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1. WO2018216780 - 刺激伝達装置

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明 細 書

発明の名称 刺激伝達装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022  

発明の効果

0023  

図面の簡単な説明

0024  

発明を実施するための形態

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084  

実施例

0085   0086   0087   0088   0089   0090  

産業上の利用可能性

0091  

符号の説明

0092  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8A   8B   9A   9B   10A   10B   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33  

明 細 書

発明の名称 : 刺激伝達装置

技術分野

[0001]
 本発明は,感覚特性を利用した刺激伝達装置に関する。刺激伝達装置の例は,触力覚情報提示システムともよばれる。

背景技術

[0002]
 例えば,特開2017-73100号公報や特開2017-73101号公報には,触力覚情報提示システムが記載されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2017-73100号公報
特許文献2 : 特開2017-73101号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 従来の触力覚情報提示システムといった刺激伝達装置は,振動等の物理刺激が筐体全体を通じてユーザに伝わった。このため,例えば振動刺激をユーザに伝える場合,筐体全体が振動することとなる。例えば,筐体には,比較的重量の重いバッテリー(電池)が含まれるため,筐体全体を振動させ,振動刺激をユーザに伝えるためには,大きな消費電力が必要となるという問題があった。また,コントローラのスティックやボタンなどユーザにより圧力が加えられる部分が存在するものについて振動刺激をユーザに与える場合も存在する。その場合において,スティックやボタンを通じて,物理刺激を伝えようとすると,物理刺激を発生するためのアクチュエータに大きな負荷がかかることがあり,消費電力が高くなるという問題がある。
[0005]
 そこで,本発明は,電力消費を抑えた刺激伝達装置を提供することを目的とする。また本発明は,物理刺激を効果的にユーザへ伝えられる刺激伝達装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明は,基本的には,ユーザから入力により圧力が加えられる部位がある装置において,ユーザに圧力を伝達する部位を変位させるアクチュエータと,アクチュエータの支持する部位とを一体とせず,筐体(装置本体)と連動せずにアクチュエータ(及びアクチュエータと連動する伝達部位)が変位できるようにすることで,電力消費を抑え,しかも効果的に物理刺激をユーザに伝えることができるという知見に基づく。
[0007]
 本発明の装置は,刺激伝達装置に関する。
 この刺激伝達装置は,受圧部分5,アクチュエータ7及び支持部分9を有する。刺激伝達装置は,アクチュエータを駆動するための駆動制御部や,アクチュエータ及び支持支持部分を内包する装置本体(筐体)を有していてもよい。
 受圧部分5は,人体の一部である接触部と接触し,接触部から圧力を受ける要素である。なお,受圧部分5の変動をユーザに伝えることで,ユーザに物理刺激を引き起こす。これにより,例えば,触力覚情報(触覚情報)をユーザに提供できる。
 アクチュエータ7は,受圧部分5を駆動するための要素である。
 支持部分9は,アクチュエータ7が変位しても,アクチュエータ7と一体となって変位しない(アクチュエータ7と連動しない)ものの,アクチュエータ7が移動できる状態でアクチュエータ7を支える要素である。支持部分9は,通常装置本体(筐体)と一体となっている。アクチュエータ7が支持部分9と連動しないので,アクチュエータ7の振動を,受圧部分5を介して効率的にユーザへ伝達できる。
[0008]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5は,受圧部分5の可動部分において,印可される接線方向の力に対し,同一の変位を行うものであってもよい。つまり,受圧部分5が装置に対して変動した場合(特に受圧装置5がある点を中心として弧を描くように変位した場合)であっても,力の印可点における接線方向に同じ力が加えられた場合,その力の印加点から,変位する垂線方向に対する角度や大きさ(変位)が同一である。もっとも,この変位は,同一ではないものであってもよい。
[0009]
 この刺激伝達装置は,アクチュエータ7が,支持部分9に対し,前後,左右,回転,自転,及び上下のいずれか又は2つ以上の移動を行うものであってもよい。
[0010]
 この刺激伝達装置は,アクチュエータ7の下部には,ジンバル構造の軸部と支持部分9に設けられジンバル構造の軸部を受ける軸受を有するものであってもよい。
[0011]
 この刺激伝達装置は,アクチュエータ下部又は横に設けられ,支持部分とアクチュエータを接続する弾性部材を有するものであってもよい。
[0012]
 この刺激伝達装置は,アクチュエータ下部に設けられ,アクチュエータを支持する支持軸であって,支持軸の下部は,支持部分に存在する軸受と接するものを有し,支持軸の下部は,軸受けと接する部分に曲面部分を有するものであってもよい。
[0013]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置ではない部分に存在するものであってもよい。
[0014]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置の部位ではなく,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分以外の部位に存在するものであってもよい。
[0015]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置の部位ではなく,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分に存在するものであってもよい。
[0016]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置に存在するものであってもよい。
[0017]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5とアクチュエータ7とが,一体となって変動し,受圧部分5は,支持部分9に対する角度が変化するものであってもよい。
[0018]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5とアクチュエータ7とが,一体となって変動し,受圧部分5は,支持部分9に対して平行を保ちつつ変動するものであってもよい。
[0019]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5又はアクチュエータ7と,支持部分9とを接続する少なくとも2本以上の連結手段11a,11bを有するものであってもよい。
[0020]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5又はアクチュエータ7と,支持部分9とを接続する玉軸受(ボールベアリング)を有するものであってもよい。
[0021]
 この刺激伝達装置は,アクチュエータ7の支持部分9に面した部分に設けられた移動制御棒13と,支持部分9に設けられ移動制御棒13の移動を制御する移動制御枠15とを有するものであってもよい。
[0022]
 この刺激伝達装置の例は,触力覚情報提示システムである。

発明の効果

[0023]
 本発明は,電力消費を抑えた刺激伝達装置を提供できる。また本発明は,物理刺激を効果的にユーザへ伝えられる刺激伝達装置を提供できる。

図面の簡単な説明

[0024]
[図1] 図1は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。
[図2] 図2は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。
[図3] 図3は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。
[図4] 図4は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。
[図5] 図5は,回転軸受フローティング構造を説明するための概念図である。
[図6] 図6は,平行フローティング構造を説明するための概念図である。
[図7] 図7は,平行フローティング構造を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[図8A] 図8Aは,平行フローティング構造を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[図8B] 図8Bは,ボールベアリングを説明するための概念図である。
[図9A] 図9Aは,移動制御機構を有する刺激伝達装置を示す概念図である。
[図9B] 図9Bは,移動制御機構を有する刺激伝達装置を示す概念図である。
[図10A] 図10Aは,実施例において製造した支持部分を示す図面に替る写真である。
[図10B] 図10Bは,実施例において製造した支持部分にアクチュエータを取り付けた例を示す図面に替る写真である。
[図11] 図11は,アクチュエータの四方にゲル(緩衝材)を設けるとともに,受圧部分,アクチュエータ及び支持部分を発砲樹脂で取り囲んだ刺激伝達装置(装置本体を除く部分)を示す図面に替る写真である。
[図12] 図12は,実施例において製造した刺激伝達装置(装置本体を除く部分)を示す図面に替る写真である。
[図13] 図13は,実施例において製造した刺激伝達装置を示す図面に替る写真である。
[図14] 図14は,実施例において製造した刺激伝達装置を示す図面に替る写真である。
[図15] 図15は,触力覚情報提示システムのブロック図である。
[図16] 図16は,コンピュータの基本構成を示すブロック図である。
[図17] 図17は,本発明の刺激伝達装置を含むシステムの例を示す概念図である。
[図18] 図18は,筐体の一部である支持部分が,連結手段を介して吊るされた状態の,アクチュエータ及び受圧部分を支える態様を示す概念図である。
[図19] 図19は,図9Aに示される刺激伝達装置の実装系を示す概念図である。
[図20] 図20は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。
[図21] 図21は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。
[図22] 図22は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。
[図23] 図23は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。
[図24] 図24は,受圧部と筐体との関係を示す概念図である。
[図25] 図25は,筐体の開口部分を覆うように受圧部分が存在し,受圧部分の一部と,その下部領域に存在する筐体部分(支持体部分)との間に,連結部分が存在する刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[図26] 図26は,低摩擦体を用いた刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[図27] 図27は,複数の受圧部分を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[図28] 図28は,複数の受圧部分を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[図29] 図29は,複数のアクチュエータを有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[図30] 図30は,支持部分がレールを介して受圧部分を支える例を示す概念図である。
[図31] 図31は,X軸方向のレールとY軸方向のレールを介して,支持部分が受圧部分を支える例を示す概念図である。
[図32] 図32は,アクチュエータの配置位置を示す概念図である。
[図33] 図33は,アクチュエータ接続部材を用いて,アクチュエータが受圧部分と接続された刺激伝達装置の例を示す概念図である。

発明を実施するための形態

[0025]
 以下,図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は,以下に説明する形態に限定されるものではなく,以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。
[0026]
 本発明の装置は,刺激伝達装置に関する。刺激伝達装置は,ユーザに変位や振動といった物理刺激を伝達できる装置に関する。刺激伝達装置の例は,触力覚情報提示システムである。本発明の装置は,例えばアクチュエータがコンピュータといった制御装置により駆動制御される。図16は,コンピュータの基本構成を示すブロック図である。この図に示されるように,コンピュータは,入力部31,出力部33,制御部35,演算部37及び記憶部39を有しており,各要素は,バス41などによって接続され,情報の授受を行うことができるようにされている。例えば,記憶部には,制御プログラムが記憶されていてもよいし,各種情報が記憶されていてもよい。入力部から所定の情報が入力された場合,制御部は,記憶部に記憶される制御プログラムを読み出す。そして,制御部は,適宜記憶部に記憶された情報を読み出し,演算部へ伝える。また,制御部は,適宜入力された情報を演算部へ伝える。演算部は,受け取った各種情報を用いて演算処理を行い,記憶部に記憶する。制御部は,記憶部に記憶された演算結果を読み出して,出力部から出力する。このようにして,各種処理が実行される。なお,上記のコンピュータは,それらの機能の一部を端末又はサーバが担当するものであってもよい。
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 図17は,本発明の刺激伝達装置を含むシステムの例を示す概念図である。図17に示されるように,本発明の刺激伝達装置を含むシステムは,通信機能を有し,周辺機器および刺激伝達装置の間や,インターネット又はイントラネット43と接続された刺激伝達装置45と,インターネット又はイントラネット43に接続されたサーバ47とを含むものであってもよい。もちろん,単体のコンピュータ,携帯端末,又はコントローラ(ゲーム機本体等と情報の授受を行うこととができるようにされたコントローラ)が,本発明の装置として機能してもよいし,複数のサーバが存在してもよい。
[0027]
 図20は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。図20は,台座型とよばれるタイプのものに関する。この例は,受圧部分5が,図示しないアクチュエータにより,アクチュエータ及び受圧部が最大6自由度方向(緑矢印並進,回転)に振動する。この受圧部分5には,ユーザの指が接触する接触部を有している。筐体の一部(又は筐体と一体となる部分である)支持部分9との間には弾性部材又は低摩擦部材などからなる連結部材21が設けられている。これにより,支持部分9が変動しても,それに伴ってアクチュエータが指示部分9と同じ変動をしない。つまり,連結部材21は,動作の緩衝材部分として機能している。連結部材21は,圧力を受けるとへこむので,手への衝撃が緩和され,手が痛くなる事態を防止できるし,さらに感覚的に手にフィットし,受圧部を介して人に振動を伝えやすくなる。さらに,連結部材21が存在するので,アクチュエータを駆動させた際に,ハプティクス効果に関連しない振動を軽減でき,しかもアクチュエータを駆動する際の振動音を軽減できる。さらに,アクチュエータからの熱を放熱できることとなる。アクチュエータとは,入力された制御波形に基づき,振動などの物理量を発生させる装置である。アクチュエータの例は,モーター,リニアアクチュエータ,振動子,ボイスコイル,スピーカー,圧電素子,ソレノイドコイル,高分子ポリマー,人工筋肉,ジャイロスコープ,空力装置,超音波アレイ,油圧装置,磁性流体,蒸気期間,バイメタル,バイオモーター等である。
[0028]
 図21は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。図21は,吊り下げ型とよばれるタイプのものに関する。この例では,筐体の一部である支持部分9から,弾性部材又は低摩擦部材などからなる連結部材21を介して,アクチュエータ及び受圧部分6が接続されている。このため,受圧部分6は,筐体の一部である支持部分から吊り下げられた形をしている。
[0029]
 図22は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。図22は,挟み型とよばれるタイプのものに関する。このタイプの装置は,筐体の一部である支持部分9の間に受圧部分6が存在し,受圧部分6と支持部分9とをつなぐように連結部材21が存在する。連結部材の例は弾性部材のゲル等である。
[0030]
 図23は,本発明の刺激伝達装置の概念例を説明するための図である。図23は,受圧部分と支持部分との間に弾性部材を挟む型とよばれるタイプのものである。挟み型とよばれるタイプのものに関する。このタイプの装置は,受圧部分6と支持部分9とをつなぐように弾性部材21が存在する。連結部材の例は弾性部材のゲル等である。
[0031]
 図25は,筐体の開口部分を覆うように受圧部分が存在し,受圧部分の一部と,その下部領域に存在する筐体部分(支持体部分)との間に,連結部分が存在する刺激伝達装置の例を示す概念図である。この態様では,連結部分として,低摩擦部材を用いてもよい。この例も,他の例と同様に,受圧部分と支持部分とは直接は接続されておらず,受圧部分がフロートした状態となっている。この例は,受圧部分が圧力を受けても,必要以上にへこまないというメリットがあり,しかもアクチュエータの駆動を滑らかに受圧部分に伝えることができる。
[0032]
 図26は,連結部材として低摩擦体を用いた刺激伝達装置の例を示す概念図である。この例では,受圧部分と支持体部分との間の摩擦を小さくできるので,受圧部分がスムーズに移動できることとなる。
[0033]
 図1は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。図1に示されるように,この刺激伝達装置は,受圧部分5,アクチュエータ7及び支持部分9を有する。刺激伝達装置は,アクチュエータを駆動するための駆動制御部や,アクチュエータ及び支持部分を内包する装置本体(筐体)を有していてもよい。また,刺激伝達装置は,ゲームコントローラ,携帯端末及び触力覚情報提示システムが有するその他の要素を適宜含んでいてもよい。具体的な要素の例は,センサである。センサは,ユーザの各種情報を検出し,検出された情報を装置内に入力する。入力された各種情報は,たとえば,記憶部に記憶され,アクチュエータの各種駆動に用いることができる。刺激伝達装置の例は,携帯端末,ゲーム機の把持部分(ハンドル,釣りのリール,銃,剣,盾,スティック,リング,お守り,装飾品及びワンド),ゲーム用のコントローラ,ゲーム用のモニタ(表示装置),タッチパネル,及び車載装置(ナビ,ハンドル,操作系)である。
[0034]
 図1においてアクチュエータ7と支持部分9は,連動しない。「アクチュエータ7と支持部分9は,連動しない」とは,支持部分9が変動しても,それに伴ってアクチュエータ7が指示部分9と同じ変動をしないことを意味する。図1では中心復帰用バネが存在する。また,アクチュエータの収容体の下部にはピボットが存在し,刺激伝達装置が,ピボット中心を変動の中心位置として変位する。一方,支持部分9は,アクチュエータ7が移動できる状態でアクチュエータ7を支える。図1の例では,支持部分9とアクチュエータ7との間に弾性部材21が存在する。すると,支持部分9は,弾性部材21を介して,アクチュエータ7が移動できる状態でアクチュエータ7を支えることとなる。アクチュエータ7は,受圧部分5を駆動する。ユーザは,例えばその指を受圧部分5に押している。すると,アクチュエータ7が受圧部分5を駆動することで,ユーザは,指を介して,圧力を受けることとなる。
[0035]
 受圧部分から圧力に替えて物理量を受けてもよい。物理量の例は,変位,速度,加速度,力,振動,トルク,圧力,せん断力,応力,歪み,及びこれらの変化量である。つまり,刺激伝達装置は,これらの物理量の変化を圧力という形でユーザに伝えることができる。
[0036]
 刺激伝達装置は,特に図示しないものの,AI/ML(人工知能/機械学習)部を有していてもよい。つまり,この装置は工知能部及び機械学習部のいずれか又は両方を有してもよい。AI/MLは,例えばセンサを介して入力される各種情報や,アクチュエータに入力される各種情報と,あらかじめAI/ML部に記憶された各種情報に基づき,より最適化された各種情報を計算し,記憶部に記憶する。このように人工知能部及び機械学習部のいずれか又は両方を有することで,個別の装置における,アクチュエータ等の駆動をより効果的に,かつ使用者の状態,行動,及び特性により最適に行うことができることとなる。各種情報の例は,温度,湿度,照度,明度,色,音,臭い,味覚,画像,映像,振動,触感,感触などの五感に関わる情報,脳波,脈拍などのバイオメトリクス情報,位置,速度,加速度,重力,姿勢,角速度,角加速度,回転位置,回転速度,回転加速度,方位,動作,行動,操作,接触,赤外線,紫外線,電波,重力,磁力,筋電,距離,電気,電流,静電気,圧力,遅延,収差,歪みなどの物理量情報,年齢,性別,身体情報,学力,氏名,住所,電話番号,嗜好,国籍,人種,宗教,DNAなどの個人情報,使用状況,使用履歴,使用頻度,適応度,習熟度などである。
[0037]
 センサは,ユーザの各種情報を検出するだけではなく,装置が置かれた環境の各種情報を検出できるものであってもよい。アクチュエータの各種情報,動作状況を計測した情報を検出し,装置内に入力できるものであってもよい。アクチュエータの各種情報,動作状況を計測した情報を用いて,アクチュエータの駆動情報を補正する演算を演算部に行わせ,補正後の駆動信号を用いてアクチュエータを駆動してもよい。また,これらの各種センサ情報から得られる複数の情報を,加工して組み合わせて使用してもよい。
[0038]
 センサの応用例は以下のとおりである。
・アクチュエータの経年変化へ対応してアクチュエータなどの駆動を補正。
・アクチュエータの不良検出により,装置を動作させないなどのフェールセーフ機能。
・アクチュエータの温度変化に対応して,アクチュエータなどの駆動を補正。
・アクチュエータの温度変化に対応して,装置を動作させないなどのフェールセーフ機能。
・環境の温度変化に対応して,アクチュエータなどの駆動を補正。
・環境の温度変化に対応して,装置を動作させないなどのフェールセーフ機能。
 ・装置にかけられているG(加速度等)を検出して,アクチュエータなどの駆動を補正。
 ・使用者の個人差を検出して,アクチュエータなどの駆動を補正。
 ・遠隔操作における,遅延の補正。
[0039]
 センサの位置は,装置内,受圧部分内,及び刺激伝達部分内等どこでもよい。
[0040]
 刺激伝達装置は,マウス,ペン,スタイラスペン,筆,消しゴムなどの筆記用具,バット,釣り竿,リモコン,鍵,スプレー,エアブラシ,ナビゲーション機器,映像機器,映画機器,リハビリ機器,スポーツ機材,杖,ゴルフのクラブ,ヘラ,彫刻刀,眼鏡,ヘッドフォン,マッサージ機器などの健康機器,手袋,グローブ,自転車,自動車,飛行機などの輸送機器,衣類,美容機器,遊戯機器,工作機器,VR機器,AR機器,XR機器,学習機器,オフィス機器,家庭用電気機器,メスなどの医療機器などであってもよい。
[0041]
 受圧部分5は,人体の一部である接触部と接触し,接触部から圧力を受ける要素である。なお,受圧部分5の変動をユーザに伝えることで,ユーザに物理刺激を引き起こす。これにより,例えば,触力覚情報(触覚情報)をユーザに提供できる。受圧部分5は,装置本体と物理的に分離したものであることが好ましい。もっとも,受圧部分5は,プラスチック等でできている装置本体とゴムや弾力性のある材料で物理的に連結されていてもよい。受圧部分5は,装置本体と一体となって変動しないものが好ましい。受圧部分5は,ユーザに物理刺激を伝えることができるものであればよい。このため受圧部分5は,ひとつの装置に1か所のみ存在してもよいし,2カ所でもよく,2カ所以上であってもよい。受圧部分5が2か所以上の場合,それぞれ独立した刺激をユーザに与えることができる。なお,受圧部分5がモニタ表面である場合は,モニタ全体が受圧部分5ではなく,モニタの一部分が分離して受圧部分5を構成するものであることが好ましい。このようにすることでモニタ全体を駆動する必要が無くなり,消費電力を抑えることができる。
[0042]
 受圧部分5は,装置本体と物理的に分離したものであることが好ましい。もっとも,受圧部分5は,プラスチック等でできている装置本体とゴムや弾力性のある材料で物理的に連結されていてもよい受圧部分と装置の間に低摩擦体が挟まっていてもよい。低摩擦体は,受圧部分を滑りやすくする。
[0043]
 受圧部分と筐体との関係を図24に示す。図24(A)に示されるように,受圧部分は装置本体(筐体)に埋め込まれており,筐体の開口部からユーザが受圧部分に接触するものであってもよい。
 図24(B)に示されるように,受圧部分は,装置本体(筐体)の表面に出ていてもよい。図24(C)に示されるように,受圧部分は, 装置本体の表面に出た部分を有しており,装置本体の一部を覆うように設置されてもよい。この態様の受圧部分は, 身体の一部によりフィットさせ刺激をより効率的に伝えることができ,ゴミや水分が装置内部に入りにくくなる。図24において,受圧部は,受圧部分5を示し,アクチュエータは,アクチュエータ7を示し,支持部は,支持部分9を示す。
[0044]
 受圧部分5は,平坦であってもよいし,湾曲していてもよい。湾曲している場合は,筐体から上部方向に受圧部分又は開口が設けられているとして,上に凸な形状であってもよいし,下に凸な形状であってもよい。また,受圧部分の表面は,表面処理がなされていてもよい。表面処理は,例えば,ブラスト処理により表面が荒らされているものであってもよいし,所定のパターンにより凹凸や溝が形成されていてもよい。表面処理がなされているので,
身体の一部によりフィットさせ刺激をより効率的に伝えることができ,身体の一部との摩擦を増やし,物理量(圧力,刺激等)をより効率的に伝えることができる。
[0045]
 受圧部分5の認識機能の例は以下のものである。身体のうち受圧部分に搭載する部分(例えば,手指や手の甲)が,受圧部分の上に置かれていることを認識するために,受圧部分には,タッチセンサ,圧力センサ,光学センサといったセンサを設置してもよい。
[0046]
 受圧部分は,ひとつの刺激伝達装置に一つのみ存在するものであってもよいし,ひとつの刺激伝達装置に複数の受圧部分が存在してもよい。図27は,複数の受圧部分を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。この刺激伝達装置は,ひとつのアクチュエータが,複数の受圧部分を駆動している。なお,ひとつの刺激伝達装置に複数のアクチュエータが存在してもよい。
[0047]
 図28は,複数の受圧部分を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。図28の例では,1つのアクチュエータに異なる角度で複数の受圧部分が接続されており,1つのアクチュエータにより,異なる角度で受圧部分を駆動している。   
[0048]
 図29は,複数のアクチュエータを有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。図29に示される例では,受圧部分が複数個あり, それぞれを独立したアクチュエータが駆動する。このようにすることで,同時に異なる振動刺激をユーザに提供できる。また,ユーザの人体の接触部位に応じて振動を変えることができる。
[0049]
 図32は,アクチュエータの配置位置を示す概念図である。図32のA,B,C及びDに例示されるように,アクチュエータは,受圧部分を駆動することができるのであれば,様々な箇所に設置できる。Aは,受圧部分の受圧面の直下,Bは受圧面からオフセットとなる部位,Cは,受圧部分の下部,Dは受圧部分より上の部分に存在するアクチュエータを示す。アクチュエータは,アクチュエータ接続部材を介して受圧部分と接続されてもよい。アクチュエータは複数の箇所に,複数個を設置してもよい。図33は,アクチュエータ接続部材を用いて,アクチュエータが受圧部分と接続された刺激伝達装置の例を示す概念図である。
[0050]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置ではない部分に存在するものであってもよい。入力装置の例は,コントローラにおけるスティックやボタンである。例えば,ゲーム用コントローラにおけるスティックやボタンは,ゲームを行うための各種操作情報を装置本体に入力する入力装置である。入力装置は,印加される圧力が大きく変動する。このため,刺激伝達装置内のアクチュエータに圧力がかかっていることがあり,ユーザに与える物理刺激に影響が生ずる。また,入力装置自体変動しているので,ユーザに触力覚を与えるための刺激にノイズが発生し,触力覚効果が必ずしも一定に生じないという問題もある。このため,この刺激伝達装置は,あえて入力装置でない部分に,装置本体と連動せずに変動できる受圧部分5を設けてもよい。
[0051]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置の部位ではなく,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分以外の部位に存在するものであってもよい。例えば,ゲーム用コントローラにおいては,スティックなどの入力装置以外にも手の甲で強くコントローラ本体を押し付ける部位が存在する。そのような部位に受圧部分5を設けると受圧部分5を駆動するアクチュエータに大きな力が加わり,アクチュエータを駆動するための消費電力が大きくなる。このため,この刺激伝達装置は,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分以外の部位に受圧部分5を存在させる。具体的な例は,薬指及び中指のいずれか又は両方と装置本体とが接する位置に受圧部分5を設けたものや,薬指の付け根及び中指の付け根のいずれか又は両方と装置本体とが接する位置に受圧部分5を設けたものである。
[0052]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置の部位ではなく,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分に存在するものであってもよい。ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分は,通常手のひらと装置本体とが接する部位である。受圧部分5にある程度の圧力が加わっていた方が,物理刺激がユーザに伝わりやすい。このため,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分に受圧部分5を設けてもよい。この態様は,受圧部分5にユーザにより印加される圧力を測定するための圧力センサを有するものが好ましい。圧力センサにより測定されたユーザにより印加される圧力値は,この装置の記憶部に記憶される。そして,例えば,この装置は,所定期間における圧力値を読み出し,演算部に圧力値の平均値を求めさせ,記憶部に記憶する。また,例えば,この装置は,ゲーム等と連動した圧力値(例えばアクションタイミングや,衝突した時,魚がかかった時といったゲームのシーンと連動した圧力値)をセンサにより測定し,ゲーム等と連動した圧力値を記憶してもよい。これらの圧力値は,アクチュエータから加えられる駆動情報の補正値として記憶される。そして,この装置は,求めた平均値を読み出して,アクチュエータの駆動信号を補正する演算を演算部に行わせ,記憶部に記憶した後,アクチュエータを駆動してもよい。また,ゲーム等に関する進行情報を受け取って,進行情報を用いて,シーンに応じた圧力の補正値を記憶部から読み出し,アクチュエータの駆動情報を補正する演算を演算部に行わせ,補正後の駆動信号を用いてアクチュエータを駆動してもよい
[0053]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5が,入力装置に存在するものであってもよい。入力装置がコントローラのスティックである場合,コントローラ自体が受圧部分となる。そして,コントローラがアクチュエータにより駆動され,スティックを通じて物理刺激がユーザに伝えられることとなる。
[0054]
 アクチュエータ7は,受圧部分5を駆動するための要素である。アクチュエータ7が,支持部分9に対し,前後,左右,回転,自転及び上下のいずれか又は2つ以上の移動を行うものであってもよい。アクチュエータは,受圧部分5と一体となり宙吊り構造(特開2017-73101号公報の図71~図73を参照)となっていてもよい。アクチュエータ7と側壁の間には,ゲル,ゴム,バネといった弾性部材や衝撃吸収剤が存在してもよい。アクチュエータは,センサを有するものが好ましい。アクチュエータ及びその制御例は,特開2017-73101号公報の段落[0033]~[0127]に記載されたものである。アクチュエータは,受圧部分5に固定されているものであってもよい。また,アクチュエータは,装置本体と連動しなければ,受圧部分5及び支持部分9と接続されるものであってもよい。
[0055]
 また,アクチュエータ7と支持部分9との間には,ベアリング(ボールベアリング)やレールといった,低摩擦体が設けられ,アクチュエータが低摩擦体状を滑るような態様でもよい。
[0056]
 支持部分9は,アクチュエータ7が変位しても,アクチュエータ7と一体となって変位しない(アクチュエータ7と連動しない)ものの,アクチュエータ7が移動できる状態でアクチュエータ7を支える要素である。支持部分9は,通常装置本体(筐体)と一体となっている。アクチュエータ7が支持部分9と連動しないので,アクチュエータ7の振動を,受圧部分5を介して効率的にユーザへ伝達できる。アクチュエータ7が支持部分9と連動しないとは,アクチュエータの変位によって,支持部分が全く変位を生じないものばかりではなく,アクチュエータが駆動された際に,支持部分及び装置本体がアクチュエータの振動ほどではなくわずかに(例えば,アクチュエータの振幅の1/10以下又は1/50以下)振動するものであってもよい。支持部分は,通常アクチュエータの下方に存在する。一方,アクチュエータが吊るされている場合は,支持部分はアクチュエータを吊るす糸などの連結手段を支持する部分であってもよい。
[0057]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5は,受圧部分5の可動部分において,印可される接線方向の力に対し,同一の変位を行うものであってもよい。つまり,受圧部分5が装置に対して変動した場合(特に受圧装置5がある点を中心として弧を描くように変位した場合)であっても,力の印可点における接線方向に同じ力が加えられた場合,その力の印加点から,変位する垂線方向に対する角度や大きさ(変位)が同一である。もっとも,この変位は,同一ではないものであってもよい。
[0058]
 この刺激伝達装置は,アクチュエータ7の下部には,ジンバル構造の軸部と支持部分9に設けられジンバル構造の軸部を受ける軸受を有するものであってもよい。ジンバル構造の軸部は,アクチュエータ7から鉛直下方向に伸びる主軸と,主軸の下部に存在し,主軸をz軸とした場合に,z軸上の点からx軸方向及びy軸方向に伸びる2本の軸を有するものである。そして,支持部分9に存在する軸受は,x軸方向及びy軸方向に伸びる2本の軸をそれぞれ回転可能に支持するものである。図1の例では,z軸のうち支持部分9と接する面は曲面とされている。この刺激伝達装置は,アクチュエータ下部又は横に設けられ,支持部分とアクチュエータを接続する弾性部材21を有するものであってもよい。図1の例では,弾性部材は,アクチュエータの下部に設けられたバネである。この刺激伝達装置は,アクチュエータ下部に設けられ,アクチュエータを支持する支持軸であって,支持軸の下部は,支持部分に存在する軸受と接するものを有し,支持軸の下部は,軸受けと接する部分に曲面部分を有するものであってもよい。なお,曲面部分は,マクロ的に見て曲面と判断できるものであればよく,支持軸の下部の軸受けと接する部分を小さな多数の平面からなる多面体により構成した場合も,曲面部分に含む。
[0059]
 この刺激伝達装置は,受圧部分5とアクチュエータ7とが,一体となって変動し,受圧部分5は,支持部分9に対する角度が変化するものであってもよい。例えば図1に示される刺激伝達装置は,アクチュエータ7下部に存在するz軸方向の軸の下部と支持部分9との接点を中心とした弧を描くように変動する。このため,この装置は,受圧部分5とアクチュエータ7とが,一体となって変動し,受圧部分5は,支持部分9に対する角度が変化することとなる。
[0060]
 図2は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。この例は,アクチュエータ7下部から軸となる弾性部材(バネ)が伸びるとともに,軸の下部が支持部分9に接続されており,受圧部分5が変位した場合に,弾性部材の変形により受圧部分5の支持部分9に対する角度が変化する。そして,弾性部材により受圧部分5(及びアクチュエータ下部の軸)が垂直方向を向くように,修正される。
[0061]
 この例では,バネ全体が曲がることができる。
[0062]
 図3は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。この例では,アクチュエータ7下部から鉛直下方向に伸びる軸を有する。支持部分9に存在する軸受は,前記軸をz軸とした場合に,受圧部分5をx軸方向およびy軸方向に変位可能(角度)に前記軸を支持するものである。アクチュエータ7横から伸びる弾性部材(バネ)は,支持部分9と接続されており,弾性部材の変形により受圧部分5(及びアクチュエータ下部の軸)が垂直方向を向くように修正される。図3の例では,z軸のうち支持部分9と接する面は曲面とされている。
[0063]
 図3の例では,アクチュエータの収容体の下部にピボット中心が存在し,アクチュエータの収容体の横に存在するバネにより,受圧部分が変異しても,所定の位置に受圧部分が復帰することとなる。
[0064]
 図4は,刺激伝達装置の例を示す概念図(断面図)である。この装置は,アクチュエータ7から鉛直下方向に伸びる主軸と,主軸に存在し,主軸をz軸とした場合に,z軸上の点からx軸方向及びy軸方向に伸びる2本の弾性部材の軸を有するものである。そして,支持部分9に存在する軸受は,受圧部分5をx軸方向およびy軸方向に変位可能(角度)にするものとx軸方向及びy軸方向に伸びる2本の軸をそれぞれ変位可能に支持するものを有する。受圧部分5が変位した場合に,弾性部材であるx軸方向およびy軸方向の軸の変形により受圧部分5(及びアクチュエータ下部の軸)が垂直方向を向くように,修正される。図4の例は,x軸が上下方向に移動する空間を有するx軸を挟む壁と,x軸が上下方向に移動する空間を有するx軸を挟む壁を有するものである。図4の例では,z軸のうち支持部分9と接する面は曲面とされている。
[0065]
 図5は,回転軸受フローティング構造を説明するための概念図である。図1~図4の刺激伝達装置は,基本的には回転軸受フローティング構造を有する刺激伝達装置といえる。図5に示されるように,回転軸受フローティング構造を有する刺激伝達装置は,装置本体とは,連動しない受圧部分(及びアクチュエータ)が存在する。このように装置本体と受圧部分の動作が連動しない構造がフローティング構造である。そして,この回転軸受フローティング構造は,例えば,アクチュエータ下部に伸びた軸と,支持部分との接触部分(支持部分に存在する軸受との接触部分)を中心として,弧を描くように受圧部分(したがってユーザに刺激を伝達する部分)が変位する。
[0066]
 受圧部分がある位置へ変動した場合,元の位置又は所定の位置に戻るようにされていることが好ましい。例えば,受圧部分に接触する身体の一部の接触の圧力を弱める,もしくは,身体の一部を受圧部分から離すと,受圧部分が自動的に復帰する機能があることが好ましい。これにより,自動的に元の位置または所定の位置への原点出しが行われ,使用者自らが原点出しを行う必要がなくなり,操作性が向上する。また,任意の位置へ原点出しを行うように制御することにより,使用者への物理刺激の強弱等を制御および強調することができる。
[0067]
 図6は,平行フローティング構造を説明するための概念図である。平行フローティング構造を有する刺激伝達装置は,受圧部分5が変位した場合において,受圧部分5の上面を有する平面が,およそ平行を維持するものである。平行フローティング構造の例は,受圧部分5が前後左右に2次元的に変位するものである。また,平行フローティング構造の別の例は,受圧部分5が変位した場合において,変位前後の受圧部分5の上面を有する平面が,およそ平行であるものであってもよい。つまり,刺激伝達装置は,受圧部分5とアクチュエータ7とが,一体となって変動し,受圧部分5は,支持部分9に対して平行を保ちつつ変動するものであってもよい。平行フローティング構造の刺激伝達装置は,図1に示されるジンバル構造を有するもののほか,以下に説明する構造を有するものであってもよい。また,支持部分にレールが引かれ,レール上をアクチュエータが移動する構造のものであってもよい。
[0068]
 接続部位はレールなどの低摩擦体であってもよい。低摩擦体は,摩擦を軽減できる要素である。図30は,支持部分がレールを介して受圧部分を支える例を示す概念図である。図31は,X軸方向のレールとY軸方向のレールを介して,支持部分が受圧部分を支える例を示す概念図である。図31の例では,受圧部分を2次元的に移動させることができる。図30及び図31の例に限定されず,支持部分は,複数のレールを用いて多次元方向に移動できるように受圧部分を支えてもよい。レールは直線状でもよいし,曲線状であってもよい。
[0069]
 図7は,平行フローティング構造を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。この例では,受圧部分5又はアクチュエータ7と,支持部分9とを接続する少なくとも2本以上の連結手段11a,11b(リンク)を有するものであってもよい。図7の例では,連結手段11a,11bは,受圧部分5と上部においてピボット的に接続され,支持部分9とは下部においてピボット的に接続された軸を有する。この例では,図示しない連結手段も含め4本の軸が存在し,受圧部分5の上面が支持部分のある平面と平行を維持しつつ,受圧部分5の上面のある一点に着目すると弧を描きながら,受圧部分5が変位する。なお,平行を維持しつつとは,厳密な意味での平行を維持しながらという意味ばかりではなく,弧状に変位するものに比べて,受圧部分がおよそ平行を維持しながら変位するというものも含める。
[0070]
 図7の例では,軸が4本である。一方,軸は1本でもよいし,2本でも3本でもよく,5本以上(N本)であってもよい。
[0071]
 図7の例では,連結手段11a,11bは,軸及び軸を回転移動させるためのピボット(支点)を有するものである。連結手段11a,11bは,受圧部分5又はアクチュエータ7と連結手段を接続する部位,及び支持部分9と連結手段とを接続する部位の構造が自由関節であってもよいし,直交軸関節であってもよい。連結手段11a,11bは,糸,ゴム,バネ,ゲル(粘弾性部材)といった弾性部材であってもよい。弾性部材は,受圧部分5が変位した際に,元の状態に戻す機能があってもよい。
[0072]
 弾性部材に替えて上記した低摩擦体を用いてもよい。 図7の例では,アクチュエータは,図面の左右方向及び奥手前方向に振動するものであってもよい。また,連結手段11a,11bは,ボールリンクといった自由間接により,受圧部分5又は支持部分9と接続されていてもよい。また,連結手段11a,11bは,ジンバル構造などにより受圧部分や支持部分と接続されていてもよい。
[0073]
 図8Aは,平行フローティング構造を有する刺激伝達装置の例を示す概念図である。図8Aに示されるように,この刺激伝達装置は,受圧部分又はアクチュエータと,支持部分9とを接続する玉軸受(ボールベアリング)を有するものであってもよい。この刺激伝達装置は,受圧部分5又はアクチュエータ部分7の下部に滑らかな凹み(上部凹み)が存在する。図8Bは,ボールベアリングを説明するための概念図である。滑らかな凹みは,円弧の他,三角形,自由曲線,など任意の形状であってもよい。また滑らかな凹みは,1次元的な形状,2次元的な形状,3次元的な形状であってもよい。ボールが収容されるShell(殻)の形状を,形状記憶合金や圧電素子アレイなどのアクチュエータにより,変形制御できるものでも良い。球体(コロ)の形状は所望の指の誘導軌跡に合わせてデザインすればよい。そのようにデザインすることで,指の動き,感覚,操作感,操作性を変化させることができる。また,球体(コロ)及び球体の表面粗さや,凹みパターン,表面の溝形状を調整することで,感覚,操作感,操作性を自在に変化させることができる。上部凹みは,溝であってもよい。一方,支持部分9には,上部凹みに対応する位置に,凹み(下部凹み)が存在し,上部凹み及び下部凹みが合わさって,球体が回転できる空間を形成する。この上部凹み及び下部凹みは,装置を横から見た場合(図8の場合),楕円やラグビーボール状の空間を有するようにされてもよい。この上部凹み及び下部凹みは,装置の上部から見た際に円を描くように設けられてもよい。また,この上部凹み及び下部凹みは,装置の上部から見た場合,北及び南(又は西及び東)の2点設けられてもよいし,対称な位置に4点,対称な位置に8点,又は対称な位置に12点設けられてもよい。凹みを有する平板の動きは,指の動きにマッチする。
[0074]
 この刺激伝達装置は,アクチュエータ7の支持部分9に面した部分に設けられた移動制御棒13と,支持部分9に設けられ移動制御棒13の移動を制御する移動制御枠15とを有するものであってもよい。図9Aに示されるように,この刺激伝達装置は,支持部分9から受圧部分5方向に直立した移動制御棒13と,移動制御棒13の移動を制御する移動制御枠15とを有するものであってもよい。また,図9Bに示されるように,この刺激伝達装置は,移動制御棒をアクチュエータ又は受圧部分の側面から出すものであってもよい。
[0075]
 図18は,筐体の一部である支持部分9が,連結手段11a,11bを介して吊された状態の,アクチュエータ及び受圧部分を支える態様を示す概念図である。連結手段11a,11bは,ボールリンクといった自由間接により,受圧部分5又は支持部分9と接続されていてもよい。また,連結手段11a,11bは,ジンバル構造などにより受圧部分や支持部分と接続されていてもよい。
[0076]
 図9Aは,移動制御機構を有する刺激伝達装置を示す概念図である。移動制御枠15は,枠の内部において移動制御棒13が移動する高さに調整される。
[0077]
 移動制御枠15の枠は,任意の形状や材質が可能であり,これにより,移動制御枠15及び又は移動制御棒13の位置,速度,加速度,力,応力,せん断力,抗力,摩擦力,粘性,弾性,振動,立ち上がりの速度や加速度,力などの物理量およびそれら物理量の変化を,任意に制御することができ,それにより,容易に,適切で,効果的に,低摩擦や刺激伝達の特性を設計することができる。その形状は,四角形,円形,楕円形,及びラグビーボール状などであってもよいし,非線形な曲線で変化したり,動的に変化してもよい。これにより,ユーザからの圧力を利用して物理量を制御したり,任意の位置に中心復帰を実現したり,第1および第2の物理量やユーザからの圧力に関して制御することができる。その他の移動制御機構においても,機構の形状や強度,材質を適切に設計・選択することにより,同様なことが可能である。移動制御棒13による連結機能は,その他の移動制御機構における連結の機構および機能であってもよい。
[0078]
 図19は,図9Aに示される刺激伝達装置の実装系を示す概念図である。この例では,円柱状の筐体の上部が開口され,開口部から受圧部分を触れるようになっている。
[0079]
 刺激伝達装置の例はゲーム用コントローラである。例えば,ユーザがゲーム用コントローラを把持してゲームを行う。ゲーム用のプログラムは,ゲームシステムの記憶部に記憶される。一方,コントローラは,本発明の刺激伝達装置を有している。刺激伝達装置のアクチュエータに含まれるセンサが,押圧を含め様々な情報を測定する。そして,測定された情報は,ゲームシステムの記憶部に記憶される。一方,ゲーム用プログラムは,ゲームの進行に応じて,刺激伝達装置におけるアクチュエータを駆動するための制御指令を含む。ゲームシステムの制御部は,アクチュエータを駆動するための制御指令に基づいて,アクチュエータを駆動する。すると,アクチュエータが駆動されたことに伴う変位や振動といった物理刺激が受圧部分へ伝えられる。受圧部分は,ユーザの体の一部と接触しており,ユーザから圧力を受けている。このため受圧部分へ伝えられた物理刺激は,ユーザへと伝えられる。アクチュエータの制御指令が触力覚(ハプティクス)に基づくものである場合,ユーザは,触力覚に基づく感覚を受けることとなる。
[0080]
 図15は,触力覚情報提示システムのブロック図の一例である。図15において,触力覚情報提示システム4101は,触力覚提示機4110,制御装置4120及び入力装置4130から構成される。触力覚提示機4110は,1個以上のアクチュエータ4180を有し,制御装置4120からの制御によって動作する。アクチュエータ4180の駆動には,ステッピングモータやサーボモータ等を適用可能である。制御装置4120は,CPU(central processing unit)4160,RAM(random access memory)4170,ROM(read only memory)4140等を有する。
[0081]
 CPU4160は,制御装置4120の動作全体を司る。RAM4170は,CPU4160が処理を行う際の処理対象のデータ等を一時記憶するワークエリアとして使用される。ROM4140は,制御プログラム4150が予め格納されている。制御プログラム4150は,入力装置4130からの入力信号対応した触力覚提示機4110の制御処理を規定したプログラムである。CPU4160は,ROM4140から制御プログラム4150を読み出し実行することにより,各入力信号に対応して触力覚提示機4110のアクチュエータ4180の制御を行う。
[0082]
 入力装置4130は,例えば,入力メニューのセレクトボタン等である。CPU4160は,押下若しくはタッチ等によって選択されたセレクトボタンの入力に対応した処理を行う。このような入力装置4130は,制御装置4120と一体化した制御装置4120の一部としてもよい。
[0083]
 或いは,入力装置4130は,筋電を検知するための周知の筋電検知器や周知の角加速度センサ等のデバイスである。CPU4160は,筋電検知器からの筋電発生のトリガ信号や角加速度センサからの角加速度の信号が制御装置4120へ入力されると,その入力をフィードバッグした触力覚提示機4110の制御を行う。角加速度センサのような入力装置4130は,触力覚提示機4110と共に触力覚提示機4110内部に含まれる構成としてもよい。
[0084]
 CPU4160がROM4140から制御プログラム4150を読み出し実行することにより,各入力信号に対応して触力覚提示機4110のアクチュエータ4180の制御を行う一般的な処理方法については,当業者においては周知である。
実施例
[0085]
  図10Aは,実施例において製造した支持部分を示す図面に替る写真である。この例では,支持部分の中央からアクチュエータを固定し,アクチュエータが変位した場合に,アクチュエータの変位を元に戻すためのワイヤーが2本存在している。前記ワイヤーはネジで固定されている。アクチュエータ下部は曲面を有しており,弾性部材(ゴム)で支持部分と接している。前記弾性部材の変形および前記ネジの締結力により,前記ワイヤーの張力を調整できる構造となる。 この構造により,アクチュエータは支持部分の中央に存在しつつ,支持部分のワイヤー穴を中心とした弧を描く変位をすることとなる。
[0086]
 図10Bは,実施例において製造した支持部分にアクチュエータを取り付けた例を示す図面に替る写真である。この例では,アクチュエータは,アクチュエータ下部および横と弾性部材(ゲル)で支持部分に接続されている。受圧部分は,x軸方向およびy軸方向およびz軸方向に変位可能であり,前記弾性部材の変形により,受圧部分は支持部分の中央に存在可能となる。
[0087]
 図11は,アクチュエータの四方にゲル(緩衝材)を設けるとともに,受圧部分,アクチュエータ及び支持部分を発砲樹脂で取り囲んだ刺激伝達装置(装置本体を除く部分)を示す図面に替る写真である。
[0088]
 図12は,実施例において製造した刺激伝達装置(装置本体を除く部分)を示す図面に替る写真である。この例では,指と振動部(受圧部分)とが接している部分(接触部)から振動部が圧力を受けている。振動部は2次元振動アクチュエータと固定されている。そして,振動部は,略六角形形状をしており,4つの角からリンク(連結手段)が伸びており,それぞれ支持部分と接続される。この構造により,振動部の上面は地面に対し平行を保ちつつ,変位することとなる。
[0089]
 図13は,実施例において製造した刺激伝達装置を示す図面に替る写真である。この例では,親指を用いて操作する入力装置の部位にアクチュエータが存在し,入力装置が刺激伝達装置の主要部分を構成する。つまり,親指にアクチュエータからの物理刺激が伝えられる。なお,この手のひらで把持する把持部分と,把持部分と接続され親指を入力手段とする入力部とを有するコントローラにおいて,把持部分に受圧部分及びアクチュエータを設け刺激伝達装置としてもよい。
[0090]
 図14は,実施例において製造した刺激伝達装置を示す図面に替る写真である。この刺激伝達装置は,把持部と把持部上部に存在する入力装置と,入力装置の反対の面に存在する受圧部分とを有する。この刺激伝達装置は,平行フローティング構造を有するものである。

産業上の利用可能性

[0091]
 この発明はアミューズメント産業,自動車産業,釣り具産業,IoT産業,情報通信産業,医療機器産業において利用されうる。

符号の説明

[0092]
 5 受圧部分,   7 アクチュエータ,   9 支持部分

請求の範囲

[請求項1]
 人体の一部である接触部と接触し,前記接触部から圧力を受ける受圧部分(5)と,
 前記受圧部分(5)を駆動するアクチュエータ(7)と,
 前記アクチュエータ(7)が移動できる状態で前記アクチュエータ(7)を支える,筐体の一部である支持部分(9)と,を有し,
 前記アクチュエータ(7)と前記支持部分(9)は,連動しない,
 刺激伝達装置。
[請求項2]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記アクチュエータ(7)は,前記支持部分(9)に対し,前後,左右,回転,自転,及び上下のいずれか又は2つ以上の移動を行う刺激伝達装置。
[請求項3]
  請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記アクチュエータ(7)の下部には,ジンバル構造の軸部と
 前記支持部分(9)に設けられ前記ジンバル構造の軸部を受ける軸受を有する刺激伝達装置。
[請求項4]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記アクチュエータ下部又は横に設けられ,前記支持部分と前記アクチュエータを接続する弾性部材をさらに有する,刺激伝達装置。
[請求項5]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記アクチュエータ下部に設けられ,前記アクチュエータを支持する支持軸であって,前記支持軸の下部は,前記支持部分に存在する軸受と接するものを有し,前記支持軸の下部は,前記軸受けと接する部分に曲面部分を有する,刺激伝達装置。
[請求項6]
  請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記受圧部分(5)は,入力装置ではない部分に存在する刺激伝達装置。
[請求項7]
  請求項1に記載の刺激伝達装置であって,前記受圧部分(5)は,入力装置の部位ではなく,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分以外の部位に存在する刺激伝達装置。
[請求項8]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,前記受圧部分(5)は,入力装置の部位ではなく,ユーザが刺激伝達装置を操作せずに把持した状態において,圧力が最大となる部分に存在する刺激伝達装置。
[請求項9]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記受圧部分(5)は,入力装置に存在する刺激伝達装置。
[請求項10]
  請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記受圧部分(5)と前記アクチュエータ(7)とは,一体となって変動し,
 前記受圧部分(5)は,前記支持部分(9)に対する角度が変化する刺激伝達装置。
[請求項11]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 前記受圧部分(5)と前記アクチュエータ(7)とは,一体となって変動し,
 前記受圧部分(5)は,前記支持部分(9)に対して平行を保ちつつ変動する刺激伝達装置。
[請求項12]
 前記受圧部分(5)又は前記アクチュエータ(7)と,前記支持部分(9)とを接続する少なくとも2本以上の連結手段(11a,11b)を有する,刺激伝達装置。
[請求項13]
 請求項1又は請求項12に記載の刺激伝達装置であって,
 前記受圧部分(5)又は前記アクチュエータ(7)と,前記支持部分(9)とを接続するベアリング部を有する,刺激伝達装置。
[請求項14]
 請求項11に記載の刺激伝達装置であって,
 前記アクチュエータ(7)の前記支持部分(9)に面した部分に設けられた移動制御棒(13)と,前記支持部分(9)に設けられ前記移動制御棒(13)の移動を制御する移動制御枠(15)とを有する,刺激伝達装置。
[請求項15]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 さらにセンサを有する,刺激伝達装置。
[請求項16]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,
 さらに人工知能部及び機械学習部のいずれか又は両方を有する,刺激伝達装置。
[請求項17]
 請求項1に記載の刺激伝達装置であって,触力覚情報提示システムである装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8A]

[ 図 8B]

[ 図 9A]

[ 図 9B]

[ 図 10A]

[ 図 10B]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]

[ 図 29]

[ 図 30]

[ 図 31]

[ 図 32]

[ 図 33]