WO2012090847A1 - 振動発生装置および触覚提示装置 - Google Patents

Abstract

操作者に不快感を与えず、より複雑な力覚を与える触覚提示装置を実現する。背面側筐体（１０１）の長手方向の両端には、圧電アクチュエータ（２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２）が設置されている。圧電アクチュエータ（２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２）は、平板状の弾性板（２１０）の両面に圧電セラミックス（２０１）が配設された構造からなり、平板面と背面側筐体（１０１）の背面板およびタッチパネル（１００）の主面とが直交するように配置される。圧電アクチュエータ（２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２）の長手方向の一方端は、支持板（１０２Ａ，１０２Ｂ）を介して背面側筐体（１０１）に固定されている。圧電アクチュエータ（２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２）の長手方向の他方端は、固定部材（３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ｂ１，３０Ｂ２）を介して、タッチパネル（１００）の四つの角に固着される。

Description

振動発生装置および触覚提示装置

　本発明は、操作者に対して操作に応じた触覚を与えるための振動発生装置、および当該振動発生装置を備えた触覚提示装置に関する。

　現在、タッチパネルに触れて操作指示を行う電子機器が、携帯電話やＰＤＡ等で各種実用化されている。このようなタッチパネル入力式の電子機器の中には、特許文献１、特許文献２に示すように、触覚提示装置を備えるものがある。

　触覚提示装置とは、操作者がタッチパネルに指を接触させて操作した際に、操作者に何らかの触覚、例えばタッチパネルを振動させることで力学的な感覚（力覚）等を提供する装置である。

　このような触覚提示装置を実現するため、特許文献１では、平面視して矩形のタッチパネルにおける四つの側面の各中央に、互いに主面に対向して配置されて主面の法線方向に変位するアクチュエータを備えている。そして、これらアクチュエータを駆動することにより、タッチパネルをその主面に沿って振動させている。

　特許文献２には、平面視して矩形のタッチパネルの裏面に配置されたアクチュエータを備えている。アクチュエータは、タッチパネルの主面に直交する方向を振動方向とするように配置されており、当該アクチュエータを駆動することで、タッチパネルをその主面に直交する方向へ振動させている。

特開２００８－２８７４０２号公報 特開２００４－９４３８９号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の触覚提示装置では、直交する二方向にしかタッチパネルを振動させることができず、タッチパネルが画一的に振動されるため、操作者に単純な触覚しか与えることができない。また、特許文献２に記載の触覚提示装置では、タッチパネルをその主面に直交する方向へ振動させるため、タッチパネルから雑音が発生してしまうことがある。

　したがって、本発明の目的は、雑音の発生を低減し、操作者により複雑な触覚を与えることができる触覚提示装置と、該触覚提示装置を構成する振動発生装置とを実現することにある。

　この発明は、基体、振動伝達手段、および振動発生手段を備えた振動発生装置に関する。振動伝達手段は、主面を有し、基体に対して可動に支持されている。振動発生手段は、基体と振動伝達手段とを少なくとも主面に沿う方向において相対的に変位させる機構からなる。そして、振動発生手段は、基体と振動伝達手段との間に主面の法線方向に回転軸を持つ偶力を発生するように配置されている。

　このような構成では、振動発生手段により発生した振動により、振動伝達手段が、基体に対して相対的に、主面内において前記回転軸を中心として円弧状に振動する。

　また、この発明の振動発生装置では、次の構成であることが好ましい。振動発生手段は、複数配置され、かつ該複数の振動発生手段の駆動力方向成分が前記主面と沿った方向と互いに平行になるように駆動可能である。複数の振動発生手段の少なくとも二つの振動発生手段は、互いに平行な駆動力方向成分を有するように駆動可能である。これら少なくとも二つの振動発生手段は、互いに平行な変位方向成分に直交する方向において所定の距離で離れて設置されている。さらに、少なくとも二つの振動発生手段は、互いに異なる駆動力が発生可能である。この構成では、上述の円弧状の振動を実現する、より詳細な構成を示している。

　また、この発明の振動発生装置は、基体と振動伝達手段とを少なくとも主面の法線方向において複数の回転中心で相対的に回転変位ができる連結部材によって連結されていることが好ましい。この構成では、複数種類の円弧状の振動を実現する、詳細な構成を示している。

　また、この発明の振動発生装置では連結部材は互いに平行な変位方向成分に直交する方向に相対的に直動変位可能な構造であることが好ましい。この構成では、連結部材の詳細な構成を示している。

　また、この発明の振動発生装置では、連結部材は弾性手段であることが好ましい。この構成では、連結部材の具体低な材質を示している。

　また、この発明の振動発生装置では、振動発生手段の駆動において、偶力に応じた駆動力の方向と量を制御する制御手段を備えることが好ましい。

　この構成では、制御手段により駆動力の方向、量を制御することで、各種の振動を実現することができる。

　また、この発明の振動発生装置は、基体に、振動伝達手段、振動発生手段、および固定部材を備える。振動伝達手段は、基体に対して可動に支持され、矩形平板状からなる。振動伝達手段は、互いに対向する側辺を有する。少なくとも２つの振動発生手段は、振動伝達手段の対向する側辺に対して、該側辺の略中央位置を除く位置へそれぞれ設置され、振動伝達手段の面に沿った方向へ振動する。固定部材は、振動発生手段の所定位置を筐体に対して固定する。

　この構成では、振動発生手段を駆動することで、当該振動発生手段は、矩形平板状の振動伝達手段の面に平行な方向へ振動する。この際、振動発生手段は所定位置が固定部材によって基体に固定されているので、振動発生手段で生じた振動は振動伝達手段に作用し、当該振動伝達手段が面に平行な方向へ振動する。また、振動伝達手段と振動発生手段との接続位置が矩形平板の側辺の略中央位置を除く位置であるので、振動発生手段の設置位置および設置数により、振動伝達手段の面を直線状振動あるいは円弧状振動にすることが可能になる。

　また、この発明の振動発生装置では、少なくとも２つの振動発生手段は、振動伝達手段の側辺の略中央位置を除く位置へそれぞれ配置され、振動伝達手段の長手方向の両端部に、振動伝達手段の短手方向に略平行に振動するように配置されている、ことが好ましい。

　この構成では、振動発生手段の発生する短手方向に沿った振動が、振動伝達手段の長手方向の両端に作用する。したがって、同じ強さの振動であっても、振動伝達手段の長手方向の中央寄りに振動発生手段が配置するよりも、振動伝達手段の振幅を大きくすることができる。これにより、振動伝達手段を効果的に大きく振動させることができる。

　また、この発明の振動発生装置では、振動発生手段は圧電アクチュエータであることが好ましい。

　この構成では、振動発生手段の具体的な構成を示しており、圧電アクチュエータを用いることで、振動発生手段の小型化が可能になる。

　また、この発明の振動発生装置では、次の構成であることが好ましい。圧電アクチュエータは、平板状の弾性板と、該弾性板の少なくとも対向する一面に配設された圧電素子とを備えた構造からなる。弾性板の圧電素子の配設面が、振動伝達手段の面に直交するように、圧電アクチュエータが配設されており、弾性板が基体と振動伝達手段との間に復元力を発生でき、且つ圧電アクチュエータの変位と回転変位との変位の差を吸収できる連結部材として機能する。

　この構成では、圧電アクチュエータの具体的な構成および配置を示している。この構成により、振動発生手段の小型化且つ薄型化が可能になる。

　また、この発明の振動発生装置の圧電アクチュエータは、弾性板の互いに対向する両面に圧電素子がそれぞれ配設されている、ことが好ましい。

　この構成では、圧電アクチュエータを、バイモルフ構造で形成できる。

　また、この発明の振動発生装置の圧電アクチュエータは、矩形平板状の弾性板を有し、該弾性板の長手方向の一方端が固定部材に固定され、弾性板の他方端が振動伝達手段に固定されている、ことが好ましい。

　この構成では、圧電アクチュエータを筐体（固定部材）と振動伝達手段に接続する具体的な構成を示しており、一方端を固定部材に固定し、他方端を振動伝達手段に固定する、片持ち構造の場合を示している。

　また、この発明の振動発生装置の圧電アクチュエータは、弾性板の長手方向の両端が固定部材に固定され、弾性板の長手方向の略中央が振動伝達手段に固定されている、ことが好ましい。

　この構成では、圧電アクチュエータを筐体（固定部材）と振動伝達手段に接続する具体的な構成を示しており、両端を固定部材に固定し、その中間部を振動伝達手段に固定する、両持ち構造の場合を示している。

　また、この発明は、触覚提示装置に関し、当該触覚提示装置は、上述の振動発生装置を備えるとともに振動伝達手段としてタッチパネルを用いている。

　このような構成とすることで、操作者がタッチパネルを触って操作した場合に、タッチパネルの面に平行な一次元の振動だけでなく、二次元の振動を与えることができる。

　また、この発明の触覚提示装置のタッチパネルの少なくとも一部は透光性を有することが好ましい。この構成では、タッチパネルの具体的な光学特性を示している。

　また、この発明の触覚提示装置では、タッチパネルの主面の形状は矩形平板状である。この構成では、タッチパネルの具体的な形状例を示している。

　この発明によれば、雑音の発生を低減でき、且つ操作者に従来にない複雑な触覚を与えることができる。

本発明の第１の実施形態に係る振動発生装置において、振動伝達手段がタッチパネルである触覚提示装置１０の構成を示す平面図である。 圧電アクチュエータ２０の三面図である。 圧電アクチュエータ２０Ｂ２の設置部の拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の振動制御回路の主要構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の第１の挙動を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の第２の挙動を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の第３の挙動を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る振動発生装置において、振動伝達手段がタッチパネル１００である触覚提示装置１０Ａの構成を示す平面図である。 圧電アクチュエータ２１Ｂ２の設置部の拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｄの概略構成および挙動例を示す平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｅの概略構成および挙動例を示す平面図である。 タッチパネル１００に設定した変位を与えるための概念を示す図である。

　本発明の第１の実施形態に係る振動発生装置の構成について、図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る振動発生装置において、振動伝達手段がタッチパネル１００である触覚提示装置１０の構成を示す平面図である。なお、図１では、触覚提示装置１０の表面側筐体、液晶パネル、バックライトモジュールの主制御回路基板は記載を省略している。また、本発明の「振動伝達手段」となるタッチパネル１００については、外形形状のみを点線で記載している。

　触覚提示装置１０は、平面視した形状が略長方形の背面側筐体１０１を基体として備える。背面側筐体１０１は、平板状の背面板と、該背面板の側辺に沿って形成された側面板とからなる。側面板は、背面板を平面視した際の背面板の外周から背面板の平面に直交する方向へ所定高さで延びる形状で形成されている。この構造により、背面側筐体１０１内には、側面板によって囲まれた所定深さの凹部が形成されている。

　背面側筐体１０１の凹部内における背面側筐体１０１の長手方向（図１の横方向）の一方端には支持板１０２Ａが設置されており、他方端には支持板１０２Ｂが設置されている。支持板１０２Ａ，１０２Ｂは、支持部材である。支持板１０２Ａ，１０２Ｂは、背面側筐体１０１に固定されている。支持板１０２Ａ，１０２Ｂは、背面側筐体１０１の側面板に対して所定の間隔を有するように、固定されている。また、支持板１０２Ａ，１０２Ｂは、背面側筐体１０１の短手方向（図１における縦方向）が自身の長手方向となるように固定されている。そして、支持板１０２Ａ，１０２Ｂは、自身の長手方向においては、背面側筐体１０１の側面板に対して、以下に示す圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２および固定部材３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ｂ１，３０Ｂ２が配設できる程度の間隔を空けて配置されている。この際、当該間隔は、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２による機械的な干渉が発生しないように、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２の振動を阻害せず、且つできる限り狭く設定されている。なお、この発明の振動発生装置では、振動発生手段として周期的な駆動力を発生できれば、圧電原理を利用した圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２だけでなく、電磁力を利用したアクチュエータ、形状記憶素子を利用したアクチュエータ及び人工筋肉型のアクチュエータ等を適宜用いることができる。この発明での周期的な駆動力とは正弦波状の連続的に変化する駆動力に限定されず、パルス状、鋸歯状のように、非連続的に変化する駆動力およびそれらを組み合わせたものを幅広く含むものとする。

　なお、実施形態として、背面側筐体１０１に支持されたアクチュエータがタッチパネル１００の主面の法線方向において複数の回転中心で相対的に回転変位できる連結部材を介してタッチパネル１００に連結されるときには、アクチュエータの変位と、背面側筐体１０１とタッチパネル１００との相対的な回転変位との変位方向および変位量の差を連結部材が吸収する効果がある。連結部材としては、弾性を有する部材であることが好ましい。他の実施形態として、背面側筐体１０１とタッチパネル１００とが上記の連結部材を介して連結されるときには、アクチュエータをタッチパネル１００に固定し、アクチュエータとタッチパネル１００とは相対的に変位せずに、アクチュエータからタッチパネル１００に加速度を与える構成であってよい。この場合、アクチュエータの内部で質量物が振動されることによって慣性力が発生することは否定されず、このときは、振動方向は可変であってもよい。また、連結部材はアクチュエータの構成の一部として含まれてもよい。

　背面側筐体１０１の短手方向において、支持板１０２Ａと側面板との間には、それぞれ、圧電アクチュエータ２０Ａ１および固定部材３０Ａ１の組と、圧電アクチュエータ２０Ａ２および固定部材３０Ａ２の組とが設置されている。この際、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２が支持板１０２Ａ側となり、固定部材３０Ａ１，３０Ａ２が側面板側となるように配置されている。

　背面側筐体１０１の短手方向において、支持板１０２Ｂと側面板との間には、それぞれ、圧電アクチュエータ２０Ｂ１および固定部材３０Ｂ１の組と、圧電アクチュエータ２０Ｂ２および固定部材３０Ｂ２の組とが設置されている。この際、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２が支持板１０２Ｂ側となり、固定部材３０Ｂ１，３０Ｂ２が側面板側となるように配置されている。

　このような構成により、圧電アクチュエータ２０Ａ１および固定部材３０Ａ１の組、圧電アクチュエータ２０Ａ２および固定部材３０Ａ２の組、圧電アクチュエータ２０Ｂ１および固定部材３０Ｂ１の組、圧電アクチュエータ２０Ｂ２および固定部材３０Ｂ２の組が、背面側筐体１０１の四つの角部に配置されている。

　また、固定部材３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ｂ１，３０Ｂ２においては、その上面（背面側筐体１０１の背面板と対向している面とは反対側の面）がタッチパネル１００の裏面の四つの角部にそれぞれ接着されている。これにより、上述の四つの圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２が、タッチパネル１００の四つの角部に配置されている。

　次に、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２の具体的構造について説明する。圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２は、振動発生手段である。圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２は全て同じ構造であるので、以下、代表して説明する場合には、圧電アクチュエータ２０と称する。同様に、固定部材３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ｂ１，３０Ｂ２は全て同じ構造であるので、以下、代表して説明する場合には、固定部材３０と称する。図２は、圧電アクチュエータ２０の三面図である。

　図２に示すように、圧電アクチュエータ２０は、長尺状で平板状の弾性板２００を備える。弾性板２００は、例えば平面形状が矩形形状であって、長さ（長手方向の長さ）を１５ｍｍとし、幅（平板面の長手方向に直交する方向の長さ）を３ｍｍとし、厚みを０．４ｍｍの寸法としている。なお、弾性体２００の寸法は、これに限るものではなく、所望とする振動特性や外形形状の最大寸などに応じて適宜設定すればよい。弾性板２００は、金属、合金、樹脂及び金属を含む複合樹脂を含む材料によって形成されればよく、本実施形態では、４２Ｎｉまたはステンレス鋼により形成されている。弾性板２００の両主面には、圧電素子が配設されている。圧電素子は、圧電体である圧電セラミックス２０１と駆動電極とを有する。なお、図２では、駆動電極は省略されている。圧電素子は、ｄ３１モードで変位し、長手方向に伸縮する。圧電セラミックス２０１は、例えば矩形形状であって、長さ（長手方向の長さ）を１１ｍｍとし、幅（平板面の長手方向に直交する方向の長さ）を３ｍｍとし、厚みを０．２ｍｍの寸法として形成されている。圧電セラミックス２０１は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスによって形成されているが、ニオブ酸カリウムナトリウム等のアルカリニオブ酸系セラミックスにより形成されていてもよい。

　これらの寸法および材料は一例であり、発生させたい振動の駆動力及び振幅や、圧電アクチュエータ２０を設置する位置の形状（支持板と側面板との間隔および背面側筐体１０１の深さ）等により、適宜設定すればよい。

　このような構成を有するため、圧電アクチュエータ２０は、ｄ３１モードで駆動するバイモルフ型圧電アクチュエータである。よって、圧電アクチュエータ２０は、主面（平板面）に直交する方向に向かって湾曲して駆動する圧電アクチュエータである。

　弾性板２００の長手方向（長さ方向）の両端付近で、圧電セラミックス２０１が配設されていない領域には、主面間を貫通する貫通孔２０２，２０３がそれぞれ形成されている。

　次に、具体的な圧電アクチュエータ２０の設置構成について説明する。図３は、圧電アクチュエータ２０Ｂ２の設置部の拡大図である。ここでは、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２を代表して、圧電アクチュエータ２０Ｂ２の設置構造について説明する。

　図３に示すように、圧電アクチュエータ２０Ｂ２は、短手方向（幅方向）が背面側筐体１０１の凹部の深さ方向となるように、言い換えれば、主面が背面側筐体１０１の長手方向に沿い、主面と支持板１０２Ｂの側面とが対向するように、設置されている。

　圧電アクチュエータ２０Ｂ２は、ネジ２２０Ａによって、長手方向の一方端が支持板１０２Ｂに固定されている。具体的には、圧電アクチュエータ２０Ｂ２は、弾性板２００の一方端の貫通孔２０２にネジ２２０Ａを貫通させ、当該ネジ２２０Ａにより支持板１０２Ｂに固定されている。支持板１０２Ｂと圧電アクチュエータ２０Ｂ２の弾性板２００と間には、ワッシャ２２１Ａが配設されている。ワッシャ２２１Ａにより、圧電アクチュエータ２０Ｂ２と支持板１０２Ｂとの間隔が制御されている。例えば、本実施形態では、圧電アクチュエータ２０Ｂ２の支持板１０２Ｂ側の圧電セラミックス２０１の表面と支持板１０２Ｂとの間隔を０．２ｍｍ程度に設定している。

　圧電アクチュエータ２０Ｂ２は、ネジ２２０Ｂによって、長手方向の他方端が固定部材３０Ｂ２に固定されている。具体的には、圧電アクチュエータ２０Ｂ２は、弾性板２００の他方端の貫通孔２０３にネジ２２０Ｂを貫通させ、当該ネジ２２０Ｂにより固定部材３０Ｂ２に固定されている。この際、固定部材３０Ｂ２は、圧電アクチュエータ２０Ｂ２に対して、支持板１０２Ｂと反対側に設置されている。さらに、固定部材３０Ｂ２は、長手方向が圧電アクチュエータ２０Ｂ２の長手方向と一致し、且つ圧電アクチュエータ２０Ｂ２に平行に設置されるように、固定されている。固定部材３０Ｂ２と圧電アクチュエータ２０Ｂ２の弾性板２００と間には、ワッシャ２２１Ｂが配設されている。ワッシャ２２１Ｂにより、圧電アクチュエータ２０Ｂ２と固定部材３０Ｂ２との間隔が制御されている。例えば、本実施形態では、圧電アクチュエータ２０Ｂ２の固定部材３０Ｂ２側の圧電セラミックス２０１の表面と固定部材３０Ｂ２との間隔を０．２ｍｍ程度に設定している。

　なお、ここで、圧電アクチュエータ２０Ｂ２は、支持板１０２Ｂとの固定端が背面側筐体１０１の長手方向の端部から離間し、固定部材３０Ｂ２との固定端が背面側筐体１０１の近接する長手方向の端部に近くなるように、設置されている。他の圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１も同様に、支持板との固定端が固定部材との固定端よりも、背面側筐体１０１の近接する長手方向の端部から離間するように設置されている。この背面側筐体１０１の長手方向に沿った設置構成は逆であってもよいが、当該構成である方が好ましい。

　このような圧電アクチュエータ２０の構成および設置構成とすることで、圧電アクチュエータ２０を駆動すると、圧電アクチュエータ２０における背面側筐体１０１に固定されていない固定部材３０側の端部が背面側筐体１０１の短手方向に振動する。これにより、固定部材３０が当該短手方向に沿って振動し、上述のように固定部材３０が四つの角に固着しているタッチパネル１００を、当該タッチパネル１００の主面に沿った方向に振動させることができる。すなわち、弾性板２００は連結部材である。

　次に、本実施形態の触覚提示装置１０で実現可能な挙動例について説明する。

　上述の触覚提示装置１０の各圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２に対しては、次に示すような回路構成から、駆動信号を印加する。

　図４は、本実施形態に係る触覚提示装置１０の振動制御回路の主要構成を示すブロック図である。

　図４に示すように、触覚提示装置１０の振動制御回路は、駆動制御部ＣＣ１と、駆動信号発生部ＣＣ２とを備える。駆動信号発生部ＣＣ２は、各圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２に接続されている。

　駆動制御部ＣＣ１は、タッチパネル１００の操作を検出し、タッチパネル１００を面内において所定の振動で振動させるための振動制御信号を発生する制御手段である。駆動信号発生部ＣＣ２は、振動制御信号に基づいて、各圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２の圧電セラミックス２０１に与える駆動信号を生成する。圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２には、同じ第１の駆動信号が与えられる。圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２には、同じ第２の駆動信号が与えられる。なお、全ての圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２に同じ駆動信号を与えてもよく、異なる駆動信号を与えてもよい。

　また、第１，第２の駆動信号としては、各圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２が、タッチパネル１００に加速度振動または慣性力を発生させて振動するように制御してもよく、背面側筐体１０１とタッチパネル１００との間に変位を発生させて振動するように制御してもよい。

　この際、各圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２において、弾性板２００の両主面に配設されている圧電素子には、逆位相であって、偶力による回転中心における駆動力の円周方向の成分が互いに反対回転方向となる駆動信号が与えられる。これにより、各圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２が、第１，第２の駆動信号に応じて、タッチパネル１００の短手方向に沿って振動する。この振動が固定部材３０を介してタッチパネル１００に伝達され、タッチパネル１００が面内の所定方向に沿って振動する。

　この第１の駆動信号および第２の駆動信号を適宜組み合わせることで、次の図５、図６、図７に示すような各種の振動を実現することができる。

　（第１の挙動）
　図５は、本実施形態に係る触覚提示装置１０の第１の挙動を説明する図である。図５において、１００ＢＥが定常時の状態（駆動信号無印加状態）を表し、１００ＡＦ_１，１００ＡＲ_１が振動時の状態（駆動信号印加状態）を表す。太矢印９１１Ｈ，９１１Ｗ，９１２Ｈ，９１２Ｗは、圧電アクチュエータ２０の駆動力の力ベクトル（駆動力方向成分）であり、駆動力の大きさおよび向きを示す。図５では、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２に与える第１の駆動信号と、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２に与える第２の駆動信号とが逆位相であり、且つ第１の駆動信号の振幅に対して第２の駆動信号の振幅が大きい場合を示している。

　このように第１，第２の駆動信号を与えると、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２と、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２とは、振動の方向が背面側筐体１０１の短手方向に沿って逆になる。また、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２の振動は、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２の振動よりも小さくなる。

　このため、タッチパネル１００は、平面視して当該タッチパネル１００の面内の圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２側の所定位置に回転中心９００Ａが設定される。これにより、タッチパネル１００の回転中心９００Ａが位置する、タッチパネル１００の圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２側が相対的に小さな振幅で振動し、かつ回転中心９００Ａから小さい半径Ｒ１の距離が離れた位置において、タッチパネル１００の圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２側が円弧状９０１Ａ，９０１ＡＲの相対的に大きな振幅で振動する。すなわち、タッチパネル１００は、図５に示す定常時の状態１００ＢＥを中間位置として、図５（Ａ）に示す状態１００ＡＦ_１と、図５（Ｂ）に示す状態１００ＡＲ_１とを交互に繰り返すように、円弧状で振動する。これにより、操作者がタッチパネル１００の長手方向の両端付近を触った時、操作者は、タッチパネル１００の圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２側の部分では大きな振動を、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２側の部分では小さな振動を感じる。この結果、タッチパネル１００の面内の位置によって異なる触覚を、操作者に与えることができる。

　（第２の挙動）
　図６は、本実施形態に係る触覚提示装置１０の第２の挙動を説明する図である。図６において、１００ＢＥが定常時の状態（駆動信号無印加状態）を表し、１００ＡＦ_２，１００ＡＲ_２が振動時の状態（駆動信号印加状態）を表す。太矢印９１３Ｈ，９１３Ｗ，９１４Ｈ，９１４Ｗは、圧電アクチュエータの駆動力の力ベクトル（駆動力方向成分）であり、駆動力の大きさおよび向きを示す。図６では、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２に与える第１の駆動信号と、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２に与える第２の駆動信号とが同位相であり、偶力による回転中心における駆動力の円周方向の成分が互いに同じ回転方向であり、且つ第１の駆動信号の振幅に対して第２の駆動信号の振幅が小さい場合を示している。

　このように第１，第２の駆動信号を与えると、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２と、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２とは、振動の方向が背面側筐体１０１の短手方向に沿って同じになる。また、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２の振動は、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２の振動よりも大きくなる。

　このため、タッチパネル１００は、平面視して当該タッチパネル１００の面外の圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２側の所定位置に回転中心９００Ｂが設定される。これにより、タッチパネル１００の面外の回転中心９００Ｂから小さな半径Ｒ２’の距離が離れた位置において、タッチパネル１００の圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２側が円弧状９０２Ｂ’，９０２ＢＲ’の相対的に小さな振幅で振動し、かつ面外の回転中心９００Ｂから比較的大きな半径Ｒ２の距離が離れた位置において、タッチパネル１００の圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２側が円弧状９０２Ｂ，９０２ＢＲの相対的に大きな振幅で振動する。すなわち、タッチパネル１００は、図６に示す定常時の状態１００ＢＥを中間位置として、図６（Ａ）に示す状態１００ＡＦ_２と、図６（Ｂ）に示す状態１００ＡＲ_２とを交互に繰り返すように、円弧状で振動する。これにより、操作者がタッチパネル１００の長手方向の両端付近を触った時、操作者は、タッチパネル１００の圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２側の部分では大きな振動を、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２側の部分では小さな振動を感じる。この結果、タッチパネル１００の面内の位置によって異なる触覚を、操作者に与えることができる。

　（第３の挙動）
　図７は、本実施形態に係る触覚提示装置１０の第３の挙動を説明する図である。図７において、１００ＢＥが定常時の状態（駆動信号無印加状態）を表し、１００ＡＦ_３，１００ＡＲ_３が振動時の状態（駆動信号印加状態）を表す。太矢印９１５Ｈ，９１６Ｈは、圧電アクチュエータ２０の駆動力ベクトル（駆動力方向成分）であり、駆動力の大きさおよび向きを示す。図７では、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２に与える第１の駆動信号と、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２に与える第２の駆動信号とが同じ位相であり、第１の駆動信号と第２の駆動信号との振幅を同じ大きさとした場合を示している。

　このように第１，第２の駆動信号を与えると、圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２と、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２とは、振動の方向および振動の振幅の大きさが背面側筐体１０１の短手方向に沿って同じになる。

　このため、タッチパネル１００は、平面視して当該タッチパネル１００の短手方向に沿って直線状９０３Ｃ，９０３ＣＲで振動する。すなわち、タッチパネル１００は、図７に示す定常時の状態１００ＢＥを中間位置として、図７（Ａ）に示す状態１００ＡＦ_３と、図７（Ｂ）に示す状態１００ＡＲ_３とを交互に繰り返すように直線状で振動する。これにより、操作者がタッチパネル１００の長手方向の両端付近を触った時、操作者は、タッチパネル１００の圧電アクチュエータ２０Ａ１，２０Ａ２側の部分と、圧電アクチュエータ２０Ｂ１，２０Ｂ２側の部分とで、同じような振動を感じる。この結果、実施例の構成を変更することなく、従来技術のようにタッチパネル１００の面に均一な触覚を、操作者に与えることができる。

　このように本実施形態の構成を用いることで、簡略な構成によって、タッチパネル１００の主面の全面で均一な振動と主面の位置によって異なる振動をタッチパネル１００に与えることができ、操作者に複雑な触覚を与えることができる。

　また、タッチパネル１００の振動方向が、当該タッチパネル１００の主面に平行な方向であるので、タッチパネル１００がタッチパネル１００の主面の法線方向に振動して、タッチパネル１００の主面から比較的大きな雑音が発生することは無い。そのため、タッチパネル１００の主面の法線方向に振動することで発生する雑音を操作者へ聞かせてしまうことがない。さらに、薄く小型で構造が簡素なアクチュエータを用いて駆動力を発生させ、基体と振動伝達手段との間に復元力を発生させることで振動が容易に発生でき、振動機構を小型化、簡素化でき、触覚提示装置１０を小型で且つ簡素な構成で実現することができる。

　なお、図５、図６、図７に示す挙動は一例であり、第１の駆動信号と第２の駆動信号の波形、位相および振幅を制御することで、さらに多彩で複雑にタッチパネル１００を振動させることができる。これにより、より多彩で複雑な触覚を操作者に与えることができる。

　次に、本発明の第２の実施形態に係る触覚提示装置について、図を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る振動発生装置において、振動伝達手段がタッチパネル１００である触覚提示装置１０Ａの構成を示す平面図である。触覚提示装置１０Ａは、圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２を備えている。圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２は全て同じ構造であるので、以下、代表して説明する場合には、圧電アクチュエータ２１と称する。図９は、圧電アクチュエータ２１Ｂ２の設置部の拡大図である。

　上述の第１の実施形態の触覚提示装置１０では、圧電アクチュエータ２０の長手方向の一方端を支持板１０２Ａまたは支持板１０２Ｂを介して背面側筐体１０１に固定し、他方端を固定部材３０を介してタッチパネル１００に固定した片持ち機構の例を示したが、本実施形態の触覚提示装置１０Ａでは、両持ち機構の例を示す。なお、背面側筐体１０１の形状は同じであるので、説明は省略する。

　背面側筐体１０１の長手方向の一方端付近には、圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２が設置されている。圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２は、背面側筐体１０１の長手方向に沿った対向する二つの側面板に設置されている。

　背面側筐体１０１の長手方向の他方端付近には、圧電アクチュエータ２１Ｂ１，２１Ｂ２が設置されている。圧電アクチュエータ２１Ｂ１，２１Ｂ２は、背面側筐体１０１の長手方向に沿った対向する二つの側面板に設置されている。

　言い換えれば、圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ｂ１は、背面側筐体１０１の長手方向に沿った第１の側面板（図８における図面の上側に記載された側面板）における、長手方向の両端にそれぞれ設置されている。同様に、圧電アクチュエータ２１Ａ２，２１Ｂ２は、背面側筐体１０１の長手方向に沿った第２の側面板（図８における図面の下側に記載された側面板）における、長手方向の両端にそれぞれ設置されている。

　圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２は、具体的に図９に示すように、設置される。なお、圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２の構成および設置構成は同じであるので、図９では、圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２を代表して、圧電アクチュエータ２１Ｂ２について説明する。

　図９に示すように、圧電アクチュエータ２１Ｂ２は、長尺状で平板状の弾性板２１０を備える。弾性板２１０は、金属、合金、樹脂及び金属を含む複合樹脂を含む材料によって形成されればよく、本実施形態では、４２Ｎｉまたはステンレス鋼により形成されている。

　弾性板２１０は、例えば平面形状が矩形形状であって、長さ（長手方向の長さ）を３５ｍｍとし、幅（平板面の長手方向に直交する方向の長さ）を３ｍｍとし、厚みを０．４ｍｍの寸法としている。弾性板２００の両主面には、圧電素子が配設されている。圧電素子は、圧電体である圧電セラミックス２１１と駆動電極とを有する。なお、図９では、駆動電極は省略されている。圧電素子は、ｄ３１モードで変位し、長手方向に伸縮する。圧電セラミックス２１１は、例えば矩形形状であって、長さ（長手方向の長さ）を３０ｍｍとし、幅（平板面の長手方向に直交する方向の長さ）を３ｍｍとし、厚みを０．２ｍｍの寸法として形成されている。圧電セラミックス２１１は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスによって形成されているが、ニオブ酸カリウムナトリウム等のアルカリニオブ酸系セラミックスにより形成されていてもよい。これらの寸法および材料は一例であり、発生させたい振動の駆動力および振幅や、圧電アクチュエータ２１Ｂ２を設置する位置の形状（背面側筐体１０１の側面板とタッチパネル１００の端面との間隔および背面側筐体１０１の凹部の深さ）等により、適宜設定すればよい。

　このような構成を有するため、圧電アクチュエータ２１Ｂ２は、ｄ３１モードで駆動するバイモルフ型圧電アクチュエータである。よって、圧電アクチュエータ２１Ｂ２は、主面（平板面）に直交する方向に向かって湾曲して駆動する圧電アクチュエータである。

　図９に示すように、圧電アクチュエータ２１Ｂ２は、短手方向（幅方向）が背面側筐体１０１の凹部の深さ方向となるように、言い換えれば、主面が背面側筐体１０１の長手方向に沿い、主面と第２の側面板とが対向するように、設置されている。

　圧電アクチュエータ２１Ｂ２は、弾性板２１０の長手方向（長さ方向）の両端付近の圧電セラミックス２１１が配設されていない領域に設けられた弾性部材４１により、背面側筐体１０１の第２の側面板に固定されている。弾性部材４１の厚みを適宜選択することで、圧電アクチュエータ２１Ｂ２の圧電セラミックス２１１における第２の側面板側の表面と、第２の側面板の表面との間隔を制御している。例えば、本実施形態では、当該間隔を０．２ｍｍ程度に設定している。

　圧電アクチュエータ２１Ｂ２は、弾性板２１０の長手方向（長さ方向）の中央部に設けられた弾性部材４０により、タッチパネル１００の側面に固定されている。弾性部材４０の厚みを適宜選択することで、圧電アクチュエータ２１Ｂ２の圧電セラミックス２１１におけるタッチパネル１００側の表面と、タッチパネル１００の側面との間隔を制御している。例えば、本実施形態では、当該間隔を０．６ｍｍ程度に設定している。

　他の圧電アクチュエータ２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１も同様の構造で固定されている。

　このような圧電アクチュエータ２１の構成および設置構成とすることで、圧電アクチュエータ２１を駆動すると、圧電アクチュエータ２１における背面側筐体１０１に固定されていない長手方向の中央部が背面側筐体１０１の短手方向に振動する。当該振動はタッチパネル１００の四つの角に伝達され、上述の第１の実施形態と同様に、タッチパネル１００を主面に沿った方向に振動させることができる。

　なお、上述の各実施形態では、タッチパネル１００の四つの角に対応する位置に、それぞれアクチュエータを設置する例を示したが、長手方向に沿って少なくとも一対のアクチュエータを備えれば、同様の駆動力を発生することができる。この際、アクチュエータを設置しない箇所には、弾性体等を設置するとよい。

　また、上述の各実施形態では、タッチパネル１００の四つの角に対応する位置に、それぞれアクチュエータを設置する例を示したが、複数のアクチュエータで与える駆動力の方向が一直線上にならないように、アクチュエータを設置すれば、上述のような作用効果を得ることができる。

　図１０は、本発明の第３の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｄの概略構成および挙動例を示す平面図である。触覚提示装置１０Ｄは、圧電アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂを備えている。触覚提示装置１０Ｄは、第１，第２の実施形態と同様に、タッチパネル１００と、背面側筐体１０１とを有する。図１０（Ａ）はタッチパネル１００の面内に回転中心９００Ｄが設定される場合を示し、図１０（Ｂ）はタッチパネル１００の面外に回転中心９００Ｄ’が設定される場合を示す。図１０において、１００ＢＥが定常時の状態（駆動信号無印加状態）を表し、１００ＡＦ_４，１００ＡＦ_４’が振動時の状態（駆動信号印加状態）を表す。太矢印９１７Ｈ，９１７Ｗ，９１８Ｈ，９１８Ｗは、圧電アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂの駆動力の力ベクトル（駆動力方向成分）であり、駆動力の大きさおよび向きを示す。図１１は、本発明の第４の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｅの概略構成および挙動例を示す平面図である。触覚提示装置１０Ｅは、圧電アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂを備えている。触覚提示装置１０Ｅは、第１，第２の実施形態と同様に、タッチパネル１００と、背面側筐体１０１とを有する。図１１（Ａ）はタッチパネル１００の面内に回転中心９００Ｅが設定される場合を示し、図１１（Ｂ）はタッチパネル１００の面外に回転中心９００Ｅ’が設定される場合を示す。図１１において、１００ＢＥが定常時の状態（駆動信号無印加状態）を表し、１００ＡＦ_５，１００ＡＦ_５’が振動時の状態（駆動信号印加状態）を表す。太矢印９１９Ｈ，９１９Ｗ，９２０Ｈ，９２０Ｗは、圧電アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの駆動力の力ベクトル（駆動力方向成分）であり、駆動力の大きさおよび向きを示す。

　図１０に示す触覚提示装置１０Ｄにおいては、圧電アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂが、背面側筐体１０１およびタッチパネル１００の長手方向の両端にそれぞれ設置されている。圧電アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂは、背面側筐体１０１およびタッチパネル１００の短手方向の略中央に設置されている。

　圧電アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂは、当該短手方向に沿って振動するように形成されている。このような圧電アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂに対して、駆動信号の振幅および位相を制御すれば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、回転中心９００Ｄ，９００Ｄ’がタッチパネル１００の面内・面外に係わらず、所定位置に設定され、当該回転中心位置に応じた半径Ｒ４もしくは半径Ｒ４’，Ｒ４”の距離が離れた位置において、円弧状９０１Ｄ，９０１Ｄ’，９０１Ｄ”の振動を、タッチパネル１００に与えることができる。すなわち、タッチパネル１００は、図１０に示す定常時の状態１００ＢＥを中間位置として、状態１００ＡＦ_４と、状態１００ＡＦ_４’とを交互に繰り返すように、円弧状で振動する。

　図１１に示す触覚提示装置１０Ｅにおいては、圧電アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂが、背面側筐体１０１およびタッチパネル１００の長手方向の両端にそれぞれ設置されている。圧電アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂは、背面側筐体１０１およびタッチパネル１００の短手方向の略中央に設置している。この際、圧電アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂは、図１１に示すように、それぞれがタッチパネル１００に振動を与える作用点の位置が、振動を与えていない定常時の状態１００ＢＥのタッチパネル１００の長手方向に沿った一直線上に乗らないように、配置されている。

　圧電アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂは、当該長手方向に沿って振動するように形成されている。このような圧電アクチュエータ２３Ａ，２２Ｂに対して、駆動信号の振幅および位相を制御すれば、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、回転中心９００Ｅ，９００Ｅ’がタッチパネル１００の面内・面外に係わらず、所定位置に設定され、当該回転中心位置に応じた半径Ｒ５，Ｒ６もしくは半径Ｒ５’，Ｒ６’の距離が離れた位置において、円弧状９０１Ｅ，９０１Ｆ、もしくは円弧状９０１Ｅ’，９０１Ｆ’の振動を、タッチパネル１００に与えることができる。すなわち、タッチパネル１００は、図１１に示す定常時の状態１００ＢＥを中間位置として、状態１００ＡＦ_５と、状態１００ＡＦ_５’とを交互に繰り返すように、円弧状で振動する。この際、図１１の構成を用いれば、タッチパネル１００および筐体１０１の短手方向に沿って、回転中心を設定することができる。すなわち、タッチパネル１００および筐体１０１の短手方向の両端より外側の位置にも、回転中心を設定することができる。

　また、上述の各実施形態では、矩形状のタッチパネル１００を振動させる例を示したが、各アクチュエータの設置位置を上述のいずれかの関係にすれば、タッチパネル１００の主面の形状は矩形状でなくてもよい。例えば、多角形、円形を含む楕円形、あるいはそれらの組合せであってもよい。

　また、上述の各実施形態では、バイモルフ型の圧電アクチュエータを用いる例を説明したが、ユニモルフ型の圧電アクチュエータを用いてもよい。

　また、上述の各実施形態では、圧電アクチュエータをｄ３１モードで駆動させ、当該圧電アクチュエータの主面がタッチパネル１００の主面に直交するように配置し、タッチパネル１００に振動を与える例を示した。しかしながら、圧電アクチュエータをｄ３３モードで駆動させ、当該圧電アクチュエータの主面がタッチパネル１００の主面に平行になるように配置して、タッチパネル１００の主面に平行な振動を与えるようにしてもよい。

　また、上述の各実施形態では、タッチパネル１００について外形形状のみを概略的に示していたが、タッチパネル１００は、少なくとも主面の一部に透光性を有するもの、あるいは主面の略全面に透光性を有するものがよい。この際、タッチパネル１００の背面側筐体１０１側の主面に対向するように主面を備える表示パネルを配置する。さらに、タッチパネル１００と表示パネルとを一体形成してもよい。この場合は、表示パネルの画像がタッチパネル１００を透過して表示され、かつタッチパネル１００上で異なる触感（力覚）を得られる構成により、表示パネルに表示される画像または動画の状態や変化する位置に応じて、タッチパネル１００の主面上に異なる触感を与えることが可能になるため、タッチパネル全体が均一に振動するときに比べ、画像または動画の状態や変化に応じたより複雑な触覚を操作者に与えることが可能になる。例えば、操作者は、画像の動きに合わせて視覚と触覚を融合させた臨場感を体感できる効果を有する。また、タッチパネル１００の主面の一部に非透光性を有さない領域を設けることで、振動発生手段を使用者に見えない位置で設置することができる。なお、駆動制御部ＣＣ１が、表示パネルの表示状態に応じた触覚を与えるように、振動発生手段に与える振動制御信号を演算できることが好ましい。

　また、上述の各実施形態では、タッチパネル１００を例に説明したが、触覚提示装置の表面に設置される平板状の部材であれば、本願発明の振動伝達手段として用いることができる。例えば、保護用のガラス板を用いてもよい。

　また、上述の説明において、一対の圧電アクチュエータに与える駆動信号の振幅を次のように設定することで、当該一対の圧電アクチュエータを結ぶ直線状の所定の二点間でのタッチパネル１００の変位を適宜設定することができる。図１２は、タッチパネル１００に設定した変位を与えるための概念を示す図である。タッチパネル１００を平面視して、第１の圧電アクチュエータがタッチパネル１００に振動を与える第１駆動点をＡＰ１とし、第２の圧電アクチュエータがタッチパネル１００に振動を与える第２駆動点をＡＰ２とする。また、触覚を与える第１操作点（操作者が触る一方の点）をＴＰ１とし、触覚を与える第２操作点（操作者が触る他方の点）をＴＰ２とする。図１２に示すように、第１操作点ＴＰ１および第２操作点ＴＰ２は、第１駆動点ＡＰ１と第２駆動点ＡＰ２とを結ぶ直線上に存在する。第１操作点ＴＰ１は、第１駆動点ＡＰ１に近く、第２駆動点ＡＰ２から遠い。第１操作点ＴＰ１と第１駆動点ＡＰ１との距離をａとする。第２操作点ＴＰ２は、第２駆動点ＡＰ２に近く、第１駆動点ＡＰ１から遠い。第２操作点ＴＰ２と第２駆動点ＡＰ２との距離をｂとする。第１操作点ＴＰ１と第２操作点ＴＰ２との距離をｄとする。

　第１操作点ＴＰ１での変位をＭに設定し、第２操作点ＴＰ２での変位を０に設定する場合、第１駆動点ＡＰ１に発生する振幅は、Ｍ・（ａ＋ｂ）／ｄに設定し、第２駆動点ＡＰ２に発生する振幅は、－Ｍ・ｂ／ｄに設定する。

　より具体的な実現方法としては、第１，第２の圧電アクチュエータに与える駆動信号に対して、第１係数［Ｍ・（ａ＋ｂ）／ｄ］、第２係数［－Ｍ・ｂ／ｄ］をそれぞれ乗じる。第１係数［Ｍ・（ａ＋ｂ）／ｄ］が乗算された駆動信号を第１の圧電アクチュエータに印加する。第２係数［－Ｍ・ｂ／ｄ］が乗算された駆動信号を第２の圧電アクチュエータに印加する。

　このように、圧電アクチュエータに与える駆動信号を制御し、第１駆動点ＡＰ１と第２駆動点ＡＰ２の振幅を適宜設定することで、操作点での変位を所望の変位に設定することができる。これにより、タッチパネル１００上の二点で分離した触覚を提示することができる。

　なお、上述の説明では、単一の駆動信号を第１，第２の圧電アクチュエータに与える例を示したが、二つの圧電アクチュエータへ異なる駆動信号を印加する場合にも、二つの駆動信号の振幅を独立で演算し、これら駆動信号の波形を重ね合わせることによって、上述のような振幅の関係を得るようにすれば、第１操作点ＴＰ１と第２操作点ＴＰ２で異なる触覚を提示することができる。

　また、図１２では、第１，第２操作点ＴＰ１，ＴＰ２が第１，第２駆動点ＡＰ１，ＡＰ２の間にある場合を示したが、第１，第２操作点ＴＰ１，ＴＰ２の一方だけが第１，第２駆動点ＡＰ１，ＡＰ２の間にある場合や、第１，第２駆動点ＡＰ１，ＡＰ２が第１，第２操作点ＴＰ１，ＴＰ２の間にある場合にも上述の制御を適用することができる。

１０，１０Ａ，１０Ｄ，１０Ｅ：触覚提示装置、１０１：背面側筐体、１０２Ａ，１０２Ｂ：支持板、２０，２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２，２１，２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２，２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ：圧電アクチュエータ、３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ｂ１，３０Ｂ２：固定部材、４０，４１：弾性部材、２００，２１０：弾性板、２０１，２１１：圧電セラミックス、２０２，２０３：貫通孔、２２０Ａ，２２０Ｂ：ネジ、２２１Ａ，２２１Ｂ：ワッシャ、ＣＣ１：駆動制御部、ＣＣ２：駆動信号発生部

Claims (16)

1. 　基体と、
   　主面を有し、前記基体に対して可動に支持される振動伝達手段と、
   　前記基体と前記振動伝達手段とを少なくとも前記主面に沿う方向において相対的に変位させる振動発生手段と、を備える振動発生装置において、
   　前記振動発生手段が、前記基体と前記振動伝達手段との間に前記主面の法線方向に回転軸を持つ偶力を発生するように配置されることを特徴とする振動発生装置。
2. 　請求項１に記載の振動発生装置であって、
   　前記振動発生手段は、複数配置され、かつ該複数の振動発生手段の駆動力方向成分が前記主面と沿った方向と互いに平行になるように駆動可能であって、
   　該複数の振動発生手段の少なくとも二つの振動発生手段は、互いに平行な駆動力方向成分を有するように駆動可能であって、
   　該少なくとも二つの振動発生手段は、該互いに平行な変位方向成分に直交する方向において所定の距離で離れており、
   　かつ該少なくとも二つの振動発生手段は、互いに異なる駆動力が発生可能である、振動発生装置。
3. 　請求項１または請求項２に記載の振動発生装置であって、
   　前記基体と前記振動伝達手段とは少なくとも前記主面の法線方向において複数の回転中心で相対的に回転変位できる連結部材によって連結されている、振動発生装置。
4. 　請求項３に記載の振動発生装置であって、
   　前記連結部材は、該互いに平行な変位方向成分に直交する方向に相対的に直動変位可能な構造である、振動発生装置。
5. 　請求項３または請求項４に記載の振動発生装置であって、
   　前記連結部材は弾性手段である、振動発生装置。
6. 　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動発生装置であって、
   　前記振動発生手段の駆動において、前記偶力に応じた駆動力の方向と量を制御する制御手段を備える、振動発生装置。
7. 　請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の振動発生装置であって、
   　前記振動伝達手段は、互いに対向する側辺を有し、
   　前記少なくとも２つの振動発生手段は、前記側辺に該側辺の略中央位置を除く位置へそれぞれ設置され、前記振動伝達手段の面に沿った方向へ振動し、
   　前記振動発生手段の所定位置を前記基体に対して固定する固定部材、を備えた振動発生装置。
8. 　請求項７に記載の振動発生装置であって、
   　前記少なくとも２つの振動発生手段は、前記側辺の略中央位置を除く位置へそれぞれ配置され、前記振動伝達手段の長手方向の両端部に、前記振動伝達手段の短手方向に略平行に振動するように、配置されている、振動発生装置。
9. 　請求項７または請求項８に記載の振動発生装置であって、
   　前記振動発生手段は、圧電アクチュエータである、振動発生装置。
10. 　請求項９に記載の振動発生装置であって、
    　前記圧電アクチュエータは、平板状の弾性板と、該弾性板の少なくとも対向する一面に配設された圧電素子とを備え、
    　前記弾性板の前記圧電素子の配設面が、前記振動伝達手段の面に直交するように、前記圧電アクチュエータが配設されており、前記弾性板が前記連結部材となる、振動発生装置。
11. 　請求項９に記載の振動発生装置であって、
    　前記圧電アクチュエータは、前記弾性板の互いに対向する両面に前記圧電素子がそれぞれ配設されている、振動発生装置。
12. 　請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の振動発生装置であって、
    　前記圧電アクチュエータは、矩形平板状の前記弾性板を有し、該弾性板の長手方向の一方端が前記固定部材に固定され、前記弾性板の他方端が前記振動伝達手段に固定されている、振動発生装置。
13. 　請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の振動発生装置であって、
    　前記圧電アクチュエータは、前記弾性板の長手方向の両端が前記固定部材に固定され、前記弾性板の長手方向の略中央が前記振動伝達手段に固定されている、振動発生装置。
14. 　請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の振動発生装置を備え、
    　前記振動伝達手段はタッチパネルである、触覚提示装置。
15. 　請求項１４に記載の触覚提示装置であって、
    　前記タッチパネルの少なくとも一部は透光性を有する、触覚提示装置。
16. 　請求項１４または請求項１５に記載の触覚提示装置であって、
    　前記タッチパネルの主面の形状は矩形平板状である、触覚提示装置。

Images