(57)【要約】【課題】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を、小型化、薄型化、及び軽量化が容易で、消費電力が少なく、多数のアクチュエータを必要とせず、また静音化の容易なものとする。【解決手段】ディスプレイパネルとタッチパネルとを一体に結合して構成した平板形状の可動パネルユニット１４を、その四隅に設けた弾性体ブロック１６を介して電子機器の支持構造体１２上に支持することにより、そのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持した。圧電アクチュエータ３２で可動パネルユニット１４を駆動して、そのパネル面に平行な平面に沿って振動させることで、そのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにした。【選択図】  図１
2007034991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイパネルと、
タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、
前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平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手段と、
前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、
アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、
前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにした、
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】
前記ディスプレイパネルと前記タッチパネルとが一体に結合されて前記可動パネルユニットが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】
前記ディスプレイパネルが前記支持構造体上に固定されており、前記タッチパネルが前記ディスプレイパネルに重なる位置にくるように前記可動パネルユニットが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４】
前記アクチュエータ駆動制御手段は、前記可動パネルユニット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、前記複数の所定の振動パターンは、前記可動パネルユニット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５】
前記アクチュエータ駆動制御手段は、複数の波形に対応した波形データを格納したメモリと、該メモリから読出した波形データに従って波形を生成する波形生成機構と、該波形生成機構が生成した波形を有する駆動信号を前記アクチュエータへ供給する手段とを備えていることを特徴とする請求項４記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項６】
前記ディスプレイパネルが、液晶ディスプレイパネルまたは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであ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７】
前記可動支持手段は、前記可動パネルユニットと前記支持構造体との間の複数箇所に設けられた、弾性体ブロックから成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】
前記弾性体ブロックは高分子ゲル材料から成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９】
前記可動支持手段は、前記可動パネルユニットと前記支持構造体との間の複数箇所に設けられた、ローラまたはボールを用いた支持構造から成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１０】
前記可動支持手段は、前記可動パネルユニットと前記支持構造体との間に設けられた、低摩擦材料を用いた摺接構造から成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１１】
前記アクチュエータは、細長い板状の屈曲変位型圧電アクチュエータであり、該圧電アクチュエータは、前記可動パネルユニットの１つの側辺とその側辺に対向して設けられた前記支持構造体の一部である固定部との間に配設され、該圧電アクチュエータは、その長手方向両端部が前記可動パネルユニットの前記側辺と前記固定部との一方に連結され、その長手方向中央部が前記可動パネルユニットの前記側辺と前記固定部との他方に連結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１２】
前記圧電アクチュエータは、積層バイモルフ型圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項１１記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項１３】
筐体ないしフレームと、タッチパネルディスプレイ装置とを備えた電子機器において、
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、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにした、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
前記ディスプレイパネルと前記タッチパネルとが一体に結合されて前記可動パネルユニットが構成されていることを特徴とする請求項１３記載の電子機器。
【請求項１５】
前記ディスプレイパネルが前記筐体ないしフレーム上に固定されており、前記タッチパネルが前記ディスプレイパネルに重なる位置にくるように前記可動パネルユニットが配置されていることを特徴とする請求項１３記載の電子機器。
【請求項１６】
筐体ないしフレームと、モニタ装置とを備え、前記モニタ装置がタッチパネルディスプレイ装置から成るカメラにおいて、
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、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにした、
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１７】
前記ディスプレイパネルと前記タッチパネルとが一体に結合されて前記可動パネルユニットが構成されていることを特徴とする請求項１６記載のカメラ。
【請求項１８】
前記ディスプレイパネルが前記筐体ないしフレーム上に固定されており、前記タッチパネルが前記ディスプレイパネルに重なる位置にくるように前記可動パネルユニットが配置されていることを特徴とする請求項１６記載のカメラ。
【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、及びタッチパネルディスプレイ装置を備えたカメラに関する。
【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。また、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使用する場合には、そのタッチパネルをディスプレイパネルに直接接着して、そのディスプレイパネル自体を振動させることになるが、例えば液晶ディスプレイパネルをそのパネル面に垂直な方向に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、液晶ディスプレイパネルをそのパネル面に垂直な方向に振動させる際には、液晶ディスプレイパネルに接続しているリボンケーブルが非対称的な抵抗力を発生するため、１個だけのアクチュエータで均一な振動を得ることが困難である。更に、パネルがそのパネル面に垂直な方向に振動するときには、その振動によって音が発生するため、静音化が困難であるという問題もあった。
【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、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を、小型化、薄型化、及び軽量化が容易で、消費電力が少なく、多数のアクチュエータを必要とせず、また静音化の容易なものとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る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、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平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手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る筐体ないしフレームと、タッチパネルディスプレイ装置とを備えた電子機器は、前記タッチパネルディスプレイ装置が、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る筐体ないしフレームと、モニタ装置とを備え、前記モニタ装置がタッチパネルディスプレイ装置から成るカメラは、前記タッチパネルディスプレイ装置が、ディスプレイパネルと、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に前記筐体ないしフレーム上に支持する可動支持手段と、前記可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出して前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段とを備え、前記アクチュエータが前記可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させることによって、前記可動パネルユニットのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるために、可動パネルユニットを、そのパネル面に垂直な方向にではなく、そのパネル面に平行な平面に沿って振動させるようにしたため、駆動力の小さな小型のアクチュエータによって可動パネルユニットを振動させることができ、そのパネル面で空気を振動させることもない。そのため、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を、小型化、薄型化、及び軽量化が容易で、消費電力が少なく、多数のアクチュエータを必要とせず、また静音化の容易なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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の模式的な斜視図であり、図２はその模式的な側面図である。これらの図は、本発明の原理を明らかにするための模式図であって、各部材の長さや厚さなどの比も、また形状も、正確に描かれてはいない。また図３は、本発明の実施の形態に係る電子機器である、静止画撮影機能及び動画撮影機能を備えたカメラの背面側を示した斜視図である。図３のカメラは、筐体ないしフレームと、モニタ装置とを備えており、そのモニタ装置は、図１及び図２に示したタッチパネルディスプレイ装置で構成されている。尚、図１及び図２に示したタッチパネルディスプレイ装置は、カメラのモニタ装置として使用する以外にも、筐体ないしフレームを備えた様々な電子機器における入力装置ないし入出力装置として広く使用し得るものである。特に、本発明によれば、タッチパネルディスプレイ装置を軽量且つコンパクトに構成でき、低消費電力のものとし得るため、本発明は、モバイル型の電子機器に適用することによって大きな利点を発揮することができる。
【００１２】
図１において、引用符号１０はタッチパネルディスプレイ装置の全体を示し、引用符号１２はこのタッチパネルディスプレイ装置１０を装備した電子機器（図３に示したカメラなど）の筐体ないしフレームの部分を示しており、この電子機器の様々な構成要素を最終的に支持するのは筐体ないしフレームであるため、以下の説明では、筐体ないしフレームを支持構造体と呼ぶことにする。タッチパネルディスプレイ装置１０は、平面視長方形の平板形状の可動パネルユニット１４を備えており、この可動パネルユニット１４は、液晶ディスプレイパネルの表面にシートタイプのタッチパネルを接着して構成したものであって、従って、液晶ディスプレイパネルとタッチパネルとが一体に結合されてこの可動パネルユニット１４を構成しており、可動パネルユニット１４の表面は、タッチパネルディスプレイ装置１０を操作しようとするユーザが指先を接触させるパネル面をなしている。
【００１３】
可動パネルユニット１４は、可動支持手段を介して、そのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持構造体１２上に支持されている。可動支持手段は、可動パネルユニット１４の裏面の四隅において、この可動パネルユニット１４と支持構造体１２との間に設けられた小さな弾性体ブロック１６により構成されている。それら弾性体ブロック１６が弾性剪断変形することによって、可動パネルユニット１４は、そのパネル面に平行な平面に沿って変位する。可動支持手段は、可動パネルユニット１４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、弾性体ブロック１６を、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、弾性体ブロック１６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支持構造体１２と可動パネルユニット１４とに接着することにより、可動パネルユニット１４の可動支持手段を好適に構成することができる。高分子ゲル材料以外の弾性体ブロック１６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。
【００１４】
可動パネルユニット１４を支持構造体１２上に支持するための可動支持手段は、以上に説明した弾性体ブロック１６で構成したものに限られず、それ以外の様々な構成のものとすることができ、その２つの具体例を図４のＡ及びＢに模式図で示した。可動支持手段に要求されるのは、可動パネルユニット１４をそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持することであり、そのように変位可能に支持するのは、後に詳述するように、可動パネルユニット１４をその方向に振動させるためであって、この振動の振幅は、通常は数十μｍ〜数百μｍ程度である。また、可動支持手段は、可動パネルユニット１４のパネル面に垂直な方向には、むしろ大きな剛性を有することが好ましい。そこで、可動支持手段を、図４Ａに示したように、可動パネルユニット１４と支持構造体１２との間の複数箇所に設けられた、ローラまたはボールを用いた支持構造から成るものとするのもよい。図４Ａにおいて、支持構造体１２には、可動パネルユニット１４の裏面の四隅に対応した位置に、ローラまたはボールから成る転動体２０の収容部２２を形成してあり、そこに収容した転動体２０が、可動パネルユニット１４の下面を支持している。転動体（ローラまたはボール）２０の直径は、例えば０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とするとよく、その材質は、例えばスチールや硬質樹脂などとするとよい。また、可動支持手段を、図４Ｂに示したように、可動パネルユニット１４と支持構造体１２との間に設けられた、低摩擦材料を用いた摺接構造から成るものとするのもよい。図４Ｂにおいて、可動パネルユニット１４の裏面の一部と、支持構造体１２の表面とに、低摩擦材料のコーティング層２４が施されており、それらコーティング層が摺接することで、摺接構造が構成されている。低摩擦材料は例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂などとするとよい。
【００１５】
図１の弾性体ブロック１６を用いた支持構造や、図７Ａの転動体を用いた支持構造は、必要に応じて更に個数を増やしてもよく、例えば、可動パネルユニット１４を、より薄く軽量のものにした結果、可動パネルユニット１４の剛性が小さくなりすぎて、四隅だけでは確実に支持することができないおそれが生じた場合には、それら支持構造を、可動パネルユニット１４と支持構造体１２との間に６個設けたり、８個設けるようにしてもよく、その個数は任意である。更に、図４Ａ及び図４Ｂに示した支持機構を用いる場合には、支持構造体１２に、可動パネルユニット１４をその変位方向に案内する案内構造を設けて、可動パネルユニット１４が支持構造体１２から外れないようにするとよい。
【００１６】
可動支持手段を、図１に示したように弾性体ブロック１６で構成した場合には、弾性剪断変形した弾性体ブロック１６の弾性力が、パネル面に平行な平面に沿って変位した可動パネルユニット１４を中立位置へ戻そうとする復元力として作用する。この復元力が、望ましいものか否かは、使用するアクチュエータの種類や、その取付方によるが、もしそのような復元力が作用することが望ましいのであれば、図４Ａ及び図４Ｂに示した支持構造を用いるときには、可動パネルユニット１４の側辺と支持構造体１２との間に、復元力を発生させるための弾性部材などを配設するとよい。
【００１７】
また、可動パネルユニット１４の構成も、以上に説明したものに限られない。例えば、タッチパネルとディスプレイパネルとを一体化せずに、ディスプレイパネルを支持構造体１２上に固定し、タッチパネルだけで可動パネルユニット１４を構成するようにしてもよい。そうした場合には、その可動パネルユニット１４を構成しているタッチパネルがディスプレイパネルに重なる位置にくるように、その可動パネルユニット１４を配置するようにする。この構成によれば、タッチパネルだけが、そのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持されることになる。また更に、ディスプレイパネルは、液晶ディスプレイパネルに限られるものではなく、その他の様々なディスプレイパネルを使用することができる。例えば、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルなどは、本発明を実施するのに適したディスプレイパネルである。
【００１８】
図１及び図２に示したように、支持構造体１２には、平面視長方形の平板形状の可動パネルユニット１４の１つの側辺に対向するようにして、固定壁３０が設けられている。この固定壁３０は、電子機器の筐体ないしフレームによって画成されており、従って、支持構造体１２の一部を成すものである。そして、互いに対向した可動パネルユニット１４の側辺と固定壁３０との間に、アクチュエータ３２が配設されている。本発明は様々な種類のアクチュエータを用いて実施し得るものであり、例えば電動モータを使用した振動アクチュエータなども使用可能であるが、ただし、軽量且つコンパクトな構成とする上では、細長い板状の屈曲変位型圧電アクチュエータを使用することが特に好ましい。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。それゆえ、図示した実施の形態では、アクチュエータ３２として積層バイモルフ型圧電アクチュエータを使用している。尚、図１及び図２では、構造の理解し易さを考慮して、アクチュエータ３２の厚さ方向の寸法を誇張して描いてあるが、実際の積層バイモルフ型圧電アクチュエータは、図示したものよりはるかに薄く、非常に軽量のアクチュエータである。
【００１９】
図１に示したように、細長い板状の積層バイモルフ型圧電アクチュエータ３２は、その長手方向両端部がスペーサブロック３４を介して固定壁３０に連結されており、各スペーサブロック３４とアクチュエータ３２の各端部との間、並びに、各スペーサブロック３４と固定壁３０との間は、両面接着テープを用いて接着されている。また、アクチュエータ３２は、その長手方向中央部がスペーサブロック３６を介して可動パネルユニット１４の側辺（固定壁３０に対向している側辺）に連結されており、スペーサブロック３６とアクチュエータ３２との間、並びに、スペーサブロック２４と可動パネルユニット１４の側辺との間は、両面接着テープを用いて接着されている。このようにして支持構造体１２の固定壁３０と可動パネルユニット１４との間に取付けた積層バイモルフ型圧電アクチュエータ３２に電圧を印加すると、このアクチュエータ３２が屈曲変位を発生するため、その長手方向中央部が図１及び図２に矢印Ａで示した方向に変位して、可動パネルユニット１４を矢印Ｂで示した方向に変位させる。この変位の向き及び大きさは、印加する電圧の極性及び大きさに対応したものとなる。また、こうして発生する可動パネルユニット１４の変位の方向は、この可動パネルユニット１４のパネル面に平行な平面に沿った方向である。従って、アクチュエータ３２は、可動パネルユニット１４を、そのパネル面に平行な平面に沿った方向に駆動するものである。
【００２０】
以上に説明した構成によれば、アクチュエータ３２は、その両端部が支持構造体１２の固定壁３０に連結されて両持式に取付けられており、可動パネルユニット１４はこのアクチュエータ３２の中央部によって駆動されるようになっている。ただし、アクチュエータ３２の取付方はこのようなものに限られない。例えば、以上の構成とは逆に、アクチュエータ３２の両端部を可動パネルユニット１４側に連結し、中央部を固定壁３０側に取付けてもよいことはいうまでもなく、更に、両持式にするのではなく、アクチュエータ３２の一端部を固定壁３０に連結し、他端部を可動パネルユニット１４に連結して、片持式に取付けることも可能である。また、使用するアクチュエータの構造や形状によっては、２個以上のアクチュエータを使用することが望ましい場合もあり得る。従って、アクチュエータによって、可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って駆動するという目的と達成するために、使用するアクチュエータの種類や個数、並びにその取付構造は様々なものとすることができる。ただし、図１及び図２に示した取付け構造は、現時点で特に優れた構造と考えられるものである。
【００２１】
先述したように、図１及び図２は模式図であるため、各部材の長さや厚さなどの比も、また形状も、正確に描かれてはいない。そこで、本発明に係るタッチパネルディスプレイ装置の各部材が具体的にどのような形状を取り得るものかを例示するために、図５〜図８に具体例の要部を斜視図によってかなり正確な形状で示した。図５は、支持構造体１２を構成している金属板製フレームと可動パネルユニット１４とを、互いに組付ける前の状態で斜め下方から見た斜視図である。固定壁３０は金属板製フレームの一部として形成されている。この図からは、弾性体ブロック１６とアクチュエータ３２とが、可動パネルユニット１４のどの位置に取付けられているかがよく分かる。図６は、支持構造体１２を構成している金属板製フレームと可動パネルユニット１４とを、互いに組付けた状態で斜め上方から見た斜視図である。アクチュエータ３２が、可動パネルユニット１４の側辺と固定壁３０との間の、非常に狭い隙間に配設されていることが分かる。図７は、可動パネルユニット１４の側辺と固定壁３０との間の隙間に配設されたアクチュエータ３２の端部と、支持構造体１２を構成している金属板製フレームと可動パネルユニット１４との間に配設された弾性体ブロック１６とを拡大して示した斜視図である。図８は、可動パネルユニット１４の側辺と固定壁３０との間の隙間に配設されたアクチュエータ３２の全体を示した斜視図である。
【００２２】
図９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機構及び電子回路をブロック図の形で示した図である。図中、引用符号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の制御機構及び電子回路は、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の制御機構及び電子回路には、可動パネルユニット１４の一方の構成要素であるタッチパネルに接続したタッチパネル回路５２と、可動パネルユニット１４の他方の構成要素である液晶ディスプレイパネルに接続したＬＣＤ駆動回路５４と、アクチュエータ３２を駆動制御するアクチュエータ駆動制御機構５６とが含まれている。
【００２３】
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ＬＣＤ制御信号に従って、液晶ディスプレイパネルを駆動して視覚表示を行う。
【００２４】
アクチュエータ駆動制御機構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機構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機構５６は更に、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ソフトウェアにより構成された波形生成機構６２と、この波形生成機構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出力信号送出回路６４と、その出力信号を増幅して、圧電アクチュエータ３２へアクチュエータ駆動信号として供給するパワーアンプ６６とを備えている。
【００２５】
図１０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。これら波形は、出力信号送出回路４４から送出される出力信号の波形でもあり、また、アクチュエータ駆動制御機構５６から送出されるアクチュエータ駆動信号の波形でもある。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３２へ供給されるため、可動パネルユニット１４は、そのアクチュエータ駆動信号の波形に従って、パネル面に平行な平面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１４の振動が、可動パネルユニット１４のパネル面に触れているユーザの指先に、その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機構５６は、可動パネルユニット１４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１４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。
【００２６】
可動パネルユニット１４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１４のパネル面に触れている指先は、可動パネルユニット１４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１４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１４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。
【００２７】
図３に示したカメラ７０は、その背面にモニタ装置７２を備えており、このモニタ装置７２は、以上に説明した構造のタッチパネルディスプレイ装置で構成されている。そのタッチパネルディスプレイ装置は、筐体７４の内部のフレームに取付けられており、この筐体７４の背面側に形成された窓部７６を通して、可動パネルユニット１４だけが露出している。撮影モードにおいては、この可動パネルユニット１４に被写界映像が表示され、設定モードにおいては様々なソフトキーが表示される。カメラ７０の制御システムは、タッチパネル回路から供給される入力信号（即ち、タッチパネルを操作するユーザの指先の位置、移動速度、加速度、及び操作力（接触圧）などを表す信号）に基づいて、どのソフトキーがどのように操作されたかを検出し、そして、その検出結果に応じて、可動パネルユニット１４を夫々に異なった振動パターンで振動させる。ユーザの指先には、可動パネルユニット１４の振動パターンに応じて様々な触覚が発生し、この触覚フィードバックから様々な情報を得ることができる。
【００２８】
その一例を挙げるならば、可動パネルユニット１４の液晶ディスプレイパネルに設定画面を表示する際に、その設定画面内のソフトキーのうち、選択可能なキーが押下されたときと、選択不可能なキーが押下されたときとで、触覚フィードバックを異ならせるようにすれば、ユーザは、選択不可能なキーを押下したときに、そのことを指先の触覚によって即座に認識することができる。また、カメラのシャッタボタンを、機械式スイッチではなく、ソフトキーとすることも可能である。その場合に、可動パネルユニット１４の液晶ディスプレイパネルに被写界映像を表示すると共に、ソフトキーとしたシャッタボタンを表示し、そのソフトキーのシャッタボタンに指先が触れた段階では、第１の触覚フィードバックを発生し、更に指先に力を入れてそのシャッタボタンを押下したときに、シャッタを作動させると共に、第２の触覚フィードバックを発生するようにし、その第２の触覚フィードバックを、機械式スイッチのシャッタボタンを押したときの触覚を擬似的に再現した触覚とするような使い方が可能である。また、指先に発生させる触覚を決定する振動パターンは、メモリ６０に格納する波形データを書き替えるだけで、様々に改変することができ、従って、ソフトウェアによって様々なものを作り出せるため、ユーザの好みや使用状況に合わせた触覚フィードバックを発生させることも容易である。
【００２９】
本発明に係るタッチパネルディスプレイ装置１０は、可動パネルユニット１４の振動方向を、そのパネル面に平行な平面に沿った方向としたことにより、多くの利点を有するものとなっている。従来の触覚フィードバックを発生するタッチパネルディスプレイ装置には、可動パネルユニットをそのパネル面に垂直な方向に振動させるものがあったが、これと比較して、本発明のように、可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させるようにした場合には、空気を振動させる表面の面積が格段に小さくなるため、より小さなアクチュエータの駆動力で可動パネルユニットを振動させることができ、従って、アクチュエータの小型化、低消費電力化が容易であり、また更に、静音性に優れたタッチパネルディスプレイ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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の模式的な斜視図である。
【図２】図１のタッチパネルディスプレイ装置の模式的な側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るカメラの背面側を示した斜視図である。
【図４】Ａ及びＢは可動支持手段の２つの具体例を示した模式図である。
【図５】支持構造体を構成している金属板製フレームと可動パネルユニットとを、互いに組付ける前の状態で斜め下方から見た斜視図である。
【図６】支持構造体を構成している金属板製フレームと可動パネルユニットとを、互いに組付けた状態で斜め上方から見た斜視図である。
【図７】可動パネルユニットの側辺と固定壁との間の隙間に配設されたアクチュエータの端部と、支持構造体を構成している金属板製フレームと可動パネルユニットとの間に配設された弾性体ブロックとを拡大して示した斜視図である。
【図８】可動パネルユニットの側辺と固定壁との間の隙間に配設されたアクチュエータの全体を示した斜視図である。
【図９】タッチパネルディスプレイ装置の構成要素である制御機構及び電子回路をブロック図の形で示した図である。
【図１０】Ａ〜Ｄは、出力信号送出回路から送出される出力信号の具体例を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０……タッチパネルディスプレイ装置、１２……支持構造体、１４……可動パネルユニット、１６……弾性体ブロック、３０……固定壁、３２……圧電アクチュエータ、５６……アクチュエータ駆動制御機構、７０……カメラ。
【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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