特開 2022-169878 入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022169878

(43)【公開日】2022-11-10

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20221102BHJP

   H02K 33/02 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 480

H02K33/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021075566

(22)【出願日】2021-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001487

【氏名又は名称】フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤政 智幸

【テーマコード（参考）】

5H633

【Ｆターム（参考）】

5H633BB07

5H633GG02

(57)【要約】

【課題】アクチュエーターによってタッチスクリーンに振動を与え、触覚フィードバックを実現する構成において、タッチスクリーンに振動を効率よく伝達し得る構成を提供する。
【解決手段】入力装置１は、ＬＣＤパネル１３と、ＬＣＤパネル１３の表面に重ねて配置されたタッチセンサーと、アクチュエーター６１、及び、歪検出部を有する振動発生ユニット５と、を備え、振動発生ユニット５は、ＬＣＤパネル１３の背面側に配置され、剛性を有する連結部材８を介して、ＬＣＤパネル１３の背面に設けられた固定部１３ｂに連結される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示パネルと、
前記表示パネルの表面に重ねて配置されたタッチセンサーと、
アクチュエーター、及び、歪検出部を有する振動発生ユニットと、を備え、
前記振動発生ユニットは、前記表示パネルの背面側に配置され、剛性を有する連結部材を介して、前記表示パネルの背面に設けられた固定部に連結される、入力装置。

【請求項2】

前記連結部材は、端に雄ネジが形成された棒状部材であり、
前記固定部は、前記連結部材の雄ネジをねじ込み可能な穴を有する形状である、請求項１記載の入力装置。

【請求項3】

前記振動発生ユニットは、振動を発生するアクチュエーターと、前記アクチュエーターを支持する支持部と、前記アクチュエーターに連結されて振動する振動部材と、を備え、
前記連結部材は前記振動部材を前記固定部に連結する、請求項１または２記載の入力装置。

【請求項4】

前記表示パネルの背面側に配置されて、前記表示パネル及び前記振動発生ユニットを収容するケースを有し、
前記支持部は前記ケースに固定される、請求項３記載の入力装置。

【請求項5】

前記ケースと前記表示パネルとの間に金属製のシールド板が配置され、
前記シールド板は、前記連結部材を貫通させる第１貫通孔を有する形状である、請求項４記載の入力装置。

【請求項6】

前記表示パネルと前記振動発生ユニットとの間に位置して、前記表示パネルの背面を覆うカバー部材を備え、
前記カバー部材は、前記連結部材を貫通させる第２貫通孔を有する形状である、請求項１から５のいずれか１項に記載の入力装置。

【請求項7】

前記表示パネルは矩形であり、
前記表示パネルの背面には、前記表示パネルの四隅に対応する４つの柱状の前記固定部が設けられ、
４つの前記固定部のそれぞれに前記連結部材が連結され、
前記振動発生ユニットは、４つの前記連結部材に対応して配置される４つの前記歪検出部を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の入力装置。

【請求項8】

前記アクチュエーター、及び、前記歪検出部に接続され、前記歪検出部の検出結果に応じて前記アクチュエーターにより振動を発生させる制御部を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、タッチスクリーンを振動させることによって、タッチ操作に対する触覚フィードバックを実現する構成が知られている。

【0003】

特許文献１には、電子タッチスクリーン又はタッチ表面を取り付ける際に用いるコンプライアントサスペンション部材が開示される。少なくとも１つのコンプライアントサスペンション部材は、タッチスクリーン部品がハウジング部品に対して可動であるようにタッチスクリーン部品とハウジング部品とをともに連結する。ハウジング部品に対してタッチスクリーン部品を動かす力を生成するとともに、それによってハプティック効果をタッチスクリーン部品のユーザーに提供する圧電材料セグメントが、少なくとも１つのサスペンション部材の対向する両面に結合される。圧電材料セグメントによって生成された力に応じて、少なくとも１つのサスペンション部材は、第１の方向へのハウジング部品に対するタッチスクリーン部品の動きを可能にするとともに、少なくとも第２の方向へのタッチスクリーン部品とハウジング部品との間の動きを抑制するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１５－５２２８９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の構成では、アクチュエーターによってタッチスクリーンを振動させる場合に、アクチュエーターから振動を伝達する経路における伝達ロスが無視できないという課題があった。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエーターによってタッチスクリーンに振動を与え、触覚フィードバックを実現する構成において、タッチスクリーンに振動を効率よく伝達し得る構成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】

【0007】

上記目的を達成するため、本開示の入力装置は、表示パネルと、前記表示パネルの表面に重ねて配置されたタッチセンサーと、アクチュエーター、及び、歪検出部を有する振動発生ユニットと、を備え、前記振動発生ユニットは、前記表示パネルの背面側に配置され、剛性を有する連結部材を介して、前記表示パネルの背面に設けられた固定部に連結される、入力装置である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、アクチュエーターが発生する振動を、連結部材を介して効率よくタッチセンサーに伝達できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】入力装置の分解斜視図である。

【図2】入力装置の背面を示す斜視図である。

【図3】表示ユニットの分解斜視図である。

【図4】入力装置のケースを取り外した状態を示す斜視図である。

【図5】振動発生ユニットの背面図である。

【図6】振動発生ユニットの正面図である。

【図7】振動発生ユニットの正面図である。

【図8】振動発生ユニットの側面図である。

【図9】振動発生ユニットの分解斜視図である。

【図10】入力装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、入力装置１の分解斜視図である。図２は、入力装置１の背面を示す斜視図である。

【0011】

入力装置１は、表示ユニット１０に画像を表示することにより表示デバイスとして機能する。さらに、入力装置１は、表示面に対するタッチ操作を検出することによって入力を受け付ける入力デバイスとして機能する。図１及び後に参照する各図において、入力装置１の設置状態における水平方向をＸ方向とし、本実施形態では便宜的に、入力装置１の表示画面の左端から右に向かう方向をＸ＋方向とする。また、入力装置１の設置状態において鉛直方向をＹ方向とする。Ｙ＋方向は入力装置１の上方に相当し、Ｙ－方向は入力装置１の下方に相当する。また、入力装置１の奥行き方向をＺ方向とする。Ｚ＋方向は入力装置１の後方に相当し、Ｚ－方向は入力装置１の前方に相当し、表示ユニット１０の表示面は入力装置１の前面に相当する。

【0012】

図１に示すように、入力装置１は、ケース２、シールド板３、回路基板４、振動発生ユニット５、及び、表示ユニット１０を備える。ケース２は入力装置１の背面を覆う金属製の筐体であり、表示ユニット１０とケース２とによって入力装置１の外装が構成される。

【0013】

振動発生ユニット５は、振動を発生するアクチュエーター６１（図４）、及び、表示ユニット１０に対する押圧力を検知する歪ゲージ６６（図６）を備える。振動発生ユニット５の詳細な構成については後述する。

【0014】

振動発生ユニット５は、表示ユニット１０の背面側に配置される。シールド板３、及び、回路基板４は、表示ユニット１０と振動発生ユニット５との間に配置される。回路基板４には、タッチセンサー１２を制御する回路や後述する制御回路１００が実装される。シールド板３は、回路基板４と表示ユニット１０の間を電磁的にシールドする金属製の板または薄膜である。

【0015】

ケース２の前面には、複数の突出部２２が形成される。突出部２２は、入力装置１が組み立てられた状態で回路基板４の背面に当接する。各々の突出部２２には、ネジ２４が貫通可能な孔が開口し、ネジ２４は、ケース２の背面側から突出部２２を貫通する。ネジ２４によって、シールド板３及び回路基板４が突出部２２と締結され、ケース２と表示ユニット１０との間に挟まれて固定される。

【0016】

表示ユニット１０には振動発生ユニット５が発生する振動が伝達され、これにより表示ユニット１０が振動する。この振動を吸収するため、合成樹脂またはゴムからなる弾性部材を、表示ユニット１０とケース２との間に配置してもよい。

【0017】

ケース２の前面には、複数の突出部２３が形成される。突出部２３は、入力装置１が組み立てられた状態で振動発生ユニット５の背面に当接する。突出部２３にはネジ２５が貫通可能な孔が開口する。ケース２の背面からネジ２５が突出部２３を貫通してねじ込まれることによって、ケース２と振動発生ユニット５とが固定される。

【0018】

図３は、表示ユニット１０の分解斜視図である。図４は、入力装置１のケース２を取り外した状態を示す斜視図である。

【0019】

図３に示すように、表示ユニット１０は、カバーレンズ１１、タッチセンサー１２、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１３、及び、カバー１４を備える。

【0020】

カバーレンズ１１は、タッチセンサー１２の表面を保護する透光性のカバーであり、合成樹脂の枠に固定される。タッチセンサー１２は、カバーレンズ１１の表面に対するタッチ操作を検出するセンサーであり、ＬＣＤパネル１３の前面に重畳して配置される。タッチセンサー１２の検出方式は限定されず、例えば、静電容量式のセンサーや感圧式のセンサーが挙げられる。ＬＣＤパネル１３は、画像を表示する表示パネルであり、その側面および背面を覆うカバー１３ａ（図４）を備える。表示ユニット１０は、ＬＣＤパネル１３に代えて有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルや、その他の表示パネルを備える構成であってもよい。この場合、表示パネルは、金属製のカバー１３ａを有することが望ましい。
カバー１４は、カバーレンズ１１に接合され、タッチセンサー１２及びＬＣＤパネル１３を収容する。カバー１４は、カバー部材の一例に対応する。

【0021】

振動発生ユニット５は、連結部材８によってＬＣＤパネル１３に連結される。連結部材８は、図１の円内に拡大して示すように、柱状の軸部８１を有する。連結部材８の先端部８２は先細りのテーパーを有し、雄ネジが形成されている。また、先端部８２とは反対側の後端８３には、ネジ２６をねじ込み可能な孔が形成されている。

【0022】

連結部材８は、所定の剛性を有し、伸縮や弾性変形しにくい材料により構成される。例えば、連結部材８は、アルミニウム、鉄、ステンレス、真鍮等の金属製である。連結部材８は、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックを用いて構成されてもよい。好ましい例としては、連結部材８は金属製である。軸部８１は円柱形状であってもよいし、角柱形状であってもよい。連結部材８は、ＬＣＤパネル１３の背面と、振動発生ユニット５とを連結する。

【0023】

図４には、連結部材８によってＬＣＤパネル１３に振動発生ユニット５を固定した状態を示す。図４では、カバー１４、シールド板３、及び、回路基板４の図示を省略する。図４に示すように、表示ユニット１０の下部には基板カバー１６が配置される。基板カバー１６の内部には不図示の回路基板が収容される。

【0024】

ＬＣＤパネル１３は、ＬＣＤパネル１３の側面および背面を覆う金属製のカバー１３ａを有する。ＬＣＤパネル１３の背面において、カバー１３ａには固定部１３ｂが設けられている。本実施形態では４つの固定部１３ｂがＬＣＤパネル１３に設けられている。固定部１３ｂは、軸部８１をねじ込み可能な孔を有する。この孔には雌ネジが形成されていてもよい。

【0025】

連結部材８の軸部８１は、固定部１３ｂにねじ込まれて固定される。一方、後端８３は、振動発生ユニット５に設けられるパネル連結部５５ｂに当接する。パネル連結部５５ｂには、後述するように、ネジ２６を通すネジ孔５６が形成されている。ネジ２６が、振動発生ユニット５の背面側からネジ孔５６を通して後端８３にねじ込まれることにより、振動発生ユニット５が連結部材８に固定される。ネジ２６は、連結部材８と同様に、金属またはエンジニアリングプラスチックで構成され、剛体と見なすことができる。

【0026】

このように、振動発生ユニット５とＬＣＤパネル１３とは、連結部材８を介して連結される。ＬＣＤパネル１３と振動発生ユニット５との間では、連結部材８を介して、ＬＣＤパネル１３に加わる外力が振動発生ユニット５に伝達される。また、振動発生ユニット５が発生する振動が、連結部材８を介して、ＬＣＤパネル１３に伝達される。

【0027】

図５は、振動発生ユニット５の背面図である。図６および図７は振動発生ユニット５の正面図であり、図７はフレキシブル基板６７を除いた状態を示す。図８は、振動発生ユニット５の側面図であり、振動発生ユニット５をＸ方向に見た図である。図９は、振動発生ユニット５の分解斜視図である。

【0028】

振動発生ユニット５は、アクチュエーター支持部５１を備える。アクチュエーター支持部５１は金属製の平板状部材であり、図５及び図９に示すように、アクチュエーター支持部５１のＸ方向におけるほぼ中央部には、後方に突出する凹部５１ａが形成される。アクチュエーター支持部５１のＸ方向における両端は平板部５１ｂとなっている。凹部５１ａは、所定の厚みを有するアクチュエーター６１を収容する。

【0029】

アクチュエーター６１は、アクチュエーター支持部５１の前面側に配置され、凹部５１ａに納まるように、リベット５１ｃによってアクチュエーター支持部５１に固定される。アクチュエーター支持部５１は、支持部の一例に対応する。

【0030】

アクチュエーター６１は、制御回路１００から供給される電力によって振動を発生する振動発生デバイスである。アクチュエーター６１は、例えば、圧電アクチュエーター、ボイスコイルアクチュエーター、偏心回転質量アクチュエーター、Ｅコア型アクチュエーター、ソレノイド、可動磁石アクチュエーター、或いはその他のアクチュエーター等を用いることができる。

【0031】

本実施形態のアクチュエーター６１は、電磁的作用により振動を発生する。図９に示すように、アクチュエーター６１は、コイル巻線６１ａ、コア６１ｂ、及びボビン６１ｃ、６１ｃを有する。ボビン６１ｃ、６１ｃは、例えば合成樹脂製であり、磁性材料からなるコア６１ｂを囲むように配置される。コイル巻線６１ａは、ボビン６１ｃ、６１ｃに巻き回された線材である。コア６１ｂには貫通孔が形成され、この貫通孔を貫通するリベット５１ｃによって、凹部５１ａに固定される。

【0032】

凹部５１ａの中央部には開口５１ｄが形成され、アクチュエーター６１は、開口５１ｄにはめ込まれる。このため、アクチュエーター支持部５１の背面において、開口５１ｄからアクチュエーター６１の一部が露出する。

【0033】

アクチュエーター６１は、支持板５７を有する。支持板５７は、磁性材料で構成される板状部材であり、より好ましくは高磁性材料を用いて構成される。支持板５７は、開口５７ａを有し、アクチュエーター６１が組み立てられた状態で開口５７ａにコイル巻線６１ａが収まる。支持板５７は、開口５７ａにコイル巻線６１ａが納められた状態でヨークとして機能する。

【0034】

支持板５７の前面側には、一対の板バネ５２が配置される。支持板５７のＸ方向における両端はリベット５９によって板バネ５２に固定される。また、板バネ５２は、リベット５３によって、アクチュエーター支持部５１の平板部５１ｂに固定される。つまり、支持板５７は、２つの板バネ５２を介してアクチュエーター支持部５１に連結される。

【0035】

板バネ５２は、弾性を有するバネ材により構成される板状部材である。板バネ５２は、アクチュエーター６１の磁気回路の構成部品でもあるため、磁性材料で構成されることが好ましく、より好ましくは高磁性材料で構成される。板バネ５２が有する弾性によって、支持板５７は、後述するように振動可能な状態で、アクチュエーター支持部５１に支持される。

【0036】

コイル巻線６１ａに、例えば交流パルス電流が通電されると、支持板５７がコイル巻線６１ａに対して往復移動する。コア６１ｂはリベット５１ｃによってアクチュエーター支持部５１に固定されているため、支持板５７は、アクチュエーター支持部５１に対して相対的に往復移動し、振動を発生する。

【0037】

図８に示すように、アクチュエーター支持部５１の平板部５１ｂの背面には支柱５４が立設される。支柱５４には、ネジ２５をねじ込むことが可能な穴が形成されている。入力装置１が組み立てられた状態において、支柱５４は、図１に示したケース２の突出部２３に当接する。ケース２の背面から突出部２２を貫通してネジ２５が支柱５４にねじ込まれることによって、アクチュエーター支持部５１がケース２に固定される。これにより、アクチュエーター６１がケース２に固定される。

【0038】

アクチュエーター支持部５１の背面には、アクチュエーター６１にリード線６３を接続するターミナル６２が設けられる。リード線６３は、制御回路１００に接続されるコネクター６４を有し、テープ６５によりアクチュエーター支持部５１の背面に固定される。

【0039】

支持板５７の前面には、リベット５８によって振動板５５が固定される。振動板５５は、金属または合成樹脂により構成される板状部材であり、非磁性体であることが好ましい。振動板５５は、板バネ５２等との干渉を避けるため、図８に示すように前方に突出させた形状としてもよい。

【0040】

振動板５５は、アクチュエーター支持部５１の上方および下方に突出する突出部５５ａを有する。突出部５５ａのＸ方向における両端部には、括れを有する平板部５５ｃが形成され、平板部５５ｃよりも先端側はパネル連結部５５ｂとなっている。

【0041】

突出部５５ａのＹ方向における端部には、折り曲げ加工によりリブ５５ｄが形成され、前後方向における突出部５５ａ及びパネル連結部５５ｂの剛性が高められている。これに対し、平板部５５ｃにはリブ５５ｄが形成されていない。このため、パネル連結部５５ｂに対して前後方向の力が加わった場合、この力は平板部５５ｃに集中して作用し、平板部５５ｃを弾性変形させる。

【0042】

パネル連結部５５ｂは、入力装置１が組み立てられた状態において連結部材８の後端８３に当接する。上述したように、パネル連結部５５ｂには、ネジ２６を貫通させることが可能なネジ孔５６が設けられる。ネジ２６がネジ孔５６を貫通して後端８３にねじ込まれることにより、振動板５５と連結部材８とが連結される。

【0043】

振動発生ユニット５の前面において、平板部５５ｃには歪ゲージ６６が配置される。歪ゲージ６６は、平板部５５ｃの変形を検出するセンサーである。本実施形態の振動発生ユニット５において、上部に位置する突出部５５ａには２つの平板部５５ｃが形成され、下部に位置する突出部５５ａに２つの平板部５５ｃが形成されている。歪ゲージ６６は、これら４カ所の平板部５５ｃのそれぞれに配置される。歪ゲージ６６は、歪検出部の一例に対応する。

【0044】

歪ゲージ６６には、振動発生ユニット５の前面に装着されるフレキシブル基板６７が接続される。歪ゲージ６６は、フレキシブル基板６７に形成された配線によって、制御回路１００に接続される。

【0045】

このように、入力装置１においては、ＬＣＤパネル１３が有するカバー１３ａの背面に形成された固定部１３ｂに、連結部材８を介して、振動発生ユニット５のパネル連結部５５ｂが連結される。

【0046】

ＬＣＤパネル１３に対して押圧力が加わると、この押圧力は連結部材８を介してパネル連結部５５ｂに作用する。突出部５５ａ及びパネル連結部５５ｂは、リブ５５ｄを有するためにＺ方向に変形しにくいので、パネル連結部５５ｂにＺ方向の力が加わると、この力により平板部５５ｃが変形する。入力装置１は、歪ゲージ６６によって平板部５５ｃの変形を検出することにより、ＬＣＤパネル１３に対する操作を検出できる。

【0047】

一方、アクチュエーター６１が振動を発生すると、支持板５７に連結された振動板５５が支持板５７とともに、ケース２に対して振動する。振動板５５の振動は、連結部材８を通じてパネル連結部５５ｂからカバー１３ａに伝達され、表示ユニット１０を振動させる。つまり、振動板５５は、アクチュエーター６１の動作に伴って振動を出力するものであり、振動板５５は振動部材の一例に対応する。この構成によれば、振動板５５の振動が、剛性を有する連結部材８によって伝達されるので、振動の伝達ロスを抑制でき、振動板５５から表示ユニット１０に効率よく振動を伝達できる。

【0048】

入力装置１において、連結部材８は、カバー１４、シールド板３、及び、回路基板４を貫通する。カバー１４は、連結部材８を貫通させる貫通孔１４ａを有する。貫通孔１４ａの内径は、連結部材８の外径以上である。貫通孔１４ａは、連結部材８が振動した場合にカバー１４が連結部材８の振動を制限しない程度の大きさであることが好ましく、連結部材８が振動した場合に貫通孔１４ａの内面に連結部材８が接触しないことが、より好適である。貫通孔１４ａは、第２貫通孔の一例に対応する。

【0049】

シールド板３には、連結部材８を貫通させる貫通孔３ａが形成されている。回路基板４には、連結部材８を貫通させる貫通孔４ａが形成されている。貫通孔３ａ及び貫通孔４ａの内径は、いずれも、連結部材８の外径以上である。貫通孔３ａは、連結部材８が振動した場合にシールド板３が連結部材８の振動を制限しない程度の大きさであることが好ましく、連結部材８が振動した場合に貫通孔３ａの内面に連結部材８が接触しないことが、より好適である。貫通孔４ａも同様である。貫通孔３ａは、第１貫通孔の一例に対応する。

【0050】

連結部材８が貫通するシールド板３、回路基板４、及びカバー１４には、貫通孔３ａ、４ａ、１４ａが形成されているので、これらの部材は連結部材８の振動に干渉しない。このため、振動発生ユニット５が発生する振動を、伝達ロスなく、表示ユニット１０に伝達できる。

【0051】

貫通孔３ａは、断面円形の孔に限定されず、例えば、シールド板３の外周を、連結部材８の位置に対応して切り欠いた形状であってもよい。貫通孔４ａ、１４ａも同様である。

【0052】

図１０は、入力装置１の制御系の構成を示すブロック図である。
入力装置１は、制御回路１００を有する。制御回路１００は、制御部１１０、検出回路１１２、及び、振動発生回路１１４を備える。

【0053】

検出回路１１２は、歪ゲージ６６に接続され、歪ゲージ６６によって平板部５５ｃの弾性変形を検出する。振動発生回路１１４は、制御部１１０の制御に従って、アクチュエーター６１によって振動を発生させる。振動発生回路１１４は、例えば、アクチュエーター６１のコイル巻線６１ａに交流パルス電流を出力することにより、支持板５７を振動させる。

【0054】

制御部１１０は、歪ゲージ６６の検出結果を検出回路１１２から取得する。制御部１１０は、歪ゲージ６６の検出値を、予め設定された閾値と比較する。例えば、制御部１１０は、４つの歪ゲージ６６の検出値の平均値や中央値を算出し、算出した値を閾値と比較する。制御部１１０は、歪ゲージ６６の検出値が閾値以上である場合に、振動発生回路１１４によってアクチュエーター６１を振動させる。

【0055】

このように、制御回路１００は、表示ユニット１０の表面、すなわち表示面に対してＺ方向の押圧力が加わった場合に、この押圧力に応答して表示ユニット１０を振動させる。これにより、入力装置１は、表示ユニット１０へのタッチ操作に対して、表示ユニット１０の振動による触覚フィードバックを与え、ハプティック効果を実現する。

【0056】

以上説明したように、本実施形態の入力装置１は、ＬＣＤパネル１３と、ＬＣＤパネル１３の表面に重ねて配置されたタッチセンサー１２と、アクチュエーター６１、及び、歪ゲージ６６を有する振動発生ユニット５と、を備える。振動発生ユニット５は、ＬＣＤパネル１３の背面側に配置され、剛性を有する連結部材８を介して、ＬＣＤパネル１３の背面に設けられた固定部１３ｂに連結される。

【0057】

この構成によれば、剛性を有する連結部材８を用いることによって、振動発生ユニット５とＬＣＤパネル１３との間における振動や押圧力の伝達ロスを抑えることができ、振動発生ユニット５が発生する振動をＬＣＤパネル１３に効率よく伝達できる。また、ＬＣＤパネル１３に対して加わる外力を、振動発生ユニット５に効率よく伝達し、振動発生ユニット５が備える歪ゲージ６６によって、ＬＣＤパネル１３への外力をより確実に検出できる。従って、ＬＣＤパネル１３を押圧する操作に対応してＬＣＤパネル１３を振動させる触覚フィードバックを、より効率よく実現できる。

【0058】

具体的には、振動の伝達ロスが小さいため、小型で低出力のアクチュエーター６１を用いても十分な触覚フィードバックを実現できる。また、振動の伝達ロスが小さいため、例えば、ＬＣＤパネル１３を強く振動させることができ、より強い触覚フィードバックを与えることができる。また、ＬＣＤパネル１３への押圧力を歪ゲージ６６に伝達する経路における伝達ロスが小さいため、歪ゲージ６６の感度を抑えることができ、制御回路１００の消費電力を抑制できるという効果が期待できる。

【0059】

上記実施形態の連結部材８は、先端部８２に雄ネジが形成された棒状部材であり、固定部１３ｂは、連結部材８の雄ネジをねじ込み可能な穴を有する形状である。これにより、連結部材８をＬＣＤパネル１３に強固に、かつ容易に接合できる。この構成によれば、連結部材８とＬＣＤパネル１３との間における振動や外力の伝達ロスを、より一層、低減できる。

【0060】

上記実施形態において、振動発生ユニット５は、振動を発生するアクチュエーター６１と、アクチュエーター６１を支持するアクチュエーター支持部５１と、アクチュエーター６１に連結されて振動する振動板５５と、を備える。連結部材８は、振動板５５を固定部１３ｂに連結する。この構成によれば、アクチュエーター６１が発生する振動を少ない伝達ロスで連結部材８に伝達すること、及び、アクチュエーター６１をアクチュエーター支持部５１によって確実に支持することを、両立できる。

【0061】

上記実施形態において、入力装置１は、ＬＣＤパネル１３の背面側に配置されて、ＬＣＤパネル１３及び振動発生ユニット５を収容するケース２を有し、アクチュエーター支持部５１はケース２に固定される。この構成によれば、アクチュエーター６１が発生する振動を減衰させないように、アクチュエーター６１をケース２に固定できる。

【0062】

上記実施形態において、ケース２とＬＣＤパネル１３との間に金属製のシールド板３が配置され、シールド板３は、連結部材８を貫通させる貫通孔３ａを有する形状である。この構成によれば、連結部材８による振動や外力の伝達を阻害することなく、シールド板３を配置できる。これにより、振動発生ユニット５を設置する位置の自由度が増すという利点がある。

【0063】

上記実施形態において、入力装置１は、ＬＣＤパネル１３と振動発生ユニット５との間に位置して、ＬＣＤパネル１３の背面を覆うカバー１４を備え、カバー１４は、連結部材８を貫通させる貫通孔１４ａを有する形状である。この構成によれば、連結部材８による振動や外力の伝達を阻害することなく、振動発生ユニット５を、カバー１４の背面側に配置できる。これにより、振動発生ユニット５を設置する位置の自由度が増すという利点がある。

【0064】

上記実施形態において、ＬＣＤパネル１３は矩形であり、ＬＣＤパネル１３の背面には、ＬＣＤパネル１３の四隅に対応する４つの柱状の固定部１３ｂが設けられ、４つの固定部１３ｂのそれぞれに連結部材８が連結され、振動発生ユニット５は、４つの連結部材８に対応して配置される４つの歪ゲージ６６を備える。この構成によれば、４つの連結部材８によって振動発生ユニット５とＬＣＤパネル１３とを連結することにより、ＬＣＤパネル１３に対する押圧力を、より確実に振動発生ユニット５に伝達できる。

【0065】

上記実施形態において、アクチュエーター６１、及び、歪ゲージ６６に接続され、歪ゲージ６６の検出結果に応じてアクチュエーター６１により振動を発生させる制御部１１０を備える。この構成によれば、ＬＣＤパネル１３に対する操作力に応答してＬＣＤパネル１３を振動させる触覚フィードバックを実現できる。

【0066】

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

【0067】

上記実施形態において、振動板５５が４つのパネル連結部５５ｂを有し、各々のパネル連結部５５ｂに対応する４つの歪ゲージ６６を備える構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、入力装置１は、５以上の歪ゲージ６６を備える構成であってもよいし、歪ゲージ６６の数を、より少なくしてもよい。

【0068】

また、入力装置１は、複数のアクチュエーター６１を備える構成であってもよい。アクチュエーター６１の位置は、Ｘ－Ｙ平面においてＬＣＤパネル１３の中央付近であってもよいし、ＬＣＤパネル１３の中央よりも端に近い位置であってもよい。

【0069】

また、上記実施形態において、制御回路１００を、ＬＣＤパネル１３の背面において基板カバー１６の内部に収容する構成としたが、これは一例に過ぎず、例えば回路基板４に制御回路１００を実装した構成であってもよい。

【0070】

また、平板部５５ｃの変位を検出する歪検出部は、歪ゲージ６６に限定されない。例えば、パネル連結部５５ｂのＺ方向における変位量を、磁気的、機械的、あるいは光学的に検出するセンサーを用いる構成としてもよい。また、加速度センサーや角速度センサーを利用してパネル連結部５５ｂの変位を検出することにより、ＬＣＤパネル１３に加わる外力を検出する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ 入力装置
２ ケース
３ シールド板
３ａ 貫通孔（第１貫通孔）
４ 回路基板
４ａ 貫通孔
５ 振動発生ユニット
８ 連結部材
１１ カバーレンズ
１２ タッチセンサー
１３ ＬＣＤパネル（表示パネル）
１３ａ カバー
１３ｂ 固定部
１４ カバー（カバー部材）
１４ａ 貫通孔（第２貫通孔）
１６ 基板カバー
２２、２３ 突出部
５１ アクチュエーター支持部（支持部）
５１ａ 凹部
５１ｂ 平板部
５１ｄ 開口
５２ 板バネ
５４ 支柱
５５ 振動板（振動部材）
５５ａ 突出部
５５ｂ パネル連結部
５５ｃ 平板部
５６ ネジ孔
５７ 支持板
５７ａ 開口
６１ アクチュエーター
６１ａ コイル巻線
６１ｂ コア
６１ｃ ボビン
６６ 歪ゲージ（歪検出部）
８１ 軸部
８２ 先端部
８３ 後端
１００ 制御回路
１１０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】