(57)【要約】  樹脂フィルム（２）は、振動板（６）の上面と空隙（９００）を介して対向配置されている。触覚提示キーボード（１０）では、樹脂フィルム（２）下面及び振動板（６）上面の間に空隙（９００）が設けられることにより、樹脂フィルム（２）から振動板（６）の上面までのキーストロークを確保し、利用者に「キーを押し込んだ」という操作感を感じさせることができる。また、振動板（６）からの振動は、当該空隙（９００）及び樹脂フィルム（２）により、操作面に伝わりにくくなる。これにより、利用者は、樹脂フィルム（２）が振動板（６）の上面に接触するまで押し込んだ指（９０１）のみで振動板（６）の振動を感じ、その他の指では振動を感じにくくなる。
2016027668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号に基づいて振動する振動体と、
前記振動体の主面と空隙を介して対向配置され、前記振動体と反対側の主面が操作面となる弾性フィルムと、
タッチ操作を検出する検出部と、
前記検出部が前記タッチ操作を検出すると、前記駆動信号を前記振動体に印加する駆動部と、
を備えた触覚提示装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記弾性フィルムへの接触を検出するタッチセンサからなる、
請求項１に記載の触覚提示装置。
【請求項３】
前記振動体は、
一部に圧電性樹脂を含み、対向する両主面に電極が形成され、面方向に伸縮可能なフィルムと、
前記フィルムが接着される平板状の振動板と、を有し、
前記駆動部は、前記両主面の電極に駆動信号を印加する、
請求項１又は請求項２に記載の触覚提示装置。
【請求項４】
前記圧電性樹脂は、ポリフッ化ビニリデンを材料とすることを特徴とする請求項３に記載の触覚提示装置。
【請求項５】
前記圧電性樹脂は、キラル高分子を材料とすることを特徴とする請求項３に記載の触覚提示装置。
【請求項６】
前記キラル高分子は、ポリ乳酸であることを特徴とする請求項５に記載の触覚提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作がなされることでキーが入力されるタッチ式入力装置であって、利用者に振動を伝えることでタッチ操作のフィードバックを与える触覚提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチ式入力装置として、利用者がキーをタッチした時に振動を伝えることで触覚フィードバックを与え、利用者に「キーを押した（キーを入力した）」と感じさせる触覚提示キーボードが提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、表示部、振動部、押圧力検出部、及びタッチセンサが順に積層されてなる触覚提示キーボードが記載されている。特許文献１に示す触覚提示キーボードは、タッチセンサが検出したタッチ操作の位置が所定位置であると、振動部が振動することにより、利用者に振動の触覚フィードバックを与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５０７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示す触覚提示キーボードでは、表示部、振動部、押圧力検出部、及びタッチセンサが積層されて一体となっていることにより、利用者がタッチセンサからさらに押し込むことが略不可能である。すなわち、特許文献１に示す触覚提示キーボードでは、タッチしたキーが沈み込むというキーストロークがほとんど無い。これにより、特許文献１に示す触覚提示キーボードは、利用者に「キーを押し込んだ」と感じさせることがない。【０００６】
また、特許文献１に示す触覚提示キーボードは、各構成が一体となっていることにより、振動部による振動がタッチ操作の位置に限らず、タッチセンサ全体に伝わる。従って、利用者は、タッチ操作をしていない指でも振動を感じてしまう。【０００７】
そこで、本発明の目的は、操作感を向上させた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】
【０００８】
本発明の触覚提示装置は、駆動信号に基づいて振動する振動体と、前記振動体の主面と空隙を介して対向配置され、前記振動体と反対側の主面が操作面となる弾性フィルムと、タッチ操作を検出する検出部と、前記検出部が前記タッチ操作を検出すると、前記駆動信号を前記振動体に印加する駆動部と、を備える。【０００９】
装置の各キーは操作面側に配置される。本発明の触覚提示装置では、利用者の指は、まず、操作面となる弾性フィルムを押し込む。すると、弾性フィルムは、押し込まれた箇所で振動体の主面に向かって突出するように変形し、振動体の主面に接触する。【００１０】
本発明の触覚提示装置では、振動体の主面及び弾性フィルムの間に空隙が設けられることにより、弾性フィルム（操作面）から振動体の主面までのキーストロークを確保し、利用者に「キーを押し込んだ」という操作感を感じさせることができる。【００１１】
また、樹脂フィルムは、利用者がキーから指を離そうとしたときに、弾力によって元の形状に戻る。これにより、触覚提示装置は、利用者に「キーから指を離した（キー入力を終えた）」と感じさせることもできる。【００１２】
さらに、振動体からの振動は、当該空隙及び弾性フィルムによって緩衝されるため、操作面に伝わりにくくなる。これにより、利用者は、弾性フィルムが振動体の主面に接触するまで押し込んだ指のみで振動体の振動を感じ、その他の指では振動を感じにくくなる。【００１３】
以上のように、本発明の触覚提示装置は、キーストロークを確保し、かつ押し込んだ指以外の指に振動を伝えにくくするため、操作感を向上させることができる。【００１４】
なお、触覚提示装置は、検出部が検出したタッチ操作の位置に応じて、入力されたキーを特定する。特定されたキーの情報（信号）は、インターフェース（例えばＵＳＢ（；Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ））を介して外部装置に出力する。【００１５】
また、前記検出部は、前記弾性フィルムへの接触を検出するタッチセンサからなる態様であってもよい。この構成では、弾性フィルムが押し込まれる前にタッチ操作が検出される。すると、触覚提示装置は、利用者の指が弾性フィルムを振動体の主面まで押し込む前に振動体に振動を開始させる。従って、振動体は、利用者の指で抑えられた状態から振動を開始することがないため、利用者の指で抑えられることによって振動開始が妨げられることがない。【００１６】
また、振動体は、圧電セラミックスやモータ等から構成されてもよいが、以下のように構成されてもよい。前記振動体は、一部に圧電性樹脂を含み、対向する両主面に電極が形成され、面方向に伸縮可能なフィルムと、前記フィルムが接着される平板状の振動板と、を有する。前記駆動部は、前記両主面の電極に駆動信号を印加する。【００１７】
フィルムの伸縮動作は、振動板の主面法線方向の振動となる。この構成では、圧電セラミックス等と比べて薄いフィルム及び振動板を用いるため、触覚提示装置の厚みをより薄型にすることが可能となる。【００１８】
また、前記圧電性樹脂は、ポリフッ化ビニリデンを材料としてもよい。また、圧電性樹脂はキラル高分子を材料としてもよいし、そのキラル高分子は、ポリ乳酸であってもよい。【００１９】
キラル高分子の圧電特性は、分子構造に起因するため、ポリフッ化ビニリデン等の強誘電体のポリマーのような焦電効果がない。したがって、キラル高分子を材料としたフィルムは、指の温度が伝わってしまう装置の構成として好適である。また、フィルムは、キラル高分子がポリ乳酸である場合、圧電出力定数が高くなり、振動板をより振動させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の触覚提示装置によれば、キーストロークが確保され、かつ押し込んだ指以外の指に振動が伝わりにくいため、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】触覚提示キーボード１０の外観斜視図である。
【図２】触覚提示キーボード１０の分解斜視図である。
【図３】（Ａ）は、触覚提示キーボード１０のＡ−Ａ断面図であり、（Ｂ）は、圧電フィルム４の断面を拡大した図である。
【図４】触覚提示キーボード１０の背面図である。
【図５】触覚提示キーボード１０の構成の一部を示すブロック図である。
【図６】振動板６の振動を説明するための上面図である。
【図７】触覚提示キーボード１０の動作説明図である。
【図８】触覚提示キーボード１０Ａの分解斜視図である。
【図９】（Ａ）は、振動体４０Ｂの背面図であり、（Ｂ）は、振動体４０Ｂの奥行方向に沿って視た側面図である。
【図１０】触覚提示キーボード１０Ｃの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、第１の実施形態に係る触覚提示キーボード１０の外観斜視図である。図２は、触覚提示キーボード１０の分解斜視図である。図３（Ａ）は、触覚提示キーボード１０のＡ−Ａ断面図である。図３（Ｂ）は、圧電フィルム４の断面を拡大した図である。図４は、触覚提示キーボード１０の背面図である。なお、図２は、図１の外観斜視図における触覚提示キーボード１０の各構成を高さ方向に分解して示している。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の点線に示す範囲を拡大して示している。
【００２３】
触覚提示キーボード１０は、いわゆるタッチ式キーボードである。タッチ式キーボードとは、操作面のキーがタッチされることによって、キー入力を受付けてインターフェース（例えばＵＳＢ（；Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ））を介して外部装置（例えばＰＣ）にキーの情報（信号）を出力するものである。
【００２４】
第１の実施形態に係る触覚提示キーボード１０は、利用者に「キーを押し込んだ」と感じさせ、かつタッチした指のみに振動を伝える（触覚フィードバックの提示）ことにより、操作感を向上させたものである。
【００２５】
触覚提示キーボード１０は、図１に示すように、高さ方向の長さ（厚み）が幅方向及び奥行方向の長さより短い、すなわち薄型の平板形状である。触覚提示キーボード１０は、幅方向の長さが奥行方向の長さより長い。
【００２６】
触覚提示キーボード１０は、図１及び図２に示すように、枠体１、樹脂フィルム２、複数のタッチセンサ３、及び振動体４０を備えている。
【００２７】
枠体１は、図１及び図２に示すように、奥行き方向の長さ及び幅方向の長さより、高さ方向の長さ（厚み）が短い。枠体１は、上面（触覚提示キーボード１０の高さ方向の面）及び下面（上面に対向する面）に開口部が形成されている。
【００２８】
枠体１は、図２及び図３（Ａ）に示すように、中空部で振動体４０の一部である振動板６を保持している。枠体１の下面の開口部は、図３（Ａ）及び図４に示すように、振動板６の下面（触覚提示キーボード１０の高さ方向と反対方向の面）を露出させている。なお、図示しないが、枠体１は、電気的動作のための回路モジュールを保持している。
【００２９】
枠体１の上面の開口部は、弾性を有する樹脂フィルム２によって覆われている。樹脂フィルム２の上面（触覚提示キーボード１０の高さ方向にある面）は、利用者から操作がなされる操作面である。樹脂フィルム２は、例えばシリコン樹脂からなる。樹脂フィルム２は、枠体１の上面に装着された際に、自重で変形せず、かつ利用者の指で押下されると変形するように、厚み及びヤング率が設定されている。ただし、樹脂フィルム２は、シリコン樹脂に限らず、ポリエチレンナノフタレート（ＰＥＮ）、及びポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、等の他の材料から構成されてもよい。
【００３０】
枠体１の上面の開口部が樹脂フィルム２で覆われることにより、図３に示すように、樹脂フィルム２と振動板６との間には、空隙９００が形成されている。すなわち、樹脂フィルム２は、振動板６の上面と空隙９００を介して対向配置されている。空隙９００の厚みは、位置によらず略一定値である。なお、図３では、空隙９００の厚みを厚く誇張して記載しているが、実際の空隙９００の厚みは、例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであり、触覚提示キーボード１０全体の厚みに比べて極小さい。このように、極薄い厚みがキーストロークであっても、利用者にキーを押し込んだと感じさせることができる。
【００３１】
樹脂フィルム２の上面には、複数のタッチセンサ３が配置されている。複数のタッチセンサ３は、キーボードのキー配列に応じてそれぞれ配置されている。複数のタッチセンサ３は、利用者のタッチ操作を検出する機能であればどの様な方式であってもよく、メンブレン式、静電容量式、圧電フィルム式、等の様々な方式のものであってもよい。各タッチセンサ３は、利用者の指にタッチされると、タッチされたことを示す信号を引出配線導体（不図示）に出力する。
【００３２】
実際の触覚提示キーボード１０は、樹脂フィルム２及び各タッチセンサ３を覆い、かつキー配列を示す文字及び記号が形成されたカバーが最外層に配置されているが、本実施形態ではカバーの説明は省略する。
【００３３】
振動体４０は、図２、図３（Ａ）、及び図４に示すように、３枚の圧電フィルム４及び振動板６からなる。振動板６は、平板形状であり、例えばアクリル樹脂ＰＭＭＡで構成されている。なお、振動板６は、金属板（例えばステンレス板及び銅板）、ＰＥＴ、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ガラスエポキシ樹脂板、ガラス、等の他の材料を用いてもよい。
【００３４】
圧電フィルム４は、図３（Ａ）及び図４に示すように、触覚提示キーボード１０の幅方向に長い。圧電フィルム４は、図３（Ｂ）に示すように、ベースフィルム４Ｃの両主面に電極４Ａ及び電極４Ｂが形成されてなる。電極４Ａ及び電極４Ｂは、アルミ蒸着電極を用いることが好ましい。電極４Ａ及び電極４Ｂは、透光性が求められる場合、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ポリチオフェンを主成分とすることが好ましい。また、銀ナノワイヤ電極を用いることで透光性を有する電極４Ａ及び電極４Ｂを実現できる。電極４Ａ及び電極４Ｂには、図示しない引出配線導体が接続されており、駆動信号が当該引出配線導体を介して電極４Ａ及び電極４Ｂへ印加される。
【００３５】
各圧電フィルム４のベースフィルム４Ｃは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、キラル高分子、等の圧電性材料の樹脂を一部に含む。ベースフィルム４Ｃの材料としてＰＶＤＦを用いれば、圧電定数が最も高くなる。ベースフィルム４Ｃの材料としてポリ乳酸（ＰＬＡ）を用いれば、圧電定数が高く、かつ透光性が高くなる。ベースフィルム４Ｃの材料としてＰＬＡを用いる場合、特に一軸延伸されたＰＬＬＡを材料とすることが望ましい。ＰＬＡを用いる場合、他の構成（タッチセンサ３、振動板６及び電極４Ａ，４Ｂ）も透光性の高い材料を用いることにより、平面視した略全面が高い透光性を有する触覚提示キーボード１０を実現することができる。
【００３６】
また、キラル高分子の圧電特性は、分子構造に起因するため、ポリフッ化ビニリデン等の強誘電体のポリマーに比べて、焦電効果がない。従って、キラル高分子は、圧電フィルム４のように、利用者の指の温度が伝わってしまう構成として好適である。
【００３７】
各圧電フィルム４のベースフィルム４Ｃは、両主面の電極４Ａ及び電極４Ｂに駆動信号が印加されると、長手方向（触覚提示キーボード１０の幅方向と同じ方向）に伸縮する。長手方向に伸縮するベースフィルム４Ｃを用意するために、例えば材料がＰＬＬＡである場合、延伸方向に対して略４５°の角度をなす方向が長手方向となるように裁断する。
【００３８】
圧電フィルム４は、長手方向の一方端が枠体１に、他端が振動板６の下面に接着されている。圧電フィルム４の接着は、接着剤５を介して行われている。ただし、圧電フィルム４の接着部分には、電極が形成されていない。３本の圧電フィルム４は、長手方向が触覚提示キーボード１０の幅方向に沿うように、触覚提示キーボード１０の奥行方向に並んで配置されている。
【００３９】
より具体的には、３本の配列のうち奥行方向に中央の圧電フィルム４は、図４に示すように、一端が枠体１の下面の幅方向の端部に接着されている。当該中央の圧電フィルム４は、他端が振動板６の幅方向と反対方向の端部に接着されている。他の２本の圧電フィルム４（中央の圧電フィルム４以外の圧電フィルム４）は、一端が枠体１の下面の幅方向と反対方向の端部に接着されている。当該他の２本の圧電フィルム４は、他端が振動板６の幅方向の端部に接着されている。このように各圧電フィルム４を接着することにより、長手方向により長い各圧電フィルム４を用いることができて、各圧電フィルム４の伸縮量を最大化することが可能となる。
【００４０】
振動体４０は、構成として圧電フィルム４を用いれば、圧電セラミックスを用いる場合に比べてより薄型化される。
【００４１】
なお、各圧電フィルム４は、振動板６の上面で枠体１と振動板６とに接着されてもよい。また、複数の圧電フィルム４は、幅方向に並んで配列されてもよい。さらに、圧電フィルム４は、シリコン樹脂及びＰＥＴからなるエキサイタフィルムの主面に貼り付けられ、当該エキサイタフィルムが枠体１又は振動板６に接着されることにより、枠体１又は振動板６に接着されてもよい。
【００４２】
また、図４に示すように、枠体１と圧電フィルム４とを直接的に接着すれば、圧電フィルム４の全体の伸縮を利用することができる。一方、エキサイタフィルムを枠体１又は振動板６に接着し、そのエキサイタフィルムに圧電フィルムを貼り付ける態様では、枠体１及び振動板６の大きさに圧電フィルムの形状が左右されない。さらに、この態様では、枠体１又は振動板６との接着箇所で圧電フィルムが伸縮しないので、圧電フィルムの伸縮による接着不良（剥がれ）が発生しにくくなる。
【００４３】
また、実際の触覚提示キーボード１０は、枠体１の下面の開口部及び各圧電フィルム４を覆うためのカバー、及び利用者に対する操作面の角度を調整するためのスタンドが設けられるが、本実施形態ではそれらの説明は省略する。
【００４４】
次に、図５は、触覚提示キーボード１０の構成を示すブロック図である。図６は、振動板６の振動を説明するための上面図である。枠体１に内蔵される回路モジュールは、キー特定部１０１、駆動部１０２、及び出力部１０３の各機能を実現している。
【００４５】
キー特定部１０１は、キー配列と複数のタッチセンサとを対応付けて記憶している。キー特定部１０１は、複数のタッチセンサ３からの出力信号を取得し、利用者からタッチされているタッチセンサ３を求める。そして、キー特定部１０１は、タッチされたタッチセンサ３に対応するキー（例えばＥＮＴＥＲキー）を特定する。
【００４６】
キー特定部１０１は、特定したキーの情報を出力部１０３に出力する。出力部１０３は、インターフェースを介して、所定のプロトコル及びフォーマットで取得したキーの情報を外部装置に送信する。
【００４７】
また、キー特定部１０１は、キーを特定すると、キー特定の旨を駆動部１０２に出力する。駆動部１０２は、キー特定の情報を取得すると、駆動信号を出力し、各圧電フィルム４の両主面に形成される電極に交流電圧を印加する。ただし、駆動部１０２は、タッチセンサ３がタッチされたことのみをトリガとして、駆動信号を出力してもよい。
【００４８】
すると、各圧電フィルム４は、交流電圧の周期に合わせて長手方向に伸縮を繰り返す。駆動部１０２は、奥行方向に中央の圧電フィルム４と、他の２本の圧電フィルム４（当該中央の圧電フィルム４を挟むように配置された圧電フィルム４）とに対して、互いに逆相となる交流電圧を出力する。これにより、図６に示すように、当該中央の圧電フィルム４と、当該他の２本の圧電フィルム４とは、互いに逆動作となる伸縮動作を繰り返す。その結果、振動板６は、駆動部１０２が出力する交流電圧の周期に合わせて、幅方向に沿って往復移動（振動）する。振動板６が幅方向に振動しても、利用者は、高さ方向の振動として知覚する触覚特性を有する。ただし、図６は、振動板６の移動量を大きく誇張して示している。
【００４９】
次に、図７は、触覚提示キーボード１０の動作説明図である。触覚提示キーボード１０は、以下のように動作する。
【００５０】
まず、利用者の指９０１がタッチセンサ３をタッチすると、タッチされたキーが特定されて振動板６が触覚提示キーボード１０の幅方向に振動する。そして、利用者は、タッチしている指９０１でタッチセンサ３を押下する。すると、樹脂フィルム２は、タッチされているタッチセンサ３の位置で下面側に突出するように変形する。利用者がタッチセンサ３をさらに押下すると、樹脂フィルム２は、図７に示すように、下面の突出部分が振動板６の上面に接触する。すると、利用者は、指９０１で振動板６の振動を感じる。
【００５１】
触覚提示キーボード１０では、圧電フィルム２及び振動板６の間に空隙９００が設けられることにより、樹脂フィルム２から振動板６上面までのキーストロークを確保し、利用者に「キー押し込んだ」という操作感を感じさせることができる。
【００５２】
また、圧電フィルム２は、利用者がキーから指９０１を離そうとしたときに、弾力によって元の形状に戻る。これにより、触覚提示キーボード１０は、利用者に「キーから指を離した（キー入力を終えた）」と感じさせることもできる。
【００５３】
また、振動板６からの振動は、当該空隙９００及び樹脂フィルム２によって緩衝されるため、操作面に伝わりにくくなる。これにより、利用者は、樹脂フィルム２が振動板６の主面に接触するまで押し込んだ指９０１のみで振動板６の振動を感じ、その他の指では振動を感じにくくなる。
【００５４】
以上のように、本実施形態の触覚提示キーボード１０は、キーストロークを確保し、かつ押し込んだ指以外の指に振動を伝えにくくするため、操作感を向上させることができる。
【００５５】
各タッチセンサ３は、樹脂フィルム２の上面に限らず、振動板６より操作面側に配置されればよい。触覚提示キーボード１０は、各タッチセンサ３が振動板６から空隙９００を介して操作面側（例えば樹脂フィルム２の下面）に配置されると、指９０１が樹脂フィルム２を介して振動板６を抑える前に振動体４０に振動を開始させる。従って、振動体４０は、指９０１によって抑えられることにより振動開始が阻害されることがない。
【００５６】
また、触覚提示キーボード１０は、タッチパネルを備え、タッチ操作がなされた位置を検出し、検出したタッチ操作の位置に対応するキーを特定して振動体４０を振動させる態様であってもかまわない。
【００５７】
次に、第２の実施形態に係る触覚提示キーボード１０Ａについて図８を参照して説明する。図８は、触覚提示キーボード１０Ａの分解斜視図である。触覚提示キーボード１０Ａは、第１の実施形態に係る触覚提示キーボード１０に対して、押下されるタッチセンサ３の領域以外の領域で樹脂フィルム２が下面側に沈むことを防止するものである。
【００５８】
より具体的には、触覚提示キーボード１０Ａは、桟７及び振動体４０Ａを備える点において、触覚提示キーボード１０と相違する。振動体４０Ａは、振動板６Ａを備える点において振動体４０と相違する。
【００５９】
桟７は、樹脂フィルム２と振動板６との間に、すなわち第１の実施形態に係る触覚提示キーボード１０の空隙９００に配置される。桟７は、図８に示すように、タッチセンサ３の領域に対応する領域間を幅方向に延在する第１桟７１、及び当該領域間を奥行方向に延在する第２桟７２をそれぞれ複数備えている。各第１桟７１及び各第２桟７２により囲まれた複数の領域７３は、それぞれタッチセンサ３の領域に対応する。すなわち、触覚提示キーボード１０Ａは、平面視すると、各第１桟７１及び各第２桟７２が複数のタッチセンサ３を区切り、かつ各領域７３が各タッチセンサ３に重なって構成される。
【００６０】
桟７は、第１桟７１及び第２桟７２の接続部の振動体６側に脚部７４を複数備えている。振動板６Ａには、複数の孔６０が形成されている。各孔６０は、各脚部７４に対応する位置に配置されている。各孔６０は、振動板６Ａの移動量を考慮して形状が設定されている。脚部７４は、下面側に沈み込んでも、対応する孔６０を貫通するため、振動板６Ａが振動していても振動板６Ａに接触しない。これにより、振動板６Ａは、脚部７４によって振動が阻害されることがない。また、脚部７４は、孔６０を貫通すると、振動板６Ａの下面を覆うカバーに接触して第１桟７１及び第２桟７２が下面側に沈み込みすぎることを防ぐ。
【００６１】
樹脂フィルム２は、桟７で各タッチセンサ３の領域が区切られていることにより、指９０１によって押下されると、各タッチセンサ３に対応する領域毎に下面側に突出するように変形する。すなわち、樹脂フィルム２は、桟７により、タッチされたタッチセンサ３以外の位置で下面側に沈み込みにくくなる。
【００６２】
上述の例では、振動体４０は、触覚提示キーボード１０の幅方向に振動していたが、以下のように、触覚提示キーボード１０の高さ方向に振動してもよい。
【００６３】
図９（Ａ）は、実施形態１に係る振動体４０の変形例に係る振動体４０Ｂの背面図であり、図９（Ｂ）は、振動体４０Ｂを奥行方向に沿って視た側面図である。ただし、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、説明のために、振動体４０Ｂ以外の構成の図示を省略している。また、図９（Ｂ）は、振動板６Ｂの高さ方向への撓み量を誇張して図示しているが、実際の振動板６Ｂの撓み量は、人が指９０１で知覚できないほどの大きさである。
【００６４】
振動体４０Ｂは、図９（Ａ）に示すように、振動板６Ｂと、２枚の圧電フィルム４００Ｂと、フレーム部材６５と、フレーム部材６６と、を備えている。
【００６５】
振動板６Ｂは、図９（Ｂ）に示すように、幅方向の中央部分が高さ方向へ撓む点において振動板６と相違する。
【００６６】
２枚の圧電フィルム４００Ｂは、形状と、振動板６Ｂへの接着とが異なる点において、圧電フィルム４と相違する。各圧電フィルム４００Ｂは、触覚提示キーボード１０の幅方向において、長さが振動板６Ｂの長さと略同じである。２枚の圧電フィルム４００Ｂは、図９（Ａ）に示すように、触覚提示キーボード１０の奥行方向に沿って順に配置されている。各圧電フィルム４００Ｂは、幅方向及びその反対方向において、端部が振動板６Ｂの端部に接着されている。
【００６７】
より具体的には、各圧電フィルム４００Ｂの幅方向の端部は、フレーム部材６６を介して、振動板６Ｂの幅方向の端部に接着されている。各圧電フィルム４００Ｂの幅方向と反対方向の端部は、フレーム部材６５を介して、振動板６Ｂの幅方向と反対方向の端部に接着されている。
【００６８】
振動板６Ｂは、各圧電フィルム４００Ｂが、図９（Ｂ）の矢印９０２に示すように、幅方向に沿って伸張すると、矢印９０３に示すように、幅方向の中央部が高さ方向と反対方向に変位する。振動板６Ｂは、各圧電フィルム４００Ｂが幅方向に沿って収縮すると、幅方向の中央部が高さ方向に変位する。従って、各圧電フィルム４００Ｂが伸縮を繰り返すと、振動板６Ｂの幅方向の中央部の高さ方向への撓み量は、増減を繰り返す。これにより、振動板６Ｂは、幅方向の中央部を中心に、高さ方向に沿って振動する。
【００６９】
なお、振動板６Ｂと各圧電フィルム４００Ｂとの接着の際に、振動板６Ｂの幅方向及びその反対方向の端部において、高さ方向と反対方向に曲げ応力がかけられることが望ましい。これにより、各圧電フィルム４００Ｂは、各圧電フィルム４００Ｂを幅方向に伸張させる引張力がかかる。この引張力は、各圧電フィルム４００Ｂの幅方向への伸張力を強めるため、振動板６Ｂ振動をより大きくする。
【００７０】
また、振動体４０Ｂは、２枚の圧電フィルム４００Ｂに対して、互いに異なる周波数の駆動信号を与えることにより、振動板６Ｂを２つの周波数で振動させることができる。これにより、触覚提示キーボード１０は、キーが押下されたときに、より多様な振動を利用者に知覚させることができる。ただし、振動体４０Ｂは、２枚の圧電フィルム４００Ｂに限らず、主面が振動板６Ｂと略同じ形状の１枚の圧電フィルムを備える態様であっても構わない。
【００７１】
上述の例では、振動体４０，４０Ａ，４０Ｂは、圧電フィルム４で構成されていたが、他の構成からなる態様であっても構わない。例えば、図１０の第３の実施形態に係る触覚提示キーボード１０Ｃの分解斜視図に示すように、振動体４０Ｃは、圧電セラミックス８からなってもよい。
【００７２】
圧電セラミックス８は、平板状であり、枠体１Ｃの中空部に保持される。圧電セラミックス８は、対向する両主面に電極（不図示）が形成されている。圧電セラミックス８は、電極に印加される駆動信号によって両主面間に電界が発生すると、触覚提示キーボード１０Ｃの厚み方向に膨張及び収縮を繰り返して振動する。
【００７３】
なお、振動体４０Ｃは、圧電セラミックス８に限らず、電動モータを備えたバイブレータからなる態様であっても構わない。
【００７４】
また、上述の例は、キーボードであったが、本発明の触覚提示装置は、タッチ操作に対する触覚提示するものであれば、例えば、ゲームパッドであってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１，１Ｂ…枠体
２…樹脂フィルム
３…タッチセンサ
４，４００Ｂ…圧電フィルム
５…接着剤
６，６Ａ，６Ｂ…振動板
８…圧電セラミックス
１０，１０Ａ，１０Ｃ…触覚提示キーボード
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…振動体
７…桟
７１…第１桟
７２…第２桟
１０１…位置検出部
１０２…キー特定部
１０３…駆動部
１０４…出力部
９００…空隙
９０１…指
【図１】
2016027668.tif 000003
【図２】
2016027668.tif 000004
【図３】
2016027668.tif 000005
【図４】
2016027668.tif 000006
【図５】
2016027668.tif 000007
【図６】
2016027668.tif 000008
【図７】
2016027668.tif 000009
【図８】
2016027668.tif 000010
【図９】
2016027668.tif 000011
【図１０】
2016027668.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月15日(2017.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号に基づいて振動する振動体と、
前記振動体の主面と空隙を介して対向配置され、前記振動体と反対側の主面が操作面となる弾性フィルムと、
タッチ操作を検出する検出部と、
前記検出部が前記タッチ操作を検出すると、前記駆動信号を前記振動体に印加する駆動部と、
を備え、
前記弾性フィルムは、押下されると下面側に突出するように変形し、その変形した突出部分が前記振動体の上面に接触する、触覚提示装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記弾性フィルムへの接触を検出するタッチセンサからなる、
請求項１に記載の触覚提示装置。
【請求項３】
前記振動体は、
一部に圧電性樹脂を含み、対向する両主面に電極が形成され、面方向に伸縮可能なフィルムと、
前記フィルムが接着される平板状の振動板と、を有し、
前記駆動部は、前記両主面の電極に駆動信号を印加する、
請求項１又は請求項２に記載の触覚提示装置。
【請求項４】
前記圧電性樹脂は、ポリフッ化ビニリデンを材料とすることを特徴とする請求項３に記載の触覚提示装置。
【請求項５】
前記圧電性樹脂は、キラル高分子を材料とすることを特徴とする請求項３に記載の触覚提示装置。
【請求項６】
前記キラル高分子は、ポリ乳酸であることを特徴とする請求項５に記載の触覚提示装置。
【国際調査報告】
2016027668.tif 000013
2016027668.tif 000014
2016027668.tif 000015
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