JP2000112618A - Tactile presentation device - Google Patents
Tactile presentation deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は新規な触覚提示装置
に関する。詳しくは、仮想空間内での物体表面への接触
感覚を操作者に与える技術に関する。The present invention relates to a novel tactile presentation device. More specifically, the present invention relates to a technique for giving an operator a sense of contact with the surface of an object in a virtual space.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピューター上にデータとして構築さ
れた仮想空間において、仮想の対象をあたかも現実の対
象であるかのように感じ、操作することができる、仮想
物体操作システムがある。2. Description of the Related Art In a virtual space constructed as data on a computer, there is a virtual object operation system that can sense and operate a virtual object as if it were a real object.
【0003】このような仮想物体操作システムにあって
は、操作者が仮想物体に触れたときに操作者に接触感覚
を与える力覚提示装置を備える。[0003] Such a virtual object operation system includes a force sense presentation device that gives the operator a sense of contact when the operator touches the virtual object.
【0004】そして、従来の力覚提示装置は、機械的手
段によって振動などを操作者に加えて触覚感覚を操作者
に与えるものであった。[0004] The conventional force sensation presentation device provides a tactile sensation to the operator by adding vibration or the like to the operator by mechanical means.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の力覚
提示装置にあっては、振動などを用いているため、操作
者に何か物体に触れたという触覚感覚は与えることがで
きるが、物体の具体的な形状まで認識させることは難し
かった。By the way, in the conventional force sense presentation device, since vibration is used, an operator can be given a tactile sensation of touching an object. It was difficult to recognize even the specific shape of.
【0006】本発明は、上記した仮想物体操作システム
において、仮想空間内での物体表面への接触感覚を的確
に操作者に与えるための触覚提示装置を提供することを
課題とする。[0006] It is an object of the present invention to provide a tactile sensation presentation device for giving an operator a sense of contact with an object surface in a virtual space in the virtual object operation system described above.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明触覚提示装置は上
記した課題を解決するために、内部に磁性流体が満たさ
れた流体層と、上記磁性流体に磁界を加えるための多数
のコイルと、上記コイルへの通電を制御する制御手段と
から成ることを特徴とする。According to the present invention, there is provided a tactile display device comprising: a fluid layer filled with a magnetic fluid; a plurality of coils for applying a magnetic field to the magnetic fluid; And control means for controlling the energization of the coil.
【0008】従って、本発明触覚提示装置にあっては、
具体的な形状を有する物体に触れたという触覚感覚を操
作者に提示することが可能となる。Therefore, in the tactile presentation device of the present invention,
A tactile sensation of touching an object having a specific shape can be presented to the operator.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、本発明触覚提示装置の実
施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、図示し
た実施の形態は、本発明を人の掌の全体に触覚感覚を与
えることを目的とする触覚呈示装置に適用したものであ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the illustrated embodiment, the present invention is applied to a tactile sensation providing apparatus for providing a tactile sensation to the entire palm of a person.
【0010】触覚提示装置1は磁性流体が満たされた流
体層2を有する。The tactile presentation device 1 has a fluid layer 2 filled with a magnetic fluid.
【0011】流体層2は半球状をした内側部材3と該内
側部材3の外側に所定の間隔を空けて配置された外側部
材4とによって形成される。内側部材3は硬質の非磁性
体によって形成され、外側部材4は柔軟なフィルムによ
って形成される。The fluid layer 2 is formed by an inner member 3 having a hemispherical shape and an outer member 4 arranged outside the inner member 3 at a predetermined interval. The inner member 3 is formed of a hard non-magnetic material, and the outer member 4 is formed of a flexible film.
【0012】そして、内側部材3と外側部材4とによっ
て形成された流体層2内に磁性流体5が満たされる。磁
性流体とは液体中に高濃度の強磁性超微粒子が安定に分
散したもので、媒体としては、炭化水素系のオイル、
水、フッ素系のオイル等があり、磁性材としては、マグ
ネタイト、複合フェライト等が用いられる。そして、外
側部材4の上に操作者の手6が置かれたときに、その圧
力によって外側部材4と内側部材3とが接触してしまわ
ない程度の量の磁性流体5が流体層2内に満たされるこ
とが必要である。[0013] The magnetic fluid 5 is filled in the fluid layer 2 formed by the inner member 3 and the outer member 4. A magnetic fluid is a liquid in which a high concentration of ferromagnetic ultrafine particles is stably dispersed in a liquid, and the medium is a hydrocarbon-based oil,
There are water, fluorine-based oil and the like, and as the magnetic material, magnetite, composite ferrite and the like are used. When the operator's hand 6 is placed on the outer member 4, an amount of the magnetic fluid 5 in the fluid layer 2 is small enough to prevent the outer member 4 from contacting the inner member 3 due to the pressure. It needs to be satisfied.
【0013】内側部材3及び外側部材4のそれぞれに多
数のコイル7、7、・・・及び8、8、・・・が配置さ
れる。外側部材4に配置されるコイル8、8、・・・は
プリントコイル、すなわち、外側部材4(フィルム)の
面にコイル状の導電パターンをプリントして形成される
ものである。これによって、操作者にコイル8、8、・
・・の存在を感じさせることがない。上記コイル7、
7、・・・及び8、8、・・・は内側部材3及び外側部
材4の全面に亘って形成される。なお、これらコイル
7、7、・・・及び8、8、・・・の形成間隔は、例え
ば、隣接するコイル間に影響が出ない程度に近づけて配
することが望ましいが、それほど精度を必要としない場
合は、もっと広い間隔をもって配設してもよい。A number of coils 7, 7,... And 8, 8,... Are arranged on the inner member 3 and the outer member 4, respectively. The coils 8, 8,... Arranged on the outer member 4 are printed coils, that is, formed by printing a coil-shaped conductive pattern on the surface of the outer member 4 (film). As a result, the coil 8, 8,.
・ ・ There is no feeling of existence. The coil 7,
, And 8, 8, ... are formed over the entire surface of the inner member 3 and the outer member 4. , And 8, 8,..., For example, it is desirable to arrange them so as not to affect each other between adjacent coils, but such precision is required. Otherwise, they may be arranged at a wider interval.
【0014】各コイル7、7、・・・及び8、8、・・
・は制御手段9に接続されており、該制御手段9によっ
て所望のコイル7、7、・・・、8、8、・・・を励磁
させることができるようになっている。Each of the coils 7, 7,... And 8, 8,.
Are connected to the control means 9 so that the desired coils 7, 7,..., 8, 8,.
【0015】しかして、上記触覚提示装置1は以下のよ
うにして使用される。The tactile presentation device 1 is used as follows.
【0016】外側部材4上に手6を載置してその掌6a
を外側部材4に密着させる。The hand 6 is placed on the outer member 4 and its palm 6a
Is brought into close contact with the outer member 4.
【0017】そこで、所望の位置のコイル7、8に通電
し磁界を発生させる。これにより、通電されたコイル
7、8に磁性流体5が引き寄せられるので、外側部材4
のうち通電されたコイル7、8に対応した部分が外側へ
隆起し(図3参照)、該隆起によって、操作者はその位
置での接触を感じることになる。Therefore, the coils 7 and 8 at desired positions are energized to generate a magnetic field. As a result, the magnetic fluid 5 is attracted to the energized coils 7 and 8, so that the outer member 4
The portion corresponding to the energized coils 7 and 8 of the coil is raised outward (see FIG. 3), and the operator feels contact at the position due to the protrusion.
【0018】上記位置での接触状態を終了させるには、
上記コイル7、8への通電を解除すれば、当該部分での
磁界が消滅し、当該箇所に引き寄せられていた磁性流体
5が全体に分散し、従って、当該部分に出来ていた外側
部材4の隆起が解消される。To end the contact state at the above position,
When the energization of the coils 7 and 8 is released, the magnetic field in the relevant portion disappears, and the magnetic fluid 5 drawn to the relevant portion is dispersed throughout, and therefore, the outer member 4 formed in the relevant portion is removed. The bump is eliminated.
【0019】本発明触覚提示装置1のより具体的な使用
例を以下に説明する。A more specific use example of the tactile presentation device 1 of the present invention will be described below.
【0020】例えば、コンピュータ上などに構築された
仮想空間内での作業を考える。この仮想空間内で操作者
が掌6aである物体、例えば、鉛筆に触れたとする。そ
こで、仮想空間内での掌6aと鉛筆とが接触している位
置を検出し、その位置に相当する部位に位置するコイル
7、7、・・・及び8、8、・・・に通電する。これに
より、外側部材4のうち当該コイル7、7、・・・及び
8、8、・・・の位置に対応した部分を隆起させて掌6
aに接触感覚を与える。For example, consider an operation in a virtual space constructed on a computer or the like. It is assumed that the operator touches an object that is the palm 6a, for example, a pencil in this virtual space. Therefore, the position where the palm 6a and the pencil are in contact in the virtual space is detected, and the coils 7, 7,... And 8, 8,. . Thus, the portions of the outer member 4 corresponding to the positions of the coils 7, 7,... And 8, 8,.
Give a a touch sensation.
【0021】上記触覚提示装置1にあっては、流体層2
にそれに接触している操作者の部位の全面に接触感覚を
与えるための機構(磁性流体5、コイル7、7、・・
・、8、8、・・・)が配置されているので、実際に物
体に触れているかのような感覚を操作者に提示すること
が可能となる。In the tactile presentation device 1 described above, the fluid layer 2
Mechanism for giving a touch sensation to the entire surface of the operator's part in contact with the magnetic fluid (magnetic fluid 5, coil 7, 7,...)
, 8, 8,...) Are arranged, so that it is possible to present to the operator a feeling as if he or she is actually touching an object.
【0022】なお、上記した実施の形態においては、流
体層2を一つの大きな空間として構成したものを示した
が、図4に示すように、流体層2を多数の隔壁10、1
0、・・・によって多数の小部屋2a、2a、・・・に
区分し、これら各小部屋2a、2a、・・・に磁性流体
5、5、・・・を充填することによって、磁性流体が極
度に偏ってしまうことを防止することができる。In the above embodiment, the fluid layer 2 is configured as one large space. However, as shown in FIG.
Are divided into a number of small chambers 2a, 2a,... By magnetic fluids 5, 5,. Can be prevented from being extremely biased.
【0023】また、上記した実施の形態にあっては、流
体層2を半球状としたものを示したが、これは、半球状
に限るものではなく、その他の形状、例えば、平板状
等、適宜の形態をとってかまわないものである。当該触
覚提示装置の使用目的等に応じて適宜に選択されるべき
ものである。In the above-described embodiment, the fluid layer 2 is shown as having a hemispherical shape. However, the present invention is not limited to the hemispherical shape. It may take an appropriate form. It should be appropriately selected according to the purpose of use of the tactile presentation device.
【0024】また、コイルは磁性流体を挟むように配置
したものを示したが、内側に配置したコイルだけで十分
な磁界を得ることが出来れば、外側のコイルは設けなく
てもよい。Although the coils are arranged so as to sandwich the magnetic fluid, the outer coils need not be provided if a sufficient magnetic field can be obtained only by the coils arranged inside.
【0025】なお、上記した実施の形態において示した
各部の形状乃至は構造は、いずれも本発明を実施するに
際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、
これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈され
ることがあってはならないものである。It should be noted that the shape or structure of each part shown in the above-described embodiment is merely an example of the embodiment to be performed when carrying out the present invention.
These should not be construed as limiting the technical scope of the present invention.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明触覚提示装置は、内部に磁性流体が満たされ
た流体層と、上記磁性流体に磁界を加えるための多数の
コイルと、上記コイルへの通電を制御する制御手段とか
ら成ることを特徴とする。As is apparent from the above description, the tactile presentation device of the present invention includes a fluid layer filled with a magnetic fluid, a number of coils for applying a magnetic field to the magnetic fluid, And control means for controlling energization of the coil.
【0027】従って、本発明触覚提示装置にあっては、
具体的な形状を有する物体に触れたという触覚感覚を操
作者に提示することが可能となる。Therefore, in the tactile presentation device of the present invention,
A tactile sensation of touching an object having a specific shape can be presented to the operator.
【0028】請求項2に記載した発明にあっては、上記
流体層を内側部材と該内側部材と間隔を空けて配置され
た外側部材とによって形成し、上記外側部材をフィルム
状とし、該外側部材に導電パターンによってコイルを形
成し、内側部材を硬質な非磁性体によって形成し、該内
側部材の全面に亘ってコイルを配置したので、流体層の
形成を容易に行うことが出来ると共に、外側部材に設け
るコイルを操作者に感じさせないようにすることが出来
る。In the invention described in claim 2, the fluid layer is formed by an inner member and an outer member arranged at a distance from the inner member, and the outer member is formed into a film shape. Since a coil is formed by a conductive pattern on the member, the inner member is formed by a hard non-magnetic material, and the coil is arranged over the entire surface of the inner member, so that a fluid layer can be easily formed, and It is possible to prevent the operator from feeling the coil provided on the member.
【0029】請求項3及び請求項4に記載した発明にあ
っては、上記流体層を外側に突の半球状に形成したの
で、人の掌に触覚感覚を与える触覚提示装置として好適
なものを提供することが出来る。According to the third and fourth aspects of the present invention, since the fluid layer is formed in a hemispherical shape protruding outward, an apparatus suitable for providing a tactile sensation to a human palm is provided. Can be provided.
【0030】請求項5乃至請求項8に記載した発明にあ
っては、流体層を多数の小部屋に区分し、各小部屋に磁
性流体を満たしたので、磁性流体の極端な偏りを防止す
ることができる。According to the fifth to eighth aspects of the present invention, since the fluid layer is divided into a number of small chambers and each of the small chambers is filled with the magnetic fluid, an extreme bias of the magnetic fluid is prevented. be able to.
【図1】図面は本発明触覚提示装置の実施の形態を示す
ものであり、本図は全体の概略縦断面図である。FIG. 1 shows an embodiment of the tactile presentation device of the present invention, and FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of the whole.
【図2】非動作時の状態を示す要部の拡大断面図であ
る。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a non-operation state.
【図3】動作時の状態を示す要部の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing a state during operation.
【図4】本発明触覚呈示装置の変形例を示す全体の概略
断面図である。FIG. 4 is an overall schematic cross-sectional view showing a modification of the tactile sensation providing device of the present invention.
1…触覚提示装置、2…流体層、3…内側部材、4…外
側部材、5…磁性流体、7…コイル、8…コイル、9…
制御手段、2a…小部屋REFERENCE SIGNS LIST 1 tactile presentation device 2 fluid layer 3 inner member 4 outer member 5 magnetic fluid 7 coil 8 coil 9
Control means, 2a ... small room
Claims (8)
を特徴とする触覚提示装置。1. A haptic sense comprising: a fluid layer filled with a magnetic fluid therein; a number of coils for applying a magnetic field to the magnetic fluid; and control means for controlling energization of the coils. Presentation device.
隔を空けて配置された外側部材とによって形成され、 上記外側部材はフィルム状を為し、該外側部材に導電パ
ターンによってコイルが形成され、 内側部材は硬質な非磁性体によって形成され、該内側部
材の全面に亘ってコイルが配置されたことを特徴とする
請求項1に記載の触覚提示装置。2. The fluid layer is formed by an inner member and an outer member spaced from the inner member. The outer member has a film shape, and a coil is formed on the outer member by a conductive pattern. The tactile presentation device according to claim 1, wherein the inner member is formed of a hard non-magnetic material, and a coil is arranged over the entire surface of the inner member.
ることを特徴とする請求項1に記載の触覚提示装置。3. The tactile sensation presentation device according to claim 1, wherein the fluid layer has a hemispherical shape projecting outward.
ることを特徴とする請求項2に記載の触覚提示装置。4. The tactile sensation presentation device according to claim 2, wherein the fluid layer has a hemispherical shape projecting outward.
屋に磁性流体を満たしたことを特徴とする請求項1に記
載の触覚呈示装置。5. The tactile sensation presentation device according to claim 1, wherein the fluid layer is divided into a number of small rooms, and each of the small rooms is filled with a magnetic fluid.
屋に磁性流体を満たしたことを特徴とする請求項2に記
載の触覚呈示装置。6. The tactile sensation presentation device according to claim 2, wherein the fluid layer is divided into a number of small rooms, and each of the small rooms is filled with a magnetic fluid.
屋に磁性流体を満たしたことを特徴とする請求項3に記
載の触覚呈示装置。7. The tactile sensation providing device according to claim 3, wherein the fluid layer is divided into a number of small rooms, and each small room is filled with a magnetic fluid.
屋に磁性流体を満たしたことを特徴とする請求項4に記
載の触覚呈示装置。8. The tactile sensation providing device according to claim 4, wherein the fluid layer is divided into a number of small chambers, and each of the small chambers is filled with a magnetic fluid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28407098A JP2000112618A (en) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | Tactile presentation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28407098A JP2000112618A (en) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | Tactile presentation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000112618A true JP2000112618A (en) | 2000-04-21 |
Family
ID=17673907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28407098A Pending JP2000112618A (en) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | Tactile presentation device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000112618A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011107879A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Nec Corp | Kinesthetic sense presentation device and mobile terminal apparatus |
JP2013515329A (en) * | 2011-01-13 | 2013-05-02 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | Tactile feedback device using electrorheological fluid environment |
JP2014221085A (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | 日本遠隔制御株式会社 | Stick device and transmitter for radio control using the same |
JP2016173774A (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | 株式会社栗本鐵工所 | Haptic feedback device |
-
1998
- 1998-10-06 JP JP28407098A patent/JP2000112618A/en active Pending
Cited By (5)
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JP2014221085A (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | 日本遠隔制御株式会社 | Stick device and transmitter for radio control using the same |
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