JP2016110163A - ディスプレイ装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
図13は、発明者らが試作した本発明の前提となる技術に係るディスプレイ装置900の構造について示す斜視図である。ディスプレイ装置900は、視覚表示部910と触覚提示部920とを積層して構成されている。
(2)ユーザの指とタッチ面との間にはたらく垂直抗力が静電気力の変動に応じて変動するので、ユーザが指を滑らせたとき、信号電圧の周波数に応じて摩擦力が変動する。
(3)摩擦力の変動は指のせん断方向にはたらく力を変動させ、信号電圧の周波数に応じた指の変形をもたらす。この変形が機械的な振動の起源となる。
(4)指の変形がディスプレイ装置900表面の触覚提示パネルに伝わり、触覚提示パネルに信号電圧の周波数に応じた撓みが生じる。
(5)触覚提示パネルの面積が大きいため、その撓み(振動)は効率よく、空中に音として放射され、あるいは、空隙933において共鳴し増幅され、音鳴りとしてユーザに知覚される。
以下、本発明の第1の実施形態の構成について添付図1〜3に基づいて説明する。
第1の実施形態に係るディスプレイ装置100は、外部から与えられる画像信号によって、画面を表示する板状の視覚表示部10と、この視覚表示部に対向するように配置され、前記画面上に使用者が知覚可能な触覚を提示する板状の触覚提示部20とを備えたディスプレイ装置である。ここで、触覚提示部20は、電極(X電極22、Y電極23)と、当該電極を覆う絶縁膜とを備え、外部から前記電極に与えられる電圧信号によって、電極と使用者との間に静電気力を生じさせ、使用者に触覚を提示するように構成される。ディスプレイ装置100は、視覚表示部10と触覚提示部20との間の空隙に、可視光線に対して透明性を有する樹脂40を充填して成る。また、視覚表示部10に、操作画面内に対して当該ユーザが行ったタッチ操作の内容を検出するタッチ座標検出部11が併設されている。
以下、これをより詳細に説明する。
図3Eは、本発明の第1の実施形態の変形に係るディスプレイ装置150の構成について示す説明図である。また図3Fは、図3Eに示したディスプレイ装置150の断面構造について示す説明図である。
本発明の第2の実施形態は、前述した本発明の第1の実施形態の構成からシャーシを省略し、そのかわりに樹脂を、可視光線に対して透明性を有する樹脂によって構成された粘着テープ240によって構成している。
この構成によっても、本発明の第1の実施形態と同一の効果が得られ、さらに部品点数を削減して機器の薄型化に適したものとなる。以下、これをより詳細に説明する。
本発明の第3の実施形態は、前述した本発明の第1および第2の実施形態の構成に加えて、視覚表示部10と触覚提示部20との間に充填されている樹脂340が、周縁部341における弾性率(ヤング率)が中央部342における弾性率よりも高く設定されている構成とした。また、樹脂340が硬化性樹脂であると共に、周縁部341における硬化率が中央部342における硬化率よりも高いものとした。
この構成によっても、本発明の第1〜2の実施形態と同一の効果が得られ、さらに振動吸収性をより高めたものとなる。以下、これをより詳細に説明する。
本発明の第4の実施形態は、前述した本発明の第1〜3の実施形態の構成に加えて、第1および第2の周波数の差の絶対値が10[Hz]より大きく1000[Hz]未満であり、第1および第2の周波数がいずれも10000[Hz]以上であるという構成とした。
この構成によっても、本発明の第1〜3の実施形態と同一の効果が得られ、さらに発生する振動の多くが可聴帯域外のものとなるので、音鳴りの現象による不快感をより軽減しやすくなる。以下、これをより詳細に説明する。
図12は、本発明の応用形態に係る電子機器500の構成について示す説明図である。電子機器500は、具体的にはスマートフォン、タブレット型電子ブックリーダー、あるいはノートブック型パーソナルコンピュータなどである。
10 視覚表示部
11 タッチ座標検出部
20、420 触覚提示部
21 支持基板
22 X電極
23 Y電極
24、424 X電極駆動回路
25、425 Y電極駆動回路
26 制御部
27 ブリッジ電極
27A 対象領域
27B 電極
27C 抵抗
28 接続部
29 絶縁膜
30 シャーシ
31 開口部
40、160、340 樹脂
50 筐体
51 ねじ
240 粘着テープ
241 第1偏光板
242 TFT基板
243 液晶
244 カラーフィルタ基板
245 第2偏光板
246 低反射フィルム
247 シール材
341 周縁部
342 中央部
500 電子機器
501 プロセッサ
502 操作キー
Claims (14)
- 外部から与えられる画像信号によって、画面を表示する板状の視覚表示部と、この視覚表示部に対向するように配置され、前記画面上に使用者が知覚可能な触覚を提示する板状の触覚提示部とを備えたディスプレイ装置であって、
前記触覚提示部は、電極と、当該電極を覆う絶縁膜とを備え、外部から前記電極に与えられる電圧信号によって、前記電極と前記使用者との間に静電気力を生じさせ、前記使用者に触覚を提示するように構成され、
前記視覚表示部と前記触覚提示部との間の空隙に、可視光線に対して透明性を有する弾性体を充填して成ること、
を特徴とするディスプレイ装置。 - 前記触覚提示部が、
支持基板と、前記支持基板上の第1の方向に延在している互いに平行な複数の前記X電極と、前記支持基板上の第2の方向に延在しかつ前記X電極と互いに絶縁されている互いに平行な複数の前記Y電極とを備え、
前記各X電極のうち外部から入力された対象領域の情報に該当するX電極に対して第1の周波数の電圧信号を印加し、前記各Y電極のうち前記対象領域の情報に該当するY電極に対して第2の周波数の電圧信号を印加し、前記第1および第2の周波数の差の絶対値によって前記対象領域に電気的なうなり振動を発生させる駆動回路を備えること、
を特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 - 前記第1および第2の周波数がいずれも500[Hz]以上であり、
前記第1および第2の周波数の差の絶対値が10[Hz]より大きく1000[Hz]未満である期間を有すること、を特徴とする請求項2に記載のディスプレイ装置。 - 前記視覚表示部に、
前記操作画面内に対して当該ユーザが行ったタッチ操作の内容を検出するタッチ座標検出部が併設されていること、
を特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 - 前記触覚提示部が、前記操作画面上に表示されている表示オブジェクトに対応する位置に、前記電圧信号の入力によって当該ユーザが知覚可能な静電気力を生成する触覚提示機能を備えていること、を特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。
- 前記視覚表示部と前記触覚提示部との前記層状空隙で、前記樹脂が前記視覚表示部の表示領域全体を覆った状態で充填されていること、
を特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 - 前記視覚表示部を収容し、前記表示領域全体を露出する開口部を備えるシャーシを有し、
前記樹脂が前記開口部全体を覆いつつ、前記視覚表示部と前記触覚提示部との間の前記層状空隙を充填していること、
を特徴とする請求項6に記載のディスプレイ装置。 - 前記視覚表示部と当該視覚表示部を支持する支持構造体との間を非弾性体で結合されて成ること、を特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。
- 前記樹脂が、活性エネルギー型硬化樹脂、熱硬化樹脂、湿気硬化樹脂のうちのいずれか、もしくはこれらを複合させた複合型硬化樹脂であること、を特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。
- 前記視覚表示部と前記触覚提示部との間の前記層状空隙に充填されている前記樹脂は、周縁部における弾性率が中央部における弾性率よりも高く設定されていること、
を特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 - 前記樹脂が硬化性樹脂であると共に、前記周縁部における硬化率が前記中央部における硬化率よりも高いこと、
を特徴とする請求項10に記載のディスプレイ装置。 - 外部から与えられる画像信号によって、画面を表示する板状の視覚表示部と、この視覚表示部に対向するように配置され、前記画面上に使用者が知覚可能な触覚を提示する板状の触覚提示部とを備えたディスプレイ装置であって、
前記触覚提示部は、電極と、当該電極を覆う絶縁膜とを備え、外部から前記電極に与えられる電圧信号によって、前記電極と前記使用者との間に静電気力を生じさせ、前記使用者に触覚を提示するように構成され、
前記視覚表示部と前記触覚提示部との間の空隙に、可視光線に対して透明性を有する弾性体を充填して成ることで音鳴りが抑制されること、
を特徴とするディスプレイ装置。 - 支持基板と、前記支持基板上の第1の方向に延在している互いに平行な複数の前記X電極と、前記支持基板上の第2の方向に延在しかつ前記X電極と互いに絶縁されている互いに平行な複数の前記Y電極とを備え、
前記各X電極のうち外部から入力された対象領域の情報に該当するX電極に対して第1の周波数の電圧信号を印加し、前記各Y電極のうち前記対象領域の情報に該当するY電極に対して第2の周波数の電圧信号を印加し、前記第1および第2の周波数の差の絶対値によって前記対象領域に電気的なうなり振動を発生させる駆動回路を備えると共に、
前記第1および第2の周波数の差の絶対値が10[Hz]より大きく1000[Hz]未満であり、
前記第1および第2の周波数がいずれも10000[Hz]以上であること、
を特徴とする触覚提示装置。 - 請求項1ないし請求項13のうちのいずれか1項に記載のディスプレイ装置を情報表示用として内蔵していること、を特徴とする電子機器。
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