凹凸形成装置および情報入力装置
【課題】制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることが可能な凹凸形成装置および情報入力装置を提供する。
【解決手段】この凹凸形成部１１（凹凸形成装置）は、上部電極１１ａ（第１電極）と、上部電極１１ａと対向するように設けられた下部電極１１ｃ（第２電極）と、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに挟み込まれたエラストマ層１１ｂ（変形層）とを含む変形部５０と、変形部５０の側部を規制する側壁部１１ｄとを備え、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによってエラストマ層１１ｂに電圧を印加することにより、エラストマ層１１ｂが第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部５０に凹凸形状が形成されるように構成されている。
【解決手段】この凹凸形成部１１（凹凸形成装置）は、上部電極１１ａ（第１電極）と、上部電極１１ａと対向するように設けられた下部電極１１ｃ（第２電極）と、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに挟み込まれたエラストマ層１１ｂ（変形層）とを含む変形部５０と、変形部５０の側部を規制する側壁部１１ｄとを備え、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによってエラストマ層１１ｂに電圧を印加することにより、エラストマ層１１ｂが第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部５０に凹凸形状が形成されるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、凹凸形成装置および情報入力装置に関し、特に、変形層と一対の電極とを備えた凹凸形成装置および情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変形層と一対の電極とを備えた凹凸形成装置および情報入力装置が知られている（たとえば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、導電性高分子からなる円形の第１駆動部（変形層）と、導電性高分子からなるリング状の第２駆動部（変形層）と、第１駆動部および第２駆動部にそれぞれ一対ずつ接するように配置された電極（第１電極、第２電極）とを含み、第２駆動部のリング状の内部に第１駆動部が設けられている駆動装置を複数含む駆動層（凹凸形成パネル）と、薄膜スイッチと、第１駆動部および第２駆動部を制御するための制御部とを備えるタッチ式入力装置が開示されている。このタッチ式入力装置では、薄膜スイッチが押圧を検知すると、まず第１駆動部が膨張して凸形状を形成し、その後第２駆動部も膨張して凸形状を形成するように制御されている。そして、操作者による薄膜スイッチへの押圧状態が一定時間続くと、第１駆動部が収縮して凹形状を形成し、その後第２駆動部も収縮して凹形状を形成するように制御されている。これにより、凸形状に加えていた負荷が除去されるような感覚（クリック感）を操作者に与えることができる。
【０００４】
上記特許文献２には、導電性高分子層（変形層）と、導電性高分子層の下面に隣接するように配置された電解質層と、導電性高分子層と電解質層とを通電するように設けられた一対の電極（第１電極、第２電極）とを含む変形部と、制御部とを備え、電圧印加時に、導電性高分子層が電解質層中に存在するイオンを吸収または排出することによって、導電性高分子層の体積が変化する一方、電圧無印加時には、イオンの移動がないので、導電性高分子層の体積が変化しないように構成されたタッチ式入力装置が開示されている。このタッチ式入力装置では、電圧を印加することにより導電性高分子層の体積を大きくして凸形状を形成するように制御し、操作者による押圧状態が一定時間続くと、逆の電圧を印加することにより導電性高分子層の体積を小さくして凹形状を形成するように制御することによって、クリック感を操作者に与えることができる。
【０００５】
上記特許文献３には、厚みが小さい部分が設けられるとともに、圧電性を有する高分子層（変形層）と、高分子層の厚みが小さい部分を挟み込むように設けられた一対の電極（第１電極、第２電極）とを含む電気−機械変換素子が開示されている。この電気−機械変換素子では、厚みが小さい部分を操作者による押圧を電気信号に変換する部分とし、その他の部分を支持部分とすることにより、操作者による押圧を電気信号に変換することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８４４８２号公報
【特許文献２】特開２００５−１３５８７６号公報
【特許文献３】特開昭５７−１３２６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のタッチ式入力装置では、クリック感を操作者に与えるために、装置の押圧状態を検知し続ける必要があるとともに、電気的な信号を加えることによって、第１駆動部および第２駆動部の形状を操作者が押圧している間に変化させる必要がある。その結果、操作者が押圧している間に、第１駆動部および第２駆動部を制御部によって制御する必要があるという不都合がある。このため、制御が複雑化するという問題点がある。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載のタッチ式入力装置では、クリック感を操作者に与えるために、装置の押圧状態を検知し続ける必要があるとともに、電気的な信号を加えることによって、導電性高分子層の体積を操作者が押圧している間に変化させる必要がある。その結果、操作者が押圧している間に、導電性高分子層を制御部によって制御する必要があるという不都合がある。このため、制御が複雑化するという問題点がある。
【０００９】
また、上記特許文献３に記載の電気−機械変換素子では、凹凸形状を形成することができないという不都合がある。このため、クリック感を操作者に与えることができないという問題点があると考えられる。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることが可能な凹凸形成装置および情報入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１１】
この発明の第１の局面による凹凸形成装置は、第１電極と、第１電極と対向するように設けられた第２電極と、第１電極と第２電極とに挟み込まれた変形層とを含む変形部と、変形部の側部を規制する側壁部とを備え、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている。
【００１２】
この第１の局面による凹凸形成装置では、上記のように、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成する。このように構成することによって、変形層の第２部分の厚みは第１部分の厚みよりも小さいことにより、第２部分の座屈限界応力は第１部分の座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、第２部分が第１部分よりも先に座屈変形するので、操作者にクリック感を与えることができる。また、操作者の押圧している間に、変形部の押圧状態を検知し続ける必要がないとともに、変形層の形状を制御することなく変形部を操作者が押圧している間に座屈変形させることができるので、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることができる。
【００１３】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、変形層は、電圧無印加時に第３の厚みを有する第３部分と、第３の厚みよりも小さい第４の厚みを有する第４部分とを含み、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層の第３部分が圧縮されて第１部分に変形されるとともに、変形層の第４部分が圧縮されて第２部分に変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている。このように構成すれば、第１電極と第２電極との間隔が狭い第４部分において静電気力がより大きく働くので、変形層の第４部分が第３部分よりも大きい圧縮量分圧縮される。これにより、変形層の第４部分の厚さを第３部分の厚さよりもより小さくすることができるので、より少ない押圧力によって、クリック感を操作者に与えることができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、第１電極と第２電極とによって変形層に同一の電圧を印加するように構成されている。このように構成すれば、第１電極および第２電極をそれぞれ１つの電極からなるように構成することができるので、第１電極または第２電極を複数の電極からなるように構成する必要がない。これにより、部品点数の増加を抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、第２電極は、第１の電圧が印加される第３電極と、第１の電圧と異なる第２の電圧が印加される第４電極とを含み、変形層の第１電極と第３電極とに挟み込まれている部分に第１の電圧を印加するとともに、変形層の第１電極と第４電極とに挟み込まれている部分に第２の電圧を印加することにより、変形層が第１部分と第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている。このように構成すれば、変形前の変形層の厚みを異ならせることなく、クリック感を操作者に与えることができる凹凸形状を変形部に形成させることができる。
【００１６】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、変形層の第１部分および第２部分は、それぞれ変形層の略中央部および側壁部側の一方および他方に設けられている。このように構成すれば、厚みが大きいために座屈限界応力が大きい第１部分が変形層の略中央部に設けられ、厚みが小さいために座屈限界応力が小さい第２部分が側壁部側に設けられた場合には、側壁部側の第２部分が変形層の略中央部の第１部分よりも先に座屈変形することによって、側壁部側が座屈変形する。これにより、小さな押圧力であっても、変形層および変形部全体が変形するようなクリック感を操作者に与えることができる。また、厚みが大きいために座屈限界応力が大きい第１部分が側壁部側に設けられ、厚みが小さいために座屈限界応力が小さい第２部分が変形層の略中央部に設けられた場合には、変形層の略中央部の第２部分が側壁部側の第１部分よりも先に座屈変形することによって、変形層の略中央部が座屈変形する。その後、さらに押圧力が大きくなると、側壁部側の第１部分が座屈変形する。これにより、２段階のクリック感を操作者に与えることができる。
【００１７】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、変形層は、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなる。このように構成すれば、第１電極と第２電極とに挟み込まれた状態で電圧が印加されても、変形層は通電することなく伸張することができるので、通電による熱の発生などによる消費電力の増加を抑制することができる。また、エラストマは絶縁性を有するので、操作者の押圧により第１電極と第２電極との距離が変化することにより、変形部の静電容量が変化する。これにより、変形部の静電容量の変化を測定することによって、押圧による入力の有無を検知することができる。
【００１８】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、第１電極および第２電極は、伸縮可能であるように構成されている。このように構成すれば、変形層の変形に伴って第１電極および第２電極が伸縮するので、第１電極および第２電極が変形層の変形を阻害することを抑制することができる。
【００１９】
この発明の第２の局面による情報入力装置は、第１電極と、第１電極と対向するように設けられた第２電極と、第１電極と第２電極とに挟み込まれた変形層とを有する変形部と、変形部の側部を規制する側壁部とを含み、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている複数の凹凸形成部が配列された凹凸形成パネルと、凹凸形成パネルに重ねて配置される表示装置とを備え、凹凸形成パネルは、凹凸形成部により、表示装置に表示される入力用画像に応じて入力用凸部を形成するように構成されている。
【００２０】
この第２の局面による情報入力装置では、上記のように、凹凸形成部を、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成する。このように構成することによって、変形後の第２部分の厚みは第１部分の厚みよりも小さいことにより、第２部分の座屈限界応力は第２部分の座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、第２部分が第１部分よりも先に座屈変形するので、操作者にクリック感を与えることができる。また、操作者の押圧している間に、変形部の押圧状態を検知し続ける必要がないとともに、変形層の形状を制御することなく変形部を操作者が押圧している間に座屈変形させることができるので、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることができる。
【００２１】
また、この情報入力装置では、凹凸形成部が複数配列された凹凸形成パネルと、凹凸形成パネルに重ねて配置される表示装置とを設け、凹凸形成パネルを、凹凸形成部により、表示装置に表示される入力用画像に応じて入力用凸部を形成するように構成することによって、表示装置が表示する入力用画像（テンキーの画像や再生または停止ボタンなどの画像、チャンネル選択ボタンの画像など）に応じた入力用凸部を形成することができる。
【００２２】
上記第２の局面による情報入力装置において、好ましくは、凹凸形成パネルは、表示装置の上方に配置された場合に、表示装置に表示される入力用画像を視認可能な光透過率を有する部材により構成されている。このように構成すれば、凹凸形成パネルを表示装置の上方に重ねた状態で入力用画像を視認することができるので、操作者が視認する側に凹凸形成パネルを配置することができる。これにより、操作者は、凹凸形成部により形成された入力用凸部の凹凸形状をより明確に視認することができ、その結果、確実な入力操作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの全体構成を示した斜視図である。また、図２〜図５は、図１に示した本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの詳細な構造を示した図である。図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態によるリモートコントローラ１００の構成について説明する。なお、本実施形態では、情報入力装置の一例であるリモートコントローラ１００に本発明を適用した場合について説明する。
【００２５】
本発明の第１実施形態によるリモートコントローラ１００は、図１および図２に示すように、凹凸形成パネル１０と、表面保護膜２０と、入力用画像を表示する表示装置３０と、それらを収納する筐体４０とを備えている。リモートコントローラ１００には、図１に示すように、表面保護膜２０の表面から上方に突出するように入力用凸部１０１が形成されている。
【００２６】
また、リモートコントローラ１００の凹凸形成パネル１０は、図２に示すように、平面的に見て、表示装置３０と同一の長方形形状を有し、表示装置３０の上方に重ねて配置される。また、凹凸形成パネル１０は、表示装置３０に表示される入力用画像に応じて凹凸形状に変化されるように構成されている。
【００２７】
また、リモートコントローラ１００の表面保護膜２０は、図２に示すように、平面的に見て、凹凸形成パネル１０と同一の長方形形状を有し、凹凸形成パネル１０の上方に重ねて配置される。
【００２８】
ここで、第１実施形態では、表面保護膜２０は、表示装置３０に表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料で、かつ、後述する凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１が凸形状に変形するのに伴って弾性変形可能な材料により構成されている。
【００２９】
また、リモートコントローラ１００の表示装置３０は、図２に示すように、平面的に見て、凹凸形成パネル１０および表面保護膜２０と同一の長方形形状を有する。この表示装置３０は、たとえば、テンキーの画像、再生または停止ボタンなどの画像、チャンネル選択ボタンの画像などの必要とされる入力情報に応じた入力用画像を表示するように構成されている。
【００３０】
また、リモートコントローラ１００の凹凸形成パネル１０は、図２および図３に示すように、複数の凹凸形成部１１と、凹凸形成部１１の後述する側壁１１ｄが固定されている基板１２とを含む。なお、凹凸形成部１１は、本発明の「凹凸形成装置」の一例である。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１は、図５に示すように、上部電極１１ａと、エラストマ層１１ｂと、下部電極１１ｃと、側壁１１ｄとを有する。また、上部電極１１ａと、エラストマ層１１ｂと、下部電極１１ｃとによって変形部５０が構成されている。なお、上部電極１１ａおよびエラストマ層１１ｂは、それぞれ本発明の「第１電極」および「変形層」の一例である。また、下部電極１１ｃおよび側壁１１ｄは、それぞれ本発明の「第２電極」および「側壁部」の一例である。
【００３２】
また、第１実施形態では、エラストマ層１１ｂは、図５に示すように、側壁１１ｄ側に位置する側壁側部１１ｅと、平面的に見て側壁側部１１ｅに四方を囲まれるように設けられ、エラストマ層１１ｂの中央に位置する中央部１１ｆとからなる。また、側壁側部１１ｅの厚みｔ１は、図５に示すように、中央部１１ｆの厚みｔ２よりも小さい。さらに、エラストマ層１１ｂの上面（Ｚ１方向側の面）は平坦面になるように設けられていることにより、側壁側部１１ｅの下面（Ｚ２方向側の面）は、中央部１１ｆの下面よりも上方（Ｚ１方向）に位置している。これにより、エラストマ層１１ｂの下面は、図５に示すように、下方（Ｚ２方向）に凸形状になるように構成されている。また、エラストマ層１１ｂの側部の上部分（Ｚ１方向側の部分）は、側壁１１ｄに接着されている。
【００３３】
また、第１実施形態では、エラストマ層１１ｂは、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなる層である。このエラストマ層１１ｂは、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料からなり、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂などからなる。また、エラストマ層１１ｂは、図５に示すように、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに挟み込まれている。
【００３４】
また、第１実施形態では、上部電極１１ａは、図５に示すように、上面（Ｚ１方向側の面）で表面保護膜２０と接し、下面（Ｚ２方向側の面）でエラストマ層１１ｂと接するように設けられているとともに、基板１２と平行になるように設けられている。また、下部電極１１ｃは、図５に示すように、上面でエラストマ層１１ｂと接するように設けられている。この結果、エラストマ層１１ｂの全面において同一の電圧が印加されるように構成されている。
【００３５】
また、第１実施形態では、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、導電性を有し、エラストマ層１１ｂが凸形状に変形するのに伴って伸縮可能な材料で、かつ、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料により構成されており、たとえば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＺｎＯ（酸化亜鉛）などの透明導電膜からなる。
【００３６】
また、第１実施形態では、側壁１１ｄは、平面的に見て略正方形の枠形状を有するとともに、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する絶縁性材料からなり、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂などからなる。
【００３７】
また、第１実施形態では、変形部５０は、図５に示すように、側壁１１ｄに変形部５０の側部が接するように設けられている。
【００３８】
また、第１実施形態では、図２および図５に示すように、凹凸形成パネル１０の基板１２の上面（Ｚ１方向側の面）には、側壁１１ｄを介して変形部５０および凹凸形成部１１が配置されており、凹凸形成パネル１０の基板１２の下面（Ｚ２方向側の面）には、表示装置３０が配置されていることにより、凹凸形成部１１と表示装置３０とに挟み込まれている。また、基板１２は、ガラス基板などの絶縁性を有し、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料からなる。
【００３９】
また、第１実施形態では、凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１は、図３に示すように、凹凸形成パネル１０の基板１２上の全面にわたってマトリクス状に複数設けられている。ここで、凹凸形成部１１の上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、一般的に知られた、いわゆるアクティブマトリクス方式により設けられている。具体的には、基板１２は、図３および図４に示すように、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１２ａを有し、上部電極１１ａは、Ｘ方向に延びるゲート線１２ｂおよびＹ方向に延びるデータ線１２ｃとＴＦＴ１２ａを介して接続されている。ゲート線１２ｂにアドレス信号が印加されると、ゲート線１２ｂと接続されたＸ方向の全ての上部電極１１ａが接続されているＴＦＴ１２ａはオン状態になる。このとき、それぞれのデータ線１２ｃに印加された電圧は、アドレス信号の印加されたゲート線１２ｂと接続された上部電極１１ａのそれぞれに、オン状態のＴＦＴ１２ａを介して印加される。一方、アドレス信号が印加されないゲート線１２ｂに接続されるＴＦＴ１２ａはオフ状態になっていることにより、そのオフ状態のＴＦＴ１２ａに接続される上部電極１１ａには、電圧が印加されたデータ線１２ｃからの電圧は印加されない。したがって、任意のゲート線１２ｂにアドレス信号を印加し、かつ、任意のデータ線１２ｃに所定の電圧を印加することにより、マトリクス状に配列された上部電極１１ａのうち、任意の上部電極１１ａに電圧を印加することが出来るように構成されている。また、下部電極１１ｃも上部電極１１ａと同様に、Ｘ方向に延びるゲート線１２ｅおよびＹ方向に延びるデータ線１２ｆとＴＦＴ１２ｄを介して接続されており、任意の下部電極１１ｃに電圧を印加することが出来るように構成されている。
【００４０】
図５および図６は、本発明の第１実施形態による凹凸形成部の変形の状態を説明するための、図４の２００−２００線に沿った断面図である。次に、図５および図６を参照して、本発明の第１実施形態における凹凸形成部１１の凹凸形状の形成動作を説明する。
【００４１】
凹凸形成部１１の上面（Ｚ１方向側の面）は、図５に示すように、電圧無印加時において平板形状を有している。ここで、図６に示すように、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの全面に同一の電圧を印加すると、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとは、エラストマ層１１ｂを挟んで静電引力により引き合わされる。これによって、エラストマ層１１ｂは所定の圧縮力により所定量分だけ伸張することができるので、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとが静電気力により引き合わされるのに伴い、凹凸形成部１１の面方向であるＸ方向およびＹ方向（図４参照）に伸張しようとする。しかし、変形部５０の側部は、側壁１１ｄに接するように設けられているとともに、エラストマ層１１ｂの側部の上部分（Ｚ１方向側）は、側壁１１ｄに接着されているため、凹凸形成部１１の面方向への伸張は規制される。これにより、エラストマ層１１ｂが上方向（Ｚ１方向）に変形することによって凸形状に変化する。これに伴い、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃはエラストマ層１１ｂとそれぞれ上面および下面の全面で接触しているので、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、エラストマ層１１ｂと同様に変形する。この結果、図６に示すように、凹凸形成部１１に凸形状が形成される。
【００４２】
ここで、エラストマ層１１ｂの側壁側部１１ｅの厚みｔ１は、図５に示すように、電圧無印加時においてエラストマ層１１ｂの中央部１１ｆの厚みｔ２よりも小さい。この場合、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの全面に同一の電圧を印加すると、側壁側部１１ｅ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離は、中央部１１ｆ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離よりも小さいので、側壁側部１１ｅ間に働く静電気力は、中央部１１ｆ間に働く静電気力よりも大きくなる。これにより、側壁側部１１ｅは、中央部１１ｆよりもより圧縮される。この結果、図６に示すように、変形後のエラストマ層１１ｂの側壁側部１１ｇの厚みｔ３は、変形後のエラストマ層１１ｂの中央部１１ｈの厚みｔ４と比べてより小さくなる。
【００４３】
図６および図７は、本発明の第１実施形態による凹凸形成部が操作者の押圧により変形した状態を説明するための、図４の２００−２００線に沿った断面図である。次に、図６および図７を参照して、本発明の第１実施形態における凹凸形成部１１の押圧による変形動作を説明する。
【００４４】
変形後のエラストマ層１１ｂの側壁側部１１ｇの厚みｔ３は、図６に示すように、変形後のエラストマ層１１ｂの中央部１１ｈの厚みｔ４と比べて小さいので、変形後の側壁側部１１ｇの座屈限界応力は、変形後の中央部１１ｈの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図７に示すように、電圧印加後の凹凸形成部１１を操作者が押圧すると、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形する。また、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形するので、変形後の中央部１１ｈは座屈変形しない。
【００４５】
次に、本発明の第１実施形態におけるリモートコントローラ１００の入力用凸部１０１の形成動作を説明する。
【００４６】
表示装置３０の入力用画像が表示されると同時に、信号が図３及び図４に示す凹凸形成パネル１０の基板１２上のゲート線１２ｂおよびゲート線１２ｅとデータ線１２ｃおよびデータ線１２ｆとに伝達される。これによって、入力用画像が表示されている位置に対応する凹凸形成部１１の上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに電圧が印加されるので、入力用画像が表示されている位置に対応する凹凸形成部１１の位置に、凸形状が形成される。これにより、図１に示すように、リモートコントローラ１００上の入力用画像が表示されている位置に、所定の形状の入力用凸部１０１が形成される。
【００４７】
第１実施形態では、上記のように、エラストマ層１１ｂは、電圧無印加時に中央部１１ｆと、中央部１１ｆの厚みｔ２よりも小さい厚みｔ１を有する側壁側部１１ｅとを含み、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによってエラストマ層１１ｂに電圧を印加することにより、中央部１１ｆが圧縮されて変形後の中央部１１ｈに変形されるとともに、側壁側部１１ｅが圧縮されて変形後の側壁側部１１ｇに変形されることによって、変形部５０に凹凸形状が形成されるように構成することによって、変形後の側壁側部１１ｇの厚みｔ３は変形後の中央部１１ｈの厚みｔ４よりも小さいので、変形後の側壁側部１１ｇの座屈限界応力は変形後の中央部１１ｈの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形するので、操作者にクリック感を与えることができる。また、操作者の押圧している間に、変形部５０の押圧状態を検知し続ける必要がないとともに、エラストマ層１１ｂの形状を制御することなく変形部５０を操作者が押圧している間に座屈変形させることができるので、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることができる。また、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの間隔が狭い側壁側部１１ｅにおいて静電気力がより大きく働くので、側壁側部１１ｅが中央部１１ｆよりも大きい圧縮量分圧縮される。これにより、変形後の側壁側部１１ｇの厚さｔ３を変形後の中央部１１ｈの厚さｔ４よりもより小さくすることができるので、より少ない押圧力によって、クリック感を操作者に与えることができる。また、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形することによって、小さな押圧力であっても、エラストマ層１１ｂおよび変形部５０全体が変形するようなクリック感を操作者に与えることができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、上記のように、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによりエラストマ層１１ｂに同一の電圧を印加するように構成することによって、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃをそれぞれ１つの電極からなるように構成することができるので、上部電極１１ａまたは下部電極１１ｃを複数の電極からなるように構成する必要がない。この結果、部品点数の増加を抑制することができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、上記のように、エラストマ層１１ｂは、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなるように構成することによって、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに挟み込まれた状態で電圧が印加されても、エラストマ層１１ｂは通電することなく伸張することができるので、通電による熱の発生などによる消費電力の増加を抑制することができる。また、エラストマは絶縁性を有するので、操作者の押圧により上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離が変化することにより、変形部５０の静電容量が変化する。これにより、変形部５０の静電容量の変化を測定することによって、押圧による入力の有無を検知することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、上記のように、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、伸縮可能であるように構成することによって、エラストマ層１１ｂの変形に伴って上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃが伸縮するので、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃがエラストマ層１１ｂの変形を阻害することを抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、凹凸形成パネル１０を、表示装置３０に表示される入力用画像に応じて凹凸形状に変化させるように設けることによって、表示装置３０が表示する入力用画像に応じた入力用凸部１０１を形成することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、凹凸形成部１１の上部電極１１ａ、エラストマ層１１ｂ、下部電極１１ｃおよび側壁１１ｄと、基板１２と、表面保護膜２０とを、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料からなるように構成することによって、凹凸形成パネル１０を表示装置３０の上方に重ねた状態で入力用画像を視認することができるので、操作者が触れる側に凹凸形成パネル１０を配置することが可能になる。これにより、凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１により形成された入力用凸部１０１の凸形状を操作者がより明確に感じ取ることができるので、確実な入力操作を行うことができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。図９〜図１１は、図８に示した凹凸形成部と表面保護膜との動作を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。図８〜図１１を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、エラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｅの厚みｔ５が、エラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい場合の例について説明する。
【００５４】
本発明の第２実施形態による凹凸形成部２１１は、図８に示すように、上部電極１１ａと、エラストマ層２１１ｂと、下部電極１１ｃと、側壁１１ｄとを有する。また、上部電極１１ａと、エラストマ層２１１ｂと、下部電極１１ｃとによって変形部２５０が構成されている。
【００５５】
ここで、第２実施形態では、エラストマ層２１１ｂは、図８に示すように、側壁１１ｄ側に位置する側壁側部２１１ｅと、平面的に見て側壁側部２１１ｅに四方を囲まれるように設けられ、エラストマ層２１１ｂの中央に位置する中央部２１１ｆとからなり、側壁側部２１１ｅの厚みｔ５は、中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい。さらに、エラストマ層２１１ｂの上面（Ｚ１方向側の面）は平坦面になるように設けられていることにより、側壁側部２１１ｅの下面（Ｚ２方向側の面）は、中央部２１１ｆの下面よりも下方（Ｚ２方向）に位置している。これにより、エラストマ層２１１ｂの下面は、図８に示すように、下方（Ｚ２方向）に凹形状になるように構成されている。
【００５６】
次に、図８および図９を参照して、本発明の第２実施形態における凹凸形成部２１１の凹凸形状の形成動作を説明する。
【００５７】
エラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｅの厚みｔ５は、図８に示すように、電圧無印加時においてエラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい。ここで、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの全面に同一の電圧を印加すると、中央部２１１ｆ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離は、側壁側部２１１ｅ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離よりも小さいので、中央部２１１ｆ間に働く静電気力は、側壁側部２１１ｅ間に働く静電気力よりも大きくなる。これにより、中央部２１１ｆは、側壁側部２１１ｅよりもより圧縮される。この結果、図９に示すように、変形後のエラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｈの厚みｔ８は、変形後のエラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｇの厚みｔ７と比べてより小さくなる。
【００５８】
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第２実施形態における凹凸形成部２１１の押圧による変形動作を説明する。
【００５９】
変形後のエラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｈの厚みｔ８は、図９に示すように、変形後のエラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｇの厚みｔ７と比べて小さいので、変形後の中央部２１１ｈの座屈限界応力は、変形後の側壁側部２１１ｇの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図１０に示すように、電圧印加後の凹凸形成部２１１を操作者が押圧すると、変形後の中央部２１１ｈが変形後の側壁側部２１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに操作者の押圧力が大きくなると、図１１に示すように、側壁１１ｄに規制されている変形後の側壁側部２１１ｇが座屈変形する。この結果、エラストマ層２１１ｂにおいて２段階の座屈変化が行われる。
【００６０】
第２実施形態では、上記のように、エラストマ層２１１ｂは、電圧無印加時に中央部２１１ｆと、中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい厚みｔ５を有する側壁側部２１１ｅとを含み、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによってエラストマ層２１１ｂに電圧を印加することにより、中央部２１１ｆが圧縮されて変形後の中央部２１１ｈに変形されるとともに、側壁側部２１１ｅが圧縮されて変形後の側壁側部２１１ｇに変形されることによって、変形部２５０に凹凸形状が形成されるように構成することによって、変形後の中央部２１１ｈの厚みｔ８は、変形後の側壁側部２１１ｇの厚みｔ７よりも小さいので、変形後の中央部２１１ｈの座屈限界応力は変形後の側壁側部２１１ｇの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の中央部２１１ｈが変形後の側壁側部２１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに押圧力が大きくなると、変形後の側壁側部２１１ｇが座屈変形する。これにより、２段階のクリック感を操作者に与えることができる。
【００６１】
なお、第２実施形態のその他の構成、動作および効果は、上記第１実施形態と基本的に同様である。
【００６２】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の構成を示した平面図である。図１３〜図２０は、凹凸形成部の変形の状態を説明するための図である。図１２〜図２０を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、電圧無印加時のエラストマ層３１１ｂの厚みｔ９が、側壁側部３１１ｅと中央部３１１ｆとにおいて同一であるとともに、下部電極が側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉと中央部の下部電極３１１ｊとからなる例について説明する。
【００６３】
本発明の第３実施形態によるリモートコントローラ１００の凹凸形成パネル３１０は、複数の凹凸形成部３１１と、凹凸形成部３１１の側壁１１ｄが固定されている基板３１２とを含む。
【００６４】
また、凹凸形成部３１１は、図１４に示すように、上部電極１１ａと、エラストマ層３１１ｂと、下部電極３１１ｉと、下部電極３１１ｊと、側壁１１ｄとを有する。また、上部電極１１ａと、エラストマ層３１１ｂと、下部電極３１１ｉと、下部電極３１１ｊとによって変形部３５０が構成されている。
【００６５】
また、エラストマ層３１１ｂは、図１４に示すように、側壁側部３１１ｅの厚みと中央部３１１ｆの厚みとが均一の厚みｔ９になるように設けられているとともに、基板３１２と平行になるように設けられている。
【００６６】
ここで、第３実施形態では、下部電極３１１ｉは、図１３および図１４に示すように、エラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｅと上面（Ｚ１方向側の面）において接するように設けられている。また、下部電極３１１ｊは、図１３および図１４に示すように、側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉに四方を囲まれるように下部電極３１１ｉと一定間隔を空けて設けられ、エラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｆと上面において接するように設けられている。
【００６７】
また、第３実施形態では、側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉおよび中央部の下部電極３１１ｊは、それぞれ一般的に知られた、いわゆるアクティブマトリクス方式により設けられている。具体的には、基板３１２は、図１２および図１３に示すように、複数のＴＦＴ３１２ｇおよび３１２ｊ（図１３参照）を有し、下部電極３１１ｉは、Ｘ方向に延びるゲート線３１２ｈおよびＹ方向に延びるデータ線３１２ｉとＴＦＴ３１２ｇを介して接続されているとともに、下部電極３１１ｊは、Ｘ方向に延びるゲート線３１２ｋおよびＹ方向に延びるデータ線３１２ｌとＴＦＴ３１２ｊを介して接続されている。この結果、任意の下部電極３１１ｉおよび下部電極３１１ｊに電圧を印加することが出来るように構成されている。
【００６８】
次に、図１４〜図１６を参照して、本発明の第３実施形態における凹凸形成部３１１の凹凸形状の形成動作を説明する。
【００６９】
エラストマ層３１１ｂは、図１４に示すように、電圧無印加時において平板形状を有している。ここで、図１５に示すように、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも大きくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも大きいので、エラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｅは、エラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｆよりもより圧縮される。この結果、図１６に示すように、変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１０は、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１１と比べてより小さくなる。
【００７０】
また、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも小さくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも小さいので、エラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｆは、エラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｅよりもより圧縮される。この結果、図１７に示すように、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１３は変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１２と比べてより小さくなる。
【００７１】
次に、図１８〜図２０を参照して、本発明の第３実施形態における凹凸形成部３１１の押圧による変形動作を説明する。
【００７２】
変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１０が、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１１と比べて小さくなるように変形した場合において、凹凸形成部３１１を操作者が押圧すると、変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力は、変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図１８に示すように、変形後の側壁側部３１１ｇが変形後の中央部３１１ｈよりも先に座屈変形する。また、変形後の側壁側部３１１ｇが変形後の中央部３１１ｈよりも先に座屈変形するので、変形後の中央部３１１ｈは座屈変形しない。
【００７３】
変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１３が、変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１２と比べて小さくなるように変形した場合において、凹凸形成部３１１を操作者が押圧すると、変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力は、変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図１９に示すように、変形後の中央部３１１ｈが変形後の側壁側部３１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに操作者の押圧力が大きくなると、図２０に示すように、側壁１１ｄに規制されている変形後の側壁側部３１１ｇが座屈変形する。この結果、エラストマ層３１１ｂにおいて２段階の座屈変化が行われる。
【００７４】
第３実施形態では、上記のように、下部電極は、側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉと、中央部の下部電極３１１ｊとからなるとともに、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１と、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２とを異ならせることによって、変形部３５０に凹凸形状が形成されるように構成することによって、変形前のエラストマ層３１１ｂの厚みｔ９を異ならせることなく、クリック感を操作者に与えることができる凹凸形状を変形部３５０に形成させることができる。
【００７５】
また、第３実施形態では、上記のように、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも大きくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも大きい。この結果、変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１０は変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１１よりも小さいので、変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力は変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の側壁側部３１１ｇが変形後の中央部３１１ｈよりも先に座屈変形するので、小さな押圧力であっても、エラストマ層３１１ｂおよび変形部３５０全体が変形するようなクリック感を操作者に与えることができる。
【００７６】
また、第３実施形態では、上記のように、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも小さくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも小さい。この結果、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１３は変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１２よりも小さいので、変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力は変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の中央部３１１ｈが変形後の側壁側部３１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに押圧力が大きくなると、変形後の側壁側部３１１ｇが座屈変形する。これにより、２段階のクリック感を操作者に与えることができる。
【００７７】
なお、第３実施形態のその他の構成、動作および効果は、上記第１実施形態と基本的に同様である。
【００７８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７９】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、本発明の情報入力装置の一例としてリモートコントローラ１００を示したが、本発明はこれに限らず、リモートコントローラ以外の情報入力装置にも適用可能である。
【００８０】
また、上記第１〜第３実施形態では、図２に示すように、凹凸形成パネル１０が表示装置３０の上方に重ねて配置されている例を示したが、本発明はこれに限らず、凹凸形成パネルが表示装置の下方に配置されていてもよい。
【００８１】
また、上記第１〜第３実施形態では、凹凸形成部１１（２１１、３１１）を凹凸形成パネル１０（３１０）の全面にわたってマトリクス状に複数設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、凹凸形成部をマトリクス状以外のたとえば千鳥配列をなすように配置してもよい。
【００８２】
また、上記第１〜第３実施形態では、エラストマ層１１ｂ（２１１ｂ、３１１ｂ）の側部の上部分（Ｚ１方向側の部分）を、側壁１１ｄに接着する例を示したが、本発明はこれに限らず、エラストマ層の側部全体を側壁に接着してもよい。
【００８３】
また、上記第１〜第３実施形態では、凹凸形成部１１（２１１、３１１）の側壁１１ｄを平面的に見て略正方形の枠形状を有するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、側壁を平面的に見て略リング状を有するように構成してもよい。
【００８４】
また、上記第３実施形態では、上部電極１１ａは１つの電極からなるとともに、下部電極は側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉと中央部の下部電極３１１ｊとの２つの電極からなる例を示したが、本発明はこれに限らず、下部電極を３つ以上の電極からなるように構成してもよい。そのように構成することによって、凹凸形成部に滑らかな凸形状を形成することが可能である。また、上部電極を複数の電極からなるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの全体構成を示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの全体構成を示した分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の構成を示した平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の上部電極および下部電極の構成を示した拡大平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による、凸形状を形成した凹凸形成部と表面保護膜とを操作者が押圧した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による、凸形状を形成した凹凸形成部と表面保護膜とを操作者が押圧した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による、凸形状を形成した凹凸形成部と表面保護膜とを操作者が図１０よりもさらに押圧した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の構成を示した平面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の下部電極の構成を示した拡大平面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による、凹凸形成部の第１電極および第２電極への配線を模式的に示した図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも大きくした場合に、凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも小さくした場合に、凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも大きくした場合に形成された凸形状を操作者が押圧した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも小さくした場合に形成された凸形状を操作者が押圧した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも小さくした場合に、形成された凸形状を操作者が図１９よりもさらに押圧した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０、３１０ 凹凸形成パネル
１１、２１１、３１１ 凹凸形成部（凹凸形成装置）
１１ａ 上部電極（第１電極）
１１ｂ、２１１ｂ、３１１ｂ エラストマ層（変形層）
１１ｃ、３１１ｉ、３１１ｊ 下部電極（第２電極）
１１ｄ 側壁（側壁部）
３０ 表示装置
５０、２５０、３５０ 変形部
１００ リモートコントローラ
１０１ 入力用凸部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、凹凸形成装置および情報入力装置に関し、特に、変形層と一対の電極とを備えた凹凸形成装置および情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変形層と一対の電極とを備えた凹凸形成装置および情報入力装置が知られている（たとえば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、導電性高分子からなる円形の第１駆動部（変形層）と、導電性高分子からなるリング状の第２駆動部（変形層）と、第１駆動部および第２駆動部にそれぞれ一対ずつ接するように配置された電極（第１電極、第２電極）とを含み、第２駆動部のリング状の内部に第１駆動部が設けられている駆動装置を複数含む駆動層（凹凸形成パネル）と、薄膜スイッチと、第１駆動部および第２駆動部を制御するための制御部とを備えるタッチ式入力装置が開示されている。このタッチ式入力装置では、薄膜スイッチが押圧を検知すると、まず第１駆動部が膨張して凸形状を形成し、その後第２駆動部も膨張して凸形状を形成するように制御されている。そして、操作者による薄膜スイッチへの押圧状態が一定時間続くと、第１駆動部が収縮して凹形状を形成し、その後第２駆動部も収縮して凹形状を形成するように制御されている。これにより、凸形状に加えていた負荷が除去されるような感覚（クリック感）を操作者に与えることができる。
【０００４】
上記特許文献２には、導電性高分子層（変形層）と、導電性高分子層の下面に隣接するように配置された電解質層と、導電性高分子層と電解質層とを通電するように設けられた一対の電極（第１電極、第２電極）とを含む変形部と、制御部とを備え、電圧印加時に、導電性高分子層が電解質層中に存在するイオンを吸収または排出することによって、導電性高分子層の体積が変化する一方、電圧無印加時には、イオンの移動がないので、導電性高分子層の体積が変化しないように構成されたタッチ式入力装置が開示されている。このタッチ式入力装置では、電圧を印加することにより導電性高分子層の体積を大きくして凸形状を形成するように制御し、操作者による押圧状態が一定時間続くと、逆の電圧を印加することにより導電性高分子層の体積を小さくして凹形状を形成するように制御することによって、クリック感を操作者に与えることができる。
【０００５】
上記特許文献３には、厚みが小さい部分が設けられるとともに、圧電性を有する高分子層（変形層）と、高分子層の厚みが小さい部分を挟み込むように設けられた一対の電極（第１電極、第２電極）とを含む電気−機械変換素子が開示されている。この電気−機械変換素子では、厚みが小さい部分を操作者による押圧を電気信号に変換する部分とし、その他の部分を支持部分とすることにより、操作者による押圧を電気信号に変換することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８４４８２号公報
【特許文献２】特開２００５−１３５８７６号公報
【特許文献３】特開昭５７−１３２６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のタッチ式入力装置では、クリック感を操作者に与えるために、装置の押圧状態を検知し続ける必要があるとともに、電気的な信号を加えることによって、第１駆動部および第２駆動部の形状を操作者が押圧している間に変化させる必要がある。その結果、操作者が押圧している間に、第１駆動部および第２駆動部を制御部によって制御する必要があるという不都合がある。このため、制御が複雑化するという問題点がある。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載のタッチ式入力装置では、クリック感を操作者に与えるために、装置の押圧状態を検知し続ける必要があるとともに、電気的な信号を加えることによって、導電性高分子層の体積を操作者が押圧している間に変化させる必要がある。その結果、操作者が押圧している間に、導電性高分子層を制御部によって制御する必要があるという不都合がある。このため、制御が複雑化するという問題点がある。
【０００９】
また、上記特許文献３に記載の電気−機械変換素子では、凹凸形状を形成することができないという不都合がある。このため、クリック感を操作者に与えることができないという問題点があると考えられる。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることが可能な凹凸形成装置および情報入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１１】
この発明の第１の局面による凹凸形成装置は、第１電極と、第１電極と対向するように設けられた第２電極と、第１電極と第２電極とに挟み込まれた変形層とを含む変形部と、変形部の側部を規制する側壁部とを備え、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている。
【００１２】
この第１の局面による凹凸形成装置では、上記のように、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成する。このように構成することによって、変形層の第２部分の厚みは第１部分の厚みよりも小さいことにより、第２部分の座屈限界応力は第１部分の座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、第２部分が第１部分よりも先に座屈変形するので、操作者にクリック感を与えることができる。また、操作者の押圧している間に、変形部の押圧状態を検知し続ける必要がないとともに、変形層の形状を制御することなく変形部を操作者が押圧している間に座屈変形させることができるので、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることができる。
【００１３】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、変形層は、電圧無印加時に第３の厚みを有する第３部分と、第３の厚みよりも小さい第４の厚みを有する第４部分とを含み、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層の第３部分が圧縮されて第１部分に変形されるとともに、変形層の第４部分が圧縮されて第２部分に変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている。このように構成すれば、第１電極と第２電極との間隔が狭い第４部分において静電気力がより大きく働くので、変形層の第４部分が第３部分よりも大きい圧縮量分圧縮される。これにより、変形層の第４部分の厚さを第３部分の厚さよりもより小さくすることができるので、より少ない押圧力によって、クリック感を操作者に与えることができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、第１電極と第２電極とによって変形層に同一の電圧を印加するように構成されている。このように構成すれば、第１電極および第２電極をそれぞれ１つの電極からなるように構成することができるので、第１電極または第２電極を複数の電極からなるように構成する必要がない。これにより、部品点数の増加を抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、第２電極は、第１の電圧が印加される第３電極と、第１の電圧と異なる第２の電圧が印加される第４電極とを含み、変形層の第１電極と第３電極とに挟み込まれている部分に第１の電圧を印加するとともに、変形層の第１電極と第４電極とに挟み込まれている部分に第２の電圧を印加することにより、変形層が第１部分と第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている。このように構成すれば、変形前の変形層の厚みを異ならせることなく、クリック感を操作者に与えることができる凹凸形状を変形部に形成させることができる。
【００１６】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、変形層の第１部分および第２部分は、それぞれ変形層の略中央部および側壁部側の一方および他方に設けられている。このように構成すれば、厚みが大きいために座屈限界応力が大きい第１部分が変形層の略中央部に設けられ、厚みが小さいために座屈限界応力が小さい第２部分が側壁部側に設けられた場合には、側壁部側の第２部分が変形層の略中央部の第１部分よりも先に座屈変形することによって、側壁部側が座屈変形する。これにより、小さな押圧力であっても、変形層および変形部全体が変形するようなクリック感を操作者に与えることができる。また、厚みが大きいために座屈限界応力が大きい第１部分が側壁部側に設けられ、厚みが小さいために座屈限界応力が小さい第２部分が変形層の略中央部に設けられた場合には、変形層の略中央部の第２部分が側壁部側の第１部分よりも先に座屈変形することによって、変形層の略中央部が座屈変形する。その後、さらに押圧力が大きくなると、側壁部側の第１部分が座屈変形する。これにより、２段階のクリック感を操作者に与えることができる。
【００１７】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、変形層は、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなる。このように構成すれば、第１電極と第２電極とに挟み込まれた状態で電圧が印加されても、変形層は通電することなく伸張することができるので、通電による熱の発生などによる消費電力の増加を抑制することができる。また、エラストマは絶縁性を有するので、操作者の押圧により第１電極と第２電極との距離が変化することにより、変形部の静電容量が変化する。これにより、変形部の静電容量の変化を測定することによって、押圧による入力の有無を検知することができる。
【００１８】
上記第１の局面による凹凸形成装置において、好ましくは、第１電極および第２電極は、伸縮可能であるように構成されている。このように構成すれば、変形層の変形に伴って第１電極および第２電極が伸縮するので、第１電極および第２電極が変形層の変形を阻害することを抑制することができる。
【００１９】
この発明の第２の局面による情報入力装置は、第１電極と、第１電極と対向するように設けられた第２電極と、第１電極と第２電極とに挟み込まれた変形層とを有する変形部と、変形部の側部を規制する側壁部とを含み、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている複数の凹凸形成部が配列された凹凸形成パネルと、凹凸形成パネルに重ねて配置される表示装置とを備え、凹凸形成パネルは、凹凸形成部により、表示装置に表示される入力用画像に応じて入力用凸部を形成するように構成されている。
【００２０】
この第２の局面による情報入力装置では、上記のように、凹凸形成部を、第１電極と第２電極とによって変形層に電圧を印加することにより、変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、変形部に凹凸形状が形成されるように構成する。このように構成することによって、変形後の第２部分の厚みは第１部分の厚みよりも小さいことにより、第２部分の座屈限界応力は第２部分の座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、第２部分が第１部分よりも先に座屈変形するので、操作者にクリック感を与えることができる。また、操作者の押圧している間に、変形部の押圧状態を検知し続ける必要がないとともに、変形層の形状を制御することなく変形部を操作者が押圧している間に座屈変形させることができるので、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることができる。
【００２１】
また、この情報入力装置では、凹凸形成部が複数配列された凹凸形成パネルと、凹凸形成パネルに重ねて配置される表示装置とを設け、凹凸形成パネルを、凹凸形成部により、表示装置に表示される入力用画像に応じて入力用凸部を形成するように構成することによって、表示装置が表示する入力用画像（テンキーの画像や再生または停止ボタンなどの画像、チャンネル選択ボタンの画像など）に応じた入力用凸部を形成することができる。
【００２２】
上記第２の局面による情報入力装置において、好ましくは、凹凸形成パネルは、表示装置の上方に配置された場合に、表示装置に表示される入力用画像を視認可能な光透過率を有する部材により構成されている。このように構成すれば、凹凸形成パネルを表示装置の上方に重ねた状態で入力用画像を視認することができるので、操作者が視認する側に凹凸形成パネルを配置することができる。これにより、操作者は、凹凸形成部により形成された入力用凸部の凹凸形状をより明確に視認することができ、その結果、確実な入力操作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの全体構成を示した斜視図である。また、図２〜図５は、図１に示した本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの詳細な構造を示した図である。図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態によるリモートコントローラ１００の構成について説明する。なお、本実施形態では、情報入力装置の一例であるリモートコントローラ１００に本発明を適用した場合について説明する。
【００２５】
本発明の第１実施形態によるリモートコントローラ１００は、図１および図２に示すように、凹凸形成パネル１０と、表面保護膜２０と、入力用画像を表示する表示装置３０と、それらを収納する筐体４０とを備えている。リモートコントローラ１００には、図１に示すように、表面保護膜２０の表面から上方に突出するように入力用凸部１０１が形成されている。
【００２６】
また、リモートコントローラ１００の凹凸形成パネル１０は、図２に示すように、平面的に見て、表示装置３０と同一の長方形形状を有し、表示装置３０の上方に重ねて配置される。また、凹凸形成パネル１０は、表示装置３０に表示される入力用画像に応じて凹凸形状に変化されるように構成されている。
【００２７】
また、リモートコントローラ１００の表面保護膜２０は、図２に示すように、平面的に見て、凹凸形成パネル１０と同一の長方形形状を有し、凹凸形成パネル１０の上方に重ねて配置される。
【００２８】
ここで、第１実施形態では、表面保護膜２０は、表示装置３０に表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料で、かつ、後述する凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１が凸形状に変形するのに伴って弾性変形可能な材料により構成されている。
【００２９】
また、リモートコントローラ１００の表示装置３０は、図２に示すように、平面的に見て、凹凸形成パネル１０および表面保護膜２０と同一の長方形形状を有する。この表示装置３０は、たとえば、テンキーの画像、再生または停止ボタンなどの画像、チャンネル選択ボタンの画像などの必要とされる入力情報に応じた入力用画像を表示するように構成されている。
【００３０】
また、リモートコントローラ１００の凹凸形成パネル１０は、図２および図３に示すように、複数の凹凸形成部１１と、凹凸形成部１１の後述する側壁１１ｄが固定されている基板１２とを含む。なお、凹凸形成部１１は、本発明の「凹凸形成装置」の一例である。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１は、図５に示すように、上部電極１１ａと、エラストマ層１１ｂと、下部電極１１ｃと、側壁１１ｄとを有する。また、上部電極１１ａと、エラストマ層１１ｂと、下部電極１１ｃとによって変形部５０が構成されている。なお、上部電極１１ａおよびエラストマ層１１ｂは、それぞれ本発明の「第１電極」および「変形層」の一例である。また、下部電極１１ｃおよび側壁１１ｄは、それぞれ本発明の「第２電極」および「側壁部」の一例である。
【００３２】
また、第１実施形態では、エラストマ層１１ｂは、図５に示すように、側壁１１ｄ側に位置する側壁側部１１ｅと、平面的に見て側壁側部１１ｅに四方を囲まれるように設けられ、エラストマ層１１ｂの中央に位置する中央部１１ｆとからなる。また、側壁側部１１ｅの厚みｔ１は、図５に示すように、中央部１１ｆの厚みｔ２よりも小さい。さらに、エラストマ層１１ｂの上面（Ｚ１方向側の面）は平坦面になるように設けられていることにより、側壁側部１１ｅの下面（Ｚ２方向側の面）は、中央部１１ｆの下面よりも上方（Ｚ１方向）に位置している。これにより、エラストマ層１１ｂの下面は、図５に示すように、下方（Ｚ２方向）に凸形状になるように構成されている。また、エラストマ層１１ｂの側部の上部分（Ｚ１方向側の部分）は、側壁１１ｄに接着されている。
【００３３】
また、第１実施形態では、エラストマ層１１ｂは、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなる層である。このエラストマ層１１ｂは、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料からなり、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂などからなる。また、エラストマ層１１ｂは、図５に示すように、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに挟み込まれている。
【００３４】
また、第１実施形態では、上部電極１１ａは、図５に示すように、上面（Ｚ１方向側の面）で表面保護膜２０と接し、下面（Ｚ２方向側の面）でエラストマ層１１ｂと接するように設けられているとともに、基板１２と平行になるように設けられている。また、下部電極１１ｃは、図５に示すように、上面でエラストマ層１１ｂと接するように設けられている。この結果、エラストマ層１１ｂの全面において同一の電圧が印加されるように構成されている。
【００３５】
また、第１実施形態では、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、導電性を有し、エラストマ層１１ｂが凸形状に変形するのに伴って伸縮可能な材料で、かつ、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料により構成されており、たとえば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＺｎＯ（酸化亜鉛）などの透明導電膜からなる。
【００３６】
また、第１実施形態では、側壁１１ｄは、平面的に見て略正方形の枠形状を有するとともに、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する絶縁性材料からなり、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂などからなる。
【００３７】
また、第１実施形態では、変形部５０は、図５に示すように、側壁１１ｄに変形部５０の側部が接するように設けられている。
【００３８】
また、第１実施形態では、図２および図５に示すように、凹凸形成パネル１０の基板１２の上面（Ｚ１方向側の面）には、側壁１１ｄを介して変形部５０および凹凸形成部１１が配置されており、凹凸形成パネル１０の基板１２の下面（Ｚ２方向側の面）には、表示装置３０が配置されていることにより、凹凸形成部１１と表示装置３０とに挟み込まれている。また、基板１２は、ガラス基板などの絶縁性を有し、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料からなる。
【００３９】
また、第１実施形態では、凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１は、図３に示すように、凹凸形成パネル１０の基板１２上の全面にわたってマトリクス状に複数設けられている。ここで、凹凸形成部１１の上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、一般的に知られた、いわゆるアクティブマトリクス方式により設けられている。具体的には、基板１２は、図３および図４に示すように、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１２ａを有し、上部電極１１ａは、Ｘ方向に延びるゲート線１２ｂおよびＹ方向に延びるデータ線１２ｃとＴＦＴ１２ａを介して接続されている。ゲート線１２ｂにアドレス信号が印加されると、ゲート線１２ｂと接続されたＸ方向の全ての上部電極１１ａが接続されているＴＦＴ１２ａはオン状態になる。このとき、それぞれのデータ線１２ｃに印加された電圧は、アドレス信号の印加されたゲート線１２ｂと接続された上部電極１１ａのそれぞれに、オン状態のＴＦＴ１２ａを介して印加される。一方、アドレス信号が印加されないゲート線１２ｂに接続されるＴＦＴ１２ａはオフ状態になっていることにより、そのオフ状態のＴＦＴ１２ａに接続される上部電極１１ａには、電圧が印加されたデータ線１２ｃからの電圧は印加されない。したがって、任意のゲート線１２ｂにアドレス信号を印加し、かつ、任意のデータ線１２ｃに所定の電圧を印加することにより、マトリクス状に配列された上部電極１１ａのうち、任意の上部電極１１ａに電圧を印加することが出来るように構成されている。また、下部電極１１ｃも上部電極１１ａと同様に、Ｘ方向に延びるゲート線１２ｅおよびＹ方向に延びるデータ線１２ｆとＴＦＴ１２ｄを介して接続されており、任意の下部電極１１ｃに電圧を印加することが出来るように構成されている。
【００４０】
図５および図６は、本発明の第１実施形態による凹凸形成部の変形の状態を説明するための、図４の２００−２００線に沿った断面図である。次に、図５および図６を参照して、本発明の第１実施形態における凹凸形成部１１の凹凸形状の形成動作を説明する。
【００４１】
凹凸形成部１１の上面（Ｚ１方向側の面）は、図５に示すように、電圧無印加時において平板形状を有している。ここで、図６に示すように、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの全面に同一の電圧を印加すると、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとは、エラストマ層１１ｂを挟んで静電引力により引き合わされる。これによって、エラストマ層１１ｂは所定の圧縮力により所定量分だけ伸張することができるので、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとが静電気力により引き合わされるのに伴い、凹凸形成部１１の面方向であるＸ方向およびＹ方向（図４参照）に伸張しようとする。しかし、変形部５０の側部は、側壁１１ｄに接するように設けられているとともに、エラストマ層１１ｂの側部の上部分（Ｚ１方向側）は、側壁１１ｄに接着されているため、凹凸形成部１１の面方向への伸張は規制される。これにより、エラストマ層１１ｂが上方向（Ｚ１方向）に変形することによって凸形状に変化する。これに伴い、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃはエラストマ層１１ｂとそれぞれ上面および下面の全面で接触しているので、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、エラストマ層１１ｂと同様に変形する。この結果、図６に示すように、凹凸形成部１１に凸形状が形成される。
【００４２】
ここで、エラストマ層１１ｂの側壁側部１１ｅの厚みｔ１は、図５に示すように、電圧無印加時においてエラストマ層１１ｂの中央部１１ｆの厚みｔ２よりも小さい。この場合、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの全面に同一の電圧を印加すると、側壁側部１１ｅ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離は、中央部１１ｆ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離よりも小さいので、側壁側部１１ｅ間に働く静電気力は、中央部１１ｆ間に働く静電気力よりも大きくなる。これにより、側壁側部１１ｅは、中央部１１ｆよりもより圧縮される。この結果、図６に示すように、変形後のエラストマ層１１ｂの側壁側部１１ｇの厚みｔ３は、変形後のエラストマ層１１ｂの中央部１１ｈの厚みｔ４と比べてより小さくなる。
【００４３】
図６および図７は、本発明の第１実施形態による凹凸形成部が操作者の押圧により変形した状態を説明するための、図４の２００−２００線に沿った断面図である。次に、図６および図７を参照して、本発明の第１実施形態における凹凸形成部１１の押圧による変形動作を説明する。
【００４４】
変形後のエラストマ層１１ｂの側壁側部１１ｇの厚みｔ３は、図６に示すように、変形後のエラストマ層１１ｂの中央部１１ｈの厚みｔ４と比べて小さいので、変形後の側壁側部１１ｇの座屈限界応力は、変形後の中央部１１ｈの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図７に示すように、電圧印加後の凹凸形成部１１を操作者が押圧すると、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形する。また、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形するので、変形後の中央部１１ｈは座屈変形しない。
【００４５】
次に、本発明の第１実施形態におけるリモートコントローラ１００の入力用凸部１０１の形成動作を説明する。
【００４６】
表示装置３０の入力用画像が表示されると同時に、信号が図３及び図４に示す凹凸形成パネル１０の基板１２上のゲート線１２ｂおよびゲート線１２ｅとデータ線１２ｃおよびデータ線１２ｆとに伝達される。これによって、入力用画像が表示されている位置に対応する凹凸形成部１１の上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに電圧が印加されるので、入力用画像が表示されている位置に対応する凹凸形成部１１の位置に、凸形状が形成される。これにより、図１に示すように、リモートコントローラ１００上の入力用画像が表示されている位置に、所定の形状の入力用凸部１０１が形成される。
【００４７】
第１実施形態では、上記のように、エラストマ層１１ｂは、電圧無印加時に中央部１１ｆと、中央部１１ｆの厚みｔ２よりも小さい厚みｔ１を有する側壁側部１１ｅとを含み、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによってエラストマ層１１ｂに電圧を印加することにより、中央部１１ｆが圧縮されて変形後の中央部１１ｈに変形されるとともに、側壁側部１１ｅが圧縮されて変形後の側壁側部１１ｇに変形されることによって、変形部５０に凹凸形状が形成されるように構成することによって、変形後の側壁側部１１ｇの厚みｔ３は変形後の中央部１１ｈの厚みｔ４よりも小さいので、変形後の側壁側部１１ｇの座屈限界応力は変形後の中央部１１ｈの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形するので、操作者にクリック感を与えることができる。また、操作者の押圧している間に、変形部５０の押圧状態を検知し続ける必要がないとともに、エラストマ層１１ｂの形状を制御することなく変形部５０を操作者が押圧している間に座屈変形させることができるので、制御を複雑化することなくクリック感を操作者に与えることができる。また、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの間隔が狭い側壁側部１１ｅにおいて静電気力がより大きく働くので、側壁側部１１ｅが中央部１１ｆよりも大きい圧縮量分圧縮される。これにより、変形後の側壁側部１１ｇの厚さｔ３を変形後の中央部１１ｈの厚さｔ４よりもより小さくすることができるので、より少ない押圧力によって、クリック感を操作者に与えることができる。また、変形後の側壁側部１１ｇが変形後の中央部１１ｈよりも先に座屈変形することによって、小さな押圧力であっても、エラストマ層１１ｂおよび変形部５０全体が変形するようなクリック感を操作者に与えることができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、上記のように、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによりエラストマ層１１ｂに同一の電圧を印加するように構成することによって、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃをそれぞれ１つの電極からなるように構成することができるので、上部電極１１ａまたは下部電極１１ｃを複数の電極からなるように構成する必要がない。この結果、部品点数の増加を抑制することができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、上記のように、エラストマ層１１ｂは、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなるように構成することによって、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとに挟み込まれた状態で電圧が印加されても、エラストマ層１１ｂは通電することなく伸張することができるので、通電による熱の発生などによる消費電力の増加を抑制することができる。また、エラストマは絶縁性を有するので、操作者の押圧により上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離が変化することにより、変形部５０の静電容量が変化する。これにより、変形部５０の静電容量の変化を測定することによって、押圧による入力の有無を検知することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、上記のように、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃは、伸縮可能であるように構成することによって、エラストマ層１１ｂの変形に伴って上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃが伸縮するので、上部電極１１ａおよび下部電極１１ｃがエラストマ層１１ｂの変形を阻害することを抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、凹凸形成パネル１０を、表示装置３０に表示される入力用画像に応じて凹凸形状に変化させるように設けることによって、表示装置３０が表示する入力用画像に応じた入力用凸部１０１を形成することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、凹凸形成部１１の上部電極１１ａ、エラストマ層１１ｂ、下部電極１１ｃおよび側壁１１ｄと、基板１２と、表面保護膜２０とを、表示装置３０により表示された入力用画像を視認することが可能な光透過率を有する材料からなるように構成することによって、凹凸形成パネル１０を表示装置３０の上方に重ねた状態で入力用画像を視認することができるので、操作者が触れる側に凹凸形成パネル１０を配置することが可能になる。これにより、凹凸形成パネル１０の凹凸形成部１１により形成された入力用凸部１０１の凸形状を操作者がより明確に感じ取ることができるので、確実な入力操作を行うことができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。図９〜図１１は、図８に示した凹凸形成部と表面保護膜との動作を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。図８〜図１１を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、エラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｅの厚みｔ５が、エラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい場合の例について説明する。
【００５４】
本発明の第２実施形態による凹凸形成部２１１は、図８に示すように、上部電極１１ａと、エラストマ層２１１ｂと、下部電極１１ｃと、側壁１１ｄとを有する。また、上部電極１１ａと、エラストマ層２１１ｂと、下部電極１１ｃとによって変形部２５０が構成されている。
【００５５】
ここで、第２実施形態では、エラストマ層２１１ｂは、図８に示すように、側壁１１ｄ側に位置する側壁側部２１１ｅと、平面的に見て側壁側部２１１ｅに四方を囲まれるように設けられ、エラストマ層２１１ｂの中央に位置する中央部２１１ｆとからなり、側壁側部２１１ｅの厚みｔ５は、中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい。さらに、エラストマ層２１１ｂの上面（Ｚ１方向側の面）は平坦面になるように設けられていることにより、側壁側部２１１ｅの下面（Ｚ２方向側の面）は、中央部２１１ｆの下面よりも下方（Ｚ２方向）に位置している。これにより、エラストマ層２１１ｂの下面は、図８に示すように、下方（Ｚ２方向）に凹形状になるように構成されている。
【００５６】
次に、図８および図９を参照して、本発明の第２実施形態における凹凸形成部２１１の凹凸形状の形成動作を説明する。
【００５７】
エラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｅの厚みｔ５は、図８に示すように、電圧無印加時においてエラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい。ここで、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの全面に同一の電圧を印加すると、中央部２１１ｆ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離は、側壁側部２１１ｅ間における上部電極１１ａと下部電極１１ｃとの距離よりも小さいので、中央部２１１ｆ間に働く静電気力は、側壁側部２１１ｅ間に働く静電気力よりも大きくなる。これにより、中央部２１１ｆは、側壁側部２１１ｅよりもより圧縮される。この結果、図９に示すように、変形後のエラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｈの厚みｔ８は、変形後のエラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｇの厚みｔ７と比べてより小さくなる。
【００５８】
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第２実施形態における凹凸形成部２１１の押圧による変形動作を説明する。
【００５９】
変形後のエラストマ層２１１ｂの中央部２１１ｈの厚みｔ８は、図９に示すように、変形後のエラストマ層２１１ｂの側壁側部２１１ｇの厚みｔ７と比べて小さいので、変形後の中央部２１１ｈの座屈限界応力は、変形後の側壁側部２１１ｇの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図１０に示すように、電圧印加後の凹凸形成部２１１を操作者が押圧すると、変形後の中央部２１１ｈが変形後の側壁側部２１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに操作者の押圧力が大きくなると、図１１に示すように、側壁１１ｄに規制されている変形後の側壁側部２１１ｇが座屈変形する。この結果、エラストマ層２１１ｂにおいて２段階の座屈変化が行われる。
【００６０】
第２実施形態では、上記のように、エラストマ層２１１ｂは、電圧無印加時に中央部２１１ｆと、中央部２１１ｆの厚みｔ６よりも大きい厚みｔ５を有する側壁側部２１１ｅとを含み、上部電極１１ａと下部電極１１ｃとによってエラストマ層２１１ｂに電圧を印加することにより、中央部２１１ｆが圧縮されて変形後の中央部２１１ｈに変形されるとともに、側壁側部２１１ｅが圧縮されて変形後の側壁側部２１１ｇに変形されることによって、変形部２５０に凹凸形状が形成されるように構成することによって、変形後の中央部２１１ｈの厚みｔ８は、変形後の側壁側部２１１ｇの厚みｔ７よりも小さいので、変形後の中央部２１１ｈの座屈限界応力は変形後の側壁側部２１１ｇの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の中央部２１１ｈが変形後の側壁側部２１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに押圧力が大きくなると、変形後の側壁側部２１１ｇが座屈変形する。これにより、２段階のクリック感を操作者に与えることができる。
【００６１】
なお、第２実施形態のその他の構成、動作および効果は、上記第１実施形態と基本的に同様である。
【００６２】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の構成を示した平面図である。図１３〜図２０は、凹凸形成部の変形の状態を説明するための図である。図１２〜図２０を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、電圧無印加時のエラストマ層３１１ｂの厚みｔ９が、側壁側部３１１ｅと中央部３１１ｆとにおいて同一であるとともに、下部電極が側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉと中央部の下部電極３１１ｊとからなる例について説明する。
【００６３】
本発明の第３実施形態によるリモートコントローラ１００の凹凸形成パネル３１０は、複数の凹凸形成部３１１と、凹凸形成部３１１の側壁１１ｄが固定されている基板３１２とを含む。
【００６４】
また、凹凸形成部３１１は、図１４に示すように、上部電極１１ａと、エラストマ層３１１ｂと、下部電極３１１ｉと、下部電極３１１ｊと、側壁１１ｄとを有する。また、上部電極１１ａと、エラストマ層３１１ｂと、下部電極３１１ｉと、下部電極３１１ｊとによって変形部３５０が構成されている。
【００６５】
また、エラストマ層３１１ｂは、図１４に示すように、側壁側部３１１ｅの厚みと中央部３１１ｆの厚みとが均一の厚みｔ９になるように設けられているとともに、基板３１２と平行になるように設けられている。
【００６６】
ここで、第３実施形態では、下部電極３１１ｉは、図１３および図１４に示すように、エラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｅと上面（Ｚ１方向側の面）において接するように設けられている。また、下部電極３１１ｊは、図１３および図１４に示すように、側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉに四方を囲まれるように下部電極３１１ｉと一定間隔を空けて設けられ、エラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｆと上面において接するように設けられている。
【００６７】
また、第３実施形態では、側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉおよび中央部の下部電極３１１ｊは、それぞれ一般的に知られた、いわゆるアクティブマトリクス方式により設けられている。具体的には、基板３１２は、図１２および図１３に示すように、複数のＴＦＴ３１２ｇおよび３１２ｊ（図１３参照）を有し、下部電極３１１ｉは、Ｘ方向に延びるゲート線３１２ｈおよびＹ方向に延びるデータ線３１２ｉとＴＦＴ３１２ｇを介して接続されているとともに、下部電極３１１ｊは、Ｘ方向に延びるゲート線３１２ｋおよびＹ方向に延びるデータ線３１２ｌとＴＦＴ３１２ｊを介して接続されている。この結果、任意の下部電極３１１ｉおよび下部電極３１１ｊに電圧を印加することが出来るように構成されている。
【００６８】
次に、図１４〜図１６を参照して、本発明の第３実施形態における凹凸形成部３１１の凹凸形状の形成動作を説明する。
【００６９】
エラストマ層３１１ｂは、図１４に示すように、電圧無印加時において平板形状を有している。ここで、図１５に示すように、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも大きくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも大きいので、エラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｅは、エラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｆよりもより圧縮される。この結果、図１６に示すように、変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１０は、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１１と比べてより小さくなる。
【００７０】
また、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも小さくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも小さいので、エラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｆは、エラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｅよりもより圧縮される。この結果、図１７に示すように、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１３は変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１２と比べてより小さくなる。
【００７１】
次に、図１８〜図２０を参照して、本発明の第３実施形態における凹凸形成部３１１の押圧による変形動作を説明する。
【００７２】
変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１０が、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１１と比べて小さくなるように変形した場合において、凹凸形成部３１１を操作者が押圧すると、変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力は、変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図１８に示すように、変形後の側壁側部３１１ｇが変形後の中央部３１１ｈよりも先に座屈変形する。また、変形後の側壁側部３１１ｇが変形後の中央部３１１ｈよりも先に座屈変形するので、変形後の中央部３１１ｈは座屈変形しない。
【００７３】
変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１３が、変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１２と比べて小さくなるように変形した場合において、凹凸形成部３１１を操作者が押圧すると、変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力は、変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力よりも小さい。これにより、図１９に示すように、変形後の中央部３１１ｈが変形後の側壁側部３１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに操作者の押圧力が大きくなると、図２０に示すように、側壁１１ｄに規制されている変形後の側壁側部３１１ｇが座屈変形する。この結果、エラストマ層３１１ｂにおいて２段階の座屈変化が行われる。
【００７４】
第３実施形態では、上記のように、下部電極は、側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉと、中央部の下部電極３１１ｊとからなるとともに、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１と、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２とを異ならせることによって、変形部３５０に凹凸形状が形成されるように構成することによって、変形前のエラストマ層３１１ｂの厚みｔ９を異ならせることなく、クリック感を操作者に与えることができる凹凸形状を変形部３５０に形成させることができる。
【００７５】
また、第３実施形態では、上記のように、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも大きくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも大きい。この結果、変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１０は変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１１よりも小さいので、変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力は変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の側壁側部３１１ｇが変形後の中央部３１１ｈよりも先に座屈変形するので、小さな押圧力であっても、エラストマ層３１１ｂおよび変形部３５０全体が変形するようなクリック感を操作者に与えることができる。
【００７６】
また、第３実施形態では、上記のように、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに印加する電圧Ｖ１を、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに印加する電圧Ｖ２よりも小さくすることによって、上部電極１１ａと側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉとに働く静電引力は、上部電極１１ａと中央部の下部電極３１１ｊとに働く静電引力よりも小さい。この結果、変形後のエラストマ層３１１ｂの中央部３１１ｈの厚みｔ１３は変形後のエラストマ層３１１ｂの側壁側部３１１ｇの厚みｔ１２よりも小さいので、変形後の中央部３１１ｈの座屈限界応力は変形後の側壁側部３１１ｇの座屈限界応力よりも小さくなる。これにより、操作者の押圧によって、変形後の中央部３１１ｈが変形後の側壁側部３１１ｇよりも先に座屈変形する。その後、さらに押圧力が大きくなると、変形後の側壁側部３１１ｇが座屈変形する。これにより、２段階のクリック感を操作者に与えることができる。
【００７７】
なお、第３実施形態のその他の構成、動作および効果は、上記第１実施形態と基本的に同様である。
【００７８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７９】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、本発明の情報入力装置の一例としてリモートコントローラ１００を示したが、本発明はこれに限らず、リモートコントローラ以外の情報入力装置にも適用可能である。
【００８０】
また、上記第１〜第３実施形態では、図２に示すように、凹凸形成パネル１０が表示装置３０の上方に重ねて配置されている例を示したが、本発明はこれに限らず、凹凸形成パネルが表示装置の下方に配置されていてもよい。
【００８１】
また、上記第１〜第３実施形態では、凹凸形成部１１（２１１、３１１）を凹凸形成パネル１０（３１０）の全面にわたってマトリクス状に複数設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、凹凸形成部をマトリクス状以外のたとえば千鳥配列をなすように配置してもよい。
【００８２】
また、上記第１〜第３実施形態では、エラストマ層１１ｂ（２１１ｂ、３１１ｂ）の側部の上部分（Ｚ１方向側の部分）を、側壁１１ｄに接着する例を示したが、本発明はこれに限らず、エラストマ層の側部全体を側壁に接着してもよい。
【００８３】
また、上記第１〜第３実施形態では、凹凸形成部１１（２１１、３１１）の側壁１１ｄを平面的に見て略正方形の枠形状を有するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、側壁を平面的に見て略リング状を有するように構成してもよい。
【００８４】
また、上記第３実施形態では、上部電極１１ａは１つの電極からなるとともに、下部電極は側壁１１ｄ側の下部電極３１１ｉと中央部の下部電極３１１ｊとの２つの電極からなる例を示したが、本発明はこれに限らず、下部電極を３つ以上の電極からなるように構成してもよい。そのように構成することによって、凹凸形成部に滑らかな凸形状を形成することが可能である。また、上部電極を複数の電極からなるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの全体構成を示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるリモートコントローラの全体構成を示した分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の構成を示した平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の上部電極および下部電極の構成を示した拡大平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による、凸形状を形成した凹凸形成部と表面保護膜とを操作者が押圧した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による、凸形状を形成した凹凸形成部と表面保護膜とを操作者が押圧した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による、凸形状を形成した凹凸形成部と表面保護膜とを操作者が図１０よりもさらに押圧した状態を示した、図４の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の構成を示した平面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部の下部電極の構成を示した拡大平面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による基板上に設けられた凹凸形成部と表面保護膜との構造を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による、凹凸形成部の第１電極および第２電極への配線を模式的に示した図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも大きくした場合に、凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも小さくした場合に、凹凸形成部により凸形状を形成した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも大きくした場合に形成された凸形状を操作者が押圧した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも小さくした場合に形成された凸形状を操作者が押圧した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態による、図１５のＶ１をＶ２よりも小さくした場合に、形成された凸形状を操作者が図１９よりもさらに押圧した状態を示した、図１３の３００−３００線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０、３１０ 凹凸形成パネル
１１、２１１、３１１ 凹凸形成部（凹凸形成装置）
１１ａ 上部電極（第１電極）
１１ｂ、２１１ｂ、３１１ｂ エラストマ層（変形層）
１１ｃ、３１１ｉ、３１１ｊ 下部電極（第２電極）
１１ｄ 側壁（側壁部）
３０ 表示装置
５０、２５０、３５０ 変形部
１００ リモートコントローラ
１０１ 入力用凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、前記第１電極と対向するように設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟み込まれた変形層とを含む変形部と、
前記変形部の側部を規制する側壁部とを備え、
前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に電圧を印加することにより、前記変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている、凹凸形成装置。
【請求項２】
前記変形層は、電圧無印加時に第３の厚みを有する第３部分と、第３の厚みよりも小さい第４の厚みを有する第４部分とを含み、
前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に電圧を印加することにより、前記変形層の第３部分が圧縮されて前記第１部分に変形されるとともに、前記変形層の第４部分が圧縮されて前記第２部分に変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている、請求項１に記載の凹凸形成装置。
【請求項３】
前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に同一の電圧を印加するように構成されている、請求項２に記載の凹凸形成装置。
【請求項４】
前記第２電極は、第１の電圧が印加される第３電極と、前記第１の電圧と異なる第２の電圧が印加される第４電極とを含み、
前記変形層の前記第１電極と前記第３電極とに挟み込まれている部分に前記第１の電圧を印加するとともに、前記変形層の前記第１電極と前記第４電極とに挟み込まれている部分に前記第２の電圧を印加することにより、前記変形層が前記第１部分と前記第２部分とを含むように変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている、請求項１または２に記載の凹凸形成装置。
【請求項５】
前記変形層の第１部分および第２部分は、それぞれ前記変形層の略中央部および前記側壁部側の一方および他方に設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の凹凸形成装置。
【請求項６】
前記変形層は、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の凹凸形成装置。
【請求項７】
前記第１電極および前記第２電極は、伸縮可能であるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の凹凸形成装置。
【請求項８】
第１電極と、前記第１電極と対向するように設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟み込まれた変形層とを有する変形部と、前記変形部の側部を規制する側壁部とを含み、前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に電圧を印加することにより、前記変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている複数の凹凸形成部が配列された凹凸形成パネルと、
前記凹凸形成パネルに重ねて配置される表示装置とを備え、
前記凹凸形成パネルは、前記凹凸形成部により、前記表示装置に表示される入力用画像に応じて入力用凸部を形成するように構成されている、情報入力装置。
【請求項９】
前記凹凸形成パネルは、前記表示装置の上方に配置された場合に、前記表示装置に表示される入力用画像を視認可能な光透過率を有する部材により構成されている、請求項８に記載の情報入力装置。
【請求項１】
第１電極と、前記第１電極と対向するように設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟み込まれた変形層とを含む変形部と、
前記変形部の側部を規制する側壁部とを備え、
前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に電圧を印加することにより、前記変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている、凹凸形成装置。
【請求項２】
前記変形層は、電圧無印加時に第３の厚みを有する第３部分と、第３の厚みよりも小さい第４の厚みを有する第４部分とを含み、
前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に電圧を印加することにより、前記変形層の第３部分が圧縮されて前記第１部分に変形されるとともに、前記変形層の第４部分が圧縮されて前記第２部分に変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている、請求項１に記載の凹凸形成装置。
【請求項３】
前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に同一の電圧を印加するように構成されている、請求項２に記載の凹凸形成装置。
【請求項４】
前記第２電極は、第１の電圧が印加される第３電極と、前記第１の電圧と異なる第２の電圧が印加される第４電極とを含み、
前記変形層の前記第１電極と前記第３電極とに挟み込まれている部分に前記第１の電圧を印加するとともに、前記変形層の前記第１電極と前記第４電極とに挟み込まれている部分に前記第２の電圧を印加することにより、前記変形層が前記第１部分と前記第２部分とを含むように変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている、請求項１または２に記載の凹凸形成装置。
【請求項５】
前記変形層の第１部分および第２部分は、それぞれ前記変形層の略中央部および前記側壁部側の一方および他方に設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の凹凸形成装置。
【請求項６】
前記変形層は、絶縁性を有するとともに所定の圧縮力により所定量分だけ伸張するエラストマからなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の凹凸形成装置。
【請求項７】
前記第１電極および前記第２電極は、伸縮可能であるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の凹凸形成装置。
【請求項８】
第１電極と、前記第１電極と対向するように設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟み込まれた変形層とを有する変形部と、前記変形部の側部を規制する側壁部とを含み、前記第１電極と前記第２電極とによって前記変形層に電圧を印加することにより、前記変形層が第１の厚みを有する第１部分と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する第２部分とを含むように変形されることによって、前記変形部に凹凸形状が形成されるように構成されている複数の凹凸形成部が配列された凹凸形成パネルと、
前記凹凸形成パネルに重ねて配置される表示装置とを備え、
前記凹凸形成パネルは、前記凹凸形成部により、前記表示装置に表示される入力用画像に応じて入力用凸部を形成するように構成されている、情報入力装置。
【請求項９】
前記凹凸形成パネルは、前記表示装置の上方に配置された場合に、前記表示装置に表示される入力用画像を視認可能な光透過率を有する部材により構成されている、請求項８に記載の情報入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−１９９４７９（Ｐ２００９−１９９４７９Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４２３３４（Ｐ２００８−４２３３４）
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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