JP7189094B2 - Tactile sense presentation device, tactile sense presentation method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、触覚提示装置、触覚提示方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a tactile sense presentation device, a tactile sense presentation method, and a program.

VR(Virtual Reality;仮想現実)及びAR(Augmented Reality;拡張現実)を実現するための視聴デバイスの普及が進んでいる。VRとは、コンピューター上に仮想空間を生成し、あたかもその場にいるような感覚をユーザに与える技術である。また、ARとは、現実空間に付加情報等を表示し現実空間を拡張する技術である。近年では、家庭においてもVR及びARが体験できるようになってきている。また、これらを包含した技術として、仮想空間と現実空間を融合させたMR(Mixed Reality;複合現実)を用いたアプリケーションも提案されている。 Viewing devices for realizing VR (Virtual Reality) and AR (Augmented Reality) are becoming popular. VR is a technology that creates a virtual space on a computer and gives the user the feeling of being there. Also, AR is a technique for displaying additional information or the like in the real space to extend the real space. In recent years, it has become possible to experience VR and AR even at home. Also, as a technology including these, an application using MR (Mixed Reality), which fuses virtual space and real space, has been proposed.

このような視聴デバイスの普及に伴い、視覚情報や聴覚情報に加えて、さらに力、振動、動き等の触覚情報をユーザに与える技術の実現が期待されている。例えばハプティックデバイス(触覚デバイス)等を用いることによって、ユーザに触覚情報を与えることができる。これにより、仮想現実空間、拡張現実空間、及び複合現実空間において、物体を掴んだり触ったりしたときのユーザへのフィードバック、及びユーザと物体とのインタラクションが実現される。 With the spread of such audio-visual devices, it is expected to realize a technology that provides the user with tactile information such as force, vibration, and movement, in addition to visual information and auditory information. For example, by using a haptic device (tactile device) or the like, tactile information can be given to the user. As a result, in the virtual reality space, the augmented reality space, and the mixed reality space, feedback to the user and interaction between the user and the object are realized when the object is grabbed or touched.

従来、日常生活においてとくに重要なインタフェースである手に対して、力、振動、動き等のフィードバックを与えるハプティックデバイスが提案されている。例えば、非特許文献1に記載の技術は、EMS(Electrical Muscle Stimulation)を用いて筋肉を動かすことにより、物体を掴んだり触ったりしたときの感覚をユーザに与える。また非特許文献2に記載の技術は、振動センサを用いて皮膚を振動させることにより、物体を触っている感覚をユーザに与える。 Conventionally, haptic devices have been proposed that provide feedback such as force, vibration, and motion to hands, which are particularly important interfaces in daily life. For example, the technology described in Non-Patent Document 1 gives the user the sensation of gripping or touching an object by moving muscles using EMS (Electrical Muscle Stimulation). Also, the technology described in Non-Patent Document 2 gives the user the sensation of touching an object by vibrating the skin using a vibration sensor.

P. Lopes, et al, "Providing Haptics to Walls & Heavy Objects in Virtual Reality by Means of Electrical Muscle Stimulation", Novel Game Interfaces, pp.1471-1482, May 2017P. Lopes, et al, "Providing Haptics to Walls & Heavy Objects in Virtual Reality by Means of Electrical Muscle Stimulation", Novel Game Interfaces, pp.1471-1482, May 2017 S. Benbelkacem, et al, "Low-cost VR Collaborative System equipped with Haptic Feedback", VRST '18 Proceedings of the 24th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, Article No. 104, November 2018S. Benbelkacem, et al, "Low-cost VR Collaborative System equipped with Haptic Feedback", VRST '18 Proceedings of the 24th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, Article No. 104, November 2018

非特許文献1に記載の技術は、電気的刺激を加えて筋肉を動かすことによって、実際に物体を掴んだり触ったりした状態をシミュレートする。しかしながら、非特許文献1に記載の技術では、ユーザの骨格に合わせた調整が必要であるため、誰もが容易に使用することは困難である。また、非特許文献1に記載の技術は、電気信号のレベルを変化させて筋肉を動かす量を調整するが、例えば物体の形状に合わせて指の関節を適宜屈曲させるような、細かな動きを実現することができない。 The technique described in Non-Patent Document 1 simulates a state in which an object is actually grasped or touched by applying electrical stimulation to move muscles. However, since the technology described in Non-Patent Document 1 requires adjustment to match the user's skeleton, it is difficult for anyone to use it easily. In addition, the technique described in Non-Patent Document 1 adjusts the amount of muscle movement by changing the level of an electrical signal. cannot be realized.

また、非特許文献2には、振動センサを手に装着するだけで使用することができるハプティックデバイスが記載されている。しかしながら、このハプティックデバイスは、圧力をかけることができないため、例えば物体を掴んでいる感覚等をユーザに与えることができない。また、このハプティックデバイスは、振動センサが装着された部位以外の部位に対しては感覚を与えることができない。 In addition, Non-Patent Document 2 describes a haptic device that can be used simply by attaching a vibration sensor to the hand. However, since this haptic device cannot apply pressure, it cannot give the user a sense of grasping an object, for example. Moreover, this haptic device cannot give sensation to parts other than the part to which the vibration sensor is attached.

このように、例えばVR、AR、及びMRを実現するための視聴デバイス等とあわせて、物体を掴んだり触ったりしたときの力、振動、動き等のフィードバックをユーザに対して行うハプティックデバイスを、例えば一般的な家庭等において誰でも容易に使用できるようにするため、簡易な装置構成で、かつ複雑な設定を必要としないハプティックデバイスの実現が求められている。 In this way, for example, together with a viewing device for realizing VR, AR, and MR, a haptic device that provides feedback to the user such as force, vibration, movement, etc. when grasping or touching an object, For example, there is a demand for a haptic device that has a simple device configuration and does not require complicated settings so that anyone can use it easily in a typical home.

上記事情に鑑み、本発明は、簡易な装置構成で複雑な設定を行うことなく、ユーザに対して触覚情報を与えることができる技術の提供を目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a technology capable of providing tactile information to a user with a simple device configuration and without complicated settings.

本発明の一態様は、触覚デバイスに備えられる物体であって、加熱によって形状が変化することによって身体に圧力を与える前記物体に対する前記加熱を制御する触覚提示装置であって、前記圧力を与え続ける時間である圧力継続時間を示す情報と、前記圧力の強度である圧力強度を示す情報と、を取得し、前記圧力強度に基づいて前記物体に対する加熱を制御する加熱パラメータを決定する決定部と、前記圧力継続時間と前記加熱パラメータとに基づいて、前記物体に対する前記加熱を制御する加熱制御部と、を備える触覚提示装置である。 One aspect of the present invention is an object provided in a haptic device, the tactile presentation device controlling the heating of the object that applies pressure to the body by changing its shape due to heating, wherein the pressure is continuously applied. a determination unit that acquires information indicating pressure duration, which is time, and information indicating pressure intensity, which is the intensity of the pressure, and determines a heating parameter for controlling heating of the object based on the pressure intensity; a heating control unit that controls the heating of the object based on the pressure duration and the heating parameter.

本発明により、簡易な装置構成で複雑な設定を行うことなく、ユーザに対して触覚情報を与えることができる。 According to the present invention, tactile information can be provided to the user with a simple device configuration and without complicated settings.

本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1によって制御される触覚デバイス2の構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a tactile device 2 controlled by a tactile sense presentation device 1 according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1の機能構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a functional configuration of a tactile sense presentation device 1 according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of the tactile presentation device 1 according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第2の実施形態に係る触覚提示装置1bの機能構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the functional configuration of a tactile presentation device 1b according to a second embodiment of the present invention;

<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1について、図面を参照しながら説明する。
<First Embodiment>
A tactile presentation device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態に係る触覚提示装置1は、例えばVR、AR、又はMR用の視聴デバイス等によって再生される映像に合わせて、ユーザに対して触覚情報を与える触覚デバイス2の動作を制御する装置である。これにより、触覚提示装置1は、ユーザに対して、例えば、映像に映っている物体をあたかも実際に触ったり、掴んだりしているような感覚を与えることができる。 A tactile sense presentation device 1 according to the present embodiment is a device that controls the operation of a haptic device 2 that provides tactile information to a user in accordance with video reproduced by, for example, a viewing device for VR, AR, or MR. be. As a result, the tactile sense presentation device 1 can give the user, for example, a feeling as if he or she were actually touching or grasping an object appearing in the image.

[触覚デバイスの構成]
説明を容易にするため、まず最初に、触覚提示装置1によって制御される触覚デバイス2の構成の一例について説明する。
[Configuration of haptic device]
For ease of explanation, first, an example of the configuration of the haptic device 2 controlled by the haptic presentation device 1 will be explained.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1によって制御される触覚デバイス2の構成を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る触覚デバイス2は、ユーザの手に装着される手袋型のデバイスである。触覚デバイス2は、左手用の触覚デバイスである触覚デバイス2Lと右手用の触覚デバイスである触覚デバイス2Rとから構成される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a tactile device 2 controlled by a tactile sense presentation device 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the haptic device 2 according to this embodiment is a glove-type device worn on the user's hand. The haptic device 2 includes a haptic device 2L for the left hand and a haptic device 2R for the right hand.

なお、本実施形態に係る触覚デバイス2は一例としてユーザの手に装着する手袋型のデバイスであるものとしたが、これに限られるものではない。例えば関節あるいは筋等の、人間の身体において可動する部位に装着することができるデバイスであるならば、本発明を適用可能である。 Note that the haptic device 2 according to the present embodiment is a glove-type device worn on the user's hand as an example, but is not limited to this. For example, the present invention can be applied to any device that can be attached to a movable part of the human body, such as a joint or muscle.

触覚デバイス2L及び触覚デバイス2Rは、それぞれ7つの形状記憶ワイヤーを内蔵している。形状記憶ワイヤーは、触覚デバイス2L及び触覚デバイス2Rの、各指の位置に1つずつ、及び手の甲の位置に2つ備えられている。形状記憶ワイヤー20-0は親指の位置に、形状記憶ワイヤー20-1は人差し指の位置に、形状記憶ワイヤー20-2は中指の位置に、形状記憶ワイヤー20-3は薬指の位置に、及び形状記憶ワイヤー20-4は小指の位置にそれぞれ備えられている。また、形状記憶ワイヤー20-5は手の甲の親指寄りの位置に、及び形状記憶ワイヤー20-6は手の甲の小指寄りの位置にそれぞれ備えられている。以下、形状記憶ワイヤー20-0~形状記憶ワイヤー20-6をとくに区別して説明する必要がない場合には、単に形状記憶ワイヤー20という。 The haptic device 2L and the haptic device 2R each contain seven shape memory wires. Shape memory wires are provided on the haptic device 2L and the haptic device 2R, one on each finger and two on the back of the hand. The shape memory wire 20-0 is at the position of the thumb, the shape memory wire 20-1 is at the position of the index finger, the shape memory wire 20-2 is at the position of the middle finger, the shape memory wire 20-3 is at the position of the ring finger, and the shape A memory wire 20-4 is provided at each little finger position. A shape memory wire 20-5 is provided on the back of the hand near the thumb, and a shape memory wire 20-6 is provided on the back of the hand near the little finger. Hereinafter, the shape memory wires 20-0 to 20-6 will simply be referred to as the shape memory wires 20 unless it is necessary to distinguish them.

形状記憶ワイヤー20は、電流が流されることによって加熱される。形状記憶ワイヤー20は、加熱されることによって形状が変化する。すなわち、形状記憶ワイヤー20は、流された電流を物理的運動に変換するアクチュエーターとして機能する。形状記憶ワイヤー20の形状が変化することによって、ユーザの指の関節及び手のひらに対して圧力がかけられる。これにより、触覚デバイス2は、物体に触ったり、掴んだりしたような触覚情報をユーザに与える。 The shape memory wire 20 is heated by applying an electric current. The shape memory wire 20 changes its shape by being heated. That is, the shape memory wire 20 functions as an actuator that converts applied electric current into physical motion. The changing shape of shape memory wire 20 exerts pressure on the user's knuckles and palm. Thereby, the haptic device 2 gives the user tactile information such as touching or grasping an object.

なお、本実施形態においては形状記憶ワイヤーが用いられるものとしたが、これに限られるものではない。加熱あるいは通電によって形状が変化する性質を有し、かつ、加熱あるいは通電を停止した際に元の形状に戻る性質を有する物体であるならば、上記形状記憶ワイヤーに代えて用いることができる。 In addition, although the shape memory wire is used in the present embodiment, the present invention is not limited to this. Any object can be used in place of the shape memory wire as long as it has the property of changing its shape when heated or energized and the property of returning to its original shape when the heating or energization is stopped.

なお、ユーザに対して、物体を触ったり、掴んだりしたような触覚情報を与えるためには、物体の形状及び掴み具合に応じて、指の関節と手のひらの曲がり具合を適切に変化させなければならない。一般に、人間が物体を触ったり掴んだりする場合、指については第二関節から曲がっていく。そのため、形状記憶ワイヤー20は、各指の全ての関節の位置にそれぞれ備え付けられる必要はなく、各指の第一関節と第二関節との間にそれぞれ1つずつ備え付けられるだけで構わない。これにより、触覚デバイス2に係る装置コストが削減される。 In addition, in order to provide the user with tactile information such as touching or grasping an object, the finger joints and the curvature of the palm must be changed appropriately according to the shape and grip of the object. not. In general, when a human touches or grips an object, the fingers are bent from the second joint. Therefore, the shape memory wires 20 do not have to be provided at all joint positions of each finger, and only one shape memory wire 20 may be provided between the first joint and the second joint of each finger. As a result, the device cost of the haptic device 2 is reduced.

また、指の関節の曲がり具合に応じて伸縮する手のひらの動きは,手の甲の筋の位置に備え付けられた、形状記憶ワイヤー20-5及び形状記憶ワイヤー20-6によって実現される。 In addition, the movement of the palm that expands and contracts according to the degree of bending of the finger joints is realized by the shape memory wires 20-5 and 20-6 provided at the positions of the muscles of the back of the hand.

形状記憶ワイヤー20への通電が停止されることにより、形状記憶ワイヤー20は元の形状に戻っていく。これにより、ユーザの屈曲した指の関節は再び屈曲していない状態に戻り始め、ユーザの手のひらは再び開かれ始める。 By stopping the energization of the shape memory wire 20, the shape memory wire 20 returns to its original shape. This causes the user's flexed finger joints to begin to return to their unflexed state and the user's palms to begin to open again.

なお、形状記憶ワイヤー20に用いられる素材は、柔軟性及び伸縮性の高い素材であることが好ましい。なぜならば、形状記憶ワイヤー20が柔軟性及び伸縮性の高い素材でできている場合、当該形状記憶ワイヤー20がアクチュエーターとして動作していないときには、ユーザが違和感なく自由に手を動かすことができるからである。 It should be noted that the material used for the shape memory wire 20 is preferably a material with high flexibility and elasticity. This is because, when the shape memory wire 20 is made of a highly flexible and stretchable material, the user can freely move the hand without discomfort when the shape memory wire 20 is not operating as an actuator. be.

図1に示すように、触覚デバイス2L及び触覚デバイス2Rは、形状記憶ワイヤー20を加熱する加熱部21を内蔵している。加熱部21は、触覚提示装置1から出力された情報を取得する。加熱部21は、取得した情報に基づいて、各形状記憶ワイヤー20に対してそれぞれ通電させることにより加熱する。これにより、形状記憶ワイヤー20の形状が変化し、触覚デバイス2を装着するユーザの各指の関節の曲がり具合、及び手のひらの動きがそれぞれ制御される。 As shown in FIG. 1, the haptic device 2L and the haptic device 2R incorporate a heating unit 21 that heats the shape memory wire 20. As shown in FIG. The heating unit 21 acquires information output from the tactile presentation device 1 . The heating unit 21 heats by energizing each shape memory wire 20 based on the acquired information. As a result, the shape of the shape memory wire 20 changes, and the degree of bending of each finger joint and the movement of the palm of the user wearing the haptic device 2 are controlled.

このように、本実施形態に係る触覚デバイス2は、ユーザの指の関節の位置及び手の甲の筋の位置の中で、必要な位置にのみ、形状記憶ワイヤー20が配置される。そのため、本実施形態によれば、簡易な装置構成で、ユーザに対して、物体を触ったり掴んだりしたような触覚情報を与えることができる。 Thus, in the haptic device 2 according to the present embodiment, the shape memory wires 20 are arranged only at necessary positions among the positions of the user's finger joints and the positions of the muscles of the back of the hand. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the user with tactile information such as touching or grasping an object with a simple device configuration.

また、このように、本実施形態に係る触覚デバイス2は、ユーザの指の関節の位置及び手の甲の筋の位置に位置付けられるように、アクチュエーターである形状記憶ワイヤー20が埋め込まれた手袋型の装置である。そのため、本実施形態によれば、ユーザごとに複雑な設定を行う必要がなく、ユーザは触覚デバイス2を装着するだけで容易に使用することができる。 In this way, the tactile device 2 according to the present embodiment is a glove-type device in which the shape memory wires 20, which are actuators, are embedded so that it can be positioned at the finger joints and the muscles of the back of the hand of the user. is. Therefore, according to this embodiment, there is no need to perform complicated settings for each user, and the user can easily use the haptic device 2 simply by wearing it.

[触覚提示装置の機能構成]
以下、触覚提示装置1の機能構成について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1の機能構成を示すブロック図である。図2に示すように、触覚提示装置1は、映像・触覚データ取得部11と、タイミング制御部12と、加熱時間決定部13と、加熱制御部14と、映像出力部15と、を含んで構成される。
[Functional configuration of tactile presentation device]
The functional configuration of the tactile sense presentation device 1 will be described below.
FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the tactile presentation device 1 according to the first embodiment of the invention. As shown in FIG. 2, the tactile sense presentation device 1 includes a video/tactile sense data acquisition unit 11, a timing control unit 12, a heating time determination unit 13, a heating control unit 14, and a video output unit 15. Configured.

映像・触覚データ取得部11は、例えばVR、AR、又はMR用の映像データを、外部の装置等から取得する。また、映像・触覚データ取得部11は、当該映像データに基づく映像に合わせて、ユーザに対して、物体を触ったり掴んだりしているような感覚(触覚情報)を与えるための情報を取得する。具体的には、触覚情報を与えるための情報には、StartTimeと、Durationと、PW とが含まれる。 The video/haptic data acquisition unit 11 acquires, for example, video data for VR, AR, or MR from an external device or the like. In addition, the video/tactile data acquisition unit 11 acquires information for giving the user a feeling of touching or grasping an object (tactile information) in accordance with the video based on the video data. . Specifically, information for providing haptic information includes StartTime, Duration, and PW i H.

StartTimeとは、取得した映像データに基づく映像に対応して、ユーザの手に対して触覚情報を与え始める時刻(開始時刻)を示す情報である。また、Durationとは、取得した映像データに基づく映像に対応して、ユーザの手に対して触覚情報を与え続ける時間(継続時間)を示す情報である。例えば、映像の開始時刻の1分後から1秒間、ユーザに対して触覚情報を与える場合には、映像・触覚データ取得部11によって取得される情報は、「StartTime=00:01:00」、及び「Duration=1」である。 StartTime is information indicating the time (start time) when tactile information is started to be given to the user's hand in correspondence with the image based on the acquired image data. Duration is information indicating the time (duration) for which tactile information continues to be given to the user's hand corresponding to the image based on the acquired image data. For example, when tactile information is given to the user for one second after one minute from the start time of the image, the information acquired by the image/tactile sense data acquisition unit 11 is "StartTime=00:01:00", and "Duration=1".

また、PW とは、取得した映像データに基づく映像に対応して、左右どちら側の手のどの部位に対して、どのくらいの強さで圧力を与えるのかを示す情報である。Hは、左右どちら側の手であるかを示す情報である。ここでは、H=0であるならば左手であるものとし、H=1ならば右手であるものとする。 PW i H is information indicating how much pressure is applied to which part of the right or left hand, corresponding to the image based on the acquired image data. H is information indicating which hand is left or right. Here, if H=0, it is assumed to be the left hand, and if H=1, it is assumed to be the right hand.

また、iは形状記憶ワイヤー20を識別する情報である。ここでは、i=0であるならば親指の位置に配置された形状記憶ワイヤー20-0であるものとする。また、i=1であるならば人差し指の位置に配置された形状記憶ワイヤー20-1であるものとする。また、i=2であるならば中指の位置に配置された形状記憶ワイヤー20-2であるものとする。また、i=3であるならば薬指の位置に配置された形状記憶ワイヤー20-3であるものとする。また、i=4であるならば小指の位置に配置された形状記憶ワイヤー20-4であるものとする。また、i=5であるならば手の甲の親指寄りの位置に配置された形状記憶ワイヤー20-5であるものとする。また、i=6であるならば手の甲の小指寄りの位置に配置された形状記憶ワイヤー20-6であるものとする。 Also, i is information for identifying the shape memory wire 20 . Here, if i=0, it is assumed that the shape memory wire 20-0 is placed at the position of the thumb. Also, if i=1, it is assumed that the shape memory wire 20-1 is placed at the position of the index finger. Also, if i=2, it is assumed that the shape memory wire 20-2 is placed at the position of the middle finger. Also, if i=3, it is assumed that the shape memory wire 20-3 is placed at the position of the ring finger. Also, if i=4, it is assumed that the shape memory wire 20-4 is placed at the position of the little finger. Also, if i=5, it is assumed that the shape memory wire 20-5 is arranged at a position near the thumb on the back of the hand. Also, if i=6, it is assumed that the shape memory wire 20-6 is arranged at a position near the little finger on the back of the hand.

ユーザの手に与えられる圧力の強さPWは、1からLまでのL段階の圧力レベルごとに、数値で表現されるものとする。例えば、ユーザの手に対して圧力を与えない場合には、PW=0と設定されるものとする。また、例えば、L=3(すなわち、レベル1からレベル3までの3段階の圧力レベル)であるものとし、最も強い圧力レベルであるL=3.0の圧力をユーザの手に対して与える場合にはPW=3と設定されるものとする。また、例えば、L=2の圧力をユーザの手に対して与える場合にはPW=2.0と設定されるものとする。また、例えば、L=1の圧力をユーザの手に対して与える場合にはPW=1.0と設定されるものとする。 The strength PW of the pressure applied to the user's hand is represented by a numerical value for each of L pressure levels from 1 to L. For example, PW=0 is set when no pressure is applied to the user's hand. Also, for example, when L = 3 (that is, three pressure levels from level 1 to level 3) and the strongest pressure level L = 3.0 is applied to the user's hand is set to PW=3. Also, for example, when a pressure of L=2 is applied to the user's hand, PW=2.0 is set. Also, for example, when a pressure of L=1 is applied to the user's hand, PW=1.0 is set.

上記のようにPW が定義されることにより、例えば、左手全体を強く握り、右手は開いているような触覚情報をユーザに対して与える場合を、以下のように表現することができる。 By defining PW i H as described above, for example, a case where tactile information is given to the user as if the left hand is tightly clenched and the right hand is open can be expressed as follows.

PW =(3.0,3.0,3.0,3.0,3.0,3.0,3.0)
PW =(0,0,0,0,0,0,0)
PW i 0 = (3.0, 3.0, 3.0, 3.0, 3.0, 3.0, 3.0)
PW i 1 = (0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)

映像・触覚データ取得部11は、ユーザに対して触覚情報を与えるための情報である、StartTime、Duration、及びPW を、タイミング制御部12へ出力する。 The video/tactile data acquisition unit 11 outputs StartTime, Duration, and PW i H , which are information for giving tactile information to the user, to the timing control unit 12 .

タイミング制御部12は、映像・触覚データ取得部11から、映像データを取得する。また、タイミング制御部12は、上記のStartTime、Duration、及びPW を含む、触覚情報を与えるための情報を取得する。 The timing control unit 12 acquires video data from the video/haptic data acquisition unit 11 . Also, the timing control unit 12 acquires information for giving tactile information, including the StartTime, Duration, and PW i H described above.

タイミング制御部12は、映像データを映像出力部15へ出力する。また、タイミング制御部12は、StartTimeのα秒前に、Duration、及びPW を含む、触覚情報を与えるための情報を加熱時間決定部13へ出力する。ここで、αの値は、タイミング制御部12から加熱時間決定部13への情報の伝送時間と、加熱時間決定部13で行われる処理の処理時間と、を考慮して設定される。 The timing control section 12 outputs the video data to the video output section 15 . Also, the timing control unit 12 outputs information for giving tactile information, including Duration and PW i H , to the heating time determination unit 13 α seconds before the StartTime. Here, the value of α is set in consideration of the transmission time of information from the timing control section 12 to the heating time determination section 13 and the processing time of the processing performed in the heating time determination section 13 .

加熱時間決定部13(決定部)は、タイミング制御部12から出力された、Duration、及びPW を含む、触覚情報を与えるための情報を取得する。加熱時間決定部13は、PW の値に基づいて、各形状記憶ワイヤー20を加熱する時間(すなわち、通電させる時間)を算出し決定する。なお、各形状記憶ワイヤー20を加熱する時間は、具体的には、以下のように決定される。なお、形状記憶ワイヤー20は、筋肉が緊張収縮及び弛緩伸張するように、加熱されると収縮し、冷却されると伸張するものとする。 The heating time determination unit 13 (determination unit) acquires information for providing tactile information, including Duration and PW i H , output from the timing control unit 12 . Based on the value of PW i H , the heating time determination unit 13 calculates and determines the time for heating each shape memory wire 20 (that is, the time for energizing). Specifically, the time for heating each shape memory wire 20 is determined as follows. It should be noted that the shape memory wire 20 is assumed to contract when heated and expand when cooled, in the same way that a muscle contracts and relaxes.

形状記憶ワイヤー20を最も収縮した状態にさせるために必要な加熱時間(通電時間)を、tmaxとする。この場合、各形状記憶ワイヤー20を加熱させる時間t (加熱パラメータ)は、以下の(1)式のように表すことができる。 Let t max be the heating time (energization time) required to bring the shape memory wire 20 into the most contracted state. In this case, the time t i H (heating parameter) for heating each shape memory wire 20 can be represented by the following equation (1).

Figure 0007189094000001
Figure 0007189094000001

加熱時間決定部13は、Duration、PW 及びt を含む、触覚情報を与えるための情報を加熱制御部14へ出力する。 The heating time determination unit 13 outputs information for providing tactile information, including Duration, PW i H , and t i H , to the heating control unit 14 .

加熱制御部14は、加熱時間決定部13から出力された、Duration、PW 、及びt を含む、触覚情報を与えるための情報を取得する。加熱制御部14は、取得した情報に基づいて、Hの値が示すほうの手の、iの値が示す各形状記憶ワイヤー20(すなわち、形状記憶ワイヤー20-i)が、t 時間それぞれ通電されて加熱されるように、触覚デバイス2の加熱部21を制御する。なお、PW =0である場合には、形状記憶ワイヤー20を加熱させる必要がないため、加熱制御部14は加熱部21への指示を行わない。 The heating control unit 14 acquires information for providing tactile information, including Duration, PW i H , and t i H , output from the heating time determination unit 13 . Based on the acquired information, the heating control unit 14 determines that each shape memory wire 20 indicated by the value of i (that is, the shape memory wire 20-i) of the hand indicated by the value of H is t i H time. The heating part 21 of the haptic device 2 is controlled so that it is energized and heated. When PW i H =0, the heating control section 14 does not instruct the heating section 21 because the shape memory wire 20 does not need to be heated.

ここで、形状記憶ワイヤー20が加熱される時間t よりも、Duration(継続時間)のほうが長い場合、Durationが示す時間だけ継続して加熱されると形状記憶ワイヤー20が破断する恐れがある。したがって、形状記憶ワイヤー20が自然冷却により元の状態に戻る時間を考慮して、dt 時間だけ形状記憶ワイヤー20を自然冷却させた後、dt 時間だけ形状記憶ワイヤー20を再び加熱させる処理を、Durationが示す時間が経過するまで繰り返す。 Here, if the Duration (duration time) is longer than the time t i H during which the shape-memory wire 20 is heated, the shape-memory wire 20 may break if the heating continues for the time indicated by the Duration. . Therefore, considering the time for the shape memory wire 20 to return to its original state due to natural cooling, the shape memory wire 20 is naturally cooled for dt i H time, and then the shape memory wire 20 is heated again for dt i H time. The process is repeated until the time indicated by Duration has passed.

ここで、ユーザの手に与える圧力の強さPW が最も強い圧力レベルになるまで形状記憶ワイヤー20を過熱した後、自然冷却によって元の状態(すわなち、ユーザの手に圧力が与えられていない状態)に戻るまでに要する時間をResetTimeと表す。この場合、dt は、PW が一段階下の圧力レベルの状態になるまでに要する時間以内で設定される。例えば、形状記憶ワイヤー20が元の状態に戻るまで当該状態の変化が線形で推移するものとした場合、PW に該当する圧力レベルがL=mであるならば、dt は、以下の(2)式によって表すことができる。なお、圧力レベルの段階には0は含まれない(すなわち、m≠0である)。 Here, after heating the shape-memory wire 20 until the strength of pressure PW i H applied to the user's hand reaches the strongest pressure level, the original state (that is, pressure applied to the user's hand) is restored by natural cooling. ResetTime is the time required to return to the non-reset state). In this case, dt i H is set within the time required for PW i H to go to the one step lower pressure level. For example, assuming that the change in state is linear until the shape memory wire 20 returns to its original state, and the pressure level corresponding to PW i H is L=m, dt i H is (2) can be represented by the following equation. Note that the pressure level steps do not include 0 (ie, m≠0).

Figure 0007189094000002
Figure 0007189094000002

ここで、βは、PW が一段階下の圧力レベルの状態になるまでに要する時間以内となるようにdt の値を調整するパラメータである。例えば、βは、β=0.5を初期値とし、0<β<1の範囲で設定される。 Here, β is a parameter for adjusting the value of dt i H so that it is within the time required for PW i H to reach the state of one step lower pressure level. For example, β is set in the range of 0<β<1 with β=0.5 as an initial value.

Durationの値が示す時間(継続時間)に到達した場合、加熱制御部14は、形状記憶ワイヤー20に対する加熱を停止させることにより、自然冷却によって形状記憶ワイヤー20を元の形状に戻すように制御する。例えば、形状記憶ワイヤー20が元の形状に戻るまで当該形状の変化が線形で推移するものとする。この場合、PW に該当する圧力のレベルがL=mであるならば、元の状態に戻るまでの時間を示すrt は、以下の(3)式によって表すことができる。 When the time (duration) indicated by the Duration value is reached, the heating control unit 14 stops heating the shape memory wire 20, thereby controlling the shape memory wire 20 to return to its original shape through natural cooling. . For example, it is assumed that the change in shape changes linearly until the shape memory wire 20 returns to its original shape. In this case, if the pressure level corresponding to PW i H is L=m, rt i H indicating the time until returning to the original state can be expressed by the following equation (3).

Figure 0007189094000003
Figure 0007189094000003

映像出力部15は、タイミング制御部12から出力された映像データを取得する。映像出力部15は、取得した映像データを、例えばVR、AR、及びMRを実現するための視聴デバイス等へ出力する。 The video output unit 15 acquires video data output from the timing control unit 12 . The video output unit 15 outputs the acquired video data to a viewing device or the like for realizing VR, AR, and MR, for example.

[触覚提示装置の動作]
以下、触覚提示装置1の動作の一例について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1の動作を示すフローチャートである。
[Operation of tactile presentation device]
An example of the operation of the tactile presentation device 1 will be described below.
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the tactile sense presentation device 1 according to the first embodiment of the present invention.

映像・触覚データ取得部11は、例えばVR、AR、又はMR用の映像データを、外部の装置等から取得する。また、映像・触覚データ取得部11は、当該映像データに基づく映像に合わせて、ユーザに対して、物体を触ったり掴んだりしているような感覚(触覚情報)を与えるための情報を取得する。触覚情報を与えるための情報には、取得した映像データに基づく映像に対応して、ユーザの手に対して触覚情報を与え始める時刻(開始時刻)を示す情報(StartTime)と、ユーザの手に対して触覚情報を与え続ける時間(継続時間)を示す情報(Duration)と、取得した映像データに基づく映像に対応して、左右どちら側の手のどの部位に対して、どのくらいの強さで圧力を与えるのかを示す情報(PW )とが含まれる(ステップS01)。 The video/haptic data acquisition unit 11 acquires, for example, video data for VR, AR, or MR from an external device or the like. In addition, the video/tactile data acquisition unit 11 acquires information for giving the user a feeling of touching or grasping an object (tactile information) in accordance with the video based on the video data. . The information for giving tactile information includes information (StartTime) indicating the time (start time) to start giving tactile information to the user's hand corresponding to the image based on the acquired image data, Information (Duration) that indicates the time (duration) to continue giving tactile information to the hand, and corresponding to the image based on the acquired image data, which part of the left or right hand and how strong the pressure is ( step S01 ).

タイミング制御部12は、映像・触覚データ取得部11から、映像データと、触覚情報を与えるための情報(StartTime、Duration、及びPW )と、を取得する。タイミング制御部12は、映像出力部15への映像データの出力を開始する(ステップS02)。 The timing control unit 12 acquires video data and information (StartTime, Duration, and PW i H ) for providing haptic information from the video/haptic data acquisition unit 11 . The timing control unit 12 starts outputting video data to the video output unit 15 (step S02).

また、タイミング制御部12は、触覚情報を与えるための情報に基づき、StartTimeのα秒前に、Duration、及びPW を含む、触覚情報を与えるための情報を加熱時間決定部13へ出力する(ステップS03)。なお、上述したように、αの値は、タイミング制御部12から加熱時間決定部13への情報の伝送時間と、加熱時間決定部13で行われる処理の処理時間と、を考慮して設定される変数である。 Further, the timing control unit 12 outputs information for giving tactile information, including Duration and PW i H , to the heating time determining unit 13 α seconds before StartTime based on the information for giving tactile information. (Step S03). As described above, the value of α is set in consideration of the transmission time of information from the timing control unit 12 to the heating time determination unit 13 and the processing time of the processing performed in the heating time determination unit 13. is a variable that

加熱時間決定部13(決定部)は、タイミング制御部12から出力された、Duration、及びPW を含む、触覚情報を与えるための情報を取得する。加熱時間決定部13は、PW の値に基づいて、各形状記憶ワイヤー20を加熱させる時間t (すなわち、通電させる時間)を決定する(ステップS04)。 The heating time determination unit 13 (determination unit) acquires information for providing tactile information, including Duration and PW i H , output from the timing control unit 12 . Based on the value of PW i H , the heating time determination unit 13 determines the time t i H for heating each shape memory wire 20 (that is, the time for energizing) (step S04).

加熱制御部14は、加熱時間決定部13から出力された、Duration、PW H,及びt を含む、触覚情報を与えるための情報を取得する。加熱制御部14は、取得した情報に基づいて、触覚デバイス2の加熱部21を制御し、Hの値が示す手の、iの値が示す各形状記憶ワイヤー20(すなわち、形状記憶ワイヤー20-i)に、t 時間それぞれ通電させて加熱させる(ステップS05)。 The heating control unit 14 acquires information for providing tactile information, including Duration, PW i H, and t i H , output from the heating time determination unit 13 . The heating control unit 14 controls the heating unit 21 of the tactile device 2 based on the acquired information, and each shape memory wire 20 indicated by the value of i of the hand indicated by the value of H (that is, shape memory wire 20- i) is energized and heated for t i H (step S05).

上記ステップS02において開始した映像データの出力が終了するまで、上記ステップS03からステップS05までの形状記憶ワイヤー20の加熱処理を繰り返す(ステップS06)。
以上で、図3のフローチャートが示す触覚提示装置1の動作が終了する。
The heating process of the shape memory wire 20 from step S03 to step S05 is repeated until the output of the video data started in step S02 is completed (step S06).
Thus, the operation of the tactile sense presentation device 1 shown in the flowchart of FIG. 3 is completed.

以上説明したように、本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1は、触覚デバイス2に備えられる形状記憶ワイヤー(物体)であって、加熱によって形状が変化することによって身体に圧力を与える前記形状記憶ワイヤー(物体)に対する前記加熱を制御する。触覚提示装置1は、加熱時間決定部13(決定部)と加熱制御部14とを備える。加熱時間決定部13(決定部)は、前記圧力を与え続ける時間である圧力継続時間(Duration)を示す情報と、前記圧力の強度である圧力強度(PW )を示す情報と、を取得し、前記圧力強度(PW )に基づいて前記形状記憶ワイヤー(物体)に対する加熱を制御する加熱パラメータ(加熱時間(dt ))を決定する。加熱制御部14は、前記圧力継続時間(Duration)と前記加熱時間(dt )とに基づいて、前記形状記憶ワイヤー(物体)に対する前記加熱を制御する。 As described above, the tactile sense presentation device 1 according to the first embodiment of the present invention is a shape memory wire (an object) provided in the tactile device 2, and changes its shape by heating to apply pressure to the body. Control the heating to the shape memory wire (object) that is applied. The tactile sense presentation device 1 includes a heating time determining section 13 (determining section) and a heating control section 14 . The heating time determining unit 13 (determining unit) acquires information indicating the pressure duration (Duration), which is the time during which the pressure is continuously applied, and information indicating the pressure intensity (PW i H ), which is the intensity of the pressure. Then, a heating parameter (heating time (dt i H )) for controlling heating of the shape memory wire (object) is determined based on the pressure intensity (PW i H ). The heating control unit 14 controls the heating of the shape memory wire (object) based on the pressure duration (Duration) and the heating time (dt i H ).

本実施形態に係る触覚提示装置1が上記のような構成を備えることにより、触覚デバイス2は、例えば、ユーザの指の関節の位置及び手の甲の筋にあたる位置の中で、必要な位置にのみ、形状記憶ワイヤー20が配置される。そのため、上述した第1の実施形態によれば、簡易な装置構成で、ユーザに対して、物体を触ったり掴んだりしたような感覚(触覚情報)を与えることができる。また、本実施形態に係る触覚提示装置1が上記のような構成を備えることにより、触覚デバイス2は、ユーザごとに複雑な設定を必要としない。ユーザは、例えば手袋型の触覚デバイス2を、単に手に装着するだけで容易に使用することができる。 By providing the tactile sense presentation device 1 according to the present embodiment with the configuration as described above, the haptic device 2 can be placed only at necessary positions among, for example, the positions of the user's finger joints and the positions corresponding to the muscles of the back of the hand. A shape memory wire 20 is placed. Therefore, according to the above-described first embodiment, it is possible to provide the user with a feeling (tactile information) as if he or she touched or grabbed an object with a simple device configuration. Moreover, since the tactile sense presentation device 1 according to the present embodiment has the configuration as described above, the haptic device 2 does not require complicated settings for each user. The user can easily use the glove-type tactile device 2 simply by wearing it on the hand.

上記のような構成を備えることにより、本発明の第1の実施形態に係る触覚提示装置1は、簡易な装置構成で複雑な設定を行うことなく、ユーザに対して触覚情報を与えることができる。 With the configuration as described above, the tactile sense presentation device 1 according to the first embodiment of the present invention can provide tactile information to the user with a simple device configuration and without complicated settings. .

<第2の実施形態>
以下、本発明の第2の実施形態に係る触覚提示装置1bについて説明する。
上述した第1の実施形態に係る触覚提示装置1は、加熱時間決定部13及び加熱制御部14において、形状記憶ワイヤー20に通電させて加熱させる時間を制御することによって、ユーザの手に与える圧力の強さPW を制御する。これに対し、以下に説明する第2の実施形態に係る触覚提示装置1bは、形状記憶ワイヤー20の温度を適切に制御することによって、ユーザの手に与える圧力の強さPW を制御する。
<Second embodiment>
A tactile presentation device 1b according to a second embodiment of the present invention will be described below.
In the tactile sense presentation device 1 according to the first embodiment described above, the heating time determination unit 13 and the heating control unit 14 control the heating time by energizing the shape-memory wire 20 to control the pressure applied to the user's hand. to control the strength PW i H of . On the other hand, a tactile sense presentation device 1b according to a second embodiment described below appropriately controls the temperature of the shape memory wire 20 to control the strength of pressure PW i H applied to the user's hand. .

[触覚提示装置の機能構成]
以下、触覚提示装置1bの機能構成について説明する。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る触覚提示装置1bの機能構成を示すブロック図である。図4に示すように、触覚提示装置1bは、映像・触覚データ取得部11と、タイミング制御部12と、加熱温度決定部13bと、加熱制御部14bと、映像出力部15と、を含んで構成される。なお、映像・触覚データ取得部11、タイミング制御部12、及び映像出力部15の機能構成は、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[Functional configuration of tactile presentation device]
The functional configuration of the tactile presentation device 1b will be described below.
FIG. 4 is a block diagram showing the functional configuration of a tactile presentation device 1b according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the tactile sense presentation device 1b includes a video/tactile sense data acquisition unit 11, a timing control unit 12, a heating temperature determination unit 13b, a heating control unit 14b, and a video output unit 15. Configured. Note that the functional configurations of the video/tactile data acquisition unit 11, the timing control unit 12, and the video output unit 15 are the same as those in the first embodiment, and therefore description thereof is omitted.

加熱温度決定部13b(決定部)は、タイミング制御部12から出力された、Duration、及びPW を含む、触覚情報を与えるための情報を取得する。加熱温度決定部13bは、PW の値に基づいて、各形状記憶ワイヤー20を加熱させる温度を算出し決定する。なお、各形状記憶ワイヤー20を加熱させる温度は、具体的には、以下のように決定される。なお、形状記憶ワイヤー20は、筋肉が緊張収縮及び弛緩伸張するように、加熱されると収縮し、冷却されると伸張するものとする。 The heating temperature determination unit 13b (determination unit) acquires information for providing tactile information, including Duration and PW i H , output from the timing control unit 12 . The heating temperature determination unit 13b calculates and determines the temperature for heating each shape memory wire 20 based on the value of PW i H. Specifically, the temperature for heating each shape memory wire 20 is determined as follows. It should be noted that the shape memory wire 20 is assumed to contract when heated and expand when cooled, in the same way that a muscle contracts and relaxes.

形状記憶ワイヤー20が収縮していない状態から最も収縮した状態(L=3)になるまで形状記憶ワイヤー20の温度が線形に変化するものとした場合、ユーザの手に対してPW の圧力を与えるために必要な温度を示すd (加熱パラメータ)は、以下の(4)式によって表すことができる。 Assuming that the temperature of the shape memory wire 20 varies linearly from the non-contracted state to the most contracted state (L=3), the pressure of PW i H against the user's hand d i H (heating parameter), which indicates the temperature required to provide , can be expressed by the following equation (4).

Figure 0007189094000004
Figure 0007189094000004

ここで、dmaxは、形状記憶ワイヤー20が最も収縮した状態(L=3)になる温度を示す。 Here, d max indicates the temperature at which the shape memory wire 20 is in the most contracted state (L=3).

加熱温度決定部13bは、Duration、PW 及びd を含む、触覚情報を与えるための情報を加熱制御部14bへ出力する。 The heating temperature determination unit 13b outputs information for providing tactile information, including Duration, PW i H , and d i H , to the heating control unit 14b.

加熱制御部14bは、加熱温度決定部13bから出力された、Duration、PW 、及びd を含む、触覚情報を与えるための情報を取得する。加熱制御部14bは、取得した情報に基づいて、Hの値が示すほうの手の、iの値が示す各形状記憶ワイヤー20(すなわち、形状記憶ワイヤー20-i)の温度の値がd になるまで通電されて加熱されるように、触覚デバイス2の加熱部21を制御する。なお、PW =0である場合には、形状記憶ワイヤー20を加熱させる必要がないため、加熱制御部14bは加熱部21への指示を行わない。 The heating control unit 14b acquires information for providing tactile information, including Duration, PW i H and d i H , output from the heating temperature determination unit 13b. Based on the acquired information, the heating control unit 14b determines that the temperature value of each shape memory wire 20 (that is, the shape memory wire 20-i) indicated by the value of i on the side indicated by the value of H is d i The heating part 21 of the haptic device 2 is controlled so that it is energized and heated until it reaches H. When PW i H =0, the heating control section 14 b does not instruct the heating section 21 because the shape memory wire 20 does not need to be heated.

加熱制御部14bは、Durationが示す時間(継続時間)が経過するまで、形状記憶ワイヤー20の温度がd の値を維持するように、触覚デバイス2の加熱部21を制御する。なお、加熱制御部14bは、例えば、形状記憶ワイヤー20の表面温度を計測する温度センサ(図示せず)等から当該表面温度を示す情報を取得することによって、形状記憶ワイヤー20の温度がd の値に到達したか否かを判定する。 The heating control unit 14b controls the heating unit 21 of the haptic device 2 so that the temperature of the shape memory wire 20 maintains the value of d i H until the time (duration) indicated by Duration has passed. Note that the heating control unit 14b acquires information indicating the surface temperature of the shape memory wire 20 from, for example, a temperature sensor (not shown) that measures the surface temperature of the shape memory wire 20, so that the temperature of the shape memory wire 20 changes to d i Determine whether the value of H has been reached.

Durationの値が示す時間(継続時間)に到達した場合、加熱制御部14bは、形状記憶ワイヤー20に対する加熱を停止させることによって、自然冷却によって形状記憶ワイヤー20が元の形状に戻すように制御する。例えば、形状記憶ワイヤー20が元の形状に戻るまで当該形状が線形で推移するものとする。この場合、PW に該当する圧力レベルがL=mであるならば、元の形状に戻るまでの時間を示すrt は、上記の(3)式によって表すことができる。 When the time (duration) indicated by the Duration value is reached, the heating control unit 14b stops heating the shape memory wire 20, thereby controlling the shape memory wire 20 to return to its original shape through natural cooling. . For example, assume that the shape transitions linearly until the shape memory wire 20 returns to its original shape. In this case, if the pressure level corresponding to PW i H is L=m, rt i H , which indicates the time until the original shape is restored, can be expressed by the above equation (3).

以上説明したように、本発明の第2の実施形態に係る触覚提示装置1bは、触覚デバイス2に備えられる形状記憶ワイヤー(物体)であって、加熱によって形状が変化することによって身体に圧力を与える前記形状記憶ワイヤー(物体)に対する前記加熱を制御する。触覚提示装置1bは、加熱温度決定部13b(決定部)と加熱制御部14bとを備える。加熱温度決定部13b(決定部)は、前記圧力を与え続ける時間である圧力継続時間(Duration)を示す情報と、前記圧力の強度である圧力強度(PW )を示す情報と、を取得し、前記圧力強度(PW )に基づいて前記形状記憶ワイヤー(物体)に対する加熱を制御する加熱パラメータ(加熱温度(d ))を決定する。加熱制御部14は、前記圧力継続時間(Duration)と前記加熱温度(d )とに基づいて、前記形状記憶ワイヤー(物体)に対する前記加熱を制御する。 As described above, the tactile sense presentation device 1b according to the second embodiment of the present invention is a shape memory wire (an object) provided in the tactile device 2, and changes its shape by heating to apply pressure to the body. Control the heating to the shape memory wire (object) that is applied. The tactile sense presentation device 1b includes a heating temperature determination unit 13b (determination unit) and a heating control unit 14b. The heating temperature determining unit 13b (determining unit) acquires information indicating the pressure duration (Duration), which is the time during which the pressure is continuously applied, and information indicating the pressure intensity (PW i H ), which is the intensity of the pressure. Then, a heating parameter (heating temperature (d i H )) for controlling heating of the shape memory wire (object) is determined based on the pressure intensity (PW i H ). The heating control unit 14 controls the heating of the shape memory wire (object) based on the pressure duration (Duration) and the heating temperature (d i H ).

本実施形態に係る触覚提示装置1bが上記のような構成を備えることにより、触覚デバイス2は、例えば、ユーザの指の関節の位置及び手の甲の筋にあたる位置の中で、必要な位置にのみ、形状記憶ワイヤー20が配置される。そのため、上述した第2の実施形態によれば、簡易な装置構成で、ユーザに対して、物体を触ったり掴んだりしたような感覚(触覚情報)を与えることができる。また、本実施形態に係る触覚提示装置1bが上記のような構成を備えることにより、触覚デバイス2は、ユーザごとに複雑な設定を必要としない。ユーザは、例えば手袋型の触覚デバイス2を、単に手に装着するだけで容易に使用することができる。 By providing the tactile sense presentation device 1b according to the present embodiment with the configuration described above, the haptic device 2 can be placed only at necessary positions, for example, among the positions of the user's finger joints and the positions corresponding to the muscles of the back of the hand. A shape memory wire 20 is placed. Therefore, according to the above-described second embodiment, it is possible to provide the user with a feeling (tactile information) as if he/she touched or grabbed an object with a simple device configuration. Moreover, since the tactile sense presentation device 1b according to the present embodiment has the configuration as described above, the haptic device 2 does not require complicated settings for each user. The user can easily use the glove-type tactile device 2 simply by wearing it on the hand.

上記のような構成を備えることにより、本発明の第2の実施形態に係る触覚提示装置1bは、簡易な装置構成で複雑な設定を行うことなく、ユーザに対して触覚情報を与えることができる。 With the configuration as described above, the tactile sense presentation device 1b according to the second embodiment of the present invention can provide tactile information to the user with a simple device configuration and without complicated settings. .

以上、この発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design and the like are included within the scope of the present invention.

上述した実施形態における触覚提示装置1及び触覚提示装置1bの一部または全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 Part or all of the tactile sense presentation device 1 and the tactile sense presentation device 1b in the above-described embodiments may be realized by a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in this recording medium may be read into a computer system and executed. It should be noted that the "computer system" referred to here includes hardware such as an OS and peripheral devices. The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard discs incorporated in computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" means a medium that dynamically retains a program for a short period of time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It may also include something that holds the program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client in that case. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. It may be implemented using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).

1(1b)・・・触覚提示装置、2(2L,2R)・・・触覚デバイス、11・・・映像・触覚データ取得部、12・・・タイミング制御部、13・・・加熱時間決定部、13b・・・加熱温度決定部、14(14b)・・・加熱制御部、15・・・映像出力部、20(20-0~20-6)・・・形状記憶ワイヤー、21・・・加熱部 1 (1b)... Tactile sense presentation device, 2 (2L, 2R)... Tactile sense device, 11... Image/tactile sense data acquisition unit, 12... Timing control unit, 13... Heating time determination unit , 13b ... heating temperature determination unit 14 (14b) ... heating control unit 15 ... video output unit 20 (20-0 to 20-6) ... shape memory wire 21 ... heating unit

Claims (8)

人の手に装着される触覚デバイスの前記手の指の第一関節と第二関節との間の位置及び前記手の甲の筋の位置に備えられる物体であって、加熱によって形状が変化することによって身体に圧力を与える前記物体に対する前記加熱を制御する触覚提示装置であって、
前記圧力を与え続ける時間である圧力継続時間を示す情報と、前記圧力の強度である圧力強度を示す情報と、を取得し、前記圧力強度に基づいて前記物体の各々に対する加熱をそれぞれ制御する加熱パラメータを決定する決定部と、
前記圧力継続時間と前記加熱パラメータとに基づいて、前記物体の各々に対する前記加熱をそれぞれ制御する加熱制御部と、
を備える触覚提示装置。
An object provided at a position between the first joint and the second joint of the finger of the hand and at the position of the muscle on the back of the hand of a tactile device worn on a human hand, the shape of which is changed by heating A haptic presentation device that controls the heating of the object that exerts pressure on the body,
Heating that obtains information indicating a pressure duration, which is the time during which the pressure is continuously applied, and information indicating the pressure intensity, which is the intensity of the pressure, and controls heating of each of the objects based on the pressure intensity. a determination unit that determines parameters;
a heating control unit that controls the heating of each of the objects based on the pressure duration and the heating parameter;
A tactile presentation device.
前記決定部は、
前記加熱によって生じる前記物体の形状の変化に要する時間に基づいて算出される加熱時間を示す前記加熱パラメータを決定する
請求項1に記載の触覚提示装置。
The decision unit
The tactile sense presentation device according to claim 1, wherein the heating parameter indicating the heating time calculated based on the time required for the shape change of the object caused by the heating is determined.
前記加熱制御部は、
前記加熱時間よりも前記圧力継続時間のほうが長い場合、前記圧力継続時間が経過するまで、前記加熱時間だけ前記物体を加熱した後に自然冷却をさせることを繰り返させるように制御する
請求項2に記載の触覚提示装置。
The heating control unit
3. The method according to claim 2, wherein when the pressure duration time is longer than the heating time, the object is heated for the heating time and then allowed to cool naturally until the pressure duration time elapses. tactile presentation device.
前記決定部は、
前記圧力強度に達する前記物体の温度に基づいて算出される加熱温度を示す前記加熱パラメータを決定する
請求項1に記載の触覚提示装置。
The decision unit
The tactile sense presentation device according to claim 1, wherein the heating parameter indicating a heating temperature calculated based on the temperature of the object reaching the pressure intensity is determined.
前記圧力を与え始める時刻である開始時刻を示す情報を取得し、前記開始時刻に応じた時刻に、前記圧力継続時間を示す情報と前記圧力強度を示す情報とを、前記決定部に出力するタイミング制御部
をさらに備える請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の触覚提示装置。
Timing of acquiring information indicating the start time, which is the time at which the pressure is started, and outputting the information indicating the pressure duration and the information indicating the pressure intensity to the determination unit at a time corresponding to the start time. The tactile presentation device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a controller.
前記タイミング制御部は、
前記決定部を介して前記加熱制御部へ情報が伝送されるために必要な伝送時間と、前記決定部及び前記加熱制御部における処理時間と、前記圧力を与え始める時刻と、に基づいて前記決定部に情報を出力するタイミングを決定する
請求項5に記載の触覚提示装置。
The timing control unit
The decision is made based on the transmission time required for information to be transmitted to the heating control unit via the decision unit, the processing time in the decision unit and the heating control unit, and the time to start applying the pressure. 6. The tactile sense presentation device according to claim 5, wherein timing for outputting information to the unit is determined.
人の手に装着される触覚デバイスの前記手の指の第一関節と第二関節との間の位置及び前記手の甲の筋の位置に備えられる物体であって、加熱によって形状が変化することによって身体に圧力を与える前記物体に対する前記加熱を制御する触覚提示方法であって、
前記圧力を与え続ける時間である圧力継続時間を示す情報と、前記圧力の強度である圧力強度を示す情報と、を取得し、前記圧力強度に基づいて前記物体の各々に対する加熱をそれぞれ制御する加熱パラメータを決定する決定ステップと、
前記圧力継続時間と前記加熱パラメータとに基づいて、前記物体の各々に対する前記加熱をそれぞれ制御する加熱制御ステップと、
を有する触覚提示方法。
An object provided at a position between the first joint and the second joint of the finger of the hand and at the position of the muscle on the back of the hand of a tactile device worn on a human hand, the shape of which is changed by heating A haptic presentation method for controlling the heating of the object that exerts pressure on the body, comprising:
Heating that obtains information indicating a pressure duration, which is the time during which the pressure is continuously applied, and information indicating the pressure intensity, which is the intensity of the pressure, and controls heating of each of the objects based on the pressure intensity. a determining step of determining the parameters;
a heating control step of respectively controlling the heating of each of the objects based on the pressure duration and the heating parameter;
A tactile presentation method having
請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の触覚提示装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as the tactile presentation device according to any one of claims 1 to 6.
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