JP2021047819A - 触覚装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】触覚装置の性能を向上させる。【解決手段】触覚装置は、基板10と、圧電特性を備える有機圧電膜20と、基板10の前面10f側に配置される複数の電極と、有機圧電膜20に駆動電圧を印加する複数の駆動回路と、を有する。基板10の前面10fは、複数のセルPXに区画される。複数の電極は、複数のセルPXに跨って配置され、圧電駆動期間に、基準電位が供給される共通電極11と、平面視において、複数のセルPXのそれぞれと重なる位置に配置される複数の駆動電極12と、を有する。複数の駆動電極12は、第1駆動回路に接続される駆動電極12Aと、第1駆動電極と電気的に分離され、かつ、第1駆動電極と同じセルPXに重なる位置に配置され、第2駆動回路に接続される駆動電極12Bと、を含む。【選択図】図7
Description
本発明は、触覚装置の技術に関する。
特許文献1(特開2014−170266号公報)には、アレイ状に配置された複数の超音波素子から刺激超音波を発生させることで、触覚を知覚させる触覚装置が記載されている。
使用者の触覚受容器を刺激することにより、使用者に情報を伝達する技術がある。この触覚伝達技術を用いた触覚装置として、例えば、振動素子を振動させ、この振動により使用者の触覚受容器を刺激する触覚装置がある。本願発明者は、振動を利用する触覚装置において、使用者が識別可能な情報量を増大させる技術について検討した。
本発明の目的は、触覚装置の性能を向上させる技術を提供することにある。
本発明の一態様である触覚装置は、第1面を備える基板と、前記基板の前記第1面側に配置され、圧電特性を備える有機圧電膜と、前記基板の前記第1面側に配置される複数の電極と、前記基板と、前記有機圧電膜との間に配置され、前記有機圧電膜を駆動する圧電駆動期間に、前記有機圧電膜に駆動電圧を印加する複数の駆動回路と、を有する。平面視において、前記有機圧電膜は、複数のセルに区画される。前記複数の電極は、平面視において、前記複数のセルに跨って配置され、前記圧電駆動期間に基準電位が供給される共通電極と、平面視において、前記複数のセルのそれぞれに配置される複数の駆動電極と、を有する。前記複数の駆動回路は、前記圧電駆動期間に第1駆動信号を供給可能な第1駆動回路と、前記圧電駆動期間に第1駆動信号と異なる第2駆動信号を供給可能な第2駆動回路と、を含む。前記複数の駆動電極は、前記第1駆動回路に接続される第1駆動電極と、前記第1駆動電極と電気的に分離され、かつ、前記第2駆動回路に接続される第2駆動電極と、を含む。前記複数のセルのそれぞれには、前記第1駆動電極および前記第2駆動電極が配置される。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
以下で説明する技術は、画像や映像を表示する表示装置、あるいは、タッチパネルと組み合わせて利用することができる。ただし、触覚装置は、振動により使用者の触覚受容器を刺激することにより、使用者に情報を伝達する装置である。したがって、表示装置やタッチパネルと組み合わせず、独立して利用することができる。以下の実施の形態では、触覚装置の構成を判り易くするため、表示装置やタッチパネルの機能と組み合わせない実施態様を取り上げて説明する。
本願明細書において、使用者の触覚を刺激する振動を発生させる振動子の一単位を「セル」と表現する場合がある。本願の触覚装置の場合、一つのセルには、複数の駆動電極が配置される。この複数の駆動電極のそれぞれに対応する単位を「副セル」と呼ぶ場合がある。一つの「セル」の振動は、「セル」に含まれる複数の複数の「副セル」のうち、いずれか一つ以上の振動により構成される。触覚装置は、画像や映像を表示する装置ではないが、使用者は、複数のセルから提供される振動に基づいて知覚される触感を情報に変換することができる。言い換えれば、使用者は、触覚装置の複数のセルのそれぞれの振動を統合することにより、触覚装置から出力された情報を取得することができる。また、以下の説明において、「セル」と表現される単位は、「振動子」と読み替えることができる。また、「副セル」と表現される単位は、「副振動子」と読み替えることができる。「振動子」は、複数の「副振動子」を備え、複数の「副振動子」のそれぞれのオンまたはオフにより、「振動子」の振動の程度が規定される。
本願明細書において、「平面視において」と記載する場合、後述する図3に示す基板10を前面10f側から視た場合を意味する。また、「平面視において」は、触覚装置の完成品が備える各種の部分の平面的な位置関係を特定するための用語として用いている。このため、触覚装置の完成品を前面10f側から視た時に、視認可能な部材の他、視認できない部分(例えば、図2に示すセルPXや図6に示す駆動電極12等)の平面的な位置関係を示す場合にも、「平面視において」という用語を用いる。
<触覚受容器>
まず、人間や動物などの生体が触感を知覚するメカニズムについて説明する。図1は、生体の皮膚表面の下にある複数種類の触覚受容器のレイアウトを例示的に示す拡大断面図である。人間や動物などの生体は、機械受容器と呼ばれる受容器を介して力学的な変形や振動を知覚する。神経を介して皮膚の触感を伝達する触覚受容器として、図1に示すように、メルケル盤2、マイスナー小体3、ルフィニ小体4、およびパチニ小体5などがある。マイスナー小体3は、表皮と真皮との境界付近(例えば、皮膚表面SSから0.7〜2mm程度の深度)に多く分布する。ルフィニ小体4は、主に真皮に分布する。パチニ小体5は、上記4つの受容器のうちでは最も深い位置に分布し、主に真皮下層や皮下組織に分布する。図1に示す例では、パチニ小体5は、皮膚表面SSから4〜5mm程度の深度に存在する。
まず、人間や動物などの生体が触感を知覚するメカニズムについて説明する。図1は、生体の皮膚表面の下にある複数種類の触覚受容器のレイアウトを例示的に示す拡大断面図である。人間や動物などの生体は、機械受容器と呼ばれる受容器を介して力学的な変形や振動を知覚する。神経を介して皮膚の触感を伝達する触覚受容器として、図1に示すように、メルケル盤2、マイスナー小体3、ルフィニ小体4、およびパチニ小体5などがある。マイスナー小体3は、表皮と真皮との境界付近(例えば、皮膚表面SSから0.7〜2mm程度の深度)に多く分布する。ルフィニ小体4は、主に真皮に分布する。パチニ小体5は、上記4つの受容器のうちでは最も深い位置に分布し、主に真皮下層や皮下組織に分布する。図1に示す例では、パチニ小体5は、皮膚表面SSから4〜5mm程度の深度に存在する。
メルケル盤2、マイスナー小体3、ルフィニ小体4、およびパチニ小体5のそれぞれは、触感に対する反応特性が互いに異なる。メルケル盤2は、力に対する順応速度が遅く、持続的な圧力に反応し易い。マイスナー小体3は、力に対する順応速度が速く、振動などに反応し易い。ルフィニ小体4は、力に対する順応速度が遅く、物体と接した皮膚の部分の機械的な変化に反応し易い。パチニ小体5は、力に対する順応速度が上記4つの受容器の中で最も速く、圧力の変化や振動などに反応し易い。
生体は、上記のような様々な受容器を介して触感を知覚する。このため、互いに異なる特性を有し、互いに異なる深度に分布する複数種類の受容器のいずれか一つ以上の受容器に焦点を合わせて振動刺激を付与することができれば、使用者が知覚する触感のバリエーションを増加させることができる。触覚装置から得られる触感のバリエーションが増やせれば、触覚装置の使用者が識別可能な情報量を増大させることができる。上記より、本願発明者は、振動刺激の発生源を制御することにより、複数の受容器のいずれかを自在に刺激する技術について検討した。
皮膚表面SSから比較的浅い距離に位置するメルケル盤2やマイスナー小体3に対しては、相対的に弱い力を知覚することが可能である。一方、皮膚表面SSから遠い位置に存在するパチニ小体5が印加された力に反応するためには、強い力を印加する必要がある。したがって、複数の受容器のいずれかを自在に刺激するためには、強い振動と弱い振動を自在に生成できる機構が必要である。
<触覚装置の構成概要>
次に、触覚装置の構成の概要について説明する。図2は、本実施の形態の触覚装置の平面図である。複数のセルPXの平面的なレイアウト例を示すため、図2では、複数のセルPXのそれぞれを二点鎖線で模式的に示している。ただし、複数のセルPXのそれぞれは、上記したように、使用者の触覚を刺激する振動を発生させる振動子の一単位であり、複数のセルPXが視認可能か否かは問わない。図3は、図2のA−A線に沿った断面図である。
次に、触覚装置の構成の概要について説明する。図2は、本実施の形態の触覚装置の平面図である。複数のセルPXの平面的なレイアウト例を示すため、図2では、複数のセルPXのそれぞれを二点鎖線で模式的に示している。ただし、複数のセルPXのそれぞれは、上記したように、使用者の触覚を刺激する振動を発生させる振動子の一単位であり、複数のセルPXが視認可能か否かは問わない。図3は、図2のA−A線に沿った断面図である。
図3に示すように、触覚装置TD1は、基板10と、有機圧電膜20と、複数の電極が配置される電極層EL1およびEL2と、有機圧電膜20に駆動電圧を印可することが可能な駆動回路が形成された駆動回路層DRCLと、を有する。また、図3に示す例では、触覚装置TD1は、有機圧電膜20を覆う、カバー部材30を有する。触覚装置TD1は、上記した各部材を収容する筐体40(図2参照)を備えている。図3では筐体40の図示を省略している。カバー部材30は、筐体40の開口部において、筐体40から露出する。
図3に示すように、触覚装置TD1は、基板10と、有機圧電膜20と、複数の電極が配置される電極層EL1およびEL2と、有機圧電膜20に駆動電圧を印可することが可能な駆動回路が形成された駆動回路層DRCLと、を有する。また、図3に示す例では、触覚装置TD1は、有機圧電膜20を覆う、カバー部材30を有する。触覚装置TD1は、上記した各部材を収容する筐体40(図2参照)を備えている。図3では筐体40の図示を省略している。カバー部材30は、筐体40の開口部において、筐体40から露出する。
基板10は、前面10fと、前面10fの反対側にある背面10bと、を有する。基板10は、触覚装置TD1が備える各部材を支持する板状部材である。基板10として、例えば、ガラスや樹脂など、表示装置と同様の材料を用いることができる。また、触覚装置TD1の場合、基板10に可視光透過性が要求されない。したがって、可視光に対して不透明な材料を選択することも可能であり、液晶表示装置のようなディスプレイ用の基板と比較して材料選択の自由度が高い。
図3に示す有機圧電膜20は、基板10の前面10f側に配置され、前面10fの全体または大部分を覆う。有機圧電膜20は、電圧が印可されると、その形状が変位する圧電特性を備える。有機圧電膜20の変位量は、印可される電圧の大きさにより変化する。有機圧電膜20に、交流電圧(パルス電圧も含む)を印加すると、印加電圧の周期に応じて有機圧電膜20が振動する。有機圧電膜20は、例えば、ポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFと記載する)などのポリマーを例示することができる。PVDF膜にポーリング処理(例えば、50℃程度の環境下で電圧を印可する処理)を施すと、PVDF膜は、電圧の印可方向に分極する。これにより、圧電特性を備えた有機圧電膜20が得られる。なお、ポーリング処理の詳細については後述する。
電極層EL1およびEL2は、有機圧電膜20を駆動するための電圧を印加するための複数の電極が配置される導電層である。本実施の形態では、電極層EL1と電極層EL2との間に有機圧電膜20が配置される。言い換えれば、電極層EL1は、有機圧電膜20を介して電極層EL2と対向している。このように、電極層EL1が、有機圧電膜20を介して電極層EL2と対向する場合、電極層EL1と電極層EL2との間に電圧を印加することにより、有機圧電膜20の厚さ方向に電圧を印加することができる。詳細は後述するが、触覚装置TD1の場合、電極層EL1には、複数のセルPX(図1参照)のそれぞれに、複数個ずつ配置される駆動電極12(図7参照)が形成される。また、電極層EL1には、複数のセルPXに跨って配置される共通電極11(図7参照)が形成される。
駆動回路層DRCLは、電極層EL1に形成された駆動電極に駆動電位を供給するためのスイッチとしてのトランジスタと、トランジスタを介して駆動電極に電位を供給する複数の配線と、を備える。本実施の形態では、スイッチとして、基板10の前面10f側に半導体層を堆積させることにより形成される、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)を用いる。電極層EL1に形成される複数の駆動電極のそれぞれには、2個トランジスタが接続される。駆動回路の構成例については後述する。
電極層EL2は、カバー部材30に覆われる。カバー部材30は、有機圧電膜20や電極層EL2を保護する保護膜である。カバー部材30は、例えば基板10と同じ材料、あるいは基板10とは異なる材料で形成されている。ただし、カバー部材30を設ける場合、使用者は、カバー部材30を介して有機圧電膜20の動作を知覚する。したがって、カバー部材30は、有機圧電膜20の動作、および有機圧電膜20からの振動の伝達を阻害し難いものであることが好ましい。
また、図3に示すように、触覚装置TD1は、基板10に接続される配線基板CB1を有する。配線基板CB1は、駆動回路層DRCLに形成される複数のトランジスタ、電極層EL1に形成される複数の駆動電極、および電極層EL2に形成される共通電極に接続される。配線基板CB1には、例えば、電源回路や、有機圧電膜20の駆動を制御する制御回路などが形成されている。
なお、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例として、カバー部材30や筐体40を有していない触覚装置に以下で説明する技術を適用する場合がある。また、配線基板CB1に形成された各種の回路を基板10上に形成する場合がある。この変形例では、配線基板CB1が基板10に接続されない場合がある。
<駆動方式の詳細>
次に、図2に示す触覚装置TD1が備える電極のレイアウトおよび有機圧電膜20の駆動方法の詳細について説明する。図4および図5のそれぞれは、互いに隣り合う複数のセルに配置される振動子のそれぞれに印加される電圧の大きさと、振動発生源から振動が知覚される焦点までの距離との関係を模式的に示す説明図である。図4および図5の上段に示す図は、隣り合って配列される複数の振動子のそれぞれに印加される電圧の大きさを棒グラフとして示し、下段に示す図は、各振動子からの振動の伝搬の様子を模式的に示している。また、図4は、振動発生源から振動が知覚される焦点までの距離(以下、焦点距離と記載する)が短い場合の駆動方法の例を示す。図5は、焦点距離が長い場合の駆動方法の例を示している。
次に、図2に示す触覚装置TD1が備える電極のレイアウトおよび有機圧電膜20の駆動方法の詳細について説明する。図4および図5のそれぞれは、互いに隣り合う複数のセルに配置される振動子のそれぞれに印加される電圧の大きさと、振動発生源から振動が知覚される焦点までの距離との関係を模式的に示す説明図である。図4および図5の上段に示す図は、隣り合って配列される複数の振動子のそれぞれに印加される電圧の大きさを棒グラフとして示し、下段に示す図は、各振動子からの振動の伝搬の様子を模式的に示している。また、図4は、振動発生源から振動が知覚される焦点までの距離(以下、焦点距離と記載する)が短い場合の駆動方法の例を示す。図5は、焦点距離が長い場合の駆動方法の例を示している。
なお、複数のセルPXには、後述する図10や図12に示すように、断続的に繰り返すパルス波形を備えるパルス電圧が印加される。図4および図5の上段の棒グラフでは、パルス電圧の最大値を示している。また、セルPXに周期的なパルス電圧が印加される場合、パルス電圧の位相(遅延時間)が焦点距離に影響を与える。以下では、理解のし易さのため、複数のセルPXのそれぞれに対して、同じ周波数のパルス電圧を同じ位相(遅延時間)で印加した場合について説明する。以下の説明において、特にパルス電圧の位相または遅延時間が異なっていることを記載していない場合には、同じ周波数のパルス電圧を同じ位相(遅延時間)で印加することを前提とした説明である。上記したパルス電圧は、各セルPXに配置される駆動電極に印加される。駆動電極に印加されるパルス電圧は、図3に示す有機圧電膜20を駆動する駆動信号に相当するので、以下では、駆動電極に印加されるパルス電圧のことを、駆動信号と記載する。
本実施の形態の触覚装置TD1は、図2に示すセルPXのそれぞれを、独立して駆動することができるように構成されている。複数のセルPXのそれぞれは、互いに同じ、あるいは互いに異なる振動エネルギーの振動を発生させる振動子に相当する。図4に示すように、隣り合って配列される複数の振動子(図4に示すセルPX1〜PX4)のそれぞれに、同じ電圧の駆動信号が、同じタイミングで印加される場合、複数の振動子(セルPX)が配列される面から垂直方向に伝搬する。この場合、広い面積にほぼ均等に振動を伝搬することができる。図4に示す駆動方式の場合、焦点距離が短く、かつ焦点の範囲が広い。このような駆動方式により伝搬される振動は、図1に示すメルケル盤2やマイスナー小体3により知覚される振動を伝搬させる方法として適している。
図5に示す駆動方法の例では、隣り合って配列される複数の振動子のそれぞれに、互いに異なる電圧の駆動信号が印加される。詳しくは、図5に示す複数の振動子のうち、セルPX1に配置される振動子に印加される駆動信号の最大値は最も小さい、セルPX1と隣り合う複数のセルPX2に配置される振動子に印加される駆動信号の最大値が次に小さい。以下、セルPX2の外側の隣にある複数のセルPX3、セルPX3の外側の隣にある複数のセルPX4の順に、セルPX1からの距離が遠くなるにしたがって、振動子に印加される駆動信号の最大値が順に大きくなる。このような駆動方式の場合、各振動子の振動自体は、複数の振動子が配列される面から垂直方向に伝搬する。ただし、隣り合う振動子に印加される駆動信号の最大値が異なるので、伝搬された振動(超音波振動)が増幅される位置がある。このため、図5に示す駆動方式の場合、各振動子に印加される駆動信号の最大値の比率を調整することにより、焦点距離を長くすることが可能である。また、焦点の範囲は、図4に示す例として狭い。したがって、図5に示す駆動方式により伝搬される振動は、図1に示すパチニ小体5により知覚される振動を伝搬させる方法として適している。
また、図1に例示する使用者の体内を振動が伝搬する時、伝搬距離が長くなる程、振動の強さが減衰する。したがって、振動の減衰を考慮すると、焦点距離が長い場合、焦点距離が短い場合とを比較すると、初期に発生させる振動の強さが強いことが好ましい。以下では、本実施の形態の触覚装置TD1が備える振動子の詳細な構造と、様々な焦点距離の振動を発生させる駆動方法について説明する。
図6は、図2に示す複数のセルのうちの一部を拡大して示す拡大平面図である。図7は、図6のA−A線に沿った拡大断面図である。図8は、図6に示す複数のセルのうちの一つを駆動する駆動回路の構成例を示す回路ブロック図である。
図3に示す基板10の前面10fは、平面視において、複数のセルPX(図2参照)に区画され、かつ、有機圧電膜20は、複数のセルPXに跨って配置される。言い換えれば、有機圧電膜20は複数の振動子に相当する複数のセルPXに区画される。触覚装置TD1が備える複数の電極は、共通電極11と、複数の駆動電極12とを含む。共通電極11は、平面視において、複数のセルPXに跨って配置され、後述する圧電駆動期間に、基準電位が供給される。複数の駆動電極12のそれぞれは、平面視において、複数のセルPXのそれぞれと重なる位置に配置される。
共通電極11と、複数の駆動電極12とは、有機圧電膜20を介して互いに対向する。言い換えれば、有機圧電膜20は、共通電極11と駆動電極12との間に挟まれている。この構造の場合、有機圧電膜20の厚さ方向に電圧が印加される。また、図6に示すように、触覚装置TD1の複数のセルPXのそれぞれは、複数の駆動電極12を備えている。例えば、図6に示す例では、セルPX1、およびPX2のそれぞれは、駆動電極12A、12B、および12Cが配置されている。駆動電極12A、12B、および12Cのそれぞれは互いに分離されている。言い換えれば、複数の駆動電極12は、駆動電極12Aと、駆動電極12Aと電気的に分離され、かつ、駆動電極12Aと同じセルに重なる位置に配置される駆動電極12Bと、駆動電極12Aおよび12Bと電気的に分離され、かつ、駆動電極12Aおよび12Bと同じセルに重なる位置に配置される駆動電極12Cと、を含む。このように一つのセルPXに複数の駆動電極12が配置される構造では、複数のセルPXのそれぞれに印加される電圧を細かく設定することが可能である。
図8に示すように、複数の駆動電極12のうち、駆動電極12Aは、駆動回路DR1に接続される。駆動電極12Bは、駆動回路DR2に接続される。駆動電極12Cは、駆動回路DR3に接続される。駆動回路DR1、DR2およびDR3のそれぞれは、スイッチング素子であるトランジスタを用いて、直流電力をパルス電力に変換する電力変換回路である。駆動回路DR1、DR2、およびDR3のそれぞれは、二つのトランジスタを備える。駆動回路DR1は、トランジスタTr1およびTr2を備える。駆動回路DR2は、トランジスタTr3およびTr4を備える。駆動回路DR3は、トランジスタTr5およびTr6を備える。
図7に示すように、駆動回路層DRCLにおいて、トランジスタTr1およびTr2は、駆動電極12Aと重なる位置に配置される。駆動回路層DRCLにおいて、トランジスタTr3およびTr4は、駆動電極12Bと重なる位置に配置される。また、図7とは異なる断面に位置するため、図示されていないが、図6に示す駆動電極12Cと重なる位置には、駆動電極12Cに接続されるトランジスタTr5およびTr6(図8参照)が配置される。図7では、トランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、およびTr6の位置を簡易的に示しているが、トランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、およびTr6のそれぞれは、基板10の前面10f側に形成される薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタは、基板10の前面10f側に半導体層および導体層を積層することにより形成される。半導体層は、半導体層のソース領域、ドレイン領域、およびソース領域とドレイン領域の間に位置するチャネル領域を含む。導体層は、チャネル領域と重なる位置にゲート絶縁膜を介して配置されるゲートを含む。図8に示す例では、薄膜トランジスタの一例として、nチャネル型のトランジスタを用いる例を示している。ただし、トランジスタの導電型はn型には限定されず、p型の場合もある。p型トランジスタを用いる場合、トランジスタのソースとドレインの位置が図8に示すゲートを中心として互いに反対側になる。
図8に示す駆動回路DR1、DR2およびDR3のそれぞれは、相対的に高い電位に接続されるハイサイドスイッチと、相対的に低い電位に接続されるロウサイドスイッチと、が直列接続された回路構造を備える。図8に示す例では、トランジスタTr1、Tr3、およびTr5のそれぞれがハイサイドスイッチに相当し、トランジスタTr2、Tr4、およびTr6のそれぞれがロウサイドスイッチに相当する。このハイサイドスイッチとロウサイドスイッチとは、対になってオン−オフ動作する。一対のハイサイドスイッチおよびロウサイドスイッチのうち、一方のスイッチがオン状態の時には、他方のスイッチはオフ状態になる。一対のハイサイドスイッチおよびロウサイドスイッチがオン−オフ動作(以下、スイッチング動作と記載する)を行うことにより、駆動回路DR1、DR2、およびDR3のそれぞれからパルス電力が出力される。トランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、およびTr6のそれぞれのオンオフ動作は、制御回路CMDから各トランジスタのゲートに入力されるゲート信号により制御される。
ハイサイドスイッチであるトランジスタTr1、Tr3、およびTr5のそれぞれのソースは、ロウサイド端子LTよりも高い電位が供給されるハイサイド端子HTに接続される。ハイサイド端子HTには、例えば100V(ボルト)の電位が供給される。一方、ロウサイドスイッチであるトランジスタTr2、Tr4、およびTr6のそれぞれは、ハイサイド端子HTよりも低い電位が供給されるロウサイド端子LTに接続される。ロウサイド端子LTは、接地されており、例えば接地電位(グランド電位)が供給される。
駆動電極12A、12B、および12Cのそれぞれは、直列接続されたハイサイドスイッチとロウサイドスイッチの間に接続され、共通電極11は、ロウサイド端子LTに接続される。ハイサイドスイッチがオンされ、ロウサイドスイッチがオフになっている時、ハイサイドスイッチとロウサイドスイッチの間は、ハイサイド端子HTの電位(例えば100V)とロウサイド端子LTの電位(例えば0V)の中間電位になる。駆動電極12に供給される電位は、ハイサイドスイッチのソース−ドレイン間の抵抗値に応じて、規定される。例えば、本実施の形態の例では、ハイサイドスイッチがオンの時、駆動電極12Aには90Vが供給され、駆動電極12Bには50Vが供給され、駆動電極12Cには33Vが供給される。後述するように、駆動電極12A,12B、および12Cのそれぞれには、パルス電位の駆動信号が供給される。上記した90V、50V、および33Vの電圧は、それぞれ各駆動信号の最大電圧(振幅)に相当する。
一方、ロウサイドスイッチがオンされ、ハイサイドスイッチがオフになった時、ハイサイドスイッチとロウサイドスイッチとの間に残った電荷が引き抜かれるが、駆動電極12と共通電極11との間には、殆ど電流が流れない。このため、駆動電極12と共通電極11との間には電圧が印加されない。
上記の通り、ハイサイドスイッチがオンの時には、駆動電極12に所定(例えば90V、50Vまたは33V)の電位が供給され、ハイサイドスイッチがオフの時には、駆動電極12と共通電極11との間に電圧が印加されない。したがって、ハイサイドスイッチとロウサイドスイッチとを繰り返しオンオフ動作させることにより、駆動電極12と共通電極11との間の有機圧電膜20に、駆動信号を印加することができる。有機圧電膜20は、印加される電圧の変化に伴ってその形状が変化する圧電効果を備えた機能性膜である。例えば、有機圧電膜20は、電圧が印加されると、その電圧の印加方向に収縮する。電圧印加状態から電圧がオフになると、元の形状に戻るように膨張する。したがって、有機圧電膜20に駆動信号を印加すると、有機圧電膜20は、駆動信号の波形に倣って、振動を発生させる。
また、有機圧電膜20の変形の程度および振動の強さは、印加される電圧に比例する。すなわち、駆動信号の振幅が大きい場合、有機圧電膜20は大きく変形し、強い振動が発生する。駆動信号の振幅が小さい場合、有機圧電膜20の変形は小さく、相対的に弱い振動が発生する。したがって、本実施の形態のように、有機圧電膜20に印加される電圧値のバリエーションを増やすことにより発生する振動の強さのバリエーションを増やすことができる。また、本実施の形態では、図6に示す複数のセルPXのそれぞれに印加される駆動信号の位相は、同じ位相であるが、変形例として、各セルに、互いに異なる位相の駆動信号を印加することもできる。
次に、図9〜図12を用いて、短い焦点距離に位置する触覚受容器の狙った駆動方式の一例と、長い焦点距離に位置する触覚受容器の狙った駆動方式の一例と、をそれぞれ説明する。図9は、触覚装置が備える複数のセルにおいて、駆動信号が供給される駆動電極の一例を示す拡大平面図である。図10は、図9に示す駆動方式において、各セルに印加される駆動信号の波形の一例を示す説明図である。図11は、触覚装置が備える複数のセルにおいて、駆動信号が供給される駆動電極の図9とは別の一例を示す拡大平面図である。図12は、図11に示す駆動方式において、各セルに印加される駆動信号の波形の一例を示す説明図である。図9および図10に示す駆動方法は、長い焦点距離に位置する触覚受容器の狙った駆動方式の一例であり、図11および図12に示す駆動方法は、短い焦点距離に位置する触覚受容器の狙った駆動方式の一例である。図9および図11は、図7に示す電極層EL1の拡大平面図であるが、駆動信号が印加される駆動電極12を識別し易くするため、駆動信号が印加される駆動電極12にハッチングを付している。
図9および図10に示す焦点距離が長い振動を生成する駆動方式では、複数のセルPXに互いに異なる電圧の駆動信号が印加される。図9に示す例では、複数のセル(振動子)PXは、セル(第1振動子)PX1、セル(第2振動子)PX3、およびセルPX1とセルPX3との間に位置するセル(第3振動子)PX2を有する。有機圧電膜20(図7参照)を駆動する複数の圧電駆動期間のうち、圧電駆動期間DP1(図10参照)には、以下のように駆動信号が印加される。すなわち、セルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれの駆動電極12Aに駆動信号DS1が印加される。セルPX2、およびPX3のそれぞれの駆動電極12Bには駆動信号DS1より電位が低い駆動信号DS2が印加される。セルPX3の駆動電極12Cには駆動信号DS1より電位が低い駆動信号DS3が印加される。セルPX1の駆動電極12Bには駆動信号DS2が印加されない。セルPX1およびPX2のそれぞれの駆動電極12Cには駆動信号DS3が印加されない。
図9および図10に示す駆動方法の場合、図5を用いて説明した駆動方式と同様に、複数のセルPXのそれぞれで生成される振動の強さを制御することができる。詳しくは、図9に示す複数のセルPXのうち、セルPX1では、駆動電極12Bおよび12Cに駆動信号が印加されない。このため、セルPX1で生成される振動は、周囲のセルPX2およびPX3において生成される振動と比較して弱い(小さい)。また、セルPX1と隣り合う複数のセルPX2のそれぞれで生成される振動は、セルPX1で生成される振動より強く(大きく)、かつ、セルPX3で生成される振動より弱い(小さい)。また、セルPX2の外側の隣にある複数のセルPX3のそれぞれで生成される振動は、セルPX1およびセルPX2で生成される振動より強い(大きい)。このように、セルPX1からの距離が遠くなるにしたがって、生成される振動が強く(大きく)なるように制御されている場合、振動の発生源から離れた位置に、伝搬された振動(超音波振動)が増幅される焦点を形成することができる。
また、図9および図10に示す駆動方法では、セルPX1に配置される3つの駆動電極12A、12B、および12Cのうち、最大電圧(振幅)が最も大きい駆動信号DS1(図10参照)が印加される駆動電極12Aにより有機圧電膜20(図7参照)が駆動される。この場合、セルPX1で生成される振動は、周囲のセルPXで生成される振動と比較すると相対的に弱いが、駆動電極12Aにパルス電圧を印加しない場合と比較すると強い振動が得られる。したがって、セルPX1、PX2およびPX3で生成される振動は、全体として強いので、伝搬中に減衰したとしても、図1に示す皮膚表面SSから遠い位置にあるパチニ小体5などの受容器に振動刺激を伝搬することができる。
図11および図12に示す焦点距離が短い振動を生成する駆動方式では、複数のセルPXに互いに同じ電圧の駆動信号が印加される。図11に示す例では、複数のセル(振動子)PXは、セル(第1振動子)PX1、セル(第2振動子)PX3、およびセルPX1とセルPX3との間に位置するセル(第3振動子)PX2を有する。有機圧電膜20(図7参照)を駆動する複数の圧電駆動期間のうち、圧電駆動期間DP2(図12参照)には、以下のように駆動信号が印加される。すなわち、セルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれの駆動電極12Aには駆動信号DS1(図10参照)が印加されない。また、セルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれの駆動電極12Bには駆動信号DS2(図10参照)が印加されない。また、セルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれの駆動電極12Cには駆動信号DS3(図12参照)が印加される。
図11および図12に示す駆動方法の場合、図4を用いて説明した駆動方式と同様に、複数のセルPXのそれぞれで生成される振動の強さが一様になるように制御することができる。詳しくは、図11に示す複数のセルPXのうち、セルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれでは、駆動電極12Cに駆動信号DS3が印加され、駆動電極12Aおよび12Bには駆動信号が印加されない。この場合、広い面積にほぼ均等に振動を伝搬することができる。
また、図11および図12に示す駆動方法では、セルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれに配置される3つの駆動電極12A、12B、および12Cのうち、最大電圧(振幅)が最も小さい駆動信号DS3(図12参照)が印加される駆動電極12Cにより有機圧電膜20(図7参照)が駆動される。この場合、複数のセルPXのそれぞれで生成される振動は、図9を用いて説明した駆動方式において、セルPX1で生成される振動よりも弱い(小さい)。このように、弱い振動を広範囲で一様に発生させることにより、図1に示すメルケル盤2やマイスナー小体3を効果的に刺激することができる。
また、本実施の形態の例では、複数のセルPXのそれぞれに配置される駆動電極12A、12B、および12Cのそれぞれの平面視における面積は、互いに異なる。図9に示す例では、平面視において、駆動電極12Aの面積は、駆動電極12Bの面積、および駆動電極12Cの面積より大きい。また、駆動電極12Bの面積は、駆動電極12Cの面積より大きい。駆動電極12A、12B、および12Cのそれぞれの面積は、印加される信号の最大電圧(振幅)の値に比例して大きくなっている。このように、印加される電圧の最大値に比例して駆動電極12の面積が大きくなっている場合、駆動電極12のインピーダンスを低減できるので、有機圧電膜20(図7参照)を駆動する電力のロスを低減できる。
<有機圧電素子の分極>
次に、図7に示す有機圧電膜20の圧電特性について説明する。図13は、図7に示す有機圧電膜の分極状態を模式的に示した拡大断面図である。また、図14および図15は、図13に対する変形例を示す拡大断面図である。
次に、図7に示す有機圧電膜20の圧電特性について説明する。図13は、図7に示す有機圧電膜の分極状態を模式的に示した拡大断面図である。また、図14および図15は、図13に対する変形例を示す拡大断面図である。
図13に示す有機圧電膜20は、高分子材料膜にポーリング処理(分極処理)を施すことにより形成される。ポーリング処理は、高分子材料膜に外部から電界を印加して、高分子材料膜を電気的に分極させる処理である。図13に模式的に示すように、ポーリング処理後の有機圧電膜20は、電気双極子を有するモノマーの鎖が、複数の駆動電極12の配列方向に沿って配列される。ポーリング処理に必要な電界は、複数の駆動電極12および共通電極11を用いて印加することができる。
複数の駆動電極12および共通電極11を用いたポーリング処理では、図13に示す複数の駆動電極12のそれぞれに、例えば50〜100V程度の電位を印加し、共通電極11に接地電位(0V)を印加する。図13に示すように、セルPX1の駆動電極12AとセルPX2の駆動電極12Bとの離間距離が小さい場合には、有機圧電膜20はほぼ一様に電気双極子を有するモノマーが配列される。図8を用いて説明したように、駆動回路DR1、DR3、およびDR3のそれぞれが、直列接続されたハイサイドスイッチおよびロウサイドスイッチを備えている場合、ハイサイドスイッチのゲート−ソース間の電圧を制御することにより、有機圧電膜20に任意の電圧を印加することができる。
また、図14に示す触覚装置TD2は、互いに隣り合うセルPX1およびPX2の間に有機圧電膜20が分極していない領域23を備えている点で、図13に示す触覚装置TD1と相違する。詳しくは、触覚装置TD2は、セルPX1およびセルPX2を有する。有機圧電膜20は、セルPX1の複数の駆動電極12と重なる領域21と、セルPX2の複数の駆動電極12と重なる領域22と、領域21と領域22との間にある領域23と、を備える。領域21および領域22のそれぞれにおいて、有機圧電膜20は、有機圧電膜20の厚さ方向に分極し、領域23において、有機圧電膜20は、分極しない。言い換えれば、触覚装置TD2の有機圧電膜20は、セルPX毎に分割された電気双極子を備え、各セルPXの間には、分極されない部分が存在する。
触覚装置TD2の場合、セルPX1とセルPX2との間の領域23は、有機圧電膜20が分極していないので、セルPX1またはセルPX2に電圧を印加しても、領域23の有機圧電膜20は振動し難い。このため、例えばセルPX2の有機圧電膜20は、隣のセルPX1で発生した振動の影響を受け難い。
また、触覚装置TD2は、電極層EL1における電極のレイアウトが図13に示す触覚装置TD1と相違する。触覚装置TD2の場合、電極層EL1において、セルPX1の複数の駆動電極12と、セルPX2の複数の駆動電極12との間には、電極13が配置されている。電極13は、複数の駆動電極12とは電気的に分離された電極である。図14では、駆動電極12Aと駆動電極12Bとの間に電極13が配置されるが、電極13は平面視において、複数のセルPXのそれぞれの周囲を囲むように配置されている。触覚装置TD2の場合、ポーリング処理を行う工程において、複数の駆動電極12のそれぞれには、例えば50〜100V程度の電位を印加し、共通電極11および電極13に接地電位(0V)を印加する。これにより、領域23では、有機圧電膜20が分極し難い状態になり、図14に示すような分極構造が得られる。
また、図15に示す触覚装置TD3は、互いに隣り合うセルPX1およびPX2の間に有機圧電膜20が各セルPXと反対の極性を持つように分極している領域23を備えている点で、図13に示す触覚装置TD1と相違する。詳しくは、触覚装置TD3は、セルPX1およびセルPX2を有する。有機圧電膜20は、セルPX1の複数の駆動電極12と重なる領域21と、セルPX2の複数の駆動電極12と重なる領域22と、領域21と領域22との間にある領域23と、を備える。領域21および領域22のそれぞれにおいて、有機圧電膜20は、有機圧電膜20の厚さ方向に分極し、領域23において、有機圧電膜20は、領域21および領域22における分極の極性とは反対極性に分極する。
触覚装置TD3の場合、セルPX1とセルPX2との間の領域23は、有機圧電膜20が各セルPXとは反対極性に分極しているので、セルPX1またはセルPX2に電圧を印加しても、領域23の有機圧電膜20は更に振動し難い。このため、例えばセルPX2の有機圧電膜20は、隣のセルPX1で発生した振動の影響を受け難い。
また、触覚装置TD3の電極層EL1の電極レイアウトは、図14に示す触覚装置TD2の電極層EL1の電極レイアウトと同様である。触覚装置TD3の場合、ポーリング処理を行う工程において、複数の駆動電極12のそれぞれには、例えば50〜100V程度の電位を印加し、共通電極11に接地電位(0V)を印加する。また、電極13には、−10〜30V程度の電位を印加する。これにより、領域23では、有機圧電膜20が領域21および22とは反対極性に分極し易い状態になり、図15に示すような分極構造が得られる。
図14に示す触覚装置TD2および図15に示す触覚装置TD3では、電極13が電極層EL1に配置される例を説明したが、電極13は、複数の駆動電極12とは別の層(例えば、図7に示す電極層EL1と駆動回路層DRCLとの間の層)に配置される場合もある。この場合、電極層EL1に配置される複数の駆動電極12のうちの一部分と、電極層EL1とは異なる層に配置される電極13の一部分とが厚さ方向に置いて重なっていてもよい。
また、図14に示す触覚装置TD2および図15に示す触覚装置TD3では、隣り合うセルPXの間に電極13を配置する実施形態を用いて説明したが、変形例として、複数の駆動電極12のそれぞれの間に、電極13が配置されている場合がある。この場合、複数の駆動電極12のそれぞれと共通電極11との間に挟まれた、副セルのそれぞれが、互いに独立して振動する副振動素子となる。例えば、図6に示すセルPX1の駆動電極12A、12B、および12Cの間に、分極されない、あるいは反対極性に分極する領域が存在する場合において、駆動電極12Aのみに駆動信号が印加され、駆動電極12Bおよび12Cに駆動信号が印加されなければ、駆動電極12Aと重なる副セルのみが振動子、駆動電極12Bおよび12Cと対向する副セルは振動し難い。図14に示す触覚装置TD2および図15に示す触覚装置TD3は、上記した相違点を除き、図13に示す触覚装置TD1と同様である。このため重複する説明は省略する。
また、図6に示す触覚装置は、複数のセルPXのそれぞれに、平面積の異なる駆動電極12A、12B、および12Cが配置される実施態様を例示的に取り上げて説明した。しかし、複数のセルPXに含まれる駆動電極12の数や形状、あるいはレイアウトには、種々の変形例がある。例えば、複数のセルPXに含まれる駆動電極12の数が、少なくとも2個以上あれば、互いに隣り合うセルPXにおいて異なる強さの振動を発生させることができる。また、複数のセルPXに含まれる駆動電極12の数が、4個以上であれば、更に細かく振動の強さを制御することができる。
また、図10に示す例では、セルPX1に駆動信号DS1を印加し、セルPX2に駆動信号DS1およびDS2を印加し、セルPX3に駆動信号DS1、DS3、およびDS3を印加する例を説明した。ただし、駆動信号の印加方法のバリエーションとして、駆動信号DS1およびDS3を印加し、駆動信号DS2を印加しない方法もある。このバリエーションを組み合わせれば、振動の強さを更に細かく制御することができる。
また、図10および図12を用いて説明した駆動方法の例では、セルPX1、PX2、およびPX3に印加される駆動信号の遅延時間(位相)が全て同じである場合を取り上げて説明した。ただし、駆動方法の変形例として、図16に示すように、複数のセルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれに互いに異なる遅延時間で駆動信号を印加する場合がある。図16は、図10に対する変形例を示す説明図である。図16に示す駆動方法の場合、セルPX1の駆動電極12Aに駆動信号DS1が印加されるまでの遅延時間は、セルPX2およびPX3の駆動電極12Aに駆動信号DS1が印加されるまでの遅延時間より長い。また、セルPX3の駆動電極12Aに駆動信号DS1が印加されるまでの遅延時間は、セルPX1およびPX2の駆動電極12Aに駆動信号DS1が印加されるまでの遅延時間より短い。このように、複数のセルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれに駆動信号を印加するタイミングが互いに異なっている場合、振動が伝搬するタイミングが変化する。
図9および図10を用いて説明したように、複数のセルPXのそれぞれに配置される複数の駆動電極12A、12B、および12Cに対する駆動信号の印加の有無に加え、上記したように、駆動信号を印加するタイミングを制御することにより、振動の強さを更に細かく制御することができる。一方、図10に示すように、複数のセルPX1、PX2、およびPX3のそれぞれに駆動信号を印加するタイミングが一致する場合(言い換えれば遅延時間が等しい場合)には、制御が単純化される。
また、図7に示す例では、複数の駆動電極のそれぞれと共通電極とが有機圧電膜20を介して互いに対向している実施態様を取り上げて説明した。しかし、触覚装置TD1の厚さ方向における電極のレイアウトには種々の変形例がある。例えば、共通電極と複数の駆動電極のそれぞれとが有機圧電膜20を介さずに互いに対向するように配置され、駆動電極を覆うように有機圧電膜20が配置されていてもよい。ただし、有機圧電膜20の厚さ方向に電圧を印加した方が、有機圧電膜20の振動方向を制御し易い。
以上、代表的な実施の形態および変形例について、図面を用いて説明したが、上記した技術は、さらに様々な変形例に適用可能である。例えば、上記した複数の変形例を互いに組み合わせて適用してもよい。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、触覚装置に利用可能である。
2 メルケル盤
3 マイスナー小体
4 ルフィニ小体
5 パチニ小体
10 基板
10b 背面
10f 前面
11 共通電極
12,12A,12B,12C 駆動電極
13 電極
20 有機圧電膜
21,22,23 領域
30 カバー部材
40 筐体
CB1 配線基板
CMD 制御回路
DP1,DP2 圧電駆動期間(圧電駆動期間)
DR1,DR2,DR3 駆動回路
DRCL 駆動回路層
DS1,DS2,DS3 駆動信号
EL1,EL2 電極層
HT ハイサイド端子
LT ロウサイド端子
PX,PX1,PX2,PX3,PX4 セル(振動子)
SS 皮膚表面
TD1,TD2,TD3 触覚装置
Tr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6 トランジスタ
3 マイスナー小体
4 ルフィニ小体
5 パチニ小体
10 基板
10b 背面
10f 前面
11 共通電極
12,12A,12B,12C 駆動電極
13 電極
20 有機圧電膜
21,22,23 領域
30 カバー部材
40 筐体
CB1 配線基板
CMD 制御回路
DP1,DP2 圧電駆動期間(圧電駆動期間)
DR1,DR2,DR3 駆動回路
DRCL 駆動回路層
DS1,DS2,DS3 駆動信号
EL1,EL2 電極層
HT ハイサイド端子
LT ロウサイド端子
PX,PX1,PX2,PX3,PX4 セル(振動子)
SS 皮膚表面
TD1,TD2,TD3 触覚装置
Tr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6 トランジスタ
Claims (10)
- 第1面を備える基板と、
前記基板の前記第1面側に配置され、圧電特性を備える有機圧電膜と、
前記基板の前記第1面側に配置される複数の電極と、
前記基板と、前記有機圧電膜との間に配置され、前記有機圧電膜を駆動する圧電駆動期間に、前記有機圧電膜に駆動電圧を印加する複数の駆動回路と、
を有し、
平面視において、前記有機圧電膜は、複数のセルに区画され、
前記複数の電極は、
平面視において、前記複数のセルに跨って配置され、前記圧電駆動期間に基準電位が供給される共通電極と、
平面視において、前記複数のセルのそれぞれに配置される複数の駆動電極と、
を有し、
前記複数の駆動回路は、
前記圧電駆動期間に第1駆動信号を供給可能な第1駆動回路と、
前記圧電駆動期間に第1駆動信号と異なる第2駆動信号を供給可能な第2駆動回路と、
を含み、
前記複数の駆動電極は、
前記第1駆動回路に接続される第1駆動電極と、
前記第1駆動電極と電気的に分離され、かつ、前記第2駆動回路に接続される第2駆動電極と、
を含み、
前記複数のセルのそれぞれには、前記第1駆動電極および前記第2駆動電極が配置される、触覚装置。 - 請求項1において、
前記第1駆動信号の最大電圧は、前記第2駆動信号の最大電圧と異なる、触覚装置。 - 請求項2において、
平面視において、前記第1駆動電極の面積は、前記第2駆動電極の面積と異なる、触覚装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記第1駆動回路および前記第2駆動回路のそれぞれは、薄膜トランジスタを含む、触覚装置。 - 請求項4において、
前記第1駆動回路および前記第2駆動回路のそれぞれは、
基準電位より高い第1電位が供給される電源線に接続されるハイサイドトランジスタと、
前記基準電位が供給される基準電位線に接続され、かつ、前記ハイサイドトランジスタと直列に接続されるロウサイドトランジスタと、
を含み、
前記第1駆動電極および前記第2駆動電極のそれぞれは、前記ハイサイドトランジスタと前記ロウサイドトランジスタとの間に接続される、触覚装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記複数のセルは、第1セル、第2セル、および前記第1セルと前記第2セルとの間に位置する第3セルを有し、
前記複数の駆動回路は、前記圧電駆動期間に、前記第1駆動信号および前記第2駆動信号のそれぞれより電位が低い第3駆動信号を供給可能な第3駆動回路を含み、
前記複数の駆動電極は、前記第1および第2駆動電極と電気的に分離され、かつ、前記第1および第2駆動電極と同じセルに配置され、前記第3駆動回路に接続される第3駆動電極を含み、
前記有機圧電膜を駆動する複数の前記圧電駆動期間のうち、第1圧電駆動期間には、
前記第1、第2、および第3セルのそれぞれの前記第1駆動電極に前記第1駆動信号が印加され、
前記第2および第3セルのそれぞれの前記第2駆動電極に前記第1駆動信号より電位が低い前記第2駆動信号が印加され、
前記第2セルの第3駆動電極に前記第1駆動信号より電位が低い第3駆動信号が印加され、
前記第1セルの前記第2駆動電極には前記第2駆動信号が印加されず、
前記第1および第3セルのそれぞれの前記第3駆動電極には前記第3駆動信号が印加されない、触覚装置。 - 請求項6において、
前記複数の圧電駆動期間のうち、第2圧電駆動期間には、
前記第1、第2および第3セルのそれぞれの前記第1駆動電極には前記第1駆動信号が印加されず、
前記第1、第2および第3セルのそれぞれの前記第2駆動電極には前記第2駆動信号が印加されず、
前記第1、第2および第3セルのそれぞれの前記第3駆動電極には前記第3駆動信号が印加される、触覚装置。 - 請求項1において、
前記共通電極は、前記複数の駆動電極のそれぞれと、前記有機圧電膜を介して対向するように配置される、触覚装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記複数のセルは、第1セル、および第2セルを有し、
前記有機圧電膜は、
前記第1セルの前記複数の駆動電極と重なる第1領域と、
前記第2セルの前記複数の駆動電極と重なる第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域との間にある第3領域と、
を備え、
前記第1領域および前記第2領域のそれぞれにおいて、前記有機圧電膜は、前記有機圧電膜の厚さ方向に分極し、
前記第3領域において、前記有機圧電膜は、分極しない、触覚装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記有機圧電膜は、
前記第1駆動電極と対向する第1領域と、
前記第2駆動電極と対向する第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域との間にある第3領域と、
を備え、
前記第1領域および前記第2領域のそれぞれにおいて、前記有機圧電膜は、前記有機圧電膜の厚さ方向に分極し、
前記第3領域において、前記有機圧電膜は、前記第1領域および前記第2領域における分極の極性とは反対極性に分極する、触覚装置。
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JP2019171760A JP2021047819A (ja) | 2019-09-20 | 2019-09-20 | 触覚装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023248696A1 (ja) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 富士フイルム株式会社 | 圧電フィルム、圧電素子および電気音響変換器、ならびに、圧電フィルムの製造方法 |
WO2024070094A1 (ja) * | 2022-09-26 | 2024-04-04 | 太陽誘電株式会社 | 触覚生成装置 |
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WO2011125408A1 (ja) * | 2010-04-09 | 2011-10-13 | 株式会社村田製作所 | タッチパネルおよびタッチパネルを備える入出力装置 |
JP5630119B2 (ja) * | 2010-07-26 | 2014-11-26 | 株式会社リコー | タッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法 |
WO2013080874A1 (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | 株式会社村田製作所 | 圧電トランス、圧電トランスモジュールおよびワイヤレス電力伝送システム |
EP3394909B1 (en) * | 2015-12-21 | 2021-02-17 | Koninklijke Philips N.V. | Actuator device based on an electroactive polymer |
-
2019
- 2019-09-20 JP JP2019171760A patent/JP2021047819A/ja active Pending
-
2020
- 2020-08-07 WO PCT/JP2020/030445 patent/WO2021053998A1/ja active Application Filing
-
2022
- 2022-03-17 US US17/655,242 patent/US20220203402A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023248696A1 (ja) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 富士フイルム株式会社 | 圧電フィルム、圧電素子および電気音響変換器、ならびに、圧電フィルムの製造方法 |
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