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JP6005422B2 - 電子デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、電子デバイスに係り、より詳しくは、タッチパネルとディスプレイを備え、指の押下により変形可能な接触感覚を有する電子デバイスに関する。
最近のモバイルフォンのディスプレイは、ディスプレイに映像が表示されるだけでなく入力機能も有している。これはタッチパネルと称する入力手段をディスプレイ上に積層して実現している。タッチパネルの機能は、操作者の指先、またはペン先などで接触認識と位置情報を入力するのが一般的である。このような手段の普及によりボタンの過剰配置が解消されて、デザインのよい電子デバイスが提供されている。しかしながら、タッチパネルは平面であるため接触感覚を表現できないという問題がある。この問題を解消するため、振動を用いて接触感覚を向上させる方式が提案されているが、平面という点は変わらないため接触感覚の向上はできていない。
特許文献１の電子デバイスを図７に示す。図７に示すように、フレームの内側の底部で、四隅にコイルばね形状の形状記憶ワイヤを設置し、その上にディスプレイとタッチパネルを重ねた構成としている。プロセッサは、形状記憶ワイヤの電流をオンオフさせて伸縮の制御を行なっている。例えば、形状記憶ワイヤは電流が流れると縮むように構成される。これによりディスプレイとタッチスクリーンの表面全体が動く。この構成によれば、（ａ）形状記憶ワイヤに伸縮を行なわせるためフレームが必要である。（ｂ）ディスプレイとタッチスクリーンの全体が押されてへこみ、また復元される。（ｃ）シングルイベントの指示のみ有効である。
特開２００９−１１６８６３号公報
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、局所変形及び多点入力が可能で、小型薄型化が可能な接触感覚に優れた電子デバイスを提供することにある。
本発明の電子デバイスは、Ｘ軸位置検出用透明導電膜とＹ軸位置検出用透明導電膜と押下位置検出回路からなり、静電容量の変化から押下された座標と押下量を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルに積層され、複数の形状記憶ワイヤが一方を向いて配列される形状記憶ワイヤの第１層、複数の形状記憶ワイヤが前記第１層と直交する方向に配列される形状記憶ワイヤの第２層、及び前記第１層と前記第２層の形状記憶ワイヤに電流を流して変形した形状記憶ワイヤの形状復元を行なうアクチュエータからなる形状記憶ワイヤ部と、通常映像と補正映像を表示するディスプレイと、記憶装置に格納された通常映像を前記ディスプレイに送信し、前記タッチパネルから押下座標と押下量を受信して記憶装置に保存し、前記押下量に基づき押下位置の補正映像を生成して前記ディスプレイに送り、形状を復元すべき前記形状記憶ワイヤに通電するよう前記アクチュエータに指示するプロセッサと、を含んで構成され、前記形状記憶ワイヤの第１層と第２層の形状記憶ワイヤが格子状に配置され、前記格子に前記Ｘ軸位置検出用透明導電膜と前記Ｙ軸位置検出用透明導電膜が、上下方向から見て千鳥状に配置されることを特徴とする。
前記プロセッサは、前記タッチパネルの押下された位置の押下量に基づき、任意のタイミングで前記アクチュエータに押下で変形した部分の形状復元を指示することを特徴とする。
本発明によれば、形状記憶ワイヤを格子状に配置したので、局所的に押下することができる。このため、例えば複数のボタンを表示して、各ボタンの対応する位置を押下し、押下部を局所的に変形させ、接触感覚を向上させることができる。すなわち多点の入力が可能なタッチパネルに適用できる。形状記憶ワイヤが押下により変形しても、形状記憶ワイヤに電流を流して元の形状に復帰できるようにしたので、タッチパネルの接触面を維持できる。形状記憶ワイヤは、コイルばねのように縦方向に伸びる使い方ではなく面上に並べて配置するので、小型化と薄型化ができる。プロセッサは、各点の押下量に基づき、補正映像を生成するようにしたので、歪んだ映像が表示されないようにできる。
形状記憶ワイヤの第１層と第２層の形状記憶ワイヤが格子状に配置され、格子にＸ軸位置検出用透明導電膜とＹ軸位置検出用透明導電膜が上下方向から見て千鳥状に配置したので、第１層と第２層の静電容量の検出が重ならないように配置できる。また、指などの押下位置の精度も確保できる。
プロセッサで、タッチパネルの押下された位置の押下量に基づき、任意のタイミングでアクチュエータの押下で変形した部分の形状復元を指示するので、形状記憶ワイヤの形状復帰を速やかに行なうことができる。
本発明の基本構成を示す構成図である。 図１の形状記憶ワイヤ部とタッチパネルの説明図である。 形状記憶ワイヤの形状の変化を示す説明図である。 図２のＡ部を上から見た拡大図である。 本発明の実施例における電子デバイスの構成を示す図である。 図５の形状記憶ワイヤを内蔵したタッチパネルの詳細な構成を示す図である。 従来の電子デバイスの構成図である。
以下、本発明の電子デバイスについて、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の基本構成を示す構成図である。図１に示すように、本発明の電子デバイスは制御部と表示部からなる。制御部にはプロセッサ１０と記憶装置９が設けられる。表示部にはタッチパネル１と形状記憶ワイヤ部２とディスプレイ７からなる。タッチパネル１には、内部にコントローラが内蔵されており、静電容量の変化から指などで押された座標と押下量を算出し、プロセッサ１０に送ることができる。形状記憶ワイヤ部２は、複数の形状記憶ワイヤが一方を向いて配列される形状記憶ワイヤの第１層２ａと、複数の形状記憶ワイヤが第１層２ａと直交する方向に配列される形状記憶ワイヤの第２層２ｂと、第１層２ａと第２層２ｂの形状記憶ワイヤに電流を流して変形した形状記憶ワイヤの形状復元を行なうアクチュエータ２ｃで構成される。記憶装置９は、表示部での指の押下座標と押下量を記憶する。記憶装置９は通常映像も記憶している。
プロセッサ１０は、記憶装置９に格納された通常映像をディスプレイ７に送信し、タッチパネル１から押下座標と押下量を受信して記憶装置９に保存し、押下量に基づき押下位置の補正映像を生成してディスプレイ７に送り、形状を復元すべき形状記憶ワイヤに通電するよう形状記憶ワイヤ部２のアクチュエータ２ｃに指示する。ディスプレイ７は、補正映像または通常映像の表示を行なう。
図２は、図１の形状記憶ワイヤ部とタッチパネルの説明図である。図２の上から下に向かって、Ｘ軸位置検出用透明導電膜１ａ、形状記憶ワイヤの第１層２ａ、Ｙ軸位置検出用透明導電膜１ｂ、形状記憶ワイヤの第２層２ｂの４層が積層される。Ｘ軸位置検出用透明導電膜１ａとＹ軸位置検出用透明導電膜１ｂは、押下位置検出回路１ｃに接続される。形状記憶ワイヤの第１層２ａと形状記憶ワイヤの第２層２ｂは、アクチュエータ２ｃに接続される。
図３は、形状記憶ワイヤ５の形状の変化を示す説明図である。形状記憶ワイヤ５は、図３の左側に示すように、通常は電源に接続されていない。そのため、指の接触や押下により変形する。この変形は、硬い平面の押下に比べて接触感覚を向上させる。プロセッサ１０から、アクチュエータ２ｃに指定された形状記憶ワイヤ５の通電が指示されと、アクチュエータ２ｃは、図３の右側に示すように、指定された形状記憶ワイヤ５に通電する。これにより形状記憶ワイヤ５は、熱を持つもので、元の形状に復元される。形状記憶ワイヤ５の断面は、図３に示すように、周囲が透明弾性材料６で覆われたものとすることができる。これに限らず、２枚のシート状の透明弾性材料６の間に、複数の形状記憶ワイヤ５を挟み込んだ構造としてもよい。
図４は、図２のＡ部を上から見た拡大図である。形状記憶ワイヤの第１層２ａと第２層２ｂの形状記憶ワイヤ５は互いに直交するように、すなわち格子状に配置される。格子の１辺は約５ｍｍ、導電膜の間隔が１ｍｍ程度であれば使用に耐えるものとすることができる。この格子に対応して、Ｘ軸位置検出用透明導電膜１ａと、Ｙ軸位置検出用透明導電膜１ｂを上から見て（ｔｏｐ ｖｉｅｗ）千鳥状に配置している。Ｘ軸位置検出用透明導電膜１ａまたはＹ軸位置検出用透明導電膜１ｂは、指が接触すると静電容量が変化する素子である。
図５は、本発明による電子デバイスの通常構成を示す図である。図５に示すように、通常構成では、タッチパネル１に形状記憶ワイヤ部２が内蔵される形にした。その下側にはディスプレイ７、さらにその下側にバックライト８が配置される。形状記憶ワイヤ部２の変形を有効にするため、タッチパネル１と形状記憶ワイヤ部２の層とディスプレイ７の層の間には、一定の間隔を設けることが望ましい。有機ＥＬなど自発光素子を使用する場合、球面や凸面などのディスプレイにすることもできる。
図６は、図５の形状記憶ワイヤ内蔵のタッチパネルの詳細な構成を示す図である。図６に示すように、最下層が中間膜に形状記憶ワイヤ５をＸ軸方向に配置した層で、その上にＸ軸位置検出用透明導電膜の層、中間膜に形状記憶ワイヤ５をＹ軸方向に配置した層、Ｙ軸位置検出用透明導電膜の順に積層した。
１ タッチパネル
１ａ Ｘ軸位置検出用透明導電膜
１ｂ Ｙ軸位置検出用透明導電膜
１ｃ 押下位置検出回路
２ 形状記憶ワイヤ部
２ａ 第１層
２ｂ 第２層
２ｃ アクチュエータ
５ 形状記憶ワイヤ
６ 透明弾性材料
７ ディスプレイ
８ バックライト
９ 記憶装置
１０ プロセッサ

Claims (2)

  1. Ｘ軸位置検出用透明導電膜とＹ軸位置検出用透明導電膜と押下位置検出回路からなり、静電容量の変化から押下された座標と押下量を検出するタッチパネルと、
    前記タッチパネルに積層され、複数の形状記憶ワイヤが一方を向いて配列される形状記憶ワイヤの第１層、複数の形状記憶ワイヤが前記第１層と直交する方向に配列される形状記憶ワイヤの第２層、及び前記第１層と前記第２層の形状記憶ワイヤに電流を流して変形した形状記憶ワイヤの形状復元を行なうアクチュエータからなる形状記憶ワイヤ部と、
    通常映像と補正映像を表示するディスプレイと、
    記憶装置に格納された通常映像を前記ディスプレイに送信し、前記タッチパネルから押下座標と押下量を受信して記憶装置に保存し、前記押下量に基づき押下位置の補正映像を生成して前記ディスプレイに送り、形状を復元すべき前記形状記憶ワイヤに通電するよう前記アクチュエータに指示するプロセッサと、を含んで構成され、前記形状記憶ワイヤの第１層と第２層の形状記憶ワイヤが格子状に配置され、前記格子に前記Ｘ軸位置検出用透明導電膜と前記Ｙ軸位置検出用透明導電膜が、上下方向から見て千鳥状に配置されることを特徴とする電子デバイス。
  2. 前記プロセッサは、前記タッチパネルの押下された位置の押下量に基づき、任意のタイミングで前記アクチュエータに押下で変形した部分の形状復元を指示することを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
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