向生物体传输信息的信息传输装置转让专利

申请号 : CN201080048630.6

文献号 : CN102597925B

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相似专利:

发明人 : 内田启治泽田秀之

申请人 : SCA株式会社国立大学法人香川大学

摘要 :

向生物体传输信息的信息传输装置,将与显示相关的信息传输给接触生物体的触觉感官的且设置在显示面板上的形状记忆合金,而不阻挡显示面板的视野。信息传输装置1具有设置在显示可视信息的显示面板5上的触觉感知单元2和用于生成驱动该触觉感知单元2的信号电压的信号产生单元3。信号产生单元3与显示面板5连接于控制装置6。控制装置6使显示面板5显示图形等,同时通过信号产生单元3使设置于触觉感知单元2的形状记忆合金21进行与显示面板5的显示相关的伸缩。由于形状记忆合金21为线状且触觉感知单元2是透明的,因此能够将与显示相关的信息传输给接触生物体的触觉的显示面板5上的形状记忆合金21,而不阻挡显示面板5的视野。

权利要求 :

1.一种向生物体传输信息的信息传输装置,其为通过将电压施加给形状记忆合金所产生的该合金的伸缩动作向与该合金接触的生物体传输触觉信息的信息传输装置,其特征在于,该信息传输装置具有:

触觉感知单元,该触觉感知单元设置在显示可视信息的显示面板上;以及信号产生器,该信号产生器生成驱动上述触觉感知单元的信号电压,上述触觉感知单元具有防护罩、设置在上述显示面板的至少局部表面上的透明板以及设置在该透明板上的线状的形状记忆合金,上述形状记忆合金以不施加信号电压时松弛状态且以生物体通过或不通过防护罩而能够接触该合金的状态设置在该透明板上,当从上述信号产生器向该合金施加信号电压时,该合金根据该信号电压而收缩,由此通过或不通过上述防护罩而将触觉信息传输给接触该合金的生物体,上述信号产生器生成与上述显示面板的显示相关的信号电压。

2.如权利要求1所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,上述形状记忆合金是用于接触生物体的部分,上述触觉感知单元的透明板在指定位置具有孔部,上述形状记忆合金在松弛状态下以跨越上述透明板的孔部的方式被设置,该合金的两端部连接在微丝上,上述微丝延伸至上述透明板的两端部,并在该两端部连接上述信号产生器。

3.如权利要求2所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,上述透明板的孔部被线性地设置多个,跨越上述孔部所设置的上述形状记忆合金的两端部分别连接于上述微丝,多个上述形状记忆合金通过上述微丝被串联连接。

4.如权利要求2所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,上述防护罩为透明防护罩,并在上述透明防护罩和上述透明板之间夹持有上述形状记忆合金以及微丝。

5.如权利要求4所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,上述透明防护罩在对应于上述透明板的孔部位置具有相同形状的孔部,并使上述形状记忆合金暴露。

6.如权利要求2所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,上述微丝为由金、银、铜、铝或者钨的任意之一形成的金属线,上述微丝与上述形状记忆合金在上述孔部的两端部分别熔接连接。

7.如权利要求6所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,上述熔接连接的重叠区域为0.2mm以上且0.4mm以下。

8.如权利要求2所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,上述显示面板为触摸式面板时,基于由人体的接触而从设置在上述触摸式面板上的接触子单元之上向触摸开关的输入操作,上述信号产生器生成信号电压并驱动上述接触子单元。

9.如权利要求8所述的向生物体传输信息的信息传输装置,其特征在于,在跨越上述透明板的孔部的上述形状记忆合金的局部位置,固定有比上述孔部形状具有更小形状的透明板片。

说明书 :

向生物体传输信息的信息传输装置

技术领域

[0001] 本发明涉及使用形状记忆合金来向生物体传输触觉信息的信息传输装置。

背景技术

[0002] 一直以来,通过向形状记忆合金施加脉冲电压使其振动来向生物体的触觉感官传递信息的信息传输装置已广为人知(例如,参照日本特开2007-48268号公报)。这样的信息传输装置,小型轻量且能源效率优异,可向生物体传输各种信息。
[0003] 另一方面,作为安装于汽车导航系统等的显示装置画面的输入装置,触摸式面板也被采用。但是,在触摸式面板上,即使用指尖在画面上进行输入,也不会给手指的触觉以点击感的反馈,因此判定是否输入正确,只有通过用肉眼观察输入而带来的画面的变化的方法,当汽车行驶中等时,会造成无法注视前方的问题。
[0004] 因此,希望出现一种在触摸式面板的画面上安装上述公报所述的信息传输装置,通过形状记忆合金的振动,以触觉方式向指尖等的生物体传输对触摸式面板的输入的反馈。
[0005] 但是,在这样的信息传输装置中,由于具有振动动作部的触觉感知单元遮挡视野,因此如果将其安装在触摸式面板的画面上,则会有不能很好的看到画面的问题。另外,因为遮挡视线,而也无法在触摸式面板的画面以外的图案或视频画面等(以下包含触摸式面板的画面,将它们总称为显示面板)的前面进行安装。
[0006] 已知技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2007-48268号公报

发明内容

[0009] 本发明用于解决上述问题,其目的在于,提供不阻挡显示面板的视野,且可向与设置在显示面板上的形状记忆合金相接触的生物体的触觉感官,传输与按压位置或显示器显示的内容相关的触觉信息的、向生物体传输信息的信息传输装置。
[0010] 为实现上述目的,本发明提供一种通过对记忆合金施加电压而产生该合金伸缩动作,向接触该合金的生物体传输触觉信息的信息传输装置,其特征在于,该信息传输装置具有:触觉感知单元,该触觉感知单元设置在显示可视信息的显示面板上;以及信号产生器,该信号产生器生成驱动上述触觉感知单元的信号电压,上述触觉感知单元具有防护罩、设置在上述显示面板的至少局部表面上的透明板以及设置在该透明板上的线状的形状记忆合金,上述形状记忆合金以不施加信号电压时的松弛状态且以生物体通过或不通过防护罩而能够接触该合金的状态设置在该透明板上,当从上述信号产生器向该合金施加信号电压时,该合金根据该信号电压而收缩,由此通过或不通过上述防护罩而将触觉信息传输给接触该合金的生物体,上述信号产生器生成与上述显示面板的显示相关的信号电压。
[0011] 在上述装置中优选,上述形状记忆合金是用于与生物体接触的部分,但与生物体不接触的部分用微丝来替代。
[0012] 在上述装置中优选,上述触觉感知单元的透明板在指定位置具有孔部,上述形状记忆合金在松弛状态下,以跨越上述透明板孔部的方式设置,该合金的两端部连接于上述微丝上,上述微丝延伸至上述透明板的两端部,且该两端部连接有上述信号产生器。
[0013] 在上述装置中优选,上述防护罩为透明防护罩,并在上述透明防护罩和上述透明板之间夹持上述形状记忆合金和微丝。
[0014] 在上述装置中优选,上述透明防护罩在与上述透明板孔部对应的位置具有相同形状的孔部,使得上述形状记忆合金暴露。
[0015] 在上述装置中优选,上述微丝为以金、银、铜、铝或者钨的任意之一形成的金属线,且上述微丝和上述形状记忆合金分别被熔接连接在上述孔部的两端部。
[0016] 在上述装置中优选,上述熔接连接的重叠区域为0.2mm以上、0.4mm以下。
[0017] 在上述装置中优选,当上述显示面板为触摸式面板时,人体从设置于上述触摸式面板上的接触子单元的上方接触,对触摸开关的输入操作,从而上述信号产生器生成信号电压,驱动上述接触子单元。
[0018] 在上述装置中优选,在跨越了上述透明板孔部的上述形状记忆合金的局部位置,固定有比上述孔部形状具有更小的形状的透明板片。
[0019] 发明的效果
[0020] 根据本发明,能不阻挡显示面板的视野地,将与显示内容相关的触觉信息传输至与设置于显示面板上的触觉感知单元的形状记忆合金相接触的生物体。因此,例如,当显示面板显示图像时,能传输视频显示物体的触觉信息,或当显示面板显示图案时,能传输图案的信息。
[0021] 根据改良后的本发明的方式,由于微丝一般比形状记忆合金电阻值低,因此降低驱动电压较容易,制造简单又节能。
[0022] 由于对串联连接的形状记忆合金施加相同脉冲电压,因此无论按压哪个触摸式面板的触摸开关,都会向生物体传输触觉信息。可以将有该用途的触觉感知单元设置成极其简单的结构。
[0023] 由于微丝比形状记忆合金电阻值低,因此即使将形状记忆合金串联连接,也可抑制由于施加在形状记忆合金上的脉冲电压的减少而导致的振动振幅的减少。微丝指的是,与形状记忆合金相比,至少线性和电阻率小,且不会产生因施加脉冲电压而导致的伸缩动作的金属材料线。该微丝包括由透明电极构成的物体。
[0024] 在触觉感知单元中,由于微丝是通过透明板和透明防护罩来固持的,从而可以防止孔部附着灰尘等。由于使用者通过透明防护罩接触形状记忆合金和触摸开关,因此透明防护罩优选使用容易变形的膜状物。
[0025] 由于透明防护罩在对应透明板孔部的位置具有相同形状的孔部,成为暴露出了形状记忆合金的结构,从而微丝通过透明防护罩得到固定。由于,例如手指等的生物体可直接接触形状记忆合金和触摸开关,因此可向生物体传输敏感的触觉信息。
[0026] 由于微丝采用金、银、铜、铝或者钨形成的金属线,且微丝与形状记忆合金分别被熔接连接于孔部的两端部,因此可使产生振动的区域以外为低电阻,且即使产生振动也不会产生接合部偏离的情况,从而能实现可靠性高的装置。
[0027] 由于熔接连接的重叠区域为0.2mm以上、0.4mm以下,从而不但可使对 显示面板的视觉辨别性的损害降到最低,而且能使形状记忆合金与微丝熔接连接。
[0028] 由于根据向触摸式面板的输入操作来向生物体的触觉感官传输信息,因此可通过点击感、按压点以不同的触感来使使用者识别对触摸式面板的输入的完成。
[0029] 由于透明板片会随着形状记忆合金的伸缩动作振动,因此当对触摸开关输入时,可给生物体提供进行了按钮操作般的点击感。

附图说明

[0030] 图1(a)是本发明第1实施方式的生物体的信息传输装置的结构图,图1(b)是该信息传输装置中的触觉感知单元的分解立体图。
[0031] 图2(a)是表示该信息传输装置中的触觉感知单元的一例的俯视图,图2(b)是表示该触觉感知单元的其他一例的俯视图。
[0032] 图3是该信息传输装置中的形状记忆合金的特性图。
[0033] 图4是表示对该形状记忆合金施加脉冲波的施加条件的图。
[0034] 图5是表示该脉冲波的同时刺激的施加条件的图。
[0035] 图6是同脉冲波的同一峰值的施加条件的图。
[0036] 图7(a)是表示第1变形例的信息传输装置中,用微丝替代在形状记忆合金内不与生物体接触部分而形成的结构的立体图,图7(b)是表示用透明电极替代在该形状记忆合金内不与生物体接触的部分而形成的结构的立体图。
[0037] 图8是第2变形例的信息传输装置的立体图。
[0038] 图9是第3变形例的信息传输装置的剖面图。
[0039] 图10是本发明的第2实施方式的向生物体传输信息的信息传输装置的结构图。
[0040] 图11(a)是表示该信息传输装置的触摸式面板的一例的俯视图,图11(b)是表示该信息传输装置的其他例的俯视图。
[0041] 图12是表示设置于该信息传输装置的触摸式面板中的触觉感知单元的其他例的结构图。
[0042] 符号说明
[0043] 1信息传输装置
[0044] 2触觉感知单元
[0045] 21形状记忆合金
[0046] 22透明板
[0047] 23孔部
[0048] 3信号产生单元(信号产生器)
[0049] 4,71微丝
[0050] 5显示面板
[0051] 51触摸式面板

具体实施方式

[0052] (第1实施方式)
[0053] 参照图1对本发明的第1实施方式的向生物体传输信息的信息传输装置进行说明。向生物体传输信息的信息传输装置1具有,包含与生物体接触状态的形状记忆合金21的透明板状的触觉感知单元2、以及生成驱动该触觉感知单元2信号(信号电压)的信号产生单元(成为信号产生器)3。触觉感知单元2设置于显示图像、图案等的显示面板5上。信号产生单元3具有,产生驱动触觉感知单元2信号的信号产生装置31、以及接收该信号产生装置31输出的信号并产生驱动触觉感知单元2的形状记忆合金21的脉冲波的形状记忆合金驱动器32。
[0054] 显示面板5是接收信号并显示图像的图像显示器、或是显示图案或记号等的显示物。当显示面板5为图像显示器时,具有生成用于显示图像的信号的控制装置6。该控制装置6对信号产生装置31输出与显示在显示面板5的图像数据相关的信号。由此,信号产生装置31生成用于驱动的信号,使得触觉感知单元2能向生物体传输与图像相关的信息。当显示面板5为显示图案的显示物时,信号产生装置31生成与显示物相关的数据。此时,控制装置6不是必需的。
[0055] 触觉感知单元2具有,由于伸缩而发生振动运动的线状的形状记忆合金21、上表面安装有形状记忆合金21的透明板22、以及从上方覆盖有形状记忆合金21和透明板22的薄膜状的透明防护罩24。透明板22具有开设于板面的孔部23a,而形状记忆合金21以跨越孔部23a的方式安装于透明板22上,且 两端延伸至透明板22的端部,并与作为从信号产生单元3向形状记忆合金21传输信号的引导线的微丝4相连接。形状记忆合金21的跨越孔部23a的部分在该合金未被施加信号电压时,以松弛的状态通过孔部23a的两端侧而固定于透明板22上。形状记忆合金21以以下状态得到固定,即:当形状记忆合金21被生物体按压时在形状记忆合金21中产生张力,且如手指等生物体接触安装在孔部23a的下方的触摸式面板等上时的程度为松弛的状态。当从信号产生单元3向该合金施加信号电压时,该合金按照该信号电压进行收缩。由此,可向接触该合金的生物体传输触觉信息。
[0056] 在本实施方式中,透明防护罩24也在与透明板22的孔部23a对应的部分具有孔部23b。当兼指孔部23a和孔部23b两者时,总称为孔部23。作为透明防护罩24,如果选择薄且柔软的膜状材料,则可不具有孔部23b。此时,由于生物体通过透明防护罩24与形状记忆合金21和触摸式面板等接触,因此生物体触觉的感知度会稍迟钝,而如果在孔部23的表面设置透明防护罩24,则孔部23不会附着污垢或灰尘。
[0057] 形状记忆合金21由直径50μm以下的细线材构成。透明板22可采用透明玻璃或透明树脂等。透明防护罩24也可采用透明玻璃或透明树脂等,且由于尽量薄的材料较为理想,因此优选采用可形成在膜上的透明树脂。虽然在图1中例举的是4对形状记忆合金21和孔部23的例子,但也可以在透明板22的面上由多个被设置成矩阵状态的结构。
[0058] 信号产生装置31当具有上述控制装置6时,接收来自控制装置6的数据,当不具有控制装置6时,存储与显示面板5中所显示的图形等相关的信息。形状记忆合金驱动器32通过微丝4把驱动形状记忆合金21的脉冲波输出给形状记忆合金21。
[0059] 图2(a)和图2(b)表示安装于显示面板5的触觉感知单元2的例子。在图2(a)中,显示面板5为显示箭头等的显示物,在箭头H的图上分别设置4个孔部23和形状记忆合金21。使用者可通过触觉感知单元2清楚地视觉识别箭头H。在本实施方式中,在箭头H上设置有4个形状记忆合金21和孔部23。信号产生装置31根据存储在那里的箭头H的信息,将为了给生物体一种物体以与箭头H相同方向移动的触感的信号输出到形状记忆合金驱动器32(以下称为驱动器),驱动器32根据来自信号产生装置31的信号输出用于 驱动形状记忆合金21的脉冲波。在本实施方式中,使用者以掌部或者指腹覆盖接触4个触觉感知单元2的形状记忆合金21,如果按照如图2(a)所示的从上侧位置的触觉感知单元2向下侧位置的触觉感知单元2的顺序输出脉冲波,则使用者可感知到物体以与箭头H相同方向移动的触感,可通过触觉信息感知箭头H的方向。
[0060] 在图2(b)中,显示面板5为图像显示器,显示器上按照矩阵状态设置有多个形状记忆合金21和孔部23。在该图中,虽然省略了驱动形状记忆合金21的引导线的图示,但例如,也可如图1(a)所示,采用多组触觉感知单元2。例如,在图2(b)中,由于在同一行有4个触觉感知单元2,因此以两端部连接于形状记忆合金驱动器的微丝4各有4根。作为微丝4,例如,如果采用25μm粗细的金线则会遮挡约100μm左右的显示面板5的显示内容,但这种程度几乎不会对显示面板的视觉辨别性造成影响。在显示面板5中,通过控制装置
6例如来显示布料I的图像。使用者可通过触觉感知单元2看到布料I的图像。控制装置
6将布料I的图像数据的相关信号输出给信号产生装置31。信号产生装置31根据来自控制装置6的信号,将用于给生物体布料I触感的信号输出至驱动器32,驱动器32根据来自信号产生装置31的信号输出用于驱动形状记忆合金21的脉冲波。此时,如果对形状记忆合金21进行后述的脉冲施加,则使用者通过接触触觉感知单元2可感知显示的布料I的触觉。如此,通过传输显示面板5中显示为图像的物体的画像信息和触觉信息,则虽然是远程,但可给予使用者一种接触了该物体的感觉。
[0061] 其次,参照图3对被施加脉冲波时的形状记忆合金21的振动原理进行说明。图3表示形状记忆合金21的温度和长度的关系。横轴表示形状记忆合金21的温度,纵轴表示形状记忆合金21的长度。形状记忆合金21由于具有电阻,因此被施加脉冲波时会发热,当温度达到T2以上时,长度收缩7%,从原来的长度L变短为长度0.93L。进而,当其不被施加脉冲波时,进行放热,当冷却至温度T1以下时,则恢复到原来的长度L。进而,通过脉冲波的施加使得发生温度T2以上的加热和、温度T1以下的冷却重复发生,在此过程中,形状记忆合金21的长度在长度L和长度0.93L之间不断变化,从而形状记忆合金21产生振动。因此,跨越孔部23的形状记忆合金21,例如被手指等的生物体按压,以给予形状记忆合金
21张力的状态下,使得形状记忆合金21 振动,则通过振动向生物体的触觉感官传输信息。
[0062] 其次,参照图4对施加使得触觉感知单元2振动的脉冲波的方法进行说明。此处举出的例子中,跨越孔部23部分的形状记忆合金21为直径50μm、长度5mm、电阻值5Ω的情形。图4表示施加脉冲波的状态。横轴表示时间,纵轴表示电压。图4(a)表示脉冲波的开和关的时间的比率。一旦形状记忆合金21被加热而收缩,如果不进行暂时的放热冷却,则再次加热也无法收缩,因此冷却时间是必要的。形状记忆合金21加热的电压施加时间、和形状记忆合金21冷却的无电压施加时间的比率即开/关工作周期,当施加电压为1V时,1∶20左右是有效的,如果无电压施加时间比这低,则冷却不充分而不发生振动。图4(a)中的电压施加时间如果为1ms~100ms,则无电压施加时间为20ms~2000ms。
[0063] 图4(b)表示使得形状记忆合金21有余热时的电压施加方法。施加0.3V偏置电压,则形状记忆合金21留有余热,脉冲波的峰值变低,可使形状记忆合金21发生振动。
[0064] 图4(c)表示使得脉冲波的峰值发生变化的电压施加方法。其中,峰值变化为1V、1.2V、0.5V、1.5V、0.7V和1.2V。峰值低,则形状记忆合金21振动弱,峰值高则形状记忆合金21振动强。通过改变峰值的高低,可调整形状记忆合金21振动的强弱。
[0065] 图4(d)表示断断续续地施加脉冲波时,使得施加脉冲波的时间一定,但使得施加脉冲波的间隔时间变化的电压施加方法。施加脉冲波的时间为在10ms~500ms范围的一定时间,而施加脉冲波的间隔时间在10ms~1s的范围内变化。间隔时间短,则给予生物体的刺激强,间隔时间长则给予生物体刺激弱。通过改变施加脉冲波的间隔时间,可调整给予生物体的刺激强弱。
[0066] 图4(e)表示当断断续续地施加脉冲波时,使得施加脉冲波的间隔时间一定,但使得施加脉冲波的时间变化的电压施加方法。施加脉冲波的间隔时间为在10ms~1s范围的一定时间,而施加脉冲波的时间在1ms~50ms的范围内变化。施加时间长则给予生物体的刺激强,施加时间短则给予生物体的刺激弱。通过改变施加脉冲波的时间,可调整给予生物体的刺激强弱。
[0067] 本实施方式的信息传输装置1小型轻量且能源效率优异,可以高频响应,振动源的分辨率也极高。另外,如果以单一成分施加0.5Hz左右的振动,就能使生物体感觉到按压在人的脉搏或者开关时的点击感,如果用10Hz~200Hz的频率进行驱动,则能给予生物体振动的触觉。
[0068] 其次,参照图5及图6,对根据本实施方式的信息传输装置1,来给予生物体感知振动源位置的方法、以及给予生物体感知物体移动的触感的方法进行说明。图5(a)~图5(d)中显示,通过使分别施加在两处(A点、B点)的形状记忆合金21的驱动脉冲的峰值不同,从而能向接触两点的生物体传输振动源的位置信息。图5的点划线框内是A点、B点的俯视示意图。其显示了,对分别跨越了间隔60mm左右的两处(A点、B点)的各孔部23的各形状记忆合金21,例如用生物体的手掌按压,同时使形状记忆合金21振动,当该两处的脉冲波的峰值不同时,生物体的触感。横轴表示时间,纵轴表示在对应于A点及B点的形状记忆合金21上施加的脉冲波的峰值。另外,分别用刺激C和识别位置D的记号来表示A点、B点给生物体的刺激的大小和生物体感受到的刺激的位置。刺激C的记号的大小表示刺激的大小,识别位置D的记号的位置表示生物体到底在A点、B点之间的哪个位置感受到振动源。
[0069] 在图5(a)中,由于A点和B点的脉冲波的峰值同为1V,因此生物体感觉到A点、B点的中间点有振动源。在图5(b)中,由于A点的峰值为1V,而B点的峰值为0.5V,因此生物体感觉到在离A点近的地方有振动源。在图5(c)中,由于A点的峰值为0.5V,而B点的峰值为1V,因此生物体感觉到在离B点近的地方有振动源。在图5(d)中,A点的峰值为0.2V,而B点的峰值为1V,因此生物体感觉到,与图5(c)相比,在更加接近B点的位置有振动源。由此,能实现虚拟感,即在实际上不存在振动源的地方,使得生物体感觉到有振动源的触感。
[0070] 图6(a)~图6(d)表示,通过有时间差地在两处(A点、B点)的形状记忆合金21施加驱动脉冲,能对生物体传输物体在两点间移动的触觉信息。在图6中,用移动感觉E的记号来表示振动源的移动速度的触感。通过移动感觉E的箭头记号的弯曲来表示生物体所感受到的振动源的移动速度的情况,弯曲越多则表示感觉到其越慢。图6(a)~图6(d)中,A点、B点的脉冲波的峰值都为1V,但从对A点施加脉冲电压到对B点施加脉冲电压为止的时间差各不相同,图6(a)为100ms,图6(b)为200ms,图6(c)为350ms,图6(d)为500ms。进而,按图6(a)的施加条件,生物体感觉到振动源从 A点向B点快速移动的触觉。进而,随着对A点、B点的施加脉冲波的时间差变大,能引起使生物体感觉到振动源从A点向B点缓慢移动的触觉的似动。另外,由此使生物体产生高层次的感受,能给予生物体流畅感、针刺感、粗糙感。
[0071] 通过该似动,可向接触于设置在显示面板5上的触觉感知单元2的形状记忆合金21的生物体的触觉感官传输与显示相关的信息。由此,如上所述,可传输视频显示物体等的触觉信息。另外,由于形状记忆合金21的线径较细,且透明板22和透明防护罩24为透明,因此不会阻挡显示面板5的视野,能使显示内容清晰可见。
[0072] (第1实施方式的第1变形例)
[0073] 其次,参照图7对本实施方式的第1变形例进行说明。在本变形例中,在形状记忆合金21内,用其他的材质替代不与生物体接触的部分。图7(a)表示,用微丝71替代该部分的例子。微丝71为直径10μm~50μm的金、银、铜、铝、钨等的金属线。微丝71与形状记忆合金21的连接方法有超声波、熔接等,并按照不同的连接方法选择适合的材料。由于微丝71直径等于或小于形状记忆合金21的直径,所以进一步改善了显示面板的视野。
[0074] 图7(b)表示用透明电极72替代该部分的例子。此时,同样因为透明电极72为透明,从而进一步改善显示面板的视野。
[0075] 这些微丝71由于通常比形状记忆合金21电阻值低,因此可降低其驱动电压,使得触觉感知单元2的制造变得容易、且节能。另外,使得电池驱动成为可能,从而还能将信息传输装置1加以携带使用。
[0076] 如上所述,由于只有与生物体接触的部分为形状记忆合金21,不与生物体接触的部分为微丝71,从而整体上能使得电阻低,且可实现低电压驱动、低电力消耗,因而很有效。进而,仅在通过伸缩而振动的部分使用形状记忆合金,能有效地把震动传输给接触的生物体。
[0077] 另外,形状记忆合金21和微丝71的连接,优选使用激光进行熔接。该连接,例如当采用焊锡连接时,通过对形状记忆合金21施加脉冲电压,由于热而该合金自身缩短变粗,另外放热时伸长变细,因此焊锡变为隧道状态,接触电阻变高,剥落而变得无法使用。另外,极细的微丝和形状记忆合金的线之间用焊锡连接时,接触面积小,操作困难。对此,熔接是熔化连接物而制得合金 的工艺。此处,形状记忆合金21和微丝71,用于熔接连接的各端部重合,其重叠区域为0.2mm以上、0.4mm以下。由此,不但可使接合部损害显示面板视觉辨别性的程度降到最低,而且熔接也成为可能。另外,为了将溶融温度各异的不同金属同时溶融,根据材料的元素组成、质量等,必须确定激光照射的最好条件。
[0078] (第1实施方式的第2变形例)
[0079] 其次,参照图8对本实施方式的第2变形例进行说明。在本变形例中,受透明板22和透明防护罩24夹持的形状记忆合金21处于松弛状态,且形状记忆合金21以可以在孔部23的径向自由移动的方式被固定在孔部23的两端侧。当孔部23的形状记忆合金21被手指Y按压时,形状记忆合金21整体张紧,如果被施加脉冲波则发生振动,并向手指Y传输信息。由于形状记忆合金21也可以不牢固地固定在透明板22上,因此触觉感知单元2的组装较容易。
[0080] (第1实施方式的第3变形例)
[0081] 其次,参照图9对本实施方式的第3变形例进行说明。在本变形例中,形状记忆合金21弯曲为马蹄形,马蹄形为以垂直方向从透明板22立起的状态,并通过马蹄形的基部固定于透明板22。透明板22也可以不具有孔部。形状记忆合金21被具有弹性的透明树脂膜25覆盖,且马蹄形的顶部暴露于树脂25之上。马蹄形的内侧也由树脂25填充。当电流通过形状记忆合金21时,形状记忆合金21被加热而收缩,从而勒紧树脂25且其顶部下降。当电流停止时,形状记忆合金21冷却而恢复到原本的长度,因树脂25的弹性使得其顶部上升。通过对电流的开/关,顶部重复进行下降上升,从而使形状记忆合金21振动。根据这样的结构,由于形状记忆合金21是在被施加张力的状态下进行振动的,从而能给予与形状记忆合金21接触的生物体强烈的刺激。且,树脂25也可以在马蹄形的顶部上,以不阻碍形状记忆合金21振动的方式进行覆盖。
[0082] (第2实施方式)
[0083] 其次,参照图10对本发明的第2实施方式的信息传输装置进行说明。在本实施方式中,显示面板充当触摸式面板51,对应于向触摸式面板51的输入,触觉感知单元2向生物体的触觉感官传输信息。触摸式面板51具有触摸开关52a、触摸开关52b、触摸开关52c、触摸开关52d(总称为触摸开关52),且以在各个触摸开关52上分别具有孔部23a、孔部23b、孔部23c、孔部23d的 方式设置有触觉感知单元2。这些孔部23中设有形状记忆合金21(形状记忆合金21a、形状记忆合金21b、形状记忆合金21c、形状记忆合金21d)。使用者例如用手指从孔部23a按压触摸开关52a,则向控制装置6传递来自触摸开关52a的信号,控制装置6向信号产生装置31输出触摸开关52a被输入的数据。信号产生装置31根据来自控制装置6的数据,通过形状记忆合金驱动器32,使得跨越了孔部23a的形状记忆合金21a发生振动。由此,按压了触摸开关52a的使用者,在指尖感受到形状记忆合金21的振动,从而能获得点击感。
[0084] 此时,也可以分别通过每个触摸开关52,来改变形状记忆合金21的振动数、振动时间等的振动模式。通过形状记忆合金21的振动模式,由于可以知晓究竟按压了哪个触摸开关,从而能不看触摸式面板51地进行操作。对于汽车的操作面板等是有效的。
[0085] 其次,参照图11对触摸式面板51中的触摸开关和形状记忆合金的设置结构的其他例进行说明。在图11(a)中,触摸式面板51具有触摸开关52a~触摸开关52d,且分别在开关上设置有孔部23a~孔部23d和形状记忆合金21a~形状记忆合金21d。在一个触摸开关上,通过有设置于其他触摸开关的孔部23的多根形状记忆合金21。如此,即使多根形状记忆合金21在一个触摸开关上通过,也不会有任何障碍,从而布线设计较容易。且,此时,虽然在各个触摸开关面上绕有四根微丝,但如果采用的微丝为25μm左右,则几乎不会对视觉辨别性造成影响。
[0086] 在图11(b)中,其结构为,通过微丝串联而使配置于触摸开关52a~触摸开关52d上的孔部23a~孔部23d的形状记忆合金21相连接。当任意之一的触摸开关52被输入时,处于孔部23a~孔部23d中的形状记忆合金21全部发生振动,从而反馈给使用者。即使形状记忆合金21为多个,但由于微丝的根数是可以减少的,因此可实现低成本。
[0087] (第2实施方式的变形例)
[0088] 其次,参照图12对本第2实施方式的变形例进行说明。本变形例的接触子单元2具有,在透明板22和透明防护罩24的各自的孔部23中安装有同形状的透明板片22a、透明板片24a的结构。横跨孔部23的形状记忆合金21以在其上下用透明板片22a、透明板片24a夹持的方式进行连接。a,b是形状记忆合金21与微丝71的熔接部。通过这样的结构,形状记忆合金21的振动将 直接传递至透明板片22a、透明板片24a,从而能以更大的位移传递给指尖。
[0089] 该接触子单元2,例如设置于带有汽车导航系统的触摸式面板的显示器的画面上。使用者例如用指尖从孔部23按压触摸开关(例如图10的52a),则来自该触摸开关的信号被传送至控制装置6(参照图10),控制装置6向信号产生装置31输出触摸开关被输入的数据。信号产生装置31根据来自控制装置6的数据,通过驱动器32,使得跨越孔部23的形状记忆合金21发生振动。通过该振动传送至透明板片22a、透明板片24a,则按压了触摸开关的使用者可通过指尖感知对虚拟按钮的按压力。这感觉就好像与按下真实的按钮一样。
[0090] 然而,本发明并不限于上述实施方式的结构,在不改变发明的构思的范围内,可进行各种变形。例如,脉冲波的施加条件也可调整为,使得形状记忆合金21发生振动。另外,可任意组合实施上述各实施内容。形状记忆合金、微丝可同时为线径10μm~200μm的线,而从机械强度、感知度的角度考虑,优选为30μm~150μm。