触觉再现设备，信号生成装置，触觉再现系统和触觉再现方法制造方法及图纸

一种触觉再现设备，包括可移动体，致动器单元和信号生成单元。所述致动器单元连接所述可移动体。所述信号生成单元构造为向致动器单元提供驱动信号，所述驱动信号在致动器单元上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能够再现触觉的触觉再现设备及其信号生成装置，触觉再现系统及触觉再现方法。
技术介绍
触觉反馈技术已被提出，用于通过触觉向人们提供信息。例如，专利文献1中公开的触摸屏设备控制用户手指(输入装置)与触摸屏的接触和分离之间的时间，从而使用户感觉到表面上的纹理质地，例如精美的外形。具体而言，在该设备中，用户调整其手指接触和不接触触摸屏时的时间，从而可变化地控制触摸屏与手指之间的摩擦力(例如，参见专利文献1的说明书[0028]和[0029]段)。引用列表专利文献专利文献1：日本专利申请公开号No.2011-159280
技术实现思路
要解决的技术问题但是，由于人们需要准确地将其手指放在振动的触摸屏上以控制手指接触/不接触时间，因此这不能认为是切实可行的。实际上，专利文献1中公开的设备使用压电致动器作为振动产生装置。在该情况下，振动振幅基本上为几μm，对于用户而言无法调整其手指接触和不接触以这种振幅振动的触摸屏的时间。本专利技术的一个目标是提供一种能够利用压力再现触觉而无需手指不接触时间的触觉再现设备及其信号生成装置，触觉再现系统及触觉再现方法。解决问题的手段为了实现上述目标，根据本专利技术的触觉再现装置包括可移动体、致动器单元和信号生成单元。致动器单元连接至可移动体。信号生成单元构造为向所述致动器单元提供驱动信号，所述驱动信号在所述致动器单元上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。由所述致动器单元产生的振动使可移动体振动，从而可以利用可移动体和用户身体(例如手指)之间的摩擦力向用户再现触觉，而无需用户身体与可移动体之间的非接触时间。信号生成单元构造为产生驱动信号，以使得所述致动器单元在第一频率下沿第一方向移动，以及在不同于所述第一频率的第二频率下沿与所述第一方向相反的第二方向移动。可选的是，信号生成单元构造为产生驱动信号，以使得所述致动器单元在第一振幅下沿第一方向移动，以及在不同于所述第一振幅的第二振幅下沿与所述第一方向相反的第二方向移动。所述触觉再现设备可以利用根据第一方向和相反的第二方向而被可变化地控制摩擦力，向用户再现触觉。信号生成单元构造为产生驱动信号，以在所述致动器单元上产生振动，所述振动具有基于触觉接收器的检测阈值而获得的振幅和频率。所述触觉再现设备使用触觉接收器的检测阈值作为设计值，从而可以使用对应于触觉区域和非触觉区域的振幅或频率，并向用户再现各种触觉。信号生成单元构造为产生驱动信号，以在所述致动器单元上产生振动，所述振动包含具有与所述触觉接收器的触觉区域对应的频率的振动、以及具有与所述触觉接收器的非触觉区域对应的频率的振动。可选的是，信号生成单元构造为产生驱动信号，从而在致动器单元上产生振动，以在所述致动器单元上产生振动，所述振动包含具有与所述触觉接收器的触觉区域对应的振幅的振动、以及具有与所述触觉接收器的非触觉区域对应的振幅的振动。所述致动器单元至少包括使所述可移动体沿第一轴的方向移动的第一致动器。由此，触觉再现设备能够利用沿第一轴方向的摩擦力，向用户再现触觉。致动器单元进一步包括使所述可移动体沿不同于所述第一轴的第二轴的方向移动的第二致动器。所述信号生成单元用于进一步向所述第二致动器提供所述驱动信号。由此，触觉再现设备能够利用沿第一轴方向和第二轴方向的摩擦力，向用户再现触觉。信号生成单元构造为使得提供给所述第一致动器的驱动信号的峰值的时间与提供给所述第二致动器的驱动信号的峰值的时间同步。可选的是，信号生成单元构造为使得提供给所述第一致动器的驱动信号的峰值的时间相对于提供给所述第二致动器单元的驱动信号的峰值的时间偏移。这样的触觉再现设备可以利用摩擦力向用户再现各种触觉。致动器单元可进一步包括使所述可移动体沿不同于所述第一轴和所述第二轴的第三轴的方向移动的第三致动器。所述信号生成单元用于进一步向所述第三致动器提供所述驱动信号。在该情况下，信号生成单元构造为使得提供给第一致动器的驱动信号的峰值的时间、提供给第二致动器的驱动信号的峰值的时间以及提供给第三致动器的驱动信号的峰值的时间同步。可选的是，信号生成单元构造为使得提供给第一致动器的驱动信号的峰值的时间、提供给第二致动器的驱动信号的峰值的时间和提供给第三致动器的驱动信号的峰值的时间互相偏移。所述触觉再现设备可以利用摩擦力向用户再现各种触觉。根据本专利技术的另一种触觉再现设备包括可移动体，致动器单元和构造为接收在致动器单元上产生振动的驱动信号的接收单元，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。根据本专利技术的另一种触觉再现设备包括信号生成单元和发送单元。信号生成单元构造为产生驱动信号，所述驱动信号在致动器上产生振动，所述致动器单元连接触觉再现设备的可移动体，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。发送单元构造为发送所产生的驱动信号。根据本专利技术的另一种信号生成装置构造为向与可移动体连接的致动器单元提供驱动信号，以在所述可移动体上产生振动，所述振动向所述可移动体和与所述可移动体接触的目标物体之间的摩擦力提供方向性。根据本专利技术的另一种触觉再现设备包括可移动体、致动器单元和信号生成单元。致动器单元连接至可移动体。信号生成单元构造为向所述致动器单元提供驱动信号，以在所述可移动体上产生振动，所述振动具有被可变化地控制的在所述可移动体和与所述可移动体接触的目标物体之间的摩擦力的方向。根据本专利技术的触觉再现系统包括触觉再现设备和信号生成装置。触觉再现设备包括可移动体、致动器单元和接收单元。致动器单元连接至可移动体。接收单元构造为接收来自外部的信号。信号生成装置包括信号生成单元和发射单元。信号生成单元构造为产生驱动信号，从而在致动器上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。发送单元构造为将所生成的驱动信号发送至触觉再现设备。因此，举例来说，信号生成装置经由云系统向触觉再现设备发送驱动信号，而触觉再现设备接收所述信号。根据本专利技术的触觉再现方法包括向致动器单元提供驱动信号，所述驱动信号在致动器单元上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。致动器单元基于所提供的驱动信号驱动连接至致动器单元的可移动体。根据本专利技术的触觉再现方法包括向连接至可移动体的致动器单元提供驱动信号，以在可移动体上产生振动，其中可移动体与接触可移动体的目标物体之间的摩擦力的方向可变地受控。致动器单元利用所提供的驱动信号驱动可移动体。技术效果如上所述，本专利技术可以利用摩擦力再现触觉，无需手指的非接触时间。应当注意的是，本文所述的效果不必受到限制，可以是本文所述的任意效果。附图说明图1A是显示根据第一实施方式的触觉再现设备的示例的透视图。图1B是显示触摸面板和与其连接的致动器单元的透视图。图2是显示致动器的构造示例的透视图。图3是总体上显示具有信号生成单元的触觉再现设备的电气构造的框图。图4是示人的触觉接收器对振动的检测阈值的图表。图5是显示具有基于触觉接收器获得的振幅和频率区域的振动波形示例的表。图6A是显示对应于图5的表格中的示例1的振动波形的示意图。图6B是显示对应于图5的表格中的示例1的振动波形的示意图。图7A是显示对应于示例1的振动波形的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触觉再现设备，包括：可移动体；致动器单元，所述致动器单元连接至所述可移动体；以及信号生成单元，所述信号生成单元用于向所述致动器单元提供驱动信号，所述驱动信号在所述致动器单元上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-0744741.一种触觉再现设备，包括：可移动体；致动器单元，所述致动器单元连接至所述可移动体；以及信号生成单元，所述信号生成单元用于向所述致动器单元提供驱动信号，所述驱动信号在所述致动器单元上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。2.根据权利要求1所述的触觉再现设备，其中所述信号生成单元用于产生驱动信号，以使得所述致动器单元在第一频率下沿第一方向移动，以及在不同于所述第一频率的第二频率下沿与所述第一方向相反的第二方向移动。3.根据权利要求1所述的触觉再现设备，其中所述信号生成单元用于产生所述驱动信号，以使得所述致动器单元在第一振幅下沿第一方向移动，以及在不同于所述第一振幅的第二振幅下沿与所述第一方向相反的第二方向移动。4.根据权利要求1所述的触觉再现设备，其中所述信号生成单元用于产生驱动信号，以在所述致动器单元上产生振动，所述振动具有基于触觉接收器的检测阈值而获得的振幅和频率。5.根据权利要求4所述的触觉再现设备，其中所述信号生成单元用于产生驱动信号，以在所述致动器单元上产生振动，所述振动包含具有与所述触觉接收器的触觉区域对应的频率的振动、以及具有与所述触觉接收器的非触觉区域对应的频率的振动。6.根据权利要求4所述的触觉再现设备，其中所述信号生成单元构造为产生驱动信号，以在所述致动器单元上产生振动，所述振动包含具有与所述触觉接收器的触觉区域对应的振幅的振动、以及具有与所述触觉接收器的非触觉区域对应的振幅的振动。7.根据权利要求1所述的触觉再现设备，其中所述致动器单元至少包括使所述可移动体沿第一轴的方向移动的第一致动器。8.根据权利要求7所述的触觉再现设备，其中所述致动器单元进一步包括使所述可移动体沿不同于所述第一轴的第二轴的方向移动的第二致动器，且所述信号生成单元用于进一步向所述第二致动器提供所述驱动信号。9.根据权利要求8所述的触觉再现设备，其中所述信号生成单元使得提供给所述第一致动器的驱动信号的峰值的时间与提供给所述第二致动器的驱动信号的峰值的时间同步。10.根据权利要求8所述的触觉再现设备，其中所述信号生成单元使得提供给所述第一致动器的驱动信号的峰值的时间相对于提供给所述第二致动器单元的驱动信号的峰值的时间移位。11.根据权利要求7所述的触觉再现设备，其中所述致动器单元进一步包括使所述可移动体沿不同于所述第一轴和所述第二轴的第三轴的方向移动的第三致动器，且所述信号生成单元用于进一步向所述第三致动器提供所述驱动信号。12.根据权利要求1所述的触觉再现设备，其中所述致动器单元包括压电装置，并起到检测与所述可移动体接触的目标物体在所述可移动体上的位置的触摸传感器的作用。13.一种触觉再现设备，包括：可移动体；致动器单元，所述致动器单元连接至所述可移动体；以及接收单元，所述接收单元用于接收驱动信号，所述驱动信号用于在所述致动器单元上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一。14.一种信号生成装置，包括：信号生成单元，所述信号生成单元用于产生驱动信号，所述驱动信号在与触觉再现设备的可移动体连接的致动器单元上产生振动，所述振动在一个周期内包含多个不同振幅和多个不同频率中的至少之一；以及发送单元，所述发送单元用于发送所产生的所述驱动信号。15.一种信号生成装置，用于向与可移动体连接的致动器单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野彰，吉田浩，竹中干雄，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP