(57)【要約】【課題】使用感を高める上で有利なタッチパネルディスプレイ装置および駆動方法並びに電子機器を提供する。【解決手段】駆動信号Ｓがアクチュエータ２２へ供給され、可動パネルユニット１４は、その駆動信号Ｓの波形に従って、可動パネルユニット１４の厚さ方向に沿って振動する。アクチュエータ駆動制御部３６からアクチュエータ２２に供給される駆動信号は、タッチパネル２６に接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有する第１の波形Ｗ１と、可動パネルユニット１４から所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有する第２の波形Ｗ２との２つの波形を有している。【選択図】図６
2008130055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイパネルと、
タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
前記可動パネルユニットを変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部と、
駆動信号が供給されることで前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、
前記駆動信号を生成して前記アクチュエータに供給することにより前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを備え、
前記アクチュエータが前記可動パネルユニットを振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面である前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に触覚を発生させるタッチパネルディスプレイ装置であって、
前記駆動信号は、第１の波形と第２の波形との２つの波形を含んで構成され、
前記第１の波形は、前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有し、
前記第２の波形は、前記可動パネルユニットから所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有している、
ことを特徴とするタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第１の周波数は、５０Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下である、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１の周波数は、１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下である、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第２の周波数は、０．４ｋＨｚ以上６ｋＨｚ以下である、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第２の周波数は、０．８ｋＨｚ以上２ｋＨｚ以下である、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ駆動制御部による前記駆動信号の生成は、前記第２の波形に続いて前記第１の波形が発生するように行われる、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ駆動制御部による前記駆動信号の生成は、前記第２の波形に続いて前記第１の波形が発生し該第１の波形に続いて前記音響信号が発生されるように行われる、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項８】
前記可動支持部は前記可動パネルユニットを該可動パネルユニットの厚さ方向に沿って変位可能に支持し、
前記アクチュエータは前記可動パネルユニットを前記厚さ方向に沿って振動させる、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項９】
前記可動支持部は前記可動パネルユニットを該可動パネルユニットのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持し、
前記アクチュエータは前記可動パネルユニットを前記パネル面に平行な平面に沿って振動させる、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記ディスプレイパネルと前記タッチパネルとが一体に結合されて前記可動パネルユニットが構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイパネルが前記支持構造体上に固定されており、前記タッチパネルが前記ディスプレイパネルに重なる位置にくるように前記可動パネルユニットが配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータ駆動制御部は、
波形に対応した波形データを格納したメモリと、
該メモリから読出した波形データに従って波形を生成する波形生成機構と、
該波形生成機構が生成した波形を有する駆動信号を前記アクチュエータへ供給する手段とを備えている、
ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記可動支持部は、前記可動パネルユニットと前記支持構造体との間の複数箇所に設けられた、弾性体ブロックから成ることを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記弾性体ブロックは高分子ゲル材料から成ることを特徴とする請求項１３記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記アクチュエータは、細長い板状の屈曲変位型圧電アクチュエータであり、
該圧電アクチュエータは、前記可動パネルユニットのパネル面の反対側に位置する背面と、その背面に対向して設けられた前記支持構造体の一部である固定部との間に配設され、
該圧電アクチュエータは、その長手方向両端部が前記可動パネルユニットの前記背面と前記固定部との一方に連結され、その長手方向中央部が前記可動パネルユニットの前記背面と前記固定部との他方に連結されていることを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記圧電アクチュエータは、積層バイモルフ型圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項１５記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記アクチュエータは、細長い板状の屈曲変位型圧電アクチュエータであり、該圧電アクチュエータは、前記可動パネルユニットの１つの側辺とその側辺に対向して設けられた前記支持構造体の一部である固定部との間に配設され、該圧電アクチュエータは、その長手方向両端部が前記可動パネルユニットの前記側辺と前記固定部との一方に連結され、その長手方向中央部が前記可動パネルユニットの前記側辺と前記固定部との他方に連結されていることを特徴とする請求項１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記圧電アクチュエータは、積層バイモルフ型圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項１７記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１９】
ディスプレイパネルと、
タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
前記可動パネルユニットを変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部と、
駆動信号が供給されることで前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータとを備えるタッチパネルディスプレイ装置の駆動方法であって、
前記可動パネルユニットのパネル面である前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有する第１の波形を生成し、
前記可動パネルユニットから所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有する第２の波形を生成し、
前記第１の波形と前記第２の波形との２つの波形を含んだ駆動信号を前記アクチュエータに供給することにより前記アクチュエータを駆動制御し、
前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に触覚を発生させるとともに音響を発生させるようにした、
ことを特徴とするタッチパネルディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２０】
機器側筐体を有する電子機器であって、
前記機器側筐体にはタッチパネルディスプレイ装置が組み込まれ、
前記タッチパネルディスプレイ装置は、
ディスプレイパネルと、
タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
前記可動パネルユニットを変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部と、
駆動信号が供給されることで前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、
前記駆動信号を生成して前記アクチュエータに供給することにより前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを備え、
前記アクチュエータが前記可動パネルユニットを振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面である前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に触覚を発生させるものであり、
前記駆動信号は、第１の波形と第２の波形との２つの波形を含んで構成され、
前記第１の波形は、前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有し、
前記第２の波形は、前記可動パネルユニットから所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有している、
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、タッチパネルディスプレイ装置および駆動方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力装置ないし入出力装置として用いられるタッチパネルディスプレイ装置は、ソフトウェアによって入力画面を自由に構成できるため、機械的スイッチを用いて構成した入力装置では得られないフレキシビリティを備えており、また、軽量且つコンパクトに構成でき、機械的故障の発生頻度が低いなどの数々の利点を有することから、現在では、比較的大きな各種機械の操作パネルから、非常に小さな携帯機器の入出力装置に至るまで、広く利用されている。
【０００３】
多くのタッチパネルディスプレイ装置は、それを操作するユーザの指先が、平坦で滑らかなパネル面に触れるだけであるため、機械的スイッチを用いて構成した入力装置を操作するときに指先に感じるクリック感のような、指先の触覚によるユーザへのフィードバックが存在せず、そのことが装置の操作感を頼りないものにしていた。この点を改善するために、操作するユーザの指先に触覚をフィードバックするようにしたタッチパネルディスプレイ装置が開示されている（特許文献１参照）。
このタッチパネルディスプレイ装置は、ユーザの指先が接触するタッチパネルを、アクチュエータを用いて振動させることによって、ユーザの指先に触覚を発生させるようにしたものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８８１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、タッチパネルがアクチュエータによって振動すると、その振動周波数に応じた音響ノイズがタッチパネルから生じることになり、ユーザにとって違和感や不快感を与えることが懸念される。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、ユーザに違和感や不快感を与えることなく、使用感を高める上で有利なタッチパネルディスプレイ装置およびその駆動方法並びにそのようなタッチパネルディスプレイ装置を有する電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットを変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部と、駆動信号が供給されることで前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、前記駆動信号を生成して前記アクチュエータに供給することにより前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットを振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面である前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に触覚を発生させるタッチパネルディスプレイ装置であって、前記駆動信号は、第１の波形と第２の波形との２つの波形を含んで構成され、前記第１の波形は、前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有し、前記第２の波形は、前記可動パネルユニットから所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有していることを特徴とする。
また本発明は、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットを変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部と、駆動信号が供給されることで前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータとを備えるタッチパネルディスプレイ装置の駆動方法であって、前記可動パネルユニットのパネル面である前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有する第１の波形を生成し、前記可動パネルユニットから所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有する第２の波形を生成し、前記第１の波形と前記第２の波形との２つの波形を含んだ駆動信号を前記アクチュエータに供給することにより前記アクチュエータを駆動制御し、前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に触覚を発生させるとともに音響を発生させるようにしたことを特徴とする。
また本発明は、機器側筐体を有する電子機器であって、前記機器側筐体にはタッチパネルディスプレイ装置が組み込まれ、前記タッチパネルディスプレイ装置は、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットを変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部と、駆動信号が供給されることで前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、前記駆動信号を生成して前記アクチュエータに供給することにより前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットを振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面である前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に触覚を発生させるものであり、前記駆動信号は、第１の波形と第２の波形との２つの波形を含んで構成され、前記第１の波形は、前記タッチパネルに接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有し、前記第２の波形は、前記可動パネルユニットから所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、触覚フィードバックを生じさせるために第１の周波数で可動パネルユニットを振動させる際に、第１の周波数よりも高い周波数の第２の周波数で可動パネルユニットを振動させて可動パネルユニットから音響を発生させるようにしたので、可動パネルユニットから生じる第１の周波数による音響ノイズを目立たなくさせることができ、使用感を高める上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下に本発明の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置とその駆動方法について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るタッチパネルディスプレイ装置１０の構成を示す断面図である。
タッチパネルディスプレイ装置１０は、筐体１２（支持構造体）、可動パネルユニット１４、可動支持部材１６、第１のスペーサーブロック１８、第２のスペーサーブロック２０、アクチュエータ２２、アクチュエータ駆動制御部３６（図２参照）などを含んで構成されている。
【０００９】
図１に示すように、筐体１２は、矩形板状の底壁１２Ａを含んで構成されている。
可動パネルユニット１４は、画像を表示するための制御信号が供給されることにより画像を表示するディスプレイパネル２４と、ディスプレイパネル２４の表示面２４０２に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネル２６とを備え、矩形板状（平板形状）を呈している。
本実施の形態では、ディスプレイパネル２４は透過型の液晶ディスプレイ装置で構成されており、液晶層と該液晶層を挟む２枚のガラス基板からなるディスプレイ本体２４Ａと、ディスプレイ本体２４Ａの表示面２４０２と反対側に位置する背面２４０４に取着されディスプレイ本体２４Ａを背面２４０４から表示面２４０２に向けて照明するバックライト２４Ｂとを含んで構成され、バックライト２４Ｂはディスプレイ本体２４Ａに一体的に取着されている。
ディスプレイパネル２４は、バックライトが不要な反射型の液晶ディスプレイ装置や有機ＥＬディスプレイ装置であってもよい。
タッチパネル２６は、例えば２枚の透明なＰＥＴフィルムと、その２枚のフィルム間に透明電極フィルムを形成した、いわゆるフィルム−フィルムタイプのタッチパネルで構成されており、可動パネルユニット１４の薄型化が図られている。
タッチパネル２６は、表示面２４０２の全域を覆う大きさを有し、表示面２４０２に重ね合わされて接着剤などによって接着されてディスプレイパネル２４と一体的に設けられている。
したがって、本実施の形態では、可動パネルユニット１４の表面１４０２はタッチパネル２６の表面で構成され、可動パネルユニット１４の背面１４０４はバックライト２４Ｂの背面で構成されている。
【００１０】
可動支持部材１６は、可動パネルユニット１４を底壁１２Ａの底面１２０２と平行させ、表面１４０２を底壁１２Ａと反対側に臨ませた状態で、可動パネルユニット１４の厚さ方向に変位可能に底壁１２Ａ上に支持するものであり、弾性材料で構成されている。
本実施の形態では、可動支持部材１６は、可動パネルユニット１４の背面１４０４の四隅において、この可動パネルユニット１４と底面１２０２との間に設けられている。
このような弾性材料は、可動パネルユニット１４をできるだけ容易に変位させることができるようなものとすることが望ましく、それには、弾性材料として超低硬度の高分子ゲル材料から成るものとするとよい。
例えば、北川工業株式会社が「ＫＧゲル（商標）」という製品名で市場に提供している、シート状の超低硬度の高分子ゲル材料は、可動支持部材１６の材料として特に適したものである。その具体例について述べると、例えば、厚さが１ｍｍの「ＫＧゲル（商標）」のシートを２ｍｍ角に切断することによって、高さが１ｍｍの弾性体ブロックを形成し、その弾性体ブロックの上下両面を、両面接着シートなどを用いて底壁１２Ａと可動パネルユニット１４の背面１４０４の四隅とに接着することにより、可動パネルユニット１４の可動支持部材１６を好適に構成することができる。
弾性材料として高分子ゲル材料以外の適当な材料としては、例えば、種々のラバー材料、軟質ポリエチレン、それにシリコーン樹脂などがある。
【００１１】
アクチュエータ２２は、可動パネルユニット１４の背面１４０４と底壁１２Ａとの間に配設されている。
アクチュエータ２２として、細長い板状の屈曲変位型圧電アクチュエータを使用することができる。この種の圧電アクチュエータとしては、バイモルフ型圧電アクチュエータや、モノモルフ型圧電アクチュエータが知られており、それらのうちではバイモルフ型の方が、より強力な駆動力を発揮できることから好ましく、また、単層バイモルフ型圧電アクチュエータと積層バイモルフ型圧電アクチュエータとでは、前者の方が低い電圧で駆動できることから、モバイル電子機器に用いるのにより適しているといえる。
そのため、本実施の形態では、アクチュエータ２２として積層バイモルフ型圧電アクチュエータを使用している。
【００１２】
図１に示したように、細長い板状の積層バイモルフ型圧電アクチュエータ２２は、その長手方向両端部が２つの第１のスペーサーブロック１８を介して底壁１２Ａに連結されており、各第１のスペーサーブロック１８とアクチュエータ２２の各端部との間、並びに、第１のスペーサーブロック１８と底壁１２Ａとの間は、両面接着テープを用いて接着されている。
また、アクチュエータ２２は、その長手方向中央部が第２のスペーサーブロック２０を介して可動パネルユニット１４の背面１４０４の中央に連結されており、第２のスペーサーブロック２０とアクチュエータ２２との間、並びに、第２のスペーサーブロック２０と可動パネルユニット１４の背面１４０４との間は、両面接着テープを用いて接着されている。
このようにして底壁１２Ａ（筐体１２）と可動パネルユニット１４との間に取付けた積層バイモルフ型圧電アクチュエータ２２に電圧（駆動信号）を印加すると、このアクチュエータ２２が屈曲変位を発生するため、その長手方向中央部が図１に矢印Ａで示した方向に変位して、可動パネルユニット１４を矢印Ｂで示した方向に変位させる。
この変位の向き及び大きさは、印加する電圧の極性及び大きさに対応したものとなる。また、こうして発生する可動パネルユニット１４の変位の方向は、この可動パネルユニット１４の厚さ方向に沿った方向である。したがって、アクチュエータ２２は、可動パネルユニット１４を、その厚さ方向に沿った方向に駆動するものである。
なお、アクチュエータ２２の底壁１２Ａへの取り付け構造は、本実施の形態のようにアクチュエータ２２の長手方向の両端を底壁１２Ａに取り付ける、いわゆる両持ち構造に限定されるものではなく、長手方向の一端のみを底壁１２Ａに取り付ける、いわゆる片持ち構造であってもよいが、本実施の形態のように両持ち構造にすると、片持ち構造に比較してアクチュエータ２２で生じる振動を効率よく発生させることができ、アクチュエータ２２の省電力化を図る上で有利となる。
【００１３】
なお、可動パネルユニット１４の構成は、以上に説明したものに限られない。
例えば、タッチパネル２６とディスプレイパネル２４とを一体化せずに、ディスプレイパネル２４を筐体１２（支持構造体）上に固定し、タッチパネル２６だけで可動パネルユニット１４を構成するようにしてもよい。
そうした場合には、その可動パネルユニット１４を構成しているタッチパネル２６がディスプレイパネル２４に重なる位置にくるように、その可動パネルユニット１４を配置するようにする。
この構成によれば、タッチパネル２６だけが、可動パネルユニット１４の厚さ方向（タッチパネル２６の表面と直交する方向）に変位可能に支持されることになる。
【００１４】
図２はタッチパネルディスプレイ装置１０の構成要素である制御部及び電子回路を示すブロック図である。
符号３０は、タッチパネルディスプレイ装置１０を装備した電子機器の制御システムであり、タッチパネルディスプレイ装置１０の制御部及び電子回路は、この制御システム３０の制御下にある。
タッチパネルディスプレイ装置１０の制御部及び電子回路には、可動パネルユニット１４の一方の構成要素であるタッチパネル２６に接続したタッチパネル回路３２と、可動パネルユニット１４の他方の構成要素であるディスプレイパネル２４に接続したＬＣＤ駆動回路３４と、アクチュエータ２２を駆動制御するアクチュエータ駆動制御部３６とが含まれている。
【００１５】
タッチパネル回路３２は、一般的なタッチパネルに付随している回路であり、タッチパネルから得られる信号を処理することによって、タッチパネルのパネル面（可動パネルユニット１４の表面１４０２）のユーザの指先が接触している位置を表す信号を発生させる。
また、このタッチパネル回路３２は、タッチパネル２６が接触圧を検出できるものである場合には、その接触圧を表す信号も発生するものであり、また、必要とあらば、パネル面の接触位置を表す信号に更に処理を施して、パネル面に接触している指先の移動速度や加速度を表す信号を発生させるものである。
タッチパネル回路３２が発生する信号は、タッチパネル入力信号として、制御システム３０へ供給されている。
ＬＣＤ駆動回路３４は、一般的な液晶ディスプレイパネルに付随している回路であり、制御システム３０から受取る制御信号に従って、ディスプレイパネル２４を駆動して視覚表示を行う。
【００１６】
アクチュエータ駆動制御部３６は、中央処理装置及びメモリを備えたワンチップコンピュータと電子回路とで構成されており、制御システム３０から制御信号を受取るためのインターフェース３８を含んでいる。制御システム３０から受取る制御信号は、出力タイミング信号と波形選択信号とを含むものである。アクチュエータ駆動制御部３６はメモリ４０を備えており、このメモリ４０には、複数の波形の夫々に対応した、波形生成に必要なデータ（波形データ）が格納されている。アクチュエータ駆動制御部３６は更に、波形生成機構４２と、出力信号送出回路４４と、パワーアンプ４６とを備えている。
【００１７】
波形生成機構４２は、ソフトウェアにより構成された機構であって、波形選択信号により指定された波形に対応したデータをメモリ４０から読出し、その読出した波形データに従って波形を生成する。出力信号送出回路４４は、波形生成機構４２が生成した波形を有する出力信号を、出力タイミング信号により指定された期間に亘って送出するものである。
また、パワーアンプ４６は、出力信号送出回路４４の出力信号を増幅して、圧電アクチュエータ２２へ駆動信号Ｓとして供給するものである。
【００１８】
図３の（Ａ）〜（Ｄ）に、波形生成機構４２で生成される波形の具体例を示した。図から明らかなように、それらは振動波形であり、その振幅、周期、及び波形は、一定のものもあれば変化するものもある。メモリ４０に格納されている波形データには、振幅及び周期に関するデータも含まれている。そして、メモリ４０に格納されている複数の波形に対応した波形データのうちから、波形選択信号により指定された波形の波形データが読出され、その波形を有する駆動信号Ｓがアクチュエータ２２へ供給されるため、可動パネルユニット１４は、その駆動信号Ｓの波形に従って、可動パネルユニット１４の厚さ方向に沿って振動することになる。
そして、この可動パネルユニット１４の振動が、可動パネルユニット１４の表面１４０２（パネル面）に触れているユーザの指先に、その駆動信号Ｓの波形に応じた触覚を発生させる。従って、換言するならば、アクチュエータ駆動制御部３６は、可動パネルユニット１４を駆動して複数の所定の振動パターンのうちから選択した振動パターンで振動させるものであり、また、それら複数の所定の振動パターンは、可動パネルユニット１４のパネル面に接触しているユーザの指先に互いに異なった触覚を発生させるものである。
【００１９】
次に、可動パネルユニット１４の振動周波数の周波数の設定について説明する。
発明者らは、可動パネルユニット１４の振動周波数および振幅を複数段階変化させて、被験者が指に触覚をどの程度明瞭に感じるかを測定する実験を行った。
図４、図５はその実験結果を示すものであり、図４は可動パネル１４の振動周波数と振幅を複数段階に変化させた際に触覚として認識される度合いを評価した実験結果を示す説明図、図５は図４の結果を３次元のグラフとして示した図である。
可動パネルユニット１４を振動させた場合に、触覚として認識される評価値はレベル１乃至レベル５の５段階評価としている。
すなわち、レベル１は触覚としてかなり小さいものであり、図４においては×の記号で示している。
レベル２は触覚として小さいものであり、図４においては△の記号で示している。
レベル３は基準（リファレンス）のスイッチを操作した場合の感触に相当するものであり、図４においてはレベル３乃至レベル５は○の記号で示している。
レベル４は触覚として大きいものである。
レベル５は触覚としてかなり大きいものである。
また、図４に示すように、振幅は５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍの４段階とし、周波数は、５０Ｈｚ以下、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ以上の６段階とした。
【００２０】
図４、図５に示すように、感触を明瞭に与えるためには、振幅は大きい方が好ましいことがわかる。
また、振動の周波数が５０Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下であると評価値が高く、振動の周波数が１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下であるとより評価値が高い。したがって、感触を明瞭に与えるためには、振動の周波数は、５０Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下が好ましく、より好ましくは、１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下が好ましい。
【００２１】
次に、本発明の要旨である可動パネルユニット１４から発生する音響ノイズを聴覚上目立たなくするための構成とタッチパネルディスプレイ装置１０の駆動方法について説明する。
図６はアクチュエータ２２に供給する駆動信号Ｓの波形図であり、（Ａ）は従来装置における波形図、（Ｂ）乃至（Ｄ）は本実施の形態の装置における波形図であり、横軸に時間ｔをとり、縦軸に駆動信号の出力値である電圧Ｖをとっている。
図６（Ａ）に示すように、従来装置においてアクチュエータ駆動制御部３６からアクチュエータ２２に供給される駆動信号は、タッチパネル２６に接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有する第１の波形Ｗ１のみで構成されている。
第１の周波数は、前述した５０Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下または１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下の周波数としている。
したがって、可動パネルユニット１４は第１の周波数で振動するとともに、その振動によって可動パネルユニット１４から音響ノイズが発生する。
第１の周波数が例えば５０Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下であれば、音響ノイズの周波数も５０Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下となる。したがって、音響ノイズは低周波ではあるものの、例えば、「ブッ」といった音響となり、ユーザにとっては耳障りで違和感や不快感を与えるおそれがある。
【００２２】
これに対して、本実施の形態では、図６（Ｂ）に示すように、アクチュエータ駆動制御部３６からアクチュエータ２２に供給される駆動信号は、タッチパネル２６に接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有する第１の波形Ｗ１と、可動パネルユニット１４から所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有する第２の波形Ｗ２との２つの波形を有している。
また、本実施の形態では、アクチュエータ駆動制御部３６による前記駆動信号の生成は、第２の波形Ｗ２に続いて第１の波形Ｗ１が発生するように行われている。
第２の周波数は、第２の波形Ｗ２が可動パネルユニット１４に供給されることで可動パネルユニット１４から発生される音響によって第１の波形Ｗ１が可動パネルユニット１４に供給されることで発生する音響ノイズを目立たなくするのに適した周波数であること、言い換えると、人間の聴覚にとって感じやすい周波数であることが好ましい。
以下、第２の周波数としてどのような帯域が好ましいかについて説明する。
【００２３】
図８は２００３年に新しいＩＳＯ規格として規格化された等ラウドネスレベル曲線を示す図である。なお、図８において破線は旧規格の曲線を示し、実線は新規格の曲線を示す。
等ラウドネスレベル曲線とは、さまざまな周波数の音が感覚的に同じ大きさ（ラウドネス）に聴こえる音圧レベル（等ラウドネスレベル）を結んで作られる周波数特性である。
図８に示されているように、０．４ｋＨｚ以上６ｋＨｚ以下の周波数が人間にとって感じやすい周波数であり、さらに、０．８ｋＨｚ以上２ｋＨｚ以下の周波数が人間にとってより感じやすい周波数であることがわかる。
そこで、本実施の形態では、第２の周波数を、好ましくは０．４ｋＨｚ以上６ｋＨｚ以下の周波数とし、より好ましくは０．８ｋＨｚ以上２ｋＨｚ以下の周波数としている。
また、前述したように第１の周波数（例えば５０Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下）で発生する音響ノイズと、第２の周波数（０．４ｋＨｚ以上６ｋＨｚ以下）で発生する音響とを比較すると、図８に示されているように、人間の聴覚では、第１の周波数の音響ノイズに比較して第２の周波数の音響を格段に感じやすいことが明らかである。
【００２４】
そして、このような第１の波形Ｗ１および第２の波形Ｗ２を有する駆動信号Ｓを生成するためには、第１の波形Ｗ１および第２の波形Ｗ２の波形データをメモリ４０に格納しておき、前述したように、波形生成機構４２によってその波形データをメモリ４０から読出し、その読出した波形データを出力信号送出回路４４に与え、これにより、出力信号送出回路４４で生成された駆動信号Ｓをパワーアンプ４６を介してアクチュエータ２２に供給すればよい。
また、このようなこのような第１の波形Ｗ１および第２の波形Ｗ２を含む駆動信号の生成方法は、本例に限定されるものではなく、従来公知のさまざまな波形の生成方法を用いることが可能である。
【００２５】
本実施の形態によれば、図６（Ｂ）に示すように、第２の周波数の第２の波形Ｗ２に続いて第１の周波数の第１の波形Ｗ１を発生させてアクチュエータ２２に供給することにより、ユーザは、第１の周波数よりも高い第２の周波数の音響を大きな音として感じるため、第１の周波数の音響ノイズを聴覚的に感じにくくなり、言い換えると、第１の周波数の音響ノイズが第２の周波数の音響によって聴覚的に目立たなくなる。
具体的には、第２の周波数で振動する可動パネル１４からは、「ピッ」、「ピコッ」、といったような、一般的に電子機器で使用される警告音やビープ音と同様の比較的高い周波数の音響が発生することにより、第１の周波数で振動する可動パネル１４から発生する「ブッ」といった比較的低い周波数の音響ノイズが目立たなくなる。
したがって、ユーザに違和感や不快感を与えることなく、使用感を高める上で有利となる。
【００２６】
図６（Ｂ）では、第２の波形Ｗ２に続いて第１の波形Ｗ１をアクチュエータ２２に供給した場合について示したが、図６（Ｃ）に示すように、第１の波形Ｗ１に続いて第２の波形Ｗ２をアクチュエータ２２に供給しても上記と同様の効果が奏される。
また、図６（Ｄ）に示すように、第２の波形Ｗ２、第１の波形Ｗ１、第２の波形Ｗ２をこの順番でアクチュエータ２２に供給しても上記と同様の効果が奏される。
あるいは、第２の波形Ｗ２が第１の波形Ｗ１の中間部分に１回以上発生しても、上記と同様の効果が奏される。
要は、アクチュエータ駆動制御部３６からアクチュエータ２２に供給される駆動信号が、タッチパネル２６に接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有する第１の波形Ｗ１と、可動パネルユニット１４から所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有する第２の波形Ｗ２との２つの波形を有していればよいのである。
【００２７】
図７は、第２の波形Ｗ２、第１の波形Ｗ１、第２の波形Ｗ２をこの順番でアクチュエータ２２に供給した場合の駆動信号の詳細な波形図である。
この場合、第１の波形Ｗ１は、正弦波を呈しており１周期分発生されている。
また、第１の波形Ｗ１の前に発生する第２の波形Ｗ２と、第１の波形Ｗ１の後に発生する第２の波形Ｗ２とでは、周波数が若干異なっており、前後２つの第２の波形Ｗ２によって振動する可動パネルユニット１４からは「ピロッ」とったような音響が発生することで、第１の波形Ｗ１によって振動する可動パネルユニット１４から発生する「ブッ」といった音響ノイズが目立たなくなり、したがって、ユーザに違和感や不快感を与えることなく、使用感を高める上で有利となる。
なお、図６（Ｂ）乃至（Ｄ）に示した例では、第１の波形Ｗ１が発生されている期間よりも第２の波形Ｗ２が発生されている期間が短く、図７に示した例では、第１の波形Ｗ１が発生されている期間よりも第２の波形Ｗ２が発生されている期間が長い。
しかしながら、第１、第２の波形Ｗ１、Ｗ２の発生期間は任意であり、第１、第２の波形Ｗ１、Ｗ２の発生期間が同一であってもよい。要は第１の周波数の音響ノイズを第２の周波数の音響によって聴覚的に目立たなくさせることができればよい。
また、第２の波形Ｗ２の第２の周波数は単一の周波数である必要はない。言い換えると、第２の波形Ｗ２は単一の周波数成分で形成されている必要は無く、複数の周波数成分で形成されていてもよいことは無論である。要は第１の周波数の音響ノイズを第２の周波数の音響によって聴覚的に目立たなくさせることができればよい。
【００２８】
また、駆動信号を構成する第１の波形Ｗ１が駆動信号の最初に位置している場合には、第１の波形Ｗ１の立ち上がり部分、言い換えると、駆動信号がゼロから立ち上がるゼロクロス部分における波形の変化が急峻となっている。
したがって、第１の波形Ｗ１の立ち上がり部分では、第１の波形Ｗ１の第１の周波数よりも高い高周波成分の信号が発生することになり、このような高周波成分の信号によって可動パネルユニット１４が振動すると、可動パネルユニット１４から第１の周波数よりも高い周波数の音響ノイズが発生することが懸念される。
また、駆動信号を構成する第１の波形Ｗ１が駆動信号の最後に位置している場合には、第１の波形Ｗ１の立ち下がり部分、言い換えると、駆動信号がゼロに立ち下がるゼロクロス部分における波形の変化が急峻となっている。
したがって、第１の波形Ｗ１の立ち下がり部分でも、上記と同様に、第１の波形Ｗ１の第１の周波数よりも高い高周波成分の信号が発生することになり、このような高周波成分の信号によって可動パネルユニット１４が振動すると、可動パネルユニット１４から第１の周波数よりも高い周波数の音響ノイズが発生することが懸念される。
しかしながら、それら第１の波形Ｗ１の立ち上がり、立ち下がりにおいて発生する信号の周波数は第２の周波数に比較して低いものである。
そして、本実施の形態では、それら第１の波形Ｗ１の立ち上がり、立ち下がりにおいて発生する信号の周波数よりも高く、かつ、人間の聴覚上格段に感じやすい第２の周波数の音響を可動パネルユニット１４から発生させるため、そのような音響ノイズについても聴覚的に目立たなくなり、したがって、ユーザに違和感や不快感を与えることなく、使用感を高める上でより有利となる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、本発明に係るタッチパネルディスプレイ装置１０を電子機器としての遊技機器に適用したものである。
図９（Ａ）、（Ｂ）は第２の実施の形態の遊技機器２の説明図である。なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様または同一の部分、部材については同一の符号を付して説明する。
遊技機器２は、ゲームセンターなどの店舗に設置されるアーケードゲーム機と称されるものであり、（Ａ）に示す遊技機器２はユーザが立った状態でゲームを行うものであり、（Ｂ）に示す遊技機器２はユーザが椅子２０６に座った状態でゲームを行うものである。
図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遊技機器２は機器側筐体２０２を有し、タッチパネルディスプレイ装置１０の筐体１２は機器側筐体２０２に取り付けられ、機器側筐体２０２の正面の開口２０２Ａから可動パネルユニット１４の表面１４０２が外方に露出するように配置されている。開口２０２Ａの下方の機器側筐体２０２の箇所には操作ボタンや操作レバーなどの操作部材が配置された操作卓２０４が設けられている。
ユーザは、タッチパネルディスプレイ装置１０のディスプレイパネル２４に表示される画面を視認しつつタッチパネル２６を指で押圧操作することによりゲームを行う。
このような遊技機器２においても第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。
特に、このような遊技機器２では、タッチパネルディスプレイ装置１０の面積が大きく、したがって、可動パネルユニット１４の面積が大きいことから、音響ノイズが発生した場合、その音響ノイズの音量が大きなものとなることが懸念されるが、本実施の形態によればそのような音響ノイズを人間の聴覚的に目立たなくさせることができ、ユーザに対して違和感や不快感を与えることがなく使用感を向上させる上で有利となる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は可動パネルユニット１４をパネル面と平行な面に沿って振動させる点が第１の実施の形態と異なっており、それ以外の点については第１の実施の形態と同様である。
図１０は第３の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置５０の構成を示す斜視図である。
第３の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置５０は、第１の実施の形態と同様に、筐体１２（支持構造体）、可動パネルユニット１４、可動支持部材１６、第１のスペーサーブロック１８、第２のスペーサーブロック２０、アクチュエータ２２、アクチュエータ駆動制御部３６（図２参照）などを含んで構成されている。
【００３１】
筐体１２の底壁１２Ａには、平面視長方形の平板形状の可動パネルユニット１４の１つの側辺に対向するようにして、固定壁１２Ｂが設けられている。この固定壁１２Ｂは、電子機器の筐体ないしフレームによって画成されており、従って、支持構造体１２の一部を成すものである。
【００３２】
可動パネルユニット１４は第１の実施の形態と同様に、ディスプレイパネル２４と、ディスプレイパネル２４の表示面２４０２に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネル２６とを備え、矩形板状（平板形状）を呈しており、可動パネルユニット１４の表面１４０２はタッチパネル２６の表面で構成され、可動パネルユニット１４の背面１４０４はバックライト２４Ｂの背面で構成されている。
【００３３】
可動支持部材１６は、可動パネルユニット１４を底壁１２Ａの底面１２０２と平行させ、表面１４０２を底壁１２Ａと反対側に臨ませた状態で、可動パネルユニット１４をそのパネル面と平行な面に沿って変位可能に底壁１２Ａ上に支持するものであり、第１の実施の形態と同様の弾性材料で構成されている。
【００３４】
互いに対向した可動パネルユニット１４の側辺と固定壁１２Ｂとの間に、アクチュエータ２２が配設されている。
アクチュエータ２２は、その長手方向両端部がスペーサーブロック１８を介して固定壁１２Ｂに連結されており、各スペーサーブロック１８とアクチュエータ２２の各端部との間、並びに、各スペーサーブロック１８と固定壁１２Ｂとの間は、両面接着テープを用いて接着されている。
また、アクチュエータ２２は、その長手方向中央部がスペーサーブロック２０を介して可動パネルユニット１４の側辺（固定壁１２Ｂに対向している側辺）に連結されており、スペーサーブロック２０とアクチュエータ２２との間、並びに、スペーサーブロック２４と可動パネルユニット１４の側辺との間は、両面接着テープを用いて接着されている。
このようにして支持構造体１２の固定壁１２Ｂと可動パネルユニット１４との間に取付けたアクチュエータ２２に電圧を印加すると、このアクチュエータ２２が屈曲変位を発生するため、その長手方向中央部が図８に矢印Ａで示した方向に変位して、可動パネルユニット１４を矢印Ｂで示した方向に変位させる。
この変位の向き及び大きさは、印加する電圧の極性及び大きさに対応したものとなる。また、こうして発生する可動パネルユニット１４の変位の方向は、この可動パネルユニット１４のパネル面に平行な平面に沿った方向である。従って、アクチュエータ２２は、可動パネルユニット１４を、そのパネル面に平行な平面に沿った方向に駆動するものである。
【００３５】
このような構成においても、第１の実施の形態と同様に、アクチュエータ駆動制御部３６からアクチュエータ２２に供給される駆動信号を、タッチパネル２６に接触しているユーザの指先に振動による触覚を発生させる第１の周波数を有する第１の波形Ｗ１と、可動パネルユニット１４から所定の音響を発生させる前記第１の周波数よりも高い値の第２の周波数を有する第２の波形Ｗ２との２つの波形を有するようにすることで、ユーザは、第１の周波数よりも高い第２の周波数の音響を大きな音として感じるため、第１の周波数の音響ノイズを聴覚的に感じにくくなり、第１の周波数の音響ノイズが第２の周波数の音響によって聴覚的に目立たなくなる。したがって、ユーザに違和感や不快感を与えることなく、使用感を高めることができる。
【００３６】
また、第３の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置５０においても、タッチパネル２６とディスプレイパネル２４とを一体化せずに、ディスプレイパネル２４を筐体１２（支持構造体）上に固定し、タッチパネル２６だけで可動パネルユニット１４を構成するようにしてもよいことは第１の実施の形態と同様である。
また、第３の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置５０を、第２の実施の形態と同様に、電子機器としての遊技機器２に適用することができ、その場合、第２の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。
なお、上述した実施の形態では、タッチパネルディスプレイ装置が適用される電子機器として遊技機器を例にとって説明したが、本発明のタッチパネルディスプレイ装置は、カーナビゲーションシステム、携帯情報端末装置、携帯電話機、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）、ＰＯＳ（販売時点情報管理システム）におけるレジ、家庭用ゲーム機器、携帯ゲーム機器、その他種々のゲーム機器などさまざまな電子機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係るタッチパネルディスプレイ装置１０の構成を示す断面図である。
【図２】タッチパネルディスプレイ装置１０の構成要素である制御部及び電子回路を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は波形生成機構４２で生成される波形の具体例を示す図である。
【図４】可動パネル１４の振動周波数と振幅を複数段階に変化させた際に触覚として認識される度合いを評価した実験結果を示す説明図である。
【図５】図４の結果を３次元のグラフとして示した図である。
【図６】アクチュエータ２２に供給する駆動信号Ｓの波形図であり、（Ａ）は従来装置における波形図、（Ｂ）乃至（Ｄ）は本実施の形態の装置における波形図である。
【図７】第２の波形Ｗ２、第１の波形Ｗ１、第２の波形Ｗ２をこの順番でアクチュエータ２２に供給した場合の駆動信号の詳細な波形図である。
【図８】等ラウドネスレベル曲線を示す図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は第２の実施の形態の遊技機器２の説明図である。
【図１０】第３の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置５０の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
２……遊技機器、１０、５０……タッチパネルディスプレイ装置、１２……筐体、１４……可動パネルユニット、１６……可動支持部材、２２……アクチュエータ、２４……ディスプレイパネル、２６……タッチパネル、３６……アクチュエータ駆動制御部、Ｓ……駆動信号、Ｗ１……第１の波形、Ｗ２……第２の波形。
【図１】
2008130055.tif 000003
【図２】
2008130055.tif 000004
【図３】
2008130055.tif 000005
【図４】
2008130055.tif 000006
【図５】
2008130055.tif 000007
【図６】
2008130055.tif 000008
【図７】
2008130055.tif 000009
【図８】
2008130055.tif 000010
【図９】
2008130055.tif 000011
【図１０】
2008130055.tif 000012