JP4811965B2

JP4811965B2 - タッチパネルの保持構造

Info

Publication number: JP4811965B2
Application number: JP2009252059A
Authority: JP
Inventors: 一夫今井; 孝之水木; 信也岩脇
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2029-11-02
Also published as: US8576186B2; EP2325732A1; JP2011096183A; US20110102343A1; EP2325732B1

Description

この発明は、種々の電子機器のディスプレイや操作部等に設けられ、入力装置として用いられるタッチパネルの保持構造に関する。

従来、ディスプレイ表面に入力手段としてのタッチパネル機能を備えた電子機器が広く利用されている。このタッチパネルの構造の一つとして抵抗膜式タッチパネルがあった。このタッチパネルは、一般的にタッチパネルガラスの表面に、透明なＩＴＯ（酸化インジウム）膜が所定のパターンで設けられ、ＩＴＯ膜の端部には電極が接続されてオーバーコートにより周縁部が被覆されているものである。そして、ＩＴＯ膜を蒸着した上下２枚のパネル間にはドットスペーサを設け、押圧時に、上下のパネルのＩＴＯ膜が接触し、その時の抵抗値によりパネル上の押圧位置を検出するものである。

このタッチパネル装置は、液晶表示パネル等に重ねて配置され、そのディスプレイ表面を直接触れて入力操作を行うため、タッチパネル表面の押圧時に上下のパネル基板のＩＴＯ膜が接触しても、操作者には、接点が閉じたか否かの感触がなく、不安なものであった。そこで、押圧操作を検知して、タッチパネルを振動させ、操作者に操作感を与えるいわゆるフォースフィードバック機能を持たせたタッチパネルがある。

このフォースフィードバック機能を備えたタッチパネル装置は、特許文献１や図４に示すように、例えばハンディタイプの情報機器などに利用され、液晶パネル２と、タッチパネル４が樹脂製などの筐体６内に収容されて構成されている。タッチパネル４の裏側の面の側縁部には、フォースフィードバック用の圧電素子３が取り付けられている。そして、筐体６内の液晶パネル２とタッチパネル４の間には、四隅に圧電素子３によるタッチパネル４の振動を吸収してタッチパネル４を保持したゴム等の弾性体の支持体５が設けられている。

しかし、フォースフィードバック機能を備えたタッチパネル装置であって特許文献１に開示された構造のものの場合、液晶パネル２とタッチパネル４との間に空間が形成され、周囲が開放されているため、液晶パネル２とタッチパネル４との間に埃が侵入しやすいものであった。そこで、図４に示すようにタッチパネル４の外側表面に、タッチパネル４を覆うとともに筐体６の開口部６ａを覆って貼り付けられた透明な保護シート７が取り付けられたものもある。この構造のタッチパネル装置は、タッチパネル４の押圧操作により、圧電素子３が振動して、確実な操作感が得られるとともに、タッチパネル４の表面が保護シート７で覆われているので、外表面側の防塵効果が高く、防滴性も付与することができる。

一方、特許文献２に開示されているように、防塵性と防滴性を高めたタッチパネルの保持構造として、液晶パネルを枠状の第一の弾性部材に嵌合して保持するとともに、タッチパネルを第二の弾性部材により保持したものが提案されている。さらに、この第二の弾性部材は、筐体と一体に成形されたものである。これにより、液晶パネルとタッチパネルとの間は、第一の弾性部材により囲まれて封止され、液晶パネルとタッチパネルとの間の防塵が図られる。

特開２００６−２２７７１２号公報特開平０９−１１５３７８号公報

上記背景技術の図４に示すタッチパネルの保持構造の場合、装置の外側からの埃に対する防塵効果はあるが、液晶パネル２とタッチパネル４の間は四隅が支持体５により支持されているだけで、液晶パネル２とタッチパネル４の間の空間の四隅以外が開放されており、液晶パネル２の表面に埃がつきやすいものであった。

さらに、特許文献２に開示されているように液晶パネルを枠状の弾性部材で囲んで保持し、タッチパネルと重ねる構造の場合、タッチパネルのフォースフィードバック機能を持たせようとしても、枠状の弾性部材により全周が挟持されたタッチパネルは、振動が抑えられ、操作者の指に効果的に振動が伝わりにくいものである。

この発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、防塵性が高く、タッチパネルの振動も効果的に操作者に伝達されるタッチパネルの保持構造を提供することを目的とする。

この発明は、表示用の画面を構成する表示用パネルと、この表示用パネルの外側に位置して入力操作が行われるタッチパネルと、枠状に形成され前記表示用パネルが嵌合し前記表示用パネルの周面である側面が全周に亘り当接するとともに、前記タッチパネルが嵌合し、前記タッチパネルの周面である側面を全周に亘り保持し、前記表示用パネルに対して前記タッチパネルを平行に支持した弾力性を有する弾性支持枠体と、前記タッチパネルの裏側の面の側縁部に設けられ、前記タッチパネルの操作により前記タッチパネルに振動を与える圧電素子と、前記表示用パネルと前記タッチパネルを、前記弾性支持枠体を介して保持し、前記タッチパネルが露出する開口部を有した筐体とを備え、前記弾性支持枠体は、その枠を形成した側壁部の内周面から、前記枠の内側方向へ直角に一定幅で、全周に亘り延出したパネル受け部を有し、前記パネル受け部は、前記タッチパネルの裏側の面の側縁部を複数箇所で支持し、前記圧電素子を収容する空間を形成したタッチパネル支持部を備え、前記弾性支持枠体の、前記タッチパネル支持部と前記側壁部及び前記パネル受け部は、一体に成形され、前記パネル受け部の裏側の面に、前記表示用パネルの外側の面の側縁部が全周に亘り接触し、前記パネル受け部の外側の面に前記タッチパネルが対面して位置したタッチパネルの保持構造である。

特に、前記弾性支持枠体のタッチパネル支持部は、前記タッチパネルの四隅を支持するものである。

また、前記タッチパネルの表面側は、前記筐体の前記開口部より大きく形成され、前記開口部の周縁に貼り付けられ、前記開口部を覆った保護シートにより被覆されているものである。

この発明のタッチパネルの保持構造は、表示用パネルとタッチパネルが弾性支持枠体により、側面全周が密閉状態で囲まれて保持され、表示用パネルと前記タッチパネル間に埃が侵入することがない。しかも、弾性支持枠体は、単体の部材で圧電素子によるタッチパネルの振動を吸収し、防塵機能も有するものである。これにより、少ない部品点数で、所望の効果を得ることができ、組み立て工数も削減され、タッチパネル装置のコストダウンにも寄与する。

また、弾性支持枠体のタッチパネル支持部は、設計製造段階において、成形により容易に適宜の位置に設定可能である。特に、タッチパネルの振動の節部分にタッチパネル支持部を位置させることにより、振動の減衰や、振動が他の部材に伝達されるのを抑えることができる。

また、筐体開口部とタッチパネル表面に保護シートを貼り付けることにより、さらに良好な防塵・防滴効果を得ることができる。

この発明の一実施形態のタッチパネル装置の分解斜視図である。この発明の一実施形態のタッチパネルの保持構造を示す部分断面図である。この発明の一実施形態のタッチパネルの保持構造の弾性支持枠体を示す斜視図である。従来のタッチパネル装置の分解斜視図である。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１〜図３はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態のタッチパネル装置１０は、携帯型情報端末装置に用いられたものを例示するものであるが、タッチパネルは、その他コンピュータ用ディスプレイ、カーナビゲーション装置、ＡＴＭ、券売機等、各種のディスプレイパネル等と兼用された入力装置として用いられる。このタッチパネル装置１０は、液晶表示パネルやＥＬ表示パネル等の表示用パネル１２と、入力操作が行われるタッチパネル１４を備え、表示用パネル１２とタッチパネル１４を収容し樹脂等により成形された筐体１６を有している。さらに、筐体１６内には、図示しない回路基板や電源、その他電子部品が収容されている。

タッチパネル１４は、公知の構造であり、例えば樹脂やガラスの基板表面に透明なＩＴＯ膜が所定のパターンで蒸着されて形成され、ＩＴＯ膜の端部には電極が接続されている。ＩＴＯ膜が形成された上下２枚のパネル間にドットスペーサを設けて互いに対面させ、タッチパネル１４の表面を押圧することにより、上下のパネルのＩＴＯ膜が接触し、その時の抵抗値によりタッチパネル１４上の押圧位置を検出することができるものである。

タッチパネル１４の裏側の面であって、互いに対向する一対の側縁部には、フォースフィードバック機能を発揮するための所定の長さの圧電素子１３が取り付けられている。圧電素子１３の長さは、タッチパネル１４の１辺の長さ全長である必要はないが、１辺の約１／２程度以上の長さが好ましい。圧電素子１３は、弾性接着剤１５内に埋設されて、タッチパネル１４に接着されている。

タッチパネル１４と表示用パネル１２は、ウレタンゴムやシリコンゴム、クロロプレンゴム等の一定の強度と弾力性のある弾性支持枠体２０内に嵌合されている。弾性支持枠体２０は、図２に示すように、矩形の枠形状であり、断面が長方形の側壁部２２と、側壁部２２の上方外周縁部に全周に亘り形成された切り欠き部２４と、側壁部２２の内周面の中央部から直角に内側方向に一定幅で全周に亘り延出したパネル受け部２６から成る。パネル受け部２６は、裏側の面である表示用パネル受け面２６ａと、外側の面であるタッチパネル受け面２６ｂとから成る。さらに、側壁部２２の四隅部であって、タッチパネル受け面２６ｂの角部には、タッチパネル１４をその四隅で支持したタッチパネル支持部２８が一体に形成されている。

弾性支持枠体２０は、組み立て状態で、図２に示すように、筐体１６の開口部１６ａの内側に収容され、開口部１６ａの保持縁部１６ｂに、弾性支持枠体２０の切り欠き部２４が係合し位置決めされる。弾性支持枠体２０の枠内には、表示用パネル１２が、弾性支持枠体２２０の裏面側から嵌合し、表示用パネル１２の外側の面の側縁部全周が、パネル受け部２６の表示用パネル受け面２６ａに当接し、位置決めされる。表示用パネル１２の外側の面の側縁部と表示用パネル受け面２６ａは、接着剤により接着される。尚、当該箇所については、側壁部２２が表示用パネル１２の側面の周囲を取り囲んでいるため、必ずしも接着されなくても良い。弾性支持枠体２０のタッチパネル受け面２６ｂ側には、タッチパネル１４が嵌合し、四隅のタッチパネル支持部２８により弾性的にタッチパネル１４を支持する。このとき、タッチパネル１４の側縁部の圧電素子１３及び弾性接着剤１５は、タッチパネル支持部２８のタッチパネル受け面２６ｂとの段差内に収容される。

タッチパネル１４の外側の面には、タッチパネル１４を覆うとともに筐体１６の開口部１６ａを覆って貼り付けられた透明な保護シート１７が取り付けられている。保護シート１７は、開口部１６ａよりも大きく、開口部１６ａを閉鎖し、筐体１６の開口部１６ａからの埃や水分の侵入を防止する。

各圧電素子１３は、その圧電素子１３に振動を発生させ、押圧者に操作感を与えるフォースフィードバック機能を付与するための図示しない圧電素子駆動回路に接続されている。また、タッチパネル１４の側縁部の電極には図示しないケーブルが接続され、入力情報を筐体１６内の制御部に伝達可能に設けられている。

次に、この実施形態のタッチパネル装置１０のタッチパネルの保持構造の作用効果について以下に説明する。弾性支持枠体２０のタッチパネル支持部２８は、圧電素子１３によるタッチパネル１４の振動の節部分に位置する。この実施形態では、タッチパネル１４の振動の節が、四隅に位置するように設定されている。そして、表示用パネル１２とタッチパネル１４は、弾性支持枠体２０の側壁部２２により、全周に亘り側面が密着状態で囲まれ、表示用パネル１２の外側の面の側縁部も、全周に亘りタッチパネル受け面２６ｂに当接し、表示用パネル１２とタッチパネル１４間の空間が密閉された状態となり、この空間に埃が進入することがない。さらに、タッチパネル１４の表面側には、筐体１６の開口部１６ａを覆うように保護シート１７が貼り付けられ、タッチパネル１４が位置した筐体１６の開口部１６ａを完全に覆うことにより、さらに防塵効果を高め、防滴効果も得ることができる。

また、弾性支持枠体２０のタッチパネル支持部２８の位置は、成形時に成形用金型の形状により適宜設定可能なものであり、タッチパネル支持部２８を形成する箇所を移動可能な駒構造とした金型を用いることにより、弾性支持枠体２０の任意の位置にタッチパネル支持部２８を形成することができる。

なお、この発明のタッチパネルの保持構造は上記実施形態に限定されるものではなく、タッチパネル支持部の位置は、弾性支持枠体の１辺に沿って複数設けても良く、タッチパネルの大きさや構造により適宜設定し得るものである。タッチパネル支持部の形状についても、矩形に限定されず、支持機構が満足できれば、鉤形などの異形であっても良い。また、タッチパネルの形式は、抵抗膜式のみではなく、種々の形式のものと組み合わせることができる。フォースフィードバック用の圧電素子も、タッチパネルの少なくとも１辺に設ければよく、２辺またはそれ以上に設けても良い。

１０タッチパネル装置
１２表示用パネル
１３圧電素子
１４タッチパネル
１６筐体
１６ａ開口部
１７保護シート
２０弾性支持枠体
２２側壁部
２４切り欠き部
２６パネル受け部
２８タッチパネル支持部

Claims

表示用の画面を構成する表示用パネルと、
この表示用パネルの外側に位置して入力操作が行われるタッチパネルと、
枠状に形成され前記表示用パネルが嵌合し前記表示用パネルの周面である側面が全周に亘り当接するとともに、前記タッチパネルが嵌合し、前記タッチパネルの周面である側面を全周に亘り保持し、前記表示用パネルに対して前記タッチパネルを平行に支持した弾力性を有する弾性支持枠体と、
前記タッチパネルの裏側の面の側縁部に設けられ、前記タッチパネルの操作により前記タッチパネルに振動を与える圧電素子と、
前記表示用パネルと前記タッチパネルを、前記弾性支持枠体を介して保持し、前記タッチパネルが露出する開口部を有した筐体とを備え、
前記弾性支持枠体は、その枠を形成した側壁部の内周面から、前記枠の内側方向へ直角に一定幅で、全周に亘り延出したパネル受け部を有し、
前記パネル受け部は、前記タッチパネルの裏側の面の側縁部を複数箇所で支持し、前記圧電素子を収容する空間を形成したタッチパネル支持部を備え、
前記弾性支持枠体の、前記タッチパネル支持部と前記側壁部及び前記パネル受け部は、一体に成形され、
前記パネル受け部の裏側の面に、前記表示用パネルの外側の面の側縁部が全周に亘り接触し、前記パネル受け部の外側の面に前記タッチパネルが対面して位置したことを特徴とするタッチパネルの保持構造。
前記弾性支持枠体のタッチパネル支持部は、前記タッチパネルの四隅を支持する請求項１または１記載のタッチパネルの保持構造。
前記タッチパネルの表面側は、前記筐体の前記開口部より大きく形成され、前記開口部の周縁に貼り付けられ、前記開口部を覆った保護シートにより被覆されている請求項２記載のタッチパネルの保持構造。