JP2017073100A - 触力覚情報提示システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】触力覚提示装置は、刺激を生成する触力覚提示装置と、触力覚提示を駆動する駆動装置と、該刺激を操作者に生成しない非触力覚提示装置とを備えを、触力覚提示装置は、触力覚を操作者に提示してなる触力覚情報提示システム。
【選択図】図2
Description
操作者の感覚特性及び又は錯角を適用して、該操作者に実際に操作したかのような触力覚を提示する触力覚提示装置と、
前記触力覚提示装置をセンサからの刺激を基に制御する触力覚提示制御装置と、
前記触力覚提示制御装置は、人の身体に印加される刺激量と感覚量との関係を示す感覚特性が、非線形及び又は錯覚であることを利用して刺激量を制御して触力覚情報を提示し、
前記感覚特性は、前記操作者に与えられる刺激量及び操作者の操作によってもたらされる刺激量の少なくとも1つの刺激量と操作者に提示される感覚量とを備え、該感覚量は物理的に存在し得ない感覚量であり、
ここで、前記触力覚提示装置は、刺激を生成する触力覚提示装置と、触力覚提示を駆動する駆動装置と、該刺激を操作者に生成しない非触力覚提示装置とを備えを、該触力覚提示装置は、該触力覚を操作者に提示してなる触力覚情報提示システム。
操作者の感覚特性及び又は錯角を適用して、該操作者に実際に操作したかのような触力覚を提示する触力覚提示装置と、
前記触力覚提示装置をセンサからの刺激を基に制御する触力覚提示制御装置とを備える。前記触力覚提示制御装置は、人の身体に印加される刺激量と感覚量との関係を示す感覚特性が、非線形及び又は錯覚であることを利用して刺激量を制御して触力覚情報を提示する。触力覚提示装置は、該触力覚を操作者に提示し、
前記感覚特性は、前記操作者に与えられる刺激量及び操作者の操作によってもたらされる刺激量の少なくとも1つの刺激量と操作者に提示される感覚量とを備え、該感覚量は物理的に存在し得ない感覚量である。
実施例
触力覚情報提示システムは、刺激を生成する触力覚提示装置と、触力覚提示を駆動する駆動装置と、刺激を操作者に生成しない非触力覚提示装置とを筐体に備える。
その他、変位や振動などの物理的な刺激を発生するものならば、デバイス・動作原理は問われない。
触力覚提示装置は、手のひらとその他の指で固定部を手のひらに固定できる。
よって、筐体の一部が手に平らに固定されているにもかかわらずに、刺激を親指と人指し指に与えることが可能となる。
図31は、力覚に関する感覚特性を用い、2つの偏心回転子A912および偏心回転子B913の回転を位相同期させて変位を合成した触力覚情報提示方法を示す図である。
錯触力覚デバイス107は、図32(b)の回転開始の初期位相(θi)を変えることにより、偏心回転子で合成される運動量の変化によって誘起される錯触力覚の方向1202を、初期位相(θi)の方向に制御することができる。例えば、図32(c)のように初期位相(θi)を変えることにより、平面内360°の任意の方向に誘起できる。
このとき、錯触力覚インタフェース装置101自身の重さが重い場合、錯触力による上向きの力感覚1202と重力による下向きの力感覚1204とが打ち消されて浮き上がる浮力感覚1202が得られにくく、重く感じられてしまうことがある。その時には、錯触力覚による上向き方向を重力方向の反対方向から僅かにずらして錯触力覚1203を誘起させることで、重力による浮上感覚の減少・阻害を抑制することができる。
重力方向と反対方向に提示したい場合には、重力方向と180°+α°及び180°−α°とわずかに鉛直からずれた方向に交互に錯触力覚を誘起する方法もある。
図33(a)は、錯触力覚デバイス107において回転力を発生する方法を模式的に示したものであり、図33(d)は、並進力を発生する方法を模式的に示したものである。図33(a)の2つの偏心錘814の回転は、位相180°遅れて同じ方向に回転している。これに対して、図33(d)では、お互いに反対方向に回転している。
(3)図33(e)のように、反対方向に一定角速度で同期回転させた場合、初期位相θi1201を制御することで任意の方向に直線的に振動する力(単振動)が合成できる。
錯触力覚インタフェース装置101において、図33(c)及び図33(f)のように、人間の感覚特性に合わせて回転速度(角速度)及び位相同期を的確に制御すれば、2種類の角速度(ω1、ω2)の組み合わせだけでも錯触力覚を誘起できるため、制御回路を簡潔にすることができる。
図35(b)は、図8と同様に、物理量に対して閾値2206を有する人間の感覚特性を示した模式図であり、この特性を考慮して錯触力覚インタフェース装置を制御することにより、物理的には存在していない感覚が錯触力覚として誘起されることを示している。
図35(c)のように、加えた力に対する応力特性が非線形特性を示す物性を有する材料を変位・振動・トルク・力といった駆動力を発生する装置と人間の皮膚・感覚器官との間に挟んだ時にも、同様な錯触力覚が誘起される。
また、図35(d)のように、感覚特性は、筋肉を伸ばす時と縮める時など、変位が増加する時と減少する時において等方的でなく、ヒステリシス的感覚特性を示す場合が多い。筋肉が引っ張られるとその直後に筋肉が強く収縮する。このように強いヒステリシス特性を発生させることで、同様な錯触力覚の誘起が促進される。
Claims (3)
- 位置、速度、加速度、形状、変位、変形、振幅、回転、振動、力、トルク、圧力、湿度、温度、粘性、弾性の少なくとも1つを備える刺激を検知するセンサと、
操作者の感覚特性及び又は錯覚を適用して、該操作者に実際に操作したかのような触力覚を提示する触力覚提示装置と、
前記触力覚提示装置をセンサからの刺激を基に制御する触力覚提示制御装置と、
前記触力覚提示制御装置は、人の身体に印加される刺激量と感覚量との関係を示す感覚特性が、非線形及び又は錯覚であることを利用して刺激量を制御して触力覚情報を提示し、
前記感覚特性は、前記操作者に与えられる刺激量及び操作者の操作によってもたらされる刺激量の少なくとも1つの刺激量と操作者に提示される感覚量とを備え、該感覚量は物理的に存在し得ない感覚量であり、
ここで、前記触力覚提示装置は、刺激を生成する触力覚提示装置と、触力覚提示を駆動する駆動装置と、該刺激を操作者に生成しない非触力覚提示装置とを備え、該触力覚提示装置は、該触力覚を操作者に提示してなる触力覚情報提示システム。 - 前記触力覚提示装置と、前記非触力覚提示装置とは、該触力覚提示を非触力覚提示装置に伝達させないための触力覚提示分離装置を介して取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の触力覚情報提示システム。
- 前記触力覚提示装置は、刺激部材及び又は振動部材を備え、該触力覚提示装置に設けられた開口部を介して触力覚を操作者に提示することを特徴とする請求項1記載の触力覚情報提示システム。
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