JPH11203020A - 触力覚呈示装置 - Google Patents
触力覚呈示装置Info
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- JPH11203020A JPH11203020A JP2029198A JP2029198A JPH11203020A JP H11203020 A JPH11203020 A JP H11203020A JP 2029198 A JP2029198 A JP 2029198A JP 2029198 A JP2029198 A JP 2029198A JP H11203020 A JPH11203020 A JP H11203020A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、人が対象物に手指で触れたときに感
じる対象物の凹凸や硬軟などの触力覚情報を扱う触力覚
呈示装置に関し、触力覚情報を面状に手の平レベルで同
時に認知することができ、現実の触わる動作、力を探る
動作に非常に近い触力覚呈示装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】触力覚呈示装置１は、操作者の手Ｈが触れ
ることができる触力覚呈示面４を有し、その呈示面４は
筐体３によって支持されている。呈示面４を駆動するた
めの駆動部２が側部に配置されている。また、触力覚呈
示装置１に所定の触力覚信号を伝達する信号発生手段５
が設けられている。触力覚呈示面４は、複数の線分状の
変位部材６から構成されている。
じる対象物の凹凸や硬軟などの触力覚情報を扱う触力覚
呈示装置に関し、触力覚情報を面状に手の平レベルで同
時に認知することができ、現実の触わる動作、力を探る
動作に非常に近い触力覚呈示装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】触力覚呈示装置１は、操作者の手Ｈが触れ
ることができる触力覚呈示面４を有し、その呈示面４は
筐体３によって支持されている。呈示面４を駆動するた
めの駆動部２が側部に配置されている。また、触力覚呈
示装置１に所定の触力覚信号を伝達する信号発生手段５
が設けられている。触力覚呈示面４は、複数の線分状の
変位部材６から構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触力覚呈示装置に
関し、特に、人が対象物に手指で触れたときに感じる対
象物の凹凸や硬軟などの触力覚情報を扱う触力覚呈示装
置に関する。具体的には、実際の現物の触力覚情報では
なく、遠隔的あるいは予めデータベースとして記憶され
ている触力覚情報、または、計算機からの計算出力に基
づく形状情報もしくは力学情報を人に伝達するための触
力覚呈示装置に関する。
関し、特に、人が対象物に手指で触れたときに感じる対
象物の凹凸や硬軟などの触力覚情報を扱う触力覚呈示装
置に関する。具体的には、実際の現物の触力覚情報では
なく、遠隔的あるいは予めデータベースとして記憶され
ている触力覚情報、または、計算機からの計算出力に基
づく形状情報もしくは力学情報を人に伝達するための触
力覚呈示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】人は、対象物を認知、判断する場合に、
最終的な判断として、その対象物に直接手や指で触るこ
とによって対象物表面、あるいは、物性である粗滑感や
凹凸感、重さなどを感じ取り、その体感を基にいろいろ
な決定を下している。それに対して、直接、手指で触れ
ることのできない博物館の所蔵品や遠方の物体、パソコ
ン画面に表示されている物体などは、視覚的に対象物を
認識できても、その材質感までは直接感じ取ることは難
しい。従って、人は頭の中でこれらの情報の欠落部分を
推測し、ある程度納得している状況である。
最終的な判断として、その対象物に直接手や指で触るこ
とによって対象物表面、あるいは、物性である粗滑感や
凹凸感、重さなどを感じ取り、その体感を基にいろいろ
な決定を下している。それに対して、直接、手指で触れ
ることのできない博物館の所蔵品や遠方の物体、パソコ
ン画面に表示されている物体などは、視覚的に対象物を
認識できても、その材質感までは直接感じ取ることは難
しい。従って、人は頭の中でこれらの情報の欠落部分を
推測し、ある程度納得している状況である。
【０００３】しかし、最近、パーソナルコンピュータが
コミュニケーションの道具として使われだしてから、前
述したような触力覚情報を人に伝達するための装置の研
究が進んできた。それ以前は、特開昭５９−１９８４８
３号公報や、特開平２−５０８１号公報のように、点字
用の触覚表示装置があったが、用途と機能が限定されて
いた。それ以後の、従来の触覚呈示、あるいは力覚呈示
装置として、例えば、特開平６−１９３８５号公報で
は、操作者が支持面に沿って滑動させることのできる保
持体の表面に触力覚呈示部材を設け、保持体の滑動に対
応して対象物体の表面に触ったときに感じる触感の時系
列あるいは、空間情報に相当する信号を触覚呈示装置に
与え、触力覚呈示部材によって模擬的に触覚刺激を与え
るものがある。
コミュニケーションの道具として使われだしてから、前
述したような触力覚情報を人に伝達するための装置の研
究が進んできた。それ以前は、特開昭５９−１９８４８
３号公報や、特開平２−５０８１号公報のように、点字
用の触覚表示装置があったが、用途と機能が限定されて
いた。それ以後の、従来の触覚呈示、あるいは力覚呈示
装置として、例えば、特開平６−１９３８５号公報で
は、操作者が支持面に沿って滑動させることのできる保
持体の表面に触力覚呈示部材を設け、保持体の滑動に対
応して対象物体の表面に触ったときに感じる触感の時系
列あるいは、空間情報に相当する信号を触覚呈示装置に
与え、触力覚呈示部材によって模擬的に触覚刺激を与え
るものがある。
【０００４】特開平７−７７９４４号公報では、操作者
が支持面に沿って滑動させることのできる保持体の表面
に、面状に配列された細かい接触子を露呈させ、指の腹
の部分を接触させる。そして、その振動子を保持した保
持体を動かすことで、指の腹の部分に対象物をなぞった
時と類似した指が感じる振動パターンを与え、擬似的な
触感覚を呈示するものがある。
が支持面に沿って滑動させることのできる保持体の表面
に、面状に配列された細かい接触子を露呈させ、指の腹
の部分を接触させる。そして、その振動子を保持した保
持体を動かすことで、指の腹の部分に対象物をなぞった
時と類似した指が感じる振動パターンを与え、擬似的な
触感覚を呈示するものがある。
【０００５】さらに、特開平９−９０８６７号公報にお
いては、触覚呈示方法として、対象物の表面情報を人の
皮膚表面に対して水平方向に機械的刺激と垂直方向の刺
激を加えることを特徴とし、再現性の向上を求めてい
る。
いては、触覚呈示方法として、対象物の表面情報を人の
皮膚表面に対して水平方向に機械的刺激と垂直方向の刺
激を加えることを特徴とし、再現性の向上を求めてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】人が対象物の触力覚情
報を知りたい場合、触る対象によって適切な動作を行っ
ている。つまり、表面の粗さや細かい凹凸ならば、なぞ
ったり、こすったりする動作であり、表面の硬さや柔ら
かさを確かめる際には、押したり、引っ張ったりする動
作である。重さであれば、つかんだり、握ったりする動
作となる。
報を知りたい場合、触る対象によって適切な動作を行っ
ている。つまり、表面の粗さや細かい凹凸ならば、なぞ
ったり、こすったりする動作であり、表面の硬さや柔ら
かさを確かめる際には、押したり、引っ張ったりする動
作である。重さであれば、つかんだり、握ったりする動
作となる。
【０００７】また、通常、人は温度を検知するときは指
先だけで用心深く触る行為をするが、それ以外では複数
の指で感触を同時にみたり、手の平全体を使って形状情
報を瞬時に認知することが多い。つまり、一本の指で
は、空間の一点情報を時系列的に人の脳に入力すること
になるため、頭の中で改めて指の触れた軌跡を積分する
行為が必要になる。これは、非常に非効率であるため、
実際には、人は手のひらや複数の指によって瞬時に面積
情報を獲得しようとする。これは、自然の行為である。
先だけで用心深く触る行為をするが、それ以外では複数
の指で感触を同時にみたり、手の平全体を使って形状情
報を瞬時に認知することが多い。つまり、一本の指で
は、空間の一点情報を時系列的に人の脳に入力すること
になるため、頭の中で改めて指の触れた軌跡を積分する
行為が必要になる。これは、非常に非効率であるため、
実際には、人は手のひらや複数の指によって瞬時に面積
情報を獲得しようとする。これは、自然の行為である。
【０００８】しかし、上述した従来発明の装置において
は、特開昭５９−１９８４８３号公報や特開平２−５０
８１号公報においては、呈示部材の突出は出る状態と出
ない状態の２値的な表現能力しか持っていなかった。そ
のため、点字というコード情報を表現する機能に限定さ
れていた。
は、特開昭５９−１９８４８３号公報や特開平２−５０
８１号公報においては、呈示部材の突出は出る状態と出
ない状態の２値的な表現能力しか持っていなかった。そ
のため、点字というコード情報を表現する機能に限定さ
れていた。
【０００９】特開平６−１９３８５号公報や特開平４−
７７９４４号公報、そして、特開平９−９０８６７号公
報においては、いずれもがひとつの指先にのみ触情報を
呈示するものである。また、その呈示機能も、表面の比
較的細かい凹凸、いわゆる、テクスチャ情報を考えてい
る。従って、本発明で解決しようとする、触力覚情報を
複数の感覚器によって同時に面積的に呈示することは不
可能である。
７７９４４号公報、そして、特開平９−９０８６７号公
報においては、いずれもがひとつの指先にのみ触情報を
呈示するものである。また、その呈示機能も、表面の比
較的細かい凹凸、いわゆる、テクスチャ情報を考えてい
る。従って、本発明で解決しようとする、触力覚情報を
複数の感覚器によって同時に面積的に呈示することは不
可能である。
【００１０】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的は、触力覚情報を面状に手の平
レベルで同時に認知することができ、現実の触わる動
作、力を探る動作に非常に近い触力覚呈示装置を提供す
ることにある。
たものであり、その目的は、触力覚情報を面状に手の平
レベルで同時に認知することができ、現実の触わる動
作、力を探る動作に非常に近い触力覚呈示装置を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、触覚情報あ
るいは力覚情報もしくはその双方の情報、または、立体
的ディスプレイ情報等の空間位置情報を人に伝達する触
力覚呈示装置において、複数の線分状の変位部材を面状
に配置した触力覚呈示面を有する変位機構と、触覚情報
あるいは力覚情報もしくはその双方の情報、または、空
間位置情報についての信号を変位機構に出力する触力覚
信号処理手段とを有し、変位機構は、入力された信号に
基づいて触力覚呈示面上に模擬触力覚感を呈示すること
を特徴とする触力覚呈示装置によって達成される。
るいは力覚情報もしくはその双方の情報、または、立体
的ディスプレイ情報等の空間位置情報を人に伝達する触
力覚呈示装置において、複数の線分状の変位部材を面状
に配置した触力覚呈示面を有する変位機構と、触覚情報
あるいは力覚情報もしくはその双方の情報、または、空
間位置情報についての信号を変位機構に出力する触力覚
信号処理手段とを有し、変位機構は、入力された信号に
基づいて触力覚呈示面上に模擬触力覚感を呈示すること
を特徴とする触力覚呈示装置によって達成される。
【００１２】本発明の触力覚呈示装置において、触力覚
呈示面は、複数の線分状の変位部材を互いに並列な方向
に複数配置して構成されていることを特徴とする。ま
た、本発明の触力覚呈示装置において、触力覚呈示面
は、複数の線分状の変位部材を互いに交差する方向に複
数配置して構成されていることを特徴とする。また、変
位部材は、多関節構造を有していることを特徴とし、ま
たは、連続的にほぼ任意の位置で変位可能な形状記憶合
金を含むことを特徴とする。さらに、変位部材は、人の
触れる力に応じて所定の反力で変位可能であることを特
徴とする。また、本発明の触力覚呈示装置において、触
力覚呈示面は、触力覚情報を呈示しないときはほぼ平面
状態、あるいはほぼ曲面状態であることを特徴とする。
呈示面は、複数の線分状の変位部材を互いに並列な方向
に複数配置して構成されていることを特徴とする。ま
た、本発明の触力覚呈示装置において、触力覚呈示面
は、複数の線分状の変位部材を互いに交差する方向に複
数配置して構成されていることを特徴とする。また、変
位部材は、多関節構造を有していることを特徴とし、ま
たは、連続的にほぼ任意の位置で変位可能な形状記憶合
金を含むことを特徴とする。さらに、変位部材は、人の
触れる力に応じて所定の反力で変位可能であることを特
徴とする。また、本発明の触力覚呈示装置において、触
力覚呈示面は、触力覚情報を呈示しないときはほぼ平面
状態、あるいはほぼ曲面状態であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
触力覚呈示装置を図１乃至図５を用いて説明する。ま
ず、本実施の形態による触力覚呈示装置の概略の構成を
図１を用いて説明する。本実施の形態の触力覚呈示装置
１は、操作者の手Ｈが触れることができる触力覚呈示面
４を有し、その呈示面４は筐体３によって支持されてい
る。呈示面４を駆動するための駆動部２が側部に配置さ
れている。また、触力覚呈示装置１に所定の触力覚信号
を伝達する信号発生手段５が設けられている。触力覚呈
示面４は、複数の線分状の変位部材６から構成されてい
る。
触力覚呈示装置を図１乃至図５を用いて説明する。ま
ず、本実施の形態による触力覚呈示装置の概略の構成を
図１を用いて説明する。本実施の形態の触力覚呈示装置
１は、操作者の手Ｈが触れることができる触力覚呈示面
４を有し、その呈示面４は筐体３によって支持されてい
る。呈示面４を駆動するための駆動部２が側部に配置さ
れている。また、触力覚呈示装置１に所定の触力覚信号
を伝達する信号発生手段５が設けられている。触力覚呈
示面４は、複数の線分状の変位部材６から構成されてい
る。
【００１４】図２は、実際に、複数の線分状の変位部材
によって、ある対象物（ここでは、ある哺乳類の手とし
た）Ｄを呈示した状態を示している。高密度に並列に配
置された線分状の複数変位部材６の該当個所が変位し、
呈示対象物を表現している。
によって、ある対象物（ここでは、ある哺乳類の手とし
た）Ｄを呈示した状態を示している。高密度に並列に配
置された線分状の複数変位部材６の該当個所が変位し、
呈示対象物を表現している。
【００１５】図３は本実施の形態による触力覚呈示装置
における信号の流れを示すブロック図である。対象物２
０から触力覚情報を生成する触力覚情報入力手段２１に
関してはさまざまな手段があり、そのいずれを使用して
も構わない。具体的にはレーザ変位計などの位置センサ
や歪みゲージを用いた荷重センサ、また歪みゲージや圧
電素子を用いた加速度センサがある。形状全体を捉える
にはＣＣＤカメラによって陰影から物体のエッジを検出
する方法もある。
における信号の流れを示すブロック図である。対象物２
０から触力覚情報を生成する触力覚情報入力手段２１に
関してはさまざまな手段があり、そのいずれを使用して
も構わない。具体的にはレーザ変位計などの位置センサ
や歪みゲージを用いた荷重センサ、また歪みゲージや圧
電素子を用いた加速度センサがある。形状全体を捉える
にはＣＣＤカメラによって陰影から物体のエッジを検出
する方法もある。
【００１６】次に、これらの一次情報を電圧信号に変換
する入力信号−電圧信号変換回路２２が存在する。触力
覚情報入力手段２１からの出力は入力信号−電圧信号変
換回路２２に入力される。入力信号−電圧信号変換回路
２２で一次情報が電圧信号に変換された触力覚情報はデ
ータ保存手段２３に格納される。このとき、別途、触力
覚情報のコンテンツをデータベース２４から呼び出して
も構わない。コンテンツとしては、博物館の所蔵品の形
態情報や、絵画の凹凸感情報、地理的な情報、あるい
は、人体の情報などが考えられる。また、個人間の情報
も当然考えられる。
する入力信号−電圧信号変換回路２２が存在する。触力
覚情報入力手段２１からの出力は入力信号−電圧信号変
換回路２２に入力される。入力信号−電圧信号変換回路
２２で一次情報が電圧信号に変換された触力覚情報はデ
ータ保存手段２３に格納される。このとき、別途、触力
覚情報のコンテンツをデータベース２４から呼び出して
も構わない。コンテンツとしては、博物館の所蔵品の形
態情報や、絵画の凹凸感情報、地理的な情報、あるい
は、人体の情報などが考えられる。また、個人間の情報
も当然考えられる。
【００１７】そして、必要に応じてデータ通信制御回
路、手段２５を経由して触力覚情報作成回路２６と補助
手段としての視覚表示回路２７に信号が送られる。触力
覚情報作成回路２６で加工された信号は必要に応じフィ
ルタ回路２８を通り、増幅器２９によって呈示アクチュ
エータを駆動する駆動制御信号３０に変換される。その
電気信号が変位や振動となって触力覚呈示部材３１に伝
達される。
路、手段２５を経由して触力覚情報作成回路２６と補助
手段としての視覚表示回路２７に信号が送られる。触力
覚情報作成回路２６で加工された信号は必要に応じフィ
ルタ回路２８を通り、増幅器２９によって呈示アクチュ
エータを駆動する駆動制御信号３０に変換される。その
電気信号が変位や振動となって触力覚呈示部材３１に伝
達される。
【００１８】図４および図５は本実施の形態による触力
覚呈示装置の線分状の変位部材６の変位方法を示したも
のである。図４は稼動前の状態で、線分状の変位部材６
は直線状である。本実施の形態では、線分状の変位部材
６は多関節の構造となっており、屈曲可能なピボット７
とそれらをつなぐリンク８が多数結合して構成されてい
る。
覚呈示装置の線分状の変位部材６の変位方法を示したも
のである。図４は稼動前の状態で、線分状の変位部材６
は直線状である。本実施の形態では、線分状の変位部材
６は多関節の構造となっており、屈曲可能なピボット７
とそれらをつなぐリンク８が多数結合して構成されてい
る。
【００１９】図５は稼動中の状態で、変位部材６は与え
られた入力刺激に反応して変位を生じている。反応の方
式としては、電磁力による刺激がある。円形の枠内に拡
大して示したように各ピボット７に超小型の回転型電磁
モータ９を内蔵し、そのモータ９に所定の回転角に相当
する信号を与えることで、線分全長に渡ってほぼ任意の
曲線を構成することができる。これを並列に多数構成す
ることで、積分するかのごとくに面状の形状を呈示する
ことができる。超小型の電磁モータは公知のマイクロメ
カニクス技術を適用することで作製可能である。
られた入力刺激に反応して変位を生じている。反応の方
式としては、電磁力による刺激がある。円形の枠内に拡
大して示したように各ピボット７に超小型の回転型電磁
モータ９を内蔵し、そのモータ９に所定の回転角に相当
する信号を与えることで、線分全長に渡ってほぼ任意の
曲線を構成することができる。これを並列に多数構成す
ることで、積分するかのごとくに面状の形状を呈示する
ことができる。超小型の電磁モータは公知のマイクロメ
カニクス技術を適用することで作製可能である。
【００２０】次に、本発明の第２の実施の形態による触
力覚呈示装置を図６を用いて説明する。図６は本実施の
形態による触力覚呈示装置の線分状の変位部材１０の変
位方法を示したものである。線分状の変位部材１０自身
には駆動源を持たず、変位部材を装置の片側から移動さ
せながらその過程で変形を加えていく方式である。線分
状の変位部材１０は装置１１の収納部分１２から、変位
部材１０の反対側の端点１３を引かれて導出されてい
く。その際、移動経路の途中に変位部材１０に外力を印
加して、変位部材１０の各ピボット１４に回転角を加え
ていく変位印加手段１５を設ける。本ピボット１４は外
力からの変位に対し自己位置を保持するだけの摩擦抵抗
力を有しており、変形後はそのまま、導出されて呈示面
を形成していく。
力覚呈示装置を図６を用いて説明する。図６は本実施の
形態による触力覚呈示装置の線分状の変位部材１０の変
位方法を示したものである。線分状の変位部材１０自身
には駆動源を持たず、変位部材を装置の片側から移動さ
せながらその過程で変形を加えていく方式である。線分
状の変位部材１０は装置１１の収納部分１２から、変位
部材１０の反対側の端点１３を引かれて導出されてい
く。その際、移動経路の途中に変位部材１０に外力を印
加して、変位部材１０の各ピボット１４に回転角を加え
ていく変位印加手段１５を設ける。本ピボット１４は外
力からの変位に対し自己位置を保持するだけの摩擦抵抗
力を有しており、変形後はそのまま、導出されて呈示面
を形成していく。
【００２１】次に、本発明の第３の実施の形態による触
力覚呈示装置を図７を用いて説明する。図７（ａ）は本
実施の形態による触力覚呈示装置の側面図を示し、図７
（ｂ）は同拡大平面図である。これらの図に示す触力覚
呈示装置は、図４乃至図６に示した線分状の変位部材に
変わって帯状の変位部材１６で構成されている。帯状の
変位部材１６は細かな略直方体の素子１７から構成され
ている。これらの素子１７はお互いに呈示面に対し法線
方向にスライド可能に結合されており、スライド方法は
静電リニア駆動、あるいは、電磁式のリニアモータで構
成されている。従って、各素子１７同士のスライド量を
所定の触力覚信号から演算して電圧印加することで線分
状の変位部材と同様に曲線を描くことが可能になる。
力覚呈示装置を図７を用いて説明する。図７（ａ）は本
実施の形態による触力覚呈示装置の側面図を示し、図７
（ｂ）は同拡大平面図である。これらの図に示す触力覚
呈示装置は、図４乃至図６に示した線分状の変位部材に
変わって帯状の変位部材１６で構成されている。帯状の
変位部材１６は細かな略直方体の素子１７から構成され
ている。これらの素子１７はお互いに呈示面に対し法線
方向にスライド可能に結合されており、スライド方法は
静電リニア駆動、あるいは、電磁式のリニアモータで構
成されている。従って、各素子１７同士のスライド量を
所定の触力覚信号から演算して電圧印加することで線分
状の変位部材と同様に曲線を描くことが可能になる。
【００２２】次に、本発明の第４の実施の形態による触
力覚呈示装置を図８を用いて説明する。図８に示す触力
覚呈示装置においては、変位部材が離散的に変位するの
ではなく、連続的に変位可能である点に特徴を有してい
る。線分状あるいは帯状の変位部材４０はその断面形状
が図８（ａ）、（ｂ）に示すように二層の合金４１、４
２から構成される。片側の合金をニッケルチタン合金を
代表とする形状記憶合金（略してＳＭＡ：Ｓｈａｐｅ
Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ）４２としている。この変位
部材４０に対し、図８（ｃ）に示すように呈示面４３の
背面からレーザーなどにより選択的に熱エネルギによる
信号を印加すると、加熱された位置でその熱量に応じた
変位が発生し、任意の曲線を作製することができる。変
位部材４０は呈示面４３の法線方向の空間に突出してく
るため、変位部材４０の全長が足らなくなることもあ
る。そのために、変位部材４０はその片側を収納可能に
予備的な長さを用意し、突出具合に応じて、繰り出すこ
とが可能になっている。
力覚呈示装置を図８を用いて説明する。図８に示す触力
覚呈示装置においては、変位部材が離散的に変位するの
ではなく、連続的に変位可能である点に特徴を有してい
る。線分状あるいは帯状の変位部材４０はその断面形状
が図８（ａ）、（ｂ）に示すように二層の合金４１、４
２から構成される。片側の合金をニッケルチタン合金を
代表とする形状記憶合金（略してＳＭＡ：Ｓｈａｐｅ
Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ）４２としている。この変位
部材４０に対し、図８（ｃ）に示すように呈示面４３の
背面からレーザーなどにより選択的に熱エネルギによる
信号を印加すると、加熱された位置でその熱量に応じた
変位が発生し、任意の曲線を作製することができる。変
位部材４０は呈示面４３の法線方向の空間に突出してく
るため、変位部材４０の全長が足らなくなることもあ
る。そのために、変位部材４０はその片側を収納可能に
予備的な長さを用意し、突出具合に応じて、繰り出すこ
とが可能になっている。
【００２３】次に、本発明の第５の実施の形態による触
力覚呈示装置を図９を用いて説明する。図９に示す触力
覚呈示装置においては、変位部材をお互いに並列して配
置するのではなく、交差して配置したものである。図９
の円形内に示した拡大図にあるように線分状の変位部材
５０、５１が互いに直交している。こうような構成をと
ることによって、変位部材５０、５１が絡み合うことで
部材５０、５１の姿勢保持が強化できる。
力覚呈示装置を図９を用いて説明する。図９に示す触力
覚呈示装置においては、変位部材をお互いに並列して配
置するのではなく、交差して配置したものである。図９
の円形内に示した拡大図にあるように線分状の変位部材
５０、５１が互いに直交している。こうような構成をと
ることによって、変位部材５０、５１が絡み合うことで
部材５０、５１の姿勢保持が強化できる。
【００２４】本発明は上記実施の形態に限らず種々の変
形が可能である。例えば、上記実施の形態においては、
触力覚呈示面は、触力覚情報を呈示しないときはほぼ平
面状態であることを前提に説明しているが、本発明はこ
れに限られず、触力覚呈示面が触力覚情報を呈示しない
ときにほぼ曲面状態であるようにしてももちろんよい。
こうすることにより、例えば、もとの形状が円柱状であ
る壺などの触力覚を呈示するのが容易になる。また、触
力覚呈示面に加えられた力を関知するセンサを設け、人
の触れる力に応じて所定の反力で変位するように触力覚
呈示面を構成する変位部材の駆動系をフィードバック制
御するようにしてもよい。
形が可能である。例えば、上記実施の形態においては、
触力覚呈示面は、触力覚情報を呈示しないときはほぼ平
面状態であることを前提に説明しているが、本発明はこ
れに限られず、触力覚呈示面が触力覚情報を呈示しない
ときにほぼ曲面状態であるようにしてももちろんよい。
こうすることにより、例えば、もとの形状が円柱状であ
る壺などの触力覚を呈示するのが容易になる。また、触
力覚呈示面に加えられた力を関知するセンサを設け、人
の触れる力に応じて所定の反力で変位するように触力覚
呈示面を構成する変位部材の駆動系をフィードバック制
御するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、実際の対
象物を手の平でなぞった感じと、それに伴う凹凸感、粗
滑感などの表面情報、重量感や硬軟感などの力覚情報を
呈示することができるので、広い面積で表現力の高い触
力覚呈示をすることができるようになる。
象物を手の平でなぞった感じと、それに伴う凹凸感、粗
滑感などの表面情報、重量感や硬軟感などの力覚情報を
呈示することができるので、広い面積で表現力の高い触
力覚呈示をすることができるようになる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による触力覚呈示装
置の概略構成を示す図である。
置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による触力覚呈示装
置の触力覚呈示面の説明図である。
置の触力覚呈示面の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による触力覚呈示装
置の信号の伝達を説明するブロック図である。
置の信号の伝達を説明するブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による触力覚呈示装
置の変位部材の構成および動作（稼動前状態）を示す図
である。
置の変位部材の構成および動作（稼動前状態）を示す図
である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による触力覚呈示装
置の変位部材の構成および動作（稼動状態）を示す図で
ある。
置の変位部材の構成および動作（稼動状態）を示す図で
ある。
【図６】本発明の第２の実施の形態による触力覚呈示装
置の概略構成を示す図である。
置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態による触力覚呈示装
置の概略構成を示す図である。
置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態による触力覚呈示装
置の概略構成を示す図である。
置の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態による触力覚呈示装
置の概略構成を示す図である。
置の概略構成を示す図である。
Ｈ ハンド Ｄ 哺乳類の指情報 １ 触力覚呈示装置 ２ 駆動部 ３ 筐体 ４ 触力覚呈示部 ５ 信号発生手段 ６ 変位部材 ７ ピボット ８ リンク ９ モータ １０ 変位部材 １１ 触力覚呈示装置 １２ 収納部分 １３ 端点 １４ ピボット １５ 変位印加手段 １６ 帯状の変位部材 １７ 素子 ２１ 対象物 ２２ 入力手段 ２３ 入力信号―電圧信号変換回路 ２４ データ保存手段 ２５ 触力覚情報データベース ２６ データ通信制御回路、手段 ２７ 触力覚情報作成回路 ２８ 視覚表示回路 ２９ フィルタ回路 ３０ 増幅器 ３１ アクチュエータ駆動制御信号 ３２ 呈示部材 ４０ 連続的変位部材 ４１ 上層 ４２ 下層 ４３ 呈示面 ５０ 縦側変位部材 ５１ 横側変位部材
Claims (8)
- 【請求項１】触覚情報あるいは力覚情報もしくはその双
方の情報、または、空間位置情報を人に伝達する触力覚
呈示装置において、 複数の線分状の変位部材を面状に配置した触力覚呈示面
を有する変位機構と、 前記触覚情報あるいは前記力覚情報もしくはその双方の
情報、または、空間位置情報についての信号を前記変位
機構に出力する触力覚信号処理手段とを有し、 前記変位機構は、入力された前記信号に基づいて前記触
力覚呈示面上に模擬触力覚感を呈示することを特徴とす
る触力覚呈示装置。 - 【請求項２】請求項１記載の触力覚呈示装置において、 前記触力覚呈示面は、前記複数の線分状の変位部材を互
いに並列に配置して構成されていることを特徴とする触
力覚呈示装置。 - 【請求項３】請求項１記載の触力覚呈示装置において、 前記触力覚呈示面は、前記複数の線分状の変位部材を互
いに交差させて配置して構成されていることを特徴とす
る触力覚呈示装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の触力覚
呈示装置において、 前記変位部材は、多関節構造を有していることを特徴と
する触力覚呈示装置。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の触力覚
呈示装置において、 前記変位部材は、連続的にほぼ任意の位置で変位可能な
形状記憶合金を含むことを特徴とする触力覚呈示装置。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の触力覚
呈示装置において、 前記変位部材は、前記人の触れる力に応じて所定の反力
で変位可能であることを特徴とする触力覚呈示装置。 - 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の触力覚
呈示装置において、 前記触力覚呈示面は、触力覚情報を呈示しないときはほ
ぼ平面状態であることを特徴とする触力覚呈示装置。 - 【請求項８】請求項１乃至６のいずれかに記載の触力覚
呈示装置において、 前記触力覚呈示面は、触力覚情報を呈示しないときはほ
ぼ曲面状態であることを特徴とする触力覚呈示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029198A JPH11203020A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 触力覚呈示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029198A JPH11203020A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 触力覚呈示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11203020A true JPH11203020A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=12023073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2029198A Pending JPH11203020A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 触力覚呈示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11203020A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005172519A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Hitachi Ltd | 形状・硬さ入出力システム |
| WO2006059298A3 (en) * | 2004-12-01 | 2009-07-23 | Koninkl Philips Electronics Nv | Image display that moves physical objects and causes tactile sensation |
| JP2014512619A (ja) * | 2011-04-22 | 2014-05-22 | イマージョン コーポレーション | 電気振動型タクタイル・ディスプレイ |
| US9639158B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-05-02 | Immersion Corporation | Systems and methods for generating friction and vibrotactile effects |
| US9939900B2 (en) | 2013-04-26 | 2018-04-10 | Immersion Corporation | System and method for a haptically-enabled deformable surface |
| US10518170B2 (en) | 2014-11-25 | 2019-12-31 | Immersion Corporation | Systems and methods for deformation-based haptic effects |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP2029198A patent/JPH11203020A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005172519A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Hitachi Ltd | 形状・硬さ入出力システム |
| JP4542772B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2010-09-15 | 株式会社日立製作所 | 形状・硬さ入出力システム |
| WO2006059298A3 (en) * | 2004-12-01 | 2009-07-23 | Koninkl Philips Electronics Nv | Image display that moves physical objects and causes tactile sensation |
| US8207945B2 (en) | 2004-12-01 | 2012-06-26 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Image display that moves physical objects and causes tactile sensation |
| US8345018B2 (en) | 2004-12-01 | 2013-01-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Image display that moves physical objects and causes tactile sensation |
| US8416210B2 (en) | 2004-12-01 | 2013-04-09 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Image display that moves physical objects and causes tactile sensation |
| JP2014512619A (ja) * | 2011-04-22 | 2014-05-22 | イマージョン コーポレーション | 電気振動型タクタイル・ディスプレイ |
| US9448713B2 (en) | 2011-04-22 | 2016-09-20 | Immersion Corporation | Electro-vibrotactile display |
| US9939900B2 (en) | 2013-04-26 | 2018-04-10 | Immersion Corporation | System and method for a haptically-enabled deformable surface |
| US9639158B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-05-02 | Immersion Corporation | Systems and methods for generating friction and vibrotactile effects |
| US10518170B2 (en) | 2014-11-25 | 2019-12-31 | Immersion Corporation | Systems and methods for deformation-based haptic effects |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040908 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060725 |
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|
| A521 | Written amendment |
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| A02 | Decision of refusal |
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