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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024061174
(43)【公開日】2024-05-07
(54)【発明の名称】振動デバイス、振動ユニット及び振動装置
(51)【国際特許分類】
B06B 1/06 20060101AFI20240425BHJP
【ＦＩ】
B06B1/06 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022168937
(22)【出願日】2022-10-21
(71)【出願人】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000947
【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所
(72)【発明者】
【氏名】長坂 昭吾
(72)【発明者】
【氏名】清水 良典
(72)【発明者】
【氏名】竹下 俊弘
(72)【発明者】
【氏名】小林 健
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル ジメルカ
(72)【発明者】
【氏名】竹井 裕介
【テーマコード（参考）】
5D107
【Ｆターム（参考）】
5D107AA05
5D107BB08
5D107CC01
5D107CC11
5D107CC12
5D107CD01
5D107CD03
5D107DE02
(57)【要約】
【課題】振動素子が発生させる振動を効果的に伝達することが可能な振動デバイス、振動ユニット及び振動装置を提供する。
【解決手段】振動デバイス２は、薄膜の面方向に並べて配置された複数の振動素子２１を備え、複数の振動素子２１は、夫々異なる振動での制御が可能である。例えば、振動デバイス２は、振動の周波数が異なる複数の振動素子２１を備えている。また、例えば、振動デバイス２は、位相が異なる複数の振動素子２１を備えている。振動ユニットＶＵは、振動デバイス２と、振動デバイス２が備える振動素子２１の振動を制御する制御部とを備えている。振動装置ＶＡは、振動デバイス２及び制御部と、振動デバイス２及び制御部を収容する筐体とを備え、筐体の外面に配置され、振動デバイス２が備える振動素子２１に起因する振動を発生させる振動部を備える。
【選択図】図５
【解決手段】振動デバイス２は、薄膜の面方向に並べて配置された複数の振動素子２１を備え、複数の振動素子２１は、夫々異なる振動での制御が可能である。例えば、振動デバイス２は、振動の周波数が異なる複数の振動素子２１を備えている。また、例えば、振動デバイス２は、位相が異なる複数の振動素子２１を備えている。振動ユニットＶＵは、振動デバイス２と、振動デバイス２が備える振動素子２１の振動を制御する制御部とを備えている。振動装置ＶＡは、振動デバイス２及び制御部と、振動デバイス２及び制御部を収容する筐体とを備え、筐体の外面に配置され、振動デバイス２が備える振動素子２１に起因する振動を発生させる振動部を備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能である
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能である
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項2】
請求項１に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項3】
請求項１に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動の周波数の差は、１～５０Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動の周波数の差は、１～５０Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項4】
請求項２又は請求項３に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子のうちの第３の振動素子の振動は、前記第１の振動素子と周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子のうちの第３の振動素子の振動は、前記第１の振動素子と周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項5】
請求項１に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項6】
請求項１に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく逆位相である
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく逆位相である
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項7】
請求項１乃至請求項３、並びに請求項５及び請求項６のいずれか１項に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子の振動の周波数は、５０～５００Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子の振動の周波数は、５０～５００Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項8】
請求項１乃至請求項３、並びに請求項５及び請求項６のいずれか１項に記載の振動デバイスと、
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と
を備えることを特徴とする振動ユニット。
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と
を備えることを特徴とする振動ユニット。
【請求項9】
請求項１乃至請求項３、並びに請求項５及び請求項６のいずれか１項に記載の振動デバイスと、
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と、
前記振動デバイス及び前記制御部を収容する筐体と、
前記筐体の外面に配置され、前記振動デバイスが備える振動素子に起因する振動を発生させる振動部と
を備えることを特徴とする振動装置。
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と、
前記振動デバイス及び前記制御部を収容する筐体と、
前記筐体の外面に配置され、前記振動デバイスが備える振動素子に起因する振動を発生させる振動部と
を備えることを特徴とする振動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動素子を備える振動デバイス、そのような振動デバイスを備える振動ユニット及びそのような振動ユニットを備える振動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
装置に触れた使用者に伝える振動を発生させる振動素子を用いた装置として、ゲーム用コントローラ等の操作用の装置、スマートフォン、タブレット型コンピュータ等の通信用の装置、その他様々な電子機器が普及している。例えば、特許文献１では、圧電アクチュエータ等の薄いシート形状（薄膜状）のアクチュエータ（振動素子）に駆動信号を供給することで、指の接触部を振動し、ユーザに振動を伝える入力装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－３３９２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１にて開示されているような薄膜状の振動素子を用いる場合、振動の効果的な伝達が課題となる。
【0005】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、薄膜状の振動素子を用いて効果的に振動を伝達することが可能な振動デバイスの提供を主たる目的とする。
【0006】
また、本発明は、本発明に係る振動デバイスを備える振動ユニットの提供を他の目的とする。
【0007】
また、本発明は、本発明に係る振動デバイスを備える振動装置の提供を更に他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、本願開示の振動デバイスは、薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であることを特徴とする。
【0009】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が異なることを特徴とする。
【0010】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動の周波数の差は、１～５０Ｈｚであることを特徴とする。
【0011】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子のうちの第３の振動素子の振動は、前記第１の振動素子と周波数が等しく位相が異なることを特徴とする。
【0012】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく位相が異なることを特徴とする。
【0013】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第
２の振動素子の振動は、周波数が等しく逆位相であることを特徴とする。
２の振動素子の振動は、周波数が等しく逆位相であることを特徴とする。
【0014】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子の振動の周波数は、５０～５００Ｈｚであることを特徴とする。
【0015】
更に、本願開示の振動ユニットは、前記振動デバイスと、前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【0016】
更に、本願開示の振動装置は、前記振動デバイスと、前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と、前記振動デバイス及び前記制御部を収容する筐体と、前記筐体の外面に配置され、前記振動デバイスが備える振動素子に起因する振動を発生させる振動部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本願開示の振動デバイス等は、薄膜状の振動素子を複数備え、振動素子が発生させる振動を効果的に伝達することが可能である等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本願開示の振動装置の外観の一例を示す概略外観図である。
【図2】本願開示の振動装置の外観の一例を示す概略外観図である。
【図3】本願開示の振動装置の内部の一例を示す概略斜視図である。
【図4】本願開示の振動デバイスの一例を模式的に示す概略外観図である。
【図5】本願開示の振動ユニットの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。
【図6】人体の皮膚感覚に対する周波数の影響の一例を示すグラフである。
【図7】異なる周波数で振動する波形の一例を示すグラフである。
【図8】本願開示の振動デバイスの一例を模式的に示す概略外観図である。
【図9】本願開示の振動ユニットの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
＜適用例＞
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。本願開示の振動装置は、使用者に対して、振動により状況又は情報を伝える装置、例えば、操作部及び表示部が一体型のゲーム装置、ゲーム装置用コントローラ等の装置に適用される。以下では、図面を参照しながら、ゲーム装置に適用した振動装置ＶＡを例示して説明する。
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。本願開示の振動装置は、使用者に対して、振動により状況又は情報を伝える装置、例えば、操作部及び表示部が一体型のゲーム装置、ゲーム装置用コントローラ等の装置に適用される。以下では、図面を参照しながら、ゲーム装置に適用した振動装置ＶＡを例示して説明する。
【0020】
＜振動装置ＶＡの外観＞
図１及び図２は、本願開示の振動装置ＶＡの外観の一例を示す概略外観図である。図１は、振動装置ＶＡの正面側を示す概略斜視図であり、図２は、振動装置ＶＡの背面側を示す概略斜視図である。振動装置ＶＡは、略長方形の板状をなす筐体１を備え、筐体１の正面中央には、長方形状の液晶パネル等の表示部１０が配置されており、表示部１０の左右に使用者が把持する把持部１１が配置されている。把持部１１には、使用者が、親指で操作する操作ボタン等の操作部１２が配置されている。筐体１の背面（外面）には、使用者の親指以外の指が触れる位置に、振動を発生させる振動部１３が４箇所に配置されている。
図１及び図２は、本願開示の振動装置ＶＡの外観の一例を示す概略外観図である。図１は、振動装置ＶＡの正面側を示す概略斜視図であり、図２は、振動装置ＶＡの背面側を示す概略斜視図である。振動装置ＶＡは、略長方形の板状をなす筐体１を備え、筐体１の正面中央には、長方形状の液晶パネル等の表示部１０が配置されており、表示部１０の左右に使用者が把持する把持部１１が配置されている。把持部１１には、使用者が、親指で操作する操作ボタン等の操作部１２が配置されている。筐体１の背面（外面）には、使用者の親指以外の指が触れる位置に、振動を発生させる振動部１３が４箇所に配置されている。
【0021】
＜振動装置ＶＡの内部構造＞
図３は、本願開示の振動装置ＶＡの内部の一例を示す概略斜視図である。図３は、振動装置ＶＡの筐体１の正面に配置された表示部１０を取り外し、内部の構造が視認できるよ
うに示している。なお、振動装置ＶＡの内部を視認し易いように、図３は、筐体１及び筐体１内に配置された振動デバイス２のみを示している。図３に例示するように、筐体１内には、４個の振動デバイス２が配置されており、各振動デバイス２の配置位置は、筐体１の背面の振動部１３の位置に対応している。このような配置により、振動デバイス２の振動が、筐体１の振動部１３を介して使用者の指先に伝えられる。
図３は、本願開示の振動装置ＶＡの内部の一例を示す概略斜視図である。図３は、振動装置ＶＡの筐体１の正面に配置された表示部１０を取り外し、内部の構造が視認できるよ
うに示している。なお、振動装置ＶＡの内部を視認し易いように、図３は、筐体１及び筐体１内に配置された振動デバイス２のみを示している。図３に例示するように、筐体１内には、４個の振動デバイス２が配置されており、各振動デバイス２の配置位置は、筐体１の背面の振動部１３の位置に対応している。このような配置により、振動デバイス２の振動が、筐体１の振動部１３を介して使用者の指先に伝えられる。
【0022】
＜振動デバイス２の構造＞
図４は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。振動デバイス２は、基板２０と、基板２０上に配置された振動素子２１と、基板２０上に形成されたプリント配線２２とを備えている。
図４は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。振動デバイス２は、基板２０と、基板２０上に配置された振動素子２１と、基板２０上に形成されたプリント配線２２とを備えている。
【0023】
基板２０は、例えば、可撓性を有する薄膜状のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）である。基板２０は、略長方形状をなす素子配置部２００と、素子配置部２００の４頂点近傍からそれぞれ延びる端子配置部２０１とを有している。端子配置部２０１は、素子配置部２００のそれぞれの頂点から長辺を延伸する方向（図４中の上下方向）に延びている。
【0024】
基板２０の素子配置部２００には、薄膜状をなす４個の振動素子２１が、薄膜の面方向に並べて配置されている。振動素子２１の薄膜状とは、厚みが薄いシートのような形状であり、面方向とは、シートの広がり方向、即ち、薄い厚みの方向と略直交する方向を示す。図４に例示する形態では、平面視で略正方形状をなす４個の振動素子２１が、互いに重ならないように、２×２のマス目状に並べて配置されている。各振動素子２１は、振動装置ＶＡを使用する使用者の指が、筐体１に配置された振動部１３に触れた場合に、複数の振動素子２１に同時に触れる程度の大きさ及び配置となっている。なお、ここでいう平面視とは、薄膜の面に対する法線方向からの視点を示している。振動素子２１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電性を有するピエゾ素子（圧電素子）を用いて形成されており、通電により振動する。各振動素子２１には、それぞれ一対の素子電極部２１０が形成されており、素子電極部２１０を介して通電を受ける。なお、以降の説明において、個々の振動素子２１を区別して説明する場合、それぞれ第１振動素子２１ａ、第２振動素子２１ｂ、第３振動素子２１ｃ及び第４振動素子２１ｄと呼ぶものとする。
【0025】
各振動素子２１には、それぞれ一対のプリント配線２２が接続されている。プリント配線２２の一端側は、振動素子２１に接続する配線電極部２２０となっており、他端側は、端子部２２１となっている。プリント配線２２は、配線電極部２２０が素子配置部２００に位置し、配線電極部２２０から延びる端子部２２１側が端子配置部２０１に沿って形成されている。振動素子２１の素子電極部２１０と、プリント配線２２の配線電極部２２０とは、銀ペースト等の導電性の接着材（図示せず）にて電気的に接続されている。各端子部２２１は、各振動素子２１の振動を制御する制御デバイス３（制御部・図５等参照）に電気的に接続されている。
【0026】
＜振動ユニットＶＵの制御構造＞
振動装置ＶＡが備える筐体１内には、振動デバイス２と共に、振動デバイス２が備える振動素子２１の振動を制御する制御デバイス３が収容されており、振動デバイス２と制御デバイス３とで振動ユニットＶＵを構成している。図５は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。振動ユニットＶＵが備える制御デバイス３は、制御回路３０、発振回路３１、増幅回路３２等の構成を備えている。図５に例示する形態では、発振回路３１及び増幅回路３２は、振動デバイス２毎に設けられており、一の制御回路３０にて制御される。制御回路３０は、振動デバイス２毎の振動を制御するプロセッサであり、各発振回路３１に振動を制御する制御信号を出力する。各発振回路３１は、入力された制御信号に基づく波形の電気信号を、それぞれ対応する増幅回路
３２へ出力する。各増幅回路３２は、入力された電気信号を増幅して振動素子２１を駆動させる駆動信号を生成し、生成した駆動信号を、それぞれ対応する振動デバイス２へ出力する。各振動デバイス２は、駆動信号として入力された波形の電圧を、それぞれ対応する振動素子２１に印加し、それぞれの振動素子２１を振動させる。
振動装置ＶＡが備える筐体１内には、振動デバイス２と共に、振動デバイス２が備える振動素子２１の振動を制御する制御デバイス３が収容されており、振動デバイス２と制御デバイス３とで振動ユニットＶＵを構成している。図５は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。振動ユニットＶＵが備える制御デバイス３は、制御回路３０、発振回路３１、増幅回路３２等の構成を備えている。図５に例示する形態では、発振回路３１及び増幅回路３２は、振動デバイス２毎に設けられており、一の制御回路３０にて制御される。制御回路３０は、振動デバイス２毎の振動を制御するプロセッサであり、各発振回路３１に振動を制御する制御信号を出力する。各発振回路３１は、入力された制御信号に基づく波形の電気信号を、それぞれ対応する増幅回路
３２へ出力する。各増幅回路３２は、入力された電気信号を増幅して振動素子２１を駆動させる駆動信号を生成し、生成した駆動信号を、それぞれ対応する振動デバイス２へ出力する。各振動デバイス２は、駆動信号として入力された波形の電圧を、それぞれ対応する振動素子２１に印加し、それぞれの振動素子２１を振動させる。
【0027】
振動素子２１の振動に係る波形は、サイン波、ノコギリ波、矩形波等の周期性を有する波形が使用される。以降では、サイン波で振動素子２１を振動させる形態を例示して説明する。制御デバイス３にて制御することにより、各振動素子２１は、異なる波形で振動させることが可能である。各振動素子２１の振動の波形の振幅は、それぞれ異なるように制御することも可能であるが、ここでは、各振動素子２１が、全て同一の振幅の波形で制御する形態を例示して説明する。
【0028】
各振動素子２１は、振幅が同じで、周波数及び／又は位相が異なった振動を発生するように制御される。振幅は、各振動素子２１に印加される電圧（駆動信号）の振幅、又は各振動素子２１の物理的な歪みの幅を示す。各振動素子２１の周波数は、５０～５００Ｈｚの間で制御されるが、２００Ｈｚ近傍が好ましい。異なる周波数で振動する振動素子２１間の周波数の差は、１～５０Ｈｚの間で制御されるが、２～３Ｈｚの範囲での制御が好ましい。同じ周波数で振動する振動素子２１は、異なる位相で制御されるが、特に、逆位相とすることが好ましい。例えば、第１振動素子２１ａを２００Ｈｚ及び第２振動素子２１ｂを２０３Ｈｚで制御し、第１振動素子２１ａと対角位置に配置される第３振動素子２１ｃを２００Ｈｚ及び第２振動素子２１ｂと対角位置に配置される第４振動素子２１ｄを２０３Ｈｚで制御する。また、第１振動素子２１ａと第３振動素子２１ｃとは逆位相となるように制御し、第２振動素子２１ｂと第４振動素子２１ｄとは逆位相となるように制御する。
【0029】
図６は、人体の皮膚感覚に対する周波数の影響の一例を示すグラフである。図６では、横軸に周波数をとり、縦軸にパチニ小体が振動振幅を知覚する弁別閾値をとって、その関係を示している。パチニ小体とは、人体の皮膚に見られる機械受容体の一つである。図６のグラフに示すように、パチニ小体は、２００Ｈｚ近傍の周波数の振動に対して最も敏感であり、１μｍ程度の振幅でも知覚することができる。従って、各振動素子２１の振動に係る周波数は、５０～５００Ｈｚで制御することが好ましく、特に、２００Ｈｚ近傍に制御することが好ましい。
【0030】
図７は、異なる周波数で振動する波形の一例を示すグラフである。図７は、横軸に時間をとり、縦軸に信号値として電圧をとって、２００Ｈｚで振動する第１振動素子２１ａの波形と、２０３Ｈｚで振動する第２振動素子２１ｂの波形とを重畳して示している。図中実線が第１振動素子２１ａの波形であり、破線が第２振動素子２１ｂの波形である。指等の人体の一部が、第１振動素子２１ａ及び第２振動素子２１ｂに同時に触れた場合、２００Ｈｚの振動の波形と、２０３Ｈｚの振動の波形とを同時に触感することになる。一般に、人体の皮膚感覚は、一定の周波数の振動より、変化のある振動に対して、より敏感となる。２００Ｈｚと２０３Ｈｚの異なる波形の振動を同時に触感することにより、人体は、これらの波形が合成された３Ｈｚの擬似的なうなりを体感することになり、敏感に振動を知覚することができる。本願発明者らは、実験により、擬似的なうなりが１～５０Ｈｚの場合に、一定の周波数より敏感に振動を知覚することができ、特に、擬似的なうなりが２～３Ｈｚの場合に、最も敏感に振動を知覚することができるとの知見を得た。従って、振動素子２１間の周波数の差は、１～５０Ｈｚが好ましく、特に、２～３Ｈｚとすることが好ましい。
【0031】
また、本願発明者らは、実験により、同じ周波数であっても、位相が異なる場合は、同位相より敏感に振動を知覚することができ、特に、逆位相とすることにより、最も敏感に
振動を知覚することができるとの知見を得た。よって、実施形態として、本願は、対角位置に配置された第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを逆位相で制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを逆位相で制御する制御方法を開示する。
振動を知覚することができるとの知見を得た。よって、実施形態として、本願は、対角位置に配置された第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを逆位相で制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを逆位相で制御する制御方法を開示する。
【0032】
＜振動デバイス２の他の形態＞
図８は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。図９は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。図８及び図９は、振動デバイス２の他の形態を示している。図８及び図９に例示する振動デバイス２は、第１振動素子２１ａ乃至第４振動素子２１ｄをそれぞれ独立させて個別に制御するのではなく、一組の発振回路３１及び増幅回路３２で複数の振動素子２１を制御する形態である。図８及び図９に例示する形態では、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを第１の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを第２の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御している。一組の発振回路３１及び増幅回路３２で二の振動素子２１を制御するため、制御される二の振動素子２１は、同一の周波数で振動する。ただし、それぞれの振動素子２１で、プリント配線２２の極性を逆にすることにより、位相を反転させることが可能となる。図８及び図９に例示する形態において、本願開示の振動ユニットＶＵは、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを、２００Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを、２０３Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御することが可能である。
図８は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。図９は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。図８及び図９は、振動デバイス２の他の形態を示している。図８及び図９に例示する振動デバイス２は、第１振動素子２１ａ乃至第４振動素子２１ｄをそれぞれ独立させて個別に制御するのではなく、一組の発振回路３１及び増幅回路３２で複数の振動素子２１を制御する形態である。図８及び図９に例示する形態では、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを第１の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを第２の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御している。一組の発振回路３１及び増幅回路３２で二の振動素子２１を制御するため、制御される二の振動素子２１は、同一の周波数で振動する。ただし、それぞれの振動素子２１で、プリント配線２２の極性を逆にすることにより、位相を反転させることが可能となる。図８及び図９に例示する形態において、本願開示の振動ユニットＶＵは、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを、２００Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを、２０３Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御することが可能である。
【0033】
以上のように本願開示の振動デバイス２等は、複数の薄膜状の振動素子２１を並べて配置し、それぞれ異なる振動となるように制御する。これにより、本願開示の振動デバイス２等は、使用者が敏感に知覚することが可能な振動を発生させることができるので、振動素子２１が発生させる振動を効果的に伝達することが可能である等、優れた効果を奏する。
【0034】
また、本願開示の振動デバイス２等は、振動素子２１の振動周波数を５０～５００Ｈｚとし、振動素子２１間の周波数の差を１～５０Ｈｚとすることにより、更に、同じ振動周波数でも逆位相とすることにより、知覚しやすい振動を発生させることが可能である等、優れた効果を奏する。
【0035】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の技術範囲内のものである。
【0036】
例えば、前記実施形態では、４個の振動素子２１を一組として振動デバイス２に組み込む形態を示したが、本発明はこれに限らず、２個、３個、５個以上等の複数の振動素子２１を一の振動デバイス２に組み込むことが可能である。また、その場合、本発明に係る振動デバイス２は、それぞれの振動素子２１の周波数及び位相は適宜設定することが可能である。更に、例えば、本発明に係る振動デバイス２は、複数の振動素子２１のうち、周波数及び位相が同じ振動素子２１を含むようにすることも可能である。
【0037】
また、例えば、前記実施形態では、本願開示の振動装置ＶＡをゲーム装置用コントローラに適用する形態について説明したが、本願開示の振動装置ＶＡは、これに限るものではない。本願開示の振動装置ＶＡは、使用者に対して、振動により状況又は情報を伝えるスマートフォン、タブレット型コンピュータ等の様々な装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0038】
ＶＡ 振動装置
ＶＵ 振動ユニット
１ 筐体
１３ 振動部
２ 振動デバイス
２０ 基板
２１ 振動素子
２１ａ 第１振動素子
２１ｂ 第２振動素子
２１ｃ 第３振動素子
２１ｄ 第４振動素子
３ 制御デバイス（制御部）
３０ 制御回路
３１ 発振回路
３２ 増幅回路
ＶＵ 振動ユニット
１ 筐体
１３ 振動部
２ 振動デバイス
２０ 基板
２１ 振動素子
２１ａ 第１振動素子
２１ｂ 第２振動素子
２１ｃ 第３振動素子
２１ｄ 第４振動素子
３ 制御デバイス（制御部）
３０ 制御回路
３１ 発振回路
３２ 増幅回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2023-12-01
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動素子を備える振動デバイス、そのような振動デバイスを備える振動ユニット及びそのような振動ユニットを備える振動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
装置に触れた使用者に伝える振動を発生させる振動素子を用いた装置として、ゲーム用コントローラ等の操作用の装置、スマートフォン、タブレット型コンピュータ等の通信用の装置、その他様々な電子機器が普及している。例えば、特許文献１では、圧電アクチュエータ等の薄いシート形状（薄膜状）のアクチュエータ（振動素子）に駆動信号を供給することで、指の接触部を振動し、ユーザに振動を伝える入力装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－３３９２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１にて開示されているような薄膜状の振動素子を用いる場合、振動の効果的な伝達が課題となる。
【0005】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、薄膜状の振動素子を用いて効果的に振動を伝達することが可能な振動デバイスの提供を主たる目的とする。
【0006】
また、本発明は、本発明に係る振動デバイスを備える振動ユニットの提供を他の目的とする。
【0007】
また、本発明は、本発明に係る振動デバイスを備える振動装置の提供を更に他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が異なることを特徴とする。
【0009】
更に、本願開示の振動デバイスは、薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動の周波数の差は、１～５０Ｈｚであることを特徴とする。
【0010】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子のうちの第３の振動素子の振動は、前記第１の振動素子と周波数が等しく位相が異なることを特徴とする。
【0011】
更に、本願開示の振動デバイスは、薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく位相が異なることを特徴とする。
【0012】
更に、本願開示の振動デバイスは、薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、等しい周波数で振動し、逆位相として伝わる振動を発生させることを特徴とする。
【0013】
また、前記振動デバイスにおいて、前記複数の振動素子の振動の周波数は、５０～５００Ｈｚであることを特徴とする。
【0014】
更に、本願開示の振動ユニットは、前記振動デバイスと、前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【0015】
更に、本願開示の振動装置は、前記振動デバイスと、前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と、前記振動デバイス及び前記制御部を収容する筐体と、前記筐体の外面に配置され、前記振動デバイスが備える振動素子に起因する振動を発生させる振動部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本願開示の振動デバイス等は、薄膜状の振動素子を複数備え、振動素子が発生させる振動を効果的に伝達することが可能である等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本願開示の振動装置の外観の一例を示す概略外観図である。
【図2】本願開示の振動装置の外観の一例を示す概略外観図である。
【図3】本願開示の振動装置の内部の一例を示す概略斜視図である。
【図4】本願開示の振動デバイスの一例を模式的に示す概略外観図である。
【図5】本願開示の振動ユニットの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。
【図6】人体の皮膚感覚に対する周波数の影響の一例を示すグラフである。
【図7】異なる周波数で振動する波形の一例を示すグラフである。
【図8】本願開示の振動デバイスの一例を模式的に示す概略外観図である。
【図9】本願開示の振動ユニットの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
＜適用例＞
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。本願開示の振動装置は、使用者に対して、振動により状況又は情報を伝える装置、例えば、操作部及び表示部が一体型のゲーム装置、ゲーム装置用コントローラ等の装置に適用される。以下では、図面を参照しながら、ゲーム装置に適用した振動装置ＶＡを例示して説明する。
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。本願開示の振動装置は、使用者に対して、振動により状況又は情報を伝える装置、例えば、操作部及び表示部が一体型のゲーム装置、ゲーム装置用コントローラ等の装置に適用される。以下では、図面を参照しながら、ゲーム装置に適用した振動装置ＶＡを例示して説明する。
【0019】
＜振動装置ＶＡの外観＞
図１及び図２は、本願開示の振動装置ＶＡの外観の一例を示す概略外観図である。図１は、振動装置ＶＡの正面側を示す概略斜視図であり、図２は、振動装置ＶＡの背面側を示す概略斜視図である。振動装置ＶＡは、略長方形の板状をなす筐体１を備え、筐体１の正面中央には、長方形状の液晶パネル等の表示部１０が配置されており、表示部１０の左右に使用者が把持する把持部１１が配置されている。把持部１１には、使用者が、親指で操作する操作ボタン等の操作部１２が配置されている。筐体１の背面（外面）には、使用者の親指以外の指が触れる位置に、振動を発生させる振動部１３が４箇所に配置されている。
図１及び図２は、本願開示の振動装置ＶＡの外観の一例を示す概略外観図である。図１は、振動装置ＶＡの正面側を示す概略斜視図であり、図２は、振動装置ＶＡの背面側を示す概略斜視図である。振動装置ＶＡは、略長方形の板状をなす筐体１を備え、筐体１の正面中央には、長方形状の液晶パネル等の表示部１０が配置されており、表示部１０の左右に使用者が把持する把持部１１が配置されている。把持部１１には、使用者が、親指で操作する操作ボタン等の操作部１２が配置されている。筐体１の背面（外面）には、使用者の親指以外の指が触れる位置に、振動を発生させる振動部１３が４箇所に配置されている。
【0020】
＜振動装置ＶＡの内部構造＞
図３は、本願開示の振動装置ＶＡの内部の一例を示す概略斜視図である。図３は、振動装置ＶＡの筐体１の正面に配置された表示部１０を取り外し、内部の構造が視認できるように示している。なお、振動装置ＶＡの内部を視認し易いように、図３は、筐体１及び筐体１内に配置された振動デバイス２のみを示している。図３に例示するように、筐体１内には、４個の振動デバイス２が配置されており、各振動デバイス２の配置位置は、筐体１の背面の振動部１３の位置に対応している。このような配置により、振動デバイス２の振動が、筐体１の振動部１３を介して使用者の指先に伝えられる。
図３は、本願開示の振動装置ＶＡの内部の一例を示す概略斜視図である。図３は、振動装置ＶＡの筐体１の正面に配置された表示部１０を取り外し、内部の構造が視認できるように示している。なお、振動装置ＶＡの内部を視認し易いように、図３は、筐体１及び筐体１内に配置された振動デバイス２のみを示している。図３に例示するように、筐体１内には、４個の振動デバイス２が配置されており、各振動デバイス２の配置位置は、筐体１の背面の振動部１３の位置に対応している。このような配置により、振動デバイス２の振動が、筐体１の振動部１３を介して使用者の指先に伝えられる。
【0021】
＜振動デバイス２の構造＞
図４は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。振動デバイス２は、基板２０と、基板２０上に配置された振動素子２１と、基板２０上に形成されたプリント配線２２とを備えている。
図４は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。振動デバイス２は、基板２０と、基板２０上に配置された振動素子２１と、基板２０上に形成されたプリント配線２２とを備えている。
【0022】
基板２０は、例えば、可撓性を有する薄膜状のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）である。基板２０は、略長方形状をなす素子配置部２００と、素子配置部２００の４頂点近傍からそれぞれ延びる端子配置部２０１とを有している。端子配置部２０１は、素子配置部２００のそれぞれの頂点から長辺を延伸する方向（図４中の上下方向）に延びている。
【0023】
基板２０の素子配置部２００には、薄膜状をなす４個の振動素子２１が、薄膜の面方向に並べて配置されている。振動素子２１の薄膜状とは、厚みが薄いシートのような形状であり、面方向とは、シートの広がり方向、即ち、薄い厚みの方向と略直交する方向を示す。図４に例示する形態では、平面視で略正方形状をなす４個の振動素子２１が、互いに重ならないように、２×２のマス目状に並べて配置されている。各振動素子２１は、振動装置ＶＡを使用する使用者の指が、筐体１に配置された振動部１３に触れた場合に、複数の振動素子２１に同時に触れる程度の大きさ及び配置となっている。なお、ここでいう平面視とは、薄膜の面に対する法線方向からの視点を示している。振動素子２１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電性を有するピエゾ素子（圧電素子）を用いて形成されており、通電により振動する。各振動素子２１には、それぞれ一対の素子電極部２１０が形成されており、素子電極部２１０を介して通電を受ける。なお、以降の説明において、個々の振動素子２１を区別して説明する場合、それぞれ第１振動素子２１ａ、第２振動素子２１ｂ、第３振動素子２１ｃ及び第４振動素子２１ｄと呼ぶものとする。
【0024】
各振動素子２１には、それぞれ一対のプリント配線２２が接続されている。プリント配線２２の一端側は、振動素子２１に接続する配線電極部２２０となっており、他端側は、端子部２２１となっている。プリント配線２２は、配線電極部２２０が素子配置部２００に位置し、配線電極部２２０から延びる端子部２２１側が端子配置部２０１に沿って形成されている。振動素子２１の素子電極部２１０と、プリント配線２２の配線電極部２２０とは、銀ペースト等の導電性の接着材（図示せず）にて電気的に接続されている。各端子部２２１は、各振動素子２１の振動を制御する制御デバイス３（制御部・図５等参照）に電気的に接続されている。
【0025】
＜振動ユニットＶＵの制御構造＞
振動装置ＶＡが備える筐体１内には、振動デバイス２と共に、振動デバイス２が備える振動素子２１の振動を制御する制御デバイス３が収容されており、振動デバイス２と制御デバイス３とで振動ユニットＶＵを構成している。図５は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。振動ユニットＶＵが備える制御デバイス３は、制御回路３０、発振回路３１、増幅回路３２等の構成を備えている。図５に例示する形態では、発振回路３１及び増幅回路３２は、振動デバイス２毎に設けられており、一の制御回路３０にて制御される。制御回路３０は、振動デバイス２毎の振動を制御するプロセッサであり、各発振回路３１に振動を制御する制御信号を出力する。各発振回路３１は、入力された制御信号に基づく波形の電気信号を、それぞれ対応する増幅回路３２へ出力する。各増幅回路３２は、入力された電気信号を増幅して振動素子２１を駆動させる駆動信号を生成し、生成した駆動信号を、それぞれ対応する振動デバイス２へ出力する。各振動デバイス２は、駆動信号として入力された波形の電圧を、それぞれ対応する振動素子２１に印加し、それぞれの振動素子２１を振動させる。
振動装置ＶＡが備える筐体１内には、振動デバイス２と共に、振動デバイス２が備える振動素子２１の振動を制御する制御デバイス３が収容されており、振動デバイス２と制御デバイス３とで振動ユニットＶＵを構成している。図５は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。振動ユニットＶＵが備える制御デバイス３は、制御回路３０、発振回路３１、増幅回路３２等の構成を備えている。図５に例示する形態では、発振回路３１及び増幅回路３２は、振動デバイス２毎に設けられており、一の制御回路３０にて制御される。制御回路３０は、振動デバイス２毎の振動を制御するプロセッサであり、各発振回路３１に振動を制御する制御信号を出力する。各発振回路３１は、入力された制御信号に基づく波形の電気信号を、それぞれ対応する増幅回路３２へ出力する。各増幅回路３２は、入力された電気信号を増幅して振動素子２１を駆動させる駆動信号を生成し、生成した駆動信号を、それぞれ対応する振動デバイス２へ出力する。各振動デバイス２は、駆動信号として入力された波形の電圧を、それぞれ対応する振動素子２１に印加し、それぞれの振動素子２１を振動させる。
【0026】
振動素子２１の振動に係る波形は、サイン波、ノコギリ波、矩形波等の周期性を有する波形が使用される。以降では、サイン波で振動素子２１を振動させる形態を例示して説明する。制御デバイス３にて制御することにより、各振動素子２１は、異なる波形で振動させることが可能である。各振動素子２１の振動の波形の振幅は、それぞれ異なるように制御することも可能であるが、ここでは、各振動素子２１が、全て同一の振幅の波形で制御する形態を例示して説明する。
【0027】
各振動素子２１は、振幅が同じで、周波数及び／又は位相が異なった振動を発生するように制御される。振幅は、各振動素子２１に印加される電圧（駆動信号）の振幅、又は各振動素子２１の物理的な歪みの幅を示す。各振動素子２１の周波数は、５０～５００Ｈｚの間で制御されるが、２００Ｈｚ近傍が好ましい。異なる周波数で振動する振動素子２１間の周波数の差は、１～５０Ｈｚの間で制御されるが、２～３Ｈｚの範囲での制御が好ましい。同じ周波数で振動する振動素子２１は、異なる位相で制御されるが、特に、逆位相とすることが好ましい。例えば、第１振動素子２１ａを２００Ｈｚ及び第２振動素子２１ｂを２０３Ｈｚで制御し、第１振動素子２１ａと対角位置に配置される第３振動素子２１ｃを２００Ｈｚ及び第２振動素子２１ｂと対角位置に配置される第４振動素子２１ｄを２０３Ｈｚで制御する。また、第１振動素子２１ａと第３振動素子２１ｃとは逆位相となるように制御し、第２振動素子２１ｂと第４振動素子２１ｄとは逆位相となるように制御する。
【0028】
図６は、人体の皮膚感覚に対する周波数の影響の一例を示すグラフである。図６では、横軸に周波数をとり、縦軸にパチニ小体が振動振幅を知覚する弁別閾値をとって、その関係を示している。パチニ小体とは、人体の皮膚に見られる機械受容体の一つである。図６のグラフに示すように、パチニ小体は、２００Ｈｚ近傍の周波数の振動に対して最も敏感であり、１μｍ程度の振幅でも知覚することができる。従って、各振動素子２１の振動に係る周波数は、５０～５００Ｈｚで制御することが好ましく、特に、２００Ｈｚ近傍に制御することが好ましい。
【0029】
図７は、異なる周波数で振動する波形の一例を示すグラフである。図７は、横軸に時間をとり、縦軸に信号値として電圧をとって、２００Ｈｚで振動する第１振動素子２１ａの波形と、２０３Ｈｚで振動する第２振動素子２１ｂの波形とを重畳して示している。図中実線が第１振動素子２１ａの波形であり、破線が第２振動素子２１ｂの波形である。指等の人体の一部が、第１振動素子２１ａ及び第２振動素子２１ｂに同時に触れた場合、２００Ｈｚの振動の波形と、２０３Ｈｚの振動の波形とを同時に触感することになる。一般に、人体の皮膚感覚は、一定の周波数の振動より、変化のある振動に対して、より敏感となる。２００Ｈｚと２０３Ｈｚの異なる波形の振動を同時に触感することにより、人体は、これらの波形が合成された３Ｈｚの擬似的なうなりを体感することになり、敏感に振動を知覚することができる。本願発明者らは、実験により、擬似的なうなりが１～５０Ｈｚの場合に、一定の周波数より敏感に振動を知覚することができ、特に、擬似的なうなりが２～３Ｈｚの場合に、最も敏感に振動を知覚することができるとの知見を得た。従って、振動素子２１間の周波数の差は、１～５０Ｈｚが好ましく、特に、２～３Ｈｚとすることが好ましい。
【0030】
また、本願発明者らは、実験により、同じ周波数であっても、位相が異なる場合は、同位相より敏感に振動を知覚することができ、特に、逆位相とすることにより、最も敏感に振動を知覚することができるとの知見を得た。よって、実施形態として、本願は、対角位置に配置された第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを逆位相で制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを逆位相で制御する制御方法を開示する。
【0031】
＜振動デバイス２の他の形態＞
図８は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。図９は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。図８及び図９は、振動デバイス２の他の形態を示している。図８及び図９に例示する振動デバイス２は、第１振動素子２１ａ乃至第４振動素子２１ｄをそれぞれ独立させて個別に制御するのではなく、一組の発振回路３１及び増幅回路３２で複数の振動素子２１を制御する形態である。図８及び図９に例示する形態では、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを第１の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを第２の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御している。一組の発振回路３１及び増幅回路３２で二の振動素子２１を制御するため、制御される二の振動素子２１は、同一の周波数で振動する。ただし、それぞれの振動素子２１で、プリント配線２２の極性を逆にすることにより、位相を反転させることが可能となる。図８及び図９に例示する形態において、本願開示の振動ユニットＶＵは、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを、２００Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを、２０３Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御することが可能である。
図８は、本願開示の振動デバイス２の一例を模式的に示す概略外観図である。図９は、本願開示の振動ユニットＶＵの機能構成の一例を模式的に示す回路ブロック図である。図８及び図９は、振動デバイス２の他の形態を示している。図８及び図９に例示する振動デバイス２は、第１振動素子２１ａ乃至第４振動素子２１ｄをそれぞれ独立させて個別に制御するのではなく、一組の発振回路３１及び増幅回路３２で複数の振動素子２１を制御する形態である。図８及び図９に例示する形態では、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを第１の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを第２の組の発振回路３１及び増幅回路３２で制御している。一組の発振回路３１及び増幅回路３２で二の振動素子２１を制御するため、制御される二の振動素子２１は、同一の周波数で振動する。ただし、それぞれの振動素子２１で、プリント配線２２の極性を逆にすることにより、位相を反転させることが可能となる。図８及び図９に例示する形態において、本願開示の振動ユニットＶＵは、第１振動素子２１ａ及び第３振動素子２１ｃを、２００Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御し、第２振動素子２１ｂ及び第４振動素子２１ｄを、２０３Ｈｚの周波数で逆位相となるように制御することが可能である。
【0032】
以上のように本願開示の振動デバイス２等は、複数の薄膜状の振動素子２１を並べて配置し、それぞれ異なる振動となるように制御する。これにより、本願開示の振動デバイス２等は、使用者が敏感に知覚することが可能な振動を発生させることができるので、振動素子２１が発生させる振動を効果的に伝達することが可能である等、優れた効果を奏する。
【0033】
また、本願開示の振動デバイス２等は、振動素子２１の振動周波数を５０～５００Ｈｚとし、振動素子２１間の周波数の差を１～５０Ｈｚとすることにより、更に、同じ振動周波数でも逆位相とすることにより、知覚しやすい振動を発生させることが可能である等、優れた効果を奏する。
【0034】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の技術範囲内のものである。
【0035】
例えば、前記実施形態では、４個の振動素子２１を一組として振動デバイス２に組み込む形態を示したが、本発明はこれに限らず、２個、３個、５個以上等の複数の振動素子２１を一の振動デバイス２に組み込むことが可能である。また、その場合、本発明に係る振動デバイス２は、それぞれの振動素子２１の周波数及び位相は適宜設定することが可能である。更に、例えば、本発明に係る振動デバイス２は、複数の振動素子２１のうち、周波数及び位相が同じ振動素子２１を含むようにすることも可能である。
【0036】
また、例えば、前記実施形態では、本願開示の振動装置ＶＡをゲーム装置用コントローラに適用する形態について説明したが、本願開示の振動装置ＶＡは、これに限るものではない。本願開示の振動装置ＶＡは、使用者に対して、振動により状況又は情報を伝えるスマートフォン、タブレット型コンピュータ等の様々な装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0037】
ＶＡ 振動装置
ＶＵ 振動ユニット
１ 筐体
１３ 振動部
２ 振動デバイス
２０ 基板
２１ 振動素子
２１ａ 第１振動素子
２１ｂ 第２振動素子
２１ｃ 第３振動素子
２１ｄ 第４振動素子
３ 制御デバイス（制御部）
３０ 制御回路
３１ 発振回路
３２ 増幅回路
ＶＵ 振動ユニット
１ 筐体
１３ 振動部
２ 振動デバイス
２０ 基板
２１ 振動素子
２１ａ 第１振動素子
２１ｂ 第２振動素子
２１ｃ 第３振動素子
２１ｄ 第４振動素子
３ 制御デバイス（制御部）
３０ 制御回路
３１ 発振回路
３２ 増幅回路
【手続補正2】
【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】
薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項2】
薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動の周波数の差は、１～５０Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動の周波数の差は、１～５０Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子のうちの第３の振動素子の振動は、前記第１の振動素子と周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子のうちの第３の振動素子の振動は、前記第１の振動素子と周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項4】
薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、周波数が等しく位相が異なる
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項5】
薄膜状に形成された複数の振動素子を備え、
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、等しい周波数で振動し、逆位相として伝わる振動を発生させる
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子は、薄膜の面方向に並べて配置されており、
前記複数の振動素子は、それぞれ異なる振動での制御が可能であり、
前記複数の振動素子のうちの第１の振動素子及び第２の振動素子の振動は、等しい周波数で振動し、逆位相として伝わる振動を発生させる
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項6】
請求項１及び請求項２、並びに請求項４及び請求項５のいずれか１項に記載の振動デバイスであって、
前記複数の振動素子の振動の周波数は、５０～５００Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
前記複数の振動素子の振動の周波数は、５０～５００Ｈｚである
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項7】
請求項１及び請求項２、並びに請求項４及び請求項５のいずれか１項に記載の振動デバイスと、
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と
を備えることを特徴とする振動ユニット。
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と
を備えることを特徴とする振動ユニット。
【請求項8】
請求項１及び請求項２、並びに請求項４及び請求項５のいずれか１項に記載の振動デバイスと、
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と、
前記振動デバイス及び前記制御部を収容する筐体と、
前記筐体の外面に配置され、前記振動デバイスが備える振動素子に起因する振動を発生させる振動部と
を備えることを特徴とする振動装置。
前記振動デバイスが備える振動素子の振動を制御する制御部と、
前記振動デバイス及び前記制御部を収容する筐体と、
前記筐体の外面に配置され、前記振動デバイスが備える振動素子に起因する振動を発生させる振動部と
を備えることを特徴とする振動装置。