JP6918317B2 - 3D motion display device and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、複数本のリニアアクチュエータを備えてなる三次元モーション・ディスプレイ装置及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to a three-dimensional motion display device including a plurality of linear actuators and a control method thereof.
特開2011−187050号公報(特許文献1)には、やわらかい動きや生物的な動きを表現することができる従来の三次元モーション・ディスプレイ装置が開示されている。この従来の三次元モーション・ディスプレイ装置は、一端が固定端となり且つ他端が自由端となる可撓性を有する長尺状本体と、姿勢変更指令に応じて長尺状本体の姿勢を任意の三軸方向に変更させる姿勢変更機構とを有する複数本のリニアアクチュエータがベースに固定された構造を有する。姿勢変更機構は、形状記憶合金等を用いた機械的な構造により長尺状本体の姿勢を変更するように構成されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-187050 (Patent Document 1) discloses a conventional three-dimensional motion display device capable of expressing soft movements and biological movements. In this conventional three-dimensional motion display device, a flexible long main body having one end having a fixed end and the other end having a free end, and an arbitrary posture of the long main body in response to a posture change command can be used. It has a structure in which a plurality of linear actuators having a posture changing mechanism for changing in three axial directions are fixed to a base. The posture changing mechanism is configured to change the posture of the elongated main body by a mechanical structure using a shape memory alloy or the like.
また本出願の発明者である中安翌が発表した「Luminescent Tentacles」(In SIGGRAPH ASIA 2016 Art Gallery, ACM)[非特許文献1]に示された三次元モーション・ディスプレイ装置では、複数の長尺状本体の先端に発光ダイオード(発光手段)を配置して、複数の長尺状本体の先端の発光ダイオードを発光させた状態で、複数の長尺状本体の姿勢を変更させている。 In addition, the three-dimensional motion display device shown in "Luminescent Tentacles" (In SIGGRAPH ASIA 2016 Art Gallery, ACM) [Non-Patent Document 1] announced by the inventor of this application, Nakayasu Tsugu, has a plurality of long shapes. A light emitting diode (light emitting means) is arranged at the tip of the main body, and the posture of the plurality of long main bodies is changed while the light emitting diodes at the tips of the plurality of long main bodies are made to emit light.
非特許文献1に示された三次元モーション・ディスプレイ装置では、複数の長尺状本体の動きと、その先端の発光ダイオード(発光手段)の発光との間に同期関係を持たせることを特に考慮していなかった。
In the three-dimensional motion display device shown in Non-Patent
発明の目的は、複数の長尺状本体の動きと、その先端の発光手段との間に同期関係を持たせことができる三次元モーション・ディスプレイ装置及びその制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a three-dimensional motion display device capable of having a synchronous relationship between the movement of a plurality of elongated main bodies and the light emitting means at the tip thereof, and a control method thereof.
本発明が改良の対象とする三次元モーション・ディスプレイ装置は、一端が固定端となり且つ他端が自由端となる可撓性を有する長尺状本体と、姿勢変更指令に応じて長尺状本体の姿勢を任意の方向に変更させる姿勢変更機構とを有する複数本のリニアアクチュエータと、複数本のリニアアクチュエータに対して複数の姿勢変更指令を個別に与える姿勢変更指令発生装置と、複数本の長尺状本体の他端に設けられた複数の発光手段と、複数の発光手段をそれぞれ発光させる発光用電流を複数の発光手段に供給する複数の発光駆動回路を具備している。そして姿勢変更機構は、長尺状本体の内部にあって、長尺状本体の長手方向に延びる複数本の形状記憶合金線状体と、複数本の形状記憶合金線状体に個別に駆動用電流を流す複数の配線回路と、姿勢変更指令に応じて配線回路を通して形状記憶合金線状体に所望の駆動用電流を個別に供給する複数の電流供給回路とを備えている。本発明の三次元モーション・ディスプレイ装置では、複数の発光駆動回路が、駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を調整可能に遅延させる遅延調整機能を有している。 The three-dimensional motion display device to be improved by the present invention has a flexible long main body having a fixed end at one end and a free end at the other end, and a long main body in response to a posture change command. A plurality of linear actuators having a posture change mechanism for changing the posture of a plurality of linear actuators, a posture change command generator for individually giving a plurality of posture change commands to a plurality of linear actuators, and a plurality of lengths. It includes a plurality of light emitting means provided at the other end of the scale-shaped main body, and a plurality of light emitting drive circuits for supplying light emitting currents for causing the plurality of light emitting means to emit light to the plurality of light emitting means. The posture changing mechanism is inside the long body and is individually driven into a plurality of shape memory alloy linear bodies extending in the longitudinal direction of the long body and a plurality of shape memory alloy linear bodies. It is provided with a plurality of wiring circuits for passing a current and a plurality of current supply circuits for individually supplying a desired driving current to the shape memory alloy wire through the wiring circuit in response to an attitude change command. In the three-dimensional motion display device of the present invention, a plurality of light emitting drive circuits delay an adjustable delay of at least one of the rise and fall of the light emitting current with respect to at least one of the rise and fall of the drive current. It has an adjustment function.
長尺状本体の内部に配置した形状記憶合金線状体は、駆動用電流が通電されてから時間遅れを持って変形し、また駆動用電流の通電が停止されてからも時間遅れを持って最初の形状に復帰する。そしてこの時間遅れは、温度の影響を大きく受ける。この時間遅れと温度を考慮せずに、長尺状本体の動きに合わせて発光手段を発光させると、発光手段がリニアアクチュエータの長尺状本体の動きと非同期で発光しているように観者には見える。その結果、三次元モーション・ディスプレイ装置を用いて使用者の意図する表現または動作をさせようとしても、リニアアクチュエータの動きと発光に観者は違和感を感じとる可能性がある。本発明のように、発光駆動回路が遅延調整機能を有していると、この温度特性持った時間遅れを考慮して、駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を調整することができる。その結果、三次元モーション・ディスプレイ装置の動きと発光を同時に見る観者に違和感のない印象を与えることができる。 The shape memory alloy striatum placed inside the long body deforms with a time delay after the drive current is energized, and also has a time delay after the drive current is stopped. It returns to the original shape. And this time delay is greatly affected by temperature. If the light emitting means is made to emit light according to the movement of the long main body without considering this time delay and temperature, the viewer seems to emit light asynchronously with the movement of the long main body of the linear actuator. Looks like. As a result, the viewer may feel uncomfortable with the movement and light emission of the linear actuator even if he / she tries to make the expression or movement intended by the user by using the three-dimensional motion display device. When the light emitting drive circuit has a delay adjusting function as in the present invention, in consideration of the time delay having this temperature characteristic, the light emitting current is charged with respect to at least one of the rise and fall of the drive current. At least one of rising and falling can be adjusted. As a result, it is possible to give a natural impression to the viewer who simultaneously sees the movement and light emission of the three-dimensional motion display device.
動作と発光の時間遅れは、特に、駆動用電流の通電が停止されるのと一緒に発光を停止すると、発光停止後にも長尺状本体が動いているという違和感を観者に与える。この違和感に対して、複数の発光駆動回路は、それぞれ遅延調整機能により、駆動用電流の立ち下がりよりも所定の時間遅れて対応する発光用電流を立ち下げることにより対処ができる。この所定の時間は、電流供給回路から対応する形状記憶合金線状体に所望の電流を供給することを停止した後に形状記憶合金線状体が変形を停止するまでの時間であるのが好ましい。なお実際には、多少の時間誤差があってもよいのは勿論である。 The time delay between the operation and the light emission gives the viewer a sense of discomfort that the long main body is still moving even after the light emission is stopped, especially when the light emission is stopped at the same time when the energization of the driving current is stopped. Each of the plurality of light emitting drive circuits can deal with this discomfort by lowering the corresponding light emitting current with a predetermined time delay from the falling of the driving current by the delay adjusting function. This predetermined time is preferably the time from when the supply of a desired current from the current supply circuit to the corresponding shape memory alloy striatum is stopped until the shape memory alloy striatum stops deforming. In reality, it goes without saying that there may be some time error.
また動作と発光の時間遅れは、駆動用電流の通電が開始されるのと一緒に発光を開始すると、発光開始後にも長尺状本体が動着き始めるという違和感を観者に与える場合がある。この違和感も考慮すると、複数の発光駆動回路は、それぞれ遅延調整機能により、駆動用電流の立ち上がりよりも第1の時間遅れて対応する発光用電流を立ち上げ、駆動用電流の立ち下がりよりも第2の時間遅れて対応する前記発光用電流を立ち下げるようにするのが好ましい。このようにすると駆動用電流の通電開始時の違和感を含めて時間遅れに対処することができる。なおこの場合、第1の時間を、電流供給回路から対応する形状記憶合金線状体に所望の電流を個別に供給することを開始した後に形状記憶合金線状体が変形を開始するまでの時間とするのが好ましい。また第2の時間を、電流供給回路から対応する形状記憶合金線状体に所望の電流を個別に供給することを停止した後に前記形状記憶合金線状体が変形を停止するまでの時間とするのが好ましい。 Further, the time delay between the operation and the light emission may give the viewer a sense of discomfort that the long main body starts to move even after the start of the light emission when the light emission is started at the same time when the energization of the driving current is started. Considering this discomfort, each of the plurality of light emitting drive circuits raises the corresponding light emitting current with a delay of the first time from the rising of the driving current by the delay adjustment function, and is the second with the falling of the driving current. It is preferable to reduce the corresponding light emitting current with a delay of 2 time. In this way, it is possible to deal with the time delay including a feeling of strangeness at the start of energization of the driving current. In this case, the first time is the time from when the current supply circuit starts to individually supply the desired current to the corresponding shape memory alloy striatum until the shape memory alloy striatum starts to be deformed. Is preferable. Further, the second time is defined as the time from when the current supply circuit stops supplying the desired current to the corresponding shape memory alloy striatum individually until the shape memory alloy striatum stops deforming. Is preferable.
駆動用電流は、立ち上がりにおいて徐々に電流が増加し、立ち下がりにおいて徐々に電流が減少し、立ち上がり部と立ち下がり部の間に電流値が一定値になる部分を有しているのが好ましい。 It is preferable that the driving current has a portion where the current gradually increases at the rising edge, the current gradually decreases at the falling edge, and the current value becomes a constant value between the rising portion and the falling portion.
本発明の三次元モーション・ディスプレイ装置の制御方法では、複数の発光駆動回路は、駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を遅延させる。また駆動用電流の立ち下がりよりも所定の時間遅れて対応する発光用電流を立ち下げもよい。さらに駆動用電流の立ち上がりよりも第1の時間遅れて対応する発光用電流を立ち上げ、駆動用電流の立ち下がりよりも第2の時間遅れて対応する発光用電流を立ち下げるようにしてもよい。なお第1の時間は、電流供給回路から対応する形状記憶合金線状体に所望の電流を個別に供給することを開始した後に形状記憶合金線状体が変形を開始するまでの時間であるのが好ましい。また第2の時間は、電流供給回路から対応する形状記憶合金線状体に所望の電流を個別に供給することを停止した後に形状記憶合金線状体が変形を停止するまでの時間とするのが好ましい。 In the control method of the three-dimensional motion display device of the present invention, the plurality of light emitting drive circuits delay at least one of the rise and fall of the light emitting current with respect to at least one of the rise and fall of the drive current. Further, the corresponding light emitting current may be reduced with a predetermined time delay from the fall of the driving current. Further, the corresponding light emitting current may be started up with a first time delay from the rise of the drive current, and the corresponding light emission current may be started up with a second time delay from the fall of the drive current. .. The first time is the time from when the current supply circuit starts to individually supply the desired current to the corresponding shape memory alloy striatum until the shape memory alloy striatum starts to be deformed. Is preferable. The second time is the time from when the current supply circuit stops supplying the desired current to the corresponding shape memory alloy striatum individually until the shape memory alloy striatum stops deforming. Is preferable.
上記発明は、発光手段の発光動作に対してアクチュエータの動きが遅れることの対応を、発光駆動回路側を中心にして特定したものであるが、電流供給回路側を中心にしても本発明を特定することができる。この場合、本発明の装置は、複数の電流供給回路は、発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を調整可能に進める進み調整機能を有していてもよい。また本発明の方法でも、複数の電流供給回路が、発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの一方に対して駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を進めるようにしてもよい。 In the above invention, the correspondence that the movement of the actuator is delayed with respect to the light emitting operation of the light emitting means is specified centering on the light emitting drive circuit side, but the present invention is also specified centering on the current supply circuit side. can do. In this case, the apparatus of the present invention has a lead adjustment function in which the plurality of current supply circuits allow at least one of the rise and fall of the light emitting current to be adjustable with respect to at least one of the rise and fall of the light emitting current. You may have. Further, also in the method of the present invention, the plurality of current supply circuits may advance at least one of the rise and fall of the drive current with respect to one of the rise and fall of the light emitting current.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1(A)は、本発明の三次元モーション・ディスプレイ装置のディスプレイ部1の構成を示す概略斜視図であり、図1(B)は1つのリニアアクチュエータ3の拡大図を示している。図1(A)に示すディスプレイ部1は、図1(B)に拡大して示す1つのエレメントユニットであるリニアアクチュエータ3が複数、設置面に沿って等間隔で並べられることにより構成される。複数のリニアアクチュエータ3は、例えば長尺状本体7が1cm2当たり4本以上の密度で植設されるように設置面上に敷き詰められる。このような複数のエレメントユニットからなるディスプレイ部1は、三次元形状の物の表面に容易に設置することができる。長尺状本体7は、リニアアクチュエータ3の一部をなす。リニアアクチュエータ3は、輪郭がほぼ三角形形状の回路基板5と、回路基板5の上面に突設されて、下端が固定端となり上端が自由端となる長尺状本体7と、回路基板5の三角形形状の各辺から外方向に延びて隣接する他のアクチュエータ3の回路基板5同士を電気的及び物理的に接続する可撓性を有する接続構造基板8とからなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 (A) is a schematic perspective view showing the configuration of the
図2は、ディスプレイ部1に設けられる複数のリニアアクチュエータ3の制御回路4の具体的な構成を示すブロック図である。制御回路4は、複数のリニアアクチュエータ3は、長尺状本体7と、姿勢変更指令に応じて長尺状本体7の姿勢を任意の方向に変更させる姿勢変更機構6を有する。図2に示されるパーソナルコンピュータPC内には、姿勢変更指令発生装置2が構成されている。姿勢変更指令発生装置2は、各リニアアクチュエータ3に対する個別の姿勢変更指令S1及び発光指令S2を生成する。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of control circuits 4 of a plurality of
図3(A)(B)及び(C)並びに図4(A)及び(B)に示すように、長尺状本体7は長さ90mm、直径5mmであり、下端が回路基板5に固定されて回路基板5の上面に突設される。長尺状本体7の下端の端面からは、8本のエナメル線14が延びており、6本が電流供給回路9に、2本が発光駆動回路13にそれぞれ接続されて、駆動用電流と発光用電流が流される。長尺状本体7の上端には、透光性を有する拡散光キャップ15が長尺状本体7の上端の端面を覆うように取り付けられている。拡散光キャップ15の内部に位置する長尺状本体7の上端には、LED12Aを発光源とする発光手段12が設けられている。
As shown in FIGS. 3 (A), (B) and (C), and FIGS. 4 (A) and 4 (B), the elongated
長尺状本体7は、自立性の無いシリコンチューブ製の外装部の内部に自立性を有する長尺状芯材として超弾性形状記憶合金からなる線状バネ部材10(図5)が配置されて自立性を補助するようにしている。長尺状本体7に設けられた中央貫通孔16は、長尺状本体7の中心に空けられている。中央貫通孔16には、下端が回路基板5に固定された線状バネ部材10が挿通されて、長尺状本体7を自立させている。また中央貫通孔16の上にはLED12Aが基板に実装された発光手段12が配置されており、LED12Aへの発光用電流を流すためのエナメル線14が中央貫通孔16を通っている。
In the long
中央貫通孔16を囲むように、長尺状本体7の中心から半径方向にずれた位置に、周方向に間隔をあけて3組の一対の周辺貫通孔17、18及び19が設けられている。各周辺貫通孔17、18及び19の長尺状本体7の上端面の開口部周縁は、それぞれハトメ20が貼付されて、シリコンチューブの破損を防止している。各組の周辺貫通孔17、18及び19には、それぞれ形状記憶合金線状体21A、21B及び21Cが挿通されている。一対の周辺貫通孔17の一方に、形状記憶合金線状体21Aの先端を、周辺貫通孔17の下端側から上端側に通していき、上端側から突き出した形状記憶合金線状体21Aの先端を他方の周辺貫通孔17の上端から下端側に通し、先端及び後端を長尺状本体7の下端近くに固定することにより、形状記憶合金線状体21Aは長尺状本体7の上端及び下端に対し固定される。形状記憶合金線状体21Aの先端及び後端にはエナメル線14が接続されている。
Three pairs of peripheral through
このような長尺状本体7は、図3(C)に示すように、形状記憶合金線状体21A、21B及び/または21Cに電流を流すことにより、長尺状本体7を任意の方向に曲げることができる。例えば図3(C)で矢印で示した下方向D1に長尺状本体7を曲げる場合には、形状記憶合金線状体21Aのみに通電すると、形状記憶合金線状体21Aが緊張収縮して長尺状本体7の上端面を下端方向に引っ張り、長尺状本体7を図4(Cの下方向D1に曲げる。逆方向D2に曲げるためには、形状記憶合金線状体21B及び21Cに同じ電流を流すと、長尺状本体7は形状記憶合金線状体21Bと21Cとの丁度中間に向かう図3(C)の上方向D2に曲がることになる。各形状記憶合金線状体21A、21B及び21Cに流す電流の量やタイミングを適切に設定することにより、長尺状本体7は単に一方向に向かって曲がるだけでなく、旋回や振動やその組み合わせのような複雑な運動を実行することができることは明らかである。
As shown in FIG. 3C, such a long
図3に示した姿勢変更機構6は、前述のように、長尺状本体7の内部にあって、長尺状本体7の長手方向に延びる複数本の形状記憶合金線状体21と、回路基板5に搭載され、複数本の形状記憶合金線状体21に個別に駆動用電流を流す複数の配線回路11と、回路基板5に搭載され、姿勢変更指令に応じて配線回路11を通して形状記憶合金線状体21に所望の駆動用電流を個別に供給する複数の電流供給回路9とを備えている。また姿勢変更指令発生装置2は、他の複数本のリニアアクチュエータ3及び複数の接続構造基板8を介して、複数本のリニアアクチュエータ3それぞれに接続されており、複数本のリニアアクチュエータ3それぞれに、対応する複数の姿勢変更指令を個別に与えることができる。LED12Aを備えた発光手段12は複数本の長尺状本体7それぞれの先端に設けられており、回路基板5に搭載された発光駆動回路13は、姿勢変更指令発生装置2からの発光指令に応じて、複数のLED12Aをそれぞれ発光させる発光用電流を複数のLED12Aに供給する。電流供給回路9及び発光駆動回路13には図示しない定電流回路CCから電流が供給される。
As described above, the posture changing mechanism 6 shown in FIG. 3 includes a plurality of shape memory alloy
図5(A)は、本発明の三次元モーション・ディスプレイ装置の一実施の形態に含まれるリニアアクチュエータ3の長尺状本体7の動きを示し、図5(B)は、長尺状本体7の姿勢を制御するために形状記憶合金線状体21に個別に流す駆動用電流を電流供給回路9から供給するための姿勢変更指令S1が指令する電流値の時間変化を示す波形を示す図であり、図5(C)は長尺状本体7の先端に設けられたLED12Aに供給される発光用電流を流すための発光指令S2が指令する電流値の時間変化を示す図である。図5に示すように、長尺状本体7の変形は、長尺状本体7を変形させる動作原理上、姿勢変更指令S1で示される駆動用電流の通電後に時間遅れを持って開始され、且つ駆動用電流の通電が停止してから時間遅れを持って最初の形状に復帰する。
FIG. 5 (A) shows the movement of the long
リニアアクチュエータ3の動作原理を説明するための図5(A)及び(B)を参照すると、円筒状に形成されたシリコンチューブ71を外装部とする長尺状本体7と、シリコンチューブ71の中心軸に沿って埋め込まれた超弾性形状記憶合金製の線状バネ部材10と、長尺状本体7の周縁近くを中心軸と平行に延び、長尺状本体7の上下端にその上下端が固定された形状記憶合金線状体21とを有するものとする。この状態では、長尺状本体7を構成するシリコンチューブ71は可撓性を有するが非自立性であり、可撓性と自立性を有する超弾性形状記憶合金製の線状バネ部材10のために、長尺状本体7には応力が加わらない限り、図5(A)に示すように真っ直ぐな姿勢を保持することができる。形状記憶合金線状体21は、例えば70℃に加熱することにより長さ方向に緊張収縮する。加熱は、形状記憶合金線状体21に通電することにより実行することができる。収縮した形状記憶合金線状体21は長尺状本体7の上面を引っ張るので、図5(B)に示すように長尺状本体7は右方向に曲がった姿勢に変形する。形状記憶合金線状体21への通電を停止すると、形状記憶合金線状体21が自然冷却して弛緩伸長し、線状バネ部材10の自立性により、長尺状本体7は図4(A)の真っ直ぐな姿勢に復帰する。
With reference to FIGS. 5A and 5B for explaining the operating principle of the
このような動作原理のリニアアクチュエータ3の動きには、通電開始から加熱されて緊張収縮するまで、及び通電停止から自然冷却して弛緩伸長するまでに、時間的遅れを伴わざるを得ない。これに対してLED12Aの発光にはこのような遅延がなく、LED12Aに発光駆動用電流を通電すると同時に発光し、通電を停止すると同時に消灯する。本実施の形態の三次元モーション・ディスプレイ装置1は、両者の動作の時間的ずれに基づく観者に与える違和感を解消しようとするものである。
The movement of the
本実施の形態の三次元モーション・ディスプレイ装置では、複数の発光駆動回路13が、駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりに対して発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりを調整可能に遅延させる遅延調整機能を有している。
In the three-dimensional motion display device of the present embodiment, the plurality of light emitting
また、動作と発光の時間遅れは、特に、駆動用電流の通電が停止されるのと一緒に発光を停止すると、発光停止後にも長尺状本体7が動いているという違和感を観者に与える。この違和感に対して、本実施の形態では、複数の発光駆動回路13は、それぞれ遅延調整機能により、駆動用電流の立ち下がりよりも所定の時間遅れて対応する発光用電流を立ち下げることにより対処ができる。この所定の時間は、電流供給回路9から対応する形状記憶合金線状体21A、21Bまたは21Cに所望の電流を供給することを停止した後に形状記憶合金線状体21A、21Bまたは21Cが変形を停止するまでの時間である。
Further, the time delay between the operation and the light emission gives the viewer a sense of discomfort that the long
また、動作と発光の時間遅れは、駆動用電流の通電が開始されるのと一緒に発光を開始すると、発光開始後に長尺状本体7が動き始めるという違和感を観者に与える場合がある。この違和感も考慮して、本実施の形態においては、複数の発光駆動回路13は、それぞれ遅延調整機能により、駆動用電流の立ち上がりよりも第1の時間t1遅れて対応する発光用電流を立ち上げ、駆動用電流の立ち下がりよりも第2の時間t2遅れて対応する発光用電流(S2)を立ち下げるようにしている。このようにすると駆動用電流の通電開始時の違和感を含めて時間遅れに対処することができる。本実施の形態では、第1の時間t1を、電流供給回路9から対応する形状記憶合金線状体21に所望の電流を個別に供給することを開始した後に形状記憶合金線状体21が変形を開始するまでの時間とし、第2の時間t2を、電流供給回路から対応する形状記憶合金線状体に所望の電流を個別に供給することを停止した後に形状記憶合金線状体が変形を停止するまでの時間としている。
Further, the time delay between the operation and the light emission may give the viewer a sense of discomfort that the elongated
次に本実施の形態の作用について、図5を参照しつつ説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
長尺状本体7の動きと駆動用電流を指令する波形(S1)とを比較すると、前述したように、長尺状本体7は駆動用電流が立ち上がると同時ではなく、動き始めるまでに時間遅れを伴っている。また長尺状本体7は駆動用電流が立ち下がってから、時間遅れを伴って元の姿勢に戻る。
Comparing the movement of the long
発光駆動回路13は、図5(B)の駆動用電流を指令する波形(S1)と図5(C)発光用電流を指令する波形(S2)との比較より明らかなように、駆動用電流の立ち上がりよりも第1の時間t1だけ遅れて対応する発光用電流を立ち上げ、駆動用電流の立ち下がりよりも第2の時間t2だけ遅れて対応する発光用電流を立ち下げるようにしている。さらに本実施の形態においては、第2の時間t2は、電流供給回路9から対応する形状記憶合金線状体21A、21Bまたは21Cに所望の電流を個別に供給することを停止した後に形状記憶合金線状体21A、21Bまたは21Cが変形を停止するまでの時間teとほぼ等しく、第1の時間t1は、電流供給回路9から対応する形状記憶合金線状体21A、21Bまたは21Cに所望の電流を個別に供給することを開始した後に形状記憶合金線状体21A、21Bまたは21Cが変形を開始するまでの時間tsとほぼ等しい。
The light emitting
なお本実施の形態では、駆動用電流は、立ち上がりにおいて徐々に電流が増加し、立ち下がりにおいて徐々に電流が減少し、立ち上がり部と立ち下がり部の間に電流値が一定値になる期間(固定時間)を有している。 In the present embodiment, the driving current is a period (fixed) in which the current gradually increases at the rising edge, the current gradually decreases at the falling edge, and the current value becomes a constant value between the rising edge and the falling edge. Have time).
以上述べたように本実施の形態の三次元モーション・ディスプレイ装置によると、長尺状本体7の内部に配置した形状記憶合金線状体21A、21B及び21Cの動きと、長尺状本体7の先端に配置したLED12Aの発光との非同期を解消することができる。これにより、三次元モーション・ディスプレイ装置を用いた使用者の意図する表現または動作を、違和感なく観者に伝達することができる。
As described above, according to the three-dimensional motion display device of the present embodiment, the movements of the shape memory alloy
なお、上述の実施の形態においては、LED12Aの発光動作に対してアクチュエータの動きが遅れることへの対応を、各リニアアクチュエータに搭載された発光駆動回路13側を中心にして特定したものであるが、他の実施の形態では、各リニアアクチュエータ3に電流を供給する電流供給回路9側を中心に特定することもできる。すなわち他の実施の形態においては、複数の電流供給回路9は、発光用電流(S2)の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して駆動用電流(S1)の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を調整可能に進める進み調整機能を有していてもよい。そして、複数の電流供給回路9が、発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの一方に対して駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を進めることにより、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the response to the delay in the movement of the actuator with respect to the light emitting operation of the
本発明の三次元モーション・ディスプレイ装置によると、複数の長尺状本体の動きと、その先端の発光手段の発光とを同期させることにより、観者に違和感のない印象を与えることができる。 According to the three-dimensional motion display device of the present invention, by synchronizing the movement of a plurality of elongated main bodies with the light emission of the light emitting means at the tip thereof, it is possible to give the viewer a natural impression.
1 ディスプレイ部
2 姿勢変更指令発生装置
3 リニアアクチュエータ
4 駆動制御装置
5 回路基板
6 姿勢変更機構
7 長尺状本体
8 接続構造基板
9 電流供給回路
10 線状バネ部材
11 配線回路
12 発光手段
12A LED
13 発光駆動回路
14 エナメル線
15 拡散光キャップ
16 中央貫通孔
17、18、19 周辺貫通孔
20 ハトメ
21A、21B、21C 形状記憶合金線状体
1
13
Claims (13)
前記複数本のリニアアクチュエータに対して複数の前記姿勢変更指令を個別に与える姿勢変更指令発生装置と、
前記複数本の長尺状本体の前記他端に設けられた複数の発光手段と、
前記複数の発光手段をそれぞれ発光させる発光用電流を前記複数の発光手段に供給する複数の発光駆動回路を具備し、
前記姿勢変更機構が、前記長尺状本体の内部にあって、前記長尺状本体の長手方向に延びる複数本の形状記憶合金線状体と、前記複数本の形状記憶合金線状体に個別に駆動用電流を流す複数の配線回路と、前記姿勢変更指令に応じて前記配線回路を通して前記形状記憶合金線状体に所望の前記駆動用電流を個別に供給する複数の電流供給回路とを備えている三次元モーション・ディスプレイ装置であって、
前記複数の発光駆動回路は、前記駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して前記発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を調整可能に遅延させる遅延調整機能を有していることを特徴とする三次元モーション・ディスプレイ装置。 It has a flexible long body with one end being a fixed end and the other end being a free end, and a posture change mechanism that changes the posture of the long body in an arbitrary direction in response to a posture change command. With multiple linear actuators
An attitude change command generator that individually gives a plurality of attitude change commands to the plurality of linear actuators, and
A plurality of light emitting means provided at the other end of the plurality of elongated main bodies, and
A plurality of light emitting drive circuits for supplying a light emitting current for causing the plurality of light emitting means to emit light to the plurality of light emitting means are provided.
The posture changing mechanism is inside the elongated main body, and is individually divided into a plurality of shape memory alloy linear bodies extending in the longitudinal direction of the elongated main body and the plurality of shape memory alloy linear bodies. A plurality of wiring circuits for passing a driving current to the shape memory alloy wire, and a plurality of current supply circuits for individually supplying a desired driving current to the shape memory alloy linear body through the wiring circuit in response to the attitude change command. 3D motion display device
The plurality of light emitting drive circuits have a delay adjusting function for adjustingably delaying at least one of the rising and falling edges of the light emitting current with respect to at least one of the rising and falling edges of the driving current. A three-dimensional motion display device featuring.
前記第2の時間は、前記電流供給回路から対応する前記形状記憶合金線状体に所望の電流を個別に供給することを停止した後に前記形状記憶合金線状体が変形を停止するまでの時間である請求項4に記載の三次元モーション・ディスプレイ装置。 The first time is the time from when the current supply circuit starts to individually supply a desired current to the corresponding shape memory alloy striatum until the shape memory alloy striatum starts to be deformed. And
The second time is the time from when the current supply circuit stops supplying the desired current individually to the corresponding shape memory alloy linear body until the shape memory alloy linear body stops deforming. The three-dimensional motion display device according to claim 4.
前記複数本のリニアアクチュエータに対して複数の前記姿勢変更指令を個別に与える姿勢変更指令発生装置と、
前記複数本の長尺状本体の前記他端に設けられた複数の発光手段と、
前記複数の発光手段をそれぞれ発光させる発光用電流を前記複数の発光手段に供給する複数の発光駆動回路を具備し、
前記姿勢変更機構が、前記長尺状本体の内部にあって、前記長尺状本体の長手方向に延びる複数本の形状記憶合金線状体と、前記複数本の形状記憶合金線状体に個別に駆動用電流を流す複数の配線回路と、前記姿勢変更指令に応じて前記配線回路を通して前記形状記憶合金線状体に所望の前記駆動用電流を個別に供給する複数の電流供給回路とを備えている三次元モーション・ディスプレイ装置の制御方法であって、
前記複数の発光駆動回路は、前記駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して前記発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を遅延させることを特徴とする三次元モーション・ディスプレイ装置の制御方法。 It has a flexible long body with one end being a fixed end and the other end being a free end, and a posture change mechanism that changes the posture of the long body in an arbitrary direction in response to a posture change command. With multiple linear actuators
An attitude change command generator that individually gives a plurality of attitude change commands to the plurality of linear actuators, and
A plurality of light emitting means provided at the other end of the plurality of elongated main bodies, and
A plurality of light emitting drive circuits for supplying a light emitting current for causing the plurality of light emitting means to emit light to the plurality of light emitting means are provided.
The posture changing mechanism is inside the elongated main body, and is individually divided into a plurality of shape memory alloy linear bodies extending in the longitudinal direction of the elongated main body and the plurality of shape memory alloy linear bodies. A plurality of wiring circuits for passing a driving current to the shape memory alloy wire, and a plurality of current supply circuits for individually supplying a desired driving current to the shape memory alloy linear body through the wiring circuit in response to the attitude change command. It is a control method of the three-dimensional motion display device that is used.
The plurality of light emitting drive circuits of a three-dimensional motion display device, characterized in that at least one of the rise and fall of the light emitting current is delayed with respect to at least one of the rise and fall of the drive current. Control method.
前記第2の時間は、前記電流供給回路から対応する前記形状記憶合金線状体に所望の電流を個別に供給することを停止した後に前記形状記憶合金線状体が変形を停止するまでの時間である請求項10に記載の三次元モーション・ディスプレイ装置の制御方法。 The first time is the time from when the current supply circuit starts to individually supply a desired current to the corresponding shape memory alloy striatum until the shape memory alloy striatum starts to be deformed. And
The second time is the time from when the current supply circuit stops supplying the desired current individually to the corresponding shape memory alloy linear body until the shape memory alloy linear body stops deforming. The control method of the three-dimensional motion display device according to claim 10.
前記複数本のリニアアクチュエータに対して複数の前記姿勢変更指令を個別に与える姿勢変更指令発生装置と、
前記複数本の長尺状本体の前記他端に設けられた複数の発光手段と、
前記複数の発光手段をそれぞれ発光させる発光用電流を前記複数の発光手段に供給する複数の発光駆動回路を具備し、
前記姿勢変更機構が、前記長尺状本体の内部にあって、前記長尺状本体の長手方向に延びる複数本の形状記憶合金線状体と、前記複数本の形状記憶合金線状体に個別に駆動用電流を流す複数の配線回路と、前記姿勢変更指令に応じて前記配線回路を通して前記形状記憶合金線状体に所望の前記駆動用電流を個別に供給する複数の電流供給回路とを備えている三次元モーション・ディスプレイ装置であって、
前記複数の電流供給回路は、前記発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方に対して前記駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を調整可能に進める進み調整機能を有していることを特徴とする三次元モーション・ディスプレイ装置。 It has a flexible long body with one end being a fixed end and the other end being a free end, and a posture change mechanism that changes the posture of the long body in an arbitrary direction in response to a posture change command. With multiple linear actuators
An attitude change command generator that individually gives a plurality of attitude change commands to the plurality of linear actuators, and
A plurality of light emitting means provided at the other end of the plurality of elongated main bodies, and
A plurality of light emitting drive circuits for supplying a light emitting current for causing the plurality of light emitting means to emit light to the plurality of light emitting means are provided.
The posture changing mechanism is inside the elongated main body, and is individually divided into a plurality of shape memory alloy linear bodies extending in the longitudinal direction of the elongated main body and the plurality of shape memory alloy linear bodies. A plurality of wiring circuits for passing a driving current to the shape memory alloy wire, and a plurality of current supply circuits for individually supplying a desired driving current to the shape memory alloy linear body through the wiring circuit in response to the attitude change command. 3D motion display device
The plurality of current supply circuits have an advance adjustment function that allows at least one of the rise and fall of the drive current to be adjustable with respect to at least one of the rise and fall of the light emitting current. A featured 3D motion display device.
前記複数本のリニアアクチュエータに対して複数の前記姿勢変更指令を個別に与える姿勢変更指令発生装置と、
前記複数本の長尺状本体の前記他端に設けられた複数の発光手段と、
前記複数の発光手段をそれぞれ発光させる発光用電流を前記複数の発光手段に供給する複数の発光駆動回路を具備し、
前記姿勢変更機構が、前記長尺状本体の内部にあって、前記長尺状本体の長手方向に延びる複数本の形状記憶合金線状体と、前記複数本の形状記憶合金線状体に個別に駆動用電流を流す複数の配線回路と、前記姿勢変更指令に応じて前記配線回路を通して前記形状記憶合金線状体に所望の前記駆動用電流を個別に供給する複数の電流供給回路とを備えている三次元モーション・ディスプレイ装置の制御方法であって、
前記複数の電流供給回路が、前記発光用電流の立ち上がり及び立ち下がりの一方に対して前記駆動用電流の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を進めることを特徴とする三次元モーション・ディスプレイ装置の制御方法。 It has a flexible long body with one end being a fixed end and the other end being a free end, and a posture change mechanism that changes the posture of the long body in an arbitrary direction in response to a posture change command. With multiple linear actuators
An attitude change command generator that individually gives a plurality of attitude change commands to the plurality of linear actuators, and
A plurality of light emitting means provided at the other end of the plurality of elongated main bodies, and
A plurality of light emitting drive circuits for supplying a light emitting current for causing the plurality of light emitting means to emit light to the plurality of light emitting means are provided.
The posture changing mechanism is inside the elongated main body, and is individually divided into a plurality of shape memory alloy linear bodies extending in the longitudinal direction of the elongated main body and the plurality of shape memory alloy linear bodies. A plurality of wiring circuits for passing a driving current to the shape memory alloy wire, and a plurality of current supply circuits for individually supplying a desired driving current to the shape memory alloy linear body through the wiring circuit in response to the attitude change command. It is a control method of the three-dimensional motion display device that is used.
A control method for a three-dimensional motion display device, wherein the plurality of current supply circuits advance at least one of the rising and falling edges of the driving current with respect to one of the rising and falling edges of the light emitting current. ..
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