凹凸形成装置および情報入力装置
【課題】部品点数の増加を抑制しながら、変形部の形状が変化した際の凸部の高さを大きくす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（凹凸形成装置）３０は、凹形状および凸形状に変形する変形部３４ｃが凹形状に変形した凹状態と、変形部３４ｃが凸形状に変形した凸状態とに切り替えることが可能な変形ガイド層３４と、変形ガイド層３４の変形部３４ｃの上面に上方に突出するように設けられ、変形ガイド層３４の凹状態および凸状態への状態変化による変形部３４ｃの変形に伴って変形部３４ｃの上面と共に移動される固体からなる突起部３４ａとを備える。
【解決手段】この凹凸形成部（凹凸形成装置）３０は、凹形状および凸形状に変形する変形部３４ｃが凹形状に変形した凹状態と、変形部３４ｃが凸形状に変形した凸状態とに切り替えることが可能な変形ガイド層３４と、変形ガイド層３４の変形部３４ｃの上面に上方に突出するように設けられ、変形ガイド層３４の凹状態および凸状態への状態変化による変形部３４ｃの変形に伴って変形部３４ｃの上面と共に移動される固体からなる突起部３４ａとを備える。
【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、凹形状および凸形状に変形可能な変形部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、凹形状または凸形状に変形可能な変形部を備えた凹凸形成装置などが知られている（たとえば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、電極からの電圧の印加によって平坦形状から凸形状に変形するＰＺＴ基板と、ＰＺＴ基板の上面に固着される補強板と、補強板の上面に固着される絶縁封入膜とを備えた触覚ディスプレイ装置が開示されている。この触覚ディスプレイ装置では、補強板の内部のＰＺＴ基板が変形する部分に、断面積が上方に向かって徐々に小さくなるように形成されたテーパ形状を有する穴が設けられており、この穴には液体が封入されている。また、ＰＺＴ基板と補強板との間には、液体の流出を防止するために穴を密封する封入膜が配置されている。これにより、ＰＺＴ基板が平坦形状から凸形状に変位した際に、ＰＺＴ基板の上に位置する補強板のテーパ形状の穴に封入された液体の液面がＰＺＴ基板の変位量よりも大きく上方に移動することにより絶縁封入膜がＰＺＴ基板の変位量よりもより大きく押し上げられて凸部が形成される。
【０００４】
また、上記特許文献２には、起歪層と、互いに対向して起歪層を挟むように配置された電極層とからなるとともに、電極層間に電圧が印加された際に起歪層の厚みが変化することにより平坦形状から凸形状に変形する動作部と、動作部の変形部分の中央部近傍の上面に配置された突起とを備えた電気信号変位変換装置が開示されている。この電気信号変位変換装置は、動作部の変形部分が平坦形状から凸形状に変形した場合には、平坦形状と凸形状との高さの差と同じ分だけ突起が動作部の変形部分の上面と共に移動するように構成されている。
【０００５】
また、上記特許文献３には、弾性板材を有する圧電振動板と、圧電振動板の両端部を支持するとともに圧電振動板を振動させる２つの振動錘と、圧電振動板の振動時の最大屈曲点である中央部近傍から上方に向かって突出するように設けられる連結部材と、連結部材によって圧電振動板の振動が伝達される音響振動板とを備える圧電振動発生装置が開示されている。
【０００６】
また、上記特許文献４には、補強用シートと、補強用シートに重層された繊維シートと、繊維シートに埋没するように設けられ、繊維シートよりも硬度の大きい点字用触感パターンとを備えた触感用情報記録媒体が開示されている。この触感用情報記録媒体では、点字用触感パターンに油性インクを浸透させることにより、点字用触感パターンの硬度をより大きくすることが可能となる。
【０００７】
また、上記特許文献５には、加熱により大きな熱膨張が起こるワックスなどの液体が充填された複数のキャビティと、液体の熱膨張とともにそれぞれのキャビティの内部を摺動するピストンと、それぞれキャビティの内部に配置され、液体の温度を上昇させる加熱手段とを備えた膨出型凹凸形状を有した素子が開示されている。そして、ピストンは、キャビティ内の液体が加熱手段により常温状態から熱膨張することによって移動されることにより、この膨出型凹凸形状を有した素子の上面から突出するように構成されている。これにより、膨出型凹凸形状を有した素子の上面は、平坦形状から凸形状に変形する。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−５６６７４号公報
【特許文献２】特許第３０４２３３３号公報
【特許文献３】特開２００７−３００４２６号公報
【特許文献４】特開２０００−１３７４３３号公報
【特許文献５】特表２００４−５０８５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載の触覚ディスプレイ装置では、ＰＺＴ基板の変位量よりも大きい突出高さを有する凸部を形成するために、凸形状に変形する変形部であるＰＺＴ基板と、変形部の凸形状への変形時に凸部を形成する液体が充填された穴を有する補強板とに加えて、液体を封入するための封入膜が必要である。このため、封入膜を設ける分、部品点数が増加するという問題点がある。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載の電気信号変位変換装置では、動作部が平坦形状から凸形状に変形するため、動作部が変形した際の突起の移動量は、動作部の平坦形状（基準面）と凸形状との高さの差と同じになる。このため、突起部の移動量を動作部の平坦形状と凸形状との高さの差より大きくするのが困難であるので、突起部（凸部）の高さをより大きくするのが困難であるという問題点がある。
【００１１】
また、上記特許文献３に記載の圧電振動発生装置では、圧電振動板が２つの振動錘によって振動される一方で、凹形状および凸形状を形成することについては開示も示唆もされていない。このため、変形部の形状が変化した際の凸部の高さをより大きくすることが困難であるという本発明の課題（問題点）が存在しない。
【００１２】
また、上記特許文献４に記載の触感用情報記録媒体では、繊維シートと繊維シートよりも硬度の大きい点字用触感パターンとについて開示されているが、凹形状および凸形状が形成されることについては開示も示唆もされていない。このため、変形部の形状が変化した際に、凸部の高さをより大きくすることが困難であるという本発明の課題（問題点）が存在しない。
【００１３】
また、上記特許文献５に記載の膨出型凹凸形状を有した素子では、液体の熱膨張によりピストンが素子の上面から突出することによって、素子の上面が平坦形状から凸形状に変形した際に、ピストンの移動量は、平坦形状（基準面）と凸形状との高さの差と同じになる。このため、ピストンの移動量を素子の上面の平坦形状と凸形状との差よりも大きくするのが困難であるので、ピストンの突出（凸部）を大きくすることが困難であるという問題点がある。
【００１４】
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、部品点数の増加を抑制しながら、変形部の形状が変化した際の凸部の高さをより大きくす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】
【００１５】
この発明の第１の局面による凹凸形成装置は、凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、変形部が凹形状に変形する第１状態と、変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、変形層の第１状態および第２状態への状態変化による変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される固体からなる突起部とを備える。なお、本発明において、「固体」とは、気体および液体以外の物質からなるものを含む広い意味である。
【００１６】
この第１の局面による凹凸形成装置では、上記のように、凹形状に変形する第１状態と凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層を設けるとともに、変形層の変形部の上面に、変形層の第１状態および第２状態への切り替えによる変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される突起部を設けることによって、たとえば、変形層が第１状態（凹形状）であるときに変形層の上面に設けられる突起部の上面の高さが基準面以下である場合に、変形層が凹形状の第１状態から凸形状の第２状態に切り替えられた場合には、凸部の基準面からの突出量は、基準面から変形部の凸形状の頂点までの高さに、突起部の高さが加わった高さになる。これにより、突起部がない場合や、変形部が基準面から凸形状に変形する場合に比べて、変形部が移動した際の凸部の高さ（突出量）をより大きくすることができる。また、突起部を、変形部が変形するのに伴って突起部が移動することにより凸部を形成する固体により構成することによって、液体を用いて凸部を形成する場合と異なり、液体を封入するための封入膜などを設ける必要がない分、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【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、突起部は、変形層の変形部が凹形状に変形する第１状態にある場合に、突起部の上面の高さ位置が変形層の変形部以外の部分の高さ位置と略同一になるように形成されている。このように構成すれば、変形部が凹形状の状態で、変形層の突起部以外の部分の高さよりも凸部の高さが大きくならないようにしながら、変形部が凹形状から凸形状に変形した場合の凸部の高さを最大にすることができる。
【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、変形層は、第１状態または第２状態に切り替わることにより、変形部が凹形状または凸形状に変形した際に、外部からエネルギーを付加することなく変形部の変形した形状を保持することが可能なように構成されている。このように構成すれば、外部からエネルギーを付加する必要がなく、かつ、装置本体に機械的な動作を伴って変形部の形状を保持するための規制部材や規制部材を駆動する駆動源などを別途設けることなく、簡素な構造により変形層の凹凸形状を保持することができるので、変形部の変形に伴って移動する突起部の高さ位置を容易に保持することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、所定の距離を隔てて対向する複数の電極と、変形層に接続されるとともに、凹形状または凸形状を形成する第１領域と第１領域に隣接する第２領域とを有する変形力伝達層とをさらに備え、複数の電極は、変形力伝達層の第１領域に配置される第１電極と第２領域に配置される第２電極とを含み、変形力伝達層は、対向する第１電極間に電圧が印加された場合に第１領域が凹形状に変形するとともに、対向する第２電極間に電圧が印加された場合に第１領域が凸形状に変形することによって、変形層の第１状態と第２状態とを切り替える際の力を伝達するように構成されている。このように構成すれば、第１電極間および第２電極間にそれぞれ選択的に電圧を印加することによって、変形力伝達層を介して容易に変形層を第１状態または第２状態に切り替えることができる。
【００２０】
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、突起部は、変形層と一体的に形成されている。このように構成すれば、突起部を変形層とは別個に設ける場合と比較して、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００２１】
この発明の第２の局面による情報入力装置は、凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、変形部が凹形状に変形する第１状態と、変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、変形層の第１状態および第２状態への状態変化による変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される突起部とを有する凹凸形成部を含むとともに、複数の凹凸形成部が配置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、突起部は、変形層が第１状態から第２状態に変化した場合における移動量が、少なくとも変形部の変形量よりも大きくなるように構成され、凹凸形成パネルは、表示装置に表示される入力用画像に応じて複数の凹凸形成部の変形部を凹形状または凸形状に変形させることによって、所定の形状の入力用凸部を形成するように構成されている。
【００２２】
この第２の局面による情報入力装置では、上記のように、凹形状に変形する第１状態と凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層を設けるとともに、変形層の変形部の上面に、変形層の第１状態および第２状態への切り替えによる変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される突起部を設けることによって、たとえば、変形層が第１状態（凹形状）であるときに変形層の上面に設けられる突起部の上面の高さが基準面以下である場合に、変形層が凹形状の第１状態から凸形状の第２状態に切り替えられた場合には、凸部の基準面からの突出量は、基準面から変形部の凸形状の頂点までの高さに、突起部の高さが加わった高さになる。これにより、突起部がない場合や、変形部が基準面から凸形状に変形する場合に比べて、変形部が移動した際の凸部の高さ（突出量）をより大きくすることができる。また、突起部を、変形部が変形するのに伴って突起部が移動することにより凸部を形成する固体により構成することによって、液体を用いて凸部を形成する場合と異なり、液体を封入するための封入膜などを設ける必要がない分、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００２３】
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、使用者が触れる側に凹凸形成パネルが配置されることが可能になる。これにより、凹凸形成部により形成された入力用凸部の凹凸形状を使用者がより明確に感じと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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
（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。図２〜図１０は、図１に示した第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。まず、図１〜図１０を参照して、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、第１実施形態では、情報入力装置の一例として映像再生装置の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。
【００２６】
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、表示装置１０（図２参照）上に、凹凸形成パネル２０と、表面保護膜４０とが積層されて形成された本体部が、樹脂製のフレーム９０ａおよび９０ｂによって上下方向から挟み込まれるように構成されている。表面保護膜４０は、図２に示すように後述する突起部３４ａによって下方から支持されている。
【００２７】
また、凹凸形成パネル２０は、図３に示すように、平面的に見て表示装置１０と同一の長方形形状を有し、表示装置１０の上方に重ねて配置される。また、凹凸形成パネル２０には、後述する複数の凹凸形成部３０がＸ方向およびＹ方向にマトリクス状（碁盤目配列状）に配置されている。
【００２８】
また、表面保護膜４０（図３参照）は、平面的に見て凹凸形成パネル２０と同一の長方形形状を有し、凹凸形成パネル２０の上方に重ねて配置される。また、表面保護膜４０は、表示装置１０に表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有する材料で、かつ、図２に示すように、凹凸形成パネル２０の複数の凹凸形成部３０（図３参照）がそれぞれ凹形状または凸形状に変形するのに伴って弾性変形可能である材料により構成されている。
【００２９】
また、表示装置１０（図３参照）は、平面的に見て凹凸形成パネル２０および表面保護膜４０に対応した長方形形状を有し、凹凸形成パネル２０の下方に配置されている。この表示装置１０は、映像再生装置などを操作する再生または停止ボタンの画像以外にも、たとえばテンキーの画像や、テレビジョン機器のチャンネル選択ボタンの画像など、機器を操作するために必要となる入力情報に応じた画像パターン１１が表示可能に構成されている。
【００３０】
また、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、画像パターン１１（図３参照）が表示された部分に対応する凹凸形成パネル２０（図２参照）の領域が、画像パターン１１の表示されていない部分に対応する凹凸形成パネル２０の領域よりも突出することによって、表面保護膜４０に凹凸形状を形成することが可能に構成されている。これにより、リモートコントローラ１００には、所望の位置に複数の操作ボタン５０（図１参照）が形成されるように構成されている。
【００３１】
また、凹凸形成パネル２０を構成する凹凸形成部３０は、図４に示すように、数ｍｍの厚みを有する基板３１上に、約１ｍｍ〜約２ｍｍの厚みを有する変形力伝達層３２と、絶縁性を有し変形力伝達層３２と一体的に変形する数十μｍの厚みを有する接着層３３を介して変形力伝達層３２に接合され、約２００μｍ〜約３００μｍの厚みを有する変形ガイド層３４とがこの順に積層された構造を有している。また、一対の電極３５ａおよび３５ｂは、基板３１の変形力伝達層３２との界面近傍および変形ガイド層３４の接着層３３との界面近傍において、互いに変形力伝達層３２を挟み込むように対向して設けられている。また、一対の電極３６ａおよび３６ｂについても、基板３１の変形力伝達層３２との界面近傍および変形ガイド層３４の接着層３３との界面近傍において、互いに変形力伝達層３２を挟み込むように対向して設けられている。なお、変形ガイド層３４は、図４に示す変形部３４ｃが凹形状である凹状態が通常状態となるように構成されている。なお、変形ガイド層３４は、本発明の「変形層」の一例である。また、電極３５ａおよび３５ｂは、それぞれ、本発明の「第１電極」の一例であり、電極３６ａおよび３６ｂは、それぞれ、本発明の「第２電極」の一例である。
【００３２】
ここで、本実施形態では、変形ガイド層３４は、図４に示すように、変形ガイド層３４の上面からＱ方向（上方向）に向かって突出するように設けられた円柱形状の固体からなる突起部３４ａを含む。この突起部３４ａの上面３４ｂは、変形ガイド層３４の後述する変形部３４ｃの上面に対して、突出高さＬ１を有するように形成されている。また、突起部３４ａは、変形ガイド層３４と一体的に形成されている。また、突起部３４ａは、突起部３４ａの上面３４ｂと変形ガイド層３４とによって、表面保護膜４０を下方から支持するように構成されている。また、変形ガイド層３４は、電極３５ａと３５ｂとの中央部近傍および電極３６ａと３６ｂとの中央部近傍に配置される変形部３４ｃと、変形層３４の変形部３４ｃ以外の部分に配置され、変形層３４の基準面となる平坦なベース部３４ｄとを含む。変形部３４ｃは、電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂによって電圧が印加されたときに凹形状および凸形状（図７参照）の一方から他方に変形するように構成されている。また、突起部３４ａは、変形部３４ｃの変形に伴って、変形部３４ｃの上面と共に移動するように構成されている。この点については後に説明する。
【００３３】
基板３１として、絶縁性を有するとともに、表示装置１０（図３参照）により表示された画像パターン１１（図３参照）を視認することが可能な光透過率を有する材料が用いられる。
【００３４】
また、第１実施形態では、変形力伝達層３２として、表示装置１０（図３参照）により表示された画像パターン１１（図３参照）を視認することが可能な光透過率を有する材料で、かつ、絶縁性を有するとともに、外力が加えられた場合に弾性変形可能な材料が用いられる。第１実施形態では、変形力伝達層３２として、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂および電気活性型ポリマー（ＥＡＰ）などが用いられる。また、変形力伝達層３２として電気活性型ポリマー（ＥＡＰ）を用いた場合、ＥＡＰを挟む電極間に電圧を印加することによって、ＥＡＰの形状を変化させることが可能である。
【００３５】
また、第１実施形態では、突起部３４ａを含む変形ガイド層３４として、外力が加えられない状態で自己の凹凸形状が保持可能で、外力が加えられた場合に自己の凹凸形状が反転する（たとえは凹形状から凸形状に反転する）ように弾性変形可能な材料が用いられる。第１実施形態では、突起部３４ａを含む変形ガイド層３４として、高分子材料からなる所定の硬度を有するゴム状の弾性体（エラストマ）や、シリコン系樹脂などが用いられる。
【００３６】
また、電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂは、それぞれ導電性を有し、特に、電極３５ｂおよび３６ｂには、変形ガイド層３４の変形に伴って弾性変形可能な材料が用いられるのが好ましい。また、これらの電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂは、表示装置１０（図３参照）により表示された画像パターン１１（図３参照）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る。第１実施形態では、たとえば、電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂとして、ＩＴＯ（酸化スズインジウム）やＺｎＯ（酸化亜鉛）などからなる透明導電膜が用いられる。また、変形ガイド層３４側の電極３５ｂおよび３６ｂは、変形ガイド層３４の裏面上に塗布されることにより設けられている。
【００３７】
また、図５に示すように、凹凸形成部３０に設けられた電極３５ａおよび３５ｂ、および電極３６ａおよび３６ｂは、それぞれ、平面的に見て円形のリング状に形成されている。また、隣接する凹凸形成部３０の電極３５ａ（下側）同志および電極３５ｂ（上側）同志は、それぞれ、制御回路６０（図６参照）の配線６０ａにより接続されている。なお、図５では、電極３５ａ〜３６ｂの形状を示すために、凹凸形成部３０を構成する他の部材（変形力伝達層３２や変形ガイド層３４など）を一部省略している。そして、図６に示すように、リモートコントローラ１００の内部に設けられた制御回路６０によって、電極３５ａおよび３５ｂ間、および、電極３６ａおよび３６ｂ間にそれぞれ電圧が印加されるように構成されている。なお、図６では、制御回路６０のうち、電極３５ａおよび３５ｂ間の電圧印加を制御する回路を示しており、電極３６ａおよび３６ｂ間の電圧印加を制御する制御回路６０についても図６と同様に構成されている。また、図６では、区別のために紙面手前側（図４における上側）の電極３５ｂを実線で示すとともに、紙面奥側（図４における下側）の電極３５ａを破線で示している。
【００３８】
また、図６に示すように、制御回路６０は、電極３５ａ側への回路を開閉するスイッチ部６１と、電極３５ｂ側への回路を開閉するスイッチ部６２とを制御することによって、凹凸形成部３０に設けられた電極への電圧の印加状態を個別に制御することが可能に構成されている。たとえば、図６に示すように、スイッチ部６１のスイッチ６１ａと、スイッチ部６２のスイッチ６２ａとを閉じた場合には、スイッチ６１ａに接続される配線６０ａと、スイッチ６２ａに接続される配線６０ａとが交差する凹凸形成部３０ａに設けられた電極にのみ電圧が印加される。これにより、凹凸形成パネル２０内の所望の位置（座標）における電極への電圧の印加状態を個別に制御することが可能に構成されている。
【００３９】
また、第１実施形態では、凹凸形成部３０において、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された場合、図７に示すように、電極間に発生する静電引力により電極３６ａと電極３６ｂとが引き合うので、電極３６ａおよび３６ｂ間に挟まれた領域３２ａの変形力伝達層３２は厚みが小さくなる方向（Ｐ方向）に変形する。また、厚みが小さくなった部分の変形力伝達層３２の一部が、領域３２ａよりも内側の領域３２ｂに押し出されることにより、領域３２ｂの変形力伝達層３２は厚みが大きくなる方向（Ｑ方向）に変形する。また、変形力伝達層３２の領域３２ｂのＱ方向への変形に伴って、接着層３３を介して変形ガイド層３４の変形部３４ｃがＱ方向へ変形される。これにより、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃがベース部（基準面）３４ｄに対してＱ方向に凸状に長さＬ２だけ盛り上がるような形状を形成する凸状態になるように構成されている。なお、図７では、区別のために領域３２ａと領域３２ｂとの間に破線を付して示している。なお、領域３２ａおよび３２ｂは、それぞれ、本発明の「第２領域」および「第１領域」の一例である。また、凸状態は、本発明の「第２状態」の一例である。
【００４０】
また、第１実施形態では、図８に示すように、変形部３４ｃが凸状（ドーム状）に盛り上がるように変形した状態で、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃの凸形状および変形力伝達層３２の凸形状を保持することが可能に構成されている。すなわち、変形ガイド層３４に、変形力伝達層３２（領域３２ｂ）がＰ方向に形状を復元する力に加えて、変形ガイド層３４の形状をＰ方向に反転させるために充分な外力が加えられない限り、変形ガイド層３４および変形力伝達層３２はＰ方向に変形できないように構成されている。これにより、凹凸形成部３０は、一度Ｑ方向に凸形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凸形状を保持することが可能である。
【００４１】
また、第１実施形態では、凹凸形成部３０において、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された場合、図９に示すように、電極間に発生する静電引力により電極３５ａと電極３５ｂとが引き合うので、電極３５ａおよび３５ｂ間に挟まれた領域３２ｂの変形力伝達層３２は厚みが小さくなる方向（Ｐ方向）に変形する。また、厚みが小さくなった部分の変形力伝達層３２の一部が、領域３２ｂよりも外側の領域３２ａに押し出されることにより、領域３２ａの変形力伝達層３２は厚みが大きくなる方向（Ｑ方向）に変形する。また、変形力伝達層３２の領域３２ａのＱ方向への変形に伴って、接着層３３を介して変形ガイド層３４がＱ方向へ変形される。これにより、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃがベース部（基準面）３４ｄに対してＰ方向に凹状に長さＬ１だけ窪むような形状を形成する凹状態（通常状態）に戻るように構成されている。なお、凹状態は、本発明の「第１状態」の一例である。
【００４２】
また、第１実施形態では、突起部３４ａは、図９に示すように、変形ガイド層３４が凹状態である場合に、上面３４ｂの高さ位置がベース部（基準面）３４ｄの高さ位置と略同一になるように構成されている。つまり、変形部３４ｃの中央部近傍のＰ方向への変形量は、突起部３４ａの突出高さＬ１と略同一の長さＬ１となる。
【００４３】
また、第１実施形態では、図１０に示すように、変形部３４ｃが凹状に窪むように変形した状態で、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃの凹形状および変形力伝達層３２の凹形状を保持することが可能に構成されている。すなわち、変形ガイド層３４に、変形力伝達層３２（領域３２ｂ）がＱ方向に形状を復元する力に加えて、変形ガイド層３４の形状をＱ方向に反転させるために充分な外力が加えられない限り、変形ガイド層３４および変形力伝達層３２はＱ方向に変形できないように構成されている。これにより、凹凸形成部３０は、一度Ｐ方向に凹形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凹形状を保持することが可能である。
【００４４】
また、第１実施形態では、変形ガイド層３４は、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された場合に凹状態に変形する（図９参照）一方、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された場合に凸状態に変形する（図７参照）ように構成されている。すなわち、変形ガイド層３４は、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された際に凸状態から凹状態に切り替わるとともに、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された際に、凹状態から凸状態に切り替わるように構成されている。このように、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃが変形しない平坦な状態で保持されることなく、凸状態および凹状態に切り替えられるように構成されている。
【００４５】
また、第１実施形態では、突起部３４ａは、図７および図９に示すように、変形ガイド層３４が凹状態（図９参照）から凸状態（図７参照）に切り替わる際に、変形部３４ｃが凹形状時の窪み量である長さＬ１（図９参照）と凸形状時の盛り上がり量である長さＬ２（図７参照）とを合計した長さＬ３だけＱ方向に向かって移動するように構成されている。つまり、突起部３４ａは、変形ガイド層３４が凹状態（図９参照）から凸状態（図７参照）に切り替わる際に、長さＬ３だけ移動することにより、表面保護膜４０を長さＬ３だけ押し上げるように構成されている。
【００４６】
また、第１実施形態では、基板３１と、アクリル樹脂などからなる変形力伝達層３２と、ＩＴＯなどからなる電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂと、柔軟性を有する接着層３３と、光透過率を有するとともに所定の硬さを有するゴム状の弾性体からなる変形ガイド層３４とによって構成される凹凸形成部３０は、全体が表示装置１０に表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有する透明な材料により構成されている。これにより、凹凸形成部３０がマトリクス状に配置された凹凸形成パネル２０も、全体が表示装置１０に表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有するように構成されている。
【００４７】
次に、図１〜図３および図６〜図１０を参照して、第１実施形態によるリモートコントローラ１００を構成する凹凸形成パネル２０の動作を説明する。
【００４８】
図３に示すように、リモートコントローラ１００（図１参照）用の画像パターン１１が表示された表示装置１０上に凹凸形成パネル２０が配置された場合、制御回路６０（図６参照）よって、凹凸形成パネル２０にマトリクス状に配置された凹凸形成部３０に、画像パターン１１に対応するように電圧が印加される。具体的には、図２に示すように、凹凸形成パネル２０のうち、操作ボタン５０を示す画像パターン１１（図２では「再生」ボタン）に対応する領域の凹凸形成部３０には、個々の凹凸形成部３０の電極３６ａおよび３６ｂ間に順次電圧が印加される。また、操作ボタン５０などの画像パターン１１が表示されていない領域の凹凸形成部３０には、個々の凹凸形成部３０の電極３５ａおよび３５ｂ間に順次電圧が印加される。これにより、各凹凸形成部３０には、図７に示した凸形状、または、図９に示した凹形状が形成される。この結果、図２に示すように、「再生」ボタンに対応する領域の表面保護膜４０が盛り上がるように変形するので、「再生」ボタンに相当する凸形状が形成される。
【００４９】
また、凹凸形成パネル２０に一度凹凸形状が形成された後、制御回路６０は、全ての電極への電圧の印加を停止する。
【００５０】
ここで、第１実施形態では、図８および図１０に示すように、凹凸形成部３０の変形ガイド層３４は、変形力伝達層３２の形状を保持することが可能に構成されているので、電極間への電圧の印加が継続されなくても各凹凸形成部３０の凹形状または凸形状をそれぞれ保持することが可能である。
【００５１】
第１実施形態では、上記のように、凹形状に変形する凹状態と、凸形状に変形する凸状態とに切り替えることが可能な変形ガイド層３４を設けるとともに、変形ガイド層３４の変形部３４ｃの上面に、変形ガイド層３４の凹状態および凸状態への切り替えによる変形部３４ｃの変形に伴って変形部３４ｃの上面と共に移動される突起部３４ａを設けることによって、変形層３４が凹状態から凸状態に切り替えられた場合には、突起部３４ａのベース部（基準面）３４ｄからの突出量は、ベース部（基準面）３４ｄから変形部３４ｃの高さＬ２に、突起部３４ａの高さＬ１が加わった高さＬ３になる。これにより、突起部３４ａがない場合や、変形部３４ｃがベース部（基準面）３４ｄから凸形状に変形する場合に比べて、変形部３４ｃの形状が変化した際の突起部３４ａの高さ（突出量）をより大きくすることができる。その結果、変形部３４ｃが移動した際の突起部３４ａの高さをより大きくすることができる。また、突起部３４ａを、変形部３４ｃが変形するのに伴って、突起部３４ａが移動することにより凸部を形成する固体により構成することによって、液体を用いて凸部を形成する場合と異なり、液体を封入するための封入膜などを設ける必要がない分、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、突起部３４ａを、変形ガイド層３４が凹状態にある場合に、突起部３４ａの上面３４ｂの高さ位置が変形ガイド層３４の変形部３４ｃ以外の部分の高さ位置と略同一に形成することによって、変形部３４ｃが凹形状の状態で、変形ガイド層３４のベース部（基準面）３４ｄの高さよりも突起部３４ａの高さが大きくならないようにしながら、変形部３４ｃが凹形状から凸形状に変形した場合の突起部３４ａの高さを最大にすることができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、変形ガイド層３４を、凹状態または凸状態に切り替わることにより、変形部３４ｃが凹形状または凸形状に変形した際に、外部からエネルギーを付加することなく変形部３４ｃの変形した形状を保持することが可能なように構成することによって、外部からエネルギーを付加する必要がなく、かつ、リモートコントローラ１００に機械的な動作を伴って変形部３４ｃの形状を保持するための規制部材や規制部材を駆動する駆動源などを別途設けることなく、簡素な構造により変形ガイド層３４の凹凸形状を保持することができるので、変形部３４ｃの変形に伴って移動する突起部３４ａの高さ位置を容易に保持することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、変形力伝達層３２を、対向する電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された場合に領域３２ａがＰ方向（下方向）に凹形状に変形するとともに、対向する電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された場合に領域３２ｂが凸形状に変形することにより変形ガイド層３４の凹状態と凸状態とを切り替える際の力を伝達するように構成することによって、電極３５ａおよび３５ｂ間、および、電極３６ａおよび３６ｂ間にそれぞれ選択的に電圧を印加することによって、変形力伝達層３２を介して容易に変形ガイド層３４を凹状態または凸状態に切り替えることができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、突起部３４ａを、変形ガイド層３４と一体的に形成することによって、突起部３４ａを変形ガイド層３４とは別個に設ける場合と比較して、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００５６】
（第１実施形態の変形例）
図１１は、本発明の第１実施形態の変形例によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。図６および図１１を参照して、この第１実施形態の変形例による凹凸形成パネル７０では、上記第１実施形態と異なり、円板形状の一対の電極３７ａおよび３７ｂを、凹凸形成部７１を構成する変形力伝達層３２の領域３２ｂの中央部近傍に位置する変形部３４ｃに対応する位置に設けた場合について説明する。
【００５７】
ここで、第１実施形態の変形例では、図１１に示すように、変形力伝達層３２の領域３２ｂの中央部近傍に、互いに変形力伝達層３２（領域３２ｂ）を挟み込むように円板形状の電極３７ａおよび３７ｂが設けられている。なお、電極３７ａおよび３７ｂは、それぞれ、本発明の「第１電極」の一例である。したがって、制御回路６０（図６参照）により、電極３７ａおよび３７ｂ間に電圧を印加した場合、凹凸形成部３０は、領域３２ｂが隣接する両側の領域３２ａよりもＰ方向に凹状に窪むような形状を形成することが可能に構成されている。
【００５８】
なお、第１実施形態の変形例によるリモートコントローラ１００のその他の構造および動作は、上記第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の変形例の効果についても、上記第１実施形態と同様である。
【００５９】
（第２実施形態）
図１２〜図１４は、本発明の第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。図６および図１２〜図１４を参照して、この第２実施形態による凹凸形成パネル８０では、上記第１実施形態と異なり、電圧の印加に伴って伸縮可能な圧電体８１用いて凹凸形成部８２が凹凸形状を形成する場合について説明する。なお、圧電体８１は、本発明の「変形力付与部材」の一例である。
【００６０】
第２実施形態では、図１２に示すように、凹凸形成パネル８０を構成する凹凸形成部３０は、基板３１上に、リング状に形成され、約１ｍｍ〜約２ｍｍの厚みを有する圧電体８１と、絶縁性を有し圧電体８１と一体的に変形する接着層３３を介して変形力伝達層３２に接合される変形ガイド層３４がこの順に積層された構造を有している。また、一対の電極８３ａおよび８３ｂは、基板３１の圧電体８１との界面近傍および変形ガイド層３４の接着層３３との界面近傍において、互いに圧電体８１を挟み込むように対向して設けられている。また、基板３１と変形ガイド層３４（接着層３３）との間の領域のうち、圧電体８１が設けられていない領域には、空隙（空間）８４が設けられている。したがって、変形ガイド層３４は、圧電体８１によるＰ方向およびＱ方向の変形力よりも小さな外力が加わった場合には、形状が変形しないような硬さを有する材料から構成されている。これにより、変形ガイド層３４は、圧電体８１を介して基板３１上に一定の距離を隔てて静置されるように構成されている。
【００６１】
また、図１３に示すように、一対の電極８３ａおよび８３ｂは、それぞれ、円形のリング状に形成されている。したがって、圧電体８１は、電極８３ａおよび８３ｂによって挟み込まれるようにリング状に形成されている。なお、図１３では、電極８２ａ（８２ｂ）および圧電体８１の形状を示すために、凹凸形成部３０を構成する他の部材（変形力伝達層３２や変形ガイド層３４など）を一部省略している。そして、電極８３ａおよび８３ｂは、図６に示した第１実施形態と同様の制御回路６０により電極間に電圧が印加されるように構成されている。
【００６２】
また、第２実施形態では、凹凸形成部８２において、電極８３ａおよび８３ｂ間に所定の極性を有する電圧が印加された場合、図１４に示すように、圧電体８１がＱ方向に伸びるように変形する。これにより、凹凸形成部８２は、ベース部３４ｄに対してＱ方向に凸状（ドーム状）に変形部３４ｃが盛り上がるような形状を形成することが可能に構成されている。
【００６３】
また、凹凸形成部８２が凸状（ドーム状）に盛り上がるように変形した状態で、上記電極間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形ガイド層３４自身の凸形状および圧電体８１の伸びた形状を保持することが可能に構成されている。これにより、凹凸形成部８２は、一度Ｑ方向に凸形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凸形状を保持することが可能である。
【００６４】
また、第２実施形態では、凹凸形成部８２において、電極８３ａおよび８３ｂ間に上述とは反対の極性を有する電圧が印加された場合、図１２に示すように、圧電体８１がＰ方向に縮むように変形する。これにより、凹凸形成部８２は、ベース部３４ｄに対してＰ方向に凹状に変形部３４ｃが窪むような形状を形成することが可能に構成されている。
【００６５】
また、凹凸形成部８２が凹状に窪むように変形した状態で、上記電極間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形ガイド層３４自身の凹形状および圧電体８１の縮んだ形状を保持することが可能に構成されている。これにより、凹凸形成部８２は、一度Ｐ方向に凹形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凸形状を保持することが可能である。
【００６６】
なお、第２実施形態によるリモートコントローラ１００のその他の構造および動作は、上記第１実施形態と同様である。
【００６７】
第２実施形態では、上記のように、凹凸形成部８２を、電極８３ａおよび８３ｂ間に電圧を印加することにより形状を伸縮変形させる圧電体８１を含むように構成することによって、圧電体８１のＰ方向およびＱ方向への伸縮によって、凹凸形成部８２（変形ガイド層３４）の凹形状と凸形状とを容易に切り替えることができる。なお、第２実施形態のその他の効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
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。
【００６９】
たとえば、上記実施形態では、情報入力装置の一例として映像再生装置のリモートコントローラに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、映像再生装置などのリモートコントローラ以外の情報入力装置（たとえば表示画面部を備えた携帯情報機器など）にも適用可能である。
【００７０】
また、上記第１実施形態およびその変形例では、リング状または円板形状に形成された電極３５ａおよび３５ｂなどを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、矩形形状などの円形状などとは異なる形状を有するように形成された電極を用いてもよい。
【００７１】
また、上記第２実施形態では、リング状の電極８３ａおよび８３ｂに対応するようにリング状に形成された圧電体８１を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、円形状や矩形形状などの電極に対応するような形状を有する圧電体を用いてもよい。
【００７２】
また、上記第１および第２実施形態では、突起部を変形ガイド層の変形部と一体的に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、突起部を変形ガイド層に重層される表面保護膜と一体的に形成してもよい。たとえば、図１５に示す変形例のように、表面保護膜１４０を、表面保護膜１４０の下面から下方に突出するように設けられる突起部１４０ａを一体的に含むように構成してもよい。
【００７３】
また、上記第１および第２実施形態では、凹凸形成パネル２０（７０、８０）を構成する各凹凸形成部３０（７１、８２）が、平面的に見て、碁盤目配列をなすようにマトリクス状に配置された例について示したが、本発明はこれに限らず、各凹凸形成部３０（７１、８２）をたとえば千鳥配列をなすように配置してもよい。
【００７４】
また、上記第１および第２実施形態では、変形ガイド層３４として、高分子材料からなる所定の硬度を有するゴム状の弾性体（エラストマ）や、シリコン系樹脂などを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、外力が加えられない状態で自己の凹凸形状が保持可能で、外力が加えられた場合に自己の凹凸形状が反転するように弾性変形可能な材料であれば、ゴム状の弾性体やシリコン系樹脂以外の弾性体などを用いてもよい。
【００７５】
また、上記第１実施形態およびその変形例では、変形力伝達層３２がアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂およびＥＡＰなどの透明な樹脂材料から形成されるとともに、電極３５ａ〜３７ｂがＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電膜から形成されている例を示したが、本発明はこれに限らず、互いに異なる材料で形成されていてもよい。変形力伝達層３２は絶縁性を有し、電圧印加により必要量の伸びが得られるもので、表示装置１０により表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有するものであればよく、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂以外の樹脂材料や樹脂材料以外の材料により形成してもよい。また、電極は、導電性を有し、変形力伝達層３２が凸形状または凹形状に変形するのに伴って弾性変形可能な材料であり、かつ、表示装置１０により表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有するものであればよい。たとえば、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電膜以外にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン）／（ポリスチレン・スルフォン酸）などの導電性有機材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【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】図１の２００−２００線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した第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す分解斜視図である。
【図４】図１に示した第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断面図である。
【図５】図１に示した第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斜視図である。
【図６】図１に示した第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平面図である。
【図７】図１に示した第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断面図である。
【図８】図１に示した第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断面図である。
【図９】図１に示した第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断面図である。
【図１０】図１に示した第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断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の変形例によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。
【図１３】図１２に示した第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した斜視図である。
【図１４】図１２に示した第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。
【図１５】本発明の変形例によるリモートコントローラの突起部の構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 表示装置
２０、７０、８０ 凹凸形成パネル
３０、７１、８２ 凹凸形成部
３２ 変形力伝達層
３２ａ 領域（第２領域）
３２ｂ 領域（第１領域）
３４ 変形ガイド層（変形層）
３４ａ 突起部
３４ｂ 上面
３４ｃ、１４０ 変形部
３５ａ、３５ｂ 電極（第１電極）
３６ａ、３６ｂ 電極（第２電極）
３７ａ、３７ｂ 電極（第１電極）
１００ リモートコントローラ
【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、凹形状および凸形状に変形可能な変形部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、凹形状または凸形状に変形可能な変形部を備えた凹凸形成装置などが知られている（たとえば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、電極からの電圧の印加によって平坦形状から凸形状に変形するＰＺＴ基板と、ＰＺＴ基板の上面に固着される補強板と、補強板の上面に固着される絶縁封入膜とを備えた触覚ディスプレイ装置が開示されている。この触覚ディスプレイ装置では、補強板の内部のＰＺＴ基板が変形する部分に、断面積が上方に向かって徐々に小さくなるように形成されたテーパ形状を有する穴が設けられており、この穴には液体が封入されている。また、ＰＺＴ基板と補強板との間には、液体の流出を防止するために穴を密封する封入膜が配置されている。これにより、ＰＺＴ基板が平坦形状から凸形状に変位した際に、ＰＺＴ基板の上に位置する補強板のテーパ形状の穴に封入された液体の液面がＰＺＴ基板の変位量よりも大きく上方に移動することにより絶縁封入膜がＰＺＴ基板の変位量よりもより大きく押し上げられて凸部が形成される。
【０００４】
また、上記特許文献２には、起歪層と、互いに対向して起歪層を挟むように配置された電極層とからなるとともに、電極層間に電圧が印加された際に起歪層の厚みが変化することにより平坦形状から凸形状に変形する動作部と、動作部の変形部分の中央部近傍の上面に配置された突起とを備えた電気信号変位変換装置が開示されている。この電気信号変位変換装置は、動作部の変形部分が平坦形状から凸形状に変形した場合には、平坦形状と凸形状との高さの差と同じ分だけ突起が動作部の変形部分の上面と共に移動するように構成されている。
【０００５】
また、上記特許文献３には、弾性板材を有する圧電振動板と、圧電振動板の両端部を支持するとともに圧電振動板を振動させる２つの振動錘と、圧電振動板の振動時の最大屈曲点である中央部近傍から上方に向かって突出するように設けられる連結部材と、連結部材によって圧電振動板の振動が伝達される音響振動板とを備える圧電振動発生装置が開示されている。
【０００６】
また、上記特許文献４には、補強用シートと、補強用シートに重層された繊維シートと、繊維シートに埋没するように設けられ、繊維シートよりも硬度の大きい点字用触感パターンとを備えた触感用情報記録媒体が開示されている。この触感用情報記録媒体では、点字用触感パターンに油性インクを浸透させることにより、点字用触感パターンの硬度をより大きくすることが可能となる。
【０００７】
また、上記特許文献５には、加熱により大きな熱膨張が起こるワックスなどの液体が充填された複数のキャビティと、液体の熱膨張とともにそれぞれのキャビティの内部を摺動するピストンと、それぞれキャビティの内部に配置され、液体の温度を上昇させる加熱手段とを備えた膨出型凹凸形状を有した素子が開示されている。そして、ピストンは、キャビティ内の液体が加熱手段により常温状態から熱膨張することによって移動されることにより、この膨出型凹凸形状を有した素子の上面から突出するように構成されている。これにより、膨出型凹凸形状を有した素子の上面は、平坦形状から凸形状に変形する。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−５６６７４号公報
【特許文献２】特許第３０４２３３３号公報
【特許文献３】特開２００７−３００４２６号公報
【特許文献４】特開２０００−１３７４３３号公報
【特許文献５】特表２００４−５０８５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載の触覚ディスプレイ装置では、ＰＺＴ基板の変位量よりも大きい突出高さを有する凸部を形成するために、凸形状に変形する変形部であるＰＺＴ基板と、変形部の凸形状への変形時に凸部を形成する液体が充填された穴を有する補強板とに加えて、液体を封入するための封入膜が必要である。このため、封入膜を設ける分、部品点数が増加するという問題点がある。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載の電気信号変位変換装置では、動作部が平坦形状から凸形状に変形するため、動作部が変形した際の突起の移動量は、動作部の平坦形状（基準面）と凸形状との高さの差と同じになる。このため、突起部の移動量を動作部の平坦形状と凸形状との高さの差より大きくするのが困難であるので、突起部（凸部）の高さをより大きくするのが困難であるという問題点がある。
【００１１】
また、上記特許文献３に記載の圧電振動発生装置では、圧電振動板が２つの振動錘によって振動される一方で、凹形状および凸形状を形成することについては開示も示唆もされていない。このため、変形部の形状が変化した際の凸部の高さをより大きくすることが困難であるという本発明の課題（問題点）が存在しない。
【００１２】
また、上記特許文献４に記載の触感用情報記録媒体では、繊維シートと繊維シートよりも硬度の大きい点字用触感パターンとについて開示されているが、凹形状および凸形状が形成されることについては開示も示唆もされていない。このため、変形部の形状が変化した際に、凸部の高さをより大きくすることが困難であるという本発明の課題（問題点）が存在しない。
【００１３】
また、上記特許文献５に記載の膨出型凹凸形状を有した素子では、液体の熱膨張によりピストンが素子の上面から突出することによって、素子の上面が平坦形状から凸形状に変形した際に、ピストンの移動量は、平坦形状（基準面）と凸形状との高さの差と同じになる。このため、ピストンの移動量を素子の上面の平坦形状と凸形状との差よりも大きくするのが困難であるので、ピストンの突出（凸部）を大きくすることが困難であるという問題点がある。
【００１４】
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、部品点数の増加を抑制しながら、変形部の形状が変化した際の凸部の高さをより大きくす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】
【００１５】
この発明の第１の局面による凹凸形成装置は、凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、変形部が凹形状に変形する第１状態と、変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、変形層の第１状態および第２状態への状態変化による変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される固体からなる突起部とを備える。なお、本発明において、「固体」とは、気体および液体以外の物質からなるものを含む広い意味である。
【００１６】
この第１の局面による凹凸形成装置では、上記のように、凹形状に変形する第１状態と凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層を設けるとともに、変形層の変形部の上面に、変形層の第１状態および第２状態への切り替えによる変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される突起部を設けることによって、たとえば、変形層が第１状態（凹形状）であるときに変形層の上面に設けられる突起部の上面の高さが基準面以下である場合に、変形層が凹形状の第１状態から凸形状の第２状態に切り替えられた場合には、凸部の基準面からの突出量は、基準面から変形部の凸形状の頂点までの高さに、突起部の高さが加わった高さになる。これにより、突起部がない場合や、変形部が基準面から凸形状に変形する場合に比べて、変形部が移動した際の凸部の高さ（突出量）をより大きくすることができる。また、突起部を、変形部が変形するのに伴って突起部が移動することにより凸部を形成する固体により構成することによって、液体を用いて凸部を形成する場合と異なり、液体を封入するための封入膜などを設ける必要がない分、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【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、突起部は、変形層の変形部が凹形状に変形する第１状態にある場合に、突起部の上面の高さ位置が変形層の変形部以外の部分の高さ位置と略同一になるように形成されている。このように構成すれば、変形部が凹形状の状態で、変形層の突起部以外の部分の高さよりも凸部の高さが大きくならないようにしながら、変形部が凹形状から凸形状に変形した場合の凸部の高さを最大にすることができる。
【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、変形層は、第１状態または第２状態に切り替わることにより、変形部が凹形状または凸形状に変形した際に、外部からエネルギーを付加することなく変形部の変形した形状を保持することが可能なように構成されている。このように構成すれば、外部からエネルギーを付加する必要がなく、かつ、装置本体に機械的な動作を伴って変形部の形状を保持するための規制部材や規制部材を駆動する駆動源などを別途設けることなく、簡素な構造により変形層の凹凸形状を保持することができるので、変形部の変形に伴って移動する突起部の高さ位置を容易に保持することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、所定の距離を隔てて対向する複数の電極と、変形層に接続されるとともに、凹形状または凸形状を形成する第１領域と第１領域に隣接する第２領域とを有する変形力伝達層とをさらに備え、複数の電極は、変形力伝達層の第１領域に配置される第１電極と第２領域に配置される第２電極とを含み、変形力伝達層は、対向する第１電極間に電圧が印加された場合に第１領域が凹形状に変形するとともに、対向する第２電極間に電圧が印加された場合に第１領域が凸形状に変形することによって、変形層の第１状態と第２状態とを切り替える際の力を伝達するように構成されている。このように構成すれば、第１電極間および第２電極間にそれぞれ選択的に電圧を印加することによって、変形力伝達層を介して容易に変形層を第１状態または第２状態に切り替えることができる。
【００２０】
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、突起部は、変形層と一体的に形成されている。このように構成すれば、突起部を変形層とは別個に設ける場合と比較して、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００２１】
この発明の第２の局面による情報入力装置は、凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、変形部が凹形状に変形する第１状態と、変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、変形層の第１状態および第２状態への状態変化による変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される突起部とを有する凹凸形成部を含むとともに、複数の凹凸形成部が配置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、突起部は、変形層が第１状態から第２状態に変化した場合における移動量が、少なくとも変形部の変形量よりも大きくなるように構成され、凹凸形成パネルは、表示装置に表示される入力用画像に応じて複数の凹凸形成部の変形部を凹形状または凸形状に変形させることによって、所定の形状の入力用凸部を形成するように構成されている。
【００２２】
この第２の局面による情報入力装置では、上記のように、凹形状に変形する第１状態と凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層を設けるとともに、変形層の変形部の上面に、変形層の第１状態および第２状態への切り替えによる変形部の変形に伴って変形部の上面と共に移動される突起部を設けることによって、たとえば、変形層が第１状態（凹形状）であるときに変形層の上面に設けられる突起部の上面の高さが基準面以下である場合に、変形層が凹形状の第１状態から凸形状の第２状態に切り替えられた場合には、凸部の基準面からの突出量は、基準面から変形部の凸形状の頂点までの高さに、突起部の高さが加わった高さになる。これにより、突起部がない場合や、変形部が基準面から凸形状に変形する場合に比べて、変形部が移動した際の凸部の高さ（突出量）をより大きくすることができる。また、突起部を、変形部が変形するのに伴って突起部が移動することにより凸部を形成する固体により構成することによって、液体を用いて凸部を形成する場合と異なり、液体を封入するための封入膜などを設ける必要がない分、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００２３】
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、使用者が触れる側に凹凸形成パネルが配置されることが可能になる。これにより、凹凸形成部により形成された入力用凸部の凹凸形状を使用者がより明確に感じと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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
（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。図２〜図１０は、図１に示した第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。まず、図１〜図１０を参照して、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、第１実施形態では、情報入力装置の一例として映像再生装置の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。
【００２６】
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、表示装置１０（図２参照）上に、凹凸形成パネル２０と、表面保護膜４０とが積層されて形成された本体部が、樹脂製のフレーム９０ａおよび９０ｂによって上下方向から挟み込まれるように構成されている。表面保護膜４０は、図２に示すように後述する突起部３４ａによって下方から支持されている。
【００２７】
また、凹凸形成パネル２０は、図３に示すように、平面的に見て表示装置１０と同一の長方形形状を有し、表示装置１０の上方に重ねて配置される。また、凹凸形成パネル２０には、後述する複数の凹凸形成部３０がＸ方向およびＹ方向にマトリクス状（碁盤目配列状）に配置されている。
【００２８】
また、表面保護膜４０（図３参照）は、平面的に見て凹凸形成パネル２０と同一の長方形形状を有し、凹凸形成パネル２０の上方に重ねて配置される。また、表面保護膜４０は、表示装置１０に表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有する材料で、かつ、図２に示すように、凹凸形成パネル２０の複数の凹凸形成部３０（図３参照）がそれぞれ凹形状または凸形状に変形するのに伴って弾性変形可能である材料により構成されている。
【００２９】
また、表示装置１０（図３参照）は、平面的に見て凹凸形成パネル２０および表面保護膜４０に対応した長方形形状を有し、凹凸形成パネル２０の下方に配置されている。この表示装置１０は、映像再生装置などを操作する再生または停止ボタンの画像以外にも、たとえばテンキーの画像や、テレビジョン機器のチャンネル選択ボタンの画像など、機器を操作するために必要となる入力情報に応じた画像パターン１１が表示可能に構成されている。
【００３０】
また、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、画像パターン１１（図３参照）が表示された部分に対応する凹凸形成パネル２０（図２参照）の領域が、画像パターン１１の表示されていない部分に対応する凹凸形成パネル２０の領域よりも突出することによって、表面保護膜４０に凹凸形状を形成することが可能に構成されている。これにより、リモートコントローラ１００には、所望の位置に複数の操作ボタン５０（図１参照）が形成されるように構成されている。
【００３１】
また、凹凸形成パネル２０を構成する凹凸形成部３０は、図４に示すように、数ｍｍの厚みを有する基板３１上に、約１ｍｍ〜約２ｍｍの厚みを有する変形力伝達層３２と、絶縁性を有し変形力伝達層３２と一体的に変形する数十μｍの厚みを有する接着層３３を介して変形力伝達層３２に接合され、約２００μｍ〜約３００μｍの厚みを有する変形ガイド層３４とがこの順に積層された構造を有している。また、一対の電極３５ａおよび３５ｂは、基板３１の変形力伝達層３２との界面近傍および変形ガイド層３４の接着層３３との界面近傍において、互いに変形力伝達層３２を挟み込むように対向して設けられている。また、一対の電極３６ａおよび３６ｂについても、基板３１の変形力伝達層３２との界面近傍および変形ガイド層３４の接着層３３との界面近傍において、互いに変形力伝達層３２を挟み込むように対向して設けられている。なお、変形ガイド層３４は、図４に示す変形部３４ｃが凹形状である凹状態が通常状態となるように構成されている。なお、変形ガイド層３４は、本発明の「変形層」の一例である。また、電極３５ａおよび３５ｂは、それぞれ、本発明の「第１電極」の一例であり、電極３６ａおよび３６ｂは、それぞれ、本発明の「第２電極」の一例である。
【００３２】
ここで、本実施形態では、変形ガイド層３４は、図４に示すように、変形ガイド層３４の上面からＱ方向（上方向）に向かって突出するように設けられた円柱形状の固体からなる突起部３４ａを含む。この突起部３４ａの上面３４ｂは、変形ガイド層３４の後述する変形部３４ｃの上面に対して、突出高さＬ１を有するように形成されている。また、突起部３４ａは、変形ガイド層３４と一体的に形成されている。また、突起部３４ａは、突起部３４ａの上面３４ｂと変形ガイド層３４とによって、表面保護膜４０を下方から支持するように構成されている。また、変形ガイド層３４は、電極３５ａと３５ｂとの中央部近傍および電極３６ａと３６ｂとの中央部近傍に配置される変形部３４ｃと、変形層３４の変形部３４ｃ以外の部分に配置され、変形層３４の基準面となる平坦なベース部３４ｄとを含む。変形部３４ｃは、電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂによって電圧が印加されたときに凹形状および凸形状（図７参照）の一方から他方に変形するように構成されている。また、突起部３４ａは、変形部３４ｃの変形に伴って、変形部３４ｃの上面と共に移動するように構成されている。この点については後に説明する。
【００３３】
基板３１として、絶縁性を有するとともに、表示装置１０（図３参照）により表示された画像パターン１１（図３参照）を視認することが可能な光透過率を有する材料が用いられる。
【００３４】
また、第１実施形態では、変形力伝達層３２として、表示装置１０（図３参照）により表示された画像パターン１１（図３参照）を視認することが可能な光透過率を有する材料で、かつ、絶縁性を有するとともに、外力が加えられた場合に弾性変形可能な材料が用いられる。第１実施形態では、変形力伝達層３２として、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂および電気活性型ポリマー（ＥＡＰ）などが用いられる。また、変形力伝達層３２として電気活性型ポリマー（ＥＡＰ）を用いた場合、ＥＡＰを挟む電極間に電圧を印加することによって、ＥＡＰの形状を変化させることが可能である。
【００３５】
また、第１実施形態では、突起部３４ａを含む変形ガイド層３４として、外力が加えられない状態で自己の凹凸形状が保持可能で、外力が加えられた場合に自己の凹凸形状が反転する（たとえは凹形状から凸形状に反転する）ように弾性変形可能な材料が用いられる。第１実施形態では、突起部３４ａを含む変形ガイド層３４として、高分子材料からなる所定の硬度を有するゴム状の弾性体（エラストマ）や、シリコン系樹脂などが用いられる。
【００３６】
また、電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂは、それぞれ導電性を有し、特に、電極３５ｂおよび３６ｂには、変形ガイド層３４の変形に伴って弾性変形可能な材料が用いられるのが好ましい。また、これらの電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂは、表示装置１０（図３参照）により表示された画像パターン１１（図３参照）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る。第１実施形態では、たとえば、電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂとして、ＩＴＯ（酸化スズインジウム）やＺｎＯ（酸化亜鉛）などからなる透明導電膜が用いられる。また、変形ガイド層３４側の電極３５ｂおよび３６ｂは、変形ガイド層３４の裏面上に塗布されることにより設けられている。
【００３７】
また、図５に示すように、凹凸形成部３０に設けられた電極３５ａおよび３５ｂ、および電極３６ａおよび３６ｂは、それぞれ、平面的に見て円形のリング状に形成されている。また、隣接する凹凸形成部３０の電極３５ａ（下側）同志および電極３５ｂ（上側）同志は、それぞれ、制御回路６０（図６参照）の配線６０ａにより接続されている。なお、図５では、電極３５ａ〜３６ｂの形状を示すために、凹凸形成部３０を構成する他の部材（変形力伝達層３２や変形ガイド層３４など）を一部省略している。そして、図６に示すように、リモートコントローラ１００の内部に設けられた制御回路６０によって、電極３５ａおよび３５ｂ間、および、電極３６ａおよび３６ｂ間にそれぞれ電圧が印加されるように構成されている。なお、図６では、制御回路６０のうち、電極３５ａおよび３５ｂ間の電圧印加を制御する回路を示しており、電極３６ａおよび３６ｂ間の電圧印加を制御する制御回路６０についても図６と同様に構成されている。また、図６では、区別のために紙面手前側（図４における上側）の電極３５ｂを実線で示すとともに、紙面奥側（図４における下側）の電極３５ａを破線で示している。
【００３８】
また、図６に示すように、制御回路６０は、電極３５ａ側への回路を開閉するスイッチ部６１と、電極３５ｂ側への回路を開閉するスイッチ部６２とを制御することによって、凹凸形成部３０に設けられた電極への電圧の印加状態を個別に制御することが可能に構成されている。たとえば、図６に示すように、スイッチ部６１のスイッチ６１ａと、スイッチ部６２のスイッチ６２ａとを閉じた場合には、スイッチ６１ａに接続される配線６０ａと、スイッチ６２ａに接続される配線６０ａとが交差する凹凸形成部３０ａに設けられた電極にのみ電圧が印加される。これにより、凹凸形成パネル２０内の所望の位置（座標）における電極への電圧の印加状態を個別に制御することが可能に構成されている。
【００３９】
また、第１実施形態では、凹凸形成部３０において、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された場合、図７に示すように、電極間に発生する静電引力により電極３６ａと電極３６ｂとが引き合うので、電極３６ａおよび３６ｂ間に挟まれた領域３２ａの変形力伝達層３２は厚みが小さくなる方向（Ｐ方向）に変形する。また、厚みが小さくなった部分の変形力伝達層３２の一部が、領域３２ａよりも内側の領域３２ｂに押し出されることにより、領域３２ｂの変形力伝達層３２は厚みが大きくなる方向（Ｑ方向）に変形する。また、変形力伝達層３２の領域３２ｂのＱ方向への変形に伴って、接着層３３を介して変形ガイド層３４の変形部３４ｃがＱ方向へ変形される。これにより、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃがベース部（基準面）３４ｄに対してＱ方向に凸状に長さＬ２だけ盛り上がるような形状を形成する凸状態になるように構成されている。なお、図７では、区別のために領域３２ａと領域３２ｂとの間に破線を付して示している。なお、領域３２ａおよび３２ｂは、それぞれ、本発明の「第２領域」および「第１領域」の一例である。また、凸状態は、本発明の「第２状態」の一例である。
【００４０】
また、第１実施形態では、図８に示すように、変形部３４ｃが凸状（ドーム状）に盛り上がるように変形した状態で、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃの凸形状および変形力伝達層３２の凸形状を保持することが可能に構成されている。すなわち、変形ガイド層３４に、変形力伝達層３２（領域３２ｂ）がＰ方向に形状を復元する力に加えて、変形ガイド層３４の形状をＰ方向に反転させるために充分な外力が加えられない限り、変形ガイド層３４および変形力伝達層３２はＰ方向に変形できないように構成されている。これにより、凹凸形成部３０は、一度Ｑ方向に凸形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凸形状を保持することが可能である。
【００４１】
また、第１実施形態では、凹凸形成部３０において、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された場合、図９に示すように、電極間に発生する静電引力により電極３５ａと電極３５ｂとが引き合うので、電極３５ａおよび３５ｂ間に挟まれた領域３２ｂの変形力伝達層３２は厚みが小さくなる方向（Ｐ方向）に変形する。また、厚みが小さくなった部分の変形力伝達層３２の一部が、領域３２ｂよりも外側の領域３２ａに押し出されることにより、領域３２ａの変形力伝達層３２は厚みが大きくなる方向（Ｑ方向）に変形する。また、変形力伝達層３２の領域３２ａのＱ方向への変形に伴って、接着層３３を介して変形ガイド層３４がＱ方向へ変形される。これにより、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃがベース部（基準面）３４ｄに対してＰ方向に凹状に長さＬ１だけ窪むような形状を形成する凹状態（通常状態）に戻るように構成されている。なお、凹状態は、本発明の「第１状態」の一例である。
【００４２】
また、第１実施形態では、突起部３４ａは、図９に示すように、変形ガイド層３４が凹状態である場合に、上面３４ｂの高さ位置がベース部（基準面）３４ｄの高さ位置と略同一になるように構成されている。つまり、変形部３４ｃの中央部近傍のＰ方向への変形量は、突起部３４ａの突出高さＬ１と略同一の長さＬ１となる。
【００４３】
また、第１実施形態では、図１０に示すように、変形部３４ｃが凹状に窪むように変形した状態で、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃの凹形状および変形力伝達層３２の凹形状を保持することが可能に構成されている。すなわち、変形ガイド層３４に、変形力伝達層３２（領域３２ｂ）がＱ方向に形状を復元する力に加えて、変形ガイド層３４の形状をＱ方向に反転させるために充分な外力が加えられない限り、変形ガイド層３４および変形力伝達層３２はＱ方向に変形できないように構成されている。これにより、凹凸形成部３０は、一度Ｐ方向に凹形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凹形状を保持することが可能である。
【００４４】
また、第１実施形態では、変形ガイド層３４は、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された場合に凹状態に変形する（図９参照）一方、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された場合に凸状態に変形する（図７参照）ように構成されている。すなわち、変形ガイド層３４は、電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された際に凸状態から凹状態に切り替わるとともに、電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された際に、凹状態から凸状態に切り替わるように構成されている。このように、変形ガイド層３４は、変形部３４ｃが変形しない平坦な状態で保持されることなく、凸状態および凹状態に切り替えられるように構成されている。
【００４５】
また、第１実施形態では、突起部３４ａは、図７および図９に示すように、変形ガイド層３４が凹状態（図９参照）から凸状態（図７参照）に切り替わる際に、変形部３４ｃが凹形状時の窪み量である長さＬ１（図９参照）と凸形状時の盛り上がり量である長さＬ２（図７参照）とを合計した長さＬ３だけＱ方向に向かって移動するように構成されている。つまり、突起部３４ａは、変形ガイド層３４が凹状態（図９参照）から凸状態（図７参照）に切り替わる際に、長さＬ３だけ移動することにより、表面保護膜４０を長さＬ３だけ押し上げるように構成されている。
【００４６】
また、第１実施形態では、基板３１と、アクリル樹脂などからなる変形力伝達層３２と、ＩＴＯなどからなる電極３５ａ、３５ｂ、３６ａおよび３６ｂと、柔軟性を有する接着層３３と、光透過率を有するとともに所定の硬さを有するゴム状の弾性体からなる変形ガイド層３４とによって構成される凹凸形成部３０は、全体が表示装置１０に表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有する透明な材料により構成されている。これにより、凹凸形成部３０がマトリクス状に配置された凹凸形成パネル２０も、全体が表示装置１０に表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有するように構成されている。
【００４７】
次に、図１〜図３および図６〜図１０を参照して、第１実施形態によるリモートコントローラ１００を構成する凹凸形成パネル２０の動作を説明する。
【００４８】
図３に示すように、リモートコントローラ１００（図１参照）用の画像パターン１１が表示された表示装置１０上に凹凸形成パネル２０が配置された場合、制御回路６０（図６参照）よって、凹凸形成パネル２０にマトリクス状に配置された凹凸形成部３０に、画像パターン１１に対応するように電圧が印加される。具体的には、図２に示すように、凹凸形成パネル２０のうち、操作ボタン５０を示す画像パターン１１（図２では「再生」ボタン）に対応する領域の凹凸形成部３０には、個々の凹凸形成部３０の電極３６ａおよび３６ｂ間に順次電圧が印加される。また、操作ボタン５０などの画像パターン１１が表示されていない領域の凹凸形成部３０には、個々の凹凸形成部３０の電極３５ａおよび３５ｂ間に順次電圧が印加される。これにより、各凹凸形成部３０には、図７に示した凸形状、または、図９に示した凹形状が形成される。この結果、図２に示すように、「再生」ボタンに対応する領域の表面保護膜４０が盛り上がるように変形するので、「再生」ボタンに相当する凸形状が形成される。
【００４９】
また、凹凸形成パネル２０に一度凹凸形状が形成された後、制御回路６０は、全ての電極への電圧の印加を停止する。
【００５０】
ここで、第１実施形態では、図８および図１０に示すように、凹凸形成部３０の変形ガイド層３４は、変形力伝達層３２の形状を保持することが可能に構成されているので、電極間への電圧の印加が継続されなくても各凹凸形成部３０の凹形状または凸形状をそれぞれ保持することが可能である。
【００５１】
第１実施形態では、上記のように、凹形状に変形する凹状態と、凸形状に変形する凸状態とに切り替えることが可能な変形ガイド層３４を設けるとともに、変形ガイド層３４の変形部３４ｃの上面に、変形ガイド層３４の凹状態および凸状態への切り替えによる変形部３４ｃの変形に伴って変形部３４ｃの上面と共に移動される突起部３４ａを設けることによって、変形層３４が凹状態から凸状態に切り替えられた場合には、突起部３４ａのベース部（基準面）３４ｄからの突出量は、ベース部（基準面）３４ｄから変形部３４ｃの高さＬ２に、突起部３４ａの高さＬ１が加わった高さＬ３になる。これにより、突起部３４ａがない場合や、変形部３４ｃがベース部（基準面）３４ｄから凸形状に変形する場合に比べて、変形部３４ｃの形状が変化した際の突起部３４ａの高さ（突出量）をより大きくすることができる。その結果、変形部３４ｃが移動した際の突起部３４ａの高さをより大きくすることができる。また、突起部３４ａを、変形部３４ｃが変形するのに伴って、突起部３４ａが移動することにより凸部を形成する固体により構成することによって、液体を用いて凸部を形成する場合と異なり、液体を封入するための封入膜などを設ける必要がない分、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、突起部３４ａを、変形ガイド層３４が凹状態にある場合に、突起部３４ａの上面３４ｂの高さ位置が変形ガイド層３４の変形部３４ｃ以外の部分の高さ位置と略同一に形成することによって、変形部３４ｃが凹形状の状態で、変形ガイド層３４のベース部（基準面）３４ｄの高さよりも突起部３４ａの高さが大きくならないようにしながら、変形部３４ｃが凹形状から凸形状に変形した場合の突起部３４ａの高さを最大にすることができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、変形ガイド層３４を、凹状態または凸状態に切り替わることにより、変形部３４ｃが凹形状または凸形状に変形した際に、外部からエネルギーを付加することなく変形部３４ｃの変形した形状を保持することが可能なように構成することによって、外部からエネルギーを付加する必要がなく、かつ、リモートコントローラ１００に機械的な動作を伴って変形部３４ｃの形状を保持するための規制部材や規制部材を駆動する駆動源などを別途設けることなく、簡素な構造により変形ガイド層３４の凹凸形状を保持することができるので、変形部３４ｃの変形に伴って移動する突起部３４ａの高さ位置を容易に保持することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、変形力伝達層３２を、対向する電極３５ａおよび３５ｂ間に電圧が印加された場合に領域３２ａがＰ方向（下方向）に凹形状に変形するとともに、対向する電極３６ａおよび３６ｂ間に電圧が印加された場合に領域３２ｂが凸形状に変形することにより変形ガイド層３４の凹状態と凸状態とを切り替える際の力を伝達するように構成することによって、電極３５ａおよび３５ｂ間、および、電極３６ａおよび３６ｂ間にそれぞれ選択的に電圧を印加することによって、変形力伝達層３２を介して容易に変形ガイド層３４を凹状態または凸状態に切り替えることができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、突起部３４ａを、変形ガイド層３４と一体的に形成することによって、突起部３４ａを変形ガイド層３４とは別個に設ける場合と比較して、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００５６】
（第１実施形態の変形例）
図１１は、本発明の第１実施形態の変形例によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。図６および図１１を参照して、この第１実施形態の変形例による凹凸形成パネル７０では、上記第１実施形態と異なり、円板形状の一対の電極３７ａおよび３７ｂを、凹凸形成部７１を構成する変形力伝達層３２の領域３２ｂの中央部近傍に位置する変形部３４ｃに対応する位置に設けた場合について説明する。
【００５７】
ここで、第１実施形態の変形例では、図１１に示すように、変形力伝達層３２の領域３２ｂの中央部近傍に、互いに変形力伝達層３２（領域３２ｂ）を挟み込むように円板形状の電極３７ａおよび３７ｂが設けられている。なお、電極３７ａおよび３７ｂは、それぞれ、本発明の「第１電極」の一例である。したがって、制御回路６０（図６参照）により、電極３７ａおよび３７ｂ間に電圧を印加した場合、凹凸形成部３０は、領域３２ｂが隣接する両側の領域３２ａよりもＰ方向に凹状に窪むような形状を形成することが可能に構成されている。
【００５８】
なお、第１実施形態の変形例によるリモートコントローラ１００のその他の構造および動作は、上記第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の変形例の効果についても、上記第１実施形態と同様である。
【００５９】
（第２実施形態）
図１２〜図１４は、本発明の第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。図６および図１２〜図１４を参照して、この第２実施形態による凹凸形成パネル８０では、上記第１実施形態と異なり、電圧の印加に伴って伸縮可能な圧電体８１用いて凹凸形成部８２が凹凸形状を形成する場合について説明する。なお、圧電体８１は、本発明の「変形力付与部材」の一例である。
【００６０】
第２実施形態では、図１２に示すように、凹凸形成パネル８０を構成する凹凸形成部３０は、基板３１上に、リング状に形成され、約１ｍｍ〜約２ｍｍの厚みを有する圧電体８１と、絶縁性を有し圧電体８１と一体的に変形する接着層３３を介して変形力伝達層３２に接合される変形ガイド層３４がこの順に積層された構造を有している。また、一対の電極８３ａおよび８３ｂは、基板３１の圧電体８１との界面近傍および変形ガイド層３４の接着層３３との界面近傍において、互いに圧電体８１を挟み込むように対向して設けられている。また、基板３１と変形ガイド層３４（接着層３３）との間の領域のうち、圧電体８１が設けられていない領域には、空隙（空間）８４が設けられている。したがって、変形ガイド層３４は、圧電体８１によるＰ方向およびＱ方向の変形力よりも小さな外力が加わった場合には、形状が変形しないような硬さを有する材料から構成されている。これにより、変形ガイド層３４は、圧電体８１を介して基板３１上に一定の距離を隔てて静置されるように構成されている。
【００６１】
また、図１３に示すように、一対の電極８３ａおよび８３ｂは、それぞれ、円形のリング状に形成されている。したがって、圧電体８１は、電極８３ａおよび８３ｂによって挟み込まれるようにリング状に形成されている。なお、図１３では、電極８２ａ（８２ｂ）および圧電体８１の形状を示すために、凹凸形成部３０を構成する他の部材（変形力伝達層３２や変形ガイド層３４など）を一部省略している。そして、電極８３ａおよび８３ｂは、図６に示した第１実施形態と同様の制御回路６０により電極間に電圧が印加されるように構成されている。
【００６２】
また、第２実施形態では、凹凸形成部８２において、電極８３ａおよび８３ｂ間に所定の極性を有する電圧が印加された場合、図１４に示すように、圧電体８１がＱ方向に伸びるように変形する。これにより、凹凸形成部８２は、ベース部３４ｄに対してＱ方向に凸状（ドーム状）に変形部３４ｃが盛り上がるような形状を形成することが可能に構成されている。
【００６３】
また、凹凸形成部８２が凸状（ドーム状）に盛り上がるように変形した状態で、上記電極間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形ガイド層３４自身の凸形状および圧電体８１の伸びた形状を保持することが可能に構成されている。これにより、凹凸形成部８２は、一度Ｑ方向に凸形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凸形状を保持することが可能である。
【００６４】
また、第２実施形態では、凹凸形成部８２において、電極８３ａおよび８３ｂ間に上述とは反対の極性を有する電圧が印加された場合、図１２に示すように、圧電体８１がＰ方向に縮むように変形する。これにより、凹凸形成部８２は、ベース部３４ｄに対してＰ方向に凹状に変形部３４ｃが窪むような形状を形成することが可能に構成されている。
【００６５】
また、凹凸形成部８２が凹状に窪むように変形した状態で、上記電極間に電圧が印加されなくなった場合、変形ガイド層３４は、変形ガイド層３４自身の凹形状および圧電体８１の縮んだ形状を保持することが可能に構成されている。これにより、凹凸形成部８２は、一度Ｐ方向に凹形状が形成されれば、電極間への電圧の印加を継続しなくても凸形状を保持することが可能である。
【００６６】
なお、第２実施形態によるリモートコントローラ１００のその他の構造および動作は、上記第１実施形態と同様である。
【００６７】
第２実施形態では、上記のように、凹凸形成部８２を、電極８３ａおよび８３ｂ間に電圧を印加することにより形状を伸縮変形させる圧電体８１を含むように構成することによって、圧電体８１のＰ方向およびＱ方向への伸縮によって、凹凸形成部８２（変形ガイド層３４）の凹形状と凸形状とを容易に切り替えることができる。なお、第２実施形態のその他の効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
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。
【００６９】
たとえば、上記実施形態では、情報入力装置の一例として映像再生装置のリモートコントローラに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、映像再生装置などのリモートコントローラ以外の情報入力装置（たとえば表示画面部を備えた携帯情報機器など）にも適用可能である。
【００７０】
また、上記第１実施形態およびその変形例では、リング状または円板形状に形成された電極３５ａおよび３５ｂなどを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、矩形形状などの円形状などとは異なる形状を有するように形成された電極を用いてもよい。
【００７１】
また、上記第２実施形態では、リング状の電極８３ａおよび８３ｂに対応するようにリング状に形成された圧電体８１を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、円形状や矩形形状などの電極に対応するような形状を有する圧電体を用いてもよい。
【００７２】
また、上記第１および第２実施形態では、突起部を変形ガイド層の変形部と一体的に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、突起部を変形ガイド層に重層される表面保護膜と一体的に形成してもよい。たとえば、図１５に示す変形例のように、表面保護膜１４０を、表面保護膜１４０の下面から下方に突出するように設けられる突起部１４０ａを一体的に含むように構成してもよい。
【００７３】
また、上記第１および第２実施形態では、凹凸形成パネル２０（７０、８０）を構成する各凹凸形成部３０（７１、８２）が、平面的に見て、碁盤目配列をなすようにマトリクス状に配置された例について示したが、本発明はこれに限らず、各凹凸形成部３０（７１、８２）をたとえば千鳥配列をなすように配置してもよい。
【００７４】
また、上記第１および第２実施形態では、変形ガイド層３４として、高分子材料からなる所定の硬度を有するゴム状の弾性体（エラストマ）や、シリコン系樹脂などを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、外力が加えられない状態で自己の凹凸形状が保持可能で、外力が加えられた場合に自己の凹凸形状が反転するように弾性変形可能な材料であれば、ゴム状の弾性体やシリコン系樹脂以外の弾性体などを用いてもよい。
【００７５】
また、上記第１実施形態およびその変形例では、変形力伝達層３２がアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂およびＥＡＰなどの透明な樹脂材料から形成されるとともに、電極３５ａ〜３７ｂがＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電膜から形成されている例を示したが、本発明はこれに限らず、互いに異なる材料で形成されていてもよい。変形力伝達層３２は絶縁性を有し、電圧印加により必要量の伸びが得られるもので、表示装置１０により表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有するものであればよく、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂以外の樹脂材料や樹脂材料以外の材料により形成してもよい。また、電極は、導電性を有し、変形力伝達層３２が凸形状または凹形状に変形するのに伴って弾性変形可能な材料であり、かつ、表示装置１０により表示された画像パターン１１を視認することが可能な光透過率を有するものであればよい。たとえば、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電膜以外にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン）／（ポリスチレン・スルフォン酸）などの導電性有機材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【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】図１の２００−２００線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した第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す分解斜視図である。
【図４】図１に示した第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断面図である。
【図５】図１に示した第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斜視図である。
【図６】図１に示した第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平面図である。
【図７】図１に示した第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断面図である。
【図８】図１に示した第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断面図である。
【図９】図１に示した第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断面図である。
【図１０】図１に示した第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断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の変形例によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。
【図１３】図１２に示した第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した斜視図である。
【図１４】図１２に示した第２実施形態によるリモートコントローラの凹凸形成パネルの構造を示した断面図である。
【図１５】本発明の変形例によるリモートコントローラの突起部の構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 表示装置
２０、７０、８０ 凹凸形成パネル
３０、７１、８２ 凹凸形成部
３２ 変形力伝達層
３２ａ 領域（第２領域）
３２ｂ 領域（第１領域）
３４ 変形ガイド層（変形層）
３４ａ 突起部
３４ｂ 上面
３４ｃ、１４０ 変形部
３５ａ、３５ｂ 電極（第１電極）
３６ａ、３６ｂ 電極（第２電極）
３７ａ、３７ｂ 電極（第１電極）
１００ リモートコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、前記変形部が凹形状に変形する第１状態と、前記変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、
前記変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、前記変形層の前記第１状態および前記第２状態への切り替えによる前記変形部の変形に伴って前記変形部の上面と共に移動される固体からなる突起部とを備える、凹凸形成装置。
【請求項２】
前記突起部は、前記変形層の変形部が凹形状に変形する第１状態にある場合に、前記突起部の上面の高さ位置が前記変形層の変形部以外の部分の高さ位置と略同一になるように形成されている、請求項１に記載の凹凸形成装置。
【請求項３】
前記変形層は、前記第１状態または前記第２状態に切り替わることにより、前記変形部が凹形状または凸形状に変形した際に、外部からエネルギーを付加することなく前記変形部の変形した形状を保持することが可能な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４】
所定の距離を隔てて対向する複数の電極と、
前記変形層に接続されるとともに、凹形状または凸形状を形成する第１領域と前記第１領域に隣接する第２領域とを有する変形力伝達層とをさらに備え、
前記複数の電極は、前記変形力伝達層の前記第１領域に配置される第１電極と前記第２領域に配置される第２電極とを含み、
前記変形力伝達層は、対向する前記第１電極間に電圧が印加された場合に前記第１領域が凹形状に変形するとともに、対向する前記第２電極間に電圧が印加された場合に前記第１領域が凸形状に変形することによって、前記変形層の前記第１状態と前記第２状態とを切り替える際の力を伝達するように構成されている、請求項３に記載の凹凸形成装置。
【請求項５】
前記突起部は、前記変形層と一体的に形成されている、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】
凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、前記変形部が凹形状に変形する第１状態と、前記変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、前記変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、前記変形層の前記第１状態および前記第２状態への切り替えによる前記変形部の変形に伴って前記変形部の上面と共に移動される固体からなる突起部とを有する凹凸形成部を含むとともに、複数の前記凹凸形成部が配置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、前記表示装置に表示される入力用画像に応じて前記複数の凹凸形成部の変形部を凹形状または凸形状に変形させることによって、所定の形状の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７】
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た前記入力用画像を視認することが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６に記載の情報入力装置。
【請求項１】
凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、前記変形部が凹形状に変形する第１状態と、前記変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、
前記変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、前記変形層の前記第１状態および前記第２状態への切り替えによる前記変形部の変形に伴って前記変形部の上面と共に移動される固体からなる突起部とを備える、凹凸形成装置。
【請求項２】
前記突起部は、前記変形層の変形部が凹形状に変形する第１状態にある場合に、前記突起部の上面の高さ位置が前記変形層の変形部以外の部分の高さ位置と略同一になるように形成されている、請求項１に記載の凹凸形成装置。
【請求項３】
前記変形層は、前記第１状態または前記第２状態に切り替わることにより、前記変形部が凹形状または凸形状に変形した際に、外部からエネルギーを付加することなく前記変形部の変形した形状を保持することが可能な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４】
所定の距離を隔てて対向する複数の電極と、
前記変形層に接続されるとともに、凹形状または凸形状を形成する第１領域と前記第１領域に隣接する第２領域とを有する変形力伝達層とをさらに備え、
前記複数の電極は、前記変形力伝達層の前記第１領域に配置される第１電極と前記第２領域に配置される第２電極とを含み、
前記変形力伝達層は、対向する前記第１電極間に電圧が印加された場合に前記第１領域が凹形状に変形するとともに、対向する前記第２電極間に電圧が印加された場合に前記第１領域が凸形状に変形することによって、前記変形層の前記第１状態と前記第２状態とを切り替える際の力を伝達するように構成されている、請求項３に記載の凹凸形成装置。
【請求項５】
前記突起部は、前記変形層と一体的に形成されている、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】
凹形状および凸形状に変形する変形部を有し、前記変形部が凹形状に変形する第１状態と、前記変形部が凸形状に変形する第２状態とに切り替えることが可能な変形層と、前記変形層の変形部の上面に上方に突出するように設けられ、前記変形層の前記第１状態および前記第２状態への切り替えによる前記変形部の変形に伴って前記変形部の上面と共に移動される固体からなる突起部とを有する凹凸形成部を含むとともに、複数の前記凹凸形成部が配置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、前記表示装置に表示される入力用画像に応じて前記複数の凹凸形成部の変形部を凹形状または凸形状に変形させることによって、所定の形状の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７】
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た前記入力用画像を視認することが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６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】
【公開番号】特開２００９−２３１０３３（Ｐ２００９−２３１０３３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７４８１０（Ｐ２００８−７４８１０）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【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１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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