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公開番号2024142127
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023054149
出願日2023-03-29
発明の名称触覚提示装置
出願人株式会社栗本鐵工所
代理人KEY弁理士法人
主分類G05G 5/03 20080401AFI20241003BHJP(制御;調整)
要約【課題】操作者が操作中に変位部を変位させる動作を止めても、操作者に触覚を提示することができる触覚提示装置を提供すること。
【解決手段】基部2と、基部2に対して変位するように設けられた変位部3と、変位部3の変位に対して付与する抵抗を発生する抵抗発生部5と、変位部3と抵抗発生部6とを連動させる連動機構7と、リニア振動を発生する振動発生部4と、を備える。抵抗発生部6は、基部2と一体に固定された非回転部62と、非回転部62に対して回転可能に設けられた回転部61と、非回転部62と回転部61の相対回転に対し抵抗を付与する回転抵抗発生機構と、を有する。連動機構7は、変位部3と抵抗発生部6の回転部61とを連動させる。振動発生部4は、連動機構7を構成する部材のうち、変位部3に連結された変位部連結部材71に対して、変位部3に振動が伝わるようにリニア振動を付与する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
基部と、
前記基部に対して変位するように設けられた変位部と、
前記変位部の変位に対して付与する抵抗を発生する抵抗発生部と、
前記変位部と前記抵抗発生部とを連動させる連動機構と、
リニア振動を発生する振動発生部と、
を備え、
前記抵抗発生部は、
前記基部と一体に固定された非回転部と、
前記非回転部に対して回転可能に設けられた回転部と、
前記非回転部と前記回転部の相対回転に対し抵抗を付与する回転抵抗発生機構と、
を有し、
前記連動機構は、前記変位部と前記抵抗発生部の前記回転部とを連動させ、
前記振動発生部は、前記連動機構を構成する部材のうち、前記変位部に連結された変位部連結部材に対して、前記変位部に振動が伝わるようにリニア振動を付与する、
ことを特徴とする触覚提示装置。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
請求項１に記載の触覚提示装置であって、
前記振動発生部は、前記変位部連結部材に対して、非対称なリニア振動を付与することを特徴とする触覚提示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の触覚提示装置であって、
前記連動機構は、
一端側が前記変位部に回転自在に連結された、前記変位部連結部材としての第１リンク部材と、
一端側が前記第１リンク部材の他端側に回転自在に連結され、他端側が前記抵抗発生部の前記回転部と一体に回転するように設けられた第２リンク部材と、
を有し、
前記振動発生部は、前記第１リンク部材に固定され、リニア振動方向を前記第１リンク部材の力の伝達方向と同じ方向に向けて非対称なリニア振動を発生する、
ことを特徴とする触覚提示装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の触覚提示装置であって、
前記変位部の所定位置からの変位量に基づいて、前記抵抗発生部が前記変位部に付与する変位抵抗と、前記振動発生部が発生するリニア振動とを制御する制御部をさらに備えることを特徴とする触覚提示装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の触覚提示装置であって、
前記基部は、操作者に保持される保持部であり、
前記変位部は、前記操作者の操作によって、前記保持部に対して変位するように設けられており、
前記抵抗発生部の前記非回転部は、前記保持部に固定されている、
ことを特徴とする触覚提示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者が変位部を変位させる操作を行う際に、操作者に触覚を提示する触覚提示装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、操作者が変位部を変位させる際に、操作者に所望の触覚を提示する触覚提示装置（同文献では「力覚提示装置」と称している。）が開示されている。同文献の触覚提示装置は、所望の触覚を提示するために、変位部が変位する際に変位部に抗力を与える回転抵抗発生部を備えている。回転抵抗発生部は、内部に封入された磁気粘性流体と、磁気粘性流体に磁場を付与する電磁石とを備えており、外部から電磁石に印加される電流値が制御されることにより、操作部に付与される抵抗が制御されるようになっている。また、同文献１には、操作者に様々な触覚を提示するために、回転抵抗発生部の電磁石に供給する電流をＯＮ／ＯＦＦ制御したり、回転抵抗発生部の電磁石に供給する電流値を周期的若しくは非周期的に変動させることなどが開示されている。
【０００３】
特許文献２、３には、非対称運動（非対称なリニア振動）を行う振動子を用いて擬似的な力覚を利用者に提示する擬似力覚発生装置が開示されている。非対称運動を行う振動子は、永久磁石が発生する磁界と、コイルが発生する磁界とを利用して永久磁石を運動部材としてリニア振動させるようになっている。擬似力覚発生装置では、一方または他方へ牽引される疑似的な力覚を発生することができる。例えば、特許文献３には、コイルに印加される電圧の波形が正側と負側とで非対称となるようにすることで、一方または他方へ牽引される疑似的な力覚を発生させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１８５１７５号公報
国際公開第２０１７／１１５７２９号
特開２０１２－０３４５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された触覚提示装置では、回転抵抗発生部が生じる抵抗力によって触覚を生じることから、操作者が変位部を押し込んで変位させている時には、触覚が提示されるものの、操作者が変位部に対する押込み動作を止めて変位部の変位が止まった時には、操作者に触覚が提示されない。
【０００６】
したがって、特許文献１に記載の触覚提示装置では、指で押し込んでいる最中に反発力を生じるが、押込み動作を止めると反発力を生じない、粘土のような物体の触覚を疑似することはできるものの、押込み動作を止めても反発力を生じる、ゴムボールやスポンジのような物体の触覚を疑似することは困難である。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みて創案されたものであり、操作者が操作中に変位部を変位させる動作を止めても、操作者に触覚を提示することができる等、複合的に触覚を表現可能な触覚提示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】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る触覚提示装置は、基部と、前記基部に対して変位するように設けられた変位部と、前記変位部の変位に対して付与する抵抗を発生する抵抗発生部と、前記変位部と前記抵抗発生部とを連動させる連動機構と、リニア振動を発生する振動発生部と、を備える。前記抵抗発生部は、前記基部と一体に固定された非回転部と、前記非回転部に対して回転可能に設けられた回転部と、前記非回転部と前記回転部との相対回転に対し抵抗を付与する回転抵抗発生機構と、を有する。前記連動機構は、前記変位部と前記抵抗発生部の前記回転部とを連動させる。前記振動発生部は、前記連動機構を構成する部材のうち、前記変位部に連結された変位部連結部材に対して、前記変位部に振動が伝わるようにリニア振動を付与する。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る触覚提示装置は、前記構成を備える触覚提示装置において、前記振動発生部は、前記変位部連結部材に対して、非対称なリニア振動を付与する。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る触覚提示装置は、第１又は第２の態様に係る触覚提示装置において、前記連動機構は、一端側が前記変位部に回転自在に連結された、前記変位部連結部材としての第１リンク部材と、一端側が前記第１リンク部材の他端側に回転自在に連結され、他端側が前記抵抗発生部の前記回転部と一体に回転するように設けられた第２リンク部材と、を有する。前記振動発生部は、前記第１リンク部材に固定され、リニア振動方向を前記第１リンク部材の力の伝達方向と同じ方向に向けて非対称なリニア振動を発生する。
（【００１１】以降は省略されています）

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