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公開番号2025104400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222148
出願日2023-12-28
発明の名称触覚検出装置及び触覚伝達システム
出願人H2L株式会社,株式会社村田製作所
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類A61B 5/11 20060101AFI20250703BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】指先などで感じる触覚を簡単な構成で検出できるようにする。
【解決手段】触覚検出装置として、圧力が加わって変形することで電荷が発生する圧電フィルムを備えた圧電センサと、圧電センサで発生した電荷を電圧に変換する検出回路とで構成し、圧電センサを皮膚表面と直接もしくは間接的に接触した状態に配置し、皮膚表面上で、物体に触れた際に圧電センサで発生に電荷を変換した電圧を、触覚検出信号とする。さらに、その触覚検出信号を、所定の周波数でサンプリングし、1つのサンプリング信号ごとに一定の短時間隔のパルス電圧として、そのパルス電圧を、触覚提示者の皮膚と接触した電極に与えて、触覚を提示する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ベースフィルム上に配置され、圧力が加わって変形することで電荷が発生する圧電フィルムを備えた圧電センサと、
前記圧電センサで発生した電荷を電圧に変換する検出回路と、を備え、
前記圧電センサを直接もしくは間接的に皮膚表面と接触した状態に配置し、
皮膚表面上で物体に触れた際に、前記圧電センサに発生する電荷を前記検出回路で電圧に変換して触覚検出信号とする
触覚検出装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記皮膚表面は、ヒトの皮膚表面であり、
前記圧電センサのベースフィルムは前記皮膚表面に装着あるいは設置可能な形状とし、
前記触覚検出信号は、前記皮膚表面に感じる触覚の検出信号である
請求項１に記載の触覚検出装置。
【請求項３】
触覚検知者が皮膚で感じた触覚を、触覚提示者に伝達する触覚伝達システムであり、
前記触覚検知者の皮膚表面と直接もしくは間接的に接触した状態で装着され、圧力が加わって変形することで電荷が発生する圧電フィルムを備えた圧電センサと、
前記圧電センサで発生した電荷を電圧に変換して得られた触覚検出信号を、所定の周波数でサンプリングする検出部と、
前記検出部でサンプリングされた信号について、１つのサンプリング信号ごとに一定の短時間隔のパルス電圧とする波形処理部と、
前記波形処理部で得られた一定の短時間隔の前記パルス電圧を、前記触覚提示者の皮膚と接触した電極に与えるパルス印加部と、を備える
触覚伝達システム。
【請求項４】
前記所定の周波数は、２０Ｈｚ～３００Ｈｚの間の周波数であり、
短時間幅の前記パルス電圧のオンのパルス幅は、０．１ｍ秒～０．３ｍ秒の間で設定され、
それぞれのパルス電圧のオフのパルス幅は、０．２ｍ秒以上とした
請求項３に記載の触覚伝達システム。
【請求項５】
前記圧電センサは、前記触覚検知者の指に装着し、
前記電極は、前記触覚提示者の指に装着して、
前記触覚検知者の指で感じた触覚を、前記触覚提示者の指に伝達する
請求項３に記載の触覚伝達システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、指先などで感じる触覚をデータ化する触覚検出装置、及びその触覚検出装置で得られた触覚データを伝達する触覚伝達システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、指などの皮膚に擬似的な触覚を提示する触覚提示装置が開発されている。例えば、指に振動部材を装着して、指が平滑な箇所を擦ったときの触覚や、ざらざらした箇所を擦ったときの触覚のように、様々な触覚を振動部材による振動で再現する触覚提示装置が開発されている。このような触覚提示装置を使うことで、例えば映像に連動した触覚を提示して、対象者に、映像で示されたものを実際に触れたような感覚を与えることができる。
【０００３】
触覚を提示する方法としては、振動部材により物理的に振動を与える方法の他に、電極により刺激を与える方法がある。電極は、比較的小型に構成できるため好適である。
特許文献１には、基板上に配置した微小な電極を指に接触させて、電気刺激により触覚提示を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１７３５４６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に記載されるように、指先などに触覚を提示する技術の開発は進んでいるが、人間の指先などに感じる触覚そのものを適切に検知してデータ化する技術は進んでいるとは言えない。すなわち、指先が感じる触覚をデータ化する場合には、触覚に相当する指先の振動をセンサなどで正しく検出する必要がある。
そして、指先の振動を正確に検知するためには、指先にそれなりの大きさの振動検出センサを取り付けて検出する必要があり、比較的大掛かりな検出装置が必要であった。
【０００６】
指先などに装着する振動検出センサが小型化できれば、触覚を簡単に検出してデータ化することが可能になる。そして、得られた触覚に相当する振動データを、特許文献１などに記載された触覚提示装置に伝送すれば、触覚感知者がリアルタイムで感じた触覚を、別の触覚提示者に提示できるようになる。しかし、そのような触覚提示装置は、従来の技術では実現できなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑み、触覚を簡単に検出することができる触覚検出装置、及びその触覚検出装置得られた触覚データを伝達する触覚伝達システム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】
本発明の触覚検出装置は、ベースフィルム上に配置され、圧力が加わって変形することで電荷が発生する圧電フィルムを備えた圧電センサと、圧電センサで発生した電荷を電圧に変換する検出回路と、を備える。
そして、本発明の触覚検出装置は、圧電センサを皮膚表面と接触した状態に配置し、皮膚表面の近傍で、物体に触れた際に圧電センサに発生する電荷を検出回路で電圧に変換して触覚検出信号としている。
【０００９】
また、本発明の触覚伝達システムは、触覚検知者が皮膚で感じた触覚を、触覚提示者に伝達する触覚伝達システムである。
そして、本発明の触覚伝達システムは、触覚検知者の皮膚表面と直接もしくは間接的に接触した状態で装着され、圧力が加わって変形することで電荷が発生する圧電フィルムを備えた圧電センサと、圧電センサで発生した電荷を電圧に変換して得られた触覚検出信号を、所定の周波数でサンプリングする検出部と、検出部でサンプリングされた信号について、１つのサンプリング信号ごとに一定の短時間隔のパルス電圧とする波形処理部と、波形処理部で得られた一定の短時間隔のパルス電圧を、触覚提示者の皮膚と接触した電極に与えるパルス印加部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、触覚検知者が感じた触覚を圧電センサで高精度に検出して、触覚検出信号を得ることができる。さらに、得られた触覚検出信号をサンプリングして電極に与えることで、触覚検知者が感じた触覚を別の触覚提示者にも感じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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