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(In Japanese)触覚情報変換装置、触覚情報変換方法、および、触覚情報変換プログラム、並びに、素子配置構造体 meetings

Patent code P190016041
File No. (AE10P003,AE10P004)
Posted date May 10, 2019
Application number P2018-510680
Date of filing Apr 7, 2017
International application number JP2017014571
International publication number WO2017175868
Date of international filing Apr 7, 2017
Date of international publication Oct 12, 2017
Priority data
  • P2016-077693 (Apr 7, 2016) JP
  • P2016-140982 (Jul 18, 2016) JP
Inventor
  • (In Japanese)舘 ▲すすむ▼
  • (In Japanese)仲谷 正史
  • (In Japanese)佐藤 克成
  • (In Japanese)南澤 孝太
  • (In Japanese)梶本 裕之
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title (In Japanese)触覚情報変換装置、触覚情報変換方法、および、触覚情報変換プログラム、並びに、素子配置構造体 meetings
Abstract (In Japanese)触覚刺激を出力可能な一または複数の出力部側へ触覚情報を与えるため、第一の種類の触覚刺激が生じる第一刺激点を判定し、または、出力部を介して第一の種類の触覚刺激を第一刺激点に発生させ、第一刺激部により判定または発生される第一の種類の触覚刺激の第一刺激点から、時間的および/または空間的に所定の閾値内で離隔した第二刺激点において、出力部を介して第二の種類の触覚刺激を発生させる触覚情報を出力部側に出力することを一つの特徴とする。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、現実または仮想の物体について利用者に触覚を提示する触覚提示デバイスが開発されている。

例えば、特許文献1では、ペン型の力覚提示装置であって、利用者が把持する際に指先が接触する可動部において、往復動、搖動、傾動、回転等の動きをさせることによって、指先に固有受容感覚を提示することが開示されている。

また、非特許文献1では、圧力、振動、温度を要素触覚として、触覚マップを作成し、それら要素触覚を合成して任意の触覚を提示する触覚提示装置について開示されている。

また、非特許文献2では、実環境下における指なぞり動作時に、爪側に設けた振動子を振動させて、仮想的な凹凸感を提示することが開示されている。

また、特許文献2では、利用者に電気刺激を提示するために、複数の刺激電極を備えた電極基板と、刺激電極と皮膚との間に導電性ゲル層などを設けた電気触覚ディスプレイが開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、触覚情報変換装置、触覚情報変換方法、および、触覚情報変換プログラム、並びに、素子配置構造体に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
触覚刺激を出力可能な一または複数の出力部側へ触覚情報を与えるため、記憶部と制御部を少なくとも備えた触覚情報変換装置であって、
前記記憶部は、
第一の種類の触覚刺激が生じる第一刺激点に、第二の種類の触覚刺激を知覚させるための前記第一および第二の種類の触覚刺激、または、第二の種類の触覚刺激が生じる第二刺激点に、第一の種類の触覚刺激を知覚させるための前記第一および第二の種類の触覚刺激を定義する触覚定義部を備えており、
前記制御部は、
前記第一の種類の触覚刺激が生じる前記第一刺激点を判定する、または、前記出力部を介して前記第一の種類の触覚刺激を前記第一刺激点に発生させる第一刺激部と、
前記第一刺激部により判定または発生される前記第一の種類の触覚刺激の前記第一刺激点から、時間的および/または空間的に所定の閾値内で離隔した前記第二刺激点において、前記出力部を介して前記第二の種類の触覚刺激を発生させる触覚情報を前記出力部側に出力する第二刺激部と、
を備えたことを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項2】
 
請求項1に記載の触覚情報変換装置において、
前記触覚定義部は、
前記第二の種類の触覚刺激を前記第一刺激点に知覚させるため、前記第二の種類の触覚刺激として、前記第一の種類の触覚刺激よりも、時間的または空間的な生理的弁別閾が大きい種類の触覚刺激を定義すること、または、
前記第一の種類の触覚刺激を前記第二刺激点に知覚させるため、前記第一の種類の触覚刺激として、前記第二の種類の触覚刺激よりも、時間的または空間的な生理的弁別閾が大きい種類の触覚刺激を定義すること、
を特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項3】
 
請求項1または2に記載の触覚情報変換装置において、
前記第一刺激部は、
前記第一の種類の触覚刺激として力提示を、判定または発生させ、
前記第二刺激部は、
振動、温度、および、電気刺激のうちの一つまたは複数を、前記第二の種類の触覚刺激として前記第二刺激点に発生させることにより、
前記第二の種類の触覚刺激を前記第一刺激点に知覚させることを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項4】
 
請求項1または2に記載の触覚情報変換装置において、
前記第一刺激部は、
振動、温度、および、電気刺激のうちの一つまたは複数を、前記第一の種類の触覚刺激として、判定または発生させ、
前記第二刺激部は、
前記第二の種類の触覚刺激として力提示を、前記第二刺激点に発生させることにより、
前記第一の種類の触覚刺激を前記第二刺激点に知覚させることを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項5】
 
請求項1または2に記載の触覚情報変換装置において、
前記第一刺激部は、
前記第一の種類の触覚刺激として振動提示を、判定または発生させ、
前記第二刺激部は、
温度刺激を、前記第二の種類の触覚刺激として前記第二刺激点に発生させることにより、
前記第二の種類の触覚刺激を前記第一刺激点に知覚させることを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項6】
 
請求項1または2に記載の触覚情報変換装置において、
前記第一刺激部は、
前記第一の種類の触覚刺激として温度提示を、判定または発生させ、
前記第二刺激部は、
振動刺激を、前記第二の種類の触覚刺激として前記第二刺激点に発生させることにより、
前記第一の種類の触覚刺激を前記第二刺激点に知覚させることを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項7】
 
請求項1または2に記載の触覚情報変換装置において、
前記第一刺激部は、
前記第一の種類の触覚刺激として電気刺激提示を、判定または発生させ、
前記第二刺激部は、
振動および/または温度を、前記第二の種類の触覚刺激として前記第二刺激点に発生させることにより、
前記第二の種類の触覚刺激を前記第一刺激点に知覚させることを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項8】
 
請求項1または2に記載の触覚情報変換装置において、
前記第一刺激部は、
振動および/または温度を、前記第一の種類の触覚刺激として、判定または発生させ、
前記第二刺激部は、
前記第二の種類の触覚刺激として電気刺激提示を、前記第二刺激点に発生させることにより、
前記第一の種類の触覚刺激を前記第二刺激点に知覚させることを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項9】
 
請求項1乃至8のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置において、
前記第一刺激点および/または前記第二刺激点は、
ファントムセンセーション錯覚による知覚点であることを特徴とする、触覚情報変換装置。

【請求項10】
 
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置を備えた入力装置。

【請求項11】
 
請求項10に記載の入力装置において、
表層に、多点分布型圧覚計測センサと、
中間層に、温冷感計測センサと、
下層に、振動感計測センサと、
を少なくとも備えた入力装置。

【請求項12】
 
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置を備えた送信装置。

【請求項13】
 
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置を備えた記憶装置。

【請求項14】
 
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置を備えたサーバ装置。

【請求項15】
 
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置を備えた受信装置。

【請求項16】
 
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置を備えた出力装置。

【請求項17】
 
請求項16に記載の出力装置において、
表層に、多点電気触覚刺激による分布型圧力提示部と、
中間層に、ペルチェ素子による高速駆動型温冷感提示部と、
下層に、広周波数域の振動提示部と、
を少なくとも備えた出力装置。

【請求項18】
 
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の触覚情報変換装置を備えた、操作者が操作するロボット教示装置を用いてロボットに動作を教示するインタラクション操作システムにおいて、
前記ロボットは、
物体を把持するための手指部、
前記物体または前記物体の性状を検出し、物体検出情報を生成する物体検出部であって、前記手指部に配置される物体検出部、
前記ロボットを駆動させるロボット駆動装置、
を有し、
前記ロボット教示装置は、
前記ロボットから伝送された前記物体検出情報に基づき前記触覚情報変換装置により変換された触覚情報に応じて、対応する触感を前記操作者に提供する物体検知感覚提供部、
を有すること、
を特徴とするインタラクション操作システム。

【請求項19】
 
触覚刺激を出力可能な一または複数の出力部側へ触覚情報を与えるため、記憶部と制御部を少なくとも備えた触覚情報変換装置において実行される触覚情報変換方法であって、
前記記憶部は、
第一の種類の触覚刺激が生じる第一刺激点に、第二の種類の触覚刺激を知覚させるための前記第一および第二の種類の触覚刺激、または、第二の種類の触覚刺激が生じる第二刺激点に、第一の種類の触覚刺激を知覚させるための前記第一および第二の種類の触覚刺激を定義する触覚定義部を備え、
前記制御部において実行される、
前記第一の種類の触覚刺激が生じる第一刺激点を判定する、または、前記出力部を介して前記第一の種類の触覚刺激を第一刺激点に発生させる第一刺激ステップと、
前記第一刺激ステップにて判定または発生される前記第一の種類の触覚刺激の前記第一刺激点から、時間的および/または空間的に所定の閾値内で離隔した第二刺激点において、前記出力部を介して前記第二の種類の触覚刺激を発生させる触覚情報を前記出力部側に出力する第二刺激ステップと、
を含むことを特徴とする、触覚情報変換方法。

【請求項20】
 
触覚刺激を出力可能な一または複数の出力部側へ触覚情報を与えるため、記憶部と制御部を少なくとも備えたコンピュータに実行させるための触覚情報変換プログラムにおいて、
前記記憶部は、
第一の種類の触覚刺激が生じる第一刺激点に、第二の種類の触覚刺激を知覚させるための前記第一および第二の種類の触覚刺激、または、第二の種類の触覚刺激が生じる第二刺激点に、第一の種類の触覚刺激を知覚させるための前記第一および第二の種類の触覚刺激を定義する触覚定義部を備えており、
前記制御部に実行させるための、
前記第一の種類の触覚刺激が生じる第一刺激点を判定する、または、前記出力部を介して前記第一の種類の触覚刺激を第一刺激点に発生させる第一刺激ステップと、
前記第一刺激ステップにて判定または発生される前記第一の種類の触覚刺激の前記第一刺激点から、時間的および/または空間的に所定の閾値内で離隔した第二刺激点において、前記出力部を介して前記第二の種類の触覚刺激を発生させる触覚情報を前記出力部側に出力する第二刺激ステップと、
を含むことを特徴とする、触覚情報変換プログラム。

【請求項21】
 
電気、温度、振動、および、力のうち、少なくとも2種類の触覚を提示する場合の素子の積層型および/または水平配置型の素子配置構造体であって、
(1)振動または温度の提示素子よりも、電気の提示素子を身体側に積層配置すること、
(2)振動の提示素子よりも、温度の提示素子を身体側に積層配置すること、
(3)力の提示素子よりも、電気、温度、および/または、振動の提示素子を身体側に積層配置すること、および、
(4)少なくとも振動の提示素子を水平配置すること、
のうち一つまたは複数の組合せであることを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項22】
 
請求項21に記載の素子配置構造体において、
前記振動の提示素子を水平配置する場合において、振動を音に変換ないし振動共鳴ないし放熱のための空隙を設けることを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項23】
 
請求項21または22に記載の素子配置構造体において、
電気の提示素子を密に、温度および/または振動の提示素子を疎に、水平配置したことを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項24】
 
請求項21乃至23のいずれか一つに記載の素子配置構造体において、
少なくとも一部が水平配置型の素子配置構造体であって、
全体として可撓性を有するように水平配置の提示素子が連結されていることを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項25】
 
請求項21乃至24のいずれか一つに記載の素子配置構造体において、
前記電気の提示素子が電気提示を行わない際に、接地として機能することを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項26】
 
請求項21乃至25のいずれか一つに記載の素子配置構造体において、
少なくとも一部が水平配置型の素子配置構造であって、
水平面方向に複数配置された複数の同種の提示素子において、ファントムセンセーションにより複数の前記提示素子間で刺激を定位させることを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項27】
 
請求項21乃至26のいずれか一つに記載の素子配置構造体において、
少なくとも一部が水平型の素子配置構造体であって、
水平配置の構造は全体として身体の周囲を取り囲むように設けられることを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項28】
 
請求項22に記載の素子配置構造体において、
少なくとも一部が水平型の素子配置構造であって、
水平面方向に複数配置された複数の振動の前記提示素子の間に、前記空隙を設けることを特徴とする、素子配置構造体。

【請求項29】
 
請求項22に記載の素子配置構造体において、
全体として身体の周囲を取り囲むように設けられた水平配置の構造の背側に前記空隙を設けることを特徴とする、素子配置構造体。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018510680thum.jpg
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