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1. (WO2019003870) DISPOSITIF D'ENTRÉE
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明 細 書

発明の名称 入力装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

発明の効果

0016  

図面の簡単な説明

0017  

発明を実施するための形態

0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056  

符号の説明

0057  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 入力装置

技術分野

[0001]
 本発明は、タッチパネルの入力面を振動させることのできる入力装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 タッチパネルを用いた入力装置は、機械的スイッチを用いた機械式の入力装置と違って、ソフトウェアによって入力画面を自由に構成できるという利点がある一方、入力操作を行った感触を操作者に与えることができない。そこで、入力操作に伴って、入力面を振動させる技術が提案されている(特許文献1参照)。
[0003]
 特許文献1に記載の技術では、タッチパネルがサスペンションを介してハウジングに支持された構成が記載されている。かかる入力装置において、アクチュエータで発生した第1周波数の振動については、サスペンションに設けた発泡部材によってタッチパネルとハウジングとを分離することによりタッチパネルのみを振動させ、利用者の指先に振動を伝達する。これに対して、アクチュエータで発生した第2周波数の振動については、発泡部材をハウジングに伝達して、ハウジングを持つ利用者の手に伝達する。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2010-506499号公報

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0005]
 特許文献1に記載の入力装置では、アクチュエータで発生した振動のみを利用するため、振動の大きさ(振幅、加速度)が小さいという問題点がある。
[0006]
 以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、利用者に振動を強く伝達することができる入力装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007]
 上記問題を解決するために、本発明に係る入力装置は、タッチパネルを備えた入力ユニットと、支持体、弾性または粘弾性を備えた接続体を介して前記支持体に支持された可動体、および前記可動体を振動させる駆動回路を備え、前記入力ユニットに固定されて前記可動体の振動を前記入力ユニットに出力するアクチュエータと、前記入力ユニットを機器に連結するための連結体と、を有し、前記連結体は、前記入力ユニットおよび前記アクチュエータを質量にして複数の共振周波数を有する振動系を構成するバネ性を有し、前記アクチュエータは、前記複数の共振周波数のいずれかと等しい周波数で前記可動体を振動させることを特徴とする。
[0008]
 本発明において、入力ユニットにはアクチュエータが固定されているため、アクチュエータにおいて、駆動回路が可動体を振動させると、可動体の振動が入力ユニットに伝達される。従って、入力ユニットに対する操作に対応した振動を利用者の指先に伝達することができる。ここで、連結体は、入力ユニットおよびアクチュエータを質量にして複数の共振周波数を有する振動系を構成するバネ性を有しており、アクチュエータは、複数の共振周波数のいずれかと等しい周波数で可動体を振動させる。このため、アクチュエータの振動を連結体のバネ性を利用して共振させた状態で利用者の指先に伝達することができるので、利用者に強い振動を体感させることができる。
[0009]
 本発明において、前記アクチュエータは、前記複数の共振周波数を含む周波数帯域にブロードな共振ピークをもって前記可動体を振動させる態様を採用することができる。かかる態様によれば、質量の異なる入力ユニットを用いて装置を構成した場合でも、その構成における共振周波数で強く振動させることができるため、同一のアクチュエータを共通で使用することができる。従って、複数種類のアクチュエータを製作する必要がなく、同一機種による量産効果で安価にアクチュエータを製作することが可能である。また、同一の入力装置を用いながら、連結体のバネ定数を変更した場合には、変更後の共振周波数でアクチュエータを振動させることにより、変更後の共振周波数で入力ユニットを強く振動させることができる。従って、利用者に体感させたい任意の周波数で入力ユニットを振動させ、利用者に体感させることができる。
[0010]
 本発明において、前記アクチュエータは、前記タッチパネルの入力面に沿う第1方向に前記可動体を振動させ、前記連結体は、前記第1方向に弾性変形可能なバネ性を有している態様を採用することができる。例えば、前記連結体は、前記第1方向に弾性変形可能な板バネ部を有している態様を採用することができる。
[0011]
 本発明において、前記アクチュエータは、さらに、前記入力ユニットの入力面に沿って前記第1方向に交差する第2方向に前記可動体を振動させ、前記連結体は、前記第1方向に弾性変形可能なバネ性、および前記第2方向に弾性変形可能なバネ性を有している態様を採用することができる。この場合、前記連結体は、前記入力ユニットに接続された第1連結部材と、前記第1連結部材に対して前記入力ユニットと反対側に接続された第2連結部材と、を備え、前記第1連結部材は、前記第1方向に弾性変形可能なバネ性を有し、前記第2連結部材は、前記第2方向に弾性変形可能なバネ性を有している態様を採用することができる。例えば、前記第1連結部材は、前記第1方向に弾性変形可能な板バネ部を有し、前記第2連結部材は、前記第2方向に弾性変形可能な板バネ部を有している態様を採用することができる。
[0012]
 本発明において、前記接続体は、粘弾性部材である態様を採用することができる。かかる態様によれば、アクチュエータでは、可動体を振動させた際の共振ピークが広い周波数帯域においてブロードである。従って、アクチュエータは、連結体の複数の共振周波数に対応する周波数の振動を入力ユニットに出力することができる。
[0013]
 本発明において、前記入力ユニットと前記機器との間にダンパー部材が設けられる態様を採用することができる。本発明において、前記ダンパー部材は、粘弾性部材である態様を採用することができる。かかる態様によれば、入力ユニットの振動がダンパー部材によって減衰するので、入力ユニットの振動をスムーズに停止させることができる。
[0014]
 本発明において、前記駆動回路が前記可動体を振動させて前記入力ユニットを振動させた後、前記入力ユニットの振動を停止させる際には、前記駆動回路が前記可動体を前記入力ユニットの振動と逆位相に振動させる態様を採用することができる。かかる態様によれば、入力ユニットの振動を効率よく減衰させることができるので、入力ユニットの振動をスムーズに停止させることができる。
[0015]
 本発明において、前記入力ユニットは、前記タッチパネルと一体化された表示パネルを有している態様を採用することができる。

発明の効果

[0016]
 本発明において、入力ユニットにはアクチュエータが固定されているため、アクチュエータにおいて、駆動回路が可動体を振動させると、可動体の振動が入力ユニットに伝達される。従って、入力ユニットに対する操作に対応した振動を利用者の指先に伝達することができる。ここで、連結体は、入力ユニットおよびアクチュエータを質量にして複数の共振周波数を有する振動系を構成するバネ性を有しており、アクチュエータは、複数の共振周波数のいずれかと等しい周波数で可動体を振動させる。このため、アクチュエータの振動を連結体のバネ性を利用して共振させた状態で利用者の指先に伝達することができるので、利用者に強い振動を体感させることができる。また、アクチュエータが、連結体の複数の共振周波数を含む周波数帯域にブロードな共振ピークをもって可動体を振動させる場合には、質量の異なる入力ユニットを用いて装置を構成した場合でも、その構成における共振周波数で強く振動させることができるため、同一のアクチュエータを共通で使用することができる。従って、複数種類のアクチュエータを製作する必要がなく、同一機種による量産効果で安価にアクチュエータを製作することが可能である。また、同一の入力装置を用いながら、連結体のバネ定数を変更した場合には、変更後の共振周波数でアクチュエータを振動させることにより、変更後の共振周波数で入力ユニットを強く振動させることができる。従って、利用者に体感させたい任意の周波数で入力ユニットを振動させ、利用者に体感させることができる。

図面の簡単な説明

[0017]
[図1] 本発明の実施形態1に係る入力装置をアクチュエータが配置されている側からみた斜視図である。
[図2] 図1に示すアクチュエータの構成例を示す斜視図である。
[図3] 図2に示すアクチュエータのYZ断面図である。
[図4] 図2に示すアクチュエータのXZ断面図である。
[図5] 本発明の実施形態2に係る入力装置に用いた連結部材の斜視図である。
[図6] 本発明の実施形態2に係る入力装置をアクチュエータが配置されている側からみた斜視図である。
[図7] 本発明の実施形態3に係る入力装置をアクチュエータが配置されている側からみた斜視図である。
[図8] 本発明の実施形態4に係る入力装置をアクチュエータが配置されている側からみた斜視図である。
[図9] 本発明の実施形態5に係る入力装置に用いた連結部材50の斜視図である。

発明を実施するための形態

[0018]
 図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明において、互いに交差する3方向をX方向(第1方向)、Y方向(第2方向)およびZ方向(第3方向)とし、X方向の一方側にX1を付し、X方向の他方側にX2を付し、Y方向の一方側にY1を付し、Y方向の他方側にY2を付し、Z方向の一方側にZ1を付し、Z方向の他方側にZ2を付して説明する。また、X方向およびY方向は、タッチパネル40の入力面41に沿う面内方向であり、Z方向は、入力面41に対する法線方向である。また、以下の説明で参照する図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
[0019]
[実施形態1]
(全体構成)
 図1は、本発明の実施形態1に係る入力装置100をアクチュエータ1が配置されている側からみた斜視図である。図1に示すように、本形態の入力装置100は、タッチパネル40を備えた入力ユニット4と、入力ユニット4にZ方向の他方側Z2から固定されて振動を入力ユニット4に出力するアクチュエータ1と、入力ユニット4を機器のフレーム等に連結するための連結体5とを有している。本形態において、アクチュエータ1は、1台の入力ユニット4のZ方向の他方側Z2の面の中央に補強板47を介して固定されている。
[0020]
 入力ユニット4は、タッチパネル40に対してZ方向の他方側Z2に重なって一体化された表示パネル45を有しており、表示パネル45は、液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス表示パネル等の直視型表示パネルである。表示パネル45は、タッチパネル40の入力面41に対して重なる領域で、各種情報を表示するとともに、各種スイッチ等を表示する。従って、利用者は、タッチパネル40の入力面41のうち、表示パネル45によってスイッチが表示された部分に指先を触れることによって情報の入力を行うことができ、入力結果は上位の制御部(図示せず)に出力される。本形態において、入力ユニット4、タッチパネル40、および表示パネル45は、Z方向からみたとき、四角形の平面形状を有している。
[0021]
 アクチュエータ1は、図2、図3および図4を参照して後述するように、上位の制御部の制御の下、入力面41に沿ったX方向の振動を入力ユニット4に出力する。例えば、利用者の指先が、タッチパネル40の入力面41のうち、表示パネル45によってスイッチが表示されている部分に触れて情報の入力を行った際、アクチュエータ1は、X方向の振動を入力ユニット4に出力する。従って、入力ユニット4は、入力面41を介して利用者の指先に振動を伝達する。それ故、利用者は、スイッチ操作を行ったことを触覚として体感することができる。本形態において、アクチュエータ1は直方体形状を有している。
[0022]
 本形態において、連結体5は、入力ユニット4の4つの角部分の各々に設けられた4つの連結部材50からなる。4つの連結部材50は各々、Z方向に板厚方向を向けた第1板部501と、X方向に板厚方向を向けた第2板部502と、第1板部501と第2板部502とを繋ぐ第3板部503とを有している。4つの連結部材50は各々、第1板部501が入力ユニット4のZ方向の他方側Z2の面に補強板48を介してネジや接着剤等により固定されている。また、4つの連結部材50のうち、X方向の一方側X1に位置する2つの連結部材50は各々、第2板部502が機器のフレーム200にX方向の他方側X2からネジや接着剤等により固定され、X方向の他方側X2に位置する2つの連結部材50は各々、第2板部502が機器のフレーム(図示せず)にX方向の一方側X1からネジや接着剤等により固定されている。この状態で、4つの連結部材50は各々、第3板部503の板厚方向がX方向に向いている。第3板部503は、入力ユニット4に追従してX方向に弾性変形する板バネ部として機能する。
[0023]
(アクチュエータ1の構成例)
 図2は、図1に示すアクチュエータ1の構成例を示す斜視図である。図3は、図2に示すアクチュエータ1のYZ断面図である。図4は、図2に示すアクチュエータ1のXZ断面図である。
[0024]
 図2、図3および図4に示すように、アクチュエータ1は、全体として、直方体形状を有しており、支持体2と、支持体2に移動可能に支持された可動体3と、可動体3を支持体2に対して相対移動させる駆動回路6とを有しており、駆動回路6は、可動体3をX方向に振動させる。
[0025]
 支持体2は、カバー11とホルダ60とを有しており、カバー11は、ホルダ60に対してZ方向の一方側Z1から被さった第1カバー部材16と、ホルダ60に対してZ方向の他方側Z2から被さった第2カバー部材17とを有している。第1カバー部材16は、四角形の第1端板部160と、第1端板部160の各辺に相当する端部からZ方向の他方側Z2に折れ曲がった側板部161、162、163、164とを有している。第2カバー部材17は、四角形の第2端板部170と、第2端板部170の各辺に相当する端部からZ方向の一方Z1に折れ曲がった側板部171、172、173、174とを有しており、第1カバー部材16と第2カバー部材17とは、ホルダ60を間に挟んだ状態で側板部同士が連結されている。
[0026]
 駆動回路6は、コイル7と、コイル7に対してZ方向で対向する磁石8とを有している。本形態において、コイル7は、Y方向に長辺701(有効部分)が延在する長円形状の空芯コイルである。コイル7はホルダ60に保持されており、支持体2の側に設けられている。磁石8は、可動体3の側に設けられている。
[0027]
 ホルダ60は、X方向で対向する側板部61、62と、Y方向で対向する側板部63、64とを有しており、内側には、Y方向の両端部が側板部63、64と繋がった板部65を有している、板部65には、Y方向に長方向が延在する長円状のコイル保持部650が形成されており、コイル保持部650にコイル7が配置されている。コイル保持部650は貫通穴である。但し、ホルダ60において、コイル保持部650のY方向の両端側には、板部65に対してZ方向の他方側Z2で側板部63、64から突出した受け部631、641が形成されている。従って、コイル保持部650にコイル7を装着すると、コイル7においてY方向の両端に位置する短辺702(無効部分)が受け部631、641に支持される。この状態で、コイル7は、接着剤等によってコイル保持部650に固定される。
[0028]
 側板部63の中央部分は薄板部分になっており、外面側に凹部635が形成されている。凹部635には配線基板18が接着等の方法で固定されている。配線基板18には矩形の穴184が形成されており、側板部63において穴184と重なる位置には2つの穴634が形成されている。配線基板18には、ランドを備えた2つの導電パターン185が形成されている。配線基板18は、第1カバー部材16の側板部163に形成した開口部163a、および第2カバー部材17の側板部173に形成した開口部173aを介して露出した状態にある。このように構成した配線基板18においては、穴634および穴184を介してコイル7の巻き始めの端部および巻き終わりの端部を各々、外側に引き出して導電パターン185に接続される。
[0029]
 可動体3は、コイル7に対してZ方向の一方側Z1で対向する本体部分860を備えた第1ヨーク86と、コイル7に対してZ方向の他方側Z2で対向する本体部分870を備えた第2ヨーク87とを有している。磁石8は、第1ヨーク86の本体部分860のコイル7と対向する面、および第2ヨーク87の本体部分870のコイル7と対向する面の少なくとも一方に保持されてコイル7にZ方向で対向している。
[0030]
 本形態では、磁石8として、第1ヨーク86の本体部分860のコイル7と対向する面に接着等の方法で固定された第1磁石81と、第2ヨーク87の本体部分870のコイル7と対向する面に接着等の方法で固定された第2磁石82とが設けられている。この状態で、第1磁石81は、コイル7の長辺701にZ方向の一方側Z1で対向し、第2磁石82は、コイル7の長辺701にZ方向の他方側Z2で対向している。第1磁石81および第2磁石82は各々、X方向で分極着磁されており、第1磁石81においてコイル7に対向する面と、第2磁石82においてコイル7と対向する面は異なる極に着磁されている。
[0031]
 第1ヨーク86は、本体部分860の両端からZ方向の他方側Z2に向けて延在した2つの第1連結板部861を有しており、第2ヨーク87は、本体部分870の両端からZ方向の一方側Z1に向けて延在して第1連結板部861と重なる第2連結板部871とを有している。第1連結板部861と第2連結板部871とは端部同士が溶接等によって連結されている。
[0032]
 可動体3と支持体2との間には、弾性または粘弾性を備えた接続体9が配置されており、接続体9は、可動体3および支持体2の双方に接している。本形態において、接続体9として、可動体3の第1ヨーク86の本体部分860と第1カバー部材16の第1端板部160とがZ方向で対向する部分に挟まれた第1粘弾性部材91と、可動体3の第2ヨーク87の本体部分870と第2カバー部材17の第2端板部170とがZ方向で対向する部分に挟まれた第2粘弾性部材92とが設けられている。その結果、可動体3は、接続体9(第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92)を介して支持体2に支持されている。
[0033]
 このように構成したアクチュエータ1において、コイル7に交流を印加すると、可動体3は、X方向に振動するため、アクチュエータ1における重心がX方向に変動する。このため、アクチュエータ1は、X方向の振動を出力することができる。その際、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92は、可動体3の移動に追従してせん断方向に変形するとともに、可動体3を駆動した際の共振を適正に抑制する。このため、アクチュエータ1では、共振ピークが広い周波数帯域においてブロードである。
[0034]
 ここで、粘弾性とは、粘性と弾性の両方を合わせた性質のことであり、プラスチックやゴム等の高分子物質に顕著に見られる性質である。従って、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92として、各種ゲル部材を用いることができる。また、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92として、天然ゴム、ジエン系ゴム(例えば、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム)、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム等)、非ジエン系ゴム(例えば、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等)、熱可塑性エラストマー等の各種ゴム材料及びそれらの変性材料を用いてもよい。本形態では、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92として、針入度が10度から110度であるシリコーン系ゲルが用いられている。針入度とは、JIS-K-2207やJIS-K-2220で規定されており、この値が小さい程、硬いことを意味する。
[0035]
 第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92は、その伸縮方向によって、線形あるいは非線形の伸縮特性を備える。例えば、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92は、その厚さ方向(軸方向)に押圧されて圧縮変形する際は、線形の成分(バネ係数)よりも非線形の成分(バネ係数)が大きい伸縮特性を備える。これに対して、厚さ方向(軸方向)に引っ張られて伸びる場合は、非線形の成分(バネ係数)よりも線形の成分(バネ係数)が大きい伸縮特性を備える。
[0036]
 一方、本形態のように、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92が厚さ方向(軸方向)と交差する方向(せん断方向)に変形する場合、いずれの方向に動いても、引っ張られて伸びる方向の変形であるため、非線形の成分(バネ係数)よりも線形の成分(バネ係数)が大きい変形特性を持つ。従って、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92では、運動方向によるバネ力が一定となる。それ故、本形態のように、第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92のせん断方向のバネ要素を用いることにより、入力信号に対する振動加速度の再現性を向上することができるので、微妙なニュアンスもって振動を実現することができる。
[0037]
(入力装置100の動作)
 再び図1において、入力装置100において、アクチュエータ1がX方向の振動を入力ユニット4に出力し、入力ユニット4がX方向に振動した際、連結体5に用いた連結部材50の第3板部503が、入力ユニット4に追従してX方向に弾性変形する。従って、連結体5は、入力ユニット4およびアクチュエータ1を質量にした振動系を構成しており、本形態において、連結部材50の第3板部503のバネ性を利用した振動系は、複数の共振周波数を有している。例えば、連結体5のバネ性を利用した振動系は、100Hz、200Hz、300Hzに共振周波数を有している。これに対して、アクチュエータ1は、連結体5の複数の共振周波数(100Hz、200Hzおよび300Hz)を含む周波数帯域(例えば、50Hz~400Hz)にブロードな共振ピークをもって可動体3を振動させる。
[0038]
 かかる構成に対応して、上位の制御部は、アクチュエータ1を駆動する際、連結体5のバネ性を利用した振動系の複数の共振周波数(100Hz、200Hz、300Hz)のいずれかと等しい周波数で駆動し、連結体5の共振周波数(100Hz、200Hz、300Hz)のいずれかと等しい周波数の振動をアクチュエータ1から入力ユニット4に出力させる。本形態において、上位の制御部は、タッチパネル40に対する利用者の操作内容に応じて、アクチュエータ1の駆動条件を変え、利用者の操作内容に応じた周波数の振動を入力ユニット4に出力させる。例えば、利用者が特定のスイッチに触れた際には、アクチュエータ1は、周波数が100Hzの振動を入力ユニット4に出力し、別のスイッチに触れた際には、周波数が200Hzの振動を入力ユニット4に出力し、さらに別のスイッチに触れた際には、周波数が300Hzの振動を入力ユニット4に出力する。それ故、利用者は、操作に対応した周波数の振動を体感することになる。
[0039]
(本形態の主な効果)
 以上説明したように、本形態の入力装置100において、連結体5は、入力ユニット4およびアクチュエータ1を質量にして複数の共振周波数を有する振動系を構成するバネ性を有しており、アクチュエータ1は、複数の共振周波数のいずれかと等しい周波数で可動体を振動させる。このため、アクチュエータ1の振動を連結体5のバネ性を利用して共振させた状態で利用者の指先に伝達することができるので、利用者に強い振動を体感させることができる。また、アクチュエータ1では、接続体9として第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92が用いられており、そのダンパー作用によって、アクチュエータ1において可動体3を振動させた際の共振ピークは、広い周波数帯域においてブロードである。従って、アクチュエータ1は、連結体5の複数の共振周波数に対応する周波数の振動を入力ユニット4に出力することができる。また、アクチュエータ1が、連結体5の複数の共振周波数を含む周波数帯域にブロードな共振ピークをもって可動体3を振動させるため、質量の異なる入力ユニットを用いて装置を構成した場合でも、その構成における共振周波数で強く振動させることができるため、同一のアクチュエータ1を共通で使用することができる。従って、複数種類のアクチュエータ1を製作する必要がなく、同一機種による量産効果で安価にアクチュエータ1を製作することが可能である。また、同一の入力装置100を用いながら、連結体5のバネ定数を変更した場合には、変更後の共振周波数でアクチュエータ1を振動させることにより、変更後の共振周波数で入力ユニット4を強く振動させることができる。従って、利用者に体感させたい任意の周波数で入力ユニット4を振動させ、利用者に体感させることができる。
[0040]
[実施形態2]
 図5は、本発明の実施形態2に係る入力装置100に用いた連結部材50の斜視図である。図6は、本発明の実施形態2に係る入力装置100をアクチュエータ1が配置されている側からみた斜視図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
[0041]
 実施形態1において、連結体5に用いた連結部材50は、Z方向に板厚方向を向けた第1板部501と、X方向に板厚方向を向けた第2板部502とを有していた。これに対して、本実施形態では、図5に示すように、連結体5に用いた連結部材50は、Z方向に板厚方向を向けた第1板部501と、Z方向に板厚方向を向けて第1板部501と対向する第2板部502と、第1板部501と第2板部502とを繋ぐように湾曲した第3板部503とを有しており、第3板部503は、X方向に弾性変形可能な板バネ部である。
[0042]
 このように構成した連結部材50は、図6に示すように、第1板部501が入力ユニット4のZ方向の他方側Z2の面にネジや接着剤等により固定され、第2板部502が機器のフレーム210にZ方向の一方側Z1からネジや接着剤等により固定される。本形態において、連結部材50は、入力ユニット4の4つの角部分とフレーム210の4つの角部分とが重なる4個所に設けられている。
[0043]
 また、本形態において、アクチュエータ1は、入力ユニット4に対して、4つの連結部材50の各々と隣り合う4個所の各々で固定されている。従って、入力ユニット4に強い振動を出力することができる。
[実施形態3]
 図7は、本発明の実施形態3に係る入力装置100をアクチュエータ1が配置されている側からみた斜視図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
[0044]
 図7に示すように、本形態の入力装置100においても、実施形態1、2と同様、入力装置100は、タッチパネル40を備えた入力ユニット4と、入力ユニット4にZ方向の他方側Z2から固定されて振動を入力ユニット4に出力するアクチュエータ1と、入力ユニット4を機器のフレーム等に連結するための連結体5とを有している。
[0045]
 本形態において、アクチュエータ1は、図2、図3および図4を参照して説明した駆動回路6が可動体3をX方向およびY方向に振動させる。このため、アクチュエータ1は、入力ユニット4にX方向およびY方向の振動を伝達する。従って、利用者は、X方向の振動、Y方向の振動、およびX方向の振動とY方向の振動とを組み合わせた信号を体感することができる。
[0046]
 かかる構成に対応して、連結体5は、X方向およびY方向に弾性変形可能なバネ性を有している。より具体的には、連結体5は、入力ユニット4に接続された第1連結部材51と、第1連結部材51に対して入力ユニット4と反対側に接続された第2連結部材52とを備えており、第2連結部材52は、機器のフレーム220、230に連結されている。ここで、第1連結部材51は、X方向に弾性変形可能なバネ性を有し、第2連結部材52は、Y方向に弾性変形可能なバネ性を有している。
[0047]
 より具体的には、第1連結部材51は、図5を参照して説明した連結部材50であり、Z方向に板厚方向を向けた第1板部501と、Z方向に板厚方向を向けて第1板部501と対向する第2板部502と、第1板部501と第2板部502とを繋ぐように湾曲した第3板部503とを有しており、第3板部503は、X方向に弾性変形可能な板バネ部である。第2板部502は、第2連結部材52に連結されている。
[0048]
 第2連結部材52は、2枚の板を積層した構造を有しており、入力ユニット4にZ方向の他方側Z2で対向する支持板部521と、支持板部521のY方向の両端部からZ方向の他方側Z2に折れ曲がった2枚の連結板部522とを有している。支持板部521には、第1連結部材51の第2板部502が連結されている。第2連結部材52の2枚の連結板部522は各々、機器のフレーム220、230にネジや接着剤等により連結されている。この状態で、2つの連結板部522はいずれも、Y方向に弾性変形可能な板バネ部である。
[0049]
 このように構成した入力装置100において、連結体5は、X方向に弾性変形可能なバネ性、およびY方向に弾性変形可能なバネ性を有しており、連結体5は、入力ユニット4およびアクチュエータ1を質量にした振動系は、X方向の振動、およびY方向の振動の各々において、100Hz、200Hz、300Hzに共振周波数を有している。このため、アクチュエータ1は、周波数が100Hz、200Hzあるいは300HzのX方向の振動を出力するとともに、周波数が100Hz、200Hzあるいは300HzのY方向の振動を出力する。それ故、タッチパネル40に対する利用者の操作内容に応じた各種の振動を利用者に強く体感させることができる。
[0050]
[実施形態4]
 図8は、本発明の実施形態4に係る入力装置100をアクチュエータ1が配置されている側からみた斜視図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
[0051]
 図8に示すように、本形態に係る入力装置100においても、実施形態1、2と同様、入力装置100は、タッチパネル40を備えた入力ユニット4と、入力ユニット4にZ方向の他方側Z2から固定されて振動を入力ユニット4に出力するアクチュエータ1と、入力ユニット4を機器のフレーム210等に連結するための連結体5とを有している。本形態において、入力ユニット4と機器のフレーム210との間にはダンパー部材58が設けられている。ダンパー部材58としては、例えば、シリコーン系ゲル等の粘弾性部材59を用いる。その他の構成は、実施形態2と同様である。
[0052]
 このような形態によれば、入力ユニット4の振動をダンパー部材58(粘弾性部材59)によって減衰させることができるので、入力ユニット4の振動をスムーズに停止させることができる。なお、入力ユニット4と機器との間にダンパー部材58(粘弾性部材59)を設けた構成は、実施形態2に限らず、実施形態1、3に係る入力装置100に適用してもよい。
[0053]
[実施形態5]
 図9は、本発明の実施形態5に係る入力装置100に用いた連結部材50の斜視図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
[0054]
 図9に示す連結部材50において、第3板部503のバネ定数を補正して、連結体5のバネ性を利用した振動系の共振周波数を適正化するにあたっては、図9に示すように、第3板部503にスリット503aを形成した態様を採用してもよい。また、図示を省略するが、第3板部503の側板部に切り欠きを設けて共振周波数を適正化してもよい。
[0055]
[実施形態6]
 入力ユニット4の振動をスムーズに停止させるにあたっては、実施形態4のように、ダンパー部材58を用いてもよいが、駆動回路6が可動体3を振動させて入力ユニット4を振動させた後、入力ユニット4の振動を停止させる際には、駆動回路6が可動体3を入力ユニット4の振動と逆位相に振動させる態様を採用してもよい、かかる構成によれば、入力ユニット4の振動を効率よく減衰させることができるので、入力ユニット4の振動をスムーズに停止させることができる。
[0056]
[他の実施形態]
 上記実施形態では、アクチュエータ1の接続体9や、実施形態4のダンパー部材58として粘弾性部材59を用いたが、バネ等の弾性部材を用いてもよい。この場合、アクチュエータ1の接続体9では、可動体3を質量とする振動系の共振周波数が、入力ユニット4およびアクチュエータ1を質量とする振動系の共振周波数からずれている態様を採用することが好ましい。

符号の説明

[0057]
1…アクチュエータ、2…支持体、3…可動体、4…入力ユニット、5…連結体、6…駆動回路、7…コイル、8…磁石、9…接続体、11…カバー、16…第1カバー部材、17…第2カバー部材、40…タッチパネル、41…入力面、45…表示パネル、50…連結部材、51…第1連結部材、52…第2連結部材、58…ダンパー部材、59…粘弾性部材、60…ホルダ、81…第1磁石、82…第2磁石、86…第1ヨーク、87…第2ヨーク、91…第1粘弾性部材、92…第2粘弾性部材、100…入力装置、200、210、220、230…フレーム、501…第1板部、502…第2板部、503…第3板部(板バネ部)、503a…スリット、521…支持板部、522…連結板部、650…コイル保持部

請求の範囲

[請求項1]
 タッチパネルを備えた入力ユニットと、
 支持体、弾性または粘弾性を備えた接続体を介して前記支持体に支持された可動体、および前記可動体を振動させる駆動回路を備え、前記入力ユニットに固定されて前記可動体の振動を前記入力ユニットに出力するアクチュエータと、
 前記入力ユニットを機器に連結するための連結体と、
 を有し、
 前記連結体は、前記入力ユニットおよび前記アクチュエータを質量にして複数の共振周波数を有する振動系を構成するバネ性を有し、
 前記アクチュエータは、前記複数の共振周波数のいずれかと等しい周波数で前記可動体を振動させることを特徴とする入力装置。
[請求項2]
 前記アクチュエータは、前記複数の共振周波数を含む周波数帯域にブロードな共振ピークをもって前記可動体を振動させることを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
[請求項3]
 前記アクチュエータは、前記タッチパネルの入力面に沿う第1方向に前記可動体を振動させ、
 前記連結体は、前記第1方向に弾性変形可能なバネ性を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の入力装置。
[請求項4]
 前記連結体は、前記第1方向に弾性変形可能な板バネ部を有していることを特徴とする請求項3に記載の入力装置。
[請求項5]
 前記アクチュエータは、さらに、前記入力ユニットの入力面に沿って前記第1方向に交差する第2方向に前記可動体を振動させ、
 前記連結体は、前記第1方向に弾性変形可能なバネ性、および前記第2方向に弾性変形可能なバネ性を有していることを特徴とする請求項3に記載の入力装置。
[請求項6]
 前記連結体は、前記入力ユニットに接続された第1連結部材と、前記第1連結部材に対して前記入力ユニットと反対側に接続された第2連結部材と、を備え、
 前記第1連結部材は、前記第1方向に弾性変形可能なバネ性を有し、
 前記第2連結部材は、前記第2方向に弾性変形可能なバネ性を有していることを特徴とする請求項5に記載の入力装置。
[請求項7]
 前記第1連結部材は、前記第1方向に弾性変形可能な板バネ部を有し、
 前記第2連結部材は、前記第2方向に弾性変形可能な板バネ部を有していることを特徴とする請求項6に記載の入力装置。
[請求項8]
 前記接続体は、粘弾性部材であることを特徴とすることを請求項1から7までの何れか一項に記載の入力装置。
[請求項9]
 前記入力ユニットと前記機器との間にダンパー部材が設けられることを特徴とする請求項1から8までの何れか一項に記載の入力装置。
[請求項10]
 前記ダンパー部材は、粘弾性部材であることを特徴とする請求項9に記載の入力装置。
[請求項11]
 前記駆動回路が前記可動体を振動させて前記入力ユニットを振動させた後、前記入力ユニットの振動を停止させる際には、前記駆動回路が前記可動体を前記入力ユニットの振動と逆位相に振動させることを特徴とする請求項1から10までの何れか一項に記載の入力装置。
[請求項12]
 前記入力ユニットは、前記タッチパネルと一体化された表示パネルを有していることを特徴とする請求項1から11までの何れか一項に記載の入力装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]