JP2020057340A - 触感提示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成によれば、装着部位に対して誘電エラストマーアクチュエータを適切な圧力で押し付けた状態とすることが容易である。これにより、誘電エラストマーアクチュエータの振動を指等の細い装着部位に効率的に伝達できる。
上記構成によれば、その面方向の全方向に等しく伸長する誘電エラストマーアクチュエータと比較して、同じ電圧を印加した際に、誘電エラストマーアクチュエータにおける指との接触点の移動量が大きくなり、触感提示装置の出力が向上する。
上記構成によれば、指等の装着部位の太さに合わせて装着状態を調節できるため、装着適合性が高い触感提示装置となる。
上記構成によれば、誘電エラストマーアクチュエータの振動を効率的に触感として認識させることができる。
以下、触感提示装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、触感提示装置10Aは、使用者の指に装着される袋状の基材11と、基材11の内面に積層された矩形シート状の誘電エラストマーアクチュエータ12(DEA:Dielectric Elastomer Actuator)とを備えている。
図1及び図3に示すように、触感提示装置10Aは、使用者の指に袋状の基材11を被せて、基材11の内面に取り付けられたDEA12を指の腹に接触させることにより装着状態とされる。この装着状態において、DEA12に印加する電圧を上昇させると、DEA12は、第1方向A(指の腹の周方向)に伸長する。その後、DEA12に印加する電圧を降下させるとDEA12は元の状態に戻るように収縮する。DEA12に対する印加電圧の上昇及び降下を繰り返すこと(例えば、パルス的に電圧を印加すること)により、DEA12は伸縮を繰り返して指の腹の周方向に振動する。
(1)印加電圧に応じて面方向に沿って伸縮するシート状のDEA12を備え、DEA12の伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置10Aは、DEA12が積層される基材11を備えている。基材11は、湾曲可能かつ積層されたDEA12の伸縮方向に伸縮可能に構成されている。
(2)基材11は、断面が環状となる環状部分11aを有している。DEA12は、環状部分11aの内面に積層されている。
上記構成によれば、その面方向の全方向に等しく伸長する構成と比較して、DEA12に対して同じ電圧を印加した際に、DEA12における指との接触点の移動量が大きくなり、触感提示装置10Aの出力が向上する。
上記構成によれば、アクチュエータ対12aを構成する2個のDEA12の振動を重ねることにより指の皮膚を強く引っ張ることができ、DEA12の振動を効率的に触感として認識させることができる。
上記構成によれば、DEA12の振動を効率的に触感として認識させることができる。
以下、触感提示装置の第2実施形態について説明する。
第2実施形態の触感提示装置10Bは、基材11の構成、及び制限部13が省略されている点が第1実施形態と異なっており、その他の構成は第1実施形態と同様である。
(6)基材11は、引張弾性率が低い低弾性領域R1と、低弾性領域R1よりも引張弾性率が高い高弾性領域R2とを備えている。DEA12の一部は、低弾性領域R1に配置されている。
上記構成によれば、DEA12の振動エネルギーが基材11全体に分散されて、人体に伝達される振動が弱まることを抑制することを更に効果的に抑制することができ、人体に対してDEA12の振動を更に効率的に伝達できる。
上記構成によれば、アクチュエータ対12aを構成する2個のDEA12の振動を重ねることにより指の皮膚を強く引き付けることができ、DEA12の振動を効率的に触感として認識させることができる。
以下、触感提示装置の第3実施形態について説明する。
図8及び図9に示すように、第3実施形態の触感提示装置10Cの基材11は、弧状に湾曲する帯状の伸縮部30を備えている。伸縮部30は、周方向に伸縮可能な柔軟材料により構成され、伸縮部30の内部には一つのDEA12が配置されている。詳述すると、伸縮部30は、シリコーンやウレタン等のエラストマーからなる2枚の膜により構成され、2枚の膜の間にDEA12を挟み込んだ状態で膜同士が一体に接続されている。
第3実施形態においては、伸縮部30が低弾性領域R1に相当し、固定部31が高弾性領域R2に相当する。そして、基材11は、低弾性領域R1としての伸縮部30と、高弾性領域R2としての固定部31とによって、全体として断面環状に形成されている。
触感提示装置10Cは、基材11の伸縮部30と固定部31との間に、使用者の指を挟み込むことにより装着状態とされる。この装着状態において、DEA12に印加する電圧を上昇させると、DEA12は面方向に伸長し、その後、DEA12に印加する電圧を降下させるとDEA12は元の状態に戻るように収縮する。こうしたDEA12の伸長及び収縮に追従して伸縮部30が伸長及び収縮することにより、使用者の指にDEA12の面方向の振動が伝達される。
(9)基材11は、弧状に湾曲するとともに周方向に伸縮可能な伸縮部30と、伸縮部30の周方向の両端部の変位を制限する固定部31とを備えている。DEA12は、伸縮部30に設けられている。
さらに、上記構成によれば、基材11の伸縮部30と固定部31との間に、使用者の指を挟み込むことにより容易に装着状態とすることができる。また、装着する際に指の太さに合わせて伸縮部30が伸長するため、装着適合性が高い。
・基材11は、少なくともDEA12が積層された部分の一部が伸縮可能であればよく、一部に伸縮できない部分を有していてもよい。例えば、第2実施形態の高弾性領域R2を伸縮しない材料により構成してもよい。
Claims (10)
- 印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の誘電エラストマーアクチュエータを備え、前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置であって、
前記誘電エラストマーアクチュエータが積層される基材を備え、
前記基材は、湾曲可能に構成されるとともに、
前記基材における前記誘電エラストマーアクチュエータが積層された部分は、積層された前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮方向に伸縮可能に構成されていることを特徴とする触感提示装置。 - 前記基材は、断面が環状となる環状部分を有し、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記環状部分の内面に積層されている請求項1に記載の触感提示装置。 - 前記誘電エラストマーアクチュエータは、その面方向において、特定の第1方向に相対的に大きく伸長するように構成されている請求項1又は請求項2に記載の触感提示装置。
- 前記第1方向が背中合わせとなるように配置された2個の前記誘電エラストマーアクチュエータからなるアクチュエータ対を備える請求項3に記載の触感提示装置。
- 前記基材は、引張弾性率が低い低弾性領域と、前記低弾性領域よりも引張弾性率が高い高弾性領域とを備え、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、少なくとも一部が前記低弾性領域に配置されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の触感提示装置。 - 前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記低弾性領域と前記高弾性領域とに跨って配置されている請求項5に記載の触感提示装置。
- 前記基材は、弧状に湾曲するとともに周方向に伸縮可能な前記低弾性領域と、前記低弾性領域の周方向の両端部の変位を制限する前記高弾性領域とを備え、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記低弾性領域に設けられている請求項5に記載の触感提示装置。 - 前記基材は、断面が環状となる環状部分を有し、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記環状部分に対して、前記環状部分の周方向に分離して複数、配置され、
複数の前記誘電エラストマーアクチュエータに対して、それぞれ独立して電圧を印加可能である請求項1〜7のいずれか一項に記載の触感提示装置。 - 前記基材には、装着状態を調節する調節部が設けられている請求項1〜8のいずれか一項に記載の触感提示装置。
- 指を装着部位とし、前記誘電エラストマーアクチュエータは、指の周方向に伸縮する請求項1〜9のいずれか一項に記載の触感提示装置。
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- 2019-01-15 JP JP2019004293A patent/JP6939819B2/ja active Active
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