(57)【要約】【課題】  応答速度が速く、振動パターンの制御が容易であって、低電圧で駆動でき、簡単な構成で操作者に操作感を与えられるタッチパネル装置及びタッチパネル装置の制御方法並びにＰＯＳ端末装置を提供する。【解決手段】  タッチパネル装置１０は、タッチパネル１と、コイル２４と、希土類ボンド磁石から成る磁石２３とを備える。タッチパネル１が接触または押圧された情報に基づき、コイル２４に電流を流して、コイル２４と磁石２３とを相対移動させ、コイル２４または磁石２３のどちらか一方が直接又はタッチパネル枠５６を介して固定されたタッチパネル１を振動させ、タッチパネル装置１０またはＰＯＳ端末装置１００の操作者に操作感を与える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルと、コイルと、磁石とを備え、
前記タッチパネルが接触または押圧された情報に基づき、
前記コイルに電流を流して、前記コイルと前記磁石とを相対移動させ、
当該相対移動によって、前記タッチパネルを触覚で感知可能な振動で振動させるタッチパネル装置。
【請求項２】
前記磁石が、希土類ボンド磁石である、請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記タッチパネルを保持する保持枠をさらに備え、
前記タッチパネルは、前記保持枠に対して微小移動可能となるように、前記保持枠に取り付けられており、
前記コイルと前記磁石のうちいずれか一方が、前記タッチパネルに固定されており、
他方が、前記保持枠に固定されている、請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記タッチパネルを保持すると共に、前記保持枠に保持されるタッチパネル枠を更に設け、
前記タッチパネル枠は、前記保持枠に対して微小移動可能となるように、前記保持枠に取り付けられており、
前記コイルと前記磁石のうちいずれか一方が、前記タッチパネル枠に固定されており、
他方が、前記保持枠に固定されている、請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記タッチパネルが接触または押圧された前記タッチパネル上の位置に応じて、
前記コイルに電流を流すパターンを変化させて、前記コイルと前記磁石との相対移動のパターンを変化させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
タッチパネルが接触または押圧されたことを検知するステップと、
接触または押圧されたことの検知情報に基づき、コイルに電流を流して、前記コイルと磁石とを相対移動させて、前記タッチパネルを振動させるステップと、を備えたタッチパネル装置の制御方法。
【請求項７】
前記タッチパネルが接触または押圧された前記タッチパネル上の位置に応じて、
前記コイルに電流を流すパターンを変化させて、前記タッチパネルを振動させるパターンを変化させる、請求項６に記載のタッチパネル装置の制御方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタッチパネル装置を備えたＰＯＳ端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル面を押圧したりパネル面に接触したりすることによって、コンピュータなどの処理装置に対してデータを入力するタッチパネル装置及びタッチパネル装置の制御方法並びにＰＯＳ端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パネル面を押圧したりパネル面に接触したりすることによって、コンピュータなどの処理装置に対してデータを入力するタッチパネル装置が知られている。このようなタッチパネル装置は、タッチパネル上の押圧位置と出力データとの対応を予め定めておき、押圧位置を検知して、押圧位置に対応するデータを入力するものである。
【０００３】
この種のタッチパネル装置においては、軽く押圧するだけで操作ができる反面、操作したという操作感が乏しく、操作者は、操作感から入力操作が実施できたかを知ることが困難であった。そこで、このような課題を解決するために、タッチパネル装置に対する操作に応じてタッチパネルを振動させることにより、押圧した指先に操作感を与えるタッチパネル装置が提案されている。タッチパネルを振動させる手段としては、偏芯した錘をモータで回転させて振動を発生させるものや（特許文献１参照）、圧電素子でタッチパネルを高速で微小移動させるもの（特許文献２参照）などが、知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３７５７６号公報
【特許文献２】特開２００３−１２２５０７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、特許文献１のような方法では、振動発生に時間がかかり、応答速度が遅いという課題がある。また、回転数（振動数）を上げるとそれに伴い振幅も増大するといったように、個々の振動要素の制御が困難であり、触感で区別できるような振動パターンを多種類設定することが困難である。特に、押圧方向に対して、押圧方向と同方向または反対方向にタッチパネルを任意に振らせるような詳細な制御は非常に困難であるという課題もある。
【０００６】
一方、特許文献２のような方法では、指先に感じるような変位量を発生させるには、高い駆動電圧を圧電素子に印加する必要があり、昇圧回路などが必要で、回路が複雑になるという課題があった。また、圧電素子をタッチパネルに組み込むために、タッチパネルの構成が複雑になるという課題があった。そして、組立工程も複雑になるという課題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、応答速度が速く、振動パターンの制御が容易であって、低電圧で駆動でき、簡単な構成で操作者に操作感を与えられるタッチパネル装置及びタッチパネル装置の制御方法並びにＰＯＳ端末装置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】
【０００８】
本発明によるタッチパネル装置は、タッチパネルと、コイルと、磁石とを備え、タッチパネルが接触または押圧された情報に基づき、コイルに電流を流して、コイルと磁石とを相対移動させ、当該相対移動によって、タッチパネルを触覚で感知可能な振動で振動させる。
【０００９】
本発明によるタッチパネル装置の制御方法は、タッチパネルが接触または押圧されたことを検知するステップと、接触または押圧されたことの検知情報に基づき、コイルに電流を流して、コイルと磁石とを相対移動させて、タッチパネルを振動させるステップと、を備える。
【００１０】
本発明の方法及び構成によれば、コイルに電流を流すことによって、コイルと磁石とを相対的に移動させることができ、その相対的な移動によってタッチパネルを触覚で感知可能に振動させることができる。それによって、操作者に操作感を与えることができる。また、コイルに流す電流の電圧は、低い電圧をかけることで充分な駆動力が得られ、圧電素子を駆動するような高い電圧は必要とせず、低電圧でタッチパネルを振動させることができる。さらに、コイルに流す電流、流す時間などを制御することによって、タッチパネルを振動させる振幅や振動周期を制御することができ、電流の向きによって、タッチパネルの移動方向も制御できる。従って、様々な振動パターンでタッチパネルを振動させることができる。
【００１１】
この場合、磁石が、希土類ボンド磁石であることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、希土類磁石は、エネルギー積が大きいため、より小型の磁石で必要な力を発生させることができる。また、必要な力を発生させるためにコイルに流す電流をより少なくすることができる。さらに、ボンド磁石は圧縮成型や射出成型などの方法で製造するため、形状の自由度が高く、より好適な形状の磁石を使用することができる。
【００１３】
この場合、タッチパネルを保持する保持枠をさらに備え、タッチパネルは、保持枠に対して微小移動可能となるように、保持枠に取り付けられており、コイルと磁石のうちいずれか一方が、タッチパネルに固定されており、他方が、保持枠に固定されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、コイルと磁石とが相対的に移動することにより、タッチパネルが直接動かされる。動力を伝達することによる動力の損失が少ないため、より効率良くタッチパネルを振動させることができる。また、動力を伝達することによる時間遅れが少ないため、タイミングよくタッチパネルを振動させることができる。さらに、タッチパネルを振動させるための構成は、タッチパネルにコイルまたは磁石を固定するだけでよく、タッチパネルの構造を変える必要がなく、簡単な構成でタッチパネルを振動させることができる。
【００１５】
この場合、タッチパネルを保持すると共に、保持枠に保持されるタッチパネル枠を更に設け、タッチパネル枠は、保持枠に対して微小移動可能となるように、保持枠に取り付けられており、コイルと磁石のうちいずれか一方が、タッチパネル枠に固定されており、他方が、保持枠に固定されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、コイルと磁石とが相対的に移動することにより、タッチパネルを保持しているタッチパネル枠が直接動かされる。動力を伝達することによる動力の損失が少ないため、より効率良くタッチパネルを振動させることができる。また、動力を伝達することによる時間遅れが少ないため、タイミングよくタッチパネルを振動させることができる。さらに、タッチパネルの背面（押圧または接触する面と反対側の面）に表示装置などを配置することができ、表示装置に情報を表示し、操作者がタッチパネルを介して情報を確認できるようにすることができる。
【００１７】
この場合、タッチパネル装置は、タッチパネルが接触または押圧されたタッチパネル上の位置に応じて、コイルに電流を流すパターンを変化させて、コイルと磁石との相対移動のパターンを変化させることが好ましい。
【００１８】
この場合、タッチパネル装置の制御方法は、タッチパネルが接触または押圧されたタッチパネル上の位置に応じて、コイルに電流を流すパターンを変化させて、タッチパネルを振動させるパターンを変化させることが好ましい。
【００１９】
この方法及び構成によれば、押圧または接触した位置に対応して、タッチパネルを振動させるパターンを変化させることができる。従って、操作者は、操作感に依って操作したタッチパネル上の位置を知ることができる。タッチパネル上の位置と操作内容との関連を記憶しておくことにより、操作感によって操作内容を知ることができ、視覚などに依らずに意図した操作を行ったかどうかの確認をすることができる。
【００２０】
本発明のＰＯＳ端末装置は、上記したタッチパネル装置を備える。
【００２１】
本発明の構成によれば、コイルに電流を流すことによって、コイルと磁石とを相対的に移動させることができ、その相対的な移動によってタッチパネルを触覚で感知可能に振動させることができる。それによって、ＰＯＳ端末装置の操作者に操作感を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るタッチパネル装置、及びタッチパネル装置の制御方法、並びにＰＯＳ端末装置について説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
タッチパネルの一実施形態である抵抗膜方式のタッチパネルを備えたタッチパネル装置を例に、詳細に説明する。
【００２４】
まず、抵抗膜方式のタッチパネルについて説明する。図１は、抵抗膜方式のタッチパネルの分解斜視図であり、図２は、抵抗膜方式のタッチパネルの動作原理を説明する説明図である。本実施形態の抵抗膜方式のタッチパネル１は図１に示すように、ポリエーテルサルホンフィルムから成る透明な上基板２の下面に、ＩＴＯの透明電極４とその両端の銀ペーストの電極端子６ａ，６ｂと銀ペーストの引き廻し電極７，８と外部接続端子９が形成されたものである。ガラス板から成る下基板１２の上面にはＩＴＯの透明電極１４とその両端の銀ペーストの電極端子１６ａ，１６ｂが形成されている。ＩＴＯの透明電極１４の上には高さ５μｍで５ｍｍ間隔にドット状のスペーサー（図示省略）が形成されている。上基板２の電極端子６ａと電極端子６ｂとを結ぶ方向と下基板１２の電極端子１６ａと電極端子１６ｂとを結ぶ方向が直交するように重なり、両面テープ１７で貼り合わされている。下基板１２の電極端子１６ａ，１６ｂと上基板２の引き廻し電極８は両面テープ１７に設けられた間隙部分で銀ペーストによって導通がとられている。
【００２５】
図２（ａ）は、抵抗膜方式のタッチパネルの電気的構成を模式的に表している。抵抗ＲＸ，ＲＹは、それぞれ透明電極４，１４で形成されている。電極端子６ａと電極端子１６ａとは、それぞれ切換スイッチを介して基準電圧を印加する電源に接続されている。電極端子６ａと電極端子１６ａとは、また、それぞれ電圧検出回路（いずれも図示省略）に接続されている。電極端子６ｂと電極端子１６ｂとは、それぞれ切換スイッチを介して回路アースＧＮＤに接続されている。電極端子６ｂと電極端子１６ｂとは、また、それぞれ電圧検出回路（いずれも図示省略）に接続されている。抵抗ＲＸを構成する透明電極４のＸ方向の長さ、即ち電極端子６ａと電極端子６ｂとの距離は、ＬＸである。抵抗ＲＹを構成する透明電極１４のＹ方向の長さ、即ち電極端子１６ａと電極端子１６ｂとの距離は、ＬＹである。
【００２６】
図２（ｂ）は、図のＸ方向の位置を検出しているときの、抵抗膜方式のタッチパネルの電気的構成を模式的に表している。上基板２が押圧され、接触点２０で、透明電極４と透明電極１４とが接触している。接触点２０は、電極端子６ａからＬＸ１、電極端子６ｂからＬＸ２の距離にある。抵抗ＲＸは、接触点２０で抵抗ＲＸ１と抵抗ＲＸ２とに分割されている。抵抗ＲＸ１と抵抗ＲＸ２との大きさは、電極端子６ａと接触点２０との距離ＬＸ１と、電極端子６ｂと接触点２０との距離ＬＸ２とに比例する大きさとなる（式（１）参照）。従って、ＬＸ１は次の式（２）のように表される。
ＬＸ１：ＬＸ＝ＲＸ２：（ＲＸ１＋ＲＸ２）    ・・・  （１）
ＬＸ１＝ＬＸ＊ＲＸ２／（ＲＸ１＋ＲＸ２）    ・・・  （２）
【００２７】
透明電極４の両端は、切換スイッチがＯＮとなって、電極端子６ａは電源に、電極端子６ｂは回路アースＧＮＤにそれぞれ接続されている。透明電極１４の両端は、切換スイッチがＯＦＦとなって、電極端子１６ａと電極端子１６ｂとは、それぞれ電圧検出回路に接続されている。
【００２８】
抵抗ＲＸには基準電圧ＶＸがかかっており、電源検出回路で検出される接触点２０の電圧ＶＸ１は、式（３）のようになる。従って、抵抗ＲＸ２は式（４）のように表される。式（４）と式（２）とから、ＬＸ１は、基準電圧ＶＸと接触点２０の電圧ＶＸ１と距離ＬＸとで、式（５）のように表される。従って、検出した接触点２０の電圧ＶＸ１から、接触点２０のＸ方向の位置を求めることができる。
ＶＸ１＝ＶＸ＊ＲＸ２／（ＲＸ１＋ＲＸ２）    ・・・  （３）
ＲＸ２＝（ＲＸ１＋ＲＸ２）＊ＶＸ１／ＶＸ    ・・・  （４）
ＬＸ１＝ＬＸ＊ＶＸ１／ＶＸ                  ・・・  （５）
【００２９】
次に、切換スイッチを切換えて、透明電極１４の両端は、電極端子１６ａは電源に、電極端子１６ｂは回路アースＧＮＤにそれぞれ接続されており、透明電極４の両端は、電極端子６ａと電極端子６ｂとが、それぞれ電圧検出回路に接続されているようにする。接触点２０のＹ方向の位置もＸ方向と同様にして、検出することができる。
【００３０】
次に、抵抗膜方式のタッチパネルを備えたタッチパネル装置１０について説明する。図３は、タッチパネル装置１０の分解斜視図であり、図４は、タッチパネル装置１０の側面図である。
【００３１】
略平板状の保持基板２１の中央付近には、希土類ボンド磁石で構成された略平板形状の磁石２３が固定されている。保持基板２１の同じ面には、保持基板２１の周辺付近に、可撓性を有する材料で構成された略直方体形状のパネル支持部材２２が固定されている。パネル支持部材２２の保持基板２１に固定された一面の反対側の一面は、タッチパネル１の下基板１２に固定されており、タッチパネル１は、パネル支持部材２２を介して、保持基板２１に保持されている。タッチパネル１は、保持基板２１に対して、パネル支持部材２２が撓む範囲で移動可能である。
【００３２】
下基板１２にはまた、コイル２４が固定されている。コイル２４は方形の筒状の形状をしており、筒の一方の端面が下基板１２に固定されており、他方の端面は、若干の隙間をもって保持基板２１に対向している。コイル２４と磁石２３の位置関係は、方形の筒状のコイル２４が磁石２３の周囲を囲むようになっており、コイル２４と磁石２３との間には若干の隙間が設けられている。コイル２４を形成する導線の端は、後述するアンプ３７（図３，４では図示省略、図５に示す）に接続されている。磁石２３は板状の厚み方向に磁化されている。磁石２３のタッチパネル１に対向する面とタッチパネル１との間には、若干の隙間が設けられている。なお、図３に示したコイル２４は簡略するために３巻のみ記載してあるが、コイル２４の巻き数は、必要とする駆動力に対応して適宜定めることができる。
【００３３】
次に、上記のように構成されたタッチパネル装置１０において本発明を実現する機能的構成を説明する。図５は、本発明を実現する機能的全体構成を示す機能ブロック図であり、各機能部の関係を示している。
【００３４】
振動パターン記憶部３４は、タッチパネル１を振動させる振動パターンを記憶する記憶部である。タッチパネル１の操作面上の位置に対応して、タッチパネル１を振動させる振動パターンを予め定めておき、振動パターン記憶部３４に記憶させておく。タッチパネル１の面が押圧されると、透明電極４と透明電極１４とが接触し、接触位置に対応した電圧が検出される。タッチパネルコントローラ３１は、タッチパネル１を制御し、検出した電圧からタッチパネル１が押圧されたという情報及び押圧位置の情報を取得する。タッチパネルコントローラ３１は取得した押圧情報及び押圧位置情報を振動制御部３３に送信する。振動制御部３３は、タッチパネルコントローラ３１からの押圧情報及び押圧位置情報を認識して、振動パターン記憶部３４から押圧位置情報に対応する振動パターンを選択し対応する振動制御パルスを読出し、信号生成器３６に送る。信号生成器３６は、振動制御パルスに従ってアンプ３７を介してコイル２４に電流を流す。
【００３５】
なお、本実施形態では、各機能を振動制御部３３を用いてソフト的に実現することにしたが、上記の各機能が演算装置を用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることができる。また、電子回路は、タッチパネル装置に内蔵してもよいし、タッチパネル装置からデータを入力するホスト装置内に設けてもよい。
【００３６】
次に、本実施形態のタッチパネル装置１０の動作について説明する。図６は、タッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。
【００３７】
タッチパネル装置１０の電源が入れられると、タッチパネル装置１０は待機状態となる（ステップＳ１）。次に、ステップＳ２で、タッチパネル１が押圧されたか否かを判定する。タッチパネル１が押圧されない場合は（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ１の待機状態を維持する。タッチパネル１が押圧された場合は（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。
【００３８】
ステップＳ３で、タッチパネルコントローラ３１は、タッチパネル１からの出力電圧を検出し、タッチパネル１上の押圧位置を求める。押圧位置情報は振動制御部３３に送られる。次に、ステップＳ４で、振動制御部３３は、振動パターン記憶部３４に記憶された振動パターンの中から、検出した押圧位置に対応する振動パターンを選択する。選択された振動パターンに対応する振動制御パルスが、信号生成器３６に送られる。
【００３９】
次に、ステップＳ５で、信号生成器３６は、振動制御パルスに従ってアンプ３７を介してコイル２４に電流を流す。次に、ステップＳ６で、コイル２４に電流が流れることによって、電磁誘導力が発生し、磁石２３に対してコイル２４が相対的に移動する。前記したように、タッチパネル１は、可撓性を有するパネル支持部材２２を介して、保持基板２１に保持されており、パネル支持部材２２が撓むことにより、タッチパネル１は、保持基板２１に対して相対的に移動可能である。従って、コイル２４が固定されているタッチパネル１は、コイル２４と一緒に移動させられる。電流を流す方向を変えると、コイル２４の移動方向も変わり、一緒に移動させられるタッチパネル１の移動方向も変わり、電流を流す方向を変えることによって、タッチパネル１を振動させることができる。このとき、コイル２４に電流を流すための電圧は、数ボルト程度であり、電圧の昇圧などすることなく、そのまま使用することができる。
【００４０】
選択された振動パターンによる振動が終了すると、１回の押圧に対応した振動発生動作が終了し、再びステップＳ１の待機状態に戻る。
【００４１】
図７は、振動パターンの一例を示すグラフである。コイル２４に流す電流と、流している時間とを示している。図７（ａ）に示したパターンは、電流を一方向に流して、タッチパネル１に対する押圧方向と逆方向に押し戻す、或は押圧方向と同じ方向に逃げるように、タッチパネル１を変位させるものである。この変位により、ばねを内蔵したスイッチの抵抗感や、スナップばねを内蔵したスイッチのクリック感に類似した操作感を実現することができる。電流ｉや電流を流す時間である通電時間ａを調整して、変位量の大きさや、変位している時間などを調節し、操作感を変化させることができる。通電時間ａは、例えば１００ｍｓである。
【００４２】
図７（ｂ）に示したパターンは、電流を交互に流して、タッチパネル１を振動させるものである。タッチパネル１を押圧する指先に、複数回の押圧を加えて操作感を実現することができる。振動の周波数を上げて、可聴域の振動を発生させ、タッチパネル１から音を発生させることもできる。また、異なる周波数の振動を混在させて、指先に加える操作感と音の発生を殆ど同時に発生させることもできる。
【００４３】
この第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）コイル２４に電流を流すことによって、コイル２４を磁石２３に対して相対的に移動させることができ、その相対的な移動によってコイル２４が固定されたタッチパネル１を振動させることができる。それによって、操作者に操作感を与えることができる。
【００４４】
（２）タッチパネル１を振動させる駆動源がコイル２４と磁石２３とであり、コイルに流す電流の電圧は、低い電圧をかけることで充分な駆動力が得られ、圧電素子を駆動するような高い電圧は必要とせず、低電圧でタッチパネル１を振動させることができる。
【００４５】
（３）タッチパネル１を振動させる駆動源がコイル２４と磁石２３とであり、コイル２４に流す電流や流す時間などを制御することによって、タッチパネル１を振動させる振幅や振動周期を制御することができ、電流の向きによって、タッチパネル１の移動方向も制御することができる。従って、様々な振動パターンでタッチパネル１を振動させることができる。
【００４６】
（４）タッチパネル１を振動させる駆動源がコイル２４と磁石２３とであり、コイル２４を磁石２３に対して相対的に移動させることによりタッチパネル１を振動させるため、数ミリメートルの振幅で振動させることが可能で、操作者に触感による操作感を与えるのに十分な、大きな振幅で振動させることができる。
【００４７】
（５）磁石２３は希土類ボンド磁石で構成しており、希土類磁石は、エネルギー積が大きいため、より小型の磁石で必要な力を発生させることができる。また、必要な力を発生させるためにコイル２４に流す電流をより少なくすることができる。
【００４８】
（６）磁石２３は希土類ボンド磁石で構成しており、ボンド磁石は圧縮成型や射出成型などの方法で製造するため、形状の自由度が高く、より好適な形状の磁石を使用することができる。
【００４９】
（７）タッチパネル１を振動させる駆動源がコイル２４と磁石２３とであり、コイル２４がタッチパネル１に直接固定されているため、コイル２４と磁石２３とが相対的に移動することにより、タッチパネル１が直接動かされる。動力を伝達することによる動力の損失が少ないため、より効率良くタッチパネルを振動させることができる。また、動力を伝達することによる時間遅れが少ないため、タイミングよくタッチパネルを振動させることができる。
【００５０】
（８）タッチパネル１を振動させる駆動源がコイル２４と磁石２３とであり、タッチパネル１を振動させるための構成は、タッチパネル１にコイル２４を固定し、磁石２３を保持基板２１に固定するだけでよい。タッチパネル１の構造を変える必要がなく、簡単な構成でタッチパネル１を振動させることができる。
【００５１】
タッチパネル１の操作面上の位置に対応する振動パターンを、予め振動パターン記憶部３４に記憶させておく。振動制御部３３は、押圧位置情報を受けると、振動パターン記憶部３４から押圧位置情報に対応する振動パターンを選択し対応する振動パルスを信号生成器３６に送り、信号生成器３６は、振動制御パルスに従ってアンプ３７を介してコイル２４に電流を流す。従って、タッチパネル１が押圧された位置に対応して、タッチパネル１を振動させるパターンを変化させることができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係るタッチパネル装置の第２の実施形態について説明する。本実施形態のタッチパネル装置は、第１の実施形態で説明したタッチパネル装置１０と基本的に同一のものである。第１の実施形態とは異なる、タッチパネル１を保持する構成についてのみ説明する。
【００５３】
図８は、第２の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図である。本実施形態のタッチパネル装置５０は、保持枠５１上にタッチパネル１などが搭載されて構成されている。保持枠５１は、平面視略長方形の底板５１ａの４辺に周辺壁５１ｂを立設して、上面が開口である箱型形状をしている。略箱型形状をした保持枠５１の内部底面、即ち底板５１ａの中央付近には、希土類ボンド磁石で構成された略平板形状の磁石５３が固定されている。底板５１ａの同じ面には、保持枠５１の周辺壁５１ｂ付近に、可撓性を有する材料で構成された略直方体形状のパネル枠支持部材５２が固定されている。パネル枠支持部材５２の底板５１ａに固定された一面の反対側の一面は、タッチパネル枠５６の下面に固定されており、タッチパネル枠５６は、パネル枠支持部材５２を介して、保持枠５１に支持されている。パネル枠支持部材５２の配置は、第１の実施形態のパネル支持部材２２と同様である（図３参照）。タッチパネル枠５６は、保持枠５１に対して、パネル枠支持部材５２が撓む範囲で移動可能である。
【００５４】
また、タッチパネル枠５６には、コイル５４が固定されている。コイル５４は方形の筒状の形状をしており、筒の一方の端面がタッチパネル枠５６に固定されており、他方の端面は、若干の隙間をもって底板５１ａに対向している。コイル５４と磁石５３との位置関係は、方形の筒状のコイル５４が磁石５３の周囲を囲むようになっており、コイル５４と磁石５３との間には若干の隙間が設けられている。コイル５４を形成する導線の端は、第１の実施形態に記載したアンプ３７（図５に図示、図８では図示省略）に接続されている。磁石５３は板状の厚み方向に磁化されている。磁石５３とタッチパネル枠５６との間には、若干の隙間が設けられている。なお、図８に示したコイル５４は簡略するために６巻のみ記載してあるが、コイル５４の巻き数は、必要とする駆動力に対応して適宜定めることができる。
【００５５】
タッチパネル枠５６は、コイル５４が固定された面の反対側が開口した箱型形状をしている。箱型形状のタッチパネル枠５６の内部底面周辺には、突起５６ａが形成されており、タッチパネル１が突起５６ａ上に載置されている。タッチパネル１は、爪５６ｂで押えられることにより、タッチパネル枠５６の内部に固定されている。タッチパネル１とタッチパネル枠５６の内部底面との間には、突起５６ａの高さ相当の隙間があり、キー配置板５７が挿入されている。タッチパネル枠５６の側面には、タッチパネル１とタッチパネル枠５６の内部底面との間の隙間に連通する開口５６ｃが設けられている。さらに、開口５６ｃに臨む周辺壁５１ｂには、開口５１ｃが設けられている。開口５６ｃと開口５１ｃとを介して、キー配置板５７を挿入したり抜去したりすることができる。
【００５６】
キー配置板５７は、紙やプラスチック製のシートであり、タッチパネル１に設定した操作キーの配列が記載されている。タッチパネル１は透明であり、タッチパネル１を介してキー配置板５７上の記載を視認できる。図９は、キー配置板５７に記載さている操作キー配列の一例である。操作キーの操作内容を示唆する文字または記号と、その文字または記号をそれぞれ囲む方形の線が記載されている。方形の線に囲まれる範囲を押圧すると、そこに記載された操作キーを操作することができ、そこに示唆された内容の操作をすることができる。
【００５７】
第１の実施形態と同様にして、コイル５４に電流を流すことによって、タッチパネル１とタッチパネル枠５６とキー配置板５７とを一体に、第１の実施形態におけるタッチパネル１と同様に、振動させることができる。
【００５８】
この第２の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）操作キーの配列が記載されているキー配置板５７をタッチパネル１の背面に配置できるため、透明なタッチパネル１を介してキー配置板５７を視認することができる。そして、キー配置板５７に記載された操作キーを目視確認しながら押圧することによって、タッチパネル１に設定された操作キーを操作することができる。従って、間違いなく所望の操作キーを操作することができる。
【００５９】
（２）キー配置板５７は交換可能であって、タッチパネル１に設定された操作キーに対応して、記載された操作キーの配列を容易に変更することができる。
【００６０】
（３）タッチパネル１は、タッチパネル枠５６に加えられた力によって、タッチパネル枠５６と一体に振動させられる。そのため、振動させるための力を加えると撓んでしまうような強度の弱いタッチパネルであっても、本発明を適用することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係るタッチパネル装置の第３の実施形態について説明する。本実施形態のタッチパネル装置は、第２の実施形態で説明したタッチパネル装置５０と基本的に同一のものである。第２の実施形態とは異なる、タッチパネル１を保持する構成についてのみ説明する。
【００６２】
図１０は、第３の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図である。本実施形態のタッチパネル装置６０は、保持枠６１上にタッチパネル１などが搭載されて構成されている。保持枠６１と、磁石６３と、パネル枠支持部材６２とは、第２の実施形態における保持枠５１と、磁石５３と、パネル枠支持部材５２と基本的に同様の構成及び配置になっている。
【００６３】
タッチパネル枠６６は、上枠６６ａと下枠６６ｂとの２体構造になっている。上枠６６ａには、タッチパネル１が第２の実施形態と同様に保持されている。下枠６６ｂには、コイル６４が、第２の実施形態のコイル５４と同様に固定されている。
【００６４】
上枠６６ａと下枠６６ｂとは、はめ込み式で一体にする構造で、上枠６６ａと下枠６６ｂとを一体にしたとき、タッチパネル１の下に空間が形成される。空間には、表示装置である液晶パネル６７を配置する。詳細には、液晶パネル６７は、液晶パネル枠６８の枠体６８ａ上に固定されている。枠体６８ａの周辺には、複数の枠脚６８ｂが、枠体６８ａと一体に形成されている。下枠６６ｂには、枠脚６８ｂの位置に対応して、開口部６６ｃが設けられており、枠脚６８ｂは開口部６６ｃを遊貫している。枠脚６８ｂの先端を保持枠６１に固定することにより、液晶パネル枠６８及び液晶パネル６７が保持枠６１に固定されている。勿論、枠脚６８ｂが嵌入する開口部は、パネル枠支持部材６２がない部分に設けられている。
【００６５】
液晶パネル６７には、第２の実施形態のキー配置板５７に記載したようなタッチパネル１に設定した操作キーの配列などが表示される。タッチパネル１上に設定する操作キーの設定変更に連動して、対応する操作キー配列を表示することもできる。
【００６６】
第１の実施形態と同様にして、コイル６４に電流を流すことによって、タッチパネル１とタッチパネル枠６６とを一体に、第１の実施形態におけるタッチパネル１と同様に、振動させることができる。
【００６７】
この第３の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）液晶パネル６７の表示面上に配置したタッチパネル１を振動させることができ、液晶パネル６７を備えたタッチパネル装置６０において、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
（第４の実施形態）
次に、本発明に係るタッチパネル装置の第４の実施形態について説明する。本実施形態のタッチパネル装置は、第２の実施形態で説明したタッチパネル装置５０と基本的に同一のものである。第２の実施形態とは異なる、タッチパネル１を保持する構成についてのみ説明する。
【００６９】
図１１は、第４の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図である。本実施形態のタッチパネル装置７０は、保持枠７１上にタッチパネル１などが搭載されて構成されている。保持枠７１と、パネル枠支持部材７２とは、第２の実施形態における保持枠５１と、パネル枠支持部材５２と基本的に同様の構成及び配置になっている。
【００７０】
上部が開口した略箱型形状をしている保持枠７１の内部底面の中央付近には、液晶パネル６７が設置されている。液晶パネル６７の周囲を囲むように、ボンド磁石から成る環状形状の磁石７３が、保持枠７１に固定されている。
【００７１】
タッチパネル枠７６にはタッチパネル１が保持されており、タッチパネル枠７６の液晶パネル６７に臨む部分は開口となっており、タッチパネル１を介して液晶パネル６７の表示面を見ることができる。また、タッチパネル枠７６には、コイル７４が固定されている。コイル７４は方形の筒状の形状をしており、筒の一方の端面がタッチパネル枠７６に固定されており、他方の端面は、若干の隙間をもって箱状形状の保持枠７１の内側底面に対向している。コイル７４と磁石７３の位置関係は、方形の筒状のコイル７４が磁石７３の周囲を囲むようになっており、コイル７４と磁石７３との間には若干の隙間が設けられている。
【００７２】
この第４の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）液晶パネル６７の表示面上に配置したタッチパネル１を振動させることができ、液晶パネル６７を備えたタッチパネル装置７０において、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
（２）磁石７３はボンド磁石から成り、磁石７３を容易に環状形状にすることができる。環状の磁石７３を液晶パネル６７の周囲に配置することにより、液晶パネル６７を保持枠７１上に直接設置したので、液晶パネルを保持する液晶パネル枠が不要であり、タッチパネル装置７０を小型化することができる。
【００７４】
（３）液晶パネル６７を保持枠７１上に直接設置したことにより、液晶パネルを保持する液晶パネル枠が不要であり、液晶パネル枠と一緒に設置するための構成が不要となり、タッチパネル枠７６の形状が簡単になる。従って、タッチパネル枠７６をより軽量にすることができ、より容易に振動させることができる。
【００７５】
（第５の実施形態）
次に、本発明に係るタッチパネル装置の第５の実施形態について説明する。本実施形態のタッチパネル装置は、第１の実施形態で説明したタッチパネル装置１０と基本的に同一のものである。第１の実施形態とは異なる、タッチパネル１を保持する構成についてのみ説明する。
【００７６】
図１２は、第５の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図である。本実施形態のタッチパネル装置８０は、タッチパネル１が保持枠８１に直接保持されている。保持枠８１は上保持枠８１ａと下保持枠８１ｂの２体構造で、上保持枠８１ａと下保持枠８１ｂとの間に形成した溝に、タッチパネル１の周囲を遊嵌させてタッチパネル１を保持している。タッチパネル１と溝とは、タッチパネル１の面に垂直な方向に僅かな隙間があり、タッチパネル１は隙間の範囲で移動可能である。
【００７７】
コイル２４と磁石２３とは、第１の実施形態におけるタッチパネル装置１０と同様の構成になっている。
【００７８】
第１の実施形態と同様にして、コイル２４に電流を流すことによって、タッチパネル１を、第１の実施形態におけるタッチパネル１と同様に、振動させることができる。
【００７９】
この第５の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）タッチパネル１が保持枠８１に直接保持されているため、第１の実施形態におけるタッチパネル装置１０に設けられていたパネル支持部材２２が不要である。従って、パネル支持部材２２が占めていたスペースにもコイル２４や磁石２３を配置することができ、より効率のよい位置にコイル２４や磁石２３を配置することができる。
【００８０】
（２）タッチパネル１が保持枠８１に直接保持されているため、第１の実施形態におけるタッチパネル装置１０に設けられていたパネル支持部材２２が不要であり、製造コストを低減することができる。
【００８１】
（第６の実施形態）
次に、本発明によるタッチパネル装置を備えたＰＯＳ（Point Of Sales）端末装置について説明する。図１３は、ＰＯＳ端末装置の外観斜視図である。ＰＯＳ端末装置１００は、ＰＯＳ端末装置の一例であって、例えば、バーコードリーダ１０１と、印刷装置１０２と、入力装置１０３と、表示装置１０４と、カードリーダ１０６と、カード入力装置１０７と、キャッシュドロワ１０８とを備えている。入力装置１０３は商品情報などを入力するためのものであり、カード入力装置１０７はクレジットカードなどに関する情報を入力するものである。入力装置１０３と、カード入力装置１０７とは、上記したタッチパネル装置で構成されている。
【００８２】
この第６の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）入力装置１０３や、カード入力装置１０７の操作面を振動させることができ、ＰＯＳ端末に入力操作を行う操作者に操作感を与えることができ、第１乃至５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
本発明の実施形態は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
【００８４】
（変形例１）上記した実施形態においては、可動側のタッチパネルまたはタッチパネル枠にコイルを固定し、固定側の保持基板または保持枠に磁石を固定したが、可動側のタッチパネルやタッチパネル枠に磁石を固定し、固定側の保持基板や保持枠にコイルを固定する構成でもよい。
【００８５】
大型のタッチパネルを振動させるために大きな力を必要とする場合などで、コイルの巻き数が多くなった場合などには磁石の方が軽くなる場合がある。可動側に固定するものはより軽いことが好ましい。また、コイルは駆動回路から電流を流すための結線が必要だが、磁石はそのような必要がない。これらの条件を考慮して、より好適な構成となる方を選択することができる。
【００８６】
（変形例２）前記実施形態においては、磁石の外周をコイルが囲むように構成したが、コイルの外周を磁石が囲むように構成してもよい。コイルや磁石を配置する位置の自由度が増し、可動側に固定されるコイルまたは磁石を、タッチパネルを振動させるためにより効率的な位置に配置することができる。
【００８７】
（変形例３）前記実施形態においては、一つのコイルに対して一つの磁石で磁場を形成していたが、複数の磁石を配置して、複数の磁場を形成してもよい。磁場を形成できる場所の自由度が増し、タッチパネルをより効率良く振動させることができる位置に、コイルや磁石を配置することができる。
【００８８】
（変形例４）前記第４の実施形態においては、環状形状の磁石７３を囲むようにコイル７４を設けたが、磁石７３の内側にさらに別のコイルを設ける構成にしてもよい。磁石に近く磁束密度が高い位置に多くのコイル導線を配置することができ、タッチパネルをより効率良く振動させることができる。
【００８９】
（変形例５）前記実施形態においては、コイルと磁石の組は一組であったが、コイルと磁石の組を複数設けてもよい。それぞれのコイルと磁石の組において振動方向を変えるなど、より多くの振動パターンでタッチパネルを振動させることができる。また、押圧された位置の近隣のコイルのみを選択して電流を流すこともでき、より少ないエネルギー消費で、操作感を実現することができる。
【００９０】
（変形例６）前記実施形態においては、磁石は略直方体形状であったが、タッチパネルをより効率良く振動させることができるように他の形状にしてもよい。磁石をボンド磁石で形成することにより、容易に様々な形状の磁石を形成することができる。
【００９１】
（変形例７）前記第３及び第４の実施形態においては、液晶パネルは固定側に保持されるように構成したが、前記第２の実施形態におけるキー配置板５７のように、タッチパネルと一体に振動するように構成してもよい。
【００９２】
（変形例８）前記第５の実施形態においては、タッチパネル１が保持枠８１に直接保持されている構成であったが、本構成を第２又は第３又は第４の実施形態のタッチパネル装置に適用し、パネル枠支持部材を廃し、タッチパネル枠が保持枠に直接保持されている構成としてもよい。
【００９３】
（変形例９）前記第５の実施形態においては、他の実施形態と同様に、タッチパネル１が押圧されたことに対応して、コイル２４に電流を流して、タッチパネル１を振動させていたが、予めコイル２４に電流を流しておく方法も採ることができる。
【００９４】
コイルに一方向に電流を流しておくと、磁石とコイルの間に、磁石とコイルと電磁力によりを相対的に一方向に移動させる力が働き続ける。この力で、図１２に示したタッチパネル１を、保持枠８１に形成された溝の中で、タッチパネル１の押圧方向又は反押圧方向のどちらかに片寄せして保持することができる。さらに、磁石とコイルとを相対的に移動させる力より大きな力を、操作時に加えることにより、磁石とコイルとを相対的に移動させる力に抗してタッチパネル１を操作移動させることもできる。
【００９５】
この場合、タッチパネル１を押圧する方向と反対側にタッチパネル１を付勢するように、コイル２４に電流を流しておく。タッチパネル１は、保持枠８１に形成された溝の中で、反押圧方向に寄せられて保持されている。操作者がタッチパネル１を押圧すると、タッチパネル１は付勢力に抗して、タッチパネル１と保持枠８１との隙間だけ移動し、溝の中で押圧方向に寄せられて停止する。操作者は、付勢力を受けながらタッチパネル１を移動させ、その後タッチパネル１が停止した抗力を受ける。操作者が受ける感触は、ばね等で反押圧方向に付勢された操作ボタンを押した場合と類似した感触となる。
【００９６】
（変形例１０）前記実施形態においては、タッチパネルやタッチパネル枠が隙間を設けて保持されるか、可撓性を有する支持部材を介して固定されることによって、振動させることができるように構成したが、タッチパネル自身やタッチパネル枠自身に可撓性を持たせてもよい。タッチパネルやタッチパネル枠の周囲を保持枠などに固定しても、本発明のコイルや磁石はタッチパネルやタッチパネル枠の中心近傍にも配置することが可能であり、タッチパネルを振動させることができる。中央付近に力を加えられたタッチパネル自身やタッチパネル枠自身が太鼓の皮のように撓むことによって振動することができ、操作者に操作感を与えることができる。
【００９７】
（変形例１１）前記実施形態においては、振動パターンを、タッチパネル１上の位置に対応して設定しているが、タッチパネル１上に設定される操作キーに対応して設定してもよい。同一の操作キーの操作に対応して、同一の振動パターンでタッチパネル１を振動させることができ、タッチパネル１上に設定する操作キーのレイアウトを変更しても、同一の操作キーに対して同一の操作感を実現することができる。
【００９８】
（変形例１２）前記実施形態においては、タッチパネルは抵抗膜方式のタッチパネルを用いる形態について説明したが、本発明は、抵抗膜方式以外にも、超音波方式や、静電容量方式や、光学方式など、どのような方式のタッチパネルを用いたタッチパネル装置にも適用できる。
【００９９】
上記した実施の形態および変形例から把握される技術的思想を以下に記載する。
（技術的思想１）  特許請求の範囲の請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタッチパネル装置であって、前記コイルと前記磁石の組を複数設けたタッチパネル装置。
【０１００】
この構成によれば、それぞれのコイルと磁石の組において振動方向を変えるなど、より多くの振動パターンでタッチパネルを振動させることができる。また、押圧された位置の近隣のコイルのみを選択して電流を流すこともでき、より少ないエネルギー消費で、操作感を実現することができる。
【０１０１】
（技術的思想２）  前記タッチパネルは、前記保持枠に設けられた溝に遊嵌することによって、前記保持枠に取り付けられており、前記溝と前記タッチパネルとは、前記タッチパネルの押圧方向に隙間を有し、前記タッチパネルは、前記溝の中で前記タッチパネルの押圧方向に移動可能であって、前記コイルに常時電流を流し、前記タッチパネルを前記タッチパネルの反押圧方向に付勢している、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【０１０２】
（技術的思想３）  前記タッチパネル枠は、前記保持枠に設けられた溝に遊嵌することによって、前記保持枠に取り付けられており、前記溝と前記タッチパネル枠とは、前記タッチパネルの押圧方向に隙間を有し、前記タッチパネル枠は、前記溝の中で前記タッチパネルの押圧方向に移動可能であって、前記コイルに常時電流を流し、前記タッチパネル枠を前記タッチパネルの反押圧方向に付勢することによって、前記タッチパネルを前記タッチパネルの反押圧方向に付勢している、請求項１、２、または４に記載のタッチパネル装置。
【０１０３】
これらの構成によれば、コイルに電流を流してタッチパネルを押圧する方向と反対側にタッチパネルを付勢し、タッチパネルを、保持枠に形成された溝の中で、反押圧方向に寄せて保持することができる。操作者がタッチパネルを押圧すると、タッチパネルは付勢力に抗して、タッチパネルと保持枠の溝との、またはタッチパネル枠と保持枠の溝との隙間だけ移動し、溝の中で押圧方向に寄せられて停止する。操作者は、付勢力を受けながらタッチパネルを移動させ、その後タッチパネルが停止した抗力を受ける。従って、操作者に、ばね等で反押圧方向に付勢された操作ボタンを押した場合と類似した操作感を与えることができる。
【０１０４】
（技術的思想４）  コイルと、磁石と、可撓性を有するタッチパネルと、を備え、前記タッチパネルが接触または押圧された情報に基づき、前記コイルに電流を流して、前記コイルと前記磁石とを相対移動させ、当該相対移動によって、前記タッチパネルを撓ませるタッチパネル装置。
【０１０５】
この構成によれば、コイルと磁石との相対移動によって、タッチパネル自身が太鼓の皮のように撓むことによって、タッチパネルが振動することができ、操作者に操作感を与えることができる。
【０１０６】
（技術的思想５）  可撓性を有し前記タッチパネルを保持するタッチパネル枠を更に備え、前記コイルと前記磁石との前記相対移動によって、前記タッチパネル枠及び前記タッチパネルを撓ませる技術的思想４に記載のタッチパネル装置。
【０１０７】
この構成によれば、コイルと磁石との相対移動によって、タッチパネル自身やタッチパネル枠自身が太鼓の皮のように撓むことによって、タッチパネルが振動することができ、操作者に操作感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】抵抗膜方式のタッチパネルの分解斜視図。
【図２】抵抗膜方式のタッチパネルの動作原理を説明する説明図。
【図３】第１の実施形態におけるタッチパネル装置の分解斜視図。
【図４】第１の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図。
【図５】本発明を実現する機能的全体構成を示す機能ブロック図。
【図６】タッチパネル装置のタッチパネルが押圧されたときの動作を示すフローチャート。
【図７】振動パターンの一例を示す図。
【図８】第２の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図。
【図９】操作キー配列の一例を示す模式図。
【図１０】第３の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図。
【図１１】第４の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図。
【図１２】第５の実施形態におけるタッチパネル装置の断面図。
【図１３】ＰＯＳ端末装置の外観斜視図。
【符号の説明】
【０１０９】
１…タッチパネル、１０…タッチパネル装置、２０…接触点、２１…保持基板、２２…パネル支持部材、２３…磁石、２４…コイル、３１…タッチパネルコントローラ、３３…振動制御部、３４…振動パターン記憶部、３６…信号生成器、３７…アンプ、５０…タッチパネル装置、５１…保持枠、５２…パネル枠支持部材、５３…磁石、５４…コイル、５６…タッチパネル枠、５７…キー配置板、６０…タッチパネル装置、６１…保持枠、６２…パネル枠支持部材、６３…磁石、６４…コイル、６６…タッチパネル枠、６７…液晶パネル、６８…液晶パネル枠、７０…タッチパネル装置、７１…保持枠、７２…パネル枠支持部材、７３…磁石、７４…コイル、７６…タッチパネル枠、８０…タッチパネル装置、８１…保持枠、１００…ＰＯＳ端末装置、１０３…入力装置、１０７…カード入力装置。
【図１】
2005266890.tif 000003
【図２】
2005266890.tif 000004
【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】
2005266890.tif 000011
【図１０】
2005266890.tif 000012
【図１１】
2005266890.tif 000013
【図１２】
2005266890.tif 000014
【図１３】
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