(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の掌の指部に当接して、該指部に押し込み変位を付与するための部位である複数の刺激子と、
前記刺激子を変位させるための駆動源たるピエゾ素子と、
前記ピエゾ素子の伸縮により発生する応力を前記刺激子に伝達するための機構たるてこ機構と、
を備える触覚ディスプレイであって、
前記てこ機構は、略垂直の面内において略水平の軸周りに回転する棒状の部材たるビームを備え、
前記ピエゾ素子を、該ピエゾ素子の伸縮方向が前記掌に対して略垂直となる向きに配置して、
前記ビームの一端部を前記刺激子に連結するとともに、前記ビームの他端部を前記ピエゾ素子に連結し、
前記刺激子と前記指部の間に、
刺激を増幅するための部材たる触覚コンタクトレンズを配置し、
前記刺激子は、
前記指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、前記指部の腹の略中央に配置し、
前記触覚コンタクトレンズと前記刺激子との間には、
前記触覚コンタクトレンズに比して剛性の大きい素材からなる板状の部材たる非屈曲部材を配置し、
該非屈曲部材は、
前記指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、前記指部の腹の略中央に配置する、
ことを特徴とする触覚ディスプレイ。
【請求項２】
前記刺激子は、
前記指部の腹側に配置される部位である刺激部と、前記指部の背側に配置される部位である応力付与部と、前記刺激部と前記応力付与部を連結するための部位である連結部と、
を備え、
前記ピエゾ素子を、前記指部の背側に配置して、
前記ビームの一端部を前記刺激子の応力付与部に連結するとともに、前記ビームの他端部を前記ピエゾ素子の下端部に連結する、
ことを特徴とする請求項１に記載の触覚ディスプレイ。
【請求項３】
前記非屈曲部材の前記触覚ディスプレイによりなぞる対象面に対面する側の面である下面部に、
前記刺激子の前記下面部を押圧するための部位の厚みに比して大きな高さを有する曲面状の凸部を有する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の触覚ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触覚ディスプレイの技術に関し、より詳しくは、コンピュータ上に構築された仮想空間において存在する凹凸形状を、触覚を通じて人（特に、人の掌）に提示することができるデバイスの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、本願発明者らによって、合計９個の刺激子を備え、該刺激子で、人の３指における３関節に変位を与えることにより、高低差が数百μｍで、かつ、１００ｍｍ程度の広がりを持つような微小な凹凸形状を、人の掌全体に提示することができる装置である触覚ディスプレイが開発されており、本願発明者らによる特許出願（特願２０１０−２８２８２２）にその技術が開示（本願出願時には未公開）されている。
【０００３】
前記特許出願に開示されている触覚ディスプレイでは、軍手状の基材の上に９個の刺激子を配置しており、刺激子の下方に該刺激子を上下方向に変位させるための駆動源たるピエゾ素子（圧電素子とも呼ばれる）を配置している。
また、前記特許出願に開示されている触覚ディスプレイでは、その伸縮方向が略水平となるようにピエゾ素子を配置しており、さらに、ピエゾ素子と刺激子の間に、ビームおよびカムフォロア等を備える構成として、てこの原理によって、ピエゾ素子の水平方向への変位を鉛直方向への変位に変換および増幅する構成としている。
このような構成により、刺激子の駆動機構がコンパクトにまとめられ、触覚ディスプレイ全体としてもコンパクトに構成することが可能になっている。
【０００４】
また従来、当該部材を介して面を撫でることで、面上に存在する凹凸形状を増幅して提示することができる部材（以下、触覚コンタクトレンズと呼ぶ）が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２４２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許出願に開示されている従来の触覚ディスプレイでは、刺激子の変位量（ストローク）が、０．２ｍｍ程度しか確保できず、例えば、金型表面に実際に存在する凹凸高さに比して小さい変位量となっている。
また、前記特許出願に開示されている従来の触覚ディスプレイでは、該触覚ディスプレイによって提示する形状（以下、提示形状と呼ぶ）が、人が該提示形状と同じ形状を実際に掌で触ったときに感じる形状（以下、知覚形状と呼ぶ）と一致しないという問題があった。
【０００７】
このような提示形状と知覚形状の不一致は、刺激子の変位量（ストローク）不足が一因となっていた。
さらに本願発明者らの研究によって、提示形状と知覚形状との不一致には、刺激子の変位量（ストローク）不足だけでなく、掌への刺激の加え方（刺激子の態様）や、掌における刺激を加える位置（刺激子の配置）等が関係していることが分かってきた。
【０００８】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、刺激子のストローク増大を実現するとともに、掌に対して付与する刺激の態様および位置の改良を図って、提示形状と知覚形状を精度よく一致させることができる触覚ディスプレイを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、人の掌の指部に当接して、該指部に押し込み変位を付与するための部位である複数の刺激子と、前記刺激子を変位させるための駆動源たるピエゾ素子と、前記ピエゾ素子の伸縮により発生する応力を前記刺激子に伝達するための機構たるてこ機構と、を備える触覚ディスプレイであって、前記てこ機構は、略垂直の面内において略水平の軸周りに回転する棒状の部材たるビームを備え、前記ピエゾ素子を、該ピエゾ素子の伸縮方向が前記掌に対して略垂直となる向きに配置して、前記ビームの一端部を前記刺激子に連結するとともに、前記ビームの他端部を前記ピエゾ素子に連結するものである。
【００１１】
請求項２においては、前記刺激子は、前記指部の腹側に配置される部位である刺激部と、前記指部の背側に配置される部位である応力付与部と、前記刺激部と前記応力付与部を連結するための部位である連結部と、を備え、前記ピエゾ素子を、前記指部の背側に配置して、前記ビームの一端部を前記刺激子の応力付与部に連結するとともに、前記ビームの他端部を前記ピエゾ素子の下端部に連結するものである。
【００１２】
請求項３においては、前記刺激子を、前記指部の第一関節、第二関節および第三関節に対応する位置に配置するものである。
【００１３】
請求項４においては、前記刺激子と前記指部の間に、刺激を増幅するための部材たる触覚コンタクトレンズを配置するものである。
【００１４】
請求項５においては、前記刺激子は、前記指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、前記指部の腹の略中央に配置するものである。
【００１５】
請求項６においては、前記触覚コンタクトレンズと前記刺激子との間には、前記触覚コンタクトレンズに比して剛性の大きい素材からなる板状の部材たる非屈曲部材を配置し、該非屈曲部材は、前記指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、前記指部の腹の略中央に配置するものである。
【００１６】
請求項７においては、前記非屈曲部材の前記触覚ディスプレイによりなぞる対象面に対面する側の面である下面部に、前記刺激子の前記下面部を押圧するための部位の厚みに比して大きな高さを有する曲面状の凸部を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１８】
請求項１においては、ビームを略上下方向に回動させる構成のてこ機構を採用することで、ビーム長を確保することが容易になり、刺激子のストロークを容易に増大させることができる。
これにより、刺激子のストロークを従来に比して大きくすることができる。
【００１９】
請求項２においては、ピエゾ素子を掌の上側に配置することにより、指部の腹と検査する曲面との距離を短縮することができる。
これにより、刺激子に作用するモーメントを減少させることができ、刺激子による押圧力を、より的確に指部に付与することができる。
【００２０】
請求項３においては、指部によって、より明確に刺激を知覚することができる。
【００２１】
請求項４においては、指部に付与する刺激を増幅することができる。
【００２２】
請求項５においては、指部の各関節において、触覚コンタクトレンズを座屈させることができる。
これにより、座屈した触覚コンタクトレンズを指部の各関節に当接させることができ、刺激子による刺激をより確実に増幅することができる。
【００２３】
請求項６においては、指部の各関節において、触覚コンタクトレンズをより確実に座屈させることができる。
【００２４】
請求項７においては、触覚ディスプレイによりなぞる面に、刺激子が接触することを防止でき、ピエゾ素子により生じた振動を刺激子から指部に確実に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイの全体構成を示す斜視模式図。
【図２】触覚ディスプレイを構成する刺激子ユニットを示す斜視模式図。
【図３】刺激子ユニットにおけるてこ機構の作動状況を示す模式図。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況を示す模式図。
【図５】従来の触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況を示す模式図。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイの全体構成を示す斜視模式図。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況を示す模式図。
【図８】本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイにおける指部に対する刺激子の配置状況（プレートの下面部に凸部を有する場合）を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイの全体構成について、図１〜図３を用いて説明をする。
尚、以下の説明においては、説明の便宜のために、図１に示すようなＸＹＺ座標系を規定しており、Ｘ軸方向が掌における指の長さ方向に略平行で、Ｙ軸方向が掌における指の幅方向に略平行で、Ｚ軸方向が掌の厚み方向に略平行となるように、触覚ディスプレイを配置する構成としている。
また、本説明において「掌」とは、指を含んだ手首よりも先の部分を指すものとする。
【００２７】
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る触覚ディスプレイである触覚ディスプレイ１は、被験者の掌にコンピュータ上に構築された仮想空間において存在する凹凸形状を、触覚を通じて人（特に、人の掌）に提示することができるデバイスであり、被験者の掌に装着して使用される。
そして、触覚ディスプレイ１は、合計９個の刺激子ユニット２・２・・・を備えており、各刺激子ユニット２・２・・・を一体的に支持するとともに、被験者の掌を挿通するための部位である基部８等を備えている。
【００２８】
図２に示す如く、刺激子ユニット２は、被験者の指部における各関節に刺激を付与するためのユニットであり、刺激子３、ケース５、ビーム６、ピエゾ素子７等を備える構成としている。
【００２９】
本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１において、刺激子３は、被験者の指部に直接刺激を伝達するための部材であり、刺激部３ａ、支持部３ｂ、連結部３ｃ等を備える構成としている。
刺激子３は、刺激部３ａと支持部３ｂを、一対の連結部３ｃ・３ｃで連結することにより、指部を挿通することができる大きさの挿通孔３ｄを形成している。
尚、挿通孔３ｄは必ずしも閉じている形態でなくてもよく、刺激部３ａの一端と支持部３ｂの一端を、一の連結部３ｃで連結して、略Ｃ字状の形態とする構成としてもよい。
【００３０】
刺激子３は、挿通孔３ｄに被験者の指部を挿通した状態で使用されるものであり、使用状態にある（孔３ｄに指部が挿通した挿通された状態）の刺激子３において、刺激部３ａは、指部の腹側に配置され、また、支持部３ｂは、指部の背側に配置される構成としている。
【００３１】
また刺激子３は、支持部３ｂに形成された支持孔３ｅにビーム６の一端部６ａを挿通する構成としており、該ビーム６により支持されている。
このため刺激子３は、ビーム６が変位するときには、該ビーム６と一体的に変位する構成としている。
【００３２】
また、刺激子３には、支持孔３ｅに連通するボルト孔（図示せず）が形成されており、該ボルト孔に螺合するボルト３ｆを備えている。そして、ボルト３ｆを締め付けることで、支持孔３ｅ内にボルト３ｆのネジ部先端を入り込ませることができ、ボルト３ｆのネジ部先端でビーム６を押圧することによって、ビーム６の長さ方向における所定位置に刺激子３を固定する構成としている。
さらに刺激子３は、ボルト３ｆを緩めれば、ビーム６の長さ方向における配置位置を変更することができ、被験者の指部の長さ等に合わせて、刺激子３の配置を調整することができる構成としている。
【００３３】
刺激子ユニット２では、ケース５およびビーム６によって、てこ機構４を構成している。
ケース５は、ビーム６を回動可能な状態で支持するとともに、ピエゾ素子７を支持するための部材であり、該ケース５にピエゾ素子７を支持する状態において、ビーム６の他端部６ｂの上面に、ピエゾ素子７の伸縮方向における端部が当接する構成としている。
【００３４】
ケース５は、一対の側板５ａ・５ａを備えており、該側板５ａ・５ａは、ビーム６の幅寸法と略一致する距離（但し若干大きい）だけ離間した状態で平行に配置される。また、各側板５ａ・５ａの対面する位置には、ビーム６を支持するための孔５ｂ・５ｂが形成されている。
【００３５】
またビーム６には、支持軸たる凸部６ｃ・６ｃ（図３参照）が孔５ｂ・５ｂに対応する位置に形成されている。また、凸部６ｃと孔５ｂの間には図示しないベアリングが介設されており、ビーム６が凸部６ｃを軸として滑らかに回動できる構成としている。
尚、該凸部６ｃ・６ｃの形成位置は、他端部６ｂにおけるピエゾ素子７の当接位置に比して、ビーム６の長さ方向における一端部６ａ寄りとしている。
そしてビーム６は、凸部６ｃ・６ｃを孔５ｂ・５ｂに嵌合させることで、ケース５に対して軸心αを中心としてＸＺ平面内で回動可能な状態で支持される構成としている。
【００３６】
ピエゾ素子７は、該ピエゾ素子７に通電するとき、その通電量に応じて長さが変化するように構成されている部材であり、ケース５によって、長さ方向を略鉛直向きとする姿勢で支持される構成としている。
即ち、ピエゾ素子７は、ケース５によって支持される状態において、図２中に示す両矢印Ａの方向（即ち、Ｚ軸方向）に伸縮する構成としている。
【００３７】
またピエゾ素子７は、パーソナルコンピュータ等の図示しない制御装置に接続されており、制御装置から、該制御装置の内部に構築されている仮想空間において存在する凹凸形状に対応する出力がなされ、ピエゾ素子７に対する通電量を調整する。
さらに詳しくは、触覚ディスプレイ１には、該触覚ディスプレイ１の位置を把握するための図示しないセンサ（例えば、３次元カメラと位置決め用のマーカー部材との組み合わせ）を付設しており、触覚ディスプレイ１の配置位置を当該センサで知得しつつ、その配置位置に対応した凹凸形状を、制御装置からの指令に基づき再現する構成としている。
【００３８】
またピエゾ素子７は、ケース５に備えられる調整ボルト５ｃを締め付けたりあるいは緩めたりすることで、ケース５におけるＺ軸方向の配置位置を調整することができ、被験者の指部の形状等に対応させるべくピエゾ素子７のＺ軸方向における配置位置を調整して、ビーム６の回動範囲を変更できる構成としている。
【００３９】
ここで、刺激子ユニット２におけるてこ機構４の作動状況について、図２および図３を用いて説明をする。
図３に示す如く、長さＬのピエゾ素子７が長さｄだけ伸張し、ビーム６の他端部６ｂに形成される凸状の押圧部６ｄが下方に向けて押圧されるとき、ビーム６が凸部６ｃ・６ｃを支点として（即ち、孔５ｂ・５ｂの軸心αを中心として）回動する。このときの回動方向は、図２において示す矢印Ｂの方向となっている。
このとき、一端部６ａは、凸部６ｃ・６ｃからの距離を半径とする弧を描きつつ、略上方に変位し、また刺激子３における刺激部３ａも略上方に変位される。
このときの刺激部３ａのＺ軸方向における変位量Ｈは、てこの原理によって、ピエゾ素子７の伸張量ｄに比して増幅されている（即ち、Ｈ＞＞ｄ）。
【００４０】
一方、ピエゾ素子７が縮小し、ビーム６の押圧部６ｄに対する押圧力が弱められるとき、ビーム６が凸部６ｃ・６ｃ（即ち、孔５ｂ・５ｂ）の軸心αを中心として、図２において示す矢印Ｃの方向に回動する。
【００４１】
このように、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、てこ機構４を掌の甲側に配置することで、ビーム６の長さを容易に確保できる構成となっている。
そして触覚ディスプレイ１では、従来に比してビーム６の長さを長大化することで、微小なピエゾ素子７の伸縮量をより大きく増幅させて、人の指部で明確に知覚することができる程度まで刺激子３の変位量を増大させることが可能になっている。
【００４２】
さらに、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、てこ機構４を掌の甲側に配置することで、指部の腹の下部に刺激子３を駆動する機構がなくなるため、掌で撫でる面と指部の腹との距離を短縮することが可能になっている。
このような構成により、撫でる面と触覚ディスプレイ１との間で生じる摩擦力に起因して刺激子３に生じるモーメントが小さくなり、モーメントの影響で刺激子３による刺激が減じられることが抑制され、刺激子３による刺激を、人の指部でより明確に知覚することが可能になっている。
【００４３】
即ち、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１は、掌の指部に当接して、該指部に押し込み変位を付与するための部位である刺激子３と、刺激子３を変位させるための駆動源たるピエゾ素子７と、ピエゾ素子７の伸縮により発生する応力を刺激子３に伝達するための機構たるてこ機構４と、を備えるものであって、てこ機構４は、略垂直の面（ＸＺ平面）内において略水平の軸（軸心α）周りに回転する棒状の部材たるビーム６を備え、ピエゾ素子７を、該ピエゾ素子７の伸縮方向が前記掌に対して略垂直となる向きに配置して、ビーム６の一端部６ａを刺激子３に連結するとともに、ビーム６の他端部６ｂをピエゾ素子７に連結するものである。
このような構成により、ビーム６を略上下方向に回動させる構成のてこ機構４を採用することで、ビーム長を確保することが容易になり、刺激子３のストロークを容易に増大させることができる。
これにより、刺激子３のストロークを従来に比して大きくすることができる。
【００４４】
また、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１において、刺激子３は、指部の腹側に配置される部位である刺激部３ａと、指部の背側に配置される部位である応力付与部たる支持部３ｂと、刺激部３ａと支持部３ｂを連結するための部位である連結部３ｃ・３ｃと、を備え、ピエゾ素子７を、指部の背側に配置して、ビーム６の一端部６ａを刺激子３の支持部３ｂに連結するとともに、ビーム６の他端部６ｂをピエゾ素子７の下端部に連結するものである。
このように、ピエゾ素子７を掌の上側に配置する構成とすることにより、指部の腹と検査する曲面との距離を短縮することができる。
これにより、刺激子３に作用する曲げモーメントを減少させることができ、刺激子３による押圧力を、より的確に指部に付与することができる。
【００４５】
また、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、指部の第一関節、第二関節および第三関節に対する各刺激子３・３・３の配置は、図４に示すような構成としている。
【００４６】
ここで「第三関節」の定義について、詳細に説明をする。
従来の触覚ディスプレイでは、指部の付け根にある皺が寄っている部分のことを「第三関節」（以下では、「偽第三関節」と呼ぶ）と呼び、図５に示すように、当該「偽第三関節」に刺激子を接触させる構成としていた。
【００４７】
本願発明者らは、研究の過程において、「偽第三関節」には、実際には関節が存在していないことに気づき、また「偽第三関節」から更に手首側にずれた位置の掌部分に、実際に曲がる部分である「第三関節」が存在していることに気づいた。
そして、本願発明者らの研究では、「偽第三関節」に対して刺激を付与するよりも、本願において言うところの（実際に曲がる部分である）「第三関節」に対して刺激を付与するほうが、より実際の触覚に近い感覚を被験者に与えられることが判った。
【００４８】
即ち、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、指部に対する各刺激子３・３・３の配置は、図４に示すように、第一関節、第二関節および（偽第三関節でない）第三関節に対応させる構成としている。
このような構成により、より現実の触感に近い感覚を被験者に与えることが可能になっている。
【００４９】
即ち、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、各刺激子３・３・・・を、指部の第一関節、第二関節および第三関節に対応する位置に配置するものである。
このような構成により、指部によって、より明確に刺激を知覚することができる。
【００５０】
このように、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１では、刺激子３のストローク増大を実現するとともに、掌に対して刺激を付与する位置の改良（即ち、「第三関節」の見直し）を図って、従来よりも提示形状と知覚形状が精度よく一致するようになっている。
【００５１】
次に、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイについて、図６および図７を用いて説明をする。
図６および図７に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイである触覚ディスプレイ２１は、先述した第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１に対して、触覚コンタクトレンズ９・９・９および複数のプレート１０・１１・１２・１３等を追加する構成としている。
【００５２】
即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１は、触覚コンタクトレンズ９・９・９および複数のプレート１０・１１・１２・１３以外の部分の構成については、本発明の第一の実施形態に係る触覚ディスプレイ１（図１参照）と共通している。このため、触覚ディスプレイ２１において、触覚ディスプレイ１と共通している部分についての説明は割愛する。
【００５３】
本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、図７に示すように、指先と第一関節の中間位置における指部の腹と、第一関節と第二関節の中間位置における指部の腹と、第二間接と第三関節の中間位置における指部の腹に対応する位置に、刺激子３・３・３を配置する構成としている。
【００５４】
また、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、指部と各刺激子３・３・３との間に触覚コンタクトレンズ９を配置する構成としている。
触覚コンタクトレンズ９は、該触覚コンタクトレンズ９を介して指部に刺激を伝達することにより、刺激を増幅する役割を果たす部材であり、可撓性を有するシート状部材の上に複数の突起が植設された態様を有している。
【００５５】
さらに、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、触覚コンタクトレンズ９と刺激子３・３・３の間に、各刺激子３・３・３に対応するプレート１０・１１・１２と固定プレート１３を配置する構成としている。
そして、各プレート１０・１１・１２・１３の切れ目が、第一関節、第二間接、第三関節に位置するように、各プレート１０・１１・１２・１３の長さを調整しており、各プレート１０・１１・１２の下方には、各刺激子３・３・３の各刺激部３ａ・３ａ・３ａが当接している。
また、固定プレート１３は基部８に対して固定されており、刺激子３とは当接していない。
【００５６】
各プレート１０・１１・１２・１３は、触覚コンタクトレンズ９に比して剛性の大きい素材により形成される板状の部材であり、本実施形態では、アルミ製のプレートを採用している。
そして、このような構成により、各刺激子３・３・３が上方に変位し、各プレート１０・１１・１２が持ち上げるときに、各プレート１０・１１・１２・１３は屈曲せずに、各プレート１０・１１・１２・１３の切れ目に対応する位置において、触覚コンタクトレンズ９が折れ曲がった部位である座屈部９ａ・９ｂ・９ｃを形成することができる。
【００５７】
またこのような座屈部９ａ・９ｂ・９ｃは、それぞれ第一関節、第二関節、第三関節に対応する位置において形成されており、各座屈部９ａ・９ｂ・９ｃで、第一から第三の各関節に増幅した刺激を付与することができる構成としている。
即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、第一から第三の各関節に刺激を付与するに際し、各刺激子３・３・・・で直接各関節を刺激するのではなく、座屈部９ａ・９ｂ・９ｃで、各刺激子３・３・・によって、間接的に各関節に刺激を付与する構成としている。
【００５８】
そして、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、触覚コンタクトレンズ９の座屈部９ａ・９ｂ・９ｃで第一から第三の各関節に増幅した刺激を付与することにより、第一から第三の各関節に対して、より明瞭に刺激を伝達することが可能になっている。
そして、第一から第三の各関節に対して、より明瞭に刺激を伝達することで、触覚ディスプレイ２１により掌に伝達する触覚を、実際の触覚により近づけることが可能になっている。
【００５９】
即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１において、刺激子３と掌の間に、刺激を増幅するための部材たる触覚コンタクトレンズ９を配置するものである。
このような構成により、指部に付与する刺激を増幅することができる。
【００６０】
また、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１において、刺激子３は、指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、指部の腹の略中央に配置するものである。
このような構成により、指部の各関節（即ち、第一から第三の各関節）において、触覚コンタクトレンズ９を座屈させることができる。
これにより、座屈した触覚コンタクトレンズ９を指部の各関節に当接させることができ、刺激子３による刺激をより確実に増幅することができる。
【００６１】
さらに、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１において、触覚コンタクトレンズ９と刺激子３との間には、触覚コンタクトレンズ９に比して剛性の大きい素材からなる板状の部材たる非屈曲部材（即ち、プレート１０・１１・１２）を配置し、該プレート１０・１１・１２は、指部の第一関節、第二関節、第三関節を避けた位置であって、指部の腹の略中央に配置するものである。
このような構成により、指部の各関節（即ち、第一から第三の各関節）において、触覚コンタクトレンズ９をより確実に座屈させることができる。
【００６２】
このように、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、触覚ディスプレイ１に比べて、さらに、掌に対して付与する刺激の態様（即ち、触覚コンタクトレンズ９およびプレート１０・１１・１２・１３の追加）の改良を図ることで、触覚ディスプレイ１よりも提示形状と知覚形状がさらに精度よく一致するようになっている。
【００６３】
また、図８に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、プレート１０およびプレート１３の各下面部１０ａ・１３ａに、凸部２２・２２を備える構成とすることができる。
この場合、凸部２２・２２は、表面が所定の曲率を有する円弧状の断面形状を有する曲面で構成し、また、各プレート１０・１１・１２・１３の下方に配置された各刺激部３ａ・３ａ・３ａの厚みに比して、突出高さを大きくする構成とする。
【００６４】
これにより、各刺激部３ａ・３ａ・３ａは、触覚ディスプレイ２１によりなぞる面（対象面と呼ぶ）から離間した（浮いた）状態に保持され、各刺激部３ａ・３ａ・３ａの振動が当該対象面にまで伝わってしまい、指部に対する刺激が減衰してしまうことが防止できる。
また、凸部２２の表面（より詳しくは、触覚ディスプレイ２１によりなぞる対象面に接する面）を曲面状にすることで、対象面の曲率に対応しながら、凸部２２と対象面との接触面積を少なくして、触覚ディスプレイ２１を対象面に対して沿わせつつ滑らかに（摩擦が少ない状態で）変位させることができる構成としている。
尚、本実施形態では、なぞり方向における最前部と最後部に位置する各プレート１０・１３にのみ凸部２２・２２を付設する構成としているが、その他の各プレート１１・１２にも凸部２２・２２を付設する構成としてもよい。
【００６５】
即ち、本発明の第二の実施形態に係る触覚ディスプレイ２１では、プレート１０およびプレート１３の触覚ディスプレイ２１によりなぞる対象面に対面する側の面である各下面部１０ａ・１３ａに、刺激子３の下面部を押圧するための部位（即ち、刺激部３ａ）の厚みに比して大きな高さを有する曲面状の凸部２２・２２を有するものである。
このような構成により、触覚ディスプレイ２１によりなぞる面に、刺激子３が接触することを防止でき、ピエゾ素子７により生じた振動を刺激子３から指部に確実に伝達することができる。
そして、第一から第三の各関節に対して、意図した通りに刺激を伝達することで、触覚ディスプレイ２１により掌に伝達する触覚を、実際の触覚により近づけることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    触覚ディスプレイ（第一の実施形態）
２    刺激子ユニット
３    刺激子
４    てこ機構
６    ビーム
６ａ  一端部
６ｂ  他端部
７    ピエゾ素子
９    触覚コンタクトレンズ
１０  プレート
１１  プレート
１２  プレート
２１  触覚ディスプレイ（第二の実施形態）
２２  凸部
【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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【図８】
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