專利名稱：觸感再現(xiàn)方法、裝置、計算機(jī)程序和記錄計算機(jī)程序的記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對人觸碰對象物從而感受到的感覺之中、特別是受到對象物表面的素材和形狀的影響而感受到的觸感進(jìn)行模擬再現(xiàn)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著近年來視聽覺技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及其基礎(chǔ)設(shè)施的拓展，影像(視覺信息)和聲音(聽覺信息)能以很高的真實(shí)感傳達(dá)至較遠(yuǎn)的地方。今后考慮實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高真實(shí)感 現(xiàn)場感的通信。為此，不僅要進(jìn)一步提高視聽覺技術(shù)，而且還預(yù)想到針對視覺、 聽覺以外的信息即觸覺、嗅覺等的傳達(dá)、再現(xiàn)技術(shù)的要求也越來越高。特別是觸覺，因?yàn)樗侨擞|碰對象物時感受到的感覺，所以是極其平常的感覺，對于給出高的現(xiàn)場感而言可以說是非常重要的感覺。人觸碰對象物時感受到的感覺中能夠分為以下的幾種感覺，分別是熱、冷等的冷熱感覺、作為壓力或應(yīng)力感知對象物的硬度或形狀的力覺、受到“松軟”、“粗糙”等對象物表面的素材或形狀的影響而感受到素材感的觸覺等。已知其中力覺和觸覺與皮膚下存在的被稱為梅斯納氏小體(Meissner corpuscle 觸覺小體)、梅克爾細(xì)胞(Merkel' s cell)、帕西尼小體O^cinian corpuscle)、魯菲尼氏末梢的4個機(jī)械性感覺器官有關(guān)(非專利文獻(xiàn) 1)。通過近年來的研究，發(fā)現(xiàn)可將皮膚與對象物接觸而產(chǎn)生的壓力或振動作為應(yīng)變能密度分布的變化來感知(非專利文獻(xiàn)2、3)。據(jù)此在多個之前的研究中得到如下結(jié)論，將促動器等用作觸感再現(xiàn)器將壓力或振動等機(jī)械性刺激傳達(dá)給皮膚表面，通過刺激上述機(jī)械性感覺器官從而能使其感知到與觸感再現(xiàn)器的素材的觸感不同的觸感。例如在專利文獻(xiàn)1中公開了如下方法，著眼于觸碰具有凹凸的對象物時該對象物的凹凸的法線方向的反作用力施加于指肚表面，通過控制呈現(xiàn)出的反作用力的方向從而模擬感知對象物表面的凹凸。也就是說，配合打算再現(xiàn)的對象物表面的凹凸信息預(yù)先求出每個微小區(qū)間的法線向量，通過力換能器產(chǎn)生與該法線向量相應(yīng)的反作用力，從而再現(xiàn)凹凸面的接觸感。這樣基于反作用力的呈現(xiàn)等力的再現(xiàn)的技術(shù)，可以說是主要進(jìn)行感知硬度或形狀等力覺的再現(xiàn)。另一方面，人打算通過觸摸對象物的素材感來進(jìn)行感受的情況下，用手指進(jìn)行“摩擦”這種動作。這是因?yàn)榭赏ㄟ^手指皮膚下的機(jī)械性感覺器官捕獲伴隨著“摩擦”產(chǎn)生的手指表面的摩擦振動將其作為觸感進(jìn)行感知。因此，在皮膚面上呈現(xiàn)振動刺激，對于觸覺的再現(xiàn)是特別有效的。作為基于這種考慮的先行研究的例子，例如在專利文獻(xiàn)2中公開了使用多個具有電磁線圈的微小促動器來呈現(xiàn)觸感的觸感呈現(xiàn)方法。微小的促動器以2mm左右的微小間隔并排地表貼于手掌。實(shí)驗(yàn)確認(rèn)通過在各個促動器中流過被適當(dāng)控制的相位不同的驅(qū)動電流，從而在表貼部位可感知多種觸感。同樣在非專利文獻(xiàn)4中公開了如下方法，以纖毛狀二維配置被稱為“ICPF促動器”的離子導(dǎo)電性高分子凝膠，并對其施加振動電壓從而在指肚面呈現(xiàn)振動刺激。在該先行的例子中，作為所施加的振動電壓采用2種頻率信號的合成波，通過心理實(shí)驗(yàn)確認(rèn)通過改變各個頻率的組合從而可感知多個接近于布料的觸感。在該例子中，只不過是實(shí)驗(yàn)性地求出了驅(qū)動觸感再現(xiàn)器的信號與觸感的關(guān)系，但對于如何來合成用于再現(xiàn)特定觸感的觸感再現(xiàn)信號依然進(jìn)行著各種研究發(fā)明。例如在專利文獻(xiàn)3中公開了一種方法，基于與對象物接觸而得到的傳感器信號并參照表格來合成觸感再現(xiàn)信號，以呈現(xiàn)對象物的觸感。表格中保存著作為決定觸覺再現(xiàn)信號的參數(shù)的波形周期、 振幅、上升·下降時間等、所再現(xiàn)的觸感中固有的參數(shù)，基于此來合成觸感再現(xiàn)信號。此外，在專利文獻(xiàn)4中，公開了事先求得多種作為基本形的觸感再現(xiàn)信號的方法。 這主要是著眼于在表面形狀類似的對象物彼此當(dāng)中由于接觸而產(chǎn)生的反作用力的振動波形是類似的這一點(diǎn)而作出的。在生成對象物的觸感再現(xiàn)信號時，決定使用哪個基本再現(xiàn)信號，并根據(jù)對象物的表面形狀等的差異來使基準(zhǔn)信號變形，然后將其作為觸感再現(xiàn)信號。在專利文獻(xiàn)5中還公開了一種方法，從由傳感器取得的力的振動波形提取并分解具有代表性的頻率、振幅的波，使其與人的觸感感知特性配合地進(jìn)行變形再合成，從而作為觸感再現(xiàn)信號。專利文獻(xiàn)1 JP特開2000-47567號公報(第8_9頁、圖8、9)專利文獻(xiàn)2 JP特開平11-150794號公報(第3-5頁、圖1)專利文獻(xiàn)3 JP特開平9-155785號公報(第3-4頁、圖1)專利文獻(xiàn)4 JP特開2001-306200號公報(第6頁、圖10)專利文獻(xiàn)5 JP特開2006-58973號公報(第9_11頁、圖11)非專利文獻(xiàn)1 巖村，“觸覺”，醫(yī)學(xué)書院，pp26-28, pp208_211，(2001)# 專禾Ij JC ^ 2 :Srinivasan Μ. Α. , Dandekar K. , "An Investigation of theMechanics of Tactile Sense Using Two-Dimensional Models of the PrimateFingertip", Trans. ASME, J. Biomech. Eng. , 118, (1996), pp48-55.非專利文獻(xiàn)3 :小林，前野，“人的指肚部分構(gòu)造與觸覺器官位置的力學(xué)關(guān)系”(第 2報，動態(tài)接觸解析方法以及接觸移動平面的手指的接觸解析結(jié)果)，機(jī)械學(xué)會論文集 64-628，C 編，(1998)，pp4798_4805.非專利文獻(xiàn)4 昆陽，田所，高森，小黑，德田，“使用高分子凝膠促動器呈現(xiàn)布料的手觸觸覺的觸感顯示器”，Vol. 6，No. 4，(2001)，pp323_328。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，能進(jìn)行觸覺再現(xiàn)的對象物受到限定，此外，所再現(xiàn)的觸感的種類被限定而不夠自然。觸覺再現(xiàn)信號的合成一般由2個大的步驟組成。也就是傳感檢測作為再現(xiàn)對象的對象物并取得素材信息的步驟1、和以傳感檢測結(jié)果為基礎(chǔ)合成再現(xiàn)信號的步驟2。圖1具體示出了用于合成觸覺再現(xiàn)信號的2個步驟1和2。在步驟2中，僅是基于實(shí)先求得的信息和步驟1中取得的與再現(xiàn)對象物相關(guān)的信息進(jìn)行再現(xiàn)信號的合成。因此，需要除此以外的信息的對象物的觸感再現(xiàn)是無法進(jìn)行的。例如在專利文獻(xiàn)3中，為了合成觸感再現(xiàn)信號，參照保存有決定觸感再現(xiàn)信號的參數(shù)的表格。采用這種方法的情況下，當(dāng)與步驟1的對象物的傳感檢測所得到的結(jié)果相符的項(xiàng)目不存在于表格中時，觸感再現(xiàn)信號將無法合成。
同樣在專利文獻(xiàn)4中，事先準(zhǔn)備作為基準(zhǔn)的觸感再現(xiàn)信號，對于并未收納于該基準(zhǔn)信號的范圍中的對象物，將無法合成觸感再現(xiàn)信號。其結(jié)果，僅能再現(xiàn)事先準(zhǔn)備的對象物的觸感，能進(jìn)行觸感再現(xiàn)的對象物受到限制。此外，對于觸覺再現(xiàn)信號的合成，大致被分為2種方法。其中一個方法是根據(jù)物理學(xué)知識、或與人的觸覺知覺特性相關(guān)的知識預(yù)先構(gòu)筑用于信號合成的模型，并基于步驟1 中所取得的對象物的信息設(shè)定參數(shù)，然后進(jìn)行信號合成。另一個方法是對從傳感器得到的時間波形信號進(jìn)行整形，來作為觸感再現(xiàn)信號。作為前者的例子，例如在專利文獻(xiàn)3中，為了以音圈電動機(jī)的振動再現(xiàn)觸感，基于對象物的傳感檢測結(jié)果決定其振動周期、振幅、上升、下降時間這些參數(shù)。但是，尚未發(fā)現(xiàn)能夠針對所有素材的組合完全描述2個素材彼此摩擦?xí)a(chǎn)生怎樣的摩擦振動的模型。此外， 對于人在感知例如“松軟感”和“粗糙感”時，是通過各觸覺器官怎樣的引爆模式組合而得到的、或者是通過皮膚表面怎樣的振動而得到的，也沒有完全掌握。其中，難以想象能夠通過基于模型進(jìn)行合成之后的觸覺再現(xiàn)信號，無法再現(xiàn)人從各種各樣的素材感受到的各種觸感。特別在專利文獻(xiàn)3中由于促動器的振動頻率為單一頻率，因此認(rèn)為所再現(xiàn)的觸感是受限的。另一方面，在對從傳感器得到的信號波形進(jìn)行整形的后者的方法中，重要點(diǎn)在于如何使通過觸感再現(xiàn)器呈現(xiàn)于皮膚表面的振動刺激與對象物和皮膚實(shí)際摩擦?xí)r產(chǎn)生的摩擦振動類似。在摩擦2個素材時，即便一個素材相同，當(dāng)另一個是不同的素材時會產(chǎn)生不同的摩擦振動，因此，傳感器與對象物的摩擦產(chǎn)生的振動和皮膚與對象物的摩擦產(chǎn)生的振動是不同的。因此，在采用后者的方法的情況下，需要將這種振動變形的變化考慮在內(nèi)的信號變形。也就是說，在專利文獻(xiàn)5中，通過安裝于手套指尖的力檢測傳感器和加速度傳感器取得時間波形信號，并配合人的觸覺靈敏度特性對其進(jìn)行加工，但是在不進(jìn)行著眼于手套的振動特性與手指彈性體的振動特性有所不同的處理的情況下，基于上述原因?qū)o法傳達(dá)有真實(shí)感的觸覺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于對接觸各種對象物時人感受到的多種多樣的觸感進(jìn)行再現(xiàn)?；诒景l(fā)明的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)具備除去部，從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即所述第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；疊加部，在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分；和再現(xiàn)部，基于疊加了所述手指肚起因的振動波形的第1觸頭起因波形呈現(xiàn)振動刺激。所述觸頭起因的振動波形可以是基于所述對象物的物理計測量以及觸頭與所述對象物之間的接觸運(yùn)動決定的，所述手指肚起因的振動波形可以是基于所述物理計測量以及所述接觸運(yùn)動決定的。所述接觸運(yùn)動可以基于所述觸頭與所述對象物的相對速度來規(guī)定。所述接觸運(yùn)動可以基于所述觸頭對所述對象物的按壓負(fù)荷來規(guī)定。所述觸頭起因的振動波形可以包含在所述觸頭與所述對象物的摩擦振動波形中。所述手指肚起因的振動波形可以基于手指肚與所述對象物的摩擦振動波形中包含的功率峰值來決定。所述觸頭起因的振動波形可以基于以觸頭觸碰多個對象物而得到的多個摩擦振動波形之中功率峰值屬于規(guī)定范圍內(nèi)的摩擦振動波形的數(shù)目來決定。所述手指肚起因的振動波形可以基于以手指肚觸碰多個對象物而得到的多個摩擦振動波形之中功率峰值屬于規(guī)定范圍內(nèi)的摩擦振動波形的數(shù)目來決定。所述第1觸頭起因波形和所述第2觸頭起因波形可以通過表示頻率和功率之間關(guān)系的功率譜表現(xiàn)，所述觸頭起因的振動波形是在所述第1觸頭起因波形的功率譜和所述第 2觸頭起因波形的功率譜中共同的波形成分。所述第1手指肚起因波形和所述第2手指肚起因波形可以通過表示頻率和功率之間關(guān)系的功率譜表現(xiàn)，所述手指肚起因的振動波形是在所述第1手指肚起因波形的功率譜和所述第2手指肚起因波形的功率譜中共同的波形成分。基于本發(fā)明的觸感再現(xiàn)方法，其包括如下步驟從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即所述第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分；和基于疊加了所述手指肚起因的振動波形的第1觸頭起因波形呈現(xiàn)振動刺激?；诒景l(fā)明的計算機(jī)程序由計算機(jī)來執(zhí)行，使計算機(jī)執(zhí)行如下步驟從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即所述第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分；和基于疊加了所述手指肚起因的振動波形的第 1觸頭起因波形呈現(xiàn)振動刺激。 基于本發(fā)明的記錄介質(zhì)可以是記錄上述計算機(jī)程序的記錄介質(zhì)。
基于本發(fā)明的其他的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)具備除去部，從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即所述第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；和疊加部，在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1 手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2 手指肚起因波形中共同的波形成分。根據(jù)本發(fā)明的觸感再現(xiàn)裝置，能夠基于觸頭觸碰對象物而得到的信息、和事先求得的與觸頭及手指肚相關(guān)的信息，合成對手指肚觸碰對象物時在手指肚產(chǎn)生的摩擦振動進(jìn)行模擬的觸感再現(xiàn)信號，因此，能夠再現(xiàn)的對象物不會被限定，能夠?qū)崿F(xiàn)自然的觸感。


圖1是具體表示用于合成觸覺再現(xiàn)信號的2個步驟1和步驟2的圖。圖2是實(shí)施方式1的觸感再現(xiàn)裝置1的框圖。圖3是表示摩擦振動取得部203的具體例的圖。圖4是表示基于由圖3的彈性體產(chǎn)生的摩擦力的振動波形的例子。圖5表示摩擦振動的功率譜的一例。圖6表示具備對應(yīng)于摩擦振動取得部203和接觸運(yùn)動取得部204的功能的XYZ三維繪圖儀501的結(jié)構(gòu)例。圖7是表示功率峰值提取的處理步驟的流程圖。圖8是表示針對同一觸頭和同一接觸運(yùn)動從多個對象物取得的摩擦振動的頻率解析結(jié)果的例子。圖9是表示對觸頭起因峰值存儲部207的存儲例子的圖。圖10(a)和(b)是表示推定手指肚的表面振動的方法的一例。圖11是表示觸碰器101的結(jié)構(gòu)例的圖。圖12是表示由觸頭起因振動除去部210進(jìn)行的功率峰值的除去處理的步驟的流程圖。圖13是表示示出了被除去的功率峰值123的功率譜的圖。圖14是表示功率譜131、被疊加的功率峰值132和功率峰值133的圖。圖15是表示實(shí)施方式2的觸感再現(xiàn)裝置2的框圖。圖16是表示觸頭起因峰值存儲部1406的存儲表格的例子。圖17是實(shí)施方式3的觸感再現(xiàn)裝置3的框圖。圖18是實(shí)施方式4的觸感再現(xiàn)裝置4的框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的在于，通過再現(xiàn)與手指肚觸摸對象物時在手指肚表面產(chǎn)生的摩擦振動相同的振動，從而再現(xiàn)觸碰任意素材時的觸感。在各實(shí)施方式的說明之前，敘述能再現(xiàn)觸感的本發(fā)明的動作原理。由于考慮到2個素材彼此摩擦產(chǎn)生的摩擦振動由彼此摩擦的2個素材M1、M2及其摩擦方式即接觸運(yùn)動mv決定，因此能夠以F(Ml，M2，mv)的形式表述。此時，將為了再現(xiàn)對象物T的觸感而以觸頭Mp進(jìn)行摩擦而得到的摩擦振動表述為Fp (T，Mp, mvl)，將應(yīng)該呈現(xiàn)在手指肚面的摩擦振動表述為Ff (T，Mf, mv2)(其中，Mf表示手指肚的素材項(xiàng))。
本發(fā)明的目的是從Fp求出Ff，但素材M1、M2與接觸運(yùn)動mv對于摩擦振動而言是非線性的，這樣將難以求解。但是，若設(shè)Fp中的接觸運(yùn)動mvl與Ff中的接觸運(yùn)動mv2相同，則關(guān)于Fp、Ff不同的僅僅是作為素材項(xiàng)之一的Mp、Mf的不同，因此，可在該條件下進(jìn)行求解。該mvl = mv2這種條件是指，以觸頭觸摸對象物時的接觸運(yùn)動與手指肚呈現(xiàn)的摩擦振動的接觸運(yùn)動是相同的。也就是說，傳達(dá)至觸碰觸感再現(xiàn)器的手指肚的觸感，與手指肚進(jìn)行和觸頭觸摸對象物時完全相同的接觸運(yùn)動時感知的觸覺相同。為了滿足該條件，優(yōu)選觸碰觸感再現(xiàn)器的手指肚停止在觸感再現(xiàn)器上。一般情況下，將身體的一部分接觸對象物主動地移動從而對觸感進(jìn)行感知的情況稱為主動觸碰，相對于此，反過來通過對象物移動從而對觸感進(jìn)行感知的情況稱為被動觸碰。本申請主要針對被動觸碰下的觸感再現(xiàn)?？紤]修正因素材項(xiàng)Mp、Mf的不同引起的摩擦針對Fp、Ff的不同的問題。將針對某一系統(tǒng)在時刻0輸入時間寬度為0、能量無限大的信號(沖擊)時的系統(tǒng)的輸出設(shè)為h(t) 的情況下，將任意的時間波形信號x(t)輸入至系統(tǒng)時的輸出y(t)，可通過下式的被稱為卷積的運(yùn)算求得。[式1]
ΛΟΟy{t) = x(t)h(t-T)dr
J — CO將其兩邊的乂⑴^⑴丄⑴各自的傅里葉變換設(shè)為X(f)、Y(f)、H(f)時，對式1 兩邊進(jìn)行傅里葉變換之后的結(jié)果如下式2所示那樣成為單純的乘積形式。[式2]Y(f) = X(f) ‘ H(f)也就是說，時間波形信號對系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系在頻率空間中能夠以乘積這種形式表述。表示系統(tǒng)特性的項(xiàng)H(f)被稱為傳遞特性。利用這種關(guān)系，設(shè)計并實(shí)際應(yīng)用了輸出以補(bǔ)償聲音的收錄環(huán)境特性為目的的特性聲音的系統(tǒng)等。這種方法的基本想法是，如果將收錄環(huán)境的傳遞特性設(shè)為H(f)、將作為目的的聲音傳遞特性設(shè)為G(f)，則將下式3中求得的傳遞特性Hr (f)與收錄聲音相乘。[式3]Hr (f) =G(f)/H(f)本申請將這種思路應(yīng)用于摩擦振動。也就是說，將對象物與觸頭的摩擦振動的頻率空間表述設(shè)為Vp (f)，其被視為假想的信號源S (f)經(jīng)過具有由對象物和觸頭決定的傳遞特性H(f)的系統(tǒng)之后的輸出。在此S(f)是假想的是指，以等效的方式由信號源與傳遞系統(tǒng)H(f)的乘積表述。這是因?yàn)槟Σ琳駝邮怯杀舜四Σ恋?個素材產(chǎn)生的，但引起摩擦振動的獨(dú)立的信號源是不存在的。該情況下，能夠以如下方式描述。[式4]Vp (f) = H(f) ‘ S(f)= Hp (f) · Hm (f) · S(f)其中，作為假想的傳遞特性的H(f)假設(shè)能夠視為觸頭與對象物各自獨(dú)立的假想的傳遞特性的乘積，將其分別設(shè)為Hp(f)、Hm(f)。由于若將信號源S(f)考慮為白色噪聲則其為常數(shù)項(xiàng)，因此如果將其與對象物的傳遞特性側(cè)相乘，則式4能夠表述為下述方式。[式5]
Vp(f) = Hp(f) · H' m(f)上述關(guān)系對于手指肚與對象物的彼此摩擦而產(chǎn)生的摩擦振動Vf (f)也同樣成立， 如下述式6所示。[式6]Vf(f) = Hf(f) · H' m(f)這樣，手指肚與對象物的彼此摩擦產(chǎn)生的振動能夠以下式求得。[式7]Vf(J) = Hf(f)· ^45" -K(f)=Hfify 1 ·ν (/)
Hp{f)也就是說，如果預(yù)先求出觸頭的假想的傳遞特性Hf (f)與手指肚的假想的傳遞特性Hp (f)，則基于觸頭觸碰之后的摩擦振動Vp (f)，可求出手指肚觸碰之后的摩擦振動 Vf (f)。接下來，對與式5和式6表示的摩擦振動相關(guān)的觸頭及手指肚的假想的傳遞特性 Hp(f)、Hf(f)的計算進(jìn)行研究。在聲音工程學(xué)中計算傳遞特性時，一般求出單位沖擊響應(yīng)等系統(tǒng)針對基準(zhǔn)信號的響應(yīng)來計算。但是，在摩擦振動中，由于不存在基準(zhǔn)信號或被稱為基準(zhǔn)素材的對象，因此不能使用上述這種一般的方法，無法求出一般解。不過，雖然對于摩擦振動產(chǎn)生的機(jī)制尚不完全清楚，但大致可列舉2個原因(基于庫倫摩擦模型的Mick-Slip運(yùn)動的發(fā)生條件式(第1報)，中野，菊池，摩擦學(xué)，Vol. 51， (2006), ppl31-1390以下記述為“非專利文獻(xiàn)5”)。其中一個原因認(rèn)為是，摩擦系數(shù)的相對速度特性表示負(fù)斜率時，摩擦特性通過作為負(fù)衰減發(fā)揮作用而產(chǎn)生，成為接近于物質(zhì)的固有振動頻率的振動。另一個原因認(rèn)為是，通過相對面的反復(fù)固著與滑動產(chǎn)生的被稱為 Stick-Slip運(yùn)動，由于靜摩擦系數(shù)與動摩擦系數(shù)的差值而產(chǎn)生。因此，這些的振動在特定頻率處具有功率峰值，且該功率峰值可認(rèn)為是出現(xiàn)在固有振動頻率等由物質(zhì)決定的頻率處。這些的功率峰值通過機(jī)械力學(xué)的模型、與素材相關(guān)的詳細(xì)的物理測量，能夠在某種程度上進(jìn)行預(yù)測，但需要包括破壞性檢查在內(nèi)的這種嚴(yán)格的測量環(huán)境。因此，作為用于再現(xiàn)觸感的對象物的測量手段，希望能再簡單一些。此外，在式 4中，假設(shè)摩擦振動的傳遞特性可分解為2種物質(zhì)固有的傳遞特性的乘積，但這僅在上述那樣規(guī)定了接觸運(yùn)動的情況下成立。對于例如非專利文獻(xiàn)5所示的Mick-Slip運(yùn)動的運(yùn)動周期，也是在決定其值的重要參數(shù)中包含有表示2物體的相對速度和垂直重量的項(xiàng)。由于這些是規(guī)定接觸運(yùn)動的參數(shù)，因此可以說接觸運(yùn)動是Hp(f)、Hf(f)的導(dǎo)出中必需的參數(shù)。另一方面，如非專利文獻(xiàn)4中的實(shí)驗(yàn)所示的那樣，僅通過單純的2個頻率的振動的合成波就能夠感受到多種的觸感。因此，就算不是求出傳遞特性Hp (f)、Hf (f)即每個頻率的功率譜從而即便不是使振動波形變形這種程度的高精細(xì)的方法，也可以僅是通過再現(xiàn)功率強(qiáng)的頻率的分布從而實(shí)現(xiàn)一定水平上的觸感再現(xiàn)。鑒于以上情況，作為基于上述傳遞特性這種思路的觸感再現(xiàn)的近似解法，設(shè)立以下的方針(1) G)。(1)為了求出Hp(f)、Hf(f)，將接觸運(yùn)動考慮在內(nèi)。(2)分別使用與各種對象物彼此摩擦而得到的多個摩擦振動Vp(f)、Vf(f)，按照統(tǒng)計方式求出Hp (f)、Hf (f)。(3)在觸感再現(xiàn)中，即便無法明確所有頻率下的功率譜， 只要再現(xiàn)具有特征的功率峰值即可。(4)為了進(jìn)一步明確功率峰值條件，也可靈活運(yùn)用能測量的物理學(xué)計測量。在本實(shí)施方式中基于上述方針，通過功率峰值的集合替代傳遞函數(shù)Hp (f)、Hf (f) 來進(jìn)行觸感再現(xiàn)。以下，參照附圖對本發(fā)明的觸感再現(xiàn)裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說明。實(shí)施方式1作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本功能的部分，在本實(shí)施方式中說明通過事先學(xué)習(xí)觸頭的摩擦振動的發(fā)生模式，從而觸碰任何的素材時的觸感都可呈現(xiàn)于人的手指肚的信號變換、摩擦振動發(fā)生方法。圖2表示本實(shí)施方式的觸感再現(xiàn)裝置1的框圖。觸感再現(xiàn)裝置1大致具有2個結(jié)構(gòu)要素。具體而言，這2個結(jié)構(gòu)要素是功率峰值學(xué)習(xí)部201和觸感再現(xiàn)實(shí)行部202。功率峰值學(xué)習(xí)部201，按照將彼此摩擦引起的摩擦振動等效地考慮成信號源與傳遞系統(tǒng)的乘積的式5、式6，通過學(xué)習(xí)求得與Hp(f)、Hf (f)對應(yīng)的參數(shù)。在此，所謂Hp(f) 是觸頭與對象物彼此摩擦?xí)r產(chǎn)生的摩擦振動之中、不依賴于對象物而是因觸頭(觸頭為起因)而表現(xiàn)出的振動成分。在本實(shí)施方式1中，用觸頭起因表現(xiàn)出的功率峰值即觸頭起因峰值來近似Hp(f)。同樣，Hf(f)是手指肚與對象物彼此摩擦產(chǎn)生的摩擦振動之中、不依賴于對象物而是因手指肚(手指肚為起因)而表現(xiàn)出的振動成分，用手指肚起因表現(xiàn)出的功率峰值即手指肚起因峰值近似該Hf (f)。此外，這里所謂的功率峰值是指，在摩擦振動功率譜中，滿足被認(rèn)為是伴隨著素材的固有振動的共振的特定條件的功率的極大點(diǎn)(參照圖8的虛線所圍的橢圓部分)。將使用學(xué)習(xí)部201求得這些參數(shù)的步驟，在以下稱為“學(xué)習(xí)步驟”。觸感再現(xiàn)實(shí)行部202根據(jù)以觸頭觸碰想要觸感再現(xiàn)的對象物時得到的摩擦振動、 功率峰值學(xué)習(xí)部201求得的觸頭以及手指肚的功率峰值信息，基于式7的思路合成并呈現(xiàn)手指肚的摩擦振動。以下，將使用觸感再現(xiàn)實(shí)行部202的處理步驟稱為“實(shí)行步驟”。功率峰值學(xué)習(xí)部201具備摩擦振動取得部203、接觸運(yùn)動取得部204、頻率解析部 205、功率峰值判別部206、觸頭起因峰值存儲部207、手指肚起因峰值存儲部208。此外，圖2中功率峰值學(xué)習(xí)部201以及觸感再現(xiàn)實(shí)行部202的一部分有所重復(fù)。 這意味著重復(fù)部分的觸頭起因峰值存儲部207和手指肚起因峰值存儲部208在物理上包含在功率峰值學(xué)習(xí)部201和觸感再現(xiàn)實(shí)行部202的任意一個當(dāng)中即可。在此，觸頭起因峰值存儲部207和手指肚起因峰值存儲部208在物理上包含在功率峰值學(xué)習(xí)部201中。此外， 觸頭起因峰值存儲部207和手指肚起因峰值存儲部208在觸感再現(xiàn)實(shí)行時，為了峰值的除去·疊加對于觸感再現(xiàn)實(shí)行部202也是需要的。以下，說明功率峰值學(xué)習(xí)部201的各構(gòu)成要素的功能，同時說明功率峰值學(xué)習(xí)部 201的學(xué)習(xí)步驟的大致處理流程。摩擦振動取得部203，通過觸碰(trace)對象物從而引起對象物與觸頭或?qū)ο笪锱c手指肚的摩擦，并輸出表示該摩擦振動的時間波形信號。此外，接觸運(yùn)動取得部204，輸出與摩擦振動取得部203中觸頭或手指肚與對象物的觸碰動作中的相對速度和按壓力相關(guān)的信號。觸碰動作或按壓動作可利用例如圖6所示的CTZ三維繪圖儀(后述)等進(jìn)行。頻率解析部205對摩擦振動取得部203的輸出進(jìn)行頻率解析從而變換為功率譜等的信息。
功率峰值判別部206按照統(tǒng)計方式處理對各種對象物進(jìn)行各式各樣接觸運(yùn)動從而取得的頻率解析部205的各輸出、和接觸運(yùn)動取得部204的輸出。然后，對不同的接觸運(yùn)動從摩擦振動的功率譜中包含的多個功率峰值提取出不依賴于對象物的功率峰值。觸頭起因峰值存儲部207將由功率峰值判別部206從觸頭與對象物的摩擦振動提取出的接觸運(yùn)動和每個對象物計測量的功率峰值信息，與接觸運(yùn)動信息、對象物計測量關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行保存。手指肚起因峰值存儲部208將功率峰值判別部206從手指肚與多個對象物的摩擦振動提取出的接觸運(yùn)動和每個對象物計測量的功率峰值信息，與接觸運(yùn)動信息和對象物計測量關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行保存。此外，觸感再現(xiàn)實(shí)行部202具備摩擦振動取得部209、接觸運(yùn)動取得部210、頻率解析部211、觸頭起因振動除去部212、手指肚起因振動疊加部213、摩擦振動合成部214、觸感再現(xiàn)器215。以下，說明觸感再現(xiàn)實(shí)行部202的各構(gòu)成要素的功能，同時說明觸感再現(xiàn)實(shí)行部 202的實(shí)行步驟的大致處理流程。摩擦振動取得部209輸出表示以觸頭觸碰作為再現(xiàn)對象的對象物從而產(chǎn)生的摩擦振動的時間波形信號。接觸運(yùn)動取得部210輸出與對象物和觸頭的觸碰動作中的相對速度及按壓力相關(guān)的信號。頻率解析部211對摩擦振動取得部209的輸出進(jìn)行頻率解析從而變換為功率譜等的信息。觸頭起因振動除去部212從頻率解析部211的功率譜信息中除去觸頭起因的功率峰值。對于在此除去的功率峰值，可基于接觸運(yùn)動取得部210的輸出對觸頭起因峰值存儲部207進(jìn)行檢索然后利用。進(jìn)而，在手指肚起因振動疊加部213中，在觸頭起因振動除去部212的輸出中疊加手指肚起因峰值。對于在此疊加的功率峰值，可基于接觸運(yùn)動取得部210的輸出對手指肚起因峰值存儲部208進(jìn)行檢測然后利用。摩擦振動合成部214將手指肚起因振動疊加部213的輸出復(fù)原為時間波形信號。觸感再現(xiàn)器215將摩擦振動合成部214的合成信號作為振動刺激呈現(xiàn)來再現(xiàn)觸感。接下來說明各部的詳細(xì)內(nèi)容。在學(xué)習(xí)步驟中，首先用特定的觸頭觸碰預(yù)先規(guī)定的多個對象物，由摩擦振動取得部203取出時間波形信號(例如電壓波形)。為了從觸頭與對象物的摩擦振動取出時間波形信號，例如考慮將PVDF(高分子壓電元件)薄膜等的壓電元件用作直接觸頭，或者將彈性體作為觸頭。然后，可在其接觸面附近貼附壓電元件，或者嵌入其內(nèi)部等來取出。圖3表示摩擦振動取得部203的具體例。彈性體AOl，摩擦對象物從而產(chǎn)生摩擦振動。由排列的多個傳感器A02、A03將該振動作為電信號取出。傳感器A02、A03例如是形變測量器。此外，圖3中還示出了后述的加速度傳感器A04。圖4表示因圖3的彈性體產(chǎn)生的摩擦力引起的振動波形的例子。如該圖所示，在以觸頭觸碰對象物的情況下，在初期階段由于靜摩擦力兩者處于緊貼的狀態(tài)。當(dāng)切線方向的拉伸力超過最大靜摩擦力時，轉(zhuǎn)移至基于動摩擦的接觸運(yùn)動狀態(tài)。本申請中所述的摩擦振動是指在動摩擦狀態(tài)下的振動。在摩擦振動取得部203中，從圖4所示的時間波形信號轉(zhuǎn)移至動摩擦狀態(tài)之后，再自動截取經(jīng)過一定時間之后的已穩(wěn)定的波形。在摩擦振動取得部203取得振動波形的同時，接觸運(yùn)動取得部204取得由于觸頭與對象物接觸而產(chǎn)生的相對運(yùn)動(接觸運(yùn)動)的信息。在此，所謂“接觸運(yùn)動的信息”是觸頭與對象物的相對速度V、觸頭對對象物的按壓力F等的規(guī)定接觸運(yùn)動的參數(shù)。
圖3所示的摩擦振動取得部203的結(jié)構(gòu)例中的加速度傳感器A04，從觸頭的運(yùn)動積分值計算觸頭的接觸速度。由此，能夠取得觸頭的運(yùn)動。加速度傳感器A04是接觸運(yùn)動取得部204的具體例。此外，傳感器A02也能夠測量對素材方向的壓力。例如，將摩擦振動中的直流成分作為按壓力F進(jìn)行輸出。如上所述，在同一觸頭與對象摩擦?xí)r如果接觸運(yùn)動變化則摩擦振動也不同。因此， 對于各種各樣的接觸運(yùn)動需要預(yù)先取得摩擦振動。特別在本申請中，為了在手指肚再現(xiàn)進(jìn)行與觸頭進(jìn)行觸碰動作相同的動作時的觸感，優(yōu)選對于人在對對象物的觸感進(jìn)行感知時一般采用的各種觸碰動作所對應(yīng)的接觸運(yùn)動，預(yù)先取得摩擦振動。此外，與觸頭的傳遞函數(shù)Hp (f)對應(yīng)的功率峰值組，優(yōu)選按照每個接觸運(yùn)動求出。也就是說，優(yōu)選按照多個對象物的每個對象物通過共同的多個接觸運(yùn)動取得摩擦振動。為此，在以觸頭觸碰對象物從而取得多個摩擦振動ν的過程中，使用XYZ三維繪圖儀等控制接觸運(yùn)動來進(jìn)行取得是有效的。例如，圖6表示具有摩擦振動取得部203和接觸運(yùn)動取得部204所對應(yīng)的功能的XYZ三維繪圖儀501的結(jié)構(gòu)例。通過使用XYZ三維繪圖儀 501，能取得摩擦振動和接觸運(yùn)動的信息。以下，說明其取得方法。XH三維繪圖儀501，以預(yù)先規(guī)定的接觸運(yùn)動使觸頭移動取得與對象物的摩擦振動。XYZ三維繪圖儀501以支撐柱502和支撐柱503的2根支撐柱保持包括觸頭在內(nèi)的傳感器部504。支撐柱502能夠通過電動機(jī)505沿著軌道508在X軸方向移動，此外能夠通過電動機(jī)507沿著軌道508在Z軸方向移動。另一方面，支撐柱503能夠通過電動機(jī)509沿著軌道510在Y軸方向移動。電動機(jī)控制部511按照來自接觸運(yùn)動控制部的控制信號對電動機(jī)505、電動機(jī) 507、電動機(jī)509的運(yùn)動進(jìn)行控制，使傳感器部504移動并產(chǎn)生與對象物513之間的摩擦振動。傳感器部504中，除了安裝有用于取得與觸頭的摩擦振動的切線力傳感器，還安裝有用于測量對對象物的按壓力的法線力傳感器。傳感器部504能夠通過這些結(jié)構(gòu)取得接觸運(yùn)動的按壓力F。此外，能夠基于電動機(jī)507控制下的往Z方向的移動量與按壓力F的關(guān)系，求得對象物的彈性率。再有，能夠基于來自接觸運(yùn)動控制部512的控制信號信息中、每單位時間的往X及 Y方向的移動量，取得觸頭與對象物的相對速度V。此外，在此所謂接觸運(yùn)動列舉了觸頭與對象物的相對速度ν和按壓力F，但使用加速度a或區(qū)別運(yùn)動方向X、Y的速度vx、xy和加速度ax、ay也是有效的。另外，在此例示了通過相同的接觸運(yùn)動來研究所有對象物的方法。但是，在接觸運(yùn)動中存在某種程度的變動的情況下，也可以采用通過實(shí)現(xiàn)構(gòu)建的模型修正摩擦振動的變動的方法。這種情況下的模型是指，與摩擦振動相關(guān)的物理模型、或根據(jù)各種對象物各式各樣的接觸運(yùn)動按照統(tǒng)計方式進(jìn)行求出對于接觸運(yùn)動或?qū)ο笪锏奈锢碛嫓y量的變化功率峰值是如何變化的模型。這樣得到的時間波形信號按照表示觸碰對象物和觸碰方式的接觸運(yùn)動的不同組合被取出多個。將由對象物j、接觸運(yùn)動種類i產(chǎn)生的摩擦振動設(shè)為v(j，i)時，得到v(l，
1).....v(m, η)。其中，m(m彡1)是對象物的數(shù)目，n(n彡1)是接觸運(yùn)動的種類的數(shù)目。
由頻率解析部205分別將這mXn個時間波形信號變換為頻率空間表現(xiàn)。這意味著例如求出信號的功率譜。因此一般情況下，以一定時間間隔對時間波形信號進(jìn)行采樣，通過FFT等方法對其進(jìn)行離散傅里葉變換。圖5表示摩擦振動的功率譜的一例。功率譜以實(shí)線表示。如該圖所示，一般情況下摩擦振動的功率譜在不同頻率其功率出現(xiàn)很大變動。但是，摩擦振動是素材的固有振動頻率等中具有功率峰值的周期性振動，此外在觸感再現(xiàn)中對特征性的功率峰值進(jìn)行再現(xiàn)是較為重要的，基于這些考慮，不必過于關(guān)心每個微小頻率的變動下的功率的變動。因此，利用在聲音的頻率解析等中使用的LPC(線性預(yù)測分析)等方法(例如，“聲響·聲音信息的數(shù)字信號處理”，鹿野，中村，伊勢，昭晃堂，PP10-16，1997)能夠求出頻譜包絡(luò)并將其作為頻率解析結(jié)果。圖5以虛線表示通過這種方法求出的頻譜包絡(luò)。如上述，將對時間波形信號進(jìn)行頻率解析之后的結(jié)果設(shè)為V(l，1).....V(m, η)。當(dāng)使用萬能符“*”表示變量的所有要素的集合時，針對m種的對象物和η種的接觸運(yùn)動所有的組合求出的頻率解析結(jié)果的集合，能夠表述為V(*，*)(在此，“*”表示任意的一個文字)。在功率峰值判別部206中進(jìn)行觸頭起因的功率峰值的提取。圖7表示功率峰值提取的處理步驟的流程圖。在不同接觸運(yùn)動的數(shù)據(jù)提取步驟 61中，首先對η種接觸運(yùn)動取出頻率解析結(jié)果V(*，*)。假設(shè)若針對第i個接觸運(yùn)動進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，則所有的V(*，i)被提取出。接下來，在不同對象物的數(shù)據(jù)提取步驟62中，從上述 V(*，i)進(jìn)一步提取與對象物j相關(guān)的輸出V(j, i)。如上所述，V(j，i)例如是圖5所示的數(shù)據(jù)。在功率峰值提取步驟63中，從V(j，i)提取局部峰值(極大點(diǎn))的頻率和功率。圖 5中提取出的局部峰值以小的虛線圓表示。一般這種局部峰值會提取多個。此時，也可以在局部峰值提取中附加條件。例如，僅提取局部峰值的功率水平或局部峰值處的共振Q值滿足規(guī)定條件的局部峰值。通過追加這種提取條件可僅提取更加顯著的峰值，能夠忽略對于觸感再現(xiàn)而言不重要或可視為噪聲的局部峰值。將這樣提取處的多個局部峰值作為功率峰值。以下式8所示那樣表述其信息。[式8]6f(k| j, i)ep(k| j, i)在此，參量(index)k是指，對于對象物j、第i個接觸運(yùn)動的從摩擦振動低的頻率起第k個功率峰值。此外，θ f表示功率峰值的頻率，θ ρ表示功率峰值的功率值。針對與同一接觸運(yùn)動i下的摩擦振動V(*，i)相關(guān)的m種對象物的全部，進(jìn)行上述這種θ的提取。 在針對得到的{ θ f}的集合的功率峰值頻率的發(fā)生概率計算步驟64中，對{ θ f}中包含的每個頻率fx，對存在滿足下式9的k的對象物j的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)。[式9]ef(k| j, i) = fx例如，如果在m種對象物之中m’個對象物中存在滿足式9的k，則功率峰值頻率 fx的發(fā)生概率為式10所示。[式10]
/
m
P(fx\i) = —
m 再有，針對滿足式9的條件的對象物j和參量k的所有組合，通過對θ ρ進(jìn)行平均，從而同時也求出下式11中求得的功率峰值的平均功率。[式11]
權(quán)利要求
1.一種觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其具備除去部，從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即所述第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；疊加部，在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分；和再現(xiàn)部，基于疊加了所述手指肚起因的振動波形的第1觸頭起因波形呈現(xiàn)振動刺激。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述觸頭起因的振動波形是基于所述對象物的物理計測量以及觸頭與所述對象物之間的接觸運(yùn)動決定的，所述手指肚起因的振動波形是基于所述物理計測量以及所述接觸運(yùn)動決定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述接觸運(yùn)動是基于所述觸頭與所述對象物的相對速度規(guī)定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述接觸運(yùn)動是基于所述觸頭對所述對象物的按壓負(fù)荷規(guī)定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述觸頭起因的振動波形是基于所述觸頭與所述對象物的摩擦振動波形中包含的功率峰值決定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述手指肚起因的振動波形是基于手指肚與所述對象物的摩擦振動波形中包含的功率峰值決定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述觸頭起因的振動波形是基于以觸頭觸碰多個對象物而得到的多個摩擦振動波形之中、功率峰值屬于規(guī)定范圍內(nèi)的摩擦振動波形的數(shù)目來決定的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述手指肚起因的振動波形是基于以手指肚觸碰多個對象物而得到的多個摩擦振動波形之中、功率峰值屬于規(guī)定范圍內(nèi)的摩擦振動波形的數(shù)目來決定的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述第1觸頭起因波形和所述第2觸頭起因波形是通過表示頻率和功率之間關(guān)系的功率譜表現(xiàn)的，所述觸頭起因的振動波形是在所述第1觸頭起因波形的功率譜和所述第2觸頭起因波形的功率譜中共同的波形成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述第1手指肚起因波形和所述第2手指肚起因波形是通過表示頻率和功率之間關(guān)系的功率譜表現(xiàn)的，所述手指肚起因的振動波形是在所述第1手指肚起因波形的功率譜和所述第2手指肚起因波形的功率譜中共同的波形成分。
11.一種觸感再現(xiàn)方法，其包括如下步驟從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即所述第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分；和基于疊加了所述手指肚起因的振動波形的第1觸頭起因波形呈現(xiàn)振動刺激。
12.—種計算機(jī)程序，由計算機(jī)來執(zhí)行，所述計算機(jī)程序使所述計算機(jī)執(zhí)行如下步驟從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即所述第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分；和基于疊加了所述手指肚起因的振動波形的第1觸頭起因波形呈現(xiàn)振動刺激。
13.—種記錄介質(zhì)，記錄權(quán)利要求12所述的計算機(jī)程序。
14.一種觸感再現(xiàn)系統(tǒng)，其具備除去部，從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在對象物與觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1觸頭起因波形、和不同于所述對象物的其他對象物與所述觸頭之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；和疊加部，在除去了所述觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與所述對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和所述手指肚與所述其他對象物之間接觸而產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觸感再現(xiàn)裝置和方法，能夠不限定再現(xiàn)對象物的情況下再現(xiàn)·呈現(xiàn)以手指肚觸碰對象物時的觸感。觸感再現(xiàn)系統(tǒng)具備除去部，從第1觸頭起因波形中除去觸頭起因的振動波形，該觸頭起因的振動波形是在通過對象物與觸頭之間接觸產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1觸頭起因波形、和通過不同于對象物的其他對象物與觸頭之間接觸產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2觸頭起因波形中共同的波形成分；疊加部，在除去了觸頭起因的振動波形之后的第1觸頭起因波形中疊加手指肚起因的振動波形，該手指肚起因的振動波形是在人的手指的手指肚與對象物之間的接觸產(chǎn)生的摩擦振動波形即第1手指肚起因波形、和手指肚與其他對象物之間的接觸產(chǎn)生的摩擦振動波形即第2手指肚起因波形中共同的波形成分；再現(xiàn)部，基于疊加了手指肚起因的振動波形的第1觸頭起因波形呈現(xiàn)振動刺激。
文檔編號G06F3/01GK102341766SQ201080009949
公開日2012年2月1日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者沖本純幸, 本村秀人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社