CN104571685A - 触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法 - Google Patents

触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法。一种触觉提示装置，能够在触摸屏上有效地提示触觉(纹理的感觉)，包括：支撑基板；在支撑基板上彼此平行地延伸的多个X-电极和Y-电极；和驱动电路(X-电极驱动电路，Y-电极驱动电路)，所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部所输入的关于对象区域的信息的X-电极，且将第二频率电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于从外部所输入的关于对象区域的信息的Y-电极，以通过所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在所述对象区域中生成电差拍振荡。

Description

触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法
相关申请的交叉参考
该申请基于且要求在2013年10月10日递交的日本专利申请No.2013-213009和2014年7月29日递交的日本专利申请No.2014-153540的优先权的权益，其公开内容以全文引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法。更具体地，本发明涉及触觉提示装置等，其可以仅采用触觉而无需观看双手来执行操作。
背景技术
通过将带有采用手指可以实现输入的触摸面板的显示装置安装到系统，有助于实现用户界面友好的交互式可操作性，该显示装置根据输入来控制显示内容和设备的操作。因此，安装有触摸面板的信息设备被迅速地普及。更具体地，这些设备是智能手机、平板电脑终端、笔记本类型的个人计算机等。
与此同时，装载有触摸面板的显示装置的表面是均匀硬质的，当触摸在屏幕上所显示的任何部分时，相同的触觉被感到。因此，在实际中不可能知道触摸面板的哪个部分触摸用于进行有效的输入或者不可能知道是否进行了有效的输入而无需观看面板。因此，采用触觉而不看显示装置的屏幕难以操作这些装置。
同时，电视接收器、常规类型的移动电话、个人计算机的键盘等的远程控制器包括彼此独立的操作键。因此，操作键的位置可以仅采用触觉被感测到，并且，可以知道，通过触觉按压那些操作键的时刻。因此，通过简单地记忆操作键的位置和布局，仅采用触觉而不看双手可以不困难地执行操作。
近来，智能手机在移动电话终端领域中已经快速应用，当前使用的约一半的移动电话终端已经被智能手机代替。因此，如“The Dangers of Texting whileWalking”(2013年6月25日，Sato Hitoshi，InfoCom，Inc.，[在2013年9月5日所检索的],互联网<URL:http://www.icr.co.jp/newsletter/global_perspective /2013/Gpre201365.html>(非专利文献1))中所述，使用智能手机时所执行的动作，所谓的“步行时看智能手机”已经成为社会问题。
实际中不可能通过触觉而不看双手来操作装载有触摸面板的显示装置，使得必须仔细观看屏幕的同时操作装置。因此，在步行时(例如，或者在骑自行车时、当驾驶/操作汽车等时)操作具有该显示装置的电子设备具有导致严重伤害和事故的高风险。事实上，存在由于这些行为发生的多起伤害和事故。
因此，铁路公司、移动通信公司、电子设备制造商等正在宣布对于称为“步行时看智能手机”的行为的警告。然而，仅仅是使用户在道德方面引起对这些行为的关注的警告。例如，用于防止这些行为的可以采取的物理对策仅仅是“在列车的站台提供平坦门(home door)防止乘客跌倒”。当前的事实是，在用于防止“步行时看智能手机”的技术层面的方面，没有对智能手机本身采取确定的对策。
当浏览网站和视频内容时或者当使用所谓的SNS(社会性网络服务)时，通过利用触摸屏，智能手机可以提供在操作本身上的舒适性。因此，智能手机显现出可以容易地处理大量信息的便利性。然而，不存在仅通过触觉而无需观看双手同时保持便利性来操作智能手机的有效技术。上文描述的那些观点不仅是用于智能手机的情况而且是用于平板电脑终端等的情况。
换言之，对于诸如智能手机的信息设备，社会需要的是可以结合触摸屏的显示对用户提示触觉，用于可以仅采用触觉而无需观看双手来操作。例如，这样的技术不仅仅可以减轻由于“步行时看智能手机”的行为导致的危险以及对于使用这些装置遭受视力下降的人们也是有效的。
就用于将触觉提供到显示装置的触觉提示技术而言，存在以下三类：通过使用压电元件、偏心电机等使显示装置机械振动的类型；使用所谓的电振荡现象的类型，当采用手指摹写触觉提示装置时，通过静电而改变在用户手指和触觉提示装置之间的摩擦来提示触觉(纹理的感觉)；以及通过使电流流至手指，驱动用户的手指的皮肤机械性刺激感受器的轴突的类型。
“Smartphones for those who are visually impaired are fantastic in the designsand functions”，Yuko Matono，2011年1月10日，[在2013年9月日所检索的，NPO greenz,互联网<URL:http://greenz.jp/2011/01/10/braille_smartphone_voim/>(非专利文献2)描述了“用于视力受损的人们的智能手机”。该智能手机不具有通常的液晶显示装置。然而，该智能手机具有硅面板，通过在装置的表面上提供突起部(还具有声音信息输入/输出模块等)，该硅面板将信息提示到用户。硅面板可以仅提示诸如盲文的低空间分辨率的信息。此外，该技术不用于提示“与触摸屏的显示关联”的信息。
日本未审查专利出版物2011-248884(专利文献1)阐述了“用于触摸表面的电振荡”，其使用电振荡现象。作为其特征，其描述为“一种装置，其包括：导电表面；设置在导电表面上的绝缘表面；和控制器，其被构造成使得信号被连接到触摸该装置的用户，由此通过用户的一个手指在绝缘表面上滑动而感到触觉(专利文献1的权利要求1)，其中“多个电极中的每个电极通过独立的配线来控制”(专利文献1的说明书中的第0074段和图10A)。
换言之，在专利文献1中阐述的技术旨在可以在具有上述结构的触摸屏上提示纹理的感觉。
发明内容
专利文献1公开了利用电振荡的触觉提示装置，其中，分段电极和独立的配线被提供用于各个电极，如专利文献1的说明书中的第0074段的描述“多个电极的每个电极通过独立的配线来控制”。然而，在专利文献1中阐述的触觉提示装置存在下列问题。
采用在专利文献1中阐述的技术，需要独立地提供用于多个电极中的每个电极的配线周围的空间。因此，在用于提示纹理的感觉的电极之间的间隙变宽，使得触觉提示装置的空间分辨率变低。在专利文献1中提出了，技术本身的缺陷是“存在以下可能性：使用大量的配线使得不能根据电极的数量的增大而可扩展”(专利文献1的说明书中的第0074段)。换言之，该专利的申请人承认自身技术的问题。
此外，由于多个配线在用于提示纹理的感觉的电极之间被引出，故当将这样的结构的触觉提示装置与显示装置以叠加方式使用时，所引出的配线的形状或用于提示纹理的感觉的电极的形状被用户可视地感到。这恶化了显示装置的初始显示质量。
此外，用于将纹理的感觉提示到各个电极的信号还同样自然地应用到引出的配线。因此，初始不需要的纹理的感觉还出现在引出配线的区域中。
此外，该技术仅可以将纹理的感觉事先提示到电极被植入的区域。为了改变用于提示纹理的感觉的区域的位置和数量，需要重新布置电极。换言之，在实际中不可能对应于在触摸屏上的显示对象来改变用于提示纹理的感觉的区域的位置和数量。
在非专利文献1和2中没有阐述克服各上述问题的技术。换言之，不存在为了在触摸屏上有效地提示纹理的感觉，仅通过触觉来执行操作。
本发明的一个示例性目的是提供一种触觉提示装置、一种电子设备和一种触觉提示方法，其可以在对应于显示对象的位置处提示触觉(纹理的感觉)，以抑制当触觉提示装置叠加在显示装置时显示质量的恶化，以及不将纹理的感觉提示到初始不需要的位置。
为了实现前述目的，根据本发明的触觉提示装置的特征在于，其包括：支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；多个Y-电极，所述多个Y-电极与X-电极绝缘并在支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸；和驱动电路，所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的X-电极，且将第二频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的Y-电极，以通过所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在对象区域中生成电差拍振荡。
为了实现前述目的，根据本发明的电子设备的特征在于，包括：触摸面板型的显示装置，所述触摸面板型的显示装置显示通过其中设置的处理器所执行的处理结果且接受对应于所述处理结果的操作输入；和根据本发明的触觉提示装置(具有上述特征)，所述触觉提示装置提示对应于显示的所述处理结果的纹理的感觉。此外，一种包括作为车载装置装载到其中的电子设备的移动单元也在本发明的范围内。
为了实现前述目的，本发明提供用于触觉提示装置的触觉提示方法，所述触觉提示装置包括：支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；多个Y-电极，所述多个Y-电极在支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸并与X-电极绝缘，其中：控制单元将从外部输入的关于对象区域的信息提供到驱动电路；以及所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到对应于所述对象区域的所述X-电极；且将第二-频率的电压信号施加到对应于所述对象区域的所述Y-电极，以通过在所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在所述对象区域中生成电差拍振荡。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一基本实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图2是示出在图1中所示的触觉提示装置的驱动方法的示意图；
图3是示出在图1和图2中所示的触觉提示装置的截面模型的示意图；
图4是在图1和图2中所示的触觉提示装置中对用户感到在触觉上的变化所需的电压信号的幅值的阈值与作用在手指上的引力的频率之间的关系进行测量所获得的曲线图；
图5是示出根据本发明的第二基本实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图6是示出在图5中所示的触觉提示装置的驱动方法的示意图；
图7是示出在图5和图6中所示的触觉提示装置的显示面上的各个区域的示意图；
图8是示出在图1和图2中所示的触觉提示装置中施加到X-电极以及Y-电极的频率与触觉之间的关系的曲线图；
图9是示出根据本发明的第三基本实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图10示出在图9中所示的触觉提示装置的驱动方法的示意图；
图11是示出根据本发明的第四基本实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图12是示出在图11中所示的触觉提示装置的驱动方法的示意图；
图13A至图13C分别示出通过在图11和图12中所示的触觉提示装置中的X-电极驱动电路和Y-电极驱动电路所生成的电压信号的示意图，其中图13A示出通过X-电极驱动电路生成且施加到X-电极的电压信号的频率f6，图13B示出通过X-电极驱动电路生成且施加到X-电极的电压信号的波形，以及图13C示出通过Y-电极驱动电路生成且施加到Y-电极的电压信号的波形；
图14是示出作为将图13A至图13C中所示的电压信号施加到X-电极和Y-电极的结果的在对象区域中所生成的作用在手指上的引力F的示意图，X-电极和Y-电极与图11和图12中所示的触觉提示装置中的对象区域重叠；
图15是示出根据本发明的第五基本实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图16A至图16C示出通过在图15中所示的触觉提示装置中的X-电极驱动电路和Y-电极驱动电路所生成的电压信号的示意图，其中，图16A示出通过X-电极驱动电路生成且施加到X-电极的电压信号的频率f7，图16B示出通过X-电极驱动电路生成且施加到X-电极的电压信号的波形，以及图16C示出通过Y-电极驱动电路生成且施加到Y-电极的电压信号的波形；
图17是示出作为将图16A至图16C中所示的电压信号施加到X-电极和Y-电极的结果的在对象区域中生成的作用在手指上的引力的示意图，X-电极和Y-电极与图15中所示的触觉提示装置中的对象区域重叠；
图18是根据本发明的第一示例性实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图19是示出在图18中所示的触觉提示装置的支撑基板、X-电极和Y-电极的特定形状的平面图。
图20A和图20B示出在图19中所示的X-电极的连接部和Y-电极的连接部的结构的放大图的示意图，其中，图20A是示出如图19中的框A所示的X-电极的连接部和Y-电极的连接部的平面图，以及图20B是沿着图20A的A–A’线截取的截面图；
图21是示出在图18中所示的触觉提示装置的X-电极驱动电路(Y-电极驱动电路)的更详细结构的示意图；
图22是示出在图21中所示的X-电极驱动电路的操作的时序图；
图23是示出根据本发明的第二示例性实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图24是示出在图23中所示的X-电极和Y-电极的特定形状的平面图；
图25是示出从相对于图24的X-电极和Y-电极的不同视角，在图23中所示的X-电极和Y-电极的特定形状的平面图。
图26是示出根据本发明的第三示例性实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图27A和图27B是示出在图26中所示的X-电极的连接部和Y-电极的连接部的结构的放大图的示意图，其中，图27A是示出X-电极的连接部和Y-电极的连接部的平面图，以及图27B是沿着图27A的B–B’线截取的截面图；
图28是示出根据本发明的第四示例性实施方式的触觉提示装置的结构的示意图；
图29A和图29B是示出在图28中所示的X-电极的连接部和Y-电极的连接部的结构的放大图的示意图，其中，图29A是示出X-电极的连接部和Y-电极的连接部的平面图，以及图29B是沿着图29A的C–C’线截取的截面图；
图30是示出根据本发明的所应用的实施方式的电子设备的结构的示意图；以及
图31是示出根据本发明的所应用的实施方式的移动单元的结构的示意图。
具体实施方式
(第一基本实施方式)
在下文中，将参考附图的图1阐述第一基本实施方式的结构。
根据第一基本实施方式的触觉提示装置10包括：支撑基板11；在支撑基板上沿着第一方向彼此平行延伸的多个X-电极12；与X-电极绝缘并在支撑基板上沿着第二方向彼此平行延伸的多个Y-电极13；和驱动电路(X-电极驱动电路14、Y-电极驱动电路15)，其将第一频率电压信号施加到对应于在多个X-电极中的从外部所输入的关于对象区域的信息的X-电极，且将第二频率电压信号施加到对应于在多个Y-电极中的从外部所输入的关于对象区域的信息的Y-电极，以通过在第一频率和第二频率之间的差值的绝对值在对象区域中生成电差拍振荡。
此处应该注意，第一频率和第二频率是等于或大于500Hz，以及在第一频率和第二频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz。此外，驱动电路具有以下功能：使在多个X-电极中的没有施加第一频率电压信号的电极接地，以及使在多个Y-电极中的没有施加第二频率电压信号的电极接地，或者将直流电压施加到那些电极。
上述结构能够使触觉提示装置10将纹理的感觉有效地提示到触觉提示装置10上的对象区域而不将触觉(纹理的感觉)提示到不相关的部分。在下文中，将更详细地阐述这一点。
图1是示出根据本发明的第一基本实施方式的触觉提示装置10的结构的示意图。在触觉提示装置10中，形成有多个沿着x方向在平坦支撑基板11上延伸的X-电极12和多个沿着垂直于X-电极12的y方向在支撑基板11上延伸的Y-电极13。
X-电极12和Y-电极13通过绝缘膜在交叉部分中相互交叉，且保持两者之间的电绝缘。此外，绝缘膜(未示出)形成在X-电极12和Y-电极13上，以当用户从上方触摸触觉提示装置10时，在X-电极12和手指之间以及在Y-电极13和手指之间电绝缘。下文将描述触觉提示装置10的截面结构。
X-电极驱动电路14被连接到各个X-电极12，Y-电极驱动电路15被连接到各个Y-电极13，且X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15被连接到控制单元16。基于关于从外部(例如，控制电子设备的动作的处理器)所输入的对象区域的信息，控制单元16控制X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15，纹理的感觉将提示到该对象区域。
该结构能够使触觉提示装置10在整个区域中以及在区域的指定部分中提示纹理的感觉，该整个区域包括在X-电极12和Y-电极13之间的所有交叉部分。
图2是示出在图1中所示的触觉提示装置10的驱动方法的示意图。此处应该注意，各个X-电极12和Y-电极13采用应用到各个电极的不同的附图标记加以区分。换言之，在图2中所示的情况中，28个X-电极12和46个Y-电极13形成在支撑基板11上。X-电极12中的每一个从下至上被称为X00至X27，以及Y-电极13中的每一个从右至左被称为Y03至Y48。
此外，待提示纹理感觉的该区域被称为对象区域17。对象区域17是关于X-电极12的X11至X14的范围和关于Y-电极13的Y24至Y27的范围。基于从外部给出的对象区域17的信息，控制单元16将控制信号提供到X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15。
一旦接收控制信号，X-电极驱动电路14将频率f1＝1000Hz的电压信号施加到X11至X14且Y-电极驱动电路15将频率f2＝1240Hz的电压信号施加到Y24至Y27。关于不对应这些范围的X-电极12和Y-电极13，X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15将图2中所示的情况中的电极接地，以便防止电压通过电极彼此的电容耦合而感应。可替选地，可以代替接地，施加直流电压。
通过将上述信号施加到X-电极12和Y-电极13并触觉提示装置10的表面通过手指来摹写，纹理的感觉仅在对象区域17中被感到，在该对象区域17中，X11至X14以及Y24至Y27相互交叉。
通过任意地选择电极以施加电压信号，纹理的感觉可以提示到任意的指定区域。此外，通过选择所有的X-电极和所有的Y-电极，还可以将纹理的感觉提示到整个区域，该整个区域包括在X-电极和Y-电极之间的所有交叉部分。
本发明的发明人已经通过实验证实：纹理的感觉没有在X11至X14的电极上的区域中的对象区域17以外的区域中以及在Y24至Y27的电极上的对象区域17以外的区域中提示。换言之，本发明的发明人已经证实：在施加到电极的电压信号的频率是1000Hz或1240Hz时，人的手指不能感到纹理的感觉。
同时，在对象区域17中，施加f1＝1000Hz的电压信号的X-电极和施加f2＝1240Hz的电压信号的Y-电极彼此相邻，使得生成在波动的领域中已知的差拍。在下文中，将描述通过差拍提示纹理的感觉的原理。
图3是示出在图1和图2中所示的触觉提示装置10的截面模型的示意图。如上文所述，多个X-电极12和多个X-电极13彼此相邻地设置在平坦支撑基板11(在图3中未示出)上。将一个手指模块化后的电极18设置在与X-电极12和Y-电极13中的、设置在对象区域17内的两个X-电极12和两个Y-电极13相对的位置处。人体显现出接地效果，使得电极18可以通过具有电阻值R的电阻19被建模成接地。
目前，以V1＝Acos(2πf1t)表示的电压信号V1被施加到对象区域17内的X-电极12。电压信号V1的幅值是A，频率是f1，以及t表示时间。此外，以V2＝Acos(2πf2t)表示的电压信号V2被施加到对象区域17内的Y-电极13。电压信号V2的幅值是A，电压信号V2的幅值等于电压信号V1的幅值，且频率是f2。
还可以具有在电极18和对象区域17内的各个X-电极12之间模块化的具有电容C的并联的平板电容器，且还可以具有在电极18和对象区域17内的各个Y-电极13之间模块化的具有电容C的并联的平板电容器。此时，当电阻值R足够高时，在电极18中出现的电压VP变为VP＝(V1+V2)/2。
如图3中所示，作用在单个X-电极12和手指-模块化的电极18之间的静电力被表示成Fe1。当采用已知为表示在并联的平板电容器的电极之间作用的力的公式时，Fe1可以如下获取。此处应该注意，ε是介电常数，以及S是并联的平板电容器的电极面积。
(表达式1)
F e 1 = 1 2 &epsiv;S ( C V 2 - V 1 2 ) 2
如图3中所示，类似地，当在单个Y-电极13和手指模块化的电极18之间作用的静电力被表达为Fe2时，Fe2可以如下获取。
(表达式2)
F e 2 = 1 2 &epsiv;S ( C V 1 - V 2 2 ) 2
当电极之间的间距是如此微小以致于静电力Fe2和静电力Fe1不能通过手指加以区分时，可以认为，作为单独的力Fe1和Fe2的总和的合力以宏观方式作用在手指上。从图3可以看出，在手指模块化的电极18上作用的所有力的合力F是F＝2(Fe1+Fe2)。因此，利用上文阐述的V1、V2以及表达式1和表达式2的值，合力F可以如下获取。
(表达式3)
F = A 2 C 2 2 &epsiv;S { 1 - cos 2 &pi; ( f 1 + f 2 ) t } { 1 - cos 2 &pi; ( f 1 - f 2 ) t }
从表达式3可以看出，作为作用在模块化的电极18上的单独的力的总和的合力F是通过将值域是[0，2]、以及频率是(f1–f2)的绝对值的周期函数乘以值域是[0，A2C2/(εS)]、频率是(f1+f2)的周期函数来获取。包络曲线的频率是(f1–f2)的绝对值。
在基本实施方式中，规定频率f1＝1000Hz且频率f2＝1240Hz，使得在其间的差值的绝对值是240Hz。因此，如表达式3中所示，作用在手指上的引力F改变为240Hz。因此，当人采用手指摹写触觉提示装置10的表面时，在240Hz的频率处存在摩擦力的变化。240Hz是人的皮肤的机械感受器显示出敏感性的频率，使得纹理的感觉可以提示到此处。
此外，本发明的发明人已经证实对于电压信号的频率存在纹理的感觉。相同的电压信号被施加到在支撑基板11上的所有的X-电极12和Y-电极13且检测到纹理的感觉的存在。因此，可以证实：当电压信号的频率大于5Hz且小于500Hz时，纹理的感觉被感到，以及在电压信号的频率超出该范围的情况下，纹理的感觉没有被感到。
此外，通过将频率f1的电压信号施加到支撑基板11上所有的X-电极12以及将频率f2的电压信号施加到所有的Y-电极13，在通过实验检验对于在f1和f2之间的差值的绝对值，纹理的感觉的存在。因此，可以证实：当在f1和f2之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz时，纹理的感觉被感到；当在f1和f2之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz时，纹理的感觉不被感到。
基于这些结果，如果待施加到X-电极的电压信号的频率和待施加到Y-电极的电压信号的的频率是f2，可以发现实现了如下的触觉提示装置10，其将纹理的感觉提示到以下区域：在该区域中，施加频率f1的电压信号的X-电极与施加频率f2的电压信号的Y-电极相互交叉，且通过设置f1和f2都大于或等于500Hz并且设定f1和f2使得在f1和f2之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz，不将纹理的感觉提示到其他区域。
此外，可以认为：作用在手指上的引力的频率根据表达式3以及在其调查中描述的事实影响感到纹理的感觉，使得本发明的发明人进行实验，用以检验作用在手指上的引力和触觉的感觉之间的关系。图4是示出通过测量在用户感到在触觉上的变化所需的电压信号的幅值的阈值和图1和图2中所示的触觉提示装置10对手指产生的引力的频率之间的关系的曲线图。
图4的曲线图示出通过测量通过将相同电压信号施加到在支撑基板11上的所有X-电极12和所有Y-电极13同时改变频率而感到触觉上的变化所需的幅值的阈值所获得的结果。下轴线示出施加到所有X-电极12和所有Y-电极13的电压信号的频率，以及左轴线示出用于感到触觉中的变化所需的电压信号的幅值的阈值。
在实验中，作用在操作者的手指上的引力的频率是所施加的电压信号的频率f1的2倍。为了获得该关系，静电力F可以通过以下方法来获取：将图3中所示的电阻19的电阻值设定为除了无穷大之外的有限值，极限值是“0”，以及将施加到X-电极12和Y-电极13的电压信号的频率均设定为f1。在图4中，作用在手指上的引力的频率在上轴线上示出。换言之，作用在手指上引力的频率和用户感觉触觉的变化所需的幅值的阈值之间的关系通过图4的上轴线和左轴线来表达。
从图4中所示的曲线图，可以看出，当作用在手指上的引力的频率接近200Hz时，阈值取最小值。换言之，可以这样说，当作用在手指上的引力的频率接近200Hz时，人的皮肤的接受器以最高的灵敏度感到纹理的感觉。此外，不仅在关于阈值和频率之间的关系的曲线图中谷底为作用在手指上的引力的频率接近200Hz的情况，从图4的曲线图还可以发现，谷的开头和结尾分别为接近10Hz和1000Hz。
换言之，当引力的频率在10Hz至1000Hz的范围内时，感到纹理的感觉。在该范围之外的频率处不能感到纹理的感觉，且感到摩擦的感觉。
基本实施方式的作用效果可以描述如下。当频率f1的电压信号被施加到支撑基板11上的指定的X-电极12以及与频率f1不同的频率f2的电压信号被施加到指定的Y-电极13时，频率(f1–f2)的绝对值的引力作用在包含在X-电极和Y-电极之间的交叉部的对象区域17中的手指上。
因此，通过将频率(f1–f2)的绝对值设定为大于10Hz且小于1000Hz，可以将纹理的感觉提示到通过包含在指定的X-电极12和指定的Y-电极13之间的交叉部所构成的对象区域17。
基于作用在平行的平板电容器的电极之间的力的公式，作为频率f1的2倍的频率的引力作用在X-电极上的除了通过包含交叉部所构成的对象区域17之外的区域，以及作为频率f2的2倍的频率的引力作用在Y-电极上的除了通过包含交叉部所构成的对象区域17之外的区域。
因此，通过将f1和f2都设定为等于或大于500Hz，等于或大于1000Hz的引力都作用在在指定的X-电极上的区域中和在指定的Y-电极上的除了通过包含在指定的X-电极和指定的Y-电极之间的交叉部所构成的对象区域17以外的区域中的手指上。因此，不提示纹理的感觉。
通过上述作用效果，克服了下列问题。采用现有的触觉提示装置，获得了为了提示纹理的感觉而引出对于各电极独立的多个配线所使用的空间。因此，在用于提示纹理的感觉的电极之间的间隙变宽，使得触觉提示装置的空间分辨率变低。在基本实施方式中，用于提示纹理的感觉的电极还充当配线，使得可以增大空间分辨率。
此外，第一基本实施方式使得电极的形状难以识别。因此，当通过将其与诸如液晶显示装置的显示装置叠加使用时，显示装置的初始显示质量的恶化可以被抑制。此外，当现有的触觉提示装置具有在配线被引出的区域周围被提示本来不需要的纹理的感觉的问题时，该基本实施方式还可以克服这样的问题。
(第二基本实施方式)
代替如上文所述的第一基本实施方式的结构，在本发明的第二基本实施方式中，驱动电路(X-电极驱动电路114、Y-电极驱动电路115)具有以下功能：将第三频率电压信号施加到在多个X-电极中的没有施加第一频率电压信号的电极以及在多个Y-电极中的没有施加第二频率电压信号的电极。第三频率等于或大于2.5Hz且等于或小于5Hz，或者等于或大于500Hz。在第三频率和第一频率之间的差值的绝对值以及在第三频率和第二频率之间的差值的绝对值都等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
该结构不仅可以获得与第一基本实施方式的效果相同的效果，而且还可以防止在对象区域的外部被提示的触觉形成以对象区域为中心的称为十字线这样的形状的现象。
在下文中将更详细地阐述这一点。
图5是示出根据本发明的第二基本实施方式的触觉提示装置110的结构的示意图。触觉提示装置110包括多个与第一基本实施方式的结构相同的结构。因此，与第一基本实施方式相同的名称和附图标记被应用到同样的部件，其解释将被省略。
在触觉提示装置110中，支撑基板11、X-电极12、Y-电极13和控制单元16与第一基本实施方式的支撑基板11、X-电极12、Y-电极13和控制单元16相同。此外，与第一基本实施方式的X-电极驱动电路不同的X-电极驱动电路114被连接到各个X-电极12，以及与第一基本实施方式的Y-电极驱动电路不同的Y-电极驱动电路115被连接到各个Y-电极13。
根据第一基本实施方式的触觉提示装置10实现将纹理的感觉提示到对象区域17的触觉提示装置，在对象区域中，施加频率f1的电压信号的X-电极12和施加频率f2的电压信号的Y-电极13相互交叉且不将纹理的感觉提示到其他区域。然而，采用该触觉提示装置10，在对象区域17之外的区域中的触觉不能认为与对象区域17内的触觉相同。
将X-电极和Y-电极被接地的区域中的触觉定义为参照触觉，关于在图2中所示的X11至X14的电极上的区域中的除了对象区域17以外的区域中的参照触觉，强烈地感到摩擦的感觉，即，提示摩擦的感觉。类似地，在Y24至Y27的电极上的区域中的除了对象区域17以外的区域中提示摩擦的感觉。
因此，根据第一基本实施方式的触觉提示装置10通过将对象区域17作为中心提示十字线。该十字线可以被视为具有用于找到对象区域17的向导的作用。然而，还可以被视为在用于提示触觉的多样性方面的问题。
通常由于物体的表面上微小的凸起和凹陷部而产生纹理的感觉。例如，当各种材料(例如，布、纸、鲨鱼皮、玻璃和砂纸)的表面通过手指摹写时，可以感觉到纹理的感觉上的差异。同时，通常由于在手指和物体的表面之间的摩擦力而产生摩擦的感觉。例如，在通过干手指摹写玻璃的表面的情况中，以及通过潮湿手指摹写玻璃的表面的情况中，在前者的情况中感觉到微弱的摩擦的感觉，而在后者的情况中感觉到强烈的摩擦的感觉。在两个情况中，在纹理的感觉上不存在特定的变化，且在两个情况中可以感觉到物体是玻璃。
本发明的第二基本实施方式克服该问题，且提示触觉提示装置10，其可以在没有提示纹理的感觉的区域中补偿摩擦的感觉，以及在没有提示纹理的感觉的区域中补偿触觉。
图6是示出在图5中所示的触觉提示装置110的驱动方法的示意图。更具体地，其用于描述根据基本实施方式的X-电极驱动电路114和Y-电极驱动电路115的动作。各个电极的附图标记与图2中所示的那些电极的附图标记相同。待提示纹理的感觉的对象区域17与图2的对象区域17相同。该对象区域17是在X-电极12中是范围X11至X14，在Y-电极13中是范围Y24至Y27。
X-电极驱动电路114将频率f1＝1000Hz的电压信号施加到多个X-电极12中的与对象区域17重叠的X11至X14，且将频率f5＝3000Hz的电压信号施加到其余的X-电极12。Y-电极驱动电路115将频率f2＝1240Hz的电压信号施加到多个Y-电极13中的与对象区域17重叠的Y24至Y27，且将频率f5＝3000Hz的电压信号施加到其余的Y-电极13。
当上述信号被施加到X-电极和Y-电极时，当触觉提示装置110的表面通过手指摹写时，纹理的感觉仅在对象区域17中被感到。此外，相同的摩擦的感觉提示到除了对象区域17之外的区域。
图7是示出在图5和图6中所示的触觉提示装置110的触觉提示表面上的各个区域的示意图。在图7中，触觉提示装置110的触觉提示表面被分成(1)至(9)的9个区域。对象区域17对应于区域(5)。在该区域中，频率f1＝1000Hz的电压信号被施加到X-电极12以及频率f2＝1240Hz的电压信号被施加到Y-电极13。因此，如第一基本实施方式中所述，生成240Hz的差拍，使得由此提示纹理的感觉。
在区域(1)、区域(3)、区域(7)和区域(9)中，频率f5＝3000Hz的信号电压被施加到X-电极12和Y-电极13。作为实验的结果，在那些区域中不提示纹理的感觉但是提示摩擦的感觉。
在区域(2)和(8)中，频率f5＝3000Hz的信号电压被施加到X-电极12以及频率f2＝1240Hz的信号电压被施加到Y-电极13。在f5和f2之间的差值的绝对值是1760Hz。作为实验的结果，在那些区域中不提示纹理的感觉而是提示摩擦的感觉。
在区域(4)和(6)中，频率f1＝1000Hz的信号电压被施加到X-电极12以及频率f5＝3000Hz的信号电压被施加到Y-电极13。在f5和f1之间的差值的绝对值是2000Hz。作为实验的结果，在那些区域中不提示纹理的感觉而是提示摩擦的感觉。
换言之，在除了对象区域17之外的所有区域中不提示纹理的感觉。此外，在除了对象区域17之外的所有区域中提示的摩擦的感觉等同于通过触觉不可以将它们区分的程度。
关于感知与电压信号的频率有关的纹理的感觉和摩擦的感觉的存在，本发明的发明人通过实验由多个人检测感觉的存在。图8是示出在施加到X-电极12以及Y-电极13的频率与在图5至图7中所示的触觉提示装置10中的触觉之间的关系的曲线图。
在图8中画出两个数轴。那些直线示出不同频率的信号电压被施加到X-电极12和Y-电极13的情况以及相同频率的信号电压被施加到X-电极12和Y-电极13的情况。在此处，通过参考在下侧上画出的施加了相同频率的信号电压的情况的数轴，检测在各个情况中在频率与人的触觉之间的关系。
第一，在频率为0至2.5Hz的情况中，人不能感到纹理的感觉和摩擦的感觉。在频率为2.5Hz至5Hz的情况中，人不能感到纹理的感觉但可以感到摩擦的感觉。在频率为5Hz至500Hz的情况中，人能够感到纹理的感觉但不能感到摩擦的感觉。此外，在频率为等于或大于500Hz的情况中，人不能感到纹理的感觉但可以感到摩擦的感觉。
随后，检测在两者的频率的差值的绝对值和在施加不同频率的信号电压的情况中的人的触觉之间的关系，通过该不同频率的信号电压在X-电极12和Y-电极13中生成差拍。其结果被绘制成图8的上侧的数轴。
在频率的差值的绝对值为0至5Hz的情况下，人不能感到纹理的感觉和摩擦的感觉。在频率的差值的绝对值为5Hz至10Hz的情况下，人不能感到纹理的感觉但可以感到摩擦的感觉。在频率的差值的绝对值为10Hz至1000Hz的情况中，人能够感到纹理的感觉但不能感到摩擦的感觉。此外，在频率的差值的绝对值为等于或大于1000Hz的情况中，人不能感到纹理的感觉但可以感到摩擦的感觉。
根据上文所述的实验结果，采用基本实施方式的触觉提示装置110，各个f1、f2和f5被限定为满足下列条件的值：施加到与对象区域17重叠的X-电极12的信号电压的频率是f1，施加到与对象区域17重叠的Y-电极13的信号电压的频率是f2，以及施加到其余的X-电极12和其余的Y-电极13的信号电压的频率是f5。
-f1和f2都是等于或大于500Hz，
-在f1和f2之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz，
-f5在2.5Hz和5Hz之间，包括两个端点，或者等于或大于500Hz，
-在f5和f1之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz，
-在f5和f2之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
通过满足上述条件，触觉提示装置110可以将纹理的感觉提示到对象区域17，且可以将相同的摩擦感觉提示到其他区域，在对象区域中，施加频率f1的信号电压的X-电极12和施加频率f2的信号电压的Y-电极13相互交叉。
根据本实施方式的触觉提示装置110可以将纹理的感觉仅提示到对象区域17且将相同的摩擦的感觉提示到其他区域。换言之，可以在触觉提示表面的背景上的触觉相同时将不同的触觉仅提示到指定的区域。这可以增大提示触觉的效果。
(第三基本实施方式)
代替如上文所述的第一基本实施方式的结构，在本发明的第三基本实施方式中，驱动电路(X-电极驱动电路214，Y-电极驱动电路215)具有以下功能：将第一频率电压信号施加到对应于第一对象区域的X-电极，而将第二频率电压信号施加到对应于第一对象区域的Y-电极，同时，将第三频率电压信号施加到对应于第二对象区域的X-电极，而将第四频率电压信号施加到对应于第二对象区域的Y-电极。
关于那些频率中的各个频率，所有的第一频率至第四频率是等于或大于500Hz。在第一频率和第二频率之间的差值的绝对值以及在第三频率和第四频率之间的差值的绝对值都大于10Hz且小于1000Hz，以及在第一频率和第四频率之间的差值的绝对值以及在第二频率和第三频率之间的差值的绝对值都等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
不仅可以获得与第一基本实施方式的效果相同的效果，而且该结构甚至当指定多个对象区域时还可以将纹理的感觉提示到各个对象区域。在下文中将更详细地阐述这一点。
图9是示出根据本发明的第三基本实施方式的触觉提示装置210的结构的示意图。触觉提示装置210包括多个与第一基本实施方式中的结构相同的结构。因此，与第一基本实施方式相同的名称和附图标记被应用到同样的部件，其解释将被省略。
在触觉提示装置210中，支撑基板11、X-电极12和Y-电极13与第一基本实施方式的支撑基板11、X-电极12和Y-电极13相同。此外，不同于第一基本实施方式的X-电极驱动电路的X-电极驱动电路214被连接到各个X-电极12，以及不同于第一基本实施方式的Y-电极驱动电路的Y-电极驱动电路215被连接到各个Y-电极13。此外，不同于第一基本实施方式的控制单元的控制单元216被连接到X-电极驱动电路214和Y-电极驱动电路215。
在根据第一基本实施方式和第二基本实施方式的触觉提示装置10和触觉提示装置110中，仅存在一个待提示纹理的感觉的对象区域17。然而，根据该基本实施方式的触觉提示装置210将纹理的感觉提示到表面上的多个单独的区域。控制单元216针对多个区域的各个区域，将控制信号提供到X-电极驱动电路214和Y-电极驱动电路215。
图10是示出在图9中所示的触觉提示装置210的驱动方法的示意图。更具体地，其用于描述根据基本实施方式的X-电极驱动电路214和Y-电极驱动电路215的动作。此处应该注意，用于提示纹理的感觉的区域是两个单独的区域17a和区域17b。
X-电极驱动电路214将频率f1＝1000Hz的信号电压施加到多个X-电极12中的在平面图上与该区域17a重叠的X-电极，以及将频率f3＝2480Hz的信号电压施加到在平面图上与该区域17b重叠的X-电极。Y-电极驱动电路215将频率f2＝1240Hz的信号电压施加到多个Y-电极13中的在平面图上与该区域17a重叠的Y-电极，以及将频率f4＝2240Hz的信号电压施加到在平面图上与该区域17b重叠的Y-电极。
当上述信号施加到X-电极12和Y-电极13时，当通过手指摹写触觉提示装置210的表面时，纹理的感觉仅在对象区域17a和17b中被感到。基于在施加到X-电极和Y-电极的频率和结合图8所描述的触觉之间的关系，可以进行如下阐述。
1000Hz和1240Hz的信号电压分别被施加到在平面图中与对象区域17a重叠的X-电极12和Y-电极13，以及其间的差值的绝对值是240Hz。因此，纹理的感觉被提示到对象区域17a。2480Hz和2240Hz的信号电压分别被施加到在平面图中与对象区域17b重叠的X-电极12和Y-电极13，以及其间的差值的绝对值是240Hz。因此，纹理的感觉也被提示到对象区域17b。
同时，在施加频率f3＝2480Hz的信号电压的X-电极12和施加频率f2＝1240Hz的信号电压的Y-电极13相互交叉的区域(图10中示出为(3)的区域)中，两个信号电压的频率之间的差值的绝对值是1240Hz。因此，没有提示纹理的感觉。
此外，在施加频率f1＝1000Hz的信号电压的X-电极12和施加频率f4＝2240Hz的信号电压的Y-电极13相互交叉的区域(图10中示出为(4)的区域)中，在两个信号电压的频率之间的差值的绝对值是1240Hz。因此，没有提示纹理的感觉。
此外，所有的频率f1至f4是等于或大于500Hz，使得在仅施加这些频率的电极中没有提示纹理的感觉。从上文描述的结果可以看出，纹理的感觉仅受限地提示到触觉提示装置210的对象区域17a和17b。
基于这些结果，可以实现如下的触觉提示装置210，该触觉提示装置210通过提供电压信号将纹理的感觉提示到触觉提示表面上的多个单独的区域，使得在X-电极12和Y-电极13的交叉部分中的将提示纹理的感觉的对象区域17a和17b中所包括的交叉部中，施加到形成交叉部的X-电极12和Y-电极13的电压信号的频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz，以及在通过形成交叉部的X-电极12和Y-电极13所形成的其他交叉部中，施加到X-电极12和Y-电极13的电压信号的频率之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
换言之，根据该实施方式的触觉提示装置210能够将纹理的感觉提示到在触觉提示表面上相互隔离的多个对象区域17a和17b，使得可以改善提示触觉的多样性。
如第一基本实施方式的情况，在第三基本实施方式中没有被指定输入频率为f1至f4的电压信号的电极可以被接地或者直流电压可以被施加到该电极。此外，还可以将满足在第二基本实施方式中阐述的条件的频率的电压信号施加到没有指定输入频率f1至f4中的任一频率的电压信号的电极。
(第三基本实施方式的生成)
将总结和描述在第三基本实施方式中描述的动作。第三基本实施方式是存在两个对象区域并且在具有图10中所示的作为顶点的四个区域(1)至(4)的正方形的对角线处存在的两个区域被认为是对象区域的情况。
即使在对象区域的数量在2个以上的任意数量或者排除“在对角线处存在”的上述条件的情况下，也可以将纹理的感觉提示到多个任意的对象区域中的各个对象区域。在该情况中，通过确定频率，电压信号可以被施加到各个X-电极和Y-电极，使得在施加到对象区域中包含的X-电极和Y-电极的电压信号的频率之间的差值的绝对值为大于10Hz且小于1000Hz，以及在除了由形成对象区域的X-电极和Y-电极所形成的对象区域之外的其他交叉部中，施加到形成交叉部的X-电极和Y-电极的电压信号的频率之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
(第四基本实施方式)
除了上文描述的第一基本实施方式的结构之外，在本发明的第四基本实施方式中，驱动电路(X-电极驱动电路264、Y-电极驱动电路265)具有以下功能：将等于或大于500Hz的第一频率电压信号施加到在多个X-电极中的对应于从外部所输入的关于对象区域的信息的X-电极，以及将等于或大于500Hz的第二频率电压信号施加到在多个Y-电极中的对应于关于对象区域的信息的Y-电极。此外，驱动电路使第一频率和第二频率中的至少一方频率在不低于500Hz的范围内随着时间改变。
此处应该注意，存在第一时段和第二时段，在第一时段中，在第一频率和第二频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz，以及在第二时段中，在第一频率和第二频率之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。此外，交替地设定第一时段和第二时段。
采用该结构，可以提示可以更容易地被感到的各种触觉，以及实现与第一基本实施方式相同的效果。在下文中将更详细地阐述这一点。
图11是示出根据本发明的第四基本实施方式的触觉提示装置260的结构的示意图。图12是示出图11中所示的触觉提示装置260的驱动方法的示意图。
触觉提示装置260包括多个与第一基本实施方式的结构相同的结构。因此，与第一基本实施方式相同的名称和附图标记被应用到同样的部件，其解释将被省略。更具体地，通过随着时间改变在对象区域17中产生的静电力F，触觉提示装置260可以提示多种触觉。
触觉提示装置260的特征是：将等于或大于500Hz的第一频率电压信号施加到在多个X-电极12中的对应于从外部输入的关于对象区域17的信息的X-电极；将等于或大于500Hz的第二频率电压信号施加到在多个Y-电极13中的对应于关于对象区域17的信息的Y-电极；以及使第一频率和第二频率中的至少一方频率在不低于500Hz的范围内随着时间改变。
采用该特征，根据该基本实施方式的触觉提示装置260将多种触觉提示到对象区域17。此外，采用该特征不能将不必要的触觉提示到除了对象区域之外的区域，同时在对象区域17内提示多种触觉。
此外，根据该基本实施方式的触觉提示装置260具有第一时段和第二时段这两个时段，在第一时段中，第一频率和第二频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz，以及在第二时段中，第一频率和第二频率之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz，且交替地设定第一时段和第二时段。
根据该基本实施方式的触觉提示装置260的该特征可以不将不必要的触觉提示到除了对象区域之外的区域，同时在对象区域17内提示脉冲式的纹理的感觉。
在触觉提示装置260中，支撑基板11、X-电极12和Y-电极13与第一基本实施方式中的支撑基板11、X-电极12和Y-电极13相同。此外，生成与第一基本实施方式的电压信号不同的电压信号的X-电极驱动电路264被连接到各个X-电极12，以及生成与第一基本实施方式的电压信号不同的电压信号的Y-电极驱动电路265被连接到各个Y-电极13。此外，与第一基本实施方式的控制单元不同的控制单元266被连接到X-电极驱动电路264和Y-电极驱动电路265。
图13是通过在图11和图12中所示的触觉提示装置260中的X-电极驱动电路264和Y-电极驱动电路265所生成的电压信号的示意图。对于X-电极12，待提示纹理的感觉的对象区域17在X11至X14的范围内，以及对于Y-电极13，待提示纹理的感觉的对象区域17在Y24至Y27的范围内。基于从外部提供的关于对象区域17的信息，控制单元266将控制信号提供到X-电极驱动电路264和Y-电极驱动电路265。
X-电极驱动电路264在接收控制信号时将频率f6的电压信号施加到多个X-电极12中的在平面图上与对象区域17重叠的的X-电极，以及Y-电极驱动电路265将频率f2的电压信号施加到多个Y-电极13中的在平面图上与对象区域17重叠的Y-电极。
图13A示出通过X-电极驱动电路264所生成且施加到X-电极12的电压信号的频率f6。频率f6根据时间而变化。在时刻0.285至时刻0.295的时段中，f6＝1000Hz，在时刻0.295至时刻0.305的时段中，f6＝1240Hz，以及在时刻0.305至时刻0.315的时段中，f6＝1000Hz。
图13B示出通过X-电极驱动电路264生成且施加到X-电极12的电压信号的波形。这是f6＝1000Hz和1240Hz且电压值不存在特定的变化的情况。
图13C示出通过Y-电极驱动电路265生成且施加到Y-电极13的电压信号的频率f2。频率f2随时间没有变化，且f2＝1240Hz。
图14是示出作为通过图11和图12中所示的触觉提示装置260将图13A至图13C中所示的电压信号施加到与对象区域17重叠的X-电极12和Y-电极13的结果，在对象区域17中所生成的作用在手指上的引力F的示意图。利用上述表达式3可以获取引力F。
图14示出通过计算获取的引力F和其包络曲线。在时刻0.285至时刻0.295的时段中，包络曲线的频率(即，差拍的频率)是240Hz，在时刻0.295至时刻0.305的时段中，包络曲线的频率是0Hz，以及在时刻0.305至时刻0.315的时段中，包络曲线的频率是240Hz。
在时刻0.295至时刻0.305的时段中，不仅频率为0而且引力也为0。引力F是0的情况是这样的情况：在时刻0.295至时刻0.305的时段中施加到X-电极12的电压信号的频率f6与Y-电极13的频率f2相同，且相位也相同。对于f6和f2的相位是不必要相同的。
当触觉提示装置260的表面通过手指摹写时，当引力F的频率为240Hz时感到纹理的感觉，而当引力F的频率为0Hz时，不能感到纹理的感觉。
因此，触觉提示装置260可以提示触觉，该触觉在对象区域17中随时间变化。例如，通过将施加到Y-电极13的电压信号的频率f2设定为f2＝1240Hz，以及通过将1000Hz作为参照值，对于10毫秒的时段，每隔300毫秒将施加到X-电极12的电压信号的频率f6改变成1240Hz，可以提示脉冲的纹理的感觉。
根据上述第四基本实施方式的触觉提示装置260特有的优点是，其可以提示在对象区域17中随时间变化的触觉而不将纹理的感觉和脉冲提示到除了对象区域17之外的区域。
换言之，触觉提示装置260随时间改变施加到X-电极12的电压信号的频率f6，以用于在对象区域17中提示随时间变化的触觉。然而，在上述情况中，频率f6恒定地为等于或大于1000Hz，使得没有生成纹理的感觉且摩擦的感觉恒定到不能感觉到的程度。因此，在对象区域17外部的X-电极上不提示不必要的触觉。
在下列条件下也可以生成与图14中所示的引力相同的引力F。第一，在时刻0.285至时刻0.295的时段中，待施加到X-电极12的信号电压的频率被设定为1000Hz，在时刻0.295至时刻0.305的时段中，待施加到X-电极12的信号电压的频率被设定为0Hz，以及在时刻0.305至时刻0.315的时段中，待施加到X-电极12的信号电压的频率被设定为1000Hz。在时刻0.295至时刻0.305的时段的情况中，信号电压被设定为0V的恒定值。
同时，在时刻0.285至时刻0.295的时段中，待施加到Y-电极13的信号电压的频率被设定为1240Hz，在时刻0.295至时刻0.305的时段中，待施加到Y-电极13的信号电压的频率被设定为0Hz，以及在时刻0.305至时刻0.315的时段中，待施加到Y-电极13的信号电压的频率被设定为1240Hz。在时刻0.295至时刻0.305的时段的情况中，信号电压被设定为0V的恒定值。
换言之，对于X-电极12和Y-电极13两者，在时刻0.295至时刻0.305的时段中，信号电压都为0V且频率都为0Hz。当触觉提示装置260在该条件下驱动时，脉冲式的纹理的感觉被提示到对象区域17。同时，在不属于施加电压信号的对象区域17的电极上也提示脉冲式的纹理的感觉，由此提示初始不必要的触觉。就这一点而言，触觉提示装置260不提示初始不必要的触觉，使得这是有利的。
从上文描述的第一基本实施方式至第三基本实施方式也可以明显看出以下事实：就根据上文描述的第四基本实施方式的触觉提示装置260而言，施加到X-电极12和Y-电极13的电压信号不限于1000Hz和1240Hz。要点在于：待施加到X-电极12和Y-电极13的电压信号可简单地被限定如下。
换言之，f6和f2都是等于或大于500Hz，在需要将纹理的感觉提示到对象区域17的时刻，f6被设定成使得在两者之间的差值的绝对值变为大于10Hz且小于1000Hz，以及在没有将纹理的感觉提示到对象区域17的时刻，f6被设定成使得在两者之间的差值的绝对值变为等于或小于10Hz，或者大于1000Hz。满足这样的条件即可。
此外，在上述情况中描述了将f2固定且改变f6。然而，根据在频率f2和f6之间的差值的绝对值确定纹理的感觉的存在。因此，还可以改变f2且固定f6或者改变f2和f6。
(第五基本实施方式)
除了上文描述的第四基本实施方式的结构之外，本发明的第五基本实施方式被构造成使第一频率和第二频率中的至少一方频率在不小于500Hz的范围内随着时间连续地改变。
采用该结构，可以提示更容易地被感到的各种触觉以及实现与第一基本实施方式相同的效果。在下文中将更详细地阐述这一点。
图15是示出根据本发明的第五基本实施方式的触觉提示装置270的结构的示意图。触觉提示装置270具有与上述第四基本实施方式所述的触觉提示装置260完全相同的结构。仅施加到X-电极12和Y-电极13的电压信号是不同的。
换言之，在触觉提示装置270中，支撑基板11、X-电极12和Y-电极13与第一基本实施方式中的支撑基板11、X-电极12和Y-电极13相同。此外，X-电极驱动电路264、Y-电极驱动电路265和控制单元266与第四基本实施方式的X-电极驱动电路264、Y-电极驱动电路265和控制单元266相同。根据该实施方式的触觉提示装置270示出关于施加到根据上述第四基本实施方式的触觉提示装置260的X-电极12和Y-电极13的电压信号的另一设定实施例。
图16A至图16C是示出通过在图15中所示的触觉提示装置270中的X-电极驱动电路264和Y-电极驱动电路265所生成的电压信号的示意图。对于X-电极12，待提示纹理的感觉的对象区域17在X11至X14的范围，以及对于Y-电极13，待提示纹理的感觉的对象区域17在Y24至Y27的范围。基于关于从外部提供的对象区域17的信息，控制单元266将控制信号提供到X-电极驱动电路264和Y-电极驱动电路265。
X-电极驱动电路264在接收控制信号时将频率f7的电压信号施加到在多个X-电极12中的在平面图上与对象区域17重叠的X-电极，以及Y-电极驱动电路265将频率f2的电压信号施加到在多个Y-电极13中的在平面图上与对象区域17重叠的Y-电极。
图16A示出通过X-电极驱动电路264生成且施加到X-电极12的电压信号的频率f7。频率f7根据时间连续地变化。其值可以表达为f7＝1240–(120t/0.05)，其中，t是时间。
图16B示出通过X-电极驱动电路264生成且施加到X-电极12的电压信号的波形。当波形采用数值表达式表达时，电压信号的电压是Acos(2πf7t)，其中A是幅值。换言之，关于电压信号，在电压值中不存在特定变化，同时频率f7根据时间而变化。
图16C示出通过Y-电极驱动电路265生成且施加到Y-电极13的电压信号的波形。该f2与根据在图13C中所示的第四基本实施方式的通过Y-电极驱动电路265生成的电压信号相同。换言之，f2＝1240Hz，不随时间改变。
图17是示出作为通过图15中所示的触觉提示装置270将图16A至图16C中所示的电压信号施加到与对象区域17重叠的X-电极12和Y-电极13的结果、在对象区域17中生成的作用在手指上的引力F的示意图。通过上述表达式3可以求出引力F。
图14示出通过计算求出的引力F和其包络曲线。包络曲线的频率(即，差拍的频率)随着时间t的流逝而增大。在时刻0处的频率是0Hz，以及在时刻0.05处的频率是120Hz。
通过根据时间t连续地改变施加到X-电极12的电压信号的频率f7，可以在对象区域17中生成各个频率的引力，且各种纹理的感觉可以提示到用户。图16示出根据时间t连续地降低频率f7的情况。然而，显然，还可以根据时间t连续地增大频率或者交替地重复连续减小和增大。同时，纹理的感觉和不必要的触觉没有被提示到对象区域17的外部。
从前述第一基本实施方式至第三基本实施方式明显看出下列事实：对于第五基本实施方式的触觉提示装置270，施加到X-电极12和Y-电极13的电压信号不限于1000Hz和1240Hz。当需要生成各种纹理的感觉时，待施加到X-电极12和Y-电极13的电压信号可以简单地定义如下。
f7和f2都是等于或大于500Hz，可以改变f7，使得在纹理的感觉需要被提示到对象区域17的情况下在两者之间的差值的绝对值都变为大于10Hz且小于1000Hz，并且，可以改变f7，使得在纹理的感觉不被提示到对象区域17的情况下在两者之间的差值的绝对值都变为等于或小于10Hz或者大于1000Hz。
此外，通过将f7和f2两者设定为等于或大于500Hz以及在这两者之间的差值的绝对值变为大于10Hz且小于1000Hz的范围中连续改变f7，各种纹理的感觉可以被提示到对象区域17以及所提示的纹理的感觉可以更容易地感到(即，使得可以显著)。
在以上第四基本实施方式和第五基本实施方式中描述的特征可以与第二基本实施方式和第三基本实施方式的任一个或两个实施方式的特征组合。此外，当在特定的对象区域上进行有效的触摸输入时，还可以改变纹理的感觉以对其进行示出。
(基本实施方式所实现的效果)
将总结通过本发明的上述5个基本实施方式获得的效果。第一，通过本发明的各个基本实施方式，采用现有技术用于引出对于各个触觉提示电极独立的多个配线的空间变得不必要，使得可以提供高空间分辨率的触觉提示装置。
多个独立配线变得不必要的原因是因为具有提示触觉的功能的X-电极和Y-电极也充当引出的配线。此外，由于通过使用在X-电极和Y-电极之间的差拍效应提示纹理的感觉，故纹理的感觉仅在X-电极和Y-电极之间的电压信号相互重叠的区域中提示；以及仅一个电压信号施加到X-电极或Y-电极时，不提示纹理的感觉。
然后，采用本发明的各个基本实施方式，提供现有技术的用于各个触觉提示电极的多个独立引出的配线变得不必要。因此，当通过叠加在显示装置上而使用触觉提示装置时，可以抑制显示装置的显示质量的恶化。
此外，用于提示纹理的感觉的信号还施加到采用现有技术的朝向各个触觉提示电极连接的配线，使得初始不必要的纹理的感觉被提示到以下区域，在该区域周围引出配线。本发明的各个基本实施方式不可以将“初始不必要的纹理的感觉”提示到不需要的区域。
此外，采用本发明的第二基本实施方式，在触觉提示表面上的背景的触觉相同时，能够将不同的触觉仅提示到所需的区域。因此，可以增大触觉提示效果。其原因是电压信号被施加到不对应对象区域的X-电极和Y-电极，使得在不希望提示纹理的感觉的区域中没有提示纹理的感觉而是提示相同的摩擦的感觉。
此外，采用本发明的各个基本实施方式，可以在触觉提示表面上提示缜密的触觉提示图案。本发明的触觉提示装置是通过改变在手指和触觉提示装置之间的摩擦力而提示纹理的感觉，使得不必机械震动触觉提示装置来提示纹理的感觉。因此，使用本发明可以清楚地显示提示纹理的感觉的区域的边缘。
换言之，本发明的触觉提示装置具有这样的特征：待提示纹理的感觉的区域的边缘的模糊度极小。当触觉提示装置本身被机械震动时，通过固体容易传递振动。因此，可以认为难以将纹理的感觉提示到相邻的两点中的一点以及不将纹理的感觉提示到另一个点。
同时，采用本发明的各个基本实施方式，可以仅在施加频率f1的电压信号的指定的X-电极和施加频率f2的电压信号的指定的Y-电极彼此相邻的区域中通过差拍产生引力，即，仅在指定的X-电极和指定的Y-电极之间的交叉部的周边部中的X-电极和Y-电极彼此相邻的区域中通过差拍产生引力。因此，可以实现这样的特征：纹理的感觉被提示到相邻两点中的一个点，以及纹理的感觉没有被提示到另一个点。
由于具有上述小的模糊度的效果和具有高空间分辨率的效果的组合，故本发明的各个基本实施方式可以实现使得在触觉提示表面上提示缜密的触觉提示图案的效果。如第三基本实施方式中所示，即使当指定多个对象区域时，可以将清楚的纹理的感觉提示到那些区域的各个区域。
(第一示例性实施方式-支撑基板和电极)
在下文中将描述用于更具体地实现本发明的前述第一基本实施方式至第五基本实施方式的结构。除了本发明的第一基本实施方式至第五基本实施方式的结构之外，在本发明的第一示例性实施方式中，，X-电极312和Y-电极313都借助连接部将多个菱形电极以串珠状形式连接而形成，X-电极和Y-电极在连接部中相互重叠，以及X-电极和Y-电极的菱形部在平面图上彼此相邻。
此外，关于X-电极或Y-电极，多个电极通过连接部连接，该连接部通过与多个电极的材料相同的材料一体地形成。关于X-电极或Y-电极中的另一个，桥电极用于电连接多个电极断开连接的部分。此外，多个X-电极和多个Y-电极以小于5mm的间距彼此平行设置。
不仅可以获得与第一基本实施方式至第五基本实施方式的效果相同的效果，而且该结构还可以通过在X-电极和Y-电极之间生成更强的差拍而更强烈地提示纹理的感觉。在下文中将更详细地阐述这一点。
图18是示出根据本发明的第一示例性实施方式的触觉提示装置310的结构的示意图。在触觉提示装置310中，形成有多个在平坦支撑基板311上沿着x方向延伸的X-电极312和多个在支撑基板311上沿着垂直于X-电极312的y方向延伸的Y-电极313。
X-电极312和Y-电极313通过绝缘膜在交叉部分中相互交叉，以及保持在两者之间的电绝缘。此外，绝缘膜形成在X-电极312和Y-电极313上，以当用户从上方触摸触觉提示装置310的显示表面时，在X-电极312和手指之间以及在Y-电极313和手指之间形成电绝缘。
X-电极驱动电路314被连接到各个X-电极312，Y-电极驱动电路315被连接到各个Y-电极313，且X-电极驱动电路314和Y-电极驱动电路315被连接到控制单元316。基于关于待提示纹理的感觉的区域的信息，控制单元316控制X-电极驱动电路314和Y-电极驱动电路315。
图19是示出在图18中所示的触觉提示装置310的支撑基板311、X-电极312和Y-电极313的特定形状的平面图。在图19中，X-电极312和其配线以虚线示出，而Y-电极313和其配线以实线示出。
通过连接部以珠串状形式连接多个菱形电极而形成X-电极312。换言之，通过由连接部电连接在左侧和右侧彼此相邻的菱形电极连接，形成单个X-电极312，X-电极312在x方向上延伸。X-电极312在y轴方向上以2mm的间距设置。换言之，在X-电极312之间的间距为2mm。
类似地，通过借助连接部，以珠串状形式连接多个菱形电极而形成Y-电极313。换言之，单个Y-电极313通过由连接部将在顶部和底部彼此相邻的菱形电极电连接而形成，并且其在y方向上延伸。Y-电极313在x轴方向以2mm的间距设置。换言之，在Y-电极313之间的间距为2mm。
X-电极312和Y-电极313被形成为使得菱形电极的连接部通过绝缘膜而在平面图上相互重叠。此外，X-电极312的菱形部分的主要部分和Y-电极313的菱形部分的主要部分被形成为不彼此重叠。换言之，在平面图上，X-电极的菱形部分的主要部分和Y-电极的菱形部分的主要部分不彼此相邻。
图20A和图20B示出在图19中所示的X-电极的连接部和Y-电极的连接部的结构的放大图的示意图。图20A是示出如图19中的框A所示的电极之间的的连接部的平面图，以及图20B是沿着图20A的A–A’线截取的截面图。
X-电极312通过借助桥电极321以直线形式将菱形电极相互连接而形成。此外，借助以相同材料形成的连接部322，Y-电极313也通过以直线形式将菱形电极相互连接而形成。桥电极321和连接部322通过绝缘膜323绝缘。
将参照图20B描述X-电极312和Y-电极313的连接部的截面结构和制造过程。第一，桥电极321在作为玻璃基板的支撑基板311上由诸如ITO(铟锡氧化物)的透明导电膜而形成。
然后，采用桥电极321上的有机材料形成绝缘膜323。通过采用有机材料形成绝缘膜，绝缘膜323的膜厚可以容易地形成厚的，在X-电极312和Y-电极313之间的连接部中所形成的初始不必要的连接电容可以被制成小型。绝缘膜323被形成以覆盖桥电极，用以使Y-电极313的连接部和桥电极321绝缘，并且不覆盖桥电极使得桥电极321和X-电极312的菱形部分相互接触。
然后，X-电极312、Y-电极313、连接部322、其他配线、和终端317通过透明导电膜而共同地形成。最后，通过有机材料将绝缘膜324沉积，以及在终端317中形成接触孔。
在支撑基板311中形成的多个终端317借助配线被连接到X-电极312或Y-电极313。柔性印制电路(FPC)的一端借助各向异性导电膜(ACF)被层压到终端317，以及FPC的另一端被连接到印刷电路板，在该印刷电路板上安装有X-电极驱动电路314和Y-电极驱动电路315。
通过上述步骤，可以形成在图19和图20A中所示的结构中的触觉提示装置310。
本发明提供了触觉提示装置，通过将彼此不同频率的电压信号施加到X-电极和Y-电极所产生的差拍现象，该触觉提示装置提示触觉。因此，在用户的手指与X-电极之间的静电力和在手指与Y-电极之间的静电力都需要作用在手指上。
换言之，当X-电极312和Y-电极313在平面图上相互重叠时，在一个电极中所产生的电场在另一电极中被屏蔽。因此，最好是将电极之间的重叠部分控制为尽可能的小，使得期望形成彼此相邻的X-电极312和Y-电极313以及尽可能地减小相邻的电极之间的空间。
在图19中所示的形状是可以满足该条件的形状的示例。通过以这样的形式形成X-电极312和Y-电极313，可以减小电极之间的重叠部分以及减小相邻电极之间的间隙，以通过允许静电力有效地作用在手指上而提示触觉。
本发明的发明人通过实验已经证实：当电极的间距大于5mm时，触觉可以提示到手掌但不可以提示到指尖。在示例性实施方式中，X-电极312的间距被设定为2mm以及Y-电极313的间距被设定为2mm，使得触觉可以被提示到指尖。
此外，X-电极312和Y-电极313相互重叠的部分的区域小，使得当交流电压信号被施加到各个电极时的负载能力小。因此，可以增大触觉提示装置的尺寸以及提高触觉提示装置的空间分辨率，使得可以抑制通过电极的电容耦合会产生的不必要的电压的感应。
此外，在图19中所示的形状中，多个菱形电极被设置在支撑基板的上方。因此，当通过人识别由于电极形状所产生的初始不必要的图案时，在触觉提示装置310的整个表面的上方，在X-电极312的菱形部分和Y-电极313的菱形部分之间的边界部分被识别为“倾斜的直线”。就这一点而言，在示例性实施方式中，在图20A中所示的电极之间的间隙被设定为约几μm至几十μm，使得几乎不可能通过人识别边界部分。换言之，示例性实施方式还可以提供如下效果：当通过在显示装置上叠置而使用触觉提示装置310时，抑制显示装置的显示质量的恶化。
(第一示例性实施方式-电极的其他结构)
此处应该注意，X-电极312和Y-电极313的结构不限于在图19和图20中所阐述的结构。在下文中，将描述电极的其他结构。
例如，可以考虑下列结构。换言之，通过借助采用与菱形电极的材料相同的材料一体地形成的连接部将菱形电极连接，X-电极形成在第一支撑基板上。类似地，通过借助采用与菱形电极的材料相同的材料一体地形成的连接部将菱形电极连接，Y-电极形成在第二支撑基板上。然后，通过利用光学粘合剂或光学粘合板板，将第一支撑基板和第二支撑基板层压，以形成触觉提示装置310。
在该情况中，形成有电极的表面可以通过光学粘合剂等被相互层压，或者没有形成有电极的表面可以相互层压。此外，形成电极的表面和没有形成电极的表面可以相互层压。在那些结构的任一结构中，X-电极和Y-电极借助绝缘膜相互交叉。在形成有电极的表面彼此层压的情况中，在形成各个电极之后在电极上所形成的诸如光学粘合剂的粘合剂层或者有机膜或者无机膜可以被用作绝缘膜。在没有形成电极的表面相互层压的情况中，支撑基板可以被用作绝缘膜。
(第一示例性实施方式-X-电极/Y-电极驱动电路)
图21是示出在图18中所示的触觉提示装置310的X-电极驱动电路314的更详细结构的示意图。Y-电极驱动电路315也具有与X-电极驱动电路314的结构相同的结构，从而本文将仅描述X-电极驱动电路314的结构。
X-电极驱动电路314包括作为输入端的数据输入端331、时钟输入端332、和起动脉冲输入端333。这些输入端被连接到控制单元316，且接收通过控制单元316所生成的控制信号。
作为输出端，X-电极驱动电路314包括多个输出端334，该输出端334输出施加到X-电极312的电压信号。在图21中所示的情况中，存在五十个输出端334，且那些输出端334分别被称为A0至A49。
此外，除了那些输入/输出端之外，X-电极驱动电路314包括：交流电压生成单元341，其生成频率f1的交流电压；交流电压生成单元342，其生成频率f2的交流电压；以及交流电压生成单元343，其生成频率f5的交流电压。频率f1、f2和f5分别是1000Hz、1240Hz和3000Hz。
此外，X-电极驱动电路314包括50位的移位寄存器344。移位寄存器344具有五十个输出端(Q0至Q49)，以及这些输出端中的各个输出端被连接到2位数据寄存器345。各个2位数据寄存器345借助总线被连接到数据输入端331。
来自各个2位数据寄存器345的输出信号被连接到2-输入/4-输出解码器346。2-输入/4-输出解码器346将所输入的2-位信号作为输入，且根据所输入的信号将高电平的电压信号输出到四个输出终端之一。在所输入的2位信号和输出高电平信号的输出端之间存在一对一的关系。
来自2-输入/4-输出解码器346的一个输出端在示例性实施方式中没有使用，开关晶体管347的栅极电极被连接到剩余的三个输出终端中的每一个。被连接至三个输出终端中的每一个的开关晶体管347被称为SW1至SW3。
在开关晶体管347的输出侧上的端子被共同地连接且被连接作为放大器348的输入。开关晶体管347的输入侧SW1至SW3上的端子被连接到各个交流电压生成单元341至343的输出端。换言之，各个频率f1、f2和f5的交流电压被输入到各个SW1至SW3的输入侧上的端子。根据从2-位数据寄存器345的输出，2-输入/4-输出解码器346执行在那些频率中选择性切换输出到放大器348的交流电压的功能。
然后，通过放大器348所放大的交流电压从上述输出端334被输出到各个X-电极312。换言之，X-电极驱动电路314充当这样的电路，该电路根据借助数据输入端331从控制单元316所输入的信号，选择频率f1、f2或f5的交流电压信号，并借助输出端334输出到X-电极312。
图22是示出在图21中所示的X-电极驱动电路314的操作的时序图。“CLK”是借助时钟输入端332从控制单元316所输入的时钟波形电压。“D[1：0]”是借助数据输入端331从控制单元316所输入的2-位数据信号。“ST”是借助启动脉冲输入端333从控制单元316所输入的启动脉冲波形电压。
借助数据输入终端331从控制单元316所输入的“D[1：0]”采用二进制数字来表达，使得其可以采用四种类型的值“00”、“01”、“10”和“11”。
通常，移位寄存器344的结构和动作是众所周知的，使得省略了具体描述。移位寄存器344锁存用于CLK的各个上升沿的ST的值，且将其输出到移位寄存器的输出终端Q0。输出端Q0的值被输出到具有一个CLK的周期的延迟的Q1。输出终端Q1的值被输出到具有一个CLK的周期的延迟的Q2。以该方式，移位寄存器344依序将与CLK的上升沿同步的脉冲波形电压输出到输出端Q0至Q49。
当脉冲波形电压被输出到移位寄存器344的输出端时，2-位寄存器345的寄存器值通过与上升沿同步而被更新到该时刻的数据D[1：0]的值，且输出到2-位数据寄存器345的输出端。
在接收输出到2-位数据寄存器345的端子的信号时，2-输入/4-输出解码器346将SW1至SW3中的开关晶体管347之一打开。因此，频率f1、f2或f5的交流电压信号被输出到输出端334。
X-电极驱动电路314使频率f1对应于数据D[1：0]＝00，使频率f2对应于数据D[1：0]＝01，以及使频率f5对应于数据D[1：0]＝10。因此，在图22中所示的时刻1处，频率是f5的电压信号被输出到输出端334的A0；在时刻2处，频率是f2的电压信号被输出到输出端334的A1，以及在时刻3处，频率是f1的电压信号被输出到输出端334的A2。各个电压信号的幅值是70V。此处应该注意，本文没有使用D[1：0]＝11。
输出到输出终端334的电压信号在直至接下来脉冲波形电压输入到起动脉冲输入端333，且2-位数据寄存器345的寄存器值被更新为止，其频率不改变。
图22示出移位寄存器344的50个输出终端Q0至Q49的输出波形中的Q0至Q2，且没有示出其他输出波形。类似地，关于电压信号，示出X-电极驱动电路314的50个输出端344A0至A49中的A0至A2，且没有示出其他电压信号。
通过在支撑基板311上形成28个X-电极312和46个Y-电极313，构成触觉提示装置310。关于X-电极驱动电路314，在图21中所示的50个输出端334中的28个输出端A0至A27被电连接到各个X-电极312。关于Y-电极驱动电路315，在图21中所示的50个输出端334中的46个输出端A0至A45被电连接到各个Y-电极313。
控制单元316采用逻辑电路构成，且将图22中所示的控制信号输出到X-电极驱动电路314和Y-电极驱动电路315。通过已知的技术可以实现该动作，从而没有具体描述控制单元316的具体结构且其没有包括在本发明的所附的权利要求书的范围中。
在图21中所示的X-电极驱动电路314(Y-电极驱动电路315)旨在用于上述第二基本实施方式中。然而，当省略频率f5的交流电压生成单元343时，这些电极驱动电路也可以用在第一基本实施方式中。此外，通过采用以下结构，即，四个开关晶体管被提供到一个输出端且根据D[1：0]的值选定且输出四个频率f1至f4之一，这些电极驱动电路还可以用于第三基本实施方式。
通过上述第一示例性实施方式，除了通过各个上述基本实施方式所获得的效果之外，还可以实现更强烈地提示纹理的感觉的效果。
其原因是通过以下形式提供了更强烈地发生差拍现象的更多的区域：在平面图上，通过借助连接部将多个菱形电极以串珠状形式连接而形成X-电极；通过借助连接部将多个菱形电极以串珠状形式连接而形成Y-电极；X-电极和Y-电极在连接部中相互重叠；以及X-电极的菱形部分的主要部分和Y-电极的菱形部分的主要部分彼此相邻。
此外，还因为在X-电极之间的间距以及在Y-电极之间的间距被设定为小于5mm，以有效地模拟作为人的皮肤机械感受器的帕西尼氏小体。
此外，还因为这样的结构可以满足用于减小电极的寄生电容和减小X-电极和Y-电极之间的间隙的冲突需要，以及通过借助连接部将多个菱形电极以串珠形式连接而构成的X-电极，且通过借助连接部将多个菱形电极以串珠形式连接而构成的Y-电极，以在基板上的菱形部分之间具有相同的间距，实现了对皮肤机械感受器的更强的模拟。
如上文所述，本发明被设计为这样的结构，其中：第一频率和第二频率的各个电压信号被施加到彼此绝缘的X-电极和Y-电极；通过在第一频率和第二频率之间的差值的绝对值在对象区域中生成电差拍振荡。因此，物理差拍振荡可以有效地提供到用户的手指，以及差拍振荡没有被提供到与对象区域无关的部分。
作为根据本发明的示例性优点，可以提供触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法，其具有通过在触摸面板上有效地提示触觉(纹理的感觉)，能够仅通过触觉而无需观看双手来执行操作的优异特征。
(第二示例性实施方式-支撑基板和电极)
除了本发明的第一基本实施方式至第五基本实施方式的结构之外，本发明的第二示例性实施方式被设计为使得，在平面图上，通过借助连接部将多个特定形状电极以串珠状形式连接而形成X-电极和Y-电极，X-电极和Y-电极在连接部中相互重叠，以及X-电极和Y-电极的特定形状的部分彼此相邻；以及X-电极的特定形状的部分或者Y-电极的特定形状的部分与第一直线或第二直线相交，该第一直线将上述任意X-电极和任意Y-电极的交叉部中的第一交叉部和第二交叉部连接且不平行于第一方向和第二方向；该第二直线将上述任意X-电极和任意Y-电极的交叉部中的第一交叉部和第三交叉部连接且不平行于第一方向和第二方向。
不仅可以获得与第一基本实施方式至第五基本实施方式的效果相同的效果，而且该结构还可以通过将在X-电极和Y-电极之间生成的更强的差拍传递到用户的手指而更强烈地提示纹理的感觉。
在下文中将更详细地阐述这一点。
图23是示出根据本发明的第二示例性实施方式的触觉提示装置410的结构的示意图。在触觉提示装置410中，形成有在与第一示例性实施方式相同的平面状支撑基板311上的沿着x方向延伸的多个X-电极412，以及在支撑基板311上沿着与X-电极412垂直的y方向延伸的多个Y-电极413。
X-电极412和Y-电极413通过绝缘膜在其交叉部分中相互交叉，以及保持在两者之间的电绝缘。此外，绝缘膜形成在X-电极412和Y-电极413上，以当用户从上方用手指触摸触觉提示装置410的显示表面时，在X-电极412和手指之间以及在Y-电极413和手指之间形成电绝缘。
与第一示例性实施方式的X-电极驱动电路相同的X-电极驱动电路314被连接到各个X-电极412，以及与第一示例性实施方式的Y-电极驱动电路相同的Y-电极驱动电路315被连接到各个Y-电极313。X-电极驱动电路314和Y-电极驱动电路315被连接到与第一示例性实施方式的控制单元相同的控制单元316。此处省略了X-电极驱动电路314、Y-电极驱动电路315和控制单元316的说明。
图24是示出在图23中所示的X-电极412和Y-电极驱动电路413的特定形状的平面图。在图24中，X-电极412以虚线示出，以及Y-电极413以实线示出。
通过借助基于桥电极421的连接部以珠串状形式连接多个指定形状的电极，而形成X-电极412。借助通过与Y电极的材料相同的材料一体地形成的连接部，通过以珠串状形式连接多个指定形状的电极，形成Y-电极413。
此处的“指定形状”是这样的形状：以上述第一示例性实施方式的菱形为基础的同时，使在彼此相邻的X-电极412的菱形部分和Y-电极413的菱形部分之间的边界部分以进入菱形形状之一的内部的方式被改变，。此处的边界部分也可以被称为具有指定宽度的间隙422。
在第一示例性实施方式中，在X-电极312中包括的菱形电极和在Y-电极313中包括的菱形电极之间的边界部分可以被认为存在于连接在不同于X方向和Y方向的方向上相邻的X-电极和Y-电极的交叉部的直线上的位置处，即，在连接在几乎成45度方向或者负45度方向倾斜的方向上相邻的X-电极和Y-电极的交叉部的直线上的位置处。同时，第二示例性实施方式的特征是：在X-电极412和Y-电极413之间的边界部分远离在倾斜的45度方向或者负45度方向上的直线上的位置。
通过施加到X-电极的电压信号和施加到Y-电极的电压信号所产生的差拍现象，根据本发明的触觉提示装置提示触觉。因此，在X-电极和Y-电极之间的边界部分中强烈地出现差拍现象，因此在该区域中需要具有多个边界部分，在该区域中，诸如指尖的人体和触觉提示装置接触。换言之，为了提示更强的触觉，需要具有长的边界线。
因此，设为彼此相邻的X-电极412的菱形部分和Y-电极413的菱形部分之间的边界部分进入菱形部分之一的内部这样的形状的第二示例性实施方式产生这样的效果，可以提示与第一示例性实施方式相比更强的触觉。
此外，关于示例性实施方式的电极形状，进入菱形部分之一的内部的边界部分不存在于连接在X-电极412的相邻的连接部之间的直线上以及连接在Y-电极413的相邻的连接部之间的直线上。由于电极是这样的形状，即使在彼此相邻的X-电极412的菱形部分和Y-电极413的菱形部分之间的边界部分被形成为进入菱形部分之一的内部的情况下，也可以抑制在X-电极的两端之间的电阻值的增大以及在Y电极的两端之间的电阻值的增大。
由此，可以抑制X-电极412和Y-电极413的各个时间常数的增大。这可以增大触觉提示装置的显示表面的尺寸以及使用更高频率的电压信号。
图25是示出在图23中所示的X-电极412和Y-电极413的特定形状从与图24不同的视角看到的平面图。在图25中，与图24的情况相同，X-电极412以虚线示出，以及Y-电极413以实线示出。
通过借助连接部以珠串形式连接多个具有20个顶点的多边形电极，而形成X-电极412。在多边形与连接部接触的部分中存在一个顶点，多边形借助桥电极421连接。通过借助连接部423以珠串形式连接多个具有20个顶点的多边形电极，而形成Y-电极413。通过与Y-电极413的多边形电极的材料相同的材料一体地形成连接部423。
在X-电极412和Y-电极413之间的交叉部是桥电极421和连接部423的图形的逻辑乘积部分。在图25中包括9个这样的交叉部。其中，在附图的中心处的交叉部被示出为P。在交叉部P的周边部分中，存在与P相邻的八个交叉部。
考虑经过交叉部P和在与交叉部P相邻的八个交叉部中的一个交叉部的直线，存在不平行于第一方向(在图中所示的正交坐标系的x方向)和第二方向(y方向)的两条直线。在图25中它们被示出为直线m和直线n。直线m经过交叉部P和交叉部Q，该交叉部Q在与交叉部P成45度方向上与交叉部P相邻。直线n经过交叉部P和交叉部Q，该交叉部Q在与交叉部P成135度方向上与交叉部P相邻。
此时，X-电极412的多边形的主要部分或者Y-电极413的多边形的主要部分与直线m或者直线n相交。例如，当从直线m上的交叉部P朝向交叉部Q移动时，构成Y-电极413的多边形电极的主要部分与直线m相交。在该部分中示出箭头和标记I。此外，当在直线n上从交叉部P朝向交叉部R移动时，构成X-电极412的多边形电极的主要部分与直线n相交。在该部分中示出箭头和标记II。
如所描述的，该示例性实施方式的特征是：构成X-电极412的多边形电极的主要部分或者构成Y-电极413的多边形电极的主要部分与直线m或直线n相交。采用该结构，在X-电极412和Y-电极413之间的边界线可以形成为比第一示例性实施方式中的情况更长，使得可以提示更强的触觉。
通过上述第二示例性实施方式，除了通过上述第一示例性实施方式所获得的效果之外，还可以实现更强烈地提示纹理的感觉的效果。
其原因是：在平面图上，示例性实施方式采用这样的电极形状，即，X-电极或Y-电极的指定形状的主要部分与直线m或直线n相交，条件是在触觉提示装置的中心处，在任意X-电极和任意Y-电极之间的交叉部为P，并且，在经过交叉部P以及与交叉部P相邻的八个交叉部中的一个交叉部的直线中、不平行于第一方向和第二方向的直线是直线m和直线n。
这可以使得在X-电极和Y-电极之间的边界线延伸得较长以及由此在操作者的皮肤上模拟更多的帕西尼氏小体。同时，还因为抑制电极的电阻值的增大，电极的时间常数的增大被抑制，以及通过采用以下的电极形状，抑制了电极中产生的电压的恶化：在X-电极和Y-电极之间的边界线不存在于连接在包括在单个X-电极中的交叉部之间的直线上或不存在于连接在包括在单个Y-电极中的交叉部之间的直线上。
(第三示例性实施方式-支撑基板和电极)
除了本发明的第一基本实施方式至第五基本实施方式以及本发明的第二示例性实施方式的结构之外，本发明的第三示例性实施方式被设计为使得：在平面图上，通过借助与多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部将多个电极连接，在第一支撑基板上形成X-电极；通过借助与多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部将多个电极连接，在第二支撑基板上形成Y-电极；以及通过夹入绝缘膜，第一支撑基板和第二支撑基板被粘合到一起。
采用该结构，除了实现与第一基本实施方式至第五基本实施方式以及本发明的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式相同的效果之外，还可以增大触觉提示装置的尺寸且改善空间分辨率。在下文中将更详细地阐述这一点。
图26是示出根据本发明的第三示例性实施方式的触觉提示装置510的结构的示意图。形成在平坦型支撑基板511上沿着x方向延伸的多个X-电极512和在支撑基板511上沿着垂直于X-电极512的y方向延伸的多个Y-电极513。
X-电极512和Y-电极513借助绝缘膜在交叉部中相互交叉，且保持在两者之间的电绝缘。此外，绝缘膜形成在X-电极512和Y-电极513上，以当用户通过手指从上方接触触觉提示装置510的显示表面时，在X-电极512和手指之间以及在Y-电极513和手指之间形成电绝缘。
与第一示例性实施方式相同的X-电极驱动电路314被连接到各个X-电极512，以及与第一示例性实施方式相同的Y-电极驱动电路315被连接到各个Y-电极513。X-电极驱动电路314和Y-电极驱动电路315被连接到与第一示例性实施方式的控制单元相同的控制单元316。此处省略X-电极驱动电路314、Y-电极驱动电路315和控制单元316的说明。
关于在平面图上X-电极512和Y-电极513的形状，如同与图19中所示的第一示例性实施方式的情况，多个菱形电极以串珠形式被连接以电连接且在x方向或者y方向上延伸。可替选地，如第二示例性实施方式的情况，其可以改变为以下形状，即，在彼此相邻的X电极的菱形部分和Y电极的菱形部分之间的边界部分进入一个菱形部分的内部。
第三示例性实施方式与第一示例性实施方式至第二示例性实施方式之间的差异是其截面结构和制造方法。在下文中将描述这一点。图27A和图27B是示出在图26中所示的触觉提示装置510的X-电极512和Y-电极513之间的连接部的结构的放大示意图。图27A是示出在X-电极512和Y-电极513之间的连接部的平面图，以及图27B是沿着图27A的B–B’线截取的截面图。
在该示例性实施方式中，支撑基板511被分成第一支撑基板511a和第二支撑基板511b。第一，通过利用与电极的材料相同的材料一体地形成的连接部连接菱形电极所构成的X-电极512被形成在第一支撑基板511a上。然后，通过利用与电极的材料相同的材料一体地形成的连接部连接菱形电极所构成的Y-电极513被形成在第二支撑基板511b上。此后，第一支撑基板511a和第二支撑基板511b通过夹入绝缘膜521被粘合，以形成触觉提示装置510。
对于绝缘膜521，可以使用绝缘的光学粘合剂。这包括将第一支撑基板511a和第二支撑基板511b粘性地层压的功能以及使X-电极512和Y-电极513互相绝缘的功能。
如图27A中所示，通过利用与电极的材料相同的材料一体地制成的连接部将菱形电极连接，形成X-电极512。类似地，通过利用与电极的材料相同的材料一体地制成的连接部将菱形电极连接，形成Y-电极513。在平面图上的触觉提示装置中，X-电极512和Y-电极513在连接部中互相重叠，以及X-电极512和Y-电极513的菱形部分的主要部分彼此相邻。
将利用图27B描述触觉提示装置510的截面结构和制造步骤。第一支撑基板511a和第二支撑基板511b都是玻璃基板。第一，在第一支撑基板511a上通过ITO形成X-电极512。此时，通过ITO同时形成与图19中所示的配线和端子相同的配线和端子。
然后，在第二支撑基板511b上通过ITO形成Y-电极513。此时，通过ITO同时形成与图19中所示的配线和端子相同的配线和端子。随后，柔性印制电路被层压到在第一支撑基板511a和第二支撑基板511b上所形成的端子。然后，通过利用光学粘合剂层压在第一支撑基板511a形成有X-电极512的表面和在第二支撑基板511b上形成有Y-电极513的表面。X-电极512和Y-电极513借助充当绝缘膜521的光学粘合剂相互交叉。
尽管采用截面结构，然而，设置桥电极变得不必要。换言之，绝缘膜521的微小图案处理变得不必要，使得绝缘膜521的厚度在几μm至几mm的范围内可以容易地被制得较厚。因此，在彼此重叠的X-电极512和Y-电极513之间的交叉部中所形成的平行平板电容器的静电容可以被制成小的电容，使得每个电极的负载能力可能变得小。因此，电极的驱动频率可以被增大的更多。这意味着能够增大触觉提示装置的尺寸或者提高触觉提示装置的空间分辨率。
(第四示例性实施方式-支撑基板和电极)
本发明的第四示例性实施方式除了本发明的第一基本实施方式至第五基本实施方式以及本发明的第二示例性实施方式的结构之外，被设计为使得，在俯视图上，通过借助与多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部将多个电极连接，在支撑基板上形成X-电极；以及通过在X-电极之间夹入绝缘膜，借助利用与多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部将多个电极连接，而形成Y-电极。
采用该结构，除了实现与本发明的第一基本实施方式至第五基本实施方式以及第一示例性实施方式和第二示例性实施方式相同的效果之外，可以将触觉提示装置大型化，提高空间分辨率，且省略细微的图案处理。在下文中将更详细地阐述这一点。
图28是示出根据本发明的第四示例性实施方式的触觉提示装置560的结构的示意图。形成在平坦型支撑基板561上沿着x方向延伸的多个X-电极562和在支撑基板561上沿垂直于X-电极562的y方向延伸的多个Y-电极563。
与第一示例性实施方式的X-电极驱动电路相同的X-电极驱动电路314被连接到各个X-电极562，以及与第一示例性实施方式的Y-电极驱动电路相同的Y-电极驱动电路315被连接到各个Y-电极563。X-电极驱动电路314和Y-电极驱动电路315被连接到与第一示例性实施方式的控制单元相同的控制单元316。此处省略X-电极驱动电路314、Y-电极驱动电路315和控制单元316的说明。
在第四示例性实施方式以及第一示例性实施方式至第三示例性实施方式之间的差异是其截面结构和制造方法。这将在下文中阐述。图29A和图29B是示出在图28中所示的触觉提示装置560的X-电极562和Y-电极563之间的连接部的结构的放大示意图。图29A是示出X-电极562和Y-电极563之间的连接部的平面图，以及图29B是沿着图29A的C–C’直线截取的截面图。
如图29A中所示，通过使用与第三示例性实施方式的情况中的电极的材料相同的材料一体地形成的连接部，将菱形电极连接，而形成X-电极562。类似地，通过利用与电极的材料相同的材料一体地形成的连接部，通过将菱形电极连接，而形成Y-电极563。在平面图上的触觉提示装置中，X-电极562和Y-电极563在连接部中互相重叠，以及X-电极562和Y-电极563的菱形部分的主要部分彼此相邻。
关于触觉提示装置560的截面结构，如图29B中所示，通过在支撑基板561上依次叠置X-电极562、绝缘膜571、Y-电极563和绝缘膜572，形成根据该示例性实施方式的触觉提示装置。换言之，对于该示例性实施方式，桥电极是不必要的。
因为桥电极是不必要的，所以不需要绝缘膜571的细微的图案加工。因此，绝缘膜571的厚度可以在几μm至几mm的范围内被更容易地制得更厚。因此，在相互重叠的X-电极562和Y-电极563之间的交叉部中所形成的平行的平板电容器的静电容可以被制成小的电容，使得各个电极的负载能力可以小。因此，电极的驱动频率仍然可以更大地增大。这意味着能够增大触觉提示装置的尺寸或者提高触觉提示装置的空间分辨率。毫无疑问，还可以具有降低处理成本的附带效果，其通过省略细微的图案处理而实现。
(应用实施方式)
图30是示出根据本发明的应用实施方式的电子设备600的结构的示意图。具体而言，电子设备600是智能手机、平板类型的电纸书、笔记本类型的个人计算机等。
电子设备600包括触摸面板型显示装置601，并且对应于上述第一基本实施方式至第五基本实施方式或者第一示例性实施方式至第四示例性实施方式之一的触觉提示装置610设置在触摸面板型显示装置601的前面或者背面上。在当前为主流的静电容类型的触摸面板被采用作为触摸面板型显示装置601时，其功能和触觉提示装置610的功能不能同时实现。因此，期望使用光学触摸面板等。
对于电子设备600，通过内置式处理器603所获得的处理结果被显示在触摸面板型显示装置601上，以及用户根据显示而在触摸面板型显示装置601上执行操作输入。电子设备600可以是不包括内置式处理器的类型，采用该电子设备，触摸面板型显示装置601显示通过外部设备(例如，台式类型的个人计算机)获得的处理结果以及根据显示所输入的操作被返回到外部装置。
在触摸面板型显示装置601上显示多个操作键602，因此触觉提示装置610在对应于各个操作键602的位置处提示多个单独的纹理的感觉。用户可以根据纹理的感觉发现操作键的位置，使得用户可以执行键盘输入而无需仔细观看操作键。因此，可以克服“步行时看智能手机”的上述问题以及克服视觉受损的用户不能使用那些电子设备的问题。
此外，如上文所述，实际上采用上述专利文献1所阐述的技术不可能改变待提示纹理的感觉的区域的位置和数量。同时，本发明不需要电极的重新布置，且通过简单地改变施加电压的电极的数量以及改变其频率，可以灵活改变待提示纹理的感觉的区域的位置和数量。
可替选地，电子设备600还可以被用作装载在移动单元(例如，汽车、自行车、两轮车辆、飞机、列车和轮船)上的导航装置。图31是示出根据本发明的应用实施方式的移动单元700的结构的示意图。移动单元700包括：驾驶员座椅701，其中，乘坐有用户(驾驶员)；仪表板702，在图30中所示的电子设备600作为导航装置被装载到仪表板702上；转向机构703，例如，方向盘、油门和制动器等。
如图30中所示的情况，电子设备600在多个对应于操作键602的位置处提示出多个单独的纹理的感觉。根据纹理的感觉，用户可以执行操作输入。此外，还可以根据作为处理的结果所提示的路线信息将纹理的感觉提示到地图上所显示的路线，以使路线的显示清楚。
采用移动单元700，用户可以操作导航装置的同时集中精力于执行实施关注于前方道路的职责。因此，用户可以持续安全驾驶。
尽管已经通过参考附图中所示的具体实施方式阐述了本发明，然而本发明不仅仅限于在附图中所示的实施方式。只要任何已知的结构可以实现本发明的效果，则可以采用这样的已知结构。
上文公开的示例性实施方式的全部或者整体可以描述为下列补充说明，但不限于该补充说明。
(补充说明1)
一种触觉提示装置，包括：
支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；多个Y-电极，所述多个Y-电极在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸并与所述X-电极绝缘；和驱动电路，所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的X-电极，且将第二频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于从外部输入的所述对象区域的信息的Y-电极，以通过所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在所述对象区域中生成电差拍振荡。
(补充说明2)
一种触觉提示装置，包括：
支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；多个Y-电极，所述多个Y-电极在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸并与所述X-电极绝缘；和驱动电路，所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的X-电极，且将第二频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于从外部输入的关于所述对象区域的信息的Y-电极，其中：
所述第一频率和所述第二频率都等于或大于500Hz；以及
存在所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的时段。
(补充说明3)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中
所述驱动电路使所述多个X-电极中的没有施加所述第一频率的电压信号的电极接地，以及使所述多个Y-电极中的没有施加所述第二频率的电压信号的电极接地，或者将直流电压施加到这些电极。
(补充说明4)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中
所述驱动电路将第三频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的没有施加所述第一频率的电压信号的电极，以及将第三频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中没有施加所述第二频率的电压信号的电极。
(补充说明5)
如补充说明4所述的触觉提示装置，其中：
所述第三频率在2.5Hz至5Hz之间，其中包括2.5Hz和5Hz，或者所述第三频率等于或大于500Hz；以及
所述第三频率和所述第一频率之间的差值的绝对值以及所述第三频率和所述第二频率之间的差值的绝对值都等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
(补充说明6)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中
所述驱动电路将所述第一频率的电压信号施加到对应于第一对象区域的所述X-电极，将所述第二频率的电压信号施加到对应于所述第一对象区域的所述Y-电极，同时，将第三频率的电压信号施加到对应于第二对象区域的所述X-电极，将第四频率的电压信号施加到对应于所述第二对象区域的所述Y-电极。
(补充说明7)
如补充说明6所述的触觉提示装置，其中：
所述第一频率至所述第四频率都等于或大于500Hz；
所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值以及所述第三频率和所述第四频率之间的差值的绝对值都是大于10Hz且小于1000Hz；以及
所述第一频率和所述第四频率之间的差值的绝对值以及所述第二频率和所述第三频率之间的差值的绝对值都等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
(补充说明8)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中
在指定的多个所述对象区域中，通过所述驱动电路施加到所述对象区域中包含的所述X-电极和所述Y-电极上的电压信号的频率的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz；以及
在由构成所述对象区域的所述X-电极或所述Y-电极所形成的所述对象区域之外的交叉部分中，施加到形成所述交叉部分的所述X-电极和所述Y-电极的电压信号的所述频率的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
(补充说明9)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述X-电极和所述Y-电极由多个菱形电极借助连接部以串珠状连接而成；所述X-电极和所述Y-电极在所述连接部中相互重叠；以及所述X-电极的所述菱形部分和所述Y-电极的所述菱形部分彼此相邻。
(补充说明10)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述X-电极和所述Y-电极由多个特定形状的电极借助连接部以串珠状连接而成，所述X-电极和所述Y-电极在所述连接部中相互重叠，以及所述X-电极的所述特定形状的部分和所述Y-电极的所述特定形状的部分彼此相邻；以及
所述X-电极或所述Y-电极的所述特定形状的部分与第一直线或者第二直线相交，所述第一直线连接任意的所述X-电极和任意的所述Y-电极的交叉部分中的第一交叉部分与第二交叉部分，且所述第一直线不平行于所述第一方向和第二方向；所述第二直线连接所述第一交叉部分与任意的所述X-电极和任意的所述Y-电极的交叉部分中的第三交叉部分，且所述第二直线不平行于所述第一方向和所述第二方向。
(补充说明11)
如补充说明9所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述X-电极和所述Y-电极中的一方由所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接而成，；以及所述X-电极和所述Y-电极中的另一方包括桥电极，所述桥电极电连接所述多个电极被断开的部分。
(补充说明12)
如补充说明9或10所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在第一支撑基板上构成所述X-电极；所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在第二支撑基板上构成所述Y-电极；以及所述第一支撑基板和所述第二支撑基板在夹着绝缘膜的状态下粘附到彼此。
(补充说明13)
如补充说明9或10所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在所述支撑基板上构成所述X-电极；以及所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在所述支撑基板上以与所述X-电极之间夹着绝缘膜的状态下构成所述Y-电极。
(补充说明14)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中
所述多个X-电极以小于5mm的间距彼此平行设置，
所述多个Y-电极以小于5mm的间距彼此平行设置。
(补充说明15)
如补充说明2所述的触觉提示装置，其中：
所述驱动电路将等于或大于500Hz的所述第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部输入的关于所述对象区域的信息的所述X-电极，以及将等于或大于500Hz的第二频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于关于所述对象区域的信息的所述Y-电极；以及
使所述第一频率和所述第二频率中的至少一方的频率在不低于500Hz的范围内随着时间改变。
(补充说明16)
如补充说明15所述的触觉提示装置，包括：
所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的第一时段；以及
所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz的第二时段。
(补充说明17)
如补充说明16所述的触觉提示装置，其中
交替地设定所述第一时段和所述第二时段。
(补充说明18)
如补充说明15所述的触觉提示装置，其中
所述驱动电路使所述第一频率和所述第二频率中的至少一方的频率在不低于500Hz的范围内随着时间连续地改变。
(补充说明19)
一种电子设备，包括：
触摸面板型的显示装置，所述触摸面板型的显示装置显示通过所述显示装置的内部设置的处理器所执行的处理结果，且接受对应于所述处理结果的操作输入；和
如权利要求1所述的触觉提示装置，所述触觉提示装置提示与所述处理结果的显示相对应的纹理的感觉。
(补充说明20)
一种移动单元，包括作为车载装置装载的如补充说明19所述的电子设备。
(补充说明21)
一种用于触觉提示装置的触觉提示方法，所述触觉提示装置包括：支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；以及多个Y-电极，所述多个Y-电极与所述X-电极绝缘并在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸，其中：
控制单元将从外部输入的关于对象区域的信息提供到驱动电路；以及
所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到对应于所述对象区域的所述X-电极，且将第二频率的电压信号施加到对应于所述对象区域的所述Y-电极，以通过所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在所述对象区域中生成电差拍振荡。
工业实用性
本发明可以在使用诸如液晶的显示装置的领域的多种设备中使用。具体而言，本发明适用于在包括触摸面板型的显示装置的设备中使用。更具体地，典型的设备为如上文所述的智能手机、平板电脑终端、笔记本类型的个人计算机等。除了这些设备之外，本发明还可以应用到游戏机、音乐播放器、汽车导航装置等。
本发明适用于克服当使用那些设备时“步行时执行操作”的问题，用于实现无障碍使用(能够使视觉受损的用户使用那些电子设备)，并且根据所显示的内容，提示触觉而改善可操作性等。

Claims (21)

1.一种触觉提示装置，包括：
支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；多个Y-电极，所述多个Y-电极在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸并与所述X-电极绝缘；和驱动电路，所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的X-电极，且将第二频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于从外部输入的所述对象区域的信息的Y-电极，以通过所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在所述对象区域中生成电差拍振荡。
2.一种触觉提示装置，包括：
支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；多个Y-电极，所述多个Y-电极在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸并与所述X-电极绝缘；和驱动电路，所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的X-电极，且将第二频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于从外部输入的关于所述对象区域的信息的Y-电极，其中：
所述第一频率和所述第二频率都等于或大于500Hz；以及
存在所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的时段。
3.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中
所述驱动电路使所述多个X-电极中的没有施加所述第一频率的电压信号的电极接地，以及使所述多个Y-电极中的没有施加所述第二频率的电压信号的电极接地，或者将直流电压施加到这些电极。
4.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中
所述驱动电路将第三频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的没有施加所述第一频率的电压信号的电极，以及将第三频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中没有施加所述第二频率的电压信号的电极。
5.如权利要求4所述的触觉提示装置，其中：
所述第三频率在2.5Hz至5Hz之间，其中包括2.5Hz和5Hz，或者所述第三频率等于或大于500Hz；以及
所述第三频率和所述第一频率之间的差值的绝对值以及所述第三频率和所述第二频率之间的差值的绝对值都等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
6.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中：
所述驱动电路将所述第一频率的电压信号施加到对应于第一对象区域的所述X-电极，将所述第二频率的电压信号施加到对应于所述第一对象区域的所述Y-电极，同时，将第三频率的电压信号施加到对应于第二对象区域的所述X-电极，将第四频率的电压信号施加到对应于所述第二对象区域的所述Y-电极。
7.如权利要求6所述的触觉提示装置，其中：
所述第一频率至所述第四频率都等于或大于500Hz；
所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值以及所述第三频率和所述第四频率之间的差值的绝对值都是大于10Hz且小于1000Hz；以及
所述第一频率和所述第四频率之间的差值的绝对值以及所述第二频率和所述第三频率之间的差值的绝对值都等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
8.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中：
在指定的多个所述对象区域中，通过所述驱动电路施加到所述对象区域中包含的所述X-电极和所述Y-电极上的电压信号的频率的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz；以及
在由构成所述对象区域的所述X-电极或所述Y-电极所形成的所述对象区域之外的交叉部分中，施加到形成所述交叉部分的所述X-电极和所述Y-电极的电压信号的所述频率的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz。
9.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述X-电极和所述Y-电极由多个菱形电极借助连接部以串珠状连接而成；所述X-电极和所述Y-电极在所述连接部中相互重叠；以及所述X-电极的所述菱形部分和所述Y-电极的所述菱形部分彼此相邻。
10.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述X-电极和所述Y-电极由多个特定形状的电极借助连接部以串珠状连接而成，所述X-电极和所述Y-电极在所述连接部中相互重叠，以及所述X-电极的所述特定形状的部分和所述Y-电极的所述特定形状的部分彼此相邻；以及
所述X-电极或所述Y-电极的所述特定形状的部分与第一直线或者第二直线相交，所述第一直线连接任意的所述X-电极和任意的所述Y-电极的交叉部分中的第一交叉部分与第二交叉部分，且所述第一直线不平行于所述第一方向和第二方向；所述第二直线连接所述第一交叉部分与任意的所述X-电极和任意的所述Y-电极的交叉部分中的第三交叉部分，且所述第二直线不平行于所述第一方向和所述第二方向。
11.如权利要求9所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述X-电极和所述Y-电极中的一方由所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接而成；以及所述X-电极和所述Y-电极中的另一方包括桥电极，所述桥电极电连接所述多个电极被断开的部分。
12.如权利要求9所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在第一支撑基板上构成所述X-电极；所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在第二支撑基板上构成所述Y-电极；以及所述第一支撑基板和所述第二支撑基板在夹着绝缘膜的状态下粘附到彼此。
13.如权利要求9所述的触觉提示装置，其中：
在所述支撑基板的俯视图上，所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在所述支撑基板上构成所述X-电极；以及所述多个电极借助采用与所述多个电极的材料相同的材料一体地形成的连接部相互连接，而在所述支撑基板上以与所述X-电极之间夹着绝缘膜的状态下构成所述Y-电极。
14.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中：
所述多个X-电极以小于5mm的间距彼此平行设置，
所述多个Y-电极以小于5mm的间距彼此平行设置。
15.如权利要求2所述的触觉提示装置，其中：
所述驱动电路将等于或大于500Hz的所述第一频率的电压信号施加到所述多个X-电极中的对应于从外部输入的关于所述对象区域的信息的所述X-电极，以及将等于或大于500Hz的第二频率的电压信号施加到所述多个Y-电极中的对应于关于所述对象区域的信息的所述Y-电极；以及
使所述第一频率和所述第二频率中的至少一方的频率在不低于500Hz的范围内随着时间改变。
16.如权利要求15所述的触觉提示装置，包括：
所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的第一时段；以及
所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值为等于或小于10Hz，或者等于或大于1000Hz的第二时段。
17.如权利要求16所述的触觉提示装置，其中：
交替地设定所述第一时段和所述第二时段。
18.如权利要求15所述的触觉提示装置，其中：
所述驱动电路使所述第一频率和所述第二频率中的至少一方的频率在不低于500Hz的范围内随着时间连续地改变。
19.一种电子设备，包括：
触摸面板型的显示装置，所述触摸面板型的显示装置显示通过所述显示装置的内部设置的处理器所执行的处理结果，且接受对应于所述处理结果的操作输入；和
如权利要求1所述的触觉提示装置，所述触觉提示装置提示与所述处理结果的显示相对应的纹理的感觉。
20.一种移动单元，包括作为车载装置装载的如权利要求19所述的电子设备。
21.一种用于触觉提示装置的触觉提示方法，所述触觉提示装置包括：支撑基板；多个X-电极，所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行地延伸；以及多个Y-电极，所述多个Y-电极与所述X-电极绝缘并在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸，其中：
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所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到对应于所述对象区域的所述X-电极，且将第二频率的电压信号施加到对应于所述对象区域的所述Y-电极，以通过所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在所述对象区域中生成电差拍振荡。
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