JP5985869B2

JP5985869B2 - Tactile display

Info

Publication number: JP5985869B2
Application number: JP2012096042A
Authority: JP
Inventors: 奥田　謙造; 謙造奥田; 英輔加治佐; 和田　健二; 健二和田; 明人佐野; 田中　由浩; 由浩田中; 藤本　英雄; 英雄藤本
Original assignee: Nagoya Institute of Technology NUC; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nagoya Institute of Technology NUC; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: JP2013225176A

Description

本発明は、触覚ディスプレイの技術に関し、より詳しくは、コンピュータ上に構築された仮想空間において存在する凹凸形状を、触覚を通じて人（特に、人の掌）に提示することができるデバイスの技術に関する。 The present invention relates to a tactile display technology, and more particularly to a device technology capable of presenting a concavo-convex shape existing in a virtual space constructed on a computer to a person (particularly a human palm) through a tactile sense.

従来、本願発明者らによって、合計９個の刺激子を備え、該刺激子で、人の３指における３関節に変位を与えることにより、高低差が数百μｍで、かつ、１００ｍｍ程度の広がりを持つような微小な凹凸形状を、人の掌全体に提示することができる装置である触覚ディスプレイが開発されており、本願発明者らによる特許出願（特願２０１０−２８２８２２）にその技術が開示（本願出願時には未公開）されている。 Conventionally, the present inventors have provided a total of nine stimulators, and with the stimulators, displacement is applied to three joints of a person's three fingers, so that the height difference is several hundred μm and spreads about 100 mm. A tactile display, which is a device capable of presenting a minute uneven shape having a shape to the entire human palm, has been developed, and the technology is disclosed in a patent application (Japanese Patent Application No. 2010-282822) by the present inventors. (Not disclosed at the time of filing this application).

前記特許出願に開示されている触覚ディスプレイでは、軍手状の基材の上に９個の刺激子を配置しており、刺激子の下方に該刺激子を上下方向に変位させるための駆動源たるピエゾ素子（圧電素子とも呼ばれる）を配置している。
また、前記特許出願に開示されている触覚ディスプレイでは、その伸縮方向が略水平となるようにピエゾ素子を配置しており、さらに、ピエゾ素子と刺激子の間に、ビームおよびカムフォロア等を備える構成として、てこの原理によって、ピエゾ素子の水平方向への変位を鉛直方向への変位に変換および増幅する構成としている。
このような構成により、刺激子の駆動機構がコンパクトにまとめられ、触覚ディスプレイ全体としてもコンパクトに構成することが可能になっている。 In the tactile display disclosed in the above-mentioned patent application, nine stimulators are arranged on a workbench-like base material, and serve as a driving source for displacing the stimulators vertically below the stimulators. Piezo elements (also called piezoelectric elements) are arranged.
Further, in the tactile display disclosed in the patent application, the piezo element is arranged so that the expansion and contraction direction thereof is substantially horizontal, and further, a configuration including a beam, a cam follower, and the like between the piezo element and the stimulator. As described above, the horizontal displacement of the piezo element is converted and amplified into the vertical displacement by the lever principle.
With such a configuration, the drive mechanism of the stimulator is compactly configured, and the entire tactile display can be configured compactly.

また従来、当該部材を介して面を撫でることで、面上に存在する凹凸形状を増幅して提示することができる部材（以下、触覚コンタクトレンズと呼ぶ）が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示されている。 Further, conventionally, there has been known a member (hereinafter referred to as a tactile contact lens) capable of amplifying and presenting the uneven shape existing on the surface by stroking the surface through the member. The technique is disclosed in Patent Document 1 shown.

特開２００６−２２４２８３号公報JP 2006-224283 A

しかしながら、前記特許出願に開示されている従来の触覚ディスプレイでは、刺激子の変位量（ストローク）が、０．２ｍｍ程度しか確保できず、例えば、金型表面に実際に存在する凹凸高さに比して小さい変位量となっている。
また、前記特許出願に開示されている従来の触覚ディスプレイでは、該触覚ディスプレイによって提示する形状（以下、提示形状と呼ぶ）が、人が該提示形状と同じ形状を実際に掌で触ったときに感じる形状（以下、知覚形状と呼ぶ）と一致しないという問題があった。 However, in the conventional tactile display disclosed in the above-mentioned patent application, the displacement (stroke) of the stimulator can only secure about 0.2 mm, for example, compared with the uneven height actually existing on the mold surface. Therefore, the amount of displacement is small.
Further, in the conventional tactile display disclosed in the patent application, when a person actually touches the same shape as the presenting shape with a palm as a shape to be presented by the tactile display (hereinafter referred to as a presenting shape). There was a problem that it did not match the perceived shape (hereinafter referred to as perceptual shape).

このような提示形状と知覚形状の不一致は、刺激子の変位量（ストローク）不足が一因となっていた。
さらに本願発明者らの研究によって、提示形状と知覚形状との不一致には、刺激子の変位量（ストローク）不足だけでなく、掌への刺激の加え方（刺激子の態様）や、掌における刺激を加える位置（刺激子の配置）等が関係していることが分かってきた。 This discrepancy between the presentation shape and the perceived shape was caused by a lack of displacement (stroke) of the stimulator.
Furthermore, according to the research by the present inventors, inconsistencies between the presentation shape and the perceptual shape, not only the lack of displacement (stroke) of the stimulator, but also how to apply stimulation to the palm (mode of the stimulator) It has been found that the position to which the stimulus is applied (arrangement of the stimulator) is related.

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、刺激子のストローク増大を実現するとともに、掌に対して付与する刺激の態様および位置の改良を図って、提示形状と知覚形状を精度よく一致させることができる触覚ディスプレイを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem of the present situation, and realizes an increase in the stroke of the stimulator and improves the mode and position of the stimulus applied to the palm so as to provide a presentation shape and a perceptual shape. It is an object of the present invention to provide a tactile display that can accurately match each other.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、人の掌の指部に当接して、該指部に押し込み変位を付与するための部位である複数の刺激子と、前記刺激子を変位させるための駆動源たるピエゾ素子と、前記ピエゾ素子の伸縮により発生する応力を前記刺激子に伝達するための機構たるてこ機構と、を備える触覚ディスプレイであって、前記てこ機構は、略垂直の面内において略水平の軸周りに回転する棒状の部材たるビームを備え、前記ピエゾ素子を、該ピエゾ素子の伸縮方向が前記掌に対して略垂直となる向きに配置して、前記ビームの一端部を前記刺激子に連結するとともに、前記ビームの他端部を前記ピエゾ素子に連結するものである。 That is, in claim 1, a plurality of stimulators that are in contact with a finger portion of a person's palm and apply a pushing displacement to the finger portion, and a drive source for displacing the stimulator A tactile display comprising: a piezo element; and a lever mechanism that is a mechanism for transmitting stress generated by expansion and contraction of the piezo element to the stimulator. The lever mechanism is substantially horizontal in a substantially vertical plane. A beam that is a rod-like member that rotates about an axis, and the piezoelectric element is disposed in a direction in which the expansion and contraction direction of the piezoelectric element is substantially perpendicular to the palm, and one end of the beam is used as the stimulator In addition to the connection, the other end of the beam is connected to the piezo element.

請求項２においては、前記刺激子は、前記指部の腹側に配置される部位である刺激部と、前記指部の背側に配置される部位である応力付与部と、前記刺激部と前記応力付与部を連結するための部位である連結部と、を備え、前記ピエゾ素子を、前記指部の背側に配置して、前記ビームの一端部を前記刺激子の応力付与部に連結するとともに、前記ビームの他端部を前記ピエゾ素子の下端部に連結するものである。 In Claim 2, The said stimulator is a stimulation part which is a site | part arrange | positioned on the ventral side of the said finger part, A stress provision part which is a site | part arrange | positioned on the back side of the said finger part, The said stimulation part, A connecting portion that is a portion for connecting the stress applying portion, and the piezoelectric element is disposed on the back side of the finger portion, and one end of the beam is connected to the stress applying portion of the stimulator. In addition, the other end of the beam is connected to the lower end of the piezo element.

請求項３においては、前記刺激子を、前記指部の第一関節、第二関節および第三関節に対応する位置に配置するものである。 In Claim 3, the said stimulator is arrange | positioned in the position corresponding to the 1st joint of the said finger | toe part, a 2nd joint, and a 3rd joint.

請求項４においては、前記刺激子と前記指部の間に、刺激を増幅するための部材たる触覚コンタクトレンズを配置するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, a tactile contact lens as a member for amplifying stimulation is disposed between the stimulator and the finger portion.

請求項５においては、前記刺激子は、前記指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、前記指部の腹の略中央に配置するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the stimulator is disposed at a position that avoids the first joint, the second joint, and the third joint of the finger portion, and is substantially at the center of the belly of the finger portion.

請求項６においては、前記触覚コンタクトレンズと前記刺激子との間には、前記触覚コンタクトレンズに比して剛性の大きい素材からなる板状の部材たる非屈曲部材を配置し、該非屈曲部材は、前記指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、前記指部の腹の略中央に配置するものである。 In Claim 6, between the said tactile contact lens and the said stimulator, the non-bending member which is a plate-shaped member which consists of a raw material with large rigidity compared with the said tactile contact lens is arrange | positioned, and this non-bending member is The finger portion is arranged at a position that avoids the first joint, the second joint, and the third joint, and is arranged at the approximate center of the belly of the finger portion.

請求項７においては、前記非屈曲部材の前記触覚ディスプレイによりなぞる対象面に対面する側の面である下面部に、前記刺激子の前記下面部を押圧するための部位の厚みに比して大きな高さを有する曲面状の凸部を有するものである。 In Claim 7, it is large compared with the thickness of the site | part for pressing the said lower surface part of the said stimulator to the lower surface part which is a surface on the side which faces the object surface traced with the said tactile display of the said non-bending member. It has a curved convex portion having a height.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項１においては、ビームを略上下方向に回動させる構成のてこ機構を採用することで、ビーム長を確保することが容易になり、刺激子のストロークを容易に増大させることができる。
これにより、刺激子のストロークを従来に比して大きくすることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is easy to secure the beam length and the stroke of the stimulator can be easily increased by adopting a lever mechanism configured to rotate the beam substantially vertically.
Thereby, the stroke of a stimulator can be enlarged compared with the past.

請求項２においては、ピエゾ素子を掌の上側に配置することにより、指部の腹と検査する曲面との距離を短縮することができる。
これにより、刺激子に作用するモーメントを減少させることができ、刺激子による押圧力を、より的確に指部に付与することができる。 According to the second aspect of the present invention, the distance between the belly of the finger portion and the curved surface to be inspected can be shortened by arranging the piezo element on the upper side of the palm.
Thereby, the moment which acts on a stimulator can be reduced and the pressing force by a stimulator can be given to a finger part more correctly.

請求項３においては、指部によって、より明確に刺激を知覚することができる。 In claim 3, the stimulus can be perceived more clearly by the finger.

請求項４においては、指部に付与する刺激を増幅することができる。 In Claim 4, the stimulus given to the finger part can be amplified.

請求項５においては、指部の各関節において、触覚コンタクトレンズを座屈させることができる。
これにより、座屈した触覚コンタクトレンズを指部の各関節に当接させることができ、刺激子による刺激をより確実に増幅することができる。 In Claim 5, a tactile contact lens can be buckled in each joint of a finger | toe part.
Thereby, the buckled tactile contact lens can be brought into contact with each joint of the finger portion, and the stimulation by the stimulator can be more reliably amplified.

請求項６においては、指部の各関節において、触覚コンタクトレンズをより確実に座屈させることができる。 According to the sixth aspect, the tactile contact lens can be buckled more reliably at each joint of the finger.

請求項７においては、触覚ディスプレイによりなぞる面に、刺激子が接触することを防止でき、ピエゾ素子により生じた振動を刺激子から指部に確実に伝達することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent the stimulator from contacting the surface traced by the tactile display, and to reliably transmit the vibration generated by the piezo element from the stimulator to the finger part.

本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイの全体構成を示す斜視模式図。1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a tactile display according to a first embodiment of the present invention. 触覚ディスプレイを構成する刺激子ユニットを示す斜視模式図。The perspective schematic diagram which shows the stimulator unit which comprises a tactile display. 刺激子ユニットにおけるてこ機構の作動状況を示す模式図。The schematic diagram which shows the operating condition of the lever mechanism in a stimulator unit. 本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning condition of the stimulator with respect to the finger | toe part in the tactile display which concerns on 1st embodiment of this invention. 従来の触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning state of the stimulator with respect to the finger | toe part in the conventional tactile display. 本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイの全体構成を示す斜視模式図。The perspective schematic diagram which shows the whole structure of the tactile display which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning condition of the stimulator with respect to the finger | toe part in the tactile display which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況（プレートの下面部に凸部を有する場合）を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning condition (when it has a convex part in the lower surface part of a plate) of the stimulator with respect to the finger | toe part in the tactile display which concerns on 2nd embodiment of this invention.

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイの全体構成について、図１〜図３を用いて説明をする。
尚、以下の説明においては、説明の便宜のために、図１に示すようなＸＹＺ座標系を規定しており、Ｘ軸方向が掌における指の長さ方向に略平行で、Ｙ軸方向が掌における指の幅方向に略平行で、Ｚ軸方向が掌の厚み方向に略平行となるように、触覚ディスプレイを配置する構成としている。
また、本説明において「掌」とは、指を含んだ手首よりも先の部分を指すものとする。 Next, embodiments of the invention will be described.
First, the overall configuration of the tactile display according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the following description, for convenience of description, an XYZ coordinate system as shown in FIG. 1 is defined. The X-axis direction is substantially parallel to the length direction of the finger on the palm, and the Y-axis direction is The tactile display is arranged so that it is substantially parallel to the finger width direction of the palm and the Z-axis direction is substantially parallel to the palm thickness direction.
Further, in this description, “palm” refers to a portion ahead of the wrist including the finger.

図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る触覚ディスプレイである触覚ディスプレイ１は、被験者の掌にコンピュータ上に構築された仮想空間において存在する凹凸形状を、触覚を通じて人（特に、人の掌）に提示することができるデバイスであり、被験者の掌に装着して使用される。
そして、触覚ディスプレイ１は、合計９個の刺激子ユニット２・２・・・を備えており、各刺激子ユニット２・２・・・を一体的に支持するとともに、被験者の掌を挿通するための部位である基部８等を備えている。 As shown in FIG. 1, a tactile display 1 that is a tactile display according to an embodiment of the present invention is configured such that a concavo-convex shape existing in a virtual space constructed on a computer is placed on a subject's palm through a tactile sense. Device that can be presented to the palm), and is used by being worn on the subject's palm.
The tactile display 1 is provided with a total of nine stimulator units 2... To support each stimulator unit 2. The base 8 etc. which are these parts are provided.

図２に示す如く、刺激子ユニット２は、被験者の指部における各関節に刺激を付与するためのユニットであり、刺激子３、ケース５、ビーム６、ピエゾ素子７等を備える構成としている。 As shown in FIG. 2, the stimulator unit 2 is a unit for applying a stimulus to each joint in the subject's finger, and includes a stimulator 3, a case 5, a beam 6, a piezo element 7, and the like.

本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１において、刺激子３は、被験者の指部に直接刺激を伝達するための部材であり、刺激部３ａ、支持部３ｂ、連結部３ｃ等を備える構成としている。
刺激子３は、刺激部３ａと支持部３ｂを、一対の連結部３ｃ・３ｃで連結することにより、指部を挿通することができる大きさの挿通孔３ｄを形成している。
尚、挿通孔３ｄは必ずしも閉じている形態でなくてもよく、刺激部３ａの一端と支持部３ｂの一端を、一の連結部３ｃで連結して、略Ｃ字状の形態とする構成としてもよい。 In the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention, the stimulator 3 is a member for directly transmitting a stimulus to the finger part of the subject, and includes a stimulating part 3a, a supporting part 3b, a connecting part 3c, and the like. It is configured.
The stimulator 3 connects the stimulating part 3a and the support part 3b with a pair of connecting parts 3c and 3c, thereby forming an insertion hole 3d having a size capable of inserting a finger part.
Note that the insertion hole 3d does not necessarily have to be closed. As a configuration in which one end of the stimulation part 3a and one end of the support part 3b are connected by one connection part 3c to form a substantially C shape. Also good.

刺激子３は、挿通孔３ｄに被験者の指部を挿通した状態で使用されるものであり、使用状態にある（孔３ｄに指部が挿通した挿通された状態）の刺激子３において、刺激部３ａは、指部の腹側に配置され、また、支持部３ｂは、指部の背側に配置される構成としている。 The stimulator 3 is used in a state in which the subject's finger is inserted into the insertion hole 3d, and in the stimulator 3 in a use state (a state in which the finger is inserted into the hole 3d) The part 3a is arranged on the ventral side of the finger part, and the support part 3b is arranged on the back side of the finger part.

また刺激子３は、支持部３ｂに形成された支持孔３ｅにビーム６の一端部６ａを挿通する構成としており、該ビーム６により支持されている。
このため刺激子３は、ビーム６が変位するときには、該ビーム６と一体的に変位する構成としている。 Further, the stimulator 3 is configured such that one end portion 6 a of the beam 6 is inserted into a support hole 3 e formed in the support portion 3 b and is supported by the beam 6.
For this reason, the stimulator 3 is configured to be displaced integrally with the beam 6 when the beam 6 is displaced.

また、刺激子３には、支持孔３ｅに連通するボルト孔（図示せず）が形成されており、該ボルト孔に螺合するボルト３ｆを備えている。そして、ボルト３ｆを締め付けることで、支持孔３ｅ内にボルト３ｆのネジ部先端を入り込ませることができ、ボルト３ｆのネジ部先端でビーム６を押圧することによって、ビーム６の長さ方向における所定位置に刺激子３を固定する構成としている。
さらに刺激子３は、ボルト３ｆを緩めれば、ビーム６の長さ方向における配置位置を変更することができ、被験者の指部の長さ等に合わせて、刺激子３の配置を調整することができる構成としている。 The stimulator 3 is formed with a bolt hole (not shown) that communicates with the support hole 3e, and includes a bolt 3f that is screwed into the bolt hole. By tightening the bolt 3f, the tip of the threaded portion of the bolt 3f can be inserted into the support hole 3e. By pressing the beam 6 with the tip of the threaded portion of the bolt 3f, a predetermined length in the length direction of the beam 6 is obtained. The stimulator 3 is fixed at the position.
Further, if the bolt 3f is loosened, the position of the stimulator 3 in the length direction of the beam 6 can be changed, and the position of the stimulator 3 can be adjusted according to the length of the finger of the subject. It is set as the structure which can do.

刺激子ユニット２では、ケース５およびビーム６によって、てこ機構４を構成している。
ケース５は、ビーム６を回動可能な状態で支持するとともに、ピエゾ素子７を支持するための部材であり、該ケース５にピエゾ素子７を支持する状態において、ビーム６の他端部６ｂの上面に、ピエゾ素子７の伸縮方向における端部が当接する構成としている。 In the stimulator unit 2, the lever mechanism 4 is configured by the case 5 and the beam 6.
The case 5 is a member for supporting the beam 6 in a rotatable state and for supporting the piezo element 7. In the state where the case 5 supports the piezo element 7, the other end 6 b of the beam 6 is supported. The end portion in the expansion / contraction direction of the piezo element 7 is in contact with the upper surface.

ケース５は、一対の側板５ａ・５ａを備えており、該側板５ａ・５ａは、ビーム６の幅寸法と略一致する距離（但し若干大きい）だけ離間した状態で平行に配置される。また、各側板５ａ・５ａの対面する位置には、ビーム６を支持するための孔５ｂ・５ｂが形成されている。 The case 5 includes a pair of side plates 5a and 5a, and the side plates 5a and 5a are arranged in parallel in a state where they are separated from each other by a distance (however slightly larger) that substantially matches the width dimension of the beam 6. Further, holes 5b and 5b for supporting the beam 6 are formed at positions where the side plates 5a and 5a face each other.

またビーム６には、支持軸たる凸部６ｃ・６ｃ（図３参照）が孔５ｂ・５ｂに対応する位置に形成されている。また、凸部６ｃと孔５ｂの間には図示しないベアリングが介設されており、ビーム６が凸部６ｃを軸として滑らかに回動できる構成としている。
尚、該凸部６ｃ・６ｃの形成位置は、他端部６ｂにおけるピエゾ素子７の当接位置に比して、ビーム６の長さ方向における一端部６ａ寄りとしている。
そしてビーム６は、凸部６ｃ・６ｃを孔５ｂ・５ｂに嵌合させることで、ケース５に対して軸心αを中心としてＸＺ平面内で回動可能な状態で支持される構成としている。 The beam 6 is formed with convex portions 6c and 6c (see FIG. 3) as support shafts at positions corresponding to the holes 5b and 5b. Further, a bearing (not shown) is interposed between the convex portion 6c and the hole 5b so that the beam 6 can smoothly rotate about the convex portion 6c.
The formation positions of the convex portions 6c and 6c are closer to the one end portion 6a in the length direction of the beam 6 than the contact position of the piezo element 7 at the other end portion 6b.
The beam 6 is configured to be supported by the case 5 so as to be rotatable in the XZ plane with the axis α as the center by fitting the protrusions 6c and 6c into the holes 5b and 5b.

ピエゾ素子７は、該ピエゾ素子７に通電するとき、その通電量に応じて長さが変化するように構成されている部材であり、ケース５によって、長さ方向を略鉛直向きとする姿勢で支持される構成としている。
即ち、ピエゾ素子７は、ケース５によって支持される状態において、図２中に示す両矢印Ａの方向（即ち、Ｚ軸方向）に伸縮する構成としている。 The piezo element 7 is a member configured such that when the piezo element 7 is energized, the length changes in accordance with the energization amount, and the case 5 has a posture in which the length direction is substantially vertical. The structure is supported.
That is, the piezo element 7 is configured to expand and contract in the direction of the double arrow A shown in FIG. 2 (that is, the Z-axis direction) while being supported by the case 5.

またピエゾ素子７は、パーソナルコンピュータ等の図示しない制御装置に接続されており、制御装置から、該制御装置の内部に構築されている仮想空間において存在する凹凸形状に対応する出力がなされ、ピエゾ素子７に対する通電量を調整する。
さらに詳しくは、触覚ディスプレイ１には、該触覚ディスプレイ１の位置を把握するための図示しないセンサ（例えば、３次元カメラと位置決め用のマーカー部材との組み合わせ）を付設しており、触覚ディスプレイ１の配置位置を当該センサで知得しつつ、その配置位置に対応した凹凸形状を、制御装置からの指令に基づき再現する構成としている。 The piezo element 7 is connected to a control device (not shown) such as a personal computer, and an output corresponding to the concavo-convex shape existing in the virtual space built inside the control device is made from the control device. 7 is adjusted.
More specifically, the tactile display 1 is provided with a sensor (for example, a combination of a three-dimensional camera and a positioning marker member) for grasping the position of the tactile display 1. While the arrangement position is known by the sensor, the uneven shape corresponding to the arrangement position is reproduced based on a command from the control device.

またピエゾ素子７は、ケース５に備えられる調整ボルト５ｃを締め付けたりあるいは緩めたりすることで、ケース５におけるＺ軸方向の配置位置を調整することができ、被験者の指部の形状等に対応させるべくピエゾ素子７のＺ軸方向における配置位置を調整して、ビーム６の回動範囲を変更できる構成としている。 Further, the piezo element 7 can adjust the arrangement position in the Z-axis direction in the case 5 by tightening or loosening the adjusting bolt 5c provided in the case 5, and can correspond to the shape of the finger of the subject. Thus, the arrangement position of the piezo element 7 in the Z-axis direction is adjusted to change the rotation range of the beam 6.

ここで、刺激子ユニット２におけるてこ機構４の作動状況について、図２および図３を用いて説明をする。
図３に示す如く、長さＬのピエゾ素子７が長さｄだけ伸張し、ビーム６の他端部６ｂに形成される凸状の押圧部６ｄが下方に向けて押圧されるとき、ビーム６が凸部６ｃ・６ｃを支点として（即ち、孔５ｂ・５ｂの軸心αを中心として）回動する。このときの回動方向は、図２において示す矢印Ｂの方向となっている。
このとき、一端部６ａは、凸部６ｃ・６ｃからの距離を半径とする弧を描きつつ、略上方に変位し、また刺激子３における刺激部３ａも略上方に変位される。
このときの刺激部３ａのＺ軸方向における変位量Ｈは、てこの原理によって、ピエゾ素子７の伸張量ｄに比して増幅されている（即ち、Ｈ＞＞ｄ）。 Here, the operating state of the lever mechanism 4 in the stimulator unit 2 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
As shown in FIG. 3, when the piezoelectric element 7 having a length L is extended by a length d and the convex pressing portion 6d formed on the other end 6b of the beam 6 is pressed downward, the beam 6 Rotates around the convex portions 6c and 6c (that is, around the axis α of the holes 5b and 5b). The rotating direction at this time is the direction of arrow B shown in FIG.
At this time, the one end portion 6a is displaced substantially upward while drawing an arc whose radius is the distance from the convex portions 6c and 6c, and the stimulating portion 3a of the stimulator 3 is also displaced substantially upward.
The displacement amount H in the Z-axis direction of the stimulating unit 3a at this time is amplified as compared with the expansion amount d of the piezo element 7 by the lever principle (ie, H >> d).

一方、ピエゾ素子７が縮小し、ビーム６の押圧部６ｄに対する押圧力が弱められるとき、ビーム６が凸部６ｃ・６ｃ（即ち、孔５ｂ・５ｂ）の軸心αを中心として、図２において示す矢印Ｃの方向に回動する。 On the other hand, when the piezoelectric element 7 is contracted and the pressing force of the beam 6 against the pressing portion 6d is weakened, the beam 6 is centered on the axis α of the convex portions 6c and 6c (that is, the holes 5b and 5b) in FIG. It rotates in the direction of the arrow C shown.

このように、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、てこ機構４を掌の甲側に配置することで、ビーム６の長さを容易に確保できる構成となっている。
そして触覚ディスプレイ１では、従来に比してビーム６の長さを長大化することで、微小なピエゾ素子７の伸縮量をより大きく増幅させて、人の指部で明確に知覚することができる程度まで刺激子３の変位量を増大させることが可能になっている。 As described above, the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention is configured such that the length of the beam 6 can be easily secured by arranging the lever mechanism 4 on the back side of the palm.
In the tactile display 1, the length of the beam 6 is increased as compared with the conventional case, so that the expansion / contraction amount of the minute piezo element 7 can be further amplified and can be clearly perceived by a human finger. It is possible to increase the displacement amount of the stimulator 3 to the extent.

さらに、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、てこ機構４を掌の甲側に配置することで、指部の腹の下部に刺激子３を駆動する機構がなくなるため、掌で撫でる面と指部の腹との距離を短縮することが可能になっている。
このような構成により、撫でる面と触覚ディスプレイ１との間で生じる摩擦力に起因して刺激子３に生じるモーメントが小さくなり、モーメントの影響で刺激子３による刺激が減じられることが抑制され、刺激子３による刺激を、人の指部でより明確に知覚することが可能になっている。 Furthermore, in the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention, the lever mechanism 4 is arranged on the back side of the palm, so that there is no mechanism for driving the stimulator 3 below the belly of the finger portion. It is possible to shorten the distance between the boiled surface and the belly of the finger.
With such a configuration, the moment generated in the stimulator 3 due to the frictional force generated between the stroking surface and the tactile display 1 is reduced, and the stimulation by the stimulator 3 is suppressed from being reduced by the influence of the moment, It is possible to more clearly perceive the stimulation by the stimulator 3 with a human finger.

即ち、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１は、掌の指部に当接して、該指部に押し込み変位を付与するための部位である刺激子３と、刺激子３を変位させるための駆動源たるピエゾ素子７と、ピエゾ素子７の伸縮により発生する応力を刺激子３に伝達するための機構たるてこ機構４と、を備えるものであって、てこ機構４は、略垂直の面（ＸＺ平面）内において略水平の軸（軸心α）周りに回転する棒状の部材たるビーム６を備え、ピエゾ素子７を、該ピエゾ素子７の伸縮方向が前記掌に対して略垂直となる向きに配置して、ビーム６の一端部６ａを刺激子３に連結するとともに、ビーム６の他端部６ｂをピエゾ素子７に連結するものである。
このような構成により、ビーム６を略上下方向に回動させる構成のてこ機構４を採用することで、ビーム長を確保することが容易になり、刺激子３のストロークを容易に増大させることができる。
これにより、刺激子３のストロークを従来に比して大きくすることができる。 That is, the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention is configured to contact the finger part of the palm and displace the stimulator 3 which is a part for applying a pushing displacement to the finger part. A piezo element 7 that is a driving source for causing the piezo element 7 and a lever mechanism 4 that is a mechanism for transmitting stress generated by expansion and contraction of the piezo element 7 to the stimulator 3, and the lever mechanism 4 is substantially vertical. And a beam 6 that is a rod-shaped member that rotates about a substantially horizontal axis (axial center α) within the plane (XZ plane) of the piezo element 7, and the expansion and contraction direction of the piezo element 7 is substantially perpendicular to the palm. The one end 6 a of the beam 6 is connected to the stimulator 3, and the other end 6 b of the beam 6 is connected to the piezo element 7.
By adopting such a configuration, the lever mechanism 4 configured to rotate the beam 6 substantially in the vertical direction makes it easy to secure the beam length and easily increase the stroke of the stimulator 3. it can.
Thereby, the stroke of the stimulator 3 can be increased as compared with the prior art.

また、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１において、刺激子３は、指部の腹側に配置される部位である刺激部３ａと、指部の背側に配置される部位である応力付与部たる支持部３ｂと、刺激部３ａと支持部３ｂを連結するための部位である連結部３ｃ・３ｃと、を備え、ピエゾ素子７を、指部の背側に配置して、ビーム６の一端部６ａを刺激子３の支持部３ｂに連結するとともに、ビーム６の他端部６ｂをピエゾ素子７の下端部に連結するものである。
このように、ピエゾ素子７を掌の上側に配置する構成とすることにより、指部の腹と検査する曲面との距離を短縮することができる。
これにより、刺激子３に作用する曲げモーメントを減少させることができ、刺激子３による押圧力を、より的確に指部に付与することができる。 Moreover, in the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention, the stimulator 3 is a stimulator 3a that is a part disposed on the ventral side of the finger part and a part that is disposed on the dorsal side of the finger part. A support portion 3b which is a stress applying portion, and connecting portions 3c and 3c which are portions for connecting the stimulation portion 3a and the support portion 3b, and the piezo element 7 is arranged on the back side of the finger portion, One end 6 a of the beam 6 is connected to the support 3 b of the stimulator 3, and the other end 6 b of the beam 6 is connected to the lower end of the piezo element 7.
In this way, by arranging the piezo element 7 on the upper side of the palm, the distance between the belly of the finger portion and the curved surface to be inspected can be shortened.
Thereby, the bending moment which acts on the stimulator 3 can be reduced, and the pressing force by the stimulator 3 can be more accurately applied to the finger part.

また、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、指部の第一関節、第二関節および第三関節に対する各刺激子３・３・３の配置は、図４に示すような構成としている。 Further, in the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention, the arrangement of the stimulators 3, 3, 3 with respect to the first joint, the second joint, and the third joint of the finger is as shown in FIG. It is configured.

ここで「第三関節」の定義について、詳細に説明をする。
従来の触覚ディスプレイでは、指部の付け根にある皺が寄っている部分のことを「第三関節」（以下では、「偽第三関節」と呼ぶ）と呼び、図５に示すように、当該「偽第三関節」に刺激子を接触させる構成としていた。 Here, the definition of “third joint” will be described in detail.
In the conventional tactile display, the part where the heel at the base of the finger is approaching is called “third joint” (hereinafter referred to as “pseudo third joint”), and as shown in FIG. The stimulator was brought into contact with the “pseudo third joint”.

本願発明者らは、研究の過程において、「偽第三関節」には、実際には関節が存在していないことに気づき、また「偽第三関節」から更に手首側にずれた位置の掌部分に、実際に曲がる部分である「第三関節」が存在していることに気づいた。
そして、本願発明者らの研究では、「偽第三関節」に対して刺激を付与するよりも、本願において言うところの（実際に曲がる部分である）「第三関節」に対して刺激を付与するほうが、より実際の触覚に近い感覚を被験者に与えられることが判った。 In the course of research, the inventors of the present invention have noticed that the “pseudo third joint” does not actually have a joint, and the palm at a position further shifted to the wrist side from the “pseudo third joint”. I noticed that there was a “third joint” in the part, which is the part that actually turns.
And in the present inventors' research, rather than giving a stimulus to the “pseudo third joint”, a stimulus is given to the “third joint” (which is an actual bending portion) in the present application. It was found that the subject was given a sense closer to the actual tactile sense.

即ち、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、指部に対する各刺激子３・３・３の配置は、図４に示すように、第一関節、第二関節および（偽第三関節でない）第三関節に対応させる構成としている。
このような構成により、より現実の触感に近い感覚を被験者に与えることが可能になっている。 That is, in the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention, the arrangement of the stimulators 3, 3, 3 with respect to the finger portion is as shown in FIG. It is configured to correspond to the third joint (not three joints).
With such a configuration, it is possible to give the subject a sensation closer to a real tactile sensation.

即ち、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、各刺激子３・３・・・を、指部の第一関節、第二関節および第三関節に対応する位置に配置するものである。
このような構成により、指部によって、より明確に刺激を知覚することができる。 In other words, in the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention, the stimulators 3, 3... Are arranged at positions corresponding to the first joint, the second joint, and the third joint of the finger part. It is.
With such a configuration, the stimulus can be perceived more clearly by the finger.

このように、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、刺激子３のストローク増大を実現するとともに、掌に対して刺激を付与する位置の改良（即ち、「第三関節」の見直し）を図って、従来よりも提示形状と知覚形状が精度よく一致するようになっている。 As described above, in the tactile display 1 according to the first embodiment of the present invention, the stroke of the stimulator 3 is increased and the position for applying the stimulus to the palm is improved (that is, the “third joint”). The presentation shape and the perceived shape are more accurately matched than in the past.

次に、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイについて、図６および図７を用いて説明をする。
図６および図７に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイである触覚ディスプレイ２１は、先述した第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１に対して、触覚コンタクトレンズ９・９・９および複数のプレート１０・１１・１２・１３等を追加する構成としている。 Next, a tactile display according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 6 and 7, the tactile display 21 which is a tactile display according to the second embodiment of the present invention is different from the tactile display 1 according to the first embodiment described above with respect to the tactile contact lenses 9 and 9. -It is set as the structure which adds 9 and several plate 10,11,12,13 grade | etc.,.

即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１は、触覚コンタクトレンズ９・９・９および複数のプレート１０・１１・１２・１３以外の部分の構成については、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１（図１参照）と共通している。このため、触覚ディスプレイ２１において、触覚ディスプレイ１と共通している部分についての説明は割愛する。 That is, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, the configuration of parts other than the tactile contact lenses 9, 9, 9, and the plurality of plates 10, 11, 12, 13 is the first of the present invention. This is common with the tactile display 1 (see FIG. 1) according to the embodiment. For this reason, in the tactile display 21, the description of the part common to the tactile display 1 is omitted.

本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、図７に示すように、指先と第一関節の中間位置における指部の腹と、第一関節と第二関節の中間位置における指部の腹と、第二間接と第三関節の中間位置における指部の腹に対応する位置に、刺激子３・３・３を配置する構成としている。 In the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the abdomen of the finger part at the intermediate position between the fingertip and the first joint, and the finger part at the intermediate position between the first joint and the second joint. The stimulators 3, 3, 3 are arranged at positions corresponding to the belly of the finger portion at the middle position between the second indirect and the third joint.

また、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、指部と各刺激子３・３・３との間に触覚コンタクトレンズ９を配置する構成としている。
触覚コンタクトレンズ９は、該触覚コンタクトレンズ９を介して指部に刺激を伝達することにより、刺激を増幅する役割を果たす部材であり、可撓性を有するシート状部材の上に複数の突起が植設された態様を有している。 Moreover, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, the tactile contact lens 9 is arranged between the finger portion and each of the stimulators 3, 3, 3.
The tactile contact lens 9 is a member that plays a role of amplifying the stimulus by transmitting the stimulus to the finger part via the tactile contact lens 9, and a plurality of protrusions are formed on the flexible sheet-like member. It has a planted form.

さらに、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、触覚コンタクトレンズ９と刺激子３・３・３の間に、各刺激子３・３・３に対応するプレート１０・１１・１２と固定プレート１３を配置する構成としている。
そして、各プレート１０・１１・１２・１３の切れ目が、第一関節、第二間接、第三関節に位置するように、各プレート１０・１１・１２・１３の長さを調整しており、各プレート１０・１１・１２の下方には、各刺激子３・３・３の各刺激部３ａ・３ａ・３ａが当接している。
また、固定プレート１３は基部８に対して固定されており、刺激子３とは当接していない。 Further, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, the plates 10, 11, 12 corresponding to the stimulators 3, 3, 3 are disposed between the haptic contact lens 9 and the stimulators 3, 3, 3. The fixed plate 13 is arranged.
And the length of each plate 10, 11, 12, 13 is adjusted so that the cut of each plate 10, 11, 12, 13 is located in the first joint, the second indirect, the third joint, Below each plate 10,11,12, each stimulation part 3a * 3a * 3a of each stimulator 3, * 3 * 3 is contact | abutting.
Further, the fixed plate 13 is fixed to the base 8 and is not in contact with the stimulator 3.

各プレート１０・１１・１２・１３は、触覚コンタクトレンズ９に比して剛性の大きい素材により形成される板状の部材であり、本実施形態では、アルミ製のプレートを採用している。
そして、このような構成により、各刺激子３・３・３が上方に変位し、各プレート１０・１１・１２が持ち上げるときに、各プレート１０・１１・１２・１３は屈曲せずに、各プレート１０・１１・１２・１３の切れ目に対応する位置において、触覚コンタクトレンズ９が折れ曲がった部位である座屈部９ａ・９ｂ・９ｃを形成することができる。 Each of the plates 10, 11, 12, and 13 is a plate-like member formed of a material having a rigidity higher than that of the tactile contact lens 9. In the present embodiment, an aluminum plate is used.
And by such a structure, when each exciter 3 * 3 * 3 is displaced upward and each plate 10,11 * 12 lifts, each plate 10,11 * 12 * 13 does not bend, but each Buckling portions 9a, 9b, and 9c, which are portions where the tactile contact lens 9 is bent, can be formed at positions corresponding to the breaks of the plates 10, 11, 12, and 13.

またこのような座屈部９ａ・９ｂ・９ｃは、それぞれ第一関節、第二関節、第三関節に対応する位置において形成されており、各座屈部９ａ・９ｂ・９ｃで、第一から第三の各関節に増幅した刺激を付与することができる構成としている。
即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、第一から第三の各関節に刺激を付与するに際し、各刺激子３・３・・・で直接各関節を刺激するのではなく、座屈部９ａ・９ｂ・９ｃで、各刺激子３・３・・によって、間接的に各関節に刺激を付与する構成としている。 Further, such buckling portions 9a, 9b, and 9c are formed at positions corresponding to the first joint, the second joint, and the third joint, respectively. It is set as the structure which can provide the irritation | stimulation to each 3rd joint.
That is, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, when stimulating the first to third joints, the joints are not directly stimulated by the stimulators 3. Instead, the buckling portions 9a, 9b, and 9c are configured to indirectly apply stimuli to the joints by the stimulators 3, 3, and so on.

そして、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、触覚コンタクトレンズ９の座屈部９ａ・９ｂ・９ｃで第一から第三の各関節に増幅した刺激を付与することにより、第一から第三の各関節に対して、より明瞭に刺激を伝達することが可能になっている。
そして、第一から第三の各関節に対して、より明瞭に刺激を伝達することで、触覚ディスプレイ２１により掌に伝達する触覚を、実際の触覚により近づけることが可能になっている。 In the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, the first to third joints are given amplified stimuli by the buckling portions 9a, 9b, and 9c of the tactile contact lens 9, thereby A stimulus can be transmitted more clearly to each of the first to third joints.
The tactile sensation transmitted to the palm by the tactile display 21 can be brought closer to the actual tactile sensation by more clearly transmitting the stimulus to each of the first to third joints.

即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１において、刺激子３と掌の間に、刺激を増幅するための部材たる触覚コンタクトレンズ９を配置するものである。
このような構成により、指部に付与する刺激を増幅することができる。 That is, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, the tactile contact lens 9 as a member for amplifying the stimulus is disposed between the stimulator 3 and the palm.
With such a configuration, it is possible to amplify the stimulus applied to the finger part.

また、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１において、刺激子３は、指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、指部の腹の略中央に配置するものである。
このような構成により、指部の各関節（即ち、第一から第三の各関節）において、触覚コンタクトレンズ９を座屈させることができる。
これにより、座屈した触覚コンタクトレンズ９を指部の各関節に当接させることができ、刺激子３による刺激をより確実に増幅することができる。 In the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, the stimulator 3 is a position avoiding the first joint, the second joint, and the third joint of the finger, It is arranged in the center.
With such a configuration, the tactile contact lens 9 can be buckled at each joint of the finger (that is, each of the first to third joints).
Thereby, the buckled tactile contact lens 9 can be brought into contact with each joint of the finger portion, and the stimulation by the stimulator 3 can be more reliably amplified.

さらに、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１において、触覚コンタクトレンズ９と刺激子３との間には、触覚コンタクトレンズ９に比して剛性の大きい素材からなる板状の部材たる非屈曲部材（即ち、プレート１０・１１・１２）を配置し、該プレート１０・１１・１２は、指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、指部の腹の略中央に配置するものである。
このような構成により、指部の各関節（即ち、第一から第三の各関節）において、触覚コンタクトレンズ９をより確実に座屈させることができる。 Furthermore, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, a plate-like member made of a material having a higher rigidity than the tactile contact lens 9 is provided between the tactile contact lens 9 and the stimulator 3. Non-bending members (that is, plates 10, 11, and 12) are arranged, and the plates 10, 11, and 12 are positions avoiding the first joint, the second joint, and the third joint of the finger, It is arranged at the approximate center of the stomach.
With such a configuration, the tactile contact lens 9 can be buckled more reliably at each joint of the finger portion (that is, each of the first to third joints).

このように、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、触覚ディスプレイ１に比べて、さらに、掌に対して付与する刺激の態様（即ち、触覚コンタクトレンズ９およびプレート１０・１１・１２・１３の追加）の改良を図ることで、触覚ディスプレイ１よりも提示形状と知覚形状がさらに精度よく一致するようになっている。 Thus, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, compared to the tactile display 1, a mode of stimulation applied to the palm (that is, the tactile contact lens 9 and the plates 10, 11,. 12 and 13), the presentation shape and the perceived shape are more accurately matched than the tactile display 1.

また、図８に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、プレート１０およびプレート１３の各下面部１０ａ・１３ａに、凸部２２・２２を備える構成とすることができる。
この場合、凸部２２・２２は、表面が所定の曲率を有する円弧状の断面形状を有する曲面で構成し、また、各プレート１０・１１・１２・１３の下方に配置された各刺激部３ａ・３ａ・３ａの厚みに比して、突出高さを大きくする構成とする。 Further, as shown in FIG. 8, the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention can be configured such that the lower surfaces 10 a and 13 a of the plate 10 and the plate 13 are provided with convex portions 22 and 22. .
In this case, the convex portions 22 and 22 are configured by curved surfaces having a circular cross-sectional shape with a predetermined curvature on the surface, and the stimulation portions 3a disposed below the plates 10, 11, 12, and 13, respectively. -It is set as the structure which makes protrusion height large compared with the thickness of 3a * 3a.

これにより、各刺激部３ａ・３ａ・３ａは、触覚ディスプレイ２１によりなぞる面（対象面と呼ぶ）から離間した（浮いた）状態に保持され、各刺激部３ａ・３ａ・３ａの振動が当該対象面にまで伝わってしまい、指部に対する刺激が減衰してしまうことが防止できる。
また、凸部２２の表面（より詳しくは、触覚ディスプレイ２１によりなぞる対象面に接する面）を曲面状にすることで、対象面の曲率に対応しながら、凸部２２と対象面との接触面積を少なくして、触覚ディスプレイ２１を対象面に対して沿わせつつ滑らかに（摩擦が少ない状態で）変位させることができる構成としている。
尚、本実施形態では、なぞり方向における最前部と最後部に位置する各プレート１０・１３にのみ凸部２２・２２を付設する構成としているが、その他の各プレート１１・１２にも凸部２２・２２を付設する構成としてもよい。 Thereby, each stimulation part 3a * 3a * 3a is hold | maintained in the state separated from the surface (it calls an object surface) traced by the tactile display 21, and the vibration of each stimulation part 3a * 3a * 3a is the said object. It is possible to prevent the stimulation to the finger from being attenuated by being transmitted to the surface.
Further, by making the surface of the convex portion 22 (more specifically, the surface in contact with the target surface traced by the tactile display 21) into a curved surface, the contact area between the convex portion 22 and the target surface while corresponding to the curvature of the target surface. And the tactile display 21 can be smoothly displaced (with little friction) along the target surface.
In the present embodiment, the convex portions 22 and 22 are provided only on the plates 10 and 13 located at the foremost and rearmost portions in the tracing direction, but the convex portions 22 are also provided on the other plates 11 and 12. -It is good also as a structure which attaches 22.

即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、プレート１０およびプレート１３の触覚ディスプレイ２１によりなぞる対象面に対面する側の面である各下面部１０ａ・１３ａに、刺激子３の下面部を押圧するための部位（即ち、刺激部３ａ）の厚みに比して大きな高さを有する曲面状の凸部２２・２２を有するものである。
このような構成により、触覚ディスプレイ２１によりなぞる面に、刺激子３が接触することを防止でき、ピエゾ素子７により生じた振動を刺激子３から指部に確実に伝達することができる。
そして、第一から第三の各関節に対して、意図した通りに刺激を伝達することで、触覚ディスプレイ２１により掌に伝達する触覚を、実際の触覚により近づけることができる。 That is, in the tactile display 21 according to the second embodiment of the present invention, the stimulator 3 is placed on each of the lower surface portions 10a and 13a that are the surfaces of the plate 10 and the plate 13 facing the target surface to be traced. It has curved convex portions 22 and 22 having a height that is larger than the thickness of the portion for pressing the lower surface portion (ie, the stimulating portion 3a).
With such a configuration, the stimulator 3 can be prevented from coming into contact with the surface traced by the tactile display 21, and the vibration generated by the piezo element 7 can be reliably transmitted from the stimulator 3 to the finger part.
Then, by transmitting the stimulus to each of the first to third joints as intended, the tactile sensation transmitted to the palm by the tactile display 21 can be made closer to the actual tactile sensation.

１触覚ディスプレイ（第一の実施形態）
２刺激子ユニット
３刺激子
４てこ機構
６ビーム
６ａ一端部
６ｂ他端部
７ピエゾ素子
９触覚コンタクトレンズ
１０プレート
１１プレート
１２プレート
２１触覚ディスプレイ（第二の実施形態）
２２凸部 1 Tactile display (first embodiment)
2 Stimulator Unit 3 Stimulator 4 Lever Mechanism 6 Beam 6a One End 6b Other End 7 Piezo Element 9 Tactile Contact Lens 10 Plate 11 Plate 12 Plate 21 Tactile Display (Second Embodiment)
22 Convex

Claims

A plurality of stimulators that are in contact with a finger part of a person's palm and are a part for applying a displacement to the finger part;
A piezo element as a drive source for displacing the stimulator;
A lever mechanism that transmits a stress generated by expansion and contraction of the piezoelectric element to the stimulator;
A tactile display comprising:
The lever mechanism includes a beam that is a rod-shaped member that rotates about a substantially horizontal axis in a substantially vertical plane,
The piezoelectric element is arranged in a direction in which the expansion / contraction direction of the piezoelectric element is substantially perpendicular to the palm,
As well as connecting one end of the beam to the stimulator, and connecting the other end of the beam to the piezoelectric element,
Between the stimulator and the finger,
Place a tactile contact lens as a member to amplify the stimulus,
The stimulator is
It is a position that avoids the first joint, the second joint, the third joint of the finger part, and is arranged at the approximate center of the belly of the finger part,
Between the tactile contact lens and the stimulator,
A non-bending member that is a plate-like member made of a material having a large rigidity compared to the tactile contact lens is disposed,
The non-bending member is
It is a position avoiding the first joint, the second joint, and the third joint of the finger part, and is arranged at the approximate center of the belly of the finger part.
A tactile display characterized by that.

The stimulator is
A stimulation part that is a part disposed on the ventral side of the finger part, a stress applying part that is a part disposed on the dorsal side of the finger part, and a part for connecting the stimulation part and the stress applying part. A connection part,
With
The piezo element is arranged on the back side of the finger part,
Connecting one end of the beam to the stress applying portion of the stimulator and connecting the other end of the beam to the lower end of the piezo element;
The tactile display according to claim 1.

On the lower surface part which is the surface facing the target surface traced by the tactile display of the non-bending member,
A curved convex portion having a height that is larger than the thickness of the portion for pressing the lower surface portion of the stimulator,
The tactile display according to claim 1 , wherein the tactile display is provided.