(57)【要約】【課題】生体への情報伝達装置において、強い振動によって生体に情報を確実に伝達することができ、かつ、容易に製造することができるようにする。【解決手段】情報伝達装置１は、線状の形状記憶合金２１と、形状記憶合金２１が取付けられる透明板２２と、形状記憶合金２１に、信号伝達のためのオン・オフデューティーを有し、同一、又は異なる波高値のパルス波を印加する信号発生部３とを備える。透明板２２は、穴部２３を有し、形状記憶合金２１が弛緩した状態で穴部２３に取付けられる。形状記憶合金２１は、生体に押圧されて張力を与えられた状態でパルス波を印加される。形状記憶合金２１に張力を与えた状態でパルス波を印加するので、形状記憶合金２１の振動が強くなり、生体に情報を確実に伝達することができる。また、形状記憶合金２１を弛緩した状態で取付けるという簡単な構造であるので、生体への情報伝達装置を容易に製造することができる。【選択図】図１
2011096133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状記憶合金を用いた生体への情報伝達装置において、
線状の形状記憶合金と、
前記形状記憶合金が取付けられる板と、
前記形状記憶合金に、信号伝達のためのオン・オフデューティーを有し、同一、又は異なる波高値のパルス波を印加する信号発生手段と、を備え、
前記形状記憶合金は、前記板に弛緩した状態で取付けられ、かつ、張力を与えられた状態でパルス波を印加され、
該合金の長さが変化することを繰り返すことにより機械振動を生じさせ、該合金に接した生体の触覚に情報を伝達することができるようにしたことを特徴とする生体への情報伝達装置。
【請求項２】
前記板は、板面に開けられた穴部を有し、
前記形状記憶合金は、前記穴部を跨って弛緩した状態で、穴部の両端側で板に固定されており、使用時に該穴部を押圧する生体により張力を与えられることを特徴とする請求項１に記載の生体への情報伝達装置。
【請求項３】
前記板は、対をなす突起を板面に有し、
前記形状記憶合金は、前記の対をなす突起間を跨って弛緩した状態で該突起に固定されており、使用時に該突起間を押圧する生体により張力を与えられることを特徴とする請求項１に記載の生体への情報伝達装置。
【請求項４】
前記形状記憶合金は、馬蹄形に曲げられて弛緩した馬蹄形部を有し、
前記馬蹄形部は、前記板に垂直方向に起こされた状態で、馬蹄形の根元で該板に固定され、
前記馬蹄形部と前記板との間に弾性を有する樹脂が充填され、該樹脂により馬蹄形部の外周方向に張力を与えられることを特徴とする請求項１に記載の生体への情報伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金を用いて、生体に触覚の情報を伝達する情報伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から微小な振動を提示することで生体の触覚に情報を伝達する装置として振動モーター、圧電素子、形状記憶合金等を用いた情報伝達装置が知られている。これらの情報伝達で利用される生体の触覚が振動を感ずるメカニズムは、次のように説明されている。皮膚感覚等の触覚の形成に関与する人間の受容器は、皮膚及び皮下組織に分布している。皮膚面に刺激が加わると、皮下組織の数種類の受容器が刺激される。人間の受容器では、１００［Ｈｚ］以下の振動を知覚するのがマイスナー小体、１００〜３００［Ｈｚ］程度の振動に反応するのがパチニ小体であり、メルケル触盤が圧に反応し、ルフィニ終末が歪みと変位を知覚するものとされている。マイスナー小体は順応が速く、かつ受容野が狭いものであり、パチニ小体は順応が速く、かつ受容野が広いものであり、メルケル細胞は順応が遅く、かつ受容野が狭いものであるとされている。具体的には、パチニ小体は２００［Ｈｚ］程度の振動に最も敏感に反応し、マイスナー小体は、３０［Ｈｚ］程度の振動に最も敏感に反応するとされている。
【０００３】
形状記憶合金を用いて、生体の触覚に情報を伝達する情報伝達装置として、例えば、長さ３ｍｍ、直径５０μ程度の形状記憶合金を馬蹄形に曲げ、その馬蹄形の頂点付近を生体に触れさせる構造をしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この情報伝達装置では、形状記憶合金に波高値２Ｖ、デューティー比５％のパルス波を印加することにより、形状記憶合金の加熱・冷却を繰り返して形状記憶合金を収縮・伸長させ、高い周波数で振動させる。この振動によって、ファントムセンセーションや仮現運動を利用し、生体の触覚に文字や図形、点字等の高度な提示を行なう。
【０００４】
しかしながら、このような情報伝達装置においては、触覚を提示する形状記憶合金が馬蹄形に形成され、形状記憶合金自身が持つ復元力にて生体を刺激する構造である。該合金は５０μと細く、柔らかく復元力が乏しいため、発生する刺激が小さく、生体に触覚による情報提示を十分に行なえない。また、複数の形状記憶合金を一緒に用いる場合に、それらの形状記憶合金が均等に振動するように均一な馬蹄形に製造するのが難しい。
【０００５】
また、形状記憶合金を弛緩した状態で、平面又は曲面上に形状記憶合金の両端を固定して取付け、形状記憶合金の振動を生体に伝達する触覚子の一端を形状記憶合金の中間部に取付けて、触覚子の他端を生体に接触可能なように設けた構造をした情報伝達装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、このような情報伝達装置においては、生体の触覚への振動の提示が触覚子を介して行なうために、生体との接触部が大きくなり、ファントムセンセーションや仮現運動等の高度な触覚提示ができない。また、構造が複雑であるので、製造が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−４８２６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題を解消するものであり、形状記憶合金の強い振動によって生体に情報を確実に伝達することができ、しかも、簡単な構成で製造するのが容易な生体への情報伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、形状記憶合金を用いた生体への情報伝達装置において、線状の形状記憶合金と、前記形状記憶合金が取付けられる板と、前記形状記憶合金に、信号伝達のためのオン・オフデューティーを有し、同一、又は異なる波高値のパルス波を印加する信号発生手段と、を備え、前記形状記憶合金は、前記板に弛緩した状態で取付けられ、かつ、張力を与えられた状態でパルス波を印加され、該合金の長さが変化することを繰り返すことにより機械振動を生じさせ、該合金に接した生体の触覚に情報を伝達するものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の生体への情報伝達装置において、前記板は、板面に開けられた穴部を有し、前記形状記憶合金は、前記穴部を跨って弛緩した状態で、穴部の両端側で板に固定されており、使用時に該穴部を押圧する生体により張力を与えられるものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１に記載の生体への情報伝達装置において、前記板は、対をなす突起を板面に有し、前記形状記憶合金は、前記の対をなす突起間を跨って弛緩した状態で該突起に固定されており、使用時に該突起間を押圧する生体により張力を与えられるものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の生体への情報伝達装置において、前記形状記憶合金は、馬蹄形に曲げられて弛緩した馬蹄形部を有し、前記馬蹄形部は、前記板に垂直方向に起こされた状態で、馬蹄形の根元で該板に固定され、前記馬蹄形部と前記板との間に弾性を有する樹脂が充填され、該樹脂により馬蹄形部の外周方向に張力を与えられるものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、形状記憶合金に張力を与えた状態でパルス波を印加するので、形状記憶合金の機械振動が強くなり、生体に情報を確実に伝達することができる。また、形状記憶合金を弛緩した状態に取付けるという簡単な構造であるので、容易に製造することができる。
【００１４】
請求項２乃至請求項４の発明によれば、生体又は樹脂によって形状記憶合金に張力を与えた状態で形状記憶合金を駆動することで、該合金の機械振動を生体に効率的に伝達することができ、生体への情報伝達がより確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る生体の情報伝達装置の構成図、（ｂ）は同情報伝達装置における触覚子ユニットの分解斜視図。
【図２】（ａ）は同情報伝達装置における触覚子ユニットの一例を示す平面図、（ｂ）は同触覚子ユニットの他の一例を示す平面図。
【図３】同情報伝達装置における形状記憶合金の特性図。
【図４】同形状記憶合金に印加するパルス波の印加条件を示す図。
【図５】同パルス波の同時刺激の印加条件を示す図。
【図６】同パルス波の同一波高値の印加条件を示す図。
【図７】（ａ）は第１の変形例に係る情報伝達装置において、形状記憶合金の内で生体に接触しない部分をマイクロワイヤに代替した構成を示す斜視図、（ｂ）は同形状記憶合金の内で生体に接触しない部分を透明電極に代替した構成を示す斜視図。
【図８】第２の変形例に係る情報伝達装置の斜視図。
【図９】第３の変形例に係る情報伝達装置の正面図。
【図１０】第４の変形例に係る情報伝達装置の断面図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る生体への情報伝達装置の構成図。
【図１２】（ａ）は同情報伝達装置におけるタッチパネルの一例を示す平面図、（ｂ）は同情報伝達装置における他の例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る生体への情報伝達装置について図１を参照して説明する。生体への情報伝達装置１は、生体に接触される状態の形状記憶合金２１を有した透明板状の触覚子ユニット２と、この触覚子ユニット２を駆動する信号を生成する信号発生部（信号発生手段を成す）３とを備える。触覚子ユニット２は、映像、絵図等を表示する表示パネル５の上に配置される。信号発生部３は、触覚子ユニット２を駆動させる信号を発生する信号発生装置３１と、この信号発生装置３１から出力された信号を受けて触覚子ユニット２の形状記憶合金２１を駆動させるパルス波を発生する形状記憶合金ドライバ３２とを有している。
【００１７】
表示パネル５は、信号を受けて映像を表示する映像ディスプレイや、絵図や記号等を描かれた表示物である。表示パネル５が映像ディスプレイである場合には、映像を表示するための信号を生成する制御装置６が備えられる。この場合、制御装置６は、表示パネル５に表示させた映像データに関連付けられた信号を信号発生装置３１に出力する。これにより、信号発生装置３１は触覚子ユニット２が映像に関連した情報を生体に伝達し得るように駆動するための信号を生成する。また、表示パネル５が、絵画が描かれた表示物である場合には、信号発生装置３１は表示物に関連したデータを生成する。この場合には、制御装置６は必ずしも必要でない。
【００１８】
触覚子ユニット２は、振動運動を行なう線状の形状記憶合金２１と、形状記憶合金２１が上面に取付けられる透明板（板）２２と、形状記憶合金２１及び透明板２２を上から覆う薄膜状の透明保護カバー２４とを有している。透明板２２は、板面に開けられた穴部２３ａを有し、形状記憶合金２１は穴部２３ａを跨って透明板２２に取付けられ、両端を透明板２２の端部まで伸ばし、信号発生部３から形状記憶合金２１への信号を伝達するリード線４に接続されている。形状記憶合金２１の穴部２３ａを跨っている部分は、弛緩した状態で、穴部２３ａの両端側で透明板２２に固定される。形状記憶合金２１は、形状記憶合金２１が生体に押圧されても、形状記憶合金２１が穴部２３ａの下に載置されている物に到達せず、形状記憶合金２１に張力が発生する程度に弛緩している。形状記憶合金２１は、触覚子ユニット２に触れるユーザの生体に押圧されて張力を与えられ、その状態でパルス波を印加されると、該合金の長さが変化することを繰り返すことにより強い機械振動を生じさせ、生体の触覚に情報を確実に伝達する。
【００１９】
透明保護カバー２４も、透明板２２の穴部２３ａに対応する個所に、穴部２３ｂを有している。穴部２３ａ及び穴部２３ｂの両方を指す場合は、穴部２３と称する。なお、透明保護カバー２４は穴部２３ｂを有しなくてもよい。
【００２０】
形状記憶合金２１は、直径５０μｍ以下の細い線材で成る。透明板２２及び透明保護カバー２４は、透明ガラスや透明樹脂等で成る。形状記憶合金２１及び穴部２３は、図１では、４対の例を示したが、透明板２２の面上に多数個がマトリックス状に配置されたものとすることが望ましい。
【００２１】
信号発生装置３１は、上述したように制御装置６が備えられる場合は、制御装置６からのデータを受け、制御装置６が備えられていない場合は、表示パネル５に表示されている絵図等に関連した情報を格納しておく。形状記憶合金ドライバ３２は、形状記憶合金２１を駆動するパルス波を、リード線４を介して形状記憶合金２１に出力する。
【００２２】
図２（ａ）及び（ｂ）は、表示パネル５に取付けられた触覚子ユニット２の例を示す。図２（ａ）では、表示パネル５は表示物であって矢印Ｈの図を表示しており、ユーザは矢印Ｈを、触覚子ユニット２を通して見ることができる。矢印Ｈの上には、複数個の形状記憶合金２１及び穴部２３が配置されている。信号発生装置３１は、格納している矢印Ｈの情報から、矢印Ｈと同じ方向に物が移動している触感を生体に与えるための信号を形状記憶合金ドライバ３２に出力し、形状記憶合金ドライバ３２は信号発生装置３１からの信号に基づいて形状記憶合金２１を駆動させるパルス波を出力する。ユーザは、触覚子ユニット２に触れ、形状記憶合金２１に張力を与えることによって、矢印Ｈと同じ方向に物が移動している触感を得ることができる。
【００２３】
図２（ｂ）では、表示パネル５は映像ディスプレイであり、ディスプレイ上に複数の形状記憶合金２１及び穴部２３がマトリックス状に配置されている。この図では、形状記憶合金２１を駆動するリード線の図示を省いているが、例えば、図１（ａ）に示した触覚子ユニット２を複数組用いればよい。表示パネル５には制御装置６により布地Ｉの映像が表示されている。ユーザは布地Ｉの映像を触覚子ユニット２を通して見ることができる。制御装置６は、布地Ｉの映像データに関連付けられた信号を信号発生装置３１に出力する。信号発生装置３１は、制御装置６からの信号に基づいて布地Ｉの触感を生体に与えるための信号を形状記憶合金ドライバ３２に出力し、形状記憶合金ドライバ３２は信号発生装置３１からの信号に基づいて形状記憶合金２１を駆動させるパルス波を出力する。ユーザは、触覚子ユニット２に触れ、形状記憶合金２１に張力を与えることによって、布地Ｉの触感を得ることができる。このように、表示パネル５に映像される物体の触覚情報を伝達することにより、遠隔でありながら、当該物体に触れた感覚をユーザに与えることができる。
【００２４】
次に、パルス波が印加されたときの形状記憶合金２１の動作原理を、図３を参照して説明する。図３は、形状記憶合金２１の温度と長さの関係を示す。横軸は、形状記憶合金２１の温度を示し、縦軸は形状記憶合金２１の長さを示す。形状記憶合金２１は、抵抗値を有しているのでパルス波が印加されているときは発熱し、温度Ｔ２以上になると長さが７％収縮し、元の長さＬから長さ０．９３Ｌに短くなる。そして、パルス波が印加されていないときは放熱し、温度Ｔ１以下に冷却されると元の長さＬに戻る。そして、温度Ｔ２以上の加熱と、温度Ｔ１以下の冷却がパルス波の印加により繰り返される間、形状記憶合金２１の長さは、長さＬと長さ０．９３Ｌとへの変化を繰り返し、形状記憶合金２１は振動する。
【００２５】
次に、触覚子ユニット２を振動させるパルス波の印加方法について図４を参照して説明する。ここでは、穴部２３を跨る部分の形状記憶合金２１が、直径５０μｍ、長さ５ｍｍ、抵抗値５Ωの場合の例を示す。図４は、パルス波の印加の状態を示す。横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。図４（ａ）は、パルス波のオンとオフの時間の比率を示す。形状記憶合金２１は、加熱して収縮すると一旦放熱して冷却してからでないと再加熱して収縮をさせることができないので冷却時間が必要である。形状記憶合金２１が加熱される電圧印加時間と、形状記憶合金２１が冷却される電圧無印加時間の比率であるオン・オフデューティーは、印加電圧が１Ｖのとき１：２０程度が効果的であり、電圧無印加時間をこれより短くすると冷却が不十分で振動が起きない。図４（ａ）での電圧印加時間を１〜１００ｍｓにすると電圧無印加時間は２０〜２０００ｍｓとなる。
【００２６】
図４（ｂ）は、形状記憶合金２１を余熱するときの電圧印加方法を示す。オフセット電圧として０．３Ｖを印加しておくと、形状記憶合金２１は余熱され、パルス波の波高値を低くして、形状記憶合金２１を振動させることができる。
【００２７】
図４（ｃ）は、パルス波の波高値を変化させた電圧印加方法を示す。波高値を１Ｖ、１．２Ｖ、０．５Ｖ、１．５Ｖ、０．７Ｖ、及び１．２Ｖと変化させている。波高値が低いと形状記憶合金２１は、弱く振動し、波高値が高いと形状記憶合金２１は、強く振動する。波高値の高さを変えることにより、形状記憶合金２１の振動の強さを調整することができる。
【００２８】
図４（ｄ）は、パルス波を断続的に印加するときに、パルス波を印加する時間を一定にし、パルス波を印加する間隔を変化させる電圧印加方法を示す。パルス波を印加する時間は、１０ｍｓ〜５００ｍｓの間の一定時間とし、パルス波を印加する間隔時間を１０ｍｓ〜１ｓの間で変化させる。間隔時間が短いと生体に与える刺激は、強くなり、間隔時間が長いと生体に与える刺激は、弱くなる。パルス波を印加する間隔時間を変えることにより、生体に与える刺激を調整することができる。
【００２９】
図４（ｅ）は、パルス波を断続的に印加するときに、パルス波を印加する間隔を一定にし、パルス波を印加する時間を変化させる電圧印加方法を示す。パルス波を印加する間隔時間は、１０ｍｓ〜１ｓの間の一定時間とし、パルス波を印加する時間を１ｍｓ〜５０ｍｓの間で変化させる。印加する時間が長いと生体に与える刺激は、強くなり、印加する時間が短いと生体に与える刺激は、弱くなる。パルス波を印加する時間を変えることにより、生体に与える刺激を調整することができる。
【００３０】
本実施形態に係る情報伝達装置１は、小型軽量で、エネルギー効率が良く、高周波まで応答可能であり、振動源の分解能も極めて高い。また、単体で０．５Ｈｚ程度の振動を与えれば人の脈やスイッチを押したときのクリック感の様に感じ、１０〜２００Ｈｚの振動を加えるとびりびりした触覚を与えることができる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る情報伝達装置１によって、振動源位置を生体に与える方法、及び、物が移動する触覚を生体に与える方法について図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ２箇所（Ａ点、Ｂ点）の形状記憶合金２１に与える駆動パルスの波高値を異ならせることにより、両点に接触する生体に振動源の位置情報を伝達することができることを示す。図５の一点鎖線の枠内にＡ点、Ｂ点の平面視を示す。６０ｍｍ程離れた２箇所（Ａ、Ｂ点）の各穴部２３に跨る各形状記憶合金２１に生体を押圧し、形状記憶合金２１を同時に振動させ、該２箇所のパルス波の波高値を異ならせたときの生体が感じる触感を示す。横軸は時間を示し、縦軸はＡ点及びＢ点に対応する形状記憶合金２１に印加されたパルス波の波高値を示す。また、Ａ、Ｂ点で生体に与えられた刺激の大きさと生体が感じる刺激の位置とについて、それぞれ、刺激Ｃと認識位置Ｄの記号で示す。刺激Ｃの記号の大きさは、刺激の大きさを表し、認識位置Ｄの記号の位置は、生体がＡ、Ｂ点の間のどの位置に振動源を感じたかを示す。
【００３２】
図５（ａ）では、Ａ点及びＢ点のパルス波の波高値は、同じ１Ｖであるので、生体は、Ａ、Ｂ点の中間点に振動源が有るように感じる。図５（ｂ）では、Ａ点の波高値が１ＶでＢ点の波高値が０．５Ｖであるので、生体は、Ａ点に近い方に振動源が有るように感じる。図５（ｃ）では、Ａ点の波高値が０．５ＶでＢ点の波高値が１Ｖであるので、生体は、Ｂ点に近い方に振動源が有るように感じる。図５（ｄ）では、Ａ点の波高値が０．２ＶでＢ点の波高値が１Ｖであるので、生体は、図５（ｃ）よりも更にＢ点に近い方に振動源が有るように感じる。このようにして実際には振動源が存在していない箇所に振動源が有るように触覚に感じさせるファントムセンセーションを起こすことができる。
【００３３】
図６（ａ）乃至（ｄ）は、２箇所（Ａ点、Ｂ点）の形状記憶合金２１に時間差をもって駆動パルスを印加することにより、両点間を物が移動する触覚を伝達することができることを示す。図６において、振動源の移動速度の触感を移動感覚Ｅの記号で示す。移動感覚Ｅの矢印の記号のうねりで生体が感じた振動源の移動速度の様子を示し、うねりが多いほど遅く感じたことを表す。図６（ａ）乃至図６（ｄ）ともＡ、Ｂ点のパルス波の波高値は１Ｖであるが、Ａ点へのパルス電圧の印加からＢ点へパルス電圧を印加するまでの時間差が異なっており、図６（ａ）では１００ｍｓで、図６（ｂ）では２００ｍｓで、図６（ｃ）では３５０ｍｓで、図６（ｄ）では５００ｍｓとなっている。そして、図６（ａ）の印加条件では、生体は、振動源がＡ点からＢ点へ速く移動したように触覚に感じる。そして、Ａ、Ｂ点へのパルス波を印加する時間差が大きくなるにつれて、生体は、振動源がＡ点からＢ点へ遅く移動したように触覚に感じさせる仮現運動を起こすことができる。また、仮現運動によって、生体の触覚に、ザラザラやツルツルといった感覚を与えることができる。
【００３４】
この仮現運動により、表示パネル５上に配置された触覚子ユニット２の形状記憶合金２１に接触する生体の触覚に、表示と関連した情報を伝達することができる。こうして、上述したように、映像表示される物等の触覚情報を伝達することができる。また、形状記憶合金２１の線径が細く、透明板２２及び透明保護カバー２４が透明であるので、表示パネル５の視界を邪魔することなく、表示内容を見ることができる。
【００３５】
また、形状記憶合金２１に張力を与えた状態でパルス波を印加すると、該合金が生体に少し食い込み、皮膚の中にある振動受容体を効率よく刺激して振動することにより、生体に情報を伝達することができる。また、張力によって形状記憶合金２１の機械振動が強くなり、生体に情報を確実に伝達することができる。また、形状記憶合金を弛緩した状態に取付けるという簡単な構造であるので、容易に製造することができる。
【００３６】
また、情報伝達装置１は、表示パネル５と制御装置６を備えずに、信号発生装置３１が有するデータに基づいて触覚子ユニット２を駆動させてもよい。また、触覚子ユニット２は透明である必要はない。
【００３７】
（第１の変形例）
次に、本実施形態の第１の変形例について図７を参照して説明する。本変形例では、形状記憶合金２１の内で、生体に接触しない部分が、他の材質に代替されている。図７（ａ）は、同部分がマイクロワイヤ７１によって代替された例を示す。マイクロワイヤ７１は、直径が１０〜５０μｍの金、銀、銅、アルミニウム、タングステン等の金属線である。マイクロワイヤ７１と形状記憶合金２１との接続方法には、超音波や溶接等があり、それぞれの接続方法に適した材料が選択される。マイクロワイヤ７１の直径が、形状記憶合金２１の直径の同等以下であるので、表示パネルの視界が一層改善される。
【００３８】
図７（ｂ）は、同部分が透明電極７２に代替された例を示す。この場合も、透明電極７２が透明であるので、表示パネルの視界が一層改善される。
【００３９】
これらのマイクロワイヤ７１や透明電極７２は、形状記憶合金２１より一般的に抵抗値が低いので、駆動電圧を低くすることが可能で、触覚子ユニット２の製造が容易になり、かつ、省エネルギーになる。また、電池駆動が可能になり情報伝達装置１を携帯用にすることもできる。
【００４０】
（第２の変形例）
次に、本実施形態の第２の変形例について図８を参照して説明する。本変形例では、透明板２２と透明保護カバー２４に挟まれた形状記憶合金２１が弛緩した状態であり、形状記憶合金２１は、穴部２３の両端側で、穴部２３の径方向に移動自在に固定されている。穴部２３の形状記憶合金２１が、指Ｙで押圧されると、形状記憶合金２１全体が張り、パルス波が印加されると振動して指Ｙに情報を伝達する。形状記憶合金２１の透明板２２への固定が強固でなくてもよいので、触覚子ユニット２の組み立てが容易になる。
【００４１】
（第３の変形例）
次に、本実施形態の第３の変形例について図９を参照して説明する。本変形例では、透明板２２の上面に対をなす突起８が設けられており、形状記憶合金２１が両突起８の間に弛緩した状態で固定されている。透明板２２は、穴部を有さない。形状記憶合金２１は、形状記憶合金２１が生体に押圧されても、形状記憶合金２１が透明板２２に到達せず、形状記憶合金２１に張力が発生する程度に弛緩している。突起８には、形状記憶合金ドライバ３２に繋がるリード線４が接続されている。突起８や形状記憶合金２１を薄い保護カバーで覆ってもよい。突起８間の形状記憶合金２１が、指Ｙで押圧されると、形状記憶合金２１が張り、パルス波が印加されると該合金が生体に少し食い込み、皮膚の中にある振動受容体を効率よく刺激して振動することにより指Ｙに情報を伝達する。形状記憶合金２１に張力が与えられた状態でパルス波が印加されるので、形状記憶合金２１の機械振動が強くなり、生体に情報が確実に伝達される。透明板２２に穴部２３を形成しなくてよいので、触覚子ユニット２を容易に製造することができる。
【００４２】
（第４の変形例）
次に、本実施形態の第４の変形例について図１０を参照して説明する。本変形例では、形状記憶合金２１は馬蹄形に曲げられた馬蹄形部９を有しており、馬蹄形部９は、透明板２２から垂直方向に起こされた状態であり、馬蹄形の根元で透明板２２に固定されている。透明板２２は、穴部を有さなくてもよい。形状記憶合金２１は、弾性を有する透明な樹脂２５で覆われ、馬蹄形部９の頂部を樹脂２５の上に露出させている。馬蹄形部９の内側も樹脂２５によって充填されており、馬蹄形部９は樹脂２５によって馬蹄形の外側に向けて押圧され、張力を与えられている。形状記憶合金２１に電流が流れると、形状記憶合金２１は加熱されて収縮し、樹脂２５を締め付けて頂部が下降する。電流が停止すると、形状記憶合金２１は冷却されて元の長さの戻り、樹脂２５の弾性によって頂部が上昇する。電流をオン・オフすることにより、頂部の下降上昇が繰り返されて形状記憶合金２１が振動する。このような構成にすることにより、形状記憶合金２１に張力が加わった状態で振動するので、形状記憶合金２１に接触した生体に強い刺激を与えることができる。なお、樹脂２５は、馬蹄形部９の頂部の上に、形状記憶合金２１の振動を阻害しない程度に覆ってもよい。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る情報伝達装置について図１１を参照して説明する。本実施形態では、表示パネルがタッチパネル５１になっており、タッチパネル５１への入力に対応して触覚子ユニット２が生体の触覚に情報を伝達する。タッチパネル５１は、タッチスイッチ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ（総称してタッチスイッチ５２）を有しており、それぞれのタッチスイッチ５２の上に、穴部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが位置するように触覚子ユニット２が配置されている。これら穴部２３には形状記憶合金２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）が位置する。形状記憶合金２１は、上述した図１と同様に、穴部２３を跨って弛緩した状態で穴部２３の両端側で透明保護カバー２４に固定されている。形状記憶合金２１は、タッチスイッチ５２に触れるユーザの生体に押圧されて張力を与えられる。ユーザが、例えば、穴部２３ａから指でタッチスイッチ５２ａを押圧すると、タッチスイッチ５２ａからの信号が制御装置６に送られ、制御装置６は、信号発生装置３１にタッチスイッチ５２ａが入力されたことのデータを出力する。信号発生装置３１は、制御装置６からのデータに基づいて、形状記憶合金ドライバ３２を介して穴部２３ａを跨っている形状記憶合金２１ａを振動させる。形状記憶合金２１ａは、張力を与えられているので、強く振動し、ユーザの触覚に情報を伝達する。このことにより、タッチスイッチ５２ａを押圧したユーザは、指先に形状記憶合金２１の振動を感じ、クリック感を得ることができる。
【００４４】
このとき、それぞれのタッチスイッチ５２毎によって、形状記憶合金２１の振動数や振動時間等の振動パターンを変えるようにしてもよい。形状記憶合金２１の振動パターンによって、どのタッチスイッチを押圧したかが分かるので、タッチパネル５１を見ずに操作することができる。自動車の操作パネル等に有効である。
【００４５】
次に、タッチパネル５１における、タッチスイッチと形状記憶合金の配置構成の他例を、図１２を参照して説明する。図１２（ａ）では、タッチパネル５１は、タッチスイッチ５２ａ乃至５２ｄを有し、それぞれの上に、穴部２３ａ乃至２３ｄと形状記憶合金２１ａ乃至２１ｄが配置されている。各穴部２３ａ乃至２３ｄに対する形状記憶合金２１ａ乃至２１ｄの設け方は、上述と同様である。一つのタッチスイッチの上に、他のタッチスイッチの穴部２３に配置される形状記憶合金２１が複数本通過している。このように、複数本の形状記憶合金２１が一つのタッチスイッチの上を通過していても何ら支障はなく、配線設計が容易となる。
【００４６】
図１２（ｂ）では、タッチスイッチ５２ａ乃至５２ｄの上に配された穴部２３ａ乃至２３ｄを１本の形状記憶合金２１が連続して貫通している。各穴部２３ａ乃至２３ｄに対する形状記憶合金２１の設け方は、上述と同様である。いずれのタッチスイッチ５２が入力されても、全ての穴部２３を貫通する１本の形状記憶合金２１が振動することによってユーザに応答する。１本の形状記憶合金２１に多くのタッチスイッチ５２を配することができるので、低コストとなる。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、パルス波の印加条件は、形状記憶合金２１が振動するように調整すればよい。また、上述した各実施内容を任意に組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  情報伝達装置
２１  形状記憶合金
２２  透明板（板）
３  信号発生部（信号発生手段）
２３  穴部
８  突起
９  馬蹄形部
【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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