(57)【要約】【課題】操作体のうち、触覚呈示面に接触した操作面以外の部分に対する触覚の伝導を抑えることができ、操作面にリアルな触覚を呈示することができる触覚呈示装置を提供する。【解決手段】振動情報を呈示する振動素子と、振動素子上に設けられ、触覚呈示面に温冷情報を呈示する温冷呈示素子と、触覚呈示面に対する接触状態を維持するように操作体を保持する保持部材とを備え、保持部材は、触覚呈示面に接触した、操作体の操作面以外の被保持部に伝導される振動情報を減衰させる振動減衰部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動情報を呈示する振動素子と、
前記振動素子上に設けられ、触覚呈示面に温冷情報を呈示する温冷呈示素子と、
前記触覚呈示面に対する接触状態を維持するように操作体を保持する保持部材とを備え、
前記保持部材は、前記触覚呈示面に接触した、前記操作体の操作面以外の被保持部に伝導される前記振動情報を減衰させる振動減衰部を備えることを特徴とする触覚呈示装置。
【請求項２】
前記被保持部に対する前記温冷情報の伝導を抑える温度減衰部を備える請求項１に記載の触覚呈示装置。
【請求項３】
前記保持部材は、前記操作体のうちの少なくとも前記被保持部に接触している請求項１又は請求項２に記載の触覚呈示装置。
【請求項４】
前記振動減衰部は、前記振動情報を減衰させる弾性材料を有する請求項１又は請求項２に記載の触覚呈示装置。
【請求項５】
前記温度減衰部は、前記温冷情報の伝導をさえぎる断熱性材料を有する請求項２又は請求項３に記載の触覚呈示装置。
【請求項６】
前記保持部材は、弾性と断熱性を有する樹脂材料からなる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の触覚呈示装置。
【請求項７】
前記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６のいずれか１項に記載の触覚呈示装置。
【請求項８】
前記ペルチェ素子と前記振動素子との間には伝導部材が配置され、
前記伝導部材は、前記ペルチェ素子が温冷情報を呈示した際に発生する熱を前記振動素子に伝導させる熱伝導部材と、前記振動素子が呈示した振動情報を前記ペルチェ素子に伝導させる振動伝導部材とを備える請求項７に記載の触覚呈示装置。
【請求項９】
前記伝導部材は粘着性を有し、前記ペルチェ素子を前記振動素子に結合している請求項８に記載の触覚呈示装置。
【請求項１０】
前記振動素子は金属のカバーを備えており、前記伝導部材は、金属のカバーとペルチェ素子を結合している請求項９に記載の触覚呈示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指などの操作体が接触したときに、温冷情報や振動情報を呈示する触覚呈示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７２０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置において呈示された、触覚や温覚を確実に伝導させるためには、指を装置に確実に接触させ続けるために指を覆った装着部材を用いることが考えられる。しかしながら、このような装着部材を用いた場合、装置で呈示された触覚や温覚は、装置と接触する指の腹だけでなく、装着部材を通じて指のほかの部分まで伝わりやすくなってしまう。このため、指の腹以外の部分に伝わる、触覚や温覚がノイズとなってしまうことから、指の腹へ伝導させようとしている触覚や温覚が正確かつ迅速に伝わりにくくなってしまい、リアルな触覚呈示が難しくなるおそれがあった。
【０００５】
そこで本発明は、操作体のうち、触覚呈示面に接触した操作面以外の部分に対する触覚の伝導を抑えることができ、操作面にリアルな触覚を呈示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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の触覚呈示装置は、振動情報を呈示する振動素子と、振動素子上に設けられ、触覚呈示面に温冷情報を呈示する温冷呈示素子と、触覚呈示面に対する接触状態を維持するように操作体を保持する保持部材とを備え、保持部材は、触覚呈示面に接触した、操作体の操作面以外の被保持部に伝導される振動情報を減衰させる振動減衰部を備えることを特徴としている。
これにより、操作体の被保持部への振動情報の伝導を抑えることができ、振動情報の伝導を操作面へ集中させることができることから、意図した触覚を操作体に対してリアルに、正確かつ適時に呈示することが可能となる。
【０００７】
本発明の触覚呈示装置においては、上記被保持部に対する温冷情報の伝導を抑える温度減衰部を備えることが好ましい。
これにより、操作体の被保持部への温冷情報の伝導を抑えることができ、温冷情報の伝導を操作面へ集中させることができることから、意図した触覚を操作体に対してリアルに、正確かつ適時に呈示することが可能となる。
【０００８】
本発明の触覚呈示装置において、保持部材は、操作体のうちの少なくとも被保持部に接触していることが好ましい。
これにより、操作体の操作面の触覚呈示面に対する接触状態を維持で、これにより、操作体に対する触覚の呈示を確実に行うことができる。
【０００９】
本発明の触覚呈示装置において、振動減衰部は、振動情報を減衰させる弾性材料を有することが好ましい。
これにより、操作体の被保持部への余分な振動情報の伝導を抑えることができるため、操作体へ呈示される振動情報をノイズの少ないものとすることができる。
【００１０】
本発明の触覚呈示装置において、温度減衰部は、温冷情報の伝導をさえぎる断熱性材料を有することが好ましい。
これにより、操作体の被保持部への余分な温冷情報の伝導を抑えることができるため、操作体へ呈示される温冷情報をノイズの少ないものとすることができる。
【００１１】
本発明の触覚呈示装置において、保持部材は、弾性と断熱性を有する樹脂材料からなることが好ましい。
これにより、操作体の被保持部へ振動情報と温冷情報が伝導されることを抑えられるため、操作体に対してノイズの少ない触覚を呈示することができる。
【００１２】
本発明の触覚呈示装置において、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。
【００１３】
本発明の触覚呈示装置において、ペルチェ素子と振動素子との間には伝導部材が配置され、伝導部材は、ペルチェ素子が温冷情報を呈示した際に発生する熱を振動素子に伝導させる熱伝導部材と、振動素子が呈示した振動情報をペルチェ素子に伝導させ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。
【００１４】
本発明の触覚呈示装置において、伝導部材は粘着性を有し、ペルチェ素子を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。
【００１５】
本発明の触覚呈示装置において、振動素子は金属のカバーを備えており、伝導部材は、金属のカバーと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効率的に放熱させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、操作体のうち、触覚呈示面に接触した操作面以外の部分に対する触覚の伝導を抑えることができ、操作面にリアルな触覚を呈示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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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２】図１に示す触覚呈示装置の平面図である。
【図３】図１に示す触覚呈示装置を上方から見た斜視図である。
【図４】接触検知部に指を接触させたときの側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る触覚呈示装置の機能ブロック図である。
【図６】第１変形例に係る触覚呈示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】第２変形例に係る触覚呈示装置の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、図１に示す触覚呈示装置１０を上方から見た斜視図、図４は、接触検知部２４に指Ｆを接触させたときの側面図、図５は、触覚呈示装置１０の機能ブロック図である。図１〜図４には、基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されている。以下の説明において、Ｚ方向上側から下側を見た状態を平面視ということがあり、Ｚ方向はＸ−Ｙ面に直交する方向である。図２においては、説明の便宜上、保持部材４１、４２、４３を破線で示している。
【００１９】
図１に示すように、触覚呈示装置１０は、支持体３０上に触覚生成部２０が配置されるとともに、図３に示すように、支持体３０に３つの保持部材４１、４２、４３を設けた構成を備える。
【００２０】
図１に示すように、触覚生成部２０は、振動素子２１、伝導部材２２、ペルチェ素子２３、及び、接触検知部２４を備える。振動素子２１は支持体３０上に載置され、この振動素子２１上には、伝導部材２２を介して、温冷呈示素子としてのペルチェ素子２３が載置されている。さらに、ペルチェ素子２３の表面２３ａ上には、操作情報取得部としての接触検知部２４が設けられている。
【００２１】
３つの保持部材４１、４２、４３は、その弾性によって、触覚生成部２０の接触検知部２４に接触した指の接触状態を維持する。これらの保持部材４１、４２、４３は、平面視矩形状の触覚生成部２０の長手方向（図示Ｙ方向）において一定の間隔で順に配置され、それぞれが、触覚生成部２０の幅方向（図示Ｘ方向）に沿って帯状に延びている。第１の保持部材４１と第３の保持部材４３は、帯状体の長手方向の一方の端部４１Ａ、４３Ａが、支持体３０の側面３１に対して接着等によってそれぞれ固定されており、Ｚ方向上側に凸となり、かつ、触覚生成部２０の接触検知部２４との間に空間Ｓ１（図１）を形成するように湾曲して延びている。さらに、他方の端部である先端部４１Ｂ、４３ＢがＸ方向において前記側面３１に対向する側面３２側までそれぞれ延びている。また、第２の保持部材４２は、帯状体の一方の端部４２Ａが、上記側面３２に固定されており、Ｚ方向上側に凸となり、かつ、触覚生成部２０の接触検知部２４との間に空間Ｓ１を形成するように湾曲して延び、他方の端部である先端部４２Ｂが前記側面３１側まで延びている。保持部材４１、４２、４３と支持体３０との固定は接着などによって行う。
【００２２】
３つの保持部材４１、４２、４３は、弾性と断熱性を有した材料、例えばゴム材、スポンジ材、ウレタン材、又は、ばね材で構成され、接触検知部２４との間の空間Ｓ１に操作者の指Ｆが挿入されたときに、指Ｆを上から接触検知部２４側へ押しつけるような弾性力を有する。これにより、指Ｆと接触検知部２４とを確実に互いに接触させ、かつ、この接触状態を維持させることができ、接触検知部２４上に呈示した細かな触覚を指Ｆに正確かつ迅速に伝達することが可能となる。また、第１の保持部材４１及び第３の保持部材４３と、第２の保持部材４２とが支持体３０の異なる側面に固定されているため、バランスよく指Ｆを押さえることができる。さらにまた、保持部材４１、４２、４３がＹ方向において間隔をおいて配置されているため、接触検知部２４との間の空間に指Ｆを挿入しやすく、また、指Ｆに与える圧迫感を少なくすることができる。
なお、保持部材の形状、数、及び、配置は、空間Ｓ１に挿入した指と接触検知部２４との接触状態を維持できるように保持できれば、図１〜図４に示すものに限定されない。
【００２３】
図４に示すように、３つの保持部材４１、４２、４３は、指Ｆの両側面Ｆｓと上面Ｆ１（外面、背面）に接触している一方で、指の腹（内面、掌面）Ｆ２には接触していない。ここで、指Ｆの両側面Ｆｓと上面Ｆ１は、保持部材４１、４２、４３によって保持される被保持部であり、指の腹Ｆ２は、操作体としての指において、接触検知部２４に接する操作面である。
【００２４】
保持部材４１、４２、４３は弾性を有しており、その弾性によって、振動減衰部として、振動素子２１から上記被保持部へ伝わる振動を減衰させる。また、保持部材４１、４２、４３は、断熱性を有する材料で構成され、その断熱性により、温度減衰部として、ペルチェ素子２３から上記被保持部へ伝わる熱をさえぎる。ここで、保持部材４１、４２、４３は、被保持部へ伝わる熱量を小さくできれば、断熱性材料に代えて、熱伝導率の低い材料を用いることもできる。
【００２５】
このような構成によれば、振動素子２１で発生させた振動情報と、ペルチェ素子２３で発生させた温冷情報とは、保持部材４１、４２、４３を介して指の側面Ｆｓや上面Ｆ１に伝わりづらくなり、振動情報と温冷情報は、指の腹Ｆ２に集中して伝導される。このため、振動情報や温冷情報が、指の腹Ｆ２以外の部分からノイズ成分として伝わることが抑えられることから、振動や温感又は冷感が、設定どおりに正確かつクリアに、迅速に、操作面に伝導され、これによりリアルな触覚呈示が可能となる。
【００２６】
図５に示すように、接触検知部２４による検知結果は制御部１２へ出力され、制御部１２は、振動素子駆動回路２５とペルチェ素子駆動回路２６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。
【００２７】
振動素子２１は、例えば、振動子が金属製のケース又はカバー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た構成を備える。振動子にはコイルが巻かれており、ケース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、振動素子駆動回路２５に対して制御信号を与えると、振動素子駆動回路２５は振動素子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る。これによって、振動素子２１の振動子が振動し、振動情報を呈示することが可能となる。
【００２８】
制御部１２が振動素子駆動回路２５に制御信号を与えると、これに基づいて振動素子駆動回路２５は振動素子２１に対して駆動信号を出力する。この駆動信号は、例えば、駆動パルスの周波数、パルス幅、振幅を設定することができ、これによって、触覚生成部２０の表面には、様々な細やかな触覚が呈示される。
また、制御部１２が振動素子駆動回路２５に与える制御信号は、接触検知部２４における検知結果などに応じて変更することができる。
【００２９】
振動素子２１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、振動素子２１を圧電素子で構成し、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。
【００３０】
伝導部材２２は、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、振動素子２１の上面を覆うように配置される。伝導部材２２は、その粘着性によって、振動素子２１上に固定され、かつ、その上に配置されたペルチェ素子２３を固定する。このように、伝導部材２２によって振動素子２１とペルチェ素子２３が互いに結合される。
【００３１】
伝導部材２２は、熱伝導部材として、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振動素子２１の金属製のケースへ伝導する。さらに、伝導部材２２は、振動伝導部材として、振動素子２１が呈示した振動情報をペルチェ素子２３に伝導する。
【００３２】
このように伝導部材２２が粘着性及び振動伝導性を有するため、ペルチェ素子２３を経て接触検知部２４の表面（図１においてＺ方向の上側の面）に、振動素子２１が呈示した振動情報が効率よく伝えられる。さらに、伝導部材２２が熱伝導性を有するため、ペルチェ素子２３で発生した熱を自身で拡散できるとともに、ペルチェ素子２３の裏面（Ｚ方向下側の面）から振動素子２１の特に金属製のケースへ熱を効率よく伝導させ、金属製のケース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。
【００３３】
温冷呈示素子としてのペルチェ素子２３は、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ペルチェ素子駆動回路２６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。ペルチェ素子駆動回路２６からペルチェ素子２３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生成される。ペルチェ素子２３に与える電流の方向と電流量を制御することで、ペルチェ素子２３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、細やかな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。
【００３４】
図１に示すように、ペルチェ素子２３の表面２３ａには、接触検知部２４が固定されている。この接触検知部２４は、ペルチェ素子２３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。
【００３５】
接触検知部２４は、その上面が操作体としての指が接触可能な触覚呈示面を構成しており、ペルチェ素子２３の上に貼られた樹脂フィルムの基板を有している。この樹脂フィルムの基板は、熱伝導を容易にするように薄い物が使用されている。接触検知部２４は、静電検知部であり、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、又は、前記基板に単一の電極層が設けられた自己容量検知型である。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、接触検知部２４に指が触れたことを検知できる。さらに、相互容量検知型では、接触検知部２４のどの座標位置に指が触れたのかも検知も可能であり、操作情報取得部として、所定の経過時間ごとに接触位置を検知することによって指の動きを含む操作情報を検知することができる。
【００３６】
上述のように、接触検知部２４による検知結果は制御部１２へ出力され、制御部１２は、検知結果に基づいて、（１）振動情報を呈示させるために振動素子駆動回路２５へ制御信号を与え、（２）温冷情報を呈示させるためにペルチェ素子駆動回路２６へ制御信号を与える。この結果、振動素子２１の駆動によって生じた振動情報と、ペルチェ素子２３で生成された温冷情報とを含む触覚が接触検知部２４に触れた指に対して呈示される。
【００３７】
なお、触覚生成部２０が押釦として機能するように構成されている場合には、押釦を押すことで、支持体３０側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、支持体３０側のスイッチやセンサが検知部として機能するため、ペルチェ素子２３の表面の接触検知部２４を省略してもよい。
また、接触検知部２４に温度センサを設け、ペルチェ素子２３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ペルチェ素子２３に与える制御信号を調整することが好ましい。
【００３８】
図２に示すように、平面視において、接触検知部２４を設けた領域、すなわち触覚呈示面の外形形状は、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は指の腹が接触検知部２４に接触する範囲に対応する。接触検知部２４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、接触領域Ａの方が広くてもよいし、接触検知部２４の領域の方が広くても良い。ただし、指が接触検知部２４に接触する面積は５０％以上の面積となることが好ましい。
【００３９】
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。
接触検知部２４に指が接触したことが検知されたとき、制御部１２は、検知結果に応じて、（１）ペルチェ素子２３に温冷情報を呈示させるために、ペルチェ素子駆動回路２６に対して温冷制御信号を与え、（２）振動素子２１に振動情報を呈示させるために振動素子駆動回路２５に対して振動制御信号を与える。
【００４０】
ペルチェ素子駆動回路２６では、与えられた温冷制御信号にしたがって駆動信号が生成され、ペルチェ素子２３に与えられる。これによって、ペルチェ素子２３の表面２３ａにおいて、熱量が変化し、これによって、接触検知部２４を伝わって指で感じる温度が上下し、指に温冷情報が呈示される。
【００４１】
振動素子駆動回路２５では、与えられた振動制御信号にしたがって駆動信号が生成され、振動素子２１に与えられる。これにより、振動素子２１において振動が発生し、振動素子２１での振動は伝導部材２２、ペルチェ素子２３、及び、接触検知部２４を経て、振動情報として指に与えられる。
【００４２】
以上のように構成されたことから、上記実施形態の触覚呈示装置１０によれば、呈示操作面としての接触検知部２４に接触した指に対して、振動情報と温冷情報を任意に組み合わせた情報を与えることができるため、より細かく、複雑な触覚を呈示することができる。さらに、弾性と断熱性を備えた保持部材４１、４２、４３によって指Ｆを保持しているため、振動情報と温冷情報が指の腹Ｆ２以外の被保持部には伝導されにくくなり、指の腹Ｆ２に集中して伝導される。したがって、指の腹Ｆ２以外の部分から振動や温感・冷感がノイズ成分として伝わることが抑えられるため、所定の振動や温感又は冷感が、正確かつクリアに、迅速に、操作面に伝導される。また、指に伝導された振動を逃がしてしまったり、指の熱を放散してしまうこともない。したがって、リアルな触覚呈示が可能となる。
【００４３】
以下に変形例について説明する。
図６は、第１変形例に係る触覚呈示装置５０の概略構成を示す斜視図である。図１〜図４に示すような、３つの帯状の保持部材４１、４２、４３に代えて、図６に示すように触覚生成部２０及び支持体３０を包む筒状の保持部材５１を用いることもできる。この保持部材５１は、上記保持部材４１、４２、４３と同様の弾性と断熱性を備えた材料で構成され、下部が支持体３０の側面３１、３２や底面（不図示）に接着等によって固定されている。保持部材５１の上部は、触覚生成部２０の接触検知部２４との間に空間Ｓ２を形成しており、触覚生成部２０の長手方向（図６のＹ方向）に沿った方向の両端部５１ａ、５１ｂがそれぞれ開放されている。保持部材５１は空間Ｓ２を外側へ広げることが可能な伸縮性を有しており、保持部材５１を押し広げながら空間Ｓ２内に指を挿入すると、保持部材５１が収縮しようとする弾性力によって、挿入した指は触覚生成部２０の接触検知部２４側へ押しつけられ、これによって、指と接触検知部２４との接触状態が維持される。
なお、図６に示すような、触覚生成部２０、支持体３０、及び、保持部材５１の構成を複数用意し、それぞれに操作者の複数の指を同時に挿入すると、さらに複雑でリアルな触覚呈示を行うことができる。この場合、それぞれの保持部材５１を手袋状に互いに結合させると、操作者が各指を挿入しやすくなる。
また、上記両端部５１ａ、５１ｂの一方を閉じて袋状（サック状）としてもよい。
【００４４】
図７は、第２変形例に係る触覚呈示装置６０の概略構成を示す斜視図である。保持部材としては、図１〜図４に示す保持部材４１、４２、４３に代えて、図７に示すような、面ファスナー状の保持部材７０を用いることもできる。この保持部材７０は、触覚生成部２０の接触検知部２４の上方においてＸ方向に沿って延びるように配置されたベルト部７１と、支持体３０の側面３２に対して接着等によって固定された保持部７２とを備える。ベルト部７１は、弾性と断熱性を備えた材料で構成され、Ｘ方向の一方の端部７１Ａが支持体３０の側面３１に対して接着等によって固定されている。ベルト部７１の他方の端部である先端部７１Ｂの内面７１Ｃ、すなわち触覚生成部２０側の面と、保持部７２の外面とのうちの一方はフック状に起毛された領域を有し、他方はループ状に起毛された領域を有しており、これらの領域どうしを互いに押しつけあうことによって、ベルト部７１の先端部７１Ｂと保持部７２とが結合される。ベルト部７１は、触覚生成部２０の接触検知部２４との間に空間Ｓ３を形成している。この保持部材７０においては、破線で示すように先端部７１Ｂを保持部７２から離して上側へめくった状態で空間Ｓ３内に指を挿入して指を触覚生成部２０の接触検知部２４上に載せた後に、指の上からベルト部７１を被せ、さらに、指に対して下向きの力を掛けるように先端部７１Ｂを下側へ下げて内面７１Ｃを保持部７２に結合させる。これによって、ベルト部７１の弾性と面ファスナーの結合力に基づいて、接触検知部２４に対する指の接触状態が維持される。
【００４５】
上記実施形態、上記第１変形例、及び、上記第２変形例の保持部材は、支持体３０に固定していたが、接触検知部２４に対する指の接触を確保できれば、支持体３０以外の部材、例えば振動素子２１に固定するようにしてもよい。
【００４６】
また、保持部材は、全体が振動減衰部及び温度減衰部を構成しなくてもよく、例えば、支持体３０との固定部分及び／又はその周辺のみに弾性と断熱性を持たせて振動減衰部及び温度減衰部として機能させてもよい。
さらに、温度減衰部としては、保持部材の内面のみに断熱性材料を配置する構成も可能である。
また、指のうちで、振動を感じやすい領域に対応する範囲に振動減衰部及び温度減衰部を設け、又は、この領域における振動減衰や温度減衰の効果が高まるように、保持部材を構成するとよい。例えば、この領域に振動減衰や温度減衰の効果が高い材料を配置する。
【００４７】
また、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。
【００４８】
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。ここで、順応温度とは、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。
以上、本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明に係る触覚呈示装置は、操作体の操作面にリアルな触覚呈示を行える点で有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  触覚呈示装置
１２  制御部
２０  触覚生成部
２１    振動素子
２２    伝導部材
２３    ペルチェ素子
２３ａ  表面
２４    接触検知部
２５    振動素子駆動回路
２６    ペルチェ素子駆動回路
３０    支持体
３１、３２  側面
４１、４２、４３    保持部材
４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ  端部
４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ  先端部
５０  触覚呈示装置
５１  保持部材
５１ａ、５１ｂ  端部
６０  触覚呈示装置
７０  保持部材
７１  ベルト部
７１Ａ  端部
７１Ｂ  先端部
７１Ｃ  内面
７２  保持部
Ａ    接触領域
Ｆ    指（操作体）
Ｆ１  上面
Ｆ２  指の腹
Ｆｓ  指の側面
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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