JP6086960B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本発明は入力装置に関する。

特許文献１には、タッチパネルと、加振源と、表示パネルと、ケースとを有するスイッチ付表示パネルが開示されている。ケースは、タッチパネルと、加振源と、表示パネルとを収容している。加振源が、タッチパネル全体を振動させる。加振源は、タッチパネルの周縁部とケースとの間に配置されている。さらに、タッチパネルの四隅に弾性体が設けられている。そして、タッチパネルの周縁部を、ケースから支持している。

特開平０９−１６１６０２号公報

特許文献１では加振源がケースとタッチパネルとの間に取り付けられている。また、複数個にしてタッチパネルの周縁部に分散して配置すると記載されている。また、タッチパネルをケースから浮かせて、その周縁部を複数個の弾性体を介してケースから支持している。各弾性体は、タッチパネルの四隅付近に取り付けられている。

弾性体によってタッチパネルがケースに固定されている箇所において、加振源がタッチパネルに設けられている（特許文献１の図１参照）。したがって、加振源の振動を効率よくタッチパネルに伝達させることができない。さらに、タッチパネルが弾性体を介してケースに支持されている。したがって、振動に面内ばらつきが生じてしまう。このように、特許文献１の構成では、パネルを適切に振動させることが困難となる。

本発明は、適切にパネルを振動させることができる入力装置を提供する。

本発明の一態様にかかる入力装置は、タッチ入力を受け付けるパネルと、前記パネルの外周縁において前記パネルの背面と対向するように設けられた固定段であって、前記パネルの外周縁の一部を除いて配置された固定段を有する筐体と、前記パネルを前記筐体の前記固定段に固定するために設けられ、前記外周縁の前記一部を除いて前記外周縁に沿って形成された第１の固定材と、前記外周縁の前記一部において前記パネルの背面側に配置され、前記パネルを振動させる振動発生部材と、を備えたものである。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置は、前記外周縁に沿って形成され、前記固定段と前記パネルとの間に配置された剛体と、前記外周縁に沿って形成され、前記剛体と前記パネルとの間に配置されて、前記剛体と前記パネルとを固定する第２の固定材と、をさらに備え、前記第１の固定材が、弾性を有し、前記剛体と前記固定段との間に配置されて、前記剛体と前記筐体とを固定するようにしてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置において、前記外周縁の前記一部で、前記剛体及び前記第２の固定材が非連続となっており、前記外周縁の前記一部において、前記振動発生部材が前記パネルの前記背面に取り付けられていてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置において、前記剛体及び前記第２の固定材が前記外周縁の全周に渡って連続して設けられており、前記剛体には、前記外周縁の前記一部において前記筐体の底部側に延びるアングル部が設けられており、前記アングル部に前記振動発生部材が固定されていてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置において、前記第１の固定材が前記固定段と前記パネルとに貼り付けられ、前記振動発生部材が前記パネルの背面に取り付けられていてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置において、平面視において、前記パネルが矩形状であり、前記固定段が前記パネルの外周縁を構成する４辺のうちの１辺を除いて設けられていてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置において、平面視において、前記パネルが矩形状であり、前記固定段、及び前記第１の固定材が、前記パネルの四隅に設けられていてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

本発明の異なる態様にかかる入力装置は、タッチ入力を受け付けるパネルと、前記パネルの外周縁において前記パネルの背面と対向するように設けられた固定段を有する筐体と、前記パネルと前記固定段との間に配置され、前記パネルの外周縁に沿って形成された剛体と、前記剛体と前記固定段との間に配置されて、前記剛体と前記筐体とを固定する第１の固定材と、前記外周縁において前記パネルの背面と前記剛体との間に配置され、前記剛体と前記パネルとを固定する第２の固定材と、前記パネルの背面に取り付けられた振動発生部材と、を備えたものである。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置において、前記固定段が前記外周縁の全周に渡って連続して設けられていてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

上記の入力装置において、前記振動発生部材が、前記パネルの一端のみに設けられていてもよい。この構成によれば、適切にパネルを振動させることができる。

本発明によれば、適切にパネルを振動させることができる入力装置を提供することができる。

実施の形態１にかかる入力装置の分解斜視図である。 実施の形態１にかかる入力装置を模式的に示すＸＹ平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 実施の形態２にかかる入力装置の分解斜視図である。 実施の形態２にかかる入力装置を模式的に示すＹＺ平面図である。 実施の形態３にかかる入力装置の分解斜視図である。 実施の形態３にかかる入力装置を模式的に示すＹＺ平面図である。 実施の形態４にかかる入力装置の分解斜視図である。 実施の形態４にかかる入力装置を模式的に示すＹＺ平面図である。 比較例にかかる入力装置の構成を示す分解斜視図である。 比較例にかかる入力装置を模式的に示すＹＺ平面図である。 入力装置での理想的な振動を示す図である。 比較例での振動を示す図である。 比較例での振動を示す図である。 比較例での振動を示す図である。 実施例と比較例でのパネル中央での振動加速度の測定結果を示す図である。 非固定部位Ａ、及び第２の固定材３の平面形状を模式的に示すＸＹ平面図である。 非固定部位Ａ、及び第２の固定材３の平面形状を模式的に示すＸＹ平面図である。

実施の形態１．
本実施の形態にかかる入力装置は、タッチパネルを有する入力装置である。さらに、入力装置にハプティクス機能を持たせるため、入力装置は振動発生部材（加振源）を備えている。以下、図１〜図４を参照して実施の形態１にかかる入力装置について説明する。

図１は、入力装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２は、入力装置１００の構成を模式的に示す平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。

なお、説明の明確化のため、図には３次元直交座標系が示されている。Ｚ方向は、タッチパネル２の前面（タッチ入力面）と垂直な方向である。また、＋Ｚ側がタッチ入力を受け付ける前面側である。Ｘ方向、及びＹ方向は、矩形状のタッチパネル２の端辺に沿った方向である。図２は、ＸＹ平面における入力装置１００の構成を模式的に示すＸＹ平面図である。図３は、入力装置１００の中央部でのＹＺ断面を示し、図４は入力装置１００の端部でのＹＺ断面を示している。

入力装置１００は、振動発生部材１と、タッチパネル２と、筐体６と、第１の固定材５と、を備えている。タッチパネル２は、ユーザからのタッチ入力を受け付ける。例えば、抵抗膜式、静電容量式等のタッチパネル２を用いることができる。

タッチパネル２は平坂形状を有している。したがって、タッチパネル２は、互いに対向して配置された前面２Ｆと背面２Ｒとを有している。前面２Ｆと背面２Ｒは互いに平行な平面となっている。前面２Ｆは、＋Ｚ側のＸＹ平面であり、背面２Ｒが‐Ｚ側のＸＹ平面である。前面２Ｆが入力を受け付けるタッチ入力面となっている。すなわち、ユーザが入力する際に、タッチパネル２の前面２Ｆをタッチする。

ＸＹ平面視において、タッチパネル２は矩形状となっている。したがって、タッチパネル２の外周縁２Ｐは、矩形枠状となる。すなわち、タッチパネル２の外周縁２ＰはＸ方向に沿った２端辺と、Ｙ方向に沿った２端辺が、連続した矩形状となっている。なお、Ｙ方向がタッチパネル２の長辺となっており、Ｘ方向が短辺となっている。なお、本明細書において矩形とは、長さの異なる長辺と短辺とを有する長方形に限らず、４辺の長さが全て同じ正方形を含むものとする。

タッチパネル２の外周縁２Ｐにおいて、タッチパネル２の背面２Ｒには、振動発生部材１が取り付けられている。例えば、振動発生部材１は、タッチパネル２の一端のみに設けられている。振動発生部材１は、たとえば、圧電素子などのアクチュエータを有している。振動発生部材１は、Ｚ方向の振動を発生する。振動発生部材１が発生した振動は、タッチパネル２に伝達する。これにより、タッチパネル２が振動するので、入力装置１００に、ハプティクス機能を持たせることができる。

筐体６はタッチパネル２を収容する。具体的には、筐体６は、箱形状を有しており、＋Ｚ側のＸＹ平面が開放している。すなわち、筐体６は、一面が開放した直方体状の箱となっている。筐体６は背面側（−Ｚ側）に配置された底部６ｂと、底部６ｂから＋Ｚ側に延在する側壁６ｃと、を有している。そして、底部６ｂと対向する面が開放面となっている。筐体６はＡＢＳ樹脂などの樹脂により形成される。

筐体６の開放面にタッチパネル２が配置される。すなわち、タッチパネル２が筐体６の開放面を覆っている。したがって、筐体６の側壁６ｃと底部６ｂとタッチパネル２の背面２Ｒとで囲まれた内部空間８が形成される。内部空間８には、図示しない電子部品、回路、配線、表示パネルなどが配置される。

さらに、筐体６の内側には、固定段７が設けられている。固定段７は、側壁６ｃの内壁面に接している。図３、図４に示すように、固定段７は筐体６の側壁６ｃよりも低くなっている。固定段７は、タッチパネル２の外周縁２Ｐにおいて、タッチパネル２の背面２Ｒと対向して配置される。

固定段７とタッチパネル２との間には第１の固定材５が配置されている。第１の固定材５は、両面テープ、又は接着剤などである。また、第１の固定材５はウレタン樹脂やスポンジなどの弾性層を含んでいてもよい。これにより、第１の固定材５に弾性を持たせることができる。

第１の固定材５は、タッチパネル２を筐体６に固定する。具体的には、タッチパネル２の外周縁２Ｐにおいて、タッチパネル２の背面２Ｒに第１の固定材５が接着されている。さらに、固定段７の上面にも第１の固定材５が接着されている。このように、第１の固定材５によって、タッチパネル２と筐体６とが接着される。すなわち、タッチパネル２と筐体６とは、第１の固定材５を介して固定される。したがって、タッチパネル２と固定段７とが第１の固定材５を介して対向配置される。

さらに、第１の固定材５は、タッチパネル２の外周縁２Ｐに沿って設けられている。また、第１の固定材５には、開放部５ａが設けられている。開放部５ａは、タッチパネル２の外周縁２Ｐを構成する４端辺のうちの１端辺に対応する。したがって、第１の固定材５は、ＸＹ平面視において、略Ｕ字形状となっている。Ｘ方向と平行な２端辺のうち、−Ｙ側の１端辺が開放部５ａに対応している。ＸＹ平面視において、第１の固定材５は、非連続となっている。

ＸＹ平面視において、固定段７は、第１の固定材５と同様の形状となっている。具体的には、固定段７は、タッチパネル２の外周縁２Ｐに沿って設けられている。また、固定段７には、開放部７ａが設けられている。開放部７ａは、タッチパネル２の外周縁２Ｐを構成する４端辺のうちの１端辺に対応する。したがって、固定段７は、ＸＹ平面視において、略Ｕ字形状となっている。Ｘ方向と平行な２端辺のうち、−Ｙ側の１端辺が開放部７ａに対応している。よって、ＸＹ平面視において、開放部７ａと開放部５ａとが重なる。固定段７は、第１の固定材５とほぼ同じ大きさのＵ字形状となっている。ＸＹ平面視において、固定段７は、非連続となっている。第１の固定材５は、固定段７に沿って設けられている。

上記したように、第１の固定材５、及び固定段７がそれぞれ開放部５ａ、及び開放部７ａを有している。こうすることで、タッチパネル２の外周縁２Ｐには非固定部位Ａが形成される。非固定部位Ａにおいて、タッチパネル２がフリーとなった状態で、タッチパネル２が筐体６に固定される。具体的には、タッチパネル２の外周縁２Ｐの３端辺が拘束され、１端辺がフリーとなる。このように、矩形枠状の外周縁２Ｐの一部において、タッチパネル２がフリーとなる。

非固定部位Ａとなる端辺以外の端辺では、第１の固定材５が全体に設けられている。よって、非固定部位Ａ以外では、図４に示すように、端辺全体で固定段７とタッチパネル２とが第１の固定材５を介して固定される。これにより、確実にタッチパネル２を拘束することができる。そして、非固定部位Ａに、振動発生部材１が取り付けられている。すなわち、タッチパネル２がフリーとなっている箇所に振動発生部材１が設置されている。

このように、タッチパネル２の外周縁２Ｐの一部を非固定部位Ａとしている。具体的には、タッチパネル２の外周縁２Ｐの一端辺のみに非固定部位Ａが形成される。こうすることで、振動発生部材１の取り付け位置にタッチパネル２の振動の腹を近づけることができる。よって、振動伝達効率、及び振動量を向上することができる。すなわち、タッチパネル２の基本振動モードの腹の位置は、非固定部位Ａに近くなる。このため、外周縁Ｐに振動発生部材１を取り付けても、振動伝達効率を良好に保つことができる。

また、非固定部位Ａを設けることで、振動発生部材１の取り付け位置においてタッチパネル２が線形な弾性変形を可能にできる。よって、歪の低減、及び高周波歪の低減が可能になる。外周縁２Ｐの非固定部位Ａは、撓みやすくなっている。よって、タッチパネル２を線形に振動させることができ、振動発生部材１への入力信号通りにタッチパネル２を振動させることができる。

さらに、非固定部位Ａを設けることで、振動発生部材１の振動が筐体６に漏れることを防ぐことができる。また、異音を低減することができる。非線形な歪をもつ振動による高周波成分の音も発生しなくなる。更に、振動発生部材１の振動が筐体６に伝わり難くなることで、異音もしなくなる。

タッチパネル２の外周縁２Ｐにおいて、タッチパネル２の背面２Ｒに振動発生部材１を実装することで、タッチパネル２の狭額縁化を実現することができる。タッチパネル２の端面近傍に振動発生部材１を取り付けることができる。このため、筐体６の全体を活用した大画面の表示パネルも備えることが可能となる。

このような構成により、所望の振動特性を得ることができる。よって、優れたハプティクス機能を実現することができる。なお、上記の説明では、振動発生部材１がタッチパネル２の背面２Ｒに取り付けられているとして説明したが、表示パネルの背面に取り付けらいてもよい。すなわち、タッチパネル２が表示パネル付タッチパネルであってもよい。この場合、表示パネルがタッチパネル２の外周縁２Ｐよりも内側に貼り付けられ、表示パネルの外側に振動発生部材１が取り付けられる構成となる。

実施の形態２．
本実施の形態２にかかる入力装置２００について、図５、図６を用いて説明する。図５は入力装置２００の構成を示す分解斜視図である。図６は、入力装置２００の構成を示すＹＺ断面図である。入力装置２００の基本的な構成については、実施の形態１で示した入力装置１００と同様である。よって、実施の形態１と共通する内容については、適宜説明を省略する。

本実施の形態２では、実施の形態１の構成に第２の固定材３と剛体４が追加されている。なお、第２の固定材３と剛体４以外の構成については実施の形態１と同様であるため、適宜説明を省略する。

タッチパネル２と第１の固定材５との間に、第２の固定材３と剛体４とが配置される。第２の固定材３は、剛体４よりも前側に配置される。具体的には、タッチパネル２と剛体４との間に、第２の固定材３が配置される。第２の固定材３と第１の固定段５との間に剛体４が配置されている。

剛体４は、例えば、アルミなどの金属板である。第２の固定材３は、第１の固定材５と同様に、接着剤、又は両面テープなどである。第２の固定材３は、タッチパネル２と剛体４とを接着する。よって、第２の固定材３は、タッチパネル２と剛体４とを固定する。また、第２の固定材３は、第１の固定材５と同様に弾性を有していてもよい。

第１の固定材５は、弾性を有している。具体的には、第１の固定材５がウレタン樹脂やスポンジなどの弾性を有する層を含んでいる。第１の固定材５が剛体４と固定段７との間に配置されて、剛体４と筐体と６を固定する。すなわち、第１の固定材５が剛体４と固定段７とを接着する。

剛体４、及び第２の固定材３のＸＹ平面形状は、第１の固定材５と同様になっている。すなわち、剛体４と第２の固定材３は、タッチパネル２の外周縁２Ｐに沿って設けられている。そして、第２の固定材３には、開放部３ａが設けられている。剛体４には、開放部４ａが設けられている。開放部３ａ、４ａは、タッチパネル２の外周縁２Ｐを構成する４端辺のうちの１辺に対応する。したがって、第２の固定材３、剛体４は、ＸＹ平面視において、略Ｕ字形状となっている。Ｘ方向と平行な２端辺のうち、−Ｙ側の１端辺が開放部３ａ、４ａに対応している。平面視において、開放部３ａ、４ａは、開放部７ａ、５ａと重複する。ＸＹ平面視において、剛体４、及び第２の固定材３は、非連続となっている。

剛体４を取り付けることで、タッチパネル２の固有振動モードの内、２次の共振周波数を使用周波数（例えば、２００Ｈｚ）より高めることができる。よって、タッチパネル２面内において振動の節を無くすことができる。これにより、タッチパネル２の全面を振動させることができ、面内ばらつきを低減することができる。すなわち、タッチパネル２面内に振動の節が生じず、振動量が小さい部位ができなくなる。これにより、タッチパネル２面内全てにおいて触感が得られるようになる。

また、弾性を有する第１の固定材５を介して、タッチパネル２を筐体６に取り付けている。こうすることで、タッチパネル２の振動が筐体６に漏れにくくなる。加えて、タッチパネル２の振動モードが、撓み振動にＺ軸方向に平行に振動するモードが加わる。よって、タッチパネル２面内が均一に大きく振動するようになる。さらに、非固定部位Ａが設けられているため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
本実施の形態３にかかる入力装置３００について、図７、及び図８を用いて説明する。図７は、実施の形態３にかかる入力装置３００の構成を示す分解斜視図である。図８は、入力装置３００の構成を示すＹＺ断面図である。入力装置３００の基本的な構成については、実施の形態１、２で示した入力装置１００、２００と同様である。よって、実施の形態１、２と共通する内容については、適宜説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態２で示した固定段７、第１の固定材５、剛体４、第２の固定材３が、固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１に置き換わっている。固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１はそれぞれ固定段７、第１の固定材５、剛体４、第２の固定材３と異なる形状を有している。

固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１の形状以外については、上記の実施の形態と同様であるため、適宜説明を省略する。例えば、各構成の材料、配置、機能については、実施の形態１、２と同様である。

固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１には、それぞれ開放部が設けられていない。したがって、固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１はそれぞれ閉じた矩形枠状になっている。固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１はそれぞれほぼ同じ大きさの口の字形状となっている。固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１はタッチパネル２の外周縁２Ｐの全周に渡って連続して形成されている。

実施の形態２と同様に、第２の固定材３１がタッチパネル２と剛体４１と接着する。第１の固定材５１が剛体４１と固定段７１とを接着する。よって、タッチパネル２の外周縁２Ｐ全体が拘束される。

そして、振動発生部材１が矩形枠状の固定段７１、第１の固定材５１、剛体４１、及び第２の固定材３１の内側に配置される。例えば、矩形枠状の第１の固定材５１の内側の部分において、振動発生部材１がタッチパネル２の背面２Ｒに取り付けられている。

剛体４１を取り付けることで、タッチパネル２の固有振動モードの内、２次の共振周波数を、使用する周波数（例えば、２００Ｈｚ）よりも高くすることができる。よって、タッチパネル２面内に振動の節が生じず、振動量が小さい部位ができなくなる。これにより、タッチパネル２面内全てにおいて触感が得られるようになる。

また、弾性を有する第１の固定材５１を介して、タッチパネル２を筐体６に取り付けている。こうすることで、タッチパネル２の振動が筐体６に漏れにくくなる。加えて、タッチパネル２の振動モードが、撓み振動にＺ軸方向に平行に振動するモードが加わる。よって、タッチパネル２面内が均一に大きく振動するようになる。

実施の形態４．
本実施の形態４にかかる入力装置４００について、図９、及び図１０を用いて説明する。図９は、実施の形態４にかかる入力装置４００の構成を示す分解斜視図である。図１０は、入力装置４００の構成を示すＹＺ断面図である。入力装置４００の基本的な構成については、実施の形態１〜３で示した入力装置１００、２００、３００と同様である。よって、実施の形態１〜３と共通する内容については、適宜説明を省略する。

本実施の形態では、剛体４１が剛体４２に置き換わっている。そして、剛体４２の形状に特徴がある。また、本実施の形態では第２の固定材３１が実施の形態３で示したように、口の字形状になっている。剛体４２及び第２の固定材３１が外周縁の全周に渡って連続して設けられている。さらに、固定段７と第１の固定材５は、実施の形態１、２で示した構成と同様になっている。具体的には、固定段７と第１の固定材５は、開放部７ａ、５ａを有している。ＸＹ平面視において、固定段７と第１の固定材５とは、Ｕ字形状になっている。

剛体４２は、実施の形態３と同様に、閉じた矩形枠状となっている。さらに、剛体４２は、アングル部４２ｂを有している。アングル部４２ｂは、矩形枠部分から、−Ｚ側に延びている。剛体４２には、タッチパネル２の外周縁２Ｐの一部において筐体６の底部６ｂ側に延びるアングル部４２ｂが設けられている。アングル部４２ｂは、開放部５ａ、７ａに対応して配置されている。

そして、剛体４２のアングル部４２ｂに振動発生部材１が取り付けられている。すなわち、本実施の形態では、タッチパネル２の背面２Ｒに振動発生部材１が取り付けられていない。振動発生部材１は、Ｙ方向に沿った直線振動を発生させる。

振動発生部材１の振動は、剛体４２の一部であるアングル部４２ｂを介して、タッチパネル２に伝達される。アングル部４２ｂは、振動発生部材１の直線振動を回転振動に変換する。ここでは、アングル部４２ｂが、直線振動を、Ｘ軸に平行な方向を回転軸とする回転振動に変換する。このように、タッチパネル２に回転振動が伝達されるため、タッチパネル２を屈曲振動（撓み振動）させ易くなる。よって、タッチパネル２を大きく振動させることができ、良好な振動特性を得ることができる。

また、非固定部位Ａと反対側の外周縁２Ｐにおいて、剛体４２が断面コの字状に形成されている。剛体４２の断面をコの字状にすることで軽量化することができる。

以上まとめると、実施の形態１、２、４では、第１の固定材５、固定段７には開放部５ａ、７ａが設けられている。よって、タッチパネル２の外周縁２Ｐの一部を非固定部位Ａとしている。これにより、振動発生部材１の取り付け位置にタッチパネル２の振動の腹を近づけることができる。よって、振動伝達効率、及び振動量を向上することができる。すなわち、タッチパネル２の基本振動モードの腹の位置は、非固定部位Ａに近くなる。このため、外周縁Ｐに振動発生部材１を取り付けても、振動伝達効率を良好に保つことができる。

また、タッチパネル２に非固定部位Ａを設けることで、振動発生部材１の取り付け位置においてタッチパネル２が線形な弾性変形を可能にできる。よって、歪の低減、及び高周波歪の低減が可能になる。外周縁２Ｐの非固定部位Ａは、撓みやすくなっている。よって、タッチパネル２を線形に振動させることができ、入力信号通りにタッチパネル２を振動させることができる。

さらに、非固定部位Ａを設けることで、振動発生部材１の振動が筐体６に漏れることを防ぐことができる。異音を低減することができる。非線形な歪をもつ振動による高周波成分の音も発生しなくなる。更に、振動発生部材１の振動が筐体６に伝わり難くなることで、異音もしなくなる。

さらに、実施の形態２、３、４では、剛体４、４１、４２を介して、タッチパネル２と筐体６とが固定されている。こうすることで、タッチパネル２の固有振動モードの内、２次あるいは３以上の共振周波数を使用周波数より高めることができ、タッチパネル２面内において振動の節が発生するのを防ぐことができる。よって、タッチパネル２の全体を振動させることができる。

まだ、第１の固定材５、５１に弾性を持たせることで、タッチパネル２の振動が筐体６に漏れにくくなる。加えて、タッチパネル２の振動モードが、撓み振動にＺ軸方向に平行に振動するモードが加わる。よって、タッチパネル２面内が均一に大きく振動するようになる。

次に、比較例の構成、及び比較例で生じる問題点について説明する。まず、図１１、図１２を用いて比較例の構成について説明する。図１１は、比較例にかかる入力装置５００の構成を示す分解斜視図であり、図１２は、入力装置５００の構成を示すＹＺ断面図である。

図１１、図１２に示す比較例では、入力装置５００は、筐体６とタッチパネル２と第２の固定材３１とを備えている。すなわち、入力装置５００には、剛体４、４１が設けられていない。そして、筐体６とタッチパネル２とが第１の固定材５１を介して接着されている。第１の固定材５１、固定段７１が、連続した矩形枠状となっている。よって、入力装置５００には、非固定部位Ａが設けられていない。また、タッチパネル２の背面２Ｒには、振動発生部材１が設けられている。

以下、比較例で生じる問題点について、図１３〜図１６を用いて説明する。図１３〜図１６は、比較例において、タッチパネル２の振動の腹、及び節２２，２３の位置を示す図である。さらに、図１３〜図１６では、タッチパネル２の撓み形状を示している。すなわち、図１３〜図１６には、Ｘ方向から見たタッチパネル２の撓み形状２４とＹ方向から見たタッチパネル２の撓み形状２５がそれぞれ示されている。

タッチパネル２には、その材質と形状、並びに、タッチパネル２の外周縁の固定状態によって決まる固有の振動モードが存在する。基本振動モードでタッチパネル２を振動させる場合、図１３に示すように、振動の腹の位置であるタッチパネル２中央に近い位置に振動発生部材１を取り付ける方が好ましい。すなわち、タッチパネル２の中央に振動発生部材１を取り付ける方が、振動伝達効率が良くなる。

しかし、タッチパネル２をＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示パネルと組み合わせて使用する場合は、ＬＣＤ等の表示を妨げないようにパネルの外周近傍に振動発生部材を取り付ける必要がある。その結果、振動伝達効率が悪化し、タッチパネル２を十分に振動させ難くなる。また、タッチパネル２の外周縁近傍に振動発生部材１を取り付けた場合、図１１、１２の比較例ではタッチパネル２が固定されている部位を振動発生部材で振動させることになる。このため、タッチパネル２は高調波歪を含む非線形な振動を生じ、振動発生部材１に入力した信号通りにパネルを振動させ難くなる。よって、本来得たい触感を設計し難くなる。更に、発生させたくない高周波成分の音が発生することもある。また、筐体６に振動が漏れやすくなり、筐体６に取り付ける回路や配線等の他の部品も振動することとなる。よって、それら部品が接触する等して、耳障りな異音発生の原因にもなる。

さらに、ハプティクス機能では、指の触感感度が高い２００Ｈｚ近傍で振動させるのが一般的である。しかしながら、タッチパネル２のサイズが大きくなると、この２００Ｈｚよりもタッチパネル２の基本振動モードが低くなる。よって、２００Ｈｚで振動させようとした場合、図１４〜図１６に示すモード等でタッチパネル２が振動し始める。そうした場合、タッチパネル２面内に振動の節２２、２３ができてしまう。したがって、タッチパネル２面内に振動が極めて小さい部位が生じてしまう。即ち、十分な触感が得られてない部位ができてしまう。

以上のように比較例の構成では、（ａ）十分な振動量が得られない、（ｂ）振動に歪が生じて、入力信号通りに振動させることができない、（ｃ）高調波歪による音や接触等による異音が発生する、（ｄ）タッチパネル面内に振動量が小さい部位ができる等の問題がある。これに対して、実施の形態１〜４の構成では、（ａ）〜（ｄ）の問題を解決することができる。よって、優れた振動特性を得ることができ、良好なハプティクス機能を実現することができる。

実施例
以下、本実施例と比較例の振動加速度の測定結果について説明する。図５、図６に示す実施の形態２の構成を実施例とする。具体的には、振動発生部材１として、バイモルフ構成の圧電素子が用いられている。圧電素子を片持ち支持とし、先端に錘１ｇを取り付けている。振動発生部材１の共振周波数を２００Ｈｚとする。

タッチパネル２は、厚さ１．１ｍｍのガラスを基板とする対角１０インチサイズのタッチパネルとする。第２の固定材３はアクリルを主成分とした厚さ１００μｍの両面テープとする。剛体４は、アルミニウム製の剛体であり、ＸＹ平面視において略Ｕ字形状となっている。さらに、ここでは、軽くて剛性を持たせるため、剛体４を断面コの字形状としている。第１の固定材５は、中間層に発泡基材を用いたスポンジ状の弾性を有する両面テープとする。筐体６は、ＡＢＳ樹脂製とする。

比較例は、図１１．図１２に示す構成となっている。具体的には、タッチパネル２は、厚さ１．１ｍｍのガラスを基板とする対角１０インチサイズのタッチパネルとする。第２の固定材３はアクリルを主成分とした厚さ１００μｍの両面テープとする。筐体６は、ＡＢＳ樹脂製とする。

実施例と、比較例でのタッチパネル２の中央での振動加速度の測定結果を図１７に示す。図１７では、１５０Ｈｚ〜３００Ｈｚの範囲で３０Ｖｐ−ｐの正弦波信号を振動発生部材１に入力した時の測定結果を示す。

実施例の構成においては、２００Ｈｚ（振動発生部材１の共振周波数）と２６０Ｈｚ（タッチパネル２の基本振動の共振周波数）に加速度のピークを持つ大きな振動加速度が得られる。したがって、実施例の構成では比較例の構成に比べて、良好な振動特性を得ることができる。

また、図示しないが、２００Ｈｚの３０Ｖｐ−ｐ正弦波信号を振動発生部材１に入力した場合、タッチパネル２の外周から１ｃｍ以内の面内すべてにおいて、１Ｇ以上の振動加速度を得ることができる。よって、タッチパネル２のほぼ全ての部位で良好な触感が得られることが確認できる。

変形例．
次に入力装置の変形例について、図１８、図１９を用いて説明する。図１８、図１９は、入力装置の非固定部位Ａ、及び第１の固定材５の形状を模式的に示す平面図である。図１８は変形例１における平面形状を模式的に示しており、図１９は変形例２における平面形状を模式的に示している。なお、入力装置の全体構成は、実施の形態１に示したものと同様であるため、適宜説明を省略する。例えば、図１８、図１９では、筐体６を省略している。

変形例１、２では、上記の実施の形態１〜４と同様に、振動発生部材１がタッチパネル２の一端のみに設けられている。振動発生部材１が非固定部位Ａに配置されている。そして、変形例１、変形例２では、第１の固定材５の形状が異なっている。具体的には、変形例１では、第１の固定材５が、タッチパネル２の２つの角部に設けられていない。すなわち、タッチパネル２の外周縁２Ｐの１端辺の全体に、第１の固定材５が設けられていない。換言すると、外周縁２Ｐの３端辺のみに、第１の固定材５が設けられている。したがって、第１の固定材５は、タッチパネル２の四隅の内の二つと接着される。タッチパネル２の非固定部位Ａがタッチパネル２の１端辺の全体に形成される。換言すると、タッチパネル２の１端辺が完全に非固定になる。

一方、変形例２では、第１の固定材５が、タッチパネル２の４つの角部に設けられている。すなわち、タッチパネル２の外周縁２Ｐの内の３端辺の全体、及び１端辺の両端に、第１の固定材５が設けられている。したがって、第１の固定材５は、タッチパネル２の四隅の全てと接着される。タッチパネル２の非固定部位Ａがタッチパネル２の一端辺の内の一部のみとなる。換言すると、タッチパネル２の四隅が固定段７に固定される。このように、タッチパネル２の四隅を固定することで、より高い強度を得ることができる。変形例１、２の形状は、実施の形態１、２、４の入力装置１００、入力装置２００、又は入力装置４００に適用することができる。

以上、本発明を上記実施の形態および実施例に即して説明したが、上記実施の形態および実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１ 振動発生部材
２ タッチパネル
２Ｐ 外周縁
２Ｆ 前面
２Ｒ 背面
３ 第２の固定材
３ａ 開放部
４ 剛体
４ａ 開放部
５ 第１の固定材
５ａ 開放部
６ 筐体
７ 固定段
７ａ 開放部
８ 内部空間

１００、２００、３００、４００ 入力装置

Claims (8)

1. タッチ入力を受け付けるパネルと、
   前記パネルの外周縁において前記パネルの背面と対向するように設けられた固定段であって、前記パネルの外周縁の一部を除いて配置された固定段を有する筐体と、
   前記パネルを前記筐体の前記固定段に固定するために設けられ、前記外周縁の前記一部を除いて前記外周縁に沿って形成された第１の固定材と、
   前記外周縁の前記一部において前記パネルの背面側に配置され、前記パネルを振動させる振動発生部材と、
   前記外周縁に沿って形成され、前記固定段と前記パネルとの間に配置された剛体と、
   前記外周縁に沿って形成され、前記剛体と前記パネルとの間に配置されて、前記剛体と前記パネルとを固定する第２の固定材と、を備え、
   前記第１の固定材が、弾性を有し、前記剛体と前記固定段との間に配置されて、前記剛体と前記筐体とを固定する、
   入力装置。
2. 前記外周縁の前記一部で、前記剛体及び前記第２の固定材が非連続となっており、
   前記外周縁の前記一部において、前記振動発生部材が前記パネルの前記背面に取り付けられている請求項１に記載の入力装置。
3. 前記剛体及び前記第２の固定材が前記外周縁の全周に渡って連続して設けられており、
   前記剛体には、前記外周縁の前記一部において前記筐体の底部側に延びるアングル部が設けられており、
   前記アングル部に前記振動発生部材が固定されている請求項１に記載の入力装置。
4. 平面視において、前記パネルが矩形状であり、
   前記固定段が前記パネルの外周縁を構成する４辺のうちの１辺を除いて設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の入力装置。
5. タッチ入力を受け付ける矩形状のパネルと、
   前記パネルの外周縁において前記パネルの背面と対向するように設けられた固定段であって、前記パネルの外周縁を構成する４辺のうちの１辺を除いて設けられた固定段を有する筐体と、
   前記パネルを前記筐体の前記固定段に固定するために設けられ、前記外周縁を構成する４辺のうちの前記１辺を除いて前記外周縁に沿って形成された第１の固定材と、
   前記外周縁の前記１辺において前記パネルの背面側に配置され、前記パネルを振動させる振動発生部材と、を備えた入力装置。
6. 前記第１の固定材が前記固定段と前記パネルとに貼り付けられ、
   前記振動発生部材が前記パネルの背面に取り付けられている請求項５に記載の入力装置。
7. 平面視において、前記パネルが矩形状であり、
   前記固定段、及び前記第１の固定材が、前記パネルの四隅に設けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の入力装置。
8. 前記振動発生部材が、前記パネルの一端のみに設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の入力装置。

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