JPWO2014132629A1 - 触感呈示装置 - Google Patents

Abstract

パネルを効率よく振動させて操作者に好適に触感を呈示することができ、かつ、防水機能又は防塵機能を有する触感呈示装置を提供する。触感呈示装置は、パネルと、前記パネルを振動させることにより触感を呈示する触感呈示部と、筐体と、前記パネルと前記筐体との間に配設され、前記筐体外部から前記筐体内部への塵又は水の侵入を抑制するための略Ｕ字形状断面のシリコンゴムと、を備える。

Description

関連出願へのクロスリファレンス

本出願は、２０１３年２月２６日に出願された日本国特許出願２０１３−０３６３１１号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本発明は、振動により触感を呈示する触感呈示装置に関するものである。

近年、スマートフォン、タブレット型ＰＣ等の携帯情報機器および、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品等の各種の民生用機器、さらには、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）、自動券売機、自動販売機等の各種の産業用機器（ＦＡ機器）等には、操作者の操作に対して、振動により触感を呈示する触感呈示装置が搭載されつつある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−３４１５０号公報

上述したような触感呈示装置は、例えば低消費電力の観点等から、操作者が接触するパネルを効率よく振動させて好適に触感を呈示することが望まれる。また、上述したような触感呈示装置は、防水機能又は防塵機能を有することが望まれる。

本発明は、かかる観点に鑑みてなされたもので、パネルを効率よく振動させて操作者に好適に触感を呈示することができ、かつ、防水機能又は防塵機能を有する触感呈示装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する触感呈示装置の発明は、パネルと、前記パネルを振動させることにより触感を呈示する触感呈示部と、筐体と、前記パネルと前記筐体との間に取り付けられ、前記筐体外部から前記筐体内部への塵又は水の侵入を抑制するための略Ｕ字形状断面のシリコンゴムと、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、パネルを効率よく振動させて操作者に好適に触感を呈示することができ、かつ、防水機能又は防塵機能を有する触感呈示装置を提供することができる。

第１実施の形態に係る触感呈示装置１の正面図である。 第１実施の形態に係る触感呈示装置１の図１に係るＡ−Ａ線断面図である。 第１実施の形態に係る触感呈示装置１の図１に係るＢ−Ｂ線断面図である。 第２実施の形態に係る触感呈示装置２の図１に係るＢ−Ｂ線断面図である。

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。

図１は、本発明の第１実施の形態に係る触感呈示装置１の正面図を示すものである。図２は、第１実施の形態に係る触感呈示装置１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、第１実施の形態に係る触感呈示装置１のＢ−Ｂ線断面図である。本実施の形態に係る触感呈示装置１は、外観上、筐体１０と、パネル２０とを有する。図１に示すとおり、触感呈示装置１内部に備えられるものについては、破線で図示している。触感呈示装置１は内部に、触感呈示部３０、表示部４０、シリコンゴム５０、５１を有する。

筐体１０は、例えば金属製、プラスチック製、樹脂製などで、平面視で矩形状に構成される。なお、本明細書において、矩形状とは、角部が円弧状に形成されたものも含むものである。また、筐体１０は、一つの筐体で構成されていてもよいし、上部筐体と下部筐体とが一体に組み合わされて構成されていてもよい。上部筐体と下部筐体とが一体に組み合わされて構成される場合、上部筐体と下部筐体との間は、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、適当な防塵又は防水対策が施される。

パネル２０は、操作者の指またはスタイラスペンなどにより操作されるもので、微小の湾曲変位（例えば、数十μｍ）が可能な厚さを有する、例えばプラスチックまたはガラス（ＬＣＤガラス）等で構成される。なお、パネル２０は、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式等の公知の接触検知機能を有するタッチパネルで構成されてもよい。また、パネル２０は、図示の例では平面視で長方形状となっているが、正方形状であってもよい。

パネル２０には、操作者の指またはスタイラスペンなどにより操作される面である触感呈示面（操作面）とは反対側であるパネル背面に、パネル２０を湾曲振動させるための二枚の圧電素子（触感呈示部）３０が配設されている。圧電素子３０は、モノモルフ、バイモルフ、ユニモルフ等の同一構造の長尺な長方形状の矩形状からなり、電圧の印加により長尺方向に湾曲又は伸縮するものである。一方の圧電素子３０は、パネル背面の対向する２つの短辺の一方の短辺側において、長尺方向が当該短辺に沿って延在するように、パネル背面に接着固定される。同様に、他方の圧電素子３０は、パネル背面の他方の短辺側において、長尺方向が当該短辺に沿って延在するように、パネル背面に接着固定される。

表示部４０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤモジュール）、有機ＥＬパネル、又は無機ＥＬパネル等の表示デバイスにより構成される。表示部４０は、文字及び図形等の画像を表示することができる。表示部４０は、パネル背面に接着固定される。

シリコンゴム５０、５１は、防塵機能又は防水機能を有し、両面テープまたはボンド（接着剤）等によりパネル２０のパネル背面及び筐体１０の底部に取り付けられる（接着される）。シリコンゴム５０、５１とパネル２０とを取り付ける両面テープまたはボンドは、シリコンゴム５０、５１とパネル２０との間から水が浸入しないような十分な幅を有している。シリコンゴム５２と筐体１０とを取り付ける両面テープまたはボンドについても同様である。

図２、図３にそれぞれ示すとおり、シリコンゴム５０とシリコンゴム５１は断面形状が異なる。しかしながら、シリコンゴム５０とシリコンゴム５１は一体成型により形成されるものであり、シリコンゴム５０とシリコンゴム５１は一体的であり連続的なものである。シリコンゴム５０、５１は、図１に示すとおり、枠状に形成され、パネル２０のパネル背面の周縁部に沿って、両面テープまたは接着剤等により接着される。

図１、図２に示すとおり、パネル２０は、６つのシリコンゴム５１により筐体１０の底部に支持される。したがって、図示の例では、６つのシリコンゴム５１により、筐体１０内で、パネル２０の背面側と筐体１０の底部との間に空間が形成される。この空間には、圧電素子３０の駆動回路等が搭載された回路基板およびバッテリー等が配置される。

図３に示すように、シリコンゴム５０は、Ｂ−Ｂ断面において略Ｕ字形状である。ここで、本明細書においては、シリコンゴム５０において、両面テープ等によりパネル２０に取り付けられている部分をパネル取付部５０ａと、両面テープ等により筐体１０に取り付けられている部分を筐体取付部５０ｂと、パネル取付部５０ａと筐体取付部５０ｂとを連結している部分を連結部５０ｃとする。

図３に示すとおり、第１実施の形態におけるシリコンゴム５０においては、パネル取付部５０ａの筐体中央側端部と、筐体取付部５０ｂの筐体中央側端部とが、略直線状の連結部５０ｃにより連結している。そして、パネル取付部５０ａと筐体取付部５０ｂとの間には、シリコンゴム５０がない空間６０が形成されている。

図２、図３に示すとおり、筐体１０とパネル２０との間は、防塵機能又は防水機能を有する（塵又は水の浸入を抑制する）シリコンゴム５０、５１が配設され（取り付けられ）ている。また、シリコンゴム５０、５１は筐体１０及びパネル２０に水が浸入しないように両面テープ等により取り付けられている。このため、触感呈示装置１は、筐体外部から筐体内部（パネル２０の背面側と筐体１０の底部との間の空間）への水又は塵の侵入を抑制することができる。

本実施の形態に係る触感呈示装置１は、パネル２０に対する操作を検出して、圧電素子３０を駆動する。これにより、パネル２０を、図３に両矢印で示す方向に湾曲振動させて、パネル２０の操作者に対して触感を呈示する。ここで、パネル２０に対する操作は、パネル２０が接触検知機能を有する場合は、その接触検知機能により検出してもよい。また、パネル２０に対する接触による押圧を検出して、パネル２０に対する操作を検出してもよい。この場合、パネル２０に対する押圧は、圧電素子３０を利用して検出してもよいし、別途、押圧検出用の圧電素子または歪みセンサ等を設けて検出してもよい。

本実施の形態に係る触感呈示装置１は、このようにパネル２０が湾曲振動するに応じて、パネル２０のパネル背面の周縁部に取り付けられたシリコンゴム５０、５１が圧縮・伸長することになる。本実施の形態に係るシリコンゴム５０の断面は略Ｕ字形状をしており、パネル取付部５０ａと筐体取付部５０ｂの間に空間６０を有しているため、シリコンゴム５０は圧縮・伸長し易くなっている。したがって、触感呈示装置１は、圧電素子３０により効率的にパネル２０を湾曲振動させることができる。

図４は、本発明の第２実施の形態に係る触感呈示装置２の図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。第２実施の形態に係る触感呈示装置２の正面図は、図１と同じであるので省略する。また、第２実施の形態に係る触感呈示装置２の図１におけるＡ−Ａ線断面図は、図２と同じであるので省略する。また、第２実施の形態に係る触感呈示装置２においては、第１実施の形態に係る触感呈示装置１と同一の構成については、同一の符号を付すと共に、説明を省略する。第２実施の形態に係る触感呈示装置２は、第１実施の形態に係るシリコンゴム５０を、シリコンゴム７０に変更したものである。

図４に示すとおり、第２実施の形態に係る触感呈示装置２は、シリコンゴム７０の形状が第１実施の形態に係るシリコンゴム５０と異なる。

第２実施の形態に係る触感呈示装置２のシリコンゴム７０は、図４に示すとおり、Ｂ−Ｂ断面において略Ｕ字形状である。ここで、本明細書においては、シリコンゴム７０において、両面テープ等によりパネル２０に取り付けられている部分をパネル取付部７０ａと、両面テープ等により筐体１０に取り付けられている部分を筐体取付部７０ｂと、パネル取付部７０ａと筐体取付部７０ｂとを連結している部分を連結部７０ｃとする。

図４に示すとおり、第２実施の形態におけるシリコンゴム７０においては、パネル取付部７０ａの筐体中央側端部と、筐体取付部７０ｂの筐体中央側端部とが、筐体中央側に突出する半円弧形状の連結部７０ｃにより連結している。そして、パネル取付部７０ａと筐体取付部７０ｂとの間には、シリコンゴム７０がない空間８０が形成されている。

本実施の形態に係る触感呈示装置２のシリコンゴム７０は、第１実施の形態に係る触感呈示装置１のシリコンゴム５０と同様に、断面が略Ｕ字形状をしているものの、シリコンゴム５０と比較すると、当該断面はより「Ｕ」字形状に近い。一方、第１実施の形態に係る触感呈示装置１のシリコンゴム５０も、断面が略Ｕ字形状をしているものの、シリコンゴム７０と比較すると、当該断面は「コ」の字形状により近い。

シリコンゴム７０の連結部７０ｃは、シリコンゴム５０の連結部５０ｃと比べて湾曲しているため長く、そして、撓んでいるので、シリコンゴム７０の方がシリコンゴム５０に比べてより圧縮・伸長し易い。したがって、第２実施の形態に係る触感呈示装置２の方が、第１実施の形態に係る触感呈示装置１より、圧電素子３０により効率的にパネル２０を湾曲振動させることができる。

発明者らは、第１実施の形態に係る触感呈示装置１と、第２実施の形態に係る触感呈示装置２とに、同一の電圧を圧電素子３０に印加し、パネル２０の振動計測に係る実験を行った。その結果、第２実施の形態に係る触感呈示装置２の方が、１．５〜２．５倍大きくパネル２０が振幅することがわかった。このパネル２０の振動計測に係る実験においては、シリコンゴム５０と、シリコンゴム７０との厚みを同一にし、かつ、筐体１０及びパネル２０と、シリコンゴムとを取り付ける（接着する）両面テープの貼り付け幅を、シリコンゴム５０とシリコンゴム７０とで同一にした。

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、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は、本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、パネル２０は、２個の圧電素子３０に限らず、１個または３個以上の圧電素子で振動させるように構成してもよい。また、パネル２０は、湾曲振動に限らず、表面が法線方向に平行に振動してもよい。さらに、パネル２０の振動源は、圧電素子に限らず、偏芯モータ、アクチュエータ等であってもよい。

１ 触感呈示装置
１０ 筐体
２０ パネル
３０ 圧電素子
４０ 表示部
５０、５１ シリコンゴム
５０ａ パネル取付部
５０ｂ 筐体取付部
５０ｃ 連結部
６０ 空間
７０、７１ シリコンゴム
７０ａ パネル取付部
７０ｂ 筐体取付部
７０ｃ 連結部
８０ 空間

上記目的を達成する触感呈示装置の発明は、
パネルと、
前記パネルを振動させることにより触感を呈示する触感呈示部と、
筐体と、
前記パネル背面と前記筐体との間に取り付けられ、前記筐体外部から前記筐体内部への塵又は水の侵入を抑制するための略Ｕ字形状のシリコンゴムと、
を備えたことを特徴とするものである。

Claims (1)

1. パネルと、
   前記パネルを振動させることにより触感を呈示する触感呈示部と、
   筐体と、
   前記パネルと前記筐体との間に取り付けられ、前記筐体外部から前記筐体内部への塵又は水の侵入を抑制するための略Ｕ字形状断面のシリコンゴムと、を備えた触感呈示装置。

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