(57)【要約】触感提示装置は、印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを備え、使用者に電場応答性高分子アクチュエータの伸縮に基づく振動を触感として認識させる。電場応答性高分子アクチュエータは、面状に配置される触感提示部（１５ａ）を有する。触感提示部（１５ａ）の内側には、触感提示部（１５ａ）を内側へ押し付ける使用者の体の一部との間で触感提示部（１５ａ）を挟み込むことにより、触感提示部（１５ａ）における挟み込まれた部分（Ｐ１）の面方向の伸縮を部分的に制限する挟持部材が配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを備え、使用者に前記電場応答性高分子アクチュエータの伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置であって、
前記電場応答性高分子アクチュエータは、面状に配置される触感提示部を有し、
前記触感提示部の内側には、前記触感提示部を内側へ押し付ける使用者の体の一部との間で前記触感提示部を挟み込むことにより、前記触感提示部における挟み込まれた部分の面方向の伸縮を部分的に制限する挟持部材が配置されていることを特徴とする触感提示装置。
【請求項２】
前記挟持部材は、柔軟な弾性部材である請求項１に記載の触感提示装置。
【請求項３】
前記挟持部材は、前記触感提示部に向かって凸となる形状を有する請求項１又は請求項２に記載の触感提示装置。
【請求項４】
前記面方向に沿った特定の直線方向の両端部側への前記触感提示部の変位を制限する制限部を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の触感提示装置。
【請求項５】
動脈の振動を模擬するように前記電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を制御する制御装置をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の触感提示装置。
【請求項６】
前記電場応答性高分子アクチュエータは、誘電エラストマーアクチュエータであり、
前記制御装置は、前記誘電エラストマーアクチュエータの静電容量に基づいて前記触感提示部に作用する外力を推定する請求項５に記載の触感提示装置。
【請求項７】
前記電場応答性高分子アクチュエータは、前記面方向に並んで配置される複数の電場応答性高分子アクチュエータのうちの一つであり、
前記制御装置は、前記複数の電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を各別に制御する請求項５又は請求項６に記載の触感提示装置。
【請求項８】
印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータと、前記電場応答性高分子アクチュエータの内側に隣り合って設けられる柔軟な弾性部材と、を備え、
前記電場応答性高分子アクチュエータと前記弾性部材とを共に変形させた状態で、印加電圧に応じた前記電場応答性高分子アクチュエータ及び前記弾性部材の振動を触感として使用者に認識させる、
触感提示装置。
【請求項９】
前記弾性部材は、筒状または柱状である、
請求項８に記載の触感提示装置。
【請求項１０】
前記弾性部材は、円筒状または円柱状である、
請求項９に記載の触感提示装置。
【請求項１１】
動脈の振動を模擬するように前記電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を制御する制御装置をさらに備える請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載の触感提示装置。
【請求項１２】
面方向に伸縮するシート状物を用い、使用者に前記シート状物の伸縮に基づく動作を触感として認識させる触感提示方法であって、
前記シート状物を部分的に使用者のみと接触させる第１工程と、
前記シート状物における前記使用者のみと接触した部分を面方向に伸長させることにより、使用者に前記シート状物の厚さ方向の押圧力を提示する第２工程とを含む触感提示方法。
【請求項１３】
前記第1工程では、前記シート状物には、前記使用者と挟持部材とで挟まれた第１部分と、前記第１部分に隣接して、使用者のみと接触した第２部分とが形成される、
請求項１２に記載の触感提示方法。
【請求項１４】
印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを備えるアクチュエータであって、
前記電場応答性高分子アクチュエータは、弧状に湾曲された湾曲部と、前記面方向のうち前記湾曲部の周方向における両端部側への変位を制限する制限部と、を有しており、前記印加電圧に応じて前記面方向に伸縮しようとする力を前記湾曲部の径方向に変位する力に変換する、
アクチュエータ。
【請求項１５】
前記湾曲部は、前記電場応答性高分子アクチュエータの一部に設けられている、
請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記湾曲部の軸線方向の両端部側への変位を規制する規制部を備える、
請求項１４または請求項１５に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、触感提示装置、触感提示方法、及びアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印加電圧に応じて伸縮するアクチュエータとして、チタン酸ジルコン酸鉛、所謂ＰＺＴ系セラミックス等の圧電素子を有するものがある。例えば、特許文献１に記載の脈動発生装置は、動脈における脈波波形に近似させた電圧波形を持つ脈波信号を、ＰＺＴ系セラミックスなどの圧電素子に対して印加し、圧電素子によって上記脈波信号を機械的振動に変換することで、診察者の触診によって知覚される脈動に類似する振動を発生させる。【０００３】
また、近年、印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状の誘電エラストマーアクチュエータ等の電場応答性高分子アクチュエータを利用したアクチュエータの開発が行われている。誘電エラストマーアクチュエータは、電圧が印加されると厚さ方向に収縮する一方、面方向に伸長する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の第１の目的は、使用者に電場応答性高分子アクチュエータの振動をより強く触感として認識させることのできる触感提示装置を提供することにある。【０００６】
本開示の第２の目的は、使用者に、面方向に伸縮するシート状物の振動をより強く触感として認識させることのできる触感提示方法を提供することにある。【０００７】
本開示の第３の目的は、印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを用いて径方向の出力を得ることのできるアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記第１の目的を達成する第１の態様の触感提示装置は、印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを備え、使用者に前記電場応答性高分子アクチュエータの伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置であって、前記電場応答性高分子アクチュエータは、面状に配置される触感提示部を有し、前記触感提示部の内側には、前記触感提示部を内側へ押し付ける使用者の体の一部との間で前記触感提示部を挟み込むことにより、前記触感提示部における挟み込まれた部分の面方向の伸縮を部分的に制限する挟持部材が配置されている。【０００９】
上記構成によれば、挟持部材との間に電場応答性高分子アクチュエータを挟み込むように使用者の指等を触感提示部に押し付けた状態とした際に、触感提示部における使用者に接している部分に、使用者と挟持部材とに挟まれて面方向の伸縮が制限される部分（第１部分）と、挟持部材に接しておらず、面方向の伸縮が制限されていない部分（第２部分）とが形成される。本発明者は、この状態で電場応答性高分子アクチュエータを振動させると、使用者に対して、触感提示部が厚さ方向に変位したような触感が提示されることを発見した。この現象を利用することにより、使用者に電場応答性高分子アクチュエータの振動を面方向の触感としてより強く認識させることができる。【００１０】
上記触感提示装置において、前記挟持部材は、柔軟な弾性部材であることが好ましい。【００１１】
上記構成によれば、電場応答性高分子アクチュエータの振動を厚さ方向に変位しているような触感として使用者に認識させやすくなる。【００１２】
上記触感提示装置において、前記挟持部材は、前記触感提示部に向かって凸となる形状を有することが好ましい。【００１３】
上記構成によれば、触感提示部を内側へ押し付けた際に、触感提示部における使用者の指に接している部分の全てが、使用者の指と挟持部材とに挟まれる部分となってしまうことを抑制できる。【００１４】
上記触感提示装置は、前記面方向に沿った特定の直線方向の両端部側への前記触感提示部の変位を制限する制限部を備えることが好ましい。【００１５】
上記構成によれば、触感提示部の振動を増幅させることができる。【００１６】
上記触感提示装置は、動脈の振動を模擬するように前記電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を制御する制御装置をさらに備えることが好ましい。【００１７】
上記構成によれば、動脈の振動を模擬するように電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を制御することによって、電場応答性高分子アクチュエータを動脈のように振動させることが可能となる。【００１８】
上記触感提示装置において、前記電場応答性高分子アクチュエータは、誘電エラストマーアクチュエータであり、前記制御装置は、前記誘電エラストマーアクチュエータの静電容量に基づいて前記触感提示部に作用する外力を推定することが好ましい。【００１９】
上記構成によれば、簡易な構成で触感提示部に作用する外力を検出することができる。また、触感提示部が面状であることにより、触感提示部に作用する外力の大きさと、触感提示部に外力を作用させた際の静電容量の大きさとの関係が単純なものとなり、触感提示部に作用する外力を容易に推定できる。【００２０】
上記触感提示装置において、前記電場応答性高分子アクチュエータは、前記面方向に並んで配置される複数の電場応答性高分子アクチュエータのうちの一つであり、前記制御装置は、前記複数の電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を各別に制御することが好ましい。【００２１】
中国医学においては、例えば、左手の橈骨動脈の３箇所の脈診によって心（心臓や血管等）、肝（肝臓や筋肉等）、及び腎（腎臓、ホルモン、泌尿器等）の状態を把握することができる。上記構成によれば、制御装置により、面方向に並んで配置された複数の電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を各別に制御することによって、橈骨動脈の振動等を忠実に再現することができる。【００２２】
上記第１の目的を達成するための第２の態様の触感提示装置は、印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータと、前記電場応答性高分子アクチュエータの内側に隣り合って設けられる柔軟な弾性部材と、を備え、前記電場応答性高分子アクチュエータと前記弾性部材とを共に変形させた状態で、印加電圧に応じた前記電場応答性高分子アクチュエータ及び前記弾性部材の振動を触感として使用者に認識させる。【００２３】
同構成によれば、使用者に電場応答性高分子アクチュエータの振動をより強く触感として認識させることができる。【００２４】
上記触感提示装置において、前記弾性部材は、筒状または柱状であることが好ましい。【００２５】
上記触感提示装置において、前記弾性部材は、円筒状または円柱状であることが好ましい。【００２６】
上記触感提示装置は、動脈の振動を模擬するように前記電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を制御する制御装置をさらに備えることが好ましい。【００２７】
同構成によれば、動脈の振動を模擬するように電場応答性高分子アクチュエータへ印加される印加電圧を制御することによって、電場応答性高分子アクチュエータを動脈のように振動させることが可能となる。【００２８】
上記第２の目的を達成する一態様の触感提示方法は、面方向に伸縮するシート状物を用い、使用者に前記シート状物の伸縮に基づく動作を触感として認識させる触感提示方法であって、前記シート状物を部分的に使用者のみと接触させる第１工程と、前記シート状物における前記使用者のみと接触した部分を面方向に伸長させることにより、使用者に前記シート状物の厚さ方向の押圧力を提示する第２工程とを含む。【００２９】
同構成によれば、使用者に、面方向に伸縮するシート状物の振動をより強く触感として認識させることができる。【００３０】
上記触感提示方法において、前記第1工程では、前記シート状物には、前記使用者と挟持部材とで挟まれた第１部分と、前記第１部分に隣接して、使用者のみと接触した第２部分とが形成されることが好ましい。【００３１】
同構成によれば、使用者の指における上記第１部分に接している部分には、主としてシート状物の厚さ方向の振動が伝わり、上記第２部分に触れている部分には、シート状物の厚さ方向の振動に加えて、シート状物の面方向の伸縮による引っ張るような力が伝わる。この時、使用者の指において、主としてシート状物の厚さ方向の振動が伝わる部分に隣接する部分に、面方向の伸長による引っ張るような力が伝わることにより、シート状物が厚さ方向に動き、挟持部材が膨らんで押圧力を受けたような触感が使用者の指に提示される。特に、使用者の指における上記第２部分に触れている部分に、シート状物が厚さ方向に動いたような触感が強く提示される。【００３２】
上記第３の目的を達成するための一態様のアクチュエータは、印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを備えるアクチュエータであって、前記電場応答性高分子アクチュエータは、弧状に湾曲された湾曲部と、前記面方向のうち前記湾曲部の周方向における両端部側への変位を制限する制限部と、を有しており、前記印加電圧に応じて前記面方向に伸縮しようとする力を前記湾曲部の径方向に変位する力に変換する。【００３３】
電場応答性高分子アクチュエータは、印加電圧に応じて面方向に伸縮しようとする。このとき、上記構成によれば、上記面方向のうち湾曲部の周方向における両端部側への変位が制限部によって制限されるため、上記面方向に伸縮しようとする力のうち湾曲部の周方向に変位しようとする力が湾曲部の径方向に変位する力に変換されるようになる。したがって、印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを用いて径方向の出力を得ることができる。【００３４】
上記アクチュエータにおいて、前記湾曲部は、前記電場応答性高分子アクチュエータの一部に設けられていることが好ましい。【００３５】
例えば電場応答性高分子アクチュエータが円筒状をなす場合のように湾曲部が周方向の全体にわたって設けられていても、湾曲部を径方向に変位させる力が周方向の全体にわたって分散される結果、径方向の変位の増加は少なく、効率的ではない。【００３６】
この点、上記構成によれば、湾曲部を周方向の全体にわたって設ける場合と比較して、径方向の出力を一層大きく得ることができる。【００３７】
上記アクチュエータは、前記湾曲部の軸線方向の両端部側への変位を規制する規制部を備えることが好ましい。【００３８】
同構成によれば、湾曲部の軸線方向の両端部側への変位が規制部によって規制されるため、上記面方向に伸縮しようとする力のうち湾曲部の軸線方向の両側へ変位しようとする力が湾曲部の径方向に変位する力に変換されるようになる。これにより、湾曲部の軸線方向の変位を規制しない場合と比較して、径方向の出力を一層大きく得ることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本開示の触感提示装置によれば、使用者に電場応答性高分子アクチュエータの振動をより強く触感として認識させることができる。【００４０】
また、本開示の触感提示方法によれば、使用者に、面方向に伸縮するシート状物の振動をより強く触感として認識させることができる。【００４１】
また、本開示のアクチュエータによれば、印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータを用いて径方向の出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の触感提示装置の概略図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】図１の３−３線断面図。
【図４】誘電エラストマーアクチュエータの断面構造を示す断面図。
【図５】図１の触感提示装置の分解斜視図。
【図６】使用時の触感提示装置の状態を示す部分断面図。
【図７】変更例の挟持部材を示す部分断面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、変更例の挟持部材を示す部分断面図。
【図９】変更例の触感提示装置の斜視図。
【図１０】第２実施形態の触感提示装置について、（ａ）は、触感提示装置の概略図、（ｂ）は、触感提示装置の横断面図。
【図１１】第２実施形態の触感提示装置を構成するアクチュエータ及び弾性部材を示す斜視図。
【図１２】誘電エラストマーアクチュエータの平面図。
【図１３】誘電エラストマーアクチュエータの断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の触感提示装置１０について説明する。
【００４４】
図１に示すように、触感提示装置１０は、印加電圧に応じて発生する振動を人体の脈動の触感として使用者に認識させるものであり、制御装置３０を備えている。
【００４５】
また、図２及び図５に示すように、触感提示装置１０は、上部に開口１１ａを有する箱状のケーシング１１を備えている。ケーシング１１の内部には、支持台１２が収容されている。支持台１２は、中央に円形の貫通孔を有する四角板状の天板１２ａと、天板１２ａの四隅から下方に延びる脚部１２ｂとを備えている。支持台１２は、ケーシング１１の底壁を挟んで脚部１２ｂに挿入されるネジ１２ｃによってケーシング１１に固定されている。
【００４６】
ケーシング１１内における支持台１２の上には、挟持部材としての模擬血管１３と、スペーサ１４とが配置されている。模擬血管１３は、血管を模擬して直線状に延びる円筒状の中空体であり、上側に向かって凸となる形状を有している。また、模擬血管１３は、柔軟な弾性部材である。模擬血管１３を構成する弾性材料としては、例えば、シリコーンやウレタン等のエラストマーが挙げられる。ケーシング１１には、２本の模擬血管１３が収容されており、２本の模擬血管１３は、上下に積み重ねられた状態で、支持台１２の天板１２ａの上に配置されている。
【００４７】
スペーサ１４は、支持台１２の天板１２ａの上における模擬血管１３を挟んだ両側において、上下に２個ずつ積み重ねられた状態で配置される。上側のスペーサ１４の上面は、模擬血管１３の頂部と同じ高さに位置している。
【００４８】
スペーサ１４の上には、模擬血管１３の両側に配置されたスペーサ１４に跨って、略矩形シート状の誘電エラストマーアクチュエータ１５（ＤＥＡ：Dielectric Elastomer Actuator）が配置されている。スペーサ１４の上において、ＤＥＡ１５は、その全体が面状をなすように配置されるとともに、ＤＥＡ１５の内側に模擬血管１３が近接又は接触した状態で隣り合うように配置されている。なお、上記面状は、意図的に湾曲させている状態を除く概念であり、重力による弛み等により僅かに沿っている状態も面状に含まれる。また、以下では、ＤＥＡ１５の面方向において、模擬血管１３の延びる方向に沿った方向を第１方向Ａ１とし、第１方向Ａ１に直交する方向を第２方向Ａ２として説明する。
【００４９】
図４に示すように、ＤＥＡ１５は、誘電エラストマーからなるシート状の誘電層２０と、誘電層２０の厚さ方向の両側に配置された電極層としての正極電極２１及び負極電極２２との組み合わせが複数積層された多層構造体である。ＤＥＡ１５の最外層には絶縁層２３が積層されている。ＤＥＡ１５は、正極電極２１と負極電極２２との間に直流電圧が印加されると、印加電圧の大きさに応じて、誘電層２０が厚さ方向に圧縮されるとともに誘電層２０の面に沿った方向であるＤＥＡ１５の面方向に伸長するように変形する。
【００５０】
誘電層２０を構成する誘電エラストマーは特に限定されるものではなく、公知のＤＥＡに用いられる誘電エラストマーを用いることができる。上記誘電エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら誘電エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。誘電層２０の厚さは、例えば、２０〜２００μｍである。
【００５１】
正極電極２１及び負極電極２２を構成する材料としては、例えば、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、金属蒸着膜が挙げられる。上記導電エラストマーとしては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。
【００５２】
上記絶縁性高分子としては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁性高分子のうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。上記導電性フィラーとしては、例えば、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が挙げられる。これら導電性フィラーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。正極電極２１及び負極電極２２の厚さは、例えば、１〜１００μｍである。
【００５３】
絶縁層２３を構成する絶縁エラストマーは特に限定されるものではなく、公知のＤＥＡの絶縁部分に用いられる公知の絶縁エラストマーを用いることができる。上記絶縁エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。絶縁層２３の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。また、ＤＥＡ１５全体の厚さは、柔軟性及び強度の確保の観点から、例えば、０．３〜３ｍｍであることが好ましい。
【００５４】
図２及び図５に示すように、ＤＥＡ１５におけるスペーサ１４の上に位置する部分の上には、板状の一対の押さえ部材１６が配置されている。押さえ部材１６は、ＤＥＡ１５の第２方向Ａ２の端部に位置する両側縁部を覆うようにＤＥＡ１５の上に配置されている。本実施形態においては、ＤＥＡ１５における一対の押さえ部材１６の間に位置する部分が面状の触感提示部１５ａを構成する。そして、押さえ部材１６が第２方向Ａ２の両端部側への触感提示部１５ａの変位を制限する制限部を構成する。
【００５５】
図３及び図５に示すように、ケーシング１１の上部には、開口１１ａを塞ぐカバー１７が配置されている。カバー１７は、ブッシュ１９ａ及びピン１９ｂを用いてケーシング１１に固定されている。
【００５６】
図２に示すように、ケーシング１１にカバー１７を固定した状態においては、カバー１７によって押さえ部材１６がＤＥＡ１５に押し付けられる。このため、ＤＥＡ１５の両側縁部が押さえ部材１６とスペーサ１４との間に所定の押圧力をもって挟み込まれた状態になる。これにより、触感提示部１５ａの押さえ部材１６側、即ち、第２方向Ａ２の両端部側への変位が制限された状態になる。
【００５７】
カバー１７の中央部には、ＤＥＡ１５の触感提示部１５ａにおける少なくとも模擬血管１３の上に位置する部分を露出させる矩形状の窓部１７ａが設けられている。窓部１７ａの第２方向Ａ２の長さは、模擬血管１３の幅よりも長く設定されている。
【００５８】
図１に示すように、制御装置３０は、動脈の振動を模擬するように、バッテリー等の電源（図示略）からＤＥＡ１５へ印加される印加電圧を制御する。制御装置３０は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置３０において、ＤＥＡ１５に対する印加電圧の大きさや、印加電圧の継続時間、前後の印加電圧の間隔等が変更されると、これらに応じてＤＥＡ１５の振動パターンが変更される。具体的には、制御装置３０は、平生の健康なときの動脈の振動パターンに対応する印加電圧の信号と、所定の疾患のときの動脈の振動パターンに対応する印加電圧の信号とを記憶した記憶部を有しており、切替スイッチ３１の操作に基づいて印加電圧の信号を切り替え可能に構成されている。平生の健康なときの動脈の振動パターンは、所謂平脈の振動パターンに対応する。所定の疾患のときの動脈の振動パターンは、所謂病脈の振動パターンに対応する。
【００５９】
また、制御装置３０は、ＤＥＡ１５のセルフセンシング特性を利用して、ＤＥＡ１５に作用する外力、即ち、使用者がＤＥＡ１５を押圧する押圧力を推定し、推定結果を報知部３２に報知させる。詳述すると、制御装置３０は、ＤＥＡ１５を振動させるための印加電圧に比べて十分小さな交流電圧を印加電圧に加えることで、ＤＥＡ１５の静電容量を測定し、測定されたＤＥＡ１５の静電容量に基づいてＤＥＡ１５に作用する外力を推定する。
【００６０】
ＤＥＡ１５の静電容量は、ＤＥＡ１５の電極間の間隔に反比例し、電極の面積（対向面積）に比例するパラメータであり、ＤＥＡ１５の形状に応じて変化する。そのため、ＤＥＡ１５に対して、大きな電圧が印加されて、誘電層２０の厚さ方向の圧縮に基づく変形量が増大すると、ＤＥＡ１５の静電容量も増大する。したがって、ＤＥＡ１５の印加電圧と静電容量との間には、一方が大きくなるに従って他方も大きくなる相関関係が成立している。そして、ＤＥＡ１５の形状や変形量と静電容量との間には、互いに変換可能な相関関係が成立している。
【００６１】
また、ＤＥＡ１５に対して圧縮する外力が作用している状態ではＤＥＡ１５の変形量が増大する。その結果、印加電圧が同じであっても、ＤＥＡ１５の静電容量は減少する。したがって、ＤＥＡ１５に外力が作用している状態と外力が作用していない状態との間の静電容量の相違は、ＤＥＡ１５に作用している外力の大きさを示すパラメータと見なすことができる。
【００６２】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００６３】
図６に示すように、模擬血管１３との間にＤＥＡ１５を挟み込むように触感提示部１５ａに使用者の指を押し付けた状態で、ＤＥＡ１５に電圧を印加する。ＤＥＡ１５に電圧が印加されると、触感提示部１５ａは、印加電圧に応じたＤＥＡ１５の面方向及び厚さ方向の伸縮に基づいて振動し、その振動が使用者の指に伝わる。本実施形態においては、触感提示部１５ａの第２方向Ａ２の両端部側への変位を制限することにより、触感提示部１５ａの振動を増幅させている。
【００６４】
使用者は、触感提示部１５ａの振動をＤＥＡ１５の厚さ方向の触感として認識する。そのメカニズムは、以下のように推測される。
【００６５】
図６に示すように、触感提示部１５ａにおける使用者の指に接している部分には、模擬血管１３に接して、使用者の指と模擬血管１３とに挟まれる第１部分Ｐ１と、模擬血管１３に接しておらず、使用者の指のみに接する第２部分Ｐ２とが形成される。第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とは互いに隣接している。触感提示部１５ａの第１部分Ｐ１は、使用者の指と模擬血管１３とに挟まれることにより、触感提示部１５ａの他の部分よりも面方向の伸縮が制限された状態になる。一方、触感提示部１５ａの第２部分Ｐ２は、使用者の指の表面を引っ張るように面方向に伸縮する。
【００６６】
これにより、使用者の指における触感提示部１５ａの第１部分Ｐ１に接している部分には、主として触感提示部１５ａの厚さ方向の振動が伝わり、触感提示部１５ａの第２部分Ｐ２に触れている部分には、触感提示部１５ａの厚さ方向の振動に加えて、触感提示部１５ａの面方向の伸縮による引っ張るような力が伝わる。この時、使用者の指において、主として触感提示部１５ａの厚さ方向の振動が伝わる部分に隣接する部分に、面方向の伸長による引っ張るような力が伝わることにより、触感提示部１５ａが厚さ方向に動き、模擬血管１３が膨らんで押圧力を受けたような触感が使用者の指に提示される。特に、使用者の指における上記第２部分Ｐ２に触れている部分に、触感提示部１５ａが厚さ方向に動いたような触感が強く提示される。
【００６７】
そして、使用者の指に提示される上記の触感は、ＤＥＡ１５に対する印加電圧の大きさや、印加電圧の継続時間、前後の印加電圧の間隔等を調整することにより、模擬血管１３が脈動しているような触感になる。また、報知部３２には、使用者がＤＥＡ１５を押圧している押圧力が報知される。
【００６８】
本実施形態の触感提示装置１０は、脈診についての訓練や解析を行うためのシミュレーターとして用いることができる。例えば、ＤＥＡ１５に対する印加電圧の信号を切り替えることにより、使用者は、平脈と病脈との違いを体感的に理解できる。また、触感提示装置１０を用いて脈診のシミュレーションを実施し、その際に報知部３２に報知される押圧力を解析することにより、脈診時の押圧力を定量的に評価できる。
【００６９】
次に、第１実施形態の効果について説明する。
【００７０】
（１）触感提示装置１０は、印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状のＤＥＡ１５を備え、使用者にＤＥＡ１５の伸縮に基づく振動を触感として認識させる。ＤＥＡ１５は、面状に配置される触感提示部１５ａを有する。触感提示部１５ａの内側には、触感提示部１５ａを内側へ押し付ける使用者の指との間で触感提示部１５ａを挟み込むことにより、触感提示部１５ａにおける挟み込まれた第１部分Ｐ１の面方向の伸縮を部分的に制限する挟持部材としての模擬血管１３が配置されている。
【００７１】
上記構成によれば、模擬血管１３との間にＤＥＡ１５を挟み込むように、触感提示部１５ａに使用者の指を押し付けた状態で、ＤＥＡ１５を振動させると、使用者に対して、触感提示部１５ａが厚さ方向に変位したような触感が提示される。この現象を利用することにより、使用者にＤＥＡ１５の振動を面方向の触感としてより強く認識させることができる。また、触感提示部１５ａが面状であるため、装置の設計や組み立てを容易に行うことができる。
【００７２】
（２）模擬血管１３は、柔軟な弾性部材である。
【００７３】
上記構成によれば、ＤＥＡ１５の振動を厚さ方向に変位しているような触感として使用者に認識させやすくなる。また、模擬血管１３が動作しているように使用者に認識させやすくなる。
【００７４】
（３）模擬血管１３は、触感提示部１５ａに向かって凸となる形状を有する。
【００７５】
上記構成によれば、触感提示部１５ａを内側へ押し付けた際に、触感提示部１５ａにおける使用者の指に接している部分の全てが、使用者の指と模擬血管１３とに挟まれる第１部分Ｐ１となってしまうことが抑制される。
【００７６】
（４）触感提示装置１０は、面方向に沿った第２方向Ａ２の両端部側への触感提示部１５ａの変位を制限する制限部としての押さえ部材１６を備えている。
【００７７】
上記構成によれば、触感提示部１５ａの振動を増幅させることができる。
【００７８】
（５）触感提示装置１０は、動脈の振動を模擬するようにＤＥＡ１５へ印加される印加電圧を制御する制御装置３０を備える。
【００７９】
上記構成によれば、動脈の振動を模擬するようにＤＥＡ１５へ印加される印加電圧を制御することによって、触感提示部１５ａを動脈のように振動させることが可能となる。したがって、模擬血管に対して模擬血液としての流体を圧送するとともに同流体の流量制御を行う従来の構成と比較して、触感提示装置の構成を簡単にすることができる。
【００８０】
（６）模擬血管１３は、中空体からなる弾性部材であり、中空体からなる複数の弾性部材をＤＥＡ１５の厚さ方向に重ねて配置している。
【００８１】
中空体を模擬血管１３として用いることにより、ＤＥＡ１５の振動を厚さ方向の触感として更に強く使用者に認識させることができる。また、中空体からなる弾性部材をＤＥＡ１５の厚さ方向に重ねることにより、ＤＥＡ１５の振動を厚さ方向の触感として更に強く使用者に認識させることができる。
【００８２】
（７）制御装置３０は、ＤＥＡ１５の静電容量に基づいて触感提示部１５ａに作用する外力を推定する。
【００８３】
上記構成によれば、簡易な構成で触感提示部１５ａに作用する外力を検出することができる。また、触感提示部１５ａが面状であることにより、触感提示部１５ａに作用する外力の大きさと、触感提示部１５ａに外力を作用させた際の静電容量の大きさとの関係が単純なものとなり、触感提示部１５ａに作用する外力を容易に推定できる。
【００８４】
例えば、外側に凸となるように湾曲した触感提示部１５ａに対して外力を作用させた場合、静電容量は、触感提示部１５ａが外側に凸の状態から平面の状態に変形する期間と、平面の状態から外側に凹の状態に変形する期間と境で静電容量の変化方向が切り替わってしまう。これに対して、触感提示部１５ａが面状である場合には、触感提示部１５ａに外力を作用させた際に静電容量の変化方向が切り替わることがないため、静電容量に基づいて触感提示部１５ａに作用する外力を容易に推定できる。
【００８５】
（８）面方向に伸縮するシート状物であるＤＥＡ１５を用い、使用者にそのシート状物の伸縮に基づく動作を触感として認識させる触感提示方法は、シート状物（ＤＥＡ１５）を部分的に使用者のみと接触させる第１工程と、シート状物（ＤＥＡ１５）における使用者のみと接触した部分を面方向に伸長させることにより、使用者にシート状物の厚さ方向の押圧力を提示する第２工程とを含む。
【００８６】
上記構成によれば、使用者に、面方向に伸縮するシート状物の振動をより強く触感として認識させることができる。
【００８７】
（９）上記第1工程では、シート状物（ＤＥＡ１５）には、使用者と挟持部材（模擬血管１３）とで挟まれた第１部分Ｐ１と、その第１部分Ｐ１に隣接して、使用者のみと接触した第２部分Ｐ２とが形成される。
【００８８】
上記構成によれば、使用者の指における上記第１部分Ｐ１に接している部分には、主としてシート状物（ＤＥＡ１５）の厚さ方向の振動が伝わり、上記第２部分Ｐ２に触れている部分には、シート状物の厚さ方向の振動に加えて、シート状物の面方向の伸縮による引っ張るような力が伝わる。この時、使用者の指において、主としてシート状物の厚さ方向の振動が伝わる部分に隣接する部分に、面方向の伸長による引っ張るような力が伝わることにより、シート状物が厚さ方向に動き、挟持部材（模擬血管１３）が膨らんで押圧力を受けたような触感が使用者の指に提示される。特に、使用者の指における上記第２部分Ｐ２に触れている部分に、シート状物が厚さ方向に動いたような触感が強く提示される。
【００８９】
なお、上記第１実施形態は、以下のように変更して実施することができる。第１実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００９０】
・挟持部材に関して、ＤＥＡ１５の厚さ方向に重ねられる中空体の個数は特に限定されるものではなく、３個以上の中空体を重ねて配置してもよいし、中空体を１個のみ配置してもよい。
【００９１】
・挟持部材は、金属やプラスチック等からなる硬質部材であってもよい。
【００９２】
・挟持部材の形状及び大きさは特に限定されるものではなく、触感提示部１５ａを内側へ押し付けた際に、触感提示部１５ａにおける使用者の指に触れている部分に、挟持部材に接する第１部分Ｐ１と挟持部材に接しない第２部分Ｐ２とが形成される形状及び大きさであればよい。例えば、触感提示部１５ａに向かって凸となる円筒状以外の形状としては、円柱状、角部が触感提示部１５ａ側を向く多角筒状及び多角柱状、球体状が挙げられる。また、挟持部材１３ａは、触感提示部１５ａ側の表面が面状であってもよい。
【００９３】
例えば、図７に示すように、挟持部材１３ａの上面を、触感提示部１５ａと平行かつ触感提示部１５ａにおけるスペーサ１４が接していない部分よりも小さい面状に形成してもよい。この場合には、挟持部材１３ａの上面の縁１３ａ１に跨るようにして、使用者の指を触感提示部１５ａに押し付ける。これにより、触感提示部１５ａにおける使用者の指に接している部分に、挟持部材１３ａに接する第１部分Ｐ１と、挟持部材１３ａに接しない第２部分Ｐ２とを形成することができる。
【００９４】
また、図８（ａ）に示すように、挟持部材１３ａの上面を、触感提示部１５ａと平行かつ触感提示部１５ａにおけるスペーサ１４が接していない部分と同程度の大きさの面状に形成するとともに、触感提示部１５ａから離間して配置してもよい。この場合には、図８（ｂ）に示すように、使用者の指により触感提示部１５ａを内側へ押し付けた際に、触感提示部１５ａは、面状から指に沿った下側に凸となる曲面状に変形しつつ、その先端側の一部が挟持部材１３ａに接触する。これにより、触感提示部１５ａにおける使用者の指に接している部分に、挟持部材１３ａに接する第１部分Ｐ１と挟持部材１３ａに接しない第２部分Ｐ２とを形成することができる。
【００９５】
・制限部は、押さえ部材１６に限定されるものではなく、触感提示部１５ａの第２方向Ａ２の両端部側への変位を制限できる構成であればよい。例えば、触感提示部１５ａの第２方向Ａ２の両端部をスペーサ１４に固定することで、触感提示部１５ａの第２方向Ａ２の両端部側への変位を規制するようにしてもよい。また、制限部を省略してもよい。
【００９６】
・触感提示部１５ａにおける第２方向Ａ２に直交する第１方向Ａ１の両端部側への変位を制限する第２の制限部を設けてもよい。この場合には、触感提示部１５ａの振動の振幅をより大きくできるため、使用者にＤＥＡ１５の振動を触感としてより強く認識させることができる。
【００９７】
・触感提示装置１０は、ＤＥＡ１５を備えるものに限定されない。他に例えば、イオン交換ポリマーメタル複合体（ＩＰＭＣ：Ionic Polymer Metal Composite）等の他の電場応答性高分子アクチュエータ（ＥＰＡ：Electroactive Polymer Actuator）を備えるものであってもよい。また、上記触感提示方法に用いられるシート状物は、面方向に伸縮するものであればＤＥＡ１５に限定されない。例えば、イオン交換ポリマーメタル複合体（ＩＰＭＣ：Ionic Polymer Metal Composite）等の電場応答性高分子アクチュエータ（ＥＰＡ：Electroactive Polymer Actuator）をシート状物として用いてもよい。
【００９８】
・触感提示部１５ａに作用する外力を推定する方法は、ＤＥＡ１５の静電容量に基づく方法に限定されない。例えば、触感提示部１５ａに変位センサを取り付けて、変位センサにより検出される変位量に基づいて、触感提示部１５ａに作用する外力を推定してもよい。
【００９９】
・ケーシング１１やカバー１７等の触感提示装置１０の外表面を構成する部分の一部又は全部を人体の前腕及び手を模擬するように、その材質や形状を変更してもよい。例えば、本実施形態の触感提示装置を用いて触診を行う際に、皮膚に近い触感が得られるように、カバー１７をスポンジ等の柔軟材料により形成してもよい。
【０１００】
・図９に示すように、触感提示装置１０は、２以上のＤＥＡ１５を備えるものであってもよい。中国医学においては、例えば、左手の橈骨動脈の３箇所の脈診によって心（心臓や血管等）、肝（肝臓や筋肉等）、及び腎（腎臓、ホルモン、泌尿器等）の状態を把握することができるとされている。図９に示す触感提示装置１０は、３個のＤＥＡ１５の各触感提示部１５ａを上記の３箇所に見立てて、各触感提示部１５ａが第１方向Ａ１に並んで配置されている。この場合、制御装置３０により、３個のＤＥＡ１５へ印加される印加電圧を各別に制御することによって、各所の位相差を含め、橈骨動脈の振動を忠実に再現することができる。
【０１０１】
また、複数のＤＥＡ１５は、それぞれ別のシートとして構成されるものであってもよいし、例えば、各ＤＥＡ１５の最外層に、共通のシート状の絶縁層２３を設けて一体化する等して、一枚のシートとして構成されたものであってもよい。
【０１０２】
・触感提示装置１０の適用対象は、印加電圧に応じて発生するＤＥＡ１５の振動を人体の脈動の触感として使用者に認識させるものに限定されるものではなく、触感提示部１５ａが厚さ方向に変位したような触感を使用者に認識させるものであれば、ぬいぐるみ等に対して適用することもできる。
【０１０３】
・触感提示部１５ａを内側へ押し付ける使用者の体の部位は特に限定されるものではなく、掌等の手の指以外の部位であってもよい。
【０１０４】
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【０１０５】
（Ａ）前記触感提示装置において、前記挟持部材は、中空体である。
【０１０６】
（Ｂ）前記触感提示装置において、前記挟持部材は、複数の中空体を前記電場応答性高分子アクチュエータの厚さ方向に重ねて配置してなる。
【０１０７】
（Ｃ）前記触感提示装置において、前記挟持部材は、その上面の縁の少なくとも一部が前記触感提示部の内側に位置するように配置されている。
【０１０８】
（第２実施形態）
以下、図１０〜図１３を参照して、第２実施形態の触感提示装置２１０について説明する。
【０１０９】
図１０（ａ）に示すように、触感提示装置２１０は、印加電圧に応じて発生する振動を人体の脈動の触感として使用者に認識させるものであり、制御装置２４０を備えている。
【０１１０】
また、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、触感提示装置２１０は、人体の前腕及び手の外側形状を模擬したものであり、柔軟材料からなる基材２３０を備えている。基材２３０を構成する柔軟材料としては、例えばシリコーンやウレタンなどのエラストマーが挙げられる。
【０１１１】
基材２３０の内部には、人体の橈骨及び尺骨をそれぞれ模擬した第１芯部２３１及び第２芯部２３２と、橈骨動脈を模擬したアクチュエータ２１１とが設けられている。
【０１１２】
図１１及び図１２に示すように、アクチュエータ２１１は、略矩形シート状の複数（本実施形態では３つ）の誘電エラストマーアクチュエータ２１２（ＤＥＡ：Dielectric Elastomer Actuator）を備えている。
【０１１３】
図１３に示すように、ＤＥＡ２１２は、誘電エラストマーからなるシート状の誘電層２２０と、誘電層２２０の厚さ方向の両側に配置された電極層としての正極電極２２１及び負極電極２２２との組み合わせが複数積層された多層構造体である。ＤＥＡ２１２の最外層には絶縁層２２３が積層されている。ＤＥＡ２１２は、正極電極２２１と負極電極２２２との間に直流電圧が印加されると、印加電圧の大きさに応じて、誘電層２２０が厚さ方向に圧縮されるとともに誘電層２２０の面に沿った方向であるＤＥＡ２１２の面方向に伸長するように変形する。
【０１１４】
誘電層２２０を構成する誘電エラストマーは特に限定されるものではなく、第１実施形態の誘電層２０と同様の誘電エラストマーを用いることができる。誘電層２０と同様に、誘電層２２０の厚さは、例えば、２０〜２００μｍである。
【０１１５】
正極電極２２１及び負極電極２２２を構成する材料としては、第１実施形態の正極電極２１及び負極電極２２と同様に、例えば、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、金属蒸着膜が挙げられる。上記導電エラストマーとしては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。
【０１１６】
上記絶縁性高分子としては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁性高分子のうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。上記導電性フィラーとしては、例えば、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が挙げられる。これら導電性フィラーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。正極電極２２１及び負極電極２２２の厚さは、例えば、１〜１００μｍである。
【０１１７】
絶縁層２２３を構成する絶縁エラストマーは特に限定されるものではなく、第１実施形態の絶縁層２３と同様の絶縁エラストマーを用いることができる。絶縁層２３と同様に、絶縁層２２３の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。
【０１１８】
図１２に示すように、本実施形態では、３つのＤＥＡ２１２が、それらの短辺方向に互いに所定の間隔をおいて並んで設けられている。また、３つのＤＥＡ２１２の最外層には、それらに共通の１つの矩形シート状の絶縁層２２３が設けられており、３つのＤＥＡ２１２が一体化されている。
【０１１９】
図１１及び図１２に示すように、ＤＥＡ２１２は、半円弧状に湾曲された湾曲部２１２ａを有している。すなわち、ＤＥＡ２１２は、図１２に示す平板状のものを、絶縁層２２３の短辺方向の中央部が断面半円弧状に丸まるように同短辺方向の両端部同士を互いに接合することで形成されている。なお、以降において、湾曲部２１２ａの周方向、径方向、及び軸線方向をそれぞれ周方向Ａ、径方向Ｂ、及び軸線方向Ｃとして説明する。
【０１２０】
本実施形態では、３つのＤＥＡ２１２が軸線方向Ｃに並んで配置されている。
【０１２１】
本実施形態の湾曲部２１２ａは、ＤＥＡ２１２の一部、より詳しくは、周方向Ａの半分の部分に設けられている。
【０１２２】
ＤＥＡ２１２は、面方向のうち周方向Ａにおける両端部側への変位を制限する制限部２１２ｂを有している。本実施形態の制限部２１２ｂは、上記短辺方向の両端部同士を互いに接合することで形成されている。制限部２１２ｂは、第１芯部２３１に当接または近接して配置される。
【０１２３】
こうした構成を備えるＤＥＡ２１２は、印加電圧に応じて面方向に伸縮しようとする力を湾曲部２１２ａの径方向Ｂに変位する力に変換する。
【０１２４】
図１１に示すように、ＤＥＡ２１２の内部には、柔軟な円筒状の弾性部材２１５が挿通されている。弾性部材２１５は、湾曲部２１２ａの内周側に隣り合って設けられている。本実施形態では、弾性部材２１５とＤＥＡ２１２との間に僅かな隙間が設定されている。なお、弾性部材２１５を構成する材料としては、例えばシリコーンやウレタンなどのエラストマーが挙げられる。
【０１２５】
ＤＥＡ２１２の軸線方向Ｃの両端部には、湾曲部２１２ａの軸線方向Ｃの両端部側への変位を規制する一対の規制部２１３が設けられている。一対の規制部２１３は、基材２３０や、第１芯部２３１に対してそれぞれ固定される。
【０１２６】
制御装置２４０は、動脈の振動を模擬するように、バッテリなどの電源（図示略）からＤＥＡ２１２へ印加される印加電圧を制御する。制御装置２４０は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置２４０は、３つのＤＥＡ２１２へ印加される印加電圧を各別に制御する。
【０１２７】
制御装置２４０において、各ＤＥＡ２１２に対する印加電圧の大きさや、印加電圧の継続時間、前後の印加電圧の間隔などが変更されると、これらに応じて各ＤＥＡ２１２の湾曲部２１２ａの振動パターンが変更される。具体的には、制御装置２４０は、平生の健康なときの動脈の振動パターンに対応する印加電圧の信号と、所定の疾患のときの動脈の振動パターンに対応する印加電圧の信号とを記憶した記憶部を有しており、切替スイッチ２４１の操作に基づいて印加電圧の信号を切り替え可能に構成されている。平生の健康なときの動脈の振動パターンは、所謂平脈の振動パターンに対応する。所定の疾患のときの動脈の振動パターンは、所謂病脈の振動パターンに対応する。
【０１２８】
以上説明した第２実施形態に係るアクチュエータ及び触感提示装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
【０１２９】
（１０）触感提示装置２１０は、印加電圧に応じて面方向及び厚さ方向に伸縮するシート状の電場応答性高分子アクチュエータ（ＤＥＡ２１２）と、ＤＥＡ２１２の内側に隣り合って設けられる柔軟な弾性部材２１５と、を備える。触感提示装置２１０は、ＤＥＡ２１２と弾性部材２１５とを共に変形させた状態で、印加電圧に応じたＤＥＡ２１２及び弾性部材２１５の振動を触感として使用者に認識させる。
【０１３０】
こうした構成によれば、ＤＥＡ２１２の振動をより強く触感として使用者に認識させることができる。
【０１３１】
（１１）触感提示装置２１０は、動脈の振動を模擬するようにＤＥＡ２１２へ印加される印加電圧を制御する制御装置２４０を備える。
【０１３２】
こうした構成によれば、動脈の振動を模擬するようにＤＥＡ２１２へ印加される印加電圧を制御することによって、ＤＥＡ２１２を動脈のように振動させることが可能となる。したがって、模擬血管に対して模擬血液としての流体を圧送するとともに同流体の流量制御を行う従来の構成と比較して、触感提示装置の構成を簡単にすることができる。
【０１３３】
（１２）アクチュエータ２１１は、印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の誘電エラストマーアクチュエータ（ＤＥＡ２１２）を備える。ＤＥＡ２１２は、弧状に湾曲された湾曲部２１２ａと、面方向のうち湾曲部２１２ａの周方向における両端部側への変位を制限する制限部２１２ｂとを有しており、印加電圧に応じて面方向に伸縮しようとする力を湾曲部２１２ａの径方向に変位する力に変換する。
【０１３４】
ＤＥＡ２１２は、印加電圧に応じて面方向に伸縮しようとする。このとき、上記構成によれば、上記面方向のうち湾曲部２１２ａの周方向Ａにおける両端部側への変位が制限部２１２ｂによって制限されるため、上記面方向に伸縮しようとする力のうち湾曲部２１２ａの周方向Ａに変位しようとする力が湾曲部２１２ａの径方向Ｂに変位する力に変換されるようになる。したがって、印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状のＤＥＡ２１２を用いて径方向Ｂの出力を得ることができる。
【０１３５】
（１３）アクチュエータ２１１は、湾曲部２１２ａの軸線方向Ｃの両端部側への変位を規制する規制部２１３を備える。
【０１３６】
こうした構成によれば、湾曲部２１２ａの軸線方向Ｃの両端部側への変位が規制部２１３によって規制されるため、上記面方向に伸縮しようとする力のうち湾曲部２１２ａの軸線方向Ｃの両端部側へ変位しようとする力が湾曲部２１２ａの径方向Ｂに変位する力に変換されるようになる。これにより、湾曲部２１２ａの軸線方向Ｃの変位を規制しない場合と比較して、径方向Ｂの出力を一層大きく得ることができる。
【０１３７】
（１４）触感提示装置２１０は、アクチュエータ２１１を備え、印加電圧に応じて発生する湾曲部２１２ａの径方向Ｂの振動を触感として使用者に認識させるものであって、湾曲部２１２ａの内周側に隣り合って設けられる柔軟な弾性部材２１５を備える。
【０１３８】
こうした構成によれば、触感提示装置２１０の使用者が強くアクチュエータ２１１を押圧しても、アクチュエータ２１１がキンクすることを低減できる。また、印加電圧に応じて湾曲部２１２ａの径方向Ｂの振動を触感として使用者に認識させることができる。弾性部材２１５とＤＥＡ２１２とは使用者の押圧力により接触するとともに、供に変形する。よって、上記振動には、柔軟な弾性部材２１５の弾性反発力が加わるため、ＤＥＡ２１２の振動をより強く脈動の触感として使用者に認識させることができる。
【０１３９】
（１５）複数のＤＥＡ２１２が軸線方向Ｃに並んで配置されている。制御装置２４０は、複数のＤＥＡ２１２へ印加される印加電圧を各別に制御する。
【０１４０】
中国医学においては、例えば左手の橈骨動脈の３箇所の脈診によって心臓、肝臓、及び腎臓の状態を把握することができるとされている。
【０１４１】
上記構成によれば、制御装置２４０により、軸線方向Ｃに並んで配置された複数のＤＥＡ２１２へ印加される印加電圧を各別に制御することによって、各所の位相差を含め、橈骨動脈の振動を忠実に再現することができる。
【０１４２】
上記第２実施形態は、以下のように変更して実施することができる。第２実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【０１４３】
・脈診において、平脈の場合には、指により動脈を押圧する押圧力を３段階で大きくすると、小さい場合及び大きい場合よりも中くらいの場合のときに脈の深さ、すなわち湾曲部２１２ａの径方向Ｂの変位量が大きくなる。これに対して、例えば浮脈と称される病脈の場合には、指により動脈を押圧する押圧力が大きくなるほど、脈動の振幅、すなわち湾曲部２１２ａの径方向Ｂの変位量が小さくなる。
【０１４４】
これに対して、ＤＥＡ２１２のセルフセンシング特性を利用することにより、ＤＥＡ２１２の湾曲部２１２ａを押圧する押圧力を推定し、その押圧力に応じてＤＥＡ２１２へ印加される印加電圧を変更することもできる。
【０１４５】
ＤＥＡ２１２の静電容量は、ＤＥＡ２１２の電極間の間隔に反比例し、電極の面積（対向面積）に比例するパラメータであり、ＤＥＡ２１２の形状に応じて変化する。そのため、ＤＥＡ２１２に対して、大きな電圧が印加されて、誘電層２２０の厚さ方向の圧縮に基づく変形量が増大すると、ＤＥＡ２１２の静電容量も増大する。したがって、ＤＥＡ２１２の印加電圧と静電容量との間には、一方が大きくなるに従って他方も大きくなる相関関係が成立している。そして、ＤＥＡ２１２の形状（変形量）と静電容量との間には、互いに変換可能な相関関係が成立している。
【０１４６】
また、ＤＥＡ２１２に対して圧縮する外力（この場合、指によりＤＥＡ２１２を押圧する押圧力）が作用している状態ではＤＥＡ２１２の変形量が増大する。その結果、印加電圧が同じであっても、ＤＥＡ２１２の静電容量は減少する。したがって、ＤＥＡ２１２に外力が作用している状態と外力が作用していない状態との間の静電容量の相違は、ＤＥＡ２１２に作用している外力の大きさを示すパラメータと見なすことができる。
【０１４７】
そこで、制御装置２４０において、各ＤＥＡ２１２への印加電圧に比べて十分小さな交流電圧を印加電圧に加えることで、各ＤＥＡ２１２の静電容量を測定するとともに、印加電圧及び静電容量から押圧力を推定することができる。
【０１４８】
・基材２３０は人体の前腕及び手を模擬したものに限らず、円筒状や箱状をなすものであってもよい。
【０１４９】
・上記実施形態では、３つのＤＥＡ２１２を絶縁層２２３を介して一体に設けた例について示したが、３つのＤＥＡ２１２を互いに分離して設けることもできる。
【０１５０】
・アクチュエータ２１１は、２つや４つ以上のＤＥＡ２１２を備えるものであってもよいし、１つのＤＥＡ２１２を備えるものであってもよい。
【０１５１】
・弾性部材２１５は円筒状のものに限らず、半円筒状、円柱状、半円柱状、角柱状などその形状を適宜変更することができる。
【０１５２】
・例えば一対の規制部２１３に代えて、ＤＥＡ２１２の軸線方向Ｃの両端部を基材２３０に固定することで、ＤＥＡ２１２の軸線方向Ｃの両端部側への変位を規制するようにしてもよい。
【０１５３】
・アクチュエータ２１１の規制部を省略することもできる。この場合であっても、ＤＥＡ２１２を用いて径方向Ｂの出力を得ることができる。
【０１５４】
・ＤＥＡ２１２は半円筒状であってもよい。この場合、ＤＥＡ２１２全体が湾曲部２１２ａとなる。また、例えばＤＥＡ２１２の周方向の両端部を基材２３０に固定することで制限部を構成するようにしてもよい。
【０１５５】
・ＤＥＡ２１２の湾曲部を周方向Ａの全体にわたって設けてもよい。すなわち、ＤＥＡ２１２を円筒状にすることもできる。
【０１５６】
・アクチュエータ２１１は、誘電エラストマーアクチュエータを備えるものに限定されない。他に例えば、イオン交換ポリマーメタル複合体（ＩＰＭＣ：Ionic Polymer Metal Composite）などの他の電場応答性高分子アクチュエータ（ＥＰＡ：Electroactive Polymer Actuator）を採用することもできる。
【０１５７】
・第２実施形態に係る触感提示装置は、印加電圧に応じて発生するＤＥＡ２１２の振動を脈動の触感として使用者に認識させるものに限定されるものではなく、ＤＥＡ２１２の振動を触感として使用者に認識させるものであれば、ぬいぐるみなどに対して適用することもできる。
【０１５８】
・第２実施形態に係るアクチュエータの適用対象は、触感提示装置に限らず、湾曲部の径方向の変位を利用するものであれば任意である。
【符号の説明】
【０１５９】
Ｐ１…第１部分、Ｐ２…第２部分、１０…触感提示装置、１３…模擬血管、１３ａ…挟持部材、１５…誘電エラストマーアクチュエータ（ＤＥＡ）、１５ａ…触感提示部、２０…誘電層、２１…正極電極、２２…負極電極、２３…絶縁層、３０…制御装置、３２…報知部、２１０…触感提示装置、２１１…アクチュエータ、２１２…誘電エラストマーアクチュエータ（ＤＥＡ）、２１２ａ…湾曲部、２１２ｂ…制限部、２１３…規制部、２１５…弾性部材、２２０…誘電層、２２１…正極電極、２２２…負極電極、２２３…絶縁層、２３０…基材、２３１…第１芯部、２３２…第２芯部、２４０…制御装置、２４１…切替スイッチ。
【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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【国際調査報告】
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