JP4291830B2 - 形状記憶合金の機械振動を情報伝達手段とする触覚による情報伝達装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態に係る情報伝達装置について図1乃至図3を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る情報伝達装置の構成を示す。本実施形態に係る情報伝達装置は、振動運動を行なう小型振動アクチュエータ1と、小型振動アクチュエータ1に振動運動を行なわせるパルス電圧を発生するパルス発生器2と、パルス発生器2が発生したパルス電圧を増幅する電圧増幅器3とを備えている。図2は、本実施形態に係る情報伝達装置に備えられた小型振動アクチュエータ1の構成を示す。小型振動アクチュエータ1は、2本のリード線部4と、リード線部4を固定している絶縁部5と、2本のリード線部4の先端に馬蹄形に曲げて接続されている形状記憶合金本体6を備えている。絶縁部5は、直径5mmの大きさである。形状記憶合金本体6は、直径50μm、長さ5mmで抵抗値が2Ωの形状記憶合金を曲げたものであり、堅牢性を損なわない程度の強度があればよく、リード線部4から電圧が印加されると形状記憶合金本体6は、自身の抵抗により発熱して昇温する。
本発明の第2の実施形態に係る情報伝達装置について図5を参照して説明する。本実施形態に係る情報伝達装置は、上述第1の実施形態に係る情報伝達装置の小型振動アクチュエータ1を複数個用いて生体に情報を与えるものである。図5は、本実施形態に係る情報伝達装置の構成を示す。本実施形態に係る情報伝達装置は、握り棒21の形状をしており、複数の小型振動アクチュエータ1と、小型振動アクチュエータ1を駆動させる駆動アンプ22と、小型振動アクチュエータ1と駆動アンプを接続する配線23とを備えている。小型振動アクチュエータ1は、握り棒21を握持したときに掌の触覚の敏感な部位である指先の腹に形状記憶合金本体6が当接するように握り棒21に貼着されている。このとき、形状記憶合金本体6に駆動アンプ22を介して0.1Hz〜1kHzでの電気信号を印加すると機械振動が発生し、形状記憶合金本体6に当接する掌の部位にその振動が伝達される。さらに電気信号の強弱やその周期を時系列に変化させて、たとえばPWAM波として印加すると、その形状記憶合金22に当接した人体の部位に様々な機械振動の組み合わせを時系列で体感させることができる。予めその機械振動の強弱、周期及び組み合わせに何らかの意味を持たせておけば、それが複雑な意味を備えた情報として伝達される。
本発明の第3の実施形態に係る情報伝達装置について図6を参照して説明する。本実施形態に係る情報伝達装置は、上記第1の実施形態に係る情報伝達装置の小型振動アクチュエータ1により人体の背中に情報を伝達するものである。図6は、本実施形態に係る情報伝達装置の構成を示す。本実施形態に係る情報伝達装置は、複数の小型振動アクチュエータ1と、小型振動アクチュエータ1を駆動させる駆動アンプ22と、小型振動アクチュエータ1と駆動アンプを接続する配線23とを備えている。本実施形態に係る形状記憶合金本体6は、馬蹄形に成形した薄片板としている。形状記憶合金本体6を人体の背中全体に貼着し、第2の実施形態と同様に駆動アンプ22を介して電気信号を印加すると複雑な情報を背中に伝達することができる。なお、この薄片板を直接人体に貼着せずに、人体の触覚に敏感な部位が触れる生活用具、例えば、椅子の背もたれ、杖、携帯電話などに複数の薄片板を適宜貼着する構造とすることもできる。
本発明の第4の実施形態に係る情報伝達装置について図7(a)、図8、及び図9を参照して説明する。本実施形態に係る情報伝達装置は、上述第1の実施形態に係る情報伝達装置の小型振動アクチュエータ1を複数個用いて生体に触覚の動的感覚を与えるものである。図7(a)は、本実施形態に係る情報伝達装置の構成を示す。本実施形態に係る情報伝達装置は、複数の小型振動アクチュエータ1と、小型振動アクチュエータ1に印加するパルス電圧を発生するマルチパルス発生器7と、パルス電圧を増幅するマルチ電圧増幅器8と、を備えている。複数の小型振動アクチュエータ1は、複数の列となって面状に配置され、それぞれの形状記憶合金本体6が生体に触れるように配設されている。形状記憶合金本体6は、それぞれがマルチ電圧増幅器8に接続されており、個別にパルス波を印加されるので、該情報伝達装置に覆われた任意の箇所の小型振動アクチュエータ1の形状記憶合金本体6を振動させ、生体に情報を与えることができる。
2 パルス発生器
6 形状記憶合金本体
31 振動モータ
32 駆動アンプ
Claims (2)
- 形状記憶合金を用いた生体への情報伝達装置において、
形状記憶合金本体と、
前記形状記憶合金本体に、信号伝達のためのオン・オフデューティーを有し、同一、又は異なる波高値のパルス電圧を印加するパルス発生器と、を備え、
前記形状記憶合金本体は馬蹄形に屈曲されて両端が固定され、該合金本体の中間部が生体に接触可能に構成され、
前記パルス電圧の印加により該合金本体の馬蹄形部分の長さが変化することを繰り返すことにより機械振動を生じさせ、生体の触覚に情報を伝達することができるようにしたことを特徴とする生体への情報伝達装置。 - 前記形状記憶合金本体は、複数個が線状又は面状又は立体的に配置され、
前記パルス発生器は、それら隣り合う複数の該形状記憶合金本体に、
同時にパルス電圧を印加する場合は、時間経過の前後で少なくとも一方の波高値が異なるパルス電圧を印加し、
同じ波高値のパルス電圧を印加する場合は、一方に対して他方に時間差をもってパルス電圧を印加することにより、該合金本体に接触している生体に、隣り合う該合金本体間で物が移動したような感覚を与えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の生体への情報伝達装置。
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