JP6311464B2 - Tactile presentation device - Google Patents

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Description

本発明は、利用者に振動を伝えることで触覚フィードバックを与える触覚提示装置に関する。   The present invention relates to a haptic presentation device that provides haptic feedback by transmitting vibration to a user.

近年、タッチパネル式のキーボード等において、ユーザがキーをタッチした時に振動を伝えることで触覚フィードバックを与え、キーを「押した」と感じさせる触覚提示装置が提案されている。   In recent years, a touch-sensitive keyboard or the like has been proposed in which a tactile feedback is given by transmitting vibration when a user touches a key to feel the key “pressed”.

例えば、特許文献1には、圧電セラミックス等からなる圧電バイモルフ素子の両端を低弾性体で保持し、当該圧電バイモルフの中央に被振動材を接続した構造が記載されている。特許文献1の構造では、圧電バイモルフ素子に交流信号を入力して振動させることにより、接続された被振動材を介して利用者に振動を伝える。   For example, Patent Document 1 describes a structure in which both ends of a piezoelectric bimorph element made of piezoelectric ceramics or the like are held by a low elastic body, and a vibrating material is connected to the center of the piezoelectric bimorph. In the structure of Patent Document 1, vibration is transmitted to a user through a connected vibration-receiving material by inputting an AC signal to the piezoelectric bimorph element and causing it to vibrate.

特開2005−303937号公報JP 2005-303937 A

しかし、圧電セラミックスは割れやすいという課題がある。一方で、圧電フィルムのような割れにくいものは、振動を伝える力が弱く、触覚提示装置に用いることが難しい。   However, there is a problem that piezoelectric ceramics are easily broken. On the other hand, a material that is difficult to break, such as a piezoelectric film, has a weak force to transmit vibration and is difficult to use for a tactile sense presentation device.

そこで、本発明の目的は、圧電フィルムを用いた場合であってもある程度強い振動を伝えることができる触覚提示装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a tactile sensation presentation apparatus that can transmit a strong vibration to some extent even when a piezoelectric film is used.

本発明に係る触覚提示装置は、平板状の圧電性樹脂の両主面第1の電極と第2の電極挟んで構成される圧電フィルムと、前記圧電フィルムに平面方向の張力がかかるよう、曲げ状態で固定された振動板と、前記圧電フィルムとは反対側に前記振動板と間隙をおいて前記振動板に沿って設けられ、タッチ操作の受付領域を有し、前記受付領域には厚み方向に貫通した孔が形成されたタッチ操作受付板と、前記孔と対向する前記振動板の位置に設けられ、前記孔に挿入された突出部と、前記受付領域へのタッチ操作を検出するタッチ検出部と、前記タッチ検出部がタッチ操作を検出したときに、前記圧電フィルムに駆動信号を印加する駆動部とを備えることを特徴とする。 In the tactile sense presentation device according to the present invention, a piezoelectric film constituted by sandwiching both main surfaces of a plate-like piezoelectric resin between a first electrode and a second electrode , and a planar tension is applied to the piezoelectric film. A vibration plate fixed in a bent state, and provided on the opposite side of the piezoelectric film along the vibration plate with a gap between the vibration plate and having a touch operation reception area, A touch operation receiving plate having a hole penetrating in the thickness direction, a protrusion provided at the position of the diaphragm facing the hole, and a touch operation to the receiving area are detected. A touch detection unit and a drive unit that applies a drive signal to the piezoelectric film when the touch detection unit detects a touch operation.

この構成では、ユーザがタッチ操作を行うと、圧電フィルムに駆動信号が印加され、圧電フィルムが伸縮する。圧電フィルムが伸縮すると、振動板は、その伸縮により、主面に直交する方向に振動する。振動板には、曲げ応力が発生しているため、圧電フィルムの伸縮に対して効率的に振動させることができる。そして、振動板の振動に伴い、突出部がタッチ操作受付板の孔を厚み方向に沿って往復動し、受付領域をタッチしているユーザの指に、その突出部が触れることで、ユーザに対し振動が与えられる。このとき、ユーザは、振動板を直接タッチすることがないため、振動板の振動を阻害することがない。したがって、ユーザに対し効率的に強い振動を伝えることができる。   In this configuration, when the user performs a touch operation, a drive signal is applied to the piezoelectric film, and the piezoelectric film expands and contracts. When the piezoelectric film expands and contracts, the diaphragm vibrates in the direction orthogonal to the main surface due to the expansion and contraction. Since the bending stress is generated in the diaphragm, it can be efficiently vibrated with respect to expansion and contraction of the piezoelectric film. As the diaphragm vibrates, the protrusion reciprocates along the thickness direction of the hole of the touch operation reception plate, and the protrusion touches the user's finger touching the reception area. On the other hand, vibration is given. At this time, since the user does not touch the diaphragm directly, the vibration of the diaphragm is not hindered. Therefore, it is possible to efficiently transmit strong vibration to the user.

本発明では、前記タッチ操作受付板は、前記受付領域を複数有し、複数の前記受付領域それぞれには前記孔が形成され、前記突出部は、複数の前記孔それぞれに対して前記振動板に設けられていることが好ましい。   In the present invention, the touch operation receiving plate includes a plurality of the receiving regions, the holes are formed in each of the plurality of receiving regions, and the protruding portion is formed on the diaphragm with respect to each of the plurality of holes. It is preferable to be provided.

この構成では、タッチ操作の受付領域の何れに対してタッチ操作されても、ユーザに対し効率的に振動を伝えることができる。   In this configuration, it is possible to efficiently transmit vibration to the user regardless of which touch operation reception area is touched.

本発明によれば、   According to the present invention,

実施形態1に係る触覚提示装置の外観斜視図1 is an external perspective view of a tactile sense presentation device according to Embodiment 1. FIG. (A)は触覚提示装置の平面図、(B)は側面図(A) is a plan view of the tactile sense presentation device, (B) is a side view. 図2(A)のIII−III線における断面図Sectional view taken along line III-III in FIG. 圧電フィルムの部分拡大図Partial enlarged view of piezoelectric film 触覚提示装置が備える各機能をブロックで表した図The figure which expressed each function with which a tactile sense presentation device is provided with a block 触覚提示装置の動作説明図Operation explanatory diagram of tactile presentation device 振動板の突出部がガイド板の孔を往復動したときの状態を示す図The figure which shows a state when the protrusion part of a diaphragm reciprocates the hole of a guide plate 実施形態2に係る触覚提示装置の外観斜視図External appearance perspective view of the tactile presentation device according to Embodiment 2 図8のIV−IV線における断面図Sectional view taken along line IV-IV in FIG.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る触覚提示装置10の外観斜視図である。図2(A)は、触覚提示装置10の平面図であり、図2(B)は側面図である。図3は、図2(A)のIII−III線における断面図である。本実施形態に係る触覚提示装置10は、いわゆるキーボードである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external perspective view of a haptic presentation device 10 according to the first embodiment. 2A is a plan view of the tactile sense presentation device 10, and FIG. 2B is a side view. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The tactile sense presentation device 10 according to the present embodiment is a so-called keyboard.

触覚提示装置10は、圧電フィルム11、振動板12及びガイド板13を備えている。   The tactile sense presentation device 10 includes a piezoelectric film 11, a diaphragm 12, and a guide plate 13.

振動板12は、平面視して矩形状である。この振動板12は、長辺それぞれが圧電フィルム11の長辺側に固定され、圧電フィルム11とは反対側に湾曲して突出する形状となっている。圧電フィルム11は、振動板12が固定されることで、圧電フィルム11の短辺に沿った方向(以下、短手方向という)に引張力がかかった状態となる。振動板12が湾曲することで、圧電フィルム11と振動板12との間には、中空領域100が形成される。   The diaphragm 12 has a rectangular shape in plan view. The diaphragm 12 has a shape in which each long side is fixed to the long side of the piezoelectric film 11 and is curved and protrudes on the opposite side to the piezoelectric film 11. The piezoelectric film 11 is in a state in which a tensile force is applied in a direction along the short side of the piezoelectric film 11 (hereinafter referred to as a short direction) by fixing the diaphragm 12. Since the vibration plate 12 is curved, a hollow region 100 is formed between the piezoelectric film 11 and the vibration plate 12.

圧電フィルム11と振動板12との接着方法として、振動板12の両端部と圧電フィルム11の両端部とを接着剤を介して接着してもよいし、圧電フィルム11と振動板12とをクリップ等で挟持して装着してもよい。   As a bonding method between the piezoelectric film 11 and the diaphragm 12, both ends of the diaphragm 12 and both ends of the piezoelectric film 11 may be bonded with an adhesive, or the piezoelectric film 11 and the diaphragm 12 are clipped. It may be attached by being sandwiched between them.

以下では、圧電フィルム11が存在する側を、振動板12及び触覚提示装置10の背面側と言い、その反対側を振動板12及び触覚提示装置10の正面側と言う。   Hereinafter, the side on which the piezoelectric film 11 exists is referred to as the diaphragm 12 and the back side of the tactile presentation device 10, and the opposite side is referred to as the front side of the diaphragm 12 and the tactile presentation device 10.

図4は、圧電フィルム11の部分拡大図である。圧電フィルム11は、圧電性樹脂のベースフィルム11Cの両主面に電極11A及び電極11Bが形成されてなる。電極11A及び電極11Bは、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、ポリチオフェンを主成分とすることが好ましい。なお、電極11A及び電極11Bには、銀ナノワイヤ電極を用いることも可能であるし、アルミ蒸着電極を用いることが好ましい。電極11A及び電極11Bには、図示しない配線が接続されており、その配線を介して駆動信号が電極11A及び電極11Bへ印加される。   FIG. 4 is a partially enlarged view of the piezoelectric film 11. The piezoelectric film 11 is formed by forming electrodes 11A and 11B on both main surfaces of a base film 11C made of piezoelectric resin. The electrodes 11A and 11B are preferably composed mainly of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), and polythiophene. In addition, it is also possible to use a silver nanowire electrode for the electrode 11A and the electrode 11B, and it is preferable to use an aluminum vapor deposition electrode. A wiring (not shown) is connected to the electrode 11A and the electrode 11B, and a drive signal is applied to the electrode 11A and the electrode 11B via the wiring.

圧電フィルム11のベースフィルム11Cは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、キラル高分子、等の圧電性材料の樹脂を一部に含む。より好ましくは、ベースフィルム11Cは、透光性の高いポリ乳酸(PLA)、又は、一軸延伸されたPLLAを材料とする。   The base film 11C of the piezoelectric film 11 partially includes a resin of a piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or a chiral polymer. More preferably, the base film 11C is made of polylactic acid (PLA) having high translucency or PLLA that has been uniaxially stretched.

圧電フィルム11のベースフィルム11Cは、両主面の電極11A及び電極11Bに駆動信号が印加されると、短手方向に伸縮する。短手方向に伸縮するベースフィルム11Cを用意するために、例えば材料がPLLAである場合、延伸方向に対して略45°の角度をなす方向が短手方向となるように裁断する。   The base film 11C of the piezoelectric film 11 expands and contracts in the lateral direction when a drive signal is applied to the electrodes 11A and 11B on both main surfaces. In order to prepare the base film 11C that expands and contracts in the short direction, for example, when the material is PLLA, the base film 11C is cut so that the direction that forms an angle of about 45 ° with respect to the stretching direction is the short direction.

振動板12は、平板面が湾曲した状態で圧電フィルム11に固定されるため、図2(B)の白抜き矢印F901のように、曲げ応力が加わった状態で圧電フィルム11に固定される。また、圧電フィルム11には、図2(B)の白抜き矢印S901に示すように、圧電フィルム11の主面における短手方向に引張力がかかった状態となる。   Since the vibration plate 12 is fixed to the piezoelectric film 11 in a state where the flat plate surface is curved, the vibration plate 12 is fixed to the piezoelectric film 11 in a state where bending stress is applied as indicated by the white arrow F901 in FIG. In addition, the piezoelectric film 11 is in a state in which a tensile force is applied in the short-side direction on the main surface of the piezoelectric film 11 as indicated by a white arrow S901 in FIG.

ガイド板13は、本発明に係る「タッチ操作受付板」に相当する。ガイド板13は、振動板12の正面側であって、振動板12と同様に、湾曲した状態で振動板12に固定されている。ガイド板13は、振動板12との間に空隙が形成されるよう、ガイド板13の長辺それぞれが支持部材14により、振動板12の長辺それぞれに固定されている。ガイド板13は、振動板12よりも剛性が高く、正面側表面がユーザのタッチ操作を受け付ける操作面となっている。   The guide plate 13 corresponds to a “touch operation receiving plate” according to the present invention. The guide plate 13 is on the front side of the diaphragm 12 and is fixed to the diaphragm 12 in a curved state in the same manner as the diaphragm 12. Each of the long sides of the guide plate 13 is fixed to each of the long sides of the diaphragm 12 by the support member 14 so that a gap is formed between the guide plate 13 and the diaphragm 12. The guide plate 13 has higher rigidity than the diaphragm 12, and the front surface is an operation surface that receives a user's touch operation.

ガイド板13の表面には、複数のキー13Aが配列されている。複数のキー13Aは、例えば、ガイド板13の表面にプリントされたものである。このキー13Aの表面には、キー13Aへのタッチ操作を検出するタッチセンサ13Sが設けられている。キー13Aは、本発明に係る「受付領域」に相当し、タッチセンサ13Sは、本発明に係る「タッチ検出部」に相当する。このタッチセンサ13Sは、ユーザのタッチ操作を検出する機能であればどの様な方式であってもよく、メンブレン式、静電容量式、圧電フィルム式、等の様々な方式を用いることができる。また、タッチセンサ13Sは、キー13Aの裏面に設けられていてもよい。   A plurality of keys 13 </ b> A are arranged on the surface of the guide plate 13. The plurality of keys 13A are printed on the surface of the guide plate 13, for example. A touch sensor 13S for detecting a touch operation on the key 13A is provided on the surface of the key 13A. The key 13A corresponds to a “reception area” according to the present invention, and the touch sensor 13S corresponds to a “touch detection unit” according to the present invention. The touch sensor 13S may be of any type as long as it has a function of detecting a user's touch operation, and various types such as a membrane type, a capacitance type, and a piezoelectric film type can be used. The touch sensor 13S may be provided on the back surface of the key 13A.

キー13Aが形成された領域には、孔13Hが形成されている。この孔13Hに対向する振動板12の位置には、正面側に突出した突出部12Aが設けられている。突出部12Aは、例えば振動板12に穴が形成され、その穴に固定されたものであってもよいし、振動板12と一体的に形成されたものであってもよい。突出部12Aは円柱形状であり、その径は、孔13Hよりも小さい。そして、突出部12Aは、一部が孔13Hに挿入された状態となる。   A hole 13H is formed in the region where the key 13A is formed. At the position of the diaphragm 12 facing the hole 13H, a protruding portion 12A protruding to the front side is provided. For example, the protruding portion 12 </ b> A may be formed by forming a hole in the diaphragm 12 and fixing the hole to the hole, or may be formed integrally with the diaphragm 12. The protruding portion 12A has a cylindrical shape, and its diameter is smaller than that of the hole 13H. And 12 A of protrusion parts will be in the state inserted in the hole 13H.

後述するが、この突出部12Aは、キー13Aをタッチしているユーザの指に対して振動板12の振動を伝達するための部材である。突出部12Aは、キー13Aをタッチしているユーザの指に触れる程度の高さを有していればよい。例えば、突出部12Aは、振動板12の振動時に突出部12Aの端部がガイド板13の表面と面一、又は、突出するような高さであってもよい。また、キー13Aをタッチしたユーザの指の一部が、孔13H内に入りこむことを考慮して、突出部12Aは、端部がガイド板13の表面よりも多少内側に位置する高さであってもよい。   As will be described later, the protrusion 12A is a member for transmitting the vibration of the diaphragm 12 to the user's finger touching the key 13A. The protruding portion 12A only needs to be high enough to touch the user's finger touching the key 13A. For example, the protrusion 12 </ b> A may have a height such that the end of the protrusion 12 </ b> A is flush with the surface of the guide plate 13 or protrudes when the vibration plate 12 vibrates. Further, considering that a part of the user's finger touching the key 13A enters the hole 13H, the protruding portion 12A has a height at which the end portion is located slightly inside the surface of the guide plate 13. May be.

また、振動板12とガイド板13との間に形成されている空隙は、振動板12の振動を阻害しない程度の距離を有していればよい。振動板12は振動時に、正面方向及び背面方向に振動する。このとき、正面側に振動した振動板12が、ガイド板13に接触すると、振動板12の振動を損害する。したがって、振動板12の振動範囲を考慮して、ガイド板13と振動板12との間に空隙を設ければよい。この空隙により、ユーザがガイド板13をタッチ操作しても、振動板12の振動を阻害することがない。   Further, the gap formed between the diaphragm 12 and the guide plate 13 only needs to have a distance that does not hinder the vibration of the diaphragm 12. The diaphragm 12 vibrates in the front direction and the back direction during vibration. At this time, if the diaphragm 12 that vibrates to the front side contacts the guide plate 13, the vibration of the diaphragm 12 is damaged. Accordingly, in consideration of the vibration range of the diaphragm 12, a gap may be provided between the guide plate 13 and the diaphragm 12. Even if the user touches the guide plate 13 with this gap, the vibration of the diaphragm 12 is not hindered.

図5は、触覚提示装置10が備える各機能をブロックで表した図である。触覚提示装置10は制御部15を備える。この制御部15は、例えば、触覚提示装置10の所望の位置に設けられた回路基板(不図示)のマイコンなどである。その制御部15は、操作判定部151及び駆動部152の機能を実現している。   FIG. 5 is a block diagram showing each function provided in the tactile sense presentation device 10. The tactile presentation device 10 includes a control unit 15. The control unit 15 is, for example, a microcomputer on a circuit board (not shown) provided at a desired position of the tactile sense presentation device 10. The control unit 15 realizes the functions of the operation determination unit 151 and the drive unit 152.

操作判定部151は、複数のタッチセンサ13Sからの出力信号を取得し、ユーザによるタッチ操作が行われたか否かを判定する。操作判定部151は、タッチ操作を検出すると、駆動部152へ操作検出を通知する。その駆動部152は、駆動信号を圧電フィルム11の電極11A及び電極11Bに交流電圧を印加する。電極11A及び電極11Bに交流電圧が印加されると、圧電フィルム11の厚み方向に電界が印加され、圧電フィルム11は振動する。   The operation determination unit 151 acquires output signals from the plurality of touch sensors 13S and determines whether or not a touch operation by the user has been performed. When the operation determination unit 151 detects a touch operation, the operation determination unit 151 notifies the drive unit 152 of the operation detection. The drive unit 152 applies an AC voltage to the electrodes 11A and 11B of the piezoelectric film 11 as a drive signal. When an AC voltage is applied to the electrodes 11A and 11B, an electric field is applied in the thickness direction of the piezoelectric film 11, and the piezoelectric film 11 vibrates.

図6は、触覚提示装置10の動作説明図であり、図6(A)は、駆動信号により圧電フィルム11が縮んだタイミングでの状態を示す。図6(B)は、駆動信号が印加されていない、又は駆動信号の振幅が0の状態を示す。図6(C)は、駆動信号により圧電フィルム11が伸びたタイミングでの状態を示す。   FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the tactile sense presentation device 10, and FIG. 6 (A) shows a state at a timing when the piezoelectric film 11 is contracted by a drive signal. FIG. 6B shows a state where no drive signal is applied or the amplitude of the drive signal is zero. FIG. 6C shows a state at the timing when the piezoelectric film 11 is extended by the drive signal.

駆動部152が、圧電フィルム11に駆動信号を印加し、圧電フィルム11の厚み方向の一方向に電界を印加すると、図6(A)の矢印S911に示すように、圧電フィルム11は、振動板12の短手方向に沿って収縮する。このとき、圧電フィルム11は、主面の法線方向のうち正面側にわずかに湾曲することになる。そして、振動板12は、圧電フィルム11に固定されている箇所から中央方向に引っ張られる。これにより、振動板12は、図6(A)の矢印F911に示すように、前方へより突出するように湾曲する。   When the drive unit 152 applies a drive signal to the piezoelectric film 11 and applies an electric field in one direction of the thickness of the piezoelectric film 11, the piezoelectric film 11 has a diaphragm as shown by an arrow S 911 in FIG. Shrink along 12 short directions. At this time, the piezoelectric film 11 is slightly curved toward the front side in the normal direction of the main surface. Then, the diaphragm 12 is pulled in the central direction from the portion fixed to the piezoelectric film 11. Thereby, the diaphragm 12 is curved so as to protrude further forward as indicated by an arrow F911 in FIG.

一方、駆動部152が、圧電フィルム11に駆動信号を印加し、上記厚み方向の一方向とは逆の方向の電界を印加すると、図6(C)の矢印S912に示すように、圧電フィルム11は、振動板12の固定端に直交する方向に沿って伸張する。このとき、圧電フィルム11は主面の法線方向のうち背面側にわずかに湾曲することになる。そして、振動板12は、中央方向から圧電フィルム11に固定されている箇所に引っ張られる。これにより、振動板12は、図6(C)の矢印F912に示すように、前方への突出量が低下した湾曲状態となる。   On the other hand, when the drive unit 152 applies a drive signal to the piezoelectric film 11 and applies an electric field in a direction opposite to the one direction in the thickness direction, as shown by an arrow S912 in FIG. Extends along a direction orthogonal to the fixed end of the diaphragm 12. At this time, the piezoelectric film 11 is slightly curved toward the back side in the normal direction of the main surface. And the diaphragm 12 is pulled by the location currently fixed to the piezoelectric film 11 from the center direction. As a result, the diaphragm 12 is in a curved state in which the forward protrusion amount is reduced as indicated by an arrow F912 in FIG.

したがって、振動板12は、駆動信号の振幅に応じて、図6(B)の状態を基準に、図6(A)の状態及び図6(C)の状態に遷移して、正面方向及び背面方向に沿って振動する。ガイド板13は、振動板12よりも剛性が高いため、振動板12が振動しても、ほぼ略振動しない。このため、振動板12の振動に伴い振動する突出部12Aがガイド板13の孔13Hの内部を、ガイド板13の厚み方向に沿って往復動する。   Therefore, the diaphragm 12 changes to the state shown in FIG. 6A and the state shown in FIG. 6C based on the state shown in FIG. Vibrates along the direction. Since the guide plate 13 has higher rigidity than the diaphragm 12, even if the diaphragm 12 vibrates, the guide plate 13 does not substantially vibrate. Therefore, the protruding portion 12 </ b> A that vibrates with the vibration of the vibration plate 12 reciprocates along the thickness direction of the guide plate 13 in the hole 13 </ b> H of the guide plate 13.

図7は、振動板12の突出部12Aがガイド板13の孔13Hを往復動したときの状態を示す図である。孔13Hの内部を突出部12Aが往復動すると、突出部12Aの端部は、キー13Aをタッチ操作しているユーザの指90に接触し、指90へ反発感を与える。この反発感により、振動板12の振動がユーザの指90に伝達される。したがって、ユーザは、ガイド板13のキー13Aをタッチすると、振動がフィードバックされるため、キーを「押した」と感じることができる。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state when the protruding portion 12 </ b> A of the diaphragm 12 reciprocates through the hole 13 </ b> H of the guide plate 13. When the protrusion 12A reciprocates inside the hole 13H, the end of the protrusion 12A comes into contact with the finger 90 of the user who is touching the key 13A, and gives a repulsive feeling to the finger 90. Due to this repulsion, the vibration of the diaphragm 12 is transmitted to the user's finger 90. Therefore, when the user touches the key 13A of the guide plate 13, the vibration is fed back, so that the user can feel that the key is “pressed”.

以上説明したように、本実施形態では、振動板12はユーザにより直接タッチされないため、振動が阻害されない。そして、その振動板12の振動を、突出部12Aを介してユーザの指に伝えることで、ユーザに対し効率的に強い振動を伝えることができる。   As described above, in the present embodiment, the vibration plate 12 is not directly touched by the user, and thus vibration is not inhibited. And the strong vibration can be efficiently transmitted with respect to a user by transmitting the vibration of the diaphragm 12 to a user's finger | toe via 12 A of protrusion parts.

(実施形態2)
図8は、実施形態2に係る触覚提示装置20の外観斜視図である。図9は、図8のIV−IV線における断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is an external perspective view of the tactile presentation device 20 according to the second embodiment. 9 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.

触覚提示装置20は、実施形態1と同様に、圧電フィルム21及び振動板22を備えている。圧電フィルム21及び振動板22は、実施形態1と同様のものであって、振動板22は、間に中空領域200が形成されるように、短手方向の中央部が下面側に突状に湾曲した状態で、圧電フィルム21に接着されている。圧電フィルム21及び振動板22は、振動板22の下面が例えば載置台に接触しないように、振動板22の下面を短手方向の支持部材24で支持している。これにより、振動板22は、図9の白抜き矢印F902に示すように、両端部に曲げ応力がかかっている。この曲げ応力により、圧電フィルム21は、図9の白抜き矢印S902に示すように、短手方向の中央部から両端部に引っ張り力がかかっている。   The tactile sense presentation device 20 includes a piezoelectric film 21 and a diaphragm 22 as in the first embodiment. The piezoelectric film 21 and the diaphragm 22 are the same as those of the first embodiment, and the diaphragm 22 has a central portion in the short direction projecting downward on the lower surface side so that a hollow region 200 is formed therebetween. The piezoelectric film 21 is bonded in a curved state. The piezoelectric film 21 and the diaphragm 22 support the lower surface of the diaphragm 22 with a support member 24 in the short direction so that the lower surface of the diaphragm 22 does not contact, for example, the mounting table. As a result, the diaphragm 22 is subjected to bending stress at both ends as indicated by the white arrow F902 in FIG. Due to this bending stress, the piezoelectric film 21 is pulled at both ends from the center in the short direction, as indicated by the white arrow S902 in FIG.

触覚提示装置20はガイド板23を備えている。ガイド板23は、本発明に係る「タッチ操作受付板」に相当する。ガイド板23は、圧電フィルム21の振動板22とは反対側(以下、上面側という)に、圧電フィルム21との間に空隙201が形成されるように設けられている。   The tactile sense presentation device 20 includes a guide plate 23. The guide plate 23 corresponds to a “touch operation receiving plate” according to the present invention. The guide plate 23 is provided on the opposite side of the piezoelectric film 21 from the diaphragm 22 (hereinafter referred to as the upper surface side) so that a gap 201 is formed between the guide plate 23 and the piezoelectric film 21.

ガイド板23の表面には、複数のキー23A(本発明に係る受付領域に相当)が配列されている。複数のキー23Aは、例えば、ガイド板23の表面にプリントされたものである。このキー23Aの表面には、キー23Aへのタッチ操作を検出するタッチセンサ23S(本発明に係るタッチ検出部に相当)が設けられている。キー23Aが形成された領域には、孔23Hが形成されている。   On the surface of the guide plate 23, a plurality of keys 23A (corresponding to a receiving area according to the present invention) are arranged. The plurality of keys 23A are printed on the surface of the guide plate 23, for example. A touch sensor 23S (corresponding to a touch detection unit according to the present invention) that detects a touch operation on the key 23A is provided on the surface of the key 23A. A hole 23H is formed in the region where the key 23A is formed.

孔23Hに対向する圧電フィルム21の位置には、上面側に突出した突出部21Aが設けられている。突出部21Aは、例えば圧電フィルム21に穴が形成され、その穴に固定されたものである。突出部21Aは円柱形状であり、その径は、孔23Hよりも小さい。そして、突出部21Aは、一部が孔23Hに挿入された状態となる。   At the position of the piezoelectric film 21 facing the hole 23H, a protruding portion 21A protruding to the upper surface side is provided. The protruding portion 21A is formed by, for example, forming a hole in the piezoelectric film 21 and fixing the hole. The protruding portion 21A has a cylindrical shape, and its diameter is smaller than that of the hole 23H. The protruding portion 21A is partially inserted into the hole 23H.

圧電フィルム21及び振動板22の振動態様については、実施形態1と同様である。すなわち、キー23Aがタッチされると、図5で説明した駆動部が圧電フィルム21の電極に交流電圧が印加され、圧電フィルム21は、交流電圧の周期に同期して短手方向に伸縮を繰り返す。振動板22は、圧電フィルム21が短手方向に収縮すると、短手方向の両端部間の距離が短くなる。すると、振動板22は、短手方向の中央部の下面への突出量が増加する。振動板22は、圧電フィルム21が短手方向に伸張すると、短手方向の両端部間の距離が長くなる。これにより、振動板22は、短手方向の中央部の下面への突出量が減少する。このように、振動板22は、触覚提示装置20の高さ方向に沿って振動する。   The vibration modes of the piezoelectric film 21 and the diaphragm 22 are the same as in the first embodiment. That is, when the key 23A is touched, the drive unit described in FIG. 5 applies an AC voltage to the electrode of the piezoelectric film 21, and the piezoelectric film 21 repeats expansion and contraction in the short direction in synchronization with the period of the AC voltage. . When the piezoelectric film 21 contracts in the lateral direction, the distance between both ends in the lateral direction of the diaphragm 22 is shortened. Then, the amount of protrusion of the diaphragm 22 to the lower surface of the central portion in the short direction increases. When the piezoelectric film 21 extends in the lateral direction, the diaphragm 22 has a longer distance between both ends in the lateral direction. Thereby, the amount of protrusion of the diaphragm 22 to the lower surface of the central portion in the short direction is reduced. Thus, the diaphragm 22 vibrates along the height direction of the tactile presentation device 20.

圧電フィルム21及び振動板22が振動することで、圧電フィルム21に設けられた突出部21Aが、ガイド板23の孔23H内を移動する。キー23Aをタッチ操作しているユーザの指がこの突出部21Aに触れることで、ユーザに振動がフィードバックされるため、ユーザは、キー23Aを「押した」と感じることができる。このとき、ガイド板51と圧電フィルム21との間に空隙101が形成されているため、ユーザがガイド板23をタッチ操作しても、圧電フィルム21の振動を阻害することがない。したがって、ユーザに対し効率的に強い振動を伝えることができる。   As the piezoelectric film 21 and the vibration plate 22 vibrate, the protruding portion 21 </ b> A provided on the piezoelectric film 21 moves in the hole 23 </ b> H of the guide plate 23. Since the user's finger touching the key 23A touches the protruding portion 21A, vibration is fed back to the user, so that the user can feel that the key 23A has been “pressed”. At this time, since the gap 101 is formed between the guide plate 51 and the piezoelectric film 21, even if the user touches the guide plate 23, the vibration of the piezoelectric film 21 is not hindered. Therefore, it is possible to efficiently transmit strong vibration to the user.

10…触覚提示装置
11…圧電フィルム
11A,11B…電極
11C…ベースフィルム
12…振動板
12A…突出部
13…ガイド板
13A…キー
13H…孔
13S…タッチセンサ
14…支持部材
15…制御部
20…触覚提示装置
21…圧電フィルム
21A…突出部
22…振動板
23…ガイド板
23A…キー
23H…孔
23S…タッチセンサ
24…支持部材
51…ガイド板
90…指
100…中空領域
101…空隙
151…操作判定部
152…駆動部
200…中空領域
201…空隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tactile sense presentation apparatus 11 ... Piezoelectric film 11A, 11B ... Electrode 11C ... Base film 12 ... Vibration plate 12A ... Projection part 13 ... Guide plate 13A ... Key 13H ... Hole 13S ... Touch sensor 14 ... Support member 15 ... Control part 20 ... Tactile sense presentation device 21 ... piezoelectric film 21A ... projection 22 ... vibrating plate 23 ... guide plate 23A ... key 23H ... hole 23S ... touch sensor 24 ... support member 51 ... guide plate 90 ... finger 100 ... hollow region 101 ... gap 151 ... operation Determination unit 152 ... driving unit 200 ... hollow region 201 ... gap

Claims (4)

平板状の圧電性樹脂の両主面第1の電極と第2の電極挟んで構成される圧電フィルムと、
前記圧電フィルムに平面方向の張力がかかるよう、曲げ状態で固定された振動板と、
前記圧電フィルムとは反対側に前記振動板と間隙をおいて前記振動板に沿って設けられ、タッチ操作の受付領域を有し、前記受付領域には厚み方向に貫通した孔が形成されたタッチ操作受付板と、
前記孔と対向する前記振動板の位置に設けられ、前記孔に挿入された突出部と、
前記受付領域へのタッチ操作を検出するタッチ検出部と、
前記タッチ検出部がタッチ操作を検出したときに、前記圧電フィルムに駆動信号を印加する駆動部と、
を備える触覚提示装置。
A piezoelectric film configured by sandwiching both main surfaces of a plate-like piezoelectric resin between a first electrode and a second electrode;
A diaphragm fixed in a bent state so as to apply a planar tension to the piezoelectric film;
A touch provided on the opposite side of the piezoelectric film along the diaphragm with a gap from the diaphragm, having a touch operation receiving area, and a hole penetrating in the thickness direction is formed in the receiving area. An operation reception board;
A protrusion provided at a position of the diaphragm facing the hole, and inserted into the hole;
A touch detection unit for detecting a touch operation to the reception area;
A drive unit that applies a drive signal to the piezoelectric film when the touch detection unit detects a touch operation;
A tactile presentation device.
前記タッチ操作受付板は、前記受付領域を複数有し、
複数の前記受付領域それぞれには前記孔が形成され、
前記突出部は、複数の前記孔それぞれに対して前記振動板に設けられている、
請求項1に記載の触覚提示装置。
The touch operation reception board has a plurality of the reception areas,
The holes are formed in each of the plurality of reception areas,
The protrusion is provided on the diaphragm with respect to each of the plurality of holes.
The tactile sense presentation device according to claim 1.
平板状の圧電性樹脂の両主面第1の電極と第2の電極挟んで構成される圧電フィルムと、
前記圧電フィルムに平面方向の張力がかかるよう、曲げ状態で固定された振動板と、
前記振動板とは反対側に前記圧電フィルムと間隙をおいて前記圧電フィルムに沿って設けられ、タッチ操作の受付領域を有し、前記受付領域には厚み方向に貫通した孔が形成されたタッチ操作受付板と、
前記孔と対向する前記圧電フィルムの位置に設けられ、前記孔に挿入された突出部と、
前記受付領域へのタッチ操作を検出するタッチ検出部と、
前記タッチ検出部がタッチ操作を検出したときに、前記圧電フィルムに駆動信号を印加する駆動部と、
を備える触覚提示装置。
A piezoelectric film configured by sandwiching both main surfaces of a plate-like piezoelectric resin between a first electrode and a second electrode;
A diaphragm fixed in a bent state so as to apply a planar tension to the piezoelectric film;
A touch provided on the opposite side of the diaphragm along the piezoelectric film with a gap from the piezoelectric film, having a touch operation receiving area, and a hole penetrating in the thickness direction is formed in the receiving area. An operation reception board;
A protrusion provided at a position of the piezoelectric film facing the hole, and inserted into the hole;
A touch detection unit for detecting a touch operation to the reception area;
A drive unit that applies a drive signal to the piezoelectric film when the touch detection unit detects a touch operation;
A tactile presentation device.
前記タッチ操作受付板は、前記受付領域を複数有し、
複数の前記受付領域それぞれには前記孔が形成され、
前記突出部は、複数の前記孔それぞれに対して前記圧電フィルムに設けられている、
請求項3に記載の触覚提示装置。
The touch operation reception board has a plurality of the reception areas,
The holes are formed in each of the plurality of reception areas,
The protrusion is provided on the piezoelectric film for each of the plurality of holes.
The tactile sense presentation device according to claim 3.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6237927B2 (en) * 2014-10-27 2017-11-29 株式会社村田製作所 Tactile presentation device
WO2018139217A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社村田製作所 Tactile sensation presentation device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62193400A (en) * 1986-02-19 1987-08-25 Kureha Chem Ind Co Ltd Film fixing structure and vibration sensor
JP5181143B2 (en) * 2006-09-21 2013-04-10 イーメックス株式会社 Planar devices
JP2009031515A (en) * 2007-07-26 2009-02-12 Tokai Rika Co Ltd Tactile information transmitting device
EP2631745B1 (en) * 2010-10-21 2018-08-01 Kyocera Corporation Touch panel device
WO2012157691A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 株式会社村田製作所 Planar speaker and av device
JP5641367B2 (en) * 2012-03-19 2014-12-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Operation input system
JP2014095948A (en) * 2012-11-07 2014-05-22 Aisin Aw Co Ltd Operation input device
JP6037039B2 (en) * 2013-10-08 2016-11-30 株式会社村田製作所 Tactile presentation device

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