KR20220088865A - 촉각 제시 장치, 유체 제어 장치, 유체 제어 방법 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

[과제] 사용자에 대해 다양한 촉각을 제시하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것.
[해결 수단] 본 기술에 따른 촉각 제시 장치는, 제1 변형층과, 제2 변형층과, 구동부를 구비한다. 상기 제1 변형층은 표면 측에 위치한다. 상기 제2 변형층은 상기 제1 변형층보다 내측에 위치한다. 상기 구동부는, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 그 구동에 의해 상기 유체의 유출입을 제어한다.

Description

촉각 제시 장치, 유체 제어 장치, 유체 제어 방법 및 프로그램

본 기술은, 사용자에게 촉각을 제시하는 촉각 제시 장치 등의 기술에 관한 것이다.

종래부터, 사용자에 대해 촉각을 제시하는 각종의 촉각 제시 장치가 알려져 있다.

예를 들면, 하기 특허문헌 1에는, 손가락에 장착하여 사용되는 타입의 촉각 출력 장치가 개시되어 있다. 이 촉각 출력 장치는, 손가락에 접촉되는 접촉재를 손가락과는 반대측으로부터 부세(付勢)하는 압축 스프링과, 접촉재를 손가락 측과는 반대측으로 끌어당기는 유전 엘라스토머를 구비하고 있다. 이 촉각 출력 장치에서는, 유전체 엘라스토머에 인가하는 전압을 조정함으로써, 유전체 엘라스토머를 이완 및 수축시켜 접촉재를 이동시키고, 이에 의해 사용자의 손가락에 주는 촉각을 변화시키고 있다.

특허문헌 1: 일본특허공개 제2017-79034호 공보

이러한 분야에서, 사용자에 대해 다양한 촉각을 제시하는 것이 가능한 기술이 요구되고 있다.

이상과 같은 사정을 감안하여, 본 기술의 목적은, 사용자에 대해 다양한 촉각을 제시하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것에 있다.

본 기술에 따른 촉각 제시 장치는, 제1 변형층과, 제2 변형층과, 구동부를 구비한다.

상기 제1 변형층은 표면 측에 위치한다.

상기 제2 변형층은 상기 제1 변형층보다 내측에 위치한다.

상기 구동부는, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 그 구동에 의해 상기 유체의 유출입을 제어한다.

이와 같이, 변형층을 (2개 이상의) 다단 구조로 하고, 또한, 유체를 보유하는 복수의 공간에 있어서 유체의 유출입을 제어함으로써, 사용자에 대해 다양한 촉각을 제시할 수 있다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 구동부는, 상기 유체의 유출입을 제어함으로써, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층이 이격되는 제1 상태와, 상기 제2 변형층 및 제2 변형층의 적어도 일부가 서로 근접하는 제2 상태를 스위칭해도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 적어도 일부에 있어서 경도(hardness)가 달라도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며, 적어도 상기 제1 변형층의 근접부 및 상기 제2 변형층의 근접부의 경도가 달라도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제2 변형층의 근접부는, 상기 제1 변형층의 근접부보다 단단해도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층의 근접부는, 상기 제2 변형층의 근접부보다 단단해도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 일방의 근접부의 영률(Young's modulus)이 100MPa 이상이며, 타방의 근접부의 영률이 100MPa 미만이어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 적어도 일부에 있어서 형상이 달라도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며, 적어도 상기 제1 변형층의 근접부 및 상기 제2 변형층의 근접부의 형상이 달라도 된다.

상기 기재된 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로의 근접부를 감합시키기 위한 감합 기구를 가지고 있어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 감합 기구는, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 일방의 근접부가 갖는 오목부와, 상기 오목부에 감합하는 타방의 근접부가 갖는 볼록부를 포함하고 있어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 볼록부가 상기 오목부에 감합한 상태에서, 상기 볼록부를 상기 오목부에 대해 계지시키는 계지 기구를 더 구비하고 있어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 볼록부가 상기 오목부에 감합한 상태에서, 상기 볼록부를 상기 오목부에 대해 로크하는(lock) 로크 기구를 더 구비하고 있어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 적어도 일방의 변형층은, 온도를 조정 가능한 온도 조정부를 가지고 있어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 적어도 일방의 변형층은, 진동부를 가지고 있어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간 중 적어도 일방의 공간에 관한 정보를 취득하는 센서부를 더 구비하고 있어도 된다.

상기 촉각 제시 장치에 있어서, 상기 제1 공간에 유출입하는 유체 및 상기 제2 공간에 유출입하는 유체의 성질이 달라도 된다.

본 기술에 따른 유체 제어 장치는, 제1 변형층과, 제2 변형층과, 구동부를 구비한다.

상기 제1 변형층은 표면 측에 위치한다.

상기 제2 변형층은 상기 제1 변형층보다 내측에 위치한다.

상기 구동부는, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어함으로써, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층이 이격되는 제1 상태와, 상기 제2 변형층 및 상기 제2 변형층의 적어도 일부가 서로 근접하는 제2 상태를 스위칭한다.

본 기술에 따른 유체 제어 방법은, 표면 측에 위치하는 제1 변형층 및 상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어한다.

본 기술에 따른 프로그램은, 표면 측에 위치하는 제1 변형층 및 상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다.

도 1은 본 기술의 제1 실시형태에 따른 촉각 제시 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 액추에이터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 3개의 액추에이터의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.
도 5는 유체가, 공급원, 제1 공간 및 제2 공간의 사이에서 순환하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 각 비교예를 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 제3 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 제4 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 제5 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 제6 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 12는 제7 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 13은 제8 실시형태에 따른 촉각 제시 장치를 나타내는 도면이다.
도 14는 제9 실시형태에 따른 촉각 제시 장치에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 15는 제10 실시형태에 따른 촉각 제시 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 유체가, 공급원, 제1 공간 및 제2 공간의 사이에서 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 17은 액추에이터의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.
도 18은 제11 실시형태에 따른 촉각 제시 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 유체가, 제1 공간 및 제2 공간의 사이에서 순환하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 20은 액추에이터의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.
도 21은 제12 실시형태에 따른 촉각 제시 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 22는 유체가, 제1 공간, 제2 공간 및 제3 공간의 사이에서 순환하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 23은 액추에이터의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.
도 24는 제13 실시형태에 따른 촉각 제시 장치를 나타내는 개략도이다.
도 25는 액추에이터의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.
도 26은 제14 실시형태에 따른 촉각 제시 장치를 나타내는 개략도이다.
도 27은 제1 변형예에 따른 촉각 제시 장치를 나타내는 도면이다.
도 28은 제2 변형예에 따른 촉각 제시 장치를 나타내는 도면이다.
도 29는 제3 변형예에 따른 촉각 제시 장치를 나타내는 도면이다.
도 30은 사용자가 촉각 제시 장치를 2개의 손가락으로 집음으로써, 사용자에게 촉각이 제시되고 있을 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 31은 제1 촉각 제시부의 제2 공간과, 제2 촉각 제시부의 제2 공간이 연통되는 경우의 일례를 나타내는 도면이다.
도 32는 2개의 제시면이 임의의 각도로 설정된 경우의 일례를 나타내는 도면이다.
도 33은 촉각 제시부의 수가 임의의 수로 된 경우의 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 본 기술에 따른 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

≪ 제1 실시형태≫

<전체 구성 및 각 부의 구성>

도 1은 본 기술의 제1 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 촉각 제시 장치(100)는, 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 설치된 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)과, 케이싱(10) 외부에 설치된 유로부(20)를 구비하고 있다. 또한, 촉각 제시 장치(100)는, 유로부(20)에 유체를 공급 가능한 공급원(30)과, 유로부(20)에 설치된 구동부(40)와, 구동부(40)를 제어하는 제어 장치(50)를 구비하고 있다.

케이싱(10)은, 저부(11)를 갖는 통 형상으로 구성되어 있다. 케이싱(10)은, 예를 들면, 원통 형상, 각통(角筒) 형상 등의 형상에 의해 형성된다.

제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)은, 각각, 얇은 막 형상으로 구성되어 있고, 변형 가능하게 구성되어 있다. 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)에 사용되는 재료로서는, 신축성을 고려하여 전형적으로는 실리콘 고무, 천연 고무 등의 각종의 고무가 사용된다. 한편, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)은, 수지, 금속, 목재 등의 고무 이외의 재료에 의해 구성되어 있어도 된다.

제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)은, 그 외주부의 전체가 케이싱(10)의 내벽에 대해 접착재 등에 의해 고정되어 있다. 제1 변형층(1a)은, 표면 측에 배치되어 있다. 제2 변형층(1b)은, 제1 변형층(1a)보다 내측(하층측)의 위치에서, 제1 변형층(1a)과는 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 제1 변형층(1a)의 표면은, 외부에 노출되어 있고, 이 표면이 손, 손가락 등의 사용자의 신체의 일부에 대해 접촉된다.

케이싱(10)에 대해 2개의 변형층(1)이 설치됨으로써, 케이싱(10)의 내부 공간이, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 2개의 공간으로 구획되어 있다. 제1 공간(2a)은, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b) 및 케이싱(10) 상부의 벽부에 둘러싸인 공간이며, 그 내부에 유체를 보유하는 것이 가능하게 되어 있다. 제2 공간(2b)은, 제2 변형층(1ba), 케이싱(10)의 저부(11) 및 케이싱(10) 하부의 벽부에 둘러싸인 공간(제2 변형층(1b)보다 내측(하층측)의 공간)이며, 그 내부에 유체를 보유하는 것이 가능하게 되어 있다.

제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)은, 유체가 유출입 가능한 유출입구가 설치되어 있지만, 그 이외의 위치에 구멍 등은 없고, 밀봉된 공간으로 되어 있다. 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 보유되는 유체는, 예를 들면, 공기, 헬륨 등의 기체이어도 되고, 물이나 오일 등의 액체이어도 된다. 한편, 유체의 종류에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 각종의 유체를 사용할 수 있다.

유로부(20)는, 공급원(30), 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에서 유체를 유통시키는 것이 가능하게 구성되어 있다. 유로부(20)는, 그 양단이 공급원(30)에 연결된 파이프(21)를 가지고 있다. 또한, 유로부(20)는, 파이프(21) 및 제1 공간(2a)을 연결하는 제1 연결 파이프(22a)와, 파이프(21) 및 제2 공간(2b)을 연결하는 제2 연결 파이프(22b)를 가지고 있다.

파이프(21)는, 유체가 흐르는 유로를 그 내부에 가지고 있다. 또한, 제1 연결 파이프(22a)는, 유체를 제1 공간(2a) 내로 유입하기 위한 그리고 유체를 제1 공간(2a)으로부터 유출시키기 위한 유출입구를 가지고 있다. 마찬가지로, 제2 연결 파이프(22b)는, 유체를 제2 공간(2b) 내로 유입하기 위한 그리고 유체를 제1 공간(2a)으로부터 유출시키기 위한 유출입구를 가지고 있다.

케이싱(10)의 상부에서 제1 공간(2a)에 대응하는 위치에는, 케이싱(10)을 관통하는 관통 구멍이 설치되어 있고, 제1 연결 파이프(22a)의 일단측은, 이 관통 구멍에 대해 삽입 및 고정되어 있다. 마찬가지로, 케이싱(10)의 하부에서 제2 공간(2b)에 대응하는 위치에는, 케이싱(10)을 관통하는 관통 구멍이 설치되어 있고, 제2 연결 파이프(22b)의 일단측은, 이 관통 구멍에 대해 삽입 및 고정되어 있다.

파이프(21)는, 제1 연결 파이프(22a)에 연결되는 위치에 제1 연결부(21a)를 가지고 있고, 또한, 제2 연결 파이프(22b)에 연결되는 위치에 제2 연결부(21b)를 가지고 있다. 제1 연결부(21a) 및 제2 연결부(21b)는, 파이프(21)에 있어서 다른 위치보다 직경이 크게 형성되어 있다.

제1 연결부(21a)에는, 파이프(21)를 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍이 설치되어 있고, 제1 연결 파이프(22a)의 타단측은, 이 관통 구멍에 대해 삽입 및 고정되어 있다. 마찬가지로, 제2 연결부(21b)에는, 파이프(21)를 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍이 설치되어 있고, 제2 연결 파이프(22b)의 타단측은, 이 관통 구멍에 대해 삽입 및 고정되어 있다.

구동부(40)는, 제어 장치(50)(제어부)의 제어에 따라 구동함으로써, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서 유체의 유출입을 독립적으로 제어한다. 이에 의해, 구동부(40)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이 이격되는 이격 상태(제1 상태)와, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 적어도 일부가 서로 근접하는 근접 상태(제2 상태)를 스위칭한다.

구동부(40)는, 파이프(21)의 유로 내에 설치된 제1 액추에이터(41a), 제2 액추에이터(41b), 제3 액추에이터(41c)를 구비하고 있다.

제1 액추에이터(41a)는, 공급원(30) 및 제1 연결부(21a)의 사이의 유로에 배치되어 있고, 이 제1 액추에이터(41a)는, 공급원(30) 및 제1 공간(2a)의 사이에 위치하고 있다. 제2 액추에이터(41b)는, 제1 연결부(21a) 및 제2 연결부(21b)의 사이의 유로에 배치되어 있고, 이 제2 액추에이터(41b)는, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에 위치하고 있다. 제3 액추에이터(41c)는, 제2 연결부(21b) 및 공급원(30)의 사이의 유로에 배치되어 있고, 이 제3 액추에이터(41c)는, 제2 공간(2b) 및 공급원(30)의 사이에 위치하고 있다.

제1 실시형태에서는, 액추에이터(41)가, 일방향으로 압력 구배를 발생시키는 타입으로 되어 있다. 제1 실시형태에서는, 제1 액추에이터(41a)는, 공급원(30) 측으로부터 제1 공간(2a) 측을 향해 압력 구배를 발생시키고, 제2 액추에이터(41b)는, 제1 공간(2a) 측으로부터 제2 공간(2b) 측을 향해 압력 구배를 발생시킨다. 또한, 제3 액추에이터(41c)는, 제2 공간(2b) 측으로부터 공급원(30) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다.

도 2는 액추에이터(41)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 예에서는, 액추에이터(41)의 일례로서, 압전 다이어프램 펌프가 나타내어져 있다. 이 다이어프램 펌프는, 내부에 압전 다이어프램(42)을 가지고 있다. 압전 다이어프램(42)은, 가해지는 전압에 따라 진동함으로써, 일방향으로 압력 구배를 생기게 하고, 이에 의해 유체를 흘리는 것이 가능하게 되어 있다.

압전 다이어프램 펌프에 있어서 유체의 유입측 및 유출측에는, 역류 방지용의 역지 밸브(43, 44)가 설치되어 있다. 한편, 유입측의 역지 밸브(43)는 생략되어도 된다.

이 압전 다이어프램 펌프는, 전압의 인가시에 일방향으로 압력 구배를 생기게 하여 그 방향으로 유체를 흘리는 것이 가능하게 되어 있다. 한편, 압전 다이어프램은, 전압의 비인가시에 있어서 압전 다이어프램이 진동하고 있지 않은 경우에, 역류의 방향으로 압력 구배가 생기고 있을 때(예를 들면, 제1 공간(2a)보다 제2 공간(2b)의 압력이 높은 경우 등), 그 압력 구배에 따라 유체를 역류시키는 것이 가능하게 되어 있다.

제1 실시형태에서는, 액추에이터(41)가, 일방향으로 압력 구배를 발생시키는 타입으로 되어 있지만, 액추에이터(41)는, 양방향으로 압력 구배를 발생시키는 타입으로 되어 있어도 된다. 한편, 액추에이터(41)는, 팬, 블로어, 펌프 등 어떤 종류의 액추에이터(41)가 사용되어도 된다. 또한, 액추에이터(41)는, 임펠러를 회전시키는 터보형이나, 일정한 공간 용적에 존재하는 유체를 왕복 운동 또는 회전 운동에 의해 움직이는 용적형, 압축 유체 및 전자 밸브에 의한 구성 등의 그외의 특수형 등의 어느 것이 사용되어도 된다.

공급원(30)은, 유로부(20)를 통해 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 유체를 공급 가능하게 구성되어 있다. 도 1에 나타내는 공급원(30)은 편의적으로 2개로 분리하여 나타내어져 있지만, 도면에 나타내어지는 공급원(30)은 동일물이다. 공급원(30)은, 예를 들면, 사용되는 유체가 공기인 경우, 에어 컴프레서 등의 압축 공기압원이어도 된다. 또한, 사용되는 유체가 물 등의 액체인 경우나, 공기 이외의 특수한 기체(예를 들면, 헬륨 등)인 경우, 유체를 저류 가능한 탱크 등이어도 된다. 한편, 사용되는 유체가 공기인 경우에는, 공급원(30)을 생략하는 것도 가능하다. 이 경우, 파이프(21)의 양단(또는 일단)이 대기에 해방되고, 대기가 그대로 공급원(30)이 된다(이 때문에, 도면에서는, 공급원(30)이 파선으로 나타내어져 있다).

제어 장치(50)는, 제어부, 기억부, 통신부 등을 구비하고 있다. 제어부는, 기억부에 기억된 각종의 프로그램에 기초하여 다양한 연산을 실행하고, 촉각 제시 장치(100)의 각 부를 통괄적으로 제어한다. 제어부는, 기억부에 기억된 프로그램에 따라 구동부(40)를 구동시킴으로써, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서 유체의 유출입을 독립적으로 제어한다.

제어부는, 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 실현된다. 하드웨어는 제어부의 일부 또는 전부로서 구성되고, 이 하드웨어로서는, CPU(Central Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor), FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 또는, 이들과 유사한 것 등을 들 수 있다.

기억부는, 제어부의 처리에 필요한 각종의 프로그램이나, 각종의 데이터가 기억되는 비휘발성 메모리와, 제어부의 작업 영역으로서 사용되는 휘발성 메모리를 포함한다. 통신부는, 촉각 제시 장치(100) 이외의 다른 장치와 통신 가능하게 구성되어 있다.

한편, 제어 장치(50)는, 촉각 제시 장치(100)에 전용 기기(예를 들면, 마이크로 컨트롤러)이어도 되고, PC(Personal Computer: 데스크톱 PC, 랩톱 PC, 태블릿 PC, 네트워크 상의 서버 장치 등)나, 휴대 전화기(스마트폰을 포함함) 등의 다른 범용 장치이어도 된다.

<제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 경도>

다음으로, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 경도에 대해 설명한다. 제1 실시형태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 경도가 다르고, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있다. 한편, 각 실시형태의 설명에 있어서 「경도」란, 변형층(1)의 상하 방향으로 일정한 압력차가 생겼을 때의 변형층(1)에 있어서의 면내 방향의 변형량의 작은 정도(면내 방향에서의 늘어나기 어려운 정도)를 의미하는 것으로 한다.

여기서, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 경도는, 1. 변형층(1)에 사용되는 재료의 영률, 2. 변형층(1)의 두께 중 어느 하나에 기인하여 다를 수 있다.

1. 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이, 영률이 다른 재료로 구성되어 있다.

예를 들면, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이 동일한 두께로 구성되어 있지만(달라도 되지만), 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이, 영률이 다른 재료로 구성되어 있으므로, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 경도가 다르다(영률이 높을수록 단단하다).

제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하고, 이 경우, 예를 들면, 제1 변형층(1a)이, 실리콘 고무 등의 고무에 의해 구성되고, 제2 변형층(1b)이, 제1 변형층(1a)보다 영률이 높은 고무, 수지, 금속, 목재 등에 의해 구성된다.

한편, 반대로, 제1 변형층(1a)이 제2 변형층(1b)보다 단단하게 구성되어 있어도 되고, 이 경우, 예를 들면, 제2 변형층(1b)이 실리콘 고무 등의 고무에 의해 구성되고, 제1 변형층(1a)이, 제1 변형층(1a)보다 영률이 높은 고무, 수지, 금속, 목재 등에 의해 구성된다.

2. 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 두께가 다르다.

예를 들면, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이 동일한 재료에 의해 구성되어 있지만(달라도 되지만), 제1 변형층(1a) 및 제1 변형층(1a)의 두께가 다르므로, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 경도가 다르다(두꺼울수록 단단하다).

제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하고, 이 경우, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 두껍게 구성된다.

한편, 반대로, 제1 변형층(1a)이 제2 변형층(1b)보다 단단하게 구성되어 있어도 되고, 이 경우, 예를 들면, 제1 변형층(1a)이 제2 변형층(1b)보다 두껍게 구성된다.

<동작 설명>

다음으로, 촉각 제시 장치(100)의 동작에 대해 설명한다. 도 3은 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다. 도 4는 3개의 액추에이터(41)의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다. 도 5는, 유체가, 공급원(30), 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에서 순환하는 모습을 나타내는 도면이다.

한편, 동작의 설명에서는, 유체 제어를 행하는 주체를 제어부로서 설명하지만, 이 제어부의 유체 제어는, 구동부(40)를 구동함으로써 실행된다(유체 제어를 행하는 주체가 구동부(40)로 치환되어도 된다).

도 3에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(50)의 제어부는, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서 유체의 유출입을 제어함으로써, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이 이격되는 이격 상태와, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 적어도 일부가 근접하는 근접 상태를 스위칭한다.

한편, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)(서로 이웃하는 층)이 「근접한다」란, 제1 변형층(1a)의 배면(내측)과 제2 변형층(1b)의 표면(외측)이 접촉하는 경우를 포함한다. 또한, 「근접한다」란, 제1 변형층(1a)의 배면과, 제2 변형층(1b)의 표면이 어느 정도 떨어져 있어도(가장 가까운 위치), 사용자가 제1 변형층(1a)의 표면(외측)에 접촉했을 때에 촉각이 변했다고 느끼는 정도로 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이 근접한 경우를 포함한다.

먼저, 제어부가 이격 상태를 근접 상태로 스위칭할 때의 동작에 대해 설명한다(도 3의 상측→도 3의 하측). 이 경우, 제어부는, 제2 액추에이터(41b)를 제1 액추에이터(41a)보다 강하게 구동시키고, 제3 액추에이터(41b)를 제2 액추에이터(41c) 이하의 강도(strength)로 구동시킨다(도 4 참조).

이 때, 제1 공간(2a) 내의 압력이 부압(負壓)이 되고, 제2 공간(2b)의 압력이 정압(正壓)이 된다. 그리고, 제1 공간(2a) 내의 유체가 유로부(20)를 통해 제2 공간(2b)으로 이동하고(도 5 참조), 제1 공간(2a)이 확장되고, 제1 공간(2a)이 축소된다. 이 때, 제2 변형층(1b)이 면 방향으로 신장하면서, 제2 변형층(1b)의 중앙 근방의 부분이 제2 공간(2b) 내의 유체에 의해 밀어 올려지도록 하여 제1 변형층(1a)에 근접(접촉)한다(도 3의 하측 참조). 이에 의해 이격 상태가 근접 상태로 스위칭된다.

한편, 실시형태의 설명에서는, 근접 상태에 있어서, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)(서로 이웃하는 층)이 서로 근접하는 위치를 근접부(4)라고 부른다. 도 3에 나타내는 예에서는, 근접부(4)는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)에 있어서, 면 방향의 중앙을 포함하는 중앙 근방의 영역을 가리킨다.

근접 상태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2개의 층이 근접부(4)에서 겹친 상태가 된다. 이에 의해, 근접부(4)에서 사용자의 유연감이 변화되어, 사용자는 근접부(4)가 조금 전보다 단단해졌다고 느낀다. 특히, 제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있으므로, 사용자는, 부드러웠던 제1 변형층(1a)의 표면이 근접부(4)에서 단단해진 것처럼 느끼게 된다. 즉, 제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있으므로, 사용자의 촉각에 대해 넓은 다이나믹 레인지의 유연감을 제시할 수 있다.

한편, 제어부는, 이격 상태를 근접 상태로 스위칭할 때, 제2 액추에이터(41b)를 제3 액추에이터(41c)보다 어느 정도 강하게 구동시킬지에 따라, 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

다음으로, 제어부가, 근접 상태를 이격 상태로 스위칭할 때의 동작에 대해 설명한다(도 3의 하측→도 3의 상측). 이 경우, 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 제2 액추에이터(41b) 이상의 강도로 구동시키고, 제3 액추에이터(41c)를 제2 액추에이터(41b)보다 강하게 구동시킨다.

이 때, 제1 공간(2a) 내의 압력이 정압이 되고, 제2 공간(2b)의 압력이 부압이 된다. 그리고, 공급원(30)으로부터의 유체가 유로부(20)를 통해 제1 공간(2a)에 공급되고, 제2 공간(2b) 내의 유체가 유로부(20)를 통해 공급원(30)으로 되돌려진다(도 5 참조). 이에 의해, 제1 공간(2a)이 확장되고, 한편 제2 공간(2b)이 축소된다. 이 때, 제2 변형층(1b)은, 면 방향으로 수축하면서, 제1 변형층(1a)으로부터 분리되어, 대략 수평한 상태로 돌아간다(도 3의 상측 참조). 이에 의해 근접 상태가 이격 상태로 스위칭할 수 있다.

이격 상태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2개의 층이 전체적으로 이격된 상태가 된다. 이에 의해, 근접부(4)에서 사용자의 유연감이 변화되어, 사용자는 근접부(4)가 조금 전보다 부드러워졌다고 느낀다. 특히, 제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있으므로, 사용자는, 단단했던 제1 변형층(1a)의 표면이 근접부(4)에서 부드러워진 것처럼 느끼게 된다. 즉, 제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있으므로, 사용자의 촉각에 대해 넓은 다이나믹 레인지의 유연감을 제시할 수 있다.

<작용 등>

다음으로, 제1 실시형태의 작용에 대해 설명하지만, 이 작용의 설명 전에, 제1 실시형태와 비교되는 각 비교예에 대해 설명한다.

도 6은 각 비교예를 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서의 4개의 도면은, 위에서부터 차례로, 제1 비교예, 제2 비교예, 제3 비교예, 제4 비교예를 나타내고 있다.

제1 비교예에 따른 촉각 제시 장치(101)는, 반력에 의해 사용자에게 촉각을 제시하는 타입의 장치로 되어 있다. 이 촉각 제시 장치(101)는, 사용자에 접촉하는 접촉부(61)와, 반력을 발생시키는 반력 발생부(62)를 구비하고 있다. 접촉부(61)는, 예를 들면, 수지 등의 단단한 재료에 의해 구성되어 있다. 반력 발생부(62)는, 예를 들면, 모터의 회전에 의한 토크 등을 이용하여 반력을 발생시킴으로써, 의사적으로 사용자에게 유연감을 제시하고 있다.

제1 비교예에서는, 접촉부(61) 자체의 경도를 바꿀 수 없으므로, 사용자에게 제시 가능한 유연감의 다이나믹 레인지가 좁다는 문제가 있다. 특히, 제1 비교예에서는, 접촉부(61) 자체가 단단하므로 사용자에게 부드럽다고 느끼게 하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.

제2 비교예에 따른 촉각 제시 장치(102)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 케이싱(10) 내부의 공간(2) 내에서의 유체의 유출입을 제어하여 변형층(1)을 신축시킴으로써, 사용자에게 촉각을 제시하는 타입의 장치로 되어 있다.

그러나, 이 제2 비교예는, 제1 실시형태와는 달리, 변형층(1x)이 1층뿐이며, 또한, 유체를 보유하는 공간(2)도 1개뿐이다. 이 때문에, 사용자에게 제시 가능한 유연감의 다이나믹 레인지가 좁다는 문제가 있다. 특히, 제2 비교예에서는, 변형층(1x)은 신축할 필요가 있고, 변형층(1x) 자체는 일반적으로 부드러우므로, 사용자에게 단단하다고 느끼게 하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.

제3 비교예에 따른 촉각 제시 장치(103)는, 파티클 재밍(particle jamming)을 이용한 타입의 장치이다. 이 제3 비교예는, 제2 비교예와 대략 마찬가지의 구성으로 되어 있지만, 제3 변형예에서는, 변형층(1y) 내에, 마찰을 발생시키는 입자가 포함된다.

제3 비교예에서는, 공간(2) 내에서의 유체의 유출입의 제어에 의해 변형층(1y)이 신축됨으로써, 마찰력이 작용하는 입자끼리의 간격이 변화된다. 변형층(1y)이 늘어난 상태에서는 입자끼리의 거리가 멀어지므로 입자끼리의 마찰력이 약해지고, 변형층(1y)이 부드러워진다. 한편, 변형층(1y)이 줄어든 상태에서는 입자끼리의 거리가 가까워지므로 입자끼리에 강한 마찰력이 생기고, 변형층(1y)이 늘어나 있을 때보다 변형층(1y)이 단단해진다(파티클 재밍). 제3 비교예에서는, 이러한 관계가 이용되어, 사용자에게 유연감이 제시된다.

이 제3 비교예는, 입자끼리의 정지 마찰 계수를 초과하는 힘에 대해 변형하지 않는 단단함을 실현할 수 없고, 따라서, 사용자에게 제시 가능한 유연감의 다이나믹 레인지가 좁다는 문제가 있다. 또한, 변형층(1y) 내에 균일하게 입자를 포함시키는 것이 기술적으로 곤란하다는 문제도 있다. 나아가, 제3 비교예에서는, 요구되는 유연감을 제시하기 위해서는, 변형층(1y) 내에 일정한 입자를 포함시킬 필요가 있어, 변형층(1)의 박형화가 곤란하다는 문제가 있다.

제4 비교예에 따른 촉각 제시 장치(104)는, 천 등의 시트를 사용한 시트 재밍(sheet jamming)을 이용한 타입의 장치이다. 이 제4 비교예는, 서로 마찰을 발생시키는 복수의 시트가 적층되어 변형층(1z)이 구성되어 있다.

제4 비교예에서는, 공간(2) 내에서의 유체의 유출입의 제어에 의해 변형층(1z)이 신축됨으로써, 마찰력이 작용하는 시트의 면끼리의 간격이 변화된다. 변형층(1z)이 늘어난 상태에서는 시트의 면끼리의 거리가 멀어지므로 시트끼리의 마찰력이 약해지고, 변형층(1)이 부드러워진다. 한편, 변형층(1z)이 줄어든 상태에서는 시트의 면끼리의 거리가 가까워지므로 면끼리에 강한 마찰력이 생기고, 변형층(1z)이 늘어나 있을 때보다 변형층(1z)이 단단해진다(시트 재밍).

이 제4 비교예도, 사용자에게 제시 가능한 유연감의 다이나믹 레인지가 좁다는 문제가 있다. 예를 들면, 변형층(1z)을 단단하게 하기 위해서는 시트 자체를 신축하지 않도록 구성할 필요가 있고, 이 때문에, 시트 자체가 단단해져, 부드러움을 사용자에게 제시하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.

한편, 제1 실시형태에서는, 변형층(1)이 (2개 이상)의 다단 구조로 되고, 또한, 유체를 보유하는 복수의 공간(2)에 있어서 유체의 유출입이 제어된다. 이에 의해, 사용자에 대해, 유연감을 포함하는 다양한 촉각의 변화를 제시할 수 있다.

특히, 제1 실시형태에서는, 이격 상태와 근접 상태의 스위칭에 의해, 사용자에 대해, 넓은 다이나믹 레인지의 유연감을 제시할 수 있다. 예를 들면, 사용자의 손가락을 따라 크게 변형되는 것과 같은 부드러움으로부터, 강하게 눌려도 변형되지 않는 것과 같은 단단함까지 실현 가능하다. 즉, 제1 실시형태에서는, 유연감의 다이나믹 레인지가 좁다고 하는 상기 각 비교예에 있어서의 문제를 해소할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서는, 제3 비교예(파티클 재밍)와 같이, 박형화가 곤란하다는 문제도 해소된다. 한편, 제1 실시형태에서는, 변형층(1) 등을 다단층 구조로 할 필요가 있으므로, 전체적으로 어느 정도의 두께가 필요하지만, 파티클 재밍 방식의 변형층(1)의 두께에 비하면, 작아도 된다.

또한, 제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있으므로, 더욱 넓은 다이나믹 레인지의 유연감을 제시할 수 있다.

한편, 제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있는 경우에 대해 설명하였지만, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이 동일한 경도로 구성되어 있어도 된다. 이 경우에도, 근접 상태에 있어서, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)이 근접부(4)에서 겹치므로, 넓은 다이나믹 레인지에서 적절하게 사용자에게 유연감을 제시할 수 있다.

또한, 반대로, 제1 변형층(1a)이 제2 변형층(1b)보다 단단하게 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 사용자에게 제시하는 유연감의 다이나믹 레인지는 다소 좁아져 버리지만, 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제1 실시형태에서는, 변형층(1)이 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2층이며, 공간(2)이 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 2개인 경우에 대해 설명하였다. 한편, 촉각 제시 장치(100)는, 변형층(1)이 3층 이상이며, 공간(2)이 3개 이상으로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 하층에 위치하는 변형층(1)일수록, 그 경도가 단단하게 되도록 구성되어 있어도 된다. 반대로, 상층에 위치하는 변형층(1)일수록, 그 경도가 단단하게 되도록 구성되어 있어도 된다.

한편, 제1 실시형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 공급원(30)→제1 공간(2a)→제2 공간(2b)→공급원(30)→···으로 유체가 순환하는 순환식의 유체 제어가 채용되고 있다. 한편, 이와는 반대로, 공급원(30)→제2 공간(2b)→제1 공간(2a)→공급원(30)→···으로 유체가 순환하는 순환식의 유체 제어가 채용되어도 된다. 이 경우, 제1 액추에이터(41a), 제2 액추에이터(41b) 및 제3 액추에이터(41c)는, 도 1에 나타내는 방향과는 반대 방향으로 배치된다. 순환식의 유체 제어가 채용되는 경우, 액추에이터(41)의 수가, 공간(2)의 수+1개로 되므로, 비용을 삭감할 수 있다.

<제2 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제2 실시형태에 대해 설명한다. 한편, 제2 실시형태 이후의 설명에서는, 동일한 구성 및 기능을 갖는 각 부에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략 또는 간략화한다.

도 7은 제2 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(105)에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.

전술한 제1 실시형태에서는, 제2 변형층(1b)의 전체의 경도가, 제1 변형층(1a)의 전체의 경도보다 단단한 경우에 대해 설명하였다. 한편, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)에 있어서, 유연감의 변화에 기여하고 있는 주된 부분은, 근접부(4)이다. 따라서, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)은, 반드시 전체적으로 경도가 다를 필요는 없고, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)은, 적어도 근접부(4)에서 경도가 다르면 된다.

제2 실시형태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1f)에 있어서 근접부(4)의 경도가 다르고, 근접부(4) 이외의 부분에 대해서는, 경도가 동일한 것으로 되어 있다(달라도 된다). 따라서, 이러한 점을 중심으로 설명한다. 한편, 각 실시형태의 설명에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1f)에 있어서 근접부(4)를 제외한, 근접부(4)의 주위의 부분을 주변부(5)(비근접부)라고 부른다.

제2 실시형태에 있어서의 제1 변형층(1a)은, 제1 실시형태에 있어서의 제1 변형층(1a)과 마찬가지의 구성이며, 예를 들면, 신축성을 고려하여, 그 전체가 실리콘 고무, 천연 고무 등의 각종의 고무 등에 의해 구성된다. 한편, 제1 변형층(1a)에 있어서, 근접부(4a) 및 주변부(5a)는 동일한 경도로 되어 있다.

한편, 제2 실시형태에 있어서의 제2 변형층(1f)은, 그 근접부(4f)가 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있고, 주변부(5f)가 제1 변형층(1a)과 동일한 경도로 되어 있다(달라도 된다). 한편, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)는, 제2 변형층(1f)의 주변부(5f)보다 단단하게 구성되어 있다.

제2 변형층(1f)의 주변부(5f)는, 신축성을 고려하여, 예를 들면, 실리콘 고무, 천연 고무 등의 각종의 고무 등에 의해 구성된다. 여기서, 근접 상태에 있어서, 제2 변형층(1f)이 제1 변형층(1a)에 근접할 때에, 제2 변형층(1f)은 어느 정도 늘어날 필요가 있다. 한편, 제2 실시형태에서는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)가 비교적 단단하고, 전체적으로 보면 제2 변형층(1f)은 면 방향으로 늘어나기 어렵다. 따라서, 제2 변형층(1f)의 주변부(5f)에 신축성이 높은 고무 등이 사용되면 효과적이다.

제2 변형층(1f)의 근접부(4f)는, 예를 들면, 제1 변형층(1a)보다 (제2 변형층(1f)의 주변부(5f)보다) 영률이 높은 고무, 수지, 금속, 목재 등에 의해 구성된다. 또는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 두께가, 제1 변형층(1a)의 근접부(4a)의 두께보다 (제2 변형층(1f)의 주변부(5f)의 두께보다) 두껍게 구성된다. 한편, 도 7에 나타내는 예에서는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)가 두껍게 되어 있지만, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)가 제1 변형층(1a)보다 단단하면, 이 부분은 반드시 두껍게 되어 있을 필요는 없다.

제2 실시형태에 있어서도 제1 실시형태와 마찬가지의 효과를 나타낸다. 예를 들면, 이격 상태와 근접 상태의 스위칭에 의해, 사용자에 대해, 넓은 다이나믹 레인지의 유연감을 제시할 수 있다.

제2 실시형태에서는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)가 제1 변형층(1a)의 근접부(4a)보다 단단하게 구성되어 있는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 반대로, 제1 변형층(1a)의 근접부(4a)가 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)보다 단단하게 구성되어 있어도 된다.

여기서, 제1 변형층(1a)의 근접부(4a) 및 제2 변형층(1f)의 근접부(4f) 중 단단한 쪽의 근접부(4)가, 영률 100MPa 이상인 재료(예를 들면, 비교적 단단한 고무)에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 부드러운 쪽의 근접부(4)가 영률 100MPa 미만인 재료에 의해 구성되어 있어도 된다.

예를 들면, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 경도가 영률 100MPa 이상으로 되고, 제1 변형층(1a)의 근접부(4a)의 경도가 영률 100MPa 미만으로 된 경우, 사용자에 대해, 더욱 넓은 다이나믹 레인지의 유연감을 제시할 수 있다.

반대로, 제1 변형층(1a)의 근접부(4a)의 경도가 영률 100MPa 이상으로 되고, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 경도가 영률 100MPa 미만으로 된 경우, 사용자에게 제시하는 유연감의 다이나믹 레인지는 다소 좁아져 버리지만, 유연감의 미세 조정이 더욱 용이하게 된다.

한편, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1f)의 근접부(4) 중 단단한 쪽의 근접부(4)는, 영률 400MPa 이상(예를 들면, 폴리에틸렌 등), 1GPa 이상(예를 들면, 폴리스티렌 등), 10GPa 이상(목재, 금속 등)인 재료에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 부드러운 쪽의 근접부(4)는, 대응하여, 영률 100MPa 미만, 1GPa 미만, 10GPa 미만인 재료에 의해 구성되어 있어도 된다.

<제3 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제3 실시형태에 대해 설명한다. 도 8은 제3 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(106)에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다. 제3 실시형태의 설명에서는, 전술한 제2 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 변형층(1g) 및 제2 변형층(1f)은, 근접 상태에 있어서 서로의 근접부(4)를 감합시키기 위한 감합 기구(70)를 가지고 있다. 이 감합 기구(70)는, 제1 변형층(1g)의 근접부(4g)가 갖는 오목부(71)와, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)가 갖는 볼록부(72)를 포함한다.

제1 변형층(1g)은, 근접부(4g) 및 주변부(5g)의 두께가 다르고, 주변부(5g)의 두께가 근접부(4g)의 두께보다 두껍게 구성되어 있다. 제1 변형층(1g)의 근접부(4g)는, 제1 변형층(1g)의 주변부(5g)의 표면 측(상측)과 연결되어 있고, 이에 의해, 제1 변형층(1g)의 배면측에서 중앙 근방의 위치(근접부(4g))에 오목부(71)가 형성된다.

제1 변형층(1g)의 주변부(5g)의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 이상으로 되고, 제1 변형층(1g)의 근접부(4g)의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 미만으로 된다.

제2 변형층(1f)도, 제1 변형층(1g)과 마찬가지로, 근접부(4f) 및 주변부(5f)의 두께가 다르지만, 제1 변형층(1g)과는 반대로, 근접부(4f)의 두께가 주변부(5f)의 두께보다 두껍게 구성되어 있다. 제2 변형층(1f)의 주변부(5f)는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 배면측(하측)과 연결되어 있고, 이에 의해, 제2 변형층(1f)의 표면 측에서 중앙 근방의 위치(근접부(4f))에 볼록부(72)가 형성된다.

제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 이상으로 되고, 제2 변형층(1f)의 주변부(5f)의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 미만으로 된다.

한편, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)는, 제1 변형층(1g)의 근접부(4g)보다 두껍게 구성되어 있고, 또한, 제1 변형층(1g)의 근접부(4g)보다 단단하게 구성되어 있다.

제3 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(106)는, 제2 변형층(1f)에 있어서의 볼록부(72)가 제1 변형층(1g)의 오목부(71)에 감합한 상태로, 볼록부(72)를 오목부(71)에 대해 계지시키는 계지 기구(73)를 가지고 있다. 이 계지 기구(73)는, 제1 변형층(1g)이 갖는 제1 테이퍼면(74)과, 제2 변형층(1f)이 갖는 제2 테이퍼면(75)을 포함한다.

제1 테이퍼면(74)은, 제1 변형층(1g)의 주변부(5g)에 있어서의 내주면이며, 이 제1 테이퍼면(74)은, 상측을 향해 서서히 좁아지도록 형성되어 있다. 제2 테이퍼면(75)은, 제2 변형층(1f)에 있어서의 근접부(4f)의 외주면이며, 이 제2 테이퍼면(75)도, 상측을 향해 서서히 좁아지도록 형성되어 있다.

이격 상태가 근접 상태로 스위칭되었을 때, 제2 변형층(1f)의 볼록부(72)가 제1 변형층(1g)의 오목부(71)에 대해 감합하고, 제1 테이퍼면(74)과 제2 테이퍼면(75)이 접촉한다. 이 때, 오목부(71)에 있어서의 제1 테이퍼면(74)이 상측을 향해 서서히 좁아지도록 형성되고, 볼록부(72)에 있어서의 제2 테이퍼면(75)이 상측을 향해 서서히 좁아지도록 형성되어 있으므로, 볼록부(72)가 오목부(71)에 대해 계지된다. 이에 의해, 예를 들면 단단한 촉각을 사용자에게 제시하기 위해 제2 공간(2b)을 고압으로 했을 때에, 제2 변형층(1f)의 주변부(5f)가 너무 늘어나 버리는 것을 방지할 수 있어, 안전성을 확보할 수 있다.

제1 테이퍼면(74) 및 제2 테이퍼면(75)은, 정지 마찰 계수가 0.3 이상으로 되어 있어도 된다. 이에 의해, 근접 상태에 있어서, 제2 변형층(1f)에 있어서의 볼록부(72)(근접부(4f))의 수평 방향의 횡변위를 방지할 수 있으므로, 사용자에 대해 보다 단단한 촉각을 제시할 수 있다. 한편, 정지 마찰 계수는 0.4 이상, 0.5 이상, 0.6 이상 등으로 되어 있어도 되고, 정지 마찰 계수를 높게 하기 위해 테이퍼면(74, 75)에 표면 가공이 실시되어도 된다.

제3 실시형태의 설명에서는, 제1 변형층(1g)이 오목부(71)를 가지며, 제2 변형층(1f)이 볼록부(72)를 가지는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 이와는 반대로, 제2 변형층(1f)이 오목부(71)를 가지며, 제1 변형층(1g)이 볼록부(72)를 가지고 있어도 된다. 또한, 제3 실시형태의 설명에서는, 계지 기구(73)의 일례로서 테이퍼 형상의 계지 기구를 예로 하여 설명하였지만, 계지 기구(73)는, 예를 들면, 계단 형상 등의 다른 형상이어도 상관없다.

또한, 볼록부(72)와 오목부(71)는, 전형적으로는, 감합 가능한 형상이면 되고, 예를 들면, 오목부(71)가 도트 형상의 잘잘한 복수의 구멍 형상이나, 라인 형상의 복수의 구멍 형상이며, 볼록부(72)가, 이 구멍 형상에 감합 가능한 도트 형상이나 라인 형상의 복수의 돌기이어도 된다. 또한, 볼록부(72)가 오목부(71)에 감합했을 때에, 볼록부(72)가 오목부(71)보다 약간 위로 튀어나오도록 한 구성이어도 된다.

<제4 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제4 실시형태에 대해 설명한다. 도 9는 제4 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(107)에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.

제4 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(107)는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1h)에 더하여, 제3 변형층(1i)을 더 가지고 있고, 또한, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 더하여, 제3 공간(2c)을 더 가지고 있다. 또한, 유로부(25)는, 제1 연결 파이프(22a), 제2 연결 파이프(22b)에 더하여 제3 연결 파이프(22c)를 더 가지고 있고, 유로부(215)의 파이프(21)는, 제1 연결부(21a), 제2 연결부(21b)에 더하여 제3 연결부(21c)를 더 가지고 있다.

또한, 구동부(45)는, 제1 액추에이터(41a), 제2 액추에이터(41b), 제3 액추에이터(41c)에 더하여, 제4 액추에이터(41d)를 더 가지고 있다.

한편, 전술한 제3 실시형태에서는, 근접 상태에 있어서, 제1 변형층(1g) 및 제2 변형층(1f)이 감합 기구(70)에 의해 감합되어 있었지만, 이 제4 실시형태에서는, 제2 변형층(1h) 및 제3 변형층(1i)이 감합 기구(76)에 의해 감합된다.

제3 변형층(1i)은, 제2 변형층(1h)보다 내측(하층측)의 위치에서, 제2 변형층(1h)과는 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 제3 공간(2c)은, 제3 변형층(1i), 케이싱(10)의 저부(11) 및 케이싱(10) 하부의 벽부에 둘러싸인 공간(제3 변형층(1i)보다 내측의 공간)이며, 그 내부에 유체를 보유하는 것이 가능하게 되어 있다.

유로부(25)의 제3 연결 파이프(22c)는, 파이프(21) 및 제3 공간(2c)을 연결한다. 이 제3 연결 파이프(22c)는, 유체를 제3 공간(2c) 내로 유입하기 위한 그리고 유체를 제3 공간(2c)으로부터 유출시키기 위한 유출입구를 가지고 있다. 파이프(21)의 제3 연결부(21c)는, 파이프(21)에 있어서 다른 위치보다 직경이 크게 형성되어 있고, 이 제3 연결부(21c)에 제3 연결 파이프(22c)가 연결된다. 제4 액추에이터(41d)는, 제3 연결부(21c) 및 공급원(30)의 사이의 유로에 배치되어 있고, 이 제4 액추에이터(41d)는 제3 공간(2c) 및 공급원(30)의 사이에 위치하고 있다.

제4 실시형태에 있어서의 제1 변형층(1a)은, 제1 실시형태에 있어서의 제1 변형층(1a)과 마찬가지의 구성이며, 예를 들면, 신축성을 고려하여, 그 전체가 실리콘 고무, 천연 고무 등의 각종의 고무 등에 의해 구성된다(예를 들면, 영률 100MPa 이하).

제2 변형층(1h) 및 제3 변형층(1i)은, 근접 상태에 있어서 서로의 근접부(4)를 감합시키기 위한 감합 기구(76)를 가지고 있다. 이 감합 기구(76)는, 제2 변형층(1h)의 근접부(4h)가 갖는 오목부(77)와, 제3 변형층(1i)이 갖는 볼록부(78)를 포함한다.

제2 변형층(1h)은, 근접부(4h)의 두께가 주변부(5h)의 두께보다 두껍게 구성되어 있다(근접부(4)의 중앙부(7)를 제외함). 제2 변형층(1h)의 주변부(5h)는, 제2 변형층(1h)의 근접부(4h)의 배면측(하측)과 연결되어 있다. 제2 변형층(1h)의 근접부(4h)는, 환상(環狀)으로 형성된 환상부(6)와 환상부(6)로 둘러싸인 중앙부(7)를 포함한다. 중앙부(7)는, 환상부(6)보다 얇게 구성되어 있고, 이 중앙부(7)는, 환상부(6)의 상부와 연결되어 있다. 이에 의해, 제2 변형층(1h)의 근접부(4h)의 배면측에 있어서, 그 중앙의 위치에 오목부(77)가 형성된다.

환상부(6)의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 이상으로 되고, 중앙부(7)의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 미만으로 된다.

제3 변형층(1i)은, 근접부(4i)의 중앙이 부분적으로 두껍게 구성되어 있고, 이에 의해, 제3 변형층(1i)의 근접부(4i)의 표면 측에 있어서, 그 중앙의 위치에 볼록부(78)가 형성된다. 제3 변형층(1i)에 있어서, 볼록부(78)의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 이상으로 되고, 제3 변형층(1i)에 있어서의 다른 부분의 경도는, 예를 들면, 영률 100MPa 미만으로 된다.

한편, 제3 변형층(1i)의 근접부(4)에 있어서의 볼록부(72)는, 제2 변형층(1h)의 근접부(4h)에 있어서의 중앙부(7)(오목부(77)에 대응하는 위치)보다 단단하게 구성되어 있다.

제1 공간(2a)의 압력이 부압이 되고, 제2 공간(2b)의 압력이 정압이 되면, 제1 변형층(1a)의 근접부(4a) 및 제2 변형층(1h)의 근접부(4h)가 서로 근접한다(도 9의 중앙). 이 경우, 근접부(4)에서 사용자의 유연감이 변화되어, 사용자는 근접부(4)가 부분적으로 단단해졌다고 느낀다.

나아가, 제2 공간(2b)의 압력이 부압이 되고, 제3 공간(2c)의 압력이 정압이 되면, 제1 변형층(1a)의 근접부(4a), 제2 변형층(1h)의 근접부(4h) 및 제3 변형층(1i)의 근접부(4i)가 서로 근접한다(도 9의 하측). 이 경우, 근접부(4)에서 사용자의 유연감이 변화되어, 사용자는 근접부(4)가 전체적으로 단단해졌다고 느낀다.

제2 변형층(1h) 및 제3 변형층(1i)의 감합 구조에 더해서, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1h)의 감합 구조가 설치되어도 된다. 또한, 전술한 제3 실시형태에서 설명한 바와 같은 계지 기구(73)가 설치되어 있어도 된다.

<제5 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제5 실시형태에 대해 설명한다. 도 10은 제5 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(108)에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다. 제5 실시형태에서는, 전술한 제3 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.

제5 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(108)는, 감합 기구(70) 및 계지 기구(73) 외에, 로크 기구(80)를 구비하고 있는 점에서 전술한 제3 실시형태와는 다르다. 이 로크 기구(80)는, 볼록부(72)가 오목부(71)에 감합한 상태로, 볼록부(72)를 오목부(71)에 대해 로크한다.

제5 실시형태에서는, 제1 변형층(1g)의 구성에 대해서는 제3 실시형태와 마찬가지이며, 제1 변형층(1g)은, 근접부(4g)에 있어서 제1 테이퍼면(74)을 가지고 있다. 한편, 제5 실시형태에서는, 제1 변형층(1g)의 하측의 위치에 로크 기구(80)가 배치되어 있다. 이 로크 기구(80)는, 수평 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성된 가동 부재(81)와, 가동 부재(81)를 수평 방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 안내 부재(82)를 포함한다.

가동 부재(81)는, 제어 장치(50)의 제어부에 대해 전기적으로 접속되어 있고, 제어부의 제어에 따라 서로 다른 2개의 위치(퇴피 위치 및 작동 위치)를 이동 가능하게 구성되어 있다. 안내 부재(82)는, 제1 공간(2a)의 기밀성을 유지하면서 가동 부재(81)를 안내하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

가동 부재(81)는, 이격 상태에서는, 제2 변형층(1j)의 볼록부(72)에 의한 제1 변형층(1g)의 오목부(71)에의 감합이 제한되지 않도록, 퇴피 위치로 퇴피되어 있다(도 10 상측 참조). 한편, 가동 부재(81)는, 근접 상태에 있어서 제2 변형층(1j)의 볼록부(72)가 제1 변형층(1g)의 오목부(71)에 감합한 상태로, 작동 위치로 이동되어, 볼록부(72)를 오목부(71)에 대해 로크한다(도 10 하측 참조).

제5 실시형태에서는, 제2 변형층(1j)의 주변부(5j)의 구성은, 전술한 제3 실시형태와 마찬가지이지만, 제2 변형층(1j)의 근접부(4j)의 구성이 전술한 제3 실시형태와는 다르다. 제5 실시형태에서는, 제2 변형층(1j)의 근접부(4j)(볼록부)는, 그 상부의 외주면이 제2 테이퍼면(75)으로 되어 있고, 그 하부의 외주면이 제3 테이퍼면(83)으로 되어 있다.

제2 테이퍼면(75)은, 전술한 제3 실시형태와 마찬가지로, 상측(제1 변형층(1a) 측)을 향해 서서히 좁아지도록 형성되어 있다. 반대로, 제3 테이퍼면(83)은, 상측을 향해 서서히 넓어지도록 형성되어 있다. 제2 변형층(1j)의 근접부(4j)는, 예를 들면, 영률이 100MPa 이상인 재료에 의해 구성된다.

가동 부재(81)는, 제2 변형층(1b)의 제3 테이퍼면(83)에 대응하는 제4 테이퍼면(84)을 가지고 있다. 제4 테이퍼면(84)은, 가동 부재(81)의 중앙측의 일단면이며, 이 제4 테이퍼면(84)은, 상측을 향해 서서히 넓어지도록 형성되어 있다. 한편, 로크 기구(80)는, 제2 변형층(1j)의 제3 테이퍼면(83)과, 가동 부재(81)의 제4 테이퍼면(84)을 포함한다.

근접 상태에 있어서, 가동 부재(81)가 작동 위치로 이동되면, 제2 변형층(1j)의 제3 테이퍼면(83)과, 가동 부재(81)의 제4 테이퍼면(84)이 접촉한다. 이에 의해, 제2 변형층(1j)의 근접부(4j)(볼록부)가 하방으로부터 지지되고, 볼록부(72)가 오목부(71)에 대해 로크된다. 이에 의해, 제2 공간(2b)을 고압으로 유지하지 않아도, 근접부(4)에 있어서 단단함을 유지할 수 있다.

제3 테이퍼면(83) 및 제4 테이퍼면(84)도, 제1 테이퍼면(74) 및 제2 테이퍼면(75)과 마찬가지로, 정지 마찰 계수가, 0.3 이상으로 되어 있어도 된다. 이에 의해, 근접 상태에 있어서, 볼록부(72)(근접부(4))의 수평 방향의 횡변위를 방지할 수 있어, 사용자에 대해 보다 단단한 촉각을 제시할 수 있다. 한편, 정지 마찰 계수는 0.4 이상, 0.5 이상, 0.6 이상 등으로 되어 있어도 되고, 정지 마찰 계수를 높게 하기 위해 제3 테이퍼면(83) 및 제4 테이퍼면(84)에 표면 가공이 실시되어도 된다.

제3 실시형태의 설명에서는, 로크 기구(80)의 일례로서 테이퍼 형상의 로크 기구(80)를 예로 하여 설명하였지만, 로크 기구(80)는, 예를 들면, 계단 형상 등의 다른 형상이어도 상관없다.

한편, 제5 실시형태에서는, 계지 기구(73) 및 로크 기구(80)의 둘 모두의 기구가 사용되는 경우에 대해 설명하였지만, 로크 기구(80)가 단독으로 사용되어도 된다.

<제6 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제6 실시형태에 대해 설명한다. 도 11은 제6 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(109)에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.

제6 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(109)는, 기본적으로, 제3 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(106)(도 8 참조)와 마찬가지의 구성이지만, 제6 실시형태에서는, 제2 변형층(1f)이 온도 조정부(85)를 가지고 있는 점에서 제3 실시형태와 다르다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 제6 실시형태에서는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 내부에, 온도를 조정 가능한 온도 조정부(85)가 배치되어 있다. 제6 실시형태에서는, 온도 조정부(85)의 일례로서, 펠티에 소자(Peltier device)(85)를 예로 들어서 설명한다. 한편, 온도 조정부(85)는, 펠티에 소자(85)에 한정되지 않고, 히트 파이프 등의 다른 기구에 의해 구성되어 있어도 된다.

제2 변형층(1f)에 있어서의 근접부(4f)(볼록부(72))는, 온도 조정부(85)(펠티에 소자)의 탑재가 용이하도록, 전형적으로는, 영률이 100MPa 이상인 재료에 의해 구성된다.

펠티에 소자(85)는 제어 장치(50)의 제어부에 전기적으로 접속되어 있고, 제어부의 제어에 따라 온도를 조정 가능하게 구성되어 있다. 제어부는, 전형적으로는, 근접 상태에 있어서 펠티에 소자(85)를 구동시키지만, 이격 상태가 근접 상태로 스위칭되는 것이 미리 알려져 있는 경우에는, 이격 상태에서 미리 펠티에 소자(85)를 구동시켜 두어도 된다.

제6 실시형태에서는, 사용자에 대해, 유연감에 더하여 온도감을 제시할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면, 펠티에 소자(85)에 의해 냉감(cooling sensation)을 제시함으로써, 사용자에게 금속감을 제시할 수 있다(근접부(4)가 금속으로 구성되어 있지 않았다 하더라도). 또한, 예를 들면, 펠티에 소자(85)에 의해 온감(warm sensation)을 제시함으로써, 사용자에게 목재감을 제시할 수도 있다(근접부(4)가 목재에 의해 구성되어 있지 않았다 하더라도).

제1 변형층(1g)(특히, 근접부(4g))은, 그 열전도율이 0.1W/m·k 이상으로 되어 있어도 된다. 이에 의해, 펠티에 소자(85)에 의한 온도 변화를 효율적으로 사용자에게 제시할 수 있다. 한편, 제1 변형층(1g)(특히, 근접부(4g))의 열전도율은, 0.2W/m·k 이상, 0.3W/m·k 이상, 0.4W/m·k 이상, 0.5W/m·k 이상 등으로 되어도 된다. 제1 변형층(1g)(특히, 근접부(4g))의 열전도율을 증가시키기 위해, 예를 들면, 실리콘 고무 등의 고무에 세라믹스나 카본 등이 함유되어도 된다.

한편, 제1 공간(2a)의 부압을 제어하여, 제1 변형층(1g)의 근접부(4g)와, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 사이의 밀착도를 증가시킴으로써, 온도 조정부(85)에 의한 온도 변화를 더욱 효율적으로 사용자에게 제시할 수 있다.

제6 실시형태의 설명에서는, 온도 조정부(85)가 제2 변형층(1f)에 설치되는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 온도 조정부(85)는, 제1 변형층(1g)에 설치되어 있어도 되고, 제1 변형층(1g) 및 제2 변형층(1f)의 둘 모두에 설치되어 있어도 된다.

<제7 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제7 실시형태에 대해 설명한다. 도 12는 제7 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(110)에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.

제7 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(110)는, 기본적으로, 제3 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(108)(도 8 참조)와 마찬가지의 구성이지만, 제7 실시형태에서는, 제2 변형층(1f)이 진동부(86)를 가지고 있는 점에서 제3 실시형태와 다르다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 제7 실시형태에서는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 내부에 진동부(86)가 배치되어 있다. 진동부(86)는, 예를 들면, 편심 모터나, 보이스 코일 모터 등에 의해 구성되지만, 진동부(86)의 종류에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

제2 변형층(1f)에 있어서의 근접부(4f)(볼록부(72))는, 진동부(86)를 탑재하기 쉽도록, 전형적으로는, 영률이 100MPa 이상인 재료에 의해 구성된다.

진동부(86)는, 제어 장치(50)의 제어부에 전기적으로 접속되어 있고, 제어부의 제어에 따라 진동 가능하게 구성되어 있다. 제어부는, 전형적으로는, 근접 상태에 있어서 진동부(86)를 구동시킨다.

제7 실시형태에서는, 사용자에 대해, 유연감에 더하여 진동을 제시할 수 있다. 예를 들면, 진동부(86)의 진동에 의해 탄성파를 생기게 함으로서, 사용자에 대해 금속이나 목재 등의 단단한 질감을 제시할 수 있다(근접부(4)가 금속, 목재에 의해 구성되어 있지 않았다 하더라도). 또한, 제7 실시형태에서는, 제2 변형층(1f)에 있어서의 근접부(4f)(볼록부(72))가 비교적 단단하고(영률 100MPa 이상), 이 부분이 진동하므로, 사용자가 느끼기 쉬운 고주파(100Hz∼200Hz 등)의 진동의 전달 효율이 좋다.

한편, 제1 공간(2a)의 부압을 제어하여, 제1 변형층(1g)의 근접부(4g)와, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)의 사이의 밀착도를 증가시킴으로써, 진동부(86)에 의한 진동을 더욱 효율적으로 사용자에게 제시할 수 있다.

제7 실시형태의 설명에서는, 진동부(86)가 제2 변형층(1f)에 설치되는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 진동부(86)는 제1 변형층(1g)에 설치되어 있어도 되고, 제1 변형층(1g) 및 제2 변형층(1f)의 둘 모두에 설치되어 있어도 된다.

<제8 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제8 실시형태에 대해 설명한다. 도 13은 제8 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(111)를 나타내는 도면이다. 제8 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(111)는, 기본적으로, 제2 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(105)(도 7 참조)와 마찬가지의 구성이지만, 제8 실시형태는 센서부(87)를 가지고 있는 점에서 제2 실시형태와 다르다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 촉각 제시 장치(111)는, 제1 센서(88) 및 제2 센서(89)를 포함하는 센서부(87)를 구비하고 있다. 제1 센서(88)는, 제2 변형층(1f)의 근접부(4f)에 있어서, 그 중앙 부근에 설치되어 있다. 제2 센서(89)는, 케이싱(10)의 저부(11)에 있어서, 그 중앙 부근(근접부(4)에 대응하는 위치)에 설치되어 있다.

제2 변형층(1f)에 있어서의 근접부(4f)는, 제1 센서(88)를 탑재하기 쉽도록, 전형적으로는, 영률이 100MPa 이상인 재료에 의해 구성된다.

제1 센서(88)는, 제1 공간(2a)에 관한 정보(압력, 체적 등)를 취득 가능하게 구성되어 있다. 제2 센서(89)는, 제2 공간(2b)에 관한 정보(압력, 체적 등)를 취득 가능하게 구성되어 있다.

제1 센서(88) 및 제2 센서(89)로서는, 예를 들면, 피에조형(piezo-type), 저항형, 정전용량형 등의 압력 센서나, 광, 전자파, 소리 등을 사용한 거리 센서 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

예를 들면, 제1 센서(88) 및 제2 센서(89)가 압력 센서인 경우, 제1 센서(88)는, 제1 공간(2a) 내의 압력을 측정 가능하게 구성되고, 제2 센서(89)는, 제2 공간(2b) 내의 압력을 측정 가능하게 구성된다.

또한, 예를 들면, 제1 센서(88) 및 제2 센서(89)가 거리 센서인 경우, 제1 센서(88)는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1f)의 사이의 거리(특히, 근접부(4)에 대응하는 위치)를 측정 가능하게 구성된다. 또한, 이 경우, 제2 센서(89)는, 케이싱(10)의 저부(11)와, 제2 변형층(1f)와의 사이의 거리(특히, 근접부(4)에 대응하는 위치)를 측정 가능하게 구성된다.

제1 센서(88) 및 제2 센서(89)는, 제어 장치(50)의 제어부에 전기적으로 접속되어 있고, 취득한 정보를 제어부로 송신한다. 제어부는, 제1 센서(88) 및 제2 센서(89)로부터 출력된 정보를 참조하여, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서의 유체의 유출입을 제어한다(피드백 제어).

예를 들면, 제1 센서(88) 및 제2 센서가 압력 센서인 경우, 제어부는, 제1 센서(88)에 의해 측정된 제1 공간(2a)의 현재의 압력과, 제2 센서(89)에 의해 측정된 제2 공간(2b)의 현재의 압력을 참조하여, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서의 유체의 유출입을 제어한다.

또한, 예를 들면, 제1 센서(88) 및 제2 센서가 거리 센서인 경우, 제어부는, 제1 센서(88)에 의해 측정된 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1f)의 사이의 거리에 기초하여, 제1 공간(2a)에 있어서의 현재의 체적을 추정한다. 또한, 이 경우, 제어부는, 제2 센서(89)에 의해 측정된 케이싱(10)의 저부(11) 및 제2 변형층(1f)의 사이의 거리에 기초하여, 제2 공간(2b)에 있어서의 현재의 체적을 추정한다. 그리고, 제어부는, 추정된 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 현재의 체적을 참조하여, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서의 유체의 유출입을 제어한다.

제8 실시형태에서는, 센서부(87)가 설치되어 있으므로, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서의 유체의 유출입 정밀도를 향상시킬 수 있고, 이에 의해, 사용자에 대해 정밀하게 유연감을 제시할 수 있다.

제8 실시형태의 설명에서는, 제1 센서(88)가 제2 변형층(1f)에 설치되고, 제2 센서(89)가 케이싱(10)의 저부(11)에 설치되는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 제1 센서(88)가 제1 변형층(1a)에 설치되고, 제2 센서(89)가 제2 변형층(1f)에 설치되어 있어도 된다.

전형적으로는, 제1 센서(88)는, 제1 공간(2a)에 면하고 있는 위치라면 어디에 설치되어 있어도 되고, 마찬가지로, 제2 센서(89)는, 제2 공간(2b)에 면하고 있는 위치라면 어디에 설치되어 있어도 된다.

한편, 제1 센서(88) 및 제2 센서(89)가 거리 센서인 경우에는, 이들 센서가 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1f), 케이싱(10)의 저부(11)(특히, 근접부(4)에 대응하는 위치)에 설치되면, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 체적의 추정 정밀도가 향상된다.

제8 실시형태에서는, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 둘 모두에 각각 센서부(87)가 설치되는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 센서부(87)는, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b) 중 일방에 설치되어 있어도 된다. 전형적으로는, 센서부(87)는, 제1 공간(2a) 또는 제2 공간(2b) 중 적어도 일방의 공간에 관한 정보를 취득하는 것이 가능하도록 구성되어 있으면 된다. 한편, 예를 들면, 부품수 삭감을 위해, 센서부(87)의 수가 1개로 되는 경우, 이 센서부(87)는, 사용자에 대한 유연감의 제시에 있어서 가장 중요하게 되는 제1 공간(2a)에 관한 정보를 취득 가능한 위치에 배치된다.

<제9 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제9 실시형태에 대해 설명한다. 도 14는 제9 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(112)에 있어서, 이격 상태와 근접 상태가 스위칭될 때의 모습을 나타내는 도면이다.

여기서, 이상의 각 실시형태에서는, 전형적으로, 제1 변형층 및 제2 변형층(특히, 근접부(4))의 "경도"의 차이에 의해 사용자에 대해 유연감의 변화를 제시하는 형태로 되어 있었다. 한편, 제9 실시형태에서는, 전형적으로, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)(특히, 근접부(4))의 "형상(초기 형상)"의 차이에 의해 사용자에 대해, 예를 들면, 요철감, 평탄감, 매끈매끈한 느낌, 꺼칠꺼칠한 느낌 등의 촉각의 변화를 사용자에게 제시하는 형태로 되어 있다.

한편, 제9 실시형태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)에 있어서, 경도 및 형상(초기 형상)의 둘 모두가 다른 경우에 대해 설명하지만, 경도가 동일하고 형상만이 달라도 된다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 제9 실시형태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)의 초기 형상이 다르다. 여기서, 초기 형상이란, 이격 상태에 있어서, 변형층(1)의 상하 방향으로 압력차가 생기지 않았을 때의 변형층(1)에 있어서의 형상을 의미한다.

제1 변형층(1a)은, 제1 실시형태 등과 동일하고, 두께가 일정한 얇은 막 형상으로 구성되어 있다. 이 제1 변형층(1a)의 초기 형상은, 평탄한 형상으로 된다. 한편, 제2 변형층(1k)의 초기 형상은, 그 표면 측에 복수의 요철을 갖는 형상으로 되어 있다.

한편, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)의 초기 형상의 다른 예로서는, 도트 형상의 잘잘한 볼록 형상 또는 오목 형상, 라인 형상의 볼록 형상 또는 오목 형상, 돔 형상의 볼록 형상 또는 오목 형상, 천이나 바위 등을 재현한 형상 등을 들 수 있지만, 전형적으로는, 어떤 형상이 사용되어도 된다.

제9 실시형태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)은, 초기 형상이 전체적으로 다르지만, 전형적으로는, 적어도 근접부(4)에 있어서 초기 형상이 다르면 된다.

제9 실시형태에서는, 근접 상태에 있어서, 제2 변형층(1k)의 형상을 제1 변형층(1a)의 표면에 드러나기 쉽게 하기 위해, 제2 변형층(1k)이, 제1 변형층(1a)보다 단단하게 구성되어 있다. 이 경우, 예를 들면, 제1 변형층(1a)의 경도가 영률 100MPa 미만, 제2 변형층(1k)의 경도가 영률 100MPa 이상 등으로 되어도 된다.

한편, 제1 변형층(1a)이 제2 변형층(1k)보다 단단하게 구성되어 있어도 된다. 또한, 제9 실시형태에서는, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)은, 그의 경도가 전체적으로 다르지만, 전형적으로는, 적어도 근접부(4)에 있어서 경도가 다르면 된다. 제9 실시형태에 있어서, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)의 경도는 동일해도 상관없다.

이격 상태에서는(도 14 상측), 사용자가 근접부(4)에 접촉하면 부드럽게 평탄한 촉감을 느낀다. 한편, 근접 상태(도 14 하측)에서는, 사용자가, 근접부(4)에 접촉하면 단단하게 울퉁불퉁한 촉감을 느낀다. 이와 같이, 제9 실시형태에서는, 사용자에 대해, 유연감에 더하여(또는 유연감 대신에), 요철감, 평탄감 등의 다양한 촉각을 제시할 수 있다.

또한, 제9 실시형태에서는, 이격 상태와 근접 상태에서, 표면에 드러나는 외관을 변경할 수 있으므로, 외관을 변경하면서, 사용자에 대해 다른 촉각을 제시할 수 있다.

<제10 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제10 실시형태에 대해 설명한다. 도 15는 제10 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(113)를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 16은 유체가, 공급원(30), 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에서 이동하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 17은 액추에이터(41)의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.

제10 실시형태에서는, 유로부(26) 및 구동부(46)의 구성이 전술한 각 실시형태와 다르다. 따라서, 이 점을 중심으로 설명한다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 제10 실시형태에서는, 전술한 각 실시형태와는 달리, 유로부(26)의 파이프(21)에 있어서 하측의 단부(공급원(30)과는 반대측의 단부)가 닫혀 있어, 이 하측의 단부는 공급원(30)과는 연결되어 있지 않다. 또한, 제10 실시형태에서는, 전술한 각 실시형태와는 달리, 구동부(46)는, 제3 액추에이터(41c)를 갖고 있지 않다.

이격 상태에서는, 제어 장치(50)의 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 구동하고, 제2 액추에이터(41b)를 OFF로 한다. 한편, 이 때의 제1 액추에이터(41a)의 구동의 강약에 따라 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

근접 상태에서는, 제어부는, 제2 액추에이터(41b)를 제1 액추에이터(41a)보다 강하게 구동시킨다. 이 때, 제2 액추에이터(41b)를 제1 액추에이터(41a)보다 어느 정도 강하게 구동시킬지에 따라 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제10 실시형태에서는, 액추에이터(41)의 수가 공간(2)의 수와 동등한 수로 되므로, 비용을 삭감할 수 있다.

<제11 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제11 실시형태에 대해 설명한다. 도 18은 제11 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(114)를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 19는 유체가 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에서 순환하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 20은 액추에이터(41)의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 제11 실시형태에서는, 전술한 각 실시형태와는 달리, 유로부(27)의 상하 방향의 양단이 닫혀 있어, 유로부(27)는 공급원(30)과는 연결되어 있지 않다. 즉, 제11 실시형태에서는, 유체가 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 있어서 이동하는 내부 완결식의 유체 제어가 채용되고 있다.

유로부(27)의 제1 연결부(21a) 및 제2 연결부(21b)의 사이에는, 제1 파이프(23a) 및 제2 파이프(23b)가 연결되어 있다. 제1 파이프(23a)의 유로에는, 구동부(47)에 있어서의 제1 액추에이터(41a)가 배치되고, 제2 파이프(23b)의 유로에는 구동부(47)에 있어서의 제2 액추에이터(41b)가 배치된다. 제1 액추에이터(41a)는 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에 배치되며, 제1 공간(2a) 측으로부터 제2 공간(2b) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다. 제2 액추에이터(41b)는 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에 배치되며, 제2 공간(2b) 측으로부터 제1 공간(2a) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다.

이격 상태에서는, 제어 장치(50)의 제어부는 제2 액추에이터(41b)를 구동시키고, 제1 액추에이터(41a)를 OFF로 한다. 한편, 이 때의 제2 액추에이터(41b)의 구동의 강약에 따라 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

근접 상태에서는, 제어 장치(50)의 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 구동시키고, 제2 액추에이터(41b)를 OFF로 한다. 한편, 이 때의 제1 액추에이터(41a)의 구동의 강약에 따라 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제11 실시형태에서는, 액추에이터(41)의 수가 공간(2)의 수와 동등한 수로 되므로, 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 제11 실시형태는, 내부 완결식의 유체 제어가 채용되고 있으므로, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 내부에, 외부로부터 먼지 등의 이물이 침입해 버리는 것을 방지할 수 있다.

<제12 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제12 실시형태에 대해 설명한다. 도 21은 제12 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(115)를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 22는 유체가, 제1 공간(2a), 제2 공간(2b) 및 제3 공간(2c)의 사이에서 순환하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 23은 액추에이터(41)의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.

제12 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(100)는, 변형층(1)이 3층이고, 또한, 공간(2)이 3개인 경우에, 내부 완결식의 유체 제어가 채용된 경우의 일례에 대해 설명한다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 제12 실시형태에서는, 유로부(28)의 파이프(21)에 있어서 상하 방향의 양단이 연결되어 있어, 유로부(28)는 공급원(30)과는 연결되어 있지 않다.

구동부(48)의 제1 액추에이터(41a)는 제3 공간(2c) 및 제1 공간(2a)의 사이에 배치되며, 제3 공간(2c) 측으로부터 제1 공간(2a) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다. 제2 액추에이터(41b)는 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)의 사이에 배치되며, 제1 공간(2a) 측으로부터 제2 공간(2b) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다. 제3 액추에이터(41c)는 제2 공간(2b) 및 제3 공간(2c)의 사이에 배치되며, 제2 공간(2b) 측으로부터 제3 공간(2c) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다.

제12 실시형태에서는, 도 22에 나타내는 바와 같이, 제1 공간(2a)→제2 공간(2b)→제3 공간(2c)→제1 공간(2a)→···으로 유체가 순환하는 순환식의 유체 제어가 채용되고 있다. 한편, 이와는 반대로, 제1 공간(2a)→제3 공간(2c)→제2 공간(2b)→제1 공간(2a)→···으로 유체가 순환하는 순환식의 유체 제어가 채용되어도 된다. 이 경우, 제1 액추에이터(41a), 제2 액추에이터(41b) 및 제3 액추에이터(41c)는, 도 21에 나타내는 방향과는 반대 방향으로 배치된다.

이격 상태에서는, 제어 장치(50)의 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 중간 정도로 구동하고, 제2 액추에이터(41b)를 OFF로 하고, 제3 액추에이터(41c)를 약하게 구동시킨다. 한편, 이 때의 제1 액추에이터(41a)의 구동의 강약에 따라 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2층이 근접하는 근접 상태에서는, 제어 장치(50)의 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 약하게 구동시키고, 제2 액추에이터(41b)를 중간 정도로 구동시키고, 제3 액추에이터(41c)를 OFF로 한다. 한편, 이 때의 제2 액추에이터(41b)의 구동의 강약에 따라 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b) 및 제3 변형층(1c)의 3층이 근접하는 근접 상태에서는, 제어 장치(50)의 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 OFF로 하고, 제2 액추에이터(41b)를 약하게 구동시키고, 제3 액추에이터(41c)를 중간 정도로 구동한다. 한편, 이 때의 제3 액추에이터(41c)의 구동의 강약에 따라 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제12 실시형태에서는, 제11 실시형태와 마찬가지로, 액추에이터(41)의 수가 공간(2)의 수와 동등한 수로 되므로, 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 제12 실시형태에서는, 제11 실시형태와 마찬가지로, 내부 완결식의 유체 제어가 채용되고 있으므로, 제1 공간(2a), 제2 공간(2b) 및 제3 공간(2c)의 내부에, 외부로부터 먼지 등의 이물이 침입해 버리는 것을 방지할 수 있다.

<제13 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제13 실시형태에 대해 설명한다. 도 24는 제13 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(116)를 나타내는 개략도이다. 도 25는 액추에이터(41)의 구동의 스위칭을 나타내는 도면이다.

도 24에 나타내는 바와 같이, 촉각 제시 장치(116)는, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b) 및 제3 변형층(1c)의 3개의 변형층(1)을 가지고 있다. 또한, 촉각 제시 장치(116)는, 제1 공간(2a), 제2 공간(2b) 및 제3 공간(2c)의 3개의 공간(2)을 가지고 있다.

공급원(30)(도 24에 나타내는 예에서는, 대기)과 제1 공간(2a)의 사이에는, 제1 액추에이터(41a) 및 제2 액추에이터(41b)가 배치된다. 공급원(30)과 제2 공간(2b)의 사이에는, 제3 액추에이터(41c) 및 제4 액추에이터(41d)가 배치된다. 또한, 공급원(30)과 제3 공간(2c)의 사이에는, 제5 액추에이터(41e) 및 제6 액추에이터(41f)가 배치된다.

제1 액추에이터(41a)는, 공급원(30) 측으로부터 제1 공간(2a) 측을 향해 압력 구배를 생기게 하고, 반대로, 제2 액추에이터(41b)는, 제1 공간(2a) 측으로부터 공급원(30) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다. 제3 액추에이터(41c)는, 공급원(30) 측으로부터 제2 공간(2b) 측을 향해 압력 구배를 생기게 하고, 반대로, 제4 액추에이터(41d)는, 제2 공간(2b) 측으로부터 공급원(30) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다. 또한, 제5 액추에이터(41e)는, 공급원(30) 측으로부터 제3 공간(2c) 측을 향해 압력 구배를 생기게 하고, 반대로, 제6 액추에이터(41f)는, 제3 공간(2c) 측으로부터 공급원(30) 측을 향해 압력 구배를 생기게 한다.

제어 장치(50)의 제어부는, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b) 및 제3 변형층(1c)이 근접하는 근접 상태를 이격 상태로 스위칭할 때, 제1 액추에이터(41a)를 강하게 구동시키고, 제2 액추에이터(41b)를 OFF로 한다. 또한, 제어부는, 제3 액추에이터(41c)를 OFF로 하고 제4 액추에이터(41d)를 강하게 구동시킨다. 또한, 이 때, 제어부는, 제5 액추에이터(41e)를 OFF로 하고 제6 액추에이터(41f)를 강하게 구동시킨다.

근접 상태가 이격 상태로 스위칭된 후, 이 이격 상태를 유지할 때, 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 제2 액추에이터(41b) 이상의 강도로 구동시킨다. 또한, 제어부는, 제3 액추에이터(41c)를 OFF로 한 채, 강하게 구동되고 있었던 제4 액추에이터(41d)를 약하게 구동하거나, 또는 OFF로 한다. 또한, 이 때, 제어부는, 제5 액추에이터(41e)를 OFF로 한 채, 강하게 구동되고 있었던 제6 액추에이터(41f)를 약하게 구동하거나, 또는 OFF로 한다.

한편, 이격 상태를 유지할 때, 제1 액추에이터(41a)를 제2 액추에이터(41b)보다 어느 정도 강하게 구동시킬지에 따라, 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제어부는, 이격 상태를, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2층이 근접하는 근접 상태로 스위칭할 때, 제1 액추에이터(41a)를 OFF로 하고 제2 액추에이터(41b)를 강하게 구동시킨다. 또한, 제어부는, 제3 액추에이터(41c)를 강하게 구동하고, 제4 액추에이터(41d)를 OFF로 한다. 또한, 이 때, 제어부는, 제5 액추에이터(41e)를 OFF로 하고 제6 액추에이터(41f)를 강하게 구동시킨다.

이격 상태가 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2층이 근접하는 근접 상태로 스위칭된 후, 이 근접 상태를 유지할 때, 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 OFF로 한 채, 강하게 구동되고 있었던 제2 액추에이터(41b)를 약하게 구동하거나, 또는 OFF로 한다. 또한, 제어부는, 제3 액추에이터(41c)를 제4 액추에이터(41d) 이상의 강도로 구동시킨다. 또한, 이 때, 제어부는, 제5 액추에이터(41e)를 OFF로 한 채, 강하게 구동되고 있었던 제6 액추에이터(41f)를 약하게 구동하거나, 또는 OFF로 한다.

한편, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2층의 근접 상태를 유지할 때, 제어부는, 제3 액추에이터(41c)를 제4 액추에이터(41d)보다 어느 정도 강하게 구동시킬지에 따라, 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1b)의 2층이 근접하는 근접 상태(제2 변형층(1b) 및 제3 변형층(1c)이 이격되는 이격 상태)를, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b) 및 제3 변형층(1c)의 3층이 근접하는 근접 상태로 스위칭할 때, 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 OFF로 하고, 제2 액추에이터(41b)를 강하게 구동한다.

또한, 이 때, 제어부는, 제3 액추에이터(41c)를 OFF로 하고, 제4 액추에이터(41d)를 강하게 구동한다. 또한, 제어부는, 제5 액추에이터(41e)를 강하게 구동하고, 제6 액추에이터(41f)를 OFF로 한다.

2층의 근접 상태가 3층의 근접 상태로 스위칭된 후, 이 근접 상태를 유지할 때, 제어부는, 제1 액추에이터(41a)를 OFF로 한 채, 강하게 구동되고 있었던 제2 액추에이터(41b)를 약하게 구동하거나, 또는 OFF로 한다. 또한, 제어부는, 제3 액추에이터(41c)를 OFF로 한 채, 강하게 구동되고 있었던 제4 액추에이터(41d)를 약하게 구동하거나, 또는 OFF로 한다. 또한, 제어부는, 제5 액추에이터(41e)를 제6 액추에이터(41f) 이상의 강도로 구동시킨다.

한편, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b) 및 제3 변형층(1c)의 3층의 근접 상태를 유지할 때, 제어부는, 제5 액추에이터(41e)를 제6 액추에이터(41f)보다 어느 정도 강하게 구동시킬지에 따라, 사용자에게 제시하는 유연감의 미세 조정이 가능해진다.

<제14 실시형태>

다음으로, 본 기술의 제14 실시형태에 대해 설명한다. 도 26은 제14 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(117)를 나타내는 개략도이다.

전술한 제13 실시형태에서는, 제1 공간(2a), 제2 공간(2b) 및 제3 공간(2c)에서 공급원(30)이 공통으로 되어 있었지만, 이 제14 실시형태에서는, 각각의 공간(2)에 대응하여 공급원(30)이 따로따로 설치되어 있다.

도 26에 나타내는 바와 같이, 촉각 제시 장치(117)는, 제1 공간(2a)에 유체를 공급 가능한 제1 공급원(30a)과, 제2 공간(2b)에 유체를 공급 가능한 제2 공급원(30b)과, 제3 공간(2c)에 유체를 공급 가능한 제3 공급원(30c)을 갖는다.

제1 액추에이터(41a) 및 제2 액추에이터(41b)는, 제1 공급원(30a) 및 제1 공간(2a)의 사이에서 유체의 유출입을 제어한다. 제3 액추에이터(41c) 및 제4 액추에이터(41d)는, 제2 공급원(30b) 및 제2 공간(2b)의 사이에서 유체의 유출입을 제어한다. 제4 액추에이터(41d) 및 제5 액추에이터(41e)는, 제3 공급원(30c) 및 제3 공간(2c)의 사이에서 유체의 유출입을 제어한다.

제1 공급원(30a), 제2 공급원(30b) 및 제3 공급원(30c) 내의 유체는, 각각 성질이 다르고, 제1 공간(2a), 제2 공간(2b) 및 제3 공간(2c)에 대해서는, 각각, 성질이 다른 유체가 유출입된다. 한편, 적어도 하나의 공급원(30)(공간(2))의 유체가, 다른 공급원(30)(공간(2))의 유체와 성질이 다르면 된다.

유체의 성질이 다른 예로서는, 예를 들면, 유체의 온도나 종류 등이 다른 경우를 들 수 있다. 종류가 다른 유체의 예로서는, 유체로서 기체가 사용되지만, 그 기체의 종류가 다른 경우(예를 들면, 공기와 헬륨 등)나, 유체로서 액체가 사용되지만, 그 액체의 종류가 다른 경우(물과 오일 등)를 들 수 있다. 또한, 유체로서 기체 및 액체가 사용되는 경우(공기와 물, 물과 수증기 등)를 들 수 있다. 또한, 종류가 다른 유체의 예로서는, 함유되는 성분이 다른 유체(예를 들면, 공기와 헬륨의 혼합 기체에서 헬륨의 함유량이 다른 등)를 들 수 있다. 한편, 유체의 종류가 다르면, 유체의 밀도도 다르게 된다.

예를 들면, 온도가 다른 유체가 사용되는 경우, 이격 상태 및 근접 상태의 스위칭에 따라, 사용자에 대해 다른 온도감을 제시할 수 있다. 또한, 종류가 다른 유체가 사용되는 경우, 이격 상태 및 근접 상태의 스위칭에 따라, 사용자에 대해 다른 질량감, 열전도감, 응답감 등을 제시할 수 있다.

<적용예>

본 기술에 따른 촉각 제시 장치는, 각종의 용도에 사용할 수 있다. 예를 들면, 촉각 제시 장치가, VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality) 장치 등에 사용됨으로써, 가상의 물체에 실제로 접촉하는 듯한 촉각을 사용자에게 제시할 수 있다. 또한, 촉각 제시 장치가, 디스플레이에 사용됨으로써, 사용자가 디스플레이에 접촉했을 때에, 다양한 촉각을 사용자에게 제시할 수 있다. 특히, 본 기술에 따른 촉각 제시 장치(특히, 변형층(1)의 형상 차이의 실시형태: 도 14 참조)가 디스플레이에 사용된 경우, 물체를 입체적으로 표시하면서, 사용자에게 그 물체의 촉각을 제시할 수 있다(텐저블 디스플레이(tangible display)).

본 기술에 따른 촉각 제시 장치는, 예를 들면, 웨어러블 장치, 입력 장치, 의료 장치, 시뮬레이트 장치, 오락 기기 등, 전형적으로는, 사용자에게 촉각을 제시하는 용도라면 어떠한 용도에도 사용할 수 있다.

한편, 본 기술은, 사용자에게 촉각을 제시하는 이외의 용도에도 사용할 수 있고, 이 경우, 본 기술은, 유체 제어 장치로서 사용된다(각 실시형태에 있어서의 촉각 제시 장치의 문언은, 유체 제어 장치로 대체할 수 있다). 이 유체 제어 장치는 촉각 제시 장치를 포함한다. 또한, 유체 제어 장치는, 목적으로 하는 표시 대상물마다 형상을 변화 가능한 표시 장치(사용자가 접촉 가능한지 아닌지는 불문), 잡는 대상물마다 파지부의 경도나 형상을 변화 가능한 로봇 핸드 등으로서 사용할 수 있다. 전형적으로는, 유체 제어 장치는, 어떤 면의 경도 또는 형상 중 적어도 일방을 변화시킬 목적이라면, 어떠한 용도에도 사용할 수 있다.

<각종 변형예>

이상 설명한 각 실시형태는, 적절히, 서로 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 감합 기구(70)(도 9 등), 계지 기구(73)(도 8 등), 로크 기구(80)(도 10), 온도 조정부(85)(도 11), 진동부(86)(도 12), 센서부(87)(도 13) 중 2개 이상이 조합되어도 된다.

<변형예 1>

도 27은 본 기술의 제1 변형예에 따른 촉각 제시 장치(118)를 나타내는 도면이다. 이 촉각 제시 장치(118)에서는, 제어 장치(50)에 있어서의 제어가 상기한 각 실시형태와 다르다.

이 촉각 제시 장치(118)는, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b), 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)을 포함하는 2층 구조로 되어 있다. 한편, 촉각 제시 장치(118)는, 3층 이상의 구조로 되어 있어도 된다.

도 27의 상측에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(50)는, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)을 동시에 정압으로 하여, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)에 대해 유체를 동시에 유입시킨다. 이에 의해, 제1 변형층(1a)의 표면을 신속하게 팽창시킬 수 있어, 강하게 눌리는 듯한 촉각을 사용자에게 제시할 수 있다.

또한, 도 27의 하측에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(50)는, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)을 동시에 부압으로 하여, 제1 공간(2a) 및 제2 공간(2b)으로부터 유체를 동시에 유출시킨다. 이에 의해, 제1 변형층(1a)의 표면을 신속하게 수축시킬 수 있어, 강하게 끌려들여가는 듯한 촉각을 사용자에게 제시할 수 있다.

<변형예 2>

다음으로, 본 기술의 제2 변형예에 대해 설명한다. 도 28은 제2 변형예에 따른 촉각 제시 장치(119)를 나타내는 도면이다.

제2 변형예에서는, VR 표시, AR 표시 등이 가능한 헤드마운트 디스플레이(60)에 의해 표시되는 영상에 맞추어 촉각 제시 장치(119)에 의해 촉각이 제시되는 경우에 대해 설명한다.

촉각 제시 장치(119)는, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b), 제1 공간(2a), 제2 공간(2b)을 포함하는 2층 구조로 되어 있다. 한편, 촉각 제시 장치(119)는, 3층 이상의 구조로 되어 있어도 된다. 전형적으로는, 촉각 제시 장치(119)는, 전술한 각 실시형태, 변형예에서 설명한 촉각 제시 장치(100, 105∼118) 중 어느 하나에 대응하고 있다.

도 28의 좌측을 참조하여, 이 도면에서는, 헤드마운트 디스플레이(60)에 의해 마시멜로(marshmallow)의 영상이 표시되고, 이 영상에 맞추어 부드러운 촉감이 촉각 제시 장치(119)에 의해 사용자에게 제시되고 있을 때의 모습이 나타내어져 있다.

이 경우, 예를 들면, 제1 공간(2a)이 정압으로 되고, 제2 공간(2b)이 부압으로 됨(이격 상태)으로써 마시멜로를 만지고 있는 듯한 부드러운 촉감을 사용자에게 제시할 수 있다.

여기서의 예에서는, 부드러운 물체의 일례로서 마시멜로를 예로 들어 설명하였지만, 이에 대해서는, 쿠션, 봉제 인형 등이어도 되고, 적절히 변경 가능하다.

도 28의 중앙을 참조하여, 이 도면에서는, 헤드마운트 디스플레이(60)에 의해 햄스터의 영상이 표시되고, 이 영상에 맞추어, 부드러운 촉감과, 심장 박동, 호흡 등에 의한 미소한 움직임이 촉각 제시 장치(119)에 의해 사용자에게 제시되고 있을 때의 모습이 나타내어져 있다.

이 경우, 예를 들면, 제1 공간(2a)이 정압으로 되고, 제2 공간(2b)이 부압으로 됨(이격 상태)으로써 햄스터를 만지고 있는 듯한 부드러운 촉감을 사용자에게 제시할 수 있다. 또한, 제1 공간(2a)에 있어서, 시간에 따라 압력을 증감시킴으로써, 햄스터의 심장 박동, 호흡 등에 의한 미소한 움직임과 같은 촉감을 사용자에게 제시할 수 있다.

여기서의 예에서는, 부드러운 동물의 일례로서 햄스터를 예로 들어 설명하였지만, 이에 대해서는, 고양이, 개 등이어도 되고, 적절히 변경 가능하다. 또한, 여기서의 예에서는, 표면이 움직이는 경우의 일례로서, 동물의 심장 박동이나 호흡을 예로 들어 설명하였지만, 이에 대해서는, 표면이 움직이는 것이라면 어떠한 것에도 적용 가능하다.

도 28의 우측을 참조하여, 이 도면에서는, 헤드마운트 디스플레이(60)에 의해 돌의 영상이 표시되고, 이 영상에 맞추어 단단한 촉감이 촉각 제시 장치(119)에 의해 사용자에게 제시되고 있을 때의 모습이 나타내어져 있다.

이 경우, 예를 들면, 제1 공간(2a)이 부압으로 되고, 제2 공간(2b)이 부압으로 됨으로써 돌을 만지고 있는 듯한 단단한 촉감을 사용자에게 제시할 수 있다(손가락이 케이싱(10)의 저부(11)에 접촉하므로).

여기서의 예에서는, 단단한 물체의 일례로서 돌을 예로 들어 설명하였지만, 이에 대해서는, 금속, 목재 등이어도 되고, 적절히 변경 가능하다.

또한, 도 28에 나타내는 예에서는, 촉감으로서 부드러운 경우와, 단단한 경우에 대해 설명하였다. 한편, 촉각 제시 장치(119)는, 비교적 부드러움, 약간 단단한 정도의 비교적 부드러움, 약간 부드러운 정도의 비교적 단단함, 비교적 단단함 등의 물체의 영상과 함께, 이들 촉감을 사용자에게 제시할 수도 있다(전술한 바와 같이, 유연감의 다이나믹 레인지가 넓으므로).

예를 들면, 비교적 부드러운 촉각을 사용자에게 제시하는 경우, 부드러운 경우와 마찬가지로, 제1 공간(2a)이 정압으로 되고, 제2 공간(2b)이 부압으로 되지만, 이 때, 부드러운 경우보다 제1 공간(2a)의 압력이 약간 증대된다.

또한, 약간 단단한 정도의 비교적 부드러운 촉각을 사용자에게 제시하는 경우에도, 제1 공간(2a)이 정압으로 되고, 제2 공간(2b)이 부압으로 되지만, 이 때, 비교적 부드러운 경우보다 제1 공간(2a)의 압력이 약간 증대된다.

즉, 제1 공간(2a)의 압력의 조정에 의해 부드러움의 미세 조정이 가능하다.

또한, 예를 들면, 약간 부드러운 정도의 비교적 단단한 촉각을 사용자에게 제시하는 경우, 제1 공간(2a)이 부압으로 되고, 제2 공간(2b)이 정압으로 된다. 이에 의해, 제2 변형층(1b)이 제1 변형층(1a)에 접촉하여 2층이 겹친 상태가 되어(근접 상태), 약간 부드러운 정도의 비교적 단단한 촉각이 사용자에게 제시된다.

또한, 비교적 단단한 촉각을 사용자에게 제시하는 경우, 약간 부드러운 정도의 비교적 단단함과 마찬가지로, 제1 공간(2a)이 부압으로 되고, 제2 공간(2b)이 정압으로 되지만(근접 상태), 이 때, 약간 부드러운 정도의 비교적 단단한 경우보다 제2 공간(2b)의 압력이 약간 증대된다.

즉, 제2 공간(2b)의 압력의 조정에 의해 단단함의 미세 조정이 가능하다.

또한, 유연감뿐만 아니라, 영상과 함께, 온도감(도 11 참조), 진동(도 12 참조), 요철감 등의 촉감(도 14 참조)이 사용자에게 제시되어도 된다.

도 14에 있어서 일례를 설명한다. 예를 들면, 도 14의 상측에 나타내는 바와 같이, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)이 이격 상태로 되어 있을 때에, 헤드마운트 디스플레이(60)에 있어서, 비닐 볼의 영상이 표시되는 것으로 한다. 이 경우, 사용자가 제1 변형층(1a)의 표면(제시면)에 접촉함으로써, 비닐 볼의 표면에 접촉하고 있는 듯한, 부드럽고 매끈매끈한 촉감을 제공할 수 있다.

한편, 도 14의 하측에 나타내는 바와 같이, 제1 변형층(1a) 및 제2 변형층(1k)이 근접 상태로 되어 있을 때에, 헤드마운트 디스플레이(60)에 있어서, 골프공의 영상이 표시되는 것으로 한다. 이 경우, 사용자가 제1 변형층(1a)의 표면(제2 변형층(1k)에 의해 요철이 형성됨)에 접촉함으로써, 골프공의 표면에 접촉하고 있는 듯한, 비교적 단단하고 울퉁불퉁한 촉감을 제공할 수 있다.

여기서, 도 28에서는, 사용자에게 영상을 제시하는 장치의 일례로서, 헤드마운트 디스플레이(60)를 예로 들어 설명하였다. 한편, 사용자에게 영상을 제시하는 장치는, 텔레비전 장치, 모니터, 프로젝터 등이어도 상관없다.

<변형예 3>

다음으로, 본 기술의 제3 변형예에 대해 설명한다. 도 29는 제3 변형예에 따른 촉각 제시 장치(120)를 나타내는 모식도이다.

도 29에 나타내는 바와 같이, 제3 변형예에 따른 촉각 제시 장치(120)는, 제1 촉각 제시부(121a)와 제2 촉각 제시부(121b)의 2개의 촉각 제시부(121)를 구비하고 있다.

제1 촉각 제시부(121a)는, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b), 제1 공간(2a), 제2 공간(2b)을 포함하는 2층 구조로 되어 있다. 마찬가지로, 제2 촉각 제시부(121b)는, 제1 변형층(1a), 제2 변형층(1b), 제1 공간(2a), 제2 공간(2b)을 포함하는 2층 구조로 되어 있다. 한편, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)는, 3층 이상의 구조로 되어 있어도 된다.

제1 촉각 제시부(121a)와 제2 촉각 제시부(121b)는, 180°반대 방향으로 배치되어 있다. 또한, 사용자에게 촉각을 제시하는 2개의 제시면(제1 변형층(1a)의 표면)이 180°반대 방향으로 배치되어 있다.

전형적으로는, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)는, 전술한 각 실시형태, 변형예에서 설명한 촉각 제시 장치(100, 105∼119) 중 어느 하나에 대응하고 있다.

제3 변형예에 따른 촉각 제시 장치(120)는, 이른바, 상기 각 실시형태, 각 변형예에 따른 촉각 제시 장치(100, 105∼119)가 2개 준비되고, 이 2개의 촉각 제시 장치가 180°반대 방향으로 배치되며 저부(11)(하층측)가 연결된 구성으로 되어 있다.

도 29에 나타내는 예에서는, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)가, 동일한 구성으로 되어 있지만, 서로 다른 구성으로 되어 있어도 된다. 예를 들면, 제1 촉각 제시부(121a)가 제1 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(100)(도 1참조)에 의해 구성되고, 제2 촉각 제시부(121b)가 제2 실시형태에 따른 촉각 제시 장치(105)(도 5참조)에 의해 구성되어 있어도 된다.

도 30은 사용자가 촉각 제시 장치(120)를 2개의 손가락으로 집음으로써, 사용자에게 촉각이 제시되고 있을 때의 모습을 나타내는 도면이다.

도 30의 상측의 도면에서는, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)에 있어서의 각각의 제1 공간(2a)이 정압으로 되고, 제2 공간(2b)이 부압으로 되어 있다. 이에 의해, 부드러운(또는, 비교적 부드러운, 약간 단단한 정도의 비교적 부드러운) 물체를 2개의 손가락(예를 들면, 엄지 손가락과, 엄지 손가락 이외의 손가락)으로 집고 있는 듯한 촉감을 사용자에게 제시할 수 있다.

도 30의 중앙의 도면에서는, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)에 있어서의 각각의 제1 공간(2a)이 부압으로 되고, 제2 공간(2b)이 정압으로 되어 있다. 이에 의해, 비교적 단단한(또는, 약간 부드러운 정도의 비교적 단단한) 물체를 2개의 손가락으로 집고 있는 듯한 촉감을 사용자에게 제시할 수 있다.

도 30의 하측의 도면에서는, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)에 있어서의 각각의 제1 공간(2a)이 부압으로 되고, 또한, 제2 공간(2b)이 부압으로 되어 있다. 이에 의해, 단단하고 작은 물체를 2개의 손가락으로 집고 있는 듯한 촉감을 사용자에게 제시할 수 있다.

한편, 도 30에서는, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)에서 동일한 압력 제어가 행해지는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)에서 서로 다른 압력 제어가 행해져도 된다. 이에 의해, 2개의 손가락에 대해 서로 다른 유연감을 제시할 수 있다(예를 들면, 일방의 손가락에 대해서는 단단한 촉감, 타방의 손가락에 대해서는 부드러운 촉감).

또한, 도 30에서는, 사용자가 촉각 제시 장치(120)를 2개 손가락으로 집는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 사용자는, 촉각 제시 장치(120)를 3개 이상의 손가락으로 집어도(쥐어도) 된다. 또한, 사용자는, 예를 들면, 일방의 손의 손가락(1∼5개)으로 일방의 촉각 제시부(121)의 제시면(제1 변형층(1a)의 표면)에 접촉하고, 타방의 손의 손가락(1∼5개)으로 타방의 촉각 제시부(121)의 제시면(제1 변형층(1a)의 표면)에 접촉해도 된다.

여기서, 제1 촉각 제시부(121a)의 제2 공간(2b)과, 제2 촉각 제시부(121b)의 제2 공간(2b)이 연통되고 있어도 된다.

도 31은 제1 촉각 제시부(121a)의 제2 공간(2b)과, 제2 촉각 제시부(121b)의 제2 공간(2b)이 연통되는 경우의 일례를 나타내는 도면이다.

도 31에 나타내는 바와 같이, 촉각 제시 장치(122)에서는, 제1 촉각 제시부(121a)의 제2 공간(2b)과, 제2 촉각 제시부(121b)의 제2 공간(2b)을 연통시키는 복수의 연통구(12)가 설치되어 있다.

이와 같이, 2개의 제2 공간(2b)을 연통시킴으로써, 2개의 제2 공간(2b)이 일체로 된다. 따라서, 2개의 제2 공간(2b)의 압력의 제어를 따로따로 행할 필요가 없어져서, 압력의 제어가 용이하게 된다(전형적으로는, 제1 촉각 제시부(121a) 및 제2 촉각 제시부(121b)에서 동일한 압력 제어가 사용되는 경우에 이 방법이 사용된다).

여기서의 설명에서는, 사용자에게 촉각을 제시하는 2개의 제시면(제1 변형층(1a)의 표면)이 180°반대 방향으로 배치되어 있는 경우에 대해 설명하였다. 한편, 이 각도는, 180°반대 방향에 한정되지 않고, 임의의 각도로 설정 가능하다.

도 32는 2개의 제시면이 임의의 각도로 설정된 경우의 일례를 나타내는 도면이다. 도 32에 나타내는 촉각 제시 장치(123)에서는, 제1 촉각 제시부(121a)의 제시면(제1 변형층(1a)의 표면)과, 제2 촉각 제시부(121b)의 제시면(제1 변형층(1a)의 표면)이 90°의 각도로 배치되어 있다.

또한, 여기서의 설명에서는, 촉각 제시 장치가 갖는 촉각 제시부(121)의 수가 2개인 경우에 대해 설명하였다. 한편, 촉각 제시부(121)의 수는, 2개 이상이면 임의로 설정 가능하다.

도 33은 촉각 제시부의 수가 임의의 수로 된 경우의 일례를 나타내는 도면이다. 도 33에 나타내는 촉각 제시 장치(124)는, 5개 손가락에 대응하여 5개의 촉각 제시부(121)(121a∼121e)를 가지고 있다. 사용자는, 5개 손가락으로 촉각 제시 장치(124)를 쥠으로써, 5개 손가락 전체로부터 촉감을 얻을 수 있다.

본 기술은 이하의 구성을 취할 수도 있다.

(1) 표면 측에 위치하는 제1 변형층과,

상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층과,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 그 구동에 의해 상기 유체의 유출입을 제어하는 구동부를 구비하는 촉각 제시 장치.

(2) 상기 (1)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 구동부는, 상기 유체의 유출입을 제어함으로써, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층이 이격되는 제1 상태와, 상기 제2 변형층 및 상기 제2 변형층의 적어도 일부가 서로 근접하는 제2 상태를 스위칭하는, 촉각 제시 장치.

(3) 상기 (2)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 적어도 일부에 있어서 경도가 다른, 촉각 제시 장치.

(4) 상기 (3)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며,

적어도 상기 제1 변형층의 근접부 및 상기 제2 변형층의 근접부의 경도가 다른, 촉각 제시 장치.

(5) 상기 (4)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제2 변형층의 근접부는 상기 제1 변형층의 근접부보다 단단한, 촉각 제시 장치.

(6) 상기 (4)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층의 근접부는 상기 제2 변형층의 근접부보다 단단한, 촉각 제시 장치.

(7) 상기 (4)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 일방의 근접부의 영률이 100MPa 이상이며, 타방의 근접부의 영률이 100MPa 미만인, 촉각 제시 장치.

(8) 상기 (2)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 적어도 일부에 있어서 형상이 다른, 촉각 제시 장치.

(9) 상기 (8)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며,

적어도 상기 제1 변형층의 근접부 및 상기 제2 변형층의 근접부의 형상이 다른, 촉각 제시 장치.

(10) 상기 (2)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로의 근접부를 감합시키기 위한 감합 기구를 갖는, 촉각 제시 장치.

(11) 상기 (10)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 감합 기구는, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 일방의 근접부가 갖는 오목부와, 상기 오목부에 감합하는 타방의 근접부가 갖는 볼록부를 포함하는, 촉각 제시 장치.

(12) 상기 (11)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 볼록부가 상기 오목부에 감합한 상태에서, 상기 볼록부를 상기 오목부에 대해 계지시키는 계지 기구를 더 구비하는, 촉각 제시 장치.

(13) 상기 (11) 또는 (12)에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 볼록부가 상기 오목부에 감합한 상태에서, 상기 볼록부를 상기 오목부에 대해 로크하는 로크 기구를 더 구비하는, 촉각 제시 장치.

(14) 상기 (1)∼(13) 중 어느 하나에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 적어도 일방의 변형층은, 온도를 조정 가능한 온도 조정부를 갖는,

　촉각 제시 장치.

(15) 상기 (1)∼(14) 중 어느 하나에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 적어도 일방의 변형층은 진동부를 갖는, 촉각 제시 장치.

(16) 상기 (1)∼(15) 중 어느 하나에 기재된 촉각 제시 장치로서,

상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간 중 적어도 일방의 공간에 관한 정보를 취득하는 센서부를 더 구비하는, 촉각 제시 장치.

(17) 상기 (1)∼(16) 중 어느 하나에 기재된 촉각 제시 장치로서, 상기 제1 공간에 유출입하는 유체 및 상기 제2 공간에 유출입하는 유체의 성질이 다른, 촉각 제시 장치.

(18) 표면 측에 위치하는 제1 변형층과,

상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층과,

상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어함으로써, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층이 이격되는 제1 상태와, 상기 제2 변형층 및 상기 제2 변형층의 적어도 일부가 서로 근접하는 제2 상태를 스위칭하는 구동부를 구비하는 유체 제어 장치.

(19) 표면 측에 위치하는 제1 변형층 및 상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어하는, 유체 제어 방법.

(20) 표면 측에 위치하는 제1 변형층 및 상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어하는, 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.

1: 변형층
2: 공간
10: 케이싱
20: 유로부
30: 공급원
40: 구동부
50: 제어 장치
100, 105∼120, 122∼124: 촉각 제시 장치(유체 제어 장치)

Claims (20)

1. 표면 측에 위치하는 제1 변형층과,
   상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층과,
   상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 그 구동에 의해 상기 유체의 유출입을 제어하는 구동부를 구비하는, 촉각 제시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는, 상기 유체의 유출입을 제어함으로써, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층이 이격되는 제1 상태와, 상기 제2 변형층 및 상기 제2 변형층의 적어도 일부가 서로 근접하는 제2 상태를 스위칭하는, 촉각 제시 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 적어도 일부에 있어서 경도(hardness)가 다른, 촉각 제시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며,
   적어도 상기 제1 변형층의 근접부 및 상기 제2 변형층의 근접부의 경도가 다른, 촉각 제시 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 변형층의 근접부는 상기 제1 변형층의 근접부보다 단단한, 촉각 제시 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 변형층의 근접부는 상기 제2 변형층의 근접부보다 단단한, 촉각 제시 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 일방의 근접부의 영률(Young's modulus)이 100MPa 이상이며, 타방의 근접부의 영률이 100MPa 미만인, 촉각 제시 장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 적어도 일부에 있어서 형상이 다른, 촉각 제시 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며,
   적어도 상기 제1 변형층의 근접부 및 상기 제2 변형층의 근접부의 형상이 다른, 촉각 제시 장치.
10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로 근접하는 근접부를 각각 가지며,
    상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층은, 상기 제2 상태에서 서로의 근접부를 감합시키기 위한 감합 기구를 갖는, 촉각 제시 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 감합 기구는, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 일방의 근접부가 갖는 오목부와, 상기 오목부에 감합하는 타방의 근접부가 갖는 볼록부를 포함하는, 촉각 제시 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 볼록부가 상기 오목부에 감합한 상태에서, 상기 볼록부를 상기 오목부에 대해 계지시키는 계지 기구를 더 구비하는, 촉각 제시 장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 볼록부가 상기 오목부에 감합한 상태에서, 상기 볼록부를 상기 오목부에 대해 로크하는(lock) 로크 기구를 더 구비하는, 촉각 제시 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 적어도 일방의 변형층은, 온도를 조정 가능한 온도 조정부를 갖는, 촉각 제시 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층 중 적어도 일방의 변형층은 진동부를 갖는, 촉각 제시 장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간 중 적어도 일방의 공간에 관한 정보를 취득하는 센서부를 더 구비하는, 촉각 제시 장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공간에 유출입하는 유체 및 상기 제2 공간에 유출입하는 유체의 성질이 다른, 촉각 제시 장치.
18. 표면 측에 위치하는 제1 변형층과,
    상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층과,
    상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어함으로써, 상기 제1 변형층 및 상기 제2 변형층이 이격되는 제1 상태와, 상기 제2 변형층 및 상기 제2 변형층의 적어도 일부가 서로 근접하는 제2 상태를 스위칭하는 구동부를 구비하는, 유체 제어 장치.
19. 표면 측에 위치하는 제1 변형층 및 상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어하는, 유체 제어 방법.
20. 표면 측에 위치하는 제1 변형층 및 상기 제1 변형층보다 내측에 위치하는 제2 변형층의 사이에서 유체를 보유하는 제1 공간과, 상기 제2 변형층보다 내측에서 유체를 보유하는 제2 공간에 있어서, 상기 유체의 유출입을 제어하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.

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