JP2019118850A - 振動デバイスの振動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動デバイスの振動方法であって、振動デバイスの信頼性の低下を抑制する振動方法を提供する。
【解決手段】振動デバイス３は、圧電素子１０、圧電素子１０が接合されている振動部材５０、及び圧電素子１０と接続されている配線部材４０を備えている。基本周波数成分を含む信号を、配線部材４０を通して圧電素子１０に入力する。振動デバイス３を、基本周波数成分を含み、かつ、基本周波数成分のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数成分を実質的に含まない振動モードで振動させる。基本周波数成分は、振動デバイス３の共振周波数成分より低い。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動デバイスの振動方法に関する。

圧電素子、圧電素子が接合されている振動部材、及び圧電素子と接続されている配線部材を備えている振動デバイスが知られている（たとえば、特許文献１）。

特開２０１６−０５１８９４号公報

本発明の一つの態様は、振動デバイスの振動方法であって、振動デバイスの信頼性の低下を抑制する振動方法を提供することを目的とする。

本発明者らの調査研究の結果、以下の事項が判明した。振動デバイスの振動に伴い、振動デバイスの信頼性が低下するおそれがある。たとえば、振動に伴い、圧電素子と振動部材との接合状態が劣化するおそれがある。圧電素子と振動部材との接合状態が劣化した場合、圧電素子の変位が振動部材に適切に伝わらず、振動デバイスの変位量が低下する。また、振動に伴い、圧電素子と配線部材との接続状態が劣化するおそれがある。圧電素子と配線部材との接続状態が劣化した場合、圧電素子と配線部材との電気的な接続が劣化し、圧電素子が適切に駆動され難くなる。

本発明者らは、振動デバイスの信頼性の低下を抑制する振動方法について、更なる調査研究を行った。その結果、本発明者らは、以下の事実を見出し、本発明を想到するに至った。振動デバイスを、振動デバイスの共振周波数成分より低い基本周波数成分を含み、かつ、基本周波数成分のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数成分を実質的に含まない振動モードで振動させることにより、圧電素子と振動部材との接合状態及び圧電素子と配線部材との接続状態の劣化が抑制される。

本発明の一つの態様は、圧電素子、圧電素子が接合されている振動部材、及び圧電素子と接続されている配線部材を備えている振動デバイスの振動方法である。この振動方法では、基本周波数成分を含む信号を、配線部材を通して圧電素子に入力し、振動デバイスを、基本周波数成分を含み、かつ、基本周波数成分のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数成分を実質的に含まない振動モードで振動させる。基本周波数成分は、振動デバイスの共振周波数成分より低い。

上記一つの態様では、圧電素子と振動部材との接合状態及び圧電素子と配線部材との接続状態の劣化が抑制されるので、振動デバイスの信頼性の低下が抑制される。

本発明者らの調査研究の結果、以下の事項が判明した。基本周波数成分が人間の可聴周波数帯域内に含まれる場合、ユーザが操作触感（たとえば、クリック感）を強く知覚する。

上記一つの態様では、基本周波数成分は、人間の可聴周波数帯域内に含まれていてもよい。この場合、ユーザが操作触感を強く知覚する。

上記一つの態様では、振動デバイスは、車両に搭載されていてもよい。この場合、振動デバイス以外の振動源を備える車両内でも、ユーザが操作触感を強く知覚する。

上記一つの態様では、配線部材は、ベースと、複数の導体とを有していてもよい。ベースは、樹脂からなり、振動部材に接合されている。複数の導体は、ベース上に配置されており、圧電素子と接続されている。この場合、配線部材と振動部材との接合状態の劣化が抑制される。この結果、圧電素子と配線部材との電気的な接続の劣化がより一層抑制される。

本発明の一つの態様によれば、振動デバイスの信頼性の低下を抑制する振動方法が提供される。

一実施形態に係る触覚呈示装置を示す図である。 振動デバイスの一例を示す平面図である。 振動デバイスの断面構成を示す図である。 振動デバイスの断面構成を示す図である。 振動デバイスの断面構成を示す図である。 振動デバイスの断面構成を示す図である。 圧電素子の構成を示す分解斜視図である。 圧電素子の平面図である。 振動デバイスの配置の一例を示す概略図である。 振動デバイスの配置の一例を示す模式図である。 駆動装置の構成を示すブロック図である。 駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。 振動デバイスに入力される駆動信号の周波数スペクトルを示す線図である。 振動デバイスの振動出力の周波数スペクトルを示す線図である。 比較例での、駆動信号及び振動出力の周波数スペクトルを示す線図である。 比較例での、駆動信号及び振動出力の周波数スペクトルを示す線図である。 比較例での、駆動信号及び振動出力の周波数スペクトルを示す線図である。 振動デバイスの他の一例を示す平面図である。 振動デバイスの分解斜視図である。 振動デバイスの断面構成を示す図である。 振動デバイスの断面構成を示す図である。 振動デバイスの断面構成を示す図である。 圧電素子の構成を示す分解斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１に示されているように、本実施形態に係る触覚呈示装置１は、振動デバイス３と、駆動装置５と、を備えている。まず、図２〜８を参照して、振動デバイス３の構成を説明する。図２は、振動デバイスの平面図である。図３、図４、図５、及び図６は、振動デバイスの断面構成を示す図である。図７は、圧電素子の構成を示す分解斜視図である。図８は、圧電素子の平面図である。本実施形態による開示は、振動デバイス３の振動方法を含んでいる。

振動デバイス３は、図２に示されているように、圧電素子１０と、配線部材４０と、振動部材５０とを備えている。圧電素子１０は、圧電素体１１と、複数の外部電極１３，１５と、を有している。本実施形態では、圧電素子１０は、二つの外部電極１３，１５を有している。

圧電素体１１は、直方体形状を呈している。圧電素体１１は、互いに対向している一対の主面１１ａ，１１ｂと、四つの側面１１ｃと、を有している。直方体形状には、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状が含まれる。主面１１ａ，１１ｂは、矩形状を呈している。本実施形態では、主面１１ａ，１１ｂは、正方形状を呈している。主面１１ａ，１１ｂの一辺の長さは、たとえば、３０ｍｍである。正方形状には、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。

一対の主面１１ａ，１１ｂが対向している方向が第一方向Ｄ１である。第一方向Ｄ１は、各主面１１ａ，１１ｂに直交する方向である。四つの側面１１ｃは、一対の主面１１ａ，１１ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。主面１１ａ，１１ｂと各側面１１ｃとは、間接的に隣り合っていてもよい。この場合、各主面１１ａ，１１ｂと各側面１１ｃとの間には、稜線部が位置する。圧電素体１１の第一方向Ｄ１での長さ（圧電素体１１の厚み）は、たとえば、１００μｍである。

圧電素体１１は、図７にも示されるように、第一方向Ｄ１に複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが積層されて構成されている。圧電素体１１は、積層されている複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有している。本実施形態では、圧電素体１１は、四つの圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有している。圧電素体１１では、複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが積層されている方向が第一方向Ｄ１と一致する。

各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、圧電材料からなる。本実施形態では、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料には、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）が用いられる。各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、たとえば、上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の圧電素体１１では、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの間の境界が認識できない程度に一体化されている。

圧電体層１７ａは、主面１１ａを有している。圧電体層１７ｄは、主面１１ｂを有している。圧電体層１７ｂ，１７ｃは、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｄとの間に位置している。圧電体層１７ａ，１７ｄの厚みは、圧電体層１７ｂ，１７ｃの厚みよりも小さい。圧電体層１７ａ，１７ｄの厚みは、たとえば、３３μｍであり、圧電体層１７ｂ，１７ｃの厚みは、たとえば、１６μｍである。各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの厚みは、同等であってもよい。

圧電素子１０は、図３、図４、図５、及び図７に示されているように、圧電素体１１内に配置されている複数の内部電極１９，２１，２３を備えている。本実施形態では、圧電素子１０は、三つの内部電極１９，２１，２３を備えている。各内部電極１９，２１，２３は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各内部電極１９，２１，２３は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。本実施形態では、内部電極１９，２１，２３は、略矩形状（たとえば、略正方形状）を呈している。

各内部電極１９，２１，２３は、第一方向Ｄ１において異なる位置（層）に配置されている。内部電極１９と内部電極２１とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して対向している。内部電極２１と内部電極２３とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して対向している。内部電極１９は、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｂとの間に位置している。内部電極２１は、圧電体層１７ｂと圧電体層１７ｃとの間に位置している。内部電極２３は、圧電体層１７ｃと圧電体層１７ｄとの間に位置している。各内部電極１９，２１，２３は、圧電素体１１の表面には露出していない。すなわち、各内部電極１９，２１，２３は、側面１１ｃには露出していない。各内部電極１９，２１，２３は、図８に示されるように、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａ，１１ｂの全ての縁（四辺）から離間している。

各外部電極１３，１５は、主面１１ａ上に配置されている。外部電極１３と外部電極と１５は、主面１１ａの一辺のみに沿って配置されている。外部電極１３と外部電極１５とは、隣り合っている。各外部電極１３，１５は、図８に示されているように、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａ，１１ｂの全ての縁（四辺）から離間している。各外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、内部電極１９，２１，２３の全ての縁（四辺）から離間している。各外部電極１３，１５は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各外部電極１３，１５は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。

外部電極１３は、複数のビア導体３１を通して接続導体２５と電気的に接続されている。接続導体２５は、内部電極１９と同じ層に位置している。接続導体２５は、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｂとの間に位置している。内部電極１９と接続導体２５とは、離間している。接続導体２５は、第一方向Ｄ１で、外部電極１３と対向している。複数のビア導体３１は、外部電極１３と接続されていると共に、接続導体２５と接続されている。接続導体２５は、複数のビア導体３５を通して内部電極２１と電気的に接続されている。接続導体２５は、第一方向Ｄ１で、内部電極２１と対向している。複数のビア導体３５は、接続導体２５と接続されていると共に、内部電極２１と接続されている。

外部電極１５は、複数のビア導体３３を通して内部電極１９と電気的に接続されている。内部電極１９は、第一方向Ｄ１で、外部電極１５と対向している。複数のビア導体３３は、外部電極１５と接続されていると共に、内部電極１９と接続されている。内部電極１９は、複数のビア導体３７を通して接続導体２７と電気的に接続されている。

接続導体２７は、内部電極２１と同じ層に位置している。接続導体２７は、圧電体層１７ｂと圧電体層１７ｃとの間に位置している。内部電極２１と接続導体２７とは、離間している。接続導体２７は、第一方向Ｄ１で、内部電極１９と対向している。複数のビア導体３７は、内部電極１９と接続されていると共に、接続導体２７と接続されている。接続導体２７は、複数のビア導体３９を通して内部電極２３と電気的に接続されている。接続導体２７は、第一方向Ｄ１で、内部電極２３と対向している。複数のビア導体３９は、接続導体２７と接続されていると共に、内部電極２３と接続されている。

外部電極１３は、複数のビア導体３１、接続導体２５、及び、複数のビア導体３５を通して内部電極２１と電気的に接続されている。外部電極１５は、複数のビア導体３３を通して内部電極１９と電気的に接続されている。外部電極１５は、複数のビア導体３３、内部電極１９、複数のビア導体３７、接続導体２７、及び、複数のビア導体３９を通して内部電極２３と電気的に接続されている。圧電体層１７ｂにおける内部電極１９と内部電極２１とで挟まれた領域と、圧電体層１７ｃにおける内部電極２１と内部電極２３とで挟まれた領域とは、圧電的に活性な領域を構成する。

接続導体２５，２７及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。接続導体２５，２７及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。接続導体２５，２７は、略矩形状を呈している。ビア導体３１，３３，３５，３７，３９は、対応する圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃを形成するためのセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に充填された導電性ペーストが焼結することにより形成される。

圧電素体１１の主面１１ｂには、内部電極１９，２３と電気的に接続されている導体と、内部電極２１と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本実施形態では、主面１１ｂを第一方向Ｄ１から見たとき、主面１１ｂの全体が露出している。主面１１ａ，１１ｂは、自然面である。自然面とは、焼成により成長した結晶粒の表面により構成される面である。圧電素体１１の各側面１１ｃには、内部電極１９，２３と電気的に接続されている導体と、内部電極２１と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本実施形態では、各側面１１ｃを当該側面１１ｃと直交する方向から見たとき、各側面１１ｃの全体が露出している。本実施形態では、各側面１１ｃは、自然面である。

配線部材４０は、図６にも示されているように、ベース４１と、複数の導体４３，４５と、カバー４７と、を有している。本実施形態では、配線部材４０は、一対の導体４３，４５を備えている。配線部材４０は、たとえばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。配線部材４０は、所定の方向に延在している。配線部材４０は、たとえば、第一方向Ｄ１から見て、圧電素体１１（主面１１ａ，１１ｂ）の一辺と交差する方向に延在している。本実施形態では、第一方向Ｄ１から見て、圧電素体１１（主面１１ａ，１１ｂ）の一辺と直交する方向に延在している。

ベース４１は、互いに対向している一対の主面４１ａ，４１ｂと、端面４１ｃと、互いに対向している一対の側面４１ｄと、を有している。ベース４１は、電気絶縁性を有している。ベース４１は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。端面４１ｃは、一対の主面４１ａ，４１ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。端面４１ｃは、一つの側面１１ｃと対向している。一対の側面４１ｄは、一対の主面４１ａ，４１ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。一対の側面４１ｄは、上記所定の方向に沿って延在している。本実施形態では、主面４１ｂを主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向から見たとき、主面４１ｂの全体が露出している。

一対の導体４３，４５は、ベース４１（主面４１ａ）上に配置されている。一対の導体４３，４５は、接着層（不図示）によって、ベース４１に接合されている。導体４３と導体４５とは、上記所定の方向に延在している。導体４３と導体４５とは、導体４３，４５が延在している方向と交差する方向で離間している。各導体４３，４５は、たとえば銅からなる。

導体４３は、互いに対向している一対の主面４３ａ，４３ｂと、端面４３ｃと、互いに対向している一対の側面４３ｄと、を有している。主面４３ｂは、主面４１ａと接している。端面４３ｃは、一対の主面４３ａ，４３ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。端面４３ｃは、一つの側面１１ｃと対向している。一対の側面４３ｄは、一対の主面４３ａ，４３ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。一対の側面４３ｄは、上記所定の方向に沿って延在している。本実施形態では、端面４１ｃと端面４３ｃとは、略同一平面上に位置している。

導体４５は、互いに対向している一対の主面４５ａ，４５ｂと、端面４５ｃと、互いに対向している一対の側面４５ｄと、を有している。主面４５ｂは、主面４１ａと接している。端面４５ｃは、一対の主面４５ａ，４５ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。端面４５ｃは、一つの側面１１ｃと対向している。一対の側面４５ｄは、一対の主面４５ａ，４５ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。一対の側面４５ｄは、上記所定の方向に沿って延在している。側面４３ｄと側面４５ｄとは、互いに対向している。本実施形態では、端面４１ｃと端面４５ｃとは、略同一平面上に位置している。

カバー４７は、各導体４３，４５の一部を覆うように、各導体４３，４５上に配置されている。各導体４３，４５は、配線部材４０の一端部及び他端部で、カバー４７から露出している。カバー４７は、主面４１ａにおける各導体４３，４５から露出している領域を覆うように、主面４１ａにも配置されている。上記所定の方向でのベース４１の両端部も、カバー４７から露出している。カバー４７は、接着層（不図示）によって、各導体４３，４５に接合されている。

ベース４１は、配線部材４０の一端部及び他端部で、カバー４７から露出している。ベース４１とカバー４７とは、各導体４３，４５から露出している領域で互いに接合されている。カバー４７は、樹脂からなる。カバー４７は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。各導体４３，４５の、カバー４７から露出している領域には、たとえば、ニッケルめっき及び金フラッシュめっきが施されている。

主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向での配線部材４０の長さ（配線部材４０の厚み）は、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向でのベース４１の長さ（ベース４１の厚み）と、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向での導体４３，４５の長さ（導体４３，４５の厚み）と、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向でのカバー４７の長さ（カバー４７の厚み）との合計で規定される。本実施形態では、配線部材４０の厚みは、たとえば、７０μｍである。ベース４１の厚みは、たとえば、２０μｍである。各導体４３，４５の厚みは、たとえば、２０μｍである。ベース４１の厚みと各導体４３，４５の厚みとは、異なっていてもよい。

振動部材５０は、互いに対向している主面５０ａ，５０ｂを有している。本実施形態では、振動部材５０は、板状の部材である。振動部材５０は、たとえば、金属からなる。振動部材５０は、たとえば、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、又はステンレス鋼からなる。振動部材５０（主面５０ａ，５０ｂ）は、主面５０ａと主面５０ｂとが対向している方向から見たとき、矩形状を呈している。矩形状も、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。

各主面５０ａ，５０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有している。各主面５０ａ，５０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。すなわち、振動部材５０は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。振動部材５０の長辺方向での長さは、たとえば、８０ｍｍである。振動部材５０の短辺方向での長さは、たとえば、６０ｍｍである。主面５０ａと主面５０ｂとが対向している方向での振動部材５０の長さ（振動部材５０の厚み）は、たとえば２５０μｍである。

圧電素子１０及び配線部材４０は、振動部材５０と接着されている。圧電素体１１の主面１１ｂと振動部材５０の主面５０ａとが互いに対向しており、ベース４１の主面４１ｂと振動部材５０の主面５０ａとが互いに対向している。すなわち、主面１１ｂと主面５０ａとが接着されていると共に、主面４１ｂと主面５０ａとが接着されている。圧電素子１０及び配線部材４０が振動部材５０に接着された状態では、第一方向Ｄ１と、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向と、主面５０ａと主面５０ｂとが対向している方向と、は略同じである。第一方向Ｄ１から見て、圧電素子１０は、振動部材５０の中央部に配置されている。

圧電素子１０は、接着部材５５によって、主面１１ｂと四つの側面１１ｃとで振動部材５０と接着されている。接着部材５５は、圧電素子１０と振動部材５０とを接着する部材である。本実施形態では、主面１１ｂと四つの側面１１ｃとの全体が、接着部材５５で覆われている。すなわち、主面１１ｂと四つの側面１１ｃとの全体が、接着部材５５と接している。主面１１ａは、接着部材５５に覆われておらず、接着部材５５から露出している。主面１１ｂと主面５０ａとは、接着部材５５を介して、間接的に対向している。

配線部材４０は、接着部材５７によって、ベース４１の主面４１ｂで振動部材５０と接着されている。すなわち、ベース４１は、振動部材５０に接合されている。接着部材５７は、配線部材４０と振動部材５０とを接着する部材である。本実施形態では、主面４１ｂの、振動部材５０上に位置している領域の全体が、接着部材５７で覆われている。すなわち、主面４１ｂの上記領域の全体が、接着部材５７と接している。一対の側面４１ｄは、接着部材５７に覆われておらず、接着部材５７から露出している。一対の側面４１ｄは、接着部材５５にも覆われておらず、接着部材５５から露出している。主面４１ｂと主面５０ａとは、接着部材５７を介して、間接的に対向している。

ベース４１の端面４１ｃと、一対の導体４３，４５の各端面４３ｃ，４５ｃとは、接着部材５７に覆われておらず、接着部材５７から露出している。各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃは、接着部材５５に覆われており、接着部材５５と接している。本実施形態では、各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃの全体が、接着部材５５と接している。すなわち、各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃの全体が、接着部材５５によって、振動部材５０と接着されている。

接着部材５５，５７は、樹脂（たとえば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂）が用いられる。接着部材５５，５７は、導電性のフィラーを含んでおらず、電気絶縁性を有している。接着部材５５と接着部材５７とは、異なる樹脂からなっていてもよく、同じ樹脂からなっていてもよい。

圧電素子１０と配線部材４０とは、振動部材５０上で隣り合っている。配線部材４０は、第一方向Ｄ１から見て、二つの外部電極１３，１５が沿って配置されている主面１１ａの一辺と隣り合っている。第一方向Ｄ１から見て、圧電素子１０と配線部材４０とは離れている。圧電素子１０と配線部材４０との間隔は、たとえば、０ｍｍより大きく、１ｍｍ以下である。

第一方向Ｄ１から見て、導体４３，４５が延在している方向（上記所定の方向）と、外部電極１３，１５が沿って配置されている上記一辺とは、交差している。本実施形態では、導体４３，４５が延在している方向と、外部電極１３，１５が沿って配置されている上記一辺とは、略直交している。

図３及び図４に示されているように、一対の導体４３，４５の各主面４３ａ，４５ａの振動部材５０（主面５０ａ）からの高さ位置（以下、「第一高さ位置」と称する）と、各外部電極１３，１５の振動部材５０（主面５０ａ）からの高さ位置（以下、「第二高さ位置」と称する）とが異なっている。本実施形態では、第一高さ位置が、第二高さ位置よりも低い。本実施形態では、各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃの全体が、接着部材５５を介して、一つの側面１１ｃと間接的に対向している。

互いに対向する側面１１ｃと端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃとの間には、接着部材５５が存在している。接着部材５５の表面５５ａは、主面１１ａと主面４３ａとを連結すると共に主面１１ａと主面４５ａとを連結するように、延在している。表面５５ａは、第一高さ位置と第二高さ位置との差に応じて、主面１１ａから主面４３ａ，４５ａに向けて傾斜している。

振動デバイス３は、図２〜図４に示されるように、接続部材６１と、接続部材６３とを備えている。接続部材６１は、外部電極１３と導体４３とを接続している。外部電極１３と導体４３とは、接続部材６１を通して電気的に接続されている。接続部材６３は、外部電極１５と導体４５とを電気的に接続している。外部電極１５と導体４５とは、接続部材６３を通して電気的に接続されている。配線部材４０は、圧電素子１０と接続されている。

接続部材６１は、外部電極１３と接続されている一端部６１ａと、導体４３（主面４３ａ）と接続されている他端部６１ｂとを有している。他端部６１ｂは、導体４３におけるカバー４７から露出している一端部と接続されている。他端部６１ｂは、主面４３ａと接している。導体４３は、接続部材６１、外部電極１３、複数のビア導体３１、接続導体２５、及び、複数のビア導体３５を通して内部電極２１と電気的に接続されている。接続部材６１は、外部電極１３と導体４３の一端部（主面４３ａ）とに接するように、接着部材５５上に配置されている。接続部材６１は、接着部材５５と接している。

接続部材６３は、外部電極１５と接続されている一端部６３ａと、導体４５（主面４５ａ）と接続されている他端部６３ｂとを有している。他端部６３ｂは、導体４５におけるカバー４７から露出している一端部と接続されている。他端部６３ｂは、主面４５ａと接している。導体４５は、接続部材６３、外部電極１５、複数のビア導体３３を通して内部電極１９と電気的に接続されていると共に、更に、複数のビア導体３７、接続導体２７、及び、複数のビア導体３９を通して内部電極２３と電気的に接続されている。接続部材６３は、外部電極１５と導体４５の一端部（主面４５ａ）とに接するように、接着部材５５上に配置されている。接続部材６３は、接着部材５５と接している。

接続部材６１，６３は、導電性樹脂からなる。導電性樹脂は、樹脂（たとえば、熱硬化性樹脂）と導電性材料（たとえば、金属粉末）とを含んでいる。金属粉末には、たとえば、Ａｇ粉末が用いられる。熱硬化性樹脂には、たとえば、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はポリイミド樹脂が用いられる。接続部材６１，６３の硬度は、接着部材５５の硬度よりも小さい。

極性が異なる駆動電圧が、導体４３，４５を通して、外部電極１３と外部電極１５とに印加されると、内部電極２１と内部電極１９，２３との間で電界が発生する。圧電体層１７ｂにおける内部電極１９と内部電極２１とで挟まれた領域と、圧電体層１７ｃにおける内部電極２１と内部電極２３とで挟まれた領域とに変位が発生する。圧電素子１０は、外部電極１３，１５に交流信号が印加されると、印加された交流信号の周波数に応じて伸縮を繰り返す。圧電素子１０と振動部材５０とは、互いに接着されているので、振動部材５０は、圧電素子１０における伸縮の繰り返しに応じて、圧電素子１０と一体に撓み振動を行う。

振動デバイス３は、図９及び図１０に示されているように、たとえば、車両Ｖに搭載されている。振動デバイス３は、車両ＶのインストルメントパネルＩＰに配置されている表示装置ＤＤ内に配置されている。振動デバイス３は、たとえば、表示装置ＤＤのディスプレイパネルＤＰの裏面に接合されている。振動デバイス３は、たとえば、ステアリングホイールＳＷ内に配置されていてもよい。図９は、振動デバイスの配置の一例を示す概略図である。図１０は、振動デバイスの配置の一例を示す模式図である。

次に、図１１を参照して、駆動装置５の構成を説明する。駆動装置５は、制御部５ａと、駆動電圧生成部５ｂと、出力部５ｃと、を備えている。駆動装置５は、振動デバイス３に信号（駆動信号）を出力し、振動デバイス３（圧電素子１０）を駆動させる。制御部５ａは、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。この場合、制御部５ａは、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することによって各種の処理を行う。図１１は、駆動装置の構成を示すブロック図である。

制御部５ａは、駆動装置５を統括的に制御する。制御部５ａには、振動デバイス３の駆動を指示する制御信号が入力される。制御部５ａは、制御信号を受け取ると、制御信号に応じて、駆動電圧生成部５ｂに対して、駆動電圧の波形生成に係る生成信号を出力する。制御信号は、たとえば、ユーザによるディスプレイパネルＤＰの操作の有無を示す信号である。この場合、制御信号は、表示装置ＤＤから駆動装置５（制御部５ａ）に入力される。制御部５ａは、制御信号に基づいて、ユーザによるディスプレイパネルＤＰの操作の有無を判定する。制御部５ａは、表示装置ＤＤの制御部に含まれていてもよい。

駆動電圧生成部５ｂは、駆動電圧を生成する。駆動電圧生成部５ｂは、波形発生回路５ｄを有している。波形発生回路５ｄは、制御部５ａから出力された生成信号に応じて、駆動電圧の波形を生成する。波形発生回路５ｄは、接地電位に対して正側と負側とに変動する交流成分を含む電圧の波形を生成する。波形発生回路５ｄは、たとえば、正弦波波形を生成する。駆動電圧生成部５ｂは、正弦波波形に基づく駆動信号を生成する。駆動電圧生成部５ｂは、生成した駆動電圧を示す電圧信号（アナログ信号）を出力部５ｃに出力する。出力部５ｃは、駆動電圧生成部５ｂから出力された電圧信号を増幅する。出力部５ｃは、増幅した電圧信号に基づく駆動信号を振動デバイス３（配線部材４０）に出力する。

次に、図１２を参照して、駆動装置５の動作を説明する。図１２は、駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１２に示されたフローチャートの処理は、車両Ｖの電源がＯＮされた場合に、周期的に実行される。

表示装置ＤＤは、周期的に制御信号を出力する。制御部５ａは、表示装置ＤＤから出力された制御信号に基づいて、ユーザがディスプレイパネルＤＰを操作したか否かを判定する（Ｓ１０１）。制御部５ａが、ユーザがディスプレイパネルＤＰを操作したと判定した場合、駆動装置５は振動デバイス３に駆動信号を出力する（Ｓ１０３）。この場合、制御部５ａは、駆動電圧生成部５ｂに生成信号を出力する。その後、制御部５ａは、今回の処理を終える。駆動電圧生成部５ｂは、生成信号が入力されると、電圧信号を出力部５ｃに出力する。出力部５ｃは、電圧信号が入力されると、駆動信号を振動デバイス３に出力する。振動デバイス３に駆動信号が入力されると、振動デバイス３が振動する。振動デバイス３の振動がディスプレイパネルＤＰに伝わることにより、ユーザに触覚が呈示される。制御部５ａが、ユーザがディスプレイパネルＤＰを操作していないと判定した場合、駆動装置５は振動デバイス３に駆動信号を出力することなく、今回の処理を終える。

触覚呈示装置１では、上述したように、駆動信号が、駆動装置５から配線部材４０を通して圧電素子１０に入力される。駆動装置５から圧電素子１０に入力される駆動信号は、図１３に示されるように、基本周波数成分を含んでいる。図１３は、振動デバイスに入力される駆動信号の周波数スペクトルを示す線図である。

駆動信号に含まれる基本周波数成分は、たとえば、人間の可聴周波数帯域内に含まれる。人間の可聴周波数帯域は、一般に、２０〜２０，０００Ｈｚである。人間の指先は、たとえば、２０〜４００Ｈｚ程度の周波数を感知し得る。したがって、本実施形態では、基本周波数成分は、たとえば、２００Ｈｚに設定される。基本周波数成分は、たとえば、８０Ｈｚに設定されてもよい。駆動信号に含まれる基本周波数成分は、振動デバイス３の共振周波数成分より低い。振動デバイス３の共振周波数成分は、可聴周波数帯域の上限近傍、又は、可聴周波数帯域外にある。本実施形態では、振動デバイス３の共振周波数成分は、約４０ｋＨｚであり、可聴周波数帯域外にある。駆動信号は、基本周波数成分のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数成分を実質的に含んでいない。高次周波数成分を実質的に含んでいないとは、駆動信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）解析して得られた周波数スペクトルにおいて、高次周波数成分の振幅スペクトルが基本周波数成分の振幅スペクトルの１／１０以下であることを意味する。

触覚呈示装置１は、上述した駆動信号を圧電素子１０に入力し、図１４に示されるように、振動デバイス３を、基本周波数成分を含み、かつ、基本周波数成分のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数成分を実質的に含まない振動モードで振動させる。高次周波数成分を実質的に含んでいないとは、振動デバイス３の振動を高速フーリエ変換解析して得られた周波数スペクトルにおいて、高次周波数成分の振幅スペクトルが基本周波数成分の振幅スペクトルの１／１０以下であることを意味する。ここでは、振動デバイス３の振動を振動デバイス３の音圧変動としてマイクロフォンで検出し、マイクロフォンで検出した音圧変動を高速フーリエ変換解析した。この場合、振動デバイス３は、ポリカーボネート樹脂からなる振動板に面接着されている。振動板のサイズは、１２０ｍｍ×９０ｍｍであり、振動板の厚みは２．５ｍｍである。マイクロフォンと振動板との間隔は、０．１ｍである。振動デバイス３が面接着された振動板の共振周波数成分は、約２０ｋＨｚである。図１４の（ａ）及び（ｂ）は、振動デバイスの振動出力の周波数スペクトルを示す線図である。図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）に示された周波数スペクトルの一部を拡大した線図である。

以上のように、本実施形態では、触覚呈示装置１は、振動デバイスの共振周波数成分より低い基本周波数成分（たとえば、２００Ｈｚ）を含む信号を、配線部材４０を通して圧電素子１０に入力する。触覚呈示装置１は、振動デバイス３を、基本周波数成分（たとえば、２００Ｈｚ）を含み、かつ、基本周波数成分のｎ倍の高次周波数成分を実質的に含まない振動モードで振動させる。この結果、本実施形態では、圧電素子１０と振動部材５０との接合状態及び圧電素子１０と配線部材４０との接続状態の劣化が抑制されるので、振動デバイス３の信頼性の低下が抑制される。

本実施形態では、基本周波数成分は、人間の可聴周波数帯域内に含まれている。この結果、ユーザが操作触感を強く知覚する。

本実施形態では、振動デバイス３は、車両Ｖに搭載されている。この場合、振動デバイス３以外の振動源を備える車両Ｖ内でも、ユーザが操作触感を強く知覚する。

本実施形態では、配線部材４０は、ベース４１と、複数の導体４３，４５とを有している。ベース４１は、樹脂からなり、振動部材５０に接合されている。複数の導体４３，４５は、ベース４１上に配置されており、圧電素子１０と接続されている。この場合、配線部材４０と振動部材５０との接合状態の劣化が抑制される。この結果、圧電素子１０と配線部材４０との電気的な接続の劣化がより一層抑制される。

本発明者らの調査研究の結果、図１５、図１６、及び図１７に示されている各比較例のように、駆動信号が、基本周波数成分のｎ倍の高次周波数成分を含んでいると共に、振動デバイス３を、基本周波数成分のｎ倍の高次周波数成分を含む振動モードで振動させた場合、振動デバイス３の信頼性の低下だけでなく、ユーザが操作触感を知覚し難いことが確認された。図１５、図１６、及び図１７に示されている各比較例では、基本周波数成分は２００Ｈｚに設定されている。振動デバイス３は、上述した振動板に面接着されている。ここでも、振動デバイス３の振動を振動デバイス３の音圧変動としてマイクロフォンで検出し、マイクロフォンで検出した音圧変動を高速フーリエ変換解析して、周波数スペクトルを得た。マイクロフォンと振動板との間隔は、０．１ｍである。図１５〜図１７の各（ａ）〜（ｃ）は、比較例での、駆動信号及び振動出力の周波数スペクトルを示す線図である。図１５〜図１７の各（ａ）は、振動デバイスに入力される駆動信号の周波数スペクトルを示す線図である。図１５〜図１７の各（ｂ）は、振動デバイスの振動出力の周波数スペクトルを示す線図である。図１５〜図１７の各（ｃ）は、対応する（ｂ）に示された周波数スペクトルの一部を拡大した線図である。

次に、図１８〜図２３を参照して、振動デバイス３の他の一例の構成を説明する。図１８は、振動デバイスを示す平面図である。図１９は、振動デバイスの分解斜視図である。図２０、図２１、及び図２２は、振動デバイスの断面構成を示す図である。図２３は、圧電素子の構成を示す分解斜視図である。

振動デバイス３は、図１８及び図１９に示されているように、圧電素子１１０、配線部材１５０、及び振動部材１６０を備えている。圧電素子１１０は、圧電素体１１１と、複数の外部電極１１３，１１５と、を有している。本例では、圧電素子１１０は、二つの外部電極１１３，１１５を有している。

圧電素体１１１は、直方体形状を呈している。圧電素体１１１は、互いに対向している一対の主面１１１ａ，１１１ｂ、互いに対向している一対の側面１１１ｃ、互いに対向している一対の側面１１１ｅを有している。直方体形状には、たとえば、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状が含まれる。一対の主面１１１ａ，１１１ｂが対向している方向が第一方向Ｄ１０１である。第一方向Ｄ１０１は、各主面１１１ａ，１１１ｂに直交する方向でもある。一対の側面１１１ｃが対向している方向が、第二方向Ｄ１０２である。第二方向Ｄ１０２は、各側面１１１ｃに直交する方向でもある。一対の側面１１１ｅが対向している方向が、第三方向Ｄ１０３である。第三方向Ｄ１０３は、各側面１１１ｅに直交する方向でもある。

各主面１１１ａ，１１１ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有している。各主面１１１ａ，１１１ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。すなわち、圧電素子１１０（圧電素体１１１）は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。長方形状には、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。本例では、主面１１１ａ，１１１ｂの長辺方向は、第三方向Ｄ１０３と一致する。主面１１１ａ，１１１ｂの短辺方向は、第二方向Ｄ１０２方向と一致する。

一対の側面１１１ｃは、一対の主面１１１ａ，１１１ｂを連結するように第一方向Ｄ１０１に延在している。一対の側面１１１ｃは、第三方向Ｄ１０３にも延在している。一対の側面１１１ｅは、一対の主面１１１ａ，１１１ｂを連結するように第一方向Ｄ１０１に延在している。一対の側面１１１ｅは、第二方向Ｄ１０２にも延在している。圧電素体１１１の第二方向Ｄ１０２での長さは、たとえば、１０ｍｍである。圧電素体１１１の第三方向Ｄ１０３での長さは、たとえば、２０ｍｍである。圧電素体１１１の第一方向Ｄ１０１での長さは、たとえば、２００μｍである。各主面１１１ａ，１１１ｂと各側面１１１ｃ，１１１ｅとは、間接的に隣り合っていてもよい。この場合、各主面１１１ａ，１１１ｂと各側面１１１ｃ，１１１ｅとの間には、稜線部が位置する。

圧電素体１１１は、図２０〜図２３に示されるように、複数の圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄが第一方向Ｄ１０１に積層されて構成されている。圧電素体１１１は、積層されている複数の圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄを有している。本例では、圧電素体１１１は、四つの圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄを有している。圧電素体１１では、複数の圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄが積層されている方向が第一方向Ｄ１０１と一致する。圧電体層１１７ａは、主面１１１ａを有している。圧電体層１１７ｄは、主面１１１ｂを有している。圧電体層１１７ｂ，１１７ｃは、圧電体層１１７ａと圧電体層１１７ｄとの間に位置している。

各圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄは、圧電材料からなる。本例では、各圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄは、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料には、たとえば、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）が用いられる。各圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄは、たとえば、上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の圧電素体１１１では、各圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄは、各圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄの間の境界が認識できない程度に一体化されている。

圧電素子１１０は、図２０〜図２３に示されるように、圧電素体１１１内に配置されている複数の内部電極１１９，１２１，１２３を備えている。本例では、圧電素子１１０は、三つの内部電極１１９，１２１，１２３を備えている。各内部電極１１９，１２１，１２３は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各内部電極１１９，１２１，１２３は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。本例では、各内部電極１１９，１２１，１２３の外形形状は、長方形状である。

各内部電極１１９，１２１，１２３は、第一方向Ｄ１０１において異なる位置（層）に配置されている。内部電極１１９と内部電極１２１とは、第一方向Ｄ１０１に間隔を有して対向している。内部電極１２１と内部電極１２３とは、第一方向Ｄ１０１に間隔を有して対向している。内部電極１１９は、圧電体層１１７ａと圧電体層１１７ｂとの間に位置している。内部電極１２１は、圧電体層１１７ｂと圧電体層１１７ｃとの間に位置している。内部電極１２３は、圧電体層１１７ｃと圧電体層１１７ｄとの間に位置している。各内部電極１１９，１２１，１２３は、圧電素体１１１の表面には露出していない。すなわち、各内部電極１１９，１２１，１２３は、各側面１１１ｃ，１１１ｅには露出していない。各内部電極１１９，１２１，１２３は、第一方向Ｄ１０１から見て、主面１１１ａ，１１１ｂの全ての縁（四辺）から離間している。

各外部電極１１３，１１５は、主面１１１ａ上に配置されている。外部電極１１３と外部電極１１５とは、第三方向Ｄ１０３に並んでいる。外部電極１１３と外部電極１１５とは、第三方向Ｄ１０３で隣り合っている。各外部電極１１３，１１５は、第一方向Ｄ１０１から見て、主面１１１ａの全ての縁（四辺）から離間している。各外部電極１１３，１１５は、第一方向Ｄ１０１から見て、矩形状を呈している。矩形状も、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。各外部電極１１３，１１５は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各外部電極１１３，１１５は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。

外部電極１１３は、ビア導体１３１を通して接続導体１２５と電気的に接続されている。接続導体１２５は、内部電極１１９と同じ層に位置している。接続導体１２５は、内部電極１１９の内側に位置している。内部電極１１９には、第一方向Ｄ１０１から見て、外部電極１１３に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体１２５は、内部電極１１９に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１０１から見て、接続導体１２５の全縁が、内部電極１１９で囲まれている。

接続導体１２５は、圧電体層１１７ａと圧電体層１１７ｂとの間に位置している。内部電極１１９と接続導体１２５とは、離間している。接続導体１２５は、第一方向Ｄ１０１で、外部電極１１３と対向している。ビア導体１３１は、外部電極１１３と接続されていると共に、接続導体１２５と接続されている。接続導体１２５は、ビア導体１３３を通して内部電極１２１と電気的に接続されている。接続導体１２５は、第一方向Ｄ１０１で、内部電極１２１と対向している。ビア導体１３３は、接続導体１２５と接続されていると共に、内部電極１２１と接続されている。

内部電極１２１は、ビア導体１３５を通して接続導体１２７と電気的に接続されている。接続導体１２７は、内部電極１２３と同じ層に位置している。接続導体１２７は、内部電極１２３の内側に位置している。内部電極１２３には、第一方向Ｄ１０１から見て、外部電極１１３（接続導体１２５）に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体１２７は、内部電極１２３に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１０１から見て、接続導体１２７の全縁が、内部電極１２３で囲まれている。

外部電極１１５は、ビア導体１３７を通して内部電極１１９と電気的に接続されている。内部電極１１９は、第一方向Ｄ１０１で、外部電極１１５と対向している。ビア導体１３７は、外部電極１１５と接続されていると共に、内部電極１１９と接続されている。

内部電極１１９は、ビア導体１３９を通して接続導体１２９と電気的に接続されている。接続導体１２９は、内部電極１２１と同じ層に位置している。接続導体１２９は、内部電極１２１の内側に位置している。内部電極１２１には、第一方向Ｄ１０１から見て、外部電極１１５に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体１２９は、内部電極１２１に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１０１から見て、接続導体１２９の全縁が、内部電極１２１で囲まれている。

接続導体１２９は、圧電体層１１７ｂと圧電体層１１７ｃとの間に位置している。内部電極１２１と接続導体１２９とは、離間している。接続導体１２９は、第一方向Ｄ１０１で、内部電極１１９と対向している。ビア導体１３９は、内部電極１１９と接続されていると共に、接続導体１２９と接続されている。接続導体１２９は、ビア導体１４１を通して内部電極１２３と電気的に接続されている。接続導体１２９は、第一方向Ｄ１０１で、内部電極１２３と対向している。ビア導体１４１は、接続導体１２９と接続されていると共に、内部電極１２３と接続されている。

外部電極１１３は、ビア導体１３１、接続導体１２５、及び、ビア導体１３３を通して、内部電極１２１と電気的に接続されている。外部電極１１５は、ビア導体１３７を通して、内部電極１１９と電気的に接続されている。外部電極１１５は、ビア導体１３７、内部電極１１９、ビア導体１３９、接続導体１２９、及び、ビア導体１４１を通して、内部電極１２３と電気的に接続されている。

接続導体１２５，１２７，１２９及びビア導体１３１，１３３，１３５，１３７，１３９，１４１は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。接続導体１２５，１２７，１２９及びビア導体１３１，１３３，１３５，１３７，１３９，１４１は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。接続導体１２５，１２７，１２９は、矩形状を呈している。ビア導体１３１，１３３，１３５，１３７，１３９，１４１は、対応する圧電体層１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃを形成するためのセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に充填された導電性ペーストが焼結することにより形成される。

圧電素体１１１の主面１１１ｂには、内部電極１１９，１２３と電気的に接続されている導体と、内部電極１２１と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本例では、主面１１１ｂを第一方向Ｄ１０１から見たとき、主面１１１ｂの全体が露出している。主面１１１ａ，１１１ｂは、自然面である。自然面とは、焼成により成長した結晶粒の表面により構成される面である。

圧電素体１１１の各側面１１１ｃ，１１１ｅにも、内部電極１１９，１２３と電気的に接続されている導体と、内部電極１２１と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本例では、各側面１１１ｃを第二方向Ｄ１０２から見たとき、各側面１１１ｃの全体が露出している。各側面１１１ｅを第三方向Ｄ１０３から見たとき、各側面１１１ｅの全体が露出している。本例では、各側面１１１ｃ，１１１ｅも、自然面である。

圧電体層１１７ｂにおける内部電極１１９と内部電極１２１とで挟まれた領域と、圧電体層１１７ｃにおける内部電極１２１と内部電極２３とで挟まれた領域とは、圧電的に活性な領域を構成する。本例では、圧電的に活性な領域は、第一方向Ｄ１０１から見て、複数の外部電極１１３，１１５を囲むように位置している。第一方向Ｄ１０１から見て、圧電素体１１１は、外部電極１１３と外部電極１１５との間に位置している領域に、圧電的に活性な領域を含んでいる。第一方向Ｄ１０１から見て、圧電素体１１１は、外部電極１１３と外部電極１１５とが位置している領域の外側にも、圧電的に活性な領域を含んでいる。

配線部材１５０は、図２０〜図２２も示されているように、ベース１５１、複数の導体１５３，１５５、カバー１５７、及び補強部材１５９を有している。本例では、配線部材１５０は、一対の導体１５３，１５５を備えている。配線部材１５０は、たとえば、フレキシブルプリント基板である。配線部材１５０は、主面１１１ａ，１１１ｂの長辺と交差するように配置されている。配線部材１５０が延在している方向は、第二方向Ｄ１０２と交差している。本例では、配線部材１５０は、主面１１１ａ，１１１ｂの長辺と直交するように配置されている。配線部材１５０が延在している方向は、第二方向Ｄ１０２と直交している。配線部材１５０は、第二方向Ｄ１０２に延在している。配線部材１５０は、圧電素子１１０と電気的かつ物理的に接続されている一端部と、振動デバイス３が搭載される電子機器（不図示）と電気的かつ物理的に接続される他端部とを有している。

ベース１５１は、互いに対向している一対の主面１５１ａ，１５１ｂを有している。ベース１５１は、電気絶縁性を有している。ベース１５１は、樹脂からなる。ベース１５１は、たとえばポリイミド樹脂からなる。

一対の導体１５３，１５５は、ベース１５１（主面１５１ａ）上に配置されている。一対の導体１５３，１５５は、接着層１５２によって、ベース１５１に接合されている。接着層１５２は、各導体１５３，１５５とベース１５１との間に位置している。導体１５３と導体１５５とは、配線部材１５０が延在している方向に延在している。導体１５３と導体１５５とは、導体１５３，１５５が延在している方向と交差する方向で離間している。各導体１５３，１５５は、たとえば、銅からなる。

カバー１５７は、各導体１５３，１５５の一部を覆うように、各導体１５３，１５５上に配置されている。各導体１５３，１５５は、配線部材１５０の一端部及び他端部で、カバー１５７から露出している。カバー１５７は、ベース１５１における各導体１５３，１５５から露出している領域を覆うように、主面１５１ａ上にも配置されている。カバー１５７は、接着層１５６によって、各導体１５３，１５５に接合されている。

ベース１５１は、配線部材１５０の一端部及び他端部で、カバー１５７から露出している。ベース１５１とカバー１５７とは、各導体１５３，１５５から露出している領域で互いに接合されている。カバー１５７は、樹脂からなる。カバー１５７は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。各導体１５３，１５５の、カバー１５７から露出している領域には、たとえば、ニッケルめっき及び金フラッシュめっきが施されている。

補強部材１５９は、配線部材１５０の他端部に配置されている。補強部材１５９は、ベース１５１（主面１５１ｂ）上に配置されている。補強部材１５９は、接着層１５８によって、ベース１５１に接合されている。接着層１５８は、補強部材１５９とベース１５１との間に位置している。補強部材１５９は、電気絶縁性を有する板状の部材である。補強部材１５９は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。

振動部材１６０は、図２０〜図２２に示されるように、互いに対向している主面１６０ａ，１６０ｂを有している。本例では、振動部材１６０は、板状の部材である。振動部材１６０は、たとえば、金属からなる。振動部材１６０は、たとえば、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、又はステンレス鋼からなる。各主面１６０ａ，１６０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有している。各主面１６０ａ，１６０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。すなわち、振動部材１６０は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。本例では、主面１６０ａ，１６０ｂの長辺方向は、第三方向Ｄ１０３と一致する。主面１６０ａ，１６０ｂの短辺方向は、第二方向Ｄ１０２方向と一致する。振動部材１６０の第二方向Ｄ１０２での長さは、たとえば、１５ｍｍである。振動部材１６０の第三方向Ｄ１０３での長さは、たとえば、３０ｍｍである。振動部材１６０の第一方向Ｄ１０１での長さは、たとえば、１００μｍである。

圧電素子１１０は、樹脂層１６１によって振動部材１６０に接合されている。圧電素体１１１の主面１１１ｂと振動部材１６０の主面１６０ａとが互いに対向している。樹脂層１６１は、主面１１１ｂと主面１６０ａとの間に位置している。主面１１１ｂと主面１６０ａとが、樹脂層１６１によって接合されている。樹脂層１６１は、樹脂（たとえば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂）からなる。樹脂層１６１は、導電性のフィラーを含んでおらず、電気絶縁性を有している。圧電素子１１０が振動部材１６０に接合された状態では、第一方向Ｄ１０１と、主面１６０ａと主面１６０ｂとが対向している方向とは略同じである。第一方向Ｄ１０１から見て、圧電素子１１０は、振動部材１６０（主面１６０ａ）の略中央に配置されている。

配線部材１５０は、振動部材１６０の主面１６０ａ，１６０ｂの長辺と交差するようにも配置されている。本例では、配線部材１５０は、主面１６０ａ，１６０ｂの長辺と直交するように配置されている。配線部材１５０は、図２０、図２１、及び図２３に示されるように、三つの領域１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃを有している。

領域１５０Ａは、外部電極１１３，１１５上に位置している。領域１５０Ａは、配線部材１５０の一端部に含まれる。領域１５０Ａは、ベース１５１と導体１５３，１５５とを含んでいる。領域１５０Ａは、第一方向Ｄ１０１から見て、外部電極１１３と外部電極１１５とを一体的に覆っている。領域１５０Ａは、主面１１１ａにおける、第一方向Ｄ１０１から見て外部電極１１３と外部電極１１５との間に位置している領域も覆っている。領域１５０Ａは、外部電極１１３，１１５及び主面１１１ａ（外部電極１１３と外部電極１１５との間に位置している上記領域）と対向している。領域１５０Ａでは、各導体１５３，１５５が露出している。領域１５０Ａでは、ベース１５１と主面１１１ａとが対向している。

領域１５０Ａは、接続部材１７０によって、圧電素子１１０と接合されている。領域１５０Ａは、接続部材１７０によって、外部電極１１３，１１５と接合されている。接続部材１７０は、第一方向Ｄ１０１から見て外部電極１１３と外部電極１１５とを一体的に覆うように、領域１５０Ａと圧電素子１１０との間に設けられている。接続部材１７０は、樹脂層１７１と、複数の金属粒子１７３とを有している。本例では、樹脂層１７１は、領域１５０Ａと、外部電極１１３，１１５及び主面１１１ａとの間に存在している。互いに対応する外部電極１１３，１１５と導体１５３，１５５との間には、樹脂層１７１が存在している。複数の金属粒子１７３は、樹脂層１７１内に配置されている。樹脂層１７１は、たとえば、熱硬化性エラストマーからなる。金属粒子１７３は、たとえば、金めっき粒子からなる。接続部材１７０は、たとえば、異方性導電ペースト又は異方性導電膜が硬化することにより形成される。

互いに対応する外部電極１１３，１１５と導体１５３，１５５とは、金属粒子１７３によって接続されている。互いに対応する外部電極１１３，１１５と導体１５３，１５５とは、金属粒子１７３を通して電気的に接続されている。導体１５３は、金属粒子１７３及び外部電極１１３を通して、内部電極１２１と電気的に接続されている。導体１５５は、金属粒子１７３及び外部電極１１５を通して、内部電極１１９，１２３と電気的に接続されている。

本例では、領域１５０Ａは、樹脂層１７１によって、主面１１１ａにおける、第一方向Ｄ１０１から見て外部電極１１３と外部電極１１５との間に位置している上記領域と接合されている。領域１５０Ａでは、ベース１５１（接着層１５２）は、樹脂層１７１によって、主面１１１ａと接合されている。領域１５０Ａと、主面１１１ａ（外部電極１１３と外部電極１１５との間に位置している上記領域）との間には、少なくとも一つのスペーサ１７５が配置されている。スペーサ１７５は、樹脂層１７１内に配置されている。スペーサ１７５の第一方向Ｄ１０１での長さは、領域１５０Ａと、主面１１１ａ（外部電極１１３と外部電極１１５との間に位置している上記領域）との間隔と同等である。スペーサ１７５は、たとえば、金めっき粒子からなる。

領域１５０Ｂは、振動部材１６０の主面１６０ａ上に位置している。領域１５０Ｂは、ベース１５１、導体１５３，１５５、及びカバー１５７を含んでいる。領域１５０Ｂでは、導体１５３，１５５は露出していない。領域１５０Ｂは、主面１６０ａと接合されている。本例では、領域１５０Ｂは、樹脂層１６３によって主面１６０ａと接合されている。領域１５０Ｂに含まれるカバー１５７は、樹脂層１６３によって主面１６０ａと接合されている。振動部材１６０（主面１６０ａ）と領域１５０Ｂ（カバー１５７）との接合面積は、外部電極１１３の面積と外部電極１１５の面積の合計値より大きい。

樹脂層１６３は、樹脂層１６１と接している。樹脂層１６３は、樹脂層１６１と離間していてもよい。樹脂層１６３は、振動部材１６０の側面と接していてもよい。樹脂層１６３は、振動部材１６０の主面１６０ｂとは接していない。すなわち、樹脂層１６３は、主面１６０ｂ上には設けられていない。樹脂層１６３は、たとえば、ニトリルゴムからなる。樹脂層１６３は、樹脂層１６１と同じ材料であってもよい。樹脂層１６３は、樹脂層１６１と異なる材料であってもよい。

領域１５０Ｃは、領域１５０Ａと領域１５０Ｂとの間で、圧電素体１１１の主面１１１ａ上に位置している。本例では、領域１５０Ｃと領域１５０Ａとは連続していると共に、領域１５０Ｃと領域１５０Ｂとは連続している。領域１５０Ｃは、領域１５０Ａと領域１５０Ｂとの間に位置している。領域１５０Ｃは、領域１５０Ａ寄りの第一端１５０Ｃ_１と領域１５０Ｂ寄りの第二端１５０Ｃ_２とを有している。領域１５０Ｃは、ベース１５１、導体１５３，１５５、及びカバー１５７を含んでいる。領域１５０Ｃは、第二方向Ｄ１０２から見て、主面１１１ａから離れる方向に凸状に湾曲した形状を呈している。

本例の振動デバイス３でも、極性が異なる電圧が、導体１５３，１５５を通して、外部電極１１３と外部電極１１５とに印加されると、内部電極１２１と内部電極１１９，１２３との間で電界が発生する。圧電体層１１７ｂにおける内部電極１１９と内部電極１２１とで挟まれた領域と、圧電体層１１７ｃにおける内部電極１２１と内部電極１２３とで挟まれた領域とが、圧電的に活性な領域となり、これらの圧電的に活性な領域に変位が発生する。圧電素子１１０は、外部電極１１３，１１５に交流電圧が印加されると、印加された交流信号の周波数に応じて伸縮を繰り返す。圧電素子１１０と振動部材１６０とは接合されている。したがって、振動部材１６０は、圧電素子１１０における伸縮の繰り返しに応じて、圧電素子１１０と一体に撓み振動を繰り返す。

触覚呈示装置１が本例の振動デバイス３を備えている場合でも、触覚呈示装置１は、振動デバイスの共振周波数成分より低い基本周波数成分を含む信号を、配線部材１５０を通して圧電素子１１０に入力する。触覚呈示装置１は、振動デバイス３を、基本周波数成分を含み、かつ、基本周波数成分のｎ倍の高次周波数成分を実質的に含まない振動モードで振動させる。この結果、本実施形態では、圧電素子１１０と振動部材１６０との接合状態及び圧電素子１１０と配線部材１５０との接続状態の劣化が抑制されるので、振動デバイス３の信頼性の低下が抑制される。基本周波数成分が、人間の可聴周波数帯域内に含まれていることにより、ユーザが操作触感を強く知覚する。本例の振動デバイス３の共振周波数成分は、約７０ｋＨｚである。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

振動部材５０，１６０は、電子機器などの筐体であってもよい。たとえば、振動部材５０，１６０は、ディスプレイパネルＤＰであってもよい。振動部材５０，１６０は、電子機器などの筐体とは別の部材であってもよい。この場合、振動部材５０，１６０は、面接着によって筐体に装着されてもよい。

１…触覚呈示装置、３…振動デバイス、５…駆動装置、１０，１１０…圧電素子、４０，１５０…配線部材、４１，１５１…ベース、４３，４５，１５３，１５５…導体、５０，１６０…振動部材、ＤＤ…表示装置、ＤＰ…ディスプレイパネル、Ｖ…車両。

Claims (4)

1. 圧電素子、前記圧電素子が接合されている振動部材、及び前記圧電素子と接続されている配線部材を備えている振動デバイスの振動方法であって、
   基本周波数成分を含む信号を、前記配線部材を通して前記圧電素子に入力し、
   前記振動デバイスを、前記基本周波数成分を含み、かつ、前記基本周波数成分のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数成分を実質的に含まない振動モードで振動させ、
   前記基本周波数成分は、前記振動デバイスの共振周波数成分より低い、振動デバイスの振動方法。
2. 前記基本周波数成分は、人間の可聴周波数帯域内に含まれる、請求項１に記載の振動デバイスの振動方法。
3. 前記振動デバイスは、車両に搭載されている、請求項２に記載の振動デバイスの振動方法。
4. 前記配線部材は、
   樹脂からなり、前記振動部材に接合されているベースと、
   前記ベース上に配置されており、前記圧電素子と接続されている複数の導体と、を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動デバイスの振動方法。

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