(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルと表示装置とを積層構造として有する電子機器であって、
前記電子機器の、前記タッチパネル側の表面には、使用者からの入力を受け取るための操作面が設けられ、
前記操作面は、前記操作面の中央部が前記操作面の端部に比べて凹んだ曲面を為し、
前記曲面は、曲率半径が５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の曲線を含み、
前記操作面の最凹部は、前記操作面の端部に対して、パネル面垂直方向において０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の距離だけ凹んでおり、
前記電子機器の前記タッチパネル側の表面は、前記電子機器の外側端面の近傍にタッチパネル操作が出来ない不感領域を有し、
前記タッチパネルは、前記表示装置の観察者側に配置されており、
前記タッチパネル側の表面を形成するように配置された透光性の前面板に前記操作面が設けられており、
前記透光性の前面板の前記不感領域における厚さは、前記前面板の前記操作面における厚さよりも大きい電子機器。
【請求項２】
前記表示装置は平板状であり、
前記透光性の前面板はアクリル樹脂からなり、かつ、前記表示装置の表示領域上で厚さ１．７ｍｍ超の部分を含む請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記表示装置は平板状であり、
前記透光性の前面板はガラスからなり、かつ、前記表示装置の表示領域上で厚さ２．７ｍｍ超の部分を含む請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記透光性の前面板は、前記表示装置の周辺表示領域と額縁領域とを覆うように配置された凸レンズ部を有する請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
タッチパネルと表示装置とを積層構造として有する電子機器であって、
前記電子機器の、前記タッチパネル側の表面には、使用者からの入力を受け取るための操作面が設けられ、
前記操作面は、前記操作面の中央部が前記操作面の端部に比べて凹んだ曲面を為し、
前記曲面は、曲率半径が５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の曲線を含み、
前記操作面の最凹部は、前記操作面の端部に対して、パネル面垂直方向において０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の距離だけ凹んでおり、
前記電子機器の前記タッチパネル側の表面は、前記電子機器の外側端面の近傍にタッチパネル操作が出来ない不感領域を有し、
前記タッチパネルは、前記表示装置の観察者側に配置されており、
前記タッチパネル側の表面を形成するように配置された透光性の前面板に前記操作面が設けられており、
前記透光性の前面板は、前記表示装置の周辺表示領域と額縁領域とを覆うように配置された凸レンズ部を有する電子機器。
【請求項６】
前記透光性の前面板は、前記凸レンズ部の外側に設けられた平坦部をさらに有する請求項４または５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記額縁領域を含む非表示領域の幅をＸとし、前記表示装置の表示素子の光出射面から前記凸レンズ部におけるレンズ頂点までのパネル法線方向における距離をＹとするとき、３．０≦Ｙ／Ｘ≦４．２を満たす、請求項４から６のいずれかに記載の電子機器。
【請求項８】
前記不感領域は、前記表示装置の表示領域と一部が重なっている、請求項１から７のいずれかに記載の電子機器。
【請求項９】
矩形板状の外形を有し、
前記電子機器の幅は４０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であって前記使用者が片手で操作可能なように構成されている請求項１から８のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１０】
前記表示装置の表示領域から、電子機器外側端面までの距離が３ｍｍ以上５ｍｍ以下である請求項１から９のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関し、特に、タッチパネル表示装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネル表示装置を搭載したスマートフォンやデジタルオーディオプレイヤ、あるいは、携帯ゲーム機、タブレット型端末などが広く利用されている。タッチパネルを用いることで、画面を通して、より直観的な入力を行うことが可能になる。また、タッチパネルを用いれば、電子機器に設ける物理的なボタンの数を少なくできるという利点も得られる。このため、タッチパネルは、特に、携帯性を有する種々の小型電子機器の入力装置として今後とも有力であると考えられる。【０００３】
タッチパネルを備えるスマートフォンの利用者の数は、年々増加の一途をたどっている。このような状況のもと、片手でスマートフォンを持ちながら、タッチパネルを操作する機会が増えている。片手でスマートフォンを操作する場合、掌や中指、薬指などで本体を支持しながら、親指を使ってタッチパネルを操作することが多い。【０００４】
なお、本明細書において、「タッチパネル」の語は、表示装置上に設けられた位置入力装置（タッチセンサまたはタッチパッドなどと呼ばれることもある）単体であって、表示装置を含まないものを指すことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２２２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スマートフォンを片手で操作できれば便利であるが、片手操作を続けると手に疲労がたまってくる。タッチパネルを親指で操作する際に、支点となるＣＭ関節（ｃａｒｐｏｍｅｔａｃａｒｐａｌ  ｊｏｉｎｔ：親指の付け根辺り、手首寄りの関節）と、タッチパネル操作点との間の距離が変わるので、他の関節を曲げたり、持ちかえたりすることが疲労の要因となるからである。【０００７】
また、スマートフォンにおけるタッチパネルの操作面は、表示面とともに大面積化してきており、操作面上に親指が届きにくい領域も出てきている。このため、特に手のサイズが小さい人々にとって片手では操作しづらくなってきており、操作時に手にかかる負担も大きい。したがって、操作疲れが生じにくいタッチパネルの構造が求められていた。【０００８】
また、親指で画面上の遠いところをタッチしようとすると、親指の付け根などが手前の部分に触れてしまうことがあり、これによって誤動作が生じる。この誤動作を防止しようと気を遣って操作すると、そのせいで手が疲れる。また、電子機器を支持している他の指がタッチパネルに触れてしまうこともある。最近のスマートフォンは狭額縁化が進んでおり、機器の側面近傍にもタッチパネルの感知領域が存在する。このため、タッチパネル周辺部で誤入力をしてしまうことが少なからずあり、これを適切に防止することが求められていた。【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、操作時の手の疲労を軽減しつつ、誤操作の発生を抑制することができるタッチパネル搭載型の機器を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態にかかる電子機器は、タッチパネルと表示装置とを積層構造として有する電子機器であって、前記電子機器の、前記タッチパネル側の表面には、使用者からの入力を受け取るための操作面が設けられ、前記操作面は、前記操作面の中央部が前記操作面の端部に比べて凹んだ曲面を為し、前記操作面の最凹部は、前記操作面の端部に対して、パネル面垂直方向において０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の距離だけ凹んでいる。【００１１】
ある実施形態において、前記電子機器は、矩形板状の外形を有し、前記電子機器の幅は４０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であって前記使用者が片手で操作可能なように構成されている。【００１２】
ある実施形態において、前記曲面は、曲率半径が５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の曲線を含む。【００１３】
ある実施形態において、前記表示装置は平板状である。【００１４】
ある実施形態において、前記タッチパネルは、前記表示装置の観察者側に配置されており、前記タッチパネル側の表面を形成するように配置された透光性の前面板に前記操作面が設けられている。【００１５】
ある実施形態において、前記表示装置は平板状であり、前記透光性の前面板はアクリル樹脂からなり、かつ、前記表示装置の表示領域上で厚さ１．７ｍｍ超の部分を含む。【００１６】
ある実施形態において、前記表示装置は平板状であり、前記透光性の前面板はガラスからなり、かつ、前記表示装置の表示領域上で厚さ２．７ｍｍ超の部分を含む。【００１７】
ある実施形態において、前記透光性の前面板は、前記表示装置の周辺表示領域と額縁領域とを覆うように配置された凸レンズ部を有する。【００１８】
ある実施形態において、前記透光性の前面板は、前記凸レンズ部の外側に設けられた平坦部をさらに有する。【００１９】
ある実施形態において、前記額縁領域を含む非表示領域の幅をＸとし、前記表示装置の表示素子の光出射面から前記凸レンズ部におけるレンズ頂点までのパネル法線方向における距離をＹとするとき、３．０≦Ｙ／Ｘ≦４．２を満たす。【００２０】
ある実施形態において、前記操作面の中央部におけるタッチ感度よりも前記操作面の端部におけるタッチ感度の方が低い。【００２１】
ある実施形態において、前記表示装置の表示領域から、電子機器外側端面までの距離が３ｍｍ以上５ｍｍ以下である。【００２２】
本発明の実施形態にかかる電子機器は、タッチパネルと表示装置とを積層構造として有する電子機器であって、前記タッチパネル側の表面には使用者からの入力を受け取るための操作面が設けられ、前記操作面は、前記操作面の中央部が前記操作面の端部に比べて凹んだ第１曲面を有しており、前記操作面の外側には、前記第１曲面に対して連続的に接続され、かつ、前記第１曲面とは異なる曲率で膨らむ凸状の第２曲面が形成されている。【００２３】
ある実施形態において、前記第１曲面および第２曲面の両方が、前記タッチパネル側の表面を形成するように配置された透光性の前面板に形成されている。【００２４】
ある実施形態において、前記第２曲面は、前記表示装置の周辺表示領域と額縁領域とを覆うように設けられた凸レンズ面を含む。【００２５】
ある実施形態において、前記表示装置は平板状であり、前記操作面の中央部の感度よりも前記操作面の端部の感度が低い。【００２６】
ある実施形態において、前記第１曲面は、曲率半径が５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の曲線を含む。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の実施形態の電子機器によれば、タッチパネルの操作面を片手で操作するときにも操作疲れが生じにくく、また、意図しないタッチによる誤入力が抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１にかかる電子機器の使用状態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、実施形態１にかかる電子機器の断面を示す模式図であり、（ｂ）は、タッチパネルの構成を示す断面図である。
【図３】従来の電子機器の利用時における誤操作（誤動作）が生じる様子を説明するための図である。
【図４】実施形態１の電子機器の片手使用時における様子を説明するための図である。
【図５】親指のＣＭ関節の位置と、タッチパネル操作面の曲率中心の位置との関係を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ操作面の形状が異なる場合を示す。
【図６】実施形態１の電子機器の改変例等を説明するための断面図であり、（ａ）は、前面曲率半径Ｒと背面曲率半径Ｒ’とが同じ場合を示し、（ｂ）はＲ＞Ｒ’の場合を示し、（ｃ）はＲ＜Ｒ’の場合を示す。
【図７】本発明の実施形態２にかかる電子機器の断面を示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態３にかかる電子機器の断面を示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は、（ａ）の破線で囲まれた領域を拡大して示す拡大図である。
【図９】図８（ａ）の破線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。
【図１０】（ａ）は、実施形態３の電子機器における見かけの表示領域を示し、（ｂ）は、実施形態１の電子機器における見かけの表示領域を示す。
【図１１】本発明の実施形態４にかかる電子機器の断面を示す模式図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は、（ａ）の破線で囲まれた領域を拡大して示す拡大図である。
【図１２】図１１（ａ）の破線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、実施形態４の電子機器における見かけの表示領域を示し、（ｂ）は（ａ）の破線で囲む領域の拡大図である。
【図１４】（ａ）は、電子機器の３辺に凸レンズ部を設けた形態における正面図、側面断面図、および端面断面図を示し、（ｂ）は、電子機器の４辺に凸レンズ部を設けた形態における正面図、側面断面図、および端面断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明者の検討によれば、タッチパネル付き電子機器において、タッチパネルの操作面を、端部よりも中央部が窪んだ凹曲面にすることで、特に片手での操作性を向上させ、手にかかる負担を軽減させ得ることがわかった。この凹曲面の形状は、使用者の手のサイズなどを考慮して適宜選択され得るが、本発明の実施形態では、凹曲面の端部（操作面エッジ）での高さと、凹曲面の最凹部（典型的には中央部）の高さとの差Δｄが0．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の距離だけ凹むように設定している。また、凹曲面は、典型的には、曲率半径５０ｍｍ〜１０００ｍｍの曲線を含む曲面に設定され、より好ましくは曲率半径５０ｍｍ〜５００ｍｍの曲線を含む曲面に設定される。さらに好ましくは、平均的な大人のＣＭ関節から親指先端までの距離と同等である９５ｍｍ〜１２５ｍｍの曲率半径を持つ曲面に設定される。なお、上記の凹曲面は、上記曲率半径で規定される球面の一部であってもよいし、円筒側面のように、所定方向に沿った断面に形成される曲線が上記曲率半径で規定される曲線を示す曲面の一部であってもよい。また、タッチパネルの操作面を非球面や自由曲面からなる凹曲面で形成してもよいが、この場合にも、上記範囲に設定された曲率半径を有する曲面に類似の形状であることが好ましい。
【００３０】
タッチパネルの操作面が上述のような凹曲面で形成されていると、画面上の遠くを親指でタッチするときにも、親指の付け根などが画面に接触する可能性が低くなる。このため、意図しない接触による誤動作の抑制も期待できる。
【００３１】
また、本発明者の検討によれば、凹曲面を為す操作面の外側において、操作面に連続する凸曲面の構造を有することが好ましいことが分かった。特に、この凸曲面を透明部材を用いて形成し、レンズとして利用することで、表示領域の外側端近傍（以下、周辺表示領域という場合がある）の画像を拡大して表示することができるので、額縁領域が視認されにくく、見かけの表示エリアを拡大できるという効果も得られる。
【００３２】
なお、タッチパネルの操作面を曲面とする構造が、特許文献１に記載されている。しかし、特許文献１では、遠隔制御装置（リモートコントローラ）に設けられたタッチパネルの表面を凸面または凹面のいずれかに設計することが記載されているのみであり、そのいずれの場合にも操作感が向上すると記載されている。特許文献１は、凹面の具体的な形状を開示するものではない。また、特許文献１では、タッチパネル操作面が凹曲面である場合に、操作面のすぐ外側に筐体の平坦面が連続するように配置されている。このような構成は、側面や裏面を保持しながら前面を親指で操作することが想定されている電子機器（スマートフォンなど）には不向きな構成である。
【００３３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらに限られない。
【００３４】
（実施形態１）
図１および図２（ａ）は、本発明の実施形態１による電子機器１００（例えば、スマートフォンやデジタルオーディオプレーヤ）を示す。電子機器１００では、タッチパネル１２上に配置された前面板２２の所定表面領域において、操作面２２Ａとしての凹曲面が形成されている。以下、電子機器１００の、より具体的な構成を説明する。
【００３５】
図１に示すように、電子機器１００は、使用者が片手で保持しながら、前面板２２（図２（ａ）参照）上の操作面（タッチ面）２２Ａを操作することが可能なように構成されている。片手で操作することが想定されているので、電子機器１００の幅Ｗ１は、典型的には、４０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定されている。
【００３６】
図２（ａ）に、電子機器１００の断面構造を示す。電子機器１００は、積層構造１４として設けられた表示装置１０およびタッチパネル１２と、これらを覆うようにして使用者側に配置された透光性の前面板（透明カバー）２２とを有している。また、表示装置１０およびタッチパネル１２は、背面保護カバーとしても機能する筐体２０の内部に収容されている。
【００３７】
また、図２（ｂ）に、タッチパネル１２の断面構造を示す。図２（ｂ）に示すように、タッチパネル１２は、ガラスなどから形成される基材１２１上に、例えば、行方向透明電極１２３と、この上に絶縁層１２４を介して設けられた列方向透明電極１２５とを有している。また、列方向透明電極１２５を覆うようにして、透光性のカバー１２２が設けられている。タッチパネル１２は、透明電極１２３または１２５と、これらの上に配置された絶縁体（カバー１２２および前面板２２）を介して、指との間に形成される容量がもたらす静電容量の変化を読み取ることで、指の位置を判定することができる。このようなタッチパネルは、一般に静電容量式タッチパネルと呼ばれる。
【００３８】
なお、ここでは、タッチパネル１２は、表示装置１０とは別の構成要素として説明しているが、一般に、タッチパネル１２と表示装置１０とを含めてタッチパネルと呼ぶこともある。また、使用者側に設けられた前面板２２は、タッチパネル１２の構成要素の一部として考えることもできる。なお、タッチパネル１２のカバー１２２と前面板２２とは、一体的に構成されていても良い。
【００３９】
本実施形態の表示装置１０は平板状の形状を有している。表示装置１０としては、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置や電気泳動型表示装置など、さまざまな表示装置が使用できる。本実施形態では、液晶表示装置を用いている。
【００４０】
表示装置１０は、表示領域（アクティブエリアということもある）１０Ａと、表示領域１０Ａの外側に設けられた額縁領域１０Ｆとを有している。表示領域１０Ａには、画素電極やＴＦＴなどが設けられており、画像や映像などが表示される。一方、額縁領域１０Ｆには、液晶材料を基板間に封止するように基板を貼り合わせるためのシール部、ＴＦＴのゲート電極やソース電極に接続された配線、走査／信号電圧を入力する外部駆動回路に接続させるための外部端子などが配置されており、額縁領域１０Ｆでは表示は行われない。
【００４１】
最近では、シート印刷技術や配線の細線化技術の向上に伴い、額縁領域１０Ｆの幅がますます狭小化されており、電子機器１００の略全面に近い領域で表示を行うことができるものも実現されている。電子機器１００の端部１００Ｓから表示領域１０Ａまでの距離（すなわち、額縁領域１０Ｆと筐体側部とを含む非表示領域の幅）は、最短の辺で、例えば、３ｍｍ〜５ｍｍに設定される。
【００４２】
タッチパネル１２は、典型的には、表示装置１０の表示面側（使用者側）に設置されており、指などで触れた位置を感知して入力を行うことができるデバイスである。本実施形態では、上述のように、静電容量方式のタッチパネル１２を使用している。なお、タッチパネル１２の基材１２１およびカバー１２２としては、例えば、ガラスや樹脂フィルムなど透光性の材料を用いることができる。
【００４３】
前面板２２は、アクリル樹脂やガラスなどの透光性の良い材料からなり、また、使用者側の面が凹曲面状になっている。前面板２２のタッチパネル１２側の面（裏面）は、一般的には平面であるが、タッチパネル１２の形状などに適合するように、適宜段差等が設けられていてもよい。なお、前面板２２における表示装置１０の外側の領域には、印刷等によって模様等が形成されていてもよい。
【００４４】
筐体２０は、表示装置１０などを保護する役割を果たし、汎用の樹脂やマグネシウム合金などから形成される。図示していないが、表示装置１０の背面には、回路基板や電池などが入る空間が設けられており、これらも筐体２０の内部に収容されている。背面側（タッチパネル１２が設けられた側とは反対側）の筐体形状が凸曲面状に形成されていると、手の形にフィットして保持しやすくなるという利点が得られる。ただし、後述するように、筐体２０の背面形状としては、種々の形状を採用し得る。
【００４５】
表示装置１０上に設けられているタッチパネル１２によって、表示装置１０の表示領域１０Ａ上のすべての領域を操作可能にすることができる。しかし、狭額縁の表示装置１０を用いる場合には、電子機器１００の端部（側面）近傍の部分に触れただけで誤動作を引き起こしてしまうこともあった。
【００４６】
より具体的には、図３に示すように、電子機器１００を保持する親指の付け根Ｆ１や、中指・薬指Ｆ２などが触れることで、誤動作が引き起こされることがあった。したがって、電子機器１００の端部１００Ｓに近い領域ではタッチパネル操作ができない方が、実際の使用上は便利である。
【００４７】
本発明者による試作・検討の結果、電子機器１００の端部１００Ｓから少なくとも約５ｍｍ以上、タッチパネル操作ができない領域を設けると、さまざまな持ち方をしても誤動作が少なくなることが分かった。逆に言うと、電子機器１００の端部１００Ｓから５ｍｍ以内にタッチパネルの操作可能領域が存在すると、誤動作が生じやすくなる。
【００４８】
本実施形態のように、表示装置１０およびタッチパネル１２（静電容量式）が平板状であって、前面板２２の表面が凹面状である場合には、前面板２２の厚さを調整することによって、タッチパネル操作の感度（タッチ感度）を制御することができる。前面板２２の厚さを所定の厚さ以上に設定することで、実質的にタッチ操作できない領域を設けることもできる。なお、タッチパネル１２自体を小さくすることによっても表示領域の周辺部にタッチ操作できない領域を形成することができるが、このようにすると、タッチパネル１２の周辺に設けられた配線電極や実装部材などが表示領域と重なってしまい、表示を害してしまうので、あまり好ましくない場合がある。
【００４９】
静電容量方式のタッチパネル１２は、前面板２２の材質（誘電率）と厚さとによって感度が変化する。前面板２２が、ある程度の厚さまでであればタッチ感度が良好であるが、厚すぎるとタッチ感度が悪くなる。
【００５０】
前面板２２がアクリル樹脂から形成されている場合には、タッチセンサとして機能させ得る厚さの限界は２ｍｍ程度であって、ガラスから形成されている場合には３ｍｍ程度である（アクリルとガラスの誘電率の差により、厚さの限界値が決まる）。したがって、表示装置１０またはタッチパネル１２の周縁部分において、上記の限界値を超える厚さとなるように前面板２２の厚さを設定することで、タッチパネル１２を従来の構成から特に改変することなく、端面付近のタッチパネル感度を低下させ、表示領域１０Ａ上であってもタッチパネル操作ができない領域を設けることができる。なお、本明細書では、前面板２２の材料としてアクリルとガラスについて記載しているが、もちろん他材料の使用も可能である。例えばポリカーボネイトやポリスチレンなどの透明樹脂材料やシリコーンゲルなどのゲル材料などを用いることができるが、いずれもアクリル樹脂に近い誘電率を有するので、前面板２２を形成したときの操作可能な厚さの限界値はアクリル樹脂と同等である。
【００５１】
以下、図２（ａ）を参照しながら、端部付近でタッチパネルの感度を低下させるための構成を具体的に説明する。
【００５２】
前面板２２上のタッチパネル操作できる操作領域（操作面）２２Ａの幅をＬ、操作領域２２Ａの端部（操作不可能な領域との境界）における前面板２２の厚さをｄｍａｘ、操作領域２２Ａの最凹部（典型的には、操作領域２２Ａの中央部）の厚さをｄｍｉｎ、凹曲面の曲率半径をＲとすると、以下の関係式が成り立つ。ここで、以下の式（１）において、Δｄ＝ｄｍａｘ−ｄｍｉｎであり、Δｄは、操作領域２２Ａにおける凹み具合（すなわち、パネル法線方向における、操作領域２２Ａの端部と最凹部（中央部）との高さの差（距離））を意味する。
【数１】
0005918786.tif 000002
【００５３】
厚さｄｍａｘは、タッチパネル操作が不可能にならない最大の厚さであり、上述の通り、アクリルを用いる場合には約２ｍｍであり、ガラスを用いる場合には約３ｍｍである。また、最薄部の厚さｄｍｉｎは、前面板２２を低コストで量産できる一般的な成形法によって実現し得る最小の厚さとして規定されており、その厚さは０．３ｍｍ程度である。
【００５４】
したがって、一般的に設計可能なΔｄの範囲は、以下の通りである。
アクリルの場合：Δｄ＝０〜１．７ｍｍ
ガラスの場合：Δｄ＝０〜２．７ｍｍ
【００５５】
もちろん、実際に用いる材料の誘電率などに応じて、上記の設計可能なΔｄの範囲は変化し得る。また、実際の使用状態でのタッチパネルの感度や、表示装置から発生する電気的ノイズ量などによっても、多少変化する値である。
【００５６】
以下の表１に、操作可能な領域２２Ａの幅Ｌをそれぞれ異なる値に設定した場合における、Δｄと曲率半径Ｒとの関係を示す。ここで、曲率半径Ｒは、幅Ｌが規定される方向（本実施形態では電子機器１００の左右方向）に沿って上記凹曲面を垂直に切ったときに現れる曲線の曲率半径である。
【００５７】
上記の通り、材料によってΔｄの取り得る範囲が変化し得るが、Δｄが０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるような凹曲面とすることが、操作時の手の疲労を軽減するのに適切であり、特に、０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定することが好ましいことが分かった。なお、電子機器の幅Ｌが大きくなるにつれ、Δｄの下限も大きくすることが好ましいが、一般的に片手操作が想定されるサイズの電子機器（幅４０ｍｍ〜７０ｍｍ）において、操作面が平坦面である場合に比べて手の疲労を軽減する効果を奏し得る範囲として、Δｄの下限を０．２ｍｍに設定している。後述するように、Δｄを０．２ｍｍ未満（曲率半径１０００超）に設定すると、実際の使用において、平坦面を操作する場合と差が感じられない。このため、手の疲労を軽減する効果は得られないと考えられる。
【００５８】
また、このようにして設定されたΔｄの範囲に対応するように、曲面を規定する曲率半径Ｒの好適な範囲も設定されている。なお、Δｄ＝０の場合は、平坦な面になるので、曲率半径Ｒの値は無限大である。
【００５９】
【表１】
0005918786.tif 000003
【００６０】
例えば、材料としてアクリル樹脂を用いる場合であって、操作可能な領域２２Ａの幅Ｌ＝５０ｍｍの場合、一般的に設計可能なΔｄの値（０〜１．７ｍｍ）から、曲率半径Ｒを１８５ｍｍ以上に設定することが好ましい。また、曲率半径Ｒが１０００ｍｍ以上である場合には、ほとんど平坦面と変わらないので、ここでは、曲率半径Ｒの上限は１０００ｍｍに設定している。このため、曲率半径Ｒの範囲を１８５〜１０００ｍｍに設定することが好適である。
【００６１】
なお、タッチ感度は、前面板２２が薄いほど高まるので、できるだけｄｍｉｎを小さく設定することが好ましい。つまりｄｍｉｎは、一般的な加工限界である０．３ｍｍ程度であることが好ましい。もちろん、成形法の技術進歩によりもっと薄型の成形が可能になるか、あるいは、他の方法を利用してより薄く形成することが可能になれば、０．１ｍｍ程度まではｄｍｉｎを小さくすることができると考えられる。
【００６２】
また、以上のようにして、表示装置１０の表示領域１０Ａ上において、タッチ操作不可能な領域を操作領域２２Ａの外側に設ける場合、前面板２２としてアクリル樹脂を用いた場合で、１．７ｍｍ超の厚さ（典型的には、１．７＋０．３＝２．０ｍｍ超の厚さ）の部分が、表示領域１０Ａ上に存在することになる。また、前面板２２としてガラスを用いた場合で、２．７ｍｍ超の厚さ（典型的には、２．７＋０．３＝３．０ｍｍ超の厚さ）の部分が、表示領域１０Ａ上に存在することになる。このような構成によれば、タッチパネル１２に大幅な改変を加えることなく、表示領域１０Ａ上にタッチ操作不可能な領域を形成することができる。
【００６３】
なお、上記には、前面板として一般的に使用されるアクリル樹脂やガラスを用いた場合における好ましい設計条件を説明したが、前面板として他の材料（より誘電率の高い材料）を用いることも考えられ、本発明の電子機器は、上記設計条件に限定されるものではない。
【００６４】
＜親指の動作＞
以下、操作面２２Ａに形成されている凹曲面の、より好適な形状について説明する。
【００６５】
親指を動かす時に、ＣＭ関節を支点として動作が行われることは良く知られている。もちろんタッチパネル操作を行う際にも、ＣＭ関節を支点として親指での操作が行われる。図４に示すように、ＣＭ関節Ｊ１は、親指の付け根辺りにある関節である。
【００６６】
本発明者による検討の結果、タッチパネル操作を行う際に、親指の支点（ＣＭ関節の位置）と、前面板２２に形成された凹曲面を規定する曲率円の中心（曲率中心Ｏ）とが近接している方が、指にかかる負担が少ないことが分かった。
【００６７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、操作面の形状がそれぞれ異なる場合における、曲率中心ＯとＣＭ関節Ｊ１との位置関係を示す。図５（ａ）に示すように、ＣＭ関節Ｊ１と曲率中心Ｏとが近接する場合には、タッチパネルを操作する際に、画面上のどの場所を触れるときであっても、ＣＭ関節Ｊ１−親指先端の距離と、ＣＭ関節Ｊ１−操作点（操作面２２Ａ上の任意の点）の距離とがあまり変わらない。この場合、他の親指の関節（ＩＰ関節とＭＰ関節）を曲げ伸ばしすることが少なく、かつ、左手（あるいは右手）全体による機器の保持の仕方を変えることも少なく操作をスムーズに行うことができるので、手の疲労が少なくなる。
【００６８】
ここで、ＣＭ関節Ｊ１から指先までの長さは、一般体型の大人では９５〜１２５ｍｍ程度の範囲に収まる。したがって、前面板２２の表面の曲率半径Ｒも９５〜１２５ｍｍに設定すると、ＣＭ関節Ｊ１と曲率中心Ｏとが最も近づくので好ましい。ただし、曲率半径Ｒを５０〜５００ｍｍの範囲に設定しても十分に疲労低減の効果は感じられた（この範囲を、上記の表１では太枠ａ２内に示している）。また、曲率半径Ｒを５０〜１０００ｍｍの範囲に設定することで、少なくとも平坦面を操作するときよりは疲労が軽減される（この範囲を、上記の表１では太枠ａ１内に示している）。なお、子供などの、ＣＭ関節Ｊ１から指先までの距離が９５〜１２５ｍｍの範囲から明らかに離れる使用者を主たるターゲットとする機器では、それに適合するような曲面設計に改変してもよい。
【００６９】
ＣＭ関節Ｊ１と曲率中心Ｏとが大きくずれている場合には、ＣＭ関節Ｊ１からタッチパネル接点までの距離が、画面上の触れる位置によって大きく変わるので、適切にタッチ操作を行うためには、ＣＭ関節Ｊ１と親指先端との間の距離を調整する（例えば、ＩＰ関節やＭＰ関節を曲げ伸ばしする）ことが必要になる。このため、操作時に手にかかる負担が大きくなる。特に長時間の操作を行った場合には、腱鞘炎などの障害が引き起こされることもある。
【００７０】
ＣＭ関節Ｊ１と曲率中心Ｏとが大きくずれている場合の顕著な例としては、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、前面板２２の形状が平板面（つまり、曲率中心Ｏが無限遠点）である場合や、前面板２２が凸形状（つまり、曲率中心Ｏが機器背面側）の場合等が挙げられる。タッチパネルの操作面がこれらの形状を有していると、片手操作を続けたときに手に疲労が蓄積しやすい。
【００７１】
＜背面形状＞
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、筐体２０の背面側の形状は、任意の形状とすることができる。
【００７２】
凹面をなす前面板２２の曲率半径をＲ、凸面をなす筐体背面側の曲率半径をＲ’とした場合、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｒ＝Ｒ’またはＲ＞Ｒ’の場合には、端面部が比較的薄いので、機器全体として薄く、スタイリッシュに感じる。
【００７３】
また、図６（ｃ）に示すように、Ｒ＜Ｒ’の場合には、端面部が厚いので、機器全体が厚く感じてしまうが、手で持ったときのホールド感が高まり、操作性が良くなるというメリットがある。
【００７４】
また、前面板２２の表面形状は、少なくとも凹面（つまり、前面板２２の中央部より端部の厚さが大きい）であれば、円柱側面（あるいは球面）である必要はなく、非球面や自由曲面などであっても良い。
【００７５】
このように、本実施形態の電子機器１００では、操作面２２Ａが適切な程度に凹んだ曲面から形成されているので、機器の端から５ｍｍ以内にタッチパネルが存在する場合であっても、機器側面に意図せず指が触れることによって生じる誤動作を防ぐことができる。また、好適には、タッチパネル操作面が曲率半径５０ｍｍ〜５００ｍｍを有する凹曲面に設定されており、タッチパネル操作する指の疲労を低減することができる。
【００７６】
（実施形態２）
図７は、実施形態２の電子機器１０２の断面を示す。電子機器１０２の構造は、タッチパネル３２と表示装置３０が湾曲板状であること以外、実施形態１の電子機器１００の構造と実質的に同様である。なお、前面板４２および筐体４０は、タッチパネル３２および表示装置３０を適切に保持できる形状を有している。
【００７７】
本実施形態の電子機器１０２では、タッチパネル３２および表示装置３０が湾曲板状であるので、これらを樹脂などの可撓性を有する基材を用いて形成することが好ましい。例えば厚さ０．２ｍｍのＰＥＴフィルムなどを基材としてタッチパネル３２および表示装置３０を形成し、湾曲板状に形成された前面板４２に貼り合わせることによって、電子機器１０２を作製することができる。
【００７８】
本実施形態においても、タッチパネルの操作面３２Ａは、その中央部が端部より凹んだ凹曲面を有しているので、タッチパネル操作する指の疲労を低減することができる。また、タッチパネルの操作面が凹曲面に設定されているので、片手で持ちながら操作するときにも、親指の付け根が操作面に触れることを抑制し、これによって、誤動作を低減することができる。
【００７９】
なお、狭額縁の表示装置３０を使用するときには、機器の端で誤動作が特に生じ易くなるので、額縁領域を比較的太めに形成するか、機器端面に近い領域で、タッチパネルの電極パターンを設けないことなどによって、誤動作を防ぐように改変してもよい。
【００８０】
（実施形態３）
図８（ａ）および（ｂ）は、実施形態３の電子機器１０３の断面を示し、（ｂ）は（ａ）の破線で囲む部分を拡大して示す。
【００８１】
本実施形態の電子機器１０３が実施形態１の電子機器１００と異なる点は、前面板５２の端部５２Ｂが、意図的に設定された曲率を有する凸曲面２２Ｂを有しており、かつ、表示装置１０の表示領域１０Ａと額縁領域１０Ｆとの両方に重なるように配置されている点である。
【００８２】
このような構成において、前面板５２は、凹曲面で形成される操作面２２Ａと、操作面２２Ａの外側に配置された凸曲面２２Ｂとを、その表面に有している。前面板５２の端部５２Ｂは、表示装置１０の表示領域１０Ａの周辺部（周辺表示領域と呼ぶことがある）から出射された光を屈折させることができる。
【００８３】
これにより、額縁領域１０Ｆに対応する領域において、周辺表示領域から出射された光が使用者の方向（典型的にはパネル面法線方向）に進行するので、使用者は額縁領域１０Ｆ上にも画像や映像を観察することができる。すなわち、凸曲面２２Ｂを有する端部５２Ｂは、凸レンズとしての機能を持ち、周辺表示領域の画像や映像などを額縁領域にまで拡大して表示させることができる。
【００８４】
なお、本実施形態において、表示装置１０は、ＴＦＴ基板１と、対向基板２と、これらの間にシール材５によって封止および保持される液晶層ＬＣとを有する液晶表示装置である。ＴＦＴ基板１は、画素ごとに設けられた画素電極６などを有しており、対向基板２は、画素電極６と向き合う対向電極７や、カラーフィルタ８などを有している。また、ＴＦＴ基板１および対向基板２の外側には、典型的には偏光フィルムである光学素子３、４が設けられており、ＴＦＴ基板１の背面に設けられたバックライトユニット（図示せず）からの光を変調して表示を行うことができる。
【００８５】
以下、凸曲面（凸レンズ面）２２Ｂの形状について説明する。
【００８６】
図９に示すように、額縁領域１０Ｆと側面筐体２０Ｆ、およびその間に存在する空隙や接着層など（図示せず）を含む非表示領域の幅をＸとし、端面１０３Ｓから凸面の頂点２２Ｃまでの幅をＸ’とする。また、前面板５２の最大の厚さと、タッチパネルの厚さと、光学フィルム層の厚さと、その間に存在する空隙や接着層など（図示せず）の厚さとを含む、表示素子（液晶層ＬＣ）からの厚さ（すなわち、端部５２Ｂが最大厚さを有する位置（凸レンズ頂点）での、液晶層ＬＣ（あるいはカラーフィルタ８）の光出射面から前面板５２の前表面までのパネル法線方向における距離）をＹとする。この場合に、例えば以下のような設計が考えられる。
【００８７】
前面板５２の材質：ガラス
Ｘ＝１．３ｍｍ（額縁領域の幅０．８ｍｍ＋筐体側部の幅０．５ｍｍ）
Ｘ’＝５．８ｍｍ
Ｙ＝５．２ｍｍ（前面板の最大厚さ４．１ｍｍ＋タッチパネルの厚さ０．７ｍｍ＋光学フィルム層の厚さ０．１ｍｍ＋対向基板の厚さ０．３ｍｍ）
Ｒ１＝７．４ｍｍ
ｋ＝０．７５
【００８８】
ここで、Ｒ１は凸曲面（レンズ面）２２Ｂを規定するための曲率半径であり、ｋは凸曲面２２Ｂを規定するための非球面係数（コーニック定数）である。本実施形態では、凸曲面２２Ｂは、非球面式：ｆ（ｘ）＝Ｙ−ｃｘ2／（１＋（１−（１＋ｋ）ｃ2ｘ2）1/2（ただし、ｃ＝１／Ｒ１、ｘはレンズ中心からの距離）で近似される非球面を形成している。このような表示装置の端部を覆うように設けるレンズ面の形状は、国際公開第２００９／１５７１５０号に記載の非球面関数によって規定される曲面であってよい。参考のために、国際公開第２００９／１５７１５０号の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【００８９】
前面板５２がアクリルやガラス等、屈折率が１．５に近い材料からなる場合、ＹはＸの３．０〜４．２倍に（つまり、Ｙ／Ｘを３．０以上４．２以下に）設定した場合に、効率よく光が屈折し、非表示領域が見え難くなる。ここで、Ｙは、実際に表示を行う素子の光出射面からレンズ頂点までのパネル面法線方向における距離を意味する。実際に表示を行う素子の光出射面とは、例えば、液晶表示装置の場合には、液晶層の光出射面（カラーフィルタが設けられている時はカラーフィルタにおける光出射面）に対応し、有機ＥＬ表示装置などのような自発光型表示装置では、発光素子の表面に対応する。
【００９０】
より屈折率が高い材料の場合には、屈折率の値にほぼ反比例して倍数（Ｙ／Ｘ）が小さくなる。例えば、屈折率が１．７４の場合には、ＹはＸの２．４〜３．２倍程度（Ｙ／Ｘを約２．４以上約３．２以下）に設定することが好ましい。
【００９１】
また、上記には凸曲面２２Ｂが非球面である例を説明したが、これに限られない。例えば、球面形状、楕円曲面形状、自由曲面であっても、レンズとして機能し得る形状であれば同様の効果が得られる。
【００９２】
図１０（ａ）および（ｂ）は、電子機器１０３における実効的な表示領域と、実施形態１の電子機器１００における実効的な表示領域とをそれぞれ示す。図１０（ａ）に示すように、電子機器１０３の表示領域の幅Ｄ１は、電子機器１００の表示領域の幅Ｄ２よりも広い。すなわち、電子機器１０３では、電子機器１００に対して、さらに、画面が広がって見えるので、機器端面まで表示が可能になり、小さい機器でも有効に表示面を利用できる。
【００９３】
（実施形態４）
図１１（ａ）および（ｂ）は、実施形態４の電子機器１０４の断面を示し、（ｂ）は（ａ）の破線で囲む部分を拡大して示す。
【００９４】
実施形態４の電子機器１０４が実施形態３の電子機器１０３と異なる点は、凸曲面２２Ｂを機器端面まで設けずに、凸曲面２２Ｂの外側に平板に近い側面筐体６２Ｓを設けて不連続な形状としている点である。この側面筐体６２Ｓは、電子機器１０４の背面側に位置する背景が透けて見えるように、透光性の部材から形成されていることが好ましい。
【００９５】
このようにすれば、表示装置１０から発せられた光が、凸曲面２２Ｂで屈折するので、あたかも額縁領域１０Ｆの上まで表示領域が広がったように見え、さらに、側面筐体６２Ｓが透光性である場合には、背景が透けて見えるので、表示領域１０Ａと背景との境界に、額縁などが存在しないように見える。また、実施形態３の場合よりも、前面板６２の最大厚さが薄くて済む。
【００９６】
図１２に示すように、実施形態３と同様に、額縁領域１０Ｆを含む非表示領域の幅をＸとし、凸面端面から凸面の頂点までの幅をＸ’とする。また、前面板６２の最大部の厚さと、タッチパネル１２と、光学フィルム層４と、その間に存在する空隙や接着層など（図示せず）の厚さを含む、表示素子からの厚さをＹとする。この場合に、例えば以下のような設計が考えられる。
【００９７】
前面板６２の材質：アクリル
Ｘ＝０．８ｍｍ（額縁領域０．８ｍｍ）
Ｘ’＝３．４ｍｍ
Ｙ＝３．２ｍｍ（前面板２．１ｍｍ＋タッチパネル０．７ｍｍ＋光学フィルム層０．１ｍｍ＋対向基板０．３ｍｍ）
Ｒ１＝４．５ｍｍ
ｋ＝０．７５
【００９８】
なお、実施形態３と同様に、前面板６２がアクリルやガラス等、屈折率が１．５に近い材料からなる場合、ＹをＸの３．０〜４．２倍にした場合に、効率よく光が屈折し、非表示領域が見え難くなる。より屈折率が高い材料の場合には、屈折率の値にほぼ反比例して倍数を小さく設定することが好ましく、例えば、屈折率が１．７４の場合には、ＹはＸの２．４〜３．２倍程度が好ましい。
【００９９】
本実施形態では、より薄い前面板６２を用いた場合にも実施形態３の電子機器１０３と同様の効果が得られ、さらに、電子機器１０４全体を薄型軽量化できるという効果が得られる。図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、電子機器１０４では、画面が広がって見えるので、機器端面まで表示が可能になり、小さい機器でも有効に表示面を利用でき、また、側面筐体６２Ｓを透明にすることで、背景を透過させ額縁が存在しないように見せかけることができる。
【０１００】
（実施形態５）
図１４（ａ）および（ｂ）は、実施形態５の電子機器１０５Ａ、１０５Ｂを示す。上記実施形態１から４では、タッチパネルの操作面を形成する凹曲面が円筒側面状である場合を例にとって説明したが、本実施形態のように、パネル面上の複数の方向で曲率を持つ曲面であってもよい。また、実施形態３で説明したように、電子機器１０３の左右２辺において凸レンズ面を設ける構成だけでなく、図１４（ａ）に示すように、３辺に凸レンズ面を設けてもよく、図１４（ｂ）に示すように４辺に凸レンズ面を設けても良い。このようにすれば、さらに見かけの表示領域１０Ａ’を拡大し得る。
【０１０１】
なお、３辺以上の辺において凸レンズ面を有する形状については、画素からの光が適切な方向に屈折するように、角部における曲面が、回転体の表面の一部を形成していることが好ましい。このような例は、例えば、国際公開第２０１０／０７０８７１号に記載されている。参考のために、国際公開第２０１０／０７０８７１号の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態に係る電子機器を説明したが、種々の改変が可能であることは言うまでもない。例えば、電子機器は、矩形の平板状である必要はなく、円板状であってもよい。この場合にも、タッチパネルの操作面を中央部が窪むような適切な凹曲面に設定することで操作性を向上させるとともに誤操作を抑制し得る。また、表示装置の裏側に配置されたタッチパネル（いわゆる、背面タッチパネル）を備える電子機器においても、タッチパネルの操作面を凹曲面で形成することで、表示面裏側での操作性を向上させ、誤操作を防止し得る。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の実施形態による電子機器は、スマートフォンや、デジタルオーディオプレーヤなどの携帯用の電子端末として広く用いられる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  表示装置
１０Ａ  表示領域
１０Ｆ  額縁領域
１２  タッチパネル
２２Ａ  操作領域（操作面）
１４  積層構造
２０  筐体
２２  前面板
１００  電子機器
【図１】
0005918786.tif 000004
【図２】
0005918786.tif 000005
【図３】
0005918786.tif 000006
【図４】
0005918786.tif 000007
【図５】
0005918786.tif 000008
【図６】
0005918786.tif 000009
【図７】
0005918786.tif 000010
【図８】
0005918786.tif 000011
【図９】
0005918786.tif 000012
【図１０】
0005918786.tif 000013
【図１１】
0005918786.tif 000014
【図１２】
0005918786.tif 000015
【図１３】
0005918786.tif 000016
【図１４】
0005918786.tif 000017