JP6840623B2 - Tactile transmitter - Google Patents
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本発明は、触覚伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a tactile transmission device.
電子機器において、タッチパネルやタッチパッドといったタッチ入力部を備えたものが一般に普及している。タッチ入力部は、操作入力面に操作者が触れたことを検知して入力信号を発生するインターフェースである。タッチパネルのように表示画面に重ねて操作入力面を備えるものでは、入力信号の発生を画面の表示変化によって視認することができるが、タッチ入力部は、キーボードのボタン操作のような確実な操作感が得られないことが一つの難点になっている。 Electronic devices equipped with a touch input unit such as a touch panel or a touch pad are generally widespread. The touch input unit is an interface that detects that the operator touches the operation input surface and generates an input signal. With a touch panel that has an operation input surface that overlaps the display screen, the generation of input signals can be visually recognized by changing the display on the screen, but the touch input unit has a reliable operation feeling like keyboard button operation. One of the drawbacks is that it is not possible to obtain.
これに対して、インターフェースの入力確認を振動などで操作者にフィードバックする皮膚感覚フィードバック技術(触覚技術:haptic technology)が近年研究されており、タッチ入力部においても、操作入力面に触れた操作者の指などに振動をフィードバックするものが提案されている。例えば、下記特許文献1に記載される従来技術では、振動アクチュエータを有する振動板(タッチ入力部)を、弾性ダンパーを介して電子機器のフレームに弾性固定することなどが示されている。
On the other hand, skin sensation feedback technology (haptic technology) that feeds back the input confirmation of the interface to the operator by vibration etc. has been studied in recent years, and the operator who touches the operation input surface also in the touch input part. Proposed ones that feed back vibrations to the fingers and the like. For example, in the prior art described in
前述した従来技術によると、弾性ダンパを設けることで、振動板(タッチ入力部)の振動が抑制されるのを防いでいる。しかしながら、この従来技術では、振動板を指などで押し込むことで弾性ダンパが変位する方向と、振動板が振動する方向が一致するため、操作者は触覚フィードバックの振動を効果的に感知できない問題がある。 According to the above-mentioned prior art, the provision of the elastic damper prevents the vibration of the diaphragm (touch input portion) from being suppressed. However, in this conventional technique, the direction in which the elastic damper is displaced by pushing the diaphragm with a finger or the like coincides with the direction in which the diaphragm vibrates, so that the operator cannot effectively detect the vibration of the tactile feedback. is there.
これに対して、弾性ダンパーの弾性強度を高めることで、触覚フィードバックの振動は操作者の指に伝わり易くなるが、その際には、電子機器のフレーム側にも振動が伝達してしまい、電子機器の動作に悪影響を及ぼすことが懸念される。また、携帯電子機器の場合には、操作する指と反対側の手で電子機器全体を保持することになるので、電子機器に伝わった振動が操作者の操作する指とは反対側の手に伝わり、これによって、操作者の脳神経が指に伝わる触覚フィードバックの振動感触に集中できなくなり、触覚フィードバックを効果的に感知できなくなる問題が生じる。 On the other hand, by increasing the elastic strength of the elastic damper, the vibration of the tactile feedback is easily transmitted to the operator's finger, but at that time, the vibration is also transmitted to the frame side of the electronic device, and the electronic device is used. There is a concern that it may adversely affect the operation of the device. Further, in the case of a portable electronic device, since the entire electronic device is held by the hand opposite to the operating finger, the vibration transmitted to the electronic device is transferred to the hand opposite to the operator's operating finger. This causes a problem that the operator's brain nerve cannot concentrate on the vibrational feel of the tactile feedback transmitted to the finger, and the tactile feedback cannot be effectively sensed.
本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、タッチ入力に対して振動による触覚フィードバックを行う触覚伝達装置において、触覚フィードバックの振動を操作者が効果的に感知できるようにすること、電子機器への振動の伝達を効果的に抑止すること、などが本発明の課題である。 The present invention has been proposed to address such problems. That is, in a tactile transmission device that provides tactile feedback by vibration to a touch input, the operator should be able to effectively detect the vibration of the tactile feedback, and the transmission of vibration to an electronic device should be effectively suppressed. , Etc. are the subjects of the present invention.
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
表面にタッチ操作面を有するタッチ入力モジュールと、該タッチ入力モジュールに固定され、前記タッチ操作面へのタッチ入力によって駆動し、前記タッチ操作面に沿った横振動を行う振動アクチュエータと、前記タッチ操作面に交差する弾性厚さを有し、前記タッチ入力モジュールの背面側を電子機器の筐体に支持する弾性ゴム材とを備え、前記弾性ゴム材は、高反発ゴムと低反発ゴムが積層されていることを特徴とする触覚伝達装置。
In order to solve such a problem, the present invention has the following configurations.
A touch input module having a touch operation surface on the surface, a vibration actuator fixed to the touch input module, driven by touch input to the touch operation surface, and laterally vibrating along the touch operation surface, and the touch operation. The elastic rubber material has an elastic thickness that intersects the surfaces and supports the back side of the touch input module to the housing of the electronic device. The elastic rubber material is laminated with high-resilience rubber and low-resilience rubber. A tactile transmission device characterized by being
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different figures indicate parts having the same function, and duplicate description in each figure will be omitted as appropriate.
図1において、触覚伝達装置1は、タッチ入力モジュール2と、タッチ入力モジュール2に固定される振動アクチュエータ10と、弾性ゴム材3とを備え、電子機器の筐体20に外付けで取り付けられている。
In FIG. 1, the
タッチ入力モジュール2は、表面にタッチ操作面2Aを有している。振動アクチュエータ10は、タッチ操作面2Aへのタッチ入力によって駆動し、タッチ操作面に沿った横振動を行う。すなわち、図示の例では、タッチ操作面2AがX−Y方向の平面になっており、振動アクチュエータ10の振動方向は、X方向又はY方向に往復振動(リニア振動)するように設定されている。
The
弾性ゴム材3は、タッチ操作面2Aに交差する弾性厚さを有しており、タッチ入力モジュール2の背面側を筐体20に支持している。図示の例では、弾性ゴム材3は、z方向に沿った弾性厚さを有しており、筐体20に設けた凹部21の底面21Aでタッチ入力モジュール2の背面側を支持している。
The
そして、弾性ゴム材3は、高反発ゴム3Aと低反発ゴム3Bが積層されている。そして、タッチ入力モジュール2側を高反発ゴム3Aとし、筐体20側を低反発ゴム3Bとしている。図示の例では、高反発ゴム3Aと低反発ゴム3Bの2層で弾性ゴム材3を構成しているが、これに限らず、高反発ゴム3Aと低反発ゴム3Bの間に中間的な反発力を有する他の層を設けても良い。高反発ゴム3Aとしては、密度の高い天然ゴムなどを用いることができ、低反発ゴム3Bとしては、低密度のスポンジ材などを用いることができる。
The
このような触覚伝達装置1によると、図2に示すように、タッチ操作面2Aを指Mなどで操作すると、そのタッチ入力によって振動アクチュエータ10が駆動して、図示のような横振動fを発生する。この際、指Mは、高反発ゴム3Aの高い反発力Pを受けるので、タッチ操作面2Aに押し付けられた指Mには横振動fが伝わり易い状態になり、高反発ゴム3Aの高い反発力Pで横振動fが増幅されて伝達されることになる。
According to such a
この際、タッチ操作面2Aを指Mで操作することで、指Mに反発力Pが加えられると同時に、タッチ操作面2Aに反発力Pと交差する方向の横振動fが加えられる。これにより、指Mの皮膚表面近くに存在するマイスナー小体と呼ばれる触覚感覚受容器が皮膚表面のずれに似た感覚を受けることになり、指Mの皮下組織に存在するパチニ小体と呼ばれる触覚感覚受容器が指の沈み込みに似た感覚を受けることになる。このような感覚が脳に伝えられると、脳では恰もタッチ操作面2Aが押されたところだけ部分的に沈み込むような錯覚を起こし、クリック感のような心地よい操作感が得られるようになる。特に、反発力Pの方向と横振動fの方向が交差することで、指Mの前述した触覚感覚受容器は感度良く横振動fを感知することができる。
At this time, by operating the
このような感覚を確実に起こさせるためには、電子機器の筐体20を手で保持する際に、振動アクチュエータ10の横振動fが筐体20を保持する手に伝わらないようにすることが必要である。このために、弾性ゴム材3の筐体20側には低反発ゴム3Bを配置している。このように低反発ゴム3Bを筐体20側に配置することで、筐体20に伝わろうとする横振動fを減衰させることができる。これにより、筐体20を保持する手には、横振動fが伝わり難くなり、また、筐体20自体に伝わる振動を減らすことで、振動によって電子機器が受ける不具合を解消することができる。
In order to surely cause such a feeling, when holding the
図3に示した例は、筐体20の凹部21に収容したタッチ入力モジュール2に対して、凹部21の側壁面21Bとタッチ入力モジュール2の外側面との間に、クッション材4を配置している。このようなクッション材4を設けることで、タッチ入力モジュール2に横振動fが加えられた際に、タッチ入力モジュール2の外側面が凹部21の側壁面21Bに直接当たって異音を発生するなどの不具合が生じるのを抑止することができる。
In the example shown in FIG. 3, the
図4は、振動アクチュエータの構成例を示している。この振動アクチュエータ10は、固定子となる枠体40内に可動子50が一軸方向(図示x方向)に沿って振動自在に軸支されている。可動子50は、一対の錘部51とその間に配置されるマグネット部52を備えており、錘部51には振動方向に延びるガイドシャフト53が固定されている。マグネット部52は、振動方向に沿って着磁されて互いに同極が向き合うように配置されたマグネット片52A,52B,52Cを備え、マグネット片52A,52B,52Cの間にはスペーサ52D,52Eが配置されている。錘部51とマグネット部52は、連結部材54及び補強部材55によって一体に結合されている。
FIG. 4 shows a configuration example of the vibration actuator. In the
固定子となる枠体40には、コイル41が固定されている。コイル41は、振動方向(図示x方向)の周りに巻回されており、コイル41内に可動子50が摺動自在に配置される。図示の例では、直列に接続された一対のコイル41が巻方向を逆にして配置されており、各コイル41は、スペーサ52D,52Eの周囲にそれぞれ配置されている。また、枠体40には、可動子50のガイドシャフト53を軸支する軸受42が取り付けられ、可動子50(錘部51)と枠体40との間には複数の弾性部材43が配備されている。
A
このような振動アクチュエータ10は、枠体40に設けた入力端子40Aからコイル41に振動発生信号(例えば、可動子50の質量と弾性部材43の弾性係数によって決まる共振周波数の交流電流)を入力することで、マグネット部52に一軸方向(図示x方向)に沿ったローレンツ力(駆動力)が作用して、一軸方向に沿ったリニア振動(横振動)を発生する。
Such a
図5は、触覚伝達装置1を備える電子機器として、携帯情報端末(例えば、スマートホン)100を示している。携帯情報端末100は、通常、筐体20を一方の手で持って、他方の手の指Mで、タッチパネルなどのタッチ入力モジュール2のタッチ操作面2Aを操作する。この際、指Mには効果的に触覚フィードバックの横振動が伝達され、筐体20を持つ手には振動が伝わりにくくなっている。これによって、触覚フィードバックの振動を効果的に感知できる携帯情報端末100を得ることができる。
FIG. 5 shows a mobile information terminal (for example, a smart phone) 100 as an electronic device including the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design changes, etc. within the range not deviating from the gist of the present invention, etc. Even if there is, it is included in the present invention. Further, each of the above-described embodiments can be combined by diverting the technologies of each other as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration thereof.
1:触覚伝達装置,2:タッチ入力モジュール,2A:タッチ操作面,
3:弾性ゴム材,3A:高反発ゴム,3B:低反発ゴム,4:クッション材,
10:振動アクチュエータ,20:筐体,21:凹部,100:携帯情報端末
1: Tactile transmission device, 2: Touch input module, 2A: Touch operation surface,
3: Elastic rubber material, 3A: High resilience rubber, 3B: Low resilience rubber, 4: Cushion material,
10: Vibration actuator, 20: Housing, 21: Recess, 100: Mobile information terminal
Claims (4)
該タッチ入力モジュールに固定され、前記タッチ操作面へのタッチ入力によって駆動し、前記タッチ操作面に沿った横振動を行う振動アクチュエータと、
前記タッチ操作面に交差する弾性厚さを有し、前記タッチ入力モジュールの背面側を電子機器の筐体に支持する弾性ゴム材とを備え、
前記弾性ゴム材は、高反発ゴムと低反発ゴムが積層されていることを特徴とする触覚伝達装置。 A touch input module with a touch operation surface on the surface,
A vibration actuator fixed to the touch input module, driven by touch input to the touch operation surface, and laterally vibrating along the touch operation surface.
It is provided with an elastic rubber material having an elastic thickness intersecting the touch operation surface and supporting the back side of the touch input module to a housing of an electronic device.
The elastic rubber material is a tactile transmission device characterized in that a high-resilience rubber and a low-resilience rubber are laminated.
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