JP2003337645A - 触覚装置 - Google Patents
触覚装置Info
- Publication number
- JP2003337645A JP2003337645A JP2002146438A JP2002146438A JP2003337645A JP 2003337645 A JP2003337645 A JP 2003337645A JP 2002146438 A JP2002146438 A JP 2002146438A JP 2002146438 A JP2002146438 A JP 2002146438A JP 2003337645 A JP2003337645 A JP 2003337645A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tactile
- haptic
- unit
- units
- finger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 人間とコンピュータ間のマン−マシンインタ
ーフェイスとなる触覚装置において、人間が指先でなで
る様な使いやすさを小型で安価に提供すること。 【解決手段】 人間の指が物体に接触する面積にほぼ等
しい面に、複数の触覚子３が配置された複数の触覚ユニ
ット１、４、５が相対位置可変に配置されている。触覚
ユニット１、４、５上に指２、４、６を乗せて、物体を
なでるように指２、４、６を移動させると、各々の触覚
ユニット１、４、５の位置情報を検出し、仮想物体８の
データに応じて各触覚ユニット上の触覚子３の駆動を制
御する。また各々の触覚ユニット１、４、５の３次元的
位置の移動を可能にすることで、人間が普通に物体を指
先でなでるのとほぼ同様の動作で、その指先に訴える触
覚を３次元的に提供できる。
ーフェイスとなる触覚装置において、人間が指先でなで
る様な使いやすさを小型で安価に提供すること。 【解決手段】 人間の指が物体に接触する面積にほぼ等
しい面に、複数の触覚子３が配置された複数の触覚ユニ
ット１、４、５が相対位置可変に配置されている。触覚
ユニット１、４、５上に指２、４、６を乗せて、物体を
なでるように指２、４、６を移動させると、各々の触覚
ユニット１、４、５の位置情報を検出し、仮想物体８の
データに応じて各触覚ユニット上の触覚子３の駆動を制
御する。また各々の触覚ユニット１、４、５の３次元的
位置の移動を可能にすることで、人間が普通に物体を指
先でなでるのとほぼ同様の動作で、その指先に訴える触
覚を３次元的に提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は人間の触覚を媒体と
したコンピュータと人間のマン−マシンインターフェイ
スに関わり、視覚障害者に形状を認識させたり、健常者
に肌触り等の視覚だけでは伝達し得ない情報を伝達する
装置に関する。
したコンピュータと人間のマン−マシンインターフェイ
スに関わり、視覚障害者に形状を認識させたり、健常者
に肌触り等の視覚だけでは伝達し得ない情報を伝達する
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明に関わる従来技術ではいわゆるピ
ンディスプレイが提案されているが、たとえば特開平８
−４４２８９では多数のピンと、該ピンの保持力および
連続的変位を実現するための駆動機構により構成されて
いる。
ンディスプレイが提案されているが、たとえば特開平８
−４４２８９では多数のピンと、該ピンの保持力および
連続的変位を実現するための駆動機構により構成されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記発明によれば、分
解能が高い、大きな形状を表現するにはさらに多くのピ
ン数と駆動機構およびその保持機構が必要となる。本発
明の目的は、かかる多数の部材とコストをかけることな
く、小型で安価な使いやすい、人間とコンピュータ間の
マン−マシンインターフェイスとなる触覚装置を提供す
ることにある。
解能が高い、大きな形状を表現するにはさらに多くのピ
ン数と駆動機構およびその保持機構が必要となる。本発
明の目的は、かかる多数の部材とコストをかけることな
く、小型で安価な使いやすい、人間とコンピュータ間の
マン−マシンインターフェイスとなる触覚装置を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の触覚装置は、人
間の指などが触れる部分のみに触覚子を配置し、その相
対位置に応じた触覚子を駆動することで、必要最小限の
部材と駆動手段で、触覚を提供できる。また、複数の触
覚ユニットを配置することで、たとえば拇指・第1指・
第２指の３本の指での触覚を各々の指の絶対位置や相対
位置の変化、つまりなでるとか軽く揉むといった動作に
対応した触覚を提供できる。また、各々の触覚ユニット
を上下斜めに３次元的に移動することで、緩やかな３次
元の感触いわゆる量感やうねりの感触を表現できる。
間の指などが触れる部分のみに触覚子を配置し、その相
対位置に応じた触覚子を駆動することで、必要最小限の
部材と駆動手段で、触覚を提供できる。また、複数の触
覚ユニットを配置することで、たとえば拇指・第1指・
第２指の３本の指での触覚を各々の指の絶対位置や相対
位置の変化、つまりなでるとか軽く揉むといった動作に
対応した触覚を提供できる。また、各々の触覚ユニット
を上下斜めに３次元的に移動することで、緩やかな３次
元の感触いわゆる量感やうねりの感触を表現できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して、本発明
による触覚装置の形態を説明する。図１は本発明による
複数の触覚ユニット、ユニット上の触覚子と人体の指の
概略サイズを示した図である。Ａ触覚ユニット１上には
Ａ指２が物体に接触する面積（一例である日本人の第1
指であれば幅約１０ｍｍ、高さ１５ｍｍ程度）にほぼ相
当する部分に複数の触覚子３が配置されている。図では
説明を簡単にするために縦横３ｍｍ程度のピッチの触覚
子を、一触覚ユニットあたり２４本で記載している。Ｂ
触覚ユニット４、Ｃ触覚ユニット５には同様に、Ｂ指
６、Ｃ指７に対応した触覚子３が配置されている。
による触覚装置の形態を説明する。図１は本発明による
複数の触覚ユニット、ユニット上の触覚子と人体の指の
概略サイズを示した図である。Ａ触覚ユニット１上には
Ａ指２が物体に接触する面積（一例である日本人の第1
指であれば幅約１０ｍｍ、高さ１５ｍｍ程度）にほぼ相
当する部分に複数の触覚子３が配置されている。図では
説明を簡単にするために縦横３ｍｍ程度のピッチの触覚
子を、一触覚ユニットあたり２４本で記載している。Ｂ
触覚ユニット４、Ｃ触覚ユニット５には同様に、Ｂ指
６、Ｃ指７に対応した触覚子３が配置されている。
【０００６】図ではわかりやすいように各触覚ユニット
と指を図上で上下方向に分けて記載したが、Ａ指２はＡ
触覚ユニット上に、各々Ｂ指６はＢ触覚ユニット４上、
Ｃ指７はＣ触覚ユニット５に乗せて操作する。触覚子３
は機械的に動作する振動子、あるいは電気的に信号を発
する電極である。触覚子３の数・ピッチ、触覚ユニット
の数はこの例に限定されるものではない。各触覚ユニッ
トは前後左右（矢印Ａ，Ｂ方向）に位置を移動できる。
と指を図上で上下方向に分けて記載したが、Ａ指２はＡ
触覚ユニット上に、各々Ｂ指６はＢ触覚ユニット４上、
Ｃ指７はＣ触覚ユニット５に乗せて操作する。触覚子３
は機械的に動作する振動子、あるいは電気的に信号を発
する電極である。触覚子３の数・ピッチ、触覚ユニット
の数はこの例に限定されるものではない。各触覚ユニッ
トは前後左右（矢印Ａ，Ｂ方向）に位置を移動できる。
【０００７】図２は、仮想物体８のデータに応じて、各
触覚子３がどのように駆動されるかを説明するもので、
仮想物体８の電子データに対応した触覚子９のみ（黒点
で表示）が駆動される。
触覚子３がどのように駆動されるかを説明するもので、
仮想物体８の電子データに対応した触覚子９のみ（黒点
で表示）が駆動される。
【０００８】図３は図２の状態からＡ指、Ｂ指、Ｃ指の
絶対位置および相対位置を変化した場合で、駆動される
触覚子９は黒点で表示されるように変化する。駆動制御
の方法は、単なる２次元のグラフィックデータは２値的
な触覚子の高さで表現でき、また、図２から図３に移動
する速度成分によって肌触りを周波数で表現したり、高
さ方向の情報を振幅量で表現することが可能である。つ
まり細やかなざらざら感は高周波かつ小振幅で、荒いざ
らざら感は低周波かつ大振幅で表現したりすることがで
きる。また、触覚子からマイスナー小体等のヒト触覚受
容器に直接電気信号を伝達する事も可能である。
絶対位置および相対位置を変化した場合で、駆動される
触覚子９は黒点で表示されるように変化する。駆動制御
の方法は、単なる２次元のグラフィックデータは２値的
な触覚子の高さで表現でき、また、図２から図３に移動
する速度成分によって肌触りを周波数で表現したり、高
さ方向の情報を振幅量で表現することが可能である。つ
まり細やかなざらざら感は高周波かつ小振幅で、荒いざ
らざら感は低周波かつ大振幅で表現したりすることがで
きる。また、触覚子からマイスナー小体等のヒト触覚受
容器に直接電気信号を伝達する事も可能である。
【０００９】図４は触覚ユニットの位置検出手段例を示
すもので、位置検出器１０、１１は通常マウス等で用い
られるボール状の検出装置や赤外線検出装置等で良い。
検出器は最低2個あれば触覚ユニットの傾きθを検出で
きる。操作の最初に複数の触覚ユニットの各々の位置検
出器１０、１１を所定の場所に置き、リセットをかけて
初期化した後は、どちらか一つの位置検出器からの相対
位置情報で、その他の触覚ユニットの位置を計算でき
る。あるいは少なくとも一つの位置検出器をグリッドパ
ッド等と組み合わせた絶対位置検出機能があっても良
い。
すもので、位置検出器１０、１１は通常マウス等で用い
られるボール状の検出装置や赤外線検出装置等で良い。
検出器は最低2個あれば触覚ユニットの傾きθを検出で
きる。操作の最初に複数の触覚ユニットの各々の位置検
出器１０、１１を所定の場所に置き、リセットをかけて
初期化した後は、どちらか一つの位置検出器からの相対
位置情報で、その他の触覚ユニットの位置を計算でき
る。あるいは少なくとも一つの位置検出器をグリッドパ
ッド等と組み合わせた絶対位置検出機能があっても良
い。
【００１０】図５は触覚ユニットの3次元位置移動手段
を示すもので、仮想物体の高さデータに応じて動作する
ステップモータ等で駆動されるスクリューネジ等からな
る複数の昇降ピン１２、１３、１４、１５で触覚ユニッ
ト全体の３次元位置が決定される。各昇降ピンの先端は
前後左右方向の移動抵抗を削減するためのボールベアリ
ングでもよく、該ボールを位置検出手段に活用しても良
い。
を示すもので、仮想物体の高さデータに応じて動作する
ステップモータ等で駆動されるスクリューネジ等からな
る複数の昇降ピン１２、１３、１４、１５で触覚ユニッ
ト全体の３次元位置が決定される。各昇降ピンの先端は
前後左右方向の移動抵抗を削減するためのボールベアリ
ングでもよく、該ボールを位置検出手段に活用しても良
い。
【００１１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、仮
想物体のデータを操作者に伝えるマン−マシンインター
フェイスにおいて、必要最小限の部材で、人間が普通に
物体を指先でなでるのとほぼ同様の動作で、その指先に
訴える触覚を３次元的に提供できる。
想物体のデータを操作者に伝えるマン−マシンインター
フェイスにおいて、必要最小限の部材で、人間が普通に
物体を指先でなでるのとほぼ同様の動作で、その指先に
訴える触覚を３次元的に提供できる。
【図１】 本発明による複数の触覚ユニット、ユニット
上の触覚子の例を示した図である。
上の触覚子の例を示した図である。
【図２】 仮想物体のデータに応じて、各触覚子３がど
のように駆動されるかを説明した図である。
のように駆動されるかを説明した図である。
【図３】 図２の状態からＡ指、Ｂ指、Ｃ指の絶対位置
および相対位置を変化した場合に、駆動される触覚子の
変化を説明した図である。
および相対位置を変化した場合に、駆動される触覚子の
変化を説明した図である。
【図４】 触覚ユニットの位置検出手段例を示す図であ
る。
る。
【図５】 触覚ユニットの3次元位置移動手段例を示す
図である。
図である。
１ Ａ触覚ユニット
２ Ａ指
３ 触覚子
４ Ｂ触覚ユニット５
５ Ｃ触覚ユニット
６ Ｂ指
７ Ｃ指
８ 仮想物体
９ 駆動された触覚子
１０、１１ 位置検出器
１２、１３、１４、１５ 昇降ピン
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の触覚子を有する触覚ユニットの複
数ユニットから構成され、各々の触覚ユニットの相対位
置が可変であり、各触覚ユニットの相対位置を検出する
位置検出手段を有し、該位置情報に基づいて各触覚ユニ
ットの触覚子を駆動することを特徴とする触覚装置。 - 【請求項２】 前記触覚ユニットの少なくとも一つの触
覚ユニットの絶対位置検出手段を有することを特徴とす
る請求項１記載の触覚装置。 - 【請求項３】 前記触覚子は電気的または機械的振動に
より駆動されることを特徴とする請求項１記載の触覚装
置。 - 【請求項４】 前記触覚子の電気的または機械的振動は
周波数が可変であることを特徴とする請求項２記載の触
覚装置。 - 【請求項５】 前記触覚子の機械的振動は振幅が可変で
あることを特徴とする請求項２記載の触覚装置。 - 【請求項６】 前記触覚子の電気的振動は電圧が可変で
あることを特徴とする請求項２記載の触覚装置。 - 【請求項７】 各々の触覚ユニットの相対位置は三次元
的に可変であることを特徴とする請求項１記載の触覚装
置。 - 【請求項８】 各々の触覚ユニットを上下および斜め方
向に移動できる駆動装置を有することを特徴とする請求
項６記載の触覚装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146438A JP2003337645A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 触覚装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146438A JP2003337645A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 触覚装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003337645A true JP2003337645A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29705424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002146438A Withdrawn JP2003337645A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 触覚装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003337645A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8570291B2 (en) | 2009-05-21 | 2013-10-29 | Panasonic Corporation | Tactile processing device |
| JP2017173988A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 日本放送協会 | 三次元形状提示システム及び触力覚提示装置 |
| CN108461015A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-08-28 | 华中科技大学 | 一种用于盲文阅读的三维电触觉表皮电子系统 |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002146438A patent/JP2003337645A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8570291B2 (en) | 2009-05-21 | 2013-10-29 | Panasonic Corporation | Tactile processing device |
| JP2017173988A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 日本放送協会 | 三次元形状提示システム及び触力覚提示装置 |
| CN108461015A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-08-28 | 华中科技大学 | 一种用于盲文阅读的三维电触觉表皮电子系统 |
| CN108461015B (zh) * | 2018-06-29 | 2019-11-22 | 华中科技大学 | 一种用于盲文阅读的三维电触觉表皮电子系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |