JP2019082385A - Temperature sense presentation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、温覚呈示装置に関する。 The present disclosure relates to a warmth presentation device.
ペルチェ素子に温度変化を生じさせることで、対象物の温覚情報をユーザに呈示する温覚呈示装置が知られている。 There is known a thermal sensation presentation apparatus that presents thermal sensation information of an object to a user by causing a Peltier element to cause a temperature change.
しかしながら、上記のような従来技術では、ユーザが手で触れる温覚呈示領域にヒータを設ける場合に、温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることが難しい。温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出するために、温覚呈示領域に温度検出部を設けると、温覚呈示領域内に温度検出部に係る凹凸が生じて温覚呈示領域の手触りが悪くなりやすい。温覚呈示領域の手触りが悪くなると、温覚呈示領域での温覚や触覚などの呈示能力が悪くなる傾向がある。 However, in the prior art as described above, when the heater is provided in the thermal sensation presentation area touched by the user, the touch of the thermal sensation presentation area is favorably made while accurately detecting the temperature of the heater in the thermal sensation presentation area. It is difficult to do. If the temperature detection unit is provided in the warm sensation presentation region in order to detect the temperature of the heater in the warm sensation presentation region with high accuracy, the unevenness related to the temperature detection unit is generated in the warm sensation presentation region and the touch of the warm sensation presentation region is It is easy to get worse. When the touch of the thermal sensation presentation area becomes worse, the presentation ability of the thermal sensation presentation area such as the thermal sensation and the touch tends to deteriorate.
そこで、1つの側面では、本発明は、温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることを目的とする。 Therefore, in one aspect, the present invention aims to improve the touch of the warm sensation presentation area while detecting the temperature of the heater in the warm sensation presentation area with high accuracy.
1つの側面では、基材と、
前記基材に設けられるヒータと、
前記ヒータの温度に応じた電気信号を生成する温度検出部とを含み、
前記ヒータは、前記基材の第1面における温覚呈示領域内に形成される第1ヒータ部と、前記基材における前記第1面とは逆側の第2面に形成されかつ前記第1ヒータ部に熱的に接続される第2ヒータ部とを含み、
前記温度検出部は、前記第2ヒータ部に接触する、温覚呈示装置が提供される。
In one aspect, the substrate,
A heater provided on the substrate;
A temperature detection unit that generates an electrical signal according to the temperature of the heater;
The heater is formed on a second heater surface formed on the first surface of the base in a warm sensation presenting region, and on the second surface of the base opposite to the first surface and the first heater And a second heater portion thermally connected to the heater portion;
The temperature detection unit may be provided with a thermal sensation presentation apparatus, which contacts the second heater unit.
1つの側面では、本発明によれば、温覚呈示領域におけるヒータの温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることが可能となる。 In one aspect, according to the present invention, it is possible to make the touch of the thermal sensation presentation region good while detecting the temperature of the heater in the thermal sensation presentation region with high accuracy.
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, each example will be described in detail with reference to the attached drawings.
図1は、一実施例による温覚呈示装置1を示す斜視図である。図2は、温覚呈示装置1の分解斜視図である。図1には、直交する3軸X,Y,Zが定義されている。以下では、説明上、Z方向の正側を"上側"とする。 FIG. 1 is a perspective view showing a thermal sensation presentation apparatus 1 according to one embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the thermal sensation presentation apparatus 1. Three orthogonal axes X, Y, Z are defined in FIG. In the following, for the sake of explanation, the positive side in the Z direction is referred to as "upper side".
温覚呈示装置1は、基材10と、ヒータ20と、温度検出部40と、筐体50とを含む。
The thermal sensation presentation apparatus 1 includes a
基材10は、板状の絶縁部材である。本実施例では、一例として、基材10は、FPC(Flexible Printed Circuits)で用いられる基材である。例えば、基材10は、ポリイミド等で形成されるフィルムである。図1及び図2に示す例では、一例として、基材10は、中央部に開口12を有し、開口12を介して冷感呈示部60が露出される。冷感呈示部60は、ユーザに冷感を呈示する部位であり、例えばペルチェ素子を含んでよい。
The
ヒータ20は、ユーザに温感を呈示する部品であり、発熱抵抗体を含む。尚、本実施例では、ヒータ20は、冷感呈示部60と協動して、ユーザに冷感及び温感の組み合わせによる温覚呈示を呈示するが、変形例では、冷感呈示部60が省略されてもよい。発熱抵抗体は、例えば銀やニッケル合金等であってよい。ヒータ20の詳細な構造は、後述する。
The
温度検出部40は、ヒータ20の温度に応じた電気信号を生成する。温度検出部40は、例えばサーミスタである。温度検出部40は、図2に示すように、基材10の下面側に設けられる。温度検出部40とヒータ20との位置関係は、後述する。
The
筐体50は、例えば樹脂により形成される。筐体50は、支持部501と、突出部504とを形成する。
The
支持部501は、基材10を支持する。支持部501は、図2に示すように、XY平面内に延在する表面5011を供し、表面5011には、凹部5012が設けられる。凹部5012には温度検出部40が配置される。即ち凹部5012内の空間は、温度検出部40の搭載空間として機能する。凹部5012を設けることで、温度検出部40の配置が容易となる。
The
突出部504は、支持部501の外周部に突設される。突出部504は、温覚呈示領域を画成する。即ち、支持部501の表面5011上に基材10載置された状態において、基材10の上面における突出部504で囲まれた領域は、温覚呈示領域として機能する。温覚呈示領域とは、ユーザの手が触れることが想定される領域である。温覚呈示領域が突出部504で囲まれることで、ユーザは温覚呈示領域の範囲を容易に認識できる。
The
次に、図3A以降を参照して、ヒータ20について更に説明する。
Next, the
図3Aは、基材10の上面(第1面の一例)を示す平面図であり、図3Bは、基材10の下面(第2面の一例)を示す平面図である。
FIG. 3A is a plan view showing the upper surface (an example of the first surface) of the
ヒータ20は、第1ヒータ部21と、第2ヒータ部22とを含む。第1ヒータ部21及び第2ヒータ部22は、好ましくは、同一の材料(発熱抵抗体)により形成される。
The
第1ヒータ部21は、基材10の上面における温覚呈示領域内に形成される。第1ヒータ部21は、一定幅の線状のパターンで形成される。但し、幅は可変であってもよい。尚、第1ヒータ部21は、ポリイミドシートのような絶縁材で上側の表面が被覆されてよい。
The
本実施例では、一例として、第1ヒータ部21は、図3Aに示すように、開口12を囲む態様のパターンで形成される。但し、パターンは任意であり、例えば螺旋状のパターンで形成されてもよい。
In the present embodiment, as an example, as shown in FIG. 3A, the
第2ヒータ部22は、基材10の下面に形成される。第2ヒータ部22は、第1ヒータ部21に熱的に接続される。この第2ヒータ部22と第1ヒータ部21との間の熱的な接続態様については、後述する。
The
次に、図4乃至図6を参照して、第1ヒータ部21と第2ヒータ部22との間の熱的な接続態様、及び、第2ヒータ部22と温度検出部40との関係、について説明する。
Next, referring to FIGS. 4 to 6, the thermal connection between the
図4は、第1ヒータ部21と第2ヒータ部22と温度検出部40との関係の一例の説明図であり、第2ヒータ部22の形成領域の概略的な断面図である。図4には、熱の輸送経路として矢印R11が模式的に示されている。
FIG. 4 is an explanatory view of an example of the relationship between the
基材10は、図4に示すように、上面から下面まで延在する貫通穴(スルーホール)101を有する。貫通穴101には、第1ヒータ部21(及び第2ヒータ部22)と同じ材料が充填され、接続部24が形成される。第1ヒータ部21及び第2ヒータ部22は、接続部24に接触する。即ち、図4に示す例では、ヒータ20は、第1ヒータ部21と第2ヒータ部22に加えて、接続部24を含む。接続部24は、第1ヒータ部21と第2ヒータ部22と一体に形成されてよい。
As shown in FIG. 4, the
尚、図4に示す例では、一例として、貫通穴101の内壁には、メッキ30が形成される。メッキ30に代えて、印刷やエッチングなどで導体が形成されてもよい。但し、変形例では、メッキ30は省略されてもよい。
In the example shown in FIG. 4, the
第2ヒータ部22には、図4に示すように、温度検出部40が接触する。この際、温度検出部40は、第2ヒータ部22に接触するだけでよいが、第2ヒータ部22に両面テープや接着剤等で接合されてもよい。上述のように、温度検出部40が凹部5012内に配置される場合は、単なる接触だけでも(即ち接合でなくても)、温度検出部40と第2ヒータ部22との間の接触を安定的に維持できる。尚、温度検出部40の接続線401は、基材10の下面に実装されうる処理装置のチップ(図示せず)に接続されてもよいし、温覚呈示装置1の筐体50の外部に引き出されてもよい。
As shown in FIG. 4, the
図4に示す例によれば、基材10の上面における温覚呈示領域内に、温度検出部40が設けられないので、温覚呈示領域内に温度検出部が設けられる場合に比べて、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。即ち、温覚呈示領域内に温度検出部が設けられる場合は、温度検出部40が突起となるので、ユーザの手触りに突起物の感覚が生じ、手触りが悪化し易い。これに対して、図4に示す例によれば、温度検出部40が基材10の下面に設けられるので、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。この結果、温覚呈示領域での温覚や触覚などの呈示能力を高めることができる。
According to the example shown in FIG. 4, since the
また、図4に示す例によれば、温度検出部40が接触する第2ヒータ部22は、第1ヒータ部21と熱的に接続され、ヒータ20の一部であるので、温度検出部40により温覚呈示領域におけるヒータ20の温度を精度良く検出できる。具体的には、図4にて矢印R11で模式的に示すように、第1ヒータ部21側の熱は、貫通穴101内の接続部24を通って第2ヒータ部22側に至り、第2ヒータ部22における温度検出部40との接触部へと至る。このとき、第1ヒータ部21側から、第2ヒータ部22における温度検出部40との接触部へと至る熱輸送経路における温度差は略無い。これにより、温度検出部40により温覚呈示領域におけるヒータ20の温度を精度良く検出できる。
Further, according to the example shown in FIG. 4, since the
ここで、第1ヒータ部21側から、第2ヒータ部22における温度検出部40との接触部へと至る熱輸送経路における熱の損失を最小化する観点からは、第2ヒータ部22における温度検出部40との接触部は、好ましくは、接続部24の直下に設けられる。但し、図5に示す変形例のように、第2ヒータ部22における温度検出部40との接触部は、接続部24の直下から比較的長い距離離れていてもよい。例えば、温度検出部40は、上面視で、温覚呈示領域に重なる位置に設けられていれば、第2ヒータ部22と接触している限り、温覚呈示領域内におけるヒータ20の温度を良好な精度で検出できる。
Here, from the viewpoint of minimizing the heat loss in the heat transport path from the
図6は、第1ヒータ部21と第2ヒータ部22と温度検出部40との関係の他の一例の説明図であり、第2ヒータ部22の形成領域の概略的な断面図である。図6には、熱の輸送経路として矢印R11が模式的に示されている。
FIG. 6 is an explanatory view of another example of the relationship between the
基材10は、図6に示すように、側面に接続部26が形成される。接続部26は、第1ヒータ部21(及び第2ヒータ部22)と同じ材料により形成される。第1ヒータ部21及び第2ヒータ部22は、接続部26に接触する。即ち、図6に示す例では、ヒータ20は、第1ヒータ部21と第2ヒータ部22に加えて、接続部26を含む。接続部26は、第1ヒータ部21と第2ヒータ部22と一体に形成されてよい。
As shown in FIG. 6, the
第2ヒータ部22には、図4に示した例と同様、図6に示すように、温度検出部40が接触する。
As shown in FIG. 6, the
図6に示す例によれば、図4に示した例と同様、基材10の上面における温覚呈示領域内に、温度検出部40が設けられないので、温覚呈示領域内に温度検出部が設けられる場合に比べて、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。この結果、温覚呈示領域での温覚や触覚などの呈示能力を高めることができる。また、温度検出部40が接触する第2ヒータ部22は、第1ヒータ部21と熱的に接続され、ヒータ20の一部であるので、温度検出部40により温覚呈示領域におけるヒータ20の温度を精度良く検出できる。
According to the example shown in FIG. 6, as in the example shown in FIG. 4, since the
以上のように、本実施例によれば、温度検出部40は、温覚呈示領域が形成される基材10の上面ではなく、下面に設けられ、かつ、温覚呈示領域内の第1ヒータ部21に熱的に接続される第2ヒータ部22に接触する。これにより、温覚呈示領域におけるヒータ20の温度を精度良く検出しつつ、温覚呈示領域の手触りを良好にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 As mentioned above, although each Example was explained in full detail, it is not limited to a specific example, A various deformation | transformation and change are possible within the range described in the claim. In addition, it is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiment.
例えば、上述した実施例では、基材10として、FPCで用いられる基材が用いられるが、これに限られない。例えば、図7に示す変形例による温覚呈示装置1Aのように、基材10Aは、印刷基板により形成されてもよい。
For example, although the base material used by FPC is used as the
1 温覚呈示装置
1A 温覚呈示装置
10 基材
10A 基材
12 開口
20 ヒータ
21 第1ヒータ部
22 第2ヒータ部
24 接続部
26 接続部
30 メッキ
40 温度検出部
50 筐体
60 冷感呈示部
101 貫通穴
401 接続線
501 支持部
504 突出部
5011 表面
5012 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 thermal
Claims (6)
前記基材に設けられるヒータと、
前記ヒータの温度に応じた電気信号を生成する温度検出部とを含み、
前記ヒータは、前記基材の第1面における温覚呈示領域内に形成される第1ヒータ部と、前記基材における前記第1面とは逆側の第2面に形成されかつ前記第1ヒータ部に熱的に接続される第2ヒータ部とを含み、
前記温度検出部は、前記第2ヒータ部に接触する、温覚呈示装置。 A substrate,
A heater provided on the substrate;
A temperature detection unit that generates an electrical signal according to the temperature of the heater;
The heater is formed on a second heater surface formed on the first surface of the base in a warm sensation presenting region, and on the second surface of the base opposite to the first surface and the first heater And a second heater portion thermally connected to the heater portion;
The temperature sensing unit is in contact with the second heater unit.
前記第1ヒータ部及び前記第2ヒータ部は、前記貫通穴内の前記材料に接触する、請求項3に記載の温覚呈示装置。 The substrate has a through hole extending from the first surface to the second surface, and the through hole is filled with the material;
The thermal sensation presentation apparatus according to claim 3, wherein the first heater unit and the second heater unit contact the material in the through hole.
前記支持部は、前記温度検出部が配置される凹部を有する、請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の温覚呈示装置。 Further comprising a support for supporting the substrate,
The thermal sensation presentation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the support portion has a recess in which the temperature detection portion is disposed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017209569A JP2019082385A (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Temperature sense presentation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017209569A JP2019082385A (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Temperature sense presentation apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2017209569A Pending JP2019082385A (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Temperature sense presentation apparatus |
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Country | Link |
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2017
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