JP2019003007A - 痛覚再現装置及び疑似体験提供システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡便かつ安全に痛覚を提示するための技術を提供する。【解決手段】痛覚再現装置３は、回転軸３２と、回転軸３２の回動と連動して回動することにより、痛覚再現装置３を装着した利用者に冷感を提示する冷感提示部３５ａと、冷感提示部３５ａの回動に対して所定の位相差で回転軸３２の回動と連動して回動することにより、利用者に温感を提示する温感提示部３５ｂと、回転軸３２を回動させる駆動部３３と、を備える。駆動部３３は、温感提示部３５ｂより先に冷感提示部３５ａが利用者に触れるように回転軸３２を回動してもよい。【選択図】図３

Description

本発明は痛覚再現装置及び疑似体験提供システムに関し、特にＶＲ（Virtual Reality；バーチャルリアリティ）技術を用いた訓練を提供するための技術に関する。

近年、ゲームや訓練を目的とするＶＲ技術が急速に発達してきている。例えば特許文献１には、ＶＲの中でリアルタイムで模擬訓練を行うことができる仮想現実シミュレータが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００−１２２５２０号公報

模擬訓練の対象となるような危険な環境におかれる者は、例えば四肢の切断等が起こり得るような危険性に身をさらすことになる。ＶＲを用いることにより、危険な環境や再現が難しい環境を訓練のために簡便かつ安全に再現することができるが、一方で、ＶＲは主に訓練者の視覚及び聴覚に対する刺激を提供するものである。このため、模擬訓練を行うための仮想現実シミュレータにおいても、簡便かつ安全に痛覚を提示することができれば、訓練効果をより高めることができると考えられる。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡便かつ安全に痛覚を提示するための技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、痛覚再現装置である。この装置は、回転軸と、前記回転軸の回動と連動して回動することにより、前記痛覚再現装置を装着した利用者に冷感を提示する冷感提示部と、前記冷感提示部の回動に対して所定の位相差で前記回転軸の回動と連動して回動することにより、前記利用者に温感を提示する温感提示部と、前記回転軸を回動させる駆動部と、を備える。

前記駆動部は、前記温感提示部より先に前記冷感提示部が前記利用者に触れるように前記回転軸を回動してもよい。

前記駆動部は、前記温感提示部が前記利用者に接触している間に、所定の時間が経過するまで前記回転軸の回動を停止してもよい。

前記温感提示部は、前記回転軸の回動によって前記冷感提示部が前記利用者に接触した後に前記利用者から離れる前に、前記利用者に接触するような位相差で前記回転軸と結合していてもよい。

本発明の第２の態様は、上述の痛覚再現装置と、前記痛覚再現装置の利用者に疑似体験を提供する疑似体験提供装置と、前記利用者が装着したときに前記疑似体験提供装置が出力する映像を前記利用者に提示するヘッドマウントディスプレイと、を備える疑似体験提示システムである。この疑似体験提示システムにおいて、前記痛覚再現装置は、前記ヘッドマウントディスプレイが前記利用者に提示する映像と連動して、前記疑似体験提供装置から取得した制御信号に基づいて前記利用者に温感及び冷感を提示する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、簡便かつ安全に痛覚を提示するための技術を提供できる。

実施の形態に係る疑似体験提供システムの外観構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係る痛覚再現装置の外観を模式的に示す図である。 実施の形態に係る痛覚再現装置の内部構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係る冷感提示部と温感提示部との回動を説明するための図である。 冷感提示部による冷感提示と温感提示部による温感提示とのタイミングを示すタイミングチャートである。 実施の形態に係る疑似体験提供装置が再現する模擬訓練のシナリオと、痛覚再現装置の動作のタイミングとの関係を表形式で示す図である。 実施の形態の第１の変形例に係る痛覚再現装置における、冷感提示部と温感提示部との動作を説明するための図である。

＜実施の形態の概要＞
図１を参照して、本発明の実施の形態の概要を述べる。
図１は、実施の形態に係る疑似体験提供システムＳの外観構成を模式的に示す図である。実施の形態に係る疑似体験提供システムＳは、疑似体験提供装置１、ヘッドマウントディスプレイ２、痛覚再現装置３、姿勢検知センサ４、カメラ５、及びモニタ６を備える。

実施の形態に係る疑似体験提供システムＳは、建設現場における事故の状況等の危険な環境をＶＲ技術を用いて仮想的に再現し、被験者である利用者Ｕに提示するためのシステムである。映像や音声等を用いて状況を再現するため、利用者Ｕの安全を確保しつつ種々の状況を追体験させることができる。特に、ヘッドマウントディスプレイ２（Head Mounted Display；以下、「ＨＭＤ２」と記載する。）等を用いて映像を提示することによって利用者Ｕに強い没入感を与えることができるので、危険な状況の学習や回避の訓練効果を高めることが期待できる。

疑似体験提供装置１は、利用者Ｕに疑似体験を提示するための装置である。疑似体験提供装置１は、例えばＰＣ（Personal Computer）やサーバ等であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphical Processing Unit）等のプロセッサやメモリ等の各種計算リソースを備える電子機器である。

疑似体験提供装置１は、まず、利用者Ｕ毎に提供する模擬訓練を選択する。疑似体験提供装置１は、選択した模擬訓練に基づく疑似体験を利用者Ｕに提示する。具体的には、疑似体験提供装置１は、利用者Ｕが装着するＨＭＤ２と有線又は無線で接続しており、疑似体験を表現する映像及び音声をＨＭＤ２に再生させる。ＨＭＤ２は、利用者Ｕが装着したときに疑似体験提供装置１が出力する映像を利用者Ｕに提示する。疑似体験提供装置１は、ＨＭＤ２が利用者Ｕに提示する映像と連動して痛覚再現装置３を制御することにより、利用者Ｕに温感及び冷感を提示する。

実施の形態に係る痛覚再現装置３は、「サーマルグリル錯覚」として知られる錯覚を利用して、利用者Ｕに疑似的な痛覚を提示する装置である。既知の現象であるため詳細な説明は省略するが、利用者Ｕが温感と冷感とを交互かつ同時に提示されると、利用者Ｕは火傷のような灼熱感を伴う痛みを感じることが知られており、サーマルグリル錯覚と呼ばれている。

サーマルグリル錯覚はあくまでも「錯覚」であり、痛覚再現装置３による刺激によって利用者Ｕが実際に火傷や傷を負うわけではない。このため、痛覚再現装置３を用いることにより、疑似体験提供システムＳは、利用者Ｕに対して簡便かつ安全に痛覚を提示することができ、結果として利用者Ｕにより再現性の高い疑似体験を提供することができる。

図１は、利用者Ｕにグラインダーの操作ミスによる事故の疑似体験を提示する場合の例を示している。ＨＭＤ２及び痛覚再現装置３を装着する利用者Ｕは、グラインダーによって自身の腕にけがを負う状況を体験することができる。

上述したように、図１に示す疑似体験提供システムＳの例では、ＨＭＤ２を用いて利用者Ｕに疑似体験を提示する。そこで、疑似体験提供システムＳは、利用者Ｕの姿勢を検知するための姿勢検知センサ４と、利用者Ｕを撮影するカメラ５とも備えている。疑似体験提供システムＳは、姿勢検知センサ４が検出した利用者Ｕの姿勢に応じて、利用者Ｕに提示する映像を変更することができる。すなわち、利用者Ｕのリアクションに応じて利用者Ｕに提示する映像自体やその提示順序を変更することができる。

また、ＨＭＤ２を装着した利用者Ｕは視界が遮蔽されるため、物体が接近しても利用者Ｕは気づくことが難しい。そこで、疑似体験提供システムＳは、カメラ５が撮像した映像を解析し、利用者Ｕが物体に接近した場合にそのことを利用者Ｕに通知することができる。結果として、疑似体験提供システムＳによる訓練の安全性をより高めることができる。

疑似体験提供システムＳはさらに、利用者Ｕに提示している映像を表示するためのモニタ６も備えている。モニタ６はまた、疑似体験提供装置１が提示する疑似体験を制御するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）も表示することができる。疑似体験提供装置１のオペレータはモニタ６を見ながら手動で利用者Ｕに提供する疑似体験の刺激強度を変更したり、疑似体験を変更したり、疑似体験を中断したりすることができる。これにより、万が一利用者Ｕの体調が悪化したような場合に、迅速に疑似体験を中止することができる。

このように、実施の形態に係る疑似体験提供システムＳは、ＨＭＤ２に加えて痛覚再現装置３を用いて利用者Ｕに疑似体験を提供することにより、より再現性の高い疑似体験を利用者Ｕに提供することができる。
以下、実施の形態に係る痛覚再現装置３についてより詳細に説明する。

＜痛覚再現装置３の外観＞
図２は、実施の形態に係る痛覚再現装置３の外観を模式的に示す図である。実施の形態に係る痛覚再現装置３は、グローブ３０とともに用いられる。疑似体験提供システムＳの利用者Ｕがグローブ３０を装着すると、痛覚再現装置３の温感提示部及び冷感提示部が、利用者Ｕの手の甲に接触できるように構成されている。

詳細は後述するが、痛覚再現装置３の温感提示部及び冷感提示部は、ともにペルチェ素子で実現されている。このため、痛覚再現装置３は、ペルチェ素子を空冷するためのファン（不図示）を備えている。それゆえ、痛覚再現装置３は、空気の流路の出入り口となる吸気口３１ａと排気口３１ｂとを備えている。ファンにより、空気は図２中のＸ軸の方向に流れ、ペルチェ素子が空冷される。

図２は利用者Ｕの右手用のグローブ３０及び痛覚再現装置３を図示しているが、利用者Ｕが同様の左手用のグローブ３０（不図示）を装着することにより、利用者Ｕは、左手にも痛覚の提示を受けることができる。

以下本明細書において、痛覚再現装置３の手首から指先に向かう方向をＺ軸、右手用の痛覚再現装置３を手の甲側から見た場合において、親指から小指に向かう方向をＸ軸とする右手座標系Ｃに基づいて方向を定める。したがって、Ｙ軸は、図２において痛覚再現装置３の手の甲から手のひらに向かう方向となる。

＜痛覚再現装置３の内部構成＞
図３は、実施の形態に係る痛覚再現装置３の内部構成を模式的に示す図である。実施の形態に係る痛覚再現装置３は、吸気口３１ａ、排気口３１ｂ、回転軸３２、駆動部３３、軸受３４、冷感提示部３５ａ、温感提示部３５ｂ、熱遮断シート３６、及び筐体３７を備える。

回転軸３２は、長手方向がＺ軸に対して平行となるように、痛覚再現装置３の中央部に配置される。駆動部３３は、モータ等の電力で駆動する動力発生装置であり、回転軸３２の長手方向を回転軸として回転軸３２を回動させる。軸受３４は回転軸３２の回動を支持する。

冷感提示部３５ａはペルチェ素子を備えており、回転軸３２の回動と連動して回動することにより、痛覚再現装置３を装着した利用者Ｕの手の甲に冷感を提示する。温感提示部３５ｂも冷感提示部３５ａと同様にペルチェ素子を備えており、冷感提示部３５ａの回動に対して所定の位相差をもって回転軸３２の回動と連動して回動することにより、利用者Ｕに温感を提示する。

限定はしないが、冷感提示部３５ａは、摂氏１０度前後の冷感を利用者Ｕに提示する。これに対し、温感提示部３５ｂは、摂氏３５度前後の温感を利用者Ｕに提示する。

冷感提示部３５ａは冷感を提示し、一方温感提示部３５ｂは温感を提示するため、両者の温度差は大きい。このため、痛覚再現装置３は、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとの間に熱の伝導を遮断するための熱遮断シート３６を備える。これにより、痛覚再現装置３の電力消費の効率を上げることができる。

回転軸３２、駆動部３３、軸受３４、冷感提示部３５ａ、温感提示部３５ｂ、及び熱遮断シート３６は、筐体３７に収納されている。筐体３７の長手方向中央部の両側面に、吸気口３１ａと排気口３１ｂとが配置されている。また、符号３８で示す一点鎖線３８は、筐体３７の長手方向の中央線である。回転軸３２の回転軸は、一点鎖線３８と一致している。

冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとは、ともに回転軸３２の回動と連動して回動する。このため、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとの回転面は、Ｘ軸とＹ軸とが張る平面であるＸＹ平面に対して平行な面となる。冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとは、位相差をもって回転することによって利用者Ｕの手の甲に触れるタイミングが異なるように構成されている。これにより、痛覚再現装置３は、サーマルグリル錯覚を利用して利用者Ｕに痛覚を提示することができる。

＜冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとの回動＞
図４は、実施の形態に係る冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとの回動を説明するための図である。図４は、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとを、図３におけるＺ軸の正の方向から見た場合の様子を示している。

図４に示す例では、時刻ｔ１から時刻ｔ５に向かって時間が進んでいる。図４に示すように、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとは、それぞれ時間の経過とともに回転軸３２を回転軸として回動する。図４において、符号３５０で示す部材はペルチェ素子の発熱又は吸熱を利用者Ｕに伝える接触部３５０である。回転軸３２の中心と接触部３５０とを結ぶ線分（以下、「角度基準線」と記載する。）がＹ軸となす角度が０度のとき、接触部３５０が利用者Ｕに接触する部分の面積が最も広くなる。図４では、温感提示部３５ｂが時刻ｔ３のとき、角度基準線とＹ軸とがなす角度は０度となっている。

図４において、拡大図３５１は、時刻ｔ１における冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとを拡大して示している。２点鎖線３５２ａは冷感提示部３５ａの角度基準線であり、２点鎖線３５２ｂは温感提示部３５ｂの角度基準線である。

なお、煩雑となることによってかえって不明りょうとなることを避けるために、図４においては、時刻ｔ３及び拡大図３５１における冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとについてのみ各部の符号を付し、その他は省略している。

拡大図３５１に示すように、冷感提示部３５ａの角度基準線とＹ軸とのなす角度はαであり、温感提示部３５ｂの角度基準線とＹ軸とのなす角度はα＋δである。すなわち、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとの回動の位相差はδとなる。より具体的には、冷感提示部３５ａの回動は、温感提示部３５ｂの回動よりも位相差δだけ進んでいる。

このため、時刻ｔ１における状況から駆動部３３が回転軸３２を回動させると、温感提示部３５ｂより先に冷感提示部３５ａが利用者Ｕに触れることになる。冷感提示部３５ａが利用者Ｕに触れるタイミングと温感提示部３５ｂが利用者Ｕに触れるタイミングとに時間差を生じさせることにより、痛覚再現装置３は、サーマルグリル錯覚を利用して利用者Ｕに痛覚を提示することができる。

図５は、冷感提示部３５ａによる冷感提示と温感提示部３５ｂによる温感提示とのタイミングを示すタイミングチャートである。図５に示すタイミングチャートにおいて、横軸は時間の経過を表す。

図５において、時刻ｔ６は冷感提示部３５ａが利用者Ｕと接触し始めた時刻であり、時刻ｔ７は冷感提示部３５ａの接触面積が最大となった時刻である。冷感提示部３５ａは、時刻ｔ７から時刻ｔ１０に至るまで最大面積で利用者Ｕと接触している。その後、時刻ｔ１１になると、冷感提示部３５ａは利用者Ｕから離れる。すなわち、冷感提示部３５ａは、時刻ｔ６から時刻ｔ１１に至るまでの期間Ｄ１の間、利用者Ｕと接触している。

温感提示部３５ｂは、時刻ｔ６よりも遅れた時刻ｔ８において、利用者Ｕとの接触が始まる。すなわち、温感提示部３５ｂは、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの期間Ｄ３だけ、冷感提示部３５ａに遅れて利用者Ｕと接触する。その後時刻ｔ９において温感提示部３５ｂの接触面積が最大となり、時刻ｔ１２に至るまで最大面積で利用者Ｕと接触している。時刻ｔ１３になると、温感提示部３５ｂは利用者Ｕから離れる。したがって、温感提示部３５ｂは、時刻ｔ８から時刻ｔ１３に至るまでの期間Ｄ２において、利用者Ｕと接触していることになる。

限定はしないが、冷感提示部３５ａの接触部３５０と温感提示部３５ｂの接触部３５０とは同一形状である。このため、駆動部３３が回転軸３２を一定速度で回動すると、冷感提示部３５ａが利用者Ｕに接触している期間Ｄ１と、温感提示部３５ｂが利用者Ｕと接触している期間Ｄ２とは同じ長さになる。しかしながら、図５に示すように、温感提示部３５ｂが利用者Ｕと接触している期間Ｄ２は、冷感提示部３５ａが利用者Ｕと接触している期間Ｄ１よりも長い。

これはすなわち、駆動部３３は、冷感提示部３５ａが利用者Ｕから離れるタイミングである時刻ｔ１１が経過した後であり、かつ温感提示部３５ｂが利用者Ｕに接触している間、所定の時間が経過するまで回転軸３２の回動を停止することを意味する。「所定の時間」は、痛覚再現装置３が利用者Ｕにサーマルグリル錯覚を起こさせるために回転軸３２の回動を停止する「錯覚提示用停止期間」である。所定の時間の具体的な長さは、冷感提示部３５ａ及び温感提示部３５ｂの温度や駆動部３３の性能等を考慮して実験により定めればよいが、例えば１秒間である。

錯覚提示用停止期間を設けることにより、利用者Ｕは温感提示部３５ｂによる温感提示のみがなされる期間が長くなる。この結果、利用者Ｕは傷を負う際に感ずる灼熱感と似た感覚を受けるため、痛覚再現装置３は、より再現性の高い疑似体験を利用者Ｕに提供することができる。

図５において、時刻ｔ８から時刻ｔ１１に至るまでの期間Ｄ４は、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとが同時に利用者Ｕに接触している期間である。このように、温感提示部３５ｂは、回転軸３２の回動によって冷感提示部３５ａが利用者Ｕに接触した後に利用者Ｕから離れる前に、利用者Ｕに接触するような位相差δで回転軸３２結合している。これにより、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとが同時に利用者Ｕに接触している期間ができるため、痛覚再現装置３は、サーマルグリル錯覚による疑似的な痛覚をより効果的に利用者Ｕに提示することができる。

＜映像と痛覚提示との同期＞
以上、実施の形態に係る痛覚再現装置３単体としての機能構成について説明した。上述したように、実施の形態に係る痛覚再現装置３は疑似体験提供システムＳの一部であり、疑似体験提供装置１による制御の下、ＨＭＤ２と連動して動作することもできる。

図６は、実施の形態に係る疑似体験提供装置１が再現する模擬訓練のシナリオと、痛覚再現装置３の動作のタイミングとの関係を表形式で示す図である。実施の形態に係る疑似体験提供装置１は、例えば交通事故、グラインダー事故、仮設分電盤撤去中の感電事故、暗闇での開口部転落事故等、種々の事故を想定した模擬訓練シナリオを提供することができる。図６に示すように、疑似体験提供装置１は、これらのシナリオについてシナリオ１からシナリオＮまでの番号を割り当てて管理している。

図６に示すように、疑似体験提供装置１が再現する模擬訓練の各シナリオには、痛覚再現装置３を動作させるタイミングが、シナリオ開始からの経過時間として対応付けられている。

例えば、疑似体験提供装置１は、シナリオ１を再現するための映像及び音声をＨＭＤ２に提示させることを開始してから１８２秒後に、痛覚再現装置３を動作させるための制御信号を痛覚再現装置３に出力する。また、疑似体験提供装置１は、シナリオ２を再現するための映像及び音声をＨＭＤ２に提示させることを開始してから６４秒後及び１１５秒後に、痛覚再現装置３を動作させるための制御信号を痛覚再現装置３に出力する。

このように、痛覚再現装置３は、ＨＭＤ２が利用者Ｕに提示する映像と連動して、疑似体験提供装置１から取得した制御信号に基づいて利用者Ｕに温感及び冷感を提示する。これにより、利用者Ｕは事故発生を模した映像及び音声とともに痛覚刺激を受けるため、より臨場感のある模擬訓練を体験することができる。

＜実施の形態に係る痛覚再現装置３の奏する効果＞
以上説明したように、実施の形態に係る痛覚再現装置３によれば、サーマルグリル錯覚を利用した疑似的な痛覚を利用者Ｕに提示することができる。サーマルグリル錯覚はあくまでも錯覚であり利用者Ｕは実際に傷を負うことはないため、痛覚再現装置３は簡便かつ安全に利用者Ｕに対して痛覚を提示することができる。

実施の形態に係る痛覚再現装置３は、ＨＭＤ２が利用者Ｕに提示する映像と連動して、利用者Ｕに痛覚を提示することもできる。これにより、痛覚再現装置３は、より臨場感のある模擬訓練を利用者Ｕに提供することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせもつ。

＜第１の変形例＞
上記では、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとが異なる回転面において回動する場合について説明したが、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとは同一の回転面で回動してもよい。これは、冷感提示部３５ａと温感提示部３５ｂとを、回転軸３２に対して垂直な同一平面上に配置することで実現できる。以下この場合について説明する。

図７（ａ）―（ｃ）は、実施の形態の第１の変形例に係る痛覚再現装置３における、冷感提示部と温感提示部との動作を説明するための図であり、右手座標系ＣのＹ軸方向から原点に向かって痛覚再現装置３を眺めた場合の模式図である。

具体的には、図７（ａ）は、実施の形態に係る冷感提示部３５ａの接触部である冷感接触部３５０ａと温感提示部３５ｂの接触部である温感接触部３５０ｂとの動作を説明するための図である。図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、第１の変形例に係る冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとの動作を説明するための図である。

図７（ａ）―（ｃ）において、白抜きの矢印Ａは、冷感接触部３５０ａ及び温感接触部３５０ｂの移動方向を示している。なお、煩雑となることを防ぐため、図７（ａ）―（ｃ）では、冷感接触部３５０ａ及び温感接触部３５０ｂのみを図示し、他の構成の図示は省略している。

図７（ａ）に示すように、実施の形態に係る痛覚再現装置３においては、冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとは異なる軌道を動く。このため、実施の形態に係る痛覚再現装置３においては、冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとが利用者Ｕの手の甲において異なる領域で接触する。

図７（ｂ）に示すように、第１の変形例に係る痛覚再現装置３においては、第１連結部３５１ａと第２連結部３５１ｂとを用いることにより、冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとの少なくとも一部が同一の軌道を描くように構成されている。これにより、第１の変形例に係る痛覚再現装置３においては、冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとの少なくとも一部が、利用者Ｕの手の甲において同じ領域で接触する。

図７（ｃ）に示す例は、図７（ｂ）に示す例と同様に、第１連結部３５１ａと第２連結部３５１ｂとを用いることにより、冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとの少なくとも一部が同一の軌道を描くように構成されている。図７（ｃ）に示す例では、さらに、冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとのうち、同一の軌道を描く部分が、利用者Ｕの手の甲において同時に接触するように構成されている。

このように、第１の変形例に係る痛覚再現装置３は、冷感接触部３５０ａと温感接触部３５０ｂとの少なくとも一部が同一の軌道を描くように構成されている。これにより、第１の変形例に係る痛覚再現装置３は、利用者Ｕにサーマルグリル錯覚を与えるための条件をより厳密に再現するため、より臨場感のある模擬訓練を利用者Ｕに提供することができる。

＜第２の変形例＞
上記では、痛覚再現装置３はペルチェ素子を用いて利用者Ｕに温感及び冷感を提示したが、温感及び冷感の提示手段はペルチェ素子に限られない。例えば、ヒートパイプ等を用いて痛覚再現装置３の外部から冷気又は暖気を導入して利用者Ｕに提示してもよい。

＜第３の変形例＞
上記では、疑似体験提供装置１は、模擬訓練のシナリオと痛覚再現装置３の動作のタイミングとを関連付けて管理することにより、ＨＭＤ２と痛覚再現装置３との協働を実現した。これに替えて、ＨＭＤ２に再現させる映像信号の中に、痛覚再現装置３の動作のタイミングを埋め込んでもよい。これは、例えばＨＭＤ２の再現させる映像信号を構成する各フレームのタグ情報として、痛覚再現装置３の動作のタイミングを埋め込むことで実現できる。

１・・・疑似体験提供装置
２・・・ＨＭＤ
３・・・痛覚再現装置
４・・・姿勢検知センサ
５・・・カメラ
６・・・モニタ
３０・・・グローブ
３１ａ・・・吸気口
３１ｂ・・・排気口
３２・・・回転軸
３３・・・駆動部
３４・・・軸受
３５ａ・・・冷感提示部
３５ｂ・・・温感提示部
３６・・・熱遮断シート
３７・・・筐体
３５０・・・接触部
Ｓ・・・疑似体験提供システム

Claims (5)

1. 痛覚再現装置であって、
   回転軸と、
   前記回転軸の回動と連動して回動することにより、前記痛覚再現装置を装着した利用者に冷感を提示する冷感提示部と、
   前記冷感提示部の回動に対して所定の位相差で前記回転軸の回動と連動して回動することにより、前記利用者に温感を提示する温感提示部と、
   前記回転軸を回動させる駆動部と、
   を備える痛覚再現装置。
2. 前記駆動部は、前記温感提示部より先に前記冷感提示部が前記利用者に触れるように前記回転軸を回動する、
   請求項１に記載の痛覚再現装置。
3. 前記駆動部は、前記温感提示部が前記利用者に接触している間に、所定の時間が経過するまで前記回転軸の回動を停止する、
   請求項１又は２に記載の痛覚再現装置。
4. 前記温感提示部は、前記回転軸の回動によって前記冷感提示部が前記利用者に接触した後に前記利用者から離れる前に、前記利用者に接触するような位相差で前記回転軸と結合している、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の痛覚再現装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の痛覚再現装置と、
   前記痛覚再現装置の利用者に疑似体験を提供する疑似体験提供装置と、
   前記利用者が装着したときに前記疑似体験提供装置が出力する映像を前記利用者に提示するヘッドマウントディスプレイと、
   を備える疑似体験提示システムであって、
   前記痛覚再現装置は、前記ヘッドマウントディスプレイが前記利用者に提示する映像と連動して、前記疑似体験提供装置から取得した制御信号に基づいて前記利用者に温感及び冷感を提示する、
   疑似体験提供システム。
   
   

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