JP2013515329A - 電気粘性流体の環境を用いる触覚型フィードバックデバイス - Google Patents
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Claims (26)
- 複数の個別流体チャンバを含む第1の層と、
前記第1の層に結合され、電気粘性流体を含む複数の相互接続されたマイクロチャンバを含む第2の層と、
前記複数の相互接続されたマイクロチャンバの向かい合った第1および第2の面に配置された複数の電極とを備える触覚型フィードバックデバイス。 - 前記触覚型フィードバックデバイスが、人の手に装着されるように構成された手袋を備える請求項1に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記手袋が複数の指および手のひらを含み、前記複数の個別流体チャンバのそれぞれが前記複数の指または手のひらの別々の1つに対応する請求項2に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記手袋が複数の指および手のひらを含み、
前記複数の個別流体チャンバが複数のサブセットに分割され、前記複数のサブセットのそれぞれが複数の個別流体チャンバを含み、
前記複数のサブセットのそれぞれが、前記複数の指または手のひらの別々の1つに相当する請求項2に記載の触覚型フィードバックデバイス。 - 前記第2の層が、間に電気粘性流体を含む向かい合った第1および第2の膜を備え、
前記複数の電極のそれぞれが、前記第1または第2の膜のそれぞれの1つの中に実質的に密封される請求項1から4のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイス。 - 前記複数の電極のそれぞれが、実質的に導電性の帯状の材料を含み、
前記複数の相互接続されたマイクロチャンバの前記第1の面に配置された前記複数の電極の第1のサブセットのそれぞれが、第1の方向に整列され、
前記複数の相互接続されたマイクロチャンバの前記第2の面に配置された前記複数の電極の第2のサブセットのそれぞれが、前記第1の方向に対して実質的に垂直な第2の方向に整列される請求項1から5のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイス。 - 前記第1および第2の層のそれぞれが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド、ポリアミド、またはポリアミドイミド(PAI)の1つまたは複数を含む樹脂膜を備える請求項1から6のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記電気粘性流体が、100キロパスカル(kPa)を上回る降伏応力を有する請求項1から7のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記電気粘性流体が、約200kPaの降伏応力を有する請求項8に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記電気粘性流体が、オイルの中に分散した固体粒子を備える請求項1から9のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記固体粒子が、酸化チタン(「TiO2」)、ポリアニリン、マイクロカプセル化されたポリアニリン、ポリ(ナフタリンキニーネ)遊離基、またはポリ(p−フェニレン)のうち少なくとも1つを含む請求項10に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記オイルがシリコンオイルを含む請求項10に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 前記複数の電極が、前記複数の相互接続されたマイクロチャンバのそれぞれの両端へ、選択的に、かつ独立して電界を印加するように構成される請求項1から12のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイス。
- 人に装着されるように構成される、請求項1から13のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイスと、
前記複数の個別流体チャンバに対して流体結合された圧力源と、
前記複数の電極に対して電気的に結合された電源と、
前記圧力源および前記電源に対して電気的に結合される制御モジュールとを備えるシステム。 - 前記触覚型フィードバックデバイスに含まれる前記複数の個別流体チャンバを選択的に加圧するのに前記圧力源によって使用されるように構成された流体をさらに備える請求項14に記載のシステム。
- 前記流体が、実質的に均一の粘性を有する気体または液体を含む請求項15に記載のシステム。
- 前記流体が、空気、水またはオイルを含む請求項15または16に記載のシステム。
- 前記流体が、約0センチポアズ(「cP」)と約800cPの間の粘性を有する請求項15から17のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記流体が、約0.0018cPと約100cPの間の粘性を有する請求項18に記載のシステム。
- 前記制御モジュールが、前記圧力源および電源に対して人と仮想物体の間の接触状態を表すデータ信号を供給するように構成される請求項14から19のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記圧力源が、前記データ信号に従って前記複数の個別流体チャンバのサブセットを選択的に加圧するように構成され、
前記電源が、前記複数の電極のサブセットを介して前記複数の相互接続されたマイクロチャンバのサブセットの両端に電界を選択的に印加するように構成され、前記データ信号に従って前記複数の相互接続されたマイクロチャンバの前記サブセットに含まれる前記電気粘性流体の一部分の見掛け粘度を変更する請求項20に記載のシステム。 - 人が装着した触覚型フィードバックデバイスの第1の層に含まれる複数の個別流体チャンバのサブセットを選択的に加圧することと、
前記触覚型フィードバックデバイスの、前記第1の層に結合されて前記第1の層と前記人の間に配置された第2の層に硬さ分布を生成することと、
前記第1の層からの圧力を、前記第2の層の硬さ分布を介して前記人に伝達して、前記人に、前記仮想物体との接触を示す触覚および前記仮想物体の硬さを示す力覚を喚起することとを含む、拡張現実空間で人に接触する仮想物体を触覚的に表す方法。 - 前記第2の層の硬さ分布を生成することが、複数の相互接続されたマイクロチャンバのサブセットに含まれる電気粘性流体の一部分の見掛け粘度を変更するために、前記第2の層の前記複数の相互接続されたマイクロチャンバのサブセットの両端に電界を選択的に印加することを含み、前記電気粘性流体が、前記複数の相互接続されたマイクロチャンバの全体にわたって含まれる請求項22に記載の方法。
- 前記人が知覚する前記仮想物体の硬さを増すために、前記印加する電界の大きさを増すことをさらに含む請求項22または23に記載の方法。
- 前記人が知覚する前記仮想物体の硬さを低減するために、前記印加する電界の大きさを低減することをさらに含む請求項22から24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触覚型フィードバックデバイスが、請求項1から13のいずれか一項に記載の触覚型フィードバックデバイスを備える請求項22に記載の方法。
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