WO2020162191A1 - 擬似力覚提示装置 - Google Patents

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WO2020162191A1
WO2020162191A1 PCT/JP2020/002208 JP2020002208W WO2020162191A1 WO 2020162191 A1 WO2020162191 A1 WO 2020162191A1 JP 2020002208 W JP2020002208 W JP 2020002208W WO 2020162191 A1 WO2020162191 A1 WO 2020162191A1
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WO
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actuator
magnetic field
pseudo force
axis
magnetic sensor
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Application number
PCT/JP2020/002208
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English (en)
French (fr)
Inventor
諒真 棚瀬
五味　裕章
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/098—Magnetoresistive devices comprising tunnel junctions, e.g. tunnel magnetoresistance sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/007—Environmental aspects, e.g. temperature variations, radiation, stray fields
    • G01R33/0076—Protection, e.g. with housings against stray fields
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/038—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices
    • G01R33/0385—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices in relation with magnetic force measurements
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a pseudo force sense presentation device that presents a pseudo force sense, and more particularly to a pseudo force sense presentation device including a magnetic sensor.
  • Non-Patent Document 1 A system has been proposed in which a pedestrian is navigated by using a pseudo force sense generator that controls an electric actuator based on a control signal and presents a pseudo force sense such as a traction force illusion.
  • Non-Patent Document 1 the position of the user is measured by reading the AR marker attached to the ceiling, but it cannot be used outdoors. For outdoor use, it is possible to measure the position with a GPS or a magnetic sensor, for example.
  • a magnetic sensor for detecting a position based on an external magnetic field is mounted on a pseudo force sense presentation device using an electric actuator as in Non-Patent Document 1
  • position measurement is performed due to the influence of the magnetic field generated by the actuator. The accuracy may be significantly reduced. If the distance between the actuator and the magnetic sensor is increased in order to reduce the effect of the magnetic field generated by the actuator, the size of the pseudo force sense generator will increase, making it difficult to hold with one hand. I will end up.
  • An object of the present invention is to provide an electric pseudo force sense presentation device that is a size (small size) that can be held with one hand and that can accurately measure an external magnetic field.
  • an electric actuator that performs a physical motion based on the supplied control signal, and a periodical force that causes a pseudo force sense to be perceived based on the physical motion of the actuator.
  • a magnetic field on the magnetic sensor side that is placed between the contact mechanism that performs asymmetrical movement, a magnetic sensor that measures the external magnetic field, and the actuator, and that surrounds the magnetic sensor side part of the actuator and that is generated from the actuator.
  • a pseudo force sense generating device having a shielding member for shielding the.
  • the shielding member shields the magnetic wave traveling from the actuator to the magnetic sensor, the external magnetic field can be appropriately measured even if the distance between the actuator and the magnetic sensor is small. Therefore, it is possible to realize a pseudo force sense presentation device that is small and can accurately measure the external magnetic field.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a pseudo force sense presentation device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the pseudo force sense presentation device according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a transparent plan view illustrating the configuration of the pseudo force sense generator according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a transparent front view illustrating the configuration of the pseudo force sense generator according to the first embodiment.
  • FIG. 3C is a transparent left side view illustrating the configuration of the pseudo force sense generator according to the first embodiment.
  • 4A and 4B are conceptual diagrams illustrating the configuration of the actuator according to the first embodiment. 4A and 4B are schematic cross-sectional views of the actuator of the first embodiment, taken along line 3A-3A.
  • FIG. 5 is a diagram for illustrating the operation of the pseudo force sense generator according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a transparent plan view illustrating the configuration of the pseudo force sense generator according to the second embodiment.
  • FIG. 6B is a transparent front view illustrating the configuration of the pseudo force sense generator according to the second embodiment.
  • FIG. 6C is a transparent left side view illustrating the configuration of the pseudo force sense generator according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a usage state of the pseudo force sense generator according to the second embodiment.
  • 8A, 8B, and 8C show changes in the magnetic flux density in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the magnetic field generated in the actuator is not shielded (no shield) and the actuator is not driven (no drive). It is an example of a graph in which ⁇ T] is plotted at each time [s].
  • 8D, 8E, and 8F show changes in magnetic flux density in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven (driving) without shielding the magnetic field generated in the actuator (no shield). It is an illustration of a graph in which [ ⁇ T] is plotted at each time [s].
  • 9A, 9B, and 9C show the magnetic flux density changes [ ⁇ T] in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the magnetic field generated in the actuator is shielded and the actuator is not driven, each time [s].
  • 9D, 9E, and 9F show the magnetic flux density change [ ⁇ T] in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven by shielding the magnetic field generated in the actuator for each time [s].
  • 10A, 10B, and 10C are plots of power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the magnetic field generated in the actuator is not shielded and the actuator is not driven, at each frequency [Hz]. It is an example of the graph. 10D, 10E, and 10F show the power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven without shielding the magnetic field generated in the actuator, at each frequency [Hz]. It is an example of the plotted graph.
  • 11A, 11B, and 11C show the power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven without shielding the magnetic field generated by the actuator at each frequency [Hz]. It is an example of the plotted graph. 11D, 11E, and 11F show the power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven without shielding the magnetic field generated in the actuator at each frequency [Hz]. It is an example of the plotted graph.
  • 12A, 12B, and 12C show biases of magnetic flux density in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the magnetic field generated by the actuator is not shielded (no shield) and shielded (with shield)
  • 3 is a graph exemplifying ⁇ T
  • 13A, 13B, and 13C show the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis when the actuator is not driven and when the actuator is not shielded (no shield) and shielded (with shield).
  • 6 is a graph illustrating standard deviation ( ⁇ T) of magnetic flux density noise in each direction.
  • a mechanism (for example, a mechanism including these) including the base 401, the pedestal 409, and the support portions 1026-1 and 1026-3 corresponds to the “base mechanism”.
  • the "contact mechanism” makes a periodic asymmetric motion with respect to the "base mechanism", and gives a force based on the asymmetric motion to the skin directly or indirectly contacting the contact mechanism, thereby perceiving a pseudo force sensation.
  • the base 401 is a plate-shaped member made of synthetic resin such as ABS resin.
  • An example of the base 401 is an electronic circuit board on which electronic components are mounted (for example, a circuit board of a smartphone terminal device).
  • the bottom surface side of the actuator 102-1 (bottom surface side of the supporting portion 1026-1) and one plate surface 409a of the plate-shaped pedestal 409 are fixed to one plate surface 401b side of the base portion 401.
  • the bottom surface side of the actuator 102-3 bottom surface side of the support portion 1026-3) is fixed to the other plate surface 409b of the pedestal 409.
  • the angle formed by the longitudinal direction of the fixed actuator 102-1 and the longitudinal direction of the actuator 102-3 is about 90°.
  • the longitudinal direction of the actuator 102-1 is arranged along one side of the base portion 401, the longitudinal direction of the actuator 102-3 is substantially orthogonal to this one side, and the actuator 102-3 is located at a position extended in the longitudinal direction. It is arranged so that the central part is located.
  • the rod-shaped connecting portion 102eb-i that is integrally formed and extends in the longitudinal direction, and the connecting portion 102ea-i that is connected to or integrally formed with the other end of the movable portion 1025-i in the longitudinal direction and that extends in the longitudinal direction.
  • the actuator 102-i is an electric actuator that performs a physical movement based on the supplied control signal, and includes, for example, the case 1027-i and the guide 1021-i.
  • a linear actuator including a supporting portion 1026-i, springs 1022-i and 1023-i (elastic body), a coil 1024-i, a movable portion 1025-i which is a permanent magnet, and connecting portions 102ea-i and 102eb-i. Is.
  • Both the case 1027-i and the guide 1021-i of this embodiment are hollow members each having a shape in which both open ends of a cylinder (for example, a cylinder or a polygonal cylinder) are partially closed.
  • the guide 1021-i is smaller than the case 1027-i and has a size that can be accommodated inside the case 1027-i.
  • the case 1027-i, the guide 1021-i, and the connecting portions 102ea-i and 102eb-i are made of, for example, synthetic resin.
  • the springs 1022-i and 1023-i are, for example, spiral springs and leaf springs made of metal or the like.
  • the elastic coefficients (spring constants) of the springs 1022-i and 1023-i are preferably the same, but may be different from each other.
  • the movable portion 1025-i is, for example, a columnar permanent magnet, and one end 1025a-i side in the longitudinal direction has an N pole, and the other end 1025b-i side has an S pole.
  • the coil 1024-i is, for example, a continuous enameled wire, and has a first winding portion 1024a-i and a second winding portion 1024b-i.
  • the movable part 1025-i is housed inside the guide 1021-i, and is supported there so as to be slidable in the longitudinal direction.
  • a straight rail along the longitudinal direction is provided on the inner wall surface of the guide 1021-i, and the rail is slidably supported on the side surface of the movable portion 1025-i.
  • a rail support is provided.
  • One end of the spring 1022-i is fixed to the inner wall surface 1021a-i on one end side in the longitudinal direction of the guide 1021-i (that is, one end of the spring 1022-i is supported by the guide 1021-i), and the spring 1022-.
  • the other end of i is fixed to the end 1025a-i of the movable portion 1025-i (that is, the end 1025a-i of the movable portion 1025-i is supported by the other end of the spring 1022-i).
  • one end of the spring 1023-i is fixed to the inner wall surface 1021b-i on the other end side in the longitudinal direction of the guide 1021-i (that is, one end of the spring 1023-i is supported by the guide 1021-i)
  • the other end of the spring 1023-i is fixed to the end 1025b-i of the movable portion 1025-i (that is, the end 1025b-i of the movable portion 1025-i is supported by the other end of the spring 1023-i.
  • Exist the end 1025b-i of the movable portion 1025-i.
  • a coil 1024-i is wound around the outer circumference of the guide 1021-i.
  • the first winding portion 1024a-i is wound in the A 1 direction (direction from the back to the front)
  • the second winding portion 1024b-i is wound in the B 1 direction (direction from the front to the back) opposite to the A 1 direction. That is, when viewed from the end 1025a-i side (N pole side) of the movable portion 1025-i, the first winding portion 1024a-i is wound clockwise and the second winding portion 1024b-i is counterclockwise. Is wrapped around.
  • the end portion 1025a-i side (N pole side) of the movable portion 1025-i makes the first winding. It is desirable that the end portion 1025b-i side (S-pole side) is disposed in the region of the second winding portion 1024b-i.
  • the guide 1021-i, the springs 1022-i and 1023-i, the coil 1024-i, and the movable portion 1025-i arranged as described above are housed in the case 1027-i, and the guide 1021-i is the case. It is fixed inside 1027-i. That is, the relative position of the case 1027-i with respect to the guide 1021-i is fixed. However, the longitudinal direction of the case 1027-i matches the longitudinal direction of the guide 1021-i and the longitudinal direction of the movable portion 1025-i.
  • a through hole 1028a-i is provided on the inner wall surface 1021a-i side of the case 1027-i and the guide 1021-i, and a through hole 1028b-i is provided on the inner wall surface 1021b-i side.
  • a rod-shaped connecting portion 102ea-i is inserted into the through hole 1028a-i, and a rod-shaped connecting portion 102eb-i is inserted into the through hole 1028b-i.
  • One end of the connecting portion 102ea-i contacts the end 1025a-i of the movable portion 1025-i, and the other end of the connecting portion 102ea-i is arranged outside the case 1027-i (supporting portion 1026-i). Has been done.
  • One end of the connecting portion 102eb-i contacts the end 1025b-i of the movable portion 1025-i, and the other end of the connecting portion 102eb-i is arranged outside the case 1027-i (supporting portion 1026-i). Has been done.
  • the coil 1024-i applies a force to the movable portion 1025-i according to the applied current, whereby the movable portion 1025-i causes periodic asymmetric vibration with respect to the guide 1021-i (guide 1021-i).
  • Period Period is applied to the coil 1024-i in the A 1 direction (B 1 direction)
  • the reaction of the Lorentz force described in Fleming's left-hand rule causes a reaction in the C 1 direction (movable part 1025-i) in the movable part 1025-i.
  • a force is applied in the direction from the north pole to the south pole of i: rightward (FIG. 4A).
  • the position and acceleration of the movable part 1025-i with respect to the case 1027-i are changed, and the connection parts 102ea-i, 102eb are accordingly changed.
  • the position and acceleration of i can also be changed. That is, the movable portion 1025-i is supported by the support portion 1026-i based on the applied drive control signal DCS and asymmetrically oscillates with respect to the support portion 1026-i along the Di axis (FIG. 5). And the coupling portions 102ea-i and 102eb-i also perform asymmetric vibration along the Di axis.
  • the configuration of the actuator 102-i is not limited to that shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the first winding portion 1024a-i of the coil 1024-i is wound around the end 1025a-i of the movable portion 1024-i in the A 1 direction, and the coil 1024-i is wound around the end 1025b-i.
  • the configuration may not be provided.
  • the second winding portion 1024b-i of the coil 1024-i is wound around the end portion 1025b-i in the B 1 direction, and the coil 1024-i is attached to the end portion 1025a-i side of the movable portion 1025-i.
  • the structure may not be wound.
  • first winding portion 1024a-i and the second winding portion 1024b-i may be separate coils. That is, the first winding portion 1024a-i and the second winding portion 1024b-i may not be electrically connected to each other and different electric signals may be applied.
  • the movable portion 1025-i is supported by the supporting portion 1026-i, and along the Di axis passing through the connecting portions 102ea-i and 102eb-i, the supporting portion 1026-i is supported.
  • Asymmetrical vibrations with respect to are possible.
  • the vibration direction of these asymmetrical vibrations (the axial direction of the Di axis) is substantially parallel to the plate surface 401b of the base 401, and the angle formed by the D-1 axis and the D-2 axis is about 90°. is there.
  • the connecting portions 1041-1 and 1042-1 are columnar rigid bodies or members that can be regarded as rigid bodies.
  • the connecting portions 1041-1 and 1042-1 are made of, for example, synthetic resin.
  • the other end of the connecting portion 102ea-1 arranged outside the supporting portion 1026-1 supports the side surface on the one end side of the connecting portion 1042-1.
  • the other end of the connecting portion 102eb-1 arranged outside the supporting portion 1026-1 supports the side surface on the one end side of the connecting portion 1041-1.
  • the connecting portion 1041-1 is arranged outside one end side in the longitudinal direction of the actuator 102-1 and the connecting portion 1042-1 is arranged outside the other end side in the longitudinal direction of the actuator 102-1.
  • the connecting portion 1041-1 and the connecting portion 1042-1 are arranged substantially parallel to each other.
  • the leaf spring portions 1043-1 and 1044-1 are leaf springs made of synthetic resin. One ends of the leaf spring portions 1043-1 and 1044-1 are supported by the connecting portions 1041-1 and 1042-1, respectively. The other ends of the leaf spring portions 1043-1 and 1044-1 are supported by the fixed portion 4045-1.
  • the fixed portion 4045-1 is a plate-shaped member having a columnar protrusion 4045a-1.
  • the fixed portion 4045-1 can be made of, for example, a synthetic resin.
  • the protrusion 4045a-1 is provided on the outer side of the fixed portion 4045-1 (the side opposite to the actuator 102-1 side).
  • the leaf spring portion 1043-1 and the leaf spring portion 1044-1 are arranged in the direction along the D-1 axis, and the fixing portion 4045-1 is provided between the leaf spring portion 1043-1 and the leaf spring portion 1044-1. It is arranged.
  • the connecting portion 2045-3 is a member made of a substantially G-shaped synthetic resin or the like.
  • the other end of the connecting portion 102ea-3 arranged outside the supporting portion 1026-3 of the actuator 102-3 supports one end 2045b-3 of the connecting portion 2045-3.
  • the other end of the connecting portion 102eb-3 arranged outside the supporting portion 1026-3 supports the other end 2045c-3 of the connecting portion 2045-3.
  • the one end 2045b-3 and the other end 2045c-3 of the connecting portion 2045-3 and the shaft centers of the connecting portions 102ea-3 and 102eb-3 are arranged along the D-2 axis.
  • a support portion 2045a-3 having an insertion hole 2045aa-3 is provided on the other end 2045c-3 side of the coupling portion 2045-3.
  • the angle formed by the central axis of the insertion hole 2045aa-3 and the D-1 axis and the angle formed by the central axis of the insertion hole 2045aa-3 and the D-2 axis are both approximately 90°. Is.
  • the connecting portion 2045-3 makes an asymmetrical vibration with respect to the base portion 201 along the D-2 axis.
  • the connecting portion 403 is a plate-shaped member made of synthetic resin or the like
  • the contact portion 408 is a disk-shaped member made of synthetic resin or the like.
  • a cylindrical rotation shaft 4031 is provided on one plate surface 4033 side of one end of the connection portion 403.
  • a through hole 4034 is provided that penetrates between the plate surface 4033 and the plate surface 4032 that is the back surface thereof.
  • the open end of the through hole 4034 is circular, and the inner diameter of the through hole 4034 is larger than the outer diameter of the end surface of the protrusion 4045a-1.
  • a cylindrical tubular projection portion 4081 having an open front end portion is provided at the center of one plate surface 408b side of the contact portion 408, a cylindrical tubular projection portion 4081 having an open front end portion is provided.
  • the axial direction of the cylindrical protrusion 4081 is substantially orthogonal to the plate surface 408b.
  • the outer diameter of the cylindrical protrusion 4081 is slightly smaller than the inner diameter of the through hole 4034, and the inner diameter of the cylindrical protrusion 4081 is substantially the same as the outer diameter of the end surface of the protrusion 4045a-1.
  • the connecting portion 403 is arranged with the plate surface 4033 side facing the plate surface 409b side of the pedestal 409 (the plate surface 401b side of the base 401).
  • the rotating shaft 4031 of the connecting portion 403 is rotatably supported in the insertion hole 2045aa-3.
  • the protrusion 4045a-1 of the fixed portion 4045-1 is inserted into the through hole 4034 of the connection portion 403 from the plate surface 4033 side.
  • the tubular protrusion 4081 of the contact portion 408 is inserted into the through hole 4034 of the connection portion 403 from the plate surface 4032 side.
  • a protrusion 4045a-1 penetrating the through hole 4034 is inserted and fixed to the inner wall surface side of the cylindrical protrusion 4081.
  • the other end of the connecting portion 403 and the contact portion 408 are attached to the fixed portion 4045-1.
  • the magnetic sensor 103 is fixed to the plate surface 401b side of the base 401.
  • the magnetic sensor 103 is a sensor for measuring the magnitude and direction of a magnetic field (magnetic field) outside the pseudo force sense generator 1.
  • An example of the magnetic sensor 103 is a geomagnetic sensor.
  • the magnetic sensor 103 of this embodiment is arranged near the actuator 102-3.
  • the magnetic sensor 103 is arranged at a position where the distance between the center of the actuator 102-3 and the magnetic sensor 103 is shorter than the distance between the center of the actuator 102-1 and the magnetic sensor 103 and is outside the pedestal 409.
  • the magnetic sensor 103 is arranged in the direction along the winding center axis of the coil 1024-3 wound in the actuator 102-3 (that is, the coil 1024-3 is wound around the axis of the winding center axis).
  • the magnetic sensor 103 is arranged in the direction of the magnetic force line passing through the winding central axis of the coil 1024-3. This direction is along the D-2 axis, and the magnetic flux density of the magnetic field leaking from the actuator 102-3 is large.
  • the purpose of the magnetic sensor 103 is to measure a magnetic field outside the pseudo force sense generator 1, and the magnetic field leaking from the actuator 102-3 hinders this purpose.
  • the arrangement of the magnetic sensor 103 is not limited to this, and the magnetic sensor 103 may be arranged at another position near the actuator 102-3.
  • the shield member 101 shields at least a magnetic wave from the actuator 102-3 that obstructs measurement of the external magnetic field by the magnetic sensor 103.
  • the shield member 101 is a ferromagnetic material that shields a magnetic wave having a frequency component based on a control signal (control current or control voltage) supplied to the actuator 102-3. That is, in order for the pseudo force sense generator 1 to perceive the pseudo force sense, the actuator 102-3 needs to be periodically driven at a low frequency (for example, about 10 [Hz] to 150 [Hz]). The frequency of the magnetic field leaking from the actuator 102-3 is also low.
  • the shielding member 101 is a member made of a material that shields such a low frequency magnetic field.
  • the shielding member 101 is made of a material that at least shields a magnetic field (magnetic wave) in a specific frequency band included in the range of 10 Hz to 150 Hz, and is made of a material that shields a magnetic field of 80 Hz or near 80 Hz, for example.
  • Examples of the material of the shielding member 101 include permalloy.
  • the shielding member 101 is disposed between the actuator 102-3 and the magnetic sensor 103, and surrounds a portion of the actuator 102-3 on the magnetic sensor 103 side (for example, a region of the actuator 102-3 facing the magnetic sensor 103 side). To shield the magnetic field on the magnetic sensor 103 side generated from the actuator 102-3.
  • the shield member 101 is arranged between the coil 1024-3 of the actuator 102-3 and the magnetic sensor 103.
  • the shielding member 101 is arranged so as to surround at least the magnetic sensor 103 and a region toward the periphery of the magnetic sensor 103 out of the coil 1024-3 of the actuator 102-3.
  • the shielding member is arranged in the direction along the winding central axis of the coil 1024-3.
  • the shape of the shielding member 101 is not limited, but the shielding member 101 illustrated in FIGS. 1 to 3 and 5 is a single-layer or multi-layer strip-shaped member formed in a U-shape.
  • the shielding member 101 is fixed to the plate surface 401b side of the base portion 401 so as to surround the portion of the actuator 102-3 on the magnetic sensor 103 side (the portion on the coupling portion 102eb-3 side).
  • the plate surface 101a of the shield member 101 is substantially perpendicular to the plate surface 401b of the base 401, and the plate surface 101a inside the shield member 101 is arranged so as to surround the peripheral area of the actuator 102-3 on the magnetic sensor 103 side. ing.
  • the movable portion 1025-3, the connecting portions 102ea-3 and 102eb-3, and the connecting portion 2045-3 vibrate asymmetrically in the XA4-XB4 direction along the D-2 axis.
  • a force in the direction along the D-2 axis is applied to the connecting portion 403 supported by the connecting portion 2045-3, and the contact portion 408 supported by the connecting portion 403 also follows the D-2 axis.
  • Directional force is given.
  • the contact portion 408 vibrates asymmetrically at the movable portion 1025-3, the connecting portions 102ea-3 and 102eb-3, and the connecting portion 2045-3.
  • a force based on the asymmetric vibration is applied to the skin that directly or indirectly contacts the contact portion 408.
  • the force applied to the contact portion 408 in the direction along the D-2 axis is applied to the leaf spring portions 1043-1 and 1044-1 and the fixed portion 4045-1.
  • the leaf spring portions 1043-1 and 1044-1 elastically deform (bend) in the direction along the D-2 axis.
  • the asymmetric vibration of the contact portion 408 along the D-2 axis is suppressed from being hindered by the actuator 102-1 and the contact portion 408 supported by the connecting portion 403 efficiently generates a pseudo force sensation. Can be presented.
  • the movable portion 1025-1 and the connecting portions 102ea-1, 102eb-1, 1041-1, 1042-1 vibrate asymmetrically in the YA4-YB4 direction along the D-1 axis.
  • a force in the direction along the D-1 axis is applied to the leaf spring portions 1043-1 and 1044-1 and the fixed portion 4045-1 supported by the connecting portions 1041-1 and 1042-1.
  • the leaf spring portions 1043-1 and 1044-1 move along with the movable portion 1025-1 and the connecting portions 102ea-1, 102eb-1, 1041-1, 1042-1 along the D-1 axis in the YA4-YB4 direction.
  • the leaf springs 1043-1 and 1044-1 to which the force in the direction along the D-1 axis is applied from the connecting portions 1041-1 and 1042-1, apply the force in the direction along the D-1 axis to the fixing portion 4045. Give to -1.
  • the fixing portion 4045-1 applies a force in this direction to the connecting portion 403 and the contact portion 408.
  • the connection portion 403 and the contact portion 408 are periodically asymmetrically rotated about the insertion hole 2045aa-3 of the support portion 2045a-3 of the coupling portion 2045-3 (D-1 axis and D-2 axis and Asymmetrical rotational movement about a substantially orthogonal rotation axis 4031) is performed.
  • the magnetic sensor 103 also measures a magnetic field (eg, geomagnetism) outside the pseudo force sense generator 1. At this time, even if the actuator 102-3 is driven, the magnetic field leaking from the actuator 102-3 is shielded by the shielding member 10. Therefore, it is possible to prevent the measurement of the external magnetic field by the magnetic sensor 103 from being hindered by the influence of the magnetic field leaking from the actuator 102-3, and the magnetic sensor 103 can accurately measure the external magnetic field.
  • the actuator 102-1 is arranged at a position far from the magnetic sensor 103, and a shielding member 101 for shielding the magnetic field from the actuator 102-3 is arranged between the actuator 102-1 and the magnetic sensor 103. ing.
  • the shielding member 101 can be used not only for the actuator 102-3 but also for shielding the magnetic field leaked from the actuator 102-1. Therefore, it is possible to prevent the measurement of the external magnetic field by the magnetic sensor 103 from being hindered by the influence of the magnetic field leaking from the actuator 102-1.
  • connection parts 1041-1 and 1042-1 have a supporting portion 1026-i, a movable portion 1025-i, a connecting portion 102ea-i, and a connecting portion 102eb-i.
  • the contact portion 508 is a rigid body or a member that can be regarded as a rigid body.
  • the contact portion 508 is supported by the first region 5081 arranged on the one surface 401b side of the base 401, the second region 5082 supported by one end of the first region 5081, and the other end of the second region 5082.
  • a third region 5083 arranged on the other surface 401a side of the base portion 401 (the other surface side of the base mechanism).
  • Each of the first region 5081, the second region 5082, and the third region 5083 has a substantially plate shape.
  • the substantially plate-shaped portion of the first region 5081 and the substantially plate-shaped portion of the third region 5083 are arranged substantially parallel to each other, and the substantially plate-shaped portion of the second region 5082 is substantially orthogonal to these.
  • the cylindrical protrusion 4081 described in the first embodiment is provided in the center of the first region 5081 on the one plate surface 5081b side.
  • the connecting portion 403 is arranged with the plate surface 4033 side facing the plate surface 409b side of the pedestal 409.
  • the rotating shaft 4031 of the connecting portion 403 is rotatably supported in the insertion hole 2045aa-3.
  • the protrusion 4045a-1 of the fixed portion 4045-1 is inserted into the through hole 4034 of the connection portion 403 from the plate surface 4033 side.
  • the tubular protrusion 4081 of the contact portion 508 is inserted into the through hole 4034 of the connection portion 403 from the plate surface 4032 side. Further, a protrusion 4045a-1 penetrating the through hole 4034 is inserted and fixed to the inner wall surface side of the cylindrical protrusion 4081. As a result, the first region 5081 is supported by the fixed portion 4045-1. Further, between the first area 5081 and the third area 5083, at least a part of the mechanism including the pedestal 409 and the supporting portions 1026-1 and 1026-3, the movable portion 1025-1 and the connecting portions 102ea-1 and 102eb-. At least a part of the mechanism including 1, 1041-1 and 1042-1 and at least a part of the mechanism including the leaf spring parts 1043-1 and 1044-1 and the fixing part 4045-1 are arranged.
  • the user supports the mechanism (base mechanism) side including the pedestal 409 and the supporting portions 1026-1 and 1026-3 with the palm 1000, and the outside of the first region 5081 of the contact portion 508.
  • the plate surface 5081a and the plate surface 5083a on the outer side of the third region 5083 are sandwiched and gripped.
  • the pseudo force sense generator 2 is driven in this state to cause the contact portion 508 to asymmetrically move, the user perceives a force sense based on the asymmetric motion.
  • the user grips the contact portion 508 so as to sandwich the first region 5081 and the third region 5083 as in the present embodiment at least part of the force applied from the thumb of the user to the first region 5081 is the first.
  • this third region 5083 is supported by the index finger of the user.
  • 8A, 8B, and 8C are x-axis directions measured by the magnetic sensor 103 when the magnetic field generated by the actuator 102-3 is not shielded (no shield) and the actuator 102-3 is not driven (no drive).
  • Y-axis direction and z-axis direction magnetic flux density change [ ⁇ T] are plotted at respective times [s].
  • 8D, 8E, and 8F show the x-axis measured by the magnetic sensor 103 when the magnetic field generated in the actuator 102-3 is not shielded (no shield) and the actuator 102-3 is driven (driving). It is an example of the graph which plotted the magnetic flux density change [ ⁇ T] in the direction, the y-axis direction and the z-axis direction at each time [s].
  • the horizontal axis represents time [s] and the vertical axis represents magnetic flux density [ ⁇ T] in each axial direction.
  • the x-axis and the y-axis are orthogonal axes along the plate surface 401b, the x-axis is the D-1 direction axis, and the y-axis is the D-2 direction axis.
  • the z axis is an axis orthogonal to the plate surface 401b (xy axis plane). It can be seen that in the state where the magnetic field generated by the actuator 102-3 is not shielded as described above, it is difficult to determine the weak external magnetic field due to the influence of the strong magnetic field generated by the driving of the actuator 102-3.
  • 9A, 9B, and 9C show the x-axis direction and the y-axis direction measured by the magnetic sensor 103 when the magnetic field generated in the actuator 102-3 is shielded by the shielding member 101 and the actuator 102-3 is not driven. It is an example of the graph which plotted the magnetic flux density change [ ⁇ T] in the z-axis direction at each time [s].
  • 9D, 9E, and 9F show the x-axis direction and the y-axis direction measured by the magnetic sensor 103 when the shielding member 101 shields the magnetic field generated in the actuator 102-3 and drives the actuator 102-3.
  • Z is the exemplification of a graph in which the change in magnetic flux density [ ⁇ T] in the z-axis direction is plotted at each time [s]. Also in FIG. 9, the horizontal axis represents time [s], and the vertical axis represents magnetic flux density [ ⁇ T] in each axial direction.
  • 10A, 10B, and 10C are plots of power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the magnetic field generated in the actuator is not shielded and the actuator is not driven, at each frequency [Hz]. It is an example of the graph. 10D, 10E, and 10F show the power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven without shielding the magnetic field generated in the actuator, at each frequency [Hz]. It is an example of the plotted graph.
  • 11A, 11B, and 11C show the power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven without shielding the magnetic field generated by the actuator at each frequency [Hz].
  • 11D, 11E, and 11F show the power spectrum densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the actuator is driven without shielding the magnetic field generated in the actuator at each frequency [Hz].
  • the horizontal axis represents the frequency [Hz] and the vertical axis represents the power spectrum density in each axis direction.
  • 12A, 12B, and 12C show magnetic flux densities in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction when the magnetic field generated in the actuator 102-3 is not shielded (no shield) and shielded (with shield).
  • 2 is a graph illustrating the bias (average value) ( ⁇ T) of FIG.
  • 13A, 13B, and 13C show the case where the actuator 102-3 is driven and the case where the actuator 102-3 is not shielded (unshielded) and shielded (shielded) in the x-axis direction
  • 6 is a graph illustrating standard deviations ( ⁇ T) of magnetic flux density noise in the y-axis direction and the z-axis direction, respectively.
  • White graph corresponds to without shield
  • black graph corresponds to with shield.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • Reference 1 Reference 2 “Patent 4413105”, Reference 3 “Patent No. 4551448”, Reference 4 “Patent No. 4658983”, Reference 5 “Patent 5158879”, Reference The present invention may be applied to other pseudo force sense generators such as those disclosed in No. 6 “Patent 5458005”, Reference 7 “JP 2012-143054 A”, and the like.

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Abstract

小型で外部磁界を正しく計測可能な擬似力覚提示装置を提供する。供給された制御信号に基づいて物理的な運動を行う電気式のアクチュエータと、アクチュエータの物理的な運動に基づいて、擬似的な力覚を知覚させる周期的な非対称運動を行う接触機構と、外部の磁界を計測する磁気センサと、アクチュエータと磁気センサとの間に配置され、アクチュエータの磁気センサ側の部位の周囲を覆い、アクチュエータから磁気センサに向かう磁波を遮蔽する遮蔽部材と、を有する擬似力覚発生装置が提供される。

Description

擬似力覚提示装置
　本発明は、擬似的な力覚を提示する擬似力覚提示装置に関し、特に、磁気センサを備える擬似力覚提示装置に関する。
　制御信号に基づいて電気式のアクチュエータを制御し、牽引力錯覚などの擬似力覚を提示する擬似力覚発生装置を用いて歩行者のナビゲーションを行うシステムが提案されている（非特許文献１）。
Tomohiro Amemiya, Hiroaki Gomi, "Buru-Navi3: Behavioral Navigations Using Illusory Pulled Sensation Created by Thumb-sized Vibrator", In Proc. of ACM SIGGRAPH 2014 Emerging Technologies, Vancouver, Canada, August 2014.
　非特許文献１では天井に貼り付けられたＡＲマーカを読み取ることでユーザの位置を計測しているが、屋外では利用することができない。屋外利用のためには、例えばＧＰＳや磁気センサにより位置を計測することが考えられる。しかしながら、非特許文献１のような電気式のアクチュエータを用いた擬似力覚提示装置に外部磁界に基づいて位置を検出するための磁気センサを搭載すると、アクチュエータが発生させる磁界の影響で位置計測の精度が著しく低下してしまうことがある。アクチュエータで発生した磁界の影響の影響を低減するためにアクチュエータと磁気センサとの間の距離を大きくすると、擬似力覚発生装置のサイズが大きくなってしまい、片手で把持することが困難になってしまう。
　本発明の課題は、片手で把持可能なサイズ（小型）で外部磁界を正しく計測可能な電気式の擬似力覚提示装置を提供することである。
　上記の課題を解決するために、供給された制御信号に基づいて物理的な運動を行う電気式のアクチュエータと、アクチュエータの物理的な運動に基づいて、擬似的な力覚を知覚させる周期的な非対称運動を行う接触機構と、外部の磁界を計測する磁気センサと、アクチュエータと磁気センサとの間に配置され、アクチュエータの磁気センサ側の部位の周囲を覆い、アクチュエータから発生する磁気センサ側の磁界を遮蔽する遮蔽部材と、を有する擬似力覚発生装置が提供される。
　本発明では、遮蔽部材がアクチュエータから磁気センサに向かう磁波を遮蔽するため、アクチュエータと磁気センサとの間の距離が小さくても外部磁界を適切に計測できる。そのため、小型で外部磁界を正しく計測可能な擬似力覚提示装置を実現できる。
図１は第１実施形態の擬似力覚提示装置を例示した斜視図である。 図２は第１実施形態の擬似力覚提示装置を例示した分解斜視図である。 図３Ａは、第１実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過平面図である。図３Ｂは、第１実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過正面図である。図３Ｃは、第１実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過左側面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは第１実施形態のアクチュエータの構成を例示した概念図である。図４Ａおよび図４Ｂは、第１実施形態のアクチュエータの３Ａ－３Ａ概略断面を表す。 図５は、第１実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。 図６Ａは、第２実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過平面図である。図６Ｂは、第２実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過正面図である。図６Ｃは、第２実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過左側面図である。 図７は、第２実施形態の擬似力覚発生装置の使用状態を説明するための概念図である。 図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず（シールドなし）、アクチュエータを駆動させない（駆動なし）ときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］をそれぞれ各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。図８Ｄ，図８Ｅ，図８Ｆは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず（シールドなし）、アクチュエータを駆動させた（駆動あり）ときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］をそれぞれ各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。 図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃは、アクチュエータで生じた磁界をシールドし、アクチュエータを駆動させないときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］をそれぞれ各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。図９Ｄ，図９Ｅ，図９Ｆは、アクチュエータで生じた磁界をシールドし、アクチュエータを駆動させたときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］を各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。 図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させないときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。図１０Ｄ，図１０Ｅ，図１０Ｆは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させたときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。 図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させたときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。図１１Ｄ，図１１Ｅ，図１１Ｆは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させたときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。 図１２Ａ，図１２Ｂ，図１２Ｃは、アクチュエータで生じた磁界をシールドしない場合（シールドなし）とシールドする場合（シールドあり）とのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度のバイアス（μＴ）をそれぞれ例示したグラフである。 図１３Ａ，図１３Ｂ，図１３Ｃは、アクチュエータを駆動する場合としない場合とにおいて、アクチュエータをシールドしない場合（シールドなし）とシールドする場合（シールドあり）とのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度ノイズの標準偏差（μＴ）をそれぞれ例示したグラフである。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
　［第１実施形態］
　まず第１実施形態を説明する。
　図１から図５を用い、本形態の擬似力覚発生装置１の構成を説明する。図１から図５に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置１は、基部４０１、アクチュエータ１０２－ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部１０４３－１，１０４４－１、連結部１０４１－１，１０４２－１、固定部４０４５－１、連結部２０４５－３、台座４０９、接続部４０３、接触部４０８、遮蔽部材１０１、および磁気センサ１０３を有する。アクチュエータ１０２－ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部１０２６－ｉ、可動部１０２５－ｉ、連結部１０２ｅａ－ｉ，連結部１０２ｅｂ－ｉを有する。
　基部４０１、台座４０９、支持部１０２６－１，１０２６－３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「ベース機構」に相当する。可動部１０２５－ｉ、連結部１０２ｅａ－ｉ，１０２ｅｂ－ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部１０４３－１，１０４４－１、固定部４０４５－１、連結部２０４５－３、接続部４０３、および接触部４０８を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「接触機構」に相当する。「接触機構」は「ベース機構」に対して周期的な非対称運動を行い、接触機構に直接的または間接的に接触した皮膚に非対称運動に基づく力を与え、これによって擬似的な力覚を知覚させる。
　＜基部４０１＞
　基部４０１は、基部４０１はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成された板状の部材である。基部４０１の例は、電子部品が実装された電子回路基板（例えば、スマートフォン端末装置の回路基板）である。基部４０１の一方の板面４０１ｂ側には、アクチュエータ１０２－１の底面側（支持部１０２６－１の底面側）および板状の台座４０９の一方の板面４０９ａが固定されている。台座４０９の他方の板面４０９ｂには、アクチュエータ１０２－３の底面側（支持部１０２６－３の底面側）が固定されている。固定されたアクチュエータ１０２－１の長手方向とアクチュエータ１０２－３の長手方向とでなす角度は略９０°である。アクチュエータ１０２－１の長手方向は基部４０１の一辺に沿って配置され、アクチュエータ１０２－３の長手方向はこの一辺に略直交し、アクチュエータ１０２－３を長手方向に延長した位置にアクチュエータ１０２－１の中央部分が位置するように配置されている。
　＜アクチュエータ１０２－ｉ＞
　アクチュエータ１０２－ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部１０２６－ｉ、支持部１０２６－ｉに対する非対称振動を行う可動部１０２５－ｉ、可動部１０２５－ｉの長手方向の一端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる棒状の連結部１０２ｅｂ－ｉ、可動部１０２５－ｉの長手方向の他端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる連結部１０２ｅａ－ｉを有する。
　アクチュエータ１０２－ｉの構成は、例えば、参考文献１（ＷＯ２０１７／１８３５３７号公報）等に開示されている。図４Ａおよび図４Ｂに例示するように、アクチュエータ１０２－ｉは、供給された制御信号に基づいて物理的な運動を行う電気式のアクチュエータであり、例えば、ケース１０２７－ｉおよびガイド１０２１－ｉを含む支持部１０２６－ｉ、ばね１０２２－ｉ，１０２３－ｉ（弾性体）、コイル１０２４－ｉ、永久磁石である可動部１０２５－ｉ、および連結部１０２ｅａ－ｉ，１０２ｅｂ－ｉを有するリニア・アクチュエータである。本形態のケース１０２７－ｉおよびガイド１０２１－ｉは、ともに筒（例えば、円筒や多角筒）の両方の開放端の一部を閉じた形状からなる中空の部材である。ただし、ガイド１０２１－ｉは、ケース１０２７－ｉよりも小さく、ケース１０２７－ｉの内部に収容可能な大きさである。ケース１０２７－ｉ、ガイド１０２１－ｉ、および連結部１０２ｅａ－ｉ，１０２ｅｂ－ｉは、例えば、合成樹脂から構成される。ばね１０２２－ｉ，１０２３－ｉは、例えば、金属等から構成されるつるまきばねや板ばね等である。ばね１０２２－ｉ，１０２３－ｉの弾性係数（ばね定数）は同一であることが望ましいが、互いに相違していてもよい。可動部１０２５－ｉは、例えば、円柱形状の永久磁石であり、長手方向の一方の端部１０２５ａ－ｉ側がＮ極であり、他方の端部１０２５ｂ－ｉ側がＳ極である。コイル１０２４－ｉは、例えば、一つながりのエナメル線であり、第１巻き部１０２４ａ－ｉと第２巻き部１０２４ｂ－ｉとを有する。
　可動部１０２５－ｉはガイド１０２１－ｉの内部に収容され、そこで長手方向にスライド可能に支持されている。このような支持機構の詳細は図示しないが、例えば、ガイド１０２１－ｉの内壁面に長手方向に沿ったまっすぐなレールが設けられ、可動部１０２５－ｉの側面にこのレールをスライド可能に支持するレール支持部が設けられている。ガイド１０２１－ｉの長手方向の一端側の内壁面１０２１ａ－ｉには、ばね１０２２－ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド１０２１－ｉにばね１０２２－ｉの一端が支持され）、ばね１０２２－ｉの他端は可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉに固定されている（すなわち、可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉがばね１０２２－ｉの他端に支持されている）。また、ガイド１０２１－ｉの長手方向の他端側の内壁面１０２１ｂ－ｉには、ばね１０２３－ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド１０２１－ｉにばね１０２３－ｉの一端が支持され）、ばね１０２３－ｉの他端は可動部１０２５－ｉの端部１０２５ｂ－ｉに固定されている（すなわち、可動部１０２５－ｉの端部１０２５ｂ－ｉがばね１０２３－ｉの他端に支持されている）。
　ガイド１０２１－ｉの外周側にはコイル１０２４－ｉが巻きつけられている。ただし、可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉ側（Ｎ極側）では、第１巻き部１０２４ａ－ｉがＡ１方向（奥から手前に向けた方向）に巻きつけられており、端部１０２５ｂ－ｉ側（Ｓ極側）では、第２巻き部１０２４ｂ－ｉがＡ１方向と反対向きのＢ１方向（手前から奥に向けた方向）に巻き付けられている。すなわち、可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉ側（Ｎ極側）からみた場合、第１巻き部１０２４ａ－ｉは時計回りに巻き付けられており、第２巻き部１０２４ｂ－ｉは反時計回りに巻き付けられている。また、可動部１０２５－ｉが停止し、ばね１０２２－ｉ，１０２３－ｉからの弾性力が釣り合った状態において、可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉ側（Ｎ極側）が第１巻き部１０２４ａ－ｉの領域に配置され、端部１０２５ｂ－ｉ側（Ｓ極側）が第２巻き部１０２４ｂ－ｉの領域に配置されることが望ましい。
　以上のように配置構成されたガイド１０２１－ｉ、ばね１０２２－ｉ，１０２３－ｉ、コイル１０２４－ｉ、および可動部１０２５－ｉが、ケース１０２７－ｉ内に収容され、ガイド１０２１－ｉがケース１０２７－ｉの内部に固定されている。すなわち、ケース１０２７－ｉのガイド１０２１－ｉに対する相対位置が固定されている。ただし、ケース１０２７－ｉの長手方向は、ガイド１０２１－ｉの長手方向および可動部１０２５－ｉの長手方向と一致する。
　ケース１０２７－ｉおよびガイド１０２１－ｉの内壁面１０２１ａ－ｉ側には貫通孔１０２８ａ－ｉが設けられており、内壁面１０２１ｂ－ｉ側には貫通孔１０２８ｂ－ｉが設けられている。貫通孔１０２８ａ－ｉには棒状の連結部１０２ｅａ－ｉが挿入されており、貫通孔１０２８ｂ－ｉには棒状の連結部１０２ｅｂ－ｉが挿入されている。連結部１０２ｅａ－ｉの一端側は可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉ側に接触し、連結部１０２ｅａ－ｉの他端側はケース１０２７－ｉ（支持部１０２６－ｉ）の外部に配置されている。連結部１０２ｅｂ－ｉの一端側は可動部１０２５－ｉの端部１０２５ｂ－ｉ側に接触し、連結部１０２ｅｂ－ｉの他端側はケース１０２７－ｉ（支持部１０２６－ｉ）の外部に配置されている。
　コイル１０２４－ｉは、流された電流に応じた力を可動部１０２５－ｉに与え、これにより、可動部１０２５－ｉは、ガイド１０２１－ｉに対して周期的な非対称振動（ガイド１０２１－ｉを基準とした軸方向に非対称性をもった周期的な並進往復運動）を行う。すなわち、コイル１０２４－ｉにＡ１方向（Ｂ１方向）に電流を流すと、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、可動部１０２５－ｉにＣ１方向（可動部１０２５－ｉのＮ極からＳ極に向かう方向：右方向）の力が加えられる（図４Ａ）。逆に、コイル１０２４－ｉにＡ２方向（Ｂ２方向）に電流を流すと、可動部１０２５－ｉにＣ２方向（可動部１０２５－ｉのＳ極からＮ極に向かう方向：左方向）の力が加えられる（図４Ｂ）。ただし、Ａ２方向はＡ１方向の反対方向である。これらの動作により、可動部１０２５－ｉおよびばね１０２２－ｉ，１０２３－ｉからなる系に運動エネルギーが与えられる。それにより、ケース１０２７－ｉを基準とする可動部１０２５－ｉの位置および加速度（ガイド１０２１－ｉを基準とした軸方向の位置および加速度）を変化させ、それに伴って連結部１０２ｅａ－ｉ，１０２ｅｂ－ｉの位置および加速度も変化させることができる。すなわち可動部１０２５－ｉは、与えられた駆動制御信号ＤＣＳに基づいて、支持部１０２６－ｉに支持された状態で、Ｄ－ｉ軸（図５）に沿って支持部１０２６－ｉに対する非対称振動を行い、それと共に連結部１０２ｅａ－ｉ，１０２ｅｂ－ｉもＤ－ｉ軸に沿って非対称振動を行う。
　なお、アクチュエータ１０２－ｉの構成は図４Ａおよび図４Ｂのものに限定されない。例えば、可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉ側にコイル１０２４－ｉの第１巻き部１０２４ａ－ｉがＡ１方向に巻きつけられおり、端部１０２５ｂ－ｉ側にコイル１０２４－ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。逆に、端部１０２５ｂ－ｉ側にコイル１０２４－ｉの第２巻き部１０２４ｂ－ｉがＢ１方向に巻き付けられており、可動部１０２５－ｉの端部１０２５ａ－ｉ側にコイル１０２４－ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。あるいは、第１巻き部１０２４ａ－ｉと第２巻き部１０２４ｂ－ｉとが互いに別のコイルであってもよい。すなわち、第１巻き部１０２４ａ－ｉと第２巻き部１０２４ｂ－ｉとが電気的に接続されておらず、互いに異なる電気信号が与えられる構成であってもよい。
　図５に例示するように、可動部１０２５－ｉは、支持部１０２６－ｉに支持された状態で、連結部１０２ｅａ－ｉ，１０２ｅｂ－ｉを通るＤ－ｉ軸に沿って支持部１０２６－ｉに対する非対称振動が可能である。これらの非対称振動の振動方向（Ｄ－ｉ軸の軸心方向）はいずれも基部４０１の板面４０１ｂと略平行であり、Ｄ－１軸とＤ－２軸とのなす角度は略９０°である。
　＜連結部１０４１－１，１０４２－１＞
　連結部１０４１－１，１０４２－１は、柱状の剛体または剛体とみなすことができる部材である。連結部１０４１－１，１０４２－１は、例えば合成樹脂から構成される。支持部１０２６－１の外部に配置された連結部１０２ｅａ－１の他端側は、連結部１０４２－１の一端側の側面を支持している。支持部１０２６－１の外部に配置された連結部１０２ｅｂ－１の他端側は、連結部１０４１－１の一端側の側面を支持している。連結部１０４１－１はアクチュエータ１０２－１の長手方向の一端側の外方に配置され、連結部１０４２－１はアクチュエータ１０２－１の長手方向の他端側の外方に配置されている。連結部１０４１－１と連結部１０４２－１とは互いに略平行に配置されている。
　＜板バネ部１０４３－１，１０４４－１および固定部４０４５－１＞
　板バネ部１０４３－１および１０４４－１は合成樹脂から構成された板状のばねである。板バネ部１０４３－１および１０４４－１の一端はそれぞれ連結部１０４１－１，１０４２－１に支持される。板バネ部１０４３－１および１０４４－１の他端は固定部４０４５－１に支持される。固定部４０４５－１は、円柱状の突部４０４５ａ－１を備えた板状の部材である。固定部４０４５－１は、例えば合成樹脂から構成できる。突部４０４５ａ－１は、固定部４０４５－１の外方側（アクチュエータ１０２－１側の反対側）に設けられている。板バネ部１０４３－１および板バネ部１０４４－１は、Ｄ－１軸に沿った方向に並べられ、板バネ部１０４３－１と板バネ部１０４４－１との間に固定部４０４５－１が配置されている。
　＜連結部２０４５－３＞
　連結部２０４５－３は、略Ｇ型の合成樹脂等から構成される部材である。アクチュエータ１０２－３の支持部１０２６－３の外部に配置された連結部１０２ｅａ－３の他端側は、連結部２０４５－３の一端２０４５ｂ－３を支持している。支持部１０２６－３の外部に配置された連結部１０２ｅｂ－３の他端側は、連結部２０４５－３の他端２０４５ｃ－３を支持している。連結部２０４５－３の一端２０４５ｂ－３および他端２０４５ｃ－３ならびに連結部１０２ｅａ－３，１０２ｅｂ－３の軸心はＤ－２軸に沿って配置されている。連結部２０４５－３の他端２０４５ｃ－３側には、挿入孔２０４５ａａ－３を備えた支持部２０４５ａ－３が設けられている。挿入孔２０４５ａａ－３の中心軸の軸心とＤ－１軸とのなす角度、および、挿入孔２０４５ａａ－３の中心軸の軸心とＤ－２軸とのなす角度は、いずれも略９０°である。アクチュエータ１０２－３を駆動すると、連結部２０４５－３は基部２０１に対してＤ－２軸に沿った非対称振動を行う。
　＜接続部４０３および接触部４０８＞
　接続部４０３は合成樹脂等から構成された板状の部材であり、接触部４０８は合成樹脂等から構成された円盤状の部材である。接続部４０３の一端の一方の板面４０３３側には、円柱状の回転軸４０３１が設けられている。接続部４０３の他端には、板面４０３３とその裏面である板面４０３２との間を貫通する貫通孔４０３４が設けられている。貫通孔４０３４の開口端は円状であり、貫通孔４０３４の内径は突部４０４５ａ－１の端面の外径よりも大きい。接触部４０８の一方の板面４０８ｂ側の中央には、先端部が開放された円筒状の筒状突起部４０８１が設けられている。筒状突起部４０８１の軸心方向は板面４０８ｂと略直交する。筒状突起部４０８１の外径は貫通孔４０３４の内径よりも若干小さく、筒状突起部４０８１の内径は突部４０４５ａ－１の端面の外径と略同一である。
　接続部４０３は、板面４０３３側を台座４０９の板面４０９ｂ側（基部４０１の板面４０１ｂ側）に向けて配置されている。接続部４０３の回転軸４０３１は挿入孔２０４５ａａ－３に回転可能に支持されている。固定部４０４５－１の突部４０４５ａ－１は、板面４０３３側から接続部４０３の貫通孔４０３４に挿入されている。接触部４０８の筒状突起部４０８１は、板面４０３２側から接続部４０３の貫通孔４０３４に挿入されている。また、筒状突起部４０８１の内壁面側には、貫通孔４０３４を貫通した突部４０４５ａ－１が挿入されて固定されている。これにより、接続部４０３の他端および接触部４０８が固定部４０４５－１に取り付けられている。
　＜磁気センサ１０３＞
　基部４０１の板面４０１ｂ側には磁気センサ１０３が固定されている。磁気センサ１０３は擬似力覚発生装置１の外部の磁界（磁場）の大きさや方向を計測するためのセンサである。磁気センサ１０３の例は地磁気センサである。本形態の磁気センサ１０３は、アクチュエータ１０２－３の近傍に配置されている。磁気センサ１０３は、アクチュエータ１０２－３の中心と磁気センサ１０３との距離のほうがアクチュエータ１０２－１の中心と磁気式センサ１０３との距離よりも近く、かつ、台座４０９の外側となる位置に配置される。例えば、磁気センサ１０３は、アクチュエータ１０２－３内で巻き付けられたコイル１０２４－３の巻き付け中心軸（すなわち、巻き付け中心軸の軸回りにコイル１０２４－３が巻き付けられている）に沿った方向に配置されている。前述のようにコイル１０２４－３に電流が流されることでコイル１０２４－３の巻き付け中心軸を貫く磁界が発生する。例えば、磁気センサ１０３は、このコイル１０２４－３の巻き付け中心軸を貫く磁力線の方向に配置されている。この方向はＤ－２軸に沿った方向であり、アクチュエータ１０２－３から漏れる磁界の磁束密度が大きな方向である。磁気センサ１０３の目的は擬似力覚発生装置１の外部の磁界を計測することであり、アクチュエータ１０２－３から漏れる磁界はこの目的を阻害するものである。なお、磁気センサ１０３の配置はこれに限定されるものではなく、アクチュエータ１０２－３の近傍のその他の位置に磁気センサ１０３が配置されてもよい。
　＜遮蔽部材１０１＞
　遮蔽部材１０１は、少なくとも磁気センサ１０３による外部磁界の計測を阻害するアクチュエータ１０２－３からの磁波を遮蔽する。遮蔽部材１０１はアクチュエータ１０２－３に供給される制御信号（制御電流や制御電圧）に基づく周波数成分を持つ磁波を遮蔽する強磁性体である。すなわち、擬似力覚発生装置１で擬似力覚を知覚させるためには、アクチュエータ１０２－３を低い周波数（例えば１０[Ｈｚ]から１５０［Ｈｚ］程度）で周期的に駆動させる必要があり、そのようなアクチュエータ１０２－３から漏洩する磁界の周波数も低いものとなる。遮蔽部材１０１はこのような低い周波数の磁界を遮蔽する材質の部材である。例えば、遮蔽部材１０１は１０Ｈｚから１５０Ｈｚまでに含まれる特定の周波数帯域の磁界（磁波）を少なくとも遮蔽する材質で構成され、例えば、８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ近傍の磁界を遮蔽する材質で構成される。遮蔽部材１０１の材質としてはパーマロイ（permalloy）等を例示できる。遮蔽部材１０１は、アクチュエータ１０２－３と磁気センサ１０３との間に配置され、アクチュエータ１０２－３の磁気センサ１０３側の部位（例えば、アクチュエータ１０２－３の磁気センサ１０３側に面した領域）の周囲を覆い、アクチュエータ１０２－３から発生する磁気センサ１０３側の磁界を遮蔽する。例えば、遮蔽部材１０１はアクチュエータ１０２－３のコイル１０２４－３と磁気センサ１０３との間に配置されている。一例を挙げると、遮蔽部材１０１は、アクチュエータ１０２－３のコイル１０２４－３の外方のうち少なくとも磁気センサ１０３および磁気センサ１０３の周囲へ向かう側の領域を取り囲むように配置されている。例えば、遮蔽部材はコイル１０２４－３の巻き付け中心軸に沿った方向に配置されている。遮蔽部材１０１の形状に限定はないが、図１から図３，図５に例示した遮蔽部材１０１は、単層または複層の帯状の部材をＵ字型に形成したものである。この遮蔽部材１０１は、アクチュエータ１０２－３の磁気センサ１０３側の部位（連結部１０２ｅｂ－３側の部位）の周囲を囲むように基部４０１の板面４０１ｂ側に固定されている。遮蔽部材１０１の板面１０１ａは基部４０１の板面４０１ｂに対して略垂直であり、遮蔽部材１０１の内側の板面１０１ａがアクチュエータ１０２－３の磁気センサ１０３側の周囲領域を囲むように配置されている。
　＜動作＞
　図５を用い、擬似力覚発生装置１の動作を説明する。利用者は自らの皮膚を接触部４０８に接触させた状態、または、皮膚と接触部４０８との間に布などを介在させた状態で擬似力覚発生装置１を把持する。
　アクチュエータ１０２－３が駆動すると、可動部１０２５－３、連結部１０２ｅａ－３，１０２ｅｂ－３、および連結部２０４５－３がＤ－２軸に沿ってＸＡ４－ＸＢ４方向に非対称振動する。これに伴い、連結部２０４５－３に支持された接続部４０３にＤ－２軸に沿った方向の力が与えられ、接続部４０３に支持された接触部４０８にもＤ－２軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、接触部４０８は可動部１０２５－３、連結部１０２ｅａ－３，１０２ｅｂ－３、および連結部２０４５－３ともに非対称振動を行う。その結果、接触部４０８に直接的または間接的に接触した皮膚に非対称振動に基づく力が与えられる。接触部４０８に与えられたＤ－２軸に沿った方向の力は板バネ部１０４３－１，１０４４－１および固定部４０４５－１に与えられる。これにより、板バネ部１０４３－１，１０４４－１はＤ－２軸に沿った方向に弾性変形する（撓む）。これにより、Ｄ－２軸に沿った接触部４０８の非対称振動が、アクチュエータ１０２－１によって妨げられることを抑制し、接続部４０３に支持された接触部４０８から効率的に擬似的な力覚を提示できる。
　一方、アクチュエータ１０２－１が駆動すると、可動部１０２５－１および連結部１０２ｅａ－１，１０２ｅｂ－１，１０４１－１，１０４２－１がＤ－１軸に沿ってＹＡ４－ＹＢ４方向に非対称振動する。これに伴い、連結部１０４１－１，１０４２－１に支持された板バネ部１０４３－１，１０４４－１および固定部４０４５－１にＤ－１軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、板バネ部１０４３－１，１０４４－１は、可動部１０２５－１および連結部１０２ｅａ－１，１０２ｅｂ－１，１０４１－１，１０４２－１とともにＤ－１軸に沿ってＹＡ４－ＹＢ４方向に非対称振動する。連結部１０４１－１，１０４２－１からＤ－１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部１０４３－１，１０４４－１は、Ｄ－１軸に沿った方向の力を固定部４０４５－１に与える。固定部４０４５－１はこの方向の力を接続部４０３および接触部４０８に与える。これにより、接続部４０３および接触部４０８は、連結部２０４５－３の支持部２０４５ａ－３の挿入孔２０４５ａａ－３を中心とした周期的な非対称回転運動（Ｄ－１軸およびＤ－２軸と略直交する回転軸４０３１を中心とした非対称回転運動）を行う。これにより、接触部４０８に直接的または間接的に接触した皮膚に非対称回転運動に基づく力を与える。また、Ｄ－１軸に沿った接触部４０８の非対称振動がアクチュエータ１０２－３によって妨げられることが抑制され、接触部４０８に直接的または間接的に接触した皮膚に効率的に擬似的な力覚が与えられる。
　アクチュエータ１０２－１およびアクチュエータ１０２－３を同時に駆動させた場合も同様である。
　また、磁気センサ１０３は、擬似力覚発生装置１の外部の磁界（例えば、地磁気）を計測する。この際、アクチュエータ１０２－３が駆動していてもアクチュエータ１０２－３から漏洩する磁界は遮蔽部材１０で遮蔽される。そのため、アクチュエータ１０２－３から漏洩する磁界の影響で磁気センサ１０３による外部磁界の計測が阻害されることを抑制でき、磁気センサ１０３で外部磁界を正確に計測することが可能となる。またアクチュエータ１０２－１は磁気センサ１０３から遠い位置に配置されており、さらにアクチュエータ１０２－１と磁気センサ１０３との間にはアクチュエータ１０２－３からの磁界を遮蔽するための遮蔽部材１０１も配置されている。すなわち上述のようなアクチュエータ１０２－１、１０２－３と遮蔽部材１０１との配置構成により、遮蔽部材１０１をアクチュエータ１０２－３だけではなくアクチュエータ１０２－１から漏洩した磁界の遮蔽にも流用できる。そのため、アクチュエータ１０２－１から漏洩する磁界の影響で磁気センサ１０３による外部磁界の計測が阻害されることも抑制できる。
　［第２実施形態］
　第２実施形態を説明する。本形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態と第１実施形態との相違点は接触部の構造である。その他は第１実施形態と同じである。
　図６Ａ－図６Ｃおよび図７を用い、本形態の擬似力覚発生装置２の構成を説明する。図６Ａ－図６Ｃおよび図７に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置２は、基部４０１、アクチュエータ１０２－ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部１０４３－１，１０４４－１、連結部１０４１－１，１０４２－１、固定部４０４５－１、連結部２０４５－３、台座４０９、接続部４０３、接触部５０８、遮蔽部材１０１、および磁気センサ１０３を有する。アクチュエータ１０２－ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部１０２６－ｉ、可動部１０２５－ｉ、連結部１０２ｅａ－ｉ，連結部１０２ｅｂ－ｉを有する。
　接触部５０８は、剛体または剛体とみなせる部材である。接触部５０８は、基部４０１の一方の面４０１ｂ側に配置された第１領域５０８１と、第１領域５０８１の一端に支持された第２領域５０８２と、第２領域５０８２の他端に支持され、基部４０１の他方の面４０１ａ側（ベース機構の他方の面側）に配置された第３領域５０８３とを含む。第１領域５０８１、第２領域５０８２、および第３領域５０８３のそれぞれは略板形状を持つ。本形態では、第１領域５０８１の略板形状部分と第３領域５０８３の略板形状部分とは略平行に配置され、第２領域５０８２の略板形状部分はこれらと略直交している。第１領域５０８１の一方の板面５０８１ｂ側の中央には、第１実施形態で説明した筒状突起部４０８１が設けられている。接続部４０３は、板面４０３３側を台座４０９の板面４０９ｂ側に向けて配置されている。接続部４０３の回転軸４０３１は挿入孔２０４５ａａ－３に回転可能に支持されている。固定部４０４５－１の突部４０４５ａ－１は、板面４０３３側から接続部４０３の貫通孔４０３４に挿入されている。接触部５０８の筒状突起部４０８１は、板面４０３２側から接続部４０３の貫通孔４０３４に挿入されている。また、筒状突起部４０８１の内壁面側には、貫通孔４０３４を貫通した突部４０４５ａ－１が挿入されて固定されている。これにより、第１領域５０８１は、固定部４０４５－１に支持されている。また、第１領域５０８１と第３領域５０８３との間に、台座４０９、支持部１０２６－１，１０２６－３を含む機構の少なくとも一部、可動部１０２５－１および連結部１０２ｅａ－１，１０２ｅｂ－１，１０４１－１，１０４２－１を含む機構の少なくとも一部、および板バネ部１０４３－１，１０４４－１および固定部４０４５－１を含む機構の少なくとも一部が配置されている。
　図７に例示するように、利用者は台座４０９、支持部１０２６－１，１０２６－３を含む機構（ベース機構）側を掌１０００で支持するとともに、接触部５０８の第１領域５０８１の外方の板面５０８１ａと、第３領域５０８３の外方の板面５０８３ａとを挟み込むように把持する。この状態で擬似力覚発生装置２を駆動し、接触部５０８を非対称運動させると、利用者はその非対称運動に基づく力覚を知覚する。本形態のように、利用者が第１領域５０８１と第３領域５０８３とを挟み込むように接触部５０８を把持した場合、利用者の親指から第１領域５０８１に与えられる力の少なくとも一部が第２領域５０８２を介して第３領域５０８３に与えられ、この第３領域５０８３は利用者の人差し指によって支えられる。これにより、利用者によって第１領域５０８１に与えた力がアクチュエータ１０２－１，３に加わることを抑制し、アクチュエータ１０２－１，３の負担を軽減できる。その結果、アクチュエータ１０２－１，３の摩耗を低減させたり、アクチュエータ１０２－１，３の動きが妨げられたりすることを抑制でき、故障率を低下させたり、利用者に効率よく力覚を与えることができる。
　［実験データ］
　図８から図１０に、上述した実施形態での遮磁の効果を示す実験結果を示す。この実験では、遮蔽部材１０１としては磁性伯に特殊加工層が付与されたシート（MAGNEFILM-MFM）を２枚積層したものを用いた。しかし、パーマロイのシートを７枚積層した場合も同じような結果が得られる。
　図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃは、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界をシールドせず（シールドなし）、アクチュエータ１０２－３を駆動させない（駆動なし）ときの磁気センサ１０３で計測されるｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］をそれぞれ各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。図８Ｄ，図８Ｅ，図８Ｆは、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界をシールドせず（シールドなし）、アクチュエータ１０２－３を駆動させた（駆動あり）ときの磁気センサ１０３で計測されるｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］をそれぞれ各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。図８では、横軸は時間［ｓ］を表し、縦軸は各軸方向の磁束密度［μＴ］を表す。なお、ｘ軸およびｙ軸は板面４０１ｂに沿った直交軸であり、ｘ軸はＤ－１方向の軸であり、ｙ軸はＤ－２方向の軸である。ｚ軸は板面４０１ｂ（ｘ－ｙ軸平面）に直交する軸である。このようにアクチュエータ１０２－３で生じた磁界をシールドしない状態では、アクチュエータ１０２－３の駆動によって生じた強い磁界の影響で、外部の弱い磁界を判別することが困難になっていることが分かる。
　図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃは、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界を遮蔽部材１０１でシールドし、アクチュエータ１０２－３を駆動させないときの磁気センサ１０３で計測されるｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］をそれぞれ各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。図９Ｄ，図９Ｅ，図９Ｆは、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界を遮蔽部材１０１でシールドし、アクチュエータ１０２－３を駆動させたときの磁気センサ１０３で計測されるｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度変化［μＴ］を各時間［ｓ］でプロットしたグラフの例示である。図９でも、横軸は時間［ｓ］を表し、縦軸は各軸方向の磁束密度［μＴ］を表す。このようにアクチュエータ１０２－３で生じた磁界を遮蔽部材１０１でシールドすることにより、アクチュエータ１０２－３の駆動によって生じた強い磁界の影響を軽減し、外部の弱い磁界の判別が容易になっていることが分かる。
　図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させないときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。図１０Ｄ，図１０Ｅ，図１０Ｆは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させたときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させたときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。図１１Ｄ，図１１Ｅ，図１１Ｆは、アクチュエータで生じた磁界をシールドせず、アクチュエータを駆動させたときのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向のパワースペクトル密度をそれぞれ各周波数［Ｈｚ］でプロットしたグラフの例示である。図１０および図１１では、横軸は周波数［Ｈｚ］を表し、縦軸は各軸方向のパワースペクトル密度を表す。これらの図からも、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界をシールドしない状態では、アクチュエータ１０２－３の駆動によって生じた強い磁界の影響で、外部の弱い磁界を判別することが困難となるが、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界を遮蔽部材１０１でシールドすることにより、外部の弱い磁界の判別が容易になっていることが分かる。
　図１２Ａ，図１２Ｂ，図１２Ｃは、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界をシールドしない場合（シールドなし）とシールドする場合（シールドあり）とのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度のバイアス（平均値）（μＴ）をそれぞれ例示したグラフである。これらの図に示すように、アクチュエータ１０２－３、遮蔽部材１０１、磁気センサ１０３を適切に配置することで、アクチュエータ１０２－３で生じた磁界を遮蔽部材１０１で遮蔽するか否かで各軸方向の磁束密度のバイアスも大きく変化しないことが分かる。
　図１３Ａ，図１３Ｂ，図１３Ｃは、アクチュエータ１０２－３を駆動する場合としない場合とにおいて、アクチュエータ１０２－３をシールドしない場合（シールドなし）とシールドする場合（シールドあり）とのｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の磁束密度ノイズの標準偏差（μＴ）をそれぞれ例示したグラフである。白いグラフはシールドなしに対応し、黒いグラフはシールドありに対応する。これらの図に示すように、アクチュエータ１０２－３、遮蔽部材１０１、磁気センサ１０３を適切に配置することで、アクチュエータ１０２－３の駆動の有無、シールドのありなしに対し、磁束密度ノイズの標準偏差の変化も小さくすることができる。
　［その他の変形例等］
　なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、参考文献１、参考文献２「特許４４１３１０５号公報」、参考文献３「特許第４５５１４４８号公報」、参考文献４「特許第４６５８９８３号公報」、参考文献５「特許５１５８８７９号公報」、参考文献６「特許５４５８００５号公報」、参考文献７「特開２０１２－１４３０５４号公報」等に開示されたようなその他の擬似力覚発生装置に本発明を適用してもよい。
　上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
１，２　擬似力覚発生装置
１０１　遮蔽部材
１０３　磁気センサ
１０２－ｉ　アクチュエータ
１０２５－ｉ　可動部１０２５－ｉ（接触機構）
１０２ｅａ－ｉ，１０２ｅｂ－ｉ　連結部（接触機構）
１０４３－１，１０４４－１　板バネ部（接触機構）
４０４５－１　固定部（接触機構）
２０４５－３　連結部（接触機構）
４０３　接続部（接触機構）
４０８，５０８　接触部（接触機構）

Claims (3)

  1. 　供給された制御信号に基づいて物理的な運動を行う電気式のアクチュエータと、
    　前記アクチュエータの物理的な運動に基づいて、擬似的な力覚を知覚させる周期的な非対称運動を行う接触機構と、
    　外部の磁界を計測する磁気センサと、
    　前記アクチュエータと前記磁気センサとの間に配置され、前記アクチュエータの前記磁気センサ側の部位の周囲を覆い、前記アクチュエータから発生する前記磁気センサ側の磁界を遮蔽する遮蔽部材と、
    を有する擬似力覚発生装置。
  2. 　請求項１の擬似力覚発生装置であって、
    　前記遮蔽部材は、前記制御信号に基づく周波数成分を持つ磁界を遮蔽する強磁性体である、擬似力覚発生装置。
  3. 　請求項２の擬似力覚発生装置であって、
    　前記アクチュエータは巻き付けられたコイルを有し、前記コイルに電流が流されることで前記コイルの巻き付け中心軸を貫く磁界が発生し、
    　前記磁気センサおよび前記遮蔽部材は前記コイルの巻き付け中心軸に沿った方向に配置されており、
    　前記遮蔽部材は前記コイルと前記磁気センサとの間に配置されている、擬似力覚発生装置。
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