JP7828802B2 - 触覚提示装置 - Google Patents

Description

本開示は、触覚提示装置に関する。

文字、画像等を表示する表示パネルの上に設けられて、ユーザーの指示を受け付けるインターフェースとして、タッチパネルが知られている。さらに、タッチパネルにおけるユーザーの操作性を向上させるために、ユーザーのタッチ操作に対して触感をフィードバックする技術が知られている。例えば、特許文献１は、タッチ操作によって入力が行われる操作面を有したタッチ操作部と、タッチ操作を検出する操作検出手段と、タッチ操作部を変位させる操作部変位手段と、操作部変位手段を駆動制御することでタッチ操作部の変位を制御する変位制御手段とを備える、操作入力装置を開示している。

特開２０１２－２２１３８７号公報

特許文献１の操作入力装置では、アクチュエータが、タッチ検出器と一体化したフロントパネルの左右の端部のそれぞれに接続されている。左右のアクチュエータのそれぞれは、ハウジングの左右のスペースのそれぞれに設けられている。すなわち、タッチ検出器と一体化したフロントパネルは、左右の端部でアクチュエータとハウジングとにより支持されている。

特許文献１の操作入力装置では、フロントパネルが左右の端部でアクチュエータとハウジングとにより支持されているので、タッチ操作に対する強度が弱く、破損する虞がある。

本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、タッチ操作に対する強度が強く、強い振動をユーザーに与えることができる、触覚提示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の第１の観点に係る触覚提示装置は、
第１主面を有し、前記第１主面に平行な所定の一軸方向に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する可動部と、
前記可動部を変位可能に支持するベースと、
前記ベースと前記可動部とを接続するガイド部と、
前記可動部を前記一軸方向に変位させる、少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータが１つである場合、前記アクチュエータは前記可動部の前記一軸方向に平行な対称軸の上に位置し、
前記アクチュエータが２つであり、２つの前記アクチュエータの出力が異なる場合、２つの前記アクチュエータは、前記対称軸を挟んで、一方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離と、他方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離との比が、一方の前記アクチュエータの出力と他方の前記アクチュエータの出力との比の逆比となる位置に位置し、
前記アクチュエータが複数であり、複数の前記アクチュエータの出力が等しい場合、複数の前記アクチュエータは前記対称軸に対して対称に位置し、
前記ガイド部は、前記一軸方向に摺動することにより前記可動部の変位方向を前記一軸方向に規制し、
前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記可動部を前記可動部の前記一軸方向の一端側から前記一軸方向に変位させる。

本開示によれば、タッチ操作に対する強度を強くでき、強い振動をユーザーに与えることができる。

実施形態１に係る触覚提示装置を示す側面図である。 実施形態１に係る触覚提示装置を示す平面図である。 図２に示す触覚提示装置をＡ－Ａ線で矢視した断面図である。 実施形態１に係る重心に関する回転モーメントを説明するための模式図である。 実施形態２に係る触覚提示装置を示す平面図である。 図５に示す触覚提示装置をＢ－Ｂ線で矢視した断面図である。 実施形態３に係る重心に関する回転モーメントを説明するための模式図である。 実施形態３に係る重心に関する回転モーメントを説明するための模式図である。 実施形態４に係る触覚提示装置を示す側面図である。 実施形態４に係る触覚提示装置を示す平面図である。 図１０に示す触覚提示装置をＣ－Ｃ線で矢視した断面図である。 実施形態４に係るベースを示す平面図である。 図１２に示すベースをＤ－Ｄ線で矢視した断面図である。 実施形態４に係るキャリアを示す断面図である。 実施形態４に係るキャリアの下板を示す平面図である。 実施形態５に係る触覚提示装置を示す平面図である。 図１６に示す触覚提示装置をＥ－Ｅ線で矢視した断面図である。 実施形態５に係るベースを示す平面図である。 実施形態５に係るキャリアを示す平面図である。 変形例に係る触覚提示装置を示す断面図である。 変形例に係るキャリアを示す平面図である。 変形例に係るキャリアを示す側面図である。 変形例に係るベースを示す平面図である。 変形例に係るベースとキャリアとガイド部とを示す平面図である。 変形例に係るガイド部を示す断面図である。 変形例に係る触覚提示装置を示す側面図である。 変形例に係る重心に関する回転モーメントを説明するための模式図である。 変形例に係る対称軸を示す平面図である。 変形例１に係る触覚提示装置を示す平面図である。 図２９に示す触覚提示装置をＦ－Ｆ線で矢視した断面図である。 変形例２に係る触覚提示装置を示す平面図である。 図３１に示す触覚提示装置をＧ－Ｇ線で矢視した断面図である。 変形例３に係る触覚提示装置を示す平面図である。 図３３に示す触覚提示装置をＨ－Ｈ線で矢視した断面図である。 変形例４に係る可動部の断面を示す模式図である。

以下、実施形態に係る触覚提示装置について、図面を参照して説明する。

＜実施形態１＞
図１～図４を参照して、本実施形態に係る触覚提示装置１００を説明する。触覚提示装置１００は、ユーザーに対して、振動による触感をフィードバックする。触覚提示装置１００は、スマートフォン、ラップトップ型コンピュータ、車両等に搭載される。

触覚提示装置１００は、図１に示すように、ベース１１０と可動部１２０とガイド部１４０とアクチュエータ１５０と制御部１６０とを備える。ベース１１０は、可動部１２０を変位可能に支持する。可動部１２０は、第１主面１２０ａに平行な所定の一軸方向に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する。ガイド部１４０は、所定の一軸方向に摺動することにより、可動部１２０の変位方向を所定の一軸方向に規制する。アクチュエータ１５０は、可動部１２０を所定の一軸方向に変位させる。制御部１６０は、各部を制御する。本明細書では、理解を容易にするため、図１における触覚提示装置１００の右方向（紙面の右方向）を＋Ｘ方向、上方向（紙面の上方向）を＋Ｚ方向、＋Ｘ方向と＋Ｚ方向に垂直な方向（紙面の奥方向）を＋Ｙ方向として説明する。また、所定の一軸方向をＸ軸方向とする。

次に、触覚提示装置１００の具体的な構成について、説明する。
触覚提示装置１００のベース１１０は、ガイド部１４０を介して、可動部１２０を後述する可動部１２０の第２主面１２０ｂの側から、変位可能に支持する。ベース１１０は、図２と図３に示すように、＋Ｚ方向に開口した箱形形状で、底板１１２と４つの側板１１４ａ～１１４ｄとを有する。ベース１１０は、例えば、ステンレス材から形成される。なお、図２と図３では、理解を容易にするため、後述する可動部１２０の表示部１３０とタッチパネル１３１とを省略している。以下の図においても、適宜、表示部１３０とタッチパネル１３１とを省略している。

底板１１２は矩形形状を有する平板である。底板１１２の＋Ｚ側の主面１１２ａが、後述する可動部１２０の第２主面１２０ｂと対向する、ベース１１０の第３主面１１０ａに相当する。－Ｘ側に位置する側板１１４ａと＋Ｘ側に位置する側板１１４ｂとの間には、後述するガイド部１４０のシャフト１４２ａ、１４２ｂが設けられる。

触覚提示装置１００の可動部１２０は、Ｘ軸方向（所定の一軸方向）に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する。可動部１２０は、アクチュエータ１５０を駆動源として、Ｘ軸方向に変位する。

可動部１２０は、図１に示すように、キャリア１２１と表示部１３０とタッチパネル１３１とを備える。キャリア１２１は、ガイド部１４０を介してベース１１０に接続し、表示部１３０とタッチパネル１３１とを支持する。表示部１３０は文字、画像等を表示する。タッチパネル１３１はユーザーがタッチ操作により接触面１３１ａに接触した位置（接触位置）を検出する。

キャリア１２１は、図２と図３に示すように、－Ｚ方向に開口した箱形形状を有する。キャリア１２１の外形はベース１１０の内形よりも小さく、キャリア１２１はベース１１０の内側でベース１１０の＋Ｚ側に位置している。キャリア１２１は、上板１２２と側板１２４ａ～１２４ｄとを有する。キャリア１２１は、例えば、アルミニウム合金から形成される。

上板１２２は、矩形形状を有する平板で、第１主面１２２ａと、第１主面１２２ａと反対側の第２主面１２２ｂとを有する。上板１２２の第１主面１２２ａは、ＸＹ平面（Ｘ軸）に平行で＋Ｚ側に位置し、可動部１２０の第１主面１２０ａに相当する。上板１２２の第２主面１２２ｂは、－Ｚ側に位置し、可動部１２０の第２主面１２０ｂに相当する。上板１２２の第２主面１２２ｂは、ベース１１０の第３主面１１０ａに対向している。なお、上板１２２の第１主面１２２ａはキャリア１２１の第１主面にも相当し、上板１２２の第２主面１２２ｂはキャリア１２１の第２主面にも相当する。

－Ｘ側に位置する側板１２４ａには、後述するガイド部１４０の軸受け１４４ａ、１４４ｂが設けられる。また、＋Ｘ側に位置する側板１２４ｂには、後述するガイド部１４０の軸受け１４４ｃ、１４４ｄが設けられる。

表示部１３０は、上板１２２の第１主面１２２ａの上に設けられる。表示部１３０は、例えば、液晶表示パネルである。

タッチパネル１３１は、表示部１３０の上に配置される。タッチパネル１３１は、ユーザーが接触した位置を検出し表示部１３０の表示に対するユーザーのタッチ操作による指示を受け付ける、インターフェースとして機能する。触覚提示装置１００は、タッチパネル１３１により検出されたユーザーの接触位置に応じて、可動部１２０を所定の一軸方向（Ｘ軸方向）に変位させることにより、タッチパネル１３１の接触面１３１ａを触覚提示面として、振動による触覚をユーザーにフィードバックする。

触覚提示装置１００のガイド部１４０は、図３に示すように、可動部１２０の第２主面１２０ｂ（キャリア１２１の上板１２２の第２主面１２２ｂ）とベース１１０の第３主面１１０ａとの間に配置されて、ベース１１０と可動部１２０（キャリア１２１）とを接続する。さらに、ガイド部１４０は、Ｘ軸方向に摺動することにより可動部１２０の変位方向をＸ軸方向に規制する。ガイド部１４０は、図２に示すように、シャフト１４２ａ、１４２ｂと軸受け１４４ａ～１４４ｄとを有する。

シャフト１４２ａ、１４２ｂは、Ｘ軸方向に延びる棒状の部材であり、例えば、ステンレス材から形成される。シャフト１４２ａ、１４２ｂのそれぞれの一端はベース１１０の側板１１４ａに固定され、シャフト１４２ａ、１４２ｂのそれぞれの他端はベース１１０の側板１１４ｂに固定される。これにより、シャフト１４２ａ、１４２ｂは、側板１１４ａと側板１１４ｂとの間に設けられる。シャフト１４２ａとシャフト１４２ｂは、＋Ｚ方向から平面視した場合に、後述する可動部１２０の対称軸Ｍを挟んで、＋Ｙ側と－Ｙ側とに対称に配置されている。

軸受け１４４ａ～１４４ｄは、例えば、すべり軸受けである。軸受け１４４ａ、１４４ｂはキャリア１２１の側板１２４ａに設けられ、軸受け１４４ｃ、１４４ｄはキャリア１２１の側板１２４ｂに設けられる。軸受け１４４ａと軸受け１４４ｃは、対向して配置され、シャフト１４２ａに挿通される。また、軸受け１４４ｂと軸受け１４４ｄは、対向して配置され、シャフト１４２ｂに挿通される。

本実施形態では、ベース１１０の側板１１４ａと側板１１４ｂとの間に設けられＸ軸方向に延びるシャフト１４２ａが、キャリア１２１の側板１２４ａに設けられた軸受け１４４ａとキャリア１２１の側板１２４ｂに設けられた軸受け１４４ｃを挿通している。また、ベース１１０の側板１１４ａと側板１１４ｂとの間に設けられＸ軸方向に延びるシャフト１４２ｂが、キャリア１２１の側板１２４ａに設けられた軸受け１４４ｂとキャリア１２１の側板１２４ｂに設けられた軸受け１４４ｄを挿通している。したがって、ガイド部１４０のシャフト１４２ａ、１４２ｂと軸受け１４４ａ～１４４ｄは、ベース１１０と可動部１２０（キャリア１２１）を接続し、軸受け１４４ａ～１４４ｄがシャフト１４２ａ、１４２ｂをＸ軸方向に摺動することにより、可動部１２０の変位方向をＸ軸方向に規制できる。ガイド部１４０が可動部１２０の変位方向をＸ軸方向に規制するので、可動部１２０のＸ軸方向以外の方向への変位が抑えられて、アクチュエータ１５０により発生する力が可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換される。したがって、触覚提示装置１００は、可動部１２０を強く振動させることができる。

また、本実施形態では、ベース１１０の側板１１４ａと側板１１４ｂとの間に設けられＸ軸方向に延びるシャフト１４２ａ、１４２ｂを含むガイド部１４０が、可動部１２０の第２主面１２０ｂ（キャリア１２１の上板１２２の第２主面１２２ｂ）とベース１１０の第３主面１１０ａとの間に配置され、可動部１２０とベース１１０とを接続している。これにより、タッチパネル１３１の接触面１３１ａが、ユーザーにより強く押下されても、ガイド部１４０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支えるので、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。

触覚提示装置１００のアクチュエータ１５０は、可動部１２０をＸ軸方向に変位させる駆動源である。アクチュエータ１５０は、可動部１２０のキャリア１２１のＸ軸方向の一端側に配置され、Ｘ軸方向の一端側から可動部１２０をＸ軸方向に変位させる。本実施形態では、アクチュエータ１５０は、図１に示すように、キャリア１２１の－Ｘ側の端部とベース１１０の側板１１４ａとの間に配置されて、－Ｘ側から可動部１２０を＋Ｘ方向と－Ｘ方向に変位させている。

アクチュエータ１５０は、ピエゾアクチュエータ、ソレノイド、リニア共振アクチュエータ等である。アクチュエータ１５０がピエゾアクチュエータ又はソレノイドである場合、固定子と可動子のうちの一方がキャリア１２１の－Ｘ側の端部に結合し、固定子と可動子のうちの他方がベース１１０の側板１１４ａに結合している。また、アクチュエータ１５０がリニア共振アクチュエータである場合、アクチュエータ１５０はキャリア１２１の－Ｘ側の端部に設けられる。

さらに、＋Ｚ方向から平面視すると、アクチュエータ１５０は、可動部１２０のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍの上に位置している。本実施形態における可動部１２０の対称軸Ｍは、図４に示すように、Ｘ軸方向に平行で、可動部１２０の重心Ｐを通過する。この場合、アクチュエータ１５０が、Ｘ軸方向の力を可動部１２０に加えると、図４と下記の式（１）～式（３）に示すように、ＸＹ平面に平行な平面における重心Ｐに関する回転モーメントの和ΣＮｍは零となる。ここで、ｉはＸ軸方向の単位ベクトルを、ｊはＹ軸方向の単位ベクトルを、Ｆ１は可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ１は重心Ｐから力の作用点Ｑへのベクトルを表す。

したがって、アクチュエータ１５０は、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、可動部１２０を強く振動させることができる。これにより、触覚提示装置１００は、強い振動をユーザーに与えることができる。

触覚提示装置１００の制御部１６０は、表示部１３０の表示を制御すると共に、タッチパネル１３１におけるユーザーの接触位置を求める。また、制御部１６０は、求められたユーザーの接触位置に応じて、アクチュエータ１５０を制御し、可動部１２０をＸ軸方向に変位させる。制御部１６０は、各種の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、プログラムとデータとを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。制御部１６０の機能は、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。

以上のように、触覚提示装置１００では、シャフト１４２ａ、１４２ｂを含むガイド部１４０が可動部１２０とベース１１０とを接続し、ガイド部１４０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支えるので、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。また、触覚提示装置１００を搭載した装置、車両等の振動に対する耐久性を高めることもできる。さらに、ガイド部１４０が可動部１２０の変位方向をＸ軸方向に規制するので、触覚提示装置１００は、可動部１２０のＸ軸方向以外の方向への変位を抑えて、アクチュエータ１５０により発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換できる。したがって、触覚提示装置１００は、可動部１２０を強く振動させることができる。

アクチュエータ１５０は、＋Ｚ方向から平面視した場合に、可動部１２０のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍの上に位置しているので、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換できる。したがって、触覚提示装置１００は、可動部１２０を強く振動させ、強い振動をユーザーに与えることができる。さらに、可動部１２０のＸ軸方向以外の方向への変位を抑えられるので、ノイズ、不要な振動等を抑制できる。

＜実施形態２＞
実施形態１の触覚提示装置１００では、ガイド部１４０のシャフト１４２ａ、１４２ｂがベース１１０の側板１１４ａ、１１４ｂに固定され、ガイド部１４０の軸受け１４４ａ～１４４ｄがキャリア１２１の側板１２４ａ、１２４ｂに設けられている。ガイド部１４０のシャフト１４２ａ、１４２ｂがキャリア１２１の側板１２４ａ、１２４ｂに固定され、ガイド部１４０の軸受け１４４ａ～１４４ｄがベース１１０の側板１１４ａ、１１４ｂに設けられてもよい。

本実施形態の触覚提示装置１００は、実施形態１の触覚提示装置１００と同様に、ベース１１０と可動部１２０とガイド部１４０とアクチュエータ１５０と制御部１６０とを備える。

本実施形態のベース１１０は、実施形態１のベース１１０と同様に、＋Ｚ方向に開口した箱形形状で、底板１１２と４つの側板１１４ａ～１１４ｄとを有する。本実施形態では、図５と図６に示すように、ベース１１０の外形は可動部１２０のキャリア１２１の内形よりも小さく、ベース１１０はキャリア１２１の内側に位置している。また、ガイド部１４０の軸受け１４４ａ、１４４ｂが－Ｘ側に位置する側板１１４ａに設けられ、ガイド部１４０の軸受け１４４ｃ、１４４ｄが＋Ｘ側に位置する側板１１４ｂに設けられている。本実施形態のベース１１０のその他の構成は、実施形態１のベース１１０と同様である。

本実施形態の可動部１２０は、実施形態１の可動部１２０と同様に、キャリア１２１と表示部１３０とタッチパネル１３１とを有する。本実施形態の表示部１３０とタッチパネル１３１の構成は、実施形態１と同様であるので、ここでは、本実施形態のキャリア１２１を説明する。

本実施形態のキャリア１２１は、実施形態１のキャリア１２１と同様に、－Ｚ方向に開口した箱形形状であり、上板１２２と側板１２４ａ～１２４ｄとを有する。本実施形態では、キャリア１２１の内形はベース１１０の外形よりも大きく、キャリア１２１の側板１２４ａ～１２４ｄはベース１１０を囲んでいる。また、ガイド部１４０のシャフト１４２ａ、１４２ｂが、－Ｘ側に位置する側板１２４ａと＋Ｘ側に位置する側板１２４ｂとの間に設けられている。本実施形態のキャリア１２１のその他の構成は、実施形態１の可動部１２０と同様である。

本実施形態のガイド部１４０は、実施形態１のガイド部１４０と同様に、シャフト１４２ａ、１４２ｂと軸受け１４４ａ～１４４ｄとを有する。本実施形態のシャフト１４２ａ、１４２ｂは、キャリア１２１の側板１２４ａと側板１２４ｂとの間に設けられる。また、本実施形態では、軸受け１４４ａ、１４４ｂはベース１１０の側板１１４ａに設けられ、軸受け１４４ｃ、１４４ｄはベース１１０の側板１１４ｂに設けられる。軸受け１４４ａと軸受け１４４ｃは、対向して配置され、シャフト１４２ａに挿通される。軸受け１４４ｂと軸受け１４４ｄは、対向して配置され、シャフト１４２ｂに挿通される。本実施形態のシャフト１４２ａ、１４２ｂと軸受け１４４ａ～１４４ｄのその他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態では、キャリア１２１の側板１２４ａと側板１２４ｂとの間に設けられＸ軸方向に延びるシャフト１４２ａが、ベース１１０の側板１１４ａに設けられた軸受け１４４ａとベース１１０の側板１１４ｂに設けられた軸受け１４４ｃを挿通している。また、キャリア１２１の側板１２４ａと側板１２４ｂとの間に設けられＸ軸方向に延びるシャフト１４２ｂが、ベース１１０の側板１１４ａに設けられた軸受け１４４ｂとベース１１０の側板１１４ｂに設けられた軸受け１４４ｄを挿通している。

したがって、本実施形態のガイド部１４０は、実施形態１のガイド部１４０と同様に、ベース１１０と可動部１２０（キャリア１２１）を接続し、可動部１２０の変位方向をＸ軸方向に規制できる。また、ガイド部１４０が可動部１２０の変位方向をＸ軸方向に規制するので、触覚提示装置１００は、可動部１２０のＸ軸方向以外の方向への変位が抑えられて、アクチュエータ１５０により発生する力が可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換される。したがって、触覚提示装置１００は、可動部１２０を強く振動させることができる。さらに、シャフト１４２ａ、１４２ｂを含むガイド部１４０が可動部１２０とベース１１０とを接続しているので、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。ガイド部１４０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支えるので、ユーザーのタッチ操作に対する強度をさらに強くできる。

本実施形態のアクチュエータ１５０は、実施形態１のアクチュエータ１５０と同様に、可動部１２０の－Ｘ側の端部とベース１１０の側板１１４ａとの間に配置されて、－Ｘ側から可動部１２０を＋Ｘ方向と－Ｘ方向に変位させる。本実施形態のアクチュエータ１５０のその他の構成も、実施形態１と同様である。

本実施形態の制御部１６０は、実施形態１の制御部１６０と同様に、表示部１３０の表示を制御すると共に、タッチパネル１３１におけるユーザーの接触位置を求める。また、本実施形態の制御部１６０は、求められたユーザーの接触位置に応じて、アクチュエータ１５０を制御し、可動部１２０をＸ軸方向に変位させる。

以上のように、本実施形態においても、シャフト１４２ａ、１４２ｂを含むガイド部１４０が可動部１２０とベース１１０とを接続しているので、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。ガイド部１４０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支えるので、ユーザーのタッチ操作に対する強度をさらに強くできる。また、ガイド部１４０が可動部１２０の変位方向をＸ軸方向に規制するので、本実施形態の触覚提示装置１００は、可動部１２０のＸ軸方向以外の方向への変位を抑えて、アクチュエータ１５０により発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換できる。したがって、触覚提示装置１００は、可動部１２０を強く振動させることができる。さらに、実施形態１の触覚提示装置１００と同様に、アクチュエータ１５０は、＋Ｚ方向から平面視した場合に、可動部１２０のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍの上に位置しているので、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換できる。したがって、本実施形態の触覚提示装置１００は、可動部１２０を強く振動させ、強い振動をユーザーに与えることができる。

＜実施形態３＞
実施形態１と実施形態２の触覚提示装置１００では、１つのアクチュエータ１５０が可動部１２０をＸ軸方向に変位させている。触覚提示装置１００は、複数の出力が等しいアクチュエータ１５０を備えてもよい。＋Ｚ方向から平面視すると、複数の出力が等しいアクチュエータ１５０は、可動部１２０の対称軸Ｍに対して対称に配置される。ここでは、アクチュエータ１５０の数が２つの場合とアクチュエータ１５０の数が３つの場合について、説明する。なお、本実施形態の触覚提示装置１００の構成は、アクチュエータ１５０の数と可動部１２０のＸ軸方向の一端側におけるアクチュエータ１５０の位置とを除き、実施形態１の触覚提示装置１００と同様である。

出力が等しいアクチュエータ１５０の数が２つの場合、図７に示すように、２つのアクチュエータ１５０は、＋Ｚ方向から平面視した場合に、対称軸Ｍを挟んで対称に配置される。すなわち、対称軸Ｍの＋Ｙ側に位置するアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ１と対称軸Ｍの－Ｙ側に位置するアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ２は、等しい（Ｌ１＝Ｌ２＝ａ）。以下では、対称軸Ｍの＋Ｙ側に位置するアクチュエータ１５０を＋Ｙ側アクチュエータ１５０と、対称軸Ｍの－Ｙ側に位置するアクチュエータ１５０を－Ｙ側アクチュエータ１５０と記載する。

２つの力が等しいアクチュエータ１５０が、対称軸Ｍを挟んで対称に配置されると、図７と下記の式（４）～式（７）に示すように、ＸＹ平面に平行な平面における重心Ｐに関する回転モーメントの和ΣＮｍは零となる。ここで、ｉはＸ軸方向の単位ベクトルを、ｊはＹ軸方向の単位ベクトルを表す。また、Ｆ１は＋Ｙ側アクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ１は重心Ｐから＋Ｙ側アクチュエータ１５０によって加わる力の作用点Ｑへのベクトルを表す。Ｆ２は－Ｙ側アクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ２は重心Ｐから－Ｙ側アクチュエータ１５０によって加わる力の作用点Ｑへのベクトルを表す。

したがって、２つの力が等しいアクチュエータ１５０は、＋Ｚ方向から平面視した場合に、対称軸Ｍを挟んで対称に配置されることにより、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、可動部１２０を強く振動させることができる。

出力が等しいアクチュエータ１５０の数が３つの場合、図８に示すように、３つのアクチュエータ１５０は、＋Ｚ方向から平面視した場合に、対称軸Ｍを挟んで対称に配置される。すなわち、３つのアクチュエータ１５０のうちの１つは対称軸Ｍの上に配置され、残りの２つのアクチュエータ１５０のそれぞれは、対称軸Ｍを挟んで、対称軸Ｍからの垂直距離Ｌ３、Ｌ５が等しい位置に配置される（Ｌ３＝Ｌ５＝ｂ）。

３つの力が等しいアクチュエータ１５０が、対称軸Ｍを挟んで対称に配置されると、図８と下記の式（８）～式（１２）に示すように、ＸＹ平面に平行な平面における重心Ｐに関する回転モーメントの和ΣＮｍは零となる。ここで、Ｆ３は＋Ｙ側アクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ３は重心Ｐから＋Ｙ側アクチュエータ１５０によって加わる力の作用点Ｑへのベクトルを表す。Ｆ４は対称軸Ｍの上に配置されたアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ４は重心Ｐから対称軸Ｍの上に配置されたアクチュエータ１５０によって加わる力の作用点Ｑへのベクトルを表す。Ｆ５は－Ｙ側アクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ５は重心Ｐから－Ｙ側アクチュエータ１５０によって加わる力の作用点Ｑへのベクトルを表す。

したがって、３つの力が等しいアクチュエータ１５０は、対称軸Ｍを挟んで対称に配置されることにより、出力が等しいアクチュエータ１５０の数が２つの場合と同様に、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、可動部１２０を強く振動させることができる。

以上のように、複数の出力が等しいアクチュエータ１５０を、＋Ｚ方向から平面視した場合に、可動部１２０の対称軸Ｍに対して対称に配置することにより、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、アクチュエータ１５０は可動部１２０を強く振動させることができる。したがって、本実施形態の触覚提示装置１００は、強い振動をユーザーに与えることができる。

＜実施形態４＞
実施形態１～実施形態３では、シャフト１４２ａ、１４２ｂと軸受け１４４ａ～１４４ｄとを有するガイド部１４０により、ベース１１０と可動部１２０とを接続している。ベース１１０と可動部１２０は、ゴムブッシュ１７２を用いて接続されてもよい。

本実施形態の触覚提示装置１００は、図９～図１１に示すように、ベース１１０と可動部１２０とブッシュ部１７０と２つのアクチュエータ１５０と制御部１６０とを備える。本実施形態の制御部１６０の構成は、実施形態１と同様であるので、ベース１１０と可動部１２０とブッシュ部１７０と２つのアクチュエータ１５０について説明する。なお、図１０と図１１では、可動部１２０の表示部１３０とタッチパネル１３１を省略している。

本実施形態のベース１１０は、ブッシュ部１７０を介して、可動部１２０を変位可能に支持する。本実施形態のベース１１０は、図１２と図１３に示すように、＋Ｚ方向に開口した箱形形状で、底板１１２と４つの側板１１４ａ～１１４ｄとを有する。

底板１１２は、矩形形状の平板で、可動部１２０に対向する主面１１２ａに４つの凸部１１６が設けられている。４つの凸部１１６のそれぞれは、後述する下板１２６の貫通孔１２７ａ～１２７ｄのそれぞれに対応する位置に設けられている。凸部１１６は、後述するブッシュ部１７０の接続ピン１７４の軸部１７４ｂが嵌め込まれる、雌穴１１６ａを有している。

本実施形態の可動部１２０は、Ｘ軸方向に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する。本実施形態の可動部１２０は、実施形態１の可動部１２０と同様に、キャリア１２１と表示部１３０とタッチパネル１３１とを備える。表示部１３０とタッチパネル１３１の構成は、実施形態１と同様であるので、ここでは、本実施形態のキャリア１２１を説明する。

本実施形態のキャリア１２１は、図１４に示すように、上板１２２と下板１２６と接続部１２８ａ、１２８ｂとを有する。キャリア１２１の外形はベース１１０の内形よりも小さく、キャリア１２１はベース１１０の内側に位置している。

本実施形態の上板１２２は、矩形形状を有する平板で、第１主面１２２ａと、第１主面１２２ａと反対側の第２主面１２２ｂとを有する。本実施形態の上板１２２の第１主面１２２ａは、ＸＹ平面（Ｘ軸）に平行で＋Ｚ側に位置し、可動部１２０の第１主面１２０ａに相当する。また、本実施形態では、上板１２２の第２主面１２２ｂを可動部１２０の第２主面１２０ｂとする。

下板１２６は、上板１２２と同形の平板である。下板１２６は、上板１２２のベース１１０側（－Ｚ側）に位置し、接続部１２８ａ、１２８ｂによって上板１２２に接続されている。下板１２６には、図１５に示すように、４つの貫通孔１２７ａ～１２７ｄが設けられている。＋Ｚ方向から平面視すると、貫通孔１２７ａと貫通孔１２７ｂは、可動部１２０の重心Ｐを通過する対称軸Ｍの＋Ｙ側で対称軸Ｍと平行な直線上に位置し、貫通孔１２７ｃと貫通孔１２７ｄは、対称軸Ｍの－Ｙ側で対称軸Ｍと平行な直線上に位置している。また、貫通孔１２７ａと貫通孔１２７ｃは対称軸Ｍを挟んで対称に位置し、貫通孔１２７ｂと貫通孔１２７ｄは対称軸Ｍを挟んで対称に位置している。貫通孔１２７ａ～貫通孔１２７ｄには、ブッシュ部１７０のゴムブッシュ１７２が嵌め込まれる。

接続部１２８ａ、１２８ｂのそれぞれは、上板１２２と下板１２６の－Ｘ側の端部と＋Ｘ側の端部のそれぞれで、上板１２２と下板１２６とを接続している。

触覚提示装置１００のブッシュ部１７０は、図１１に示すように、ゴムブッシュ１７２と接続ピン１７４とを有する。ゴムブッシュ１７２は、円環状の弾性体で、可動部１２０の下板１２６の貫通孔１２７ａ～１２７ｄのそれぞれに嵌め込まれる。ゴムブッシュ１７２は、可動部１２０の変位に伴って弾性変形する。

接続ピン１７４は、頭部１７４ａと軸部１７４ｂとを有する。接続ピン１７４の軸部１７４ｂは、貫通孔１２７ａ～１２７ｄに嵌め込まれたゴムブッシュ１７２を下板１２６側から挿通し、底板１１２の凸部１１６の雌穴１１６ａに固定される。これにより、可動部１２０（キャリア１２１）とベース１１０（ベース１１０の底板１１２）が接続される。なお、接続ピン１７４の軸部１７４ｂは、ブッシュ部１７０の軸部の一例である。

本実施形態では、可動部１２０が変位する場合に、軸部１７４ｂに挿通されたゴムブッシュ１７２が弾性変形するので、ブッシュ部１７０を介して可動部１２０を支持するベース１１０は、可動部１２０を変位可能に支持できる。

また、ベース１１０がブッシュ部１７０を介して可動部１２０を支持しているので、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。さらに、ベース１１０は可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支持している。したがって、タッチパネル１３１の接触面１３１ａがユーザーにより強く押下されても、ベース１１０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支えるので、ユーザーのタッチ操作に対する強度をさらに強くできる。

本実施形態の２つのアクチュエータ１５０の出力は等しい。図１０に示すように、本実施形態の２つのアクチュエータ１５０は、可動部１２０の－Ｘ側の端部とベース１１０の側板１１４ａとの間に配置される。＋Ｚ方向から平面視すると、本実施形態の２つのアクチュエータ１５０のそれぞれは、実施形態３の２つのアクチュエータ１５０と同様に、可動部１２０の対称軸Ｍを挟んで対称に配置される。したがって、本実施形態の２つのアクチュエータ１５０は、実施形態３の２つのアクチュエータ１５０と同様に、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、可動部１２０を強く振動させることができる。

以上のように、本実施形態では、ベース１１０がブッシュ部１７０を介して可動部１２０を変位可能に支持するので、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。また、ベース１１０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支持するので、ユーザーのタッチ操作に対する強度をさらに強くできる。さらに、２つの出力が等しい２つのアクチュエータ１５０が、可動部１２０の対称軸Ｍに対して対称に配置されているので、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、可動部１２０を強く振動させることができる。これにより、本実施形態の触覚提示装置１００は、強い振動をユーザーに与えることができる。

＜実施形態５＞
実施形態４の触覚提示装置１００では、ブッシュ部１７０のゴムブッシュ１７２が、可動部１２０に設けられている。ブッシュ部１７０のゴムブッシュ１７２は、ベース１１０に設けられてもよい。

本実施形態の触覚提示装置１００は、実施形態４の触覚提示装置１００と同様に、ベース１１０と可動部１２０とブッシュ部１７０と２つのアクチュエータ１５０とを備える。２つのアクチュエータ１５０の構成は実施形態４と同様であるので、ベース１１０と可動部１２０とブッシュ部１７０とを説明する。

本実施形態のベース１１０は、実施形態４のベース１１０と同様に、ブッシュ部１７０を介して可動部１２０を変位可能に支持する。本実施形態のベース１１０は、図１６と図１７に示すように、＋Ｚ方向に開口した箱形形状で、底板１１２と４つの側板１１４ａ～１１４ｄとを有する。本実施形態の底板１１２には、図１８に示すように、４つの貫通孔１１８が設けられている。４つの貫通孔１１８のそれぞれは、後述するキャリア１２１の凸部１３２ａ～１３２ｄのそれぞれに対応する位置に設けられている。貫通孔１１８には、ブッシュ部１７０のゴムブッシュ１７２が嵌め込まれる。

本実施形態の可動部１２０は、実施形態４の可動部１２０と同様に、Ｘ軸方向に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する。本実施形態の可動部１２０は、実施形態１の可動部１２０と同様に、キャリア１２１と表示部１３０とタッチパネル１３１とを備える。表示部１３０とタッチパネル１３１の構成は、実施形態１と同様であるので、ここでは、本実施形態のキャリア１２１を説明する。本実施形態のキャリア１２１は、図１９に示すように、上板１２２と凸部１３２ａ～１３２ｄとを有する。

本実施形態の上板１２２は、矩形形状の平板で、第１主面１２２ａと、第１主面１２２ａと反対側の第２主面１２２ｂとを有する。本実施形態の上板１２２の第１主面１２２ａは、ＸＹ平面（Ｘ軸）に平行で＋Ｚ側に位置し、可動部１２０の第１主面１２０ａに相当する。本実施形態の上板１２２の第２主面１２２ｂは、－Ｚ側に位置し、可動部１２０の第２主面１２０ｂに相当する。

本実施形態の凸部１３２ａ～１３２ｄは、上板１２２の第２主面１２２ｂに設けられる。＋Ｚ方向から平面視すると、凸部１３２ａと凸部１３２ｂは、可動部１２０の重心Ｐを通過する対称軸Ｍの＋Ｙ側で対称軸Ｍと平行な直線上に位置し、凸部１３２ｃと凸部１３２ｄは、対称軸Ｍの－Ｙ側で対称軸Ｍと平行な直線上に位置している。また、凸部１３２ａと凸部１３２ｃは対称軸Ｍを挟んで対称に位置し、凸部１３２ｂと凸部１３２ｄは対称軸Ｍを挟んで対称に位置している。凸部１３２ａ～１３２ｄのそれぞれは、ブッシュ部１７０の接続ピン１７４の軸部１７４ｂが嵌め込まれる、雌穴１３３を有している。

本実施形態のブッシュ部１７０は、実施形態４のブッシュ部１７０と同様に、ゴムブッシュ１７２と接続ピン１７４とを有する。本実施形態のゴムブッシュ１７２は、円環状の弾性体で、図１７に示すように、底板１１２の貫通孔１１８のそれぞれに嵌め込まれる。本実施形態のゴムブッシュ１７２は、可動部１２０の変位に伴って弾性変形する。

本実施形態の接続ピン１７４は、実施形態４の接続ピン１７４と同様に、頭部１７４ａと軸部１７４ｂとを有する。接続ピン１７４の軸部１７４ｂは、底板１１２の貫通孔１１８に嵌め込まれたゴムブッシュ１７２を、底板１１２側から挿通し、可動部１２０の凸部１３２ａ～１３２ｄの雌穴１３３に固定される。これにより、可動部１２０（キャリア１２１）とベース１１０が接続される。

本実施形態では、可動部１２０が変位すると共に、接続ピン１７４の軸部１７４ｂ（接続ピン１７４）が変位し、軸部１７４ｂに挿通されたゴムブッシュが弾性変形する。したがって、ブッシュ部１７０を介して可動部１２０を支持するベース１１０は、可動部１２０を変位可能に支持できる。

また、ベース１１０がブッシュ部１７０を介して可動部１２０を支持しているので、実施形態４と同様に、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。さらに、ベース１１０は可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支持している。したがって、タッチパネル１３１の接触面１３１ａがユーザーにより強く押下されても、ベース１１０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支えるので、ユーザーのタッチ操作に対する強度をさらに強くできる。

以上のように、実施形態４と同様に、ベース１１０がブッシュ部１７０を介して可動部１２０を変位可能に支持するので、ユーザーのタッチ操作に対する強度を強くできる。また、ベース１１０が可動部１２０を可動部１２０の第２主面１２０ｂ側から支持するので、ユーザーのタッチ操作に対する強度をさらに強くできる。さらに、実施形態４と同様に、２つの出力が等しい２つのアクチュエータ１５０が、＋Ｚ方向から平面視した場合に、可動部１２０の対称軸Ｍに対して対称に配置されているので、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、可動部１２０を強く振動させることができる。

＜変形例＞
以上、実施形態を説明したが、本開示は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

実施形態１と実施形態２では、キャリア１２１は箱形形状であるが、キャリア１２１の形状は箱形形状に限られない。例えば、図２０に示すように、実施形態１のキャリア１２１は、平板状の上板１２２に脚部２０２を有してもよい。この場合、軸受け１４４ａ～１４４ｄが脚部２０２に設けられる。上板１２２の外形は、図２０に示すように、ベース１１０の外形よりも大きくともよい。

さらに、図２１と図２２に示すように、実施形態１のキャリア１２１は平板状であってもよい。この場合、ガイド部１４０の軸受け１４４ａ～１４４ｄの代わりに、例えば、ガイド部１４０のＵ字状の軸受け２０４がキャリア１２１の第１主面に設けられる。

実施形態１と実施形態２では、シャフト１４２ａとシャフト１４２ｂは、＋Ｚ方向から平面視した場合に、可動部１２０の対称軸Ｍを挟んで、＋Ｙ側と－Ｙ側とに対称に配置されている。シャフト１４２ａとシャフト１４２ｂは、＋Ｚ方向から平面視した場合に、可動部１２０の対称軸Ｍを挟んで、＋Ｙ側と－Ｙ側とに対称に配置されていなくともよい。すなわち、ガイド部１４０は、＋Ｚ方向から平面視した場合に、可動部１２０の対称軸Ｍを挟んで、＋Ｙ側と－Ｙ側とに対称に配置されていなくともよい。

実施形態４と実施形態５では、キャリア１２１の上板１２２と下板１２６は同形であるが、上板１２２と下板１２６は同形に限られない。また、キャリア１２１は、上板１２２と下板１２６と接続部１２８ａ、１２８ｂから形成されるとは、限られない。例えば、実施形態４と実施形態５のキャリア１２１は、上板１２２のみから形成されてもよい。

実施形態４と実施形態５では、ブッシュ部１７０（貫通孔１２７ａ～１２７ｄ又は凸部１３２ａ～１３２ｄ）は対称に配置されている。ブッシュ部１７０は、対称に配置されていなくともよい。

実施形態１～実施形態５では、ベース１１０は箱形形状であるが、ベース１１０の形状は箱形形状に限られない。例えば、実施形態１のベース１１０は、図２３に示すように、平板状の底板１１２と、シャフト１４２ａ、１４２ｂを設けられる側板１１４ａ、１１４ｂとを有してもよい。

さらに、実施形態１では、シャフト１４２ａ、１４２ｂを設けられる側板１１４ａ、１１４ｂが、他の部材（触覚提示装置１００を搭載する装置の筐体又は回路基板、触覚提示装置１００を搭載する装置に設けられた支持部材等）と共にベース１１０を構成してもよい。実施形態２では、軸受け１４４ａ～１４４ｄを設けられる側板１１４ａ、１１４ｂが、他の部材と共にベース１１０を構成してもよい。

実施形態１と実施形態２のガイド部１４０は、可動部１２０の第２主面１２０ｂとベース１１０の第３主面１１０ａとの間に配置されているが、ガイド部１４０の配置はこれに限られない。例えば、図２４に示すように、ガイド部１４０のシャフト１４２ａがキャリア１２１の上板１２２の側面１２２ｃに平行に位置し、ガイド部１４０のシャフト１４２ｂがキャリア１２１の上板１２２の側面１２２ｃに平行に位置してもよい。この場合、凸部２０６ａ、２０６ｃが上板１２２の＋Ｙ側の側面１２２ｃに設けられ、ガイド部１４０の軸受け１４４ａ、１４４ｃのそれぞれが凸部２０６ａ、２０６ｃのそれぞれに設けられる。シャフト１４２ａは軸受け１４４ａ、１４４ｃを挿通する。また、凸部２０６ｂ、２０６ｄが上板１２２の－Ｙ側の側面１２２ｄに設けられ、ガイド部１４０の軸受け１４４ｂ、１４４ｄのそれぞれが凸部２０６ｂ、２０６ｄのそれぞれに設けられる。シャフト１４２ｂは軸受け１４４ｂ、１４４ｄを挿通する。

触覚提示装置１００のガイド部１４０は、シャフト１４２ａ、１４２ｂと軸受け１４４ａ～１４４ｄの組み合わせに限られない。例えば、ガイド部１４０は、図２５に示すように、ベース１１０の底板１１２に設けられＸ軸方向に延びるレール１４６と、キャリア１２１の上板１２２の第２主面１２２ｂに取り付けられレール１４６上を移動するブロック１４８と、を有するリニアガイドであってもよい。

可動部１２０の表示部１３０は、液晶表示パネルに限られない。表示部１３０は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル、印刷物等であってもよい。

実施形態１～実施形態５では、可動部１２０はキャリア１２１と表示部１３０とタッチパネル１３１から構成されているが、可動部１２０の構成はこれに限られない。例えば、可動部１２０は、表示部１３０とタッチパネル１３１から構成されてもよい。この場合、表示部１３０とベース１１０が、ガイド部１４０又はブッシュ部１７０により、接続される。また、可動部１２０はキャリア１２１と表示部１３０とから構成されてもよく、可動部１２０はキャリア１２１とタッチパネル１３１とから構成されてもよい。さらに、可動部１２０は、キャリア１２１と表示部１３０とタッチパネル１３１のいずれか１つのみから構成されてもよい。例えば、可動部１２０が表示部１３０のみから構成される場合、表示部１３０とベース１１０が、ガイド部１４０又はブッシュ部１７０により、接続される。

触覚提示装置１００は、４隅にフォースセンサ２４０を備えてもよい。例えば、フォースセンサ２４０は、図２６に示すように、ベース１１０の底板１１２と、可動部１２０を支持するベース１１０の側板１１４ａ～１１４ｄとの間に設けられる。フォースセンサ２４０は、ユーザーがタッチパネル１３１の接触面１３１ａを押下する力（－Ｚ方向の力）を検出する。この場合、制御部１６０は、フォースセンサ２４０によって検出された力に応じて、可動部１２０の振動強度を制御する。制御部１６０は、例えば、フォースセンサ２４０が所定の設定値以上の荷重を検出すると、ユーザーにクリック感を提示するように可動部１２０の振動強度を制御する。

実施形態４と実施形態５の触覚提示装置１００は、実施形態１と実施形態２の触覚提示装置１００と同様に、複数（３つ以上）の出力が等しいアクチュエータ１５０を備えてもよい。この場合、＋Ｚ方向から平面視すると、複数の出力が等しいアクチュエータ１５０が、可動部１２０の対称軸Ｍに対して対称に配置される。

実施形態１～実施形態５の触覚提示装置１００は、出力が互いに異なる複数のアクチュエータ１５０を備えてもよい。例えば、触覚提示装置１００が２つの出力が異なるアクチュエータ１５０を備える場合、＋Ｚ方向から平面視すると、２つのアクチュエータ１５０は、可動部１２０のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍを挟んで、一方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ６＝ｃと、他方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ７＝ｄとの比が、一方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ１と他方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ２（Ｓ１＞Ｓ２）との比の逆比となる位置に配置される。
この場合、図２７と下記の式（１３）～式（１８）に示すように、ＸＹ平面に平行な平面における重心Ｐに関する回転モーメントの和ΣＮｍは零となる。したがって、発生する力を可動部１２０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換でき、可動部１２０を強く振動させることができる。ここで、Ｆ６は一方（出力Ｓ１）のアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ６は重心Ｐから一方のアクチュエータ１５０によって加わる力の作用点Ｑへのベクトルを表す。Ｆ７は他方（出力Ｓ２）のアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｒ７は重心Ｐから他方のアクチュエータ１５０によって加わる力の作用点Ｑへのベクトルを表す。

本開示の特徴を、他の側面から説明する。ｍ個（ｍは１以上の整数）のアクチュエータ１５０を備え、可動部１２０がＸ軸方向（所定の一軸方向）に変位する触覚提示装置１００では、ｍ個のアクチュエータ１５０のそれぞれは、下記の式（１９）と式（２０）とを満たし、Ｘ軸方向（所定の一軸方向）の力が主となるように配置される。ここでＦｍはｍ番目のアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力のベクトルを、ｋはＺ軸方向の単位ベクトルを表す。

さらに、ｍ個のアクチュエータ１５０のそれぞれは、下記の式（２１）と式（２２）とを満たすように配置される。ここでｒｍは可動部１２０の重心Ｐに関する力Ｆｍの作用点Ｑｍの位置ベクトルを表す。

ここで、可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントの和ΣＮｍを求める。
ｍ番目のアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力Ｆｍと、可動部１２０の重心Ｐに関する力Ｆｍの作用点Ｑｍの位置ベクトルｒｍは、下記の式（２３）と式（２４）のように表すことができる。

ｍ番目のアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力Ｆｍについて、可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントＮｍは、下記の式（２５）によって表される。

ここで、上述のように、ｍ個のアクチュエータ１５０のそれぞれは、式（１９）と式（２０）とを満たし、Ｘ軸方向（所定の一軸方向）の力が主となるように配置されることから、下記の式（２６）と式（２７）のように近似できる。

式（２６）と式（２７）の近似を式（２５）に適用すると、ｍ番目のアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力Ｆｍについて、可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントＮｍは、下記の式（２８）によって表すことができる。

また、上述のように、ｍ個のアクチュエータ１５０のそれぞれは式（２２）を満たすように配置されることから、下記の式（２９）のように近似できる。

式（２９）の近似を式（２８）に適用すると、ｍ番目のアクチュエータ１５０によって可動部１２０に加わる力Ｆｍについて、可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントＮｍは、下記の式（３０）によって表すことができる。

以上より、ｍ個のアクチュエータ１５０を備える触覚提示装置１００では、可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントの和ΣＮｍは、下記の式（３１）により表される。本開示において、ｍ個のアクチュエータ１５０のそれぞれは、可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントの和ΣＮｍが零となるように、可動部１２０に対して配置される。

実施形態１～実施形態５の対称軸Ｍは可動部１２０の重心Ｐを通過する軸である。対称軸Ｍは、図２８に示すように、Ｘ軸方向（所定の一軸方向）に平行で、可動部１２０の第１主面１２０ａを平面視した場合に可動部１２０の第１主面１２０ａを２等分する軸であってもよい（Ｌ８＝Ｌ９＝ｅ）。

（変形例１）
実施形態１～実施形態５では、アクチュエータ１５０は、キャリア１２１の－Ｘ側の端部とベース１１０の側板１１４ａとの間に配置されている。アクチュエータ１５０は他の位置に配置されてもよい。本変形例の触覚提示装置１００の構成は、アクチュエータ１５０の配置を除き、実施形態１と同様である。

図２９と図３０に示すように、＋Ｚ方向から平面視した場合、アクチュエータ１５０は、キャリア１２１の－Ｘ側の端部と＋Ｘ側の端部と－Ｙ側の端部と＋Ｙ側の端部で囲まれる領域３０２の内（可動部１２０とベース１１０の底板１１２との間）に配置される。アクチュエータ１５０は、例えば、ピエゾアクチュエータである。本変形例では、アクチュエータ１５０の固定子と可動子のうちの一方が、キャリア１２１の第２主面１２２ｂ（可動部１２０の第２主面１２０ｂ）に接続している。また、アクチュエータ１５０の固定子と可動子のうちの他方が、ベース１１０の第３主面１１０ａに接続している。

アクチュエータ１５０は、例えば、金属製のアダプタ３１２を介して、キャリア１２１の第２主面１２２ｂに接続される。また、アクチュエータ１５０は、例えば、金属製のアダプタ３１４を介して、ベース１１０の第３主面１１０ａに接続される。

触覚提示装置１００が１つのアクチュエータ１５０を備える場合、＋Ｚ方向から平面視すると、アクチュエータ１５０は、図２９に示すように、可動部１２０のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍの上に位置する。また、触覚提示装置１００が２つのアクチュエータ１５０を備え、２つのアクチュエータ１５０の出力が異なる場合、＋Ｚ方向から平面視すると、２つのアクチュエータ１５０は、一方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ６と、他方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ７との比が、一方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ１と他方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ２との比の逆比となる位置に配置される。さらに、触覚提示装置１００が複数のアクチュエータ１５０を備え、複数のアクチュエータ１５０の出力が等しい場合、＋Ｚ方向から平面視すると、複数のアクチュエータ１５０は対称軸Ｍに対して対称に位置する。これらのアクチュエータ１５０の配置において、可動部１２０の第１主面１２０ａに平行な平面における可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントの和は、零である。

（変形例２）
変形例１では、アクチュエータ１５０はピエゾアクチュエータである。アクチュエータ１５０は、ソレノイドであってもよい。本変形例の触覚提示装置１００の構成と変形例１の触覚提示装置１００の構成では、アクチュエータ１５０の接続と弾性部材３１６、３１８を有することが、異なる。本変形例の触覚提示装置１００のその他の構成は、変形例１と同様である。

図３１と図３２に示すように、＋Ｚ方向から平面視した場合、アクチュエータ（ソレノイド）１５０は、キャリア１２１の－Ｘ側の端部と＋Ｘ側の端部と－Ｙ側の端部と＋Ｙ側の端部で囲まれる領域３０２の内に配置される。アクチュエータ１５０は、例えば、ソレノイドである。アクチュエータ１５０の固定子と可動子のうちの一方が、キャリア１２１の側板１２４ａに接続している。また、アクチュエータ１５０の固定子と可動子のうちの他方が、ベース１１０の第３主面１１０ａに接続している。

アクチュエータ１５０は、例えば、金属製のアダプタ３１２を介して、キャリア１２１の側板１２４ａに接続される。また、アクチュエータ１５０は、例えば、金属製のアダプタ３１４を介して、ベース１１０の第３主面１１０ａに接続される。

図３１と図３２に示すように、弾性部材３１６は、例えば、ベース１１０の側板１１４ａとキャリア１２１の側板１２４ａとの間と、ベース１１０の側板１１４ｂとキャリア１２１の側板１２４ｂとの間と、ベース１１０の側板１１４ｃとキャリア１２１の側板１２４ｃとの間と、ベース１１０の側板１１４ｄとキャリア１２１の側板１２４ｄとの間と、に配置される。また、弾性部材３１８は、例えば、ベース１１０の第３主面１１０ａとキャリア１２１の側板１２４ａとの間と、ベース１１０の第３主面１１０ａとキャリア１２１の側板１２４ｂとの間と、ベース１１０の第３主面１１０ａとキャリア１２１の側板１２４ｃとの間と、ベース１１０の第３主面１１０ａとキャリア１２１の側板１２４ｄとの間と、に配置される。弾性部材３１６、３１８は、アクチュエータ１５０によって変位された可動部１２０を、弾性力により、変位前の位置に戻す。弾性部材３１６、３１８は、合成ゴム、バネ等である。

触覚提示装置１００が１つのアクチュエータ１５０を備える場合、＋Ｚ方向から平面視すると、アクチュエータ１５０は、図３１に示すように、可動部１２０のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍの上に位置する。また、触覚提示装置１００が２つのアクチュエータ１５０を備え、２つのアクチュエータ１５０の出力が異なる場合、＋Ｚ方向から平面視すると、２つのアクチュエータ１５０は、一方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ６と、他方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ７との比が、一方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ１と他方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ２との比の逆比となる位置に配置される。さらに、触覚提示装置１００が複数のアクチュエータ１５０を備え、複数のアクチュエータ１５０の出力が等しい場合、＋Ｚ方向から平面視すると、複数のアクチュエータ１５０は対称軸Ｍに対して対称に位置する。これらのアクチュエータ１５０の配置において、可動部１２０の第１主面１２０ａに平行な平面における可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントの和は、零である。

（変形例３）
変形例２では、アクチュエータ１５０はソレノイドである。アクチュエータ１５０は、リニア共振アクチュエータであってもよい。本変形例の触覚提示装置１００の構成と変形例２の触覚提示装置１００の構成では、アクチュエータ１５０の位置が異なる。本変形例の触覚提示装置１００のその他の構成は、変形例２と同様である。

図３３と図３４に示すように、＋Ｚ方向から平面視した場合、アクチュエータ（リニア共振アクチュエータ）１５０は、キャリア１２１の－Ｘ側の端部と＋Ｘ側の端部と－Ｙ側の端部と＋Ｙ側の端部で囲まれる領域３０２の内で、例えば、キャリア１２１の第２主面１２２ｂ（可動部１２０の第２主面１２０ｂ）に設けられる。

触覚提示装置１００が１つのアクチュエータ１５０を備える場合、＋Ｚ方向から平面視すると、アクチュエータ１５０は、図３３に示すように、可動部１２０のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍの上に位置する。また、触覚提示装置１００が２つのアクチュエータ１５０を備え、２つのアクチュエータ１５０の出力が異なる場合、＋Ｚ方向から平面視すると、２つのアクチュエータ１５０は、一方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ６と、他方のアクチュエータ１５０と対称軸Ｍとの垂直距離Ｌ７との比が、一方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ１と他方のアクチュエータ１５０の出力Ｓ２との比の逆比となる位置に配置される。さらに、触覚提示装置１００が複数のアクチュエータ１５０を備え、複数のアクチュエータ１５０の出力が等しい場合、＋Ｚ方向から平面視すると、複数のアクチュエータ１５０は対称軸Ｍに対して対称に位置する。これらのアクチュエータ１５０の配置において、可動部１２０の第１主面１２０ａに平行な平面における可動部１２０の重心Ｐに関する回転モーメントの和は、零である。

（変形例４）
実施形態１では、可動部１２０は、キャリア１２１と表示部１３０とタッチパネル１３１とから構成されている。可動部１２０は、表示部１３０から構成されてもよい。例えば、Ｕ字状の軸受け２０４が表示部１３０のケース３２２に設けられて、表示部１３０のケース３２２がキャリア１２１の機能を備えてもよい。本変形例の触覚提示装置１００の構成と実施形態１、変形例１等の触覚提示装置１００の構成では、可動部１２０の構成が異なる。本変形例の触覚提示装置１００のその他の構成は、実施形態１、変形例１等と同様である。

本変形例では、可動部１２０は、図３５に示すように、透過型液晶表示パネル３２４と、バックライト３２６と、ケース３２２と、保護カバー３２８とを有する表示部１３０である。透過型液晶表示パネル３２４は、バックライト３２６からの光を変調して、文字、画像等を表示する。バックライト３２６は、透過型液晶表示パネル３２４に光を照射する。バックライト３２６は、例えば、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、反射シート等を有する、直下型バックライトである。バックライト３２６は、ケース３２２の底板３２２ａに固定され、バックライト３２６と透過型液晶表示パネル３２４はガスケット３２９により固定されている。ケース３２２は、透過型液晶表示パネル３２４とバックライト３２６とを収容する。保護カバー３２８は、ケース３２２の側板３２２ｂに設けられて、透過型液晶表示パネル３２４を保護する。保護カバー３２８は、例えば、ガラスから形成される。

ケース３２２は、＋Ｚ側が開口した箱形形状を有する。ケース３２２は、例えば、アルミダイカストから形成される。ケース３２２は、ベース１１０の第３主面１１０ａに対向する、底板３２２ａの主面３２２ｃに、４つのＵ字状の軸受け２０４を有する。Ｕ字状の軸受け２０４のそれぞれは、ベース１１０に設けられているシャフト１４２ａ、１４２ｂのそれぞれに挿通される。Ｕ字状の軸受け２０４とシャフト１４２ａ、１４２ｂは、ベース１１０と表示部１３０（可動部１２０）とを接続し、Ｘ軸方向に摺動することにより表示部１３０（可動部１２０）の変位方向をＸ軸方向に規制する、ガイド部１４０を形成する。なお、ケース３２２の底板３２２ａの主面３２２ｃは、可動部１２０の第２主面１２０ｂに相当する。

本変形例では、シャフト１４２ａ、１４２ｂを含むガイド部１４０が表示部１３０（可動部１２０）とベース１１０とを接続しているので、ユーザーの接触に対する強度を強くできる。ガイド部１４０が表示部１３０をケース３２２の主面３２２ｃ（可動部１２０の第２主面１２０ｂ）側から支えるので、ユーザーの接触に対する強度をさらに強くできる。また、ガイド部１４０が表示部１３０の変位方向をＸ軸方向に規制するので、本変形例の触覚提示装置１００は、表示部１３０のＸ軸方向以外の方向への変位を抑えて、アクチュエータ１５０により発生する力を表示部１３０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換できる。したがって、本変形例の触覚提示装置１００は、表示部１３０を強く振動させることができる。さらに、実施形態１の触覚提示装置１００と同様に、アクチュエータ１５０は、表示部１３０（可動部１２０）のＸ軸方向に平行な対称軸Ｍの上に位置しているので、発生する力を表示部１３０のＸ軸方向の変位（振動）に高効率で変換できる。したがって、本変形例の触覚提示装置１００は、表示部１３０を強く振動させ、強い振動をユーザーに与えることができる。

以上、好ましい実施形態について説明したが、本開示は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。

１００ 触覚提示装置、１１０ ベース、１１０ａ 第３主面、１１２ 底板、１１２ａ 主面、１１４ａ～１１４ｄ 側板、１１６ 凸部、１１６ａ 雌穴、１１８ 貫通孔、１２０ 可動部、１２０ａ 第１主面、１２０ｂ 第２主面、１２１ キャリア、１２２ 上板、１２２ａ 第１主面、１２２ｂ 第２主面、１２２ｃ，１２２ｄ 側面、１２４ａ～１２４ｄ 側板、１２６ 下板、１２７ａ～１２７ｄ 貫通孔、１２８ａ，１２８ｂ 接続部、１３０ 表示部、１３１ タッチパネル、１３１ａ 接触面、１３２ａ～１３２ｄ 凸部、１３３ 雌穴、１４０ ガイド部、１４２ａ，１４２ｂ シャフト、１４４ａ～１４４ｄ 軸受け、１４６ レール、１４８ ブロック、１５０ アクチュエータ、１６０ 制御部、１７０ ブッシュ部、１７２ ゴムブッシュ、１７４ 接続ピン、１７４ａ 頭部、１７４ｂ 軸部、２０２ 脚部、２０４ 軸受け、２０６ａ～２０６ｄ 凸部、２４０ フォースセンサ、３０２ 領域、３１２，３１４ アダプタ、３１６，３１８ 弾性部材、３２２ ケース、３２２ａ 底板、３２２ｂ 側板、３２２ｃ 主面、３２４ 透過型液晶表示パネル、３２６ バックライト、３２８ 保護カバー、３２９ ガスケット、ｉ，ｊ 単位ベクトル、Ｆ１～Ｆ７，ｒ１～ｒ７ ベクトル、Ｌ１～Ｌ３，Ｌ５～Ｌ７ 垂直距離、Ｌ８，Ｌ９ 距離、Ｍ 対称軸、Ｐ 重心、Ｑ 作用点

Claims (9)

1. 第１主面を有し、前記第１主面に平行な所定の一軸方向に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する可動部と、
   前記可動部を変位可能に支持するベースと、
   前記ベースと前記可動部とを接続するガイド部と、
   前記可動部を前記一軸方向に変位させる、少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータが１つである場合、前記アクチュエータは前記可動部の前記一軸方向に平行な対称軸の上に位置し、
   前記アクチュエータが２つであり、２つの前記アクチュエータの出力が異なる場合、２つの前記アクチュエータは、前記対称軸を挟んで、一方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離と、他方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離との比が、一方の前記アクチュエータの出力と他方の前記アクチュエータの出力との比の逆比となる位置に位置し、
   前記アクチュエータが複数であり、複数の前記アクチュエータの出力が等しい場合、複数の前記アクチュエータは前記対称軸に対して対称に位置し、
   前記ガイド部は、前記一軸方向に摺動することにより前記可動部の変位方向を前記一軸方向に規制し、
   前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記可動部を前記可動部の前記一軸方向の一端側から前記一軸方向に変位させる、
   触覚提示装置。
2. 第１主面を有し、前記第１主面に平行な所定の一軸方向に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する可動部と、
   前記可動部を変位可能に支持するベースと、
   前記ベースと前記可動部とを接続するガイド部と、
   前記可動部を前記一軸方向に変位させる、少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータが１つである場合、前記アクチュエータは前記可動部の前記一軸方向に平行な対称軸の上に位置し、
   前記アクチュエータが２つであり、２つの前記アクチュエータの出力が異なる場合、２つの前記アクチュエータは、前記対称軸を挟んで、一方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離と、他方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離との比が、一方の前記アクチュエータの出力と他方の前記アクチュエータの出力との比の逆比となる位置に位置し、
   前記アクチュエータが複数であり、複数の前記アクチュエータの出力が等しい場合、複数の前記アクチュエータは前記対称軸に対して対称に位置し、
   前記ガイド部は、前記ベースと前記可動部のうちの一方に設けられ前記一軸方向に延びるシャフトと、前記ベースと前記可動部のうちの他方に設けられ前記シャフトを挿入される軸受けとを有する、
   触覚提示装置。
3. 第１主面を有し、前記第１主面に平行な所定の一軸方向に変位することにより、ユーザーに触覚を提示する可動部と、
   前記可動部を変位可能に支持するベースと、
   前記ベースと前記可動部とを接続するガイド部と、
   前記可動部を前記一軸方向に変位させる、少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータが１つである場合、前記アクチュエータは前記可動部の前記一軸方向に平行な対称軸の上に位置し、
   前記アクチュエータが２つであり、２つの前記アクチュエータの出力が異なる場合、２つの前記アクチュエータは、前記対称軸を挟んで、一方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離と、他方の前記アクチュエータと前記対称軸との垂直距離との比が、一方の前記アクチュエータの出力と他方の前記アクチュエータの出力との比の逆比となる位置に位置し、
   前記アクチュエータが複数であり、複数の前記アクチュエータの出力が等しい場合、複数の前記アクチュエータは前記対称軸に対して対称に位置し、
   前記ガイド部は、前記可動部又は前記ベースに設けられたゴムブッシュと、前記ゴムブッシュを挿通し前記可動部と前記ベースとを接続する軸部とを有するブッシュ部であり、
   前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記可動部を前記可動部の前記一軸方向の一端側から前記一軸方向に変位させる、
   触覚提示装置。
4. 前記対称軸は前記可動部の重心を通過する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の触覚提示装置。
5. 前記対称軸は、前記可動部の前記第１主面を平面視した場合に、前記可動部の前記第１主面を２等分する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の触覚提示装置。
6. 前記可動部の前記第１主面に平行な平面における前記可動部の重心に関する回転モーメントの和が零である、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の触覚提示装置。
7. 前記可動部は、前記ベースに接続するキャリアと、前記キャリアの上に配置され文字又は画像を表示する表示部と、前記表示部の上に配置されユーザーの指示を受け付けるタッチパネルとを有する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の触覚提示装置。
8. 前記可動部は、前記ベースに接続し文字又は画像を表示する表示部と、前記表示部の上に配置されユーザーの指示を受け付けるタッチパネルとを有する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の触覚提示装置。
9. 前記可動部が文字又は画像を表示する表示部である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の触覚提示装置。