JP6334024B2 - 触感呈示装置 - Google Patents

Description

本発明は、触感呈示装置に関する。

近年、例えばユーザの指先などに触覚のフィードバックを与えることができる装置が知られている。典型的な例として、タッチパネルに対する操作に応じて、当該タッチパネルを介してユーザの指先などに触感を呈示する装置がある（例えば特許文献１参照）。このような装置では、例えばタッチパネルに対してユーザによる操作が行われると、ユーザの指先などが触れているタッチパネルを振動させて、当該操作による入力が装置に認識されたことをユーザに知らせることができる。

特許第４９７５７２２号

上述したような触感呈示装置において、ユーザに良好な操作感を提供するため、例えば機械式のキーまたはボタンなどを押下した際に得られるクリック感のような、良好な触感を呈示する技術が望まれている。さらに、最近の電子機器はますます小型軽量化が求められており、限られたスペースおよび／または小さな電力でも、効率良く触感を呈示する技術が望まれている。

本発明の目的は、良好な触感を効率良く呈示することができる触感呈示装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明に係る触感呈示装置は、
ベース部と、
インタフェース表面を有するパネルと、
前記ベース部および前記パネルに取り付けられた板状部材と、当該板状部材に取り付けられた圧電素子とから構成され、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動するように構成される圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータの湾曲に応じて、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動して、当該インタフェース表面において触感を呈示し、
前記圧電素子は、前記ベース部および前記パネルに直接的に取り付けられておらず、
前記圧電アクチュエータは、前記ベース部に接続している位置と、前記パネルに接続している位置とにおいて、前記インタフェース表面に対する縦方向に沿って重なる箇所があり、前記圧電アクチュエータの長手方向の中央部と、前記パネルとが接続されるように取り付けられる。

本発明の実施形態に係る触感呈示装置によれば、良好な触感を効率良く呈示することができる。

本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置の外観を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置の圧電アクチュエータの一例の外観を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置の圧電アクチュエータの他の例の外観を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置の動作の例を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る触感呈示装置の外観を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る触感呈示装置を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る触感呈示装置の動作の例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

以下説明する実施形態においては、触感呈示装置の一例として、パネルにおいて触感を呈示することで、ユーザに操作感を提供する装置について説明する。この装置は、例えばパネルに対して行われたユーザによる操作に応じて、当該パネルに触れているユーザの指先など（またはスタイラスなどのようなデバイス）に触感を呈示することができる。ユーザは、指先などに触感による操作感が得られることで、当該操作による入力が装置に認識されたことを知ることができる。

このような触感呈示装置を含む電子機器としては、例として、携帯電話端末、スマートフォン、ファブレット、またはタブレットＰＣなどを想定することができる。また、触感呈示装置を含む電子機器は、前述のものに限定されず、例えば、ＰＤＡ、リモコン端末、携帯音楽プレイヤー、ゲーム機など、触感を呈示する部位であるパネルを有する任意の電子機器などに適用できる。また、触感呈示装置を含む電子機器は、前述のような携帯型の電子機器に限定されるものでもなく、例えばデスクトップＰＣ、銀行のＡＴＭ、駅の券売機など、パネルを有する任意の機器にも適用することができる。

また、パネルを備えた電子機器は、自動車のステアリング、カーナビゲーション、およびダッシュボードに内装された車載コントロールパネルなど、その他、自動車に限らない各種の乗り物にも採用することができる。さらに、パネルを備えた電子機器は、乗り物に限らず、家電製品など、多種多様な電子機器とすることもできる。

本発明に係る触感呈示装置は、タッチセンサを備えた電子機器に適用することができるが、タッチセンサを有する機器に限定されるものでもない。以下、触感の呈示について重点的に説明するため、本実施形態に係る触感呈示装置は、パネルを備える装置として説明し、タッチセンサのような接触位置を検出する機能については説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置の外観を示す斜視図である。図２（Ａ）は、第１実施形態に係る触感呈示装置の上面図である。すなわち、図２（Ａ）は、図１に示した触感呈示装置を、Ｚ軸負方向を向いて見た図である。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した触感呈示装置のＡ−Ａ’における断面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る触感呈示装置１は、板状部材１０と、板状部材１０に支持される圧電素子２０とを備えている。本実施形態においては、板状部材１０および圧電素子２０を含めて構成される要素を、適宜「圧電アクチュエータ」と称する。

図３は、第１実施形態に係る触感呈示装置の圧電アクチュエータ（１０，２０）の一例の外観を示す図である。図３は、図１および図２に示した触感呈示装置１から、圧電アクチュエータを取り出して示す図である。図３（Ａ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの外観を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの側面図、すなわち図３（Ａ）に示した圧電アクチュエータを、Ｚ軸負方向を向いて見た図である。図３（Ｃ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの上面図、すなわち図３（Ａ）に示した圧電アクチュエータを、Ｘ軸正方向を向いて見た図である。図３（Ｄ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの側面図、すなわち図３（Ａ）に示した圧電アクチュエータを、Ｙ軸正方向を向いて見た図である。

図３に示すように、本実施形態に係る圧電アクチュエータは、板状部材１０と、圧電素子２０とを含んで構成される。圧電素子２０は、板状部材１０に接着されるようにするのが好適である。このように、圧電素子２０は、板状部材１０に接着された状態で支持される。圧電素子２０を板状部材１０に接着する際には、例えば適当な接着剤または両面テープなどを用いることができる。

板状部材１０は、図３に示す例においては、圧電素子２０と他の部材との接続を容易にすることができる。すなわち、板状部材１０と他の部材とを接続することにより、圧電素子２０を直に他の部材に接着する必要がなくなる。この板状部材１０は、例えばシム板のような、薄い板状の金属またはセラミックなどの、適度な剛性を有する適当な素材で構成することができる。板状部材１０の剛性が高過ぎる（大き過ぎる）と、板状部材１０に接着された圧電素子２０の湾曲を阻害してしまい、呈示される触感が抑制されてしまう。一方、板状部材１０の剛性が低過ぎる（小さ過ぎる）と、板状部材１０と他の部材とを接続する際の強度が不足するおそれがある。

圧電素子２０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または屈曲する素子である。圧電素子２０は、例えばセラミック製または水晶から構成されるものを用いることができる。図３に示す圧電アクチュエータは、圧電素子２０が支持部材１０の片面に接着されるユニモルフ型のアクチュエータである。

図３に示す圧電アクチュエータにおいて、圧電素子２０は、電気信号（電圧）が印加されると伸縮するが、圧電素子２０が貼りつけられた板状部材１０は伸縮しない。このため、圧電素子２０に電圧が印加されると、圧電アクチュエータは湾曲する。この湾曲により生成される波形は、圧電アクチュエータの長手方向（Ｙ軸方向）の両端部を「節」として、圧電アクチュエータの長手方向（Ｙ軸方向）の中央部を「腹」として、Ｘ軸方向に振幅を有する。例えば、ある極性の電圧を圧電素子２０に印加すると圧電アクチュエータがＸ軸の正方向に湾曲する場合、圧電素子２０に印加する電圧の極性を逆転させると圧電アクチュエータはＸ軸の負方向に湾曲する。

図３に示す圧電アクチュエータは、シンプルな構成の典型例として、板状部材１０と、圧電素子２０とを含むことができる。しかしながら、例えば他の接合部材、接着部材、および／または補強部材などをさらに含んで構成してもよい。さらにシンプルな構成としては、圧電アクチュエータは、例えば板状部材１０を備えずに、圧電素子２０のみによって構成してもよい。

本実施形態に係る触感呈示装置１において採用することができる圧電アクチュエータは、図３に示すようなユニモルフ型に限定されない。本実施形態に係る触感呈示装置１においては、他のタイプの圧電アクチュエータを採用することもできる。本実施形態に係る触感呈示装置１においては、例えばバイモルフ型の圧電アクチュエータを採用することもできる。

図４は、第１実施形態に係る触感呈示装置の圧電アクチュエータの他の例、すなわちバイモルフ型の圧電アクチュエータの外観を示す図である。図４は、図３と同様に、図１および図２に示した触感呈示装置１から、圧電アクチュエータを取り出して示す図である。図４（Ａ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの外観を示す斜視図である。図４（Ｂ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの側面図、すなわち図４（Ａ）に示した圧電アクチュエータを、Ｚ軸負方向を向いて見た図である。図４（Ｃ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの上面図、すなわち図４（Ａ）に示した圧電アクチュエータを、Ｘ軸正方向を向いて見た図である。図４（Ｄ）は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの側面図、すなわち図４（Ａ）に示した圧電アクチュエータを、Ｙ軸正方向を向いて見た図である。

図４に示す圧電アクチュエータは、板状部材１０と、２つの圧電素子２０および２２とを含んで構成される。この圧電アクチュエータは、圧電素子２２および２４が支持部材１０の両面に接着されるバイモルフ型のアクチュエータである。圧電素子２２および２４は、板状部材１０に接着されるようにするのが好適である。このように、圧電素子２２および２４は、板状部材１０に接着された状態で支持される。圧電素子２２および２４を板状部材１０に接着する際にも、例えば適当な接着剤または両面テープなどを用いることができる。

図４に示すようなバイモルフ型の圧電アクチュエータは、圧電素子２２および２４にそれぞれ印加する電圧の極性を適宜調整することで、圧電素子２２および２４が同じ方向に湾曲するように構成することができる。この湾曲により生成されるそれぞれの波形も、圧電アクチュエータの長手方向（Ｙ軸方向）の両端部を「節」として、圧電アクチュエータの長手方向（Ｙ軸方向）の中央部を「腹」として、Ｘ軸方向に振幅を有する。したがって、バイモルフ型の圧電アクチュエータは、電気信号（電圧）が印加されると屈曲する。一般的に、バイモルフ型の圧電アクチュエータを用いることにより、ユニモルフ型の圧電アクチュエータよりも、湾曲の変位量を大きくしたり、湾曲のパワーを強くしたりすることができる。

図４に示す圧電アクチュエータは、シンプルな構成の典型例として、板状部材１０と、圧電素子２２および２４とを含む構成としたが、例えば他の接合部材、接着部材、および／または補強部材などをさらに含んで構成してもよい。さらに、圧電アクチュエータは、積層型圧電素子を含めて構成してもよい。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が含まれる。積層型圧電素子は、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。

本実施形態に係る触感呈示装置１においては、図３および図４に示した圧電アクチュエータのいずれも採用することができる。以下、図３に示したユニモルフ型の圧電アクチュエータを採用した触感呈示装置１について説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る触感呈示装置１において、圧電アクチュエータ（１０，２０）には、接続部３０Ａ，３０Ｂおよび３０Ｃが接続される。また、本実施形態に係る触感呈示装置１は、パネル４０と、ベース部５０とを備えている。

図１および図２に示すように、パネル４０は、ユーザの指先などに触感を呈示するインタフェース表面αを有している。インタフェース表面αは、パネル４０において、ユーザの指先などによる操作が行われる操作面を構成してもよい。パネル４０は、例えばプラスチック、合成樹脂、ガラス、または金属など、ユーザの指先などに触感を呈示するのに適切な剛性を有する任意の材料で構成することができる。

パネル４０は、図１および図２に示すような構成に限定されない。例えば、パネル４０は、インタフェース表面αの裏側が中空となる構造としてもよいし、内部が密閉された構造としてもよい。また、パネル４０は、図１および図２においては、厚さ（Ｚ軸方向のサイズ）が比較的大きな部材として示したが、触感呈示装置１に対する種々の要求または仕様などに応じて、任意の厚さとすることができる。

また、パネル４０のインタフェース表面αを透光性の部材で構成し、インタフェース表面αの裏面側に表示部を設けることもできる。さらに、パネル４０のインタフェース表面αが例えばタッチセンサのような接触位置を検出する機能を有するようにしてもよい。タッチセンサのような接触位置を検出する機能を有する部材を、パネル４０のインタフェース表面α上に設けるようにしてもよい。以下、パネルを介した表示機能およびパネルインタフェース表面α上で接触を検出する機能については、より詳細な説明は省略する。

ベース部５０は、パネル４０を支持するベースを構成する。ベース部５０は、例えば触感呈示装置１の筐体を構成してもよい。また、ベース部５０は、パネル４０および／または圧電アクチュエータの保護部材を構成してもよい。ベース部５０は、例えばプラスチック、合成樹脂、ガラス、または金属など、適度な剛性を有する任意の材料で構成することができる。また、ベース部５０は、図１および図２に示すような構成に限定されず、触感呈示装置１に対する種々の要求または仕様などに応じて、各種の形状および／またはサイズの構成とすることができる。

図１および図２においては、本実施形態に係る触感呈示装置１の動作の説明のために、ベース部５０を簡略化して示してある。触感呈示装置１を実際の電子機器に採用する際は、例えばパネル４０がベース部５０から（Ｚ軸正方向に）飛び出すことを防止するために、ベース部５０にベゼルを形成して、パネル４０のインタフェース表面αの周縁部が覆われるようにしてもよい。

次に、本実施形態に係る圧電アクチュエータ（１０，２０）と、パネル４０およびベース部５０との接続について説明する。

本実施形態においては、図１および図２に示すように、圧電アクチュエータ（１０，２０）を、パネル４０およびベース部５０に接続する。本実施形態においては、接続部３０を用いて、圧電アクチュエータ（１０，２０）をパネル４０およびベース部５０に接続するのが好適である。

図１および図２に示すように、接続部３０Ａおよび３０Ｂは、圧電アクチュエータ（１０，２０）をベース部５０に接続している。より詳細には、接続部３０Ａおよび３０Ｂは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部を、ベース部５０の内壁に接続するのが好適である。ここで、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、必ずしも、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の厳密な終端部でなくてもよい。圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、例えば、圧電素子２０の両端部付近、または、板状部材１０の両端部付近としてもよい。また、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、例えば、圧電アクチュエータの長手方向の両端部まで至らない位置など、圧電アクチュエータの長手方向において、ある程度の長さ離間した２点の位置としてもよい。しかしながら、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の終端部に近い方が、圧電アクチュエータが湾曲した際の振幅を大きくすることができる。

また、図１および図２に示すように、接続部３０Ｃは、圧電アクチュエータ（１０，２０）をパネル４０に接続している。より詳細には、接続部３０Ｃは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部を、パネル４０に接続するのが好適である。また、接続部３０Ｃは、圧電アクチュエータ（１０，２０）を、パネル４０の縁辺側の中央部に接続してもよい。ここで、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部とは、必ずしも、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の厳密な中央でなくともよい。しかしながら、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部とは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央に近い方が、圧電アクチュエータが湾曲した際の振幅を大きくすることができる。

また、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、板状部材１０または圧電素子２０の両端部としてもよい。同様に、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部とは、板状部材１０または圧電素子２０の中央部としてもよい。

このように、本実施形態に係る触感呈示装置１において、圧電アクチュエータ（１０，２０）は、ベース部５０およびパネル４０に取り付けられる。ここで、触感呈示装置１は、ベース部５０およびパネル４０の少なくとも一方と、圧電アクチュエータ（１０，２０）とを接続する接続部３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）を備えるのが好適である。

また、上述のように、本実施形態に係る触感呈示装置１においては、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部と、パネル４０とが接続されるように取り付けるのが好適である。また、本実施形態に係る触感呈示装置１は、パネル４０の縁辺側の中央部と、圧電アクチュエータ（１０，２０）とが接続されるように取り付けてもよい。また、本実施形態に係る触感呈示装置１は、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部と、ベース部５０とが接続されるように取り付けるのが好適である。

次に、本実施形態に係る触感呈示装置１の動作について説明する。

図５は、第１実施形態に係る触感呈示装置１の動作の例を説明する図である。図５（Ａ）は、触感呈示装置１において、圧電素子２０に電圧を印加して、パネル４０がＸ軸正方向に変位した状態を示している。図５（Ｂ）は、触感呈示装置１において、圧電素子２０に電圧を印加して、パネル４０がＸ軸負方向に変位した状態を示している。

図５（Ａ）に示すように、圧電素子２０に電圧を印加して、圧電アクチュエータ（１０，２０）がＸ軸正方向に腹を有するように湾曲すると、圧電アクチュエータ（１０，２０）に接続されたパネル４０は、Ｘ軸正方向に変位する。また、図５（Ｂ）に示すように、圧電素子２０に電圧を印加して、圧電アクチュエータ（１０，２０）がＸ軸負方向に腹を有するように湾曲すると、圧電アクチュエータ（１０，２０）に接続されたパネル４０は、Ｘ軸負方向に変位する。したがって、圧電アクチュエータを駆動させた際に、ユーザがパネル４０のインタフェース表面αに指などを触れていると、触感呈示装置１は、インタフェース表面αにおいてユーザの指先などに触感を呈示することができる。

ここで、ユーザがパネル４０のインタフェース表面αに指などを押圧させる動作は、パネル４０のインタフェース表面αに対して縦方向（Ｚ軸方向）の成分を含む動きになる。一方、触感呈示装置１が呈示する触感は、パネル４０をインタフェース表面αに対して横方向（Ｘ軸方向）に移動させる動作である。すなわち、触感呈示装置１においては、ユーザが操作を行う方向と、触感が呈示される方向とは異なっている。

しかしながら、インタフェース表面αに対して横方向（Ｘ軸方向）に移動させる触感を呈示しても、ほとんどの人は操作を行う方向（Ｚ軸方向）に呈示される触感であると錯覚することを、出願人は実験を行うことにより確かめた。すなわち、ユーザが押圧する方向（Ｚ軸方向）と垂直な方向（Ｘ軸方向）にパネル４０を変位させて触感を呈示しても、ユーザが押圧した方向（Ｚ軸方向）にパネル４０がクリック感を伴って沈むように感じさせることができる。また、ユーザが押圧を弱める際も、ユーザが押圧する方向（Ｚ軸方向）と垂直な方向（Ｘ軸方向）にパネル４０を変位させて触感を呈示しても、ユーザが押圧を解除する方向（Ｚ軸方向）にパネル４０がリリースされる感覚を伴って復元するように感じさせることができる。

このように、触感呈示装置１は、圧電アクチュエータを駆動する電圧、変位量（湾曲の振幅）、および周波数などを適宜調整することにより、パネル４０のインタフェース表面αにおいて押圧する方向に感じられる操作感を提供することができる。

触感呈示装置１が効率良く触感を呈示できるように、パネル４０がベース部５０に対して良好に変位することができるように構成するのが好適である。具体的には、例えば図２（Ｂ）に示すように、ベース部５０内部においてパネル４０が横方向（Ｘ軸方向）に変位する際に、ベース部５０とパネル４０とが接触する部分の摩擦が大きくならないようにするのが好適である。このような摩擦が大きくなると、ベース部５０内部においてパネル４０が横方向（Ｘ軸方向）に変位しにくくなり、効率良く触感を呈示しにくくなる。

また、図５に示すように、圧電アクチュエータ（１０，２０）とパネル４０およびベース部５０とを接続する接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、適度な厚さ（Ｘ軸方向の長さ）を有するように構成するのが好適である。具体的には、接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、それぞれ、圧電アクチュエータ（１０，２０）が湾曲する際の振幅（Ｘ軸方向の変位量）よりも大きな厚さ（Ｘ軸方向の長さ）を有するように構成するのが好適である。

図５（Ａ）に示すように、圧電アクチュエータ（１０，２０）がＸ軸正方向に腹を有するように湾曲する際は、接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの厚さ（Ｘ軸方向の長さ）は任意のものとすることができる。一方、図５（Ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ（１０，２０）がＸ軸負方向に腹を有するように湾曲する際は、接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの厚さ（Ｘ軸方向の長さ）を過度に小さくすると、圧電アクチュエータの湾曲を阻害する。例えば、接続部３０Ｃの厚さ（Ｘ軸方向の長さ）を小さくすると、Ｘ軸負方向に腹を有するように湾曲する圧電アクチュエータの長手方向（Ｙ軸方向）の両端部がパネル４０の左側の側面に当接し、圧電アクチュエータの湾曲を阻害する。また、接続部３０Ａ，３０Ｂの厚さ（Ｘ軸方向の長さ）を小さくすると、Ｘ軸負方向に腹を有するように湾曲する圧電アクチュエータの長手方向（Ｙ軸方向）の中央部がベース部５０の内面に当接し、圧電アクチュエータの湾曲を阻害する。

そこで、図５（Ｂ）に示すように、接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの厚さ（Ｘ軸方向の長さ）は、圧電アクチュエータ（１０，２０）の湾曲の振幅（Ｘ軸方向の変位量）よりも大きくするのが好適である。このような構成により、圧電アクチュエータを駆動させた際に、湾曲の振幅（Ｘ軸方向の変位量）を大きくすることができる。これに伴い、パネル４０の変位量も大きくすることができるため、触感呈示装置１が呈示する触感を良好で効率良いものにすることができる。

また、図５に示すように、接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の湾曲を阻害しない程度の堅さとするのが好適である。具体的には、接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の湾曲に合わせて接着面が僅かに変形する程度の弾性を有するように構成するのが望ましい。接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの弾性を過度に大きくすると、パネル４０がベース部５０に安定して固定されなくなるおそれがある。一方、接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの剛性を過度に大きくすると、圧電アクチュエータ（１０，２０）が湾曲しにくくなるおそれがある。

このように、本実施形態に係る触感呈示装置１において、圧電アクチュエータ（１０，２０）は、パネル４０をインタフェース表面αに対して横方向（Ｘ軸方向）に移動させるように構成される。そして、触感呈示装置１は、圧電アクチュエータ（１０，２０）の湾曲に応じて、パネル４０がインタフェース表面αに対して横方向（Ｘ軸方向）に移動して、インタフェース表面αにおいて触感を呈示することを特徴とする。また、触感呈示装置１において、接続部３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）は、圧電アクチュエータ（１０，２０）の湾曲の振幅（Ｘ軸方向の変位量）よりも大きな厚さ（Ｘ軸方向の長さ）を有するように構成するのが望ましい。

本実施形態に係る触感呈示装置１によれば、パネル４０全体を横方向に変位させるため、パネル４０のインタフェース表面α上の位置によらず均質な触感を呈示することができる。従来、例えばパネル４０のインタフェース表面αの反対側すなわち裏面側のどこかに圧電アクチュエータなどの駆動部を設けて触感を呈示する装置がある。このような装置は、駆動部を設置した位置近くにおいて呈示される触感の強度を大きくすることはできるが、駆動部を設置した位置から離れるにつれて呈示される触感は弱まる傾向にある。本実施形態に係る触感呈示装置１によれば、ユーザがパネル４０のインタフェース表面α上のどの位置に触れていたとしても、均質な触感を呈示することができる。

また、本実施形態に係る触感呈示装置１によれば、３つの接続部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃによって、圧電アクチュエータを３点でパネル４０およびベース部５０に接続して固定している。したがって、触感呈示装置１によれば、圧電アクチュエータが湾曲している時も湾曲していない時も、圧電アクチュエータおよびパネル４０を、ベース部５０に安定して固定させることができる。また、このような接続態様により、触感呈示装置１は、圧電アクチュエータの変位を効率的にパネル４０に伝達することができる。したがって、触感呈示装置１によれば、圧電アクチュエータの湾曲の変位量を大きくすることができ、良好な触感を効率良く呈示することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る触感呈示装置を説明する。

図６は、本発明の第２実施形態に係る触感呈示装置の外観を示す斜視図である。図７（Ａ）は、第２実施形態に係る触感呈示装置の上面図である。すなわち、図７（Ａ）は、図６に示した触感呈示装置を、Ｚ軸負方向を向いて見た図である。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示した触感呈示装置のＢ−Ｂ’における断面図である。

図６および図７に示すように、第２実施形態に係る触感呈示装置２は、上述した第１実施形態に係る触感呈示装置１において、圧電アクチュエータ（１０，２０）と、パネル４０およびベース部５０との接続態様を変更する。第２実施形態に係る触感呈示装置２は、この接続態様の変更以外は、上述した第１実施形態に係る触感呈示装置１と同じ構成とすることができる。したがって、第１実施形態に係る触感呈示装置１と同じ内容の説明は、適宜簡略化または省略する。

図６および図７に示すように、第２実施形態に係る触感呈示装置２において、接続部３０Ａおよび３０Ｂは、圧電アクチュエータ（１０，２０）をパネル４０に接続する。より詳細には、接続部３０Ａおよび３０Ｂは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部を、パネル４０に接続するのが好適である。ここで、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、必ずしも、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の厳密な終端部でなくてもよい。圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、例えば、圧電素子２０の両端部付近、または、板状部材１０の両端部付近としてもよい。また、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、例えば、圧電アクチュエータの長手方向の両端部まで至らない位置など、圧電アクチュエータの長手方向において、ある程度の長さ離間した２点の位置としてもよい。しかしながら、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の終端部に近い方が、圧電アクチュエータが湾曲した際の振幅を大きくすることができる。

また、図６および図７に示すように、接続部３０Ｃは、圧電アクチュエータ（１０，２０）をベース部５０に接続している。より詳細には、接続部３０Ｃは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部を、ベース部５０に接続するのが好適である。ここで、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部とは、必ずしも、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の厳密な中央でなくともよい。しかしながら、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部とは、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央に近い方が、圧電アクチュエータが湾曲した際の振幅を大きくすることができる。

また、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部とは、板状部材１０または圧電素子２０の両端部としてもよい。同様に、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部とは、板状部材１０または圧電素子２０の中央部としてもよい。

このように、本実施形態に係る触感呈示装置２も、ベース部５０およびパネル４０の少なくとも一方と、圧電アクチュエータ（１０，２０）とを接続する接続部３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）を備えるのが好適である。

このように、本実施形態に係る触感呈示装置２においては、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部と、ベース部５０とが接続されるように取り付けるのが好適である。また、本実施形態に係る触感呈示装置２においては、圧電アクチュエータ（１０，２０）の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部と、パネル４０とが接続されるように取り付けてもよい。

図８は、第２実施形態に係る触感呈示装置２の動作の例を説明する図である。図８（Ａ）は、触感呈示装置２において、圧電素子２０に電圧を印加して、パネル４０がＸ軸正方向に変位した状態を示している。図８（Ｂ）は、触感呈示装置２において、圧電素子２０に電圧を印加して、パネル４０がＸ軸負方向に変位した状態を示している。

図８に示すように、第２実施形態に係る触感呈示装置２においても、第１実施形態に係る触感呈示装置１と同様の動作を行うことができる。したがって、第２実施形態に係る触感呈示装置２によれば、良好な触感を効率良く呈示することができる。

本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。

上述した各実施形態においては、触感呈示装置１，２がユーザによる入力を検出する機能についての説明を省略した。例えば、触感呈示装置１，２がタッチセンサを備えるようにすれば、パネル４０のインタフェース表面α上においてユーザの指先などが接触した位置に応じて、触感の呈示の有無を区別することができる。また、例えば、触感呈示装置１，２がＬＣＤなどの表示部を備えるようにすれば、パネル４０のインタフェース表面α上においてユーザの指先などが接触すべき位置を教示することができる。さらに、例えば、触感呈示装置１，２が圧力センサなどの押圧検出部を備えるようにすれば、パネル４０のインタフェース表面α上においてユーザの指先などが接触する際の押圧力を検出することができる。この場合、検出された押圧力が所定の閾値を超えたか否かに応じて、触感の呈示の有無を区別することができる。

このように、検出される押圧に応じて触感の呈示の有無を区別することにより、例えば、操作者が意図せず軽く触れてしまったような場合には、触感を呈示せずに、装置が当該操作を入力として認識しなかったことをユーザに知らせることもできる。また、検出された押圧力が所定の閾値を超えたら触感を呈示することにより、ユーザの指先などの圧覚を刺激した状態で、触覚を刺激することができる。すなわち、検出される押圧が所定の閾値を超えるまでは、押圧力の反作用により、ユーザの指先などの圧覚を刺激することができる。そして、押圧が所定の閾値を超えたら圧電アクチュエータを所定の駆動信号で駆動して、パネル４０のインタフェース表面αを振動させて、ユーザの指先などの触覚を刺激することができる。このように、ユーザの圧覚を刺激した状態で触覚を刺激することにより、より良好でリアルなクリック触感をユーザの指先などに呈示することができる。ここでいうクリック触感とは、機械式の（物理的な）押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）のようなボタンスイッチを押した際に得られるのと同様な触感である。

１，２ 触感呈示装置
１０ 板状部材
２０ 圧電素子
３０ 接続部
４０ パネル
５０ ベース部

Claims (8)

1. ベース部と、
   インタフェース表面を有するパネルと、
   前記ベース部および前記パネルに取り付けられた板状部材と、当該板状部材に取り付けられた圧電素子とから構成され、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動するように構成される圧電アクチュエータと、を備え、
   前記圧電アクチュエータの湾曲に応じて、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動して、当該インタフェース表面において触感を呈示し、
   前記圧電素子は、前記ベース部および前記パネルに直接的に取り付けられておらず、
   前記圧電アクチュエータは、前記ベース部に接続している位置と、前記パネルに接続している位置とにおいて、前記インタフェース表面に対する縦方向に沿って重なる箇所があり、
   前記圧電アクチュエータの長手方向の中央部と、前記パネルとが接続されるように取り付けられる触感呈示装置。
2. ベース部と、
   インタフェース表面を有するパネルと、
   前記ベース部および前記パネルに取り付けられた板状部材と、当該板状部材に取り付けられた圧電素子とから構成され、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動するように構成される圧電アクチュエータと、を備え、
   前記圧電アクチュエータの湾曲に応じて、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動して、当該インタフェース表面において触感を呈示し、
   前記圧電素子は、前記ベース部および前記パネルに直接的に取り付けられておらず、
   前記圧電アクチュエータは、前記ベース部に接続している位置と、前記パネルに接続している位置とにおいて、前記インタフェース表面に対する縦方向に沿って重なる箇所があり、
   前記パネルの縁辺側の中央部と、前記圧電アクチュエータとが接続されるように取り付けられる触感呈示装置。
3. ベース部と、
   インタフェース表面を有するパネルと、
   前記ベース部および前記パネルに取り付けられた板状部材と、当該板状部材に取り付けられた圧電素子とから構成され、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動するように構成される圧電アクチュエータと、を備え、
   前記圧電アクチュエータの湾曲に応じて、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動して、当該インタフェース表面において触感を呈示し、
   前記圧電素子は、前記ベース部および前記パネルに直接的に取り付けられておらず、
   前記圧電アクチュエータは、前記ベース部に接続している位置と、前記パネルに接続している位置とにおいて、前記インタフェース表面に対する縦方向に沿って重なる箇所があり、
   前記圧電アクチュエータの長手方向の両端部と、前記ベース部とが接続されるように取り付けられる触感呈示装置。
4. ベース部と、
   インタフェース表面を有するパネルと、
   前記ベース部および前記パネルに取り付けられた板状部材と、当該板状部材に取り付けられた圧電素子とから構成され、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動するように構成される圧電アクチュエータと、を備え、
   前記圧電アクチュエータの湾曲に応じて、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動して、当該インタフェース表面において触感を呈示し、
   前記圧電素子は、前記ベース部および前記パネルに直接的に取り付けられておらず、
   前記圧電アクチュエータは、前記ベース部に接続している位置と、前記パネルに接続している位置とにおいて、前記インタフェース表面に対する縦方向に沿って重なる箇所があり、
   前記圧電アクチュエータの長手方向の中央部と、前記ベース部とが接続されるように取り付けられる触感呈示装置。
5. ベース部と、
   インタフェース表面を有するパネルと、
   前記ベース部および前記パネルに取り付けられた板状部材と、当該板状部材に取り付けられた圧電素子とから構成され、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動するように構成される圧電アクチュエータと、を備え、
   前記圧電アクチュエータの湾曲に応じて、前記パネルが前記インタフェース表面に対して横方向に移動して、当該インタフェース表面において触感を呈示し、
   前記圧電素子は、前記ベース部および前記パネルに直接的に取り付けられておらず、
   前記圧電アクチュエータは、前記ベース部に接続している位置と、前記パネルに接続している位置とにおいて、前記インタフェース表面に対する縦方向に沿って重なる箇所があり、
   前記圧電アクチュエータの長手方向の両端部と、前記パネルとが接続されるように取り付けられる触感呈示装置。
6. 前記パネルの縁辺側の中央部と、前記圧電アクチュエータとが接続されるように取り付けられる、請求項１に記載の触感呈示装置。
7. 前記圧電アクチュエータの長手方向の両端部と、前記ベース部とが接続されるように取り付けられる、請求項１、２または６に記載の触感呈示装置。
8. 前記圧電アクチュエータの長手方向の両端部と、前記パネルとが接続されるように取り付けられる、請求項４に記載の触感呈示装置。

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