CN103765350A - 呈示触觉性感觉的方法以及其装置 - Google Patents

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Abstract

提供能呈示包含基于电流刺激的触感呈示和基于静电力的触感呈示的复杂的触感的触觉呈示装置。触觉呈示装置具备：配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；配置在同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流，所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。

Description

呈示触觉性感觉的方法以及其装置
技术领域
本公开涉及对操作者呈示触觉性感觉的方法以及装置。
背景技术
近年来，在便携电话和游戏设备等触控面板操作设备中，通过在视觉辨识显示于液晶画面上的按钮或图标的同时用手指或笔等触摸层叠于画面上的触控面板上的特定部分来操作设备的情况不断增加。
但是，显示于画面上的按钮或图标仅是图像，不具有物理性、触感性的形状。为此，操作者的基于视觉的显示位置的认知不可或缺，另一方面，也没有按下感等的实际的输入感觉。
另外，专利文献1记载的用于感觉刺激的方法以及装置通过使用静电力来向操作者呈示触感。另外，专利文献2记载的触感呈示装置以及其驱动方法通过对皮肤表面直接施加电刺激来向操作者呈示触感。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2009-87359号公报
专利文献2：JP特开2005-85048号公报
发明的概要
发明要解决的课题
专利文献1记载的用于感觉刺激的方法以及装置中，使配置于感觉刺激装置表面的2个平面电极产生电位，通过使手指接近各个电极附近来构成电极-手指-电极的回路。通过在手指-电极间产生静电力来虚拟地产生感觉刺激。但是，由于基于静电力的刺激仅作用于手指表面，因此能表现的触感受到限定。
专利文献2记载的触感呈示装置以及其驱动方法中，将手指放在电极阵列，通过使接触的皮肤通过电流来刺激皮肤的感觉神经，由此呈示触觉信息。但是，基于电流通电的刺激的能表现的触感也受到限定。
发明内容
本公开目的在于，提供能呈示基于电流刺激的触感呈示和基于静电力的触感呈示所产生的复杂的触感的触觉呈示装置。
用于解决课题的手段
本開示所涉及的触感呈示装置特征在于，具备：配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；配置在同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流，所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
发明的效果
本公开中的触感呈示装置不会招致利用静电力的静电型触感呈示力的下降，兼顾基于电流刺激的触感呈示和基于静电力的触感呈示，能呈示复杂的触感。
附图说明
图1(1)是本发明的实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置的一部分的俯视图。图1(2)是图1(1)所示的触感呈示装置的在通过“A-A”的平面的纵截面图。
图2(1)是表示使图1(1)所示的触感呈示装置中的第1电极作为静电型触感呈示电极发挥功能的状态的一例的图。图2(2)是电压源所发生的电压的驱动波形。图2(3)是表示将手指配置在图2(1)的触感呈示装置中的第1电极表面上时的状况的部分截面图。
图3(1)是使表示图1(1)所示的触感呈示装置中的第2电极作为电流型触感呈示电极发挥功能的状态的一例的图。图3(2)是电流源产生的电流的驱动波形。图3(3)是表示将手指配置在图3(1)的触感呈示装置中的第2电极表面上时的状况的部分截面图。
图4是表示使图1(1)所示的触感呈示装置中的第1电极作为触摸传感器发挥功能的状态的一例的图。
图5是表示本发明的实施方式2所涉及的带触控面板功能触感呈示装置中的第1电极的构成的图。
图6(1)是本发明的实施方式3所涉及的带触控面板功能触感呈示装置的一部分的俯视图。图6(2)是图6(1)所示的触感呈示装置的在通过“A-A”的平面的纵截面图。
图7(1)是表示兼用电流型触感呈示功能和触摸传感器功能的电极的组合模式的表。图7(2)是表示兼用静电型触感呈示功能和触摸传感器功能的电极的组合模式的表。
图8是表示在图1所示的静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面的触感呈示装置中，电流型触感呈示电极和触摸传感器电极、以及静电型触感呈示电极和触摸传感器电极通过空间分割或时间分割来分割功能时的分割组合的表。
图9是表示在图6所示的静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面的触感呈示装置中，电流型触感呈示电极和触摸传感器电极、以及静电型触感呈示电极和触摸传感器电极通过空间分割或时间分割来分割功能时的分割组合的表。
图10是表示电流型触感呈示电极使用无维方式、无源矩阵方式、或有源矩阵方式的表、和静电型触感呈示电极使用无维方式、无源矩阵方式、或有源矩阵方式的表。
图11是表示实现触感呈示电极的组合的一例的触感呈示装置的构成的图。
图12(1)是表示图11所示的触感呈示装置中的第1电极作为静电型触感呈示电极而动作的样子的图。图12(2)是表示图11所示的触感呈示装置中的第2电极作为电流型触感呈示电极而动作的样子的图。
图13是表示实现触感呈示电极的组合的一例的触感呈示装置的构成的图。
图14(1)是表示图13所示的触感呈示装置中的第1电极作为触摸传感器电极或静电型触感呈示电极而动作的样子的图。图14(2)是表示图13所示的触感呈示装置中的第2电极作为电流型触感呈示电极而动作的样子的图。
图15A表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。
图15B表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。与图15A在截面的位置上不同。
图16A表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。
图16B表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。与图16A在截面的位置上不同。
图17A表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。
图17B表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。与图17A在截面的位置上不同。
图18A表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。
图18B表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略。与图18A在截面的位置上不同。
具体实施方式
专利文献1记载的用于感觉刺激的方法以及装置，能进行基于静电力的触感呈示。另一方面，专利文献2记载的触感呈示装置以及其驱动方法、能进行基于电流刺激的触感呈示。若将这些装置以及方法的基于电流刺激的触感呈示和基于静电力的触感呈示搭载于1个触感呈示装置，则能同时呈示基于静电力的间接的触感和基于电流刺激的直接的触感这样不同的触感。但是，在基于静电力的触感呈示装置中形成基于电流刺激的触感呈示电极的情况下，利用静电力的触感呈示电极层夹着绝缘膜而配置在基于电流刺激的触感呈示电极层的背面。这种情况下，难以避免静电型触感呈示力的下降。
为此，在本公开中提供一种触觉呈示装置，不会导致利用静电力的静电型触感呈示力的下降，能兼顾基于电流刺激的触感呈示和基于静电力的触感呈示，呈示复杂的触感。
下面，参考附图来说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
1.1.触感呈示装置的构成
图1(1)是本发明的实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2的一部分的俯视图，图1(2)是图1(1)所示的触感呈示装置2的在通过AA的平面的纵截面图。
在图1所示的触感呈示装置2中，第1电极101是配置成同一平面状的由100nm厚的ITO(氧化铟锡)构成的多个静电型触感呈示电极4。第1电极101的形状是占一边为0.8mm的正方形的大致四分之三的五角形，以正方形的中心间间距1mm、电极间隔0.2mm排成同一平面状。
第2电极102是配置成同一平面状的由100nm厚的ITO(氧化铟锡)构成的多个电流型触感呈示电极6。第2电极102的形状是一边为0.8mm的正方形，以正方形的中心间间距2mm、与第1电极101隔开间隔0.2mm地排成同一平面状。
第1引出电极103是配置在第1电极101的下部、向面内的1个方向引出的多个电极。第2引出电极104是配置在第1电极101的下部、向与第1引出电极103不同的1个方向引出的多个电极。分别由厚度100nm、线宽50μm的ITO(氧化铟锡)构成。
第3引出电极105是配置在第2电极102的下部、向面内的1个方向引出的多个电极。第4引出电极106是配置在第2电极102的下部、向与第3引出电极105不同的个方向引出的多个电极。分别由厚度100nm厚、线宽50μm的ITO(氧化铟锡)构成。
绝缘膜107是覆盖第1电极101的上部而配置的由玻璃构成的绝缘体，在第1电极101的表面的厚度为1μm。基板108是与第1电极101、以及第2电极102的下部相接的由玻璃构成的绝缘体。
多个第1电极101在各自的下部与第1引出电极103或第2引出电极104电连接。同样地，多个第2电极102在各自的下部与第3引出电极105或第4引出电极106电连接。
如以下说明那样，图1(1)所示的触感呈示装置2使第1电极101作为静电型触感呈示电极发挥功能，使第2电极102作为电流型触感呈示电极发挥功能，进而使第1电极101作为触摸传感器电极发挥功能。
在本实施方式的触感呈示装置2中，采用无源矩阵方式。由此，能以第1引出电极103为单位或以第2引出电极104为单位来选择多个第1电极101中的作为静电型触感呈示电极发挥功能的第1电极101。
另外，能以第3引出电极105为单位或以第4引出电极106为单位来选择多个第2电极102中的作为电流型触感呈示电极发挥功能的第2电极102。
进而，能以第1引出电极103为单位或以第2引出电极104为单位来选择多个第1电极101中的作为触摸传感器电极发挥功能的第1电极101。
触感呈示装置2的控制部以时间分割使第1电极101作为静电型触感呈示电极或触摸传感器电极发挥功能。另外，控制部由后述的数据处理部构成。
另外，上述的各电极的大小和配置间距不过是一例，当然还有其它的构成。
1.2.触感呈示装置中的静电触感呈示的动作
图2(1)是表示使图1(1)所示的触感呈示装置2中的第1电极101作为静电型触感呈示电极发挥功能的状态的一例的图。在图2(1)所示的触感呈示装置2中，使用第1电极101中的一部分作为正的静电作用电极111，使用剩下的第1电极101中的一部分作为负的静电作用电极112。对正的静电作用电极111施加规定的电压。
图2(3)是表示将手指配置在图2(1)的触感呈示装置2中的第1电极101表面上时的状况的部分截面图。如图2(3)所示，覆盖正的静电作用电极111和负的静电作用电极112的上部地形成绝缘膜107，人的手指等的电介质110置于该绝缘膜107上。另外，在正的静电作用电极111与负的静电作用电极112间设定电压源113。
图2(2)是电压源113所发生的电压的驱动波形。由电压源113对正的静电作用电极111施加正的电压，对负的静电作用电极112施加负的电压。此时，夹着绝缘膜107而在电介质(手指)110发生对置的电场。具体地，在与正的静电作用电极111对置的部分发生负的电荷，在与负的静电作用电极112对置的部分发生正的电荷。由此，在电介质(手指)110的电荷与正的静电作用电极111间、以及电介质(手指)110的电荷与负的静电作用电极112间，静电力起作用，电介质(手指)110在静电作用电极111、112的方向上受到静电力。通过使电压源113的电压随时间变动，电介质(手指)110受到的静电力发生变化，电介质(手指)110在其表面感受到振动。
通常，在使手指与物体表面平行移动时，从物体表面的凹凸接受振动，通过该振动的强度以及频率来感受粗糙、光滑等触感。通过利用前述的静电力使手指感受振动，能虚拟地带来粗糙感光滑感。
具体地，在对正的静电作用电极111施加5～200V、对负的静电作用电极112施加0V、频率20～500Hz的电压时，能得到粗糙的感触。进而，电压越高粗糙的强度越强，电压越低粗糙的强度越弱。若所施加的电压为0～5V，则不会得到粗糙感，而能得到玻璃那样的滑溜触感。另外，在低的频率下能得到粗质的表面的感觉，在高的频率下能得到细质的表面的感觉。如此，在0～200V的电压、0～500Hz的频率下，能表现从玻璃那样的滑溜触感到粗糙的触感。
1.3.触感呈示装置中的电流触感呈示的动作
图3(1)是表示使图1(1)所示的触感呈示装置2中的第2电极102作为电流型触感呈示电极发挥功能的状态的一例的图。在图3(1)所示的触感呈示装置2中，使用第2电极102中的一部分作为正的电流作用电极115，使用剩下的第2电极102中的一部分作为负的电流作用电极116。在正的电流作用电极115流过规定的电流。
图3(3)是表示将手指配置在图3(1)的触感呈示装置2中的第2电极102表面上时的状况的部分截面图。如图3(3)所示，覆盖正的电流作用电极115和负的电流作用电极116的上部地放置人的手指等导体114。另外，在正的电流作用电极115与负的电流作用电极116间设定电流源117。
图3(2)是电流源117所发生的电流的驱动波形。通过电流源117，从正的电流作用电极115向负的电流作用电极116流过电流。即，在作为导体的手指114流过电流。由此，直接刺激皮肤的感觉神经。通过使电流源117的电流随时间变动，导体(手指)114受到的刺激发生变化，导体(手指)114感受到振动。
通常，在使手指在与有高低差的表面平行地移动时，从高低差的部分接受振动，通过该振动的强度以及频率，感受到高低差的大小和高低差的间隔等触感。通过利用前述的电流刺激来感受振动，能虚拟地带来高低差引起的凹凸感。
具体地，在对正的电流作用电极115与负的电流作用电极116间施加0～10mA、频率1～1200Hz的电流时，能得到高低差引起的凹凸感。进而，电流越大高低差越大、电流越小高低差越小地感受。若电流不足0.5mA，则感受不到高低差，能得到平坦的玻璃那样的触感。因此，在0～10mA的电流、1～1200Hz的频率下，能表现从平坦的玻璃那样的触感到划过有高低差的面的触感。
如前述那样，静电用触感呈示电极能带来粗糙感或光滑感。另一方面，电流型触感呈示电极能带来高低差引起的凹凸感。将作为细微的电极的两电极大量混合来一起具有的本实施方式的触感呈示装置，能带来混合了粗糙感和凸凹感的复杂的触感。
1.4.触感呈示装置中的触控面板的动作
图4是表示使图1(1)所示的触感呈示装置2中的第1电极101作为触摸传感器电极发挥功能的状态的一例的图。
在图4所示的示例中，对多个第2引出电极104中的第2引出电极104B施加驱动电压(触摸驱动)，依次检测各第1引出电极103的电位(触摸传感)。由此，多个第1电极101中的与第2引出电极104B电连接的第1电极101作为驱动电极101B而动作，与第1引出电极103连接的第1电极101作为传感电极101A而动作。
在对驱动电极101B施加例如交流信号的情况下，能从第1引出电极103得到与驱动电极101B与传感电极101A间的电容相应的交流信号。在驱动电极101B和传感电极101A的位置存在和不存在人的手指等的电介质的情况下，驱动电极101B与传感电极101A间的静电电容不同。由此，通过对驱动电极101B施加交流电压，测定传感电极101A的波形，能检测驱动电极101B与传感电极101A间的电容。然后，能基于该电容来检测有无人的手指等的电介质。另外，能根据驱动的第2引出电极104和检测到信号的第1引出电极103的位置来特定人的手指等的电介质的位置。进而，通过将施加交流电压的第2引出电极104依次变更为例如相邻的第2引出电极104，能依次变更作为驱动电极101B发挥功能的第1电极101。由此，使配置多个第1电极101的触感呈示装置2作为触控面板而动作，能检测触控面板的触摸面内的人的手指等的电介质的位置。
1.5.本实施方式的变形例
在本实施方式中，构成为第1电极101作为触摸传感器的驱动电极、触摸传感器的传感电极、触感呈示用的正的静电作用电极以及触感呈示用的负的静电作用电极而动作。当然，也能使第2电极102作为触摸传感器的驱动电极、触摸传感器的传感电极、触感呈示用的正的电流作用电极以及触感呈示用的负的电流作用电极而动作地，构成第3引出电极105以及第4引出电极106。
在本实施方式中，第1电极101的形状设为5角形，但为了在静电触感呈示功能或触控面板功能中使用，只要是在与人的手指等间形成静电电容的形状，就没有特别的限定。例如也可以是正方形或长方形、6角形、圆形等。
另外，第2电极102的形状设为正方形，但为了在电流触感呈示功能中使用，只要能向人的手指等流过电流，就没有特别的限定。例如也可以是长方形、6角形、圆形等。
另外，构成第1电极101、第2电极102、第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出电极105、第4引出电极106的材料设为100μm厚的ITO，但只要是电导体就没有限定，这一点是明确的。例如除了ITO以外，也可以使用ZnO(氧化锌)等的金属氧化物、或Al和Cu、Ag、Au等金属、导电性有机材料等。
另外，作为绝缘膜107以及基板108使用玻璃，但只要是绝缘材料，在材料上就没有限定。例如也可以使用PET、聚酰亚胺等的有机绝缘体等。另外，作为第1电极101、第2电极102、第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出电极105、第4引出电极106、以及绝缘膜107的材料，只要使用ITO或ZnO、玻璃等对可见光线为“透明”的材料，则即使在液晶显示器或有机EL显示器、等离子显示器等图像显示装置的前面配置带触控面板功能触感呈示装置，也不会损害图像显示装置的显示功能。
在此，所谓“透明”，是指用人的眼睛来看时能视觉辨识图像。因此，即使可见光域的波长的光的透射率低，只要是能视觉辨识显示在显示器的图像的程度即可。
另外，第1电极101、第2电极102、第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出电极105、第4引出电极106，还能用虽然在可见光的波长域不透明但细到人的眼睛不能视觉辨识的程度的Ag等的金属或碳纤维。
在本实施方式中，覆盖第1电极101的表面的绝缘膜107的厚度设为1μm，但厚度并不限定于此。
在正的静电作用电极111与负的静电作用电极112间施加随时间变化的电压的状态下，电介质(手指)110存在于绝缘膜107的表面近旁时、由电介质(手指)110从第1电极101受到的每单位面积的静电力的变化量Δf/S，通过以下的数式1来表征。
[数1]
Δf S ∝ ϵ r ϵ 0 ΔV 2 h 2
在数式1的式子中，Δf是电介质(手指)101受到的力的变化量，S是电介质(手指)101向第1电极101所构成的平面的投影面积、即电介质(手指)101和第1电极101所构成的电容的面积，εr是绝缘膜107的相对介电常数，ε0是真空中的介电常数，ΔV是在第1电极101与电介质(手指)110间发生的电位差的最大值(是正的静电作用电极111与负的静电作用电极112间的电位差，也是正的静电作用电极111(负的静电作用电极112)的电位的时间的变化量)，h是第1电极101与电介质(手指)110间的距离。在使用中，由于通常电介质(手指)110与绝缘膜107的表面接触，因此h为第1电极1表面侧的绝缘膜7的厚度。通过数式1的式子可知，每单位面积的力的变化量Δf/S与电压差ΔV的平方成正比，与绝缘膜107的厚度h的平方成反比。在本实施方式中，在绝缘膜107的厚度h为1μm、电压ΔV为0～200V下得到触感呈示功能。只要满足ΔV/h＞5[V/μm]，就能得到充分的每单位面积的力的变化量Δf/S。例如，若绝缘膜107的厚度为10μm，在电压ΔV为50V以上的范围得到触感呈示功能。
1.6.总结
本实施方式的触感呈示装置，将静电型触感呈示电极、和电流型触感呈示电极配置在同一平面上。由此，本实施方式的触感呈示装置不会招致静电型触感呈示力的下降，兼顾基于电流刺激的触感呈示和基于静电力的触感呈示，因而能呈示复杂的触感。
(实施方式2)
2.1.有源矩阵方式的构成以及动作
本发明的实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2，采用无源矩阵方式。由此，以第1引出电极103为单位或以第2引出电极104为单位选择多个第1电极101中的作为静电型触感呈示电极发挥功能的第1电极101。另外，实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2，以第1引出电极103为单位或以第2引出电极104为单位选择多个第1电极101中的作为触摸传感器电极发挥功能的第1电极101。进而，实施方式1的触感呈示装置2的控制部，以时间分割来使第1电极101作为静电型触感呈示电极或触摸传感器电极发挥功能。
与此相对，本发明的实施方式2所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2采用有源矩阵方式。即，实施方式2的触感呈示装置2的控制部在有源矩阵方式下以时间分割来使第1电极101作为静电型触感呈示电极或触摸传感器电极发挥功能。以下，以与实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2的差异为中心来说明实施方式2所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2。
图5是表示实施方式2所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2中的第1电极101的构成的图。在图5所示的实施方式2所涉及的触感呈示装置2中的第1电极101连接有第1引出电极103、以及第2引出电极104。进而，如图5所示，第1引出电极103、以及第2引出电极104都包含多个信号线。多个信号线与半导体电路71～74连接。
介由这样的第1引出电极103、第2引出电极104、以及半导体电路71～74，实施方式2的触感呈示装置2的控制部以时间分割来使第1电极101作为静电型触感呈示电极或触摸传感器电极发挥功能。
说明实施方式2中的第1引出电极103、第2引出电极104、以及半导体电路71～74的构成。
在本实施方式中，第1引出电极103包含Y方向选择线(触摸驱动)21、Y方向选择线(触感正)22、Y方向选择线(触摸传感)23、Y方向选择线(触感负)24这4根选择线。
第2引出电极104包含驱动线(触摸驱动)31、X方向选择线(触摸驱动)32、驱动线(触感正)33、X方向选择线(触感正)34、驱动线(触摸传感)35、X方向选择线(触摸传感)36、驱动线(触感负)37、X方向选择线(触感负)38这8根导线。半导体电路7包含4个相同的半导体电路71～74。
半导体电路71配置在X方向选择线(触摸驱动)32、驱动线(触摸驱动)31、Y方向选择线(触摸驱动)21的交点。半导体电路72配置在X方向选择线(触感正)34、驱动线(触感正)33、Y方向选择线(触感正)22的交点。半导体电路73配置在X方向选择线(触摸传感)36、驱动线(触摸传感)35、Y方向选择线(触摸传感)23的交点。半导体电路74配置在X方向选择线(触感负)38、驱动线(触感负)37、Y方向选择线(触感负)24的交点。各半导体电路71～74与第1电极101连接。
能通过使图5所示的半导体电路71～74中的与给定的功能相关半导体电路为开启状态，来使第1电极101作为触摸传感器的驱动电极101B、触摸传感器的传感电极101A、触感呈示功能的正的静电作用电极111、触感呈示功能的负的静电作用电极112中的任一者的电极发挥功能。
具体地，说明使第1电极101作为触摸传感器的驱动电极101B发挥功能的情况。首先，将与作为触摸传感器的驱动电极101B发挥功能的第1电极101对应的X方向选择线(触摸驱动)32和Y方向选择线(触摸驱动)21设为开启电压，对位于这些选择线21、32的交点的半导体电路71充电。接下来，在使X方向选择线(触感正)34、X方向选择线(触摸传感)36、X方向选择线(触感负)38为开启电压后，使Y方向选择线(触感正)22、Y方向选择线(触摸传感)23、Y方向选择线(触感负)24为关闭电压，对半导体电路72、73、74的电荷进行放电。由此，在第1电极101出现驱动线(触摸驱动)31的电压，该第1电极101的电压受到驱动线(触感正)33、驱动线(触摸传感)35、驱动线(触感负)37的电压的左右。
进而，在经过一定时间后，使用相符的第1引出电极103以及第2引出电极104对半导体电路71～74进行再充电或放电，由此能使各第1电极101具有不同的功能。
在前述的示例中，示出了半导体电路71～74中的半导体电路71，在半导体电路73的情况下，通过使该半导体电路73与半导体电路71同样地动作，能将出现在第1电极101的电荷、电位介由驱动线35引导到控制部。另外，在半导体电路72的情况下，通过使该半导体电路72与半导体电路71同样地动作，能将触感呈示用的驱动电压(触感正)介由驱动线33从控制部施加到第1电极101。另外，在半导体电路74的情况下，通过使该半导体电路74与半导体电路71同样地动作，能将触感呈示用的驱动电压(触感负)介由驱动线37从控制部施加到第1电极101。
在图5所示的构成中，对1个第1电极101连接4个半导体电路71～74。然后，以时间分割使1个第1电极101作为触摸传感器的驱动电极、触摸传感器的传感电极、触感呈示用的正的静电作用电极、以及触感呈示用的负的静电作用电极中的任一者的电极发挥功能功能。但是，并不意味着需要1个第1电极101完成全部作为所述4个种类的电极的功能。例如，也可以由多个第1电极101中的半数完成作为触摸传感器的驱动电极的功能和作为触感呈示用的正的静电作用电极的功能，剩下的半数完成作为触摸传感器的传感电极的功能和作为触感呈示用的负的静电作用电极的功能。这情况下，能以多个第1电极101整体完成作为触摸传感器的功能和作为触感呈示器件的功能。这种情况下，变得可以对1个第1电极101设置2个半导体电路71，能实现半导体电路71的面积的缩小化和低价格化。
根据赋予第1电极101的信号的差异来决定是使第1电极101作为触摸传感器发挥功能，还是作为触感呈示器件发挥功能。在本实施方式中，由设于第1电极101的下部的4个半导体电路71～74来切换赋予第1电极101的信号。但并不限于此。例如，还能在控制部切换赋予第1电极101的信号。这种情况下，不需要对1个第1电极101设置4个半导体电路71～74。即，仅设置用于控制是否将从控制部提供的驱动电压等赋予第1电极101的1个半导体电路即可。由此，能实现半导体电路7的面积的缩小化和低价格化。
2.1.本实施方式的变形例
在本实施方式中，构成为第1电极101作为触摸传感器的驱动电极、触摸传感器的传感电极、触感呈示用的正的静电作用电极、以及触感呈示用的负的静电作用电极而动作。当然还能使第2电极102作为触摸传感器的驱动电极、触摸传感器的传感电极、触感呈示用的正的电流作用电极、以及触感呈示用的负的电流作用电极而动作地，构成第3引出电极105以及第4引出电极106。
(实施方式3)
图6(1)是本发明的实施方式3所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2的一部分的俯视图，图6(2)是图6(1)所示的触感呈示装置2的在通过AA的平面的纵截面图。
如图6以及图1所示，实施方式3所涉及的带触控面板功能触感呈示装置，具备与实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置大致相同的构成。但在实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置中，第1电极101和第2电极102配置成同一平面状，与此相对，在实施方式3所涉及的带触控面板功能触感呈示装置中，第2电极102和第1电极101配置在不同的平面上。
即，在图6(2)所示的实施方式3所涉及的触感呈示装置基板2中，首先在基板108上表面配置多个第1电极(静电型触感呈示电极)101。覆盖多个第1电极(静电型触感呈示电极)101以及基板108地配置绝缘膜107。进而在该绝缘膜107上表面配置第2电极(电流型触感呈示电极)102。
第1引出电极103是配置在第1电极101的下部、向面内的1个方向引出的多个电极这一情况、以及第2引出电极104是配置在第1电极101的下部、向与第1引出电极103不同的1个方向引出的多个电极这一情况，都与实施方式1的触感呈示装置相同。
另外，第3引出电极105是配置在第2电极102的下部、向面内的1个方向引出的多个电极这一情况、以及第4引出电极106是配置在第2电极102的下部、向与第3引出电极105不同的1个方向引出的多个电极这一情况，也都与实施方式1的触感呈示装置相同。
进而，多个第1电极101在各自的下部与第1引出电极103或第2引出电极104电连接这一情况、以及多个第2电极102在各自的下部与第3引出电极105或第4引出电极106电连接这一情况，也都与实施方式1的触感呈示装置相同。
另外，关于实施方式3所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2的制造方法在后面进行说明。
此外，实施方式3所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2，具备与实施方式1所涉及的带触控面板功能触感呈示装置大致相同的构成，作为无源矩阵方式的带触控面板功能触感呈示装置而动作。
进而，在图6所示的实施方式3所涉及的带触控面板功能触感呈示装置2中，通过适当地构成第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出线105、第4引出电极106、以及半导体电路71～74(未图示)，能作为有源矩阵方式的带触控面板功能触感呈示装置而动作。
(实施方式4)
如实施方式1乃至实施方式3说明那样，触感呈示装置中的静电型触感呈示电极、以及电流型触感呈示电极，能构成为无源矩阵方式，还能构成为有源矩阵方式。进而，如图10所示，静电型触感呈示电极以及电流型触感呈示电极还能构成为无维方式(dimensionless)。在此，所谓无维方式是在全部电极都施加相同的电压或电流，哪个电极都呈示相同的触感的方式。
另外，如实施方式1乃至实施方式3中说明的那样，带触控面板功能触感呈示装置中的触摸传感器电极，也能构成为无源矩阵方式，还能构成为有源矩阵方式。
另外，实施方式1乃至实施方式3中的电极(第1电极101、第2电极102)，兼具触感呈示电极的功能和触摸传感器电极的功能。在实施方式1到实施方式3中，说明了通过时间分割来切换触感呈示电极的功能和触摸传感器电极的功能，但触感呈示电极和触摸传感器电极也可以空间分割来配置。图7(1)是表示兼用电流型触感呈示功能和触摸传感器功能的电极的组合模式的表，图7(2)是表示兼用静电型触感呈示功能和触摸传感器功能的电极的组合模式的表。如图7(1)、(2)以及图10所示，触感呈示电极能构成为无维方式、无源矩阵方式、以及有源矩阵方式。触摸传感器电极能构成为无源矩阵方式、以及有源矩阵方式。
如图7(1)、(2)所示，在兼具触感呈示电极的功能和触摸传感器电极的功能的电极中，触感呈示电极和触摸传感器电极能空间分割来配置。在触感呈示电极和触摸传感器电极的任一者以有源矩阵方式构成的情况下，各电极需要具备半导体电路(TFT)7。在如此以有源矩阵方式构成的情况下，能在1个电极中以时间分割来提供触感呈示电极的功能和触摸传感器电极的功能。
4.1.静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面的触感呈示装置中的组合
图8是表示在图1所示的静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面的触感呈示装置中，电流型触感呈示电极和触摸传感器电极、以及静电型触感呈示电极和触摸传感器电极通过空间分割或时间分割来对功能进行分割时的、表示分割的组合的表。
例如，图8中的编号(1)表示电流型触感呈示电极作为专用电极发挥功能、静电型触感呈示电极通过空间分割与触摸传感器电极分割功能的触感呈示装置中的组合。在“露出电极”一项中，示出电流型触感呈示电极露出这一情况，在“非露出电极”一项中示出兼作触摸传感器电极的电压(静电)型触感呈示电极为非露出(即被绝缘膜覆盖)这一情况。
另外，例如，图8中的编号(3)表示电流型触感呈示电极作为专用电极发挥功能、静电型触感呈示电极通过空间分割以及时间分割与触摸传感器电极分割功能的触感呈示装置中的组合。
另外，例如，图8中的编号(6)表示静电型触感呈示电极作为专用电极发挥功能、电流型触感呈示电极通过空间分割以及时间分割与触摸传感器电极分割功能的触感呈示装置中的组合。
另外，例如，图8中的编号(9)表示电流型触感呈示电极通过空间分割与触摸传感器电极分割功能、静电型触感呈示电极通过空间分割以及时间分割与触摸传感器电极分割功能的触感呈示装置中的组合。
另外，例如，图8中的编号(12)表示电流型触感呈示电极通过时间分割与触摸传感器电极分割功能、静电型触感呈示电极通过空间分割以及时间分割与触摸传感器电极分割功能的触感呈示装置中的组合。
另外，例如，图8中的编号(15)表示电流型触感呈示电极通过空间分割以及时间分割与触摸传感器电极分割功能、静电型触感呈示电极通过空间分割以及时间分割与触摸传感器电极分割功能的触感呈示装置中的组合。
进而，例如，图8中的编号(16)表示电流型触感呈示电极作为专用电极发挥功能、静电型触感呈示电极作为专用电极发挥功能的触感呈示装置中的组合。在该组合的情况下，触感呈示装置不具备触控面板功能。
4.2.静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面的触感呈示装置的组合
接下来，图9是表示在图6所示的静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面的触感呈示装置中，电流型触感呈示电极和触摸传感器电极、以及静电型触感呈示电极和触摸传感器电极通过空间分割或时间分割来分割功能时的、分割的组合的表。
图9所示的表与图8所示的表大致相同，但在图9所示的表中，未示出电流型触感呈示电极作为专用电极发挥功能、静电型触感呈示电极作为专用电极发挥功能的触感呈示装置中的组合。
4.3.1.触感呈示装置中的触感呈示电极的组合的示例(1)
图11是表示实现触感呈示电极的组合的一例的触感呈示装置的构成的图。图11所示的触感呈示装置实现图8所示的编号(16)的组合，进而是使用图10所示的有源矩阵方式的触感呈示装置。即，是第1电极101仅用作静电型触感呈示电极、第2电极102仅用作电流型触感呈示电极的触感呈示装置。图11(1)是触感呈示装置的表示第1电极101、第2电极102、第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出电极105、以及第4引出电极106的构成的俯视图。图11(2)是图11(1)所示的触感呈示装置的(a)以及(b)中的纵截面图。图11(3)是包含数据处理部50、静电触感驱动器部52以及电流触感驱动器部54的触感呈示装置的方块构成图。
如图11(1)以及图11(2)所示，在第1电极101以及第2电极102的下部设有半导体电路(TFT)7。另外，如图5中也示出的那样，第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出电极105、以及第4引出电极106由多个信号线构成(参考从α起的箭头)。进而，如图11(3)所示，第1引出电极103以及第2引出电极104与静电触感驱动器部52连接，第3引出电极105以及第4引出电极106与电流触感驱动器部54连接。因而，数据处理部50用静电触感驱动器部52来控制介由第1引出电极103以及第2引出电极104而赋予第1电极101的信号。同样地，数据处理部50用电流触感驱动器部54来控制介由第3引出电极105以及第4引出电极106而赋予第2电极102的信号。
在此，数据处理部50是进行输入的信号和数据的处理，通过输出各种控制信号和控制数据来进行构成触感呈示装置的各部和外部装置的控制的控制部。该数据处理部50通过用处理器执行用于实现本实施方式所涉及的功能的程序来实现各功能。另外，数据处理部50也可以由能实现本实施方式所涉及的功能的硬连线的元件构成。
另外，如图11(3)所示，数据处理部50还进行外部图像显示部56所涉及的数据的处理。因此，图11所示的触感呈示装置是能与外部图像显示部56组合利用的触感呈示装置。
另外，如图11(3)所示，数据处理部50还进行外部接触探测部58所涉及的数据的处理。外部接触探测部58是外部的触摸传感器装置，具备在操作者的身体的一部分接近的情况下检测其位置的接触位置检测部。通过具备该功能，能仅对与接触的身体的一部分对应的电极输出电信号。在相关的形态中，能不减少由触感呈示的信息量地使消耗功率减小。
该外部接触探测部58中的接触位置检测部，也可以由对呈示触觉性感觉的装置在面方向上扫描、检测接触位置的扫描机构构成。该扫描机构也可以具备根据激光的变化来检测接触位置的XY激光扫描仪。另外，外部接触探测部58中的接触位置检测部，既可以由根据呈示触觉性感觉的部分的物性的变化来检测接触位置的检测机构构成，也可以具备根据呈示触觉性感觉的部分的压力的变化来检测接触位置的压力传感器。
接下来，图12(1)是表示图11所示的触感呈示装置中的第1电极101作为静电型触感呈示电极而动作的样子的图。图12(2)是表示图11所示的触感呈示装置中的第2电极102作为电流型触感呈示电极而动作的样子的图。
在图12(1)所示的触感呈示装置中，在加斜线的阴影的第1电极101与加点点的阴影的第1电极101间施加周期性的电压。因此，若在它们间存在电介质(手指)，则能给电介质(手指)带来粗糙的触感。
另外，在图12(2)所示的触感呈示装置中，在加紧密的阴影的第2电极102与加宽松的阴影的第2电极102间流过周期性的电流。因此，若在它们之间存在导体(手指)，则能给导体(手指)带来凸凹感。
4.3.2.触感呈示装置中的触感呈示电极的组合的示例(2)
图13是表示实现触感呈示电极的组合的一例的触感呈示装置的构成的图。图13所示的触感呈示装置是实现图8所示的编号(3)的组合、进而使用图10所示的有源矩阵方式的触感呈示装置。即，是第1电极101以空间分割以及时间分割作为静电型触感呈示电极或触摸传感器电极使用、第2电极102仅作为电流型触感呈示电极使用的触感呈示装置。图13(1)是触感呈示装置的表示第1电极101、第2电极102、第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出电极105、以及第4引出电极106的构成的俯视图。图13(2)是图13(1)所示的触感呈示装置的(a)以及(b)中的纵截面图。图13(3)是包含数据处理部50、静电触感驱动器部52、电流触感驱动器部54、以及静电接触探测部60的触感呈示装置的方块构成图。
如图13(1)以及图13(2)所示，在第1电极101以及第2电极102的下部设有半导体电路(TFT)7。另外，如图5中也示出的那样，与半导体电路(TFT)7连接的第1引出电极103、第2引出电极104、第3引出电极105、以及第4引出电极106，由多个信号线构成(参考从α起的箭头参照)。另外，不与半导体电路(TFT)7连接的第1引出电极103、第2引出电极104由单个的信号线构成(参考从β起的箭头)。进而，如图13(3)所示，第1引出电极103以及第2引出电极104与静电触感驱动器部52以及静电接触探测部60连接，第3引出电极105以及第4引出电极106与电流触感驱动器部54连接。因此，数据处理部50用静电触感驱动器部52以及静电接触探测部60，来控制介由第1引出电极103以及第2引出电极104赋予第1电极101的信号。同样地，数据处理部50用电流触感驱动器部54来控制介由第3引出电极105以及第4引出电极106赋予第2电极102的信号。
另外，如图13(3)所示，数据处理部50还进行外部图像显示部56所涉及的数据的处理。因此，图13所示的触感呈示装置是能与外部图像显示部56组合来利用的触感呈示装置。
接下来，图14(1)是表示图13所示的触感呈示装置中的第1电极101作为触摸传感器电极或静电型触感呈示电极而动作的样子的图。图14(2)是表示图13所示的触感呈示装置中的第2电极102作为电流型触感呈示电极而动作的样子的图。
在图14(1)所示的触感呈示装置中，加交叉阴影的第1电极101相对于其它第1电极101通过空间分割来作为触摸传感器电极动作。
另外，在图14(1)所示的触感呈示装置中，在(位于大致中央的)加左下斜线的阴影的第1电极101、0与加右下斜线的阴影的第1电极101间施加周期性的电压。因此，若在它们之间存在电介质(手指)，则能给电介质(手指)带来粗糙的触感。进而，加这些斜线的阴影的第1电极101也通过时间分割来作为触摸传感器电极动作。
另外，在图14(2)所示的触感呈示装置中，在加紧密的阴影的第2电极102与加宽松的阴影的第2电极102间流过周期性的电流。因此，若在它们之间存在导体(手指)，则能给导体(手指)带来凸凹感。
(实施方式5)
说明本发明的实施方式所涉及的触感呈示装置的制造方法。
5.1.静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面的触感呈示装置的制造方法
图15A以及图15B还有图16A以及图16B表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在同一平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略(参考图8所示的表的编号(16)参照)。另外，图15A以及图16A表示在通过与第1电极101连接的通孔202的纵截面的纵截面图，图15B以及图16B表示在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图(其中图15A(j′)表示在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图，图16A(g′)表示在通过与第1电极101连接的通孔202的纵截面的纵截面图)。
在图15A以及图15B所示的方法中，首先作成下部的基板108a所涉及的部分((a)～(d))，接下来作成上部的保护用基板108b所涉及的部分((e)～(i))，最后将两者贴合((j))。首先，在基板108a上配置第2引出电极104、以及第4电极106((a)、(b))，在一部分第2引出电极104上配置半导体电路7((c))。覆盖基板108a、第2引出电极104、第4引出电极106、以及半导体电路7地设置层间绝缘膜109。进而，将第1引出电极103以及第3引出电极105配置在半导体电路7上((d))。
另一方面，在保护用基板108b形成通孔202((e)、(f))，分别在保护用基板108b的上表面配置与通孔202连接的第1电极101以及第2电极102，在保护用基板108b的下表面配置与通孔202连接的连接电极204((g))。覆盖配置在保护用基板108b上表面的第1电极101地设置绝缘膜107((h))。最后，在保护用基板108b下表面涂布粘接剂206((i))，在进行了对位的基础上将保护用基板108b的下表面与基板108a的上表面粘接((j))。另外，图15A(j′)是在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图。表示与第2电极102连接的通孔202和连接电极204、第3引出电极105、半导体电路7、以及第4引出电极106连接这一情况。
在图16A以及图16B所示的方法中，触感呈示装置从下部的基板108a所涉及的部分起向上方依次作成((a)～(g))。首先，在基板108a上配置第2引出电极104、以及第4电极106((a)、(b))，在一部分第2引出电极104上配置半导体电路7((c))。覆盖基板108a、第2引出电极104、第4引出电极106、以及半导体电路7地设置层间绝缘膜109。进而，将第1引出电极103、以及第3引出电极105配置在半导体电路7上((d))。
覆盖第1引出电极103、以及第3引出电极105地设置绝缘层108c((e))。此时，在第2引出电极104、半导体电路7、以及第1引出电极103的上部适宜地设置通孔202用的孔。在绝缘层108c的设置后配置与半导体电路7等连接的通孔202、和与通孔202连接的第1电极101以及第2电极102((f))。最后，覆盖第1电极101地设置绝缘膜107((g))。另外，图16A(g′)是在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图。示出与第2电极102连接的通孔202和第3引出电极105、半导体电路7、以及第4引出电极106连接这一情况。
5.2.静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面的触感呈示装置的制造方法
图17A以及图17B还有图18A以及图18B表示静电型触感呈示电极和电流型触感呈示电极配置在不同平面、电流型触感呈示电极和静电型触感呈示电极都作为专用电极发挥功能的触感呈示装置的制造方法的概略(参考图8所示的表的编号(16))。另外，图17A以及图18A表示在通过与第1电极101连接的通孔202的纵截面的纵截面图，图17B以及图18B表示在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图(其中，图17A(j′)表示在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图，图18A(h′)表示在通过与第1电极101连接的通孔202的纵截面的纵截面图)。
在图17A以及图17B所示的方法中，首先作成下部的基板108a所涉及的部分((a)～(d))，接下来作成上部的保护用基板108b所涉及的部分((e)～(i))，最后将两者贴合((j))。首先，在基板108a上配置第2引出电极104、以及第4引出电极106((a)、(b))，在一部分第2引出电极104上配置半导体电路7((c))。覆盖基板108a、第2引出电极104、第4引出电极106、以及半导体电路7地设置层间绝缘膜109。进而，将第1引出电极103、以及第3引出电极105配置在半导体电路7上((d))。
另一方面，在保护用基板108b形成通孔202((e)、(f))，分别在保护用基板108b的上表面配置与通孔202连接的第1电极101，在保护用基板108b的下表面配置与通孔202连接的连接电极204((g))。覆盖配置于保护用基板108b上表面的第1电极101地设置绝缘膜107((h))。在绝缘膜107的上表面配置与通孔202连接的第2电极102，在保护用基板108b下表面涂布粘接剂206((i))。最后，在对位的基础上将保护用基板108b下表面与基板108a的上表面粘接((j))。另外，图17A(j′)是在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图。示出与第2电极102连接的通孔202和连接电极202、第3引出电极105、半导体电路7、以及第4引出电极106连接这一情况。
在图18A以及图18B所示的方法中，触感呈示装置从下部的基板108a所涉及的部分起向上方依次作成((a)～(h))。首先，在基板108a上配置第2引出电极104、以及第4引出电极106((a)、(b))，在一部分第2引出电极104上配置半导体电路7((c))。覆盖基板108a、第2引出电极104、第4引出电极106、以及半导体电路7地设置层间绝缘膜109。进而，将第1引出电极103、以及第3引出电极105配置在半导体电路7上((d))。
覆盖第1引出电极103、以及第3引出电极105地设置绝缘层108c((e))。此时，在第2引出电极104、半导体电路7、以及第1引出电极103的上部适宜设置通孔202用的孔。在绝缘层108c的设置后配置与半导体电路7等连接的通孔202、和与通孔202连接的第1电极101((f))。覆盖第1电极101以及绝缘层108c地设置绝缘膜107((g))。最后，在绝缘膜107的上表面配置与通孔202连接的第2电极102((h))。另外，图18A(h′)是在通过与第2电极102连接的通孔202的纵截面的纵截面图。示出与第2电极102连接的通孔202和第3引出电极105、半导体电路7、以及第4引出电极106连接这一情况。
(发明的一个形态的概要)
(1)本发明的第1形态的触感呈示装置特征在于，具备：配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；配置在同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流，所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
在此，上述的控制部是进行所输入的信号和数据的处理、通过输出各种控制信号和控制数据来进行构成触感呈示装置的各部和外部装置的控制的数据处理部50。控制“第1动作”和“第2动作”等的数据处理部50通过处理器与存储器上的程序的协作来实现。另外，数据处理部50也可以通过能实现本形态所涉及的功能的硬连线的元件实现。
基于静电力的触感呈示电极是带来虚拟的粗糙感和光滑感的触感呈示电极。另一方面，基于电流刺激的触感呈示电极是带来虚拟的凹凸感的触感呈示电极。将细微的电极的两电极大量混合而一起具有的本形态的触感呈示装置能带来混合了粗糙感和凸凹感的复杂的触感。
(2)本发明的第2形态的触感呈示装置也可以在本发明的第1形态的触感呈示装置的基础上，所述控制部以时间分割或空间分割来进行第3动作和所述第1动作，其中，该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
由此，能设置兼用静电型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(3)本发明的第3形态的触感呈示装置也可以在本发明的第1形态的触感呈示装置的基础上，所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
由此，能设置兼用电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(4)本发明的第4形态的触感呈示装置也可以在本发明的第1形态的触感呈示装置的基础上，所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置，并且以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
由此，能设置兼用静电型触感呈示、电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(5)本发明的第5形态的触感呈示装置也可以在本发明的第1到第4形态的触感呈示装置的基础上，具备：作为绝缘体的基板；配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；电连接所述多个第1电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第1引出电极；电连接所述多个第2电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第2引出电极，所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
基于静电力的触感呈示电极是带来虚拟的粗糙感和光滑感的触感呈示电极。另一方面，基于电流刺激的触感呈示电极是带来虚拟的凹凸感的触感呈示电极。将作为细微的电极的两电极大量混合而一并具有的本形态的触感呈示装置能带来混合了粗糙感和凸凹感的复杂的触感。另外，通过本形态，能设置兼用静电型触感呈示、电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体的构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(6)本发明的第6形态的触感呈示装置特征在于，具备：配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；配置在与所述绝缘膜的上表面同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流，所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
在此，上述控制部是进行输入的信号和数据的处理、通过输出各种控制信号和控制数据来进行构成触感呈示装置的各部和外部装置的控制的数据处理部50。控制“第1动作”和“第2动作”等的数据处理部50，通过处理器和存储器上的程序的协作来实现。另外，数据处理部50也可以通过能实现本形态所涉及的功能的硬连线的元件来实现。
基于静电力的触感呈示电极是带来虚拟的粗糙感和光滑感的触感呈示电极。另一方面，基于电流刺激的触感呈示电极是带来虚拟的凹凸感的触感呈示电极。将作为细微的电极的两电极大量混合而一并具有本形态的触感呈示装置，能带来混合了粗糙感和凸凹感的复杂的触感。
(7)本发明的第7形态的触感呈示装置也可以在本发明的第6形态的触感呈示装置的基础上，所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
由此，能设置兼用静电型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体的构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(8)本发明的第8形态的触感呈示装置也可以在本发明的第6形态的触感呈示装置的基础上，所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
由此，能设置兼用电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体的构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(9)本发明的第9形态的触感呈示装置也可以在本发明的第6形态的触感呈示装置的基础上，所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置，并且以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
由此，能设置兼用静电型触感呈示、电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使实施的装置整体的构成小型化、简洁化的触觉呈示方法。
(10)本发明的第10形态的触感呈示装置也可以在本发明的第6到第9形态的触感呈示装置基础上，具备：作为绝缘体的基板；配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；电连接所述多个第1电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第1引出电极；和电连接所述多个第2电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第2引出电极，所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
由此，能设置兼用静电型触感呈示、电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体的构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(11)本发明的第11形态的触感呈示装置也可以在本发明的第5或第10形态的触感呈示装置的基础上，所述基板、所述多个第1电极、所述多个第2电极、所述绝缘膜、所述多个第1引出电极、和所述多个第2引出电极由透明的材料构成。
由此，能设置兼用静电型触感呈示、电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体的构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
(12)本发明的第12的形态的触感呈示装置也可以在本发明的第11形态的触感呈示装置的基础上，与图像重叠来呈示与图像对应的触感。
由此，能设置兼用静电型触感呈示、电流型触感呈示和触摸传感器的电极，能提供使整体的构成小型化、简洁化的触觉呈示装置。
产业上的利用可能性
本公开的带触控面板功能触感呈示装置能运用在智能手机和智能平板等的便携信息终端、汽车或家电产品的操作面板、以及盲人用的引导板等中。
符号的说明
2   带触控面板功能触感呈示装置
4   静电型触感呈示电极
6   电流型触感呈示电极
7   半导体电路
21  Y方向选择线(触摸驱动)
22  Y方向选择线(触感正)
23  Y方向选择线(触摸传感)
24  Y方向选择线(触感负)
31  驱动线(触摸驱动)
32  X方向选择线(触摸驱动)
33  驱动线(触感正)
34  X方向选择线(触感正)34
35  驱动线(触摸传感)
36  X方向选择线(触摸传感)
37   驱动线(触感负)
38   X方向选择线(触感负)
50   数据处理部
52   静电触感驱动器部
54   电流触感驱动器部
56   外部图像显示部
58   外部接触探测部
60   静电接触探测部
101  第1电极
102  第2电极
103  第1引出电极
104  第2引出电极
105  第3引出电极
106  第4引出电极
107  绝缘膜
108a 基板
108b 保护用基板
108c 绝缘层
109  层间绝缘膜
110  电介质
111  正的静电作用电极
112  负的静电作用电极
113  电压源
114  导体
115  正的电流作用电极
116  负的电流作用电极
117  电流源
202  通孔
204  连接电极
206  粘接剂
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种触感呈示装置，具备：
配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和
控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流，
还进行第3动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
2.根据权利要求1所述的触感呈示装置，其中，
所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
3.根据权利要求1或2所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行所述第3动作和所述第1动作。
4.根据权利要求1或2所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
5.根据权利要求1或2所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的触感呈示装置，其中，
所述触感呈示装置具备：
作为绝缘体的基板；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；
电连接所述多个第1电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第1引出电极；和
电连接所述多个第2电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第2引出电极。
7.一种触感呈示装置，具备：
配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在与所述绝缘膜的上表面同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和
控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流，
还进行第3动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
8.根据权利要求7所述的触感呈示装置，其中，
所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
9.根据权利要求7或8所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行所述第3动作和所述第1动作。
10.根据权利要求7或8所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
11.根据权利要求7或8所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的触感呈示装置，其中，
所述触感呈示装置具备：
作为绝缘体的基板；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；
电连接所述多个第1电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第1引出电极；和
电连接所述多个第2电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第2引出电极，
所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
13.根据权利要求6或12所述的触感呈示装置，其中，
所述基板、所述多个第1电极、所述多个第2电极、所述绝缘膜、所述多个第1引出电极、所述多个第2引出电极由透明的材料构成。
14.根据权利要求13所述的触感呈示装置，其中，
与图像重叠来呈示与图像对应的触感。

Claims (14)

1.一种触感呈示装置，具备：
配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和
控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流。
2.根据权利要求1所述的触感呈示装置，其中，
所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
3.根据权利要求1或2所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
4.根据权利要求1或2所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
5.根据权利要求1或2所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的触感呈示装置，其中，
所述触感呈示装置具备：
作为绝缘体的基板；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；
电连接所述多个第1电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第1引出电极；和
电连接所述多个第2电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第2引出电极。
7.一种触感呈示装置，具备：
配置在同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在与所述绝缘膜的上表面同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；和
控制部，其并行进行第1动作和第2动作，其中该第1动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第1电压，通过该一部分第1电极产生变化的电场，该第2动作在所述多个第2电极中的一部分第2电极加上随时间变化的第1电流，从该一部分第2电极介由导体向与该一部分第2电极不同的第2电极流过电流。
8.根据权利要求7所述的触感呈示装置，其中，
所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
9.根据权利要求7或8所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
10.根据权利要求7或8所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
11.根据权利要求7或8所述的触感呈示装置，其中，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第3动作和所述第1动作，其中该第3动作对所述多个第1电极中的一部分第1电极施加随时间变化的第2电压，在该状态下检测在剩下的第1电极中的至少一部分第1电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置，
所述控制部以时间分割或空间分割进行第4动作和所述第2动作，其中该第4动作对所述多个第2电极中的一部分第2电极施加随时间变化的第3电压，在该状态下检测在剩下的第2电极中的至少一部分第2电极产生的电压，基于检测到的电压来检测存在于自装置近旁的电介质的位置。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的触感呈示装置，其中，
所述触感呈示装置具备：
作为绝缘体的基板；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、被绝缘膜覆盖的多个第1电极；
配置在与所述基板的主表面平行的同一平面上、将上表面露出到外部的多个第2电极；
电连接所述多个第1电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第1引出电极；和
电连接所述多个第2电极和所述控制部、配置在与所述基板的主表面平行的面上的多个第2引出电极，
所述多个第1电极和所述多个第2电极不重合地配置。
13.根据权利要求6或12所述的触感呈示装置，其中，
所述基板、所述多个第1电极、所述多个第2电极、所述绝缘膜、所述多个第1引出电极、所述多个第2引出电极由透明的材料构成。
14.根据权利要求13所述的触感呈示装置，其中，
与图像重叠来呈示与图像对应的触感。
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