JP4163045B2

JP4163045B2 - 座標入力装置

Info

Publication number: JP4163045B2
Application number: JP2003132677A
Authority: JP
Inventors: 真一樋口
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2023-05-12
Also published as: CN1319020C; JP2004334740A; CN1551040A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作面の表面がスピーカとして機能する座標入力装置に係り、特に高い音圧で出力させることができる座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報端末には、表示パネルが設けられて、その表示パネルの画面上を指やペンなどで触れながら入力操作を行うものがある。この種の端末では、表示パネルの前面に透明色に形成された座標検出手段が重ねて設けられて、表示画面よりも大きな筐体に搭載されている。また前記筐体の表示画面でない部分には、他の操作部などが設けられている。
【０００３】
また、前記情報携帯端末には、筐体内にスピーカが内蔵されて、画面のパターンに基づいて音が発せられるものがある。あるいは、筐体内に音源のみが搭載されたものにおいては、イヤホンやヘッドホンを接続して音を聞くものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の座標入力装置が搭載された携帯情報端末では、スピーカを搭載する場合には、そのための設置スペースが必要になって端末を小型化することが困難になる。また音源のみが搭載されている端末では、イヤホンを装着する必要があり、取扱いが不便である。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、画面上で各種操作が可能なものにおいて、端末を大型化させることなくスピーカを搭載できる座標入力装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の検出シートが重ねられた平面形状の座標検出手段と、前記座標検出手段を支持する支持体と、前記座標検出手段に固定された駆動手段とが設けられ、前記駆動手段が駆動させられたときに前記座標検出手段から音圧が発せられる座標入力装置において、
前記座標検出手段は、一方の前記検出シートの互いに逆側に向く第１の端部と第２の端部が他方の前記検出シートから突出して、前記第１の端部と前記第２の端部がそれぞれ前記支持体に支持され、前記駆動手段が、前記座標検出手段の中央よりも前記第１の端部に片寄った位置に設けられており、
前記第１の端部と前記支持体との取り付け部には、他方の前記検出シートと前記支持体との間で一方の前記検出シートが変形容易とされた第１のギャップが設けられ、前記第２の端部と前記支持体との取り付け部には、他方の前記検出シートと前記支持体との間で一方の前記検出シートが変形容易とされた第２のギャップが設けられており、前記第１のギャップの長さ寸法が、前記第２のギャップの長さ寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【０００７】
上記本発明では、座標検出手段をスピーカの振動板と兼用することができるため、筐体を大型化させることがない。なお、機能としてはスピーカに限らず、操作者が入力操作したときに座標検出手段を駆動させて操作感触を与えるものとして適用してもよい。
【０００９】
このように、座標検出手段の一部をスピーカの一部に兼用できるため、部品点数を削減することができ、製造コストを抑えることができる。
【００１２】
また、駆動手段が座標検出手段に対して偏った位置に設けられている場合であっても、音圧の出力が低下することがない。
【００１３】
また、前記座標検出手段が透明色に形成されて、前記座標検出手段の操作面とは反対側に表示部材が重ねて設けられている構成にできる。これにより、表示部材に表示される画像に触れながら各種の入力操作が可能になる。また、スピーカと同様な音出力機能が搭載された薄型の表示装置を提供できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の座標入力装置の一例を操作面側から見たときの平面図、図２は図１の２−２線での断面図、図３は座標検出手段での検出手段を示す回路図、図４は発音時の振動板の動作を示す模式図であり、（Ａ）は従来の形態での動作図、（Ｂ）は本実施の形態での動作図である。
【００１５】
本実施の形態の座標入力装置１は、例えばＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ・Ｄｉｇｉｔａｌ・Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの表示パネルの前面に搭載することができる。よって、表示パネルに表示された画面上を指またはペン等で操作しながら入力することができ、また表示パネルの表面から音が発せられるものとなっている。
【００１６】
図１に示す座標入力装置１は、長方形状に形成された座標検出手段２を有している。この座標検出手段２は、抵抗式タブレットであり、図２に示すように、表面側となるＺ１側にＸ方向の位置を検出するための検出シート３が設けられ、前記検出シート３のＺ２側にＹ軸方向の位置を検出するための別の検出シート４が設けられている。ただし、検出シート３によりＹ方向の位置が検出され、検出シート４によりＸ方向の位置が検出されるものであってもよい。
【００１７】
前記検出シート３は、撓み変形可能な素材で形成され、具体的にはポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂をフィルム状に形成したもの、または厚み寸法が薄く形成されたガラスなどから選択できる。前記検出シート４は、透明なガラスまたは透明な合成樹脂などから選択することができる。そして前記検出シート３，４には、互いに対向する側にそれぞれ導電層が一面に形成されている。この導電層は、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの透明電極で形成されている。なお、図示していないが、前記検出シート３または検出シート４のいずれかの対向面には、非導電性部材で形成された微小突起が複数個形成されて、前記検出シート３と検出シート４とが重ねられたときに、非操作時において、検出シート３の導電層と検出シート４の導電層との間に微小な隙間が保たれるように設定されている。
【００１８】
図１に示すように、前記検出シート３のＸ方向及びＹ方向の寸法は、前記検出シート４のＸ方向及びＹ方向の寸法よりも長く形成されて、前記検出シート３が前記検出シート４の４辺からそれぞれ突出している。前記検出シート３は、前記検出シート４からＸ１，Ｘ２方向に突出した各部分が、ベース５上の両端に設けられた支持体６ａ，６ｂに接着剤等を介して固定されている。なお、本実施の形態では、ベース５は、ＰＥＴやアクリルなどの透明な合成樹脂で形成されている。
【００１９】
前記検出シート４には、駆動手段として機能する駆動部７が設けられている。前記駆動部７は、前記検出シート４に対してＸ１方向に偏った位置に設けられている。また前記駆動部７は、例えば圧電素子であり、前記圧電素子に所定の電圧を与えることで圧電素子をＺ１−Ｚ２方向へ変形させることができるものである。なお、前記駆動手段としては、検出シート４側にコイルを設け、ベース５側にマグネットなどを設けて磁器回路を構成して、検出シート４をＺ１−Ｚ２方向へ駆動させる磁気回路であってもよい。
【００２０】
前記座標検出手段２を模式的に図示すると、図３に示すようになる。このように検出シート３，４を、ともに１本の抵抗体として捉えることができる。したがって、検出シート３の両端に所定の電圧が与えられたときに、図３に示すＰ点を押圧操作しているとすると、Ｐ点に対してＹ方向に平行移動させた位置では全て同じ抵抗値が得られる。また検出シート４の両端に所定の電圧が与えられたときには、Ｐ点に対してＸ方向に平行移動させた位置では全て同じ抵抗値が得られることになる。
【００２１】
図３に示すように、検出シート３のみに、Ｘ１側の端部が５ボルト（Ｖ）に、Ｘ２側の端部が０Ｖとなるように、そして検出シート４のみにＹ１側が５Ｖに、Ｙ２側が０Ｖとなるように、検出シート３と４を交互に通電するように図示しない制御部で制御する。
【００２２】
Ｐ点を押圧操作すると、検出シート３の導電層と検出シート４の導電層とがＰ点において接触して、このとき検出シート３が通電されると、検出シート４を介して電圧Ｖｘが検知される。そして検出シート３の通電が遮断されて検出シート４が通電されると、検出シート３を介して電圧Ｖｙが検知される。制御部では、前記電圧値Ｖｘ，Ｖｙに基づく座標データが予め記憶部に保持されており、前記電圧値Ｖｘ，Ｖｙを検出することで、前記操作位置を取得できるようになっている。
【００２３】
なお、前記座標検出手段２は、抵抗式のタブレットに限られるものではなく、静電容量式のタブレットであってもよい。
【００２４】
図１と図２に示すように、前記ベース５上には支え部８，９が設けられている。前記支え部８，９は、それぞれＸ方向に細長く形成され、ベース５に対してＹ１側とＹ２側の各端部に固定されている。ただし、前記のような支え部がベース５の一面に形成されたものであってもよい。前記支え部８，９は、合成樹脂で形成された固定部８ａがベース５上に固定され、前記固定部８ａのＺ１側の表面にゴムなどの弾性部材８ｂが重ねて形成されている。このように検出シート４が接触する部分に弾性部材８ｂが設けられていると、検出シート４が接触したときの接触音を軽減できる。なお、支え部９も同様に固定部と弾性部材で構成されている。
【００２５】
図２に示すように、前記支え部８，９の高さ寸法Ｈは、前記検出シート４のＺ２側の面と微小な隙間１１が形成される程度の寸法で形成されている。すなわち前記隙間１１は、前記駆動部７が駆動させられて検出シート３，４が駆動させられたときに、検出シート３，４が過度に変形させられて、検出シート３の導電層と検出シート４の導電層とが不用意に接触することがない程度に設定されている。
【００２６】
本実施の形態では、図２に示すように、Ｘ１側において検出シート３と検出シート４との重なり部分から、支持体６ａの検出シート３の固定部分までのギャップ１２ａの寸法がＳ１に設定されている。また逆のＸ２側では、前記重なり部分から支持体６ｂの検出シート３の固定部分までのギャップ１２ｂの寸法が前記寸法Ｓ１より短いＳ２に設定されている。
【００２７】
上記のようにして形成された座標入力装置１では、駆動部７が通電されて駆動させられると、検出シート４に対して駆動力に基づく振動が伝達され、さらに検出シート４が検出シート３とともにＺ１−Ｚ２方向へ振動させられる。このように検出シート３，４が振動板として機能させられて、前記検出シート３，４から音圧が発せられるようになる。また、前記駆動部７が検出シート４のＸ１側の端部に偏って設けられていると、検出シート３のギャップ１２ａがＺ１側に突出するように変形させられたときに、Ｘ２側のギャップ１２ｂではＺ２方向に突出するように変形させられる。
【００２８】
図４（Ａ）は、前記ギャップ寸法Ｓ１とＳ２が同じに設定されたものを振動させた状態を示しているが、このようにギャップ１２ａ，１２ｂを双方同じ寸法に設定すると、駆動部７が駆動させられたときに、検出シート３のＸ１側では、符号ａ１で示す位相の音圧がＺ１方向に向けて発せられ、Ｘ２側では符号ａ２で示す前記とは逆位相の音圧がＺ１方向に向けて発せられる。
【００２９】
このように、検出シート３のＸ１側とＸ２側で振幅が同じで互いに逆位相の音圧が発せられるため、互いの音圧が打ち消し合う方向に働いて、音が出力されずまたは音の出力が弱められる。
【００３０】
そこで、図４（Ｂ）に示すように、Ｘ１側のギャップ１２ａの寸法Ｓ１をＸ２側のギャップ１２ｂの寸法Ｓ２よりも長く設定することで、Ｘ１側で発せられる音圧は符号ｂ１で示す音圧となり、Ｘ２側で発せられる音圧は、符号Ｓ２で示すように、前記音圧ｂ１よりも逆位相で且つ振幅の小さなものとなる。よって、Ｘ１側とＸ２側では音圧が相殺されることはなく、検出シート３，４からは出力が大きな音圧を発することができる。
【００３２】
上記の座標入力装置１が搭載された電子機器では、座標入力装置１の裏側に液晶や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などで形成された表示パネル２０が設置される。この表示パネル２０では、静止画像や動画を表示させることができ、前記画像に基づいて各種操作が入力可能になる。本実施の形態では、検出シート３，４、検出シート３，４の導電層及びベース５は、すべて透明に形成されているので、ベース５の裏側に前記表示パネル２０が設けられたとしても、表示パネル２０で表示された画像は、操作面１Ａ側から視認できるようになっている。なお、表示パネル２０が検出シート４とベース５との間に設置されたものであってもよい。
【００３３】
よって、前記座標入力装置１と表示パネル２０が搭載された電子機器では、表示パネル２０に出力された画面に応じて各種操作が入力できるとともに、表示パネル２０の表面から音を出力できるようになる。したがって、電子機器を正面から平面視したときには、外形寸法を表示パネル２０の大きさにより近づけることが可能になり、装置の小型化及び薄型化が可能になる。また、検出シート３，４をスピーカとして兼用できるので、部品点数を減らして製造コストを安くできる。
【００３４】
また、上記した座標入力装置１では、いわゆるスピーカとして機能させることについて説明したが、これに限らずフィードバック機能として使用することもできる。フィードバック機能とは、例えば、ＰＤＡなどの電子機器において、カーソルが画面上のメニュー表示の位置に至ったとき、メニュー表示の境界線を越えたとき、またはアイコン表示に至ったときに、検出シート３と４を振動させて操作者の手または指に何らかの力を感じさせることができるようにしたものである。よって視覚のみに頼ることなくカーソルが前記各位置へ至ったことを操作者が手の感触で認識することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、座標検出手段の検出シートをスピーカの振動板として兼用することができる。また、駆動部が一方に偏って設けられたとしても、音圧の出力が低下させられることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の座標入力装置を操作面側から見たときの平面図、
【図２】図１の２−２線での断面図、
【図３】座標検出手段での検出手段を示す回路図、
【図４】音圧が出力されるときの動作説明図であり、（Ａ）は出力低下を防止するための対策前、（Ｂ）は出力低下を防止するための対策後、
【符号の説明】
１座標入力装置
２座標検出手段
３，４検出シート
５ベース
６ａ，６ｂ支持体
７駆動部（駆動手段）
８，９支え部
１２ａ，１２ｂギャップ
２０表示パネル（表示部材）

Claims

一対の検出シートが重ねられた平面形状の座標検出手段と、前記座標検出手段を支持する支持体と、前記座標検出手段に固定された駆動手段とが設けられ、前記駆動手段が駆動させられたときに前記座標検出手段から音圧が発せられる座標入力装置において、
前記座標検出手段は、一方の前記検出シートの互いに逆側に向く第１の端部と第２の端部が他方の前記検出シートから突出して、前記第１の端部と前記第２の端部がそれぞれ前記支持体に支持され、前記駆動手段が、前記座標検出手段の中央よりも前記第１の端部に片寄った位置に設けられており、
前記第１の端部と前記支持体との取り付け部には、他方の前記検出シートと前記支持体との間で一方の前記検出シートが変形容易とされた第１のギャップが設けられ、前記第２の端部と前記支持体との取り付け部には、他方の前記検出シートと前記支持体との間で一方の前記検出シートが変形容易とされた第２のギャップが設けられており、前記第１のギャップの長さ寸法が、前記第２のギャップの長さ寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする座標入力装置。
前記座標検出手段が透明色に形成されて、前記座標検出手段の操作面とは反対側に表示部材が重なるように設けられている請求項１記載の座標入力装置。