JPH06285015A - 位置感覚の呈示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は人間の振動・圧感覚に対する性質に
着目したもので、直接触れることができない対象物を操
作するときに、その対象物の状態を振動・圧感覚の変化
として呈示することにより、危険を回避し、より正確で
簡単な操作を可能にする位置感覚の呈示装置を提供す
る。 【構成】 直接触れることのできない対象物に対する操
作状態および動作状態を操作者の皮膚に呈示する位置感
覚の呈示装置であって、前記操作状態および動作状態を
検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号に応
じて駆動される振動子を用いて振動感覚および圧感覚の
うちの少なくともいずれか一方を前記操作者に呈示する
感覚呈示手段とを具備してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直接触れることがで
きない物を対象として操作する時に、操作状態および対
象物の状態を、振動あるいは圧感覚の位置として呈示し
ようとするもので、更に詳しくは、振動・圧感覚の連続
的な移動感や拡がり感の制御により呈示する位置感覚の
呈示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直接触れることのできない物を対象とし
て作業する装置で、操作者が操作をおこなう操作部と、
それによって対象物に直接作業をおこなう動作部とから
構成され、その対象物を間接的に取り扱う装置として、
例えば、内視鏡を用いた診断・治療が挙げられる。

【０００３】図１は、内視鏡を体内で操作する様子の概
略を模擬的に示したものである。内視鏡１ａは、体内、
例えば胃１ｃに挿入され、操作部１ｂを操作することに
より、先端部が自在に曲るような構成になっており、そ
れにより、任意の方向の診断ができる。また、図２は、
内視鏡を用いたポリープ切除手術を示す概略図である。

【０００４】すなわち、図２（ａ）に示すように、ポリ
ープ２ａにスネア（処置具）２ｂをかけて徐々に絞り、
図２（ｂ）に示すようにポリープの血流が遮断されたと
ころで、高周波を通電して切除するというものである。
ところで、このような内視鏡を用いた診断・治療には、
実際には以下のような課題がある。

【０００５】内視鏡の先端を曲げながら体内に挿入した
り、任意方向を診察しようとする時には、先端で観察さ
れる画像と内視鏡の挿入抵抗のみを頼りに挿入操作をお
こなっており、図１（ｂ）に示すように、内視鏡１ａの
先端が患者の胃１ｃの内壁を圧迫して、患者に苦痛を与
えるという課題がある。

【０００６】また、ポリープ２ａを切除する時には、操
作者にはスネア２ｂで絞る操作感覚が伝わらないため、
スネア２ｂで機械的に絞り切ってしまわないように図示
しない内視鏡画像を確認しながら、慎重に操作すること
が求められる。

【０００７】以上のように、直接触れることができない
対象物を操作する時に、操作者がその操作状態を知るこ
とができないため、慎重な観察・操作と相当の熟練が要
求される。そこで操作者に対象物に対する操作状況を呈
示すれば、より正確で、危険の少ない操作が可能とな
る。

【０００８】上述の操作状況に関する情報を呈示する方
法として、例えば対象物との接触状況を検出し、予め設
定した閾値を超えた時点で、ランプを点灯したり、ブザ
ーを鳴らす方法が考えられる。しかしながら、この方法
では接触または非接触という２値的にしか呈示できな
い。

【０００９】そこで、連続的な刺激を呈示する手段のひ
とつとして、皮膚に振動・圧感覚を呈示し、その感覚を
移動させたり、心理的拡がり感を変化させたりする方法
が有効と考えられる。

【００１０】これらを実現するための方法としては、例
えば、ある面積に敷き詰めるように振動子を並べ、振動
感覚・圧感覚を呈示したい位置あるいは範囲の振動子を
それぞれ駆動する方法が、考えられる。図３に、振動・
圧感覚の移動感を呈示する構成および説明の概略を示
す。図３（ａ）において、３ａは駆動回路、３ｂは振動
子アレイを示す。振動子アレイ３ｂのうち、任意の一つ
の振動子を選択的に駆動することにより、振動・圧感覚
の移動感が呈示できる。図３（ｂ）に、振動・圧感覚が
２点ＡＢ間を移動する様子を示す。また、図４に、振動
・圧感覚の心理的拡がり感を呈示する構成および説明の
概略を示す。図４（ａ）において、４ａは駆動回路、４
ｂは振動子アレイを示す。振動子アレイ４ａのうち、任
意の数の振動子を選択的に駆動することにより、振動・
圧感覚の移動感が呈示できる。図４（ｂ），（ｃ）に、
振動・圧感覚の拡がり感が狭い範囲から広い範囲に変化
する様子を示す。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の方法
では、以下の課題がある。 （１）構成面では振動子が大量に必要になるという課題
があり、また制御が複雑になる。 （２）機能面では、振動子が大きさを持つため、離散的
な移動感しか呈示できず、連続的な移動感の呈示が不可
能で、機能として十分とはいえない。 ところで、人間の振動・圧感覚には次に示すような性質
のあることが音響振動工学の分野で明かにされている。
第１に、皮膚上の離れた２点に、同時に振動を呈示する
時、その刺激の強度差により、振動感覚を得る位置が異
なるという性質がある。すなわち、図５において、５
ａ、５ｂを振動子とする時、振動感覚を感じる位置は以
下のようになる。 （１）刺激の強度差が０の時には、２つの振動子の中間
の位置（図５ａ）。 （２）強度差がある時には、強度が高い振動子の側に、
強度差に応じて、中間からずれた位置（図５ｂ）。 第２に、皮膚上の離れた２点に、同一強さで振動を呈示
する時、その刺激の時間差により、振動感覚を得る位置
が異なるという性質がある。すなわち、図６において、
６ａ、６ｂを振動子とする時、振動感覚を感じる位置は
以下のようになる。 （１）刺激の時間差が０の時は、２つの振動子の中間の
位置（図６ａ）。 （２）時間差がある時（１msec以下）には、刺激が先行
する振動子の側に、時間差に応じて２振動子の中間から
ずれた位置（図６ｂ）。 第３に、皮膚上のある１点に、振動を呈示する時、刺激
の周波数と、波形によって感覚の心理的拡がり感が変化
するという性質がある。すなわち、図７において、７ａ
を振動子とする時、振動・圧感覚を感じる位置および大
きさは以下のようになる。 （１）振動周波数が高くなるにつれ、狭い範囲で、強く
感じる（図７ａ、７ｂ）。 （２）同一周波数の時、正弦波よりクリックで駆動する
方が、狭い範囲で、強く感じる（図７ｂ、７ｃ）。 第４に、皮膚上の離れた２点に振動を呈示する時、２つ
の駆動信号の相互相関係数により、振動感覚を得る範囲
が異なるという性質がある。２つの駆動信号をそれぞ
れ、ｐ（ｔ）、ｑ（ｔ）とする時、相互相関係数φは、
次式で表される。

【００１２】

【数１】 図７（ｄ），（ｅ），（ｆ）において、８ａ，８ｂを振
動子とする時、振動感覚を感じる位置は以下のようにな
る。 （１）相関係数φ＝１、即ち２つの信号が等しい時は、
２振動子の中間の一点（図７ｄ）。 （２）相関係数φが０＜φ＜１の時、振動子の中点を中
心に拡がりを持つ範囲（図７ｅ）。 （３）相関係数φ＝０のとき、２振動子間全体（図８
ｆ）。

【００１３】本発明はこのような人間の振動・圧感覚に
対する性質に着目したもので、直接触れることができな
い対象物を操作するときに、その対象物の状態を振動・
圧感覚の変化として呈示することにより、危険を回避
し、より正確で簡単な操作を可能にする位置感覚の呈示
装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の位置感覚の呈示装置は、操作状態および動
作状態を検出する検出手段と、振動子を用いて、移動感
覚または圧感覚を呈示する感覚呈示手段とを備える。

【００１５】すなわち、本発明によると、直接触れるこ
とのできない対象物に対する操作状態および動作状態を
操作者の皮膚に呈示する位置感覚の呈示装置であって、
前記操作状態および動作状態を検出する検出手段と、前
記検出手段からの検出信号に応じて駆動される振動子を
用いて振動感覚および圧感覚のうちの少なくともいずれ
か一方を前記操作者に呈示する感覚呈示手段とを具備し
てなることを特徴とする位置感覚の呈示装置が提供され
る。

【００１６】

【作用】本発明の位置感覚の呈示装置においては、操作
状態および動作状態を、振動・圧感覚の変化として呈示
する。

【００１７】

【実施例】

（第１実施例）

【００１８】図９（ａ）に、本発明の第１実施例の位置
感覚の呈示装置を使用した内視鏡の構成を示す。本実施
例における内視鏡は、図示された操作部９ａと、操作部
９ａの近傍に設けられた操作量検出部９ｂと、先端の動
作部９ｃと、動作部に複数設けられた接触検出部９ｄ
と、振動呈示部９ｇと、図示されていない信号処理部９
ｅ、呈示制御部９ｆ、動作制御部９ｈとで構成されてい
る。図８は、第１実施例の全体の構成と信号の流れを説
明するものである。

【００１９】本実施例における呈示装置は、操作部９
ａ、操作量検出部９ｂ、動作部９ｃ、接触検出部９ｄ、
信号処理部９ｅ、呈示制御部９ｆ、振動呈示部９ｇ、動
作制御部９ｈとで構成されている。操作部９ａは動作制
御部９ｈを介して動作部９ｃに接続されている。さら
に、操作部９ａと動作部９ｃにはそれぞれ操作量検出部
９ｂと接触検出部９ｄが接続され、操作量と動作部の接
触状態を検出している。操作量検出部９ｂと接触検出部
９ｄは信号処理部９ｅに接続され、さらに信号処理部９
ｅは呈示制御部９ｆに接続された振動呈示部９ｇに接続
されている。操作者により操作部９ａが操作されると、
動作制御部９ｈで制御される動作部９ｃが動作する。そ
れと同時に、操作量検出部９ｂで操作量が検出され、そ
の信号は信号処理部９ｅに送られる。

【００２０】また、動作部９ｃの近傍の接触検出部９ｄ
では、複数の接触検出部９ｄのいずれかが操作により選
択すれば動作部の接触状況が検出され、その信号も信号
処理部９ｅに送られる。信号処理部９ｅでは、操作量検
出部９ｂおよび接触検出部９ｄで検出された操作量・接
触状態に応じて、振動呈示部９ｇで呈示する振動量に変
換する。呈示制御部９ｆでは、信号処理部９ｅの出力に
応じて振動呈示部９ｇで呈示する振動を制御する。振動
呈示部９ｇは、例えば図９（ｂ）に示すように、ベルト
９ｉに、二つの振動子９ｊ、９ｋが設けられ、操作者の
腕に装着されている。ボイスコイルを振動子として利用
した振動呈示部９ｇの一部を、図１０に示す。

【００２１】ベルト９ｉ上に、中心をＮ極、周りをＳ極
とした円形の磁石１０ａのＮ極とＳ極の間に、触覚伝達
部１０ｂを上部に備えた円形のコイル１０ｃにより成っ
ている。

【００２２】このようなボイスコイルは、交流電流を磁
気回路を介して機械的な振動に変換する装置であり、コ
イル１０ｃに与える電流の周波数を変化させることによ
り、触覚伝達部１０ｂにより操作者の皮膚に呈示される
振動の周波数が変化する。この場合、周波数が、人間の
振動に対する時間応答限界を超える時には、振動子の振
動は、振動感覚ではなく、圧感覚として感じられるよう
になる。次に、図１１により、以上のような構成の内視
鏡の具体的な動作と効果を説明する。図において、９
ｊ、９ｋは、振動子を示す。

【００２３】図１１では、内視鏡の先端の動作状態を示
す概略図（図１１（ａ１），（ｂ１），（ｃ１））、呈
示する振動を感じる位置（図１１（ａ２），（ｂ２），
（ｃ２））、および２つの振動子９ｊ、９ｋの駆動信号
の一例（図１１（ａ３），（ｂ３），（ｃ３））を示し
ている。

【００２４】本実施例では、内視鏡が操作されて動作部
が移動する様子を振動部位を移動させることで呈示し、
また、動作部が接触する感覚を振動の心理的拡がり感を
制御することにより呈示する。具体的には、前述の、人
間の振動・圧感覚における第１の性質と、第３（１）の
性質を用いる。

【００２５】すなわち、振動の刺激の強さを制御するこ
とにより振動・圧感覚を感じる位置を移動させ、さら
に、振動周波数を変化させることにより振動・圧感覚を
感じる範囲および強さを制御する。

【００２６】内視鏡が直線状の時について、図１１（ａ
１），（ａ２），（ａ３）を用いて説明する。信号処理
部９ｅでは、振動子９ｊ、９ｋを同一周波数・振幅の信
号で駆動されるような信号が出力され、呈示制御部９ｆ
に制御された振動呈示部９ｇの振動子の動きが制御され
る。すると、振動呈示部９ｇを装着した操作者には両振
動子の中間の位置に振動・圧感覚が感じられる。次に内
視鏡を操作して左右のいずれかの方向に曲げる時につい
て、図１１（ｂ１），（ｂ２），（ｂ３）を用いて説明
する。ここでは、右曲げについて説明するが、左右を逆
にすることにより、左曲げも同様にできる。操作者によ
り、右に曲がるよう操作部９ａが操作されると、動作制
御部９ｈに制御された動作部９ｃは右に曲がる。それと
同時に、操作量検出部９ｂで検出された操作量を表す信
号処理部９ｅに送られる。一方、動作部９ｃの近傍の接
触検出部９ｄでは、動作部９ｃが胃の内壁に接触してい
ないことが検出され、その信号も信号処理部９ｅに送ら
れる。信号処理部９ｅでは、操作量検出部９ｂで検出さ
れた操作量に応じて、左の駆動信号の振幅を減少させる
ように変換する。呈示制御部９ｆでは、信号処理部９ｅ
の出力に応じて振動呈示部９ｇで呈示する振動を制御す
る。すると、操作者には内視鏡の曲がりと同じ方向に
（本実施例では右）、振動・圧感覚が移動して感じられ
る。さらに、内視鏡の先端が胃壁にぶつかった時につい
て、図１１（ｃ１），（ｃ２），（ｃ３）を用いて説明
する。内視鏡の操作により動作部が胃壁にぶつかると、
動作部９ｃの近傍の接触検出部９ｄで、接触したことが
検出され、その信号は信号処理部９ｅに送られる。信号
処理部９ｅでは、ぶつかった側一方の振動子のみを高い
周波数で駆動する信号を、呈示制御部９ｆに出力し、振
動呈示部９ｇで振動として呈示される。すると、操作者
には狭い範囲で、強く鋭い振動・圧力が感じられるよう
になる。

【００２７】このように、振動呈示装置を用いて、振動
子を駆動する信号の強さおよび周波数を変化させて、振
動・圧感覚の移動感・拡がり感を制御することにより、
内視鏡の動作状況を操作者に呈示できるので、より正確
で簡単な操作が可能になる。 （第２実施例）本発明における第２実施例では、振動呈
示手段の振動子の駆動方法が第１実施例と異なっている
が、全体の構成は第１実施例と同じである。圧電素子を
振動子として利用した振動呈示部９ｇの一部を図１２に
示す。９ｉはベルト、１２ａは圧電素子、１２ｂは圧電
素子の振動を伝達し操作者の指先に伝達する弾性部材、
１２ｃは超音波遮断部材を示す。

【００２８】圧電素子１２ａは超音波遮断部材１２ｃを
介して操作者が、例えば、腕に装着するベルト９ｉ上に
配置され、圧電素子１２ａの振動は効率よく弾性部材１
２ｂに伝達されるよう構成されている。

【００２９】圧電素子１２ａは与えられた電位に対して
変形する性質を持つため、この変形を上下方向に伸縮す
るように配置して、弾性部材１２ｂを上下方向に変位さ
せ、皮膚に刺激を与えるようにする。圧電素子１２ａに
印加する電圧を変化させることにより、弾性部材１２ｂ
により、操作者の皮膚に呈示される振動の周波数が変化
する。次に、図１３により、以上のような構成の内視鏡
の具体的な動作と効果を説明する。図において、９ｊ、
９ｋは、振動子を示す。

【００３０】図１３では、内視鏡の先端の動作状態を示
す概略図（図１３（ａ１），（ｂ１），（ｃ１））、呈
示する振動を感じる位置（図１３（ａ２），（ｂ２），
（ｃ２））、および２つの振動子９ｊ、９ｋの駆動信号
の一例（図１３（ａ３），（ｂ３），（ｃ３））を示し
ている。

【００３１】本実施例では、内視鏡が操作されて動作部
が移動する様子を振動・圧感覚の位置を移動させること
で呈示し、また、動作部が接触する感覚を振動・圧感覚
の心理的拡がり感を制御することにより呈示する。具体
的には、前述の、人間の振動・圧感覚における第２の性
質と、第３（１）の性質を用いる。

【００３２】すなわち、２振動子を駆動する信号の時間
差を制御することにより振動を感じる位置を移動させ、
さらに、振動波形を変化させることにより振動を感じる
範囲および強さを制御する。内視鏡がまっすぐの時に
は、振動子９ｊ、９ｋは、同一周波数・振幅の正弦波
で、同時に駆動される。すると、操作者には両振動子９
ｊ、９ｋの中間の位置に振動が感じられるようになる
（図１３ａ１，ａ２，ａ３）。次に、右に曲がるよう操
作された時には、左の振動子９ｊは右の振動子９ｋよ
り、操作量に応じた時間差Δｔ遅れて、駆動される。す
ると、操作者には内視鏡の曲がりと同じ方向に（本実施
例では右）、振動感覚が移動して感じられるようになる
（図１３ｂ１，ｂ２，ｂ３）。さらに、内視鏡を右に曲
げたことにより先端が胃壁にぶつかった時については、
ぶつかった側の右の振動子９ｋのみが矩形波で駆動され
る。すると、操作者には狭い範囲で、強い振動・圧感覚
が感じられるようになる（図１３ｃ１，ｃ２，ｃ３）。

【００３３】このように、振動呈示装置を用いて、振動
子を駆動する振動の時間差および波形を変化させて、振
動・圧感覚の移動感・拡がり感を制御することにより、
内視鏡の動作状況を操作者に呈示できるので、より正確
で簡単な操作が可能になる。また、振動・圧感覚の移動
感を呈示するために、第１の実施例では振動子の駆動信
号の強度差を、第２の実施例では時間差を制御したが、
駆動信号の強度差と時間差を同時に制御することによ
り、より微妙な移動感を呈示できるようになる。

【００３４】また、第１および第２実施例では、振動子
を２つ用い、１次元での振動の移動感を呈示する手法に
ついて説明したが、複数、例えば図１４に示すように４
つの振動子を用いて、２次元平面での定位感・移動感も
呈示することも可能である。 （第３実施例）図１５（ｂ）に、本発明の第３実施例の
位置感覚の呈示装置を使用した内視鏡の構成を示す。

【００３５】本実施例における内視鏡は、図示されたス
ネア操作部１５ａと、スネア動作部１５ｃと、動作検出
部１５ｄと、振動呈示部１５ｇと、図示されていない信
号処理部１５ｅ、呈示制御部１５ｆ、動作制御部１５ｈ
とで構成されている。図１５（ａ）は、第３実施例の全
体の構成と信号の流れを説明するものである。

【００３６】本実施例における呈示装置は、操作部１５
ａ、動作部１５ｃ、動作検出部１５ｄ、信号処理部１５
ｅ、呈示制御部１５ｆ、振動呈示部１５ｇ、動作制御部
１５ｈとで構成されている。振動呈示部１５ｇは、例え
ば図１５（ｃ）に示すように、ベルト１５ｉに、振動子
１５ｊが設けられ、操作者の腕に装着されている。

【００３７】動作検出部１５ｄでは、スネアの動作、具
体的にはスネアがポリープをどのくらいの強さで絞って
いるか、高周波通電によるポリープ切除に適した状態ま
で絞られたかどうかが検出される。動作検出部１５ｄの
一例を、図１８に示す。図に示すように、シリンダ１８
ｆ、圧電素子１８ａ、部材１８ｂ・１８Ｃ、ばね１８ｄ
とで構成する。ワイヤ１８ｅは、圧電素子１８ａ、部材
１８ｂの中心に設けた穴を通り、部材１８ｃに固定され
ている。また、圧電素子１８ａと部材１８ｃとの間に
は、ストロークに余裕を持たせるための緩衝用のあそび
のばね１８ｄを設ける。ワイヤ１８ｅは、操作者の操作
により、図の矢印の方向に引かれる。次に、実際の動作
を説明する。操作者の操作により、ワイヤ１８ｅは図の
矢印の方向に引かれる。すると、シリンダ１８ｆ内の部
材１８ｃは、ワイヤ１８ｅに引かれ、ばね１８ｄを押し
縮め、圧電素子１８ａを押す。すると圧電素子１８ａに
は、圧電効果により、応力に比例した電圧が発生する。
その出力電圧をもとに、ワイヤの引かれる強さが検出さ
れる。次に、図１６により、以上のような構成の装置の
具体的な動作と効果を説明する。図において、１６ａは
ポリープ、１５ｃはスネア、１５ｄは動作検出部、１５
ｊは振動子を示す。

【００３８】図１６では、スネアの動作状態を示す概略
図（図１６（ａ１），（ｂ１），（ｃ１））、呈示する
振動を感じる範囲および強さ（図１６（ａ２），（ｂ
２），（ｃ２））、振動子１５ｊの駆動信号の一例（図
１６（ａ３），（ｂ３），（ｃ３））を示している。本
実施例では、スネアが操作されてポリープが絞られる様
子を、振動を感じる範囲と強さにより呈示する。具体的
には、前述の、人間の振動・圧感覚における第３（１）
の性質を用いる。すなわち、振動周波数を変化させるこ
とにより振動を感じる範囲および強さを制御する。

【００３９】ポリープにスネアをかけた時には、振動子
１５ｊを低い周波数の正弦波で駆動する。すると、操作
者には広い範囲に弱い振動が感じられるようになる（図
１６ａ１，ａ２，ａ３）。

【００４０】次に、スネアを絞るよう操作された時に
は、それに伴って、振動子１５ｊを駆動する信号の周波
数を高くする。すると、操作者には、徐々に振動・圧感
覚が狭い範囲に、強く（鋭く）感じられるようになる
（図１６ｂ１，ｂ２，ｂ３）。

【００４１】さらに、スネアでポリープが、切除に適す
るまで絞られたら、振動子の駆動を止め、それにより、
操作者は振動を感じなくなり、切除に適した状態までポ
リープが絞られたことがわかるようになる（図１６ｃ
１，ｃ２）。

【００４２】このように、振動呈示装置を用いて、振動
子を駆動する信号の周波数を変化させて、振動の拡がり
感、すなわち振動を感じる範囲および強さを制御するこ
とにより、スネアの動作状況を操作者に呈示できるの
で、より正確で簡単な操作が可能になる。 （第４実施例）

【００４３】本発明における第４実施例は、振動呈示部
の振動子の駆動方法が第３実施例と異なっているが、全
体としては第３実施例と同じ構成となっており、振動呈
示部１５ｇは、例えば図１５（ｄ）に示すように、ベル
ト１５ｉに、二つの振動子１５ｊ、１５ｋが設けられ、
操作者の腕に装着されている。次に、図１７により、こ
のような構成のスネアの具体的な動作と効果を説明す
る。図において、１６ａはポリープ、１５ｃはスネア、
１５ｄは動作検出部、１５ｊは振動子を示す。

【００４４】図１７では、スネアの動作状態を示す概略
図（図１７（ａ１），（ｂ１），（ｃ１））、呈示する
振動を感じる範囲（図１７（ａ２），（ｂ２），（ｃ
２））を示している。本実施例では、スネアが操作され
てポリープが絞られる様子を、振動を感じる範囲と強さ
により呈示する。具体的には、前述の、人間の振動・圧
感覚における第４の性質を用いる。すなわち、２振動子
を駆動する信号の相関係数φを制御する。ポリープにス
ネアをかけた時には、振動子１５ｊ、１５ｋを相互相関
係数φが０の信号で駆動する。すると、操作者には広い
範囲に振動・圧感覚が感じられるようになる（図１７ａ
１，ａ２）。

【００４５】次に、スネアを絞るよう操作された時に
は、それに伴って、振動子１５ｊ、１５ｋの駆動信号の
相互相関係数を高くする。すると、操作者には、徐々に
狭い範囲に振動・圧感覚が感じられるようになる（図１
７ｂ１，ｂ２）。

【００４６】さらにスネアでポリープが、切除に適する
まで絞られたら、振動子の駆動を止め、それにより、操
作者は振動を感じなくなり、切除に適した状態までポリ
ープが絞られたことがわかるようになる（図１７ｃ１，
ｃ２）。

【００４７】このように、振動呈示装置を用いて、振動
子を駆動する信号の相互相関係数を変化させて、振動・
圧感覚の拡がり感、すなわち振動・圧力を感じる範囲を
制御することにより、スネアの動作状況を操作者に呈示
できるので、より正確で簡単な操作が可能になる。

【００４８】本発明の呈示装置は、以上のような各実施
例を通して説明したように、人間の振動・圧感覚の位置
を連続的に可変出来るだけでなく、振動・圧感覚の質
（感覚の拡がり・鋭さ等）の制御という、より高次のレ
ベルの制御も可能になる。

【００４９】また、本発明の呈示装置は、皮膚に振動・
圧感覚として呈示するため、従来のようにランプの見落
とし・見間違い、うるさい環境での警告音の聞き落し等
の伝達ミスが無くなり、確実な情報の伝達を行うことう
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】従って本発明によれば、人間の振動・圧
感覚上の特性を用いることにより、簡単な構成と簡単な
制御で、振動・圧感覚の位置を連続的に呈示する装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内視鏡を体内で操作する様子の概略を模擬的に
示す図。

【図２】内視鏡を用いたポリープ切除手術を示す概略
図。

【図３】振動・圧感覚の移動感を呈示する構成および説
明の概略を示す図。

【図４】振動・圧感覚の心理的拡がり感を呈示する構成
および説明の概略を示す図。

【図５】皮膚上の離れた２点に、同時に振動を呈示する
時、その刺激の強度差により、振動感覚を得る位置が異
なることを示す図。

【図６】皮膚上の離れた２点に、同一の強さを呈示する
時、その刺激の時間差により、振動感覚を得る位置が異
なることを示す図。

【図７】皮膚上のある１点に、振動を呈示する時、刺激
の周波数と、波形によって感覚の心理的拡がり感が変化
することを示す図。

【図８】本発明の第１実施例の全体の構成と信号の流れ
を説明する図。

【図９】本発明の第１実施例の位置感覚の呈示装置を使
用した内視鏡の構成を示す図。

【図１０】ボイスコイルを振動子として利用した振動呈
示部の一部を示す図。

【図１１】第１実施例による内視鏡の具体的な動作と効
果を示す図。

【図１２】圧電素子を振動子として利用した振動呈示部
の一部を示す図。

【図１３】第２実施例による内視鏡の具体的な動作と効
果を示す図。

【図１４】２次元平面での定位感・移動感を呈示する振
動子の例を示す図。

【図１５】本発明の第３実施例による位置感覚の呈示装
置の全体の構成と信号の流れを示す図と該呈示装置を使
用した内視鏡の構成を示す図。

【図１６】第３実施例による内視鏡の具体的な動作と効
果を示す図。

【図１７】第４実施例による内視鏡の具体的な動作と効
果を示す図。

【図１８】第３実施例の動作検出部の一例を示す図。

【符号の説明】

９ａ…操作部、 ９ｂ…操作量検出部、９ｃ…
動作部、 ９ｄ…接触検出部、９ｅ…信号処理
部、 ９ｆ…呈示制御部、９ｇ…振動呈示部、
９ｈ…動作制御部、１５ａ…操作部、 １５ｃ
…スネア動作部、１５ｄ…動作検出部、 １５ｅ…信
号処理部、１５ｆ…呈示制御部、 １５ｇ…振動呈示
部、１５ｈ…動作制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直接触れることのできない対象物に対す
   る操作状態および動作状態を操作者の皮膚に呈示する位
   置感覚の呈示装置であって、 前記操作状態および動作状態を検出する検出手段と、 前記検出手段からの検出信号に応じて駆動される振動子
   を用いて振動感覚および圧感覚のうちの少なくともいず
   れか一方を前記操作者に呈示する感覚呈示手段とを具備
   してなることを特徴とする位置感覚の呈示装置。