数が望ましい。

また、本実施の形態では、便宜的に、振動部１４０をタッチパネル１３０の短辺側の２ヶ所に取り付けているが、長辺と短辺の両方や各辺などに複数の振動部を取り付けてもよい。

図５は、振動部１４０の振動パターンの一例を示す概略図である。

マイクロコンピュータ２００の命令により、振動制御部１４１が、振動部１４０へ駆動電圧を印加し、図５（ａ）の振幅で振動部１４０を振動させることで、タッチパネル１３０を振動させる。これにより、ユーザに振動Ａが与えられる。振動Ａを与えるための駆動電圧は正弦波であり、例えば、周波数が１５０Ｈｚ、実効値が７０Ｖｒｍｓ、印加期間が２周期である。このときのタッチパネル１３０上の振幅は、約５μｍ程度である。また振動制御部１４１が、振動部１４０へ駆動電圧を印加し、図５（ｂ）の振幅で振動部１４０を振動させることで、タッチパネル１３０を振動させる。これにより、ユーザに振動Ｂが与えられる。振動Ｂを与えるための駆動電圧は正弦波であり、例えば、周波数が３００Ｈｚ、実効値が１００Ｖｒｍｓ、印加期間が４周期である。

なお、上述した周波数、電圧値（実効値）、印加期間は一例である。駆動電圧の波形は、矩形波、のこぎり波など、別の波形や、間欠的な波形や、連続的に周波数や振幅が変化する波形などでもよい。また、タッチパネル１３０上の振幅の大きさは一例であり、タッチパネル１３０および表示パネル１６０の大きさや支持方法、接着層１５０の材質や形状、又は振動部１４０の数などの条件が異なると、振幅の大きさも変化する。

＜効果等＞
以上のように、本実施の形態における電子機器１００は、表示パネル１６０と、タッチパネル１３０と、振動部１４０と、接着層１５０とを備える。タッチパネル１３０は、表示パネル１６０と対向して配置され、ユーザがタッチする部材である。振動部１４０は、タッチパネル１３０の表示パネル１６０側の面に取り付けられ、タッチパネル１３０を振動させる。接着層１５０は、振動部１４０を覆うように表示パネル１６０とタッチパネル１３０の間に設けられ、表示パネル１６０とタッチパネル１３０とを接着する。なお、本実施の形態では、振動部１４０の全体が、接着層１５０に埋設されて、接着層１５０によってシールされている。

これにより、接着層１５０は、タッチパネル１３０と表示パネル１６０とを接着しつつ、振動部１４０の露出をなくしている。そのため、振動部１４０を保護（シール）するために別途に部品を用意することなく、少ない部品点数で、水滴などによる振動部１４０の破壊を防ぐことができる。

また、本実施形態の電子機器１００は、タッチパネル１３０とともに表示パネル１６０を収容する空間を形成する筐体１０５をさらに備える。筐体１０５は、上部筐体１１０と下部筐体１２０とで構成される。接着層１５０は、タッチパネル１３０の外周よりも外側に延び、上部筐体１１０をタッチパネル１３０に接着している。

これにより、タッチパネル１３０の外周面と上部筺体１１０の内周面との間のスキマ部１１５ａが接着層１５０によって塞がれている。このため、別途に防塵・防滴用の部品を設けることなく、スキマ部１１５ａから電子機器１００内部への埃や水滴の侵入を防ぐことができる。

（実施の形態２）
次に実施の形態２に係る電子機器３００について説明する。本実施の形態に係る電子機器３００は、上部筐体の形状および接着層により接着される部分が実施の形態１と異なる。以下、相違点について説明する。

図６は、本実施の形態における電子機器３００の断面図である。図６に示されるように、上部筐体３１０の内側は、下方に屈曲した後に右側へ屈曲している。上部筐体３１０の内側の先端部分は、タッチパネル１３０の裏側に潜り込み、表示パネル１６０の外周面の近傍まで延びている。そして、接着層１５０により、タッチパネル１３０、表示パネル１６０および上部筐体３１０が一体となるよう接着されている。また、実施の形態１と同様に、各振動部１４０は、接着層１５０に覆われている。

本実施の形態では、上部筐体３１０とタッチパネル１３０の外周面との間のスキマ部１１５ａだけでなく、上部筐体３１０の内側の先端部分の端面と表示パネル１６０の外周面との間にもスキマ部１１５ｂが形成される。しかし、接着層１５０がスキマ部１１５ｂを塞ぐように形成されているので、このスキマ部１１５ｂから埃や水滴が浸入することを防ぐことができる。すなわち、電子機器３００の防塵・防滴を接着層１５０で行うことができる。

また、スキマ部１１５ａについても、接着層１５０の側面部分と上部筐体３１０とが密着することで、スキマ部１１５ａを塞ぐことができる。

（実施の形態３）
次に実施の形態３に係る電子機器５００について説明する。本実施の形態に係る電子機器５００は、接着層１５０の代わりに、タッチパネル１３０と表示パネル１６０の間に、板状の部材２５０を介在させている点が、実施の形態１と異なる。以下、相違点について説明する。

図７は、本実施の形態における電子機器５００の断面図である。図７に示すように、タッチパネル１３０と表示パネル１６０の間には、各振動部１４０に対応して溝部２５２が形成された板状の部材２５０が設けられている。板状の部材２５０は、各溝部２５２内に各振動部１４０が密閉されるように表示パネル１６０とタッチパネル１３０に挟まれている。板状の部材２５０とタッチパネル１３０は、少なくとも各振動部１４０の周囲が接着されている。そのため、振動部１４０を保護（シール）するために別途に部品を用意することなく、少ない部品点数で、水滴などによる振動部１４０の破壊を防ぐことができる。

また、例えば、フレーム１７０の表示パネル１６０側には、板状の部材２５０を押圧するための押圧部材２５１が設けられている。押圧部材２５１は、板状の部材２５０のうち溝部２５２の外側部分を押し付けることができるように配置されている。

本実施の形態では、板状の部材２５０は、押圧部材２５１と上部筺体１１０とで挟み込まれている。板状の部材２５０は、スキマ部１１５ａの外側まで延び、押圧部材２５１によって上部筐体１１０に押し付けられている。そのため、板状の部材２５０によって、スキマ部１１５ａが塞がれている。このため、別途に防塵・防滴用の部品を設けることなく、スキマ部１１５ａから電子機器１００内部への埃や水滴の侵入を防ぐことができる。なお、タッチパネル１３０が上部筺体１１０に固定されている場合には、押圧部材２５１によって、板状の部材２５０のうち溝部２５２の外側部分をタッチパネル１３０に押し付けることによって、各溝部２５２内に各振動部１４０を密閉してもよい。

なお、さらに、表示パネル１６０と、フレーム１７０との間に、例えば、シリコンゴムやウレタンゴム等の緩衝部材を用いて、板状の部材２５０の内側をタッチパネル１３０に押し付けてもよい。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１〜２では、振動部１４０を表示パネル１６０の外側に配置している。しかし、振動部１４０が接着層１５０の厚みに対して、薄く構成できるのであれば、タッチパネル１３０と表示パネル１６０の間に振動部１４０を配置してもよい。ただし、このような構成の場合は、振動部１４０が表示面１６０ａに重ならないように配置することが望ましい。例えば、振動部１４０が、表示パネル１６０のタッチパネル１３０側の前面における表示面１６０ａの外側に直接接着されてもよい。この場合は、振動部１４０は、接着層１５０によって、タッチパネル１３０の表示パネル１６０と対向する面に取り付けられていることになる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、ユーザがタッチ操作可能な電子機器などに適用可能である。

１００ 電子機器
１０５ 筐体
１１０ 上部筐体
１１５ 表示窓
１２０ 下部筺体
１３０ タッチパネル
１３１ タッチパネル制御部
１４０ 振動部
１４１ 振動制御部
１５０ 接着層
１６０ 表示パネル
１６１ 表示制御部
１７０ フレーム
１８０ 回路基板
２００ マイクロコンピュータ
２１０ ＲＯＭ
２２０ ＲＡＭ
２３０ 通信部
２３０ 通信部
２４０ Ｉ／Ｏ部
３００ 電子機器
３１０ 上部筐体

Claims (6)

1. 表示部と、
   前記表示部と対向して配置され、ユーザがタッチするパネル部材と、
   前記パネル部材の前記表示部側又は前記表示部の前記パネル部材側に取り付けられ、前記パネル部材を振動させる振動部と、
   前記振動部を覆うように前記表示部と前記パネル部材の間に設けられ、前記表示部と前記パネル部材とを接着する接着部と、を備え、
   前記振動部は、前記接着部に覆われることにより、前記接着部から露出することがない、電子機器。
2. 前記パネル部材とともに前記表示部を収容する筐体をさらに備え、
   前記接着部は、前記パネル部材の外周よりも外側に延び、前記筐体を前記パネル部材に接着している、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記表示部は、情報を表示するための表示面を有し、
   前記接着部は、少なくとも前記表示面全体を覆うように形成されている、請求項１に記載の電子機器。
4. 前記接着部は、前記表示部から発せられる光を透過可能な材料で構成されている、請求項１に記載の電子機器。
5. 前記振動部は、圧電素子で構成されている、請求項１に記載の電子機器。
6. 表示部と、
   前記表示部と対向して配置され、ユーザがタッチするパネル部材と、
   前記パネル部材を振動させる振動部と、
   前記振動部が嵌り込む溝部が形成され、前記溝部内に前記振動部が密閉されるように前記表示部と前記パネル部材に挟まれ、前記表示部よりも外側に延びている板状部材と、
   前記板状部材の前記表示部側の面において、前記表示部よりも外側の位置に当接して設けられ、前記表示部側から前記パネル部材側へ前記板状部材を押圧する押圧部材とを備える、電子機器。

Images