電子機器
【課題】タッチパネルの振動を極力減衰させることなく、電子機器内への水や埃の入り込みを確実に抑制することができる電子機器を提供する。
【解決手段】タッチパネル２１と、タッチパネル２１を湾曲振動させる振動部２２と、タッチパネル２１を湾曲振動可能に筐体（支持部材）１０に連結する連結片３０とを備え、連結片３０は、一端側に支持部材１０に固定される固定端部３０ａを有し、他端側にタッチパネル２１の縁部のうち湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部２１ｃに連結される自由端部３０ｂを備え、支持部材１０は、タッチパネル２１の裏面と間隔をおいて延在する壁部１２ａを有し、タッチパネル２１と壁部１２ａとの間に、一端側がタッチパネル２１又は連結片３０と結合し他端側が壁部１２ａと結合して閉鎖空間を区画形成する環状の弾性体４０を設ける。
【解決手段】タッチパネル２１と、タッチパネル２１を湾曲振動させる振動部２２と、タッチパネル２１を湾曲振動可能に筐体（支持部材）１０に連結する連結片３０とを備え、連結片３０は、一端側に支持部材１０に固定される固定端部３０ａを有し、他端側にタッチパネル２１の縁部のうち湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部２１ｃに連結される自由端部３０ｂを備え、支持部材１０は、タッチパネル２１の裏面と間隔をおいて延在する壁部１２ａを有し、タッチパネル２１と壁部１２ａとの間に、一端側がタッチパネル２１又は連結片３０と結合し他端側が壁部１２ａと結合して閉鎖空間を区画形成する環状の弾性体４０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関するものである。より詳細には、本発明は、タッチパネルに対する操作入力を検出して、操作感をフィードバックする電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子機器の入力装置として、タッチパネルやタッチパッドなどが広く採用されている。そのような入力装置において、操作者がタッチパネルやタッチパッドなどを操作した際に、タッチパネルやタッチパッドを湾曲振動させることにより、操作者の指先などに操作感をフィードバックするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載の電子機器を分解した外観斜視図である。図７に示すように、特許文献１に記載の電子機器（ディスプレイ装置）は、ディスプレイモニタ１００、パネル固定用フレーム２１０、タッチパネル４００、およびカバー５００を備えている。この電子機器は、タッチパネル４００等の各部品が、上記ディスプレイモニタ１００に対して組付けられることにより構成されている。
【０００４】
特許文献１に記載の電子機器において、ディスプレイモニタ１００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、全体が矩形かつ扁平な形状を有している。ディスプレイモニタ１００は、図示しない制御装置による制御に従って、例えばキーやボタン等のオブジェクトまたは各種の情報などを、その表示面に表示する。このディスプレイモニタ１００の表示面上には、当該モニタ１００とほぼ同じ大きさのタッチパネル４００が位置するように組付けられる。
【０００５】
タッチパネル４００は、例えば透明な樹脂板にマトリクス状のスイッチ回路が形成され、パネル表面が操作者の指先などにより接触されると、その接触位置に応じた検出信号を前記制御装置に出力するように構成されている。つまり、操作者は、タッチパネル４００を通して映し出されるディスプレイモニタ１００の表示に従って当該パネル４００に対して操作を行うことにより、前記電子機器に対して当該表示に応じた各種情報を入力することができる。
【０００６】
この電子機器においては、図７に示すように、タッチパネル４００の裏面側の上辺（図の奥側）および下辺（図の手前側）に沿って、一対の圧電素子（ピエゾ素子）４２０が貼り付けられている。タッチパネル４００が操作者による接触を検出すると、この電子機器は、前記制御装置から圧電素子４２０に駆動信号（電圧）を付与する。この駆動信号を受信すると、圧電素子４２０は伸縮してタッチパネル４００を変形（湾曲）させるため、この電子機器は、タッチパネル４００の操作面に対して振動を発生させることができる。すなわち、上記操作に伴って、タッチパネル４００が振動することにより、操作者は操作感を得ることができるようになっている。
【０００７】
なお、この電子機器において、タッチパネル４００は、パネル固定用フレーム２１０を介して前記ディスプレイモニタ１００に組付けられている。パネル固定用フレーム２１０は、ＡＢＳ等の硬質の樹脂材料から形成されることにより全体が剛性を有した構成となっている。
【０００８】
図７に示すように、パネル固定用フレーム２１０には、前記タッチパネル４００をその四隅において保持するホルダ２２０が組付けられる。図８は、４つのホルダ２２０のうち１つが、タッチパネル４００の隅に取り付けられる様子を示す拡大図である。各ホルダ２２０には、タッチパネル４００の角部を差込み可能なスリット状の差込み部３６０がそれぞれ形成されている。また、図７に示すように、パネル固定用フレーム２１０の周囲側面には、各側面それぞれの端部付近に、ホルダ２２０を固定するための固定孔３２０が設けられている。そして、図８に示すホルダ２２０に形成されたフック３４０ａが、図７に示す各固定孔３２０に差し込まれることにより、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に固定する。
【０００９】
このように、各ホルダ２２０にタッチパネル４００の四隅がそれぞれ差込まれると、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００を四隅で外側から拘束するとともに、厚み方向の両側からも拘束した状態で保持する。したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００が固定されるように配置することができる。
【００１０】
また、ホルダ２２０は、それぞれ、パネル固定用フレーム２１０よりも弾性係数の小さい材料から形成されており、例えばシリコーン系の樹脂またはゴムにより一体成型されている。このように、ホルダ２２０は、タッチパネル４００を安定的に保持する一方で、タッチパネル４００が振動できるように弾性変形可能に構成されている。なお、タッチパネル４００とディスプレイモニタ１００との間には、タッチパネル４００の厚み方向の変位を可能とする隙間が確保される。このため、圧電素子４２０が振動する際に、当該振動に伴うタッチパネル４００の厚み方向の変位が可能となっている。
【００１１】
したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００を振動させる際に、その振動を大きく妨げることがないようになっているため、タッチパネル４００の振動による操作感を良好に確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−４４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネルの振動による操作感を良好に確保することができるとともに、タッチパネルが固定されるように配置することができる。
【００１４】
ところで、特許文献１に記載の電子機器は、例えば車載用ナビゲーションシステムのディスプレイ装置などを想定しており、電子機器そのものの防塵対策および防水対策は特に施されていない。例えば、図７に示す電子機器を組み立てると、タッチパネル４００は、弾性材料のホルダ２２０の差込み部３６０に差し込まれた状態で、つまりホルダ２２０を介して、パネル固定用フレーム２１０に取り付けられる。これは、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に強固に固定してしまうと、圧電素子４２０が振動する際に、タッチパネル４００が厚み方向に変位せず、タッチパネル４００を良好に振動させることができなくなるためである。したがって、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間には、隙間ができることになり、当該隙間から埃や水分が浸入することが多分に想定される。
【００１５】
そこで、特許文献１に記載の電子機器において、防塵対策として、例えば、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間に防塵用クッションなどの部材を挿入することも考えられる。しかしながら、このような防塵用クッションは、ある程度圧縮可能な材質を用いたとしても、圧縮後の厚さの分だけタッチパネルが湾曲する物理的なスペースを奪ってしまうことになる。したがって、このような構造においては、タッチパネルが振動する際の振幅を稼ぐことができないという問題が生じる。
【００１６】
また、特許文献１に示されている電子機器に対して防水を施す場合、外部からの埃や水の浸入を防ぐために、例えば、タッチパネル４００と当該タッチパネル４００の周囲を覆う部材との間を防水テープで固着するという対策が考えられる。例えば図７に示したように、パネル固定用フレーム２１０を介してタッチパネル４００とディスプレイモニタ１００とを組み合わせたものに、さらにカバー５００を装着する場合、カバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着することができる。このようにしてカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着すれば、カバー５００とタッチパネル４００との隙間を埋めることができるため、外部からの水の浸入を防ぐことができる。
【００１７】
しかしながら、このようにカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着してしまうと、タッチパネル４００が振動する際の振幅を稼ぐことができなくなってしまう。このように、タッチパネル装置に防水対策を施すと、同時にタッチパネルを振動させる際の振幅を減殺してしまうという問題がある。
【００１８】
さらに、特許文献１に記載の電子機器において、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に固定しているのは、四隅のホルダ２２０のみである。また、このホルダ２２０は、上述したように、シリコーン系の樹脂またはゴムなどの弾性材料製である。このため、この電子機器は、例えば床に落下するなどして外から強い衝撃が加わると、ホルダ２２０によって固定された部分（例えば差込み部３６０）が衝撃に耐えきれず、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れて剥離してしまうなどの不都合が想定される。
【００１９】
図７に示したように、タッチパネル４００を組付けた後さらにカバー５００を装着する場合は、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れたとしても、タッチパネル４００がカバー５００を経て脱落することはないようにも思われる。しかしながら、このような構成においても、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れると、すなわちタッチパネル４００が剥離すると、カバー５００内部においてタッチパネル４００がずれたり、ぐらついたりするなどの不都合は避けられない。また、上述したように、タッチパネル４００の剥離を防止するために、例えばタッチパネル４００とカバー５００とを頑丈に固定してしまうと、タッチパネル４００が湾曲しにくくなるため、タッチパネル４００を振動させる際の振幅を減殺してしまうという問題がある。
【００２０】
そこで本発明は、圧電素子等によりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、防水、防塵対策を施しつつ、振動の減衰をできるだけ抑えることができる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成する第１の観点に係る電子機器の発明は、
タッチパネルと、
前記タッチパネルを湾曲振動させる振動部と、
前記タッチパネルを湾曲振動可能に支持部材に連結する連結片と、を備えた電子機器であって、
前記連結片は、一端側に前記支持部材に固定される固定端部を有し、他端側に前記タッチパネルの縁部のうち前記湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部に連結される自由端部を備え、
前記支持部材は、前記タッチパネルの裏面と間隔をおいて延在する壁部を有し、
前記タッチパネルと前記壁部との間に、一端側が前記タッチパネル又は連結片と結合し他端側が前記壁部と結合して閉鎖空間を区画形成する環状の弾性体を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る電子機器において、
前記弾性体は、前記タッチパネルの湾曲振動に応じて伸縮する伸縮部を備える、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明よれば、圧電素子等によりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、タッチパネルの振動を極力減衰させることなく、電子機器内への水や埃の入り込みを抑制することができる電子機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子機器の全体を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂに沿う断面図である。
【図４】タッチパネルの周辺に配設される部材について、図２のＣ−Ｃに沿う断面図である。
【図５】タッチパネルの湾曲振動における振動面を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る電子機器に関し、図１のＡ−Ａに準じた位置での断面図である。
【図７】従来の電子機器の構造を説明する図である。
【図８】従来の電子機器の構造を説明する他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電子機器の全体を示す斜視図である。本実施の形態に係る電子機器１は、外観上、上部筐体１１と、下部筐体１２と、タッチパネル２１とを備えている。なお、タッチパネル２１については後述する。
【００２７】
上部筐体１１及び下部筐体１２は、両者が一体に組み合わさることにより、筐体１０を構成する。これら上部筐体１１と下部筐体１２との間は、これらが一体に組み合わされた状態においては、図示は省略するが例えばゴム製のパッキンを介した密閉構造にする等して、適当な防水および防塵の措置がなされている。上部筐体１１及び下部筐体１２は、例えば樹脂製のケースなどとして、ある程度の衝撃に耐えうる素材により構成するのが好適である。なお、以下の説明においては、上部筐体１１と下部筐体１２との組み合わせ構造については、詳細な説明を省略する。
【００２８】
図２は、図１に示す電子機器１につき、図１のＡ−Ａに沿う断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂに沿う断面図であり、図４は、タッチパネルの周辺に配設される部材について、図２のＣ−Ｃに沿う断面図である。図示のように電子機器１は、筐体１０の内部にタッチパネル２１を備えていて、操作領域２１ａが筐体１０から露出している。また、タッチパネル２１は、連結片３０を介して筐体１０に支持されている。さらにタッチパネル２１と、このタッチパネル２１裏面と間隔をおいて対向する筐体１０の壁部との間には、環状の弾性体４０が配設されている。
【００２９】
本実施の形態においてタッチパネル２１は、例えば透明の樹脂材によって形成されている。図４に示す例で、タッチパネル２１は長方形状となっているが、正方形状であってもよい。本明細書において「長方形状」、「正方形状」とは、各辺が直線である場合に限らず、円弧である場合も含むものである。
【００３０】
また本実施の形態においては、図４に示すように、２個の振動部２２が、タッチパネル２１の短辺側の近傍において、その短辺側の縁部２１ｂに沿う向きにほぼ並行に延在していて、例えば両面テープや接着剤等によってタッチパネル２１の裏面に固着されている。
【００３１】
この振動部２２は、所定の振動パターンによる振動を発生させることにより、タッチパネル２１の操作領域２１ａに接触している接触物に対して触感を呈示する。本実施の形態において、振動部２２は、例えば圧電素子であって、例えば図２に例示する回路基板５０上の制御部から供給される駆動信号に基づいて、長手方向に伸縮変位する。これにより、タッチパネル２１を、図１に矢印で示す向き、すなわち、長辺側よりも短辺側が大きく撓む向きに湾曲振動させることができる。
【００３２】
タッチパネル２１は、例えば図２に例示する表示部６０の前面に配置して、表示部６０に表示したオブジェクトに対する操作者の指やスタイラスペン等（以下、単に「接触物」と総称する）による接触を、対応するタッチパネル２１の操作領域において検出する。したがって、本実施の形態において、「タッチパネル」とは、例えばＬＣＤ等とすることができる表示部６０の前面に配置する、すなわち当該表示部６０とは別に設けられる部材を想定して説明する。また、タッチパネル２１は、操作領域２１ａに対する接触物の接触の位置を検出し、当該検出した接触の位置を、例えば上述した回路基板５０上の制御部に通知する。
【００３３】
このタッチパネル２１は、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の公知の方式のもので構成されたタッチパネルを用いることができる。なお、タッチパネル２１が接触物による接触を検出する上で、接触物がタッチパネル２１に物理的に触れることは必須ではない。例えば、タッチパネル２１が光学式である場合は、タッチパネル２１は当該タッチパネル２１上の赤外線が接触物で遮られた位置を検出するため、接触物がタッチパネル２１に触れることは不要である。
【００３４】
上述した表示部６０は、例えばキーのような押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）等のオブジェクトを画像で表示する。このオブジェクトは、タッチパネル２１の操作領域２１ａ上において接触すべき領域を操作者に示唆する画像である。また、押しボタンスイッチとは、操作者が入力の操作に用いるボタンやキー等（以下、単に「キー等」と総称する）である。この表示部６０は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤ）や有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成される。なお本明細書においては、表示関連の事項については、詳細な説明を省略する。
【００３５】
また連結片３０は、図２に示すように、一端側が上部筐体１１に固定される固定端部３０ａであって、他端側が自由端部３０ｂとなる片持ち支持構造となっている。本実施の形態において連結片３０は、例えば金属製の板であって、固定端部３０ａに対して自由端部３０ｂを撓ませることができる。図示の例では、連結片３０に孔３０ｃ（図４参照）を設けて、ねじ３１によって上部筐体１１に固定しているが、両面テープや接着剤によって両者を固着させてもよいし、インサート成型によって接合してもよい。
【００３６】
上述した連結片３０の自由端部３０ｂは、タッチパネル２１の縁部のうち、湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部と、防水テープ７０を介して連結する。これにより、連結片３０とタッチパネル２１との間からの水の浸入や埃の入り込みを阻止することができる。ここで湾曲振動の「振動面」とは、図５に示すように、タッチパネル２１が湾曲振動する際に、振幅の変動する向きに沿う面を示す。すなわち、図１に示すように、タッチパネル２１が長辺側よりも短辺側が大きく撓む向きに湾曲振動する場合には、湾曲振動の振動面に対して直交する向きとは、図４に示すタッチパネル２１の長辺側の縁部２１ｃに沿う向きとなる。また、振動部２２に圧電素子を用いる場合においては、当該圧電素子の延在する向きと直交する向きが、湾曲振動の振動面に対して直交する向きとなる。本実施の形態においては、図２、図４に示すように、２つの連結片３０のそれぞれの自由端部３０ｂが、タッチパネル２１の各長辺側の縁部２１ｃに連結されていている。これにより、上部筐体１１に対してタッチパネル２１を所期する位置に保持することができる。この場合、湾曲振動時に大きく振幅するタッチパネル２１の短辺側の縁部２１ｂは、上部筐体１１に直接連結されていないので、湾曲振動を妨げることがない。一方、タッチパネル２１の長辺側の縁部２１ｃは、連結片３０を介して上部筐体１１に連結されているものの、長辺側の縁部２１ｃの振幅量は小さいので、湾曲振動の減衰を極力抑えることができる。さらに、自由端部３０ｂは固定端部３０ａに対して撓むため、より湾曲振動の減衰を抑えることができる。
【００３７】
さらに、図２、図３に示すようにタッチパネル２１の裏面には、弾性体４０が設けられている。弾性体４０は、水は浸透させず、しかもある程度の弾性を有することが必要であって、このようなものとしては、例えばシリコーンゴムが挙げられる。ここで弾性体４０は、図２〜４に示すように、タッチパネル２１側に位置する基部４０ａと、基部４０ａから垂下される周壁４０ｂと、周壁４０ｂの垂下端部に設けられた足部４０ｃとからなり、それら基部４０ａ、周壁４０ｂ、足部４０ｃは、いずれもタッチパネル２１の外周に沿う環状となっている。また本実施の形態において基部４０ａは、タッチパネル２１の長辺側の縁部２１ｃの中間部においては、図２に示すように連結片３０と、例えば接着剤や一体成型等によって水密に結合している。また、基部４０ａのうち連結片３０との連結部位を除いた部位は、図３に示すように、上述した防水テープ７０によって、タッチパネル２１と結合している。すなわち、本実施の形態においては、基部４０ａの厚さを、図３に示すタッチパネル２１と連結する部位に対して、図２に示す連結片３０と連結する部位では連結片３０の分だけ薄くしている。また防水テープ７０の形状を、タッチパネル２１の外周に沿う環状としている。これにより、タッチパネル２１と弾性体４０とは、タッチパネル２１の全周に亘って水密に連結することができる。
【００３８】
一方、タッチパネル２１裏面と間隔をおいて対向する筐体１０の壁部、すなわち図２、図３に示す例において下部筐体１２の壁部１２ａは、環状の溝１２ｂを備えている。そして溝１２ｂに弾性体４０の足部４０ｃを嵌合させて、周壁４０ｂによって取り囲まれる内側に閉鎖空間Ｓを区画形成している。これにより、閉鎖空間Ｓ内への水の浸入や埃の入り込みを阻止することができる。なお、足部４０ｃと壁部１２ａとの結合は、例えば接着剤や防水テープによるものでもよい。
【００３９】
また、タッチパネル２１の表面には、そのタッチパネル２１の外周に沿う環状の防塵部材８０が設けられている。防塵部材８０は、タッチパネル２１の操作領域２１ａからの埃や塵が電子機器１の内部に侵入することを防止するものである。防塵部材８０としては、タッチパネル２１の振動を極力妨げないように、例えばスポンジ等の発泡材や硬度の低い非発泡材が用いられる。
【００４０】
上記のように構成される本実施の形態における電子機器１は、例えばＬＣＤ等の表示部６０にキー等を表示させることで、操作領域２１ａを通してそのキー等が視認される。ここで操作者が、接触物によって、キー等が視認される部位の操作領域２１ａに触れると、振動部２２が作用して、タッチパネル２１が、図１に矢印で示す、長辺側よりも短辺側が大きく撓む向きに湾曲振動する。ここでタッチパネル２１は、湾曲振動の振幅量が少ない長辺側の縁部２１ｃで支持されており、しかもタッチパネル２１と連結する連結片３０は、上部筐体１１に対して撓むことができるので、湾曲振動の減衰を極力抑えることができる。これにより、操作領域２１ａに触れている接触物に対して、例えば押しボタンスイッチを押した如き触感を確実に呈示することができる。ここで、タッチパネル２１の裏面に取り付けられている弾性体４０は、その材質上、湾曲振動に伴って伸縮することができるので、湾曲振動をほとんど阻害することがない。さらに、タッチパネル２１、連結片３０、及び上部筐体１１との間は、上述した防水テープやねじ等によって結合されているので、タッチパネル２１が電子機器１から剥離するおそれを十分に排除することができる。加えて本実施の形態においては、回路基板５０及び表示部６０を閉鎖空間Ｓ内に載置しているので、これら回路基板５０及び表示部６０に対して十分な防塵、防水効果を施すことができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、振動部２２は２個に限られず、所要の湾曲振動の振幅に応じて任意の個数とすることができる。
【００４２】
また、図６に示すように、弾性体４０の周壁４０ｂに蛇腹状の伸縮部４０ｄを設ける場合は、弾性体４０の材質そのものの伸縮だけでなく、伸縮部４０ｄの形状によっても伸縮するので、タッチパネル２１の湾曲振動の減衰をさらに抑制することができる。
【００４３】
そして本実施の形態においては、上述した上部筐体１１及び下部筐体１２で構成される筐体１０が「支持部材」を構成するものであって、当該支持部材は、ディスプレイなどの表示部や制御部等を構成する基板などを含まないものとして説明した。しかしながら、本発明において、「支持部材」は上部筐体１１及び下部筐体１２に限定されず、例えば、表示部６０、回路基板５０など、種々の部材を支持部材とすることもできる。
【００４４】
また、本発明は、タッチパネル２１と連結する連結片３０及び弾性体４０を中心に特徴を有するものであり、その他の構成要素については、本明細書において説明した以外にも、種々の構成を採用することができる。例えば、上述した各実施の形態においては、タッチパネル２１の裏側に配置した表示部６０にオブジェクトを表示してタッチパネル２１が操作者の接触を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば表示部６０を有さずに、タッチパネルの操作領域２１ａ上にオブジェクトがインクなどにより直接印刷されているような態様を想定することもできる。
【００４５】
そして、上記実施の形態では、タッチパネル２１を用いて、当該タッチパネル２１の操作領域２１ａに対する接触を検出した。すなわち、上記実施の形態において、「タッチパネル２１」は、いわゆるタッチセンサのような部材を想定して説明した。しかしながら、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、操作者の指やスタイラスペンなどの接触物により接触されるものであれば任意のものとすることができる。
【００４６】
例えば、本発明による電子機器に用いるタッチパネル２１は、操作領域２１ａに対する接触物の接触の位置を検出しない（つまりセンシング機能を有さない）、単なる「パネル」のような部材とすることもできる。このような構成の電子機器においては、例えば、押圧の荷重を検出する荷重検出部をさらに設けることにより、所定の押圧荷重の基準を満たした場合に、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することができる。このような荷重検出部は、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネルに設けたものとして構成することができる。
【００４７】
また、上記実施の形態では、タッチパネル２１を用いて、当該タッチパネルの操作領域２１ａに対する接触を検出した。しかしながら、タッチパネルに対する押圧の荷重を検出して、所定の押圧荷重の基準が満たされた場合に、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することもできる。このような荷重の検出を行う場合、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネルに設けて、押圧によるタッチパネルの歪みを検出することにより、当該歪みからタッチパネル対する押圧の荷重を算出するなどの構成を想定することができる。
【００４８】
このような荷重の検出は、タッチパネルにおける接触検出方式に応じて各種の構成を想定することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積による抵抗変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できれば、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できる場合も、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。
【００４９】
また、振動部２２は、タッチパネル２１の全面に透明圧電素子を設けて構成したり、偏心モータを駆動信号の１周期で１回転させるようにして構成したり、することもできる。さらに、荷重検出部および振動部は、圧電素子を用いて構成する場合に、圧電素子を共用して荷重検出部兼振動部を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電力を発生し、電力が加えられると変形するためである。
【００５０】
また、上述したように、振動部２２は、荷重検出部も兼ねる圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が所定の基準を満たした際に、当該圧電素子等を駆動させて振動を発生するようにもできる。ここで、圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際とは、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、圧電素子の出力に基づいて触感を呈示する基準値が検出された際でもよい。
【００５１】
上述した実施の形態においては、タッチパネル２１を表示部の上面に重ねて配置した構成を想定して説明した。本発明による電子機器は、このような構成にすることは必須ではなく、タッチパネルと表示部とを離間した構成にすることもできる。しかしながら、タッチパネルを表示部の上面に重ねて配置した構成とする方が、表示される画像と発生する振動との対応関係を、操作者に容易に認識させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態の説明における表示部およびタッチパネルは、表示部と接触検出部との両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されるようにしてもよい。このように表示部と接触検出部との両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものを挙げることができる。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することによって、タッチ位置を検出することができる。
【００５３】
なお、振動部２２は、振動モータ（偏心モータ）などに基づいて電子機器を振動させることにより、タッチパネルを間接的に振動させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ 電子機器
１０ 筐体（支持部材）
１１ 上部筐体
１２ 下部筐体
１２ａ 壁部
１２ｂ 溝
２１ タッチパネル
２１ａ 操作領域
２１ｂ タッチパネルの短辺側の縁部
２１ｃ タッチパネルの長辺側の縁部
２２ 振動部
３０ 連結片
３０ａ 固定端部
３０ｂ 自由端部
４０ 弾性体
４０ａ 基部
４０ｂ 周壁
４０ｃ 足部
４０ｄ 伸縮部
５０ 回路基板
６０ 表示部
Ｓ 閉鎖空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関するものである。より詳細には、本発明は、タッチパネルに対する操作入力を検出して、操作感をフィードバックする電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子機器の入力装置として、タッチパネルやタッチパッドなどが広く採用されている。そのような入力装置において、操作者がタッチパネルやタッチパッドなどを操作した際に、タッチパネルやタッチパッドを湾曲振動させることにより、操作者の指先などに操作感をフィードバックするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載の電子機器を分解した外観斜視図である。図７に示すように、特許文献１に記載の電子機器（ディスプレイ装置）は、ディスプレイモニタ１００、パネル固定用フレーム２１０、タッチパネル４００、およびカバー５００を備えている。この電子機器は、タッチパネル４００等の各部品が、上記ディスプレイモニタ１００に対して組付けられることにより構成されている。
【０００４】
特許文献１に記載の電子機器において、ディスプレイモニタ１００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、全体が矩形かつ扁平な形状を有している。ディスプレイモニタ１００は、図示しない制御装置による制御に従って、例えばキーやボタン等のオブジェクトまたは各種の情報などを、その表示面に表示する。このディスプレイモニタ１００の表示面上には、当該モニタ１００とほぼ同じ大きさのタッチパネル４００が位置するように組付けられる。
【０００５】
タッチパネル４００は、例えば透明な樹脂板にマトリクス状のスイッチ回路が形成され、パネル表面が操作者の指先などにより接触されると、その接触位置に応じた検出信号を前記制御装置に出力するように構成されている。つまり、操作者は、タッチパネル４００を通して映し出されるディスプレイモニタ１００の表示に従って当該パネル４００に対して操作を行うことにより、前記電子機器に対して当該表示に応じた各種情報を入力することができる。
【０００６】
この電子機器においては、図７に示すように、タッチパネル４００の裏面側の上辺（図の奥側）および下辺（図の手前側）に沿って、一対の圧電素子（ピエゾ素子）４２０が貼り付けられている。タッチパネル４００が操作者による接触を検出すると、この電子機器は、前記制御装置から圧電素子４２０に駆動信号（電圧）を付与する。この駆動信号を受信すると、圧電素子４２０は伸縮してタッチパネル４００を変形（湾曲）させるため、この電子機器は、タッチパネル４００の操作面に対して振動を発生させることができる。すなわち、上記操作に伴って、タッチパネル４００が振動することにより、操作者は操作感を得ることができるようになっている。
【０００７】
なお、この電子機器において、タッチパネル４００は、パネル固定用フレーム２１０を介して前記ディスプレイモニタ１００に組付けられている。パネル固定用フレーム２１０は、ＡＢＳ等の硬質の樹脂材料から形成されることにより全体が剛性を有した構成となっている。
【０００８】
図７に示すように、パネル固定用フレーム２１０には、前記タッチパネル４００をその四隅において保持するホルダ２２０が組付けられる。図８は、４つのホルダ２２０のうち１つが、タッチパネル４００の隅に取り付けられる様子を示す拡大図である。各ホルダ２２０には、タッチパネル４００の角部を差込み可能なスリット状の差込み部３６０がそれぞれ形成されている。また、図７に示すように、パネル固定用フレーム２１０の周囲側面には、各側面それぞれの端部付近に、ホルダ２２０を固定するための固定孔３２０が設けられている。そして、図８に示すホルダ２２０に形成されたフック３４０ａが、図７に示す各固定孔３２０に差し込まれることにより、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に固定する。
【０００９】
このように、各ホルダ２２０にタッチパネル４００の四隅がそれぞれ差込まれると、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００を四隅で外側から拘束するとともに、厚み方向の両側からも拘束した状態で保持する。したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００が固定されるように配置することができる。
【００１０】
また、ホルダ２２０は、それぞれ、パネル固定用フレーム２１０よりも弾性係数の小さい材料から形成されており、例えばシリコーン系の樹脂またはゴムにより一体成型されている。このように、ホルダ２２０は、タッチパネル４００を安定的に保持する一方で、タッチパネル４００が振動できるように弾性変形可能に構成されている。なお、タッチパネル４００とディスプレイモニタ１００との間には、タッチパネル４００の厚み方向の変位を可能とする隙間が確保される。このため、圧電素子４２０が振動する際に、当該振動に伴うタッチパネル４００の厚み方向の変位が可能となっている。
【００１１】
したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００を振動させる際に、その振動を大きく妨げることがないようになっているため、タッチパネル４００の振動による操作感を良好に確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−４４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネルの振動による操作感を良好に確保することができるとともに、タッチパネルが固定されるように配置することができる。
【００１４】
ところで、特許文献１に記載の電子機器は、例えば車載用ナビゲーションシステムのディスプレイ装置などを想定しており、電子機器そのものの防塵対策および防水対策は特に施されていない。例えば、図７に示す電子機器を組み立てると、タッチパネル４００は、弾性材料のホルダ２２０の差込み部３６０に差し込まれた状態で、つまりホルダ２２０を介して、パネル固定用フレーム２１０に取り付けられる。これは、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に強固に固定してしまうと、圧電素子４２０が振動する際に、タッチパネル４００が厚み方向に変位せず、タッチパネル４００を良好に振動させることができなくなるためである。したがって、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間には、隙間ができることになり、当該隙間から埃や水分が浸入することが多分に想定される。
【００１５】
そこで、特許文献１に記載の電子機器において、防塵対策として、例えば、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間に防塵用クッションなどの部材を挿入することも考えられる。しかしながら、このような防塵用クッションは、ある程度圧縮可能な材質を用いたとしても、圧縮後の厚さの分だけタッチパネルが湾曲する物理的なスペースを奪ってしまうことになる。したがって、このような構造においては、タッチパネルが振動する際の振幅を稼ぐことができないという問題が生じる。
【００１６】
また、特許文献１に示されている電子機器に対して防水を施す場合、外部からの埃や水の浸入を防ぐために、例えば、タッチパネル４００と当該タッチパネル４００の周囲を覆う部材との間を防水テープで固着するという対策が考えられる。例えば図７に示したように、パネル固定用フレーム２１０を介してタッチパネル４００とディスプレイモニタ１００とを組み合わせたものに、さらにカバー５００を装着する場合、カバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着することができる。このようにしてカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着すれば、カバー５００とタッチパネル４００との隙間を埋めることができるため、外部からの水の浸入を防ぐことができる。
【００１７】
しかしながら、このようにカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着してしまうと、タッチパネル４００が振動する際の振幅を稼ぐことができなくなってしまう。このように、タッチパネル装置に防水対策を施すと、同時にタッチパネルを振動させる際の振幅を減殺してしまうという問題がある。
【００１８】
さらに、特許文献１に記載の電子機器において、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に固定しているのは、四隅のホルダ２２０のみである。また、このホルダ２２０は、上述したように、シリコーン系の樹脂またはゴムなどの弾性材料製である。このため、この電子機器は、例えば床に落下するなどして外から強い衝撃が加わると、ホルダ２２０によって固定された部分（例えば差込み部３６０）が衝撃に耐えきれず、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れて剥離してしまうなどの不都合が想定される。
【００１９】
図７に示したように、タッチパネル４００を組付けた後さらにカバー５００を装着する場合は、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れたとしても、タッチパネル４００がカバー５００を経て脱落することはないようにも思われる。しかしながら、このような構成においても、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れると、すなわちタッチパネル４００が剥離すると、カバー５００内部においてタッチパネル４００がずれたり、ぐらついたりするなどの不都合は避けられない。また、上述したように、タッチパネル４００の剥離を防止するために、例えばタッチパネル４００とカバー５００とを頑丈に固定してしまうと、タッチパネル４００が湾曲しにくくなるため、タッチパネル４００を振動させる際の振幅を減殺してしまうという問題がある。
【００２０】
そこで本発明は、圧電素子等によりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、防水、防塵対策を施しつつ、振動の減衰をできるだけ抑えることができる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成する第１の観点に係る電子機器の発明は、
タッチパネルと、
前記タッチパネルを湾曲振動させる振動部と、
前記タッチパネルを湾曲振動可能に支持部材に連結する連結片と、を備えた電子機器であって、
前記連結片は、一端側に前記支持部材に固定される固定端部を有し、他端側に前記タッチパネルの縁部のうち前記湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部に連結される自由端部を備え、
前記支持部材は、前記タッチパネルの裏面と間隔をおいて延在する壁部を有し、
前記タッチパネルと前記壁部との間に、一端側が前記タッチパネル又は連結片と結合し他端側が前記壁部と結合して閉鎖空間を区画形成する環状の弾性体を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る電子機器において、
前記弾性体は、前記タッチパネルの湾曲振動に応じて伸縮する伸縮部を備える、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明よれば、圧電素子等によりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、タッチパネルの振動を極力減衰させることなく、電子機器内への水や埃の入り込みを抑制することができる電子機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子機器の全体を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂに沿う断面図である。
【図４】タッチパネルの周辺に配設される部材について、図２のＣ−Ｃに沿う断面図である。
【図５】タッチパネルの湾曲振動における振動面を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る電子機器に関し、図１のＡ−Ａに準じた位置での断面図である。
【図７】従来の電子機器の構造を説明する図である。
【図８】従来の電子機器の構造を説明する他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電子機器の全体を示す斜視図である。本実施の形態に係る電子機器１は、外観上、上部筐体１１と、下部筐体１２と、タッチパネル２１とを備えている。なお、タッチパネル２１については後述する。
【００２７】
上部筐体１１及び下部筐体１２は、両者が一体に組み合わさることにより、筐体１０を構成する。これら上部筐体１１と下部筐体１２との間は、これらが一体に組み合わされた状態においては、図示は省略するが例えばゴム製のパッキンを介した密閉構造にする等して、適当な防水および防塵の措置がなされている。上部筐体１１及び下部筐体１２は、例えば樹脂製のケースなどとして、ある程度の衝撃に耐えうる素材により構成するのが好適である。なお、以下の説明においては、上部筐体１１と下部筐体１２との組み合わせ構造については、詳細な説明を省略する。
【００２８】
図２は、図１に示す電子機器１につき、図１のＡ−Ａに沿う断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂに沿う断面図であり、図４は、タッチパネルの周辺に配設される部材について、図２のＣ−Ｃに沿う断面図である。図示のように電子機器１は、筐体１０の内部にタッチパネル２１を備えていて、操作領域２１ａが筐体１０から露出している。また、タッチパネル２１は、連結片３０を介して筐体１０に支持されている。さらにタッチパネル２１と、このタッチパネル２１裏面と間隔をおいて対向する筐体１０の壁部との間には、環状の弾性体４０が配設されている。
【００２９】
本実施の形態においてタッチパネル２１は、例えば透明の樹脂材によって形成されている。図４に示す例で、タッチパネル２１は長方形状となっているが、正方形状であってもよい。本明細書において「長方形状」、「正方形状」とは、各辺が直線である場合に限らず、円弧である場合も含むものである。
【００３０】
また本実施の形態においては、図４に示すように、２個の振動部２２が、タッチパネル２１の短辺側の近傍において、その短辺側の縁部２１ｂに沿う向きにほぼ並行に延在していて、例えば両面テープや接着剤等によってタッチパネル２１の裏面に固着されている。
【００３１】
この振動部２２は、所定の振動パターンによる振動を発生させることにより、タッチパネル２１の操作領域２１ａに接触している接触物に対して触感を呈示する。本実施の形態において、振動部２２は、例えば圧電素子であって、例えば図２に例示する回路基板５０上の制御部から供給される駆動信号に基づいて、長手方向に伸縮変位する。これにより、タッチパネル２１を、図１に矢印で示す向き、すなわち、長辺側よりも短辺側が大きく撓む向きに湾曲振動させることができる。
【００３２】
タッチパネル２１は、例えば図２に例示する表示部６０の前面に配置して、表示部６０に表示したオブジェクトに対する操作者の指やスタイラスペン等（以下、単に「接触物」と総称する）による接触を、対応するタッチパネル２１の操作領域において検出する。したがって、本実施の形態において、「タッチパネル」とは、例えばＬＣＤ等とすることができる表示部６０の前面に配置する、すなわち当該表示部６０とは別に設けられる部材を想定して説明する。また、タッチパネル２１は、操作領域２１ａに対する接触物の接触の位置を検出し、当該検出した接触の位置を、例えば上述した回路基板５０上の制御部に通知する。
【００３３】
このタッチパネル２１は、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の公知の方式のもので構成されたタッチパネルを用いることができる。なお、タッチパネル２１が接触物による接触を検出する上で、接触物がタッチパネル２１に物理的に触れることは必須ではない。例えば、タッチパネル２１が光学式である場合は、タッチパネル２１は当該タッチパネル２１上の赤外線が接触物で遮られた位置を検出するため、接触物がタッチパネル２１に触れることは不要である。
【００３４】
上述した表示部６０は、例えばキーのような押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）等のオブジェクトを画像で表示する。このオブジェクトは、タッチパネル２１の操作領域２１ａ上において接触すべき領域を操作者に示唆する画像である。また、押しボタンスイッチとは、操作者が入力の操作に用いるボタンやキー等（以下、単に「キー等」と総称する）である。この表示部６０は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤ）や有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成される。なお本明細書においては、表示関連の事項については、詳細な説明を省略する。
【００３５】
また連結片３０は、図２に示すように、一端側が上部筐体１１に固定される固定端部３０ａであって、他端側が自由端部３０ｂとなる片持ち支持構造となっている。本実施の形態において連結片３０は、例えば金属製の板であって、固定端部３０ａに対して自由端部３０ｂを撓ませることができる。図示の例では、連結片３０に孔３０ｃ（図４参照）を設けて、ねじ３１によって上部筐体１１に固定しているが、両面テープや接着剤によって両者を固着させてもよいし、インサート成型によって接合してもよい。
【００３６】
上述した連結片３０の自由端部３０ｂは、タッチパネル２１の縁部のうち、湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部と、防水テープ７０を介して連結する。これにより、連結片３０とタッチパネル２１との間からの水の浸入や埃の入り込みを阻止することができる。ここで湾曲振動の「振動面」とは、図５に示すように、タッチパネル２１が湾曲振動する際に、振幅の変動する向きに沿う面を示す。すなわち、図１に示すように、タッチパネル２１が長辺側よりも短辺側が大きく撓む向きに湾曲振動する場合には、湾曲振動の振動面に対して直交する向きとは、図４に示すタッチパネル２１の長辺側の縁部２１ｃに沿う向きとなる。また、振動部２２に圧電素子を用いる場合においては、当該圧電素子の延在する向きと直交する向きが、湾曲振動の振動面に対して直交する向きとなる。本実施の形態においては、図２、図４に示すように、２つの連結片３０のそれぞれの自由端部３０ｂが、タッチパネル２１の各長辺側の縁部２１ｃに連結されていている。これにより、上部筐体１１に対してタッチパネル２１を所期する位置に保持することができる。この場合、湾曲振動時に大きく振幅するタッチパネル２１の短辺側の縁部２１ｂは、上部筐体１１に直接連結されていないので、湾曲振動を妨げることがない。一方、タッチパネル２１の長辺側の縁部２１ｃは、連結片３０を介して上部筐体１１に連結されているものの、長辺側の縁部２１ｃの振幅量は小さいので、湾曲振動の減衰を極力抑えることができる。さらに、自由端部３０ｂは固定端部３０ａに対して撓むため、より湾曲振動の減衰を抑えることができる。
【００３７】
さらに、図２、図３に示すようにタッチパネル２１の裏面には、弾性体４０が設けられている。弾性体４０は、水は浸透させず、しかもある程度の弾性を有することが必要であって、このようなものとしては、例えばシリコーンゴムが挙げられる。ここで弾性体４０は、図２〜４に示すように、タッチパネル２１側に位置する基部４０ａと、基部４０ａから垂下される周壁４０ｂと、周壁４０ｂの垂下端部に設けられた足部４０ｃとからなり、それら基部４０ａ、周壁４０ｂ、足部４０ｃは、いずれもタッチパネル２１の外周に沿う環状となっている。また本実施の形態において基部４０ａは、タッチパネル２１の長辺側の縁部２１ｃの中間部においては、図２に示すように連結片３０と、例えば接着剤や一体成型等によって水密に結合している。また、基部４０ａのうち連結片３０との連結部位を除いた部位は、図３に示すように、上述した防水テープ７０によって、タッチパネル２１と結合している。すなわち、本実施の形態においては、基部４０ａの厚さを、図３に示すタッチパネル２１と連結する部位に対して、図２に示す連結片３０と連結する部位では連結片３０の分だけ薄くしている。また防水テープ７０の形状を、タッチパネル２１の外周に沿う環状としている。これにより、タッチパネル２１と弾性体４０とは、タッチパネル２１の全周に亘って水密に連結することができる。
【００３８】
一方、タッチパネル２１裏面と間隔をおいて対向する筐体１０の壁部、すなわち図２、図３に示す例において下部筐体１２の壁部１２ａは、環状の溝１２ｂを備えている。そして溝１２ｂに弾性体４０の足部４０ｃを嵌合させて、周壁４０ｂによって取り囲まれる内側に閉鎖空間Ｓを区画形成している。これにより、閉鎖空間Ｓ内への水の浸入や埃の入り込みを阻止することができる。なお、足部４０ｃと壁部１２ａとの結合は、例えば接着剤や防水テープによるものでもよい。
【００３９】
また、タッチパネル２１の表面には、そのタッチパネル２１の外周に沿う環状の防塵部材８０が設けられている。防塵部材８０は、タッチパネル２１の操作領域２１ａからの埃や塵が電子機器１の内部に侵入することを防止するものである。防塵部材８０としては、タッチパネル２１の振動を極力妨げないように、例えばスポンジ等の発泡材や硬度の低い非発泡材が用いられる。
【００４０】
上記のように構成される本実施の形態における電子機器１は、例えばＬＣＤ等の表示部６０にキー等を表示させることで、操作領域２１ａを通してそのキー等が視認される。ここで操作者が、接触物によって、キー等が視認される部位の操作領域２１ａに触れると、振動部２２が作用して、タッチパネル２１が、図１に矢印で示す、長辺側よりも短辺側が大きく撓む向きに湾曲振動する。ここでタッチパネル２１は、湾曲振動の振幅量が少ない長辺側の縁部２１ｃで支持されており、しかもタッチパネル２１と連結する連結片３０は、上部筐体１１に対して撓むことができるので、湾曲振動の減衰を極力抑えることができる。これにより、操作領域２１ａに触れている接触物に対して、例えば押しボタンスイッチを押した如き触感を確実に呈示することができる。ここで、タッチパネル２１の裏面に取り付けられている弾性体４０は、その材質上、湾曲振動に伴って伸縮することができるので、湾曲振動をほとんど阻害することがない。さらに、タッチパネル２１、連結片３０、及び上部筐体１１との間は、上述した防水テープやねじ等によって結合されているので、タッチパネル２１が電子機器１から剥離するおそれを十分に排除することができる。加えて本実施の形態においては、回路基板５０及び表示部６０を閉鎖空間Ｓ内に載置しているので、これら回路基板５０及び表示部６０に対して十分な防塵、防水効果を施すことができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、振動部２２は２個に限られず、所要の湾曲振動の振幅に応じて任意の個数とすることができる。
【００４２】
また、図６に示すように、弾性体４０の周壁４０ｂに蛇腹状の伸縮部４０ｄを設ける場合は、弾性体４０の材質そのものの伸縮だけでなく、伸縮部４０ｄの形状によっても伸縮するので、タッチパネル２１の湾曲振動の減衰をさらに抑制することができる。
【００４３】
そして本実施の形態においては、上述した上部筐体１１及び下部筐体１２で構成される筐体１０が「支持部材」を構成するものであって、当該支持部材は、ディスプレイなどの表示部や制御部等を構成する基板などを含まないものとして説明した。しかしながら、本発明において、「支持部材」は上部筐体１１及び下部筐体１２に限定されず、例えば、表示部６０、回路基板５０など、種々の部材を支持部材とすることもできる。
【００４４】
また、本発明は、タッチパネル２１と連結する連結片３０及び弾性体４０を中心に特徴を有するものであり、その他の構成要素については、本明細書において説明した以外にも、種々の構成を採用することができる。例えば、上述した各実施の形態においては、タッチパネル２１の裏側に配置した表示部６０にオブジェクトを表示してタッチパネル２１が操作者の接触を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば表示部６０を有さずに、タッチパネルの操作領域２１ａ上にオブジェクトがインクなどにより直接印刷されているような態様を想定することもできる。
【００４５】
そして、上記実施の形態では、タッチパネル２１を用いて、当該タッチパネル２１の操作領域２１ａに対する接触を検出した。すなわち、上記実施の形態において、「タッチパネル２１」は、いわゆるタッチセンサのような部材を想定して説明した。しかしながら、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、操作者の指やスタイラスペンなどの接触物により接触されるものであれば任意のものとすることができる。
【００４６】
例えば、本発明による電子機器に用いるタッチパネル２１は、操作領域２１ａに対する接触物の接触の位置を検出しない（つまりセンシング機能を有さない）、単なる「パネル」のような部材とすることもできる。このような構成の電子機器においては、例えば、押圧の荷重を検出する荷重検出部をさらに設けることにより、所定の押圧荷重の基準を満たした場合に、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することができる。このような荷重検出部は、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネルに設けたものとして構成することができる。
【００４７】
また、上記実施の形態では、タッチパネル２１を用いて、当該タッチパネルの操作領域２１ａに対する接触を検出した。しかしながら、タッチパネルに対する押圧の荷重を検出して、所定の押圧荷重の基準が満たされた場合に、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することもできる。このような荷重の検出を行う場合、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネルに設けて、押圧によるタッチパネルの歪みを検出することにより、当該歪みからタッチパネル対する押圧の荷重を算出するなどの構成を想定することができる。
【００４８】
このような荷重の検出は、タッチパネルにおける接触検出方式に応じて各種の構成を想定することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積による抵抗変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できれば、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できる場合も、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。
【００４９】
また、振動部２２は、タッチパネル２１の全面に透明圧電素子を設けて構成したり、偏心モータを駆動信号の１周期で１回転させるようにして構成したり、することもできる。さらに、荷重検出部および振動部は、圧電素子を用いて構成する場合に、圧電素子を共用して荷重検出部兼振動部を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電力を発生し、電力が加えられると変形するためである。
【００５０】
また、上述したように、振動部２２は、荷重検出部も兼ねる圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が所定の基準を満たした際に、当該圧電素子等を駆動させて振動を発生するようにもできる。ここで、圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際とは、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、圧電素子の出力に基づいて触感を呈示する基準値が検出された際でもよい。
【００５１】
上述した実施の形態においては、タッチパネル２１を表示部の上面に重ねて配置した構成を想定して説明した。本発明による電子機器は、このような構成にすることは必須ではなく、タッチパネルと表示部とを離間した構成にすることもできる。しかしながら、タッチパネルを表示部の上面に重ねて配置した構成とする方が、表示される画像と発生する振動との対応関係を、操作者に容易に認識させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態の説明における表示部およびタッチパネルは、表示部と接触検出部との両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されるようにしてもよい。このように表示部と接触検出部との両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものを挙げることができる。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することによって、タッチ位置を検出することができる。
【００５３】
なお、振動部２２は、振動モータ（偏心モータ）などに基づいて電子機器を振動させることにより、タッチパネルを間接的に振動させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ 電子機器
１０ 筐体（支持部材）
１１ 上部筐体
１２ 下部筐体
１２ａ 壁部
１２ｂ 溝
２１ タッチパネル
２１ａ 操作領域
２１ｂ タッチパネルの短辺側の縁部
２１ｃ タッチパネルの長辺側の縁部
２２ 振動部
３０ 連結片
３０ａ 固定端部
３０ｂ 自由端部
４０ 弾性体
４０ａ 基部
４０ｂ 周壁
４０ｃ 足部
４０ｄ 伸縮部
５０ 回路基板
６０ 表示部
Ｓ 閉鎖空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルと、
前記タッチパネルを湾曲振動させる振動部と、
前記タッチパネルを湾曲振動可能に支持部材に連結する連結片と、を備えた電子機器であって、
前記連結片は、一端側に前記支持部材に固定される固定端部を有し、他端側に前記タッチパネルの縁部のうち前記湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部に連結される自由端部を備え、
前記支持部材は、前記タッチパネルの裏面と間隔をおいて延在する壁部を有し、
前記タッチパネルと前記壁部との間に、一端側が前記タッチパネル又は連結片と結合し他端側が前記壁部と結合して閉鎖空間を区画形成する環状の弾性体を設けたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記弾性体は、前記タッチパネルの湾曲振動に応じて伸縮する伸縮部を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項１】
タッチパネルと、
前記タッチパネルを湾曲振動させる振動部と、
前記タッチパネルを湾曲振動可能に支持部材に連結する連結片と、を備えた電子機器であって、
前記連結片は、一端側に前記支持部材に固定される固定端部を有し、他端側に前記タッチパネルの縁部のうち前記湾曲振動の振動面に対して直交する向きに延在する縁部に連結される自由端部を備え、
前記支持部材は、前記タッチパネルの裏面と間隔をおいて延在する壁部を有し、
前記タッチパネルと前記壁部との間に、一端側が前記タッチパネル又は連結片と結合し他端側が前記壁部と結合して閉鎖空間を区画形成する環状の弾性体を設けたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記弾性体は、前記タッチパネルの湾曲振動に応じて伸縮する伸縮部を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８１７７２（Ｐ２０１２−１８１７７２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５６２９（Ｐ２０１１−４５６２９）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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