JP7036851B2 - Tactile presentation device - Google Patents
Tactile presentation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7036851B2 JP7036851B2 JP2020047190A JP2020047190A JP7036851B2 JP 7036851 B2 JP7036851 B2 JP 7036851B2 JP 2020047190 A JP2020047190 A JP 2020047190A JP 2020047190 A JP2020047190 A JP 2020047190A JP 7036851 B2 JP7036851 B2 JP 7036851B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- fluid passage
- tactile
- magnetic field
- passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、物体の表面(例えばタッチパネル等)を押すときに得られる触覚を提示する触覚提示装置に関する。 The present invention relates to a tactile presentation device that presents a tactile sensation obtained when a surface of an object (for example, a touch panel or the like) is pressed.
電子機器のタッチパネル等に触れる際の触覚を提示する装置として、様々なものが提案されている。その中でも、複雑な機構、構造等が不要なものとして、流体の状態変化を利用して触覚を変える触覚提示装置がある。 Various devices have been proposed as devices for presenting a tactile sensation when touching a touch panel or the like of an electronic device. Among them, there is a tactile presentation device that changes the tactile sensation by utilizing a change in the state of a fluid as a device that does not require a complicated mechanism, structure, or the like.
例えば特許文献1に開示されているタッチパネルは、内部に電解液と電極を封入したシート構造体からなるものであって、電極に電圧を印加することで電解液を気化させ、シート構造体を膨張させて、操作者が指先でタッチパネルを押すときの負荷を大きくするようにしている。その後、電圧を遮断することで生成された気体を液化して膨張したシート構造体を収縮させ、操作者が指先でタッチパネルを押すときの負荷を元の状態に戻すようにしている。
For example, the touch panel disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されたタッチパネルは、電解液の気化・液化を利用することにより触覚を変化させるものであるため、周辺環境(例えば気温等)の影響を受けることで、所望の触覚を安定して再現することが難しいと考えられる。
However, since the touch panel disclosed in
そこで、本発明は、触覚を提示する部分に複雑な機構、構造等を必要とせず、かつ、電解液以外の流体の状態変化を利用することで触覚を提示する触覚提示装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a tactile presentation device that presents a tactile sensation by utilizing a state change of a fluid other than an electrolytic solution without requiring a complicated mechanism, structure, or the like in a portion that presents a tactile sensation. The purpose.
本発明に係る触覚提示装置は、流体を収容する流体収容体を有する触覚提示部と、前記流体収容体に接続された流体通路と、前記流体通路を流れる流体に対して磁場を付与する磁場発生装置と、を備え、何れの前記流体も磁気粘性流体としたものである(第1の発明)。 The tactile presenting device according to the present invention is a tactile presenting unit having a fluid accommodating body for accommodating a fluid, a fluid passage connected to the fluid accommodating body, and a magnetic field generation that applies a magnetic field to the fluid flowing through the fluid passage. A device is provided, and any of the above fluids is a ferrofluid (first invention).
かかる構成を備える触覚提示装置によれば、ユーザの指先等で触覚提示部の流体収容体が押圧されると、流体収容体から流体通路へ磁気粘性流体が流出するが、その磁気粘性流体に磁場発生装置によって磁場を付与することで、磁気粘性流体の流れに磁場の強さに応じた抵抗が生じる。この磁気粘性流体の流れの抵抗は触覚提示部の流体収容体を指先等で押圧する際の触覚(負荷)として反映される。 According to the tactile presenting device having such a configuration, when the fluid accommodating body of the tactile presenting portion is pressed by the user's fingertip or the like, the magnetic viscous fluid flows out from the fluid accommodating body to the fluid passage, but the magnetic field is applied to the magnetic viscous fluid. By applying a magnetic field by the generator, resistance is generated in the flow of the magnetically viscous fluid according to the strength of the magnetic field. The resistance of the flow of the ferrofluid is reflected as a tactile sensation (load) when the fluid accommodating body of the tactile sensation presenting portion is pressed with a fingertip or the like.
また、他の本発明に係る触覚提示装置は、流体を収容する流体収容体を有する触覚提示部と、前記流体収容体に接続された流体通路と、前記流体通路を流れる流体に対して磁場を付与する磁場発生装置と、を備え、前記流体通路には同通路に沿って移動可能にピストンが嵌め込まれており、前記流体収容体と、前記流体通路における前記ピストンの前記流体収容体側とに磁気粘性流体以外の流体が充填され、前記流体通路における前記ピストンの前記流体収容体側と反対側に磁気粘性流体が充填されており、前記磁場発生装置は、前記磁気粘性流体に磁場を付与するように設けられている(第2の発明)。 Further, another tactile presenting device according to the present invention applies a magnetic field to a tactile presenting unit having a fluid accommodating body, a fluid passage connected to the fluid accommodating body, and a fluid flowing through the fluid path. A magnetic field generator for applying the fluid is provided, and a piston is fitted in the fluid passage so as to be movable along the passage, and magnetic magnetism is applied to the fluid accommodating body and the fluid accommodating body side of the piston in the fluid passage. A fluid other than the viscous fluid is filled, and the magnetic viscous fluid is filled on the side of the piston in the fluid passage opposite to the fluid accommodating side, so that the magnetic field generator applies a magnetic field to the magnetic viscous fluid. It is provided (second invention).
かかる構成を備える触覚提示によれば、触覚提示部の流体収容体内の流体が磁気粘性流体であることによる不都合を解消することができる。 According to the tactile presentation having such a configuration, the inconvenience caused by the fact that the fluid in the fluid accommodating body of the tactile presentation unit is a ferrofluid can be eliminated.
上記第2の発明に係る触覚提示装置において、前記磁気粘性流体以外の流体は、透明又は半透明の液体である、ことが好ましい(第3の発明)。 In the tactile presentation device according to the second invention, it is preferable that the fluid other than the ferrofluid is a transparent or translucent liquid (third invention).
かかる構成を備える触覚提示によれば、例えば、触覚提示部の流体収容体も透明又は半透明のものとすることで、流体収容体の裏面に透かし見せたい表示板等を配置することが可能となる。 According to the tactile presentation having such a configuration, for example, by making the fluid accommodating body of the tactile presenting portion transparent or translucent, it is possible to arrange a display board or the like to be shown through on the back surface of the fluid accommodating body. Become.
上記第1の発明に係る触覚提示装置において、前記流体収容体内の磁気粘性流体に対して磁場を付与する磁場発生装置をさらに備える、ことが好ましい(第4の発明)。 In the tactile presentation device according to the first invention, it is preferable to further include a magnetic field generator that applies a magnetic field to the magnetic viscous fluid in the fluid accommodation (fourth invention).
かかる構成を備える触覚提示によれば、流体収容体内の磁気粘性流体に対して磁場を付与することでも、流体収容体を指先等で押圧する際に磁場の強さに応じた触覚(負荷)が提示される。また、流体収容体を指先等で押圧して、流体収容体の形状、厚さ等が変化した状態で、流体収容体内の磁気粘性流体に対して一定以上の強い磁場を付与することで、その流体収容体の形状、厚さ等の状態を維持させることができる。 According to the tactile presentation provided with such a configuration, even when a magnetic field is applied to the magnetic viscous fluid in the fluid container, the tactile sensation (load) according to the strength of the magnetic field when the fluid container is pressed with a fingertip or the like is obtained. Presented. Further, by pressing the fluid accommodating body with a fingertip or the like and applying a strong magnetic field of a certain level or more to the magnetic viscous fluid in the fluid accommodating body in a state where the shape, thickness, etc. of the fluid accommodating body are changed. The state of the shape, thickness, etc. of the fluid container can be maintained.
更に他の本発明に係る触覚提示装置は、磁気粘性流体を収容する流体収容体を有する触覚提示部と、前記流体収容体に接続された流体通路と、を備え、前記流体収容体内の磁気粘性流体に対して磁場を付与する磁場発生装置をさらに備えるものである(第5の発明)。 Still another tactile presenter according to the present invention includes a tactile presenter having a fluid accommodating body for accommodating a ferrofluid, and a fluid passage connected to the fluid accommodating body. It further comprises a magnetic field generator that applies a magnetic field to a fluid (fifth invention).
かかる構成を備える触覚提示によれば、流体収容体内の磁気粘性流体に対して磁場を付与することで、触覚提示部の流体収容体を指先等で押圧する際に磁場の強さに応じた触覚(負荷)を提示させることができる。また、触覚提示部の流体収容体を指先等で押圧し、その流体収容体の形状、厚さ等が変化した状で、当該流体収容体内の磁気粘性流体に対して一定以上の強い磁場を付与することで、その流体収容体の形状、厚さ等の状態を維持させることができる。 According to the tactile presentation having such a configuration, by applying a magnetic field to the magnetic viscous fluid in the fluid accommodating body, the tactile sensation according to the strength of the magnetic field when the fluid accommodating body of the tactile presenting portion is pressed with a fingertip or the like. (Load) can be presented. Further, the fluid accommodating body of the tactile presentation portion is pressed with a fingertip or the like, and a strong magnetic field of a certain level or more is applied to the magnetic viscous fluid in the fluid accommodating body in a state where the shape, thickness, etc. of the fluid accommodating body are changed. By doing so, the state of the shape, thickness, etc. of the fluid accommodating body can be maintained.
上記第4又は第5の発明に係る触覚提示装置において、前記流体収容体内の磁気粘性流体に対して磁場を付与する磁場発生装置は、前記流体収容体の両側に磁極となる両端部が相互に対向して配置された主ヨークと、前記主ヨークの両端部の間にそれぞれ隙間を介して配置された1以上の中継ヨークと、前記主ヨークの両端部の間で磁場を発生させるように設けられたコイルと、を有するものである、ことが好ましい(第6の発明)。 In the tactile presentation device according to the fourth or fifth aspect of the invention, in the magnetic field generator that applies a magnetic field to the magnetic viscous fluid in the fluid containing body, both ends of the fluid containing body that serve as magnetic poles are mutually attached. Provided so as to generate a magnetic field between the main yokes arranged to face each other, one or more relay yokes arranged via gaps between both ends of the main yoke, and both ends of the main yoke. It is preferable that the coil is provided (sixth invention).
かかる構成を備える触覚提示によれば、流体収容体の面積(指先等により押圧される部分の面積)をある程度確保しつつも、中継ヨークによって磁気回路の磁気抵抗を低く抑えることができる。 According to the tactile presentation having such a configuration, the magnetic resistance of the magnetic circuit can be suppressed low by the relay yoke while securing the area of the fluid accommodating body (the area of the portion pressed by the fingertip or the like) to some extent.
上記第1~第6の発明に係る触覚提示装置において、前記流体収容体が押圧されたときに当該流体収容体から流出する流体の容積を吸収する流体吸収部が設けられている、ものであることが好ましい(第7の発明)。 The tactile presenting apparatus according to the first to sixth inventions is provided with a fluid absorbing unit that absorbs the volume of the fluid flowing out of the fluid accommodating body when the fluid accommodating body is pressed. It is preferable (7th invention).
かかる構成を備える触覚提示によれば、触覚提示部の流体収容体が押圧されたときに当該流体収容体から流出する流体の容積が流体吸収部に吸収されるので、触覚提示部の流体収容体を指先等で押圧する際の触覚(負荷)を専ら磁気粘性流体の粘度によって提示することができる。 According to the tactile presentation having such a configuration, the volume of the fluid flowing out from the fluid accommodating body when the fluid accommodating body of the tactile presenting portion is pressed is absorbed by the fluid absorbing portion, so that the fluid accommodating body of the tactile presenting portion is absorbed. The tactile sensation (load) when pressing with a fingertip or the like can be presented exclusively by the viscosity of the ferrofluid.
本発明に係る触覚提示装置によれば、磁気粘性流体を用いることにより、触覚を提示する部分に複雑な機構、構造等を必要とすることなく所望の触覚を提示することが可能となる。 According to the tactile presentation device according to the present invention, by using the ferrofluid, it is possible to present a desired tactile sensation without requiring a complicated mechanism, structure, or the like in the portion for presenting the tactile sensation.
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置について図面を参照しつつ説明する。図1~図3に示すように、本実施形態に係る触覚提示装置1は、触覚提示部2、流体通路3、第1の磁場発生装置4、第2の磁場発生装置5、磁気粘性流体6、流体吸収部8等で構成されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, the tactile presentation device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, the
触覚提示部2は、ユーザが指先等で押圧したときの触覚を提示するものである。触覚提示部2は、磁気粘性流体6を収容した流体収容体7で構成されている。流体収容体7は、例えば図2に示すように、触面層7aおよび基層7bで構成されている。触面層7aは、ユーザが指先等で押圧する触面をなすものであり、この触面層7aにはシリコンフィルム等の薄い柔軟性のある材料が使用されている。基層7bは、触面層7の裏側に磁気粘性流体6を介して配置されており、この基層7bにはプラスチック板等の薄板材が使用されている。本実施形態では基層7bおよび触面層7aは平面視で矩形状とされ、互いに縁部7cにおいて接合され袋体を形成している。流体収容体7の平面サイズは、例えば1辺5mm~10mmの矩形状とされ、人の指先で流体収容体7の表面全体が押圧される程度のものとされているが、平面サイズは上記に限定されない。
The tactile presentation unit 2 presents the tactile sensation when the user presses it with a fingertip or the like. The tactile presentation unit 2 is composed of a fluid accommodating body 7 accommodating the
なお、流体収容体7の裏側には、流体収容体7の表面がユーザの指先等で押圧された際に、流体収容体7を裏面から支持する所定の支持面11が設けられる。この支持面11は、例えば、タッチパネルを構成する部材(例えばタッチパネル用スイッチシート等)で構成される。
A
流体通路3は、流体収容体7に接続されており、流体収容体7が押圧されたとき、この流体通路3に流体収容体7から磁気粘性流体6が流入する。また、流体収容体7の押圧が解放されたとき、この流体通路3から流体収容体7に磁気粘性流体6が還流する。流体通路3は、例えば、非磁性体からなる配管(例えば樹脂配管等)により形成される。本実施形態では、流体通路3は、第1~第3の流体通路3a~3cで構成されている。第1~第3の流体通路3a~3cは相互に一端が接続され、第1の流体通路3aの他端は流体収容体7の一方に接続され、第2の流体通路3bの他端は流体収容体7の他方に接続され、第3の流体通路3cの他端は後述する流体吸収部8に接続されている。
The
第1の磁場発生装置4は、流体通路3(第3の流体通路3c)を流れる磁気粘性流体6に対して磁場を付与するものである。この第1の磁場発生装置4は、例えば図4に示すように、ヨーク4a、コイル4b、管保持部材4c等で構成されている。
The first
ヨーク4aは、磁極となる両端部4a1,4a2が流体通路3を間に挟んで対向配設されている。コイル4bに電流が印加されることで、矢印Pが示す方向に沿って磁路を形成し、流体通路3を流れる磁気粘性流体6に対して流れ方向に直交する方向の磁場を付与する。
The
管保持部材4cは、ヨーク4a、流体通路3およびコイルの隙間を埋めるように形成されており、非磁性体で構成されている。この管保持部材4cによって、ヨーク4a内で流体通路3を形成する配管が保持されている。なお、コイル4bには、電流供給装置(不図示)から任意の電流が供給されるようになっている。
The
第2の磁場発生装置5は、流体収容体7内の磁気粘性流体6に対して磁場を付与するものである。図1~図3に示すように、第2の磁場発生装置5は、主ヨーク5a、コイル5b、中継ヨーク5c等で構成されている。
The second
主ヨーク5aは、磁性体からなる長方形平板が折り曲げられて形成され、その両端部5a1,5a2が相互に対向したものとされている。主ヨーク5aの両端部5a1,5a2は、図3に示すように、流体収容体7の両端部に形成された開口7dから内部に挿入されており、その両端部5a1,5a2の間には磁気粘性流体6が介在する。流体収容体7の開口7dと主ヨーク5aとは隙間なく密着され、磁気粘性流体6が流体収容体7から漏出しないようになっている。
The
コイル5bは、主ヨーク5aの中間部に巻き付けられている。コイル5bには、電流供給装置(不図示)から任意の電流が供給されるようになっている。
The
中継ヨーク5cは、主ヨーク5aの両端部5a1,5a2の間で形成される磁路に対して直交し且つ流体収容体7の触面に平行に多数配設された線材で構成されている。中継ヨーク5cは磁性体で構成され、第2の磁場発生装置5が形成する磁気回路の磁気抵抗を減らす役割を果たす。コイル5bに電流が印加されると、矢印Q(図3参照)に沿った方向に磁路が形成され、主ヨーク5aの両端部5a1,5a2および多数の中継ヨーク5cの各間にある磁気粘性流体6に磁場が付与される。なお、本実施形態では、中継ヨーク5cは、流体収容体7を貫通して設けられており、両端がステンレス等の非磁性体からなるフレーム9,10に固定されている(図1参照)。図3では、主ヨーク5aの両端部5a1,5a2および多数の中継ヨーク5cの各間の隙間は広く記載されているが、磁気抵抗を低減させるためには上記各間の隙間はできるだけ小さい方が望ましい。また、本実施形態では、中継ヨーク5cとして断面円形の線材を使用しているが、その他の線材、例えば断面矩形の線材等を使用することも可能である。
The
磁気粘性流体6は、磁性粒子を分散媒に分散させてなる液体であり、特にその磁性粒子がナノサイズの金属粒子(金属ナノ粒子)からなるものが使用できる。磁性粒子は磁化可能な金属材料からなり、金属材料に特に制限はないが軟磁性材料が好ましい。軟磁性材料としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル及びパーマロイ等の合金が挙げられる。分散媒は、特に限定されるものではないが、一例として疎水性のシリコーンオイルを挙げることができる。磁気粘性流体における磁性粒子の配合量は、例えば3~40vol%とすればよい。磁気粘性流体にはまた、所望の各種特性を得るために、各種の添加剤を添加することも可能である。
The magnetic
流体吸収部8は、流体収容体7がユーザの指先等で押圧されるときに、流体収容体7から流出する磁気粘性流体の容積を吸収するものである。すなわち、流体収容体7が押圧されると、その内部容積の減少に伴って、流体収容体7から流体通路3へ磁気粘性流体6が流出し、流体通路3にある磁気粘性流体6は流体吸収部8に流れ込む。流体吸収部8は、流体収容体7が押圧されていないとき、流体収容体7内が所定量の磁気粘性流体6で満たされ、所定の厚さ、形状を維持するように、内部容積を収縮させて流体通路3に所定圧力を付与する。一方、流体吸収部8は、流体収容体7が押圧されて、流体通路3内の圧力が所定圧力を超えると、内部容積を拡大して流体収容体7から流出した磁気粘性流体6の容積を吸収する。なお、上記のように動作する流体吸収部8として、例えばアキュムレータを使用することができる。
The
以上に述べた触覚提示装置1において、電流供給装置(不図示)により、第1の磁場発生装置4のコイル4bに電流を印加すると(第2の磁場発生装置5のコイル5bには電流を印加しない)、図4の矢印Pに示す方向に沿ってヨーク4a内に磁路が形成され、ヨーク4の両端部4a1、4a2の間に介在する磁気粘性流体6に磁場の強さに応じた粘度(ずり応力)が発現する。このとき、流体収容体7(図3参照)の表面がユーザの指先等で押圧されると、流体通路3内の磁気粘性流体6が流体吸収部8に向かって流れるが、流体通路3の途中で磁気粘性流体6に磁場の強さに応じた粘度が発現していることから、その粘度に応じた流れ抵抗が流体通路3全体に生じる。この流れ抵抗は、流体収容体7の表面を押圧する際の反力として反映される。要するに、第1の磁場発生装置4のコイル4bに印加する電流値に応じて、流体収容体7を指先等で押圧する際の触覚(負荷)を自由に変えることができる。なお、流体収容体7の表面からユーザの指先等が離れて押圧状態が解放されると、流体吸収部8が内部容積を収縮させて磁気粘性流体6を流体収容体7に還流させるため、磁気粘性流体6を含む流体収容体7の形状、厚さ等は初期状態に復帰する。
In the
また、触覚提示装置1において、電流供給装置(不図示)により、第2の磁場発生装置5のコイル5bに電流を印加すると(第1の磁場発生装置4のコイル4bには電流を印加しない)、図3の矢印Qに示す方向に沿って主ヨーク5a内に磁路が形成され、ヨークの両端部5a1、5a2および多数の中継ヨークの5cの各間に介在する磁気粘性流体6に磁場の強さに応じた粘度(ずり応力)が発現する。このとき、流体収容体7の表面がユーザの指先等で押圧されると、流体収容体7内の磁気粘性流体6の粘度に応じた力が流体収容体7を押圧する際の反力として現れる。要するに、第2の磁場発生装置5のコイル5bに印加する電流値に応じて、流体収容体7を指先等で押圧する際の触覚(負荷)を自由に変えることができる。
Further, in the
また、流体収容体7の表面がユーザの指先等で押圧され、磁気粘性流体6を含む流体収容体7の形状、厚さ等が変化した状態で、コイル5bに印加する電流値を大きくし、流体収容体7内の磁気粘性流体6の粘度を更に高くすることで、その形状、厚さが変化した流体収容体7の状態を維持することも可能である。このようにすれば、例えば流体収容体7が押された痕跡を残したい場合に便利である。なお、流体収容体7の表面からユーザの指先等が離れて押圧状態が解放され、コイル5bへの電流印加を停止すると、流体吸収部8が内部容積を収縮させて磁気粘性流体6を流体収容体7に還流させるため、磁気粘性流体6を含む流体収容体7の形状、厚さ等は初期状態に復帰する。
Further, in a state where the surface of the fluid accommodating body 7 is pressed by a user's fingertip or the like and the shape, thickness, etc. of the fluid accommodating body 7 including the
また、流体収容体7の表面がユーザの指先等で押圧されるときの触覚(負荷)を第1の磁場発生装置4のコイル4bに印加する電流値のみによって制御、調整等し、第2の磁場発生装置5は、形状、厚さ等が変化した流体収容体7の状態の維持のみに使用することも可能である。
Further, the tactile sensation (load) when the surface of the fluid accommodating body 7 is pressed by the user's fingertip or the like is controlled and adjusted only by the current value applied to the
以上に説明した触覚提示装置1によれば、触覚提示部2(流体収容体7)に複雑な機構、構造等を必要とすることなく、コイル4b、5bに印加する電流値を調整、制御等することにより、所望の触覚を提示することができる。
According to the
[第2の実施形態]
以下、本発明の第2の実施の形態に係る触覚提示装置について図5を参照しつつ説明する。第2の実施の形態に係る触覚提示装置1Aは、第1の実施の形態に係る触覚提示装置1(図3参照)において、第1の流体通路3aおよび第2の流体通路3bのそれぞれに、各流体通路3a,3bに沿って移動可能なピストン12,13が嵌め込まれたものとされている。さらに、流体通路3a,3bにおいて、ピストン12の流体収容体7側(図5においてピストン12より右側)、ピストン13の流体収容体7側(図5においてピストン13より左側)、および、流体収容体7内には、磁気粘性流体の代わりに透明又は半透明の液体14(磁気粘性流体以外の流体)が充填されている。一方、流体通路3a,3bにおける、ピストン12,13の流体収容体7側と反対側(図5においてピストン12より左側かつピストン13より右側)、第3流体通路3cには磁気粘性流体6が充填されている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the tactile presentation device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
上記ピストン12,13はそれぞれ、流体通路3に沿って移動可能とされ、かつ、一方に存在する磁気粘性流体6と、他方に存在する透明又は半透明の液体14とが混合しないようになっている。すなわち、ピストン12,13には、流体通路3を形成する配管内面とピストン12,13との隙間をシールするシール材15が備わっている。図5に示す例では、ピストンに形成された周溝にOリングからなるシール材15が嵌着されている。なお、一方のピストン12は、第1の流体通路3aの所定範囲L1内に可動範囲が規制され、他方のピストン13は第2の流体通路3bの所定範囲L2内に可動範囲が規制されており、これにより、透明又は半透明の液体14が第1の磁場発生装置4によって磁場が付与される位置まで流れ込まないようになっている。
The
その他、第2の実施形態に係る触覚提示装置1Aは、流体収容体7の触面層7aおよび基層7bが透明又は半透明の材料(材質自体は第1の実施形態と同様)で構成されている点、第2の磁場発生装置5が省略されている点、流体収容体7の開口7dが無くされている点、流体通路3が流体収容体7の両側面に接続されている点で、第1の実施形態に係る触覚提示装置1と相違している。但し、流体通路3の流体収容体7に対する接続位置は上記に限定されず第1の実施の形態と同じであってもよい。
In addition, in the
第2の実施の形態に係る触覚提示装置1Aの上記した構成以外の部分は第1の実施形態に係る触覚提示装置1と同様である。同様の構成については、図5において、第1の実施形態(図3)と同じ符号を付してその説明を省略する。
The portion of the
第2の実施の形態に係る触覚提示装置1Aにおいて、電流供給装置(不図示)により、第1の磁場発生装置4のコイル4bに電流を印加すると、図4に示すように、ヨーク4の両端部4a1、4a2の間に介在する磁気粘性流体6に磁場の強さに応じた粘度(ずり応力)が発現する。このとき、流体収容体7の表面がユーザの指先等で押圧されると、流体収容体7から液体14が流出し、流体通路3a,3bにあるピストン12,13とともに、磁気粘性流体6を押圧移動させる。磁気粘性流体6は第3流体通路3cを通じて流体吸収部8に流れ込むが、流体通路3cの途中で磁場が付与され、磁場の強さに応じた粘度を発現していることから、その粘度に応じた流れ抵抗が流体通路3全体に生じる。この流れ抵抗は、流体収容体7を押圧する際の反力として反映される。要するに、磁場発生装置4のコイル4bに印加する電流値に応じて、流体収容体7を指先等で押圧する際の触覚(負荷)を自由に変えることができる。なお、流体収容体7の表面からユーザの指先等が離れて押圧状態が解放されると、流体吸収部8が内部容積を収縮させて磁気粘性流体6がピストン12,13を押圧し、当該ピストン12,13が液体14を押圧して流体収容体7に還流させるため、液体14を含む流体収容体7の形状、厚さ等は初期状態に復帰する。
In the
また、第2の実施の形態に係る触覚提示装置1Aによれば、流体収容部7内に含まれる液体14が透明又は半透明であり、流体収容体7の触面層7aおよび基層7bも透明又は半透明であるので、流体収容部7の裏面(流体収容部7と支持面11との間)に、使用者に透かし見せたい表示板等を配置することが可能となる。第1の実施形態に係る触覚提示装置1では、流体収容部7内に非透明色(黒色)の磁気粘性流体6が含まれていることから、流体収容部7の裏面に表示板等を配置してもその表示板等を外部から見ることはできない。しかし、第2の実施の形態に係る触覚提示装置1Aによれば、それが可能となる。
Further, according to the
[他の実施形態]
既述の実施形態では、流体収容体7から流出する磁気粘性流体6又は液体14の容積をアキュムレータからなる流体吸収部8に吸収させていたが、流体吸収部8は、アキュムレータからなるものに限定されず、上記作用を実現できればその他の手段からなる流体吸収部としてもよい。
[Other embodiments]
In the above-described embodiment, the volume of the
本発明は、例えば、タッチパネルを押すときに得られる触覚を提示する触覚提示装置に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, a tactile presentation device that presents a tactile sensation obtained when a touch panel is pressed.
1,1A 触覚提示装置
2 触覚提示部
3 流体通路
4 第1の磁場発生装置(流体通路を流れる流体に対して磁場を付与するもの)
6 磁気粘性流体
7 流体収容体
7a 触面層
7b 基層
11 支持面
1,1A Tactile presentation device 2
6 Ferrofluid 7 Fluid containment
7a Tactile layer
7b base layer
11 Support surface
Claims (5)
前記流体収容体に接続された流体通路と、
前記流体通路を流れる流体に対して磁場を付与する磁場発生装置と、
を備え、
前記触覚提示部の前記流体収容体は、ユーザが指先で押圧する触面層と、前記触面層の裏側に前記流体を介して配置された基層と、を有し、
前記触面層は、柔軟性を有する材料からなり、
前記流体収容体から前記流体通路に前記流体が流出する際に、流路断面積が縮小し、前記流体通路から前記流体収容体内に前記流体が流入する際に、流路断面積が拡大するように、前記流体通路は、前記流体収容体の一部に接続されており、
前記流体通路は、第1の流体通路と第2の流体通路と第3の流体通路とを含み、
前記第1の流体通路、前記第2の流体通路および前記第3の流体通路は、相互に一端が接続され、
前記第1の流体通路の他端は、前記流体収容体の一方に接続され、
前記第2の流体通路の他端は、前記流体収容体の他方に接続され、
前記磁場発生装置は、前記第3の流体通路を流れる流体に対して磁場を付与し、
何れの前記流体も磁気粘性流体である、
ことを特徴とする触覚提示装置。 A tactile presentation unit having a fluid container for accommodating a fluid,
A fluid passage connected to the fluid container and
A magnetic field generator that applies a magnetic field to the fluid flowing through the fluid passage,
Equipped with
The fluid accommodating body of the tactile presentation unit has a tactile surface layer pressed by a user with a fingertip, and a base layer arranged on the back side of the tactile surface layer via the fluid.
The tactile layer is made of a flexible material and is made of a flexible material.
When the fluid flows out from the fluid accommodating body to the fluid passage, the flow path cross-sectional area is reduced, and when the fluid flows into the fluid accommodating body from the fluid passage, the flow path cross-sectional area is expanded. In addition, the fluid passage is connected to a part of the fluid accommodating body.
The fluid passage includes a first fluid passage, a second fluid passage, and a third fluid passage.
One end of the first fluid passage, the second fluid passage, and the third fluid passage are connected to each other.
The other end of the first fluid passage is connected to one of the fluid containing bodies.
The other end of the second fluid passage is connected to the other end of the fluid containment.
The magnetic field generator applies a magnetic field to the fluid flowing through the third fluid passage, and applies a magnetic field to the fluid.
Any of the above fluids is a ferrofluid.
A tactile presentation device characterized by this.
前記流体収容体に接続された流体通路と、
前記流体通路を流れる流体に対して磁場を付与する磁場発生装置と、
を備え、
前記触覚提示部の前記流体収容体は、ユーザが指先で押圧する触面層と、前記触面層の裏側に前記流体を介して配置された基層と、を有し、
前記触面層は、柔軟性を有する材料からなり、
前記流体通路は、配管により形成され、
前記流体通路は、第1の流体通路と第2の流体通路と第3の流体通路とを含み、
前記第1の流体通路、前記第2の流体通路および前記第3の流体通路は、相互に一端が接続され、
前記第1の流体通路の他端は、前記流体収容体の一方に接続され、
前記第2の流体通路の他端は、前記流体収容体の他方に接続され、
前記磁場発生装置は、前記第3の流体通路を流れる流体に対して磁場を付与し、
何れの前記流体も磁気粘性流体である、
ことを特徴とする触覚提示装置。 A tactile presentation unit having a fluid container for accommodating a fluid,
A fluid passage connected to the fluid container and
A magnetic field generator that applies a magnetic field to the fluid flowing through the fluid passage,
Equipped with
The fluid accommodating body of the tactile presentation unit has a tactile surface layer pressed by a user with a fingertip, and a base layer arranged on the back side of the tactile surface layer via the fluid.
The tactile layer is made of a flexible material and is made of a flexible material.
The fluid passage is formed by piping and is formed.
The fluid passage includes a first fluid passage, a second fluid passage, and a third fluid passage.
One end of the first fluid passage, the second fluid passage, and the third fluid passage are connected to each other.
The other end of the first fluid passage is connected to one of the fluid containing bodies.
The other end of the second fluid passage is connected to the other end of the fluid containment.
The magnetic field generator applies a magnetic field to the fluid flowing through the third fluid passage, and applies a magnetic field to the fluid.
Any of the above fluids is a ferrofluid.
A tactile presentation device characterized by this.
前記流体収容体が押圧されたときに内部容積を拡大して当該流体収容体から流出する流体の容積を吸収する流体吸収部を更に備え、
前記第3の流体通路の他端は、前記流体吸収部に接続されている、
ことを特徴とする触覚提示装置。 In the tactile presentation device according to claim 1 or 2.
Further provided with a fluid absorbing section that expands the internal volume when the fluid containing body is pressed and absorbs the volume of the fluid flowing out of the fluid containing body.
The other end of the third fluid passage is connected to the fluid absorbing portion.
A tactile presentation device characterized by this.
前記触面層と前記基層は、互いに縁部において接合され袋体を形成している、ことを特徴とする触覚提示装置。 In the tactile presentation device according to claim 2,
A tactile presentation device characterized in that the tactile surface layer and the base layer are joined to each other at an edge portion to form a bag body.
前記流体収容体の表面が押圧された際に、前記流体収容体を裏面から支持する所定の支持面が設けられており、
前記支持面は、タッチパネルを構成する部材で構成されている、ことを特徴とする触覚提示装置。 In the tactile presentation device according to any one of claims 1 to 4.
When the surface of the fluid container is pressed, a predetermined support surface for supporting the fluid container from the back surface is provided.
The tactile presentation device, characterized in that the support surface is made of a member constituting the touch panel .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020047190A JP7036851B2 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Tactile presentation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020047190A JP7036851B2 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Tactile presentation device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015054094A Division JP6702651B2 (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Tactile presentation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020102260A JP2020102260A (en) | 2020-07-02 |
JP7036851B2 true JP7036851B2 (en) | 2022-03-15 |
Family
ID=71139726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020047190A Active JP7036851B2 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Tactile presentation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7036851B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000020218A (en) | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Sony Corp | Inner force sense presenting device |
JP2003028236A (en) | 2001-07-12 | 2003-01-29 | Bando Chem Ind Ltd | Damper |
US20110181530A1 (en) | 2010-01-28 | 2011-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd.. | Touch panel and electronic device including the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3995752B2 (en) * | 1997-03-14 | 2007-10-24 | アビックス株式会社 | Man-machine interface input device |
-
2020
- 2020-03-18 JP JP2020047190A patent/JP7036851B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000020218A (en) | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Sony Corp | Inner force sense presenting device |
JP2003028236A (en) | 2001-07-12 | 2003-01-29 | Bando Chem Ind Ltd | Damper |
US20110181530A1 (en) | 2010-01-28 | 2011-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd.. | Touch panel and electronic device including the same |
JP2011159276A (en) | 2010-01-28 | 2011-08-18 | Samsung Electronics Co Ltd | Touch panel and electronic device including the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020102260A (en) | 2020-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6702651B2 (en) | Tactile presentation device | |
Andersson et al. | Flow of a heated ferrofluid over a stretching sheet in the presence of a magnetic dipole | |
Weiss et al. | High strength magneto-and electro-rheological fluids | |
KR100981277B1 (en) | Providing method of passive haptic feedback and the apparatus thereof | |
JP2015212977A (en) | Haptic presentation device | |
JP2007249963A (en) | Device and method for transmitting shape information of image through tactile sensation using rheological fluid | |
JP7036851B2 (en) | Tactile presentation device | |
KR101036626B1 (en) | Stiffness Generation Apparatus Using Magnetorheological Fluid on Reaction upon External Force, Apparatus Providing Passive Haptic Feedback Using the Same, Micromini Moving Device Using the Same and Control Method | |
TW389868B (en) | Input device for improving man-machine interface | |
KR20150035634A (en) | Apparatus and method for providing complex haptic stimulation | |
JP6574968B2 (en) | Magnetic deformation member | |
CN208044542U (en) | Electronic equipment and actuator | |
Tsimeris et al. | ForceForm: a dynamically deformable interactive surface | |
Ishizuka et al. | Development of a tactile display with 5 mm resolution using an array of magnetorheological fluid | |
KR101357183B1 (en) | Kinaes-tactile actuator having multiple-modes using fluid, design method the same, and damper appratus and portable device using the same, and resistance force generation method of kinaes tactile and recording medium thereof | |
JP7133360B2 (en) | Pushbutton device and enclosure | |
JP2016151777A (en) | Input device | |
Hashizume et al. | Cross-field haptics: Push-pull haptics combined with magnetic and electrostatic fields | |
Yang et al. | Experimental evaluation of a miniature MR device for a wide range of human perceivable haptic sensations | |
KR101097803B1 (en) | Stiffness providing module using magneto-rheological fluid, haptic providing device therewith and stiffness providing method therewith | |
JP2006065144A (en) | Display device and method for driving display device | |
JP6953093B2 (en) | Tactile presentation device | |
Ryu et al. | Design and simulation of an MR fluids-based haptic actuator for mobile applications | |
Kojima et al. | Development of a Rigidity and Volume Control Module Using a Balloon Filled with Dilatant Fluid | |
Heo et al. | Head-Up Haptic Display using Dual-Mode Haptic Actuator for Vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200411 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210506 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210702 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210831 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211222 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20211222 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20220105 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20220118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220303 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7036851 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |