(57)【要約】【課題】非線形弾性体を備える触覚感測定器および触覚感測定システムにおいて、測定時にユーザに正確な押込長を提示する。【解決手段】触覚感測定器１は、本体部１０と、触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部２１を含む先端部２０と、先端部２０を測定対象側に付勢する非線形弾性体（３１）を含み本体部１０と先端部２０とを連結する連結部３０と、連結部３０と先端部２０との間にかかる力を測定する力測定部（４０）と、先端部２０の押込み長さを測定する押込長測定部（５０）と、先端部２０の押込み長さを表示する押込長表示部と、先端部２０を本体部１０に対し、非線形弾性体（３１）の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部７０と、を備える。【選択図】図３Ｂ
2014102130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備えることを特徴とする触覚感測定器。
【請求項２】
前記伸縮固定部は、前記本体部に対してスライドするスライド台座と、前記スライド台座に連結され、前記先端部を前記本体部に対し固定する第１の位置および前記第１の位置から退避した第２の位置に移動する先端部固定アームと、を含むことを特徴とする請求項１記載の触覚感測定器。
【請求項３】
前記先端部固定アームは、前記スライド台座により回動可能に支持され、前記第１の位置と、前記先端部を固定する部分が前記スライド台座よりも上方に位置する前記第２の位置とに回動することを特徴とする請求項２記載の触覚感測定器。
【請求項４】
触覚感測定器と、
前記触覚感測定器と別体または一体に配置された解析器と、を備え、
前記触覚感測定器は、
本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備え、
前記解析器は、
前記先端部が鉛直軸に対する傾きが互いに異なる２つの角度である場合のそれぞれにおいて、前記伸縮固定部により前記先端部を前記本体部に対し固定して前記非線形弾性体の長さを同一にしたときに前記力測定部により測定される力から前記連結部の有効質量を計算する連結部有効質量計算部
を備える、
ことを特徴とする触覚感測定システム。
【請求項５】
前記触覚感測定器と前記解析器とは、別体に配置され、
前記触覚感測定器は、前記振動検知部により検知された前記振動の情報、前記力測定部により測定された前記力の情報、および、前記押込長測定部により測定された前記押込み長さの情報を前記解析器に送信する送信部を更に含み、
前記解析器は、前記送信部により送信される情報を受信する受信部を更に含む、
ことを特徴とする請求項４記載の触覚感測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で論じられる実施の形態は、測定対象の触覚感を測定する触覚感測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子圧電（ＰＶＤＦ：PolyVinylidene DiFluoride）フィルムにより皮膚表面等の振動情報を得て、その振動情報を信号処理して、「粗さ」や「弾性」などの手触り感を評価する触感センサシステムが知られている。この触感センサシステムにおいては、ＰＶＤＦフィルムを挟んで位置する一対のガイドローラにより肌の上を滑らせることで、ユーザによる任意の仰俯角における手動操作でも特定材質に対しては押付力を保持できる技術などが知られている。
【０００３】
触覚感とは、振動検知器が測定対象面に対してある圧力を持って擦りつけたときに得られる振動情報（音響を含む）である。この振動情報は、人が指などにより対象表面に触れたときに得られる感覚情報に近い。触覚感は、特に織物や紙などを測定対象面とした場合には風合い(handling)と呼ばれ、手触りや肌ざわり、着心地など、人がものに触れた時に感じる材質感であるが、本明細書で想定する測定対象面としては建物や住器の壁面や床面等も含む幅広いものである。
【０００４】
従来の測定器としては、柔らかい物体の粘弾性を測定するために、二つの差動トランスを有し、測定対象部位の粘弾性特性を調べる装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この粘弾性特性を調べる装置では、差動トランスの可動部どうしが、弾性体を介してそれらの可動方向に直列的に連結され、一方の可動部の先端を測定対象部位に当接させつつ他方の可動部に対して外力を加えて変位させることが行われている。また、この装置では、上記の変位による負荷を受けた弾性体の弾性力によって、測定対象部位に当接された方の可動部を測定対象部位の抗力を受けさせつつ変位させることが行われている。そして、これら両変位情報をそれぞれの差動トランスから得ることによって、測定対象部位の粘弾性特性を調べる手法がとられている。
【０００６】
また、微小表面形状を測定する微小表面形状測定プローブとして、圧電センサに作用する荷重を測定する荷重検出部と、測定された荷重に基づいて付勢装置による付勢力を調整する制御部と、調整された付勢力で被測定物に接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置とを備える微小表面形状測定プローブが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４６０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１５５４４０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】”手触り感を測る（SONY CX-PAL Vol.82 Angle）”、［online］、平成２１年１０月、インターネット〈URL：http://www.sony.co.jp/Products/SC-HP/cxpal/vol82/pdf/angle82.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、今後のＩＣＴ（Information and Communication Technology）の進展を考えれば、一般ユーザが様々な物体の測定対象面（建物の材質、家財の表面、衣類の手触り）などの触覚感を日常的に取得し、他者と共有する近未来を想定しうる。また、脳科学の進展により、多様な触感覚がヒトの記憶・認知・情動などに与える影響も解き明かされつつあるため、触覚の要素を取り込んだ人間中心コンピューティングへ発展する可能性もある。
【００１０】
応用シーンにおいて触覚感情報が高い価値をもつためには、測定条件を統制しながら振動情報を測定することで他者と共有された触感覚を相互に比較可能にすることが好ましい。これを可能とするには、目標測定系列（押付力，走査速度の系列）に従った測定が可能な触覚感測定技術を用いることが好ましい。同時に、一般ユーザが固定物を含む多様な材質の触覚感を手軽に測定するためには測定装置自体が小型で有ることが好ましい。
【００１１】
こうした技術の普及した近未来においては、接触可能な特定物体を特定するために、触覚感情報を検索キー（もしくはその一部）として用いるなどの応用が想定される。例えば、ある人が外出先のレストランで座った感じのよいテーブルや、新幹線座席のシート材質に興味をもち、そうした製品のメーカや型番を調べるためにウェブ等で検索を行おうとする。この時に、検索キーワードとしての「テーブル」や「シート」等とともにその表面の触覚感情報を追加することで、検索対象を絞り込むような使い方が可能になるだろう。また、通信販売／ネット販売で衣料品等の触覚感を伝えることも考えられる。
【００１２】
触覚感は押付力に依存して、擦りつけて得られる振動情報が変化するために、適正な押付力の制御を行うことが好ましい。また、任意の仰俯角をもつ測定対象面に対しユーザに目標押込長を提示しながらの手動操作により押付力を精密に制御することが好ましい（押付力が測定器や測定状況の影響を受けては測定結果を標準化できず不便）。そのため、非線形弾性体を利用して任意の角度で押付力を再現することで、触覚感を測定する測定器において、任意の仰俯角に向けた状態での押付力−押込長を関係づける力学モデルを導入することが考えられる。
【００１３】
図７は、参考技術に係る触覚感測定器３０１を簡略化した説明図である。
図７に示すように、触覚感測定器３０１は、本体部３１０と、先端部３２０と、連結部３３０と、力センサ３４０と、を備える。
【００１４】
先端部３２０は、振動検知部３２１を含む。振動検知部３２１は、ユーザが触覚感測定器３０１を所定の押付け力で測定対象２００上を移動させることにより、測定対象２００の振動を検知する。
【００１５】
連結部３３０は、非線形バネ３３１を含み、本体部３１０と先端部３２０とを連結する。
力センサ３４０は、連結部３３０と先端部３２０との間に配置され、連結部３３０と先端部３２０との間にかかる内部力を測定する。
【００１６】
連結部３３０の実際に生じる質量である有効質量（力センサ３４０の質量の一部を含む。）をＭとし、先端部３２０の有効質量をｍとし、測定対象２００の仰俯角をθとし、非線形バネ３３１の長さをｌとし、非線形バネ３３１に働くバネ応力をｋ（ｌ）とし、力センサ３４０に働く力をＰとし、重力加速度をｇとした場合、押付け力Ｆは、下記式（１）で表される。 
Ｆ＝ｋ（ｌ）＋（ｍ＋Ｍ）ｇ・ｃｏｓθ  ・・・式（１）
【００１７】
この式（１）からユーザに提示すべき押込長ｌについての下記式（２）が得られる。
ｌ＝ｋ−１（Ｆ−（ｍ＋Ｍ）ｇ・ｃｏｓθ）  ・・・式（２）
【００１８】
この式（２）に関して、先端部３２０の有効質量ｍおよびバネ応力ｋ（ｌ）は、力センサ３４０で測定する内部力Ｐから容易にチューニングできる。また、重力加速度ｇは所与であり、仰俯角θはジャイロスコープにより計測できる。
【００１９】
しかし、連結部３３０の有効質量Ｍについては、酸化等による経時変化したり或いは力センサ４０などの部品交換により変化したりするが、触覚感測定器３０１に配置された状態で決定しなければならない。非線形バネ３３１が仮に線形バネであれば、下記式（３）により求められるが、非線形バネ３３１は、バネ特性が直線にはならないため単純な計算ができない。
Ｍ＝（（Ｐ１−Ｐ２）−ｋ（ｌ１−ｌ２）／２ｇ  ・・・式（３）
【００２０】
したがって、非線形バネ３３１を用いた場合、連結部３３０の正確な有効質量Ｍを簡単に計算することができず、結果として、ユーザに提示すべき押付力に対応する先端部３２０の押込長を正確に計算することができない。
【００２１】
上述の粘弾性特性を調べる装置は、カム機構を組み合わせて周期変化する押付力を生成し、これに応じた対象面の歪み変化のヒステリススを捕らえることで粘弾性を測定するため、先端部の押付力を精密に制御する必要がない。したがって、この装置では、ユーザに正確な押込長を提示する技術や、正確な押付け力を測定するための測定器の較正に関する技術が開示されていない。
【００２２】
また、上述の微小表面形状測定プローブは、押付力を変化させないので、非線形バネのような二重押込み弾性変位機構を有さない。したがって、この装置では、ユーザに正確な押込長を提示する技術や、正確な押付け力を測定するための測定器の較正に関する技術が開示されていない。
【００２３】
１つの側面では、目的は、非線形弾性体を備えていても、測定時にユーザに正確な押込長を提示することができる触覚感測定器および触覚感測定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
触覚感測定器は、本体部と、触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、を備える触覚感測定器が提供される。
【発明の効果】
【００２５】
開示の触覚感測定器および触覚感測定システムは、非線形弾性体を備えていても、測定時にユーザに正確な押込長を提示することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態に係る触覚感測定システムを示す正面断面図である。
【図２Ａ】実施の形態に係る触覚感測定器を示す背面図（その１）である。
【図２Ｂ】実施の形態に係る触覚感測定器を示す背面図（その２）である。
【図３Ａ】実施の形態に係る触覚感測定器を示す右側面断面図（その１）である。
【図３Ｂ】実施の形態に係る触覚感測定器を示す右側面断面図（その２）である。
【図４】実施の形態に係る触覚感測定システムの使用状態の一例を示す斜視図である。
【図５Ａ】実施の形態における連結部の有効質量計算を説明するための簡略化した説明図（その１）である。
【図５Ｂ】実施の形態における連結部の有効質量計算を説明するための簡略化した説明図（その２）である。
【図６】先端部を上向きにした実施の形態に係る触覚感測定器を示す背面図である。
【図７】参考技術に係る触覚感測定器を簡略化した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、実施の形態に係る触覚感測定器および触覚感測定システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、実施の形態に係る触覚感測定システム１００を示す正面断面図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、実施の形態に係る触覚感測定器１を示す背面図である。
【００２９】
図３Ａおよび図３Ｂは、実施の形態に係る触覚感測定器１を示す右側面断面図である。
図４は、実施の形態に係る触覚感測定システム１００の使用状態の一例を示す斜視図である。
【００３０】
図１に示す触覚感測定システム１００は、触覚感測定器１と、この触覚感測定器１と別体に配置された解析器１０１とを備える。解析器１０１は、触覚感測定器１と一体に配置されていてもよい。
【００３１】
図１〜図３Ｂに示すように、触覚感測定器１は、本体部１０と、先端部２０と、連結部３０と、力測定部の一例である力センサ４０と、押込長測定部の一例であるエンコーダ５０と、押込長表示部６０と、伸縮固定部７０と、角度測定部の一例であるジャイロスコープ８０と、送信部の一例である制御送信部９０と、を備える。
【００３２】
本体部１０は、ボタンスイッチ１１と、バッテリ１２と、本体部側筒状部１３と、を含む。
ボタンスイッチ１１は、電源の一例であり、本体部１０の側面に配置されている。
バッテリ１２は、触覚感測定器１の各部の処理や動作のために配置されている。
【００３３】
本体部側筒状部１３は、連結部３０の非線形バネ３１の一部、配線軸３４の一部等を収容する。後述するが、本体部側筒状部１３の内周面には、連結部側筒状部３２が外周面において摺動する。
【００３４】
先端部２０は、振動検知部２１を含む。振動検知部２１は、例えば、ＰＶＤＦフィルムである。振動検知部２１は、ユーザが触覚感測定器１を所定の押付け力で測定対象２００上を移動させることにより、測定対象２００の振動を検知する。測定対象２００は、触角感を測定する対象であり、例えば、図４に示すソファである。測定対象２００は、本実施の形態では特に制限されない。
【００３５】
連結部３０は、非線形弾性体の一例である非線形バネ３１と、筒状部の一例である連結部側筒状部３２と、副バネ３３と、配線軸３４と、を含み、本体部１０と先端部２０とを連結する。
【００３６】
非線形バネ３１は、図１に示すように、バネ特性が直線になる線形バネとは異なり、バネ特性が直線にはならない弾性体である。非線形バネ３１は、先端部２０を測定対象２００側に付勢する。非線形バネ３１としては、径が位置によって異なるものや、ピッチが位置によって異なるものが挙げられるが、特に限定されない。
【００３７】
非線形バネ３１は、上端の上部バネ台座３１ａにおいて本体部側筒状部１３に固定され、下端の下部バネ台座３１ｂにおいて連結部側筒状部３２に固定されている。
【００３８】
連結部側筒状部３２は、非線形バネ３１の周囲に配置され、一部が本体部側筒状部１３の内部に挿入されている。連結部側筒状部３２は、上端の大径部分３２ａの外周面において、本体部側筒状部１３の内周面を摺動する。
【００３９】
副バネ３３は、連結部側筒状部３２を本体部１０に対し、非線形バネ３１の付勢力よりも弱い付勢力で、測定対象２００側とは反対側、すなわち非線形バネ３１の付勢方向とは反対側に付勢する。副バネ３３は、上端の上部バネ台座３３ａにおいて連結部側筒状部３２の大径部分３２ａの下端に固定され、下端の下部バネ台座３３ｂにおいて本体部側筒状部１３の内部の底面に固定されている。
【００４０】
配線軸３４は、力センサ４０や振動検知部２１と制御送信部９０とに接続された柔軟配線３４ａを有し、非線形バネ３１の内部を貫通して連結部側筒状部３２よりも上方まで延びる。
【００４１】
力センサ４０は、連結部３０と先端部２０との間に配置され、連結部３０と先端部２０との間にかかる力を測定する。
【００４２】
エンコーダ５０は、配線軸３４の位置を検出することにより、力センサ４０を介して配線軸３４に固定された先端部２０の押込み長さを測定する。
【００４３】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、押込長表示部６０は、エンコーダ５０により測定された先端部２０の押込み長さを表示する。また、後述するが、押込長表示部６０は、触覚感測定器１のチューニング時に設定すべき先端部２０の押込み長さを表示するとよい。
【００４４】
図２Ａ〜図３Ｂに示すように、伸縮固定部７０は、先端部２０を本体部１０に対し、非線形バネ３１の伸縮長さを調整可能に固定する。
【００４５】
伸縮固定部７０は、スライド台座７１と、先端部固定アーム７２と、伸縮ダイヤル７３と、調整ネジ７４と、回動軸７５と、を含む。
【００４６】
スライド台座７１は、本体部１０に対してスライドする。
先端部固定アーム７２は、スライド台座７１に連結され、先端部２０を固定穴７２ａに例えば嵌合させることで本体部１０に対して固定する第１の位置Ｐ−１（図２Ｂおよび図３Ｂ）と、第１の位置Ｐ−１から退避した第２の位置Ｐ−２（図２Ａおよび図３Ａ）とに移動する。
【００４７】
本実施の形態では、先端部固定アーム７２は、スライド台座７１に配置された回動軸７５を回動中心としてスライド台座７１により回動可能に支持されることで、スライド台座７１に連結されている。また、先端部固定アーム７２は、上記の第１の位置Ｐ−１と、先端部２０を固定する部分がスライド台座７１よりも上方に位置する第２の位置Ｐ−２とに回動することで、第１の位置Ｐ−１と第２の位置Ｐ−２とに移動する。
【００４８】
伸縮ダイヤル７３は、スライド台座７１の位置を調整するための操作部分として機能するダイヤルである。
【００４９】
調整ネジ７４は、スライド台座７１を貫通するように配置され、伸縮ダイヤル７３の操作により回動することで、スライド台座７１を移動させる。
【００５０】
伸縮ダイヤル７３および調整ネジ７４は、スライド台座７１の位置を調整する台座位置調整部として機能する。
【００５１】
図１、図３Ａ、および図３Ｂに示すジャイロスコープ８０は、本体部１０の角度を測定することで、ひいては先端部２０の角度を測定する。
【００５２】
制御送信部９０は、触覚感測定器１の各部（例えば、先端部２０，力センサ４０，エンコーダ５０）と例えば配線により接続され、例えば、各部の動作を制御する。制御送信部９０は、振動検知部２１により検知された振動の情報、力センサ４０により測定された力の情報、および、エンコーダ５０により測定された押込み長さの情報を解析器１０１の受信部１５０に送信する。制御送信部９０は、ジャイロスコープ８０により検知された本体部１０の傾きの情報、ボタンスイッチ１１のユーザによる操作であるオン・オフ信号の情報なども受信部１５０に送信するとよい。
【００５３】
図１に示すように、解析器１０１は、例えば、プロセッサの一例であるＣＰＵ、記憶部、入力部、出力部、インターフェース部などを有するコンピュータである。記憶部は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭおよび磁気記録媒体などを含み、ＣＰＵに各構成要素を制御させる制御プログラムの記憶領域、ＣＰＵが制御プログラムを実行する際のワークエリア、後述する力学モデル１１０の記憶領域、制御送信部９０から送信される各種データの記憶領域である記録部１２０などとして機能する。
【００５４】
また、ＣＰＵは、連結部有効質量計算部１３０として機能する。詳しくは後述するが、連結部有効質量計算部１３０は、連結部３０の有効質量Ｍ（力センサ４０の質量の一部を含む。）を計算する。
【００５５】
測定情報表示部１４０は、図４に示すように、触覚感測定器１の測定時に設定すべき押込長の情報を含む測定情報を表示する。
【００５６】
受信部１５０は、触覚感測定器１の制御送信部９０により送信される情報を受信する。
以下、チューニング時における連結部３０の有効質量Ｍの計算について説明する。チューニングについては、測定の度に行う必要はなく、部品交換時や、久しぶりに利用する際や、所定の間隔などで行えばよい。
【００５７】
図５Ａおよび図５Ｂは、本実施の形態における連結部３０の有効質量計算を説明するための簡略化した説明図である。
【００５８】
図５Ａおよび図５Ｂでは、伸縮固定部７０を簡略的に図示し、伸縮ダイヤル７３−１は、図２Ａ〜図３Ｂに示すような本体部１０の上端ではなく、伸縮固定部７０の上端よりも下方に配置されている。なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、伸縮固定部７０は、先端部固定アーム７２が先端部２０を本体部１０に対し固定する第１の位置Ｐ−１に位置するものとする。
【００５９】
先端部２０が鉛直下方を向いているときにおいて、連結部３０の実際に生じる質量である有効質量をＭとし、エンコーダ５０により検出される非線形バネ３１の長さをｌ１とし、非線形バネ３１に働くバネ応力をｋ（ｌ１）とし、重力加速度をｇとした場合、力センサ４０に上向きに働く内部力Ｐ１は、下記式（４）で表される。 
Ｐ１＝ｋ（ｌ１）＋Ｍｇ  ・・・式（４） 
【００６０】
なお、質量ｍは、先端部２０の質量であり、厚さｄ１は、力センサ４０の厚さである。内部力Ｐ１については、ジャイロスコープ８０により仰俯角θ＝０での先端部２０の静止が確認されたときのものを使用するとよい。
【００６１】
図６に示す触覚感測定器１のように、先端部２０が鉛直上方を向くように触覚感測定器１を１８０度回転させると、図５Ｂに示すように、非線形バネ３１の長さｌ１は、例えば、連結部３０のうち図５Ａおよび図５Ｂでは図示しない連結部側筒状部３２等の他の部分の質量が加わること、および、力センサ４０の厚さが大きくなること（厚さｄ１→厚さｄ２）によって圧縮される。そのため、非線形バネ３１の長さは、長さｌ１より短い長さｌ２となる。
【００６２】
この非線形バネ３１の長さｌ２を、伸縮固定部７０により長さｌ１に戻すことで、バネに働くバネ応力ｋ（ｌ１）を、図５Ａに示す場合のバネ応力ｋ（ｌ１）と同一にすることができる。なお、図６に示すように、押込長表示部６０に現押込長６０ａと目標押込長６０ｂとを表示することで伸縮固定部７０により非線形バネ３１の長さを長さｌ１に戻しやすくすることができる。
【００６３】
力センサ４０に下向きに働く内部力Ｐ２は、下記式（５）で表される。 
Ｐ２＝ｋ（ｌ２）−Ｍｇ  ・・・式（５） 
【００６４】
なお、内部力Ｐ２については、ジャイロスコープ８０により仰俯角θ＝πでの先端部２０の静止が確認されたときのものを使用するとよい。
【００６５】
式（４）と式（５）との差分から、下記式（６）が導き出される。 
２Ｍｇ＝Ｐ１−Ｐ２  ・・・式（６） 
【００６６】
この式（６）から、連結部有効質量計算部１３０により、下記式（７）のとおり連結部３０の有効質量Ｍが導き出される。 
Ｍ＝（Ｐ１−Ｐ２）／２ｇ  ・・・式（７） 
【００６７】
この式（７）を基に、力学モデル１１０である例えば上記の式（２）から、解析器１０１は、ユーザに提示すべき、所望の押付力に対応する押込長ｌを計算することができる。
【００６８】
チューニング後には、ユーザが伸縮固定部７０を図２Ａおよび図３Ａに示す第２の位置Ｐ−２に退避させることで、触覚感測定器１を用いた測定を行うことができる。
【００６９】
ユーザは、図１および図４に示す測定情報表示部１４０を見ながら、所定の距離だけ先端部２０を測定対象２００に沿って走行（走査）させ、走行過程の距離に対応する押込位置で先端部２０を測定対象２００に押込めばよい。
【００７０】
なお、上述の説明では、先端部２０が鉛直上向きである場合と鉛直下向きである場合とのチューニングの例を説明したが、ジャイロスコープ８０の検出角度が先端部２０の角度として得られるため、これを元に上述の計算式を補正できる。そのため、先端部２０の角度は、鉛直上向きと鉛直下向きとに限られない。ただし、鉛直方向から先端部２０が傾くほど、図１、図３Ａ、および図３Ｂに示す本体部側筒状部１３と連結部側筒状部３２との間のすべり摩擦などの他の力が働くため、先端部２０の角度は、鉛直上向きと鉛直下向きとが好ましい。
【００７１】
先端部２０は、図５Ａに示す下向きと図５Ｂに示す上向きとではなく、下向きの２つの角度または上向きの２つの角度のそれぞれにおいて、非線形バネ３１の長さｌ１を同一にすることで、連結部３０の有効質量Ｍを計算することができる。ただし、先端部２０は、図５Ａに示す下向きと図５Ｂに示す上向きとの２つの角度で有効質量Ｍを計算することが望ましい。
【００７２】
本実施の形態により、力学モデル１１０のパラメータ（連結部有効質量Ｍを含む）のチューニングが行なわれると、任意の仰俯角において押付力Ｆに応じた押込長ｌを精度良く得るための「押付力−押込長関係」を得られる。正確な「押付力−押込長関係」を用いれば、目標とする押付力に応じた正確な押込長ｌをユーザに提示することができる。
【００７３】
ユーザが、例えば解析器１０１の測定情報表示部１４０を見ながら手動操作することで、測定対象２００の測定対象面に対して正確で幅広い目標押付力Ｆを再現しつつ、触覚感を測定できる。
【００７４】
こうして本実施の形態に係る触覚感測定器１によれば、小型であっても、固定物を含む多様な材質について、標準化された触覚感を手軽に取得できる。よって、その触覚感情報を他者と共有して利用することも可能になる。
【００７５】
以上の実施の形態では、触覚感測定器１は、本体部１０と先端部２０とを連結する連結部３０の非線形バネ３１の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部７０を備える。そのため、先端部２０が鉛直軸に対する傾きが互いに異なる２つの角度である場合のそれぞれにおいて、伸縮固定部７０により非線形バネ３１の長さを同一にしたときに力センサ４０により測定される力から連結部３０の有効質量Ｍを計算することができる。
【００７６】
よって、本実施の形態によれば、非線形バネ３１を備えていても、測定時にユーザに正確な押込長を提示することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、伸縮固定部７０の先端部固定アーム７２は、本体部１０に対してスライドするスライド台座７１に連結され、先端部２０を本体部１０に対し固定する第１の位置Ｐ−１およびこの第１の位置Ｐ−１から退避した第２の位置Ｐ−２に移動する。そのため、チューニング時においては先端部固定アーム７２が第１の位置Ｐ−１に移動し、測定時においては先端部固定アーム７２が第２の位置Ｐ−２に移動することで、簡素な構成でチューニングおよび測定を行うことができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、先端部固定アーム７２は、スライド台座７１により回動可能に支持され、第１の位置Ｐ−１と、先端部２０を固定する部分がスライド台座７１よりも上方に位置する第２の位置Ｐ−２とに回動する。そのため、より簡素な構成でチューニングおよび測定を行うことができる。
【００７９】
また、本実施の形態では、ジャイロスコープ８０は、本体部１０の角度を測定する。そのため、連結部３０の有効質量Ｍを計算しやすくすることができる。
【００８０】
また、本実施の形態では、連結部３０は、非線形バネ３１の周囲に配置された連結部側筒状部３２と、この連結部側筒状部３２を本体部１０に対し、非線形バネ３１の付勢力よりも弱い付勢力で測定対象２００側とは反対側に付勢する副バネ３３と、を更に含む。そのため、振動検知部２１が弱い振動をも検知することができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、触覚感測定器１と解析器１０１とは、別体に配置され、触覚感測定器１の制御送信部９０は、振動検知部２１により検知された振動の情報、力センサ４０により測定された力の情報、および、エンコーダ５０により測定された押込み長さの情報を解析器１０１の受信部１５０に送信する。そのため、触覚感測定器１と触覚感測定システム１００とをそれぞれ簡素な構成とすることができる。
【００８２】
また、本実施の形態では、解析器１０１の測定情報表示部１４０は、触覚感測定器１の測定時に設定すべき押込長の情報を含む測定情報を表示する。そのため、解析器１０１の測定情報表示部１４０を見ながら触覚感測定器１により測定を行うことができる。
【００８３】
また、本実施の形態では、連結部有効質量計算部１３０は、先端部２０が上向きである場合と先端部２０が下向きである場合とにおいて、伸縮固定部７０により先端部２０を本体部１０に対し固定して非線形バネ３１の長さを同一にしたときに力センサ４０により測定される力から連結部３０の有効質量を計算する。そのため、より正確に連結部３０の有効質量Ｍを計算することができ、測定時にユーザにより正確な押込長を提示することができる。
【００８４】
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備えることを特徴とする触覚感測定器。
（付記２）
前記伸縮固定部は、前記本体部に対してスライドするスライド台座と、前記スライド台座に連結され、前記先端部を前記本体部に対し固定する第１の位置および前記第１の位置から退避した第２の位置に移動する先端部固定アームと、を含むことを特徴とする付記１記載の触覚感測定器。
（付記３）
前記先端部固定アームは、前記スライド台座により回動可能に支持され、前記第１の位置と、前記先端部を固定する部分が前記スライド台座よりも上方に位置する前記第２の位置とに回動することを特徴とする付記２記載の触覚感測定器。
（付記４）
前記本体部の角度を測定する角度測定部を更に備えることを特徴とする付記１から付記３のいずれか記載の触覚感測定器。
（付記５）
前記連結部は、前記非線形弾性体の周囲に配置された筒状部と、前記筒状部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の付勢力よりも弱い付勢力で前記測定対象側とは反対側に付勢する副バネと、を更に含むことを特徴とする付記１から付記４のいずれか記載の触覚感測定器。
（付記６）
触覚感測定器と、
前記触覚感測定器と別体または一体に配置された解析器と、を備え、
前記触覚感測定器は、
本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備え、
前記解析器は、
前記先端部が鉛直軸に対する傾きが互いに異なる２つの角度である場合のそれぞれにおいて、前記伸縮固定部により前記先端部を前記本体部に対し固定して前記非線形弾性体の長さを同一にしたときに前記力測定部により測定される力から前記連結部の有効質量を計算する連結部有効質量計算部
を備える、
ことを特徴とする触覚感測定システム。
（付記７）
前記触覚感測定器と前記解析器とは、別体に配置され、
前記触覚感測定器は、前記振動検知部により検知された前記振動の情報、前記力測定部により測定された前記力の情報、および、前記押込長測定部により測定された前記押込み長さの情報を前記解析器に送信する送信部を更に含み、
前記解析器は、前記送信部により送信される情報を受信する受信部を更に含む、
ことを特徴とする付記６記載の触覚感測定システム。
（付記８）
前記解析器は、前記触覚感測定器の測定時に設定すべき押込長の情報を含む測定情報を表示する測定情報表示部を更に含むことを特徴とする付記７記載の触覚感測定システム。
（付記９）
前記連結部有効質量計算部は、前記先端部が上向きである場合と前記先端部が下向きである場合とにおいて、前記伸縮固定部により前記先端部を前記本体部に対し固定して前記非線形弾性体の長さを同一にしたときに前記力測定部により測定される力から前記連結部の有効質量を計算することを特徴とする付記６から付記８のいずれか記載の触覚感測定システム。
【符号の説明】
【００８５】
１      触覚感測定器
１０      本体部
１１      ボタンスイッチ
１２      バッテリ
１３      本体部側筒状部
２０      先端部
２１      振動検知部
３０      連結部
３１      非線形バネ
３１ａ      上部バネ台座
３１ｂ      下部バネ台座
３２      連結部側筒状部
３２ａ      大径部分
３３      副バネ
３３ａ      上部バネ台座
３３ｂ      下部バネ台座
３４      配線軸
３４ａ      柔軟配線
４０      力センサ
５０      エンコーダ
６０      押込長表示部
６０ａ      現押込長
６０ｂ      目標押込長
７０      伸縮固定部
７１      スライド台座
７２      先端部固定アーム
７２ａ      固定穴
７３      伸縮ダイヤル
７４      調整ネジ
７５      回動軸
８０      ジャイロスコープ
９０      制御送信部
１００      触覚感測定システム
１０１      解析器
１１０      力学モデル
１２０      記録部
１３０      連結部有効質量計算部
１４０      測定情報表示部
１５０      受信部
２００      測定対象
【図１】
2014102130.tif 000003
【図２Ａ】
2014102130.tif 000004
【図２Ｂ】
2014102130.tif 000005
【図３Ａ】
2014102130.tif 000006
【図３Ｂ】
2014102130.tif 000007
【図６】
2014102130.tif 000008
【図４】
2014102130.tif 000009
【図５Ａ】
2014102130.tif 000010
【図５Ｂ】
2014102130.tif 000011
【図７】
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