(57)【要約】【課題】小型化を実現しつつ、振動が減衰する可能性を低減することができる振動装置、表示システム、移動体用操作装置、および移動体を提供する。【解決手段】振動装置Ｘ1は、第２主面１Ｂを有した振動板１と、振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられており、操作位置を検出するための第１検出電極３１ａを含む第１部位３Ａ、および、第１検出電極３１ａに電気的に接続された検出配線３３を含む第２部位３Ｂを有したフレキシブル基板３と、振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられており、振動板１を振動させる第１振動体２ａと、を備え、第２部位３Ｂは、振動板１の第２主面１Ｂと離間して位置しており、第１振動体２ａは、振動板１の第２主面１Ｂと第２部位３Ｂとの間に位置している。【選択図】図１
2014146270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有した振動板と、
該振動板の前記主面上に設けられており、操作位置を検出するための検出電極を含む第１部位、および、前記検出電極に電気的に接続された検出配線を含む第２部位を有したフレキシブル基板と、
前記振動板の前記主面上に設けられており、前記振動板を振動させる第１振動体と、を備え、
前記第２部位は、前記振動板の前記主面と離間して位置しており、
前記第１振動体は、前記振動板の前記主面と前記第２部位との間に位置している、振動装置。
【請求項２】
主面を有した振動板と、
該振動板の前記主面上に設けられており、操作位置を検出するための検出電極を含む第１部位、および、前記検出電極に電気的に接続された検出配線を含む第２部位を有したフレキシブル基板と、
前記振動板の前記主面上に設けられており、前記振動板を振動させる第１振動体と、を備え、
前記第２部位は、前記振動板の前記主面と離間するように折り曲げられた屈曲部を有しており、
前記屈曲部から前記第１振動体までの長さは、前記屈曲部から前記第２部位の前記第１部位とは遠い側に位置する端部までの長さよりも短い、振動装置。
【請求項３】
前記第１部位と前記振動板とは、接着部材を介して互いに接着されている、請求項１または２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記第２部位は、前記第１振動体とは離間している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項５】
前記第２部位と前記第１振動体とは、平面視して重なっていない、請求項２に記載の振動装置。
【請求項６】
前記屈曲部には、複数の窪み部が設けられており、
前記屈曲部は、複数の前記窪み部の配列方向に沿って折り曲げられている、請求項２に記載の振動装置。
【請求項７】
前記振動板の前記主面上に設けられており、前記第１部位を挟んで前記第１振動体の反対側に位置する第２振動体をさらに備えた、請求項１〜６のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項８】
前記第１振動体から前記第１部位までの長さと、前記第２振動体から前記第１部位までの長さとは、略同じである、請求項７に記載の振動装置。
【請求項９】
前記フレキシブル基板は、信号配線を含む第３部位をさらに有しており、
前記信号配線は、前記第１振動体と電気的に接続されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項１０】
前記第２部位と前記第３部位との間は、少なくとも一部が切欠かれている、請求項９に記載の振動装置。
【請求項１１】
前記第２部位は、導電層を含んでおり、
前記導電層は、前記検出配線と前記第１振動体との間に位置している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項１２】
前記振動板の前記主面上に設けられており、平面視して前記第１部位と前記第１振動体との間に位置する凸部材をさらに備え、
前記振動板の前記主面に対する前記凸部材の高さ位置は、前記振動板の前記主面に対する前記第１振動体の高さ位置よりも高く、
前記第２部位は、前記凸部材と接している、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項１３】
前記振動板と対向して配置された支持板と、
前記振動板と前記支持板との間に位置しており、前記支持板上に前記振動板を支持するための弾性部材と、をさらに備えた、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の振動装置と、
表示装置と、を備え、
前記表示装置は、前記振動装置における操作に応じて画像を表示する、表示システム。
【請求項１５】
請求項１３に記載の振動装置と、
該振動装置の近傍に位置する保持部と、を備えた移動体用操作装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の表示システムを備えた移動体であって、
前記表示システムにおける前記表示装置は、ヘッドアップディスプレイである、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動装置、表示システム、移動体用操作装置、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、使用者が入力操作を行う際に、当該使用者に対して押圧感、なぞり感、肌触り感等の様々な触感を伝達する触覚伝達技術が適用された振動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような振動装置は、操作面および裏面を有した振動板を備えている。振動板の裏面上には、検出電極、検出電極に電気的に接続された検出配線、および振動体が設けられている。検出配線および振動体は、平面視して検出電極の外側に並んで配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の振動装置は、検出配線および振動体が並んで配置されるため、平面視における面積が相対的に大きくなる可能性があった。そこで、振動装置の平面視における面積を相対的に小さくするためには、検出配線上に振動体を設ける必要があった。しかしながら、検出配線上に振動体を設けると、振動板と振動体との間に検出配線が介在するため、当該検出配線によって振動が減衰してしまう可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を実現しつつ、振動が減衰する可能性を低減することができる振動装置、表示システム、移動体用操作装置、および移動体に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の振動装置における一態様は、主面を有した振動板と、該振動板の前記主面上に設けられており、操作位置を検出するための検出電極を含む第１部位、および、前記検出電極に電気的に接続された検出配線を含む第２部位を有したフレキシブル基板と、前記振動板の前記主面上に設けられており、前記振動板を振動させる第１振動体と、を備え、前記第２部位は、前記振動板の前記主面と離間して位置しており、前記第１振動体は、前記振動板の前記主面と前記第２部位との間に位置している。
【０００７】
本発明の表示システムにおける一態様は、本発明に係る振動装置と、表示装置と、を備え、前記表示装置は、前記振動装置における操作に応じて画像を表示する。
【０００８】
本発明の移動体用操作装置における一態様は、本発明に係る振動装置と、該振動装置の近傍に位置する保持部と、を備える。
【０００９】
本発明の移動体における一態様は、本発明に係る表示システムを備えており、前記表示システムにおける前記表示装置は、ヘッドアップディスプレイである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の振動装置、表示システム、移動体用操作装置、および移動体は、小型化を実現しつつ、振動が減衰する可能性を低減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る振動装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る振動装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図１中に示したＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】本実施形態に係る振動装置の他の例を示した図であって、図３と同じ部分を示した図である。
【図５】本実施形態に係る振動装置の動作例を示したフローチャートである。
【図６】変形例１に係る振動装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】変形例１に係る振動装置の概略構成を示す平面図である。
【図８】図７中に示したＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図９】変形例１に係る振動装置の他の例を示した図であって、フレキシブル基板のみを示した平面図である。
【図１０】変形例２に係る振動装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】変形例２に係る振動装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】図１１中に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図１３】変形例３に係る振動装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１４】変形例３に係る振動装置の概略構成を示す平面図である。
【図１５】図１４中に示したＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図１６】変形例４に係る振動装置の概略構成を示す平面図である。
【図１７】図１６中に示したＶ−Ｖ線断面図である。
【図１８】変形例４に係る自動車における内部の概略構成を示した斜視図である。
【図１９】変形例４に係るハンドルおよび表示装置の概略構成を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る振動装置、表示システム、移動体用操作装置、および移動体は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
【００１４】
図１〜図３に示すように、振動装置Ｘ１は、入力操作機能を有している。振動装置Ｘ１は、入力領域Ｅ１および非入力領域Ｅ２を有している。入力領域Ｅ１は、使用者が入力操作を行うことができる領域である。非入力領域Ｅ２は、使用者が入力操作を行うことができない領域である。本実施形態に係る非入力領域Ｅ２は、入力領域Ｅ１を取り囲むように当該入力領域Ｅ１の外側に位置しているが、これに限らない。非入力領域Ｅ２は、例えば、入力領域Ｅ１内に位置していてもよい。
【００１５】
振動装置Ｘ１は、振動板１、振動体２、フレキシブル基板３、および接着部材４を備えている。
【００１６】
振動板１は、使用者に対して振動を伝達する役割を有する。振動板１は、第１主面１Ａおよび第２主面１Ｂを有している。第１主面１Ａは、使用者が入力操作を行う面である。振動装置Ｘ１の使用者は、入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第１主面１Ａに接触あるいは近接することによって、入力操作を行うことができる。第２主面１Ｂは、第１主面１Ａの反対側に位置する。なお、本実施形態では、振動板１は、平面視して略矩形状であるが、これに限らない。振動装置Ｘ１は、平面視して略円形状あるいは略多角形状であってもよい。振動板１としては、ガラス板あるいは樹脂版を採用することができる。
【００１７】
振動体２は、使用者による所定の入力操作が行われた場合に、振動板１を振動させる役割を有する。振動体２は、非入力領域Ｅ２に対応する振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられている。具体的には、振動体２は、第１振動体２ａおよび第２振動体２ｂを有している。第１振動体２ａは、振動板１のうち、図２における紙面左側の短辺に沿って配置されている。第２振動体２ｂは、振動板１のうち、図２における紙面右側の短辺に沿って配置されている。第１振動体２ａおよび第２振動体２ｂは、平面視して略矩形状であるが、これに限らず、平面視して略円形状あるいは略多角形状であってもよい。また、本実施形態では、振動体２は、第１振動体２ａおよび第２振動体２ｂを有するが、これに限らず、第１振動体２ａのみを有していてもよい。
【００１８】
本実施形態では、振動体２は、誘電体層と電極層とが交互に積み重なって設けられた圧電素子である。すなわち、振動板１は、印加された電圧に応じて振動板１の短辺方向（図２にてＹ方向）に伸縮運動を繰り返す振動体２によって、振動板１の厚み方向（図３にてＺ方向）に湾曲振動することになる。なお、詳細は後述するが、振動体２は、使用者が第１主面１Ａから第２主面１Ｂへと振動板１を押圧した場合における、当該押圧の荷重を検出する役割も有する。なお、振動体２としては、例えば、ユニモルフ型の圧電素子あるいはバイモルフ型の圧電素子のいずれかを採用してもよい。また、振動体２は、圧電素子でなくともよい。すなわち、振動体２は、振動板１を介して使用者に振動を伝達可能な物体であればよく、圧電素子の代わりに、電磁式振動体、モータ等を用いてもよい。
【００１９】
また、振動体２は、振動板１に対して直接振動を伝達するものでなくともよい。すなわち、例えば、振動体２として、圧電素子が金属筺体に収容されており、当該金属筺体を介して振動板１を振動させる構成としてもよい。この場合、振動体２は、圧電素子および金属筺体によって構成されることになる。このように、振動体２の構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【００２０】
フレキシブル基板３は、使用者による入力操作を検出する役割を有する。フレキシブル基板３は、振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられている。フレキシブル基板３は、第１部位３Ａおよび第２部位３Ｂを有している。
【００２１】
第１部位３Ａは、入力領域Ｅ１に対応して配置されている。第１部位３Ａは、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２を含んでいる。第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２は、被覆層３４に被覆されており、当該被覆層３４によって互いに電気的に絶縁されている。被覆層３４としては、例えば、樹脂材料からなるフィルム状部材を採用することができる。
【００２２】
第１検出電極パターン３１は、入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第１主面１Ａに接近した使用者の指等との間において静電容量を発生し、振動板１の長辺方向（図２にてＸ方向）の入力位置を検出する役割を有する。第１検出電極パターン３１は、Ｘ方向に並んで複数設けられている。また、第１検出電極パターン３１は、第１検出電極３１ａおよび第１電極間配線３１ｂを有する。
【００２３】
第１検出電極３１ａは、使用者の指等との間において静電容量を発生する役割を有する。第１検出電極３１ａは、Ｙ方向に並んで複数設けられている。第１電極間配線３１ｂは、第１検出電極３１ａ同士を電気的に接続する役割を有する。第１電極間配線３１ｂは、互いに隣り合う第１検出電極３１ａの間に設けられている。
【００２４】
第２検出電極パターン３２は、入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第１主面１Ａに接近した使用者の指等との間において静電容量を発生し、Ｙ方向の入力位置を検出する役割を
有する。第２検出電極パターン３２は、Ｙ方向に並んで複数設けられている。また、第２検出電極パターン３２は、第２検出電極３２ａおよび第２電極間配線３２ｂを有する。
【００２５】
第２検出電極３２ａは、使用者の指等との間において静電容量を発生する役割を有する。第２検出電極３２ａは、Ｘ方向に並んで複数設けられている。第２電極間配線３２ｂは、第２検出電極３２ａ同士を電気的に接続する役割を有する。第２電極間配線３２ｂは、互いに隣り合う第２検出電極３２ａの間に設けられている。
【００２６】
なお、本実施形態では、第１電極間配線３１ｂと第２電極間配線３２ｂとは、平面視して互いに交差している。このため、第１検出電極パターン３１と第２検出電極パターン３２との間に被覆層３４を一層設けることで、第１電極間配線３１ｂと第２電極間配線３２ｂとが電気的に接続されてしまう可能性を低減している。なお、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２は、平面視して互いに交差しないように設けてもよい。第１検出電極パターン３１と第２検出電極パターン３２とが平面視して互いに交差しなければ、第１検出電極パターン３１と第２検出電極パターン３２との間に被覆層３４を設けなくともよい。このため、フレキシブル基板３の薄型化を実現することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、第１検出電極３１ａおよび第２検出電極３２ａは、平面視して略菱形状であるがこれに限らない。第１検出電極３１ａおよび第２検出電極３２ａの平面視における形状は、振動装置Ｘ１の使用態様に応じて適宜変更することができる。
【００２８】
第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Al-Doped Tin Oxide）、酸化錫、酸化亜鉛が挙げられる。また、第１検出電極パターン３１および第
２検出電極パターン３２は、金属薄膜であってもよい。金属薄膜の構成材料としては、例えば、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、クロム膜とアルミニウム膜との積層膜、クロム膜とアルミニウム合金膜との積層膜、銀膜、銀合金膜、あるいは金合金膜が挙げられる。
【００２９】
第２部位３Ｂは、第１部位３Ａの外側に位置している。第２部位３Ｂは、検出配線３３を含んでいる。検出配線３３は、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２のそれぞれに対応して、複数設けられている。複数の検出配線３３の一端は、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２に電気的に接続されている。複数の検出配線３３の他端は、外部導通領域Ｇ１に位置している。複数の検出配線３３の他端は、外部導通領域Ｇ１において、被覆層３４から露出している。このため、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２は、外部導通領域Ｇ１に位置する複数の検出配線３３の他端を介して、図示しない位置検出ドライバに電気的に接続される。
【００３０】
検出配線３３の構成材料としては、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２と同様のものが挙げられる。
【００３１】
ここで、第２部位３Ｂは、振動板１の第２主面１Ｂとは離間して位置している。また、第１振動体２ａは、振動板１の第２主面１Ｂと第２部位３Ｂとの間に位置している。このため、小型化を実現しつつ、振動が減衰する可能性を低減することができる。
【００３２】
具体的には、従来の振動装置では、振動板の第２主面上において、第１検出電極パターン、第２検出電極パターン、および検出配線が直接設けられていた。具体的には、第１検出電極パターンおよび第２検出電極パターンは、入力領域に対応する振動板の第２主面上に直接設けられていた。検出配線は、非入力領域に対応する振動板の第２主面上に直接設けられていた。このような振動装置において、振動板の第２主面上に第１振動体を設ける
場合、第１振動体は、平面視して検出配線を挟んで入力領域の反対側に設ける必要があった。しかしながら、平面視して検出配線を挟んで入力領域の反対側に第１振動体を設けると、非入力領域の面積が相対的に大きくなってしまう。このため、振動装置の平面視における面積が相対的に大きくなってしまう可能性があった。
【００３３】
ここで、非入力領域の面積を相対的に小さくするためには、例えば、検出配線を被覆して絶縁層を設けるとともに、当該絶縁層上に第１振動体を設ける必要があった。しかしながら、このような構成を採用した場合、振動板と第１振動体との間に検出配線および絶縁層が介在することになる。このため、第１振動体による振動が、検出配線および絶縁層によって減衰してしまう可能性があった。
【００３４】
そこで、振動装置Ｘ１では、フレキシブル基板３を備えている。フレキシブル基板３の第１部位３Ａは、入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられている。また、フレキシブル基板３の第２部位３Ｂは、振動板１の第２主面１Ｂとは離間して位置している。第１振動体２ａは、振動板１の第２主面１Ｂと第２部位３Ｂとの間に位置している。このような構成によれば、従来の振動装置に比して第１振動体２ａを入力領域Ｅ１に近づけることができる。このため、非入力領域Ｅ２が占める面積を相対的に小さくすることができる。そのため、振動装置Ｘ１の平面視における面積を相対的に小さくすることができ、小型化を実現することができる。また、このような構成によれば、検出配線３３は、振動板１と第１振動体２ａとの間に介在しない。このため、第１振動体２ａによる振動が減衰してしまう可能性を低減することができる。
【００３５】
また、上述したとおり、振動装置Ｘ１では、従来の振動装置に比して第１振動体２ａを入力領域Ｅ１に近づけることができる。このため、例えば、使用者が入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第１主面１Ａ上に指等を接触させることによって入力操作を行う場合に、当該指等と第１振動体２ａとの離間距離を小さくすることができる。そのため、振動装置Ｘ１では、使用者の指等に対してより強い振動を伝達することができる。
【００３６】
なお、本実施形態のように、第２部位３Ｂは、第１振動体２ａとは離間していることが好ましい。ここで、第２部位３Ｂと第１振動体２ａとが接触している場合、第１振動体２ａによる振動は、振動板１および第２部位３Ｂに伝達されることになる。すなわち、第１振動体２ａによる振動は、第２部位３Ｂによって減衰してしまう可能性がある。本実施形態では、第２部位３Ｂと第１振動体２ａとが離間しているために、第１振動体２ａによる振動が、第２部位３Ｂ伝達される可能性を低減することができる。このため、第１振動体２ａによる振動が減衰してしまう可能性を低減することができる。
【００３７】
また、本実施形態のように、第２振動体２ｂは、第１部位３Ａを挟んで第１振動体２ａの反対側に位置していることが好ましい。ここで、入力領域Ｅ１のうち第１振動体２ａから遠い側に位置する領域は、第１振動体２ａによる振動が使用者の指等に伝達されにくい領域である。そこで、第２振動体２ｂが第１部位３Ａを挟んで第１振動体２ａの反対側に位置していると、第２振動体２ｂと当該領域との離間距離は、第１振動体２ａと当該領域との離間距離よりも小さくなる。このため、当該領域において使用者が入力操作を行った場合には、第２振動体２ｂを振動させることによって、入力領域Ｅ１の全領域に亘ってばらつきの少ない振動を伝達することができる。
【００３８】
また、本実施形態のように、第１振動体２ａから第１部位３Ａまでの長さＬ１と、第２振動体２ｂから第１部位３Ａまでの長さＬ２とは、略同一であることが好ましい。長さＬ１と長さＬ２とが略同一であれば、入力領域Ｅ１に対応する振動板１において、第１振動体２ａから伝達される振動の大きさと、第２振動体２ｂから伝達される振動の大きさとを略同一にすることができる。そのため、入力領域Ｅ１の全領域に亘ってよりばらつきの少
ない振動を伝達することができる。なお、長さＬ１は、例えば、平面視した場合における第１振動体２ａから第１部位３Ａまでの最短距離とすることができる。また、長さＬ２は、例えば、平面視した場合における第２振動体２ｂから第１部位３Ａまでの最短距離とすることができる。また、本明細書において、「略同一」とは、０〜７ｍｍの範囲を指す。
【００３９】
また、本実施形態では、第１部位３Ａは、接着部材４を介して、入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第２主面１Ｂに接着されている。このため、振動板１の第１主面１Ａと第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２との間において、空気層が介在する可能性を低減することができる。そのため、検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２における入力操作位置の検出感度が向上する。なお、接着部材４はなくともよく、第１部位３Ａは、機械的な止め具によって振動板１の第２主面１Ｂ上に保持されていてもよい。接着部材４の構成材料としては、例えば、シリコーン系接着材料、あるいはエポキシ系接着材料が挙げられる。また、接着部材４は、両面テープなどの接着テープ材であってもよい。
【００４０】
ここで、図４を参照しながら、振動装置Ｘ１の他の実施例である振動装置Ｘ１’について説明する。なお、図４は、図３と同じ部位を示している。図４に示すように、振動装置Ｘ１’では、第２部位３Ｂは、シールド層３５を含んでいる。シールド層３５は、検出配線３３と振動体２との間に設けられている。このため、例えば、第１振動体２ａに交流電圧が印加された場合に、第１振動体２ａから検出配線３３に対して電気的ノイズが混入してしまう可能性を低減することができる。なお、図４では、シールド層３５は、被覆層３４から露出しているが、これに限らず、被覆層３４に被覆されていてもよい。また、シールド層３５は、例えば、外部導通領域Ｇ１まで延在するとともに、当該外部導通領域Ｇ１において、グランド電位に接続されてもよい。シールド層３５は、導電層であればよく、当該導電層の材料としては、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２と同様のものが挙げられる。
【００４１】
次に、振動装置Ｘ１の動作例について、図５を参照しながら説明する。
【００４２】
なお、以下では、触覚伝達のうち使用者に対して押圧感を伝達する場合の振動装置Ｘ１の動作例について説明するが、振動装置Ｘ１は、押圧感以外の、例えば、なぞり感、肌触り感等の様々な触覚を伝達する場合にも適用できることは勿論である。
【００４３】
図５に示すように、振動体２は、使用者が振動板１を第１主面１Ａから第２主面１Ｂへと押圧した場合に、当該押圧荷重を検出する（Ｏｐ１）。ここで、振動体２の荷重検出機能について説明する。すなわち、使用者が、振動板１を第１主面２Ａから第２主面１Ｂへと押圧すると、振動板１が第１主面１Ａから第２主面１Ｂへと湾曲する。振動板１が第１主面１Ａから第２主面１Ｂへと湾曲すると、振動体２も同じ方向に湾曲する。つまり、振動板１への押圧荷重に応じて、振動体２の湾曲量が変移する。この結果、振動体２により振動板１への押圧荷重を検出することができる。
【００４４】
そして、図示しない触覚伝達ドライバは、使用者による入力操作が、入力オブジェクトに対する押圧操作である場合に、Ｏｐ１にて検出された押圧荷重が閾値以上であるか否かを判定する（Ｏｐ２）。
【００４５】
そして、触覚伝達ドライバは、Ｏｐ１にて検出された押圧荷重が閾値以上であると判定すれば（Ｏｐ２にてＹＥＳ）、振動体２をＹ方向に伸縮運動させる（Ｏｐ３）。そして、Ｏｐ３にて伸縮運動された振動体２によって、振動板１がＺ方向に湾曲振動する（Ｏｐ４）。これにより、振動板１を第１主面１Ａから第２主面１Ｂへと押圧した使用者に対して、押圧感が伝達される。一方、触覚伝達ドライバは、Ｏｐ１にて検出された押圧荷重が閾
値未満であると判定すれば（Ｏｐ２にてＮＯ）、図５の処理を終了する。なお、本実施形態では、振動体２が伸縮運動することによって、振動板１に振動を伝達する例について説明したが、これに限らない。振動体２は、例えば、縦振動あるいは横振動することによって、振動板１に振動を伝達してもよい。
【００４６】
以上のように、振動装置Ｘ１は、額縁面積が大きくなる可能性を低減しつつ、振動が減衰する可能性を低減することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態は、本発明の実施形態の一具体例を示したものであり、種々の変形が可能である。以下、いくつかの主な変形例を示す。なお、以下に示す各変形例において参照する各図では、図１〜図３に示された構成と同様の機能を有する部材について、同じ参照符号を付記し、その詳細の説明は省略する。
【００４８】
［変形例１］
変形例１では、図６〜図８を参照しながら、振動装置Ｘ２について説明する。
【００４９】
図６〜図８に示すように、振動装置Ｘ２では、振動装置Ｘ１が備えるフレキシブル基板３の代わりに、フレキシブル基板５を備えている。
【００５０】
フレキシブル基板５は、フレキシブル基板３と同様の機能を有する。フレキシブル基板５は、振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられている。フレキシブル基板５は、第１部位５Ａおよび第２部位５Ｂを有している。
【００５１】
第１部位５Ａは、入力領域Ｅ１に対応して配置されている。第１部位５Ａは、第１検出電極パターン５１および第２検出電極パターン５２を含んでいる。なお、第１検出電極パターン５１および第２検出電極パターン５２の構成については、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２と同様である。
【００５２】
第２部位５Ｂは、第１部位５Ａの外側に位置している。第２部位５Ｂは、検出配線５３を含んでいる。なお、検出配線５３の構成については、検出配線３３と同様である。第２部位５Ｂは、振動板１の第２主面１Ｂと離間するように折り曲げられた屈曲部Ａ１を有する。なお、変形例１では、屈曲部Ａ１は、第１部位５Ａと第２部位５Ｂとの境界に位置しているが、これに限らず、平面視して第１部位５Ａと第１振動体２ａとの間に位置していてもよい。
【００５３】
ここで、屈曲部Ａ１から第１振動体２ａまでの長さＬ３は、屈曲部Ａ１から第２部位５Ｂの端部Ａ２まで長さＬ４よりも短い。すなわち、第２部５Ｂは、第１振動体２ａを避けるように折り曲げられている。このため、上記の実施形態と同様に、小型化を実現しつつ、振動が減衰する可能性を低減することができる。
【００５４】
なお、端部Ａ２とは、第１部位５Ａとは遠い側に位置する第２部位５Ｂの端部を指す。すなわち、図８に示すように、第２部位５Ｂは、屈曲部Ａ１を起点として第１振動体２ａを避けるように折り曲げられており、当該第２部位５Ｂの頂点を端部Ａ２と称する。また、長さＬ３は、例えば、屈曲部Ａ１から第１振動体２ａまでの最短距離とすることができる。また、長さＬ４は、第２部位５Ｂにおける屈曲部Ａ１から端部Ａ２までの長さを指す。
【００５５】
また、変形例１のように、第２部位５Ｂと第１振動体２ａとは、平面視して重なっていないことが好ましい。第２部位５Ｂと第１振動体２ａとが平面視して重なっていないと、第１振動体２ａをより入力領域Ｅ１に近づけることができる。このため、例えば、使用者
が入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第１主面１Ａ上に指等を接触させることによって入力操作を行う場合に、当該指等に対してより強い振動を伝達することができる。また、例えば、第１振動体２ａに対して交流電圧を印加した場合に、第２部位５Ｂに含まれる検出配線５３に電気的ノイズが混入してしまう可能性を低減することができる。
【００５６】
ここで、図９を参照しながら、振動装置Ｘ２の他の変形例である振動装置Ｘ２’について説明する。なお、図９は、振動装置Ｘ２’が備えるフレキシブル基板５のみを図示している。また、図９に示されるフレキシブル基板５は、屈曲部Ａ１が形成される以前の状態を示している。振動装置Ｘ２’におけるフレキシブル基板５には、被覆層５４の一部が貫通するように、複数の窪み部５４ａが設けられている。複数の窪み部５４ａは、一列状に配列されている。屈曲部Ａ１は、当該複数の窪み部５４ａを結んだ線Ｂ１に沿って第２部位５Ｂが折り曲げられることによって形成される。このように、振動装置Ｘ２’では、複数の窪み部５４ａをガイドとして、屈曲部Ａ１を形成できることから、当該屈曲部Ａ１の形成が容易になる。
【００５７】
なお、振動装置Ｘ２’では、複数の窪み部５４ａは、被覆層５４の一部を貫通して設けられているが、これに限らず、被覆層５４の一部を凹ませるように設けられていてもよい。
【００５８】
［変形例２］
変形例２では、図１０〜図１２を参照しながら、振動装置Ｘ３について説明する。
【００５９】
図１０〜図１２に示すように、振動装置Ｘ３では、凸部材６をさらに備えている。
【００６０】
凸部材６は、非入力領域Ｅ２に対応する振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられている。凸部材６は、平面視して第１部位３Ａと第１振動体２ａとの間に位置している。
【００６１】
ここで、振動板１の第２主面１Ｂに対する凸部材６の高さ位置Ｈ１は、振動板１の第２主面１Ｂに対する第１振動体２ａの高さ位置Ｈ２よりも高い。また、第２部位３Ｂに含まれる被覆層３４は、凸部材６と接している。このため、第２部位３Ｂが第１振動体２ａに接触する可能性を低減することができる。そのため、第１振動体２ａにおける振動が、第２部位３Ｂによって抑制されてしまう可能性を低減することができる。
【００６２】
なお、変形例２のように、凸部材６のうち、第２部位３Ｂに含まれる被覆層３４と接する面は、曲面であることが好ましい。当該面が曲面であると、凸部材６との接触による応力が第２部位３Ｂの一部に集中することにより、第２部位３Ｂが傷ついてしまう可能性を低減することができる。
【００６３】
［変形例３］
変形例３では、図１３〜図１５を参照しながら、振動装置Ｘ４について説明する。
【００６４】
図１３〜図１５に示すように、振動装置Ｘ４では、振動装置Ｘ１が備えるフレキシブル基板３の代わりに、フレキシブル基板７を備えている。また、振動装置Ｘ４では、導電性接続部材Ｔ１をさらに備えている。
【００６５】
フレキシブル基板７は、フレキシブル基板３と同様の機能を有する。フレキシブル基板７は、振動板１の第２主面１Ｂ上に設けられている。フレキシブル基板７は、第１部位７Ａ、第２部位７Ｂ、および第３部位７Ｃを有している。
【００６６】
第１部位７Ａは、入力領域Ｅ１に対応して配置されている。第１部位７Ａは、第１検出
電極パターン７１および第２検出電極パターン７２を含んでいる。なお、第１検出電極パターン７１および第２検出電極パターン７２の構成については、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２と同様である。
【００６７】
第２部位７Ｂは、第１部位７Ａの外側に位置している。第２部位７Ｂは、振動板１の第２主面１Ｂとは離間して位置している。なお、第１振動体２ａは、振動板１の第２主面１Ｂと第２部位７Ｂとの間に位置している。第２部位７Ｂは、検出配線７３を含んでいる。なお、検出配線７３の構成については、検出配線３３と同様である。
【００６８】
第３部位７Ｃは、信号配線７４を含んでいる。変形例３では、第３部位７Ｃは、２つ存在する。信号配線７４の一端は、導電性接続部材Ｔ１を介して第１振動体２ａおよび第２振動体２ｂに電気的に接続されている。信号配線７４の他端は、外部導通領域Ｇ１に位置している。このため、振動装置Ｘ４では、第１振動体２ａおよび第２振動体２ｂと外部に位置する触覚伝達ドライバとの導通を図るための信号配線７４を、フレキシブル基板７に含めることができる。信号配線７４の構成材料としては、第１検出電極パターン３１および第２検出電極パターン３２と同様のものが挙げられる。
【００６９】
なお、変形例３のように、第２部位７Ｂと第３部位７Ｃとの間は、少なくとも一部が切欠かれていることが好ましい。変形例３では、被覆層７５に設けられた第１切欠部７５ａによって、第２部位７Ｂと第１振動体２ａ側に位置する第３部位７Ｃとが部分的に離間している。このため、第２部位７Ｂによって第１振動体２ａによる振動が抑制される可能性を低減することができる。また、被覆層７５に設けられた第２切欠部７５ｂによって、第２部位７Ｂと第２振動体２ｂ側に位置する第２切欠部７５ｂとが部分的に離間している。このため、第２部位７Ｂによって第２振動体２ｂによる振動が抑制される可能性を低減することができる。
【００７０】
［変形例４］
変形例４では、図１６および図１７を参照しながら、振動装置Ｘ５について説明する。
【００７１】
図１６および図１７に示すように、振動装置Ｘ５では、支持板８および弾性部材９をさらに備えている。
【００７２】
支持板８は、振動板１を支持する役割を有する。支持板８は、振動板１の第２主面１Ｂに対向して配置されている。また、弾性部材９は、平面視して振動板１の４つの角部に対応して４つ配置されている。弾性部材９は、振動板１と支持板８との間に位置している。支持板８は、弾性部材９を介して局所的に振動板１を支持することで、振動板１の第１主面１Ａ上において入力操作を行う使用者に対して、より強い触覚を伝達することができる。なお、弾性部材９の個数および配置位置については、振動装置Ｘ５の使用態様に応じて、適宜変更することができる。
【００７３】
次に、図１８および図１９を参照しながら、自動車Ｚ１について説明する。
【００７４】
自動車Ｚ１は、例えば、大型自動車、中型自動車、普通自動車、大型特殊自動車、小型特殊自動車、大型自動二輪車、あるいは普通自動二輪車等の移動体である。なお、本発明に係る移動体は、例えば、使用者の前方に配置されたスクリーンを視認しつつ、移動操作を疑似的に体験することができる仮想移動体であってもよい。
【００７５】
自動車Ｚ１は、ハンドルＹ１、表示装置２００、およびフロントガラス３００を備えている。
【００７６】
ハンドルＹ１は、使用者による回転操作に応じて、自動車Ｚ１の進行方向を決定する移動体用操作装置である。ハンドルＹ１は、保持部１００および振動装置Ｘ５を有している。保持部１００は、使用者が保持する部位である。すなわち、自動車Ｚ１の使用者は、保持部１００を保持しながらハンドルＹ１を回転操作することで、自動車Ｚ１の進行方向を決定することができる。振動装置Ｘ５は、入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第１主面１Ａが露出するように、ハンドルＹ１に組み込まれている。ここで、振動装置Ｘ５は、保持部１００の近傍に位置している。このため、自動車Ｚ１の使用者は、ハンドルＹ１における保持部１００を保持しつつ、振動装置Ｘ５によって各種の入力操作あるいは押圧操作を行うことができる。
【００７７】
表示装置２００は、画像を表示する役割を有する。表示装置２００は、表示領域Ｅ３を備えている。表示領域Ｅ３には、機能アイコン２０１および指示アイコン２０２が表示されている。
【００７８】
機能アイコン２０１は、自動車Ｚ１に搭載された各種の機能を示したアイコンである。表示装置２００では、表示領域Ｅ３において「Ａ」〜「Ｉ」の９つの機能アイコン２０１が表示されている。機能アイコン２０１としては、例えば、車内温度調整アイコン、スピーカ音量調整アイコン、ナビゲーションシステム入力アイコン、あるいは方向指示器点灯アイコン等が挙げられる。
【００７９】
指示アイコン２０２は、機能アイコン２０１を選択するためのアイコンである。表示領域Ｅ３における機能アイコン２０１の表示位置は、入力領域Ｅ１における入力操作によって決定される。
【００８０】
ここで、表示装置２００および振動装置Ｘ５の動作例について説明する。なお、表示装置２００および振動装置Ｘ５は、本発明に係る表示システムの一実施形態である。
【００８１】
まず、表示装置２００および振動装置Ｘ５の使用者は、入力領域Ｅ１に対応する振動板１の第１主面１Ａ上おいて入力操作を行うことで、表示領域Ｅ３における指示アイコン２０２を移動させる。次に、当該指示アイコン２０２によって、所望の機能を発揮させるための機能アイコン２０１を選択する。図１９では、指示アイコン２０２は、機能アイコン２０１として「Ｇ」のアイコンを選択している。次に、機能アイコン２０１を選択した状態で、振動板１の第１主面１Ａを押圧する。この際、触覚伝達ドライバは、振動板１の第１主面１Ａに対する押圧荷重が閾値以上であると判定すれば、振動体２を振動させるとともに、選択された機能アイコン２０１の機能を発揮させる信号を送信する。これにより、表示装置２００および振動装置Ｘ５の使用者は、自動車Ｚ１に搭載された所望の機能を発揮させるとともに、当該機能が発揮されたことを触覚によって認識することができる。
【００８２】
なお、変形例４のように、表示装置２００は、ヘッドアップディスプレイであることが好ましい。具体的には、表示装置２００は、自動車Ｚ１の使用者がフロントガラス３００を介して自動車Ｚ１の外側を視認する際に、当該使用者における視野内に位置することが好ましい。表示装置２００がヘッドアップディスプレイであると、自動車Ｚ１の使用者は、ロントガラス３００を介して自動車Ｚ１の外側を視認すると同時に、表示装置２００に表示された機能アイコン２０１および支持アイコン２０２を視認することができる。このため、使用者が表示装置２００を視認しながら振動装置Ｘ５を操作する際に、自動車Ｚ１の外側における状況を確認することができる。そのため、安全性を向上することができる。
【００８３】
［変形例５］
なお、本明細書は、上記の実施形態、および変形例１〜４について個別具体的に説明し
たが、これに限らず、上記の実施形態、および変形例１〜４に個別に記載された事項を適宜組み合わせた例についても記載されているものである。すなわち、本発明に係る振動装置は、振動装置Ｘ１〜Ｘ５に限定されるものではなく、上記の実施形態、および変形例１〜４に個別に記載された事項を適宜組み合わせた振動装置も含む。また、変形例４では、振動装置Ｘ５を備えたハンドルＹ１について説明したが、本発明に係る移動体用操作装置は、これに限定されない。本発明に係る移動体用操作装置は、振動装置Ｘ５に代えて、振動装置Ｘ１〜Ｘ４を備えていてもよい。また、変形例４では、振動装置Ｘ５および表示装置２００によって表示システムが構成される旨説明したが、本発明に係る表示システムは、これに限定されない。本発明に係る表示システムは、振動装置Ｘ５に代えて、振動装置Ｘ１〜Ｘ４を備えていてもよい。また、変形例４では、振動装置Ｘ５を備えた自動車Ｚ１について説明したが、本発明に係る移動体は、これに限定されない。本発明に係る移動体は、振動装置Ｘ５に代えて、振動装置Ｘ１〜Ｘ４を備えていてもよい。
【００８４】
［変形例６］
また、上記の実施の形態、および変形例１〜５では、振動装置を触覚伝達技術に適用した例について説明したが、これに限らない。本発明は、触覚伝達技術以外にも、例えば、基体を湾曲振動させて音声を出力するスピーカ技術、あるいは、骨や軟骨を介して音声を伝達することができる骨伝導技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
Ｘ１〜Ｘ５  振動装置
Ｙ１  ハンドル（移動体用操作装置）
Ｚ１  自動車（移動体）
Ａ１  屈曲部
Ａ２  端部
１  振動板
１Ｂ  第２主面（振動板の主面）
２  振動体
２ａ  第１振動体
２ｂ  第２振動体
３，５，７  フレキシブル基板
３１，５１，７１  第１検出電極パターン
３２，５２，７２  第２検出電極パターン
３３，５３，７３  検出配線
７４  信号配線
３４，５４，７５  被覆層
７５ａ  第１切欠部
７５ｂ  第２切欠部
５４ａ  窪み部
３Ａ，５Ａ，７Ａ  第１部位
３Ｂ，５Ｂ，７Ｂ  第２部位
７Ｃ  第３部位
３１ａ，５１ａ，７１ａ  第１検出電極
３２ａ，５２ａ，７２ａ  第２検出電極
３５  シールド層（導電層）
４  接着部材
６  凸部材
８  支持板
９  弾性部材
１００  保持部
２００  表示装置
【図１】
2014146270.tif 000003
【図５】
2014146270.tif 000004
【図６】
2014146270.tif 000005
【図１０】
2014146270.tif 000006
【図１３】
2014146270.tif 000007
【図１６】
2014146270.tif 000008
【図１８】
2014146270.tif 000009
【図１９】
2014146270.tif 000010
【図２】
2014146270.tif 000011
【図３】
2014146270.tif 000012
【図４】
2014146270.tif 000013
【図７】
2014146270.tif 000014
【図８】
2014146270.tif 000015
【図９】
2014146270.tif 000016
【図１１】
2014146270.tif 000017
【図１２】
2014146270.tif 000018
【図１４】
2014146270.tif 000019
【図１５】
2014146270.tif 000020
【図１７】
2014146270.tif 000021