JP2009131740A - 振動体、入力装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの構造を工夫することで、アクチュエータの機能とスピーカ等の機能とを両立させると共に設計の簡易化を図る。
【解決手段】圧電スピーカ７２に振動発生信号が入力されると、圧電スピーカ７２を弾性を有して支持する振動部材７０（７０Ａ，７０Ｂ）に、触覚提示用の振動発生信号が伝達される。振動部材７０は、この伝達された振動発生信号により触覚提示用の振動を発生ささる。一方、圧電スピーカ７２は、音声信号が入力されると、この音声信号に基づいて音声を発生する。また、アクチュエータ機能付きスピーカ１００は、圧電スピーカ７２が振動部材７０によって支持された構造となっており、触覚提示用の振動を発生させる振動部材７０と音声を発生させる圧電スピーカ７２とがそれぞれ独立して単体で機能するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、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際に触覚を提示する振動体、入力装置および電子機器に関する。詳しくは、第２の振動部材を第１の振動部材によって弾性的に支持させ、触覚提示用の振動を発生させる第１の振動部材と、触覚提示用以外の振動または音声を発生させる第２の振動部材とをそれぞれ独立して単体で機能するように構成することで、第１および第２の振動部材のそれぞれの特性を両立させた設計の簡易化を図ったものである。

近年、ユーザは、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、キーボードや、回転型の操作子（ジョグダイヤル）等の入力手段、表示部を合わせたタッチパネルなどの入力装置が設けられている（特許文献１参照）。

また、タッチパネル等の入力装置を用いる場合に、表示画面に表示されたアイコンなどをクリックなどの操作をして指先に振動を伝えることで、ユーザに確実な操作感を与えるようにした触覚提示機能を有する入力装置も開発されている。

例えば、２軸ヒンジタイプや、ストレートタイプ、スライドタイプの携帯電話機においては、ボイスコイル方式のマグネットスピーカにより構成されるレシーバ（受話器）に、振動を発生させるアクチュエータを付加したものが提案されている。レシーバは、ボイスコイル方式のマグネットスピーカの原理で振動体を振動させて、音声通話時の相手側の音声を使用者に伝えたり、使用者の機器の操作に応じて、比較的音量の小さな効果音を出力するなどの働きをするものである。このような構成によれば、音声を発生するスピーカ機能と触覚提示用の振動を発生するアクチュエータ機能の双方の実現を図ることができる。

ここで、触覚提示機能を付加した入力装置の構成の一例について説明する。触覚提示機能を付加した入力装置は、マグネットの周囲に可動自在にコイルを配されたヨークをハウジング部内で可動自在に支持する２つのスプリングばねを備えている。スプリングばねの一端をヨークの凹部の一方の縁部に接合し、他端をハウジング部の一方の上縁部に固定して構成される。そして、コイルに音信号が入力したときにはスピーカとして機能し、コイルに触覚提示用の低周波数信号が入力したときは所定の関係式から得られる共振周波数によりヨークを振動できるようにしたものである。

特開２００３−２５６１２０号公報

しかしながら、触覚提示機能を付加した入力装置において、上述した触覚提示用の圧電アクチュエータをスピーカのハウジング内部に内蔵させる場合には、音響の特性と振動の特性を両立させてスピーカを設計しなければならない。そのため、設計時の制約が多くなってしまうという問題があり、双方の特性が低下してしまうおそれがある。

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、アクチュエータの構造を工夫することで、アクチュエータの機能とスピーカ等の機能とを両立させると共に設計の簡易化を図った振動体、入力装置および電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る振動体は、筐体と、前記筐体に少なくとも一端部が取り付けられた弾性体からなる第１の振動部材と、前記第１の振動部材によって弾性を有して支持され、前記第１の振動部材に振動を伝達する第２の振動部材とを備え、前記第１の振動部材には、触覚提示用の振動を発生させるための振動発生信号、または、音声を発生させるための音声信号が入力されることを特徴とするものである。

本発明に係る振動体では、第２の振動部材に振動発生信号が入力されると、第２の振動部材を弾性を有して支持する第１の振動部材に、触覚提示用の振動発生信号が伝達される。第１の振動部材は、伝達された振動発生信号により触覚提示用の振動を発生する。一方、第１の振動部材は、音声信号が入力されると、この音声信号に基づいて音声を発生する。

また本発明に係る振動体では、第２の振動部材が第１の振動部材によって支持された構造となっており、触覚提示用の振動を発生させる第１の振動部材と触覚提示用以外の音声（振動を含む）を発生させる第２の振動部材とがそれぞれ独立して単体で機能するように構成されている。

また本発明に係る入力装置は、押圧または摺動操作によって入力される入力操作を検出する入力検出手段と、前記入力検出手段の前記入力操作に基づいて触覚を提示する振動体とを備え、前記振動体は、筐体と、前記筐体に少なくとも一端部が取り付けられた弾性体からなる第１の振動部材と、前記第１の振動部材によって弾性を有して支持され、前記第１の振動部材に振動を伝達する第２の振動部材とを備え、前記第１の振動部材には、触覚提示用の振動を発生させるための振動発生信号、または、音声を発生させるための音声信号が入力されることを特徴とするものである。

また本発明に係る電子機器は、押圧または摺動操作によって情報を入力する入力装置と、前記入力装置からの入力情報に基づいて触覚を提示する振動体とを備え、前記振動体は、筐体と、前記筐体に少なくとも一端部が取り付けられた弾性体からなる第１の振動部材と、前記第１の振動部材によって弾性を有して支持され、前記第１の振動部材に振動を伝達する第２の振動部材とを備え、前記第１の振動部材には、触覚提示用の振動を発生させるための振動発生信号、または、音声を発生させるための音声信号が入力されることを特徴とするものである。

本発明によれば、第２の振動部材が第１の振動部材によって支持された構造となっており、触覚提示用の振動を発生させる第１の振動部材と触覚提示用以外の振動または音声を発生させる第２の振動部材とがそれぞれ独立して構成されている。これにより、第２の振動部材に第１の振動部材を内蔵させるような設計を行う場合と比較して、設計時の制約が少なくなり、第１および第２の振動部材のそれぞれの特性を両立させた設計の簡易化を図ることができる。また、スピーカ機能とアクチュエータ機能とを両立（兼用）したスピーカを提供することができる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す図である。図２（Ａ）はアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の平面図であり、図２（Ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図２（Ｃ）はそのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図３は、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００の分解斜視図である。

図１〜図３に示ように、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００は、本発明に係る振動体（スピーカ機能付きのアクチュエータ）を適用したものであり、スピーカ機能の他に、触覚を発生させることのできるアクチュエータ機能を有するものである。

アクチュエータ機能付きのスピーカ１００は、音声を出力する圧電スピーカ７２と、触覚提示用の振動を発生させる振動部材７０（７０Ａ，７０Ｂ）と、圧電スピーカ７２および振動部材７０Ａ，７０Ｂを収容するフレーム部５０とから構成される。

フレーム部５０は、平面視長方形状の上方が開口された箱型の筐体であり、例えばアルミニウム等の金属材料から構成される。この開口された凹部には、後述するタッチパネル表示部が実装される。フレーム部５０の長さＨ１は例えば８５ｍｍであり、幅Ｈ２は例えば４９ｍｍであり、高さＨ３は例えば３．８ｍｍである。フレーム部５０は筐体の一例を構成する。

フレーム部５０の中央部には、振動部材７０を収容するための凹部５２が形成される。本例では、２個の圧電スピーカ７２，７２を実装するため、これに応じて２個の凹部５２，５２が形成される。凹部５２の長手方向は振動部材７０の長手方向よりも若干長く選定されると共に、短手方向は振動部材７０の短手方向よりも若干長く選定される。凹部５２の深さＨ５は、振動部材７０および圧電スピーカ７２を設置したときに、これらが凹部５２の底面部に接触しない程度の深さに構成される。凹部５２の長さＨ４は例えば２９ｍｍであり、幅Ｈ６は例えば２０ｍｍであり、深さＨ５は例えば０．６２５ｍｍである。凹部５２の両短辺側には、振動部材７０のアーム部７０ｂを収容するためのアーム部収容部５３が形成される。アーム部収容部５３は、振動部材７０のアーム部７０ｂの個数に応じて設けられ、凹部５２よりも深さが浅くなるように切り欠かれる。フレーム部５０の上面には、その短辺に沿うようにして後述するタッチパネル表示部を嵌め込んで取り付けるための嵌合溝５４ａ，５４ｂが穿設される。

振動部材７０は、第１の振動部材の一例を構成し、触覚提示用の振動発生信号Ｓout２（低周波数信号）が入力されるときに（図３参照）振動することでユーザに触覚を付与するものであり、例えば板ばね等の弾性部材から構成される。本例では、外形形状の異なる２種類の振動部材７０Ａ，７０Ｂを用い、これらの振動部材７０Ａ，７０Ｂがフレーム部５０の短手方向に沿って並列に配設される。

まず、振動部材７０Ａについて説明する。図４（Ａ）は振動部材７０Ａの構成を示す斜視図であり、図４（Ｂ）はその平面図であり、図４（Ｃ）はその側面図である。振動部材７０Ａは、図４に示すように、圧電スピーカ７２を載置する支持部７０ａと、圧電スピーカ７２が載置された支持部７０ａを弾性的に支持するためのアーム部７０ｂとから構成される。

支持部７０ａは、載置される圧電スピーカ７２よりも若干小さな外形（平面視長方形状）であって、圧電スピーカ７２の突出した下部ケース７５（図６参照）を収容するための開口部７０ｃが形成された枠体からなる。これにより、圧電スピーカ７２が実装されたときに、その周縁部が支持部７０ａに引っ掛かった状態で支持される。

アーム部７０ｂは、支持部７０ａの両短辺（両端部）のそれぞれに段差部７０ｅを介して一体形成されると共に、支持部７０ａの角部の４箇所のそれぞれから支持部７０ａの長手方向に沿うようにして外方向に所定の長さだけ延出している。アーム部７０ｂのそれぞれの先端部には、ねじを挿通するためのねじ孔７０ｄが穿設される。

このように構成された振動部材７０Ａは、支持部７０ａがフレーム部５０の凹部５２に配設されると共にアーム部７０ｂがアーム部収容部５３に配設される。そして、アーム部７０ｂのねじ孔７０ｄにねじ７１が螺合されることにより、振動部材７０がフレーム部５０に取り付け固定される。このとき、振動部材７０Ａの支持部７０ａは凹部５２の底面と離間して浮いた状態で取り付けられる。

次に、振動部材７０Ｂについて説明する。図５（Ａ）は振動部材７０Ｂの構成を示す斜視図であり、図５（Ｂ）はその平面図であり、図５（Ｃ）はその側面図である。振動部材７０Ａと共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

振動部材７０Ｂのアーム部７０ｂは、図５に示すように、支持部７０ａの両短辺のそれぞれに段差部７０ｅを介して一体形成されると共に、支持部７０ａの角部の４箇所のそれぞれから支持部７０ａの長手方向に沿うようにして外方向に所定の長さだけ延出している。

アーム部７０ｂは、基端から先端手前まで所定幅Ｌ５で延びる幅狭部７０１ｂと、幅狭部７０１ｂよりも広い幅Ｌ６を有する先端側の幅広部７００ｂとから構成される。本例の幅広部７００ｂの幅Ｌ６は、上述した振動部材７０Ａのアーム部７０ｂの幅Ｗ４と同一に選定される。

図６は、圧電スピーカ７２の構成を示す分解斜視図である。図７（Ａ）は圧電体７３の上面図であり、図７（Ｂ）はその裏面図であり、図７（Ｃ）はその側面図である。

圧電スピーカ７２は、第２の振動部材の一例を構成し、触覚提示用以外の音声を発生させる音声信号Ｓout２’が入力されたとき、この音声信号Ｓout２’に基づいて音声を発生させるものである。この圧電スピーカ７２は、圧電体７３と、この圧電体７３を保護するための上部ケース７４および下部ケース７５と、圧電体７３と後述する電子機器の制御部とを電気的に接続するための配線基板７６とを有する。

圧電体７３は、図７に示すように、薄型の圧電素子７３ａと、この両面のそれぞれに貼り合わされた金属板からなる電極７３ｂ、７３ｂとから構成されるいわゆるモノモルフ構造を有する。なお、圧電体７３はバイモルフ型や積層型を採用しても良い。圧電素子７３ａの長さＰ１は例えば１９ｍｍであり、幅Ｐ２は例えば１３ｍｍであり、厚みＰ６は例えば０．４２ｍｍである。電極７３ｂの長さＰ３は例えば１９ｍｍであり、幅Ｐ４は例えば１３ｍｍであり、厚みＰ７，Ｐ８は例えば０．３５〜０．４５ｍｍである。また、圧電体７３の厚みＰ９は例えば１．２ｍｍである。

上部ケース７４および下部ケース７５は、図６に示すように、圧電体７３の電極７３ｂに対応した位置が突出した箱状をなす収容部７４ａ，７５ａと、収容部７４ａ，７５ａの周縁部から外方に突出したフランジ部７４ｂ，７５ｂとから構成される。収容部７４ａ，７５ａには圧電体７３から発生する熱を放熱するための複数の孔７４ｃ，７５ｃが穿設される。フランジ部７４ｂ，７５ｂのそれぞれには配線基板７６を設置するための切欠溝７４ｄ，７５ｄが形成される。

圧電体７３は上部ケース７４と下部ケース７５との間に形成される内部空間に収容され、上部ケース７４のフランジ部７４ｂと下部ケース７５のフランジ部７５ｂが貼り合わされることで、一体化された圧電スピーカ７２が形成される。

また圧電スピーカ７２は、振動部材７０の開口部７０ｃに下部ケース７５の収容部７５ａを位置合わせして実装され嵌め込むようにして載置される。これにより、圧電スピーカ７２は、振動部材７０によって弾性的に付勢された状態で支持され、触覚提示用の振動が圧電スピーカ７２を介して振動部材７０に伝達されるようになっている。

図８（Ａ）は錘７７の構成を示す平面図であり、図８（Ｂ）はその側面図である。
錘７７は、重さ調整部材の一例を構成し、振動部材７０Ａ，７０Ｂの共振周波数を調節する部材であり、開口部７７ｂが形成された枠体７７ａを有する。この錘７７は、圧電スピーカ７２に嵌め込むようにして圧電スピーカ７２の周縁部に配設される。本例では、後述するように錘７７の厚みを調節することで錘７７の重さを変更し、振動部材７０Ａ，７０Ｂの共振周波数を調節している。錘７７の長さＸ１は例えば１９ｍｍ度であり、幅Ｘ２は例えば１３ｍｍである。開口部７７ｂの開口長さＸ３は例えば１４．７ｍｍであり開口幅Ｘ４は例えば１１．２ｍｍである。

次に、振動部材７０Ａ，７０Ｂを触覚提示用として最適な周波数（共振周波数）で振動させるための振動部材７０Ａ，７０Ｂおよび錘７７の外形寸法および重さについて説明する。共振周波数は、例えば２００Ｈｚ程度に設定する場合について説明する。図９は、振動部材７０Ａ，７０Ｂおよび錘７７と共振周波数との関係を示す表である。

まず、振動部材７０Ａを用いた場合について説明する。本例では、一般に市販されている圧電スピーカ７２を用い、振動部材７０Ａの共振周波数が２００Ｈｚとなるように振動部材７０Ａおよび錘７７の外形寸法および重さを調節する。圧電スピーカ７２の重さは例えば０．７９ｇである。

振動部材７０Ａおよび錘７７の外形寸法および重さの一例を以下に示す。
振動部材７０Ａ：全長Ｗ１＝３８ｍｍ、幅Ｗ２＝１３ｍｍ、厚みＷ７＝０．１５ｍｍ。
開口部７０ｃの長さＷ５＝１８．５ｍｍ、幅Ｗ６＝１１．４ｍ。
アーム部７０ｂの長さＷ３＝８ｍｍ、幅Ｗ４＝３ｍｍ。
重み＝０．１９２ｇ。
錘７７：長さＸ１＝１９、幅Ｘ２＝１３、
開口部７７ｂの長さＸ３＝１４．７ｍｍ、幅Ｘ４＝１１．２ｍｍ
厚みＸ６＝０．８ｍｍ、重み＝０．５０７ｇ。

このように、振動部材７０Ａおよび錘７７の外形寸法および重さを設計することで、振動部材７０Ａの共振周波数を２３０Ｈｚ程度に設定することができる。これにより、市販されている圧電スピーカ７２を用いた場合でも、振動部材７０Ａおよび錘７７を上記条件に設定することで、触角提示用のデバイスとして兼用することができる。さらに、上記同条件において、振動部材７０Ａの厚みＷ７を０．１ｍｍとし、その重みを０．１２９ｇとした場合でも、図９に示すように、振動部材７０Ａの共振周波数を２００Ｈｚに設定することができる。

次に、振動部材７０Ｂを用いた場合について説明する。
振動部材７０Ｂおよび錘７７の外形寸法および重さの一例を以下に示す。
振動部材７０Ｂ：全長Ｌ１＝３８ｍｍ、幅Ｌ２＝１３ｍｍ、厚みＬ９＝０．１ｍｍ。
開口部７０ｃの長さＬ７＝１８．５ｍｍ、幅Ｌ８＝１１．４ｍ。
アーム部７０ｂの長さＬ３＝８ｍｍ、幅Ｌ５（幅狭部）＝１．５ｍｍ。
重み＝０．１０６ｇ。
錘７７：長さＸ１＝１９、幅Ｘ２＝１３、
開口部７７ｂの長さＸ３＝１４．７ｍｍ、幅Ｘ４＝１１．２ｍｍ
厚みＸ６＝０．３ｍｍ、重み＝０．１８９ｇ。

このように、振動部材７０Ｂおよび錘７７の外形寸法および重さを設計することで、振動部材７０Ｂの共振周波数を２７０Ｈｚ程度に設定することができる。これにより、市販されている圧電スピーカ７２を用いた場合でも、振動部材７０Ｂおよび錘７７を上記条件に設定することで、触角提示用のデバイスとして兼用することができる。さらに、上記同条件において、錘７７の厚みＸ６を０．６ｍｍとし、その重みを０．３７９ｇとした場合でも、図９に示すように、振動部材７０Ｂの共振周波数を１５０Ｈｚ程度に設定することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、圧電スピーカ７２が振動部材７０Ａ，７０Ｂによって支持された構造となっており、触覚提示用の振動を発生させる振動部材７０Ａ，７０Ｂと触覚提示用以外の振動または音声を発生させる圧電スピーカ７２とがそれぞれ独立して機能するように構成されている。これにより、例えば圧電スピーカ７２に振動部材７０Ａ，７０Ｂを内蔵させるような設計を行う場合と比較して、設計時の制約が少なくなり、圧電スピーカ７２および振動部材７０Ａ，７０Ｂのそれぞれの特性を両立させた設計の簡易化を図ることができる。
また、薄型の圧電スピーカ７２を用いることで、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００の小型化を図ることができる。

次に、上述した振動部材７０の他の変形例について説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明した振動部材７０Ａ，７０Ｂと共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１０（Ａ）は本発明の一実施形態に係る振動部材７０Ｃの構成を示す図であり、図１０（Ｂ）はその平面図であり、図１０（Ｃ）はその側面図である。

振動部材７０Ｃのアーム部７０ｂは、支持部７０ａの短辺側のそれぞれに１本ずつ設けられている。本例ではアーム部７０ｂは、一本のアーム部７０ｂが２箇所に設けられた屈曲部７０ｆにより折り曲げられて平型波形状に形成される。アーム部７０ｂの先端側の両端部のそれぞれには、ねじ７１を挿通するためのねじ孔７０ｄが穿設される。

次に、振動部材７０Ｃを触覚提示用として最適な周波数（共振周波数）で振動させるための振動部材７０Ｃの外形寸法および重さについて説明する。共振周波数は、例えば２００Ｈｚ程度に設定する場合について図９を参照して説明する。

振動部材７０Ｃの外形寸法および重さの一例を以下に示す。
振動部材７０Ｃ：全長Ｍ１＝３８ｍｍ、幅Ｍ２＝１３ｍｍ、厚みＭ７＝０．１ｍｍ。
開口部７０ｃの長さＭ５＝１８．５ｍｍ、幅Ｍ６＝１１．４ｍ。
アーム部７０ｂの長さＭ３＝２４ｍｍ、幅Ｍ４＝１ｍｍ。
重み＝０．１５ｇ。

このように、振動部材７０Ｃの外形寸法および重さを上記条件で設計することで、振動部材７０Ｃの共振周波数を１２０Ｈｚ程度に設定することができる。これにより、市販されている圧電スピーカ７２を用いた場合でも、振動部材７０Ｃを上記条件に設定することで、触角提示用のデバイスとして兼用することができる。さらに、上記同条件において、振動部材７０Ｃの厚みＭ７を０．１ｍｍとし、その重みを０．１２９ｇとした場合でも、図９に示すように、振動部材７０Ｃの共振周波数を１２０Ｈｚに設定することができる。

次に、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００の動作について説明する。
ユーザの後述する電子機器のタッチパネル等の入力装置によって、触覚提示用の低周波数信号が圧電スピーカ７２に供給されると、圧電スピーカ７２が振動を発生させる。この振動が圧電スピーカ７２に当接された振動部材７０に伝達される。振動部材７０では、伝達された周波数が共振周波数の範囲内である場合には触覚提示用の振動を発生させる。これにより、ユーザに対して確実に操作感を付与することができる。共振周波数は例えば５０Ｈｚ〜５００Ｈｚである。

一方、圧電スピーカ７２に供給される信号の周波数が振動部材７０の共振周波数の範囲外である場合、例えば音声信号や画像信号である場合には、振動部材７０は共振周波数ではないため停止した状態となる。このアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の動作については後述においても説明する。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１１（Ａ）は第２の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１１（Ｂ）はその分解斜視図である。

振動部材７０Ｄは、支持部７０ａの一端部にのみアーム部７０ｂが設けられた、いわゆる片持ちのばねの構造を有している。つまり、アーム部７０ｂは１本で構成される。アーム部７０ｂの先端部にはねじ７１を挿通するためのねじ孔７０ｄが穿設される。このねじ孔７０ｄにはねじ７１が挿通されてアーム収容部に羅合されることで、振動部材７０がフレーム部５０に取り付け固定される。

本実施の形態によれば、振動部材７０Ｄのアーム部７０ｂを片持ち構造とすることで、部品点数を削減することができ、振動部材７０Ｄの実装の簡略化および低コスト化を図ることができる。

［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１２（Ａ）は第２の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１２（Ｂ）はその分解斜視図である。

フレーム部５０の凹部５２には、振動部材７０Ｅの突出した接点部７０ｇの形状に対応した電極部５６が設けられる。電極部５６には例えば図示しないパッド部が設けられ、このパッド部には後述する電子機器の制御手段と電気的に接続される配線５７が取り付けられる。

本実施の形態に係る振動部材７０Ｅは、板ばねが３箇所の屈曲部を介して略Ｕ字状に折り曲げられた形状からなる。この振動部材７０Ｅは、圧電スピーカ７２用の音声信号や触覚提示用の低周波数信号が入力される電気接点部としても機能し、振動発生機能と電気接点機能とを兼用（共有）している。振動部材７０Ｅの下部にはフレーム部５０の電極部５６と電気的に接続するための接点部７０ｇが設けられる。接点部７０ｇは、半円弧状にと出した形状をなし、フレーム部５０に形成された電極部５６に電気的に接続されると共に、電極部５６に嵌合された状態で固定される。

振動部材７０Ｅの上面には、上述した圧電スピーカ７２および錘７７がこの順番で実装される。このとき、圧電スピーカ７２の配線基板７６と振動部材７０Ｅの上部が電気的に接続され、振動部材７０Ｅの接点部７０ｇから入力される音声信号等が振動部材７０Ｅを介して圧電スピーカ７２に供給される。

本実施の形態によれば、実装時にねじ等の部品を用いる必要がないため部品点数を削減でき、実装の簡略化を図ることができる。

［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１３（Ａ）は第２の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１３（Ｂ）はその分解斜視図である。

本例では、上記第１の実施の形態で説明した圧電スピーカ７２の代わりに、第２の振動部材の一例を構成する回転バイブレータ８０を用いている。回転バイブレータ８０は、ＤＣモータ８０ａとこのＤＣモータ８０ａの軸部８０ｂに取り付けられた錘８０ｃとから構成され、着信時のマナーモードや後述する入力装置の操作に応じて振動を発生させるものである。ＤＣモータ８０ａの後端部には配線８０ｄが取り付けられる。

振動部材７０Ｆの支持部７０ａは、回転バイブレータ８０を載置するため開口部が形成されていない平坦部となっている。この振動部材７０Ｆ上に回転バイブレータ８０が実装される。そして、振動部材７０Ｆは、回転バイブレータ８０に配線８０ｄを介して２００Ｈｚ程度の触覚提示用の振動発生信号Ｓout２（図３参照）が供給されたとき、回転バイブレータ８０の振動によって共振し、触覚提示用の振動を発生させる。回転バイブレータ８０は、バイブレーション用の振動発生信号（バイブレーション信号）が供給されたとき、バイブレーション用の振動を発生させる。

本実施の形態によれば、一般に市販されている回転バイブレータ８０によりアクチュエータ機能付きのスピーカ１００を実現できるようになり、低コスト化を図ることができる。

［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１４（Ａ）は第５の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１４（Ｂ）はその分解斜視図である。

本例では、上記第１の実施の形態で説明した圧電スピーカ７２の代わりに、第２の振動部材の一例を構成する回転バイブレータ８０を用いている。回転バイブレータ８０は、ＤＣモータ８０ａとこのＤＣモータ８０ａの軸部８０ｂに取り付けられた錘８０ｃとから構成され、着信時のマナーモードや後述する入力装置の操作に応じて振動を発生させるものである。ＤＣモータ８０ａの後端部には配線８０ｄが取り付けられる。

振動部材７０Ｇは、支持部７０ａの一端部にのみアーム部７０ｂが設けられた、いわゆる片持ちのばねの構造を有している。アーム部７０ｂの先端部にはねじ７１を挿通するためのねじ孔７０ｄが穿設される。このねじ孔７０ｄにはねじ７１が挿通されてアーム収容部に羅合されることで、振動部材７０Ｇがフレーム部５０に取り付け固定される。

振動部材７０Ｇは、回転バイブレータ８０に配線８０ｄを介して２００Ｈｚ程度の触覚提示用の振動発生信号Ｓout２（図３参照）が供給されたとき、触覚提示用の振動を発生させる。回転バイブレータ８０は、バイブレーション用の振動発生信号（バイブレーション信号）が供給されたとき、バイブレーション用の振動を発生させる。

本実施の形態によれば、振動部材７０Ｇのアーム部７０ｂを片持ち構造とし、部品点数を削減することにより、振動部材７０Ｇの実装の簡略化および低コスト化を図ることができる。

［第６の実施の形態］
以下、本発明の第６の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第６の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１５（Ａ）は第６の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１５（Ｂ）はその分解斜視図である。

本例では、上記第１の実施の形態で説明した圧電スピーカ７２の代わりに、第２の振動部材の一例を構成する回転バイブレータ８０を用いている。回転バイブレータ８０は、ＤＣモータ８０ａとこのＤＣモータ８０ａの軸部８０ｂに取り付けられた錘８０ｃとから構成され、着信時のマナーモードや後述する入力装置の操作に応じて振動を発生させるものである。ＤＣモータ８０ａの下面には例えば図示しない電極部が設けられ、振動部材７０Ｅから回転バイブレータ８０用の振動信号が供給される。

フレーム部５０の凹部５２には、振動部材７０Ｅの突出した接点部７０ｇの形状に対応した電極部５６が設けられる。電極部５６には例えば図示しないパッド部が設けられ、このパッド部には後述する電子機器の制御手段と電気的に接続された配線５７が取り付けられる。

本実施の形態に係る振動部材７０Ｅは、板ばねが３箇所の屈曲部を介して略Ｕ字状に折り曲げられた形状からなる。この振動部材７０Ｅは、回転バイブレータ８０用の振動信号や触覚提示用の低周波数信号が入力される電気接点部としても機能する。振動部材７０Ｅの下部にはフレーム部５０の電極部５６と電気的に接続するための接点部７０ｇが設けられる。接点部７０ｇは、フレーム部５０に形成された電極部５６に電気的に接続されると共に、電極部５６に嵌合された状態で固定される。

振動部材７０Ｅの上部には、上述した回転バイブレータ８０が実装される。このとき、回転バイブレータ８０の下面に設けられた図示しない電極部（配線）と振動部材７０Ｅの上部が電気的に接続され、振動部材７０Ｅの接点部７０ｇから入力されるバイブレーション用の振動発生信号等が振動部材７０Ｅを介して回転バイブレータ８０に供給される。
回転バイブレータ８０は、供給されたバイブレーション用の振動発生信号（バイブレーション信号）に基づいてバイブレーション用の振動を発生させる。振動部材７０Ｅは、配線５７を介して２００Ｈｚ程度の触覚提示用の振動発生信号Ｓout２（図３参照）が供給されたとき、触覚提示用の振動を発生させる。

本実施の形態によれば、実装時にねじ等の部品を用いる必要がないため部品点数を削減でき、実装の簡略化を図ることができる。

［第７の実施の形態］
以下、本発明の第７の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１６（Ａ）は第７の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１６（Ｂ）はその分解斜視図である。

本例では、上記第１の実施の形態で説明した圧電スピーカ７２の代わりに、第２の振動部材の一例を構成するボイスコイルスピーカ６０を用いている。ボイスコイルスピーカ６０は、円柱状の永久磁石とこの外周に配設された可動巻き線（ボイスコイル）とから構成される。ボイスコイルスピーカ６０の周面には配線６１が取り付けられている。

振動部材７０Ｈは、ボイスコイルスピーカ６０の外形形状に対応して支持部７０ａが環状に形成される。支持部７０ａの周縁部の４箇所からは外方向に向かって４本のアーム部７０ｂが延出して設けられる。錘７７は、振動部材７０Ｈの支持部７０ａの外周に沿うようにして環状に形成され、例えば接着剤等を介して振動部材７０Ｈに取り付けられる。

本実施の形態によれば、一般に市販されているボイスコイルスピーカ６０によりアクチュエータ機能付きのスピーカ１００を実現できるようになり、低コスト化を図ることができる。

［第８の実施の形態］
以下、本発明の第８の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１７（Ａ）は第７の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１７（Ｂ）はその分解斜視図である。

本例では、上記第１の実施の形態で説明した圧電スピーカ７２の代わりに、第２の振動部材の一例を構成するボイスコイルスピーカ６０を用いている。ボイスコイルスピーカ６０は、円柱状の永久磁石とこの外周に配設された可動巻き線（ボイスコイル）とから構成される。ボイスコイルスピーカ６０の周面には配線６１が取り付けられている。

振動部材７０Ｉは、支持部７０ａの一端部にのみアーム部７０ｂが設けられた、いわゆる片持ちのばねの構造を有している。本例ではアーム部７０ｂは１本で構成される。アーム部７０ｂの先端部にはねじ７１を挿通するためのねじ孔７０ｄが穿設される。このねじ孔７０ｄにはねじ７１が挿通されてアーム収容部に羅合されることで、振動部材７０Ｉがフレーム部５０に取り付け固定される。錘７７は、振動部材７０Ｉの支持部７０ａの外形よりも若干小さい円形状からなり、振動部材７０Ｉの下面に例えば接着剤等により取り付けられる。

本実施の形態によれば、振動部材７０Ｉのアーム部７０ｂを片持ち構造とし、部品点数を削減することにより、振動部材７０Ｉの実装の簡略化および低コスト化を図ることができる。

［第９の実施の形態］
以下、本発明の第９の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１８（Ａ）は第９の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカ１００の構成を示す斜視図であり、図１８（Ｂ）はその分解斜視図である。

本例では、上記第１の実施の形態で説明した圧電スピーカ７２の代わりに、ボイスコイルスピーカ６０を用いている。ボイスコイルスピーカ６０は、円柱状の永久磁石とこの外周に配設された可動巻き線（ボイスコイル）とから構成される。

フレーム部５０の凹部５２には、振動部材７０Ｅの突出した接点部７０ｇの形状に対応した電極部５６が設けられる。電極部５６には例えば図示しないパッド部が設けられ、このパッド部には後述する電子機器の制御手段と電気的に接続された配線５７が取り付けられる。

本実施の形態に係る振動部材７０Ｅは、板ばねが３箇所の屈曲部を介して略Ｕ字状に折り曲げられた形状からなり、圧電スピーカ７２用の音声信号や触覚提示用の低周波数信号が入力される電気接点部としても機能する。振動部材７０Ｅの下部にはフレーム部５０の電極部５６と電気的に接続するための接点部７０ｇが設けられる。接点部７０ｇは、フレーム部５０に形成された電極部５６に電気的に接続されると共に、電極部５６に嵌合された状態で固定される。

振動部材７０Ｅの上面には、上述したボイスコイルスピーカ６０および錘７７がこの順番で実装される。このとき、ボイスコイルスピーカ６０の下面に設けられた図示しない電極部と振動部材７０Ｅの上面が電気的に接続され、振動部材７０Ｉの接点部７０ｇから入力される音声信号等が振動部材７０Ｉを介して圧電スピーカ７２に供給される。

本実施の形態によれば、実装時にねじ等の部品を用いる必要がないため部品点数を削減でき、実装の簡略化を図ることができる。

［第１０の実施の形態］
以下、本発明の第１０の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１９は、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００を備えた触覚入力機能付きの携帯電話機３００の構成例を示す斜視図である。携帯電話機３００は、表示手段上の入力検出面においてユーザ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させることで、ユーザに触覚を付与する機能を備えている。

図１９に示す携帯電話機３００は電子機器の一例を構成し、情報入力操作時に操作体（ユーザ）に触覚を提示するものである。携帯電話機３００は、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３００は下部筐体１０および上部筐体２０を備え、これらの筐体１０および２０間は、例えば、回転レンジ機構１１（スライドタイプ）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。

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」の数字キー、「＊」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。

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、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１４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。

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にはスピーカ３６ａが設けられる。さらに、上部筐体２０のユーザの視認側には、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００を備えた入力装置９０が設けられる。入力装置９０は、タッチパネル表示部１２０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（提示する）ものである。タッチパネル表示部１２０には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。

図２０は、触覚機能付きの入力装置９０の構成例を示す斜視図である。図２０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ユーザの指（操作体）に触覚を提示するものである。

入力装置９０は、上述したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と、タッチパネル表示部１２０と、シール部材１２２と、アクリル板１２４とがこの順番に積層されて構成されている。

タッチパネル表示部１２０は、入力検出手段４５と表示手段２９とを有している。本例において入力検出手段４５はタッチパネルから構成される。入力検出手段４５としてのタッチパネルは、ユーザの表示画面の摺動操作によるボタンアイコンの選択位置（位置検出情報）を検出したり、ユーザの表示画面の押下操作による入力量（押圧力；加圧力Ｆ）を検出するものである。タッチパネルの方式としては、例えば、静電容量方式や抵抗膜方式、表面弾性波（ＳＡＷ）方式などの方式を採用できる。表示手段４９には例えば液晶表示パネルが用いられる。タッチパネル表示部１２０の外形寸法は、例えば、長さＡ１は７５．６３ｍｍであり、幅Ａ２は４２．８８ｍｍであり、厚さＡ３は２．０２ｍｍである。

また、タッチパネル表示部１２０のアクチュエータ機能付きのスピーカ１００との対向面（下面）には、フレーム部５０の嵌合溝５４ａ，５４ａに対応した位置のそれぞれに爪部１２０ａ，１２０ａが設けられ、嵌合溝５４ｂに対応した位置のそれぞれに爪部１２０ｂが設けられる。そして、それぞれの爪部１２０ａ，１２０ｂがフレーム部上面の嵌合溝５４ａ，５４ｂに嵌め込まれることで、タッチパネル表示部１２０がフレーム部５０上に取り付け固定される。

アクリル板１２４は、透明部材であって、フレーム部５０と略同一の外形（平面視矩形状）を有する。このアクリル板１２４は、アクリル板１２４の周縁部に沿うようにして枠状に形成されたシール部材１２２を介してフレーム部５０上に貼り付けられる。これにより、タッチパネル表示部１２０の表示画像の視認性を確保すると共に、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００やタッチパネル表示部１２０を保護することができる。シール部材１２２は、例えば樹脂系の接着剤が用いられる。アクリル板１２４の外形寸法は、例えば、長さＣ１は８５ｍｍであり、幅Ｃ２は４９ｍｍであり、厚さＣ３は１ｍｍである。また、シール部材１２２の外形寸法はアクリル板１２４の外形寸法と同一であり、テープ厚Ｂ１は例えば０．３ｍｍであり、枠幅Ｂ２は例えば３ｍｍである。

図２１に示す携帯電話機３００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１９および図２０に示した各部およ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３００は、マイクロフォン１３、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、着信メロディ用のスピーカ３６ａ、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００を有している。

図２１に示す入力検出手段４５は、静電容量方式の入力デバイスの他に、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はユーザ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。

制御手段１５は制御系を構成し、画像処理部２６、Ａ／Ｄドライバ３１、ＣＰＵ３２、メモリ部３７および映像＆音声処理部４４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。

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からの位置検出情報Ｄ１、入力検出情報Ｄ２およびフラグデータＤ３（以下単に入力データともいう）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、メモリ部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２２へ送信データを転送するように制御する。

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アクチュエータ機能付きのスピーカ１００を振動制御するようにメモリ部３７を読み出し制御する。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およびＢとすると、触覚Ａは、その押下位置におけるユーザの指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ユーザの指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。

上述のＣＰＵ３２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およ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およ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。また、記憶手段３５には、表示画面のアイコン操作時に発生させる音データが格納される操作時音データ格納領域や音楽データが格納される音楽データ格納領域、撮像および録音時の音声データ等が格納される音声データ格納領域が設けられている。記憶手段３５は、ＥＥＰＲＯＭや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成される。

この例でＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１から出力される位置検出情報Ｄ１、入力検出情報Ｄ２およびフラグデータＤ３に基づいて表示手段２９の表示制御および、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００の出力制御をする。例えば、制御手段１５は、入力検出手段４５から得られる位置検出信号Ｓ１と入力検出信号Ｓ２に基づいて記憶手段３５から制御情報Ｄｃを読み出して、メモリ部３７へアクセスし、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００に振動発生信号Ｓout２を供給するような制御がなされる。

例えば、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、メモリ部３７を読み出し制御する。このようにすると、ユーザの指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。

ＣＰＵ３２にはメモリ部３７が接続され、ＣＰＵ３２からの制御情報Ｄｃに基づいて振動発生データＤａを読み出す。振動発生データＤａは、正弦波形からなる出力波形を有している。メモリ部３７には映像＆音声処理部４４が接続され、各々の振動発生データＤａが映像＆音声処理部４４に供給され、その振動発生データＤａが音声処理（デジタル・アナログ変換・増幅等）され、振動発生信号Ｓout２となってアクチュエータ機能付きのスピーカ１００に供給される。アクチュエータ機能付きのスピーカ１００は、振動発生信号Ｓout２に基づいて振動するようになされる。

この例で、メモリ部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記憶手段３５に設けられたＲＯＭ等に予め格納される。記憶手段３５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。

例えば、押下判定閾値Ｆth＝１００［ｇｆ］をメモリ部３７に設定すると、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。

ＣＰＵ３２にはメモリ部３７の他に画像処理部２６が接続され、図示しないボタンアイコン等を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。この例で、ＣＰＵ３２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検出手段４５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。ユーザ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。

表示手段２９の表示内容はユーザ３０の目３０ｂによる視覚により、スピーカ３６ａおよびアクチュエータ機能付きのスピーカ１００からの放音は、ユーザの耳３０ｃ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。

また、図２１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、復調後の映像および音声データ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Ｓout２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。

映像＆音声処理部４４には受話器を構成するスピーカ３６ａおよび、大音響用を構成するアクチュエータ機能付きのスピーカ１００が接続される。アクチュエータ機能付きのスピーカ１００は、着呼時、音声信号Ｓout２’に基づいて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３６ａは、音声信号Ｓout１を入力して相手方の話声等を拡大するようになされる。また、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００は、触覚提示時、振動発生信号Ｓout２に基づいて振動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３６ａの他に、送話器を構成するマイクロフォン１３が接続され、ユーザ３０の声３０ｄを集音して音声信号Ｓin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。また映像＆音声処理部４４は、後述するようにノイズキャンセル部としても機能する。

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および音声データ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。

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。カメラ３４は上部筐体２０の背面側に設けてもよい。電源ユニット３３は、バッテリー１４を有しており、ＣＰＵ３２、操作パネル１８、受信部２１、送信部２２、表示手段２９、カメラ３４、記憶手段３５、メモリ部３７、映像＆音声処理部４４および入力検出手段４５にＤＣ電源を供給するようになされる。なお、この例で、メモリ部３７を映像＆音声処理部４４とは別個に設ける場合について説明したが、映像＆音声処理部４４に備え付けの記憶装置を兼用するようにしてもよい。部品点数が低減できる。

次に、上述した携帯電話機３００のノイズキャンセルを行う場合の動作の一例について説明する。上述した携帯電話では、触覚提示以外の例えば音楽データ等の再生においても、再生する音声信号Ｓout２’に触覚提示用の低周波数が含まれる場合には、振動部材７０がこれに共振して振動してしまうおそれがある（ノイズ発生）。そこで、本実施の形態の携帯電話機３００では、触覚用以外の音声信号Ｓout２’等に振動部材７０の共振周波数の範囲内の周波数が含まれる場合には、振動部材７０が共振しない範囲の周波数に変換するノイズキャンセル機能を備えている。ここで、振動部材７０、圧電スピーカ７２および錘７７によって設計される共振周波数を５０＜Ａ〜Ａ’＜５００［Ｈｚ］とする。また、ノイズキャンセルを行う基準となる閾値周波数を上記共振周波数Ａ〜Ａ’のうちＣ［Ｈｚ］に設定し、この閾値周波数Ｃを予め映像＆音声処理部４４に記憶させるものとする。

図２２は、携帯電話機３００の記憶手段３５に格納されている音楽データ等の再生時における低周波数（触覚提示用の周波数）をキャンセルする場合の動作例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０でＣＰＵ３２は、ユーザ３０によって音楽データや画像データ等の再生要求がされたか否かを判断する。ユーザ３０は、入力検出手段４５の触覚用ボタンや操作パネル１８を操作することにより、表示画面に表示されるアイコンボタンを操作して音楽データ等の再生を選択する。

ステップＳ２０ではＣＰＵ３２は、入力検出手段４５や操作パネル１８から供給される位置検出情報および入力検出情報等に基づいて、ユーザ３０によって選択された音楽データを記憶手段３５から読み出す。そして、読み出した画像または音楽データを映像＆音声処理部４４に供給し、映像＆音声処理部４４ではＣＰＵ３２から供給される音声データをデジタル／アナログ変換して音声信号Ｓout２’を生成する。

ステップＳ３０で映像＆音声処理部４４は、ＣＰＵ３２からの音声信号Ｓout２’に５０から５００Ｈｚの周波数成分が含まれる場合には、この周波数成分が閾値周波数Ｃ以上であるか否かを判断する。音声信号Ｓout２’の周波数が閾値周波数Ｃ以上である場合にはステップＳ４０に進み、音声信号Ｓout２’の周波数が閾値周波数Ｃ以下である場合にはステップＳ５０に進む。

ステップＳ４０で映像＆音声処理部４４は、音声信号Ｓout２’に含まれる閾値周波数Ｃ以上の周波数を閾値周波数Ｃ未満の周波数に変換する。例えば、映像＆音声処理部４４では、音声信号Ｓout２’を閾値周波数Ｃ未満の周波数成分のみが通過するように設計されたローパスフィルタを用いて、閾値周波数Ｃ以上の周波数を除去する。または、同位相の周波数を掛け合わせることで、閾値周波数Ｃ以上の周波数をキャンセルするように制御しても良い。これにより、触覚提示用の低周波数成分が除去された音声信号Ｓout２’が生成される。

ステップＳ５０で映像＆音声処理部４４は、触覚提示用の低周波数成分（ノイズ）がキャンセルされた音声信号Ｓout２’またはノイズキャンセルが不要な音声信号Ｓout２’をアクチュエータ機能付きのスピーカ１００に供給する。アクチュエータ機能付きのスピーカ１００では、音声信号Ｓout２’に基づいて圧電スピーカ７２を振動させて音声信号Ｓout２’を再生し、音楽をユーザ３０に視聴させる。

本実施の形態によれば、触覚提示以外の例えば音楽データ等の再生において、再生する音声信号Ｓout２’に触覚提示用の低周波数が含まれる場合であっても、映像＆音声処理部４４において触覚提示用の低周波数成分をキャンセルするため、ノイズが除去された高品質な音声を出力することができる。

［第１１の実施の形態］
以下、本発明の第１０の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカ１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図２３は、本発明に係る入力装置９０を備えたビデオカメラ４００の構成例を示す斜視図である。

図２３に示すビデオカメラ４００は電子機器の他の一例を構成し、情報入力操作時に操作体（者）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、被写体像を撮像し、かつ、周囲の音響を録音するものである。ビデオカメラ４００には、第１０の実施の形態で説明した入力装置９０を備え、この入力装置９０には本発明のアクチュエータ機能付きのスピーカ１００が応用されるものである。

ビデオカメラ４００は、外装を構成するケース４０２を有しており、ケース４０２の前面上部には撮影光学系４０４が組み込まれたレンズ鏡筒４０３が設けられている。レンズ鏡筒４０３の後端には、撮影光学系４０４によって導かれた被写体像を撮像する撮像素子（不図示）が組み込まれている。

ケース４０２の後面、上面、側面には、電源スイッチ、撮影スタート／ストップスイッチ、ズームスイッチなど種々の操作スイッチ４０５が設けられている。ケース４０２の左側面には、タッチパネルディスプレイ装置４０１がヒンジ４０６を介して開閉可能にケース４０２に連結され、不図示の撮像素子で撮像した画像を表示するようになされる。

タッチパネルディスプレイ装置４０１には、上述した入力装置９０およびアクチュエータ機能付きのスピーカ１００が備えられる。

この例で、タッチパネルディスプレイ装置４０１のモニタ用の表示手段２９に表示された入力操作用のアイコン画像を指で操作すると、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００からクリック音（サイバースイッチ操作音）と共に、表示画面上を触れているユーザの指に触覚を提示するようになされる。この入力操作により、ビデオカメラ４００においても、表示手段２９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なる。なお、図中、孔６７はクリック音漏れ出し用の開口部である。

このように、本実施の形態に係るビデオカメラ４００によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置９０を備えるので、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００にクリック音信号を入力すると、「ピッ」という効果音（クリック音）を発生させることができ、使用者の機器の操作に応じて、比較的音量の小さな効果音を出力するクリック音出力用のスピーカとして機能させることができる。

また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて振動部材７０Ａ〜７０Ｉに触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、振動部材７０Ａ〜７０Ｉが振動し、触覚提示用の振動をユーザに付与させることができる。

従って、ビデオカメラ４００でタッチパネルディスプレイ装置４０１を操作する者の指に触覚を提示できるようになる。これにより、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００を搭載した触覚機能付きの入力装置９０を備えるビデオカメラ４００（電子機器）を提供できるようになる。しかも、アクチュエータ機能付きのスピーカ１００とアクチュエータとが兼用されるので、電子機器の小型化を図ることができる。

上述の例では、電子機器に関して、触覚機能付きの入力装置を応用したスライドタイプの携帯電話機３００およびビデオカメラ４００について説明したが、これらに限られることはなく、通常の２軸ヒンジタイプの携帯電話機や、ストレートタイプの携帯電話機、上部筐体２０および下部筐体１０の両方に表示画面を備えた携帯端末装置、デジタルカメラ等に適用できることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 アクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す図である。 アクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す分解斜視図である。 振動部材の構成を示す図である（その１）。 振動部材の構成を示す図である（その２）。 圧電スピーカの構成を示す分解斜視図である。 圧電体の構成を示す図である。 錘の構成を示す図である。 振動部材および錘と共振周波数の関係を示す表図である。 振動部材の構成を示す図である（その３）。 本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明の第７の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明の第８の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明の第９の実施形態に係るアクチュエータ機能付きのスピーカの構成を示す斜視図である。 本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカを備えた電子機器の構成を示す斜視図である（その１）。 入力装置の構成を示す分解斜視図である。 電子機器のブロック構成を示す図である。 電子機器のノイズキャンセルの動作を示すフローチャートである。 本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカを備えた電子機器の構成を示す斜視図である（その２）。

符号の説明

２９・・・表示手段、３５・・・記憶手段、４４・・・映像＆音声処理部、４５・・・入力検出手段、５０・・・フレーム部、５２・・・凹部、６０・・・ボイスコイルスピーカ
７０（７０Ａ〜７０Ｉ）・・・振動部材、７０ａ・・・支持部、７０ｂ・・・アーム部
７２・・・圧電スピーカ、７７・・・錘、８０・・・回転バイブレータ、９０・・・入力装置、１００・・・アクチュエータ機能付きのスピーカ、１２０・・・タッチパネル表示部、３００・・・携帯電話機、４００・・・ビデオカメラ

Claims (11)

1. 筐体と、
   前記筐体に少なくとも一端部が取り付けられた弾性体からなる第１の振動部材と、
   前記第１の振動部材によって弾性を有して支持され、前記第１の振動部材に振動を伝達する第２の振動部材とを備え、
   前記第１の振動部材には、触覚提示用の振動を発生させるための振動発生信号、または、音声を発生させるための音声信号が入力される
   ことを特徴とする振動体。
2. 前記第１の振動部材は板ばねからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動体。
3. 前記第２の振動部材は、
   前記第１の振動部材が載置される支持部と、
   一端部が前記支持部に接続され、他端部が前記筐体に取り付けられたアーム部と
   を有することを特徴とする請求項２に記載の振動体。
4. 前記第１の振動部材の前記アーム部は１本で構成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の振動体。
5. 前記第１の振動部材の前記アーム部は平型波形状をなすと共に２本で構成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の振動体。
6. 第１の振動部材はさらに他端部が前記筐体に取り付けられ、
   前記アーム部は、前記一端部に２本設けられると共に、前記他端部に２本設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載の振動体。
7. 前記第２の振動部材は、圧電スピーカ、回転バイブレータまたはボイスコイルスピーカである
   ことを特徴とする請求項３に記載の振動体。
8. 前記第１の振動部材の共振周波数を調整するための重さ調整部材をさらに有し、
   前記重さ調整部材は、前記第２の振動部材に当接されて配設される
   ことを特徴とする請求項３に記載の振動体。
9. 押圧または摺動操作によって入力される入力操作を検出する入力検出手段と、
   前記入力検出手段の前記入力操作に基づいて触覚を提示する振動体とを備え、
   前記振動体は、
   筐体と、
   前記筐体に少なくとも一端部が取り付けられた弾性体からなる第１の振動部材と、
   前記第１の振動部材によって弾性を有して支持され、前記第１の振動部材に振動を伝達する第２の振動部材とを備え、
   前記第１の振動部材には、触覚提示用の振動を発生させるための振動発生信号、または、音声を発生させるための音声信号が入力される
   ことを特徴とする入力装置。
10. 押圧または摺動操作によって情報を入力する入力装置と、
    前記入力装置からの入力情報に基づいて触覚を提示する振動体とを備え、
    前記振動体は、
    筐体と、
    前記筐体に少なくとも一端部が取り付けられた弾性体からなる第１の振動部材と、
    前記第１の振動部材によって弾性を有して支持され、前記第１の振動部材に振動を伝達する第２の振動部材とを備え、
    前記第１の振動部材には、触覚提示用の振動を発生させるための振動発生信号、または、音声を発生させるための音声信号が入力される
    ことを特徴とする電子機器。
11. 前記第２の振動部材から発生される音声データが格納される記憶手段と、
    前記入力装置から入力される前記入力情報に基づいて前記記憶手段から読み出された前記音声データに含まれる周波数が前記第２の振動部材の共振周波数の範囲である場合には、前記音声データのうち前記第２の振動部材の前記共振周波数の範囲に含まれる前記周波数を前記共振周波数とは異なる周波数に変換するノイズキャンセル部と
    をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。

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