JP4066055B2 - Tactile stimulation communication device - Google Patents
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Description
本発明は、送信者が指示した刺激方法に従って受信者になでられる感触や文字をなぞられる感触、叩かれる感触などの触覚情報を与える触覚刺激通信装置に関する。 The present invention relates to a tactile stimulus communication apparatus that provides tactile information such as a touch stroked by a receiver, a touch traced by a character, and a tapping touch according to a stimulus method instructed by a sender.
従来、携帯電話やインターネットなどの遠隔コミュニケーションツールでやりとりできる情報は音声や画像など、聴覚及び視覚情報が一般的であった。一方、親子や恋人同士では、日常、なでるなどの触覚刺激によって親密さを表現している。また、会議中など声を発しにくく目を離しにくい状況で遠隔の人と意思疎通を図る場合、音声やメール、画像のやりとりによる情報伝達ははばかられる。この場合、皮膚に文字をなぞることができれば、他人に気づかれず当人同士だけで意思の疎通が可能となる。また、視覚、聴覚の双方に障害を持つ人への送信、視覚、聴覚の双方に障害を持つ人の発信にも有用である。 Conventionally, information that can be exchanged with a remote communication tool such as a mobile phone or the Internet is generally audio and visual information such as sound and images. On the other hand, parent and child and lovers express intimacy by tactile stimulation such as daily stroking. Further, when communicating with a remote person in a situation where it is difficult to make a voice or to keep an eye on, such as during a meeting, the transmission of information by exchanging voice, e-mail, and images is distracted. In this case, if the character can be traced on the skin, it becomes possible for only the person to communicate without being noticed by others. It is also useful for transmission to people with both visual and auditory impairments, and for transmission of people with visual and auditory impairments.
従来、触覚情報を伝達する手段として、特許文献1に接触検出手段と触覚刺激発生手段を設けた携帯通信機器が開示されている。
Conventionally, as a means for transmitting tactile information,
しかしながら、上記特許文献1に記載の装置では、身体のどの部分で触覚刺激を受けるかなどの具体的使用状況を想定した使い勝手は考慮されていなかった。
However, the device described in
本発明の目的は、使い勝手を考慮した実用的な触覚刺激通信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a practical tactile stimulation communication device that is easy to use.
本発明に係る触角刺激装置は、上記目的を達成するために、入力された制御信号に基づいて内装した触覚刺激子を駆動し、触覚刺激子により触覚刺激対象面の触覚を刺激する触覚刺激出力手段と、加えられた接触刺激を電気信号に変換して出力する刺激方法指示手段と、前記電気信号に基づいて刺激方法を指示する刺激方法指示情報を生成して出力するとともに、前記刺激方法指示情報を前記制御信号に変換して出力する制御手段と、前記制御手段で生成された刺激方法指示情報を送信するとともに、刺激方法指示情報を受信して前記制御手段に伝達する通信手段と、前記各手段を内装する筐体と、を有してなり、前記触覚刺激出力手段は、穴の空いた触覚刺激子支持板と、前記穴に挿通されて軸方向に進退可能に配置された前記触覚刺激子と、前記触覚刺激子を駆動して触覚刺激対象面に対して進退させる前記駆動手段と、を含んでなり、前記触覚刺激子は、前記触覚刺激出力手段が触覚刺激対象面に載置されたときは、重力により軸線方向に移動して触覚刺激対象面に支持され、前記駆動手段は、その状態から前記触覚刺激子を駆動するように構成されていることを特徴とする。
この場合において、前記触覚刺激出力手段は前記筐体の一方の表面をなして配置され、前記刺激方法指示手段は前記触覚刺激出力手段が配置される筐体面の表裏関係になる筐体面に配置され、前記制御手段は、前記電気信号に基づいて生成した刺激方法指示情報を変換した前記制御信号を前記触覚刺激出力手段に出力する構成とすることができる。
In order to achieve the above object, a tactile stimulation device according to the present invention drives a tactile stimulator provided on the basis of an input control signal, and stimulates a tactile sense target surface with the tactile stimulator. means and a stimulation method instruction unit for converting into electrical signals the contact stimulus applied, together generates and outputs a stimulus method instruction information for instructing stimulation method based on the electrical signal, the stimulation method instruction and control means for converting the information into the control signals, as well as send stimulation method instruction information generated by said control means, and communication means for transmitting to the control means receives the stimulus method instruction information The tactile stimulus output means is disposed so as to be able to advance and retreat in the axial direction through the hole. The tactile stimulator Driving means for driving the tactile stimulator to advance and retreat with respect to the tactile stimulus target surface, wherein the tactile stimulus output means is placed when the tactile stimulus output means is placed on the tactile stimulus target surface. Is moved in the axial direction by gravity and supported on the tactile stimulus target surface, and the drive means is configured to drive the tactile stimulus from that state.
In this case, the tactile stimulus output means is disposed on one surface of the casing, and the stimulation method instruction means is disposed on a casing surface that is a front / back relation of the casing surface on which the tactile stimulus output means is disposed. The control means may be configured to output the control signal obtained by converting stimulation method instruction information generated based on the electrical signal to the tactile stimulus output means.
これにより、利用者は触覚刺激出力手段を下にして一方の手の手のひらに載せることで比較的触覚受容器(神経)の分布密度の高い手のひらで触覚刺激を受けつつ、他方の手の指で上面にある刺激方法指示手段を使用して通信相手への刺激方法指示も行うことができる。 As a result, the user receives a tactile stimulus with the palm having a relatively high distribution density of the tactile receptors (nerves) by placing it on the palm of one hand with the tactile stimulus output means facing down, and with the finger of the other hand Using the stimulation method instruction means on the upper surface, a stimulation method instruction can be given to the communication partner.
前記触覚刺激出力手段は、前記触覚刺激子を触覚刺激対象面に当接させて軸方向の反力を生じさせる駆動手段を備えていることが望ましい。反力が必要な値になるように触覚刺激子を駆動することにより、触覚刺激対象面と触覚刺激子の当初位置の間隔に関係なく、言い換えると、触覚刺激対象面が場合によって異なる曲面であっても、所望の触覚を生じさせることが可能になる。 The tactile stimulus output means preferably includes a drive means for causing the tactile stimulus to abut against the tactile stimulus target surface to generate an axial reaction force. By driving the tactile stimulator so that the reaction force becomes a required value, the surface of the tactile stimulus target is a curved surface that differs depending on the case, regardless of the initial position interval between the tactile stimulus target surface and the tactile stimulator. However, a desired tactile sensation can be generated.
上記構成とすれば、手のひらのような凹面や頬のような凸面いずれでも皮膚に沿って触覚刺激を出力することが可能な、使い勝手のよい触覚刺激通信装置が得られる。 With the above configuration, an easy-to-use tactile stimulus communication device capable of outputting tactile stimuli along the skin on any concave surface such as a palm or convex surface such as a cheek can be obtained.
また、触覚刺激を複数の触覚刺激モードに分けて定義し、各モード毎にパターン化された刺激を出力することにより、刺激方法指示情報を簡略化し、触覚刺激出力手段の構成も容易になる。また、わかりやすくパターン化された刺激を出力できる。 Further, by defining the tactile stimulation divided into a plurality of tactile stimulation modes and outputting the stimulation patterned for each mode, the stimulation method instruction information is simplified, and the configuration of the tactile stimulation output means is facilitated. In addition, it is possible to output stimuli patterned in an easy-to-understand manner.
さらに、文字伝達モードの場合は、刺激位置が移動する方向と移動する方向の順序によって文字を表す。 Further, in the character transmission mode, characters are represented by the order of the moving direction and the moving direction of the stimulus position.
これにより、絶対位置はわかりにくいが動きの方向には敏感という人間の感覚器特性を利用した効果的な出力をすることが可能である。 As a result, it is possible to output effectively using human sensory organ characteristics that the absolute position is difficult to understand but is sensitive to the direction of movement.
これらの手段により、筺体を手のひらに載せるという簡単で安定した姿勢で触覚刺激通信を行うことができる。 By these means, tactile stimulation communication can be performed with a simple and stable posture in which the case is placed on the palm.
また、触覚刺激子を触覚刺激対象面に当接させる際、触覚刺激子を曲面に合わせて駆動して所望の触覚刺激を出力できるので、身体の曲面の部分で触覚刺激を受けることが可能である。 In addition, when the tactile stimulator is brought into contact with the target surface of the tactile stimulus, the tactile stimulator can be driven in accordance with the curved surface to output a desired tactile stimulus, so that the tactile stimulus can be received on the curved surface portion of the body. is there.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1に係る触覚刺激通信装置の構成を示すブロック図である。図示の触覚刺激通信装置1は、触覚刺激出力手段2、刺激方法指示手段3、通信手段4、それらを制御する制御手段5および図示されていない電源とを含んで構成されている。触覚刺激出力手段2は、接触した対象物に後述する機構によって触覚刺激を与える。刺激方法指示手段3は、使用者が指などによって行う指示を後述する機構によって取得し、電気信号に変換して制御手段5に伝達する。制御手段5は、伝達された電気信号に基づいて刺激方法指示情報を生成し、通信手段4へ伝達する。通信手段4は、刺激方法指示手段3から伝達された刺激方法指示情報を他の触覚刺激通信装置1へ送信し、他の触覚刺激通信装置1からの刺激方法指示情報を受信して前記制御手段5へ伝達する。制御手段5は伝達された刺激方法指示情報を触覚刺激出力手段2に対する制御信号に変換して触覚刺激出力手段2に出力する。同様に、制御手段5は、刺激方法指示手段3から伝達された刺激方法指示情報を制御信号に変換して触覚刺激出力手段2に出力する。触覚刺激出力手段2は、伝達された制御信号に従って接触している対象物に触覚刺激を出力する。制御手段5はまた、触覚刺激出力手段2、刺激方法指示手段3および通信手段4の動作を制御する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tactile stimulus communication apparatus according to
このようにして、例えば使用者甲が指示した刺激方法が使用者乙に対して出力され、使用者乙が指示した刺激方法が使用者甲に対して出力される。このとき、使用者甲は触覚刺激出力手段を下にして一方の手の手のひらに載せることで、通信相手への刺激方法を、自己の手のひらで受けることができる。
In this way, for example, the stimulation method instructed by the user A is output to the user B, and the stimulation method instructed by the user B is output to the user A. At this time, the user's back can place the stimulation method for the communication partner with his / her palm by placing it on the palm of one hand with the tactile stimulus output means facing down.
図2は実施例1に係る触覚刺激通信装置を示す斜視図である。図2に示す触覚刺激通信装置は、軸方向両端を塞いだ楕円柱形状の筐体6と、この筐体6に内装された触覚刺激出力手段2、刺激方法指示手段3、通信手段4、制御手段5および電源10と、を含んでいる。触覚刺激出力手段2と刺激方法指示手段3は、筐体6のそれぞれ軸方向の概略反対の面に配置されている。そして、筐体6は概略手のひらに載る大きさとしてある。
FIG. 2 is a perspective view illustrating the tactile stimulus communication apparatus according to the first embodiment. The tactile stimulus communication apparatus shown in FIG. 2 includes an elliptical
この構成によれば、一方の手の手のひらで触覚刺激を受けつつ、他方の手の指で刺激方法を指示するという使用方法が実現できる。即ち、図5に示すように、触覚刺激出力手段2が手のひらに接するように手7の上に筐体6を載せて、触覚刺激出力手段2と概略反対の面にある刺激方法指示手段3上で他方の手の指8を動かすことにより刺激方法を指示する使用方法が可能である。
According to this configuration, it is possible to realize a usage method in which a tactile stimulus is received with the palm of one hand and the stimulation method is instructed with the finger of the other hand. That is, as shown in FIG. 5, the
図2に示す触覚刺激通信装置では、通信手段4と電源10を筐体6に内蔵している。この場合、使用者は筐体6単体で使用できるので携帯性に優れる。通信手段4と電源10は外部に設けてもよいし既存の外部機器を利用してもよい。その場合、手の上に載せる筐体6を小さく軽くすることができるので使用中に手に掛かる負担を少なくできる。
In the tactile stimulus communication apparatus shown in FIG. 2, the communication means 4 and the
刺激方法指示手段3での刺激方法の指示は、刺激方法指示手段3上で指8を動かし、動かす位置、動かす方向、動かす速さ、押す強さ、叩くリズムなどを変えて行う。これらのパラメータによる刺激を触覚刺激出力手段2からそのまま出力すれば、まるで直接手のひらを指でなぞっている感覚を与えることができる。しかし、これらのパラメータを忠実に再現する機構を手の上に載るようなコンパクトなもので実現することは難しい。そこで、限られた出力方法で効果的な刺激表現を行うために、刺激をパターン化するとよい。
The stimulation method instructing
図6は実施例1に係る触覚刺激通信装置の触覚刺激の例を示す図である。本実施例では、触覚刺激を、(a)〜(f)の六つのモードに分けて定義する。
(a)ノーマルモード
指8を動かす位置、動かす速さ、動かす方向、押す強さをそのまま出力するモードである。
(b)なでなでモード
なでられる感覚を与えるモードである。全体的に同じ方向の刺激を与えることでなでられる感覚を与える。なでる速さ、なでる方向、なでる強さ、なでる幅などに何段階かのレベルを設け、刺激方法指示手段3をなでる動作から得られるこれらのパラメータの値に最も近いレベルの出力を行う。
(c)文字伝達モード
文字の運筆の刺激を出力するモードであり、『あ』の文字の出力例である。手のひらの触覚は絶対位置はわかりにくいが連続する動きの相対向きに敏感である。そこで、動きの方向を誇張して出力している。第1文字要素刺激ベクトル21の「横方向の直線的動き」、第2文字要素刺激ベクトル22の「縦方向の直線的動き」、第3文字要素刺激ベクトル23の「ぐるっと回る動き」という刺激の変化から『あ』という文字であることを認識できる。
(d)トントンモード
叩くリズムの伝達を主眼とするモードである。位置や速度などのパラメータを省略することで歯切れのよいリズム伝達に特化することができる。強さは刺激エリア24の面積で代用することも可能である。
(e)放射刺激モード
特殊な感触を伝達するモードである。一般的に身体の特定部分を放射状になでられるとぞっとするような面白い感触を得ることができる。それを誇張した出力である。位置、方向を固定することで限られた面積の中で最も効果的な出力を行うことができる。
(f)さみだれモード
他の特殊な感触を伝達するモードである。図中の数字の順のようにランダムな位置をランダムに刺激すると楽しい感覚を得ることができる。刺激方法指示手段3で指示された位置、リズムが偏っていても、出力時に満遍なくランダムに行うことにより、より効果的な出力にすることができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a tactile stimulus of the tactile stimulus communication apparatus according to the first embodiment. In this embodiment, tactile stimulation is defined by dividing into six modes (a) to (f).
(A) Normal mode In this mode, the position where the
(B) Stroking mode This mode gives a sense of stroking. Gives a sense of stroking by giving stimulation in the same direction as a whole. Several levels are provided for the stroking speed, the stroking direction, the stroking strength, the stroking width, etc., and the output of the level closest to the values of these parameters obtained from the stroking operation of the stimulation method instruction means 3 is performed.
(C) Character transmission mode This is a mode for outputting the stimulus of character stroke, and is an output example of the character “A”. The tactile sensation of the palm is sensitive to the relative direction of successive movements, although the absolute position is difficult to understand. Therefore, the direction of movement is exaggerated and output. The first character
(D) Tonton mode This mode mainly focuses on the transmission of the rhythm of beating. By omitting parameters such as position and speed, it is possible to specialize in crisp rhythm transmission. The strength can be substituted by the area of the
(E) Radiation stimulation mode This mode transmits a special touch. In general, when a specific part of the body is stroked radially, it is possible to obtain a curious and interesting feeling. This is an exaggerated output. By fixing the position and direction, the most effective output can be performed in a limited area.
(F) Sander mode This mode transmits other special feeling. A pleasant sensation can be obtained by randomly stimulating random positions as in the order of the numbers in the figure. Even if the position and rhythm instructed by the stimulation method instructing means 3 are biased, it is possible to achieve more effective output by performing randomness evenly at the time of output.
このように触覚刺激を複数のモードに分けて定義し、モードごとに必要なパラメータを定め、なでる、叩くなどの表現をわかりやすくパターン化された刺激にすることで、よりはっきり相手に伝えることができる。さらに、触覚刺激を複数のモードに分けて定義することで、人間の感覚器特性を考慮した出力を行うことができ、触覚による文字認識を容易にすることができる。 In this way, tactile stimuli are defined by dividing them into multiple modes, and necessary parameters are determined for each mode, and expressions such as stroking and striking are made into stimuli that are patterned in an easy-to-understand manner, so that they can be transmitted to the other party more clearly. it can. Furthermore, by defining the tactile stimulation divided into a plurality of modes, it is possible to perform output in consideration of human sensory organ characteristics and facilitate character recognition by tactile sense.
図7は本発明の実施例1に係る触覚刺激通信装置の動作の流れを示すフローチャートである。図7を参照して、まず、甲から乙へ触覚を送信する場合の手順について説明する。 FIG. 7 is a flowchart showing an operation flow of the tactile stimulus communication apparatus according to the first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 7, the procedure in the case of transmitting a tactile sensation from the first to the second will be described first.
通信が開始されると(S100)、甲の触覚刺激通信装置1の刺激方法指示手段3は、入力された指示(刺激方法指示手段3に加えられた物理的な動作・接触刺激)を電気信号に変換して甲の制御手段5(以下、制御手段5甲という)に伝達し、制御手段5甲は、伝達された電気信号に基づいて刺激方法指示手段3で入力された指示を取得する(S101)。そして、刺激方法指示手段3で入力された指示に基づいて触覚刺激のモードがなでなでモードであるかどうかを判定する(S102)。触覚刺激モードの認識は、刺激方法指示手段3で入力される動きから自動的に行われるようにしてもよいし、モードを指定する特定の動きを刺激方法指示手段3で行わせることにしてもよいし、筐体6にモード指示のためのモード指示手段を設けてもよい。
When the communication is started (S100), the stimulation method instruction means 3 of the upper tactile
図8に、実施例1に係る触覚刺激通信装置の筐体6にモード指示手段を設けた例を示す。図8の例では、筐体6の側面(円柱部外周面)に、なでなでモード指示手段31、文字伝達モード指示手段32、トントンモード指示手段33、放射刺激モード指示手段34、さみだれモード指示手段35及びノーマルモード指示手段36が設けられている。各モード指示手段は押しボタンになっており、そのボタンを押すことでモードが指定される。
FIG. 8 shows an example in which mode instruction means is provided in the
S102で、なでなでモードと認識されたときは、制御手段5甲はS103に進み、刺激方法指示手段3で入力される動きから必要なパラメータとして速さ、方向、強さ、幅を取得したのちS113に進む。
When it is recognized that the mode is the stroke mode in S102, the
S102で、なでなでモードではないと認識されたときは制御手段5甲はS104に進み、文字伝達モードであるかどうかを判定する。S104で文字伝達モードであると認識されたときは制御手段5甲はS105に進み、刺激方法指示手段3で入力される動きから必要なパラメータとして文字要素を認識する。文字要素を認識したのち、S113に進む。 When it is recognized in S102 that the mode is not the stroke mode, the control means 5 A proceeds to S104 and determines whether or not it is the character transmission mode. If it is recognized in S104 that the character transmission mode is selected, the control means 5 proceeds to S105 and recognizes a character element as a necessary parameter from the motion input by the stimulation method instruction means 3. After recognizing the character element, the process proceeds to S113.
S104で文字伝達モードではないと認識されたときは制御手段5甲はS106に進み、トントンモードであるかどうかを判定する。S106でトントンモードであると認識されたときは制御手段5甲はS107に進み、刺激方法指示手段3で入力される動きから必要なパラメータとしてリズムと強さを取得する。リズムと強さを取得したのち、S113に進む。 When it is recognized that the character transmission mode is not set in S104, the control means 5 proceeds to S106 and determines whether the mode is the tonton mode. When it is recognized in S106 that the mode is the tonton mode, the control means 5 proceeds to S107, and acquires the rhythm and strength as necessary parameters from the motion input by the stimulation method instruction means 3. After acquiring the rhythm and strength, the process proceeds to S113.
S106でトントンモードではないと認識されたときは制御手段5甲はS108に進み、放射刺激モードであるかどうかを判定する。S108で放射刺激モードであると認識されたときは制御手段5甲はS109に進み、刺激方法指示手段3で入力される動きから必要なパラメータとして速さと強さを取得する。速さと強さを取得したのち、S113に進む。 When it is recognized in S106 that the mode is not the tonton mode, the control means 5 proceeds to S108 and determines whether or not the mode is the radiation stimulation mode. When it is recognized in S108 that the radiation stimulation mode is selected, the control means 5 goes to S109, and acquires speed and strength as necessary parameters from the motion input by the stimulation method instruction means 3. After acquiring the speed and strength, the process proceeds to S113.
S108で放射刺激モードではないと認識されたときは制御手段5甲はS110に進み、さみだれモードであるかどうかを判定する。S110でさみだれモードであると認識されたときは、制御手段5甲はS111に進み、刺激方法指示手段3で入力される動きから必要なパラメータとして速さと強さを取得する。速さと強さを取得したのち、S113に進む。
When it is recognized in S108 that the mode is not the radiation stimulation mode, the
S110でさみだれモードではないと認識されたときはノーマルモードであるので、制御手段5甲はS112に進み、刺激方法指示手段3で入力される動きから位置と速さと必要なパラメータとして方向と強さを取得する。方向と強さを取得したのち、S113に進む。 Since it is normal mode when it is recognized that it is not the pinch mode in S110, the control means 5 goes to S112, and the direction and strength as the position, speed and necessary parameters from the movement input by the stimulation method instruction means 3 To get. After obtaining the direction and strength, the process proceeds to S113.
S113では、制御手段5甲はモードの別と各モードで必要なパラメータの値を記述した刺激方法指示情報の通信文を作成し、通信手段4に伝達する。通信手段4は、伝達された通信文を乙に送信する。 In S113, the control means 5 A creates a communication message of stimulation method instruction information describing the parameter values necessary for each mode and each mode, and transmits it to the communication means 4. The communication means 4 transmits the transmitted communication message to the second party.
送信された通信文は乙の触覚刺激通信装置1の通信手段4によって受信され、乙の制御手段5(以下、制御手段5乙という)に伝達される(S114)。制御手段5乙は、通信文からモード情報及び各モードに必要なパラメータを取得し、モードがなでなでモードであるかどうかを判定する(S115)。もしなでなでモードだった場合はS116に進み、制御手段5乙は、パラメータで指定された速さ、方向、強さ、で、指定幅全体を同じ方向に触覚刺激する制御信号を乙の触覚刺激出力手段2(以下、触覚刺激出力手段2乙という)に出力する。触覚刺激出力手段2乙は入力された制御信号により動作し、後述する触覚刺激子を動かして触覚刺激対象面の触覚を刺激する。
The transmitted communication text is received by the communication means 4 of the second tactile
S115でなでなでモードではないと判定されたらS117に進み、文字伝達モードであるかどうかが判定される。文字伝達モードであると認識されたらS118に進み、制御手段5乙は、指定された文字要素を予め登録されている動きで表現する制御信号を触覚刺激出力手段2乙に出力する。触覚刺激出力手段2乙は入力された制御信号により動作し、後述する触覚刺激子を動かして触覚刺激対象面の触覚を刺激する。 If it is determined in S115 that the stroke mode is not selected, the process proceeds to S117, and it is determined whether the character transmission mode is set. If it is recognized that it is the character transmission mode, the process proceeds to S118, and the control means 5B outputs a control signal expressing the designated character element with a motion registered in advance to the tactile stimulus output means 2B. The tactile stimulus output means 2 B operates in accordance with the input control signal and moves a tactile stimulator described later to stimulate the tactile sense on the target surface of the tactile stimulus.
S117で文字伝達モードではないと判定されたらS119に進み、トントンモードであるかどうかが判定される。トントンモードであると判定された場合は、S120に進み、制御手段5乙は、パラメータで指定されたリズムと強さで叩く制御信号を触覚刺激出力手段2乙に出力する。触覚刺激出力手段2乙は入力された制御信号により動作し、後述する触覚刺激子を動かして触覚刺激対象面の触覚を刺激する。 If it is determined in S117 that the character transmission mode is not selected, the process proceeds to S119, and it is determined whether the character transmission mode is selected. If it is determined that the mode is the tonton mode, the process proceeds to S120, and the control means 5B outputs a control signal to be tapped with the rhythm and strength specified by the parameters to the tactile stimulus output means 2B. The tactile stimulus output means 2 B operates in accordance with the input control signal and moves a tactile stimulator described later to stimulate the tactile sense on the target surface of the tactile stimulus.
S119でトントンモードではないと判定されたらS121に進み、放射刺激モードであるかどうかが判定される。放射刺激モードの場合はS122に進み、制御手段5乙は、パラメータで指定された速さ、強さで放射状に刺激が移動する制御信号を触覚刺激出力手段2乙に出力する。触覚刺激出力手段2乙は入力された制御信号により動作し、後述する触覚刺激子を動かして触覚刺激対象面の触覚を刺激する。 If it is determined in S119 that the mode is not the tonton mode, the process proceeds to S121, and it is determined whether or not the mode is the radiation stimulation mode. In the case of the radiation stimulation mode, the process proceeds to S122, and the control unit 5B outputs a control signal for the stimulus to move radially at the speed and strength specified by the parameters to the tactile stimulus output unit 2B. The tactile stimulus output means 2 B operates in accordance with the input control signal and moves a tactile stimulator described later to stimulate the tactile sense on the target surface of the tactile stimulus.
S121で放射刺激モードではないと判定されたときはS123に進み、さみだれモードであるかどうかが判定される。さみだれモードの場合はS124に進み、制御手段5乙は、パラメータで指定された速さ、強さでランダムな位置に刺激する制御信号を触覚刺激出力手段2乙に出力する。触覚刺激出力手段2乙は入力された制御信号により動作し、後述する触覚刺激子を動かして触覚刺激対象面の触覚を刺激する。 When it is determined in S121 that the mode is not the radiation stimulation mode, the process proceeds to S123, and it is determined whether or not the mode is the pinch mode. In the case of the scissor mode, the process proceeds to S124, and the control means 5B outputs a control signal for stimulating a random position at the speed and strength specified by the parameters to the tactile stimulus output means 2B. The tactile stimulus output means 2 B operates in accordance with the input control signal and moves a tactile stimulator described later to stimulate the tactile sense on the target surface of the tactile stimulus.
S123でさみだれモードではないと判定されたらノーマルモードであると認識されてS125に進み、制御手段5は、パラメータで指定された位置、速さ、方向、強さで触覚刺激する制御信号を触覚刺激出力手段2乙に出力する。触覚刺激出力手段2乙は入力された制御信号により動作し、後述する触覚刺激子を動かして触覚刺激対象面の触覚を刺激する。 If it is determined that the mode is not the pinch mode in S123, it is recognized that the mode is the normal mode, and the process proceeds to S125, where the control means 5 outputs a control signal for tactile stimulation with the position, speed, direction, and strength specified by the parameters. Output means 2 Outputs to B. The tactile stimulus output means 2 B operates in accordance with the input control signal and moves a tactile stimulator described later to stimulate the tactile sense on the target surface of the tactile stimulus.
触覚刺激出力手段2乙が触覚刺激対象面の触覚を刺激したらS126に進み、通信が終了したかどうかが判断される。通信が終了していなかったらS101に戻り、上記手順が繰り返される。 When the tactile stimulus output means 2B stimulates the tactile sense on the tactile stimulus target surface, the process proceeds to S126, and it is determined whether the communication is finished. If communication has not ended, the process returns to S101 and the above procedure is repeated.
同様に乙の触覚刺激通信装置1の刺激方法指示手段3で入力された指示内容も送受信され、甲の触覚刺激通信装置1の触覚刺激出力手段2が動作して甲の触覚刺激対象面の触覚が刺激される。この手順が通信終了まで繰り返される。
Similarly, the instruction content input by the stimulation method instruction means 3 of the second tactile
次に、触覚刺激出力手段2の構成例について説明する。
(触覚刺激出力手段2の第1の例)
図9は本発明の実施例1に係る触覚刺激通信装置における触覚刺激出力手段2の第1の例の平面配置を示す。図9に示す触覚刺激出力手段2は、円形の触覚刺激子支持板41と、この触覚刺激子支持板41に支えられ、それぞれ独立して動く複数の触覚刺激子42と、を含んで構成されている。触覚刺激子42の配置間隔は4mm以下であると、使用者になでられる感覚をかなりリアルに与えることが可能である。
Next, a configuration example of the tactile stimulus output means 2 will be described.
(First example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 9 shows a planar arrangement of a first example of the haptic stimulus output means 2 in the haptic stimulus communication apparatus according to the first embodiment of the present invention. The tactile stimulus output means 2 shown in FIG. 9 includes a circular tactile
図10に実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第1の例の断面図を示す。図10に示す第1の例では、触覚刺激子支持板41は、触覚刺激を受ける手のひら43に沿うように凸形状となっている。触覚刺激子支持板41は触覚刺激を受ける手のひら43に接して支持される。言い換えると、筐体6を手のひら43に乗せたとき、触覚刺激子支持板41の下面全体に接するように、触覚刺激子支持板41の凸形状に合わせて手のひらを窪ませる。そして、触覚刺激子42が、後述する駆動手段によって触覚刺激子支持板41の穴から突出することで触覚刺激出力手段を保持している手のひら43に接触し、触覚刺激を与える。触覚刺激を与えないときは触覚刺激子42は触覚刺激子支持板41より内側にあり手のひら43に接触しない。駆動手段の駆動力が強ければ圧覚刺激を与えることも可能である。触覚刺激子支持板41が凸形状となっているので、触覚刺激子42は、触覚刺激子支持板41内の位置に関係なく、同程度の突出量で同程度の刺激を手のひら43に与えることが可能である。
(触覚刺激出力手段2の第2の例)
図11に実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第2の例の断面図を示す。触覚刺激出力手段2の第2の例の平面配置は前記図9に示したものと同じである。図11に断面図を示す第2の例では、触覚刺激子支持板41の周りに枠44を取り付けてある。そして、枠44が手のひら43に接して支持され、触覚刺激子支持板41は手のひら43には接しない。枠44によって手のひら43と触覚刺激子支持板41との間に距離が保たれる。触覚刺激を与えないときは触覚刺激子42の先端は手のひらに接しない位置にある。触覚刺激を与えるときは後述する駆動手段によって触覚刺激子42の先端は手のひら43に接する位置まで移動し触覚刺激を与える。触覚刺激子42は、手のひらに押し付ける力を指示されて制御される。
(触覚刺激出力手段2の第3の例)
図12に実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第3の例の断面図を示す。触覚刺激出力手段2の第3の例の平面配置は前記図9に示したものと同じである。図12に示す第3の例が前記図11に示す第2の例と異なるのは、触覚刺激子支持板41が平面である点、および触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41の穴に挿通されているだけで固定されていない点である。
FIG. 10 shows a sectional view of a first example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment. In the first example shown in FIG. 10, the tactile
(Second example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 11 shows a sectional view of a second example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment. The planar arrangement of the second example of the tactile stimulus output means 2 is the same as that shown in FIG. In the second example whose sectional view is shown in FIG. 11, a
(Third example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 12 is a sectional view of a third example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment. The planar arrangement of the third example of the tactile stimulus output means 2 is the same as that shown in FIG. The third example shown in FIG. 12 is different from the second example shown in FIG. 11 in that the tactile
筐体6が、手のひら43に、触覚刺激出力手段2を手のひら43に対向させて(触覚刺激出力手段2を下向きにして)載せられたとき、触覚刺激子42は触覚刺激子支持板41の穴に沿って手のひら43に接するまで下降し、手のひら43に支えられる。そして触覚刺激子42は、その状態から、後述する駆動手段によって手のひら43から離れたり、手のひら43から離れてその後再び接したり、手のひら43を押したりすることで触覚刺激を与える。
When the
ストッパー48は、触覚刺激通信装置1を持ち上げたときに触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41から抜け落ちないよう設けられた、触覚刺激子支持板41の穴より大きい鍔である。触覚刺激子42は、触覚刺激出力手段2が枠44で手のひら43に支持されているとき、手のひら43の凹部分に十分届く長さとしてある。図12では、触覚刺激子42の長さが種々異なっているが、これは、各触覚刺激子42の先端が手のひら43に接した状態でストッパー48の位置を揃え、触覚刺激子42を駆動する駆動手段の構成を容易にするためである。
触覚刺激子42が手のひら43に接した状態を基準として力や位置の加減を行うため、手のひら43の凹凸に拘らずどの触覚刺激子42も必ず手のひらに43に刺激を与えることが可能である。
The
Since the force and the position are adjusted based on the state in which the
図9〜図12の構成で加えられる刺激は、触覚刺激を受ける手のひら43に概略垂直方向の刺激である。触覚刺激を受ける手のひら43に対して概略接線方向である動きは無いが、触覚刺激子42を小さい間隔で密度高く配置し刺激位置を順に移動させることで接線方向に刺激を受けた場合と似た感覚を与えることができる。以下、触覚刺激を受ける手のひら43に対して概略垂直な方向を垂直方向、触覚刺激を受ける手のひら43の概略接線方向を接線方向と呼ぶ。
(触覚刺激出力手段2の第4の例)
図13に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第4の例の断面図を示す。図13に示す第4の例は、触覚刺激子支持板41を枠44で支持し、枠44が手のひら43に接することで触覚刺激子支持板41を支え、触覚刺激子支持板41の面内を触覚刺激子42が後述する駆動手段によって任意の位置に移動して刺激を与えるものである。この方式では接線方向の動きの刺激を手のひらに与えることができる。従って、なでる感触や文字を描かれる感触を与えることに適している。しかし、手のひらに載る大きさの筐体6の中で多くの触覚刺激子42を駆動する機構を作ることは難しく、また、触覚刺激子42を素早く任意の位置に移動させる機構の実現も難しいため、放射刺激モードやさみだれモードの実行は難しい。
(触覚刺激出力手段2の第5の例)
図14に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第5の例の断面図を示す。図14に示す第5の例は、柔軟な触覚刺激子支持板41に触覚刺激子42が固定されており、触覚刺激子42が手のひら43に接することで触覚刺激子42及び触覚刺激子支持板41を介して触覚刺激出力手段2が手のひら43に支えられるものである。そして、触覚刺激子42が後述する駆動手段によって接線方向に動くことで手のひら43に刺激を与える。触覚刺激子支持板41は触覚刺激子42が手のひら43の凹形状に沿うように変位することができるような柔軟な材料で構成されている。
The stimulus applied in the configuration of FIGS. 9 to 12 is a stimulus in a direction substantially perpendicular to the
(Fourth example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 13 is a sectional view of a fourth example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. In the fourth example shown in FIG. 13, the tactile
(Fifth example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 14 shows a cross-sectional view of a fifth example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. In the fifth example shown in FIG. 14, a
また、触覚刺激子42が凸形状に沿うように変位することも可能であるため、図15に示すような、頬など身体の凸部分でも使用可能である。図では触覚刺激通信装置を支える手45が触覚刺激通信装置1を支え、顔46の頬47の部分に触覚刺激子42を接触させ頬47に触覚刺激を受けている。このような状態で使用する場合、触覚刺激出力手段2の反対側の面に刺激方法指示手段3を設けても頬に触覚刺激を受けつつ刺激方法指示手段3で刺激方法を指示することは難しい。従って、触覚刺激出力手段2と刺激方法指示手段3の同時使用は行わないか、もしくは、刺激方法指示手段3と触覚刺激出力手段2を別個の筺体に設けるのが望ましい。
(触覚刺激出力手段2の第6の例)
図16に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第6の例の断面図を示す。触覚刺激出力手段2の第6の例は、前記図12に示す第3の例と同様に、固定されていない触覚刺激子42が手のひら43に接することで支えられており、ストッパー48は、触覚刺激通信装置1を持ち上げたときに触覚刺激子42が抜け落ちないよう、触覚刺激子支持板41の穴より大きい鍔である。また、触覚刺激子42を手のひら43の凹部分に十分届く長さとし触覚刺激子42は手のひら43に常に接しているので、触覚刺激子支持板41内の位置によらず触覚刺激子42は必ず手のひらに43に刺激を与えることが可能である。図16に示す例が前記図12に示す例と異なるのは、触覚刺激子支持板41が手のひら43の凹形状に合わせた凹形状に形成され、触覚刺激子42が後述する駆動手段によって手のひら43の接線方向に動くことで刺激を与える点である。
Further, since the
(Sixth example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 16 is a sectional view of a sixth example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. Similar to the third example shown in FIG. 12, the sixth example of the tactile stimulus output means 2 is supported by the unfixed
刺激を受けたときの感度は人によって異なるので、刺激の強さのレンジや強弱の基準となる強さを、刺激を受ける人が調整できる調整手段を、触覚刺激出力手段2に設けることが望ましい。 Since the sensitivity when receiving a stimulus varies depending on the person, it is desirable to provide the tactile stimulus output means 2 with adjusting means that allows the person who receives the stimulus to adjust the strength range of the stimulus and the strength that serves as a strength reference. .
上記実施例1では、刺激方法指示手段3に入力された動作を触覚刺激出力手段2で出力するが、触覚刺激出力手段2を計算機で生成した刺激方法指示情報の出力手段として用いてもよい。例えばパソコンやゲーム機で刺激方法指示情報を生成し触覚刺激出力手段2で出力すれば、従来は画面に視覚的に出力しているような文字情報を触覚的に出力することが可能である。また、画面に仮想キャラクタを表示しながら触覚刺激出力手段2から触覚刺激を出力すれば、まるで仮想キャラクタに触られているような感覚を与えることもできる。
In the first embodiment, the operation input to the stimulation
また、触覚刺激出力手段2をぬいぐるみの手のひらに内蔵してもよい。ぬいぐるみの手のひらに内蔵すると、ぬいぐるみと握手した状態で手のひらに刺激を受けたり、ぬいぐるみの手を頬やその他身体に当てて刺激を受けたりすることができる。まるでぬいぐるみになでてもらったり、ぬいぐるみと文字で会話をしたりしているような感覚を与えることができる。 Further, the tactile stimulus output means 2 may be built in the palm of the stuffed animal. When it is built in the palm of a stuffed animal, it can be stimulated by shaking the hand with the stuffed toy, or it can be stimulated by placing the stuffed hand on the cheek or other body. You can feel as if you are stroking a stuffed toy and having a conversation with the stuffed toy.
次に、上述した触覚刺激子42を動かすための駆動手段について説明する。図17〜図22に、本発明の前記各実施例における触覚刺激出力手段2の駆動手段の例を示す。
(触覚刺激出力手段2の駆動手段の第1の例)
図17に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の駆動手段の第1の例を示す。図示の駆動手段は、例えば図10や図11に示す触覚刺激出力手段2の触覚刺激子42の駆動に適用されるもので、一方が接続点54でベース55に他方が接続点52で触覚刺激子42に、それぞれ固定されている形状記憶合金バネ51と、一方が触覚刺激子支持板41に他方が触覚刺激子42に固定されている対向バネ57と、形状記憶合金バネ51に電流を流す図示されていない電源と、を含んで構成されている。形状記憶合金バネ51とベース55の接続点54は、ベース導線56を通じて前記電源の一方の電極に接続され、形状記憶合金バネ51と触覚刺激子42との接続点52は、導線53を通じて前記電源の他方の電極に接続されている。
Next, driving means for moving the above-described
(First example of driving means of tactile stimulus output means 2)
FIG. 17 shows a first example of the driving means of the haptic stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. The driving means shown in the figure is applied to drive the
形状記憶合金バネ51は冷えた状態(電流が流れていない状態)では、図17の(a)に示すように、対向バネ57の力で縮んでおり、触覚刺激子42の先端(手のひらに対向する端部、以下同じ)は触覚刺激子支持板41の下面(手のひらに対向する面、以下同じ)よりも図上、上方に位置する。接続点54と接続点52の間に電圧が印加されると形状記憶合金バネ51に電流が流れ、図17の(b)に示すように、発熱し硬くなって伸びる。それに伴い触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41から下方に突出する。
When the shape
触覚刺激子42の先端には図示されていない感圧センサが内装されており、制御手段5から触覚刺激出力手段2に出力される制御信号は、触覚刺激子42それぞれについて、前記感圧センサの出力値を時系列で設定する。触覚刺激出力手段2は、接続点54と接続点52の間に印加する電圧を、感圧センサの検出値に基づき、検出値が前記設定値になるように制御する。
A pressure sensor (not shown) is built in the tip of the
この駆動方式は小型軽量で突出力が大きく、強い押力刺激を与えることが可能という利点があるが、熱を利用するため応答が遅く、形状記憶合金バネ51を冷ますための冷却手段が必要である。
(触覚刺激出力手段2の駆動手段の第2の例)
図18に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の駆動手段の第2の例を示す。図示の駆動手段は、前記駆動手段の第1の例と同様、例えば図10や図11に示す触覚刺激出力手段2の触覚刺激子42の駆動に適用されるもので、触覚刺激子42の後端(手のひらに対向しない側の端部、以下同じ)に結合された電磁石65と、触覚刺激子支持板41の上面(手のひらに対向しない側の面、以下同じ)に設置された固定磁石61、固定磁石62、固定磁石63、固定磁石64と、電磁石65に電流を流す図示されていない電源と、を含んで構成され、触覚刺激子42を磁石によって駆動する。
This drive system has the advantage of being compact and light, having a large impact output, and being able to give a strong pushing force stimulus, but since it uses heat, the response is slow and a cooling means for cooling the shape
(Second Example of Driving Unit of Tactile Stimulus Output Unit 2)
FIG. 18 shows a second example of the driving means of the haptic stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. The driving means shown in the figure is applied to the driving of the
電磁石65は、その両磁極を結ぶ直線と触覚刺激子42の移動方向が直交するように取り付けられている。また、電磁石65の巻き始め導線66、巻き終わり導線67に掛ける電圧の極を変えることができるようになっている。そして、固定磁石62、固定磁石64は、触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41から突出しない位置(図18の(a)の位置)にあるとき、電磁石65の磁極と向かい合うような位置に設置され、固定磁石61、固定磁石63は、触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41から突出する位置(図18の(b)の位置)にあるとき、電磁石65の磁極と向かい合うような位置に設置されている。また、電磁石65に向かい合う固定磁石は、その磁極が、触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41から突出しない位置と突出する位置で逆になるように設けられている。
The
上記構成によれば、電磁石65の巻き始め導線66、巻き終わり導線67に掛ける電圧の極を変えることにより電磁石65に発生する磁力の方向が変わり、電磁石65が固定磁石62と固定磁石64と引き合うときには触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41から突出しない位置(図18の(a))で保持され、電磁石65が固定磁石61と固定磁石63と引き合うときには触覚刺激子42が触覚刺激子支持板41から突出する位置(図18の(b))に保持される。
According to the above configuration, the direction of the magnetic force generated in the
触覚刺激子42の先端には図示されていない感圧センサが内装されており、制御手段5から触覚刺激出力手段2に出力される制御信号は、触覚刺激子42それぞれについて、前記感圧センサの出力値を時系列で設定する。触覚刺激出力手段2は、導線67と導線66の間に印加する電圧を、感圧センサの検出値に基づき、検出値が前記設定値になるように制御する。
A pressure sensor (not shown) is built in the tip of the
この駆動方式は応答が速いという利点があるので歯切れのよい出力ができトントンモードに適している。また、触覚刺激子42を保持するために常に電力が必要であるが、触覚刺激子42を突出しない位置に戻す力はスポンジやバネで与えれば不要となる。
(触覚刺激出力手段2の駆動手段の第3の例)
図19に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の駆動手段の第3の例を示す。図示の駆動手段は、例えば図12に示す触覚刺激出力手段を実現するための触覚刺激子42の駆動手段である。図19に示す駆動手段も、触覚刺激子42を磁石によって駆動するもので、触覚刺激子42の後端に取り付けられた永久磁石71と、永久磁石71の周囲に設置された電磁石72と、電磁石72に電流を流す図示されていない電源と、を含んで構成されている。電磁石72は触覚刺激子支持板41の上面に支持され、電磁石72の巻き始め導線74、巻き終わり導線73に掛ける電圧の極を変えることができるようになっている。永久磁石71は、その両磁極を結ぶ直線と触覚刺激子42の移動方向が平行する向きに取り付けられている。
Since this driving method has an advantage of quick response, it can produce a crisp output and is suitable for the ton-ton mode. Further, although electric power is always required to hold the
(Third example of drive means of tactile stimulus output means 2)
FIG. 19 shows a third example of the driving means of the haptic stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. The illustrated driving means is, for example, a driving means for the
この例においても、前記第1、第2の例と同様に、巻き始め導線74、巻き終わり導線73に掛ける電圧の値が、触覚刺激子42の先端部に装着された感圧センサの出力に基づいて制御される。
Also in this example, as in the first and second examples, the values of the voltages applied to the winding
上記構成によれば、電磁石72の巻き始め導線74、巻き終わり導線73に掛ける電圧の極を変えることにより電磁石72に発生する磁力の方向が変わり、電磁石72が永久磁石71と引き合ったり反発したりする。それに伴い、触覚刺激子42が動く。触覚刺激子42が触覚刺激を受ける手のひら43に載った状態(図19の(a))で永久磁石71と引き合う方向に電磁石72に電圧を掛けると押力感(図19の(b))を与えることができる。また、電圧の方向を交互に切り替えれば触覚刺激子42が手のひら43と接触非接触を繰り返し、振動や叩く感覚を与えることができる。
According to the above configuration, the direction of the magnetic force generated in the
図18や図19に示すような磁石による駆動方式では、磁石は小さい程発生する磁力が弱いという性質があるため、繊細な出力となる。
(触覚刺激出力手段2の駆動手段の第4の例)
図20に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の駆動手段の第4の例を示す。図20に示す駆動手段は、例えば図13に示す触覚刺激出力手段を実現するための触覚刺激子42の駆動手段であって、図20の(a)は正面図、図20の(b)は図20の(a)のA−A線矢視断面図、図20の(c)は図20の(a)のB−B線矢視断面図である。実施例11に係る図示の駆動手段は、触覚刺激子42をモータによって触覚刺激子支持板41面内を移動させ、ソレノイドによって手のひら43との接触非接触駆動を行う。
In the drive system using magnets as shown in FIG. 18 and FIG. 19, the smaller the magnet is, the weaker the magnetic force that is generated.
(Fourth example of drive means of tactile stimulus output means 2)
FIG. 20 shows a fourth example of the driving means of the haptic stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. The drive means shown in FIG. 20 is a drive means for the
図20に示す駆動手段の第4の例は、円筒状の枠44と、枠44の内周面の図上、下部に棚状に張り出した環状のフランジ44aと、このフランジ44a上面に周縁を支持され、枠44の軸線を中心にして回動可能に載置された中華なべ状の円板である触覚刺激子支持板41と、触覚刺激子支持板41にその中心を通る直線状に形成されたスリット88と、触覚刺激子支持板41上面の中心から離れた位置にスリット88に平行にかつ触覚刺激子支持板41の周縁から周縁まで立設された軸支持板85と、軸支持板85に、軸支持板85の下端に平行にかつ軸支持板85のほぼ全長に亘って形成されたスリット85aと、触覚刺激子支持板41の前記スリット88と直交する直径方向の一方の端部に、軸線を枠44の周壁の母線に平行させて取り付けられた円周方向駆動モータ81と、この円周方向駆動モータ81の駆動軸に取り付けられ、円周面を枠44の内周面に当接させた円周方向駆動ローラ81aと、触覚刺激子支持板41の前記スリット88と直交する直径方向の他方の端部に、軸線を枠44の周壁の母線に平行させ、円周面を枠44の内周面に当接させて取り付けられた押さえローラ82と、前記スリット85aに挿通された軸90と、軸90に取り付けられ、周面が触覚刺激子支持板41の上面に当接して支持されたローラ84と、軸90に取り付けられて回転駆動する直径方向駆動モータ83と、直径方向駆動モータ83を支持する移動板86と、移動板86に軸線を枠44の軸線に平行させて設置された一対のソレノイド87と、一対のソレノイド87それぞれの中心に配置され、移動板86に形成された孔及び前記スリット88を通して上下方向に移動可能に構成された触覚刺激子42と、を含んで構成されている。
A fourth example of the driving means shown in FIG. 20 includes a
円周方向駆動モータ81は中華鍋状円形の触覚刺激子支持板41に固定されており、円筒状の枠44の内周面と接している円周方向駆動ローラ81aを駆動することにより触覚刺激子支持板41を枠44に対して相対的に同心で回転させる。円周方向駆動モータローラ81の対極の位置には押さえローラ82が配置され、押さえローラ82の円周面を枠44の内周面に押し付けることで円周方向駆動ローラ81aを枠44内周面に押し付けている。
The
直径方向駆動モータ83は、触覚刺激子支持板41に接しているローラ84を回転駆動する。軸支持板85はローラ84を触覚刺激子支持板41に押し付けるよう直径方向駆動モータ83の軸を支える。ローラ84が回転すると移動板86は触覚刺激子支持板41の直径方向にスリット88に沿って移動し、ソレノイド87とソレノイド87に取り付けられた触覚刺激子42も同様に、スリット88に沿って移動する。ソレノイド87が励磁されると、触覚刺激子42はスリット88から図上、下方に突出する。
The
制御手段5は、円周方向駆動モータ81と直径方向駆動モータ83の回転の起動・停止信号及び触覚刺激子42に装着された感圧センサの出力の設定値が時系列で変化する制御信号として出力する。この例においても、前記第1〜3の例と同様に、ソレノイド87の巻き始め導線、巻き終わり導線に掛ける電圧の値が、触覚刺激子42の先端部に装着された感圧センサの出力に基づいて制御される。
The control means 5 is a control signal in which the rotation start / stop signals of the circumferential direction drive
以上の構成により、触覚刺激子42は枠44内の任意の位置に移動して触覚刺激子支持板41の下方に突出し、触覚刺激を受ける手のひら43に接触刺激、押圧刺激を与えることができる。また、触覚刺激子42を触覚刺激子支持板41の下方に突出させたまま移動させることにより、手のひら43へ接線方向の刺激を与えることができる。移動板86にソレノイド87と触覚刺激子42を複数設けることで、刺激の強さや幅を変えることができる。異なる材質や径の触覚刺激子42を設ければ異なる触覚刺激を与えることもできる。
With the above configuration, the
上記第1〜4の例では、触覚刺激子42の先端に感圧センサを設けて電圧を制御する構成を示したが、感圧センサに限らず、触覚刺激子42に軸方向に働く力を検出できるものであればよい。例えば、触覚刺激子42の長手方向中間部にばねを組み込み、触覚刺激子42の駆動部をこのばねよりも後方に配置すれば、触覚刺激子42に軸方向に働く力をばねの伸縮量として検出することができる。伸縮量に基づいて電圧を制御するようにすればよい。
(触覚刺激出力手段2の第5の例)
図21に、本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第5の例を示す。図21に示す駆動手段は、例えば図14に示す触覚刺激出力手段に適用されるものであって、触覚刺激子42を面変形によって動かすものである。すなわち、図21に示す駆動手段は、触覚刺激子支持板41と平行な平面状で柔軟な材質の電極91及び電極92と、電極91及び電極92に挟まれた薄い誘電弾性体93と、電極91及び電極92に電圧を印加する図示されていない電源と、を含んで構成される。
In the first to fourth examples, the pressure sensor is provided at the tip of the
(Fifth example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 21 shows a fifth example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. The drive means shown in FIG. 21 is applied to, for example, the tactile stimulus output means shown in FIG. 14, and moves the
触覚刺激子42は、触覚刺激子支持板41に近い側の電極91の下面に、軸線を電極面に直交させて固着されている。触覚刺激子42は、電極91、電極92と、電極91、電極92に挟まれた薄い誘電弾性体93とからなる面(触覚刺激子保持面)が変形することで動かされる。電極92は各触覚刺激子42に対応する部分に分割され、さらに触覚刺激子42の動作方向に対応するように、ひとつの触覚刺激子42についても、いくつかに分割されている。そして各部分ごとに通電できるようになっている。
The
図21の(a)に示すように、電極91には導線94が取り付けられ、電極92は分割された部分ごとに導線95が取り付けられている。そのうち、動かしたい位置の電極92の導線95と電極91の導線94の間に電圧を印加すると、電極内の電荷が互いに引き合い、その間の誘電弾性体93が変形する。それによって図21の(b)に示すように、触覚刺激子42が動く。
As shown to (a) of FIG. 21, the
制御部5は、通信手段4から伝達される刺激方法指示情報に基づいて、各触覚刺激子42の動作を規定する制御信号を生成出力し、駆動手段は、制御信号に基づいて電極92の必要な部分に通電する。
The
電極91及び電極92の触覚刺激子42に対する相対配置や形状により、触覚刺激子42は手のひら43の接線方向にも垂直方向にも動かすことが可能である。この原理による駆動力は大きいため強い刺激を与えられるという利点がある。
(触覚刺激出力手段2の第6の例)
図22に本発明の実施例1に係る触覚刺激出力手段2の第6の例を示す。図22に示す駆動手段は、例えば図16に示す触覚刺激出力手段を実現するための触覚刺激子42の駆動に適用される。
Depending on the relative arrangement and shape of the
(Sixth example of tactile stimulus output means 2)
FIG. 22 shows a sixth example of the tactile stimulus output means 2 according to the first embodiment of the present invention. The drive means shown in FIG. 22 is applied to drive the
図22に示す駆動手段は、触覚刺激子42を圧電素子によって動かすもので、触覚刺激子42の後端に取り付けられている圧電素子301と、圧電素子301に交流電圧を印加する電源302と、触覚刺激子42を触覚刺激出力対象面(例えば手のひら)に接触した状態に保つ柔軟固定材303と、柔軟固定材303を支持するベース55と、を含んで構成されている。
The driving means shown in FIG. 22 moves the
上記構成の駆動手段において、電源302によって圧電素子301に交流電圧を印加すると圧電素子301が振動し、それに伴って触覚刺激子42も振動する。したがって触覚刺激子42が手のひら43に載った状態で圧電素子301に交流電圧を印加すると、手のひら43に振動刺激を与えることができる。柔軟固定材303は触覚刺激子42が手のひら43に接触した状態を保つ。
In the driving means configured as described above, when an AC voltage is applied to the
この方式は応答性がよいという利点がある。また、任意の周波数刺激を与えることができるので、周波数が変わると材質感が変わるという人体特性を利用して、さまざまな材質感の刺激を与えることができる。圧電素子には、屈曲振動を出力するもの、軸方向振動を出力するもの等様々な種類があるため、圧電素子を変えることでいろいろな刺激を与えることが可能である。
(刺激方法指示手段3の第1の例)
次に、本発明の実施例1に係る触覚刺激通信装置の刺激方法指示手段3の第1の例について説明する。図23に刺激方法指示手段3の第1の例の構成を示す。図示の刺激方法指示手段は、円形のベース201と、このベース201に配置された複数の感圧センサ203と、感圧センサ203全体を覆うソフトカバー202と、を含んで構成されている。
This method has the advantage of good responsiveness. In addition, since any frequency stimulus can be applied, stimulation of various material feelings can be applied using the human body characteristic that the material feeling changes when the frequency changes. There are various types of piezoelectric elements, such as those that output bending vibration and those that output axial vibration, so that various stimuli can be applied by changing the piezoelectric element.
(First example of stimulation method instruction means 3)
Next, a first example of the stimulation
ソフトカバー202の上から、なでる、文字を描くなどの動作を行うと感圧センサ203に圧力が掛かり、各感圧センサ203はそれぞれ感知した圧力を信号に変えて制御手段5に伝達する。制御手段5は、各感圧センサ203から入力された信号に基づいて、動作の強さ、動作を行っている位置(範囲)、圧力が検知される位置の変化から動作の方向、動作の速度などを検出し、入力された動作が前記a〜fのモードのいずれであるかを判定するとともに、判定されたモードに付属すべきパラメータを取得する。図8に示すようなモード指示手段が設けられている場合は、モード指示手段から伝達される信号に基づいて、入力された動作が前記a〜fのモードのいずれであるかが判定される。
When an operation such as stroking or drawing characters is performed on the
感圧センサ203を人肌のような感触のソフトカバー202で覆うことにより、使用者が動作を入力するとき、まるで実際に肌に触れているような感覚を演出する。入力される動作を正確に感知するために、感圧センサ203は小さいものを密に配置することが望ましい。
(刺激方法指示手段3の第2の例)
次に、本発明の実施例1に係る触覚刺激通信装置の刺激方法指示手段3の第2の例について説明する。図24に第2の例に係る刺激方法指示手段3の構成を示す。図示の刺激方法指示手段3は、円形のベース201と、この円形のベース201に格子状に配置した帯状の電極204と、これら帯状の電極204に電圧を印加する図示されていない電源と、帯状の電極204全体を覆うソフトカバー202と、を含んで構成されている。
By covering the
(Second example of stimulation method instruction means 3)
Next, a second example of the stimulation method instruction means 3 of the tactile stimulation communication apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 24 shows the configuration of the stimulation method instruction means 3 according to the second example. The illustrated stimulation method instructing means 3 includes a
電極204の交差部は絶縁されており、電極204に電圧が印加された状態で人体が近づくと、電荷が人体へ逃げるため電圧が変化することで人体の近接が検出される。電極204は格子状に配置されているので電圧が変化した電極の交点が人体接近部である。接触しなくても近接するだけで検出可能なので、押圧力が微小なそうっとなでる動作でも検出可能であるし、ソフトカバー202で覆っても検出可能である。押圧強さも検出する場合には、ベース201と電極204との間に感圧センサを図23に示すように多数配置してもよいし、ベース201全体に掛かる力を検出できる位置に感圧センサを取り付けてもよい。
The intersection of the
図3に、本発明に係る触覚刺激通信装置の実施例2を示す。図3に示す触覚刺激通信装置は、接続ケーブル11によって外部通信装置9と接続し、通信手段と電源は外部通信装置9に内蔵されているものを使用している。外部通信装置9としてパーソナルコンピュータを用いたものである。接続ケーブル11は例えばUSBケーブルを使用することで実現可能である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the tactile stimulus communication apparatus according to the present invention. The tactile stimulation communication device shown in FIG. 3 is connected to the
通信手段と電源をパーソナルコンピュータのものを用いることで、手の上に載せる筐体6を小さく軽くすることができ、使用中に手に掛かる負担を少なくできる。
By using the communication means and the power source of a personal computer, the
図4に、本発明に係る触覚刺激通信装置の実施例3を示す。図4に示す触覚刺激通信装置は、接続ケーブル11によって外部通信装置9と接続し、通信と電源は外部通信装置9に内蔵されているものを使用している。外部通信装置9として携帯電話を用いたものである。接続ケーブル11は例えばUSBケーブルを使用することで実現可能である。
FIG. 4 shows a third embodiment of the tactile stimulus communication apparatus according to the present invention. The tactile stimulation communication device shown in FIG. 4 is connected to the
本実施例によっても、前記実施例3の場合と同様に、手の上に載せる筐体6を小さく軽くすることができ、使用中に手に掛かる負担を少なくできる。また、外部通信装置9として携帯電話を用いているので、移動が容易であるという利点がある。
Also in the present embodiment, as in the case of the third embodiment, the
遠隔地にいる人との触覚を用いたコミュニケーション、情報機器からの触覚を用いた表現に利用可能である。 It can be used for communication using a tactile sensation with a person at a remote place and for expression using a tactile sensation from an information device.
1 触覚刺激通信装置
2 触覚刺激出力手段
3 刺激方法指示手段
4 通信手段
5 制御手段
6 筐体
9 外部通信装置
10 電源
11 接続ケーブル
31 なでなでモード指示手段
32 文字伝達モード指示手段
33 トントンモード指示手段
34 放射刺激モード指示手段
35 さみだれモード指示手段
36 ノーマルモード指示手段
41 触覚刺激子支持板
42 触覚刺激子
44 枠
48 ストッパー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記触覚刺激出力手段は、穴の空いた触覚刺激子支持板と、前記穴に挿通されて軸方向に進退可能に配置された前記触覚刺激子と、前記触覚刺激子を駆動して触覚刺激対象面に対して進退させる前記駆動手段と、を含んでなり、前記触覚刺激子は、前記触覚刺激出力手段が触覚刺激対象面に載置されたときは、重力により軸線方向に移動して触覚刺激対象面に支持され、前記駆動手段は、その状態から前記触覚刺激子を駆動するように構成されている触覚刺激通信装置。 A tactile stimulus output means for driving a tactile stimulus provided on the basis of the input control signal and stimulating the tactile sense of the target surface by the tactile stimulus, and the applied contact stimulus is converted into an electrical signal and output. a stimulation method instruction unit, together to generate a stimulation method indication information indicating stimulation method to output based on the electrical signal, and a control means for converting the stimulus method instruction information to the control signal, the control together to send stimulation method instruction information generated by the means, it comprises a communication means for transmitting to the control means receives the stimulus method instruction information, a housing for interior of each of the units, and
The tactile stimulus output means includes a tactile stimulus support plate having a hole, the tactile stimulus inserted through the hole and arranged to be movable forward and backward, and the tactile stimulus to be driven to drive the tactile stimulus. The tactile stimulator that moves in the axial direction by gravity when the tactile stimulus output means is placed on the target surface for tactile stimulation. A tactile stimulation communication device supported by a target surface, wherein the driving means is configured to drive the tactile stimulator from that state .
前記制御手段は、前記電気信号に基づいて生成した刺激方法指示情報を変換した前記制御信号を前記触覚刺激出力手段に出力することを特徴とする触覚刺激通信装置。 2. The tactile stimulus communication device according to claim 1, wherein the tactile stimulus output means is disposed on one surface of the housing, and the stimulation method instruction means is a front-back relationship of the housing surface on which the tactile stimulus output means is disposed. Placed on the housing surface
The tactile stimulus communication apparatus characterized in that the control means outputs the control signal obtained by converting stimulus method instruction information generated based on the electrical signal to the tactile stimulus output means .
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