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(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】P2024159082
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】接触型入力装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/01 20060101AFI20241031BHJP
B06B 1/04 20060101ALI20241031BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
G06F3/01 560
B06B1/04 S
G06F3/041 480
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074842
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000114215
【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 勇樹
(72)【発明者】
【氏名】坂口 和隆
(72)【発明者】
【氏名】石谷 智也
【テーマコード（参考）】
5D107
5E555
【Ｆターム（参考）】
5D107AA16
5D107BB08
5D107CC09
5D107CD01
5D107CD08
5D107DD03
5D107DD12
5E555AA08
5E555BA02
5E555BB02
5E555BC30
5E555CA12
5E555CB12
5E555DA24
5E555FA00
(57)【要約】
【課題】操作部への振動出力を確保すると共に非操作部への振動伝達を抑制する。
【解決手段】接触型入力装置は、操作パネルと、前記操作パネルの裏面に配置される振動アクチュエータと、を有し、前記操作パネルへの接触操作に応じて前記振動アクチュエータを面直方向に振動させ、操作者に触感を付与する接触型入力装置であって、前記操作パネルは、表面に操作部と非操作部とを含み、前記振動アクチュエータは、前記裏面において前記操作部に対応する第一部分に配置され、前記操作パネルを固定する固定具が、前記裏面において前記操作部と前記非操作部との境界部に対応する第二部分に配置される。
【選択図】図１
【解決手段】接触型入力装置は、操作パネルと、前記操作パネルの裏面に配置される振動アクチュエータと、を有し、前記操作パネルへの接触操作に応じて前記振動アクチュエータを面直方向に振動させ、操作者に触感を付与する接触型入力装置であって、前記操作パネルは、表面に操作部と非操作部とを含み、前記振動アクチュエータは、前記裏面において前記操作部に対応する第一部分に配置され、前記操作パネルを固定する固定具が、前記裏面において前記操作部と前記非操作部との境界部に対応する第二部分に配置される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
操作パネルと、前記操作パネルの裏面に配置される振動アクチュエータと、を有し、前記操作パネルへの接触操作に応じて前記振動アクチュエータを面直方向に振動させ、操作者に触感を付与する接触型入力装置であって、
前記操作パネルは、表面に操作部と非操作部とを含み、
前記振動アクチュエータは、前記裏面において前記操作部に対応する第一部分に配置され、
前記操作パネルを固定する固定具が、前記裏面において前記操作部と前記非操作部との境界部に対応する第二部分に配置される、
接触型入力装置。
前記操作パネルは、表面に操作部と非操作部とを含み、
前記振動アクチュエータは、前記裏面において前記操作部に対応する第一部分に配置され、
前記操作パネルを固定する固定具が、前記裏面において前記操作部と前記非操作部との境界部に対応する第二部分に配置される、
接触型入力装置。
【請求項2】
前記固定具は、前記第二部分に配置され、前記第一部分の全周を囲う形状のフレームを有する、
請求項１に記載の接触型入力装置。
請求項１に記載の接触型入力装置。
【請求項3】
前記振動アクチュエータは、
前記操作パネルと平行に配置される磁性体と、
前記面直方向で前記磁性体に対向して配置され、コアの中央部にコイルを巻回してなる電磁石と、
前記電磁石を支持し、前記磁性体に接続される、弾性変形可能な弾性体と、
を有し、
前記電磁石又は前記磁性体の一方が、
前記コイルへの通電により生ずる前記電磁石の磁力により、前記電磁石又は前記磁性体の他方に向かって前記面直方向の一方向に変位して、
前記弾性体の弾性変形により生ずる前記弾性体の弾性力により、前記面直方向の双方向に振動する、
請求項１に記載の接触型入力装置。
前記操作パネルと平行に配置される磁性体と、
前記面直方向で前記磁性体に対向して配置され、コアの中央部にコイルを巻回してなる電磁石と、
前記電磁石を支持し、前記磁性体に接続される、弾性変形可能な弾性体と、
を有し、
前記電磁石又は前記磁性体の一方が、
前記コイルへの通電により生ずる前記電磁石の磁力により、前記電磁石又は前記磁性体の他方に向かって前記面直方向の一方向に変位して、
前記弾性体の弾性変形により生ずる前記弾性体の弾性力により、前記面直方向の双方向に振動する、
請求項１に記載の接触型入力装置。
【請求項4】
前記磁性体は、板面が前記操作パネルと平行に配置される平板状であり、振動時に、内部に前記コイルを配置した状態で前記電磁石と前記磁性体との相対移動を可能とする開口を有する、
請求項３に記載の接触型入力装置。
請求項３に記載の接触型入力装置。
【請求項5】
前記磁性体、前記電磁石及び前記弾性体は、夫々の板面が前記操作パネルと平行に配置される平板状であり、前記電磁石又は前記磁性体の一方が前記面直方向で中立位置にあるときに、前記弾性体の全体が前記面直方向で前記磁性体と前記電磁石との間のギャップ内に位置する、
請求項３に記載の接触型入力装置。
請求項３に記載の接触型入力装置。
【請求項6】
前記弾性体は、前記磁性体及び前記電磁石を囲う矩形枠状であり、一対の対辺で前記電磁石を支持し、他方の対辺で前記磁性体に接続される、
請求項５に記載の接触型入力装置。
請求項５に記載の接触型入力装置。
【請求項7】
前記振動アクチュエータは、前記第一部分内の中央部の一か所に配置される、
請求項１に記載の接触型入力装置。
請求項１に記載の接触型入力装置。
【請求項8】
前記振動アクチュエータは、前記第一部分内の複数か所に配置される、
請求項１に記載の接触型入力装置。
請求項１に記載の接触型入力装置。
【請求項9】
前記複数か所は、前記第一部分を長手方向で四等分した四つの領域のうち両端の領域に対応する二か所である、
請求項８に記載の接触型入力装置。
請求項８に記載の接触型入力装置。
【請求項10】
前記接触操作の位置及び荷重を夫々検出する位置センサ及び荷重センサと、
前記位置の検出結果及び前記荷重の検出結果に基づいて、前記複数か所の前記振動アクチュエータを選択的に駆動する制御部と、
をさらに有する請求項８に記載の接触型入力装置。
前記位置の検出結果及び前記荷重の検出結果に基づいて、前記複数か所の前記振動アクチュエータを選択的に駆動する制御部と、
をさらに有する請求項８に記載の接触型入力装置。
【請求項11】
前記固定具は、前記フレームにおいて前記第二部分から前記第一部分に突出する突出部を有し、前記突出部は、前記接触操作の荷重を検出する荷重センサを片持ち状態で支持する、
請求項２に記載の接触型入力装置。
請求項２に記載の接触型入力装置。
【請求項12】
前記フレームの外周部と前記操作パネルとの間に配置される減衰材をさらに有する、
請求項２に記載の接触型入力装置。
請求項２に記載の接触型入力装置。
【請求項13】
前記フレームは、前記第一部分の中央を横切って延在する中央部と、有し、
前記フレームの前記中央部と前記操作パネルとの間に配置される減衰材をさらに有する、
請求項２に記載の接触型入力装置。
前記フレームの前記中央部と前記操作パネルとの間に配置される減衰材をさらに有する、
請求項２に記載の接触型入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接触型入力装置に関する。
【背景技術】
【0002】
操作パネル（以下、単に「パネル」ともいう）に接触した操作者の指腹等に対し、触感或いは操作感（以下、これらを纏めて「触感」という）として、電磁的な機構により発生させた振動を付与する構成が、例えば特許文献１－３により知られている。
【0003】
特許文献１に記載の振動アクチュエータは、パネル面に対して垂直にガイドシャフトを配置し、シャフトの径方向で内側外側に可動マグネットと固定コイルとを配置して、ガイドシャフトに沿って可動マグネットを往復移動させる構成である。よって、この装置自体に一定以上の高さが必要となる。特許文献２に記載の振動アクチュエータ（振動呈示装置）は、パネル面に対して垂直にセンターヨークを配置し、シャフトの径方向で内側外側に可動コイルと固定マグネットとを配置し、その外周を立壁で囲んでパネルを支持する支持部を配置して、支持部の内側でセンターヨークに沿って可動コイルを往復移動させる構成である。よって、この装置自体も一定以上の高さが必要となる。そして、特許文献１、２に記載の振動アクチュエータでは、マグネット（永久磁石）を使用しており、製造コストや製造容易性の点で課題がある。
【0004】
特許文献３に記載の振動アクチュエータは、コイルが巻回されたコアの両端部に板状のヨークを対向配置し、コア組立体が固定された扁平状のベース部と板状のヨークとを板状の弾性部で支持する構成を採る。この振動アクチュエータでは、コイルへの通電によりコアの両端部に生じる磁力により、ヨークをコア組立体に向けて吸引し、ヨークの移動により弾性部に生じる弾性力により、ヨークを対向方向に振動させる。これにより、振動アクチュエータが薄型化され、さらに、マグネットを使用しない電磁的な機構による振動出力・触感付与を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１５－０７０７２９号公報
【特許文献2】特開２０１６－１６３８５４号公報
【特許文献3】特開２０２０－０６９４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、操作パネルを介して操作者の接触操作入力を受け付ける接触型入力装置において、上記振動アクチュエータ等の振動源は、操作面の裏面に配置される。操作面となる表面は、必ずしも全面が、操作者の接触操作入力を受け付ける操作部とはならず、操作部と操作者の接触操作入力を受け付けない非操作部とが存在する場合がある。このような場合、操作部への振動の出力強度を確保する一方、非操作部への振動の出力強度を抑制することが望まれる。
【0007】
本発明の目的は、操作部への振動出力を確保すると共に非操作部への振動伝達を抑制できる接触型入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る接触型入力装置の一態様は、
操作パネルと、前記操作パネルの裏面に配置される振動アクチュエータと、を有し、前記操作パネルへの接触操作に応じて前記振動アクチュエータを面直方向に振動させ、操作者に触感を付与する接触型入力装置であって、
前記操作パネルは、表面に操作部と非操作部とを含み、
前記振動アクチュエータは、前記裏面において前記操作部に対応する第一部分に配置され、
前記操作パネルを固定する固定具が、前記裏面において前記操作部と前記非操作部との境界部に対応する第二部分に配置される。
操作パネルと、前記操作パネルの裏面に配置される振動アクチュエータと、を有し、前記操作パネルへの接触操作に応じて前記振動アクチュエータを面直方向に振動させ、操作者に触感を付与する接触型入力装置であって、
前記操作パネルは、表面に操作部と非操作部とを含み、
前記振動アクチュエータは、前記裏面において前記操作部に対応する第一部分に配置され、
前記操作パネルを固定する固定具が、前記裏面において前記操作部と前記非操作部との境界部に対応する第二部分に配置される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、操作部への振動出力を確保すると共に非操作部への振動伝達を抑制できる接触型入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態に係る装置について、図面を参照しながら説明する。
【0012】
以下説明する各実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は夫々、接触型入力装置の短手方向、長手方向及び面直方向に対応するものとして説明される。ただし、接触型入力装置のＸ方向の長さとＹ方向の長さとは、同一であってもよい。なお、接触型入力装置が備える振動アクチュエータにおいては、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は夫々、左右方向、前後方向及び上下方向に対応するものとして説明されるが、これらの対応関係が振動アクチュエータの設置態様に応じて異なることは、言うまでもない。また、Ｚ方向に関して言えば、本実施の形態では、Ｚ方向プラス側（裏側又は裏面側）は、操作者が操作する際に押圧する方向であり、Ｚ方向マイナス側（表側又は表面側）は、操作者に振動フィードバックを付与する方向である。
【0013】
なお、各実施の形態の説明で用いる形状に関する表現は、内容理解促進のための便宜的な表現であり、また、各実施の形態で採用される形状自体、一例であり、種々変更して実施可能である。
【0014】
（実施の形態１）
＜接触型入力装置１の全体構成＞
図１Ａ及び図１Ｂは、実施の形態１に係る接触型入力装置を表面側及び裏面側から夫々見た外観図である。図２は、本実施の形態に係る接触型入力装置を裏面側から見た分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る接触型入力装置の操作パネルにおいて表面又は裏面の区分を説明するための図である。図４は、本実施の形態に係る接触型入力装置の操作パネルにおける位置センサの配置を説明するための図である。図５は、本実施の形態に係る接触型入力装置を裏面側から平面視した図である。
＜接触型入力装置１の全体構成＞
図１Ａ及び図１Ｂは、実施の形態１に係る接触型入力装置を表面側及び裏面側から夫々見た外観図である。図２は、本実施の形態に係る接触型入力装置を裏面側から見た分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る接触型入力装置の操作パネルにおいて表面又は裏面の区分を説明するための図である。図４は、本実施の形態に係る接触型入力装置の操作パネルにおける位置センサの配置を説明するための図である。図５は、本実施の形態に係る接触型入力装置を裏面側から平面視した図である。
【0015】
本実施の形態に係る接触型入力装置（以下、単に「入力装置」ともいう）１は、触感としてフィードバックされる振動の振動源である振動アクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」ともいう）２と、アクチュエータ２の取付対象である操作パネル（以下、単に「パネル」ともいう）３と、振動伝達阻止機能を発揮するフレーム４と、パネル３とフレーム４とを接合する接合部材５と、を有する。
【0016】
パネル３は、表面３ａに、操作者の接触操作入力を受け付け可能な領域である操作部３ａ１と、操作部３ａ１の外縁部３ａ２の外周に位置し、操作者の接触操作入力を受け付け可能でない領域である非操作部３ａ３と、を有する。本実施の形態では、パネル３の表面３ａの外装は、シームレスなデザインであり、操作部３ａ１と非操作部３ａ３との境界線である外縁部３ａ２は、見かけ上は区別が付かない。ただし、パネル３の表面３ａの外装は、シームレスでなくてもよい。
【0017】
パネル３は、裏面３ｂにおいては、操作部３ａ１に対応する位置範囲が第一部分３ｂ１であり、操作部３ａ１と非操作部３ａ３との境界線（外縁部３ａ２）の外周を囲う環状の位置範囲が第二部分３ｂ３である。つまり、この第二部分３ｂ３は、裏面３ｂにおいて、操作部３ａ１と非操作部３ａ３との境界部に対応する部分である。第二部分３ｂ３の外縁部３ｂ４のさらに外周には、第三部分３ｂ５が広がる。裏面３ｂにおいて、非操作部３ａ３に対応する位置範囲は、第二部分３ｂ３と第三部分３ｂ５とに分かれている。
【0018】
本実施の形態に係る接触型入力装置１が例えばノートパソコン等におけるポインティングデバイスとしてのトラックパッドに適用される場合、パネル３の操作部３ａ１が、トラックパッドとして機能する。そして、その場合、操作部３ａ１を囲む外装部分である非操作部３ａ３は、典型的にはパームレストとして機能する。すなわち、非操作部３ａ３は、操作する手指の位置を安定化させるために操作者が手を乗せることで、操作者の接触が発生する部分である。
【0019】
なお、接触型入力装置１が適用可能なデバイスの種類は、トラックパッドに限定されず、接触操作入力を受け付け可能な操作部が平面状であり、操作部と同一面内に非操作部が存在するデバイスであれば、タッチパッド又はタッチパネル等、他の種類のデバイスであってもよい。
【0020】
また、本実施の形態では、図４に示すようにパネル３の表面３ａには、複数の位置センサ３ｃが二次元アレイ状に配置されており、操作部３ａ１の中のどの位置に接触操作が付与されたのかが検出可能となっている。位置センサ３ｃの種類は特に限定されないが、例えば静電容量式センサである。複数の位置センサ３ｃは、接触位置を高精細に検出可能とするよう高密度で配置されてもよいし、図示されているように互いに分離して配置されてもよい。
【0021】
アクチュエータ２は、パネル３の裏面３ｂの第一部分３ｂ１に配置される。アクチュエータ２は、パネル３への操作者の接触操作に応じてパネル面（表面３ａ、裏面３ｂ）に直交する面直方向に振動し、この振動を裏面３ｂ側から表面３ａ側の操作部３ａ１に付与することで、操作者に触感を付与する。アクチュエータ２の内部構成については後述するが、電磁駆動式で面直方向に振動を発生させるタイプであることから、高出力で振動をパネル３に対して付与することができる。
【0022】
本実施の形態では、二つのアクチュエータ２が、第一部分３ｂ１に配置される。より具体的には、第一部分３ｂ１の長手方向（Ｙ方向）長さを四等分した区分領域ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３、ＤＲ４のうち、長手方向両端に位置する二つの区分領域ＤＲ１、ＤＲ４に配置される。すなわち、二つのアクチュエータ２は、操作部３ａ１に対応する第一部分３ｂ１の内部ではあるものの、非操作部３ａ３に対応する第二部分３ｂ３に比較的近い位置に夫々配置される。第二部分３ｂ３では、後述する通りフレーム４によってパネル３が固定され、振動伝達が抑制されるので、その影響により、第一部分３ｂ１においては、中央部よりも端部のほうが、振動の出力強度を確保しにくい。しかしながら、本実施の形態では、第一部分３ｂ１の長手方向両端部にアクチュエータ２が配置されるため、第一部分３ｂ１の長手方向両端部でも高出力の振動を確保することができる。すなわち、不要な触感提示となる非操作部３ｂ３への振動伝達を抑制しながら、広範囲での触感提示が可能となる。
【0023】
フレーム４は、パネル３を固定する固定具として機能する。フレーム４は、剛性の高い枠形状の板状部材であり、例えば板金の中央部を打ち抜いて環状とした部材である。本実施の形態では、フレーム４は、両面テープ等、粘着性を有する接合部材５によりパネル３の裏面３ｂの第二部分３ｂ３に装着される。なお、接合部材５は、例えばねじであってもよく、この場合、ねじをフレーム４の貫通孔４ａ（図４参照）に挿通してパネル３に螺合させることで、フレーム４をパネル３に取り付けてもよい。
【0024】
フレーム４は、矩形状の外周部４ｂと、第一部分３ｂ１を横切って外周部４ｂの一対の対辺を橋渡すよう延在し、フレーム４の剛性や機械的強度を確保する中央部４ｃ（本実施の形態では二本の中央部４ｃ）と、を有する。外周部４ｂは、第二部分３ｂ３に配置され、第一部分３ｂ１の全周を囲う形状である。この形状により、アクチュエータ２から第一部分３ｂ１に入力された振動が、第二部分３ｂ３、第三部分３ｂ５へと広がって伝達するのを、第一部分３ｂ１の全周にわたって阻止することができるため、パネル３の表面３ａにおいては操作部３ａ１から３ａ３へと振動が伝達するのを抑制することができる。
【0025】
＜振動アクチュエータ２の構成＞
以下、振動アクチュエータ２の構成について説明する。なお、振動アクチュエータ２の構成の説明においては、Ｚ方向プラス側が「平面側」又は「上側」とされ、Ｚ方向マイナス側が「底面側」又は「下側」とされる。そして、振動アクチュエータ２を構成する各部品において、「平面側」又は「上側」にある面は「表面」又は「上面」とされ、「背面側」又は「下側」にある面は「裏面」又は「下面」とされる。
以下、振動アクチュエータ２の構成について説明する。なお、振動アクチュエータ２の構成の説明においては、Ｚ方向プラス側が「平面側」又は「上側」とされ、Ｚ方向マイナス側が「底面側」又は「下側」とされる。そして、振動アクチュエータ２を構成する各部品において、「平面側」又は「上側」にある面は「表面」又は「上面」とされ、「背面側」又は「下側」にある面は「裏面」又は「下面」とされる。
【0026】
＜振動アクチュエータ２の全体構成＞
振動アクチュエータ２は、平板或いは薄板状の薄型振動アクチュエータであり、Ｚ方向を厚み方向とすると、厚み方向で、操作機器の裏面側に対向して、且つ操作機器を振動可能に配置される。
振動アクチュエータ２は、平板或いは薄板状の薄型振動アクチュエータであり、Ｚ方向を厚み方向とすると、厚み方向で、操作機器の裏面側に対向して、且つ操作機器を振動可能に配置される。
【0027】
振動アクチュエータ２は、薄板状に形成されており、可動部２０と、ベース部３０と、可動部２０をベース部３０に対して移動自在に支持する弾性支持部（弾性体）としての板状弾性部４０と、を有する。なお、弾性支持部は、板状弾性部４０としたが、可動部２０をベース部３０に対して移動自在に支持するものであれば板状に限らない。また、ベース部３０も、本実施の形態では平板状であるため、以下では、「ベースプレート」とも称するが、板状でなく曲げ加工が多少加えられていてもよい。可動部２０も、本実施の形態では板状であるが、薄型であれば板状でなくてもよい。可動部２０、ベース部３０及び板状弾性部４０は、各板面がＸＹ平面に沿うような配置となっており、これにより、振動アクチュエータ２の全体構成もＸＹ平面に沿う薄板状の構成となっている。
【0028】
振動アクチュエータ２では、可動部２０及びベース部３０のうちの一方を介して、操作者の接触操作入力を受け付ける操作パネル３に接続可能である。
【0029】
振動アクチュエータ２は、可動部２０が、Ｚ方向、具体的には、ベース部３０に対して接離する動作で振動することにより、その振動を、振動アクチュエータ２が取り付けられる操作機器に、触感として付与する。
【0030】
＜可動部２０＞
可動部２０は、矩形板状に形成され、コイル２２と、コア２４と、錘部２６とを有する。コイルは扁平形状に形成され、コア２４の中央部を囲むように配置されている。なお、コイル２２は、コア２４の中央部の外周に絶縁材料を介して配置される。絶縁材料は例えば、コア２４に塗布されて硬化する塗布剤であってもよいし、ボビン状の絶縁部材として構成し、コイル２２とコア２４との間に介在させてもよい。絶縁材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＢＴ）等の樹脂材料を用い、これにより、コイル２２とコア２４との間の電気的絶縁を確保できる。
可動部２０は、矩形板状に形成され、コイル２２と、コア２４と、錘部２６とを有する。コイルは扁平形状に形成され、コア２４の中央部を囲むように配置されている。なお、コイル２２は、コア２４の中央部の外周に絶縁材料を介して配置される。絶縁材料は例えば、コア２４に塗布されて硬化する塗布剤であってもよいし、ボビン状の絶縁部材として構成し、コイル２２とコア２４との間に介在させてもよい。絶縁材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＢＴ）等の樹脂材料を用い、これにより、コイル２２とコア２４との間の電気的絶縁を確保できる。
【0031】
コア（磁性コア）２４は、磁性体であり、巻回軸方向の両端部２４ａ、２４ｂがコイル２２から突出する、つまり、巻回されるコイル２２から両端部２４ａ、２４ｂが突出する。コア２４の両端部２４ａ、２４ｂの先端には、それぞれ弾性支持部に接合されるばね接続部２４１、２４２が設けられている。コア２４は矩形板状に形成され、両端部２４ａ、２４ｂはそれぞれ幅広の矩形板状をなし、裏面側でベース部３０と対向する。両端部２４ａ、２４ｂの表面には、ばね接続部２４１、２４２上に延在する錘部２６が取り付けられている。
【0032】
錘部２６は板状であり、コア２４の形状、例えば横幅（Ｘ方向の長さ）及び奥行き方向の長さ（Ｙ方向の長さ）に対応して設けられることが好ましい。その重量は任意に設定でき、例えば、錘部２６のＹ方向の長さを調整したり、Ｚ方向の長さを調整したり、材料を調整したりする等して調整できる。このように、錘部２６は、可動部２０の重量を調整でき、この調整により固有振動数を設定できる。なお、厚み（Ｚ方向）の配置スペースが制限される場合は、ＸＹ方向で重量が増加する形状としてもよい。
【0033】
コア２４は、コイル２２への通電により磁化され、電磁石として機能する。両端部２４ａ、２４ｂは磁極となり、近接する磁性体、つまり、ベース部３０との間で磁気吸引力を発生する。言い換えると、可動部２０は、コア２４の中央部にコイル２２を巻回してなる電磁石を有する。
【0034】
コア２４は、コイル２２への通電により両端部２４ａ、２４ｂ、特に、両端部２４ａ、２４ｂの裏面が面状の磁極面となる。なお、コア２４は、例えば、ケイ素鋼板、パーマロイ、フェライト等の軟磁性材料により形成されることが好ましい。また、コア２４は、電磁ステンレス、焼結材、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）材、積層鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等により構成されてもよい。
【0035】
＜ベース部３０＞
ベース部３０は、板状弾性部４０を介して、ベース部３０の接離方向、図６ではＺ方向に、可動部２０を移動自在に支持する。ベース部３０は、コア２４の両端部２４ａ、２４ｂに対してコイル２２の巻回軸方向と交差する対向方向でギャップ（隙間）Ｇを空けて対向配置される磁性体である対向部３２ａ、３２ｂを有する。ベース部３０は、Ｚ方向に所定の厚みを有する扁平形状の部材であり、振動アクチュエータ２の底面を形成する。
ベース部３０は、板状弾性部４０を介して、ベース部３０の接離方向、図６ではＺ方向に、可動部２０を移動自在に支持する。ベース部３０は、コア２４の両端部２４ａ、２４ｂに対してコイル２２の巻回軸方向と交差する対向方向でギャップ（隙間）Ｇを空けて対向配置される磁性体である対向部３２ａ、３２ｂを有する。ベース部３０は、Ｚ方向に所定の厚みを有する扁平形状の部材であり、振動アクチュエータ２の底面を形成する。
【0036】
ベース部３０は、磁性体であるベース本体部３１を有し、ベース本体部３１には、両端部２４ａ、２４ｂと対向配置される対向部（磁性体）３２ａ、３２ｂと、弾性部接続部であるばね接続部３４ａ、３４ｂと、固定部３６とが設けられている。
【0037】
ベース本体部３１は、中央に開口部３８を有し、平面視正方形枠状に形成されている。開口部３８は、コイル２２の下部が挿入される空間であり、コイル２２の外形に対応した形状、例えば、正方形状に形成されている。
【0038】
ベース本体部３１において、互いに対向して離間する一対の辺部３１１のそれぞれに対向部３２ａ、３２ｂが形成され、一対の辺部３１１間で、互いに対向して離間する他の一対の辺部３１２のそれぞれに、ばね固定部３４ａ、３４ｂが形成されている。対向部３２ａ、３２ｂ及びばね固定部３４ａ、３４ｂは、それぞれベース本体部３１の表面、つまり、可動部側の面に形成されている。
【0039】
一対の辺部３１１及び他の一対の辺部３１２はそれぞれ面状体であり、ベース本体部３１の外周部を構成する４つ外縁部の中央部には、それぞれ切り欠き部３１１ａ、３１２ａが形成されている。切り欠き部３１１ａ、３１２ａは、それぞれ、配置される板状弾性部４０の一部の変形領域を確保するためのものである。
【0040】
対向部（対向面）３２ａ、３２ｂは、ベース部３０の一部であり、コア２４の両端部２４ａ、２４ｂに対してコイル２２の巻回軸方向と交差する対向方向、例えば、Ｚ方向で隙間（ギャップ）Ｇをあけて対向配置される磁性体を構成する。対向部３２ａ、３２ｂは、コイル２２への通電により、両端部２４ａ、２４ｂの裏面との間に発生する磁気吸引力により、両端部２４ａ、２４ｂに吸引される。対向部３２ａ、３２ｂは、例えば、一対の辺部３１１のそれぞれの中央部に形成され、開口部３８をＹ方向で挟む位置に配置されている。
【0041】
対向部３２ａ、３２ｂは、両端部２４ａ、２４ｂの裏面に全面的に対向する面であるので、両端部２４ａ、２４ｂの裏面との間で効率よく磁束を流すことができる。対向部３２ａ、３２ｂは、ベース本体部３１の一部として、強磁性体であり、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ガドリニウム（Ｇｄ）等で形成される。対向部３２ａ、３２ｂは、ばね接続部３４ａ、３４ｂ及び固定部３６とともにベース本体部３１として、特に、鉄、コバルト、ニッケル等の金属材料（例えば鉄）により形成される。
【0042】
対向部３２ａ、３２ｂの上方（Ｚ方向）で離間して対向して両端部２４ａ、２４ｂが配置され、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれの中心で左右対称形をなしている、ばね接続部３４ａ、３４ｂは、開口部３８をＸ方向で挟むように配置され、ベース部３０の表面側で、板状弾性部４０の他端部に接合される。
【0043】
【0044】
固定部３６は、ベース部３０の四隅に形成され、ベース部３０を固定対象に確実に止着して固定できる。なお固定部３６は、四隅に形成されているが、固定対象にベース部３０を固定できれば、固定部３６の数はいくつでもよい。
【0045】
上述した通り、ベース部３０は、板面が操作パネル３と平行なＸＹ平面に沿って配置される平板状であり、振動時に、内部にコイル２２を配置した状態で、可動部２０の電磁石とベース部３０の磁性体との相対移動を可能とする開口部３８を有する。この構成により、可動部２０においてコイル２２により増大する厚みの一部をベース部３０の開口部３８で吸収できるため、振動アクチュエータ２全体の薄型構成を確保でき、振動アクチュエータ２を搭載する接触型入力装置１全体の薄型化にも寄与することができる。
【0046】
＜板状弾性部４０＞
板状弾性部４０は、板状であり、具体的には、弾性変形する板ばねであり、ベース部３０に対して可動部２０を可動自在に支持する。板状弾性部４０は、所定の厚み（Ｚ方向の厚み）を有する薄板枠状に形成され、厚み方向（Ｚ方向）でベース部３０と可動部２０との間に層状に配置される。
板状弾性部４０は、板状であり、具体的には、弾性変形する板ばねであり、ベース部３０に対して可動部２０を可動自在に支持する。板状弾性部４０は、所定の厚み（Ｚ方向の厚み）を有する薄板枠状に形成され、厚み方向（Ｚ方向）でベース部３０と可動部２０との間に層状に配置される。
【0047】
板状弾性部４０は、可動部２０とベース部３０のそれぞれに接続される。また、板状弾性部４０は、ベース部３０を囲む矩形枠状に形成され、互いに平行な一対の辺部４６１のそれぞれに可動部２０が接合され、一対の辺部４６１に隣り合う互いに対向する他の一対の辺部４６２のそれぞれにベース部３０が接合される。言い換えれば、板状弾性体４０は、一対の対辺で可動部２０の電磁石を支持し、他方の対辺で磁性体であるベース部３０に接続される。これにより、板状弾性部４０は、可動部２０をベース部３０に対して対向方向（振動方向）に対して垂直な方向（Ｘ方向及びＹ方向）で対称に、バランスよく支持する。板状弾性部４０は、矩形の枠体（ここでは薄板枠状体）であるので、部品点数の削減、全体の薄型化を図ることができ、更に、部品の曲げ加工等も無くして製造できる。さらに枠体であるので、枠体内に他部品を配置することにより、他部品に干渉しないように配置できる。また、板状弾性部４０は、ばね定数の設定により、可動部２０の変位量、固有振動数を決めることができる。
【0048】
板状弾性部４０は、可動部側固定部４２ａ、４２ｂと、ベース部側固定部４４ａ、４４ｂと、可動部側固定部４２ａ、４２ｂとベース部側固定部４４ａ、４４ｂとを接続し弾性変形するアームを含む面状の弾性本体部４６と、を有する。
【0049】
弾性本体部４６は、可動部側固定部４２ａ、４２ｂとベース部側固定部４４ａ、４４ｂとを、Ｚ方向で弾性変形可能に接続する。
【0050】
弾性本体部４６は、可動部側固定部４２ａ、４２ｂとベース部側固定部４４ａ、４４ｂとを接続する変形可能なアーム部を有する。アーム部は、例えば、Ｌ字状で形成することにより、平面視してベース部３０を囲む枠形状に形成され、ベース部３０の外周側でＺ方向に変形自在となっている。
【0051】
弾性本体部４６において、可動部側固定部４２ａ、４２ｂとこれらに直線的に接続されるＬ字アームの一辺で、互いに平行な一対の辺部４６１を構成し、これら一対の辺部４６１に隣り合う他の一対の辺部４６２には、内側に突出するようにベース部側固定部４４ａ、４４ｂが形成されている。
【0052】
板状弾性部４０において、弾性本体部４６、可動部側固定部４２ａ、４２ｂ及びベース部側固定部４４ａ、４４ｂは同一平面上に配置されている。
【0053】
可動部側固定部４２ａ、４２ｂは、面状であり、可動部２０に固定される。可動部側固定部４２ａ、４２ｂは、弾性本体部４６において平面視して、ベース部３０の外側に配置される一対の辺部３１１の中央部に設けられ、表面で、コア２４のばね接続部２４１、２４２に裏面側で面接触して固定されている。可動部側固定部４２ａ、４２ｂは、Ｘ方向の中心或いは、Ｙ方向の中心に対して、それぞれの方向で対称となるように設けられている。ベース部側固定部４４ａ、４４ｂは、面状であり、ベース部３０に固定される。
【0054】
板状弾性部４０は、弾性を確保するために、弾性本体部４６のアームを有し、このアーム形状は可動部側固定部４２ａ、４２ｂ及びベース部側固定部４４ａ、４４ｂをＺ方向に変位自在に連結するものであれば、どのような形状であってもよい。また、弾性本体部４６は可動部２０をＸＹ平面上に位置した状態で、Ｚ方向（振動付与方向）に移動させるようにバランス良く変形するよう形成されていればどのような形状であってもよい。
【0055】
板状弾性部４０は、可動部２０の両端部の裏面と、ベース部３０の対向部３２ａ、３２ｂとを、互いの垂直方向である振動方向（Ｚ方向）でギャップＧを空けて対向するように可動部２０を支持する。板状弾性部４０は、その厚み（Ｚ方向の長さ）によりギャップＧを形成する。
【0056】
板状弾性部４０は、コア２４或いはコイル２２の上面と、ベース部３０の底面との間で変形する。このように板状弾性部４０は、矩形枠状に形成され、矩形枠を構成するそれぞれの辺部の中央部に、可動部側固定部４２ａ、４２ｂとベース部側固定部４４ａ、４４ｂとが配置されている。可動部２０の駆動時に可動部側固定部４２ａ、４２ｂがベース部側固定部４４ａ、４４ｂに対して変位する。
【0057】
可動部２０は、弾性本体部４６において、可動部側固定部４２ａ、４２ｂとベース部側固定部４４ａ、４４ｂと接続するＬ字形状のアームにより両側方で支持する。よって、弾性変形する際の応力分散が可能となり、可動部２０を、ベース部３０に対して傾斜することなく、振動方向（Ｚ方向）に移動させることができ、振動状態の信頼性の向上、安定性の改善を図ることができる。
【0058】
ベース部３０、可動部２０（特に、コイル２２通電時に磁化し電磁石として機能するコア２４）及び板状弾性部４０は、夫々の板面が操作パネル３と平行に配置される平板状であり、コア２４又はベース部３０の一方が面直方向で中立位置にあるときに、板状弾性部４０の全体が面直方向でベース部３０とコア２４との間のギャップＧ内に位置する（図１２等参照）。この構成により、面直方向での可動部２０のストロークを確保しながらも、互いに積層配置されたベース部３０、可動部２０及び板状弾性部４０が面直方向に嵩張らないので、振動アクチュエータ２全体の薄型構成を確保でき、振動アクチュエータ２を搭載する接触型入力装置１全体の薄型化にも寄与することができる。
【0059】
＜振動アクチュエータ２の磁気回路＞
図１６Ａ～図１６Ｃは、振動アクチュエータの動作の説明に供する図である。なお、図１６Ａ～図１６Ｃは、図７のＢ－Ｂ線で切断した部分を示す振動アクチュエータ２の斜視図であり、磁気回路は、図示しない部分も図示される部分と同様の磁束の流れＭを有する。
図１６Ａ～図１６Ｃは、振動アクチュエータの動作の説明に供する図である。なお、図１６Ａ～図１６Ｃは、図７のＢ－Ｂ線で切断した部分を示す振動アクチュエータ２の斜視図であり、磁気回路は、図示しない部分も図示される部分と同様の磁束の流れＭを有する。
【0060】
図１６Ａは、振動アクチュエータ２の静止状態（静止位置ＳＩに位置）を示す図である。図１６Ａに示す振動アクチュエータ２のコイル２２に電流を流すと、コア２４が励磁されて磁界が発生し、コア２４の両端部２４ａ、２４ｂが磁極となる。例えば、図１６Ｂでは、コア２４において、一端部２４ａがＮ極となり、他端部２４ｂがＳ極となっている。すると、コア２４と、ベース部３０の対向部３２ａ、３２ｂとの間には、磁束の流れＭで示す磁気回路が形成される。この磁気回路における磁束の流れＭは、一端部２４ａから対向する対向部３２ａに流れ、対向部３２ａから対向部３２ｂに至り、対向部３２ｂから、コア２４の他端部２４ｂに流れ、コア２４を通り一端部２４ａから再び出射される。
【0061】
これにより、電磁ソレノイドの原理により、コア２４の両端部２４ａ、２４ｂは、磁気吸引力ＫＲを発生する。すると、ベース部３０の対向部３２ａ、３２ｂの双方に、両端部２４ａ、２４ｂの双方が引き寄せられる。ベース部３０は、固定部３６を介して筐体等に固定されているため、対向部３２ａ、３２ｂに、両端部２４ａ、２４ｂが引き寄られ、吸着する。つまり、板状弾性部４０が変形し、可動部２０がベース部３０側に引き寄せられる。可動部２０は、ベース部３０が固定された位置（ＫＩ）側に近接配置される。
【0062】
次いで、コイル２２への通電を解除すると、磁界は消滅し、図１６Ｃに示すように、可動部２０の磁気吸引力ＫＲは無くなり、ベース部３０側に変形した板状弾性部４０の付勢力が解放される。すなわち、板状弾性部４０としてのバネの反力ＨＲが発生し、板状弾性部４０の反力ＨＲにより可動部２０は、元の位置（基準位置である非駆動の静止状態での位置ＳＩ）に移動（磁気吸引力ＫＲの吸引方向とは反対のプラスＺ方向に移動）するように移動する。このとき可動部２０は、反力ＨＲにより、静止状態である静止位置ＳＩよりもベース部３０から離間する方向に変位した位置ＨＩまで移動することになり、強い振動を発生する。
【0063】
この振動は、付勢力の減衰に伴い、減衰しつつ繰り返して自由振動する。また、コイル２２への通電、解除を繰り替えして可動部２０をＺ方向に往復移動して振動を発生するようにしてもよい。このように振動アクチュエータ２では、ベース部３０に対して板状弾性部４０で吊られた状態で支持された可動部２０は、通電すると電磁石と磁性体である対向部３２ａ、３２ｂとの間で発生する磁気吸引力により、機械的に変位し、その後、自由振動する。
【0064】
このように、振動アクチュエータ２は、コイル２２への通電によりコア２４と対向部（磁性体）３２ａ、３２ｂとの間に発生する磁気吸引力によりベース部３０側への可動部２０の移動を生じさせる。この移動は、板状弾性部４０に発生する（付勢力）弾性力により可動部２０の振動を発生して、操作者に触感を付与する。
【0065】
振動アクチュエータ２では、コイル２２が巻回されるコア２４が、ベース部３０の開口部３８にコイル２２を挿通させた状態で、板状弾性部４０によりベース部３０に対してＺ方向に可動自在に支持されている。振動アクチュエータ２は、薄板状のコア２４、コア２４上のコイル２２の部位、板状弾性部４０及びベース部３０を積層した高さのみで構成できる。これにより、振動アクチュエータ２は薄い板状に構成でき、配置スペースの省スペース化を実現できる。また、この構成は、コイルとマグネットをＺ方向で対向して配置する等のように、磁気を発生してＺ方向に可動部を駆動させる部材をＺ方向で重ねて設ける構成と比較して、一層薄型化された構成を有する。
【0066】
また、板状のコア２４がベース部３０の対向部３２ａ、３２ｂに対して垂直に対向して配置され、可動部２０は、コア２４とベース部３０の間に配置される板ばねである板状弾性部４０を介して垂直方向（振動方向）に移動自在に保持されている。これにより、コア２４はベース部３０に対して板状弾性部４０の厚み分のスペースを振幅のためのギャップとして確保した状態で振動自在に支持される。
【0067】
ベース部３０は、コイル２２が対向方向に移動自在に挿通される開口部（開口）３８が設けられた板状である。ベース部３０において開口部３８の周囲には、ベース部３０を操作者の接触操作入力を受け付ける操作パネル３に固定するための固定部３６が設けられている。板状弾性部４０は、固定部３６の外側でベース部３０を囲むよう延在する。これにより、ベース部３０の固定を邪魔せず、板状弾性部４０は弾性変形でき、しかもその弾性変形のためのストロークを確保できる。
【0068】
また、振動アクチュエータ２では、ベース部３０、板状弾性部４０、可動部２０、加えて、錘部２６等の構成要素は全てＺ方向、つまり、厚み方向での組み立てとなるため、容易に組み立てることができ、組み立て時のばらつきが発生しにくく安定して駆動する振動アクチュエータを製造できる。
【0069】
また、振動アクチュエータ２は、板状弾性部４０の厚みでコア２４とベース部３０との間の距離を確保した構成を有している。これにより、コア２４とベース部３０との間の距離を形成するために別部材を設ける必要がなく、一層、部品点数を削減することができ、さらにサイズダウン、組み立ての簡易化、低コスト化を図ることができる。
【0070】
さらに、板状弾性部４０は、製造上、厚みの精度が高い板ばねであるので、コア２４とベース部３０（具体的には対向部３２ａ、３２ｂ）との間のギャップは、バラツキが抑制され、安定したギャップとして確保される。コア２４の両端部２４ａ、２４ｂの表面が露出する構成であるので、表面のスペースを用いて可動部２０側の重量の増加を容易に行うことができる。
【0071】
また、マグネットを用いることなく、可動部２０を往復直線移動させることで、振動を発生するので、マグネットを用いる構成と比較してコストの低廉化を図ることができる。
また、部品点数を少なくして、容易に製造できる。
また、部品点数を少なくして、容易に製造できる。
【0072】
振動アクチュエータ２によれば、組立が容易であり、薄型化が図られることにより、省スペースに配置して好適に振動する。また、振動アクチュエータ２は薄型化、小型化を図ることができ、操作パネル３への操作者の押圧操作に対応した好適な触感を付与できる。
【0073】
なお、電流パルスを用いて振動アクチュエータに共振現象を発生させて可動部を駆動することについては、例えば特許文献３において、その駆動原理が、運動方程式及び回路方程式を交えて説明されている。この駆動原理は、本実施の形態に適用可能である。
【0074】
＜振動アクチュエータ２の構成の変形例＞
振動アクチュエータ２の構成は、上述した構成に限定されるものではなく、種々変更して実施可能である。ここで、振動アクチュエータ２の構成の変形例を一つ例示する。
振動アクチュエータ２の構成は、上述した構成に限定されるものではなく、種々変更して実施可能である。ここで、振動アクチュエータ２の構成の変形例を一つ例示する。
【0075】
【0076】
ここに例示する振動アクチュエータ２Ａでは、ベース部３０であるベースプレート３９３０に開口が設けられていない。ベースプレート３９３０は、ベース部３０（図８参照）の構成において開口部の無い形状とした高透磁率のベースプレートである。このベースプレート３９３０上に、板状コア２４の中央部にコイル２２を有する電磁石Ｄが配置されている。
【0077】
また、ベースプレート３９３０を囲う枠体である弾性体３９４０が、板状コア２４を支持した状態でベースプレート３９３０に接続されている。この構成において、コイル２２への通電により生ずる磁力により、可動部２０の電磁石Ｄはコア２４の板面に対して垂直方向に振動する。その場合、コイル２２とベースプレート３０との間隔調整は、図５３に示すスペーサ６２の設置により行うことができる。スペーサ６２は、ベースプレート３９３０と弾性体３９４０のプレート側接続部との間に介設される。
【0078】
＜振動アクチュエータ２の駆動回路＞
図１９は、実施の形態１に係る振動アクチュエータの制御部の回路構成を示す図である。
図１９は、実施の形態１に係る振動アクチュエータの制御部の回路構成を示す図である。
【0079】
図１９に示す駆動回路は、振動アクチュエータ２の制御部に含まれる。駆動回路は、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）により構成される電流パルス供給部としてのスイッチング素子１５２、電圧パルス印加部としての信号発生部（Signal generation）１５４、抵抗Ｒ１、Ｒ２、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diodes：ショットキーバリアダイオード）を有する。この駆動回路は、後述するアクチュエータドライバ１７４の具体的構成の一例である。
【0080】
電源電圧Ｖｃｃに接続された信号発生部１５４は、スイッチング素子１５２のゲートに接続されている。スイッチング素子１５２は、放電切換スイッチである。スイッチング素子１５２は、振動アクチュエータ２（図１９では[Actuator]で示す）、特に振動アクチュエータ２のコイル２２に接続されている。振動アクチュエータ２には、電源部Ｖａｃｔから電圧が印加されている。よって、信号発生部１５４によるゲート電圧制御によりスイッチング素子１５２がオンオフされ、スイッチング素子１５２がオンされたときに電流が流れて、振動アクチュエータ２において、コイル２２が通電される。
【0081】
なお、制御部は、振動アクチュエータ２が実装される接触型入力装置１の装置全体の制御を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成される演算処理装置と、演算処理装置の作業領域として動作する例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される主記憶装置と、演算処理装置の動作プログラムを記憶する例えばフラッシュメモリ又はハードディスク等の不揮発性メモリから構成される補助記憶装置と、を有してよい。演算処理装置、主記憶装置及び補助記憶装置を含む構成は、後述するマイコン１７３の具体的構成の一例である。演算処理装置は、各種制御プログラム及び当該プログラムに付随する各種データ等（以下、各種制御プログラム及び各種データ等を纏めて「プログラム等」という）を、補助記憶装置から読み出して主記憶装置に記憶させ、データ等を使用しつつ制御プログラムを実行して、振動提示装置の各種機能を実現させる。例えば、データは、複数の異なる振動減衰期間や複数の異なる振動強度等を表現する様々なパターンのパルス波形データを含んでよい。各種制御プログラムは、操作者の接触操作を示す情報が入力された際に、その入力情報に対応する振動を発生するアクチュエータ駆動信号を生成するためのパルス波形データを読み出し、読み出したパルス波形データに従ってアクチュエータ駆動信号を生成するプログラムを含んでよい。
【0082】
なお、補助記憶装置は、振動提示装置に着脱可能な記憶媒体であってもよい。また、制御部を外部と通信可能に構成して、プログラム等が通信ネットワークを介して外部から制御部（の主記憶装置又は補助記憶装置）にダウンロードされるようにしてもよい。
【0083】
上述した主記憶装置及び補助記憶装置は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体の一例である。
【0084】
＜接触型入力装置１の制御系＞
図２０は、接触型入力装置１の制御系を模式的に示す図である。
図２０は、接触型入力装置１の制御系を模式的に示す図である。
【0085】
図２０に示す接触型入力装置１の制御系は、二つのアクチュエータ２、操作パネル３、マイコン１７３及び二つのアクチュエータドライバ１７４を有する。なお、各振動アクチュエータ２において、機能的に制御系に組み込まれるのは、可動部２０のコイル２２である。
【0086】
操作パネル３は、操作パネル３上における操作者による接触操作を受け付けて、その接触位置を示す信号（操作位置検出信号）を出力する位置センサ３ｃを有する。位置センサ３ｃは、操作位置検出信号をマイコン１７３に出力する。
【0087】
マイコン１７３は、操作位置検出信号に基づき、接触操作に対応する位置で振動が発生するように、いずれか一方又は両方のアクチュエータドライバ１７４を制御する。マイコン１７３により制御されたアクチュエータドライバ１７４は、対応するアクチュエータ２のコイル２２に、アクチュエータ駆動信号として駆動電流を供給する。
【0088】
アクチュエータドライバ１７４からの駆動電流を受けたアクチュエータ２は、操作パネル３に振動を伝達して振動させることにより、操作パネル３を操作した操作者に触感を付与する。このように、位置センサ３ｃにより検出された位置に応じて、適切なアクチュエータ２のコイル２２への通電を行い、適切な位置で振動を操作パネル３に付与することにより、スイッチの感触のようなリアルな触感表現を実現することができる。
【0089】
＜実施の形態１のまとめ＞
以上説明したように、本実施の形態によれば、接触型入力装置１は、操作パネル３と、操作パネル３の裏面３ｂに配置される振動アクチュエータ２と、を有し、操作パネル３への接触操作に応じて振動アクチュエータ２を面直方向に振動させ、操作者に触感を付与する接触型入力装置である。このような接触型入力装置１において、操作パネル３は、表面３ａに操作部３ａ１と非操作部３ａ３とを含み、振動アクチュエータ２は、裏面３ｂにおいて操作部３ａ１に対応する第一部分３ｂ１に配置され、操作パネル３を固定するフレーム４が、裏面３ｂにおいて操作部３ａ１と非操作部３ａ３との境界部に対応する第二部分３ｂ３に配置される。この構成により、操作パネル３において、操作部３ａ１への高出力の振動を確保できるとともに非操作部３ａ３への振動伝達を抑制できる。すなわち、接触操作入力を受け付けない領域（非操作部３ａ３）に触れている手指への不要な触感フィードバックを抑制しながら、操作部３ａ１を操作している手指に対して必要な触感フィードバックを行うことができる。操作者に対して優れた操作触感を付与することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、接触型入力装置１は、操作パネル３と、操作パネル３の裏面３ｂに配置される振動アクチュエータ２と、を有し、操作パネル３への接触操作に応じて振動アクチュエータ２を面直方向に振動させ、操作者に触感を付与する接触型入力装置である。このような接触型入力装置１において、操作パネル３は、表面３ａに操作部３ａ１と非操作部３ａ３とを含み、振動アクチュエータ２は、裏面３ｂにおいて操作部３ａ１に対応する第一部分３ｂ１に配置され、操作パネル３を固定するフレーム４が、裏面３ｂにおいて操作部３ａ１と非操作部３ａ３との境界部に対応する第二部分３ｂ３に配置される。この構成により、操作パネル３において、操作部３ａ１への高出力の振動を確保できるとともに非操作部３ａ３への振動伝達を抑制できる。すなわち、接触操作入力を受け付けない領域（非操作部３ａ３）に触れている手指への不要な触感フィードバックを抑制しながら、操作部３ａ１を操作している手指に対して必要な触感フィードバックを行うことができる。操作者に対して優れた操作触感を付与することができる。
【0090】
また、接触型入力装置１に搭載される振動アクチュエータ２は、操作パネル３と平行に配置されるベース部３０と、面直方向でベース部３０に対向して配置され、コア２４の中央部にコイル２２を巻回してなる電磁石と、電磁石（コイル２２、コア２４）を支持し、ベース部３０に接続される、弾性変形可能な板状弾性部４０と、を有し、電磁石（コイル２２、コア２４）又はベース部３０の一方が、コイル２２への通電により生ずる電磁石（コイル２２、コア２４）の磁力により、電磁石（コイル２２、コア２４）又はベース部３０の他方に向かって面直方向の一方向に変位して、板状弾性部４０の弾性変形により生ずる板状弾性部４０の弾性力により、面直方向の双方向に振動する。このような面直方向に振動する電磁式の振動アクチュエータ２の構成により、必要な触感をより高出力で付与することができる。
【0091】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態１と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１と共通する構成要素については、実施の形態１と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、振動アクチュエータ２が接触型入力装置１の第一領域３ａ１内の中央部に一つだけ配置されている点で、実施の形態１と相違する（図２１参照）。この構成の場合でも、実施の形態１で述べた効果を実現することは可能であり、また、振動アクチュエータ２の配置個数を最小限に抑えることにより、それらの効果を低コストで実現することができる。
以下、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態１と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１と共通する構成要素については、実施の形態１と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、振動アクチュエータ２が接触型入力装置１の第一領域３ａ１内の中央部に一つだけ配置されている点で、実施の形態１と相違する（図２１参照）。この構成の場合でも、実施の形態１で述べた効果を実現することは可能であり、また、振動アクチュエータ２の配置個数を最小限に抑えることにより、それらの効果を低コストで実現することができる。
【0092】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態１と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１と共通する構成要素については、実施の形態１と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、操作パネル３において、接触操作の位置を検出可能な位置センサ３ｃに加えて、接触操作の荷重を検出可能な荷重センサが設けられている点で、実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態では、位置センサ３ｃと荷重センサとを纏めて「位置荷重センサ３ｄ」と称する。図２２に示すように、位置荷重センサ３ｄの配置位置は、実施の形態１で説明した位置センサ３ｃの配置位置と同じである。
以下、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態１と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１と共通する構成要素については、実施の形態１と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、操作パネル３において、接触操作の位置を検出可能な位置センサ３ｃに加えて、接触操作の荷重を検出可能な荷重センサが設けられている点で、実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態では、位置センサ３ｃと荷重センサとを纏めて「位置荷重センサ３ｄ」と称する。図２２に示すように、位置荷重センサ３ｄの配置位置は、実施の形態１で説明した位置センサ３ｃの配置位置と同じである。
【0093】
図２３は、本実施の形態に係る接触型入力装置１の制御系を模式的に示す図である。
【0094】
図２３に示す接触型入力装置１の制御系は、二つのアクチュエータ２、操作パネル３、マイコン１７３及び二つのアクチュエータドライバ１７４を有する。
【0095】
操作パネル３は、操作パネル３上における操作者による接触操作を受け付けて、位置荷重センサ３ｄから、接触操作の接触位置を示す信号（操作位置検出信号）及び接触操作の操作荷重を示す信号（操作荷重検出信号）を、マイコン１７３に出力する。
【0096】
マイコン１７３は、操作位置検出信号及び操作荷重検出信号に基づき、接触操作に対応する位置及び強度で振動が発生するように、いずれか一方又は両方のアクチュエータドライバ１７４を制御する。マイコン１７３により制御されたアクチュエータドライバ１７４は、対応するアクチュエータ２のコイル２２に、アクチュエータ駆動信号として駆動電流を供給する。
【0097】
アクチュエータドライバ１７４からの駆動電流を受けたアクチュエータ２は、操作パネル３に振動を伝達して振動させることにより、操作パネル３を操作した操作者に触感を付与する。このように、位置荷重センサ３ｄにより検出された位置及び荷重に応じて、適切なアクチュエータ２のコイル２２への通電を行い、適切な位置及び強度で振動を操作パネル３に付与することにより、より一層リアルな触感表現を実現することができる。また、接触操作の位置の検出結果だけでなく荷重の検出結果も含めて考慮して適切なアクチュエータ２を選択的に駆動することができるため、アクチュエータ２の誤作動を抑制して動作精度を向上することができる。
【0098】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態１と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１と共通する構成要素については、実施の形態１と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、荷重センサ４ｄがフレーム４に設けられている点、及び、荷重センサ４ｄが配置される位置のフレーム４の形状が、実施の形態１と相違する。よって、本実施の形態の説明では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
以下、本発明の実施の形態４について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態１と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１と共通する構成要素については、実施の形態１と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、荷重センサ４ｄがフレーム４に設けられている点、及び、荷重センサ４ｄが配置される位置のフレーム４の形状が、実施の形態１と相違する。よって、本実施の形態の説明では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【0099】
図２４、図２５Ａ及び図２５Ｂに示すように、本実施の形態に係る接触型入力装置１において、フレーム４は、外周部４ｂの四隅が夫々内側に突出した突出部４ｅを有する。そして、各突出部４ｅにはＣ字状のスリットが形成されている。言い換えれば、スリットにより画定された舌片４ｆが、片持ち状態で外周部４ｂに繋がった構成となっている。そのため、フレーム４は、舌片４ｆが押圧力を受ければ、舌片４ｆと外周部４ｂとが繋がる部分に局所的な歪みを生じさせることができるようになっている。そして、外周部４ｂと繋がる部分で舌片４ｆが荷重センサ４ｄを支持する。
【0100】
このように、フレーム４は、第二部分３ｂ３から第一部分３ｂ１に突出する突出部４ｅを有し、突出部４ｅは、接触操作の荷重を検出する荷重センサ４ｄを片持ち状態で支持するため、フレーム４にあまり複雑な加工を施すことなく接触操作の荷重を検出する構成を実現することができ、実施の形態３で述べたような動作精度の向上を図ることができる。なお、舌片４ｆと操作パネル３の裏面３ｂとの間にスペーサ４ｇを配置して、操作パネル３に加わった接触操作の荷重が確実に舌片４ｆに伝達するようにすることが好ましい。
【0101】
図２６は、本実施の形態に係る接触型入力装置１の制御系を模式的に示す図である。
【0102】
図２６に示す接触型入力装置１の制御系は、二つのアクチュエータ２、操作パネル３、マイコン１７３及び二つのアクチュエータドライバ１７４、アンプ１７１、ＡＤＣ１７２に加えて、複数の荷重センサ４ｄを有する。なお、アンプ１７１及びＡＤＣ１７２は、個々の荷重センサ４ｄに対応して設けられるが、図２６では簡略化のため荷重センサ４ｄ、アンプ１７１及びＡＤＣ１７２が夫々一つだけ示されている。
【0103】
操作パネル３は、操作パネル３上における操作者による接触操作入力を受け付けて、位置センサ３ｃから、接触操作の接触位置を示す信号（操作位置検出信号）を、マイコンに出力する。また、荷重センサ４ｄは、接触操作の操作荷重を示す信号（操作荷重検出信号）を、アンプ１７１及びＡＤＣ１７２を介して、マイコン１７３に出力する。
【0104】
マイコン１７３は、操作位置検出信号及び操作荷重検出信号に基づき、接触操作に対応する位置及び強度で振動が発生するように、いずれか一方又は両方のアクチュエータドライバ１７４を制御する。マイコン１７３により制御されたアクチュエータドライバ１７４は、対応するアクチュエータ２のコイル２２に、アクチュエータ駆動信号として駆動電流を供給する。
【0105】
アクチュエータドライバ１７４からの駆動電流を受けたアクチュエータ２は、操作パネル３に振動を伝達して振動させることにより、操作パネル３を操作した操作者に触感を付与する。このように、位置センサ３ｃ及び荷重センサ４ｄにより検出された位置及び荷重に応じて、適切なアクチュエータ２のコイル２２への通電を行い、適切な位置及び強度で振動を操作パネル３に付与することにより、より一層リアルな触感表現を実現することができる。また、接触操作の位置の検出結果だけでなく荷重の検出結果も含めて考慮して適切なアクチュエータ２を選択的に駆動することができるため、アクチュエータ２の誤作動を抑制して動作精度を向上することができる。
【0106】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態４と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１、４と共通する構成要素については、実施の形態１、４と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、フレーム４の外周部４ｂと操作パネル３との間に、減衰材４ｈが設けられている点、及び、フレーム４の中央部４ｃと操作パネル３との間にも、減衰材４ｉが設けられている点で、実施の形態４と相違する（図２７及び図２８参照）。
以下、本発明の実施の形態５について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態４と基本的に同様である。よって、本実施の形態において実施の形態１、４と共通する構成要素については、実施の形態１、４と同じ参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。本実施の形態は、フレーム４の外周部４ｂと操作パネル３との間に、減衰材４ｈが設けられている点、及び、フレーム４の中央部４ｃと操作パネル３との間にも、減衰材４ｉが設けられている点で、実施の形態４と相違する（図２７及び図２８参照）。
【0107】
操作パネル３の剛性等の材質によっては、フレーム４だけでは非操作部３ａ３への振動伝達を十分に抑制できないことも想定される。これに対し本実施の形態では、減衰材４ｈを外周部４ｂに配置することで、非操作部３ｂ３に振動が伝達しても適度に減衰させることができるので、振動余韻の収まりが良好となり、優れた操作触感を提供することが可能となる。
【0108】
また、本実施の形態では、減衰材４ｉが、フレーム４の中央部４ｃに設けられる。フレーム４と操作パネル３との固定状況によっては、フレーム４による振動伝達阻止の度合いが不均等になり、操作位置によって触感が異なってしまうになることも想定される。これに対し本実施の形態では、減衰材４ｉを中央部４ｃに配置することで、最も動きやすい位置である中央付近の振動を減衰させ、これにより、動きやすい位置で提供される触感と動きにくい位置で得られる触感との差分を低減させることができ、触感ムラを抑制することができる。
【0109】
ちなみに、触感ムラは、接触操作の位置によって駆動電流値を調整することでも抑制可能であるが、本実施の形態のように中央部４ｃに減衰材４ｉを配置しておくことで、駆動電流の調整幅を狭めることができることから、触感ムラの抑制を容易に実現することができる。
【0110】
なお、本実施の形態に係る接触型入力装置１の構成には、実施の形態４で説明した構成が含まれているが、減衰材４ｈ、４ｉは、実施の形態４の構成がなくても、実施の形態１の構成に対して加えることができる。
【0111】
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述した特定の実施の形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、上記実施の形態に記載された具体例に対する種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0112】
本発明に係る接触型入力装置は、例えばトラックパッド等、平面状の操作部を有する入力デバイスにおいて好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0113】
１ 接触型入力装置
２ 振動アクチュエータ
３ 操作パネル
３ａ 表面
３ａ１ 操作部
３ａ２、３ｂ２、３ｂ４ 外縁部
３ａ３ 非操作部
３ｂ 裏面
３ｂ１ 第一部分
３ｂ３ 第二部分
３ｂ５ 第三部分
３ｃ 位置センサ
３ｄ 位置荷重センサ
４ フレーム
４ａ 貫通孔
４ｂ 外周部
４ｃ 中央部
４ｄ 荷重センサ
４ｅ 突出部
４ｆ 舌片
４ｇ スペーサ
４ｈ、４ｉ 減衰材
５ 接合部材
１５２ スイッチング素子
１５４ 信号発生部
１７１ アンプ
１７２ ＡＤＣ
１７３ マイコン
１７４ アクチュエータドライバ
ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３、ＤＲ４ 区分領域
２ 振動アクチュエータ
３ 操作パネル
３ａ 表面
３ａ１ 操作部
３ａ２、３ｂ２、３ｂ４ 外縁部
３ａ３ 非操作部
３ｂ 裏面
３ｂ１ 第一部分
３ｂ３ 第二部分
３ｂ５ 第三部分
３ｃ 位置センサ
３ｄ 位置荷重センサ
４ フレーム
４ａ 貫通孔
４ｂ 外周部
４ｃ 中央部
４ｄ 荷重センサ
４ｅ 突出部
４ｆ 舌片
４ｇ スペーサ
４ｈ、４ｉ 減衰材
５ 接合部材
１５２ スイッチング素子
１５４ 信号発生部
１７１ アンプ
１７２ ＡＤＣ
１７３ マイコン
１７４ アクチュエータドライバ
ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３、ＤＲ４ 区分領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】