(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基体上に少なくとも局所的には互いに平行またはほぼ平行に配列されるとともに、誘電体被膜で被覆された複数の線状電極と、
ｎ相（ｎは３以上の整数）のパルス電圧を出力する多相パルス電源と、
を有し、
前記複数の線状電極は、前記絶縁性基体上の任意の中心点または中心線を挟んで対向し、
前記中心点または前記中心線に対して対称な線状電極に同じパルス電圧が印加されるように、前記複数の線状電極は前記多相パルス電源に接続され、
前記中心点または前記中心線に向かって気流が発生するようにパルス電圧が前記複数の線状電極に印加される、気流発生装置。
【請求項２】
前記複数の線状電極に対して前記多相パルス電源を電気的に接続する接続部を有し、
前記接続部にキャパシタが直列に挿入されている、請求項１に記載の気流発生装置。
【請求項３】
前記複数の線状電極は、それぞれ直線状であり、中心線の左右に前記中心線に対して平行またはほぼ平行に配列されていて、前記パルス電圧の位相の順にたどる方向が前記中心線に対して左右対称方向である、請求項１又は２に記載の気流発生装置。
【請求項４】
前記複数の線状電極は同心の多角形状である、請求項１乃至３の何れかに記載の気流発生装置。
【請求項５】
前記複数の線状電極は同心円状である、請求項１又は２に記載の気流発生装置。
【請求項６】
前記パルス電圧の立ち上がり時間は１μｓ以下である、請求項１乃至５の何れかに記載の気流発生装置。
【請求項７】
前記複数の線状電極のうち互いに隣接する線状電極間の距離は１．７μｍ〜９０μｍの範囲内の値であり、且つ前記パルス電圧のピーク電圧は３３０Ｖ〜９５０Ｖの範囲内の値である、請求項１乃至６の何れかに記載の気流発生装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の気流発生装置を備え、当該気流発生装置により発生される気流を操作者の操作部に生じさせる感覚提示デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気的な制御によって気流を発生させる気流発生装置及び感覚提示デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性基体に形成された電極に対して電圧を印加することによって気流を制御する装置が特許文献１に開示されている。
図１は特許文献１の表面プラズマアクチュエータの構成を示す図である。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、絶縁体１０１の表面に互いに間隔をもって、第１表側電極１０２と第２表側電極１０３とが平行に対向配置されている。この第１表側電極１０２及び第２表側電極１０３と、裏面に設けられた裏面側電極１０４との間に高電界が発生されると、表面側電極と裏面側電極の配置関係により、各表側電極の互いに対向する縁部から表面に平行にプラズマジェットが発生する。これらのプラズマジェットは各電極の中間部で衝突し、図１（Ｂ）のように絶縁体１０１の表面に垂直なプラズマジェット１０５が形成される。その際に周囲の気体が絶縁体１０１の表面に直角に誘導される誘導気流１０６が発生する。
【０００３】
また、図１（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）に示すように、中心開口１０７を備えたリング状の、又は中心開口１０７を備えた四角形状の表面側電極１０８を設け、表面側電極１０８と、裏面に設けられた裏面側電極との間に高電界が発生されると、表面側電極と裏面側電極の配置関係により、表側電極１０８の中心開口１０７側の縁部から中心に向けて表面に平行にプラズマジェット１０９が発生する。このプラズマジェットは中心部において互いに衝突し、そこから直角に上方に向けて移動するプラズマジェット１１０が形成される。また、そのプラズマジェット１１０に誘導されて誘導気流１１１が表面に直角に発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７０１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に示されている表面プラズマアクチュエータは、絶縁体の表面に形成された電極と裏面に形成された電極との間に電圧を印加するので、例えば３０００Ｖ程度の高電圧が必要になる。また、表面の電極からプラズマジェットを発生させるものであるので、基本的に電極を露出させる必要がある。保護膜を被覆するとしても多孔質の保護膜を設けることになるので、耐久性の点で問題となる。さらに、誘導気流の風量・風速を増大させようとすれば、電極間に印加する電圧を高めることになるが、アーク放電が発生するおそれがあるので、充分な誘導気流を得難い問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、風量・風速の高い気流を基体の面に対して垂直方向に発生させる、耐久性が高い気流発生装置及び感覚提示デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の気流発生装置は、絶縁性基体上に少なくとも局所的には互いに平行またはほぼ平行に配列されるとともに、誘電体被膜で被覆された複数の線状電極と、ｎ相（ｎは３以上の整数）のパルス電圧を出力する多相パルス電源と、を有し、
前記複数の線状電極は、前記絶縁性基体上の任意の中心点または中心線を挟んで対向し、
前記中心点または前記中心線に対して対称な線状電極に同じパルス電圧が印加されるように、前記複数の線状電極は前記多相パルス電源に接続され、
前記中心点または前記中心線に向かって気流が発生するようにパルス電圧が前記複数の線状電極に印加されるように構成する。
【０００８】
この構成により、複数の線状電極のうち、電圧が掛かる互いに隣接する組の線状電極間で誘電体バリア放電が生じ、この放電により生じた荷電粒子が電界により加速され、荷電粒子の衝突によって気体分子が搬送される。そのため、線状電極の本数を相対的に多くすることによって、気流の流量を増すことができる。また、線状電極が誘電体被膜で被覆されているので、耐久性が維持できる。
【０００９】
前記複数の線状電極に対して前記多相パルス電源を電気的に接続する接続部を有し、この接続部にキャパシタが直列に挿入されていてもよい。
この構成によれば、線状電極間における放電が火花放電に至ることがなく、火花放電による、電極や電極近傍の誘電体膜の破壊が防止される。
【００１０】
前記複数の線状電極は、例えばそれぞれ直線状であり、中心線の左右に前記中心線に対して平行またはほぼ平行に配列されていて、前記パルス電圧の位相の順にたどる方向が前記中心線に対して左右対称方向である。
この構成であれば、線状電極の形状が単純であるので、製造が容易であるとともに、多相パルス電源との接続も容易となる。
【００１１】
前記複数の線状電極は、例えば同心の多角形状又は同心円状である。この構造により、絶縁性基体の面に対して垂直方向にスポット的に気流を発生させることができる。
【００１２】
前記線状電極は、例えば、前記複数の線状電極のうち互いに隣接する線状電極間の距離は１．７μｍ〜９０μｍの範囲内の値であり、且つ前記パルス電圧のピーク電圧は３３０Ｖ〜９５０Ｖの範囲内の値である。
この構成により、利用が比較的容易な電圧（９５０Ｖ以下）により放電が生じるため、装置を容易に構成できる。
【００１３】
本発明の感覚提示デバイスは、前記気流発生装置を備え、操作者の操作部に当該気流発生装置により発生される気流を当てることができる。気流が当たるので、非接触であたかも実際に接触したかのような感覚を生じることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、比較的低い電圧で駆動でき、耐久性が高く且つ風量・風速の高い気流を基体の面に対して垂直方向に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】特許文献１の表面プラズマ発生装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る気流発生装置２０１のブロック図である。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、複数の線状電極と、それらに対して多相パルス電源からのパルス電圧を印加するための接続構造を示す図であり、図３（Ａ）は線状電極を形成した誘電体基板の平面図、図３（Ｂ）はその断面図である。
【図４】多相パルス電源４０の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示した多相パルス電源４０から出力される４相のパルス電圧波形を表す図である。
【図６】電圧パルスの立ち上がり時間τｒを示す図である。
【図７】図３（Ｂ）に示した誘電体基板５１の断面図に対して、隣接する二つの電極間の作用領域Ｓ４１及びＳ１２を表した図である。
【図８】線状電極Ｅ1(j)と線状電極Ｅ2(j)との間の作用領域Ｓ１２について、荷電粒子と気体分子の動きを示す図である。
【図９】図９（Ａ）は第１の実施形態に係る気流発生装置２０１の配列電極基板５０全体の構成を示す平面図、図９（Ｂ）はその正面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第２の実施形態に係る気流発生装置２０２の配列電極基板５０の平面図、図１０（Ｂ）はその下面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）に示す断面Ｐ−Ｐでの断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は第２の実施形態に係る気流発生装置２０２の平面図、図１１（Ｂ）はその正面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は第３の実施形態に係る気流発生装置２０３の配列電極基板５０の平面図、図１２（Ｂ）はその下面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は第４の実施形態に係る気流発生装置２０４の配列電極基板５０の平面図、図１３（Ｂ）はその下面図である。
【図１４】第５の実施形態に係る感覚提示デバイスを備えた電子機器３０１の概略構成を示す平面図である。
【図１５】気流と操作者との関係を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）は第６の実施形態に係る収束流型気流発生装置２０６の斜視図である。図１６（Ｂ）はその正面図である。
【図１７】第７の実施形態に係る発散流型気流発生装置のパルス電圧の波形図である。
【図１８】第７の実施形態に係る発散流型気流発生装置２０７の正面図である。
【図１９】第８の実施形態に係る第１種換気装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に示すいくつかの実施形態のうち、第７の実施形態と第８の実施形態は参考として挙げた実施の形態である。
《第１の実施形態》
第１の実施形態に係る気流発生装置について各図を参照して説明する。
図２は第１の実施形態に係る気流発生装置２０１のブロック図である。この気流発生装置２０１は、図２に示すように、多相パルス電源４０、配列電極基板５０、この多相パルス電源と配列電極基板との間を接続する多相パルス電源ラインに対して直列に挿入された付加キャパシタＣを備えている。
【００１７】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、複数の線状電極と、それらに対して多相パルス電源からのパルス電圧を印加するための接続構造を示す図であり、図３（Ａ）は線状電極を形成した誘電体基板の平面図、図３（Ｂ）はその断面図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）では配列電極基板５０の一部を示している。
【００１８】
絶縁体基板５１は本発明に係る絶縁性基体に相当する。この絶縁体基板５１の上面には複数の線状電極５２が平行且つ一定間隔に配列形成されている。図２に示した多相パルス電源４０は４相のパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４を出力する。線状電極５２はその並び順に４本ごとに共通接続されるとともに多相パルス電源４０の出力端子にそれぞれ接続されている。また、線状電極５２の奇数本目と偶数本目とで、多相パルス電源４０に対する接続端の引き出し方向を交互に切り替えている。
【００１９】
絶縁体基板５１の上面の全面には、線状電極５２を覆うように、樹脂被膜や珪酸ガラス被膜などの誘電体膜５４が形成されている。この構成により、電極の酸化や硫化が抑制されて長期に亘って安定した特性が維持できる。
【００２０】
なお、図２には、線状電極５２の配列の向きとして＋ｘの向きを図示している。
【００２１】
図４は多相パルス電源４０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、多相パルス電源４０は定電圧直流電源回路４２、ゲートドライバ回路４３及びタイミング信号発生回路４１で構成されている。タイミング信号発生回路４１は正電圧を発生するタイミング信号を与え、ゲートドライバ回路４３はそのタイミング信号に応じて、定電圧直流電源回路４２から入力されるグランド電位又は＋Ｖボルトの電圧を切り替えてパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４を出力する。このゲートドライバ回路は、例えばパワーＭＯＳ  ＦＥＴを主たる素子として構成することができる。
【００２２】
ゲートドライバ回路４３が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，または４）は周期Ｔの周期関数であり、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔの間においては、
＋Ｖ    ｛  （Ｔ／４）×（ｉ−１）  ＜  ｔ  ＜  （Ｔ／４）×（ｉ−１）＋τｗ  ｝
０    ｛  それら以外のｔのとき  ｝
のそれぞれの値をとる。但し、Ｖは正の電圧である。このような電圧を出力することによって、図５に示す電圧波形を繰り返し出力する。
【００２３】
図５は、図４に示した多相パルス電源４０から出力される４相のパルス電圧波形を表す図である。各相の駆動電圧は、０［Ｖ］の区間を挟んで＋Ｖボルトの区間が繰り返し発生する。隣接する相は１／４周期ずつずれている。また、この例ではパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４のうちいずれか１つのみ＋Ｖボルトが出力され、同時に２つ以上の端子から＋Ｖボルトが出力されることはない。
【００２４】
各電圧パルスの立ち上がりについて図６を用いて説明する。図６において、パルス立ち上がり時間τｒを、ピーク電圧Ｖの２０％から８０％へ至るまでの時間として定義する。このパルス立ち上がり時間τｒが１μｓ以下となるように設定する。
【００２５】
このようにｎ相のパルス電圧の時間波形を、各々が一定時間持続するステップパルスとして順次循環的に出力されるものとすることにより、電源回路を安価に構成することができる。
【００２６】
次に、第１の実施形態に係る気流発生装置の作用について説明する。
気体に流れが発生する機構については十分には解明できていないが、次の（ａ）から（ｄ）の過程（作用）が関与しているものと推測する。
【００２７】
（ａ）各パルス電圧の立ち上がりにおいて、電極間の電界が急峻に増大することにより、気体中で放電が生じる。この放電により、電極間の気体分子が電離し、荷電粒子が発生する。
【００２８】
（ｂ）（ａ）及び（ｄ）に由来する荷電粒子は電界により力を受け、電界の方向に沿って加速される。
【００２９】
（ｃ）加速された荷電粒子は、電離していない他の気体分子と衝突し、その気体分子に運動量を与える。
【００３０】
（ｄ）荷電粒子は電極近傍の誘電体被膜上に付着する。
【００３１】
ここで図を用いて補足説明を行う。
【００３２】
図７は、図３（Ｂ）に示した絶縁体基板５１の断面図に対して、隣接する二つの電極間の作用領域Ｓ４１及びＳ１２を表した図である。作用領域Ｓ４１は線状電極Ｅ4(j-1) と線状電極Ｅ1(j)との間の誘電体膜上の領域である。また、作用領域Ｓ１２は線状電極Ｅ1(j)と線状電極Ｅ2(j)との間の誘電体膜上の領域である。
【００３３】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、線状電極Ｅ1(j)と線状電極Ｅ2(j)との間の作用領域Ｓ１２について、荷電粒子と気体分子の動きを示す図である。
【００３４】
前記過程（ａ）において、図５に示した電圧Ｖ１の立ち上がりの時刻ｔ１においては、図７中の作用領域Ｓ４１及びＳ１２で電界が急速に増大して誘電体バリア放電が生じると考えられる。誘電体バリア放電は、電極が誘電体膜５４により被覆されている場合に生じる放電である。この誘電体バリア放電においては、放電により生じた荷電粒子は、電界によって受けるクーロン力で線状電極へ向かうが、線状電極が誘電体膜により被覆されているため、線状電極に到達できず、電荷を保持したまま誘電体表面へ付着し留まる。
【００３５】
この誘電体表面に付着した荷電粒子は、電極が作り出す電界とは逆向きの電界を生じる。一定量の荷電粒子が発生し付着した時点で電極間の電界は十分小さくなり、放電（誘電体バリア放電）は停止する。したがって放電は極短時間で停止する。このため、通常は放電がアーク放電などの破壊的な放電に至らず、また、発生する電荷量が一定量に制限される。
【００３６】
また、前記過程（ｂ）及び（ｃ）において、図８（Ａ）に模式的に示すように、荷電粒子が生じ、その荷電粒子が電界により加速され、電離していない気体分子に衝突すると考えられる。この衝突によって荷電粒子から気体分子へ運動量が移ることにより気体が搬送される。ここで、搬送すべき気体が空気である場合、前記荷電粒子は、主に空気中の窒素分子が電離した一価の正イオンと電子であると考えられる。
【００３７】
また、前記過程（ｄ）において、図８（Ｂ）に模式的に示すように、線状電極のほうへ引き寄せられた荷電粒子は線状電極付近の誘電体膜上に付着し留まると考えられる。この付着した荷電粒子（壁電荷）は電界を作るが、時刻によって電極が作る電界を打ち消す方向に働くこともあれば、増大する方向に足し合わされる方向に働くこともある。後者の場合、放電がより高効率に生じるという利点を持つ。
【００３８】
なお、以上の説明においては、気体が搬送される方向が＋ｘ方向と−ｘ方向のいずれであるのかが定まらない。しかし、実際には、上記（ａ）から（ｄ）の少なくとも一つの過程において、＋ｘ方向と−ｘ方向とに関する非対称性が生じることにより、一方向の流れが生じるものと考えられる。実験によると、多くの場合において、この流れの方向は＋ｘ方向であった。すなわち、印加されるパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４の位相の順序である線状電極Ｅ1(j)〜Ｅ4(j)の配列の順序の方向へ気流が発生した。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係る気流発生装置の各部の具体的な寸法及び印加電圧及び印加電圧の波形について示す。
【００４０】
まず、線状電極の間隔と印加電圧について述べる。
【００４１】
パッシェンの法則において、放電開始電圧Ｖｓは、気圧ｐと電極間距離ｄとの積ｐｄの関数となることが知られている。空気中において、放電開始電圧Ｖｓの最小値はｐｄ＝０．５７ｍｍＨｇ・ｃｍ付近である。このとき、放電開始電圧＝３３０Ｖである。したがって、線状電極に印加されるパルス電圧は、３３０Ｖ乃至９５０Ｖの範囲内の値であると、気流発生装置として好適である。
【００４２】
パッシェンの法則より、空気の場合において放電開始電圧Ｖｓが９５０Ｖ以下となる条件は、ｐｄが０．１３乃至６．８ｍｍＨｇ・ｃｍであることに対応する。この条件は、１気圧（ｐ＝７６０ｍｍＨｇ）の下では、電極間距離ｄが１．７μｍ乃至９０μｍであることに対応する。すなわち、電極間距離ｄを１．７μｍ乃至９０μｍに定めることにより、利用が比較的容易な電圧（９５０Ｖ以下）により放電が生じるため、装置を容易に構成できる。
【００４３】
前記電極間距離ｄは、［線状電極の配列ピッチ６０μｍ］−［線状電極の幅２５μｍ］＝３５μｍである。
【００４４】
図９（Ａ）は第１の実施形態に係る気流発生装置２０１の配列電極基板５０全体の構成を示す平面図、図９（Ｂ）はその正面図である。左側ＬＨＦと右側ＲＨＦとは線状電極に対する多相パルス電源からの接続構造が左右対称の関係にある。既に述べたとおり、配列電極基板５０の左側ＬＨＦによって右方向の気流ＡＦが発生する。同様に、配列電極基板５０の右側ＲＨＦによって左方向の気流ＡＦが発生する。
【００４５】
このようにして、図９（Ａ）に一点鎖線で示す左右対称の軸上に、絶縁体基板５１に対して垂直方向に気流が発生する。
【００４６】
《第２の実施形態》
図１０（Ａ）は第２の実施形態に係る気流発生装置２０２の配列電極基板の平面図、図１０（Ｂ）はその下面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）に示す断面Ｐ−Ｐでの断面図である。
【００４７】
絶縁体基板５１の上面には複数の円環状の線状電極５２が同心円上に配置されている。すなわち、これらの線状電極５２は局所的に互いにほぼ平行に配列されている。絶縁体基板５１の下面には下面配線５６及び端子電極Ｐ１〜Ｐ４が形成されている。複数の線状電極５２の所定の線状電極はビア電極５５を介して下面配線５６に共通接続されている。この例では、線状電極５２は、その並び順に４本ごとに共通接続されている。端子電極Ｐ１〜Ｐ４には、図４に示した多相パルス電源４０から出力される４相のパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４が印加される。この例では、印加されるパルス電圧の位相の順に線状電極を辿ると、線状電極の周囲から中心方向へ辿ることになる。したがって、周辺から中心方向へ流れる気流が発生する。
【００４８】
図１１（Ａ）は第２の実施形態に係る気流発生装置２０２の平面図、図１１（Ｂ）はその正面図である。線状電極５２の周囲から中心方向へ気流ＡＦが発生するので、気流発生装置２０２の中央で衝突して上昇気流となって、気流発生装置２０２の絶縁体基板に対して垂直方向の気流が発生する。
【００４９】
なお、複数の下面配線５６は、絶縁体基板５１の中心と絶縁体基板５１の各辺の中心とをおおよそ結ぶように配置されていて、互いに９０度の角度をもっているので、複数の下面配線５６が容易に配置できる。また、複数の下面配線５６のうち隣接する下面配線同士の静電容量が小さくなるので、必要な印加電圧が小さくて済む。
【００５０】
《第３の実施形態》
図１２（Ａ）は第３の実施形態に係る気流発生装置２０３の配列電極基板の平面図、図１２（Ｂ）はその下面図である。第２の実施形態で示した気流発生装置２０２と異なり、線状電極５２に対して容量を介して電圧を印加するように構成している。
【００５１】
絶縁体基板５１の上面には複数の円環状の線状電極５２が同心円上に配置されている。絶縁体基板５１の下面には下面配線５６、下面対向電極５９及び端子電極Ｐ１〜Ｐ４が形成されている。下面対向電極５９は上面の線状電極５２と所定箇所で対向して容量結合する。このように絶縁体基板の表裏で電極間を容量結合させることにより、ビア電極の加工が不要となる。また、静電容量が直列接続されることになるので、流入できる電荷量が制限されて、線状電極間において火花放電が生じにくくなる。
【００５２】
《第４の実施形態》
図１３（Ａ）は第４の実施形態に係る気流発生装置２０４の配列電極基板の平面図、図１３（Ｂ）はその下面図である。
第２の実施形態と異なり、絶縁体基板５１の上面には複数の正方形状の線状電極５２が同心上に配置されている。絶縁体基板５１の下面には下面配線５６及び端子電極Ｐ１〜Ｐ４が形成されている。複数の線状電極５２の所定の線状電極はビア電極５５を介して下面配線５６に共通接続されている。この例では、線状電極５２は、その並び順に４本ごとに共通接続されている。端子電極Ｐ１〜Ｐ４には、図４に示した多相パルス電源４０から出力される４相のパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４が印加される。この例では、印加されるパルス電圧の位相を順に線状電極を辿ると、線状電極の周囲から中心方向へ辿ることになる。したがって、気流は周辺から中心方向へ発生する。
【００５３】
このように、複数の線状電極を正方形状に形成することによって、複数の気流発生装置を配列する際に、それらの配置密度を容易に高められる。
【００５４】
《第５の実施形態》
図１４は、第５の実施形態に係る感覚提示デバイスを備えた電子機器の概略構成を示す平面図、図１５は気流と操作者との関係を示す図である。
図１４に示す電子機器３０１の非接触手指位置センサ６０は、操作位置Ｋ１〜Ｋ１０のうち、どの位置をタッチしようとしたかを検出するセンサである。この非接触手指位置センサは、例えばステレオカメラ画像に基づく画像認識により検出する。
【００５５】
操作位置Ｋ１〜Ｋ１０の各々には、第２の実施形態又は第３の実施形態で示した気流発生装置が設けられている。制御部７０は非接触手指位置センサ６０による検出結果に応じて、所定の演算処理や信号制御を行う。また、操作位置Ｋ１〜Ｋ１０のうちタッチされようとした位置の検出に応じて、該当位置の気流発生装置を短時間だけ駆動してバースト状の気流を発生させる。
【００５６】
図１５は、操作位置Ｋ５に操作者が手指ＦＴをタッチしようとしたときに発生される気流を示している。このようにして、操作者の手指には気流が当たるので、あたかも実際にパネルにタッチしたかのような感覚を提示できる。
【００５７】
非接触操作によるキーの「押下」に対応して、手指が風圧によるフィードバックを受けることができるため、操作者は、キー入力が受けつけられたこと、およびいずれのキーの入力として認識されたのかを知ることができる。そのため、非接触操作であるにもかかわらず確実なキー入力が可能となる。また、操作者にとっても良好な操作感が得られる。
【００５８】
例えば、医療現場や食品工場などの高度な衛生環境が求められる環境での各種操作パネルに好適である。また、一般の市民生活においても、銀行のＡＴＭや駅の券売機など不特定多数の利用者が使用する機械類の操作パネルに適用することにより、接触によるウイルス感染等のおそれを低減できる。
【００５９】
《第６の実施形態》
図１６（Ａ）は第６の実施形態に係る収束流型気流発生装置２０６の斜視図である。図１６（Ｂ）はその正面図である。この収束流型気流発生装置２０６は、第２の実施形態で図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示した気流発生装置を二組用い、一方の気流発生装置の絶縁体基板の中央に開口部Ａを穿ち、互いに対面させて所定間隔を隔てて平行に配置したものである。
【００６０】
このようにして、二組の気流発生装置２０６Ｆ，２０６Ｃを対面配置することにより、第２の実施形態で示したとおり、気流発生装置２０６Ｆ，２０６Ｃの表面にはそれぞれ収束流が生じるので、図１６（Ｂ）に示すように、周辺から装置内部方向へ向かう気流ＡＦ１が生じる。この結果、開口部Ａから流出（噴出）する気流ＡＦ２が生じる。
【００６１】
《第７の実施形態》
第７の実施形態に係る発散流型気流発生装置の構造は図１６（Ａ）に示したものと同じである。但し、印加されるパルス電圧の位相を順に線状電極を辿ると、線状電極の中心から周囲方向へ辿るようにパルス電圧を印加する。したがって、中心から周辺方向へ流れる気流が発生する。
【００６２】
図１７は、前記パルス電圧の波形図である。図５に示した波形と比べれば明らかなように、４相のパルス電圧の位相の順序が逆になっている。従って、図１８に示すように、装置内部から周囲方向へ流れる気流ＡＦ１が生じる。この結果、開口部Ａへ流入する気流ＡＦ２が生じる。
【００６３】
《第８の実施形態》
図１９は第８の実施形態に係る第１種換気装置の構成を示す図である。
前記収束流型気流発生装置２０６及び発散流型気流発生装置２０７を建築物に設けて、部屋を換気するものである。図１９に示すように、部屋の対角位置に収束流型気流発生装置と発散流型気流発生装置を備えることにより、第１種換気（機械吸排気）を行うことができる。
【００６４】
本装置は、入力電圧パターンの変更により、気流の方向を変更することが容易である。また、収束流型気流発生装置２０６及び発散流型気流発生装置２０７ともに超薄に構成できるので省スペースの換気設備として用いることができる。
【００６５】
なお、居室の換気以外にも、電子機器の筐体内の冷却用の換気装置として適用することもできる。
【００６６】
《他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、４相のパルス電圧を複数の線状電極に印加するように構成したが。相数ｎは３以上であればよい。
また、環状の線状電極としては円環状や矩形環状に限らず五角形以上の多角形環状でああってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ…開口部
ＡＦ，ＡＦ１，ＡＦ２…気流
Ｃ…付加キャパシタ
Ｅ1〜Ｅ4…線状電極
ＦＴ…手指
Ｋ１〜Ｋ１０…操作位置
ＬＨＦ…左半面
ＲＨＦ…右半面
Ｓ１２，Ｓ４１…作用領域
４０…多相パルス電源
４１…タイミング信号発生回路
４２…定電圧直流電源回路
４３…ゲートドライバ回路
５１…絶縁体基板
５２…線状電極
５４…誘電体膜
５５…ビア電極
５６…下面配線
５９…下面対向電極
６０…非接触手指位置センサ
７０…制御部
２０１〜２０４…気流発生装置
２０６…収束流型気流発生装置
２０６Ｆ，２０６Ｃ…気流発生装置
２０７…発散流型気流発生装置
３０１…電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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