JP2004157749A - Tactile sense presentation device - Google Patents
Tactile sense presentation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004157749A JP2004157749A JP2002322588A JP2002322588A JP2004157749A JP 2004157749 A JP2004157749 A JP 2004157749A JP 2002322588 A JP2002322588 A JP 2002322588A JP 2002322588 A JP2002322588 A JP 2002322588A JP 2004157749 A JP2004157749 A JP 2004157749A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tactile
- haptic
- pin
- unit
- sense presentation
- 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- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、知覚対象物、例えば仮想物体などの表面形状および表面性状を触覚情報として出力する触覚呈示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
対象物の表面形状を触覚情報として出力可能な触覚呈示装置としては、図4に示すように、触覚呈示面100にマトリックス状に触覚子として機能する複数本の垂直ピン101を配列し、これらの垂直ピン101のそれぞれをボイスコイルなどの駆動機構102によって垂直方向に移動あるいは振動させる構成のものが知られている。
【0003】
また、知覚対象物の表面性状、例えば、表面粗さなどの感触は、指先で対象物表面をなぞることにより知覚されることが知られている。指先のなぞりにより得られる触覚に類似した触覚を呈示するための触覚呈示装置は例えば次の特許文献に開示されている。この特許文献においては、水平に配置した振動板を水平に振動させることにより指先に機械的刺激を与えるように構成されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−90867号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図4に示すような複数本のピンを触覚子として用いている触覚呈示装置においても、指先のなぞりにより得られる触覚を呈示できれば、対象物の表面性状(表面粗さ等)を認識させることができるので望ましい。
【0006】
本発明の課題は、この点に鑑みて、触覚呈示面に複数の接触子が上下に移動可能に配列された構成の触覚呈示装置において、対象物の表面形状および表面性状を呈示できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、対象物の表面形状および表面性状を触覚情報として出力する触覚呈示装置において、
触覚呈示面を備え、当該触覚呈示面に平行な方向にスライド可能な少なくとも一つの触覚ユニットと、
この触覚ユニットのスライド方向を検出する検出手段と、
前記触覚呈示面に配列された複数の触覚子と、
前記触覚子を前記触覚ユニットのスライド方向に振動させるための振動手段と、
前記触覚子を前記触覚呈示面に垂直な方向に移動させるための移動手段と、
前記振動手段および前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段とを有し、
前記駆動制御手段は、前記触覚ユニットのスライド時には、前記振動手段により、前記対象物の表面粗さに応じた周波数、および/または、前記対象物の表面の凹凸の大きさに応じた振幅で、前記触覚子を振動させることを特徴としている。
【0008】
前記触覚子により対象物の形状を表すためには、前記駆動制御手段により、前記触覚子の先端部分によって前記対象物の表面形状に対応する表面形状が規定されるように、前記移動手段により各触覚子を移動すればよい。
【0009】
ここで、前記振動手段は、前記触覚子を前記触覚呈示面に垂直な方向に移動可能な状態で保持している保持部材と、前記触覚呈示面に垂直な方向に振動する振動子と、この振動子の振動を、前記触覚呈示面に平行な方向の振動に変換して前記保持部材に伝達する伝達機構とを備えた構成とすることができる。
【0010】
この場合、前記振動子として第1および第2の振動子を備え、前記伝達機構をカム機構とすることができる。カム機構は、前記第1および第2の振動子の先端面に形成された第1および第2の傾斜カム面と、これらの傾斜カム面と相補的な形状をしている前記保持部材に形成された第1および第2の傾斜カムフォロワー面とにより構成できる。
【0011】
この構成の振動手段は、触覚呈示面の下側において移動手段と同様に配置できるので、触覚ユニットの幅寸法の増加を抑制できる。よって、複数の触覚ユニットを備えた触覚呈示装置を小型でコンパクトに構成できる。
【0012】
また前記振動手段にピエゾ素子などの長手方向に直交する方向に振動する電気機械変換素子を用いると、同様に触覚ユニットの幅寸法の増加を抑制できる。
【0013】
前記触覚子を移動させるための前記移動手段の一部は、可撓性部材から構成されることが望ましく、これにより、前記触覚ユニットのスライド方向への振動によっても垂直な方向への移動が妨げられない。
【0014】
また、前記触覚子として、一端を中心として前記触覚呈示面に垂直な方向に旋回可能な旋回ピンを用いることができる。この場合には、前記振動手段および前記移動手段として、各旋回ピンを前記触覚呈示面に垂直な方向に押し上げ可能な共通の駆動ピンを備えた構成のものを用いることができる。旋回ピンと駆動ピンの接触面形状を適切に設定することにより、前記駆動ピンを移動させて前記旋回ピンを前記触覚呈示面から押し上げた状態で、当該駆動ピンを同一方向に振動させると、前記旋回ピンが前記触覚呈示面に沿った方向に振動するようにできる。
【0015】
この構成によれば、移動手段と振動手段を単一の手段により実現できるので、触覚呈示装置の小型化、コンパクト化に有利である。
【0016】
次に、前記触覚ユニットに、前記対象物の表面形状および表面性状を読み取るための情報読取手段を搭載し、前記駆動制御手段により、この情報読取手段によって読み取られた前記対象物の表面形状および表面性状に基づき、前記接触子を駆動制御するようにしてもよい。
【0017】
この構成によれば、対象物を読み取る読取部と触覚ユニットが別体構成の場合に比べて取り扱いが容易になり、また、任意の対象物の表面情報を触覚情報として呈示できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した触覚呈示装置の実施の形態を説明する。
【0019】
図1(a)は本実施の形態に係る触覚呈示装置を示す概略構成図である。この図を参照して説明すると、触覚呈示装置1は、操作者が指先Pを載せながら平面上をスライドさせることのできる少なくとも1つの触覚ユニット2と、この触覚ユニット2を駆動制御するための駆動制御ユニット5とを有している。勿論、これら触覚ユニット2および駆動制御ユニット5を単一のユニットとして構成することも可能である。
【0020】
触覚ユニット2は、図において想像線で示すように全体として直方体形状をしており、平面上を前後左右にスライド可能となっている。触覚ユニット2の上面には長方形の触覚呈示面21が形成されており、この触覚呈示面21は、上面が平坦な矩形の保持板22の上面によって規定されている。保持板22にはマトリックス状に多数のピン穴23が形成されており、各ピン穴23を貫通して、触覚呈示面21に垂直方向に移動可能な状態で触覚子として機能する垂直ピン24が配置されている。
【0021】
各垂直ピン24はピン移動機構30によって上下方向に移動可能となっている。ピン移動機構30は、各垂直ピン24の下端に連結されたボイスコイルなどからなる駆動部31を備えており、駆動部31によって、垂直ピン24は、その先端24aが触覚呈示面21に一致した引き込み位置から所定量だけ上方に突出した突出位置まで移動可能であり、また、これらの間の所定の高さ位置に保持することが可能となっている。
【0022】
また、各垂直ピン24は可撓性を有しているので、水平振動を受けても上下方向への移動は妨げられない。
【0023】
次に、保持板22は水平方向に振動可能な状態で保持されており、ピン振動機構33によって前後(図のY方向)および左右(図のX方向)に振動可能となっている。ピン振動機構33は、保持板22の下側に配置された2本の振動ピン34、35と、これらの振動ピン34、35を上下方向に振動させるボイスコイルなどからなる駆動部36、37と、振動ピン34、35の上下方向の振動を、触覚呈示面21に平行な方向の振動に変換して保持板22に伝達する伝達機構38とを備えている。
【0024】
伝達機構38はカム機構から構成されている。すなわち、振動ピン34の先端に形成されたY方向に45度の角度で傾斜している傾斜カム面41と、この傾斜カム面41と相補的な形状をした保持板22の裏面に形成された傾斜カムフォロワー面42とを備えており、振動ピン34の上下振動により、保持板22がY方向に水平振動する。また、振動ピン35の先端に形成されたX方向に45度傾斜した傾斜カム面43と、この傾斜カム面43と相補的な形状をした保持板22の裏面に形成された傾斜カムフォロファー面44とを備えており、振動ピン35の上下振動により、保持板22がX方向に水平振動する。
【0025】
なお、ピン振動機構33としては、ボイスコイルおよびカム機構の代わりに、図1(b)に示すようなピエゾ素子などの電気機械変換素子91を用いることもできる。このような電気機械変換素子91は、その長手方向に直交する方向に変位するので、図のように保持板22を電気機械変換素子91によって支持しておけば、これらの電気機械変換素子91を駆動することにより、保持板22をXおよびY方向に振動させることができる。
【0026】
次に、この構成の触覚ユニット2には当該触覚ユニット2のスライド方向を検出するためのセンサ25が取付られている。
【0027】
一方、駆動制御ユニット5は、上記のピン移動機構30の駆動部31およびピン振動機構33の駆動部36、37を駆動制御する駆動制御部51と、触覚呈示面22に表示すべき対象物の表面形状および表面性状に関する情報を出力する情報出力部52と、センサ25からの信号に基づき、触覚ユニット2の位置およびスライド方向を検出する検出部53を備えている。
【0028】
情報出力部52は、検出部53により検出された触覚ユニット2の位置に対応する対象物の表面形状に関する情報を駆動制御装部51に出力する。また、検出部53により検出された触覚ユニットのスライド方向に基づき、触覚ユニット2の位置に対応する対象物の表面性状に関する情報を駆動制御部51に出力する。駆動制御部51では、供給された情報に基づき、ピン移動機構30の駆動部31およびピン振動機構33の駆動部36、37を駆動制御する。
【0029】
すなわち、駆動制御部51は、供給された表面形状に関する情報に基づき、各垂直ピン24の先端24aによって、対象物の表面形状に対応する表面形状が規定されるように、ピン移動機構30の駆動部31を制御する。この結果、触覚提示面21に指先Pなどを当てると、対象物の表面形状を触覚により認識できる。
【0030】
また、駆動制御部51では、触覚ユニット2のスライド時には、ピン移動機構30により各垂直ピン24の突出量を制御して表面形状を呈示すると共に、ピン振動機構33の駆動部36、37を制御して、対象物の表面粗さに応じた周波数で垂直ピン24をスライド方向に振動させる。表面が粗い程、低い周波数で振動させ、表面が細かい程、高い周波数で振動させる。また、対象物の表面の凹凸の大きさ(深さ)に応じた振幅で垂直ピン24を振動させる。すなわち、凹凸が大きい程、大きな振幅で振動させ、凹凸が小さい程、小さな振幅で振動させる。
【0031】
この結果、対象物の表面を実際に指先でなぞった場合に得られる感触と同様な感触を、触覚呈示面21に載せた指先から得ることができる。これにより、対象物の表面性状、例えば、表面粗さ、凹凸の程度などを認識することができる。
【0032】
このように、本実施の形態に係る触覚呈示装置1では、触覚子としての垂直ピンを、触覚ユニット2のスライド方向、すなわちここに載せた指先Pの移動方向に振動させるようにしている。従って、対象物の表面形状と共に表面性状を触覚により認識させることができる。また、垂直ピン24の振動機構33として、垂直ピン24の移動機構30と同一の機構を採用しているので、触覚呈示面21の裏面側にピン移動機構30およびピン振動機構33を組み込むことができる。従って、触覚ユニット2の幅方向の寸法増加を抑制できるので、各指に対応した複数個の触覚ユニットを備えた触覚呈示装置をコンパクトに構成できる。
【0033】
(触覚子、およびその移動・振動機構の別の例)
ここで、触覚子および、その移動・振動機構としては、図2に示す構成のものを採用することができる。この図には一つの触覚子としての旋回ピンと、その移動・振動機構の主要部分のみを示してある。旋回ピン60は、触覚呈示面21Aを規定している保持板22Aの表面に配列されている。各旋回ピン60は、その一端60aが保持板22Aに取り付けられた水平ピン62を中心に上下に旋回自在となっている。旋回ピン60における旋回方向の一方の側面は平坦な側面60bとされており、コイルばね等のばね部材(図示せず)によって、旋回ピン60は、当該側面60bが触覚呈示面21Aと同一平面上に位置した倒れ姿勢60Aに保持されている。
【0034】
倒れ姿勢60Aの状態にある旋回ピン60の下側には垂直に駆動ピン65が配置されており、この駆動ピン65の下端には、ボイスコイルなどからなる駆動部66が連結されている。この駆動ピン65の半球状の先端面65aは、旋回ピン60における側面63とは反対側の側面60cに常に接触状態にある。この側面60cは次のような輪郭形状となっている。倒れ姿勢60Aの状態において駆動ピン65の先端65aに当接している側面部分は、側面60bに平行な平坦面部分60dとされている。この平坦面部分60dの先端側にはほぼ半円形状の凸曲面部分60eが連続している。
【0035】
図2(b)に示すように、旋回ピン60を倒れ姿勢60Aから垂直に起立した起立姿勢60Bまで立ち上げた状態においても、駆動ピン65の先端65aが凸曲面部分60eの斜め下側位置に接触するようになっている。
【0036】
従って、駆動ピン65を図2(a)に示す引き込み位置から上方に突出させると、駆動ピン65によって旋回ピン60が倒れ姿勢60Aから徐々に立ち上がり、垂直に起立した起立姿勢60Bにすることができる。また、旋回ピン60の凸曲面部分60eに先端65aが接した状態で駆動ピン65を上下に振動させると、旋回ピン60は上下および左右方向に振動する。図2(b)に示すように、旋回ピン60が起立姿勢の状態では、旋回ピン60はほぼ左右方向に振動する。
【0037】
この形状の旋回ピン60を用いれば、単一の駆動部66により、旋回ピン60を上下に移動させることができると共に、旋回ピン60を左右に振動させることができる。よって、対象物の表面形状および表面性状を呈示可能な触覚呈示装置を小型でコンパクトに構成できる。
【0038】
(その他の実施の形態)
上記の触覚呈示装置1においては、触覚ユニット2の位置およびスライド方向を検出して、対象物の表面部分の形状および性状を出力するように構成されている。この代わりに、触覚ユニットにCCDカメラ等の画像読取部を搭載し、対象物の表面を実施に移動させながら、当該対象物の表面形状および表面性状を触覚情報として呈示できるように構成することもできる。
【0039】
図3は、情報読取部と触覚呈示部が単一のユニットとして構成されている触覚呈示装置を示す構成図である。この図に示すように、触覚呈示装置70は、その装置ケース71の内部に、CCDカメラ等の情報読取部72と、情報読取部72の読取領域を照明する照明光源73と、情報読取部72で読み取られた対象物90の表面情報を触覚情報として提示可能な触覚呈示部74と、触覚呈示部74の駆動を制御する制御部75と、バッテリ電源76が搭載された構成となっている。
【0040】
触覚呈示部74は、触覚呈示面77と、ここに配列された複数の触覚子78と、この触覚子78を上下に移動する移動機構79と、触覚子78を触覚呈示装置70のスライド方向に振動させるための振動機構80とが備わっている。触覚呈示面77、触覚子78、移動機構79および振動機構80は、前述の触覚呈示装置1における対応する部位と同一構成とすることができる。
【0041】
触覚呈示装置70は、情報読取部72と触覚呈示部74が一体化されているので、これらが分離配置されている場合に比べて操作し易いという利点がある。また、任意の対象物の表面形状、性状を読み取り、触覚情報として呈示できるという利点がある。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の触覚呈示装置においては、触覚子を移動機構により移動させて触覚呈示面から突出させることにより、対象物の表面形状を呈示することができる。また、触覚子を振動機構により触覚呈示装置の触覚ユニットのスライド方向、すなわち操作者の指先のなぞり方向に振動させることにより、対象物の表面性状を呈示することができる。
【0043】
さらに、振動機構を移動機構と同一の駆動機構を採用した場合には、触覚呈示面の下側に双方の機構を配置することができるので、触覚ユニットの幅寸法の増加を抑制できるので、複数の触覚ユニットを備えた触覚呈示装置を小型でコンパクトに構成できる。
【0044】
さらにまた、接触子として旋回ピンを採用し、この旋回ピンの上下移動および振動を単一の駆動機構により実現した場合には、対象物の表面形状および表面性状を呈示可能な触覚呈示装置を小型でコンパクトに実現できる。
【0045】
これに加えて、触覚呈示部および情報読取部を一体化した構成を採用した場合には、取り扱いが容易であり、任意の対象物の表面形状・性状を触覚情報として呈示可能な触覚呈示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明を適用した触覚呈示装置の主要部分を示す概略構成図であり、(b)はその振動機構の別の例を示す説明図である。
【図2】触覚子として旋回ピンを用いた場合の例を示す説明図である。
【図3】本発明を適用した触覚呈示装置の別の実施の形態を示す説明図である。
【図4】触覚呈示装置の一般的な構成を示す説明図である。
【符号の説明】
1 触覚呈示装置
2 触覚ユニット
5 駆動制御ユニット
21、21A 触覚呈示面
22、22A 保持板
23 ピン穴
24 垂直ピン
25 センサ
30 ピン移動機構
31 駆動部
33 ピン振動機構
34、35 振動ピン
36、37 駆動部
38 伝達機構
41、43 傾斜カム面
42、44 傾斜カムフォロワー面
51 駆動制御部
52 情報出力部
53 検出部
60 旋回ピン
60A 倒れ姿勢
60B 起立姿勢
60a 一端
60c 側面
60d 平坦面部分
60e 凸曲面部分
62 水平ピン
65 駆動ピン
65a 先端
66 駆動部
70 触覚呈示装置
72 情報読取部
73 照明光源
74 触覚呈示部
75 駆動制御部
76 バッテリ
77 触覚呈示面
78 触覚子
79 移動機構
80 振動機構
90 対象物
91 電気機械変換素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tactile sensation providing device that outputs a surface shape and a surface property of a perceived object, for example, a virtual object, as tactile information.
[0002]
[Prior art]
As a tactile presentation device capable of outputting the surface shape of an object as tactile information, as shown in FIG. 4, a plurality of
[0003]
It is also known that the surface property of a perceived object, for example, a feel such as surface roughness is perceived by tracing the surface of the object with a fingertip. A tactile sensation providing device for presenting a tactile sensation similar to a tactile sensation obtained by tracing a fingertip is disclosed in, for example, the following patent document. In this patent document, a mechanical stimulus is applied to a fingertip by horizontally vibrating a diaphragm arranged horizontally.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-90867
[Problems to be solved by the invention]
Here, even in a tactile sense presentation device using a plurality of pins as tactile elements as shown in FIG. 4, if a tactile sense obtained by tracing a fingertip can be presented, the surface properties (surface roughness etc.) of the target object are recognized. It is desirable because it can be done.
[0006]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a tactile presentation device having a configuration in which a plurality of contacts are vertically movably arranged on a tactile presentation surface, so that the surface shape and surface properties of an object can be presented. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a tactile presentation device that outputs the surface shape and surface properties of an object as tactile information,
At least one haptic unit comprising a haptic presentation surface and slidable in a direction parallel to the haptic presentation surface,
Detecting means for detecting the sliding direction of the haptic unit;
A plurality of tactile elements arranged on the tactile sense presentation surface,
Vibrating means for vibrating the haptic element in a sliding direction of the haptic unit,
Moving means for moving the haptic element in a direction perpendicular to the haptic sense presentation surface,
Drive control means for driving and controlling the vibration means and the movement means,
The drive control means, at the time of sliding of the tactile unit, by the vibration means, at a frequency according to the surface roughness of the object, and / or at an amplitude according to the size of the irregularities on the surface of the object, It is characterized in that the tactile element is vibrated.
[0008]
In order to represent the shape of the object by the haptic element, the drive control means controls the moving means so that the surface shape corresponding to the surface shape of the object is defined by the tip of the haptic element. The haptics can be moved.
[0009]
Here, the vibrating means includes a holding member that holds the haptic element in a state movable in a direction perpendicular to the haptic sense presentation surface, a vibrator oscillating in a direction perpendicular to the haptic sense presentation surface, And a transmission mechanism that converts the vibration of the vibrator into vibration in a direction parallel to the tactile sense presentation surface and transmits the vibration to the holding member.
[0010]
In this case, a first and second vibrator may be provided as the vibrator, and the transmission mechanism may be a cam mechanism. The cam mechanism is formed on first and second inclined cam surfaces formed on the distal end surfaces of the first and second vibrators and on the holding member having a shape complementary to the inclined cam surfaces. And the first and second inclined cam follower surfaces.
[0011]
Since the vibrating means having this configuration can be arranged below the tactile sensation presentation surface in the same manner as the moving means, an increase in the width of the tactile unit can be suppressed. Therefore, a tactile sensation presentation device including a plurality of tactile units can be configured to be small and compact.
[0012]
When an electromechanical transducer such as a piezo element that vibrates in a direction perpendicular to the longitudinal direction is used as the vibrating means, an increase in the width of the tactile unit can be similarly suppressed.
[0013]
It is preferable that a part of the moving means for moving the haptic element is formed of a flexible member, whereby movement in the vertical direction is prevented even by vibration of the haptic unit in the sliding direction. I can't.
[0014]
In addition, a turning pin that can turn around one end in a direction perpendicular to the tactile sense presentation surface can be used as the tactile element. In this case, a configuration having a common drive pin capable of pushing up each turning pin in a direction perpendicular to the tactile sense presentation surface can be used as the vibration means and the moving means. By appropriately setting the contact surface shape between the pivot pin and the drive pin, the drive pin is moved to push up the pivot pin from the tactile sense presentation surface, and the drive pin is vibrated in the same direction. The pin may vibrate in a direction along the tactile presentation surface.
[0015]
According to this configuration, since the moving means and the vibration means can be realized by a single means, it is advantageous for downsizing and downsizing of the tactile sense presentation device.
[0016]
Next, the tactile unit is equipped with information reading means for reading the surface shape and surface properties of the object, and the drive control means controls the surface shape and surface of the object read by the information reading means. The drive of the contact may be controlled based on properties.
[0017]
According to this configuration, the reading unit for reading the object and the tactile unit are easier to handle as compared with a case in which the tactile unit is a separate unit, and surface information of an arbitrary object can be presented as tactile information.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a tactile sense presentation device to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram illustrating a tactile sense presentation device according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, a tactile
[0020]
The
[0021]
Each
[0022]
In addition, since each of the
[0023]
Next, the holding
[0024]
The
[0025]
In addition, as the
[0026]
Next, a
[0027]
On the other hand, the
[0028]
The
[0029]
That is, the
[0030]
In addition, when the
[0031]
As a result, a feeling similar to the feeling obtained when actually tracing the surface of the object with the fingertip can be obtained from the fingertip placed on the tactile
[0032]
As described above, in the tactile
[0033]
(Another example of a tactile element and its movement / vibration mechanism)
Here, as the tactile element and its moving / vibrating mechanism, those having the configuration shown in FIG. 2 can be employed. In this figure, only a pivot pin as one tactile element and a main part of its movement / vibration mechanism are shown. The turning pins 60 are arranged on the surface of the holding
[0034]
A
[0035]
As shown in FIG. 2B, even when the turning
[0036]
Therefore, when the
[0037]
When the
[0038]
(Other embodiments)
The tactile
[0039]
FIG. 3 is a configuration diagram showing a tactile presentation device in which the information reading unit and the tactile presentation unit are configured as a single unit. As shown in this figure, a tactile
[0040]
The
[0041]
Since the tactile
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the tactile sense presentation device of the present invention, the surface shape of the target object can be presented by moving the tactile element by the moving mechanism and projecting the tactile element from the tactile sense presentation surface. Further, by vibrating the haptic element in the sliding direction of the haptic unit of the haptic device by the vibration mechanism, that is, in the tracing direction of the fingertip of the operator, the surface properties of the object can be presented.
[0043]
Furthermore, when the same driving mechanism as the moving mechanism is used as the vibration mechanism, both mechanisms can be arranged below the tactile sensation presentation surface, so that an increase in the width of the tactile unit can be suppressed. The tactile sensation presentation device provided with the tactile unit can be configured to be small and compact.
[0044]
Furthermore, when a pivot pin is employed as a contact and the vertical movement and vibration of the pivot pin are realized by a single drive mechanism, a tactile presentation device capable of presenting the surface shape and surface properties of an object is reduced in size. And can be realized compactly.
[0045]
In addition, in the case of employing a configuration in which the tactile presentation unit and the information reading unit are integrated, a tactile presentation device that is easy to handle and can present the surface shape and properties of any object as tactile information is provided. realizable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a tactile sense presentation device to which the present invention is applied, and FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating another example of the vibration mechanism.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example in which a turning pin is used as a tactile element.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another embodiment of the tactile sense presentation device to which the present invention is applied.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a general configuration of a tactile sense presentation device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
触覚呈示面を備え、当該触覚呈示面に平行な方向にスライド可能な少なくとも一つの触覚ユニットと、
この触覚ユニットのスライド方向を検出する検出手段と、
前記触覚呈示面に配列された複数の触覚子と、
前記触覚子を前記触覚ユニットのスライド方向に振動させるための振動手段と、
前記触覚子を前記触覚呈示面に垂直な方向に移動させるための移動手段と、
前記振動手段および前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段とを有し、
前記駆動制御手段は、前記触覚ユニットのスライド時には、前記振動手段により、前記対象物の表面粗さに応じた周波数で前記触覚子を振動させることを特徴とする触覚呈示装置。In a tactile presentation device that outputs the surface shape and surface properties of an object as tactile information,
At least one haptic unit comprising a haptic presentation surface and slidable in a direction parallel to the haptic presentation surface,
Detecting means for detecting the sliding direction of the haptic unit;
A plurality of tactile elements arranged on the tactile sense presentation surface,
Vibrating means for vibrating the haptic element in a sliding direction of the haptic unit,
Moving means for moving the haptic element in a direction perpendicular to the haptic sense presentation surface,
Drive control means for driving and controlling the vibration means and the movement means,
The tactile sensation providing device, wherein the drive control means causes the vibrating means to vibrate the haptic element at a frequency corresponding to a surface roughness of the object when the haptic unit slides.
前記駆動制御手段は、前記触覚ユニットのスライド時には、前記振動手段により、前記対象物の表面の凹凸の大きさに応じた振幅で前記触覚子を振動させることを特徴とする触覚呈示装置。In claim 1,
The tactile sensation providing device, wherein the drive control means causes the vibrating means to vibrate the haptic element with an amplitude corresponding to the size of irregularities on the surface of the object when the haptic unit slides.
前記駆動制御手段は、前記触覚子の先端部分によって前記対象物の表面形状に対応する表面形状が規定されるように、前記移動手段により各触覚子を移動させることを特徴とする触覚呈示装置。In claim 1 or 2,
The tactile sensation presentation device, wherein the drive control means moves each haptic element by the moving means so that a surface shape corresponding to a surface shape of the object is defined by a tip portion of the haptic element.
前記振動手段は、前記触覚子を前記触覚呈示面に垂直な方向に移動可能な状態で保持している保持部材と、前記触覚呈示面に垂直な方向に振動する振動子と、この振動子の振動を、前記触覚呈示面に平行な方向の振動に変換して前記保持部材に伝達する伝達機構とを備えていることを特徴とする触覚呈示装置。In claim 1, 2 or 3,
The vibrating means includes: a holding member that holds the haptic element in a state movable in a direction perpendicular to the haptic sense presentation surface; a vibrator oscillating in a direction perpendicular to the haptic sense presentation surface; A transmission mechanism for converting vibration into vibration in a direction parallel to the tactile presentation surface and transmitting the vibration to the holding member.
前記振動子として第1および第2の振動子を備え、
前記伝達機構はカム機構であり、前記第1および第2の振動子の先端面に形成された第1および第2の傾斜カム面と、これらの傾斜カム面と相補的な形状をしている前記保持部材に形成された第1および第2の傾斜カムフォロワー面とを備えていることを特徴とする触覚呈示装置。In claim 4,
First and second vibrators are provided as the vibrator,
The transmission mechanism is a cam mechanism, and has first and second inclined cam surfaces formed on the tip surfaces of the first and second vibrators, and shapes complementary to these inclined cam surfaces. A tactile sensation providing device, comprising: first and second inclined cam follower surfaces formed on the holding member.
前記振動手段は、前記触覚子を前記触覚呈示面に垂直な方向に移動可能な状態で保持している保持部材と、該保持部材に連結された少なくとも一つのピエゾ素子などの長手方向に直交する方向に振動する電気機械変換素子であることを特徴とする触覚提示装置。In claim 1, 2 or 3,
The vibrating means is orthogonal to a longitudinal direction of a holding member that holds the haptic element so as to be movable in a direction perpendicular to the tactile presentation surface, and at least one piezo element connected to the holding member. A tactile presentation device characterized by being an electromechanical transducer that vibrates in a direction.
前記触覚子は、一端を中心として前記触覚呈示面に垂直な方向に旋回可能な旋回ピンであり、
前記振動手段および前記移動手段は、各旋回ピンを前記触覚呈示面に垂直な方向に押し上げ可能な共通の駆動ピンを備えており、
前記駆動ピンを移動させて前記旋回ピンを前記触覚呈示面から押し上げた状態で、当該駆動ピンを同一方向に振動させると、前記旋回ピンが前記触覚呈示面に沿った方向に振動することを特徴とする触覚呈示装置。In claim 1, 2 or 3,
The haptic element is a pivot pin that can be pivoted about one end in a direction perpendicular to the tactile sensation presentation surface,
The vibrating means and the moving means include a common drive pin capable of pushing up each pivot pin in a direction perpendicular to the tactile sense presentation surface,
When the drive pin is moved to vibrate the drive pin in the same direction while pushing up the swivel pin from the tactile sense presentation surface, the swivel pin vibrates in a direction along the tactile sense presentation surface. Tactile presentation device.
前記触覚ユニットは、前記対象物の表面形状および表面性状を読み取るための情報読取手段を有しており、
前記駆動制御手段は、この情報読取手段によって読み取られた前記対象物の表面形状および表面性状に基づき、前記接触子を駆動制御することを特徴とする触覚呈示装置。In any one of claims 1 to 8,
The tactile unit has information reading means for reading the surface shape and surface properties of the object,
The tactile sensation providing device, wherein the drive control means drives and controls the contact based on a surface shape and a surface property of the object read by the information reading means.
前記読取手段は、請求項1ないし8のいずれかの項に記載の前記触覚ユニットのほぼ真下に位置することを特徴とする触覚呈示装置。In claim 9,
9. A tactile sensation providing device, wherein the reading means is located substantially directly below the tactile unit according to any one of claims 1 to 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002322588A JP2004157749A (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Tactile sense presentation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002322588A JP2004157749A (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Tactile sense presentation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004157749A true JP2004157749A (en) | 2004-06-03 |
Family
ID=32802732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002322588A Withdrawn JP2004157749A (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Tactile sense presentation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004157749A (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005129044A (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Korea Advanced Inst Of Science & Technol | Tactile feeling generating mouse interface device transmitting material feeling, shearing and contact reaction force to user |
JP2008175835A (en) * | 2006-02-16 | 2008-07-31 | Yamaguchi Univ | Braille reader equipped with tactile sensing mechanism |
JP2010503061A (en) * | 2006-09-01 | 2010-01-28 | 韓國電子通信研究院 | Sensory information input / output electronic pen and olfactory information output method using electronic pen |
JP2011059056A (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Nagoya Institute Of Technology | Device and display for presenting tactile sense |
JP2013024932A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Toyokuni:Kk | Information transmission apparatus |
JP5236832B1 (en) * | 2012-10-17 | 2013-07-17 | 株式会社東海理化電機製作所 | Operating device |
US9075437B2 (en) | 2010-12-23 | 2015-07-07 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Tactile presentation apparatus, tactile cell, and method for controlling tactile presentation apparatus |
WO2018143015A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | アルプス電気株式会社 | Tactile-sensation presentation device |
JP2018181185A (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 日本放送協会 | Force sense presentation unit and virtual force sense presentation device |
US10928909B2 (en) | 2016-11-28 | 2021-02-23 | Alps Alpine Co., Ltd. | Tactile sensation presenting device for presenting warm/cold information and vibration information |
-
2002
- 2002-11-06 JP JP2002322588A patent/JP2004157749A/en not_active Withdrawn
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005129044A (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Korea Advanced Inst Of Science & Technol | Tactile feeling generating mouse interface device transmitting material feeling, shearing and contact reaction force to user |
JP2008175835A (en) * | 2006-02-16 | 2008-07-31 | Yamaguchi Univ | Braille reader equipped with tactile sensing mechanism |
JP2010503061A (en) * | 2006-09-01 | 2010-01-28 | 韓國電子通信研究院 | Sensory information input / output electronic pen and olfactory information output method using electronic pen |
JP2011059056A (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Nagoya Institute Of Technology | Device and display for presenting tactile sense |
US9075437B2 (en) | 2010-12-23 | 2015-07-07 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Tactile presentation apparatus, tactile cell, and method for controlling tactile presentation apparatus |
JP2013024932A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Toyokuni:Kk | Information transmission apparatus |
JP5236832B1 (en) * | 2012-10-17 | 2013-07-17 | 株式会社東海理化電機製作所 | Operating device |
US10928909B2 (en) | 2016-11-28 | 2021-02-23 | Alps Alpine Co., Ltd. | Tactile sensation presenting device for presenting warm/cold information and vibration information |
WO2018143015A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | アルプス電気株式会社 | Tactile-sensation presentation device |
JPWO2018143015A1 (en) * | 2017-02-06 | 2019-07-04 | アルプスアルパイン株式会社 | Tactile display device |
US10698494B2 (en) | 2017-02-06 | 2020-06-30 | Alps Alpine Co., Ltd. | Tactile sensation presenting device |
JP2018181185A (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 日本放送協会 | Force sense presentation unit and virtual force sense presentation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5079820B2 (en) | Tactile stimulation device and device using the same | |
US10261585B2 (en) | Adjusting the level of acoustic and haptic output in haptic devices | |
US9894329B2 (en) | Scanning laser projection display for small handheld devices | |
JP4229098B2 (en) | Touch panel display device, electronic device including touch panel display device, and camera including touch panel display device | |
US8073501B2 (en) | Method and apparatus for providing haptic feedback to non-input locations | |
JP4604902B2 (en) | INPUT / OUTPUT DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING INPUT / OUTPUT DEVICE | |
JP4853611B2 (en) | Tactile sense providing mechanism and electronic device provided with tactile sense providing mechanism | |
JP2004157749A (en) | Tactile sense presentation device | |
KR20150048685A (en) | Protective case for mobile terminalproviding real time vibration feedback | |
KR20120047982A (en) | Input device and method for controlling input device | |
US20040227721A1 (en) | Method and device for generating multi-functional feedback | |
JP2007034991A (en) | Touch panel display device, electronic equipment with touch panel display device, and camera with touch panel display device | |
JP2008518271A5 (en) | ||
CN113311946A (en) | Multi-mode fingerstall type device for mobile terminal application | |
KR20100107997A (en) | Pen type tactile representive device and tactile interface system using thereof | |
CN103327769A (en) | Electronic device with supporting foot stand and operating method thereof | |
JP4350661B2 (en) | Pen input device | |
JP4036132B2 (en) | An artificial hand and a wind instrument playing robot equipped with the artificial hand | |
JP2003250283A (en) | Piezoelectric actuator, small apparatus, and gimmick clock | |
JP2004101677A (en) | Tactile display device | |
US12121800B2 (en) | Haptics for touch-input hardware interfaces of a game controller | |
JP7403604B2 (en) | energizing device | |
US20230356076A1 (en) | Haptics for touch-input hardware interfaces of a game controller | |
JP5978828B2 (en) | Haptic presentation device, haptic presentation method, and haptic presentation system | |
JP2010191605A (en) | Direction transmission device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |