振動体、触覚機能付きの入力装置及び電子機器
【課題】従来例のようなバネ構造に依存することなく、アクチュエータを小型化できるようにすると共に、アクチュエータの機能とスピーカーの機能とを両立できるようにする。
【解決手段】所定の面が開放されたハウジング６と、この開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄと、ハウジング６に内包され、円柱状のマグネット４を支持するヨーク５と、巻き軸部を有してマグネット４の周囲に可動自在に配されたコイル３と、中央部がコイル３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が突起部６ｃ，６ｄの所定位置に取り付けられた振動板２とを備え、突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定される空間領域内にヨーク５が可動自在に配置されるものである。コイル３に触覚提示用の低周波数信号を入力すると、突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【解決手段】所定の面が開放されたハウジング６と、この開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄと、ハウジング６に内包され、円柱状のマグネット４を支持するヨーク５と、巻き軸部を有してマグネット４の周囲に可動自在に配されたコイル３と、中央部がコイル３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が突起部６ｃ，６ｄの所定位置に取り付けられた振動板２とを備え、突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定される空間領域内にヨーク５が可動自在に配置されるものである。コイル３に触覚提示用の低周波数信号を入力すると、突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用して好適な振動体、触覚機能付きの入力装置及び電子機器に関する。詳しくは、突起部及びハウジングから画定される空間領域内に所定形状のマグネットを支持したヨークを可動自在に配置し、当該マグネットの周囲には振動板に取り付けられたコイルを突起部の開口部を介して可動自在に配して、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動させてスピーカーとして機能できるようにすると共に、コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力したときは、突起部及びハウジングから画定された空間領域内でヨーク自体を振動できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザ（操作者）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入力装置が具備される。入力装置にはキーボードや、ＪＯＧ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が使用される場合が多い。
【０００３】
また、アクチュエータを組み合わせた入出力装置も開発されている。アクチュエータは、２層以上のひずみ量の異なる圧電素子、又は、圧電素子と非圧電素子とを貼り合わせ、この貼合体の圧電素子に振動制御電圧を印加したとき、双方のひずみ量の差によって生じる貼合体の曲げ変形を力学的に利用するものである（振動体機能）。
【０００４】
この種の圧電アクチュエータを備えた電子機器に関して、特許文献１には、入出力装置及び電子機器が開示されている。この電子機器によれば、多層圧電バイモルフ型圧電アクチュエータ及びタッチパネルを有する入出力装置を備え、多層圧電バイモルフ型圧電アクチュエータは、情報の種類に応じてタッチパネルを通じて異なる触覚を使用者にフィードバックする。入出力装置は、支持フレーム上に支持部を介して圧電アクチュエータを取り付けた圧電体支持構造を有している。圧電アクチュエータの中央上部には、支持部が貼り付けられ、この支持部がタッチパネルに当接される。圧電アクチュエータ振動制御電圧を供給すると、タッチパネルに振動を伝達するようになされる。
【０００５】
このように電子機器を構成すると、使用者に対して、情報の種類に応じた入力操作に対する触覚フィードバックを確実に提供できるというものである。これらの圧電アクチュエータを用いた触覚フィードバック制御では、タッチパネルが外部からの入力（位置および、加圧力）を検出し、制御系がタッチパネルからの入力情報をトリガーにして、当該タッチパネルまたは筺体を振動させるようになされる。
【０００６】
一方、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、表示パネルが設けられ、表示部の上部付近にレシーバ（受話器）を備える場合が多い。レシーバは、ボイスコイル方式のマグネットスピーカーの原理で振動体を駆動し、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。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−９４３８９号公報（第９頁 図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来例に係る触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等の電子機器によれば、以下のような問題がある。
【０００９】
ｉ．特許文献１に見られるような圧電アクチュエータを備えた入出力装置を２軸ヒンジタイプや、ストレートタイプ、スライドタイプ等の携帯電話機、又は、ビデオカメラや、デジタルカメラ等の表示モニタに適用して触覚提示機能を実現しようとした場合、レシーバ用のスピーカー又は効果音用のスピーカーと、触覚提示用の圧電アクチュエータとの両方を実装しなくてはならず、表示パネルを実装した筐体において、部品取付スペースが余分に必要となるという問題がある。
【００１０】
ii．上述のタイプの携帯電話機に関して、着信音や着信メロディを出力するスピーカーは、直径が１６ｍｍ程度で、高さが２．４ｍｍといったように、レシーバーに比べて大きく、通常、表示モニタを実装した上部筐体ではなく、操作キーを備えた下部筐体側に設けられる場合が多い。従って、着信メロディ用のスピーカーを触覚提示用のアクチュエータ機能として表示パネルを実装した上部筐体に適用することが困難となる。
【００１１】
iii．因みに、着信メロディ用のスピーカーをそのまま触覚提示用のアクチュエータ機能として表示パネル実装側の上部筐体に適用すると、携帯電話機が厚くなったり、コストアップにつながったりして商品性を著しく損なうことが懸念される。
【００１２】
iv．なお、本件出願人が現在、特許出願中（特願２００６−０３２７４９号）の「振動体他」によれば、振動系を構成する振動部材が部材収納部内において、スプリングバネで支持する構造が採られている。しかし、スプリングバネは、通常の使用環境下で、デバイスの駆動や、使用者がモバイル通信機器等を落下等させたときに加わる外部からの荷重又は衝撃によって、金属疲労や塑性変形を生じ易く、所定の性能が得られなくなるおそれが懸念される。
【００１３】
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、従来例のようなバネ構造に依存することなく、アクチュエータを小型化できるようにすると共に、アクチュエータの機能とスピーカーの機能とを両立できるようにした振動体、触覚機能付きの入力装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題は、所定の面が開放された部材収納部と、部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、巻き軸部を有して部材収納部の開放面側で磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、中央部がコイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする振動体によって解決される。
【００１５】
本発明に係る振動体によれば、磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。
【００１６】
本発明に係る入力装置は、情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、入力検出手段と、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する振動体とを備え、振動体は、所定の面が開放された部材収納部と、部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、巻き軸部を有して部材収納部の開放面側で磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、中央部がコイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に支持部材が可動自在に配置されることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る触覚機能付きの入力装置によれば、本発明に係る振動体を備えるので、磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。従って、操作体に触覚を提示できるようになる。
【００１８】
本発明に係る電子機器は、情報入力操作時に操作体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、入力検出手段と、この入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する振動体とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、振動体は、所定の面が開放された部材収納部と、部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、巻き軸部を有して部材収納部の開放面側で磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、中央部がコイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に支持部材が可動自在に配置されることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置を備えるので、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る振動体によれば、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に所定形状の磁性体を支持した支持部材が可動自在に配置され、当該磁性体の周囲には振動体に取り付けられたコイルが可動自在に配されたものである。
【００２１】
この構造によって、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。これにより、従来例のようなバネ構造を省略できるようになるばかりか、超小型のスピーカー機能付きの振動体を提供できるようになり、特に、当該振動体を携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【００２２】
本発明に係る触覚機能付きの入力装置によれば、本発明に係る振動体を備え、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示するようになされる。
【００２３】
この構成によって、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。これにより、従来例のようなバネ構造を省略できるようになるばかりか、超小型のスピーカー機能付きの振動体を搭載した触覚機能付きの入力装置を提供できるようになる。特に、携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。しかも、レシーバ機能とアクチュエータ機能とを両立（兼用）できるので、入力装置のコストダウンを図ることができる。
【００２４】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置を備え、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示するようになされる。
【００２５】
この構成によって、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。これにより、従来例のようなバネ構造を省略できるようになるばかりか、超小型のスピーカー機能付きの振動体を搭載した触覚機能付きの入力装置を備える電子機器を提供できるようになる。しかも、レシーバと振動体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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
続いて、この発明に係る振動体、触覚機能付きの入力装置及び電子機器の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明に係る振動体を適用した第１の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー１００の構成例を示す上面一部破砕の斜視図である。
【００２８】
図１に示すアクチュエータ機能付きのコイン型のスピーカー１００は、本発明に係る振動体を適用したものであり、スピーカー機能の他に、触覚を発生させることができるアクチュエータ機能を有している。このスピーカー１００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操作者に対して触覚を提示する情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用可能なものである。
【００２９】
スピーカー１００は、部材収納部の一例を構成する円筒状のハウジング６を有しており、所定の面（図中上面）が開放されている。ハウジング６には、ＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等の冷間圧延鋼板（Steel Pressure Cold：以下ＳＰＣという）が使用される。ハウジング６の厚みをｔとし、その外径をＤφとし、その高さをＨとしたとき、厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．２ｍｍが選択される。その外径Ｄφは３．６ｍｍ乃至２０．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径Ｄφ＝１６．０ｍｍが選択される。その深さｈは１．０ｍｍ乃至５．９ｍｍ程度であり、好ましくは、深さｈ＝２．４ｍｍが選択される。
【００３０】
ハウジング６の開放面側には突出部材の一例となる部材抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ（ストッパー：図２参照）が設けられ、ハウジング６内に組み入れられた後の構成部品（以下で振動系の部品ブロックともいう）が抜け止めされる。この例では、ハウジング６の内側の最上端であって、突起部６ｃ，６ｄが相互に対峙する位置に設けられる。突起部６ｃ，６ｄは、例えば、折り返し突起構造を採る。折り返し突起構造とは、ハウジング６の上部の全周又は一部に渡り、振動系の部品ブロックが外部へ飛び出さないようにストップする構造をいう。
【００３１】
ハウジング６の底面には、隙間部材の一例を構成する揺れ規制台座用の円形状の枠ゴム６ｅが設けられ、ヨーク５の下方とハウジング６の底面との間に間隙Δｑ（スペース）を設けている。間隙Δｑは例えば、０．１ｍｍ程度に設定される。枠ゴム６ｅには、シリコン（Ｓｉ）ゴム（デュアルテック社やアルファゲル社製等）が使用される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至４．０ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．５ｍｍが選択される。
【００３２】
また、枠ゴム６ｅの内径は２．５ｍｍ乃至１８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝１２．０ｍｍが選択される。その外径は２．６ｍｍ乃至２０．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝１５．６ｍｍが選択される。なお、枠ゴム６ｅに樹脂を使用する場合は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）／ＰＣ樹脂＋ＡＢＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＣ＋ＰＭＭＡ樹脂が使用される。厚み、内径及び外径は上述した通りである。
【００３３】
ハウジング６内には支持部材の機能を構成する振動用のヨーク５が配置されている。ヨーク５は円形無底状を有しており、少なくとも、所定形状（この例では円柱状をいう）のマグネット４を支持するための開口部が設けられる。ヨーク５は、ハウジング６に内包され、突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定される空間領域内に可動自在に配置される。
【００３４】
ヨーク５には、亜鉛（Ｚｎ）メッキにより表面処理（三価クロムメート処理）されたＳＰＣが使用される。表面処理には無電解メッキ（ＥＬ／ＦｅＰ−／ＯＰ３）が採られる。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．３ｍｍが選択される。その外径は３．２ｍｍ乃至１８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝１２．４ｍｍが選択される。
【００３５】
ヨーク５の内径は３．２ｍｍ乃至１６．４ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝６．４ｍｍが選択される。その深さは０．２ｍｍ乃至２．４ｍｍ程度であり、好ましくは、深さ＝０．９ｍｍが選択される。その開口部５ａの内径φＸ（図３参照）は、０．１ｍｍ乃至１６．０ｍｍ程度であり、好ましくは、内径φＸ＝２．０ｍｍが選択される。
【００３６】
ヨーク５の内側下面には、おもり９が設けられ、当該ヨーク５の重さを調整するようになされる。おもり９には、オーリング状の黄銅や、真銅（Ｃ２６８０）、タングステン（Ｗ）等が使用される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至２．１ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．６ｍｍが選択される。その内径は３．３ｍｍ乃至１７．４ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝７．０ｍｍが選択される。その外径は４．２ｍｍ乃至１８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝１１．８ｍｍが選択される。
【００３７】
ハウジング６内で可動自在に支持されるヨーク５の底部には、磁性体の一例を構成するマグネット４（永久磁石）が固定されている。例えば、マグネット４の側面に接着剤が塗布され、この接着剤を介してヨーク５に接着され、締結固定される。マグネット４には、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された円柱状のＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。マグネット４の外径は２．８ｍｍ乃至１６ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝６．０ｍｍが選択される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至２．０ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．６ｍｍが選択される。
【００３８】
マグネット４の先端には、磁極用の円盤状のポールピース４１が設けられている。ポールピース４１にはＳＰＣが使用される。その外径は２．８ｍｍ乃至１６ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝６．０ｍｍが選択される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．４ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．３ｍｍが選択される。
【００３９】
ハウジング６の開放面側で、マグネット４の周囲には円筒状に巻装された可動用のコイル３（ボイスコイル）が可動自在に配されている。コイル３には銅が使用され、コイル３は巻き軸部を有している。コイルの線径は、０．０２ｍｍ乃至０．０８ｍｍ程度である。好ましくは、線径＝０．０５ｍｍのコイルが選択される。その巻き数は、５回乃至１００回程度である。好ましくは、巻き数＝３０回が選択される。その層数は、２乃至８程度である。好ましくは、層数４が選択される。その内径は、３ｍｍ乃至１５ｍｍ程度である。好ましくは、内径＝６ｍｍに設定される。その高さは、０．１ｍｍ乃至２ｍｍ程度である。好ましくは、高さ＝０．６ｍｍに設定される。コイル３には音声信号や、振動発生信号等を供給するようになされる。
【００４０】
上述のコイル３の巻き軸部の一方の側には、振動板２が取り付けられている。例えば、振動板２は、中央部がコイル３の巻き軸部の一方の側に接着され、その外縁部がハウジング６上の縁部及び突起部６ｃ，６ｄに接着されている。振動板２の直径Ｄφは、８ｍｍ乃至２０ｍｍ程度であり、好ましくは、Ｄφ＝１５．５ｍｍが選択される。振動板２には、厚みｔが０．００８ｍｍ乃至０．０１ｍｍであり、好ましくは、厚みｔ＝０．０２５ｍｍのＰＥＮ又はＰＥＩ（ポリエーテルイシド）のフィルム状体が使用される。
【００４１】
なお、上述の枠ゴム６ｅは異音発生防止機能を有している。非通電時、ヨーク５は枠ゴム６ｅ上に載置する姿勢を採る。通電時、定格以上の入力がコイル３に供給されると、マグネット４、ヨーク５、おもり９及びポールピース４１からなる振動系の部品ブロック６１４が枠ゴム６ｆに当接するようになされる。これは、駆動時の異音を発生させないためである。枠ゴム６ｅを断面三角状にしたのは、左右方向に振動系の部品ブロック６１４が触れないようにするためである。
【００４２】
図２は、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の正面の構成例を補足する断面図である。図２に示すスピーカー１００によれば、マグネット４の底面がヨーク５を貫通している。また、ハウジング６の上部内縁の突起部６ｃ，６ｄと、当該ハウジング６内の枠ゴム６ｅ上に載置されたヨーク５との間には、振動余裕用の間隙Δｇが設定される。間隙Δｇとは、枠ゴム６ｅ上に載置されたヨーク５の上部先端から枠ゴム６ｆの所定の位置（ヨーク５の垂直変位時の上部当接位置）に至る距離をいう。間隙Δｇは例えば、０．１ｍｍ程度に設定される。間隙Δｇは、抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄと、ハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５自体を磁気結合力によって振動させるために設定している。
【００４３】
この例で、突起部６ｃ，６ｄの下部には、振動規制用の枠ゴム６ｆが設けられる。もちろん、枠ゴム６ｆはハウジング６の全内周に渡って形成されなくてもよく、突起部６ｃ，６ｄの下部のみでもよい。取り付けスペースが取れない場合は省略してもよい。
【００４４】
また、ハウジング６の底面部には、例えば、２個の開口部６ａ，６ｂが設けられている。この２個の開口部６ａ，６ｂの外部側には、メッシュシール８ａ，８ｂが貼付されている。メッシュシール８ａは開口部６ａを覆うように、また、メッシュシール８ｂは開口部６ｂを覆うように設けられる。このメッシュシール８ａ，８ｂの機能は、ハウジング６の内側と外側における呼吸機能を確保するためである。
【００４５】
ハウジング６の外周面上部の所定の位置には電極引出部７が設けられる。この例では、突起部６ｄの取り付け位置に対してその背面側に設けられた電極引出部７には、引出電極７ａ，７ｂ（図示せず）が設けられ、振動板２に接合されたコイル３に接続される。電極引出部７は、絶縁部材から構成され、引出電極７ａは、コイル３の引出線３ａに接続され、引出電極７ｂは、コイル３の引出線３ｂに接続され、音声信号や、振動発生信号等が入力される。
【００４６】
ここでアクチュエータ機能付きのスピーカー１００の振動原理を説明する。この例で、ハウジング６内の枠ゴム６ｅに振動系の部品ブロック６１４が載置され、コイル３に振動発生信号等が入力されない非通電時には、マグネット４と、当該マグネット４と対抗する金属製のハウジング６との間で磁気的な吸引力によって、振動系の部品ブロック６１４がハウジング６に吸引保持された状態で固定される姿勢を採る。
【００４７】
また、電極引出部７を介して触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）の振動発生信号等がコイル３に入力される通電時には、上述の部品ブロック６１４のマグネット４と、金属製のハウジング６とに基づく磁気的な吸引力に対して、コイル３とマグネット４から構成される電磁誘導により、磁気的な吸引力を上回る反対向きの電磁力（以下推力ともいう）を発生させる。電極引出部７を介してコイル３に振動発生信号等が入力され、磁気的な吸引力と反対向きの電磁力が当該磁気的な吸引力を超えた際に、始めて、振動系の部品ブロック６１４が可動し、振動を伝播するようになる。
【００４８】
つまり、非通電時、マグネット４は金属製のハウジング６を吸引している。この力を吸引力Ａとすると、通電時は、コイル３とマグネット４の電磁誘導により発生される力を電磁力Ｂとする（Ａと逆方向、または平行方向）と、吸引力Ａに逆らう電磁力Ｂを発生させ、電磁力Ｂが吸引力Ａを超えた際（Ａ＜Ｂ）に始めて、振動系の部品ブロック６１４が可動する。なお、Ａ＞Ｂとなった段階で部品ブロック６１４が元の位置に戻る。これにより、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５、すなわち、振動系の部品ブロック６１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。
【００４９】
図３は、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の組立例を示す分解斜視図である。図３に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー１００によれば、まず、ハウジング６を準備する。この例では、ハウジング６を磁性部材で作成する場合は、厚みｔ＝０．２ｍｍ、外径Ｄφ＝１６．０ｍｍ、深さｈ＝２．４ｍｍで、ＳＰＣ（冷間圧延鋼板）を折り曲げ・プレス加工をしたり、孔開け加工をして、底部に開口部６ａ，６ｂ及び内側上縁部に部品抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄを形成する。例えば、突起部６ｃ，６ｄは切り欠き突起構造により実現する。切り欠き突起構造とは、ハウジング６の上方の一部を切り欠く形態で、これを内側に折り曲げる構造をいう。
【００５０】
もちろん、電極引出部７は、絶縁部材を加工して形成する。ハウジング６を樹脂部材で作成する場合は、底部に開口部６ａ，６ｂ及び内側上縁部に部品抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄを有したハウジング６が得られるような所定の金型を作成し、この金型にＡＢＳ樹脂等を注入して樹脂成形品を形成する。ＡＢＳ樹脂に代えてＰＣ樹脂でもよい。電極引出部７は突起部６ｃ，６ｄと同時に形成するとよい。例えば、電極引出部７の内部に、図５に示すような引出電極７ａ，７ｂを圧入方法により取り付けても、また、引出電極７ａ，７ｂを金型に組み込んでハウジング６と同時にインサート成形としてもよい。引出電極７ａ，７ｂにはピン状を有したものが使用される。
【００５１】
引出電極７ａ，７ｂには、太さ０．５ｍｍ程度のリン青銅丸棒をピン加工したものが使用される。引出電極７ａ，７ｂには、メッキが施される。例えば、２〜３μｍ程度のＮｉメッキ、１〜３μｍ程度のＮｉ−Ｐｄメッキ、０．０３μｍ程度のＣｕメッキが引出電極７ａ，７ｂを構成する部材に施される。これにより、振動系の部品ブロック６１４等を収容可能な容器が得られる。部品ブロック６１４は、マグネット４、ヨーク５、おもり９及びポールピース４１から構成される。
【００５２】
ハウジング６が準備できたら、その内部に揺れ規制台座用の枠ゴム６ｅや、振動規制用の枠ゴム６ｆ等を取り付ける。枠ゴム６ｅや枠ゴム６ｆには、断面三角形状を有したオーリング状のシリコン系のゴム輪を使用する。例えば、厚みｔ＝０．５ｍｍ、内径＝１２．０ｍｍ、外径＝１５．６ｍｍの枠ゴム６ｅや枠ゴム６ｆ等をハウジング６に対して接着剤を使用して貼り付けるようにする。
【００５３】
次に、ハウジング６内へ組み入れるためのヨーク５を準備する。ヨーク５には、中央部にマグネット取り付け用の開口部５ａを有した段付き円形状を成したものを形成する。例えば、厚みｔ＝０．３ｍｍのＳＰＣで、ヨーク５の直径をＤφ’とし、その高さをＨ’としたとき、Ｄφ’＝１２．４ｍｍ、内径＝６．４ｍｍ、高さＨ’＝１．５［ｍｍ］、開口部５ａの内径φＸ＝２．０ｍｍである。この例では、厚み０．３ｍｍのＳＰＣを板金プレス加工して、中央部にマグネット取り付け用の開口部５ａを形成し、裏面側におもり取り付けスペースを有した円筒状のヨーク５を形成する。
【００５４】
ヨーク５が形成できたら、ヨーク５の開口部内側にマグネット４を接合する。マグネット４には、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された、外径＝６．０ｍｍ、厚みｔ＝０．６ｍｍ程度の円柱状のＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石を使用する。例えば、マグネット４の外周壁に沿ってヨーク５の内壁がコイル３の可動範囲以下の領域まで伸びるようにマグネット４の挿入深さを調整し、ウレタン系の接着剤を使用してマグネット４をヨーク５の開口部内側に接合する。このとき、カシメ等の工程によりヨーク５をマグネット４に強固に固定するようにしてもよい。そして、マグネット４の先端に、磁束調整用の円柱状のポールピース４１を接着剤により接合する。ポールピース４１には、外径＝６．０ｍｍ、厚みｔ＝０．３ｍｍのＳＰＣが使用される。
【００５５】
次に、ヨーク５の内側下面におもり９を取り付ける。例えば、おもり９には、厚みｔ＝０．６ｍｍの黄銅を内径＝７．０ｍｍ、外径＝１１．８ｍｍ程度にオーリング状に加工したものが使用される。おもり９は、接着剤を使用してヨーク５の内側下面に接合する。おもり９の重さは、例えば、１．１９４［ｇ］程度である。接着剤にはいずれもウレタン系のものを使用する。これにより、ハウジング６の内部に収容可能な振動系の部品ブロックが得られる。
【００５６】
上述のようなマグネット４、おもり９及びポールピース４１を取り付けたヨーク５が準備できたら、ヨーク５をハウジング６内に組み入れる。このとき、突起部６ｃ，６ｄを潜るらせるようにヨーク５をハウジング６内の枠ゴム６ｅ上に載置する。その後、コイル付きの振動板２（ボイスコイル部品）でハウジング６上部を塞ぐように封止する。
【００５７】
ボイスコイル部品を作成するためには、まず、台錐形状の振動板２と可動用のコイル３を準備する。例えば、振動板２には、厚み２５μｍ程度のＰＥＮからなるフィルム部材が使用される。振動板２は、例えば、直径Ｄφ＝１５．５ｍｍ程度となるように仕上げられ、コーン形状に加工される。コイル３には、０．０５ｍｍ程度の銅線が使用される。コイル３は、銅線を所定回数（Ｎ＝３０回程度）及び層数「４」だけ円柱状に巻いて中空状を成すように形成し、内径＝６ｍｍ及び高さ＝０．６ｍｍ程度となるように仕上げる。
【００５８】
振動板２とコイル３とが準備できたら、振動板２の裏面中央部に円柱状のコイル３の一方の側を接合する。このとき、振動板２とコイル３とは、ウレタン系の接着剤を使用して接合する。これにより、ハウジング６の上部に取り付け可能なボイスコイル部品が得られる。
【００５９】
上述の振動系の部品ブロック及びボイスコイル部品が準備できたら、これらを例えば、引出電極７ａ，７ｂ付きのハウジング６に収納して、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００を組み立てる。この例では、振動板２内で露出しているコイル３の引出線３ａを引出電極７ａに半田付けし、同様に露出しているコイル３のもう片方の引出線３ｂを引出電極７ｂに半田付けして接続する。
【００６０】
その後、コイル３が接合された振動板２をハウジング６の上部から嵌合する。このとき、コイル３の巻き軸部がマグネット４を覆い被さるように組み込む。その後、抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄとハウジング６とを位置合わせし、振動板２の外縁部位が抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄを含むハウジング６の上縁部で維持固定されるように接着剤等を使用して外縁部位を接合する。これにより、図１に示したような、ハウジング６の内部でバネ部材に依存することなく、ヨーク５自体が振動可能なアクチュエータ機能付きのスピーカー１００が完成する。
【００６１】
図４は、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００に関する本発明と従来例との比較例を示す入力−出力特性図である。図４において、横軸は入力レベルであり、コイル３へ供給される触覚提示用の低周波の振動発生信号の入力電圧である。縦軸は、振動の出力レベルであり、振動系の部品ブロック６１４の加速度や、変位等である。実線＃Ｉは本発明に係るバネ構造無しのスピーカー１００に係る入力−出力特性であり、破線#IIは、従来例に係るバネ構造有りのスピーカーの入力−出力特性である。
【００６２】
従来例に係る入力−出力特性＃Ｉは、ハウジング内部でバネ部材に支持されたヨークを振動する場合である。本発明に係る入力−出力特性#IIは、ハウジング内部でバネ部材に依存することなく、磁気結合力を利用することにより、振動系の部品ブロック６１４自体を振動するようにしたものである。
【００６３】
これによれば、従来例に係る入力−出力特性＃Ｉは、入力電圧が入力レベル＝０から徐々に増加するに従って、ヨークが振動する現象を伴うようになる。つまり、従来例では、入力レベル＝０から入力レベル＃Ｖｘに至る期間で振動も音も出力される。これに対して、本発明によれば、入力レベル＝０から入力レベル＃Ｖｘに至る期間Ｖo-xは、振動を休止（無振動期間）しており、入力レベル＃Ｖｘに至った時点、すなわち、この入力レベル＃Ｖｘを通過した時点で急激に振動するようになる。それ以降は、従来例も本発明も同様な特性を採る。なお、本発明でも、入力レベル＝０から入力レベル＃Ｖｘに至る期間Ｖo-xで振動は出ないが、音は従来例と同様にして出力することができる。
【００６４】
つまり、従来例に係る入力−出力特性＃Ｉによれば、いかなる通電時もマグネットは動き振動を伝えていたが、本発明に係る入力−出力特性＃IIによれば、入力レベル＃Ｖｘを超える入力が有るまで、振動系の部品ブロック６１４は振動を起こさない。これは音声と振動の２つの機能を有するアクチュエータ機能付きのスピーカー１００にとっては、入力レベルを調整することで、振動と音声／音声の２つのモードに明確に区切れるという技術的な意味を有している。
【００６５】
このように、第１の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー１００によれば、マグネット４の周囲に可動自在に配されたコイル３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内で振動系の部品ブロック６１４（マグネット４＋ヨーク５＋おもり９＋ポールピース４１）自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【実施例２】
【００６６】
図５は、第２の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー２００の構成例を示す正面の断面図である。
【００６７】
この例では、ハウジング６に樹脂部品等の非磁性部材が使用される場合であって、マグネット４と対峙する側のハウジング６の底面に磁性部材が設けられるものである。なお、第１の実施例と同じ符号のものは同じ機能及び材料が使用されるのでその説明を省略する。
【００６８】
図５に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー２００は、樹脂製のハウジング６’を有している。ハウジング６’は、例えば、ＡＢＳ樹脂等を金型に注入して得た樹脂成形品である。ハウジング６’の底面であって、マグネット４と対峙する位置には磁性部材の一例となる金属プレート４２が設けられる。金属プレート４２には、例えば、厚みｔ＝０．３ｍｍ程度の鉄板が使用される。
【００６９】
金属プレート４２には、鉄板の他にＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等のＳＰＣが使用される。その厚みｔは０．０５ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．１ｍｍが選択される。その外径は１．０ｍｍ乃至２０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝８．０ｍｍが選択される。金属プレート４２はハウジング６にかしめ工法又は接着工法により取り付けられる。
【００７０】
このように、第２の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー２００によれば、非通電時、金属プレート４２はマグネット４を吸引する状態で固定される。通電時は、コイル３とマグネット４の電磁誘導により発生される電磁力Ｂと、この電磁力Ｂと逆方向の吸引力Ａとの間で、電磁力Ｂが吸引力Ａを超えた際（Ａ＜Ｂ）に、振動系の部品ブロック６１４が可動するようになる。なお、Ａ＞Ｂとなった段階で部品ブロック６１４が元の位置に戻る。
【００７１】
これにより、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５、すなわち、振動系の部品ブロック６１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、第１の実施例と同様にして当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。
【実施例３】
【００７２】
図６は、第３の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー３００の構成例を示す正面の断面図である。
【００７３】
この実施例では、ヨーク５’は、マグネット４を載置固定するための円形有底状の凹部５ａ’を有している。なお、第１及び２の実施例と同じ符号のものは同じ機能及び材料が使用されるのでその説明を省略する。
【００７４】
図６に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー３００は、円形有底状のヨーク５’を有している。ヨーク５’は中央部に円形有底状の凹部５ａ’を有しており、凹部５ａ’には、マグネット４が取り付けられる。また、ハウジング６の底面であって、ヨーク５’を介してマグネット４と対峙する位置には磁石４３（磁性体）が設けられている。例えば、磁石４３の底面に接着剤が塗布され、この接着剤を介してハウジング６に接着され、締結固定される。
【００７５】
磁石４３には、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された円形状のＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。磁石４３の外径は２．８ｍｍ乃至１６ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝６．０ｍｍが選択される。その厚みｔは０．０５ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．１ｍｍが選択される。その外径は１．０ｍｍ乃至２０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝８．０ｍｍが選択される。
【００７６】
このように、第３の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー３００によれば、非通電時、磁石４３はヨーク５’を吸引する状態で固定される。通電時は、コイル３とマグネット４の電磁誘導により発生される電磁力Ｂと、この電磁力Ｂと逆方向の吸引力Ａとの間で、電磁力Ｂが吸引力Ａを超えた際（Ａ＜Ｂ）に、ヨーク５’（振動系の部品ブロック）が可動するようになる。なお、Ａ＞Ｂとなった段階でヨーク５’が元の位置に戻る。
【００７７】
これにより、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５’、すなわち、振動系の部品ブロック６１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、第１及び第２の実施例と同様にして当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。
【実施例４】
【００７８】
図７は、第４の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー４００の構成例を示す斜視図である。
【００７９】
図７に示すアクチュエータ機能付きの角型のスピーカー４００は、本発明に係る振動体（スピーカー機能付きのアクチュエータ）を適用したものであり、スピーカー機能の他に、触覚を発生させることができるアクチュエータ機能を有している。このスピーカー４００は、第１の実施例と同様にして、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操作者に対して触覚を提示する情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用可能なものである。
【００８０】
スピーカー４００は、部材収納部の一例を構成する矩形状のハウジング８６を有しており、所定の面（図中上面）が開放されている。ハウジング６には、ＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等のＳＰＣが使用される。ハウジング８６の大きさは、その幅をＷとし、その長さをＬとし、その高さをＨとし、その厚みをｔとしたとき、厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．２ｍｍが選択される。外形寸法Ｗ×Ｌは、３ｍｍ×４ｍｍ乃至１０ｍｍ×３０ｍｍである。好ましくは、外形寸法Ｗ×Ｌは、６．０ｍｍ×１５．０ｍｍが選択される。その高さＨは１．０ｍｍ乃至６．０ｍｍ程度であり、好ましくは、高さＨ＝３．０ｍｍが選択される。
【００８１】
ハウジング８６の開放面側には突出部材の一例となる部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ（図８参照）が設けられ、ハウジング８６内に組み入れられた後の構成部品が抜け止めされる。この例では、ハウジング８６の内側の最上端であって、突起部８６ｃ，８６ｄが相互に対峙する位置に設けられる。
【００８２】
ハウジング８６の底面には、隙間部材の一例を構成する揺れ規制台座用の矩形状の枠ゴム８６ｅが設けられ、ヨーク８５の下方とハウジング８６の底面との間にスペースを設けるようになされている。枠ゴム８６ｅには、シリコンゴム（デュアルテック社やアルファゲル社製等）が使用される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、３ｍｍ×４ｍｍ乃至１０ｍｍ×３０ｍｍである。好ましくは、外形寸法＝５．６ｍｍ×１４．６ｍｍが選択される。枠ゴム８６ｅに樹脂を使用する場合は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）／ＰＣ樹脂＋ＡＢＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＣ＋ＰＭＭＡ樹脂が使用される。外形寸法は上述の通りである。
【００８３】
ハウジング８６内には支持部材の機能を構成する振動用のヨーク８５が配置されている。ヨーク８５は矩形有底状を有しており、少なくとも、所定形状のマグネット８４を支持するための凹部８５ａ’が設けられ、かつ、凹部８５ａ’の所定の位置に開口部８５ａが設けられる。ヨーク８５は、ハウジング８６に内包され、突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６から画定される空間領域内に可動自在に配置される。
【００８４】
ヨーク８５には、亜鉛（Ｚｎ）メッキにより表面処理（三価クロムメート処理）されたＳＰＣが使用される。表面処理には無電解メッキ（ＥＬ／ＦｅＰ−／ＯＰ３）が採られる。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．３ｍｍが選択される。
【００８５】
ヨーク８５の外形寸法（短手方向×長手方向）は、２ｍｍ×３ｍｍ乃至９ｍｍ×２９ｍｍである。好ましくは、外形寸法５．０ｍｍ×１４．０ｍｍが選択される。その内形寸法（短手方向×長手方向）は、１．２ｍｍ×２．２ｍｍ乃至８．０ｍｍ×２９．２ｍｍである。又は、内径は１．２ｍｍ乃至８．５ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝３．４ｍｍが選択される。
【００８６】
その高さは０．２ｍｍ乃至２．４ｍｍ程度であり、好ましくは、高さ＝１．２８ｍｍが選択される。その開口部の内径Ｘ’（図８参照）は、０．１ｍｍ乃至８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝２．３ｍｍが選択される。又は、その内形寸法（短手方向×長手方向）は、１．０ｍｍ×２．０ｍｍ乃至８．０ｍｍ×２８．０ｍｍである。この例でも、ヨーク８５の下方とハウジング８６の底面との間に間隙Δｑ（スペース）を設けるようになされている。間隙Δｑは例えば、０．１ｍｍ程度に設定される。
【００８７】
ヨーク８５の内側下面は、凹部８５ａ’を中心にして２つの領域（以下アーム部８５ｂ，８５ｃという）に分割されている。アーム部８５ｂにはおもり８９ａが設けられ、アーム部８５ｃにはおもり８９ｂが設けられ、当該ヨーク８５の重さを調整するようになされる。おもり８９ａ，８９ｂには、立方体状の黄銅や、真銅（Ｃ２６８０）、タングステン（Ｗ）等が使用される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至６．０ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝１．２９ｍｍが選択される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、１ｍｍ×１ｍｍ乃至８ｍｍ×１０ｍｍである。好ましくは、外形寸法２．９ｍｍ×３．６ｍｍが選択される。
【００８８】
ハウジング８６内で可動自在に支持されるヨーク８５の底部には、磁性体の一例を構成するマグネット８４（永久磁石）が載置固定されている。例えば、マグネット８４の底面に接着剤が塗布され、マグネット８４がヨーク８５の凹部８５ａ’に接着されて固定される。マグネット８４には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された立方体形状を有したＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、１ｍｍ×２ｍｍ乃至８ｍｍ×２８ｍｍである。又は、外径は１．０ｍｍ乃至８ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝２．４ｍｍが選択される。
【００８９】
マグネット８４の先端には、磁束調整用の矩形状のポールピース８１が設けられている。ポールピース８１にはＳＰＣが使用される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、１ｍｍ×２ｍｍ乃至８ｍｍ×２８ｍｍである。又は、外径は１．０乃至８ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝２．４ｍｍが選択される。
【００９０】
ハウジング８６の開放面側で、マグネット８４の周囲には、矩形状に巻装された可動用のコイル８３（ボイスコイル）が可動自在に配されている。コイル８３は巻き軸部を有している。コイル８３の線径は、０．０２ｍｍ乃至０．０８ｍｍ程度である。好ましくは、線径＝０．０５ｍｍが選択される。その巻き数は、５回乃至５００回程度である。好ましくは、巻き数＝３８０回が選択される。その高さは、０．１ｍｍ乃至２ｍｍ程度である。好ましくは、高さ＝１．２ｍｍに設定される。コイル８３には音声信号や、振動発生信号等を供給するようになされる。
【００９１】
上述のコイル８３の巻き軸部の一方の側には、振動板８２が取り付けられている。例えば、振動板８２は、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に接着され、その外縁部がハウジング８６上の縁部及び突起部８６ｃ，８６ｄに接着されている。振動板８２には、厚みｔが０．００８ｍｍ乃至０．０１ｍｍであり、好ましくは、厚みｔ＝０．０２５ｍｍのＰＥＮ又はＰＥＩ（ポリエーテルイシド）のフィルム状体が使用される。振動板８２の外形寸法Ｗ×Ｌは、３ｍｍ×４ｍｍ乃至１０ｍｍ×３０ｍｍである。好ましくは、外形寸法、６．０ｍｍ×１５．０ｍｍが選択される。
【００９２】
ハウジング８６の外周面上部の所定の位置には電極引出部８７が設けられる。この例では、突起部８６ｄの取り付け位置に対してその背面側に設けられた電極引出部８７には、引出電極７ａ，７ｂ（図５，６参照）が設けられ、振動板８２に接合されたコイル８３に接続される。電極引出部８７は、絶縁部材から構成され、引出電極７ａは、コイル８３の引出線８３ａに接続され、引出電極７ｂは、コイル８３の引出線８３ｂに接続され、音声信号や、振動発生信号等が入力される。これにより、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００を構成する。
【００９３】
図８は、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００の組立例を示す分解斜視図である。図８に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー４００によれば、まず、ハウジング８６を準備する。この例では、ハウジング８６を磁性部材で作成する場合、ハウジング８６には、ＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等の冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）が使用される。例えば、厚みｔ＝０．２ｍｍのＳＰＣを折り曲げ・プレス加工をして、外形寸法Ｗ×Ｌが６．０ｍｍ×１５．０ｍｍで、高さがＨ＝３．０ｍｍとなるように仕上げる。ハウジング８６の内側上縁部には部品抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄを形成する。もちろん、電極引出部８７は、絶縁部材を加工して形成する。
【００９４】
なお、ハウジング８６を樹脂部材で作成する場合は、底部に開口部８６ａ，８６ｂ及び内側上縁部に部品抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄを有したハウジング８６が得られるような所定の金型を作成し、この金型にＡＢＳ樹脂等を注入して樹脂成形品を形成する。ＡＢＳ樹脂に代えてＰＣ樹脂でもよい。電極引出部８７は突起部８６ｃ，８６ｄと同時に形成するとよい。例えば、電極引出部８７は、図５、図６に示した引出電極７ａ，７ｂの圧入方法を参照されたい。
【００９５】
ハウジング８６が準備できたら、その内部に揺れ規制台座用の枠ゴム８６ｅや、振動規制用の枠ゴム８６ｆ等を取り付ける。枠ゴム８６ｅや枠ゴム８６ｆには、断面三角形状を有したシリコンゴム（デュアルテック社やアルファゲル社製等）を使用する。枠ゴム８６ｅは、例えば、外形寸法＝５．６ｍｍ×１４．６ｍｍ程度の矩形状に成形する。枠ゴム８６ｅや枠ゴム８６ｆは、ハウジング８６に対して接着剤を使用して貼り付けるようにする。
【００９６】
次に、ハウジング８６へ組み入れるためのヨーク８５を準備する。ヨーク８５には、中央部にマグネット取り付け用の凹部８５ａ’を有した開口部付き長椅子状を成したものを形成する。例えば、三価クロムメート処理された厚みｔ＝０．３ｍｍ程度のＳＰＣを使用し、ヨーク８５の幅をＷ’とし、その長さＬ’とし、その高さＨ’としたとき、幅Ｗ’＝５［ｍｍ］程度、Ｌ’＝１４［ｍｍ］程度、高さＨ’＝１．２８［ｍｍ］程度に仕上げる。
【００９７】
この例では、厚みｔ＝０．３ｍｍ程度のＳＰＣを板金プレス加工して、中央部にマグネット取り付け用の凹部８５ａ’を形成し、裏面側におもり取り付けスペースを有した長椅子状のヨーク８５を形成する。凹部８５ａ’の底面には、磁束調整用の開口部８５ａを開口する。この例で、開口部８５ａは、内径Ｘ’＝２．３ｍｍ程度に設定している。
【００９８】
このようなヨーク８５が形成できたら、ヨーク８５の凹部８５ａ’にマグネット８４を接合する。マグネット８４には、外形寸法が例えば、２．４ｍｍ×３．２ｍｍとなるＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。これらの磁石はニッケルメッキにより表面処理される。マグネット８４は、例えば、ウレタン系の接着剤を使用してヨーク８５の凹部８５の内側に接合するとよい。そして、マグネット８４の先端に、磁束調整用の矩形状のポールピース８１を接着剤により接合する。ポールピース８１には、外形寸法が例えば、２．４ｍｍ×３．２ｍｍとなるＳＰＣが使用される。
【００９９】
次に、ヨーク８５のアーム８５ｂ，８６ｃには、おもり８９ａ，８９ｂを取り付ける。おもり８９ａ，８９ｂには、厚みｔ＝１．２９ｍｍで、外形寸法２．９ｍｍ×３．６ｍｍ程度の立方体状を有した黄銅、真銅（Ｃ２６８０）又はタングステン（Ｗ）が使用される。おもり８９ａ，８９ｂの重さは、例えば、０．５９７［ｇ］程度である。例えば、アーム８５ｂの内側下面には、おもり８９ａを接着剤を使用して接合し、アーム８５ｃの内側下面には、おもり８９ｂを接着剤を使用して接合する。接着剤にはいずれもウレタン系のものを使用する。これにより、ハウジング８６の内部に収容可能な振動系の部品ブロック８１４が得られる。
【０１００】
上述のようなマグネット８４及びおもり８９ａ，８９ｂを取り付けたヨーク８５が準備できたら、ヨーク８５をハウジング８６内に組み入れる。このとき、突起部８６ｃ，６ｄを潜るらせるようにヨーク８５をハウジング８６内の枠ゴム８６ｅ上に載置する。その後、コイル付きの振動板８２（ボイスコイル部品）でハウジング８６の上部を塞ぐように封止する。
【０１０１】
ボイスコイル部品を作成するためには、まず、矩形状の振動板８２と、可動用のコイル８３を準備する。例えば、振動板８２には、厚み２５μｍ程度のフィルム部材を使用する。フィルム部材にはＰＥＮ又はＰＥＴ等が使用され、振動板８２は外形寸法がＷ×Ｌ＝６．０ｍｍ×１５．０ｍｍとなるようにコーン形状に加工される。コイル８３には、０．０５ｍｍ程度の銅線が使用される。コイル８３は、巻き数＝３８０回で、高さ＝１．２ｍｍとなるように銅線を矩形状に巻いて中空状を成すように形成するとよい。
【０１０２】
振動板８２とコイル８３とが準備できたら、振動板８２の裏面中央部に矩形状のコイル８３の一方の側を接合する。このとき、振動板８２とコイル８３とは、ウレタン系の接着剤を使用して接合する。これにより、ハウジング８６の上部に取り付け可能なボイスコイル部品が得られる。上述の振動系の部品ブロック及びボイスコイル部品が準備できたら、これらを例えば、電極引出部付きのハウジング８６に収納して、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００を組み立てる。
【０１０３】
この例では、コイル８３が接合された振動板８２をハウジング８６の上部から嵌合する。このとき、コイル８３の巻き軸部がマグネット８４を覆い被さるように組み込む。その後、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄとハウジング８６とを位置合わせし、振動板８２の外縁部位が抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄを含むハウジング８６の上縁部で維持固定されるように接着剤等を使用して外縁部位を接合する。これにより、図８に示したような、ハウジング８６の内部でバネ部材に依存することなく、ヨーク８５自体が振動可能なアクチュエータ機能付きのスピーカー４００が完成する。
【０１０４】
ここで、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００’の振動原理をシミュレーション結果に基づいて説明をする。
【０１０５】
図９は、アクチュエータ機能付きの角型のスピーカー４００’の通電時のコイル推力遷移例を示す図である。スピーカー４００’は、図示せずも、外形が図８のように角型を有しており、ヨーク８５の開口部８５ａが円筒状に形成され、円柱状のマグネット８４等が配置されるものである（図１０の断面参照）。
【０１０６】
図９において、縦軸は、通電時のコイル８３の推力Ｆ’であり、円形状のコイル８３と円形状のマグネット８４との電磁誘導により発生される電磁力［ｇｆ］である。横軸はコイル８３とマグネット８４との電磁誘導により発生される推力Ｆ’の持続時間ｔであり、単位は[msec]である。駆動条件は、ヨーク８５の下方とハウジング８６の底面との間に間隙Δｑ＝０．１ｍｍを設定する。この設定の下で、触覚提示用の低周波の振動発生信号として、周波数２００Ｈｚの駆動電圧３．６Ｖをバースト回数＝２回（波形２周期分）をコイル８３に印加した場合である。
【０１０７】
図９に示す実線#IVは、上述の製造条件及び駆動条件に対するコイル推力遷移例を示すシミュレーション結果である。このシミュレーション結果によれば、コイル８３とマグネット８４による電磁誘導により最大で９．０［ｇｆ］の推力Ｆ’が得られている（コイル推力遷移特性）。この例で、コイル８３の製造条件は、線径＝０．０５ｍｍで、巻き数＝３８０回で、その高さは、１．５ｍｍである。コイル８３は、銅線を円筒形状に巻いたものである。コイル８３には、触覚提示用の低周波の振動発生信号が入力される。
【０１０８】
振動系の部品ブロック８１４の製造条件は、亜鉛（Ｚｎ）メッキにより表面処理（三価クロムメート処理）された、厚みｔ＝０．３ｍｍのＳＰＣから、外形寸法５．０ｍｍ×１４．０ｍｍ、内径＝３．４ｍｍ、高さ＝１．２８ｍｍ、開口部８５ａの内径Ｘ’＝２．３ｍｍに設定したヨーク８５を適用する。おもり８９ａ，８９ｂには、比重１８で、厚みｔ＝１．２９ｍｍのタングステンを外形寸法２．９ｍｍ×３．６ｍｍに設定したものが適用される。マグネット８４には、外径＝２．４ｍｍのＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石が使用される。ポールピース８１には外径＝２．４ｍｍのＳＰＣが適用される。
【０１０９】
このシミュレーションでは、ハウジング８６内の枠ゴム８６ｅに、上述の製造条件が適用された、振動系の部品ブロック８１４が載置され、コイル８３に振動発生信号等が入力されない非通電時には、マグネット８４と、当該マグネット８４と対抗する金属製のハウジング８６との間で磁気的な吸引力によって、振動系の部品ブロック８１４が開口部８５ａを介してハウジング８６に吸引保持された状態で固定される姿勢を採る。
【０１１０】
ここに、非通電及び通電時、マグネット８４及びハウジング８６間に発生する吸引力をｆとし、振動系の部品ブロック８１４の自重をＭとしたとき、（１）式、すなわち、
Ｆ’＞ｆ＋Ｍ・・・・（１）
を満す振動発生信号をコイル８３に印加した時点から、図１０に示すような振動系の部品ブロック８１４が上向きに動くようになる。なお、部品ブロック８１４の自重Ｍは、ポールピース８１、マグネット８４、ヨーク８５及びおもり８９ａ，８９ｂの各々の自重を加算したものである。
【０１１１】
また、電極引出部７を介して触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）の振動発生信号等がコイル８３に入力される通電時には、上述の部品ブロック８１４のマグネット８４と、金属製のハウジング８６とに基づく磁気的な吸引力ｆと、部品ブロック８１４の自重Ｍに対して、コイル８３とマグネット８４から構成される電磁誘導により、磁気的な吸引力ｆを上回る反対向きの推力Ｆ’を発生させる。電極引出部７を介してコイル８３に振動発生信号等が入力され、磁気的な吸引力ｆ＋部品ブロック８１４の自重Ｍと反対向きの推力Ｆ’が当該磁気的な吸引力ｆ＋部品ブロック８１４の自重Ｍを超えた際に、始めて、振動系の部品ブロック８１４が可動し、振動を伝播するようになる。
【０１１２】
つまり、非通電時、マグネット８４は金属製のハウジング８６を吸引している。この力を吸引力ｆとし、これを上述の製造条件でシミュレーションすると、マグネット８４とハウジング８６とに働く吸引力ｆは、約３．１［ｇｆ］となる。振動系の部品ブロック８１４の自重はＭ＝０．７［ｇｆ］である。
【０１１３】
また、通電時の駆動条件で、シミュレーションすると、コイル８３とマグネット８４の電磁誘導により発生される力を推力Ｆ’とすると、図９に示すコイル推力遷移特性からＦ’＝９［ｇｆ］が得られる。これらの演算結果Ｆ’＝９［ｇｆ］、ｆ＝３．１［ｇｆ］、Ｍ＝０．７［ｇｆ］を（１）式に代入すると、９＞３．８となり、不等号が成り立ち、図１０中、部品ブロック８１４が上向きに動くことになる。
【０１１４】
このように、第４の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー４００によれば、マグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６から画定された空間領域内で振動系の部品ブロック８１４自体を磁気結合力により振動させることができる。
【０１１５】
上述した例では、吸引力ｆ＋自重Ｍ＝３．１＋０．７に逆らう推力Ｆ’を発生させ、推力Ｆ’が吸引力ｆ＋部品ブロック８１４の自重Ｍを超えた際（９．０＞３．８）に、始めて、振動系の部品ブロック８１４が可動するようになる。なお、ｆ＋Ｍ＞Ｆ’となった段階で部品ブロック８１４が元の位置に戻る。
【０１１６】
従って、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６から画定された空間領域内でヨーク８５、すなわち、振動系の部品ブロック８１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。しかも、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【実施例５】
【０１１７】
図１０は、第５の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー５００の構成例を示す正面の断面図である。この実施例では樹脂製のハウジング８６’を備え、ハウジング８６’の背面に形成された電極引出部８７’を介してコイル８３の引出線８３ａ，８３ｂを接続する方法を採るようにした。
【０１１８】
図１０に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー５００によれば、ハウジング８６’は、第２の実施例で説明したような絶縁部材（樹脂製品）から構成されている。この例でも、マグネット８４と対峙する側のハウジング８６’の底面に金属プレート４２（鉄板等）が設けられる。ハウジング８６’の背面側には、電極引出部８７’を構成する引出電極８７ａ，８７ｂが設けられ、振動板８２に接合されたコイル８３に接続される。引出電極８７ａは端子８７ｃを有し、引出電極８７ｂは端子８７ｄを有しており、ハウジング部８６の側壁において、コイル８３の引出線８３ａ，８３ｂに接続される。
【０１１９】
例えば、コイル８３から引き出された一方の引出線８３ａは、振動板８２の一方の側の裏面を通って外縁部に至り、ハウジング部８６の上縁部から外部へ取り出され、側壁を下方に移行して、端子８７ｃに至り引出電極８７ａに接続される。同様にして、コイル８３から引き出された他方の引出線８３ｂは、振動板８２の他方の側の裏面を通って外縁部に至り、ハウジング部８６の上縁部から外部へ取り出され、側壁を下方に移行して、端子８７ｄに至り引出電極８７ｂに接続される。引出電極８７ａや８７ｂには、音声信号や、振動発生信号等が入力される。これにより、アクチュエータ機能付きのスピーカー５００を構成する。
【０１２０】
このように、第５の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー５００によれば、マグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３に電極引出部８７’を介して音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、アクチュエータ機能付きのスピーカー５００の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【実施例６】
【０１２１】
図１１Ａ及びＢは、第６の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー６０１，６０２の部材抜け止め用の突出部材の構成例を示す斜視図である。
この実施例では、第１乃至３の実施例で説明した突起部６ｃ，６ｄや、第４及び第５の実施例で説明した突起部８６ｃ，８６ｄに代えて、ハウジング６や、ハウジング８６，８６’の開放面側に、蓋部材を適用するようにしたものである。
【０１２２】
図１１Ａに示すアクチュエータ機能付きのコイン型のスピーカー６０１によれば、第１乃至第３の実施例で説明した円筒状のハウジング６に適用して好適な円形状の蓋部材（仕切板：以下パーテーション６１２という）を有している。パーテーション６１２の中央部には、円筒状のコイル３が通過可能な余裕を持った口径の円形状の開口部６１３が形成されている。
【０１２３】
組立順序は、図３で説明したハウジング６に相当する突起部６ｃ，６ｄが無いハウジング６１１の内部に収容可能な振動系の部品ブロック６１４を形成した後に、その振動系の部品ブロック６１４をハウジング６１１内に載置し、その後、パーテーション６１２で封止する。その後、コイル付きの振動体２をパーテーション６１２上に形成する。例えば、開口部６１３に図３で説明したコイル３を挿入し、マグネット４にその先端を嵌合する。そして、振動体２の外縁部をパーテーション６１２の外周縁部に接合する。このようにすると、振動系の部品ブロック６１４を簡単に組み込みことができるばかりか、振動体２の接合代を第１乃至第３の実施例に比べて幅広く採れるようになる。
【０１２４】
図１１Ｂに示すアクチュエータ機能付きの角型のスピーカー６０２によれば、第４及び第５の実施例で説明した矩形状のハウジング８６，８６’に適用して好適な矩形状のパーテーション８１２を有している。パーテーション８１２の中央部には、図８で説明した矩形状のコイル８３が通過可能な余裕を持った大きさの矩形状の開口部８１３が形成されている。組立順序は、図８で説明したハウジング８６に相当する図１１Ｂに示すハウジング８１１の内部に収容可能な振動系の部品ブロック８１４を形成した後に、その振動系の部品ブロック８１４をハウジング８１１内に載置し、その後、パーテーション８１２で封止する。その後、コイル付きの振動体８２をパーテーション８１２上に形成する。例えば、開口部８１３に図８で説明したコイル８３を挿入し、マグネット８４にその先端を嵌合する。そして、振動体８２の外縁部をパーテーション８１２の外周縁部に接合する。このようにすると、振動系の部品ブロック８１４を簡単に組み込みことができるばかりか、振動体８２の接合代を第４及び第５の実施例に比べて幅広く採れるようになる。
【０１２５】
このように、第６の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー６００によれば、第１乃至３の実施例で説明した突起部６ｃ，６ｄや、第４及び第５の実施例で説明した突起部８６ｃ，８６ｄに代えて、ハウジング６１１の開放面側に、パーテーション６１２を設け、又は、ハウジング８１１の開放面側に、パーテーション８１２を設けたものである（図１１Ａ及びＢ参照）。
【０１２６】
従って、図１１Ａに示した構造が採られた場合は、マグネット４の周囲に可動自在に配されたコイル３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しないパーテーション６１２及びハウジング６１１から画定された空間領域内でヨーク５自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【０１２７】
また、図１１Ｂに示した構造が採られた場合は、マグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しないパーテーション８１２及びハウジング８１１から画定された空間領域内でヨーク８５自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【０１２８】
しかも、図１１Ａ又は図１１Ｂに示した構造を採用したアクチュエータ機能付きのスピーカー６０１，６０２の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【０１２９】
その他の効果として、従来方式ではハウジング内に板バネを実装する都合上、載置スペースが制限され、大型のマグネットを装着できなかったが、本発明では、バネ構造を省略できるようになったので、大型のマグネットを採用できるようになった。その結果、磁束が増え、スピーカーとしての音圧およびアクチュエータとしての触覚特性の向上を図ることができた。また、本発明では、バネ構造が省略されたので、従来方式のような衝撃落下による板バネの塑性変形という不良モードが皆無となり、信頼性を向上できるようになった。
【実施例７】
【０１３０】
図１２は、本発明に係る入力装置９０を備えた第７の実施例としての触覚機能付きの携帯電話機７００の構成例を示す斜視図である。
この実施例では、第１乃至第６の実施例に係る超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（スピーカー３６ｂ）を備え、表示手段上の入力検出面において、操作体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し、そ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付与できるようにすると共に、表示手段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したものである。
【０１３１】
図１２に示す携帯電話機７００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７００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７００は下部筐体１０及び上部筐体２０を備え、これらの筐体１０及び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。
【０１３２】
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」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。
【０１３３】
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、その上端内部側面には、大音響用のスピーカー３６ａが設けられ、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。
【０１３４】
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、その表面の上方に超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。スピーカー３６ｂには、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至６００のいずれかが適用される。
【０１３５】
例えば、スピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５が可動自在に配置されるものである。
【０１３６】
上部筐体２０のスピーカー取付け面の下方には、触覚機能付きの入力装置９０が設けられる。入力装置９０は、入力検出手段４５及び表示手段２９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。表示手段２９には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。
【０１３７】
図１３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１３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操作者の指（操作体）に触覚を提示するものである。
【０１３８】
入力装置９０は上部筐体２０内に備えられる。上部筐体２０は、基板側ケース２０ａと、パネル側ケース２０ｂとを有して構成される。入力装置９０は、入力検出手段４５と、この入力検出手段４５の入力操作に基づいて操作者の指に触覚を提示するアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを備えている。スピーカー３６ｂは、パネル側ケース２０ｂに取り付けられ、基板側ケース２０ａと、パネル側ケース２０ｂとで挟み込むよにして実装される。
【０１３９】
この例で、パネル側ケース２０ｂには、２つの部品配置スペースＩ，IIが設けられる。部品配置スペースＩはスピーカー用であり、スピーカー３６ｂの上下方向及び右側方向への移動を規制するようになされている。この例では、パネル側ケース２０ｂ内には、１対のＬ字状のリブ６２ａ，６２ｂが立設される。この２つのＬ字状のリブ６２ａ，６２ｂの間には、爪状の係合部材６３が設けられる。図中、開口部６７はレシーバ用の孔である。
【０１４０】
部品配置スペースIIは被振動体用であり、入力手段２４及び表示手段２９の上下方向及び左側方向への移動を規制するようになされている。この例では、パネル側ケース２０ｂ内には、１対の直線状のリブ６４ａ，６４ｂが立設される。この２つの直線状のリブ６４ａ，６４ｂの間であって、２つのリブ６４ａ，６４ｂと直交する部分には、直線状のリブ６４ｃが設けられる。
【０１４１】
なお、パネル側ケース２０ｂには、所定の大きさを有した表示窓部６１が設けられる。表示窓部６１には、それよりも大きな表示面を有した入力手段２４及び表示手段２９が設けられる。入力検出手段４５は入力手段２４及び力検出手段５５ａ〜５５ｄを有して構成される。この例では、入力検出手段４５の入力検出面の一方をＸ方向とし、当該Ｘ方向と直交する他方をＹ方向とし、Ｘ及びＹ方向と直交する方向をＺ方向とする。
【０１４２】
入力手段２４はボタンアイコンの選択位置を検出するようになされる。入力手段２４から得られる入力情報には位置検出情報が含まれる。位置検出情報はボタンアイコン押下時の位置検出信号Ｓ１により得られ、制御系に出力される。入力手段２４は蓄積電極となる透明電極をマトリクス状に配置したタッチパネルが使用される。タッチパネルは、静電容量シートとしての静電容量方式の入力デバイスである。
【０１４３】
図１３に示す入力手段２４の上方には同程度の大きさの表示手段２９が配置される。表示手段２９には液晶表示装置が使用される。液晶表示装置には図示しないバックライトが備えられる。入力手段２４や表示手段２９は被振動体を構成する。表示手段２９は、入力手段２４から得られる位置検出情報Ｄ１及び制御系から供給される表示信号Ｓｖに基づいてアイコンを表示するように動作する。
【０１４４】
また、基板側ケース２０ａの四隅には、例えば、正方形状の力検出手段５５ａ〜５５ｄが設けられ、入力手段２４に対する操作者の指の押圧力（加圧力）を検出して力検出情報を出力すると共に、当該押下位置に表示された入力情報を確定する。
【０１４５】
力検出手段５５ａは、右下隅の入力量（Ｚ方向の押圧力）として、例えば、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆａを検出する。同様にして、力検出手段５５ｂは、右上隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｂを検出し、力検出手段５５ｃは、左上隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｃを検出し、力検出手段５５ｄは、左下隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｄを各々検出する。
【０１４６】
これら４個の力検出手段５５ａ〜５５ｄは、並列に接続され、これら４つの力検出信号Ｓｆａ＋Ｓｆｂ＋Ｓｆｃ＋Ｓｆｄを制御系に出力する。以下、この合算した信号を入力検出信号Ｓ２とする。入力検出信号Ｓ２は制御系に出力される。
【０１４７】
上述の入力手段２４、表示手段２９は、基板側ケース２０ａとパネル側ケース２０ｂとに収納されて保護される。基板側ケース２０ａとパネル側ケース２０ｂは厚さ０．３ｍｍ程度のステンレスの筐体から構成され、入力手段２４を露出する窓部を有しており、基板側ケース２０ａ及びパネル側ケース２０ｂが形成する内部空間内に設けられた入力検出手段４５及び表示手段２９を覆うようになされる。
【０１４８】
図１４及び図１５は、上部筐体２０におけるスピーカー３６ｂの取付例（その１、２）を示す上面図及び断面図である。
【０１４９】
図１４Ａに示す基板側ケース２０ａには、電子部品実装用の基板６５が設けられる。基板６５には、スピーカー用の平板電極（ランド電極）６６ａ，６６ｂが設けられ、音声信号や振動発生信号を印加するようになされる。
【０１５０】
この例で、入力手段２４及び表示手段２９は、図１４Ｂに示すパネル側ケース２０ｂ内において、表示手段２９の不図示のバックライト側を上部に向けた状態で、上下の直線状のリブ６４ａ，６４ｂ及び左側の直線状のリブ６４ｃで支持され、右側方向への移動が可能な取り付け構造となされている。この例で、入力手段２４及び表示手段２９は、その右面側がヅピーカー３６ｂの側面に当接する（押し当てる）ように実装される。
【０１５１】
スピーカー３６ｂは、パネル側ケース２０ｂ内において、引出電極８７ａ，８７ｂを上部に向けた状態で、紙面において、上下のＬ字状のリブ６２ａ，６２ｂ及び右側の爪状の係合部材６３で支持され、左側方向への移動が可能な取り付け構造となされている。この例で、スピーカー３６ｂは、その左面側が入力手段２４及び表示手段２９の側面（木口面）に当接する（押し当てる）ように実装される。
【０１５２】
その後、図１５に示すように、基板側ケース２０ａとパネル側ケース２０ｂとが位置合わせされて係合される。このとき、平板電極６６ａと、引出電極８７ａとが当接及び接触されて電気信号的に導通される。同様にして、平板電極６６ｂと、引出電極８７ｂとが当接及び接触されて電気信号的に導通される。これにより、入力検出手段４５が表示画面上で入力操作する操作者の接触位置を検出すると、ハウジング８６’内で振動発生信号に基づいてヨーク８５が振動することにより、入力手段２４及び表示手段２９へ振動を伝達できるようになる。このとき、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂは、入力検出手段４５から得られる位置情報に基づいて表示画面を側面方向から振動するようになる。
【０１５３】
次に、触覚入力機能付きの携帯電話機７００について説明をする。図１６は、携帯電話機７００の制御系の構成例及びその感触フィードバック機能例を示すブロック図である。
【０１５４】
図１６に示す携帯電話機７００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１２〜図１５に示した各部及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７００は、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ー３６ａ、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを有している。
【０１５５】
図１６に示す入力検出手段４５は、図１５では静電容量方式の入力デバイスを説明したが、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は操作者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。
【０１５６】
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及びメモリ部３７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。
【０１５７】
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及びフラグデータ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２へ送信データを転送するように制御する。
【０１５８】
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ー３６ｂを振動制御するようにメモリ部３７を制御する。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及びＢとすると、触覚Ａは、その押下位置における操作者の指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操作者の指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。
【０１５９】
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及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、及び、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。記憶手段３５には、ＥＥＰＲＯＭや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が使用される。
【０１６０】
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及びフラグデータＤ３に基づいて表示手段２９の表示制御及び、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂの出力制御をする。例えば、制御手段１５は、入力手段２４から得られる位置検出信号Ｓ１及び力検出手段５５ａ〜５５ｄから得られる入力検出信号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ー３６ｂに振動発生信号Ｓａを供給するような制御がなされる。
【０１６１】
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、操作者の指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。
【０１６２】
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ー３６ｂに供給される。スピーカー３６ｂは、振動発生信号Ｓout２に基づいて振動するようになされる。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
ＣＰＵ３２にはメモリ部３７の他に画像処理部２６が接続され、ボタンアイコン２９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。
【０１６６】
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手段２４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。操作者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。
【０１６７】
表示手段２９の表示内容は操作者の目による視覚により、スピーカー３６ａ、３６ｂ等からの放音は、操作者の耳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。
【０１６８】
また、図１６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、復調後の映像及び音声データ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Ｓout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。
【０１６９】
映像＆音声処理部４４には大音響用を構成するスピーカー３６ａ及び、受話器を構成するアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが接続される。スピーカー３６ａは、着呼時、音響信号Ｓout１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。スピーカー３６ｂは、音声信号Ｓout２’を入力して相手方の話声３０ｄ等を拡大するようになされる。また、スピーカー３６ｂ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。
【０１７０】
この映像＆音声処理部４４にはスピーカー３６ａ、３６ｂの他に、送話器を構成するマイクロフォン１３が接続され、操作者の声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。
【０１７１】
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及び音声データ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。
【０１７２】
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及び入力検出手段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。
【０１７３】
図１７Ａ及びＢは、触覚Ａ及びＢに係る振動パターン例を示す波形図である。図１７Ａ及びＢにおいて、いずれも横軸は、時間ｔである。縦軸は振動発生信号Ｓａの振幅Ａｘ［Ｖ］である。この例では、ボタンアイコン２９等において、それを押し込む時は触覚Ａを与え、それを離す時は触覚Ｂを与える場合を前提とする。
【０１７４】
図１７Ａに示す第１の振動パターンＰａは触覚Ａを与える波形である。その触覚Ａの駆動条件ａは、ボタンアイコン２９等が押し込まれたとき、押下判定閾値Ｆthと加圧力Ｆとの関係がＦth＜Ｆとなる場合であって、第１段階ｉで約０．１秒間、周波数ｆｘ＝５０Ｈｚ、振幅Ａｘ＝５μｍ、回数Ｎｘ＝２回の振動パターンで振動する。以下［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ ５ ２］と表記する。同様にして、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ １０ ２］の振動パターンで振動するようになされる。
【０１７５】
図１７Ｂに示す第２の振動パターンＰｂは触覚Ｂを与える波形である。その触覚Ｂの駆動条件ｂは、ボタンアイコン２９等が押し込まれた後に、そのボタンアイコン２９が放されたとき、押下判定閾値Ｆthと加圧力Ｆとの関係がＦth＞Ｆとなる場合であって、第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［８０ ８ ２］で振動し、同様にして、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４０ ８ ２］の振動パターンで振動する。このような振動パターンに基づいて入力検出面を振動すると、サイバースイッチ等の触覚を得ることができる。
【０１７６】
図１８Ａ及びＢは、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その１）を示す図である。図１８Ａにおいて、縦軸は加圧力Ｆであり、入力検出信号Ｓ２（二値化後は入力検出情報Ｄ２）から得られる。図１８Ｂにおいて、縦軸は振動発生信号Ｓａの振幅［Ｖ］である。図１８Ａ及びＢにおいて、横軸はいずれも時間ｔである。
【０１７７】
一般に、ボタンスイッチ操作等において、入力モーションピークが存在する。設計通りの押下速度（操作入力速度）である場合、その加圧力Ｆは３０［ｇｆ］乃至２４０［ｇｆ］程度であることが知られている。図１８Ａに示す加圧力分布波形Ｉａは、入力装置設計時に基準とした、Ｚ方向への押下速度による加圧力Ｆを反映したものである。
【０１７８】
この例で入力検出手段４５から得られる入力検出信号Ｓ２に対して予め押下判定閾値Ｆthが設定され、ＣＰＵ３２は、入力検出信号Ｓ２の立ち上がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ１１に第１の振動パターンＰａを発生し、入力検出信号Ｓ２の立ち下がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ２１に第２の振動パターンＰｂを発生するようにメモリ部３７を読み出し制御する。
【０１７９】
このようにすると、入力検出手段４５が入力装置設計時に基準とした加圧力Ｆを検出し、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＜加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ａを起動することができ、押下判定閾値Ｆth＞加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ｂを起動することができる。なお、振動パターンＰａと振動パターンＰｂとの間には、無振動の空白期間Ｔｘ＝Ｔ１が設けられる。この空白期間Ｔｘは、Ｚ方向への押圧速度に応じて可変するようになされる。
【０１８０】
図１９Ａ及びＢは、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その２）を示す図である。図１９Ａにおいて、縦軸は加圧力Ｆであり、入力検出信号Ｓ２（二値化後は入力検出情報Ｄ２）から得られる。図１９Ｂにおいて、縦軸は振動発生信号Ｓａ（振幅）である。図１９Ａ及びＢにおいて、横軸はいずれも時間ｔである。
【０１８１】
図１９Ａに示す加圧力分布波形IIａは、図１８Ａに示した基準押下速度よりも早くボタンアイコン等を押下した場合の加圧力Ｆを反映したものである。この例でも、図１８Ａと同様にして、入力検出手段４５から得られる入力検出信号Ｓ２に対して予め押下判定閾値Ｆthが設定され、ＣＰＵ３２は、入力検出信号Ｓ２の立ち上がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ１２に振動パターンＰａを発生し、入力検出信号Ｓ２の立ち下がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ２２に振動パターンＰｂを発生するようにメモリ部３７を読み出し制御する。
【０１８２】
このようにすると、入力検出手段４５が基準押下速度よりも早くボタンアイコン等が押下された場合の加圧力Ｆを検出し、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＜加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ａを起動することができる。また、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＞加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ｂを起動することができる。なお、振動パターンＰａと振動パターンＰｂとの間には、無振動の空白期間Ｔｘ＝Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）が設けられる。
【０１８３】
このように、設計時の押下速度よりも早い押下速度である場合であっても、前半で触覚Ａが伝わり、クリック感のある荷重に到達させることができ、その後半で、触覚Ｂが伝わり、クリック感のあるストロークに到達させることができる。この例で押下判定閾値Ｆth＝１００［ｇｆ］を設定すると、クラシックスイッチの触覚を得ることができる。
【０１８４】
続いて、携帯電話機７００における情報処理例について説明をする。図２０は、第７の実施例に係る携帯電話機７００における情報処理例を示すフローチャートである。
【０１８５】
この例では、携帯電話機７００において、第１乃至第６の実施例に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至５００，６０１，６０２のいずれかをスピーカー３６ｂに備えると共に、操作者の指３０ａで当該携帯電話機７００の表示画面上の入力検出面を押下操作して情報を入力する場合を前提とする。携帯電話機７００には、例えば、同一振動モード内において、操作者の指３０ａ等による加圧力Ｆをパラメータにして波形を加工する機能（アルゴリズム）が備えられる。ＣＰＵ３２は、入力検出情報Ｄ２から加圧力Ｆを算出し、図１８Ａに示したような駆動条件ａ，ｂに対応して判別を行い、その判別結果で、同一の振動モード内において、いかなる種類の入力に対しても、入力動作中の動きに対応した触覚を発生できるようにした。
【０１８６】
これらを情報処理条件にして、ＣＰＵ３２は、図２０に示すフローチャートのステップＧ１で電源オンを待機する。例えば、ＣＰＵ３２は電源オン情報を検出してシステムを起動する。電源オン情報は通常、時計機能等が稼働し、スリーピング状態にある携帯電話機等の電源スイッチをオンされたときに発生する。
【０１８７】
そして、ステップＧ２に移行してＣＰＵ３２は、アイコン画面を表示するように表示手段２９を制御する。例えば、ＣＰＵ３２は、表示手段２９に表示データＤ４を供給して表示画面に入力情報を表示する。表示画面に表示された入力情報は、入力検出面を有した入力検出手段４５を通じて目視可能になされる。そして、ステップＧ３に移行してＣＰＵ３２は、ボタンアイコン入力モード又はその他の処理モードに基づいて制御を分岐する。ボタンアイコン入力モードとは、ボタンアイコン選択時に入力検出面上のアイコンボタン２９等を押下する入力操作をいう。
【０１８８】
ボタンアイコン入力モードが設定された場合、ボタンアイコン２９等が押し込まれるので、ステップＧ４に移行してＣＰＵ３２は入力検出情報Ｄ２に基づいて加圧力Ｆを算出する。このとき、力検出手段５５ａ〜５５ｄは、入力検出面における操作者の指３０ａの押下位置の加圧力Ｆを検出し、入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。Ａ／Ｄドライバ３１は入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換後の入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に転送する。
【０１８９】
そして、ステップＧ５に移行して、ＣＰＵ３２は加圧力Ｆと押下判定閾値Ｆthとを比較し、これらの関係がＦ＞Ｆthとなるか否かを判別する。これらの関係がＦ＞Ｆthとなる場合は、ステップＧ６に移行して触覚Ａを起動する。触覚Ａは、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂによって、操作者の指３０ａの加圧力Ｆに対応した振動パターンＰａに基づいて入力検出面を振動することで得られる。
【０１９０】
例えば、触覚Ａは、図１７Ａに示した周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して、第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ ５ ２］の振動パターンで振動し、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ １０ ２］の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”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（駆動条件ａ）。
【０１９１】
その後、ステップＧ７に移行してＣＰＵ３２は更に加圧力Ｆを検出する。加圧力Ｆは、力検出手段５５ａ〜５５ｄによってボタンアイコン２９の押し込みに続いてボタンアイコン２９から離れる状態が検出される。このとき、力検出手段５５ａ〜５５ｄは、入力検出面における操作者の指３０ａの押下位置から離れるときの加圧力Ｆを検出し、入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。Ａ／Ｄドライバ３１は入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換後の入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に転送する。
【０１９２】
そして、ステップＧ８に移行してＣＰＵ３２は、加圧力Ｆと押下判定閾値Ｆthとを比較し、これらの関係がＦ＜Ｆthか否かを判別する。これらの関係がＦ＜Ｆthとなる場合は、触覚Ｂを起動する。触覚Ｂは、圧電アクチュエータ１００ａ及び１００ｂによって、操作者の指３０ａの加圧力Ｆに対応した振動パターンＰｂに基づいて入力検出面を振動することで得られる。そのボタンアイコン２９が放された触覚Ｂは、例えば、図１７Ｂに示した第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［８０ ８ ２］の振動パターンで振動し、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４０ ８ ２］の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”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（駆動条件ｂ）。
【０１９３】
その後、ステップＧ１０に移行して入力を確定する。このとき、ＣＰＵ３２は、入力操作面で当該押下位置に表示された入力情報を確定する。そして、ステップＧ１２に移行する。なお、ステップＧ３で他の処理モードが選択された場合は、ステップＧ１１に移行して他の処理モードを実行する。他の処理モードには、電話モードやメール作成、送信表示モード等が含まれる。電話モードには、相手方に電話を発信する操作が含まれる。ボタンアイコン２９等は、電話モード選択時の文字入力項目が含まれる。
【０１９４】
他の処理モードを実行した後は、ステップＧ１２に移行する。ステップＧ１２でＣＰＵ３２は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出して情報処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＧ２に戻って、メニュー等のアイコン画面を表示し、上述した処理を繰り返すようになされる。
【０１９５】
このように、第７の実施例としての触覚機能付きの入力装置を応用した携帯電話機７００によれば、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが備えられるので、マグネット８４の周囲に可動自在に配されコイル８３に音信号を入力すると、レシーバ（受話器）として機能させることができる。
【０１９６】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５自体を磁気結合力によって振動させることができる。従って、操作者の指に触覚を提示できるようになる。しかも、圧電駆動型のアクチュエータに比べてスピーカー機能付きのアクチュエータ３６ｂの小型化及びその消費電力の低減化を図ることができる。
【０１９７】
因みに、圧電駆動型のアクチュエータは、振動発生データを専用のドライバでアクチュエータ駆動用の高電圧に変換して供給しなければならないが、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂであると、映像＆音声処理部４４で音声信号Ｓout１と同様に取り扱える。これにより、専用のアクチュエータ駆動回路を持たない、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を備えた携帯電話機７００を提供できるようになる。しかも、触覚機能付きの携帯電話機７００のコストダウンを図ることができる。また、表示手段２９上の入力検出面における操作者の指３０ａの押下操作に対応した、アナログスイッチや、サイバースイッチ等の触覚を取得できるようになる。従って、触覚入力機能付きの電子機器のコストダウンに寄与するところが大きい。
【実施例８】
【０１９８】
図２１は、本発明に係る入力装置を備えた第８の実施例としてのビデオカメラ８００の構成例を示す斜視図である。
【０１９９】
図２１に示すビデオカメラ８００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８００には、第７の実施例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ー３６ｂが応用されるものである。
【０２００】
ビデオカメラ８００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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
タッチパネルディスプレイ装置４０１には、第７の実施例で説明した入力装置９０及びアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが備えられる。
【０２０３】
例えば、タッチパネルディスプレイ装置４０１内のスピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５が可動自在に配置されるものである。
【０２０４】
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、スピーカー３６ｂ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操作者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８００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。
【０２０５】
このように、第８の実施例としてのビデオカメラ８００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、スピーカー３６ｂのマグネット８４の周囲に可動自在に配されコイル８３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ーとして機能させることができる。
【０２０６】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５を磁気結合力によって振動させることができる。
【０２０７】
従って、ビデオカメラ８００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、超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを搭載した触覚機能付きの入力装置９０を備える電子機器を提供できるようになる。しかも、スピーカー３６ｂ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。
【０２０８】
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７００及びビデオカメラ８００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１０及び下部筐体２０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。
【実施例９】
【０２０９】
図２２は、本発明に係る入力装置を備えた第９の実施例としてのモバイルパソコン９００の構成例を示す斜視図である。
【０２１０】
図２２に示すモバイルパソコン９００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、音声及び映像処理を始め、各種データ処理をするものである。もちろん、被写体像を撮像し、かつ、周囲の音響を録音することもできる。モバイルパソコン９００には、第７の実施例で説明した触覚機能付きの入力装置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ー３６ｂが応用されるものである。
【０２１１】
モバイルパソコン９００は、左右にグリップ部９ａ，９ｂを有したトレイ状を成す下部筐体９０１と、トレイ上面を摺動可能な上部筐体９０２とを備えている。これらの筐体９０１及び９０２間は、例えば、ヒンジ機構９１によって摺動（回動）自在に係合されている。このヒンジ機構９１によれば、下部筐体９０１の操作面の所定の位置に設けられた図示しない摺動部と、上部筐体９０２の裏面の一端に設けられた図示しない嵌合受け部とがスライド自在に係合され、上部筐体９０２は下部筐体９０１に対して所定の移動距離だけ摺動自由度を有して面結合されている。
【０２１２】
下部筐体９０１の上面には、マトリクス状に配置された複数の押しボタンスイッチ９２から成る操作パネル９８が設けられる。押しボタンスイッチ９２は、「あ」〜「ん」のひらがなキー、「Ａ」〜「Ｚ」のアルファベットキー、「０」〜「９」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９０１の前面外側にはＵＳＢ端子などのコネクタ９９が配置され、外部機器と通信処理が可能なようになされている。
【０２１３】
また、下部筐体９０１の内側上部には、モジュール型のアンテナ９６が取り付けられ、その内側上部周辺には、図示しない大音響用のスピーカーが設けられ、着信メロディや映像データに付加された音声（音楽）等を放音するようになされる。下部筐体９０１の内部にはヒンジ機構９１の他に回路基板９７が設けられる。下部筐体９０１の左側のグリップ部９ａには、バッテリー９４が内蔵され、回路基板９７や表示手段２９等へ電源が供給される。その右側のグリップ部９ｂには、通話用のマイクロフォン９３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。
【０２１４】
上述の下部筐体９０１に対して、ヒンジ機構９１によってスライド自在に係合された上部筐体９０２には、表示手段２９が設けられる。表示手段２９にはカメラ３４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。上部筐体９０２の表面の、例えば、左上方には超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。スピーカー３６ｂには、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至５００，６０１，６０２のいずれかが適用される。
【０２１５】
例えば、スピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲にスライド自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５がスライド自在に配置されるものである。
【０２１６】
上部筐体９０２のスピーカー取付け面の下方には、触覚機能付きの入力装置９０が設けられる。入力装置９０は、入力検出手段４５及び表示手段２９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。表示手段２９には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。この例でも、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、スピーカー３６ｂ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操作者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、モバイルパソコン９００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。
【０２１７】
このように、第９の実施例としてのモバイルパソコン９００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、スピーカー３６ｂのマグネット８４の周囲にスライド自在に配されコイル８３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ーとして機能させることができる。
【０２１８】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５を磁気結合力によって振動させることができる。
【０２１９】
従って、モバイルパソコン９００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、超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを搭載した触覚機能付きの入力装置９０を備えたモバイルパソコン９００を提供できるようになった。しかも、スピーカー３６ｂとアクチュエータとが兼用されるので、モバイルパソコン９００の小型化を図ることができる。
【０２２０】
この例では、上部筐体９０２のスピーカー３６ｂに関して、第５の実施例で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００を用いる場合について説明したが、これに限られることはなく、第１乃至第３の実施例で説明した円柱状のアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至３００を使用してもよい。スピーカー１００乃至３００は、比較的、取り付けスペースに余裕が有る表示手段２９の背面や、もちろん、携帯型のゲーム機、電子辞書等の情報処理装置や、デスクトップ型のパーソナルコンピュータに適用してもよい。
【実施例１０】
【０２２１】
図２３は、本発明に係る入力装置を備えた第１０の実施例としての非折畳み式の携帯電話機１０００の構成例を示す斜視図である。
【０２２２】
図２３に示す携帯電話機１０００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、図１２に示した電話機能の他に、音声及び映像処理を始め、各種データ処理をするものである。もちろん、被写体像を撮像し、かつ、周囲の音響を録音することもできる。携帯電話機１０００には、第７の実施例で説明した触覚機能付きの入力装置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ー３６ｂが応用されるものである。
【０２２３】
携帯電話機１０００は、単体の筐体１００１を備えている。筐体１００１の表面の中央左上方には超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。スピーカー３６ｂには、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至５００，６０１，６０２のいずれかが適用される。
【０２２４】
例えば、スピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲にスライド自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５がスライド自在に配置されるものである。
【０２２５】
筐体１００１のスピーカー取付け面の下方、すなわち、筐体１００１の前面のほぼ全領域には、触覚機能付きの入力装置９０が設けられる。入力装置９０は、入力検出手段４５及び表示手段２９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。
【０２２６】
この例で、表示手段２９は表示領域が２つに分割され、その上部表示領域には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示され、下部表示領域には、操作パネル９８が表示される。この例でも、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、スピーカー３６ｂ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操作者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、携帯電話機１０００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されている。
【０２２７】
この例で、表示手段２９に表示される操作パネル９８は、複数の押しボタンスイッチ９２から構成される。例えば、押しボタンスイッチ９２は、「０」〜「９」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。表示手段２９の背面にはカメラ３４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。筐体１００１の上面下方には、通話用のマイクロフォン９３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。
【０２２８】
なお、筐体１００１の前面外側にはＵＳＢ端子などのコネクタ９９が配置され、外部機器と通信処理が可能なようになされている。筐体１００１の内側には、モバイルパソコン９００のように、モジュール型のアンテナ９６が取り付けられ、その内側周辺には、図示しない大音響用のスピーカーが設けられ、着信メロディや映像データに付加された音声（音楽）等を放音するようになされる。筐体１００１の内部には回路基板９７が設けられる。更に筐体内には、バッテリー９４が内蔵され、回路基板９７や表示手段２９等へ電源が供給される。
【０２２９】
このように、第１０の実施例としての携帯電話機１０００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、スピーカー３６ｂのマグネット８４の周囲にスライド自在に配されコイル８３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ーとして機能させることができる。
【０２３０】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５を磁気結合力によって振動させることができる。
【０２３１】
従って、携帯電話機１０００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、超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを搭載した触覚機能付きの入力装置９０を備えた携帯電話機１０００を提供できるようになった。しかも、スピーカー３６ｂとアクチュエータとが兼用されるので、携帯電話機１０００の小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３２】
この発明は、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情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０２３３】
【図１】本発明に係る振動体を適用した第１の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー１００の構成例を示す上面一部破砕の斜視図である。
【図２】アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の正面の構成例を補足する断面図である。
【図３】アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の組立例を示す分解斜視図である。
【図４】アクチュエータ機能付きのスピーカー１００に関する本発明と従来例との比較例を示す入力−出力特性図である。
【図５】第２の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー２００の構成例を示す正面の断面図である。
【図６】第３の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー３００の構成例を示す正面の断面図である。
【図７】第４の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー４００の構成例を示す斜視図である。
【図８】アクチュエータ機能付きのスピーカー４００の組立例を示す分解斜視図である。
【図９】アクチュエータ機能付きの角型のスピーカー４００’の通電時のコイル推力遷移例を示す図である。
【図１０】第５の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー５００の構成例を示す正面の断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、第６の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー６０１，６０２の部材抜け止め用の突出部材の構成例を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る入力装置９０を備えた第７の実施例としての触覚機能付きの携帯電話機７００の構成例を示す斜視図である。
【図１３】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１４】上部筐体２０におけるスピーカー３６ｂの取付例（その１）を示す上面図である。
【図１５】上部筐体２０におけるスピーカー３６ｂの取付例（その２）を示す断面図である。
【図１６】携帯電話機７００の制御系の構成例及びその感触フィードバック機能例を示すブロック図である。
【図１７】（Ａ）及び（Ｂ）は触覚Ａ及びＢに係る振動パターン例を示す波形図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その１）を示す図である。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その２）を示す図である。
【図２０】第７の実施例に係る携帯電話機７００における情報処理例を示すフローチャートである。
【図２１】本発明に係る入力装置を備えた第８の実施例としてのビデオカメラ８００の構成例を示す斜視図である。
【図２２】本発明に係る入力装置を備えた第９の実施例としてのモバイルパソコン９００の構成例を示す斜視図である。
【図２３】本発明に係る入力装置を備えた非折畳み式の第１０の実施例としての触覚機能付きの携帯電話機１０００の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０２３４】
２，８２・・・振動板、３，８３・・・コイル、４，８４・・・マグネット（磁性体）、５，８５・・・ヨーク（支持部材）、６，８６・・・ハウジング部（部材収納部）、６ｃ，６ｄ，８６ｃ，８６ｄ・・・抜け止め用の突起部（突出部材）、７，８７・・・電極引出部、７ａ，７ｂ，８７ａ，８７ｂ・・・引出電極、８ａ，８ｂ，８８ａ，８８ｂ・・・メッシュシール、９，８９ａ，８９ｂ・・・おもり、１０，１００１・・・筐体、１１・・・回転レンジ機構、１５・・・制御手段、２０・・・筐体、２１・・・受信部、２２・・・送信部、２４・・・入力手段、２９・・・表示手段、３２・・・ＣＰＵ（制御手段）、３５・・・記憶手段、３６ａ・・・スピーカー、３６ｂ・・・アクチュエータ機能付きのスピーカー（振動体）、４４・・・映像＆音声処理部、４５・・・入力検出手段、５５ａ〜５５ｃ・・・力検出センサ、９０・・・触覚機能付きの入力装置、１００〜５００，６０１，６０２・・・アクチュエータ機能付きのスピーカー（振動体）、７００，１０００・・・携帯電話機（電子機器）、８００・・・ビデオカメラ（電子機器）、９００・・・モバイルパソコン（電子機器）
【技術分野】
【０００１】
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情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用して好適な振動体、触覚機能付きの入力装置及び電子機器に関する。詳しくは、突起部及びハウジングから画定される空間領域内に所定形状のマグネットを支持したヨークを可動自在に配置し、当該マグネットの周囲には振動板に取り付けられたコイルを突起部の開口部を介して可動自在に配して、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動させてスピーカーとして機能できるようにすると共に、コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力したときは、突起部及びハウジングから画定された空間領域内でヨーク自体を振動できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザ（操作者）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入力装置が具備される。入力装置にはキーボードや、ＪＯＧ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が使用される場合が多い。
【０００３】
また、アクチュエータを組み合わせた入出力装置も開発されている。アクチュエータは、２層以上のひずみ量の異なる圧電素子、又は、圧電素子と非圧電素子とを貼り合わせ、この貼合体の圧電素子に振動制御電圧を印加したとき、双方のひずみ量の差によって生じる貼合体の曲げ変形を力学的に利用するものである（振動体機能）。
【０００４】
この種の圧電アクチュエータを備えた電子機器に関して、特許文献１には、入出力装置及び電子機器が開示されている。この電子機器によれば、多層圧電バイモルフ型圧電アクチュエータ及びタッチパネルを有する入出力装置を備え、多層圧電バイモルフ型圧電アクチュエータは、情報の種類に応じてタッチパネルを通じて異なる触覚を使用者にフィードバックする。入出力装置は、支持フレーム上に支持部を介して圧電アクチュエータを取り付けた圧電体支持構造を有している。圧電アクチュエータの中央上部には、支持部が貼り付けられ、この支持部がタッチパネルに当接される。圧電アクチュエータ振動制御電圧を供給すると、タッチパネルに振動を伝達するようになされる。
【０００５】
このように電子機器を構成すると、使用者に対して、情報の種類に応じた入力操作に対する触覚フィードバックを確実に提供できるというものである。これらの圧電アクチュエータを用いた触覚フィードバック制御では、タッチパネルが外部からの入力（位置および、加圧力）を検出し、制御系がタッチパネルからの入力情報をトリガーにして、当該タッチパネルまたは筺体を振動させるようになされる。
【０００６】
一方、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、表示パネルが設けられ、表示部の上部付近にレシーバ（受話器）を備える場合が多い。レシーバは、ボイスコイル方式のマグネットスピーカーの原理で振動体を駆動し、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。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−９４３８９号公報（第９頁 図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来例に係る触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等の電子機器によれば、以下のような問題がある。
【０００９】
ｉ．特許文献１に見られるような圧電アクチュエータを備えた入出力装置を２軸ヒンジタイプや、ストレートタイプ、スライドタイプ等の携帯電話機、又は、ビデオカメラや、デジタルカメラ等の表示モニタに適用して触覚提示機能を実現しようとした場合、レシーバ用のスピーカー又は効果音用のスピーカーと、触覚提示用の圧電アクチュエータとの両方を実装しなくてはならず、表示パネルを実装した筐体において、部品取付スペースが余分に必要となるという問題がある。
【００１０】
ii．上述のタイプの携帯電話機に関して、着信音や着信メロディを出力するスピーカーは、直径が１６ｍｍ程度で、高さが２．４ｍｍといったように、レシーバーに比べて大きく、通常、表示モニタを実装した上部筐体ではなく、操作キーを備えた下部筐体側に設けられる場合が多い。従って、着信メロディ用のスピーカーを触覚提示用のアクチュエータ機能として表示パネルを実装した上部筐体に適用することが困難となる。
【００１１】
iii．因みに、着信メロディ用のスピーカーをそのまま触覚提示用のアクチュエータ機能として表示パネル実装側の上部筐体に適用すると、携帯電話機が厚くなったり、コストアップにつながったりして商品性を著しく損なうことが懸念される。
【００１２】
iv．なお、本件出願人が現在、特許出願中（特願２００６−０３２７４９号）の「振動体他」によれば、振動系を構成する振動部材が部材収納部内において、スプリングバネで支持する構造が採られている。しかし、スプリングバネは、通常の使用環境下で、デバイスの駆動や、使用者がモバイル通信機器等を落下等させたときに加わる外部からの荷重又は衝撃によって、金属疲労や塑性変形を生じ易く、所定の性能が得られなくなるおそれが懸念される。
【００１３】
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、従来例のようなバネ構造に依存することなく、アクチュエータを小型化できるようにすると共に、アクチュエータの機能とスピーカーの機能とを両立できるようにした振動体、触覚機能付きの入力装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題は、所定の面が開放された部材収納部と、部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、巻き軸部を有して部材収納部の開放面側で磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、中央部がコイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする振動体によって解決される。
【００１５】
本発明に係る振動体によれば、磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。
【００１６】
本発明に係る入力装置は、情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、入力検出手段と、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する振動体とを備え、振動体は、所定の面が開放された部材収納部と、部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、巻き軸部を有して部材収納部の開放面側で磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、中央部がコイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に支持部材が可動自在に配置されることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る触覚機能付きの入力装置によれば、本発明に係る振動体を備えるので、磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。従って、操作体に触覚を提示できるようになる。
【００１８】
本発明に係る電子機器は、情報入力操作時に操作体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、入力検出手段と、この入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示する振動体とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、振動体は、所定の面が開放された部材収納部と、部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、巻き軸部を有して部材収納部の開放面側で磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、中央部がコイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に支持部材が可動自在に配置されることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置を備えるので、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る振動体によれば、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定される空間領域内に所定形状の磁性体を支持した支持部材が可動自在に配置され、当該磁性体の周囲には振動体に取り付けられたコイルが可動自在に配されたものである。
【００２１】
この構造によって、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。これにより、従来例のようなバネ構造を省略できるようになるばかりか、超小型のスピーカー機能付きの振動体を提供できるようになり、特に、当該振動体を携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【００２２】
本発明に係る触覚機能付きの入力装置によれば、本発明に係る振動体を備え、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示するようになされる。
【００２３】
この構成によって、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。これにより、従来例のようなバネ構造を省略できるようになるばかりか、超小型のスピーカー機能付きの振動体を搭載した触覚機能付きの入力装置を提供できるようになる。特に、携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。しかも、レシーバ機能とアクチュエータ機能とを両立（兼用）できるので、入力装置のコストダウンを図ることができる。
【００２４】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る触覚機能付きの入力装置を備え、入力検出手段の入力操作に基づいて操作体に触覚を提示するようになされる。
【００２５】
この構成によって、コイルに音信号を入力すると、振動板を振動でき、スピーカーとして機能させることができる。また、入力検出手段の入力操作に基づいて当該コイルに触覚提示用の低周波数信号を入力すると、抜け止め用の突出部材及び部材収納部から画定された空間領域内で支持部材自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、振動体の小型化を図ることができる。これにより、従来例のようなバネ構造を省略できるようになるばかりか、超小型のスピーカー機能付きの振動体を搭載した触覚機能付きの入力装置を備える電子機器を提供できるようになる。しかも、レシーバと振動体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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
続いて、この発明に係る振動体、触覚機能付きの入力装置及び電子機器の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明に係る振動体を適用した第１の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー１００の構成例を示す上面一部破砕の斜視図である。
【００２８】
図１に示すアクチュエータ機能付きのコイン型のスピーカー１００は、本発明に係る振動体を適用したものであり、スピーカー機能の他に、触覚を発生させることができるアクチュエータ機能を有している。このスピーカー１００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操作者に対して触覚を提示する情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用可能なものである。
【００２９】
スピーカー１００は、部材収納部の一例を構成する円筒状のハウジング６を有しており、所定の面（図中上面）が開放されている。ハウジング６には、ＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等の冷間圧延鋼板（Steel Pressure Cold：以下ＳＰＣという）が使用される。ハウジング６の厚みをｔとし、その外径をＤφとし、その高さをＨとしたとき、厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．２ｍｍが選択される。その外径Ｄφは３．６ｍｍ乃至２０．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径Ｄφ＝１６．０ｍｍが選択される。その深さｈは１．０ｍｍ乃至５．９ｍｍ程度であり、好ましくは、深さｈ＝２．４ｍｍが選択される。
【００３０】
ハウジング６の開放面側には突出部材の一例となる部材抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ（ストッパー：図２参照）が設けられ、ハウジング６内に組み入れられた後の構成部品（以下で振動系の部品ブロックともいう）が抜け止めされる。この例では、ハウジング６の内側の最上端であって、突起部６ｃ，６ｄが相互に対峙する位置に設けられる。突起部６ｃ，６ｄは、例えば、折り返し突起構造を採る。折り返し突起構造とは、ハウジング６の上部の全周又は一部に渡り、振動系の部品ブロックが外部へ飛び出さないようにストップする構造をいう。
【００３１】
ハウジング６の底面には、隙間部材の一例を構成する揺れ規制台座用の円形状の枠ゴム６ｅが設けられ、ヨーク５の下方とハウジング６の底面との間に間隙Δｑ（スペース）を設けている。間隙Δｑは例えば、０．１ｍｍ程度に設定される。枠ゴム６ｅには、シリコン（Ｓｉ）ゴム（デュアルテック社やアルファゲル社製等）が使用される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至４．０ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．５ｍｍが選択される。
【００３２】
また、枠ゴム６ｅの内径は２．５ｍｍ乃至１８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝１２．０ｍｍが選択される。その外径は２．６ｍｍ乃至２０．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝１５．６ｍｍが選択される。なお、枠ゴム６ｅに樹脂を使用する場合は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）／ＰＣ樹脂＋ＡＢＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＣ＋ＰＭＭＡ樹脂が使用される。厚み、内径及び外径は上述した通りである。
【００３３】
ハウジング６内には支持部材の機能を構成する振動用のヨーク５が配置されている。ヨーク５は円形無底状を有しており、少なくとも、所定形状（この例では円柱状をいう）のマグネット４を支持するための開口部が設けられる。ヨーク５は、ハウジング６に内包され、突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定される空間領域内に可動自在に配置される。
【００３４】
ヨーク５には、亜鉛（Ｚｎ）メッキにより表面処理（三価クロムメート処理）されたＳＰＣが使用される。表面処理には無電解メッキ（ＥＬ／ＦｅＰ−／ＯＰ３）が採られる。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．３ｍｍが選択される。その外径は３．２ｍｍ乃至１８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝１２．４ｍｍが選択される。
【００３５】
ヨーク５の内径は３．２ｍｍ乃至１６．４ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝６．４ｍｍが選択される。その深さは０．２ｍｍ乃至２．４ｍｍ程度であり、好ましくは、深さ＝０．９ｍｍが選択される。その開口部５ａの内径φＸ（図３参照）は、０．１ｍｍ乃至１６．０ｍｍ程度であり、好ましくは、内径φＸ＝２．０ｍｍが選択される。
【００３６】
ヨーク５の内側下面には、おもり９が設けられ、当該ヨーク５の重さを調整するようになされる。おもり９には、オーリング状の黄銅や、真銅（Ｃ２６８０）、タングステン（Ｗ）等が使用される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至２．１ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．６ｍｍが選択される。その内径は３．３ｍｍ乃至１７．４ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝７．０ｍｍが選択される。その外径は４．２ｍｍ乃至１８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝１１．８ｍｍが選択される。
【００３７】
ハウジング６内で可動自在に支持されるヨーク５の底部には、磁性体の一例を構成するマグネット４（永久磁石）が固定されている。例えば、マグネット４の側面に接着剤が塗布され、この接着剤を介してヨーク５に接着され、締結固定される。マグネット４には、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された円柱状のＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。マグネット４の外径は２．８ｍｍ乃至１６ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝６．０ｍｍが選択される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至２．０ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．６ｍｍが選択される。
【００３８】
マグネット４の先端には、磁極用の円盤状のポールピース４１が設けられている。ポールピース４１にはＳＰＣが使用される。その外径は２．８ｍｍ乃至１６ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝６．０ｍｍが選択される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．４ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．３ｍｍが選択される。
【００３９】
ハウジング６の開放面側で、マグネット４の周囲には円筒状に巻装された可動用のコイル３（ボイスコイル）が可動自在に配されている。コイル３には銅が使用され、コイル３は巻き軸部を有している。コイルの線径は、０．０２ｍｍ乃至０．０８ｍｍ程度である。好ましくは、線径＝０．０５ｍｍのコイルが選択される。その巻き数は、５回乃至１００回程度である。好ましくは、巻き数＝３０回が選択される。その層数は、２乃至８程度である。好ましくは、層数４が選択される。その内径は、３ｍｍ乃至１５ｍｍ程度である。好ましくは、内径＝６ｍｍに設定される。その高さは、０．１ｍｍ乃至２ｍｍ程度である。好ましくは、高さ＝０．６ｍｍに設定される。コイル３には音声信号や、振動発生信号等を供給するようになされる。
【００４０】
上述のコイル３の巻き軸部の一方の側には、振動板２が取り付けられている。例えば、振動板２は、中央部がコイル３の巻き軸部の一方の側に接着され、その外縁部がハウジング６上の縁部及び突起部６ｃ，６ｄに接着されている。振動板２の直径Ｄφは、８ｍｍ乃至２０ｍｍ程度であり、好ましくは、Ｄφ＝１５．５ｍｍが選択される。振動板２には、厚みｔが０．００８ｍｍ乃至０．０１ｍｍであり、好ましくは、厚みｔ＝０．０２５ｍｍのＰＥＮ又はＰＥＩ（ポリエーテルイシド）のフィルム状体が使用される。
【００４１】
なお、上述の枠ゴム６ｅは異音発生防止機能を有している。非通電時、ヨーク５は枠ゴム６ｅ上に載置する姿勢を採る。通電時、定格以上の入力がコイル３に供給されると、マグネット４、ヨーク５、おもり９及びポールピース４１からなる振動系の部品ブロック６１４が枠ゴム６ｆに当接するようになされる。これは、駆動時の異音を発生させないためである。枠ゴム６ｅを断面三角状にしたのは、左右方向に振動系の部品ブロック６１４が触れないようにするためである。
【００４２】
図２は、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の正面の構成例を補足する断面図である。図２に示すスピーカー１００によれば、マグネット４の底面がヨーク５を貫通している。また、ハウジング６の上部内縁の突起部６ｃ，６ｄと、当該ハウジング６内の枠ゴム６ｅ上に載置されたヨーク５との間には、振動余裕用の間隙Δｇが設定される。間隙Δｇとは、枠ゴム６ｅ上に載置されたヨーク５の上部先端から枠ゴム６ｆの所定の位置（ヨーク５の垂直変位時の上部当接位置）に至る距離をいう。間隙Δｇは例えば、０．１ｍｍ程度に設定される。間隙Δｇは、抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄと、ハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５自体を磁気結合力によって振動させるために設定している。
【００４３】
この例で、突起部６ｃ，６ｄの下部には、振動規制用の枠ゴム６ｆが設けられる。もちろん、枠ゴム６ｆはハウジング６の全内周に渡って形成されなくてもよく、突起部６ｃ，６ｄの下部のみでもよい。取り付けスペースが取れない場合は省略してもよい。
【００４４】
また、ハウジング６の底面部には、例えば、２個の開口部６ａ，６ｂが設けられている。この２個の開口部６ａ，６ｂの外部側には、メッシュシール８ａ，８ｂが貼付されている。メッシュシール８ａは開口部６ａを覆うように、また、メッシュシール８ｂは開口部６ｂを覆うように設けられる。このメッシュシール８ａ，８ｂの機能は、ハウジング６の内側と外側における呼吸機能を確保するためである。
【００４５】
ハウジング６の外周面上部の所定の位置には電極引出部７が設けられる。この例では、突起部６ｄの取り付け位置に対してその背面側に設けられた電極引出部７には、引出電極７ａ，７ｂ（図示せず）が設けられ、振動板２に接合されたコイル３に接続される。電極引出部７は、絶縁部材から構成され、引出電極７ａは、コイル３の引出線３ａに接続され、引出電極７ｂは、コイル３の引出線３ｂに接続され、音声信号や、振動発生信号等が入力される。
【００４６】
ここでアクチュエータ機能付きのスピーカー１００の振動原理を説明する。この例で、ハウジング６内の枠ゴム６ｅに振動系の部品ブロック６１４が載置され、コイル３に振動発生信号等が入力されない非通電時には、マグネット４と、当該マグネット４と対抗する金属製のハウジング６との間で磁気的な吸引力によって、振動系の部品ブロック６１４がハウジング６に吸引保持された状態で固定される姿勢を採る。
【００４７】
また、電極引出部７を介して触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）の振動発生信号等がコイル３に入力される通電時には、上述の部品ブロック６１４のマグネット４と、金属製のハウジング６とに基づく磁気的な吸引力に対して、コイル３とマグネット４から構成される電磁誘導により、磁気的な吸引力を上回る反対向きの電磁力（以下推力ともいう）を発生させる。電極引出部７を介してコイル３に振動発生信号等が入力され、磁気的な吸引力と反対向きの電磁力が当該磁気的な吸引力を超えた際に、始めて、振動系の部品ブロック６１４が可動し、振動を伝播するようになる。
【００４８】
つまり、非通電時、マグネット４は金属製のハウジング６を吸引している。この力を吸引力Ａとすると、通電時は、コイル３とマグネット４の電磁誘導により発生される力を電磁力Ｂとする（Ａと逆方向、または平行方向）と、吸引力Ａに逆らう電磁力Ｂを発生させ、電磁力Ｂが吸引力Ａを超えた際（Ａ＜Ｂ）に始めて、振動系の部品ブロック６１４が可動する。なお、Ａ＞Ｂとなった段階で部品ブロック６１４が元の位置に戻る。これにより、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５、すなわち、振動系の部品ブロック６１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。
【００４９】
図３は、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の組立例を示す分解斜視図である。図３に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー１００によれば、まず、ハウジング６を準備する。この例では、ハウジング６を磁性部材で作成する場合は、厚みｔ＝０．２ｍｍ、外径Ｄφ＝１６．０ｍｍ、深さｈ＝２．４ｍｍで、ＳＰＣ（冷間圧延鋼板）を折り曲げ・プレス加工をしたり、孔開け加工をして、底部に開口部６ａ，６ｂ及び内側上縁部に部品抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄを形成する。例えば、突起部６ｃ，６ｄは切り欠き突起構造により実現する。切り欠き突起構造とは、ハウジング６の上方の一部を切り欠く形態で、これを内側に折り曲げる構造をいう。
【００５０】
もちろん、電極引出部７は、絶縁部材を加工して形成する。ハウジング６を樹脂部材で作成する場合は、底部に開口部６ａ，６ｂ及び内側上縁部に部品抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄを有したハウジング６が得られるような所定の金型を作成し、この金型にＡＢＳ樹脂等を注入して樹脂成形品を形成する。ＡＢＳ樹脂に代えてＰＣ樹脂でもよい。電極引出部７は突起部６ｃ，６ｄと同時に形成するとよい。例えば、電極引出部７の内部に、図５に示すような引出電極７ａ，７ｂを圧入方法により取り付けても、また、引出電極７ａ，７ｂを金型に組み込んでハウジング６と同時にインサート成形としてもよい。引出電極７ａ，７ｂにはピン状を有したものが使用される。
【００５１】
引出電極７ａ，７ｂには、太さ０．５ｍｍ程度のリン青銅丸棒をピン加工したものが使用される。引出電極７ａ，７ｂには、メッキが施される。例えば、２〜３μｍ程度のＮｉメッキ、１〜３μｍ程度のＮｉ−Ｐｄメッキ、０．０３μｍ程度のＣｕメッキが引出電極７ａ，７ｂを構成する部材に施される。これにより、振動系の部品ブロック６１４等を収容可能な容器が得られる。部品ブロック６１４は、マグネット４、ヨーク５、おもり９及びポールピース４１から構成される。
【００５２】
ハウジング６が準備できたら、その内部に揺れ規制台座用の枠ゴム６ｅや、振動規制用の枠ゴム６ｆ等を取り付ける。枠ゴム６ｅや枠ゴム６ｆには、断面三角形状を有したオーリング状のシリコン系のゴム輪を使用する。例えば、厚みｔ＝０．５ｍｍ、内径＝１２．０ｍｍ、外径＝１５．６ｍｍの枠ゴム６ｅや枠ゴム６ｆ等をハウジング６に対して接着剤を使用して貼り付けるようにする。
【００５３】
次に、ハウジング６内へ組み入れるためのヨーク５を準備する。ヨーク５には、中央部にマグネット取り付け用の開口部５ａを有した段付き円形状を成したものを形成する。例えば、厚みｔ＝０．３ｍｍのＳＰＣで、ヨーク５の直径をＤφ’とし、その高さをＨ’としたとき、Ｄφ’＝１２．４ｍｍ、内径＝６．４ｍｍ、高さＨ’＝１．５［ｍｍ］、開口部５ａの内径φＸ＝２．０ｍｍである。この例では、厚み０．３ｍｍのＳＰＣを板金プレス加工して、中央部にマグネット取り付け用の開口部５ａを形成し、裏面側におもり取り付けスペースを有した円筒状のヨーク５を形成する。
【００５４】
ヨーク５が形成できたら、ヨーク５の開口部内側にマグネット４を接合する。マグネット４には、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された、外径＝６．０ｍｍ、厚みｔ＝０．６ｍｍ程度の円柱状のＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石を使用する。例えば、マグネット４の外周壁に沿ってヨーク５の内壁がコイル３の可動範囲以下の領域まで伸びるようにマグネット４の挿入深さを調整し、ウレタン系の接着剤を使用してマグネット４をヨーク５の開口部内側に接合する。このとき、カシメ等の工程によりヨーク５をマグネット４に強固に固定するようにしてもよい。そして、マグネット４の先端に、磁束調整用の円柱状のポールピース４１を接着剤により接合する。ポールピース４１には、外径＝６．０ｍｍ、厚みｔ＝０．３ｍｍのＳＰＣが使用される。
【００５５】
次に、ヨーク５の内側下面におもり９を取り付ける。例えば、おもり９には、厚みｔ＝０．６ｍｍの黄銅を内径＝７．０ｍｍ、外径＝１１．８ｍｍ程度にオーリング状に加工したものが使用される。おもり９は、接着剤を使用してヨーク５の内側下面に接合する。おもり９の重さは、例えば、１．１９４［ｇ］程度である。接着剤にはいずれもウレタン系のものを使用する。これにより、ハウジング６の内部に収容可能な振動系の部品ブロックが得られる。
【００５６】
上述のようなマグネット４、おもり９及びポールピース４１を取り付けたヨーク５が準備できたら、ヨーク５をハウジング６内に組み入れる。このとき、突起部６ｃ，６ｄを潜るらせるようにヨーク５をハウジング６内の枠ゴム６ｅ上に載置する。その後、コイル付きの振動板２（ボイスコイル部品）でハウジング６上部を塞ぐように封止する。
【００５７】
ボイスコイル部品を作成するためには、まず、台錐形状の振動板２と可動用のコイル３を準備する。例えば、振動板２には、厚み２５μｍ程度のＰＥＮからなるフィルム部材が使用される。振動板２は、例えば、直径Ｄφ＝１５．５ｍｍ程度となるように仕上げられ、コーン形状に加工される。コイル３には、０．０５ｍｍ程度の銅線が使用される。コイル３は、銅線を所定回数（Ｎ＝３０回程度）及び層数「４」だけ円柱状に巻いて中空状を成すように形成し、内径＝６ｍｍ及び高さ＝０．６ｍｍ程度となるように仕上げる。
【００５８】
振動板２とコイル３とが準備できたら、振動板２の裏面中央部に円柱状のコイル３の一方の側を接合する。このとき、振動板２とコイル３とは、ウレタン系の接着剤を使用して接合する。これにより、ハウジング６の上部に取り付け可能なボイスコイル部品が得られる。
【００５９】
上述の振動系の部品ブロック及びボイスコイル部品が準備できたら、これらを例えば、引出電極７ａ，７ｂ付きのハウジング６に収納して、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００を組み立てる。この例では、振動板２内で露出しているコイル３の引出線３ａを引出電極７ａに半田付けし、同様に露出しているコイル３のもう片方の引出線３ｂを引出電極７ｂに半田付けして接続する。
【００６０】
その後、コイル３が接合された振動板２をハウジング６の上部から嵌合する。このとき、コイル３の巻き軸部がマグネット４を覆い被さるように組み込む。その後、抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄとハウジング６とを位置合わせし、振動板２の外縁部位が抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄを含むハウジング６の上縁部で維持固定されるように接着剤等を使用して外縁部位を接合する。これにより、図１に示したような、ハウジング６の内部でバネ部材に依存することなく、ヨーク５自体が振動可能なアクチュエータ機能付きのスピーカー１００が完成する。
【００６１】
図４は、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００に関する本発明と従来例との比較例を示す入力−出力特性図である。図４において、横軸は入力レベルであり、コイル３へ供給される触覚提示用の低周波の振動発生信号の入力電圧である。縦軸は、振動の出力レベルであり、振動系の部品ブロック６１４の加速度や、変位等である。実線＃Ｉは本発明に係るバネ構造無しのスピーカー１００に係る入力−出力特性であり、破線#IIは、従来例に係るバネ構造有りのスピーカーの入力−出力特性である。
【００６２】
従来例に係る入力−出力特性＃Ｉは、ハウジング内部でバネ部材に支持されたヨークを振動する場合である。本発明に係る入力−出力特性#IIは、ハウジング内部でバネ部材に依存することなく、磁気結合力を利用することにより、振動系の部品ブロック６１４自体を振動するようにしたものである。
【００６３】
これによれば、従来例に係る入力−出力特性＃Ｉは、入力電圧が入力レベル＝０から徐々に増加するに従って、ヨークが振動する現象を伴うようになる。つまり、従来例では、入力レベル＝０から入力レベル＃Ｖｘに至る期間で振動も音も出力される。これに対して、本発明によれば、入力レベル＝０から入力レベル＃Ｖｘに至る期間Ｖo-xは、振動を休止（無振動期間）しており、入力レベル＃Ｖｘに至った時点、すなわち、この入力レベル＃Ｖｘを通過した時点で急激に振動するようになる。それ以降は、従来例も本発明も同様な特性を採る。なお、本発明でも、入力レベル＝０から入力レベル＃Ｖｘに至る期間Ｖo-xで振動は出ないが、音は従来例と同様にして出力することができる。
【００６４】
つまり、従来例に係る入力−出力特性＃Ｉによれば、いかなる通電時もマグネットは動き振動を伝えていたが、本発明に係る入力−出力特性＃IIによれば、入力レベル＃Ｖｘを超える入力が有るまで、振動系の部品ブロック６１４は振動を起こさない。これは音声と振動の２つの機能を有するアクチュエータ機能付きのスピーカー１００にとっては、入力レベルを調整することで、振動と音声／音声の２つのモードに明確に区切れるという技術的な意味を有している。
【００６５】
このように、第１の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー１００によれば、マグネット４の周囲に可動自在に配されたコイル３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内で振動系の部品ブロック６１４（マグネット４＋ヨーク５＋おもり９＋ポールピース４１）自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【実施例２】
【００６６】
図５は、第２の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー２００の構成例を示す正面の断面図である。
【００６７】
この例では、ハウジング６に樹脂部品等の非磁性部材が使用される場合であって、マグネット４と対峙する側のハウジング６の底面に磁性部材が設けられるものである。なお、第１の実施例と同じ符号のものは同じ機能及び材料が使用されるのでその説明を省略する。
【００６８】
図５に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー２００は、樹脂製のハウジング６’を有している。ハウジング６’は、例えば、ＡＢＳ樹脂等を金型に注入して得た樹脂成形品である。ハウジング６’の底面であって、マグネット４と対峙する位置には磁性部材の一例となる金属プレート４２が設けられる。金属プレート４２には、例えば、厚みｔ＝０．３ｍｍ程度の鉄板が使用される。
【００６９】
金属プレート４２には、鉄板の他にＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等のＳＰＣが使用される。その厚みｔは０．０５ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．１ｍｍが選択される。その外径は１．０ｍｍ乃至２０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝８．０ｍｍが選択される。金属プレート４２はハウジング６にかしめ工法又は接着工法により取り付けられる。
【００７０】
このように、第２の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー２００によれば、非通電時、金属プレート４２はマグネット４を吸引する状態で固定される。通電時は、コイル３とマグネット４の電磁誘導により発生される電磁力Ｂと、この電磁力Ｂと逆方向の吸引力Ａとの間で、電磁力Ｂが吸引力Ａを超えた際（Ａ＜Ｂ）に、振動系の部品ブロック６１４が可動するようになる。なお、Ａ＞Ｂとなった段階で部品ブロック６１４が元の位置に戻る。
【００７１】
これにより、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５、すなわち、振動系の部品ブロック６１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、第１の実施例と同様にして当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。
【実施例３】
【００７２】
図６は、第３の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー３００の構成例を示す正面の断面図である。
【００７３】
この実施例では、ヨーク５’は、マグネット４を載置固定するための円形有底状の凹部５ａ’を有している。なお、第１及び２の実施例と同じ符号のものは同じ機能及び材料が使用されるのでその説明を省略する。
【００７４】
図６に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー３００は、円形有底状のヨーク５’を有している。ヨーク５’は中央部に円形有底状の凹部５ａ’を有しており、凹部５ａ’には、マグネット４が取り付けられる。また、ハウジング６の底面であって、ヨーク５’を介してマグネット４と対峙する位置には磁石４３（磁性体）が設けられている。例えば、磁石４３の底面に接着剤が塗布され、この接着剤を介してハウジング６に接着され、締結固定される。
【００７５】
磁石４３には、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された円形状のＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。磁石４３の外径は２．８ｍｍ乃至１６ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝６．０ｍｍが選択される。その厚みｔは０．０５ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．１ｍｍが選択される。その外径は１．０ｍｍ乃至２０ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝８．０ｍｍが選択される。
【００７６】
このように、第３の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー３００によれば、非通電時、磁石４３はヨーク５’を吸引する状態で固定される。通電時は、コイル３とマグネット４の電磁誘導により発生される電磁力Ｂと、この電磁力Ｂと逆方向の吸引力Ａとの間で、電磁力Ｂが吸引力Ａを超えた際（Ａ＜Ｂ）に、ヨーク５’（振動系の部品ブロック）が可動するようになる。なお、Ａ＞Ｂとなった段階でヨーク５’が元の位置に戻る。
【００７７】
これにより、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部６ｃ，６ｄ及びハウジング６から画定された空間領域内でヨーク５’、すなわち、振動系の部品ブロック６１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、第１及び第２の実施例と同様にして当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。
【実施例４】
【００７８】
図７は、第４の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー４００の構成例を示す斜視図である。
【００７９】
図７に示すアクチュエータ機能付きの角型のスピーカー４００は、本発明に係る振動体（スピーカー機能付きのアクチュエータ）を適用したものであり、スピーカー機能の他に、触覚を発生させることができるアクチュエータ機能を有している。このスピーカー４００は、第１の実施例と同様にして、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操作者に対して触覚を提示する情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用可能なものである。
【００８０】
スピーカー４００は、部材収納部の一例を構成する矩形状のハウジング８６を有しており、所定の面（図中上面）が開放されている。ハウジング６には、ＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等のＳＰＣが使用される。ハウジング８６の大きさは、その幅をＷとし、その長さをＬとし、その高さをＨとし、その厚みをｔとしたとき、厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．６ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．２ｍｍが選択される。外形寸法Ｗ×Ｌは、３ｍｍ×４ｍｍ乃至１０ｍｍ×３０ｍｍである。好ましくは、外形寸法Ｗ×Ｌは、６．０ｍｍ×１５．０ｍｍが選択される。その高さＨは１．０ｍｍ乃至６．０ｍｍ程度であり、好ましくは、高さＨ＝３．０ｍｍが選択される。
【００８１】
ハウジング８６の開放面側には突出部材の一例となる部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ（図８参照）が設けられ、ハウジング８６内に組み入れられた後の構成部品が抜け止めされる。この例では、ハウジング８６の内側の最上端であって、突起部８６ｃ，８６ｄが相互に対峙する位置に設けられる。
【００８２】
ハウジング８６の底面には、隙間部材の一例を構成する揺れ規制台座用の矩形状の枠ゴム８６ｅが設けられ、ヨーク８５の下方とハウジング８６の底面との間にスペースを設けるようになされている。枠ゴム８６ｅには、シリコンゴム（デュアルテック社やアルファゲル社製等）が使用される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、３ｍｍ×４ｍｍ乃至１０ｍｍ×３０ｍｍである。好ましくは、外形寸法＝５．６ｍｍ×１４．６ｍｍが選択される。枠ゴム８６ｅに樹脂を使用する場合は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）／ＰＣ樹脂＋ＡＢＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＣ＋ＰＭＭＡ樹脂が使用される。外形寸法は上述の通りである。
【００８３】
ハウジング８６内には支持部材の機能を構成する振動用のヨーク８５が配置されている。ヨーク８５は矩形有底状を有しており、少なくとも、所定形状のマグネット８４を支持するための凹部８５ａ’が設けられ、かつ、凹部８５ａ’の所定の位置に開口部８５ａが設けられる。ヨーク８５は、ハウジング８６に内包され、突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６から画定される空間領域内に可動自在に配置される。
【００８４】
ヨーク８５には、亜鉛（Ｚｎ）メッキにより表面処理（三価クロムメート処理）されたＳＰＣが使用される。表面処理には無電解メッキ（ＥＬ／ＦｅＰ−／ＯＰ３）が採られる。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝０．３ｍｍが選択される。
【００８５】
ヨーク８５の外形寸法（短手方向×長手方向）は、２ｍｍ×３ｍｍ乃至９ｍｍ×２９ｍｍである。好ましくは、外形寸法５．０ｍｍ×１４．０ｍｍが選択される。その内形寸法（短手方向×長手方向）は、１．２ｍｍ×２．２ｍｍ乃至８．０ｍｍ×２９．２ｍｍである。又は、内径は１．２ｍｍ乃至８．５ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝３．４ｍｍが選択される。
【００８６】
その高さは０．２ｍｍ乃至２．４ｍｍ程度であり、好ましくは、高さ＝１．２８ｍｍが選択される。その開口部の内径Ｘ’（図８参照）は、０．１ｍｍ乃至８．０ｍｍ程度であり、好ましくは、内径＝２．３ｍｍが選択される。又は、その内形寸法（短手方向×長手方向）は、１．０ｍｍ×２．０ｍｍ乃至８．０ｍｍ×２８．０ｍｍである。この例でも、ヨーク８５の下方とハウジング８６の底面との間に間隙Δｑ（スペース）を設けるようになされている。間隙Δｑは例えば、０．１ｍｍ程度に設定される。
【００８７】
ヨーク８５の内側下面は、凹部８５ａ’を中心にして２つの領域（以下アーム部８５ｂ，８５ｃという）に分割されている。アーム部８５ｂにはおもり８９ａが設けられ、アーム部８５ｃにはおもり８９ｂが設けられ、当該ヨーク８５の重さを調整するようになされる。おもり８９ａ，８９ｂには、立方体状の黄銅や、真銅（Ｃ２６８０）、タングステン（Ｗ）等が使用される。その厚みｔは０．１ｍｍ乃至６．０ｍｍ程度であり、好ましくは、厚みｔ＝１．２９ｍｍが選択される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、１ｍｍ×１ｍｍ乃至８ｍｍ×１０ｍｍである。好ましくは、外形寸法２．９ｍｍ×３．６ｍｍが選択される。
【００８８】
ハウジング８６内で可動自在に支持されるヨーク８５の底部には、磁性体の一例を構成するマグネット８４（永久磁石）が載置固定されている。例えば、マグネット８４の底面に接着剤が塗布され、マグネット８４がヨーク８５の凹部８５ａ’に接着されて固定される。マグネット８４には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）メッキにより表面処理された立方体形状を有したＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、１ｍｍ×２ｍｍ乃至８ｍｍ×２８ｍｍである。又は、外径は１．０ｍｍ乃至８ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝２．４ｍｍが選択される。
【００８９】
マグネット８４の先端には、磁束調整用の矩形状のポールピース８１が設けられている。ポールピース８１にはＳＰＣが使用される。その外形寸法（短手方向×長手方向）は、１ｍｍ×２ｍｍ乃至８ｍｍ×２８ｍｍである。又は、外径は１．０乃至８ｍｍ程度であり、好ましくは、外径＝２．４ｍｍが選択される。
【００９０】
ハウジング８６の開放面側で、マグネット８４の周囲には、矩形状に巻装された可動用のコイル８３（ボイスコイル）が可動自在に配されている。コイル８３は巻き軸部を有している。コイル８３の線径は、０．０２ｍｍ乃至０．０８ｍｍ程度である。好ましくは、線径＝０．０５ｍｍが選択される。その巻き数は、５回乃至５００回程度である。好ましくは、巻き数＝３８０回が選択される。その高さは、０．１ｍｍ乃至２ｍｍ程度である。好ましくは、高さ＝１．２ｍｍに設定される。コイル８３には音声信号や、振動発生信号等を供給するようになされる。
【００９１】
上述のコイル８３の巻き軸部の一方の側には、振動板８２が取り付けられている。例えば、振動板８２は、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に接着され、その外縁部がハウジング８６上の縁部及び突起部８６ｃ，８６ｄに接着されている。振動板８２には、厚みｔが０．００８ｍｍ乃至０．０１ｍｍであり、好ましくは、厚みｔ＝０．０２５ｍｍのＰＥＮ又はＰＥＩ（ポリエーテルイシド）のフィルム状体が使用される。振動板８２の外形寸法Ｗ×Ｌは、３ｍｍ×４ｍｍ乃至１０ｍｍ×３０ｍｍである。好ましくは、外形寸法、６．０ｍｍ×１５．０ｍｍが選択される。
【００９２】
ハウジング８６の外周面上部の所定の位置には電極引出部８７が設けられる。この例では、突起部８６ｄの取り付け位置に対してその背面側に設けられた電極引出部８７には、引出電極７ａ，７ｂ（図５，６参照）が設けられ、振動板８２に接合されたコイル８３に接続される。電極引出部８７は、絶縁部材から構成され、引出電極７ａは、コイル８３の引出線８３ａに接続され、引出電極７ｂは、コイル８３の引出線８３ｂに接続され、音声信号や、振動発生信号等が入力される。これにより、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００を構成する。
【００９３】
図８は、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００の組立例を示す分解斜視図である。図８に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー４００によれば、まず、ハウジング８６を準備する。この例では、ハウジング８６を磁性部材で作成する場合、ハウジング８６には、ＳＵＳ３２９Ｊ７、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０Ｆ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４等の冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）が使用される。例えば、厚みｔ＝０．２ｍｍのＳＰＣを折り曲げ・プレス加工をして、外形寸法Ｗ×Ｌが６．０ｍｍ×１５．０ｍｍで、高さがＨ＝３．０ｍｍとなるように仕上げる。ハウジング８６の内側上縁部には部品抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄを形成する。もちろん、電極引出部８７は、絶縁部材を加工して形成する。
【００９４】
なお、ハウジング８６を樹脂部材で作成する場合は、底部に開口部８６ａ，８６ｂ及び内側上縁部に部品抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄを有したハウジング８６が得られるような所定の金型を作成し、この金型にＡＢＳ樹脂等を注入して樹脂成形品を形成する。ＡＢＳ樹脂に代えてＰＣ樹脂でもよい。電極引出部８７は突起部８６ｃ，８６ｄと同時に形成するとよい。例えば、電極引出部８７は、図５、図６に示した引出電極７ａ，７ｂの圧入方法を参照されたい。
【００９５】
ハウジング８６が準備できたら、その内部に揺れ規制台座用の枠ゴム８６ｅや、振動規制用の枠ゴム８６ｆ等を取り付ける。枠ゴム８６ｅや枠ゴム８６ｆには、断面三角形状を有したシリコンゴム（デュアルテック社やアルファゲル社製等）を使用する。枠ゴム８６ｅは、例えば、外形寸法＝５．６ｍｍ×１４．６ｍｍ程度の矩形状に成形する。枠ゴム８６ｅや枠ゴム８６ｆは、ハウジング８６に対して接着剤を使用して貼り付けるようにする。
【００９６】
次に、ハウジング８６へ組み入れるためのヨーク８５を準備する。ヨーク８５には、中央部にマグネット取り付け用の凹部８５ａ’を有した開口部付き長椅子状を成したものを形成する。例えば、三価クロムメート処理された厚みｔ＝０．３ｍｍ程度のＳＰＣを使用し、ヨーク８５の幅をＷ’とし、その長さＬ’とし、その高さＨ’としたとき、幅Ｗ’＝５［ｍｍ］程度、Ｌ’＝１４［ｍｍ］程度、高さＨ’＝１．２８［ｍｍ］程度に仕上げる。
【００９７】
この例では、厚みｔ＝０．３ｍｍ程度のＳＰＣを板金プレス加工して、中央部にマグネット取り付け用の凹部８５ａ’を形成し、裏面側におもり取り付けスペースを有した長椅子状のヨーク８５を形成する。凹部８５ａ’の底面には、磁束調整用の開口部８５ａを開口する。この例で、開口部８５ａは、内径Ｘ’＝２．３ｍｍ程度に設定している。
【００９８】
このようなヨーク８５が形成できたら、ヨーク８５の凹部８５ａ’にマグネット８４を接合する。マグネット８４には、外形寸法が例えば、２．４ｍｍ×３．２ｍｍとなるＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石や、フェライト磁石、アルニコ磁石等が使用される。これらの磁石はニッケルメッキにより表面処理される。マグネット８４は、例えば、ウレタン系の接着剤を使用してヨーク８５の凹部８５の内側に接合するとよい。そして、マグネット８４の先端に、磁束調整用の矩形状のポールピース８１を接着剤により接合する。ポールピース８１には、外形寸法が例えば、２．４ｍｍ×３．２ｍｍとなるＳＰＣが使用される。
【００９９】
次に、ヨーク８５のアーム８５ｂ，８６ｃには、おもり８９ａ，８９ｂを取り付ける。おもり８９ａ，８９ｂには、厚みｔ＝１．２９ｍｍで、外形寸法２．９ｍｍ×３．６ｍｍ程度の立方体状を有した黄銅、真銅（Ｃ２６８０）又はタングステン（Ｗ）が使用される。おもり８９ａ，８９ｂの重さは、例えば、０．５９７［ｇ］程度である。例えば、アーム８５ｂの内側下面には、おもり８９ａを接着剤を使用して接合し、アーム８５ｃの内側下面には、おもり８９ｂを接着剤を使用して接合する。接着剤にはいずれもウレタン系のものを使用する。これにより、ハウジング８６の内部に収容可能な振動系の部品ブロック８１４が得られる。
【０１００】
上述のようなマグネット８４及びおもり８９ａ，８９ｂを取り付けたヨーク８５が準備できたら、ヨーク８５をハウジング８６内に組み入れる。このとき、突起部８６ｃ，６ｄを潜るらせるようにヨーク８５をハウジング８６内の枠ゴム８６ｅ上に載置する。その後、コイル付きの振動板８２（ボイスコイル部品）でハウジング８６の上部を塞ぐように封止する。
【０１０１】
ボイスコイル部品を作成するためには、まず、矩形状の振動板８２と、可動用のコイル８３を準備する。例えば、振動板８２には、厚み２５μｍ程度のフィルム部材を使用する。フィルム部材にはＰＥＮ又はＰＥＴ等が使用され、振動板８２は外形寸法がＷ×Ｌ＝６．０ｍｍ×１５．０ｍｍとなるようにコーン形状に加工される。コイル８３には、０．０５ｍｍ程度の銅線が使用される。コイル８３は、巻き数＝３８０回で、高さ＝１．２ｍｍとなるように銅線を矩形状に巻いて中空状を成すように形成するとよい。
【０１０２】
振動板８２とコイル８３とが準備できたら、振動板８２の裏面中央部に矩形状のコイル８３の一方の側を接合する。このとき、振動板８２とコイル８３とは、ウレタン系の接着剤を使用して接合する。これにより、ハウジング８６の上部に取り付け可能なボイスコイル部品が得られる。上述の振動系の部品ブロック及びボイスコイル部品が準備できたら、これらを例えば、電極引出部付きのハウジング８６に収納して、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００を組み立てる。
【０１０３】
この例では、コイル８３が接合された振動板８２をハウジング８６の上部から嵌合する。このとき、コイル８３の巻き軸部がマグネット８４を覆い被さるように組み込む。その後、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄとハウジング８６とを位置合わせし、振動板８２の外縁部位が抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄを含むハウジング８６の上縁部で維持固定されるように接着剤等を使用して外縁部位を接合する。これにより、図８に示したような、ハウジング８６の内部でバネ部材に依存することなく、ヨーク８５自体が振動可能なアクチュエータ機能付きのスピーカー４００が完成する。
【０１０４】
ここで、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００’の振動原理をシミュレーション結果に基づいて説明をする。
【０１０５】
図９は、アクチュエータ機能付きの角型のスピーカー４００’の通電時のコイル推力遷移例を示す図である。スピーカー４００’は、図示せずも、外形が図８のように角型を有しており、ヨーク８５の開口部８５ａが円筒状に形成され、円柱状のマグネット８４等が配置されるものである（図１０の断面参照）。
【０１０６】
図９において、縦軸は、通電時のコイル８３の推力Ｆ’であり、円形状のコイル８３と円形状のマグネット８４との電磁誘導により発生される電磁力［ｇｆ］である。横軸はコイル８３とマグネット８４との電磁誘導により発生される推力Ｆ’の持続時間ｔであり、単位は[msec]である。駆動条件は、ヨーク８５の下方とハウジング８６の底面との間に間隙Δｑ＝０．１ｍｍを設定する。この設定の下で、触覚提示用の低周波の振動発生信号として、周波数２００Ｈｚの駆動電圧３．６Ｖをバースト回数＝２回（波形２周期分）をコイル８３に印加した場合である。
【０１０７】
図９に示す実線#IVは、上述の製造条件及び駆動条件に対するコイル推力遷移例を示すシミュレーション結果である。このシミュレーション結果によれば、コイル８３とマグネット８４による電磁誘導により最大で９．０［ｇｆ］の推力Ｆ’が得られている（コイル推力遷移特性）。この例で、コイル８３の製造条件は、線径＝０．０５ｍｍで、巻き数＝３８０回で、その高さは、１．５ｍｍである。コイル８３は、銅線を円筒形状に巻いたものである。コイル８３には、触覚提示用の低周波の振動発生信号が入力される。
【０１０８】
振動系の部品ブロック８１４の製造条件は、亜鉛（Ｚｎ）メッキにより表面処理（三価クロムメート処理）された、厚みｔ＝０．３ｍｍのＳＰＣから、外形寸法５．０ｍｍ×１４．０ｍｍ、内径＝３．４ｍｍ、高さ＝１．２８ｍｍ、開口部８５ａの内径Ｘ’＝２．３ｍｍに設定したヨーク８５を適用する。おもり８９ａ，８９ｂには、比重１８で、厚みｔ＝１．２９ｍｍのタングステンを外形寸法２．９ｍｍ×３．６ｍｍに設定したものが適用される。マグネット８４には、外径＝２．４ｍｍのＮｄＦｅＢ（ネオジウム）焼結磁石が使用される。ポールピース８１には外径＝２．４ｍｍのＳＰＣが適用される。
【０１０９】
このシミュレーションでは、ハウジング８６内の枠ゴム８６ｅに、上述の製造条件が適用された、振動系の部品ブロック８１４が載置され、コイル８３に振動発生信号等が入力されない非通電時には、マグネット８４と、当該マグネット８４と対抗する金属製のハウジング８６との間で磁気的な吸引力によって、振動系の部品ブロック８１４が開口部８５ａを介してハウジング８６に吸引保持された状態で固定される姿勢を採る。
【０１１０】
ここに、非通電及び通電時、マグネット８４及びハウジング８６間に発生する吸引力をｆとし、振動系の部品ブロック８１４の自重をＭとしたとき、（１）式、すなわち、
Ｆ’＞ｆ＋Ｍ・・・・（１）
を満す振動発生信号をコイル８３に印加した時点から、図１０に示すような振動系の部品ブロック８１４が上向きに動くようになる。なお、部品ブロック８１４の自重Ｍは、ポールピース８１、マグネット８４、ヨーク８５及びおもり８９ａ，８９ｂの各々の自重を加算したものである。
【０１１１】
また、電極引出部７を介して触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）の振動発生信号等がコイル８３に入力される通電時には、上述の部品ブロック８１４のマグネット８４と、金属製のハウジング８６とに基づく磁気的な吸引力ｆと、部品ブロック８１４の自重Ｍに対して、コイル８３とマグネット８４から構成される電磁誘導により、磁気的な吸引力ｆを上回る反対向きの推力Ｆ’を発生させる。電極引出部７を介してコイル８３に振動発生信号等が入力され、磁気的な吸引力ｆ＋部品ブロック８１４の自重Ｍと反対向きの推力Ｆ’が当該磁気的な吸引力ｆ＋部品ブロック８１４の自重Ｍを超えた際に、始めて、振動系の部品ブロック８１４が可動し、振動を伝播するようになる。
【０１１２】
つまり、非通電時、マグネット８４は金属製のハウジング８６を吸引している。この力を吸引力ｆとし、これを上述の製造条件でシミュレーションすると、マグネット８４とハウジング８６とに働く吸引力ｆは、約３．１［ｇｆ］となる。振動系の部品ブロック８１４の自重はＭ＝０．７［ｇｆ］である。
【０１１３】
また、通電時の駆動条件で、シミュレーションすると、コイル８３とマグネット８４の電磁誘導により発生される力を推力Ｆ’とすると、図９に示すコイル推力遷移特性からＦ’＝９［ｇｆ］が得られる。これらの演算結果Ｆ’＝９［ｇｆ］、ｆ＝３．１［ｇｆ］、Ｍ＝０．７［ｇｆ］を（１）式に代入すると、９＞３．８となり、不等号が成り立ち、図１０中、部品ブロック８１４が上向きに動くことになる。
【０１１４】
このように、第４の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー４００によれば、マグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６から画定された空間領域内で振動系の部品ブロック８１４自体を磁気結合力により振動させることができる。
【０１１５】
上述した例では、吸引力ｆ＋自重Ｍ＝３．１＋０．７に逆らう推力Ｆ’を発生させ、推力Ｆ’が吸引力ｆ＋部品ブロック８１４の自重Ｍを超えた際（９．０＞３．８）に、始めて、振動系の部品ブロック８１４が可動するようになる。なお、ｆ＋Ｍ＞Ｆ’となった段階で部品ブロック８１４が元の位置に戻る。
【０１１６】
従って、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６から画定された空間領域内でヨーク８５、すなわち、振動系の部品ブロック８１４そのもの自体を磁気結合力によって振動させることができ、当該振動を他の構造系へ伝播できるようになる。しかも、アクチュエータ機能付きのスピーカー４００の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【実施例５】
【０１１７】
図１０は、第５の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー５００の構成例を示す正面の断面図である。この実施例では樹脂製のハウジング８６’を備え、ハウジング８６’の背面に形成された電極引出部８７’を介してコイル８３の引出線８３ａ，８３ｂを接続する方法を採るようにした。
【０１１８】
図１０に示すアクチュエータ機能付きのスピーカー５００によれば、ハウジング８６’は、第２の実施例で説明したような絶縁部材（樹脂製品）から構成されている。この例でも、マグネット８４と対峙する側のハウジング８６’の底面に金属プレート４２（鉄板等）が設けられる。ハウジング８６’の背面側には、電極引出部８７’を構成する引出電極８７ａ，８７ｂが設けられ、振動板８２に接合されたコイル８３に接続される。引出電極８７ａは端子８７ｃを有し、引出電極８７ｂは端子８７ｄを有しており、ハウジング部８６の側壁において、コイル８３の引出線８３ａ，８３ｂに接続される。
【０１１９】
例えば、コイル８３から引き出された一方の引出線８３ａは、振動板８２の一方の側の裏面を通って外縁部に至り、ハウジング部８６の上縁部から外部へ取り出され、側壁を下方に移行して、端子８７ｃに至り引出電極８７ａに接続される。同様にして、コイル８３から引き出された他方の引出線８３ｂは、振動板８２の他方の側の裏面を通って外縁部に至り、ハウジング部８６の上縁部から外部へ取り出され、側壁を下方に移行して、端子８７ｄに至り引出電極８７ｂに接続される。引出電極８７ａや８７ｂには、音声信号や、振動発生信号等が入力される。これにより、アクチュエータ機能付きのスピーカー５００を構成する。
【０１２０】
このように、第５の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー５００によれば、マグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３に電極引出部８７’を介して音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しない抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５自体を磁気結合力によって振動させることができる。しかも、アクチュエータ機能付きのスピーカー５００の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【実施例６】
【０１２１】
図１１Ａ及びＢは、第６の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー６０１，６０２の部材抜け止め用の突出部材の構成例を示す斜視図である。
この実施例では、第１乃至３の実施例で説明した突起部６ｃ，６ｄや、第４及び第５の実施例で説明した突起部８６ｃ，８６ｄに代えて、ハウジング６や、ハウジング８６，８６’の開放面側に、蓋部材を適用するようにしたものである。
【０１２２】
図１１Ａに示すアクチュエータ機能付きのコイン型のスピーカー６０１によれば、第１乃至第３の実施例で説明した円筒状のハウジング６に適用して好適な円形状の蓋部材（仕切板：以下パーテーション６１２という）を有している。パーテーション６１２の中央部には、円筒状のコイル３が通過可能な余裕を持った口径の円形状の開口部６１３が形成されている。
【０１２３】
組立順序は、図３で説明したハウジング６に相当する突起部６ｃ，６ｄが無いハウジング６１１の内部に収容可能な振動系の部品ブロック６１４を形成した後に、その振動系の部品ブロック６１４をハウジング６１１内に載置し、その後、パーテーション６１２で封止する。その後、コイル付きの振動体２をパーテーション６１２上に形成する。例えば、開口部６１３に図３で説明したコイル３を挿入し、マグネット４にその先端を嵌合する。そして、振動体２の外縁部をパーテーション６１２の外周縁部に接合する。このようにすると、振動系の部品ブロック６１４を簡単に組み込みことができるばかりか、振動体２の接合代を第１乃至第３の実施例に比べて幅広く採れるようになる。
【０１２４】
図１１Ｂに示すアクチュエータ機能付きの角型のスピーカー６０２によれば、第４及び第５の実施例で説明した矩形状のハウジング８６，８６’に適用して好適な矩形状のパーテーション８１２を有している。パーテーション８１２の中央部には、図８で説明した矩形状のコイル８３が通過可能な余裕を持った大きさの矩形状の開口部８１３が形成されている。組立順序は、図８で説明したハウジング８６に相当する図１１Ｂに示すハウジング８１１の内部に収容可能な振動系の部品ブロック８１４を形成した後に、その振動系の部品ブロック８１４をハウジング８１１内に載置し、その後、パーテーション８１２で封止する。その後、コイル付きの振動体８２をパーテーション８１２上に形成する。例えば、開口部８１３に図８で説明したコイル８３を挿入し、マグネット８４にその先端を嵌合する。そして、振動体８２の外縁部をパーテーション８１２の外周縁部に接合する。このようにすると、振動系の部品ブロック８１４を簡単に組み込みことができるばかりか、振動体８２の接合代を第４及び第５の実施例に比べて幅広く採れるようになる。
【０１２５】
このように、第６の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー６００によれば、第１乃至３の実施例で説明した突起部６ｃ，６ｄや、第４及び第５の実施例で説明した突起部８６ｃ，８６ｄに代えて、ハウジング６１１の開放面側に、パーテーション６１２を設け、又は、ハウジング８１１の開放面側に、パーテーション８１２を設けたものである（図１１Ａ及びＢ参照）。
【０１２６】
従って、図１１Ａに示した構造が採られた場合は、マグネット４の周囲に可動自在に配されたコイル３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル３に触覚提示用の低周波数信号（例えば、２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しないパーテーション６１２及びハウジング６１１から画定された空間領域内でヨーク５自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【０１２７】
また、図１１Ｂに示した構造が採られた場合は、マグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３に音信号を入力すると、スピーカーとして機能させることができる。また、当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（２００Ｈｚ前後）を入力すると、バネ構造に依存しないパーテーション８１２及びハウジング８１１から画定された空間領域内でヨーク８５自体を磁気結合力によって振動させることができる。
【０１２８】
しかも、図１１Ａ又は図１１Ｂに示した構造を採用したアクチュエータ機能付きのスピーカー６０１，６０２の小型化を図ることができる。これにより、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を提供できるようになり、特に、当該レシーバを携帯電話機（端末装置）の表示部側の触覚機能付きの入力装置に十分応用できるようになる。
【０１２９】
その他の効果として、従来方式ではハウジング内に板バネを実装する都合上、載置スペースが制限され、大型のマグネットを装着できなかったが、本発明では、バネ構造を省略できるようになったので、大型のマグネットを採用できるようになった。その結果、磁束が増え、スピーカーとしての音圧およびアクチュエータとしての触覚特性の向上を図ることができた。また、本発明では、バネ構造が省略されたので、従来方式のような衝撃落下による板バネの塑性変形という不良モードが皆無となり、信頼性を向上できるようになった。
【実施例７】
【０１３０】
図１２は、本発明に係る入力装置９０を備えた第７の実施例としての触覚機能付きの携帯電話機７００の構成例を示す斜視図である。
この実施例では、第１乃至第６の実施例に係る超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（スピーカー３６ｂ）を備え、表示手段上の入力検出面において、操作体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し、そ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付与できるようにすると共に、表示手段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したものである。
【０１３１】
図１２に示す携帯電話機７００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７００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７００は下部筐体１０及び上部筐体２０を備え、これらの筐体１０及び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。
【０１３２】
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」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。
【０１３３】
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、その上端内部側面には、大音響用のスピーカー３６ａが設けられ、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。
【０１３４】
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、その表面の上方に超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。スピーカー３６ｂには、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至６００のいずれかが適用される。
【０１３５】
例えば、スピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５が可動自在に配置されるものである。
【０１３６】
上部筐体２０のスピーカー取付け面の下方には、触覚機能付きの入力装置９０が設けられる。入力装置９０は、入力検出手段４５及び表示手段２９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。表示手段２９には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。
【０１３７】
図１３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１３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操作者の指（操作体）に触覚を提示するものである。
【０１３８】
入力装置９０は上部筐体２０内に備えられる。上部筐体２０は、基板側ケース２０ａと、パネル側ケース２０ｂとを有して構成される。入力装置９０は、入力検出手段４５と、この入力検出手段４５の入力操作に基づいて操作者の指に触覚を提示するアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを備えている。スピーカー３６ｂは、パネル側ケース２０ｂに取り付けられ、基板側ケース２０ａと、パネル側ケース２０ｂとで挟み込むよにして実装される。
【０１３９】
この例で、パネル側ケース２０ｂには、２つの部品配置スペースＩ，IIが設けられる。部品配置スペースＩはスピーカー用であり、スピーカー３６ｂの上下方向及び右側方向への移動を規制するようになされている。この例では、パネル側ケース２０ｂ内には、１対のＬ字状のリブ６２ａ，６２ｂが立設される。この２つのＬ字状のリブ６２ａ，６２ｂの間には、爪状の係合部材６３が設けられる。図中、開口部６７はレシーバ用の孔である。
【０１４０】
部品配置スペースIIは被振動体用であり、入力手段２４及び表示手段２９の上下方向及び左側方向への移動を規制するようになされている。この例では、パネル側ケース２０ｂ内には、１対の直線状のリブ６４ａ，６４ｂが立設される。この２つの直線状のリブ６４ａ，６４ｂの間であって、２つのリブ６４ａ，６４ｂと直交する部分には、直線状のリブ６４ｃが設けられる。
【０１４１】
なお、パネル側ケース２０ｂには、所定の大きさを有した表示窓部６１が設けられる。表示窓部６１には、それよりも大きな表示面を有した入力手段２４及び表示手段２９が設けられる。入力検出手段４５は入力手段２４及び力検出手段５５ａ〜５５ｄを有して構成される。この例では、入力検出手段４５の入力検出面の一方をＸ方向とし、当該Ｘ方向と直交する他方をＹ方向とし、Ｘ及びＹ方向と直交する方向をＺ方向とする。
【０１４２】
入力手段２４はボタンアイコンの選択位置を検出するようになされる。入力手段２４から得られる入力情報には位置検出情報が含まれる。位置検出情報はボタンアイコン押下時の位置検出信号Ｓ１により得られ、制御系に出力される。入力手段２４は蓄積電極となる透明電極をマトリクス状に配置したタッチパネルが使用される。タッチパネルは、静電容量シートとしての静電容量方式の入力デバイスである。
【０１４３】
図１３に示す入力手段２４の上方には同程度の大きさの表示手段２９が配置される。表示手段２９には液晶表示装置が使用される。液晶表示装置には図示しないバックライトが備えられる。入力手段２４や表示手段２９は被振動体を構成する。表示手段２９は、入力手段２４から得られる位置検出情報Ｄ１及び制御系から供給される表示信号Ｓｖに基づいてアイコンを表示するように動作する。
【０１４４】
また、基板側ケース２０ａの四隅には、例えば、正方形状の力検出手段５５ａ〜５５ｄが設けられ、入力手段２４に対する操作者の指の押圧力（加圧力）を検出して力検出情報を出力すると共に、当該押下位置に表示された入力情報を確定する。
【０１４５】
力検出手段５５ａは、右下隅の入力量（Ｚ方向の押圧力）として、例えば、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆａを検出する。同様にして、力検出手段５５ｂは、右上隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｂを検出し、力検出手段５５ｃは、左上隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｃを検出し、力検出手段５５ｄは、左下隅の入力量（力）として、当該アイコン選択時の力検出信号Ｓｆｄを各々検出する。
【０１４６】
これら４個の力検出手段５５ａ〜５５ｄは、並列に接続され、これら４つの力検出信号Ｓｆａ＋Ｓｆｂ＋Ｓｆｃ＋Ｓｆｄを制御系に出力する。以下、この合算した信号を入力検出信号Ｓ２とする。入力検出信号Ｓ２は制御系に出力される。
【０１４７】
上述の入力手段２４、表示手段２９は、基板側ケース２０ａとパネル側ケース２０ｂとに収納されて保護される。基板側ケース２０ａとパネル側ケース２０ｂは厚さ０．３ｍｍ程度のステンレスの筐体から構成され、入力手段２４を露出する窓部を有しており、基板側ケース２０ａ及びパネル側ケース２０ｂが形成する内部空間内に設けられた入力検出手段４５及び表示手段２９を覆うようになされる。
【０１４８】
図１４及び図１５は、上部筐体２０におけるスピーカー３６ｂの取付例（その１、２）を示す上面図及び断面図である。
【０１４９】
図１４Ａに示す基板側ケース２０ａには、電子部品実装用の基板６５が設けられる。基板６５には、スピーカー用の平板電極（ランド電極）６６ａ，６６ｂが設けられ、音声信号や振動発生信号を印加するようになされる。
【０１５０】
この例で、入力手段２４及び表示手段２９は、図１４Ｂに示すパネル側ケース２０ｂ内において、表示手段２９の不図示のバックライト側を上部に向けた状態で、上下の直線状のリブ６４ａ，６４ｂ及び左側の直線状のリブ６４ｃで支持され、右側方向への移動が可能な取り付け構造となされている。この例で、入力手段２４及び表示手段２９は、その右面側がヅピーカー３６ｂの側面に当接する（押し当てる）ように実装される。
【０１５１】
スピーカー３６ｂは、パネル側ケース２０ｂ内において、引出電極８７ａ，８７ｂを上部に向けた状態で、紙面において、上下のＬ字状のリブ６２ａ，６２ｂ及び右側の爪状の係合部材６３で支持され、左側方向への移動が可能な取り付け構造となされている。この例で、スピーカー３６ｂは、その左面側が入力手段２４及び表示手段２９の側面（木口面）に当接する（押し当てる）ように実装される。
【０１５２】
その後、図１５に示すように、基板側ケース２０ａとパネル側ケース２０ｂとが位置合わせされて係合される。このとき、平板電極６６ａと、引出電極８７ａとが当接及び接触されて電気信号的に導通される。同様にして、平板電極６６ｂと、引出電極８７ｂとが当接及び接触されて電気信号的に導通される。これにより、入力検出手段４５が表示画面上で入力操作する操作者の接触位置を検出すると、ハウジング８６’内で振動発生信号に基づいてヨーク８５が振動することにより、入力手段２４及び表示手段２９へ振動を伝達できるようになる。このとき、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂは、入力検出手段４５から得られる位置情報に基づいて表示画面を側面方向から振動するようになる。
【０１５３】
次に、触覚入力機能付きの携帯電話機７００について説明をする。図１６は、携帯電話機７００の制御系の構成例及びその感触フィードバック機能例を示すブロック図である。
【０１５４】
図１６に示す携帯電話機７００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１２〜図１５に示した各部及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７００は、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ー３６ａ、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを有している。
【０１５５】
図１６に示す入力検出手段４５は、図１５では静電容量方式の入力デバイスを説明したが、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は操作者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。
【０１５６】
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及びメモリ部３７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。
【０１５７】
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及びフラグデータ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２へ送信データを転送するように制御する。
【０１５８】
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ー３６ｂを振動制御するようにメモリ部３７を制御する。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及びＢとすると、触覚Ａは、その押下位置における操作者の指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操作者の指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。
【０１５９】
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及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、及び、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。記憶手段３５には、ＥＥＰＲＯＭや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が使用される。
【０１６０】
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及びフラグデータＤ３に基づいて表示手段２９の表示制御及び、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂの出力制御をする。例えば、制御手段１５は、入力手段２４から得られる位置検出信号Ｓ１及び力検出手段５５ａ〜５５ｄから得られる入力検出信号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ー３６ｂに振動発生信号Ｓａを供給するような制御がなされる。
【０１６１】
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、操作者の指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。
【０１６２】
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ー３６ｂに供給される。スピーカー３６ｂは、振動発生信号Ｓout２に基づいて振動するようになされる。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
ＣＰＵ３２にはメモリ部３７の他に画像処理部２６が接続され、ボタンアイコン２９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。
【０１６６】
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手段２４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。操作者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。
【０１６７】
表示手段２９の表示内容は操作者の目による視覚により、スピーカー３６ａ、３６ｂ等からの放音は、操作者の耳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。
【０１６８】
また、図１６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、復調後の映像及び音声データ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Ｓout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。
【０１６９】
映像＆音声処理部４４には大音響用を構成するスピーカー３６ａ及び、受話器を構成するアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが接続される。スピーカー３６ａは、着呼時、音響信号Ｓout１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。スピーカー３６ｂは、音声信号Ｓout２’を入力して相手方の話声３０ｄ等を拡大するようになされる。また、スピーカー３６ｂ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。
【０１７０】
この映像＆音声処理部４４にはスピーカー３６ａ、３６ｂの他に、送話器を構成するマイクロフォン１３が接続され、操作者の声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。
【０１７１】
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及び音声データ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。
【０１７２】
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及び入力検出手段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。
【０１７３】
図１７Ａ及びＢは、触覚Ａ及びＢに係る振動パターン例を示す波形図である。図１７Ａ及びＢにおいて、いずれも横軸は、時間ｔである。縦軸は振動発生信号Ｓａの振幅Ａｘ［Ｖ］である。この例では、ボタンアイコン２９等において、それを押し込む時は触覚Ａを与え、それを離す時は触覚Ｂを与える場合を前提とする。
【０１７４】
図１７Ａに示す第１の振動パターンＰａは触覚Ａを与える波形である。その触覚Ａの駆動条件ａは、ボタンアイコン２９等が押し込まれたとき、押下判定閾値Ｆthと加圧力Ｆとの関係がＦth＜Ｆとなる場合であって、第１段階ｉで約０．１秒間、周波数ｆｘ＝５０Ｈｚ、振幅Ａｘ＝５μｍ、回数Ｎｘ＝２回の振動パターンで振動する。以下［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ ５ ２］と表記する。同様にして、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ １０ ２］の振動パターンで振動するようになされる。
【０１７５】
図１７Ｂに示す第２の振動パターンＰｂは触覚Ｂを与える波形である。その触覚Ｂの駆動条件ｂは、ボタンアイコン２９等が押し込まれた後に、そのボタンアイコン２９が放されたとき、押下判定閾値Ｆthと加圧力Ｆとの関係がＦth＞Ｆとなる場合であって、第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［８０ ８ ２］で振動し、同様にして、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４０ ８ ２］の振動パターンで振動する。このような振動パターンに基づいて入力検出面を振動すると、サイバースイッチ等の触覚を得ることができる。
【０１７６】
図１８Ａ及びＢは、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その１）を示す図である。図１８Ａにおいて、縦軸は加圧力Ｆであり、入力検出信号Ｓ２（二値化後は入力検出情報Ｄ２）から得られる。図１８Ｂにおいて、縦軸は振動発生信号Ｓａの振幅［Ｖ］である。図１８Ａ及びＢにおいて、横軸はいずれも時間ｔである。
【０１７７】
一般に、ボタンスイッチ操作等において、入力モーションピークが存在する。設計通りの押下速度（操作入力速度）である場合、その加圧力Ｆは３０［ｇｆ］乃至２４０［ｇｆ］程度であることが知られている。図１８Ａに示す加圧力分布波形Ｉａは、入力装置設計時に基準とした、Ｚ方向への押下速度による加圧力Ｆを反映したものである。
【０１７８】
この例で入力検出手段４５から得られる入力検出信号Ｓ２に対して予め押下判定閾値Ｆthが設定され、ＣＰＵ３２は、入力検出信号Ｓ２の立ち上がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ１１に第１の振動パターンＰａを発生し、入力検出信号Ｓ２の立ち下がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ２１に第２の振動パターンＰｂを発生するようにメモリ部３７を読み出し制御する。
【０１７９】
このようにすると、入力検出手段４５が入力装置設計時に基準とした加圧力Ｆを検出し、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＜加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ａを起動することができ、押下判定閾値Ｆth＞加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ｂを起動することができる。なお、振動パターンＰａと振動パターンＰｂとの間には、無振動の空白期間Ｔｘ＝Ｔ１が設けられる。この空白期間Ｔｘは、Ｚ方向への押圧速度に応じて可変するようになされる。
【０１８０】
図１９Ａ及びＢは、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その２）を示す図である。図１９Ａにおいて、縦軸は加圧力Ｆであり、入力検出信号Ｓ２（二値化後は入力検出情報Ｄ２）から得られる。図１９Ｂにおいて、縦軸は振動発生信号Ｓａ（振幅）である。図１９Ａ及びＢにおいて、横軸はいずれも時間ｔである。
【０１８１】
図１９Ａに示す加圧力分布波形IIａは、図１８Ａに示した基準押下速度よりも早くボタンアイコン等を押下した場合の加圧力Ｆを反映したものである。この例でも、図１８Ａと同様にして、入力検出手段４５から得られる入力検出信号Ｓ２に対して予め押下判定閾値Ｆthが設定され、ＣＰＵ３２は、入力検出信号Ｓ２の立ち上がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ１２に振動パターンＰａを発生し、入力検出信号Ｓ２の立ち下がり波形が押下判定閾値Ｆthを横切る時刻ｔ２２に振動パターンＰｂを発生するようにメモリ部３７を読み出し制御する。
【０１８２】
このようにすると、入力検出手段４５が基準押下速度よりも早くボタンアイコン等が押下された場合の加圧力Ｆを検出し、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＜加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ａを起動することができる。また、ＣＰＵ３２等が押下判定閾値Ｆth＞加圧力Ｆを検出したとき、触覚Ｂを起動することができる。なお、振動パターンＰａと振動パターンＰｂとの間には、無振動の空白期間Ｔｘ＝Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）が設けられる。
【０１８３】
このように、設計時の押下速度よりも早い押下速度である場合であっても、前半で触覚Ａが伝わり、クリック感のある荷重に到達させることができ、その後半で、触覚Ｂが伝わり、クリック感のあるストロークに到達させることができる。この例で押下判定閾値Ｆth＝１００［ｇｆ］を設定すると、クラシックスイッチの触覚を得ることができる。
【０１８４】
続いて、携帯電話機７００における情報処理例について説明をする。図２０は、第７の実施例に係る携帯電話機７００における情報処理例を示すフローチャートである。
【０１８５】
この例では、携帯電話機７００において、第１乃至第６の実施例に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至５００，６０１，６０２のいずれかをスピーカー３６ｂに備えると共に、操作者の指３０ａで当該携帯電話機７００の表示画面上の入力検出面を押下操作して情報を入力する場合を前提とする。携帯電話機７００には、例えば、同一振動モード内において、操作者の指３０ａ等による加圧力Ｆをパラメータにして波形を加工する機能（アルゴリズム）が備えられる。ＣＰＵ３２は、入力検出情報Ｄ２から加圧力Ｆを算出し、図１８Ａに示したような駆動条件ａ，ｂに対応して判別を行い、その判別結果で、同一の振動モード内において、いかなる種類の入力に対しても、入力動作中の動きに対応した触覚を発生できるようにした。
【０１８６】
これらを情報処理条件にして、ＣＰＵ３２は、図２０に示すフローチャートのステップＧ１で電源オンを待機する。例えば、ＣＰＵ３２は電源オン情報を検出してシステムを起動する。電源オン情報は通常、時計機能等が稼働し、スリーピング状態にある携帯電話機等の電源スイッチをオンされたときに発生する。
【０１８７】
そして、ステップＧ２に移行してＣＰＵ３２は、アイコン画面を表示するように表示手段２９を制御する。例えば、ＣＰＵ３２は、表示手段２９に表示データＤ４を供給して表示画面に入力情報を表示する。表示画面に表示された入力情報は、入力検出面を有した入力検出手段４５を通じて目視可能になされる。そして、ステップＧ３に移行してＣＰＵ３２は、ボタンアイコン入力モード又はその他の処理モードに基づいて制御を分岐する。ボタンアイコン入力モードとは、ボタンアイコン選択時に入力検出面上のアイコンボタン２９等を押下する入力操作をいう。
【０１８８】
ボタンアイコン入力モードが設定された場合、ボタンアイコン２９等が押し込まれるので、ステップＧ４に移行してＣＰＵ３２は入力検出情報Ｄ２に基づいて加圧力Ｆを算出する。このとき、力検出手段５５ａ〜５５ｄは、入力検出面における操作者の指３０ａの押下位置の加圧力Ｆを検出し、入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。Ａ／Ｄドライバ３１は入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換後の入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に転送する。
【０１８９】
そして、ステップＧ５に移行して、ＣＰＵ３２は加圧力Ｆと押下判定閾値Ｆthとを比較し、これらの関係がＦ＞Ｆthとなるか否かを判別する。これらの関係がＦ＞Ｆthとなる場合は、ステップＧ６に移行して触覚Ａを起動する。触覚Ａは、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂによって、操作者の指３０ａの加圧力Ｆに対応した振動パターンＰａに基づいて入力検出面を振動することで得られる。
【０１９０】
例えば、触覚Ａは、図１７Ａに示した周波数ｆｘ、振幅Ａｘ及び回数Ｎｘに関して、第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［５０ ５ ２］の振動パターンで振動し、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［１００ １０ ２］の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”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（駆動条件ａ）。
【０１９１】
その後、ステップＧ７に移行してＣＰＵ３２は更に加圧力Ｆを検出する。加圧力Ｆは、力検出手段５５ａ〜５５ｄによってボタンアイコン２９の押し込みに続いてボタンアイコン２９から離れる状態が検出される。このとき、力検出手段５５ａ〜５５ｄは、入力検出面における操作者の指３０ａの押下位置から離れるときの加圧力Ｆを検出し、入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄドライバ３１に出力する。Ａ／Ｄドライバ３１は入力検出信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換後の入力検出情報Ｄ２をＣＰＵ３２に転送する。
【０１９２】
そして、ステップＧ８に移行してＣＰＵ３２は、加圧力Ｆと押下判定閾値Ｆthとを比較し、これらの関係がＦ＜Ｆthか否かを判別する。これらの関係がＦ＜Ｆthとなる場合は、触覚Ｂを起動する。触覚Ｂは、圧電アクチュエータ１００ａ及び１００ｂによって、操作者の指３０ａの加圧力Ｆに対応した振動パターンＰｂに基づいて入力検出面を振動することで得られる。そのボタンアイコン２９が放された触覚Ｂは、例えば、図１７Ｂに示した第１段階ｉで約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［８０ ８ ２］の振動パターンで振動し、第２段階iiでは、約０．１秒間、［ｆｘ Ａｘ Ｎｘ］＝［４０ ８ ２］の振動パターンで振動する。このようにすると、操作者の”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（駆動条件ｂ）。
【０１９３】
その後、ステップＧ１０に移行して入力を確定する。このとき、ＣＰＵ３２は、入力操作面で当該押下位置に表示された入力情報を確定する。そして、ステップＧ１２に移行する。なお、ステップＧ３で他の処理モードが選択された場合は、ステップＧ１１に移行して他の処理モードを実行する。他の処理モードには、電話モードやメール作成、送信表示モード等が含まれる。電話モードには、相手方に電話を発信する操作が含まれる。ボタンアイコン２９等は、電話モード選択時の文字入力項目が含まれる。
【０１９４】
他の処理モードを実行した後は、ステップＧ１２に移行する。ステップＧ１２でＣＰＵ３２は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出して情報処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＧ２に戻って、メニュー等のアイコン画面を表示し、上述した処理を繰り返すようになされる。
【０１９５】
このように、第７の実施例としての触覚機能付きの入力装置を応用した携帯電話機７００によれば、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが備えられるので、マグネット８４の周囲に可動自在に配されコイル８３に音信号を入力すると、レシーバ（受話器）として機能させることができる。
【０１９６】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５自体を磁気結合力によって振動させることができる。従って、操作者の指に触覚を提示できるようになる。しかも、圧電駆動型のアクチュエータに比べてスピーカー機能付きのアクチュエータ３６ｂの小型化及びその消費電力の低減化を図ることができる。
【０１９７】
因みに、圧電駆動型のアクチュエータは、振動発生データを専用のドライバでアクチュエータ駆動用の高電圧に変換して供給しなければならないが、アクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂであると、映像＆音声処理部４４で音声信号Ｓout１と同様に取り扱える。これにより、専用のアクチュエータ駆動回路を持たない、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバ（受話器）を備えた携帯電話機７００を提供できるようになる。しかも、触覚機能付きの携帯電話機７００のコストダウンを図ることができる。また、表示手段２９上の入力検出面における操作者の指３０ａの押下操作に対応した、アナログスイッチや、サイバースイッチ等の触覚を取得できるようになる。従って、触覚入力機能付きの電子機器のコストダウンに寄与するところが大きい。
【実施例８】
【０１９８】
図２１は、本発明に係る入力装置を備えた第８の実施例としてのビデオカメラ８００の構成例を示す斜視図である。
【０１９９】
図２１に示すビデオカメラ８００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８００には、第７の実施例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ー３６ｂが応用されるものである。
【０２００】
ビデオカメラ８００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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
タッチパネルディスプレイ装置４０１には、第７の実施例で説明した入力装置９０及びアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが備えられる。
【０２０３】
例えば、タッチパネルディスプレイ装置４０１内のスピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲に可動自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５が可動自在に配置されるものである。
【０２０４】
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、スピーカー３６ｂ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操作者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８００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。
【０２０５】
このように、第８の実施例としてのビデオカメラ８００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、スピーカー３６ｂのマグネット８４の周囲に可動自在に配されコイル８３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ーとして機能させることができる。
【０２０６】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５を磁気結合力によって振動させることができる。
【０２０７】
従って、ビデオカメラ８００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、超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを搭載した触覚機能付きの入力装置９０を備える電子機器を提供できるようになる。しかも、スピーカー３６ｂ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。
【０２０８】
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７００及びビデオカメラ８００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１０及び下部筐体２０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。
【実施例９】
【０２０９】
図２２は、本発明に係る入力装置を備えた第９の実施例としてのモバイルパソコン９００の構成例を示す斜視図である。
【０２１０】
図２２に示すモバイルパソコン９００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、音声及び映像処理を始め、各種データ処理をするものである。もちろん、被写体像を撮像し、かつ、周囲の音響を録音することもできる。モバイルパソコン９００には、第７の実施例で説明した触覚機能付きの入力装置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ー３６ｂが応用されるものである。
【０２１１】
モバイルパソコン９００は、左右にグリップ部９ａ，９ｂを有したトレイ状を成す下部筐体９０１と、トレイ上面を摺動可能な上部筐体９０２とを備えている。これらの筐体９０１及び９０２間は、例えば、ヒンジ機構９１によって摺動（回動）自在に係合されている。このヒンジ機構９１によれば、下部筐体９０１の操作面の所定の位置に設けられた図示しない摺動部と、上部筐体９０２の裏面の一端に設けられた図示しない嵌合受け部とがスライド自在に係合され、上部筐体９０２は下部筐体９０１に対して所定の移動距離だけ摺動自由度を有して面結合されている。
【０２１２】
下部筐体９０１の上面には、マトリクス状に配置された複数の押しボタンスイッチ９２から成る操作パネル９８が設けられる。押しボタンスイッチ９２は、「あ」〜「ん」のひらがなキー、「Ａ」〜「Ｚ」のアルファベットキー、「０」〜「９」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９０１の前面外側にはＵＳＢ端子などのコネクタ９９が配置され、外部機器と通信処理が可能なようになされている。
【０２１３】
また、下部筐体９０１の内側上部には、モジュール型のアンテナ９６が取り付けられ、その内側上部周辺には、図示しない大音響用のスピーカーが設けられ、着信メロディや映像データに付加された音声（音楽）等を放音するようになされる。下部筐体９０１の内部にはヒンジ機構９１の他に回路基板９７が設けられる。下部筐体９０１の左側のグリップ部９ａには、バッテリー９４が内蔵され、回路基板９７や表示手段２９等へ電源が供給される。その右側のグリップ部９ｂには、通話用のマイクロフォン９３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。
【０２１４】
上述の下部筐体９０１に対して、ヒンジ機構９１によってスライド自在に係合された上部筐体９０２には、表示手段２９が設けられる。表示手段２９にはカメラ３４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。上部筐体９０２の表面の、例えば、左上方には超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。スピーカー３６ｂには、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至５００，６０１，６０２のいずれかが適用される。
【０２１５】
例えば、スピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲にスライド自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５がスライド自在に配置されるものである。
【０２１６】
上部筐体９０２のスピーカー取付け面の下方には、触覚機能付きの入力装置９０が設けられる。入力装置９０は、入力検出手段４５及び表示手段２９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。表示手段２９には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。この例でも、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、スピーカー３６ｂ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操作者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、モバイルパソコン９００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。
【０２１７】
このように、第９の実施例としてのモバイルパソコン９００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、スピーカー３６ｂのマグネット８４の周囲にスライド自在に配されコイル８３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ーとして機能させることができる。
【０２１８】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５を磁気結合力によって振動させることができる。
【０２１９】
従って、モバイルパソコン９００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、超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを搭載した触覚機能付きの入力装置９０を備えたモバイルパソコン９００を提供できるようになった。しかも、スピーカー３６ｂとアクチュエータとが兼用されるので、モバイルパソコン９００の小型化を図ることができる。
【０２２０】
この例では、上部筐体９０２のスピーカー３６ｂに関して、第５の実施例で説明したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００を用いる場合について説明したが、これに限られることはなく、第１乃至第３の実施例で説明した円柱状のアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至３００を使用してもよい。スピーカー１００乃至３００は、比較的、取り付けスペースに余裕が有る表示手段２９の背面や、もちろん、携帯型のゲーム機、電子辞書等の情報処理装置や、デスクトップ型のパーソナルコンピュータに適用してもよい。
【実施例１０】
【０２２１】
図２３は、本発明に係る入力装置を備えた第１０の実施例としての非折畳み式の携帯電話機１０００の構成例を示す斜視図である。
【０２２２】
図２３に示す携帯電話機１０００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、図１２に示した電話機能の他に、音声及び映像処理を始め、各種データ処理をするものである。もちろん、被写体像を撮像し、かつ、周囲の音響を録音することもできる。携帯電話機１０００には、第７の実施例で説明した触覚機能付きの入力装置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ー３６ｂが応用されるものである。
【０２２３】
携帯電話機１０００は、単体の筐体１００１を備えている。筐体１００１の表面の中央左上方には超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂが設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。スピーカー３６ｂには、本発明に係るアクチュエータ機能付きのスピーカー１００乃至５００，６０１，６０２のいずれかが適用される。
【０２２４】
例えば、スピーカー３６ｂには、図１０に示したアクチュエータ機能付きのスピーカー５００が使用される。スピーカー３６ｂは、所定の面が開放されたハウジング８６’と、このハウジング８６’の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄと、ハウジング８６’に内包され、少なくとも、矩形状のマグネット８４を支持するヨーク８５と、巻き軸部を有してハウジング８６’の開放面側でマグネット８４の周囲にスライド自在に配されたコイル８３と、中央部がコイル８３の巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部がハウジング８６’上の縁部に取り付けられた振動板８２とを備え、突起部８６ｃ，６ｄ及びハウジング８６’から画定される空間領域内にヨーク８５がスライド自在に配置されるものである。
【０２２５】
筐体１００１のスピーカー取付け面の下方、すなわち、筐体１００１の前面のほぼ全領域には、触覚機能付きの入力装置９０が設けられる。入力装置９０は、入力検出手段４５及び表示手段２９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。
【０２２６】
この例で、表示手段２９は表示領域が２つに分割され、その上部表示領域には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示され、下部表示領域には、操作パネル９８が表示される。この例でも、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、スピーカー３６ｂ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操作者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、携帯電話機１０００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されている。
【０２２７】
この例で、表示手段２９に表示される操作パネル９８は、複数の押しボタンスイッチ９２から構成される。例えば、押しボタンスイッチ９２は、「０」〜「９」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。表示手段２９の背面にはカメラ３４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。筐体１００１の上面下方には、通話用のマイクロフォン９３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。
【０２２８】
なお、筐体１００１の前面外側にはＵＳＢ端子などのコネクタ９９が配置され、外部機器と通信処理が可能なようになされている。筐体１００１の内側には、モバイルパソコン９００のように、モジュール型のアンテナ９６が取り付けられ、その内側周辺には、図示しない大音響用のスピーカーが設けられ、着信メロディや映像データに付加された音声（音楽）等を放音するようになされる。筐体１００１の内部には回路基板９７が設けられる。更に筐体内には、バッテリー９４が内蔵され、回路基板９７や表示手段２９等へ電源が供給される。
【０２２９】
このように、第１０の実施例としての携帯電話機１０００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、スピーカー３６ｂのマグネット８４の周囲にスライド自在に配されコイル８３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ーとして機能させることができる。
【０２３０】
また、入力検出手段４５の入力操作に基づいて当該コイル８３に触覚提示用の低周波数信号（約２００Ｈｚ）を入力すると、抜け止め用の突起部８６ｃ，８６ｄ及びハウジング８６’から画定された空間領域内でヨーク８５を磁気結合力によって振動させることができる。
【０２３１】
従って、携帯電話機１０００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、超小型のアクチュエータ機能付きのスピーカー３６ｂを搭載した触覚機能付きの入力装置９０を備えた携帯電話機１０００を提供できるようになった。しかも、スピーカー３６ｂとアクチュエータとが兼用されるので、携帯電話機１０００の小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３２】
この発明は、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情報処理装置や、携帯電話機、携帯端末装置等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０２３３】
【図１】本発明に係る振動体を適用した第１の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー１００の構成例を示す上面一部破砕の斜視図である。
【図２】アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の正面の構成例を補足する断面図である。
【図３】アクチュエータ機能付きのスピーカー１００の組立例を示す分解斜視図である。
【図４】アクチュエータ機能付きのスピーカー１００に関する本発明と従来例との比較例を示す入力−出力特性図である。
【図５】第２の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー２００の構成例を示す正面の断面図である。
【図６】第３の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー３００の構成例を示す正面の断面図である。
【図７】第４の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー４００の構成例を示す斜視図である。
【図８】アクチュエータ機能付きのスピーカー４００の組立例を示す分解斜視図である。
【図９】アクチュエータ機能付きの角型のスピーカー４００’の通電時のコイル推力遷移例を示す図である。
【図１０】第５の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー５００の構成例を示す正面の断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、第６の実施例としてのアクチュエータ機能付きのスピーカー６０１，６０２の部材抜け止め用の突出部材の構成例を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る入力装置９０を備えた第７の実施例としての触覚機能付きの携帯電話機７００の構成例を示す斜視図である。
【図１３】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１４】上部筐体２０におけるスピーカー３６ｂの取付例（その１）を示す上面図である。
【図１５】上部筐体２０におけるスピーカー３６ｂの取付例（その２）を示す断面図である。
【図１６】携帯電話機７００の制御系の構成例及びその感触フィードバック機能例を示すブロック図である。
【図１７】（Ａ）及び（Ｂ）は触覚Ａ及びＢに係る振動パターン例を示す波形図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その１）を示す図である。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は、加圧力Ｆと振動パターンとの関係例（その２）を示す図である。
【図２０】第７の実施例に係る携帯電話機７００における情報処理例を示すフローチャートである。
【図２１】本発明に係る入力装置を備えた第８の実施例としてのビデオカメラ８００の構成例を示す斜視図である。
【図２２】本発明に係る入力装置を備えた第９の実施例としてのモバイルパソコン９００の構成例を示す斜視図である。
【図２３】本発明に係る入力装置を備えた非折畳み式の第１０の実施例としての触覚機能付きの携帯電話機１０００の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０２３４】
２，８２・・・振動板、３，８３・・・コイル、４，８４・・・マグネット（磁性体）、５，８５・・・ヨーク（支持部材）、６，８６・・・ハウジング部（部材収納部）、６ｃ，６ｄ，８６ｃ，８６ｄ・・・抜け止め用の突起部（突出部材）、７，８７・・・電極引出部、７ａ，７ｂ，８７ａ，８７ｂ・・・引出電極、８ａ，８ｂ，８８ａ，８８ｂ・・・メッシュシール、９，８９ａ，８９ｂ・・・おもり、１０，１００１・・・筐体、１１・・・回転レンジ機構、１５・・・制御手段、２０・・・筐体、２１・・・受信部、２２・・・送信部、２４・・・入力手段、２９・・・表示手段、３２・・・ＣＰＵ（制御手段）、３５・・・記憶手段、３６ａ・・・スピーカー、３６ｂ・・・アクチュエータ機能付きのスピーカー（振動体）、４４・・・映像＆音声処理部、４５・・・入力検出手段、５５ａ〜５５ｃ・・・力検出センサ、９０・・・触覚機能付きの入力装置、１００〜５００，６０１，６０２・・・アクチュエータ機能付きのスピーカー（振動体）、７００，１０００・・・携帯電話機（電子機器）、８００・・・ビデオカメラ（電子機器）、９００・・・モバイルパソコン（電子機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の面が開放された部材収納部と、
前記部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、
前記部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、
巻き軸部を有して前記部材収納部の開放面側で前記磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、
中央部が前記コイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が前記部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、
前記突出部材及び前記部材収納部から画定される空間領域内に前記支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする振動体。
【請求項２】
前記突出部材には、
所定の部位に開口部を有する蓋部材が使用されることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項３】
前記支持部材は、前記磁性体を載置固定するための有底状の凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項４】
前記支持部材は、前記磁性体を載置固定するための有底状の凹部を有し、かつ、前記凹部の所定の位置に開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項５】
前記支持部材は、無底状を有しており、前記磁性体を側面で支持固定することを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項６】
前記支持部材には、重さ調整用のおもりが設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項７】
前記部材収納部内において、前記支持部材の下方に隙間部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項８】
前記部材収納部には磁性部材が使用されることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項９】
前記部材収納部に非磁性部材が使用される場合は、
前記磁性体と対峙する側の前記部材収納部の底面に磁性部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項１０】
情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する振動体とを備え、
前記振動体は、
前記部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、
前記部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、
巻き軸部を有して前記部材収納部の開放面側で前記磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、
中央部が前記コイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が前記部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、
前記突出部材及び前記部材収納部から画定される空間領域内に前記支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする触覚機能付きの入力装置。
【請求項１１】
前記振動体は、
前記筐体の内側に設けられる入力手段又は及び表示手段の側面に当接されることを特徴とする請求項１０に記載の触覚機能付きの入力装置。
【請求項１２】
前記入力検出手段によって操作される入力項目選択用の表示画面を表示する表示手段を備え、
前記入力検出手段は、
前記表示画面上で入力操作する前記操作者の接触位置を検出し、
前記振動体は、
前記入力検出手段から得られる位置情報に基づいて前記表示画面を側面方向から振動することを特徴とする請求項１０に記載の触覚機能付きの入力装置。
【請求項１３】
情報入力操作時に操作体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、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する振動体とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、
前記振動体は、
前記部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、
前記部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、
巻き軸部を有して前記部材収納部の開放面側で前記磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、
中央部が前記コイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が前記部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、
前記突出部材及び前記部材収納部から画定される空間領域内に前記支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
所定の面が開放された部材収納部と、
前記部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、
前記部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、
巻き軸部を有して前記部材収納部の開放面側で前記磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、
中央部が前記コイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が前記部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、
前記突出部材及び前記部材収納部から画定される空間領域内に前記支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする振動体。
【請求項２】
前記突出部材には、
所定の部位に開口部を有する蓋部材が使用されることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項３】
前記支持部材は、前記磁性体を載置固定するための有底状の凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項４】
前記支持部材は、前記磁性体を載置固定するための有底状の凹部を有し、かつ、前記凹部の所定の位置に開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項５】
前記支持部材は、無底状を有しており、前記磁性体を側面で支持固定することを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項６】
前記支持部材には、重さ調整用のおもりが設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項７】
前記部材収納部内において、前記支持部材の下方に隙間部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項８】
前記部材収納部には磁性部材が使用されることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項９】
前記部材収納部に非磁性部材が使用される場合は、
前記磁性体と対峙する側の前記部材収納部の底面に磁性部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
【請求項１０】
情報入力操作時に操作体に触覚を提示する触覚機能付きの入力装置であって、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する振動体とを備え、
前記振動体は、
前記部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、
前記部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、
巻き軸部を有して前記部材収納部の開放面側で前記磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、
中央部が前記コイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が前記部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、
前記突出部材及び前記部材収納部から画定される空間領域内に前記支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする触覚機能付きの入力装置。
【請求項１１】
前記振動体は、
前記筐体の内側に設けられる入力手段又は及び表示手段の側面に当接されることを特徴とする請求項１０に記載の触覚機能付きの入力装置。
【請求項１２】
前記入力検出手段によって操作される入力項目選択用の表示画面を表示する表示手段を備え、
前記入力検出手段は、
前記表示画面上で入力操作する前記操作者の接触位置を検出し、
前記振動体は、
前記入力検出手段から得られる位置情報に基づいて前記表示画面を側面方向から振動することを特徴とする請求項１０に記載の触覚機能付きの入力装置。
【請求項１３】
情報入力操作時に操作体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、
入力検出手段と、
前記入力検出手段の入力操作に基づいて前記操作体に触覚を提示する振動体とを有する触覚機能付きの入力装置を備え、
前記振動体は、
前記部材収納部の開放面側に設けられた部材抜け止め用の突出部材と、
前記部材収納部に内包され、少なくとも、所定形状の磁性体を支持する支持部材と、
巻き軸部を有して前記部材収納部の開放面側で前記磁性体の周囲に可動自在に配されたコイルと、
中央部が前記コイルの巻き軸部の一方の側に取り付けられ、かつ、外縁部が前記部材収納部上の縁部に取り付けられた振動板とを備え、
前記突出部材及び前記部材収納部から画定される空間領域内に前記支持部材が可動自在に配置されることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００８−２７８３７６（Ｐ２００８−２７８３７６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２１７８５（Ｐ２００７−１２１７８５）
【出願日】平成１９年５月２日（２００７．５．２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２日（２００７．５．２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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