WO2012114768A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2012114768A1
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panel
touch panel
electronic device
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Inventor
金巻　泰仁
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京セラ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/265—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network constructional aspects of navigation devices, e.g. housings, mountings, displays
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1626—Constructional details or arrangements for portable computers with a single-body enclosure integrating a flat display, e.g. Personal Digital Assistants [PDAs]
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    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
    • G06F1/1643—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being associated to a digitizer, e.g. laptops that can be used as penpads

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device that is touch-operated.
  • touch panels and touch pads are widely used as input devices for electronic devices.
  • a device that feeds back a feeling of operation to an operator's fingertip or the like by vibrating the touch panel or the touch pad has been proposed (for example, , See Patent Document 1).
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the electronic device described in Patent Document 1.
  • the electronic device (display device) described in Patent Document 1 includes a display monitor 100, a panel fixing frame 210, a touch panel 400, and a cover 500. This electronic device is configured by assembling each component such as the touch panel 400 to the display monitor 100.
  • the display monitor 100 is composed of a liquid crystal display (LCD), and has a rectangular and flat shape as a whole.
  • the display monitor 100 displays, for example, objects such as keys and buttons or various information on the display surface according to control by a control device (not shown).
  • a control device not shown
  • the touch panel 400 having the same size as that of the monitor 100 is assembled.
  • the touch panel 400 is configured such that, for example, a matrix-like switch circuit is formed on a transparent resin plate, and when the panel surface is touched by an operator's fingertip or the like, a detection signal corresponding to the touch position is output to the control device. Has been. That is, the operator can input various information corresponding to the display to the electronic device by operating the panel 400 according to the display on the display monitor 100 displayed through the touch panel 400.
  • piezoelectric elements (piezo elements) 420 are attached along two opposing sides on the back surface side of the touch panel 400, respectively.
  • the electronic device gives a drive signal (voltage) from the control device to the piezoelectric element 420.
  • the piezoelectric element 420 can expand and contract to generate vibration on the operation surface of the touch panel 400. That is, the touch panel 400 vibrates with the above operation, so that the operator can obtain an operational feeling.
  • the touch panel 400 is assembled to the display monitor 100 via the panel fixing frame 210.
  • the panel fixing frame 210 is formed of a hard resin material such as ABS, so that the entire panel fixing frame 210 has rigidity.
  • the panel fixing frame 210 is assembled with holders 220 that hold the touch panel 400 at its four corners.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing a state where one of the four holders 220 is attached to the corner of the touch panel 400.
  • Each holder 220 is formed with a slit-like insertion portion 360 into which a corner portion of the touch panel 400 can be inserted.
  • a fixing hole 320 for fixing the holder 220 is provided on the peripheral side surface of the panel fixing frame 210 near the end of each side surface. Then, the hooks 340a formed on the holder 220 shown in FIG. 8 are inserted into the fixing holes 320 shown in FIG. 7, so that each of the holders 220 fixes the touch panel 400 to the panel fixing frame 210.
  • the respective holders 220 hold the touch panel 400 from the outside at the four corners and also from both sides in the thickness direction. Therefore, the electronic device described in Patent Document 1 can be arranged such that the touch panel 400 is fixed.
  • each of the holders 220 is integrally formed of a material having a smaller elastic coefficient than the panel fixing frame 210, for example, a silicon-based resin or rubber.
  • the holder 220 is configured to be elastically deformable so that the touch panel 400 can vibrate while stably holding the touch panel 400. Note that a gap that allows displacement of the touch panel 400 in the thickness direction is secured between the touch panel 400 and the display monitor 100. For this reason, when the piezoelectric element 420 vibrates, the displacement of the touch panel 400 in the thickness direction accompanying the vibration is possible.
  • Patent Document 1 Since the electronic device described in Patent Document 1 is configured not to greatly disturb the vibration when the touch panel 400 is vibrated, the operational feeling due to the vibration of the touch panel 400 can be ensured satisfactorily. .
  • the electronic device described in Patent Document 1 is assumed to be, for example, a display device of an in-vehicle navigation system, and the electronic device itself is not particularly protected against dust and water.
  • the touch panel 400 is attached to the panel fixing frame 210 while being inserted into the insertion portion 360 of the elastic material holder 220, that is, via the holder 220. This is because if the touch panel 400 is firmly fixed to the panel fixing frame 210, the touch panel 400 is not displaced in the thickness direction when the piezoelectric element 420 vibrates, and the touch panel 400 cannot be vibrated satisfactorily. Because. Therefore, a gap is formed between the touch panel 400 and the panel fixing frame 210, and it is assumed that dust and moisture enter from the gap.
  • a member such as a dust-proof cushion may be inserted between the touch panel 400 and the panel fixing frame 210.
  • a dustproof cushion is made of a material that can be compressed to some extent, it takes up a physical space where the touch panel vibrates by the thickness after compression. Therefore, in such a structure, the amplitude when the touch panel vibrates cannot be earned.
  • a measure of fixing between the touch panel 400 and a member covering the periphery of the touch panel 400 with a waterproof tape is conceivable.
  • a measure of fixing between the touch panel 400 and a member covering the periphery of the touch panel 400 with a waterproof tape is conceivable.
  • FIG. 7 when the cover 500 is further attached to the combination of the touch panel 400 and the display monitor 100 via the panel fixing frame 210, the cover 500 and the touch panel 400 are fixed with waterproof tape. It is assumed that In this way, since the gap between the cover 500 and the touch panel 400 can be filled, it is possible to prevent water from entering from the outside.
  • An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide an electronic device that is dust-proofed and waterproofed by reducing vibration attenuation of a member to be vibrated as much as possible.
  • An electronic device that achieves the above-described object, A plate-like vibrating member having a touch action surface on which a touch operation acts; A vibrating portion that acts on a surface of the vibrating member opposite to the touch acting surface to vibrate the vibrating member; A support member extending away from the member to be vibrated to the periphery; A film-like member that holds water tightly between the support member and the touch acting surface of the vibrating member, The film-like member has a narrowed portion formed in at least a part of the periphery of the vibrating member between the vibrating member and the support member. It is characterized by this.
  • the vibrating member is made of a transparent member, and a capacitive panel is disposed on a surface opposite to the touch action surface, spaced from the opposite surface. It is characterized by this.
  • an electronic device that is dust-proofed and waterproofed by reducing attenuation of vibration of the member to be vibrated as much as possible.
  • FIG. 1 is an external perspective view of an electronic device according to a first embodiment of the present invention. It is the perspective view which decomposed
  • FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line IV-IV of the electronic device in FIG. 1. It is the perspective view which decomposed
  • FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view of the electronic device of FIG. 5. It is a disassembled perspective view which shows the structure of the conventional electronic device.
  • FIG. 8 is a partially enlarged perspective view of FIG. 7.
  • FIG. 1 to 4 are diagrams for explaining an electronic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of an electronic device.
  • 2 is an exploded perspective view of the electronic device of FIG. 1 as seen from the back side.
  • FIG. 3 is a rear view of the bezel of FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of the electronic device of FIG. 1 taken along line IV-IV.
  • the electronic device 1 includes a housing 10 and a bezel 20 in appearance.
  • the case 10 is shown as one case in the illustrated example, the case 10 may be configured by integrally combining an upper case and a lower case.
  • a known sealing structure with a rubber packing is used, for example, appropriate dustproof and waterproof measures.
  • the housing 10 is preferably made of, for example, a resin that can withstand a certain degree of impact.
  • the bezel 20 is mounted in a watertight manner around the top of the housing 10 with the housing 10 as a support member.
  • the bezel 20 includes a transparent window region 20a that can be input by touching (touching) an operator's finger, stylus pen, or the like (hereinafter simply referred to as “contact object”), and other opaque frame regions 20b.
  • a display unit 30 and a contact object detection panel 40 are built in the housing 10.
  • the display unit 30 displays various objects such as push button switches used by the operator for input operations as images.
  • the display unit 30 is configured using, for example, a liquid crystal display panel (LCD), an organic EL display panel, electronic paper, or the like.
  • the contact object detection panel 40 is supported on the display unit 30, the housing 10, or a support member (not shown) fixed to the housing 10, and is disposed on the display surface side of the display unit 30.
  • the contact object detection panel 40 is a capacitive panel.
  • the bezel 20 includes a film-like member 21 and a plate-like vibrating member 22.
  • the film-like member 21 is made of, for example, a transparent resin.
  • the film-like member 21 includes a transparent window region 20a in which an input operation can be performed, and an opaque frame region 20b in which an opaque printing process is performed on the back side of the region excluding the transparent window region 20a. And are formed.
  • the film-like member 21 functions as a bezel.
  • the film-like member 21 has a U-shaped drawn portion 21a protruding to the back side by drawing along the outline of a region corresponding to the rectangular display area of the display unit 30 on the outer peripheral side of the transparent window region 20a. Is formed in a frame shape.
  • the film-like member 21 is provided with an adhesive portion 21b for the housing 10 on the outer back surface of the aperture portion 21a. 2 and 3, the adhesive portion 21b of the film-like member 21 is shown by hatching.
  • the vibrating member 22 is made of a rectangular transparent member such as a molded plate or a cutting plate material.
  • the vibrating member 22 is bonded to the inner side of the region surrounded by the narrowed portion 21a on the back surface side of the film-like member 21 with a transparent double-sided adhesive tape, an adhesive, or the like.
  • the to-be-vibrated member 22 functions as a touch action surface where the surface 22a adhere
  • a piezoelectric element 23 and a height-holding elastic member 24 are attached to the vibration member 22 on the surface 22b opposite to the touch action surface 22a.
  • the piezoelectric element 23 expands and contracts in the length direction, for example, and is bonded to the vibrating member 22 with a double-sided adhesive tape, an adhesive, or the like.
  • four piezoelectric elements 23 are bonded in the vicinity of each side of the vibrating member 22 along the side. Note that the four piezoelectric elements 23 are not visible from the outside due to the opaque frame region 20 b of the film-like member 21.
  • one of the two opposing piezoelectric elements constitutes a driving unit, and the other two opposing piezoelectric elements constitute a load detecting unit. Then, when the voltage output based on the pressing load from the piezoelectric element constituting the load detection unit satisfies a predetermined standard for presenting a tactile sensation, a touch operation is performed on the vibration target member 22 by a control unit (not shown). The piezoelectric element that constitutes the vibration unit is driven. Thereby, the piezoelectric element which comprises a vibration part expands-contracts in the longitudinal direction, and vibrates the to-be-vibrated member 22, and presents a tactile sensation with respect to the contact thing which has touched the transparent window area
  • a predetermined standard for presenting tactile sensation may be when the output voltage reaches a reference value for presenting tactile sensation, It may be when the output voltage exceeds a reference value that provides tactile sensation, or may be when a reference value that provides tactile sensation is detected from the output voltage.
  • the elastic members 24 for holding the height are in contact with or adhered to the contact object detection panel 40 to position the vibration member 22 with respect to the contact object detection panel 40. Bonded and retained.
  • the elastic member 24 for holding the height prevents the vibration member 22 from contacting the contact object detection panel 40 during vibration.
  • the vibration member 22 is bonded to the vibration member 22 with, for example, the piezoelectric member 23 and the elastic member 24 for holding the height, and the film-like member 21 having the throttle portion 21a.
  • the film-like member 21 is bonded to the casing 10 at the surrounding bonding portion 21b in a state where the vibration-receiving member 22 is positioned on the contact object detection panel 40.
  • the bezel 20 is mounted in a watertight manner around the housing 10. 4 illustrates a case where the housing 10 and the adhesive portion 21b of the film-like member 21 are water-tightly bonded with a double-sided adhesive tape 25 for waterproofing.
  • the flat transparent member 22 to be vibrated and the casing 10 extending away from the member to be vibrated around the film 10 are in the form of a film.
  • the member 21 is kept watertight.
  • a U-shaped drawn portion 21 a by drawing is formed in a frame shape around the vibrated member 22 between the vibrated member 22 and the housing 10. The vibrating member 22 is held so as to be easily displaceable with respect to the film-like member 21.
  • the film-like member 21, the vibration member 22, and the air layer between the vibration member 22 and the contact object detection panel 40 are used.
  • the contact position with respect to the contact object detection panel 40 is detected by the capacitive contact object detection panel 40.
  • the contact position with respect to the image (object) displayed on the display unit 30 is detected by a control unit (not shown).
  • the touch operation is applied to the touch action surface 22a of the vibration member 22, and the vibration member 22 is displaced, and the displacement constitutes the piezoelectric element constituting the load detection unit.
  • a voltage based on the pressing load generated by the touch operation is output from the element 23.
  • the piezoelectric element 23 which comprises a vibration part carries out the curved vibration of the to-be-vibrated member 22, and presents tactile sensation with respect to the contact thing which has touched the transparent window area
  • the film-like member 21 to which the member to be oscillated 22 is attached has a squeezed portion 21 a that is squeezed and protrudes in a U-shape on the back side of the film-like member 21 around the oscillated member 22. is doing. Therefore, when the vibrating member 22 is curved and vibrated, the shape of the diaphragm portion 21a is easily deformed following the vibration displacement of the vibrating member 22. Thereby, the to-be-vibrated member 22 can vibrate, without suppressing an amplitude.
  • the vibration member 22 in the configuration in which the vibration member 22 is curved and vibrated by the piezoelectric element 23, the vibration member 22 is reliably dust-proofed and waterproofed by the film-like member 21,
  • the diaphragm 21a can reduce the vibration of the vibrating member 22 as much as possible, and the vibrating member 22 can be held in the housing 10.
  • the capacitive contact object detection panel 40 vibrates the vibrating member 22 on the bezel 20 side, the positional relationship between the display unit 30 and the contact object detection panel 40 can always be constant. Thereby, generation
  • squeeze part 21a is formed in frame shape so that the transparent window area
  • FIG. 5 and 6 are diagrams for explaining an electronic apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the electronic device as seen from the back side.
  • FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view similar to FIG.
  • the same reference numerals are assigned to components having the same functions as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.
  • the frame-shaped drawn portion 21a of the film-like member 21 protrudes toward the contact object detection panel 40 and is drawn into a concave shape having a flat bottom. And the flat bottom part of this aperture
  • squeeze part 21a is adhere
  • FIG. 6 illustrates the case where the diaphragm 21 a is bonded to the contact object detection panel 40 with the double-sided adhesive tape 26.
  • the to-be-vibrated member 22 is located with respect to the contact object detection panel 40, and is comprised so that it may not contact
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the vibrating member 22 when the vibrating member 22 vibrates, the inner peripheral wall of the concave throttle portion 21a of the film-like member 21 is deformed following the vibration of the vibrating member 22. Thereby, the to-be-vibrated member 22 can vibrate, without suppressing an amplitude. Therefore, also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the diaphragm 21a formed on the film-like member 21 is also used as the position of the vibration member 22 with respect to the contact object detection panel 40, so that it is compared with the case of the first embodiment. As a result, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
  • the transparent window region 20a of the bezel 20 may be formed by cutting out a corresponding portion of the film-like member 21 as an opening. In this case, the contact object comes into direct contact with the touch action surface 22a of the vibrating member 22.
  • the support member of the film-like member 21 is not limited to the housing 10, and may be another member that is directly or indirectly fixed to the housing 10.
  • the diaphragm 21 a formed on the film-like member 21 may be formed to extend to a part of the periphery of the member to be vibrated 22, and the shape of the diaphragm is deformed following the vibration of the member to be vibrated 22. Thus, any shape can be used as long as the vibration of the member to be vibrated 22 is not reduced.
  • the contact object detection panel 40 may be omitted, and the vibrating member 22 may be a touch panel.
  • the touch panel a known type such as a resistive film type, a capacitance type, or an optical type can be used. Note that it is not essential for the touch object to physically touch the touch panel in order for the touch panel to detect contact with the touch object. For example, when the touch panel is optical, the touch panel detects a position where infrared rays on the touch panel are blocked by the contact object, and thus it is not necessary for the contact object to touch the touch panel.
  • the touch panel and the display unit can be further integrated.
  • a plurality of photoelectric conversion elements such as photodiodes are regularly mixed in a pixel electrode group in a matrix arrangement of a liquid crystal panel. Things can be mentioned.
  • This device displays an image with a liquid crystal panel structure, while reflecting the light of the backlight for liquid crystal display with the tip of a pen that touches the desired position on the panel surface, and the reflected light is reflected by peripheral photoelectric conversion elements.
  • the touch position can be detected by receiving the light.
  • the present invention can be configured such that the object is directly printed with ink or the like on the touch surface of the contact object detection panel 40 without providing the display unit 30. Furthermore, when the signal based on the pressing load to the vibrating member 22 is obtained without providing the display unit 30 and the contact object detection panel 40 and the signal satisfies a predetermined standard for presenting a tactile sensation, the vibrating member It can also comprise so that 22 may be vibrated.
  • the load detection unit is not limited to the piezoelectric element, and may be configured using a strain gauge sensor.
  • the load detection unit can be configured without using a strain gauge sensor or a piezoelectric element.
  • a signal based on a load can be obtained from a change in output signal based on a change in capacitance obtained from the capacitance-type contact object detection panel 40.
  • a load detection unit can be configured according to a contact detection method on the touch panel.
  • a signal based on a load can be obtained from a change in an output signal based on a resistance change due to a contact area.
  • a signal based on a load can be obtained from a change in output signal based on a change in electrostatic capacity, as described above.
  • the vibration part can be configured using any number of piezoelectric elements.
  • the vibrating portion can be configured by providing a transparent piezoelectric element on the entire surface of the vibrating member 22.
  • a vibration part and a load detection part can also be comprised by sharing a piezoelectric element by utilizing the reverse effect and the positive effect.
  • the vibration unit is not limited to the piezoelectric element, and may be configured using an eccentric motor.

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Abstract

　タッチ操作が作用するタッチ作用面２２ａを有する平板状の被振動部材２２と、被振動部材２２のタッチ作用面２２ａとは反対側の面２２ｂに作用して被振動部材２２を振動させる振動部２３と、被振動部材２２から周囲に離間して延在する支持部材１０と、支持部材１０と被振動部材２２のタッチ作用面２２ａとの間を水密に保持するフィルム状部材２１と、を備え、フィルム状部材２１は、被振動部材２２と支持部材１０との間で、被振動部材２２の周囲の少なくとも一部に形成された絞り部２１ａを有する。

Description

電子機器 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１１年２月２４日に出願された日本国特許出願２０１１－３８３８６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、タッチ操作される電子機器に関するものである。
　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）。
　図７は、特許文献１に記載の電子機器の分解斜視図である。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、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。
　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。
　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、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。
　この電子機器においては、タッチパネル４００の裏面側の対向する２辺に沿って、それぞれ圧電素子（ピエゾ素子）４２０が貼り付けられている。電子機器は、タッチパネル４００が操作者による接触を検出すると、制御装置から圧電素子４２０に駆動信号（電圧）を付与する。これにより、圧電素子４２０は伸縮して、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。
　なお、タッチパネル４００は、パネル固定用フレーム２１０を介して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。
　パネル固定用フレーム２１０には、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に固定される。
　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。
　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、例えばシリコ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。
　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。
特開２０１０－４４４９７号公報
　しかしながら、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。
　特許文献１に記載の電子機器における防塵対策としては、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が考えられる。しかし、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、圧縮後の厚さのぶんだけタッチパネルが振動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ことになる。
　また、特許文献１に記載の電子機器における防水対策としては、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を装着する場合は、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想定される。このようにすれば、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可能になる。
　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るとともに、タッチパネル４００を振動させる際の振幅を抑制してしまうことになる。
　かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、被振動部材の振動の減殺を可能な限り軽減して防塵および防水対策を施した電子機器を提供することにある。
　上記目的を達成する本発明に係る電子機器は、
　タッチ操作が作用するタッチ作用面を有する平板状の被振動部材と、
　該被振動部材の前記タッチ作用面とは反対側の面に作用して該被振動部材を振動させる振動部と、
　前記被振動部材から周囲に離間して延在する支持部材と、
　該支持部材と前記被振動部材の前記タッチ作用面との間を水密に保持するフィルム状部材と、を備え、
　前記フィルム状部材は、前記被振動部材と前記支持部材との間で、前記被振動部材の周囲の少なくとも一部に形成された絞り部を有する、
　ことを特徴とするものである。
　本発明の一実施の形態に係る電子機器においては、
　前記被振動部材は透明部材からなり、前記タッチ作用面とは反対側の面側に、該反対側の面から離間して静電容量式パネルが配置されている、
　ことを特徴とするものである。
　本発明によれば、被振動部材の振動の減殺を可能な限り軽減して防塵および防水対策を施した電子機器を提供することが可能となる。
本発明の第１実施の形態に係る電子機器の外観斜視図である。 図１の電子機器を分解して裏面側から見た斜視図である。 図１のベゼルを裏面側から見た斜視図である。 図１の電子機器のIV－IV線に沿った拡大概略断面図である。 本発明の第２実施の形態に係る電子機器を分解して裏面側から見た斜視図である。 図５の電子機器の拡大概略断面図である。 従来の電子機器の構成を示す分解斜視図である。 図７の部分拡大斜視図である。
　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。
（第１実施の形態）
　図１乃至図４は、本発明の第１実施の形態に係る電子機器を説明するための図である。図１は、電子機器の外観を示す斜視図である。図２は、図１の電子機器を分解して裏面側から見た斜視図である。図３は、図１のベゼルの裏面図である。図４は、図１の電子機器のIV－IV線に沿った拡大概略断面図である。
　図１に示すように、本実施の形態に係る電子機器１は、外観上、筐体１０と、ベゼル２０と、を備える。筐体１０は、図示の例では一つの筐体として示しているが、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もある。この場合、上部筐体と下部筐体との間は、これらが一体に組み合わされた状態において、例えばゴム製のパッキンを介した公知の密閉構造にする等して、適当な防塵および防水の措置がなされているものとする。筐体１０は、ある程度の衝撃に耐えうる例えば樹脂により構成するのが好適である。
　ベゼル２０は、筐体１０を支持部材として、筐体１０の上部周囲に水密に装着される。ベゼル２０は、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）を接触（タッチ）させることにより入力操作が可能な透明窓領域２０ａと、その他の不透明枠領域２０ｂとを有する。
　図２に示すように、筐体１０には、表示部３０および接触物検知パネル４０が内蔵されている。表示部３０は、例えば操作者が入力の操作に用いる押しボタンスイッチ等の各種のオブジェクトを画像で表示する。この表示部３０は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤ）、有機ＥＬ表示パネル、電子ペーパー等を用いて構成される。
　接触物検知パネル４０は、表示部３０や筐体１０、あるいは筐体１０に固定された支持部材（図示せず）に支持されて、表示部３０の表示面側に配置される。本実施の形態において、接触物検知パネル４０は、静電容量式パネルからなる。
　次に、ベゼル２０について、更に詳細に説明する。
　ベゼル２０は、図３および図４に示すように、フィルム状部材２１と、平板状の被振動部材２２と、を備える。フィルム状部材２１は、例えば透明な樹脂からなる。フィルム状部材２１には、図１に示したように、入力操作が可能な透明窓領域２０ａと、この透明窓領域２０ａを除く領域の裏面側に不透明な印刷処理が施された不透明枠領域２０ｂとが形成されている。これにより、フィルム状部材２１は、ベゼルとして機能している。フィルム状部材２１には、透明窓領域２０ａの外周側で、例えば表示部３０の矩形の表示エリアに相当する領域の輪郭に沿って、絞り加工により裏面側に突出したＵ字状の絞り部２１ａが枠状に形成されている。さらに、フィルム状部材２１には、絞り部２１ａの外側の裏面に筐体１０に対する接着部２１ｂが設けられている。なお、図２および図３において、フィルム状部材２１の接着部２１ｂは、斜線を施して示されている。
　被振動部材２２は、例えば成形プレートや切削板材等の矩形の透明部材からなる。被振動部材２２は、フィルム状部材２１の裏面側で、絞り部２１ａによって囲まれた領域の内側に、透明な両面接着テープや接着剤等により接着される。そして、被振動部材２２は、フィルム状部材２１に接着される面２２ａが、タッチ操作が作用するタッチ作用面として機能する。この被振動部材２２には、タッチ作用面２２ａと反対面２２ｂに、圧電素子２３と、高さ保持用弾性部材２４と、が装着される。
　圧電素子２３は、例えば長さ方向に伸縮するもので、両面接着テープや接着剤等により被振動部材２２に接着される。本実施の形態では、４本の圧電素子２３が、被振動部材２２の各辺の近傍に当該辺に沿って接着されている。なお、４本の圧電素子２３は、フィルム状部材２１の不透明枠領域２０ｂにより、外部から見えないようになっている。
　４本の圧電素子２３は、例えば、対向する一方の２本の圧電素子が駆動部を構成し、対向する他方の２本の圧電素子が荷重検出部を構成する。そして、図示しない制御部により、荷重検出部を構成する圧電素子から押圧荷重に基づいて出力される電圧が、触感を呈示する所定の基準を満たした際に、被振動部材２２に対するタッチ操作がなされたものと判定されて、振動部を構成する圧電素子が駆動される。これにより、振動部を構成する圧電素子が、その長手方向に伸縮して被振動部材２２を湾曲振動させ、透明窓領域２０ａにタッチしている接触物に対して触感を呈示する。
　ここで、荷重検出部からの押圧荷重に基づく出力電圧が触感を呈示する所定の基準を満たした際とは、上記出力電圧が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、上記出力電圧が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、上記出力電圧から触感を呈示する基準値が検出された際でもよい。
　高さ保持用弾性部材２４は、接触物検知パネル４０に当接または接着されて、接触物検知パネル４０に対する被振動部材２２の位置だしを行うもので、被振動部材２２の裏面の四隅にそれぞれ接着保持される。この高さ保持用弾性部材２４により、被振動部材２２は、振動時において接触物検知パネル４０への当接が防止される。
　被振動部材２２は、例えば、圧電素子２３および高さ保持用弾性部材２４が接着された状態で、絞り部２１ａを有するフィルム状部材２１が被振動部材２２に接着される。そして、フィルム状部材２１は、被振動部材２２が接触物検知パネル４０上に位置決めされた状態で、周囲の接着部２１ｂが筐体１０に接着される。これにより、ベゼル２０は、筐体１０の周囲に水密に装着される。なお、図４は、筐体１０とフィルム状部材２１の接着部２１ｂとを、防水用の両面接着テープ２５により水密に接着する場合を例示している。
　このように、本実施の形態に係る電子機器１においては、平板状の透明な被振動部材２２と、被振動部材２２から周囲に離間して延在する筐体１０との間を、フィルム状部材２１により水密に保持している。また、フィルム状部材２１には、被振動部材２２と筐体１０との間で、被振動部材２２の周囲に亘って絞り加工によるＵ字状の絞り部２１ａを枠状に形成することにより、被振動部材２２をフィルム状部材２１に対して容易に変位可能に保持している。
　上記構成において、ベゼル２０の透明窓領域２０ａに接触物がタッチされると、フィルム状部材２１、被振動部材２２、および、被振動部材２２と接触物検知パネル４０との空気層を介して、静電容量方式の接触物検知パネル４０により、当該接触物検知パネル４０に対する接触位置が検知される。これにより、図示しない制御部において、表示部３０に表示された画像（オブジェクト）に対する接触位置が検知される。また、透明窓領域２０ａに接触物がタッチされると、そのタッチ操作が被振動部材２２のタッチ作用面２２ａに作用して被振動部材２２が変位し、その変位により荷重検出部を構成する圧電素子２３からタッチ操作による押圧荷重に基づく電圧が出力される。
　そして、荷重検出部からの押圧荷重に基づく出力電圧が、触感を呈示する所定の基準を満たした際に、被振動部材２２に対するタッチ操作がなされたものと判定されて、振動部を構成する圧電素子２３が、タッチ操作されたオブジェクトに対応する駆動信号（振動パターン）で駆動される。これにより、振動部を構成する圧電素子２３が、被振動部材２２を湾曲振動させて、透明窓領域２０ａにタッチしている接触物に対して触感を呈示する。
　ここで、被振動部材２２が貼付されたフィルム状部材２１は、被振動部材２２の周囲に亘って、フィルム状部材２１の裏面側にＵ字状に突出して絞り加工された絞り部２１ａを有している。したがって、被振動部材２２が湾曲振動すると、被振動部材２２の振動変位に追従して、絞り部２１ａの形状が容易に変形する。これにより、被振動部材２２は、振幅が抑制されることなく振動することができる。
　このように、本実施の形態に係る電子機器１によれば、圧電素子２３により被振動部材２２を湾曲振動させる構成において、被振動部材２２をフィルム状部材２１により確実に防塵および防水して、かつ絞り部２１ａにより被振動部材２２の振動の減殺を可能な限り軽減して、被振動部材２２を筐体１０に保持することができる。しかも、静電容量方式の接触物検知パネル４０は振動させずに、ベゼル２０側の被振動部材２２を振動させるので、表示部３０と接触物検知パネル４０との位置関係を常に一定にできる。これにより、接触物検知パネル４０による接触位置の検出誤差の発生を防止できる。また、絞り部２１ａが、ベゼル２０を構成するフィルム状部材２１の透明窓領域２０ａを囲むように枠状に形成されているので、意匠的な効果も得られる。
（第２実施の形態）
　図５および図６は、本発明の第２実施の形態に係る電子機器を説明するための図である。図５は、電子機器を分解して裏面側から見た斜視図である。図６は、図４と同様な拡大概略断面図である。なお、本実施の形態において、第１実施の形態と同様の作用をなす構成要素には、同一参照符号を付して、説明を省略する。
　本実施の形態に係る電子機器２では、第１実施の形態に係る電子機器１において、接触物検知パネル４０に対して被振動部材２２の位置だしを行う４個の高さ保持用弾性部材２４が省略されている。また、フィルム状部材２１の枠状の絞り部２１ａは、接触物検知パネル４０側に突出して、平坦な底部を有する凹状に絞り加工されている。そして、この絞り部２１ａの平坦な底部が、両面接着テープや接着剤等を介して、接触物検知パネル４０の表面の周縁に亘って接着されている。なお、図６は、絞り部２１ａを両面接着テープ２６により接触物検知パネル４０に接着する場合を例示している。これにより、被振動部材２２は、接触物検知パネル４０に対して位置だしされて、振動時において接触物検知パネル４０に当接しないように構成されている。その他の構成は、第１実施の形態と同様である。
　本実施の形態において、被振動部材２２が振動すると、フィルム状部材２１は、凹状の絞り部２１ａの内周壁が、被振動部材２２の振動に追従して変形する。これにより、被振動部材２２は、振幅が抑制されることなく振動することができる。したがって、本実施の形態においても、第１実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においては、フィルム状部材２１に形成した絞り部２１ａを、接触物検知パネル４０に対する被振動部材２２の位置だしに兼用しているので、第１実施の形態の場合と比較して部品点数を削減でき、コストダウンが図れる。さらに、絞り部２１ａは、接触物検知パネル４０の表面の周縁に亘って接着されているので、筐体１０の内部で発生したゴミが、被振動部材２２と接触物検知パネル４０との間隙へ侵入するのを防止することができる。これにより、長期間に亘って、表示部３０に表示される画像を、画質を低下させることなく操作者に提供することができる。
　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、ベゼル２０の透明窓領域２０ａは、フィルム状部材２１の対応する部分を開口として切り欠いて形成してもよい。この場合、接触物は、被振動部材２２のタッチ作用面２２ａに直接接触することになる。また、フィルム状部材２１の支持部材は、筐体１０に限らず、筐体１０に直接あるいは間接的に固定される他の部材であってもよい。さらに、フィルム状部材２１に形成する絞り部２１ａは、被振動部材２２の周囲の一部に延在して形成してもよく、その絞り形状も被振動部材２２の振動に追従して変形して、被振動部材２２の振動を減殺させないような形状であれば、任意の形状とすることができる。
　また、上記実施の形態において、接触物検知パネル４０を省略し、被振動部材２２をタッチパネルとすることもできる。この場合、タッチパネルは、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を用いることができる。なお、タッチパネル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、タッチパネルが光学式である場合は、タッチパネルは当該タッチパネル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に触れることは不要である。
　また、被振動部材２２をタッチパネルとする場合は、さらに、タッチパネルと表示部とを一体化することもできる。このようにタッチパネルと表示部との両機能を一体化した装置の一例としては、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させ、その反射光を周辺の光電変換素子で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。
　また、本発明は、表示部３０を設けずに、接触物検知パネル４０のタッチ面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構成も可能である。さらに、表示部３０および接触物検知パネル４０を設けずに、被振動部材２２への押圧荷重に基づく信号を取得し、その信号が触感を呈示する所定の基準を満たした際に、被振動部材２２を振動させるように構成することもできる。
　また、荷重検出部は、圧電素子に限らず、歪みゲージセンサを用いて構成することもできる。また、歪みゲージセンサや圧電素子等を用いることなく、荷重検出部を構成することもできる。例えば、上記実施の形態の場合には、静電容量方式の接触物検知パネル４０から得られる静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重に基づく信号を取得するように構成することができる。また、被振動部材２２をタッチパネルとする場合は、タッチパネルにおける接触検出方式に応じて荷重検出部を構成することができる。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に基づく信号を取得するように構成することができる。また、静電容量方式の場合には、上述と同様に、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重に基づく信号を取得するように構成することができる。
　また、振動部は、任意の個数の圧電素子を用いて構成することができる。例えば、被振動部材２２の全面に透明圧電素子を設けて振動部を構成することもできる。また、圧電素子を用いる場合は、その逆効果および正効果を利用することにより、圧電素子を共用して振動部および荷重検出部を構成することもできる。また、振動部は、圧電素子に限らず、偏心モータを用いて構成することもできる。
　１，２　電子機器
　１０　筐体
　２０　ベゼル
　２０ａ　透明窓領域
　２０ｂ　不透明枠領域
　２１　フィルム状部材
　２１ａ　絞り部
　２１ｂ　接着部
　２２　被振動部材
　２２ａ　タッチ作用面
　２２ｂ　反対面
　２３　圧電素子
　２４　高さ保持用弾性部材
　２５，２６　両面接着テープ
　３０　表示部
　４０　接触物検知パネル
 

Claims (2)

  1. 　タッチ操作が作用するタッチ作用面を有する平板状の被振動部材と、
    　該被振動部材の前記タッチ作用面とは反対側の面に作用して該被振動部材を振動させる振動部と、
    　前記被振動部材から周囲に離間して延在する支持部材と、
    　該支持部材と前記被振動部材の前記タッチ作用面との間を水密に保持するフィルム状部材と、を備え、
    　前記フィルム状部材は、前記被振動部材と前記支持部材との間で、前記被振動部材の周囲の少なくとも一部に形成された絞り部を有する、
    　ことを特徴とする電子機器。
  2. 　前記被振動部材は透明部材からなり、前記タッチ作用面とは反対側の面側に、該反対側の面から離間して静電容量式パネルが配置されている、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。 
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