触觉提示装置及触觉提示装置的驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及触觉提示装置及触觉提示装置的驱动方法，其不提示不需要的触觉并且在目标区域中不中断纹理感地连续提示纹理感。将配置在触觉提示装置的支撑基板上的多个X电极和多个Y电极分成M组(在此，M≥2，在图14中M＝4)。当触觉的提示内容从第N帧向第N+1帧转移时，触觉提示装置首先将属于组1的电极设为浮置状态持续预定时间，之后将各电极连接到AC电压信号源或接地，以提示第N+1帧中的触觉。触觉提示装置对各组依次执行该动作，当组M的动作结束时，帧之间的转移结束，作为提示纹理感的区域的目标区域的移动完成。不存在所有的电极一起成为浮置状态的情况，并且不存在纹理感中断的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用静电对人体提示触觉的触觉提示装置及触觉提示装置的驱动方法。
技术介绍
本专利技术的
技术介绍
是通过由于静电产生的引力的振动对人体提示触觉并且能够提示局部的触觉的触觉提示技术。在H.Haga等人于2014年发表的“Electrostatic Tactile Display Using Beat Phenomenon of Voltage Waveforms”(SID2014文摘，第623-626页)中，披露了这种触觉提示技术。具体而言，在触觉提示装置中，与矩形的支撑基板的长边平行地设置X电极，与支撑基板的短边平行地设置Y电极。然后，从第一AC(交流)电压信号源对X电极施加1000Hz的AC电压信号，从第二AC电压信号源对Y电极施加1240Hz的AC电压信号。其结果是，对施加了AC电压信号的电极相互交叉的区域提示纹理感。将提示有纹理感的区域设为目标区域。在目标区域中，产生240Hz的电拍振。当使用者在目标区域的表面上滑动手指等时，由于拍振引起的静电力在皮肤和目标区域的表面之间产生摩擦力。使用者能够将摩擦力感知为纹理感。此时，在仅对X电极和Y电极中的一者施加AC电压信号的区域(以下，称作单信号区域)中，不提示纹理感。这是因为：在单信号区域中产生的振动的频率处于人能够感知为纹理感的频率的范围外。根据上述的性质，以往技术仅对目标区域提示纹理感，换言之，能够给出局部的触觉提示。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本申请的专利技术人参考H.Haga等人于2014年发表的“Electrostatic Tactile Display Using Beat Phenomenon of Voltage Waveforms”(SID 2014文摘，第624-626页)，制作了触觉提示装置的样机。图1是示出参考以往技术制作为样机的触觉提示装置1的结构的说明图。与矩形的支撑基板2的长边平行地配置多个X电极3，与支撑基板2的短边平行地配置多个Y电极4。从第一AC电压信号源5对一部分X电极3施加1000Hz的AC电压信号，从第二AC电压信号源6对一部分Y电极4施加1240Hz的AC电压信号。在图1中，由阴影表示的目标区域10是施加有AC电压信号的电极相互交叉的区域。在目标区域10中，产生240Hz的电拍振，并提示纹理感。另外，由虚线包围的各单信号区域11是仅对相互交叉的X电极3和Y电极4中的一者施加了AC电压信号的区域。在各单信号区域11中，不提示纹理感。触觉提示装置1能够通过改变施加有AC电压信号的电极来改变目标区域的位置。另外，目标区域能够像动画那样连续地移动。由于支撑基板2、X电极3和Y电极4是透明的，因此触觉提示装置1能够与视觉显示器重叠使用。以这种方式，能够构成提示与显示在视觉显示器上的图像相对应的触觉的装置。图2是示出视觉显示器上显示的物体和目标区域的移动的情形的说明图。图2的上侧所示的图示出视觉显示器上显示的图像中包括的物体从图像的作为起点的第N帧移动至第N+1帧和第N+2帧的移动情形。另外，下侧所示的图示出提示纹理感的目标区域根据上侧所示的物体的位置进行移动的情形。在此，N是自然数，第N帧是第N个显示的帧。与第N帧中包括的物体20a的位置相对应的目标区域是目标区域21a。在从平面图中观察触觉提示装置的情况下，对位于与目标区域重叠的位置处的X电极3和Y电极4施加AC电压信号，其他的X电极3和其他的Y电极4接地。当视觉显示器上显示的图像从第N帧向下一个第N+1帧转移时，根据第N+1帧中包括的物体20b的位置，对与目标区域21b相对应的X电极3和Y电极4施加AC电压信号，其他的X电极3和其他的Y电极4接地。接下来，当图像从第N+1帧向第N+2帧转移时，也同样地，根据第N+2帧中包括的物体20c的位置，对与目标区域21c相对应的X电极3和Y电极4施加AC电压信号，其他的X电极3和其他的Y电极4接地。通过重复以上的动作，在视觉显示器上显示的物体连续地移动的情况下，也能够根据物体的位置使目标区域移动。然而，本申请的专利技术人发现了以下两个问题。当目标区域通过触觉提示装置1移动时，(1)在单信号区域中提示不需要的纹理感、以及(2)目标区域中的纹理感中断。在目标区域静止的情况下，在单信号区域中不提示纹理感。但是，在目标区域像动画那样连续地移动的情况下，在单信号区域中也提示纹理感。换言之，在目标区域以外的区域中提示不需要的触觉，现有技术中的“触觉的局部化”的特征被损害。另外，由于目标区域的纹理感在目标区域移动时中断，因此使用者将感到不适感。换言之，在目标区域中，提示纹理感中断的不需要的触觉。本专利技术是鉴于这种情况而做出的，其目的是提供不提示不需要的触觉而在目标区域中连续地提示未中断的纹理感的触觉提示装置及触觉提示装置的驱动方法。解决问题的手段根据本专利技术，提供一种触觉提示装置，包括：支撑基板；多个X电极，所述多个X电极布置在所述支撑基板上；多个Y电极，所述多个Y电极布置在所述支撑基板上并且与所述X电极绝缘；开关电路，所述开关电路将各所述X电极和各所述Y电极连接到AC电压信号源或基准电压源；以及控制单元，所述控制单元用于控制所述开关电路，其中，所述X电极和所述Y电极被分为至少两个组，并且所述控制单元每次改变一组所述X电极和所述Y电极的状态。根据本专利技术，提供一种触觉提示装置的驱动方法，所述触觉提示装置包括：支撑基板；多个X电极，所述多个X电极布置在所述支撑基板上；多个Y电极，所述多个Y电极布置在所述支撑基板上并且与所述X电极绝缘；开关电路，所述开关电路将各所述X电极和各所述Y电极选择性地连接到AC电压信号源或基准电压源；以及控制单元，所述控制单元用于控制所述开关电路，所述方法包括：将所述X电极和所述Y电极分为至少两个组；以及通过每次改变一组所述X电极和所述Y电极的状态来驱动所述X电极和所述Y电极。在本专利技术中，将触觉提示装置的多个X电极和多个Y电极分为多组。触觉提示装置在提示纹理感的目标区域移动时，使属于一组的电极成为浮置状态，在维持浮置状态预定时间之后，将各电极连接到AC电压信号源和接地中的一者，使其与移动后的目标区域相对应。触觉提示装置接下来使属于另一组的电极成为浮置状态。触觉提示装置对各组依次执行上述的动作，由此使目标区域移动。通过使用上述的触觉提示装置的驱动方法，根据组分割数来分割同时成为浮置状态的电极数。因此，同时受浮置状态影响的面积减小，并且根据电容耦合对成为浮置状态的电极施加的电压不为零。因此，不提示不需要的触觉，在目标区域中连续地提示纹理感。专利技术效果根据本专利技术，在触觉提示装置中，当提示纹理感的目标区域移动时，不提示不需要的触觉。另外，能够提供能够在目标区域中不中断纹理感地连续地提示纹理感的触觉提示装置。附图说明图1是示出参考以往技术制作为样机的触觉提示装置的结构的说明图；图2是示出在视觉显示器上显示的物体和目标区域的移动的情形的说明图；图3是示出根据第一实施方式的触觉提示装置的结构的说明图；图4是示出将图3所示的所有的X电极及Y电极分成四个组的示例的表；图5是示出图3所示的X电极驱动电路的结构的说明图；图6是示出图3所示的Y电极驱动电路的结构的说明图；图7A是示出触觉的提示内容从第N帧向第N+1帧转移时的触觉提示装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触觉提示装置，包括：支撑基板；多个X电极，所述多个X电极布置在所述支撑基板上；多个Y电极，所述多个Y电极布置在所述支撑基板上并且与所述X电极绝缘；开关电路，所述开关电路将各所述X电极和各所述Y电极连接到AC电压信号源或基准电压源；以及控制单元，所述控制单元用于控制所述开关电路，其中，所述X电极和所述Y电极被分为至少两个组，并且所述控制单元每次改变一组所述X电极和所述Y电极的状态。

【技术特征摘要】
2015.06.01 JP 2015-1115641.一种触觉提示装置，包括：支撑基板；多个X电极，所述多个X电极布置在所述支撑基板上；多个Y电极，所述多个Y电极布置在所述支撑基板上并且与所述X电极绝缘；开关电路，所述开关电路将各所述X电极和各所述Y电极连接到AC电压信号源或基准电压源；以及控制单元，所述控制单元用于控制所述开关电路，其中，所述X电极和所述Y电极被分为至少两个组，并且所述控制单元每次改变一组所述X电极和所述Y电极的状态。2.根据权利要求1所述的触觉提示装置，还包括：电极驱动电路，所述电极驱动电路包括所述AC电压信号源、所述基准电压源以及所述开关电路，其中，所述控制单元根据从外部输入的信息，向所述电极驱动电路提供指定所述多个X电极和所述多个Y电极所对应的区域中包括的目标区域的指令，所述电极驱动电路对与所述目标区域相对应的所述X电极施加具有第一频率的电压信号，所述电极驱动电路对与所述目标区域相对应的所述Y电极施加具有第二频率的电压信号，并且所述电极驱动电路基于所述第一频率和所述第二频率之差的绝对值在所述目标区域中产生电拍振，并使用由所述电拍振引起的静电力来提示纹理感。3.根据权利要求2所述的触觉提示装置，其中，所述电极驱动电路在除所述目标区域以外的区域中不提示不需要的触觉。4.根据权利要求3所述的触觉提示装置，其中，所述电极驱动电路将不与所述目标区域相对应的所述X电极和所述Y电极连接到所述基准电压源，以及所述电极驱动电路针对各组在不同的时刻改变与所述目标区域相对应的所述X电极和所述Y电极的状态。5.根据权利要求2至4中任一项所述的触觉提示装置，其中，所述电极驱动电路不对所述目标区域提示不需要的触觉。6.根据权利要求5所述的触觉提示装置，其中，所述电极驱动电路针对各组改变使与所述目标区域相对应的所述X电极和所述Y电极与所述AC电压信号源的连接断开的时刻。7.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉提示装置，其中，彼此相邻的所述X电极属于相互不同的组且彼此相邻的所述Y电极属于相互不同的组。8.一种触觉提示装置的驱动方法，所述触觉提示装置包括：支撑基板；多个X电极，所述多个X电极布置在所述支撑基板上；多个Y电极，所述多个Y电极布置在所述支撑基板上并且与所述X电极绝缘；开关电路，所述开关电路将各所述X电极和各所述Y电极选择性地连接到AC电压信号源或基准电压源；以及控制单元，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉本大辅，芳贺浩史，柳濑慈郎，
申请(专利权)人：NLT科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP