(57)【要約】【課題】簡易な構成で触覚感が向上した触覚刺激発生装置を提供することを目的とする。【解決手段】触覚刺激発生装置１０１は、ユーザの指先等の身体特定部Ｆ９９が近接したときに身体特定部Ｆ９９の座標位置を検出可能な静電容量式のタッチパネルＴＰの一面に設けられ、制御された電気的な触覚刺激を身体特定部Ｆ９９に付与可能であり、タッチパネルＴＰの一面ＴＰｐに形成され身体特定部Ｆ９９と容量結合して触覚刺激を与える触覚生成電極３と、触覚生成電極３に対して触覚刺激を生起するための交流電圧を供給する駆動部と、触覚生成電極３上に形成された絶縁層６と、絶縁層６上に形成されたトップコート層７と、を有し、絶縁層６及びトップコート層７の総厚みが２５μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指先等の身体特定部が近接したときに前記身体特定部の座標位置を検出可能な静電容量式のタッチパネルの一面に設けられ、制御された電気的な触覚刺激を前記身体特定部に付与可能な触覚刺激発生装置において、
前記タッチパネルの前記一面に形成され前記身体特定部と容量結合して触覚刺激を与える触覚生成電極と、
前記触覚生成電極に対して触覚刺激を生起するための交流電圧を供給する駆動部と、
前記触覚生成電極上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に形成されたトップコート層と、を有し、
前記絶縁層及び前記トップコート層の総厚みが２５μｍ以下であることを特徴とする触覚刺激発生装置。
【請求項２】
前記触覚生成電極は、複数の部分に分割されたパターンを形成しており、
前記触覚生成電極のシート抵抗Ｒｓは、
Ｒｓ＝３×１０４〜５×１０５（Ω／□）
であることを特徴とする請求項１に記載の触覚刺激発生装置。
【請求項３】
前記トップコート層の表面の十点平均粗さＲｚＪＩＳは、１．０μｍから６．０μｍの範囲、好ましくは１．０μｍから４．０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の触覚刺激発生装置。
【請求項４】
前記絶縁層及び前記トップコート層の総厚みは、５μｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の触覚刺激発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル等と呼ばれる座標入力装置の前面に設置されて、操作者（ユーザ）の指先等へ制御された電気的な刺激を与えるための触覚刺激発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルやタッチスクリーン等と呼称される座標入力装置は、操作者（ユーザ）が指先を操作面に近接または接触させたときに、静電容量値等の変化によって操作面上における指先の座標位置を検出し、その座標位置に応じた入力操作を可能にするというものである。この種の座標入力装置は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示装置の前面に設置されており、ユーザが表示装置の画面に表示されている所望の操作領域上に指先を置くと、その操作領域の操作内容が実行されるようなっている。なお、この種の座標入力装置の位置検出方式としては、静電容量式や抵抗膜式や表面弾性波式或いは電磁誘導式など種々のものが知られている。
【０００３】
ところで、この種の座標入力装置では、ユーザが自身の指先を操作面に近接または接触させる際に、指先が操作面の所望位置に置かれていることを目で見て確認しながら入力操作を行っている。しかし、ユーザの指先が操作面のどこに置かれていても、指先に伝わる感覚には差異が生じないので、ユーザには、操作感がないばかりでなく、誤操作を誘発する虞があった。また、つるつるした操作面を操作するような味気ないタッチスクリーン入力から、例えば表示装置の画面に映し出されている物体の表面を触っているようなダイナミックな手ざわり入力に変えるような要望もあった。
【０００４】
そこで、従来より、ユーザの指先に触覚刺激（触覚フィードバック）を与える触覚刺激発生装置が提案されている。この触覚刺激発生装置が搭載されている装置の例として、特許文献１では、図１３に示すような情報提示装置９００が提案されている。図１３は、特許文献１（従来例）の情報提示装置９００の構成を模式的に示す図である。
【０００５】
図１３に示す情報提示装置９００は、周期的な信号（交流電圧）を印加する導電層９０２と、導電層９０２上に積層した絶縁層９０３と、ユーザの指９９９の動きや位置を検出する位置センサ９０４と、情報提示装置９００の全体を制御する制御部９０７と、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示装置の表示部９０９と、導電層９０２に交流電圧を印加する電圧制御部９１１と、を有して構成される。そして、情報提示装置９００の触覚刺激発生装置は、絶縁層９０３に覆われた導電層９０２に高電圧で周期的な交流電圧を供給し、この絶縁層９０３に近接または接触させたユーザの指先と導電層９０２との間で引力（静電気力）を発生させ、ユーザの指先のパチニ小体等に触覚刺激を感知させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２１６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来例のような情報提示装置９００においては、絶縁層９０３を支持体として用い、この絶縁層９０３の片面側に導電層９０２を形成して、位置センサ９０４に貼り合わせて用いるのが一般的である。このため、支持体として用いる絶縁層９０３をある程度厚さのあるものにしないと、製造及び組立において、取り扱いが難しいものであった。
【０００８】
しかしながら、絶縁層９０３の厚さが厚いと、ユーザの指先と導電層９０２との間の引力（静電気力）が低下して、触覚感が低下するという課題があった。一方、この導電層９０２の厚みに対して触覚感を向上させるためには、印加する電圧を上げなければならず、消費電力が上がるばかりで無く、ユーザに対する感電等の安全性を損なう虞があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するもので、簡易な構成で触覚感が向上した触覚刺激発生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】
【００１０】
この課題を解決するために、本発明の触覚刺激発生装置は、ユーザの指先等の身体特定部が近接したときに前記身体特定部の座標位置を検出可能な静電容量式のタッチパネルの一面に設けられ、制御された電気的な触覚刺激を前記身体特定部に付与可能な触覚刺激発生装置において、前記タッチパネルの前記一面に形成され前記身体特定部と容量結合して触覚刺激を与える触覚生成電極と、前記触覚生成電極に対して触覚刺激を生起するための交流電圧を供給する駆動部と、前記触覚生成電極上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたトップコート層と、を有し、前記絶縁層及び前記トップコート層の総厚みが２５μｍ以下であることを特徴としている。
【００１１】
これによれば、本発明の触覚刺激発生装置は、触覚生成電極をタッチパネルの一面に形成したことにより、絶縁層及びトップコート層の総厚みが２５μｍとすることが可能となったので、トップコート層に近接または接触させた身体特定部と触覚生成電極との距離が短くなり、ユーザの身体特定部と触覚生成電極との間の引力（静電気力）が向上する。このことにより、ユーザの身体特定部に対して、充分な触覚刺激を与えることができ、簡易な構成でありながら、ユーザの触覚感を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の触覚刺激発生装置は、前記触覚生成電極が、複数の部分に分割されたパターンを形成しており、前記触覚生成電極のシート抵抗Ｒｓが、
Ｒｓ＝３×１０４〜５×１０５（Ω／□）
であることを特徴としている。
【００１３】
これによれば、触覚生成電極が複数の部分に分割されたパターンを形成しているので、触覚刺激を提示可能な触覚刺激提示エリア全体に亘って、引力（静電気力）が働かない凹部と引力（静電気力）が働く凸部を形成することとなる。このため、ユーザの身体特定部に対して、よりメリハリのついた触覚刺激を与えることができ、簡易な構成でありながら、ユーザの触覚感をより向上させることができる。また、触覚刺激エリアにおいて一部にのみ触覚刺激を提示したり、あるいは一部に提示する触覚刺激と他の一部で提示する触覚刺激を異なるものとするなど、バラエティに富む触覚刺激を提示することが出きる。
【００１４】
また、触覚生成電極のシート抵抗Ｒｓが５×１０５（Ω／□）以下の場合には、触覚刺激を提示可能な触覚刺激提示エリア全体に亘って充分な交流電圧を供給することができる。この効果により以下の課題が解決できる。その課題とは、触覚生成電極がパターン化されたことによる抵抗値の増加に起因して、触覚生成電極への給電ポイントから離れるに従って電圧降下が生じる。このため、給電ポイントから離れた部分の引力（静電気力）の低下が起こり、ユーザの身体特定部に対して、触覚刺激が低下するという課題であった。
【００１５】
また、触覚生成電極のシート抵抗Ｒｓが３×１０４（Ω／□）以上の場合には、タッチパネルとユーザの身体特定部との間の静電容量に対して、この触覚生成電極が大きな影響を及ぼさない。この効果により以下の課題が解決できる。その課題とは、タッチパネルとユーザの身体特定部との間に配置された触覚生成電極の抵抗値が低いことに起因して、タッチパネルと身体特定部との間の静電容量が充分に得られず、タッチパネルの感度が下がるという課題であった。
【００１６】
また、本発明の触覚刺激発生装置は、前記トップコート層の表面の十点平均粗さＲｚＪＩＳが、１．０μｍから６．０μｍの範囲、好ましくは１．０μｍから４．０μｍの範囲であることを特徴としている。
【００１７】
これによれば、身体特定部が近接または接触するトップコート層の十点平均粗さＲｚＪＩＳが１．０μｍ以上であるので、トップコート層の表面には突起部が確実に形成されており、この突起部に先端集中効果により電界集中が起きる。このため、突起部の電界強度が強くなってこの突起部の引力（静電気力）が強くなるので、身体特定部に充分な触覚刺激を与えることができる。一方、十点平均粗さＲｚＪＩＳが６．０μｍ以下、好ましくは４．０μｍ以下であるので、トップコート層の表面に形成される突起物の数が大きく減じられることがない。このため、ユーザの身体特定部に一様の触覚刺激を与えることができる。これらのことにより、充分な触覚刺激を安定的に与えることができ、個人差による触覚感の違いを低減できる。
【００１８】
また、本発明の触覚刺激発生装置は、前記絶縁層及び前記トップコート層の総厚みは、５μｍ以上であることを特徴としている。
【００１９】
これによれば、触覚刺激を生起するための最低限の交流電圧において、ユーザに感電感を与えることが無く、ユーザの身体特定部に充分な触覚刺激を与えることができる。このことにより、触覚刺激を生起するための交流電圧を下げることができ、ひいては触覚刺激発生装置の消費電力を減じることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の触覚刺激発生装置は、触覚生成電極をタッチパネルの一面に形成したことにより、絶縁層及びトップコート層の総厚みが２５μｍとすることが可能となったので、トップコート層に近接または接触させた身体特定部と触覚生成電極との距離が短くなり、ユーザの身体特定部と触覚生成電極との間の引力（静電気力）が向上する。このことにより、ユーザの身体特定部に対して、充分な触覚刺激を与えることができ、簡易な構成でありながら、ユーザの触覚感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置が適用された一例の製品の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する構成図であって、図３（ａ）は、タッチパネルの一面に設けられた触覚刺激発生装置の斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＺ１側から見た上面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する構成図であって、図３（ｂ）に示すＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する図であって、触覚生成電極の構成例を示す平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する図であって、触覚刺激発生装置における駆動部の構成例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する図であって、触覚生成電極に差動電圧を印加した場合の模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、触覚刺激の強度感を比較した表である。
【図９】本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、触覚刺激の感電感を比較した表である。
【図１０】本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、触覚生成電極のシート抵抗と触覚刺激の強度感及びタッチパネルの応答性との関係を示したグラフである。
【図１１】本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、トップコート層の表面粗さと触覚刺激の強度感との関係を示したグラフである。
【図１２】十点平均粗さＲｚＪＩＳについて説明した図である。
【図１３】従来例の情報提示装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置が適用された一例の製品の斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置１０１を説明する分解斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する構成図であって、図３（ａ）は、タッチパネルＴＰの一面ＴＰｐに設けられた触覚刺激発生装置１０１の斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＺ１側から見た上面図である。図４は、本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置１０１を説明する構成図であって、図３（ｂ）に示すＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【００２４】
本発明の第１実施形態に係る触覚刺激発生装置１０１は、図１に示すように、ユーザの指先である身体特定部Ｆ９９（以下、指先として述べる）の座標位置を検出可能な静電容量式のタッチパネルＴＰ（図２を参照）が設けられた携帯電話等の携帯機器ＳＭＰに適用されている。そして、携帯機器ＳＭＰのトップカバーＳ２０の枠内に触覚刺激発生装置１０１の表面が露出するように配設されている。但し、本発明の触覚刺激発生装置は、携帯機器ＳＭＰの使用例に限定されなく、静電容量式のタッチパネルＴＰが設けられた電子機器であれば適用できる。
【００２５】
タッチパネルＴＰは、静電容量式と呼ばれる検出方式であり、ユーザが自身の指先を携帯機器ＳＭＰの操作面に近接または接触させたしたときに、静電容量値の変化によって操作面上における指先の座標位置を検出し、指先の座標位置に応じた入力操作が行えるようになっている。この種のタッチパネルＴＰは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示装置の前面に設置されており、ユーザが、ＬＣＤ等の表示装置の画面に表示されている所望の操作領域上に指先を置くと、その操作領域の操作内容が実行されるようなっている。
【００２６】
また、タッチパネルＴＰは、図２ないし図４に示すように、全体としてシート状をなしており、ガラス等の基板５１と、この基板５１の一方面ＴＰａ側に積層されたＸ座標検出層１１と、絶縁体層４１（図４を参照）を挟んでＸ座標検出層１１に積層されたＹ座標検出層２１と、を備えて構成され、Ｘ座標検出層１１とＹ座標検出層２１とが協働して座標検出を行っている。そして、タッチパネルＴＰの後側（図２に示すＺ２側）には、図示せぬ表示装置（例えばＬＣＤ）が配設されている。なお、基板５１に透明なガラス基材を選定したが、これに限定されるものではなく、例えばポリカーボネート（ＰＣ、polycarbonate）等の透明な合成樹脂でも良い。
【００２７】
タッチパネルＴＰのＸ座標検出層１１は、透明な第１電極が多数配設されており、これら第１電極が均等な分布で配置されて第１検出電極群を構成している。そして、第１検出電極群のうち複数の第１電極がＹ方向に一列に並んで連結されており、この第１電極の列がＸ方向に等間隔に分散配置されている。このため、どの列の第１電極がユーザの指先と相互作用しているのかを示す検出データに基づいて、操作面上における指先のＸ座標を検出することができる。
【００２８】
また、タッチパネルＴＰのＹ座標検出層２１は、透明な第２電極が多数配設されており、これら第２電極が均等な分布で配置されて第２検出電極群を構成している。そして、第２検出電極群のうち複数の第２電極がＸ軸方向に一列に並んで連結されており、この第２電極の列がＹ方向に等間隔に分散配置されている。このため、どの列の第２電極がユーザの指先と相互作用しているのかを示す検出データに基づいて、操作面上における指先のＹ座標を検出することができる。但し、Ｘ座標検出層１１の全ての第１電極とＹ座標検出層の全ての第２電極は、平面視で重なり合わないように配置されている。なお、タッチパネルＴＰの検出原理は公知であるため詳細な説明を省略するが、ユーザが指先を近接または接触させると、この指先の近傍で第１電極と第２電極との間の静電容量値が変化することにより、この容量値変化に基づいて指先の座標位置を検出できるようになっている。
【００２９】
図５は、本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する図であって、触覚生成電極３の構成例を示す平面図である。図６は、本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する図であって、触覚刺激発生装置における駆動部５の構成例を示す図である。図７は、本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置を説明する図であって、触覚生成電極３に差動電圧を印加した場合の模式図である。
【００３０】
触覚刺激発生装置１０１は、図２に示すように、タッチパネルＴＰと携帯機器ＳＭＰのトップカバーＳ２０との間に配設されており、タッチパネルＴＰによって座標位置が検出された指先（身体特定部Ｆ９９）に対して、制御された電気的な刺激（触覚刺激）を与えるためのものである。なお、触覚刺激発生装置１０１の周囲とトップカバーＳ２０との間に、細長い枠状のスペーサＳ３０が配設されている。
【００３１】
また、触覚刺激発生装置１０１は、図４に示すように、タッチパネルＴＰの他方面側である一面ＴＰｐに形成された触覚生成電極３と、触覚生成電極３に対して触覚刺激を生起するための交流電圧を供給する駆動部５（図示していない）と、粘着層４４を挟んで触覚生成電極３上に形成された絶縁層６と、絶縁層６上に形成されたトップコート層７と、を有して構成されている。そして、図示していない駆動部５から触覚生成電極３に差動電圧を印加することにより、身体特定部Ｆ９９（指先）と容量結合させて、身体特定部Ｆ９９（指先）に触覚刺激を与えるようにしている。
【００３２】
触覚刺激発生装置１０１の触覚生成電極３は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化インジウムスズ（ＩＴＯ、tin-doped indium oxide）等の導電性透明材料を用い、スパッタリング法を利用し、タッチパネルＴＰの他方面側である一面ＴＰｐに導電性透明薄膜を形成して得られる。また、触覚生成電極３のシート抵抗Ｒｓは、以下の範囲の値になるように、膜質や膜厚等を調整している。
Ｒｓ＝３×１０４〜５×１０５（Ω／□）。
【００３３】
また、本発明の第１実施形態では、触覚生成電極３は、導電性透明薄膜を部分的にエッチングして、複数の部分に分割されたパターンを形成するようにしている。このパターンは、例えば、図５に示すような電極パターンＰ３を有しており、この電極パターンＰ３は、ギャップＧａを介して配設された、第１触覚生成電極１３と第２触覚生成電極２３とで構成されている。なお、パターン形状は、この電極パターンＰ３に限るものではない。
【００３４】
第１触覚生成電極１３の第１触覚生成電極１３は、操作面の長方形に合わせた形状を有するスペーサＳ３０の一方の辺Ｌ１（図２参照）に沿ってＸ方向に延在するように形成された第１基幹電極部１３ｋを備えている。同様にして、第１触覚生成電極１３の第２触覚生成電極２３は、第１触覚生成電極１３の第１基幹電極部１３ｋに対向してスペーサＳ３０の他方の辺Ｌ２（図２参照）に沿ってＸ方向に延在するように形成された第２基幹電極部２３ｋを備えている。
【００３５】
また、図５に示すように、第１触覚生成電極１３の第１基幹電極部１３ｋからは、Ｙ２方向となる第２触覚生成電極２３の第２基幹電極部２３ｋに向けて複数の第１分岐電極１３ｓ（図５では５本）が所定間隔で並列に形成されている。第１触覚生成電極１３の第１分岐電極１３ｓは、先端が対向する第２触覚生成電極２３の第２基幹電極部２３ｋの手前まで伸びており、紙面の左右方向の両側面は所定ピッチで波形状の波形部１３ａ及び波形部１３ｂが形成されている。
【００３６】
また、図５に示すように、第１触覚生成電極１３の第２触覚生成電極２３の第２基幹電極部２３ｋからは、Ｙ１方向となる第１触覚生成電極１３の第１基幹電極部１３ｋに向けて複数の第２分岐電極２３ｓ（図４では６本）が所定間隔で並列に形成されている。第２分岐電極２３ｓは、先端が対向する第１触覚生成電極１３の第１基幹電極部１３ｋの手前まで伸びており、紙面の左右方向の両側面は第１分岐電極１３ｓと同じ波形ピッチで波形状の波形部２３ａ及び波形部２３ｂが形成されている。そして、第２触覚生成電極２３の複数の第２分岐電極２３ｓの間に、第１触覚生成電極１３の複数の第２分岐電極２３ｓを配置し、第１分岐電極１３ｓの波形部１３ａ及び波形部１３ｂが、ギャップＧａを隔てて、隣り合う第２分岐電極２３ｓの波形部２３ａ及び波形部２３ｂに配列されている。
【００３７】
このようにして、触覚生成電極３が複数の部分に分割されたパターンを形成しているので、触覚刺激を提示可能な触覚刺激提示エリア全体に亘って、引力（静電気力）が働かない凹部（第１触覚生成電極１３及び第２触覚生成電極２３が存在しない部分）と引力（静電気力）が働く凸部（第１触覚生成電極１３及び第２触覚生成電極２３が存在する部分）を形成することとなる。このため、ユーザの身体特定部Ｆ９９に対して、よりメリハリのついた触覚刺激を与えることができ、簡易な構成でありながら、ユーザの触覚感をより向上させることができる。
【００３８】
また、触覚生成電極３を複数の部分に分割してパターンを形成することもできるので、触覚刺激提示エリアにおいて、一部にのみ触覚刺激を提示したり、あるいは一部に提示する触覚刺激と他の一部で提示する触覚刺激を異なるものとするなど、バラエティに富む触覚刺激を提示することが出きる。なお、図５に示すサイズの触覚生成電極３だけでは触覚刺激提示エリアをカバー仕切れないような大きいサイズの電子機器に適用する場合は、図５に示すサイズの電極パターンＰ３を複数枚用いて配設して対応しても良い。
【００３９】
次に、触覚刺激発生装置１０１の駆動部５について説明する。図５に駆動部５の構成の一例を示している。図５において、Ｖｉｎは±２Ｖ範囲内の指令信号であり、Ｖｏｕｔは触覚生成電極３への±４ｋＶ範囲内の交流の電気信号となる。そして、Ｖｉｎの指令信号と演算アンプ６５の基準電圧であるＧＮＤ（０Ｖ）との電圧差が演算アンプ６５で増幅されたのち、ドライブ回路７５の出力電圧が指令値に従った電圧を出力するように帰還回路８５を介してフィードバックされて安定化される。ドライブ回路７５の出力は、絶縁アンプ５５の２入力に接続されている抵抗９５を介して触覚生成電極３に印加される。このとき、抵抗９５の両端にあらわれる電圧差は抵抗９５に流れる電流量に比例することから、ドライブ回路７５から触覚生成電極３に流れる電流量は、抵抗９５の両端電圧差を絶縁アンプ５５にて演算取得することにより電流情報ＣＩを取り出せるようになっている。これにより、触覚生成電極３に高圧と低圧をそれぞれ印加し、触覚生成電極３のプラス側電極３ｐ（図６を参照）に流れる電流情報ＣＩと、触覚生成電極３のマイナス側電極３ｍ（図６を参照）に流れる電流情報ＣＩをそれぞれ取り出せるようになっている。そして、図６に示すように、プラス側電極３ｐからユーザの指先Ｆ９９へ流入する電流量と、この指先Ｆ９９からマイナス側電極３ｍへ流出する電流量とが同等になるように、得られた電流情報ＣＩをモニタしながら電流量制御を行って差動電圧を印加するようにしている。
【００４０】
このように、上述した駆動部５を用いて、触覚生成電極３に対して触覚刺激を生起するための交流電圧を触覚生成電極３に供給している。その際に、上述した触覚生成電極３のシート抵抗Ｒｓが５×１０５（Ω／□）以下の場合には、触覚刺激を提示可能な触覚刺激提示エリア全体に亘って充分な交流電圧を供給することができる。
【００４１】
この効果により以下の課題が解決できる。その課題とは、触覚生成電極３がパターン化されたことによる抵抗値の増加に起因して、触覚生成電極３への給電ポイントから離れるに従って電圧降下が生じてしまう。このため、給電ポイントから離れた部分の引力（静電気力）の低下が起こり、ユーザの身体特定部Ｆ９９に対して、触覚刺激が低下するという課題であった。
【００４２】
また、上述した触覚生成電極３のシート抵抗Ｒｓが３×１０４（Ω／□）以上の場合には、タッチパネルＴＰとユーザの身体特定部Ｆ９９との間の静電容量に対して、この触覚生成電極３が大きな影響を及ぼさない。
【００４３】
この効果により以下の課題が解決できる。その課題とは、タッチパネルＴＰとユーザの身体特定部Ｆ９９との間に配置された触覚生成電極３の抵抗値が低いことに起因して、タッチパネルＴＰのＸ座標検出層１１及びＹ座標検出層２１と身体特定部Ｆ９９との間の静電容量が充分に得られず、タッチパネルＴＰの感度が下がるという課題であった。
【００４４】
最後に、触覚刺激発生装置１０１の絶縁層６及びトップコート層７について説明する。図１２は、十点平均粗さＲｚＪＩＳについて説明した図である。
【００４５】
先ず、絶縁層６は、図４に示すように、一方面側（図４に示すＺ２側）に粘着層４４が設けられた極薄のフィルム、例えばＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルムを用いており、触覚生成電極３上に貼り付けて積層されている。この絶縁層６により、充分な絶縁耐圧を確保するようにしている。
【００４６】
次に、トップコート層７は、絶縁性のインクを用い、図４に示すように、絶縁層６の他方面側（図４に示すＺ１側）にインクを塗布し、乾燥，硬化させることにより、絶縁層６上に形成されている。このトップコート層７は、ユーザの身体特定部Ｆ９９（指先）が接触するので、傷からの保護、汚れや指脂の付着防止等の役割を担っている。また、トップコート層７の表面の十点平均粗さＲｚＪＩＳは、１．０μｍから６．０μｍの範囲、好ましくは１．０μｍから４．０μｍの範囲になるように、塗布の仕方等を調整している。ここでいう十点平均粗さＲｚＪＩＳとは、図１２に示すように、『粗さ曲線からその平均線ＨＺの方向に基準長さＬ１０だけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線ＨＺから縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの他に側の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μｍ）で表したもの』である。この十点平均粗さＲｚＪＩＳは、他の表面粗さの指標、例えば算術平均粗さＲａや最大高さＲｙ等と比較すると、表面の大きな凹凸をより正確に表している。
【００４７】
これにより、身体特定部Ｆ９９が近接または接触するトップコート層７の十点平均粗さＲｚＪＩＳが１．０μｍ以上であるので、トップコート層７の表面には突起部が確実に形成されており、この突起部に先端集中効果により電界集中が起きる。このため、突起部の電界強度が強くなってこの突起部の引力（静電気力）が強くなるので、身体特定部Ｆ９９に充分な触覚刺激を与えることができる。一方、十点平均粗さＲｚＪＩＳが６．０μｍ以下、好ましくは４．０μｍ以下であるので、トップコート層７の表面に形成される突起物の数が大きく減じられることがない。このため、ユーザの身体特定部Ｆ９９に一様の触覚刺激を与えることができる。これらのことにより、充分な触覚刺激を安定的に与えることができ、個人差による触覚感の違いを低減できる。なお、本発明の第１実施形態に限らず、触覚生成電極を下層に備えている触覚刺激発生装置であれば、同様の効果が得られる。
【００４８】
また、上述した絶縁層６及びトップコート層７の総厚みを２５μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下にしている。これは、触覚生成電極３をタッチパネルＴＰの一面ＴＰｐに形成したことにより達成され、従来例の情報提示装置９００における絶縁層９０３より小さい厚みになっている。トップコート層７に近接または接触させた身体特定部Ｆ９９と触覚生成電極３との距離が短くなり、ユーザの身体特定部Ｆ９９と触覚生成電極３との間の引力（静電気力）が向上する。このことにより、ユーザの身体特定部Ｆ９９に対して、充分な触覚刺激を与えることができ、簡易な構成でありながら、ユーザの触覚感を向上させることができる。
【００４９】
また、上述した絶縁層６及びトップコート層７の総厚みを５μｍ以上にしている。これにより、触覚刺激を生起するための最低限の交流電圧において、ユーザに感電感を与えることが無く、ユーザの身体特定部Ｆ９９に充分な触覚刺激を与えることができる。このことにより、触覚刺激を生起するための交流電圧を下げることができ、ひいては触覚刺激発生装置１０１の消費電力を減じることができる。
【００５０】
以上のように構成された本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置１０１における、効果について、図面を交えて、以下に説明する。
【００５１】
図８は、本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、触覚刺激の強度感を比較した表である。なお、触覚刺激の強度感とは、指先に感じる刺激の度合いを５段階｛ＬＶ５＝非常に強い、ＬＶ４＝やや強い、ＬＶ３＝普通、ＬＶ２＝やや弱い、ＬＶ１＝弱い若しくは非常に弱いか感じない｝に分けて評価したものである。また、サンプルＳ２〜Ｓ５は、触覚生成電極３へ±２．５ｋＶの交流電圧を付与した結果であり、サンプルＳ１は、上記より低い±１．５ｋＶの交流電圧を付与した結果である。図９は、本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、触覚刺激の感電感を比較した表である。なお、触覚刺激の感電感とは、指先に感じるビリビリ感を“ある（×）”、“なし（○）”で表したものである。また、表中の条件とは、触覚生成電極３へ付与する交流電圧の条件を変えたもので、条件Ａが±１．５ｋＶ、条件Ｂが±２．５ｋＶ、条件Ｃが±３．５ｋＶである。図１０は、本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、触覚生成電極３のシート抵抗Ｒｓと触覚刺激の強度感及びタッチパネルＴＰの応答性との関係を示したグラフである。なお、タッチパネルＴＰの応答性とは、指先の位置検出が“できたか（Ｙ）”、“できなかったが（Ｎ）”で表したものである。図１１は、本発明の第１実施形態における触覚刺激発生装置の効果を説明する図であって、トップコート層７の表面粗さＲｚＪＩＳと触覚刺激の強度感との関係を示したグラフである。
【００５２】
本発明の第１実施形態の触覚刺激発生装置１０１は、触覚生成電極３をタッチパネルＴＰの一面ＴＰｐに形成したことにより、絶縁層６及びトップコート層７の総厚みが２５μｍとすることが可能となった。このため、トップコート層７に近接または接触させた身体特定部Ｆ９９と触覚生成電極３との距離が短くなり、図８に示すように、ユーザの身体特定部Ｆ９９と触覚生成電極３との間の引力（静電気力）が向上することとなる。図８の結果では、従来例のような総厚みが４３μｍ（図中のサンプルＳ６）の触覚刺激の強度感が“ＬＶ１”である場合と比較して、本発明の触覚刺激発生装置１０１では、触覚刺激の強度感が全て“ＬＶ３”以上である。特に、総厚みが１５μｍ以下（図中のサンプルＳ１〜Ｓ３）の場合は、触覚刺激の強度感が全て“ＬＶ４”以上である。このことにより、ユーザの身体特定部Ｆ９９に対して、充分な触覚刺激を与えることができ、簡易な構成でありながら、ユーザの触覚感を向上させることができる。
【００５３】
また、絶縁層６及びトップコート層７の総厚みが５μｍ以上であるので、図９に示すように、触覚刺激を生起するための最低限の交流電圧において、ユーザに感電感を与えることが無く、ユーザの身体特定部Ｆ９９に充分な触覚刺激を与えることができる。図９の結果では、総厚みが１２μｍ以上の場合は、どの条件（条件Ａ〜条件Ｃ）でも感電感がなく、総厚みが９μｍ以下の場合は、触覚生成電極３へ付与する交流電圧を±１．５ｋＶ（条件Ａ）に下げて感電感が無くなっている。このことにより、触覚刺激を生起するための交流電圧を下げることができ、ひいては触覚刺激発生装置１０１の消費電力を減じることができる。
【００５４】
また、触覚生成電極３が複数の部分に分割された電極パターンＰ３を形成しているので、触覚刺激を提示可能な触覚刺激提示エリア全体に亘って、引力（静電気力）が働かない凹部と引力（静電気力）が働く凸部を形成することとなる。このため、ユーザの身体特定部Ｆ９９に対して、よりメリハリのついた触覚刺激を与えることができ、簡易な構成でありながら、ユーザの触覚感をより向上させることができる。また、触覚刺激エリアにおいて一部にのみ触覚刺激を提示したり、あるいは一部に提示する触覚刺激と他の一部で提示する触覚刺激を異なるものとするなど、バラエティに富む触覚刺激を提示することができる。
【００５５】
また、触覚生成電極３のシート抵抗Ｒｓが５×１０５（Ω／□）以下の場合には、触覚刺激を提示可能な触覚刺激提示エリア全体に亘って充分な交流電圧を供給することができる。このため、図１０に示すように、触覚刺激の強度感が全て“ＬＶ４”以上が得られており、ユーザの身体特定部Ｆ９９に対して、充分な触覚刺激を与えることができる。この効果により以下の課題が解決できる。その課題とは、触覚生成電極３がパターン化されたことによる抵抗値の増加に起因して、触覚生成電極３への給電ポイントから離れるに従って電圧降下が生じてしまう。このため、給電ポイントから離れた部分の引力（静電気力）の低下が起こり、ユーザの身体特定部Ｆ９９に対して、触覚刺激が低下するという課題であった。
【００５６】
また、触覚生成電極３のシート抵抗Ｒｓが３×１０４（Ω／□）以上の場合には、タッチパネルＴＰとユーザの身体特定部Ｆ９９との間の静電容量に対して、この触覚生成電極３が大きな影響を及ぼさない。つまり、図１０に示すように、指先の位置検出が全てできている（“Ｙ”）。この効果により以下の課題が解決できる。その課題とは、タッチパネルＴＰとユーザの身体特定部Ｆ９９との間に配置された触覚生成電極３の抵抗値が低いことに起因して、タッチパネルＴＰのＸ座標検出層１１及びＹ座標検出層２１と身体特定部Ｆ９９との間の静電容量が充分に得られず、タッチパネルＴＰの感度が下がるという課題であった。
【００５７】
また、身体特定部Ｆ９９が近接または接触するトップコート層７の十点平均粗さＲｚＪＩＳが１．０μｍ以上であるので、トップコート層７の表面には突起部が確実に形成されており、この突起部に先端集中効果により電界集中が起きる。このため、突起部の電界強度が強くなってこの突起部の引力（静電気力）が強くなるので、図１１に示すように、身体特定部Ｆ９９に充分な触覚刺激を与えることができる。一方、十点平均粗さＲｚＪＩＳが６．０μｍ以下、好ましくは４．０μｍ以下であるので、トップコート層７の表面に形成される突起物の数が大きく減じられることがない。このため、ユーザの身体特定部Ｆ９９に一様の触覚刺激を与えることができる。図１１の結果では、６．０μｍ以下の場合は、触覚刺激の強度感が全て“ＬＶ３”以上が得られており、４．０μｍ以下の場合は、触覚刺激の強度感が全て“ＬＶ４”である。これらのことにより、充分な触覚刺激を安定的に与えることができ、個人差による触覚感の違いを低減できる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【００５９】
＜変形例１＞
上記第１実施形態では、絶縁層６にＰＥＴフィルムを好適に用いた構成にしたが、これに限らず、例えば絶縁性のインクを用いて、塗布，硬化させて絶縁層とする構成にしても良い。
【００６０】
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
３      触覚生成電極
５      駆動部
６      絶縁層
７      トップコート層
Ｆ９９  身体特定部（指先）
ＴＰ    タッチパネル
ＴＰｐ  一面
１０１  触覚刺激発生装置
【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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