CN111033446A - 触觉呈现装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够使表面快速变形的触觉呈现装置。触觉呈现装置包括基材、弹性层和流体输送装置。基材形成第一空间并包括第一通孔。弹性层覆盖基材的包括第一通孔的表面。流体输送装置经由第一通孔在弹性层与基材之间注入流体。通过从流体输送装置注入流体以使弹性层与基材之间的第二空间的内部压力高于第一空间的内部压力，而使弹性层膨胀，并且通过停止驱动流体输送装置，注入第二空间中的流体被经由第二通孔排放到第二空间的外部。

Description

触觉呈现装置

技术领域

本技术涉及一种用于向用户呈现触觉反馈的触觉呈现装置。

背景技术

例如，在虚拟现实技术领域中，除了视觉信息和听觉信息之外，还尝试向目标呈现触觉反馈。作为向用户呈现触觉刺激的装置，提出了一种使用气压的装置。

专利文献1描述了一种结构，其中可通过气泵膨胀的管安装在方向盘的环形部分的圆周的周围。管的中空部通过孔口划分为多个腔室。多个腔室通过可膨胀的连接盖连接，从而能够使空气在相邻的腔室之间彼此流入/流出。

气泵连接到管的一端，并将空气注入管的中空部。真空泵连接到管的另一端，以从管的中空部吸出空气。

当注入空气时，最靠近气泵的腔室中的压力增加。然后，腔室中的压力增加并且布置在相邻腔室上的连接盖膨胀。因此，腔室与相邻腔室连通，能够使空气流动，并且空气进入相邻腔室。这样，通过将空气注入管中，腔室从气泵的近侧到远侧依次膨胀。

在所有腔室都充满空气之后，停止空气注入并且开始通过真空泵进行空气抽吸。因此，所有腔室都收缩。通过重复膨胀和收缩，为握住环部的驾驶者提供物体在手的表面上移动的触摸感。

专利文献2描述了一种结构，该结构为移动终端提供了视觉触觉用户界面面板。构成视觉触觉用户界面面板的一部分的透明片布置在具有平坦表面和触摸面板功能的显示面板上。

在视觉触觉用户界面面板中，透明片通过使用能够排出和吸入流体的泵来膨胀和收缩，并且触摸操作表面在气压的作用下变形为具有圆顶形状的凸形。通过使触摸操作表面变形为凸形，能够以视觉和触觉模式向用户传达信息。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.2016-68755

专利文献2：日本专利申请公开No.2009-64357

发明内容

技术问题

在专利文献1所述的结构中，通过使连接盖膨胀来向驾驶者提供触觉刺激。在专利文献1描述的结构中，腔室的内部压力增加，空气流入腔室和连接盖之间的空间，并且连接盖膨胀。因此，为了使连接盖膨胀，首先需要增加腔室的内部压力，并且需要花费时间来使连接盖膨胀。

鉴于上述情况而做出本技术，本技术的目的是提供一种能够使表面快速变形的触觉呈现装置。

问题的解决

为了实现该目的，根据本技术的触觉呈现装置包括基材、弹性层和流体输送装置。

基材形成第一空间并具有第一通孔。

弹性层覆盖基材的包括第一通孔的表面。

流体输送装置经由第一通孔在弹性层与基材之间注入流体。

通过流体输送装置注入流体来使弹性层与基材之间的第二空间的内部压力高于第一空间的内部压力，从而弹性层膨胀，并且通过停止流体输送装置的驱动，注入第二空间的流体经由第二通孔排放至第二空间的外部。

通过这样的构造，通过将流体注入第二空间而使弹性层膨胀，并且通过弹性层试图恢复为原始形状的弹力而经由第二通孔排放注入到第二空间中的空气。通过弹性层的这种膨胀和收缩，可以将任何触觉反馈呈现给用户与弹性层接触的身体部位。

弹性层可以形成为能够与用户的身体部位接触，并且基材被弹性层覆盖的区域可以相对于身体部位具有凸面。

由于布置有基材的弹性层的区域具有凸面，所以与将弹性层布置在平坦表面上并且注入流体以使弹性层膨胀的情况相比，可以以较低的流体流量使弹性层变形。因此，弹性层可以在短时间内膨胀或收缩，可以呈现各种触觉反馈。

基材被弹性层覆盖的区域可以具有凸形曲面。

弹性层可以具有包括长度方向的形状，并且弹性层可以被布置为使得其长度方向与凸形曲面的曲面方向一致。

因此，与布置弹性层的短边方向与曲面方向一致相比，通过布置弹性层的长度方向与基材主体的曲面方向一致，快速将流体注入第二空间并从第二空间排出。

当停止流体输送装置的驱动时，第二空间的体积可以为零。

根据该结构，可以以较低的流体流量快速增加第二空间中的内部压力，并且弹性层可以在短时间内膨胀。

流体输送装置可以包括排气阀，该排气阀将第二空间中的流体排放到第一空间。

根据该结构，除了第二通孔之外，第二空间中的流体还可以从排气阀排放到第二空间的外部，提高了通气效率。根据该结构，可以快速地执行弹性层的收缩。

第二通孔可以布置在基材中，弹性层可以覆盖基材的包括第一通孔和第二通孔的表面。

根据该结构，经由第二通孔将注入第二空间的流体排放到第一空间。

第二通孔可以布置在弹性层中。

根据该结构，将注入第二空间的流体排放到触觉呈现装置的外部。

基材可以包括多个第一通孔，可以对于每个第一通孔布置流体输送装置，并且可以对于每个第一通孔布置弹性层。

根据该结构，可以布置多个区域，每个区域包括单独地膨胀和收缩的弹性层。呈现各种触觉反馈成为可能。

形成在弹性层和基材之间的第二空间可以分为多个区域，流体可以通过该多个区域相互移动。

根据该结构，与不将第二空间划分为多个区域的情况相比，可以呈现不同的触觉反馈。

弹性层可以具有不同的局部厚度。

根据该结构，与具有均匀厚度的弹性层相比，可以使弹性层的膨胀形状不同。

弹性层可以在表面上具有突起。

根据该结构，与没有突起的情况相比，可以呈现不同的触觉反馈。

突起可以布置在由基材的弹性层覆盖的部分区域中。

根据该结构，与没有提供突起的情况相比，可以呈现不同的触觉反馈。

可以进一步包括布置在基材和弹性层之间的内包装材料。

根据该结构，与不使用内包装材料的情况相比，可以向用户呈现不同的触摸感觉。

可以进一步包括布置在弹性层的与布置有基材的一侧相反侧的表面上的外包装材料。

根据该结构，与不使用外包装材料的情况相比，可以向用户呈现不同的触摸感觉。

弹性层可以布置在用户抓握的抓握单元上。

根据该结构，可以向用户的手呈现各种触觉反馈。

可以进一步包括具有第三空间的外装单元，并且基材可以在第三空间中与外装单元的内壁表面一起形成第一空间。

因此，可以提供一种触觉呈现装置，该触觉呈现装置在其内部包括通过流体输送装置而变形的弹性层。通过将身体部位插入第三空间，弹性层的膨胀和收缩允许向与弹性层接触的身体部位呈现各种触觉反馈。

发明的有益效果

如上所述，根据本技术，通过使触觉呈现装置的表面变形，可以呈现各种触觉反馈。

附图说明

[图1]图1是根据实施例的控制器的外观图。

[图2]图2是根据第一实施例的构成控制器的一部分的基材主体的示意图。

[图3]图3是第一实施例中的控制器的截面图和局部俯视图。

[图4]图4是根据第一实施例的构成控制器中包括的表面变形装置的一部分的弹性层和双面粘合片的分解透视图。

[图5]图5是第一实施例中的控制器的截面图，并且示出了在基材主体和弹性层之间注入空气的状态。

[图6]图6是第一实施例中的控制器的局部俯视图和局部侧视图，并且示出了在基材主体和弹性层之间注入空气的状态。

[图7]图7是根据第一实施例的构成表面变形装置的一部分的气泵的局部示意图。

[图8]图8是示出构成控制器的一部分的控制装置的功能配置示例的框图。

[图9]图9示出了由包括表面变形装置的控制器进行的触觉呈现的示例。

[图10]图10示出了由包括表面变形装置的控制器进行的触觉呈现的另一示例。

[图11]图11示出了由包括表面变形装置的控制器进行的触觉呈现的又一示例。

[图12]图12示出了由包括表面变形装置的控制器进行的触觉呈现的又一示例。

[图13]图13示出了由包括表面变形装置的控制器进行的触觉呈现的又一示例。

[图14]图14示出了由包括表面变形装置的控制器进行的触觉呈现的又一示例。

[图15]图15示出了第二实施例中的控制器的另一形状示例。

[图16]图16示出了控制器的又一形状示例。

[图17]图17示出了控制器的又一形状示例。

[图18]图18示出了控制器的又一形状示例。

[图19]图19是根据第三实施例的控制器的局部俯视图和局部侧视图。

[图20]图20示出了双面粘合片的另一形状实例。

[图21]图21是根据第四实施例的控制器的局部俯视图和局部侧视图。

[图22]图22是示出另一泡沫片的布置示例的视图。

[图23]图23是根据第五实施例的控制器的截面图和局部俯视图。

[图24]图24是示出另一泡沫片的布置示例的视图。

[图25]图25是示出又一泡沫片的布置示例的视图。

[图26]图26是示出第六实施例中的弹性层的表面形状示例的弹性层的局部截面图和局部俯视图。

[图27]图27示出了另一弹性层的表面形状示例。

[图28]图28示出了又一弹性层的表面形状示例。

[图29]图29示出了又一弹性层的表面形状示例。

[图30]图30示出了又一弹性层的表面形状示例。

[图31]图31示出了又一弹性层的表面形状示例。

[图32]图32是第七实施例中的触觉呈现装置的截面图。

[图33]图33是用于说明第八实施例的手套状触觉呈现装置的概念图。

[图34]图34是用于说明图33的手套状触觉呈现装置的手指部分的内部结构的触觉呈现装置的局部示意性截面图。

[图35]图35是刺激手指指腹的另一种触觉呈现装置的示意图。

[图36]图36是用于说明使用表面变形装置给予手指的触觉反馈的视图。

[图37]图37是第九实施例中的触觉呈现装置的截面图和局部俯视图。

[图38]图38示出了第十实施例中的弹性层的另一平面形状。

[图39]图39是用于说明将在弹性层与基材主体之间形成的第二空间划分为空气能够相互移动的多个膨胀区域时的区域和气泵的功能的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本技术的实施例。

根据实施例的触觉呈现装置使用流体输送装置，并且包括表面变形装置，该表面变形装置包括通过随着流体的流入或没有流体的流入进行膨胀或收缩而变形的表面。

触觉呈现装置通过与表面变形装置的作为触觉呈现部分的变形部分接触来刺激用户的身体部位。通过控制表面变形装置的数量、布置、变形程度和变形时间，可以向用户呈现多样化的伪触觉反馈。

例如，通过将触觉呈现装置应用于游戏控制器，可以根据游戏的事件内容向用户提供身体感觉。另外，通过向用户呈现触觉反馈，有助于引起用户的注意并且还可以向用户发布指令。

(第一实施例)

本实施例描述了将触觉呈现装置应用于游戏机的控制器的示例。在该实施例中，当在游戏内产生各种事件时，可以向用户提供各种触觉反馈。

[控制器结构]

图1是作为触觉呈现装置的控制器1的外观图。图2是构成图1的控制器的一部分的基材主体的示意图。用户可以握住控制器1。

图3(A)是在与基材主体的长度方向正交的平面中切开布置有表面变形装置60的变形部分的区域的情况下的具有大致圆柱形轮廓的控制器1的截面图。图3(A)示出了在将空气注入到基材主体2和弹性层30之间之前的状态。图3(B)是控制器1的局部俯视图。

图4是构成表面变形装置的一部分的弹性层和双面粘合片的分解透视图。

图5是在与基材主体的长度方向正交的平面中切开布置有表面变形装置60的变形部分的区域的情况下的的控制器1的截面图。图5示出了在基材主体2和弹性层30之间注入空气的状态。

图6(A)是示出弹性层30膨胀的状态的局部俯视图。图6(B)是示出弹性层30膨胀的状态的控制器1的局部侧视图。

图7是气泵11的喷嘴部分的局部示意图。图8是示出构成控制器1的一部分的控制装置的功能配置示例的框图。

在控制器1的用户握住的区域上布置弹性层30，该弹性层30是具有提升表面的表面变形装置60的变形部分。由于表面变形装置60的抓握单元区域的表面被提升并变形，因此给用户的手掌或手指指腹施加按压感。

弹性层30形成为能够与用户的身体部位接触。在该实施例中，弹性层30形成为能够与用户的手掌或手指指腹接触。此处，“能够接触”不仅包括弹性层30与身体部位直接接触，而且包括弹性层30经由外部材料与身体部位间接接触，例如如后所述的。

即使在弹性层30和身体部位之间插入了某物体，如果用户实际上感觉到弹性层30在身体部位上的变形，则可以想到，弹性层30形成为能够与用户的身体部位接触。

表面变形装置60的弹性层30的变形通过供给或不供给作为流体的空气来控制。通过控制空气供应量、空气供应量的随时间变化以及供应定时，可以向用户呈现各种触觉反馈。触觉反馈是在皮肤或粘膜表面产生的感觉(接触式触觉反馈)，或者是在皮肤表面变形或拉紧时产生的感觉(压力式触觉反馈)。

如图1所示，控制器1例如是游戏机的控制器，并且具有可以用手握住基材主体2的结构。如图2所示，控制器1包括基材主体2、表面变形装置60和稍后描述的图8的控制装置90。基材主体2具有大致圆柱形轮廓。控制装置90布置在控制器1的内部。

如图2所示，在基材主体2的表面上布置有表面变形装置60。如图3所示，表面变形装置60包括作为基材的基材主体2、弹性层30、作为能够供应作为流体的空气的流体输送装置的气泵11、以及双面粘合片31。

该实施例描述了一个表面变形装置60布置在一个控制器上的示例，但是表面变形装置60的数量不限于此。

基材主体2具有大致圆柱形状，该大致圆柱形轮廓具有约34mm的直径，并且在其内部具有第一空间70。基材主体2由具有一定硬度的材料(例如具有预定厚度的塑料、金属材料和橡胶材料)形成。如稍后所述，材料难以通过借助驱动气泵11并且将空气注入第二空间71中使第二空间71中的内部压力升高而变形。

基材主体2在其侧面上具有作为第一通孔的入口22和作为第二通孔的出口21。气泵11的喷嘴111连接到入口22。

弹性层30由具有优异的可延展特性的不透气的密封材料形成。弹性层30形成为当用户握住控制器时能够与用户的身体部位接触。弹性层30布置在基材主体2的表面上以便覆盖入口22和出口21。

作为弹性层30，例如，可以使用厚度为25μm的弹性体橡胶。弹性层30在粘附到基材主体2上之前在长度方向上具有20mm×80mm的平面矩形形状。在本实施例中示出的形状尺寸是示例性的，并且视情况而定，矩形尺寸可以适合于产品的尺寸和形状。

如图3和图4所示，弹性层30通过具有沿着其外周布置的用于冲压的框架形状的双面粘合片31而粘附至基材主体2的表面。通过双面粘合片31，将弹性层30和基材主体2粘合。

在由双面粘合片31围绕并且形成在弹性层30和基材主体2之间的第二空间71中，通过驱动气泵11，可以经由入口22注入空气。由于由空气注入引起的第二空间71中的内部压力上升，为了不将空气泄漏到控制器1的外部，弹性层30被双面粘合片31密封。

气泵11用于经由入口22在弹性层30与基材主体2之间注入空气。如图5所示，通过驱动气泵11，第二空间71内供应空气，弹性层30膨胀，并且第二空间71的体积增加。第二空间71的内部压力变得高于第一空间70的内部压力。

期望弹性层30由在由于弹性层30的膨胀的伸长率的范围内具有可逆弹性的材料形成，该膨胀是由供应到形成在弹性层30和基材主体2之间的第二空间71的空气承担的。另外，选择弹性层30的材料和厚度，以使得弹性层30通过在第二空间71内供应空气而迅速膨胀，并且通过停止空气供应而迅速收缩。

在该实施例中，入口22布置在与弹性层30的大致中心相对应的位置处，即，在被双面粘合片31围绕的区域的大致中心处。出口21布置在更靠近弹性层30的外围的位置处，即，在被双面粘合片31围绕的区域的端部处。

入口22为例如直径为1mm的圆形。出口21具有例如直径约为0.1mm或更小的圆形平面形状。注意，在图5中，诸如入口22、出口21、气泵11和喷嘴111之类的每个部件为了方便而没有按比例绘制。

另外，入口22的位置不限于与双面粘合片31围绕的区域的大致中心相对应的位置。入口22可以布置在任意位置。然而，考虑到空气各向同性地流动，为了使散布空气的通路在第二空间71的平面内几乎均匀，期望将入口22布置在与被双面粘合片31围绕的区域的大致中心相对应的位置处。

替代地，可以有意将入口22布置在与被双面粘合片31围绕的区域的中心偏离的位置处。这允许向第二空间71散布空气的通路不同于入口22布置在中心的情况，从而向用户呈现不同的触觉反馈。

另外，入口22的数量是一个，但也可以是多个。在存在多个入口22的情况下，可以对应于一个气泵11布置多个入口22，或者可以为每个入口22布置一个气泵11。

此外，在通过气泵11注入空气的过程中，第二空间71内的空气从出口21排放到第一空间70。即使来自气泵11的空气(流体)供应量(流体流量)最小，出口21的直径也被设定为具有维持第二空间71的内部压力高于第一空间70的内部压力的状态的排放量。

可以设置出口21的任何布置位置。通过出口的布置位置，弹性层30收缩，从而可以为用户提供不同的触觉反馈。另外，出口21的数量不限于一个，可以是多个。如果布置多个出口21，则可以调整出口21的布置位置，以使弹性层30在平面内均匀地收缩。

基材主体2的被弹性层30覆盖的区域相对于用户的身体部位具有凸面。在该实施例中，存在凸形曲面。由于布置有弹性层30的区域具有凸面，因此与在平面上布置弹性层且注入空气以膨胀的情况相比，可以利用少量空气使弹性层30变形。

另外，在本实施例中，构成第二空间71的一部分的基材主体2由难以通过借助空气注入而使第二空间71的内部压力上升而变形的材料形成。这允许即使注入第二空间71内的空气流量(流体流量)低，也能够使弹性层30变形以便从基材主体2提升弹性层30。

因此，由于其允许弹性层30在少量的空气流量下发生变形，因此可以在短时间内切换表面变形装置的变形状态，并且其允许向用户呈现各种触觉反馈。

具有平面矩形形状的弹性层30布置成使得其长度方向(平行于长边的方向)与具有大致圆柱形状的基材主体2的凸形曲面的曲面方向一致。

因此，与布置弹性层30的短边方向与基材主体2的曲面方向一致相比，通过布置弹性层30的长度方向与基材主体2的曲面方向一致，快速地将空气注入第二空间71并从第二空间71排出。

如图3(B)所示，入口22和出口21布置在由双面粘合片31划分的区域内的位置。弹性层30布置在基材主体2的表面上以便覆盖入口22和出口21。

例如，可以使用Microblower(商品名，Murata Manufacturing Co.,Ltd.)作为气泵11。如图3所示，气泵11包括喷嘴111，并且喷嘴111连接至入口22。如图7所示，喷嘴111包括排气阀112。

排气阀112可以打开或关闭布置在气泵11的喷嘴111的侧壁上的孔113。排气阀112具有板状，其一端固定在喷嘴111上，另一端弯曲。排气阀112具有这样的结构，即，排气阀112仅相对于沿一个方向流动的流体移动，并且腔室113打开。

当驱动气泵11并将空气从气泵11注入到弹性层30与基材主体2之间的第二空间71的区域中时，排气阀112被空气流关闭。另一方面，当停止气泵11的驱动时，第二空间71内的空气由弹性层30试图恢复原始形状的弹力而被推出到第二空间71的外部。

第二空间71内的空气中推出到气泵11的空气与空气注入时的气流反向流动。从第二空间71推出的空气与排气阀112的另一端碰撞，排气阀112快速移动，并且孔113打开。当排气阀112打开时，从第二空间71流到气泵11的空气从孔113排放到第一空间70。

另外，除了从第二空间71内推出到气泵11的空气以外的空气经由出口21被排放到第一空间70。顺便提及，气泵11可以不包括排气阀112且不包括孔113。在这种情况下，第二空间71中的空气仅通过出口21排放到外部。

通过将从气泵11供应的空气注入到第二空间71中，弹性层30和基材主体2之间的第二空间71的内部压力变得高于第一空间70的内部压力。如图6和图7所示，通过空气注入，弹性层30膨胀以便在外侧方向上扩展。

如图3所示，在从气泵11注入空气之前，第二空间71的体积处于几乎为零的状态。具体而言，作为用户的接触部分的手部皮肤通过弹性层30几乎与基材主体2紧密接触。

当驱动气泵11并将空气注入第二空间71中时，弹性层30膨胀，如图5所示。由于在驱动气泵11之前第二空间71的体积几乎为零，通过空气注入，第二空间71中的内部压力可以以低的空气流量快速增加，并且弹性层30可以在短时间内膨胀。

当停止气泵11的驱动时，由于弹性层30试图恢复原始形状的弹力，注入第二空间71的空气经由出口21和气泵11被排放到第一空间70。

因此，第二空间71收缩，体积再次恢复为几乎为零的状态，如图3所示。如上所述，由于从出口21和气泵11的两个位置排出空气，所以可以快速进行通气并且可以在短时间内执行弹性层30的收缩。以这种方式，当布置排气阀112和出口21时，通气效率提高。

当将空气注入第二空间71中时，弹性层30膨胀，并且用户在与弹性层30接触的身体部位接收按压感。因此，例如，可以向用户呈现在与弹性层30的膨胀方向相反的方向上推动某物体的触觉反馈。

如上所述，根据本实施例，可以在短时间内使弹性层30膨胀或收缩，可以在短时间内切换表面变形装置的变形状态，其允许可以向用户呈现各种触觉反馈。

如图8所示，控制装置90包括通信部91、信息获取部92和驱动控制部93。

信息获取部92获取控制器1的位置信息和用户的操作信息。

通信部91以有线或无线方式与外部信息处理装置510等通信，并且向/从信息处理装置510发送和接收信号。

驱动控制部93基于从信息处理装置510接收到的气泵的控制信号来控制气泵11的驱动。

信息处理装置510执行游戏的应用程序。信息处理装置510包括通信部511和控制部512。

通信部511以有线或无线方式与控制器1的控制装置90等通信，并向/从控制装置90发送和接收信号。

控制部512包括屏幕控制部5121，声音控制部5122和泵控制部5123。

屏幕控制部5121基于从控制装置90接收的位置信息和操作信息，生成用于在显示器520上显示图像的图像信号。将所生成的图像信号发送到显示器520，显示器520基于图像信号显示图像。

声音控制部5122基于从控制装置90接收的位置信息和操作信息，生成从显示器520输出的语音的语音信号。将所生成的语音信号发送到显示器520，并且基于语音信号从显示器520输出语音。

泵控制部5123基于从控制装置90接收的位置信息和操作信息，生成用于驱动控制器1的表面变形装置60的气泵11的控制信号。将由泵控制部5123生成的控制信号发送到控制装置90。

驱动控制部93基于接收到的气泵11的控制信号来控制气泵11的泵输出(空气供应量)，泵通电时间(空气供应时间)，泵驱动间隔(气泵的开闭定时)。

[触觉呈现的示例]

接下来，将通过使用图9至图14描述由具有表面变形装置60的控制器进行的触觉呈现的示例。在上述表面变形装置60中，作为示例描述了具有平面矩形形状的弹性层30。此处，作为示例描述具有平面椭圆形状的弹性层30。

图9是包括第一表面变形装置61和第二表面变形装置62的两个表面变形装置的控制器101的示意图。

图10至图14是用于描述通过使用控制器101呈现给用户的触觉反馈的示例的视图。每个图(A)示意性地示出了控制器的移动。每个图(B)是用于描述用于生成每个图(A)的移动的表面变形装置的变形的视图。

如图9所示，控制器101具有第一表面变形装置61和第二表面变形装置62，当用户握住控制器101时，拇指的隆起部和手指指腹分别位于其中。两个表面变形装置61和62通过大致圆柱形状的基材主体2面对面布置。

可以独立地驱动第一表面变形装置61和第二表面变形装置62。除了每个弹性层30的平面形状不同之外，第一表面变形装置61和第二表面变形装置62的结构与上述表面变形装置60的结构相似。在这种情况下，两个入口22布置在基材主体上，气泵11布置用于每个入口22，并且弹性层30布置用于每个入口22。

通过驱动表面变形装置，将空气注入到基材主体和弹性层之间的第二空间中，并且第二空间中的内部压力变得高于第一空间。通过增加内部压力，弹性层膨胀并且给用户的接触部分提供按压感。

如图10所示，连续地且交替地驱动第一表面变形装置61和第二表面变形装置62以重复第一表面变形装置61和第二表面变形装置62中的每一个的膨胀和收缩。然后，当将第一表面变形装置61和第二表面变形装置62中的每一个的膨胀时间长度设置为相同时，向用户提供基材主体2以抓握单元作为支点相对于用户振动的触觉反馈。

如图11所示，当第二表面变形装置62膨胀达第一时间长度时，第二表面变形装置62随后收缩，并且第一表面变形装置61膨胀的第二时间长度比第一时间长度短，向用户提供物体击打到基材主体2的触觉反馈。

如图12所示，当仅第一表面变形装置61膨胀时，基材主体2的未布置表面变形装置的上半部区域沿向下方向(与第一表面变形装置61膨胀的方向相反的方向)移动，向用户提供推入某物体的反作用力触觉反馈。

如图13所示，当在相同的定时驱动第一表面变形装置61和第二表面变形装置61以连续重复膨胀和收缩时，向用户提供跳动的感觉。

图14是在进一步增加一个第三表面变形装置63的情况下的移动示例。第三表面变形装置63布置在第一表面变形装置61和第二表面变形装置62之间，使得当用户握住控制器1时，第三表面变形装置63大致位于手掌处。

当第二表面变形装置62、第三表面变形装置63和第一表面变形装置61依次且重复地膨胀时，向用户提供某物体在周围移动的触觉反馈。

在这种情况下，例如，当调整空气供应量(流体流量)以减小膨胀程度时，向用户提供某物体在手表面上爬行的触觉反馈。另一方面，当调整空气供应量以增大膨胀程度时，与膨胀程度较小的情况相比，向用户提供某物体插入皮肤中并四处移动的触觉反馈。

因此，即使驱动表面变形装置的定时相同，也根据变形量(空气供应量)向用户提供不同的触觉反馈。

如上所述，利用通过使用气泵11的弹性层30的膨胀和收缩引起的可逆变形以能够向用户提供人工触觉反馈。通过适当地改变开或关表面变形装置60的气泵11的驱动定时，空气供应量的调整，空气供应时间和表面变形装置60的数量，可以向用户提供各种触觉反馈。

注意，在本实施例中，将Microblower用作流体输送装置的示例，但是不限于此。作为用于引起第二空间71的内部压力的增加的流体输送装置，可以使用电磁感应型致动器的泵，使用压电振动器的隔膜型泵等。另外，流体不限于空气，而可以是诸如氦的气体，或诸如水或油的液体。

此外，此处示出了将气泵布置在基材主体2中，但是也可以将气泵布置在基材主体2的外部。在这种情况下，可以将气泵的喷嘴通过管道连接到基材主体的入口。

(第二实施例)

在第一实施例中，控制器具有大致圆柱形轮廓，但不限于此。例如，对应于游戏内容的形状以及用户容易抓握的形状。

图15至图18是控制器的其他形状示例。如图15所示，可以是具有椭圆柱形状的控制器1001，如图16所示，可以是具有球形梯形形状的控制器1101，其是通过以两个平行平面切割球而提供的。如图17所示，可以是具有大致五棱柱形状的控制器1201。而且，可以是具有笔形的触觉呈现装置。

另外，如图18所示，控制器1301可以具有以下形状：圆柱体在侧表面的一部分上具有平坦表面1304，并且突起1302局部地布置在平坦表面1304上。在布置突起1302的情况下，表面变形装置的弹性层布置为覆盖突起。另外，可以布置凹部来代替突起。

以这种方式，考虑到控制器的假定可操作性，可以以各种方式设置具有形成与用户的身体部位接触的抓握单元的外表面的控制器的形状。

(第三实施例)

在上述实施例中，在弹性层30与基材主体2之间形成的第二空间71没有隔板。例如，第二空间71可以被划分成空气可以通过其相互移动的多个区域。

在下文中，将图19用于说明。在本实施例中，与第一实施例相比，仅表面变形装置的双面粘合片的形状不同，其他结构相同。类似的结构由类似的附图标记表示，并且将主要描述不同的结构。

图19(A)是该实施例中的控制器301的局部俯视图。图19(B)是示出弹性层30膨胀的状态的基材主体2的局部侧视图。

如图19(A)所示，表面变形装置360包括双面粘合片311。双面粘合片311包括框状的双面粘合片31和杆状的双面粘合片35。通过双面粘合片311，将弹性层30粘合至基材主体2。

杆状的双面粘合片35的长度方向与矩形框状的双面粘合片31的长边平行。双面粘合片35的一端连接到杆状的双面粘合片31，另一端与框状的双面粘合片31分离。

由于存在杆状的双面粘合片35，因此，在弹性层30与基材主体2之间形成的第二空间171被划分为两个通过其空气可以相互移动的第一膨胀区域171a和第二膨胀区域171b。

图39是用于描述第一膨胀区域171a、第二膨胀区域171b和气泵11的功能的示意图。

在该实施例中，将空气经由相同的气泵11供应到第一膨胀区域171a和第二膨胀区域171b。杆状的双面粘合片35形成了将第一膨胀区域171a与第二膨胀区域171b部分地分开的隔板。通过气泵11的驱动，入口22所在的第二膨胀区域171b首先膨胀。

此后，通过第一膨胀区域171a和第二膨胀区域171b在空间上连接的部分将空气注入到第一膨胀区域171a中以使第一膨胀区域171a膨胀。

如图19(B)所示，当将空气从气泵11供应到第二空间71时，将空气注入第一膨胀区域171a和第二膨胀区域171b中的每一个中，弹性层30膨胀成两个山峰状形状。

以这种方式，在该实施例中，由于弹性层30按照第二膨胀区域171b和第一膨胀区域171a的顺序逐步变形，所以可以向用户提供例如某物体在手内部移动的触觉反馈。

此处，布置了杆状的双面粘合片35，但是该形状不限于此。例如，如图20(A)至(C)所示，它可以具有多种形状。除了框状的双面粘合片31以外，还布置其他形状的双面粘合片。结果，可以改变弹性层30的膨胀形状。

图20(A)是布置双面粘合片312的示例，该双面粘合片312包括布置在入口22和出口21之间的框状的双面粘合片31和部分破裂的圆框状的双面粘合片36。另外，在该情况下，将第二空间划分成两个膨胀区域，空气可以通过这两个膨胀区域相互移动。

作为图20(A)所示的双面粘合片312的形状，通过注入空气使矩形弹性层的一部分中空为大致环形。

图20(B)是布置双面粘合片313的示例，该双面粘合片313包括框状的双面粘合片31和杆状的两个双面粘合片37。杆状的两个双面粘合片37的各自的长度方向与框状的矩形双面粘合片31的短边平行地布置，并且两个双面粘合片37布置在将框状的双面粘合片31的长边的三个大致相等的部分分开的位置。

杆状的两个双面粘合片37中的每一个的长度是框状的双面粘合片31的短边的长度的一半。在这种情况下，将第二空间部分地划分成三个膨胀区域。

图20(C)是布置双面粘合片314的示例，该双面粘合片314包括矩形框状的双面粘合片31和跨布置在框状的双面粘合片31的对角线上的入口22彼此面对的杆状的两个双面粘合片38。

另外，在这种情况下，将第二空间划分成两个膨胀区域，空气可以通过两个膨胀区域相互移动。由于入口22布置在两个膨胀区域的边界线的中央，因此两个膨胀区域同时膨胀。通过两个膨胀区域的膨胀，形成具有三角形的平面形状的两个凸部。

如上所述，通过布置双面粘合片，使得将形成在弹性层和基材主体之间的第二空间划分为空气可以通过其相互移动的多个区域，一个气泵可以提供各种触觉反馈。另外，通过改变双面粘合片的形状和布置位置以及入口和出口的布置位置，可以呈现各种触觉反馈。

(第四实施例)

在上述各实施例中可以在弹性层与基材主体之间进一步配置内包装材料。对于内包装材料，例如可以使用薄泡沫片。通过使用泡沫片，在握住控制器时可以改变触摸感觉。泡沫片用作增加触摸感觉的层。

在本实施例中，与上述实施例相比，不同之处仅在于泡沫片的有无，其他结构相同。类似的结构由类似的附图标记表示，并且将主要描述不同的结构。

图21(A)是当在与触觉呈现装置401的长度方向正交的平面中切开其中将控制器401的表面变形装置460布置为本实施例中的触觉呈现装置的区域时的截面图。图21(B)是控制器401的局部俯视图。

控制器401包括表面变形装置460。类似于上述每个实施例，当用户握住控制器401时，表面变形装置460被布置在用户的身体部位处，此处为与手接触的区域。

表面变形装置460包括作为基材的基材主体2，弹性层30，作为能够作为流体供应空气的流体输送装置的气泵11，以及作为内包装材料的泡沫片40。

泡沫片40具有大体上矩形的平面形状，其尺寸小于框状的双面粘合片31的内周，并且被布置在框状的双面粘合片31中。泡沫片40布置在弹性层30和基材主体2之间，并且粘附到基材主体2。

泡沫片40在对应于入口22和出口21的区域处包括通孔，并且具有不阻碍注入和排放的形状。

作为泡沫片40，例如，可以使用多孔聚氨酯、PORON(注册商标)等。通过使用泡沫片40，可以为控制器460提供缓冲特性。以这种方式，当用户抓握时，可以给用户提供柔软的触感，同时减小了基材主体2的硬度。

此处，泡沫片40具有大体上矩形的平面形状，但是形状、尺寸、数量和布置位置不限于此。例如，如图22所示，四个泡沫片41可以布置在框状的双面粘合片31中，并且可以根据将要呈现的触觉反馈来布置。

另外，本实施例例示了将泡沫片40粘附到基材主体2，但也可以不将泡沫片40粘附到基材主体2，而仅插入在基材主体2和弹性层30之间。

(第五实施例)

在第四实施例中，泡沫片40作为内包装材料布置在弹性层30与基材主体2之间。然而，泡沫片可以布置在弹性层30的布置有基材2的相反侧的表面上，即，在与用户的身体部位接触的一侧的表面上。

图23(A)是当在与控制器501的长度方向正交的平面中切开其中将控制器501的表面变形装置506布置为本实施例中的触觉呈现装置的区域时的截面图。图23(B)是控制器501的局部俯视图。

控制器501包括表面变形装置560。类似于上述各实施例，当用户握住控制器501时，表面变形装置560被布置在用户的身体部位处，此处是在与手接触的区域。

表面变形装置560包括作为基材的基材主体2、弹性层30、作为能够作为流体供应空气的流体输送装置的气泵11，以及作为外包装材料的泡沫片50。

泡沫片50具有大体上矩形的平面形状，其尺寸小于框状的双面粘合片31的内周，并且布置在由框状的双面粘合片31围绕的区域中。泡沫片50在与基材主体2接触的相反侧粘附在弹性层30的表面上。当向形成于弹性层30与基材主体2之间的第二空间供应空气时，泡沫片50的形状随着弹性层30的膨胀而变化。

作为泡沫片50，例如，可以使用多孔聚氨酯、PORON(注册商标)等。通过使用泡沫片50，可以为表面变形装置560提供缓冲特性。

以这种方式，当用户抓握时，可以为用户提供柔软的触感，同时减小了基材主体2的硬度。泡沫片用作增加触感的层。

另外，本实施例例示了将泡沫片材用作增加触感的层。然而，可以使用向用户提供凉爽的触感或温暖的触感的材料。以这种方式，当用户抓握时，可以向用户提供诸如凉爽感觉和温暖感觉的触摸感觉。另外，也可以组合增加凉爽感觉或温暖感觉的材料和增加柔软的触摸感觉的泡沫片。

此处，泡沫片50具有大体上矩形的形状，其尺寸小于框状的双面粘合片31的内周，但是形状、大小、数量和布置位置是不限于此。

例如，如图24所示，可以偏离中心布置表面积小于由框状的双面粘合片31划分的区域的一半或更小的具有大体上矩形形状的泡沫片51。另外，如图25所示，可以形成泡沫片52以便覆盖全部弹性层30。

(第六实施例)

在上述各实施例中，示出了弹性层30的表面是光滑的，没有凹凸部。然而，可以在弹性层的表面上布置具有任何形状的突起。例如，可以通过压花形成突起。

通过在弹性层的表面上布置突起，在弹性层膨胀时，新增加了具有突起形状的膨胀变化，可以向用户提供与在不布置突起的情况下所提供的不同的皮肤刺激触觉反馈。

图26至图30是形成在弹性层的表面上的突起形状的示例。每个图(A)是控制器的示意性截面图，并且未示出双面粘合片、气泵、出口和入口。每个图(B)是用于描述突起的平面形状的弹性层的示意性俯视图。

如图26所示，在弹性层6030的表面上，平行地布置了具有细长且几乎椭圆形的平面形状的总共八个突起6030a和6030b。突起6030a和6030b的长度方向方向与具有矩形平面轮廓的弹性层6030的短边方向平行。

突起6030a和6030b的各自的长度在长度方向上相同。八个突起中的中心两个突起6030a高于其余六个突起6030b。因此，其中布置有较高的两个突起6030a的区域可以向用户提供比在布置其余六个突起6030b的区域中的按压感更强的按压感。

如图27所示，在弹性层6031的表面上，平行排列有总共八个具有不同长轴长度并且细长且几乎椭圆形的平面形状的突起6031a、6031b和6031c。突起6031a、6031b和6031c的长度方向与具有矩形平面轮廓的弹性层6031的短边方向平行。

各个突起6031a、6031b和6031c具有相同的高度和不同的长轴长度。突起6031a的长轴最长，突起6031b的长轴第二长，而突起6031c的长轴最短。因此，通过布置具有不同长轴的突起，可以调整向用户提供按压感的区域。

如图28所示，在弹性层6032的表面上，可以以岛状布置具有椭圆形的平面形状的多个突起6032a。突起6032a的平面形状的椭圆形的每个长轴与具有矩形平面轮廓的弹性层6032的短边方向平行。

如图29所示，在弹性层6033的表面上，可以布置具有矩形平面形状的一个突出部6033a。突出部6033a的平面形状略小于弹性层6033的矩形轮廓。弹性层6033具有部分不同的厚度。

因此，通过布置突出部6033a，可以加厚布置表面变形装置的区域。与不包括突出部的形状相比，可以为用户提供更强的按压感。

如图30所示，在弹性层6034的表面上，可以布置具有圆形平面形状的多个(此处为四个)突起6034a。四个圆形突起6034a在与具有矩形平面轮廓的弹性层6034的长度方向平行的方向上排列。

在上述各实施例中，基材主体2的布置有弹性层的区域的表面是没有凹凸部的平滑的曲面。然而，如图31所示，通过沿着具有突起6002a的基材6002的表面布置弹性层6035，可以在弹性层6035上布置突起6035a。

(第七实施例)

在上述各实施例中，将表面变形装置布置在触觉呈现装置的抓握单元上，但不限于此。例如，表面变形装置可以布置在触觉呈现装置的外装单元的内壁表面中。外装单元包括能够容纳用户的身体部位的第三空间。

利用这样的结构，通过将用户的身体部位插入外装单元的第三空间并驱动表面变形装置的气泵，可以为插入的身体部位提供按压感。

图32是本实施例中的触觉呈现装置701的截面图。触觉反馈呈现装置701包括外装单元712和三个表面变形装置760。外装单元712包括身体部位可以插入的第三空间772。

外装单元712形成为例如环形，并且手指、手臂、脚、头等可以插入第三空间772。顺便提及，本实施例示出了布置三个表面变形装置760，但是表面变形装置760的数量、尺寸、形状等不限于此处描述的那些。

表面变形装置760包括基材702、弹性层730、作为能够供应空气作为流体的流体输送装置的气泵11、以及双面粘合片31。

基材702以凸形布置在外装单元712的内壁表面中。基材702与外装单元712的内壁表面一起在第三空间772中形成第一空间770。基材702由难以通过借助驱动气泵11并且将空气注入在弹性层730与基材702之间形成的第二空间771中而使第二空间771中的内部压力升高而变形的材料形成。

基材702包括作为第一通孔的入口722和作为第二通孔的出口721。气泵11的喷嘴111连接到入口722。入口722被布置为几乎位于由双面粘合片731围绕的区域的中心，出口721被布置在由双面粘合片731围绕的区域的周围。

弹性层730由具有与第一实施例类似的优异的可延展特性的不透气的密封材料形成。弹性层730经由沿着其外周布置的框状的双面粘合片731粘附到基材702的表面。

由弹性层730覆盖的基材702的表面具有凸形曲面。由于布置弹性层730的区域因而是凸面，因此与在平面上布置弹性层并注入空气以膨胀的情况相比，可以利用少量空气使弹性层730变形。

此外，在本实施例中，第二空间771由弹性层730和基材702形成，该基材702包括难以通过空气注入而变形的材料。这允许弹性层730变形以使得即使供应到第二空间771的空气量低，也能够从基材主体2升起弹性层30。

因此，由于其允许利用低空气量使弹性层730变形，因此可以在短时间内切换表面变形装置的变形状态，并且可以向用户呈现各种触觉反馈。

通过注入从气泵11供应的空气，弹性层730和基材702之间的内部压力变得高于第一空间770的内部压力。因此，第二空间771的内部压力允许弹性层730膨胀以便在外侧方向上扩展。

与第一实施例类似，在从气泵11注入空气之前，第二空间771的体积处于几乎为零的状态。当驱动气泵11并将空气注入第二空间771时，弹性层730膨胀。

当停止气泵11的驱动时，由于弹性层730试图恢复为原始形状的弹力，注入第二空间771的空气经由出口721和气泵11被排放到第一空间770。因此，第二空间771变得收缩，并且体积再次恢复到几乎为零的状态。

因此，触觉呈现装置可以具有可以将身体部位插入其中的结构。

(第八实施例)

接下来，将描述第七实施例的应用示例。在第八实施例中，触觉呈现装置包括手套状的外装单元，并且表面变形装置布置在用户身体部位的手指和手掌插入其中的手套的内部。通过将手套戴在手上，用户感觉到抓取某物体之类的触觉反馈。

图33(A)是用于描述手套状触觉呈现装置801的概念图。图34是触觉呈现装置801的局部放大截面图。触觉呈现装置801包括作为外装单元的手套主体810以及表面变形装置860。在附图中，每个部件方便地没有按比例绘制。

在附图中，用圆圈包围的区域是表面变形装置860相对于身体部位的刺激区域880。布置表面变形装置860以刺激拇指指腹、食指指腹、中指指腹和手掌。

表面变形装置860包括基材802、弹性层830和气泵11，基材802包括具有入口822和出口821的第一空间870。

将基材802和弹性层830布置在每个刺激区域880上，但不必将气泵11布置在每个刺激区域880上。在没有将气泵11布置在刺激区域880上的情况下，气泵通过管道881连接到基材的入口。

在该实施例中，刺激手指指腹的表面变形装置860的气泵11通过管道881连接到入口822，并且布置在手指根部附近。另一方面，刺激手掌的表面变形装置的气泵11布置在刺激区域880中。

另外，在本实施例中，刺激食指指腹的表面变形装置的气泵11与刺激中指指腹的表面变形装置的气泵11是共用的，构成为一个气泵刺激两个不同的区域。

因此，通过驱动共用气泵11，使刺激食指指腹的表面变形装置的弹性层和刺激中指指腹的表面变形装置的弹性层基本上在同一时间膨胀。

另一方面，刺激拇指指腹的表面变形装置的气泵11和刺激手掌的表面变形装置的气泵11独立于刺激食指指腹和中指指腹的表面变形装置的气泵11布置，并分别进行控制。

图33(B)是用于描述手套状控制器1801的另一示例的概念图。如图33(B)所示，气泵11可以针对每个刺激区域880分别布置并且可以分别控制每个区域。

图34是用于描述手套状触觉呈现装置801的手指部分的内部结构的触觉呈现装置801的局部示意性截面图。表面变形装置860包括基材802、弹性层830、作为能够作为流体供应空气的流体输送装置的气泵11、以及管道881。

基材802相对于要被刺激的身体部位以凸形布置。基材802具有中空的形状，其中形成有第一空间870。

基材802由具有一定程度的硬度的材料形成，例如塑料和金属。材料难以通过借助驱动气泵11并且将空气注入在弹性层830与基材802之间形成的第二空间871中而使第二空间871中的内部压力升高而变形。

基材802包括作为第一通孔的入口822和作为第二通孔的出口821。气泵11的喷嘴通过管道881连接到入口822。

弹性层830由与第一实施例类似的具有优异的可延展特性的不透气的密封材料形成。弹性层830通过沿着其外周布置的用于冲压的框状的双面粘合片831粘附至基材802的表面。由基材802的弹性层830覆盖的表面具有凸形曲面。弹性层830布置在基材802的表面上，以覆盖入口822和出口881。

通过在驱动气泵11的情况下注入从气泵11供应的空气，弹性层830与基材802之间的内部压力变得高于第一空间870的内部压力。

第二空间871的内部压力升高允许弹性层830膨胀以在外侧方向上扩展。弹性层830布置在手套主体810的内表面侧。在用户戴上手套状触觉呈现装置801时，布置为使得被刺激的身体部位与弹性层830接触。

第二空间871的体积在从气泵11注入空气之前处于几乎为零的状态。当驱动气泵11并将空气注入第二空间871时，弹性层830膨胀。

当停止气泵11的驱动时，由于弹性层830试图恢复为原始形状的弹力，注入到第二空间871中的空气经由出口821和气泵11被排放到第一空间870。因此，第二空间871收缩并且体积再次恢复到几乎为零的状态。

通过使用借助弹性层830的膨胀和收缩的可逆变形，可以向用户提供各种触觉反馈。例如，通过驱动与全部的拇指指腹，食指指腹，中指指腹和手掌相对应的表面变形装置，用户在每个手指指腹和手掌上接收到排斥力，并感觉到抓住物体的触觉反馈。

图35是刺激手指指腹的另一种触觉呈现装置的示意图。与图34类似的结构由类似的附图标记表示，并且省略其描述。

图35所示的触觉呈现装置2801包括表面变形装置860和紧固带2810。紧固带2810用于将被刺激的身体部位固定在表面变形装置860上。

图33所示的触觉呈现装置801和1801中的每个通过手套主体810保持被刺激的身体部位与表面变形装置的弹性层之间的接触。相反，在图35所示的触觉呈现装置2801中，用紧固带2810固定要接触的身体部位，保持了身体部位与表面变形装置的弹性层之间的接触。

图36是用于描述使用表面变形装置860给予手指的触觉反馈的视图。如图36所示，例如，布置有两个表面变形装置：第一表面变形装置860a和第二表面变形装置860b，其能够相对于一个手指指腹在手指的长度方向上被单独地控制。顺便提及，表面变形装置的数量和布置不限于此。

如图36(A)所示，表面变形装置860a的膨胀弹性层收缩，第二表面变形装置860b的收缩弹性层同时膨胀，以使得由膨胀引起的变形量相对减少。因此，可以向用户提供某物体在垂直方向上与手指指腹的皮肤接触的触觉反馈。

如图36(B)所示，表面变形装置860a的膨胀弹性层收缩，第二表面变形装置860b的收缩弹性层同时膨胀，以使得由收缩引起的变形量和由膨胀引起的变形量的增加高于图36(A)中的。因此，可以向用户提供相对于皮肤在垂直方向上推动某物体的触觉反馈。

如图36(C)和图36(D)所示，通过改变驱动定时来依次驱动表面变形装置860a和表面变形装置860b。因此，可以向用户的皮肤提供在水平方向上从图中的左向右拉皮肤的触觉反馈。

另一方面，通过依次驱动表面变形装置860b和表面变形装置860a，可以向用户的皮肤提供在水平方向上从图中的右向左拉皮肤的触觉反馈。

在通过改变驱动定时的两个表面变形装置的情况下，通过相对地减小表面变形装置的膨胀程度，例如，可以向用户提供某物体在皮肤表面上爬行的感觉，如图36(C)所示。

另一方面，如图36(D)所示，通过相对地增加膨胀程度，可以向用户提供某物体穿过手指指腹以插入皮肤的感觉。

另外，例如，使用户在拇指和食指上佩戴触觉呈现装置，该触觉呈现装置包括如图35所示的用紧固带固定到手指的表面变形装置，并且如图36(D)所示，在水平移动方向上刺激拇指和食指的两处皮肤。因此，可以向用户提供捏住某物体的触觉反馈。

作为将非接触状态改变为接触状态的感觉的接触触觉反馈和作为当皮肤从接触状态沿水平方向被进一步压入或变形时的感觉的按压触觉反馈是按刺激方向分类的。将刺激方向分类为相对于图36(A)和图36(B)所示对象的法线刺激法线方向，以及相对于图36(C)和图36(D)所示对象的切线刺激方向。通过将它们组合，可以向与弹性层接触的用户身体部位的皮肤提供各种刺激。

(第九实施例)

在上述各实施例中，作为表面变形装置的第二通孔的出口布置在基材主体或基材中，并且通过出口将弹性层和基材之间的第二空间中的空气排放到作为第二空间的外部的由基材或基材主体形成的第一空间。

相反，在该实施例中，第二通孔(出口)不布置在基材或基材主体中，而是布置在弹性层中。

图37(A)是在与长度方向正交的平面中切开布置有表面变形装置960的变形部分的区域的情况下，作为根据本实施例的触觉呈现装置的控制器901的截面图。图37(B)是控制器901的局部俯视图。与第一实施例相比，仅基材主体和弹性层的结构不同，其他结构相同。在下文中，相似的结构由相似的附图标记表示。

控制器901包括基材主体902和表面变形装置960。基材主体902具有与第一实施例中的基材主体2几乎相同的构造，并且具有基材主体2不包括出口的结构。

表面变形装置960包括基材主体902，弹性层930，作为能够作为流体供应空气的流体输送装置的气泵11，以及双面粘合片31。基材主体902具有作为第一通孔的入口22。弹性层930具有作为第二通孔的出口932。气泵11的喷嘴111连接到入口22。

弹性层930布置在基材902的表面上以覆盖入口22。在该实施例中，通过在弹性层930和基材902之间注入从气泵11供应的空气，

在弹性层930和基材902之间形成的第二空间内的内部压力变得高于由基材902形成的第一空间70的内部压力，弹性层930膨胀。

在驱动气泵11时，第二空间中的空气通过出口932排放到外部，以便不干扰弹性层930的膨胀。另外，通过停止气泵11，第二空间中的空气经由出口932被排放到控制器901的外部，并且经由气泵11的排气阀(未示出)被排放到第一空间70。

根据该实施例，将空气从弹性层930的出口932喷射到控制器901的外部。以这种方式，空气吹到用户的皮肤，并且可以提供触觉刺激。因此，可以为用户提供由弹性层930的膨胀引起的伪触觉反馈和由空气喷射引起的触觉刺激两者，并且可以呈现进一步的各种触觉反馈。

(第十实施例)

在上述每个实施例中，形成表面变形装置的一部分的弹性层的平面形状主要是矩形，但是不限于此。图38示出了弹性层的平面形状的其他示例。

如图38(A)所示，弹性层1030可以具有带有圆角的大致矩形形状。如图38(B)所示，弹性层1031可以具有椭圆形状。另外，如图38(C)所示，弹性层1032可以具有细长的六边形形状。如图38(D)所示，弹性层1033可以具有大致Z形。

上面描述了本技术的各个实施例。本技术不仅限于上述实施例。应当理解，在不脱离本技术范围的情况下，可以做出变化和修改。例如，各个实施例的配置可以被组合。例如，控制器可以包括内包装材料和外包装材料两者。

另外，描述了使用通过流体供应使表面变形的表面变形装置的触觉呈现装置。除此之外，可以布置施加振动的机构。该组合允许提供更多种触觉反馈。作为振动机构，可以使用振动等级、音圈电机、压电元件等。

由表面变形装置的弹性层覆盖的基材的区域可以具有弹性模量和不易因流体抽吸引起的内部压力增加而变形的形状。另外，基材可以是显示装置。此外，基材可以具有产热功能。

在上述实施例中，作为表面变形装置的应用示例，示出了被手握住的游戏机的控制器和手套状触觉呈现装置，但不限于此。例如，它可以应用于头戴式显示器、护目镜、耳机、腕带、皮带、衣服等。这允许将触觉反馈呈现给与表面变形装置的弹性层接触的身体部位。

待呈现的触觉反馈的示例包括：通过表面变形装置的膨胀变形的刺激，当其触摸某物体时的按压和弹性感觉，心跳，某物体蠕动的感觉，飘动的感觉，某物体受到攻击时的反应的感觉，某物体受到敲击时的反应的感觉等。

另外，在上述实施例中，示出了将其应用于游戏机的控制器等，并且根据游戏中的事件向用户呈现各种触觉反馈，但是不限于此。对此。例如，表面变形装置可以布置在汽车方向盘，手杖，手表，鞋子，戒指等上。

在将表面变形装置布置在汽车方向盘上的情况下，例如，将多个表面变形装置布置在方向盘的抓握单元的区域上，并且进一步布置检测被用户握住的区域的传感器和控制部。

在控制部感测到可能发生任何危险的情况下，传感器检测抓握区域，驱动检测到的区域上的表面变形装置，并向用户发出警报。用户可以由手掌探测到通过驱动表面变形装置的弹性部分的膨胀，并感测可能发生任何危险的情况。

因此，可以向用户提供触觉反馈以发出警报。另外，不仅可以针对危险而且可以针对方向指示发出警报。

另外，除了汽车方向盘以外，还可以应用于摩托车、自行车等的把手。在这些情况下，由于几乎要指定要抓握的区域，所以可以不特别布置用于检测抓握区域的传感器。

在将表面变形装置布置在手杖上的情况下，例如，将表面变形装置布置在手杖的抓握单元的区域上。在将表面变形装置布置在手表上的情况下，例如，将表面变形装置配置在表带的内部。在将表面变形装置布置在鞋子上的情况下，例如将表面变形装置布置在鞋子的鞋垫上，使得可以刺激脚底。在将表面变形装置布置在戒指上的情况下，例如，将表面变形装置布置在戒指的内侧表面上。

然后，通过驱动表面变形装置，向与表面变形装置的弹性层接触的用户的身体部位提供按压感。因此，例如，可以通过以有节奏的方式进行压缩和刺激来改善血液循环，可以执行通过触觉呈现来发出警报的通知等。

另外，例如，将表面变形装置布置在用户的两只脚上，并且通过表面变形装置将压力和刺激仅施加到一只脚上。它可用于信息通知，以向用户通知要沿着的方向。

此外，也可以应用于手术训练模拟器。手术训练模拟器包括用于显示手术部位的状态的头戴显示器以及被视为手术器械的触觉呈现装置。

用户佩戴头戴式显示器，在观看在头戴式显示器上示出的手术部位的状态的同时，用手握住触觉呈现装置。因此，例如，通过驱动表面变形装置，用户可以在手术器械接触器官时获得柔软的触感(即，如同存在真实物质的触感)的同时进行手术过程的训练。

注意，本技术还可以具有以下结构。

(1)一种触觉呈现装置，包括：

基材，其形成第一空间并且具有第一通孔；

弹性层，其覆盖基材的包括第一通孔的表面；及

流体输送装置，其经由第一通孔在弹性层与基材之间注入流体，其中，

通过流体输送装置注入流体来使弹性层与基材之间的第二空间的内部压力高于第一空间的内部压力，从而弹性层膨胀，并且通过停止流体输送装置的驱动，注入第二空间的流体经由第二通孔排放至第二空间的外部。

(2)根据(1)所述的触觉呈现装置，其中，

弹性层形成为能够与用户的身体部位接触，及

基材被弹性层覆盖的区域相对于身体部位具有凸面。

(3)根据(1)或(2)所述的触觉呈现装置，其中，

基材被弹性层覆盖的区域具有凸形曲面。

(4)根据(3)所述的触觉呈现装置，其中，

弹性层具有包括长度方向的形状，及

弹性层被布置为使得其长度方向与凸形曲面的曲面方向一致。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的触觉呈现装置，其中，

当停止流体输送装置的驱动时，第二空间的体积可以为零。

(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

流体输送装置包括排气阀，该排气阀将第二空间中的流体排放到第一空间。

(7)根据(1)至(6)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

第二通孔布置在基材中，及

弹性层覆盖基材的包括第一通孔和第二通孔的表面。

(8)根据(1)至(6)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

第二通孔布置在弹性层中。

(9)根据(1)至(8)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

基材具有多个第一通孔，

对于每个第一通孔布置流体输送装置，及

对于每个第一通孔布置弹性层。

(10)根据(1)至(9)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

将形成在弹性层和基材之间的第二空间分为多个区域，流体可以通过该多个区域相互移动。

(11)根据(1)至(10)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

弹性层的局部厚度不同。

(12)根据(1)至(11)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

弹性层在其表面上具有突起。

(13)根据(1)至(12)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

突起布置在由基材的弹性层覆盖的区域的一部分上。

(14)根据(1)至(13)中任一项所述的触觉呈现装置，还包括：

布置在基材和弹性层之间的内包装材料。

(15)根据(1)至(14)中的任一项所述的触觉呈现装置，还包括：

外包装材料，其布置在弹性层的与布置有基材的一侧相反侧的表面上。

(16)根据(1)至(15)中的任一项所述的触觉呈现装置，其中，

弹性层布置在用户抓握的抓握单元上。

(17)根据(1)至(15)中的任一项所述的触觉呈现装置，还包括：

具有第三空间的外装单元，其中，

基材在第三空间中与外装单元的内壁表面一起形成第一空间。

附图标记列表：

1、301、401、501、701、901、1001、1101、1201、1301 控制器(触觉呈现装置)

2、902 基材主体(基材)

11 气泵(流体输送装置)

21、721、821、932 出口(第二通孔)

22、722、822 入口(第一通孔)

30、730、830、930、1030、1031、1032、1033、6030、6031、6032、6033、6034 弹性层

40、41 泡沫片(内包装材料)

50、51、52 泡沫片(外包装材料)

70、770 第一空间

71、171、771 第二空间

113 排气阀

171a 第一膨胀区域(流体可通过其移动的区域)

171b 第二膨胀区域(流体可通过其移动的区域)

712 基材

772 第三空间

801 手套状触觉呈现装置

810 手套主体(外部材料)

2801 触觉呈现装置

6030a、6030b、6031a、6031b、6031c、6032a、6033a 突起

Claims (17)

1.一种触觉呈现装置，包括：

基材，其形成第一空间并且具有第一通孔；

弹性层，其覆盖所述基材的包括所述第一通孔的表面；及

流体输送装置，其经由所述第一通孔在所述弹性层与所述基材之间注入流体，其中，

通过所述流体输送装置注入所述流体来使所述弹性层与所述基材之间的第二空间的内部压力高于所述第一空间的内部压力，从而所述弹性层膨胀，并且通过停止所述流体输送装置的驱动，注入所述第二空间的流体经由第二通孔排放至所述第二空间的外部。

2.根据权利要求1所述的触觉呈现装置，其中，

所述弹性层形成为能够与用户的身体部位接触，及

所述基材被所述弹性层覆盖的区域相对于所述身体部位具有凸面。

3.根据权利要求2所述的触觉呈现装置，其中，

所述基材被所述弹性层覆盖的区域具有凸形曲面。

4.根据权利要求3所述的触觉呈现装置，其中，

所述弹性层具有包括长度方向的形状，及

所述弹性层被布置为使得其长度方向与所述凸形曲面的曲面方向一致。

5.根据权利要求4所述的触觉呈现装置，其中，

当停止所述流体输送装置的驱动时，所述第二空间的体积能够为零。

6.根据权利要求5所述的触觉呈现装置，其中，

所述流体输送装置包括排气阀，该排气阀将所述第二空间中的流体排放到所述第一空间。

7.根据权利要求6所述的触觉呈现装置，其中，

所述第二通孔布置在所述基材中，及

所述弹性层覆盖所述基材的包括所述第一通孔和所述第二通孔的表面。

8.根据权利要求6所述的触觉呈现装置，其中，

所述第二通孔布置在所述弹性层中。

9.根据权利要求7所述的触觉呈现装置，其中，

所述基材具有多个第一通孔，

对于每个所述第一通孔布置所述流体输送装置，及

对于每个所述第一通孔布置所述弹性层。

10.根据权利要求9所述的触觉呈现装置，其中，

形成在所述弹性层和所述基材之间的所述第二空间被分为多个区域，流体能够通过该多个区域相互移动。

11.根据权利要求10所述的触觉呈现装置，其中，

所述弹性层的局部厚度不同。

12.根据权利要求10所述的触觉呈现装置，其中，

所述弹性层在其表面上具有突起。

13.根据权利要求11所述的触觉呈现装置，其中，

突起布置在由所述基材的所述弹性层覆盖的部分区域中。

14.根据权利要求13所述的触觉呈现装置，还包括：

布置在所述基材和所述弹性层之间的内包装材料。

15.根据权利要求14所述的触觉呈现装置，还包括：

外包装材料，其布置在所述弹性层的与布置有所述基材的一侧相反侧的表面上。

16.根据权利要求15所述的触觉呈现装置，其中，

所述弹性层布置在用户抓握的抓握单元上。

17.根据权利要求15所述的触觉呈现装置，还包括：

具有第三空间的外装单元，其中，

所述基材在所述第三空间中与所述外装单元的内壁表面一起形成所述第一空间。

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