JP4741400B2

JP4741400B2 - 座標入力装置

Info

Publication number: JP4741400B2
Application number: JP2006112949A
Authority: JP
Inventors: 克俊鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2026-04-17
Also published as: JP2007286866A

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できる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８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、この振動発生装置３３によって、液晶表示装置３２とタッチパネル３１とが矢印Ａの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３２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。
特開２０００−１３７５７６号公報特開２００２−１４９３１２号公報

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がバネ３４を介してフレーム３５に取付けられていたために、筐体３６を含む高さ寸法ｈが大きくなる問題があった。
また、振動発生装置３３は、合成樹脂等の剛体で形成された液晶表示装置３２の下面に取付けられているので、タッチパネル３１が振動する周波数が高くなって操作者が感じ取り難くなるおそれがあった。
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、薄型化が可能であると共に、発生する振動を操作者が確実に感じ取ることができる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の第１の手段として本発明の座標入力装置は、液晶表示装置と、この液晶表示装置上に防振材を介して配設され、Ｘ−Ｙ方向の座標入力が可能な入力面を有する透明なタッチパネルと、前記液晶表示装置と前記タッチパネルとを内部に収納可能とされ、外周壁の上端部から内側に延びる額縁部が形成された筐体とを備え、前記タッチパネルの前記入力面には、薄板状で透明なフィルム部材が取付けられており、前記フィルム部材は、前記タッチパネルの端部から外側に所定寸法延出する延出部が形成され、前記延出部を前記筐体の額縁部の表面に取付けて弛み無く接着されており、前記タッチパネルは、前記フィルム部材から吊り下げられ状態で前記筐体に取付けられており、前記タッチパネルの一端部と所定寸法の隙間を有する位置の前記延出部には、振動発生装置が取付けられていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２の手段として、前記額縁部の表面に取付けられた前記フィルム部材の前記延出部は、前記額縁部の表面とフラットになっていることを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第３の手段として、前記振動発生装置の振動により、前記タッチパネルが前記入力面に対して垂直方向に振動することを特徴とする。

本発明の座標入力装置のタッチパネルの入力面には、薄板状で透明なフィルム部材が取付けられており、フィルム部材は、タッチパネルの端部から外側に所定寸法延出する延出部が形成され、この延出部が筐体に取付けられて、タッチパネルがフィルム部材を介して筐体に取付けられ、タッチパネルの一端部と所定寸法の隙間を有する位置の延出部に振動発生装置を取付けたので、振動発生装置を振動駆動することで、操作者が確実に識別できる、振幅の大きな振動をタッチパネルに発生させることができる。
また、振動発生装置をフィルム部材の延出部に取付けたので薄型化が可能な座標入力装置を提供できる。
また、筐体には、外周側壁と、この外周側壁の上端部から内側に延びる額縁部とが形成され、振動発生装置は、額縁部との間に所定寸法の隙間を有して延出部に取付けたので、更に確実に、タッチパネルを大きな振幅で振動させることができる。

また、フィルム部材は、延出部が額縁部の表面に取付けられているので、操作者が誤って入力面上に飲み物等の水滴をこぼしたとしても、この水滴が筐体内部に侵入するのを防止できる。振動発生装置を取付けたフィルム部材を筐体の額縁部に取付けることで座標入力装置の薄型化が可能となる。
また、額縁部の表面に取付けられたフィルム部材の延出部は、額縁部の表面とフラットになっているので、入力面の操作性に優れている。
また、振動発生装置の振動により、タッチパネルが入力面に対して垂直方向に振動するので、張力のあるフィルム部材によって、振動発生装置を大きな振幅で振動させることができる。そのために、タッチパネルを大きな振幅で確実に振動させることができる。

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要部断面図であり、図２は図１の要部拡大図であり、図３は本発明の座標入力装置の下面斜視図であり、図４は本発明の座標入力装置の下面図であり、図５は本発明の座標入力装置の変形例であり、図６、図７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は、図１、図２に示すように、最下部に所定の大きさの液晶表示装置（ＬＣＤ）１が配設され、この液晶表示装置１の上面が表示面１ａとなっている。
また、液晶表示装置１の表示面１ａ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２が載置されている。

また、タッチパネル２の上面には、後述するフィルム部材３を介して入力面２ａが形成され、この入力面２ａ上を操作者の指等で移動させると、Ｘ−Ｙ方向の座標入力が可能になっている。前記タッチパネル２は、図示左端部が一端部２ｂとなり、図子右端部が他端部２ｃとなっている。
また、入力面２ａには、薄板状で透明なフィルム部材３が透明接着剤等で貼着されており、このフィルム部材３は、タッチパネル２の外周端部から外側に所定寸法で延出する延出部３ａが形成され、この延出部３ａの延出端部が後述する筐体１４の額縁部１４ｂに取付けられている。
即ち、タッチパネル２は、延出部３ａを筐体１４の額縁部１４ｂに取付けたフィルム部材３に吊り下げられた状態になっている。そのために、フィルム部材３に取り付けられたタッチパネル２は、筐体１４を支点として容易に入力面２ａに対して垂直方向の矢印Ｂ、Ｃ方向に振動できるようになっている。

また、タッチパネル２の一端部２ｂと所定寸法の隙間を有する位置のフィルム部材３の延出部３ａには、振動発生装置４が、接着剤等で取り付けられている。
前記振動発生装置４は、図６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、フィルム部材３の延出部３ａの下面に直接接着剤等で取り付け可能になっている。
また、ケース５は、図７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２の一端部２ｂに直接接着剤等で取り付け可能になっている。

また、図６に示す振動発生装置４は、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、他方の端部が上方に折り曲げされて自由端となっている。
前記第１取付板５ａから所定寸法図示上方側に離間している自由端状の他方の端部には、振動子９が支持されて、矢印Ｂ、Ｃ方向の図示上下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オモリ１０と、このオモリ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７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２に示すように、フィルム部材３の延出部３ａの下面に、タッチパネル２の一端部２ｂと所定寸法の隙間を有して接着剤等で取付けられている。

また、液晶表示装置１とタッチパネル２との間には、ポリウレタン発泡剤、あるはゴム等からなる防振材１５が接着されて、液晶表示装置１とタッチパネル２とが、防振材１３を介して一体化されている。
そのために、垂直方向（矢印Ｂ、Ｃ方向）に振動するタッチパネル２の振動が液晶表示装置１に伝わるのを防止することができ、タッチパネル２の振動効率を向上できる。
また、タッチパネル２の入力面２ａを構成するフィルム部材３は、延出部３ａがたるみ無く筐体１４の額縁部１４ｂに透明接着剤等で接着されている。

前記筐体１４は、樹脂材料等からなり、外形が矩形状に形成されて、液晶表示装置１とタッチパネル２とを内部に収納可能な空洞状になっている。また、筐体１４には、外周側壁１４ａの図示上端部から内側に延びて額縁部１４ｂが形成され、この額縁部１４ｂに囲まれた開口部１４ｄが、タッチパネル２の入力面２ａに取付けられたフィルム部材３で覆われている。
そのために、上部から操作者が誤って飲み物等をこぼしたとしても、この飲み物が内部の振動発生装置５、或いはタッチパネル２、或いは液晶表示装置１に侵入するのを防止できるようになっている。

また、筐体１４の額縁部１４ｂにたるみ無く接着された延出部３ａには、開口部１４ｄとの間に所定寸法の隙間を有して、振動発生装置４の第１取付板５ａが直接取付けられている。前記振動発生装置４とタッチパネル２の一端部２ｂとの間の隙間寸法は、振動発生装置４と開口部１４ｄとの間の隙間寸法より小さく形成されているので、振動発生装置４の振動を確実にタッチパネル２に伝達することができる。
また、振動発生装置４と開口部１４ｄとの間の隙間寸法を大きくしているので、振動発生装置４とタッチパネル２の両方を、フィルム部材３を介して額縁部１４ｂを支点として大きく振動させることができる。

また、筐体１４の額縁部１４ｂには、フィルム部材３の延出部３ａの端部を接着するための段差部１４ｃが形成され、この段差部１４ｃの段差寸法は、フィルム部材３の厚さ寸法と略同じに形成されている。
そのために、フィルム部材３の延出部３ａを、たるみが無いように段差部１４ｃに取付けるとフィルム部材３の張力によって、延出部３ａと額縁部１４ｂの表面とがフラットになり、本発明の座標入力装置を携帯電話等に用いた場合に、入力面２ａを違和感なく操作でき操作性に優れている。

このような本発明の座標入力装置は、筐体１４が、例えば携帯電話機等のケース（図示せず）と兼用されて、下方が底板（図示せず）等で遮蔽されている。
そして、本発明の座標入力装置の操作は、まず、筐体１４の開口部１４ｄから露出するタッチパネル２の入力面２ａ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制御部（図示せず）が検出すると、制御部からコイル１２に所定の電流が通電される。このことにより、コイル１２に発生する磁束が、それぞれの磁石６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの磁束に作用する。

すると、振動子９が、矢印Ｂ、Ｃ方向に振動して、振動発生装置４全体が矢印Ｂ、Ｃ方向に振動する。このことにより、振動発生装置４の第１取付板５ａを取付けたフィルム部材３の延出部３ａも図示上下方向に振動する。
このフィルム部材３の延出部３ａの振動がタッチパネル２に伝達されて、タッチパネル２全体が、入力面２ａに対して垂直方向（矢印Ｂ、Ｃ方向）に振動する。
このような、タッチパネル２が矢印Ｂ、Ｃの垂直方向に振動することで、この振動を、入力面２ａをタッチしている操作者の指が感じて、適正な座標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は、筐体１４にタッチパネル２の入力面２ａを構成するフィルム部材３の延出部３ａを取付け、この延出部３ａに振動発生装置４を取付けているので、振動発生装置４を振動駆動すると、張力のあるフィルム部材３によって振動発生装置４の振動が増幅されて振幅の大きな振動とすることができる。この振幅の大きな振動がタッチパネル２に伝達されて、タッチパネル２も大きな振幅で振動する。
そのために、振動発生装置４の振動が、振幅の小さい高周波の振動の場合でも、タッチパネル２を大きく振動させ、タッチパネル２の入力面２ａを操作している操作者が確実に振動を感じて、座標入力が行われたことを確実に認識できる。

更に、フィルム部材３によって振動発生装置４の振幅を大きくできることから、駆動出力が小さくても、タッチパネル２を振幅の大きな振動とすることができるので、振動発生装置４を低消費電力とすることができる。
更に、本発明の座標入力装置は、筐体１４にフィルム部材３の延出部３ａを取付け、この延出部３ａに振動発生装置４を取付けているので、高さ寸法Ｈの薄型化が可能である。

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、フィルム部材３の延出部３ａに取付けたもので説明したが、図５に示すように、振動発生装置４は、タッチパネル２の一方の端部２ｂにケース５の第２取付板５ｂを接着剤等で取付けたものでも良い。
このようにしても、振動する振動発生装置４の振幅を、延出部３ａで増幅して、タッチパネル２を大きな振幅で振動させることができる。
また、本発明では、タッチパネル２を入力面２ａと直交する方向の垂直方向に振動させることで説明したが、振動発生装置４の取付け方向を変更して、タッチパネル２を入力面２ａと平衡方向に水平方向に振動させるようにしたものでも良い。

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。本発明の座標入力装置の変形例である。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液晶表示装置
１ａ表示面
２タッチパネル
２ａ入力面
２ｂ一端部
２ｃ他端部
３フィルム部材
３ａ延出部
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オモリ
１１ボビン
１２コイル
１３防振材
１４筐体
１４ａ外周側壁
１４ｂ額縁部
１４ｃ段差部
１４ｄ開口部

Claims

液晶表示装置と、
この液晶表示装置上に防振材を介して配設され、Ｘ−Ｙ方向の座標入力が可能な入力面を有する透明なタッチパネルと、
前記液晶表示装置と前記タッチパネルとを内部に収納可能とされ、外周壁の上端部から内側に延びる額縁部が形成された筐体とを備え、
前記タッチパネルの前記入力面には、薄板状で透明なフィルム部材が取付けられており、
前記フィルム部材は、前記タッチパネルの端部から外側に所定寸法延出する延出部が形成され、前記延出部を前記筐体の額縁部の表面に取付けて弛み無く接着されており、
前記タッチパネルは、前記フィルム部材から吊り下げられ状態で前記筐体に取付けられており、
前記タッチパネルの一端部と所定寸法の隙間を有する位置の前記延出部には、振動発生装置が取付けられていることを特徴とする座標入力装置。
前記額縁部の表面に取付けられた前記フィルム部材の前記延出部は、前記額縁部の表面とフラットになっていることを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
前記振動発生装置の振動により、前記タッチパネルが前記入力面に対して垂直方向に振動することを特徴とする請求項１または２に記載の座標入力装置。