CN108369462B - 触觉振动提示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触觉振动提示装置(1)，其使用静电式或压电式的致动器(10)，能够有效地输出振动。触觉振动提示装置(1)具备：静电式或压电式的致动器(10)，形成为扁平状，在厚度方向上伸缩；第一弹性体(20)，具有比致动器(10)的厚度方向的弹性模量(E1(10))小的弹性模量(E(20))，与致动器(10)的第一电极(11)侧的表面接触地配置；以及第一盖(40)，将第一弹性体(20)的与致动器(10)的接触面的相反面覆盖，对致动器(10)以及第一弹性体(20)向致动器(10)的厚度方向进行按压，并以比致动器(10)更大程度地压缩的状态对第一弹性体(20)进行保持。

Description

触觉振动提示装置
技术领域
本发明涉及一种触觉振动提示装置。
背景技术
存在各种各样的信息传递项目，作为其中之一，有一种对人施加振动的方法。近年来，要求例如一边使频率、振幅复杂地变化一边施加振动从而给人带来各种感觉。因此，用户根据目的来选择振动致动器。另外，在选择振动致动器的类别时，用户通常考虑功耗。另外，在振动致动器中，存在提示触觉振动的致动器和提示声音振动的致动器。触觉振动是低频振动，与其相反，声音振动是高频振动。
其中，作为产生振动的致动器，公知有通过使偏心块部件旋转的偏心马达、音圈马达(也称为线性谐振致动器)而使振动部件振动的装置、静电式致动器、压电式致动器。
偏心马达通常是DC驱动的，因此仅是单一振动的动作，只能通过振动的大小、振动的时机来传递变化，不适合施加复杂的振动。另外，偏心马达的功耗较大。
音圈马达由磁铁、线圈和质量弹簧系统驱动，因此可以通过提供各种输入信号来施加复杂的振动。这里，音圈马达由于构成LCR电路，因此具有电共振频率。因此，在共振频率下功耗较小、且振幅较大，与其相反，当偏离共振频率时，功耗变大、且振幅变小。因此，不适合宽频带，假设应用于宽频带的情况下，则需要改变输入信号的控制算法。但是，在偏离共振频率的频带内，功耗会增大。
静电式致动器以及压电式致动器由于构成RC电路，因此不具有像音圈马达那样的电共振频率，因此，在宽频带内功耗较小。在日本专利第5281322号公报以及日本特表2014-506691号公报中公开了静电式致动器。另外，在国际公开第2013/145411号中公开了利用静电式致动器的扬声器。
发明内容
发明所要解决的问题
但是，静电式致动器以及压电式致动器仅作为单体使用，振动的振幅较小。因此，若将上述致动器用作提示触觉振动的致动器，则输出振动不足。
本发明的目的在于提供一种使用静电式或压电式的致动器而能够有效地输出振动的触觉振动提示装置。
用于解决问题的方法
本发明所涉及的触觉振动提示装置，具备：静电式或压电式的致动器，上述致动器形成为扁平状，具备在厚度方向上对置的第一电极以及第二电极，至少在上述厚度方向上伸缩；第一弹性体，上述第一弹性体具有比上述致动器的厚度方向的弹性模量小的弹性模量，与上述致动器的上述第一电极侧的表面接触地配置；以及第一盖，上述第一盖将上述第一弹性体的与所述致动器的接触面的相反面覆盖，对上述致动器以及上述第一弹性体向所述致动器的厚度方向进行按压，并以比上述致动器更大程度地压缩的状态对上述第一弹性体进行保持。
第一弹性体的弹性模量小于致动器的厚度方向的弹性模量。因此，在由第一盖按压的状态下，第一弹性体处于比致动器更大程度地压缩的状态。而且，第一盖将该状态保持为初始状态。进一步地，在第一盖对致动器以及第一弹性体进行按压的状态下，致动器的压缩量较小。因此，即使第一盖对致动器进行按压，也不会对致动器的伸缩动作带来太大的影响。
而且，若对致动器的第一电极以及第二电极外加电压，则致动器在厚度方向上伸缩。由致动器的伸缩动作产生的致动器的第一电极侧的表面的位移，经由第一弹性体传递至第一盖。在此基础上，第一弹性体的弹性变形力由于致动器的伸缩动作而发生变化，第一弹性体的弹性变形力的变化被传递到第一盖。因此，作为初始状态，通过对第一弹性体进行压缩，能够有效地对第一盖施加振动。即，即使作为致动器单体而振动较小，也能够对第一盖施加触觉振动。
附图说明
图1是第一实施方式的触觉振动提示装置的剖面图。
图2是图1的触觉振动提示装置中的、装配于盖之前的状态下的内部元件的剖面图。
图3表示构成图1的触觉振动提示装置的静电式致动器以及驱动电路的电连接状态，且表示对静电式致动器外加电压时的变形状态。
图4是第二实施方式的触觉振动提示装置的剖面图。
图5是图4的触觉振动提示装置中的、装配于盖之前的状态下的内部元件的剖面图。
图6是第三实施方式的触觉振动提示装置的剖面图。
图7A是第四实施方式的静电式致动器的基材的立体图。
图7B是第四实施方式的静电式致动器的立体图。
具体实施方式
<1.第一实施方式>
(1-1)触觉振动提示装置1的结构
参照图1对触觉振动提示装置1的结构进行说明。触觉振动提示装置1是用于向人提示触觉振动的装置。另外，触觉振动在与声音振动作对比的意义上来使用，是人通过触觉能够感知振动的振动，是相对于声音振动为低频的振动。
如图1所示，触觉振动提示装置1具备致动器10、第一弹性体20、第二弹性体30、第一盖40、第二盖50以及周面盖60。
致动器10是静电式致动器或压电式致动器。在第一实施方式中，致动器10以静电式致动器为例。致动器10形成为扁平状。致动器10的外形例如为矩形，但也可以是任意形状。另外，致动器10具有至少在厚度方向上伸缩的结构。但是，当致动器是静电式的情况下，还在扁平面方向上伸缩。即，当致动器10是静电式的情况下，由弹性体成形。
详细而言，如图1所示，致动器10具有第一电极11、第二电极12、介电层13、第一绝缘层14以及第二绝缘层15，这些都形成为扁平状。致动器10整体在厚度方向上的弹性模量(杨氏模量)为E1(10)。另外，致动器10整体在扁平面方向上的弹性模量为E2(10)。另外，致动器10整体的损耗系数tanδ为tanδ(10)。
第一电极11与第二电极12在致动器10的厚度方向上隔开距离地相对配置。介电层13被夹持在第一电极11与第二电极12之间。另外，第一绝缘层14与第一电极11中的与介电层13相反的表面接触地配置，并将第一电极11覆盖。第二绝缘层15与第二电极12中的与介电层13相反的表面接触地配置，并将第二电极12覆盖。
第一电极11以及第二电极12形成为相同形状，通过在弹性体中配合导电性填料而成形。而且，第一电极11以及第二电极12具有可挠性且具有伸缩自如的性质。在构成第一电极11以及第二电极12的弹性体中，例如可以应用硅橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯酸橡胶、表氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶等。另外，在第一电极11以及第二电极12中配合的导电性填料只要是具有导电性的颗粒即可，例如可以应用碳材料、金属等微粒。
介电层13、第一绝缘层14以及第二绝缘层15均由弹性体成形。而且，介电层13、第一绝缘层14以及第二绝缘层15具有可挠性且具有伸缩自如的性质。在介电层13中，可应用作为静电式致动器10中的电介质而发挥功能的材料。特别是，在构成致动器10的部件中，介电层13的厚度被形成为最厚，并且设为能够在厚度方向上伸缩以及能够在扁平面方向上伸缩。另外，在第一绝缘层14以及第二绝缘层15中，应用具有绝缘性的材料。
在构成介电层13、第一绝缘层14以及第二绝缘层15的弹性体中，例如可以应用硅橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯酸橡胶、表氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶等。
第一弹性体20以及第二弹性体30由同一材料形成为扁平状的同一形状。另外，第一弹性体20以及第二弹性体30的外周缘形状与致动器10的外周缘形状相同。第一弹性体20与致动器10中的第一电极11侧的表面(图1中的上表面)、即第一绝缘层14的表面的整个面接触地配置。第二弹性体30与致动器10中的第二电极12侧的表面(图1中的下表面)、即第二绝缘层15的表面的整个面接触地配置。
在第一弹性体20以及第二弹性体30中使用具有较小的弹性模量E(20)、E(30)并且具有较小的损耗系数tanδ(20)、tanδ(30)的材料。换言之，第一弹性体20以及第二弹性体30优选为柔软且衰减特性较低的材料。特别是，第一弹性体20以及第二弹性体30具有比致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)小的弹性模量E(20)、E(30)。
特别是，第一弹性体20的弹性模量E(20)与致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)之比为15％以下。另外，第二弹性体30的弹性模量E(30)与致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)之比为15％以下。上述比值优选为10％以下。
进一步地，第一弹性体20以及第二弹性体30在规定条件下具有相对于致动器10的损耗系数tanδ(10)同等以下的损耗系数tanδ(20)、tanδ(30)。规定条件下是指温度为-10～50℃、振动频率为300Hz以下的使用环境下。
作为满足上述条件的材料，在第一弹性体20以及第二弹性体30中，例如优选硅橡胶。例如，在聚氨酯橡胶的情况下，由于衰减特性较好，因此，对于第一弹性体20以及第二弹性体30，聚氨酯橡胶不太合适。但是，根据目的的特性，对于第一弹性体20以及第二弹性体30也可以使用聚氨酯橡胶。
第一盖40形成为平面状，将第一弹性体20的表面(图1中的上表面)覆盖。第一弹性体20的表面是指第一弹性体20的与致动器10的接触面相反的表面。另外，第二盖50形成为平面状，将第二弹性体30的表面(图1中的下表面)覆盖。第二弹性体30的表面是指第二弹性体30的与致动器10的接触面相反的表面。
周面盖60形成为遍及整周地将致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30的周面覆盖的筒状。周面盖60设置在第一盖40的外边缘上，与第一盖40形成为一体化部件。即，由第一盖40和周面盖60构成的一体化部件形成为将第一弹性体20的表面、致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30的周面覆盖的胶囊型形状。而且，周面盖60固定在作为其他部件的第二盖50上。另外，周面盖60相对于致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30的外周面具有微小的间隙。即，周面盖60允许致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30向扁平面方向延伸。
其中，由第一盖40、第二盖50以及周面盖60将致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30的全部的表面覆盖。进一步地，第一盖40以及第二盖50对致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30向致动器10的厚度方向进行按压。在该状态下，第一盖40与第二盖50通过周面盖60固定。
第一盖40以及第二盖50具有比致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)、第一弹性体20以及第二弹性体30的弹性模量E(20)、E(30)大的弹性模量E(40)、E(50)。对于第一盖40以及第二盖50，只要是满足上述条件的材料，则可以应用例如树脂、金属、弹性体等各种材料。
如上所述，构成触觉振动提示装置1的部件的弹性模量成立以下式(1)的关系。因此，第一盖40以及第二盖50在将致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30压缩的状态下对它们进行保持。其中，第一弹性体20以及第二弹性体30的弹性模量E(20)、E(30)小于致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)。因此，成为与致动器10相比第一弹性体20以及第二弹性体30被较大地压缩的状态。
【式1】
E(40)，E(50)＞E1(10)＞E(20)＝E(30) …(1)
进一步地，第二盖50是电连接于第一电极11以及第二电极12、且具有驱动电路51的电路基板单元，上述驱动电路51用于对外加于第一电极11以及第二电极12的电压进行控制。另一方面，第一盖40是相对于被提示者的触觉振动提示部位。即，被提示者通过与第一盖40接触来接受触觉振动。
(1-2)内部元件的变形状态的说明
接下来，参照图1以及图2对由第一盖40以及第二盖50保持前后的触觉振动提示装置1的内部元件10、20、30的状态进行说明。在由第一盖40以及第二盖50保持的状态下，内部元件10、20、30如图1所示。即，致动器10的厚度为W10，扁平方向的宽度为L10。另外，第一弹性体20以及第二弹性体30的厚度分别为W20、W30。
另一方面，在由第一盖40以及第二盖50保持前的状态下，内部元件10、20、30如图2所示。即，致动器10的厚度处于与W10大致相同的程度，但实际上为W11，比W10略大一些。另一方面，致动器10的扁平方向的宽度处于与L10大致相同的程度，但实际上为L11，比L10略小一些。另外，第一弹性体20以及第二弹性体30的厚度分别为W21、W31，比W20、W30大很多。根据上述的关系，内部元件10、20、30在压缩前后满足式(2)(3)的关系。
【式2】
Figure GDA0001645129220000061
【式3】
Figure GDA0001645129220000062
式(2)是以压缩率进行比较的关系式，式(3)是以压缩量进行比较的关系式。即，第一弹性体20以及第三弹性体30的压缩率大于致动器10的厚度方向的压缩率。另外，第一弹性体20以及第二弹性体30的压缩量也大于致动器10的压缩量。
(1-3)致动器的动作以及触觉振动提示装置的动作
接下来，参照图1以及图3对致动器10的动作以及触觉振动提示装置1的动作进行说明。如图3所示，致动器10的第一电极11以及第二电极12分别与驱动电路51连接。驱动电路51可以外加交流电压(包括正负的周期性电压)，也可以对第二电极12外加向正值偏移的周期性电压、且使第一电极11与接地电位连接。特别是，通过将位于人所靠近的一侧的第一电极11与接地电位连接，能够进一步提高安全性。
而且，若蓄积在第一电极11和第二电极12内的电荷增加，则介电层13压缩变形。即，如图3所示，致动器10的厚度变小、且致动器10的扁平方向的宽度增大。相反，若蓄积在第一电极1和与第二电极内的电荷减少，则介电层13复原。即，如图3所示，致动器10的厚度增大、且致动器10的扁平方向的宽度变小。这样，致动器10在厚度方向上伸缩，并且在扁平面方向上伸缩。
在致动器10进行伸缩动作时，触觉振动提示装置1进行如下动作。如图1所示，触觉振动提示装置1以第一弹性体20以及第二弹性体30在厚度方向上被压缩的状态作为初始状态。因此，若致动器10的厚度因电荷的增加而变小，则第一弹性体20以及第二弹性体30以相对于初始状态而压缩量变小的方式进行变形。相反，若致动器10的厚度因电荷的减少而增大，则第一弹性体20以及第二弹性体30以返回初始状态的方式进行动作。即，第一弹性体20以及第二弹性体30与电荷增加的情况相比，以压缩量增大的方式进行变形。
驱动电路51对第一电极11以及第二电极12外加周期性的电压，例如，使被夹持在第一弹性体20以及第二弹性体30中的致动器10重复如下变形动作：平面状→图1的上侧凸出的弓状→平面状→图1的下侧凸出的弓状→平面状。
与致动器10的上述变形动作伴随的致动器10的第一绝缘层14侧的表面的位移经由第一弹性体20传递至第一盖40。在此基础上，第一弹性体20的弹性变形力根据致动器10的伸缩动作而发生变化，第一弹性体20的弹性变形力的变化传递至第一盖40。因此，作为初始状态，第一弹性体20以及第二弹性体30被压缩，从而能够有效地对第一盖40施加振动。即，即使作为致动器10单体而振动较小，也能够对第一盖40施加触觉振动。
假设若第一弹性体20以及第二弹性体30的损耗系数tanδ(20)、tanδ(30)非常大，则即使致动器10进行伸缩动作，振动也会被第一弹性体20以及第二弹性体30吸收。在该情况下，即使致动器10进行伸缩动作，致动器10的振动也很难传递到第一盖40。
但是，在本实施方式中，第一弹性体20以及第二弹性体30使用损耗系数tanδ(20)、tanδ(30)较小的材料。特别是，致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30的损耗系数tanδ(10)、tanδ(20)、tanδ(30)满足式(4)的关系。因此，由致动器10的伸缩动作所产生的振动几乎不被第一弹性体20以及第二弹性体30吸收地传递至第一盖40。
【式4】
tanδ(10)≥tanδ(20)＝tanδ(30) …(4)
另外，如式(1)所示，第一弹性体20以及第二弹性体30的弹性模量E(20)、E(30)小于致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)。因此，在没有对第一电极11以及第二电极12外加电压的初始状态下，致动器10处于几乎没有被压缩的状态。因此，即使第一盖40以及第二盖50对致动器10进行按压，也不会对致动器10的伸缩动作产生影响。即，致动器10能够可靠地进行伸缩动作。
(1-4)第一实施方式的效果
如上所述，第一实施方式的触觉振动提示装置1通过有效地将致动器10的较小的振动传递给第一盖40，能够可靠地产生触觉振动。特别是，在第一弹性体20以及第二弹性体30夹持致动器10的状态下，第一盖40以及第二盖50对致动器10、第一弹性体20以及第二弹性体30进行按压。因此，在初始状态下，致动器10几乎不会受到来自外部的影响地进行伸缩动作。因此，能够非常有效地获得第一盖40的触觉振动。这里，第二盖50是具有驱动电路51的电路基板单元。这样，通过将电路基板单元兼用作第二盖50，可以实现小型化、配置的高效化。
另外，第一弹性体20的弹性模量E(20)与致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)之比为15％以下。第二弹性体30的弹性模量E(30)与致动器10的厚度方向的弹性模量E1(10)之比为15％以下。由此，在初始状态下，与致动器10相比，能够将第一弹性体20以及第二弹性体30压缩得足够大。
进一步地，在第一弹性体20以及第二弹性体30中使用损耗系数tanδ(20)、tanδ(30)较小的材料。由此，第一弹性体20以及第二弹性体30能够将致动器10的伸缩动作所产生的振动无吸收地传递至第一盖40。特别是，通过应用硅橡胶，能够可靠地实现。另外，在温度为-10～50℃、振动频率为300Hz以下的使用环境下，第一弹性体20以及第二弹性体30的损耗系数tanδ(20)、tanδ(30)为致动器10的损耗系数tanδ(10)的同等以下。由此，第一弹性体20以及第二弹性体30能够将致动器10的伸缩动作所产生的振动无吸收地可靠地传递至第一盖40。
另外，第一弹性体20以及第二弹性体30由弹性体形成为扁平状。由此，能够将伴随致动器10的伸缩动作的变形可靠地传递至第一盖40。不管致动器10是静电式还是压电式都可以将第一盖40产生的振动设为低频。即，通过上述结构，触觉振动提示装置1容易产生与声音振动相比更低频带的触觉振动。
进一步地，通过将致动器10设为由弹性体形成的静电式致动器，从而触觉振动提示装置1能够更可靠地产生低频的触觉振动。
<2.第一实施方式的变形方式>
在第一实施方式中，致动器10应用静电式致动器。此外，致动器10还可以应用压电式致动器。在该情况下，将介电层13置换为压电体。即，将压电体夹持配置在第一电极11与第二电极12之间。在该情况下，致动器10可以进行与第一实施方式相同的动作而使第一盖40产生触觉振动。
另外，第一实施方式中的第一盖40也可以是触摸面板部件。在该情况下，例如，伴随被提示者对触摸面板部件的操作，驱动电路51外加周期性的电压。由此，随着被提示者的触摸操作，能够对接触触摸面板部件的被提示者施加触觉振动。
<3.第二实施方式>
参照图4及图5对第二实施方式的触觉振动提示装置100进行说明。这里，在第二实施方式的触觉振动提示装置100中，对于与第一实施方式的触觉振动提示装置1相同的结构附加相同的符号并省略说明。
触觉振动提示装置100包括致动器10、第一弹性体20、第二弹性体30、周面弹性体170、第一盖140、第二盖150以及周面盖160。第二实施方式的触觉振动提示装置100是相对于第一实施方式的触觉振动提示装置1而第一盖140、第二盖150以及周面盖160的形状不同、且新追加有周面弹性体170的结构。
周面弹性体170由与第一弹性体20相同的材料形成为筒状。周面弹性体170设置在第一弹性体20的外周面上，与第一弹性体20形成为一体化部件。进一步地，周面弹性体170的内周面形状是与致动器10的外周面形状对应的形状。而且，周面弹性体170配置为遍及整周地与致动器10的周面接触。
对于周面弹性体170，与第一弹性体20同样地，使用具有较小的弹性模量E(170)并且具有较小的损耗系数tanδ(170)的材料。换言之，周面弹性体170优选为柔软且衰减特性较低的材料。特别是，周面弹性体170满足式(5)的关系。即，周面弹性体170具有比致动器10的扁平面方向的弹性模量E2(10)小的弹性模量E(170)。进一步地，周面弹性体170的弹性模量E(170)与致动器10的扁平方向的弹性模量E2(10)之比为15％以下。该比优选为10％以下。
【式5】
E2(10)＞E(170) …(5)
进一步地，周面弹性体170在规定条件下具有式(6)的关系。即，周面弹性体170在规定条件下具有致动器10的损耗系数tanδ(10)同等以下的损耗系数tanδ(170)。规定条件下是指温度以及振动频率相同时。
【式6】
tanδ(10)≥tanδ(20)≥tanδ(30)≥tanδ(170) …(6)
作为满足上述的材料，周面弹性体170与第一弹性体20同样地例如优选为硅橡胶。例如，在聚氨酯橡胶的情况下，衰减特性比较好，因此聚氨酯橡胶不太适合于周面弹性体170。但是，根据目的的特性，也可以在周面弹性体170中使用聚氨酯橡胶。
第一盖140形成为平面状，将第一弹性体20的表面(图4中的上表面)以及周面弹性体170的一端面(图4的上表面)覆盖。第二盖150形成为平面状，将第二弹性体30的表面(图4中的下表面)以及周面弹性体170的另一端面(图4中的下表面)覆盖。第一盖140以及第二盖150虽然其大小与第一实施方式的第一盖40以及第二盖50不同，但实质上具有相同的功能。
周面盖160遍及整周地将周面弹性体170的外周面覆盖。进一步地，周面盖160的内周面对周面弹性体170向致动器10的扁平面方向的内侧进行按压。即，周面盖160与周面弹性体170的外周面密接。
进一步地，周面盖160具有比致动器10的扁平面方向的弹性模量E2(10)、周面弹性体170的弹性模量E(170)大的弹性模量E(160)。只要是满足上述条件的材料，则周面盖160可以使用例如树脂、金属、弹性体等各种材料。在本实施方式中，周面盖160通过与第一盖140相同的材料而与第一盖140形成为一体化部件。
如上所述，周面盖160在将致动器10以及周面弹性体170在扁平面方向上进行压缩的状态下对它们进行保持。但是，周面弹性体170的弹性模量E(170)小于致动器10的扁平面方向的弹性模量E2(10)。因此，相比致动器10，周面弹性体170处于被大幅压缩的状态。
接下来，参照图4以及图5对在由周面盖160保持前后触觉振动提示装置100的内部元件10、170的状态进行说明。在由周面盖160保持的状态下，内部元件10、170如图4所示。即，致动器10的扁平面方向的宽度为L10。另外，周面弹性体170的宽度为L170。
另一方面，在由周面盖160保持前的状态下，内部元件10、170如图5所示。即，致动器10的扁平面方向的宽度为与L10大致相同程度的L11。另外，周面弹性体170的宽度为L171。根据上述的关系，内部元件10、170在压缩前后满足式(7)(8)的关系。
【式7】
Figure GDA0001645129220000111
【式8】
L11-L10＜L171-L170 …(8)
式(7)是以压缩率进行比较的关系式，式(8)是以压缩量进行比较的关系式。即，周面弹性体170的压缩率大于致动器10的扁平面方向的压缩率。另外，周面弹性体170的压缩量也大于致动器10的扁平面方向的压缩量。
根据第二实施方式的触觉振动提示装置100，在致动器10的扁平面被夹持在第一弹性体20以及第二弹性体30中的基础上，致动器10的周面也被周面弹性体170夹持。因此，在第二实施方式的触觉振动提示装置100中，在扁平面方向产生与第一实施方式的触觉振动提示装置1的厚度方向的动作同样的现象。即，在第一盖140以及周面盖160上，除了产生经由第一弹性体20以及第二弹性体30传递的触觉振动之外，还产生经由周面弹性体170传递的触觉振动。其结果是，通过致动器10的伸缩动作，对接触第一盖140以及周面盖160的被提示者更有效地施加触觉振动。
<4.第三实施方式>
参照图6对第三实施方式的触觉振动提示装置200进行说明。在第三实施方式的触觉振动提示装置200中，对于与第二实施方式的触觉振动提示装置100相同的结构，附加相同的符号并省略说明。
触觉振动提示装置200包括致动器10、第一弹性体20、第二弹性体30、周面弹性体170、第一盖240、第二盖150以及周面盖160。第三实施方式的触觉振动提示装置200相对于第二实施方式的触觉振动提示装置100只有第一盖240不同。第一盖240在表面具备多个突起241作为针对被提示者的触觉振动提示部位。突起241可以采用圆柱状、棱柱状、圆锥台形状、角锥台形状等各种形状。突起241的顶端面的面积充分小于被提示者的接触面的面积。
由此，第一盖240的触觉振动经由突起241传递给被提示者，从而增大施加给被提示者的表面压力。其结果是，被提示者更容易感觉到触觉振动。突起241与第一弹性体20同样地优选使用硅橡胶等。其理由在于，突起241具有一定程度的柔性，能够抑制对被提示者的刺激，能够适当地施加触觉振动。进一步地，如上所述，硅橡胶的损耗系数tanδ较小，因此在第一盖240振动时，即使介有突起241，振动也很难衰减。因此，能可靠地对被提示者施加触觉振动。
<5.第四实施方式>
参照图7A以及图7B对第四实施方式的致动器310进行说明。在上述实施方式的致动器10中，第一电极11、第二电极12、介电层13、第一绝缘层14以及第二绝缘层15分别形成为扁平状，通过将它们层叠而形成致动器10。除此之外，如图7A所示，准备长条状且扁平状的基材310a。基材310a是与第一实施方式的致动器10相同的结构，只有形状不同。
接着，通过卷绕图7A所示的长条状的基材310a，制造图7B所示的致动器310。即，图7B所示的致动器310是将图1所示的致动器10层叠为三层的结构。通过使用该致动器310，能够容易地获得多层致动器结构，且能够产生较大的触觉振动。
此外，在第四实施方式中，通过卷绕基材310a而形成致动器310，但也可以通过层叠多个图1所示的致动器10来形成多层致动器结构。
<6.其他变形方式>
在上述实施方式中，致动器10经由第一弹性体20与第一盖40、140接触，并经由第二弹性体30与第二盖50、150接触。除此之外，也可以排除第二弹性体30而使致动器10与第二盖50、150直接接触。即，致动器10的第一电极11侧的表面经由第一弹性体20与第一盖40、140接触，但致动器10的第二电极12侧的表面与第二盖50、150直接连接。在该情况下，通过第一弹性体20的作用，对第一盖40、140施加触觉振动。但是，与介有第二弹性体30的情况相比，在致动器10的第二电极12侧的表面上，对于第二盖50、150动作的限制力增大。因此，致动器10的位移量容易变小。即，触觉振动提示装置也可以是不具有第二弹性体30的结构，但传递给第一盖40、140的触觉振动变小。
符号说明
1、100、200：触觉振动提示装置、10、310：致动器、11：第一电极、12：第二电极、13：介电层、14：第一绝缘层、15：第二绝缘层、20：第一弹性体、30：第二弹性体、40、140、240：第一盖、50、150：第二盖、51：驱动电路、60、160：周面盖、170：周面弹性体、241：突起

Claims (11)

1.一种触觉振动提示装置(1、100、200)，具备：
静电式或压电式的致动器(10、310)，所述致动器(10、310)形成为扁平状，具备在厚度方向上对置的第一电极(11)以及第二电极(12)，至少在所述厚度方向上伸缩；
第一弹性体(20)，所述第一弹性体(20)具有比所述致动器(10、310)的厚度方向的弹性模量(E1(10))小的弹性模量(E(20))，与所述致动器(10、310)的所述第一电极(11)侧的表面接触地配置；以及
第一盖(40、140、240)，所述第一盖(40、140、240)将所述第一弹性体(20)的与所述致动器(10、310)的接触面的相反面覆盖，对所述致动器(10、310)以及所述第一弹性体(20)向所述致动器(10、310)的厚度方向进行按压，并以比所述致动器(10、310)更大程度地压缩的状态对所述第一弹性体(20)进行保持。
2.根据权利要求1所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，具备：
第二弹性体(30)，所述第二弹性体(30)具有比所述致动器(10、310)的厚度方向的弹性模量(E1(10))小的弹性模量(E(30))，与所述致动器(10、310)的所述第二电极(12)侧的表面接触地配置；以及
第二盖(50、150)，所述第二盖(50、150)将所述第二弹性体(30)的与所述致动器(10、310)的接触面的相反面覆盖，第二盖(50、150)与第一盖(40、140、240)对所述致动器(10、310)、所述第一弹性体(20)以及所述第二弹性体(30)向所述致动器(10、310)的厚度方向进行按压，并以比所述致动器(10、310)更大程度地压缩的状态对所述第一弹性体(20)以及所述第二弹性体(30)进行保持。
3.根据权利要求2所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，其中，
所述第二盖(50、150)是与所述第一电极(11)以及所述第二电极(12)电连接，并对外加于所述第一电极(11)以及所述第二电极(12)的电压进行控制的电路基板单元。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉振动提示装置(100、200)，其中，
所述致动器(10、310)在扁平面方向上伸缩，
所述触觉振动提示装置(100、200)具备：
周面弹性体(170)，所述周面弹性体(170)具有比所述致动器(10、310)的扁平面方向的弹性模量(E2(10))小的弹性模量(E(170))，与所述致动器(10、310)的周面接触地配置；以及
周面盖(160)，所述周面盖(160)将所述周面弹性体(170)的与所述致动器(10、310)的接触面的相反面覆盖，对所述致动器(10、310)以及所述周面弹性体(170)向所述致动器(10、310)的扁平面方向进行按压，并以比所述致动器(10、310)更大程度地压缩的状态对所述周面弹性体(170)进行保持。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，其中，
所述第一弹性体(20)的弹性模量(E(20))与所述致动器(10、310)的厚度方向的弹性模量(E1(10))之比为15％以下。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，其中，
所述第一弹性体(20)的损耗系数tanδ在规定条件下为所述致动器(10、310)的损耗系数tanδ的同等以下。
7.根据权利要求5所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，其中，
所述第一弹性体(20)由弹性体形成为扁平状。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉振动提示装置(200)，其中，
所述第一盖(240)在表面具备多个突起(241)作为针对被提示者的触觉振动提示部位。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，其中，
所述第一盖(40、140、240)为触摸面板部件。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，其中，
所述致动器(10、310)是静电式的致动器，具备：
所述第一电极(11)以及所述第二电极(12)；以及
被夹持配置在所述第一电极(11)与所述第二电极(12)之间、且由弹性体形成的电介质。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉振动提示装置(1、100、200)，其中，
所述致动器(10、310)是压电式的致动器，具备：
所述第一电极(11)以及所述第二电极(12)；以及
被夹持配置在所述第一电极(11)与所述第二电极(12)之间的压电体。
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