WO2019187891A1 - 触覚システム - Google Patents

触覚システム Download PDF

Info

Publication number
WO2019187891A1
WO2019187891A1 PCT/JP2019/007222 JP2019007222W WO2019187891A1 WO 2019187891 A1 WO2019187891 A1 WO 2019187891A1 JP 2019007222 W JP2019007222 W JP 2019007222W WO 2019187891 A1 WO2019187891 A1 WO 2019187891A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
haptic
sensor
tactile
finger
reference position
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/007222
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲史 莊司
敏輝 和田
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to US16/981,382 priority Critical patent/US11693480B2/en
Publication of WO2019187891A1 publication Critical patent/WO2019187891A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B6/00—Tactile signalling systems, e.g. personal calling systems
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/003—Repetitive work cycles; Sequence of movements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Definitions

  • the present invention relates to a tactile system that provides tactile stimulation to a user.
  • the tactile device is designed on the assumption of a specific gripping shape in consideration of the positional relationship of actuators and electrodes, mechanical efficiency, and the like for effective expression of performance.
  • a vibrator is provided at each of one end and the other end of the casing, the left thumb is placed on one end, the right thumb is placed on the other end, and the casing is gripped to rotate the user.
  • a device that provides a tactile sensation see Patent Document 1.
  • the above-described technology is configured to generate the haptic sensation most effectively by lightly grasping the vicinity of the left and right ends of the casing with a fingertip.
  • the above-described technique has a high degree of freedom of gripping, it is often not always gripped as intended by the designer. If the place to hold
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to more easily guide the manner of gripping the housing.
  • a haptic system includes a haptic device and a control device, and the haptic device detects a contact between a housing that can be gripped and a user's finger that is housed in the housing and grips the housing.
  • a notification unit that receives a notification instruction and notifies that at least one of the fact that the finger contact position is deviated from the reference position and that the finger contact position matches the reference position, and a user who holds the housing
  • a tactile stimulus generation unit that applies tactile stimulus to the control device, and the control device determines whether or not the sensor information on the finger contact position detected by the sensor matches the preset reference position information
  • an instruction unit that transmits a notification instruction to the notification unit in at least one of a case where the sensor information and the reference position information do not match and a case where the sensor information and the reference position information match.
  • the tactile system includes a plurality of tactile devices, and the determination unit determines whether or not the sensor information about the contact position of the finger detected by the sensor matches the preset reference position information for each of the tactile devices.
  • the instruction unit transmits the notification instruction to the notification unit for each of the tactile devices.
  • a plurality of sensors are provided in the housing, and the determination unit is derived from a specific relational expression from a combination of detection results of finger contact by the plurality of sensors or a detection result of finger contact by the plurality of sensors. Is the sensor information.
  • the senor may be a capacitance type.
  • the haptic stimulus generation unit may be configured by an actuator that generates mechanical vibration.
  • the actuator provides tactile stimulation by, for example, asymmetric vibration.
  • at least one of the electrodes constituting the sensor may be connected to the extrapolated portion of the actuator or to be electrically equipotential.
  • the haptic stimulus generator may be composed of an electrode that applies electrical stimulation to fingers.
  • at least one of the electrodes constituting the sensor may be connected to the electrode constituting the tactile stimulus generator, or to be electrically equipotential.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a haptic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a photograph showing an example of a haptic device.
  • FIG. 3A is a configuration diagram showing another configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a configuration diagram showing another configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a partial configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) showing a partial configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) showing a partial configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing a partial configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a photograph showing an example of a haptic device.
  • FIG. 7 is a photograph showing an example of a haptic device.
  • FIG. 8 is a photograph showing an example of a haptic device.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of how to hold using the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a configuration diagram showing a partial configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is a photograph illustrating an example of how to hold using the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a configuration diagram showing a partial configuration of the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is a photograph illustrating an example of how to hold using the haptic device
  • FIG. 10C is a photograph illustrating an example of how to hold using the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10D is a photograph illustrating an example of how to hold using the haptic device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a photograph shown in Patent Document 2.
  • This haptic system includes a haptic device 100 and a control device 200.
  • the tactile device 100 includes a housing 101, a sensor 102, a notification unit 103, and a tactile stimulus generation unit 104.
  • the haptic device 100 includes a transmission / reception unit 105.
  • the housing 101 has, for example, an outer shape that can be gripped by the user's hand as illustrated in the photograph of FIG.
  • the sensor 102 detects contact of a user's finger holding the housing 101.
  • the sensor information regarding the contact position of the finger detected by the sensor 102 is transmitted to the control device 200 by the transmission / reception unit 105.
  • the sensor 102 is, for example, a capacitance type.
  • the sensor 102 is accommodated in the housing 101.
  • the notification unit 103 receives the notification instruction and notifies at least one of the fact that the finger contact position is deviated from the reference position and that the finger contact position matches the reference position.
  • the notification instruction is received by the transmission / reception unit 105 and accepted by the notification unit 103.
  • the tactile stimulus generation unit 104 gives tactile stimulus to the user holding the casing 101.
  • the tactile stimulus generator 104 is composed of, for example, an actuator that generates mechanical vibration.
  • the actuator provides tactile stimulation by, for example, asymmetric vibration.
  • the tactile stimulus generation unit 104 includes, for example, an electrode that applies electrical stimulation to fingers.
  • the notification unit 103 and the tactile stimulus generation unit 104 are accommodated in the housing 101.
  • the control device 200 includes a determination unit 201 and an instruction unit 202. In addition, the control device 200 includes a transmission / reception unit 203.
  • the determination unit 201 determines whether the sensor information related to the finger contact position detected by the sensor 102 of the haptic device 100 matches the preset reference position information. If the sensor information and the reference position information do not match, it can be determined that the gripping position is shifted.
  • the sensor information is transmitted from the transmission / reception unit 105 of the haptic device 100, received by the transmission / reception unit 203 of the control device 200, and received by the determination unit 201.
  • a plurality of sensors 102 are provided in the housing 101, and the determination unit 201 uses a combination of detection results of finger contact by the plurality of sensors 102 as sensor information. Further, the determination unit 201 uses, as sensor information, a value derived from a specific relational expression from detection results of finger contact by the plurality of sensors 102.
  • the instruction unit 202 transmits a notification instruction to the notification unit 103 when the sensor information and the reference position information do not match, or when the sensor information and the reference position information match. If the sensor information and the reference position information do not match, the instruction unit 202 transmits a notification instruction for notifying that the sensor information and the reference position information do not match to the notification unit 103. In addition, when the sensor information and the reference position information match, the instruction unit 202 transmits a notification instruction for notifying the matching to the notification unit 103.
  • the notification instruction is transmitted to the haptic device 100 by the transmission / reception unit 203, received by the transmission / reception unit 105 of the haptic device 100, and accepted by the notification unit 103.
  • the notification unit 103 that has received the instruction notification notifies the user that the finger contact position is shifted or the finger contact position matches the reference position in accordance with the content of the received notification instruction.
  • the notification instruction that the finger contact position is shifted is transmitted when it is determined that the sensor information does not match the reference position information and the gripping position is shifted.
  • the notification by the notification unit 103 that has received the instruction allows the user to determine that the contact position of the finger holding the housing 101 is shifted.
  • the control device 200 is, for example, a computer device that includes a CPU (Central Processing Unit), a main storage device, an external storage device, a network connection device (transmission / reception unit), and the like, and is developed in the main storage device.
  • a CPU Central Processing Unit
  • main storage device main storage device
  • an external storage device external storage device
  • network connection device transmission / reception unit
  • the control device 200 may receive sensor information in a plurality of haptic devices 100.
  • the determination unit 201 of the control device 200 determines, for each of the plurality of haptic devices 100, whether or not the sensor information related to the finger contact position detected by the sensor 102 matches the preset reference position information.
  • the instruction unit 202 of the control device 200 transmits the above notification instruction to the corresponding notification unit 103 of the haptic device 100 for each of the haptic devices 100 automatically or by an operation based on the judgment of the administrator. .
  • the determination result by the control device 200 may be transmitted to the terminal device 220, the terminal device 220 may take statistics regarding the gripping position, and the statistics may be displayed. Further, the terminal device 220 may manage information related to the grip position in each haptic device 100 in association with the position information or the individual identification code of each haptic device 100.
  • sensor information in the plurality of tactile devices 100 is relayed by the relay device 221 and transmitted to the control device 200, and a notification instruction from the control device 200 is relayed by the relay device 221. , It may be transmitted to the corresponding haptic device 100.
  • the sensor 102 includes, for example, a plurality of electrodes (detection electrodes) 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 as shown in FIG.
  • the electrodes 121, 122, 123, and 124 are disposed on the main surface of the housing 101. Further, the electrode 125 and the electrode 126 are disposed on one side surface adjacent to the peripheral surface of the housing 101.
  • the electrode 127 and the electrode 128 are disposed on the side surface opposite to the side surface on which the electrodes 125 and 126 are disposed.
  • the material of the housing 101 at the portion where the electrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126, and 127 are in contact is made of an insulating material such as plastic or hard vinyl.
  • the electrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 detect, for example, the capacitance generated by the contact of the user's finger holding the housing 101.
  • the electrode 121 is formed on the front surface side of the housing 101 so that the finger 106 can come into contact therewith.
  • the electrode 121a may be formed on the back side of the housing 101, and the finger 106 may not be in contact with the electrode 121a.
  • the extrapolated portion of the actuator is made of metal and is electrically floating, electrostatic coupling occurs if fingers are placed even in the casing 101 in this portion. In this case, the detection performance of the capacitance by the sensor 102 is a cause.
  • the extrapolated portion of the actuator is grounded, static electricity generated in the housing 101 is attenuated by the grounding, and therefore cannot be grounded.
  • the above-described problem can be solved by connecting at least one of the electrodes constituting the sensor 102 so that the extrapolated portion of the actuator is common or electrically equipotential.
  • the gripping position is determined by continuous sound from the speaker as shown in FIG. Notify the user of the deviation.
  • the sensor information and the reference position information match and it is determined that the gripping position is correct
  • the fact that the gripping position is correct is used as shown in FIG. The person in charge.
  • the gripping position is shifted due to continuous vibration by the actuator as shown in FIG.
  • the sensor information and the reference position information match and it is determined that the gripping position is correct, as shown in FIG. 8 (b)
  • the user is notified that the gripping position is correct due to discontinuous vibration by the actuator.
  • the tactile stimulus generation unit 104 is composed of electrodes that apply electrical stimulation to fingers
  • a plurality of electrodes 111 are provided on the casing 101 of the tactile device 100 as shown in FIG.
  • electrical stimulation by the electrode 111 is performed on the lower side of the housing 101 as shown in FIG. Are sequentially generated from the first electrode 111 to the upper electrode 111. This prompts the user to move the holding hand to the upper side of the housing 101.
  • FIG. 9B when the gripping position is correct, the sensor information matches the reference position information, and it is determined that the gripping position is correct, the electrical stimulation by the electrode 111 is stopped.
  • a weak current is caused to flow between adjacent electrodes 111 by a stimulation circuit, and the current between these is detected by a detection circuit.
  • the circuit is provided for each adjacent electrode 111.
  • a thumb and forefinger are in contact with adjacent electrodes 111, a current flows between these electrodes, and the contact is detected.
  • no current flows and it can be determined that they are not in contact with each other.
  • at least one of the electrodes constituting the sensor 102 may be connected to the electrodes constituting the tactile stimulus generation unit 104 so as to be common or electrically equipotential.
  • an electrode 121 a and an electrode 122 a for detecting contact of a user's finger holding the housing 101 are provided on the back surface of the housing 101.
  • the electrode 121a detects a finger contact with the housing 101 and the electrode 122a does not detect a finger contact with the housing 101, the electrode 121a is set to the correct gripping state and the other is set to the wrong gripping state.
  • the sensor of the tactile device detects the contact of the finger of the user holding the housing, and the sensor information on the contact position of the finger detected by the sensor in the determination unit of the control device And whether or not the preset reference position information matches, and if the sensor information and the reference position information do not match, the user is notified that the touch position of the finger is shifted. I made it.
  • the manner of gripping the housing can be guided more easily.
  • the present invention a sufficient tactile effect is obtained and an optimum state is obtained.
  • direct contact with another person is unnecessary for instruction, and the grasping state can be sufficiently confirmed.
  • the gripping condition of the human hand obtained from the sensor provided in the haptic device in the present invention is used for purposes other than feedback to the haptic function, for example, whether the haptic device is gripped or left on a desk or the like. It can also be used for purposes such as detecting the state of whether or not, and transmitting some intention indication by the presence / absence or change of the contact position.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Tactile device, 101 ... Housing, 102 ... Sensor, 103 ... Notification part, 104 ... Tactile stimulus generation part, 105 ... Transmission / reception part, 200 ... Control apparatus, 201 ... Determination part, 202 ... Instruction part, 203 ... Transmission / reception part .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

筐体の把持の仕方がより容易に誘導できるようにする。 触覚装置１００および制御装置２００を備える。触覚装置１００のセンサ１０２は、筐体１０１を把持する利用者の手指の接触を検出し、制御装置２００の判定部２０１は、触覚装置１００のセンサ１０２が検出した手指の接触位置に関するセンサ情報と、あらかじめ設定されている基準位置情報とが一致するか否かを判定し、指示部２０２は、センサ情報と基準位置情報とが一致しない場合、センサ情報と基準位置情報とが一致する場合の少なくとも一方の場合に、通知指示を通知部１０３に送信する。触覚装置１００の通知部１０３は、通知指示を受け付けて手指の接触位置がずれている旨、または手指の接触位置が基準位置と一致している旨を利用者に通知する。

Description

触覚システム
　本発明は、触覚刺激を利用者に与える触覚システムに関する。
　振動、電気刺激、機構的変形、圧電素子などを用いた触覚デバイスを利用した端末機器や、この端末装置を用いたサービス開発が行われている。触覚デバイスは、性能の効果的な発現のために、アクチュエータや電極などの位置関係、機構的な効率などを考慮し、特定の把持形状を基準とした想定をして設計がなされている。例えば、筐体の一端および他端の各々に振動子を設け、一端側に左手の親指を配置し、他端側に右手の親指を配置して筐体を把持することで、利用者に回転の触力覚を与える装置が提案されている（特許文献１参照）。
　上述した技術では、筐体の左右端付近を指先で軽く把持することで、最も効果的に触力覚を発生させる構成となっている。しかしながら、上述した技術では、把持の自由度が高いため、必ずしも設計者の意図通りには、把持されない場合が多い。把持する箇所が異なれば、利用者における触力覚は低下することになる。このため、筐体の外部形状等により把持の仕方を誘導するなどの工夫がなされてきた（図１１、特許文献２参照）。
国際公開第２０１７／１１５７２９号 意匠登録第１５７１０５３号
　ところが、人間の手は、多様な形状の物体に適応して把持することが可能であり、上述した技術のように誘導する外形形状としていても、設計者が意図しない箇所で把持を行うことがしばしばあった。また、把持部の状況が掌の中に隠れがちであるため、操作者が正しい把持方法を把握するため、他の操作者の実技や記録映像などを確認することが容易ではなく、また、指導者等が指導を行うにあたっても、操作者の把持状況を確認することが容易ではない。このため、従来では、例えば、触覚装置の特性を熟知した指導者が個々の操作者の手指に接触して指導することが必要となるなど、触覚装置の筐体の把持の仕方を誘導することが容易ではないという問題があった。
　本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、筐体の把持の仕方がより容易に誘導できるようにすることを目的とする。
　本発明に係る触覚システムは、触覚装置および制御装置を備え、触覚装置は、把持可能とされた筐体と、筐体に収容されて筐体を把持する利用者の手指の接触を検出するセンサと、通知指示を受け付けて手指の接触位置が基準位置からずれている旨、手指の接触位置が基準位置と一致している旨の少なくとも一方を通知する通知部と、筐体を把持する利用者に触覚刺激を与える触覚刺激生成部とを備え、制御装置は、センサが検出した手指の接触位置に関するセンサ情報と、あらかじめ設定されている基準位置情報とが一致するか否かを判定する判定部と、センサ情報と基準位置情報とが一致しない場合、センサ情報と基準位置情報とが一致する場合の少なくとも一方の場合に、通知指示を通知部に送信する指示部とを備える。
　上記触覚システムにおいて、複数の触覚装置を備え、判定部は、触覚装置の各々について、センサが検出した手指の接触位置に関するセンサ情報と、あらかじめ設定されている基準位置情報とが一致するか否かを判定し、指示部は、触覚装置の各々について、上記通知指示を通知部に送信する。
　上記触覚システムにおいて、複数のセンサが筐体に設けられ、判定部は、複数のセンサによる手指の接触の検出結果の組み合わせ、または複数のセンサによる手指の接触の検出結果から特定の関係式より導き出される値をセンサ情報とする。
　上記触覚システムにおいて、センサは、静電容量型であればよい。
　上記触覚システムにおいて、触覚刺激生成部は、機械的振動を発生させるアクチュエータから構成されていればよい。アクチュエータは、例えば非対称な振動により触覚刺激を与える。この場合、センサを構成する電極の少なくとも１つは、アクチュエータの外挿部と共通、または電気的に等電位となるように接続されているとよい。
　上記触覚システムにおいて、触覚刺激生成部は、手指に電気刺激を与える電極から構成されていてもよい。この場合、センサを構成する電極の少なくとも１つは、触覚刺激生成部を構成する電極と共通、または電気的に等電位となるように接続されているとよい。
　以上説明したことにより、本発明によれば、筐体の把持の仕方がより容易に誘導できるという優れた効果が得られる。
図１は、本発明の実施の形態における触覚装置の構成を示す構成図である。 図２は、触覚装置の例を示す写真である。 図３Ａは、本発明の実施の形態における触覚装置の他の構成を示す構成図である。 図３Ｂは、本発明の実施の形態における触覚装置の他の構成を示す構成図である。 図４は、本発明の実施の形態における触覚装置の一部構成を示す斜視図である。 図５Ａは、本発明の実施の形態における触覚装置の一部構成を示す斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。 図５Ｂは、本発明の実施の形態における触覚装置の一部構成を示す斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。 図６は、触覚装置の例を示す写真である。 図７は、触覚装置の例を示す写真である。 図８は、触覚装置の例を示す写真である。 図９は、本発明の実施の形態における触覚装置を用いた把持の仕方の誘導例を説明する説明図である。 図１０Ａは、本発明の実施の形態における触覚装置の一部構成を示す構成図である。 図１０Ｂは、本発明の実施の形態における触覚装置を用いた把持の仕方の誘導例を説明する写真である。 図１０Ｃは、本発明の実施の形態における触覚装置を用いた把持の仕方の誘導例を説明する写真である。 図１０Ｄは、本発明の実施の形態における触覚装置を用いた把持の仕方の誘導例を説明する写真である。 図１１は、特許文献２に示された写真である。
　以下、本発明の実施の形態おける触覚システムについて図１を参照して説明する。この触覚システムは、触覚装置１００および制御装置２００を備える。
　触覚装置１００は、筐体１０１，センサ１０２，通知部１０３，触覚刺激生成部１０４を備える。また、触覚装置１００は、送受信部１０５を備える。
　筐体１０１は、例えば、図２の写真に例示するように、利用者の手による把持が可能とされた外形とされている。センサ１０２は、筐体１０１を把持する利用者の手指の接触を検出する。センサ１０２が検出した手指の接触位置に関するセンサ情報は、送受信部１０５により制御装置２００に送信される。センサ１０２は、例えば、静電容量型である。センサ１０２は、筐体１０１に収容されている。
　通知部１０３は、通知指示を受け付けて手指の接触位置が基準位置からずれている旨、手指の接触位置が基準位置と一致している旨の少なくとも一方を通知する。通知指示は、送受信部１０５で受信されて通知部１０３に受け付けられる。触覚刺激生成部１０４は、筐体１０１を把持する利用者に触覚刺激を与える。触覚刺激生成部１０４は、例えば、機械的振動を発生させるアクチュエータから構成されている。アクチュエータは、例えば非対称な振動により触覚刺激を与える。また、触覚刺激生成部１０４は、例えば、手指に電気刺激を与える電極から構成されている。通知部１０３および触覚刺激生成部１０４は、筐体１０１に収容されている。
　制御装置２００は、判定部２０１および指示部２０２を備える。また、制御装置２００は、送受信部２０３を備える。
　判定部２０１は、触覚装置１００のセンサ１０２が検出した手指の接触位置に関するセンサ情報と、あらかじめ設定されている基準位置情報とが一致するか否かを判定する。センサ情報と基準位置情報とが一致しない場合、把持位置がずれていると判断できる。センサ情報は、触覚装置１００の送受信部１０５から送信され、制御装置２００の送受信部２０３で受信され、判定部２０１で受け付けられる。
　例えば、複数のセンサ１０２が筐体１０１に設けられ、判定部２０１は、複数のセンサ１０２による手指の接触の検出結果の組み合わせをセンサ情報として用いる。また、判定部２０１は、複数のセンサ１０２による手指の接触の検出結果から特定の関係式より導き出される値をセンサ情報とする。
　指示部２０２は、センサ情報と基準位置情報とが一致しない場合、センサ情報と基準位置情報とが一致する場合の少なくとも一方の場合に、通知指示を通知部１０３に送信する。指示部２０２は、センサ情報と基準位置情報とが一致しない場合、一致しない旨の通知をするための通知指示を通知部１０３に送信する。また、指示部２０２は、センサ情報と基準位置情報とが一致する場合、一致する旨の通知をするための通知指示を通知部１０３に送信する。通知指示は、送受信部２０３により触覚装置１００に送信され、触覚装置１００の送受信部１０５で受信され、通知部１０３で受け付けられる。
　指示通知を受け付けた通知部１０３は、受け付けた通知指示の内容に従い、手指の接触位置がずれている旨、または手指の接触位置が基準位置と一致している旨を利用者に通知する。手指の接触位置がずれている旨の通知指示は、前述したように、センサ情報と基準位置情報とが一致せず、把持位置がずれていると判断される場合に送信されるため、この通知指示を受け付けた通知部１０３による通知により、利用者は、筐体１０１を把持している手指の接触位置がずれていることが判断できる。
　制御装置２００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）と主記憶装置と外部記憶装置とネットワーク接続装置（送受信部）となどを備えたコンピュータ機器であり、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵが動作することで、上述した各機能が実現される。
　ところで、図３Ａに示すように、複数の触覚装置１００におけるセンサ情報を、制御装置２００で受信する構成としてもよい。制御装置２００の判定部２０１は、複数の触覚装置１００の各々について、センサ１０２が検出した手指の接触位置に関するセンサ情報と、あらかじめ設定されている基準位置情報とが一致するか否かを判定する。また、制御装置２００の指示部２０２は、触覚装置１００の各々について、自動的にまたは管理者の判断に基づく操作により、前述した通知指示を対応する触覚装置１００の通知部１０３に対して送信する。
　また、制御装置２００による判定結果などは、端末装置２２０に送信し、端末装置２２０において把持位置に関する統計をとり、この統計量を表示するようにしてもよい。また、端末装置２２０は、各触覚装置１００における把持位置に関する情報を、各触覚装置１００の位置情報あるいは固体識別符号と関連付けて管理するようにしてもよい。
　なお、図３Ｂに示すように、複数の触覚装置１００におけるセンサ情報を、中継装置２２１で中継して制御装置２００に送信し、また、制御装置２００からの通知指示を、中継装置２２１で中継し、対応する触覚装置１００に送信するようにしてもよい。
　センサ１０２は、例えば、図４に示すように、複数の電極（検出電極）１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７を備える。電極１２１，１２２，１２３，１２４は、筐体１０１の主面に配置されている。また、電極１２５，電極１２６は、筐体１０１の周面に隣接する１つの側面に配置されている。電極１２７，電極１２８は、電極１２５，１２６が配置された側面に対向する側面に配置されている。電極１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７が接触する部分の筐体１０１の材料は、プラスティック、硬質ビニールなどの絶縁材料から構成する。
　また、電極１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７は、例えば、筐体１０１を把持する利用者の手指の接触により発生する静電容量を検出する。例えば、電極１２１は、図５Ａに示すように、筐体１０１の表面側に形成され、指１０６が接触可能とされている。また、図５Ｂに示すように、筐体１０１の裏面側に電極１２１ａを形成し、指１０６は、電極１２１ａには接触しない構成としてもよい。
　なお、センサ１０２を構成する電極の少なくとも１つと、アクチュエータの外挿部とが共通または電気的に等電位となるように接続してもよい。アクチュエータの外挿部が金属製であり、これが電気的に浮いている場合、この部分における筐体１０１でも手指が配置されれば静電結合が発生する。この場合は、センサ１０２による静電容量の検出性能が低下する原因となる。ここで、アクチュエータの外挿部を、接地すると、筐体１０１で発生した静電気が、接地により減衰するので、接地することができない。これらに対し、センサ１０２を構成する電極の少なくとも１つを、アクチュエータの外挿部とが共通または電気的に等電位となるように接続することで、上述した問題が解消できる。
　次に、判定結果の通知例について説明する。例えば、センサ情報と基準位置情報とが一致せず、把持位置がずれていると判断された場合、図６の（ａ）に示すように、赤色のランプの点灯により、手指の接触位置（把持位置）がずれている旨を利用者に通知する。一方、センサ情報と基準位置情報とが一致し、把持位置が正しいと判断された場合、図６の（ｂ）に示すように、青色のランプの点灯により、把持位置が正しい旨を利用者に通知する。なお、明暗、図形や文字の表示、表示位置などを変化させることで、把持位置の一致不一致を通知するようにしてもよい。
　また、例えば、センサ情報と基準位置情報とが一致せず、把持位置がずれていると判断された場合、図７の（ａ）に示すように、スピーカからの連続した音響により、把持位置がずれている旨を利用者に通知する。一方、センサ情報と基準位置情報とが一致し、把持位置が正しいと判断された場合、図７の（ｂ）に示すように、スピーカからの不連続な音響により、把持位置が正しい旨を利用者に通知する。なお、音程、音量、旋律などを変化させることで、把持位置の一致不一致を通知するようにしてもよい。
　また、例えば、センサ情報と基準位置情報とが一致せず、把持位置がずれていると判断された場合、図８の（ａ）に示すように、アクチュエータによる連続した振動により、把持位置がずれている旨を利用者に通知する。一方、センサ情報と基準位置情報とが一致し、把持位置が正しいと判断された場合、図８の（ｂ）に示すように、アクチュエータによる不連続な振動により、把持位置が正しい旨を利用者に通知する。なお、振動強度、振動の周波数、振動する位置などを変化させることで、把持位置の一致不一致を通知するようにしてもよい。
　また、触覚刺激生成部１０４を、手指に電気刺激を与える電極から構成する場合、図９に示すように、複数の電極１１１を、触覚装置１００の筐体１０１に設ける。例えば、センサ情報と基準位置情報とが一致せず、把持位置がずれていると判断された場合、図９の（ａ）に示すように、電極１１１による電気刺激を、筐体１０１の下側の電極１１１から上側の電極１１１へと順に発生させる。これにより、利用者に対し、把持している手を筐体１０１の上側へ移動することを促す。図９の（ｂ）に示すように、把持位置が正しい状態となり、センサ情報と基準位置情報とが一致し、把持位置が正しいと判断されると、電極１１１による電気刺激を停止する。
　例えば、隣り合う電極１１１の間に刺激回路により微弱電流を流し、これらの間の電流を検出回路で検出する。隣り合う電極１１１ごとに、上記回路を設ける。例えば、隣り合う電極１１１に、親指および人差し指が接触すると、これらの電極間には電流が流れ、接触が検出される。隣り合う電極１１１の両者に接触していない場合、電流が流れず、非接触と判断できる。なお、この構成において、センサ１０２を構成する電極の少なくとも１つは、触覚刺激生成部１０４を構成する電極と共通、または電気的に等電位となるように接続するとよい。このようにすることで、前述同様に、センサ１０２による静電容量の検出性能の低下が抑制できるようになる。
　次に、実施例を用いてより詳細に説明する。例えば、図１０Ａに示すように、筐体１０１の裏面に、筐体１０１を把持する利用者の手指の接触を検出するための電極１２１ａおよび電極１２２ａを設ける。電極１２１ａが、筐体１０１への指の接触を検出し、電極１２２ａが、筐体１０１への指の接触を検出しない場合、正しい把持状態としこれ以外を誤った把持状態とする。
　上述した構成において、図１０Ｂに示すように、親指の先端が、電極１２１ａの位置に配置されると、電極１２１ａが、親指の接触を検出し、電極１２２ａは、筐体１０１への指の接触を検出しない。この結果、図１０Ｂに示す状態では、把持位置が正しい旨が利用者に通知される。一方、図１０Ｃおよび図１０Ｄに示す状態では、電極１２１ａで指の接触が検出されないので、把持位置が誤っている旨が利用者に通知される。さらに、図１０Ｃに示す状態では、電極１２２ａにより指の接触が検知されるので、所定の位置より接触位置が下がっていること、もしくは所定の位置が接触位置より上方であることを、より具体的な指示として利用者へ送信（通知）することが可能となる。
　以上に説明したように、本発明では、触覚装置のセンサで、筐体を把持する利用者の手指の接触を検出し、制御装置の判定部で、センサが検出した手指の接触位置に関するセンサ情報と、あらかじめ設定されている基準位置情報とが一致するか否かを判定し、センサ情報と基準位置情報とが一致しない場合に、手指の接触位置がずれている旨を利用者に通知するようにした。この結果、本発明によれば、筐体の把持の仕方がより容易に誘導できるようになる。
　従来の技術では、設計者の意図と異なる把持を招きがちである結果、触覚効果が充分に得られず、最適な状態が得られないことがしばしばあった。また、操作指導を行う指導者がいたとしても、指導のために他人との直接的な接触が必要となり、また、把持の状況が掌や手指に隠れて充分に確認できない場合があった。操作者が遠隔地に存在する場合や多人数である場合は、個別に確認すること自体が困難である。これらにより、充分な触覚効果を発揮することが困難な場合があった。
　本発明によれば、触覚効果が充分に得られ、最適な状態が得られる。また、指導のために他人との直接的な接触が不要であり、把持の状況が充分に確認できる。また、利用者（操作者）が遠隔地に存在する場合や多人数である場合であっても、個別に確認すること可能である。また、本発明で触覚装置に設けたセンサから得られる人の手の把持状況は、触覚機能へのフィードバック以外の用途、例えば、触覚装置が把持されているのかあるいは机上などに放置されているのかどうかなどの状態検出や、接触位置の有無や位置の変更により何らかの意思表示を伝達する用途などにも活用可能である。
　なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
　１００…触覚装置、１０１…筐体、１０２…センサ、１０３…通知部、１０４…触覚刺激生成部、１０５…送受信部、２００…制御装置、２０１…判定部、２０２…指示部、２０３…送受信部。

Claims (9)

  1. 　触覚装置および制御装置を備え、
    　前記触覚装置は、
    　把持可能とされた筐体と、
    　前記筐体に収容されて前記筐体を把持する利用者の手指の接触を検出するセンサと、
    　通知指示を受け付けて前記手指の接触位置が基準位置からずれている旨、前記手指の接触位置が前記基準位置と一致している旨の少なくとも一方を通知する通知部と、
    　前記筐体を把持する前記利用者に触覚刺激を与える触覚刺激生成部と
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記センサが検出した前記手指の接触位置に関するセンサ情報と、あらかじめ設定されている基準位置情報とが一致するか否かを判定する判定部と、
    　前記センサ情報と前記基準位置情報とが一致しない場合、前記センサ情報と前記基準位置情報とが一致する場合の少なくとも一方の場合に、前記通知指示を前記通知部に送信する指示部と
    　を備えることを特徴とする触覚システム。
  2. 　請求項１記載の触覚システムにおいて、
    　複数の前記触覚装置を備え、
    　前記判定部は、前記触覚装置の各々について、前記センサが検出した前記手指の接触位置に関する前記センサ情報と、あらかじめ設定されている前記基準位置情報とが一致するか否かを判定し、
    　前記指示部は、前記触覚装置の各々について、前記通知指示を前記通知部に送信する
    　ことを特徴とする触覚システム。
  3. 　請求項１または２記載の触覚システムにおいて、
    　複数の前記センサが前記筐体に設けられ、
    　前記判定部は、複数の前記センサによる前記手指の接触の検出結果の組み合わせ、または複数の前記センサによる前記手指の接触の検出結果から特定の関係式より導き出される値を前記センサ情報とする
    　ことを特徴とする触覚システム。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の触覚システムにおいて、
    　前記センサは、静電容量型であることを特徴とする触覚システム。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の触覚システムにおいて、
    　前記触覚刺激生成部は、機械的振動を発生させるアクチュエータから構成されていることを特徴とする触覚システム。
  6. 　請求項５記載の触覚システムにおいて、
    　前記アクチュエータは、非対称な振動により前記触覚刺激を与えることを特徴とする触覚システム。
  7. 　請求項５または６記載の触覚システムにおいて、
    　前記センサを構成する電極の少なくとも１つは、前記アクチュエータの外挿部と共通、または電気的に等電位となるように接続されていることを特徴とする触覚システム。
  8. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の触覚システムにおいて、
    　前記触覚刺激生成部は、前記手指に電気刺激を与える電極から構成されていることを特徴とする触覚システム。
  9. 　請求項８記載の触覚システムにおいて、
    　前記センサを構成する電極の少なくとも１つは、前記触覚刺激生成部を構成する電極と共通、または電気的に等電位となるように接続されていることを特徴とする触覚システム。
PCT/JP2019/007222 2018-03-26 2019-02-26 触覚システム WO2019187891A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/981,382 US11693480B2 (en) 2018-03-26 2019-02-26 Tactile system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018057757A JP6891842B2 (ja) 2018-03-26 2018-03-26 触覚システム
JP2018-057757 2018-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019187891A1 true WO2019187891A1 (ja) 2019-10-03

Family

ID=68061212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/007222 WO2019187891A1 (ja) 2018-03-26 2019-02-26 触覚システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11693480B2 (ja)
JP (1) JP6891842B2 (ja)
WO (1) WO2019187891A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023133635A (ja) * 2020-07-30 2023-09-26 ソニーグループ株式会社 情報処理装置、触感提示システム及びプログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006048302A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Sony Corp 圧電複合装置、その製造方法、その取扱方法、その制御方法、入出力装置及び電子機器
JP2014062962A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Sony Corp 情報処理装置、筆記具、情報処理方法およびプログラム
JP2015231098A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 ソニー株式会社 振動装置、および振動方法
JP2017033335A (ja) * 2015-08-03 2017-02-09 日本電信電話株式会社 牽引力発生装置
JP2017037583A (ja) * 2015-08-14 2017-02-16 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド コンピュータの入力システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4063131B2 (ja) * 2003-04-15 2008-03-19 セイコーエプソン株式会社 画像処理装置及び触覚・力覚提示方法
JP5468049B2 (ja) * 2011-08-30 2014-04-09 株式会社ミルコン 雨水貯水槽における換気装置
US20150370404A1 (en) * 2014-06-23 2015-12-24 Touchplus Information Corp. Multi-phase touch-sensing electronic device
JP6233248B2 (ja) * 2014-09-02 2017-11-22 トヨタ自動車株式会社 把持状態判定装置、把持状態判定方法、入力装置、入力取得方法
JP1571053S (ja) 2015-11-18 2017-03-06
JP6594448B2 (ja) 2015-12-28 2019-10-23 日本電信電話株式会社 擬似力覚発生装置
KR102530469B1 (ko) * 2016-01-08 2023-05-09 삼성전자주식회사 전자 장치 및 이의 제어 방법
US10067604B2 (en) * 2016-12-30 2018-09-04 Cirque Corporation Detecting trigger movement without mechanical switches

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006048302A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Sony Corp 圧電複合装置、その製造方法、その取扱方法、その制御方法、入出力装置及び電子機器
JP2014062962A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Sony Corp 情報処理装置、筆記具、情報処理方法およびプログラム
JP2015231098A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 ソニー株式会社 振動装置、および振動方法
JP2017033335A (ja) * 2015-08-03 2017-02-09 日本電信電話株式会社 牽引力発生装置
JP2017037583A (ja) * 2015-08-14 2017-02-16 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド コンピュータの入力システム

Also Published As

Publication number Publication date
US11693480B2 (en) 2023-07-04
JP6891842B2 (ja) 2021-06-18
JP2019169047A (ja) 2019-10-03
US20210048886A1 (en) 2021-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130120265A1 (en) Keypad with Electrotactile Feedback
US11360573B2 (en) Selectively displaced keys for input and output
JP2003529838A (ja) データ処理装置
US9557815B2 (en) Electronic device
JP7124616B2 (ja) 誘導装置、制御システム、および制御プログラム
WO2015050571A1 (en) Capacitive finger puppet for use on touchscreen devices
US20110187514A1 (en) Apparatus for providing haptic feedback
TW200929305A (en) Touch sensor keypad with tactile feedback mechanisms
JP5748980B2 (ja) 入力装置及び入力システム
WO2019187891A1 (ja) 触覚システム
KR20100120735A (ko) 관성진동 및 충격진동이 가능한 진동발생모듈
Kim et al. Heterogeneous stroke: Using unique vibration cues to improve the wrist-worn spatiotemporal tactile display
WO2019187892A1 (ja) 触覚装置
US9123486B2 (en) Tactile feedback apparatus
TWI549021B (zh) 觸感呈現裝置
KR20220080827A (ko) 초음파 소자와 동작인식 센서를 이용한 무접점 엘리베이터 버튼 장치
TW201239692A (en) Tactile presentation device and control method thereof
US20200019246A1 (en) Tactile feedback device
JPH0764723A (ja) タッチ入力装置
KR20050015235A (ko) 진동 장갑형 게임 컨트롤러
WO2023181313A1 (ja) コントローラ装置、情報処理システム、コントローラ装置の制御方法、及びプログラム
JP5630172B2 (ja) タッチパネルを用いた入力装置
US20240136952A1 (en) Vibration device, vibration unit, and vibration apparatus
JP2004311049A (ja) スイッチ、ボタン、キー及び、それらを有する電子機器
JP2020113271A (ja) 入力装置及びノート型パソコン

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19777500

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19777500

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1