JP6588547B2 - 触覚再現装置 - Google Patents
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Description
この仮想空間表示装置は、端末通信部とサーバーとで通信可能とされており、端末通信部に液晶ディスプレイと入力部とを含むタッチパネルが装備されている。
前記入力装置が複数の触覚発生ユニットを有し、それぞれの前記触覚発生ユニットに、指で押圧操作可能で進退移動する操作体と、前記操作体の移動位置を検知する検知部材と、前記操作体に力を与えるモータとが設けられ、
前記制御部には、所定の被接触物の触覚に関する情報が保持されており、
制御部では、
全ての前記触覚発生ユニットを動作状態とする設定と、いずれか選択された少なくとも1つの前記触覚発生ユニットを動作状態とする設定とが、前記触覚に関する情報に対応して選択され、
動作状態となっている前記触覚発生ユニットにおいて、前記検知部材からの検知信号に基づいて前記操作体が指で押されたことが検知されると、前記操作体から指に対して前記被接触物の触覚を模した反力が与えられるように、前記モータの出力が制御され、
動作状態でない前記触覚発生ユニットでは、前記操作体が後退させられることを特徴とするものである。
図1には、本発明の触覚再現装置1を使用している状態が示されている。
触覚再現装置1は、装置本体10と入力装置20とから構成されている。図1では、同じ入力装置20が2個使用され、一方の入力装置20が右手で使用され、他方の入力装置20が左手で使用されている。ただし、触覚再現装置1の使用例としては、入力装置20を1個のみ使用し片手で操作してもよい。
図4には、第1の触覚発生ユニット30の構造が示されている。
また、装置本体10は、さらにサーバーとの通信機能を有しているものが好ましい。
<手による入力装置20の保持>
図2に示すように、入力装置20は、ケース21の第1の面22aに複数の第1の操作体33が突出し、第2の面23aに1個の第2の操作体43が突出しており、第1の操作体33と第2の操作体43が、第1の方向(Z方向)において互いに逆向きに突出している。よって、図1に示すように、親指で第2の操作体43を押し、人差し指と中指でそれぞれ第1の操作体33,33を押すようにして、片手で入力装置20を保持することが可能である。
入力装置20では、制御部15からモータドライバ51に制御指令が与えられ、第1の触覚発生ユニット30のモータ35と第2の触覚発生ユニット40のモータ45とが前記制御指令に基づいて動作させられる。モータ35とモータ45の回転を制御することにより、移動部材32と移動部材42を任意の位置へ移動させて、その位置で停止させることができる。例えば、操作体33と操作体43をケース21から最大限まで突出させた位置で停止させることができ、または操作体33と操作体43をケース21の内部に最大限に後退させた位置で停止させることができる。また、操作体33と操作体43を最大突出位置と最大後退位置の途中の任意の位置で停止させることもできる。
触覚再現装置1では、模擬的に手で保持しようとする対象である物体の形状と大きさ、その表面の硬質感や軟質感さらには弾性感などの情報が制御部15に保持される。
図6に示す表示形態では、メニュー画像Mvまたはリスト画像Lvが被接触物となる。
表示パネル13にこの物体W3の画像が表示されているときには、制御部15からの状態設定指令により、中指F3が触れている第1の触覚発生ユニット30のモータ35の回転負荷を大きくし、親指F1が触れている第2の触覚発生ユニット40のモータ45の回転負荷を大きくして、中指F3が触れている第1の操作体33と親指F1が触れている第2の操作体43を動かないようにしておき、人差し指F2が触れている第1の操作体33のみを動けるようにしておく。
制御部15では、エンコーダ38,48の検知信号を監視しており、図7ないし図9に示すように、指の間隔があたかも物体W1,W2を掴んだ距離となったと判定され、または指が移動してあたかも物体W3に触れる位置に至ったと判定されると、モータドライバ51に質感を感じさせるための制御信号が与えられる。そして、第1の操作体33と第2の操作体43から各指に与えられる反力の強さが制御されて、指に対して物体W1,W2,W3の硬質感や軟質感さらには弾力感を感じさせるための反力が与えられる。
10 装置本体
11 マスク型本体
13 表示パネル
15 制御部
20 入力装置
21 ケース
22a 第1の面
23a 第2の面
24,25 操作穴
28 機構シャーシ
30 第1の触覚発生ユニット
32 移動部材
33 第1の操作体
35 モータ
38 エンコーダ(検知部材)
40 第2の触覚発生ユニット
42 移動体
43 第2の操作体
45 モータ
48 エンコーダ
W1,W2,W3 物体
L1,L2,L3,L4,L5,L6 反力作用線
Claims (9)
- 入力装置と制御部とを有し、
前記入力装置が複数の触覚発生ユニットを有し、それぞれの前記触覚発生ユニットに、指で押圧操作可能で進退移動する操作体と、前記操作体の移動位置を検知する検知部材と、前記操作体に力を与えるモータとが設けられ、
前記制御部には、所定の被接触物の触覚に関する情報が保持されており、
制御部では、
全ての前記触覚発生ユニットを動作状態とする設定と、いずれか選択された少なくとも1つの前記触覚発生ユニットを動作状態とする設定とが、前記触覚に関する情報に対応して選択され、
動作状態となっている前記触覚発生ユニットにおいて、前記検知部材からの検知信号に基づいて前記操作体が指で押されたことが検知されると、前記操作体から指に対して前記被接触物の触覚を模した反力が与えられるように、前記モータの出力が制御され、
動作状態でない前記触覚発生ユニットでは、前記操作体が後退させられることを特徴とする触覚再現装置。 - 前記入力装置はケースを有し、前記操作体が、前記ケースから互いに逆向きに突出している請求項1記載の触覚再現装置。
- 1個の前記操作体と、複数の前記操作体とが、互いに逆向きに突出している請求項2記載の触覚再現装置。
- 人指し指で操作される前記触覚発生ユニットのみが動作状態となる請求項2または3記載の触覚再現装置。
- 人指し指で操作される前記触覚発生ユニットと親指で操作される前記触覚発生ユニットのみが動作状態となる請求項3記載の触覚再現装置。
- 前記制御部には、前記被接触物の大きさに関する情報が保持されており、前記検知部材からの検知信号によって、指が前記被接触物に触れるまでの移動量に相当する距離を前記操作体が移動したことが前記制御部で検知されると、その検知位置で前記操作体から指に反力が発生し始めるように、前記モータの出力が制御される請求項1ないし5のいずれかに記載の触覚再現装置。
- 前記入力装置に、前記入力装置の姿勢を検知する姿勢検知部が設けられている請求項1ないし6のいずれかに記載の触覚再現装置。
- 表示パネルに前記被接触物の模式画像と手と指の模式画像が表示され、前記表示パネルに表示されている画面の状況に応じて、前記表示パネルに表示されている手と指の模式画像が変化し、前記入力装置では、手と指の模式画像の変化に対応するように前記入力装置の前記操作体の突出位置または前記操作体から指に与えられる反力が変化する請求項1ないし7のいずれかに記載の触覚再現装置。
- 前記入力装置は、前記被接触物の模式画像を指で掴んでいる状態に対応するようにそれぞれの前記操作体の突出位置またはそれぞれの前記操作体から指に与えられる反力が決められる請求項8記載の触覚再現装置。
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