特開 2025-12365 聴触覚呈示装置及び聴触覚呈示方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025012365

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】聴触覚呈示装置及び聴触覚呈示方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20250117BHJP

【ＦＩ】

G06F3/01 560

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023115143

(22)【出願日】2023-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】加藤 隆志

【テーマコード（参考）】

5E555

【Ｆターム（参考）】

5E555AA08

5E555AA76

5E555BA38

5E555BB38

5E555BC09

5E555CA41

5E555CA47

5E555CB19

5E555CB64

5E555DA23

5E555DA24

5E555DD06

5E555EA14

5E555FA00

(57)【要約】

【課題】リアリティのある聴触覚を呈示できる聴触覚呈示装置及び聴触覚呈示方法を提供する。
【解決手段】聴触覚呈示装置１は、駆動信号Ｓの入力を受け付ける受付部２１と、駆動信号Ｓに基づく出力を行う出力部２と、を備え、出力部２は、圧電素子１３を含む振動子１１によって構成され、振動子１１は、駆動信号Ｓのうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動信号の入力を受け付ける受付部と、
前記駆動信号に基づく出力を行う出力部と、を備え、
前記出力部は、圧電素子を含む振動子によって構成され、
前記振動子は、前記駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、前記所定周波数以下の信号成分を振動として出力する、聴触覚呈示装置。

【請求項2】

前記所定周波数は、２００Ｈｚである、請求項１記載の聴触覚呈示装置。

【請求項3】

前記駆動信号は、デジタル信号である、請求項１記載の聴触覚呈示装置。

【請求項4】

前記駆動信号は、音声信号と、前記音声信号の振幅が所定の閾値を超えた期間に対して設定された振動信号とを重畳した信号である、請求項１記載の聴触覚呈示装置。

【請求項5】

前記振動信号は、正弦波である、請求項４記載の聴触覚呈示装置。

【請求項6】

前記振動信号は、複数の周波数成分を有している、請求項４記載の聴触覚呈示装置。

【請求項7】

前記駆動信号を増幅して前記出力部に出力する増幅部を備える、請求項１記載の聴触覚呈示装置。

【請求項8】

圧電素子を含む振動子によって構成され、当該圧電素子に付加された押圧力に応じた発生電圧に基づく信号を前記駆動信号として生成する信号生成部を備える、請求項１～７のいずれか一項記載の聴触覚呈示装置。

【請求項9】

前記信号生成部からの信号をデジタル信号に変換し、ネットワークを介して前記受付部に送信する変換部と、
前記ネットワークを介して前記受付部が受信した前記デジタル信号を変換前の信号に復元する復元部と、を備える、請求項８記載の聴触覚呈示装置。

【請求項10】

受付部において駆動信号の入力を受け付ける受付ステップと、
圧電素子を含む振動子によって構成された出力部において、前記駆動信号に基づく出力を行う出力ステップと、を備え、
前記出力ステップでは、前記駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、前記所定周波数以下の信号成分を振動として出力する、聴触覚呈示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、聴触覚呈示装置及び聴触覚呈示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

振動によって触覚を呈示する技術として、例えば特許文献１に記載の入力装置がある。この従来の入力装置では、ユーザの指などによる接触を静電容量式のセンサで検出し、その検出結果に基づいて、圧電アクチュエータに駆動信号を供給する。圧電アクチュエータによって指の接触部分を振動させることで、ユーザに対して入力が受け付けられたことを示す触覚が呈示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－３３９２９８公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような従来の装置では、実際に指などで触れた部分に振動による触覚を呈示している。しかしながら、実際の様々な事象に対する感覚は、触覚だけではなく聴覚を含んで構成されおり、リアリティのある聴触覚を呈示できる技術が求められている。

【0005】

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、リアリティのある聴触覚を呈示できる聴触覚呈示装置及び聴触覚呈示方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面に係る聴触覚呈示装置は、駆動信号の入力を受け付ける受付部と、駆動信号に基づく出力を行う出力部と、を備え、出力部は、圧電素子を含む振動子によって構成され、振動子は、駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。

【0007】

この聴触覚呈示装置では、圧電素子を含む振動子によって出力部が構成されている。圧電素子は、その特性上、所定周波数より大きい信号成分については、音及び振動として出力可能であり、所定周波数以下の信号成分については振動として出力可能である一方、音としての出力が難しい。この聴触覚呈示装置では、かかる圧電素子の特性を利用し、駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。これにより、音による聴覚と、振動による触覚とを組み合わせたリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。

【0008】

所定周波数は、２００Ｈｚであってもよい。圧電素子において、音としての出力が可能な周波数領域は、典型的には２００Ｈｚより大きい領域である。したがって、音声としての出力及び振動としての出力の境界の所定周波数を２００Ｈｚとすることで、音による聴覚と、振動による触覚とをより適切に組み合わせることができる。

【0009】

駆動信号は、デジタル信号であってもよい。これにより、駆動信号の格納や受付部への入力の利便性を向上できる。

【0010】

駆動信号は、音声信号と、音声信号の振幅が所定の閾値を超えた期間に対して設定された振動信号とを重畳した信号であってもよい。このような重畳信号を駆動信号とすることで、出力部において、よりリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。

【0011】

振動信号は、正弦波であってもよい。振動信号が正弦波であることで、所定周波数以下の領域において、音声としての出力が振動としての出力に混合してしまうことを抑制できる。

【0012】

振動信号は、複数の周波数成分を有していてもよい。この場合、強弱を付けた振動により、よりリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。

【0013】

聴触覚呈示装置は、駆動信号を増幅して出力部に出力する増幅部を備えていてもよい。これにより、出力部において、より明確な聴触覚の呈示が可能となる。

【0014】

聴触覚呈示装置は、圧電素子を含む振動子によって構成され、当該圧電素子に付加された押圧力に応じた発生電圧に基づく信号を駆動信号として生成する信号生成部を備えていてもよい。この場合、信号生成部で生成された聴触覚を遠隔位置に伝達することができる。

【0015】

聴触覚呈示装置は、信号生成部からの信号をデジタル信号に変換し、ネットワークを介して受付部に送信する変換部と、ネットワークを介して受付部が受信したデジタル信号を変換前の信号に復元する復元部と、を備えていてもよい。この場合、信号生成部で生成された聴触覚を、ネットワークを介して更に遠隔位置に伝達することができる。

【0016】

本開示の一側面に係る聴触覚呈示方法は、受付部において駆動信号の入力を受け付ける受付ステップと、圧電素子を含む振動子によって構成された出力部において、駆動信号に基づく出力を行う出力ステップと、を備え、出力ステップでは、駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。

【0017】

この聴触覚呈示方法では、圧電素子を含む振動子によって出力部を構成している。圧電素子は、その特性上、所定周波数より大きい信号成分については、音及び振動として出力可能であり、所定周波数以下の信号成分については振動として出力可能である一方、音としての出力が難しい。この聴触覚呈示方法では、かかる圧電素子の特性を利用し、駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。これにより、音による聴覚と、振動による触覚とを組み合わせたリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、リアリティのある聴触覚を呈示できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本開示の第１実施形態に係る聴触覚呈示装置の構成を示す模式的な図である。

【図2】振動子の構成を示す模式的な平面図である。

【図3】駆動信号の一例を示す図である。

【図4】図１の装置による聴触覚呈示方法を示すフローチャートである。

【図5】本開示の第２実施形態に係る聴触覚呈示装置の構成を示す模式的な図である。

【図6】図５の装置による聴触覚呈示方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る聴覚呈示装置及び聴触覚呈示方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0021】

［第１実施形態］
図１は、本開示の第１実施形態に係る聴触覚呈示装置の構成を示す模式的な図である。図１に示すように、本実施形態に係る聴触覚呈示装置１は、出力部２と、制御部３と、を含んで構成されている。聴触覚呈示装置１は、制御部３に入力される駆動信号Ｓに基づいて、出力部２において聴触覚を呈示する装置となっている。

【0022】

出力部２は、駆動信号Ｓに基づく出力を行う部分である。出力部２は、圧電素子１３を含む振動子１１によって構成されている。図２は、振動子の構成を示す模式的な平面図である。図２に示すように、振動子１１は、振動板１２と、振動板１２の一面側に配置された圧電素子１３と、圧電素子１３に電気的に接続された配線部材１４とを含んで構成されている。振動板１２は、平面視において、例えば矩形状をなしている。振動板１２の構成材料としては、例えばＮｉ－Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、ステンレス鋼などが挙げられる。

【0023】

圧電素子１３は、例えば圧電素体１５と、内部電極（付図四）と、一対の外部電極１６，１６とを備えている。圧電素体１５は、例えば扁平な直方体形状をなしている。直方体形状には、角部及び稜線部が面取りされている形状、角部及び稜線部が丸められている形状も含まれる。なお、振動子１１においては、振動板１２が省略され、圧電素子１３のみによって振動子１１が構成されていてもよい。

【0024】

圧電素体１５は、複数の圧電体層が積層されて構成されている。圧電体層は、圧電材料によって構成されている。本実施形態では、圧電体層は、圧電セラミック材料によって構成されている。圧電セラミック材料としては、例えばＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、チタン酸バリウムなどが挙げられる。圧電体層は、例えば上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体によって構成されている。実際の圧電素体１５では、各圧電体層は、各圧電体層の間の境界が認識できない程度に一体化されている。

【0025】

内部電極及び外部電極１６，１６は、導電性材料によって形成されている。導電性材料としては、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ａｇ－Ｐｄ合金などが挙げられる。内部電極及び外部電極は、例えば上述した導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体によって構成されている。

【0026】

配線部材１４は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）によって構成されている。配線部材１４は、ベース部材１７と、一対の導体１８，１８と、カバー１９とを有している。ベース部材１７は、例えばポリイミド樹脂といった電気絶縁性を有する材料によって構成されている。導体１８，１８は、例えば銅などの導電性を有する材料によって構成されている。導体１８，１８は、接着等によって、互いに離間した状態でベース部材１７に接合されている。

【0027】

カバー１９は、ベース部材１７と同様に、例えばポリイミド樹脂といった電気絶縁性を有する材料によって構成されている。カバー１９は、導体１８，１８の一部を覆うように配置され、接着等によってベース部材１７に接合されている。導体１８，１８のそれぞれの端部は、カバー１９から露出している。導体１８，１８におけるカバー１９からの露出部分には、ニッケル或いは金によるメッキが施されていてもよい。配線部材１４の先端部（圧電素子１３側の端部の導体１８，１８）は、外部電極１６，１６のそれぞれに電気的に接続されている。配線部材１４の基端部（制御部３側の端部）は、制御部３に電気的に接続されている。

【0028】

制御部３は、出力部２を構成する振動子１１の動作を制御する部分である。制御部３は、物理的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、ＣＰＵ等のプロセッサ、通信インターフェイス、ハードディスク等の格納部、ディスプレイなどを備えて構成されたコンピュータシステムを含んで構成されている。制御部３の構成例としては、例えばパーソナルコンピュータ、クラウドサーバ、スマートデバイス（スマートフォン、タブレット端末）などが挙げられる。

【0029】

制御部３は、図１に示すように、機能的な構成要素として、受付部２１と、変換部２２と、増幅部２３とを備えている。受付部２１は、駆動信号Ｓの入力を受け付ける部分である。駆動信号Ｓは、例えばデジタル信号である。デジタル信号の一例としては、ＭＰ３などの音声ファイルフォーマットを用いて圧縮されたデジタル音声信号が挙げられる。受付部２１への駆動信号Ｓの入力形態は、特に制限はなく、他のパーソナルコンピュータからの受信、記憶媒体からの読み込み、インターネット経由での受信など、任意の形態を採用できる。受付部２１は、入力された駆動信号Ｓを変換部２２に出力する。

【0030】

本実施形態では、図３に示すように、駆動信号Ｓは、音声信号Ｓａと、振動信号Ｓｂとを重畳した信号となっている。音声信号Ｓａは、例えばヒトの可聴域である２０Ｈｚ～２００００Ｈｚ程度の周波数成分を含む信号である。音声信号Ｓａは、例えば様々な事象から生じる音を収集することによって生成されたものであってもよく、パーソナルコンピュータなどを用いて人工的に編集して生成されたものであってもよい。図３の例では、音声信号Ｓａは、紙コップの中で氷片を回した場合の音をマイク等で収集することによって生成されている。

【0031】

振動信号Ｓｂは、例えば音声信号Ｓａに基づいて生成される。振動信号Ｓｂは、音声信号Ｓａの振幅が所定の閾値を超えた期間に対して設定される。図３の例では、互いに離間した期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３において、音声信号Ｓａの振幅が所定の閾値を超えており、期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のそれぞれに振動信号Ｓｂがそれぞれ割り当てられている。

【0032】

振動信号Ｓｂは、振動信号Ｓｂは、前述の可聴域のうち、所定周波数以下の周波数成分によって構成されている。所定周波数は、振動子１１を構成する圧電素子１３の出力特性を考慮し、圧電素子１３での音の出力が可能な周波数の下限に基づいて設定される。所定周波数は、例えば２００Ｈｚである。振動信号Ｓｂは、正弦波であり、所定周波数である２００Ｈｚ以下の周波数成分によって構成されている。振動信号Ｓｂは、所定周波数以下の範囲において、複数の周波数成分を有していてもよい。各期間の振動信号Ｓｂの周波数は、音声信号Ｓａの振幅が所定の閾値を超えた期間中の振幅の最大値に比例して、大きくなっていてもよい。図３の例では、期間Ｔ１，Ｔ２には、２００Ｈｚの周波数成分を有する振動信号Ｓｂが割り当てられ、期間Ｔ３には、１００Ｈｚの周波数成分を有する振動信号Ｓｂが割り当てられている。

【0033】

変換部２２は、デジタル信号である駆動信号Ｓをアナログ信号に変換する部分である。変換部２２は、受付部２１からデジタル信号である駆動信号Ｓを受け取ると、当該駆動信号Ｓを圧電素子１３での発生電圧の振幅及び周波数を表すアナログ信号に変換する。変換部２２は、アナログ信号に変換した後の駆動信号Ｓを増幅部２３に出力する。

【0034】

増幅部２３は、駆動信号Ｓの値を増幅する部分である。増幅部２３は、信号増幅器によって構成されており、変換部２２から受け取った駆動信号Ｓを所定の倍率で増幅して出力部２に出力する。

【0035】

振動子１１は、増幅部２３から受け取った駆動信号Ｓに基づいて動作する。より具体的には、振動子１１は、駆動信号Ｓのうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。本実施形態では、振動子１１は、図３に示した音声信号Ｓａのうち、２００Ｈｚより高い信号成分を音声として出力し、２００Ｈｚ以下の周波数成分で構成された振動信号Ｓｂを振動として出力する。

【0036】

上述したように、本実施形態の駆動信号Ｓは、例えば紙コップの中で氷片を回した場合の音及び振動に対する信号である。図１の例では、振動子１１は、紙コップＣの底面Ｃａに固定されている。駆動信号Ｓに基づいて振動子１１から音声及び振動の出力がなされることで、紙コップの中で氷片を回した場合の音及び振動が、あたかも紙コップＣで生じているかのように再現される。

【0037】

図４は、図１の装置による聴触覚呈示方法を示すフローチャートである。図４に示すように、この触覚呈示方法は、受付ステップＳ０１と、変換ステップＳ０２と、増幅ステップＳ０３と、出力ステップＳ０４とを含んで構成されている。

【0038】

受付ステップＳ０１は、受付部２１において駆動信号Ｓの入力を受け付けるステップである。受付ステップＳ０１では、音声信号Ｓａと、振動信号Ｓｂとを重畳したデジタル信号を駆動信号Ｓとして受付部２１に入力する。変換ステップＳ０２は、駆動信号Ｓの信号形式を変換するステップである。変換ステップＳ０２では、変換部２２においてデジタル信号である駆動信号Ｓをアナログ信号に変換し、増幅部２３に出力する。

【0039】

増幅ステップＳ０３は、駆動信号Ｓの増幅を行うステップである。増幅ステップＳ０３では、変換部２２から受け取った駆動信号Ｓを信号増幅器で所定の倍率で増幅し、出力部２に出力する。出力ステップＳ０４は、圧電素子１３を含む振動子１１によって構成された出力部２において、駆動信号Ｓに基づく出力を行うステップである。出力ステップＳ０４では、駆動信号Ｓのうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。これにより、出力部２では、音による聴覚と、振動による触覚とを組み合わせた聴触覚が提示される。

【0040】

以上説明したように、聴触覚呈示装置１及び聴触覚伝達方法では、圧電素子１３を含む振動子１１によって出力部２が構成されている。圧電素子１３は、その特性上、所定周波数より大きい信号成分については、音及び振動として出力可能であり、所定周波数以下の信号成分については振動として出力可能である一方、音としての出力が難しい。聴触覚呈示装置１及び聴触覚呈示方法では、かかる圧電素子１３の特性を利用し、駆動信号Ｓのうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。これにより、音による聴覚と、振動による触覚とを組み合わせたリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。

【0041】

本実施形態では、上記所定周波数が２００Ｈｚとなっている。圧電素子１３において、音としての出力が可能な周波数領域は、典型的には２００Ｈｚより大きい領域である。したがって、音声としての出力及び振動としての出力の境界の所定周波数を２００Ｈｚとすることで、音による聴覚と、振動による触覚とをより適切に組み合わせることができる。

【0042】

本実施形態では、駆動信号Ｓは、デジタル信号となっている。これにより、駆動信号Ｓの格納や受付部２１への入力の利便性を向上できる。また、本実施形態では、駆動信号Ｓは、音声信号Ｓａと、音声信号Ｓａの振幅が所定の閾値を超えた期間に対して設定された振動信号Ｓｂとを重畳した信号となっている。このような重畳信号を駆動信号Ｓとすることで、出力部２において、よりリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。

【0043】

本実施形態では、振動信号Ｓｂが正弦波となっている。振動信号Ｓｂが正弦波であることで、振動信号Ｓｂが矩形波や鋸波である場合と比較して、所定周波数以下の領域において、音声としての出力が振動としての出力に混合してしまうことを抑制できる。また、本実施形態では、振動信号Ｓｂが複数の周波数成分を有している。このような構成によれば、強弱を付けた振動により、よりリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。

【0044】

本実施形態では、聴触覚呈示装置１は、駆動信号Ｓを増幅して出力部２に出力する増幅部２３を備えている。これにより、出力部２において、より明確な聴触覚の呈示が可能となる。

【0045】

［第２実施形態］
図５は、本開示の第２実施形態に係る聴触覚呈示装置の構成を示す模式的な図である。図５に示すように、第２実施形態に係る聴触覚呈示装置１Ａは、駆動信号Ｓを生成し、生成した駆動信号Ｓを遠隔位置にある出力部２に伝達可能に構成されている点で、第１実施形態に係る聴触覚呈示装置１と相違している。

【0046】

具体的には、聴触覚呈示装置１Ａは、出力部２及び制御部３に加え、信号生成部５と、変換部６とを備えている。また、制御部３は、第１実施形態の変換部２２に代えて、復元部２５を有している。

【0047】

信号生成部５は、圧電素子３３を含む振動子３１によって構成されている。本実施形態では、振動子３１は、出力部２を構成する振動子１１と同一の構成を有している。すなわち、振動子３１は、振動板３２と、振動板３２の一面側に配置された圧電素子３３と、圧電素子３３に電気的に接続された配線部材３４とを含んで構成されている。振動板３２、圧電素子３３、及び配線部材３４の構成は、振動板１２、圧電素子１３、及び配線部材１４と同じであるため割愛する。

【0048】

振動子３１は、圧電素子３３に付加された押圧力に応じた発生電圧に基づく信号を駆動信号Ｓとして生成する。ここでの駆動信号Ｓは、圧電素子１３での発生電圧の振幅及び周波数を表すアナログ信号である。図５の例では、振動子３１は、紙コップＣの底面Ｃａに固定されている。この紙コップＣの中で氷片を回すと、その際に圧電素子３３に付加された押圧力に応じた発生電圧に基づく駆動信号Ｓが信号生成部５で生成される。信号生成部５は、生成された駆動信号Ｓを変換部６に出力する。

【0049】

変換部６は、信号生成部５からの信号をデジタル信号に変換する部分である。変換部６は、物理的には、制御部３と同様、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、ＣＰＵ等のプロセッサ、通信インターフェイス、ハードディスク等の格納部、ディスプレイなどを備えて構成されたコンピュータシステムである。変換部６は、信号生成部５から受け取ったアナログ信号を、例えばＭＰ３などの音声ファイルフォーマットを用いて圧縮されたデジタル音声信号に変換する。変換部６は、返還後のデジタル信号をネットワークＮを介して制御部３に送信する。

【0050】

受付部２１は、変換部６からのデジタル信号をネットワークＮを介して受信し、復元部２５に出力する。復元部２５は、ネットワークＮを介して受付部２１が受信したデジタル信号を変換前のアナログ信号に復元して増幅部２３に出力する。増幅部２３は、受け取ったアナログ信号を所定の倍率で増幅して出力部２に出力する。出力部２では、駆動信号Ｓに基づいて振動子１１から音声及び振動の出力がなされ、第１実施形態と同様に、紙コップの中で氷片を回した場合の音及び振動が、あたかも振動子１１が固定された紙コップＣで生じているかのように再現される。

【0051】

図６は、図５の装置による聴触覚呈示方法を示すフローチャートである。図６に示すように、この触覚呈示方法は、信号生成ステップＳ１１と、変換ステップＳ１２と、送信ステップＳ１３と、受付ステップＳ１４と、復元ステップＳ１５と、増幅ステップＳ１６と、出力ステップＳ１７とを含んで構成されている。

【0052】

信号生成ステップＳ１１は、圧電素子３３を含む振動子３１によって構成された信号生成部５において、発生電圧に基づく信号を駆動信号Ｓとして生成するステップである。信号生成ステップＳ１１では、振動子３１を構成する圧電素子３３において、付加される押圧力に応じた電圧を発生させ、当該発生電圧に基づくアナログ信号を駆動信号Ｓとして生成する。

【0053】

変換ステップＳ１２では、変換部６において、信号生成部５からの信号をデジタル信号に変換する。送信ステップＳ１３では、変換後のデジタル信号をネットワークＮを介して受付部２１に送信する。受付ステップＳ１４では、受付部２１において駆動信号Ｓの入力を受け付け、入力された駆動信号Ｓを復元部２５に出力する。

【0054】

復元ステップＳ１５は、デジタル信号を変換前の信号に復元するステップである。復元ステップＳ１５では、復元部２５において、ネットワークＮを介して受付部２１が受信したデジタル信号をアナログ信号に復元して増幅部２３に出力する。増幅ステップＳ１６では、増幅部２３において、復元部２５から受け取った駆動信号Ｓを信号増幅器で所定の倍率で増幅し、出力部２に出力する。出力ステップＳ１７では、圧電素子１３を含む振動子１１によって構成された出力部２において、駆動信号Ｓのうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、所定周波数以下の信号成分を振動として出力する。これにより、出力部２では、音による聴覚と、振動による触覚とを組み合わせた聴触覚が提示される。

【0055】

このような聴触覚呈示装置１Ａ及び聴触覚呈示方法においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏し、音による聴覚と、振動による触覚とを組み合わせたリアリティのある聴触覚の呈示が可能となる。本実施形態では、圧電素子３３を含む振動子３１によって構成された信号生成部５を備え、圧電素子３３に付加された押圧力に応じた発生電圧に基づく信号を駆動信号Ｓとして生成している。これにより、信号生成部５で生成された聴触覚を遠隔位置に伝達することができる。

【0056】

また、本実施形態では、信号生成部５からの信号をデジタル信号に変換し、ネットワークＮを介して受付部に送信する変換部６と、ネットワークＮを介して受付部２１が受信したデジタル信号を変換前の信号に復元して出力部２に出力する復元部２５とが設けられている。このような構成により、信号生成部５で生成された聴触覚を、ネットワークＮを介して更に遠隔位置に伝達することができる。

【0057】

本開示の要旨は、以下の［１］～［１０］に示すとおりである。
［１］駆動信号の入力を受け付ける受付部と、前記駆動信号に基づく出力を行う出力部と、を備え、前記出力部は、圧電素子を含む振動子によって構成され、前記振動子は、前記駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、前記所定周波数以下の信号成分を振動として出力する、聴触覚呈示装置。
［２］前記所定周波数は、２００Ｈｚである、［１］記載の触覚呈示装置。
［３］前記駆動信号は、デジタル信号である、［１］又は「２」記載の聴触覚呈示装置。
［４］前記駆動信号は、音声信号と、前記音声信号の振幅が所定の閾値を超えた期間に対して設定された振動信号とを重畳した信号である、［１］～［３］のいずれか記載の聴触覚呈示装置。
［５］前記振動信号は、正弦波である、［４］記載の聴触覚呈示装置。
［６］前記振動信号は、複数の周波数成分を有している、［４］又は［５］記載の聴触覚呈示装置。
［７］前記駆動信号を増幅して前記出力部に出力する増幅部を備える、［１］～［６］のいずれか記載の聴触覚呈示装置。
［８］圧電素子を含む振動子によって構成され、当該圧電素子に付加された押圧力に応じた発生電圧に基づく信号を前記駆動信号として生成する信号生成部を備える、［１］～［７］のいずれか記載の聴触覚呈示装置。
［９］前記信号生成部からの信号をデジタル信号に変換し、ネットワークを介して前記受付部に送信する変換部と、前記ネットワークを介して前記受付部が受信した前記デジタル信号を変換前の信号に復元する復元部と、を備える、［８］記載の聴触覚呈示装置。
［１０］受付部において駆動信号の入力を受け付ける受付ステップと、圧電素子を含む振動子によって構成された出力部において、前記駆動信号に基づく出力を行う出力ステップと、を備え、前記出力ステップでは、前記駆動信号のうち、所定周波数より高い信号成分を音声として出力し、前記所定周波数以下の信号成分を振動として出力する、聴触覚呈示方法。

【符号の説明】

【0058】

１，１Ａ…聴触覚呈示装置、２…出力部、５…信号生成部、６…変換部、１１…振動子、１３…圧電素子、２３…増幅部、２５…復元部、３１…振動子、３３…圧電素子、Ｓ…駆動信号、Ｓａ…音声信号、Ｓｂ…振動信号、Ｎ…ネットワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】