JP2022072888A - 触感フィードバック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤検出することなく接触によるユーザー操作を検出して、安定した触感フィードバックを付与できる触感フィードバック装置を提供すること。【解決手段】接触によるユーザー操作を受け付ける被操作部と、被操作部への接触を検知する接触検知部と、接触による被操作部への荷重を検出する荷重検出部と、振動を生成し、振動を被操作部に出力する振動アクチュエーターと、接触の検知及び荷重の検出に応じて、振動アクチュエーターを駆動して被操作部を振動させ、ユーザーに触感をフィードバックする駆動制御部と、を有し、荷重検出部は、振動時に、荷重の検出を停止する。【選択図】図１９

Description

本発明は、触感フィードバック装置に関する。

従来、感知パネルであるタッチパネルの操作の際に、タッチパネルに表示された表示画面に接触したユーザーの指腹等に対して、接触操作感（接触して操作する感覚）として振動アクチュエーターにより振動を付与する構成が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１には、タッチパネルの裏面に、振動伝達部を介して振動アクチュエーターが取り付けられた携帯端末装置が開示されている。この振動アクチュエーターでは、振動伝達部に固定されるハウジング内に、タッチパネルに対して垂直な方向に延在するガイドシャフトが設けられ、可動体は、ガイドシャフトの延在方向に沿って往復移動可能に配置されている。この振動アクチュエーターでは、タッチパネルへの操作に対応して可動子をハウジングに衝突させることで、振動伝達部を介してタッチパネルに接触する指腹に振動を付与する。

特開２０１５－０７０７２９号公報

ところで、タッチパネルへのユーザー操作に対応して、タッチパネルを介してユーザーの指腹に触感として振動を付与する構成では、タッチパネルへの接触とタッチパネルに掛かる荷重とを検出し、これらに対応して、タッチパネルを介してユーザーに振動を付与することが知られている。

しかしながら、この構成では、ユーザー操作を検出しタッチパネルに振動を付与しているときに、この振動によるタッチパネルへの荷重も検出し、ユーザー操作として誤検出する可能性がある。よって、振動を触感としてフィードバックする際に安定して操作のフィードバックを行いたいという要望があった。

本発明の目的は、誤検出することなく接触によるユーザー操作を検出して、安定した触感フィードバックを付与できる触感フィードバック装置を提供することである。

本発明の触感フィードバック装置は、
接触によるユーザー操作を受け付ける被操作部と、
前記被操作部への前記接触を検知する接触検知部と、
前記接触による前記被操作部への荷重を検出する荷重検出部と、
振動を生成し、前記振動を前記被操作部に出力する振動アクチュエーターと、
前記接触の検知及び前記荷重の検出に応じて、前記振動アクチュエーターを駆動して前記被操作部を振動させ、前記ユーザーに触感をフィードバックする駆動制御部と、
を有し、
前記荷重検出部は、前記振動時に、前記荷重の検出を停止する構成を採る。

本発明によれば、誤検出することなく接触によるユーザー操作を検出して、安定した触感フィードバックを付与することができる。

本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の正面図である。 本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の振動アクチュエーターの外観斜視図である。 同振動アクチュエーターの平面図である。 同振動アクチュエーターの正面図である。 同振動アクチュエーターの下面図である。 同振動アクチュエーターの右側面図である。 同振動アクチュエーターの分解斜視図である。 弾性支持部を有する弾性支持部による支持構造を示すアクチュエーター本体の斜視図である。 弾性支持部の斜視図である。 コア組立体の一例を示す斜視図である。 図７のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の振動アクチュエーターの磁気回路構成を示す図である。 歪み検出体の配線を示す図である。 同アクチュエーター本体の駆動回路の一例を示す図である。 本実施の形態の触感フィードバック装置の要部構成を示すブロック図である。 荷重検出部が検出する荷重の説明に供する図である。 本実施の形態の触感フィードバック装置において、被操作部を押下した際の動作を示すフローチャートである。 本実施の形態の触感フィードバック装置において、被操作部をなぞる場合の処理を示すフローチャートである。 本実施の形態の触感フィードバック装置の要部構成を示すブロック図である。 アクチュエーター駆動信号が供給された可動体の変位量の一例を示す図である。 変形例１の振動アクチュエーターの外観斜視図である。 変形例１の振動アクチュエーターの分解斜視図である。 変形例１の振動アクチュエーターの要部構成を示すアクチュエーター本体の斜視図である。 図２５のＢ－Ｂ線断面図である。 変形例２の振動アクチュエーターの外観斜視図である。 変形例３の振動アクチュエーターの外観斜視図である。

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。

図１は、本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の一例を示す外観斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の正面図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る触感フィードバック装置の要部構成を示す分解斜視図である。

本実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。以下において、触感フィードバック装置１及び振動アクチュエーター１０の奥行き、幅、高さ、は、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の長さとする。便宜上、特に、振動アクチュエーター１０では、Ｘ方向（Ｘ方向プラスともいう）を先端側（一端側）とし、－Ｘ方向（Ｘ方向マイナスともいう）を基端側（他端側）とし、Ｘ方向及び－Ｘ方向を前後方向と称して説明する。

＜触感フィードバック装置１の全体構成＞
図１に示す触感フィードバック装置１は、接触によるユーザー操作を受け付ける被操作部５０１を有し、被操作部５０１でユーザーの操作を受け付けて、そのユーザー操作に対応して、被操作部５０１を振動させる。これにより、触感フィードバック装置１は、ユーザーに対して、振動を接触操作感（「触感」「力覚」ともいう）として付与（フィードバック）するものである。

触感フィードバック装置１は、被操作部５０１と、基部３と、被操作部５０１と基部３との双方に接続され、基部３に被操作部５０１を移動自在に配置する振動アクチュエーター１０とを有する。

被操作部５０１は、ユーザーが接触操作する操作機器等に設けられていることが好ましい。操作機器等としては、例えば、振動アクチュエーター１０により付与された振動を触覚としてユーザーに呈示する触覚呈示部として機能するタッチパネル５がある。被操作部５０１は、タッチパネル５の表面を構成してもよい。被操作部５０１は、タッチパネル５の移動に伴い、一体的に移動する。この場合、タッチパネル５には、ユーザーの接触操作を検出する接触検知部の一部を構成する静電センサ６或いは抵抗膜式センサ等が設けられる。

触感フィードバック装置１では、図３に示すように、振動アクチュエーター１０は、例えば、アクチュエーター本体Ａに、荷重検出モジュールＫが取り付けられることにより構成される。アクチュエーター本体Ａは、基部３に固定される固定体３０と、固定体３０に対して電磁相互作用により振動し、且つ、前記被操作部に直接的に接続される可動体４０とを有する。

可動体４０は、図３に示すように、基部３に固定される固定体３０に対して、プラスマイナスＸ方向に往復移動することにより構成され、被操作部５０１に指等触れた際の触覚となる振動としてプラスマイナスＸ方向の振動を付与する。

振動が被操作部５０１を介してユーザーに伝達され、ユーザーに体感させることで、被操作部５０１を操作したユーザー、つまり、被操作部５０１に触れたユーザーに、直感的な操作を可能とする。被操作部５０１、具体的には、タッチパネル５は、振動を減衰させる減衰部７を有する。

減衰部７は、それぞれ被操作部５０１と、振動アクチュエーター１０が駆動可能に固定された基部３との間で挟まれている。減衰部７は、タッチパネル５の振動を減衰したり、タッチパネル５の基部３に対して移動する際の衝突を低減したりすることが可能である。

減衰部７は、例えば、タッチパネル５の四隅に設けられている。触感フィードバック装置１では、タッチパネル５の構造から、基部３に対して、振動アクチュエーター１０を基部３の中央に配置すると、タッチパネル５の両側に減衰部７を配置することができる。減衰部７は、被操作部５０１のユーザー操作を受ける面の中心を対称中心として複数箇所に配置されていることが好ましい。これにより、タッチパネル５は、特に、接触面である表面に対して垂直方向から受ける荷重に対してバランスよく略均等に荷重を受けることができ、安定した操作と荷重の検出が可能となる。減衰部７は、プリロードされていてもよい。

減衰部７は、振動を減衰するものであればどのようなものでもよく、熱可塑型のエラストマー、具体的には、熱硬化型のシリコンゴムまたは熱可塑型のブチルゴムであってもよい。減衰部７として、シリコンゴム、ブチルゴムなどのエラストマーを用いて、被操作部５０１の振動が一定時間で収まる、つまり、減衰する構造とすることにより、切れの良い操作のフィーリングをフィードバックできる。

ここで、振動アクチュエーター１０の構成の一例を説明する。

＜振動アクチュエーター１０の全体構成＞
図４～図９は、それぞれ、本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエーターの外観斜視図、平面図、正面図、下面図、右側面図及び分解斜視図である。

振動アクチュエーター１０は、扁平板状（カード状）の振動アクチュエーターであり、Ｚ方向を厚み方向とすると、厚み方向と直交する方向で可動体を移動させることにより振動する。振動アクチュエーター１０は、例えば、触覚呈示部としてのタッチパネルに取り付ける場合、タッチパネル５の裏面側に対向するように配置して、タッチパネル５側からの押圧に応じて振動し、その振動を、タッチパネル５側に触感フィードバックとして伝達する。

振動アクチュエーター１０は、アクチュエーター本体Ａと、荷重検出モジュールＫと、を有する。荷重検出モジュールＫは、起歪部材８０と、起歪部材８０に設けられる歪み検出体７０と、を有する。

振動アクチュエーター１０は、例えば、タッチパネル５等の触覚呈示部を有する装置（図１７に示す触感フィードバック装置１等）に設けられる。この場合では、タッチパネル５が押圧操作された際の起歪部材８０の歪みを歪み検出体７０で検出する。振動アクチュエーター１０は、この歪み検出体７０の検出結果に応じて振動し、タッチパネル５に振動を付与する。これより、タッチパネル５を操作した際に、タッチパネル５を介してユーザーに触感を付与する、つまり、触感フィードバックを実現する。

＜アクチュエーター本体Ａ＞
図１０は、弾性支持部を有する弾性支持部による支持構造を示すアクチュエーター本体Ａの斜視図であり、図１１は、弾性支持部の拡大図である。

図４～図１１に示すアクチュエーター本体Ａは、例えば、駆動制御部の一部を構成するマイコン１５０（図１７参照）とともに触感フィードバック装置１に実装されて、操作機器の一例である触覚呈示部としてのタッチパネル５の振動発生源として機能する。

アクチュエーター本体Ａは、コア２４にコイル２２（２２－１、２２－２）が巻回されてなるコア組立体２０及びベース部３２を有する固定体３０と、磁性体の可動体本体４２を有する可動体４０と、弾性支持部５０（５１、５２）と、を有する。

アクチュエーター本体Ａは、弾性支持部５０（例えば、第１の弾性支持部５１、第２の弾性支持部５２）により、移動可能に支持される可動体４０を一方向（例えば、Ｘ方向或いは-Ｘ方向）に駆動させる。この一方向とは、板状の振動アクチュエーター１０の厚み方向と直交する方向の一つの向きである。

アクチュエーター本体Ａは、付勢力を発生する部材（弾性支持部５０）の付勢力に抗して可動体４０を一方向に移動させ、一方向に移動した可動体４０を、付勢力より、一方向とは反対の方向に移動させる。これを繰り返すことにより、アクチュエーター本体Ａは、可動体４０を一方向で直線往復移動（振動）させる電磁駆動の電磁アクチュエーターとして機能する。

アクチュエーター本体Ａは、コア組立体２０により、可動体４０の可動体本体４２を振動させる。具体的には、通電されるコイル２２および通電されるコイル２２により励磁されるコア２４の吸引力と、弾性支持部５０（５１、５２）による付勢力とにより、可動体４０を振動させる。

アクチュエーター本体Ａは、扁平形状に構成されており、可動体４０を、固定体３０に対して、厚み方向としたＺ方向と直交するＸ方向を振動方向として、振動させている。

本実施の形態では、アクチュエーター本体Ａは、荷重検出部としての歪み検出センサ７０ａ～７０ｄにより、押圧操作されるタッチパネル５の変位を、起歪部材８０の歪みとして検出し、この検出した歪みに対応して可動体４０を可動して振動する。

＜固定体３０＞
固定体３０では、固定体本体となる板状のベース部３２にコア組立体２０が固定されるとともに、可動体４０に連結され、固定体３０に対して、可動体４０を振動方向に移動自在に支持する弾性支持部５０（５１、５２）が固定されている。

ベース部３２は、扁平形状の部材であり、アクチュエーター本体Ａの底面、言い換えると、振動アクチュエーター１０の底面を形成する。
ベース部３２には、開口部３４が設けられ、開口部３４内にコイル２２－１、２２－２が位置するように、ベース部３２に、ねじ等の止着部材２６を介してコア組立体２０が固定されている。

ベース部３２には、コア組立体２０を挟むように、ベース先端部３０ａとベース基端部３０ｂに、弾性支持部５０（５１、５２）の一端部５０ｂ、５０ｂがそれぞれ固定されるばね接続部３６（図９参照）が設けられている。

ベース部３２では、ベース先端部３０ａのばね接続部３６と、コア組立体２０の吸引力発生部との間隔と、ベース基端部３０ｂのばね接続部３６と吸引力発生部との間隔とが略同じとなるように形成されている。ベース部３２の前後方向（振動方向）において、ばね接続部３６、３６間の中央部に、吸引部４５或いはコア組立体２０の吸引力発生部、及び吸引部４５とコア組立体２０の吸引力発生部との間の部位が位置する。例えば、吸引部４５は、図８に示すように、振動方向（Ｘ方向、－Ｘ方向）において、弾性支持部５１、５２間の長さＭの１／２Ｍ或いは１／２Ｍ近傍となる位置に配置されている。なお、振動方向（Ｘ方向、－Ｘ方向）において、弾性支持部５１、５２の一方から吸引部４５までの長さをＭ１としてもよい。

また、ベース先端部３０ａ、ベース基端部３０ｂには、ベース部３２を、基部３側（図３に示すボス３ａ）に固定するための固定孔３８が設けられている。固定孔３８はベース部３２の四隅にそれぞれ設けれ、ベース部３２を基部３のボス３ａ（図３参照）に確実に固定する。

ベース部３２は、例えば、板金を加工して、長手方向であるＸ方向を振動方向とし、この方向で離間する一辺部と他辺部を、ベース先端部３０ａとベース基端部３０ｂとした矩形板状に形成されている。

開口部３４は、コア組立体２０の形状に対応した形状である。開口部３４は、幅方向（Ｙ方向）に長い長方形状に形成され、コア組立体２０の吸引力発生部を、ベース部３２の中央部で、かつ、可動体の吸引部４５に対して、振動方向（Ｘ方向）で離間して対向するように配置している。なお、開口部３４は、内部に、コア組立体２０のコイル２２が配置され、吸引力発生部を吸引部４５に対して振動方向で対向する構成であれば、どのように構成されてもよい。

開口部３４内には、コア組立体２０のコイル２２が、ベース部３２の下面（可動体４０と対向する面である上面とは逆側の面）側から固定されている。これにより、ベース部３２上にコア組立体２０が取り付けられる構成と比較して、振動アクチュエーター全体のＺ方向の長さ（厚み）が薄くなっている。また、コア組立体２０は、その一部、ここでは底面側の一部が開口部３４内に嵌まり込んだ状態で、止着部材２６としたねじにより固定されている。これにより、コア組立体２０は、ベース部３２に対して、ベース部３２から外れにくい状態で強固に固定される。

コア組立体２０は、コイル２２に通電されると、弾性支持部５０（５１、５２）と吸引部４５との協働により、可動体４０の可動体本体４２を振動（Ｘ方向に往復直線移動）する。

図１２は、コア組立体２０の一例を示す斜視図である。
図１２に示すように、本実施の形態のコア組立体２０は、Ｕ字状に形成された扁平のコア２４において、互いに並行な辺部のそれぞれに、扁平のコイル２２－１、２２－２を外装して形成されている。

コイル２２（２２－１、２２－２）は、アクチュエーター本体Ａの駆動時に通電されて、磁界を発生するソレノイドとして機能する。コイル２２は、コア２４、可動体４０の吸引部４５とともに、可動体４０を吸い寄せて移動させる磁気回路（磁路）を構成する。

なお、コイル２２には、基板２３（アクチュエータードライバー１６０に相当、例えばアクチュエータードライバー１６０Ａでもよい）を介して、外部電源から電力供給される。例えば、振動アクチュエーター１０（アクチュエーター本体Ａ）にアクチュエータードライバー１６０（図１７参照）を介して駆動電流が供給されることでコイル２２に電力を供給してアクチュエーター本体Ａを駆動する。

コア２４において、Ｕ字状の両端部は、コイル２２を通電することにより励磁される磁極２０１ａ、２０１ｂであり、磁気吸引力発生部を構成する。磁極２０１ａ、２０１ｂは、ベース先端部３０ａとベース基端部３０ｂのばね接続部３６間の中間位置で、Ｙ方向で直線状に並ぶように配置されている。

また、磁極２０１ａ、２０１ｂは、Ｘ方向でギャップＧをあけて、可動体４０の吸引部４５と対向して配置されている。磁極２０１ａ、２０１ｂは、それぞれ面状であることが好ましい。すなわち、コイル２２の巻回軸は、前後方向、つまり、振動方向に向けて配置されており、ベース部３２の先端部（「ベース先端部」とも称する）３０ａ側から基端部３０ｂ側に、両磁極２０１ａ、２０１ｂが向くように固定されている。

コア２４は、軟磁性材料等からなる磁性体であり、例えば、ケイ素鋼板、パーマロイ、フェライト等により形成される。また、コア２４は、電磁ステンレス、焼結材、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）材、積層鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等により構成されてもよい。

磁極２０１ａ、２０１ｂは、コイル２２への通電により励磁されて、振動方向（Ｘ方向）で離間する可動体４０の吸引部４５を吸引し、移動させる。具体的には、磁極２０１ａ、２０１ｂは、発生する磁束により、吸引力発生部して機能し、ギャップＧを介して対向配置された可動体４０の吸引部４５を吸引する。なお、ギャップＧは、吸引力発生部と吸引部４５のＸ方向で開く間隔であり、可動体４０の可動領域を決定する間隔である。

コア２４は、コイル２２の通電により磁化して、吸引力発生部となる磁極２０１ａ、２０１ｂと吸引部４５とにより、吸引部４５をＸ方向に移動させる磁気回路を構成するものであればどのように構成されてもよい。

＜可動体４０＞
可動体４０は、ベース部３２と重なるように、アクチュエーター本体Ａの厚み方向に、厚み方向と直交する方向である振動方向、例えば、Ｘ方向に移動自在に配置される。
可動体４０は、板状の可動体本体４２と、可動体本体４２に設けられ、磁極２０１ａ、２０１ｂに対向配置される吸引部４５とを有する。

可動体４０は、振動方向で離間する弾性支持部５０（５１、５２）を介して、ベース部３２に対して振動方向（Ｘ方向）に移動可能に、吊られた状態で配置されている。

可動体本体４２は、電磁ステンレス、焼結材、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）材、積層鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等の磁性体から構成される板状体であり、例えば、ＳＥＣＣ板を加工して形成される。

可動体本体４２は、ベース部３２のコア組立体２０に対応して形成された開口部４４を有する。開口部４４内に、コイル２２－１、２２－２を内部に配置して、振動アクチュエーター全体としての厚みを薄くしている。すなわち、可動体本体４２は開口部４４を有する構成にすることより、開口部４４が無い場合と比較して、アクチュエーター本体Ａ、ひいては振動アクチュエーター１０全体の厚みを薄くできる。また、開口部４４内に、コア組立体２０のコイル２２を位置させるため、コイル２２近傍に可動体本体４２が配置されることがなく、コイル２２から漏れる漏えい磁束による変換効率の低下を抑制でき、高出力を図ることができる。

可動体本体４２は、例えば、タッチパネル５等の操作機器に取り付けるために、起歪部材８０に固定される。

可動体本体４２は、開口部４４を囲むように矩形枠板状に形成されている。
可動体本体４２は、起歪部材８０の一部に固定されている。可動体本体４２は、本実施の形態では、移動規制部９０のストッパ受け部９２と、ストッパピン９４との嵌合（本実施の形態では、螺合）により、可動体本体４２は起歪部材８０の一部に固定されている（図１３参照）。なお、図１３は、起歪部材８０を図面上側にした図７のＡ－Ａ線断面図である。

図９及び図１３に示すように、移動規制部９０は、固定体３０と可動体４０との間において、固定体３０のベース部３２に対する、厚み方向（Ｚ方向）、幅方向（Ｙ方向）、或いは前後方向（Ｘ方向）への可動体本体４２の相対移動範囲を規制するものである。ここでは、前後方向の移動の規制は、ベース部３２の貫通孔３２１の内径Ｄ１と、貫通孔３２１内に配置される可動体側部分（ここではストッパ受け部９２）の外径との間の隙間により規定される。

ストッパ受け部９２は、ベース部３２の貫通孔に挿入される筒状の挿入部９２ａと、挿入部９２ａの一端側に設けられたフランジ部９２ｂとを有する。具体的には、ストッパ受け部９２は、ねじ受け部であり、挿入部９２ａの内周面には雌ねじ部が設けられている。
ストッパ受け部９２は、ベース部３２の下面側から、挿入部９２ａを挿入する。このとき、フランジ部９２ｂは、ベース部３２の下面と係合して、ストッパ受け部９２がベース部３２の上面側に抜けることを防止する。

ストッパ受け部９２には、起歪部材８０側から挿入されたストッパピン９４が挿入され固定されている。これらストッパ受け部９２とストッパピン９４とで抜け止め部を構成する。

ストッパピン９４は、起歪部材８０の上面で係合するフランジ部９４ａと、フランジ部９４ａと連続するピン軸９４ｂと、を有する。

ストッパピン９４のピン軸９４ｂは、起歪部材８０の上面側から起歪部材８０の貫通孔に挿入され、ワッシャ９６を介して、可動体本体４２も挿通している。ストッパピン９４は、本実施の形態では、ねじ受けであるストッパ受け部９２に螺合するねじであり、ピン軸９４ｂの外周には、挿入部９２ａの雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が設けられている。

ピン軸９４ｂをストッパ受け部９２の挿入部９２ａに嵌合する、つまり、螺合することにより、挿入部９２ａの先端と、ストッパピン９４のフランジ部９４ａとにより、ピン軸９４ｂが挿通する起歪部材８０と可動体本体４２とがワッシャ９６を介して挟持される。これにより、起歪部材８０と可動体本体４２とは移動規制部９０により、ベース部３２に対して、Ｘ方向、Ｚ方向に所定範囲内で一体に相対移動するように規制する。

可動体本体４２は、起歪部材８０の枠状部８２に移動規制部９０を介して一体的に固定されている。また、可動体本体４２は、先端部４０ａ及び基端部４０ｂのそれぞれにおいて、弾性支持部５０（５１、５２）と接合している。

吸引部４５は、コア組立体２０において磁化された磁極２０１ａ、２０１ｂに吸引されるものであり、磁極２０１ａ、２０１ｂに対して振動方向で、対向するように配置されている。本実施の形態では、吸引部４５は、可動体本体４２の一部を垂下するように屈曲して形成されている。吸引部４５は、磁性体の面状部材であり、コア組立体２０とともに磁気回路を構成する。

＜弾性支持部５０（５１、５２）＞
弾性支持部５０（５１、５２）は、固定体３０に対して可動体４０を可動自在に支持する。弾性支持部５０（５１、５２）は、可動体４０を、固定体３０のベース部３２上で吊るした状態で、ベース部３２と可動体本体４２とが重なる方向と直交する方向（厚み方向と直交する方向）のＸ方向に移動自在に支持する。なお、弾性支持部５１、５２は、可動体４０の中心に対して点対称の形状を有し、本実施の形態では、同様に形成された部材である。図１１は弾性支持部５１を示す。

弾性支持部５０は、可動体本体４２を、ベース部３２に対して、吸引部４５が固定体３０のコア２４の磁極２０１ａ、２０１ｂに対してギャップＧを空けて対向するように、配置される。

弾性支持部５０は、板バネ（バネ板材）である。可動体本体４２に固定される他端部５０ａと、ベース部３２に固定される一端部５０ｂと、一端部５０ｂと他端部５０ａとを連結する弾性変形部５０ｃとを有する。一端部５０ｂと他端部５０ａとは、Ｙ方向で離間するように配置されており、弾性変形部５０ｃは、厚み方向をＸ方向として、Ｙ方向、つまり振動方向と厚み方向の双方に直交する方向に延在するように配置されている。弾性変形部５０ｃはその厚みを振動方向と同じ方向にしており、Ｙ方向の長さでたわみ長を確保している。

これにより弾性支持部５０は、幅方向（Ｙ方向）に沿って弾性変形部５０ｃの長さを適宜設定して、両端の一端部５０ｂと他端部５０ａとでベース部３２と可動体本体４２とを連結することができる。

また、弾性変形部５０ｃが、可動体４０の先端部４０ａ側と基端部４０ｂ側のそれぞれで、板厚方向をＸ方向、延在方向をＹ方向として固定されている。弾性支持部５０は、実際に変形する弾性変形部５０ｃの延在方向の設置スペースを、幅方向（Ｙ方向）の長さ分だけ確保すればよい。これにより、弾性支持部５０自体を小さくして、コスト低減と組立性の向上を図ることができ、振動アクチュエーター１０においてばね定数を小さくしたい場合でも、容易に対応できる。

尚、弾性変形部５０ｃは、基本、可動体４０を、固定体３０に対して、厚み方向としたＺ方向と直交するＸ方向を振動方向として、振動させるように変形する。弾性変形部５０ｃは、ベース部３２に固定される一端部５０ｂと可動体本体４２に固定される他端部５０ａとを連結し、Ｙ方向で離間するように配置されることにより、弾性変形部５０ｃのＸ方向振動の共振点近傍にＺ方向振動の共振点を配置することが容易となる。これにより、弾性変形部５０ｃは、可動体４０を、固定体３０に対して、Ｘ方向とＺ方向の両方を振動方向として振動するように変形させることが可能となる。

図１４は、本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエーター１０の磁気回路構成を示す図である。磁気回路は、図示しない部分も図示された部分と同様の磁束の流れＪを有する。

具体的には、コイル２２を通電すると、コア２４が励磁されて磁場が発生し、コア２４の両端部が磁極２０１ａ、２０１ｂ、つまり、磁気吸引力発生部となる。例えば、図１４では、コア２４において、磁極２０１ａがＮ極となり、磁極２０１ｂがＳ極となっている。すると、コア組立体２０と可動体本体４２との間には、磁束の流れＪで示す磁気回路が形成される。この磁気回路における磁束の流れＪは、磁極２０１ａから磁極２０１ａに対向する可動体本体４２の吸引部４５に流れ、可動体本体４２の吸引部４５を通り、吸引部４５において磁極２０１ｂに対向する部位から磁極２０１ｂに流れてコア２４内に至る。

これにより、電磁ソレノイドの原理により、コア組立体２０の磁極２０１ａ、２０１ｂは、可動体本体４２の吸引部４５を吸着する吸引力（推力）Ｆを発生し、可動体本体４２の吸引部４５は、コア組立体２０の磁極２０１ａ、２０１ｂの双方で引き寄せられる。可動体本体４２を含む可動体４０は、弾性支持部５０の付勢力に抗して、吸引力Ｆの方向に移動する。

また、コイル２２への通電を解除すると、磁界は消滅し、コア組立体２０による可動体４０の吸引力Ｆは無くなり、弾性支持部５０の付勢力により、元の位置の方向に移動（－Ｆ方向に移動）する。

これを繰り返すことで、アクチュエーター本体Ａでは、可動体４０が往復移動して振動方向（Ｘ方向）の振動を発生することができる。

なお、可動体４０の変位量の範囲は、例えば、操作機器であるタッチパネル５の画面において、ユーザーが押圧した表示に対応する振動を付与できる範囲であることが好ましい。例えば、タッチパネル５の画面においてユーザーの押圧対象となる表示が、機械式のボタン或いは各種スイッチである場合、これら機械式のボタン或いは各種スイッチを実際に押圧した際と同じ触感を付与できる振幅の範囲である。この範囲は、可動体４０の振幅の変位が小さいと触感が不十分となったり、また、大きいと不快に感じたりすることに基づいて設定され、例えば、変位量は、０．０３ｍｍ～０．３ｍｍの範囲等としてもよい。

アクチュエーター本体Ａでは、コア組立体２０の磁極２０１ａ、２０１ｂに、可動体本体４２の吸引部４５を近接した位置で、面で対向して配置することで、磁気回路効率を上げ、高出力を図ることができる。また、アクチュエーター本体Ａでは、マグネットを用いずに駆動でき、低コストの構造となる。

複数の弾性支持部５０（５１、５２）において帯状の弾性変形部５０ｃを、厚み方向を振動方向に向けて配置して可動体４０を支持しているため、振動方向は可動領域を確保するだけでよく、コンパクトなアクチュエーターとなっている。

コイル２２が巻回されるコア２４を有するコア組立体２０が、固定体３０のベース部３２の開口部３４内にコイル２２が位置するように固定され、可動体４０に対しては、ベース部３２に重なるように配置される可動体本体４２の開口部４４内に配置されている。

これにより、磁気を発生してＸ方向に可動体を駆動させるために固定体３０及び可動体４０のそれぞれに設ける部材をＺ方向で重ねて配置（例えば、コイルとマグネットをＺ方向で対向して配置）して形成する必要がない。これにより、電磁アクチュエーターとしてのアクチュエーター本体ＡのＺ方向の厚みを薄くできる。また、マグネットを用いることなく、可動体４０を往復直線移動させることで、操作機器に、触覚フィーリングとしての振動を付与できる。このように、支持構造が単純であるため設計がシンプルになり、省スペース化を図ることができ、アクチュエーター本体Ａの薄型化を図ることができる。

以下に、アクチュエーター本体Ａの駆動原理について簡単に説明する。アクチュエーター本体Ａ、つまり、振動アクチュエーター１０は、下記の運動方程式および回路方程式を用いてパルスを用いて共振現象を発生させて駆動することもできる。なお、動作としては共振駆動ではなく、操作機器としてのタッチパネルに表示される機械式スイッチの操作感を表現するものであり、アクチュエータードライバー１６０（図１７参照）等を介して複数の電流パルスを入力することにより駆動する。

なお、アクチュエーター本体Ａにおける可動体４０は、式（１）、（２）に基づいて往復運動を行う。

すなわち、アクチュエーター本体Ａにおける質量ｍ［Ｋｇ］、変位ｘ（ｔ）［ｍ］、推力定数Ｋ_ｆ［Ｎ／Ａ］、電流ｉ（ｔ）［Ａ］、ばね定数Ｋ_ｓｐ［Ｎ／ｍ］、減衰係数Ｄ［Ｎ／（ｍ／ｓ）］等は、式（１）を満たす範囲内で適宜変更できる。また、電圧ｅ（ｔ）［Ｖ］、抵抗Ｒ［Ω］、インダクタンスＬ［Ｈ］、逆起電力定数Ｋ_ｅ［Ｖ／（ｍ／ｓ）］は、式（２）を満たす範囲内で適宜変更できる。

このように、アクチュエーター本体Ａと、可動体４０の質量ｍと、弾性支持部５０としての金属ばね（弾性体、本実施の形態では板ばね）のばね定数Ｋ_ｓｐにより決まる。

＜荷重検出モジュールＫ＞
図４～図７及び図９を参照して荷重検出モジュールＫについて説明する。
荷重検出モジュールＫは、アクチュエーター本体Ａの可動体４０と、振動を付与する触覚呈示部（例えば、タッチパネル５）との間に介在し、可動体４０とタッチパネル５とに固定される。

荷重検出モジュールＫは、タッチパネル５の押圧操作時に応じて起歪部材８０で発生した歪みを歪み検出体７０で検出する。検出した歪みは制御部（例えば図１７に示すマイコン）に出力され、制御部は歪みに応じてアクチュエーター本体Ａを駆動して振動を発生させる。

＜起歪部材８０＞
起歪部材８０は、可動体４０の可動体本体４２に固定される枠状部８２と、開口部８４と、タッチパネル５等の振動提示部に固定される呈示部用接続部８６とを有する。

起歪部材８０は、振動提示部での押圧操作により外力が加わることで歪みを発生する起歪体として機能する。起歪部材８０は、本実施の形態では、板金を加工することにより、矩形枠状の板状に形成されている。この形状は、面状である振動提示部に固定された際に、振動提示部において押圧操作される部位を振動提示部の裏面側で囲むように配置される形状である。

起歪部材８０では、平板矩形枠状の枠状部８２の４隅から長手方向に延在して接続腕部８５が長手方向に延びるように設けられている。起歪部材８０は、接続腕部８５の基端部が接続される枠状部８２の部位にそれぞれ歪み検出センサ７０ａ～７０ｄが配置されている。

接続腕部８５には、呈示部用接続部８６が設けられ、この呈示部用接続部８６を介して起歪部材８０は、タッチパネル５に固定される。このように、起歪部材８０は、接続腕部８５の呈示部用接続部８６を介してタッチパネル５に固定され、枠状部８２が可動体４０の可動体本体４２に固定されるため、起歪体としての機能は主に、接続腕部８５で発揮する。

＜歪み検出体７０＞
歪み検出体７０は、起歪部材８０に一体的に設けられ、アクチュエーター本体Ａを駆動させるために、起歪体としての起歪部材８０に掛かる荷重により発生する歪みを検出する歪み検出部を有する。
歪み検出体７０は、例えば、歪み検出部としての歪み検出センサ７０ａ～７０ｄを複数実装し、複数の歪み検出センサ７０ａ～７０ｄを電気的に接続する回路が実装された基板７２である。尚、基板７２は、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）と称することもある）等で構成されてもよい。

歪み検出体(荷重センサ)７０は、振動提示部が操作された際に、可動体４０とともに変位する起歪部材８０の押し込み量を振動提示部の押し込み量として検知する。

歪み検出センサ７０ａ～７０ｄは、可動体本体４２とともに、ベース部３２側に押し込まれた際の弾性支持部５０の変形に伴う起歪部材８０の歪みを検出する。検出した歪みは、制御部等に出力されて、この歪みに対応した可動体４０の移動量となるように、コイル２２が通電され、可動体本体４２を吸引して移動させることが可能となる。

例えば、図１７に示す触感フィードバック装置１において、マイコンなどの制御部が、歪み検出体７０により検出される歪みを用いて、振動提示部の移動量を判定して、接触に対する振動フィードバックを実現する構成が考えられる。なお、制御部は、他に操作機器へのユーザーの接触が検出するセンサを用いて、実際の操作機器の移動量に対応した移動量で、弾性支持部５０に対する押し込み量を検出するようにし、この検出結果を用いて、より自然な感触の表現を実現できるようにしてもよい。

また、歪み検出センサ７０ａ～７０ｄを用いて、ユーザーの接触操作、つまり、可動体４０の押し込み量を検出するセンサの検出結果に基づいて、制御部の電流パルス供給部による駆動電流パルスを供給した際の可動体４０（操作機器である振動提示部も含めてもよい）の振動周期を調整してもよい。また、歪み検出体７０とは別に、振動提示部において検知したユーザーの接触位置の表示形態に連動して、その表示形態に対応する振動を発生するように、制御部に操作状態を示す操作信号を出力し、それに応じて制御部が制御するようにしてもよい。

歪み検出体７０は、起歪部材８０において主に接続腕部８５を起歪体とし、その歪みを検出し、検出した歪みを制御部に出力する。

歪み検出体７０は、具体的には、起歪部材８０の枠状部８２上に、枠状部８２の四隅に渡って配置されたステープル状（Ｕ字状）に形成された基板７２を有する。すなわち、基板７２は、振動方向（Ｘ方向）である長手方向に延びる長手部の両側から長手部に対して垂直に短手部が幅方向（Ｙ方向）に延出するように設けられ、これら長手部及び短手部によりＵ字状に形成されている。

歪み検出体７０では、歪み検出センサ７０ａ～７０ｄは、可動体本体４２が固定される枠状部８２と、タッチパネル５に固定される呈示部用接続部８６との間、つまり起歪体として機能する接続腕部８５上に実装される。これにより、歪み検出体７０は、起歪部材８０の接続腕部８５においてそれぞれ歪みを検出する。

歪み検出体７０は、可動体４０に固定される起歪部材８０に設けられるので、検出センサ７０ａ～７０ｄは、可動体４０に配置された状態と同様の状態であり、操作時に荷重のかかる振動提示部直近での検出ができ、安定した検出が可能となる。これにより、スイッチの感触のようなリアルな触感表現をすぐに行うことができる。

歪み検出センサ７０ａ～７０ｄは、荷重検出モジュールＫにおいて、一か所に設けてもよいが複数個所に設けることが好ましい。振動アクチュエーター１０がタッチパネル５に取り付けられる場合、タッチパネル５の操作面の中心に対して放射状に等間隔を空けて囲むように、少なくとも３か所以上に設けることが好ましい。これにより、振動アクチュエーター１０は、押圧操作される振動提示部の変位を、面で受けて精度よく検出することができる。

本実施の形態では、歪み検出センサ７０ａ～７０ｄは、タッチパネル（触覚呈示部）５との固定箇所である呈示部用接続部８６の近傍の４か所に設けられ、タッチパネル５の押圧操作領域の中心を囲む枠状の角部部分の歪みを検出する。よって、矩形状のタッチパネルディスプレイを用いた場合、このディスプレイに荷重検出モジュールＫを介してアクチュエーター本体Ａをバランスよく取り付けることができる。これにより、起歪部材８０の歪方向を面直方向に安定して一致させることができる。

図１５は、歪み検出体７０の配線を示す図である。
基板７２上に実装される歪み検出センサ７０ａ～７０ｄは、起歪部材８０上に配置されて、それぞれ同一平面上に位置する。
歪み検出センサ７０ａ～７０ｄは、それぞれ複数の歪ゲージ部（Ｒ－Ａ１～Ｒ－Ａ４、Ｒ－Ｂ１～Ｒ－Ｂ４、Ｒ－Ｃ１～Ｒ－Ｃ４、Ｒ－Ｄ１～Ｒ－Ｄ４）を有し、フルブリッジ結線の歪み検出センサである。

歪み検出センサ７０ａ～７０ｄは、基板７２において、それぞれが並列で電源電圧Ｖｃｃ、ＧＮＤに接続され互いに並列結線され、荷重が掛かることで変化する電気抵抗値の変化量を出力するように接続されている。これにより各歪み検出センサ７０ａ～７０ｄからの出力が平均化され、安定した挙動となる。また、出力値は各歪み検出センサ７０ａ～７０ｄ毎で温度が概ね均一化し、温度安定性の向上を図ることができる。

また、アクチュエーター本体Ａでは、ベース部３２と弾性支持部５０との固定、及び、弾性支持部５０と可動体４０との固定には、止着部材としてのねじ５３が用いられている。本実施の形態では、ねじ５３とナット５４により固定される。これにより、可動体４０が駆動するために、固定体３０及び可動体４０に対して強固に固定する必要がある弾性支持部５０を、つけ直し等を可能とした状態で機械的に強固に固定することができる。

振動アクチュエーター１０は、可動体本体４２、ひいては起歪部材８０と、ベース部３２との間に、起歪部材８０側に飛び出すことを防止する移動規制部９０としてのストッパが配置されている。これにより、ベース部３２に対する可動体本体４２の、厚み方向（Ｚ方向）、幅方向（Ｙ方向）、或いは前後方向（Ｘ方向）への移動範囲が規制される。

＜振動アクチュエーター１０の振動制御＞
アクチュエーター本体Ａは、駆動制御部（図１７、図２１に示すマイコン１５０、１５０Ａ及びアクチュエータードライバー１６０、１６０Ａ等）により制御され、弾性振動可能に支持された操作機器をその振動方向の一方向に駆動する。

振動アクチュエーター１０には、操作機器の接触操作に応じて駆動電流が供給されて、磁界を発生させ、弾性振動可能な可動体４０を、固定体３０に対して一方向、ここではＸ方向プラス側に移動する。これにより、ユーザーに操作機器に接触した際に、振動を触感として付与する。本実施の形態では、接触操作は、静電センサ６により検出された接触に関する信号と、歪み検出体７０で検出した荷重を示す信号である。

振動アクチュエーター１０には、駆動制御部により、振動アクチュエーター１０を駆動するアクチュエーター駆動信号としての単数の電流パルスないし複数の電流パルスが、コイル２２に供給される。本実施の形態では、アクチュエーター駆動信号は、複数の電流パルスの列により構成している。

電流パルスがコイル２２に供給されることにより、可動体４０は、弾性支持部５０の付勢力に抗して、磁気吸引力により、コイル２２側、つまり、Ｘ方向プラス側に引き込まれて変位する。これに追従して、可動体４０に固定される触覚呈示部（例えば、タッチパネル５）も、固定体３０が固定される基部３（図１～３参照）に対してＸ方向プラス側に移動する。

また、コイル２２への駆動電流の供給を停止することにより、付勢力は開放されて、可動体４０は、基準位置に対するＸ方向プラス側での位置での保持状態が解除される。これにより、可動体４０は、弾性支持部５０の付勢力により、Ｘ方向プラス側での最大変位位置から、引き込まれた方向（Ｘ方向プラス側）と逆方向（Ｘ方向マイナス側）に付勢されて移動して変位し、振動を発生する。発生した振動は出力され、ユーザーに触感としてフィードバックする。

アクチュエーター駆動信号は、例えば、単数の電流パルス或いは複数の電流パルスの列におけるそれぞれのパルスの振幅、それぞれの波長、それぞれの供給タイミング等により、様々な種類の振動形態で生成されて、アクチュエーター本体Ａに供給可能である。これにより、アクチュエーター本体Ａの振動は、ユーザーに触感として付与される。

なお、駆動制御部としては、電流パルス供給部と、電圧パルス印加部とを有する。
電流パルス供給部は、操作機器（振動提示部）の接触操作、つまり、接触及び荷重を示す情報に応じて、被操作部５０１を振動する振動アクチュエーター１０の駆動電流として、複数の駆動電流パルスを振動アクチュエーター１０のコイル２２に供給する。

電圧パルス印加部は、アクチュエーター駆動信号を構成する単数の電流パルスないし複数の電流パルスの列をそれぞれ発生させる複数の制御電圧パルスを、断続的に電流パルス供給部に印加する。

図１６は、アクチュエーター本体Ａの駆動回路の一例を示す図である。

図１６に示す駆動回路は、駆動制御部に含まれる。駆動回路は、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）により構成される電流パルス供給部としてのスイッチング素子１２、電圧パルス印加部としての信号発生部（Signal generation）１４、抵抗Ｒ１、Ｒ２、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diodes：ショットキーバリアダイオード）を有する。

駆動制御部では、電源電圧Ｖｃｃに接続された信号発生部１４は、スイッチング素子１２のゲートに接続されている。スイッチング素子１２は、放電切換スイッチである。スイッチング素子１２は、アクチュエーター本体Ａ（図１６では[Actuator]で示す）、ＳＢＤに接続されるとともに、電源部Ｖａｃｔから電圧が供給される振動アクチュエーター１０、具体的には、アクチュエーター本体Ａに接続される。

駆動制御部は、電流パルスをコイル２２に供給して可動体４０を振動方向の一方向に駆動する。コイル２２へ電流パルスを供給することにより可動体４０は、弾性支持部５０の付勢力に抗して、振動方向の一方向に変位する。電流パルスの供給中は、可動体４０の振動方向の一方向への変位は継続される。電流パルスの供給を停止する、つまり、コイル２２への電流パルスの入力をオフにすることにより、可動体４０の振動方向の一方向（Ｘ方向）へ変位させる力は解放される。電流パルスの入力のオフは、当該電流パルスを生成する電圧がオフになったタイミングを意味する。電圧がオフになった時点では、電流パルスは完全にオフではなく減衰している状態である。

可動体４０は、引き込み方向（Ｘ方向プラス側）の最大変位可能位置で蓄積された弾性支持部５０の付勢力により、振動方向のうちの他方向（Ｘ方向マイナス側）へ移動して変位する。操作機器側である他方向側へ移動した可動体４０を介して操作機器に強い振動が伝播され、ユーザーに触感が付与される。

また、このアクチュエーター本体Ａへのアクチュエーター駆動信号の入力が停止されることにより、アクチュエーター本体Ａは、付勢力を開放し、可動体４０を、付勢力により他方向側（Ｘ方向マイナス側）に移動させる。アクチュエーター本体Ａは、アクチュエーター駆動信号の入力と停止により可動体４０及び操作機器を振動させる。アクチュエーター本体Ａは、マグネットを用いずに可動体４０を駆動して、操作機器を振動させている。

なお、アクチュエーター駆動信号は、実施の形態では、可動体及び操作機器を駆動する駆動電流としてコイル２２に供給される複数の駆動電流パルス（「電流パルス」とも称する）列に相当する。アクチュエーター本体Ａでは、電流パルスがコイル２２に供給されると、可動体は一方向に移動する。これを繰り返すことにより可動体は振動する。

振動アクチュエーター１０によれば、磁気回路効率が良く、高出力化を図ることができ、更にマグネットを使用しないため、低コスト化及び薄型化を図ることができるとともに、接触して操作するユーザーへの触感フィードバックに好適な振動を効率良く出力できる。これにより、タッチパネル５を有する触感フィードバック装置において低コスト化、薄型化及び高出力化を図っている。また、振動アクチュエーター１０によれば、吸引部４５は、可動体本体４２の一部を垂下するように屈曲して形成されている。これにより、吸引力発生部とともに構成する磁気回路を、複雑な部品で構成する必要がなく、低コスト化を図ることができる。また、可動体本体４２及び吸引部４５を板金で構成することにより、板金板厚により磁気飽和を抑制できるため、高出力な振動を実現できる。

＜触感フィードバック装置１の要部構成＞
図１７は、本実施の形態の触感フィードバック装置１の要部構成を示すブロック図である。触感フィードバック装置１は、タッチパネル５、振動アクチュエーター１０、タッチパネル５に設けられる静電センサ６、増幅部であるアンプ１３０、ＡＤＣ（ＡＤ変換部）１４０、マイコン１５０、アクチュエータードライバー１６０を有する。

触感フィードバック装置１は、機能的構成として、触覚呈示部としてのタッチパネル５の有する被操作部５０１と、接触検知部と、荷重検出部と、駆動制御部と、を有している。これら各部は、本実施の形態では、タッチパネル５、振動アクチュエーター１０、静電センサ６、増幅部であるアンプ１３０、ＡＤＣ（ＡＤ変換部）１４０、マイコン１５０、アクチュエータードライバー１６０により構成している。

接触検知部は、接触によるユーザー操作を受け付けるものである。接触検知部は、例えば、静電センサ６と静電センサ６からの信号を受信するマイコン１５０とにより構成される。尚、静電センサを用いることにより、低コスト化が図りつつ安定した検知が可能となる。

荷重検出部は、ユーザーの被操作部（タッチパネル５の表面）への接触による被操作部５０１への荷重を検出する。荷重検出部は、例えば、歪みセンサ７０ａ～７０ｄと、アンプ１３０と、ＡＤＣ１４０と、アンプ１３０及びＡＤＣ１４０を介して歪みセンサ７０ａ～７０ｄからの荷重検出信号を受信するマイコン１５０とにより構成される。

荷重検出部は、被操作部５０１の振動時に、荷重の検出を停止する。被操作部５０１の振動時における、荷重の検出の停止とは、歪みセンサ７０ａ～７０ｄによる荷重の検出を停止してもよいし、マイコン１５０が、歪みセンサ７０ａ～７０ｄから出力される信号を受け付けない或いは検出したと判断しないようにしてもよい。

荷重検出部は、振動アクチュエーター１０が生成した振動が減衰するまで、被操作部５０１への荷重の検出の停止を継続する。具体的には、荷重検出部は、振動アクチュエーター１０が生成した振動が減衰して、この振動における変位量が最大変位量に対して所定の割合へ低減するまで、被操作部５０１への荷重の検出の停止を継続する。例えば、所定の割合は、０以上であり、且つ、最大変位の１／１０以下の値であることが好ましい。

図２２は、振動アクチュエーター１０の変位の一例を示す図である。図２２では、被操作部５０１を押圧した際に供給される電圧、電流、及び、これらに対応した可動体４０（被操作部５０１としてもよい）の変位を示す。実線は、パルスを一つ供給して減衰する遷移を示し、破線は、減衰期間を調整する一例として、振動周期の２／３～１になるまでのタイミングで後続のパルスを供給した状態を示す。

ここでは、強い振動を得て減衰期間が長くなるようにパルスを供給している。荷重の検出を停止する期間は、可動体４０若しくは被操作部５０１、タッチパネル５の減衰振動が小さくなる迄であり、最大変位量ｄに対する減衰幅の割合が０以上１／１０以下であり、その割合になるまで（ｄ／１０）の間、荷重検出は停止する。なお、減衰期間の調整に関してはどのようにパルスが供給されてもよい。

荷重検出部は、駆動制御部が、振動アクチュエーター１０により生成された振動の減衰期間を調整可能なパルスを入力した場合、入力後、減衰するまで、被操作部５０１への荷重の検出の停止を継続する。

振動の減衰期間は、振動を生成する最先に供給したパルスの減衰中に、所定のタイミングで供給される次のパルスにより調整される。
荷重検出部が検出する被操作部５０１への荷重は、被操作部５０１への荷重を示すデータを平均化したデータである。

図１８は、荷重検出部が検出する荷重の説明に供する図であり、図１８Ａは、荷重検出部が検出した荷重を示すデータの平均化処理前のデータを示すグラフであり、図１８Ｂは、荷重検出部が検出した荷重を示すデータの平均化処理後の値を示すグラフである。

図１８Ａに示すように、荷重検出部が検出する荷重値は、電気的及び機械的ノイズが載っていたり、電気的及び機械的ノイズが影響して揺らいだ値になったりする。このため、荷重として閾値判定される際に、安定して行うことができず、誤作動の原因や検出値のずれが起こる可能性がある。

このため、荷重検出部は、図１８Ｂに示すように、実際の検出値を所定の時間間隔で平均化し、これを用いて、振動アクチュエーター１０の振動時に停止する被操作部５０１への荷重としている。これにより、閾値の判断のばらつきが抑制され、安定した触感フィードバックを行うことができる。

荷重検出部は、触感フィードバック装置１の起動時、一定時間毎、或いは、触感フィードバック装置１の未使用時間が一定時間以上経過した場合に、初期荷重値をリセットする。

駆動制御部は、例えば、ユーザーの被操作部（タッチパネル５の表面）への接触の検知及び荷重の検出に応じて、振動アクチュエーター１０を駆動して被操作部５０１を振動させ、ユーザーに触感をフィードバックする。

駆動制御部では、マイコン１５０が、静電センサ６からの接触を示す情報と、歪み検出体７０からの荷重を示す情報とに基づいて、アクチュエータードライバー１６０を介して、振動アクチュエーター１０のコイル２２に、一つ以上の電流パルスを供給する。駆動制御部では、マイコン１５０が、可動体４０の振動において、一つ目のパルスを供給し、加えて、その後に供給するパルスによって、一つ目のパルスの供給の停止後も残って継続する振動等を調整する。

また、駆動制御部は、被操作部５０１の振動中に、被操作部５０１へのユーザーによる接触の位置が変化する場合、停止中である被操作部５０１への荷重の検出を実行する。
駆動制御部は、例えば、アクチュエータードライバー１６０と、アクチュエータードライバー１６０を制御するマイコン１５０とにより構成される。

例えば、タッチパネル５には、タッチパネル５上におけるユーザーによるユーザー操作としての接触操作を受け付けて、その接触及びその接触位置を出力する接触情報出力部としての静電センサ６が埋設されている。

静電センサ６は、被操作部５０１としての画面に指が触れたことで発生する微弱な電流、つまり、静電容量の変化を検出し、触れた位置を検出してマイコン１５０に出力する。

静電センサ６からの信号は、マイコン１５０あるいは装置全体の制御部に出力される。

歪みセンサ７０ａ～７０ｄは、タッチパネル５の表面（被操作部５０１）が押圧されることにより、タッチパネル５自体が変位し、荷重検出モジュールＫにおいて起歪部材８０の歪みを検出する。検出された信号は、アンプ１３０、ＡＤＣ１４０を介してマイコン１５０に入力される。

マイコン１５０は、静電センサ６からの信号に基づいて、タッチパネル５の表面（被操作部５０１）への接触及びその位置を検知する。

マイコン１５０は、歪みセンサ７０ａ～７０ｄからの信号に基づいて、タッチパネル５への荷重を検出する。

マイコン１５０は、これら入力された信号、つまり、静電センサ６からの接触位置及び接触のタイミングを示す信号と、歪みセンサ７０ａ～７０ｄからの歪み信号に基づく荷重を示す信号に応じて、接触操作に対応する振動が発生するように、アクチュエータードライバー１６０を介して振動アクチュエーターの駆動を制御する。つまり、マイコン１５０は、アクチュエータードライバー１６０を介して、振動アクチュエーター１０に、アクチュエーター駆動信号を出力して駆動電流を供給して駆動し、被操作部５０１を振動させてユーザーに触感をフィードバックする。マイコン１５０は、振動アクチュエーター１０により被操作部５０１を振動させる際に、荷重検出を停止する。

被操作部５０１及び振動アクチュエーター１０を振動させる際の荷重検出の停止は、マイコン１５０が、振動アクチュエーター１０の振動駆動を制御する際に、荷重検出の結果を反映しなければよい。例えば、振動を発生させている間、荷重検出自体を行わないことも荷重検出の停止の一態様であり、荷重検出を行っていても、その検出した荷重を無視することも荷重検出の停止の一態様である。

アクチュエータードライバー１６０は、マイコン１５０からの信号を受けて、振動アクチュエーター１０に、アクチュエーター駆動信号を出力し、アクチュエーター１０に駆動電流を供給する。駆動電流を受けた振動アクチュエーター１０は、被操作部５０１に振動を伝達して振動させる。

これにより、被操作部５０１での接触位置及び被操作部５０１に対する荷重に対応した振動が出力され、タッチパネル５、つまり被操作部５０１を振動して、触感として呈示される。なお、振動アクチュエーター１０は、アクチュエーター駆動信号が入力されることにより、磁気吸引力により、可動体４０を付勢力に抗して一方向として、例えば、Ｘ方向プラス側に移動、つまり、タッチパネル５の操作面に沿って移動する。これを繰り返すことで振動アクチュエーター１０は、振動する。

＜触感フィードバック装置の動作＞
図１９は、触感フィードバック装置において、被操作部を押下した際の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０では、ユーザーが触覚呈示部としてのタッチパネル５の表面（被操作部５０１）を接触して押下する。

ついで、ステップＳ２０において、接触検知部、例えば、マイコン１５０は、静電センサ６からで検出する接触を示す信号の有無を判定し、接触を検知していれば、操作中とみなし、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、荷重検出部は、被操作部５０１に対する接触による被操作部への荷重を検出する処理を行う。具体的には、歪センサ７０ａ～７０ｄを用いて、ユーザーに押圧されたタッチパネル５への荷重を検出し、ステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０では、検出した荷重を示す荷重値が、接触押圧により掛けられた荷重とみなすために設定された閾値に到達しているかを判定する。検出した荷重値が、設定した設定閾値に到達していれば、ステップＳ５０に移行して、駆動制御部は、被操作部５０１を振動する。具体的には、マイコン１５０がアクチュエータードライバー１６０を介して振動アクチュエーター１０のコイル２２にアクチュエーター駆動信号を出力して、振動アクチュエーター１０を振動させる。これにより、振動アクチュエーター１０の可動体４０に接続されるタッチパネル５の被操作部５０１が振動する。ステップＳ４０において、検出した荷重値が、設定した設定閾値に到達していなければ、ステップＳ８０に移行する。

次いで、ステップＳ６０では、荷重検出部は、被操作部５０１の振動中の荷重検出処理を待機する。つまり、マイコン１５０は、振動アクチュエーター１０の振動中では、荷重検出を停止する。この待機期間は、振動アクチュエーター１０、つまり、被操作部５０１の振動が減衰する期間であることが好ましい。制御駆動部が振動アクチュエーター１０に振動パルスを供給し、そのパルスによりタッチパネル５、つまり、被操作部５０１が振動する。待機期間は、その振動が減衰するまでの期間であり、後続のパルスの供給により、減衰期間が調整される場合はそれに対応した待機期間となる。

ステップＳ７０では、荷重検出部が荷重を検出したか否かを判定し、荷重を検出していなければ、ステップＳ８０に移行し、荷重を検出すれば、ステップＳ４０に戻り、処理を繰り返す。ステップＳ８０では、接触検出部が、被操作部５０１へのユーザーの接触操作があるか否かを判定する。ステップＳ８０において、被操作部５０１への接触があれば、ステップＳ２０に移行し処理を繰り返す。ステップＳ８０において、被操作部５０１への接触が無ければ、ステップＳ９０に移行して、タッチパネル５における被操作部５０１の接触した際の通常の処理を終了して、タッチパネル５を解放する。

図２０は、触感フィードバック装置において、被操作部をなぞる場合の処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１０では、ユーザーが触覚呈示部としてのタッチパネル５の表面（被操作部５０１）を接触して押下する。

ついで、ステップＳ１２０において、接触検知部、例えば、マイコン１５０は、静電センサ６からで検出する接触を示す信号の有無を判定し、接触を検知していれば、操作中とみなし、ステップＳ１３０に移行する。

ステップＳ１３０では、荷重検出部は、被操作部５０１に対する接触による被操作部５０１への荷重を検出する。具体的には、歪センサ７０ａ～７０ｄを用いて、ユーザーに押圧されたタッチパネル５への荷重を検出し、ステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１４０では、荷重検出部が、検出した荷重を示す荷重値が、接触により掛けられた荷重とみなすために設定された閾値に到達しているかを判定する。検出した荷重値が、設定した設定閾値に到達していれば、荷重がかけられている、つまり、ユーザー操作により被操作部５０１が押圧されていると判定する。ステップＳ１４０において、検出した荷重値が、設定した設定閾値に到達していなければ、ステップＳ１８０に移行する。

次いで、ステップＳ１５０に移行して、駆動制御部は、現在出力中である、振動アクチュエーターへのアクチュエーター駆動信号の出力を停止する。すなわち、マイコン１５０及びアクチュエータードライバー１６０は、振動アクチュエーター１０のコイル２２への電力供給を停止し、被操作部５０１の振動を停止する。

次いで、ステップＳ１６０では、駆動制御部は、新たに入力された被操作部５０１の荷重に応じたアクチュエーター駆動信号を振動アクチュエーター１０に出力する。具体的には、マイコン１５０がアクチュエータードライバー１６０を介して振動アクチュエーター１０のコイル２２にアクチュエーター駆動信号を出力して、振動アクチュエーター１０を振動させる。

これにより、通常、被操作部５０１が振動中であるときに停止する荷重検出は、荷重検出後の処理が割り込まれることにより強制的に解除され、振動アクチュエーター１０へは新たなアクチュエーター駆動信号が入力されて、タッチパネル５の被操作部５０１は振動する。

次いで、ステップＳ１７０では、接触検出部が被操作部５０１への接触を検知したか否かを判定し、接触を検知していればステップＳ１８０に移行し、接触を検知していなければ、タッチパネル５を解放し、処理を終了する。

ステップＳ１８０では、接触検出部は、接触位置が前回の接触位置と同じであるか否か判定する。接触位置が同じであれば、ステップＳ１９０に移行して、タッチパネル５を解放し、処理を終了し、接触位置が同じでなければ、ステップＳ１２０に戻り、再び処理を繰り返す。

本実施の形態によれば、触感フィードバック装置１は、接触によるユーザー操作を受け付ける被操作部（タッチパネル５の表面の被操作部）５１と、被操作部５０１への接触を検知する接触検知部（静電センサ６と、マイコン１５０）とを有する。さらに、触感フィードバック装置１は、接触による被操作部５０１への荷重を検出する荷重検出部（歪みセンサ７０ａ～７０ｄ、アンプ１３０、ＡＤＣ１４０、マイコン１５０）を有する。

さらに、振動を生成し、振動を被操作部５０１に出力する振動アクチュエーター１０を有する。さらにまた、触感フィードバック装置１は、接触の検知及び荷重の検出に応じて、振動アクチュエーター１０を駆動して被操作部５０１を振動させ、ユーザーに触感をフィードバックする駆動制御部（マイコン１５０、アクチュエータードライバー１６０）、を有する。荷重検出部は、振動時に、荷重の検出を停止する。これにより、誤検出することなく接触によるユーザー操作を検出して、安定した触感フィードバックを付与できる。

＜他の触感フィードバック装置１Ａ＞
図２１は、本実施の形態の触感フィードバック装置の変形例の要部構成を示すブロック図である。
図２１に示す触感フィードバック装置１Ａは、触感フィードバック装置１と比較して姿勢検知部６０を有する点で異なる。

すなわち、触感フィードバック装置１Ａは、被操作部５０１Ａを有しタッチパネル５Ａなどの触覚呈示部、振動アクチュエーター１０、タッチパネル５Ａに設けられる静電センサ６Ａ、アンプ１３０Ａ、ＡＤＣ（ＡＤ変換部）１４０Ａ、マイコン１５０Ａ、アクチュエータードライバー１６０Ａを有する。

触感フィードバック装置１Ａは、触感フィードバック装置１と同様に、これらの構成要素により、タッチパネル５Ａの有する被操作部５０１Ａと、接触検知部と、荷重検出部と、駆動制御部と、を構成する。

触感フィードバック装置１Ａの各部は、触感フィードバック装置１と同様の構成を有するため、同様の機能を有する。加えて、触感フィードバック装置１Ａは、装置の姿勢を検出する姿勢検知部６０を有し、この姿勢検知部６０により検出された装置の姿勢情報は、具体的には、マイコン１５０に出力される。姿勢検知部６０は、例えばジャイロセンサ等であり、取り付けられた装置の姿勢を検知する。

歪みセンサ７０Ａ、アンプ１３０Ａ、ＡＤＣ１４０Ａ及びマイコン１５０の一部で構成する荷重検出部は、姿勢の変化に基づいて荷重感度および初期荷重値の両方のうちの少なくとも一方について、補正、ないしゼロにリセットする（ゼロリセット機能）。

これにより、本装置が実装される製品の姿勢が、例えば、車載環境、乗り物の中等の実装環境において、変化する場合であり、荷重を検出する姿勢も変化する場合がある。この場合でも、その姿勢に合わせて補正ないし、ゼロリセットすることにより、初期荷重値を変動させることなく、正確な荷重を検出できる。

＜振動アクチュエーターの変形例＞
図２３は、変形例１の振動アクチュエーターの外観斜視図であり、図２４は、変形例１の振動アクチュエーターの分解斜視図であり、図２５は、変形例１の振動アクチュエーターの要部構成を示すアクチュエーター本体の斜視図である。図２６は、図２５のＢ－Ｂ線断面であり、具体的には、変形例１の振動アクチュエーターの要部構成を示すアクチュエーター本体のコア組立体の断面図である。

変形例２の振動アクチュエーター１０Ａは、振動アクチュエーター１０と比較して、弾性支持部３５０の構成と、吸引部４５Ａの構成のみ異なり、その他の構成機能は同様である。よって、同様の構成については振動アクチュエーター１０における符号にＡを付して、同様の図を用いて説明を省略する。

振動アクチュエーター１０Ａは、振動アクチュエーター１０の構成において、弾性支持部を固定体３０側に一体に設けた点、具体的には、ベース部３２Ａと弾性支持部３５０とを一体にし、且つ吸引部４５Ａを可動体本体４２Ａと別体にした点で異なる。

すなわち、アクチュエーター本体Ａ１は、アクチュエーター本体Ａと同様の基本的構成を有する薄板状のアクチュエーターとして機能する。

振動アクチュエーター１０Ａは、アクチュエーター本体Ａ１と、荷重検出モジュールＫ１と、を有する。荷重検出モジュールＫ１は、荷重検出モジュールＫと同様に、可動体４０Ａに一部が設けられる起歪部材８０Ａと、起歪部材８０Ａに設けられる歪み検出体７０Ａと、を有する。尚、本実施の形態での可動体４０Ａと起歪部材８０Ａとの固定は、ストッパピン９４とナット５４により行われる。起歪部材８０Ａは、可動体本体４２Ａと、呈示部用接続部８６Ａとの間に歪みを発生させ、その歪みは歪み検出体７０Ａにより検出される。

図２３～図２６に示すように、振動アクチュエーター１０Ａは、ベース部３２Ａ、コア組立体２０Ａを有する固定体３０Ａと、触覚呈示部に接続される呈示部用接続部８６Ａ及び磁性材料からなる吸引部４５Ａを有する可動体４０Ａとを有する。コア組立体２０Ａは、コア組立体２０と同様に、コイル２２Ａとコイル２２Ａが巻回されるコア２４Ａとにより構成されるが、ここでは、コイル２２Ａは、ボビン２５に巻回され、コア２４Ａ（コア２４と同様）には、ボビン２５を介して外装されている。

可動体４０Ａは、ベース部３２Ａに対して、弾性支持部３５０（３５１、３５２）を介して、ベース部３２Ａ上で、振動方向（Ｘ方向）に移動可能に支持されている。弾性支持部３５１、３５２は、それぞれベース部３２Ａの先端部３０ａ、基端部３０ｂに連続して、一体に設けられている。弾性支持部３５１、３５２がベース部３２と一体に設けられているので、弾性支持部の組み付け、つまり、ばね組付けに際して、組立性、組立精度、低コスト化を図ることができる。

弾性支持部３５１は、矩形状のベース部３２Ａの先端部３０ａにおいて先端部３０ａの幅方向（Ｙ方向）で離間する両端部間に架設するように設けられている。弾性支持部３５２は、矩形状のベース部３２Ａの基端部３０ｂにおいて基端部３０ｂの幅方向（Ｙ方向）で離間する両端部間に架設するように設けられている。弾性支持部３５１、３５２は、ベース部３２Ａとなる矩形状の板金において長手方向で離間する先端部３０ａ及び基端部３０ｂを立ちあがるように折曲することにより形成されている。

弾性支持部３５１、３５２の両端部３５０ｂ、３５０ｂ間には、中央に可動体側接続部３５０ａを有する弾性変形部３５０ｃ、３５０ｃが架設されている。弾性支持部３５１、３５２は、それぞれ板厚方向、つまり前後方向で撓む。可動体側接続部３５０ａは、可動体本体４２Ａの先端部４０ａ、基端部４０ｂにねじ等の止着部材５３を介してそれぞれ固定されている。これにより、弾性支持部３５１、３５２は、可動体４０Ａに対して、可動体４０Ａの前後端部において振動方向（Ｘ方向）と直交する幅方向（Ｙ方向）の中央部分（先端部４０ａ及び基端部４０ｂ）に固定されている。

弾性支持部３５１、３５２における可動体４０Ａ側の固定位置は可動体４０Ａの幅方向（Ｙ方向）の中央部である。これにより、可動体４０Ａの振動方向（Ｘ方向でありＹ方向と直交する方向）の移動の規制が中央で行われる。このため、Ｘ方向へ直線性の高い駆動としやすく、可動体４０Ａの保持も中央となるため、ねじれにくく堅牢な構造となり、信頼性を高めることができる。また、弾性支持部３５１、３５２は、固定体３０Ａ、具体的にはベース部３２Ａに、幅方向（Ｙ方向）の両端部で固定されている。両端部で固定されるので、可動体４０Ａの固定が安定しやすく、ばね定数を大きくしたい場合、設計自由度を高めることができる。

可動体本体４２Ａには、コア組立体２０Ａのコイル２２が配置される開口部４４Ａが形成されている。また、先端部４０ａ及び基端部４０ｂを含む先端側と基端側には、端部をそれぞれ下方に折曲して脚部４６Ａ、４８Ａが形成されている。脚部４６Ａ、４８Ａは、ベース部３２Ａから可動体本体４２Ａまでの間隔を確保する。これにより、可動体４０Ａの可動体本体４２Ａの固定体３０Ａのベース部３２Ａに対する高さ位置を規定している。

吸引部４５Ａは、本実施の形態では、可動体本体４２Ａとは別体である。吸引部４５Ａは、可動体本体４２Ａに固定される固定板部４５２と、コア組立体２０Ａの磁極２０１ａ、２０１ｂに対向して配置され面状部材に相当する面状部４５４とを有する。

吸引部４５Ａは、磁性材料により構成され、本実施の形態では、金属板をＬ字状に折曲して形成されている。面状部４５４は、固定板部４５２から垂下するように設けられている。固定板部４５２を可動体本体４２Ａの開口部４４Ａ近傍の下面に取り付けて、面状部４５４が、開口部４４Ａの一辺部から垂下された状態で、可動体本体４２Ａに設けられている。

吸引部４５Ａは、可動体本体４２Ａとは別体であるので、コア組立体２０Ａの形状或いは、所望する出力量に応じて、磁極２０１ａ、２０１ｂに対向する面積の大きさを容易に変更することができる。

磁気吸引力発生部（詳細には磁極２０１ａ、２０１ｂ）が吸引力を発生するように、磁気吸引力発生部のコア２４は磁極２０１ａ、２０１ｂ）に対してベース部３２Ａに沿う振動方向でエアギャップＡＧを介して近接して配置されている。

起歪部材８０Ａは、起歪部材８０と同様の基本的構成を有し、可動体本体４２Ａに固定される。起歪部材８０Ａは、基本的構成に加えてストッパ部９２Ａを有する。

ストッパ部９２Ａは、振動アクチュエーター１０Ａの表面を構成する起歪部材８０Ａの表面から、側面を囲み、振動アクチュエーター１０Ａの裏面を構成するベース部３２Ａの裏面まで延びて回り込むように配置されている。

このストッパ部９２Ａにおいてベース部３２Ａの裏面側に配置される部位は、ストッパ部９２０である。ストッパ部９２０は、起歪部材８０Ａの本体部分に対向して所定間隔を空けて対向するように配置され、起歪部材８０Ａの本体部分とともに、厚み方向（Ｚ方向）で、固定体３０Ａ、つまりベース部３２Ａを挟む。

これにより、ストッパ部９２０は、固定体３０Ａのベース部３２Ａに対して可動体４０Ａの可動体本体４２Ａの厚み方向への移動を規制するストッパとして機能する。これにより、振動アクチュエーター１０Ａに衝撃時がある場合でも、破損から守り信頼性を向上させることできる。

また、振動アクチュエーター１０Ａでは、弾性支持部３５０は、振動方向と直交する向きに配置され、その両端部３５０ｂの固定部側固定部で、ベース部３２Ａに接続され、中央の可動体側接続部３５０ａで可動体本体４２Ａに接合されている。

このように、弾性支持部３５０は、可動体４０の先端部４０ａ及び基端部４０ｂにおいて、振動方向及び厚み方向の双方に対して直交する方向で離間する両端部（固定部側固定部）３５０ｂで固定体３０Ａに固定し、中央の可動体側接続部３５０ａで可動体本体４２Ａを支持する。

よって、弾性支持部３５０の固定体３０Ａ、可動体４０Ａの固定領域を変更して弾性変形部３５０ｃを適宜変更できるので、可動体４０Ａの固定が安定しやすいとともに、ばね定数を大きくしたい場合でも、設計自由度を高めることができる。すなわち、触感フィードバック装置として用いて、人の触感に優れた周波数と共振周波数を近づけることにより、より強い振動を提供する場合でも、可動体質量に合わせて、広い調整範囲でばね定数を調整して共振周波数を設定することもできる。

また、弾性支持部３５０が、ベース部３２Ａと一体であるので、アクチュエーター本体Ａ１及び振動アクチュエーター１０Ａの組立性、組立精度、低コスト化を実現することができる。

また、弾性支持部３５０において、可動体４０Ａ側の固定位置が、可動体４０の先端部４０ａ及び基端部４０ｂにおける中央部であるので、可動体４０Ａの移動における規制は、固定された中央部にかかる。

すなわち、振動方向及び厚み方向と直交する方向（Ｙ方向）の中央部に、移動する際の規制がかかるので、可動体４０Ａの駆動を、直線性の高い駆動としやすく、可動体４０Ａの保持も中央となるため、ねじれにくく堅牢な構造となり、信頼性を高めることができる。これにより、捻れ方向の剛性低下は無く、耐衝撃、対振動特性に悪影響を及ぼすことがない。直線性の高い振動を実現することにより、可動体４０Ａの周辺部品の可動範囲内の隙間の設計が容易となる。

＜変形例２＞
図２７は、変形例２の振動アクチュエーター１０Ｃの外観斜視図である。

振動アクチュエーター１０Ｃは、振動アクチュエーター１０（図４参照）と比較して、起歪部材８０Ｃにストッパ部９２０が設けられている点と、弾性支持部５０Ｃの形状が異なる点で異なる。また、振動アクチュエーター１０Ｃは、振動アクチュエーター１０Ａ（図２３参照）と比較すると、吸引部４５Ｃの構成と弾性支持部５０Ｃの構成とが異なり、その他の基本的構成は同様である。よって、異なる点のみ説明し同様の点については同名称と、同符号にＣを付して適宜説明は省略する。

振動アクチュエーター１０Ｃは、アクチュエーター本体Ａ３と、荷重検出モジュールＫ２と、を有する。荷重検出モジュールＫ２は、起歪部材８０Ｃと、起歪部材８０Ｃに設けられる歪み検出体７０Ｃと、を有し、荷重検出モジュールＫ、Ｋ１と同様の機能を有する。本実施の形態では、荷重検出モジュールＫと同様のものである。

アクチュエーター本体Ａ３は、ベース部３２Ｃ及びコア組立体２０Ｃを有する固定体３０Ｃと、呈示部用接続部として機能し、ストッパピン９４で固着される接続孔（図示省略）及び磁性材料からなる吸引部４５Ｃを有する可動体４０Ｃと、弾性支持部５０Ｃと、を有する。
コア組立体２０Ｃの磁気吸引力発生部（磁極２０１ａ、２０１ｂ）と、可動体４０Ｃの吸引部４５Ｃとは、磁気吸引力発生部が吸引力を発生するように、互いに振動方向でエアギャップＡＧを介して近接して配置されている。

弾性支持部５０Ｃは、固定体３０Ｃ及び可動体４０Ｃとは別体に構成され、固定体３０Ｃと可動体４０Ｃとの間に、弾性変形可能に介設されることにより、固定体３０Ｃに対して可動体４０Ｃを振動方向に移動自在に弾性支持する。

ベース部３２Ｃは、ベース部３２Ａ（図２４参照）の構造において弾性支持部３５０を取り外し可能にした形状を有する。

弾性支持部５０Ｃは、振動アクチュエーター１０Ｃの側面で、短手方向、つまりＹ方向に向けて配置されている。弾性支持部５０Ｃは、振動アクチュエーター１０Ｃの先端部３０ａ及び基端部３０ｂのそれぞれにおいて、短手方向で離間する屈曲片部間に架設される細長帯状に形成されている。

弾性支持部５０Ｃは、両端部に設けられた固定体側端部５００ｂと、中央部に設けられた可動体側端部５００ａと、固定体側端部５００ｂ及び可動体側端部５００ａ間に架設された弾性変形部５００ｃを有する。

固定体側端部５００ｂは、ベース部３２Ｃの先端部３０ａ及び基端部３０ｂのそれぞれにおける屈曲片部に固定される。可動体側端部５００ａは、可動体本体４２Ｃの先端部４０ａ及び基端部４０ｂのそれぞれに固定される。弾性変形部５００ｃは、振動方向と直交する向きに配置され、弾性変形部５００ｃの板厚方向（振動方向であるＸ方向）に変形し、固定体側端部５００ｂと可動体側端部５００ａとを、弾性変形部５００ｃの厚み方向に相対的に変位する。

＜変形例３＞
図２８は、変形例３の振動アクチュエーター１０Ｄの外観斜視図である。

振動アクチュエーター１０Ｄは、振動アクチュエーター１０Ａ、１０Ｃの基本的構成と比較して、主に、弾性支持部４５０を可動体４０Ｄ側に設けている点が異なる。

振動アクチュエーター１０Ｄは、アクチュエーター本体Ａ４と、荷重検出モジュールＫ２とを有する。アクチュエーター本体Ａ４では、固定体３０Ｄは、ベース部３２Ｄとコア組立体２０Ｄとを有する。なお、固定体３０Ｄの基本的な構成は、他の実施の形態の振動アクチュエーター１０、１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｄと略同様であり、同様の機能を有する。

例えば、ベース部３２Ｄは、ベース部３２Ｃと同様である。ベース部３２Ｄは、コア組立体２０Ｄのコイル２２が配置される開口部を有する矩形板状に構成されている。ベース部３２Ｄの先端部３０ａ及び基端部３０ｂには、弾性支持部４５０と接合する屈曲片部がそれぞれ設けられている。また、コア組立体２０Ｄも、コア組立体２０Ａ、２０Ｃと同様に、コイル２２Ｄが巻回されたボビン２５を、コア(図示省略)に外装することにより、コア(図示省略)にコイル２２Ｄが巻回された状態として構成している。

これに対して、可動体４０Ｄでは、可動体本体４２Ｄは、磁性材料からなる吸引部４５Ｄを有する構成に加えて、弾性支持部４５０が形成されている。なお、可動体本体４２Ｄには、荷重検出モジュールＫ２に接続して、呈示部用接続部８６Ｄを可動体４０Ｄの一部として、ストッパピン９４が止着される接続部と、可動体本体４２Ｄの本体部位から垂下する脚部４６Ｄ、４８Ｄとが設けられている。

可動体４０Ｄは、固定体３０Ｄに対して、厚み方向と直交する一方向（Ｘ方向）に往復移動自在に設けられている。

なお、矩形板状の可動体本体４２Ｄでは、先端部４０ａよりに開口部が形成されており、先端部４０ａ及び基端部４０ｂに弾性支持部４５０（４５１、固定板部４５２）が形成されている。

弾性支持部４５０は、可動体本体４２Ｄの本体部分のそれぞれ先端部４０ａ及び基端部４０ｂから下方に垂下し、且つ、振動方向（Ｘ方向）及び厚み方向（Ｚ方向）に直交する方向（Ｙ方向であり幅方向）に延びるように設けられている。弾性支持部４５０は、帯状でありその高さ（Ｚ方向の長さ）は、可動体４０Ｄの厚みとなる。

弾性支持部４５０は、幅方向の中央で可動体本体４２Ｄに接続する中央連絡部４５０ａと、両端の固定体側固定部４５０ｂと、中央連絡部４５０ａ及び固定体側固定部４５０ｂを連絡する弾性変形部４５０ｃと、を有する。

弾性支持部４５０は、ベース部３２Ｄに対して、可動体４０Ｄを、前後側の双方の端部において振動方向と直交する幅方向の中央部分（先端部４０ａ及び基端部４０ｂ）で弾性支持した状態となる。これにより、変形例１の弾性支持部３５１、３５２の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係る触感フィードバック装置は、誤検出することなく接触によるユーザー操作を検出して、安定した触感フィードバックを付与できる効果を有し、例えば、車載製品や産業機器において、タッチディスプレイ装置等の触感フィードバック装置に有用なものである。

１、１Ａ 触感フィードバック装置
３ 基部
５、５Ａ タッチパネル
６ 静電センサ
５０１、５０１Ａ 被操作部
１０、１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｄ 振動アクチュエーター
１２ スイッチング素子
１４ 信号発生部
２０、２０Ａ、２０Ｃ、２０Ｄ コア組立体
２２、２２Ａ、２２Ｃ、２２Ｄ コイル
２３ 基板
２４、２４Ａ コア
２５ ボビン
２６、５３ 止着部材（ねじ）
３０、３０Ａ、３０Ｃ、３０Ｄ 固定体
３０ａ ベース先端部
３０ｂ ベース基端部
３２、３２Ａ、３２Ｃ、３２Ｄ ベース部
３４、３４Ａ 開口部
３６ 接続部
３８ 固定孔
４０、４０Ａ、４０Ｃ、４０Ｄ 可動体
４０ａ 先端部
４０ｂ 基端部
４２ 可動体本体
４２Ａ、４２Ｃ、４２Ｄ 可動体本体
４４、４４Ａ 開口部
４５、４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｄ 吸引部
４６Ａ、４６Ｄ 脚部
４８Ａ、４８Ｄ 脚部
５０、５１、５２、３５０、３５１、３５２、４５０ 弾性支持部
５０ａ 他端部
５０ｂ 一端部
５０ｃ 弾性変形部
５０Ｃ 弾性支持部
５４ ナット
７０、７０Ａ、７０Ｃ 歪み検出体
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ 歪み検出センサ（歪みセンサ、荷重検出部）
７２ 基板
８０、８０Ａ、８０Ｃ 起歪部材
８２ 枠状部
８４ 開口部
８５ 接続腕部
８６、８６Ａ、８６Ｄ 呈示部用接続部
９０ 移動規制部
９２ ストッパ受け部
９２ａ 挿入部
９２ｂ フランジ部
９２Ａ、９２Ｃ、９２Ｄ ストッパ部
９４ ストッパピン
９４ａ フランジ部
９４ｂ ピン軸
９６ ワッシャ
１３０ アンプ
１４０ ＡＤ変換部
１５０ マイコン
１６０ アクチュエータードライバー
２００ 触感フィードバック装置
２０１ａ、２０１ｂ 磁極
２４０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ アクチュエーター本体
３２１ 貫通孔
３５０ 弾性支持部
３５０ａ 可動体側接続部
３５０ｂ 両端部
３５０ｃ 弾性変形部
４５０ａ 中央連絡部
４５０ｂ 固定体側固定部
４５０ｃ 弾性変形部
４５２ 固定板部
４５４ 面状部
５００ａ 可動体側端部
５００ｂ 固定体側端部
５００ｃ 弾性変形部
５０１、５０１Ａ 被操作部
９２０ ストッパ部
Ｋ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ 荷重検出モジュール
Ｒ－Ａ１、Ｒ－Ａ２、Ｒ－Ａ３、Ｒ－Ａ４、Ｒ－Ｂ１、Ｒ－Ｂ２、Ｒ－Ｂ３、Ｒ－Ｂ４、Ｒ－Ｃ１、Ｒ－Ｃ２、Ｒ－Ｃ３、Ｒ－Ｃ４、Ｒ－Ｄ１、Ｒ－Ｄ２、Ｒ－Ｄ３、Ｒ－Ｄ４ 歪ゲージ部
ＳＢＤ 抵抗
Ｇ ギャップ
ＡＧ エアギャップ

Claims (18)

1. 接触によるユーザー操作を受け付ける被操作部と、
   前記被操作部への前記接触を検知する接触検知部と、
   前記接触による前記被操作部への荷重を検出する荷重検出部と、
   振動を生成し、前記振動を前記被操作部に出力する振動アクチュエーターと、
   前記接触の検知及び前記荷重の検出に応じて、前記振動アクチュエーターを駆動して前記被操作部を振動させ、前記ユーザーに触感をフィードバックする駆動制御部と、
   を有し、
   前記荷重検出部は、前記振動時に、前記荷重の検出を停止する、
   触感フィードバック装置。
2. 前記荷重検出部は、前記振動が減衰するまで、前記荷重の検出の停止を継続する、
   請求項１記載の触感フィードバック装置。
3. 前記荷重検出部は、前記振動が減衰して、前記振動における変位量が最大変位量に対して所定の割合へ低減するまで、前記荷重の検出の停止を継続する、
   請求項２記載の触感フィードバック装置。
4. 前記荷重検出部は、前記駆動制御部が前記振動の減衰期間を調整可能なパルスを入力した後まで、前記荷重の検出の停止を継続する、
   請求項２記載の触感フィードバック装置。
5. 前記駆動制御部は、前記振動中に前記接触の位置が変化する場合、停止中の前記荷重の検出を実行する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
6. 前記荷重検出部は、前記荷重を示すデータを平均化して、平均化したデータに基づいて前記荷重を検出する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
7. 前記荷重検出部は、本装置の起動時、一定時間毎、或いは、前記本装置の未使用時間が一定時間以上経過した場合、初期荷重値をリセットする、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
8. 本装置の姿勢を検知する姿勢検知部を有し、
   前記荷重検出部は、前記姿勢の変化に基づいて荷重感度および初期荷重値の両方のうちの少なくとも一方について、補正、ないしゼロリセット機能を有する、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
9. 前記被操作部の振動を減衰する減衰部を有する、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
10. 前記減衰部は、前記被操作部と、前記振動アクチュエーターが駆動可能に固定された基部との間で挟まれるエラストマーである、
    請求項９に記載の触感フィードバック装置。
11. 前記減衰部は、シリコンゴムまたはブチルゴムである請求項９に記載の触感フィードバック装置。
12. 前記減衰部は、前記被操作部の前記ユーザー操作を受ける面の中心を対称中心として複数箇所に配置されている請求項９から１１のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
13. 前記被操作部は、タッチパネルに設けられている、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
14. 前記荷重検出部は、歪みセンサを有する、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
15. 前記荷重検出部は、前記被操作部と前記振動アクチュエーターの間に配置されている、
    請求項１から１４のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
16. 前記荷重検出部は、振動アクチュエーターと一体に設けられている、
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
17. 振動アクチュエーターは、固定体と、前記固定体に対して電磁相互作用により振動し、且つ、前記被操作部に直接的に接続される可動体とを有する、
    請求項１から１６のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。
18. 前記接触検知部は、静電センサである、
    請求項１から１７のいずれか一項に記載の触感フィードバック装置。

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