(57)【要約】【課題】タッチパネルに撓み振動を効率よく励振できる撓み振動型のエキサイタを用いたスピーカ付きタッチパネルを提供する。【解決手段】本発明のスピーカ付きタッチパネルは、周辺部に形成されたスペーサ(1c)を介して対向される透光性の薄膜(1b)および薄板(1a)と、これら薄膜および薄板間の接近箇所を検出する手段とを含むと共に上記薄膜を前方にして表示画面の前方に配置されるタッチパネル(1) と、このタッチパネルの周辺部のスペーサの内側に追加された追加スペーサ(2) と、この追加スペーサの上方の上記薄膜上に固定された撓み振動型エキサイタ(3) または金属板の両面もしくは片面に圧電材料の層が形成されたビームとを備えている。【選択図】図２                                                                  
2005078403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺部に形成されたスペーサを介して対向される透光性の薄膜および薄板と、これら薄膜および薄板間の接近箇所を検出する手段とを含むと共に前記薄膜を前方にして表示画面の前方に配置されるタッチパネルと、    
前記タッチパネルの周辺部のスペーサの内側に追加された追加スペーサと、この追加スペーサの上方の前記薄膜上に固定された撓み振動型エキサイタまたは金属板の両面もしくは片面に圧電材料の層が形成されたビームとを備えたことを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【請求項２】
請求項１において、
前記追加スペーサは、前記周辺部のスペーサから直角に分岐され所定長にわたって延長されたことを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【請求項３】
請求項１と２のそれぞれにおいて、
前記撓み振動型エキサイタまたはビームは、前記追加スペーサの幅を越える長さを有し、この追加スペーサと直角に配置されたことを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【請求項４】
請求項１乃至３のそれぞれにおいて、
前記撓み振動型エキサイタは、前記ビームと、このビームを保持する保持部とを備えたバイモルフ型のエキサイタを備えたことを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【請求項５】
請求項４において
前記バイモルフ型のエキサイタの保持部は、前記ビームを収容する長さを有することを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【請求項６】
請求項１乃至５のそれぞれにおいて、
前記撓み振動型エキサイタまたはビームは、前記タッチパネルからのデータの入力が完了したことをその操作者に通知するための振動発生機能を備えたことを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【請求項７】
請求項１乃至６のそれぞれにおいて、
前記薄膜および薄板の接近箇所を検出する手段は、前記薄膜と薄板の対向する面に形成された抵抗膜と、これら抵抗膜間の縦横方向の抵抗値から抵抗膜どうしの接触箇所を検出する手段とを含むことを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【請求項８】
請求項１乃至７のそれぞれにおいて、
前記追加スペーサの両側に、前記薄膜が前記薄板に衝突するのを防止するための第２の追加スペーサが形成されたことを特徴とするスピーカ付きタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用の小型端末装置などに利用されるスピーカ付きタッチパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、電磁型のエキサイタを用いて平板（パネル）に撓み振動を励振するパネル型スピーカに関し、いくつかの特許出願を行ってきた（例えば、特許文献１乃至３）。このパネル型振動板として、液晶表示装置などの薄型表示装置の保護カバーを利用する構造についても本出願人はいくつかの特許出願を行ってきた（例えば、特許文献４）。また、バイモルフ型のエキサイタによって薄型表示装置の保護カバーに撓み振動を励振するパネル型スピーカについても出願を行った（特許文献５）。
【０００３】
特許文献６には、タッチパネルの薄板と薄膜との間に圧電型のエキサイタを設置し、このタッチパネルの薄板や薄膜に撓み振動を励振する方式のスピーカ付きタッチパネルが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４３４９１号公報（図１−図３）
【特許文献２】特願平１１−３３１９６６号公報（図１−図２）
【特許文献３】特開平１１−３３１９６９号公報（図１−図３）
【特許文献４】特開２００１−１８９９７８号公報（図１−図５）
【特許文献５】特願２００３−１８９９３５号（図１−図４）
【特許文献６】特開２００３−１０２０９４号公報（図１−図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献５に開示したように、バイモルフ型のエキサイタは、パネルへの撓み振動の励振能率が高いという点で、電磁型のエキサイタよりも優れた一面を有する。本出願人は、このバイモルフ型のエキサイタを用いてタッチパネルを構成する薄板や薄膜に撓み振動を励振しようと試みた。その結果、薄板への撓み振動の励振は薄板の剛性が大きすぎてうまくいかず、薄膜への撓み振動の励振は薄膜の剛性が小さすぎてうまくいかないという事実を発見した。従って、本発明の目的は、撓み振動型のエキサイタやそのビームを用いてタッチパネルに撓み振動を効率よく励振できるスピーカ付きタッチパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来技術の課題を解決する本発明のスピーカ付きタッチパネルは、周辺部に形成されたスペーサを介して対向される透光性の薄膜および薄板と、これら薄膜および薄板間の接近箇所を形成する手段を含むと共に、上記薄膜を前方にして表示画面の前方に配置されるタッチパネルと、このタッチパネルの周辺部分のスペーサの内側に追加された追加スペーサと、この追加スペーサの上方の上記薄膜上に固定された撓み振動型のエキサイタまたは金属板の両面もしくは片面に圧電材料の層が形成されたビームとを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスピーカ付きタッチパネルは、タッチパネルの追加スペーサの上方の薄膜上に撓み振動型エキサイタまたは金属板の両面もしくは片面に圧電材料の層が形成されたビームを固定する構成であるから、追加スペーサの周辺部分の薄膜上に効率よく撓み振動を励振できるという効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一つの好適な実施の形態によれば、上記追加スペーサは、上記周辺部のスペーサから直角に分岐され所定長にわたって延長されている。
【０００９】
本発明の他の好適な実施の形態によれば、上記撓み振動型のエキサイタまたは金属板の両面に圧電材料の層が形成されたビームは、上記追加スペーサの幅を越える長さを有し、この追加スペーサと直角に配置される。
【００１０】
本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、上記撓み振動型のエキサイタは、上記ビームと、このビームを保持する保持部とを備えたバイモルフ型のエキサイタで構成される。
【００１１】
本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、上記バイモルフ型のエキサイタの保持部は、上記ビームを収容する長さを有している。
【００１２】
本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、上記撓み振動型のエキサイタまたはビームは、上記タッチパネルからのデータの入力が完了したことをその操作者に通知するための振動発生機能を備えている。
【００１３】
本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、上記薄膜および薄板の接近箇所を検出する手段は、それぞれの対向する面に形成された抵抗膜と、これら抵抗膜間の縦横方向の抵抗値から抵抗膜どうしの接触箇所を検出する手段とを含んでいる。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明の一実施例のスピーカ付きタッチパネルの構成を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ’拡大断面図である。このスピーカ付きタッチパネル１を構成するタッチパネルの基本部分は、表面に抵抗膜の形成された透明な薄板１ａと、同じく表面に抵抗膜の形成された透明な薄膜１ｂとが、それぞれの周辺部に形成されたスペーサ１ｃを介在させながら対向せしめられた、汎用の抵抗膜式タッチパネルを構成している。薄板１ａと薄膜１ｂの周辺部分は、いずれもスペーサ１ｃの底面と頂面のそれぞれに接着固定されている。
【００１５】
薄板１ａは、厚さ0.8 mm〜2.0 mmの透明なプラスチックやガラスの板と、この板の表面の薄膜１ｂと対向する側に形成された厚さ数十ミクロンの抵抗膜とから構成されている。これに対して、薄膜１ｂは、厚さ0.1 mm〜0.2 mmの透明なプラスチックの膜と、この膜の薄板１ａと対向する側に形成された厚さ数十ミクロンの抵抗膜とから構成されている。矩形状の薄板１ａと薄膜１ｂとの間隔は、それぞれの周辺部に形成された厚さ0.05 mm 〜0.2 mm、幅0.5 mmほどの矩形断面の棒状のスペーサ１ｃによって、一定値に保たれている。      
【００１６】
このタッチパネルは、薄膜１ｂを前方に配置しながら液晶表示装置やプラズマ表示装置などの表示画面の前方に配置される。タッチパネル１を通して見える表示画面上の箇所を押圧すると、柔らかな薄膜１ｂの撓みに伴いこの薄膜１ｂと薄板１ａとが押圧箇所で接触する。この接触箇所の縦横の二次元的な位置が、縦横それぞれの方向の抵抗値の変化に基づいて検出され、表示画面上の対応の箇所に表示中のデータが電子装置に入力される。
【００１７】
このスピーカ付きタッチパネル１では、下片の中央部において下片のスペーサ１ｃから直角に分岐され所定長にわたってこのタッチパネルの内側に延長される追加スペーサ２が形成されている。そして、この追加スペーサ２の上方の薄膜１ｂ上に、撓み振動型エキサイタ３が固定されている。この撓み振動型エキサイタ３は、追加スペーサ２の幅よりも大きな長さを有しており、この追加スペーサ３と直角に配置されている。
【００１８】
図３は図１、図２中の撓み振動型エキサイタ３を拡大して示す拡大斜視図である。この撓み振動型エキサイタ３は、上下方向に配列された長短２本のビーム３ａ，３ｂと、各ビーム３ａ，３ｂを中央部の直立した壁面で保持すると共に各ビームを長さ方向の全域にわたって覆うことにより保護する保持体３ｃとから構成されている。各ビーム３ａ，３ｂは、細長形状の金属板の表裏両面に圧電材料の層が形成され、各層に交流電力が供給されるバイモルフ型のエキサイタを形成している。
【００１９】
交流電力の供給に伴いビーム３ａ，３ｂの表裏両面に形成された圧電体の層がビームの長手方向に伸縮し、これに伴い、ビームに撓み振動が励振される。この撓み振動が保持体３ｃの底面の上下動に変換される。この保持体３ｃの底面の上下動は、追加スペーサ２の左右両側の薄膜１ｂの上下動を引起し、この追加スペーサ２から離れた箇所の薄膜１ｂ上に左右上方に向けて伝播する撓み振動が励振される。保持体３ｃの底面のうち追加スペーサの真上の部分のみが薄膜１ｂに接着固定されていてもよいし、あるいは、保持体３ｃの底面全体が薄膜１ｂに接着固定されていてもよい。
【００２０】
この追加スペーサ２の上下動は、タッチパネル１の裏面の薄板１ａ上へも撓み振動を励振する。すなわち、タッチパネル１の薄板１ａと薄膜１ｂとは、スピーカを構成する撓み振動型エキサイタ３によって励振される振動板として機能する。この薄板１ａと薄膜１ｂ上に励振される撓み振動は、高音質の音声信号のほか、タッチパネル１上で指定されたデータの入力の完了を操作者に通知する低周波の振動や、高周波の音声信号を発生する機能も備えている。
【００２１】
図１，２に示すように追加スペーサ２を設置することなく撓み振動型エキサイタ３を薄膜１ｂ上に直接固定した場合、薄膜１ｂ上への撓み振動の励振がうまく行われないことが判明した。これは、薄膜１ｂの剛性が小さすぎるため、エキサイタ３の上下動に伴う運動エネルギーと均衡するほど大きな歪みエネルギーがこの薄膜１ｂ内に蓄積されないためと考えられる。
【００２２】
図４は、図１、図２の実施例に使用される撓み振動型エキサイタ３の他の構成を例示する斜視図である。この撓み振動型エキサイタ３において、図３と同一の参照符号が付された構成要素は図３に関しすでに説明したものと同一の構成要素であり、これらについては重複する説明を省略する。この撓み振動型エキサイタ３が図３のそれと異なる点は、ビーム３ａ，３ｂの長手方向への保持部３ｃの長さが短縮されている点である。保持部３ｃの底面の長さは、追加スペーサ２の周辺部における薄膜１ｂ上への撓み振動の励振の仕方を調整する。この場合、ビーム３ａ，３ｂを組み立て作業者の手の接触などによる破損から保護したり、ビームの過大な振動振幅を抑制して破損から保護するために、上面だけを延長することによりビーム３ａ，３ｂをその内部に収容する構成を採用することもできる。      
【００２３】
図５は、本発明のスピーカ付きタッチパネルの他の実施例の構成を示す斜視図（Ａ）とこの斜視図中のＡ−Ａ’断面図（Ｂ）である。この実施例では、タッチパネル１の追加スペーサ２の上方の薄膜１ｂ上に、図３や図４に示した撓み振動型エキサイタ３を構成するビーム３ａのみが接着材で固定される。ビーム３ａの裏面は追加スペーサ２の真上の部分のみが薄膜１ｂ上に接着固定されてもよく、あるいは、ビーム３ａの裏面全体が薄膜１ｂ上に接着固定されてもよい。
【００２４】
図６は、本発明のスピーカ付きタッチパネルのさらに他の実施例の構成を示す斜視図（Ａ）とこの斜視図中のＡ−Ａ’断面図（Ｂ）である。この実施例では、タッチパネル１の追加スペーサ２の上方の薄膜１ｂ上に、図３や図４に示した撓み振動型エキサイタ３を構成する２本のビーム３ａと３ｂのみが接着材で固定される。ビーム３ａ，３ｂの裏面は追加スペーサ２の真上の部分のみが薄膜１ｂ上に接着固定されてもよく、あるいは、ビーム３ａ、３ｂの裏面全体が薄膜１ｂ上に接着固定されてもよい。
【００２５】
図７は、本発明のスピーカ付きタッチパネルのさらに他の実施例の構成を示す断面図（である。この断面図は、図５の断面図（Ｂ）に対応している。すなわち、図５（Ｂ）ではビーム３ａの裏面が直接、追加スペーサ２の真上や上方の薄膜１ｂに接着固定されたのに対して、図７の場合、ビーム３ａがスペーサ３ｄを介して追加スペーサ２の真上の薄膜１ｂに接着固定されている。この実施例では、ビーム３ａの先端部が薄膜１ｂを打撃するのを避けるためにビーム３ａの裏面全体を薄膜１ｂに接着固定する必要がなくなる。必要な場合、ビーム３ａの先端部の裏面にクッション材を固定し、ビーム３ａの過剰な振幅を制限する構成とすることもできる。
【００２６】
図８は、本発明のスピーカ付きタッチパネルのさらに他の実施例の構成を示す斜視図である。この実施例では、追加スペーサ２の両側に、２個の追加スペーサ２’が付加されている。この付加された２個の追加スペーサ２’は、撓み振動型エキサイタ３の動作に伴いその近傍の薄膜１ｂの振幅が過大になったり、あるいは、このタッチパネルが誤って床面に落下した時に生ずる衝撃力によって薄膜１ｂに過大な振幅の振動が励振され、薄膜１ｂが薄板１ａに衝突するのを防ぐ機能を果たす。
【００２７】
以上、既存のスペーサから分岐させて延長することにより追加スペーサを形成する構成を例示した。しかしながら、既存のスペーサとは分離して、追加スペーサを形成する構成を採用することもできる。                                                              
【００２８】
また、ビームの表裏両面に圧電材料の層が形成されるバイモルフ型のエキサイタを例示した。しかしながら、ビームの表裏一方の面にのみ圧電材料の層が形成されるモノモルフ型のエキサイタを使用する構成を採用することもできる。
【００２９】
また、タッチパネルとして抵抗膜式のものを使用する構成を例示した。しかしながら、薄膜と薄板との接近箇所を検出する方式のものでありさえすれば、光学式、静電容量式、電磁誘導式、超音波式など他の適宜な形式のものを利用することができる。
【００３０】
さらに、撓み振動型エキサイタやそのビームを含むスピーカに、音声信号だけでなく、タッチパネルへの入力が終了したことを操作者に通知する低周波の振動を発生する機能を兼ね備えさせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例のスピーカ付きタッチパネルの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’拡大断面図である。
【図３】図１の撓み振動型エキサイタ３の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図１の撓み振動型エキサイタ３の構成の他の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例のスピーカ付きタッチパネルの構成を示す斜視図（Ａ）とそのＡ−Ａ’断面図（Ｂ）である。
【図６】本発明のさらに他の実施例のスピーカ付きタッチパネルの構成を示す斜視図（Ａ）とそのＡ−Ａ’断面図（Ｂ）である。
【図７】本発明のさらに他の実施例のスピーカ付きタッチパネルの構成を示す断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例のスピーカ付きタッチパネルの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
1       タッチパネル
1a      薄板
1b      薄膜                                                                    1c      スペーサ
2,2 ’  追加スペーサ
3       撓み振動型エキサイタ
3a,3b   バイモルフ型のビーム
3c      ビーム保持部
3c      スペーサ
【図１】
2005078403.tif 000003
【図２】
2005078403.tif 000004
【図３】
2005078403.tif 000005
【図４】
2005078403.tif 000006
【図５】
2005078403.tif 000007
【図６】
2005078403.tif 000008
【図７】
2005078403.tif 000009
【図８】
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