JP2020102113A

JP2020102113A - タッチパネル付き表示装置

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Publication number: JP2020102113A
Application number: JP2018241193A
Authority: JP
Inventors: 高橋　和也; Kazuya Takahashi; 和也高橋
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: JP7123784B2; US20200201467A1; US10936103B2

Abstract

【課題】タッチパネルの操作に応じて振動素子からの振動を効率良く伝えることができることを可能としたタッチパネル付き表示装置を提供する。【解決手段】表示パネル２とタッチパネル３とを互いに重ね合わせた状態で収容する正面側ケース４と、正面側ケース４の表示面とは反対側に固定された支持板１２と、支持板１２の表示パネル２とは反対側に配置される背面側ケース５と、背面側ケース５と支持板１２との間に固定され、タッチパネル３の操作に応じて正面側ケース４及び支持板１２を背面側ケース５に対して相対的に表示パネル２の面内方向に振動させる振動素子６と、正面側ケース４又は支持板１２を、背面側ケース５に対してタッチパネル３の面内方向に振動自在に支持するダンパー機構８と、を備え、ダンパー機構８は、背面側ケース５に設けられて、背面側ケース５の面内方向に弾性変位する弾性変位部１４を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、タッチパネル付き表示装置に関する。

従来より、表示パネルとタッチパネルとを備え、表示パネルに表示された画像に合わせて、タッチパネルを操作することにより、各種の入力を可能としたタッチパネル付き表示装置がある（例えば、下記特許文献１を参照。）。また、タッチパネル付き表示装置の中には、タッチパネルの操作に応じて振動（触感）を発生させる振動素子を備えたものがある。

特開２００８−２８７４０２号公報

ところで、上述したタッチパネル付き表示装置では、振動素子の配置に制約があり、この振動素子からの振動を効率良く伝えることができずに振動ムラが生じてしまうことがあった。

また、従来のタッチパネル付き表示装置は、表示パネル及びタッチパネルを収容する正面側ケースと、正面側ケースと一体に組み合わされる背面側ケースとを備えている。タッチパネル付き表示装置では、振動素子が取り付けられた正面側ケースから制御基板等が取り付けられた背面側ケースへと伝わる振動を抑制するため、正面側ケースと背面側ケースとの間に複数のゴムブッシュを配置することが行われている。

しかしながら、このようなゴムブッシュを用いた場合、温度変化に対してゴムブッシュの硬度（弾性）が変化する。このため、振動素子から伝わる振動に差異が生じてしまい、振動素子からの振動を効率良く伝えることができなくなったり、正面側ケースから背面側ケースへと伝わる振動により制御基板等が悪影響を受けたりすることがある。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、タッチパネルの操作に応じて振動素子からの振動を効率良く伝えることができ、なお且つ、正面側ケースから背面側ケースへと伝わる振動を抑制することを可能としたタッチパネル付き表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕表示パネルとタッチパネルとを互いに重ね合わせた状態で収容する正面側ケースと、
前記正面側ケースの表示面とは反対側に固定された支持板と、
前記支持板の前記表示パネルとは反対側に配置される背面側ケースと、
前記背面側ケースと前記支持板との間に固定され、前記タッチパネルの操作に応じて前記正面側ケース及び前記支持板を前記背面側ケースに対して相対的に前記表示パネルの面内方向に振動させる振動素子と、
前記正面側ケース又は前記支持板を、前記背面側ケースに対して前記タッチパネルの面内方向に振動自在に支持するダンパー機構と、を備え、
前記ダンパー機構は、前記背面側ケースに設けられて、前記背面側ケースの面内方向に弾性変位する弾性変位部を有するタッチパネル付き表示装置。
〔２〕前記ダンパー機構は、前記支持板に固定される第１の固定部と、前記弾性変位部に固定される第２の固定部と、を有する前記〔１〕に記載のタッチパネル付き表示装置。
〔３〕前記弾性変位部は、前記第２の固定部が設けられた固定片と、前記固定片を挟んだ両側から互いに反対方向に延長された一対の弾性片とを有して、前記背面側ケースに設けられた開口部の内側に懸架された状態で設けられている前記〔２〕に記載のタッチパネル付き表示装置。
〔４〕前記固定片は、前記背面側ケースの面内方向に対して平行な平板形状を有し、
前記一対の弾性片は、前記背面側ケースの面内方向に対して垂直な平板形状を有する前記〔３〕に記載のタッチパネル付き表示装置。
〔５〕前記弾性変位部は、前記背面側ケースと一体に形成されている前記〔２〕〜〔４〕の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
〔６〕前記第１の固定部と前記第２の固定部とは、固定具により一体に固定されている前記〔２〕〜〔５〕の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
〔７〕前記支持板と前記背面側ケースとの間に介在される緩衝材を備える前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
〔８〕前記背面側ケースに取り付けられて、前記振動素子とケーブルを介して電気的に接続される回路基板を備える前記〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。

以上のように、本発明によれば、タッチパネルの操作に応じて振動素子からの振動を効率良く伝えることができ、なお且つ、正面側ケースから背面側ケースへと伝わる振動を抑制することを可能としたタッチパネル付き表示装置を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き表示装置の外観を示す斜視図である。図１に示すタッチパネル付き表示装置の構成を示す透視平面図である。図２中に示す線分Ａ−Ａによるタッチパネル付き表示装置の断面図である。図１に示すタッチパネル付き表示装置が備える弾性変位部の構成を示す斜視図である。図１に示すタッチパネル付き表示装置における弾性変位部の配置を例示した透視平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本発明の一実施形態として、例えば図１〜図４に示すタッチパネル付き表示装置１について説明する。
なお、図１は、タッチパネル付き表示装置１の外観を示す斜視図である。図２は、タッチパネル付き表示装置１の構成を示す透視平面図である。図３は、図２中に示す線分Ａ−Ａによるタッチパネル付き表示装置１の断面図である。図４は、タッチパネル付き表示装置１が備える弾性変位部１４の構成を示す斜視図である。

また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向をタッチパネル付き表示装置１の水平面内における長手方向（長さ方向）、Ｙ軸方向をタッチパネル付き表示装置１の水平面内における短手方向（幅方向）、Ｚ軸方向をタッチパネル付き表示装置１の水平面内と直交する鉛直方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。

本実施形態のタッチパネル付き表示装置１は、図１、図２及び図３に示すように、表示パネル２と、タッチパネル３と、正面側ケース４と、背面側ケース５と、振動素子６と、制御基板７と、ダンパー機構８とを備えている。

表示パネル２は、画像を表示するものである。本実施形態では、表示パネル２として、例えば液晶表示パネル（ＬＣＤ）を用いている。なお、表示パネル２には、上述した液晶表示パネル以外にも、例えば有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示パネル（ＯＬＥＤ）などを用いることができる。表示パネル２は、全体として略矩形平板状を為して、正面側ケース４の正面側にフック構造やネジ止め等により取り付けられている。

なお、図１に示すタッチパネル付き表示装置１において、表示パネル２に表示される画像は、Ｚ軸の正方向側から視認することができる。すなわち、このタッチパネル付き表示装置１は、Ｚ軸の正方向側に表示面を備えている。

タッチパネル３は、表示パネル２に表示された画像に合わせて、画面を操作することによって各種の入力を行うものである。本実施形態では、タッチパネル３として、例えば静電容量式のタッチパネル（ＣＴＰ）を用いている。なお、タッチパネル３には、上述した静電容量式以外にも、例えば抵抗膜方式などの別の方式のものを用いることができる。

タッチパネル３は、全体として略矩形平板状を為すと共に、表示パネル２よりも大きい外形を有している。タッチパネル３は、表示パネル２とクッション材９を介して表示面側に重ね合わされた状態で、正面側ケース４の正面側に両面テープなどの接着材１０を介して取り付けられている。

正面側ケース４は、背面側ケース５と共に本体ケース１１を構成するものであり、例えばプラスチックなどの樹脂成形体からなる。正面側ケース４は、互いに重ね合わせた表示パネル２とタッチパネル３とを収容するように、全体として略矩形枠状に形成されている。

背面側ケース５は、正面側ケース４と共に本体ケース１１を構成するものであり、例えばプラスチックなどの樹脂成形体からなる。背面側ケース５は、正面側ケース４と一体に組み合わされるように、全体として略矩形箱状に形成されている。また、背面側ケース５は、正面側ケース４よりも小さい外形を有して、正面側ケース４の背面側から正面側ケース４の内側へと嵌め込むことが可能となっている。

なお、本実施形態では、正面側ケース４及び背面側ケース５に、例えばＡＢＳ樹脂又はＡＢＳ樹脂とＰＣ樹脂との混合樹脂材料を用いているが、これらの材料に必ずしも限定されるものではない。

振動素子６は、タッチパネル３の操作に応じて正面側ケース４を振動させるものであり、例えば、リニアバイブレータ（ＬＲＡ）や、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）、ピエゾ（圧電）素子、偏心モーター（ＥＲＭ）などからなる。

振動素子６は、正面側ケース４の表示面とは反対側、すなわち正面側ケース４の背面側に支持板１２を介して取り付けられている。支持板１２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウム、ニッケル合金等の金属、又は樹脂などからなり、正面側ケース４の背面側を覆うように、全体として略矩形平板状に形成されている。

支持板１２は、正面側ケース４の背面側にネジ止め等により取り付けられている。背面側ケース５は、この支持板１２の表示パネル２とは反対側に配置されている。振動素子６は、この支持板１２の背面側の中央付近（表示パネル２の略中央部と平面視で重なる位置）に取り付けられている。また、背面側ケース５の略中央部には、支持板１２に取り付けられた振動素子６の周囲を囲む開口部５ａが設けられている。本実施形態では、振動素子６がタッチパネル付き表示装置１の長手方向に振動する。

制御基板７は、振動素子６の駆動を制御する駆動回路等が設けられた回路基板からなる。制御基板７は、背面側ケース５にネジ止め等により取り付けられている。また、制御基板７は、ケーブル１３を介して振動素子６と電気的に接続されている。

ダンパー機構８は、正面側ケース４と背面側ケース５との間に介在されると共に、背面側ケース５に対して正面側ケース４をタッチパネル３の面内方向に振動自在に支持するものである。本実施形態では、タッチパネル付き表示装置１の水平面内において、振動素子６を挟んだタッチパネル付き表示装置１の長手方向の両側に、２つのダンパー機構８が設けられている。

具体的に、このダンパー機構８は、図２、図３及び図４に示すように、背面側ケース５に設けられた弾性変位部１４と、支持板１２に固定される第１の固定部１５と、弾性変位部１４に固定される第２の固定部１６とを有している。

弾性変位部１４は、第２の固定部１６が設けられた固定片１４ａと、固定片１４ａを挟んだ両側から互いに反対方向（本実施形態ではタッチパネル付き表示装置１の短手方向）に延長された一対の弾性片１４ｂ，１４ｃとを有している。

固定片１４ａは、背面側ケース５の面内方向に対して平行な平板形状を有している。本実施形態の固定片１４ａは、円板形状又はタッチパネル付き表示装置１の長手方向に沿った長円板形状を有している。

一対の弾性片１４ｂ，１４ｃは、背面側ケース５の面内方向に対して垂直な平板形状を有している。本実施形態の弾性片１４ｂ，１４ｃは、タッチパネル付き表示装置１の短手方向に沿って延長された長板形状を有している。すなわち、これら一対の弾性片１４ｂ、１４ｃは、振動素子６の振動方向であるタッチパネル付き表示装置１の長手方向に対して垂直な平板形状を有している。

弾性変位部１４は、背面側ケース５に設けられた開口部５ｂの内側に懸架された状態で設けられている。すなわち、この弾性変位部１４は、背面側ケース５と一体に形成されたものからなる。開口部５ｂは、弾性変位部１４の周囲を囲むように矩形状に開口している。弾性変位部１４は、弾性片１４ｂ，１４ｃの一端側が固定片１４ａと連結され、弾性片１４ｂ，１４ｃの他端側が開口部５ｂを形成する背面側ケース５と連結されることによって、開口部５ｂの内側に懸架された状態で設けられている。

これにより、弾性変位部１４では、一対の弾性片１４ｂ，１４ｃの撓み変形を利用して、これら一対の弾性片１４ｂ，１４ｃと連結された固定片１４ａを背面側ケース５の面内方向（本実施形態ではタッチパネル付き表示装置１の長手方向）に弾性変位させることが可能となっている。

また、本実施形態のタッチパネル付き表示装置１では、上述した弾性変位部１４を背面側ケース５と一体に形成することで、このタッチパネル付き表示装置１の製造コストを下げることが可能である。

なお、弾性変位部１４については、上述した背面側ケース５と一体に形成されたものに必ずしも限定されるものではなく、背面側ケース５と別体に形成したものを、背面側ケース５の開口部５ｂの内側に懸架した状態で設けることも可能である。この場合、弾性変位部１４には、上述した背面側ケース５とは異なる材質のものを用いることが可能である。

第１の固定部１５は、支持板１２の固定片１４ａと対向する位置から背面側ケース５側に向かって突出された台座部１５ａと、この台座部１５ａに形成されたネジ孔１５ｂとを有している。一方、第２の固定部１６は、固定片１４ａを貫通する貫通孔１６ａを有している。ダンパー機構８では、この貫通孔１６ａを通して固定具であるネジ１７をネジ孔１５ｂに螺合することによって、第１の固定部１５と第２の固定部１６とを一体に固定している。

また、本実施形態のタッチパネル付き表示装置１は、支持板１２と背面側ケース５との間に介在される少なくとも１つ又は複数（本実施形態では６つ）の緩衝材１８を備えている。緩衝材１８は、上述したクッション材９などのように、振動を吸収可能な材料の中から適宜選択して用いることができる。緩衝材１８は、支持板１２と背面側ケース５との間に挟み込まれた状態で、支持板１２と背面側ケース５とが重なり合う範囲に適宜配置されている。これにより、支持板１２から背面側ケース５へと伝わる振動を抑制したり、共振を防いだりすることが可能である。

以上のような構成を有する本実施形態のタッチパネル付き表示装置１では、上述した支持板１２と背面側ケース５との間に介在されるダンパー機構８によって、背面側ケース５に対して正面側ケース４をタッチパネル３の面内方向（本実施形態ではタッチパネル付き表示装置１の長手方向）に振動自在に支持している。

これにより、振動素子６が取り付けられた可動側となる正面側ケース４から、制御基板７が取り付けられた固定側となる背面側ケース５へと伝わる振動を抑制することが可能である。また、振動素子６から伝わる振動により制御基板７等が悪影響を受けることを防ぐことが可能である。

また、本実施形態のタッチパネル付き表示装置１では、上述した背面側ケース５に対して正面側ケース４をタッチパネル３の面内方向に振動させることによって、振動素子６からの振動を効率良く且つ均一に正面側ケース４へと伝えることが可能である。これにより、従来よりも小型の振動素子６を用いることも可能である。

以上のように、本実施形態のタッチパネル付き表示装置１では、タッチパネル３の操作に応じて振動素子６からの振動を効率良く伝えることができ、なお且つ、正面側ケース４から背面側ケース５へと伝わる振動を抑制することが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記タッチパネル付き表示装置１では、２つのダンパー機構８が配置された構成を例示しているが、少なくとも１つ又は複数のダンパー機構８を配置することが可能である。

例えば、上記タッチパネル付き表示装置１において、３つのダンパー機構８を配置した構成を図５（Ａ）に示す。この図５（Ａ）に示す構成では、タッチパネル付き表示装置１の水平面内において、その中央付近に配置された振動子６の周囲を囲む三角形の各頂点に位置するように、３つのダンパー機構８が配置されている。

一方、上記タッチパネル付き表示装置１において、４つのダンパー機構８を配置した構成を図５（Ｂ）に示す。この図５（Ｂ）に示す構成では、タッチパネル付き表示装置１の水平面内において、その中央付近に配置された振動子６の周囲を囲む四角形の各頂点に位置するように、４つのダンパー機構８が配置されている。

なお、上記タッチパネル付き表示装置１の用途については、特に限定されるものではなく、例えば、複写機（複合機）、プリンタなどのＯＡ機器のタッチ操作パネルや、車載のタッチ操作パネルなどの適用可能な用途に対して、このタッチパネル付き表示装置１を幅広く使用することが可能である。

１…タッチパネル付き表示装置２…表示パネル３…タッチパネル４…正面側ケース５…背面側ケース５ｂ…開口部６…振動素子７…制御基板８…ダンパー機構９…クッション材１０…接着材１１…本体ケース１２…支持板１３…ケーブル１４…弾性変位部１４ａ…固定片１４ｂ，１４ｃ…弾性片１５…第１の固定部１６…第２の固定部１７…ネジ（固定具）１８…緩衝材

Claims

表示パネルとタッチパネルとを互いに重ね合わせた状態で収容する正面側ケースと、
前記正面側ケースの表示面とは反対側に固定された支持板と、
前記支持板の前記表示パネルとは反対側に配置される背面側ケースと、
前記背面側ケースと前記支持板との間に固定され、前記タッチパネルの操作に応じて前記正面側ケース及び前記支持板を前記背面側ケースに対して相対的に前記表示パネルの面内方向に振動させる振動素子と、
前記正面側ケース又は前記支持板を、前記背面側ケースに対して前記タッチパネルの面内方向に振動自在に支持するダンパー機構と、を備え、
前記ダンパー機構は、前記背面側ケースに設けられて、前記背面側ケースの面内方向に弾性変位する弾性変位部を有するタッチパネル付き表示装置。
前記ダンパー機構は、前記支持板に固定される第１の固定部と、前記弾性変位部に固定される第２の固定部と、を有する請求項１に記載のタッチパネル付き表示装置。
前記弾性変位部は、前記第２の固定部が設けられた固定片と、前記固定片を挟んだ両側から互いに反対方向に延長された一対の弾性片とを有して、前記背面側ケースに設けられた開口部の内側に懸架された状態で設けられている請求項２に記載のタッチパネル付き表示装置。
前記固定片は、前記背面側ケースの面内方向に対して平行な平板形状を有し、
前記一対の弾性片は、前記背面側ケースの面内方向に対して垂直な平板形状を有する請求項３に記載のタッチパネル付き表示装置。
前記弾性変位部は、前記背面側ケースと一体に形成されている請求項２〜４の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
前記第１の固定部と前記第２の固定部とは、固定具により一体に固定されている請求項２〜５の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
前記支持板と前記背面側ケースとの間に介在される緩衝材を備える請求項１〜６の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
前記背面側ケースに取り付けられて、前記振動素子とケーブルを介して電気的に接続される回路基板を備える請求項１〜７の何れか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。