(57)【要約】  振動装置（２０）は、振動板（２１）と、第１の面方向に並ぶ複数の箇所で振動板（２１）に連結され、伸縮することにより振動板（２１）を振動させる圧電フィルム（２２）と、取付面Ａと対向するように振動板（２１）を支持するスペーサ（７０）と、を備える。スペーサ（７０）は、取付面Ａに接触可能な基底面Ｂと、振動板（２１）に接触可能な第１の突起（７４）と、第２の面方向にて第１の突起（７４）よりも振動板（２１）の中心側に接触可能な第２の突起（７５）と、を有する。スペーサ（７０）に変形がない状態では、第１の突起（７４）の基底面（Ｂ）からの高さは、第２の突起（７５）の基底面Ｂからの高さよりも大きい。
2017061350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
前記振動板の第１の面方向に並ぶ複数の箇所で前記振動板に連結され、伸縮することにより前記振動板を振動させるフィルムと、
前記フィルムと前記振動板との間の隙間部分を通り、取付面と対向するように前記振動板を支持するスペーサと、を備え、
前記スペーサは、前記取付面に接触可能な基底面と、前記振動板に接触可能な第１の箇所と、前記振動板の第１の面方向に交差する第２の面方向にて前記第１の箇所よりも前記振動板の中心側に接触可能な第２の箇所と、を有し、
前記スペーサに変形がない状態での、前記第１の箇所の前記基底面からの高さは、前記第２の箇所の前記基底面からの高さよりも大きい、
振動装置。
【請求項２】
前記第１の箇所および前記第２の箇所は、前記振動板側に突出している、
請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記第１の箇所の突出長は、前記第２の箇所の突出長よりも大きい、
請求項２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記スペーサは、前記第２の面方向に沿って並び、前記フィルムに重ならない位置で前記基底面に突出している複数の脚部を備える、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動装置。
【請求項５】
前記複数の脚部は、前記第１の箇所に対向する第１の脚部と、前記第２の箇所に対向する第２の脚部と、を含み、
前記第１の脚部の突出長は、前記第２の脚部の突出長よりも大きい、請求項４に記載の振動装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動装置と、
前記振動板に装着した、タッチ操作を検出する検出部と、
前記検出部がタッチ操作を検出したときに、前記フィルムを駆動する駆動部と、を備える、触覚提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮するフィルムによって振動板を振動させる振動装置と、タッチ操作するユーザに触覚フィードバックを与える触覚提示装置と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電フィルム等のフィルムの駆動により振動板を振動させる振動装置が広く用いられている。振動装置は、例えば平面型スピーカやハプティクスデバイス（触覚提示装置）に利用される。例えば特許文献１には、平面型スピーカとして構成された振動装置が開示されている。【０００３】
図１１は、特許文献１に係る振動装置１０１の側面図である。振動装置１０１は、エキサイタフィルム１０２と、振動板１０３と、フレーム部材１０４，１０５と、圧電フィルム１０６とを備える。圧電フィルム１０６は、振動板１０３に対向するエキサイタフィルム１０２の表面に貼付されている。フレーム部材１０４，１０５は、エキサイタフィルム１０２の両端それぞれと振動板１０３の両端それぞれとの間に設けられている。振動板１０３は、中央部が圧電フィルム１０６およびエキサイタフィルム１０２から離れるように撓み、フレーム部材１０４，１０５を介して圧電フィルム１０６およびエキサイタフィルム１０２に張力をかけている。【０００４】
この振動装置１０１では、圧電フィルム１０６に駆動電圧を印加すると、圧電フィルム１０６が面方向に伸縮する。すると、圧電フィルム１０６の伸縮に伴い、エキサイタフィルム１０２の張力が変動して振動板１０３が振動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１２／１５７６９１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１に示した振動装置１０１は、ハプティクスデバイス（触覚提示装置）として構成することも可能である。例えば、振動装置１０１を触覚提示装置とする場合には、ユーザによるタッチ操作を検出するタッチセンサ（不図示）を振動板１０３に設け、タッチセンサでタッチ操作を検出したときに、圧電フィルム１０６に駆動電圧を印加する。このように振動装置１０１を構成することで、ユーザに振動板１０３の振動を触覚フィードバックとして与えることができる。【０００７】
ただし、ユーザが振動板１０３を強く押圧する場合には、振動板１０３が押し込まれて振動板１０３とフィルムとの間の隙間が潰れることがある。すると、振動板１０３が撓み難くなり、振動板１０３を押圧するユーザに触覚フィードバックを与えることが難しくなってしまう。【０００８】
また、振動板１０３に薄手の部材を用いる場合、製造時に生じる歪みなどにより、振動板１０３が厚み方向に曲がるような反りを有することがある。このため、振動装置では振動板の反りに起因する振動特性のばらつきや振動特性の悪化が引き起こされることがあり、振動装置を製造する際には、反りの少ない振動板を選別する必要が有った。【０００９】
そこで本発明の目的は、振動板に反りが有っても良好な振動特性が安定して得られ、振動板を押圧するユーザに確実に触覚フィードバックを与えることができる、振動装置および触覚提示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、振動板と、前記振動板の第１の面方向に離れた複数の位置で前記振動板に連結され、伸縮することにより前記振動板を振動させるフィルムと、前記振動板と前記フィルムとの間の隙間部分を通り、取付面と対向するように前記振動板および前記フィルムを支持するスペーサと、を備える振動装置である。そして、スペーサは、前記取付面に接触可能な基底面と、前記振動板に接触可能な第１の箇所と、前記振動板の第１の面方向に交差する第２の面方向にて前記第１の箇所よりも前記振動板の中心側に接触可能な第２の箇所と、を有する。また、前記スペーサに変形が無い状態での、前記第１の箇所の前記基底面からの高さは、前記第２の箇所の前記基底面からの高さよりも大きい。【００１１】
この発明の振動装置の構成では、振動板とフィルムとの間の隙間部分が潰れることをスペーサにより防ぐことができる。これにより、振動板が強く押圧されるような状態でも、フィルムの伸縮により振動板を確実に振動させることができる。【００１２】
また、仮に上記のスペーサが設けられていなければ、振動板に第２の面方向に沿ってフィルム側に凸となる反りが生じていると（以下、このような振動板の状態を逆反りという。）、振動装置の第２の面方向の端部が、振動装置の取付面から浮き上がってしまう。すると、振動装置の振動特性が大きく悪化し、例えば振動装置の第２の面方向における外周付近での振動板のピーク変位が低減してしまう。【００１３】
しかしながら、上記のスペーサが設けられていれば、振動板が第２の面方向に沿って逆反りしたものであっても、振動装置の第２の面方向の端部が振動装置の取付面から浮き上がりにくくなる。このことによって、振動装置において、振動板に第２の面方向に逆反りがあっても振動特性が大きく悪化しにくくなる。【００１４】
この発明の振動装置では、前記第１の箇所および前記第２の箇所は、前記振動板側に突出していることが好ましい。この構成により、振動板にスペーサが接触する面積を低減することができ、振動板の振動がスペーサに阻害されにくくなる。【００１５】
この発明の振動装置では、前記第１の箇所の突出長は、前記第２の箇所の突出長よりも大きいことが好ましい。この構成によって、スペーサにより振動板が支持される高さを、第２の面方向における外周側でより大きくすることができる。【００１６】
この発明の振動装置では、前記スペーサは、前記第２の面方向に沿って並び、前記フィルムに重ならない位置で前記基底面に突出している複数の脚部を備えることが好ましい。これにより、振動装置の取付面にフィルムが接触してしまうようなことを防ぐことができ、より良好な振動特性が得られる。【００１７】
この発明の振動装置では、前記複数の脚部は、前記第１の箇所に対向する第１の脚部と、前記第２の箇所に対向する第２の脚部と、を含み、前記第１の脚部の突出長は、前記第２の脚部の突出長よりも大きいことが好ましい。この構成によっても、スペーサにより振動板が支持される高さを、第２の面方向における外周側で高くすることができる。【００１８】
また、この発明の触覚提示装置は、前記振動装置と、前記振動板に装着した、タッチ操作を検出する検出部と、前記検出部がタッチ操作を検出したときに、前記フィルムを駆動する制御部と、を備えている。【００１９】
このような構成の触覚提示装置では、振動板に第２の面方向に沿って逆反りがあっても、第２の面方向の両端付近で振動板のピーク変位が低減することがないので、第２の面方向の両端付近がタッチ操作されても、操作者に確実に触覚フィードバックを提示することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、振動装置や触覚提示装置において、振動板とフィルムとの間の隙間部分が潰れることをスペーサにより防ぐことができる。そして、振動板に第２の面方向に沿う逆反りがあっても、取付面から振動装置の両端が浮き上がりにくくなるので、振動特性の悪化やばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る触覚提示装置の斜視図である。
【図２】図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、第１の実施形態に係る触覚提示装置の動作状態を示す側面図である。
【図３】第１の実施形態に係る触覚提示装置の分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る触覚提示装置の振動板を除いた平面図である。
【図５】第１の実施形態に係る触覚提示装置の断面図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、第１の実施形態に係る触覚提示装置における振動板に逆反りがある状態を示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）、および図７（Ｃ）は、第１の実施形態に係る触覚提示装置における変位分布を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る触覚提示装置の分解斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係る触覚提示装置の断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、第２の実施形態に係る触覚提示装置における振動板に逆反りがある状態を示す断面図である。
【図１１】振動装置の従来構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の触覚提示装置及び振動装置について、第１の実施形態に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る触覚提示装置１０及び振動装置２０の斜視図である。
【００２３】
本実施形態において、触覚提示装置１０はタッチセンサ式のキーボードを構成している。なお、本発明の触覚提示装置は、キーボードの他、タッチパネルや操作ボタン等、ユーザとの接触を伴う各種の装置を構成することもできる。
【００２４】
触覚提示装置１０は、制御部１１、駆動部１２、振動装置２０、および、複数のタッチセンサ３１を備えている。振動装置２０は、振動板２１と圧電フィルム２２と２つのスペーサ７０とを備えている。なお、圧電フィルム２２は本発明のフィルムの一例に相当するものである。
【００２５】
振動板２１は、振動装置２０の天面を構成している。振動板２１は、振動装置２０の厚み方向から視て矩形状であり、振動装置２０の厚み方向に直交する第１の面方向（以下、フィルム張架方向とも言う。）に沿う短辺と、振動装置２０の厚み方向および第１の面方向に直交する第２の面方向（以下、フィルム幅方向とも言う。）に沿う長辺を有している。すなわち、振動板２１は、互いに直交する第１の面方向および第２の面方向に延在する形状である。また、振動板２１は、第２の面方向（フィルム幅方向）から視て、天面側に凸、底面側に凹に湾曲している。また、振動板２１は、厚み方向に弾性変形可能な材料、例えばＰＰ（ポリプロピレン）またはＰＳ（ポリスチレン）で構成されている。なお、振動板２１は、金属板、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ガラスエポキシ基板、ガラス等の他の材料で構成されていてもよい。
【００２６】
複数のタッチセンサ３１は、振動装置２０（振動板２１）の天面に、キーボードのキー配列に対応するように配置されている。各タッチセンサ３１は、ユーザによるタッチ操作を検出すると、検出信号を制御部１１に出力する。制御部１１は、いずれかのタッチセンサ３１から検出信号が入力されると、駆動部１２に制御信号を出力する。駆動部１２は、制御部１１から制御信号が入力されると、振動装置２０の圧電フィルム２２に駆動電圧を印加する。
【００２７】
圧電フィルム２２は、振動板２１の底面側に配置されている。圧電フィルム２２の第１の面方向（フィルム張架方向）の両端は、固定端２４として振動板２１に連結されている。すなわち、圧電フィルム２２は、振動板２１の底面側で、第１の面方向（フィルム張架方向）に並ぶ複数の箇所で振動板２１に連結されている。圧電フィルム２２は、駆動電圧が印加されると、少なくとも第１の面方向（フィルム張架方向）に伸縮する性質を有している。
【００２８】
より具体的には、圧電フィルム２２は、ここでは圧電材料からなるフィルムの両主面それぞれの全面に図示しない電極を設けて構成している。圧電フィルム２２の圧電材料は、例えばキラル高分子であるＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。圧電フィルム２２がＰＬＬＡで構成される場合、図４中に白抜きの矢印で示す方向に延伸処理が施されたフィルムから、主延伸方向に対して略４５°の方向を第１の面方向（フィルム張架方向）として圧電フィルム２２を切り出すことで、圧電フィルム２２に第１の面方向（フィルム張架方向）に伸び縮みするような圧電性を持たせることができる。
【００２９】
圧電フィルム２２は、第１の面方向（フィルム張架方向）に張力を架けた状態で振動板２１の底面側に張られており、これにより、振動板２１は厚み方向に撓むように弾性変形している。このようにして、振動板２１と圧電フィルム２２は、第２の面方向（フィルム幅方向）から視て弓状に構成された振動装置２０を構成している。この振動装置２０では、圧電フィルム２２が第１の面方向（フィルム張架方向）に伸縮することにより、撓み量が変化するように振動板２１は振動する。
【００３０】
２つのスペーサ７０は、例えば、金属、ＰＥＴ、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ＦＲＰなどからなる。２つのスペーサ７０は、それぞれ、振動板２１と圧電フィルム２２とが対向する隙間部分で、第１の面方向（フィルム張架方向）に互いに並べられ、第２の面方向（フィルム幅方向）にそれぞれ延びている。２つのスペーサ７０それぞれの第２の面方向（フィルム幅方向）の両端は、圧電フィルム２２と重ならない位置で振動装置２０の取付面（不図示）に接触可能に構成されている。このため、２つのスペーサ７０は、振動板２１と圧電フィルム２２との隙間部分の最小間隔を規定するとともに、振動装置２０の取付面に対向するように振動板２１および圧電フィルム２２を支持する。
【００３１】
図２（Ａ）は、振動装置２０の第２の面方向（フィルム幅方向）から視た側面図である。図２（Ａ）の点線は、圧電フィルム２２が収縮している時の振動装置２０を示している。
【００３２】
スペーサ７０は、振動板２１の下面と圧電フィルム２２の上面との間に挟まれている。ここでは、スペーサ７０の厚みは、スペーサ７０を設けない場合の振動板２１と圧電フィルム２２との間隔よりも大きくしている。これにより、圧電フィルム２２が駆動していないとき、スペーサ７０が圧電フィルム２２を厚み方向の下側に押し込み、圧電フィルム２２はスペーサ７０との接触位置で下側に凸に折れ曲がっている。
【００３３】
圧電フィルム２２に交流電圧が印加されて駆動すると、圧電フィルム２２には第１の面方向（フィルム張架方向）の伸縮が繰り返し生じる。すると、圧電フィルム２２から振動板２１に伝わる張力Ｔ１が周期的に変化する。これにより、張力Ｔ１における、固定端２４の表面に垂直な方向の分力Ｔ２も周期的に変化する。すると、図２（Ａ）中に点線で示すように、振動板２１の撓み量が周期的に変化する。
【００３４】
これにより、圧電フィルム２２の収縮時には振動板２１の第１の面方向（フィルム張架方向）における中央部分が上方に変位し、圧電フィルム２２の伸長時には振動板２１の第１の面方向（フィルム張架方向）における中央部分が下方に変位する。これに伴い、スペーサ７０は周期的に上下に変位し、圧電フィルム２２がスペーサ７０との接触位置で屈曲する角度も周期的に変化する。
【００３５】
図２（Ｂ）は、タッチ操作等による押圧力が印加されている状態での振動装置２０の振動態様を説明する側面図である。
【００３６】
タッチ操作する指等からの押圧力Ｔ３が振動板２１に印加されて振動板２１が略平坦な形状まで押込まれる状態では、振動装置２０の弾性力によって、押圧力Ｔ３に対する反力Ｔ４が指等に作用する。この状態では、振動板２１とともにスペーサ７０が下方に押込まれ、押圧力Ｔ３が印加されていない時よりも圧電フィルム２２が大きく屈曲するようになる。
【００３７】
すなわち、押圧力Ｔ３が振動板２１に印加されて振動板２１が略平坦な形状まで押込まれても、スペーサ７０が振動板２１と圧電フィルム２２との間の隙間が潰れることを防ぎ、圧電フィルム２２が両固定端２４によって張られる状態が維持される。したがって、振動板２１が平坦な状態であっても、張力Ｔ１の分力Ｔ２が、固定端２４の表面に垂直な方向に作用する。
【００３８】
このため、この状態で圧電フィルム２２に交流電圧が印加されて駆動しても、圧電フィルム２２から振動板２１に伝わる張力Ｔ１およびその分力Ｔ２が周期的に大きくなり、振動板２１が周期的に大きく撓もうとする。このことによって、振動板２１を押込む指等に振動板２１から伝わる反力Ｔ４に周期的な変動が生じる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る触覚提示装置１０および振動装置２０では、２つのスペーサ７０が振動板２１と圧電フィルム２２とがなす弓状の隙間部分に配置されているため、この隙間部分は完全に潰れるようなことがない。このことにより、ユーザから押圧されることで振動板２１が平坦化しても、圧電フィルム２２の伸縮によって確実に振動板２１を振動させることができる。したがって、タッチ操作を行うユーザに対して、確実に触覚フィードバックを与えることができる。その上、この触覚提示装置１０および振動装置２０では、スペーサ７０によって振動板２１と圧電フィルム２２との隙間が潰れることが無いために、振動板２１を薄く構成して振動板２１の剛性を抑制することができ、振動板２１に生じる撓み量を従来よりも大きくすることが可能である。
【００４０】
次に、スペーサ７０について、より具体的な構造を説明する。図３は、振動装置２０の分解斜視図である。
【００４１】
上記した２つのスペーサ７０は、それぞれ、複数の脚部７１と、基部７３と、複数の第１の突起７４と、複数の第２の突起７５と、を備えている。基部７３は、角柱状の部位であり、スペーサ７０の第２の面方向における両端間に延びている。すなわち、基部７３は、圧電フィルム２２と振動板２１とに挟まれる隙間部分を通って第２の面方向（フィルム幅方向）に延在している。
【００４２】
図４は、振動装置２０の、振動板２１を透視して示す天面側から視た平面図である。図５は、振動装置２０の、図４に示すV−V線に沿う断面図である。なお、図５で示す振動板２１は、第２の面方向（フィルム幅方向）に沿った反りがないものである。
【００４３】
複数の脚部７１は、基部７３の第２の面方向（フィルム幅方向）の両端それぞれから厚み方向の底面側に突出するように設けられている。第２の面方向（フィルム幅方向）での複数の脚部７１の間隔は、圧電フィルム２２の第２の面方向（フィルム幅方向）の寸法よりも大きく設定されている。そして、圧電フィルム２２は、第２の面方向（フィルム幅方向）での複数の脚部７１の間を通過するように設けられている。より具体的には、ここでの圧電フィルム２２は、第２の面方向（フィルム幅方向）での複数の脚部７１の間で、基部７３の底面に当接している。すなわち、複数の脚部７１は、第２の面方向（フィルム幅方向）に沿って並び、圧電フィルム２２に重ならない位置で基部７３から突出している。そして、複数の脚部７１それぞれの底面は、振動装置２０の取付面に接触可能な基底面Ｂを構成している。
【００４４】
第１の突起７４は、特許請求の範囲に記載の第１の箇所に相当するものである。また、第２の突起７５は、特許請求の範囲に記載の第２の箇所に相当するものである。第１の突起７４は、基部７３の第２の面方向（フィルム幅方向）の両端付近それぞれに設けられている。第２の突起７５は、基部７３の第２の面方向（フィルム幅方向）にて第１の突起７４よりも振動板２１の中心側に対向するように設けられている。第１及び第２の突起７４，７５は、基部７３から厚み方向の天面側に突出し、それぞれの頂面で振動板２１に接触可能に設けられている。より具体的には、ここでの第１の突起７４は、頂面が常に振動板２１に接触するように構成されている。一方、ここでの第２の突起７５は、振動板２１に変形が無い場合には、頂面が振動板２１から離れ、振動板２１が強く押圧される場合や、振動板２１に逆反りがある場合に、頂面が振動板２１に当接するように構成されている。
【００４５】
また、ここでは、第１の突起７４の天面には、天面側に更に突出する小径部７７を設けている。また、振動板２１には、第１の突起７４の小径部７７に対向する位置に、振動板２１を貫通する開口７８を設けている。スペーサ７０の小径部７７は振動板２１の開口７８に嵌め合わせていて、これにより、スペーサ７０は振動板２１に対して固定されている。なお、このような構成でスペーサ７０を固定する他、接着剤等によりスペーサ７０を振動板２１や圧電フィルム２２に固定するようにしてもよい。
【００４６】
そして、図５に示すように、第１の突起７４の基部７３からの突出長は、第２の突起７５の基部７３からの突出長よりも大きくなるように、設定されている。このことを言い換えると、第１の突起７４の基底面Ｂからの高さは、第２の突起７５の基底面Ｂからの高さよりも大きくなるように、設定されている。
【００４７】
以上のように構成されたスペーサ７０は、第２の突起７５により、振動板２１が強く押圧されて平坦化するような状態でも、スペーサ７０の天面全面が振動板２１に当接することを防ぐことができる。すなわち、スペーサ７０と振動板２１との当接部分の面積を低減することができる。このことにより、振動板２１の振動が、スペーサ７０との当接部分に拘束されて劣化することを抑制できる。
【００４８】
また、スペーサ７０は、天面側から視て、第１の突起７４の頂面に設けた小径部７７と、振動板２１に設けた開口７８との嵌合によって固定されているので、振動板２１に対して強固な結着力で固定されている。このことにより、スペーサ７０は、サイズが極めて小さい小径部７７によって振動板２１に固定されていても、位置ずれが極めて起こりにくい構成となっている。したがって、触覚提示装置１０および振動装置２０は、スペーサ７０の位置ずれによる振動特性の悪化が生じにくくなっている。ただし、小径部７７を設ける位置は、第１の突起７４の頂面に限られるものではなく、第２の突起７５の頂面に設けられていてもよい。また、スペーサ７０の固定方法は、小径部７７と開口７８との嵌合に限られるものではなく、接着剤等による接着や、振動板２１と圧電フィルム２２との間での挟持などによって実現してもよい。
【００４９】
このような触覚提示装置１０および振動装置２０において、現実的には、薄手に構成された振動板２１は完全に平坦となることはなく、第１の面方向や第２の面方向に若干の反りが生じる。
【００５０】
図６は、振動板２１に第２の面方向に沿って逆反りがある場合を示す図であり、図６（Ａ）は比較例に係る振動装置２０Ａの断面図であり、図６（Ｂ）は本実施形態に係る振動装置２０の断面図である。
【００５１】
比較例に係る振動装置２０Ａは、本実施形態に係る振動装置２０と異なる構成としてスペーサ７０Ａを備えている。スペーサ７０Ａは、第１の突起７４Ａと第２の突起７５Ａとの基部７５Ａからの突出長が等しいものである。このため、振動装置２０Ａでは、第１の突起７４Ａだけでなく、第２の突起７５Ａも、常に頂面が振動板２１に当接する。
【００５２】
本実施形態に係る振動装置２０と、比較例に係る振動装置２０Ａとは、ともに、振動板２１に第２の面方向（フィルム幅方向）に沿って逆反りが生じている。このため、比較例に係る振動装置２０Ａのように、第１の突起７４Ａと第２の突起７５Ａとの突出長が一様なスペーサ７０Ａは、振動板２１の逆反りの曲率と同様の曲率で第２の面方向に沿って逆反りが生じてしまう。すると、振動板２１の逆反りの曲率が一定程度を超えて大きければ、スペーサ７０Ａの底面側の圧電フィルム２２が振動装置２０Ａの取付面Ａに当接し、圧電フィルム２２の伸縮に伴って圧電フィルム２２に取付面Ａとの摺れが生じることや、スペーサ７０Ａの端部が取付面Ａから浮き上がるおそれがある。
【００５３】
一方、本実施形態に係る振動装置２０では、第１の突起７４の突出長と第２の突起７５の突出長よりも大きいために、第２の突起７５が振動板２１に接触するまでのマージンがあり、振動板２１の逆反りの曲率が一定程度を超えて大きくならなければ、第２の突起７５が振動板２１に接触せず、スペーサ７０に逆反りは生じない。また、振動板２１の逆反りの曲率が、第２の突起７５が振動板２１に接触するほど大きく、スペーサ７０にも逆反りが生じたとしても、その曲率は、振動板２１における逆反りの曲率よりも小さくなる。したがって、本実施形態に係る振動装置２０では、振動板２１に第２の面方向（フィルム幅方向）に沿う逆反りがあっても、圧電フィルム２２が振動装置２０の取付面Ａに当接したり、スペーサ７０の端部が振動装置２０の取付面Ａから浮き上がるようなことになりにくい。
【００５４】
このような理由で、本実施形態に係る振動装置２０では、比較例に係る振動装置２０Ａよりも、振動板２１の良好な振動特性を容易に得ることができる。
【００５５】
図７（Ａ）は、比較例に係る振動装置２０Ａにおいて、振動板２１に第２の面方向に沿う逆反りが無く（小さく）、振動板２１の端部が取付面から浮き上がらない状態での振動板２１の振動特性を例示する図である。図７（Ｂ）は、比較例に係る振動装置２０Ａにおいて、振動板２１に第２の面方向に沿う逆反りがあり、振動板２１の端部が浮き上がる状態での振動板２１の振動特性を例示する図である。図７（Ｃ）は、本実施形態に係る振動装置２０において、振動板２１に第２の面方向に沿う逆反りがある状態での振動板２１の振動特性を例示する図である。
【００５６】
なお、いずれの図においても、圧電フィルム２２に、振幅１００Ｖで、電圧周波数が振動板２１の共振周波数と一致する正弦波電圧を印加し、その状態で、振動板２１の厚み方向変位量（ピーク値）を、レーザ変位計（キーエンス製 LK-G157）によって測定点を順次動かしながら測定した。
【００５７】
比較例に係る振動装置２０Ａにおいて、図７（Ａ）に示すように、振動板２１に第２の面方向に沿って逆反りが無い場合には、振動板２１の第２の面方向（フィルム幅方向）の中央部から両端部にわたって振動板２１の厚み方向変位量が均質に分布し、第２の面方向（フィルム幅方向）の両端部で厚み方向変位量が低下することはなかった。
【００５８】
しかしながら、比較例に係る振動装置２０Ａにおいて、図７（Ｂ）に示すように、振動板２１に第２の面方向に沿って逆反りが有る場合には、振動板２１の第２の面方向（フィルム幅方向）の中央部での厚み方向変位量はあまり低下しなかったが、第２の面方向（フィルム幅方向）の両端部で厚み方向変位量が大きく低下した。
【００５９】
一方、本実施形態に係る振動装置２０においては、図７（Ｃ）に示すように、振動板２１に第２の面方向に沿って逆反りが有っても、振動板２１の第２の面方向（フィルム幅方向）の中央部から両端部にわたって振動板２１の厚み方向変位量が均質に分布し、第２の面方向（フィルム幅方向）の両端部で厚み方向変位量が低下することはなかった。
【００６０】
このように、本実施形態の振動装置２０によれば、振動板２１に第２の面方向（フィルム幅方向）の逆反りがあっても、振動板２１の振動特性が悪化しにくくなる。したがって、本実施形態の振動装置２０では、振動板２１の部材の反りの許容範囲が広がり、反りの少ない振動板２１を選定するような手間を省くことができ、より少ない手間で低コストに、振動装置２０および触覚提示装置１０の製品特性を安定化させられる。なお、振動板２１が、第２の面方向（フィルム幅方向）に沿って逆反りとは反対側に反るように振動装置２０に取り付けられる場合や、第１の面方向に沿って反るように振動装置２０に取り付けられる場合も考えられるが、それらの場合には、振動装置２０（スペーサ７１）の両端が浮き上がるような問題は生じない。したがって、本実施形態の振動装置２０では、振動板２１の反りの方向を判別してから振動装置に取り付けるような手間も省くことができ、このことによっても、より少ない手間で低コストに、振動装置２０および触覚提示装置１０の製品特性を安定化させられる。
【００６１】
次に、第２の実施形態に係る振動装置２０Ｂについて説明する。図８は、第２の実施形態における触覚提示装置の分解斜視図である。図９は、振動装置２０Ｂの断面図である。以下、第１の実施形態に係る構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省く。なお、この図で示す振動板２１も、第２の面方向の反りがないものである。
【００６２】
振動装置２０Ｂは、第１の実施形態と異なる構成として、複数の圧電フィルム２２Ｂと、スペーサ７０Ｂと、を備えている。複数の圧電フィルム２２Ｂは、振動装置２０Ｂの第２の面方向に並べて配置されている。
【００６３】
スペーサ７０Ｂは、基部７３Ｂの第２の面方向の両端それぞれから厚み方向の底面側に突出する脚部７１Ｂに加えて、第２の面方向における複数の圧電フィルム２２Ｂの間から、振動装置２０Ｂの厚み方向における底面側に突出する脚部７２Ｂを更に備えている。すなわち、複数の脚部７１Ｂ，７２Ｂは、第２の面方向（フィルム幅方向）に沿って並び、複数の圧電フィルム２２Ｂに重ならない位置で基部７３Ｂから底面側に突出している。そして、複数の脚部７１Ｂ，７２Ｂそれぞれの底面は、振動装置２０Ｂの取付面に接触可能な基底面Ｂを構成している。したがって、脚部７１Ｂは、特許請求の範囲に記載の第１の脚部に相当するものであり、脚部７２Ｂは、特許請求の範囲に記載の第２の脚部に相当するものである。
【００６４】
そして、この実施形態においては、スペーサ７０Ｂに変形が無い状態では、第１の脚部７１Ｂの基部７３Ｂからの突出長は、第２の脚部７２Ｂの基部７３Ｂからの突出長よりも大きくなるように、設定されている。一方、第１の突起７４Ｂと第２の突起７５Ｂとは、ここでは、それぞれの基部７３Ｂから突出長が等しくなるように設定されている。このような構成のスペーサ７０Ｂでは、第１の突起７４Ｂと第２の突起７５Ｂとが常に振動板２１に接触した状態になるが、第１の突起７４Ｂの基底面Ｂからの高さは、第２の突起７５Ｂの基底面Ｂからの高さよりも大きくなる。
【００６５】
図１０は、振動板２１に第２の面方向に沿って逆反りがある場合を示す図であり、図１０（Ａ）は比較例に係る振動装置２０Ｃの断面図であり、図１０（Ｂ）は本実施形態に係る振動装置２０Ｂの断面図である。
【００６６】
比較例に係る振動装置２０Ｃは、本実施形態に係る振動装置２０Ｂと異なる構成としてスペーサ７０Ｃを備えている。スペーサ７０Ｃは、第１の脚部７１Ｃと第２の脚部７２Ｃとの基部７５Ｃからの突出長が等しいものである。
【００６７】
図１０（Ｂ）に示す振動装置２０Ｂと、図１０（Ａ）に示す振動装置２０Ｃとは、ともに、振動板２１に第２の面方向に沿って逆反りが生じている。そして、振動装置２０Ｂと振動装置２０Ｃとは、ともに、第１の突起および第２の突起の頂面が振動板２１に接触している。このため、本実施形態に係る振動装置２０Ｂと比較例に係る振動装置２０Ｃとは、ともに、振動板２１の逆反りの曲率と同様の曲率で第２の面方向に沿って逆反りが生じる。
【００６８】
このため、比較例に係る振動装置２０Ｃでは、振動板２１の逆反りが微小であっても、両端の脚部７１Ｃのうちの少なくとも一方が、振動装置２０Ｃの取付面Ａから浮き上がってしまう。
【００６９】
一方、本実施形態に係る振動装置２０Ｂでは、振動板２１の逆反りの曲率が一定程度大きくなければ、第２の脚部７２Ｂの基底面Ｂが振動装置２０Ｂの取付面Ａに接触せず、第１の脚部７１Ｂが振動装置２０Ｂの取付面Ａから浮き上がるようなことがない。
【００７０】
このような理由で、本実施形態に係る振動装置２０Ｂでも、比較例に係る振動装置２０Ｃよりも、振動板２１の良好な振動特性を容易に得ることができる。すなわち、本実施形態の振動装置２０Ｂでも、スペーサ７０Ｂにおいて、第１の突起７４Ｂの基底面Ｂからの高さを、第２の突起７５Ｂの基底面Ｂからの高さよりも大きくしているので、振動板２１に第２の面方向に沿って逆反りがあっても、振動板２１の振動特性が悪化しにくい。したがって、振動板２１として、振動板２１の部材の反りの許容範囲が広がり、振動装置２０Ｂの製品特性を容易に安定化することができる。
【００７１】
なお、以上に説明した各実施形態においては、振動装置を触覚提示装置に利用する例を示したが、本発明の振動装置はこれに限られるものではなく、例えば平面型スピーカなどその他の装置で利用されてもよい。
【００７２】
また、前述した各実施形態においては、フィルムとして圧電フィルムを用いる例を示したが、本発明のフィルムはこれに限られるものではなく、例えば、電歪フィルム、エレクトレットフィルム、圧電セラミック、圧電粒子を高分子に分散させたコンポジットフィルム、電気活性高分子フィルム等で構成することもできる。電気活性高分子フィルムとは、電気的駆動によって応力を発生するフィルム、または電気的駆動によって変形して変位を発生するフィルムである。具体的には、電歪フィルム、コンポジット材料（圧電セラミックスを樹脂モールドした材料）、電気駆動型エラストマー、または液晶エラストマー等がある。
【００７３】
また、前述した各実施形態においては、スペーサとして第１の突起と第２の突起と脚部を備える例を示したが、本発明のスペーサはこれに限られるものではなく、例えば、突起のない平坦な天面を有するスペーサとしてもよく、また、その天面を、第２の面方向の中央付近で凹むような、なだらかな湾曲面としてもよい。また、第１の突起のみを設け、第２の突起は設けないようにしてもよい。また、スペーサを、脚部のない平坦な底面を有するスペーサとしてもよく、また、その底面を、第２の面方向の中央付近で凹むような、なだらかな湾曲面としてもよい。
【００７４】
また、前述した各実施形態における特徴となる構成は、相互に組み合わせてもよい。すなわち、突出長の異なる第１および第２の突起と、突出長の異なる第１および第２の脚部と、をそれぞれ備えるように振動装置および触覚提示装置は構成することもできる。
【００７５】
最後に、上述の各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ…取付面
Ｂ…基底面
１０…触覚提示装置
１１…制御部
１２…駆動部
２０…振動装置
２１…振動板
２２…圧電フィルム
２４…固定端
３１…タッチセンサ
７０…スペーサ
７１…脚部
７１Ｂ…第１の脚部
７２Ｂ…第２の脚部
７３…基部
７４…第１の突起
７５…第２の突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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