(57)【要約】【課題】タブレットをスピーカと兼用することができる座標入力装置を提供する。【解決手段】検出シート３と検出シート４が互いに重ねられて、前記検出シート４のＸ１側の端部に駆動部７が設けられている。前記検出シート３は、検出シート４のＸ方向の両端よりも長く形成されて、検出シート３の突出した部分が支持体６ａ，６ｂにそれぞれ固定されている。前記検出シート３の支持体６ａに固定されていない部分のギャップ１２ａの寸法Ｓ１が、支持体６ｂに固定されていない部分のギャップ１２ｂの寸法Ｓ２よりも長く形成されている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標検出手段と、前記座標検出手段の基板を支持する支持部と、前記座標検出手段を振動させる駆動手段が設けられ、前記座標検出手段の一部が前記支持体に支持されて、前記駆動手段が駆動させられたときに前記座標検出手段から音圧が発せられることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
前記座標検出手段は、Ｘ方向とＹ方向の操作位置を検出する一対の検出シートが互いに重ねて設けられ、前記一方の検出シートが他方の検出シートの対向する端部から突出するように長く形成されて、その突出した各部分の検出シートが、ベース上に対向して設けられた前記支持体にそれぞれ支持されている請求項１記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記他方の検出シートの一方の支持体に片寄った位置に設けられている請求項２記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記一方の検出シートの前記支持体に固定された部分から他方の検出シートとの重なり部分までの各ギャップが異なる寸法に設定されて、前記一方のギャップの寸法が長く形成されて大きく動作するように設定され、前記他方のギャップの寸法が短く形成されて小さく動作するように設定されている請求項３記載の座標入力装置。
【請求項５】
前記座標検出手段が透明色に形成されて、前記座標検出手段の操作面とは反対側に表示部材が重なるように設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作面の表面がスピーカとして機能する座標入力装置に係り、特に高い音圧で出力させることができる座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報端末には、表示パネルが設けられて、その表示パネルの画面上を指やペンなどで触れながら入力操作を行うものがある。この種の端末では、表示パネルの前面に透明色に形成された座標検出手段が重ねて設けられて、表示画面よりも大きな筐体に搭載されている。また前記筐体の表示画面でない部分には、他の操作部などが設けられている。
【０００３】
また、前記情報携帯端末には、筐体内にスピーカが内蔵されて、画面のパターンに基づいて音が発せられるものがある。あるいは、筐体内に音源のみが搭載されたものにおいては、イヤホンやヘッドホンを接続して音を聞くものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の座標入力装置が搭載された携帯情報端末では、スピーカを搭載する場合には、そのための設置スペースが必要になって端末を小型化することが困難になる。また音源のみが搭載されている端末では、イヤホンを装着する必要があり、取扱いが不便である。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、画面上で各種操作が可能なものにおいて、端末を大型化させることなくスピーカを搭載できる座標入力装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、座標検出手段と、前記座標検出手段の基板を支持する支持部と、前記座標検出手段を振動させる駆動手段が設けられ、前記座標検出手段の一部が前記支持体に支持されて、前記駆動手段が駆動させられたときに前記座標検出手段から音圧が発せられることを特徴とするものである。
【０００７】
上記本発明では、座標検出手段をスピーカの振動板と兼用することができるため、筐体を大型化させることがない。なお、機能としてはスピーカに限らず、操作者が入力操作したときに座標検出手段を駆動させて操作感触を与えるものとして適用してもよい。
【０００８】
例えば、前記座標検出手段は、Ｘ方向とＹ方向の操作位置を検出する一対の検出シートが互いに重ねて設けられ、前記一方の検出シートが他方の検出シートの対向する端部から突出するように長く形成されて、その突出した各部分の検出シートが、ベース上に対向して設けられた前記支持体にそれぞれ支持されている。
【０００９】
このように、座標検出手段の一部をスピーカの一部に兼用できるため、部品点数を削減することができ、製造コストを抑えることができる。
【００１０】
例えば、前記駆動手段は、前記他方の検出シートの一方の支持体に片寄った位置に設けられていることが好ましい。
【００１１】
また、前記一方の検出シートの前記支持体に固定された部分から他方の検出シートとの重なり部分までの各ギャップが異なる寸法に設定され、前記一方のギャップの寸法が長く形成されることで大きく動作するように設定され、前記他方のギャップの寸法が短く形成されることで小さく動作するように設定されていることが好ましい。
【００１２】
よって、駆動手段が座標検出手段に対して偏った位置に設けられている場合であっても、音圧の出力が低下することがない。
【００１３】
また、前記座標検出手段が透明色に形成されて、前記座標検出手段の操作面とは反対側に表示部材が重ねて設けられている構成にできる。これにより、表示部材に表示される画像に触れながら各種の入力操作が可能になる。また、スピーカと同様な音出力機能が搭載された薄型の表示装置を提供できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の座標入力装置の一例を操作面側から見たときの平面図、図２は図１の２−２線での断面図、図３は発音時の振動板の動作を示す模式図であり、（Ａ）は従来の形態での動作図、（Ｂ）は本実施の形態での動作図である。
【００１５】
本実施の形態の座標入力装置１は、例えばＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ・Ｄｉｇｉｔａｌ・Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの表示パネルの前面に搭載することができる。よって、表示パネルに表示された画面上を指またはペン等で操作しながら入力することができ、また表示パネルの表面から音が発せられるものとなっている。
【００１６】
図１に示す座標入力装置１は、長方形状に形成された座標検出手段２を有している。この座標検出手段２は、抵抗式タブレットであり、図２に示すように、表面側となるＺ１側にＸ方向の位置を検出するための検出シート３が設けられ、前記検出シート３のＺ２側にＹ軸方向の位置を検出するための別の検出シート４が設けられている。ただし、検出シート３によりＹ方向の位置が検出され、検出シート４によりＸ方向の位置が検出されるものであってもよい。
【００１７】
前記検出シート３は、撓み変形可能な素材で形成され、具体的にはポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂をフィルム状に形成したもの、または厚み寸法が薄く形成されたガラスなどから選択できる。前記検出シート４は、透明なガラスまたは透明な合成樹脂などから選択することができる。そして前記検出シート３，４には、互いに対向する側にそれぞれ導電層３ａ，４ａが一面に形成されている。この導電層３ａ，４ａは、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの透明電極で形成されている。なお、図示していないが、前記検出シート３または検出シート４のいずれかの対向面には、非導電性部材で形成された微小突起が複数個形成されて、前記検出シート３と検出シート４とが重ねられたときに、非操作時において前記導電層３ａと４ａとの間に微小な隙間が保たれるように設定されている。
【００１８】
図１に示すように、前記検出シート３のＸ方向及びＹ方向の寸法は、前記検出シート４のＸ方向及びＹ方向の寸法よりも長く形成されて、前記検出シート３が前記検出シート４の４辺からそれぞれ突出している。前記検出シート３は、前記検出シート４からＸ１，Ｘ２方向に突出した各部分が、ベース５上の両端に設けられた支持体６ａ，６ｂに接着剤等を介して固定されている。なお、本実施の形態では、ベース５は、ＰＥＴやアクリルなどの透明な合成樹脂で形成されている。
【００１９】
前記検出シート４には、駆動手段として機能する駆動部７が設けられている。前記駆動部７は、前記検出シーと４に対してＸ１方向に偏った位置に設けられている。また前記駆動部７は、例えば圧電素子であり、前記圧電素子に所定の電圧を与えることで圧電素子をＺ１−Ｚ２方向へ変形させることができるものである。なお、前記駆動手段としては、検出シート４側にコイルを設け、ベース５側にマグネットなどを設けて磁器回路を構成して、検出シート４をＺ１−Ｚ２方向へ駆動させる磁気回路であってもよい。
【００２０】
前記座標検出手段２を模式的に図示すると、図３に示すようになる。このように検出シート３，４を、ともに１本の抵抗体として捉えることができる。したがって、検出シート３の両端に所定の電圧が与えられたときに、図３に示すＰ点を押圧操作しているとすると、Ｐ点に対してＹ方向に平行移動させた位置では全て同じ抵抗値が得られる。また検出シート４の両端に所定の電圧が与えられたときには、Ｐ点に対してＸ方向に平行移動させた位置では全て同じ抵抗値が得られることになる。
【００２１】
図３に示すように、検出シート３のみに、Ｘ１側の端部が５ボルト（Ｖ）に、Ｘ２側の端部が０Ｖとなるように、そして検出シート４のみにＹ１側が５Ｖに、Ｙ２側が０Ｖとなるように、検出シート３と４を交互に通電するように図示しない制御部で制御する。
【００２２】
Ｐ点を押圧操作すると、検出シート３導電層３ａと検出シート４の導電層４ａとがＰ点において接触して、このとき検出シート３が通電されると、検出シート４を介して電圧Ｖｘが検知される。そして検出シート３の通電が遮断されて検出シート４が通電されると、検知シート３を介して電圧Ｖｙが検知される。制御部では、前記電圧値Ｖｘ，Ｖｙに基づく座標データが予め記憶部に保持されており、前記電圧値Ｖｘ，Ｖｙを検出することで、前記操作位置を取得できるようになっている。
【００２３】
なお、前記座標検出手段２は、抵抗式のタブレットに限られるものではなく、静電容量式のタブレットであってもよい。
【００２４】
図１と図２に示すように、前記ベース５上には支え部８，９が設けられている。前記支え部８，９は、それぞれＸ方向に細長く形成され、ベース５に対してＹ１側とＹ２側の各端部に固定されている。ただし、前記のような支え部がベース５の一面に形成されたものであってもよい。前記支え部８，９は、合成樹脂で形成された固定部８ａがベース５上に固定され、前記固定部８ａのＺ１側の表面にゴムなどの弾性部材８ｂが重ねて形成されている。このように検出シート４が接触する部分に弾性部材８ｂが設けられていると、検出シート４が接触したときの接触音を軽減できる。なお、支え部９も同様に固定部と弾性部材で構成されている。
【００２５】
図２に示すように、前記支え部８，９の高さ寸法Ｈは、前記検出シート４のＺ２側の面と微小な隙間１１が形成される程度の寸法で形成されている。すなわち前記隙間１１は、前記駆動部７が駆動させられて検出シート３，４が駆動させられたときに、検出シート３，４が過度に変形させられて、検出シート３の導電層３ａと検出シート４の導電層４ａとが不用意に接触することがない程度に設定されている。
【００２６】
本実施の形態では、図２に示すように、Ｘ１側において検出シート３と検出シート４との重なり部分から、支持体６ａの検出シート３の固定部分までのギャップ１２ａの寸法がＳ１に設定されている。また逆のＸ２側では、前記重なり部分から支持体６ｂの検出シート３の固定部分までのギャップ１２ｂの寸法が前記寸法Ｓ１より短いＳ２に設定されている。
【００２７】
上記のようにして形成された座標入力装置１では、駆動部７が通電されて駆動させられると、検出シート４に対して駆動力に基づく振動が伝達され、さらに検出シート４が検出シート３とともにＺ１−Ｚ２方向へ振動させられる。このように検出シート３，４が振動板として機能させられて、前記検出シート３，４から音圧が発せられるようになる。また、前記駆動部７が検出シート４のＸ１側の端部に偏って設けられていると、検出シート３のギャップ１２ａがＺ１側に突出するように変形させられたときに、Ｘ２側のギャップ１２ｂではＺ２方向に突出するように変形させられる。
【００２８】
図４（Ａ）は、前記ギャップ寸法Ｓ１とＳ２が同じに設定されたものを振動させた状態を示しているが、このようにギャップ１２ａ，１２ｂを双方同じ寸法に設定すると、駆動部７が駆動させられたときに、検出シート３のＸ１側では、符号ａ１で示す位相の音圧がＺ１方向に向けて発せられ、Ｘ２側では符号ａ２で示す前記とは逆位相の音圧がＺ１方向に向けて発せられる。
【００２９】
このように、検出シート３のＸ１側とＸ２側で振幅が同じで互いに逆位相の音圧が発せられるため、互いの音圧が打ち消し合う方向に働いて、音が出力されずまたは音の出力が弱められる。
【００３０】
そこで、図４（Ｂ）に示すように、Ｘ１側のギャップ１２ａの寸法Ｓ１をＸ２側のギャップ１２ｂの寸法Ｓ２よりも長く設定することで、Ｘ１側で発せられる音圧は符号ｂ１で示す音圧となり、Ｘ２側で発せられる音圧は、符号Ｓ２で示すように、前記音圧ｂ１よりも逆位相で且つ振幅の小さなものとなる。よって、Ｘ１側とＸ２側では音圧が相殺されることはなく、検出シート３，４からは出力が大きな音圧を発することができる。
【００３１】
なお、上記した実施の形態では、前記ギャップ１２ａと１２ｂの寸法を違えたものであるが、これに限られるものではなく、例えば両側の各ギャップの寸法を同じに設定して検出シート３の両側の剛性を変えてもよい。あるいは、一端を支点として回動するように検出シート３を支持部６ａ（または６ｂ）に支持させるようにしてもよい。
【００３２】
上記の座標入力装置１が搭載された電子機器では、座標入力装置１の裏側に液晶や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などで形成された表示パネル２０が設置される。この表示パネル２０では、静止画像や動画を表示させることができ、前記画像に基づいて各種操作が入力可能になる。本実施の形態では、検出シート３，４、導電層３ａ，４ａ及びベース５は、すべて透明に形成されているので、ベース５の裏側に前記表示パネル２０が設けられたとしても、表示パネル２０で表示された画像は、操作面１Ａ側から視認できるようになっている。なお、表示パネル２０が検出シート４とベース５との間に設置されたものであってもよい。
【００３３】
よって、前記座標入力装置１と表示パネル２０が搭載された電子機器では、表示パネル２０に出力された画面に応じて各種操作が入力できるとともに、表示パネル２０の表面から音を出力できるようになる。したがって、電子機器を正面から平面視したときには、外形寸法を表示パネル２０の大きさにより近づけることが可能になり、装置の小型化及び薄型化が可能になる。また、検出シート３，４をスピーカとして兼用できるので、部品点数を減らして製造コストを安くできる。
【００３４】
また、上記した座標入力装置１では、いわゆるスピーカとして機能させることについて説明したが、これに限らずフィードバック機能として使用することもできる。フィードバック機能とは、例えば、ＰＤＡなどの電子機器において、カーソルが画面上のメニュー表示の位置に至ったとき、メニュー表示の境界線を越えたとき、またはアイコン表示に至ったときに、検出シート３と４を振動させて操作者の手または指に何らかの力を感じさせることができるようにしたものである。よって視覚のみに頼ることなくカーソルが前記各位置へ至ったことを操作者が手の感触で認識することができる。
【００３５】
図５と図６は、前記座標入力装置１の変形例を示している。この座標入力装置３０は、座標検出手段２がベース５上に設けられて、前記座標検出手段２の４辺の各縁部が前記ベース５の４辺の各縁部と弾性支持部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを介して支持されている。前記弾性支持部材３１ａ〜３１ｄは、合成樹脂などで円弧状に形成されたものであるが、これに限られるものではない。本実施の形態では、弾性支持部材３１ａの両端部が弾性支持部材３１ｂ，３１ｄの各端部と接続され、また弾性支持部材３１ｃの両端部が弾性支持部材３１ｂ，３１ｄのもう一方の各端部と接続されて、前記弾性支持部材３１ａ〜３１ｄによって座標検出手段２とベース５との間の空間が密閉されている。
【００３６】
このように密閉された空間を形成することで、駆動部７が振動させられると、座標検出手段２のＸ１側においてＺ１側に向く音圧が発せられ、Ｘ２側においてＺ２側に向く音圧が発せられる。このとき、Ｚ２側に向けて発せられた音圧は前記弾性支持部材３１ａ〜３１ｄで遮断されてＺ１側に漏れ出るのが防止されるため、Ｘ１側においてＺ１側に向けて出力された音圧の出力が低下させられることがない。
【００３７】
また、前記ベース５上には、その周縁部に沿って細長く形成された支え部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが枠状に設けられている。各支え部３２ａ〜３２ｄは、座標入力装置１で説明したと同じように、前記座標検出手段２の対向電極が不用意に接触しない程度の寸法に設定されている。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、座標入力手段の検出シートをスピーカの振動板として兼用することができる。また、駆動部が一方に偏って設けられたとしても、音圧の出力が低下させられることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の座標入力装置を操作面側から見たときの平面図、
【図２】図１の２−２線での断面図、
【図３】座標検出手段での検出手段を示す回路図、
【図４】音圧が出力されるときの動作説明図であり、（Ａ）は出力低下を防止するための対策前、（Ｂ）は出力低下を防止するための対策後、
【図５】本発明の座標入力装置の変形例を示す平面図、
【図６】図５の６−６線での断面図、
【符号の説明】
１  座標入力装置
２  座標検出手段
３，４  検出シート
５  ベース
６ａ，６ｂ  支持部
７  駆動部（駆動手段）
８，９  支え部
１２ａ，１２ｂ  ギャップ
２０  表示パネル（表示部材）
【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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