(57)【要約】  力覚提示装置１００は、筐体構造１０と、錘２０と、駆動部３０とを具備する。前記錘２０は、前記筐体構造１０に設けられ、または前記筐体構造１０に内蔵される。前記駆動部３０は、前記錘２０の第１側および前記第１側に対向する第２側を支持する一対の支持構造で構成される第１支持部３１を有し、前記一対の支持構造のうち少なくとも一方が、前記錘２０に偏加速度を与えることが可能なアクチュエータ３５を含むように構成される。
2016157264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体構造と、  前記筐体構造に設けられ、または前記筐体構造に内蔵された錘と、  前記錘の第１側および前記第１側に対向する第２側を支持する一対の支持構造で構成される第１支持部を有し、前記一対の支持構造のうち少なくとも一方が、前記錘に偏加速度を与えることが可能なアクチュエータを含むように構成された駆動部と  を具備する力覚提示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の力覚提示装置であって、  前記アクチュエータは、前記錘の前記第１側から前記第２側へ、または前記第２側から前記第１側への方向に第１の偏加速度を発生させるように構成される  力覚提示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、  前記一対の支持構造のうちの一方が前記アクチュエータである場合に、前記一対の支持構造のうちの他方は、前記第１の偏加速度の方向を含む軸方向で駆動するように構成されたパッシブ駆動部を有する  力覚提示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の力覚提示装置であって、  前記パッシブ駆動部は、スライド構造、リニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、自己潤滑軸受構造、または異方性弾性係数材料を有する  力覚提示装置。
【請求項５】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、  前記錘の前記第１側および前記２側とは異なる第３側およびこれに対向する第４側にそれぞれ設けられた一対の支持構造で構成される第２支持部をさらに具備する  力覚提示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の力覚提示装置であって、  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造は、第１の偏加速度の方向を含む軸方向でスライドするスライド構造をそれぞれ有する  力覚提示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の力覚提示装置であって、  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造のうち少なくとも一方が、前記錘の前記第３側から前記第４側へ、または前記第４側から前記第３側への方向に第２の偏加速度を与えることが可能なアクチュエータを含むように構成され、  前記第１支持部を構成する前記一対の支持構造は、前記第２の偏加速度の方向を含む軸方向でスライドするスライド構造をそれぞれ有する  力覚提示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の力覚提示装置であって、  前記スライド構造は、リニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、自己潤滑軸受構造、または異方性弾性係数材料である  力覚提示装置。
【請求項９】
請求項１に記載の力覚提示装置であって、  前記第１支持部を構成する前記一対の支持構造の両方が、前記アクチュエータをそれぞれ有する  力覚提示装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の力覚提示装置であって、  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造の両方が、前記アクチュエータをそれぞれ有する  力覚提示装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の力覚提示装置であって、  前記錘は、前記筐体構造の一部を構成する部品、または前記筐体構造に内蔵された部品である  力覚提示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の力覚提示装置であって、  前記力覚提示装置は、携帯型端末装置であり、  前記部品は、バッテリ、制御基板、ディスプレイパネル、またはタッチパネルである  力覚提示装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のうちいずれか１項に記載の力覚提示装置であって、  前記アクチュエータは、    圧電要素と、    前記筐体構造に固定される固定部と、前記圧電要素が取り付けられる取付部と、前記固定部および前記取付部の間に設けられた屈曲部とを有するシムと  を含む  力覚提示装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の力覚提示装置であって、  前記アクチュエータは、前記屈曲部により構成される、前記固定部と前記取付部との高さの差より小さい変位で振動するように構成される  力覚提示装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の力覚提示装置であって、  前記シムの少なくとも２箇所が折り曲げられることにより、前記取付部と前記固定部との間に、前記屈曲部が設けられる  力覚提示装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の力覚提示装置であって、  前記屈曲部の、前記取付部および前記固定部の間は、直線状、湾曲状、または、蛇腹状に構成される  力覚提示装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の力覚提示装置であって、  前記固定部は、溶着、接着剤による接着、機械的な係合、または、埋め込みにより、前記筐体構造に固定されている  力覚提示装置。
【請求項１８】
請求項１３に記載の力覚提示装置であって、  前記シムは、２以上の前記取付部と、２つの前記取付部の間で共通の１つの前記固定部とを有する  力覚提示装置。
【請求項１９】
請求項１３に記載の力覚提示装置であって、  前記シムは、開口部を有する  力覚提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本技術は、ユーザに特定方向の力覚を提示する力覚提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  特許文献１に記載の携帯型装置は、２つの錘を２つのボールネジ構造によりリニアに移動させる力覚発生装置を備えている。この装置は、２つの錘を同じ方向に並進運動させることにより、その並進運動による反作用の方向に発生する力覚をユーザに与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第4692605号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、特許文献１の装置では、装置筐体の両辺に２つのボールネジ構造を必要とし、それらによる２つの錘の並進運動のための同期制御が必要となり、制御負荷が大きい。【０００５】  本技術の目的は、同期制御等の大きな制御負荷を必要としない新規な構造を備える力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】
【０００６】  上記目的を達成するため、本技術に係る力覚提示装置は、筐体構造と、錘と、駆動部とを具備する。  前記錘は、前記筐体構造に設けられ、または前記筐体構造に内蔵される。  前記駆動部は、前記錘の第１側および前記第１側に対向する第２側を支持する一対の支持構造で構成される第１支持部を有し、前記一対の支持構造のうち少なくとも一方が、前記錘に偏加速度を与えることが可能なアクチュエータを含むように構成される。  すなわち、たとえ第１側および第２側の両側にアクチュエータが接続されているとしても、２つのアクチュエータおよび錘が機械的に接続されて一体であるため、同期制御等の大きな制御負荷を必要としない。【０００７】  前記アクチュエータは、前記錘の前記第１側から前記第２側へ、または前記第２側から前記第１側への方向に第１の偏加速度を発生させるように構成されていてもよい。  これにより、駆動部による錘の駆動方向が決まり、力覚の提示方向が決まる。【０００８】  前記一対の支持構造のうちの一方が前記アクチュエータである場合に、前記一対の支持構造のうちの他方は、前記第１の偏加速度の方向を含む軸方向で駆動するように構成されたパッシブ駆動部を有していてもよい。  これにより、偏加速度の方向を含む軸方向で、錘の動作ロスを低減させるとともに、錘を大きく変位させることができる。【０００９】  前記パッシブ駆動部は、リニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、自己潤滑軸受構造、または異方性弾性係数材料を有していてもよい。【００１０】  前記力覚提示装置は、前記錘の前記第１側および前記２側とは異なる第３側およびこれに対向する第４側にそれぞれ設けられた一対の支持構造で構成される第２支持部をさらに具備してもよい。【００１１】  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造は、第１の偏加速度の方向を含む軸方向でスライドするスライド構造をそれぞれ有していてもよい。【００１２】  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造のうち少なくとも一方が、前記錘の前記第３側から前記第４側へ、または前記第４側から前記第３側への方向に第２の偏加速度を与えることが可能なアクチュエータを含むように構成されていてもよい。  前記第１支持部を構成する前記一対の支持構造は、前記第２の偏加速度の方向を含む軸方向でスライドするスライド構造をそれぞれ有していてもよい。  これにより、錘の可動軸が２軸（多軸）であっても、第１支持部と錘との接続が、第２支持部に設けられたアクチュエータによる錘の動きを妨げず、動作ロスを軽減できる。【００１３】  前記スライド構造は、リニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、自己潤滑軸受構造、または異方性弾性係数材料であってもよい。  特に、異方性弾性係数材料を使用することで、力覚提示装置の小型化に大きく寄与する。【００１４】  前記第１支持部を構成する前記一対の支持構造の両方が、前記アクチュエータをそれぞれ有していてもよい。  錘の第１側および第２側の両側にアクチュエータが設けられることにより、大きな駆動力を発生させることが可能となる。また、上記したように同期制御の必要がない。【００１５】  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造の両方が、前記アクチュエータをそ���ぞれ有していてもよい。  錘の第３側および第４側の両側にアクチュエータが設けられることにより、大きな駆動力を発生させることが可能となる。また、上記したように同期制御の必要がない。【００１６】  前記錘は、前記筐体構造の一部を構成する部品、または前記筐体構造に内蔵された部品であってもよい。  部品を錘として利用するので、別途の錘を用いる必要がない。したがって、力覚提示装置である携帯型端末装置の小型化を図ることができる。【００１７】  前記力覚提示装置は、携帯型端末装置であり、前記部品は、バッテリ、制御基板、ディスプレイパネル、またはタッチパネルであってもよい。【００１８】  前記アクチュエータは、圧電要素と、シムとを含んでいてもよい。  前記シムは、前記筐体構造に固定される固定部と、前記圧電要素が取り付けられる取付部と、前記固定部および前記取付部の間に設けられた屈曲部とを有していてもよい。  固定部および取付部が、屈曲部を持つシムによって一体化されることにより、アクチュエータの部品点数を削減できる。また、アクチュエータを低背型化、小型化することができ、力覚提示装置の小型化を実現できる。【００１９】  前記アクチュエータは、前記屈曲部により構成される、前記固定部と前記取付部との高さの差より小さい変位で振動するように構成されていてもよい。【００２０】  前記シムの少なくとも２箇所が折り曲げられることにより、前記取付部と前記固定部との間に、前記屈曲部が設けられていてもよい。  これにより、簡単な構造で、シムに固定部、取付部および屈曲部を持たせることができる。【００２１】  前記屈曲部の、前記取付部および前記固定部の間は、直線状、湾曲状、または、蛇腹状に構成されていてもよい。【００２２】  前記固定部は、溶着、接着剤による接着、機械的な係合、または、埋め込みにより、前記筐体構造に固定されていてもよい。  これにより、簡単な構造で、固定部が筐体構造に固定され、アクチュエータおよび力覚提示装置の小型化に寄与する。【００２３】  前記シムは、２以上の前記取付部と、２つの前記取付部の間で共通の１つの前記固定部とを有していてもよい。  これにより、圧電要素の配列方向で、これらのアクチュエータを小型化することができる。【００２４】  前記シムは、開口部を有していてもよい。  これにより、アクチュエータの製造時において、シムの重量および／または剛性が調整され、変位量や弾性力を調整することができる。
【発明の効果】
【００２５】  以上、本技術によれば、同期制御等の大きな制御負荷を必要としない力覚提示装置を提供することができる。【００２６】  なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本技術の第１の実施形態に係る力覚提示装置を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す力覚提示装置の平面図である。
【図３】図３は、アクチュエータの構成の例を示す斜視図である。
【図４】図４Ａ、Ｂは、錘が振動する場合の特定の瞬間を示す図である。
【図５】図５Ａは、スライド構造を持つ力覚提示装置であり、図５Ｂは、スライド構造を持たない装置の構成を示す。
【図６】図６Ａは、図５Ａに示すスライド構造を持つ装置の錘の変位量と、その変位量の時間による二階微分である加速度を示す。図６Ｂは、図５Ｂに示すスライド構造を持たない装置の錘の変位量を示す。
【図７】図７は、本実施形態に係る力覚提示装置を、例えば、携帯型端末装置に適用した例を示す。
【図８】図８Ａ〜Ｃは、内蔵部品のうち、それぞれ異なる位置にアクチュエータが接続された形態の振動状態をそれぞれ示す。
【図９】図９Ａ、Ｂは、錘の両側の一対の支持構造のうちの一方がアクチュエータを有し、他方はパッシブ駆動部を有する力覚提示装置の形態を示す。
【図１０】図１０は、錘の一軸方向の両側の支持構造がアクチュエータを有し、他の一軸方向の両側の支持構造がパッシブ駆動部を有する力覚提示装置の形態を示す。
【図１１】図１１は、２軸の各支持構造がアクチュエータおよび異方性弾性係数材料を有する力覚提示装置の形態を示す。
【図１２】図１２は、異方性弾性係数材料の例を示す。
【図１３】図１３Ａ、Ｂは、異方性弾性係数材料の他の例を示す。
【図１４】図１４は、振動方向で非対称形状を有する錘または部品を備える力覚提示装置の要部を示す平面図である。
【図１５】図１５は、さらに別の実施形態に係る力覚提示装置を示す。
【図１６】図１６は、筐体構造に接続された、他の実施形態に係るアクチュエータを示す側面図あるいは断面図である。
【図１７】図１７Ａは、一形態に係るシムの平面図であり、図１７Ｂはシムの側面図である。
【図１８】図１８は、屈曲部の傾斜角θが、90°より大きい形態に係るシムを示す。
【図１９】図１９は、インバー製のシムの３通りの屈曲部の寸法形態を示す表である。
【図２０】図２０Ａ〜Ｅは、シムの固定部の固定構造の複数の例を示す。
【図２１】図２１は、さらに別の実施形態に係るアクチュエータを示す側面図あるいは断面図である。
【図２２】図２２は、さらに別の実施形態に係るアクチュエータのシムを示す側面図である。
【図２３】図２３は、さらに別の実施形態に係るアクチュエータを示す平面図である。
【図２４】図２４Ａ〜Ｃは、上記他の実施形態に係るアクチュエータを利用した力覚提示装置の構成を示す（スライド構造なし）。
【図２５】図２５Ａ〜Ｃは、上記他の実施形態に係るアクチュエータを利用した力覚提示装置の構成を示す（スライド構造あり）。
【発明を実施するための形態】
【００２８】  以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２９】  １．一実施形態に係る力覚提示装置
【００３０】  １．１）力覚提示装置の構成
【００３１】  図１は、本技術の一実施形態に係る力覚提示装置を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す力覚提示装置１００の平面図である。力覚提示装置１００は、筐体構造１０と、筐体構造１０に内蔵された錘２０（慣性負荷）と、錘２０を筐体構造１０内で支持し、かつ駆動することが可能な駆動部３０とを備える。
【００３２】  筐体構造１０は、例えば矩形状でなり、外筐そのもので構成されるか、または、外筐にシャーシやフレームが一体的に取り付けられて構成される。錘２０は、典型的には、筐体構造１０に合わせた矩形の板状で構成されるが、どのような形状であってもかまわない。
【００３３】  駆動部３０は、錘２０を支持する第１支持部３１および第２支持部３２を有する。第１支持部３１は、錘２０の第１側２１およびこれにｘ軸方向で対向する第２側２２にそれぞれ接続された一対の支持構造３１５を有する。第２支持部３２は、錘２０の第３側２３およびこれにｙ軸方向で対向する第４側２４にそれぞれ接続された一対の支持構造３２５を有する。
【００３４】  第１支持部３１の一対の支持構造３１５は、例えばＸアクチュエータ３５ｘをそれぞれ有する。第２支持部３２の一対の支持構造３２５も同様に、Ｙアクチュエータ３５ｙをそれぞれ有する。これらのアクチュエータとして、例えば圧電アクチュエータが用いられ、基本的な構成はすべて同じである。サイズは、Ｘアクチュエータ３５ｘと、Ｙアクチュエータ３５ｙとで異なる場合もある。説明の便宜上、Ｘアクチュエータ３５ｘ、Ｙアクチュエータ３５ｙのうち任意の１つを指すときは、単に「アクチュエータ３５」と言う。
【００３５】  図３は、アクチュエータ３５の構成の例を示す斜視図である。アクチュエータ３５は、例えば板状の圧電要素３１と、この圧電要素３１が接続された接続部３３、３４とを有する。接続部３４は、例えば圧電要素３１の両端部に設けられ、筐体構造１０に固定される（図１Ａ参照）。接続部３３は、例えば圧電要素３１の中央部に設けられ、後述するスライド構造を介して錘２０に接続される。圧電要素３１には、図示しないが電気信号の入力端子が設けられ、駆動信号が入力される。これによりアクチュエータ３５は、接続部３４、３４を節とし、接続部３３を腹として、図３中、上下方向に振動することが可能となっている。すなわち、図２を参照して、錘２０がｘ、ｙ軸の２軸、つまりｘ−ｙ平面内の任意の方向、振幅、加速度で振動可能となる。  なお、後述するように、アクチュエータ３５は、圧電要素３１と図示しないシムを含んでよい。この場合、アクチュエータ３５は、シムの片面に１つの圧電要素が設けられて構成されるユニモルフ構造、または、シムの両面に２つの圧電要素が設けられて構成されるバイモルフ構造であってもよい。
【００３６】  なお、上記アクチュエータ３５の構成はあくまでも一例であり、圧電要素３１を利用する様々な形状、サイズ、構造のデバイスが適用され得る。
【００３７】  このようにアクチュエータ３５として圧電デバイスが用いられることにより、例えば偏心モータやリニアモータ等を利用するデバイスに比べ、アクチュエータによる応答速度を高めることができる。圧電デバイスの応答速度は、5ms以下の応答速度を実現することができる。
【００３８】  第１支持部３１の一対の支持構造３１５（図１参照）は、図２に示すように、それぞれＹスライド構造３１ｙを有する。第２支持部３２の一対の支持構造３２５は、それぞれＸスライド構造３２ｘを有する。図１では、これらのスライド構造の図示を省略している。
【００３９】  Ｙスライド構造３１ｙは、Ｘアクチュエータ３５ｘの接続部３３に対してスライドするための、ｙ軸に沿って延設されたガイド部をそれぞれ有する。Ｘスライド構造３２ｘは、Ｙアクチュエータ３５ｙの接続部３３に対してスライドするための、ｘ軸に沿って延設されたガイド部を有する。これらのガイド部は、錘２０の第１側２１、第２側２２、第３側２３、第４側２４にそれぞれ固定されている。
【００４０】  スライド構造としては、例えばリニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、または、自己潤滑軸受構造等、公知の構造を適用することができる。
【００４１】  １．２）駆動部による駆動動作
【００４２】  １．２．１）偏加速度について
【００４３】  本実施形態に係る力覚提示装置１００では、Ｘアクチュエータ３５ｘの駆動により、錘２０がｘ方向に沿う並進運動を伴って振動する。また、Ｙアクチュエータ３５ｙの駆動により、錘２０がｙ方向に沿う並進運動を伴って振動する。
【００４４】  一般に、振幅、周波数を同一にした定常的な振動動作の中では意図した力覚は発生しない。回転体である偏心モータを例に挙げると、偏心荷重（Δm）と向心加速度（rω2）の乗算となる向心力（Δmrω2）が時間とともに常に方向を変え、振動としては検知できるが、方向性を持つ力覚提示とはならない。
【００４５】  慣性負荷（m）の並進運動の中で、往路の加速度（a1）と復路の加速度（a2）に差分（a1-a2）を設けた上で、その振動を連続動作させることで、定常的に方向性を持った力（m（a1-a2））、つまり偏加速度による力が発生し、これが力覚として検知されると考えられる。
【００４６】  加速度を一定時間積分すればその値はゼロになり、現実には力は発生していない。したがって、感じられる力は人間の知覚機構によるある種の錯覚であると推定される。仮想力覚の発生原理について、Stevensの冪法則（Stevens"s power law）と呼ばれる、刺激とそれに伴う感覚の強さの関係によるものがある。測定された加速度の積分値はゼロになるが、知覚された感覚の積分値はゼロにはならず、力として感じられるのではないかと推測されている。他の要因は、刺激のマスキング効果である。強い刺激の直後の弱い刺激がマスクされる（知覚されにくい）という現象である。これら人間の知覚機構により、力覚は検知されると考えられる。
【００４７】  以上のように、振動の往路の加速度と、復路の加速度とに差を発生させることにより、偏加速度を発生させることができる。本技術は、この偏加速度の発生原理を、力覚提示装置１００に適用する。例えばｘ軸上の＋（または−）方向に力覚を提示しようとする場合、力覚提示装置１００は、Ｘアクチュエータ３５ｘによりｘ軸の＋（または−）方向に偏加速度（第１の偏加速度）を発生させる。また、力覚提示装置１００は、ｙ軸上の＋（または−）方向に力覚を提示しようとする場合、力覚提示装置１００は、Ｙアクチュエータ３５ｙによりｙ軸の＋（または−）方向に偏加速度（第２の偏加速度）を発生させる。
【００４８】  さらに、力覚提示装置１００は、Ｘアクチュエータ３５ｘおよびＹアクチュエータ３５ｙを同時に駆動することにより、ｘ、ｙ軸の合成の偏加速度を発生させて、その合成の方向に力覚を提示することができる。
【００４９】  １．２．２）駆動部による駆動時における各支持構造の動作
【００５０】  図４Ａ、Ｂは、錘２０が振動する場合において、ある特定の瞬間を示す図である。
【００５１】  図４Ａに示すように、Ｘアクチュエータ３５ｘが駆動して錘２０をｘ軸に沿って（図では、例えば上方向に）移動させることにより、第２支持部３２では、Ｘスライド構造３２ｘのスライド動作により、錘２０がｘ軸方向に沿ってスムーズに移動することができる。あるいは、図４Ｂに示すように、Ｙアクチュエータ３５ｙが駆動して錘２０をｙ軸に沿って（図では、例えば右方向に）移動させることにより、第１支持部３１では、Ｘスライド構造３２ｘのスライド動作により、錘２０がｙ軸方向に沿ってスムーズに移動することができる。このように本実施形態では、スライド構造がない場合に比べ、駆動ロスを軽減することができる。
【００５２】  本実施形態では、２つのＸアクチュエータ３５ｘの動きは同じになる。また、２つのＹアクチュエータ３５ｙの動きは同じになる。動きが同じとは、それら２つのアクチュエータが、実質的に同じ振幅、同じ方向に動くことを意味する。
【００５３】  上述したように、ｘ軸方向の振動時において、錘２０のｘ軸＋方向の移動経路での加速度が、ｘ軸−方向の移動経路での加速度より大きい場合、ｘ軸＋方向に偏加速度が発生し、これによりそのｘ軸＋方向に力覚が提示される。また、ｙ軸方向の振動時において、錘２０のｙ軸＋方向の移動経路での加速度が、ｙ軸−方向の移動経路での加速度より大きい場合、ｙ軸＋方向に偏加速度が発生し、これによりそのｙ軸＋方向に力覚が提示される。
【００５４】  １．３）まとめ
【００５５】  以上のように、本実施形態では、たとえ錘２０の両側にアクチュエータ３５が接続されているとしても、２つのアクチュエータ３５および錘２０が機械的に接続されて一体であるため、同期制御等の大きな制御負荷を必要とすることはない。
【００５６】  本実施形態では、第１支持部３１において、例えば錘２０の両側にＸアクチュエータ３５ｘが設けられるので、１つのＸアクチュエータ３５ｘのみが設けられる場合に比べ、大きな駆動力を発生させることができる。このことは、第２支持部３２についても同様である。
【００５７】  本実施形態では、アクチュエータ３５として圧電アクチュエータが利用されるので、筐体構造１０と錘２０との狭い隙間に、このアクチュエータ３５を配置させることができ、力覚提示装置１００の小型化を実現できる。
【００５８】  本実施形態では、第１支持部３１は、一対のＹスライド構造３１ｙを有し、第２支持部３２は、一対のＸスライド構造３２ｘを有する。したがって、ｘ軸方向のみの振動時においては、ｘ軸方向で錘２０を大きく変位させることができるとともに、その軸とは異なるｙ軸方向における錘２０の動きを規制することができる。また、ｙ軸方向のみの振動時においては、ｙ軸方向で錘２０を大きく変位させることができるとともに、その軸とは異なるｘ軸方向における錘２０の動きを規制することができる。
【００５９】  上記特許文献１の他、別の特許文献として特許第4413105号に記載の疑似力覚発生装置は、モータの回転動力を回転部材（円板）に伝達し、この回転部材の回転動力を、回転部材の円周上で接続されたリンク機構（２本のリンク）に伝達するように構成されている。これによりクランクスライダー構造が実現され、スライドするリンク機構の端部には錘２０が取り付けられている。このような装置では、クランクスライダーとして実現される動力変換構造の体積が大きく、装置の小型化が困難である。また、例えば２本のリンクが、錘２０の加速度方向とは直交する方向に加速度を発生するので、これが、余分な加速度となり、錘２０の直線運動の効率を妨げる。
【００６０】  なお、本技術に係る力覚提示装置１００は、上記のスライド構造を必須の要素とするものではなく、あくまで、錘２０の両側に一対の支持構造３１５（および／または３２５）を備えることが必須の要素である。
【００６１】  １．４）錘の変位量の実験例
【００６２】  本発明者らは、上記スライド構造を持つ力覚提示装置１００と、スライド構造を持たない装置とを用い、それらの錘２０Ａの変位量を実験で調べた。図５Ａ、Ｂはこの実験で用いられた構成例を示す。図５Ａは、スライド構造３１ｙ、３２ｘを持つ力覚提示装置の構成を示し、図５Ｂは、スライド構造を持たない装置（以下、比較例に係る装置と言う。）の構成を示す。
【００６３】  この実験では、実質的に正方形の外形を有する錘２０Ａが用いられ、筐体構造１０Ａもそれに合わせて実質的に正方形の外形を持つものが用いられた。図５Ａの装置のスライド構造３１ｙ、３２ｘとしては、リニアモーションガイド構造が用いられた。図５Ｂに示すように、比較例に係る装置は、スライド構造を持たず、アクチュエータ３５が直接錘２０Ａに接続されている。錘２０Ａの重さは、18gとされた。
【００６４】  図６Ａは、スライド構造を持つ装置の錘２０Ａの変位量等を示し、図６Ｂは、比較例に係る装置の錘２０Ａの変位量等を示す。図６Ａ、Ｂでは、変位量の他、制御部（図示を省略）から駆動部３０への出力電圧(V)と、加速度(G)を示している。なお、加速度は変位量の時間による二階微分により算出することに加え、加速度計により測定されるものとされる。これらの実験結果は、ｘまたはｙ軸の１軸のみでの駆動の結果を示す。
【００６５】  図６Ｂに示すように、比較例では、偏加速度が2.9(G)であったのに対し、図６Ａに示すように、スライド構造３１ｙ、３２ｘを持つ装置では、偏加速度が15.0(G)であった。スライド構造３１ｙ、３２ｘが設けられることにより、駆動方向（例えばｘ軸方向）とは異なる軸方向（ｙ軸方向）でのアクチュエータ３５の接続が、その駆動方向における駆動力を妨げないので、比較例に対して大きな偏加速度を得ることができる。
【００６６】  これにより、本実施形態に係る力覚提示装置１００は、錘２０Ａの重量やサイズを増やすことなく、比較例に比べて同じ出力電圧により大きな力覚を提示することができるので、装置の小型化を実現できるとともに、駆動ロスをなくし、これにより駆動のための電気的効率を上げることができる。
【００６７】  １．５）本実施形態に係る力覚提示装置の応用例
【００６８】  図７は、本実施形態に係る力覚提示装置１００を、例えば、携帯型端末装置に適用した例を示す。携帯型端末装置１００Ａとしては、典型的には、スマートフォンやタブレット等の機器が挙げられる。
【００６９】  この携帯型端末装置１００Ａは、筐体構造１０Ａとして、ディスプレイパネル（およびタッチパネル）１１１、シャーシ１１３、および背面パネル１１５等を備える。また、携帯型端末装置１００Ａは、内蔵部品として、シャーシ１１３に取り付けられた制御基板２０１およびバッテリ２０３等を備え、これら内蔵部品が駆動部３０（支持構造としてのアクチュエータ３５）を介して筐体構造１０Ａに接続される。
【００７０】  ここでは、実線で示された駆動部３０として、Ｘアクチュエータ３５ｘが設けられ、つまりｘ軸方向のみの駆動を行う一対の支持構造３１５が設けられる。もちろん、一点鎖線で示したようにｙ軸方向の駆動を行うＹアクチュエータ３５ｙを有する一対の支持構造３２５も設けられ、２軸駆動可能であってもよい。なお、上述したスライド構造は設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。
【００７１】  図８Ａは、例えば上記携帯型端末装置１００Ａの内蔵部品のうち、バッテリ２０３のｘ軸方向での両側にＸアクチュエータ３５ｘ（図７参照）がそれぞれ接続されており、制御基板２０１には接続されていない形態を示す。これにより、バッテリ２０３のみを振動させることができる。この場合、バッテリ２０３と制御基板２０１とが例えばフレキシブルプリント基板により電気的に接続されることが好ましい。なお、２軸駆動の場合、バッテリ２０３のｙ軸方向での両側にＹアクチュエータ３５ｙがそれぞれ接続される。
【００７２】  図８Ｂは、例えば上記内蔵部品のうち、制御基板２０１のｘ軸方向での両側にＸアクチュエータ３５ｘ（図７参照）がそれぞれ接続されており、バッテリ２０３には接続されていない形態を示す。これにより、制御基板２０１のみを振動させることができる。この場合、バッテリ２０３と制御基板２０１とが例えばフレキシブルプリント基板により電気的に接続されることが好ましい。
【００７３】  図８Ｃは、例えば上記内蔵部品のうち、バッテリ２０３および制御基板２０１が固定され、これら全体が振動する形態を示す。この場合、例えば制御基板２０１のｘ軸方向での両側にＸアクチュエータ３５ｘがそれぞれ接続されてもよいし、または、バッテリ２０３のｘ軸方向での両側にＸアクチュエータ３５ｘがそれぞれ接続されてもよい。
【００７４】  以上のように、携帯型端末装置１００Ａの部品を錘として利用するので、別途の錘を用いる必要がない。したがって、力覚提示装置である携帯型端末装置１００Ａの小型化を図ることができる。
【００７５】  ２．他の各種の実施形態に係る力覚提示装置
【００７６】  次に、他の各種の実施形態に係る力覚提示装置について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態に係る力覚提示装置１００が含む部材や機能等について実質的に同様の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００７７】  ２．１）他の実施形態１
【００７８】  例えば、図７を用いて説明したように、駆動部３０は、１軸のみで駆動するように構成されていてもよい。この場合、駆動部３０は、一対の支持構造３１５として錘２０の両側にアクチュエータを備えていてもよい。
【００７９】  あるいは、図９Ａ、Ｂに示すように、一対の支持構造のうちの一方がアクチュエータ３５を有し、他方はパッシブ駆動部４５であってもよい。図９Ａに示す力覚提示装置１００Ｂでは、パッシブ駆動部４５として、バネ構造、特に板バネ構造が採用される。パッシブ駆動部は、コイルバネ構造であってもよい。
【００８０】  図９Ｂに示す力覚提示装置１００Ｃでは、パッシブ駆動部として、錘２０の同じ側に複数（例えば２つ）のスライド構造４６が挙げられる。もちろんスライド構造４６は１つであってもよい。スライド構造としては、上述したように、リニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、自己潤滑軸受構造が挙げられる。
【００８１】  あるいは、図示しないが、錘２０の一側（例えば第１側２１（図１参照））に複数のアクチュエータ３５が接続され、その反対側（例えば第２側２２）にも複数のアクチュエータが接続されていてもよい。両側のそれらアクチュエータ３５の数は同じでもよいし、異なっていてもよい。あるいは、錘２０のその反対側に接続される支持構造は、アクチュエータ３５ではなく、１または複数のパッシブ駆動部であってもよい。
【００８２】  ２．２）他の実施形態２
【００８３】  図示しないが、駆動部が、ｘ、ｙ軸の２軸駆動として構成されている場合、例えば上記図９ＡまたはＢに示した一対の支持構造（アクチュエータとパッシブ駆動部の組）が、２組設けられていてもよい。
【００８４】  ２．３）他の実施形態３
【００８５】  図１０に示すように、駆動部が１軸のみで駆動するように構成されている力覚提示装置１００Ｄにおいて、ｘ軸上の一対の支持構造がアクチュエータ３５でそれぞれ構成され、ｙ軸上の一対の支持構造が、ｘ軸方向に駆動するパッシブ駆動部（例えば上記スライド構造４６）であってもよい。
【００８６】  ２．４）他の実施形態４  図１１に示す力覚提示装置１００Ｅは、第１支持部３１の一対の支持構造としてＸアクチュエータ３５ｘをそれぞれ備え、第２支持部３２の一対の支持構造としてＹアクチュエータ３５ｙをそれぞれ備える。各アクチュエータ３５に設けられる接続部（錘２０との接続部）として、スライド構造としての異方性弾性係数材料５０が用いられている。
【００８７】  等方性弾性係数材料の場合、縦弾性係数Eと横弾性係数Gには、G=E/{2(1+ν)}の関係がある。νはポアソン比である。材料を平面視した場合において、縦弾性係数は、材料の短手方向での弾性係数を意味し、横弾性係数は、材料の長手方向での弾性係数を意味する。ゴム等の弾性材料はν≒0.5となり、簡易的にはG≒E/3となる。
【００８８】  異方性弾性係数材料５０は、例えば縦弾性係数に比べ横弾性係数が小さいこと、つまり例えばG＜E/3を満たすような材料が用いられる。Eは例えば20KPa程度とされるが、これに限られない。
【００８９】  図１２は、このような異方性弾性係数材料の一例を示す平面図である。この異方性弾性係数材料５０Ａは、梯子構造を有する。具体的には、図１２の上に示すうように、異方性弾性係数材料５０Ａは、例えばｘ−ｙ平面で見て、ｙ方向に長く、ｘ方向に配列された複数の穴５２を有する。なお、穴５２はｚ方向に貫通していることが好ましいが、貫通していることは必須ではない。
【００９０】  このように構成された異方性弾性係数材料５０では、ｘ方向の横弾性係数が、ｙ方向の縦弾性係数より小さい。したがって、この異方性弾性係数材料５０は、図１２の下に示すように、ｘ方向に弾性変形しやすいが、ｙ方向にはしにくい。
【００９１】  図１３Ａは、異方性弾性係数材料の他の例を示す平面図（断面図）である。この異方性弾性係数材料５０Ｂは、できるだけ方向性を持つように配置されたディスク状微粒子５４を含む合成樹脂材料である。図１３Ｂの上は、この異方性弾性係数材料５０Ｂの側面図（断面図）である。このように、ディスク状微粒子５４の配列の仕方で、例えば図１３Ｂの下に示すように、ｘ方向の横弾性係数がｙ方向の縦弾性係数より小さくなるように構成された異方性弾性係数材料５０Ｂを実現できる。
【００９２】  ２．５）他の実施形態５
【００９３】  図１４は、振動方向で非対称形状を有する錘を備える力覚提示装置の要部を示す平面図である。例えば携帯型端末装置の制御基板として、矩形基板ではなく異型基板が存在する。このような異型基板２０４が錘として利用される場合、非対称形状を有する異型基板２０４の重心Ｐが、一対の支持構造３１５の接続部（支点）同士を結ぶ軸上に位置するように、異型基板２０４および駆動部３０の配置関係が構成される。このことは、２軸駆動の場合も同様であり、一対の支持構造３２５（図中、一点鎖線で示す）を結ぶ軸上に重心Ｐが位置するように、異型基板２０４および駆動部３０の配置関係が構成される。
【００９４】  異型基板２０４の一側に複数の支持構造が接続される場合、それら複数の支持構造の各接続部（各支点）の重心を考えればよい。その重心を「一側重心」と定義すると、その一側重心と、錘の他側に接続された支持構造の接続部とを結ぶ軸上に、錘の重心が位置するように設計されればよい。あるいは、その一側重心と、錘の他側に接続された複数の支持構造の接続部の重心（他側重心）を結ぶ軸上に、錘の重心が位置するように設計されればよい。
【００９５】  ２．６）他の実施形態６
【００９６】  図１５は、さらに別の実施形態に係る力覚提示装置の要部を示す。この例では、錘２０の重心を中心として回転対称位置であって、錘２０の第１側２１およびその反対側である第２側２２に一対の支持構造３１５が配置されている。一対の支持構造３１５には、例えばアクチュエータ３５がそれぞれ適用される。
【００９７】  図１５に示すように、この力覚提示装置は、アクチュエータ３５の振動方向を互いに逆向きとし、かつ、上記各実施形態と同様に偏加速度を発生させることにより、錘２０の回転方向の力覚を提示することができる。
【００９８】  ２．７）他の種々の実施形態
【００９９】  本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【０１００】  例えば、上記実施形態では、２軸駆動として、互いに直交するｘ、ｙ軸駆動を例に挙げたが、必ずしも各軸が直交する形態に限られない。つまり、一対の支持構造が取り付けられる軸線方向と、他の一対の支持構造が取り付けられる軸線方向とが直交する形態に限られない。
【０１０１】  上記各実施形態では、１軸または２軸駆動の駆動部３０を例に挙げたが、３軸駆動であってもよい。これにより、立体的な力覚の提示が可能となる。この場合、例えば第３軸目のｚ軸の支持構造のアクチュエータは、上記した圧電アクチュエータと同様の構成を有していてもよいが、例えば円板状の圧電アクチュエータであってもよい。
【０１０２】  図７で示した実施形態において、バッテリ２０３および／または制御基板２０１が錘として利用されたが、筐体構造に部品として設けられるディスプレイパネル、タッチパネル、その他の部品が錘として利用されてもよい。
【０１０３】  以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。例えば、実施形態４に係る異方性弾性係数材料５０が、上記実施形態１〜３、５、６のうちいずれかのパッシブ駆動部として適用されてもよい。
【０１０４】  あるいは、異方性弾性係数材料５０以外のスライド構造が、上記実施形態５または６等の支持構造に適用されてもよい。
【０１０５】  ３．他の実施形態に係るアクチュエータ
【０１０６】  図１６は、筐体構造１０に接続された、他の実施形態に係るアクチュエータを示す側面図あるいは断面図である。アクチュエータ６５は、例えば複数の圧電要素６１と、これらを支持するシム６２とを含む圧電アクチュエータである。なお、圧電アクチュエータとして、ここでは２つの圧電要素６１が設けられるバイモルフ構造を示したが、１つの圧電要素で構成されるユニモルフ構造であってもよい。図１７Ａはシム６２の平面図であり、図１７Ｂはシム６２の側面図である。
【０１０７】  シム６２の形状は、例えば長尺状である。シム６２は、筐体構造１０に固定される固定部６２ａと、圧電要素６１が取り付けられる取付部６２ｂと、固定部６２ａおよび取付部６２ｂの間に設けられた屈曲部６２ｃとを有する。
【０１０８】  固定部６２ａは、例えばシム６２の両端部にそれぞれ設けられている。図１６に示すように、例えば２つの圧電要素６１が、例えば接着剤で構成される接着層６３を介して、シム６２の取付部６２ｂを挟み込むように設けられている。
【０１０９】  屈曲部６２ｃは、２箇所で折り曲げられて、固定部６２ａから取付部６２ｂへつながるように構成され、固定部６２ａの長手方向と取付部６２ｂの長手方向とが平行になっている。固定部６２ａと取付部６２ｂのそれぞれの長手方向は、必ずしも平行でなくてもよい。これらの長手方向を、図１６ではｙ方向とすると、圧電要素６１によるアクチュエータ６５の振動による変位方向は、ｙ方向に実質的に直交するｘ方向となる。屈曲部６２ｃにおいてｙ軸に対して傾斜する部分は、典型的には直線状に設けられている。
【０１１０】  シム６２の寸法の一形態を以下に示す（図１７Ａ、Ｂ参照）。この場合のシム６２は、典型的には金属製とされる。金属としては、インバー、42アロイ、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等が用いられる。
【０１１１】  長さａ：10mm〜50mm、より好ましくは20mm〜40mm  幅ｂ：1mm〜10mm、より好ましくは2mm〜5mm  厚さｃ：0.1mm〜1mm、より好ましくは0.2mm〜0.4mm  高さｄ：1mm〜10mm、より好ましくは1.5mm〜5mm  固定部６２ａの長さｅ：0.5mm〜5mm、より好ましくは1mm〜3mm  屈曲部６２ｃのｘ方向の長さｆ：0mm〜10mm、より好ましくは0mm〜5mm  屈曲部６２ｃのｘ方向に対する傾斜角θ：180°<θ<0°
【０１１２】  屈曲部６２ｃのｘ方向の長さｆが0mmである場合、傾斜角θは0°となる。
【０１１３】  傾斜角θは、図１８に示すように、90°より大きくてもよい。
【０１１４】  高さｄは、圧電要素６１の厚さおよび接着層の厚さをパラメータとし、目的の振動周波数でアクチュエータ６５が動作したときの変位量によって決定される。また、高さｄは、圧電要素６１が動作時に筐体構造１０に接触しない高さに設計される。すなわち、アクチュエータ６５は、固定部６２ａと取付部６２ｂとの高さの差より小さい変位で振動するように構成される。
【０１１５】  図１９は、0.2mmの厚さ、1.54mmの高さｄを持つ、インバー製のシムの３通りの屈曲部６２ｃの寸法形態を示す表である。また、この表では固有振動数のシミュレーション解析が行われた結果も示されている。このシミュレーションに使用されたアクチュエータ６５の物理量は、以下の通りである。
【０１１６】  シム：厚さｃ=0.2mm、ヤング率=145GPa、密度=8.125g/cm3、ポアソン比=0.3  圧電要素：厚さ=0.18mm、ヤング率：70GPa、密度：7.6g/cm3、ポアソン比：0.3
【０１１７】  図１９より、傾斜角θが40°〜90°の範囲では、屈曲角度が90°の時と比べ固有振動数の変化率が4%以内に収まることが確認された。
【０１１８】  以上のように、本実施形態に係るアクチュエータ６５では、固定部６２ａおよび取付部６２ｂが、屈曲部６２ｃを持つシム６２によって一体化されることにより、アクチュエータ６５の部品点数を削減できる。また、アクチュエータ６５を低背型化、小型化することができ、力覚提示装置の小型化を実現できる。
【０１１９】  シム６２の２箇所で折り曲げられて屈曲部６２ｃが構成されることにより、簡単な構造で、シム６２に固定部６２ａ、取付部６２ｂおよび屈曲部６２ｃを持たせることができる。
【０１２０】  ここで、特開2011-129971号公報に開示された撓み振動型アクチュエータは、シムの他、ベースプレートや振動板を含むため、アクチュエータの厚みが増し、小型薄型の電子機器には設置することが困難である。また、このアクチュエータでは、小さく精密な部品が用いられるため、加工や組立工数が多くなり製造費用が増加してしまう。
【０１２１】  一方、特開2013-31040号公報に開示された圧電アクチュエータでは、部品点数は少ないものの変位量を大きくするために、支持体と圧電素子の上下面に空隙を設ける必要があり、小型薄型の電子機器に内蔵するには不向きである。また、支持体と圧電素子との間にシリコーン樹脂が充填される場合、長期的な振動を繰り返すことでシリコーン樹脂が劣化することも考えられる。
【０１２２】  本技術では、シム６２により固定部６２ａ、取付部６２ｂおよび屈曲部６２ｃが構成され、簡単な構造でアクチュエータ６５の構成が実現されるので、上記各文献のような問題を解決することができる。
【０１２３】  図２０Ａ〜Ｅは、シム６２の固定部６２ａの固定構造の複数の例を示す。
【０１２４】  図２０Ａに示す例では、固定部６２ａが溶着により筐体構造１０に固定される。例えば、シム６２および筐体構造１０が共に金属でなる場合、これらは溶接により固定される。シム６２および筐体構造１０の両方が樹脂の場合、超音波接合等による溶着により固定される。
【０１２５】  図２０Ｂに示す例では、両面テープ等の接着層６８により、固定部６２ａが筐体構造１０に固定される。この場合、シム６２は金属に限定されず、樹脂またはゴムであってもよい。筐体構造１０も同様に、金属に限定されない。
【０１２６】  図２０Ｃに示す例では、固定部６２ａと筐体構造１０とが機械的な係合により固定されている。例えば、筐体構造１０にフック部６９が設けられ、フック部６９に固定部６２ａが係合している。一対のフック部６９は、それぞれの開口面が対面するように筐体構造１０に設けられている。フック部６９は、筐体構造１０の材料と同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。
【０１２７】  図２０Ｄに示すように、フック部６９"の表面の高さ位置が、筐体構造１０の表面（内壁面）の高さ位置と実質的に一致していてもよい。この場合、フック部６９"と筐体構造１０は同じ材料で一体的に構成されていてもよい。筐体構造１０の材料としては、金属や樹脂が用いられる。
【０１２８】  図２０Ｅに示す例では、固定部６２ａが筐体構造１０内に埋め込まれることにより、シム６２が筐体構造１０に固定されている。筐体構造１０が樹脂でなる場合、例えば、インサート成形によって固定部６２ａを筐体構造１０に埋め込み可能である。もちろん、インサート成形に限られない。
【０１２９】  図２１は、さらに別の実施形態に係るアクチュエータのシムを示す側面図あるいは断面図である。シム７２は、固定部７２ａ、取付部７２ｂ、蛇腹状の屈曲部７２ｃを有する。これにより、変位を大きくすることができる。
【０１３０】  図２２は、さらに別の実施形態に係るアクチュエータのシムを示す側面図である。このシム８２は、複数（ここでは２つ）の取付部８２ｂを有し、これらの取付部８２ｂにそれぞれ圧電要素が取り付けられる。また、シム８２は、両端にそれぞれ設けられた固定部８２ａの他、共通の１つの固定部８２ｄを有する。これにより、ここでは図示しない圧電要素の配列方向（図中左右方向）でアクチュエータの小型化を図りつつ、駆動力を高めることができる。符号８２ｃで示す部分は屈曲部である。
【０１３１】  図２３は、さらに別の実施形態に係るアクチュエータのシムを示す平面図である。このシム９２は、屈曲部９２ｃを有する。屈曲部９２ｃには開口部９２ｅが設けられている。アクチュエータの製造時において、開口部９２ｅのサイズ、形状、および／または、位置を適宜調整可能である。これにより、シム９２の重量および／または剛性が調整され、変位量や駆動力を調整したり、アクチュエータの固有振動数を調整したりすることができる。符号９２ａで示す部分は固定部、符号９２ｂで示す部分は取付部である。
【０１３２】  開口部９２ｅの形状は、円に限られず、長穴、楕円、またはスリット等でもよい。開口部９２ｅが設けられる位置は、屈曲部９２ｃに限られず、取付部６２ｂであってもよい。
【０１３３】  ４．他の実施形態に係るアクチュエータを利用した力覚提示装置
【０１３４】  図２４Ａ〜Ｃ、図２５Ａ〜Ｃは、上記した他の実施形態に係るアクチュエータを利用した力覚提示装置の構成を示す。
【０１３５】  図２４Ａに示す例では、ｘ方向に対向するように、２つのアクチュエータ６５が錘２０に接続されている。具体的には、アクチュエータ６５の圧電要素６１が錘２０に固定されている。これにより、アクチュエータ６５は、錘２０に加速度、あるいは偏加速度を発生させることができる。この場合、アクチュエータ６５の配置は、錘２０の重心を中心に対称的な配置でなくてもよい。
【０１３６】  ｘ方向ではなく、ｙ方向に対向するように２つのアクチュエータ６５が錘２０に接続されていてもよい。
【０１３７】  図２４Ｂに示す例では、図２２に示した複数の圧電要素を取付可能なシム９２を有するアクチュエータ９５が、ｘ方向に対向して設けられている。錘２０に比べ、１つの圧電要素６１では駆動力が足りない場合に、本形態は有効である。
【０１３８】  図２４Ｃに示す例では、図１５に示した形態と同様に、錘２０の重心を中心として回転対称位置に、アクチュエータ６５が設けられてる。このような構成により、錘２０がその重心を中心に所定の角度範囲で回転可能となる。
【０１３９】  図２５Ａに示す例では、ｘ方向に対向して設けられた第１支持部において、２つのアクチュエータ６５（Ｘアクチュエータ６５ｘ）が、Ｙスライド構造８１ｙに接続されている。また、ｙ方向に対向して設けられた第２支持部において、２つのアクチュエータ６５（Ｙアクチュエータ６５ｙ）が、Ｘスライド構造８１ｘに接続されている。
【０１４０】  Ｘスライド構造８１ｘ、Ｙスライド構造８１ｙは、同様の構成を有しており、これらを以下では、単に「スライド構造」と言う。スライド構造８１は、スライドベース８１１と、スライドベース８１１に沿って移動するスライダ８１２とを備える。スライドベース８１１は、アクチュエータ６５の圧電要素６１に取り付けられ、スライダ８１２は錘２０に取り付けられている。
【０１４１】  図２５Ｂに示す例では、ｘ方向に対向して設けられた第１支持部では、２つの圧電要素６１を持つアクチュエータ９５（図２４Ｂ参照）が、錘２０の対向する辺にそれぞれ設けられている。また、ｙ方向に対向して設けられた第２支持部では、アクチュエータ６５が、錘２０の対向する辺に１つずつ設けられている。各圧電要素にそれぞれスライド構造８１が接続されている。
【０１４２】  図２５Ｃに示す例では、図１５、図２４Ｃに示した形態と同様に、錘２０の重心を中心として回転対称位置に、アクチュエータ６５およびスライド構造８１が設けられてる。このような構成により、錘２０がその重心を中心に所定の角度範囲で回転可能となる。
【０１４３】  図２４Ａ、Ｂ、図２５Ａ、Ｂに示したアクチュエータは、錘２０の重心を通るｘおよび／またはｙの軸に関して対称（鏡像対称）に配置されることが望ましい。図２５Ｃに示したアクチュエータ６５は、錘２０の重心を中心に回転対称に配置されたが、必ずしもそうでなくてもよい。
【０１４４】  ５．アクチュエータまたは力覚提示装置の他の種々の形態
【０１４５】  以上の説明では、シムの屈曲部は、傾斜して直線状、または、蛇腹状に設けられていたが、湾曲状に設けられていてもよい。
【０１４６】  以上説明した各形態に係るアクチュエータおよび／または力覚提示装置の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【０１４７】  例えば、図２３、図２０Ａ〜Ｅに示した形態のうち少なくとも１つの形態を、図２２、２４、および２５のうち１つの形態に適用してもよい。
【０１４８】  例えば、図２４Ｃまたは２５Ｃに示した形態に、さらに、ｙ方向で対向するアクチュエータが設けられてもよい。この場合、ｙ方向で対向する各アクチュエータは、錘２０の重心を中心に回転対称に配置されていてもよいし、ｘ軸に関して対称（鏡像対称）に配置されてもよい。
【０１４９】  上記では、本技術の力覚提示装置が適用される携帯型端末装置として、スマートフォンやタブレットを例に挙げた。しかし、携帯型端末装置は、例えば時計、眼鏡、帽子、靴、衣類、バンド類（腕輪や指輪）等の、ウェアラブル端末にも適用可能である。ウェアラブル端末に限られず、デジタルカメラや、障害者用の杖等にも適用可能である。
【０１５０】  なお、本技術は以下のような構成もとることができる。（１）  筐体構造と、  前記筐体構造に設けられ、または前記筐体構造に内蔵された錘と、  前記錘の第１側および前記第１側に対向する第２側を支持する一対の支持構造で構成される第１支持部を有し、前記一対の支持構造のうち少なくとも一方が、前記錘に偏加速度を与えることが可能なアクチュエータを含むように構成された駆動部と  を具備する力覚提示装置。（２）  前記（１）に記載の力覚提示装置であって、  前記アクチュエータは、前記錘の前記第１側から前記第２側へ、または前記第２側から前記第１側への方向に第１の偏加速度を発生させるように構成される  力覚提示装置。（３）  前記（２）に記載の力覚提示装置であって、  前記一対の支持構造のうちの一方が前記アクチュエータである場合に、前記一対の支持構造のうちの他方は、前記第１の偏加速度の方向を含む軸方向で駆動するように構成されたパッシブ駆動部を有する  力覚提示装置。（４）  前記（３）に記載の力覚提示装置であって、  前記パッシブ駆動部は、リニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、自己潤滑軸受構造、または異方性弾性係数材料を有する  力覚提示装置。（５）  前記（２）に記載の力覚提示装置であって、  前記錘の前記第１側および前記２側とは異なる第３側およびこれに対向する第４側にそれぞれ設けられた一対の支持構造で構成される第２支持部をさらに具備する  力覚提示装置。（６）  前記（５）に記載の力覚提示装置であって、  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造は、第１の偏加速度の方向を含む軸方向でスライドするスライド構造をそれぞれ有する  力覚提示装置。（７）  前記（６）に記載の力覚提示装置であって、  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造のうち少なくとも一方が、前記錘の前記第３側から前記第４側へ、または前記第４側から前記第３側への方向に第２の偏加速度を与えることが可能なアクチュエータを含むように構成され、  前記第１支持部を構成する前記一対の支持構造は、前記第２の偏加速度の方向を含む軸方向でスライドするスライド構造をそれぞれ有する  力覚提示装置。（８）  前記（６）または（７）に記載の力覚提示装置であって、  前記スライド構造は、リニアモーションガイド構造、ボールブッシュ構造、自己潤滑軸受構造、または異方性弾性係数材料である  力覚提示装置。（９）  前記（１）に記載の力覚提示装置であって、  前記第１支持部を構成する前記一対の支持構造の両方が、前記アクチュエータをそれぞれ有する  力覚提示装置。（１０）  前記（５）に記載の力覚提示装置であって、  前記第２支持部を構成する前記一対の支持構造の両方が、前記アクチュエータをそれぞれ有する  力覚提示装置。（１１）  前記（１）から（１０）のうちいずれか１項に記載の力覚提示装置であって、  前記錘は、前記筐体構造の一部を構成する部品、または前記筐体構造に内蔵された部品である  力覚提示装置。（１２）  前記（１１）に記載の力覚提示装置であって、  前記力覚提示装置は、携帯型端末装置であり、  前記部品は、バッテリ、制御基板、ディスプレイパネル、またはタッチパネルである  力覚提示装置。（１３）  前記（１）から（１２）のうちいずれか��項に記載の力覚提示装置であって、  前記アクチュエータは、    圧電要素と、    前記筐体構造に固定される固定部と、前記圧電要素が取り付けられる取付部と、前記固定部および前記取付部の間に設けられた屈曲部とを有するシムと  を含む  力覚提示装置。（１４）  前記（１３）に記載の力覚提示装置であって、  前記アクチュエータは、前記屈曲部により構成される、前記固定部と前記取付部との高さの差より小さい変位で振動するように構成される  力覚提示装置。（１５）  前記（１３）または（１４）に記載の力覚提示装置であって、  前記シムの少なくとも２箇所が折り曲げられることにより、前記取付部と前記固定部との間に、前記屈曲部が設けられる  力覚提示装置。（１６）  前記（１５）に記載の力覚提示装置であって、  前記屈曲部の、前記取付部および前記固定部の間は、直線状、湾曲状、または、蛇腹状に構成される  力覚提示装置。（１７）  前記（１３）から（１６）のうちいずれか１項に記載の力覚提示装置であって、  前記固定部は、溶着、接着剤による接着、機械的な係合、または、埋め込みにより、前記筐体構造に固定されている  力覚提示装置。（１８）  前記（１３）から（１７）のうちいずれか１項に記載の力覚提示装置であって、  前記シムは、２以上の前記取付部と、２つの前記取付部の間で共通の１つの前記固定部とを有する  力覚提示装置。（１９）  前記（１３）から（１８）のうちいずれか１項に記載の力覚提示装置であって、  前記シムは、開口部を有する  力覚提示装置。
【符号の説明】
【０１５１】  １０、１０Ａ…筐体構造  ２０、２０Ａ…錘  ２１…第１側  ２２…第２側  ２３…第３側  ２４…第４側  ３０…駆動部  ３１…第１支持部  ３１ｙ…Ｙスライド構造  ３２…第２支持部  ３２ｘ…Ｘスライド構造  ３３、３４…接続部  ３５ｘ、６５ｘ…Ｘアクチュエータ  ３５ｙ、６５ｙ…Ｙアクチュエータ  ３５、６５、９５…アクチュエータ  ４５…パッシブ駆動部  ４６…スライド構造  ５０、５０Ａ、５０Ｂ…異方性弾性係数材料  ６１…圧電要素  ６２、７２、８２、９２…シム  ６２ａ、７２ａ、８２ａ、９２ａ…固定部  ６２ｂ、７２ｂ、８２ｂ、９２ｂ…取付部  ６２ｃ、７２ｃ、８２ｃ、９２ｃ…屈曲部  ６８…接着層  ６９…フック部  ８１…スライド構造  ９２ｅ…開口部  １００、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ…力覚提示装置  １００Ａ…形態型端末装置  １１３…シャーシ  １１５…背面パネル  ２０１…制御基板  ２０３…バッテリ  ２０４…異型基板  ３１５…第１支持部の一対の支持構造  ３２５…第２支持部の一対の支持構造
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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