JP6001482B2 - 入力装置および電子機器 - Google Patents

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本発明は、入力装置および電子機器に関する。
従来から、使用者による入力操作を検出する入力装置が知られている。入力装置は、使用者側に位置する第1主面および当該第1主面の反対側に位置する第2主面を有した入力板を備える。また、入力板の第1主面上には、保護板が設けられている。ところで、近年、入力装置において入力操作を行った使用者に対して、押圧感、なぞり感、あるいは肌触り感等の様々な触感を振動によって伝達する触覚伝達技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。触覚伝達技術を採用した入力装置では、例えば、上記の入力板の第2主面上に支持板が設けられている。また、支持板上には、振動体が設けられている。振動体は、例えば、使用者による入力操作によって支持板が歪んだ際に、当該歪量を検出する歪センサとしても機能する。このような入力装置では、振動体が使用者の入力操作による支持板の歪量を検出し、当該歪量が所定値に達した場合に振動することで、入力板および保護板を介して当該振動を使用者に伝達することができる。
特開2003−122507号公報
本発明の目的は、入力板に不具合が生じる可能性を低減することができる入力装置および電子機器を提供することである。
本発明の入力装置における一態様は、第1主面、該第1主面の反対側に位置する第2主面、および前記第1主面と前記第2主面との間に位置する第1端面を有した入力板と、前記入力板の前記第1主面上に設けられており、平面視して一部が前記入力板の外側に位置する保護板と、前記入力板の前記第2主面上に設けられており、平面視して一部が前記入力板の外側に位置する支持板と、該支持板上に設けられた歪センサおよび振動体のうち少なくとも一方と、を備え、前記保護板と前記支持板との間の領域のうち、前記第1端面の外側に位置する領域を第1領域とするとき、前記第1領域の少なくとも一部には、前記保護板から前記支持板に亘って設けられた保護部材が位置している。
本発明の電子機器における一態様は、本発明に係る入力装置と、該入力装置を収容する筐体と、を備える。
本発明の入力装置および電子機器は、入力板に不具合が生じる可能性を低減することができる、という効果を奏する。
本実施形態に係る入力装置の概略構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。 図2中に示したI−I線断面図である。 本実施形態に係る入力装置の他の例を示した図であって、図3と同じ部位を示した図である。 本実施形態に係る入力装置の動作例を示したフローチャートである。 本実施形態に係る電子機器の概略構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る電子機器の概略構成を示す平面図である。 図7中に示したII−II線断面図である。 本実施形態に係る電子機器の他の例を示した図であって、図8と同じ部位を示した図である。 変形例1に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。 図10中に示したIII−III線断面図である。 変形例2に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。 変形例2に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、入力板のみを示した図である。 図12および図13中に示したIV−IV線断面図である。 変形例3に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。 変形例3に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、入力板のみを示した図である。 図16中に示したV−V線断面図である。 変形例4に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。 図18中に示したVI−VI線断面図である。 変形例4に係る電子機器の概略構成を示す平面図である。 図20中に示したVII−VII線断面図である。 変形例5に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。 図22中に示したVIII−VIII線断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る入力装置および電子機器は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
図1〜図3に示すように、入力装置X1は、入力板1、保護板2、支持板3、接着部材4、圧電素子5、および保護部材6を備える。なお、図1では、接着部材4の図示は省略する。
入力板1は、使用者による入力操作を検出する役割を有する。入力板1は、第1主面1A、第2主面1B、および第1端面1Cを有する。第1主面1Aは、第2主面1Bよりも使用者側に位置している。第2主面1Bは、第1主面1Aの反対側に位置する。第1端面1Cは、第1主面1Aと第2主面1Bとの間に位置している。本実施形態では、入力板1は、平面視して略矩形状である。このため、第1端面1Cは、第1主面1Aと第2主面1Bとの間に位置する4つの端面を含む。なお、入力板1は、平面視して略矩形状に限らず、例えば、平面視して略円形状あるいは略多角形状等であってもよい。
入力板1は、例えば、基板上に入力操作を検出するための任意の部材を設けたタッチパネルによって構成される。当該基板の構成材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、あるいはプラスチック等が挙げられる。また、入力板1は、フィルム状のセンサパターンによって構成されていてもよい。
上記のタッチパネルとしては、例えば、静電容量方式のタッチパネル、抵抗膜方式のタ
ッチパネル、表面弾性波方式のタッチパネル、光学方式のタッチパネル、あるいは電磁誘導方式のタッチパネル等が挙げられる。なお、入力板1として静電容量方式のタッチパネルを用いる場合は、積層型、カバーガラス一体型、イン・セル型、あるいはオン・セル型のいずれのタッチパネルを採用してもよい。
保護板2は、使用者による入力操作によって入力板1の第1主面1Aが傷つかないように保護する役割を有する。保護板2は、入力板1の第1主面1A上に設けられている。保護板2は、第3主面2A、第4主面2B、および第2端面2Cを有する。第3主面2Aは、入力板1の第1主面1Aに対向している。第4主面2Bは、第3主面2Aの反対側に位置している。第2端面2Cは、第1主面1Aと第2主面1Bとの間に位置している。本実施形態では、保護板2は、平面視して略矩形状である。このため、第2端面2Cは、第3主面3Aと第4主面4Bとの間に位置する4つの端面を含む。なお、保護板2は、平面視して略矩形状に限らず、例えば、平面視して略円形状あるいは略多角形状等であってもよい。
保護板2は、平面視して一部が入力板1の外側に位置している。このため、使用者による入力操作によって入力板1の第1主面1Aが傷付いてしまう可能性をより低減することができる。本実施形態では、保護板2の一部は、平面視して入力板1の外縁を取り囲んでいる。具体的には、保護板2は、平面視して入力板1の全部と重なっている。このため、入力板1の第1主面1Aを全面に亘って保護することができる。
保護板2の構成材料としては、例えば、ガラスあるいはプラスチック等が挙げられる。
支持板3は、入力板1および圧電素子5を支持する役割を有する。支持板3は、入力板1の第2主面1B上に設けられている。支持板3は、第5主面3Aおよび第6主面3Bを有する。第5主面3Aは、入力板1の第2主面1Bに対向している。第6主面3Bは、第5主面3Aの反対側に位置している。なお、本実施形態では、支持板3は、平面視して矩形状であるが、これに限らず、略矩形状、略円形状、あるいは略多角形状であってもよい。
支持板3は、平面視して一部が入力板1の外側に位置している。本実施形態では、平面視して入力板1の外側に位置する支持板3の一部を、周縁部3aと称する。入力装置X1は、例えば、当該入力装置X1が電子機器Y1に組み込まれた場合に(図6〜図8参照)、周縁部3aを筐体100の載置部102に載置することができる。すなわち、支持板3のうち平面視して入力板1と重ならない部位を、筐体100の載置部102に載置することができる。このため、圧電素子5における振動が筐体100によって減衰してしまう可能性を低減することができる。
なお、本実施形態では、支持板3は、平面視して保護板2と略同一形状である。このため、支持板3は、平面視して入力板1よりも一回り大きい。具体的には、支持板3は、平面視して入力板1の全部と重なっている。なお、支持板3は、平面視して保護板2と略同一形状でなくともよく、例えば、平面視して略円形状あるいは略多角形状等であってもよい。
また、本実施形態では、支持板3は、1つの部材によって構成されているが、これに限らず、複数の部材によって構成されていてもよい。具体的には、支持板3は、例えば、第1支持板、および、当該第1支持板と入力板1の第2主面1Bとの間に位置する第2支持板を有していてもよい。このような場合、圧電素子5は、例えば、第1支持板上に設けられる。ここで、第2支持板は、例えば、圧電素子5の振動に応じて第1支持板が振動した際に、入力板1の第2主面1Bが当該振動によって衝撃を受ける可能性を低減する役割を
有する。このため、入力板1の第2主面1Bが傷ついてしまう可能性を低減することができる。
支持板3の構成材料としては、例えば、金属材料、あるいは樹脂材料が挙げられる。金属材料としては、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、あるいはステンレス鋼が挙げられる。また、樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂材料、ポリカーボネイト系樹脂材料、エポキシ系樹脂材料、あるいはポリイミド系樹脂材料が挙げられる。また、樹脂材料としては、繊維強化プラスチックスを用いることが好ましい。繊維強化プラスチックスとしては、炭素繊維強化プラスチックスを用いることができる。
接着部材4は、入力板1の第2主面1Bと支持板3の第5主面3Aとの間に設けられている。具体的には、接着部材4は、入力板1の第2主面1Bに接着されるとともに、支持板3の第5主面3Aに接着されている。なお、本実施形態では、接着部材4は、入力板1の第2主面1Bの全面と接着されているが、これに限らず、入力板1の第2主面1Bの一部と接着されていてもよい。また、接着部材4は、入力板1の第2主面1Bと接着されており、かつ支持板3の第5主面3Aと接着されていなくともよい。また、接着部材4は、支持板3の第5主面3Aと接着されており、かつ入力板1の第2主面1Bと接着されていなくともよい。また、接着部材4はなくともよく、例えば、入力板1の第2主面1Bと支持板3の第5主面3Aとが直接接していてもよい。また、入力板1の第2主面1Bと支持板3の第5主面3Aとの間に弾性部材が設けられていてもよい。
接着部材4の厚みは、例えば、0.01〜2mmとすることができる。特に、接着部材4の厚みは、0.05〜1mmとすることが好ましい。接着部材4の構成材料としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、あるいはシリコーン系の接着剤が挙げられる。
圧電素子5は、支持板3および接着部材4を介して入力板1に伝達される振動を発生する振動体である。本実施形態では、圧電素子5は、印加された電圧に基づいて支持板3を湾曲振動させる機能を有する。なお、本明細書において、湾曲振動とは、屈曲振動も含む意味である。圧電素子5は、図示しない接着材料を介して支持板3の第6主面3B上に設けられている。このため、支持板3は、圧電素子5の振動に対応して振動することができる。圧電素子5は、平面視して入力板1と重なって位置している。
本実施形態では、圧電素子5は、平面視して略矩形状であり、支持板3の長辺方向(図2にてY方向)に沿って2つ配置されているが、これに限らない。圧電素子5の平面視形状、個数、あるいは配置位置は、任意であり、入力装置X1の使用態様に応じて適宜変更することができる。
なお、詳細は後述するが、本実施形態では、圧電素子5は、使用者が保護板2を第4主面2Bから第3主面2Aへ押圧した場合に、当該押圧による支持板3の歪に応じた電圧を発生する機能を有する。このため、本実施形態では、圧電素子5は、振動体に加えて歪センサとしても機能する。
圧電素子5としては、例えば、誘電体層と電極層とが交互に積層された積層型圧電素子を用いることができる。圧電素子5として積層型圧電素子を用いると、歪センサとしての当該圧電素子5の感度を相対的に高くすることができる。また、圧電素子5の形状としては、ユニモルフ型あるいはバイモルフ型のいずれかを採用してもよい。なお、圧電素子5は、支持板3上に直接設けられていなくともよい。すなわち、圧電素子5は、例えば、金属筺体に収容されており、当該金属筺体を介して支持板3を振動させる構成としてもよい。また、本実施形態では、振動体として圧電素子5を採用した例について説明したが、これに限らず、圧電素子5に代えて、電磁式振動体あるいはモータ等を採用してもよい。
保護部材6は、入力板1を保護する役割を有する。保護部材6は、第1領域E1に位置する。ここで、第1領域E1とは、図2および図3に示すように、保護板2の第3主面2Aと支持板3の第5主面3Aとの間に領域のうち、入力板1の第1端面1Cの外側に位置する領域を指す。本実施形態では、第1領域E1は、入力板1の第1端面1Cを取り囲んでいる。具体的には、第1領域E1は、入力板1の外側において、平面視して当該入力板1を取り囲んで位置している。保護部材6の構成材料としては、例えば、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、シリコーン系、あるいはアクリル系の樹脂材料等が挙げられる。
ここで、保護部材6は、保護板2の第3主面2Aから支持板3の第5主面3Aに亘って位置している。このため、入力板1に不具合が生じる可能性を低減することができる。
具体的には、入力装置X1では、例えば、使用者による入力操作によって入力板1の第1主面1Aが傷付いてしまう可能性を低減する目的で、保護板2の一部が入力板1の外側に位置する。また、入力装置X1では、例えば、当該入力装置X1を電子機器Y1に組み込んだ場合に圧電素子5による振動が減衰してしまう可能性を低減する目的で、支持板3の一部が入力板1の外側に位置する。このため、入力装置X1では、第1領域E1が存在することになる。ここで、入力装置X1では、保護部材6は、第1領域E1に設けられており、保護板2の第3主面2Aから支持板3の第5主面3Aに亘って位置している。このため、第1領域E1を介して入力板1が大気中の水分を吸湿する可能性を低減することができる。また、第1領域E1を介して入力板1に大気中の塵が付着する可能性を低減することができる。そのため、例えば、入力板1に含まれる配線導体等に腐食が生じる可能性を低減することができる。
また、入力装置X1では、圧電素子5の振動に応じて支持板3に歪が生じた場合、入力板1および保護板2は、当該歪に応じて厚み方向(図3にてZ方向)に突き上げられるように振動することになる。ここで、入力装置X1では、保護部材6は、第1領域E1に設けられており、保護板2の第3主面2Aから支持板3の第5主面3Aに亘って位置している。このため、入力板1が支持板3の歪に応じてZ方向に突き上げられるように振動する場合に、支持板3の第5主面3Aから入力板1の第2主面1Bに対して加わる衝撃を保護部材6によって緩和することができる。そのため、入力板1のうち第2主面1B側に位置する部材が傷ついてしまう可能性を低減することができる。
このように、入力装置X1では、従来デッドスペースとなっていた第1領域E1を有効に活用することで、入力板1に不具合が生じる可能性を低減することができる。
なお、本明細書において、「保護部材6は、保護板2の第3主面2Aから支持板3の第5主面3Aに亘って位置している」とは、保護部材6と保護板2の第3主面2Aとの間、および、保護部材6と支持板3の第5主面3Aとの間において、空間が介在しない領域が存在することを意味する。このため、保護部材6は、保護板2の第3主面2Aおよび支持板3の第5主面3Aに接していなくともよい。すなわち、保護部材6と保護板2の第3主面2Aとの間には、他の部材が介在していてもよい。また、保護部材6と支持板3の第5主面3Aとの間には、他の部材が介在していてもよい。
また、本実施形態では、保護部材6の全部は、第1領域E1に設けられているが、これに限らず、保護部材6の少なくとも一部が第1領域E1に設けられていてもよい。保護部材6の全部が第1領域E1に位置していると、平面視して入力装置X1が大型化してしまう可能性を低減することができる。
また、本実施形態のように、保護部材6は、入力板1の第1端面1Cと接していることが好ましい。ここで、入力板1の第1端面1Cは、例えば、入力板1に含まれる基板の加工時において、微細なヒビが生じやすい面である。本実施形態のように、保護部材6が入力板1の第1端面1Cと接していると、使用者の入力操作に応じて保護板2が第4主面2Bから第3主面2Aへと押圧された場合に、当該ヒビを起点として入力板1にクラックが生じる可能性を低減することができる。また、圧電素子5の振動に応じて入力板1が振動した場合に、当該入力板1が位置ズレを起こしてしまう可能性を低減することができる。このため、入力板1の第1主面1Aと保護板2の第3主面2Aとが擦り合う可能性、および、入力板1の第2主面1Bと支持板3の第5主面3Aとが擦り合う可能性を低減することができる。そのため、入力板1の第1主面1A側および第2主面1B側に位置する部材が傷ついてしまう可能性をより低減することができる。
また、本実施形態のように、第1領域E1が入力板1の第1端面1Cを取り囲んでおり、当該第1領域E1において保護部材6が第1端面1Cを取り囲んでいることが好ましい。このような構成によれば、保護板2、支持板3、および保護部材6によって、入力板1を封止することができる。このため、入力板1が大気中の水分を吸湿する可能性、および、入力板1に大気中の塵が付着する可能性をより低減することができる。
また、本実施形態では、保護部材6は、断面視して矩形状であるが、これに限らない。保護部材6は、例えば、保護板2の第3主面2A、入力板1の第1端面1C、および支持板3の第5主面3Bに沿ってコの字状に設けられていてもよい。具体的には、保護部材6は、相対的に薄い膜状に形成されていてもよい。このような構成であっても、第1領域E1を介して入力板1が大気中の水分を吸湿する可能性を低減することができる。なお、保護部材6を相対的に薄い膜状に形成する方法としては、例えば、保護部材6の構成材料である樹脂材料を、ハケやスプレー等によって所定箇所に塗布する方法が挙げられる。
また、本実施形態のように、圧電素子5は、支持板3の第6主面3B上に設けられており、平面視して入力板1と重なっていることが好ましい。このような構成によれば、入力板1を介して圧電素子5から保護板2へと相対的に強い振動を伝達することができる。また、平面視して入力装置X1が大型化してしまう可能性を低減することができる。
また、本実施形態のように、圧電素子5は、使用者が保護板2を第4主面2Bから第3主面2Aへ押圧した場合に、当該押圧によって支持板3に生じる歪に応じた電圧を発生する機能を有することが好ましい。このような構成によれば、1つの圧電素子5によって、支持板3を振動させることができるとともに、支持板3の歪を検出することもできる。すなわち、1つの圧電素子5によって、入力装置X1に押圧検出機能および触覚伝達機能を付与することができる。なお、圧電素子5から独立して歪センサが設けられていてもよい。
ここで、図4を参照しながら、入力装置X1の他の実施形態となる入力装置X1’について説明する。入力装置X1’では、保護部材6は、入力板1の第2主面1Bと支持板3の第5主面3Aとの間にも位置している。具体的には、保護部材6の一部は、入力板1の第2主面1B上に位置している。また、当該保護部材6の一部は、接着部材4を介して支持板3の第5主面3Aと接着されている。このような構成によれば、入力板1が支持板3の歪に応じてZ方向に突き上げられるように振動する場合に、支持板3の第5主面3Aから入力板1の第2主面1Bに対して加わる衝撃を保護部材6によってより緩和することができる。また、入力装置X1’は、例えば、保護板2の第3主面2A上に設けた入力板1を保護部材6によって封止し、当該保護部材6と支持板3の第5主面3Aとを接着部材4を介して接着することにより形成することができる。このため、入力装置X1’の製造を簡略化することができる。
次に、入力装置X1の動作例について、図5を参照しながら説明する。
なお、以下では、押圧検出機能および触覚伝達機能を有する場合の入力装置X1の動作例について説明するが、入力装置X1は、触覚伝達機能のみを有する構成としてもよい。また、以下では、触覚伝達のうち使用者に対して押圧感を伝達する場合の入力装置X1の動作例について説明するが、入力装置X1は、押圧感以外の、例えば、なぞり感、あるいは肌触り感等の様々な触覚を伝達する場合にも適用できることは勿論である。
図5に示すように、圧電素子5は、使用者が保護板2を第4主面2Bから第3主面2Aへと押圧した場合に、当該押圧荷重を検出する(Op1)。ここで、圧電素子5の荷重検出機能について説明する。すなわち、使用者が、保護板2を第4主面2Bから第3主面2Aへと押圧すると、入力板1および接着部材4を介して支持板3の第5主面3Aに応力が加わる。支持板3の第5主面3Aに当該応力が加わると、支持板3は、第5主面3Aから第6主面3Bへと歪む。支持板3が第5主面3Aから第6主面3Bへと歪むと、圧電素子5も同じ方向に歪む。このため、保護板2への押圧荷重に応じて、圧電素子5に電圧が発生する。この結果、圧電素子5により保護板2への押圧荷重を検出することができる。
そして、図示しない触覚伝達ドライバは、例えば、入力オブジェクトに対する入力操作を検出した場合に、Op1にて検出された押圧荷重が閾値以上であるか否かを判定する(Op2)。
そして、触覚伝達ドライバは、Op1にて検出された押圧荷重が閾値以上であると判定すれば(Op2にてYES)、圧電素子5をY方向に伸縮運動させる(Op3)。そして、Op3にて伸縮運動された圧電素子5によって、支持板3がZ方向に振動し、これに対応して保護板2がZ方向に振動する(Op4)。これにより、保護板2を第4主面2Bから第3主面2Aへと押圧した使用者に対して、押圧感が伝達される。一方、触覚伝達ドライバは、Op1にて検出された押圧荷重が閾値未満であると判定すれば(Op2にてNO)、図5の処理を終了する。なお、本実施形態では、圧電素子5が伸縮運動することによって、支持板3を振動させる例について説明したが、これに限らない。圧電素子5は、例えば、縦振動あるいは横振動することによって、支持板3に振動を伝達してもよい。
以上のように、入力装置X1は、入力板1に不具合が生じる可能性を低減することができる。
次に、入力装置X1を備えた電子機器Y1について、図6〜図8を参照しながら説明する。ここで、電子機器Y1としては、電子手帳、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム用の端末装置、デジタルカメラ、スマートフォン等の携帯端末、タブレット端末、あるいは車載用タッチスイッチ等の様々な電子機器を挙げられる。
図6〜図8に示すように、本実施形態に係る電子機器Y1は、入力装置X1、筐体100、両面テープ200、表示パネル300、および回路基板400を備える。
また、電子機器Y1は、表示領域E1を有している。表示領域E1は、表示パネル300において表示された画像を視認することができる領域である。
筺体100は、入力装置X1、表示パネル300、および回路基板400を収容している。なお、入力装置X1は、筐体100に完全に収容されていなくともよい。本実施形態では、筐体100は、一部が開口しており、当該開口した領域に対応して、入力装置X1における保護板2の第4主面2Bが配置されている。なお、入力装置X1のうち圧電素子
5は、表示領域E1と重ならない領域に位置している。筐体100は、枠部101、載置部102、および基部103を有する。枠部101は、保護板2の第2端面2Cを取り囲んで位置している。なお。保護板2は、枠部101上に設けられていてもよい。載置部102には、支持板3の周縁部3aが載置されている。基部103は、支持板3の第6主面3Bに対向して位置している。筐体100は、枠部101、載置部102、および基部103が連続して構成されている。筐体100の構成材料としては、例えば、ポリカーボネート等の樹脂、あるいは、ステンレス、アルミニウム等の金属が挙げられる。
なお、本実施形態では、支持板3の周縁部3aは、両面テープ200を介して載置部101上に設けられている。すなわち、両面テープ200は、支持板3の周縁部3aと載置部101とを接着している。このため、例えば、圧電素子5によって入力装置X1が振動した場合に、入力装置X1が位置ずれする可能性を低減することができる。両面テープ200の構成材料としては、接着部材4と同様のものが挙げられる。
また、本実施形態では、両面テープ200は、平面視して圧電素子5を取り囲んで位置している。具体的には、支持板3の周縁部3aは、全周囲に亘って載置部102上に載置されている。このため、電子機器Y1では、支持板3、載置部102、および基部103によって取り囲まれる領域における防塵性あるいは防水性を向上することができる。
また、本実施形態では、支持板3の外縁部2aは、枠部101から離間して位置している。このため、圧電素子5によって入力装置X1が振動した場合に、当該振動が枠部101に伝達されることによって入力装置X1の振動が減衰してしまう可能性を低減することができる。
表示パネル300は、画像を表示する役割を有する。表示パネル300は、支持板3の第6主面3Bに対向している。具体的には、表示パネル300は、支持板3の第6主面3Bと基部103との間に位置している。電子機器Y1の使用者は、保護板2、入力板1、および支持板3を介して表示パネル300における表示画像を視認しながら、入力装置X1において各種の入力操作を行う。このため、本実施形態では、保護板2、入力板1、および支持板3は、透光性を有する材料によって構成される。なお、本明細書において「透光性」とは、光の一部または全部を透過する性質を指す。
なお、本実施形態では、表示パネル300は、空間を介して支持板3の第6主面3Bおよび圧電素子5と離間している。このため、圧電素子5によって入力装置X1が振動した場合に、当該入力装置X1と表示パネル300とが接触することによって、振動が減衰されてしまう可能性を低減することができる。
また、本実施形態では、表示パネル300は、液晶ディスプレイである。具体的には、表示パネル300は、液晶パネル、導光板、および光源を有している。液晶パネルは、2つの対向する基板の間に、表示素子としての液晶を封入したパネル部材である。また、導光板は、液晶パネルの下面に対向して配置されている。導光板は、光源から出射される光を液晶パネルの下面に導出する役割を有する。
また、表示パネル300は、液晶ディスプレイでなくともよく、例えば、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、FED(Field Emission Display)、SED(Surface-conduction Electron-emitter Display)、あるいは電子ペーパであってもよい。
回路基板400は、種々の電子部品を有している。具体基には、回路基板400は、例えば、入力装置X1に対応する入力位置検出ドライバおよび触覚伝達ドライバ、ならびに、表示パネル300に対応する駆動ドライバ等を有している。回路基板400は、表示パ
ネル300と基部103との間に位置している。
ここで、図9を参照しながら、電子機器Y1の他の実施形態となる電子機器Y1’について説明する。電子機器Y1’では、筐体100は、支持板3の第6主面3B側において、一部が開口している。回路基板400は、筐体100に収容されるとともに、当該開口において露出している。このため、回路基板400の放熱性を向上することができる。なお、このような場合、当該回路基板400を筐体100の基部103とすることができる。このため、電子機器Y1では、支持板3の第6主面3B、載置部102、および回路基板400(基部103)によって取り囲まれる領域における防塵性あるいは防水性を向上することができる。
以上のように、電子機器Y1は、入力装置X1を備えているため、入力板1に不具合が生じる可能性を低減することができる。
なお、上述した実施形態は、本発明の実施形態の一具体例を示したものであり、種々の変形が可能である。以下、いくつかの主な変形例を示す。なお、以下に示す各変形例において参照する各図では、図1■図9に示された構成と同様の機能を有する部材について、同じ参照符号を付記し、その詳細の説明は省略する。
[変形例1]
変形例1では、図10および図11を参照しながら、入力装置X2について説明する。
図10および図11に示すように、入力装置X2では、入力装置X1が備える保護部材6の代わりに、保護部材21を備えている。
保護部材21は、保護部材6と同様の役割を有する。保護部材21は、第1領域E1に設けられている。保護部材21は、保護板2の第3主面2Aから支持板3の第5主面3Aに亘って位置している。変形例1では、保護部材21は、平面視して入力板1を取り囲んで位置している。また、保護部材21は、入力板1の第1端面1Cと接している。
ここで、保護部材21の一部は、第1領域E1の外側に位置している。具体的には、保護部材21の一部は、第1領域E1を挟んで入力板1の反対側に位置している。保護部材21の一部は、保護板2の第2端面2Cと接している。このため、例えば、入力装置X1に代えて入力装置X2を電子機器Y1に組み込んだ場合に、保護板2の第2端面2Cが枠部101と接触することによって保護板2にクラックが生じてしまう可能性を低減することができる。
[変形例2]
変形例2では、図12〜図14を参照しながら、入力装置X3について説明する。なお、図13は、入力装置X3のうち、入力板31のみを示した図である。
図12〜図14に示すように、入力装置X3では、入力装置X1が備える入力板1、支持板3、および接着部材4の代わりに、入力板31、支持板32、および接着部材33を備えている。また、入力装置X3は、フレキシブル配線基板34および導通部材35をさらに備えている。
入力板31は、入力板1と同様の役割を有する。入力板31は、第1主面31A、第2主面31B、および第1端面31Cを有する。第1主面31Aは、第2主面31Bよりも使用者側に位置している。第2主面31Bは、第1主面31Aの反対側に位置する。第1端面31Cは、第1主面31Aと第2主面31Bとの間に位置している。
入力板31は、静電容量方式のタッチパネルである。入力板31は、基板31a、検出電極31b、および検出用配線31cを有している。
基板31aは、検出電極31bおよび検出用配線31cを支持する役割を有する。基板31aの構成材料としては、ガラス、セラミックス、あるいはプラスチック等が挙げられる。
検出電極31bは、使用者の指等との間において静電容量を生じる役割を有する。検出電極31bは、第2主面1B側において、基板31a上に設けられている。検出電極31bは、Y方向に沿って延びる矩形状である。また、検出電極31bは、X方向に並んで複数設けられている。すなわち、入力装置X3では、使用者の指等と検出電極31bとの間において生じた静電容量に基づいて、X方向における入力操作位置を検出することができる。
なお、変形例2では、検出電極31bは矩形状であるが、これに限らず、検出電極31bの形状は任意である。また、変形例2では、X方向に並んで複数設けられた検出電極31bについて説明したが、これに限らず、検出電極31bはY方向に並んで複数設けられていてもよい。また、X方向に並んで複数設けられた検出電極31bと、Y方向に並んで複数設けられた検出電極31bとが、平面視して交差するように配置されていてもよい。
検出電極31bの構成材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ATO(Al-Doped Tin Oxide)、酸化錫、あるいは酸化亜鉛が挙
げられる。検出電極31bの形成方法としては、例えば、上述の材料をスパッタリング法、蒸着法、あるいはCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって基板31a上に成
膜する。そして、この膜の表面に感光性樹脂を塗布し、露光、現像、エッチング工程を経て、膜がパターニングされることで、検出電極31bが形成される。
検出用配線31cは、使用者の指等と検出電極31bとの間において生じた静電容量を検出する役割を有する。検出用配線31cは、第2主面1B側において、基板31a上に設けられている。検出用配線31cの一端は、検出電極31bと接続されている。検出用配線31cの他端は、接続部T1に位置している。ここで、接続部T1とは、検出電極31bとフレキシブル配線基板34の配線層34aとが電気的に接続される領域を指す。具体的には、接続部T1は、検出用配線31cの他端とフレキシブル配線基板34の配線層34aとが、導通部材35によって接続される領域である。換言すれば、接続部T1は、例えば、平面視して導通部材35と重なる領域とすることができる。変形例2では、接続部T1は、平面視して保護部材6に取り囲まれている。
検出用配線31cは、硬質で高い形状安定性を得るべく、金属薄膜で形成される。金属薄膜の構成材料としては、例えば、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、クロム膜とアルミニウム膜との積層膜、クロム膜とアルミニウム合金膜との積層膜、銀膜、銀合金膜、あるいは金合金膜が挙げられる。金属薄膜の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、あるいは蒸着法が挙げられる。
支持板32は、支持板3と同様の役割を有する。支持板32は、入力板31の第2主面31B上に設けられている。支持板32は、第5主面32Aおよび第6主面32Bを有する。第5主面32Aは、入力板31の第2主面31Bに対向している。第6主面32Bは、第5主面32Aの反対側に位置している。支持板32は、平面視して一部が入力板31の外側に位置している。変形例2では、平面視して入力板31の外側に位置する支持板32の一部を、周縁部32aと称する。
支持板32には、貫通孔32bが設けられている。貫通孔32bは、支持板32を第5主面32Aから第6主面32Bに亘って貫くように設けられている。貫通孔32bは、平面視して保護部材6に取り囲まれている。なお、変形例2では、貫通孔32bは、平面視して2つの圧電素子5の間に配置されているが、これに限らず、貫通孔32bの配置位置については任意である。
接着部材33は、接着部材4と同様の役割を有する。接着部材33は、入力板31の第2主面31Bと支持板32の第5主面32Aとの間に設けられている。具体的には、接着部材33は、入力板31の第2主面31Bに接着されるとともに、支持板32の第5主面32Aに接着されている。接着部材33は、接続部T1および貫通孔32bに対応して開口している。
フレキシブル配線基板34は、検出電極31bと位置検出ドライバとを電気的に接続する役割を有する。フレキシブル配線基板34は、配線層34aおよび被覆層34bを有する。配線層34aは、一部が被覆層34bに被覆されており、残部が被覆層34bから露出している。被覆層34bから露出した配線層34aの残部は、接続部T1において、導通部材35を介して検出用配線31cの他端に電気的に接続されている。ここで、導通部材35としては、例えば、従来周知の異方性導電フィルム、等方性導電フィルム、半田
材料等を用いることができる。また、導通部材35はなくともよく、検出用配線31cの他端とフレキシブル配線基板34の配線層34aとが直接圧着されていてもよい。
フレキシブル配線基板34は、入力板31の第2主面31Bと支持板32の第5主面32Aとの間の領域から、貫通孔32bを介して支持板32の第6主面32B側に延在している。
このように、入力装置X3では、接続部T1は、平面視して保護部材6に取り囲まれている。このため、接着部材T1に位置する検出用配線31cの他端および配線層34aが、第1領域E1を介して大気中の水分を吸湿してしまう可能性を低減することができる。また、第1領域E1を介して、接着部材T1に位置する検出用配線31cの他端および配線層34aに塵が付着してしまう可能性を低減することができる。
なお、変形例2のように、フレキシブル配線基板34は、平面視して保護部材6に取り囲まれており、貫通孔32bを介して支持板32の第6主面32B側に延在することが好ましい。このような構成によれば、大気中の水分の吸湿、あるいは塵の付着によって、フレキシブル配線基板34が腐食してしまう可能性を低減することができる。特に、入力装置X1に代えて入力装置X3を電子機器Y1に組み込んだ場合、支持板32の第6主面32B側に延在したフレキシブル配線基板34は、支持板32の第6主面32B、載置部102、および基部103によって取り囲まれた領域に位置することとなる。このため、フレキシブル配線基板34が腐食してしまう可能性をより低減することができる。
また、変形例2にように、フレキシブル配線基板34は、接着部材33と接していることが好ましい。具体的には、変形例2では、フレキシブル配線基板34の一部は、接着部材33と支持板32の第5主面32Aとの間に位置している。このため、圧電素子5の振動により入力装置X3が振動した場合に、フレキシブル配線基板34が位置ズレしてしまう可能性を低減することができる。そのため、フレキシブル配線基板34に傷が生じる可能性、あるいは、フレキシブル配線基板34の配線層34aが断線してしまう可能性を低減することができる。
[変形例3]
変形例3では、図15〜図17を参照しながら、入力装置X4について説明する。
図15〜図17に示すように、入力装置X4では、入力装置X3が備える接着部材33の代わりに、接着部材41を備えている。
接着部材41は、接着部材33と同様の役割を有する。接着部材41は、入力板31の第2主面31Bと支持板32の第5主面32Aとの間に設けられている。具体的には、接着部材41は、入力板31の第2主面31Bに接着されるとともに、支持板32の第5主面32Aに接着されている。
接着部材41は、第1接続部材41aおよび当該第1接続部材41aと重なった第2接続部材41bを有する。第1接続部材41aは、入力板31の第2主面31Bと接しているとともに、第2接続部材41bと接している。第1接続部材41aは、接続部T1に対応して開口している。第2接続部材41bは、第1接続部材41aと接しているとともに、支持板32の第5主面32Aと接している。第2接続部材41bは、貫通孔32bに対応して開口している。
ここで、フレキシブル配線基板34は、第1接続部材41aと第2接続部材41bとの間に位置している。このため、フレキシブル配線基板34が位置ズレしてしまう可能性をより低減することができる。また、フレキシブル配線基板34が腐食してしまう可能性をより低減することができる。
なお、変形例3のように、第2接続部材41bの一部は、貫通孔32bと支持板32の第5主面32Aとによって形成される角部を被覆することが好ましい。このような構成によれば、フレキシブル配線基板34が当該角部と接することによって傷付く可能性を低減することができる。また、フレキシブル配線基板34の配線層34aが断線してしまう可能性を低減することができる。
[変形例4]
変形例4では、図18および図19を参照しながら、入力装置X5について説明する。
図18および図19に示すように、入力装置X5では、入力装置X1が備える入力板1の代わりに、入力板51を備えている。
入力板51は、画像を表示するための表示素子を有した表示機能付き入力板である。具体的には、入力板51は、入力部51aおよび表示部51bを有する。入力装置X5では、入力部51aの上面が、入力板51の第1主面51Aとなる。また、表示部51bは、表示素子を含んでおり、当該表示素子によって画像を表示する役割を有する。表示部51bは、入力部51aよりも支持板3側に位置している。入力装置X5では、表示部51bの下面が、入力板51の第2主面51Bとなる。また、入力部51aの下面と表示部51bの上面とは、光学接着部材51cによって接着されている。
このように、入力装置X5では、入力板51は、入力部51aおよび表示部51bを有している。このため、表示部51bにおける表示画像を視認しながら、入力部51aにおいて入力操作を行うことができる。
入力部51aとしては、入力板1と同様のものを採用することができる。また、表示部51bとしては、表示パネル300と同様のものを採用することができる。
次に、図20および図21を参照しながら、電子機器Y2について説明する。
電子機器Y2は、電子機器Y1が備える入力装置X1に代えて、入力装置X5を備えている。また、電子機器Y2では、電子機器Y1が備える表示パネル300を備えていない。
入力装置X5は、筐体100に収容されている。変形例4では、筐体100は、一部が開口しており、当該開口した領域に対応して、入力装置X5における保護板2の第4主面2Bが配置されている。また、支持板3の周縁部3aは、筐体100の載置部102に載置されている。
変形例4では、支持板3は、導電性を有している。具体的には、支持板3は、例えば、金属材料を含んでいる。ここで、筐体100の基部103と支持板3の第6主面3Bとは、空間を介して離間している。当該空間には、各種の電子部品を有した回路基板400が収容されている。このため、回路基板400における電子部品において発生した電磁的ノイズを、支持板3によって遮蔽することができる。そのため、入力装置X1に誤動作が生じる可能性を低減することができる。
[変形例5]
変形例5では、図22および図23を参照しながら、入力装置X6について説明する。
図22および図23に示すように、入力装置X6では、入力装置X1が備える接着部材4および圧電素子5の代わりに、接着部材61および振動体62を備えている。
接着部材61は、接着部材4と同様の役割を有する。接着部材61は、入力板1の第2主面1Bと支持板3の第5主面3Aとの間に設けられている。具体的には、接着部材61は、入力板1の第2主面1Bに接着されるとともに、支持板3の第5主面3Aに接着されている。接着部材61の全部は、平面視して入力板1と重なって位置する。また、接着部材4の平面視における面積は、入力板1の平面視における面積よりも小さい。
振動体62は、圧電素子5と同様の役割を有する。振動体62は、平面視して略矩形状であり、Y方向に沿って2つ配置されている。なお、振動体62の平面視形状、個数、あるいは配置位置は、任意であり、入力装置X6の使用態様に応じて適宜変更することができる。
振動体62は、図示しない接着材料を介して、支持板3の第5主面3A上に設けられている。具体的には、振動体62は、入力板1の第2主面1Bと支持板3の第5主面3Aとの間に設けられている。このため、入力装置X6では、入力装置X1に比して、Z方向において大型化してしまう可能性を低減することができる。
なお、変形例5のように、振動体62は、入力板1、支持板3、および保護部材6によって取り囲まれる領域に位置することが好ましい。振動体62が当該領域に位置すると、振動体62に対する防塵性あるいは防水性を向上することができる。
また、変形例5のように、振動体62は、空間を介して入力板1の第2主面1Bと離間していることが好ましい。振動体62が空間を介して入力板1の第2主面1Bと離間していると、振動体62によって入力装置X6が振動した場合に、振動体62と入力板1とが接触することによって振動が減衰してしまう可能性を低減することができる。
また、変形例5のように、振動体62は、空間を介して保護部材6と離間していることが好ましい。振動体62が空間を介して保護部材6と離間していると、上記と同様に、振
動が減衰してしまう可能性を低減することができる。
[変形例6]
なお、本明細書は、上記の実施形態、および変形例1〜5について個別具体的に説明したが、これに限らず、上記の実施形態、および変形例1〜5に個別に記載された事項を適宜組み合わせた例についても記載されているものである。すなわち、本発明に係る入力装置は、入力装置X1〜X6に限定されるものではなく、上記の実施形態、および変形例1〜5に個別に記載された事項を適宜組み合わせた入力装置も含む。また、上記の実施形態では、入力装置X1を備えた電子機器Y1について説明したが、本発明に係る電子機器は、これに限定されない。本発明に係る電子機器は、入力装置X1に代えて入力装置X2〜X6を備えていてもよい。
また、上記の実施の形態では、本発明に係る入力装置を触覚伝達技術に適用した例について説明したが、これに限らない。本発明に係る入力装置は、触覚伝達技術以外にも、例えば、骨や軟骨を介して音声を伝達することができる骨伝導技術にも適用することができる。また、本発明に係る入力装置は、振動を利用して電力を発生する発電技術にも適用することができる。また、本発明に係る入力装置は、外部からの振動あるいは音波を電気エネルギーとして消費する防振・防音技術にも適用することができる。
X1〜X6 入力装置
Y1,2 電子機器
1,31,51 入力板
1A,31A,51A 第1主面
1B,31B,51B 第2主面
1C,31C,51C 第1端面
31b 検出電極
31c 検出用配線
51a 入力部
51b 表示部
51c 光学接着部材
2 保護板
2A 第3主面
2B 第4主面
2C 第2端面
3,32 支持板
3A,32A 第5主面
3B,32B 第6主面
3a,32a 周縁部
32b 貫通孔
4,33,41,61 接着部材
41a 第1接続部材
41b 第2接続部材
5,62 振動体(歪センサ)
6,21 保護部材
100 筐体
102 載置部
103 基部
400 回路基板(電子部品)

Claims (17)

  1. 第1主面、該第1主面の反対側に位置する第2主面、および前記第1主面と前記第2主面との間に位置する第1端面を有した入力板と、
    前記入力板の前記第1主面上に設けられており、平面視して一部が前記入力板の外側に位置する保護板と、
    前記入力板の前記第2主面上に設けられており、平面視して一部が前記入力板の外側に位置する支持板と、
    該支持板上に設けられた歪センサおよび振動体のうち少なくとも一方と、を備え、
    前記保護板と前記支持板との間の領域のうち、前記第1端面の外側に位置する領域を第1領域とするとき、
    前記第1領域の少なくとも一部には、前記保護板から前記支持板に亘って設けられた保護部材が位置している、入力装置。
  2. 前記保護部材は、前記第1端面と接している、請求項1に記載の入力装置。
  3. 前記保護板は、前記入力板の前記第1主面に対向した第3主面、該第3主面の反対側に位置する第4主面、および前記第3主面と前記第4主面との間に位置する第2端面を有しており、
    前記保護部材の一部は、前記第1領域の外側に位置するとともに前記第2端面と接している、請求項1または2に記載の入力装置。
  4. 前記保護部材の一部は、前記入力板の前記第2主面と前記支持板との間に位置している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の入力装置。
  5. 前記第1領域は、前記入力板の前記第1端面を取り囲んで位置しており、
    前記保護部材の少なくとも一部は、前記第1領域において前記第1端面を取り囲んでいる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の入力装置。
  6. 前記入力板は、検出電極および該検出電極に電気的に接続された検出用配線を有しており、
    前記検出用配線と電気的に接続されたフレキシブル配線基板をさらに備え、
    前記検出用配線と前記フレキシブル配線基板との接続部は、平面視して前記保護部材に取り囲まれている、請求項5に記載の入力装置。
  7. 前記フレキシブル配線基板は、平面視して前記保護部材に取り囲まれており、
    前記支持板のうち平面視して前記保護部材に取り囲まれる部位には、貫通孔が設けられており、
    前記フレキシブル配線基板は、前記貫通孔を介して前記入力板から遠い側に延在している、請求項6に記載の入力装置。
  8. 前記入力板の前記第2主面と前記支持板との間には、接着部材が設けられており、
    前記フレキシブル配線基板は、前記接着部材に接している、請求項7に記載の入力装置。
  9. 前記接着部材は、第1接着部材および該第1接着部材と重なった第2接着部材を有しており、
    前記フレキシブル配線基板は、前記第1接着部材と前記第2接着部材との間に位置している、請求項8に記載の入力装置。
  10. 前記入力板は、表示機能付き入力板である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の入力装置。
  11. 前記入力板は、入力部および該入力部に対向して配置された表示部を有しており、
    前記入力部と前記表示部とは、光学接着部材を介して互いに接着されている、請求項10に記載の入力装置。
  12. 前記支持板は、前記入力板の前記第2主面と対向した第5主面および該第5主面の反対側に位置する第6主面を有しており、
    前記歪センサおよび前記振動体のうち少なくとも一方は、前記第6主面上に設けられており、平面視して前記入力板と重なっている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の入力装置。
  13. 前記支持板は、前記入力板の前記第2主面と対向した第5主面および該第5主面の反対側に位置する第6主面を有しており、
    前記歪センサおよび前記振動体のうち少なくとも一方は、前記入力板の前記第2主面と前記支持板の前記第5主面との間に設けられている、請求項1〜11のいずれかに記載の入力装置。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の入力装置と、
    該入力装置が収容された筐体と、を備えた電子機器。
  15. 前記筐体は、載置部を有しており、
    前記支持板の周縁部は、前記載置部上に配置されている、請求項14に記載の電子機器。
  16. 前記筐体は、前記入力板とは反対側において前記支持板と対向して配置されており且つ前記載置部と連続した基部を有しており、
    前記基部と前記支持板とは、空間を介して離間している、請求項15に記載の電子機器。
  17. 前記支持板は、導電性を有しており、
    前記空間に配置された電子部品をさらに備えた、請求項16に記載の電子機器。
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