JP2008502017A

JP2008502017A - 接触表示装置

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Publication number: JP2008502017A
Application number: JP2007526516A
Authority: JP
Inventors: ムスタファ・アフェ; モハメド・ベナリ−クーダ; ニコラ・ヴュイック; ファディラ・ケルファウイ
Original assignee: コミツサリアタレネルジーアトミーク
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2008-01-24
Also published as: EP1754208A1; FR2871270B1; US20080182228A1; WO2006016077A1; FR2871270A1

Abstract

本発明は、接触表示装置に関するものであり、（ａ）タッチ表面（１０ａ）を有するタッチプレート（１０）と、（ｂ）各々のタクセル（２５）が、ある状態から直接的又は間接的に接触感知を調整する他の状態へ変化することにより、少なくとも二つの状態を取り得る帯状体（２３）からなっており、タッチプレート（１０）の剛性部分又はタッチプレート（１０）の部分を形成するサブプレート（１１）の剛性部分に形成された当該タクセル（２５）のネットワークと、（ｃ）アドレス指定手段（４）及びタクセル（２５）の接触感知調整手段（２３）を含む手段であって、選択的にタクセル（２５）の帯状体（２３）の状態を調整する手段（２３、３１、４）と、を有し、各々のタクセルの帯状体（２３）は螺旋形態において何れかの側でギャップ（１４）により境界ができている螺旋形状を有する。

Description

本発明は、接触情報をユーザーへ伝達するための装置分野に関するものである。更に詳細には、以下の（ａ）〜（ｃ）の構成を具備する接触表示装置に関するものである。
（ａ）タッチ面を有するタッチプレート
（ｂ）各々のタクセル（ｔａｘｅｌ）が接触を感知して起こすある状態から他の状態への変化をもたらすことにより少なくとも二つの状態を取り得る帯状体からなっている、タクセルのネットワーク
（ｃ）アドレス指示手段及びタクセル帯状体の状態を修正する手段を有し、選択的な方法でタクセル帯状体を駆動する手段

タッチ面の面形状の変形、タッチ面を振動させること又はタッチ面の温度を変化させることは帯状体の状態に変化を生じさせることになり、そのことにより、ユーザーが認識できる接触感知による変化を生じることになる。

特許文献１は、目の見えない者のための携帯光センサーを開示している。この装置は電磁ユニットを有している。この電磁ユニットはタッチプレートを有している。このプレートは三つの穴を有している。各々の穴の中心に入れられた移動棒が、それらの軸の位置によって、タッチプレートのタッチ面を変形させることができる。タッチプレートの裏に設けられたコイルが各々の棒の周知を取り囲んでいる。各々のコイルは棒の一つをその軸方向に沿って移動するために用いられる。コイルを流れる電流値に応じて、棒の一端が対応する穴から現れたり現れなかったりする。こうしてタッチ面の形状を調整する。このようにしてタッチプレートの特定の接触感知を何時でも提供できる。アクチュエーターの数が数百に達する装置には、前記特許に開示された方法は装置の組み立て及び配線が複雑になり、特に小型化をしなければならないシステムに於いてはもはや使用できない。
米国特許第６１５９０１３号明細書

本発明は各々のタクセルがプレートの剛性部分から切り出された単体の帯状体から成っているタッチプレートに関するものである。したがって、帯状体とプレートは単体の部品組立体を形成している。タクセルを形成する帯状体の各々は量産技術、特にマイクロエレクトロニクスにおける多層部品形成技術を用いた単体のプレートから形成することができる。

本発明の目的は従来技術と対比して単位面積あたりのタクセルの数を増加させることである。本発明の目的はこのようにしてタッチ面へ接触している間、連続的な感知を生じさせることである。理想的にはタッチ面の隣接したタクセル間の距離が、人間の指が感知できる機械的解像度の値を効果的に表している、１ｍｍのオーダーであるべきである。接触インターフェイスの組み立て体の複雑さは単位面積あたりのタクセルの数、即ち、タクセルの密度に応じて増加する。基礎表面積が平方ｍｍのオーダーである制限された操作空間で各々のタクセルが個別に駆動されなければならない場合には、この複雑さは更に増加する。本発明によれば、プレート表面から切り出された帯状体は螺旋形状をしている。

用語に関する条件を情報として以下に示す。

用語「タクセル(taxel)」は接触感知の分野に従事している者による使用以外では、未だそれ程広範囲には採用されていない。この用語は、ピクセル（ｐｉｘｅｌ）との類似により、接触感知部材の感知の調整をする表面区域に適用される。組立体の接触感知は各々のタクセルの値の関数である。タクセルの接触感知プレートの平面状態を調整することにより調整される。平面状態は、プレートの残りの部分とのタクセルの相対位置、タクセルの静止状態、例えば、振動運動のようなタクセルの運動、又はタクセルの温度、により創出される。

ここで、用語「螺旋」は、例えば、対数螺旋に制限されるものではないことを明確にする。したがって、例えば、螺旋の各々の旋回は例えば、事実上の矩形、楕円形、又は円形でもよい。これらの例は図示するために提示されているのであり、限定するものではない。

用語「タッチプレート」は必ずしも平坦なプレートを指すものではない。プレートは積層からできていてもよい。プレートは平坦でもよいし、特に接触感知をしなければならない身体の一部の形状への適合性を改善するために、湾曲していてもよい。最後に、プレートはタクセルとの比較で部分的には平坦であるとみなされる。

本発明によれば、タクセルの変形可能な部分又はピンは平面から突出するか、振動する螺旋形状をしている。この幾何学的形状はピンの有効棒長が最大化されていることを意味している。したがって、この幾何学的形状は平面からの顕著なたわみを生ぜしめると同時に、螺旋形の帯状体が切り出されているプレートを構成する材料の弾性域、又は形状記憶合金の場合には超弾性域に留まっている。

要約すれば、本発明は、
（ａ）タッチ表面を有するタッチプレート、
（ｂ）各々のタクセルが、ある状態から直接的又は間接的に接触感知を調整する他の状態へ変化することにより、少なくとも二つの状態を取り得る帯状体からなっており、タッチプレート又は当該タッチプレートの部分を形成するサブプレートに形成されたタクセルのネットワーク、
（ｃ）アドレス指定手段及びタクセルの接触感知調整手段を有する手段であって、選択的にタクセルの帯状体の状態を調整する手段、
を有し、各々のタクセルの帯状体が、螺旋形状のギャップにより何れかの側にギャップができている、螺旋形状を有していることを特徴とする接触表示装置に関するものである。

ある実施形態においては、各々のタクセル帯状体は二重螺旋形状をしている。

ある実施形態においては、プレート又は少なくとも一つの他のサブプレートとタッチプレートを形成するサブプレート、及び帯状体は形状記憶材料からなっている。各々の帯状体はその温度に応じて二つの状態、即ち、帯状体がプレートの端の平面内にある第一の状態と、帯状体が平面から突出している第二の状態と、を取ることができ、このことにより、表面形状を接触感知することができる。

ある実施形態においては、プレート又は少なくとも他のサブプレートとともにタッチプレートを形成するサブプレート、及び帯状体は双方向形状記憶材料からなっている。

ある実施形態においては、タッチプレートがタクセルのネットワークを有する形状記憶材料からなるサブプレート及び弾性材料からなるサブプレートのお互いに平行な二つのサブプレートからなっており、弾性材料からなるサブプレートは、形状記憶材料からなるサブプレートの各々のタクセルと一致するため、一つ又はそれ以上のギャップによりサブプレートの剛性部分から分離されており、一つ又はそれ以上の腕によりサブプレートの剛性部分に連結されているバネ帯状体を有しており、弾性材料からなるサブプレートの各々のバネ帯状体はタクセルの螺旋帯状体との剛的機械的連結をふくんでおり、タクセル帯状体が平面から突出した状態の時このタクセル帯状体に復帰力を生ぜしめるためにバネ帯状体がタクセル帯状体に対応している。

ある実施形態においては、タッチプレートはタクセルのネットワークを有する形状記憶材料からなるサブプレート及び形状記憶材料からなる復帰サブプレートのお互いに平行な二つのサブプレートからなっており、復帰サブプレートはタクセルのネットワークを保持する形状記憶材料からなるサブプレートの各々のタクセルと対応するため、一つ又はそれ以上のギャップにより復帰サブプレートの剛性部分から分離されており、一つ又はそれ以上の腕により復帰サブプレートの剛性部分に連結されているバネ帯状体を有しており、復帰サブプレートの各々の帯状体はその温度に応じて静止位置又は記憶位置にあり、復帰サブプレートの各々の帯状体はそれが対応するタクセルの螺旋帯状体と剛的機械的に連結しており、それにより、記憶位置において復帰サブプレートの帯状体はそれが対応するタクセルの帯状体に復帰力を生ぜしめ、そのことによりタクセルの帯状体を平面から突出した状態へ、また静止位置へ持っていこうとする。任意に、断熱層は形状記憶材料からなるサブプレートをお互いに分離することができる。その場合、復帰サブプレートの帯状体とそれが対応するタクセル帯状体との間の剛的機械的連結はタクセル帯状体の一部及び復帰サブプレート帯状体とを剛的機械的に連結している断熱部材を含む。

好ましくは、タッチプレートを形成するプレート又は形状記憶材料から成るサブプレートの剛性部分であって、二つの隣接するタクセル帯状体間のスペースに溝が存在する。これらの溝は一つの加熱されたタクセル帯状体と隣接するタクセル帯状体との間での熱の伝達を低下する。

ある実施形態においては、タッチプレートは可撓性材料層及び圧電性材料層を有する二層材料を有する。

したがって、電界が帯状体にかけられた時、湾曲帯状体に変形を生ぜしめ、そのことにより、帯状体をその平面から突出させる。可撓性材料層は、それが有るときは、例えばセラミック、及び本来とてももろい圧電性層の強度を増加させるために使用される。

ある実施形態においては、タッチプレートが圧電性材料の二層とその間の可撓性材料層とを有する三層の材料からなっている。

ある実施形態においては、タッチプレートが圧電性材料の二層を有する二層の材料からなっている。

ある実施形態においては、タッチプレートが磁歪性材料の層を有している。これは振動を接触により感知するために減少器を通過させる必要がないので、直接に高トルク、高スピードのアクチュエーターを可能にする。

ある実施形態においては、タッチプレートが電歪性材料の層を有している。

ある実施形態においては、タクセル帯状体はタッチプレートにおいて接触感知の調整を行う棒の駆動部材である。

ある実施形態においては、それ自体が機械的に磁石と連結されている棒と帯状体が機械的に連結されている。

これら最後の二つの実施形態の変形として、本発明にかかる装置は更に棒の通路を有する変形可能な材料からなる中間プレートを具備する。棒は膨出部分及び狭隘部分を有しており、これらの膨出部分及び狭隘部分は一つ又はそれ以上の予め定められた位置に棒を保持するために通路の内部形状に合致している。

図１は、タクセル（２５）の組み立て体を具備する上表面（１０ａ）を有するプレート（１０）を示す。タクセル（２５）は、例えば図１に示されるように行列の規則的なビットマップパターンのようなネットワークを構成している。一つのタクセルの中心（２４）を隣接するタクセルの中心（２４）から離している距離は典型的にはミリメートルのオーダーである。この分解能は人間の指先の物理的な分解能をよく表している。本発明では、各々のタクセル（２５）は螺旋形状の帯状体（２３）、即ち、縦方向の中心線が周辺部から中心（２４）に向かって螺旋を形成している帯状体で形成されている。この縦方向の中心線と中心からの半径との各交差点は前の旋回の交差点からより中心（２４）に近くなっている。図１において、各々のタクセル帯状体は円形の螺旋形状をしている。この形状は強制的なものではない。螺旋は、例えば、矩形、楕円形又はその他の形状のような別の螺旋形状でもよい。図２ａ及び２ｂはそれぞれ静止状態及び作動状態の独立したタクセルの拡大斜視図を表しており、ここでは帯状体（２３）は円形の螺旋形状をしている。例えば、形状記憶合金（alliage a memoire de form - AMF）から成るタクセル（２５）の帯状体（２３）の静止位置の形状は帯状体（２３）がプレート（１０）の平面内にある形状をしている。作動時の形状は帯状体（２３）が平面から突出している記憶形状である。各々の帯状体（２３）は、それ自体が螺旋形状のギャップ（１４）により切断されて形成されている。帯状体（２３）の非中心端（２６）は帯状体（２３）の固定腕を形成する接合点（２６）によりプレート（１０）の剛性部分に連結されている。静止位置においては、帯状体（２３）は図２ａに示されるように、プレート（１０）の周辺表面の中にある。作動位置においては、帯状体（２３）は図２ｂに示されるように、プレート（１０）の周辺表面から突出している。それにより、帯状体は接触感知のために使用される表面形状を示している。

第二の実施形態は、各々のタクセル（２５）の帯状体（２３）が二重螺旋形状をしている。本実施形態のタクセル（２５）は、その静止位置が図３ａに、その作動位置が図３ｂに示されている。その帯状体（２３）によって形成される螺旋は二重螺旋とし知られたものであり、縦方向の中心線に沿った軌道が、帯状体の周辺部分とプレートの剛性部分との間の第一の連結腕（２６）から帯状体の中心（２４）に向かって進み、当該中心（２４）がその軌道それ自体が引き返す点を形成しており、そこで帯状体の周辺部分とプレートの剛性部分との間の第二の連結腕に向かって引き返し始める。

帯状体の周辺部分にある腕（２６）（２７）は、帯状体（２３）が平面の中にあるか、平面から突出いるかにかかわりなく、プレート（１０）の平面内の固定位置に留まる。このことは、第一及び第二の腕（２６）（２７）のそれぞれとアドレス指定回路との間の電気的結合が固定されていることを意味している。

図２ａ，２ｂ、又は図３ａ，３ｂに表された形状で、タクセル（２５）は、一方向又は双方向形状記憶材料、例えば、圧電性セラミックのような圧電性材料、例えば、電歪性セラミックのような電歪性材料、又は磁歪性材料からなるタッチプレート（１０）中に形成されている。

プレート(１０)、又はプレートを形成するサブプレート又は層の一つが形状記憶材料から成っている場合、静止位置から作動位置への変更は加熱により達成される。これは、例えば、形状記憶材料からなる帯状体（２３）に直接通電することにより、又は熱伝導又は熱輻射又はその他の何らかの熱源、特にはレーザー光で加熱される前記帯状体に近接配置されたサーミスター又は加熱抵抗体を使用することにより達成される。

プレート（１０）又はプレートを形成するサブプレート又は層の一つが、例えば圧電性セラミックのような圧電性材料、又は電歪性セラミックのような電歪性材料から成っている場合、形状の変形はこの材料の上方部分と下方部分の間に電圧をかけることによって達成できる。

静止時の形状は帯状体（２３）に電圧が全くかかっていないか、又はほとんどかかっていない形状である。作動時の形状は、帯状体に、例えば、接触することにより感知できる振動効果を生じる交流電圧のような変化可能な電圧がかかっている形状である。

磁歪性は減少器なしで「高トルク、高スピード」のアクチュエーターを実現できる。鉄―コバルトのような合金が前述の圧電性の場合と同様に基体に被覆される。磁極を再編成して変形を生じさせるためには磁界が必要である。これらの個々の磁界がそれぞれ磁歪性のタクセルに近接していなければならない。そのような磁界の実施形態を後ほど説明する。

図２ａ、２ｂ又は図３ａ、３ｂで説明されたような単方向性形状記憶材料、又は圧電性材料、又は電歪性材料、又は磁歪性材料から成る帯状体（２３）を有するタクセル（２５）を有する表示装置に適用可能な変形例においては、タクセル（２５）の帯状体（２３）を平面から突出した位置から平面内の位置へ復帰させる手段が必要である。材料が双方向性形状記憶材料である場合には必要ない。

復帰手段が存在する、ある変形例では、復帰手段は、形状記憶材料が双方向性材料であるという事実の結果である。この場合、低温位置である平面内の位置への復帰は形状記憶合金の双方向効果として知られる作用を生じる熱処理が前もって行われることによって達成される。したがって、図２ａ、２ｂ；３ａ、３ｂに示された実施形態は双方向形状記憶材料から成るプレート（１０）の使用により達成される復帰をする実施形態に相当する。

復帰手段を有する第二の変形例は、平面内の位置への復帰は弾性手段（２８）により加速される。この弾性復帰手段は、プレート（１０）のサブプレートの一枚を形成する材料が形状記憶材料、又は圧電性材料、又は電歪性材料、又は磁歪性材料である場合に、適用できる。

図４に示されるように、復帰の弾性手段（２８）がある場合のこの変形例の実施形態においては、弾性手段は能動的帯状体（２３）と同じ大きさを有するバネ（２８）である。この場合、タッチプレート（１０）は、形状記憶材料、又は圧電性材料、又は電歪性材料、又は磁歪性材料から成る第一のサブプレート（１１）、及びこの第一のサブプレート（１１）に強固に固着されている弾性材料から成る第二のサブプレート（１２）の二層の形態をしている。図４に示されている例では、バネ（２８）は帯状体（２３）と同様に切り出されている。特に、第二のサブプレート（１２）上のバネ（２８）の中心（２０）及び第位置のサブプレート（１１）の帯状体（２３）の中心（２４）は、一つが他の下部に位置し、共に機械的に強固に固定されている。

復帰の弾性手段（２８）がある場合のこの変形例の第二の実施形態においては、受動的バネ（２８）は、硬さと復帰力との理由で、能動的バネ（２３）とは異なった螺旋形状をしている。この場合、二枚のサブプレート（１１）（１２）はお互いに全体が機械的に固定されてはおらず、例えば、一点の半田付けが、形状記憶材料、又は圧電性材料、又は電歪性材料、又は磁歪性材料から成る帯状体（２３）の中心（２４）と第二のサブプレート（１２）から切り出されたバネ（２８）の中心（２０）との間を機械的に連結している。この第二の変形例の他の実施形態は示されていない。

バネ（２８）は、例えば、バネ鋼のような弾性の性質を有する受動的材料から成っている。

復帰手段がある場合の他の変形例において、復帰は帯状体（２３）の記憶形状とは対立する記憶形状を有する形状記憶材料により達成される。そのような実施形態を図５に示す。

この場合、タッチプレート（１０）は、形状記憶材料から成る第一のサブプレート（１１）及びこの第一のサブプレート（１１）に強固に固定されている同じく形状記憶材料から成る第二のサブプレート（１３）の二層プレートの形態である。図５に示されている例では螺旋復帰帯状体（２９）は、第一のサブプレート（１１）の帯状体（２３）と同様に第二のサブプレート（１３）から切り出されている。

好ましくは、能動的帯状体（２３）の記憶形状と対立する記憶形状を有する形状記憶材料から成る帯状体（２９）が静止位置へ復帰する本実施形態においては、双方のサブプレート（１１）（１２）は断熱材によりお互いに離れている。能動的帯状体（２３）はと復帰帯状体（２９）は独立して加熱されることができることを意味している。本実施形態は、アドレス指定回路が、同じタクセル（２５）の帯状体（２３）又は（２９）の一つを加熱する手段の端部の一つのための共通の供給トラック、及び前記タクセル（２５）の各々の加熱手段の他の端部のためのお互いに独立しているトラックを含むので、二重螺旋の場合の図３ａ，３ｂに示された場合に特に適している。このようにして、帯状体(２３)及び（２９）を加熱する手段をそれぞれお互いに独立して設けることができる。

図５に示された同一のタクセル(２５)の帯状体(２３)及び（２９）を断熱する第一の形態では、例えばポリマーから成る断熱層３０は二枚のサブプレート(１１)及び（１３）の間に設けられる。断熱層（３０）を通る、図示されていない電導性通路は、帯状体（２３）（２９）の一つを加熱する手段の電気的に共通の端部に共通して電気供給を行う。

図示されていない断熱の第二の形態では、サブプレート（１１）、（１３）は、同一のタクセル（２５）の各々の帯状体（２３）及び各々の帯状体（２９）の中心の間に設けられた断熱ビーズ（beads）の構成によりお互いに断熱されている。

選択的に、タッチプレート（１０）のタクセルが熱に反応する全ての形態にとっては、タッチ表面（１０ａ）は、指先を直接加熱しないように、図３ａに示されているように断熱層（５０）により覆われている。

帯状体（２３）を平面内位置から平面から突出する位置へ移動させるために、マルテンサイト状態からオーステナイト状態への転移温度まで加熱するとき、もし、帯状体（２３）へ供給される熱流束が、タクセル(２５)の帯状体（２３）に必要の無い動きをさせないために、隣接するタクセル（２５）の帯状体（２３）に伝わらなければ、有利である。したがって、隣接するタクセル（２５）間の熱抵抗を増加させることは利益のあることである。図６は、一枚のプレート（１０）中に四つの隣接するタクセル（２５）があるものについてこの概念を図示したものである。プレート（１０）におけるタクセルの総数は図６に示された四つに限るものではない。連続した隣接するタクセル（２５）間の熱の道を拡大するために、一つ又は好ましくはそれ以上の溝（２１）が連続する二つのタクセルの間に設けられている。この溝は連続するタクセル（２５）の二つの帯状体（２３）間の熱の道を拡大するために連続するタクセルの間に設けられている。溝（２１）があることによって、タッチプレート（１０）が機械的により可撓性が増し、このことにより指がプレートに接触する際に有利になる。プレート（１０）は局所的に変形し、指又は他の体の接触部位の形状に合致し、その結果、改善された接触性能が得られる。

接触感知が圧電性材料の使用により得られる場合に特に用いられる弾性復帰手段（２８）を有するもう一つの実施形態が図７に示されている。

本実施形態においては、タッチプレート（１０）は、例えば、鋼、銅、又はベリリウムのような弾性の性質を有する材料から成る層（２８）が圧電性材料から成る二つの層（３２）、（３３）の間に挟まれた三層材料の形態をしている。この三層材料は特に、例えばゾルゲル（sol-gel）被覆技術を使用することにより圧電性セラミックを被覆することができる。このようにして、電界が二つの圧電性層にかけられた場合に平面から突出する歪曲を生じる湾曲変形をもたらす。

ある実施形態の例を、帯状体（２３）が間接に接触感知の修正を行っている図８ａに関連して説明する。帯状体（２３）は、当該帯状体に機械的に接続されている棒（２２）のような他の部材の駆動部材としてのみ使用されている。この他の部材（２２）は帯状体（２３）の状態に応じてタッチプレート（１０）と面一になっているか、その面から突出している。間接修正の場合は、接触感知の調整を行うのはこの他の部材（２２）である。帯状体は、それ自体が、たぶん保護中間媒体を通して、ユーザーの指と接触するとき、直接に接触感知を調整する。

既に説明した実施形態の変形において、各々の帯状体（２３）は接触感知の調整を直接行っている。

図８ａに示される例においては、本発明の接触表示装置は二枚のサブプレート又は層（１６）（１７）から成るタッチプレート（１０）を有している。サブプレート（１６）は、本発明によれば、各々のタクセル（２５）について、ギャップ（１４）によりサブプレート（１６）の剛性部分から分離された帯状体（２３）を有する。棒（２２）が帯状体（２３）の中心（２４）に固着されている。棒（２２）はサブプレート（１６）の周辺面に垂直になっている。サブプレート（１７）はサブプレート（１６）の上にあって機械的に強固に固着されている。サブプレート（１７）は、帯状体(２３)が平面から突出しているときに、その帯状体（２３）を収納するのに十分な大きさであって、サブプレート（１６）の全てのタクセルに向かい合った空洞を有している。好ましい実施形態におけるその空洞（１８）は効果的な截頭円錐形をしている。通過孔（１９）が空洞（１９）の狭くなった端に位置しており、これが棒（２２）を通過させ、案内している。サブプレート（１７）の上表面により形成されたタッチプレート（１５）の上表面（１５ａ）が、タッチ表面になる。

各々の帯状体（２３）の中心（２４）における棒（２２）を追加したこの実施形態は前述した実施形態のそれぞれと両立する。

作用は以下の通りである。帯状体（２３）に何らかの応力がかかったとき、棒（２２）は、当該棒（２２）がタッチプレート（１０）の上表面（１７）から突出しないように孔（１９）に完全に収納されるか、又は孔（１９）及び空洞（１８）に部分的に収納される。

もし、サブプレート（１６）を構成する材料が形状記憶材料であれば、熱を加えることにより、もし圧電性材料又は電歪性材料であれば、電界をかけることにより、もし磁歪性材料であれば、磁界をかけることにより、帯状体（２３）が変形する場合、棒（２２）がサブプレート（１７）の表面（１７ａ）から連続的に又は定期的に突出するように上方へ押される。このようにして、この表面において接触感知を調整する。

説明した例においては、帯状体（２３）の役割は、物理現象のもとで変形するのはこの帯状体であるという意味で、能動的な役割である。帯状体はピン（２２）を駆動することができる。帯状体（２３）が、接触ピンとして作動する棒又はピン（２２）の案内部材として作動することが記載されている図８ｂに関連して事例を以下に説明する。この場合、帯状体はこれまでに説明したようにタッチプレートを形成するプレート（１０）の剛性部分から切り出されている。この場合、前述のプレートを形成している材料は例えば、バネ鋼又はベリリウム銅のような弾性材料である。押し棒を形成するピン（２２）は帯状体（２３）の中心（２４）に機械的に接続された一端（２２ａ）を有する。可撓性のある案内システムは、限度を超えた帯状体を構成している材料の弾性域に制限されることのない顕著な動きを可能にする。ピン（２２）は、各々のピン（２２）と関連したコイル（３１）を通過する電流の方向によりタッチプレート（１０）に向かうか、又はタッチプレートから遠ざかる動きをする磁石（５７）に機械的に接続された第二の端を有する。中間案内板（５２）は好ましくはタッチプレートとコイル（３１）を具備するプレート（３）の間に挿入されている。ピンは必ずしも図８ｂに示された棒の形状ではない。ピンは、図８ｃ及び図８ｄに示されているように横断面の大きさが変化する形状をしていてもよい。狭隘な断面は停止する鍵位置を形成している。図８ｃにおいては、棒（２２）は狭隘部（５５）によりお互いに分離された二つの膨出部（５３）、（５４）を有している。かぎ位置において、プレート（５２）通過する棒（２２）のための通路の周りに形成された弾性帯状体（５１）は狭隘部（５５）に向かって設けられている。図８ｄにおいては、棒（２２）は膨出部（５４）を示しており、中間板（５２）の厚さに亘って設けられたＶ溝（５６）を示している。各々のＶ溝（５６）は膨出部（５４）と共に棒（２２）の鍵位置を形成している。

作用は以下の通りである。それぞれの棒又はピン（２２）はタッチプレートの帯状体（２３）に吊り下げられている。コイル（３１）に流す電流の方向に応じて、棒は帯状体（２３）を平面から押し出す高位置又は帯状体を平面内に戻す低位置にある。

タッチプレート（１０）のタクセル（２５）に選択的な方法で加熱電流又は電圧又は磁界をかけるアドレス指定回路の実施形態を図９及び図１０を用いて説明する。

図２ａ、２ｂに示されたような一本の螺旋は、形状記憶材料から成る帯状体（２３）に、又はサーミスターに、又は帯状体（２３）に被覆された熱抵抗に、電流を供給するために、例えば、伝導性ワイヤーの形態のような移動式電気供給接続器が、例えば、帯状体（２３）の中心（２４）に嵌合されている。この接続は形状記憶材料から成る帯状体の、又は、サーミスターの、又は抵抗加熱の第一の端（２６）と、後に簡単に説明されるアドレス指定回路（４）のトラック（４１）、（４４）の端（４５）とを電気的に接続している。

図９に示されているように、アドレス指定回路（４）は、各々が回路の外部端をタクセル（２５）の中心に対応する位置に接続しているトラック（４１）〜（４４）を有しているプリント回路（４）の形態から構成することができる。したがって、接触表示装置は、図９の展開図に示されているように、一つが他の一つの上に設けられている二層又は二枚のプレート（４）、（１０）の形態となっている。

作用は以下の通りである。図示されていない制御装置が、タッチプレート（１０）に示されているモチーフに応じて、トラック（４１）〜（４４）の側端を示されていない電気の供給源に接続している。したがって、選択されたトラックから各々の選択されたトラックに対応する帯状体（２３）を加熱する部材に電流が流れる。その電流は通常のアースを通して戻る。選択された帯状体（２３）がそれらの変形温度に達すれば、前述の帯状体は形状記憶された平面から突出した形状に復帰し、このようにして作られるべきモチーフを形成する。

図９に示されたようなアドレス指定回路（４）は、もし、帯状体（２３）が圧電性材料又は電歪性材料から成るプレートから切り出されている場合には、電圧をアドレス指定するために使用できる。この場合、接続部（４５）は、帯状体（２３）の材料に取り付けられた制御用電極に接続されている。もう一つの電極は定常電位に接続されている。

プレートを構成する材料が磁歪性材料の場合、各々のタクセルに選択的に磁界をかけることが適切である。変動可能な磁界を生じさせるために、コイル（３１）の回路（３）がアドレス指定回路（４）とタッチプレート（１０）との間に設けられている。

プレートを構成する材料が磁性材料であり、帯状体（２３）がこの材料から切り出されている場合、振動による接触効果はコイル（３１）へ交流電流を通すことにより得られる。

図１０はこの実施形態の一例の展開図を示す。この図は一層の平面コイル（３１）及び複数層アドレス指定プリント回路（４）を構成する三層（４６）〜（４８）を示す。図１０に示されたものは、コイル（３１）の層（３）は、表示を単純化していることを考慮すると、８行、８列のコイル（３１）を有している。アドレス指定はコイルの中心と接することになる多層回路（４）のトラック（４１）〜（４４）を通して達成される。したがって、各々のコイル（３１）は独立してアドレス指定が行われる。アドレス指定回路（４）のこの形態は、コイル（３１）及び対応するタクセル（２５）の数が非常に大きくなった場合に極めて利益のあるものである。

指を表示した本発明の表示装置用タッチプレートを示す。静止位置におけるタクセルの詳細を示す。平面から突出した位置におけるタクセルの詳細を示す。帯状体が二重螺旋である場合の静止位置におけるタクセルの詳細を示す。帯状体が二重螺旋である場合の平面から突出した位置におけるタクセルの詳細を示す。静止位置への弾性復元手段を有するタクセルの断面斜視図を示し、タクセルは、形状記憶材料、圧電性材料、電歪性材料、又は磁歪性材料から成る一番目のサブレイヤーの剛性部分にあり、一番目のサブプレートに機械的に頑健に固定された弾性材料からなる第二のサブプレートの全体にある復元手段を有する。平面における記憶形状とは対立する記憶形状を有する記憶形状材料から成る静止位置への復元手段を有する、プレートの剛性部分に形成されたタクセルの断面斜視図を示す。一枚のタッチプレートにおける隣接するタクセル間の熱分断手段を示すための４つのタクセルから成る組み立て体。圧電性材料を使用した振動モードで得られる接触感知の場合に特に適用できる弾性復元手段を有する他の実施形態の斜視図を示す。帯状体が他の部材の駆動部材として使用されるだけの帯状体である、タクセル帯状体が接触感知の調整を間接的に引き起こす実施形態の例を示す。タクセル帯状体が巻線―磁石組み立て体により駆動される棒の案内部材である実施形態の例を示す。双安定タクセル製品の詳細を示す。複数安定タクセル製品の詳細を示す。タッチプレートとアドレス指令回路を搭載したプレートから成る二層または二枚のプレートの形式の接触表示装置の例の分解斜視図を示す。磁界に鋭敏な帯状体を有するタッチプレート、巻線の層又はプレート、及び一層又はそれ以上の層の巻線のためのアドレス指定回路、から成る数枚の重畳層又はプレートの形式の実施形態の分解図を示す。

符号の説明

３コイルの回路、コイルの層、平面コイルの層、
４アドレス指定回路、多層アドレス指定回路、多層回路、
１０プレート
１０ａプレートの上表面
１１第一のサブプレート
１２第二のサブプレート
１３第二のサブプレート
１４ギャップ
１５タッチプレート
１５ａタッチプレートの上表面
１６サブプレート、層
１７サブプレート、層
１８空洞
１９孔
２０バネの中心
２１溝
２２ピン
２２ａピンの一端
２３帯状体、能動的バネ
２４タクセルの中心、帯状体の中心
２５タクセル
２６非中心端、接合点、腕
２７腕、第二の連結腕
２８弾性手段、バネ、受動的バネ
２９帯状体
３０断熱層
３１コイル、平面コイル
３２圧電性材料層
３３圧電性材料層
４１トラック
４２トラック
４３トラック
４４トラック
４５接続部
４６層
４７層
４８層
５０断熱層
５１弾性帯状体
５２中間案内板
５３膨出部
５４膨出部
５５狭隘部
５６Ｖ溝
５７磁石

Claims

（ａ）タッチ表面（１０ａ）を有するタッチプレート（１０）と、
（ｂ)各々のタクセル（２５）が、ある状態から直接的又は間接的に接触感知を調整する他の状態へ変化することにより、少なくとも二つの状態を取り得る帯状体（２３）からなっており、タッチプレート（１０）の剛性部分又はタッチプレート（１０）の部分を形成するサブプレート（１１）の剛性部分に形成された当該タクセル（２５）のネットワークと、
（ｃ）アドレス指定手段（４）及びタクセル（２５）の接触感知調整手段（２３）を含む手段であって、選択的にタクセル（２５）の帯状体（２３）の状態を調整する手段（２３、３１、４）、
を有する接触表示装置において、各々のタクセルの帯状体（２３）が螺旋形態において何れかの側でギャップ（１４）により境界ができている螺旋形状を有していることを特徴とする接触表示装置。
各々のタクセル（２５）帯状体(２３)が二重螺旋形状であることを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
上記プレート（１０）、又は少なくとも一つの他のサブプレートとともにタッチプレート（１０）及びタクセル（２５）帯状体（２３）を形成しているサブプレート（１１）が、各々の帯状体（２３）が温度により二つの状態、即ち、帯状体がプレート（１０）又はサブプレート（１１）の周辺の面と面一になっている第一の状態と、帯状体が変形して面から突出しており、これにより表面の外形を接触感知できる第二の状態と、を取り得る形状記憶材料からなっている、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
プレート（１０）又はサブプレート（１１）、及び帯状体（２３）を形成している形状記憶材料が双方向材料であることを特徴とする、請求項３に記載の接触表示装置。
タッチプレート（１０）がお互いに並行である二つのサブプレート（１１、１２、１３）から成り、一つのサブプレート（１１）はタクセル（２５）ネットワークを含む形状記憶材料から成っており、一つのサブプレート（１２）は弾性材料から成っており、当該弾性材料から成るサブプレート（１２）は、これらのサブプレートが形状記憶材料から成るサブプレート（１１）の各々のタクセル（２５）とするように、一つ又はそれ以上のギャップによりサブプレート（１２）の剛性部分から分離しており、且つ、一つ又はそれ以上の腕によりサブプレート（１２）に連結されているバネ帯状体（２８）を含み、サブプレート（１２）の各々のバネ帯状体（２８）は、当該タクセル（２５）帯状体（２３）が平面から突出している状態の時当該タクセル（２５）帯状体（２３）へ復元力を与えるためにサブプレート（１２）の各々のバネ帯状体（２８）が、それが対応する螺旋形の帯状体（２３）との剛的機械的に連結されている弾性材料から成っている、ことを特徴とする請求項３又は４の何れかに記載の接触表示装置。
タッチプレート（１０）がお互いに平行なサブプレート（１１、１３）から成り、一つのサブプレート（１１）はタクセル（２５）ネットワークを含む形状記憶材料から成り、復帰サブプレート（１３）も又形状記憶材料から成り、当該復帰サブプレート（１３）は、これらのサブプレートがタクセル（２５）ネットワークを保持する形状記憶材料からなるサブプレート（１１）の各々のタクセル（２５）に対応するように、一つ又はそれ以上のギャップにより復帰サブプレート（１３）の剛性部分から分離されており、且つ、一つ又はそれ以上の腕（２６、２７）により復帰サブプレート（１３）に連結されている帯状体（２９）を含んでおり、復帰サブプレート（１３）の各々の帯状体（２９）は温度に応じて静止位置又は記憶位置にあり、各々の帯状体（２９）はタクセル（２５）に対応する螺旋形帯状体（２３）と剛的機械的連結をされているサブプレート（１３）中にあり、そのことにより、記憶状態で復帰サブプレート（１３）の帯状体（２９）が、対応するタクセル（２５）帯状体（２３）に復帰力を与え、このことにより前記タクセル（２５）帯状体（２３）を平面から突出している状態から静止状態にしようとする、ことを特徴とする請求項３又は４記載の接触表示装置。
断熱層（３０）が形状記憶材料からなるサブプレート（１１、１３）をお互いに分離しており、そこでは、復帰サブプレート（１３）の帯状体（２９）とそれが対応するタクセル（２５）帯状体（２３）との間の剛的機械的連結が、タクセル（２５）帯状体（２３）の一部及び復帰サブプレート（１３）の帯状体（２９）の一部に剛的機械的に連結されている断熱部材を含むことを特徴とする請求項６記載の接触表示装置。
溝（２１）が二つの帯状体の間のスペースであって、プレート（１０）又はタッチプレート組立体（１０）を構成する形状記憶材料から成る補助プレート（１１、１３）の剛性部分に設けられていることを特徴とする、請求項３ないし７の何れかに記載の接触表示装置。
タッチプレート（１０）が弾性材料の層（１２）及び圧電材料の層（１１）を有する二層材料を有することを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
タッチプレート（１０）が圧電材料の二層（３２、３３）間に弾性材料の層（１２）を有する三層材料を有することを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
タッチプレート（１０）が、圧電材料の二層を有する二層材料からなることを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
タッチプレート（１０）が磁歪材料の一層又は電歪材料の一層を有することを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
タクセル帯状体（２３）が、タッチプレートにおける接触感知を調節するロッド（２２）の駆動要素であることを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
帯状体（２３）が、それ自体が磁石（５７）に機械的に連結されているロッドに機械的に連結されていることを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の接触表示装置。
接触表示装置が、更に、ロッド（２２）の通路を有する変形可能材料からなる中間プレート（５２）を有しており、そして、当該ロッドは膨出部（５３、５４）及びくびれ部（５５）を有しており、これらの膨出部及び狭隘部（５３，５４、５５）が前記ロッドを一つ又はそれ以上の予め決められた位置に維持するために前記通路の内側の形状に合致していることを特徴とする、請求項１３又は１４の何れかに記載の接触表示装置。