(57)【要約】【課題】  具体的な駆動信号を得ることができる振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置を提供すること。【解決手段】  振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１は、タッチパネル部３１とアクチュエータ部３２とからなる入力デバイス３と、タッチパネル部３１がタッチされたことを検出する位置情報検出回路５と、位置情報検出回路５からのタッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動制御信号を出力する処理装置９と、処理装置９からの所定の駆動制御信号に応じて、予め定められた所定の波形および所定周波数の駆動信号をアクチュエータ部３２に供給する駆動回路７とを備え、接触感覚を測定できるようにしたものである。【選択図】   図２【特許請求の範囲】
【請求項１】
指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部と駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネルに与えることができるアクチュエータ部とからなる入力デバイスと、
前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、
前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動制御信号を出力する処理装置と、
前記処理装置からの所定の駆動制御信号に応じて、予め定められた所定の波形および所定周波数の駆動信号を前記入力デバイスのアクチュエータに供給する駆動回路とを備え、
前記入力デバイスのタッチパネルがタッチされたときに、前記入力デバイスのアクチュエータを駆動して触覚感度を測定可能としたことを特徴とする振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置。
【請求項２】
指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部と駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネルに与えることができるアクチュエータ部とからなる入力デバイスと、
前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、
前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動信号を前記入力デバイスのアクチュエータに供給する駆動回路とを備えたことを特徴とする触覚型マンマシンインターフェース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータを併設してなるタッチパネルを使用して触覚感度を測定できる振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置および所定の触覚感覚を与えることができるとともに各種の入力を可能にしてなる触覚型マンマシンインターフェースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マンマシンインターフェースは、人間と機械との間にあって、両者間の情報交換の仲介をする機器などとして提供されており、各種の機器に適用されていることは周知のとおりである。このマンマシンインターフェースは、例えば、家庭用機器、産業用機器などに多用されている。【０００３】
ところで、現在、多くの家庭製品では、文字情報などを通して視覚的に操作できるようにしたインターフェースが多く利用されている。また、視覚以外にも、音声情報を使って聴覚的に操作を可能にしたインターフェースを採用した家庭用製品も提供されている。これら製品に使用されているインターフェースは、人間の視覚あるいは聴覚を利用したインターフェースである。【０００４】
これら視覚あるいは聴覚を利用したインターフェース以外にも、人間の他の感覚を使ったインターフェースが存在してもよいと思われる。人間の感覚には、前記視覚や聴覚以外にも、触覚、味覚、嗅覚があり、その中でも触覚という重要な要素を活用した、より人間と機械との間の親密なインターフェースも構築可能であること考えられる。【０００５】
このような考えにより、従来、弾性表面波を用いた皮膚感覚ディスプレイが提案されている（非特許文献１参照）。これにより、感覚という要素を活用した人間と機械との間のインターフェースの構築が可能になってきている。【０００６】
【非特許文献１】「弾性表面波を用いた皮膚感覚ディスプレイの開発」２０００年度精密機械工学会秋期大会学術講演会講演論文集、（２０００）４３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のインターフェースは、単に皮膚感覚を利用できるとしているものの、どのような波形や周波数の駆動信号を印加して弾性表面波を発生させると、触覚感覚に最適なのかなどが具体的に示されていなという欠点があった。【０００８】
本発明は、従来技術の不都合な点を解消し、具体的な駆動信号を得ることができる振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置およびそのような駆動信号により使用可能とした触覚型マンマシンインターフェースを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置は、指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部と駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネルに与えることができるアクチュエータ部とからなる入力デバイスと、前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動制御信号を出力する処理装置と、前記処理装置からの所定の駆動制御信号に応じて、予め定められた所定の波形および所定周波数の駆動信号を前記入力デバイスのアクチュエータに供給する駆動回路とを備え、前記入力デバイスのタッチパネルがタッチされたときに、前記入力デバイスのアクチュエータを駆動して触覚感度を測定可能としたことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項２記載の発明に係る触覚型マンマシンインターフェースは、指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部と駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネルに与えることができるアクチュエータ部とからなる入力デバイスと、前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動信号を前記入力デバイスのアクチュエータに供給する駆動回路とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）的確な触覚感覚を与えられる波形や周波数の駆動信号を得ることができる。
（２）駆動信号の周波数や波形のパラメータの変化に応じた触覚感覚の測定ができる。
（３）振動の触れている時間に応じた感覚の変化を測定できる。【００１１】
請求項２記載の発明に係る触覚型マンマシンインターフェースによれば、次のような効果が得られる。
（１）的確な触覚感覚を与えられる触覚型マンマシンインターフェースが得られる。
（２）触覚感覚による確実な情報の伝達と、これに対する入力情報の取り込みなどが可能
な触覚型マンマシンインターフェースが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係る触覚型マンマシンインターフェースの原理的構成を示す斜視図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置の原理的構成を示すブロック図である。
【図３】実施例２における実験における回答結果の平均値を示したグラフである。
【図４】実施例３において、周波数、変位が同条件の場合に、正弦波、三角波、矩形波と変化させた場合の感覚値の平均値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１３】
１  触覚型マンマシンインターフェース
３  入力デバイス
５  位置情報検出回路
７  駆動回路
９  処理装置
３１  タッチパネル部
３２  アクチュエータ部
７１  ファンクションジェネレータ
７２  増幅回路
９１  コンピュータ本体
９２  ディスプレイ
９３  キーボード
９４  マウス
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。【００１５】
図１ないし図４は本発明を実施するための最良の形態に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置および触覚型マンマシンインターフェースを説明するためのものである。【００１６】
図１は本発明を実施するための最良の形態に係る触覚型マンマシンインターフェースの原理的構成を示す斜視図である。【００１７】
この図１において、本発明を実施するための最良の形態に係る触覚型マンマシンインターフェース１は、大別すると、入力デバイス３と、位置情報検出回路５と、駆動回路７とから構成されるものである。【００１８】
前記入力デバイス３は、基本的には、指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部３１と、駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネル３１に与えることができるアクチュエータ部３２とを少なくとも備えた構造を有している。【００１９】
前記入力デバイス３において、前記アクチュエータ部３２は、図１に示すように、基台３３の上に配設されている。前記アクチュエータ部３２の横には、図１に示すように、柱状板体３４が基台３３の上に垂設されている。この柱状板体３４には、図１に示すように、ダイヤル３５によって上下動可能にされた移動台３６が移動可能に固定されている。前記移動台３６には、図１に示すように、前記基台３３に対して平行に載置台３６ａが設けられており、この載置台３６ａ上にタッチパネル部３１が配設されている。なお、この図１に示した入力デバイス３の構成は原理的な構造を示したものであって、これに限定されるものではなく、実際には例えば前記アクチュエータ部３２を薄い板状の圧電アクチュエータで構成し、この薄い板状の圧電アクチュエータ上にタッチパネル部３１を配置するなどした一体的構造に構成することが望ましい。【００２０】
前記入力デバイス３のタッチパネル部３１はケーブル３７を介して位置情報検出回路５に電気的に接続されており、前記タッチパネル部３１が指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報としてケーブル３７を介して前記位置情報検出回路５に与えるようになっている。前記位置情報検出回路５は、前記タッチパネル部３１が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部３１のタッチされた位置について前記タッチパネル部３１の上における入力位置情報として特定し入力位置情報Ｐとして出力できるようになっている。【００２１】
また、前記入力デバイス３のアクチュエータ部３２はケーブル３８を介して前記駆動回路７に電気的に接続されており、前記駆動回路７から前記ケーブル３８を介して所定の駆動信号を前記アクチュエータ３２に供給できるようになっている。【００２２】
なお、上記入力デバイス３を触覚型マンマシンインターフェース１として使用するときには、図１の点線で示すように前記位置情報検出回路５と前記駆動回路７とを電気的に接続し、前記位置情報検出回路５からの前記タッチパネルのタッチ検出信号を前記駆動回路７に与えられるようにする必要がある。【００２３】
一方、上記入力デバイス３を次に説明する振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置として使用するときには、前記位置情報検出回路５と前記駆動回路７とを前述したように電気的に接続することなく、図１の一点鎖線で示すように前記位置情報検出回路５を処理装置９に接続し、かつ、図１の二点鎖線で示すように前記駆動回路７を処理装置９に接続し、前記駆動回路７を前記処理装置９の制御下に置くようにする必要がある。【００２４】
この触覚型マンマシンインターフェース１では、入力デバイス３のタッチパネル部３１にアクチュエータ部３２から所定の波形の所定の周波数の振動が与えられることにより、触覚による情報の交換が可能となる。【００２５】
この図１に示す触覚型マンマシンインターフェース１によれば、的確な触覚感覚を与えられる触覚型マンマシンインターフェースが得られるとともに、触覚感覚による確実な情報の伝達と、これに対する入力情報の取り込みなどが可能な触覚型マンマシンインターフェースが得られる。【００２６】
図２は、本発明を実施するための最良の形態に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置の原理的構成を示すブロック図である。【００２７】
この図２において、本発明を実施するための最良の形態に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１は、大別すると、入力デバイス３と、位置情報検出回路５と、駆動回路７と、処理装置９とから構成されるものである。【００２８】
さらに説明すると、前記振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１は、図２に示すように、指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部（Ｔｏｕｃｈ  Ｐａｎｅｌ）３１と駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネル３１に与えることができるアクチュエータ部（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ）３２とからなる入力デバイス３と、前記入力デバイス３の前記タッチパネル部３１が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部３１のタッチされた位置について前記タッチパネル部３１の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路（Ｔｏｕｃｈ  Ｐａｎｅｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）５と、前記位置情報検出回路５からの前記タッチパネル部３１のタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動制御
信号を出力する処理装置（ＰＣ）９と、前記処理装置９からの所定の駆動制御信号に応じて、予め定められた所定の波形および所定周波数の駆動信号を前記入力デバイスのアクチュエータに供給する駆動回路７とを備え、前記入力デバイス３のタッチパネル３１がタッチされたときに、前記入力デバイス３のアクチュエータ３２を駆動して触覚感度を測定可能としたものである。【００２９】
前記駆動回路７は、図２に示すように、前記処理装置９からの所定の駆動制御信号に応じて、予め定められた所定の波形および所定周波数の駆動信号を発生できるファンクションジェネレータ（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）７１と、前記ファンクションジェネレータ７１から与えられる駆動信号を一定の駆動能力に電力増幅して前記入力デバイス３のアクチュエータ部３２に供給する増幅回路７２とから構成されている。【００３０】
また、前記処理装置（ＰＣ）９は、例えばパーソナルコンピュータ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ（図では「ＰＣ」と略称して表示））で構成すればよく、この処理装置９には、オペレーティングシステムと、当該振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定をするためのコントロールプログラム（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｇｒａｍ）とが少なくとも記憶されている。【００３１】
上記処理装置９は、図示しないが、各種の処理や演算を実行するコンピュータ本体９１と、前記コンピュータ本体９１に接続され処理内容を表示するディスプレイ９２と、前記コンピュータ本体に接続され必要なデータを入力するキーボード９３と、前記コンピュータ本体に接続され処理の指示等に使用されるマウス９４と、前記コンピュータ本体９１に接続されハードコピーを得ることができるプリンタ（図示せず）とを備えているものが一般的である。なお、図２では、コントロールプログラム（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｇｒａｍ）は、前記コンピュータ本体９１の外部に表示されているが、現実には、コンピュータ本体９１に内蔵するハードディスク装置（図示せず）の内部の所定の記憶エリアに格納されており、また、実際に測定処理しているときには、コンピュータ本体９１の主メモリに展開記憶されている。【００３２】
また、前記コンピュータ本体９１は、図示しないが、各種演算処理を実行する中央処理ユニットと、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムを展開記憶する主メモリと、キーボード９３やマウス９４や図示しないプリンタとのインターフェースである入力出力ポートと、外部機器（前記駆動回路７のファンクションジェネレータ７１）の動作を制御する外部機器用インターフェース（ＧＰ−ＩＢ）と、外部機器からのアナログ信号を取込みデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムや各種データを格納するハードディスク装置と、その他必要な機器とが内蔵されている。また、前記処理装置９のコンピュータ本体９１は、当該ハードディスク装置に、所定のオペレーティングシステムと、アプリケーションプログラムとしてコントロールプログラムやその他のプログラムが格納されている。【００３３】
さらに、上記処理装置９のコンピュータ本体９１は、電源スイッチが投入されると、コンピュータ本体９１において、ハードディスク装置からオペレーティングシステムが主メモリに展開記憶されて実行された後、さらに、コントロールプログラムなどのアプリケーションプログラムが起動されることにより、コントロールプログラムが主メモリに展開記憶されて一連の測定処理が可能になるようになっている。【００３４】
上述した図２に示す振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１による測定方法について以下に説明する。【００３５】
まず第１のステップでは、前記コンピュータ本体９１にコントロールプログラムを実行させる。しかる後に、前記コンピュータ本体９１に対し、前記キーボード９３あるいはマウス９４を操作して前記ファンクションジェネレータ７１から出力すべき波形や周波数の情報を設定し、開始ボタンを押下する。【００３６】
すると、第２のステップの段階になり、前記処理装置９は、前記駆動回路７のファンクションジェネレータ７１に対して出力すべき波形と周波数を指定する駆動制御信号を前記駆動回路７のファンクションジェネレータ７１に与えるとともに、前記前記位置情報検出回路５から出力される前記タッチパネルのタッチ検出信号が入力されるのを待ち状態になる。
第３のステップでは、被験者の利き手の人指し指で前記入力デバイス３のタッチパネル部３１に触れてもらう（タッチしてもらう）。このタッチされた情報は、前記入力デバイス３のタッチパネル部３１から位置情報検出回路５に入力される。位置情報検出回路５では、タッチ検出信号を処理装置９のコンピュータ本体９１のＡＤ変換器に与える。前記処理装置９のコンピュータ本体９１は、そのタッチ検出信号が入力されると、次の処理を実行する。【００３７】
すなわち、第４のステップでは、前記処理装置９のコンピュータ本体９１は、タッチ検出信号を受け取ったことを確認後、外部インターフェース（ＧＢ−ＩＰ）を介して前記駆動回路７のファンクションジェネレータ７１に駆動制御信号を与えて、前記駆動回路７のファンクションジェネレータ７１を駆動制御する。
第５のステップでは、前記ファンクションジェネレータ７１からの駆動信号が前記増幅回路７２で電力増幅された前記入力デバイス３のアクチュエータ部３２を駆動する。前記アクチュエータ部３２は、前記増幅回路７２からの駆動信号に応じた波形および周波数によって前記タッチパネル部３１を振動させる。【００３８】
被験者は、前記入力デバイス３のタッチパネル部３１にタッチしているときに感じた振動の感じ方を回答する。これら被験者の回答により、振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定を行うものとする。【００３９】
このような振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置によって、振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法を実現した結果、次のような効果を得ることができる。
（１）的確な触覚感覚を与えられる波形や周波数の駆動信号を得ることができる。
（２）駆動信号の周波数や波形のパラメータの変化に応じた触覚感覚の測定ができる。
（３）振動の触れている時間に応じた感覚の変化を測定できる。
【実施例１】
【００４０】
上記図２に示す振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１を上述したような一連のステップで作動させることにより、振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法を実現した。この振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法における基本波形による予備実験の結果を実施例１として説明することにする。【００４１】
この実施例１において、まず始めに基本波形（正弦波（Ｓｉｎｅ）、三角波（Ｔｒｉａｎｇｌｅ）、矩形波（Ｓｑｕａｒｅ））それぞれにおいて、周波数や振動変位の違いで、どのように触覚感覚が異なるのかを調査した。２７名の被験者には、それぞれの振動の感じ方を５段階で評価回答してもらった。この５段階評価は、「１」…「全然感じない」から、「５」…「強く感じる」に分類したものである。【００４２】
下記の表１は、回答結果の平均値を示したものである。【００４３】
【表１】
2005083553.tif 000002
【００４４】
なお、表１において、前記アクチュエータ部３２に与える基本波形（正弦波（Ｓｉｎｅ）、三角波（Ｔｒｉａｎｇｌｅ）、矩形波（Ｓｑｕａｒｅ））は、各波形において、１０［Ｈｚ］と１００［Ｈｚ］との二つを用いた。また、前記アクチュエータ部３２は、最大変位が１００［μｍ］まで可能なものを使用し、実際の実験では前記アクチュエータ部３２に発生させる振動の大きさを、５［μｍ］、１０［μｍ］、２０［μｍ］、３０［μｍ］、４０［μｍ］に設定した。【００４５】
この表１をみると、周波数と振動変位が大きくなると感度が高くなっていること、また、正弦波、三角波、矩形波の順に全体的に感度が高くなっていることが分かる。【００４６】
この予備実験の結果、人間の感覚感度は振動変位の大きさだけではなく、電圧の立ち上がり、立ち下がりなどの時間的な変位変化に大きく依存していることが分かった。
【実施例２】
【００４７】
上記図２に示す振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１を上述したような一連のステップで作動させることにより、振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法を実現した。この振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法において、電圧立ち上がり、立ち下がり時における感覚実験の結果を実施例２として説明することにする。【００４８】
この実施例２において、例えば、高い周波数の矩形波などによる振動を考えた場合、変位の移り変わりが極めて速い、そのため電圧の立ち上がり、立ち下がりにおいて、人間の感覚がどの箇所で強く反応するかが分からない。【００４９】
そこで、前記ファンクションジェネレータ７１の出力波形を周波数１［Ｈｚ］、電圧５［Ｖ］（アクチュエータ部３２の変位が３０［μｍ］）、バースト回数１回に設定し、立ち上がり、立ち下がり時間を変化させたアクチュエータ部３２の変位を、それぞれ６名の被験者に触れてもらった。その触れた結果の感じ方を１０段階評価で回答してもらった。
ここで、基準値として３０［ｍＳ］（傾き１［μｍ／ｍＳ］）時を評価「５」とした。【００５０】
図３は、実施例２における実験における回答結果の平均値を示したグラフであり、横軸にＩｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｎｅｎｔ［μｍ／ｍＳ］を、縦軸にＡｖｅｒａｇｅ  Ｖａｌｕｅ  ｏｆ  Ｔａｃｔｉｌｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（１段階〜１０段階）を、それぞれとったものである。また、図３において、黒四角と実線で結んだグラフは「Ｒｉｓｅ  Ｔｉｍｅ」に関するものであり、黒三角と実線で結んだグラフは「Ｆａｌｌ  Ｔｉｍｅ」に関するものである。【００５１】
この図３から分かるように、単位時間における変位が大きくなるほど、指先の触覚感度は高くなっていることがわかる。
【実施例３】
【００５２】
上記図２に示す振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１を上述したような一連のステップで作動させることにより、振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法を実現した。この振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法において、ＳＤ法を用いた触覚感度の要因分析について実施例３として説明することにする。【００５３】
この実施例３では、振動波形による人間の触覚感度において、影響を及ぼしている要因を分析するため、ＳＤ法と呼ばれる、対となる形容詞を使ってイメージを定量的に測定できる測定手法により実験評価を行った。このＳＤ法と呼ばれる測定手法は、６名の被験者に６種類の対となる形容詞（「分かり安い・分かり難い」、「鋭い・鈍い」、「軽い・重い」、「不安定な・安定した」、「激しい・穏やか」、「不快な・心地よい」）により、それぞれ５段階（−２〜＋２）の評価を行うものである。【００５４】
この実施例３では、基本波形の種類、周波数、変位において、それぞれのパラメータの変化によりどのように感覚値が変化するかを調査した。【００５５】
図４は、実施例３において、周波数、変位が同条件の場合に、正弦波、三角波、矩形波と変化させた場合の感覚値の平均値を示すグラフであり、六角形の各頂点を最大値として表示したものであって、各頂点には下から時計回りに、「Ｓｔａｂｌｅ」、「Ｉｎｔｅｎｃｅ」、「Ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ」、「Ｃｅｒｔａｉｎ」、「Ｓｈａｒｐ」、「Ｈｅａｖｙ」がとられている。【００５６】
また、図４において、黒丸を実線で結んだグラフが正弦波（Ｓｉｎｅ  Ｗａｖｅ）であり、黒四角を点線で結んだグラフが三角波（Ｔｒｉａｎｇｌｅ  Ｗａｖｅ）であり、また、黒三角を鎖線で結んだグラフが矩形波（Ｓｑｕａｒｅ  Ｗａｖｅ）である。【００５７】
この図４から分かるように、立ち上がり、立ち下がりを滑らか繰り返す正弦波では、他の波形より心地よく感じるが分かり難い、という傾向がみられる。また、正弦波において、周波数を、１０［Ｈｚ］、５０［Ｈｚ］、１００［Ｈｚ］と変化させた場合の感覚値の平均値より、変化がみられるのは「安定した」、「穏やか」といった感覚であることが分かり、主端数が高くなるほど、振動が激しくなるが難椎していると感じとっていることが分かる。
【実施例４】
【００５８】
上記図２に示す振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置１１を上述したような一連のステップで作動させることにより、振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法を実現した。この振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定方法において、感覚感度の因子分析について実施例４として説明することにする。【００５９】
この実施例４においては、前述の実験における波形の種類の変化を対象とし、大きく分けてどのような因子が感覚に影響を及ぼしているのか、因子分析を行った。【００６０】
この実施例４において、分析法としては、まずそれぞれの感覚尺度においての相関関係を算出し、因子分析を行った。因子抽出法は、主因子法を用い、回転法はバリマックス法で負荷量を算出し、表２に示した。【００６１】
【表２】
2005083553.tif 000003
【００６２】
表２は、算出したそれぞれの尺度に対する因子負荷量である。この表２において、因子に対する影響が大きいものはハッチングで示してある。これにより、正弦波において、因子［１］では、分かり易さ、鋭さ、重さ、といった比較的瞬間的に判断できるものが含まれ、因子［２］では、ある程度振動に触れていないと半物できないものが含まれていることか推測できる。また、三角波の因子［１］と、矩形波の因子［２］は共通因子とみられ、分かり易さと心地よさは指先の触覚感度において密生な関係があることが分かった。【００６３】
以上実施例１〜実施例４の実験結果から言えることは、前記入力デバイス３を用いて、振動波形と人間の指先の感覚感度の関係について実験を行った結果、次の結論を得ることができた。
（１）振動波形において時間的な変位変化が大きいほど、感覚は高くなる。
（２）ＳＤ法を用い、振動波形パラメータの変化に対する触覚感度の変化をみることができた。
（３）因子分析の結果、人間の指先の触覚感度は振動に触れている時間で感じる感覚が異なるのではないかということが推測できた。【００６４】
このように上記実施例１ないし実施例４によって得られた実験結果を、上記図１の触覚型マンマシンインターフェース１に適用することにより、的確な触覚感覚を与えられる触覚型マンマシンインターフェースが得ることができるとともに、触覚感覚による確実な情報の伝達と、これに対する入力情報の取り込みなどが可能な触覚型マンマシンインターフェースを得ることができる。
【図１】
2005083553.tif 000004
【図２】
2005083553.tif 000005
【図３】
2005083553.tif 000006
【図４】
2005083553.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月26日(2005.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】  指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部と駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネルに与えることができるアクチュエータ部とからなる入力デバイスと、
前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、
前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動制御信号を出力する処理装置と、
前記処理装置からの所定の駆動制御信号に応じて、前記入力デバイスのアクチュエータ部に、ゼロ［マイクロメートル／ミリ秒］より大きく略５０［マイクロメートル／ミリ秒］以下の単位時間当たりの変位変化（Ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｎｅｎｔ）を発生させる正弦波、三角波または矩形波で数ヘルツから数百ヘルツの周波数の駆動信号を供給する駆動回路とを備え、
前記入力デバイスのタッチパネルがタッチされたときに、前記入力デバイスのアクチュエータを、前記入力デバイスのアクチュエータ部を、ゼロ［マイクロメートル／ミリ秒］より大きく略５０［マイクロメートル／ミリ秒］以下の単位時間当たりの変位変化を発生させる正弦波、三角波または矩形波で数ヘルツから数百ヘルツの周波数の駆動信号で駆動することにより前記単位時間当たりの変位変化値、周波数値、波形の違いにより触覚感度を測定可能としたことを特徴とする振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置。
【請求項２】  指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部を薄い板状の圧電アクチュエータ部の上に配置して一定的構造にし、かつ駆動信号を前記圧電アクチュエータ部に与えることにより前記圧電アクチュエータ部から所定の周波数の運動変位を前記タッチパネルに与えることができる入力デバイスと、
前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、
前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、前記入力デバイスのアクチュエータ部に、略５．０［マイクロメートル／ミリ秒］から略５０［マイクロメートル／ミリ秒］の単位時間当たりの変位変化を発生させる三角波または矩形波の駆動信号を供給する駆動回路とを備えたことを特徴とする触覚型マンマシンインターフェース。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
機械工学会秋期大会学術講演会講演論文集、（２０００）４３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
［０００７］  しかしながら、上述した従来のインターフェースは、単に皮膚感覚を利用できるとしているものの、どのような波形や周波数の駆動信号を印加して弾性表面波を発生させると、触覚感覚に最適なのかなどが具体的に示されていなという欠点があった。
［０００８］  本発明は、従来技術の不都合な点を解消し、具体的な駆動信号を得ることができる振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置およびそのような駆動信号により使用可能とした触覚型マンマシンインターフェースを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
［０００９］  上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置は、指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部と駆動信号により所定の運動変位を前記タッチパネルに与えることができるアクチュエータ部とからなる入力デバイスと、前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、所定の駆動制御信号を出力する処理装置と、前記処理装置からの所定の駆動制御信号に応じて、前記入力デバイスのアクチュエータ部に、ゼロ［マイクロメートル／ミリ秒］より大きく略５０［マイクロメートル／ミリ秒］以下の単位時間当たりの変位変化（Ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｎｅｎｔ）を発生させる正弦波、三角波または矩形波で数ヘルツから数百ヘルツの周波数の駆動信号を供給する駆動回路とを備え、前記入力デバイスのタッチパネルがタッチされたときに、前記入力デバイスのアクチュエータを、前記入力デバイスのアクチュエータ部を、ゼロ［マイクロメートル／ミリ秒］より大きく略５０［マイクロメートル／ミリ秒］以下の単位時間当たりの変位変化を発生させる正弦波、三角波または矩形波で数ヘルツから数百ヘルツの周波数の駆動信号で駆動することにより前記単位時
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
間当たりの変位変化値、周波数値、波形の違いにより触覚感度を測定可能としたことを特徴とするものである。
上記目的を達せするために、請求項２記載の発明に係る触覚型マンマシンインターフェースは、指などでタッチされたことによる入力位置を位置情報として出力できるタッチパネル部を薄い板状の圧電アクチュエータ部の上に配置して一定的構造にし、かつ駆動信号を前記圧電アクチュエータ部に与えることにより前記圧電アクチュエータ部から所定の周波数の運動変位を前記タッチパネルに与えることができる入力デバイスと、前記入力デバイスの前記タッチパネル部が指などでタッチされたことを検出し前記タッチパネル部のタッチされた位置について前記タッチパネル部の上における入力位置情報として特定する位置情報検出回路と、前記位置情報検出回路からの前記タッチパネルのタッチ検出信号が与えられると、前記入力デバイスのアクチュエータ部に、略５．０［マイクロメートル／ミリ秒］から略５０［マイクロメートル／ミリ秒］の単位時間当たりの変位変化を発生させる三角波または矩形波の駆動信号を供給する駆動回路とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
［００１０］  請求項１記載の発明に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）的確な触覚感覚を与えられる波形や周波数の駆動信号を得ることができる。
（２）駆動信号の周波数や波形のパラメータの変化に応じた触覚感覚の測定ができる。
（３）振動の触れている時間に応じた感覚の変化を測定できる。
［００１１］  請求項２記載の発明に係る触覚型マンマシンインターフェースによれば、次のような効果が得られる。
（１）的確な触覚感覚を与えられる触覚型マンマシンインターフェースが得られる。
（２）触覚感覚による確実な情報の伝達と、これに対する入力情報の取り込みなどが可能な触覚型マンマシンインターフェースが得られる。
【図面の簡単な説明】
［００１２］［図１］本発明を実施するための最良の形態に係る触覚型マンマシンインターフェースの原理的構成を示す斜視図である。
［図２］本発明を実施するための最良の形態に係る振動波形パラメータの変化による触覚感度の測定装置の原理的構成を示すブロック図である。
［図３］実施例２における実験における回答結果の平均値を示したグラフである。
［図４］実施例３において、周波数、変位が同条件の場合に、正弦波、三角波、矩形波と変化させた場合の感覚値の平均値を示すグラフである。
【符号の説明】
［００１３］１  触覚型マンマシンインターフェース
３  入力デバイス
５  位置情報検出回路
【国際調査報告】
2005083553.tif 000008
2005083553.tif 000009
2005083553.tif 000010