(57)【要約】【課題】ピン配列の高密度化を図りながら、省電力かつ応答性に優れたピンアクチュエータおよび電子機器を提供すること。【解決手段】軸方向に往復移動自在に設けられたピン２１と、ピン２１の側面に設けられ圧電素子の変形により振動してピン２１を駆動する振動体２２と、軸方向と交差する方向へのピン２１の移動を規制する規制手段２６と、振動体２２をピン２１に向かって押圧する付勢手段２４とを備え、ピン２１が往復両方向の移動について振動体２２によって駆動されることにより、振動体２２が設けられる側と交差する方向にピン２１を並べて配置できるので、ピン配列を高密度化できるとともに、ピンアクチュエータの小型化を図ることができる。また、ピン２１の往復両方向の移動について振動体２２によって駆動することにより、確実かつ高速に駆動できる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に往復移動自在に設けられたピンと、
前記ピンの側面に当接して設けられ、圧電素子の変形により振動して当該ピンを駆動する振動体と、
前記軸方向と交差する方向への前記ピンの移動を規制する規制手段と、
前記振動体を前記ピンに向かって押圧する付勢手段とを備え、
前記ピンは、その往復両方向の移動について前記振動体によって駆動されることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項２】
軸方向に往復移動自在に設けられたピンと、
圧電素子の変形により振動して前記ピンを駆動する振動体と、
前記ピンの側面に当接して設けられ、前記振動体の振動を前記ピンに伝達する伝達手段と、
前記軸方向と交差する方向への前記ピンの移動を規制する規制手段と、
前記振動体、前記伝達手段および前記ピンの間に所定の押圧力を生じさせる付勢手段とを備え、
前記ピンは、その往復両方向の移動について前記振動体によって駆動されることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のピンアクチュエータにおいて、
前記振動体は、往復振動と屈曲振動とを組み合わせた楕円軌道を描く振動モードを有していることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のピンアクチュエータにおいて、
前記規制手段は、前記ピンの側面に当接して設けられ、かつ、当該ピンの往復移動に伴って回転する回転体であることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のピンアクチュエータにおいて、
前記付勢手段は、ばねであり、このばねにより生じる前記振動体および前記ピンの間の押圧力を調整する調整手段を備えることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のピンアクチュエータにおいて、
前記ピンおよび前記振動体をそれぞれ複数備え、
前記複数のピンが前記軸方向について互いに平行に並べられ、
前記複数の振動体が前記複数のピンに対して所定方向側方に、かつ、この所定方向と交差する方向について互いに重ならない位置に配置されていることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載のピンアクチュエータにおいて、
前記複数のピンおよび前記複数の振動体がユニット化されていることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のピンアクチュエータにおいて、
前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向と交差して両側に配置されていることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載のピンアクチュエータにおいて、
前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向と交差する一方の側で、かつ、当該ピンの軸方向に沿った異なる位置に配置されていることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項６または請求項７に記載のピンアクチュエータにおいて、
前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向に沿って両側に配置されていることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項１１】
請求項６または請求項７に記載のピンアクチュエータにおいて、
前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンは、互いに異なる長さ寸法を有し、
前記２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向に沿った一方の側に配置され、
前記複数の振動体のうち、前記２本のピンのうちの他方より長いピンを駆動する振動体は、当該ピンの他方より長く延びた位置に沿って配置されていることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項１２】
請求項６または請求項７に記載のピンアクチュエータにおいて、
前記複数のピンのうち、３本のピンは、互いに同一平面上に並設され、当該３本のピンのうちの中央に配置されたピンは、他の２本のピンより長く延ばされ、
前記３本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該３本のピンの並設方向に沿ったいずれかの側に配置され、
前記複数の振動体のうち、前記中央に配置されたピンを駆動する振動体は、当該ピンの他の２本より長く延びた位置に沿って配置されていることを特徴とするピンアクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のピンアクチュエータと、
前記ピンアクチュエータを構成するピンの駆動を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電子機器において、
前記ピンは、平面上の交差する二方向について、それぞれ所定本数ずつ格子状に配置され、
前記ピンの出没を制御して文字を表示するとともに、この文字の表示位置が前記平面上の所定方向に向かって逐次移動可能とされていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピンアクチュエータおよび電子機器に関する。より詳しくは、ピンを出し入れして文字や図形を表示するのに用いられるピンアクチュエータ、および、このピンアクチュエータを備えたピンディスプレイや点字表示装置、時計等の電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、ピンアクチュエータの駆動機構として、ステッピングモータ等の小型モータが一般的に利用されている。
しかし、小型モータによって駆動されるピンアクチュエータにおいて、多数のピンを配置し、駆動するためには、ピンの数だけの小型モータを用意する必要があるため、小型化および低コスト化が困難になる。
そこで、多数のピンを配列でき、かつ、小型化および低コスト化を図ることができるピンアクチュエータの駆動機構として、磁力を用いた駆動機構（例えば、特許文献１、２参照）や、圧電素子を用いた駆動機構（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【０００３】
特許文献１、２に開示された駆動機構はいずれも、磁性体からなり軸方向に移動可能に設けられたピンと、このピンの回りに設けられたコイルと、永久磁石と、継鉄（ヨーク）とを備えて構成されている。そして、コイルに電流を流さない状態では、ピン、永久磁石および継鉄で磁気回路が形成され、ピンはその一端側（一方の安定位置）に吸引され、安定状態を維持している。また、コイルに所定方向の電流を流し、磁気回路の磁場と逆向きの磁場を発生させることで、ピンはその他端側（他方の安定位置）に向かって移動する。ここで、コイルに流す電流を切れば、ピンはその他端側に吸引されて、その位置で安定することとなる。
【０００４】
つまり、この駆動機構においてピンは、永久磁石の磁力により２つの安定位置のいずれかに維持されるとともに、コイルに流す電流の制御により２つの安定位置の間を移動可能に駆動される。
従って、このような駆動機構を備えた特許文献１、２のピンアクチュエータでは、各ピンに設けたコイルの電流を制御することで多数のピンを駆動することができるので、ピンの数だけの小型モータを用意する必要がなく、小型化および低コスト化を図ることができる。
【０００５】
特許文献３に開示された圧電素子を用いた駆動機構は、上方に突出可能に設けられたピンと、このピンの下方に設けられた圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータの変形を受けてピンを押し上げる押上カムとを備えて構成されている。ここで、圧電アクチュエータは、圧電素子の変形によって水平方向に移動する自由端を上方に向けて配置されており、この自由端と押上カムのレバーとが当接している。また、押上カムは、適宜設定された長さを有する押上レバーを備えており、この押上レバーの先端側とピンの下端とが当接している。
【０００６】
この駆動機構においては、圧電素子に電圧を印加することにより、圧電アクチュエータの自由端が水平方向に移動し、この移動により押上カムが回転して押上レバーの先端側が上方に移動することで、ピンが上方に押し上げられる。また、圧電素子に電圧を印加し続けることにより、ピンは上方への突出状態を維持し、電圧を除けば、圧電アクチュエータの自由端が初期位置に戻るとともに、ピンはその自重によって下降する。
従って、このような駆動機構を備えた特許文献３のピンアクチュエータでは、圧電アクチュエータの自由端を上方に向けて配置し、自由端の水平方向の移動を押上カムを介してピンの上方への移動に変換することにより、当該ピンアクチュエータの水平方向寸法を小さくでき、多数のピンを並べて配置することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−８６０２８号公報　（第３−４頁）
【特許文献２】
特開平７−１７０７０７号公報　（第３−６頁）
【特許文献３】
特開平６−３０１３３５号公報　（第３−７頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１、２のピンアクチュエータでは、ピンの回りにコイルやヨークが設けられているために、ピン同士の間に隙間が必要になり、ピン同士を密接して配置できず、精細な文字や図形の表示ができないという問題がある。
また、特許文献３のピンアクチュエータでは、ピンを突出した状態に維持するために圧電素子に電圧を印加し続けなければならず、電力消費が大きくなってしまうという問題がある。さらに、ピンの下降は、自重による自由落下であるため、高速な移動の制御が不可能であり、また、下降途中で引っかかってしまう等、ピンの駆動における応答性を十分に向上できないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上記問題点に鑑み、ピン配列の高密度化を図りながら、省電力かつ応答性に優れたピンアクチュエータおよび電子機器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のピンアクチュエータは、軸方向に往復移動自在に設けられたピンと、前記ピンの側面に当接して設けられ、圧電素子の変形により振動して当該ピンを駆動する振動体と、前記軸方向と交差する方向への前記ピンの移動を規制する規制手段と、前記振動体を前記ピンに向かって押圧する付勢手段とを備え、前記ピンは、その往復両方向の移動について前記振動体によって駆動されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のピンアクチュエータは、軸方向に往復移動自在に設けられたピンと、圧電素子の変形により振動して前記ピンを駆動する振動体と、前記ピンの側面に当接して設けられ、前記振動体の振動を前記ピンに伝達する伝達手段と、前記軸方向と交差する方向への前記ピンの移動を規制する規制手段と、前記振動体、前記伝達手段および前記ピンの間に所定の押圧力を生じさせる付勢手段とを備え、前記ピンは、その往復両方向の移動について前記振動体によって駆動されるという構成を採用することも可能である。
【００１２】
なお、ここで、振動体としては、例えば、ステンレス鋼等から形成された板材と、この板材の表面に設けられた平板状の圧電素子とを備えて構成された圧電アクチュエータが採用できる。
また、１本のピンを駆動する振動体の数は、特に限定されず、１つでもよいし、２つ以上の振動体を用意してもよい。
また、伝達手段としては、ローラーや歯車、カム等が採用でき、さらに、これらを複数組み合わせて用いることができる。
【００１３】
このような本発明によれば、ピンを駆動する振動体を直接または伝達手段を介してピンの側面に当接することによって、振動体が設けられる側と交差する方向にピンを並べて配置できるので、ピン配列を高密度化できるとともに、当該ピンアクチュエータの小型化を図ることができる。
また、ピンの往復両方向の移動、すなわち、出し入れ両方向について振動体によって駆動することにより、確実かつ高速に駆動できる。すなわち、特許文献３のピンアクチュエータでは、自由落下によってピンが下降するため、前述のように応答性を高めることが困難である。しかし、本発明では、ピンの出し入れ両方向ともに駆動されるので、高速な駆動が可能で、また、途中で引っかかるようなことがなく、応答性を向上できる。
【００１４】
また、付勢手段によって振動体とピンとが所定の押圧力を有した状態で、直接または伝達手段を介して接続されていることにより、ピンと振動体との間に摩擦力が生じ、振動体の圧電素子に印加する電圧を除いても摩擦力によってピンが保持されるので、電圧を印加し続ける必要がなく、電力消費を抑制できる。
さらに、ピンが振動体との間の摩擦力によって保持されることで、ピンが突出している状態において、ピンを戻す方向の力が作用しても、不用意にピンが戻ってしまうことがなく、ピンによる表示を確実にできる。すなわち、特許文献３のピンアクチュエータでは、圧電アクチュエータが変形した力でピンを保持するために、ピンの保持力が高められず、不用意にピンが戻ってしまうことがあるが、本発明ではこのような不都合が生じない。
【００１５】
また、伝達手段を介して振動体の振動をピンに伝達するように構成した場合においては、ピンの移動方向である軸方向に振動方向を合わせて振動体を配置する必要がなく、ピンの軸方向について任意の傾斜角を有して振動体を配置できるので、ピンおよび振動体の配置レイアウトの自由度が高くなる。
さらに、伝達手段を複数のローラーや歯車等を組み合わせて構成することで、振動体の振動を増速、または、減速してピンに伝達でき、ピンの駆動速度を適宜調速することができる。
【００１６】
この際、本発明では、前記振動体は、往復振動と屈曲振動とを組み合わせた楕円軌道を描く振動モードを有していることが望ましい。
この発明によれば、振動体が楕円軌道を描いて振動することにより、振動体の軌道上におけるピンに近い側とピンから遠い側とで、振動体およびピンの間の摩擦力が変化する。すなわち、振動体がピンに近い側の軌道上に位置する時の摩擦力がピンから遠い側の場合より大きくなるため、ピンに近い側の振動体の振動方向に向かってピンが駆動されることになり、ピンを所定方向に確実に駆動できる。
【００１７】
さらに、本発明では、前記規制手段は、前記ピンの側面に当接して設けられ、かつ、当該ピンの往復移動に伴って回転する回転体であることが望ましい。
なお、ここで、回転体としては、ローラーやリング、ボール等が採用できる。この発明によれば、回転体によって規制手段を構成することで、ピンの軸方向に交差する方向への移動を規制しながら、ピンの軸方向への往復移動については摩擦抵抗を小さくし、ピンの駆動をスムーズにすることができる。
【００１８】
さらに、本発明では、前記付勢手段は、ばねであり、このばねにより生じる前記振動体および前記ピンの間の押圧力を調整する調整手段を備えることが望ましい。
なお、ここで、ばねとしては、コイルばねや板ばね、ねじりコイルばね等の汎用的なばね部材が採用でき、また、例えば、当該ピンアクチュエータの一部を金属製の薄板から形成し、この薄板を曲げ加工するなどしてばねを構成することもできる。
この発明によれば、汎用的なばね部材等を用いたばねによって付勢手段を構成することで、比較的安価かつ容易に振動体とピンとの間に押圧力を生じさせることができる。また、ピンアクチュエータの一部としての薄板からばねを構成すれば、当該ピンアクチュエータの厚さ寸法を薄くすることができ、ピン配列をさらに高密度化できる。
さらに、調整手段により振動体とピンとの間の摩擦力をピンを駆動するのに適した値に調整することができ、ピンをスムーズかつ確実に駆動することができる。
【００１９】
また、本発明では、前記ピンおよび前記振動体をそれぞれ複数備え、前記複数のピンが前記軸方向について互いに平行に並べられ、前記複数の振動体が前記複数のピンに対して所定方向側方に、かつ、この所定方向と交差する方向について互いに重ならない位置に配置されていることが望ましい。
なお、ここで、所定方向側方とは、ピンの軸方向と交差する一方向に関しての当該ピンの側方を意味する。すなわち、複数のピンの各々に対して同一方向の側面、あるいは、それと対向する側面に振動体が配置されることとなる。
この発明によれば、複数のピンに対して所定方向の側面に、かつ、互いに重ならないように振動体を配置することにより、所定方向と交差する方向に関して、当該ピンアクチュエータの幅寸法を小さくすることができる。
【００２０】
さらに、本発明では、前記複数のピンおよび前記複数の振動体がユニット化されていることが望ましい。
この発明によれば、複数のピンおよび振動体を有するピンアクチュエータをユニット化することにより、前述のように所定方向と交差する方向について当該ユニットの幅寸法を小さくすることができ、この幅方向に当該ユニットを連続配置することで、多数のピンを高密度で配置できるとともに、ピンアクチュエータを小型化できる。
【００２１】
この際、本発明では、前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向と交差して両側に配置されていることが望ましい。
【００２２】
また、本発明では、前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向と交差する一方の側で、かつ、当該ピンの軸方向に沿った異なる位置に配置されているという構成を採用することも可能である。
【００２３】
これらの発明によれば、２本のピンの並設方向と交差して両側に、または、片側でピンの軸方向に沿った異なる位置に、各々のピンを駆動する振動体を配置することにより、これらの振動体がピンの並設方向について重ならず、２本のピンを密接して配置することができる。さらに、ピンの並設方向について、同様にユニット化されたピンおよび振動体を連続的に並べることで、密接したピン配列とすることができる。
【００２４】
そして、２本のピンの並設方向と交差して両側に振動体を配置する場合には、振動体をピンの軸方向について略同一位置に配置することで、ピンの軸方向に沿った当該ピンアクチュエータのサイズを小さくすることができる。
また、２本のピンの並設方向と交差する一方の側で、かつ、当該ピンの軸方向に沿った異なる位置に振動体を配置する場合には、ピンの並設方向と交差する方向の当該ピンアクチュエータのサイズを小さくすることができる。
【００２５】
また、本発明では、前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向に沿って両側に配置されているという構成を採用できる。
【００２６】
さらに、本発明では、前記複数のピンのうち、互いに並設された２本のピンは、互いに異なる長さ寸法を有し、前記２本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該２本のピンの並設方向に沿った一方の側に配置され、前記複数の振動体のうち、前記２本のピンのうちの他方より長いピンを駆動する振動体は、当該ピンの他方より長く延びた位置に沿って配置されているという構成をも採用できる。
【００２７】
これらの発明によれば、２本のピンの並設方向に沿って配置した振動体がピンの並設方向と交差する方向について重ならず、２本のピンを密接して配置することができる。さらに、ピンの並設方向と交差する方向について、同様にユニット化されたピンおよび振動体を連続的に並べることで、密接したピン配列とすることができる。
【００２８】
そして、２本のピンの並設方向に沿って両側に振動体を配置する場合には、振動体をピンの軸方向について略同一位置に配置することで、ピンの軸方向に沿った当該ピンアクチュエータのサイズを小さくすることができる。
また、２本のピンの並設方向に沿った一方の側で、かつ、２本のピンのうちの他方より長く延びた位置に振動体を配置する場合には、ピンの並設方向と交差する方向の当該ピンアクチュエータのサイズを小さくすることができる。
【００２９】
また、本発明では、前記複数のピンのうち、３本のピンは、互いに同一平面上に並設され、当該３本のピンのうちの中央に配置されたピンは、他の２本のピンより長く延ばされ、前記３本のピンを各々駆動する前記複数の振動体は、当該３本のピンの並設方向に沿ったいずれかの側に配置され、前記複数の振動体のうち、前記中央に配置されたピンを駆動する振動体は、当該ピンの他の２本より長く延びた位置に沿って配置されているという構成を採用できる。
【００３０】
この発明によれば、３本のピンの並設方向に沿って配置した振動体がピンの並設方向と交差する方向について重ならず、３本のピンを密接して配置することができる。さらに、ピンの並設方向と交差する方向について、同様にユニット化されたピンおよび振動体を連続的に並べることで、密接したピン配列とすることができる。
【００３１】
一方、本発明の電子機器は、前述したいずれかのピンアクチュエータと、前記ピンアクチュエータを構成するピンの駆動を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。
このような本発明によれば、当該電子機器において前述した各効果と同様の効果を奏することができる。さらに、ピンの駆動を制御する制御回路を備えたことにより、複数のピンを適宜制御して、文字や図形等を表示することができる。
【００３２】
この際、本発明では、前記ピンは、平面上の交差する二方向について、それぞれ所定本数ずつ格子状に配置され、前記ピンの出没を制御して文字を表示するとともに、この文字の表示位置が前記平面上の所定方向に向かって逐次移動可能とされていることが望ましい。
この発明によれば、格子状に配置されたピンを制御して文字を表示することにより、当該電子機器を点字表示装置として利用できる。また、文字の表示位置を逐次移動することによって、複数の文字を連続的に、すなわち、一連の文章を表示することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降では、以下に説明する第１実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００３４】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るピンアクチュエータ１０について説明する。
図１ないし図３には、本発明の第１実施形態に係るピンアクチュエータ１０が示されている。
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれピンアクチュエータ１０を示す正面図、上面図および側面図である。図２は、ピンアクチュエータ１０を構成する駆動ユニット２０を示す正面図であり、図３は、駆動ユニット２０の断面図である。すなわち、図３は、図２の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ線で示す断面図である。
【００３５】
図１ないし図３において、ピンアクチュエータ１０は、ビスにより箱状に組み立てられるラック１１の中に、複数の駆動ユニット２０を収納して構成されている。すなわち、本実施形態において、ピンアクチュエータ１０には、それぞれ２本ずつのピン２１を備えてユニット化された駆動ユニット２０が５個並べて収納されており、１０本のピン２１が直列に並べられている。そして、これら１０本のピン２１は、その軸方向に沿った上下方向に往復移動するように駆動され、ラック１１の上面に設けられた細長形状の開口１２を通してピン２１の先端が突没可能となっている。
【００３６】
駆動ユニット２０は、図２、３に示されるように、それぞれ一対のピン２１、振動体２２、台座２３、付勢手段としてのコイルばね２４、押圧力調整ピン２５、規制手段としてのリング２６、および基板２７と、これらの構成部材２１〜２７が取り付けられるベース２８とを備えて構成されている。
【００３７】
ベース２８は、金属製の板材から切削加工により形成され、一対のピン２１の並設方向（図３中、上下方向）について、２本分のピン２１と略同一の厚さ寸法を有している。そして、ベース２８は、ピン２１、振動体２２、台座２３およびコイルばね２４が設けられる部分の板材が切り取られており、また、台座２３の上下端、リング２６および基板２７が取り付けられる部分の板材が削られて厚さ寸法が薄くなっている。すなわち、上記した各構成部材２１〜２７がベース２８の厚さ寸法の中に収まった状態で、駆動ユニット２０は構成されている。
【００３８】
ピン２１は、同一長さで、面取りされた矩形の同一断面を有する２本が一対とされ、互いの軸方向を平行にしてベース２８の板厚方向に並べて配置されている。そして、所定方向側方としてのピン２１の並設方向と交差する側で、かつ、互いに異なる側（図３中、左右両側）のピン２１の側面には、振動体２２が各々のピン２１の軸方向と略直交して当接している。これらの振動体２２は、ピン２１の軸方向に沿って形成された溝に係合する形で当接しており、振動体２２を振動させてもピン２１および振動体２２が互いの側方にずれないようになっている。従って、各ピン２１は、振動体２２の振動によって軸方向に往復移動、すなわち上方に突出、あるいは下方に没入するように駆動される。
なお、ピン２１の側面に形成される溝の形状は、図３に示した円弧状断面に限らず、Ｖ字形断面や凹字形断面であってもよい。また、この溝のピン２１は、ピン２１の全長に渡って設けられていてもよく、また、ピン２１の出没ストロークに応じた長さの範囲のみに設けられてもよい。
【００３９】
振動体２２は、略矩形平板状に形成された補強板２２Ａと、この補強板２２Ａの表裏両面に設けられた平板状の圧電素子２２Ｄとを備えている。
補強板２２Ａは、その長手方向の一端に凸部２２Ｂが一体的に形成され、この凸部２２Ｂの先端がピン２１の側面に当接されるように、ピン２１の軸方向にほぼ直角に配置されている。
また、補強板２２Ａの長手方向略中央には、幅方向両側に腕部２２Ｃが一体的に形成されている。腕部２２Ｃは、補強板２２Ａからほぼ直角に突出しており、これらの端部がそれぞれ台座２３にビス止め固定されている。
従って、振動体２２は、台座２３に固定された２箇所の腕部２２Ｃの固定位置を支点として振動するようになっている。
【００４０】
台座２３は、金属製の板材からなり、振動体２２の矩形平板状部分が接触しないように、振動体２２と対向する部分に凹状の窪み部２３Ａが形成されている。また、台座２３の上下端には、表裏にそれぞれ凸状および凹状の係止爪２３Ｂ，２３Ｃが形成されている。これらの係止爪２３Ｂ，２３Ｃの間にベース２８の板厚が薄くされた部分を挟むことにより、台座２３は、その板厚方向への移動が規制され、かつ、振動体２２の長手方向に沿ってスライド自在に取り付けられている。
また、台座２３のピン２１と反対側の側面には、振動体２２を挟んで上下それぞれ１つずつのコイルばね２４が当接されている。
【００４１】
コイルばね２４は、それぞれ内部に押圧力調整ピン２５の軸部２５Ａが挿通されて、一端を台座２３に当接し、他端を押圧力調整ピン２５に当接して配置されている。そして、コイルばね２４は、縮められた状態、すなわち、台座２３をピン２１に向かって付勢するばね力を有した状態で取り付けられている。従って、コイルばね２４のばね力は、台座２３を介して振動体２２をピン２１に押圧する押圧力として作用する。
【００４２】
押圧力調整ピン２５は、振動体２２の長手方向に沿って進退自在にベース２８に螺合されており、この押圧力調整ピン２５を回転させてコイルばね２４の伸縮量を変化させることで、振動体２２をピン２１に押圧する押圧力を調整可能になっている。また、振動体２２を挟んで上下に設けられたコイルばね２４の伸縮量をそれぞれ独立して調整することで、振動体２２の凸部２２Ｂがピン２１に当接する角度を微調整することができる。
【００４３】
ピン２１を挟んで振動体２２と反対側には、上下２つのリング２６がピン２１の側面に当接して設けられている。
リング２６は、ベース２８に軸支されており、ピン２１の上下移動に伴って回転するようになっている。また、リング２６は、コイルばね２４による振動体２２からピン２１への押圧力の反力を受けるとともに、ピン２１の面取り部分を係止してピン２１の並設方向への移動を規制する規制手段として機能する。
従って、リング２６によってピン２１は、その軸方向以外への移動を規制されるとともに、軸方向への移動について摩擦抵抗を小さくしてスムーズに駆動されるようになっている。
【００４４】
基板２７は、フィルム上に配線パターンがプリントされたものであり、この配線パターンには、振動体２２の側に素子側端子２７Ａが形成され、ベース２８から下方に突出した側に制御側端子２７Ｂが形成されている。素子側端子２７Ａは、後述する圧電素子２２Ｄの電極と結線され、制御側端子２７Ｂは、ピンアクチュエータ１０の各ピン２１の駆動を制御する図示しない制御回路基板の端子と結線される。
従って、制御回路基板からの信号に基づき、基板２７を介して振動体２２の圧電素子２２Ｄに印加された電圧によって振動体２２が振動し、ピン２１の駆動が制御されることとなる。
【００４５】
次に、振動体２２の構造、および振動体２２による駆動機構について詳説する。
振動体２２を構成する補強板２２Ａは、ステンレス鋼、その他の材料から構成されている。
補強板２２Ａの両面の略矩形状部分に接着された圧電素子２２Ｄは、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の材料の中から、適宜選択した材料から構成されている。
また、圧電素子２２Ｄの両面には、ニッケルメッキ層および金メッキ層などが形成されて電極が形成されている。この電極は、切欠によって互いに電気的に絶縁された複数の電極を長手方向に沿った中心線を軸として線対称に形成している。つまり、圧電素子２２Ｄを幅方向にほぼ三等分するように二本の溝が形成され、これらの溝で分割された三つの電極のうち両側の電極ではさらに長手方向のほぼ二等分するように溝が形成されている。
これらの溝により、圧電素子２２Ｄの表面には５つの電極が形成され、これらの電極と基板２７の素子側端子２７Ａとが図示しないリード線で接続されている。
なお、これらの電極は、補強板２２Ａを挟んで設けられた表裏両方の圧電素子２２Ｄに同様に設けられている。
【００４６】
このように形成された圧電素子２２Ｄの表面の電極のうち、所定の電極を選択して、電圧を印加することにより、振動体２２の長手方向に沿った往復振動である縦振動と、凸部２２Ｂが上下に振動する屈曲振動とを振動体２２に生じさせることができる。
ここで、圧電素子２２Ｄに印加する電圧の周波数は、補強板２２Ａの振動時に縦振動共振点の近くに屈曲共振点が現れて凸部２２Ｂが良好な楕円軌道を描くように設定される。また、圧電素子２２の寸法や、厚さ、材質、縦横比、電極の分割形態などは、圧電素子２２Ｄに電圧が印加された時に、凸部２２Ｂが良好な楕円軌道を描きやすいように適宜決定される。
なお、振動体２２に印加される電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形状波、台形波などが採用できる。
【００４７】
以上のような振動体２２による駆動機構は、次のように動作する。
適宜選択した圧電素子２２Ｄの電極に交流電圧を印加して振動体２２を振動させると、振動体２２は縦振動と屈曲振動を組み合わせた楕円軌道を描いて振動する。ただし、この際、振動体２２はコイルばね２４のばね力によりピン２１に押圧されているため、凸部２２Ｂは、楕円軌道を描けずに上下方向に振動することとなる。そして、振動体２２が描こうとする楕円軌道上におけるピン２１に近い側において、凸部２２Ｂおよびピン２１の間の摩擦力が大きくなり、ピン２１から遠い側においては摩擦力が小さくなる。従って、凸部２２Ｂがピン２１に近い側の軌道を描こうとする時の駆動力が大きくなるので、その時の振動方向に向かってピン２１が駆動されることとなる。この動作を所定の周波数で繰り返し行うことにより、ピン２１は上方または下方いずれかの方向に移動する。
また、圧電素子２２Ｄに印加する電圧の電極を適宜切り替えることにより、ピン２１の駆動方向を反転させることができる。
【００４８】
以上により、図１に示すピンアクチュエータ１０に設けられた１０本のピン２１をそれぞれ駆動する振動体２２について、印加する電圧を図示しない制御回路によって制御することで、各ピン２１がそれぞれ個別に駆動制御される。従って、１０本のピン２１それぞれの突没パターンによって、所定の意味を有する記号や信号、図形が表示されることとなる。
この際、図示しない位置読み取りセンサによって、ピン２１の位置を読み取り、制御回路にフィードバックし、さらにピン２１を駆動制御することにより、ピン２１は、突出方向の任意の位置で静止可能となっている。従って、本実施形態のピンアクチュエータ１０では、１０本のピン２１により表示される記号等に対して、高さ方向の情報を含めることができ、例えば、波形等の曲線状図形が表示可能である。
【００４９】
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）　振動体２２を直接ピン２１の側面に当接し、ピン２１を駆動することによって、振動体２２が設けられる側と交差する側に密接してピンを配置できるので、ピン配列を高密度化できる。
また、駆動ユニット２０において、２本のピン２１の並設方向と交差して両側に振動体２２を配置することにより、これらの振動体２２がピン２１の並設方向について重ならず、２本のピン２１を密接して配置でき、駆動ユニット２０の厚さ寸法を小さくできる。
さらに、この駆動ユニット２０をピン２１の並設方向に連続的に並べて、ピンアクチュエータ１０を構成することで、１０本のピン２１を直線状に密接配置できるとともに、ピンアクチュエータ１０の小型化を図ることができる。
【００５０】
（２）　ピン２１の往復両方向の移動、すなわち、出し入れ両方向について振動体２２によって駆動することにより、途中で引っかかるようなことがないので確実かつ高速に駆動でき、ピン２１駆動の応答性を向上できる。
また、ピン２１の出し入れともに１つの振動体２２で駆動できるので、それぞれの方向に応じた振動体２２を用意する必要がなく、部品点数の削減と小型化を図ることができる。
【００５１】
（３）　コイルばね２４によって振動体２２がピン２１に向かって押圧され、振動体２２の凸部２２Ｂとピン２１の側面との間に摩擦力が作用していることにより、振動体２２の圧電素子に印加する電圧を除いても摩擦力によってピン２１の位置が保持されるので、電圧を印加し続ける必要がなく、電力消費を抑制できる。
また、ピン２１が摩擦力によって保持されることで、ピン２１が突出している状態において、ピン２１を戻す方向の力が作用しても、不用意にピン２１が戻ってしまうことがなく、ピン２１による表示を確実にできる。
【００５２】
（４）　振動体２２が楕円軌道を描いて振動することにより、振動体２２の凸部２２Ｂがピン２１に近い側の軌道を描こうとする時の駆動力が大きくなるので、その時の振動方向に向かってピン２１が駆動されることとなり、ピン２１を所定方向に確実に駆動できる。
この際、リング２６によってピン２１の軸方向に交差する方向、すなわち、振動体２２から離れる方向およびピン２１の並設方向の両方向への移動を規制し、ピン２１の軸方向への往復移動については摩擦抵抗が小さくなっているので、ピン２１の駆動をスムーズにすることができる。
【００５３】
（５）　ピン２１の側面の軸方向に沿って形成された溝に係合する形で振動体２２が当接することにより、ピン２１および振動体２２が互いの側方にずれないので、振動体２２の振動によるピン２１の軸方向に沿った駆動が確実に実施される。
【００５４】
（６）　コイルばね２４のばね力を調整する押圧力調整ピン２５により押圧力を調整することにより、振動体２２とピン２１との間の摩擦力をピン２１を駆動するのに適した値に調整することができ、ピン２１をスムーズかつ確実に駆動することができる。
また、振動体２２を挟んで上下に設けられたコイルばね２４の伸縮量をそれぞれ独立して調整することで、振動体２２の凸部２２Ｂがピン２１に当接する角度を微調整することができる。
【００５５】
〔第２実施形態〕
次に、図４に基づいて本発明の第２実施形態に係るピンアクチュエータの駆動ユニット２０Ａについて説明する。
駆動ユニット２０Ａは、振動体２２が伝達手段を介してピン２１に接続される点、および付勢手段の構成が前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【００５６】
図４は、駆動ユニット２０Ａの要部を示す正面図である。
図４において、駆動ユニット２０Ａは、前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と同様、それぞれ一対のピン２１、振動体２２、コイルばね２４、押圧力調整ピン２５、リング２６、および基板２７と、これらが取り付けられるベース２８Ａとを備えて構成されている。ただし、第１実施形態の駆動ユニット２０と異なり、駆動ユニット２０Ａは、振動体２２が固定される台座を備えておらず、振動体２２が直接ベース２８Ａに取り付けられている。
ピン２１の並設方向と交差する側のピン２１の側方には、伝達手段としての２つのローラー（第１ローラー２９Ａおよび第２ローラー２９Ｂ）が設けられ、これらのローラー２９Ａ，２９Ｂを介してピン２１と振動体２２とが接続されている。また、振動体２２は、その凸部２２Ｂを第２ローラー２９Ｂの外周面に当接し、その長手方向をピン２１の軸方向と略平行にして配置されている。
【００５７】
第１ローラー２９Ａは、その外周面をピン２１の側面および第２ローラー２９Ｂに当接し、ベース２８Ａに設けられた長孔２８Ｂに軸支されている。この長孔２８Ｂは、ピン２１の軸方向と交差する方向に沿って設けられており、第１ローラー２９Ａは、ピン２１に向かってスライド自在になっている。
また、第１ローラー２９Ａは、その外周に沿って設けられた径方向の突出片（図示せず）がピン２１の面取り部分を係止することで、ピン２１の並設方向への移動を規制する規制手段としても機能する。
【００５８】
第２ローラー２９Ｂは、ベース２８Ａに設けられた長孔２８Ｃに軸支されている。この長孔２８Ｃは、ピン２１の軸方向および振動体２２の長手方向それぞれと略４５度の傾斜角を有して設けられており、第２ローラー２９Ｂは、長孔２８Ｃに沿ってスライド自在になっている。
また、第２ローラー２９Ｂの回転軸には、長孔２８Ｃと同様の傾斜角度を有した付勢手段としてのコイルばね２４が取り付けられている。このコイルばね２４は、第２ローラー２９Ｂ側と異なる側の端部が押圧力調整ピン２５に固定されている。従って、コイルばね２４のばね力によって、第２ローラー２９Ｂは、第１ローラー２９Ａおよび振動体２２に向かって押圧され、第２ローラー２９Ｂに押圧された第１ローラー２９Ａは、ピン２１の側面に押圧されている。
従って、ピン２１および第１ローラー２９Ａの間、第１ローラー２９Ａおよび第２ローラー２９Ｂの間、および第２ローラー２９Ｂおよび振動体２２の間には、所定の押圧力が作用している。
【００５９】
振動体２２を振動させると、前述の第１実施形態の場合と同様に、振動体２２の凸部２２Ｂが第２ローラー２９Ｂに近い側の楕円軌道を描こうとする時の駆動力によって、第２ローラー２９Ｂが所定の方向に回転する。そして、第２ローラー２９Ｂの回転によって第１ローラー２９Ａが回転し、この第１ローラー２９Ａの回転によってピン２１が上方あるいは下方に駆動されることとなる。また、振動体２２の振動方向を切り替えることにより、第１ローラー２９Ａおよび第２ローラー２９Ｂの回転方向と、ピン２１の駆動方向とを反転させることができる。
なお、本実施形態では、伝達手段として２つのローラー２９Ａ，２９Ｂを採用したが、これに限らず、歯車等を組み合わせて構成することができる。このように歯車等を組み合わせることで、振動体２２の振動を増速、または、減速してピン２１に伝達でき、ピンの駆動速度や移動量を適宜調節することができる。
【００６０】
以上の本実施形態によれば、前述の効果に加えて次のような効果が得られる。
（７）　ピン２１の側方に配置した第１ローラー２９Ａおよび第２ローラー２９Ｂを介して振動体２２の振動をピン２１に伝達し、ピン２１を駆動することによって、振動体２２が設けられる側と交差する側に密接してピンを配置できるので、ピン配列を高密度化できる。
また、振動体２２の長手方向をピン２１に沿って配置することで、駆動ユニット２０Ａの幅寸法を小さくできる。
【００６１】
（８）　コイルばね２４のばね力によって第１ローラー２９Ａおよび第２ローラー２９Ｂを介して振動体２２とピン２１との間に押圧力が作用し、これら各部材の間に摩擦力が作用していることにより、振動体２２の圧電素子に印加する電圧を除いても摩擦力によってピン２１の位置が保持されるので、電圧を印加し続ける必要がなく、電力消費を抑制できる。
【００６２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る電子機器としての点字読取表示装置３０について説明する。
図５ないし図８には、本発明の第３実施形態に係る点字読取表示装置３０およびこの装置に用いられるピンアクチュエータの駆動ユニット４０が示されている。
図５および図６は、それぞれ点字読取表示装置３０を示す側面図および断面図であり、図６は、図５の矢視ＶＩ−ＶＩ線で示す断面図である。
【００６３】
図５および図６において、点字読取表示装置３０は、金属製または樹脂製の箱形ケース３１の、一つの側面に読取部３１Ａと、この側面と対向する側面に表示部３１Ｂとを備え、これらと異なる２つの側面に、それぞれ１つずつのスイッチ３２Ａ，３２Ｂを備えている。これら２つのスイッチ３２Ａ，３２Ｂのうち、一方は電源スイッチ３２Ａであり、他方は読取スイッチ３２Ｂである。
読取部３１Ａには、レンズ３３が設けられ、このレンズ３３の内側でレンズ３３によって結像される位置には電荷結合素子３４（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）が設けられている。電荷結合素子３４に隣接した位置には、電荷結合素子３４を制御し読み取った像をデータ化する読取制御用基板３５が設けられている。
また、表示部３１Ｂの側のケース３１内には、それぞれ６本ずつのピン２１が配列された５個の駆動ユニット４０が設けられている。これらの駆動ユニット４０の読取部３１Ａ側には、読取制御用基板３５からのデータを点字データに変換し表示を制御する表示制御用基板３６と、この表示制御用基板３６からの点字データに応じて駆動ユニット４０を制御する駆動制御用基板３７とが設けられている。
【００６４】
そして、これらの読取制御用基板３５、表示制御用基板３６および駆動制御用基板３７の上には、各々の制御を演算する図示しないＬＳＩ（大規模集積回路）やＩＣ（集積回路）チップ等が設けられている。例えば、表示制御用基板３６は、点字表示制御用のＩＣチップ３６Ａを備えている。
駆動ユニット４０と表示制御用基板３６および駆動制御用基板３７とは、フラットケーブル等で形成されたコネクタ３８で連結されている。
また、ケース３１には、電荷結合素子３４や各制御用基板３５，３６，３７、駆動ユニット４０を動作させる電源としての電池３９が内蔵されている。
表示部３１Ｂの側のケース３１には、駆動ユニット４０のピン２１が挿通される細長形状の開口３１Ｃが３列設けられ、これらの開口３１Ｃを通してピン２１の先端が表示部３１Ｂの表面から突没可能となっている。
【００６５】
以上の点字読取表示装置３０の動作について説明する。
先ず、電源スイッチ３２Ａを投入し、読取部３１Ａのレンズ３３を読み取り対象である文字列（点字を含む）が印字された印刷物等に向け、読取スイッチ３２Ｂを押し込むことで、文字列が像として電荷結合素子３４に読み取られる。この電荷結合素子３４で読み取った像を読取制御用基板３５上の回路でデータ化し、このデータ化された情報が表示制御用基板３６に送られる。この際、読み取り対象の文字列をＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　Ｒｅａｄｅｒ）変換により像から文字データを抽出する演算手段を備えてもよい。
なお、読み取り対象である文字列は、印刷物等に印字されたものに限らず、コンピュータの出力表示装置としてのモニタに表示された文字列であってもよい。
【００６６】
次に、表示制御用基板３６上の回路によって、データ化された情報を点字データに変換し、この点字データの表示順や表示速度等が決定され、この決定された情報が駆動制御用基板３７に送られる。
そして、点字データの情報に基づき、駆動制御用基板３７上の回路によって駆動ユニット４０のピン２１の駆動が制御され、ピン２１の突没により表示部３１Ｂに点字が表示される。この点字は、図５中、右側から左側のピン２１へ逐次表示位置を移動しながら表示され、すなわち、一連の点字文字列として連続して表示される。この際、表示位置の移動を一時的に停止する機能を備えてもよく、また、点字データを記憶する記憶手段を備え、繰り返し表示可能にしてもよい。
最後に、電源スイッチ３２Ａを切れば動作終了となる。
【００６７】
次に、図７および図８に基づいて駆動ユニット４０について説明する。
図７および図８は、駆動ユニット４０を示す正面図および断面図であり、図８は、図７の矢視ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で示す断面図である。
駆動ユニット４０は、前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と同様のピン２１（４１Ａ〜４１Ｆ）、振動体２２（４２Ａ〜４２Ｆ）、台座２３、コイルばね２４、押圧力調整ピン２５、リング２６、および基板２７と、これらが取り付けられるベース４８とを備えて構成されている。そして、駆動ユニット４０は、ピン２１（４１Ａ〜４１Ｆ）や振動体２２（４２Ａ〜４２Ｆ）の数および配置、規制手段の構成が前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【００６８】
駆動ユニット４０には、６本のピン４１Ａ〜４１Ｆと、これらのピン４１Ａ〜４１Ｆをそれぞれ駆動する６個の振動体４２Ａ〜４２Ｆと、各振動体４２Ａ〜４２Ｆに対応した台座２３、コイルばね２４および押圧力調整ピン２５とが配置されている。
６本のピン４１Ａ〜４１Ｆは、図８に示すように、駆動ユニット４０の幅方向（図８中、左右方向）に沿って３本のピン４１Ａ〜４１Ｃが間隔を離して並べられ、これら３本のピン４１Ａ〜４１Ｃと駆動ユニット４０の厚さ方向（図８中、上下方向）に密接して３本のピン４１Ｄ〜４１Ｆが配置されている。
これら６本のピン４１Ａ〜４１Ｆのうち、駆動ユニット４０の幅方向両側の４本のピン４１Ａ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｆは、同一の長さとされ、他の２本のピン４１Ｂ，４１Ｅは、先の４本よりも下方に長く延ばされている。
【００６９】
６個の振動体４２Ａ〜４２Ｆのうち、ピン４１Ａ〜４１Ｃを駆動する振動体４２Ａ〜４２Ｃは、それぞれ３本のピン４１Ａ〜４１Ｃの駆動ユニット４０の幅方向側方に設けられている。同様に、振動体４２Ｄ〜４２Ｆは、それぞれ３本のピン４１Ｄ〜４１Ｆの駆動ユニット４０の幅方向側方に設けられている。そして、これら６個の振動体４２Ａ〜４２Ｆは、駆動ユニット４０の厚さ方向について互いに重ならない位置に配置されている。また、振動体４２Ａ〜４２Ｆは、それぞれピン４１Ａ〜４１Ｆの側面に凸部を当接して、ピン４１Ａ〜４１Ｆの軸方向と略直交するように配置されている。
【００７０】
ここで、ピン４１Ａ〜４１Ｆおよび振動体４２Ａ〜４２Ｆの配置について、さらに詳しく説明する。
駆動ユニット４０の厚さ方向に並設された２本のピン４１Ａ，４１Ｄと、これらを駆動する２個の振動体４２Ａ，４２Ｄに関して、振動体４２Ａ，４２Ｄは、ピン４１Ａ，４１Ｄの並設方向と交差する一方の側で、かつ、ピン４１Ａ，４１Ｄの軸方向に沿った異なる位置に配置されている。すなわち、振動体４２Ａ，４２Ｄは、ピン４１Ａ，４１Ｄの図８中、左側で、かつ、上下の異なる位置に配置され、振動体４２Ａ，４２Ｄ同士がピン４１Ａ，４１Ｄの並設方向について重ならないようになっている。
このような配置の関係は、ピン４１Ｃ，４１Ｆと、振動体４２Ｃ，４２Ｆに関しても同様である。
【００７１】
また、駆動ユニット４０の幅方向に並設された２本のピン４１Ｂ，４１Ｃと、これらを駆動する２個の振動体４２Ｂ，４２Ｃに関して、振動体４２Ｂ，４２Ｃは、ピン４１Ｂ，４１Ｃの並設方向に沿って一方の側で、かつ、振動体４２Ｂは、ピン４１Ｂのうちピン４１Ｃより長く延びた位置に沿って配置されている。すなわち、振動体４２Ｂ，４２Ｃは、ピン４１Ｂ，４１Ｃの図８中、右側で、かつ、ピン４１Ｃより下方に振動体４２Ｂが配置され、振動体４２Ｂ，４２Ｃ同士がピン４１Ａ，４１Ｄの並設方向と交差する方向について重ならないようになっている。
このような配置の関係は、ピン４１Ｄ，４１Ｅと、振動体４２Ｄ，４２Ｅに関しても同様である。
【００７２】
次に、駆動ユニット４０におけるピン４１Ａ〜４１Ｆの軸方向と交差する方向に関する移動の規制手段の構成について説明する。
本実施形態における規制手段は、前述の第１実施形態と同様のリング２６と、各ピン４１Ａ〜４１Ｆの間隔部分に設けられるスペーサ４６とから構成されている。
スペーサ４６は、金属製の円柱状の部材であり、ピン４１Ａ，４１Ｄおよびピン４１Ｂ，４１Ｅの間隔部分と、ピン４１Ｂ，４１Ｅおよびピン４１Ｃ，４１Ｆの間隔部分とに設けられている。そして、これらのスペーサ４６によって、各ピン４１Ａ〜４１Ｆの間隔が保持されるとともに、コイルばね２４による押圧力がリング２６まで伝達されることとなる。また、スペーサ４６は、隣接するピン（例えば、ピン４１Ａおよびピン４１Ｂ）同士が軸方向へ相対的に移動する際には、回転するようになっている。
従って、リング２６およびスペーサ４６によってピン４１Ａ〜４１Ｆは、その軸方向以外への移動を規制されるとともに、軸方向への移動について摩擦抵抗を小さくしてスムーズに駆動されるようになっている。
【００７３】
以上の本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
（９）　点字読取表示装置３０により印刷物等に印字された文字列を読み取り、表示部３１Ｂにピン２１を出没させて点字として表示することにより、指等の触覚によっては認識できない文字列を読むことができるようになる。
また、点字を表示する表示位置を逐次移動して複数の文字を連続的に表示することで、指等を動かさなくても一連の文章を読むことができる。
【００７４】
（１０）　駆動ユニット４０の６個の振動体４２Ａ〜４２Ｆは、それぞれピン４１Ａ〜４１Ｆの駆動ユニット４０の幅方向側方で、駆動ユニット４０の厚さ方向について互いに重ならない位置に配置されているので、駆動ユニット４０の厚さ寸法を小さくできる。
さらに、この駆動ユニット４０をその厚さ方向に連続的に並べることで、３列のピン２１を直線状に密接配置できるとともに、点字読取表示装置３０の小型化を図ることができる。
【００７５】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係るピンアクチュエータ５０について説明する。
図９ないし図１１には、本発明の第４実施形態に係るピンアクチュエータ５０、および、その駆動ユニット６０が示されている。
図９は、ピンアクチュエータ５０の上面図であり、図１０は、ピンアクチュエータ５０を構成する駆動ユニット６０を示す正面図であり、図１１は、駆動ユニット６０の断面図である。すなわち、図１１は、図１０の矢視ＸＩ−ＸＩ線で示す断面図である。
【００７６】
図９において、ピンアクチュエータ５０は、箱状に組み立てられた金属製のラック５１内に、それぞれ３本ずつのピン２１が配列された４個の駆動ユニット６０を収納している。
ラック５１の上面には、駆動ユニット６０のピン２１が挿通される丸孔５２が各ピン２１に応じて３×４列の格子状に設けられ、これらの丸孔５２を通してピン２１の先端が上方に突没可能となっている。
【００７７】
このようなピンアクチュエータ５０は、点字表示用の機器に用いられるものであって、１２本のピン２１を制御し、その突没の組み合わせによって一文字または二文字の点字を表示可能になっている。
すなわち、ピンアクチュエータ５０の１２本のピン２１のうち、図９中、左側の（符号Ｌで示す一点鎖線で囲んだ）６本のピン２１と、右側の（符号Ｒで示す一点鎖線で囲んだ）６本のピン２１とが、それぞれ一文字の単位とされている。そして、これら６本のピン２１で五十音４８文字や促音、長音を表示できるので、左右６本ずつのピン２１によって二文字を表示できるようになっている。
また、濁音や半濁音、拗音、数字、アルファベットを表示する場合には、左右両側の６本ずつ、すなわち、１２本全てのピン２１を用いて一文字を表示できる。
【００７８】
次に、図１０および図１１に基づいて駆動ユニット６０について説明する。
駆動ユニット６０は、前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と同様のピン２１（６１Ａ〜６１Ｃ）、振動体２２（６２Ａ〜６２Ｃ）、台座２３、コイルばね２４、押圧力調整ピン２５、および基板２７と、これらが取り付けられるベース６８とを備えて構成されている。そして、駆動ユニット６０は、ピン２１（６１Ａ〜６１Ｃ）や振動体２２（６２Ａ〜６２Ｃ）の数および配置、規制手段の構成が前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【００７９】
駆動ユニット６０には、３本のピン６１Ａ〜６１Ｃと、これらのピン６１Ａ〜６１Ｃをそれぞれ駆動する３個の振動体６２Ａ〜６２Ｃと、各振動体６２Ａ〜６２Ｃに対応した台座２３、コイルばね２４および押圧力調整ピン２５とが配置されている。
３本のピン６１Ａ〜６１Ｃは、図１１に示すように、駆動ユニット６０の幅方向（図１１中、左右方向）に沿って、互いに間隔を離して並べられている。
これら３本のピン６１Ａ〜６１Ｃのうち、駆動ユニット６０の幅方向両側の２本のピン６１Ａ，６１Ｃは、同一の長さとされ、中央の１本のピン６１Ｂは、先の２本よりも下方に長く延ばされている。
【００８０】
振動体６２Ａ〜６２Ｃは、それぞれ３本のピン６１Ａ〜６１Ｃの駆動ユニット６０の幅方向側方に設けられ、これら３個の振動体６２Ａ〜６２Ｃは、駆動ユニット６０の厚さ方向について互いに重ならない位置に配置されている。また、振動体６２Ａ〜６２Ｃは、それぞれピン６１Ａ〜６１Ｃの側面に凸部を当接して、ピン６１Ａ〜６１Ｃの軸方向と略直交するように配置されている。
すなわち、並設された２本のピン６１Ａ，６１Ｂと、これらを駆動する２個の振動体６２Ａ，６２Ｂに関して、振動体６２Ａ，６２Ｂは、ピン６１Ａ，６１Ｂの並設方向に沿って両側に配置されている。
また、並設された２本のピン６１Ｂ，６１Ｃと、これらを駆動する２個の振動体６２Ｂ，６２Ｃに関して、振動体６２Ｂ，６２Ｃは、ピン６１Ｂ，６１Ｃの並設方向に沿って一方の側（図１０中、右側）で、かつ、振動体６２Ｂは、ピン６１Ｂのうちピン６１Ｃより長く延びた位置に沿って配置されている。
【００８１】
次に、駆動ユニット６０におけるピン６１Ａ〜６１Ｃの軸方向と交差する方向に関する移動の規制手段の構成について説明する。
駆動ユニット６０の規制手段は、金属製の球状の部材であるボール６６と、各ピン６１Ａ〜６１Ｃを覆って設けられるカバー板６９と、各ピン６１Ａ〜６１Ｃを挟んで互いに対向配置された振動体６２Ａ，６２Ｃ、台座２３、コイルばね２４および押圧力調整ピン２５から構成されている。
ボール６６は、ピン６１Ａおよびピン６１Ｂの間隔部分と、ピン６１Ｂおよびピン６１Ｃの間隔部分とに設けられ、また、ピン６１Ｂとベース６８との間に設けられている。そして、これらのボール６６によって、各ピン６１Ａ〜６１Ｃの間隔が保持されるとともに、振動体６２Ａ，６２Ｃを押圧するコイルばね２４の押圧力が互いに釣り合い、振動体６２Ｂを押圧するコイルばね２４の押圧力がベース６８に伝達される。また、ボール６６は、隣接するピン同士が軸方向へ相対的に移動する際には、回転するようになっている。
従って、駆動ユニット６０の規制手段によってピン６１Ａ〜６１Ｃは、その軸方向以外への移動を規制されるとともに、軸方向への移動について摩擦抵抗を小さくしてスムーズに駆動されるようになっている。
【００８２】
以上の本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
（１１）　ピンアクチュエータ５０の１２本のピン２１を制御し、それらの突没の組み合わせによって一文字または二文字の点字を表示できるので、このピンアクチュエータ５０を用いて点字表示用の機器を構成できる。
【００８３】
（１２）　駆動ユニット６０の３個の振動体６２Ａ〜６２Ｃは、それぞれピン６１Ａ〜６１Ｃの駆動ユニット６０の幅方向側方で、駆動ユニット６０の厚さ方向について互いに重ならない位置に配置されているので、各振動体６２Ａ〜６２Ｃを同一平面上に配置することができ、駆動ユニット６０の厚さ寸法を小さくできる。さらに、この駆動ユニット６０をその厚さ方向に連続的に並べることで、ピン２１を互いに近接して直線状に３列配置できるとともに、ピンアクチュエータ５０の小型化を図ることができる。
【００８４】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係るピンアクチュエータ７０について説明する。
図１２（Ａ）、（Ｂ）には、本発明の第５実施形態に係るピンアクチュエータ７０が示されている。図１２（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれピンアクチュエータ７０の断面図および正面図であり、図１２（Ａ）は、１２（Ｂ）の矢視Ａ−Ａ線で示す断面図である。
図１２において、ピンアクチュエータ７０は、前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と同様のピン２１（７１Ａ〜７１Ｄ）、振動体２２（７２Ａ〜７２Ｄ）と、これらが取り付けられるベース７８とを備えて構成されている。そして、ピンアクチュエータ７０は、付勢手段および規制手段の構成が前述の第１実施形態の駆動ユニット２０と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【００８５】
ピンアクチュエータ７０には、その幅方向（図１２中、左右方向）に沿った平面内に密接して４本のピン７１Ａ〜７１Ｄと、これらのピン７１Ａ〜７１Ｄをそれぞれ駆動する４個の振動体７２Ａ〜７２Ｄとが配置されている。そして、これらのピン７１Ａ〜７１Ｄおよび振動体７２Ａ〜７２Ｄが、ピンアクチュエータ７０の厚さ方向について、さらに４つずつ並べられている。
ピンアクチュエータ７０の幅方向に沿った平面内において、４本のピン７１Ａ〜７１Ｄのうち、両側の２本のピン７１Ａ，７１Ｄは、同一の長さとされ、中央の２本のピン７１Ｂ，７１Ｃは、先の２本よりも下方に長く延ばされている。
【００８６】
振動体７２Ａ〜７２Ｄは、それぞれ４本のピン７１Ａ〜７１Ｄの側方に設けられ、ピンアクチュエータ７０の厚さ方向について互いに重ならない位置に配置されている。また、振動体７２Ａ〜７２Ｄは、それぞれピン７１Ａ〜７１Ｄの側面に凸部を当接して、ピン７１Ａ〜７１Ｄの軸方向と略直交するように配置されている。
すなわち、並設された２本のピン７１Ａ，７１Ｂと、これらを駆動する２個の振動体７２Ａ，７２Ｂに関して、振動体７２Ａ，７２Ｂは、ピン７１Ａ，７１Ｂの並設方向に沿って一方の側（図１２中、左側）で、かつ、振動体７２Ｂは、ピン７１Ｂのうちピン７１Ａより長く延びた位置に沿って配置されている。
このような配置の関係は、ピン７１Ｃ，７１Ｄと、振動体７２Ｃ，７２Ｄに関しても同様である。
【００８７】
次に、ピンアクチュエータ７０における振動体７２Ａ〜７２Ｄのピン７１Ａ〜７１Ｄに対する押圧力を生じさせる付勢手段の構成について説明する。
振動体７２Ａ〜７２Ｄの腕部２２Ｃは、ベース７８同士の間に挟まれたシム板７４に固定されている。このシム板７４は、金属製の薄板であって、振動体７２Ａ〜７２Ｄを保持する部分に略Ｊ字形に曲げ加工されたばね部７４Ａが形成されている。このばね部７４Ａは、振動体７２Ａ〜７２Ｄを固定する前には、若干開いた状態の略Ｊ字形に加工されており、所定の位置にビス止めする際に、ばね部７４Ａをピン７１Ａ〜７１Ｄから離れる方向に付勢しながら振動体７２Ａ〜７２Ｄが固定される。従って、ばね部７４Ａは、ピン７１Ａ〜７１Ｄに向かって振動体７２Ａ〜７２Ｄを付勢するばね力を有しており、振動体７２Ａ〜７２Ｄの凸部がピン７１Ａ〜７１Ｄの側面に押圧されている。
【００８８】
次に、ピンアクチュエータ７０におけるピン７１Ａ〜７１Ｄの軸方向と交差する方向に関する移動の規制手段の構成について説明する。
ピンアクチュエータ７０の規制手段は、各ピン７１Ａ〜７１Ｄ同士が密接する摺動面と、各ピン７１Ａ〜７１Ｄを押圧する振動体７２Ａ〜７２Ｄとから構成されている。
すなわち、各ピン７１Ａ〜７１Ｄは、互いに密接して摺動面同士を当接して配置され、振動体７２Ａ〜７２Ｄからの押圧力によって挟持されているので、ピンアクチュエータ７０の幅方向について移動が規制されている。また、ピンアクチュエータ７０の厚さ方向については、図示しない板材を設けるか、あるいは、同様に構成されたピンアクチュエータ７０を並べて配置することで、ピン７１Ａ〜７１Ｄの移動が規制される。
この際、各ピン７１Ａ〜７１Ｄの摺動面には、図示しないテフロン（登録商標）シートやシリコンオイル等の潤滑手段が設けられていることが望ましく、このようにすることで、各ピン７１Ａ〜７１Ｄの軸方向への移動について摩擦抵抗を小さくしてスムーズに駆動されるようになる。
【００８９】
以上の本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果が得られる。
（１３）　シム板７４のばね部７４Ａによって振動体７２Ａ〜７２Ｄをピン７１Ａ〜７１Ｄに向かって付勢し、これらの間に押圧力を生じさせることができるので、付勢手段としてコイルばねを用いる場合と比較して、ピンアクチュエータ７０の厚さ寸法を小さくできるとともに、その厚さ方向にピン７１Ａ〜７１Ｄを密接して連続的に並べることで、ピン７１Ａ〜７１Ｄの配列を高密度化でき、ピンアクチュエータ７０の小型化を図ることができる。
また、コイルばねや台座等の部材を省略できるので、部品点数を削減することができる。
【００９０】
（１４）　各ピン７１Ａ〜７１Ｄ同士を互いの摺動面同士を当接して配置し、振動体７２Ａ〜７２Ｄからの押圧力によって挟持することで、各ピン７１Ａ〜７１Ｄの軸方向以外への移動を規制することで、ピンアクチュエータ７０の幅方向について各ピン７１Ａ〜７１Ｄ同士を密接して配置でき、ピン７１Ａ〜７１Ｄの配列を高密度化できる。
【００９１】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、以上述べた実施の形態に対し、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができる。
【００９２】
例えば、前述の各実施形態では、１本のピン２１を１つの振動体２２で駆動するものとしたが、これに限らず、２つ以上の振動体によって駆動するものであってもよい。このようにすれば、各振動体のサイズを小さくでき、ピンアクチュエータの小型化を図ることができる。
また、各ピンの側面に形成された振動体の凸部が係合する溝は必須の構成要件ではなく、各ピンの側面を平面状に形成してもよい。
また、各ピンの位置を検知するセンサや、このセンサからの信号に応じて振動体の駆動および停止を切り替えるスイッチを備えてもよい。このようにすれば、ピンが突出あるいは没入のいずれかの位置に達した時に、直ちに振動体の駆動を停止させることができるので、消費電力をさらに低減できる。
【００９３】
また、本発明のピンアクチュエータを用いることができる電子機器としては、点字表示装置に限らず、立体図形や立体地図等を表示する３次元表示装置、ピンの出没により時刻を表示するアナログ時計またはディジタル時計、ピンの出没パターンを切り替えることで複数の音楽を演奏可能なオルゴール等がある。
【００９４】
【発明の効果】
前述のように本発明のピンアクチュエータおよび電子機器によれば、ピン配列の高密度化を図りながら、省電力かつ応答性に優れたものにできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るピンアクチュエータを示す正面図、上面図および側面図である。
【図２】前記実施形態のピンアクチュエータを構成する駆動ユニットを示す正面図である。
【図３】前記実施形態の駆動ユニットの断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るピンアクチュエータを構成する駆動ユニットを示す正面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電子機器としての点字読取表示装置を示す側面図である。
【図６】前記実施形態の点字読取表示装置を示す断面図である。
【図７】前記実施形態の点字読取表示装置を構成する駆動ユニットを示す正面図である。
【図８】前記実施形態の駆動ユニットを示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るピンアクチュエータを示す上面図である。
【図１０】前記実施形態のピンアクチュエータを構成する駆動ユニットを示す正面図である。
【図１１】前記実施形態の駆動ユニットの断面図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第５実施形態に係るピンアクチュエータを示す断面図および正面図である。
【符号の説明】
１０，５０，７０…ピンアクチュエータ、２０，２０Ａ，４０，６０…駆動ユニット、２１…ピン、２２…振動体、２４…ばねとしてのコイルばね、２５…調整手段としての押圧力調整ピン、２６…回転体としてのリング、２９Ａ，２９Ｂ…伝達手段としてのローラー、３０…電子機器としての点字読取表示装置、３６Ａ…制御回路としてのＩＣチップ、４６…回転体としてのスペーサ、６６…回転体としてのボール、７４Ａ…ばねとしてのばね部。
【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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