(57)【要約】【課題】  温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすること。【解決手段】  基材と、前記基材に設けられるヒータと、前記ヒータの温度に応じた電気信号を生成する温度検出部とを含み、前記ヒータは、前記基材の第１面における温覚呈示領域内に形成される第１ヒータ部と、前記基材における前記第１面とは逆側の第２面に形成されかつ前記第１ヒータ部に熱的に接続される第２ヒータ部とを含み、前記温度検出部は、前記第２ヒータ部に接触する、温覚呈示装置が開示される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材に設けられるヒータと、
前記ヒータの温度に応じた電気信号を生成する温度検出部とを含み、
前記ヒータは、前記基材の第１面における温覚呈示領域内に形成される第１ヒータ部と、前記基材における前記第１面とは逆側の第２面に形成されかつ前記第１ヒータ部に熱的に接続される第２ヒータ部とを含み、
前記温度検出部は、前記第２ヒータ部に接触する、温覚呈示装置。
【請求項２】
前記第２ヒータ部は、前記基材に垂直な方向に視て、前記温覚呈示領域に重なる領域に設けられる、請求項１に記載の温覚呈示装置。
【請求項３】
前記第１ヒータ部及び前記第２ヒータ部は、同一の材料により形成される、請求項１又は２に記載の温覚呈示装置。
【請求項４】
前記基材は、前記第１面から前記第２面まで延在する貫通穴を有し、該貫通穴に、前記材料が充填され、
前記第１ヒータ部及び前記第２ヒータ部は、前記貫通穴内の前記材料に接触する、請求項３に記載の温覚呈示装置。
【請求項５】
前記基材を支持する支持部を更に含み、
前記支持部は、前記温度検出部が配置される凹部を有する、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の温覚呈示装置。
【請求項６】
前記支持部の外周部に突設され、前記温覚呈示領域を囲む突出部を更に含む、請求項５に記載の温覚呈示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、温覚呈示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペルチェ素子に温度変化を生じさせることで、対象物の温覚情報をユーザに呈示する温覚呈示装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７２０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術では、ユーザが手で触れる温覚呈示領域にヒータを設ける場合に、温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることが難しい。温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出するために、温覚呈示領域に温度検出部を設けると、温覚呈示領域内に温度検出部に係る凹凸が生じて温覚呈示領域の手触りが悪くなりやすい。温覚呈示領域の手触りが悪くなると、温覚呈示領域での温覚や触覚などの呈示能力が悪くなる傾向がある。
【０００５】
そこで、１つの側面では、本発明は、温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの側面では、基材と、
前記基材に設けられるヒータと、
前記ヒータの温度に応じた電気信号を生成する温度検出部とを含み、
前記ヒータは、前記基材の第１面における温覚呈示領域内に形成される第１ヒータ部と、前記基材における前記第１面とは逆側の第２面に形成されかつ前記第１ヒータ部に熱的に接続される第２ヒータ部とを含み、
前記温度検出部は、前記第２ヒータ部に接触する、温覚呈示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
１つの側面では、本発明によれば、温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例による温覚呈示装置を示す斜視図である。
【図２】温覚呈示装置の分解斜視図である。
【図３Ａ】基材の上面を示す平面図である。
【図３Ｂ】基材の下面を示す平面図である。
【図４】第１ヒータ部と第２ヒータ部と温度検出部との関係の一例の説明図である。
【図５】変形例の説明図である。
【図６】第１ヒータ部と第２ヒータ部と温度検出部との関係の他の一例の説明図である。
【図７】変形例による温覚呈示装置を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一実施例による温覚呈示装置１を示す斜視図である。図２は、温覚呈示装置１の分解斜視図である。図１には、直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚが定義されている。以下では、説明上、Ｚ方向の正側を"上側"とする。
【００１１】
温覚呈示装置１は、基材１０と、ヒータ２０と、温度検出部４０と、筐体５０とを含む。
【００１２】
基材１０は、板状の絶縁部材である。本実施例では、一例として、基材１０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）で用いられる基材である。例えば、基材１０は、ポリイミド等で形成されるフィルムである。図１及び図２に示す例では、一例として、基材１０は、中央部に開口１２を有し、開口１２を介して冷感呈示部６０が露出される。冷感呈示部６０は、ユーザに冷感を呈示する部位であり、例えばペルチェ素子を含んでよい。
【００１３】
ヒータ２０は、ユーザに温感を呈示する部品であり、発熱抵抗体を含む。尚、本実施例では、ヒータ２０は、冷感呈示部６０と協動して、ユーザに冷感及び温感の組み合わせによる温覚呈示を呈示するが、変形例では、冷感呈示部６０が省略されてもよい。発熱抵抗体は、例えば銀やニッケル合金等であってよい。ヒータ２０の詳細な構造は、後述する。
【００１４】
温度検出部４０は、ヒータ２０の温度に応じた電気信号を生成する。温度検出部４０は、例えばサーミスタである。温度検出部４０は、図２に示すように、基材１０の下面側に設けられる。温度検出部４０とヒータ２０との位置関係は、後述する。
【００１５】
筐体５０は、例えば樹脂により形成される。筐体５０は、支持部５０１と、突出部５０４とを形成する。
【００１６】
支持部５０１は、基材１０を支持する。支持部５０１は、図２に示すように、ＸＹ平面内に延在する表面５０１１を供し、表面５０１１には、凹部５０１２が設けられる。凹部５０１２には温度検出部４０が配置される。即ち凹部５０１２内の空間は、温度検出部４０の搭載空間として機能する。凹部５０１２を設けることで、温度検出部４０の配置が容易となる。
【００１７】
突出部５０４は、支持部５０１の外周部に突設される。突出部５０４は、温覚呈示領域を画成する。即ち、支持部５０１の表面５０１１上に基材１０載置された状態において、基材１０の上面における突出部５０４で囲まれた領域は、温覚呈示領域として機能する。温覚呈示領域とは、ユーザの手が触れることが想定される領域である。温覚呈示領域が突出部５０４で囲まれることで、ユーザは温覚呈示領域の範囲を容易に認識できる。
【００１８】
次に、図３Ａ以降を参照して、ヒータ２０について更に説明する。
【００１９】
図３Ａは、基材１０の上面（第１面の一例）を示す平面図であり、図３Ｂは、基材１０の下面（第２面の一例）を示す平面図である。
【００２０】
ヒータ２０は、第１ヒータ部２１と、第２ヒータ部２２とを含む。第１ヒータ部２１及び第２ヒータ部２２は、好ましくは、同一の材料（発熱抵抗体）により形成される。
【００２１】
第１ヒータ部２１は、基材１０の上面における温覚呈示領域内に形成される。第１ヒータ部２１は、一定幅の線状のパターンで形成される。但し、幅は可変であってもよい。尚、第１ヒータ部２１は、ポリイミドシートのような絶縁材で上側の表面が被覆されてよい。
【００２２】
本実施例では、一例として、第１ヒータ部２１は、図３Ａに示すように、開口１２を囲む態様のパターンで形成される。但し、パターンは任意であり、例えば螺旋状のパターンで形成されてもよい。
【００２３】
第２ヒータ部２２は、基材１０の下面に形成される。第２ヒータ部２２は、第１ヒータ部２１に熱的に接続される。この第２ヒータ部２２と第１ヒータ部２１との間の熱的な接続態様については、後述する。
【００２４】
次に、図４乃至図６を参照して、第１ヒータ部２１と第２ヒータ部２２との間の熱的な接続態様、及び、第２ヒータ部２２と温度検出部４０との関係、について説明する。
【００２５】
図４は、第１ヒータ部２１と第２ヒータ部２２と温度検出部４０との関係の一例の説明図であり、第２ヒータ部２２の形成領域の概略的な断面図である。図４には、熱の輸送経路として矢印Ｒ１１が模式的に示されている。
【００２６】
基材１０は、図４に示すように、上面から下面まで延在する貫通穴（スルーホール）１０１を有する。貫通穴１０１には、第１ヒータ部２１（及び第２ヒータ部２２）と同じ材料が充填され、接続部２４が形成される。第１ヒータ部２１及び第２ヒータ部２２は、接続部２４に接触する。即ち、図４に示す例では、ヒータ２０は、第１ヒータ部２１と第２ヒータ部２２に加えて、接続部２４を含む。接続部２４は、第１ヒータ部２１と第２ヒータ部２２と一体に形成されてよい。
【００２７】
尚、図４に示す例では、一例として、貫通穴１０１の内壁には、メッキ３０が形成される。メッキ３０に代えて、印刷やエッチングなどで導体が形成されてもよい。但し、変形例では、メッキ３０は省略されてもよい。
【００２８】
第２ヒータ部２２には、図４に示すように、温度検出部４０が接触する。この際、温度検出部４０は、第２ヒータ部２２に接触するだけでよいが、第２ヒータ部２２に両面テープや接着剤等で接合されてもよい。上述のように、温度検出部４０が凹部５０１２内に配置される場合は、単なる接触だけでも（即ち接合でなくても）、温度検出部４０と第２ヒータ部２２との間の接触を安定的に維持できる。尚、温度検出部４０の接続線４０１は、基材１０の下面に実装されうる処理装置のチップ（図示せず）に接続されてもよいし、温覚呈示装置１の筐体５０の外部に引き出されてもよい。
【００２９】
図４に示す例によれば、基材１０の上面における温覚呈示領域内に、温度検出部４０が設けられないので、温覚呈示領域内に温度検出部が設けられる場合に比べて、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。即ち、温覚呈示領域内に温度検出部が設けられる場合は、温度検出部４０が突起となるので、ユーザの手触りに突起物の感覚が生じ、手触りが悪化し易い。これに対して、図４に示す例によれば、温度検出部４０が基材１０の下面に設けられるので、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。この結果、温覚呈示領域での温覚や触覚などの呈示能力を高めることができる。
【００３０】
また、図４に示す例によれば、温度検出部４０が接触する第２ヒータ部２２は、第１ヒータ部２１と熱的に接続され、ヒータ２０の一部であるので、温度検出部４０により温覚呈示領域におけるヒータ２０の温度を精度良く検出できる。具体的には、図４にて矢印Ｒ１１で模式的に示すように、第１ヒータ部２１側の熱は、貫通穴１０１内の接続部２４を通って第２ヒータ部２２側に至り、第２ヒータ部２２における温度検出部４０との接触部へと至る。このとき、第１ヒータ部２１側から、第２ヒータ部２２における温度検出部４０との接触部へと至る熱輸送経路における温度差は略無い。これにより、温度検出部４０により温覚呈示領域におけるヒータ２０の温度を精度良く検出できる。
【００３１】
ここで、第１ヒータ部２１側から、第２ヒータ部２２における温度検出部４０との接触部へと至る熱輸送経路における熱の損失を最小化する観点からは、第２ヒータ部２２における温度検出部４０との接触部は、好ましくは、接続部２４の直下に設けられる。但し、図５に示す変形例のように、第２ヒータ部２２における温度検出部４０との接触部は、接続部２４の直下から比較的長い距離離れていてもよい。例えば、温度検出部４０は、上面視で、温覚呈示領域に重なる位置に設けられていれば、第２ヒータ部２２と接触している限り、温覚呈示領域内におけるヒータ２０の温度を良好な精度で検出できる。
【００３２】
図６は、第１ヒータ部２１と第２ヒータ部２２と温度検出部４０との関係の他の一例の説明図であり、第２ヒータ部２２の形成領域の概略的な断面図である。図６には、熱の輸送経路として矢印Ｒ１１が模式的に示されている。
【００３３】
基材１０は、図６に示すように、側面に接続部２６が形成される。接続部２６は、第１ヒータ部２１（及び第２ヒータ部２２）と同じ材料により形成される。第１ヒータ部２１及び第２ヒータ部２２は、接続部２６に接触する。即ち、図６に示す例では、ヒータ２０は、第１ヒータ部２１と第２ヒータ部２２に加えて、接続部２６を含む。接続部２６は、第１ヒータ部２１と第２ヒータ部２２と一体に形成されてよい。
【００３４】
第２ヒータ部２２には、図４に示した例と同様、図６に示すように、温度検出部４０が接触する。
【００３５】
図６に示す例によれば、図４に示した例と同様、基材１０の上面における温覚呈示領域内に、温度検出部４０が設けられないので、温覚呈示領域内に温度検出部が設けられる場合に比べて、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。この結果、温覚呈示領域での温覚や触覚などの呈示能力を高めることができる。また、温度検出部４０が接触する第２ヒータ部２２は、第１ヒータ部２１と熱的に接続され、ヒータ２０の一部であるので、温度検出部４０により温覚呈示領域におけるヒータ２０の温度を精度良く検出できる。
【００３６】
以上のように、本実施例によれば、温度検出部４０は、温覚呈示領域が形成される基材１０の上面ではなく、下面に設けられ、かつ、温覚呈示領域内の第１ヒータ部２１に熱的に接続される第２ヒータ部２２に接触する。これにより、温覚呈示領域におけるヒータ２０の温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。
【００３７】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００３８】
例えば、上述した実施例では、基材１０として、ＦＰＣで用いられる基材が用いられるが、これに限られない。例えば、図７に示す変形例による温覚呈示装置１Ａのように、基材１０Ａは、印刷基板により形成されてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  温覚呈示装置
１Ａ  温覚呈示装置
１０  基材
１０Ａ  基材
１２  開口
２０  ヒータ
２１  第１ヒータ部
２２  第２ヒータ部
２４  接続部
２６  接続部
３０  メッキ
４０  温度検出部
５０  筐体
６０  冷感呈示部
１０１  貫通穴
４０１  接続線
５０１  支持部
５０４  突出部
５０１１  表面
５０１２  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019082385.tif 000009
【図７】
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