WO2018143418A1 - 触覚呈示装置 - Google Patents

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WO2018143418A1
WO2018143418A1 PCT/JP2018/003625 JP2018003625W WO2018143418A1 WO 2018143418 A1 WO2018143418 A1 WO 2018143418A1 JP 2018003625 W JP2018003625 W JP 2018003625W WO 2018143418 A1 WO2018143418 A1 WO 2018143418A1
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vibration
elements
temperature
peltier element
peltier
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PCT/JP2018/003625
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Inventor
佐藤　邦生
譲 川名
高井　大輔
Original Assignee
アルプス電気株式会社
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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    • G—PHYSICS
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to a tactile presentation device.
  • Patent Document 1 discloses a device in which a tactile sensation presenting device that generates vibration such as a voice coil or a piezoelectric body, a Peltier element that exhibits temperature sensation, and a sensor that measures skin temperature are placed on a pedestal. .
  • the tactile presentation device and the sensor are directly placed on the pedestal, and the Peltier element is placed on the tactile presentation device. From this configuration, it is said that it is possible to realize a tactile sensation transmission device with higher expressive power by adding not only vibration but also the influence of temperature to the presentation of tactile sensation.
  • an object of the present invention is to provide a tactile sensation presentation apparatus that can realize a finer tactile sensation presentation.
  • a tactile sensation presentation device has a contact area that is touched by an operating body, and is disposed on the plurality of vibration elements and the plurality of vibration elements.
  • a plurality of temperature-cooling presentation elements that present information, and a vibration control unit that independently controls the plurality of vibration elements.
  • FIG. 1 It is a side view showing a schematic structure of a tactile sense presentation device according to an embodiment of the present invention. It is a top view of the tactile sense presentation apparatus shown in FIG. It is a functional block diagram of the tactile sense presentation device shown in FIG. It is a top view which shows schematic structure of the tactile sense presentation apparatus which concerns on a modification. It is a top view of the tactile sense presentation apparatus shown in FIG.
  • FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a haptic presentation device 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the haptic presentation device 10 shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the haptic presentation device 10. It is.
  • the direction of the arrow Z indicates the height direction of the tactile presentation device 10, and in the following description, viewing from above the tactile presentation device 10 in the direction opposite to the Z direction may be referred to as a plan view.
  • the tactile sensation presentation apparatus 10 includes a base material 11 made of a synthetic resin material and two tactile sensation generation units 20 and 30 disposed on the base material 11.
  • the tactile sense generating units 20 and 30 are spaced apart from each other.
  • the tactile sensation generating unit 20 includes a first vibration element 21 placed on the base material 11, and a hot and cold presentation placed on the first vibration element 21 via a conductive member 22.
  • a first Peltier element 23 as an element and a first detector 24 provided on the surface 23a of the first Peltier element 23 are included.
  • the tactile sensation generating unit 30 includes a second vibration element 31 placed on the substrate 11 and a second Peltier element serving as a temperature / cooling presentation element placed on the second vibration element 31 via a conductive member 32. 33 and a second detector 34 provided on the surface 33a of the second Peltier element 33.
  • the base material 11 may be a push button provided in the operation device.
  • generation part mounted on the base material 11 is mutually independent, the number and arrangement
  • the detection results by the first and second detection units 24 and 34 are output to the control unit 12, and the control unit 12 includes the first vibration element drive circuit 25, the first Peltier element drive circuit 26, the first Control signals independent of each other are output to each of the two vibration element driving circuit 35 and the second Peltier element driving circuit 36.
  • Each of the first and second vibrating elements 21 and 31 includes, for example, metal cases or covers (hereinafter “covers”) 21a and 31a, and the vibrator is an elastic member such as a leaf spring inside the cases 21a and 31a. Is supported so as to freely vibrate. A coil is wound around the vibrator, and a magnet facing the coil is fixed in the cases 21a and 31a.
  • the control unit 12 as the vibration control unit gives independent control signals to the first vibration element drive circuit 25 and the second vibration element drive circuit 35
  • the first vibration element drive circuit 25 generates the first vibration element.
  • An alternating current as a drive signal is applied to the coil in the element 21, and the second vibration element drive circuit 35 applies an alternating current as a drive signal to the coil in the second vibration element 31.
  • the vibrators of the first vibration element 21 and the second vibration element 31 vibrate, and the first and second vibration elements 21 and 31 can present vibration information independent of each other. That is, the first and second vibrating elements 21 and 31 are controlled independently of each other by the control of the control unit 12, and each presents predetermined vibration information.
  • the control signals given to the first vibration element drive circuit 25 and the second vibration element drive circuit 35 by the control unit 12 are independent signals and can be different from each other.
  • the drive signals given to the first vibration element 21 and the second vibration element 31 based on different control signals are, for example, signals having different drive pulse frequencies, pulse widths, and amplitudes.
  • the second vibration element 31 is driven under different driving conditions. As a result, different tactile sensations are presented on the surfaces of the tactile sensation generating units 20 and 30, and a finger that touches them simultaneously can present a tactile sensation that is fine and expressive that cannot be obtained with a single device. It becomes.
  • control signal given to the first vibration element drive circuit 25 by the control unit 12 can be changed according to the detection result in the first detection unit 24, and the control signal given to the second vibration element drive circuit 35 is The second detection unit 34 can change the detection result.
  • the vibrator may be formed of a magnet, and a coil facing the vibrator may be fixed in the case.
  • the first and second vibrating elements 21 and 31 may be configured by piezoelectric elements, and may vibrate according to a control signal from the control unit 12.
  • the conductive members 22 and 32 are each an adhesive tape material such as a double-sided tape.
  • the conductive member 22 is disposed so as to cover the upper surface of the first vibration element 21, and the conductive member 32 is disposed so as to cover the upper surface of the second vibration element 31.
  • the conductive members 22 and 32 are fixed on the first and second vibrating elements 21 and 31 by the adhesive property, and the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 disposed on the first and second vibrating elements 21 and 31, respectively. Fix each one.
  • the first vibration element 21 and the first Peltier element 23 are coupled to each other by the conductive member 22, and the second vibration element 31 and the second Peltier element 33 are coupled to each other by the conductive member 32.
  • the conductive members 22 and 32 are heat conductive members that conduct heat generated when the first Peltier element 23 presents temperature / cooling information to the metal case 21a of the first vibration element 21, and the second Peltier element.
  • the heat generated when the element 33 presents the temperature / cooling information is conducted to the metal case 31a of the second vibration element 31, respectively.
  • the conduction members 22 and 32 conduct vibration information presented by the first and second vibration elements 21 and 31 to the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33, respectively, as vibration conduction members.
  • the conductive members 22 and 32 have adhesiveness and vibration conductivity, the surface of the first detection unit 24 (the upper surface in the Z direction) and the second detection through the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33.
  • the vibration information presented by the first and second vibrating elements 21 and 31 is efficiently transmitted to the surface of the portion 34.
  • the conductive members 22 and 32 have thermal conductivity, the conductive members 22 and 32 can diffuse the heat generated by the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 and also the first Peltier element 23 and the second Peltier element.
  • Heat is efficiently conducted from the back surface (the lower surface in the Z direction) of the element 33 to the first and second vibrating elements 21 and 31, particularly the metal cases 21 a and 31 a, and the metal cases 21 a and 31 a are used as heat sinks.
  • the heat dissipation efficiency can be increased by using it.
  • the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 serving as the temperature-cooling presentation element are respectively connected to the joint portion of two metal plates facing each other in the Z direction by driving the first Peltier element driving circuit 26 or the second Peltier element.
  • the heat transfer of the Peltier effect when a direct current is applied from the circuit 36 is utilized, and the amount of heat on the surfaces of the two metal plates changes according to the current direction.
  • the current as the drive signal given from the first Peltier element drive circuit 26 to the first Peltier element 23 and the current as the drive signal given from the second Peltier element drive circuit 36 to the second Peltier element 33 are Are generated independently of each other on the basis of the control signals given by By controlling the direction and amount of current applied to the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33, the finger touching the first Peltier element 23 or the second Peltier element 33 feels a warm or cold temperature. It is possible to present warm and cool information with high expressiveness to the finger touching these simultaneously.
  • thermoelectric element using the Thomson effect
  • an element that presents warmth information for example, a heater is used. It can also be used.
  • the first vibration element 21 and the second vibration element 31 are arranged on the base material 11 so as to be independent from each other.
  • the second detectors 34 are also independent of each other and are spaced apart from each other.
  • each of the first vibration element 21 and the second vibration element 31 is less susceptible to the vibration information generated by the adjacent vibration element, so that vibration information can be presented efficiently.
  • each of the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 is less affected by the temperature / cooling information presented by the neighboring Peltier element, and therefore can efficiently present the temperature / cooling information. it can.
  • An elastic material is disposed between the first vibration element 21 and the second vibration element 31 in order to make it less susceptible to influence from the adjacent vibration element or Peltier element, and the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 It is preferable to arrange a heat insulating material between them. Or you may arrange
  • the first Peltier element 23 is connected to the control unit 12 via a first Peltier element driving circuit 26, and the second Peltier element 33 is connected to the control unit via a second Peltier element driving circuit 36.
  • the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 are temperature-controlled independently from each other by the control unit 12 as a temperature control unit.
  • the first Peltier element 23 is provided with warm / cool information that causes a finger touching one of the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 to feel a warm temperature, and a finger touching the other to feel a cold temperature.
  • the second Peltier element 33 can be made to feel different warm temperatures from the fingers touching the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33.
  • a Peltier element as a thermal stimulation unit that gives a warm stimulus so that the touched hand or finger (operating body) feels a warm temperature
  • a Peltier as a cold stimulus unit that gives a cold stimulus so as to feel a cold temperature
  • the skin temperature (adaptation temperature) of the finger before touching the hot and cold stimulus due to contact with the Peltier element affects the sensation of warmth and coolness (threshold).
  • the adaptation temperature is such a temperature. In other words, the finger is more likely to feel a warm stimulus as the adaptation temperature is higher, and the finger is more likely to feel a cold stimulus as the adaptation temperature is lower.
  • the skin temperature of the finger is accurately grasped by a temperature detection element (not shown), and the skin temperature is raised or lowered by driving the Peltier element based on the result, the warm and cold stimulus is clearly clarified with a small temperature change.
  • a temperature detection element not shown
  • the skin temperature is raised or lowered by driving the Peltier element based on the result
  • the warm and cold stimulus is clearly clarified with a small temperature change.
  • a fingertip temperature is 32 ° C
  • the user feels warm when the fingertip temperature is 34 ° C higher by 2 ° C, and 1 ° C when the fingertip temperature is 35 ° C.
  • the user feels “cold” if the fingertip temperature is 31 ° C, which is 1 ° C lower, and 0.5 ° C if the fingertip temperature is 29 ° C. It feels “cold” just by setting the temperature to 28.5 ° C.
  • a first detection unit 24 and a second detection unit 34 are fixed to the surface 23a of the first Peltier element 23 and the surface 33a of the second Peltier element 33, respectively.
  • the 1st and 2nd detection parts 24 and 34 have a thin structure so that the heat of the 1st Peltier element 23 and the 2nd Peltier element 33 can be transmitted to the finger as an operation object.
  • the 1st detection part 24 and 2nd detection part 34 constitute the contact part in which the upper surface can contact a finger as an operation object.
  • the 1st detection part 24 and the 2nd detection part 34 have the board
  • the resin film substrate is thin so as to facilitate heat conduction.
  • the first detection unit 24 and the second detection unit 34 are electrostatic detection units, each of which is a self-capacitance detection type in which a single electrode layer is provided on the substrate, or a plurality of substrates that are insulated from each other on the substrate. It is a mutual capacitance detection type provided with an electrode layer.
  • the finger has touched the first detection unit 24 or the second detection unit 34 based on a change in capacitance between the electrode and the finger as the operation body or a change in capacitance between the plurality of electrodes. .
  • the mutual capacitance detection type it is also possible to detect which coordinate position of the first detection unit 24 or the second detection unit 34 is touched by the finger.
  • the detection results of the first detection unit 24 and the second detection unit 34 are output to the control unit 12, respectively.
  • the control unit 12 is configured to display the vibration information based on the detection result with the first vibration element driving circuit 25.
  • a control signal is given to each of the second vibration element drive circuit 35, and a control signal is given to each of the first Peltier element drive circuit 26 and the second Peltier element drive circuit 36 in order to present the temperature / cool information.
  • a tactile sensation including vibration information generated by driving the first vibration element 21 and temperature information generated by the first Peltier element 23 is presented to the finger touching the first detection unit 24, and
  • the tactile sensation including the vibration information generated by driving the second vibration element 31 and the temperature / cooling information generated by the second Peltier element 33 is presented to the finger touching the second detection unit 34.
  • the 1st detection part 24 and the 2nd detection part 34 may be comprised with the variable resistance sensor etc. from which resistance value changes, when a finger contacts. Further, when the base material 11 is provided on a push button provided in the operating device, pressing the push button detects that the push button has been pressed by operating a switch or a sensor inside the operating device. It may be a thing. In this case, since the switches and sensors inside the controller device function as a detection unit, even if the first detection unit 24 and the second detection unit 34 on the surface of the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 are omitted. Good.
  • the temperature sensor is provided in the 1st detection part 24 and the 2nd detection part 34, respectively, the surface temperature of the 1st Peltier element 23 and the 2nd Peltier element 33 is measured, and based on the difference of the measured temperature and preset temperature It is preferable to adjust the control signal given to each of the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33.
  • the outer shape of the region where the first detection unit 24 and the second detection unit 34 are provided substantially matches the contact region A corresponding to the operation surface of the finger as the operation body.
  • the operation surface of the finger is the stomach of the finger
  • the contact area A corresponds to a range where the stomach of the finger contacts both the first detection unit 24 and the second detection unit 34.
  • the second detection unit 34 also contacts the finger at the same time. It is most preferable that the area where the first detection unit 24 and the second detection unit 34 are provided has the same area and outer shape as the contact region A, but the fingers are the first detection unit 24 and the second detection unit.
  • the contact area A may be wider, or the areas of the first detection unit 24 and the second detection unit 34 may be wider as long as both can be touched simultaneously. However, it is preferable that the area where the finger contacts each of the first detection unit 24 and the second detection unit 34 is 50% or more.
  • the control unit 12 When it is detected that a finger has touched the first detection unit 24 and the second detection unit 34, the control unit 12 causes each of the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 to present temperature / cooling information.
  • the first vibration is applied to the first Peltier element driving circuit 26 and the second Peltier element driving circuit 36 so that the first vibration element 21 and the second vibration element 31 exhibit vibration information.
  • a vibration control signal is given to the element drive circuit 25 and the second vibration element drive circuit 35.
  • first Peltier element drive circuit 26 and the second Peltier element drive circuit 36 drive signals are respectively generated in accordance with the supplied temperature / cooling control signal and are supplied to the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33, respectively.
  • the amount of heat changes on the surface 23a of the first Peltier element 23 and the surface 33a of the second Peltier element 33, whereby the temperature felt by the finger through the first detection unit 24 and the second detection unit 34 increases and decreases. To do.
  • a drive signal is generated according to the given vibration control signal, and is provided to the first vibration element 21 and the second vibration element 31, respectively.
  • vibration is generated in the first vibration element 21 and the second vibration element 31, and the vibration in the first vibration element 21 passes through the conductive member 22, the first Peltier element 23, and the first detection unit 24, and The vibration in the second vibration element 31 is applied to the finger through the conductive member 32, the second Peltier element 33, and the second detection unit 34, respectively.
  • presentation of vibration information in the first vibration element 21, presentation of temperature / cooling information in the first Peltier element 23, presentation of vibration information in the second vibration element 31, and presentation of temperature / cooling information in the second Peltier element 33 are controlled independently of each other in accordance with a control signal from the control unit 12. Moreover, presentation of these vibration information and temperature / cool information may all be performed simultaneously, or may be performed separately or in combination of two or more.
  • temperature information presented by the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33, or the first vibration element 21 may be changed.
  • the vibration information presented by the second vibration element 31 may be changed. For example, as the contact time becomes longer, the raised temperature is further raised, the lowered temperature is further lowered, or the vibration intensity is further increased. Further, the movement of the finger is detected, and the frequency and duty ratio of vibration are changed or the temperature is changed based on the direction and distance of the movement.
  • the control unit 12 can be connected to an external application or a measurement side system, for example, a display device, via the interface I / F.
  • the display device When connected to the display device, the information on the object that is the target of the simulated contact operation is called on the display device, and either or both of the first detection unit 24 and the second detection unit 34 are instructed.
  • temperature / cooling information in the first Peltier element 23 and the second Peltier element 33 and vibration information in the first vibration element 21 and the second vibration element 31 are appropriately selected according to the detection result.
  • a signal corresponding to the strength and time of finger contact may be given from the control unit 12 to the display device, and the image of the object displayed on the display device may be changed based on this signal.
  • the configuration in which one Peltier element is arranged on one vibration element in each of the tactile sense generation units 20 and 30 is shown. It can also be set as the structure which has arrange
  • FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of a haptic presentation device 50 according to a modification
  • FIG. 5 is a plan view of the haptic presentation device 50 shown in FIG.
  • the two vibration elements 61 and 81 are disposed on the base material 51 so as to be independent from each other.
  • the base material 51 and the vibration elements 61 and 81 have the same configuration as the base material 11 and the first and second vibration elements 21 and 31 of the above embodiment.
  • Two conductive members 62 and 72 are arranged on the vibration element 61 so as to be separated from each other.
  • a Peltier element 63 is placed on the conductive member 62, and a detection unit 64 is provided on the surface 63 a of the Peltier element 63.
  • a Peltier element 73 is placed on the conductive member 72, and a detection unit 74 is provided on the surface 73 a of the Peltier element 73.
  • a Peltier element 83 is placed on the conductive member 82, and a detection unit 84 is provided on the surface 83 a of the Peltier element 83. Is provided.
  • a Peltier element 93 is placed on the conductive member 92, and a detection unit 94 is provided on the surface 93 a of the Peltier element 93.
  • the conductive members 62, 72, 82, and 92 have the same configuration as the conductive members 22 and 32 of the above embodiment, and the Peltier elements 63, 73, 83, and 93 are the first and second Peltier elements of the above embodiment.
  • the detection units 64, 74, 84, and 94 have the same configuration as the first and second detection units 24 and 34 of the above embodiment.
  • the outer shape of the area where the detection units 64, 74, 84, and 94 are provided substantially matches the contact area B corresponding to the operation surface of the finger as the operating body.
  • the operation surface of the finger is the belly of the finger
  • the contact region B corresponds to a range in which the belly of the finger contacts the detection units 64, 74, 84, and 94.
  • a finger touches one of the detection units it touches the other detection unit at the same time.
  • the area provided with the detection units 64, 74, 84, and 94 has the same area and outer shape as the contact region B, but the finger is attached to all the detection units 64, 74, 84, and 94.
  • the contact area B may be wider, or the areas of the detection units 64, 74, 84, and 94 may be wider. However, it is preferable that the area where the finger contacts each of the detection units 64, 74, 84, 94 is 50% or more.
  • a tactile sensation presentation device has a contact area that is touched by an operating body, and is disposed on the plurality of vibration elements and the plurality of vibration elements.
  • a plurality of temperature-cooling presentation elements that present information, and a vibration control unit that independently controls the plurality of vibration elements.
  • vibration information from multiple vibration elements and thermal information from multiple thermal display elements can be presented simultaneously to the operating body touching the contact area, realizing a more complex and detailed tactile display. can do.
  • the tactile sensation presentation apparatus it is preferable that one or a plurality of warm / cool presentation elements are arranged on each of the plurality of vibration elements. Furthermore, it is preferable that one hot / cold presentation element is disposed on each of the plurality of vibration elements.
  • the plurality of vibration elements are driven under different driving conditions.
  • the plurality of warm / cool presentation elements are Peltier elements.
  • the tactile sensation presentation apparatus further includes a conductive member disposed between the plurality of Peltier elements and the plurality of vibration elements, and each of the plurality of Peltier elements is heated and cooled. It is preferable to include a heat conductive member that conducts heat generated when information is presented to the plurality of vibration elements, and a vibration conduction member that conducts vibration information presented by the plurality of vibration elements to the plurality of Peltier elements.
  • vibration information from the vibration element can be efficiently transmitted to the surface of the Peltier element, and the heat radiation effect can be enhanced by efficiently conducting heat from the Peltier element to the vibration element. Presentation is possible.
  • the conductive member has adhesiveness, and a plurality of Peltier elements are coupled to a plurality of vibration elements.
  • the vibration information presented by the vibration element can be reliably transmitted to the Peltier element, and the heat generated by the Peltier element can be efficiently dissipated.
  • each of the plurality of vibration elements includes a metal cover, and the conductive member combines the metal cover and the plurality of Peltier elements.
  • the tactile sensation providing apparatus is useful in that a finer tactile sensation can be realized.

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Abstract

触覚呈示装置は、操作体が触れる接触領域を有し、前記接触領域に配置された複数の振動素子と、前記複数の振動素子の上に配置され、温冷情報を呈示する複数の温冷呈示素子と、前記複数の振動素子をそれぞれ独立して制御する振動制御部とを備える。

Description

触覚呈示装置
　本発明は、触覚呈示装置に関する。
　特許文献１においては、ボイスコイルまたは圧電体等の振動発生による触覚呈示装置と、温覚を呈するペルチェ素子と、皮膚温を測定するセンサとが台座上に載置された装置が開示されている。触覚呈示装置とセンサは台座上にそれぞれ直接載置され、ペルチェ素子は触覚呈示装置上に載置される。この構成より、触覚の呈示に、振動だけでなく温度の影響も付加することで、より高い表現力をもった触覚伝達装置を実現することが可能であるとしている。
特開平７－７２０１８号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の触覚伝達装置においては、振動と温覚を同時に呈示することは可能ではあるものの、呈示できるのは１つの振動情報と１つの温覚だけであるため、例えば、実際の品物に対応する質感、温度感覚、その品物に力を加えたときの動きや変形などを表現するには、触覚呈示の細かさ、表現力の豊かさ、精度などが不十分であった。
　そこで本発明は、より細かな触覚呈示を実現することができる触覚呈示装置を提供することを目的とする。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置は、操作体が触れる接触領域を有し、前記接触領域に配置された複数の振動素子と、前記複数の振動素子の上に配置され、温冷情報を呈示する複数の温冷呈示素子と、前記複数の振動素子をそれぞれ独立して制御する振動制御部とを備える。
　本発明の一側面によると、より細かな触覚呈示を実現することができる触覚呈示装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る触覚呈示装置の概略構成を示す側面図である。 図１に示す触覚呈示装置の平面図である。 図１に示す触覚呈示装置の機能ブロック図である。 変形例に係る触覚呈示装置の概略構成を示す平面図である。 図４に示す触覚呈示装置の平面図である。
　以下、本発明の実施形態に係る触覚呈示装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本発明の実施形態に係る触覚呈示装置１０の概略構成を示す側面図、図２は、図１に示す触覚呈示装置１０の平面図、図３は触覚呈示装置１０の機能ブロック図である。図において矢印Ｚの方向（Ｚ方向）は触覚呈示装置１０の高さ方向を示し、以下の説明において、触覚呈示装置１０の上方からＺ方向と反対方向に見ることを平面視ということがある。
　図１と図２に示すように、触覚呈示装置１０は、合成樹脂材料からなる基材１１と、基材１１上に配置された２つの触覚生成部２０、３０を含む。触覚生成部２０、３０は互いに独立するように離間して配置されている。
　図１に示すように、触覚生成部２０は、基材１１上に載置された第１振動素子２１と、第１振動素子２１上に伝導部材２２を介して載置された、温冷呈示素子としての第１ペルチェ素子２３と、第１ペルチェ素子２３の表面２３ａ上に設けられた第１検知部２４を含む。触覚生成部３０は、基材１１上に載置された第２振動素子３１と、第２振動素子３１上に伝導部材３２を介して載置された、温冷呈示素子としての第２ペルチェ素子３３と、第２ペルチェ素子３３の表面３３ａ上に設けられた第２検知部３４を含む。
　なお、基材１１は、操作装置に設けられた押釦などであってもよい。また、基材１１上に載置する触覚生成部は、互いに独立していれば、その数や配置は任意に設定できる。例えば複数の触覚生成部をマトリックス状に配置してそれぞれの温冷情報及び振動情報を制御することによって、複合的な触覚の呈示が可能となる。
　図３に示すように、第１及び第２検知部２４、３４による検知結果は制御部１２へ出力され、制御部１２は、第１振動素子駆動回路２５、第１ペルチェ素子駆動回路２６、第２振動素子駆動回路３５、及び、第２ペルチェ素子駆動回路３６のそれぞれに対して、互いに独立した制御信号を出力する。
　第１及び第２振動素子２１、３１はそれぞれ、例えば、金属製のケース又はカバー（以下「カバー」）２１ａ、３１ａを有し、振動子がケース２１ａ、３１ａの内部で板バネなどの弾性部材によって、振動自在に支持されている。振動子にはコイルが巻かれており、ケース２１ａ、３１ａ内には前記コイルに対向する磁石が固定されている。振動制御部としての制御部１２から、第１振動素子駆動回路２５と第２振動素子駆動回路３５のそれぞれに対して互いに独立した制御信号を与えると、第１振動素子駆動回路２５は第１振動素子２１におけるコイルに対して駆動信号としての交流電流を与え、第２振動素子駆動回路３５は第２振動素子３１におけるコイルに対して駆動信号としての交流電流を与える。これらによって、第１振動素子２１と第２振動素子３１の振動子がそれぞれ振動し、第１及び第２振動素子２１、３１のそれぞれは互いに独立した振動情報を呈示することが可能となる。すなわち、第１及び第２振動素子２１、３１は、制御部１２の制御によって互いに独立して制御され、それぞれが所定の振動情報を呈示する。
　制御部１２が第１振動素子駆動回路２５と第２振動素子駆動回路３５に与える制御信号は、互いに独立した信号であるとともに、互いに異なる信号とすることができる。互いに異なる制御信号に基づいて第１振動素子２１と第２振動素子３１のそれぞれに与えられる駆動信号は、例えば、駆動パルスの周波数、パルス幅、振幅が互いに異なる信号となり、第１振動素子２１と第２振動素子３１は互いに異なる駆動条件で駆動される。これによって、触覚生成部２０、３０の表面には、互いに異なる触覚が呈示され、これらに同時に触れた指には単一のデバイスでは得られない細やかで表現力の高い触覚を呈示することが可能となる。
　また、制御部１２が第１振動素子駆動回路２５に与える制御信号は、第１検知部２４における検知結果などに応じて変更することができ、第２振動素子駆動回路３５に与える制御信号は、第２検知部３４における検知結果などに応じて変更することができる。
　第１及び第２振動素子２１、３１としては、振動子が磁石で形成され、振動子に対向するコイルがケース内に固定されていてもよい。また、第１及び第２振動素子２１、３１をそれぞれ圧電素子で構成し、制御部１２からの制御信号にしたがって振動する構成としてもよい。
　伝導部材２２、３２はそれぞれ、例えば両面テープのような粘着性のテープ材である。伝導部材２２は、第１振動素子２１の上面を覆うように配置され、伝導部材３２は、第２振動素子３１の上面を覆うように配置される。伝導部材２２、３２は、その粘着性によって、第１及び第２振動素子２１、３１上にそれぞれ固定され、かつ、それぞれの上に配置された、第１ペルチェ素子２３及び第２ペルチェ素子３３をそれぞれ固定する。このように、伝導部材２２によって第１振動素子２１と第１ペルチェ素子２３が互いに結合され、また、伝導部材３２によって第２振動素子３１と第２ペルチェ素子３３とが互いに結合される。
　伝導部材２２、３２は、熱伝導部材として、第１ペルチェ素子２３が温冷情報を呈示した際に発生する熱を第１振動素子２１の金属製のケース２１ａへ伝導し、また、第２ペルチェ素子３３が温冷情報を呈示した際に発生する熱を第２振動素子３１の金属製のケース３１ａへそれぞれ伝導する。さらに、伝導部材２２、３２は、振動伝導部材として、第１及び第２振動素子２１、３１が呈示した振動情報を第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３にそれぞれ伝導する。
　このように伝導部材２２、３２が粘着性及び振動伝導性を有するため、第１ペルチェ素子２３及び第２ペルチェ素子３３を経て第１検知部２４の表面（Ｚ方向上側の面）及び第２検知部３４の表面に、第１及び第２振動素子２１、３１が呈示した振動情報がそれぞれ効率よく伝えられる。さらに、伝導部材２２、３２が熱伝導性を有するため、伝導部材２２、３２は第１ペルチェ素子２３や第２ペルチェ素子３３で発生した熱を拡散できるとともに、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３の裏面（Ｚ方向下側の面）から第１及び第２振動素子２１、３１の特に金属製のケース２１ａ、３１ａへ熱を効率よく伝導させ、金属製のケース２１ａ、３１ａをヒートシンクとして利用することで放熱効率を高めることができる。
　温冷呈示素子としての第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３は、それぞれ、例えば、Ｚ方向において対向する２枚の金属板の接合部に第１ペルチェ素子駆動回路２６又は第２ペルチェ素子駆動回路３６から直流電流を与えたときのペルチェ効果の熱の移動を利用したものであり、電流方向に応じて２枚の金属板の表面における熱量が変化する。第１ペルチェ素子駆動回路２６から第１ペルチェ素子２３に与えられる駆動信号としての電流、及び、第２ペルチェ素子駆動回路３６から第２ペルチェ素子３３に与えられる駆動信号としての電流は、制御部１２から与えられる制御信号に基づいて互いに独立して生成される。第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３に与える電流の方向と電流量を制御することで、第１ペルチェ素子２３又は第２ペルチェ素子３３に触れた指に温かい温度や冷たい温度を感じさせることが可能となり、これらに同時に触れた指に対して、細やかで表現力の高い温冷情報を呈示することができる。
　ここで、温冷呈示素子としては、ペルチェ素子のほかに、トムソン効果を用いた熱電素子を用いることもでき、また、温冷呈示素子に代えて、温感情報を呈示する素子、例えばヒータを用いることもできる。
　第１振動素子２１と第２振動素子３１は、基材１１上において互いに独立するように離間して配置される。第１振動素子２１上に配置される、伝導部材２２、第１ペルチェ素子２３、及び第１検知部２４と、第２振動素子３１上に配置される、伝導部材３２、第２ペルチェ素子３３、及び第２検知部３４もそれぞれ互いに独立し、離間して配置されている。これによって、第１振動素子２１と第２振動素子３１は、それぞれ、となりの振動素子が発生する振動情報による影響を受けにくくなっているため、効率的に振動情報を呈示できる。同様に、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３は、それぞれ、となりのペルチェ素子が呈示する温冷情報による影響を受けにくくなっていることから、効率的に温冷情報を呈示することができる。となりの振動素子やペルチェ素子からの影響をさらに受けにくくするために、第１振動素子２１と第２振動素子３１の間に弾性材を配置し、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３との間に断熱材を配置することが好ましい。または、触覚生成部２０、３０の間に、弾性と断熱性を備えた材料を配置してもよい。
　図３に示すように、第１ペルチェ素子２３は第１ペルチェ素子駆動回路２６を介して制御部１２に接続され、また、第２ペルチェ素子３３は第２ペルチェ素子駆動回路３６を介して制御部１２に接続されており、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３は、温度制御部としての制御部１２によって、互いに独立して温度制御される。例えば、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３の一方に触れた指には温かい温度を感じさせ、他方に触れた指には冷たい温度を感じさせるような温冷情報を第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３で呈示させることができる。また、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３を、これに触れた指に対し、互いに異なる温かい温度を感じさせるようにすることもできる。
　ここで、触れた手や指（操作体）に温かい温度を感じさせるように温刺激を与える温刺激部としてのペルチェ素子と、冷たい温度を感じさせるように冷刺激を与える冷刺激部としてのペルチェ素子とを交互に並置した場合、痛覚の生じない温度刺激の組み合わせ（２０°Ｃと４０°Ｃなど）でも痛覚が生起する（Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｇｒｉｌｌ　Ｉｌｌｕｓｉｏｎ）。例えば４°Ｃ／ｓ以上などある程度以上の強い温刺激と冷刺激を、上述の温刺激部と冷刺激部のそれぞれから同時に呈示することで、痛覚を生じさせることができる。
　さらにまた、ペルチェ素子に接触することによる温冷刺激前の指の皮膚温度（順応温度）は、温感と冷感の感じやすさ（閾値）に影響を与える。温感を呈示したいときは、ペルチェ素子に接触した指先の温度が高い方が温感を感じやすくなり、冷感を呈示したいときは、ペルチェ素子に接触した指先の温度が低い方が冷感を感じやすくなる。順応温度とはそのような温度のことである。別言すれば、指は、順応温度が高いほど温刺激を感じやすくなり、また、順応温度が低いほど冷刺激を感じやすくなる。したがって、温度検知素子（不図示）により指の皮膚温度を正確に把握し、その結果を元にペルチェ素子を駆動させ皮膚温度を上昇させる、もしくは下降させると、小さな温度変化で温冷刺激を明瞭に呈示できる。例えば、温感を呈示したい場合、指先温度が３２°Ｃであれば、２°Ｃ高い３４°Ｃにすると「温かい」と感じ、また、指先温度が３５°Ｃであるときは、１°Ｃ高い３６°Ｃにするだけで「温かい」と感じる。一方、冷感を呈示したい場合、指先温度が３２°Ｃであれば、１°Ｃ低い３１°Ｃにすると「冷たい」と感じ、また、指先温度が２９°Ｃの場合、０．５°Ｃ低い２８．５°Ｃにするだけで「冷たい」と感じる。
　図１に示すように、第１ペルチェ素子２３の表面２３ａ及び第２ペルチェ素子３３の表面３３ａには、第１検知部２４及び第２検知部３４がそれぞれ固定されている。第１及び第２検知部２４、３４は、第１ペルチェ素子２３及び第２ペルチェ素子３３の熱を、操作体としての指に伝達できるように薄い構造となっている。
　第１検知部２４及び第２検知部３４は、その上面が操作体としての指が接触可能な接触部を構成する。第１検知部２４及び第２検知部３４は、それぞれ、第１ペルチェ素子２３及び第２ペルチェ素子３３の上に貼られた樹脂フィルムの基板を有している。樹脂フィルムの基板は、熱伝導を容易にするように薄い。第１検知部２４及び第２検知部３４は、静電検知部であり、それぞれ、前記基板に単一の電極層が設けられた自己容量検知型、又は、前記基板に互いに絶縁された複数の電極層が設けられた相互容量検知型である。電極と操作体である指との間の静電容量の変化、又は複数の電極間の静電容量の変化により、第１検知部２４又は第２検知部３４に指が触れたことを検知できる。また、相互容量検知型では、第１検知部２４又は第２検知部３４のどの座標位置に指が触れたのかも検知も可能である。
　第１検知部２４と第２検知部３４による検知結果は、それぞれ制御部１２へ出力され、制御部１２は、検知結果に基づいて、振動情報を呈示させるために第１振動素子駆動回路２５と第２振動素子駆動回路３５のそれぞれへ制御信号を与え、また、温冷情報を呈示させるために第１ペルチェ素子駆動回路２６と第２ペルチェ素子駆動回路３６のそれぞれへ制御信号を与える。これらの結果、第１振動素子２１の駆動によって生じた振動情報と第１ペルチェ素子２３で生成された温冷情報とを含む触覚が第１検知部２４に触れた指に対して呈示され、また、第２振動素子３１の駆動によって生じた振動情報と第２ペルチェ素子３３で生成された温冷情報とを含む触覚が第２検知部３４に触れた指に対して呈示される。
　なお、第１検知部２４と第２検知部３４は、指が接触すると抵抗値が変化する可変抵抗センサなどで構成されていてもよい。また、基材１１が操作装置に設けられた押釦に設けられている場合には、押釦を押すことで、操作装置内部のスイッチやセンサが動作して、押釦が押されたことが検知されるものであってもよい。この場合には、操作装置内部のスイッチやセンサが検知部として機能するため、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３の表面の第１検知部２４と第２検知部３４を省略してもよい。
　また、第１検知部２４と第２検知部３４に温度センサをそれぞれ設け、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３の表面温度を測定し、測定した温度と設定温度との差に基づいて第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３のそれぞれに与える制御信号を調整することが好ましい。
　図２に示すように、平面視において、第１検知部２４と第２検知部３４を設けた領域の外形形状は、操作体としての指の操作面に対応する接触領域Ａとほぼ一致している。ここで、指の操作面は指の腹であり、上記接触領域Ａは指の腹が第１検知部２４と第２検知部３４の双方に接触する範囲に対応する。指が第１検知部２４に接触したとき、第２検知部３４も同時に指に接触する。第１検知部２４と第２検知部３４を設けた領域は、上記接触領域Ａに対して面積や外形形状が同一であることが最も好ましいが、指が第１検知部２４と第２検知部３４の両方に同時に接触可能であれば、接触領域Ａの方が広くてもよいし、第１検知部２４と第２検知部３４の領域の方が広くても良い。ただし、指が第１検知部２４と第２検知部３４のそれぞれに接触する面積は、ともに５０％以上の面積となることが好ましい。
　次に触覚呈示装置１０の操作と触覚呈示の例について説明する。
　第１検知部２４及び第２検知部３４に指が接触したことが検知されると、制御部１２は、第１ペルチェ素子２３及び第２ペルチェ素子３３のそれぞれに温冷情報を呈示させるために、第１ペルチェ素子駆動回路２６と第２ペルチェ素子駆動回路３６に対して温冷制御信号を与え、第１振動素子２１及び第２振動素子３１のそれぞれに振動情報を呈示させるために第１振動素子駆動回路２５と第２振動素子駆動回路３５に対して振動制御信号を与える。
　第１ペルチェ素子駆動回路２６と第２ペルチェ素子駆動回路３６では、与えられた温冷制御信号にしたがって駆動信号がそれぞれ生成され、第１ペルチェ素子２３及び第２ペルチェ素子３３にそれぞれ与えられる。これによって、第１ペルチェ素子２３の表面２３ａと第２ペルチェ素子３３の表面３３ａにおいて、熱量が変化し、これによって、第１検知部２４及び第２検知部３４を伝わって指で感じる温度が上下する。
　また、第１振動素子駆動回路２５及び第２振動素子駆動回路３５では、与えられた振動制御信号にしたがって駆動信号がそれぞれ生成され、第１振動素子２１及び第２振動素子３１にそれぞれ与えられる。これにより、第１振動素子２１及び第２振動素子３１において振動が発生し、第１振動素子２１での振動は伝導部材２２、第１ペルチェ素子２３、及び、第１検知部２４を経て、また、第２振動素子３１での振動は伝導部材３２、第２ペルチェ素子３３、及び、第２検知部３４を経て、それぞれ指に与えられる。
　ここで、第１振動素子２１における振動情報の呈示、第１ペルチェ素子２３における温冷情報の呈示、第２振動素子３１における振動情報の呈示、及び、第２ペルチェ素子３３における温冷情報の呈示は、制御部１２からの制御信号にしたがって、互いに独立して制御されている。また、これらの振動情報や温冷情報の呈示はすべて同時に行っても良いし、別個に又は２以上を組み合わせて行っても良い。
　ここで、第１検知部２４と第２検知部３４に対する指の接触時間や接触圧に応じて、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３で呈示する温冷情報や、第１振動素子２１や第２振動素子３１で呈示する振動情報を変化させてもよい。例えば、接触時間が長くなるほど、上昇させた温度をさらに上昇させ、又は、下降させた温度をさらに下降させたり、振動強度をさらに強くしたりする。また、指の移動を検知して、その移動の方向や距離に基づいて、振動の周波数やデューティ比を変化させたり、温度を変化させる。
　また、図３に例示するように、インターフェースＩ／Ｆを介して制御部１２を外部のアプリケーションや計測側システム、例えば表示装置に接続することができる。表示装置に接続した場合、表示装置に模擬的な接触動作の対象となる物体の情報が呼び出されている状態で、第１検知部２４と第２検知部３４のいずれか、又は、両方に指が接触したことを検知したときに、その検知結果に応じて、第１ペルチェ素子２３と第２ペルチェ素子３３における温冷情報や、第１振動素子２１と第２振動素子３１における振動情報を適宜組み合わせて変化させ、これによって、表示装置に表示された物体に実際に触れているかのような触覚を呈示することができる。さらに、指の接触の強度や時間に対応した信号を制御部１２から表示装置へ与え、この信号に基づいて、表示装置で表示された物体の画像を変化させてもよい。
　以下に変形例について説明する。
　上記実施形態の触覚呈示装置１０では、触覚生成部２０、３０のそれぞれにおいて、１つの振動素子上に１つのペルチェ素子を配置した構成を示したが、一部又はすべての触覚生成部において、１つの振動素子上に複数のペルチェ素子を配置した構成とすることもできる。これにより、さらに複雑で細かな触覚を呈示することが可能となる。
　例えば、図４と図５に示す触覚呈示装置５０のように１つの振動素子の上に２つのペルチェ素子を配置する。図４は、変形例に係る触覚呈示装置５０の概略構成を示す側面図、図５は、図４に示す触覚呈示装置５０の平面図である。図４と図５に示す触覚呈示装置５０においては、基材５１上に２つの振動素子６１、８１が互いに独立するように離間して配置されている。基材５１及び振動素子６１、８１は、上記実施形態の基材１１並びに第１及び第２振動素子２１、３１と同様の構成である。
　振動素子６１上には、２つの伝導部材６２、７２が互いに離間して配置され、伝導部材６２上にはペルチェ素子６３が載置され、ペルチェ素子６３の表面６３ａには検知部６４が設けられている。また、伝導部材７２上にはペルチェ素子７３が載置され、ペルチェ素子７３の表面７３ａには検知部７４が設けられている。この構成により、振動素子６１で発生した振動は検知部６４、７４のそれぞれに伝達される。
　また、振動素子８１上には、２つの伝導部材８２、９２が互いに離間して配置され、伝導部材８２上にはペルチェ素子８３が載置され、ペルチェ素子８３の表面８３ａには検知部８４が設けられている。また、伝導部材９２上にはペルチェ素子９３が載置され、ペルチェ素子９３の表面９３ａには検知部９４が設けられている。この構成により、振動素子８１で発生した振動は検知部８４、９４のそれぞれに伝達される。
　ここで、伝導部材６２、７２、８２、９２は上記実施形態の伝導部材２２、３２と同様の構成であり、ペルチェ素子６３、７３、８３、９３は上記実施形態の第１及び第２ペルチェ素子２３、３３と同様の構成であり、検知部６４、７４、８４、９４は上記実施形態の第１及び第２検知部２４、３４と同様の構成である。
　図５に示すように、平面視において、検知部６４、７４、８４、９４を設けた領域の外形形状は、操作体としての指の操作面に対応する接触領域Ｂとほぼ一致している。ここで、指の操作面は指の腹であり、上記接触領域Ｂは指の腹が検知部６４、７４、８４、９４に接触する範囲に対応する。指がいずれかの検知部に接触したとき、ほかの検知部にも同時に指に接触する。検知部６４、７４、８４、９４を設けた領域は、上記接触領域Ｂに対して面積や外形形状が同一であることが最も好ましいが、指が検知部６４、７４、８４、９４のすべてに同時に接触可能であれば、接触領域Ｂの方が広くてもよいし、検知部６４、７４、８４、９４の領域の方が広くても良い。ただし、指が検知部６４、７４、８４、９４のそれぞれに接触する面積は、ともに５０％以上の面積となることが好ましい。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置は、操作体が触れる接触領域を有し、前記接触領域に配置された複数の振動素子と、前記複数の振動素子の上に配置され、温冷情報を呈示する複数の温冷呈示素子と、前記複数の振動素子をそれぞれ独立して制御する振動制御部とを備える。
　これにより、接触領域に触れた操作体に対して、複数の振動素子からの振動情報と複数の温冷呈示素子からの温冷情報とを同時に呈示できるため、より複雑で細かな触覚呈示を実現することができる。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置において、複数の振動素子のそれぞれの上には、１つ又は複数の温冷呈示素子が配置されていることが好ましい。さらに、複数の振動素子のそれぞれの上には温冷呈示素子が１つずつ配置されていることが好ましい。
　これにより、各振動素子による振動情報に、１つ又は複数の温冷情報を組み合わせることが可能となるため、より細かな触覚を呈示することができる。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置において、複数の振動素子は互いに異なる駆動条件で駆動されることが好ましい。
　これにより、さらに複雑で豊かな触覚表現ができるようになる。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置において、複数の温冷呈示素子はペルチェ素子であることが好ましい。
　これにより、効率よく温冷情報を呈示させることができる。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置は、複数のペルチェ素子と複数の振動素子との間に配置された伝導部材を更に有し、伝導部材は、複数のペルチェ素子のそれぞれが温冷情報を呈示した際に発生する熱を複数の振動素子に伝導する熱伝導部材と、複数の振動素子が呈示した振動情報を複数のペルチェ素子に伝導する振動伝導部材とを備えることが好ましい。
　これにより、ペルチェ素子の表面に振動素子による振動情報を効率よく伝えることができ、また、ペルチェ素子からの熱を振動素子へ効率よく伝導させることにより放熱効果を高めることができ、切り替えの速い触覚呈示が可能となる。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置において、伝導部材は粘着性を有し、複数のペルチェ素子を複数の振動素子に結合していることが好ましい。
　これにより、振動素子が呈示した振動情報をペルチェ素子に確実に伝えることができ、また、ペルチェ素子で発生した熱を効率よく放熱させることができる。
　本発明の一側面によれば、触覚呈示装置において、複数の振動素子はそれぞれ金属のカバーを備えており、伝導部材は、金属のカバーと複数のペルチェ素子を結合していることが好ましい。
　これにより、ペルチェ素子で発生した熱をさらに効率的に放熱させることができる。
　以上、触覚呈示装置を実施形態に基づいて説明したが、本発明は具体的に開示された実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変形及び改良がなされ得る。
　本国際出願は、２０１７年２月６日に出願した日本国特許出願２０１７－０１９１９２号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。
　以上のように、本発明の実施形態に係る触覚呈示装置は、より細かな触覚呈示を実現することができる点で有用である。
　１０　　触覚呈示装置
　１１　　基材
　１２　　制御部
　２０　　触覚生成部
　２１　　第１振動素子
　２２　　伝導部材
　２３　　第１ペルチェ素子
　２４　　第１検知部
　２５　　第１振動素子駆動回路
　２６　　第１ペルチェ素子駆動回路
　３０　　触覚生成部
　３１　　第２振動素子
　３２　　伝導部材
　３３　　第２ペルチェ素子
　３４　　第２検知部
　３５　　第２振動素子駆動回路
　３６　　第２ペルチェ素子駆動回路
　５０　　触覚呈示装置
　５１　　基材
　６１、８１　　振動素子
　６２、７２、８２、９２　　伝導部材
　６３、７３、８３、９３　　ペルチェ素子
　６４、７４、８４、９４　　検知部

Claims (8)

  1. 　操作体が触れる接触領域を有する触覚呈示装置であって、前記接触領域に配置された複数の振動素子と、前記複数の振動素子の上に配置され、温冷情報を呈示する複数の温冷呈示素子と、前記複数の振動素子をそれぞれ独立して制御する振動制御部とを備えることを特徴とする触覚呈示装置。
  2. 　前記複数の振動素子のそれぞれの上には、１つ又は複数の前記温冷呈示素子が配置されている請求項１に記載の触覚呈示装置。
  3. 　前記複数の振動素子のそれぞれの上には、前記温冷呈示素子が１つずつ配置されている請求項２に記載の触覚呈示装置。
  4. 　前記複数の振動素子は互いに異なる駆動条件で駆動される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の触覚呈示装置。
  5. 　前記複数の温冷呈示素子はペルチェ素子である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の触覚呈示装置。
  6. 　前記複数のペルチェ素子と前記複数の振動素子との間に配置された伝導部材を更に有し、前記伝導部材は、前記複数のペルチェ素子のそれぞれが温冷情報を呈示した際に発生する熱を前記複数の振動素子に伝導する熱伝導部材と、前記複数の振動素子が呈示した振動情報を前記複数のペルチェ素子に伝導する振動伝導部材とを備える請求項５に記載の触覚呈示装置。
  7. 　前記伝導部材は粘着性を有し、前記複数のペルチェ素子を前記複数の振動素子に結合している請求項６に記載の触覚呈示装置。
  8. 　前記複数の振動素子はそれぞれ金属のカバーを備えており、前記伝導部材は、該金属のカバーと前記複数のペルチェ素子を結合している請求項７に記載の触覚呈示装置。
PCT/JP2018/003625 2017-02-06 2018-02-02 触覚呈示装置 WO2018143418A1 (ja)

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