(57)【要約】【課題】剛性豊かな振動基板を提供できるようにすると共に、振動基板が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようにする。【解決手段】表示手段２９とタッチパネル２４との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定されたリジッド部６１ａ、６１ｂと、振動作用部８ａ及び中央電極３ａ，３ｂを有して表示手段２９とタッチパネル２４との間の所定の位置に、又は、リジッド部６１ａ、６１ｂの長手状の部位の所定の位置に設けられた圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂとを備え、振動作用部８ａ及び中央電極３ａ，３ｂが入力検出手段及び表示手段を積層する方向に合わせ込まれるものである。この構成によって、曲げ力やねじり力に対して寸法変化を小さく抑える性質となる剛性豊かな振動筐体を提供できるようになる。【選択図】    図１
2008123453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持して振動する構造であって、
第１の基板と第２の基板との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材と、
振動支持部及び振動作用部を有して前記第１の基板と第２の基板との間の所定の位置に、又は、前記隙間部材の長手状の部位の所定の位置に設けられた圧電素子とを備え、
前記圧電素子の振動支持部及び振動作用部が前記第１及び第２の基板を積層する厚み方向に合わせ込まれることを特徴とする基板支持振動構造。
【請求項２】
長手状に設けられた前記隙間部材には内部空洞形状を成した部品取付部位が設けられ、
前記振動支持部の各々が前記部品取付部位の下部に接合され、
前記振動作用部が当該部品取付部位の上部に接合されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持振動構造。
【請求項３】
長手状に設けられた前記隙間部材には上部開放形状を成した部品取付部位が設けられ、
前記振動支持部の各々が前記部品取付部位に接合され、
前記振動作用部が前記第２の基板に接合されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持振動構造。
【請求項４】
前記圧電素子は長手状を有し、
当該圧電素子の長手状の部位の両側に振動支持部を各々有し、かつ、中央部に１つの振動作用部を有し、
前記振動支持部の各々が前記第１又は第２の基板に接合され、
前記振動作用部が前記第２又は第１の基板に各々接合されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持振動構造。
【請求項５】
前記圧電素子には、
バイモルフ型の圧電アクチュエータが使用されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持振動構造。
【請求項６】
情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の下層に設けられた表示手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する基板支持振動構造とを備え、
前記基板支持振動構造は、
入力検出手段を支持して振動する構造であって、
前記入力検出手段と表示手段との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材と、
振動支持部及び振動作用部を有して前記入力検出手段と表示手段との間の所定の位置に、又は、前記隙間部材の長手状の部位の所定の位置に設けられた圧電素子とを有し、
前記圧電素子の振動支持部及び振動作用部が前記入力検出手段及び表示手段を積層する厚み方向に合わせ込まれることを特徴とする触覚機能付きの入力装置。
【請求項７】
情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚入力機能付きの電子機器であって、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の下層に設けられた表示手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する基板支持振動構造とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、
前記基板支持振動構造は、
入力検出手段を支持して振動する構造であって、
前記入力検出手段と表示手段との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材と、
振動支持部及び振動作用部を有して前記入力検出手段と表示手段との間の所定の位置に、又は、前記隙間部材の長手状の部位の所定の位置に設けられた圧電素子とを有し、
前記圧電素子の振動支持部及び振動作用部が前記入力検出手段及び表示手段を積層する厚み方向に合わせ込まれることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力項目選択用の表示画面の中からアイコン等を選択して情報を入力すると、操作体に触覚を返す情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に適用して好適な基板支持振動構造、触覚機能付きの入力装置及び電子機器に関する。
【０００２】
詳しくは、２つの基板間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材の所定の位置に圧電素子を備え、この圧電素子の振動支持部及び振動作用部を当該基板支持方向に合わせ込むようにして、曲げ力やねじり力に対して寸法変化を小さく抑える性質となる剛性豊か（リジッド）な振動基板を提供できるようにすると共に、圧電素子を振動させたとき、振動基板が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、ユーザ（操作者）は、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯端末装置に様々なコンテンツを取り込み、それを利用するようになってきた。これらの携帯端末装置には入力装置が具備される。入力装置にはキーボードや、ＪＯＧダイヤル等の入力手段、表示部を合わせたタッチパネルなどが使用される場合が多い。
【０００４】
また、圧電アクチュエータを組み合わせた入出力装置も開発されている。圧電アクチュエータは、２層以上のひずみ量の異なる圧電素子、又は、圧電素子と非圧電素子とを貼り合わせ、この貼合体の圧電素子に振動制御電圧を印加したとき、双方のひずみ量の差によって生じる貼合体の曲げ変形を力学的に利用するものである（振動体機能）。反対に、圧電素子に力を加えると電圧を発生することが知られている（力検出センサ機能）。
【０００５】
アクチュエータには、いわゆるバイモルフアクチュエータや、ユニモルフアクチュエータ、円盤アクチュエータ（これらを総括して、以下、単に圧電アクチュエータという）等が使用される場合が多い。圧電アクチュエータには、多層構造のものと単層構造のものがあるが、一般に単層構造の圧電アクチュエータは、駆動電圧が５０Ｖ以上と高く、電子機器、特にモバイル機器に適していないのが現状である。
【０００６】
この種の圧電アクチュエータを備えた電子機器に関して、特許文献１には、入力出力装置及び電子機器が開示されている。この電子機器によれば、バイモルフ型の圧電アクチュエータ及びタッチパネルを有する入出力装置を備え、圧電アクチュエータは、表示装置とタッチパネルの間に配置され、振動制御情報の種類に応じてタッチパネルを通じて異なる触覚を使用者にフィードバックするようになされる。入出力装置は、支持フレーム上に圧電アクチュエータを取り付けたタッチパネル支持構造を有している。
【０００７】
図１８は、従来例に係るタッチパネル支持振動体５００を示す断面図である。図１８に示すタッチパネル支持振動体５００は特許文献１に見られ、本体基板５０１上に表示手段２９及びタッチパネル２４が配置される。タッチパネル２４と表示手段２９との間には部品取付スペース１０２が設定される。この部品取付スペース１０２であって、表示手段２９の表示領域周辺の非表示領域の四隅の位置に圧電アクチュエータ１２５が各々実装される。各々の圧電アクチュエータ１２５の下方には、振動支持点を成す支持部１０６及び１０７が設けられる。
【０００８】
このようにして、４個の圧電アクチュエータ１２５が表示手段２９上の四隅に配置される。圧電アクチュエータ１２５の上部中央には、振動作用点を成す作用部１０８が設けられる。作用部１０８は別部品を成し、圧電アクチュエータの中央上部に貼り付けられ、この作用部１０８をタッチパネル２４に当接するようになされる。
【０００９】
タッチパネル２４は、上述の４個の作用部１０８で支えられ、タッチパネル２４の上部周辺は、ダストシール１０５を介在してパネル押えフレーム１０４により、押え込まれる。パネル押えフレーム１０４は、その上部に断面逆Ｌ状の返し部位を有している。パネル押えフレーム１０４は、本体基板５０１に対して、例えば、ビス１０９により固定される。圧電アクチュエータ１２５には配線１０３が接続され、パネル押えフレーム１０４に開口された開口部より引き出される。
【００１０】
このようなタッチパネル支持振動体５００で、４個の圧電アクチュエータ１２５に配線１０３を介して振動制御電圧を供給すると、タッチパネル２４に振動を伝達できるようになるというものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−９４３８９号公報（第９頁  図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、従来例に係る触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置（モバイル機器）等の電子機器において、特許文献１に見られるようなタッチパネル支持振動体５００の構造を採用した場合に、次のような問題がある。
【００１３】
ｉ．タッチパネル支持振動体５００の水平姿勢を保持して使用する場合は、タッチパネル２４が４個の圧電アクチュエータ１２５で支えられる。しかし、タッチパネル支持振動体５００の垂直姿勢や斜め姿勢等を保持して使用する場合は、タッチパネル２４を支持部１０６，１０７や作用部１０８等の接着力で支えなければならない。
【００１４】
このため、表示手段２９に対してタッチパネル２４が位置ずれを生じたり、接着力が不足した場合には、タッチパネル２４及び表示手段２９から遊離した圧電アクチュエータ１２５が部品取付スペース１０２内で移動してしまうおそれがある。
【００１５】
ii．しかも、特許文献１のようなタッチパネル支持振動体５００の構造によれば、圧電アクチュエータ１２５の支点を成す２つの支持部１０６，１０７が別体部品となされ、これらの別部品を支持フレームや圧電アクチュエータ１２５等に個別に接着部材（粘着材）を介して貼り付けなければならない。
【００１６】
また、圧電アクチュエータ１２５の作用点を成す作用部１０８がその中央上部とタッチパネル２４との間で、接着部材を介して貼り付けなければならない。このような別部品を数多く揃えなければならず、更に、上述の接合処理が圧電体取付時の作業性を低下させ、その圧電アクチュエータ１２５の取り付けに手間がかかるという問題がある。
【００１７】
iii．このように、モバイル機器等でタッチパネル支持振動体５００の構造を採用しようとすると、タッチパネル２４の姿勢が特定できない場合も含めて、タッチパネル２４をしっかりと、本体基板５０１に保持できない構造を原因として、触覚入力機能付き電子機器の信頼性の向上に大きな妨げとなることが懸念される。特に車載機器のように、常に外部から振動が加わるような電子機器においては上述の問題が顕著となる。
【００１８】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、剛性豊かな振動基板を提供できるようにすると共に、振動基板が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようにした基板支持振動構造、触覚機能付きの入力装置及び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】
【００１９】
上述した課題は、基板を支持して振動する構造であって、第１の基板と第２の基板との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材と、振動支持部及び振動作用部を有して第１の基板と第２の基板との間の所定の位置に、又は、隙間部材の長手状の部位の所定の位置に設けられた圧電素子とを備え、圧電素子の振動支持部及び振動作用部が入力検出手段及び表示手段を積層する方向に合わせ込まれることを特徴とする基板支持振動構造によって解決される。
【００２０】
本発明に係る基板支持振動構造によれば、基板を支持して振動する場合に、第１の基板と第２の基板との間で柱状又は／及び長手状に隙間部材が設けられて固定される。圧電素子は、振動支持部及び振動作用部を有しており、第１の基板と第２の基板との間の所定の位置に、又は、隙間部材の長手状の部位の所定の位置に設けられる。この圧電素子の振動支持部及び振動作用部が第１及び第２の基板を積層する厚み方向に合わせ込まれる。
【００２１】
従って、曲げ力やねじり力に対して寸法変化を小さく抑える性質となる剛性豊か（リジッド）な第１の基板と第２の基板とが固定された振動筐体を提供できるようになる。これにより、圧電素子を振動させたとき、その振動筐体が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００２２】
本発明に係る触覚機能付きの入力装置は、情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、入力検出手段と、この入力検出手段の下層に設けられた表示手段と、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する基板支持振動構造とを備え、基板支持振動構造は、入力検出手段を支持して振動する構造であって、入力検出手段と表示手段との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材と、振動支持部及び振動作用部を有して入力検出手段と表示手段との間の所定の位置に、又は、隙間部材の長手状の部位の所定の位置に設けられた圧電素子とを有し、圧電素子の振動支持部及び振動作用部が入力検出手段及び表示手段を積層する厚み方向に合わせ込まれることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係る触覚機能付きの入力装置によれば、本発明に係る基板支持振動構造が備えられるので、入力操作に基づいて、剛性豊かな入力検出手段と表示手段とが固定された振動筐体から操作体に触覚を提示できるようになる。
【００２４】
従って、圧電素子を振動させたとき、その振動筐体が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００２５】
本発明に係る電子機器は、情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚入力機能付きの電子機器であって、入力検出手段と、この入力検出手段の下層に設けられた表示手段と、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する基板支持振動構造とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、基板支持振動構造は、基板を支持して振動する構造であって、入力検出手段と表示手段との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材と、振動支持部及び振動作用部を有して第１の基板と第２の基板との間の所定の位置に、又は、隙間部材の長手状の部位の所定の位置に設けられた圧電素子とを有し、圧電素子の振動支持部及び振動作用部が入力検出手段及び表示手段を積層する厚み方向に合わせ込まれることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置が備えられるので、入力操作に基づいて、剛性豊かな第１の基板と第２の基板とが固定された振動筐体から操作体に触覚を提示できるようになる。
【００２７】
従って、圧電素子を振動させたとき、振動筐体が使用される姿勢によらず、その振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る基板支持振動構造によれば、第１の基板と第２の基板との間で柱状又は／及び長手状に設けられて固定された隙間部材の所定の位置に圧電素子を備え、この圧電素子の振動支持部及び振動作用部が第１の基板及び第２の基板を積層する厚み方向に合わせ込まれるものである。
【００２９】
この構成によって、曲げ力やねじり力に対して寸法変化を小さく抑える性質となる剛性豊かな第１の基板と第２の基板とが固定された振動筐体を提供することができる。従って、圧電素子を振動させたとき、その振動筐体が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００３０】
本発明に係る触覚機能付きの入力装置及び電子機器によれば、本発明に係る基板支持振動構造が備えられるので、入力操作に基づいて、入力検出手段と表示手段とが剛性豊かに固定された振動筐体から操作体に触覚を提示できるようになる。
【００３１】
この構成によって、圧電素子を振動させたとき、その振動筐体が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。特に、モバイル機器や車載機器など、振動や衝撃等が外力として加わる可能性が高い電子機器に対しても基板支持振動構造内で発生させた圧電素子による振動を応用できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
続いて、この発明に係る基板支持振動構造、触覚機能付きの入力装置及び電子機器の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。
【実施例１】
【００３３】
図１は、第１の実施例としてのタッチパネル支持振動体１００の構造例を示す斜視図である。
【００３４】
図１に示すタッチパネル支持振動体１００は基板支持振動構造の一例を構成し、基板を支持して振動する構造である。ここにタッチパネル支持振動体とは、従来技術で見られる弾性体による支持でなく、タッチパネル等の平面状の入力手段を点または線でリジッドに固定する構造をいう。この例で振動用の基板（被振動体）には、第１の基板の一例となる表示手段２９と、第２の基板の一例となるタッチパネル２４とが使用される。表示手段２９には液晶表示装置が使用される。第２の基板は平面状の入力装置としてのタッチパッドであってもよい。タッチパネル支持振動体１００は、携帯電話機や情報携帯端末装置等の筐体内に取り付け可能な構造であって、この圧電素子による振動を利用して触覚を提示できるようにしたものである。
【００３５】
この例で、タッチパネル２４と表示手段２９とは、共に幅がＷ［ｍｍ］で長さＬ［ｍｍ］を有しており、各々所定の厚みｔ１、ｔ２［ｍｍ］を有している。タッチパネル２４と表示手段２９との間には隙間部材の一例となる長手状のリジッド部６１ａ，６１ｂが設けられて固定されている。この例で、リジッド部６１ａは、幅がｗ［ｍｍ］で長さＬ［ｍｍ］を有しており、所定の厚みｔ３［ｍｍ］を有している。図中、表示手段２９の左側端に、リジッド部６１ｂはその右側端に各々配置される。リジッド部６１ａの一方の面は表示手段２９の表面左側端に接着され、その他方の面はタッチパネル２４の裏面左側端に接着される。リジッド部６１ｂの一方の面は表示手段２９の表面右側端に接着され、その他方の面はタッチパネル２４の裏面右側端に各々接着される。
【００３６】
リジッド部６１ａ，６１ｂには内部空洞形状を成した部品取付スペース（部品取付部位）６２が各々設けられている。リジッド部６１ａ，６１ｂは、例えば、断面四角形状の棒体を成しており、その内部にはスリット状の部品取付スペース６２が設けられる。部品取付スペース６２は、長さがｌ［ｍｍ］で、幅がｗ［ｍｍ］で、高さがｈ［ｍｍ］程度を有している。リジッド部６１ａ，６１ｂにはヤング率などの弾性率が大きい材料が使用され、例えば、合成樹脂部材や、アルミニウム、鉄、銅又はこれらの合金等の金属部材が使用される。
【００３７】
上述のリジッド部６１ａ，６１ｂで、部品取付スペース６２の所定の位置には圧電素子が実装されている。圧電素子には、バイモルフ型の圧電アクチュエータが使用される。例えば、リジッド部６１ａの部品取付スペース６２には圧電アクチュエータ２５ａが収納され固定され、リジッド部６１ｂの部品取付スペース６２には圧電アクチュエータ２５ｂが収納され固定されている。圧電アクチュエータ２５ａ、２５ｂは、当該部品取付スペース６２に収納可能な大きさを有している。各々の圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂは、振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂ及び振動作用部８ａを有している。
【００３８】
この例で、圧電アクチュエータ２５ａ等の中央電極３ａ，３ｂ及び振動作用部８ａが表示手段２９及びタッチパネル２４を積層する厚み方向に合わせ込まれる。例えば、中央電極３ａ，３ｂの各々が部品取付スペース６２の下部に接合され、かつ、振動作用部８ａが当該部品取付スペース６２の上部に接合される。表示手段２９及びタッチパネル２４の積層姿勢については、表示手段２９が下層でタッチパネル２４が上層の場合について例に挙げる。タッチパネル支持振動体１００の使用時の姿勢は、表示手段２９が下方に位置し、タッチパネル２４が上方に位置する場合はもとより、表示手段２９が上方に位置し、タッチパネル２４が下方に位置する場合も含んでいる。
【００３９】
図２は、圧電アクチュエータ２５ａに係るフィルム状圧電体の積層例を示す拡大断面図である。図３Ａ及びＢは、圧電アクチュエータ２５ａの構成例を示す平面図及びＸ１−Ｘ２矢視断面図である。圧電アクチュエータ２５ｂについては圧電アクチュエータ２５ａとその構成が同様となるのでその説明を省略する。
【００４０】
図２に示す多層構造の圧電アクチュエータ２５ａは、基板（以下シム３という）を有しており、この基板３の表面側には８層のフィルム状圧電積層体＃１〜＃８が接着剤７を介して接合され、その裏面側には８層のフィルム状圧電積層体＃９〜”１６が接着剤７を介して接合されて構成される。シム３は中央電極３ａ，３ｂを成しており、中央電極３ａが一方の振動支持部を構成し、中央電極３ｂが他方の振動支持部を構成するようになっている。シム３には、銅板、燐青銅板や、白銅板、黄銅板等が使用される。接着剤７には、エポキシ樹脂やＵＶ接着剤が使用される。
【００４１】
圧電アクチュエータ（積層体）２５ａは、例えば、電極と電極との間にフィルム状圧電積層体を積層する形態で、合計１６層のフィルム状圧電積層体＃１〜＃１６と、上部電極１と、下部電極２と、プラス側及びマイナス側の中央電極３ａ，３ｂと、１６層の電極ＩＥ１〜ＩＥ１６とを有して構成される。
【００４２】
表面側のフィルム状圧電積層体＃１〜＃８において、上部電極１は、図示しないスルーホールを介して主電極ＩＥ２、ＩＥ４、ＩＥ６及びＩＥ８に接続されて中央電極３ｂに接続される。各層の電極は、スルーホール内に充填された電極材料によって接続される。裏面側のフィルム状圧電積層体＃９〜＃１６において、下部電極２は、図示しないスルーホールを介して同様にして、主電極ＩＥ９、ＩＥ１１、ＩＥ１３及びＩＥ１５に接続されて中央電極３ｂに接続される。
【００４３】
また、表面側のフィルム状圧電積層体＃１〜＃８において、主電極ＩＥ１は、図示しないスルーホールを介して主電極ＩＥ３、ＩＥ５及びＩＥ７に接続されて中央電極３ａに接続される。裏面側のフィルム状圧電積層体＃９〜＃１６において、主電極ＩＥ１０は、図示しないスルーホールを介して主電極ＩＥ１２、ＩＥ１４及びＩＥ１６に接続されて中央電極３ａに接続される。これにより、１６層のフィルム状圧電積層体＃１〜＃１６が並列に駆動するようになる。
【００４４】
なお、上部電極１を覆うように上部絶縁膜８が設けられる。上部電極１の中央部には振動作用部８ａが上部絶縁膜８と同じ絶縁性の部材により一体化形成されている。この振動作用部８ａは、圧電アクチュエータ２５ａの最上層に形成された絶縁部材が硬化して上部絶縁膜８と一体化したものである。なお、振動作用部８ａは圧電アクチュエータ２５ａの最上層へ設置に代えて、部品取付部の内側下部に設けてもよい。同様な振動効果が得られる。
【００４５】
このように、弾性機能付きの圧電アクチュエータ２５ａが構成される。圧電アクチュエータ２５ｂも同様にして構成される。圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂは、必要に応じて分極処理が行われる。圧電アクチュエータ（積層体）２５ａを上述のように構成すると、低電圧で駆動可能なメリットを活かしたモバイル機器への応用が可能となる。
【００４６】
図３Ａに示す圧電アクチュエータ２５ａは、フィルム状圧電積層体＃１〜＃１６の両側にはシム３が延びており、この両側部位（凸部）が弾性を有している。このシム３の凸部の弾性を利用することで、圧電本体が上下方向（垂直方向）に振動できるようになる。凸部は、バネ構造を得るために、シム３の剛性を和らげる構造に加工される。
【００４７】
例えば、基板凸部に穴開け処理、切り欠き処理、折り曲げ処理等を施して弾性を保有するようになされる。この例では、図３Ｂに示す圧電アクチュエータ２５ａにおいて、振動支持部を成す中央電極３ａには折り曲げ状の突起部６ａや、図３Ａに示す開口部５ａ，５ｂが設けられ、中央電極３ｂにも同様にして突起部６ｂや開口部５ｃ，５ｄが設けられ、弾性を多く得られるようになされる。このシム３の両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。
【００４８】
この例では、フィルム状圧電積層体＃１〜＃１６の両側に延びたシム３が当該圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂの中央電極３ａ，３ｂを成している。これは、振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂを介して、圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂに振動制御電圧を供給するためである。圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂは振動制御電圧に基づいて振動する。
【００４９】
バイモルフ型の圧電アクチュエータ２５ａ等は、圧電素子を構成する上下２層のフィルム状圧電積層体＃１〜＃８と、フィルム状圧電積層体＃９〜＃１６との変形量の差、多くは、電圧を加えると、片側が延びて片側が縮む性質を利用して、圧電素子自体が曲がる。
【００５０】
このタッチパネル支持振動体１００によれば、圧電アクチュエータ２５ａ等の表裏に設けた、例えば、シム３の左右端部に設けた２箇所の振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂと、フィルム状圧電積層体＃１〜＃１６の中央に設置された１箇所の振動作用部８ａとを介して被駆動部となるタッチパネル２４に、上述の曲げ変形を伝搬することにより、直線的な振動変位が得られる構造となっている。
【００５１】
つまり、これら離散している振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂ及び振動作用部８ａが直線的な変位を得るために必要である。この例では、これらの離散している中央電極３ａ，３ｂ及び振動作用部８ａ、更に、タッチパネル２４の支持構造体を同一部品たるリジッド部６１ａ，６１ｂにより構成している。上述の振動は、リジッド部６１ａ，６１ｂ上に取り付けられるタッチパネル２４等の入力手段に伝播するようになされる。この結果、タッチパネル２４に触れている操作者（操作体）の指等に触覚を提示できるようになる。
【００５２】
続いて、第１の実施例に係るタッチパネル支持振動体１００の形成例について説明をする。図４は、タッチパネル支持振動体１００の形成例を示す工程図である。
【００５３】
この実施例では、携帯電話機や情報携帯端末装置等において、入力手段や表示手段等に適用可能なタッチパネル支持振動体１００を作成する場合を前提とする。タッチパネル支持振動体１００には、リジッド部６１ａ，６１ｂが設けられ、このリジッド部６１ａに圧電アクチュエータ２５ａを取り付け、リジッド部６１ｂに圧電アクチュエータ２５ｂを取り付ける場合を例に挙げる。タッチパネル２４と表示手段２９とは各々の接着面が平坦なものが好ましい。
【００５４】
これらを形成条件にして、まず、図４Ａに示す圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂ、タッチパネル２４、リジッド部６１ａ，６１ｂ、表示手段２９を準備する。圧電アクチュエータ２５ａ等については、図２及び図３でその形成方法を説明しているのでその説明を省略する。リジッド部６１ａ，６１ｂ等の形成例を説明する。
【００５５】
部品取付部付きの厚みｔ３［ｍｍ］のリジッド部６１ａ，６１ｂは、例えば、内側にスリット用の部品取付スペース６２を象ったコアを含む所定の金型を作成し、その金型に合成樹脂を射出して成形する。部品取付スペース６２の大きさは、長さがｌ［ｍｍ］で、幅がｗ［ｍｍ］で、高さがｈ［ｍｍ］程度となるように金型を設計する。この金型の両面には、部品取付スペース６２のスリットを型抜きするための凸部が設けられる。この金型に所定の樹脂材料、例えば、ポリカーボネートを封入しモールド整形することで、硬質のプラスチック製のサポート部品たるリジッド部６１ａ、６１ｂが形成される。
【００５６】
この例で、部品取付スペース６２の内側には、受け側電極６４ａ，６４ｂを設けるための加工がなされる。例えば、圧電アクチュエータ２５ａ等の実装後、中央電極３ａ，３ｂが位置ずれしないように、その電極ホルダ形状には段差が設けて構成される。このような電極ホルダ形状を構成すると、タッチパネル支持振動体１００をどんな姿勢、例えば、水平姿勢を始め、仰向け姿勢、斜め姿勢、直立姿勢等を維持して操作した場合も、振動をタッチパネル面に伝搬できるようになる。
【００５７】
受け側電極６４ａ，６４ｂは、例えば、部品取付スペース６２の上面で露出するように、電極挿入穴が開口される。受け側電極６４ａ，６４ｂは、例えば、一方が中央電極接触面となされ、他方がリード線接続端子となされる。この例で、電極挿入穴に受け側電極６４ａ，６４ｂが係合され、リード線接続端子が枠外側又は枠下方に引き出される。
【００５８】
この受け側電極６４ａ，６４ｂには、圧電積層体部品取付時に、その圧電アクチュエータ２５ａの中央電極３ａ，３ｂが接続される。リジッド部６１ａ，６１ｂには、射出成形品の他に、アルミニウム、鉄、銅又はこれらの合金等の金属部材を折り曲げ加工処理又は切削加工処理により作成したものを用いてもよい。リジッド部６１ａ，６１ｂに金属部材を使用する場合は、受け側電極６４ａ，６４ｂは、その充電部分を除いて周囲が絶縁されることは言うまでもない。
【００５９】
次に、図４Ｂに示すリジッド部６１ａに圧電アクチュエータ２５ａを実装する。図示せずも、リジッド部６１ｂにも圧電アクチュエータ２５ｂを実装する。この例で、リジッド部６１ａの部品取付スペース６２の内側には、受け側電極６４ａ，６４ｂが設けられ、当該受け側電極６４ａ，６４ｂに圧電アクチュエータ２５ａ等の中央電極３ａ，３ｂが接続される。このような構造を採るようにしたのは、受け側電極６４ａ，６４ｂと中央電極３ａ，３ｂの電気的な接続と、リジッド部６１ａ，６１ｂと圧電アクチュエータ２５ａとの機械的な係合とを同時、かつ、簡単にできるようにしたためである。
【００６０】
その後、図４Ｃに示すタッチパネル２４と表示手段２９との間にリジッド部６１ａ，６１ｂを挟み込んで固定する。この例では、表示手段２９の左側端にリジッド部６１ａが配置され、その右側端にリジッド部６１ｂが各々配置される。リジッド部６１ａの一方の面は表示手段２９の表面左側端に接着剤を介して接着され、その他方の面にはタッチパネル２４の裏面左側端に接着剤を介して接着される。同様にして、リジッド部６１ｂの一方の面は表示手段２９の表面右側端に接着され、その他方の面はタッチパネル２４の裏面右側端に接着剤を介して各々接着される。これにより、携帯電話機等に実装可能なタッチパネル支持振動体１００を形成することができる。
【００６１】
このように、第１の実施例としてのタッチパネル支持振動体１００によれば、タッチパネル２４と表示手段２９とを積層して相互に支持する場合に、タッチパネル２４を支持する構造が、当該タッチパネル２４に対する触覚振動の自由度を与えるための弾性体とするものでなく、表示手段２９上の両側を線状にタッチパネル２４下にリジッドに固定するようになされる。圧電アクチュエータ２５ａは、タッチパネル２４と表示手段２９との間のリジッド部６１ａ，６１ｂの部品取付スペース６２に設けられる。上述した例では、圧電アクチュエータ２５ａ等の振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂ及び振動作用部８ａが別体でなく同一のリジッド部６１ａ，６１ｂに実装される。しかも、圧電アクチュエータ２５の中央電極３ａ，３ｂ及び振動作用部８ａが表示手段２９及びタッチパネル２４を積層する厚み方向に合わせ込まれる。
【００６２】
従って、簡便なリジッド部６１ａ，６１ｂ等のスペース部品またはスペース接合方法で圧電アクチュエータ２５の中央電極３ａ，３ｂおよび振動作用部８ａ、平面状の入力装置たるタッチパネル２４を支持する構造を実現できるようになった。これにより、曲げ力やねじり力に対して寸法変化を小さく抑える性質となる剛性豊か（リジッド）な表示手段２９とタッチパネル２４とが固定された振動筐体を提供できるようになる。従って、圧電アクチュエータ２５ａ等を振動させたとき、その振動筐体が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００６３】
特に、モバイル機器や車載機器など、振動や衝撃等が外力として加わる可能性が高い電子機器に対しても基板支持振動構造内で発生させた圧電アクチュエータ２５による振動を応用できるようになる。
【００６４】
また、タッチパネル支持振動体１００の形成工程に関しては、上述の形成工程順序に限られることはなく、先に圧電アクチュエータ２５ａをリジッド部６１ａ，６１ｂに実装してから、その後、タッチパネル２４と表示手段２９との間に、圧電アクチュエータ付きのリジッド部６１ａ，６１ｂを挟み込んで固定するようにしてもよい。なお、リジッド部６１ａ，６１ｂの上下両面に、例えば、両面テープを予め貼付しておけば、接着工程が緩和され、組み立て工数がさらに削減されるという効果が得られる。
【実施例２】
【００６５】
図５は、第２の実施例としてのタッチパネル支持振動体２００の構造例を示す斜視図である。
【００６６】
図５に示すタッチパネル支持振動体２００は、長手状のリジッド部７１ａ，７１ｂを有している。リジッド部７１ａ，７１ｂには上部開放形状を成した部品取付スペース７２が設けられ、圧電アクチュエータ２５ａの振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂの各々が同一部品たるリジッド部７１ａ，７１ｂ等に接合され、その振動作用部８ａが別部品であるタッチパネル２４に接合（当接）される。振動作用部８ａは、例えば、タッチパネル２４の裏面側に接着剤を介して直に接合される。タッチパネル２４の裏面側は剛性を得るため硬質樹脂が望ましい。
【００６７】
この例でも、タッチパネル２４と表示手段２９とは、共に幅がＷ［ｍｍ］で長さＬ［ｍｍ］を有しており、各々所定の厚みｔ１、ｔ２［ｍｍ］を有している。タッチパネル２４と表示手段２９との間には隙間部材の他の一例となる上部開放形状のリジッド部７１ａ，７１ｂが設けられて固定されている。この例で、リジッド部７１ａは、幅がｗ［ｍｍ］で長さＬ［ｍｍ］を有しており、所定の厚みｔ３’［ｍｍ］を有している。リジッド部７１ａ，７１ｂの厚みに関しては、第１の実施例との間でｔ３＞ｔ３’となされている。
【００６８】
図中、表示手段２９の左側端に、リジッド部７１ｂはその右側端に各々配置される。リジッド部７１ａの底面側は表示手段２９の表面左側端に接着され、その両側の突起（柱状）部７３ａ、７３ｂはタッチパネル２４の裏面左側端に接着される。リジッド部７１ｂの底面側は表示手段２９の表面右側端に接着され、その両側の突起（柱状）部７３ａ、７３ｂはタッチパネル２４の裏面右側端に各々接着される。
【００６９】
リジッド部７１ａ，７１ｂには上部開放形状を成した部品取付部（位）７２が各々設けられている。リジッド部７１ａ，７１ｂは、例えば、長手凹状体を成しており、その内側が部品取付スペース７２となされている。部品取付スペース７２は、長さがｌ［ｍｍ］で、幅がｗ［ｍｍ］で、深さがｄ［ｍｍ］程度の凹状を成している。リジッド部７１ａ，７１ｂにも、リジッド部６１ａ，６１ｂと同様にして、ヤング率などの弾性率が大きい材料が使用され、例えば、合成樹脂部材や、アルミニウム、鉄、銅又はこれらの合金等の金属部材が使用される。
【００７０】
続いて、第２の実施例に係るタッチパネル支持振動体２００の形成例について説明をする。図６は、タッチパネル支持振動体２００の形成例を示す工程図である。
【００７１】
この実施例では、携帯電話機や情報携帯端末装置等において、入力手段や表示手段等に適用可能なタッチパネル支持振動体２００を作成する場合を前提とする。タッチパネル支持振動体２００には、リジッド部７１ａ，７１ｂが設けられ、このリジッド部７１ａ，７１ｂには第１の実施例と同様にして圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂを取り付ける場合を挙げる。タッチパネル２４と表示手段２９とは各々の接合面が平坦なものが好ましい。
【００７２】
これらを形成条件にして、まず、図６Ａに示す圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂ、タッチパネル２４、リジッド部７１ａ，７１ｂ、表示手段２９を準備する。圧電アクチュエータ２５ａ等については、図２及び図３でその形成方法を説明しているのでその説明を省略する。リジッド部７１ａ，７１ｂ等の形成例を説明する。
【００７３】
部品取付スペース付きの厚みｔ３’［ｍｍ］のリジッド部７１ａ，７１ｂは、例えば、内側に凹状の部品取付スペース７２を象ったコアを含む所定の金型を作成し、その金型に合成樹脂材料を射出して成形する。部品取付スペース７２の大きさは、長さがｌ［ｍｍ］で、幅がｗ［ｍｍ］で、深さがｄ［ｍｍ］程度となるように金型を設計する。この金型の両面には、部品取付スペース７２を型抜きするための凸部が設けられる。この金型に所定の合成樹脂材料、例えば、ポリカーボネートを封入しモールド整形することで、硬質プラスチック製のリジッド部７１ａ、７１ｂが形成される。
【００７４】
この例で、部品取付スペース７２の内側には、受け側電極７４ａ，７４ｂを設けるための加工がなされる。例えば、圧電アクチュエータ２５ａ等の実装後、中央電極３ａ，３ｂが位置ずれしないように、第１の実施例と同様にしてその電極ホルダ形状には段差が設けて構成される。このような電極ホルダ形状に構成すると、タッチパネル支持振動体２００でも、どんな姿勢、水平姿勢を始め、仰向け姿勢、斜め姿勢、直立姿勢等を維持して触覚操作した場合も、振動をタッチパネル面に伝搬できるようになる。受け側電極７４ａ，７４ｂについては、第１の実施例と同様であるのでその説明を省略する。
【００７５】
この受け側電極７４ａ，７４ｂには、圧電積層体部品取付時に、その圧電アクチュエータ２５ａの中央電極３ａ，３ｂが接続される。リジッド部７１ａ，７１ｂには、射出成形品の他に、アルミニウム、鉄、銅又はこれらの合金等の金属部材を折り曲げ加工処理又は切削加工処理により作成したものを用いてもよい。リジッド部７１ａ，７１ｂに金属部材を使用する場合は、第１の実施例と同様にして受け側電極７４ａ，７４ｂが充電部分を除いて絶縁される。
【００７６】
次に、図６Ｂに示すリジッド部７１ａに圧電アクチュエータ２５ａを実装する。図示せずも、リジッド部７１ｂにも圧電アクチュエータ２５ｂを実装する。この例で、リジッド部７１ａの部品取付スペース７２の内側には、受け側電極７４ａ，７４ｂが設けられ、当該受け側電極７４ａ，７４ｂに圧電アクチュエータ２５ａ等の中央電極３ａ，３ｂが接続される。このような構造を採るようにしたのは、第１の実施例と同様の理由である。
【００７７】
その後、図６Ｃに示すタッチパネル２４と表示手段２９との間にリジッド部７１ａ，７１ｂを挟み込んで固定する。この例では、表示手段２９の左側端にリジッド部７１ａが配置され、その右側端にリジッド部７１ｂが各々配置される。リジッド部７１ａの一方の面は表示手段２９の表面左側端に接着剤を介して接着され、その両側の突起部７４ａ，７４ｂはタッチパネル２４の裏面左側端に接着剤を介して接着される。
【００７８】
同様にして、リジッド部７１ｂの一方の面は表示手段２９の表面右側端に接着され、その両側の突起部７４ａ，７４ｂはタッチパネル２４の裏面右側端に接着剤を介して各々接着される。これにより、圧電アクチュエータ２５ａの振動作用部８ａはリジッド部７１ａ上のタッチパネル２４の底面、圧電アクチュエータ２５ｂの振動作用部８ａは、リジッド部７１ｂ上のタッチパネル２４の底面に各々当接される。携帯電話機等に実装可能なタッチパネル支持振動体２００を形成することができる。
【００７９】
もちろん、タッチパネル支持振動体２００の形成工程に関しても、上述の形成工程順序に限られることはなく、先に圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂをリジッド部７１ａ，７１ｂに実装してから、その後、タッチパネル２４と表示手段２９との間に、圧電アクチュエータ付きのリジッド部７１ａ，７１ｂを挟み込んで固定するようにしてもよい。
【００８０】
このように、第２の実施例としてのタッチパネル支持振動体２００によれば、タッチパネル２４と表示手段２９とを積層して相互に支持する場合に、タッチパネル２４を支持する構造が、当該タッチパネル２４に対する触覚振動の自由度を与えるための弾性体とするものでなく、表示手段２９上の四隅の支持点、すなわち、一方の側の突起部７４ａ，７４ｂ、他方の側の突起部７４ａ，７４ｂでタッチパネル２４下にリジッドに固定するようになされる。
【００８１】
圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂは、タッチパネル２４と表示手段２９との間のリジッド部７１ａ，７１ｂの部品取付スペース７２に設けられる。上述した例では、圧電アクチュエータ２５ａ等の中央電極３ａ，３ｂが別体でなく同一のリジッド部７１ａ，７１ｂに実装され、振動作用部８ａが直にタッチパネル２４下に接合（当接）される。しかも、圧電アクチュエータ２５の中央電極３ａ，３ｂ及び振動作用部８ａが表示手段２９及びタッチパネル２４を積層する厚み方向に合わせ込まれる。
【００８２】
従って、簡便なリジッド部７１ａ，７１ｂ等のスペース部品またはスペース接合方法で圧電アクチュエータ２５ａ等の中央電極３ａ，３ｂおよび振動作用部８ａ、平面状の入力装置たるタッチパネル２４を支持する構造を実現できるようになった。これにより、表示手段２９とタッチパネル２４とが固定された剛性豊か（リジッド）な振動筐体を提供できるようになる。しかも、第１の実施例に比べて薄型化が図られ、第１の実施例と同様にして、圧電アクチュエータ２５ａ等を振動させたとき、その振動筐体が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【実施例３】
【００８３】
図７は、第３の実施例としてのタッチパネル支持振動体３００の構造例（その１）を示す上面図である。図８は、その構造例（その２）を示す図であり、図８（Ａ）は、そのＸ−Ｘ矢視断面図であり、図８（Ｂ）は、そのＹ−Ｙ矢視断面図を各々示している。
【００８４】
図７に示すタッチパネル支持振動体３００は、幅がＷ［ｍｍ］で長さＬ［ｍｍ］を有している。タッチパネル２４と表示手段２９とが四隅の柱状部８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ（４ヶ所のコーナー部）でリジッドに固定されている。柱状部８１ａと柱状部８１ｂとの間、及び、柱状部８１ｃと柱状部８１ｄとの間が各々部品取付スペース８２ａ，８２ｂとなされている。
【００８５】
部品取付スペース８２ａには圧電アクチュエータ２５ａが配置され、部品取付スペース８２ｂには圧電アクチュエータ２５ｂが各々配置されている。この例でも、圧電アクチュエータ２５ａが長手状を有しており、その長手状の部位の両側に中央電極３ａ，３ｂを各々有し、かつ、中央部に１つの振動作用部８ａを有している。
【００８６】
部品取付スペース８２ｂには、プリント基板６８が設けられ、外部からのシート状の配線６７が接続される。配線６７はプリント基板６８上で分散され、一方の配線が圧電アクチュエータ２５ｂに制御駆動電圧を印加するように供給される。他の配線パターン６７ａ、６７ｂは反対側の圧電アクチュエータ２５ａに接続され、同様にして、制御駆動電圧を印加するようになされる。プリント基板６８には、タッチパネル２４の基板又は表示手段２９を兼用するとよい。
【００８７】
図８Ａに示すタッチパネル支持振動体３００に示す柱状部８１ｃと柱状部８１ｄは隙間部材の一例を構成し、その厚みがｔ３”に設定（ｔ３”＜ｔ３’＜ｔ３）される。厚みｔ３”は、ほぼ圧電アクチュエータ２５ａ等の厚みに等しい。このように厚みｔ３”を設定したのは、第１及び第２の実施例に比べてタッチパネル支持振動体３００の薄型化を図るためである。
【００８８】
図８Ｂに示す圧電アクチュエータ２５ａにおいて、その振動作用部８ａは、タッチパネル２４に向けて配置され、振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂが表示手段２９に向けて各々配置される。振動作用部８ａは、タッチパネル２４の下面に当接され、当該タッチパネル２４を下方向から押圧する（押し上げる）ように振動を伝播する。
【００８９】
この例では、プリント基板６８には、受け側電極８４ｃ、８４ｄが設けられ、圧電アクチュエータ２５ｂの実装後、中央電極３ａ，３ｂが位置ずれしないように、その受け側電極８４ｃと中央電極３ａとが半田付けされ、同様にして、受け側電極８４ｄと中央電極３ｂとが判断付けされる。このような電極構造を採ると、タッチパネル支持振動体３００をどんな姿勢、例えば、水平姿勢、仰向け姿勢、斜め姿勢、直立姿勢等を維持して操作された場合も、振動をタッチパネル面に伝搬できるようになる。
【００９０】
続いて、タッチパネル支持振動体３００の形成例について説明をする。図９は、第３の実施例に係るタッチパネル支持振動体３００の形成例を示す工程図である。
【００９１】
この実施例では、携帯電話機や情報携帯端末装置等において、入力手段や表示手段等に適用可能なタッチパネル支持振動体３００を作成する場合を前提とする。タッチパネル支持振動体３００では、４つの柱状部８１ａ〜８１ｄを設け、この柱状部８１ａ，８１ｂの間や、柱状部８１ｃ，８１ｄの間に、部品取付スペース８２ａ，８２ｂを設定して、第１及び第２の実施例と同様に、圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂを取り付ける場合を挙げる。タッチパネル２４と表示手段２９とは各々の接合面が平坦なものが好ましい。
【００９２】
これらを形成条件にして、まず、図９Ａに示す圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂ、タッチパネル２４、柱状部８１ａ〜８１ｄ、表示手段２９を準備する。圧電アクチュエータ２５ａ等については、図２及び図３でその形成方法を説明し、タッチパネル２４及び表示手段２９については第１の実施例で説明しているのでその説明を省略する。ここでは、柱状部８１ａ〜８１ｄの形成例を説明する。
【００９３】
部品取付スペースを設定するための柱状部８１ａ〜８１ｄは、例えば、硬質プラスチック製の棒体を厚みｔ３’［ｍｍ］程度に切断して形成する。もちろん、これに限られることはなく、柱状部８１ａ等を象った所定の金型を作成し、その金型に合成樹脂材料を射出して成形してもよい。
【００９４】
この例で、表示手段２９の表面の所定の位置にプリント配線基板６８を形成し、このプリント配線基板６８に受け側電極８４ａ，８４ｂを設けるための加工がなされる。例えば、圧電アクチュエータ２５ａ等の実装後、中央電極３ａ，３ｂが位置ずれしないように、第１の実施例と同様にしてその電極ホルダ状の段差を形成する。
【００９５】
電極ホルダ状の段差（部品取付スペース８２ａ，８２ｂ）は、柱状部８１ａ〜８１ｄを含めて、印刷または２色成型技術によって表示手段２９上に一体構造として形成する。もちろん、図中、タッチパネル２４下に印刷または２色成型技術によって部品取付スペース８２ａ、８２ｂを形成してもよい。また、プリント基板６８をタッチパネル２４の基板又は表示手段２９に印刷または２色成型技術によって形成してもよい。
【００９６】
このような電極ホルダ状に段差を形成すると、タッチパネル支持振動体３００でも、どんな姿勢、水平姿勢を始め、仰向け姿勢、斜め姿勢、直立姿勢等を維持して触覚操作した場合も、振動をタッチパネル面に伝搬できるようになる。受け側電極８４ａ，８４ｂについては、第１の実施例と同様であるのでその説明を省略する。
【００９７】
この受け側電極８４ａ，８４ｂには、圧電積層体部品取付時に、その圧電アクチュエータ２５ａの中央電極３ａ，３ｂが接続される。柱状部８１ａ〜８１ｄには、射出成形品の他に、アルミニウム、鉄、銅又はこれらの合金等の金属部材を切断加工処理により作成したものを用いてもよい。
【００９８】
次に、図９Ｂに示すプリント基板６８に圧電アクチュエータ２５ａを実装する。図示せずも、反対側にも圧電アクチュエータ２５ｂを実装する。この例では図７に示したような配線パターン６７ａ，６７ｂを介して配線する。
【００９９】
その後、図９Ｃに示すタッチパネル２４と表示手段２９との間に柱状部８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄを挟み込んで固定する。この例では、４隅に柱状部８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄを各々配置する。例えば、表示手段２９の左側端手前に柱状部８１ｃが配置され、その奥に柱状部８１ａが配置され、右側端手前に柱状部８１ｂが配置され、その奥に柱状部８１ｃが各々配置される。
【０１００】
これらの柱状部８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄをタッチパネル２４と表示手段２９とで挟み込んで固定する。各々の柱状部８１ａ〜８１ｄの一方の面は表示手段２９の表面に接着剤を介して接着され、他方の面はタッチパネル２４の裏面に接着剤を介して接着される。
【０１０１】
この接着で、圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂの各々の振動作用部８ａがタッチパネル２４の底面に各々当接される。これにより、携帯電話機等に実装可能なタッチパネル支持振動体３００を形成することができる。
【０１０２】
もちろん、タッチパネル支持振動体３００の形成工程に関しても、上述の形成工程順序に限られることはなく、先に圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂを柱状部８１ａ〜８１ｄで画定される部品取付スペース８２ａ、８２ｂに実装してから、その後、表示手段２９上に柱状部８１ａ〜８１ｄを形成し、柱状部８１ａ〜８１ｄをタッチパネル２４と表示手段２９とで挟み込んで固定するようにしてもよい。
【０１０３】
このように、第３の実施例としてのタッチパネル支持振動体３００によれば、タッチパネル２４と表示手段２９とが四隅の柱状部８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄでリジッドに固定されている。
【０１０４】
従って、簡便な柱状部８１ａ〜８１ｄ等の間隔保持部品またはスペース接合方法で圧電アクチュエータ２５ａ等の中央電極３ａ，３ｂおよび振動作用部８ａ、平面状の入力装置たるタッチパネル２４を支持する構造を実現できるようになった。しかも、第１及び第２の実施例に比べて部品点数および組み立て工数を削減できるようになる。
【０１０５】
これにより、表示手段２９とタッチパネル２４とが固定された剛性豊か（リジッド）な簡易な構造の振動筐体を提供できるようになる。従って、圧電アクチュエータ２５ａ等を振動させたとき、第１及び第２の実施例と同様にして、その振動筐体が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【０１０６】
上述した第１〜第３の実施例では、振動作用部８ａをタッチパネル側に向け、中央電極３ａ，３ｂを表示手段側に向けて配置する場合について説明したが、これに限られることはなく、天地逆にして、振動作用部８ａを表示手段側に向け、中央電極３ａ，３ｂをタッチパネル側に向けて配置しても同様な効果が得られる。
【０１０７】
また、圧電アクチュエータ２５ａ、２５ｂは、表示手段等の左右２箇所に設ける場合について説明したが、これに限られることはなく、左右側のいずれか１箇所に設ける場合であっても、触覚提示することができる。これにより、触覚機能付きの入力装置のコストダウンを図ることができる。
【実施例４】
【０１０８】
図１０は、第４の実施例としての触覚入力機能付き携帯電話機４００の構成例を示す斜視図である。
【０１０９】
この実施例では、第１〜３の実施例に係るタッチパネル支持振動体１００、２００又は３００を備えると共に、表示手段２９上の入力検出面において、操作体が押下した位置の加圧力に対応した振動パターンに基づいて当該入力検出面を振動するようになされ、その入力検出面における操作体の押下操作に対して触覚を付与できるようにすると共に、表示手段２９に表示されたボタンアイコン等の入力を確定できるようにしたものである。
【０１１０】
図１０に示す携帯電話機４００は電子機器の一例を構成し、表示画面上の入力検出面を摺動接触操作される触覚機能付きの入力装置９０を有している。携帯電話機４００は下部筐体１０及び上部筐体２０を備え、これらの筐体１０及び２０間は、回転レンジ機構１１によって可動自在に係合されている。この回転レンジ機構によれば、下部筐体１０の操作面の一端に設けられた図示しない軸部と、下部筐体１０の裏面の一端に設けられた図示しない軸受け部とが回転自在に係合され、上部筐体２０は下部筐体１０に対して角度±１８０°の回転自由度を有して面結合されている。
【０１１１】
下部筐体１０には、複数の押しボタンスイッチ１２から成る操作パネル１８が設けられる。押しボタンスイッチ１２は、「０」〜「９」数字キー、「＊」や「＃」等の記号キー、「オン」や「オフ」等のフックボタン、メニューキー等から構成される。下部筐体１０において、操作パネル面の下方には、通話用のマイクロフォン１３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。
【０１１２】
また、下部筐体１０の下端部には、モジュール型のアンテナ１６が取り付けられ、その上端内部側面には、大音響用のスピーカー３６ａが設けられ、着信メロディ等を放音するようになされる。下部筐体１０には、バッテリー１６や回路基板１７等が設けられ、下部筐体１０の裏面にはカメラ３４が取り付けられている。
【０１１３】
上述の下部筐体１０に対して、回転レンジ機構１１によって可動自在に係合された上部筐体２０には、その表面の上方に通話用のスピーカー３６ｂが取り付けられ、受話器として機能するようになされる。上部筐体２０のスピーカー取付け面の下方には、触覚機能付きの入力装置９０が設けられる。入力装置９０には、例えば、タッチパネル支持振動体３００が使用される。
【０１１４】
入力装置９０は、入力検出手段４５及び表示手段２９を有しており、表示画面上の入力検出面における操作体の押下操作に対して触覚を与えるものである。表示手段２９には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。
【０１１５】
図１１は、触覚機能付きの入力装置９０に係るタッチパネル支持振動体３００の構成例を示す組立図である。
【０１１６】
図１１に示すタッチパネル支持振動体３００は、幅がＷ［ｍｍ］で長さＬ［ｍｍ］のタッチパネル２４や表示手段２９等を有している。タッチパネル２４と表示手段２９とは積層して使用される。この例で、表示手段２９の四隅には柱状部８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ（４ヶ所のコーナー部）が配置され、タッチパネル２４と表示手段２９とが柱状部８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄでリジッドに固定されている。柱状部８１ａ等は、幅及び長さが共にｗ［ｍｍ］であり、高さがｈ’［ｍｍ］程度である。
【０１１７】
柱状部８１ａと柱状部８１ｂとの間に画定された部品取付スペース８２ａには圧電アクチュエータ２５ａが配置され、柱状部８１ｃと柱状部８１ｄとの間に画定された部品取付スペース８２ｂには、圧電アクチュエータ２５ｂが配置される。例えば、圧電アクチュエータ２５ａの振動作用部８ａは、タッチパネル２４に向けて配置され、振動支持部を成す中央電極３ａ，３ｂが表示手段２９に向けて各々配置される。振動作用部８ａは、タッチパネル２４の下面に当接され、当該タッチパネル２４を下方向から押圧する（押し上げる）ように振動を伝播する。
【０１１８】
部品取付スペース８２ｂには、プリント基板６８が設けられ、外部からのシート状の配線６７が接続される（図７参照）。プリント基板６８には、受け側電極８４ｃ、８４ｄが設けられ、圧電アクチュエータ２５ｂの実装後、中央電極３ａが受け側電極８４ｃとが半田付けされ、受け側電極８４ｄと中央電極３ｂとが半田付けされる。部品取付スペース８２ａ側には、受け側電極８４ａ、８４ｂが設けられ、圧電アクチュエータ２５ａの実装後、その中央電極３ａが受け側電極８４ａに半田付けされ、その中央電極３ｂが受け側電極８４ｂに半田付けされる。このような電極構造を採ると、タッチパネル支持振動体３００をどんな姿勢、例えば、水平姿勢、仰向け姿勢、斜め姿勢、直立姿勢等を維持して操作された場合も、振動をタッチパネル面に伝搬できるようになる。
【０１１９】
図１２は、触覚機能付きの入力装置９０の構造例を示す斜視図である。図１２に示す入力装置９０は、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンの１つに接触して当該表示画面上で入力操作される装置であって、このような情報入力操作時に操作者の指（操作体）に触覚を提示するものである。
【０１２０】
入力装置９０は、上部筐体２０、力検出手段５５ａ〜５５ｄ、本体基板６９及びタッチパネル支持振動体３００を備えている。この例では、本体基板６９に力検出手段５５ａ〜５５ｄ及びタッチパネル支持振動体３００が配置され、上部筐体２０を覆うようにして組立てられる。タッチパネル支持振動体３００のタッチパネル２４と本体基板６９上の力検出手段５５ａ〜５５ｄとで入力検出手段４５を構成する。
【０１２１】
入力装置９０は、入力検出手段４５の入力操作に基づいてタッチパネル支持振動体３００内の圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂにより操作者の指に触覚を提示するようになされる。この例では、入力検出手段４５の入力検出面の一方をＸ方向とし、当該Ｘ方向と直交する他方をＹ方向とし、Ｘ及びＹ方向と直交する方向をＺ方向とする。
【０１２２】
タッチパネル２４はボタンアイコンの選択位置を検出するようになされる。タッチパネル２４から得られる入力情報には位置検出情報が含まれる。位置検出情報はボタンアイコン押下時の位置検出信号Ｓ１により得られ、制御系に出力される。タッチパネル２４には静電容量方式の入力デバイスが使用され、図示しない蓄積電極（透明電極）がマトリクス状に配置されている。
【０１２３】
タッチパネル２４の下方には同程度の大きさの表示手段２９が配置される。表示手段２９には液晶表示装置が使用される。液晶表示装置には図示しないバックライトが備えられる。タッチパネル２４や表示手段２９は被振動体を構成する。表示手段２９は、タッチパネル２４から得られる位置検出信号Ｓ１及び制御系から供給される表示信号Ｓｖに基づいてアイコンを表示するように動作する。
【０１２４】
この例で、タッチパネル２４と表示手段２９との間に圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂが設けられ、その中央電極３ａ，３ｂには、振動制御信号Ｓａ（電圧）が供給される。圧電アクチュエータ２５ａは振動制御信号Ｓａに基づいて表示画面（入力操作面）をそのバックライト方向から振動するようになされる。圧電アクチュエータ２５ｂも振動制御信号Ｓｂに基づいて表示画面をそのバックライト方向から振動するようになされる。
【０１２５】
各々の圧電アクチュエータ２５ａ，２５ｂは、図３Ｂに示したシム３の両側（凸部）が弾性を有している。このシム３の凸部の弾性を利用することで、圧電本体が上下方向（垂直方向）に振動できるようになる。換言すると、液晶表示装置のバックライトからの透過光方向に対して平行する方向に圧電本体を振動するようになる。この結果、タッチパネル２４に触れている操作者の指等に触覚を提示できるようになる。
【０１２６】
振動制御信号Ｓａ及びＳｂは、制御系から圧電アクチュエータ２５ａ、２５ｂに供給される。振動制御信号Ｓａ及びＳｂは、複数の振動パターンを発生するための信号であって、例えば、表示手段２９に表示されたアイコンの１つに操作者が接触（タッチ）すると、圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂに供給される。
【０１２７】
また、本体基板６９の四隅には、例えば、正方形状の力検出手段５５ａ〜５５ｄが設けられ、タッチパネル２４に対する操作者の指の押圧力（加圧力）を検出して力検出情報を出力すると共に、当該押下位置に表示された入力情報を確定する。力検出手段５５ａは、右下隅の入力量（Ｚ方向の押圧力）として、例えば、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆａを検出する。
【０１２８】
同様にして、力検出手段５５ｂは、右上隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｂを検出し、力検出手段５５ｃは、左上隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｃを検出し、力検出手段５５ｄは、左下隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｄを各々検出する。これら４個の力検出手段５５ａ〜５５ｄは、並列に接続され、これら４つの力検出信号Ｓｆａ＋Ｓｆｂ＋Ｓｆｃ＋Ｓｆｄを制御系に出力する。以下、この合算した信号を入力検出信号Ｓ２とする。入力検出信号Ｓ２は制御系に出力される。
【０１２９】
上述のタッチパネル２４、表示手段２９及び本体基板６９は、上部筐体２０に収納されて保護される。上部筐体２０は、例えば、厚さ０．３ｍｍ程度のステンレスの板状体から構成され、タッチパネル２４を露出する窓部を有しており、本体基板６９上に設けられたタッチパネル支持振動対３００を覆うように組み合わされる。これにより、触覚機能付きの入力装置９０を構成できるようになる。
【０１３０】
次に、触覚入力機能付きの携帯電話機４００の制御系の構成例及び感触フィードバック入力方法について説明をする。図１３は、触覚入力機能付き携帯電話機４００の制御系の構成例を示すブロック図である。
【０１３１】
図１３に示す携帯電話機４００は、下部筐体１０の回路基板１７に各機能のブロックを実装して構成される。なお、図１０〜図１２に示した各部及び手段と対応する部分は、同一符号で示している。携帯電話機４００は、制御手段１５、操作パネル１８、受信部２１、送信部２２、アンテナ共用器２３、入力検出手段４５、表示手段２９、電源ユニット３３、カメラ３４、記憶手段３５、圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂを有している。
【０１３２】
図１３に示す入力検出手段４５は、図１２では静電容量方式の入力デバイスを説明したが、カーソリングと選択の機能を区別できるものであれば何でも良く、例えば、抵抗膜方式、表面波弾性方式（ＳＡＷ）、光方式、複数段方式タクトスイッチ等の入力デバイスであっても良く、好ましくは位置検出情報と力検出情報を制御手段１５に与えられる構成の入力デバイスであれば良い。上述の入力検出手段４５は操作者３０の指３０ａを介して少なくとも位置検出信号Ｓ１および入力量（押圧力；加圧力Ｆ）となる入力検出信号Ｓ２が入力される。
【０１３３】
制御手段１５は制御系を構成し、画像処理部２６、Ａ／Ｄドライバ３１、ＣＰＵ３２及びアクチュエータ駆動回路３７を有している。Ａ／Ｄドライバ３１には、入力検出手段４５からの位置検出信号Ｓ１および入力検出信号Ｓ２が供給される。Ａ／Ｄドライバ３１ではカーソリングとアイコン選択の機能を区別するために位置検出信号Ｓ１および入力検出信号Ｓ２よりなるアナログ信号をデジタルデータに変換する。この他にＡ／Ｄドライバ３１は、このデジタルデータを演算処理して、カーソリング入力かアイコン選択情報かを検出し、カーソリング入力かアイコン選択かを区別するフラグデータＤ３あるいは位置検出情報Ｄ１または入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に供給するようになされる。これらの演算はＣＰＵ３２内で実行してもよい。
【０１３４】
Ａ／Ｄドライバ３１にはＣＰＵ３２が接続される。ＣＰＵ３２はシステムプログラムに基づいて当該電話機全体を制御するようになされる。記憶手段３５には当該電話器全体を制御するためのシステムプログラムデータが格納される。図示しないＲＡＭはワークメモリとして使用される。ＣＰＵ３２は電源オンと共に、記憶手段３５からシステムプログラムデータを読み出してＲＡＭに展開し、当該システムを立ち上げて携帯電話機全体を制御するようになされる。例えば、ＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１からの位置検出情報Ｄ１、入力検出情報Ｄ２及びフラグデータＤ３（以下単に入力データともいう）を受けて所定の指令データＤを電源ユニット３３や、カメラ３４、記憶手段３５、アクチュエータ駆動部３７、映像＆音声処理部４４等のデバイスに供給したり、受信部２１からの受信データを取り込んだり、送信部２へ送信データを転送するように制御する。
【０１３５】
この例で、ＣＰＵ３２は、入力検出手段４５から得られる入力検出情報Ｄ２と予め設定された押下判定閾値Ｆthとを比較し、当該比較結果に基づいて圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂ等を振動制御するようにアクチュエータ駆動部３７を制御する。例えば、入力検出手段４５の押下位置における入力検出面から伝播される触覚を”Ａ”及び”Ｂ”とすると、触覚”Ａ”は、その押下位置における操作者の指３０ａの加圧力Ｆに応じた入力検出面を低周波数かつ小振幅の振動パターンから、高周波数かつ大振幅の振動パターンに変化させることによって得られる。また、触覚”Ｂ”は、その押下位置における操作者の指３０ａの加圧力Ｆに応じた入力検出面を高周波数かつ大振幅の振動パターンから、低周波数かつ小振幅の振動パターンに変化させることよって得られる。
【０１３６】
上述のＣＰＵ３２には記憶手段３５が接続され、入力項目選択用の表示画面を、例えば、３次元的に表示するための表示情報Ｄ４や、当該表示情報Ｄ４に対応したアイコンの選択位置及び振動モードに関する制御情報Ｄｃ等が表示画面毎に記憶される。制御情報Ｄｃには、表示手段２９におけるアプリケーション（３次元的な表示や、各種表示内容）に同期した複数の異なった触覚を発生でき、その触覚を発生せしめる複数の具体的な振動波形、及び、アプリケーション毎の具体的な触覚発生モードを設定するアルゴリズムが含まれる。記憶手段３５には、ＥＥＰＲＯＭや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が使用される。
【０１３７】
この例でＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１から出力される位置検出情報Ｄ１、入力検出情報Ｄ２及びフラグデータＤ３に基づいて表示手段２９の表示制御及び圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂの出力制御をする。例えば、制御手段１５は、タッチパネル２４から得られる位置検出信号Ｓ１及び力検出手段５５ａ〜５５ｄから得られる入力検出信号Ｓ２に基づいて記憶手段３５から制御情報Ｄｃを読み出して圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂに振動制御信号Ｓａ，Ｓｂを供給する。
【０１３８】
ＣＰＵ３２は、例えば、入力検出手段４５が押下判定閾値Ｆthを越える入力検出情報Ｄ２を検出したとき、触覚”Ａ”を起動し、その後、押下判定閾値Ｆthを下回る入力検出情報Ｄ２を検出したとき、触覚”Ｂ”を起動するようにアクチュエータ駆動回路３７を制御する。このようにすると、操作者の指３０ａ等の”加圧力”に合わせた異なる振動パターンを発生させることができる。
【０１３９】
ＣＰＵ３２には、アクチュエータ駆動部３７が接続され、ＣＰＵ３２からの制御情報Ｄｃに基づいて振動制御信号Ｓａ，Ｓｂを発生する。振動制御信号Ｓａ，Ｓｂは、正弦波形からなる出力波形を有している。アクチュエータ駆動部３７には２個の圧電アクチュエータ２５ａ、２５ｂが接続され、各々の振動制御信号Ｓａ，Ｓｂに基づいて振動するようになされる。
【０１４０】
この例で、アクチュエータ駆動部３７は、各アプリケーションに対応する押下判定閾値Ｆthを記憶する。例えば、押下判定閾値Ｆthはトリガーパラメータとしてアクチュエータ駆動回路３７に設けられたＲＯＭ等に予め格納される。アクチュエータ駆動回路３７は、ＣＰＵ３２の制御を受けて、入力検出情報Ｄ２を入力し、予め設定された押下判定閾値Ｆthと、入力検出情報Ｄ２から得られる加圧力Ｆとを比較し、Ｆth＞Ｆの判定処理や、Ｆth≦Ｆ等の判定処理を実行する。
【０１４１】
この例で、押下判定閾値Ｆth＝１００［ｇｆ］を設定すると、クラシックスイッチの触覚を得るための振動パターンに基づいて入力検出面を振動するようになされる。また、押下判定閾値Ｆth＝２０［ｇｆ］を設定すると、サイバースイッチの触覚を得るための振動パターンに基づいて入力検出面を振動するようになされる。
【０１４２】
ＣＰＵ３２にはアクチュエータ駆動部３７の他に画像処理部２６が接続され、ボタンアイコン２９ａ等を３次元的に表示するための表示情報Ｄ４を画像処理するようになされる。画像処理後の表示情報Ｄ４を表示手段２９に供給するようになされる。この例で、ＣＰＵ３２は、表示画面中のボタンアイコンを奥行方向に遠近感を有して３次元的に表示するように表示手段２９を表示制御する。
【０１４３】
このように構成された入力装置９０は、例えば、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のボタンアイコンの１つを押下（接触）して当該表示画面上でタッチパネル２４をＺ方向に押下すると触覚を伴って画面入力操作されるものである。操作者３０は、指３０ａに振動を受けて触感として、ボタンアイコン毎の振動を感じる。
【０１４４】
表示手段２９の表示内容は操作者の目による視覚により、スピーカー３６ａ、３６ｂ等からの放音は、操作者の耳による聴覚により各機能を判断するようになされる。上述のＣＰＵ３２には操作パネル１８が接続され、例えば、相手方の電話番号を手動入力する際に使用される。表示手段２９には上述のアイコン選択画面の他に映像信号Ｓｖに基づいて着信映像を表示するようにしてもよい。
【０１４５】
また、図１３に示すアンテナ１６は、アンテナ共用器２３に接続され、着呼時、相手方からの無線電波を基地局等から受信する。アンテナ共用器２３には受信部２１が接続され、アンテナ１６から導かれる受信データを受信して映像や音声等を復調処理し、復調後の映像及び音声データＤinをＣＰＵ３２等に出力するようになされる。受信部２１には、ＣＰＵ３２を通じて映像＆音声処理部４４が接続され、デジタルの音声データをデジタル／アナログ変換して音声信号Ｓoutを出力したり、デジタルの映像データをデジタル／アナログ変換して映像信号Ｓｖを出力するようになされる。
【０１４６】
映像＆音声処理部４４には大音響用及び受話器を構成するスピーカー３６ａ、３６ｂが接続される。スピーカー３６ａは、着呼時、着信音や着信メロディ等を鳴動するようになされる。スピーカー３６ｂは、音声信号Ｓinを入力して相手方の話声３０ｄ等を拡大するようになされる。この映像＆音声処理部４４にはスピーカー３６ａ、３６ｂの他に、送話器を構成するマイクロフォン１３が接続され、操作者の声を集音して音声信号Ｓoutを出力するようになされる。映像＆音声処理部４４は、発呼時、相手方へ送るためのアナログの音声信号Ｓinをアナログ／デジタル変換してデジタルの音声データを出力したり、アナログの映像信号Ｓｖをアナログ／デジタル変換してデジタルの映像データを出力するようになされる。
【０１４７】
ＣＰＵ３２には受信部２１の他に、送信部２２が接続され、相手方へ送るための映像及び音声データＤout等を変調処理し、変調後の送信データをアンテナ共用器２３を通じアンテナ１６に供給するようになされる。アンテナ１６は、アンテナ共用器２３から供給される無線電波を基地局等に向けて輻射するようになされる。
【０１４８】
上述のＣＰＵ３２には送信部２２の他に、カメラ３４が接続され、被写体を撮影して、例えば、静止画情報や動作情報を送信部２２を通じて相手方に送信するようになされる。電源ユニット３３は、バッテリー１４を有しており、ＣＰＵ３２１５、操作パネル１８、受信部２１、送信部２２、入力検出手段４５、圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂ、表示手段２９、カメラ３４及び記憶手段３５にＤＣ電源を供給するようになされる。
【０１４９】
図１４Ａ及びＢは、触覚”Ａ”及びＢに係る振動パターン例を示す波形図である。図１４Ａ及びＢにおいて、いずれも横軸は、時間ｔである。縦軸は振動制御信号Ｓａ，Ｓｂ等の電圧（振幅Ａｘ）［Ｖ］である。この例では、ボタンアイコン２９ａ等において、それを押し込む時は触覚”Ａ”を与え、それを離す時は触覚”Ｂ”を与える場合を前提とする。
【０１５０】
図１４Ａに示す第１の振動パターンＰａは触覚”Ａ”を与える波形である。その触覚”Ａ”の駆動条件ａは、ボタンアイコン２９ａ等が押し込まれたとき、押下判定閾値Ｆthと加圧力Ｆとの関係がＦth＜Ｆとなる場合であって、第１段階ｉで約０．１秒間、周波数ｆｘ＝５０Ｈｚ、振幅Ａｘ＝５μｍ、回数Ｎｘ＝２回の振動パターンで振動する。以下［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［５０  ５  ２］と表記する。同様にして、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［１００  １０  ２］の振動パターンで振動するようになされる。
【０１５１】
図１４Ｂに示す第２の振動パターンＰｂは触覚”Ｂ”を与える波形である。その触覚”Ｂ”の駆動条件ｂは、ボタンアイコン２９ａ等が押し込まれた後に、そのボタンアイコン２９ａが放されたとき、押下判定閾値Ｆthと加圧力Ｆとの関係がＦth＞Ｆとなる場合であって、第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［８０  ８  ２］で振動し、同様にして、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［４０  ８  ２］の振動パターンで振動する。このような振動パターンに基づいて入力検出面を振動すると、サイバースイッチ等の触覚を得ることができる。
【０１５２】
図１５Ａ及びＢは、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その１）を示す図である。図１５Ａにおいて、縦軸は加圧力Ｆであり、入力検出信号Ｓ２（二値化後は入力検出情報Ｄ２）から得られる。図１５Ｂにおいて、縦軸は振動制御信号Ｓａ等の電圧（振幅）である。図１５Ａ及びＢにおいて、横軸はいずれも時間ｔである。
【０１５３】
一般に、ボタンスイッチ操作等において、入力モーションピークが存在する。設計通りの押下速度（操作入力速度）である場合、その加圧力Ｆは３０［ｇｆ］乃至２４０［ｇｆ］程度であることが知られている。図１５Ａに示す加圧力分布波形Ｉは、入力装置設計時に基準とした、Ｚ方向への押下速度による加圧力Ｆを反映したものである。
【０１５４】
この例で入力検出手段４５から得られる入力検出信号Ｓ２に対して予め押下判定閾値Ｆthが設定され、ＣＰＵ３２は、入力検出信号Ｓ２の立ち上がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ１１に第１の振動パターンＰａを発生し、入力検出信号Ｓ２の立ち下がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ２１に第２の振動パターンＰｂを発生するようにアクチュエータ振動回路３７を制御する。
【０１５５】
このようにすると、入力検出手段４５が入力装置設計時に基準とした加圧力Ｆを検出し、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＜加圧力Ｆを検出したとき、触覚”Ａ”を起動することができ、押下判定閾値Ｆth＞加圧力Ｆを検出したとき、触覚”Ｂ”を起動することができる。なお、振動パターンＰａと振動パターンＰｂとの間には、無振動の空白期間Ｔｘ＝Ｔ１が設けられる。この空白期間Ｔｘは、Ｚ方向への押圧速度に応じて可変するようになされる。
【０１５６】
図１６Ａ及びＢは、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その２）を示す図である。図１６Ａにおいて、縦軸は加圧力Ｆであり、入力検出信号Ｓ２（二値化後は入力検出情報Ｄ２）から得られる。図１６Ｂにおいて、縦軸は振動制御信号Ｓａ等の電圧（振幅）である。図１６Ａ及びＢにおいて、横軸はいずれも時間ｔである。
【０１５７】
図１６Ａに示す加圧力分布波形IIは、図１５Ａに示した基準押下速度よりも早くボタンアイコン等を押下した場合の加圧力Ｆを反映したものである。この例でも、図１５Ａと同様にして、入力検出手段４５から得られる入力検出信号Ｓ２に対して予め押下判定閾値Ｆthが設定され、ＣＰＵ３２は、入力検出信号Ｓ２の立ち上がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ１２に振動パターンＰａを発生し、入力検出信号Ｓ２の立ち下がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ２２に振動パターンＰｂを発生するようにアクチュエータ振動回路３７を制御する。
【０１５８】
このようにすると、入力検出手段４５が基準押下速度よりも早くボタンアイコン等が押下された場合の加圧力Ｆを検出し、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＜加圧力Ｆを検出したとき、触覚”Ａ”を起動することができる。また、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＞加圧力Ｆを検出したとき、触覚”Ｂ”を起動することができる。なお、振動パターンＰａと振動パターンＰｂとの間には、無振動の空白期間Ｔｘ＝Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）が設けられる。
【０１５９】
このように、設計時の押下速度よりも早い押下速度である場合であっても、前半で触覚”Ａ”が伝わり、クリック感のある荷重に到達させることができ、その後半で、触覚”Ｂ”が伝わり、クリック感のあるストロークに到達させることができる。この例で押下判定閾値Ｆth＝１００［ｇｆ］を設定すると、クラシックスイッチの触覚を得ることができる。
【０１６０】
続いて、携帯電話機４００における情報処理例について説明をする。図１７は、第４の実施例に係る携帯電話機４００における情報処理例を示すフローチャートである。
【０１６１】
この例では、携帯電話機４００において、第１〜３の実施例に係るタッチパネル支持振動体１００、２００又は３００のいずれかを備えると共に、操作者の指３０ａで当該携帯電話機４００の表示画面上の入力検出面を押下操作して情報を入力する場合を前提とする。携帯電話機４００には、例えば、同一振動モード内において、操作者の指３０ａ等による加圧力Ｆをパラメータにして波形を加工する機能（アルゴリズム）が備えられる。ＣＰＵ３２は、入力検出情報Ｄ２から加圧力Ｆを算出し、図１５Ａに示したような駆動条件ａ，ｂに対応して判別を行い、その判別結果で、同一の振動モード内において、いかなる種類の入力に対しても、入力動作中の動きに対応した触覚を発生できるようにした。
【０１６２】
これらを情報処理条件にして、ＣＰＵ３２は、図１７に示すフローチャートのステップＧ１で電源オンを待機する。例えば、ＣＰＵ３２は電源オン情報を検出してシステムを起動する。電源オン情報は通常、時計機能等が稼働し、スリーピング状態にある携帯電話機等の電源スイッチをオンされたときに発生する。
【０１６３】
そして、ステップＧ２に移行してＣＰＵ３２は、アイコン画面を表示するように表示手段２９を制御する。例えば、ＣＰＵ３２は、表示手段２９に表示データＤ４を供給して表示画面に入力情報を表示する。表示画面に表示された入力情報は、入力検出面を有した入力検出手段４５を通じて目視可能になされる。そして、ステップＧ３に移行してＣＰＵ３２は、ボタンアイコン入力モード又はその他の処理モードに基づいて制御を分岐する。ボタンアイコン入力モードとは、ボタンアイコン選択時に入力検出面上のアイコンボタン２９ａ等を押下する入力操作をいう。
【０１６４】
ボタンアイコン入力モードが設定された場合、ボタンアイコン２９ａ等が押し込まれるので、ステップＧ４に移行してＣＰＵ３２は入力検出情報Ｄ２に基づいて加圧力Ｆを算出する。このとき、力検出手段５５ａ〜５５ｄは、入力検出面における操作者の指３０ａの押下位置の加圧力Ｆを検出し、入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。Ａ／Ｄドライバ３１は入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換後の入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に転送する。
【０１６５】
そして、ステップＧ５に移行して、ＣＰＵ３２は加圧力Ｆと押下判定閾値Ｆthとを比較し、これらの関係がＦ＞Ｆthとなるか否かを判別する。これらの関係がＦ＞Ｆthとなる場合は、ステップＧ６に移行して触覚”Ａ”を起動する。触覚”Ａ”は、圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂによって、操作者の指３０ａの加圧力Ｆに対応した振動パターンＰａに基づいて入力検出面を振動することで得られる。
【０１６６】
例えば、触覚”Ａ”は、図１７Ａに示した周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して、第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［５０  ５  ２］の振動パターンで振動し、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［１００  １０  ２］の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”加圧力”に合わせた異なる振動パターンを発生させることができる（駆動条件ａ）。
【０１６７】
その後、ステップＧ７に移行してＣＰＵ３２は更に加圧力Ｆを検出する。加圧力Ｆは、力検出手段５５ａ〜５５ｄによってボタンアイコン２９ａの押し込みに続いてボタンアイコン２９ａから離れる状態が検出される。このとき、力検出手段５５ａ〜５５ｄは、入力検出面における操作者の指３０ａの押下位置から離れるときの加圧力Ｆを検出し、入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。Ａ／Ｄドライバ３１は入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換後の入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に転送する。
【０１６８】
そして、ステップＧ８に移行してＣＰＵ３２は、加圧力Ｆと押下判定閾値Ｆthとを比較し、これらの関係がＦ＜Ｆthか否かを判別する。これらの関係がＦ＜Ｆthとなる場合は、触覚”Ｂ”を起動する。触覚”Ｂ”は、圧電アクチュエータ２５ａ及び２５ｂによって、操作者の指３０ａの加圧力Ｆに対応した振動パターンＰｂに基づいて入力検出面を振動することで得られる。そのボタンアイコン２９ａが放された触覚”Ｂ”は、例えば、図１７Ｂに示した第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［８０  ８  ２］の振動パターンで振動し、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ  Ａｘ  Ｎｘ］＝［４０  ８  ２］の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”加圧力”に合わせた異なる振動パターンを発生させることができる（駆動条件ｂ）。
【０１６９】
その後、ステップＧ１０に移行して入力を確定する。このとき、ＣＰＵ３２は、入力操作面で当該押下位置に表示された入力情報を確定する。そして、ステップＧ１２に移行する。なお、ステップＧ３で他の処理モードが選択された場合は、ステップＧ１１に移行して他の処理モードを実行する。他の処理モードには、電話モードやメール作成、送信表示モード等が含まれる。電話モードには、相手方に電話を発信する操作が含まれる。ボタンアイコン２９ａ等は、電話モード選択時の文字入力項目が含まれる。他の処理モードを実行した後は、ステップＧ１２に移行する。
【０１７０】
ステップＧ１２でＣＰＵ３２は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出して情報処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＧ２に戻って、メニュー等のアイコン画面を表示し、上述した処理を繰り返すようになされる。
【０１７１】
このように、第４の実施例としての入力装置９０を備えた触覚入力機能付きの携帯電話機４００によれば、本発明に係るタッチパネル支持振動体３００が設けられ、入力操作に基づいて、剛性豊か（リジッド）な表示手段２９とタッチパネル２４とが固定された上部筐体２０から操作者の指３０ａに触覚を提示できるようになる。
【０１７２】
従って、圧電アクチュエータ２５ａ、２５ｂを振動させたとき、その上部筐体２０が使用される姿勢によらず、振動伝達性に関して高い信頼性を確保できるようになる。特に、携帯電話機４００の他のモバイル機器や車載機器など、振動や衝撃等が外力として加わる可能性が高い電子機器に対しても上部筐体２９内等で発生させた圧電アクチュエータ２５ａ，２５Ｂによる振動を応用した機能を発揮できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
この発明は、入力表示画面の中からアイコンを選択して情報を入力すると、操作体に触覚を返す情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】第１の実施例としてのタッチパネル支持振動体１００の構造例を示す斜視図である。
【図２】圧電アクチュエータ２５ａに係るフィルム状圧電体の積層例を示す拡大断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、圧電アクチュエータ２５ａの構成例を示す平面図及びＸ１−Ｘ２矢視断面図である。
【図４】タッチパネル支持振動体１００の形成例を示す工程図である。
【図５】第２の実施例としてのタッチパネル支持振動体２００の構造例を示す斜視図である。
【図６】タッチパネル支持振動体２００の形成例を示す工程図である。
【図７】第３の実施例としてのタッチパネル支持振動体３００の構造例（その１）を示す上面図である。
【図８】タッチパネル支持振動体３００の構造例（その２）を示す図である。
【図９】タッチパネル支持振動体３００の形成例を示す工程図である。
【図１０】第４の実施例としての触覚入力機能付き携帯電話機４００の構成例を示す斜視図である。
【図１１】触覚機能付きの入力装置９０に係るタッチパネル支持振動体３００の構成例を示す組立図である。
【図１２】その入力装置９０の構造例を示す斜視図である。
【図１３】触覚入力機能付き携帯電話機４００の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）は、触覚”Ａ”及び”Ｂ”に係る振動パターン例を示す波形図である。
【図１５】（Ａ）及び（Ｂ）は、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その１）を示す図である。
【図１６】（Ａ）及び（Ｂ）は、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その２）を示す図である。
【図１７】第４の実施例に係る携帯電話機４００における情報処理例を示すフローチャートである。
【図１８】従来例に係るタッチパネル支持振動体５００の構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１７５】
３，３ａ，３ｂ・・・中央電極（基板，シム）、８ａ・・・振動作用部、１０・・・下部筐体、１１・・・回転レンジ機構、１５・・・制御手段、２０・・・上部筐体、２１・・・受信部、２２・・・送信部、２４・・・タッチパネル（第２の基板）、２５ａ，２５ｂ・・・圧電アクチュエータ（圧電素子）、２９・・・表示手段（第１の基板）、３２・・・ＣＰＵ（制御手段）、３５・・・記憶手段、６１ａ，６１ｂ、７１ａ，７１ｂ・・・リジッド部（隙間部材）、６２ａ，６２ｂ、７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂ・・・部品取付スペース、６９・・・本体基板、８２ａ〜８２ｄ・・・柱状部、９０・・・触覚機能付きの入力装置、１００，２００，３００・・・タッチパネル支持振動体（基板支持振動構造）、４００・・・携帯電話機（電子機器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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