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力覚発生装置

国内特許コード P200016645
整理番号 (S2017-0372-N0)
掲載日 2020年2月25日
出願番号 特願2018-566778
出願日 平成29年12月8日(2017.12.8)
国際出願番号 JP2017044125
国際公開番号 WO2018146934
国際出願日 平成29年12月8日(2017.12.8)
国際公開日 平成30年8月16日(2018.8.16)
優先権データ
  • 特願2017-022532 (2017.2.9) JP
発明者
  • 小水内 俊介
  • 奥田 悠斗
出願人
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 力覚発生装置
発明の概要 複数の自由度の力覚を体感させることが可能でありながら軽量化/小型化された力覚発生装置を提供する。
筐体B1に固定される外側リング12、22と、外側リング12、22の内側の二点により支持された内側リング11、21と、内側リング11の内側に固定された電気-機械振動変換器10と、内側リング21の内側に固定された電気-機械振動変換器20と、内側リング11、21を回転させる回転部15、25と、を備える。
従来技術、競合技術の概要

従来、例えば手で持てる程度の大きさの重りを持って左右に振動(往復運動)させる場合、当該往復運動の両端でその重りに印加される加速度が異なると、その人が、速い加速度が印加されている端部の方向に引っ張られるように感じることが知られている。これは、人は一般に、小さい力よりも大きい力の方が認識し易いという、いわゆる「知覚の非線形性」と称される現象である。このとき当該力の知覚においては、物理的な力が実際に人に作用しているわけではないと考えられる。よってこのような知覚は、擬似的な「力覚」と称される。このような力覚は、例えばゲームにおけるシミュレーションやバーチャルリアリティの実現や、広いイベント会場内で人を案内するために当該人に持たせる装置において案内すべき方向に力覚を発生させて案内すること等に用いられる。そして、上記擬似的な力覚を発生させる装置に関する先行技術を開示した文献としては、例えば下記特許文献1及び特許文献2が挙げられる。

一方、上述したような力覚を使用者に体感させる装置は、三次元空間でその使用者に携帯される場合が多いが、当該三次元空間でその装置の位置や挙動を定義する際には、その位置及びその姿勢をそれぞれ示す「自由度」なる概念が用いられる。この自由度は、それが多い(自由度が高い)ほど、上記位置や挙動を正確に定義することができる。そして、上記位置及び挙動を最も正確に定義するためには、位置について三自由度(x方向、y方向及びz方向の三自由度)、姿勢について三自由度(ψ角、θ角及びφ角の三自由度)の、合計六自由度を制御できることが求められる。

産業上の利用分野

本発明は、力覚発生装置の技術分野に属し、より詳細には、いわゆる体感振動を発生させる力覚発生装置の技術分野に属する。

特許請求の範囲 【請求項1】
筐体に固定される枠形状の固定支持部と、
前記固定支持部の内側の二点により当該内側に支持された枠形状の回転支持部であって、前記二点を結ぶ線の周りに、前記固定支持部を含む平面に対して相対的に直角以上回転可能に支持された回転支持部と、
前記回転支持部の内側に固定された第1電気-機械振動変換器と、
前記固定支持部を含む平面内において、前記固定支持部の外部に支持された第2電気-機械振動変換器と、
前記回転支持部及び前記第1電気-機械振動変換器を、前記線の周りに回転させる回転手段と、
前記回転支持部を含む平面に対して垂直な方向の力覚を生じさせるように前記第1電気-機械振動変換器を駆動する第1駆動手段と、
前記固定支持部を含む平面に対して垂直な方向の力覚を生じさせるように前記第2電気-機械振動変換器を駆動する第2駆動手段と、
を備えることを特徴とする力覚発生装置。

【請求項2】
請求項1に記載の力覚発生装置において、
前記固定支持部を含む平面内で且つ当該固定支持部の外部に固定される枠形状の第2固定支持部と、
前記第2固定支持部の内側の二点により当該内側に支持された枠形状の第2回転支持部であって、当該二点を結ぶ線の周りに、前記第2固定支持部を含む平面に対して相対的に直角以上回転可能に支持されており、且つ前記第2電気-機械振動変換器が内側に固定された第2回転支持部と、
前記第2回転支持部及び前記第2電気-機械振動変換器を、前記第2固定支持部の内側の二点を結ぶ線の周りに回転させる第2回転手段と、
を更に備えることを特徴とする力覚発生装置。

【請求項3】
請求項2に記載の力覚発生装置において、
前記固定支持部及び前記第2固定支持部を含む平面内又は当該平面に垂直な面内において、前記固定支持部又は前記第2固定支持部の外部に支持された第3電気-機械振動変換器と、
前記固定支持部及び前記第2固定支持部を含む平面内の方向又は当該平面に対して垂直な方向の力覚を生じさせるように前記第3電気-機械振動変換器を駆動する第3駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする力覚発生装置。

【請求項4】
請求項3に記載の力覚発生装置において、
前記固定支持部及び前記第2固定支持部を含む平面内で且つ当該固定支持部又は当該第2工程支持部の外部に固定される枠形状の第3固定支持部と、
前記第3固定支持部の内側の二点により当該内側に支持された枠形状の第3回転支持部であって、当該二点を結ぶ線の周りに、前記第3固定支持部を含む平面に対して相対的に直角以上回転可能に支持されており、且つ前記第3電気-機械振動変換器が内側に固定された第3回転支持部と、
前記第3回転支持部及び前記第3電気-機械振動変換器を、前記第3固定支持部の内側の二点を結ぶ線の周りに回転させる第3回転手段と、
を更に備えることを特徴とする力覚発生装置。

【請求項5】
請求項3又は請求項4に記載の力覚発生装置において、
請求項3又は請求項4に記載の力覚発生装置において、前記第1電気-機械振動変換器における前記力覚の発生点、前記第2電気-機械振動変換器における前記力覚の発生点、及び前記第3電気-機械振動変換器における前記力覚の発生点、が正三角形の各頂点にそれぞれ位置するように、当該第1電気-機械振動変換器、当該第2電気-機械振動変換器及び当該第3電気-機械振動変換器が配置されていることを特徴とする力覚発生装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018566778thum.jpg
出願権利状態 公開
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