(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しないものとすると共に、音響出力装置の機能を兼ね備えたものとする。【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１８を、その四隅に設けた弾性体ブロック２０を介して電子機器の支持構造体１６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１８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。更に、アクチュエータ３２に連結した音圧発生部材３８を、アクチュエータ３２で駆動して振動させることで、音響を発生させるようにした。【選択図】  図１
2007034938.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、
前記アクチュエータに駆動されて振動することで音圧を発生する音圧発生部材と、
前記アクチュエータ駆動制御手段が送出するアクチュエータ駆動信号に音響信号を重畳させる手段とを備え、
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、
前記アクチュエータが前記音響信号に従って前記音圧発生部材を振動させることによって、音響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固定部に連結され、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６】
前記音圧発生部材は、前記アクチュエータの駆動方向に対して垂直に延展する細長い薄板部材であり、該薄板部材は、その長手方向両端部が前記支持構造体に連結され、その長手方向中央部が前記圧電アクチュエータに連結されてい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７】
前記音圧発生部材から発生した音響を導く導音手段を備えた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】
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、前記アクチュエータに駆動されて振動することで音圧を発生する音圧発生部材と、前記アクチュエータ駆動制御手段が送出するアクチュエータ駆動信号に音響信号を重畳させる手段とを備え、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、前記アクチュエータが前記音響信号に従って前記音圧発生部材を振動させることによって、音響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９】
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８記載の電子機器。
【請求項１０】
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８記載の電子機器。
【請求項１１】
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、前記アクチュエータに駆動されて振動することで音圧を発生する音圧発生部材と、前記アクチュエータ駆動制御手段が送出するアクチュエータ駆動信号に音響信号を重畳させる手段とを備え、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、前記アクチュエータが前記音響信号に従って前記音圧発生部材を振動させることによって、音響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１２】
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１１記載のカメラ。
【請求項１３】
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１１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。そして、均一な振動を得ることが困難であるということは、音響出力装置の機能を兼ね備えたものとすることが困難であることも意味している。
【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しないものとすると共に、音響出力装置の機能を兼ね備えた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、前記アクチュエータに駆動されて振動することで音圧を発生する音圧発生部材と、前記アクチュエータ駆動制御手段が送出するアクチュエータ駆動信号に音響信号を重畳させる手段とを備え、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、前記アクチュエータが前記音響信号に従って前記音圧発生部材を振動させることによって、音響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、前記アクチュエータに駆動されて振動することで音圧を発生する音圧発生部材と、前記アクチュエータ駆動制御手段が送出するアクチュエータ駆動信号に音響信号を重畳させる手段とを備え、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、前記アクチュエータが前記音響信号に従って前記音圧発生部材を振動させることによって、音響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、前記アクチュエータに駆動されて振動することで音圧を発生する音圧発生部材と、前記アクチュエータ駆動制御手段が送出するアクチュエータ駆動信号に音響信号を重畳させる手段とを備え、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、前記アクチュエータが前記音響信号に従って前記音圧発生部材を振動させることによって、音響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しないものとすることができ、また更に、音響出力装置の機能を兼ね備えた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及び１４は夫々、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）の筐体及びフレームの部分を示している。筐体１２とフレーム１６とは互いに強固に結合されており、また、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１２ないしフレーム１４であるため、以下の説明では、筐体１２とフレーム１４とを総称して支持構造体１６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１８を備えており、この可動パネルユニット１８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１８を構成しており、可動パネルユニット１８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１８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１６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１８の裏面の四隅において、この可動パネルユニット１８と支持構造体１６との間に設けられた小さな弾性体ブロック２０により構成されている。それら弾性体ブロック２０が弾性剪断変形することによって、可動パネルユニット１８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１８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２０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２０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１６と可動パネルユニット１８とに接着することにより、可動パネルユニット１８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２０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。また、可動パネルユニット１８を支持構造体１６上に支持するための可動支持手段は、以上に説明したような弾性体ブロック２０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、例えばボールやローラなどの転動体を用いて構成してもよく、また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などの低摩擦材料を用いて構成することもできる。
【００１４】
また、可動パネルユニット１８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１６上に固定し、タッチパネルだけで可動パネルユニット１８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１８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１８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。
【００１５】
図１及び図２に示したように、支持構造体１６には、平面視長方形の平板形状の可動パネルユニット１８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、電子機器のフレーム１４によって画成されており、従って、支持構造体１６の一部を成すものである。固定壁３０は、その長手方向中央部が途切れており、そこに開口が形成されている。また、互いに対向した可動パネルユニット１８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、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。
【００１６】
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１８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３６と可動パネルユニット１８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１６の固定壁３０と可動パネルユニット１８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１８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１８の変位の方向は、この可動パネルユニット１８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１８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。
【００１７】
固定壁３０の、アクチュエータ３２が取付けられている面と反対側の面には、弾性に優れた硬質プラスチック製の細長い薄板部材が取付けられており、この薄板部材は、アクチュエータ３２に駆動されて振動することで音圧を発生する音圧発生部材３８である。音圧発生部材３８は、その長手方向両端部がスペーサブロック４０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４０と音圧発生部材３８の各端部との間、並びに、各スペーサブロック４０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。薄板部材である音圧発生部材３８は、矢印Ａで示されたアクチュエータ３２の駆動方向に対して垂直に延展しており、従って、音圧発生部材３８の最も撓みやすい方向と、アクチュエータ３２の駆動方向とが一致している。また、音圧発生部材３８の長手方向中央部は、連結部材４２を介してアクチュエータ３２の長手方向中央部に連結されている。この構成によれば、アクチュエータ３２に音響周波数の駆動信号が入力したならば、その駆動信号に従って動作するアクチュエータ３２が音圧発生部材３８を振動させるため、音圧発生部材３８がスピーカのコーンと同様に作用して、音圧発生部材３８から音響が発生する。音圧発生部材３８の材料として好ましいものは、例えば、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）や、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）などである。
【００１８】
固定壁３０は、筐体１２の内部を２つの室に区画している。一方の室（第１室）には可動パネルユニット１８及びアクチュエータ３２が収容されており、他方の室（第２室）には音圧発生部材３８が収容されている。それら２つの室は、固定壁３０の長手方向中央部の、この固定壁３０が途切れている箇所に形成されている開口を介して連通しており、上述した連結部材４２はこの開口の中を延在している。第２室には更に、音圧発生部材３８から発せられた音響を反射させて図中上方へ反射させるための反射板４４が収容されている。また、筐体１２には、第１室に収容されている可動パネルユニット１８のパネル面を露出させるための窓部４６と、第２室と外部とを連通させるための窓部４８とが形成されている。音圧発生部材３８から発せられた音響は反射板４４で反射して、窓部４８から外部へと導かれ、従って、筐体１２の第２室と、その中に収容された反射板４４とで、音圧発生部材３８から発生した音響を導く導音手段が構成されている。
【００１９】
図４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１８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１８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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、波形生成機構６２と、ミキシング回路６４と、パワーアンプ６６とを備えている。
【００２２】
波形生成機構６２は、ソフトウェアにより構成された機構であって、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。ミキシング回路６４は、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と共に、制御システム５０から供給される音響信号も出力信号として送出するものであり、しかも、それら信号を個別に送出するのではなく、それらを混合して１つの出力信号として送出するようにしたものである。また、パワーアンプ６６は、ミキシング回路６４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ものである。従って、アクチュエータ駆動制御機構５６は、アクチュエータ駆動信号に音響信号を重畳させる手段としての機能を持ったものである。
【００２３】
図５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。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１８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１８の振動が、可動パネルユニット１８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１８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１８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。
【００２４】
可動パネルユニット１８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１８のパネル面に触れている指先は、可動パネルユニット１８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１８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１８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。
【００２５】
制御システム５０がアクチュエータ駆動制御機構５６へ音響信号を送出したときには、その音響信号もアクチュエータ駆動信号に重畳されてアクチュエータ３２へ供給される。ただし、波形生成機構６２が生成する図５のＡ〜Ｄに示したような波形と、そこに重畳される音響信号とでは、周波数帯域が異なる。波形生成機構６２が生成する波形は、ユーザの指先に触覚を発生させることを目的としたものであるため、ユーザの指先に鋭敏に感知させることを目的として、振動周波数を５０Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度にしている。一方、音響信号の周波数は、概ね８００Ｈｚ〜１５００Ｈｚ程度である。そのため、タッチパネルディスプレイ装置１０が音響を発したときに、ユーザの指先が可動パネルユニット１８のパネル面に触れていても、指先に発生する触覚はそれほど大きくない。また、触覚フィードバックを発生させるために、アクチュエータ３２を駆動して可動パネルユニット１８を振動させたときに、それに伴って発生する音の大きさも比較的小さなものである。それゆえ、以上に説明したタッチパネルディスプレイ装置１０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としても、また、音響出力装置としても機能させることができ、しかも、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しないものであるから、モバイル型の電子機器の入出力装置として非常に優れたものである。
【００２６】
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第１の窓部７６を通して、可動パネルユニット１８が露出しており、また、第２の窓部７８を通して、音響出力が発せられるようになっている。撮影モードにおいては、この可動パネルユニット１８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１８を夫々に異なった振動パターンで振動させ、及び／または、適当な音響出力ないし音声出力を送出する。ユーザの指先には、可動パネルユニット１８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、また、音響出力ないし音声出力からも情報を得ることができる。
【００２７】
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１８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る。そして、タッチパネルディスプレイ装置が音響出力装置としての機能を発揮できるようにしたことにより、その利便性が一層高まっている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】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５】Ａ〜Ｄは、波形生成機構で生成される波形の具体例を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０……タッチパネルディスプレイ装置、１２……筐体、１６……支持構造体、１８……可動パネルユニット、２０……弾性体ブロック、３０……固定壁、３２……圧電アクチュエータ、３８……音圧発生部材、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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