(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作体が触れる接触領域において、少なくとも冷感情報を呈示する温冷呈示素子と、温感情報を呈示する温感呈示素子とが設けられており、
前記温感呈示素子が、前記温冷呈示素子を挟む領域に前記温冷呈示素子の周囲のすべてを囲むように配置されていることを特徴とする触覚呈示装置。
【請求項２】
前記温感呈示素子はヒータである請求項１に記載の触覚呈示装置。
【請求項３】
前記温冷呈示素子と前記温感呈示素子は、振動素子の上に配置されている請求項１又は請求項２に記載の触覚呈示装置。
【請求項４】
操作体が触れる接触領域において、少なくとも冷感情報を呈示する温冷呈示素子と、温感情報を呈示する温感呈示素子とが設けられており、
前記温感呈示素子が、前記温冷呈示素子を挟む領域に配置されており、
前記温冷呈示素子と前記温感呈示素子は、振動素子の上に配置されている触覚呈示装置。
【請求項５】
前記温冷呈示素子と前記温感呈示素子のそれぞれと前記振動素子との間には伝導部材を配置し、
前記伝導部材は、前記温冷呈示素子と前記温感呈示素子とが温冷情報と温感情報をそれぞれ呈示した際に発生する熱を前記振動素子に伝導する熱伝導部材と、前記振動素子が呈示した振動情報を前記温冷呈示素子と前記温感呈示素子のそれぞれに伝導する振動伝導部材とを備える請求項３又は請求項４に記載の触覚呈示装置。
【請求項６】
前記伝導部材は粘着性を有し、前記温冷呈示素子と前記温感呈示素子をそれぞれ前記振動素子に結合している請求項５に記載の触覚呈示装置。
【請求項７】
前記温感呈示素子と前記振動素子との間には断熱部材を配置し、
前記断熱部材は、前記振動素子が呈示した振動情報を前記温感呈示素子に伝導する振動伝導部材を備える請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の触覚呈示装置。
【請求項８】
前記振動素子は金属のカバーを備えており、前記伝導部材は、金属のカバーと、前記温冷呈示素子及び前記温感呈示素子とを結合している請求項５又は請求項６に記載の触覚呈示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指などの操作体が接触したときに、温冷情報や振動情報を呈示する触覚呈示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、ボイスコイルまたは圧電体等の振動発生による触覚呈示装置と、温覚を呈するペルチェ素子と、皮膚温を測定するセンサとが台座上に載置された装置が開示されている。触覚呈示装置とセンサは台座上にそれぞれ直接載置され、ペルチェ素子は触覚呈示装置上に載置される。この構成より、触覚の呈示に、振動だけでなく温度の影響も付加することで、より高い表現力をもった触覚伝達装置を実現することが可能であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７２０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らの研究によれば、温感情報については一定値以上の面積で呈示する必要がある。このため、特許文献１に記載の装置において、温感情報と冷感情報を同時に呈示するためにペルチェ素子を複数並べた場合、ペルチェ素子を小さな面積に抑えると、操作者に温感情報を伝えることが難しくなることがあり、細かな触覚呈示を実現することは困難であった。これに対して、温感情報を確実に呈示するために各ペルチェ素子を大型化すると装置全体が大型化してしまうという問題がある。また、大型のペルチェ素子は価格が高く、製品のコストに影響を与えることになる。【０００５】
そこで本発明は、温感情報と冷感情報を同時に呈示可能な触覚呈示装置において、装置のサイズの大型化を抑えつつ、温感情報を正確に呈示することができる触覚呈示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の触覚呈示装置は、操作体が触れる接触領域において、少なくとも冷感情報を呈示する温冷呈示素子と、温感情報を呈示する温感呈示素子とが設けられており、温感呈示素子が、温冷呈示素子を挟む領域に温冷呈示素子の周囲のすべてを囲むように配置されていることを特徴としている。
【０００７】
これにより、温感情報と冷感情報を同時に呈示可能な構成において、装置のサイズを大型化させることなく、温感情報を正確に呈示することが可能となる。また、操作体が温冷呈示素子と温感呈示素子に同時に接触するため、複合的な温冷情報を呈示することができる。さらに、１つの温冷呈示素子において温感情報の呈示から冷感情報の呈示へ変化させる場合と比べて、温冷呈示素子と温感呈示素子を設けることにより、電力効率を上げることができ、かつ、呈示スピードを高速化することができる。【０００９】
また、温冷呈示素子を駆動させない状態で温感呈示素子を駆動させると、温冷呈示素子を配置した領域も含めて全体として、操作者に対して温感を感じさせることができる。このため、全面を温感呈示素子とした構成よりも消費電流や材料コストを抑えることが可能となる。一方、冷感情報については、操作面としての指の腹に対して十分小さな面積の領域で呈示させることにより、操作者に冷感を敏感に感じさせることができる。
【００１０】
本発明の触覚呈示装置において、温感呈示素子はヒータであることが好ましい。【００１１】
これにより、占有面積が大きな温感呈示素子のコストを抑えることができる。【００１２】
本発明の触覚呈示装置において、温冷呈示素子と温感呈示素子は振動素子の上に配置されていることが好ましい。
本発明の他の触覚呈示装置は、操作体が触れる接触領域において、少なくとも冷感情報を呈示する温冷呈示素子と、温感情報を呈示する温感呈示素子とが設けられており、温感呈示素子が、温冷呈示素子を挟む領域に配置されており、温冷呈示素子と温感呈示素子は、振動素子の上に配置されている。
【００１３】
これにより、温感情報及び冷感情報に、振動素子が発生した振動情報を加えた触覚を呈示することが可能となるため、より複雑で細やかな触覚表現を実現することができる。【００１４】
本発明の触覚呈示装置において、温冷呈示素子と温感呈示素子のそれぞれと振動素子との間には伝導部材を配置し、伝導部材は、温冷呈示素子と温感呈示素子が温冷情報と温感情報をそれぞれ呈示した際に発生する熱を振動素子に伝導する熱伝導部材と、振動素子が呈示した振動情報を温冷呈示素子と温感呈示素子のそれぞれに伝導する振動伝導部材とを備えることが好ましい。【００１５】
これにより、振動素子が呈示した振動情報を温冷呈示素子と温感呈示素子のそれぞれに効率よく伝えることができ、さらに、温冷呈示素子と温感呈示素子で発生した熱を効率よく伝導させて放熱効率を高めることができる。【００１６】
本発明の触覚呈示装置において、伝導部材は粘着性を有し、温冷呈示素子と温感呈示素子を振動素子に結合していることが好ましい。【００１７】
これにより、振動素子が呈示した振動情報を温冷呈示素子と温感呈示素子のそれぞれに確実に伝えることができ、また、温冷呈示素子と温感呈示素子で発生した熱を効率よく放熱させることができる。【００１８】
本発明の触覚呈示装置において、温感呈示素子と振動素子との間には断熱部材を配置し、断熱部材は、振動素子が呈示した振動情報を温感呈示素子のそれぞれに伝導する振動伝導部材を備えることが好ましい。【００１９】
これにより、温感呈示素子から振動素子への熱の伝導を抑えることができるため、温感呈示素子が呈示する温感情報を維持しやすくなる。また、温冷呈示素子への熱の伝導を抑えることができるため、温冷呈示素子が呈示している温冷情報を変動させてしまうことがなくなり、また、温冷呈示素子の温冷情報の切り替え速度の低下を防ぐことができる。【００２０】
本発明の触覚呈示装置において、振動素子は金属のカバーを備えており、伝導部材は、金属のカバーと、温冷呈示素子及び温感呈示素子とを結合していることが好ましい。【００２１】
これにより、温冷呈示素子と温感呈示素子で発生した熱をさらに効率的に放熱させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、温感情報と冷感情報を同時に呈示可能な触覚呈示装置において、装置のサイズの大型化を抑えつつ、温感情報を正確に呈示することができる触覚呈示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る触覚呈示装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のII−II'線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る触覚呈示装置の機能ブロック図である。
【図４】第１変形例に係る触覚呈示装置の概略構成を示す平面図である。
【図５】第２変形例に係る触覚呈示装置の概略構成を示す平面図である。
【図６】第３変形例に係る触覚呈示装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る触覚呈示装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る触覚呈示装置１０の概略構成を示す平面図である。図２は、図１のII−II'線に沿った断面図である。図３は、触覚呈示装置１０の機能ブロック図である。以下の説明において、Ｚ方向上側から下側を見た状態を平面視ということがある。
【００２５】
図２に示すように、触覚呈示装置１０は、合成樹脂材料などからなる基材１１上に振動素子１２が載置され、この振動素子１２上に、伝導部材１３を介して、温冷呈示素子としてのペルチェ素子１４と、温感呈示素子としてのヒータ１５とが載置された構成を備える。図３に示すように、制御部２０は、振動素子駆動回路２２、ペルチェ素子駆動回路２４、及び、ヒータ駆動回路２５のそれぞれに対して制御信号を出力する。
【００２６】
基材１１は、操作装置に設けられた押釦や回転ボタンなどの操作釦などであってもよい。この場合、操作装置には、押釦である基材１１が押されたときに動作するスイッチ機構などの検知部材が設けられている。
【００２７】
振動素子１２は、例えば、振動子が金属製のケース又はカバー内で板バネなどの弾性部材によって、振動自在に支持された構成を備える。振動子にはコイルが巻かれており、ケース内には前記コイルに対向する磁石が固定されている。このコイルに対して、制御部２０から与えられた制御信号にしたがって振動素子駆動回路２２が交流電流を与えると、振動子が振動し、これによって振動素子１２は所定の振動情報を呈示することが可能となる。すなわち、振動素子１２は、制御部２０の制御によって所定の振動情報を呈示する。制御部２０が与える制御信号を変更することによって、振動の強弱、周期などを制御できる。
【００２８】
ここで、振動素子１２としては、振動子が磁石で形成され、振動子に対向するコイルがケース内に固定されていてもよい。また、振動素子１２を圧電素子で構成し、制御部２０からの制御信号にしたがって振動する構成としてもよい。
【００２９】
伝導部材１３は、例えば粘着性のテープ材であって、振動素子１２の上面を覆うように配置され、その粘着性によって、振動素子１２上に固定され、かつ、その上に配置された、ペルチェ素子１４及びヒータ１５を固定する。伝導部材１３により、振動素子１２とペルチェ素子１４が互いに結合され、また、振動素子１２とヒータ１５とが互いに結合される。
【００３０】
伝導部材１３は、熱伝導部材として、ペルチェ素子１４が温冷情報を呈示した際に発生する熱、及び、ヒータ１５が温感情報を呈示した際に発生する熱を振動素子１２の金属製のケースへ伝導する。また、伝導部材１３は、振動伝導部材として、振動素子１２が呈示した振動情報をペルチェ素子１４とヒータ１５のそれぞれに伝導する。
【００３１】
このように伝導部材１３が粘着性及び振動伝導性を有するため、ペルチェ素子１４とヒータ１５の表面に、振動素子１２が呈示した振動情報を効率よく伝えることができる。さらに、伝導部材１３が熱伝導性を有するため、ペルチェ素子１４やヒータ１５で発生した熱を自身で拡散できるとともに、ペルチェ素子１４とヒータ１５の裏面から振動素子１２の特に金属製のケースへ熱を効率よく伝導させ、金属製のケースをヒートシンクとして利用することで放熱効率を高めることができる。
【００３２】
ペルチェ素子１４とヒータ１５は、伝導部材１３上にそれぞれ配置されている。図１に示すように、ペルチェ素子１４は、平面視矩形をなしており、平面視矩形の伝導部材１３の上面１３ａの中央に配置されている。ヒータ１５は、平面視において、中央に矩形状の開口部１５ｂを有し、全体形状が矩形状となっている。伝導部材１３上において、開口部１５ｂ内にペルチェ素子１４が配置され、これによって、ペルチェ素子１４の周囲のすべてがヒータ１５によって囲まれている。
【００３３】
なお、ペルチェ素子１４及びヒータ１５の平面形状は矩形以外の形状、例えば円形や楕円状であってもよい。この場合も、ペルチェ素子１４がヒータ１５の開口部１５ｂ内に配置され、周囲がヒータ１５によって囲まれるように構成する。
【００３４】
図１に示すように、平面視において、ヒータ１５が占める領域の外形形状及びその面積は、操作体としての指の操作面に対応する接触領域Ａとほぼ一致している。ここで、指の操作面は指の腹であり、上記接触領域Ａは指の腹がペルチェ素子１４及びヒータ１５に接触する範囲に対応する。指がヒータ１５に接触したとき、ヒータ１５の中央部分に配置されたペルチェ素子１４も同時に指に接触する。すなわち、接触領域Ａは、指が接触したときにその接触範囲が、ペルチェ素子１４とこれを囲むヒータ１５の少なくとも一部を含むように設定される。ヒータ１５が占める領域は、上記接触領域Ａの面積や形状と同一であることが最も好ましいが、接触領域Ａが、ヒータ１５の外形よりも広くてもよいし、あるいは、接触領域Ａが、ヒータ１５の占める領域の５０％以上となるように設定するとよい。また、ペルチェ素子１４の面積は、接触領域Ａの６０％以下、すなわち接触する指の腹の面積の６０％以下となることが好ましく、さらに好ましくは５０％以下である。
【００３５】
また、ペルチェ素子１４の表面１４ａとヒータ１５の表面１５ａは、Ｚ方向における高さが同一であり、操作体としての指が接触可能な接触部を構成することが好ましい。これにより、操作者は、ペルチェ素子１４とヒータ１５の境界を意識することなく違和感のない操作ができる。さらに、１つのペルチェ素子において温感情報の呈示から冷感情報の呈示へ変化させる場合と比べて、ペルチェ素子１４とヒータ１５を設けることにより、電力効率を上げることができ、かつ、呈示スピードを高速化することができる。
【００３６】
また、図１と図２に示す例では、ペルチェ素子１４の側面１４ｂがヒータ１５の開口部１５ｂに接触するように配置されている。ただし、ペルチェ素子１４と、ヒータ１５との境界部には、遮熱領域として隙間が形成されていることが好ましく、この隙間に断熱効果を有する樹脂などが配置されていてもよい。なお、平面視において、ヒータ１５単体が占める面積は、ペルチェ素子１４単体が占める面積よりも大きいことが好ましい。
【００３７】
ペルチェ素子１４は、例えば、Ｚ方向において対向する２枚の金属板の接合部に制御部２０から直流電流を与えたときのペルチェ効果の熱の移動を利用したものであり、電流方向に応じて２枚の金属板の表面における熱量が変化する。与える電流の方向と電流量を制御することで、ペルチェ素子１４に触れた指に温かい温度や冷たい温度を感じさせることが可能であり、温冷情報を呈示することができる。
【００３８】
ヒータ１５は、ヒータ駆動回路２５から与えられた駆動信号としての電流の大きさ、周期等に応じて所定の発熱を生じる電気抵抗部を備える。電気抵抗部は、例えば、基板上に印刷されたカーボンなどの抵抗体パターンで構成される。例えば、ヒータ１５は、ペルチェ素子１４を囲む形状の基板と、前記基板の表面に、蛇行パターンなどで形成された抵抗体パターンとから構成されている。制御部２０から与えられた制御信号にしたがって、ヒータ１５に対してヒータ駆動回路２５が電流を与え、これによってヒータ１５を発熱させることによって、その表面に触れた指に温かい温度を感じさせる温感情報を呈示することができる。
【００３９】
なお、ヒータ１５に代えて、同じ平面形状のペルチェ素子を用いて温感情報を呈示させることもできる。
【００４０】
ここで、触れた手や指（操作体）に温かい温度を感じさせるように温刺激を与える温刺激部としてのヒータ１５と、冷たい温度を感じさせるように冷刺激を与える冷刺激部としてのペルチェ素子１４とを交互に並置した場合、痛覚の生じない温度刺激の組み合わせ（２０°Ｃと４０°Ｃなど）でも痛覚が生起する（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｇｒｉｌｌ  Ｉｌｌｕｓｉｏｎ）。例えば４°Ｃ／ｓ以上などある程度以上の強い温刺激と冷刺激を、上述の温刺激部と冷刺激部のそれぞれから同時に呈示することで、痛覚を生じさせることができる。
【００４１】
ペルチェ素子１４とヒータ１５は、図３に示すように、ペルチェ素子駆動回路２４とヒータ駆動回路２５にそれぞれ接続され、さらに制御部２０に接続されて互いに独立して温度制御される。ペルチェ素子駆動回路２４とヒータ駆動回路２５には、制御部２０から制御信号がそれぞれ与えられ、この制御信号に基づいた駆動信号が、ペルチェ素子駆動回路２４からペルチェ素子１４へ与えられ、これと同時に又は別々のタイミングで、ヒータ駆動回路２５からヒータ１５へ与えられ、これらの駆動信号にしたがって、ペルチェ素子１４とヒータ１５がそれぞれ駆動する。
【００４２】
ペルチェ素子１４とヒータ１５の制御方法としては、まず、ペルチェ素子１４に冷感情報を呈示させるとともに、ヒータ１５に温感情報を呈示させる。接触領域Ａに触れた操作体である指に冷感を与えるときは、中心部のペルチェ素子１４のみを動作させて指に冷感を与える。また接触領域Ａに触れた指に温感を与えるときは、外周に位置するヒータ１５のみを動作させて指に温感を与える。本発明の発明者らの研究によれば、指に冷感を与えるときは、狭い領域に低温情報を刺激的に与えることで、指に十分な冷感を与えることができるが、指に与える温感を与えるには、指の比較的広い領域に熱を当てることが必要であることが分かった。そこで、ペルチェ素子１４によって、小さい面積で指の中央部を冷却するように動作させることとで、十分に指に冷感を与えることができるようになる。また、ヒータ１５を動作させるときは、ペルチェ素子１４を停止させても、ペルチェ素子１４を囲む領域で、且つペルチェ素子１４よりも広い面積で、指に熱を与えることで、指に十分な温感を感じさせることができる。
【００４３】
ここで、ペルチェ素子１４とヒータ１５のそれぞれに接触することによる温冷刺激前の指の皮膚温度（順応温度）は、温感と冷感の感じやすさ（閾値）に影響を与える。ここで、順応温度とは、温感を呈示したいときは、ペルチェ素子に接触した指先の温度が高い方が温感を感じやすくなり、冷感を呈示したいときは、ペルチェ素子に接触した指先の温度が低い方が冷感を感じやすくなる温度のことである。別言すれば、指は、順応温度が高いほど温刺激を感じやすくなり、また、順応温度が低いほど冷刺激を感じやすくなる。したがって、温度検知素子（不図示）により指の皮膚温度を正確に把握し、その結果を元にペルチェ素子を駆動させ皮膚温度を上昇させる、もしくは下降させると、小さな温度変化で温冷刺激を明瞭に呈示できる。例えば、温感を呈示したい場合、指先温度が３２°Ｃであれば、２°Ｃ高い３４°Ｃにすると「温かい」と感じ、また、指先温度が３５°Ｃであるときは、１°Ｃ高い３６°Ｃにするだけで「温かい」と感じる。一方、冷感を呈示したい場合、指先温度が３２°Ｃであれば、１°Ｃ低い３１°Ｃにすると「冷たい」と感じ、また、指先温度が２９°Ｃの場合、０．５°Ｃ低い２８．５°Ｃにするだけで「冷たい」と感じる。
【００４４】
図１に示す例では、ペルチェ素子１４を小さくすることで、指に冷感と温感を区別して与えることができるようになり、高価なペルチェ素子１４の面積を小さくして製造コストを低減させることができる。また、ペルチェ素子１４はヒータ１５よりも応答速度が速いため、例えば、ヒータ１５を停止させた直後にペルチェ素子１４を駆動したときに、ヒータ１５による熱が少し残っていても、ペルチェ素子１４から指の腹の中心部を刺激的に冷温とすることで、指で、温感から冷感に切替わったことを瞬時に感じさせることが可能になる。
【００４５】
なお、実施形態の触覚呈示装置１０では、例えば、ヒータ１５を駆動するとともに、ペルチェ素子１４の表面から指に対して温感を与えるように動作させることができる。この場合には、応答速度の速いペルチェ素子１４から指に温感を与え、これに追従させてヒータ１５から指に温感を与えることにより、指に与える温度を急激に立ち上げて、やや熱い触感を与えることができる。また、ペルチェ素子１４とヒータ１５を同時に始動し、ヒータ１５の温度が高くなった直後に、ペルチェ素子１４の駆動を停止してもよい。
【００４６】
次に触覚呈示装置１０の操作と触覚呈示の例について説明する。
【００４７】
制御部２０は、触覚制御信号として、ペルチェ素子１４に温感情報または冷感情報（温冷情報）を呈示させるための温冷制御信号と、ヒータ１５に温感情報を呈示させるための温感制御信号と、振動素子１２に振動情報を呈示させるための振動制御信号とを生成する。ここで、制御部２０は、ペルチェ素子１４、ヒータ１５、及び、振動素子１２のすべてについて制御信号を生成してもよいが、これらのうちの１つ、又は、２つのみについて制御信号を生成してもよい。これらの制御情報は、例えば、操作釦として触覚呈示装置１０が押されて、スイッチ機構が動作したときなどに、その操作状況に応じて設定される。
【００４８】
制御部２０が生成した温冷制御信号はペルチェ素子駆動回路２４に与えられ、これに基づいてペルチェ素子駆動回路２４が出力した駆動信号にしたがって、ペルチェ素子１４の表面１４ａにおいて熱量が変化する。また、ヒータ駆動回路２５には温感制御信号が与えられ、これに基づいてヒータ駆動回路２５が出力した駆動信号にしたがって、ヒータ１５の表面１５ａにおいて熱量が変化する。このように熱量が変化したペルチェ素子１４とヒータ１５に同時に接触した指には、温度の変化のほかに、ペルチェ素子１４とヒータ１５の温度の違いや駆動条件の違いによって生じる触覚の変化が呈示される。ペルチェ素子１４における温冷情報の呈示と、ヒータ１５における温感情報の呈示とは、互いに独立して制御され、両者は同時に行われても良いし、別々に行われても良い。
【００４９】
一方、振動制御信号は振動素子１２に与えられ、この信号にしたがって振動素子１２で振動が発生し、この振動はペルチェ素子１４及びヒータ１５を経て指に与えられる。
【００５０】
また、図３に例示するように、インターフェースＩ／Ｆを介して制御部２０を外部のアプリケーションや計測側システムに接続することができる。上記アプリケーションや計測側システムに接続した状態においても、ペルチェ素子１４における温冷情報、ヒータ１５における温感情報、及び、振動素子１２における振動情報を変化させることができる。
【００５１】
以下に変形例について説明する。
【００５２】
図４は、第１変形例に係る触覚呈示装置５０の概略構成を示す平面図である。図５は、第２変形例に係る触覚呈示装置６０の概略構成を示す平面図である。図６は、第３変形例に係る触覚提示装置７０の概略構成を示す断面図である。図４、図５、及び図６において、図１に示す触覚呈示装置１０と同じ構成部材については同じ参照符号を付している。また、図６は図２に対応する断面図である。
【００５３】
図１に示す触覚呈示装置１０においては、平面視において、ペルチェ素子１４の周囲のすべてをヒータ１５で囲んでいたが、図４に示すように、断続的に囲むようにヒータを配置しても同様の効果を得ることができる。すなわち、図４に示す触覚呈示装置５０では、伝導部材１３上で上記接触領域Ａに対応する範囲において、４つのヒータ５５、５６、５７、５８がペルチェ素子１４を囲むように配置されている。この触覚呈示装置５０において、ペルチェ素子１４を駆動させずに、４つのヒータ５５、５６、５７、５８を駆動させて温感情報を呈示させると、ペルチェ素子１４が配置された領域も含めて、４つのヒータ５５、５６、５７、５８に触れた指に対して、全体として暖かい温度を有しているように感じさせることができる。この効果は、ペルチェ素子１４の周囲を断続的に囲んでいれば、ヒータの数や形状によらずに得ることができる。ただし、この効果を得るには、４つのヒータ５５、５６、５７、５８の総面積はペルチェ素子１４の面積と同一又はそれ以上であることが好ましい。なお、ヒータ５５、５６、５７、５８の１つ以上を、同じ平面形状のペルチェ素子に置き換えて温感情報を呈示させることもできる。
【００５４】
また、図５に示すように、上記接触領域Ａに対応する範囲において、ペルチェ素子１４を挟んで２つのヒータ６５、６６を互いに対向するように配置しても、上記効果を得ることができる。ここで、２つのヒータ６５、６６の形状は互いに同一でなくてもよいが、上記効果を得るためには、その総面積はペルチェ素子１４の面積と同一又はそれ以上であることが好ましい。また、図５に示す例では、１組のヒータが互いに対向した構成となっていたが、複数の組のヒータがペルチェ素子１４を挟んで対向する構成でもよい。また、ヒータ６５、６６に代えて、同じ平面形状の２つのペルチェ素子を用いて温感情報を呈示させることもできる。
【００５５】
例えば、振動素子１２を設けることなく、押釦や回転釦となる操作体の表面にペルチェ素子１４とヒータ１５を設けてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、ペルチェ素子１４及びヒータ１５と、振動素子１２との間に、熱伝導性と振動伝導性を有する伝導部材１３を配置していたが、これに代えて、図６に示すように、ペルチェ素子１４と振動素子１２の間には第１伝導部材７３を配置し、ヒータ１５と振動素子１２の間には第２伝導部材８３を配置してもよい。
【００５７】
第１伝導部材７３は、上記実施形態の伝導部材１３と同様に、熱伝導部材として、ペルチェ素子１４が温冷情報を呈示した際に発生する熱を振動素子１２の金属製のケースへ伝導し、また、振動伝導部材として、振動素子１２が呈示した振動情報をペルチェ素子１４へ伝導する。これにより、ペルチェ素子１４の裏面から振動素子１２へ効率よく熱を伝導させることができるため、振動素子１２の金属製のケース（カバー）を通じて放熱させることができる。
【００５８】
一方、第２伝導部材８３は、断熱部材として、ヒータ１５が温感情報を呈示した際に発生する熱を遮断し、また、振動伝導部材として、振動素子１２が呈示した振動情報をヒータ１５へ伝導する。断熱性を有する第２伝導部材８３を設けることにより、ヒータ１５から振動素子１２への熱の伝導を抑えることができるため、ヒータ１５が呈示する温感情報を維持しやすくなる。また、ペルチェ素子１４への熱の伝導を抑えることができるため、ペルチェ素子１４が呈示している温冷情報を変動させてしまうことがなくなり、また、ペルチェ素子１４の温冷情報の切り替え速度の低下を防ぐことができる。
【００５９】
なお、図６に示す第３変形例においては、ペルチェ素子１４とヒータ１５の間にも断熱部材を配置すると、これらの間の熱の伝導を抑えることができるため好ましい。
【００６０】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る触覚呈示装置は、温感情報と冷感情報を同時に呈示可能な構成において、装置サイズを抑えつつ、温感情報を正確に呈示することができる点で有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、５０、６０、７０  触覚呈示装置
１１    基材
１２    振動素子
１３    伝導部材
１４    ペルチェ素子
１４ａ  表面
１５    ヒータ
１５ａ  表面
１５ｂ  開口部
２０    制御部
２２    振動素子駆動回路
２４    ペルチェ素子駆動回路
２５    ヒータ駆動回路
７３    第１伝導部材
８３    第２伝導部材
Ａ      接触領域
本国際出願は２０１６年１１月２８日に出願された日本国特許出願２０１６−２３０４５０号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。
【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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