JP2018120298A - 触覚フィードバック装置及び該触覚フィードバック装置を備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
このような触覚フィードバック装置としては、振動部を有するタッチパネルの裏面を、弾性材料からなる弾性ダンパーを介して筐体に支持するようにしたものが知られている(特許文献1参照)。
筐体と、タッチ操作前の初期位置とタッチ操作により押し込まれた押込位置との間で移動するタッチ入力部と、前記タッチ入力部に一体的に固定され前記タッチ操作に応じて振動する振動アクチュエータと、前記タッチ入力部を前記筐体内側から弾発して前記初期位置側に保持する弾発部材と、前記タッチ入力部の移動をガイドするガイド機構とを備えたことを特徴とする触覚フィードバック装置。
図1〜図5は、本発明に係る触覚フィードバック装置の第1実施態様を示す。
この触覚フィードバック装置1は、特に図5によく示されるように、筐体10と、タッチ操作により筐体10内に押し込まれるタッチ入力部20と、タッチ入力部20の周縁側を覆うようにして筐体10に止着されたカバー部材30と、タッチ入力部20に一体的に固定され前記タッチ操作に応じて振動する振動アクチュエータ40と、タッチ入力部20を筐体10内側から弾発して前記初期位置側に保持する弾発部材50と、タッチ入力部20が前記初期位置と前記押込位置の間で移動するのをガイドするガイド機構G1と、押し込まれたタッチ入力部20を受ける弾性受け部60とを備えている。
この筐体10は、矩形平板状の底壁部11と、この底壁部11の各辺から反押込方向へ突出した側壁部12とを有する。
そして、各凸部13の中心側には、これら底壁部11及び凸部13を厚み方向へ貫通するようにしてガイド孔14が設けられる。
また、傾斜面部14bは、押込方向P側へ向かって拡径方向へ傾斜する傾斜面状(詳細には円錐面状)に形成されている。
このタッチパネル21の周端部は、その周囲の部材(側壁部12等)に対し、接触しないように位置する(図5参照)。また、タッチパネル21の周端側の表面部は、カバー部材30の裏面に対し近接又は接触(図示例によれば隙間を有する状態で近接)している。
この画像表示部22は、タッチパネル21の周縁よりも内側に位置するようにして、画像表示面22aをタッチパネル21の裏面に重ねて固定されている。
この画像表示部22の裏面側には、上述したガイド孔14に対し同芯状に位置するように、複数の凸部22bが設けられる。そして、各凸部22bには、ガイド機構G1を構成するガイド軸23が同芯状に突設されている。
このガイド軸23は、ガイド孔14の筒状面部14aに挿入された軸本体部23aと、前記初期位置にてガイド孔14の傾斜面部14bに接触し、前記押込位置にて傾斜面部14bから離れる接触部23bとを一体に有する(図5(a)(b)参照)。
このガイド軸23における接触部23bよりも更に押込方向P側の部分は、図示例によれば円柱状に形成され、筐体10裏面の凸部13突端面から突出している。
この軸本体部23aには、座金24が環状に装着されている。この座金24は、軸本体部23aを遊挿するとともに、弾発部材50の一端側を受けている。
この振動アクチュエータ40は、タッチ入力部20の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ配設される。各振動アクチュエータ40は、図示のY方向へ振動するようにして、タッチ入力部20の裏面側(図3によれば画像表示部22の裏面)に固定されている。
この振動アクチュエータ40の具体例としては、駆動コイルに交流電力を通電した際の磁気作用とマグネットとの間に生じる吸引力および反発力によって可動子を往復運動させる機構とすればよい。
この弾発部材50の一方の座部は画像表示部22の裏面に当接し、他方の座部は、座金24を介して、筐体10の底面に当接している。
図示例のガイド機構G1では、初期位置及び押込位置にて、ガイド軸23の軸本体部23aとガイド孔14の筒状面部14aとの間に隙間s1が確保されている。また、押込位置では、ガイド軸23の接触部23bとガイド孔14の傾斜面部14bとの間にも隙間s2が確保される。
この弾性受け部60は、例えば、画像表示部22の四つの角側等、適宜箇所に対応するように複数配設され、押込方向Pへ移動した際のタッチ入力部20の裏面を受けて、その受け面を弾性的に後退させる。
隙間s3は、通常のタッチ操作によりタッチ入力部20が押し込まれた際に画像表示部22の裏面が弾性受け部60に接触せず、通常よりも強めのタッチ操作によりタッチ入力部20が筐体10内側へ押し込まれた際には画像表示部22の裏面が弾性受け部60に接触するように適宜に設定されている。
そして、弾性受け部60は、タッチ入力部20が通常よりも強く押圧された場合に、画像表示部22の裏面を受けて弾性変形する。
先ず、初期状態においては、図5(a)に示すように、タッチ入力部20と一体のガイド軸23の接触部23bが、筐体10側の傾斜面部14bに面接触しているため、外部から受ける振動等に起因して、タッチ入力部20が意図せずに振動するようなことを防ぐことができる。
この際、タッチ入力部20は、ガイド軸23の軸本体部23aがガイド孔14の筒状面部14aに案内されるとともに、複数の弾発部材50を弾性的に圧縮させてスムーズに押し込まれ、良好な押し込み感を操作者に与える。
この振動の際、タッチ入力部20は、隙間s1,s2を介して筐体10とは分離した状態で、弾発部材50を水平方向へ撓わませて振動する。この際、筐体10をほとんど振動させることなく、タッチ入力部20のみが振動するため、操作者の指等に対し、タッチ入力部20のみの振動による独特な触覚効果を与えることができ、その応答性も良好である。
次に、本発明に係る触覚フィードバック装置の第2実施態様について説明する(図6〜図8参照)。
この触覚フィードバック装置2は、上述した触覚フィードバック装置1に対し、内部構造を一部変更したものであり、その外観形状は上記触覚フィードバック装置1(図1参照)と略同様である。
詳細に説明すれば、触覚フィードバック装置2は、上記触覚フィードバック装置1に対し、筐体10を筐体10’に置換し、ガイド軸23をガイド軸25に置換し、座金24を省き、弾性部材32bを追加したものである。
ガイド孔14’は、ストレート孔状(換言すれば円筒孔状)に形成され、上述したガイド孔14のような傾斜面部14bを有さない(図8参照)。
なお、図中符号14c’は、C面取り部であり、上記傾斜面部14bの機能を有するものではない。
このガイド軸25は、ガイド孔14’の全長にわたって摺接する軸本体部25aと、この軸本体部25aの押込方向側に接続された鍔部25bとを一体に有する(図8参照)。
軸本体部25aは、その外周面をガイド孔14’内周面に摺接可能な円柱状に形成される。鍔部25bは、凸部13の突端に接触するように軸本体部25aよりも大径に形成される。
この弾性部材32bは、タッチ入力部20表面と枠状板部32裏面との間から異物等が筐体10内へ侵入するのを防ぐものであるが、省くことも可能である。
次に、本発明に係る触覚フィードバック装置の第3実施態様について説明する(図9〜図11参照)。
この触覚フィードバック装置3は、上述した触覚フィードバック装置2に対し、内部構造を一部変更したものであり、表側の外観形状は上記触覚フィードバック装置1及び2(図1参照)と略同様である。
この触覚フィードバック装置3は、上記触覚フィードバック装置2に対し、上記筐体10’を筐体10”に置換し、上記弾発部材50を弾発部材70に置換し、ガイド軸25を省いた構成とされる。
この筐体10”は、矩形平板状の底壁部11”と、この底壁部11”の各辺から反押し込み方向へ突出した側壁部12”とを有する。
なお、図中符号11a”は、弾発部材70をタッチ入力部20に止着するための止着具(例えばネジやボルト等)を逃がすための貫通孔である。
このガイド面12a”は、画像表示部22の角側の側面に摺接して、タッチ入力部20を押込方向Pへ案内するガイド機構G3として機能する。
より詳細に説明すれば、この弾発部材70は、図示のY方向へ延設され、その一端側と他端側がそれぞれ画像表示部22の裏面に止着された水平状片部71と、この水平状片部71のY方向の両端側からそれぞれX方向へ延設され先端側が略V字状に曲げられた接触片部72,72とを備え、各接触片部72の突端を底壁部11”の内面に当接させている。
この弾発部材70の材質は、押込方向Pへの撓みを可能にする材料であればよく、例えば、バネ用金属材料や、弾性変形可能な合成樹脂材料等とすればよい。
次に、本発明に係る触覚フィードバック装置の第4実施態様について説明する(図12参照)。
この触覚フィードバック装置4は、上述した触覚フィードバック装置3に対し、内部構造を一部変更したものであり、表側の外観形状は上記触覚フィードバック装置1〜3(図1参照)と略同様である。
この触覚フィードバック装置4は、上記触覚フィードバック装置3に対し、上記筐体10’を筐体10”’に置換し、タッチ入力部20をタッチ入力部20”’に置換した構成にしている。
この筐体10”’は、上述した筐体10”(図11参照)に対し、側壁部12”を側壁部12”’に置換して、ガイド機構G4を有する構成としている。
ガイド面12a”’は、筐体10”’において対向する両辺側の側壁部12”’にそれぞれ設けられる。各傾斜面部12a”’は、押込方向P側へゆくにしたがって筐体外方向(換言すれば、筐体10”’内の空間を拡大する方向)へ傾斜する平坦な傾斜面である。
同様に、側壁部12”’における傾斜面部12a”’よりも押込方向P側の内壁部12c”’も、底壁部11”に略直交する平坦面状に形成され、画像表示部22”’の周端部に対し、隙間を置いて近接している。
すなわち、タッチ入力部20”’は、上述した画像表示部22を画像表示部22”’に置換した構成とされる。この画像表示部22”’は、対向する両辺側にそれぞれ接触部22a”’を有する。
また、初期位置(図12(a)参照)では、例えばアラートや着信等の伝達手段として振動アクチュエータ40の振動を、筐体10”’を含む全体に伝達することも可能である。
図13は、上記構成の触覚フィードバック装置1〜4の何れかを備えた電子機器Aを例示している。
この電子機器Aは、ケースa1の一つの面に開口a2を有し、この開口a2からタッチ入力部20を露出するようにして、ケースa1内に触覚フィードバック装置1,2,3又は4を装着している。
この電子機器Aの具体例としては、家電機器や、遊戯機器、各種複合電子機器、医療機器、ナビゲータを含む車載搭載機器等とすることができる。
この電子機器Aによれば、タッチ入力部20をタッチ操作する操作者に、良好な操作感を与えることができる上、その操作に対する応答性も良好である。
特に電子機器Aを車載搭載機器とした場合には、押込位置(図5(b)参照)において、車両等の外部振動に影響されることなく、タッチ入力部20の振動のみを、確実に操作者の手(指)に伝達することができる。
さらに、他例としては、触覚フィードバック装置1〜4の何れかにより、スマートフォンや携帯電話、タブレット端末、PDA(Personal Digital Asistant)、画面タッチ操作可能なパソコン、その他のウェアラブル電子機器等を構成したり、パソコン用のタッチパッドや、その他の電子機器のタッチパッドを構成したりすることも可能である。
詳細に説明すれば、操作する手(指)のみにタッチ入力部20の操作面によるZ方向の変位及びXまたはY方向の振動(横振動)が加えられた場合、指の皮膚表面近くに存在するマイスナー小体と呼ばれる触覚感覚受容器が皮膚表面のずれに似た感覚を受け、指の皮下組織に存在するパチニ小体と呼ばれる触覚感覚受容器が指の沈み込みに似た感覚を受ける。これらの感覚が脳に伝えられると、脳では恰も前記操作面が部分的に沈み込むような錯覚を起こし、クリック感のような心地よい操作感が得られるようになる。
さらに他例としては、接触部23bと同様の機能の接触部を、傾斜面部14bに対し点接触する形状とすることも可能である。
14:ガイド孔 14a:筒状面部
14b:傾斜面部 20:タッチ入力部
21:タッチパネル 22:画像表示部
23,25:ガイド軸 23a,25a:軸本体部
23b:接触部 40:振動アクチュエータ
50,70:弾発部材 60:弾性受け部
G1,G2,G3:ガイド機構 P:押込方向
Claims (8)
- 筐体と、タッチ操作前の初期位置とタッチ操作により押し込まれた押込位置との間で移動するタッチ入力部と、前記タッチ入力部に一体的に固定され前記タッチ操作に応じて振動する振動アクチュエータと、前記タッチ入力部を前記筐体内側から弾発して前記初期位置側に保持する弾発部材と、前記タッチ入力部の移動をガイドするガイド機構とを備えたことを特徴とする触覚フィードバック装置。
- 前記ガイド機構が、前記タッチ入力部の裏面から突出するガイド軸と、前記裏面に対向する筐体面に設けられて前記ガイド軸を挿入するガイド孔とを具備していることを特徴とする請求項1記載の触覚フィードバック装置。
- 前記ガイド軸の外周面と前記ガイド孔の内周面とのうち、少なくともその一方には、押込方向側へゆくにしたがって拡径方向へ傾斜する傾斜面部が設けられ、他方には、前記初期位置にて前記傾斜面部に接触し、前記押込位置にて前記傾斜面部から離れる接触部が設けられていることを特徴とする請求項2記載の触覚フィードバック装置。
- 前記ガイド機構は、前記筐体の内側面と前記タッチ入力部の外側面とのうち、少なくとものその一方に設けられて押込方向側へゆくにしたがって筐体外方向へ傾斜する傾斜面部と、その他方に設けられて前記初期位置にて前記傾斜面部に接触し、前記押込位置にて前記傾斜面部から離れる接触部とを具備して構成されることを特徴とする請求項1記載の触覚フィードバック装置。
- 前記接触部が、前記傾斜面部に面接触する傾斜面状に形成されていることを特徴とする請求項3又は4記載の触覚フィードバック装置。
- 前記弾発部材は、前記タッチ入力部の裏面と前記筐体内面との間に挟まれた圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項1乃至5何れか1項記載の触覚フィードバック装置。
- 前記弾発部材は、前記タッチ入力部の押込方向に対する交差方向へ延設された板バネであり、一端側を前記タッチ入力部の裏面に止着するとともに、他端側を、前記裏面に対向する前記筐体の内面に当接させていることを特徴とする請求項1乃至5何れか1項記載の触覚フィードバック装置。
- 請求項1乃至7何れか1項記載の触覚フィードバック装置を備えた電子機器。
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