JP7153781B2 - 触覚提示用パネル、触覚提示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
図1に、実施例1に係る触覚提示装置1の概略構成を示す。触覚提示装置1は、触覚提
示用パネル2と信号電源3で構成される。触覚提示用パネル2は、信号電源3から印加される駆動信号、例えば電圧信号により駆動され、パネル表面を操作領域として使用する利用者に触覚を知覚させることができる。本実施例では、触覚提示用パネル2に対して信号電源3が外部接続された構成を想定する。もっとも、信号電源3は、触覚提示用パネル2と一体でも良い。
る1つ又は複数個の浮遊電極14と人体4との間にコンデンサが形成され、浮遊電極14に誘起されている電圧の大きさに応じた静電気力が人体4に作用する。
示し、網掛けで示す棒グラフは漏れ電流の低減化策を施した触覚提示用パネル(実施例1)についての漏れ電流I2の大きさを示す。なお、人が感知可能な電流値を、「最小感知電流」という。最小感知電流は、一般には、図7Aにおいて破線で示すように1mAとされる(「感電の基礎と過去30年間の死亡災害の統計」、独立行政法人 労働安全衛生総合研究所、2009、第14頁、1.2.1節)。
図8に、実施例2に係る触覚提示装置101の概略構成を示す。図8には、図1との対応部分に同一符号を付して示す。図8は、後述する図9のVIII-VIIIの位置における断面構成を表している。触覚提示装置101の基本構成は、実施例1に係る触覚提示装置1と同様である。相違部分は、触覚提示用パネル102を構成する駆動電極112が複数個の電極に分割されている点である。
絶縁が保たれている。
例の触覚提示装置1の漏れ電流I2は、比較例2の漏れ電流I1に比して小さくなっている。しかも、漏れ電流I2の大きさは、最小感知電流よりも格段に小さい。特に、[2]及び[3]の場合においては、比較例2に対応する漏れ電流I1が最小感知電流を超えていたのに対し、本実施例に対応する漏れ電流I2は大幅に低減され、最小感知電流を下回る結果となった。このシミュレーション結果によれば、本実施例で提案する構造を採用した触覚提示装置101を用いることにより、第2の絶縁膜15に傷が付いてその傷の内部に導電性の異物20が進入したとしても、安全な水準まで漏れ電流を低減することができ、利用者は漏れ電流を感知せずに済む。
図16に、実施例3に係る触覚提示装置201の概略構成を示す。図16には、図8との対応部分に同一符号を付して示す。触覚提示装置201の基本構成は、実施例2に係る触覚提示装置101と同様である。相違部分は、触覚提示用パネル202を構成する駆動電極212と第1の絶縁膜213とが以下の構成を有する点である。
(a)駆動電極212
駆動電極212を構成する菱形電極114A及び114Bの面積を実施例2における菱形電極114A及び114Bの面積の5分の1とする。
(b)第1の絶縁膜213
第1の絶縁膜213の膜厚D11を実施例2における第1の絶縁膜13の膜厚D1の5分の1とする。すなわち、D11はD1/5である。
て、本実施例の場合、第1の絶縁膜213を薄くできるため、触覚提示装置201の全体的な厚みも薄くできる。
図17に、実施例4に係る触覚提示装置301の概略構成を示す。図17には、図8との対応部分に同一符号を付して示す。触覚提示装置301の基本構成は、実施例2に係る触覚提示装置101と同様である。相違部分は、浮遊電極14と第2の絶縁膜15に代えて、第1の絶縁膜13の上面にアンチグレア層316を積層した触覚提示用パネル302を用いる点である。
(a)前述の実施例においては、第1の絶縁膜13の素材としてアクリル樹脂を例示したが、より強度に優れるSiO2 、SiN、ダイヤモンドライクカーボン等の透明素材を用いることもできる。その場合、駆動電極12、112と浮遊電極14は透明電極となる。勿論、触覚提示装置を透過させて文字、画像、映像その他の情報を視認する必要がない場合には、アクリル樹脂よりも強度に優れる不透明な素材を用いることもできる。強度に優れる材料を用いることにより、第1の絶縁膜13にクラックが生じ難くなる。また、第2の絶縁膜15及びコート層315にクラックが生じたとしても、そのクラックが第1の絶縁膜13まで拡がり難くなる。その結果、第1の絶縁膜13の薄膜化が可能になる。この第1の絶縁膜13の薄膜化は、実施例3における第1の絶縁膜213(図16参照)の薄膜化にも応用できる。また、膜厚が薄く済むため、成膜に長時間を要する絶縁材料の採用が可能になる。
図18に、前述の各実施例に係る触覚提示装置1、101、201、301を応用した電子機器400の外観例を示す。電子機器400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、ノートブック型パーソナルコンピュータなどである。
2、102、202、302…触覚提示用パネル
3…信号電源
4…人体
11…支持基板
12、112、212…駆動電極
13、213…第1の絶縁膜
14…浮遊電極
15…第2の絶縁膜
20…異物
112A…X電極
112B…Y電極
113…接続部
114A、114B…菱形電極
314…粒子
315…コート層
316…アンチグレア層
400…電子機器
401…タッチパネル式表示装置
403…プロセッサ
404…操作キー
Claims (11)
- 支持基板と、
前記支持基板上に1枚の平板状に設けられた駆動電極と、
前記支持基板上に設けられ、前記駆動電極を覆う第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に配置され、互いに電気的に独立した複数個の浮遊電極と、
前記複数個の浮遊電極を覆う第2の絶縁膜と
を有し、
前記浮遊電極は導体により形成され、
前記駆動電極と前記浮遊電極との間に形成されるコンデンサの静電容量のインピーダンスは、人体に流れる電流が最小感知電流より小さくなるように設定される
触覚提示用パネル。 - 請求項1に記載の触覚提示用パネルにおいて、
個々の前記浮遊電極は矩形形状であり、複数個の前記浮遊電極が前記第1の絶縁膜上に2次元アレイ状に配列されている
ことを特徴とする触覚提示用パネル。 - 請求項1又は2に記載の触覚提示用パネルにおいて、
前記浮遊電極の面積は9mm2 以下である
ことを特徴とする触覚提示用パネル。 - 請求項1に記載の触覚提示用パネルにおいて、
個々の前記浮遊電極は導電性粒子であり、複数個の前記浮遊電極は前記第2の絶縁膜により覆われている
ことを特徴とする触覚提示用パネル。 - 請求項4に記載の触覚提示用パネルにおいて、
前記第2の絶縁膜と複数個の前記浮遊電極とはアンチグレア層を構成する
ことを特徴とする触覚提示用パネル。 - 請求項1から5のいずれかに記載の触覚提示用パネルにおいて、
前記駆動電極と複数個の前記浮遊電極とはいずれも透明電極である
ことを特徴とする触覚提示用パネル。 - 請求項1から6のいずれかに記載の触覚提示用パネルにおいて、
前記第1の絶縁膜はSiO2 、SiN、ダイヤモンドライクカーボンのうちのいずれかで構成される
ことを特徴とする触覚提示用パネル。 - 請求項1から7のいずれかに記載の触覚提示用パネルにおいて、
前記第2の絶縁膜はSiO2 、SiN、ダイヤモンドライクカーボンのうちのいずれかで構成される
ことを特徴とする触覚提示用パネル。 - 請求項1から8のいずれかに記載の触覚提示用パネルと
前記駆動電極に接続され、触覚を提示するための電圧信号を前記駆動電極に供給する信号電源と
を有する触覚提示装置。 - 備えられたプロセッサによる処理結果を表示し、当該処理結果に対応する操作入力を受け付けるタッチパネル式表示装置と、
前記処理結果の表示に対応したテクスチャ感を提示する請求項9に記載の触覚提示装置と
を有する電子機器。 - 支持基板と、
前記支持基板上に設けられた複数の駆動電極と、
前記支持基板上に設けられ、前記複数の駆動電極を覆う第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に配置され、互いに電気的に独立した複数の浮遊電極と、
前記複数の浮遊電極を覆う第2の絶縁膜と、
前記複数の駆動電極に接続され、触覚を提示するために前記複数の駆動電極に電圧信号を供給する信号電源と
を有し、
前記複数の浮遊電極は、前記複数の駆動電極が存在しない層に設けられており、前記第2の絶縁膜側から平面視した場合、前記複数の駆動電極により画定される領域に収まるように配置される
ことを特徴とする触覚提示用パネル。
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