(57)【要約】【課題】省電力化を図る上で有利なタッチパネルディスプレイ装置、およびそのようなタッチパネルディスプレイ装置を備える電子機器および遊技機器を提供する。【解決手段】可動パネルユニット２２に触覚フィードバックを発生させる際には、可動パネルユニット２２の表面２２０２が指で押圧されることによりアクチュエータ３０の振動が軟質部材２８を介して可動パネルユニット２２に伝達可能な状態となっている。この際、可動パネルユニット２２を振動させるために必要な大きさの第１の電力を有するアクチュエータ駆動信号をアクチュエータ３０に供給する。音響のみを発生させる際には、アクチュエータ３０の振動が軟質部材２８を介して可動パネルユニット２２に伝達しない状態で、音響発生部材２６を振動させるために必要な大きさの第２の電力のアクチュエータ駆動信号をアクチュエータ３０に供給することで音響を発生させる。【選択図】図１
2008059027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイパネルと該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
弾性を有し前記可動パネルユニットをその厚さ方向に変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、
前記可動パネルユニットが前記支持構造体に臨む背面と前記支持構造体との間に設けられた音響振動ユニットと、
前記可動パネルユニットの背面と前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、
前記音響振動ユニットは、
振動することで音響を発生する音響発生部材と、
駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、
前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、
前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、
前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、
前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットの背面との間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されない、
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】
前記アクチュエータ駆動制御部は、前記駆動信号の電力を、前記可動パネルユニットに触覚フィードバックを発生させるために必要な大きさの第１の電力と、前記第１の電力よりも低い電力であり前記音響発生部材から音響を発生させるために必要な第２の電力との双方に調整できるように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３】
前記支持構造体は筐体を含んで構成され、
前記筐体は、底壁と、前記底壁の周囲から起立される側壁と、前記側壁の先端から屈曲し前記底壁の周囲に対向する上壁とを備え、
前記可動パネルユニットは前記底壁上で前記可動支持部材により支持されて前記側壁および前記上壁の内側に配置され、
前記可動パネルユニットの周囲全周と前記側壁との間に第１の空間が確保され、
前記可動パネルユニットの前記表面の周囲全周と前記上壁との間に第２の空間が確保され、
前記可動パネルユニットの前記表面の周囲全周と前記上壁との間に、前記可動パネルユニットの振動を阻害しない程度の弱い弾性力を有する弾性材料が設けられ前記第２の空間を閉塞している、
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４】
前記可動パネルユニットの振動を阻害しない程度の弱い弾性力を有する弾性材料はウレタンフォームである、
ことを特徴とする請求項３記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項５】
前記音響発生部材は、前記支持構造体上に支持され前記可動パネルユニットの前記タッチパネルと反対側に位置する背面に臨む箇所に設けられ、
前記軟質部材は、前記可動パネルユニットの背面と前記音響発生部材との間に設けられ、
前記アクチュエータは、前記音響発生部材を挟み前記可動パネルユニットと反対側に位置する前記支持構造体の箇所に支持されている、
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６】
前記筐体の底壁に凹部が形成され、
前記音響発生部材は前記凹部を閉塞するように前記底壁上に設けられ、
前記硬質部材と前記アクチュエータは前記凹部に配設されている、
ことを特徴とする請求項５記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項７】
前記可動パネルユニットは矩形板状を呈し、
前記可動支持部材は前記可動パネルユニットの四隅と前記支持構造体上との間に配置されている、
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８】
ディスプレイパネルと該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
弾性を有し前記可動パネルユニットを前記タッチパネルの表面に沿って変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、
前記タッチパネルの表面に沿った方向において前記可動パネルユニットと前記支持構造体の間に設けられた音響振動ユニットと、
前記可動パネルユニットと前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、
前記音響振動ユニットは、
振動することで音響を発生する音響発生部材と、
駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、
前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、
前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、
前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、
前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットとの間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されない、
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９】
前記アクチュエータ駆動制御部は、前記駆動信号の電力を、前記可動パネルユニットに触覚フィードバックを発生させるために必要な大きさの第１の電力と、前記第１の電力よりも低い電力であり前記音響発生部材から音響を発生させるために必要な第２の電力との双方に調整できるように構成されていることを特徴とする請求項８記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記支持構造体は筐体を含んで構成され、
前記筐体は、底壁と、前記底壁の周囲から起立される側壁と、前記側壁の先端から屈曲し前記底壁の周囲に対向する上壁とを備え、
前記可動パネルユニットは前記底壁上で前記可動支持部材により支持されて前記側壁および前記上壁の内側に配置され、
前記可動パネルユニットの周囲全周と前記側壁との間に第１の空間が確保され、
前記可動パネルユニットの前記表面の周囲全周と前記上壁との間に第２の空間が確保され、
前記音響振動ユニットは前記第１の空間に配設され、
前記可動パネルユニットの前記表面の周囲全周と前記上壁との間に、前記可動パネルユニットの振動を阻害しない程度の弱い弾性力を有する弾性材料が設けられ前記第２の空間を閉塞している、
ことを特徴とする請求項８記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記可動パネルユニットの振動を阻害しない程度の弱い弾性力を有する弾性材料はウレタンフォームである、
ことを特徴とする請求項１０記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１２】
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該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
弾性を有し前記可動パネルユニットをその厚さ方向に変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、
前記可動パネルユニットが前記支持構造体に臨む背面と前記支持構造体との間に設けられた音響振動ユニットと、
前記可動パネルユニットの背面と前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、
前記音響振動ユニットは、
振動することで音響を発生する音響発生部材と、
駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、
前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、
前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、
前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、
前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットの背面との間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されない、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
機器側筐体を有する遊技機器であって、
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該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
弾性を有し前記可動パネルユニットをその厚さ方向に変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、
前記可動パネルユニットが前記支持構造体に臨む背面と前記支持構造体との間に設けられた音響振動ユニットと、
前記可動パネルユニットの背面と前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、
前記音響振動ユニットは、
振動することで音響を発生する音響発生部材と、
駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、
前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、
前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、
前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、
前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットの背面との間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されない、
ことを特徴とする遊技機器。
【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、タッチパネルディスプレイ装置を備えた電子機器および遊技機器に関する。
【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、特開２００３−２８８１５８号公報に開示されている。同公報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、そのパネル面に対して垂直方向に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】
しかしながら、同公報のタッチパネルディスプレイ装置では、振動を発生させるアクチュエータを、タッチパネルとディスプレイパネルとの間、ディスプレイパネルとバックライトとの間、または、バックライトとフレームとの間のいずれかに配置しなければならないため、装置の薄型化が困難である。そのため、モバイル機器において主流になりつつあるフィルムタイプのタッチパネルをディスプレイパネルに直接接着して薄型化を図ることが考えられるが、その場合には、ディスプレイパネル自体を振動させるためには、かなり大きな駆動力を必要とし、従って電力消費量が大きくならざるを得ない。また、特に液晶ディスプレイパネルを振動させることによって音響を発生させる機能を付加した場合には、音響を出力する際にも大きな電力消費量が必要となる不利があった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑み成されたものであって、本発明の目的は、省電力化を図る上で有利なタッチパネルディスプレイ装置、およびそのようなタッチパネルディスプレイ装置を備える電子機器および遊技機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の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該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、弾性を有し前記可動パネルユニットをその厚さ方向に変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、前記可動パネルユニットが前記支持構造体に臨む背面と前記支持構造体との間に設けられた音響振動ユニットと、前記可動パネルユニットの背面と前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、前記音響振動ユニットは、振動することで音響を発生する音響発生部材と、駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットの背面との間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されないことを特徴とする。
また本発明の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該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、弾性を有し前記可動パネルユニットを前記タッチパネルの表面に沿って変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、前記タッチパネルの表面に沿った方向において前記可動パネルユニットと前記支持構造体の間に設けられた音響振動ユニットと、前記可動パネルユニットと前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、前記音響振動ユニットは、振動することで音響を発生する音響発生部材と、駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットとの間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されないことを特徴とする。
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該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、弾性を有し前記可動パネルユニットをその厚さ方向に変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、前記可動パネルユニットが前記支持構造体に臨む背面と前記支持構造体との間に設けられた音響振動ユニットと、前記可動パネルユニットの背面と前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、前記音響振動ユニットは、振動することで音響を発生する音響発生部材と、駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットの背面との間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されないことを特徴とする。
また本発明は、機器側筐体を有する遊技機器であって、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該ディスプレイパネルの表示面に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネルとを備えた平板形状の可動パネルユニットと、弾性を有し前記可動パネルユニットをその厚さ方向に変位可能に支持構造体上に支持する可動支持部材と、前記可動パネルユニットが前記支持構造体に臨む背面と前記支持構造体との間に設けられた音響振動ユニットと、前記可動パネルユニットの背面と前記音響振動ユニットとの間に設けられ前記タッチパネルの表面が押圧されると圧縮された状態となり前記タッチパネルの表面が押圧されていないと圧縮されない状態となる軟質部材とを備え、前記音響振動ユニットは、振動することで音響を発生する音響発生部材と、駆動信号が供給されることで振動するアクチュエータと、前記音響発生部材と前記アクチュエータとを連結し前記アクチュエータの振動を前記音響発生部材に伝達する硬質部材とを備え、前記駆動信号を前記アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動制御部が設けられ、前記軟質部材が圧縮された状態では、前記アクチュエータの振動が軟質部材を介して前記可動パネルユニットに伝達され、前記軟質部材が圧縮されていない状態では前記アクチュエータの振動が、前記軟質部材と前記可動パネルユニットの背面との間に空間が介在することで、あるいは、前記軟質部材が前記振動を吸収することで前記可動パネルユニットに伝達されないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、触覚フィードバック発生時におけるアクチュエータの消費電力に比較して、音響発生時におけるアクチュエータの消費電力を低減することができ、タッチパネルディスプレイ装置の省電力化を図る上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下に本発明の実施の形態について説明する。
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、図２は図１のＡＡ線矢視図である。
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２２、可動支持部材２４、音響発生部材２６、軟質部材２８、アクチュエータ３０、硬質部材３４、アクチュエータ駆動制御部５６（図３参照）などを含んで構成されている。
【００１０】
図１に示すように、筐体１２は、矩形板状の底壁１４と、底壁１４の周囲から起立された４つの側壁１６と、４つの側壁１６の上端から側壁１６の内側に向けて底壁１４と平行して屈曲形成された矩形枠状の上壁１８とを有しており、上壁１８の縁部によって矩形状の開口２０が形成されている。
図２に示すように、底壁１４が開口２０に臨む底面１４０２の中央には矩形状の第１凹部１４Ａが形成され、第１凹部１４Ａが開口２０に臨む底面１４０４の中央には第１凹部１４Ａよりも一回り小さい矩形状の第２凹部１４Ｂが形成され、第２凹部１４Ｂは開口２０に臨む底面１４０６を有している。
【００１１】
可動パネルユニット２２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３６と、ディスプレイパネル３６の表示面３６０２に重ね合わされて一体的に設けられたタッチパネル３８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３６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３６Ａと、ディスプレイ本体３６Ａの表示面３６０２と反対側に位置する背面３６０４に取着されディスプレイ本体３６Ａを背面３６０４から表示面３６０２に向けて照明するバックライト３６Ｂとを含んで構成され、バックライト３６Ｂはディスプレイ本体３６に一体的に取着されている。
ディスプレイパネル３６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３８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２２の薄型化が図られている。
タッチパネル３８は、表示面３６０２の全域を覆う大きさを有し、表示面３６０２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３６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２２の表面２２０２はタッチパネル３８の表面で構成され、可動パネルユニット２２の背面２２０４はバックライト３６Ｂの背面で構成されている。
【００１２】
可動支持部材２４は、筐体１２の内側で、可動パネルユニット２２の４辺を各側壁１６と平行させ、かつ、可動パネルユニット２２を底壁１４の底面１４０２と平行させ、表面２２０２を開口２０から外方に臨ませた状態で、可動パネルユニット２２の厚さ方向に変位可能に底壁１４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２４は、可動パネルユニット２２の背面２２０４の四隅において、この可動パネルユニット２２と底面１４０２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２２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２４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１４と可動パネルユニット２２の背面２２０４の四隅とに接着することにより、可動パネルユニット２２の可動支持部材２４を好適に構成することができる。
本実施の形態では、可動パネルユニット２２の表面２２０２を指で押圧操作した際の可動パネルユニット２２の厚さ方向の変位量は例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。
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。
【００１３】
音響発生部材２６は、底壁１４の底面１４０２上に支持され可動パネルユニット２２の背面２２０４に臨む箇所に設けられ振動することでスピーカのコーンと同様に作用して音響を発生するものであり、音響発生部材３８は弾性に優れた薄板状の硬質プラスチック材料で構成されている。このような材料として好ましいものは、例えば、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）や、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）などである。
音響発生部材２６は、可動パネルユニット２２に比較して軽量であり、音響発生部材２６の重量は可動パネルユニット２２の重量の数分の１で済む。
本実施の形態では、音響発生部材２６は第１凹部１４Ａよりも一回り大きな矩形板状を呈し、音響発生部材２６の厚さ方向の一方の面で底面１４０２に臨む箇所の全周が接着剤によって底面１４０２に隙間無く接着され、これにより、第１凹部１４Ａは音響発生部材２６により密閉されている。このように音響発生部材２６によって第１凹部１４Ａが密閉されることで音響発生部材２６の振動による音響の発生が効率よく行われる。
【００１４】
軟質部材２８は、可動パネルユニット２２の背面２２０４の中央と音響発生部材２６の中央との間に設けられており、可動支持部材２４と同様に、高分子ゲル材料、種々のラバー材料、軟質ポリエチレン、シリコーン樹脂などの弾性材料で構成されている。
軟質部材２８は、圧縮されない状態では振動を吸収し、圧縮された状態では振動を伝達するように構成されている。
軟質部材２８は平面視矩形のブロック状に形成されており、軟質部材２８はその高さ方向の一方の面がアクチュエータ３０に接着剤により接着され固定されている。
軟質部材２８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厚さ方向の一方の面を、両面接着シートなどを用いてアクチュエータ３０に接着することにより、軟質部材２８を好適に構成することができる。
軟質部材２８の高さ方向の他方の面は、可動パネル２２の背面２２０４に接触するか、あるいは、可動パネルユニット２２の背面２２０４との間に空間が形成されように構成されている。なお、ここで、軟質部材２８の高さ方向の他方の面が可動パネル２２の背面２２０４に接触している場合には、軟質部材２８は高さ方向に圧縮されておらず、振動を吸収可能な状態である。
【００１５】
アクチュエータ３０は、音響発生部材２６を挟み可動パネルユニット２２と反対側に位置する底壁１４の箇所である底面１４０４に支持され後述するアクチュエータ駆動制御部３２からアクチュエータ駆動信号（特許請求の範囲の駆動信号に相当）が供給されることで振動する。
本実施の形態では、アクチュエータ３０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しており、具体的には、帯板状の弾性板３００２の両面に圧電素子３００４が取り付けられることで構成されており、圧電素子３００４が設けられていない弾性板３００２の長手方向の両端箇所が第２凹部１４Ｂを挟む底面１４０４の２箇所に接着剤で取り付けられている。
圧電素子３００４に駆動信号が供給されることで圧電素子３００４が伸縮し、これにより弾性板３００２が厚さ方向の双方に交互に撓むことで、言い換えると、厚さ方向の双方に屈曲変位を生じることで振動が発生する。
なお、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。
また、アクチュエータ３０の底壁１４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３０の長手方向の両端を底壁１４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１４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３０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３０の省電力化を図る上で有利となる。
【００１６】
硬質部材３４は、音響発生部材２６の中央とアクチュエータ３０の中央とを連結しアクチュエータ３０の振動を音響発生部材２６に伝達するものである。
硬質部材３４としては、振動を吸収することなく伝達する材料で構成されていればよく、例えば、硬質部材３４を構成する材料としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などが採用可能である。
硬質部材３４は平面視矩形のブロック状に形成され高さ方向の一方の面が音声発生部材２６の面に両面粘着テープによって接着され、かつ、他方の面がアクチュエータ３０に両面粘着テープによって接着されている。
なお、本実施の形態では、音響発生部材２６と、アクチュエータ３０と、硬質部材３４とによって音響振動ユニット３５が構成されている。
【００１７】
したがって、可動パネルユニット２２の表面２２０２（タッチパネル３８の表面）が押圧されて可動パネルユニット２２がその厚さ方向でアクチュエータ３０に近接する方向に変位することにより軟質部材２８が可動パネルユニット２２と音響発生部材２６との間で圧縮された状態では、アクチュエータ３０の振動が硬質部材３４と音響発生部材２６と圧縮された状態の軟質部材２８とを介して可動パネルユニット２２に伝達される。
また、軟質部材２８の高さ方向の他方の面と、可動パネルユニット２２の背面２２０４との間に空間が形成されように構成されている場合で、軟質部材２８が可動パネルユニット２２と音響発生部材２６との間で圧縮されていない状態では、アクチュエータ３０の振動が前記空間が介在することで可動パネルユニット２２に伝達されない。
また、軟質部材２８の高さ方向の他方の面が可動パネル２２の背面２２０４に接触するように構成されている場合で、軟質部材２８が高さ方向に圧縮されていない状態では、アクチュエータ３０の振動は軟質部材２８により吸収されることで可動パネルユニット２２に伝達されない。
【００１８】
図１に示すように、可動パネルユニット２２の４つの側面と、側壁１６との間には可動パネルユニット２２と側壁１６とが干渉しないように第１の空間Ｓ１が確保されている。
また、上壁１８と可動パネルユニット２２の表面２２０２の四辺全周との間には可動パネルユニット２２と上壁１８とが干渉しないように第２の空間Ｓ２が確保されており、この空間から塵埃が侵入することを防止するために、上壁１８と可動パネルユニット２２の表面２２０２との間には可動パネルユニット２２の表面２２０２の四辺全周にわたって可動パネルユニット２２の振動を阻害しない程度の弱い弾性力を有した弾性材料４０が配設されることで第２の空間Ｓ２が閉塞されている。
このような弾性材料４０としてウレタンフォームが使用可能であり、例えば、市販品である株式会社イノアックコーポレーションの商品名「ＰＯＲＯＮ」が使用可能である。
【００１９】
図３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５０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５０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２２の一方の構成要素であるタッチパネル３８に接続したタッチパネル回路５２と、可動パネルユニット２２の他方の構成要素であるディスプレイパネル３６に接続したＬＣＤ駆動回路５４と、アクチュエータ３０を駆動制御するアクチュエータ駆動制御部５６とが含まれている。
【００２０】
タッチパネル回路５２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２２の表面２２０２）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５２は、タッチパネル３８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５２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５０へ供給されている。ＬＣＤ駆動回路５４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５０から受取る制御信号に従って、ディスプレイパネル３６を駆動して視覚表示を行う。
【００２１】
アクチュエータ駆動制御部５６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５０から制御信号を受取るためのインターフェース５８を含んでいる。制御システム５０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５６はメモリ６０を備えており、このメモリ６０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５６は更に、波形生成機構６２と、ミキシング回路６４と、パワーアンプ６６とを備えている。
【００２２】
波形生成機構６２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６０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。ミキシング回路６４は、波形生成機構６２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と共に、制御システム５０から供給される音響信号も出力信号として送出するものである。
また、パワーアンプ６６は、ミキシング回路６４の出力信号を増幅して、圧電アクチュエータ３０へアクチュエータ駆動信号として供給するものである。
【００２３】
図４の（Ａ）〜（Ｄ）に、波形生成機構６２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６０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６０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、その波形を有するアクチュエータ駆動信号がアクチュエータ３０へ供給されるため、可動パネルユニット２２は、そのアクチュエータ駆動信号の波形に従って、パネル面と直交する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２２の振動が、可動パネルユニット２２のパネル面に触れているユーザの指先に、そのアクチュエータ駆動信号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５６は、可動パネルユニット２２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２２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。
【００２４】
可動パネルユニット２２の振動振幅が２０μｍ〜５０μｍ程度になるようにして、指先にどのような触覚が発生するかを実際に試してみたところ、可動パネルユニット２２のパネル面に触れている指先は、可動パネルユニット２２が振動していることは鋭敏に知覚するが、可動パネルユニット２２の振動方向を識別することはできなかった。一方、出力信号の波形の違いによって、明瞭に異なる触覚が発生することが判明した。また、可動パネルユニット２２の振動パターン次第で、指先に擬似的な凹凸感や素材感を知覚させることが可能であることも判明した。
【００２５】
制御システム５０がアクチュエータ駆動制御部５６へ音響信号を送出したときには、その音響信号がアクチュエータ駆動信号としてアクチュエータ３０へ供給される。
ただし、波形生成機構６２が生成する図４のＡ〜Ｄに示したような波形と、音響信号とでは、周波数帯域が異なる。波形生成機構６２が生成する波形は、ユーザの指先に触覚を発生させることを目的としたものであるため、ユーザの指先に鋭敏に感知させることを目的として、振動周波数を５０Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度にしている。
一方、音響信号の周波数は、例えば、８００Ｈｚ〜１５００Ｈｚ程度である。
なお、アクチュエータ３０が音響信号の周波数で振動することにより音響発生部材２６で発生した音響は、可動パネルユニット２２と筐体１２の間に形成された第１の空間Ｓ１、第２の空間Ｓ２を含む空間、弾性部材４０などを伝達して筐体１２の外方に伝達されるが、外方への音響の伝達の向上を図るために、筐体１２の底壁１４、側壁１６などに放音孔を設けるなど任意である。
【００２６】
次に触覚フィードバックおよび音響を発生させる際の動作について説明する。
制御システム５０が可動パネルユニット２２の表面２２０２が指で押圧操作されことを検知して可動パネルユニット２２に触覚フィードバックを発生させる際には、可動パネルユニット２２の表面２２０２が指で押圧されることによりアクチュエータ３０の振動が軟質部材２８を介して可動パネルユニット２２に伝達可能な状態となっている。
したがって、この際、制御システム５０は、アクチュエータ駆動制御部５６を制御することにより、可動パネルユニット２２を振動させるために必要な大きさの第１の電力を有するアクチュエータ駆動信号をアクチュエータ３０に供給し、これにより可動パネルユニット２２に触覚フィードバックを発生させる。
【００２７】
また、制御システム５０が触覚フィードバックを発生させることなく、音響のみを発生させる際には、ユーザが可動パネルユニット２２の表面２２０２を指で押圧操作しないため、アクチュエータ３０の振動が軟質部材２８を介して可動パネルユニット２２に伝達しない状態であり、この状態で、制御システム５０がアクチュエータ駆動制御部５６を制御することにより、音響発生部材２６を振動させるために必要な大きさの第２の電力のアクチュエータ駆動信号をアクチュエータ３０に供給することで音響を発生させる。
すなわち、音響発生時にはアクチュエータ３０によって可動パネルユニット２２よりも軽量な音響発生部材２６のみを振動させればよいため、アクチュエータ３０に供給する第２の電力は触覚フィードバック発生時における第１の電力に比較して低いものとなる。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、タッチパネルディスプレイ装置１０は、操作するユーザの指先に触覚を発生させるようにしたタッチパネルディスプレイ装置としても、また、音響出力装置としても機能させることができることは無論のこと、触覚フィードバック発生時におけるアクチュエータ３０の消費電力に比較して、音響発生時におけるアクチュエータ３０の消費電力を低減することができ、タッチパネルディスプレイ装置１０の省電力化を図る上で有利となる。
そのため、特に、省電力化が要求されるモバイル型の電子機器、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機、ＰＤＡ、ノートパソコンなどの入出力装置として非常に優れたものである。
また、本実施の形態では、可動パネルユニット２２とは別に設けられた音響発生部材２６を用いて音響を発生させるため、可動パネルユニット２２を振動させて音響を発生させる場合に比較して良好な音質の音響を提供する上で格段に有利となり、単純なビープ音以外の、音楽や人の話し声、種々の効果音、自然音などの複雑な周波数成分を含む音響を発生させる上で有利となる。特に、可動パネルユニット２２を振動させて音響を発生させると、可動パネルユニット２２の固有振動に起因する雑音の発生、あるいは、タッチパネル３８の配線部材の振動による雑音の発生が懸念されるが、本実施の形態のように音響発生部材２６を用いるとそのような不具合を回避することができる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、ディスプレイパネル３６を構成する液晶ディスプレイ装置がディスプレイ本体３６Ａと、ディスプレイ本体３６に一体的に取着されたバックライト３６Ｂとを含んで構成されている場合について説明したが、ディスプレイ本体３６Ａと、バックライト３６Ｂとを分離するとともに、タッチパネル３８が取着されたディスプレイ本体３６を可動パネルユニット２２として構成し、可動支持部材２４で支持する構成としてもよい。
この場合には、バックライト３６Ｂの重量分だけ可動パネルユニット２２の軽量化を図ることができ、アクチュエータ３０の省電力化を図る上でより有利となる。
また、音響振動ユニット３５と構成する音響発生部材２６、アクチュエータ３０、硬質部材３４の配置構造は種々考えられ、例えば、アクチュエータ３０を可動パネルユニット２２に臨ませて配置し、アクチュエータ３０を挟んで音響発生部材２６を可動パネルユニット２２と反対側の箇所に配置し、軟質部材２８をアクチュエータ３０と可動パネルユニット２２との間に配置しても同様の効果が奏される。
【００３０】
（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５（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５（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２２の表面２２０２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３６に表示される画面を視認しつつタッチパネル３８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。
【００３１】
（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２２が押圧操作された際の移動方向と振動方向が第２の実施の形態と異なっている。
図６は第３の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置７０の構成を示す断面図である。
第３の実施の形態では、可動パネルユニット２２は、可動支持部材２４によりタッチパネル３８の表面に沿って変位可能に支持構造体（筐体１２の底壁１４の底面１４０２）上に支持されている。
また、音響振動ユニット２２は、タッチパネル３８の表面に沿った方向において可動パネルユニット２２と支持構造体（筐体１２の側壁１６）との間に設けられている。
軟質部材２８は、可動パネルユニット２２と音響振動ユニット３５との間に設けられ、タッチパネル３８の表面が押圧されると圧縮された状態となり、タッチパネル３８の表面が押圧されていないと圧縮されない状態となるように設けられている。
音響振動ユニット２２は、第１の実施の形態と同様に、音響発生部材２６と、アクチュエータ３０と、硬質部材３４とを備えている。
なお、音響振動ユニット２２は、側壁１６の内側に立設された壁部１６２０と、この壁部１６２０に設けられた開口１６２２を介して配設されている。言い換えると、音響振動ユニット２２は第１の空間Ｓ１に配設されている。
また、音響振動ユニット２２に臨む上壁１８箇所には、音響振動ユニット２２から発生された音を筐体１２の外方に伝達するための放音孔１８０２が貫通形成されている。
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、音響発生部材２６が可動パネルユニット２２から最も離れた箇所に配置され、アクチュエータ３０が音響発生部材２６よりも可動パネルユニット２２側に近い位置に配置されている。そして、軟質部材２８はアクチュエータ３０が可動パネルユニット２２に臨む箇所に配置され、硬質部材３４は開口１６２２を挿通するように配設されている。
アクチュエータ駆動制御部５６（図３）は、第１の実施の形態と同様にアクチュエータ駆動信号をアクチュエータ３０に供給している。
【００３２】
したがって、可動パネルユニット２２の表面２２０２（タッチパネル３８の表面）が押圧されて可動パネルユニット２２がタッチパネル３８の表面に沿った方向でアクチュエータ３０に近接する方向に変位することにより軟質部材２８が可動パネルユニット２２とアクチュエータ３０との間で圧縮された状態では、アクチュエータ３０の振動が圧縮された状態の軟質部材２８を介して可動パネルユニット２２に伝達される。
また、軟質部材２８が可動パネルユニット２２に臨む面と、可動パネルユニット２２との間に空間が形成されように構成されている場合で、軟質部材２８が可動パネルユニット２２とアクチュエータ３０との間で圧縮されていない状態では、アクチュエータ３０の振動が前記空間が介在することで可動パネルユニット２２に伝達されない。
また、軟質部材２８が可動パネルユニット２２に臨む面が可動パネル２２に接触するように構成されている場合で、軟質部材２８が圧縮されていない状態では、アクチュエータ３０の振動は軟質部材２８により吸収されることで可動パネルユニット２２に伝達されない。
【００３３】
第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、音響発生時にはアクチュエータ３０によって可動パネルユニット２２よりも軽量な音響発生部材２６のみを振動させればよいため、アクチュエータ３０に供給する第２の電力は触覚フィードバック発生時における第１の電力に比較して低いものとなり、したがって、第３の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】図１のＡＡ線矢視図である。
【図３】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４】（Ａ）〜（Ｄ）は波形生成機構６２で生成される波形の具体例を示す図である。
【図５】（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６】第３の実施の形態のタッチパネルディスプレイ装置７０の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０、７０……タッチパネルディスプレイ装置、１２……筐体、２２……可動パネルユニット、２４……可動支持部材、２６……音響発生部材、２８……軟質部材、３０……アクチュエータ、３４……硬質部材、３５……音響振動ユニット、３６……ディスプレイパネル、３８……タッチパネル、５６……アクチュエータ駆動制御部。
【図１】
2008059027.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008059027.tif 000007
【図６】
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