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JP2019061373A - Tactile presentation device - Google Patents

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JP2019061373A
JP2019061373A JP2017184039A JP2017184039A JP2019061373A JP 2019061373 A JP2019061373 A JP 2019061373A JP 2017184039 A JP2017184039 A JP 2017184039A JP 2017184039 A JP2017184039 A JP 2017184039A JP 2019061373 A JP2019061373 A JP 2019061373A
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JP
Japan
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panel
substrate
vibration
presentation device
conductive film
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JP2017184039A
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Japanese (ja)
Inventor
歩 赤羽
Ayumi Akaha
歩 赤羽
武井 文雄
Fumio Takei
文雄 武井
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FCL Components Ltd
Original Assignee
Fujitsu Component Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】割れにくく、耐摩耗性に優れ、振動効率の低下を抑制できる触感提示装置を提供する。【解決手段】触感インターフェース(IF)パネル3は、強化用繊維及び熱硬化性樹脂を組み合わせた高弾性の複合材料で構成されている振動パネル21と、振動パネル21の下面に固定されたアクチュエータ6と、振動パネル21の上面を被覆する被覆膜31とを備える。振動パネル21は、ガラスよりも高い破壊強度を備えるので割れにくく、その内部では振動の減衰が少ないので、プラスチックよりも振動効率の低下を抑制できる。また、振動パネル21の上面に被覆膜31を成膜するので、耐摩耗性を確保することができる。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tactile presentation device which is hard to crack, has excellent wear resistance, and can suppress a decrease in vibration efficiency. SOLUTION: A tactile interface (IF) panel 3 is a vibrating panel 21 made of a highly elastic composite material in which a reinforcing fiber and a thermosetting resin are combined, and an actuator 6 fixed to the lower surface of the vibrating panel 21. And a coating film 31 that covers the upper surface of the vibration panel 21. Since the vibration panel 21 has a higher breaking strength than glass, it is hard to break, and since the vibration damping is small inside the vibration panel 21, it is possible to suppress a decrease in vibration efficiency as compared with plastic. Further, since the coating film 31 is formed on the upper surface of the vibration panel 21, wear resistance can be ensured. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明は、触感提示装置に関する。   The present invention relates to a tactile sense presentation device.

従来より、触覚フィードバックを行うインターフェースデバイスが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、可動板を押圧した際に、押圧されている可動板又は可動板を支持する支持基板を振動し、操作者に入力操作感を発生させるタッチパネル入力装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, an interface device that performs haptic feedback is known (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is known a touch panel input device that vibrates a pressed movable plate or a supporting substrate supporting the movable plate when pressing the movable plate to generate an input operation feeling to the operator (for example, Patent Document) 2).

また、薄板ガラスに貼り付けたアクチュエータを超音波帯で振動し、薄板ガラス上に定在波を発生させ、スクイーズ膜効果により様々な触感を提供する触感提示装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。スクイーズ膜効果は振動している面に指を近づけた際に、空気の膜が指と振動面との間に生じそれにより摩擦力が減少する現象である。   In addition, a tactile sensation presentation device is known which vibrates an actuator attached to a thin glass plate in an ultrasonic band to generate a standing wave on the thin glass plate and provides various tactile sensations by a squeeze film effect (for example, a patent) Reference 3). The squeeze film effect is a phenomenon in which an air film is generated between the finger and the vibrating surface when the finger is brought close to the vibrating surface, whereby the frictional force is reduced.

特表2011−519082号公報JP 2011-519082 Gazette 特開2003−122507号公報JP 2003-122507 A 国際公開第2015/045059号WO 2015/045059

触感提示装置に用いる薄板ガラスは数百ミクロンの厚みであるため、脆くて割れやすいという問題がある。特に、薄板ガラスには超音波帯の振動の負荷や指による押圧の負荷がかかるため、薄板ガラスに発生したマイクロクラックを起点として薄板ガラスが破壊されるおそれがある。薄板ガラスに代えてプラスチックを利用する場合には、表面硬度が小さく摩耗しやすいという問題がある。さらに、プラスチック内部では振動の減衰が大きいため、振動効率が悪いという問題がある。   Since the thin glass plate used for the tactile sense presentation device has a thickness of several hundred microns, there is a problem that it is fragile and easily broken. In particular, since the thin glass sheet is subjected to the load of vibration of the ultrasonic wave band and the load of pressing by the finger, the thin glass sheet may be broken starting from the micro crack generated in the thin glass sheet. When plastic is used instead of thin glass, there is a problem that surface hardness is small and it is easy to wear. Furthermore, there is a problem that vibration efficiency is poor because vibration damping is large inside the plastic.

本発明の目的は、割れにくく、耐摩耗性に優れ、振動効率の低下を抑制できる触感提示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a tactile sense presentation device which is resistant to breakage, excellent in wear resistance, and capable of suppressing a decrease in vibration efficiency.

上記目的を達成するため、明細書に開示された触感提示装置は、強化用繊維及び熱硬化性樹脂を組み合わせた高弾性の複合材料で構成されている第1基板と、前記第1基板の下面に固定された振動生成素子と、前記第1基板の上面を被覆する被覆膜とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the tactile sense presentation device disclosed in the specification includes a first substrate made of a highly elastic composite material in which a reinforcing fiber and a thermosetting resin are combined, and a lower surface of the first substrate. And a covering film for covering the upper surface of the first substrate.

本発明の触感提示装置によれば、割れにくく、耐摩耗性に優れ、振動効率の低下を抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the tactile sense presentation apparatus of this invention, it is hard to be cracked, it is excellent in abrasion resistance, and the fall of vibration efficiency can be suppressed.

(A)は本実施の形態に係る触感提示装置の一例の構成図である。(B)は触感提示装置に搭載される駆動回路の構成図である。(A) is a block diagram of an example of the tactile sense presentation apparatus based on this Embodiment. (B) is a block diagram of the drive circuit mounted in a tactile sense presentation apparatus. 触感IFパネルの一例の構成図である。It is a block diagram of an example of a tactile sense IF panel. 実施例1に係る触感IFパネルの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a touch panel according to the first embodiment. (A)は実施例2に係る触感IFパネルの断面図である。(B)は実施例2に係る触感IFパネルの斜視図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of a touch panel according to a second embodiment. (B) is a perspective view of a touch IF panel according to a second embodiment. (A)は実施例3に係る触感IFパネルの断面図である。(B)は実施例3に係る触感IFパネルの斜視図である。(A) is a cross-sectional view of a tactile sense IF panel according to a third embodiment. (B) is a perspective view of a touch IF panel according to a third embodiment. 実施例4に係る触感IFパネルの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a tactile sense IF panel according to a fourth embodiment. (A)は実施例5に係る触感IFパネルの断面図である。(B)は実施例5に係る触感IFパネルの変形例の断面図である。(A) is a cross-sectional view of a touch IF panel according to a fifth embodiment. (B) is sectional drawing of the modification of the tactile sense IF panel based on Example 5. FIG. 実施例6に係る触感IFパネルの断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of a tactile sense IF panel according to a sixth embodiment. 実施例7に係る触感IFパネルの断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a tactile sense IF panel according to a seventh embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(A)は、本実施の形態に係る触感提示装置の一例の構成図である。図1(B)は、触感提示装置に搭載される駆動回路の構成図である。   FIG. 1A is a block diagram of an example of the tactile sense presentation device according to the present embodiment. FIG. 1B is a configuration diagram of a drive circuit mounted on the tactile sense presentation device.

図1の触感提示装置1は、スマートホン又はタブレット端末のような情報処理装置2と、情報処理装置2上に配置される触感インターフェース(IF)パネル3と、情報処理装置2及び触感IFパネル3を収容する筐体4と、触感IFパネル3の上面の外周部を覆うカバー5とを備えている。触感IFパネル3は、超音波帯域(約30kHz)の振動を生成する振動生成素子としてのアクチュエータ6を備えている。情報処理装置2は、タッチパネル付きのディスプレイ7と、コントローラ8と、アクチュエータ6を振動させる駆動回路9とを備えている。コントローラ8は、ディスプレイ7及び駆動回路9に接続されている。触感IFパネル3は透明あるいは透過率50%程度以上の光線透過性を持つものであり、ユーザはディスプレイ7に表示されるデータを閲覧することができる。ディスプレイ7は静電容量式のタッチパネル7a及び表示装置としてのディスプレイ7bを備えている。   The tactile sensation presentation device 1 of FIG. 1 includes an information processing device 2 such as a smartphone or a tablet terminal, a tactile sensation interface (IF) panel 3 disposed on the information processing device 2, an information processing device 2 and a tactile sensation IF panel 3 And a cover 5 for covering the outer peripheral portion of the upper surface of the tactile sensation IF panel 3. The tactile sensation IF panel 3 includes an actuator 6 as a vibration generating element that generates vibration in an ultrasonic band (about 30 kHz). The information processing device 2 includes a display 7 with a touch panel, a controller 8, and a drive circuit 9 that vibrates the actuator 6. The controller 8 is connected to the display 7 and the drive circuit 9. The tactile sensation IF panel 3 is transparent or has light transmittance of about 50% or more, and the user can view data displayed on the display 7. The display 7 includes a capacitive touch panel 7 a and a display 7 b as a display device.

操作者の指が触感IFパネル3に触れると、コントローラ8は、タッチパネル7aを介してタッチ位置を検出する。また、コントローラ8は、指が触感IFパネル3から離れたことを検出する。さらに、コントローラ8は、操作者の指がスライドした場合に、指の移動距離及び移動方向などを算出する。   When the finger of the operator touches the tactile sensation IF panel 3, the controller 8 detects the touch position via the touch panel 7a. Further, the controller 8 detects that the finger is separated from the tactile sensation IF panel 3. Furthermore, when the finger of the operator slides, the controller 8 calculates the movement distance and movement direction of the finger.

駆動回路9は、触感の生成に直結する数〜数十Hz(即ち人間の感覚に沿った周波数)の変調用波形を生成するDA回路13と、触感IFパネル3の共振周波数近傍の約30kHzの励起信号を発振する発振回路14と、DA回路13からの信号を数V〜数十Vの電圧に増幅するとともに、十分な電力を触感IFパネル3に供給するための電力増幅を行う増幅回路15とを備えている。発振回路14からの励起信号の振幅は、変調用波形の包絡線に従って制御される。駆動回路9は、コントローラ8からの指示信号に応じて、様々な波形の駆動電圧をアクチュエータ6に供給する。   The drive circuit 9 includes a DA circuit 13 for generating a modulation waveform of several to dozens of Hz (that is, a frequency in line with human sense) directly linked to generation of a tactile sensation, and about 30 kHz around the resonance frequency of the tactile sensation IF panel 3 The oscillation circuit 14 that oscillates the excitation signal, and the amplification circuit 15 that amplifies the signal from the DA circuit 13 to a voltage of several volts to several tens of volts and that supplies sufficient power to the tactile sensation IF panel 3 And have. The amplitude of the excitation signal from the oscillator circuit 14 is controlled in accordance with the envelope of the modulation waveform. The drive circuit 9 supplies drive voltages of various waveforms to the actuator 6 in accordance with an instruction signal from the controller 8.

コントローラ8が指を滑らかにスライドさせるための第1指示信号を駆動回路9に出力すると、一定の振幅の波形を有する電圧が駆動回路9から連続的にアクチュエータ6に供給され、アクチュエータ6が連続的に超音波帯域の振動を発生する。これにより、操作者は触感IFパネル3の表面上で指を滑らかにスライドさせることができる。   When the controller 8 outputs a first instruction signal for sliding the finger smoothly to the drive circuit 9, a voltage having a waveform with a constant amplitude is continuously supplied from the drive circuit 9 to the actuator 6, and the actuator 6 is continuously operated. Generate vibrations in the ultrasonic band. Thereby, the operator can slide the finger smoothly on the surface of the tactile sensation IF panel 3.

コントローラ8が指に凹凸感(ザラザラ感)を提示するための第2指示信号を駆動回路9に出力すると、例えば矩形波状の電圧が駆動回路9から周期的にアクチュエータ6に供給され、アクチュエータ6が周期的に超音波帯域の振動を発生する。これにより、触感IFパネル3の表面上で指に凹凸感が提示される。   When the controller 8 outputs to the drive circuit 9 a second instruction signal for presenting a feeling of unevenness (roughness) to the finger, for example, a rectangular wave voltage is periodically supplied from the drive circuit 9 to the actuator 6, and the actuator 6 Vibrations in the ultrasonic band are generated periodically. As a result, the unevenness is presented to the finger on the surface of the tactile sensation IF panel 3.

コントローラ8が振動を停止する第3指示信号を駆動回路9に出力すると、駆動回路9からアクチュエータ6への電圧供給が停止され、アクチュエータ6が超音波帯域の振動を停止する。これにより、触感IFパネル3の表面上で指が滑らなくなる摩擦感が指に提示される。   When the controller 8 outputs a third instruction signal to stop the vibration to the drive circuit 9, the voltage supply from the drive circuit 9 to the actuator 6 is stopped, and the actuator 6 stops the vibration in the ultrasonic band. As a result, a frictional feeling in which the finger does not slip on the surface of the tactile sensation IF panel 3 is presented to the finger.

尚、タッチパネル付きのディスプレイ7に代えて、ディスプレイの無いタッチパネル7aが使用されてもよい。また、触感提示装置1は、最小構成として触感IFパネル3及びアクチュエータ6を備えていればよく、必ずしも情報処理装置2、筐体4及びカバー5を備えている必要はない。   In addition, it replaces with the display 7 with a touch panel, and the touch panel 7a without a display may be used. In addition, the tactile sense presentation device 1 only needs to have the tactile sense IF panel 3 and the actuator 6 as the minimum configuration, and does not necessarily have to include the information processing device 2, the housing 4 and the cover 5.

図2は、触感IFパネル3の一例の構成図である。触感IFパネル3は、透明あるいは光線透過性のある矩形の第1基板としての振動パネル21と、振動パネル21のX方向の両端に設けられたアクチュエータ6と、各アクチュエータ6のY方向の両端を挟み込むように振動パネル21上に形成された配線パターン22と、配線パターン22の一端に接続されるFPC(Flexible printed circuits)23と、振動パネル21を筐体4に固定するためのベース24とを備えている。FPC23は図1の駆動回路9に接続されている。   FIG. 2 is a block diagram of an example of the haptic IF panel 3. The tactile sensation IF panel 3 includes a vibrating panel 21 as a transparent or light-transmissive rectangular first substrate, actuators 6 provided at both ends of the vibrating panel 21 in the X direction, and both ends of each actuator 6 in the Y direction. A wiring pattern 22 formed on the vibration panel 21 so as to be sandwiched, an FPC (Flexible Printed Circuits) 23 connected to one end of the wiring pattern 22, and a base 24 for fixing the vibration panel 21 to the housing 4 Have. The FPC 23 is connected to the drive circuit 9 of FIG.

(実施例1)
図3は、実施例1に係る触感IFパネル3の断面図である。図3の触感IFパネル3は、振動パネル21と、アクチュエータ6と、振動パネル21の上面を被覆する被覆膜31とを備えている。
Example 1
FIG. 3 is a cross-sectional view of the tactile IF panel 3 according to the first embodiment. The tactile sensation IF panel 3 of FIG. 3 includes a vibration panel 21, an actuator 6, and a coating film 31 that covers the upper surface of the vibration panel 21.

振動パネル21は、高弾性の複合材料で構成されている。高弾性の複合材料としては、強化用繊維に熱硬化性樹脂を組み合わせて機械的性質及び熱的性質を強化した材料が好ましい。   The vibrating panel 21 is made of a highly elastic composite material. As a highly elastic composite material, a material obtained by combining a reinforcing fiber with a thermosetting resin to enhance mechanical properties and thermal properties is preferable.

強化用繊維は、弾性係数が50GPa以上の高弾性の繊維が好ましく、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビソオキサゾール(PBO)繊維、炭素繊維、超高分子ポリエチレン繊維又はボロン繊維などである。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、不飽和性ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂又はフェノール樹脂などである。   The reinforcing fiber is preferably a highly elastic fiber having an elastic modulus of 50 GPa or more, and for example, glass fiber, aramid fiber, polyarylate fiber, polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) fiber, carbon fiber, ultrahigh molecular weight polyethylene fiber or It is boron fiber etc. The thermosetting resin is, for example, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a diallyl phthalate resin, a urea resin, a melamine resin or a phenol resin.

アクチュエータ6は薄板状であり、例えば圧電素子が挙げられる。被覆膜31は、耐摩耗性のハードコート材で構成されている。ハードコート材としては、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂又はウレタン系樹脂などを使用することができる。ハードコート材の成膜法としては、熱硬化法、UV硬化法又は電子線硬化法などが適用可能である。   The actuator 6 has a thin plate shape, for example, a piezoelectric element. The coating film 31 is made of a hard coat material of wear resistance. As the hard coat material, silicone resin, acrylic resin, melamine resin or urethane resin can be used. As a film forming method of the hard coating material, a thermosetting method, a UV curing method, an electron beam curing method, or the like can be applied.

例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させ加圧積層成形したガラスエポキシ基板の上面に熱硬化法によりシリコン系樹脂の被覆膜31を成膜し、ガラスエポキシ基板の下面にアクチュエータ6を接着剤で固定することにより、図3の触感IFパネル3を形成することができる。   For example, a coating film 31 of silicon resin is formed on the upper surface of a glass epoxy substrate formed by impregnating a glass fiber with an epoxy resin and pressure lamination is performed, and a film 31 of silicon resin is formed by thermosetting method. By fixing, the tactile IF panel 3 of FIG. 3 can be formed.

高弾性の複合材料で構成された振動パネル21は、ガラスよりも高い破壊強度を備えるので割れにくく、その内部では振動の減衰が少ないので、プラスチックよりも振動効率の低下を抑制できる。また、耐摩耗性のハードコート材を使って指で触れる振動パネル21の上面に被覆膜31を成膜するので、耐摩耗性を確保することができる。さらに、ガラス製の振動パネルは割れやすいので、孔を開けたり削る加工が難しいが、本実施例の振動パネル21は割れにくいので、孔を開けたり削る加工が容易である。   The vibration panel 21 made of a highly elastic composite material has a higher breaking strength than glass and thus is less likely to be broken, and the vibration attenuation is less in the inside, so that the decrease in vibration efficiency can be suppressed more than plastic. In addition, since the coating film 31 is formed on the upper surface of the vibration panel 21 touched by a finger using a hard-wearing material, the wear resistance can be secured. Furthermore, since the vibration panel made of glass is easily broken, it is difficult to open or cut the hole, but since the vibration panel 21 of this embodiment is not easily broken, it is easy to open or cut the hole.

尚、図1のように、触感IFパネル3を静電容量式のタッチパネル上に配置する場合には、振動パネル21の材料として炭素繊維以外の強化用繊維を使用するのが好ましい。炭素繊維は導電性が高いので、静電容量式のタッチパネル上に配置すると、静電容量式のタッチパネルが正常に動作しなくなるおそれがあるためである。   In addition, when arrange | positioning the tactile sense IF panel 3 on a capacitive touch panel like FIG. 1, it is preferable to use the fiber for reinforcements other than a carbon fiber as a material of the vibration panel 21. As shown in FIG. Since carbon fibers have high conductivity, when disposed on a capacitive touch panel, the capacitive touch panel may not operate properly.

(実施例2)
図4(A)は、実施例2に係る触感IFパネル3の断面図である。図4(B)は、実施例2に係る触感IFパネル3の斜視図である。図4(A)及び図4(B)の触感IFパネル3では、アクチュエータ6が振動パネル21の下面に形成され、さらにアクチュエータ6を駆動するための信号供給線である配線パターン22が、銀ペーストの印刷焼成によって振動パネル21の下面に形成されている。ここでは、配線パターン22の振動パネル21中央側の端部と外部の駆動回路9との間をFPC23で接続する(図2参照)。第1実施例と同様に、振動パネル21の上面に被覆膜31が形成されている。
(Example 2)
FIG. 4A is a cross-sectional view of the tactile IF panel 3 according to the second embodiment. FIG. 4B is a perspective view of the tactile IF panel 3 according to the second embodiment. In the tactile sensation IF panel 3 of FIGS. 4A and 4B, the actuator 6 is formed on the lower surface of the vibration panel 21, and the wiring pattern 22 which is a signal supply line for driving the actuator 6 is silver paste. Are formed on the lower surface of the vibration panel 21 by printing and firing. Here, the end portion on the center side of the vibration panel 21 of the wiring pattern 22 and the external drive circuit 9 are connected by the FPC 23 (see FIG. 2). Similar to the first embodiment, the covering film 31 is formed on the upper surface of the vibrating panel 21.

ガラスに対する銀ペーストの印刷焼成では特殊な方法が用いられるため、振動パネル21がガラスである場合には、振動パネル21の上下両面に銀ペーストによる配線パターン22を形成することが困難であった。しかしながら、実施例1と同様に高弾性の複合材料で構成されている振動パネル21を用いる場合には、タッチパネルの製造で既に使用されている配線パターンの製造技術を流用できるので、振動パネル21の上下両面に配線パターン22を容易に形成することができる。   Since a special method is used for printing and firing of silver paste on glass, it is difficult to form the wiring patterns 22 of silver paste on the upper and lower surfaces of the vibrating panel 21 when the vibrating panel 21 is glass. However, in the case of using the vibration panel 21 made of the high elastic composite material as in the first embodiment, the manufacturing technology of the wiring pattern already used in the manufacture of the touch panel can be diverted. The wiring patterns 22 can be easily formed on the upper and lower surfaces.

このように、高弾性の複合材料で構成された振動パネル21は、ガラスの振動パネルよりも配線パターンを形成しやすいというメリットがある。尚、振動パネル21に貫通孔を形成し、振動パネル21の上下両面に形成された配線パターン22を振動パネル21内部で導通させてもよい。   As described above, the vibration panel 21 made of a highly elastic composite material has an advantage that it is easier to form a wiring pattern than a glass vibration panel. Through holes may be formed in the vibration panel 21, and the wiring patterns 22 formed on the upper and lower surfaces of the vibration panel 21 may be conducted in the vibration panel 21.

(実施例3)
図5(A)は、実施例3に係る触感IFパネル3の断面図である。図5(B)は、実施例3に係る触感IFパネル3の斜視図である。実施例3では、振動パネル21の上面に被覆膜31が形成され、アクチュエータ6及び配線パターン22が振動パネル21の下面に形成され、さらに駆動回路9が振動パネル21の下面に搭載されている。駆動回路9は、配線パターン22の振動パネル21中央側の端部に接続されている。
(Example 3)
FIG. 5A is a cross-sectional view of the tactile IF panel 3 according to the third embodiment. FIG. 5B is a perspective view of the tactile IF panel 3 according to the third embodiment. In the third embodiment, the covering film 31 is formed on the upper surface of the vibration panel 21, the actuator 6 and the wiring pattern 22 are formed on the lower surface of the vibration panel 21, and the drive circuit 9 is mounted on the lower surface of the vibration panel 21. . The drive circuit 9 is connected to an end of the wiring pattern 22 on the center side of the vibration panel 21.

このように、駆動回路9が振動パネル21に搭載されているので、触感IFパネル3の全体の厚みを薄型化することができる。尚、配線パターン22及び/又は駆動回路9を振動パネル21に搭載する構成は、後述する他の実施例にも適用可能である。   As described above, since the drive circuit 9 is mounted on the vibration panel 21, the thickness of the entire touch sensation IF panel 3 can be reduced. The configuration in which the wiring pattern 22 and / or the drive circuit 9 is mounted on the vibration panel 21 can be applied to other embodiments described later.

(実施例4)
図6は、実施例4に係る触感IFパネル3の断面図である。実施例4では、触感IFパネル3が静電容量式タッチパネルを備えており、振動パネル21が静電容量式タッチパネルの上部基板に対応する。従って、振動パネル21は静電容量式タッチパネルの一部を構成する。
(Example 4)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the tactile IF panel 3 according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the tactile sensation IF panel 3 includes a capacitive touch panel, and the vibration panel 21 corresponds to the upper substrate of the capacitive touch panel. Therefore, the vibration panel 21 constitutes a part of the capacitive touch panel.

振動パネル21は高弾性の複合材料で構成されており、振動パネル21の上面に被覆膜31が形成され、アクチュエータ6及び配線パターン22が振動パネル21の下面に形成されている。さらに、上部導電膜32が振動パネル21の下面に形成されている。第2基板としての下部基板35は例えばガラス板であり、下部基板35の上面に例えば下部導電膜34が形成されている。上部導電膜32と下部導電膜34とは互いに対向するように配置され、上部導電膜32と下部導電膜34とは接着剤33で固定されている。振動パネル21、上部導電膜32、接着剤33、下部導電膜34及び下部基板35は静電容量式タッチパネルを構成する。上部導電膜32及び下部導電膜34はそれぞれ第1導電膜及び第2導電膜として機能する。   The vibrating panel 21 is made of a highly elastic composite material, and the covering film 31 is formed on the upper surface of the vibrating panel 21, and the actuator 6 and the wiring pattern 22 are formed on the lower surface of the vibrating panel 21. Furthermore, an upper conductive film 32 is formed on the lower surface of the vibration panel 21. The lower substrate 35 as the second substrate is, for example, a glass plate, and the lower conductive film 34 is formed on the upper surface of the lower substrate 35, for example. The upper conductive film 32 and the lower conductive film 34 are disposed to face each other, and the upper conductive film 32 and the lower conductive film 34 are fixed by an adhesive 33. The vibration panel 21, the upper conductive film 32, the adhesive 33, the lower conductive film 34, and the lower substrate 35 constitute a capacitive touch panel. The upper conductive film 32 and the lower conductive film 34 function as a first conductive film and a second conductive film, respectively.

このように、本実施例によれば振動パネル21を振動板としてだけでなく、静電容量式タッチパネルの上部基板として利用できるので、静電容量式タッチパネル付きの触感IFパネル3を薄型化することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the vibration panel 21 can be used not only as a diaphragm but also as an upper substrate of a capacitive touch panel, the touch IF panel 3 with the capacitive touch panel can be thinned. Can.

(実施例5)
図7(A)は、実施例5に係る触感IFパネル3の断面図である。図7(B)は、実施例5に係る触感IFパネル3の変形例の断面図である。図7(A)では、振動パネル21は高弾性の複合材料で構成されており、振動パネル21の上面に被覆膜31が形成され、アクチュエータ6が振動パネル21の下面に形成されている。さらに、振動パネル21の下面に塗装又は印刷などによりマスク37が形成され、マスク37及びアクチュエータ6の下方に光源としてバックライト38が配置されている。バックライト38は導光板でもよい。マスク37の一部には、文字や数字、記号などの形状の空隙39が形成されている。バックライト38から上方へ向かう光はマスク37で遮断されるが、空隙39を通過する。
(Example 5)
FIG. 7A is a cross-sectional view of the tactile IF panel 3 according to the fifth embodiment. FIG. 7B is a cross-sectional view of a modification of the tactile sense IF panel 3 according to the fifth embodiment. In FIG. 7A, the vibration panel 21 is made of a highly elastic composite material, the covering film 31 is formed on the upper surface of the vibration panel 21, and the actuator 6 is formed on the lower surface of the vibration panel 21. Furthermore, a mask 37 is formed on the lower surface of the vibration panel 21 by painting, printing or the like, and a backlight 38 is disposed below the mask 37 and the actuator 6 as a light source. The backlight 38 may be a light guide plate. In a part of the mask 37, an air gap 39 in the shape of a letter, a numeral, a symbol or the like is formed. Light directed upward from the backlight 38 is blocked by the mask 37 but passes through the air gap 39.

図7(B)では、振動パネル21の上面にマスク37が形成され、マスク37の上面に被覆膜31が形成されている。図7(A)と同様に、マスク37の一部には文字や数字、記号などの形状の空隙39が形成されている。バックライト38から上方へ向かう光はマスク37で遮断されるが、空隙39を通過する。   In FIG. 7B, the mask 37 is formed on the upper surface of the vibrating panel 21, and the covering film 31 is formed on the upper surface of the mask 37. As in FIG. 7A, an air gap 39 in the shape of characters, numerals, symbols, etc. is formed in part of the mask 37. Light directed upward from the backlight 38 is blocked by the mask 37 but passes through the air gap 39.

このように、光を遮断するマスク37及び光を通過させる空隙39を振動パネル21の下面又は上面に形成し、振動パネル21の下方からバックライト38で照らすことで、触感IFパネル3を空隙39に形成された文字、数字又は記号などの形状で光らせることができる。   As described above, the mask 37 for blocking light and the air gap 39 for transmitting light are formed on the lower surface or the upper surface of the vibration panel 21 and illuminated by the backlight 38 from the lower side of the vibration panel 21. It can be illuminated in the form of letters, numbers or symbols formed on.

(実施例6)
図8は、実施例6に係る触感IFパネル3の断面図である。図8では、振動パネル21は高弾性の複合材料で構成されており、振動パネル21の上面に被覆膜31が形成され、アクチュエータ6が振動パネル21の下面に形成されている。さらに、振動パネル21の下面に磁性流体を含む部材(以下、磁性流体含有部材という)41が貼り付けられている。磁性流体含有部材41及びアクチュエータ6の下方にバックライト38が配置され、バックライト38の下方に磁場発生部材として電磁コイルアレイ42が配置されている。コントローラ8(図1(A)参照)が電磁コイルアレイ42から発生する磁場を制御することで、磁性流体含有部材41に含まれる磁性流体の動きを制御する。この場合、磁性流体の動きによりバックライト38から照らされる光に濃淡ができて、文字、数字、記号又は模様などを作成することができる。
(Example 6)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the tactile IF panel 3 according to the sixth embodiment. In FIG. 8, the vibrating panel 21 is made of a highly elastic composite material, the covering film 31 is formed on the upper surface of the vibrating panel 21, and the actuator 6 is formed on the lower surface of the vibrating panel 21. Further, a member (hereinafter, referred to as a magnetic fluid containing member) 41 including a magnetic fluid is attached to the lower surface of the vibration panel 21. A backlight 38 is disposed below the magnetic fluid containing member 41 and the actuator 6, and an electromagnetic coil array 42 is disposed below the backlight 38 as a magnetic field generating member. The controller 8 (see FIG. 1A) controls the magnetic field generated from the electromagnetic coil array 42 to control the movement of the magnetic fluid contained in the magnetic fluid-containing member 41. In this case, the light illuminated from the backlight 38 can be shaded by the movement of the magnetic fluid, and characters, numbers, symbols or patterns can be created.

尚、バックライト38は導光板でもよい。磁性流体含有部材41は、バックライト38と振動パネル21との間に配置されていればよく、例えば、バックライト38の上面に貼り付けられてもよい。   The backlight 38 may be a light guide plate. The magnetic fluid containing member 41 may be disposed between the backlight 38 and the vibrating panel 21, and may be attached to the top surface of the backlight 38, for example.

このように、バックライト38と振動パネル21との間に磁性流体含有部材41を配置し、バックライト38の下方に電磁コイルアレイ42が配置して、磁場により磁性流体含有部材41に含まれる磁性流体の動きを制御することで、文字、数字、記号又は模様などを光らせることができる。   As described above, the magnetic fluid containing member 41 is disposed between the backlight 38 and the vibrating panel 21, and the electromagnetic coil array 42 is disposed below the backlight 38, and the magnetism contained in the magnetic fluid containing member 41 by the magnetic field. By controlling the movement of the fluid, letters, numerals, symbols or patterns can be illuminated.

(実施例7)
図9は、実施例7に係る触感IFパネル3の断面図である。図9では、振動パネル21は高弾性の複合材料で構成されており、振動パネル21の上面にフィルム状の有機ELディスプレイ43が配置され、有機ELディスプレイ43の上面に被覆膜31が形成され、アクチュエータ6が振動パネル21の下面に形成されている。図9の構造により、表示機能付きの触感IFパネル3を薄型化することができる。
(Example 7)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the tactile IF panel 3 according to the seventh embodiment. In FIG. 9, the vibration panel 21 is made of a highly elastic composite material, the film-like organic EL display 43 is disposed on the upper surface of the vibration panel 21, and the covering film 31 is formed on the upper surface of the organic EL display 43. The actuator 6 is formed on the lower surface of the vibration panel 21. The structure shown in FIG. 9 can reduce the thickness of the tactile IF panel 3 with the display function.

以上説明したように、本実施の形態によれば、触感インターフェース(IF)パネル3は、強化用繊維及び熱硬化性樹脂を組み合わせた高弾性の複合材料で構成されている振動パネル21と、振動パネル21の下面に固定されたアクチュエータ6と、振動パネル21の上面を被覆する被覆膜31とを備える。振動パネル21は、ガラスよりも高い破壊強度を備えるので割れにくく、その内部では振動の減衰が少ないので、プラスチックよりも振動効率の低下を抑制できる。また、振動パネル21の上面に被覆膜31を成膜するので、耐摩耗性を確保することができる。   As described above, according to the present embodiment, the tactile interface (IF) panel 3 includes the vibration panel 21 made of the high-elasticity composite material in which the reinforcing fiber and the thermosetting resin are combined, and the vibration. An actuator 6 fixed to the lower surface of the panel 21 and a covering film 31 covering the upper surface of the vibrating panel 21 are provided. The vibration panel 21 has a higher breaking strength than glass and therefore is less likely to be broken, and since vibration damping is less in the inside, the decrease in vibration efficiency can be suppressed more than plastic. In addition, since the coating film 31 is formed on the upper surface of the vibration panel 21, the wear resistance can be secured.

尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

1 触感提示装置
3 触感インターフェース(IF)パネル
6 アクチュエータ
9 駆動回路
21 振動パネル
22 配線パターン
37 マスク
38 バックライト
41 磁性流体含有部材
42 電磁コイルアレイ
Reference Signs List 1 tactile sense presentation device 3 tactile sense interface (IF) panel 6 actuator 9 drive circuit 21 vibration panel 22 wiring pattern 37 mask 38 back light 41 magnetic fluid containing member 42 electromagnetic coil array

Claims (7)

強化用繊維及び熱硬化性樹脂を組み合わせた高弾性の複合材料で構成されている第1基板と、
前記第1基板の下面に固定された振動生成素子と、
前記第1基板の上面を被覆する被覆膜と
を備えることを特徴とする触感提示装置。
A first substrate composed of a highly elastic composite material combining a reinforcing fiber and a thermosetting resin,
A vibration generating element fixed to the lower surface of the first substrate;
And a coating film that covers the upper surface of the first substrate.
前記第1基板は前記振動生成素子を駆動するための信号を供給する配線を備えることを特徴とする請求項1に記載の触感提示装置。   The tactile sense presentation device according to claim 1, wherein the first substrate includes a wire that supplies a signal for driving the vibration generating element. 前記第1基板は前記振動生成素子を駆動する駆動回路を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の触感提示装置。   The tactile sense presentation device according to claim 1, wherein the first substrate includes a drive circuit that drives the vibration generating element. 第2基板と、
前記第1基板の下面に形成された第1導電膜と、
前記第2基板の上面に形成され、前記第1導電膜に対向する第2導電膜と、
前記第1導電膜と前記第2導電膜との間に配置され、前記第1導電膜と前記第2導電膜とを固定する接着剤と、
を備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の触感提示装置。
A second substrate,
A first conductive film formed on the lower surface of the first substrate;
A second conductive film formed on the upper surface of the second substrate and facing the first conductive film;
An adhesive disposed between the first conductive film and the second conductive film for fixing the first conductive film and the second conductive film;
The tactile sense presentation device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記第1基板の下方に設置される光源と、
前記第1基板の下面又は上面に形成され、前記光源からの光を遮断する遮断層と
前記遮断層の一部に形成され、前記光源からの光を通過させる空隙と
を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の触感提示装置。
A light source disposed below the first substrate;
A blocking layer is formed on the lower surface or the upper surface of the first substrate to block light from the light source, and a gap is formed on part of the blocking layer to pass light from the light source. The tactile sense presentation device according to any one of claims 1 to 3.
前記第1基板の下方に設置される光源と、
前記第1基板と前記光源との間に配置され、磁性流体を含む部材と、
前記光源の下方に設置され、前記磁性流体を駆動する磁場発生部材と
を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の触感提示装置。
A light source disposed below the first substrate;
A member including a magnetic fluid disposed between the first substrate and the light source;
The tactile sense presentation device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a magnetic field generation member installed below the light source and driving the magnetic fluid.
前記第1基板と前記被覆膜との間に表示装置を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の触感提示装置。   The tactile sense presentation device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a display device between the first substrate and the covering film.
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