JP2010170483A - Contact rendering device and driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、力感覚を利用して各種情報を伝達する接触呈示装置及び駆動方法に関する。 The present invention relates to a contact presentation device and a driving method for transmitting various information using force sensation.
PZT素子による素子の変位を利用したアクチュエータがある。しかしPZTのバルク素子は、例えば0.9mm×0.9mm×1.6mmで定格電圧を印加した際の変位量は約1μm程度と変位量は小さい。PZT素子そのものの変位量が小さいことから、変位を拡大するバイモルフ構造のPZT素子を利用する例が多くある。バイモルフ構造は、上下のピエゾ板間に導電板を挟んで一体化し、ピエゾ板あるいは導電板のいずれか一方を共通電極、他方をセグメント電極とした構造である。 There is an actuator that utilizes the displacement of an element by a PZT element. However, a PZT bulk element has a small displacement amount of about 1 μm when a rated voltage is applied at, for example, 0.9 mm × 0.9 mm × 1.6 mm. Since the displacement amount of the PZT element itself is small, there are many examples of using a PZT element having a bimorph structure that expands the displacement. The bimorph structure is a structure in which a conductive plate is integrated between upper and lower piezoelectric plates, and either the piezoelectric plate or the conductive plate is a common electrode and the other is a segment electrode.
特許文献1には、弾性導電材料からなる薄片の両板面に圧電材料からなる圧電層を積層した圧電素子片と、圧電素子片の基端部に位置する前記薄片の基端部を固定する固定手段と、圧電素子片の略中央部分を湾曲変位の自由度を持たせて支持する支持手段とを具備するバイモルフ構造の圧電アクチュエータが記載されている。 In Patent Document 1, a piezoelectric element piece in which a piezoelectric layer made of a piezoelectric material is laminated on both plate surfaces of a thin piece made of an elastic conductive material, and a base end part of the thin piece located at the base end part of the piezoelectric element piece are fixed. A piezoelectric actuator having a bimorph structure including fixing means and supporting means for supporting a substantially central portion of a piezoelectric element piece with a degree of freedom of bending displacement is described.
特許文献2には、バイモルフ構造のPZT素子を利用してピンを上下する触覚刺激装置が記載されている。この触覚刺激装置は、音声などの音響情報を周波数分解し、振動ピンを夫々独立して振動させ、正確な振動パターンを指先に連続して与える。
しかしながら、このような従来のバイモルフ構造のPZT素子を利用したアクチュエータにあっては、変位を拡大するために機構部の長手方向の距離寸法を必要としていたため、機器の小型化・軽量化が困難であった。特許文献2に記載の触覚刺激装置は、バイモルフ構造の長手方向のアームの長さを利用してピンの高さ方向の位置変化を大きくする構成であるため、構造的に小さく(すなわちアームを短く)すると、十分なピンの変位が得られず指先に刺激を伝えることができない。
However, in such an actuator using a conventional PZT element having a bimorph structure, it is difficult to reduce the size and weight of the device because the distance in the longitudinal direction of the mechanism portion is required to increase the displacement. Met. Since the tactile stimulation device described in
いずれにしても、元々変位量の小さいPZT素子を利用する場合、バイモルフ構造を採らざるを得ず、このバイモルフ構造のPZT素子を利用したアクチュエータ自体がかなりの大きさと重量を持つことに加え、駆動電圧が高く、例えば携帯電話などに搭載することは全く不可能であった。 In any case, when using a PZT element with a small amount of displacement originally, a bimorph structure must be adopted, and in addition to the actuator itself using this bimorph structure PZT element having a considerable size and weight, driving The voltage is high, and it was impossible to install in a mobile phone, for example.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、PZT素子を利用しつつ、変位を拡大することができ、格段に小型化・軽量化を図ることができる接触呈示装置及び駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a contact presentation device and a driving method capable of enlarging displacement while using a PZT element, and capable of significantly reducing size and weight. The purpose is to do.
本発明の接触呈示装置は、ベース基板上に配置される圧電素子と、前記圧電素子の伸縮方向に離間可能に当接する可動部材と、前記可動部材の動きを規制する規制部材と、前記圧電素子に所定周波数以上の駆動周波数を印加して該圧電素子を高速で変位させる駆動部と、を備える構成を採る。 The contact presentation device of the present invention includes a piezoelectric element disposed on a base substrate, a movable member that comes into contact with the piezoelectric element so as to be separable, a regulating member that regulates the movement of the movable member, and the piezoelectric element And a driving unit that applies a driving frequency equal to or higher than a predetermined frequency to displace the piezoelectric element at high speed.
本発明の駆動方法は、圧電素子の伸縮方向に可動部材を当接させる工程と、前記圧電素子に所定周波数以上の駆動周波数を印加して該圧電素子を高速で変位させる工程と、前記圧電素子の変位及び前記可動部材の質量から導かれる運動方程式に基づいて、前記可動部材を前記圧電素子から跳躍させる工程とを有する。 The driving method of the present invention includes a step of bringing a movable member into contact with an expansion / contraction direction of a piezoelectric element, a step of applying a driving frequency equal to or higher than a predetermined frequency to the piezoelectric element to displace the piezoelectric element at a high speed, and the piezoelectric element And the step of jumping the movable member from the piezoelectric element based on the equation of motion derived from the displacement of the movable member and the mass of the movable member.
本発明によれば、PZT素子を利用しつつ、変位を拡大することができ、格段に小型化・軽量化を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a displacement can be expanded using a PZT element, and reduction in size and weight can be achieved markedly.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(原理説明)
図1は、本発明の基本原理を説明する図であり、図1(a)は、そのPZT素子の周波数応答性を示す図、図1(b)は、その構成図、図1(c)は、その設定条件を表にして示す図である。
(Principle explanation)
FIG. 1 is a diagram for explaining the basic principle of the present invention. FIG. 1 (a) is a diagram showing the frequency response of the PZT element, FIG. 1 (b) is its configuration diagram, and FIG. These are the figures which show the setting conditions in a table | surface.
PZT素子は、駆動信号の周波数を可変することにより、周波数に応答する形で変位する。なお、通常のアクチュエータ(例えばモータ、ソレノイド)はインダクタンス成分を持つため周波数が高くなると応答が持続できない2次遅れ系を持つ。 The PZT element is displaced in response to the frequency by changing the frequency of the drive signal. Note that a normal actuator (for example, a motor or a solenoid) has an inductance component, and thus has a second-order lag system in which the response cannot be maintained when the frequency is increased.
図1(a)に示すように、PZT素子は、結晶の歪みによって変位するので周波数を持続しても応答性が持続する特徴を持つ。 As shown in FIG. 1A, since the PZT element is displaced by crystal distortion, the responsiveness is maintained even if the frequency is maintained.
本発明者らは、PZTバルク素子を利用して変位(又は移動速度、加速度)を短時間で拡大する方法を見出した。 The present inventors have found a method of expanding displacement (or moving speed, acceleration) in a short time using a PZT bulk element.
図1(b)に示すように、PZTバルク素子1の上部に可動できるピン2を載せ、PZTバルク素子1に電圧を印加して変位させる。本発明者らは、ピン2の質量と、PZTバルク素子1に印加する電圧の周波数が所定の関係を満たすとき、ピン2の変位量が極端に増大することを見出した。このピン2の変位量は、ピン2がPZTバルク素子1の上部から飛び跳ねることによるものである。低い周波数では、PZTバルク素子1の変位にピン2は追従した動きをするが、1kHz近傍より高い周波数になると、ピン2の持つ質量に応じた運動を開始する。これは、ピン2が落下してPZTバルク素子1に当接する際に、PZTバルク素子1が高速で変位していると、PZTバルク素子1とピン2とが衝突し、より大きな力がピン2に加わり、ピン2を跳ね上げるようにしてピン2の変位量を増大させる。
As shown in FIG. 1B, a
ピン2の変位量は、ピン2の材質・形状、ピン2のPZTバルク素子1側への復帰力、PZTバルク素子1の形状・大きさ・印加電圧などにより異なる。本発明者らの実験によれば、ピン2の質量とPZTバルク素子1に印加する電圧の周波数の設定が支配的であることが判明した。このうち、ピン2については、用途上からある程度の大きさ・形状が規定され、かつ剛性の高い金属を使用したとすると、質量についての調整範囲は少ない。このため、PZTバルク素子1に印加する電圧の周波数の設定が重要となる。
The amount of displacement of the
以下、ピン跳ね上げ時を表す運動方程式の導出について説明する。 Hereinafter, the derivation of the equation of motion representing the time of pin jumping will be described.
図1(c)は、ピン2の質量m,速度v1,加速度α,跳ね上がり高さh,衝突時間t,PZTバルク素子1の速度v2,加速度β,駆動周波数fの単位を示す。以下の説明において、簡単のため、ピン2はピン、PZTバルク素子1はPZTと略記する。
FIG. 1C shows units of the mass m, the speed v1, the acceleration α, the jump height h, the collision time t, the speed v2, the acceleration β of the PZT bulk element 1, and the driving frequency f. In the following description, for simplicity, the
ピンとPZTが衝突する力が最も大きいとき、ピンは最大に跳ね上がる。ここで、ピン・PZTは剛体であると考えると、ピンとPZTの接触で起こる衝撃力F(N)は次式(1)で表すことができる。 When the force with which the pin and PZT collide is the largest, the pin jumps to the maximum. Here, when it is considered that the pin / PZT is a rigid body, the impact force F (N) caused by the contact between the pin and the PZT can be expressed by the following equation (1).
F=m・a
=m・(α+β)
=m・(v1+v2)/t …(1)
ピン質量m、衝突時間tを一定とするならば、衝撃力を大きくするには衝突直前のピンとPZTの速度を大きくする必要がある。
F = m · a
= M · (α + β)
= M · (v1 + v2) / t (1)
If the pin mass m and the collision time t are constant, it is necessary to increase the speed of the pin and the PZT immediately before the collision in order to increase the impact force.
ピン速度v1は、跳ね上がった高さに依存し、次式(2)で示される。gは重力加速度である。 The pin speed v1 depends on the jumped height and is expressed by the following equation (2). g is a gravitational acceleration.
v1=(2・g・h)(1/2) …(2)
実際には、ピンはストッパーにより規制されるため、高さには制限が設けられている。
v1 = (2 · g · h) (1/2) (2)
Actually, since the pin is regulated by the stopper, the height is limited.
PZTの変位速度は、印加する電圧が変わらなければ変化はない。しかし、駆動周波数fによって伸縮の回数を変化させることができる。例えば、ピンがMaxまで上がった状態で落下してくる時間T(s)は、次式(3)で示される。 The displacement speed of PZT does not change unless the applied voltage is changed. However, the number of expansions / contractions can be changed by the drive frequency f. For example, the time T (s) during which the pin falls with Max raised to Max is expressed by the following equation (3).
T=(h・2/g)(1/2) …(3)
PZTは、駆動周波数fに従って1/f秒に一回伸縮を行うことになる。衝突するタイミングに合わせた周波数を設定することで、最もv2が大きい状態でピンと衝突させるよう調節を行うことが可能である。
T = (h · 2 / g) (1/2) (3)
PZT expands and contracts once in 1 / f seconds according to the driving frequency f. By setting the frequency according to the timing of collision, it is possible to perform adjustment so that the pin collides with the v2 being the largest.
なお、以上は、摩擦などを無視した簡単なモデルであり、また各制限を設けたため、厳密には当てはまらないことを注記しておく。 It should be noted that the above is a simple model ignoring friction and the like, and since each restriction is provided, it is not strictly applicable.
(実施の形態)
図2は、上記基本的な考え方に基づく本発明の一実施の形態に係る接触呈示装置の全体構成を示す図である。本実施の形態は、指に各種情報を伝達する触覚呈示デバイスに適用した例である。
(Embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a contact presentation device according to an embodiment of the present invention based on the above basic concept. The present embodiment is an example applied to a tactile presentation device that transmits various types of information to a finger.
図2に示すように、接触呈示装置10は、駆動回路5の出力により駆動される。
As shown in FIG. 2, the
駆動回路5は、駆動信号をPZTバルク素子の定格電圧とするとともに、1kHz近傍より高い駆動周波数を印加する。
The
図3は、上記接触呈示装置10の構成を示す斜視図であり、図3(a)はその破断斜視図、図3(b)はその断面図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the
図3に示すように、接触呈示装置10は、ベースプレート11と、ベースプレート11上に整列して設置された圧電素子12と、圧電素子12の伸縮方向に離間可能に載置されたピン13と、整列した圧電素子12全体を覆い、ピン13位置を規制する位置決めカバー14と、位置決めカバー14全体を覆うとともに、指の形状に合わせて湾曲に形成されたキートップと該キートップに開口した開口孔15aを有し、跳ね上げられたピン13が開口孔15aから突出するトップカバー15と、ピン13を圧電素子12側に付勢するコイルバネ16とから構成される。
As shown in FIG. 3, the
図4は、上記ベースプレート11及び圧電素子12の構成を示す斜視図、図5は、上記ベースプレート11及び位置決めカバー14の構成を示す斜視図、図6は、上記圧電素子12上に載置されたピン13の構成を示す斜視図、図7は、上記ベースプレート11、ピン13及び位置決めカバー14の組み立て工程を示す斜視図である。
4 is a perspective view showing configurations of the
図3及び図4に示すように、ベースプレート11は、ベースプレート本体11a、ベースプレート本体11a表面に設けられた溝部11b、位置決めカバー14を固定する爪部11c及びねじ止め用孔を有する脚部11dから構成される。1つの溝部11bには、3個の圧電素子12が整列して配置され、圧電素子12の一端は、該溝部11bに固定される。本実施の形態では、9個の圧電素子12を整列しているが、どのような個数又は配列でも構わない。例えば、ベースプレート本体11aに16個の圧電素子12を整列させる構成でもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
圧電素子12は、例えばPZTバルク素子である。
The
図3及び図6に示すように、ピン13は、圧電素子12の端部12aに当接して載置される。ピン13は、位置決めカバー14の開口孔14a内を摺動する基部13a、コイルバネ16を規制するフランジ部13b、及び頭部13cを有する。ピン13は、自重又はコイルバネ16の付勢により、その基部13aの端が圧電素子12の端部12aに軽く当接する。ピン13は、圧電素子12の変位により跳ね上がりが可能である。また、図3(b)に示すように、各ピン13は、トップカバー15の形状に合わせて長さが決められる。
As shown in FIGS. 3 and 6, the
図3及び図5に示すように、位置決めカバー14は、開口孔14aを有し、該開口孔14aにピン13の基部13aを摺動自在に収容して、圧電素子12上に載置されたピン13位置を規制する。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
図3及び図7に示すように、位置決めカバー14は、図6の状態を保つように圧電素子12上にピン13を載置しつつ、ベースプレート本体11a上に爪部11cにより固定される。
As shown in FIGS. 3 and 7, the
図3に示すように、トップカバー15のキートップは、指の形状に合わせた湾曲に形成される。トップカバー15は、開口孔15aを有し、該開口孔15aにピン13の頭部13cを摺動自在に収容する。ピン13は、跳ね上がり時に、頭部13cがトップカバー15の表面から突出する。トップカバー15は、図7の状態のピン13及び位置決めカバー14全体を覆うようにしてベースプレート本体11a側面部に固定される。
As shown in FIG. 3, the key top of the
図3(b)に示すように、コイルバネ16は、図6に示す状態でピン13のフランジ部13bとトップカバー15内部上面間に挿入され、ピン13を圧電素子12側に軽く付勢する。これにより、接触呈示装置10が水平状態で使用されない状況下にあってもピン13の基部13aの端が圧電素子12の端部12aに当接させることができる。なお、接触呈示装置10を水平状態で使用することが決まっている場合は、ピン13の自重を用いてピン13を圧電素子12側に復帰させる態様でもよい。この場合にはコイルバネ16が不要になり、またコイルバネ16取り付けの工程を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
As shown in FIG. 3B, the
以下、上述のように構成された接触呈示装置10の動作について説明する。まず、接触呈示装置10の組み立て方法について述べる。
Hereinafter, the operation of the
図4に示すように、ベースプレート本体11a上に圧電素子12を格子状に並べる。圧電素子12の個数・配置間隔は、任意である。圧電素子12の配置間隔を、2−4mm程度に設定すると、指先に感覚を伝える上で有効である。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、格子状に並べられた圧電素子12を覆うように、位置決めカバー14を設置し、図7に示すように、位置決めカバー14の開口孔14aにピン13の基部13aを収容する。これにより、図6に示すように、ピン13の基部13aは、圧電素子12の端部12aに当接する。
As shown in FIG. 5, a
また、ピン13には、ピン13を圧電素子12に当接するように付勢するコイルバネ16を取り付ける。
A
図3に示すように、トップカバー15を、図7の状態のピン13及び位置決めカバー14全体を覆うようにしてベースプレート本体11a側面部に固定する。
As shown in FIG. 3, the
次に、接触呈示装置10の動作について述べる。
Next, the operation of the
図8は、上記接触呈示装置10の断面図であり、図8(a)はそのピン跳ね上げ前(Jump前)の断面図、図8(b)はそのピン跳ね上げ後(Jump後)の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
図8に示すように、トップカバー15のキートップは、指の形状に合わせた湾曲に形成されている。図8(a)に示すように、トップカバー15は、初期状態では、指先に感触がないようにトップカバー15表面からピン13の頭部13cが引っ込んだ状態にある。この表面へこみ量は、例えば0.1mmである。
As shown in FIG. 8, the key top of the
感覚を伝えたい位置にある圧電素子12に、所定の定格電圧で、かつ前述した駆動周波数の駆動信号を印加し、該当圧電素子12を振動させる。具体的には、図2に示す駆動回路5の出力により接触呈示装置10の圧電素子12を駆動する。圧電素子12に供給する駆動信号は、所定の定格電圧と駆動周波数を満たす信号であればどのような波形(例えば、矩形波、サイン波、三角波、のこぎり波)でもよい。
A drive signal having a predetermined rated voltage and the above-described drive frequency is applied to the
図8(b)に示すように、該当圧電素子12が振動することにより、原理説明で述べた理により該当圧電素子12に当接するピン13が跳ね上がる。図8(b)の場合は、3つのピン13が何れも跳躍し、トップカバー15表面からピン13の頭部13cが突出している。この表面突出量は、例えば0.5mmである。
As shown in FIG. 8B, when the corresponding
トップカバー15に乗せられた指に、ピン13の頭部13cが勢いよく当たることで、ユーザは指先から接触呈示情報を得ることができる。例えば、ピン13配列が3×3のマトリクス配列において、左側3列のピン13が跳ね上がり、ユーザがこれを指から知覚したしたとすると、「左」に割り当てられている機能が呈示されていると認識することができる。
When the
図9は、指がトップカバーに載置された場合の接触呈示装置10の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
図9に示すように、トップカバー15のキートップは、指20の形状に合わせた湾曲に形成されている。また、ピン13の長さは、指接触部分である湾曲したトップカバー15の形状に合わせて長さが調整される。これにより、各ピン13が跳ね上がり、トップカバー15表面からピン13の頭部13cが突出した場合、感触の均一化を図ることができる。
As shown in FIG. 9, the key top of the
また、トップカバー15のキートップに指を押し付けて利用する態様ではなく、ユーザは湾曲したトップカバー15に指を置くだけであるため、違和感がなく自然な感じで利用することができる。このため、人に優しい優れた使用感覚のマン・マシン・インタフェースとして活用することができる。湾曲したトップカバー15に置かれる指の感触が自然で違和感ないことから、表面突出量が例えば0.5mmであってもユーザは十分に、指から感触を得ることができる。従来例のように、キートップに指を押し付けて利用するものでは、ユーザの力加減により触感が変わること、押す力と押される力のバランスが各個人で異なることなどの理由から、本実施の形態のような優れた接触呈示を得ることはできない。
Moreover, since the user only puts his / her finger on the curved
図10は、圧電素子12に印加する駆動周波数を変えた場合のピン13の変位量を測定した図である。図10(a)−(e)は、駆動周波数を、順に10Hz,100Hz,500Hz,1kHz,5kHzにした実測波形である。各図中、上段の波形が駆動信号を、下段の波形がピン変位信号を示す。ピン変位は、レーザ測長機を利用しており、測定レンジは、50μm/vですべて同じである。
FIG. 10 is a diagram in which the amount of displacement of the
図10(d)に示すように、駆動周波数が1kHzになると、ピン13の変位量が増える。図10(e)に示すように、駆動周波数を数kHzに設定すると、ピン13の変位量が増大する。
As shown in FIG. 10D, when the drive frequency is 1 kHz, the displacement amount of the
以上詳細に説明したように、本実施の形態の接触呈示装置10は、ベースプレート11上に整列して設置された圧電素子12と、圧電素子12の伸縮方向に離間可能に載置されたピン13と、位置決めカバー14全体を覆うとともに、指の形状に合わせて湾曲に形成されたキートップを有するトップカバー15と、ピン13を圧電素子12側に付勢するコイルバネ16とを備え、駆動回路5は、接触呈示時には、対象の圧電素子12に対して1kHz(好ましくは数kHz)以上の駆動周波数を印加して該当する圧電素子12を高速で変位させる。圧電素子12とピン13とが衝突することで、圧電素子12は跳ね上げられ、ピン13は大きな変位量を獲得することができる。跳ね上げられたピン13が、トップカバー15の開口孔15aから突出することで、ユーザは勢いよく跳ね上げられたピン13の刺激を指に受け、接触呈示情報を得ることができる。
As described above in detail, the
本実施の形態では、PZT素子を利用しつつ、変位を拡大することができ、バイモルフ構造のアクチュエータに比較して、格段に小型化・軽量化を図ることができる。本実施の形態を適用したデバイスは、小型化・軽量化の点で比類のないものであり、各種携帯機器、例えば携帯電話などに搭載する途が拓ける。また、本実施の形態では、小型化・軽量化の効果以外にも、部品点数を少なくすることができ、組立工数とコストの低減を図ることができる。 In the present embodiment, the displacement can be enlarged while using the PZT element, and the size and weight can be significantly reduced as compared with the bimorph actuator. A device to which this embodiment is applied is unparalleled in terms of miniaturization and weight reduction, and the way to install it in various portable devices such as cellular phones can be opened. Further, in the present embodiment, in addition to the effect of reducing the size and weight, the number of parts can be reduced, and the number of assembling steps and costs can be reduced.
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能であり、本発明がこれらに及ぶことは当然である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various changes are possible based on the technical idea of this invention, and this invention covers these. It is natural.
また、上記各実施の形態では、接触呈示装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、アクチュエータ、指方向伝達デバイス等であってもよいことは勿論である。 In each of the above-described embodiments, the name “contact presentation device” is used. However, this is for convenience of explanation, and of course, an actuator, a finger direction transmission device, or the like may be used.
本発明に係る接触呈示装置及び駆動方法は、指などの接触呈示対象部位に各種情報を伝達する触覚呈示デバイスに用いて有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The contact presentation device and the driving method according to the present invention are useful for a tactile presentation device that transmits various types of information to a contact presentation target site such as a finger.
1 PZTバルク素子
2,13 ピン
5 駆動回路
10 接触呈示装置
11 ベースプレート
12 圧電素子
14 位置決めカバー
14a,15a 開口孔
15 トップカバー
16 コイルバネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記圧電素子の伸縮方向に離間可能に当接する可動部材と、
前記可動部材の動きを規制する規制部材と、
前記圧電素子に所定周波数以上の駆動周波数を印加して該圧電素子を高速で変位させる駆動部と、
を備えることを特徴とする接触呈示装置。 A piezoelectric element disposed on the base substrate;
A movable member that comes into contact with the piezoelectric element so as to be separable in the expansion and contraction direction;
A regulating member that regulates the movement of the movable member;
A driving unit that applies a driving frequency equal to or higher than a predetermined frequency to the piezoelectric element to displace the piezoelectric element at a high speed;
A contact presentation device comprising:
前記可動部材は、接触呈示を行わない初期状態には、前記載置部内に収容され、接触呈示時には、前記載置部表面から突出することを特徴とする請求項1記載の接触呈示装置。 A placement unit for placing the contact presentation target part;
The contact presentation device according to claim 1, wherein the movable member is accommodated in the placement unit in an initial state in which contact presentation is not performed, and protrudes from the placement unit surface during contact presentation.
前記載置部は、指の形状に合わせた湾曲部を有し、
前記可動部材は、前記湾曲部に合わせた全長を有することを特徴とする請求項1記載の接触呈示装置。 The contact presentation target part is a finger,
The placement portion has a curved portion that matches the shape of the finger,
The contact presenting apparatus according to claim 1, wherein the movable member has a total length that matches the curved portion.
前記駆動部は、複数配置された前記圧電素子を個別に駆動することを特徴とする請求項1記載の接触呈示装置。 A plurality of the piezoelectric elements are disposed on the base substrate,
The contact presentation device according to claim 1, wherein the driving unit individually drives a plurality of the piezoelectric elements arranged.
前記圧電素子に所定周波数以上の駆動周波数を印加して該圧電素子を高速で変位させる工程と、
前記圧電素子の変位及び前記可動部材の質量から導かれる運動方程式に基づいて、前記可動部材を前記圧電素子から跳躍させる工程と
を有する駆動方法。
Contacting the movable member in the expansion and contraction direction of the piezoelectric element;
Applying a driving frequency equal to or higher than a predetermined frequency to the piezoelectric element to displace the piezoelectric element at a high speed;
And a step of jumping the movable member from the piezoelectric element based on an equation of motion derived from the displacement of the piezoelectric element and the mass of the movable member.
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---|---|---|---|---|
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2009
- 2009-01-26 JP JP2009014519A patent/JP2010170483A/en active Pending
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