显示装置及电子设备
相关申请的交叉引用
本申请基于2014年12月1日提交的日本专利申请No.2014-243550并要求该日本专利申请的优先权,该日本专利申请的全文通过引用并入在本文中。
技术领域
本发明涉及显示装置及电子设备。更具体地,本发明涉及通过对人的皮肤有效地提示纹理感而能够辅助操作的显示装置等。
背景技术
以往,装载有可用手指进行输入的触摸面板的显示装置通过安装到根据输入来控制显示内容和设备动作的系统中而有助于实现用户使用便利的交互操作性。因此,智能电话、平板终端等安装有触摸面板的电子设备迅速地普及。另外,个人计算机等以往存在的电子设备之中,安装有这种触摸面板的电子设备有很多。
另一方面,如电视接收机的遥控器、以往类型的移动电话终端(功能手机)等设有独立的操作键的设备可通过存储操作键的位置和布局而不依赖于视觉进行操作。然而,具有触摸面板的显示装置的表面均匀地较硬,因此通过触摸显示在画面上的任一部分感觉到相同的触感。
因此,实际上不可能不依赖于视觉(不看该面板)感知对触摸面板的哪个部分进行触摸以进行有效的输入或知晓是否进行了有效的输入。这引起如下这样的问题:包括触摸面板显示装置的智能电话等电子设备不能被视觉有障碍的人使用。另外,对于健康的人,不能不依赖于视觉对这些电子设备进行操作的事实导致对电子设备进行操作的使用性的下降。
作为旨在改善该方面并通过除视觉以外还使用触觉来提高使用性的技术,存在以下的技术。日本未审查专利公开2011-248884(专利文献1)公开了以下技术:将电极嵌入显示装置的前表面上的特定位置;利用通过对电极施加的电压信号而在电极和用户之间产生的静电力,向追踪该装置表面的用户的手指提示触觉(纹理感、粗糙感)。
利用该技术,通过在嵌入有电极的部位上赋予人的手指能够感知的纹理感,即使是视觉有障碍者,通过利用该纹理感也能够感知显示目标的位置,该显示目标是在该装置中显示的操作画面上的输入操作的对象。
然而,利用该技术,纹理感还被提供给用于将电压信号传输至电极的配线。特别地,嵌入许多电极以对许多部位赋予纹理感,从而需要复杂的配线。因此,非期望的部位也被赋予纹理感。
另外,该技术能够仅对预先嵌入有电极的部位赋予纹理感。根据显示对象改变提示纹理感的部位的位置和个数需要电极的重新配置,从而实际上是不可能的。
另外,日本未审查专利公开2007-034991(专利文献2)公开了如下技术:从通过将触摸面板和显示装置一体化形成的可移动面板单元的侧面,通过利用压电执行器施加振荡。日本未审查的专利公开2008-123429(专利文献3)也公开了与专利文献2的情况同样地通过利用压电传动装置对触摸面板显示装置施加振动的技术,该技术是在振动波形中具有其特征的技术。
另外,日本未审查的专利公开2010-231609(专利文献4)公开了通过使用超声波而不使用可听频率对触摸面板显示装置施加振动的技术。日本未审查的专利公开2011-053745(专利文献5)也是通过使用压电元件对触摸面板显示装置施加振动的技术,该技术是在压电元件安装结构中具有其特征的技术。
另外,日本未审查的专利公开2012-027765(专利文献6)是在触摸面板下方配置有由压电膜形成的多个致动器的技术,该技术是在使各致动器振荡的图案、频率等中具有其特征的技术。在2014年8月12日在Senseg HQ互联网<URL:http//senseg.com/technology/ senseg-technology>上检索到的“Senseg Technology”(非专利文献1)、以及2014年8月12日在互联网<URL:http//www.keyman.or.jp/at/30004013/>上检索到的Keyman的网站“什么是触觉反馈技术”(2011年4月6日,Recruit Marketing Partners有限公司)(非专利文献2)中,公开了“通过对膜的电荷进行控制而不使用机械振动,对用户赋予触感”的技术。另外,日文未审查的专利公开2004-077887(专利文献7)公开了利用光学弹性树脂将触摸面板和显示装置贴合的技术的示例。
发明内容
本发明的发明人进行了下面的分析。如上述的专利文献1或非专利文献1中所记载的,具有通过以下内容对操作进行辅助的现有技术:设置支承基板、连结到支承基板的电极、以及覆盖该电极的绝缘膜;将视觉显示器与触觉提示面板层叠,该触觉提示面板被构成为通过从外部对电极施加的电压信号而在电极和用户之间产生的静电力对用户提示触觉,由此使得用户用手指感知触觉。
然而,当本发明的发明人等实际上基于实验制作触觉提示面板和视觉显示器的这种层叠结构的电子设备时,可确认用户能够用手指感知触觉同时还具有与此同时产生音鸣的问题。这种音鸣在用户用手指追踪触觉提示面板时、即用户在触觉提示面板上滑动手指时产生。另一方面,当用户不追踪面板时不产生这种音鸣。在下面的段落中将对该实验设备进行更详细说明。
对于本发明的发明人等而言,音鸣的问题在预料之外。这是因为:实验式地制作的触觉提示面板具有层叠通过溅射在支承基板上成膜的由ITO(铟锡氧化物)形成的电极、以及通过旋涂法形成的有机绝缘膜得到的结构,因此不具有以机械方式振动的结构,并且不存在音鸣(声音噪声)的产生源。
另外,作为本发明的发明人等不能预见音鸣问题的因素,还具有在专利文献1和非专利文献1中的记载。专利文献1中记载了“在本发明的实施方式中不具有物理的运动,因此电气振动面是安静的”(专利文献1的段落0111),这意味着不存在噪声的问题。非专利文献1中记载了“与通过机械振动和压电方案产生的效果不同,Senseg是安静的”,这意味着与专利文献1同样地不存在噪声的问题。
但是,在上述专利文献1至专利文献7以及非专利文献1至非专利文献2中的任一者中都没有记载能够解决该问题的技术。在专利文献1和非专利文献1中,记载了通过包括支承基板、连结到支承基板的电极、以及覆盖电极的绝缘膜而构成的并被构成为通过从外部对电极施加的电压信号而在电极和用户之间产生的静电力对用户提示触觉的触觉提示装置是“安静的”。因此,该问题本身的存在被否认。但是,实际上,在专利文献1的图1中记载的形式的触觉提示单元中产生了这种音鸣问题。
专利文献5中记载了通过将显示元件和具有附接到其背面周缘部的压电元件的触摸面板重叠而形成的触觉反馈型触摸面板的安装结构。设计为:通过支承触摸面板背面周缘部的框状支承部支承触摸面板,并在触摸面板和显示装置之间设置空气层而将“不具有衰减的压电元件的振荡”传输至触摸面板。即,这并不能“解决音鸣问题”。
因此,本发明的示例性目的是提供通过在抑制不愉快的噪声产生的同时对人的皮肤有效地提示纹理感而能够改善基于视觉和触觉的相互作用的临场感、或者能够对操作进行辅助的显示装置和电子设备。
为了实现上述目的,根据本发明的显示装置是如下的显示装置,其包括:板状视觉显示单元,其通过从外部供给的图像信号来显示画面;以及板状触觉提示单元,其配置为与所述视觉显示单元相对,并在所述画面上提示用户能够感知的触觉,其中:所述触觉提示单元包括电极和覆盖所述电极的绝缘膜,并且被构成为通过从外部对所述电极提供的电压信号在电极和用户之间产生静电力从而对用户提示触觉;并且在视觉显示单元和触觉提示单元之间的空隙中填充有对可见光线呈现透明性的弹性体。
如上所述,本发明被设计为在触觉提示单元和视觉显示单元之间填充对可见光线呈现透明性的树脂的结构。因此,作为根据本发明的示例性优势,当由手指的变形产生的机械振动被传输到较大面积的触觉提示面板时,能够抑制该触觉提示面板的整个表面的振动,并且能够消除引起共振的空间,而不损害画面上的显示和触觉的提示这两者。
由此,能够提供具有以下优良特征的显示装置和电子设备:在抑制不适的噪声产生的同时,通过对人的皮肤有效地提示纹理感,从而能够改善由视觉和听觉的相互作用产生的临场感或者对操作进行辅助。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一示例性实施方式的显示装置的结构的说明图;
图2A是示出层叠图1中所示的视觉显示单元和触觉提示单元的状态的剖面图的说明图;
图2B是示出将图2A所示的层叠的视觉显示单元和触觉提示单元进一步附接于壳体的状态的剖面图的说明图;
图2C是示出本发明的发明人等对图2A所示的树脂的弹性模量进行的实验的结果的说明图;
图2D是示出图2A中所示的支承基板、X电极、以及Y电极的更详细的平面形状的说明图;
图2E是示出图2A中所示的X电极和Y电极之间的相互连接部分的结构的放大图的说明图;
图3A是示出图1和图2中所示的触觉提示单元的结构的平面图的说明图;
图3B是示出图3A中所示的触觉提示单元的驱动方法的说明图;
图3C是示出图3A中所示的触觉提示单元的剖面模型的说明图;
图3D是测量得到的关于作用在手指上的引力的频率与用户使用图3A中所示的触觉提示单元感知触觉的变化所需的电压信号的振幅的阈值的关系的图;
图3E是示出根据本发明的第一示例性实施方式的显示装置的结构的说明图;
图3F是示出图3E所示的显示装置的剖面结构的说明图;
图4是示出根据本发明的第二示例性实施方式的显示装置的结构的立体图;
图5A是示出图4中所示的显示装置的剖面结构的说明图;
图5B是示出图5A所示的剖面结构的更多细节的说明图;
图6是示出根据本发明的第三示例性实施方式的显示装置的结构的立体图;
图7是示出图6中所示的显示装置的剖面结构的说明图;
图8是示出根据本发明的第四示例性实施方式的显示装置的结构的立体图;
图9是示出图8中所示的显示装置的剖面结构的说明图;
图10是示出图8和图9中所示的触觉提示单元的结构的平面图的说明图;
图11是示出图8至图10中所示的显示装置的驱动的说明图;
图12是示出根据本发明的应用实施方式的电子设备的结构的说明图;
图13是示出由本发明的发明人等实验式地制作的、根据作为本发明的前提的技术的显示装置的结构的立体图;
图14是示出图13中所示的显示装置的剖面结构的说明图;
图15是示出图13和图14中所示的触觉提示单元的结构的平面图的说明图;以及
图16是关于被发现是作为实验式地制作图13至图15所示的显示装置的结果所产生的音鸣的说明图。
具体实施方式
(前提技术)
图13是示出由本发明的发明人等实验式地制作的、根据作为本发明的前提的技术的显示装置900的结构的立体图。显示装置900通过层叠视觉显示单元910和触觉提示单元920而形成。
显示装置900是所谓的模块,并且这种模块与处理器、存储装置、通信装置、电源装置等结合而被制成产品,如智能电话或个人计算机等电子设备。
图14是示出图13中所示的显示装置900的剖面结构的说明图。视觉显示单元910通过容纳在具有用于使画面的整个显示区域露出的开口的机壳930中并通过从开口上方用粘接剂932(或粘接胶带等)粘接触觉提示单元920而得以制造。此时,触觉提示单元920和机壳930在开口931的外缘上被层叠。即,在视觉显示单元910和触觉提示单元920之间形成空隙933。
图15是示出图13和图14中所示的触觉提示单元920的结构的平面图的说明图。触觉提示单元920包括:在平面状支承基板921上沿x方向延伸的多个X电极922;在支承基板921上沿与X电极922正交的y方向延伸的多个Y电极923;连接到各X电极922的X电极驱动电路924;连接到各Y电极923的Y电极驱动电路925;以及连接到X电极驱动电路924和Y电极驱动电路925中每一者的控制单元926。X电极922和Y电极923由ITO(铟锡氧化物)等对可见光线呈现透明性的导电性材料形成。
绝缘膜在X电极922和Y电极923之间、以及X电极922及Y电极923与从上方对它们进行触摸的用户手指之间保持电绝缘。控制单元926基于关于由操控整个电子设备的动作的处理器(未示出)提供的用于提示触觉的对象区域的信息,控制X电极驱动电路924和Y电极驱动电路925。
X电极驱动电路924和Y电极驱动电路925根据从控制单元926输入的控制信息,对X电极922和Y电极923中的所需范围内的电极施加所需频率的电压信号。
由此,触觉提示单元920能够针对配置有X电极922和Y电极923的区域中的特定的对象区域(可以是单个部位或者多个部位)产生所需频率的电场,并且当用户用手指追踪对象区域的表面时能够通过作用于用户和电极之间的静电力改变手指和触摸表面之间的摩擦力从而对该区域提示纹理感。
图16是关于被发现是作为实验式地制作图13至图15中所示的显示装置900的结果所产生的音鸣的说明图。在本文所示的例子中,为了向对象区域C提供纹理感,对Y电极923中对象区域C的范围内的电极施加频率f1=1000Hz的电压信号,对X电极922中对象区域C的范围内的电极施加频率f2=1240Hz的电压信号。其他的X电极1022和Y电极1023接地。当在该状态下用户触摸装置表面时,在对象区域C中在用户和电极之间产生240Hz的静电力。
由此,可确认:可提示仅在对象区域C中人通过皮肤感觉能够感知的纹理感,而在其他的区域中不会感知特别的触觉。
然而,还可发现:当通过手指追踪触觉提示单元920(显示装置900的触觉提示单元920)的表面从而通过手指发现对象区域C时,产生音鸣。
参照图14和图16来说明音鸣,其被描述为当手指在对象区域C上滑动时产生音鸣。另外,当手指在作为仅对X电极1022施加频率f2=1240Hz的电压信号的区域的区域B上滑动时、以及当手指在作为仅对Y电极1023施加频率f1=1000Hz的电压信号的区域的区域A上滑动时,产生音鸣。
另一方面,当用户不进行滑动手指的动作且将手指静止放在触摸表面上时,不产生音鸣。另外,当用户不触摸该装置时也不产生音鸣。基于上述的结果,可认为这种音鸣的产生是由于用户和触觉提示单元的相互作用。作为音鸣的机制,可考虑以下的过程模型。
(1)当对电极施加信号电压时,静电力作用于电极与用户的手指之间。静电力根据信号电压的频率而变化。
(2)作用于用户的手指和触摸表面之间的法向力根据静电力的变化而变化,从而当用户滑动手指时,摩擦力根据信号电压的频率而变化。
(3)摩擦力的变化引起作用于手指的剪切方向上的力的变化,并引起手指根据信号电压的频率的变形。这种变形成为机械振动的起源。
(4)手指的变形被传输到显示装置900的表面上的触觉提示面板,并且在触觉提示面板中产生根据信号电压的频率的挠曲。
(5)触觉提示面板的面积大。因此,这种挠曲(振动)作为声音被高效地辐射到空中,或者在空隙933中共鸣并放大而作为音鸣被用户感知。
如上所述,可认为:当具有较大面积的触觉提示单元由于由触觉提示单元920的动作引起的与用户的相互作用而下陷或共鸣时,产生音鸣。通过要施加的频率f1=1000Hz和频率f2=1240Hz引起的手指的变形(振动)、以及通过它们自身的差拍在对象区域C中产生的240Hz的手指的变形(振动)不产生可被人耳听到的那种音量的声音。但是,通过此使触觉提示面板下陷,从而在空中传播的音波在空隙933中通过共鸣被增大或者放大而成为能够被人耳听到的音鸣。
这种音鸣处于在如呈现会会场等周围噪声大于一定程度的值(作为通常的标准,大约60dB至70dB)的场所中不会特别让人烦、但是在如办公室等要保持安静(大约50dB)的场所中会让人烦的程度。
另外,在图16所示的例子中,由差拍产生的静电力的频率为240Hz。本发明的发明人等在实验中确认:在比10Hz大且比1000Hz小的频率处,人通过皮肤感觉能够感知纹理感,并且特别是在200Hz附近的频率处可最强烈地感知纹理感。但是,该频率范围被包含在通常的可听到范围内。只要具有对人的皮肤提示纹理感这样的目的,就无法改变频率。
另一方面,当将视觉显示单元910容纳在如图13和图14所示的机壳930中而形成模块时,音鸣的程度增大。然而,为了将显示装置900安装到电子设备而成为产品,将视觉显示单元910和机壳930制成模块是不可避免的。另外,即使在形成模块的阶段中不使用机壳,在制成最终产品之前的阶段中将显示单元容纳在某种外部壳体中仍是不可避免的。
上述的这类问题是在将触觉提示单元920附连到视觉显示单元910从而通过静电力使得用户的手指感知触觉的结构中的显示装置中本质上不可避免的问题。不需要完全消除音鸣的产生。但是,需要将音鸣抑制到“可在办公室等中使用而不会有任何特别的不适感的产品”的程度。
(第一示例性实施方式)
将参照附图1至附图3对本发明的第一示例性实施方式的结构进行说明。
根据第一示例性实施方式的显示装置100是如下的显示装置,其包括:通过从外部供给的图像信号显示画面的板状视觉显示单元10;以及配置成与视觉显示单元10相对并在画面上提示用户能够感知的触觉的板状触觉提示单元20。在此注意,触觉提示单元20包括电极(X电极22、Y电极23)以及覆盖这些电极的绝缘膜,并且其被构成为通过从外部施加于电极的电压信号在电极和用户之间产生静电力从而对用户提示触觉。显示装置100通过在视觉显示单元10和触觉提示单元20之间的空隙中填充对可见光线呈现透明性的树脂40而构成。另外,在视觉显示单元10上设置用于检测用户在操作画面上进行的触摸操作的内容的触摸坐标检测单元11。
另外,触觉提示单元20包括:支承基板21;在支承基板上沿第一方向延伸的多个相互平行的X电极22;在支承基板上沿第二方向延伸且与X电极相互绝缘并与X电极正交的多个相互平行的Y电极23;以及驱动电路(X电极驱动电路24、Y电极驱动电路25),其对与各X电极中的与从外部输入的对象区域的信息相对应的X电极施加第一频率的电压信号,对各Y电极中的与从外部输入的对象区域的信息相对应的Y电极施加第二频率的电压信号,并通过第一频率和第二频率之差的绝对值在对象区域中产生电气差拍振动。在此注意,第一频率和第二频率均大于或等于500Hz,并具有第一频率和第二频率之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的时段。
另外,触觉提示单元20具有在与显示在操作画面上的显示目标相对应的位置上通过电压信号的输入产生用户能够感知的静电力的触觉提示功能。另一方面,在视觉显示单元10和触觉提示单元20之间的层状空隙中,树脂40覆盖视觉显示单元的整个显示区域。另外,显示装置100包括容纳视觉显示单元10并具有用于使整个显示区域露出的开口31的机壳30,并且树脂40覆盖整个开口31的同时填充到视觉显示单元10和触觉提示单元20之间。另外,通过经由非弹性体(螺钉51)将视觉显示单元10和支承视觉显示单元的支承结构体(壳体50)连结而构成显示装置100。在此注意,树脂40可以是活性能量型固化树脂、热固化树脂、湿气固化树脂,或者作为它们的组合的复合型固化树脂。
利用上述结构,显示装置100变得能够在抑制不愉快的噪声产生的同时,对人的皮肤有效地提示纹理感。
以下,将对其进行更详细说明。
图1是示出根据本发明的第一示例性实施方式的显示装置100的结构的立体图。显示装置100通过层叠视觉显示单元10和触觉提示单元20而构成。
显示装置100是容纳在机壳30中的所谓的模块,这种模块与处理器、存储装置、通信装置、电源装置等结合而被制成产品,如智能电话或个人计算机等电子设备。另外,通过在显示装置100的框架部分上设置光学触摸面板或者通过在视觉显示单元10上设置光学传感器阵列(触摸坐标检测单元11),能够构成使得用户能够进行触摸操作输入的触摸面板显示装置。
图2提供示出图1中所示的显示装置100的剖面结构的说明图。其中,图2A示出将视觉显示单元10和触觉提示单元20层叠的状态的剖视图。图2B示出将层叠后的单元进一步附接到壳体50的状态。图2C示出本发明的发明人等关于树脂40的弹性模量进行的实验的结果。另外,图2D示出触觉提示单元20的更详细的平面形状,并且图2E示出其剖面形状。
在图2A中,视觉显示单元10容纳在具有用于使整个显示区域露出的开口31的机壳30中,并且在该开口31中在视觉显示单元10和触觉提示单元20之间填充对可见光线呈现透明性的树脂40。在图2B中,将视觉显示单元10容纳在壳体50中,并且壳体50和机壳30通过从侧面穿过它们而螺纹连接的螺钉51来固定。螺钉51是非弹性的材质,通常是金属。作为用于固定壳体50和机壳30的部件,可以使用除螺钉51以外的任何的非弹性体。
更具体而言,树脂40是对可见光线呈现透明性的所谓的光学粘接剂(光学透明树脂:OCR)。这种树脂具有通过紫外线的照射而固化的性质。在示例性实施方式的情况下,固化状态下的弹性模块(杨氏模量)大约是40kPa。另外,树脂40层的厚度是0.8mm。
本发明的发明人等通过使用弹性模量值不同的各种OCR实验式地制作显示装置,并且发现当弹性模量超过100kPa时在作为视觉显示单元的液晶显示器中发生显示不均。在图2C中示出为验证OCR的弹性模量和显示不均之间的关系所进行的实验的结果。由该结果发现,OCR的弹性模量小于100kPa是所期望的。另外,由实验还发现,从解决显示不均的问题的角度出发,将树脂40的厚度设为比0.2mm厚是所期望的。
将对触觉提示单元20的结构更详细地进行说明。图2D示出图2A中所示的触觉提示部20的支承基板21、X电极22、以及Y电极23的更详细的平面形状。X电极22及其配线用虚线示出,Y电极23及其配线用实线示出。
X电极22为多个菱形的电极经由连接部连接成一排的形状。即,单个X电极22通过将左右彼此相邻的菱形电极经由连接部电连接并沿x方向延伸而形成。X电极22以在它们之间设置2mm的间隔沿y轴方向配置。即,X电极之间的间距为2mm。同样地,Y电极23为多个菱形的电极经由连接部连接成排的形状。即,单个Y电极23通过将上下彼此相邻的菱形电极经由连接部电连接并沿y方向延伸而形成。Y电极23以在它们之间设置2mm的间隔沿x轴方向配置。即,Y电极之间的间距为2mm。
在平面图中,X电极22和Y电极23以菱形电极的连接部经由绝缘膜彼此重叠并且X电极22的菱形的主要部分和Y电极23的菱形的主要部分彼此不重叠的方式形成。即,在平面图中,X电极的菱形的主要部分和Y电极的菱形的主要部分形成为彼此相邻。
图2E示出图2D中所示的X电极22和Y电极23之间的相互连接部分的结构的放大图。图2E的上侧是示出图2D中示作框D的电极之间的相互连接部分的平面图,图2E的下侧是沿图2E的上侧的A-A’线截取的剖视图。
X电极22通过将菱形的电极使用桥电极27以直线形状相互连接而形成。另外,Y电极23也通过将菱形电极使用由用与菱形电极的材料相同的材料形成的连接部28以直线形状相互连接而形成。桥电极27和连接部28通过绝缘膜29相互绝缘。
参照图2E的下侧,将对X电极22和Y电极23之间的连接部的剖面结构及其制造过程进行说明。在作为玻璃基板的支承基板21上,首先通过使用ITO等的透明导电膜形成桥电极27。
接下来,在桥电极27上使用有机材料形成绝缘膜29。通过使用有机材料形成绝缘膜,能够容易增加绝缘膜29的膜厚,并且能够减小在X电极22和Y电极23之间的交叉部中形成的本来不需要的耦合电容。绝缘膜29形成为覆盖桥电极以使桥电极27和Y电极23之间的连接部绝缘,并且不覆盖桥电极以使桥电极27和X电极22的菱形部彼此接触。
接下来,通过使用透明导电膜共同地形成X电极22、Y电极23、连接部28以及其他的配线和端子。最后,使用有机材料形成绝缘膜29,并在端子中形成接触孔。支承基板21上形成的多个端子连接到X电极22或Y电极23,并且那些端子连接到X电极驱动电路24和Y电极驱动电路25。
图3A是示出图1和图2中所示的触觉提示单元20的平面结构的说明图。触觉提示单元20包括:在平面状的支承基板21上沿x方向延伸的多个X电极22;在支承基板21上沿与X电极22正交的y方向延伸的多个Y电极23;连接到各X电极22的X电极驱动电路24;连接到各Y电极23的Y电极驱动电路25;以及连接到X电极驱动电路24和Y电极驱动电路25中的每一者的控制单元26。X电极22和Y电极23由ITO(铟锡氧化物)等对可见光线呈现透明性的金属材料形成。
X电极22和Y电极23在其交叉部经由绝缘膜而彼此交叉,从而能够保持两者之间的电绝缘。另外,在X电极22和Y电极23上也形成绝缘膜,从而当用户从上方用手指触摸触觉提示单元20的表面时使手指和X电极22之间、以及手指和Y电极23之间电绝缘。
控制单元26基于关于由操控包括显示装置100的整个电子设备的动作的处理器(未示出)提供的用于提示触觉的对象区域的信息,控制X电极驱动电路24和Y电极驱动电路25。X电极驱动电路24和Y电极驱动电路25根据从控制单元26输入的控制信息,对X电极22或Y电极23中的所需范围内的电极施加所需频率的电压信号。
图3B是示出图3A中所示的触觉提示单元20的驱动方法的说明图。在此注意,各X电极22和Y电极23通过对各电极赋予不同的附图标记进行区别。即,在图3B中所示的例子中,在支承基板21上形成有28个X电极22和46个Y电极23,并且将各X电极22从下向上称作X00至X27,并将各Y电极23从右到左称作Y03至Y48。
另外,将要提示纹理感的区域称作对象区域27A。对象区域27A在X电极22中的X11至X14的范围内,在Y电极23中的Y24至Y27的范围内。控制单元26基于从外部提供的对象区域27A的信息,对X电极驱动电路24和Y电极驱动电路25提供控制信号。
在接收到该控制信号时,X电极驱动电路24对X11至X14施加频率f1=1000Hz的电压信号,Y电极驱动电路25对Y24至Y27施加频率f2=1240Hz的电压信号。在此注意,在图3B所示的例子中,X电极驱动电路24和Y电极驱动电路25为了防止电压被电极的电容耦合感应,将与X11至X14不对应的X电极22和与Y24至Y27不对应的Y电极23接地。另外,也可以取代接地,施加大于或等于2240Hz的频率的电压信号的直流电压(其理由将在下面进行说明)。
当对X电极22和Y电极23施加上述的信号并用手指追踪触觉提示单元20的表面时,仅在X11至X14和Y24至Y27相互交叉的对象区域27A中感知到纹理感。通过任意地选择要施加电压信号的电极,能够在任意的规定的区域中提示纹理感。另外,通过选择所有的X电极和所有的Y电极,还能够在包括X电极和Y电极之间的所有的交叉部的整个区域中提示纹理感。
本发明的发明人等通过实验确认出:在从电极X11至X14的区域中去除对象区域27A得到的区域中不提示纹理感,并且在从电极Y24至Y27的区域中去除对象区域27A得到的区域中也不提示纹理感。即,本发明的发明人等确认出:当施加到电极的电压信号的频率为1000Hz或1240Hz时,人的手指不能感知纹理感。
另一方面,在对象区域27A中,被施加f1=1000Hz的电压信号的X电极和被施加f2=1240Hz的电压信号的Y电极彼此相邻。因此,产生在波运动领域中公知的差拍。以下,将对由于差拍而提示纹理感的机构进行说明。
图3C是示出图3A和图3B中所示的触觉提示单元20的剖面模型的说明图。如上所述,多个X电极22和多个Y电极23设置为在平面状的支承基板21(图3C中未示出)上彼此相邻。在此注意,在X电极22和Y电极23中的、与配置在对象区域27A内的两个X电极22和两个Y电极23相对的位置上,配置作为手指的模型的单个电极27B。人体具有接地效果,因此电极27B可形成经由具有电阻值R的电阻27C接地的模型。
现在,对于对象区域27A内的X电极22施加由V1=Acos(2πf1t)表示的电压信号V1。电压信号V1的振幅是A,频率是f1,t表示时刻。另外,对于对象区域27A内的Y电极23施加由V2=Acos(2πf2t)表示的电压信号V2。电压信号V2的振幅是与电压信号V1的振幅相等的A,频率是f2。
电极27B与对象区域27A内的各X电极22之间的部分可形成作为如具有静电电容C的平行平板电容器的模型,电极27B和对象区域27A内的各Y电极23之间的部分可形成作为如具有静电电容C的平行平板电容器的模型。
此时,当电阻值R充分高时,电极27B中产生的电压VP为VP=(V1+V2)/2。
如图3A所示,作用于单个X电极22和作为手指的模型的电极27B之间的静电力表示为Fe1。Fe1可通过利用公知作为平行平板电容器上的电极间的作用力的公式如下求出。在此注意,ε是X电极上的绝缘膜的相对介电常数,S是平行平板电容器的电极面积。
(公式1)
同样地,当作用于单个Y电极23和作为手指的模型的电极27B之间的静电力如图3A所示表示为Fe2,Fe2可如下求出。
(公式2)
如果电极之间的间隔如此小以至于不能用手指尖区分静电力Fe1和静电力Fe2,则可认为作为各Fe1和Fe2之和的力以宏观方式作用于手指。根据图3A,由于F=2(Fe1+Fe2),因此作用于作为手指的模型的电极27B上的所有的力的合力F可通过使用V1、V2和上述的公式1和公式2的值如下求出。
(公式3)
由公式3可发现:作用于模型化的电极27B上的所有的力的合力F通过将值范围为[0,2]且频率为(f1-f2)的绝对值的周期函数乘以值范围为[0,A2C2/(εS)]且频率为(f1+f2)的周期函数而得到。其包络曲线的频率为(f1-f2)的绝对值。
在这种基本实施方式中,频率f1=1000Hz,频率f2=1240Hz,因此其差的绝对值为240Hz。因此,作用于手指上的引力F如公式3所示在240Hz处变化。因此,当人使用手指追踪触觉提示单元20的表面时,在240Hz的频率处产生摩擦力的变化。240Hz是人的皮肤的机械感受器具有敏感度的频率,因此能够感知纹理感。
另外,本发明的发明人等确认了对于电压信号的频率纹理感的感知的存在。作为对支承基板21上的所有的X电极22和Y电极23施加同一电压信号并确认纹理感的存在的结果,确认出:在电压信号的频率大于5Hz且小于500Hz的情况下可感知纹理感,并且在电压信号的频率不在该范围内的情况下,不能感知纹理感。
另外,对支承基板21上的所有的X电极22施加频率f1的电压信号,并对所有的Y电极23施加频率f2的电压信号,通过实验确认对于f1和f2之差的绝对值感知纹理感的存在。其结果是确认出:在f1和f2之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的情况下,可感知纹理感,并且在f1和f2之差的绝对值小于或等于10Hz或大于或等于1000Hz的情况下,不可感知纹理感。
这些结果示出,能够实现这样的触觉提示单元20,该触觉提示单元20通过将施加到X电极的电压信号的频率设为f1,将施加到Y电极的电压信号的频率设为f2,将f1和f2设定为大于或等于500Hz并且f1和f2之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz,对被施加频率f1的电压信号的X电极和被施加频率f2的电压信号的Y电极相互交叉的区域提示纹理感,并对其他的区域不提示纹理感。
另外,由公式3和其研究中记载的事项可认为作用于手指的引力的频率影响纹理感的感知,因此本发明的发明人等进行了对作用于手指的引力的频率和触觉的感知之间的关系进行确认的实验。图3D是使用图3A至图4中所示的触觉提示单元20对用户感知触觉变化所需的电压信号的振幅的阈值相对于作用于手指的引力的频率的关系进行测量所得到的图。
图3D的图示出通过改变频率对支承基板21上的所有的X电极22和所有的Y电极23施加同一电压信号来感知触觉变化所需的振幅的阈值进行测量得到的结果。下轴示出对所有的X电极22和所有的Y电极23施加的电压信号的频率,左轴示出感知触觉的变化所需的电压信号的振幅的阈值。
在该实验中,作用于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的两倍。为了推导这种关系,通过将图3C中所示的电阻R49的电阻值定义为除无限大以外的有限的值,即,极端“0”,并将施加到X电极22和Y电极23的电压信号的频率均定义为1,可求出静电力F。在图3D中,作用于手指上的引力的频率被示出在上轴上。即,作用于手指上的引力的频率和感知所需的振幅的阈值之间的关系由图3D的上轴和左轴表示。
从图3D的图可发现,当作用于手指的引力的频率接近200Hz时阈值取最小值。即,可认为:当作用于手指的引力的频率接近200Hz时人的皮肤的感受器以最高的敏感度感知纹理感。另外,从图3D的图,不仅可知:在关于阈值和频率之间的关系的图的波谷的底部中,作用于手指的引力的频率接近200Hz,而且可知:图的波谷的开始和结束的频率分别接近10Hz和1000Hz。
即,当引力的频率在10Hz到1000Hz的范围内时可感知纹理感。在该范围以外的频率不能感知纹理感,而感知到摩擦感。
以上实验中的作用可如下进行说明。当对支承基板21上的规定的X电极22施加频率f1的电压信号并且对规定的Y电极23施加与频率f1不同的频率f2的电压信号时,在包括X电极22和Y电极23之间的交叉部的对象区域27A中,频率(f1-f2)的绝对值的引力作用于手指。
因此,通过将频率(f1-f2)的绝对值设定为大于10Hz且小于1000Hz,能够在包括规定的X电极22和规定的Y电极23的交叉部而构成的对象区域27A中提示纹理感。
根据作用于平行平板电容器的电极之间的力的公式,在除去包括交叉部而构成的对象区域27A的X电极上的区域中,频率f1的2倍的频率的引力作用于手指,并且在除去包括交叉部而构成的对象区域27A的Y电极上的区域中,频率f2的2倍的频率的引力作用于手指。
因此,通过将f1和f2均设定为大于或等于500Hz,在除去包括X电极和Y电极的交叉部而构成的对象区域27A的规定的X电极上的区域和规定的Y电极上的区域二者中,大于或等于1000Hz的引力作用于手指。因此不提示纹理感。因此,将对象区域27A定义为第一区域,将其他区域定义为第二区域,触觉提示单元也可以被构成为能够在第一区域和第二区域中同时提示不同的触觉。
现有的触觉提示装置对于用于提示纹理感的各电极需要用于牵引多个独立的配线的空间。其结果是,用于提示纹理感的电极之间的间隔变宽,因此触觉提示装置的空间分辨率降低。对此,由于用于提示纹理感的电极还用作配线,因此触觉提示单元20能够提高空间分辨率。
另外,利用该示例性实施方式,不容易识别电极的形状。因此,即使当将其与视觉显示单元10重叠进行使用时,也能够抑制显示装置本来的显示品质的下降。另外,现有的触觉提示装置面临在牵引配线的区域中提示本来不需要的纹理感这样的问题,但是该示例性实施方式能够解决该问题。
在上述的例子中,仅具有一个对象区域27A。但是,该例可很容易扩展到具有多个对象区域的情况。即,能够以对X电极和Y电极分别施加的电压信号的频率之差的绝对值在各对象区域中在10Hz到1000Hz的范围内(期望接近200Hz)、并且在对象区域以外的区域中在该范围外的方式,确定施加电压信号的电极的数量及其频率。
如上所述,触觉提示单元20能够在X电极22和Y电极23上的触觉提示表面上的任意区域中提示与其他区域不同的触觉。该区域的位置或触觉提示的有无可通过对X电极22和Y电极23施加的电压信号如所期望地进行控制。另外,通过改变电压信号的波形和振幅,能够提示各种触觉。
在第一示例性实施方式中使用的触觉提示单元20由具有以下特征的触觉提示装置构成。即,触觉提示单元包括:支承基板21;在支承基板上沿第一方向延伸的多个相互平行的X电极22;在支承基板上沿第二方向延伸且与X电极相互绝缘的多个相互平行的Y电极23;以及驱动电路,该驱动电路对各X电极中的与从外部输入的对象区域27A相对应的X电极施加第一频率的电压信号,并对各Y电极中的与对象区域相对应的Y电极施加第二频率的电压信号,其中,第一频率和第二频率均大于或等于500Hz,并且具有第一频率和第二频率之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的时段。
由此,触觉提示单元20能够对配置有X电极22和Y电极23的区域中的特定的对象区域(可以是单个部分或者多个部分)产生可被用户感知的静电力,从而对该区域提示纹理感。
以上所说明的触觉提示单元20自身的结构与图15中说明的试验产品的结构基本相同。然而,如图2A至图2E所述,本示例性实施方式采用在视觉显示单元10和触觉提示单元20之间填充对可见光线呈现透明性的树脂40的结构。
通过采用这种结构,当由手指的变形产生的机械振动被传输到大面积的触觉提示单元20时,能够抑制触觉提示单元的整个面板表面振动。另外,能够消除成为产生共鸣的原因的视觉提示单元10和触觉提示单元20之间的空隙。另一方面,人用手指触摸对象区域时感到的纹理感不减弱。即,在触觉提示单元20提示纹理感的功能中没有特别的问题。在本示例性实施方式中,能够将音鸣的产生抑制到在办公室等要保持安静的场所(作为标准,大约50dB)中不会感到任何不快地进行使用的程度。
(第一示例性实施方式的变型)
图3E是示出根据本发明的第一示例性实施方式的变型的显示装置150的结构的说明图。另外,图3F是示出图3E中所示的显示装置150的剖面结构的说明图。
显示装置150具有很多与第一示例性实施方式的显示装置的共同点,因此主要对不同点进行说明。在根据第一示例性实施方式的显示装置100中,树脂被填充到视觉显示单元的整个显示区域中。但是,在显示装置150中,如图3E和图3F所示,仅在视觉显示单元10和触觉提示单元20相互面对的区域的一部分中填充树脂160。更具体而言,树脂160被填充到视觉显示单元10和触觉提示单元20各自的中心附近。
利用这种结构,通过吸收传播通过触觉提示单元的振动以及减小共鸣空间,也能够抑制由手指的变形产生的振动作为声波释放到空中。
(第二示例性实施方式)
在本发明的第二示例性实施方式中,从上述的本发明的第一示例性实施方式的结构中省略机壳。取而代之,由对可见光线呈现透明性的树脂构成粘接胶带240。
利用这种结构也能够获得与本发明的第一示例性实施方式的效果相同的效果。另外,该结构适于通过减少部件数来减小设备的厚度。以下,将对其进行更详细的说明。
图4是示出根据本发明的第二示例性实施方式的显示装置200的结构的立体图。显示装置200通过层叠与第一示例性实施方式的各对应部件相同的视觉显示单元10和触觉提示单元20而构成。在视觉显示单元10上配置与第一示例性实施方式的对应部件相同的触摸坐标检测单元11。
图5A是示出图4中所示的显示装置200的剖面结构的说明图。显示装置200也是模块。但是,显示装置200与第一示例性实施方式的显示装置的不同之处在于,视觉显示单元10未被容纳在机壳中。
另外,通过使用由对可见光线呈现透明性的树脂形成的粘接胶带240粘接视觉显示单元10和触觉提示单元20。粘接胶带240、也称作OCA(光学透明胶)呈现与上述的OCR的透明性相同的对可见光线的透明性。
将更详细地说明根据本发明的第二示例性实施方式的显示装置的细节。图5B是示出图5A中所示的剖面结构的更多细节的说明图。在本发明的第二示例性实施方式中,采用TFT彩色液晶显示器作为视觉显示单元10。视觉显示单元10通过从下层依次层叠第一偏光板241、TFT基板242、液晶243、彩色滤光基板244、以及第二偏光板245而构成。
在第二偏光板245上进一步胶黏低反射膜246,并在其上通过粘接胶带240(OCA)层叠触觉提示单元20。在触觉提示单元20和彩色滤光基板244之间,存在有低反射膜246和第二偏光板245等的弹性光学膜,从而填充两者之间的空隙。另外,液晶243的端部是密封部件247。
通过采用这种结构,通过低反射膜以及偏光板能够吸收传播通过触觉提示单元的振动,并且能够减小共鸣空间。因此,能够抑制由手指的变形产生的振荡作为声波释放到空中。
第二示例性实施方式的显示装置200与第一示例性实施方式的显示装置100相比不利之处在于,在粘接胶带240的材料的选择上的变化范围非常窄。但是,有利之处在于被组装作为最终产品的设备的薄型化、小型化、轻量化等。
显示装置在被组装作为最终产品之前必定被容纳在某种外部壳体中。因此,可根据最终产品的制作情况来选择是否将显示装置制成容纳在机壳中的形式的模块。
(第三示例性实施方式)
除上述的本发明的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的结构以外,本发明的第三示例性实施方式采用了填充在视觉显示单元10和触觉提示单元20之间的树脂340被设为周缘部341的弹性模量(杨氏模量)比中央部342的弹性模量高的结构。另外,树脂340是固化型树脂,周缘部341的固化率比中央部342的固化率高。
利用这种结构,也能够获得与本发明的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的效果相同的效果,并且能够进一步提高振荡吸收性。以下,将对其进行更详细的说明。
图6是示出根据本发明的第三示例性实施方式的显示装置300的结构的立体图。另外,图7是示出图6中所示的显示装置300的剖面结构的说明图。
显示装置300通过层叠与第一示例性实施方式的各对应部件相同的视觉显示单元10和触觉提示单元20而构成。在视觉显示单元10上设置与第一示例性实施方式的对应部件相同的触摸坐标检测单元11。另外,与第一示例性实施方式相同,视觉显示单元10容纳在机壳30中。
但是注意,填充在视觉显示单元10和触觉提示单元20之间的树脂340被设定为周缘部341的弹性模量(杨氏模量)比中央部342的弹性模量高。
液体状态的树脂340被涂覆到视觉显示单元10和触觉提示单元20之间而将两者贴合,之后通过施加如紫外线的活性能量射线、热、湿气等使其固化。可替选地,如通过施加紫外线和热或者紫外线和湿气实现的固化那样,可将多个固化作用组合。即,通过在周缘部341和中央部342之间有意地改变固化工序的进行度(即,固化率),能够使弹性模量(杨氏模量)不同。
在例如树脂340是紫外线固化类型的情况下,这种结构可通过有意地改变固化工序中的紫外线的照射时间、照射方向(从外周照射、从前面照射等)、以及光量等来实现。例如,通过对周缘部341从外周向视觉显示单元10和触觉提示单元20之间的空隙照射紫外线,之后从前面对周缘部341和中央部342双方照射紫外线,能够使周缘部341的固化率比中央部342的固化率高。
在上述的第一示例性实施方式中使用的树脂40是弹性模量(杨氏模量)大约为40kPa的树脂。该杨氏模量在一般的粘接剂中为低的(柔软的)。为了提高振动吸收性,树脂340的杨氏模量优选较低。但是,如果树脂340的杨氏模量过低,则视觉显示单元10和触觉提示单元20之间的粘接强度变弱,这成为将设备组装为最终产品的障碍。
通过采用上述的结构,第三示例性实施方式能够在周缘部341中确保视觉显示单元10和触觉提示单元20之间的粘接强度的同时,在中央部342中降低弹性模量(杨氏模量)而进一步提高振动吸收性。在上述的说明中,第一示例性实施方式的结构在树脂的周缘部和中央部中采用不同的固化率。然而,当然,也可以将第二示例性实施方式的结构改变为具有这种固化率。
(第四示例性实施方式)
除本发明的第一示例性实施方式至第三示例性实施方式的结构以外,本发明的第四示例性实施方式采用第一频率和第二频率之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz、并且第一频率和第二频率均大于或等于10000Hz的结构。利用这种结构,能够获得与本发明的第一示例性实施方式至第三示例性实施方式的效果相同的效果。另外,大多数产生的振动在可听到的波段范围外,因此能够更容易减轻由音鸣现象引起的不适感。以下,将对该点进行更详细的说明。
图8是示出根据本发明的第四示例性实施方式的显示装置400的结构的立体图。另外,图9是示出图8中所示的显示装置400的剖面结构的说明图。显示装置400通过将与第一示例性实施方式的对应部件相同的视觉显示单元10(包括触摸坐标检测单元11)和与第一示例性实施方式的对应部件不同的触觉提示单元420层叠而构成。另外,与第一示例性实施方式的情况相同,显示装置400被容纳在与第一示例性实施方式的对应部件相同的机壳30中,并且在视觉显示单元10和触觉提示单元420之间填充有与第一示例性实施方式的树脂相同的树脂40。
图10是示出图8和图9中所示的触觉提示单元420的平面结构的说明图。触觉提示单元420包括:与第一示例性实施方式的对应部件相同的平面状的支承基板21;多个X电极22;多个Y电极23;以及控制单元26。另外,触觉提示单元420包括与第一示例性实施方式的对应部件不同的X电极驱动电路424和Y电极驱动电路425。
X电极驱动电路424和Y电极驱动电路425根据从控制单元26输入的控制信息,对X电极22或Y电极23中的所需范围内的电极施加所需频率的电压信号。但是,X电极驱动电路424和Y电极驱动电路425对X电极22和Y电极23分别施加的电压信号的频率均大于或等于10000Hz、且频率之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz(更优选地,接近200Hz)。
图11是示出图8至图10中所示的显示装置400的驱动的说明图。在本文所示的例子中,对Y电极23中的对象区域C的范围内的Y电极施加频率f1=10000Hz的电压信号,对X电极22中的对象区域C的范围内的X电极施加频率f2=10240Hz的电压信号,从而在对象区域C中产生240Hz的差拍振动。其他的X电极122和Y电极123接地。可替选地,可对各电极施加与频率f1和频率f2具有大于或等于10000Hz的差的频率的信号。
由此,在作为仅对X电极122施加频率f2=10240Hz的电压信号的区域的区域B中与人的手指之间产生的引力的频率为f2的2倍、即20480Hz,并且在作为仅对Y电极123施加频率f1=10000Hz的电压信号的区域的区域A中与人的手指之间产生的引力的频率为f1的2倍、即20000Hz,但是在对象区域C中与人的手指之间产生的差拍振荡(人可通过皮肤感觉强烈感知纹理感)为240Hz。
即,对象区域C以外的区域A和区域B中产生的振荡的频率均等于或高于作为可听到的波段范围的上限的20Hz,因此能够大幅减小音鸣现象。这意味着:仅在对象区域中产生处于可听到的波段范围内的240Hz的振荡。但是,由此引起的音鸣通过树脂40以与在第一示例性实施方式中说明的作用相同的作用被抑制。即,第四示例性实施方式能够更容易减轻由音鸣现象引起的不适感。
(应用实施方式)
图12是示出根据本发明的应用实施方式的电子设备500的结构的说明图。具体地,电子设备500是智能电话、平板式电子书阅读器、笔记本型个人计算机等。
电子设备500并入显示装置100、显示装置150、显示装置200、显示装置300、显示装置400中的一者作为信息显示用模块。该情况下,如果采用主流触摸面板作为附属于视觉显示单元10的触觉坐标检测单元11,则不能确保与触觉提示单元20或触觉提示单元420的功能上的兼容性。因此,期望采用光学触摸面板等。
利用电子设备500,由内置的处理器501获得的处理结果被显示在显示装置100(显示装置150、显示装置200、显示装置300、显示装置400)上。用户根据该显示进行显示装置的操作输入。注意,电子设备500可以是不包括内置处理器但显示由外部装置(例如,台式个人计算机)获得的处理结果并根据显示将操作输入返回到外部装置的类型。
在显示装置100(显示装置150、显示装置200、显示装置300、显示装置400)上显示多个操作键502,触觉提示单元20或触觉提示单元420相应地在各操作键502的对应位置上提示多个独立的纹理感。用户能够根据纹理感找出操作键的位置,由此能够在不太依赖视觉的情况下进行键输入。
虽然通过参照图中所示的特定的实施方式对本发明进行了说明,但是本发明不限于图中所示的实施方式。只要其能够实现本发明的效果,则可以采用任何已知的结构。
虽然示例性实施方式的一部分或整个部分可被总结为如下的补充注释中的示例性实施方式,但是本发明不一定局限于这些结构。
(补充注释1)
一种显示装置,包括:
板状视觉显示单元,所述板状视觉显示单元通过从外部供给的图像信号来显示画面;以及板状触觉提示单元,所述板状触觉提示单元配置为与所述视觉显示单元相对,并在所述画面上提示用户能够感知的触觉,其中:
所述触觉提示单元包括电极和覆盖所述电极的绝缘膜,并且被构成为通过从外部对所述电极提供的电压信号在所述电极和所述用户之间产生静电力从而对所述用户提示所述触觉;以及
在所述视觉显示单元和所述触觉提示单元之间的空隙中填充有对可见光线呈现透明性的弹性体。
(补充注释2)
根据补充注释1所述的显示装置,其中:
所述触觉提示单元包括:支承基板;在所述支承基板上沿第一方向延伸的多个相互平行的X电极;在所述支承基板上沿第二方向延伸并且与所述X电极相互绝缘的多个相互平行的Y电极;以及
驱动电路,所述驱动电路对各X电极中的与从外部进行输入的对象区域的信息相对应的X电极施加第一频率的电压信号,对各Y电极中的与所述对象区域的信息相对应的Y电极施加第二频率的电压信号,并通过所述第一频率和所述第二频率之差的绝对值在所述对象区域中产生电气差拍振动。
(补充注释3)
根据补充注释2所述的显示装置,其中:
所述第一频率和所述第二频率均大于或等于500Hz;以及
具有所述第一频率和所述第二频率之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz的时段。
(补充注释4)
根据补充注释1所述的显示装置,其中:
在所述视觉显示单元上设置用于检测所述用户在操作画面上进行的触摸操作的内容的触摸坐标检测单元。
(补充注释5)
根据补充注释1所述的显示装置,其中:
所述触觉提示单元包括触觉提示功能,所述触觉提示功能在与显示在操作画面上的显示目标相对应的位置上通过所述电压信号的输入生成所述用户能够感知的静电力。
(补充注释6)
根据补充注释1所述的显示装置,其中:
在所述视觉显示单元和所述触觉提示单元之间的层状的所述空隙中填充所述弹性体,所述弹性体覆盖所述视觉显示单元的整个显示区域。
(补充注释7)
根据补充注释6所述的显示装置,包括:
机壳,所述机壳具有用于使所述整个显示区域露出的开口,并容纳所述视觉显示单元,其中:
在所述视觉显示单元和所述触觉提示单元之间的层状的所述空隙中填充所述弹性体,所述弹性体覆盖所述开口的整个部分。
(补充注释8)
根据补充注释1所述的显示装置,其中:
所述视觉显示单元和用于支承所述视觉显示单元的支承结构体通过非弹性体连结。
(补充注释9)
根据补充注释1所述的显示装置,其中:
所述弹性体是活性能量型固化树脂、热固化树脂、湿气固化树脂或者作为这些树脂的组合的复合型固化树脂。
(补充注释10)
根据补充注释1所述的显示装置,其中:
所述视觉显示单元和所述触觉提示单元之间的层状的所述空隙之间填充的所述弹性体设定为周缘部的弹性模量比中央部的弹性模量高。
(补充注释11)
根据补充注释10所述的显示装置,其中:
所述弹性体是固化型树脂,并且所述周缘部的固化率比所述中央部的固化率高。
(补充注释12)
一种显示装置,包括:
板状视觉显示单元,所述板状视觉显示单元通过从外部供给的图像信号来显示画面;以及触觉提示单元,所述触觉提示单元配置为与所述视觉显示单元相对,并在所述画面上提示用户能够感知的触觉,其中:
所述触觉提示单元包括电极和覆盖所述电极的绝缘膜,并且被构成为通过从外部对所述电极提供的电压信号在所述电极和所述用户之间产生静电力从而对所述用户提示所述触觉;以及
在所述视觉显示单元和所述触觉提示单元之间的空隙中填充有对可见光线呈现透明性的弹性体,从而抑制音鸣。
(补充注释13)
一种触觉提示单元,包括:
支承基板;在所述支承基板上沿第一方向延伸的多个相互平行的X电极;在所述支承基板上沿第二方向延伸并且与所述X电极相互绝缘的多个相互平行的Y电极;以及
驱动电路,所述驱动电路对各X电极中的与从外部输入的对象区域的信息相对应的X电极施加第一频率的电压信号,对各Y电极中的与所述对象区域的信息相对应的Y电极施加第二频率的电压信号,并通过所述第一频率和所述第二频率之差的绝对值在所述对象区域中产生电气差拍振动,其中:
所述第一频率和所述第二频率之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz;以及
所述第一频率和所述第二频率均大于或等于10000Hz。
(补充注释14)
一种电子设备,包括内置的用于显示信息的如补充注释1至13中任一项所述的显示装置。
工业实用性
本发明可应用于装载有触摸面板的所有的电子设备。具体地,本发明适于应用于假定被个人拥有或使用并还在办公室等要保持安静的场所中使用的电子设备。更具体而言,本发明适于应用于智能电话、平板终端、笔记本型个人计算机、便携式游戏机、音乐播放器等。