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TOUCH SENSE DEVICE

Patent code P180015179
File No. N17070
Posted date Jul 13, 2018
Application number P2018-091525
Publication number P2019-197421A
Date of filing May 10, 2018
Date of publication of application Nov 14, 2019
Inventor
  • (In Japanese)橋本 稔
  • (In Japanese)鈴木 彩
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title TOUCH SENSE DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a touch sense device which can be driven with low voltage, can be made smaller and lighter and more minute, and can make an operator feeling tactile sense precisely.
SOLUTION: A touch sense device according to the present invention is a touch sense device which has a unit element 20 having an actuator element 30 provided with an anode and a cathode at positions between which a gel sheet made of a dielectric material having a creep in a thickness direction, a power source for applying voltage between the anode and the cathode, and a control unit for controlling switching on or off the voltage applied between the anode and the cathode of the unit element, and is characterized in that the plurality of unit elements are disposed in a plane region and the control unit selects one or a plurality of the unit elements to apply voltage between the anodes and the cathodes of the selected unit elements.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、遠隔地において触感覚を実体験することを可能にするハプティクス技術が注目されている。このハプティクス技術は、利用者に力、振動、動きなどを与えることで、皮膚感覚のフィードバックを得る技術である。このハプティクス技術を使って、たとえば種々の触感を呈示することができるタッチスクリーンを構築することで、いろいろな触感を呈示させたり、タッチパネルに指先を接触したときに指先に振動を返すことで接触した感覚を感知させるといったことが可能になる。

ハプティクス技術を利用して触感を呈示する触覚デバイスとしては、変形可能な触覚テキスチャーを使用してさまざまな触覚を呈示できるようにしたもの(特許文献1)、圧電アクチュエータを使用してタッチセンサへの接触を感知させるもの(特許文献2)、近接センサを用いてタッチパネルに指が接近したことを検知してアクチュエータを駆動することで触覚感覚を生じさせるもの(特許文献3)、ピンを利用して触覚を感知させるもの(特許文献4)等が提案されている。
なお、指等に触感覚を感知させる触覚デバイスとして、従来はソレノイドや圧電素子を用いた触覚デバイスが提案されているが、近年は高分子アクチュエータを用いた触覚ディスプレイが提案されている(特許文献5、6、非特許文献1、2)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は触覚デバイスに関し、より詳細にはゲルアクチュエータを利用した触覚デバイスに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
クリープ作用を備える誘電性材料からなるゲルシートを厚さ方向に挟む配置に、陽極と陰極とが設けられたアクチュエータ素子を備えるユニット素子と、
前記陽極と陰極との間に電圧を印加する電源と、
前記ユニット素子の陽極と陰極との間に印加する電圧をON-OFF制御する制御部とを備える触覚デバイスであって、
前記ユニット素子は、平面領域内に複数配置され、前記制御部は前記複数のユニット素子のうちの一または複数を選択して当該ユニット素子の陽極と陰極との間にのみ電圧を作用させることを特徴とする触覚デバイス。

【請求項2】
 
前記制御部は、前記ユニット素子に外力が作用した際に、当該外力が作用したユニット素子の陽極と陰極との間にのみ電圧を作用させることを特徴とする請求項1記載の触覚デバイス。

【請求項3】
 
前記制御部は、前記外力が作用したユニット素子に周期的に電圧を印加して、該ユニット素子のアクチュエータ素子を厚さ方向に振動変位させることを特徴とする請求項1または2記載の触覚デバイス。

【請求項4】
 
前記ユニット素子は、前記アクチュエータ素子の一方の外面上に、凸部を備えた作用部材が設けられていることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載の触覚デバイス。

【請求項5】
 
前記ユニット素子は、ケース内に前記アクチュエータ素子が収納され、前記ケースの上蓋に前記凸部が突出入する透孔が設けられていることを特徴とする請求項4記載の触覚デバイス。

【請求項6】
 
前記ケース内における前記アクチュエータ素子の位置を調節し、前記凸部の前記上蓋からの突出量を調節する調節手段が設けられていることを特徴とする請求項5記載の触覚デバイス。

【請求項7】
 
前記アクチュエータ素子が、ゲルシートとゲルシートを厚さ方向に挟んで配置される陽極と陰極とを単位として複数層に積層して形成されていることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項記載の触覚デバイス。

【請求項8】
 
平面領域内に複数配置された基本ユニットの全体を覆うカバーシートが設けられていることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項記載の触覚デバイス。

【請求項9】
 
平面領域内に複数配置された基本ユニットの全体を覆うカバーシートが設けられ、該カバーシートに、前記作用部材の凸部が突出入する挿入孔が設けられていることを特徴とする請求項4~7のいずれか一項記載の触覚デバイス。

【請求項10】
 
請求項1記載の触覚デバイスに用いられ、クリープ作用を備える誘電性材料からなるゲルシートを厚さ方向に挟む配置に、陽極と陰極とが設けられたアクチュエータ素子が、平面領域内において、相互に離間して複数個配置されていることを特徴とする触覚デバイスユニット。

【請求項11】
 
前記ユニット素子は、前記アクチュエータ素子の一方の外面上に、凸部を備えた作用部材が設けられていることを特徴とする請求項10記載の触覚デバイスユニット。

【請求項12】
 
前記ユニット素子は、ケース内に前記アクチュエータ素子が収納され、前記ケースの上蓋に前記凸部が突出入する透孔が設けられていることを特徴とする請求項11記載の触覚デバイスユニット。
IPC(International Patent Classification)
F-term
  • 5E555AA08
  • 5E555AA77
  • 5E555BA38
  • 5E555BB38
  • 5E555BC04
  • 5E555CA12
  • 5E555CB12
  • 5E555DA24
  • 5E555FA00
Drawing

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JP2018091525thum.jpg
State of application right Published
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