WO2018181160A1 - 振動提示装置 - Google Patents

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WO2018181160A1
WO2018181160A1 PCT/JP2018/012104 JP2018012104W WO2018181160A1 WO 2018181160 A1 WO2018181160 A1 WO 2018181160A1 JP 2018012104 W JP2018012104 W JP 2018012104W WO 2018181160 A1 WO2018181160 A1 WO 2018181160A1
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actuator
sensor
elastic body
electrode
sheet
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PCT/JP2018/012104
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克彦 中野
貴範 村瀬
寛之 中島
将樹 那須
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住友理工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vibration presentation device.
  • an electrostatic actuator using an elastomer is disclosed as an actuator that presents vibration.
  • the device described in JP-T-2013-519153 is a device that presents tactile vibration, and includes a cartridge (electrostatic actuator) including an electrode pair and a dielectric between them. Two or more electroactive polymer actuators stacked and a mass fixed to the electroactive polymer actuators are provided.
  • the apparatus described in JP-T-2014-519791 includes an electrostatic electroactive polymer actuator and a mass fixed to the actuator, and generates mechanical vibrations in an audible frequency band.
  • a vibration presenting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-18420 includes a pouch formed of a transparent sheet, and a liquid that is sealed in the pouch and transmits a pressing force.
  • it includes a gel-like substance and an actuator that generates a haptic signal in the transparent sheet or the gel-like substance.
  • the actuator include a magnetostrictive or multilayer piezoelectric actuator.
  • JP-A-2016-18420 discloses that the vibration presenting apparatus includes a sensor, and drives an actuator based on a detection result by the sensor.
  • the sensor detects using, for example, optics, heat, piezoelectric acoustics, electromagnetics, and the like.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-150600 describes an actuator in which a plurality of electrode coverings are alternately shifted for each layer. As a result, creeping discharge between the electrodes is prevented. Moreover, the electrode layer which comprises each electrode covering body is connected to the power supply electrode.
  • Japanese Patent Publication Nos. 63-10594 and 2005-312230 describe devices using piezoelectric elements. In the device described in Japanese Patent Publication No. 63-10594, a large number of piezoelectric elements having electrode thin films formed on the upper and lower surfaces are alternately stacked with the upper and lower surfaces reversed, and the side electrodes are connected in common to each electrode thin film. Is formed. In the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-312230, a configuration is described in which connection electrodes are arranged on both end faces of a roll body, respectively.
  • electrostatic actuators and piezoelectric actuators have small vibration amplitudes when used alone. Therefore, it is required to increase the amplitude of vibration without increasing the size. Furthermore, it is required to drive the actuator immediately when receiving a pushing force from the outside.
  • An object of the present invention is to provide a vibration presentation device that can present a large vibration without increasing its size while adopting a structure including a sensor and an actuator for detecting a pushing force.
  • a first vibration presentation device includes a first electrode sheet, a second electrode sheet, and a dielectric sheet or a piezoelectric sheet disposed between the first electrode sheet and the second electrode sheet.
  • An electrostatic or piezoelectric actuator provided, a first elastic body laminated on the actuator, a second elastic body laminated on the opposite side of the actuator from the first elastic body, and around the actuator
  • An actuator laminate formed by an electrostatic or piezoelectric sensor disposed, the actuator, the first elastic body, and the second elastic body is compressed in the laminating direction, and the first elastic body
  • a cover that holds the second elastic body in a state where the second elastic body is compressed more than the actuator, and when the pressing force in the stacking direction is applied to the cover from the outside, the pressing force is While transmitting the serial sensor, and said cover to vibrate by the vibration of the actuator is generated, when the sensor detects the pushing force, and a control device for driving the actuator.
  • the first elastic body and the second elastic body arranged on both sides of the actuator are compressed more than the actuator. Therefore, even if the actuator stack is compressed by the cover, there is no influence on the expansion / contraction operation of the actuator.
  • the actuator expands and contracts in the thickness direction.
  • the displacement of the actuator caused by the expansion / contraction operation of the actuator is transmitted to the cover via the first elastic body or the second elastic body.
  • the elastic deformation force of the first elastic body and the second elastic body is changed by the expansion / contraction operation of the actuator, and the change of the elastic deformation force of the first elastic body and the second elastic body is transmitted to the cover. Therefore, in the initial state, the first elastic body and the second elastic body are compressed by the cover, so that vibration is efficiently applied to the cover. That is, even if the actuator is small vibration, a large vibration is applied to the cover.
  • the vibration presentation device includes a sensor and a control device.
  • the sensor is disposed around the actuator in the cover, and detects the pushing force applied to the cover.
  • a control apparatus drives an actuator, when it detects that pushing force was provided by the sensor.
  • the actuator is driven after the sensor detects the pressing force, thereby presenting vibration to the human finger that has applied the pressing force to the cover. can do. That is, since the sensor and the actuator are arranged in the cover and the sensor is arranged around the actuator, the responsiveness from the detection of the pushing force to the presentation of the vibration becomes very good. Therefore, the vibration presenting apparatus can present a large vibration without increasing the size while including a sensor and an actuator for detecting the pushing force.
  • a second vibration presenting apparatus includes a first electrode sheet, a second electrode sheet, and a dielectric sheet or a piezoelectric sheet disposed between the first electrode sheet and the second electrode sheet.
  • An electrostatic or piezoelectric transducer that functions as a sensor and an actuator, a first elastic body laminated on the transducer, and a second elastic body laminated on the opposite side of the transducer from the first elastic body And a transducer laminate formed by the transducer, the first elastic body, and the second elastic body in a compressed state in the laminating direction, and the first elastic body and the second elastic body are larger than the transducer.
  • the first elastic body and the second elastic body arranged on both sides of the transducer are compressed more than the transducer. Therefore, even if the transducer stack is compressed by the cover, there is no influence on the expansion / contraction operation of the transducer.
  • the transducer When a voltage is applied to the first electrode sheet and the second electrode sheet of the transducer, the transducer functions as an actuator and expands and contracts in the thickness direction.
  • the displacement of the transducer caused by the expansion / contraction operation of the transducer is transmitted to the cover via the first elastic body or the second elastic body.
  • the elastic deformation force of the first elastic body and the second elastic body is changed by the expansion / contraction operation of the transducer, and the change of the elastic deformation force of the first elastic body and the second elastic body is transmitted to the cover. Therefore, in the initial state, the first elastic body and the second elastic body are compressed by the cover, so that vibration is efficiently applied to the cover. That is, even if the transducer itself is small vibration, large vibration is applied to the cover.
  • the transducer functions not only as an actuator but also as a sensor.
  • the transducer is disposed in the cover and detects a pushing force applied to the cover.
  • the vibration presentation device further includes a control device.
  • the control device drives the transducer as the actuator when detecting that the pushing force is applied by the transducer as the sensor. For example, when a pressing force is applied to the cover by a human finger, the transducer as an actuator is driven after the transducer as a sensor detects the pressing force, so that the human finger that applies the pressing force to the cover. Can present vibration. That is, since the transducer is used both as a sensor and an actuator and is disposed in the cover, the response from the detection of the pushing force to the presentation of the vibration becomes very good. Therefore, the vibration presenting apparatus can present a large vibration without increasing the size while including a sensor and an actuator for detecting the pushing force.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is a disassembled perspective view of three actuator units 10a, 10b, and 10c. It is a disassembled perspective view of each actuator unit 10a, 10b, 10c.
  • FIG. 5 is a layout diagram of each conductor arranged on the upper surface of the first cover 71.
  • 3 is a conceptual diagram illustrating an electrical connection state of the vibration presentation device 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the vibration presentation apparatus 100 of 2nd embodiment.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. It is a schematic diagram of the vibration presentation apparatus 200 of 3rd embodiment.
  • the vibration presentation device 1 detects an indentation force from the outside and presents a vibration.
  • the vibration presentation device 1 has a function as a sensor and a function as an actuator. For example, when a pressing force is applied by a human finger or the like, the vibration presentation device 1 detects the pressing force and then presents a tactile vibration to the finger.
  • the vibration presentation device 1 detects the pressing force associated with the contact and transmits the vibration to the operator.
  • the vibration presentation device 1 is arranged on the operation button, so that the operator touches the operation button without visually recognizing the operation panel. can do.
  • the vibration presentation device 1 is arranged on each operation button, and each vibration presentation device 1 generates different vibrations, which operation button the operator touches. Can be recognized.
  • FIGS. 1 to 3 exaggerate the thickness of each member for easy understanding. Therefore, actually, the thickness of the vibration presentation device 1 in the vertical direction in FIGS. 1 and 2 is very thin.
  • the vibration presentation device 1 includes an actuator 10, a first conduction unit 20, a second conduction unit 30, a first elastic body 40, a second elastic body 50, a sensor 60, a cover 70, a lead wire. 80 and a control device 90.
  • the actuator 10 is an electrostatic actuator or a piezoelectric actuator.
  • the actuator 10 is an electrostatic type, the actuator 10 includes a first electrode sheet 11, a second electrode sheet 12, and a dielectric sheet 13.
  • the actuator 10 includes a first electrode sheet 11, a second electrode sheet 12, and a piezoelectric sheet 13.
  • the actuator 10 includes a plurality of actuator units 10a, 10b, and 10c.
  • the actuator 10 includes three actuator units 10a, 10b, and 10c, and is formed by stacking the three actuator units 10a, 10b, and 10c.
  • the actuator 10 may include only one actuator unit 10a.
  • Each actuator unit 10a, 10b, 10c is formed in a substantially flat shape (corresponding to a flat shape).
  • the outer shape of each actuator unit 10a, 10b, 10c is formed in a rectangular shape when viewed from above (when viewed from the surface normal direction) in FIG.
  • Each actuator unit 10a, 10b, 10c is formed of a flexible material that has flexibility and can be expanded and contracted.
  • each actuator unit 10a, 10b, 10c includes a plurality of first electrode sheets 11, a plurality of second electrode sheets 12, a plurality of dielectric sheets 13 or a plurality of piezoelectric sheets 13,
  • the first protective sheet 14 and the second protective sheet 15 are provided and are integrated members by joining them.
  • Actuator units 10a, 10b, and 10c are separate members.
  • the plurality of first electrode sheets 11 and the plurality of second electrode sheets 12 are formed into a sheet shape from a flexible and stretchable material.
  • the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 are formed by blending a conductive filler in an elastomer.
  • the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 are formed in the same shape and made of the same material, and the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 are formed in a thin film rectangular shape. .
  • the plurality of dielectric sheets 13 or the plurality of piezoelectric sheets 13 are formed of an elastically deformable dielectric material or piezoelectric material.
  • the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 is formed in a thin film rectangular shape.
  • the width in the short direction of the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 is formed to be approximately the same as the width in the short direction of the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12.
  • the longitudinal length of the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 is longer than the longitudinal lengths of the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12.
  • the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 is formed thicker than the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12.
  • the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 has a structure that expands and contracts in the thickness direction and expands and contracts in the plane direction along with the expansion and contraction in the thickness direction.
  • the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 expands and contracts in the thickness direction and the plane direction according to the voltage applied to the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12.
  • the first protective sheet 14 and the second protective sheet 15 are made of an insulating material.
  • the first protective sheet 14 and the second protective sheet 15 are formed in the same shape with the same material as the dielectric sheet 13. That is, the first protective sheet 14 and the second protective sheet 15 are formed in a rectangular shape from an elastomer.
  • the first electrode sheet 11, the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13, the second electrode sheet 12, the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13, the first The electrode sheets 11 are laminated in this order. That is, the plurality of first electrode sheets 11 and the plurality of second electrode sheets 12 are alternately laminated, and the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 is interposed between the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12. Has been placed.
  • the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 are offset in the left-right direction (longitudinal direction) in FIG. Specifically, a part of the first electrode sheet 11 and a part of the second electrode sheet 12 are arranged to face each other. In the 1st electrode sheet 11 and the 2nd electrode sheet 12, the remaining one part which does not mutually oppose is located in the other side on the basis of the opposing part.
  • the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 are opposed to each other at the center portion in the left-right direction, and the first electrode sheet 11 is present on the left side portion, whereas the second electrode sheet is present. 12 does not exist, and in the right side portion, the second electrode sheet 12 exists, whereas the first electrode sheet 11 does not exist.
  • the length of the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13 in the longitudinal direction is a range where the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 face each other, only the first electrode sheet 11. It is formed to have a length facing the existing range and the entire range where only the second electrode sheet 12 exists.
  • the first protective sheet 14 covers one of the outermost layers (the uppermost layer in FIG. 4) of the plurality of first electrode sheets 11 and the plurality of second electrode sheets 12 over the entire surface.
  • the second protective sheet 15 covers the other outermost layer (the lowermost layer in FIG. 4) of the plurality of first electrode sheets 11 and the plurality of second electrode sheets 12 over the entire surface.
  • Each actuator unit 10a, 10b, 10c includes an actuator main body 16 located at the central portion in the left-right direction in FIG. 3, a first terminal 17 located on the left side in FIG. 3, and a second terminal 18 located on the right side in FIG. With.
  • the first terminal 17 is a positive potential terminal in the actuator body 16
  • the second terminal 18 is a ground potential terminal in the actuator body 16.
  • the first terminal 17 and the second terminal 18 extend to opposite sides with respect to the actuator body 16.
  • the 1st electrode sheet 11 is provided with the 1st counter electrode part 11a located in the center part of a horizontal direction, and the 1st terminal electrode part 11b extended from the 1st counter electrode part 11a.
  • the 2nd electrode sheet 12 is provided with the 2nd counter electrode part 12a located in the center part of a horizontal direction, and the 2nd terminal electrode part 12c extended from the 2nd counter electrode part 12a.
  • the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a face each other.
  • the direction in which the first terminal electrode portion 11b extends from the first counter electrode portion 11a and the direction in which the second terminal electrode portion 12c extends from the second counter electrode portion 12a are opposite directions.
  • the dielectric sheet 13 and the piezoelectric sheet 13 include a dielectric body 13a or a piezoelectric body 13a, a first extending portion 13b, and a second extending portion 13c.
  • the dielectric body 13a or the piezoelectric body 13a is interposed between the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a.
  • the first extending portion 13b extends from the dielectric body 13a or the piezoelectric body 13a and is interposed between the plurality of first terminal electrode portions 11b.
  • the second extending portion 13c extends from the dielectric body 13a or the piezoelectric body 13a and is interposed between the plurality of second terminal electrode portions 12c.
  • the first terminal electrode portion 11 b exists outside the actuator body 16, but the first extending portion 13 b that is a part of the dielectric sheet 13 and the piezoelectric sheet 13 is provided outside the actuator body 16.
  • the first terminal electrode part 11b and the first extension part 13b are laminated. Therefore, the total thickness of the first terminal electrode portion 11 b and the first extension portion 13 b is only a thickness of the second electrode sheet 12 that is smaller than that of the actuator body 16. Therefore, it is possible to suppress a large deformation force from being generated near the boundary between the first terminal electrode portion 11b and the first counter electrode portion 11a. As a result, the constituent portion of the conductive path connected to the first counter electrode portion 11a can have high durability. The same applies to the second terminal electrode portion 12c.
  • the first protection sheet 14 includes a first protection body 14a, a first protection_first terminal protection part 14b, and a first protection_second terminal protection part 14c.
  • the first protective body 14a covers the first counter electrode portion 11a located on one of the outermost layers (upper side in FIG. 3).
  • the first protection_first terminal protection part 14b covers the first terminal electrode part 11b located on one of the outermost layers.
  • the first protection_second terminal protection portion 14c covers the second terminal electrode portion 12c located on one of the outermost layers.
  • the second protection sheet 15 includes a second protection body 15a, a second protection_first terminal protection portion 15b, and a second protection_second terminal protection portion 15c.
  • the second protective main body 15a covers the first counter electrode portion 11a located on the other outermost layer (lower side in FIG. 3).
  • the second protection_first terminal protection part 15b covers the first terminal electrode part 11b located on the other outermost layer.
  • the second protection_second terminal protection portion 15c covers the second terminal electrode portion 12c located on the other outermost layer.
  • the actuator body 16 includes a plurality of first counter electrode portions 11a, a plurality of second counter electrode portions 12a, a plurality of dielectric bodies 13a or a plurality of piezoelectric bodies 13a, a first protection body 14a, and a second protection body 15a.
  • the first terminal 17 is planarly formed by a plurality of first terminal electrode portions 11b, a plurality of first extending portions 13b, a first protection_first terminal protection portion 14b, and a second protection_first terminal protection portion 15b. It is formed.
  • the first terminal 17 extends in the planar surface direction of the actuator body 16.
  • the second terminal 18 is planarly formed by a plurality of second terminal electrode portions 12c, a plurality of second extending portions 13c, a first protection_second terminal protection portion 14c, and a second protection_second terminal protection portion 15c. It is formed.
  • the second terminal 18 extends in the planar surface direction of the actuator body 16.
  • the first conducting portion 20 is formed into a sheet shape from an elastically deformable material (for example, elastomer) and is bent into an L shape.
  • electrical_connection part 20 is shape
  • electrical_connection part 20 is formed thickly compared with the 1st electrode sheet 11.
  • One side of the L-shape of the first conduction part 20 is formed in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the planar surface of the actuator body 16.
  • One side of the L shape of the first conduction part 20 is in contact with the end face of the first terminal 17.
  • one side of the L shape of the first conduction part 20 is in contact with the end of the first terminal electrode part 11b and the end of the first extension part 13b. Therefore, the 1st conduction
  • the other side of the L-shape of the first conductive portion 20 extends in a direction away from the actuator body 16 and is formed in parallel to the planar surface direction of the actuator body 16.
  • the other side of the L shape of the first conduction part 20 is electrically connected to a conductor 80 described later.
  • the second conducting portion 30 is formed in a sheet shape from an elastically deformable material (for example, an elastomer) and bent into an L shape, similarly to the first conducting portion 20.
  • electrical_connection part 30 is shape
  • One side of the L-shape of the second conducting portion 30 is formed in a direction intersecting (orthogonal to) the planar surface of the actuator body 16. Then, one side of the L shape of the second conducting portion 30 is in contact with the end face of the second terminal 18. Specifically, one side of the L shape of the second conducting portion 30 is in contact with the end of the second terminal electrode portion 12c and the end of the second extending portion 13c. Therefore, the 2nd conduction
  • the other side of the L-shape of the second conducting portion 30 extends in a direction away from the actuator body 16 and is formed in parallel to the planar surface direction of the actuator body 16.
  • the other side of the L shape of the second conducting portion 30 is electrically connected to a conducting wire 80 described later.
  • the first conductive portion 20 can easily form a conductive path between the plurality of first terminal electrode portions 11b.
  • the second conductive portion 30 can easily form a conductive path between the plurality of second terminal electrode portions 12c.
  • electrical_connection part 30 are elastically deformable, it can track the deformation
  • the first elastic body 40 is disposed in contact with one planar surface (upper surface in FIG. 1) of the actuator body 16.
  • the second elastic body 50 is arranged in contact with the other planar surface of the actuator body 16 (the lower surface in FIG. 1), that is, the opposite side of the actuator body 16 from the first elastic body 40. That is, the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are respectively disposed on both end surfaces (upper and lower surfaces in FIG. 1) facing away from the planar surface orthogonal direction of the actuator body 16.
  • the first elastic body 40 has both end surfaces facing away from each other in the planar surface direction of the actuator body 16 (surfaces on which the first terminal 17 and the second terminal 18 do not exist (the left and right sides in FIG. 2 Surface)). Furthermore, as shown in FIG. 1, the first elastic body 40 includes one planar surface of the first terminal 17 (upper surface in FIG. 1) and one planar surface of the second terminal 18 (upper surface in FIG. 1). ) Is placed in contact with. The second elastic body 50 is disposed in contact with the other planar surface of the first terminal 17 (lower surface in FIG. 1) and the other planar surface of the second terminal 18 (lower surface in FIG. 1). Further, the first elastic body 40 is disposed in contact with all the L-shaped outer surfaces of the first conducting portion 20 and all the L-shaped outer surfaces of the second conducting portion 30.
  • the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are made of materials having small elastic moduli E (40) and E (50) and small loss coefficients tan ⁇ (40) and tan ⁇ (50) .
  • the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are preferably made of a soft material having low damping characteristics.
  • the first elastic body 40 and the second elastic body 50 have elastic moduli E (40) and E (50) smaller than the elastic moduli E1 (16) in the stacking direction of the actuator main body 16 (planar surface orthogonal direction).
  • the elastic modulus E (40) of the first elastic body 40 is smaller than the elastic modulus E2 (16) in the surface direction of the actuator body 16.
  • the ratio of the elastic modulus E (40) of the first elastic body 40 to the elastic modulus E1 (16) of the actuator body 16 in the stacking direction is 15% or less.
  • the ratio of the elastic modulus E (50) of the second elastic body 50 to the elastic modulus E1 (16) in the stacking direction of the actuator body 16 is 15% or less. These ratios are preferably 10% or less.
  • the ratio of the elastic modulus E (40) of the first elastic body 40 to the elastic modulus E2 (16) in the surface direction of the actuator body 16 is 15% or less.
  • the ratio of the elastic modulus E (50) of the second elastic body 50 to the elastic modulus E2 (16) in the surface direction of the actuator body 16 is 15% or less. These ratios are preferably 10% or less.
  • first elastic body 40 and the second elastic body 50 have loss coefficients tan ⁇ (40) and tan ⁇ (50) equal to or less than the loss coefficient tan ⁇ (16) of the actuator body 16 under predetermined conditions.
  • the predetermined condition means a use environment where the temperature is ⁇ 10 to 50 ° C. and the vibration frequency is 300 Hz or less.
  • silicone rubber is suitable for the first elastic body 40 and the second elastic body 50.
  • urethane rubber is better suited to the first elastic body 40 and the second elastic body 50 than urethane rubber because urethane rubber has better damping characteristics than silicone rubber.
  • urethane rubber may be used for the first elastic body 40 and the second elastic body 50 depending on the intended characteristics.
  • the sensor 60 is an electrostatic sensor or a piezoelectric sensor, and is formed in a sheet shape.
  • the sensor 60 is disposed around the actuator 10.
  • the sensor 60 is stacked on an actuator stack (10, 40, 50) formed by the actuator 10, the first elastic body 40, and the second elastic body 50.
  • the sensor 60 is stacked on the opposite side of the second elastic body 50 from the actuator 10.
  • the actuator 10 is an electrostatic type
  • the sensor 60 may be an electrostatic type or a piezoelectric type.
  • the actuator 10 is a piezoelectric type
  • the sensor 60 may be an electrostatic type or a piezoelectric type.
  • a sheet 63 is provided.
  • the sensor 60 includes a first sensor protection sheet 64 that covers the outer surface of the first sensor electrode sheet 61 and a second sensor protection sheet 65 that covers the outer surface of the second sensor electrode sheet 62.
  • the sensor dielectric sheet 63 is compressed in the thickness direction.
  • the distance between the first sensor electrode sheet 61 and the second sensor electrode sheet 62 changes, and the capacitance between the electrodes changes. That is, the sensor 60 can output a capacitance according to the pushing force.
  • the first sensor electrode sheet 61, the second sensor electrode sheet 62, and a sensor piezoelectric element disposed between the first sensor electrode sheet 61 and the second sensor electrode sheet 62 are used.
  • a body sheet 63 is provided.
  • the sensor piezoelectric sheet 63 is compressed in the thickness direction.
  • the piezoelectric effect causes polarization in the sensor piezoelectric sheet 63 and a voltage is generated between the first sensor electrode sheet 61 and the second sensor electrode sheet 62. That is, the sensor 60 generates a voltage corresponding to the pushing force.
  • the sensor 60 is formed of a flexible material that has flexibility and can be expanded and contracted.
  • the first sensor electrode sheet 61 and the second sensor electrode sheet 62 are formed of the same material as the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 in the actuator 10.
  • the sensor dielectric sheet 63 is formed of the same material as the dielectric sheet 13 in the actuator 10.
  • the sensor piezoelectric sheet 63 is formed of the same material as the piezoelectric sheet 13 in the actuator 10.
  • the first sensor protective sheet 64 and the second sensor protective sheet 65 are made of the same material as the first protective sheet 14 and the second protective sheet 15. That is, the elastic modulus E (60) and the loss coefficient tan ⁇ (60) of the sensor 60 are the same as the elastic modulus E (16) and the loss coefficient tan ⁇ (16) of the actuator body 16.
  • the cover 70 surrounds the actuator 10, the first conduction part 20, the second conduction part 30, the first elastic body 40, the second elastic body 50 and the sensor 60.
  • Various materials such as metal and resin are applied to the cover 70, for example.
  • the cover 70 transmits the pressing force to the sensor 60 when a pressing force in the stacking direction of the actuator stack (10, 40, 50) is applied from the outside. Further, the cover 70 vibrates due to the vibration generated by the actuator 10, and imparts vibration to the human finger that imparts a pressing force to the cover 70.
  • the cover 70 includes a first cover 71 as a pedestal and a second cover 72 as a member attached to the first cover 71 and applied with a pushing force.
  • the first cover 71 and the second cover 72 include the actuator body 16, the first elastic body 40, the second elastic body 50, and the sensor 60 in the stacking direction of the actuator stack (10, 40, 50) (FIGS. 1 and 2). And hold in a compressed state. In this state, from the relationship of the elastic modulus E of each member, the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are larger than the actuator body 16 and the sensor 60 in the stacking direction of the actuator stack (10, 40, 50). It is in a compressed state.
  • the first cover 71 holds the actuator body 16 and the first elastic body 40 in a compressed state in the surface direction of the actuator body 16 (left and right direction in FIG. 2). In this state, the first elastic body 40 is compressed more than the actuator body 16 in the surface direction of the actuator body 16 from the relationship of the elastic modulus E of each member.
  • the conducting wire 80 is disposed on the same plane of the first cover 71 located on the inner side surface of the cover 70.
  • the conductive wire 80 is formed on the first cover 71 by printing, but a cable wire or the like can also be used.
  • the conducting wire 80 is centered in the stacking direction from the region where the actuator 10, the first conducting portion 20, the second conducting portion 30, the first elastic body 40, the second elastic body 50, and the sensor 60 are present. Are extended from the same peripheral edge to the outside of the second cover 72 (upward in FIG. 5).
  • the conducting wire 80 includes an actuator positive conducting wire 81, an actuator ground conducting wire 82, a sensor positive conducting wire 83, and a sensor ground conducting wire 84.
  • One end of the actuator positive lead 81, one end of the actuator ground lead 82, one end of the sensor positive lead 83, and one end of the sensor ground lead 84 are located at the common external extension position of the first cover 71, and are external It is possible to connect a connector (not shown).
  • the positive electrode conductor 81 for actuator is electrically connected to the first electrode sheet 11 via the first conduction part 20.
  • the other end of the positive electrode conductor 81 for actuator is in contact with the other side of the L shape of the first conduction portion 20.
  • one side of the L shape of the first conduction portion 20 is electrically connected to the ends of the plurality of first terminal electrode portions 11b.
  • the actuator ground conductor 82 is electrically connected to the second electrode sheet 12 via the second conductive portion 30. That is, the other end of the actuator ground conductor 82 is in contact with the other side of the L shape of the second conducting portion 30. Note that one side of the L shape of the second conducting portion 30 is electrically connected to the ends of the plurality of second terminal electrode portions 12c. Further, the actuator ground conductor 82 is routed around the periphery of the sensor 60. That is, the actuator ground conductor 82 is arranged so as to be interposed between the sensor 60 and the actuator positive conductor 81.
  • the sensor positive electrode conductor 83 is electrically connected to a first sensor electrode sheet 61 as a positive electrode of the sensor 60. That is, the other end of the sensor positive electrode conductor 83 is connected to the first sensor electrode sheet 61.
  • the sensor ground conductor 84 is electrically connected to a second sensor electrode sheet 62 as a ground electrode of the sensor 60. That is, the other end of the sensor ground conductor 84 is connected to the second sensor electrode sheet 62. Further, the sensor ground conductor 84 is arranged so as to be interposed between the sensor positive conductor 83 and the actuator ground conductor 82.
  • the actuator ground conductor 82 and the sensor ground conductor 84 are arranged so as to be positioned between the actuator positive conductor 81 and the sensor positive conductor 83 at the common external extension position of the first cover 71. . Therefore, the parasitic capacitance between the actuator positive electrode 81 and the sensor positive electrode 83 is reduced. Furthermore, the actuator ground conductor 82 circulates along the periphery of the sensor 60 on the inner peripheral side of the actuator positive electrode conductor 81. Accordingly, the parasitic capacitance between the actuator positive electrode 81 and the sensor 60 is reduced.
  • control device 90 drives the actuator 10 to generate vibration.
  • the control device 90 is arranged outside the cover 70, but may be arranged inside the cover 70.
  • the configuration of the control device 90 will be described with reference to FIG.
  • the control device 90 includes a detection signal acquisition unit 91, a drive signal generation unit 92, and a drive circuit 93.
  • the detection signal acquisition unit 91 is connected to the sensor positive electrode conductor 83 and the sensor ground conductor 84. That is, the detection signal acquisition unit 91 is electrically connected to the first sensor electrode sheet 61 and the second sensor electrode sheet 62.
  • the detection signal acquisition unit 91 can acquire a voltage corresponding to the capacitance between the electrodes by applying a predetermined AC voltage to the sensor 60.
  • the detection signal acquisition unit 91 acquires that the pressing force has been applied when the pressing force is applied to the cover 70 by the sensor 60.
  • the detection signal acquisition unit 91 acquires a voltage generated between the first sensor electrode sheet 61 and the second sensor electrode sheet 62. That is, the detection signal acquisition unit 91 acquires that the pressing force is applied when the pressing force is applied to the cover 70 by the sensor 60.
  • the drive signal generation unit 92 generates a drive signal (actuator signal) for the actuator 10 when the detection signal acquisition unit 91 acquires the detection signal output from the sensor 60.
  • the drive signal generation unit 92 stores one type of drive signal in advance, and outputs the one drive signal to the drive circuit 93 when the detection signal acquisition unit 91 acquires the detection signal.
  • the drive circuit 93 applies a periodic voltage to the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 of the actuator 10 based on the drive signal generated by the drive signal generation unit 92. Therefore, the actuator 10 generates one type of vibration.
  • a periodic voltage from the drive circuit 93 is applied to the first counter electrode part 11a and the second counter electrode part 12a via the first terminal electrode part 11b and the second terminal electrode part 12c.
  • the periodic voltage may be an AC voltage (periodic voltage including positive and negative) or a periodic voltage offset to a positive value.
  • the actuator 10 When the actuator 10 is an electrostatic type, it is as follows. When the charge accumulated in the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a increases, the dielectric body 13a is compressed and deformed. That is, the thickness of the actuator body 16 is reduced, and the size (width and depth) in the surface direction of the actuator body 16 is increased. Conversely, when the charge accumulated in the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a decreases, the dielectric body 13a returns to its original thickness. That is, the thickness of the actuator body 16 is increased, and the size of the actuator body 16 in the surface direction is decreased. Thus, the actuator body 16 expands and contracts in the laminating direction and expands and contracts in the surface direction.
  • the actuator 10 is a piezoelectric type
  • the piezoelectric body 13a when a voltage is applied to the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a, the piezoelectric body 13a is compressed and deformed.
  • the piezoelectric body 13a when the voltage applied to the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a decreases, the piezoelectric body 13a returns to its original thickness. Accordingly, the actuator main body 16 expands and contracts in the stacking direction and expands and contracts in the surface direction, like the electrostatic type.
  • the vibration presentation device 1 When the actuator body 16 expands and contracts, the vibration presentation device 1 operates as follows. As shown in FIG. 1, the vibration presentation device 1 sets a state in which the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are compressed as an initial state. Accordingly, when the thickness of the actuator main body 16 is reduced, the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are deformed so that the compression amount becomes smaller than the initial state. On the other hand, when the thickness of the actuator body 16 increases, the first elastic body 40 and the second elastic body 50 operate so as to return to the initial state.
  • the above operation is repeated. Then, the state where the center of the actuator body 16 is concave toward the second elastic body 50 and the state where the center of the actuator body 16 is convex toward the second elastic body 50 are repeated. Since the actuator body 16 is regulated by the cover 70 via the first elastic body 40 and the second elastic body 50, the above operation is performed.
  • the displacement of the actuator body 16 in the stacking direction (the same direction as the d33 direction electric field) is transmitted to the cover 70 via the first elastic body 40.
  • the elastic deformation force of the first elastic body 40 is changed by the expansion / contraction operation of the actuator body 16.
  • a change in elastic deformation force of the first elastic body 40 is transmitted to the cover 70. Therefore, as the initial state, the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are compressed, so that vibration in the stacking direction (d33 direction) of the actuator body 16 can be efficiently applied to the cover 70. That is, even if the actuator body 16 alone has a small vibration, the cover 70 can be given a large vibration.
  • the displacement in the surface direction of the actuator body 16 (d31 direction: direction orthogonal to the electric field) is transmitted to the cover 70 via the first elastic body 40.
  • vibration in the surface direction (d31 direction) of the actuator body 16 is applied to the cover 70.
  • the vibration in the surface direction (d31 direction) of the actuator body 16 is smaller than the vibration in the stacking direction (d33 direction).
  • the vibration in the surface direction (d31 direction) is added to the vibration in the stacking direction (d33 direction) of the actuator main body 16, whereby a large vibration can be applied to the cover 70 as a whole.
  • the loss coefficients tan ⁇ (40) and tan ⁇ (50) of the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are very large, even if the actuator body 16 performs an expansion / contraction operation, the first elasticity The vibration is absorbed by the body 40 and the second elastic body 50. In this case, even if the actuator body 16 performs an expansion / contraction operation, it is not transmitted to the cover 70.
  • the first elastic body 40 and the second elastic body 50 use materials having small loss coefficients tan ⁇ (40) and tan ⁇ (50) . Therefore, the vibration due to the expansion / contraction operation of the actuator body 16 is transmitted to the cover 70 while being hardly absorbed by the first elastic body 40 and the second elastic body 50.
  • the elastic moduli E (40) and E (50) of the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are smaller than the elastic modulus E1 (16) of the actuator body 16 in the stacking direction. Therefore, in the initial state where no voltage is applied to the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a, the actuator main body 16 is almost not compressed. Therefore, even if the cover 70 presses the actuator body 16 in the stacking direction, the expansion / contraction operation of the actuator body 16 in the stacking direction is not affected. That is, the actuator body 16 can reliably perform an expansion / contraction operation.
  • the elastic modulus E (40) of the first elastic body 40 is smaller than the elastic modulus E2 (16) in the surface direction of the actuator body 16. Therefore, in the initial state where no voltage is applied to the first counter electrode portion 11a and the second counter electrode portion 12a, the actuator main body 16 is almost not compressed. Therefore, even if the cover 70 presses the actuator body 16 in the surface direction, the expansion / contraction operation in the surface direction of the actuator body 16 is not affected. That is, the actuator body 16 can reliably perform an expansion / contraction operation.
  • the first elastic body 40 may be disposed only on the end surface of the actuator body 16 in the direction perpendicular to the plane. In this case, the first elastic body 40 is not disposed on the end surface of the actuator body 16 in the surface direction. Therefore, the vibration presentation device 1 does not apply vibration in the surface direction (d31 direction) of the actuator body 16 to the cover 70.
  • the vibration presentation device 1 includes the sensor 60 and the control device 90 as described above.
  • the sensor 60 is disposed around the actuator 10 in the cover 70, and detects the pushing force applied to the cover 70.
  • the control device 90 drives the actuator 10 when detecting that the pressing force is applied by the sensor 60.
  • the actuator 10 is driven after the sensor 60 detects the pressing force, so that the human finger that applies the pressing force to the cover 70 is driven.
  • Can present vibration that is, since the sensor 60 and the actuator 10 are arranged in the cover 70 and the sensor 60 is arranged around the actuator 10, the responsiveness from the detection of the pushing force to the presentation of the vibration becomes very good. Therefore, the vibration presenting apparatus 1 can present a large vibration without increasing the size while including the sensor 60 and the actuator 10 that detect the pushing force.
  • the actuator 10 and the sensor 60 are stacked in the direction in which the pushing force is applied. Therefore, the detection position of the pushing force and the vibration application position are the same position. Therefore, when a human finger applies a pressing force to the cover 70, vibration can be directly applied to the finger itself.
  • the control device 90 When the sensor 60 detects the pushing force, the control device 90 generates a signal for driving the actuator 10 according to the magnitude of the pushing force detected by the sensor 60, and based on the generated signal for driving the actuator 10.
  • the actuator 10 may be driven.
  • the detection signal acquisition unit 91 of the control device 90 acquires the detection signal
  • the drive signal generation unit 92 generates a drive signal corresponding to the magnitude of the detection signal.
  • the pushing force is large, the detection signal by the detection signal acquisition unit 91 is large, and the drive signal generated by the drive signal generation unit 92 is also large. That is, as the pushing force increases, the magnitude of vibration generated by the actuator 10 increases.
  • the drive signal generation unit 92 stores a plurality of drive signals having different periods and sizes in advance, and the plurality of types of drive signals are associated so as to correspond to the magnitude of the pushing force. .
  • the drive signal generation unit 92 determines (generates) a drive vibration having a period and a size according to the magnitude of the detection signal. Then, the actuator 10 generates a vibration having a period and a magnitude corresponding to the drive signal.
  • the actuator 10 when the actuator 10 generates vibration according to the magnitude of the pushing force, the person who gives the pushing force to the cover 70 can grasp how much pushing force is given.
  • the vibration presentation device 100 further includes a third elastic body 101 in addition to the configuration of the vibration presentation device 1 of the first embodiment.
  • the third elastic body 101 is laminated on the actuator laminate (10, 40, 50) and the sensor 160, and is disposed on the opposite side of the sensor 160 from the actuator laminate (10, 40, 50).
  • the third elastic body 101 is formed of the same material as the first elastic body 40 and the second elastic body 50. Therefore, the elastic modulus E (101) and the loss coefficient tan ⁇ (101) of the third elastic body 101 are the elastic modulus E (40) and the loss coefficient tan ⁇ (40) of the first elastic body 40 and the elasticity of the second elastic body 50. It is the same as the rate E (50) and the loss factor tan ⁇ (50) .
  • the sensor 160 includes a first sensor electrode sheet 61, a second sensor electrode sheet 62, a sensor dielectric sheet 63 or a sensor piezoelectric sheet 63, a first sensor protection sheet 64, and a second sensor protection.
  • a sheet 65 is provided.
  • the sensor 160 extends from the sensor main body 160a disposed between the actuator laminate (10, 40, 50) and the third elastic body 101, and the sensor main body 160a.
  • a sensor terminal portion 160b that is bent so as to wrap around to the opposite side (lower side in FIG. 8) of the sensor main body portion 160a in the third elastic body 101.
  • the sensor terminal portion 160b is located between the third elastic body 101 and the conductor 80, and is connected to the sensor positive electrode conductor 83 (shown in FIG. 5) and the sensor ground conductor 84 (shown in FIG. 5) of the conductor 80.
  • the sensor terminal portion 160 b is bent at a position different from the first conductive portion 20 and the second conductive portion 30 on the outer periphery of the third elastic body 101. That is, the sensor terminal portion 160 b is connected to the sensor positive electrode conductor 83 and the sensor ground conductor 84 without being electrically connected to the first conduction portion 20 and the second conduction portion 30.
  • the cover 70 holds the third elastic body 101 in a state where it is compressed more than the sensor 160.
  • the third elastic body 101 and the first cover 71 are illustrated as non-contact due to the presence of the sensor terminal portion 160b, but in reality, the sensor terminal portion 160b is thin,
  • the three elastic bodies 101 and the first cover 71 are in contact with each other in a pressed state. Therefore, the sensor 160 is interposed between the second elastic body 50 and the third elastic body 101.
  • the second elastic body 50 and the third elastic body 101 do not restrict the expansion / contraction operation of the sensor 160. Therefore, the sensitivity of the sensor 160 with respect to the pushing force applied to the cover 70 is amplified. Therefore, even if the applied pushing force is small, the sensor 160 can detect the pushing force.
  • the vibration presentation device 200 will be described with reference to FIG.
  • the second member serving as a member to which a pressing force is applied to the actuator stacked body (10, 40, 50) with respect to the actuator stacked body (10, 40, 50) in the stacking direction of the actuator stacked body (10, 40, 50).
  • a sensor 60 is disposed on the cover 72 side. In this case, in order to conduct the first sensor electrode sheet 61, the second sensor electrode sheet 62, and the conducting wire 80 of the sensor 60, it is preferable to provide a conducting member.
  • a vibration presentation apparatus 300 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the second member serving as a member to which a pressing force is applied to the actuator stacked body (10, 40, 50) with respect to the actuator stacked body (10, 40, 50) in the stacking direction of the actuator stacked body (10, 40, 50).
  • a sensor 60 is disposed on the surface on the cover 72 side.
  • the third elastic body 101 is a surface on the second cover 72 side as a member to which a pressing force is applied to the sensor 60 with respect to the sensor 60 in the stacking direction of the actuator stack (10, 40, 50). Is arranged.
  • the vibration presentation device 400 includes a fourth elastic body 401 stacked on the sensor 60.
  • the fourth elastic body 401 is formed of the same material as the first elastic body 40. Accordingly, the elastic modulus E (401) and the loss coefficient tan ⁇ (401) of the fourth elastic body 401 are the same as the elastic modulus E (40) and the loss coefficient tan ⁇ (40) of the first elastic body 40.
  • the sensor stacked body (60, 401) formed by the sensor 60 and the fourth elastic body 401 has an actuator stacked body (10, 40, 50) in a direction perpendicular to the stacking direction of the actuator stacked body (10, 40, 50). ).
  • the cover 70 holds the fourth elastic body 401 in a state in which the fourth elastic body 401 is compressed more than the sensor 60.
  • the operation of the vibration presentation device 400 is substantially the same as that of the vibration presentation device 1 of the first embodiment.
  • the sensor 60 is arrange
  • the vibration presentation device 500 further includes a fourth elastic body 501 stacked on the sensor 60 and a fifth elastic body 502 stacked on the opposite side of the sensor 60 from the fourth elastic body 501.
  • the fourth elastic body 501 and the fifth elastic body 502 are formed of the same material as the first elastic body 40. Therefore, the elastic modulus E (501) and the loss coefficient tan ⁇ (501) of the fourth elastic body 501 and the elastic modulus E (502) and the loss coefficient tan ⁇ (502) of the fifth elastic body 502 are determined by the first elastic body 40. Is equal to the elastic modulus E (40) and the loss coefficient tan ⁇ (40) .
  • the sensor laminated body (60, 501, 502) formed by the sensor 60, the fourth elastic body 501 and the fifth elastic body 502 has an actuator in a direction perpendicular to the laminating direction of the actuator laminated body (10, 40, 50). Arranged in parallel with the laminate (10, 40, 50). The cover 70 holds the fourth elastic body 501 and the fifth elastic body 502 in a state of being compressed more than the sensor 60. Note that the operation of the vibration presentation device 500 is substantially the same as that of the vibration presentation device 1 of the first embodiment.
  • the vibration presentation device 600 includes a transducer 610, a first conduction unit 20 (shown in FIG. 1), a second conduction unit 30 (shown in FIG. 1), a first elastic body 40, a second elastic body 50, a cover 70, and a lead 80. And a control device 690.
  • the transducer 610 has the same structure as the actuator 10 of the first embodiment.
  • the transducer 610 functions as a sensor and also functions as an actuator.
  • the transducer 610 may be an electrostatic transducer or a piezoelectric transducer. That is, the transducer 610 includes the first electrode sheet 11, the second electrode sheet 12, the dielectric sheet 13 or the piezoelectric sheet 13, the first protective sheet 14, and the second protective sheet 15.
  • the first elastic body 40 is laminated on the transducer 610, and the second elastic body 50 is laminated on the opposite side of the transducer 610 from the first elastic body 40.
  • the cover 70 is a state in which the transducer laminate (610, 40, 50) formed by the transducer 610, the first elastic body 40, and the second elastic body 50 is compressed in the stacking direction, and the first elastic body 40 and the first elastic body 40 The second elastic body 50 is held in a state where it is compressed to be larger than the transducer 610. Furthermore, the cover 70 transmits the pressing force to the transducer 610 when a pressing force in the stacking direction is applied to the cover 70 from the outside.
  • Control device 690 drives transducer 610 as an actuator to transmit vibration to cover 70 after transducer 610 detects the pushing force as a sensor.
  • the control device 690 includes a detection signal acquisition unit 91, a drive signal generation unit 92, a drive circuit 93, and a switching circuit 694.
  • the detection signal acquisition unit 91, the drive signal generation unit 92, and the drive circuit 93 are the same as the configuration of the control device 90 of the first embodiment.
  • the switching circuit 694 sets the detection signal acquisition unit 91 in a state where the detection signal of the transducer 610 can be acquired.
  • the switching circuit 694 causes the drive circuit 93 to generate vibration in the transducer 610 when the transducer 610 functions as an actuator. That is, the switching circuit 694 switches between a state in which the transducer 610 functions as a sensor and a state in which the transducer 610 functions as an actuator.
  • the first elastic body 40 and the second elastic body 50 disposed on both sides of the transducer 610 are compressed to be larger than the transducer 610 in a state where the transducer stack (610, 40, 50) is compressed by the cover 70. To do. Therefore, even if the transducer stack (610, 40, 50) is compressed by the cover 70, the expansion / contraction operation of the transducer 610 is not affected.
  • the transducer 610 When a voltage is applied to the first electrode sheet 11 and the second electrode sheet 12 of the transducer 610, the transducer 610 functions as an actuator and expands and contracts in the thickness direction. The displacement of the transducer 610 caused by the expansion / contraction operation of the transducer 610 is transmitted to the cover 70 via the first elastic body 40 or the second elastic body 50. In addition, the elastic deformation force of the first elastic body 40 and the second elastic body 50 is changed by the expansion / contraction operation of the transducer 610, and the change of the elastic deformation force of the first elastic body 40 and the second elastic body 50 is applied to the cover 70. Communicated.
  • the first elastic body 40 and the second elastic body 50 are compressed by the cover 70, so that vibration is efficiently applied to the cover 70. That is, even if the transducer 610 is a small vibration, a large vibration is applied to the cover 70.
  • the transducer 610 functions as an actuator as well as a sensor.
  • the transducer 610 is disposed in the cover 70 and detects the pushing force applied to the cover 70.
  • the control device 690 of the vibration presentation device 600 drives the transducer 610 as an actuator when detecting that the pushing force is applied by the transducer 610 as a sensor.
  • the transducer 610 as a sensor detects the pressing force, and then the transducer 610 as an actuator is driven to apply the pressing force to the cover 70.
  • Vibration can be presented to a human finger. That is, since the transducer 610 is used as both a sensor and an actuator and is disposed in the cover 70, the responsiveness from the detection of the pushing force to the presentation of vibration becomes very good. Therefore, the vibration presenting apparatus 600 can present a large vibration without increasing the size while including a sensor and an actuator for detecting the pushing force.

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Abstract

振動提示装置１は、静電型又は圧電型のアクチュエータ（１０）と、アクチュエータ（１０）に積層される第一弾性体（４０）と、アクチュエータ（１０）の第一弾性体（４０）とは反対側に積層される第二弾性体（５０）と、アクチュエータ（１０）の周囲に配置される静電型又は圧電型のセンサ（６０）と、第一弾性体（４０）及び第二弾性体（５０）をアクチュエータ（１０）より大きく圧縮させた状態で保持し、外部からカバー（７０）に積層方向の押込力が付与された場合に当該押込力をセンサ（６０）に伝達すると共に、アクチュエータ（１０）が発生した振動により振動するカバー（７０）と、センサ（６０）が押込力を検出した場合に、アクチュエータ（１０）を駆動する制御装置（９０）とを備える。

Description

振動提示装置
　本発明は、振動提示装置に関するものである。
　振動を提示（発生）する装置には、人間に触覚振動を付与する装置、構造物の制振のために構造物に逆位相の振動を付与する装置などがある。例えば、振動を提示するアクチュエータとして、エラストマーを用いた静電型アクチュエータが開示されている。特表２０１３－５１９１５３号公報（図２Ａ－図２Ｃ）に記載の装置は、触覚振動を提示する装置であって、電極対とその間の誘電体とにより構成されるカートリッジ（静電型アクチュエータ）を２個以上積層された電気活性高分子アクチュエータと、電気活性高分子アクチュエータに固定されるマスとを備える。特表２０１４－５１９７９１号公報（図６－図８）に記載の装置は、静電型の電気活性ポリマアクチュエータと、当該アクチュエータに固定されるマスとを備え、可聴周波数帯域の機械的振動を発生させる。
　また、特開２０１６－１８４２０号公報（請求項３、［００２２］、［００２５］）に記載の振動提示装置は、透明シートから形成されるパウチと、パウチ内に密封され押込力を伝達する液体又はゲル類似物質と、透明シート内又はゲル類似物質内に触覚信号を伝達するように生成するアクチュエータとを備える。アクチュエータとしては、例えば、磁歪又は多層圧電アクチュエータなどが例示されている。また、特開２０１６－１８４２０号公報に記載の振動提示装置は、センサを備えることが記載されており、センサによる検出結果に基づいてアクチュエータを駆動する。ここで、センサは、例えば、光学、熱、圧電音響、電磁気などを用いて検出すると記載されている。
　また、特開２０１４－１５０６００号公報には、複数の電極被覆体を１層ごとに交互にずらして積層させたアクチュエータが記載されている。これにより、電極間の沿面放電が防止されるとされている。また、それぞれの電極被覆体を構成する電極層は、電源電極に接続されている。また、特公昭６３－１０５９４号公報、特開２００５－３１２２３０号公報には、圧電素子を用いた装置が記載されている。特公昭６３－１０５９４号公報に記載の装置では、上下面に電極薄膜が形成された圧電素子を交互に上下面を逆にして多数積層され、各電極薄膜をそれぞれ共通接続するように側面電極が形成されている。特開２００５－３１２２３０号公報に記載の装置では、接続電極がそれぞれロール体の両端面に配置されている構成が記載されている。
　しかし、静電型のアクチュエータ及び圧電型のアクチュエータは、単体として用いるだけでは、振動の振幅が小さい。そこで、大型化することなく、振動の振幅を大きくすることが求められる。さらに、外部から押込力を受けた場合に、直ちにアクチュエータを駆動することが求められる。
　本発明は、押込力を検出するセンサとアクチュエータとを含む構造を採用しつつ、大型化することなく、大きな振動を提示することができる振動提示装置を提供することを目的とする。
　（１．第一の振動提示装置）
　本発明に係る第一の振動提示装置は、第一電極シートと、第二電極シートと、前記第一電極シートと前記第二電極シートの間に配置される誘電体シート又は圧電体シートとを備える静電型又は圧電型のアクチュエータと、前記アクチュエータに積層される第一弾性体と、前記アクチュエータの前記第一弾性体とは反対側に積層される第二弾性体と、前記アクチュエータの周囲に配置される静電型又は圧電型のセンサと、前記アクチュエータ、前記第一弾性体、前記第二弾性体により形成されるアクチュエータ積層体を積層方向に圧縮した状態で、且つ、前記第一弾性体及び前記第二弾性体を前記アクチュエータより大きく圧縮させた状態で保持するカバーであり、外部から前記カバーに前記積層方向の押込力が付与された場合に前記押込力を前記センサに伝達すると共に、前記アクチュエータが発生した振動により振動する前記カバーと、前記センサが前記押込力を検出した場合に、前記アクチュエータを駆動する制御装置とを備える。
　上記のとおり、カバーによりアクチュエータ積層体が圧縮された状態において、アクチュエータの両側に配置される第一弾性体及び第二弾性体がアクチュエータよりも大きく圧縮する。そのため、アクチュエータ積層体がカバーにより圧縮されたとしても、アクチュエータの伸縮動作に影響はない。そして、アクチュエータの第一電極シート及び第二電極シートに電圧を印加すると、アクチュエータは、厚み方向に伸縮する。アクチュエータの伸縮動作によって生じるアクチュエータの変位が、第一弾性体又は第二弾性体を介してカバーに伝達される。加えて、アクチュエータの伸縮動作によって第一弾性体及び第二弾性体の弾性変形力が変化して、第一弾性体及び第二弾性体の弾性変形力の変化がカバーに伝達される。従って、初期状態において、第一弾性体及び第二弾性体がカバーにより圧縮されていることにより、カバーに効率的に振動が付与される。つまり、アクチュエータ単体としては小さな振動であっても、カバーに大きな振動が付与される。
　さらに、振動提示装置は、センサ及び制御装置を備える。センサは、カバーの中においてアクチュエータの周囲に配置されており、カバーに付与された押込力を検出する。そして、制御装置は、センサにより押込力が付与されたことを検出した場合に、アクチュエータを駆動する。例えば、人間の指によってカバーに押込力が付与された場合、センサが当該押込力を検出した後に、アクチュエータが駆動されることで、カバーに押込力を付与した人間の指に対して振動を提示することができる。つまり、センサ及びアクチュエータがカバー内に配置され、センサがアクチュエータの周囲に配置されることで、押込力の検出から振動の提示までの応答性が非常に良好となる。従って、振動提示装置は、押込力を検出するセンサとアクチュエータとを備えつつ、大型化することなく大きな振動を提示することができる。
　（２．第二の振動提示装置）
　本発明に係る第二の振動提示装置は、第一電極シートと、第二電極シートと、前記第一電極シートと前記第二電極シートの間に配置される誘電体シート又は圧電体シートとを備え、センサ及びアクチュエータとして機能する静電型又は圧電型のトランスデューサと、前記トランスデューサに積層される第一弾性体と、前記トランスデューサの前記第一弾性体とは反対側に積層される第二弾性体と、前記トランスデューサ、前記第一弾性体、前記第二弾性体により形成されるトランスデューサ積層体を積層方向に圧縮した状態で、且つ、前記第一弾性体及び前記第二弾性体を前記トランスデューサより大きく圧縮させた状態で保持するカバーであり、外部から前記カバーに前記積層方向の押込力が付与された場合に前記押込力を前記トランスデューサに伝達する前記カバーと、前記トランスデューサが前記センサとして前記押込力を検出した後に、前記トランスデューサを前記アクチュエータとして駆動して振動を前記カバーに伝達させる制御装置とを備える。
　上記のとおり、カバーによりトランスデューサ積層体が圧縮された状態において、トランスデューサの両側に配置される第一弾性体及び第二弾性体がトランスデューサよりも大きく圧縮する。そのため、トランスデューサ積層体がカバーにより圧縮されたとしても、トランスデューサの伸縮動作に影響はない。
　そして、トランスデューサの第一電極シート及び第二電極シートに電圧を印加すると、トランスデューサは、アクチュエータとして機能し、厚み方向に伸縮する。トランスデューサの伸縮動作によって生じるトランスデューサの変位が、第一弾性体又は第二弾性体を介してカバーに伝達される。加えて、トランスデューサの伸縮動作によって第一弾性体及び第二弾性体の弾性変形力が変化して、第一弾性体及び第二弾性体の弾性変形力の変化がカバーに伝達される。従って、初期状態において、第一弾性体及び第二弾性体がカバーにより圧縮されていることにより、カバーに効率的に振動が付与される。つまり、トランスデューサ単体としては小さな振動であっても、カバーに大きな振動が付与される。
　さらに、トランスデューサは、アクチュエータとして機能すると共に、センサとしても機能する。トランスデューサは、カバーの中に配置されており、カバーに付与された押込力を検出する。そして、振動提示装置は、さらに制御装置を備える。
　制御装置は、センサとしてのトランスデューサにより押込力が付与されたことを検出した場合に、アクチュエータとしてのトランスデューサを駆動する。例えば、人間の指によってカバーに押込力が付与された場合、センサとしてのトランスデューサが当該押込力を検出した後に、アクチュエータとしてのトランスデューサが駆動されることで、カバーに押込力を付与した人間の指に対して振動を提示することができる。つまり、トランスデューサが、センサ及びアクチュエータとして兼用され、且つ、カバー内に配置されることで、押込力の検出から振動の提示までの応答性が非常に良好となる。従って、振動提示装置は、押込力を検出するセンサとアクチュエータとを備えつつ、大型化することなく大きな振動を提示することができる。
第一実施形態の振動提示装置１の断面図である。 図１のII－II断面図である。 ３つのアクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの分解斜視図である。 個々のアクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの分解斜視図である。 第一カバー７１の上面に配置された各導線の配策図である。 振動提示装置１の電気的な接続状態を示す概念図である。 第二実施形態の振動提示装置１００の断面図である。 図７のVIII－VIII断面図である。 第三実施形態の振動提示装置２００の模式図である。 第四実施形態の振動提示装置３００の模式図である。 第五実施形態の振動提示装置４００の模式図である。 第六実施形態の振動提示装置５００の模式図である。 第七実施形態の振動提示装置６００の模式図である。
　（１．第一実施形態）
　（１－１．振動提示装置１の概要）
　振動提示装置１は、外部からの押込力を検出して、振動を提示する。つまり、振動提示装置１は、センサとしての機能を有すると共に、アクチュエータとしての機能を有する。振動提示装置１は、例えば、人間の指などによって押込力が付与された場合に当該押込力を検出し、その後に指に対して触覚振動を提示する。
　振動提示装置１は、例えば、操作パネルなどに搭載され、操作者が操作パネルに接触した場合に、振動提示装置１が、当該接触に伴う押込力を検出して、振動を操作者に伝達する。例えば、操作パネルが操作ボタンを有する場合に、操作ボタンに振動提示装置１を配置することにより、操作者が操作パネルを視認することなく、操作者が操作ボタンに接触したことを操作者に伝達することができる。さらに、操作パネルが複数の操作ボタンを有する場合に、各操作ボタンに振動提示装置１を配置し、各振動提示装置１が異なる振動を発生することで、操作者がどの操作ボタンに接触したかを認識することができる。
　（１－２．振動提示装置１の構成）
　振動提示装置１の構成について、図１－図５を参照して説明する。ここで、図１－図３は、分かりやすくするために、各部材の厚みを誇張して図示している。そのため、実際には、振動提示装置１の図１及び図２の上下方向の厚みは、非常に薄く形成されている。
　振動提示装置１は、図１及び図２に示すように、アクチュエータ１０、第一導通部２０、第二導通部３０、第一弾性体４０、第二弾性体５０、センサ６０、カバー７０、導線８０、及び、制御装置９０を備える。
　アクチュエータ１０は、静電型のアクチュエータ又は圧電型のアクチュエータである。アクチュエータ１０は、静電型の場合には、第一電極シート１１、第二電極シート１２、及び、誘電体シート１３を備える。一方、アクチュエータ１０は、圧電型の場合には、第一電極シート１１、第二電極シート１２、及び、圧電体シート１３を備える。
　ここで、アクチュエータ１０は、複数のアクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備える。本実施形態においては、アクチュエータ１０は、図３に示すように、３つのアクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備えており、３つのアクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを積層してなる。ただし、アクチュエータ１０は、１つのアクチュエータユニット１０ａのみを備えるようにしてもよい。
　各アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ほぼ平面状（扁平状に相当）に形成される。各アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの外形は、図３の上面視（面法線方向から見た場合）にて長方形状に形成される。各アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、可撓性を有し且つ伸縮可能な柔軟な材料により形成されている。
　各アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、図４に示すように、複数の第一電極シート１１と、複数の第二電極シート１２と、複数の誘電体シート１３又は複数の圧電体シート１３と、第一保護シート１４と、第二保護シート１５を備えており、これらを接合することにより一体化された部材である。アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ同士は、別体部材である。
　まずは、図４を参照して、アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各構成部材１１－１５について説明する。複数の第一電極シート１１及び複数の第二電極シート１２は、可撓性を有し且つ伸縮可能な材料によりシート状に形成される。例えば、第一電極シート１１及び第二電極シート１２は、エラストマー中に導電性フィラーを配合させることにより成形されている。また、第一電極シート１１及び第二電極シート１２は、エラストマー又は導電布によりシート状に形成されるようにしてもよい。そして、第一電極シート１１及び第二電極シート１２は、同一形状に形成され、かつ、同一材質により形成され、第一電極シート１１及び第二電極シート１２は、薄膜の長方形状に形成される。
　複数の誘電体シート１３又は複数の圧電体シート１３は、弾性変形可能な誘電材料又は圧電材料により形成される。誘電体シート１３又は圧電体シート１３は、薄膜の長方形状に形成される。誘電体シート１３又は圧電体シート１３の短手方向の幅は、第一電極シート１１及び第二電極シート１２の短手方向の幅と同程度に形成されている。一方、誘電体シート１３又は圧電体シート１３の長手方向の長さは、第一電極シート１１及び第二電極シート１２の長手方向の長さより長く形成されている。また、誘電体シート１３又は圧電体シート１３の厚みは、第一電極シート１１及び第二電極シート１２に比べて厚く形成されている。
　さらに、誘電体シート１３又は圧電体シート１３は、厚み方向に伸縮すると共に、厚み方向の伸縮に伴って面方向に伸縮する構造を有する。そして、誘電体シート１３又は圧電体シート１３は、第一電極シート１１及び第二電極シート１２への印加電圧に応じて、厚み方向及び面方向に伸縮する。
　第一保護シート１４及び第二保護シート１５は、絶縁性を有する材料が適用される。本実施形態においては、第一保護シート１４及び第二保護シート１５は、誘電体シート１３と同様の材料により同様の形状に形成されている。つまり、第一保護シート１４及び第二保護シート１５は、エラストマーにより、長方形状に形成されている。
　図４に示すように、アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、第一電極シート１１、誘電体シート１３又は圧電体シート１３、第二電極シート１２、誘電体シート１３又は圧電体シート１３、第一電極シート１１の順に積層されている。つまり、複数の第一電極シート１１と複数の第二電極シート１２が交互に積層されており、第一電極シート１１と第二電極シート１２の間に、誘電体シート１３又は圧電体シート１３が配置されている。
　そして、第一電極シート１１と第二電極シート１２とは、図４の左右方向（長手方向）にオフセットされている。詳細には、第一電極シート１１の一部と第二電極シート１２の一部とが、対向するように配置されている。第一電極シート１１と第二電極シート１２において、相互に対向しない残りの一部は、対向する部分を基準として反対側に位置する。
　つまり、図４において、左右方向の中央部分では、第一電極シート１１と第二電極シート１２が対向しており、左側部分では、第一電極シート１１が存在するのに対して第二電極シート１２は存在せず、右側部分では、第二電極シート１２が存在するのに対して第一電極シート１１は存在しない。
　誘電体シート１３又は圧電体シート１３の長手方向の長さ（図４の左右方向の幅）は、第一電極シート１１と第二電極シート１２とが対向する範囲、第一電極シート１１のみが存在する範囲、及び、第二電極シート１２のみが存在する範囲の全てに対向する長さに形成されている。
　第一保護シート１４は、複数の第一電極シート１１及び複数の第二電極シート１２のうち最外層の一方（図４の最上層）を、全面に亘って被覆する。第二保護シート１５は、複数の第一電極シート１１及び複数の第二電極シート１２のうち最外層の他方（図４の最下層）を、全面に亘って被覆する。
　続いて、図３を参照して、各アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃについて説明する。各アクチュエータユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、図３の左右方向の中央部分に位置するアクチュエータ本体１６と、図３の左側に位置する第一端子１７と、図３の右側に位置する第二端子１８とを備える。第一端子１７は、アクチュエータ本体１６における正極電位の端子であり、第二端子１８は、アクチュエータ本体１６におけるグランド電位の端子である。ここで、第一端子１７と第二端子１８とは、アクチュエータ本体１６を基準として反対側に延在する。
　ここで、第一電極シート１１は、左右方向の中央部分に位置する第一対向電極部１１ａと、第一対向電極部１１ａから延在する第一端子電極部１１ｂとを備える。第二電極シート１２は、左右方向の中央部分に位置する第二対向電極部１２ａと、第二対向電極部１２ａから延在する第二端子電極部１２ｃとを備える。第一対向電極部１１ａと第二対向電極部１２ａとが、対向している。第一端子電極部１１ｂが第一対向電極部１１ａから延在する方向と、第二端子電極部１２ｃが第二対向電極部１２ａから延在する方向とは、反対方向である。
　誘電体シート１３及び圧電体シート１３は、誘電体本体１３ａ又は圧電体本体１３ａと、第一延在部１３ｂと、第二延在部１３ｃとを備える。誘電体本体１３ａ又は圧電体本体１３ａは、第一対向電極部１１ａと第二対向電極部１２ａとの間に介在される。第一延在部１３ｂは、誘電体本体１３ａ又は圧電体本体１３ａから延在すると共に、複数の第一端子電極部１１ｂの間に介在される。第二延在部１３ｃは、誘電体本体１３ａ又は圧電体本体１３ａから延在すると共に、複数の第二端子電極部１２ｃの間に介在される。
　このように、第一端子電極部１１ｂのみをアクチュエータ本体１６の外部に存在させるのではなく、誘電体シート１３及び圧電体シート１３の一部である第一延在部１３ｂをアクチュエータ本体１６の外部に存在させることとし、第一端子電極部１１ｂと第一延在部１３ｂとを積層している。従って、第一端子電極部１１ｂと第一延在部１３ｂとの合計厚みは、アクチュエータ本体１６に比べて第二電極シート１２の厚み分が薄くなるだけである。そのため、第一端子電極部１１ｂと第一対向電極部１１ａとの境界付近に大きな変形力が生じることを抑制できる。その結果、第一対向電極部１１ａに接続される導電経路の構成部位が高い耐久性を有することができる。第二端子電極部１２ｃについても同様である。
　さらに、第一保護シート１４は、第一保護本体１４ａと、第一保護＿第一端子保護部１４ｂと、第一保護＿第二端子保護部１４ｃとを備える。第一保護本体１４ａは、最外層の一方（図３の上方）に位置する第一対向電極部１１ａを被覆する。第一保護＿第一端子保護部１４ｂは、最外層の一方に位置する第一端子電極部１１ｂを被覆する。第一保護＿第二端子保護部１４ｃは、最外層の一方に位置する第二端子電極部１２ｃを被覆する。
　第二保護シート１５は、第二保護本体１５ａと、第二保護＿第一端子保護部１５ｂと、第二保護＿第二端子保護部１５ｃとを備える。第二保護本体１５ａは、最外層の他方（図３の下方）に位置する第一対向電極部１１ａを被覆する。第二保護＿第一端子保護部１５ｂは、最外層の他方に位置する第一端子電極部１１ｂを被覆する。第二保護＿第二端子保護部１５ｃは、最外層の他方に位置する第二端子電極部１２ｃを被覆する。
　つまり、アクチュエータ本体１６は、複数の第一対向電極部１１ａ、複数の第二対向電極部１２ａ、複数の誘電体本体１３ａ又は複数の圧電体本体１３ａ、第一保護本体１４ａ及び第二保護本体１５ａにより、平面状に形成される。第一端子１７は、複数の第一端子電極部１１ｂ、複数の第一延在部１３ｂ、第一保護＿第一端子保護部１４ｂ及び第二保護＿第一端子保護部１５ｂにより、平面状に形成される。第一端子１７は、アクチュエータ本体１６の平面状の面方向に延在する。第二端子１８は、複数の第二端子電極部１２ｃ、複数の第二延在部１３ｃ、第一保護＿第二端子保護部１４ｃ及び第二保護＿第二端子保護部１５ｃにより、平面状に形成される。第二端子１８は、アクチュエータ本体１６の平面状の面方向に延在する。
　図１及び図２に示すように、第一導通部２０は、弾性変形可能な材料（例えば、エラストマー）によりシート状に形成され、Ｌ字型に屈曲形成されている。第一導通部２０は、第一電極シート１１と同様に、エラストマー中に導電性フィラーを配合させることにより成形されている。ただし、第一導通部２０の厚みは、第一電極シート１１に比べて厚く形成されている。
　第一導通部２０のＬ字の一方の辺は、アクチュエータ本体１６の平面状の面に交差する（例えば直交する）方向に形成されている。そして、第一導通部２０のＬ字の一方の辺は、第一端子１７の端面に接触している。詳細には、第一導通部２０のＬ字の一方の辺は、第一端子電極部１１ｂの端及び第一延在部１３ｂの端に接触している。従って、第一導通部２０は、複数の第一端子電極部１１ｂの端に電気的に接続されている。
　第一導通部２０のＬ字の他方の辺は、アクチュエータ本体１６から遠ざかる方向へ延在し、且つ、アクチュエータ本体１６の平面状の面方向に平行に形成される。第一導通部２０のＬ字の他方の辺は、後述する導線８０に電気的に接続される。
　第二導通部３０は、第一導通部２０と同様に、弾性変形可能な材料（例えば、エラストマー）によりシート状に形成され、Ｌ字型に屈曲形成されている。第二導通部３０は、エラストマー中に導電性フィラーを配合させることにより成形されている。
　第二導通部３０のＬ字の一方の辺は、アクチュエータ本体１６の平面状の面に交差する（直交する）方向に形成されている。そして、第二導通部３０のＬ字の一方の辺は、第二端子１８の端面に接触している。詳細には、第二導通部３０のＬ字の一方の辺は、第二端子電極部１２ｃの端及び第二延在部１３ｃの端に接触している。従って、第二導通部３０は、複数の第二端子電極部１２ｃの端に電気的に接続されている。
　第二導通部３０のＬ字の他方の辺は、アクチュエータ本体１６から遠ざかる方向へ延在し、且つ、アクチュエータ本体１６の平面状の面方向に平行に形成される。第二導通部３０のＬ字の他方の辺は、後述する導線８０に電気的に接続される。
　第一導通部２０により、複数の第一端子電極部１１ｂとの間で導電経路を容易に形成できる。同様に、第二導通部３０により、複数の第二端子電極部１２ｃとの間で導電経路を容易に形成できる。また、第一導通部２０及び第二導通部３０は、弾性変形可能であるため、第一端子１７及び第二端子１８の変形に追従することができる。従って、第一端子１７及び第二端子１８が変形したとしても、第一端子電極部１１ｂ及び第二端子電極部１２ｃとの間で導電経路を容易に形成できる。
　第一弾性体４０は、アクチュエータ本体１６の平面状の一方面（図１の上面）に接触して配置される。第二弾性体５０は、アクチュエータ本体１６の平面状の他方面（図１の下面）、すなわちアクチュエータ本体１６の第一弾性体４０とは反対側に接触して配置される。つまり、第一弾性体４０及び第二弾性体５０が、アクチュエータ本体１６の平面状の面直交方向に背向する両端面（図１の上下面）にそれぞれ配置される。
　さらに、図２に示すように、第一弾性体４０は、アクチュエータ本体１６の平面状の面方向に背向する両端面（第一端子１７及び第二端子１８が存在しない面（図２の左右面））に接触して配置される。さらに、図１に示すように、第一弾性体４０は、第一端子１７の平面状の一方面（図１の上面）、及び、第二端子１８の平面状の一方面（図１の上面）に接触して配置される。第二弾性体５０は、第一端子１７の平面状の他方面（図１の下面）、及び、第二端子１８の平面状の他方面（図１の下面）に接触して配置される。さらに、第一弾性体４０は、第一導通部２０のＬ字状の外面全て、及び、第二導通部３０のＬ字状の外面全てに接触して配置される。
　第一弾性体４０及び第二弾性体５０には、小さな弾性率Ｅ（４０），Ｅ（５０）を有すると共に、小さな損失係数ｔａｎδ（４０），ｔａｎδ（５０）を有する材料が用いられる。言い換えると、第一弾性体４０及び第二弾性体５０は、柔らかく、且つ、減衰特性が低い材料が好適である。特に、第一弾性体４０及び第二弾性体５０は、アクチュエータ本体１６の積層方向（平面状の面直交方向）の弾性率Ｅ１（１６）より小さな弾性率Ｅ（４０），Ｅ（５０）を有する。さらに、第一弾性体４０の弾性率Ｅ（４０）は、アクチュエータ本体１６の面方向の弾性率Ｅ２（１６）より小さい。
　詳細には、アクチュエータ本体１６の積層方向の弾性率Ｅ１（１６）に対する第一弾性体４０の弾性率Ｅ（４０）の比は、１５％以下である。また、アクチュエータ本体１６の積層方向の弾性率Ｅ１（１６）に対する第二弾性体５０の弾性率Ｅ（５０）の比は、１５％以下である。これらの比は、好ましくは、１０％以下である。同様に、アクチュエータ本体１６の面方向の弾性率Ｅ２（１６）に対する第一弾性体４０の弾性率Ｅ（４０）の比は、１５％以下である。また、アクチュエータ本体１６の面方向の弾性率Ｅ２（１６）に対する第二弾性体５０の弾性率Ｅ（５０）の比は、１５％以下である。これらの比は、好ましくは、１０％以下である。
　さらに、第一弾性体４０及び第二弾性体５０は、所定条件下において、アクチュエータ本体１６の損失係数ｔａｎδ（１６）と同等以下の損失係数ｔａｎδ（４０），ｔａｎδ（５０）を有する。所定条件下とは、温度を－１０～５０℃、振動周波数を３００Ｈｚ以下とする使用環境下を意味する。
　上記を満たす材料として、第一弾性体４０及び第二弾性体５０には、例えば、シリコーンゴムが好適である。例えば、ウレタンゴムは、シリコーンゴムに比べて減衰特性が良いため、第一弾性体４０及び第二弾性体５０には、ウレタンゴムはシリコーンゴムに比べてあまり適しない。ただし、目的の特性によっては、第一弾性体４０及び第二弾性体５０に、ウレタンゴムを使用することも可能である。
　センサ６０は、静電型のセンサ又は圧電型のセンサであり、シート状に形成される。センサ６０は、アクチュエータ１０の周囲に配置される。本実施形態においては、センサ６０は、アクチュエータ１０、第一弾性体４０及び第二弾性体５０により形成されるアクチュエータ積層体（１０，４０，５０）に積層される。特に、センサ６０は、第二弾性体５０のアクチュエータ１０とは反対側に積層される。なお、アクチュエータ１０が静電型の場合に、センサ６０は、静電型でも圧電型でもよい。また、アクチュエータ１０が圧電型の場合に、センサ６０は、静電型でも圧電型でもよい。
　センサ６０は、静電型の場合には、第一センサ電極シート６１、第二センサ電極シート６２、及び、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２の間に配置されるセンサ誘電体シート６３を備える。さらに、センサ６０は、第一センサ電極シート６１の外面を被覆する第一センサ保護シート６４、及び、第二センサ電極シート６２の外面を被覆する第二センサ保護シート６５を備える。センサ６０に面法線方向の押込力が作用すると、センサ誘電体シート６３が厚み方向に圧縮される。その結果、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２との距離が変化することになり、電極間の静電容量が変化する。つまり、センサ６０は、押込力に応じた静電容量を出力できる。
　また、センサ６０は、圧電型の場合には、第一センサ電極シート６１、第二センサ電極シート６２、及び、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２の間に配置されるセンサ圧電体シート６３を備える。この場合、センサ６０に面法線方向の押込力が作用すると、センサ圧電体シート６３が厚み方向に圧縮される。その結果、圧電効果によって、センサ圧電体シート６３に分極が発生し、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２の間に電圧が生じる。つまり、センサ６０は、押込力に応じた電圧を発生する。
　ここで、センサ６０は、可撓性を有し且つ伸縮可能な柔軟な材料により形成されている。詳細には、第一センサ電極シート６１及び第二センサ電極シート６２は、アクチュエータ１０における第一電極シート１１及び第二電極シート１２と同一材料により形成される。また、センサ誘電体シート６３は、アクチュエータ１０における誘電体シート１３と同一材料により形成される。センサ圧電体シート６３は、アクチュエータ１０における圧電体シート１３と同一材料により形成される。第一センサ保護シート６４及び第二センサ保護シート６５は、第一保護シート１４及び第二保護シート１５と同一材料により形成される。つまり、センサ６０の弾性率Ｅ（６０）及び損失係数ｔａｎδ（６０）は、アクチュエータ本体１６の弾性率Ｅ（１６）及び損失係数ｔａｎδ（１６）と同一である。
　カバー７０は、アクチュエータ１０、第一導通部２０、第二導通部３０、第一弾性体４０、第二弾性体５０及びセンサ６０を囲む。カバー７０には、例えば、金属、樹脂など、種々の材料が適用される。カバー７０は、外部からアクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向への押込力が付与された場合に、当該押込力をセンサ６０に伝達する。さらに、カバー７０は、アクチュエータ１０が発生した振動により振動し、カバー７０に押込力を付与した人間の指に対して振動を付与する。
　カバー７０は、台座としての第一カバー７１と、第一カバー７１に取り付けられ押込力が付与される部材としての第二カバー７２とを備える。第一カバー７１及び第二カバー７２は、アクチュエータ本体１６、第一弾性体４０、第二弾性体５０及びセンサ６０を、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向（図１及び図２の上下方向）に圧縮した状態で保持する。この状態において、各部材の弾性率Ｅの関係から、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向において、第一弾性体４０及び第二弾性体５０が、アクチュエータ本体１６及びセンサ６０より大きく圧縮された状態となる。
　さらには、第一カバー７１は、アクチュエータ本体１６及び第一弾性体４０を、アクチュエータ本体１６の面方向（図２の左右方向）に圧縮した状態で保持する。この状態において、各部材の弾性率Ｅの関係から、アクチュエータ本体１６の面方向において、第一弾性体４０は、アクチュエータ本体１６より大きく圧縮された状態となる。
　導線８０は、カバー７０の内側面に位置する第一カバー７１の同一平面上に配置されている。本実施形態においては、導線８０は、第一カバー７１に印刷により形成されているが、ケーブル線などを用いることもできる。導線８０は、図５に示すように、アクチュエータ１０、第一導通部２０、第二導通部３０、第一弾性体４０、第二弾性体５０及びセンサ６０が存在する領域から、積層方向を中心とした周囲のうち同一の周縁から第二カバー７２の外部（図５の上方）へ延出される。
　導線８０は、アクチュエータ用正極導線８１、アクチュエータ用グランド導線８２、センサ用正極導線８３、及び、センサ用グランド導線８４を備える。アクチュエータ用正極導線８１の一端、アクチュエータ用グランド導線８２の一端、センサ用正極導線８３の一端、及び、センサ用グランド導線８４の一端は、第一カバー７１の共通外部延出位置に位置し、外部のコネクタ（図示せず）など接続可能となる。
　アクチュエータ用正極導線８１は、第一導通部２０を介して、第一電極シート１１に導通される。つまり、アクチュエータ用正極導線８１の他端は、第一導通部２０のＬ字の他方の辺に接触する。なお、第一導通部２０のＬ字の一方の辺は、複数の第一端子電極部１１ｂの端に電気的に接続されている。
　アクチュエータ用グランド導線８２は、第二導通部３０を介して、第二電極シート１２に導通される。つまり、アクチュエータ用グランド導線８２の他端は、第二導通部３０のＬ字の他方の辺に接触する。なお、第二導通部３０のＬ字の一方の辺は、複数の第二端子電極部１２ｃの端に電気的に接続されている。さらに、アクチュエータ用グランド導線８２は、センサ６０の周縁に沿って周回するように配策されている。つまり、アクチュエータ用グランド導線８２は、センサ６０とアクチュエータ用正極導線８１との間に介在するように配策されている。
　センサ用正極導線８３は、センサ６０の正極電極としての第一センサ電極シート６１に導通される。つまり、センサ用正極導線８３の他端は、第一センサ電極シート６１に接続される。センサ用グランド導線８４は、センサ６０のグランド電極としての第二センサ電極シート６２に導通される。つまり、センサ用グランド導線８４の他端は、第二センサ電極シート６２に接続される。さらに、センサ用グランド導線８４は、センサ用正極導線８３とアクチュエータ用グランド導線８２との間に介在するように配策されている。
　つまり、アクチュエータ用グランド導線８２及びセンサ用グランド導線８４は、第一カバー７１の共通外部延出位置において、アクチュエータ用正極導線８１とセンサ用正極導線８３の間に位置するように配策されている。従って、アクチュエータ用正極導線８１とセンサ用正極導線８３の間の寄生容量などが小さくなる。さらに、アクチュエータ用グランド導線８２が、アクチュエータ用正極導線８１の内周側において、センサ６０の周縁に沿って周回する。従って、アクチュエータ用正極導線８１とセンサ６０との間の寄生容量が小さくなる。
　制御装置９０は、センサ６０がカバー７０に付与された押込力を検出した場合に、アクチュエータ１０を駆動して振動を発生させる。なお、制御装置９０は、カバー７０の外部に配置されているが、カバー７０の内部に配置するようにしてもよい。
　（１－３．制御装置９０の構成）
　制御装置９０の構成について、図６を参照して説明する。制御装置９０は、検出信号取得部９１、駆動信号生成部９２、及び、駆動回路９３を備える。検出信号取得部９１は、センサ用正極導線８３及びセンサ用グランド導線８４に接続される。つまり、検出信号取得部９１は、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２とに電気的に接続される。
　センサ６０が静電型の場合には、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２との間の静電容量が、カバー７０に付与された押込力に応じた静電容量となる。そこで、検出信号取得部９１は、センサ６０に所定の交流電圧を印加することにより、電極間の静電容量に応じた電圧を取得することができる。そして、検出信号取得部９１は、センサ６０によってカバー７０に押込力が付与された場合に、当該押込力が付与されたことを取得する。
　また、センサ６０が圧電型の場合には、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２との間に、カバー７０に付与された押込力に応じた電圧が発生する。そこで、検出信号取得部９１は、第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２との間に発生した電圧を取得する。つまり、検出信号取得部９１は、センサ６０によってカバー７０に押込力が付与された場合に、当該押込力が付与されたことを取得する。
　駆動信号生成部９２は、検出信号取得部９１がセンサ６０から出力された検出信号を取得した場合に、アクチュエータ１０の駆動信号（アクチュエータ信号）を生成する。駆動信号生成部９２は、予め１種類の駆動信号を記憶しており、検出信号取得部９１が検出信号を取得した場合に、当該１つの駆動信号を駆動回路９３に出力する。駆動回路９３は、駆動信号生成部９２により生成された駆動信号に基づいて、アクチュエータ１０の第一電極シート１１及び第二電極シート１２に周期的な電圧を印加する。従って、アクチュエータ１０は、１種類の振動を発生する。
　（１－４．振動提示装置１による振動提示動作）
　振動提示装置１による振動提示動作について説明する。第一対向電極部１１ａ及び第二対向電極部１２ａには、第一端子電極部１１ｂ及び第二端子電極部１２ｃを介して、駆動回路９３による周期的な電圧が印加される。ここで、周期的な電圧は、交流電圧（正負を含む周期的な電圧）としてもよいし、正値にオフセットされた周期的な電圧としてもよい。
　アクチュエータ１０が静電型の場合には、以下のようになる。第一対向電極部１１ａと第二対向電極部１２ａに蓄積される電荷が増加すると、誘電体本体１３ａが圧縮変形する。つまり、アクチュエータ本体１６の厚みが小さくなり、アクチュエータ本体１６の面方向の大きさ（幅及び奥行き）が大きくなる。反対に、第一対向電極部１１ａ及び第二対向電極部１２ａに蓄積される電荷が減少すると、誘電体本体１３ａが元の厚みに戻る。つまり、アクチュエータ本体１６の厚みが大きくなり、アクチュエータ本体１６の面方向の大きさが小さくなる。このように、アクチュエータ本体１６は、積層方向に伸縮すると共に、面方向に伸縮する。
　アクチュエータ１０が圧電型の場合には、第一対向電極部１１ａ及び第二対向電極部１２ａに電圧が印加されると、圧電体本体１３ａが圧縮変形する。反対に、第一対向電極部１１ａ及び第二対向電極部１２ａへ印加される電圧が小さくなると、圧電体本体１３ａが元の厚みに戻る。従って、アクチュエータ本体１６は、静電型と同様に、積層方向に伸縮すると共に、面方向に伸縮する。
　アクチュエータ本体１６が伸縮動作を行うとき、振動提示装置１は、以下のように動作する。振動提示装置１は、図１に示すように、第一弾性体４０及び第二弾性体５０が圧縮された状態を初期状態とする。従って、アクチュエータ本体１６の厚みが小さくなると、第一弾性体４０及び第二弾性体５０は、初期状態に対して圧縮量が小さくなるように変形する。反対に、アクチュエータ本体１６の厚みが大きくなると、第一弾性体４０及び第二弾性体５０は初期状態に戻るように動作する。
　印加電圧は周期的に変化するため、上記動作が繰り返される。そうすると、アクチュエータ本体１６の中央が第二弾性体５０側に凹となる状態と、アクチュエータ本体１６の中央が第二弾性体５０側に凸となる状態とを繰り返す。アクチュエータ本体１６は、第一弾性体４０及び第二弾性体５０を介してカバー７０によって規制されているために、上記動作となる。
　アクチュエータ本体１６の上記変形動作に伴って、アクチュエータ本体１６の積層方向（ｄ３３方向電場と同じ方向）の変位が、第一弾性体４０を介してカバー７０に伝達される。加えて、アクチュエータ本体１６の伸縮動作によって第一弾性体４０の弾性変形力が変化する。第一弾性体４０の弾性変形力の変化が、カバー７０に伝達される。従って、初期状態として、第一弾性体４０及び第二弾性体５０が圧縮されていることにより、カバー７０にアクチュエータ本体１６の積層方向（ｄ３３方向）の振動を効率的に付与することができる。つまり、アクチュエータ本体１６単体としては小さな振動であっても、カバー７０に大きな振動を付与することができる。
　さらに、アクチュエータ本体１６の上記変形動作に伴って、アクチュエータ本体１６の面方向（ｄ３１方向：電場に直交する方向）の変位が、第一弾性体４０を介してカバー７０に伝達される。その結果、アクチュエータ本体１６の面方向（ｄ３１方向）の振動が、カバー７０に付与される。ここで、アクチュエータ本体１６の面方向（ｄ３１方向）の振動は、積層方向（ｄ３３方向）の振動に比べて小さい。しかし、アクチュエータ本体１６の積層方向（ｄ３３方向）の振動に、面方向（ｄ３１方向）の振動が加えられることで、カバー７０全体として、大きな振動を付与することができる。
　ここで、仮に、第一弾性体４０及び第二弾性体５０の損失係数ｔａｎδ（４０），ｔａｎδ（５０）が非常に大きいとすると、アクチュエータ本体１６が伸縮動作を行ったとしても、第一弾性体４０及び第二弾性体５０によって振動が吸収されてしまう。この場合、アクチュエータ本体１６が伸縮動作を行ったとしても、カバー７０に伝達されることはない。
　しかし、本実施形態においては、第一弾性体４０及び第二弾性体５０は、損失係数ｔａｎδ（４０），ｔａｎδ（５０）の小さな材料を用いる。従って、アクチュエータ本体１６の伸縮動作による振動が、第一弾性体４０及び第二弾性体５０にほとんど吸収されることなく、カバー７０に伝達される。
　さらに、第一弾性体４０及び第二弾性体５０の弾性率Ｅ（４０），Ｅ（５０）は、アクチュエータ本体１６の積層方向の弾性率Ｅ１（１６）より小さい。そのため、第一対向電極部１１ａ及び第二対向電極部１２ａに電圧を印加していない初期状態において、アクチュエータ本体１６はほとんど圧縮されていない状態となる。従って、カバー７０がアクチュエータ本体１６を積層方向に押圧したとしても、アクチュエータ本体１６の積層方向の伸縮動作に影響を与えることはない。つまり、アクチュエータ本体１６は確実に伸縮動作を行うことができる。
　また、第一弾性体４０の弾性率Ｅ（４０）は、アクチュエータ本体１６の面方向の弾性率Ｅ２（１６）より小さい。そのため、第一対向電極部１１ａ及び第二対向電極部１２ａに電圧を印加していない初期状態において、アクチュエータ本体１６はほとんど圧縮されていない状態となる。従って、カバー７０がアクチュエータ本体１６を面方向に押圧したとしても、アクチュエータ本体１６の面方向の伸縮動作に影響を与えることはない。つまり、アクチュエータ本体１６は確実に伸縮動作を行うことができる。
　なお、上記実施形態において、第一弾性体４０は、アクチュエータ本体１６の面直交方向の端面のみに配置してもよい。この場合、第一弾性体４０は、アクチュエータ本体１６の面方向の端面には配置されない。従って、振動提示装置１は、アクチュエータ本体１６の面方向（ｄ３１方向）の振動をカバー７０に付与しない。
　（１－５．効果）
　振動提示装置１は、上述したように、センサ６０及び制御装置９０を備える。センサ６０は、カバー７０の中においてアクチュエータ１０の周囲に配置されており、カバー７０に付与された押込力を検出する。そして、制御装置９０は、センサ６０により押込力が付与されたことを検出した場合に、アクチュエータ１０を駆動する。例えば、人間の指によってカバー７０に押込力が付与された場合、センサ６０が当該押込力を検出した後に、アクチュエータ１０が駆動されることで、カバー７０に押込力を付与した人間の指に対して振動を提示することができる。つまり、センサ６０及びアクチュエータ１０がカバー７０内に配置され、センサ６０がアクチュエータ１０の周囲に配置されることで、押込力の検出から振動の提示までの応答性が非常に良好となる。従って、振動提示装置１は、押込力を検出するセンサ６０とアクチュエータ１０とを備えつつ、大型化することなく大きな振動を提示することができる。
　さらに、アクチュエータ１０とセンサ６０とが、押込力が付与される方向に積層されている。従って、押込力の検出位置と振動の付与位置とが、同一位置となる。従って、人間の指がカバー７０に押込力を付与した場合に、当該指そのものに直接的に振動を付与することができる。
　（１－６．第一実施形態の変形態様）
　制御装置９０は、センサ６０が押込力を検出した場合に、センサ６０が検出した押込力の大きさに応じたアクチュエータ１０を駆動する信号を生成し、生成したアクチュエータ１０を駆動する信号に基づいてアクチュエータ１０を駆動するようにしてもよい。この場合、制御装置９０の検出信号取得部９１が検出信号を取得した場合に、駆動信号生成部９２が、検出信号の大きさに応じた駆動信号を生成する。例えば、押込力が大きい場合には、検出信号取得部９１による検出信号が大きくなり、駆動信号生成部９２が生成する駆動信号も大きくなる。つまり、押込力が大きいほど、アクチュエータ１０が発生する振動の大きさが大きくなる。
　上記の他に、駆動信号生成部９２は、予め複数の異なる周期及び大きさの駆動信号を記憶しておき、複数種類の駆動信号は、押込力の大きさに対応するように関連付けられている。この場合、検出信号取得部９１が検出信号を取得した場合に、駆動信号生成部９２は、検出信号の大きさに応じた周期及び大きさの駆動振動を決定する（生成する）。そうすると、アクチュエータ１０は、当該駆動信号に応じた周期及び大きさの振動を発生する。
　このように、アクチュエータ１０が押込力の大きさに応じた振動を発生することで、カバー７０に押込力を付与した人間は、どの程度の押込力を付与したのかを把握することができる。
　（２．第二実施形態）
　第二実施形態の振動提示装置１００について、図７及び図８を参照して説明する。振動提示装置１００は、第一実施形態の振動提示装置１の構成に、さらに第三弾性体１０１を備える。
　第三弾性体１０１は、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）及びセンサ１６０に積層され、センサ１６０におけるアクチュエータ積層体（１０，４０，５０）と反対側に配置される。第三弾性体１０１は、第一弾性体４０及び第二弾性体５０と同一材料により形成される。従って、第三弾性体１０１の弾性率Ｅ（１０１）及び損失係数ｔａｎδ（１０１）は、第一弾性体４０の弾性率Ｅ（４０）及び損失係数ｔａｎδ（４０）、第二弾性体５０の弾性率Ｅ（５０）及び損失係数ｔａｎδ（５０）と同一である。
　センサ１６０は、図７に示すように、第一センサ電極シート６１、第二センサ電極シート６２、センサ誘電体シート６３又はセンサ圧電体シート６３、第一センサ保護シート６４、及び、第二センサ保護シート６５を備える。また、センサ１６０は、図８に示すように、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）と第三弾性体１０１の間に配置されるセンサ本体部１６０ａと、センサ本体部１６０ａから延在し、第三弾性体１０１におけるセンサ本体部１６０ａの反対側（図８の下側）に回り込むように折り曲げ形成されているセンサ端子部１６０ｂとを備える。センサ端子部１６０ｂは、第三弾性体１０１と導線８０との間に位置し、導線８０のセンサ用正極導線８３（図５に示す）及びセンサ用グランド導線８４（図５に示す）に接続される。
　センサ端子部１６０ｂは、第三弾性体１０１の外周において、第一導通部２０及び第二導通部３０とは異なる位置にて、折り曲げ形成されている。つまり、センサ端子部１６０ｂは、第一導通部２０及び第二導通部３０と電気的に接続されることなく、センサ用正極導線８３及びセンサ用グランド導線８４に接続される。
　さらに、カバー７０は、第三弾性体１０１をセンサ１６０より大きく圧縮させた状態で保持する。ここで、図８においては、センサ端子部１６０ｂの存在により、第三弾性体１０１と第一カバー７１とが非接触として図示しているが、実際には、センサ端子部１６０ｂは薄いため、第三弾性体１０１と第一カバー７１とは押圧された状態で接触している。従って、センサ１６０は、第二弾性体５０と第三弾性体１０１との間に介在している。第二弾性体５０及び第三弾性体１０１は、センサ１６０の伸縮動作を規制しない。そのため、カバー７０に付与された押込力に対するセンサ１６０の感度が増幅する。従って、付与される押込力が小さい場合であっても、センサ１６０が押込力を検出することができる。
　（３．第三実施形態）
　第三実施形態の振動提示装置２００について、図９を参照して説明する。振動提示装置２００では、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向において、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）に対して、カバー７０のうち押込力が付与される部材としての第二カバー７２側に、センサ６０が配置されている。この場合、センサ６０の第一センサ電極シート６１と第二センサ電極シート６２と導線８０とを導通するために、導通部材を設けるとよい。
　（４．第四実施形態）
　第四実施形態の振動提示装置３００について、図１０を参照して説明する。振動提示装置３００では、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向において、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）に対して、カバー７０のうち押込力が付与される部材としての第二カバー７２側の面に、センサ６０が配置されている。さらに、第三弾性体１０１が、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向において、センサ６０に対して、カバー７０のうち押込力が付与される部材としての第二カバー７２側の面に、配置されている。
　（５．第五実施形態）
　第五実施形態の振動提示装置４００について、図１１を参照して説明する。振動提示装置４００は、センサ６０に積層される第四弾性体４０１を備える。第四弾性体４０１は、第一弾性体４０と同一材料により形成される。従って、第四弾性体４０１の弾性率Ｅ（４０１）及び損失係数ｔａｎδ（４０１）は、第一弾性体４０の弾性率Ｅ（４０）及び損失係数ｔａｎδ（４０）と同一である。
　センサ６０及び第四弾性体４０１により形成されるセンサ積層体（６０，４０１）は、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向に直交する方向に、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）と並列配置される。そして、カバー７０は、第四弾性体４０１をセンサ６０より大きく圧縮させた状態で保持する。なお、振動提示装置４００の動作は、第一実施形態の振動提示装置１と実質的に同様である。なお、センサ６０は、第四弾性体４０１の第一カバー７１側に配置しているが、第二カバー７２側に配置してもよい。
　（６．第六実施形態）
　第六実施形態の振動提示装置５００について、図１２を参照して説明する。振動提示装置５００は、センサ６０に積層される第四弾性体５０１と、センサ６０の第四弾性体５０１とは反対側に積層される第五弾性体５０２をさらに備える。第四弾性体５０１及び第五弾性体５０２は、第一弾性体４０と同一材料により形成される。従って、第四弾性体５０１の弾性率Ｅ（５０１）及び損失係数ｔａｎδ（５０１）、並びに、第五弾性体５０２の弾性率Ｅ（５０２）及び損失係数ｔａｎδ（５０２）は、第一弾性体４０の弾性率Ｅ（４０）及び損失係数ｔａｎδ（４０）と同一である。
　センサ６０、第四弾性体５０１及び第五弾性体５０２により形成されるセンサ積層体（６０，５０１，５０２）は、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）の積層方向に直交する方向に、アクチュエータ積層体（１０，４０，５０）と並列配置される。そして、カバー７０は、第四弾性体５０１及び第五弾性体５０２をセンサ６０より大きく圧縮させた状態で保持する。なお、振動提示装置５００の動作は、第一実施形態の振動提示装置１と実質的に同様である。
　（７．第七実施形態）
　第七実施形態の振動提示装置６００について、図１３を参照して説明する。振動提示装置６００は、トランスデューサ６１０、第一導通部２０（図１に示す）、第二導通部３０（図１に示す）、第一弾性体４０、第二弾性体５０、カバー７０、導線８０、及び、制御装置６９０を備える。
　トランスデューサ６１０は、第一実施形態のアクチュエータ１０と同一構造からなる。トランスデューサ６１０は、センサとして機能すると共に、アクチュエータとして機能する。また、トランスデューサ６１０は、静電型のトランスデューサとしてもよいし、圧電型のトランスデューサとしてもよい。つまり、トランスデューサ６１０は、第一電極シート１１と、第二電極シート１２と、誘電体シート１３又は圧電体シート１３と、第一保護シート１４と、第二保護シート１５とを備える。
　第一弾性体４０は、トランスデューサ６１０に積層され、第二弾性体５０は、トランスデューサ６１０の第一弾性体４０とは反対側に積層される。カバー７０は、トランスデューサ６１０、第一弾性体４０、第二弾性体５０により形成されるトランスデューサ積層体（６１０，４０，５０）を積層方向に圧縮した状態で、且つ、第一弾性体４０及び第二弾性体５０をトランスデューサ６１０より大きく圧縮させた状態で保持する。さらに、カバー７０は、外部からカバー７０に積層方向の押込力が付与された場合に、当該押込力をトランスデューサ６１０に伝達する。
　制御装置６９０は、トランスデューサ６１０がセンサとして押込力を検出した後に、トランスデューサ６１０をアクチュエータとして駆動して振動をカバー７０に伝達させる。制御装置６９０は、検出信号取得部９１、駆動信号生成部９２、駆動回路９３、及び、切替回路６９４を備える。検出信号取得部９１、駆動信号生成部９２、及び、駆動回路９３は、第一実施形態の制御装置９０の構成と同様である。
　ここで、切替回路６９４は、トランスデューサ６１０をセンサとして機能させる場合に、検出信号取得部９１がトランスデューサ６１０の検出信号を取得できる状態にする。一方、切替回路６９４は、トランスデューサ６１０をアクチュエータとして機能させる場合に、駆動回路９３によってトランスデューサ６１０に振動を発生させる状態にする。つまり、切替回路６９４は、トランスデューサ６１０を、センサとして機能させる状態とアクチュエータとして機能させる状態とを切り替える。
　以上のとおり、カバー７０によりトランスデューサ積層体（６１０，４０，５０）が圧縮された状態において、トランスデューサ６１０の両側に配置される第一弾性体４０及び第二弾性体５０がトランスデューサ６１０よりも大きく圧縮する。そのため、トランスデューサ積層体（６１０，４０，５０）がカバー７０により圧縮されたとしても、トランスデューサ６１０の伸縮動作に影響はない。
　そして、トランスデューサ６１０の第一電極シート１１及び第二電極シート１２に電圧を印加すると、トランスデューサ６１０は、アクチュエータとして機能し、厚み方向に伸縮する。トランスデューサ６１０の伸縮動作によって生じるトランスデューサ６１０の変位が、第一弾性体４０又は第二弾性体５０を介してカバー７０に伝達される。加えて、トランスデューサ６１０の伸縮動作によって第一弾性体４０及び第二弾性体５０の弾性変形力が変化して、第一弾性体４０及び第二弾性体５０の弾性変形力の変化がカバー７０に伝達される。従って、初期状態において、第一弾性体４０及び第二弾性体５０がカバー７０により圧縮されていることにより、カバー７０に効率的に振動が付与される。つまり、トランスデューサ６１０単体としては小さな振動であっても、カバー７０に大きな振動が付与される。
　トランスデューサ６１０は、アクチュエータとして機能すると共に、センサとしても機能する。トランスデューサ６１０は、カバー７０の中に配置されており、カバー７０に付与された押込力を検出する。
　さらに、振動提示装置６００の制御装置６９０は、センサとしてのトランスデューサ６１０により押込力が付与されたことを検出した場合に、アクチュエータとしてのトランスデューサ６１０を駆動する。例えば、人間の指によってカバー７０に押込力が付与された場合、センサとしてのトランスデューサ６１０が当該押込力を検出した後に、アクチュエータとしてのトランスデューサ６１０が駆動されることで、カバー７０に押込力を付与した人間の指に対して振動を提示することができる。つまり、トランスデューサ６１０が、センサ及びアクチュエータとして兼用され、且つ、カバー７０内に配置されることで、押込力の検出から振動の提示までの応答性が非常に良好となる。従って、振動提示装置６００は、押込力を検出するセンサとアクチュエータとを備えつつ、大型化することなく大きな振動を提示することができる。
１，１００，２００，３００，４００，５００，６００：振動提示装置、　１０：アクチュエータ、　１１：第一電極シート、　１１ａ：第一対向電極部、　１１ｂ：第一端子電極部、　１２：第二電極シート、　１２ａ：第二対向電極部、　１２ｃ：第二端子電極部、　１３：誘電体シート、圧電体シート、　１３ａ：誘電体本体、圧電体本体、　１３ｂ：第一延在部、　１３ｃ：第二延在部、　１４：第一保護シート、　１４ａ：第一保護本体、　１４ｂ：第一保護＿第一端子保護部、　１４ｃ：第一保護＿第二端子保護部、　１５：第二保護シート、　１５ａ：第二保護本体、　１５ｂ：第二保護＿第一端子保護部、
　１５ｃ：第二保護＿第二端子保護部、　１６：アクチュエータ本体、　１７：第一端子、　１８：第二端子、　２０：第一導通部、　３０：第二導通部、　４０：第一弾性体、
　５０：第二弾性体、　６０，１６０：センサ、　６１：第一センサ電極シート、　６２：第二センサ電極シート、　６３：センサ誘電体シート、センサ圧電体シート、　６４：第一センサ保護シート、　６５：第二センサ保護シート、　７０：カバー、　７１：第一カバー、　７２：第二カバー、　８０：導線、　８１：アクチュエータ用正極導線、　８２：アクチュエータ用グランド導線、　８３：センサ用正極導線、　８４：センサ用グランド導線、　９０，６９０：制御装置、　９１：検出信号取得部、　９２：駆動信号生成部、　９３：駆動回路、　１０１：第三弾性体、　１６０ａ：センサ本体部、　１６０ｂ：センサ端子部、　４０１，５０１：第四弾性体、　５０２：第五弾性体、　６１０：トランスデューサ、　６９４：切替回路

Claims (13)

  1. 　第一電極シートと、第二電極シートと、前記第一電極シートと前記第二電極シートの間に配置される誘電体シート又は圧電体シートとを備える静電型又は圧電型のアクチュエータと、
    　前記アクチュエータに積層される第一弾性体と、
    　前記アクチュエータの前記第一弾性体とは反対側に積層される第二弾性体と、
    　前記アクチュエータの周囲に配置される静電型又は圧電型のセンサと、
    　前記アクチュエータ、前記第一弾性体、前記第二弾性体により形成されるアクチュエータ積層体を積層方向に圧縮した状態で、且つ、前記第一弾性体及び前記第二弾性体を前記アクチュエータより大きく圧縮させた状態で保持するカバーであり、外部から前記カバーに前記積層方向の押込力が付与された場合に前記押込力を前記センサに伝達すると共に、前記アクチュエータが発生した振動により振動する前記カバーと、
    　前記センサが前記押込力を検出した場合に、前記アクチュエータを駆動する制御装置と、
    　を備える振動提示装置。
  2. 　前記センサは、前記アクチュエータ積層体に積層される、請求項１に記載の振動提示装置。
  3. 　前記振動提示装置は、前記アクチュエータ積層体及び前記センサに積層され、前記センサにおける前記アクチュエータ積層体と反対側に配置される第三弾性体をさらに備え、
    　前記カバーは、前記第三弾性体を前記センサより大きく圧縮させた状態で保持する、請求項２に記載の振動提示装置。
  4. 　前記第一弾性体、前記第二弾性体及び前記第三弾性体は、同一材料により形成される、請求項３に記載の振動提示装置。
  5. 　前記振動提示装置は、前記センサに積層される第四弾性体をさらに備え、
    　前記センサ及び前記第四弾性体により形成されるセンサ積層体は、前記アクチュエータの前記積層方向に直交する方向に前記アクチュエータ積層体と並列配置され、
    　前記カバーは、前記第四弾性体を前記センサより大きく圧縮させた状態で保持する、請求項１に記載の振動提示装置。
  6. 　前記振動提示装置は、前記センサの前記第四弾性体とは反対側に積層される第五弾性体をさらに備え、
    　前記センサ、前記第四弾性体及び前記第五弾性体により形成される前記センサ積層体は、前記積層方向に直交する方向に前記アクチュエータ積層体と並列配置され、
    　前記カバーは、前記第四弾性体及び前記第五弾性体を前記センサより大きく圧縮させた状態で保持する、請求項５に記載の振動提示装置。
  7. 　前記第一弾性体、前記第二弾性体、前記第四弾性体は、同一材料により形成される、請求項５又は６に記載の振動提示装置。
  8. 　前記アクチュエータは、複数の前記第一電極シートと、複数の前記第二電極シートと、複数の前記誘電体シート又は複数の前記圧電体シートとを備え、
    　前記第一電極シートは、第一対向電極部と、前記第一対向電極部から延在する第一端子電極部と、を備え、
    　前記第二電極シートは、前記第一対向電極部に対向する第二対向電極部と、前記第二対向電極部から延在する第二端子電極部と、を備え、
    　前記誘電体シート又は前記圧電体シートは、
    　前記第一対向電極部と前記第二対向電極部との間に介在される誘電体本体又は圧電体本体と、
    　前記誘電体本体又は前記圧電体本体から延在すると共に複数の前記第一端子電極部の間に介在される第一延在部と、
    　前記誘電体本体又は前記圧電体本体から延在すると共に複数の前記第二端子電極部の間に介在される第二延在部と、
    　を備える、請求項１－７の何れか一項に記載の振動提示装置。
  9. 　前記振動提示装置は、
    　前記第一端子電極部の端及び前記第一延在部の端に接触し、且つ、複数の前記第一端子電極部の端に電気的に接続される第一導通部と、
    　前記第二端子電極部の端及び前記第二延在部の端に接触し、且つ、複数の前記第二端子電極部の端に電気的に接続される第二導通部と、
    　をさらに備える、請求項８に記載の振動提示装置。
  10. 　前記センサは、
    　前記アクチュエータ積層体と前記第三弾性体の間に配置されるセンサ本体部と、
    　前記センサ本体部から延在し、前記第三弾性体における前記センサ本体部の反対側に回り込むように折り曲げ形成されているセンサ端子部と、
    　を備える、請求項３に記載の振動提示装置。
  11. 　前記振動提示装置は、
    　前記カバーの内側面における同一平面上に、
    　前記第一電極シートに導通されるアクチュエータ用正極導線と、
    　前記第二電極シートに導通されるアクチュエータ用グランド導線と、
    　前記センサの正極電極に導通されるセンサ用正極導線と、
    　前記センサのグランド電極に導通されるセンサ用グランド導線と、
    　を備え、
    　前記アクチュエータ用正極導線、前記アクチュエータ用グランド導線、前記センサ用正極導線及び前記センサ用グランド導線は、前記積層方向を中心とした周囲のうち同一の周縁から外部へ延出され、
    　前記アクチュエータ用グランド導線及び前記センサ用グランド導線は、延出される位置において、前記アクチュエータ用正極導線と前記センサ用正極導線の間に位置するように配策されている、請求項１－１０の何れか一項に記載の振動提示装置。
  12. 　前記制御装置は、前記センサが前記押込力を検出した場合に、前記センサが検出した前記押込力の大きさに応じたアクチュエータ信号を生成し、生成した前記アクチュエータ信号に基づいて前記アクチュエータを駆動する、請求項１－１１の何れか一項に記載の振動提示装置。
  13. 　第一電極シートと、第二電極シートと、前記第一電極シートと前記第二電極シートの間に配置される誘電体シート又は圧電体シートとを備え、センサ及びアクチュエータとして機能する静電型又は圧電型のトランスデューサと、
    　前記トランスデューサに積層される第一弾性体と、
    　前記トランスデューサの前記第一弾性体とは反対側に積層される第二弾性体と、
    　前記トランスデューサ、前記第一弾性体、前記第二弾性体により形成されるトランスデューサ積層体を積層方向に圧縮した状態で、且つ、前記第一弾性体及び前記第二弾性体を前記トランスデューサより大きく圧縮させた状態で保持するカバーであり、外部から前記カバーに前記積層方向の押込力が付与された場合に前記押込力を前記トランスデューサに伝達する前記カバーと、
    　前記トランスデューサが前記センサとして前記押込力を検出した後に、前記トランスデューサを前記アクチュエータとして駆動して振動を前記カバーに伝達させる制御装置と、
    　を備える振動提示装置。
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