[go: up one dir, main page]

JPH11203019A - Tactile display - Google Patents

Tactile display

Info

Publication number
JPH11203019A
JPH11203019A JP2029098A JP2029098A JPH11203019A JP H11203019 A JPH11203019 A JP H11203019A JP 2029098 A JP2029098 A JP 2029098A JP 2029098 A JP2029098 A JP 2029098A JP H11203019 A JPH11203019 A JP H11203019A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tactile
display
tactile display
hardness
pin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2029098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Tsukamoto
一之 塚本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2029098A priority Critical patent/JPH11203019A/en
Publication of JPH11203019A publication Critical patent/JPH11203019A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tactile display which can display the tactile information including the surface shapes, hardness, etc., and also can feel the object as if it were held by both hands. SOLUTION: Plural pins are placed in parallel to each other in their axial directions on the tactile display screens 3a and 3b of display parts 2a and 2b and move in their axial directions to show the surface shapes and hardness. The parts 2a and 2b are attached to the movable objects 5a and 5b which can turn around the (z) axis. Both objects 5a an 5b are fixed to the actuators 4a and 4b and can move in the (x) direction. A computing element 6 calculates the surface shape data and the hardness data to be displayed and outputs them to the parts 2a and 2b. The element 6 also outputs the position and attitude command value of the part 2a to the actuator control circuits 7a and 7b as necessary. The circuits 7a and 7b control the actuators 4a and 4b to secure those command value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒューマンインタ
ーフェイス装置としての触覚ディスプレイに関し、特
に、バーチャルリアリティ、マルチメディア、視覚障害
者用の面形状や硬さなどの触覚情報を呈示する触覚ディ
スプレイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tactile display as a human interface device, and more particularly to a tactile display for presenting tactile information such as virtual reality, multimedia, and surface shape and hardness for the visually impaired.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のバーチャルリアリティ、マルチメ
ディア技術の発展に伴い、触覚情報の呈示の要求が高ま
っている。従来の音や映像情報に触覚情報を加えること
で、より体感性が高まるからである。例えば、博物館に
陳列されている美術品などで普段は触ることができない
ものも、コンピュータネッワークやデータベースを介し
て、その凹凸感や柔らかさなどの触覚情報が得られれ
ば、音や映像だけに比べ、より現実的なものとして感じ
られることになる。
2. Description of the Related Art With the development of virtual reality and multimedia technologies in recent years, there is an increasing demand for presentation of tactile information. This is because adding tactile information to conventional sound or video information enhances bodily sensibility. For example, if you can obtain tactile information such as unevenness and softness through a computer network or database, even if you can not usually touch the artworks displayed in the museum, you can compare them with sound and video only. , Will feel more realistic.

【0003】触覚情報としては柔らかさなどの力情報
や、凹凸感などの形状情報などがあり、力情報を呈示す
るものとしては、例えば、SensAble Tech
nologies社のPHANToMがある。これはア
ーム型ロボットによりある点における反力を呈示するも
のであるが、対象の形状を触知するには時間がかかる。
[0003] The tactile information includes force information such as softness and shape information such as a feeling of unevenness. Examples of the force information presenting include SensAble Tech.
There is PHANToM from Nologies. This is to show the reaction force at a certain point by the arm type robot, but it takes time to touch the shape of the target.

【0004】また辺や角、曲面などを呈示する環境呈示
ツールを用いた特開平8−257947号公報に記載さ
れた3次元力触覚ディスプレイ装置があるが、特定の形
状の認識には優れているが、テクスチャや凹凸感の呈示
など環境呈示ツールで再現できないものに対してはアー
ム型のPHANToM同様、ある点における反力を呈示
するものであり、対象の形状を触知するにはやはり時間
がかかる。
There is a three-dimensional force tactile display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-257947 which uses an environment presenting tool for presenting sides, corners, curved surfaces, etc., but is excellent in recognizing a specific shape. However, for objects that cannot be reproduced by the environment presentation tool, such as the presentation of texture or unevenness, like the arm-type PHANToM, it presents a reaction force at a certain point. Take it.

【0005】面の形状を呈示するものとして、開平5−
96863号公報に記載された三次元ピンディスプレイ
がある。これは複数のピンを持ち、軸方向に個々のピン
の位置を変えて、点字や図形を提示している。面で形状
を呈示するため、対象形状を触知するには比較的短時間
で済む。なお呈示する対象の方向は限られているため、
呈示面はそのままに対象を回転させて順次全体の形状を
提示するなどの対策は必要である。
[0005] As an example showing the shape of the surface,
There is a three-dimensional pin display described in Japanese Patent No. 96863. It has a plurality of pins and presents Braille and graphics by changing the position of each pin in the axial direction. Since the shape is presented on the surface, it takes a relatively short time to touch the target shape. Since the direction of the target to be presented is limited,
It is necessary to take countermeasures such as rotating the object while presenting the presentation surface and presenting the entire shape in sequence.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した方式は、呈示
する面は1つでしかも机上上面のため、寝かせたものを
一方向からしか触ることができない。そのため例えば壺
や、彫像品などを呈示する際にも机に置いた面上で上か
らなでる感じでしか触覚情報を呈示できず、オリジナル
の物体が持つ体積感、立体感といったものが味わえなか
った。
In the above-mentioned system, since only one surface is presented and the upper surface is on a desk, the user can only touch a laid object from one direction. For example, when presenting vases or sculptures, tactile information can be presented only by stroking from above on the surface placed on the desk, and you could not taste the volume and three-dimensional feeling of the original object .

【0007】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、両手で包み込むような形での触知が
でき、立体感や体積感といった、より体感性の高い情報
を伝達できる触覚ディスプレイを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to enable tactile wrapping with both hands and to transmit information with a higher sensation, such as a three-dimensional effect and a volume effect. It is to provide a tactile display.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、触覚情報を
呈示するための基準となる基準面を有し、少なくとも基
準面の複数箇所において基準面の法線方向の高さや硬さ
を可変する触覚ディスプレイにおいて、基準面は、法線
方向が少なくとも2方向存在することを特徴とする触覚
ディスプレイによって達成される。
The object of the present invention is to provide a reference surface which is a reference for presenting tactile information, and to change the height and hardness of the reference surface in the normal direction at least at a plurality of positions on the reference surface. In a haptic display, the reference plane is achieved by a haptic display characterized in that there are at least two normal directions.

【0009】本発明の触覚ディスプレイにおいて、呈示
すべき触覚データと基準面の位置、姿勢データ、または
当該位置あるいは姿勢の目標値とに基づき、基準面にお
ける呈示すべき触覚情報を演算する演算手段をさらに有
していることを特徴とする。触覚情報は、少なくとも形
状または硬さ情報のいずれか1つを含むことを特徴とす
る。また、触覚呈示手段は、互いに間隔をあけて配設さ
れた複数のピンと、ピンのそれぞれを軸方向に駆動する
アクチュエータとを有することを特徴とする。さらに、
基準面は曲面であるか、または分割された複数の面を有
し、複数の面のそれぞれの法線方向が異なる方向に向い
ていることを特徴とする。この場合、複数の面の相対位
置および姿勢を変更可能な位置姿勢変更手段を有するこ
とを特徴とする。また、複数の面の相対位置および姿勢
の変化に伴い、基準面において呈示する触覚情報を変化
させることを特徴とする。そして、基準面の法線方向
は、重力方向に対して略直角方向であることを特徴とす
る。
In the tactile display of the present invention, there is provided a calculating means for calculating tactile information to be presented on the reference plane based on the tactile data to be presented and the position and posture data of the reference plane or the target value of the position or posture. It is further characterized by having. The haptic information includes at least one of shape and hardness information. Further, the tactile sense presenting means includes a plurality of pins arranged at intervals from each other, and an actuator for driving each of the pins in the axial direction. further,
The reference surface is a curved surface or has a plurality of divided surfaces, and a normal direction of each of the plurality of surfaces is directed to a different direction. In this case, it is characterized by having a position / posture changing means capable of changing the relative positions and postures of the plurality of surfaces. Further, according to a change in the relative positions and postures of the plurality of surfaces, the tactile information presented on the reference surface is changed. The normal direction of the reference plane is substantially perpendicular to the direction of gravity.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による
触覚ディスプレイを図1乃至図5を用いて説明する。ま
ず、本実施の形態による触覚ディスプレイの概略の構成
を図1を用いて説明する。図1に示す触覚ディスプレイ
において、面形状や硬さなどの触覚情報を呈示するため
のディスプレイ部2aおよびディスプレイ部2bが設け
られている。ディスプレイ部2aは触覚呈示面3aを有
している。この触覚呈示面3aには後述する複数のピン
が軸方向に平行に配置されており、複数のピンがそれぞ
れ軸方向に移動して面形状や硬さを呈示するようになっ
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A tactile display according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the tactile display according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the tactile display shown in FIG. 1, a display unit 2a and a display unit 2b for presenting tactile information such as surface shape and hardness are provided. The display unit 2a has a tactile sense presentation surface 3a. A plurality of pins to be described later are arranged in the tactile sense presentation surface 3a in parallel in the axial direction, and the plurality of pins move in the axial direction to exhibit a surface shape and hardness.

【0011】また、ディスプレイ部2aはz軸回りに回
動可能に移動体5aに取り付けられている。また、移動
体5aは、ディスプレイ部移動用アクチュエータ4aに
固定され、x方向に移動可能になっている。なお、図示
していないが、ディスプレイ部移動用アクチュエータ4
aには、移動体5aすなわちディスプレイ部2aのx方
向の位置およびz軸回りの回転角度(姿勢)を測定する
センサが取り付けられている。これらセンサからの信号
はセンサ信号処理回路8aを介し、演算器6に送られ
る。
The display unit 2a is attached to the moving body 5a so as to be rotatable around the z-axis. The moving body 5a is fixed to the display unit moving actuator 4a, and is movable in the x direction. Although not shown, the display unit moving actuator 4
At a, a sensor for measuring the position of the moving body 5a, that is, the display unit 2a in the x direction and the rotation angle (posture) around the z axis is attached. Signals from these sensors are sent to the arithmetic unit 6 via the sensor signal processing circuit 8a.

【0012】一方、ディスプレイ部2bは触覚呈示面3
bを有している。触覚呈示面3bにも複数のピンが軸方
向に平行に配置されており、複数のピンがそれぞれ軸方
向に移動して面形状や硬さを呈示するようになってい
る。
On the other hand, the display unit 2b is provided with a tactile presentation surface 3
b. A plurality of pins are also arranged on the tactile sense presentation surface 3b in parallel in the axial direction, and the plurality of pins move in the axial direction to present a surface shape and hardness.

【0013】また、ディスプレイ部2bはz軸回りに回
動可能に移動体5bに取り付けられている。また、移動
体5bは、ディスプレイ部移動用アクチュエータ4bに
固定され、x方向に移動可能になっている。なお、図示
していないが、ディスプレイ部移動用アクチュエータ4
bには、移動体5bすなわちディスプレイ部2bのx方
向の位置およびz軸回りの回転角度(姿勢)を測定する
センサが取り付けられている。これらセンサからの信号
はセンサ信号処理回路8bを介し、演算器6に送られ
る。
The display unit 2b is attached to the moving body 5b so as to be rotatable around the z-axis. The moving body 5b is fixed to the display unit moving actuator 4b and is movable in the x direction. Although not shown, the display unit moving actuator 4
A sensor for measuring the position of the moving body 5b, that is, the display unit 2b in the x direction and the rotation angle (posture) around the z axis is attached to b. Signals from these sensors are sent to the arithmetic unit 6 via the sensor signal processing circuit 8b.

【0014】演算器6は表示すべきオリジナルの形状・
硬さデータとディスプレイ部2a、2bの位置と姿勢デ
ータを基に、もしくはそれらの位置や姿勢の目標値を基
に、ディスプレイ部2a、2bで表示すべき面形状デー
タ・硬さデータを演算し、ディスプレイ部2a、2bに
対して指令値を出力する。なお、このときの指令する面
形状データはディスプレイ部2a、2bにあるピンの個
々の位置データ列である。また硬さデータはピンの個々
の比例ゲインのデータ列である。
The arithmetic unit 6 has an original shape to be displayed.
Based on the hardness data and the position and orientation data of the display units 2a and 2b, or based on the target values of those positions and orientations, surface shape data and hardness data to be displayed on the display units 2a and 2b are calculated. , And outputs a command value to the display units 2a and 2b. The surface shape data to be instructed at this time is a row of individual position data of the pins on the display units 2a and 2b. The hardness data is a data string of the individual proportional gains of the pins.

【0015】また演算器6は必要に応じてディスプレイ
部2aの位置と姿勢の指令値をアクチュエータ制御回路
7aに出力し、またディスプレイ部2bの位置と姿勢の
指令値をアクチュエータ制御回路7bに出力する。アク
チュエータ制御回路7a、7bは指令値になるようそれ
ぞれアクチュエータ4a、4bを制御する。
The arithmetic unit 6 outputs command values for the position and orientation of the display unit 2a to the actuator control circuit 7a as necessary, and outputs command values for the position and orientation of the display unit 2b to the actuator control circuit 7b. . The actuator control circuits 7a and 7b control the actuators 4a and 4b, respectively, so that the command values are obtained.

【0016】次に、図2を用いてディスプレイ部2a、
2bに配置された複数のピンの状態について説明する。
図2(a)は、本実施の形態における複数のピンの一例
を示す断面図である。図2(a)において、各ピン10
にはピン溝27が設けられており、ピン溝27にはギア
26がかみ合わされている。また、ピン10のピン溝2
7がギア26と十分かみ合うように、ピン10のギア2
6と逆側の面に接触してピン10の姿勢を維持させるロ
ーラ25が設けられている。ギア26はこれと同軸に付
けられたモータ24で回転するようになっている。ま
た、モータ24の回転軸には図示していないがピン10
の位置を測定する位置センサが取り付けられている。位
置センサはモータ回転角度からピン10の軸方向位置を
換算して信号を出力する。モータ24の回転運動がギア
26とピン溝27を介して直線運動に変換されて、ピン
10は、その軸方向に移動できるようになっている。
Next, referring to FIG. 2, the display unit 2a,
The state of a plurality of pins arranged in 2b will be described.
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating an example of a plurality of pins according to the present embodiment. In FIG. 2A, each pin 10
Is provided with a pin groove 27, and a gear 26 is engaged with the pin groove 27. Also, the pin groove 2 of the pin 10
Gear 2 of pin 10 so that 7 meshes with gear 26
A roller 25 is provided that contacts the surface opposite to the surface 6 and maintains the posture of the pin 10. The gear 26 is adapted to be rotated by a motor 24 attached coaxially thereto. Although not shown, a pin 10
A position sensor for measuring the position of the camera is mounted. The position sensor outputs a signal by converting the axial position of the pin 10 from the motor rotation angle. The rotational movement of the motor 24 is converted into a linear movement via the gear 26 and the pin groove 27, so that the pin 10 can move in the axial direction.

【0017】また、ピン10先端部にはキャップ14が
取り付けられている。このキャップ14は人の指または
手で触ることができるようになっている。ピン10はフ
レーム15に設けられた軸穴を貫通して外界に突出して
おり、ピン10先端部のキャップ14は軸穴よりも太
く、常にフレーム15の外側に位置している。各ピン1
0が最も下に下がった位置、すなわち、各キャップ14
が最もフレーム15に近づいた位置における各キャップ
14先端で形成する面を以下、基準面と呼び、基準面に
キャップ14先端が位置するときのピン10の位置を基
準位置と呼ぶことにする。
A cap 14 is attached to the tip of the pin 10. The cap 14 can be touched by a person's finger or hand. The pin 10 projects through the shaft hole provided in the frame 15 to the outside world, and the cap 14 at the tip of the pin 10 is thicker than the shaft hole and is always located outside the frame 15. Each pin 1
0 is the lowest position, that is, each cap 14
Hereinafter, the surface formed by the tip of each cap 14 at the position closest to the frame 15 will be referred to as a reference surface, and the position of the pin 10 when the tip of the cap 14 is located on the reference surface will be referred to as the reference position.

【0018】図2(b)は、本実施の形態における複数
のピンの他の例を示す断面図である。図2(b)におい
て、ピン10が最も下に下がったときはピン10先端部
はフレーム15の中に引っ込むようになっている。従っ
てフレーム15の外側の面が触覚の呈示できる最下面と
なり、この場合はこれを基準面とし、この基準面以下に
ピン10があるときをピン10の基準位置とする。
FIG. 2B is a sectional view showing another example of the plurality of pins in the present embodiment. In FIG. 2B, when the pin 10 is lowered to the lowest position, the tip of the pin 10 is retracted into the frame 15. Therefore, the outer surface of the frame 15 is the lowermost surface on which the tactile sensation can be presented. In this case, this is used as a reference surface, and when the pin 10 is located below the reference surface, the reference position of the pin 10 is used.

【0019】次に、図3のブロック図を用いてディスプ
レイ部2a、2bについて説明する。図3において、図
示しない演算器6より送られてきた面形状・硬さ指令値
はメモリ13に保管される。この面形状・硬さ指令値
は、上述したように個々のピン10(ここでは、ピン1
0a〜10cとし、以下、対応する構成要素にはそれぞ
れ添字a〜cを付加して区別するものとする)の軸方向
での位置データ列および比例ゲインである。メモリ13
に面形状・硬さ指令値が保管された後、適当なタイミン
グで駆動回路制御器12はメモリ13にある各ピン10
a〜10cの目標位置および比例ゲインであるデータを
順次取り出して、ピン駆動回路11a〜11cへデータ
を送る。
Next, the display units 2a and 2b will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG. 3, the surface shape / hardness command value sent from the calculator 6 (not shown) is stored in the memory 13. As described above, the surface shape / hardness command value is applied to each pin 10 (here, pin 1
0a to 10c, and corresponding components will be distinguished by adding suffixes a to c) in the axial direction and a proportional gain. Memory 13
After the surface shape / hardness command value is stored in the memory 13, the drive circuit controller 12
The target positions a to c and data as the proportional gain are sequentially extracted and sent to the pin drive circuits 11a to 11c.

【0020】ピン駆動回路11a〜11cは、入力され
たピンの目標位置、比例ゲイン、およびピン10a〜1
0cの位置センサ23a〜23cからのデータを基にモ
ータ24a〜24cを駆動して位置のフィードバック制
御を行う回路である。比例ゲインを変えることで呈示す
る対象の軸方向の硬さを変えることができるようにな
る。
The pin driving circuits 11a to 11c are provided with the input target position of the pin, the proportional gain, and the pins 10a to 1c.
This circuit drives the motors 24a to 24c based on data from the position sensors 23a to 23c of 0c to perform position feedback control. By changing the proportional gain, the hardness of the object to be presented in the axial direction can be changed.

【0021】次に、オリジナルの形状データとピン10
の目標位置の関係について説明する。図4は、図1に示
した座標系のxy平面と平行な面で切断したディスプレ
イ部2a、2bの一断面を示しており、物体の形状を呈
示するピン10の基準面からの高さ目標値を示してい
る。図4(a)は基準面がy方向に平行な場合の状態を
示し、図4(b)は基準面が図4(a)に対して位置と
姿勢が変化した場合の状態を示している。
Next, the original shape data and the pin 10
The relationship between the target positions will be described. FIG. 4 shows one section of the display units 2a and 2b cut along a plane parallel to the xy plane of the coordinate system shown in FIG. 1, and shows a target height of a pin 10 presenting the shape of an object from a reference plane. Indicates the value. FIG. 4A shows a state where the reference plane is parallel to the y direction, and FIG. 4B shows a state where the position and orientation of the reference plane have changed with respect to FIG. 4A. .

【0022】図4(a)において、オリジナルの表示形
状輪郭に対して、ディスプレイ部2a、2bの基準面1
9a、19bが図中のようにy方向に平行であるとき、
基準面19a、19bから垂直にオリジナルの表示形状
輪郭まで伸びている線16a、16bの長さが各ピン1
0の目標位置になる。図4(b)に示すように、オリジ
ナルの形状輪郭の呈示したい方向を変えるときには、デ
イスプレイ部2a、2bの位置や姿勢を動かして、基準
面19a、19bを動かす。そしてその状態における各
ピン10の目標位置を演算する。なお、この演算は演算
器6で行われる。そして演算後、デイスプレイ部2a、
2bに対し、各ピン10の目標位置のデータ列である面
形状指令値が送られる。それ以降は先に説明した通り、
各ピン10の位置が制御され、デイスプレイ部2a、2
bの触覚呈示面3a、3bにおいて面形状が呈示され
る。
In FIG. 4A, the reference plane 1 of the display units 2a and 2b is positioned with respect to the original display shape contour.
When 9a and 19b are parallel to the y direction as shown in the figure,
The length of each of the lines 16a and 16b extending from the reference planes 19a and 19b to the contour of the original display shape perpendicularly to each pin 1
The target position is 0. As shown in FIG. 4B, when changing the direction in which the original shape contour is to be presented, the positions and postures of the display units 2a and 2b are moved to move the reference planes 19a and 19b. Then, the target position of each pin 10 in that state is calculated. This calculation is performed by the calculator 6. After the calculation, the display unit 2a,
A surface shape command value which is a data string of the target position of each pin 10 is sent to 2b. After that, as explained earlier,
The position of each pin 10 is controlled, and the display units 2a, 2
The surface shape is presented on the tactile sense presentation surfaces 3a and 3b of b.

【0023】なお、デイスプレイ部2a、2bの位置や
姿勢を人が手動で動かすことにより、触覚呈示面3a、
3bの方向を変えてもよい。その場合は演算部6はアク
チュエータ制御回路7a、7bに対して位置姿勢指令値
を出力しない。その代わりにセンサ信号処理回路8a、
8bよりデイスプレイ部2a、2bの位置や姿勢データ
を読み込み、基準面19a、19bの位置や姿勢を求
め、面形状指令値を演算する。
The tactile presentation surfaces 3a, 3a,
The direction of 3b may be changed. In this case, the arithmetic unit 6 does not output the position and orientation command values to the actuator control circuits 7a and 7b. Instead, the sensor signal processing circuit 8a,
8b, the position and orientation data of the display units 2a and 2b are read, the positions and orientations of the reference planes 19a and 19b are obtained, and a surface shape command value is calculated.

【0024】以上、ピン10の目標位置について説明し
たが、呈示する対象の硬さが部位によって変わるときに
は、触覚呈示面3a、3bの位置や姿勢に応じて各ピン
10における硬さの目標値(比例ゲイン)を演算部6で
演算する。
Although the target position of the pin 10 has been described above, when the hardness of the object to be presented changes depending on the part, the target value of the hardness of each pin 10 (in accordance with the position and posture of the tactile sense presentation surfaces 3a and 3b). (Proportional gain) is calculated by the calculation unit 6.

【0025】図5はディスプレイ部移動用アクチュエー
タの他の例を示している。このアクチュエータは、図1
に示したディスプレイ部移動用アクチュエータ4a、4
bに代えて、多自由度マニピュレータ17a、17bを
用いている。こうすることにより、デイスプレイ部2
a、2bの位置や姿勢を3次元で変化させることができ
るようになっている。
FIG. 5 shows another example of the actuator for moving the display unit. This actuator is shown in FIG.
The display unit moving actuators 4a and 4 shown in FIG.
Instead of b, multi-degree-of-freedom manipulators 17a and 17b are used. By doing so, the display unit 2
The positions and postures of a and 2b can be changed three-dimensionally.

【0026】このように本実施の形態による触覚ディス
プレイによれば、2方向以上で触覚情報を呈示すること
により、両手で包み込む形での触知ができるようにな
り、立体感や体積感といったより体感性の高い情報を伝
達することができるようになる。
As described above, according to the tactile display according to the present embodiment, the tactile information is presented in two or more directions, so that the tactile information can be wrapped in both hands, and the tactile information can be sensed in three dimensions. Highly sensible information can be transmitted.

【0027】次に、本発明の第2の実施の形態による触
覚ディスプレイを図6および図7を用いて説明する。本
実施の形態による触覚ディスプレイは、第1の実施の形
態とは異なり、デイスプレイ部2a、2bの位置や姿勢
を変えるためのアクチュエータがなく、机などの固定面
18に置かれている点に特徴を有している。デイスプレ
イ部2a、2bは手動で任意に配置することができる。
また触覚呈示面3a、3bの位置や姿勢を測定するため
にデイスプレイ部2a、2bにそれぞれ2つずつ固定さ
れた受信機20a〜20dと、デイスプレイ部2a、2
bと離隔した位置に発信機21が配置されている。これ
ら発信機21および受信機20a〜20dはモーション
キャプチャーの分野でよく用いられており、例えば、磁
気式や超音波式のものなどを用いることができる。
Next, a tactile display according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The tactile display according to the present embodiment is different from the first embodiment in that there is no actuator for changing the positions and postures of the display units 2a and 2b, and the tactile display is placed on a fixed surface 18 such as a desk. have. The display units 2a and 2b can be arbitrarily arranged manually.
Further, two receivers 20a to 20d fixed to the display units 2a and 2b respectively to measure the positions and postures of the tactile sense presentation surfaces 3a and 3b, and the display units 2a and 2b
The transmitter 21 is arranged at a position separated from “b”. The transmitter 21 and the receivers 20a to 20d are often used in the field of motion capture, and for example, a magnetic type or an ultrasonic type can be used.

【0028】本実施の形態による触覚ディスプレイで
は、まず、発信機21および受信機20a〜20dの個
々の信号に基づいてセンサ信号処理回路8で受信機20
a〜20dの位置を求め、求められた位置情報を演算器
6に出力する。演算器6では、第1の実施の形態で説明
したのと同様にして、表示すべきオリジナルの形状・硬
さデータとディスプレイ部2a、2bの位置と姿勢デー
タに基づき、もしくはそれらの位置や姿勢の目標値に基
づき、ディスプレイ部2a、2bで表示すべき面形状デ
ータおよび硬さデータを演算し、ディスプレイ部2a、
2bに対して指令値を出力する。なお、このときの指令
する面形状データはディスプレイ部2a、2bにあるピ
ン10の個々の位置データ列である。また硬さデータは
ピン10の個々の比例ゲインのデータ列である。
In the tactile display according to the present embodiment, first, the sensor signal processing circuit 8 uses the receiver 20 based on the individual signals of the transmitter 21 and the receivers 20a to 20d.
The positions of a to 20d are obtained, and the obtained position information is output to the arithmetic unit 6. In the arithmetic unit 6, in the same manner as described in the first embodiment, based on the original shape / hardness data to be displayed and the position and orientation data of the display units 2a and 2b, or their positions and orientations The surface shape data and hardness data to be displayed on the display units 2a and 2b are calculated based on the target values of
A command value is output for 2b. The surface shape data to be instructed at this time is a row of individual position data of the pins 10 in the display units 2a and 2b. The hardness data is a data string of the individual proportional gains of the pins 10.

【0029】図7は本実施の形態における、受信機20
a〜20dと基準面19a、19bの位置関係を示して
いる。受信機20a〜20dの個々の位置より基準面1
9a、19bの位置と姿勢を演算器6で演算し、これと
オリジナルの表示形状データを基に面形状指令値を演算
して指令を発するようになっている。
FIG. 7 shows a receiver 20 according to this embodiment.
The positional relationship between a to 20d and the reference planes 19a and 19b is shown. The reference plane 1 is determined from the individual positions of the receivers 20a to 20d.
The positions and orientations of 9a and 19b are calculated by the calculator 6, and a surface shape command value is calculated based on this and the original display shape data to issue a command.

【0030】このように本実施の形態による触覚ディス
プレイにおいても、2方向以上で触覚情報を呈示するこ
とにより、両手で包み込む形での触知ができるようにな
り、立体感や体積感といったより体感性の高い情報を伝
達することができるようになる。
As described above, also in the tactile display according to the present embodiment, by presenting tactile information in two or more directions, tactile sensation in a form of being wrapped with both hands can be performed, and a sense of sensation such as a three-dimensional effect and a volume effect can be obtained. High-quality information can be transmitted.

【0031】次に、本発明の第3の実施の形態による触
覚ディスプレイを図8を用いて簡単に説明する。図8に
おいて、デイスプレイ部2には触覚呈示面3a、3bが
ディスプレイ部2筐体に対して互いに反対側に設けられ
ており、互いの位置や姿勢は変化しないようになってい
る。メモリ22には2つの基準面の相対位置および姿勢
テータが記録されている。このメモリ22に記憶された
2つの基準面の相対位置および姿勢テータとオリジナル
の表示形状データに基づいて、面形状指令値を演算器6
で演算して指令を送出するようになっている。他の構成
は第2の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
Next, a tactile display according to a third embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG. In FIG. 8, the display unit 2 is provided with tactile presentation surfaces 3a and 3b on opposite sides of the housing of the display unit 2 so that their positions and postures do not change. The memory 22 records the relative position and attitude data of the two reference planes. Based on the relative position and orientation data of the two reference planes stored in the memory 22 and the original display shape data, the surface shape command value is calculated by the arithmetic unit 6.
And sends a command. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted.

【0032】次に、本実施の形態による触覚ディスプレ
イの装置形状例を図9を用いて説明する。図9(a)に
おいて、触覚呈示面3a、3bは固定面18に対して斜
めに配置されている。このようにすると壺などが立った
状態での呈示には向かないが、寝かせた状態で両手で包
み込む感じで触ることができる。
Next, an example of the device shape of the tactile display according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9A, the tactile sense presentation surfaces 3a and 3b are arranged obliquely with respect to the fixed surface 18. This method is not suitable for the presentation in a state where a jar or the like is standing, but it can be touched with a feeling of being wrapped in both hands in a state of being laid down.

【0033】図9(b)は図9(a)を変形させたもの
で、触覚呈示面3は曲面であり、図示されていない各ピ
ンは面の法線方向にそれぞれ配置されている。この場合
にも壺などの立った状態での呈示には向かないが、寝か
せた状態で両手で包み込む感じで触ることができるよう
になる。
FIG. 9 (b) is a modification of FIG. 9 (a). The tactile sensation providing surface 3 is a curved surface, and pins (not shown) are arranged in the normal direction of the surface. In this case as well, it is not suitable for presentation in a standing state such as a jar, but it can be touched as if wrapped with both hands in a lying state.

【0034】図9(c)は、図8に示したディスプレイ
部2を円筒形にして2つの触覚呈示面3a、3bを配置
した構成を示している。このようにすると壺などを寝か
せた状態での呈示には向かないが、立たせた状態で両手
で包み込む感じで触ることができるようになる。
FIG. 9C shows a configuration in which the display unit 2 shown in FIG. 8 is cylindrical and two tactile presentation surfaces 3a and 3b are arranged. This method is not suitable for presentation in a state where a pot or the like is laid down, but can be touched with a feeling of being wrapped in both hands in a standing state.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の通り、本発明の触覚ディスプレイ
によれば、2方向以上で触覚情報を呈示することによ
り、両手で包み込む形での触知ができるようになり、立
体感や体積感といったより体感性の高い情報を伝達する
ことができる。
As described above, according to the tactile display of the present invention, by presenting tactile information in two or more directions, tactile sensation in the form of being wrapped with both hands can be achieved, and a sense of three-dimensionality and volume can be obtained. It is possible to transmit information with higher bodily sensation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による触覚ディスプ
レイの概略の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a tactile display according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態による触覚ディスプ
レイのディスプレイ部2a、2bに配置された複数のピ
ンの状態について説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state of a plurality of pins arranged on display units 2a and 2b of the tactile display according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態による触覚ディスプ
レイのディスプレイ部2a、2bについて説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating display units 2a and 2b of the tactile display according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態による触覚ディスプ
レイにおける、図1に示した座標系のxy平面と平行な
面で切断したディスプレイ部2a、2bの一断面を示
し、物体の形状を呈示するピン10の基準面からの高さ
目標値を示す図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the display units 2a and 2b of the tactile display according to the first embodiment of the present invention, taken along a plane parallel to the xy plane of the coordinate system shown in FIG. It is a figure which shows the height target value from the reference surface of the pin 10 to be shown.

【図5】本発明の第1の実施の形態による触覚ディスプ
レイにおける、ディスプレイ部移動用アクチュエータの
他の例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the display unit moving actuator in the tactile display according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態による触覚ディスプ
レイの概略の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a tactile display according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態による触覚ディスプ
レイにおいて、受信機と基準面との位置関係を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between a receiver and a reference plane in a tactile display according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態による触覚ディスプ
レイの概略の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a tactile display according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の触覚ディスプレイの装置形状の他の例
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing another example of the device shape of the tactile display of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 触覚ディスプレイ装置本体 2、2a、2b ディスプレイ部 3、3a、3b 触覚呈示面 4、4a、4b ディスプレイ部移動用アクチュエータ 5、5a、5b 移動体 6 演算器 7、7a、7b アクチュエータ制御回路 8、8a、8b センサ信号処理回路 10 ピン 11、11a、11b、11c ピン駆動回路 12 駆動回路制御器 13 メモリ 14 キャップ 15 フレーム 16、16a、16b、16c、16d あるピンの基
準面からの高さ目標値 17、17a、17b 多自由度マニピュレータ 18 固定面 19、19a、19b、19c、19d 基準面 20、20a、20b、20c、20d 受信機 21 発信器 22 メモリ 23、23a、23b、23c 位置センサ 24、24a、24b、24c モータ 25 ローラ 26 ギア 27 ピン溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tactile display device main body 2, 2a, 2b Display part 3, 3a, 3b Tactile presentation surface 4, 4a, 4b Display part moving actuator 5, 5a, 5b Moving body 6 Computing unit 7, 7a, 7b Actuator control circuit 8, 8a, 8b Sensor signal processing circuit 10 Pin 11, 11a, 11b, 11c Pin drive circuit 12 Drive circuit controller 13 Memory 14 Cap 15 Frame 16, 16a, 16b, 16c, 16d Target height value of a certain pin from the reference plane 17, 17a, 17b Multi-degree-of-freedom manipulator 18 Fixed surface 19, 19a, 19b, 19c, 19d Reference surface 20, 20a, 20b, 20c, 20d Receiver 21 Transmitter 22 Memory 23, 23a, 23b, 23c Position sensor 24, 24a, 24b, 24c Motor 25 Roller 26 Gear Oh 27 pin groove

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】触覚情報を呈示するための基準となる基準
面を有し、少なくとも前記基準面の複数箇所において前
記基準面の法線方向の高さや硬さを可変する触覚ディス
プレイにおいて、 前記基準面は、前記法線方向が少なくとも2方向存在す
ることを特徴とする触覚ディスプレイ。
1. A haptic display having a reference surface serving as a reference for presenting tactile information, wherein a height and a hardness in a normal direction of the reference surface are changed at least at a plurality of positions on the reference surface. A tactile display, wherein the surface has at least two normal directions.
【請求項2】請求項1記載の触覚ディスプレイにおい
て、 呈示すべき触覚データと前記基準面の位置、姿勢デー
タ、または当該位置あるいは姿勢の目標値とに基づき、
前記基準面における呈示すべき前記触覚情報を演算する
演算手段をさらに有していることを特徴とする触覚ディ
スプレイ。
2. The tactile display according to claim 1, wherein: based on the tactile data to be presented and the position and posture data of the reference plane or a target value of the position or posture.
A tactile display further comprising a calculating means for calculating the tactile information to be presented on the reference plane.
【請求項3】請求項1または2記載の触覚ディスプレイ
において、 前記触覚情報は、少なくとも形状または硬さ情報のいず
れか1つを含むことを特徴とする触覚ディスプレイ。
3. The tactile display according to claim 1, wherein the tactile information includes at least one of shape and hardness information.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載の触覚デ
ィスプレイにおいて、 前記触覚呈示手段は、互いに間隔をあけて配設された複
数のピンと、前記ピンのそれぞれを軸方向に駆動するア
クチュエータとを有することを特徴とする触覚ディスプ
レイ。
4. The tactile display according to claim 1, wherein the tactile presenting means includes a plurality of pins arranged at intervals from each other, and an actuator for driving each of the pins in an axial direction. And a tactile display comprising:
【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の触覚デ
ィスプレイにおいて、 前記基準面は曲面であることを特徴とする触覚ディスプ
レイ。
5. The tactile display according to claim 1, wherein the reference surface is a curved surface.
【請求項6】請求項1乃至4のいずれかに記載の触覚デ
ィスプレイにおいて、 前記基準面は分割された複数の面を有し、前記複数の面
のそれぞれの法線方向が異なる方向を向いていることを
特徴とする触覚ディスプレイ。
6. The tactile display according to claim 1, wherein the reference surface has a plurality of divided surfaces, and the normal directions of the plurality of surfaces are different. A tactile display characterized by being.
【請求項7】請求項6記載の触覚ディスプレイにおい
て、 前記複数の面の相対位置および姿勢を変更可能な位置姿
勢変更手段を有することを特徴とする触覚ディスプレ
イ。
7. The tactile display according to claim 6, further comprising a position / posture changing means capable of changing a relative position and a posture of the plurality of surfaces.
【請求項8】請求項6記載の触覚ディスプレイにおい
て、 前記複数の面の相対位置および姿勢の変化に伴い、前記
基準面において呈示する前記触覚情報を変化させること
を特徴とする触覚ディスプレイ。
8. The tactile display according to claim 6, wherein the tactile information presented on the reference plane is changed according to a change in a relative position and a posture of the plurality of surfaces.
【請求項9】請求項1乃至8のいずれかに記載の触覚デ
ィスプレイにおいて、 前記基準面の法線方向は、重力方向に対して略直角方向
であることを特徴とする触覚ディスプレイ。
9. The tactile display according to claim 1, wherein a normal direction of the reference plane is substantially perpendicular to a direction of gravity.
JP2029098A 1998-01-16 1998-01-16 Tactile display Pending JPH11203019A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2029098A JPH11203019A (en) 1998-01-16 1998-01-16 Tactile display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2029098A JPH11203019A (en) 1998-01-16 1998-01-16 Tactile display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11203019A true JPH11203019A (en) 1999-07-30

Family

ID=12023047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2029098A Pending JPH11203019A (en) 1998-01-16 1998-01-16 Tactile display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11203019A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8570291B2 (en) 2009-05-21 2013-10-29 Panasonic Corporation Tactile processing device
JP2017173988A (en) * 2016-03-22 2017-09-28 日本放送協会 Three dimensional shape presentation system and tactile force sense presentation device
WO2022249322A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-01 日本電信電話株式会社 Tactile transmission system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8570291B2 (en) 2009-05-21 2013-10-29 Panasonic Corporation Tactile processing device
JP2017173988A (en) * 2016-03-22 2017-09-28 日本放送協会 Three dimensional shape presentation system and tactile force sense presentation device
WO2022249322A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-01 日本電信電話株式会社 Tactile transmission system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Suzuki et al. Hapticbots: Distributed encountered-type haptics for vr with multiple shape-changing mobile robots
US9176584B2 (en) Method, apparatus, and article for force feedback based on tension control and tracking through cables
US5512919A (en) Three-dimensional coordinates input apparatus
JP4550945B2 (en) Force-sensitive tactile interface
Massie Initial haptic explorations with the phantom: Virtual touch through point interaction
US8350843B2 (en) Virtual hand: a new 3-D haptic interface and system for virtual environments
US5709219A (en) Method and apparatus to create a complex tactile sensation
JPH067371B2 (en) 3D computer input device
US20200293112A1 (en) System for haptic interaction with virtual objects for applications in virtual reality
US5982353A (en) Virtual body modeling apparatus having dual-mode motion processing
O’malley et al. Haptic interfaces
Springer et al. State-of-the-art virtual reality hardware for computer-aided design
JPH11203019A (en) Tactile display
Pere et al. Virtual mechanical assembly on a PC-based system
JP3534147B2 (en) Manipulator for 3D input
CN1991691A (en) Interactive control platform system
JPH10207629A (en) Three-dimensional pointing device using rotating ball
Adelstein et al. Design of a Passively Balanced Spatial Linkage Haptic Interface
Stonum A survey of immersive technology for maintenance evaluations
Massie thomas (a) sensable. com SensAble Technologies, Inc. 26 Landsdowne Street, Cambridge, MA 02139
JPH1133937A (en) Haptic display method
Robles-De-La-Torre Vincent Hayward Oliver R. Astley Manuel Cruz-Hernandez Danny Grant and
Lee Perceptual Effects of Under-actuated Haptic Device on Haptic Display and Rendering
Tzafestas et al. Virtual reality in telerobotics: An overview and two case studies
Mansukhani A haptic stencil for manufacturing applications

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050517

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050927