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JP2006119849A - Piezoelectric support structure, piezoelectric body mounting method, input device with tactile function, and electronic device - Google Patents

Piezoelectric support structure, piezoelectric body mounting method, input device with tactile function, and electronic device Download PDF

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JP2006119849A
JP2006119849A JP2004306091A JP2004306091A JP2006119849A JP 2006119849 A JP2006119849 A JP 2006119849A JP 2004306091 A JP2004306091 A JP 2004306091A JP 2004306091 A JP2004306091 A JP 2004306091A JP 2006119849 A JP2006119849 A JP 2006119849A
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JP
Japan
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piezoelectric
input
component storage
sides
piezoelectric element
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Pending
Application number
JP2004306091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Takashima
宏一郎 高島
Shigeaki Maruyama
重明 丸山
Junichi Sekine
淳一 関根
Mikio Takenaka
幹雄 竹中
Junichi Ogasawara
順一 小笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract


【課題】 部品点数の削減化、組み立て工程の簡素化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図れるようにすると共に、振動伝播機構の設計制約を軽減できるようにする。
【解決手段】 フレーム61で圧電アクチュエータ100を支持する構造であって、内側両面に凹部63a,63bを有してフレーム61に設けられた部品収納部62と、この部品収納部62に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子4a,4bを接合した基板を有して当該圧電素子4a,4bの両側に延びた基板3の凸部が弾性を有する圧電アクチュエータ100とを備え、部品収納部62の内側両面の凹部63a,63bと圧電アクチュエータ100の両側の凸部とが係合されることで、当該部品収納部62に圧電素子4a,4bが振動可能な状態で取り付けられるものである。
【選択図】 図1

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of parts, simplify an assembly process, improve dimensional accuracy and improve reliability, and reduce design constraints of a vibration propagation mechanism.
SOLUTION: A structure in which a piezoelectric actuator 100 is supported by a frame 61, having a recess 63a, 63b on both inner surfaces, a component storage portion 62 provided in the frame 61, and being able to be stored in the component storage portion 62 A piezoelectric actuator 100 having a size and having a substrate to which the piezoelectric elements 4a and 4b are joined, the convex portions of the substrate 3 extending on both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b having elasticity, and a component housing By engaging the concave portions 63a and 63b on both inner sides of the portion 62 with the convex portions on both sides of the piezoelectric actuator 100, the piezoelectric elements 4a and 4b are attached to the component housing portion 62 in a state where they can vibrate. .
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、予め準備された入力項目選択用の表示画面の中からアイコンを選択して情報を入力する情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に適用して好適な圧電体支持構造、圧電体取付方法、触覚機能付きの入力装置及び電子機器に関する。詳しくは、筐体部材で圧電体を支持する(取り付ける)場合に、その筐体部材の部品収納部の内側両面に凹部を設け、圧電体の両側に凸部を設け、これらの凹凸部を係合し、圧電素子を部品収納部に振動可能な状態に取り付けて、部品点数の削減化、組み立ての簡素化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図れるようにすると共に、振動伝播機構の設計制約を軽減できるようにしたものである。   The present invention provides a piezoelectric support structure suitable for application to an information processing apparatus for selecting an icon from a display screen for selecting input items prepared in advance and inputting information, a cellular phone, an information portable terminal apparatus, and the like. The present invention relates to a piezoelectric body mounting method, an input device with a tactile function, and an electronic apparatus. Specifically, when a piezoelectric member is supported (attached) by a housing member, concave portions are provided on both inner surfaces of the component housing portion of the housing member, and convex portions are provided on both sides of the piezoelectric body, and the concave and convex portions are engaged. In addition, the piezoelectric element can be attached to the component housing in a state where it can vibrate, so that the number of components can be reduced, assembly can be simplified, dimensional accuracy and reliability can be improved, and the vibration propagation mechanism can be designed. The restriction can be reduced.

近年、ユーザ(操作者)は、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants)等の携帯端末装置に様々なコンテンツを取り込み、それを利用するようになってきた。これらの携帯端末装置には入力装置が具備される。入力装置にはキーボードや、JOGダイヤル等の入力手段、表示部を合わせたタッチパネルなどが使用される場合が多い。   In recent years, users (operators) have taken various contents into portable terminal devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants) and used them. These portable terminal devices are provided with an input device. In many cases, a keyboard, an input means such as a JOG dial, a touch panel combined with a display unit, or the like is used as the input device.

また、アクチュエータを組み合わせた入出力装置も開発されている。アクチュエータは、2層以上のひずみ量の異なる圧電素子、又は、圧電素子と非圧電素子とを貼り合わせ、この貼合体の圧電素子に振動制御電圧を印加したとき、双方のひずみ量の差によって生じる貼合体の曲げ変形を力学的に利用するものである(振動体機能)。反対に、圧電素子に力を加えると電圧を発生することが知られている(力検出センサ機能)。アクチュエータには、いわゆるバイモルフアクチュエータや、ユニモルフアクチュエータ、円盤アクチュエータ(これらを総括して、以下、単に圧電アクチュエータという)等が使用される場合が多い。   An input / output device combined with an actuator has also been developed. Actuators are produced by the difference in strain between two or more piezoelectric elements with different strain amounts, or when piezoelectric control elements and non-piezoelectric elements are pasted together and a vibration control voltage is applied to the piezoelectric elements of the bonded body. The bending deformation of the bonded body is used dynamically (vibrating body function). On the contrary, it is known that a voltage is generated when a force is applied to the piezoelectric element (force detection sensor function). In many cases, so-called bimorph actuators, unimorph actuators, disk actuators (collectively these are simply referred to as piezoelectric actuators) and the like are used as actuators.

この種の圧電アクチュエータを備えた電子機器に関して、特許文献1には、入力出力装置及び電子機器が開示されている。この電子機器によれば、多層圧電バイモルフ型圧電アクチュエータ及びタッチパネルを有する入出力装置を備え、多層圧電バイモルフ型圧電アクチュエータは、情報の種類に応じてタッチパネルを通じて異なる触覚を使用者にフィードバックする。入出力装置は、支持フレーム上に支持部を介して圧電アクチュエータを取り付けた圧電体支持構造を有している。圧電アクチュエータの中央上部には、支持部が貼り付けられ、この支持部がタッチパネルに当接される。圧電アクチュエータ振動制御電圧を供給すると、タッチパネルに振動を伝達するようになされる。   With regard to an electronic device including this type of piezoelectric actuator, Patent Document 1 discloses an input / output device and an electronic device. According to this electronic apparatus, an input / output device having a multilayer piezoelectric bimorph piezoelectric actuator and a touch panel is provided, and the multilayer piezoelectric bimorph piezoelectric actuator feeds back a different tactile sensation to the user through the touch panel depending on the type of information. The input / output device has a piezoelectric support structure in which a piezoelectric actuator is mounted on a support frame via a support portion. A support portion is attached to the center upper portion of the piezoelectric actuator, and this support portion is brought into contact with the touch panel. When the piezoelectric actuator vibration control voltage is supplied, vibration is transmitted to the touch panel.

このように電子機器を構成すると、使用者に対して、情報の種類に応じた入力操作に対する触覚フィードバックを確実に提供できるというものである。これらの圧電アクチュエータを用いた触覚フィードバック制御では、タッチパネルが外部からの入力(位置および、加圧力 )を検出し、制御系がタッチパネルからの入力情報をトリガーにして、当該タッチパネルまたは筺体を振動させるようになされる。   By configuring the electronic device in this way, it is possible to reliably provide the user with tactile feedback for an input operation corresponding to the type of information. In tactile feedback control using these piezoelectric actuators, the touch panel detects external inputs (position and pressure), and the control system triggers input information from the touch panel to vibrate the touch panel or housing. To be made.

また、この種の触覚フィードバック制御に関連して、特許文献2には、キースイッチ及びその触覚フィードバック回路が開示されている。このキースイッチによれば、キーパッドの下部に圧電セラミックを電極及び金属円盤で挟み込んだ円形状のバイモルフ圧電素子が設けられる。この金属円盤の縁部は、支持部材の凹部に支持される構造を有している。キーパッドを押下すると圧電素子がたわむが、この電極と金属円盤との間に電圧信号が発生する。この電圧信号は触覚フィードバック回路に出力される。触覚フィードバック回路は、電圧信号に応答して、圧電素子を振動させる。このようなスイッチと回路を組み合わせると、知覚可能な強さとタイミングでオペレータに対して触覚を提示できるというものである。   In relation to this type of tactile feedback control, Patent Document 2 discloses a key switch and its tactile feedback circuit. According to this key switch, a circular bimorph piezoelectric element in which a piezoelectric ceramic is sandwiched between an electrode and a metal disk is provided below the keypad. The edge part of this metal disk has a structure supported by the recessed part of a support member. When the keypad is pressed, the piezoelectric element bends, but a voltage signal is generated between this electrode and the metal disk. This voltage signal is output to the haptic feedback circuit. The haptic feedback circuit vibrates the piezoelectric element in response to the voltage signal. When such a switch and circuit are combined, a tactile sensation can be presented to the operator with perceptible strength and timing.

なお、特許文献3には点字ディスプレイ装置が開示されている。この点字ディスプレイ装置によれば、圧電素子を有する複数のセルがマトリクス状に情報表示器に配置されている。点字情報の1単位ブロックのセルは、圧電素子、連結板及び突起部から構成される。圧電素子の一端は、情報表示器を構成する平板部材の凹部に取り付けられる。圧電素子の他端には、連結板が接合される。連結板の所定の位置には突起部が設けられる。連結板は、筐体部材の凹部内で上下に可動可能な構造となされている。突起部は平板部材全体を覆うカバーフィルムにより保護されている。マトリクス状に配置された複数のセルは、中央処理装置に接続される。中央処理装置は、点字情報に基づいて圧電素子に振動制御信号を供給するようになされる。このように装置を構成すると、より簡単、かつ、安価な構成でプライバシーも保護できる点字ディスプレイ装置を提供できるというものである。   Patent Document 3 discloses a braille display device. According to this braille display device, a plurality of cells having piezoelectric elements are arranged in a matrix on the information display. A cell of one unit block of Braille information includes a piezoelectric element, a connecting plate, and a protrusion. One end of the piezoelectric element is attached to a concave portion of a flat plate member constituting the information display. A connecting plate is joined to the other end of the piezoelectric element. A protrusion is provided at a predetermined position of the connecting plate. The connecting plate is structured to be movable up and down within the recess of the housing member. The protrusion is protected by a cover film that covers the entire flat plate member. The plurality of cells arranged in a matrix are connected to the central processing unit. The central processing unit is configured to supply a vibration control signal to the piezoelectric element based on the braille information. By configuring the device in this way, it is possible to provide a braille display device that can protect privacy with a simpler and less expensive configuration.

特開2004−94389号公報(第9頁 図4)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-94389 (FIG. 4 on page 9) 特開平10−307661号公報(第3頁 図1)Japanese Patent Laid-Open No. 10-307661 (page 3 in FIG. 1) 実開平07−029560号公報(第6頁 図3)Japanese Utility Model Publication No. 07-029560 (FIG. 3 on page 6)

ところで、従来例に係る触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等の電子機器によれば、以下のような問題がある。   By the way, according to the information processing apparatus with a tactile input function and the electronic devices such as the mobile phone and the information portable terminal device according to the conventional example, there are the following problems.

i.特許文献1に見られるような入出力装置の圧電体支持構造によれば、圧電アクチュエータに対する支点となる2つの支持部が支持フレーム上において、当該圧電アクチュエータに接着部材(粘着材)を使用して貼り付けられる。また、圧電アクチュエータの作用点を成す支持部は、その圧電アクチュエータの中央上部において、当該圧電アクチュエータに接着部材を使用して貼り付けられる。このような接合処理が圧電体取付け時の作業性を低下させ、その圧電アクチュエータの取り付けに手間がかかる事態を招いている。   i. According to the piezoelectric support structure of the input / output device as found in Patent Document 1, two support portions serving as fulcrums for the piezoelectric actuator are formed on the support frame by using an adhesive member (adhesive material) for the piezoelectric actuator. It is pasted. In addition, the support portion forming the action point of the piezoelectric actuator is attached to the piezoelectric actuator using an adhesive member at the center upper portion of the piezoelectric actuator. Such a joining process reduces workability at the time of mounting the piezoelectric body, and causes a situation where it takes time to mount the piezoelectric actuator.

ii.上述の圧電アクチュエータを支持する構造を採用した場合、圧電アクチュエータは、支持フレーム上の2つの突起状の支持部に設置されているのみであり、位置精度が非常に悪く、圧電アクチュエータが支持体から”浮き上がる“という現象が高い確率で発生するおそれがある。従って、圧電アクチュエータが”浮いた“場合、当然に目的とする変位が得られず、振動特性が著しく損なわれる原因となる。   ii. When the structure for supporting the piezoelectric actuator described above is employed, the piezoelectric actuator is only installed on the two protruding support portions on the support frame, and the positional accuracy is very poor. There is a possibility that the phenomenon of “raising” may occur with a high probability. Therefore, when the piezoelectric actuator is “floating”, the desired displacement cannot be obtained as a matter of course, and the vibration characteristics are significantly impaired.

iii.また、圧電アクチュエータの位置精度は、高温試験および振動試験等において、接着部材の接着力に依存するところが大きい。接着力が弱いと、これらの試験に耐えきれず、圧電アクチュエータから支持部が剥がれ落ちてしまうおそれがある。   iii. In addition, the positional accuracy of the piezoelectric actuator largely depends on the adhesive force of the adhesive member in a high-temperature test and a vibration test. If the adhesive force is weak, these tests cannot be endured, and the support part may be peeled off from the piezoelectric actuator.

iv.圧電アクチュエータを接着部材を使用して貼り付ける方法は、圧電アクチュエータの素子変形に対して、その変形を妨げる方向に力が働いてしまい、十分な振動特性を引き出すことの妨げとなる。因みに、特許文献2及び3に記載の圧電体支持構造を採ることもできるが、組み立て時間の短縮化を妨げるおそれがある。   iv. The method of attaching the piezoelectric actuator using an adhesive member acts on the element deformation of the piezoelectric actuator in a direction that prevents the deformation, and hinders the extraction of sufficient vibration characteristics. Incidentally, although the piezoelectric support structure described in Patent Documents 2 and 3 can be adopted, there is a risk that shortening of assembly time may be hindered.

v.上記の全ての理由により、圧電アクチュエータの支持部に関しては、高い寸法精度が要求されており、電子機器の圧電体支持構造設計の大きな制約となっている。   v. For all the reasons described above, high dimensional accuracy is required for the support portion of the piezoelectric actuator, which is a great restriction on the piezoelectric support structure design of electronic equipment.

そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、部品点数の削減化、組み立て工程の簡素化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図れるようにすると共に、振動伝播機構の設計制約を軽減できるようにした圧電体支持構造、圧電体取付方法、触覚機能付き入力装置及び電子機器を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves such a conventional problem, and can reduce the number of parts, simplify the assembly process, improve the dimensional accuracy and improve the reliability, and improve the vibration propagation mechanism. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric support structure, a piezoelectric attachment method, an input device with a tactile function, and an electronic apparatus that can reduce the design constraints.

上述した課題は、筐体部材で圧電体を支持する構造であって、内側両面に凹部を有して筐体部材に設けられた部品収納部と、この部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有して当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有する圧電体を備え、部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とが係合されることで、当該部品収納部に圧電素子が振動可能な状態で取り付けられることを特徴とする圧電体支持構造によって解決される。   The above-described problem is a structure in which a piezoelectric member is supported by a housing member, and a component storage portion provided on the housing member having a recess on both inner surfaces and a size that can be stored in the component storage portion. And having a substrate with a piezoelectric element bonded thereto, and a convex portion of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element is provided with an elastic piezoelectric body. This is solved by a piezoelectric support structure characterized in that the piezoelectric element is attached to the component housing portion in a state where it can vibrate by being engaged with the convex portion.

本発明に係る圧電体支持構造によれば、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、筐体部材に設けられた部品収納部は、その内側の両面に凹部を有している。例えば、内側両面の凹部には受け側電極が設けられる。圧電体は、部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有している。更に、圧電体は、当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有している。また、両側に延びた基板が当該圧電体の電極を成している。これを前提にして、筐体部材の部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とが係合され、圧電素子が当該部品収納部に振動可能な状態で取り付けられる。   According to the piezoelectric support structure according to the present invention, when the piezoelectric body is attached to the housing member, the component storage portion provided in the housing member has the concave portions on both inner surfaces thereof. For example, receiving side electrodes are provided in the concave portions on both inner sides. The piezoelectric body has a size that can be stored in the component storage section, and has a substrate to which a piezoelectric element is bonded. Further, in the piezoelectric body, the convex portions of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element have elasticity. Moreover, the board | substrate extended on both sides has comprised the electrode of the said piezoelectric material. On the premise of this, the concave portions on both inner sides of the component housing portion of the housing member are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric body, and the piezoelectric element is attached to the component housing portion in a vibrable state.

従って、部品点数の削減化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。しかも、部品収納部の受け側電極と圧電体の電極とが自己整合的に接続されるので、組み立て工程の簡素化を図ることができる。従来方式に比べて振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。   Therefore, the number of parts can be reduced, the dimensional accuracy can be improved, and the reliability can be improved. In addition, since the receiving side electrode of the component storage portion and the electrode of the piezoelectric body are connected in a self-aligning manner, the assembly process can be simplified. Compared to the conventional method, the design constraint of the vibration propagation mechanism can be reduced.

本発明に係る圧電体取付方法は、筐体部材に圧電体を取り付ける方法であって、内側両面に凹部を有する部品収納部を筐体部材に形成する工程と、部品収納部に収納可能な大きさの圧電素子を基板に接合し、当該圧電素子の両側から延びる基板の凸部に弾性を付与して圧電体を形成する工程と、部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とを係合することにより、当該部品収納部に圧電素子を振動可能な状態で取り付ける工程とを有することを特徴とするものである。   The piezoelectric body attachment method according to the present invention is a method of attaching a piezoelectric body to a housing member, and includes a step of forming a component housing portion having recesses on both inner surfaces on the housing member, and a size that can be housed in the component housing portion. A step of joining the piezoelectric element to the substrate and imparting elasticity to the convex portions of the substrate extending from both sides of the piezoelectric element, forming concave portions on both inner sides of the component housing portion, and convex portions on both sides of the piezoelectric body. And a step of attaching the piezoelectric element to the component storage portion in a state where it can vibrate by engaging with the portion.

本発明に係る圧電体取付方法によれば、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、筐体部材の部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とを係合することにより、当該部品収納部に圧電素子を振動可能な状態で取り付けるようになされる。従って、組み立て工程の簡素化及び寸法精度の向上を図ることができる。   According to the piezoelectric body attachment method of the present invention, when attaching a piezoelectric body to a housing member, the concave portions on both inner sides of the component housing portion of the housing member are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric body. The piezoelectric element is attached to the component housing portion in a state where it can vibrate. Therefore, the assembly process can be simplified and the dimensional accuracy can be improved.

本発明に係る入力装置は、情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、入力検出手段と、この入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する圧電体支持構造とを備え、この圧電体支持構造は、内側両面に凹部を有して筐体部材に設けられた部品収納部と、この部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有し、かつ、当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有する圧電体とを含み、部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とが係合されることで、当該部品収納部に圧電素子が振動可能な状態で取り付けられることを特徴とするものである。   An input device according to the present invention is an input device with a tactile function that presents a tactile sensation to an operating body during an information input operation, and presents a tactile sensation to the operating body based on input detection means and an input operation of the input detecting means A piezoelectric material support structure, the piezoelectric material support structure has a concave portion on both inner surfaces, a component storage portion provided in the housing member, and a size that can be stored in the component storage portion, And a substrate having a substrate to which the piezoelectric element is bonded, and a convex portion of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element includes an elastic piezoelectric body. By engaging with the convex portion, the piezoelectric element can be attached to the component housing portion in a state where it can vibrate.

本発明に係る触覚機能付きの入力装置によれば、本発明に係る圧電体支持構造が応用される。これを前提にして、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、筐体部材に設けられた部品収納部は、その内側両面に凹部を有している。例えば、内側両面の凹部には受け側電極が設けられる。圧電体は、部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有している。   According to the input device with a tactile function according to the present invention, the piezoelectric support structure according to the present invention is applied. Based on this premise, when a piezoelectric body is attached to the housing member, the component housing portion provided in the housing member has recesses on both inner surfaces thereof. For example, receiving side electrodes are provided in the concave portions on both inner sides. The piezoelectric body has a size that can be stored in the component storage section, and has a substrate to which a piezoelectric element is bonded.

更に、圧電体は、当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有している。また、両側に延びた基板が当該圧電体の電極を成している。筐体部材の部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とが係合され、圧電素子が当該部品収納部に振動可能な状態で取り付けられる。   Further, in the piezoelectric body, the convex portions of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element have elasticity. Moreover, the board | substrate extended on both sides has comprised the electrode of the said piezoelectric material. The concave portions on both inner sides of the component housing portion of the housing member are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric body, and the piezoelectric element is attached to the component housing portion in a vibrable state.

従って、圧電体実装時の部品点数の削減化、その寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。しかも、部品収納部の受け側電極と圧電体の電極とが自己整合的に接続されるので、組み立て工程の簡素化を図ることができる。また、従来方式に比べて振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。情報入力操作時には、入力検出手段の操作に基づいて操作体に再現性良く触覚を提示できるようになる。   Therefore, it is possible to reduce the number of parts when mounting the piezoelectric body, improve the dimensional accuracy, and improve the reliability. In addition, since the receiving side electrode of the component storage portion and the electrode of the piezoelectric body are connected in a self-aligning manner, the assembly process can be simplified. In addition, the design constraint of the vibration propagation mechanism can be reduced as compared with the conventional method. At the time of information input operation, a tactile sensation can be presented to the operation body with high reproducibility based on the operation of the input detection means.

本発明に係る電子機器は、情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚入力機能付きの電子機器であって、入力検出手段と、この入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する圧電体支持構造とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、圧電体支持構造は、内側両面に凹部を有して筐体部材に設けられた部品収納部と、この部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有し、かつ、当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有する圧電体とを含み、部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とが係合されることで、当該部品収納部に圧電素子が振動可能な状態で取り付けられることを特徴とするものである。   An electronic device according to the present invention is an electronic device with a tactile input function that presents a tactile sensation to an operating body during an information input operation, and the tactile sense is given to the operating body based on the input operation of the input detecting means and the input detecting means. An input device with a tactile function having a piezoelectric support structure to be presented is provided. The piezoelectric support structure has a concave portion on both inner side surfaces and is provided in a housing member, and is stored in the component storage portion. A substrate having a possible size and having a substrate to which a piezoelectric element is bonded, and a convex portion of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element, and a piezoelectric body having elasticity; By engaging the concave portions of the first and second convex portions with the convex portions on both sides of the piezoelectric body, the piezoelectric element can be attached to the component housing portion in a state where it can vibrate.

本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置が応用される。これを前提にして、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、筐体部材に設けられた部品収納部は、その内側両面に凹部を有している。例えば、内側両面の凹部には受け側電極が設けられる。圧電体は、部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有している。   According to the electronic apparatus according to the present invention, the input device with a tactile function according to the present invention is applied. Based on this premise, when a piezoelectric body is attached to the housing member, the component housing portion provided in the housing member has recesses on both inner surfaces thereof. For example, receiving side electrodes are provided in the concave portions on both inner sides. The piezoelectric body has a size that can be stored in the component storage section, and has a substrate to which a piezoelectric element is bonded.

更に、圧電体は、当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が受け側電極を有している。また、両側に延びた基板が当該圧電体の電極を成している。筐体部材の部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とが係合され、圧電素子が当該部品収納部に振動可能な状態で取り付けられる。   Further, in the piezoelectric body, the convex portions of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element have receiving-side electrodes. Moreover, the board | substrate extended on both sides has comprised the electrode of the said piezoelectric material. The concave portions on both inner sides of the component housing portion of the housing member are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric body, and the piezoelectric element is attached to the component housing portion in a vibrable state.

従って、圧電体実装時の部品点数の削減化、その寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。しかも、部品収納部の受け側電極と圧電体の電極とが自己整合的に接続されるので、組み立て工程の簡素化を図ることができる。また、従来方式に比べて振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。情報入力操作時には、入力検出手段の操作に基づいて操作体に再現性良く触覚を提示できるようになる。   Therefore, it is possible to reduce the number of parts when mounting the piezoelectric body, improve the dimensional accuracy, and improve the reliability. In addition, since the receiving side electrode of the component storage portion and the electrode of the piezoelectric body are connected in a self-aligning manner, the assembly process can be simplified. In addition, the design constraint of the vibration propagation mechanism can be reduced as compared with the conventional method. At the time of information input operation, a tactile sensation can be presented to the operation body with high reproducibility based on the operation of the input detection means.

本発明に係る圧電体支持構造によれば、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、その筐体部材の部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とが係合されることで、圧電素子が部品収納部に振動可能な状態で取り付けられるものである。   According to the piezoelectric support structure of the present invention, when a piezoelectric body is attached to the casing member, the concave portions on both inner sides of the component housing portion of the casing member and the convex portions on both sides of the piezoelectric body are engaged. Thus, the piezoelectric element is attached to the component storage portion in a state where it can vibrate.

この構造によって、部品点数の削減化、組み立て工程の簡素化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。しかも、振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。   With this structure, it is possible to reduce the number of parts, simplify the assembly process, improve dimensional accuracy, and improve reliability. In addition, the design constraints of the vibration propagation mechanism can be reduced.

本発明に係る圧電体取付方法によれば、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、筐体部材の部品収納部の内側両面の凹部と圧電体の両側の凸部とを係合することにより、当該部品収納部に圧電素子を振動可能な状態で取り付けるようになされる。   According to the piezoelectric body attachment method of the present invention, when attaching a piezoelectric body to a housing member, the concave portions on both inner sides of the component housing portion of the housing member are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric body. The piezoelectric element is attached to the component housing portion in a state where it can vibrate.

この構成によって、組み立て工程の簡素化及び寸法精度の向上を図ることができる。従って、製造コストを低減できるようになる。   With this configuration, it is possible to simplify the assembly process and improve the dimensional accuracy. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.

本発明に係る触覚機能付きの入力装置によれば、本発明に係る圧電体支持構造が応用されるので、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、部品点数の削減化、組み立て工程の簡素化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。しかも、入力装置における振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。   According to the input device with a tactile function according to the present invention, since the piezoelectric support structure according to the present invention is applied, when attaching the piezoelectric body to the housing member, the number of parts is reduced and the assembly process is simplified. Therefore, it is possible to improve the dimensional accuracy and the reliability. In addition, the design constraint of the vibration propagation mechanism in the input device can be reduced.

本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置が応用されるので、筐体部材に圧電体を取り付ける場合に、部品点数の削減化、組み立て工程の簡素化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。しかも、電子機器における振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。   According to the electronic apparatus according to the present invention, the input device with a tactile function according to the present invention is applied. Therefore, when a piezoelectric body is attached to the housing member, the number of parts is reduced, the assembly process is simplified, and the dimensions are reduced. Improvement in accuracy and reliability can be achieved. In addition, the design constraint of the vibration propagation mechanism in the electronic device can be reduced.

続いて、この発明に係る圧電体支持構造、圧電体取付方法、触覚機能付き入力装置及び電子機器の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。   Subsequently, an embodiment of a piezoelectric support structure, a piezoelectric attachment method, an input device with a tactile function, and an electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る第1の実施例としての圧電体支持構造例(取付前)、図2は、その圧電体支持構造例(取付後)を各々示す斜視図である。図1に示す圧電体支持構造60は、携帯電話機や情報携帯端末装置等の筐体部材61に圧電体(以下圧電アクチュエータ100という)を支持する構造であって、この圧電アクチュエータ100による振動を利用して触覚を提示できるようにした構造である。   FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric support structure example (before attachment) as a first embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the piezoelectric support structure example (after attachment). A piezoelectric support structure 60 shown in FIG. 1 is a structure in which a piezoelectric body (hereinafter referred to as a piezoelectric actuator 100) is supported on a casing member 61 of a cellular phone, an information portable terminal device, or the like. It is a structure that can present tactile sense.

筐体部材61は、例えば、L型を有しており、その一辺には、長さがl[mm]で、幅がw[mm]で、深さ(高さ)がh[mm]程度の部品収納部62が設けられる。筐体部材61は、部品収納部62の内側両面に凹部(スリット部)63a,63bを有している。筐体部材61には合成樹脂部材や、アルミニウム、鉄、銅又はこれらの合金等の金属部材が使用される。   The casing member 61 has, for example, an L shape, and has a length of l [mm], a width of w [mm], and a depth (height) of about h [mm] on one side. The component storage unit 62 is provided. The housing member 61 has concave portions (slit portions) 63 a and 63 b on both inner surfaces of the component storage portion 62. The casing member 61 is made of a synthetic resin member or a metal member such as aluminum, iron, copper, or an alloy thereof.

この部品収納部62には圧電アクチュエータ100が収納される。圧電アクチュエータ100は、当該部品収納部62に収納可能な大きさを有している。圧電アクチュエータ100は、積層型の圧電素子4a,4bを接合した基板(以下で支持板又はシムともいう)3を有して当該圧電素子4a,4bの両側に延びた基板3の両側(凸部)が弾性を有している。この基板3の凸部の弾性を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。凸部は、バネ構造を得るために、基板3の剛性を和らげる構造に加工される。例えば、基板凸部に穴開け処理、切り欠き処理、折り曲げ処理等を施して弾性を保有するようになされる。   The component storage unit 62 stores the piezoelectric actuator 100. The piezoelectric actuator 100 has a size that can be stored in the component storage section 62. The piezoelectric actuator 100 includes a substrate (hereinafter also referred to as a support plate or a shim) 3 to which laminated piezoelectric elements 4a and 4b are bonded, and both sides (convex portions) of the substrate 3 extending on both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b. ) Has elasticity. By utilizing the elasticity of the convex portion of the substrate 3, the piezoelectric body can vibrate up and down. The convex portion is processed into a structure that reduces the rigidity of the substrate 3 in order to obtain a spring structure. For example, the substrate protrusion is subjected to a hole punching process, a notch process, a bending process, and the like so as to retain elasticity.

この例では、圧電素子4a,4bの両側に延びた基板3が当該圧電アクチュエータ100の電極(以下中央電極3a,3bともいう)を成している。これは、中央電極3a,3bを介して、圧電素子4a,4bに振動制御電圧を供給するためである。圧電素子4a,4bは振動制御電圧に基づいて振動する。この振動は、例えば、筐体部材61上に取り付けられるタッチパネル等の入力手段に伝播するようになされる。この結果、入力手段に触れている操作者の指等に触覚を提示できるようになる。   In this example, the substrate 3 extending on both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b forms electrodes of the piezoelectric actuator 100 (hereinafter also referred to as center electrodes 3a and 3b). This is for supplying a vibration control voltage to the piezoelectric elements 4a and 4b via the central electrodes 3a and 3b. The piezoelectric elements 4a and 4b vibrate based on the vibration control voltage. This vibration is transmitted to input means such as a touch panel mounted on the housing member 61, for example. As a result, a tactile sensation can be presented to the finger of the operator who is touching the input means.

また、部品収納部62の内側両面の凹部63a,63bには、図示しない受け側電極が設けられ、当該受け側電極に圧電アクチュエータ100の中央電極3a,3bが接続される。このような構造を採るようにしたのは、受け側電極と中央電極3a,3bの電気的な接続と、筐体部材61と圧電アクチュエータ100との機械的な係合とを同時、かつ、簡単にできるようにしたためである。圧電アクチュエータ100は、部品収納部62の内側両面の凹部63a,63bと圧電アクチュエータ100の両側の凸部とが係合されることで、図2に示すように圧電素子4a,4bが当該部品収納部62内で振動可能な状態に取り付けられる。   The recesses 63a and 63b on both inner surfaces of the component storage unit 62 are provided with receiving electrodes (not shown), and the central electrodes 3a and 3b of the piezoelectric actuator 100 are connected to the receiving electrodes. Such a structure is adopted because the electrical connection between the receiving electrode and the center electrodes 3a and 3b and the mechanical engagement between the housing member 61 and the piezoelectric actuator 100 are performed simultaneously and simply. This is because it was made possible. In the piezoelectric actuator 100, the concave portions 63a and 63b on both inner sides of the component storage portion 62 are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric actuator 100, so that the piezoelectric elements 4a and 4b are accommodated in the component storage as shown in FIG. The unit 62 is attached so as to be able to vibrate.

この圧電アクチュエータ100において、圧電素子4a,4bの中央部上には突起部8aが設けられ、この突起部8aは、当該圧電素子4a,4bの最上層と同一の部材により一体成形されて成る。突起部8aは、筐体部材61上の図示しないタッチパネル等の入力手段に当接され、当該入力手段を突き上げるように振動を伝播するようになされる。従来方式では、圧電素子4a,4bの最上層に突起部8aを設ける場合に、スペーサー部材等を接着剤により貼付していた。これに対して、本発明方式では、突起部8aを最上層と同一の部材により一体成形するようにしたので、圧電体組み立て時のスペーサー接合工程を省略することができる。   In the piezoelectric actuator 100, a protrusion 8a is provided on the center of the piezoelectric elements 4a and 4b, and the protrusion 8a is integrally formed with the same member as the uppermost layer of the piezoelectric elements 4a and 4b. The protruding portion 8a is brought into contact with an input means such as a touch panel (not shown) on the housing member 61 so as to propagate vibration so as to push up the input means. In the conventional method, a spacer member or the like is pasted with an adhesive when the protrusion 8a is provided on the uppermost layer of the piezoelectric elements 4a and 4b. On the other hand, in the method of the present invention, since the protruding portion 8a is integrally formed with the same member as the uppermost layer, the spacer joining step when assembling the piezoelectric body can be omitted.

続いて、本発明に係る圧電体取付方法について説明をする。この実施例では、携帯電話機や情報携帯端末装置等の筐体部材61に圧電アクチュエータ100を取り付ける場合を前提とする。圧電体取付方法に関しては、大きく分けて、筐体部材61の加工工程と、圧電アクチュエータ100の形成工程と、筐体部材61への圧アクチュエータ100の組み立て工程の3つに分かれる。   Next, a piezoelectric body mounting method according to the present invention will be described. In this embodiment, it is assumed that the piezoelectric actuator 100 is attached to a housing member 61 such as a mobile phone or an information portable terminal device. The method of attaching the piezoelectric body is roughly divided into three steps: a processing step for the housing member 61, a formation step for the piezoelectric actuator 100, and an assembly step for the pressure actuator 100 to the housing member 61.

[筐体部材の加工工程]
この例では、携帯電話機や情報携帯端末装置等の入力手段を支持するための、部品収納部付きの枠型(窓枠型)を有する筐体部材61を準備する。筐体部材61は、例えば、内側両面に凹部63a,63bを有する部品収納部62を象った所定の金型を作成し、その金型に合成樹脂を射出して成形する。部品収納部62の大きさは、長さがl[mm]で、幅がw[mm]で、深さがh[mm]程度となるように金型を設計する。この金型の両面には、部品収納部62の凹部63a,63bを型抜きするための凸部が設けられる。
[Machining process of casing members]
In this example, a housing member 61 having a frame type (window frame type) with a component storage unit for supporting input means such as a mobile phone or an information portable terminal device is prepared. The housing member 61 is formed by, for example, creating a predetermined mold that models the component storage section 62 having the recesses 63a and 63b on both inner surfaces, and injecting synthetic resin into the mold. The mold is designed so that the size of the component storage unit 62 is 1 [mm] in length, w [mm] in width, and about h [mm] in depth. Convex portions for punching out the concave portions 63a and 63b of the component storage portion 62 are provided on both surfaces of the mold.

この例で、部品収納部62の内側両面の凹部63a,63bには、受け側電極を設けるための加工がなされる。受け側電極は、例えば、凹部63a,63b内の上面で露出するように、電極挿入穴が開口される。受け側電極は、例えば、一方が中央電極接触面となされ、他方がリード線接続端子となされる。この例で、電極挿入穴に受け側電極が係合され、リード線接続端子が枠内側又は枠下方に引き出される。この受け側電極には、圧電体部品取付時に、その圧電アクチュエータ100の中央電極3a,3bが接続される(図10A,B参照)。筐体部材61には、射出成形品の他に、アルミニウム、鉄、銅又はこれらの合金等の金属部材を折り曲げ加工処理又は切削加工処理により作成したものを用いてもよい。   In this example, the recesses 63a and 63b on both inner sides of the component storage portion 62 are processed to provide the receiving electrode. The receiving side electrode is opened with an electrode insertion hole so as to be exposed, for example, on the upper surface in the recesses 63a and 63b. For example, one of the receiving side electrodes is a central electrode contact surface, and the other is a lead wire connecting terminal. In this example, the receiving electrode is engaged with the electrode insertion hole, and the lead wire connection terminal is pulled out inside the frame or below the frame. The receiving electrodes are connected to the central electrodes 3a and 3b of the piezoelectric actuator 100 when the piezoelectric parts are attached (see FIGS. 10A and 10B). The casing member 61 may be formed by bending or cutting a metal member such as aluminum, iron, copper, or an alloy thereof in addition to the injection molded product.

[圧電アクチュエータの形成工程]
次に、部品収納部62に収納可能な大きさを有した圧電アクチュエータ100を準備する。図3A〜Cは、基板(以下でシム3という)の形成工程例を示す上面図である。この例で、圧電アクチュエータ100には、所定の長さのシム3の中央部の両面に圧電素子4a,4bを接合したものを準備する。
[Piezoelectric actuator formation process]
Next, the piezoelectric actuator 100 having a size that can be stored in the component storage unit 62 is prepared. 3A to 3C are top views showing an example of forming a substrate (hereinafter referred to as shim 3). In this example, the piezoelectric actuator 100 is prepared by joining the piezoelectric elements 4a and 4b to both surfaces of the central portion of the shim 3 having a predetermined length.

図3Aにおいて、シム3は、予め所定の長さL[mm]、幅W[mm]及び厚さt[mm]を有した金属板3’をパターニングして当該圧電素子4a,4bの中央電極3a,3bを形成するように処理する。金属板3’には、銅板、燐青銅板や、白銅板、黄銅板等が使用される。この例で、図3Bに示すように1枚の金属板3’をけがいて、L型のプラス側の中央電極3a及びL型のマイナス側の中央電極3bに割り当てる。また、シム3の両側(圧電素子4a,4bの両側から延びるシム凸部に相当)には、予め弾性を付与するように加工される。シム3の両側は、バネ構造とするために、金属板3’の剛性を和らげる構造に加工することが好ましい。   In FIG. 3A, a shim 3 is formed by patterning a metal plate 3 ′ having a predetermined length L [mm], a width W [mm], and a thickness t [mm] in advance so as to center electrodes of the piezoelectric elements 4a and 4b. Process to form 3a, 3b. As the metal plate 3 ', a copper plate, a phosphor bronze plate, a white copper plate, a brass plate, or the like is used. In this example, as shown in FIG. 3B, a single metal plate 3 'is scraped and assigned to the L-type plus side central electrode 3a and the L-type minus side center electrode 3b. Further, both sides of the shim 3 (corresponding to shim protrusions extending from both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b) are processed in advance so as to give elasticity. Both sides of the shim 3 are preferably processed into a structure that reduces the rigidity of the metal plate 3 ′ in order to have a spring structure.

例えば、金属板3’の両側に穴開け処理を施して開口部5a〜5dを形成する。バネ構造とするための加工処理は、穴開け処理に限られることはなく、切り欠き処理、折り曲げ処理等を施して弾性を保持するようにしてもよい。このシム3の両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。このシム3の開口部5a〜5dと、その端部との間には突起部6a,6bが設けられ、圧電部品取付時、部品収納部62の内側凹部63a,63bにおいて、受け側電極と中央電極3a,3bとの電気的接触状態を良好にするようになされる。   For example, the openings 5a to 5d are formed by performing a drilling process on both sides of the metal plate 3 '. The processing for forming the spring structure is not limited to the drilling process, and a notch process, a bending process, or the like may be performed to maintain elasticity. By using the elastic structure on both sides of the shim 3, the piezoelectric body can vibrate up and down. Projections 6a and 6b are provided between the openings 5a to 5d of the shim 3 and the ends thereof. When the piezoelectric component is attached, the inner side recess 63a and 63b of the component storage portion 62 has a central portion with the receiving side electrode. The electrical contact state with the electrodes 3a and 3b is improved.

このような開口部5a〜5dと突起部6a,6bとが金属板3’に形成できたら、図3Cに示すように金属板3’を切断処理してL型の中央電極3aとL型の中央電極3bとに分離する。この電極分離は、プラス側の中央電極3aとマイナス側の中央電極3bとを絶縁して使用するためである。この2つの中央電極3a,3bはシム3を構成する。中央電極3a,3bは、圧電素子4a,4bに振動制御電圧を供給するために設けられる。
When the openings 5a to 5d and the protrusions 6a and 6b can be formed on the metal plate 3 ′, the metal plate 3 ′ is cut and processed as shown in FIG. 3C. Separated into the central electrode 3b. This electrode separation is because the plus side central electrode 3a and the minus side central electrode 3b are insulated and used. The two central electrodes 3 a and 3 b constitute a shim 3. The center electrodes 3a and 3b are provided to supply vibration control voltages to the piezoelectric elements 4a and 4b.

なお、シム3をエッチング方法による作成する場合は、厚さt=1mm程度のステンレス板(SUS304等)を準備する。まず、ステンレス板上に感光フィルム(レジスト)を載置し、更に、所定形状の中央電極を象ったこの版(ステッテ)を被せる。その上から所定波長の光源より光を照射する。この光照射によって、感光フィルムは、版の空いているところ、つまり、中央電極を象った部位が除去される。その後、版を取外した後、中央電極を象った部位上に耐食性皮膜を形成する。そして、耐食性皮膜をマスクにして、余分なステンレス板を金属溶解液(エッチング液)によって除去する。このとき、中央電極を象った部位以外の感光フィルムも一緒に除去される。この除去によって、所定形状の中央電極を形成することができる。もちろん、形状が画定された中央電極上の耐食性皮膜を除去する。
When the shim 3 is formed by an etching method, a stainless steel plate (SUS304 or the like) having a thickness t = 1 mm is prepared. First, a photosensitive film (resist) is placed on a stainless steel plate, and this plate (stette) that is shaped like a center electrode of a predetermined shape is further covered. Light is emitted from a light source having a predetermined wavelength from above. By this light irradiation, the photosensitive film is removed at the portion where the plate is empty, that is, the portion imitating the central electrode. Thereafter, after removing the plate, a corrosion-resistant film is formed on the portion that is shaped like the central electrode. Then, using the corrosion-resistant film as a mask, the excess stainless steel plate is removed with a metal solution (etching solution). At this time, the photosensitive film other than the portion that is shaped like the central electrode is also removed. By this removal, a center electrode having a predetermined shape can be formed. Of course, the corrosion-resistant film on the central electrode having a defined shape is removed.

次に、圧電アクチュエータ100の形成例について説明をする。図4〜図7は、圧電アクチュエータ100の形成例(その1〜4)を示す工程図である。図4Aにおいて、まず、粉末状のセラミック等の圧電体材料と溶媒とバインダーと分散材等とを所定の混合機101に投入して混合し、混合スラリー102を形成する。溶媒には、アセトン、トルエン、エタノール、MEK等を使用し、バインダーにはポリビニール、アルコール、ポリエタレン等を使用する。バインダーには10w%程度のものを使用する。   Next, an example of forming the piezoelectric actuator 100 will be described. 4 to 7 are process diagrams showing formation examples (parts 1 to 4) of the piezoelectric actuator 100. FIG. 4A, first, a piezoelectric material such as powdered ceramic, a solvent, a binder, a dispersing material, and the like are charged into a predetermined mixer 101 and mixed to form a mixed slurry 102. Acetone, toluene, ethanol, MEK, or the like is used as the solvent, and polyvinyl, alcohol, polyethylene, or the like is used as the binder. A binder of about 10 w% is used.

次に、図4Bにおいて、ドクターブレード103を使用して、混合スラリー102を一様な厚さに流し出す。例えば、膜厚が30乃至50μm程度になるようにする。その後、溶媒を蒸発乾燥させてグリーンシートを生成する。例えば、乾燥室104を常温又は室内温度を50℃乃至80℃程度に維持して、一様な厚さに流し出された混合スラリー102を数十分間程度放置して乾燥する。溶媒が抜けた混合スラリー102は、フィルム状圧電体(グリーンシート)100’となる。   Next, in FIG. 4B, using the doctor blade 103, the mixed slurry 102 is poured out to a uniform thickness. For example, the film thickness is set to about 30 to 50 μm. Thereafter, the solvent is evaporated and dried to produce a green sheet. For example, the drying chamber 104 is maintained at a room temperature or a room temperature of about 50 ° C. to 80 ° C., and the mixed slurry 102 poured out to a uniform thickness is left to stand for several tens of minutes for drying. The mixed slurry 102 from which the solvent has been removed becomes a film-like piezoelectric body (green sheet) 100 ′.

その後、所定の大きさにフィルム状圧電体100’をカットし、図4Cにおいて、そのフィルム状圧電体100’を所定のフレーム105に装着する。カットする形状は正方形であって、その大きさは200mm×200mm程度である。もちろん、長方形であってもよい。   Thereafter, the film-shaped piezoelectric body 100 ′ is cut into a predetermined size, and the film-shaped piezoelectric body 100 ′ is mounted on a predetermined frame 105 in FIG. 4C. The shape to be cut is a square, and the size is about 200 mm × 200 mm. Of course, it may be rectangular.

次に、図5Aにおいて、先にフレーム105に装着されたフィルム状圧電体100’の所定の位置を開口して、図示しないスルーホールを形成する。このスルーホールは、各層にある主電極IEを中央部に設けられるL型の中央電極(ランド)3aと、L型の中央電極3bとに、電気的に接合するために開口される。開口径は0.1μmφ乃至0.2μmφ程度である。   Next, in FIG. 5A, a predetermined position of the film-like piezoelectric body 100 ′ previously attached to the frame 105 is opened to form a through hole (not shown). This through hole is opened in order to electrically join the main electrode IE in each layer to the L-type center electrode (land) 3a provided at the center and the L-type center electrode 3b. The opening diameter is about 0.1 μm to 0.2 μmφ.

更に、図5Bにおいて、先にスルーホールが開口されたフィルム状圧電体100’の所定の位置に電極材料を印刷する。電極印刷はスクリーン印刷によって施される。電極材料には、Ag−Pd合金ペーストが使用される。各層の電極印刷に関しては、複数種類の電極パターンが得られるようなスクリーンが準備される。   Further, in FIG. 5B, an electrode material is printed at a predetermined position of the film-like piezoelectric body 100 ′ in which the through hole has been opened. Electrode printing is performed by screen printing. An Ag—Pd alloy paste is used as the electrode material. For electrode printing of each layer, a screen is prepared so that a plurality of types of electrode patterns can be obtained.

各スクリーンには、基本的に1枚の主電極と、例えば、プラス側の中央電極用のランド及びマイナス側の中央電極用のランドとが配置される。ランドは、層間の接続用の開口部(スルーホール)に位置合わせするようになされる。主電極は、各層でそれぞれ異なる位置にあるマイナス側の中央電極用のランドとプラス側の中央電極用のランドとを接続するようになスクリーンが形成されている。なお、電極の印刷の際には、このスルーホール内部にも、十分な量の電極材料を供給するため、複数回印刷を繰り返すとよい。   Each screen basically includes one main electrode and, for example, a positive-side central electrode land and a negative-side central electrode land. The land is aligned with an opening (through hole) for connection between layers. The main electrode is formed with a screen so as to connect the land for the negative side central electrode and the land for the positive side central electrode at different positions in each layer. When printing the electrodes, it is preferable to repeat the printing a plurality of times in order to supply a sufficient amount of the electrode material inside the through holes.

その後、図5Cにおいて、先に電極材料が印刷されたフィルム状圧電体100’を所定の枚数だけ貼合面と平行に層状に積層する。この例では、電極材料が印刷された9枚のフィルム状圧電体100’によって積層圧電体群(以下で単に圧電素子という)4aを形成し、同様にして、9枚のフィルム状圧電体100’によって圧電素子4bを形成する。   Thereafter, in FIG. 5C, a predetermined number of film-like piezoelectric bodies 100 ′ on which the electrode material has been printed are laminated in layers in parallel with the bonding surface. In this example, a laminated piezoelectric body group (hereinafter simply referred to as a piezoelectric element) 4a is formed by nine film-like piezoelectric bodies 100 ′ printed with an electrode material, and similarly, nine film-like piezoelectric bodies 100 ′. Thus, the piezoelectric element 4b is formed.

次に、図6Aにおいて、先に電極材料が印刷された9枚のフィルム状圧電体100’を熱圧着して積層状のグリーンシート(積層素材)100”を形成する。なお、圧電素子4aの中央部上に突起部8aを形成する。この突起部8aを形成する際に、圧電素子4aの最上層と同一の絶縁部材により一体成形する。例えば、圧電素子4aの最上層に絶縁性の膜を形成した後に、レジストを塗布し、その後、突起部形成領域のレジストを感光して除去する。ここに残留したレジスト膜をマスクにして突起部形成領域に絶縁性の部材を堆積する。その後、熱処理する。   Next, in FIG. 6A, the nine film-like piezoelectric bodies 100 ′ on which the electrode material has been printed are thermocompression-bonded to form a laminated green sheet (laminated material) 100 ″. A protrusion 8a is formed on the central portion, and is formed integrally with the same insulating member as the uppermost layer of the piezoelectric element 4a when forming the protrusion 8a, for example, an insulating film on the uppermost layer of the piezoelectric element 4a. Then, a resist is applied, and then the resist in the projecting portion forming region is exposed and removed, and an insulating member is deposited in the projecting portion forming region using the remaining resist film as a mask. Heat treatment.

突起部8aは、絶縁性部材の堆積又はレジスト自体を堆積する方法に限られることはなく、何らかの硬度を有する物質を印刷により高く形成して作用部としてもよい。突起部8aは、筐体部材61上の図示しないタッチパネル等の入力手段に当接され、当該入力手段突き上げ時の作用部となされる。このときの熱加圧条件は、温度が60℃乃至100℃程度であって、加圧力は100kg/cm2程度であって、熱圧着時間は数十分程度である。 The protruding portion 8a is not limited to the method of depositing an insulating member or the resist itself, and may be formed as a working portion by forming a substance having some hardness by printing. The protrusion 8a is brought into contact with an input means such as a touch panel (not shown) on the housing member 61, and serves as an action portion when the input means is pushed up. At this time, the temperature and pressure are about 60 ° C. to 100 ° C., the applied pressure is about 100 kg / cm 2 , and the thermocompression bonding time is about several tens of minutes.

その後、図6Bにおいて、先に熱圧着された積層状のグリーンシート100”を所定の大きさに切断する。例えば、図示しない切断装置を使用してグリーンシート100”を短冊状に切断する。これは圧電素子4a及び圧電素子4b等を得るためである。そして、図6Cにおいて、積層状のグリーンシート100”を乾燥室104に搬入し、その乾燥室104でグリーンシート100”の中からバインダーを除去するようになされる。このときの乾燥条件は、常温又は室内温度を400℃乃至500℃程度に維持して、グリーンシート100”を数十分間程度放置して脱脂する。実際には、炉内で昇温レートをコントロールして数日を要して温度を400℃乃至500℃程度にまで温度を上げる。   Then, in FIG. 6B, the laminated green sheet 100 ″ previously thermocompression bonded is cut into a predetermined size. For example, the green sheet 100 ″ is cut into strips using a cutting device (not shown). This is to obtain the piezoelectric element 4a and the piezoelectric element 4b. In FIG. 6C, the laminated green sheet 100 ″ is carried into the drying chamber 104, and the binder is removed from the green sheet 100 ″ in the drying chamber 104. The drying condition at this time is that the normal temperature or the room temperature is maintained at about 400 ° C. to 500 ° C., and the green sheet 100 ″ is left for about several tens of minutes for degreasing. It takes several days to control and raise the temperature to about 400 ° C to 500 ° C.

また、図7Aにおいて、先にバインダーが除去された突起部付きの積層状のグリーンシート100”を焼成装置106に搬入して焼成する。このときの焼成条件は、焼成温度が1000℃乃至1200℃程度で、焼成時間は60分程度である。このときも脱脂処理を同様にして、焼成炉内で昇温レートをコントロールして数日を要して温度を1000℃乃至1200℃程度にまで温度を上げる。   7A, the laminated green sheet 100 ″ with protrusions from which the binder has been removed is carried into the firing apparatus 106 and fired. The firing conditions at this time are a firing temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C. In this case, the degreasing treatment is performed in the same manner, and the temperature rising rate is controlled in the baking furnace, and the temperature is raised to about 1000 ° C. to 1200 ° C. in several days. Raise.

その後、図7Bにおいて、先に焼成された突起部付きの積層状のグリーンシート100”を砥石107で切断して個々の圧電素子4a、4bを形成する。40は砥石107の軌跡である。砥石107はグリーンシート100”の表裏を一周りするようにして切断される。これにより、図7Cに示すような圧電素子4aが得られる。圧電素子4bには、突起部が設けられていない圧電素子が使用される。各層のランドは、スルーホール内に充填される電極材料によって接続される。このようにすると、各層の主電極IEへの給電点を中央部のL型のプラス側の中央電極3aとマイナス側の中央電極3bとに引き出すことができる。   7B, the previously fired laminated green sheet 100 ″ with protrusions is cut with a grindstone 107 to form individual piezoelectric elements 4a and 4b. Reference numeral 40 denotes a trajectory of the grindstone 107. 107 is cut around the front and back of the green sheet 100 ″. Thereby, the piezoelectric element 4a as shown in FIG. 7C is obtained. As the piezoelectric element 4b, a piezoelectric element having no protrusion is used. The lands of each layer are connected by an electrode material filled in the through hole. In this way, the feeding point to the main electrode IE of each layer can be drawn out to the central L-shaped positive central electrode 3a and the negative central electrode 3b.

[圧電素子とシムの接合]
図8は、圧電アクチュエータ100の形成例を補足するフィルム状圧電体の積層例を示す拡大断面図である。図9A及びBは、圧電アクチュエータ100の構成例を示す平面図及びX1−X2矢視断面図である。
図8に示すフィルム状圧電体の積層例において、圧電素子4a,4bとシム3とを接合する。この例では、突起部付きの積層状の圧電素子4aと、突起部無しの積層状の圧電素子4bとが図3Cに示した平面L型の中央電極3a,3bを挟んで接合するように処理される。この接合処理では、中央電極3a,3bの表裏面側に圧電素子4a,4bを接着剤7を介して接着する。このとき、中央電極3a,3bの一方の面に圧電素子4aを接着し、中央電極3a,3bの他方の面に圧電素子4bを接着する。接着剤7には、エポキシ樹脂やUV接着剤が使用される。
[Bonding of piezoelectric element and shim]
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a laminated example of a film-like piezoelectric body that supplements an example of forming the piezoelectric actuator 100. 9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view taken along arrow X1-X2 showing a configuration example of the piezoelectric actuator 100. FIG.
In the laminated example of the film-like piezoelectric body shown in FIG. 8, the piezoelectric elements 4a and 4b and the shim 3 are joined. In this example, the laminated piezoelectric element 4a with protrusions and the laminated piezoelectric element 4b without protrusions are bonded so as to sandwich the planar L-shaped center electrodes 3a and 3b shown in FIG. 3C. Is done. In this bonding process, the piezoelectric elements 4 a and 4 b are bonded to the front and back surfaces of the center electrodes 3 a and 3 b with an adhesive 7. At this time, the piezoelectric element 4a is bonded to one surface of the central electrodes 3a and 3b, and the piezoelectric element 4b is bonded to the other surface of the central electrodes 3a and 3b. As the adhesive 7, an epoxy resin or a UV adhesive is used.

図8に示す圧電アクチュエータ(積層体)100は、電極と電極との間に圧電素子を積層する形態で、合計16層の圧電素子#1〜#16と、上部電極1と、下部電極2と、プラス側及びマイナス側の中央電極3a,3bと、16層の電極IE1〜IE16とを有して形成される。積層圧電素子4aにおいて、上部電極1は、図示しないスルーホールを介して主電極IE2、IE4、IE6及びIE8に接続されて中央電極3bに接続される。各層の電極は、スルーホール内に充填された電極材料によって接続される。積層圧電素子4bにおいて、下部電極2は、図示しないスルーホールを介して同様にして、主電極IE9、IE11、IE13及びIE15に接続されて中央電極3bに接続される。   A piezoelectric actuator (laminated body) 100 shown in FIG. 8 is a form in which piezoelectric elements are laminated between electrodes, and a total of 16 layers of piezoelectric elements # 1 to # 16, an upper electrode 1, a lower electrode 2, The positive and negative central electrodes 3a and 3b and 16 layers of electrodes IE1 to IE16 are formed. In the laminated piezoelectric element 4a, the upper electrode 1 is connected to the main electrodes IE2, IE4, IE6, and IE8 through a through hole (not shown) and is connected to the central electrode 3b. The electrodes of each layer are connected by an electrode material filled in the through holes. In the laminated piezoelectric element 4b, the lower electrode 2 is similarly connected to the main electrodes IE9, IE11, IE13, and IE15 through a through hole (not shown) and is connected to the central electrode 3b.

また、圧電素子4aにおいて、主電極IE1は、図示しないスルーホールを介して主電極IE3、IE5及びIE7に接続されて中央電極3aに接続される。圧電素子4bにおいて、主電極IE10は、図示しないスルーホールを介して主電極IE12、IE14及びIE16に接続されて中央電極3aに接続される。これにより、16層の圧電素子#1〜#16が並列に駆動するようになる。   In the piezoelectric element 4a, the main electrode IE1 is connected to the main electrodes IE3, IE5, and IE7 through a through hole (not shown) and is connected to the central electrode 3a. In the piezoelectric element 4b, the main electrode IE10 is connected to the main electrodes IE12, IE14, and IE16 through a through hole (not shown) and is connected to the central electrode 3a. As a result, the 16-layer piezoelectric elements # 1 to # 16 are driven in parallel.

なお、上部電極1を覆うように上部絶縁膜8が設けられる。上部電極1の中央部には突起部8aが上部絶縁膜8と同じ絶縁性の部材により一体化形成されている。この突起部8aは、図6Aで説明した圧電素子4aの最上層に形成された絶縁部材が硬化して上部絶縁膜8と一体化したものである。これにより、図9A及びBに示すような弾性機能付きの圧電アクチュエータ100が完成する。その後、必要に応じて圧電素子4a,4bの分極処理を行う。   An upper insulating film 8 is provided so as to cover the upper electrode 1. A protrusion 8 a is integrally formed with the same insulating member as the upper insulating film 8 at the center of the upper electrode 1. The protrusion 8a is formed by integrating the insulating member formed on the uppermost layer of the piezoelectric element 4a described with reference to FIG. Thereby, the piezoelectric actuator 100 with an elastic function as shown to FIG. 9A and B is completed. Thereafter, the piezoelectric elements 4a and 4b are subjected to polarization processing as necessary.

[組み立て工程]
図10Aは、部品収納部付きの筐体部材61への圧電アクチュエータ100の組立例を示す一部破砕の上面図である。図10Bは、筐体部材61の部品収納部付近の構成例を示す正面図である。
[Assembly process]
FIG. 10A is a top view of partial crushing showing an assembly example of the piezoelectric actuator 100 to the housing member 61 with a component storage portion. FIG. 10B is a front view illustrating a configuration example in the vicinity of the component storage portion of the housing member 61.

図10Aに示す筐体部材61によれば、部品収納部62の内側両面の凹部63a,63bには、受け側電極64a,64bが設けられる。受け側電極64a,64bは、筐体部材61に開口された電極挿入穴にセットされ、図10Bに示す凹部63a,63b内の上面で露出するように取り付けられる。受け側電極64a,64bは、一方が中央電極接触面となされ、他方がリード線接続端子となされている。   According to the housing member 61 shown in FIG. 10A, receiving-side electrodes 64 a and 64 b are provided in the concave portions 63 a and 63 b on both inner sides of the component storage portion 62. The receiving side electrodes 64a and 64b are set in the electrode insertion holes opened in the housing member 61, and are attached so as to be exposed on the upper surfaces in the recesses 63a and 63b shown in FIG. 10B. One of the receiving side electrodes 64a and 64b is a center electrode contact surface, and the other is a lead wire connection terminal.

図10Aに示したような部品収納部付きの筐体部材61と、弾性を有する圧電アクチュエータ100が形成できたら、この部品収納部62に圧電アクチュエータ100を取り付ける。図10Cは、図10Aに示した筐体部材61のY1−Y2矢視断面図である。この例では、部品収納部62の内側両面の凹部63a,63bと圧電アクチュエータ100の両側の凸部とを係合するように位置合わせする。その後、図10Cに示すように右横側から左方向へ圧電アクチュエータ100をスライドするように圧入する。これにより、当該圧電アクチュエータ100を部品収納部62に圧電素子4a,4bを振動可能な状態で取り付けることができる(図2参照)。しかも、圧電アクチュエータ100の中央電極3a,3bは、その突起部6a及び6bによって導電性良く受け側電極64a,64bに接続できるようになる。   When the housing member 61 with the component storage portion as shown in FIG. 10A and the piezoelectric actuator 100 having elasticity are formed, the piezoelectric actuator 100 is attached to the component storage portion 62. FIG. 10C is a cross-sectional view taken along arrow Y1-Y2 of the housing member 61 shown in FIG. 10A. In this example, the concave portions 63 a and 63 b on both inner sides of the component storage portion 62 are aligned with the convex portions on both sides of the piezoelectric actuator 100. Thereafter, as shown in FIG. 10C, the piezoelectric actuator 100 is press-fitted so as to slide leftward from the right lateral side. Thereby, the piezoelectric actuator 100 can be attached to the component storage portion 62 in a state where the piezoelectric elements 4a and 4b can vibrate (see FIG. 2). Moreover, the central electrodes 3a and 3b of the piezoelectric actuator 100 can be connected to the receiving electrodes 64a and 64b with good conductivity by the projections 6a and 6b.

このように、第1の実施例としての圧電体支持構造及び圧電体取付方法によれば、筐体部材61に圧電アクチュエータ100を取り付ける場合に、受け側電極64a,64b付きの筐体部材61の部品収納部62の内側両面の凹部63a,63bと、中央電極付きの圧電アクチュエータ100の両側の凸部とが係合され、圧電素子4a,4bが当該部品収納部62に振動可能な状態で取り付けられる。   Thus, according to the piezoelectric body supporting structure and the piezoelectric body mounting method as the first embodiment, when the piezoelectric actuator 100 is mounted on the housing member 61, the housing member 61 with the receiving-side electrodes 64a and 64b is provided. The concave portions 63a and 63b on both inner sides of the component storage portion 62 are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric actuator 100 with the center electrode, and the piezoelectric elements 4a and 4b are attached to the component storage portion 62 in a state where the vibration can be vibrated. It is done.

従って、受け側電極64a,64bと中央電極3a,3bの電気的な接続と、筐体部材61と圧電アクチュエータ100との機械的な係合とを同時に、かつ、簡単にできるようになる。つまり、筐体部材61に圧電アクチュエータ100を取り付けることで、部品収納部62の受け側電極64a,64bと圧電アクチュエータ100の中央電極3a,3bとが自己整合的に接続される。これにより、部品点数の削減化、寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。組み立て工程の簡素化が図られ、従来方式に比べて振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。   Accordingly, the electrical connection between the receiving side electrodes 64a and 64b and the central electrodes 3a and 3b and the mechanical engagement between the housing member 61 and the piezoelectric actuator 100 can be simultaneously and easily performed. That is, by attaching the piezoelectric actuator 100 to the housing member 61, the receiving side electrodes 64a and 64b of the component storage unit 62 and the central electrodes 3a and 3b of the piezoelectric actuator 100 are connected in a self-aligning manner. Thereby, the number of parts can be reduced, the dimensional accuracy can be improved, and the reliability can be improved. The assembly process can be simplified, and the design constraint of the vibration propagation mechanism can be reduced as compared with the conventional method.

図11A〜Dは、弾性機能付きのシム3等の構造例を示す拡大上面図である。図11A〜Dにおいて、波線で区切って示した領域Iは、筐体部材61の凹部63aに挿入される部分である。この領域I内であって、受け側電極64aに当接する部分には、突起部6aが設けられ、圧電部品取付時、部品収納部62の内側凹部63aにおいて、受け側電極64aと中央電極3aとの電気的接触状態を良好にするようになされる。図示せずも、反対側の中央電極3bにも、突起部6bが設けられ、圧電部品取付時、部品収納部62の内側凹部63bにおいて、受け側電極64bと中央電極3bとの電気的接触状態を良好にするようになされる。   11A to 11D are enlarged top views showing structural examples of the shim 3 with an elastic function. In FIGS. 11A to 11D, a region I separated by a wavy line is a portion inserted into the recess 63 a of the housing member 61. A protrusion 6a is provided in the region I in contact with the receiving side electrode 64a. When the piezoelectric component is attached, the receiving side electrode 64a and the central electrode 3a The electrical contact state is improved. Although not shown, the projection 6b is also provided on the opposite central electrode 3b, and when the piezoelectric component is attached, the electrical contact state between the receiving electrode 64b and the central electrode 3b in the inner recess 63b of the component storage portion 62 is shown. To make it better.

図11Aに示すシム3の構造例は、第1の実施例で説明した中央電極3a等の凸部に相当している。シム3の圧電素子4a等から延びる凸部には、開口部5a,5bが設けられる。この開口部5a,5bは、シム3の凸部をバネ構造とするためである。図示せずも、反対側の中央電極3bの凸部にも、開口部5a,5bが設けられている。このシム3の両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。   The structural example of the shim 3 shown in FIG. 11A corresponds to the convex portion such as the central electrode 3a described in the first embodiment. Openings 5a and 5b are provided in the convex portion extending from the piezoelectric element 4a and the like of the shim 3. This opening 5a, 5b is for making the convex part of the shim 3 into a spring structure. Although not shown, openings 5a and 5b are also provided in the convex portion of the opposite center electrode 3b. By using the elastic structure on both sides of the shim 3, the piezoelectric body can vibrate up and down.

図11Bは、弾性機能付きのシム301の構造例を示す拡大上面図である。図11Bに示すシム301は、楕円状の2つの開口部51a,51bを有している。開口部51a,51bは、シム301の長手方向に沿うように設けられている。この開口部51a,51bは、シム301の凸部をバネ構造とするためである。図示せずも、反対側の中央電極3bの凸部にも、開口部51c,51dが設けられている。このシム301の両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。シム301は、開口部51a,51bを楕円状にしたことで、シム3に比べて基板の剛性を和らげる構造となされている。   FIG. 11B is an enlarged top view showing a structural example of a shim 301 with an elastic function. A shim 301 shown in FIG. 11B has two elliptical openings 51a and 51b. The openings 51 a and 51 b are provided along the longitudinal direction of the shim 301. This opening 51a, 51b is for making the convex part of the shim 301 into a spring structure. Although not shown, openings 51c and 51d are also provided in the convex portion of the opposite center electrode 3b. By using the elastic structure on both sides of the shim 301, the piezoelectric body can vibrate up and down. The shim 301 has a structure that reduces the rigidity of the substrate compared to the shim 3 by making the openings 51a and 51b elliptical.

図11Cは、弾性機能付きのシム302の構造例を示す拡大上面図である。図11Cに示すシム302は、楕円状の7つの開口部52a〜52gを有している。開口部52a〜52gは、シム302の長手方向に沿うように設けられている。この開口部52a〜52gは、シム302の凸部をバネ構造とするためである。図示せずも、反対側の中央電極3bの凸部にも、開口部52h〜52nが設けられている。このシム302の両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。シム302は、楕円状の開口部52a〜52gを小さくしその設置数を増やしたことで、シム301に比べて基板の剛性を更に和らげる構造となされている。   FIG. 11C is an enlarged top view showing a structural example of the shim 302 with an elastic function. A shim 302 shown in FIG. 11C has seven oval openings 52a to 52g. The openings 52 a to 52 g are provided along the longitudinal direction of the shim 302. This opening 52a-52g is for making the convex part of the shim 302 into a spring structure. Although not shown, openings 52h to 52n are also provided in the convex portion of the opposite center electrode 3b. By using the elastic structure on both sides of the shim 302, the piezoelectric body can vibrate up and down. The shim 302 has a structure that further reduces the rigidity of the substrate as compared with the shim 301 by reducing the elliptical openings 52 a to 52 g and increasing the number of the openings.

図11Dは、弾性機能付きのシム303の構造例を示す拡大上面図である。図11Dに示すシム303は、シム303の長手方向と直交する方向に、2つの切り欠き部53a,53bを設けたものである。   FIG. 11D is an enlarged top view showing a structural example of a shim 303 with an elastic function. A shim 303 shown in FIG. 11D is provided with two notches 53 a and 53 b in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the shim 303.

このシム33をエッチング方法による作成する場合は、厚さt=1mm程度のステンレス板(SUS304等)を準備する。まず、ステンレス板上に感光フィルム(レジスト)を載置し、更に、2つの切り欠き部53a,53bをその左右に有した所定形状の中央電極を象ったこの版(ステッテ)を被せる。その上から所定波長の光源より光を照射する。この光照射によって、感光フィルムは、版の空いているところ、つまり、中央電極本体と、その弾性を付与する切り欠き部53a,53bを象った部位が除去される。   When the shim 33 is formed by an etching method, a stainless plate (SUS304 or the like) having a thickness t = 1 mm is prepared. First, a photosensitive film (resist) is placed on a stainless steel plate, and this plate (stette) that is shaped like a center electrode of a predetermined shape having two cutout portions 53a and 53b on the left and right sides thereof is covered. Light is emitted from a light source having a predetermined wavelength from above. By this light irradiation, the portion of the photosensitive film where the plate is empty, that is, the central electrode main body and the cutout portions 53a and 53b that impart elasticity is removed.

その後、版を取外した後、中央電極本体及び切り欠き部53a,53bを象った部位上に耐食性皮膜を形成する。そして、耐食性皮膜をマスクにして、余分なステンレス板を金属溶解液(エッチング液)によって除去する。このとき、中央電極本体及び切り欠き部53a,53bを象った部位以外の感光フィルムも一緒に除去される。この除去によって、図11Dに示すような弾性機能付きのシム303を形成することができる。もちろん、形状が画定されたシム303上の耐食性皮膜を除去する。   Then, after removing the plate, a corrosion-resistant film is formed on the portion that is shaped like the central electrode main body and the notches 53a and 53b. Then, using the corrosion-resistant film as a mask, the excess stainless steel plate is removed with a metal solution (etching solution). At this time, the photosensitive film other than the portion that is shaped like the central electrode main body and the notches 53a and 53b is also removed. By this removal, a shim 303 having an elastic function as shown in FIG. 11D can be formed. Of course, the corrosion-resistant film on the shim 303 having a defined shape is removed.

上述の切り欠き部53a,53bは、シム303の凸部をバネ構造とするためである。図示せずも、反対側の中央電極3bの凸部にも、切り欠き部53c,53dが設けられている。このシム303の両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。シム303は、基板を楕円状に切り欠いたことで、シム3に比べて基板の剛性を和らげる構造となされている。   The above-described notches 53a and 53b are for the convex portion of the shim 303 to have a spring structure. Although not shown, notches 53c and 53d are also provided in the convex portion of the opposite center electrode 3b. By using the elastic structure on both sides of the shim 303, the piezoelectric body can vibrate up and down. The shim 303 has a structure that reduces the rigidity of the substrate compared to the shim 3 by cutting the substrate into an elliptical shape.

図12は、第2の実施例としての圧電体支持構造例を示す正面図である。図12に示す圧電体支持構造602によれば、筐体部材61の部品収納部62に弾性機能付きの圧電アクチュエータ110が取り付けられる。圧電アクチュエータ110は、弾性機能付きの中央電極3a’及び3b’を有している。中央電極3a’及び3b’は、圧電素子4a、4bの両側で、その長手方向に基板をU字(凸)形状に曲げ加工を1回施して構成されたものである。このU字形状付きの中央電極3a’及び3b’は、シム凸部をバネ構造とするためである。このシム両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。第2の実施例では、基板を折り曲げ加工したことで、第1の実施例に比べて基板の剛性を和らげる構造とすることができる。   FIG. 12 is a front view showing an example of a piezoelectric support structure as a second embodiment. According to the piezoelectric support structure 602 shown in FIG. 12, the piezoelectric actuator 110 with an elastic function is attached to the component storage portion 62 of the housing member 61. The piezoelectric actuator 110 has central electrodes 3a 'and 3b' having an elastic function. The center electrodes 3a 'and 3b' are formed by bending the substrate once in a U-shape (convex) shape in the longitudinal direction on both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b. The U-shaped central electrodes 3a 'and 3b' are for the shim convex portion to have a spring structure. By using the elastic structure on both sides of the shim, the piezoelectric body can vibrate up and down. In the second embodiment, by bending the substrate, the structure of the substrate can be reduced as compared with the first embodiment.

図13は、第3の実施例としての圧電体支持構造例を示す正面図である。図13に示す圧電体支持構造603によれば、筐体部材61の部品収納部62に弾性機能付きの圧電アクチュエータ120が取り付けられる。圧電アクチュエータ120は、弾性機能付きの中央電極3a”及び3b”を有している。中央電極3a”及び3b”は、圧電素子4a、4bの両側で、その長手方向の表裏面で基板をU字(凸)形状に曲げ加工を1回ずつ施して構成されたものである。このU字形状付きの中央電極3a”及び3b”は、シム凸部をバネ構造とするためである。このシム両側の弾性構造を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。第3の実施例では、基板を表裏面において折り曲げ加工したことで、第2の実施例に比べて基板の剛性を和らげる構造とすることができる。   FIG. 13 is a front view showing an example of a piezoelectric support structure as a third embodiment. According to the piezoelectric support structure 603 shown in FIG. 13, the piezoelectric actuator 120 with an elastic function is attached to the component storage portion 62 of the housing member 61. The piezoelectric actuator 120 has center electrodes 3a "and 3b" with an elastic function. The center electrodes 3a "and 3b" are formed by bending the substrate into a U-shape (convex) once each on both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b in the longitudinal direction. The U-shaped center electrodes 3a "and 3b" are for making the shim convex part a spring structure. By using the elastic structure on both sides of the shim, the piezoelectric body can vibrate up and down. In the third embodiment, the substrate is bent on the front and back surfaces, so that the rigidity of the substrate can be reduced as compared with the second embodiment.

図14は、第4の実施例としての触覚入力機能付き携帯電話機200の構成例を示す斜視図である。
この実施例では、第1〜3の実施例に係る圧電体支持構造60、602又は603を備えると共に、表示手段上の入力検出面において、操作体が押下した位置の加圧力に対応した振動パターンに基づいて当該入力検出面を振動する振動手段を備え、その入力検出面における操作体の押下操作に対して触覚を付与できるようにすると共に、表示手段に表示されたボタンアイコン等の入力を確定できるようにしたものである。
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration example of a mobile phone 200 with a tactile input function as a fourth embodiment.
In this embodiment, the piezoelectric support structure 60, 602 or 603 according to the first to third embodiments is provided, and the vibration pattern corresponding to the pressing force at the position pressed by the operating body on the input detection surface on the display means. And a vibration means for vibrating the input detection surface based on the input detection surface so that a tactile sensation can be given to the pressing operation of the operating body on the input detection surface and the input of the button icon or the like displayed on the display means is confirmed. It is something that can be done.

図14に示す携帯電話機200は電子機器の一例であり、表示画面上の入力検出面を摺動接触操作される触覚機能付きの入力装置90を有している。携帯電話機200は下部筐体10及び上部筐体20を備え、これらの筐体10及び20間は、回転レンジ機構11によって可動自在に係合されている。この回転レンジ機構によれば、下部筐体10の操作面の一端に設けられた図示しない軸部と、下部筐体10の裏面の一端に設けられた図示しない軸受け部とが回転自在に係合され、上部筐体20は下部筐体10に対して角度±180°の回転自由度を有して面結合されている。   A cellular phone 200 shown in FIG. 14 is an example of an electronic device, and includes an input device 90 with a tactile function that is operated by sliding contact on an input detection surface on a display screen. The cellular phone 200 includes a lower casing 10 and an upper casing 20, and the casings 10 and 20 are movably engaged by the rotation range mechanism 11. According to this rotation range mechanism, a shaft portion (not shown) provided at one end of the operation surface of the lower housing 10 and a bearing portion (not shown) provided at one end of the back surface of the lower housing 10 are rotatably engaged. The upper housing 20 is surface-coupled to the lower housing 10 with a rotational degree of freedom of an angle of ± 180 °.

下部筐体10には、複数の押しボタンスイッチ12から成る操作パネル18が設けられる。押しボタンスイッチ12は、「0」〜「9」数字キー、「*」や「#」等の記号キー、「オン」や「オフ」等のフックボタン、メニューキー等から構成される。下部筐体10において、操作パネル面の下方には、通話用のマイクロフォン13が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。   The lower housing 10 is provided with an operation panel 18 composed of a plurality of push button switches 12. The push button switch 12 includes “0” to “9” numeric keys, symbol keys such as “*” and “#”, hook buttons such as “on” and “off”, menu keys, and the like. In the lower housing 10, a microphone 13 for calling is attached below the operation panel surface so as to function as a transmitter.

また、下部筐体10の下端部には、モジュール型のアンテナ16が取り付けられ、その上端内部側面には、大音響用のスピーカー36aが設けられ、着信メロディ等を放音するようになされる。下部筐体10には、バッテリー16や回路基板17等が設けられ、下部筐体10の裏面にはカメラ34が取り付けられている。   A module-type antenna 16 is attached to the lower end of the lower housing 10, and a loudspeaker speaker 36a is provided on the inner side of the upper end so as to emit a ringing melody or the like. The lower housing 10 is provided with a battery 16, a circuit board 17, and the like, and a camera 34 is attached to the back surface of the lower housing 10.

上述の下部筐体10に対して、回転レンジ機構11によって可動自在に係合された上部筐体20には、その表面の上方に通話用のスピーカー36bが取り付けられ、受話器として機能するようになされる。上部筐体20のスピーカー取付け面の下方には、触覚機能付き入力装置90が設けられる。入力装置90は、入力検出手段45及び表示手段29を有しており、表示画面上の入力検出面における操作体の押下操作に対して触覚を与えるものである。表示手段29には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。   The upper casing 20 that is movably engaged with the above-described lower casing 10 by the rotation range mechanism 11 is provided with a speaker 36b for calling above the surface thereof so as to function as a receiver. The An input device 90 with a tactile function is provided below the speaker mounting surface of the upper housing 20. The input device 90 includes an input detection unit 45 and a display unit 29, and gives a tactile sensation to the pressing operation of the operating body on the input detection surface on the display screen. The display means 29 displays input information such as a plurality of button icons.

図15は、触覚機能付きの入力装置90の構造例を示す斜視図である。図15に示す入力装置90は、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のアイコンの1つに接触して当該表示画面上で入力操作される装置であって、このような情報入力操作時に操作者の指(操作体)に触覚を提示するものである。入力装置90は、入力検出手段45と、この入力検出手段45の入力操作に基づいて操作者の指に触覚を提示する圧電体支持構造60とを備えている。入力検出手段45は入力手段24及び力検出手段55a〜55dを有して構成される。   FIG. 15 is a perspective view showing a structural example of the input device 90 with a tactile function. An input device 90 shown in FIG. 15 is a device that touches one of a plurality of icons displayed on the input item selection display screen and performs an input operation on the display screen. Sometimes a tactile sensation is presented to the operator's finger (operation body). The input device 90 includes an input detection unit 45 and a piezoelectric support structure 60 that presents a tactile sensation to an operator's finger based on an input operation of the input detection unit 45. The input detection means 45 includes the input means 24 and force detection means 55a to 55d.

入力手段24は、操作者によるアイコンの選択接触位置を検出して位置検出情報を出力するようになされる。入力手段24は、長さがL’cm程度で、幅がW’cm程度の大きさを有している。入力手段24には入力操作面の大きさがW’=64mm×L’=88mmで厚みが1.0mm程度で、蓄積電極となる透明電極をマトリクス状に配置したタッチパネルが使用される。タッチパネルは、静電容量シートとしての静電容量方式の入力デバイスである。   The input means 24 detects the selected contact position of the icon by the operator and outputs position detection information. The input means 24 has a length of about L'cm and a width of about W'cm. As the input means 24, a touch panel is used in which the size of the input operation surface is W ′ = 64 mm × L ′ = 88 mm, the thickness is about 1.0 mm, and transparent electrodes serving as storage electrodes are arranged in a matrix. The touch panel is a capacitance type input device as a capacitance sheet.

入力手段24の下方には第1のフレーム(筐体部材)61’が配設されている。フレーム61’は、厚さ5mm□程度の樹脂製の枠体から構成され、圧電体支持構造60を有している。フレーム61’の両側二辺には、長さがl’[mm]で、幅がw’[mm]で、深さ(高さ)がh’[mm]程度の振動手段取付用の部品収納部62a,62bが設けられる。フレーム61’は、部品収納部62a,62bの各々の内側両面に凹部63a,63bを有している。   A first frame (housing member) 61 ′ is disposed below the input unit 24. The frame 61 ′ is made of a resin frame having a thickness of about 5 mm □ and has a piezoelectric support structure 60. On both sides of the frame 61 ', components for mounting vibration means having a length of l' [mm], a width of w '[mm], and a depth (height) of about h' [mm] are stored. Portions 62a and 62b are provided. The frame 61 'has recesses 63a and 63b on both inner surfaces of the component storage portions 62a and 62b.

一方の部品収納部62aには圧電アクチュエータ100aが収納される。例えば、圧電アクチュエータ100aは、部品収納部62aの凹部63a、63bに圧入して取り付けられる。同様にして、他方の部品収納部62bには圧電アクチュエータ100bが収納される。圧電アクチュエータ100bも部品収納部62bの凹部63c、63d(図示せず)に圧入して取り付けられる。圧電アクチュエータ100a及び100bには、第1〜第3の実施例で説明した圧電アクチュエータ100、110及び120が使用される。圧電アクチュエータ100a及び100bには、図11に示したシム301〜303を有する圧電アクチュエータも含まれる。   The piezoelectric actuator 100a is accommodated in one component accommodating part 62a. For example, the piezoelectric actuator 100a is attached by being press-fitted into the concave portions 63a and 63b of the component storage portion 62a. Similarly, the piezoelectric actuator 100b is housed in the other component housing portion 62b. The piezoelectric actuator 100b is also attached by being press-fitted into the recesses 63c and 63d (not shown) of the component storage portion 62b. As the piezoelectric actuators 100a and 100b, the piezoelectric actuators 100, 110, and 120 described in the first to third embodiments are used. The piezoelectric actuators 100a and 100b include a piezoelectric actuator having the shims 301 to 303 shown in FIG.

圧電アクチュエータ100aは、当該部品収納部62aに収納可能な大きさを有している。圧電アクチュエータ100aは、図9Bに示したように、積層型の圧電素子4a,4bを接合したシム3を有して当該圧電素子4a,4bの両側に延びたシム3の両側(凸部)が弾性を有している。このシム3の凸部の弾性を利用することで、圧電本体が上下に振動できるようになる。この例で、シム凸部は、バネ構造を得るために、穴開け処理が施され、弾性を保有するようになされている。   The piezoelectric actuator 100a has a size that can be stored in the component storage section 62a. As shown in FIG. 9B, the piezoelectric actuator 100a has a shim 3 in which stacked piezoelectric elements 4a and 4b are joined, and both sides (convex parts) of the shim 3 extending on both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b are provided. Has elasticity. By utilizing the elasticity of the convex portion of the shim 3, the piezoelectric body can vibrate up and down. In this example, the shim convex portion is subjected to a drilling process to obtain a spring structure and retains elasticity.

この例では、圧電素子4a,4bの両側に延びたシム3が当該圧電アクチュエータ100aの中央電極3a,3bを成している。これは、中央電極3a,3bを介して、圧電素子4a,4bに振動制御電圧を供給するためである。圧電素子4a,4bは振動制御電圧に基づいて表示画面(入力操作面)を振動するようになされる。この振動は、例えば、フレーム61’上の入力手段24に伝播するようになされる。この結果、入力手段24に触れている操作者の指等に触覚を提示できるようになる。他方の部品収納部62bに収納された圧電アクチュエータ100bにおいても同様に機能するようになされる。   In this example, shims 3 extending on both sides of the piezoelectric elements 4a and 4b form central electrodes 3a and 3b of the piezoelectric actuator 100a. This is for supplying a vibration control voltage to the piezoelectric elements 4a and 4b via the central electrodes 3a and 3b. The piezoelectric elements 4a and 4b vibrate the display screen (input operation surface) based on the vibration control voltage. This vibration is transmitted to the input means 24 on the frame 61 ', for example. As a result, a tactile sensation can be presented to the operator's finger or the like touching the input means 24. The piezoelectric actuator 100b housed in the other component housing portion 62b functions similarly.

また、部品収納部62aの内側両面の凹部63a,63bには、図10Aに示したような受け側電極64a,64bが設けられ、当該受け側電極64a,64bに圧電アクチュエータ100aの中央電極3a,3bが接続される。このような構造を採るようにしたのは、受け側電極64a,64bと中央電極3a,3bの電気的な接続と、フレーム61’と圧電アクチュエータ100aとの機械的な係合とを同時、かつ、簡単にできるようにしたためである。圧電アクチュエータ100aは、部品収納部62aの内側両面の凹部63a,63bと圧電アクチュエータ100aの両側の凸部とが係合されることで、圧電素子4a,4bが当該部品収納部62a内で振動可能な状態に取り付けられる(図2参照)。他方の部品収納部62bに圧電アクチュエータ100bを収納する際にも同様に機能するようになされる。   In addition, receiving side electrodes 64a and 64b as shown in FIG. 10A are provided in the recesses 63a and 63b on both inner sides of the component storage unit 62a, and the receiving side electrodes 64a and 64b are provided with the central electrodes 3a and 3b is connected. Such a structure is adopted because the electrical connection between the receiving electrodes 64a and 64b and the central electrodes 3a and 3b and the mechanical engagement between the frame 61 ′ and the piezoelectric actuator 100a are performed simultaneously. This is because it is easy to do. The piezoelectric actuator 100a is configured such that the piezoelectric elements 4a and 4b can vibrate within the component storage portion 62a by engaging the concave portions 63a and 63b on both inner sides of the component storage portion 62a with the convex portions on both sides of the piezoelectric actuator 100a. (See FIG. 2). When the piezoelectric actuator 100b is stored in the other component storage portion 62b, the same function is performed.

この圧電アクチュエータ100aにおいて、圧電素子4a,4bの中央部上には突起部8aが設けられ、この突起部8aは、当該圧電素子4a,4bの最上層と同一の部材により一体成形されて成る。突起部8aは、フレーム61’上の入力手段24に当接され、当該入力手段24を突き上げるように振動を伝播するようになされる。   In the piezoelectric actuator 100a, a protrusion 8a is provided on the center of the piezoelectric elements 4a and 4b, and the protrusion 8a is integrally formed by the same member as the uppermost layer of the piezoelectric elements 4a and 4b. The protrusion 8a is brought into contact with the input means 24 on the frame 61 'so as to propagate vibration so as to push up the input means 24.

従来方式では、圧電素子4a,4bの最上層に突起部8aを設ける場合に、スペーサー部材等を接着剤により貼付していた。これに対して、本発明方式では、突起部8aを最上層と同一の部材により一体成形するようにしたので、圧電体組み立て時のスペーサー接合工程を省略することができる。他方の部品収納部62bに収納された圧電アクチュエータ100bにおいても同様に機能するようになされる。突起部付きの圧電アクチュエータ100a及び100bは、モジュール型の振動伝達機構を構成する。   In the conventional method, a spacer member or the like is pasted with an adhesive when the protrusion 8a is provided on the uppermost layer of the piezoelectric elements 4a and 4b. On the other hand, in the method of the present invention, since the protruding portion 8a is integrally formed with the same member as the uppermost layer, the spacer joining step when assembling the piezoelectric body can be omitted. The piezoelectric actuator 100b housed in the other component housing portion 62b functions similarly. The piezoelectric actuators 100a and 100b with protrusions constitute a module type vibration transmission mechanism.

フレーム61’上の四隅には、正方形状の力検出手段55a〜55dが設けられ、入力手段24に対する操作者の指の押圧力(加圧力)を検出して力検出情報を出力すると共に、当該押下位置に表示された入力情報を確定する。この例で、フレーム61’において、部品収納部62a,62bが設けられていない他の二辺には、長方形状のサポータ66a、66bが設けられる。サポータ66a、66bには、発泡ゴムやKGゲル等が使用される。なお、上述した突起部8aは、フレーム61’の上面から飛び出る程度の高さを有していればよい。突起部8aの高さは、力検出種55a〜55dやサポータ66a、66b等と面位置に揃えることが好ましい。   Square force detection means 55a to 55d are provided at the four corners on the frame 61 ′, detect the pressing force (pressing force) of the operator's finger against the input means 24, and output force detection information. The input information displayed at the pressed position is confirmed. In this example, in the frame 61 ′, rectangular supporters 66 a and 66 b are provided on the other two sides where the component storage portions 62 a and 62 b are not provided. For the supporters 66a and 66b, foamed rubber, KG gel or the like is used. Note that the above-described protrusion 8a only needs to have a height that protrudes from the upper surface of the frame 61 '. The height of the protrusion 8a is preferably aligned with the surface position of the force detection seeds 55a to 55d and the supporters 66a and 66b.

フレーム61’の内側には、入力手段24よりも一回り小さな液晶表示ディスプレイから成る表示手段29が収納され、その入力手段24から得られる位置検出情報及び表示情報D4に基づいてアイコンを表示するように動作する。   Inside the frame 61 ′, a display means 29 comprising a liquid crystal display that is slightly smaller than the input means 24 is housed, and icons are displayed based on position detection information and display information D4 obtained from the input means 24. To work.

表示手段29及びフレーム61’は、第2のフレーム65に収納されて使用される。フレーム65は表示手段抜け止め加工がなされており、フレーム61’及び65は筐体部材を構成する。フレーム65は、厚さ0.3mm程度のステンレスの枠体から構成され、フレーム61’及び表示手段29を保護するようになされる。フレーム65は、表示手段29及びフレーム61’と組み合わされて使用される。   The display means 29 and the frame 61 ′ are used by being housed in the second frame 65. The frame 65 is processed to prevent the display means from coming off, and the frames 61 ′ and 65 constitute a casing member. The frame 65 is made of a stainless steel frame having a thickness of about 0.3 mm and protects the frame 61 ′ and the display means 29. The frame 65 is used in combination with the display means 29 and the frame 61 '.

図16は、触覚機能付きの入力装置90の制御系の構成例を示す斜視図である。
図16に示す入力装置90は制御手段15及び記憶手段35を有している。制御手段15には、入力手段24及び4個の力検出手段55a〜55dが接続される。この例では、入力検出手段45の入力検出面の一方をX方向とし、当該X方向と直交する他方をY方向とし、X及びY方向と直交する方向をZ方向とする。入力手段24はボタンアイコンの選択位置を検出するようになされる。入力手段24から得られる入力情報には位置検出情報が含まれる。位置検出情報はボタンアイコン押下時の位置検出信号S1により得られ、制御手段15に出力される。
FIG. 16 is a perspective view illustrating a configuration example of a control system of the input device 90 with a tactile function.
The input device 90 shown in FIG. 16 has a control means 15 and a storage means 35. The control means 15 is connected to the input means 24 and the four force detection means 55a to 55d. In this example, one of the input detection surfaces of the input detection means 45 is the X direction, the other orthogonal to the X direction is the Y direction, and the direction orthogonal to the X and Y directions is the Z direction. The input means 24 detects the selection position of the button icon. The input information obtained from the input means 24 includes position detection information. The position detection information is obtained from the position detection signal S1 when the button icon is pressed, and is output to the control means 15.

力検出手段55a〜55dは、表示手段29の同一平面において、フレーム61’の四隅に設けられ、当該入力検出面における操作体の押下位置の加圧力を検出する。力検出手段55aは、右下隅の入力量(Z方向の押圧力)として、例えば、当該アイコン選択時の力検出信号Sfaを検出する。同様にして、力検出手段55bは、右上隅の入力量(力)として、当該アイコン選択時の力検出信号Sfbを検出し、力検出手段55cは、左上隅の入力量(力)として、当該アイコン選択時の力検出信号Sfcを検出し、力検出手段55dは、左下隅の入力量(力)として、当該アイコン選択時の力検出信号Sfdを各々検出する。これら4個の力検出手段55a〜55dは、並列に接続され、これら4つの力検出信号Sfa+Sfb+Sfc+Sfdを制御手段15に出力する。以下、この合算した信号を入力検出信号S2とする。   The force detection means 55a to 55d are provided at the four corners of the frame 61 'on the same plane of the display means 29, and detect the pressure applied at the pressed position of the operating body on the input detection surface. The force detection unit 55a detects, for example, a force detection signal Sfa when the icon is selected as the input amount (pressing force in the Z direction) at the lower right corner. Similarly, the force detection means 55b detects the force detection signal Sfb when the icon is selected as the input amount (force) in the upper right corner, and the force detection means 55c uses the input amount (force) in the upper left corner as the input amount (force). The force detection signal Sfc at the time of icon selection is detected, and the force detection means 55d detects the force detection signal Sfd at the time of icon selection as an input amount (force) at the lower left corner. These four force detection means 55 a to 55 d are connected in parallel, and output these four force detection signals Sfa + Sfb + Sfc + Sfd to the control means 15. Hereinafter, the summed signal is referred to as an input detection signal S2.

表示手段29を収納したフレーム61’の両側には、2個の圧電アクチュエータ100a,100bが取り付けられ、表示手段29に表示されるボタンアイコンの選択操作に基づいて表示画面を振動するようになされる。圧電アクチュエータ100aには制御手段15から振動制御信号Saが供給される。圧電アクチュエータ100bには同様にして振動制御信号Sbが各々供給される。振動制御信号Sa及びSbは、複数の振動パターンを発生するための信号であって、表示手段29に表示されたアイコンの1つに操作者が接触(タッチ)すると、圧電アクチュエータ100a及び100bに供給される。   Two piezoelectric actuators 100 a and 100 b are attached to both sides of the frame 61 ′ that houses the display means 29, and the display screen is vibrated based on the selection operation of the button icon displayed on the display means 29. . A vibration control signal Sa is supplied from the control means 15 to the piezoelectric actuator 100a. Similarly, the vibration control signal Sb is supplied to the piezoelectric actuator 100b. The vibration control signals Sa and Sb are signals for generating a plurality of vibration patterns, and are supplied to the piezoelectric actuators 100a and 100b when the operator touches (touches) one of the icons displayed on the display means 29. Is done.

圧電アクチュエータ100a,100bは、力検出手段55a〜55dによって検出された操作者の指の加圧力Fに対応する振動パターンに基づいて入力検出面を振動する。この例で、圧電アクチュエータ100a,100bは、予め準備された加圧力Fに対応する振動パターンにより異なった触覚を与えるようになされる。   The piezoelectric actuators 100a and 100b vibrate the input detection surface based on a vibration pattern corresponding to the pressure F of the operator's finger detected by the force detection means 55a to 55d. In this example, the piezoelectric actuators 100a and 100b give different tactile sensations according to the vibration pattern corresponding to the pressure F prepared in advance.

上述の制御手段15には記憶手段35が接続され、入力項目選択用の表示画面を、例えば、3次元的に表示するための表示情報D4や、当該表示情報D4に対応したアイコンの選択位置及び振動モードに関する制御情報Dc等が表示画面毎に記憶される。制御情報Dcには、表示手段29におけるアプリケーション(3次元的な表示や、各種表示内容)に同期した複数の異なった触覚を発生でき、その触覚を発生せしめる複数の具体的な振動波形、及び、アプリケーション毎の具体的な触覚発生モードを設定するアルゴリズムが含まれる。記憶手段35には、EEPROMや、ROM、RAM等が使用される。   The storage means 35 is connected to the control means 15 described above, for example, display information D4 for displaying an input item selection display screen three-dimensionally, and the selection position of an icon corresponding to the display information D4, and Control information Dc and the like related to the vibration mode are stored for each display screen. The control information Dc can generate a plurality of different tactile sensations synchronized with an application (three-dimensional display or various display contents) on the display means 29, and a plurality of specific vibration waveforms that generate the tactile sensations, and An algorithm for setting a specific haptic generation mode for each application is included. For the storage means 35, an EEPROM, a ROM, a RAM, or the like is used.

この例で制御手段15は、入力手段24から出力される位置情報に基づいて表示手段29の表示制御及び圧電アクチュエータ100a及び100bの出力制御をする。例えば、制御手段15は、入力手段24から得られる位置検出信号S1及び力検出手段55a〜55dから得られる入力検出信号S2に基づいて記憶手段35から制御情報Dcを読み出して圧電アクチュエータ100a及び100bに振動制御信号Sa,Sbを供給する。   In this example, the control unit 15 performs display control of the display unit 29 and output control of the piezoelectric actuators 100 a and 100 b based on the position information output from the input unit 24. For example, the control unit 15 reads the control information Dc from the storage unit 35 based on the position detection signal S1 obtained from the input unit 24 and the input detection signal S2 obtained from the force detection units 55a to 55d, and sends them to the piezoelectric actuators 100a and 100b. Vibration control signals Sa and Sb are supplied.

また、制御手段15は、表示画面中のボタンアイコンを奥行方向に遠近感を有して3次元的に表示するように表示手段29を表示制御する。このように構成された入力装置90は、例えば、入力項目選択用の表示画面に表示された複数のボタンアイコンの1つを押下(接触)して当該表示画面上で入力手段24をZ方向に押下すると触覚を伴って画面入力操作されるものである。   In addition, the control unit 15 controls the display unit 29 to display the button icon in the display screen in a three-dimensional manner with a perspective in the depth direction. The input device 90 configured in this way, for example, presses (contacts) one of a plurality of button icons displayed on the input item selection display screen to move the input unit 24 in the Z direction on the display screen. When pressed, a screen input operation is performed with a sense of touch.

次に、触覚入力機能付きの携帯電話機200の内部構成例及び感触フィードバック入力方法について説明をする。図17は、触覚入力機能付き携帯電話機200の内部構成例を示すブロック図である。   Next, an internal configuration example of the mobile phone 200 with a tactile input function and a tactile feedback input method will be described. FIG. 17 is a block diagram illustrating an internal configuration example of the mobile phone 200 with a tactile input function.

図17に示す携帯電話機200は、下部筐体10の回路基板17に各機能のブロックを実装して構成される。なお、図14〜図16に示した各部及び手段と対応する部分は、同一符号で示している。携帯電話機200は、制御手段15、操作パネル18、受信部21、送信部22、アンテナ共用器23、入力検出手段45、表示手段29、電源ユニット33、カメラ34、記憶手段35、圧電アクチュエータ100a及び100bを有している。   A cellular phone 200 shown in FIG. 17 is configured by mounting blocks of various functions on the circuit board 17 of the lower housing 10. In addition, the part corresponding to each part and means shown in FIGS. 14-16 is shown with the same code | symbol. The mobile phone 200 includes a control unit 15, an operation panel 18, a reception unit 21, a transmission unit 22, an antenna duplexer 23, an input detection unit 45, a display unit 29, a power supply unit 33, a camera 34, a storage unit 35, a piezoelectric actuator 100a, 100b.

図17に示す入力検出手段45は、図16では静電容量方式の入力デバイスを説明したが、カーソリングと選択の機能を区別できるものであれば何でも良く、例えば、抵抗膜方式、表面波弾性方式(SAW)、光方式、複数段方式タクトスイッチ等の入力デバイスであっても良く、好ましくは位置検出情報と力検出情報を制御手段15に与えられる構成の入力デバイスであれば良い。上述の入力検出手段45は操作者30の指30aを介して少なくとも位置検出信号S1および入力量(押圧力;加圧力F)となる入力検出信号S2が入力される。   The input detection means 45 shown in FIG. 17 is an electrostatic capacitance type input device shown in FIG. 16, but may be anything as long as it can distinguish between the function of curling and selection. (SAW), an optical method, a multi-stage tact switch, or the like may be used. Preferably, any input device having a configuration in which position detection information and force detection information are provided to the control means 15 may be used. The input detection means 45 described above receives at least the position detection signal S1 and the input detection signal S2 that is the input amount (pressing force; pressing force F) via the finger 30a of the operator 30.

制御手段15は、画像処理部26、A/Dドライバ31、CPU32及びアクチュエータ駆動回路37を有している。A/Dドライバ31には、入力検出手段45からの位置検出信号S1および入力検出信号S2が供給される。A/Dドライバ31ではカーソリングとアイコン選択の機能を区別するために位置検出信号S1および入力検出信号S2よりなるアナログ信号をデジタルデータに変換する。この他にA/Dドライバ31は、このデジタルデータを演算処理して、カーソリング入力かアイコン選択情報かを検出し、カーソリング入力かアイコン選択かを区別するフラグデータD3あるいは位置検出情報D1または入力検出情報D2をCPU32に供給するようになされる。これらの演算はCPU32内で実行してもよい。   The control unit 15 includes an image processing unit 26, an A / D driver 31, a CPU 32, and an actuator drive circuit 37. The A / D driver 31 is supplied with the position detection signal S1 and the input detection signal S2 from the input detection means 45. The A / D driver 31 converts an analog signal composed of the position detection signal S1 and the input detection signal S2 into digital data in order to distinguish between the functions of cursoring and icon selection. In addition to this, the A / D driver 31 performs arithmetic processing on this digital data to detect whether the input is cursoring input or icon selection information, and flag data D3 or position detection information D1 or input detection for distinguishing between cursor input and icon selection. The information D2 is supplied to the CPU 32. These calculations may be executed in the CPU 32.

A/Dドライバ31にはCPU32が接続される。CPU32はシステムプログラムに基づいて当該電話機全体を制御するようになされる。記憶手段35には当該電話器全体を制御するためのシステムプログラムデータが格納される。図示しないRAMはワークメモリとして使用される。CPU32は電源オンと共に、記憶手段35からシステムプログラムデータを読み出してRAMに展開し、当該システムを立ち上げて携帯電話機全体を制御するようになされる。例えば、CPU32は、A/Dドライバ31からの入力データD1〜D3を受けて所定の指令データDを電源ユニット33や、カメラ34、記憶手段35、アクチュエータ駆動部37、映像&音声処理部44等のデバイスに供給したり、受信部21からの受信データを取り込んだり、送信部2へ送信データを転送するように制御する。   A CPU 32 is connected to the A / D driver 31. The CPU 32 controls the entire telephone set based on the system program. The storage means 35 stores system program data for controlling the entire telephone. A RAM (not shown) is used as a work memory. When the power is turned on, the CPU 32 reads out system program data from the storage means 35 and develops it in the RAM, starts up the system and controls the entire mobile phone. For example, the CPU 32 receives input data D1 to D3 from the A / D driver 31 and sends predetermined command data D to the power supply unit 33, the camera 34, the storage means 35, the actuator driving unit 37, the video & audio processing unit 44, and the like. To receive the received data from the receiving unit 21 or to transfer the transmission data to the transmitting unit 2.

この例で、CPU32は、入力検出手段45から得られる入力検出情報D2と予め設定された押下判定閾値Fthとを比較し、当該比較結果に基づいて圧電アクチュエータ100a及び100b等を振動制御するようにアクチュエータ駆動部37を制御する。例えば、入力検出手段45の押下位置における入力検出面から伝播される触覚をA及びBとすると、触覚Aは、その押下位置における操作者の指30aの加圧力Fに応じた入力検出面を低周波数かつ小振幅の振動パターンから、高周波数かつ大振幅の振動パターンに変化させることによって得られる。また、触覚Bは、その押下位置における操作者の指30aの加圧力Fに応じた入力検出面を高周波数かつ大振幅の振動パターンから、低周波数かつ小振幅の振動パターンに変化させることよって得られる。   In this example, the CPU 32 compares the input detection information D2 obtained from the input detection means 45 with a preset pressing determination threshold value Fth, and controls the vibration of the piezoelectric actuators 100a and 100b based on the comparison result. The actuator driving unit 37 is controlled. For example, if the tactile sensations propagated from the input detection surface at the pressed position of the input detection means 45 are A and B, the tactile sensation A reduces the input detection surface corresponding to the pressure F of the operator's finger 30a at the pressed position. It is obtained by changing from a vibration pattern having a frequency and a small amplitude to a vibration pattern having a high frequency and a large amplitude. The tactile sensation B is obtained by changing the input detection surface corresponding to the pressure F of the operator's finger 30a at the pressed position from a high frequency and large amplitude vibration pattern to a low frequency and small amplitude vibration pattern. It is done.

CPU32は、入力検出手段45が押下判定閾値Fthを越える入力検出情報D2を検出したとき、触覚Aを起動し、その後、押下判定閾値Fthを下回る入力検出情報D2を検出したとき、触覚Bを起動するようにアクチュエータ駆動回路37を制御する。このようにすると、操作者の指30a等の”加圧力”に合わせた異なる振動パターンを発生させることができる。   The CPU 32 activates the tactile sense A when the input detection means 45 detects the input detection information D2 exceeding the press determination threshold Fth, and then activates the tactile sense B when detecting the input detection information D2 below the press determination threshold Fth. Thus, the actuator drive circuit 37 is controlled. In this way, it is possible to generate different vibration patterns in accordance with the “pressing force” of the operator's finger 30a and the like.

CPU32には、アクチュエータ駆動部37が接続され、CPU32からの制御情報Dcに基づいて振動制御信号Sa,Sbを発生する。振動制御信号Sa,Sbは、正弦波形からなる出力波形を有している。アクチュエータ駆動部37には2個の圧電アクチュエータ100a、100bが接続され、各々の振動制御信号Sa,Sbに基づいて振動するようになされる。   An actuator drive unit 37 is connected to the CPU 32 and generates vibration control signals Sa and Sb based on the control information Dc from the CPU 32. The vibration control signals Sa and Sb have an output waveform composed of a sine waveform. Two piezoelectric actuators 100a and 100b are connected to the actuator drive unit 37, and are oscillated based on respective vibration control signals Sa and Sb.

この例で、アクチュエータ駆動部37は、各アプリケーションに対応する押下判定閾値Fthを記憶する。例えば、押下判定閾値Fthはトリガーパラメータとしてアクチュエータ駆動回路37に設けられたROM等に予め格納される。アクチュエータ駆動回路37は、CPU32の制御を受けて、入力検出情報D2を入力し、予め設定された押下判定閾値Fthと、入力検出情報D2から得られる加圧力Fとを比較し、Fth>Fの判定処理や、Fth≦F等の判定処理を実行する。   In this example, the actuator driving unit 37 stores a pressing determination threshold value Fth corresponding to each application. For example, the pressing determination threshold value Fth is stored in advance in a ROM or the like provided in the actuator drive circuit 37 as a trigger parameter. Under the control of the CPU 32, the actuator drive circuit 37 inputs the input detection information D2, compares the preset pressing determination threshold Fth with the pressure F obtained from the input detection information D2, and satisfies Fth> F. A determination process or a determination process such as Fth ≦ F is executed.

この例で、押下判定閾値Fth=100[gf]を設定すると、クラシックスイッチの触覚を得るための振動パターンに基づいて入力検出面を振動するようになされる。また、押下判定閾値Fth=20[gf]を設定すると、サイバースイッチの触覚を得るための振動パターンに基づいて入力検出面を振動するようになされる。   In this example, when the pressing determination threshold value Fth = 100 [gf] is set, the input detection surface is vibrated based on the vibration pattern for obtaining the tactile sensation of the classic switch. When the pressing determination threshold Fth = 20 [gf] is set, the input detection surface is vibrated based on a vibration pattern for obtaining a tactile sense of the cyber switch.

CPU32にはアクチュエータ駆動部37の他に画像処理部26が接続され、ボタンアイコン29a等を3次元的に表示するための表示情報D4を画像処理するようになされる。画像処理後の表示情報D4を表示手段29に供給するようになされる。   In addition to the actuator drive unit 37, the image processing unit 26 is connected to the CPU 32, and the display information D4 for three-dimensionally displaying the button icon 29a and the like is subjected to image processing. Display information D4 after image processing is supplied to the display means 29.

操作者30は、指30aに振動を受けて触感として、ボタンアイコン毎の振動を感じる。また、表示手段29の表示内容は操作者の目による視覚により、スピーカー36a、36b等からの放音は、操作者の耳による聴覚により各機能を判断するようになされる。上述のCPU32には操作パネル18が接続され、例えば、相手方の電話番号を手動入力する際に使用される。表示手段29には上述のアイコン選択画面の他に映像信号Svに基づいて着信映像を表示するようにしてもよい。   The operator 30 receives the vibration of the finger 30a and feels the vibration of each button icon as a tactile sensation. The display contents of the display means 29 are determined by the eyes of the operator, and the sounds emitted from the speakers 36a, 36b, etc. are determined by the sounds of the operator's ears. The operation panel 18 is connected to the CPU 32 described above, and is used, for example, when manually inputting the telephone number of the other party. In addition to the icon selection screen described above, the display unit 29 may display an incoming video based on the video signal Sv.

また、図17に示すアンテナ16は、アンテナ共用器23に接続され、着呼時、相手方からの無線電波を基地局等から受信する。アンテナ共用器23には受信部21が接続され、アンテナ16から導かれる受信データを受信して映像や音声等を復調処理し、復調後の映像及び音声データDinをCPU32等に出力するようになされる。受信部21には、CPU32を通じて映像&音声処理部44が接続され、デジタルの音声データをデジタル/アナログ変換して音声信号Soutを出力したり、デジタルの映像データをデジタル/アナログ変換して映像信号Svを出力するようになされる。   Moreover, the antenna 16 shown in FIG. 17 is connected to the antenna duplexer 23, and receives a radio wave from the other party from a base station or the like when an incoming call is received. A receiver 21 is connected to the antenna duplexer 23, receives reception data guided from the antenna 16, demodulates video and audio, and outputs the demodulated video and audio data Din to the CPU 32 and the like. The A video & audio processing unit 44 is connected to the receiving unit 21 through the CPU 32, and digital audio data is converted from digital to analog to output an audio signal Sout, or digital video data is converted from digital to analog and converted into a video signal. Sv is output.

映像&音声処理部44には大音響用及び受話器を構成するスピーカー36a、36bが接続される。スピーカー36aは、着呼時、着信音や着信メロディ等を鳴動するようになされる。スピーカー36bは、音声信号Sinを入力して相手方の話声30d等を拡大するようになされる。この映像&音声処理部44にはスピーカー36a、36bの他に、送話器を構成するマイクロフォン13が接続され、操作者の声を集音して音声信号Soutを出力するようになされる。映像&音声処理部44は、発呼時、相手方へ送るためのアナログの音声信号Sinをアナログ/デジタル変換してデジタルの音声データを出力したり、アナログの映像信号Svをアナログ/デジタル変換してデジタルの映像データを出力するようになされる。   The audio and video processing unit 44 is connected with loudspeakers 36a and 36b constituting a large sound and a receiver. The speaker 36a is configured to ring a ringtone, a ringing melody, and the like when an incoming call is received. The speaker 36b receives the audio signal Sin and expands the other party's speech 30d. In addition to the speakers 36a and 36b, the microphone 13 constituting the transmitter is connected to the video & audio processing unit 44, and the voice of the operator is collected and the audio signal Sout is output. The video & audio processing unit 44 performs analog / digital conversion on the analog audio signal Sin to be sent to the other party at the time of calling and outputs digital audio data, or analog / digital conversion of the analog video signal Sv. Digital video data is output.

CPU32には受信部21の他に、送信部22が接続され、相手方へ送るための映像及び音声データDout等を変調処理し、変調後の送信データをアンテナ共用器23を通じアンテナ16に供給するようになされる。アンテナ16は、アンテナ共用器23から供給される無線電波を基地局等に向けて輻射するようになされる。   In addition to the receiving unit 21, the transmitting unit 22 is connected to the CPU 32 to modulate the video and audio data Dout and the like to be sent to the other party, and supply the modulated transmission data to the antenna 16 through the antenna duplexer 23. To be made. The antenna 16 radiates a radio wave supplied from the antenna duplexer 23 toward a base station or the like.

上述のCPU32には送信部22の他に、カメラ34が接続され、被写体を撮影して、例えば、静止画情報や動作情報を送信部22を通じて相手方に送信するようになされる。電源ユニット33は、バッテリー14を有しており、CPU3215、操作パネル18、受信部21、送信部22、入力検出手段45、圧電アクチュエータ100a及び100b、表示手段29、カメラ34及び記憶手段35にDC電源を供給するようになされる。   In addition to the transmission unit 22, a camera 34 is connected to the CPU 32 described above, and a subject is photographed. For example, still image information and operation information are transmitted to the other party through the transmission unit 22. The power supply unit 33 includes a battery 14, and includes a CPU 3215, an operation panel 18, a reception unit 21, a transmission unit 22, an input detection unit 45, piezoelectric actuators 100 a and 100 b, a display unit 29, a camera 34, and a storage unit 35. Power is supplied.

図18A及びBは、触覚A及びBに係る振動パターン例を示す波形図である。図18A及びBにおいて、いずれも横軸は、時間tである。縦軸は振動制御信号Sa,Sb等の電圧(振幅Ax)[V]である。この例では、ボタンアイコン29a等において、それを押し込む時は触覚Aを与え、それを離す時は触覚Bを与える場合を前提とする。   18A and 18B are waveform diagrams showing examples of vibration patterns related to the senses of touch A and B. FIG. 18A and 18B, the horizontal axis is time t. The vertical axis represents the voltage (amplitude Ax) [V] of the vibration control signals Sa, Sb and the like. In this example, in the button icon 29a or the like, it is assumed that a tactile sense A is given when the button icon 29a is pressed and a tactile sense B is given when the button icon 29a is released.

図18Aに示す第1の振動パターンPaは触覚Aを与える波形である。その触覚Aの駆動条件aは、ボタンアイコン29a等が押し込まれたとき、押下判定閾値Fthと加圧力Fとの関係がFth<Fとなる場合であって、第1段階iで約0.1秒間、周波数fx=50Hz、振幅Ax=5μm、回数Nx=2回の振動パターンで振動する。以下[fx Ax Nx]=[50 5 2]と表記する。同様にして、第2段階iiでは、約0.1秒間、[fx Ax Nx]=[100 10 2]の振動パターンで振動するようになされる。   A first vibration pattern Pa shown in FIG. 18A is a waveform that gives a sense of touch A. The driving condition a of the tactile sense A is a case where the relationship between the pressing determination threshold value Fth and the applied pressure F becomes Fth <F when the button icon 29a or the like is pressed, and is about 0.1 in the first stage i. It vibrates with a vibration pattern of frequency fx = 50 Hz, amplitude Ax = 5 μm, number of times Nx = 2 times. Hereinafter, it is expressed as [fx Ax Nx] = [50 5 2]. Similarly, in the second stage ii, vibration is performed with a vibration pattern of [fx Ax Nx] = [100 10 2] for about 0.1 second.

図18Bに示す第2の振動パターンPbは触覚Bを与える波形である。その触覚Bの駆動条件bは、ボタンアイコン29a等が押し込まれた後に、そのボタンアイコン29aが放されたとき、押下判定閾値Fthと加圧力Fとの関係がFth>Fとなる場合であって、第1段階iで約0.1秒間、[fx Ax Nx]=[80 8 2]で振動し、同様にして、第2段階iiでは、約0.1秒間、[fx Ax Nx]=[40 8 2]の振動パターンで振動する。このような振動パターンに基づいて入力検出面を振動すると、サイバースイッチ等の触覚を得ることができる。   A second vibration pattern Pb shown in FIG. The driving condition b of the tactile sense B is when the button icon 29a is released after the button icon 29a or the like is pressed, and the relationship between the pressing determination threshold value Fth and the applied pressure F is Fth> F. Oscillate at [fx Ax Nx] = [80 8 2] for about 0.1 second in the first stage i, and similarly, [fx Ax Nx] = [for about 0.1 second in the second stage ii. 40 8 2]. When the input detection surface is vibrated based on such a vibration pattern, a tactile sensation such as a cyber switch can be obtained.

図19A及びBは、加圧力Fと振動パターンとの関係例(その1)を示す図である。図19Aにおいて、縦軸は加圧力Fであり、入力検出信号S2(二値化後は入力検出情報D2)から得られる。図19Bにおいて、縦軸は振動制御信号Sa等の電圧(振幅)である。図19A及びBにおいて、横軸はいずれも時間tである。   19A and 19B are diagrams showing a relationship example (No. 1) between the pressing force F and the vibration pattern. In FIG. 19A, the vertical axis represents the applied pressure F, which is obtained from the input detection signal S2 (input detection information D2 after binarization). In FIG. 19B, the vertical axis represents the voltage (amplitude) of the vibration control signal Sa or the like. 19A and 19B, the horizontal axis is time t.

一般に、ボタンスイッチ操作等において、入力モーションピークが存在する。設計通りの押下速度(操作入力速度)である場合、その加圧力Fは30[gf]乃至240[gf]程度であることが知られている。図19Aに示す加圧力分布波形Iは、入力装置設計時に基準とした、Z方向への押下速度による加圧力Fを反映したものである。   Generally, there is an input motion peak in button switch operation or the like. It is known that the pressing force F is about 30 [gf] to 240 [gf] when the pressing speed is as designed (operation input speed). A pressure distribution waveform I shown in FIG. 19A reflects the pressure F due to the pressing speed in the Z direction, which is a reference when designing the input device.

この例で入力検出手段45から得られる入力検出信号S2に対して予め押下判定閾値Fthが設定され、CPU32は、入力検出信号S2の立ち上がり波形が押下判定閾値Fthを横切る時刻t11に第1の振動パターンPaを発生し、入力検出信号S2の立ち下がり波形が押下判定閾値Fthを横切る時刻t21に第2の振動パターンPbを発生するようにアクチュエータ振動回路37を制御する。   In this example, a pressing determination threshold value Fth is set in advance for the input detection signal S2 obtained from the input detection means 45, and the CPU 32 performs the first vibration at time t11 when the rising waveform of the input detection signal S2 crosses the pressing determination threshold value Fth. The actuator vibration circuit 37 is controlled so that the pattern Pa is generated and the second vibration pattern Pb is generated at time t21 when the falling waveform of the input detection signal S2 crosses the pressing determination threshold value Fth.

このようにすると、入力検出手段45が入力装置設計時に基準とした加圧力Fを検出し、CPU32等が押下判定閾値Fth<加圧力Fを検出したとき、触覚Aを起動することができ、押下判定閾値Fth>加圧力Fを検出したとき、触覚Bを起動することができる。なお、振動パターンPaと振動パターンPbとの間には、無振動の空白期間Tx=T1が設けられる。この空白期間Txは、Z方向への押圧速度に応じて可変するようになされる。   In this way, when the input detection means 45 detects the applied pressure F as a reference at the time of designing the input device, and the CPU 32 or the like detects the pressing determination threshold Fth <the applied pressure F, the tactile sense A can be activated. When the determination threshold Fth> pressure F is detected, the sense of touch B can be activated. A non-vibration blank period Tx = T1 is provided between the vibration pattern Pa and the vibration pattern Pb. This blank period Tx is made variable according to the pressing speed in the Z direction.

図20A及びBは、加圧力Fと振動パターンとの関係例(その2)を示す図である。図20Aにおいて、縦軸は加圧力Fであり、入力検出信号S2(二値化後は入力検出情報D2)から得られる。図20Bにおいて、縦軸は振動制御信号Sa等の電圧(振幅)である。図20A及びBにおいて、横軸はいずれも時間tである。   20A and 20B are diagrams showing a relationship example (part 2) between the pressing force F and the vibration pattern. In FIG. 20A, the vertical axis represents the applied pressure F, which is obtained from the input detection signal S2 (input detection information D2 after binarization). In FIG. 20B, the vertical axis represents the voltage (amplitude) of the vibration control signal Sa or the like. 20A and 20B, the horizontal axis is time t.

図20Aに示す加圧力分布波形IIは、図19Aに示した基準押下速度よりも早くボタンアイコン等を押下した場合の加圧力Fを反映したものである。この例でも、図19Aと同様にして、入力検出手段45から得られる入力検出信号S2に対して予め押下判定閾値Fthが設定され、CPU32は、入力検出信号S2の立ち上がり波形が押下判定閾値Fthを横切る時刻t12に振動パターンPaを発生し、入力検出信号S2の立ち下がり波形が押下判定閾値Fthを横切る時刻t22に振動パターンPbを発生するようにアクチュエータ振動回路37を制御する。   A pressure distribution waveform II shown in FIG. 20A reflects the pressure F when the button icon or the like is pressed earlier than the reference pressing speed shown in FIG. 19A. In this example as well, similarly to FIG. 19A, the pressing determination threshold value Fth is set in advance for the input detection signal S2 obtained from the input detection means 45, and the CPU 32 determines that the rising waveform of the input detection signal S2 has the pressing determination threshold value Fth. The actuator vibration circuit 37 is controlled so that the vibration pattern Pa is generated at the time t12 that crosses and the vibration pattern Pb is generated at the time t22 when the falling waveform of the input detection signal S2 crosses the pressing determination threshold value Fth.

このようにすると、入力検出手段45が基準押下速度よりも早くボタンアイコン等が押下された場合の加圧力Fを検出し、CPU32等が押下判定閾値Fth<加圧力Fを検出したとき、触覚Aを起動することができる。また、CPU32等が押下判定閾値Fth>加圧力Fを検出したとき、触覚Bを起動することができる。なお、振動パターンPaと振動パターンPbとの間には、無振動の空白期間Tx=T2(T2<T1)が設けられる。   In this way, when the input detection means 45 detects the pressing force F when the button icon or the like is pressed earlier than the reference pressing speed, and the CPU 32 or the like detects the pressing determination threshold Fth <the pressing force F, the haptic A Can be launched. Further, when the CPU 32 or the like detects the pressing determination threshold value Fth> the pressurizing force F, the sense of touch B can be activated. A non-vibration blank period Tx = T2 (T2 <T1) is provided between the vibration pattern Pa and the vibration pattern Pb.

このように、設計時の押下速度よりも早い押下速度である場合であっても、前半で触覚Aが伝わり、クリック感のある荷重に到達させることができ、その後半で、触覚Bが伝わり、クリック感のあるストロークに到達させることができる。この例で押下判定閾値Fth=100[gf]を設定すると、クラシックスイッチの触覚を得ることができる。   In this way, even when the pressing speed is faster than the pressing speed at the time of design, the tactile sense A is transmitted in the first half, and a load with a click feeling can be reached, and the tactile sense B is transmitted in the second half, A stroke with a click feeling can be reached. In this example, when the pressing determination threshold value Fth = 100 [gf] is set, a classic switch tactile sensation can be obtained.

続いて、携帯電話機200における情報処理例について説明をする。図21は、第4の実施例に係る携帯電話機200における情報処理例を示すフローチャートである。
この例では、携帯電話機200において、第1〜3の実施例に係る圧電体支持構造のいずれかを備えると共に、操作者の指30aで当該携帯電話機200の表示画面上の入力検出面を押下操作して情報を入力する場合を前提とする。携帯電話機200には、例えば、同一振動モード内において、操作者の指30a等による加圧力Fをパラメータにして波形を加工する機能(アルゴリズム)が備えられる。CPU32は、入力検出情報D2から加圧力Fを算出し、図19Aに示したような駆動条件a,bに対応して判別を行ない、その判別結果で、同一の振動モード内において、いかなる種類の入力に対しても、入力動作中の動きに対応した触覚を発生できるようにした。
Next, an example of information processing in the mobile phone 200 will be described. FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of information processing in the mobile phone 200 according to the fourth embodiment.
In this example, the mobile phone 200 is provided with any of the piezoelectric support structures according to the first to third embodiments, and the operator's finger 30a is used to press the input detection surface on the display screen of the mobile phone 200. It is assumed that information is input. The mobile phone 200 has a function (algorithm) for processing a waveform using, for example, a pressure F applied by an operator's finger 30a as a parameter in the same vibration mode. The CPU 32 calculates the applied pressure F from the input detection information D2, makes a determination corresponding to the driving conditions a and b as shown in FIG. 19A, and uses any type of the determination result within the same vibration mode. A tactile sensation corresponding to the movement during the input operation can be generated.

これらを情報処理条件にして、CPU32は、図21に示すフローチャートのステップG1で電源オンを待機する。例えば、CPU32は電源オン情報を検出してシステムを起動する。電源オン情報は通常、時計機能等が稼働し、スリーピング状態にある携帯電話機等の電源スイッチをオンされたときに発生する。   With these as information processing conditions, the CPU 32 waits for power-on in step G1 of the flowchart shown in FIG. For example, the CPU 32 detects power-on information and activates the system. The power-on information is usually generated when a clock function or the like is activated and a power switch of a sleeping mobile phone or the like is turned on.

そして、ステップG2に移行してCPU32は、アイコン画面を表示するように表示手段29を制御する。例えば、CPU32は、表示手段29に表示データD4を供給して表示画面に入力情報を表示する。表示画面に表示された入力情報は、入力検出面を有した入力検出手段45を通じて目視可能になされる。そして、ステップG3に移行してCPU32は、ボタンアイコン入力モード又はその他の処理モードに基づいて制御を分岐する。ボタンアイコン入力モードとは、ボタンアイコン選択時に入力検出面上のアイコンボタン29a等を押下する入力操作をいう。   In step G2, the CPU 32 controls the display unit 29 to display an icon screen. For example, the CPU 32 supplies the display data D4 to the display means 29 and displays the input information on the display screen. The input information displayed on the display screen is made visible through the input detection means 45 having an input detection surface. In step G3, the CPU 32 branches the control based on the button icon input mode or other processing mode. The button icon input mode refers to an input operation of pressing the icon button 29a or the like on the input detection surface when the button icon is selected.

ボタンアイコン入力モードが設定された場合、ボタンアイコン29a等が押し込まれるので、ステップG4に移行してCPU32は入力検出情報D2に基づいて加圧力Fを算出する。このとき、力検出手段55a〜55dは、入力検出面における操作者の指30aの押下位置の加圧力Fを検出し、入力検出信号S2をA/Dドライバ31に出力する。A/Dドライバ31は入力検出信号S2をA/D変換し、そのA/D変換後の入力検出情報D2をCPU32に転送する。   When the button icon input mode is set, the button icon 29a and the like are pushed in, so that the process proceeds to step G4 and the CPU 32 calculates the pressure F based on the input detection information D2. At this time, the force detection means 55 a to 55 d detect the pressure F at the pressing position of the operator's finger 30 a on the input detection surface, and output the input detection signal S 2 to the A / D driver 31. The A / D driver 31 A / D converts the input detection signal S2 and transfers the input detection information D2 after the A / D conversion to the CPU 32.

そして、ステップG5に移行して、CPU32は加圧力Fと押下判定閾値Fthとを比較し、これらの関係がF>Fthとなるか否かを判別する。これらの関係がF>Fthとなる場合は、ステップG6に移行して触覚Aを起動する。触覚Aは、圧電アクチュエータ100a及び100bによって、操作者の指30aの加圧力Fに対応した振動パターンPaに基づいて入力検出面を振動することで得られる。例えば、触覚Aは、図18Aに示した周波数fx、振幅Ax及び回数Nxに関して、第1段階iで約0.1秒間、[fx Ax Nx]=[50 5 2]の振動パターンで振動し、第2段階iiでは、約0.1秒間、[fx Ax Nx]=[100 10 2]の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”加圧力”に合わせた異なる振動パターンを発生させることができる(駆動条件a)。   Then, the process proceeds to step G5, where the CPU 32 compares the pressing force F with the pressing determination threshold value Fth, and determines whether or not these relations satisfy F> Fth. If these relationships satisfy F> Fth, the process proceeds to step G6 to activate the sense of touch A. The tactile sense A is obtained by vibrating the input detection surface by the piezoelectric actuators 100a and 100b based on the vibration pattern Pa corresponding to the pressure F of the operator's finger 30a. For example, the haptic A vibrates with a vibration pattern of [fx Ax Nx] = [50 5 2] for about 0.1 second in the first stage i with respect to the frequency fx, the amplitude Ax, and the number Nx shown in FIG. In the second stage ii, vibration is performed with a vibration pattern of [fx Ax Nx] = [100 10 2] for about 0.1 seconds. In this way, it is possible to generate different vibration patterns that match the operator's “pressing force” (driving condition a).

その後、ステップG7に移行してCPU32は更に加圧力Fを検出する。加圧力Fは、力検出手段55a〜55dによってボタンアイコン29aの押し込みに続いてボタンアイコン29aから離れる状態が検出される。このとき、力検出手段55a〜55dは、入力検出面における操作者の指30aの押下位置から離れるときの加圧力Fを検出し、入力検出信号S2をA/Dドライバ31に出力する。A/Dドライバ31は入力検出信号S2をA/D変換し、そのA/D変換後の入力検出情報D2をCPU32に転送する。   Thereafter, the process proceeds to step G7, where the CPU 32 further detects the applied pressure F. The pressure F is detected by the force detection means 55a to 55d in a state of being separated from the button icon 29a following the depression of the button icon 29a. At this time, the force detection means 55 a to 55 d detect the applied pressure F when the operator moves away from the pressed position of the operator's finger 30 a on the input detection surface, and outputs an input detection signal S 2 to the A / D driver 31. The A / D driver 31 A / D converts the input detection signal S2 and transfers the input detection information D2 after the A / D conversion to the CPU 32.

そして、ステップG8に移行してCPU32は、加圧力Fと押下判定閾値Fthとを比較し、これらの関係がF<Fthか否かを判別する。これらの関係がF<Fthとなる場合は、触覚Bを起動する。触覚Bは、圧電アクチュエータ100a及び100bによって、操作者の指30aの加圧力Fに対応した振動パターンPbに基づいて入力検出面を振動することで得られる。そのボタンアイコン29aが放された触覚Bは、例えば、図18Bに示した第1段階iで約0.1秒間、[fx Ax Nx]=[80 8 2]の振動パターンで振動し、第2段階iiでは、約0.1秒間、[fx Ax Nx]=[40 8 2]の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”加圧力”に合わせた異なる振動パターンを発生させることができる(駆動条件b)。   In step G8, the CPU 32 compares the pressing force F with the pressing determination threshold value Fth to determine whether or not the relationship is F <Fth. When these relationships are F <Fth, the sense of touch B is activated. The tactile sense B is obtained by vibrating the input detection surface by the piezoelectric actuators 100a and 100b based on the vibration pattern Pb corresponding to the pressure F of the operator's finger 30a. The tactile sense B from which the button icon 29a is released vibrates in a vibration pattern of [fx Ax Nx] = [80 8 2] for about 0.1 second in the first stage i shown in FIG. In the stage ii, it vibrates with a vibration pattern of [fx Ax Nx] = [40 8 2] for about 0.1 second. In this way, it is possible to generate different vibration patterns that match the operator's “pressing force” (driving condition b).

その後、ステップG10に移行して入力を確定する。このとき、CPU32は、入力操作面で当該押下位置に表示された入力情報を確定する。そして、ステップG12に移行する。なお、ステップG3で他の処理モードが選択された場合は、ステップG11に移行して他の処理モードを実行する。他の処理モードには、電話モードやメール作成、送信表示モード等が含まれる。電話モードには、相手方に電話を発信する操作が含まれる。ボタンアイコン29a等は、電話モード選択時の文字入力項目が含まれる。他の処理モードを実行した後は、ステップG12に移行する。   Thereafter, the process proceeds to step G10 to confirm the input. At this time, the CPU 32 determines the input information displayed at the pressed position on the input operation surface. Then, the process proceeds to step G12. When another processing mode is selected in step G3, the process proceeds to step G11 to execute another processing mode. Other processing modes include a telephone mode, mail creation, transmission display mode, and the like. The telephone mode includes an operation for making a call to the other party. The button icon 29a and the like include character input items when the telephone mode is selected. After executing another processing mode, the process proceeds to step G12.

ステップG12でCPU32は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出して情報処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップG2に戻って、メニュー等のアイコン画面を表示し、上述した処理を繰り返すようになされる。   In step G12, the CPU 32 makes an end determination. For example, the power-off information is detected and the information processing is terminated. If the power-off information is not detected, the process returns to step G2, displays an icon screen such as a menu, and repeats the above-described processing.

このように、第4の実施例としての触覚機能付き入力装置を応用した携帯電話機によれば、本発明に係る圧電体支持構造60、602又は603が応用される。これを前提にして、フレーム61’に圧電アクチュエータ100a,100bを取り付ける場合に、フレーム61’に設けられた部品収納部62a,62bは、その内側両面に凹部63a,63b、63c,63d(図示せず)を有している。しかも、各々の部品収納部62a,62bの内側両面の凹部63a〜63dには受け側電極64a,64b等が設けられる。   Thus, according to the mobile phone to which the input device with a tactile function as the fourth embodiment is applied, the piezoelectric support structure 60, 602 or 603 according to the present invention is applied. On the premise of this, when the piezoelectric actuators 100a and 100b are attached to the frame 61 ′, the component storage portions 62a and 62b provided on the frame 61 ′ are provided with recesses 63a, 63b, 63c, and 63d (not shown) on both inner surfaces. Z). In addition, receiving-side electrodes 64a and 64b and the like are provided in the concave portions 63a to 63d on both inner sides of the respective component storage portions 62a and 62b.

また、フレーム61’の部品収納部62aの内側両面の凹部63a,63bと圧電アクチュエータ100aの両側の凸部とが係合され、圧電素子4a,4bが当該部品収納部62aに振動可能な状態でセットされる。同様にして、部品収納部62bの内側両面の凹部63c,63dと圧電アクチュエータ100bの両側の凸部とが係合され、圧電素子4a,4bが当該部品収納部62bに振動可能な状態でセットされる。   Further, the concave portions 63a and 63b on both inner sides of the component storage portion 62a of the frame 61 'are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric actuator 100a, and the piezoelectric elements 4a and 4b can vibrate to the component storage portion 62a. Set. Similarly, the concave portions 63c and 63d on both inner sides of the component storage portion 62b are engaged with the convex portions on both sides of the piezoelectric actuator 100b, and the piezoelectric elements 4a and 4b are set in the component storage portion 62b in a state where they can vibrate. The

従って、圧電アクチュエータ100a,100bの実装時の部品点数の削減化、その寸法精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。しかも、部品収納部62aの受け側電極64a,64bと圧電アクチュエータ100aの中央電極3a,3bとが自己整合的に接続されるので、組み立て工程の簡素化を図ることができる。   Therefore, it is possible to reduce the number of components when mounting the piezoelectric actuators 100a and 100b, improve the dimensional accuracy, and improve the reliability. In addition, since the receiving electrodes 64a and 64b of the component storage unit 62a and the central electrodes 3a and 3b of the piezoelectric actuator 100a are connected in a self-aligning manner, the assembly process can be simplified.

また、従来方式に比べて振動伝播機構の設計制約を軽減できるようになる。情報入力操作時には、入力検出手段45の操作に基づいて操作者の指30aに再現性良く触覚を提示できるようになる。例えば、操作者の指30a等による押下操作に対応した振動パターン(振幅と周波数と振動回数)により複数種類の振動を発生させることができる。これにより、表示手段29上の入力検出面における操作者の指30aの押下操作に対応した、アナログスイッチや、サイバースイッチ等の触覚を取得できるようになる。触覚入力機能付きの電子機器のコストダウンに寄与するところが大きい。   In addition, the design constraint of the vibration propagation mechanism can be reduced as compared with the conventional method. During an information input operation, a tactile sensation can be presented to the operator's finger 30a with good reproducibility based on the operation of the input detection means 45. For example, a plurality of types of vibrations can be generated by vibration patterns (amplitude, frequency, and number of vibrations) corresponding to the pressing operation by the operator's finger 30a or the like. Thereby, it becomes possible to acquire a tactile sensation such as an analog switch or a cyber switch corresponding to the pressing operation of the finger 30a of the operator on the input detection surface on the display means 29. This greatly contributes to the cost reduction of electronic devices with a tactile input function.

この発明は予め準備された入力項目選択用の表示画面の中からアイコンを選択して情報を入力する情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に適用して極めて好適である。   The present invention is extremely suitable when applied to an information processing apparatus, a mobile phone, an information portable terminal apparatus, or the like that selects information from an input item selection display screen prepared in advance and inputs information.

本発明に係る第1の実施例としての圧電体支持構造例(取付前)を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piezoelectric material support structure example (before attachment) as a 1st Example which concerns on this invention. 圧電体支持構造例(取付後)を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of a piezoelectric material support structure (after attachment). A〜Cは、シムの形成工程例を示す上面図である。FIGS. 8A to 8C are top views showing an example of a shim formation process. FIGS. 圧電アクチュエータ100の形成例(その1)を示す工程図である。FIG. 6 is a process diagram showing a formation example (No. 1) of the piezoelectric actuator 100; 圧電アクチュエータ100の形成例(その2)を示す工程図である。FIG. 5 is a process diagram showing a formation example (No. 2) of the piezoelectric actuator 100; 圧電アクチュエータ100の形成例(その3)を示す工程図である。FIG. 6 is a process diagram illustrating a formation example (No. 3) of the piezoelectric actuator 100; 圧電アクチュエータ100の形成例(その4)を示す工程図である。FIG. 10 is a process diagram showing a formation example (No. 4) of the piezoelectric actuator 100; 圧電アクチュエータ100の形成例を補足するフィルム状圧電体の積層例を示す拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a laminated film-like piezoelectric body that supplements an example of forming the piezoelectric actuator 100. FIG. A及びBは、圧電アクチュエータ100の構成例を示す平面図及びY1−Y2矢視断面図である。A and B are a plan view illustrating a configuration example of the piezoelectric actuator 100 and a cross-sectional view taken along arrow Y1-Y2. A及びBは、部品収納部付きの筐体部材61への圧電アクチュエータ100の組立例及びその部品収納部付近の構成例を示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of assembling the piezoelectric actuator 100 to the housing member 61 with a component storage unit and a configuration example near the component storage unit. FIGS. A〜Dは、弾性機能付きのシム3等の構造例を示す拡大上面図である。A to D are enlarged top views showing structural examples of the shim 3 and the like with an elastic function. 第2の実施例としての圧電体支持構造例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of a piezoelectric material support structure as a 2nd Example. 第3の実施例としての圧電体支持構造例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of a piezoelectric material support structure as a 3rd Example. 第4の実施例としての触覚入力機能付きの携帯電話機200の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the mobile telephone 200 with a tactile sense input function as a 4th Example. 触覚機能付きの入力装置90の構造例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the input device 90 with a tactile function. 触覚機能付きの入力装置90の制御系の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the control system of the input device 90 with a tactile function. 触覚入力機能付きの携帯電話機200の内部構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structural example of the mobile telephone 200 with a tactile sense input function. A及びBは、触覚A及びBに係る振動パターン例を示す波形図である。A and B are waveform diagrams showing examples of vibration patterns related to the senses of touch A and B. FIG. A及びBは、加圧力Fと振動パターンとの関係例(その1)を示す図である。A and B are diagrams showing a relationship example (part 1) between the pressing force F and the vibration pattern. A及びBは、加圧力Fと振動パターンとの関係例(その2)を示す図である。A and B are diagrams showing a relationship example (part 2) between the pressing force F and the vibration pattern. 携帯電話機200における情報処理例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an information processing example in the mobile phone 200.

符号の説明Explanation of symbols

3,3a,3b・・・中央電極(基板,シム)、8a・・・突起部、10・・・下部筐体、11・・・回転レンジ機構、15・・・制御手段、20・・・上部筐体、21・・・受信部、22・・・送信部、24・・・入力手段、29・・・表示手段、32・・・CPU(制御手段)、35・・・記憶手段、60,602,603・・・圧電体支持構造、61,61’・・・筐体部材、62,62a,62b・・・部品収納部、90・・・触覚機能付きの入力装置、100,100a,100b・・・圧電アクチュエータ(圧電体)、200・・・携帯電話機(電子機器)
3, 3a, 3b ... center electrode (substrate, shim), 8a ... projection, 10 ... lower housing, 11 ... rotation range mechanism, 15 ... control means, 20 ... Upper casing, 21... Receiver, 22... Transmitter, 24... Input means, 29... Display means, 32... CPU (control means), 35. , 602, 603... Piezoelectric support structure 61, 61 ′ casing member 62, 62 a, 62 b, component storage unit 90, input device with tactile function, 100, 100 a, 100b: Piezoelectric actuator (piezoelectric body), 200: Mobile phone (electronic device)

Claims (18)

筐体部材で圧電体を支持する構造であって、
内側両面に凹部を有して前記筐体部材に設けられた部品収納部と、
前記部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有して当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有する圧電体とを備え、
前記部品収納部の内側両面の凹部と前記圧電体の両側の凸部とが係合されることで、当該圧電体が部品収納部に振動可能な状態で取り付けられることを特徴とする圧電体支持構造。
A structure that supports a piezoelectric body with a housing member,
A component storage portion provided on the housing member having a recess on both inner surfaces;
And a piezoelectric body having a size that can be stored in the component storage section, and having a substrate to which a piezoelectric element is bonded, and a convex portion of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element having elasticity,
The piezoelectric support is characterized in that the piezoelectric body is attached to the component storage section in a state where it can vibrate by engaging the concave portions on both inner sides of the component storage section with the convex sections on both sides of the piezoelectric body. Construction.
前記圧電体の圧電素子の中央部上に突起部が設けられ、前記突起部は、当該圧電素子の最上層と同一の部材により一体成形されて成ることを特徴とする請求項1に記載の圧電体支持構造。   2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein a protrusion is provided on a central portion of the piezoelectric element of the piezoelectric body, and the protrusion is integrally formed of the same member as the uppermost layer of the piezoelectric element. Body support structure. 前記圧電素子の両側に延びた基板が当該圧電体の電極を成すことを特徴とする請求項1に記載の圧電体支持構造。   2. The piezoelectric support structure according to claim 1, wherein substrates extending on both sides of the piezoelectric element form electrodes of the piezoelectric body. 前記部品収納部の内側両面の凹部に受け側電極が設けられ、当該受け側電極に前記圧電体の電極が接続されることを特徴とする請求項1に記載の圧電体支持構造。   2. The piezoelectric support structure according to claim 1, wherein receiving side electrodes are provided in concave portions on both inner sides of the component storage unit, and the electrodes of the piezoelectric body are connected to the receiving side electrodes. 筐体部材に圧電体を取り付ける方法であって、
内側両面に凹部を有する部品収納部を前記筐体部材に形成する工程と、
前記部品収納部に収納可能な大きさの圧電素子を基板に接合し、当該圧電素子の両側から延びる基板の凸部に弾性を付与して圧電体を形成する工程と、
前記部品収納部の内側両面の凹部と前記圧電体の両側の凸部とを係合することにより、当該部品収納部に圧電素子を振動可能な状態で取り付ける工程とを有することを特徴とする圧電体取付方法。
A method of attaching a piezoelectric body to a housing member,
Forming a component housing portion having recesses on both inner surfaces in the housing member;
Bonding a piezoelectric element of a size that can be stored in the component storage unit to a substrate, and forming a piezoelectric body by imparting elasticity to a convex portion of the substrate extending from both sides of the piezoelectric element;
A step of engaging the concave portions on both inner sides of the component storage portion with the convex portions on both sides of the piezoelectric body to attach the piezoelectric element to the component storage portion in a vibrable state. Body mounting method.
前記圧電体の圧電素子の中央部上に突起部を形成する工程を有し、
前記突起部を形成する際に、前記圧電素子の最上層と同一の部材により一体成形することを特徴とする請求項5に記載の圧電体取付方法。
Forming a protrusion on the center of the piezoelectric element of the piezoelectric body;
6. The method of attaching a piezoelectric body according to claim 5, wherein when forming the protrusion, the protrusion is integrally formed with the same member as the uppermost layer of the piezoelectric element.
前記圧電素子の両側に延びる基板を予めパターニングして当該圧電体の電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項5に記載の圧電体取付方法。   6. The method of attaching a piezoelectric body according to claim 5, further comprising a step of previously patterning a substrate extending on both sides of the piezoelectric element to form an electrode of the piezoelectric body. 前記部品収納部の内側両面の凹部に受け側電極を形成する工程と、
前記受け側電極に前記圧電体の電極を接続する工程とを有することを特徴とする請求項5に記載の圧電体取付方法。
Forming receiving-side electrodes in the recesses on both inner sides of the component storage unit;
6. The method of attaching a piezoelectric body according to claim 5, further comprising a step of connecting the electrode of the piezoelectric body to the receiving side electrode.
情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する圧電体支持構造とを備え、
前記圧電体支持構造は、
内側両面に凹部を有して筐体部材に設けられた部品収納部と、
前記部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有し、かつ、当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有する圧電体とを含み、
前記部品収納部の内側両面の凹部と前記圧電体の両側の凸部とが係合されることで、当該部品収納部に圧電素子が振動可能な状態で取り付けられることを特徴とする触覚機能付きの入力装置。
An input device with a tactile function that presents a tactile sensation to an operating body during information input operation,
Input detection means;
A piezoelectric support structure for presenting a tactile sensation to the operating body based on an input operation of the input detecting means;
The piezoelectric support structure is
A component storage section provided on the housing member having recesses on both inner surfaces;
A piezoelectric material having a size that can be stored in the component storage unit, a substrate having a piezoelectric element bonded thereto, and a convex portion of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element having elasticity;
With the tactile function, the concave portions on both inner sides of the component storage portion and the convex portions on both sides of the piezoelectric body are engaged, so that the piezoelectric element can be attached to the component storage portion in a state where it can vibrate. Input device.
前記圧電体の圧電素子の中央部上に突起部が設けられ、前記突起部は、当該圧電素子の最上層と同一の部材により一体成形されて成ることを特徴とする請求項9に記載の触覚機能付きの入力装置。   The tactile sensation according to claim 9, wherein a protrusion is provided on a central portion of the piezoelectric element of the piezoelectric body, and the protrusion is integrally formed of the same member as the uppermost layer of the piezoelectric element. Input device with function. 前記圧電素子の両側に延びた基板が当該圧電体の電極を成すことを特徴とする請求項9に記載の触覚機能付きの入力装置。   The input device with a tactile function according to claim 9, wherein substrates extending on both sides of the piezoelectric element form electrodes of the piezoelectric body. 前記部品収納部の内側両面の凹部に受け側電極が設けられ、当該受け側電極に前記圧電体の電極が接続されることを特徴とする請求項9に記載の触覚機能付きの入力装置。   10. The input device with a tactile function according to claim 9, wherein receiving parts are provided in recesses on both inner surfaces of the component storage part, and the electrodes of the piezoelectric body are connected to the receiving parts. 前記入力検出手段によって操作される入力項目選択用の表示画面を表示する表示手段を備え、
前記入力検出手段は、
前記表示画面上で入力操作する前記操作者の接触位置を検出し、
前記圧電体は、
前記入力検出手段から得られる位置情報に基づいて前記表示画面を振動することを特徴とする請求項9に記載の触覚機能付き入力装置。
Display means for displaying a display screen for selecting an input item operated by the input detection means;
The input detection means includes
Detecting the contact position of the operator performing an input operation on the display screen;
The piezoelectric body is
The input device with a tactile function according to claim 9, wherein the display screen is vibrated based on position information obtained from the input detection means.
情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚入力機能付きの電子機器であって、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する圧電体支持構造とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、
前記圧電体支持構造は、
内側両面に凹部を有して筐体部材に設けられた部品収納部と、
前記部品収納部に収納可能な大きさを有し、かつ、圧電素子を接合した基板を有し、かつ、当該圧電素子の両側に延びた基板の凸部が弾性を有する圧電体とを含み、
前記部品収納部の内側両面の凹部と前記圧電体の両側の凸部とが係合されることで、当該圧電体が部品収納部に振動可能な状態で取り付けられることを特徴とする電子機器。
An electronic device with a tactile input function for presenting a tactile sensation to an operating body during information input operation,
Input detection means;
An input device with a tactile function having a piezoelectric support structure that presents a tactile sensation to the operation body based on an input operation of the input detection means;
The piezoelectric support structure is
A component storage section provided on the housing member having recesses on both inner surfaces;
A piezoelectric material having a size that can be stored in the component storage unit, a substrate having a piezoelectric element bonded thereto, and a convex portion of the substrate extending on both sides of the piezoelectric element having elasticity;
The electronic device is characterized in that the piezoelectric body is attached to the component housing portion in a vibrable state by engaging the concave portions on both inner sides of the component housing portion with the convex portions on both sides of the piezoelectric body.
前記圧電体の圧電素子の中央部上に突起部が設けられ、前記突起部は、当該圧電素子の最上層と同一の部材により一体成形されて成ることを特徴とする請求項14に記載の電子機器。   15. The electron according to claim 14, wherein a protrusion is provided on a central portion of the piezoelectric element of the piezoelectric body, and the protrusion is integrally formed by the same member as the uppermost layer of the piezoelectric element. machine. 前記圧電素子の両側に延びた基板が当該圧電体の電極を成すことを特徴とする請求項14に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 14, wherein substrates extending on both sides of the piezoelectric element form electrodes of the piezoelectric body. 前記部品収納部の内側両面の凹部に受け側電極が設けられ、当該受け側電極に前記圧電体の電極が接続されることを特徴とする請求項14に記載の電子機器。   15. The electronic apparatus according to claim 14, wherein a receiving side electrode is provided in the concave portions on both inner surfaces of the component storage unit, and the electrode of the piezoelectric body is connected to the receiving side electrode. 前記入力検出手段によって操作される入力項目選択用の表示画面を表示する表示手段を備え、
前記入力検出手段は、
前記表示画面上で入力操作する前記操作体の接触位置を検出し、
前記圧電体は、
前記入力検出手段から得られる位置情報に基づいて前記表示画面を振動することを特徴とする請求項14に記載の電子機器。
Display means for displaying a display screen for selecting an input item operated by the input detection means;
The input detection means includes
Detecting the contact position of the operating body for input operation on the display screen,
The piezoelectric body is
15. The electronic apparatus according to claim 14, wherein the display screen is vibrated based on position information obtained from the input detection unit.
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