JP6282575B2 - 触感呈示装置 - Google Patents

Description

本発明は、触感呈示装置に関するものである。

例えば特許文献１には、タッチパネル等のパネル上で、指等の接触物に対してリアルな触感を呈示する技術が開示されている。特許文献１に開示の触感呈示装置は、パネルを厚み方向に振動させることにより、操作者に「押した」という押下感を呈示している。

特許第４６３３１６７号公報

従来知られている触感呈示装置は、パネルを振動させる振動部の構造によっては、パネルが振動する変位量が小さく、良好な触感を呈示しにくい場合があることから、装置構成上、改善の余地がある。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、改善された触感呈示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る触感呈示装置は、
パネルと、
アクチュエータと、
前記パネル及び前記アクチュエータに係合し、前記アクチュエータの変位により当該アクチュエータの変位方向及び変位量を異なる変位方向及び異なる変位量に変換して、前記パネルを変位させる変換部と、
弾性を有する接合部により接合された上部筐体及び下部筐体を有する筐体と、
を備え、
前記パネルの変位方向は、前記パネルの厚み方向であり、
前記アクチュエータの変位方向と前記パネルの変位方向とは交差し、
前記パネルは、前記上部筐体に支持されて、前記接合部の弾性力により前記変換部に与圧を加えた状態で係合され、
前記アクチュエータ及び前記変換部は、前記下部筐体に支持されて、前記変換部が前記アクチュエータに与圧を加えた状態で係合されることを特徴とする。

前記アクチュエータは、積層型圧電素子を備えていてもよい。

本発明によれば、改善された触感呈示装置を提供できる。

本発明の第１実施の形態に係る触感呈示装置の概略構成を示す外観斜視図である。 図１の触感呈示装置におけるアクチュエータの配置例を示す平面図である。 図１の触感呈示装置の要部の概略構成を示す断面図である。 図３の変換部の作用を説明するための図である。 図３の変換部の変形例を示す図である。 図１の触感呈示装置の要部の回路構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第２実施の形態に係る触感呈示装置の要部の概略構成を示す断面図である。 図７の変換部の作用を説明するための図である。 図７の変換部の変形例を示す図である。 図７の変換部の他の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る触感呈示装置の概略構成を示す外観斜視図である。触感呈示装置１０は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機、携帯型ミュージックプレイヤ、ノートパソコン、腕時計、タブレット端末、ゲーム機などの他の機能を有する電子機器として実現される。

本実施の形態に係る触感呈示装置１０は、外観形状が概略長方形状を成す筐体２０を備える。筐体２０は、上部筐体２０ａと下部筐体２０ｂとにより構成される。上部筐体２０ａと下部筐体２０ｂとは、弾性部材で構成される接合部２３により接合され、１つの筐体２０を構成している。接合部２３は、防水性のテープ又はスポンジ等として構成されていてもよい。上部筐体２０ａと下部筐体２０ｂとは、接合部２３を介して、互いに変位可能に接合される。上部筐体２０ａと下部筐体２０ｂとは、変位方向を筐体２０の厚み方向に制限するガイドに沿って変位するものであってもよい。

筐体２０は、金属や硬質プラスチック等で形成される。上部筐体２０ａには、筐体２０の表面２１側にパネル３０が配置されている。また、筐体２０の内部には、パネル３０の下側に図１にパネル３０の一部を切り欠いて示すように、表示部４０が保持されている。筐体２０は、内部に、アクチュエータと変換部とを備える。

パネル３０は、接触を検出するタッチパネル又は表示部４０を保護するカバーパネル等からなる。パネル３０は、例えばガラス又はアクリル等の合成樹脂により、例えば長方形状に形成される。パネル３０は、タッチパネルである場合、操作者の指、ペン又はスタイラスペン等の接触物による接触を検出する。タッチパネルの検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（又は超音波方式）、赤外線方式、電磁誘導方式又は荷重検出方式等の任意の方式を用いることができる。本実施の形態では、説明の便宜上、パネル３０は、タッチパネルとする。この場合、パネル３０は表示部４０と一体的に構成される場合もある。パネル３０は、パネル表面３０ａの周辺部を除く領域が、筐体２０の表面２１に形成された開口２１ａから露出する。

表示部４０は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、電子ペーパ等を用いて構成される。表示部４０は、ブラウザや電子ブック等のアプリケーションソフトウェア（以下、単に「アプリケーション」と記す）における画像（ページ）、アイコンや押しボタン等の入力用オブジェクト等を表示する。

図２は、上部筐体２０ａを取り除いて示す、下部筐体２０ｂにおけるアクチュエータの配置例を示す平面図である。下部筐体２０ｂには、図２に示すように、４つのアクチュエータ５０が配置されている。アクチュエータ５０は、パネル３０を変位させるための駆動源を構成するもので、例えば圧電素子５１を用いて構成される。圧電素子５１は、電気信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮又は屈曲変位する素子である。これらの素子は、例えばセラミックや水晶からなるものが用いられる。圧電素子５１は、ユニモルフ、バイモルフ又は積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、バイモルフを積層した積層型バイモルフ素子や、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成されるスタックタイプのものがある。ユニモルフは電気信号が印加されると伸縮変位し、バイモルフは電気信号が印加されると屈曲変位し、スタックタイプの積層型圧電素子は電気信号が印加されると積層方向に沿って伸縮変位する。本実施の形態では、圧電素子５１がスタックタイプの積層型圧電素子からなる。

圧電素子５１は、一端部が、下部筐体２０ｂが備える固定部２４に固定されて、下部筐体２０ｂの長手方向とほぼ平行に延在して配置される。固定部２４は、各圧電素子５１の延在方向に対して、下部筐体２０ｂの中央側に配置される。したがって、圧電素子５１は、下部筐体２０ｂの長手方向にほぼ平行に伸縮変位する。圧電素子５１の伸縮変位をガイドするため、下部筐体２０ｂには、各圧電素子５１を挟むように、それぞれ一対のガイド部材２２が配置されている。

圧電素子５１は、固定部２４に固定されていない他端側の端面において、変換部６０に係合する。変換部６０の具体的な構成については、図３の説明において詳細に述べる。変換部６０は、下部筐体２０ｂにおいて、図２に仮想線で示した表示部４０の表示領域Ｄから外れた、下部筐体２０ｂの四隅の近傍でパネル３０と係合するように保持される。変換部６０におけるパネル３０との係合部分は、図２では、変換部６０の一部に網掛け領域として表示されている。

図３は、触感呈示装置１０の要部の概略構成を示す断面図である。圧電素子５１は、下部筐体２０ｂの底部において、ガイド部材２２により支持される。変換部６０は、パネル３０の筐体２０の内部側のパネル裏面３０ｂ及び圧電素子５１の他端部の端面に係合して配置される。変換部６０は、圧電素子５１の伸縮変位により、その変位方向及び変位量を異なる変位方向及び異なる変位量に変換して、パネル３０を変位させる。本実施の形態において、変換部６０は回動部材６１を有する。回動部材６１は、固定軸６２に回動可能に係止される係止部６１ａと、圧電素子５１が当接する当接部６１ｂと、パネル３０のパネル裏面３０ｂが当接する当接部６１ｃとを有し、係止部６１ａがフック状に形成され、当接部６１ｂ及び６１ｃが突状に形成されている。

パネル３０は、上部筐体２０ａに支持されて、接合部２３の弾性力により、当接部６１ｃにおいて筐体２０の内部方向（図３では下方向）に、変換部６０に与圧を加えた状態で係合される。アクチュエータ５０及び変換部６０は、下部筐体２０ｂに支持されて、変換部６０が当接部６１ｂにおいてアクチュエータ５０に与圧を加えた状態で係合される。

図３において、圧電素子５１が右方向に伸びるように変位すると、回動部材６１は固定軸６２を支点として左回りに回動する。これにより、圧電素子５１による変位方向が、変換部６０によりほぼ９０度変換されてパネル３０に伝達され、パネル３０が、接合部２３の弾性力に抗して上部筐体２０ａと一体に上方向に変位する。つまり、パネル３０の変位方向は、当該パネル３０の厚み方向となる。また、圧電素子５１の伸縮変位方向とパネル３０の変位方向とは、触感呈示装置１０の側面視において交差している。

ここで、変換部６０の作用について、図４を参照して説明する。図４は、変換部６０の拡大図である。図４において、支点は回動部材６１の係止部６１ａが係合する固定軸６２を示し、力点は圧電素子５１が当接する回動部材６１の当接部６１ｂを示し、作用点はパネル３０のパネル裏面３０ｂが当接する当接部６１ｃを示す。圧電素子５１の変位によって力点に投入される投入変位量をＳ、投入力をＴとし、作用点に作用する変位量をＤ、発生力をＦとし、支点となる固定軸６２から力点までの距離をＬ１、支点から作用点までの距離をＬ２とするとき、変位量Ｄ及び発生力Ｆは、下式（１）及び（２）のように近似できる。ただし、Ｌ１、Ｌ２は、それぞれＳ、Ｄよりも十分大きいものとする。
Ｄ＝Ｓ×Ｌ２／Ｌ１ ・・・（１）
Ｆ＝Ｔ×Ｌ１／Ｌ２ ・・・（２）

上式（１）及び（２）から、力点や作用点の位置すなわち距離Ｌ１やＬ２を適切に設定することにより、触感を呈示できる十分な変位量Ｄ及び発生力Ｆを得ることが可能となる。一般に、積層型の圧電素子５１は、投入力Ｔは大きいが、投入変位量Ｓは小さい。そのため、一般の圧電素子５１では、操作者が良好に検出できる触感を呈示しにくい場合がある。しかし、本実施の形態においては、変換部６０により、触感を呈示できるパネル３０の変位量Ｄは投入変位量Ｓに比べて大きくなる。そのため、触感呈示装置１０は、良好な触感を呈示しやすくなる。

なお、圧電素子５１の伸縮変位方向とパネル３０の変位方向とのなす角度、すなわち圧電素子５１の伸縮変位方向の変換角度は、９０度に限らず任意に設定することができる。

一方、図４に示すように、回動部材６１には、力の発生体である圧電素子５１による抗力Ａ（＝Ｔ）と、移動対象物であるパネル３０による抗力Ｂ（＝Ｆ）と、抗力Ａ及び抗力Ｂをバランスさせるための抗力Ｃ（＝（Ｔ²＋Ｆ²）^1/2）とが発生する。つまり、抗力Ａ及び抗力Ｂが常に発生するように、固定軸６２の位置を定めれば、３つの抗力Ａ、Ｂ、Ｃのバランスにより回動部材６１の位置が定まる。したがって、回動部材６１を固定軸６２に緊密に保持させる必要がないので、回動部材６１を図４の形状に代えて、例えば図５（ａ）〜（ｃ）に示すような形状とするなど、回動部材６１の形状の自由度を向上できるとともに、変換部６０の組み立て性を向上できる。

図５（ａ）に示す回動部材６１は、係止部６１ａがフック状に形成され、扇形状の両側面に当接部６１ｂ及び６１ｃが形成されるものである。図５（ｂ）に示す回動部材６１は、全体が扇形の多角形状からなり、扇形状の頂角部に固定軸６２よりも大径の開口からなる係止部６１ａが形成され、扇形状の両側面に当接部６１ｂ及び６１ｃが形成されるものである。図５（ｃ）に示す回動部材６１は、全体がＬ字形状からなり、Ｌ字形状の内角部が係止部６１ａを構成し、外側面に当接部６１ｂ及び６１ｃが形成されるものである。

また、回動部材６１に抗力Ａ及び抗力Ｂが常に作用することにより、回動部材６１と固定軸６２との係合部に摩擦が発生しても、Ｌ１：Ｌ２すなわちＤ：Ｓ及びＴ：Ｆをほぼ一定に維持することができる。したがって、磨耗に影響されることなく、パネル３０を初期の条件で長期間に亘って安定して変位させることが可能となる。

本実施の形態に係る触感呈示装置１０は、パネル３０への操作者の指、ペン又はスタイラスペン等の接触物による接触又は押下を検出して、圧電素子５１を伸縮変位させる。これにより、パネル３０を変位させて、操作者に触感をフィードバックする。

ここで、本実施の形態における圧電素子５１は、操作者によるパネル３０への押圧を検出する押圧検出部としても機能する。圧電素子５１の押圧検出部としての機能について、再び図３を参照して説明する。なお、触感呈示装置１０は、圧電素子５１とは別に、押圧検出用の圧電素子又は歪センサ等の押圧検出部を備えていてもよい。

操作者が、携帯電話機等の電子機器として構成された触感呈示装置１０に対して入力操作を行うと、パネル３０に対して入力操作による押圧が入力される。パネル３０が配置された上部筐体２０ａが、弾性部材により構成される接合部２３の弾性力に抗して下部筐体２０ｂの方向へ変位すると、当接部６１ｃは下方向に変位する。その結果、回動部材６１は固定軸６２を支点として右回りに回動する。これにより、パネル３０による変位方向が、変換部６０によりほぼ９０度変換されて圧電素子５１に伝達され、圧電素子５１が、左方向に縮むように変位する。

圧電素子５１は、当接部６１ｂからの押圧に係る荷重（力）の大きさ（または、荷重（力）の大きさが変化する速さ（加速度））に応じた、電気的な特性である電圧の大きさ（電圧値（以下、押圧に基づくデータと称する））の出力を行う。圧電素子５１から出力された押圧に基づくデータは、触感呈示装置１０の制御部に送信され、当該データに対応する押圧（入力）がされたことが検出される。このように、圧電素子５１は、触感呈示とともに押圧検出にも用いることができる。

図６は、図１の触感呈示装置１０の要部の回路構成を示す機能ブロック図である。触感呈示装置１０は、制御部７０と、記憶部７１と、圧電素子駆動部７２と、上述したパネル３０、表示部４０及び圧電素子５１とを有する。

制御部７０は、触感呈示装置１０の各機能ブロックを含む装置全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部７０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成される。かかるプログラムは、例えば記憶部７１又は外部の記憶媒体等に格納される。

記憶部７１は、半導体メモリ等で構成され、各種情報や触感呈示装置１０を動作させるためのプログラム等を記憶するとともに、ワークメモリとしても機能する。

圧電素子駆動部７２は、制御部７０からの制御信号に基づいて圧電素子５１に印加する電気信号を生成して圧電素子５１に印加する。

表示部４０は、制御部７０による制御のもとに、アプリケーションにおける画像（ページ）、アイコンや押しボタン等の入力用オブジェクト等を表示する。パネル３０は、表示部４０に表示されたオブジェクトに対する接触物による接触を検出する。パネル３０の出力は、制御部７０に供給されてパネル３０に対する接触物の接触の位置が検出される。

制御部７０は、パネル３０の出力に基づいて表示部４０に表示された入力用オブジェクトに対する接触物による接触を検出し、圧電素子５１の出力（押圧に基づくデータ）に基づいてパネル３０への押下荷重が所定値に達したことを検出すると、圧電素子駆動部７２により圧電素子５１を所定の駆動パターンで駆動する。圧電素子５１の駆動により、パネル３０が変位して、操作者に入力用オブジェクトを操作した触感が呈示される。

圧電素子５１の駆動パターンは、例えば接触物の接触が検出された入力用オブジェクトに応じて記憶部７１に記憶しておくことができる。例えば、押しボタンを押した触感を呈示する場合は、所定周波数の半サイクルのパルス状の駆動電圧を圧電素子５１に印加して、パネル３０を一往復変位させる駆動パターンとすることができる。その他、入力用オブジェクトに応じて、所定周波数の複数サイクルの駆動電圧を圧電素子５１に印加して、パネル３０を複数往復変位させる駆動パターンとすることもできる。

本実施の形態に係る触感呈示装置１０によると、圧電素子５１によるパネル３０に平行な伸縮変位をパネル３０の厚み方向の変位に変換することができる。このとき、圧電素子５１の変位量を、変換部６０により、より大きな変位量に変換してパネル３０を変位させることができる。そのため、圧電素子５１を装置の厚み方向に配置する場合と比較して、より大きな変位量でパネル３０を変位させることができ、厚み方向に良好な触感を呈示しやすくなる。また、圧電素子５１を押圧検出部として機能させることにより、パネル３０への押圧検出用の圧電素子５１を別途配置する場合と比較して、簡単に装置を構成することができる。また、回動部材６１を固定軸６２に緊密に保持させる必要がないので、回動部材６１の形状の自由度を向上でき、変換部６０の組み立て性を向上できるとともに、回動部材６１と固定軸６２との係合部の磨耗に影響されることなく、パネル３０を初期の条件で長期間に亘って安定して変位させることが可能となる。

また、圧電素子５１は、筐体２０の長手方向に、つまり触感呈示装置１０の側面視において、圧電素子５１の変位方向がパネル３０の変位方向と交差して配置されているので、筐体２０の厚み方向の装置の寸法を小さくでき、小型化が可能となる。また、触感呈示装置１０は、４つの圧電素子５１を備えており、各圧電素子５１に係合された変換部６０は筐体２０の四隅の近傍でパネル３０に接触しているため、パネル３０全体を変位させて触感を呈示する。そのため、触感呈示装置１０は、パネル３０をたわませて触感を提示する場合と比較して、より小さな力で良好に触感を呈示できる。

（第２実施の形態）
図７は、本発明の第２実施の形態に係る触感呈示装置の要部の概略構成を示す平面図であり、図３に対応する図である。本実施の形態に係る触感呈示装置１１は、第１実施の形態に係る触感呈示装置１０と変換部６０の構成が異なるものである。以下、第１実施の形態と同一構成要素には同一参照符号を付し、異なる部分について説明する。

図７において、変換部６０は、直線移動部材６３と滑動部材６４とを備える。直線移動部材６３は、圧電素子５１の変位方向と交差する方向に延在する斜面６３ａと、圧電素子５１に結合される辺６３ｂと、下部筐体２０ｂの内壁（底面２０ｃ）を滑動する辺６３ｃとを有するくさび形状からなる。滑動部材６４は、直線移動部材６３の斜面６３ａを滑動する滑動面６４ａと、パネル３０のパネル裏面３０ｂに結合される辺６４ｂと、筐体２０の厚み方向に延在して筐体２０に設けられたガイド部材２５を滑動する辺６４ｃとを有する三角形状からなる。

図７において、圧電素子５１が右方向に伸びるように変位すると、直線移動部材６３も下部筐体２０ｂの底面２０ｃにガイドされて圧電素子５１と一体に右方向に変位する。直線移動部材６３が右方向に変位すると、その変位に伴って滑動部材６４が直線移動部材６３の斜面６３ａを滑動して、ガイド部材２５に沿って図７の上方向、すなわちパネル３０の方向に直線移動する。これにより、圧電素子５１による伸縮変位方向が、変換部６０によりほぼ９０度変換されてパネル３０に伝達されて、パネル３０が接合部２３の弾性力に抗して上方向に変位する。

ここで、変換部６０の作用について、図８（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図８（ａ）は変換部６０の拡大図であり、図８（ｂ）は直線移動部材６３の拡大図であり、図８（ｃ）は滑動部材６４の拡大図である。図８（ａ）において、圧電素子５１の変位によって直線移動部材６３の力点に投入される投入変位量をＳ、投入力をＴとし、直線移動部材６３の作用点から滑動部材６４（パネル３０）が受ける変位量をＤ、発生力をＦとし、直線移動部材６３の変位方向に対する斜面６３ａのなす角度をθとする。この場合、変位量Ｄは、下式（３）で表される。
Ｄ＝Ｓ×tanθ ・・・（３）

一方、直線移動部材６３とガイドとなる下部筐体２０ｂの底面２０ｃとの間の摩擦力をＰ１、摩擦係数をμ１、直線移動部材６３と滑動部材６４との間の摩擦力をＰ２、摩擦係数をμ２、滑動部材６４とガイド部材２５との間の摩擦力をＰ３、摩擦係数をμ３とし、摩擦を考慮した投入力及び発生力をそれぞれＴ´及びＦ´とする。この場合、直線移動部材６３には、図８（ｂ）に示すように摩擦力Ｐ１及びＰ２が作用する。これら摩擦力Ｐ１及びＰ２は、下式によって表される。なお、Ｎ´は、斜面６３ａの法線方向に作用する投入力Ｔ´と発生力Ｆ´との合成力である。
Ｐ１＝μ１×Ｆ´
Ｐ２＝μ２×Ｎ´＝μ２×Ｔ´／sinθ

したがって、この場合の投入力Ｔは、下式（４）のようになる。
Ｔ＝Ｔ´＋Ｐ１＋Ｐ２×cosθ
＝Ｔ´＋μ１×Ｆ´＋μ２×Ｔ´／sinθ×cosθ
＝Ｔ´＋μ１×Ｔ´×cotθ＋μ２×Ｔ´cotθ
＝Ｔ´×（１＋μ１cotθ＋μ２cotθ） ・・・（４）

また、滑動部材６４には、図８（ｃ）に示すように摩擦力Ｐ２及びＰ３が作用する。これら摩擦力Ｐ２及びＰ３は、下式によって表される。
Ｐ２＝μ２×Ｎ´＝μ２×Ｔ´／sinθ
Ｐ３＝μ３×Ｔ´

したがって、この場合の発生力Ｆは、下式（５）のようになる。
Ｆ＝Ｆ´−Ｐ３−Ｐ２×sinθ
＝Ｔ´／tanθ−μ３×Ｔ´−μ２×Ｔ´
＝Ｔ´×（cotθ−μ２−μ３） ・・・（５）

上式（４）及び（５）から、圧電素子５１による投入力Ｔによって、パネル３０に作用する発生力Ｆは、下式（６）で表される。
Ｆ＝Ｔ×（cotθ−μ２−μ３）／（１＋μ１cotθ＋μ２cotθ） ・・・（６）

なお、摩擦がない場合、Ｆ＝Ｔ×cotθとなる。また、摩擦係数が全て同一（μ）とすると、Ｆ＝Ｔ×（cotθ−２μ）／（１＋２μcotθ）となる。

また、触感呈示装置１０を机等の水平面に載置して使用する場合、上記重力の影響を考慮する必要がある。

また、第２実施の形態においても、第１実施の形態と同様に、圧電素子５１を押圧検出部として機能させることができる。すなわち、操作者が、携帯電話機等の電子機器として構成された触感呈示装置１０に対して入力操作を行うと、パネル３０に対して入力操作による押圧が入力される。図７において、パネル３０が配置された上部筐体２０ａが、弾性部材により構成される接合部２３の弾性力に抗して下部筐体２０ｂの方向へ変位すると、滑動部材６４は、ガイド部材２５に沿って下方向に変位する。すると、直線移動部材６３が、滑動面６４ａを活動して、下部筐体２０ｂの底面２０ｃに沿って左方向、すなわち圧電素子５１の方向に直線移動する。これにより、パネル３０による変位方向が、変換部６０によりほぼ９０度変換されて圧電素子５１に伝達され、圧電素子５１が、左方向に縮むように変位する。圧電素子５１は、押圧に基づくデータを触感呈示装置１０の制御部に送信し、制御部において、押圧が検出される。

本実施の形態によると、上式（３）及び（６）から、直線移動部材６３の変位方向に対する斜面６３ａのなす角度θを適切に設定することにより、触感を呈示できる十分な変位量Ｄ及び発生力Ｆを得ることが可能となる。したがって、第１実施の形態の場合と同様に、厚み方向に良好な触感を呈示しやすくなる。また、本実施の形態に係る触感呈示装置１０は、直線移動部材６３及び滑動部材６４がともに直線的に移動するので、より簡易に構成できる。その他の作用効果については、第１実施の形態と同様である。なお、直線移動部材６３及び滑動部材６４による変位方向の変換角度は、９０°の限らず、任意の角度とすることが可能である。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、第２実施の形態において、変換部６０は図９又は図１０に示すように構成されてもよい。

図９に示す変換部６０は、直線移動部材６３の斜面６３ａが曲面に形成され、斜面６３ａの形状に応じて滑動部材６４の滑動面６４ａが曲面に形成されたものである。このように、直線移動部材６３の斜面６３ａを曲面に形成すれば、直線移動部材６３の変位に伴って滑動部材６４と接する作用点における接線の角度が変化するので、変位量Ｄ及び発生力Ｆの変化を投入変位に対して非線形にできる。

したがって、例えば、図９において直線移動部材６３の上部の角度θ´を図８に示した角度θよりも小さくすることで、投入力Ｔの投入当初は滑動部材６４の変位は小さいが摩擦力Ｐ２の静止摩擦による負荷を低減させ、動摩擦以降後は滑動部材６４の変位を大きくすることができる。これにより、パネル３０をよりスムーズに変位させることが可能となる。

図１０に示す変換部６０は、直線移動部材６３とガイドとなる下部筐体２０ｂの底面２０ｃとの間、直線移動部材６３と滑動部材６４との間、及び、滑動部材６４とガイド部材２５との間に、それぞれ複数のベアリング６５を備える。ベアリング６５は、球状であってもよいし、円柱状であってもよい。このように、第２実施の形態において摩擦力Ｐ１、Ｐ２及びＰ３が発生する部分にそれぞれベアリング６５を装填すれば、摩擦力をほぼゼロにすることができるので、より小さい投入力Ｔで、パネル３０をよりスムーズに変位させることが可能となる。

１０ 触感呈示装置
２０ 筐体
２０ａ 上部筐体
２０ｂ 下部筐体
２０ｃ 底面
２１ 表面
２１ａ 開口
２２、２５ ガイド部材
２３ 接合部
２４ 固定部
３０ パネル
３０ａ パネル表面
３０ｂ パネル裏面
４０ 表示部
５０ アクチュエータ
５１ 圧電素子
６０ 変換部
６１ 回動部材
６２ 固定軸
６３ 直線移動部材
６４ 滑動部材
６５ ベアリング

Claims (2)

1. パネルと、
   アクチュエータと、
   前記パネル及び前記アクチュエータに係合し、前記アクチュエータの変位により当該アクチュエータの変位方向及び変位量を異なる変位方向及び異なる変位量に変換して、前記パネルを変位させる変換部と、
   弾性を有する接合部により接合された上部筐体及び下部筐体を有する筐体と、
   を備え、
   前記パネルの変位方向は、前記パネルの厚み方向であり、
   前記アクチュエータの変位方向と前記パネルの変位方向とは交差し、
   前記パネルは、前記上部筐体に支持されて、前記接合部の弾性力により前記変換部に与圧を加えた状態で係合され、
   前記アクチュエータ及び前記変換部は、前記下部筐体に支持されて、前記変換部が前記アクチュエータに与圧を加えた状態で係合されることを特徴とする触感呈示装置。
2. 前記アクチュエータは、積層型圧電素子を備える、請求項１に記載の触感呈示装置。

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