力覚提示装置
【課題】ユーザに直感的な力覚を提示可能な力覚提示装置を提供する。
【解決手段】力覚提示装置は、本体と、第１の可動部と、第１の駆動機構とを具備する。
上記本体は、第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む。上記第１の可動部は、上記把持部の少なくとも一部を被覆し、上記本体に対して上記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能である。上記第１の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第１の可動部を上記第２の軸方向へ変位させることで上記第１の軸及び上記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
【解決手段】力覚提示装置は、本体と、第１の可動部と、第１の駆動機構とを具備する。
上記本体は、第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む。上記第１の可動部は、上記把持部の少なくとも一部を被覆し、上記本体に対して上記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能である。上記第１の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第１の可動部を上記第２の軸方向へ変位させることで上記第１の軸及び上記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ユーザに力覚を提示する力覚提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザに対して力覚を提示することが可能な種々の装置が知られている。例えば軸の周りに傾動、回動可能な操作レバー、この操作レバーを傾動、回動させるためのモータ、障害物との距離等を検出するセンサ、モータを制御する制御部等を備えたジョイスティックが知られている。この技術では、ジョイスティックは、車椅子やクレーンに取り付けられて用いられ、ジョイスティックが障害物に近づいたことをセンサが検出したとき等に、制御部がモータの回転を制御することで、ユーザの操作する力に対する反力をユーザに付与することが可能に構成されている（特許文献１ 段落０００８，０００９，００２２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５９９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術では、ジョイスティックは、例えば車椅子やクレーンに取り付けられて用いられる接地型の装置であり、非接地型の装置ではない。非接地型の電子機器として、例えばゲーム等で用いられる空間操作型のコントローラが知られている。このようなコントローラでは、ゲームのリアリティー向上のためにゲーム中に直感的な力覚をユーザに提示することが望まれている。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ユーザに直感的な力覚を提示可能な力覚提示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一形態に係る力覚提示装置は、本体と、第１の可動部と、第１の駆動機構とを具備する。
上記本体は、第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む。
上記第１の可動部は、上記把持部の少なくとも一部を被覆し、上記本体に対して上記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能である。
上記第１の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第１の可動部を上記第２の軸方向へ変位させることで上記第１の軸及び上記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
【０００７】
上記力覚提示装置は、第１の駆動機構により、本体に対して第１の可動部を第２の軸方向へ変位させることで第３の軸回りのモーメントを把持部に発生させることができるので、把持部を把持するユーザに直感的な力覚を提示することができる。
【０００８】
上記第１の駆動機構は、上記第１の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有するようにしてもよい。これにより、第１の軸方向に離間した位置で第１の可動部に力を付与し第１の可動部を第２の軸方向へ変位させることができる。
【０００９】
上記第１の可動部は、上記第１の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、上記第１の駆動機構は、上記複数の駆動源の駆動により上記第３の軸回りに上記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有するようにしてもよい。これにより、傾動機構部により第３の軸回りに板状部材を傾動させ、第３の軸回りのモーメントを把持部に発生させることができる。
【００１０】
上記板状部材は、上記第１の軸方向に相互に離間する第１の端部と第２の端部とを有してもよい。この場合、上記傾動機構部は、第１の駆動源と、第２の駆動源と、連結部とを有する。上記第１の駆動源は、上記第１の端部を移動させることが可能である。上記第２の駆動源は、上記第２の端部を上記第１の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能である。上記連結部は、上記第１の駆動源と上記第２の駆動源との間に配置され、上記板状部材を上記第３の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する。
【００１１】
一方、上記第１の可動部は、上記第１の軸方向に長手方向を有する第１の板状部材と、上記本体を挟んで上記第１の板状部材と上記第２の軸方向に対向する第２の板状部材とを有してもよい。この場合、上記第１の駆動機構は、上記複数の駆動源の駆動により上記第３の軸回りに上記第１の板状部材及び上記第２の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む。
【００１２】
これにより、第３の軸回りに第１の板状部材及び第２の板状部材をそれぞれ傾動させ、第３の軸回りのモーメントを把持部に発生させることができるので、ユーザにより直感的な力覚を提示することができる。
【００１３】
上記第１の可動部は、上記第１の軸方向に相互に離間する第１の板状部材と第２の板状部材とを有し、上記第１の駆動機構は、直動機構部を含んでもよい。上記直動機構部は、上記複数の駆動源の駆動により上記第１の板状部材と上記第２の板状部材とを上記第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる。
【００１４】
これにより、第１の板状部材と、第２の板状部材とを第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させることができ、把持部に第３の軸周りのモーメントを発生させることができる。
【００１５】
上記第１の可動部は、上記本体を挟んで上記第１の板状部材と対向する第３の板状部材と、上記本体を挟んで上記第２の板状部材と対向する第４の板状部材とをさらに有してもよい。この場合、上記第１の駆動機構は、上記第３の板状部材を上記第１の板状部材と同一方向へ移動させ、上記第４の板状部材を上記第２の板状部材と同一方向へ移動させる。
【００１６】
これにより、第１〜第４の板状部材を用いて第３の軸周りのモーメントの大きさをより大きくすることができ、より直感的な力覚をユーザに提示することができる。
【００１７】
上記複数の駆動源は、直動式アクチュエータで構成されるようにしてもよい。これにより、直動シリンダにより第１の可動部に力を付与し、第１の可動部を変位させることができる。
【００１８】
上記複数の駆動源は、振動モータで構成されるようにしてもよい。これにより、振動モータにより第１の可動部を振動させることで、ユーザに直感的な力覚を提示することができる。
【００１９】
上記力覚提示装置は、第２の可動部と、第２の駆動機構とをさらに具備してもよい。上記第２の可動部は、上記把持部の他の一部を被覆し、上記本体に対して上記第３の軸方向へ変位可能である。
上記第２の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第２の可動部を上記第３の軸方向へ変位させることで上記第２の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
【００２０】
これにより、複数の軸周りのモーメントを把持部に発生させることができるので、ユーザにより多様な力覚を提示することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本技術によれば、ユーザに直感的な力覚を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本技術の第１の実施形態に係る力覚提示装置を用いたシステム構成を示す図である。
【図２】図１に示す力覚提示装置がユーザに把持された状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す力覚提示装置の斜視図である。
【図４】図３に示す力覚提示装置の側面図である。
【図５】図４に示す力覚提示装置の可動部の一状態を示す側面図である。
【図６】図４に示す力覚提示装置の可動部の他の状態を示す側面図である。
【図７】図４に示す力覚提示装置の一動作例を説明するフローチャートである。
【図８】本技術の第２の実施形態に係る力覚提示装置の斜視図である。
【図９】図８に示す力覚提示装置の側面図である。
【図１０】図９に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図である。
【図１１】図９に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。
【図１２】本技術の第３の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す力覚提示装置の側面図である。
【図１４】図１３に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図である。
【図１５】図１３に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。
【図１６】本技術の第４の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示す力覚提示装置の側面図である。
【図１８】図１７に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図である。
【図１９】図１７に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。
【図２０】本技術の第５の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図２１】本技術の第６の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図２２】本技術の第７の実施形態に係る力覚提示装置の把持された状態を示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す力覚提示装置の斜視図である。
【図２４】図２３に示す力覚提示装置の本体を示す斜視図である。
【図２５】図２３に示す力覚提示装置の複数の可動部を示す斜視図である。
【図２６】図２３に示す力覚提示装置の可動部の可動状態を示す側面図である。
【図２７】第１の変形例の力覚提示装置を説明するための図である。
【図２８】第２の変形例の力覚提示装置を説明するための図である。
【図２９】図２８に示す力覚提示装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本技術の第１の実施形態に係る力覚提示装置を用いたシステム構成を示す図、図２は、図１に示す力覚提示装置がユーザに把持された状態を示す斜視図である。図３は、図２に示す力覚提示装置１の斜視図、図４は、図３に示す力覚提示装置１の概略側面図であり、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。なお図３，４においてＸ，Ｙ，Ｚ軸は、互いに直交する３軸方向をそれぞれ示している。
【００２４】
本実施形態の力覚提示装置１は、例えば制御装置２と、あるいは制御装置２及び表示装置３と組み合わされることで、力覚提示システムを構成することが可能である。
【００２５】
（力覚提示装置）
力覚提示装置１は、ユーザが把持できる大きさであり（図２参照）、例えばＺ軸方向に長手方向を有する略直方体形状である。本実施形態において、力覚提示装置１は、主として、ゲームに用いられる空間操作型のコントローラとして構成されている。力覚提示装置１は、空間内でユーザが力覚提示装置１を動かしたとき、この移動に関する情報を含む操作信号を生成し、制御装置２へ送信するように構成されている。力覚提示装置１は、後述するように制御装置２から信号を受信し、この信号に応じてユーザに力覚を提示可能に構成されている。
【００２６】
力覚提示装置１は、ユーザに把持される把持部１１０Ｇを有する本体１１０と、後述する可動板１２０（第１の可動部）とを備えている。本体１１０は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略四角柱状に形成されている。本体１１０の内部には、無線通信部１０２と、電源部１０３と、位置・傾き計測部１０４と、制御部１０５と、アクチュエータアンプ１０６と、アクチュエータ駆動部１０７と、複数の駆動源としての複数のアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂ（以下、個別に説明する場合を除き、アクチュエータ１０８と総称する。）とが収容されている。
【００２７】
本体１１０は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略直方体で形成されている。制御部１０５、アクチュエータ駆動部１０７、複数のアクチュエータ１０８等は、本体１１０に対して可動板１２０をＹ軸方向へ変位させることで把持部１１０ＧにＸ軸回りのモーメントを発生させる「第１の駆動機構」を構成する。
【００２８】
無線通信部１０２は、制御装置２の無線通信部との間で双方向の通信を可能とする無線通信モジュールで構成されるが、有線通信でもよい。通信方式は特に制限されず、「ZigBee」（登録商標）、「Bluetooth」（登録商標）などの機器間通信でもよいし、インターネットを経由した通信でもよい。
【００２９】
電源部１０３は、力覚提示装置１の電源を構成し、本体１１０内部の各部へ必要な電力を供給する。電源部１０３は、典型的にはバッテリで構成される。バッテリは一次電池でもよいし、二次電池でもよい。また電源部１０３は、太陽電池で構成されてもよい。なお、有線やワイヤレス給電の場合、電源部１０３は不要である。
【００３０】
位置・傾き計測部１０４は、空間内で操作される力覚提示装置１の位置、傾き等を計測するためのセンサを含む。センサとして、典型的には、加速度センサ、角速度センサが挙げられる。位置・傾き計測部１０４は、Ｘ、Ｙ及びＺの各軸方向の本体１１０の動きを検出可能に構成されるが、その構成は特に限定されない。例えば、各方向に沿って加速度センサが配置されてもよいし、単数又は複数の角速度センサを組み合わせて構成されてもよい。その他、地磁気センサや圧力センサ等が併用されてもよい。
【００３１】
無線通信部１０２、電源部１０３、位置・傾き計測部１０４等は、本体１１０の内部ではなく、力覚提示装置１の外部装置として構成されてもよい。
【００３２】
制御部１０５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ（ＭＰＵ）を含むコンピュータで構成され、無線通信部１０２を介して例えばゲームの各種情報を取得可能に構成されている。このゲームの各種情報には、例えばユーザの操作対象（例えば野球ゲームにおけるバット、釣りゲームにおける釣竿、料理ゲームにおけるフライパン等）と、この操作対象に力を付与する物体（例えば上記各種ゲームにおけるボール、魚、具材等）との間の当たり判定の結果情報が含まれる。ここで上記当たり判定とは、画面において上記操作対象と上記物体とが接触等の所定の関係にあるかどうかの判定をいう。
【００３３】
制御部１０５は、位置・傾き計測部１０４の出力信号を取得しこの出力信号に基づいて操作信号を生成し、無線通信部１０２に出力可能に構成されている。この位置・傾き計測部１０４の出力信号には、位置・傾き計測部１０４で計測された本体１１０の加速度、角速度、これらの値を用いて演算されたユーザの操作対象の位置等の本体１１０の動きに関する情報が含まれる。この操作信号は、無線通信部１０２により制御装置２へ送信される。
【００３４】
制御部１０５は、無線通信部１０２を介して取得したゲームの各種情報（上記の当たり判定の結果情報を含む。）に基づき、アクチュエータアンプ１０６に所定の駆動信号を出力するように構成されている。
【００３５】
アクチュエータアンプ１０６は、制御部１０５から受信した駆動信号を増幅してアクチュエータ駆動部１０７に出力するように構成されている。
【００３６】
アクチュエータ駆動部１０７は、アクチュエータアンプ１０６からの駆動信号に基づいて複数のアクチュエータ１０８に駆動信号を出力する。
【００３７】
複数のアクチュエータ１０８は、アクチュエータ駆動部１０７からの駆動信号に基づいて駆動し、本体１１０に対して可動板１２０を変位させることができるように構成されている。
【００３８】
可動板１２０は、把持部１１０Ｇの一部を被覆し、本体１１０の側面１１１側に設けられている。可動板１２０は、本体１１０に対してＹ軸方向に変位可能に構成されている。
【００３９】
本実施形態において可動板１２０は、本体１１０の長手方向と同じＺ軸方向に長手方向を有する板状部材であり、連結部１２５を介して本体１１０に対して傾動可能に支持されている。連結部１２５と、複数のアクチュエータ１０８は、可動板１２０をＸ軸回りに傾動させるための「傾動機構部」を構成する。
【００４０】
連結部１２５は、可動板１２０をＸ軸に平行な軸Ｒの周りに回動可能に支持している。連結部１２５は、本体１１０に設けられた連結突部１１５と、可動板１２０に設けられた連結突部１２１とを有する。連結突部１１５は、本体１１０の側面１１１側に側面１１１から突出するように設けられ、連結突部１１５は、本体１１０の長手方向の中央に設けられている。連結突部１２１は、可動板１２０の長手方向の中央に設けられている。連結突部１２１は、可動板１２０の長手方向の両端部である第１の端部１２０Ａと第２の端部１２０Ｂとが側面１１１に近づいたり離れたりすることが可能となるように連結突部１１５に連結されている。
【００４１】
複数のアクチュエータ１０８は、本体１１０の側面１１１側に埋設されるように設けられている。複数のアクチュエータ１０８は、Ｚ軸方向に相互に離間して本体１１０の両端部に配設された２つのアクチュエータ１０８Ａ（第１の駆動源），１０８Ｂ（第２の駆動源）で構成される。一方のアクチュエータ１０８Ａは、可動板１２０の第１の端部１２０Ａを移動させ、他方のアクチュエータ１０８Ｂは、可動板１２０の第２の端部１２０Ｂを移動させる。
【００４２】
各アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂは、駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂを有する。各駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂは、本体１１０の側面１１１に直交するＹ軸方向に移動可能に設けられている。各駆動軸１１８は、図３、図４に示す初期位置に位置するときに、例えば各駆動軸１１８の先端が可動板１２０に当接するように調整されている。各駆動軸１１８が初期位置に位置しているときに、可動板１２０は筐体１０１の側面１１１に対して平行に配置されている。
【００４３】
アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂには、例えば、直動モータや直動シリンダ等の直動式アクチュエータが用いられる。各駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂの移動量は、例えばアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂに通電される電流によって制御される。各駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂの移動の方向は、例えばアクチュエータ１０８に通電される電流の向きによって制御される。なお後述するように、アクチュエータ１０８として、ボイスコイルモータ等の振動モータが用いられてもよい。
【００４４】
図５は、図４に示す力覚提示装置１の第１の可動部１２０の一状態を示す側面図、図６は、図４に示す力覚提示装置１の第１の可動部１２０の他の状態を示す側面図である。
【００４５】
制御部１０５は、複数の駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂのうち一方の駆動軸１１８ＡをＹ軸方向プラス向き（図中右方）に移動させるときは、他方の駆動軸１１８をＹ軸方向マイナス向き（図中左方）に移動させるようにアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂを駆動する。これにより、図５に示すように可動板１２０の第１の端部１２０Ａが本体１１０の側面１１１から離れ、可動板１２０の第２の端部１２０Ｂが本体１１０の側面１１１に近づくことで、可動板１２０が図５にように本体１１０の側面１１１に対して斜めに傾いた状態となる。
【００４６】
同様に、制御部１０５は、一方の駆動軸１１８ＡをＹ軸方向マイナス向きに移動させるときは、他方の駆動軸１１８ＢをＹ軸方向プラス向きに移動させるようにアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂを駆動する。これにより、図６に示すように可動板１２０第１の端部１２０Ａが本体１１０の側面１１１に近づき、可動板１２０の第２の端部１２０Ｂが本体１１０の側面１１１から離れることで、可動板１２０が図６に示すように本体１１０の側面１１１に対して斜めに傾いた状態となる。
【００４７】
（制御装置）
制御装置２は、例えば、ビデオＲＡＭと、表示制御部と、ＭＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、無線通信部とを有する。
制御装置２の無線通信部は、例えばゲームの各種の情報を含む信号を力覚提示装置１に送信可能に構成されていると共に、力覚提示装置１から送信された後述する操作信号を受信可能に構成されている。ＭＰＵは、力覚提示装置１からの操作信号を解析し、ＲＡＭ、及びＲＯＭに格納された各種設定値及びプログラムを用いて各種の演算処理を行う。演算処理の一例として、ＭＰＵは、この操作信号に基づいて、表示装置３の画面に表示されるユーザの操作対象の位置を算出（更新）する。表示制御部は、ＭＰＵの制御に応じて、主に、表示装置３の画面に表示するための画面データを生成する。画面データとしては、ポインタ、アイコン、ゲームにおけるユーザの操作対象等の画面データが含まれる。ビデオＲＡＭは、表示制御部の作業領域となり、生成された画面データを一時的に格納する。
制御装置２は、例えばゲーム機器であるが、力覚提示装置１に専用の機器であってもよいし、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の一般的な情報処理装置であってもよい。また、制御装置２は、表示装置３と一体となったコンピュータであってもよい。制御装置２による制御対象機器は、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、カーナビゲーション機器等であってもよい。
【００４８】
（表示装置）
表示装置３は、例えば制御装置２からの出力情報に基づいて画面に例えばユーザの操作対象の画像等を表示する。表示装置３は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。表示装置３は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよい。表示装置３は、画面上に３次元映像を表示することが可能な、例えば３Ｄテレビジョンで構成されてもよい。
【００４９】
（動作）
図７は、図４に示す力覚提示装置１の一動作例を説明するフローチャートである。
本動作例は、例えば種々のゲームにおけるユーザの操作対象（例えばバット、釣竿、フライパン等）と、この操作対象に力を付与する物体（例えばボール、魚、具材等、以下、当たり判定対象、という。）との間の当たり判定の結果に応じて、力覚提示装置１が可動板１２０を変位させることで、ユーザに力覚を提示する動作例について説明する。
【００５０】
ユーザは、可動板１２０の上から本体１１０の把持部１１０Ｇを把持して、表示装置３の画面に表示される映像を見ながら、力覚提示装置１を空中で操作する。制御部１０５は、位置・傾き計測部１０４から、本体１１０の動きに関する情報を取得する（ＳＴ７０１）。この動きに関する情報には、例えばユーザの操作対象の位置、力覚提示装置１の加速度、角速度等の情報が含まれている。
【００５１】
制御部１０５は、ＳＴ７０１で取得した動きに関する情報に基づき、ユーザの操作対象の最新の位置を演算し、この位置等の情報を無線通信部１０２を介して制御装置２に送信する（ＳＴ７０２）。
【００５２】
一方、制御装置２では、ＳＴ７０２で力覚提示装置１から送信された信号を受信し、ユーザの操作対象の位置を更新する。また、制御装置２では、当たり判定対象の位置を演算し更新する。そして、制御装置２は、これら２つの位置情報及び画像データを表示装置３に送信する。これにより、表示装置３の画面の所定の位置に更新されたユーザの操作対象と、更新された当たり判定対象とが表示される。制御装置２では、例えば更新されたユーザの操作対象の位置と、更新された当たり判定対象の位置とが同じであるか否かを判定し（当たり判定）、当たり判定の結果情報を力覚提示装置１に送信する。
【００５３】
制御部１０５は、無線通信部１０２を介して、制御装置２から当たり判定の結果情報等を含むゲームの各種の情報を取得する（ＳＴ７０３）。
【００５４】
制御部１０５は、ＳＴ７０３で取得した当たり判定の結果情報に基づき、制御装置２での当たり判定結果が肯定判定か否かを判定する（ＳＴ７０４）。ＳＴ７０４で否定判定のときには、処理を終了し、ＳＴ７０４で肯定判定のときには、ＳＴ７０５に進む。
【００５５】
ＳＴ７０４で当たりと判定したときには、制御部１０５は、アクチュエータアンプ１０６へ所定の駆動信号を出力する（ＳＴ７０５）。具体的には、この所定の駆動信号には、複数の駆動軸１１８の移動量、移動方向等の情報が含まれている。このとき、制御部１０５は、両方の駆動軸１１８の移動速度及び移動量が同じになると共に、移動の向きが反対になるように駆動信号を出力する。
【００５６】
アクチュエータアンプ１０６は、制御部１０５から受信したこれらの駆動信号を増幅してアクチュエータ駆動部１０７に出力する（ＳＴ７０６）。
【００５７】
アクチュエータ駆動部１０７は、アクチュエータアンプ１０６からの駆動信号に基づいて駆動信号を生成して複数のアクチュエータ１０８に出力する（ＳＴ７０７）。これにより、一方の駆動軸１１８が所定の長さＹ軸方向プラス向きに移動すると共に他方の駆動軸１１８を同じ所定の長さＹ軸方向マイナス向きに移動したり、一方の駆動軸１１８が所定の長さＹ軸方向マイナス向きに移動すると共に他方の駆動軸１１８を同じ所定の長さＹ軸方向プラス向きに移動したりする。
【００５８】
これにより、図５又は図６に示すように一方又は他方の駆動軸１１８が可動板１２０に力を付与することで、可動板１２０は、軸Ｒを中心として回動する（ＳＴ７０８）。このようにして、軸Ｒを中心とした力のモーメントが把持部１１０Ｇに発生する。
【００５９】
このように本実施形態の力覚提示装置１は、本体１１０と、本体１１０に対してＹ軸方向に変位可能に設けられた第１の可動部１２０と、第１の可動部１２０をＹ軸方向に変位させることで、Ｘ軸周りのモーメントを把持部１２０Ａに発生させる複数のアクチュエータ１０８と、複数のアクチュエータ１０８の駆動を制御する制御部１０５とを備える。力覚提示装置１は、例えばゲームにおいて、ユーザの操作対象（例えばバット）と、当たり判定対象（例えばボール）との間の当たり判定の結果に基づき、複数の駆動軸１１８を駆動し、可動板１２０の両端部の位置をＹ軸方向に変位させる。これにより、把持部１１０ＧにＸ軸回りのモーメントを発生させて、力覚提示装置１を把持するユーザに対して直感的な力覚を提示することができる。また、表示映像に準じて力覚提示装置１にモーメントを発生させることができるので、操作性の向上とより臨場感の高いインタラクションを実現することができる。
【００６０】
また、複数のアクチュエータ１０８がＺ軸方向に離間して本体１１０の長手方向の両端部に配設されている。このため、複数の駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂにより可動板１２０の第１の端部１２０Ａ、第２の端部１２０Ｂに直接的に力を付与することができるので、確実に可動板１２０を軸Ｒを回動軸としてＹ軸方向に変位させることができる。
【００６１】
ゲームにおける具体例としては、ユーザの操作対象がゲームにおけるバットやラケットであり、バットやラケットに力を付与する物体がボールである場合が挙げられる。この場合には、バットやラケットにボールがヒットしたときに（当たりの判定）、その反力に相当するモーメントが把持部１１０Ｇに発生するように可動板１２０を傾動させる。これにより、ボールを打つ瞬間のリアリティーのある力覚をユーザに提示することができる。
【００６２】
また、ゲームにおけるユーザの操作対象が釣竿であり、釣竿に力を付与する物体が魚である場合には、魚がヒットしたときに、第１の端部１２０Ａを下方へ引き込むような回転力（モーメント）を本体１１０に作用させるべく、可動板１２０の位置を変位させる。この際、対象とする魚の種類等に応じて大きさの異なるモーメントが発生するようにアクチュエータ１０８の駆動力を制御することで、ユーザに対しよりリアリティーのある力覚を提示することができる。
【００６３】
また、力覚提示装置１を各種のトレーニング用のゲームのために用いるようにしてもよい。
例えば、ドラム等の打楽器を練習するためのゲームに用いることができる。具体的には、表示装置３の表示画面にドラムの画像を表示しておき、スティックの代わりに力覚提示装置１を用いる。この場合、ゲームにおけるユーザの操作対象がスティックであり、スティックに力を付与する物体がドラムである。そして、ドラムにスティックが当たったときに（当たりの判定）、その反力に相当するモーメントが把持部１１０Ｇに発生するように可動板１２０を傾動させることで、実際のドラム演奏の練習と同様のリアリティーのある力覚をユーザに提示することができる。特に、現実のドラム等の楽器の練習においては、楽器の準備が大掛かりになるが、力覚提示装置１を用いることで、ドラムの練習を容易に行うことができる。
【００６４】
また、力覚提示装置１は、料理の練習をするためのゲームにも用いることができる。具体的には、表示装置３の表示画面に野菜等の食材と、まな板と、包丁とを表示しておき、ユーザは包丁の代わりに力覚提示装置１を用いる。ゲームにおけるユーザの操作対象が包丁であり、包丁に力を付与する物体が野菜やまな板である。この場合には、包丁に野菜やまな板が当たったときに（当たりの判定）、食材の種類やまな板の質感に応じたモーメントが把持部１１０Ｇに発生するように可動板１２０を傾動させることで、ユーザに食材を切る瞬間のリアリティーのある力覚を提示することができる。特に、現実に料理の練習においては、食材が有限であるが、力覚提示装置１を用いることで、何回でも反復してリアリティーのある練習することができる。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
図８は、本技術の第２の実施形態に係る力覚提示装置の斜視図、図９は、図８に示す力覚提示装置の側面図であり、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。なお、本実施形態では、上記実施形態に比べて、複数のアクチュエータの配設位置及び可動部の構成が異なるので、同一の構成要素等には同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
【００６６】
本実施形態の力覚提示装置２００は、第１の実施形態の本体１１０と同様に構成された本体２１０を有する。本体２１０には複数のアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂと制御部２０５等が設けられている。制御部２０５は、制御部１０５と同様の構成を有し、複数のアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂの駆動を制御する。アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂの駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂの先端には、それぞれ第１の可動板２２０Ａ、第２の可動板２２０Ｂが接続されている。第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂは、ともに板状形状を有した板状部材（第１の可動部）であり、本体２１０の把持部２１０Ｇの一部を被覆する。第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂは、本体２１０の長手方向（図９のＺ軸方向）に離間して、本体２１０の側面２１１に平行になるように配設されている。
【００６７】
図１０は、図９に示す力覚提示装置２００の一状態を示す側面図、図１１は、図９に示す力覚提示装置２００の他の状態を示す側面図である。
制御部２０５は、アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂの駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂを相互に逆方へ移動させる（直線機構部）。すなわち制御部２０５は、図１０に示すように駆動軸１１８ＡをＹ軸方向プラス向きに移動させるときには駆動軸１１８ＢをＹ軸方向マイナス向きに移動させ、図１１に示すように駆動軸１１８ＡをＹ軸方向マイナス向きに移動させるときには駆動軸１１８ＢをＹ軸方向プラス向きに移動させる。これにより第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂは相互に逆方向へ移動し、Ｘ軸回りに時計方向あるいは反時計方向へのモーメントを把持部２１０Ｇに発生させる。
【００６８】
本実施形態によれば、上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるので、本体２１０の操作に応じた所定の力覚をユーザに提示することができる。
【００６９】
本実施形態の力覚提示装置２００において、第１の可動板２２０Ａのみ、あるいは第２の可動板２２０ＢのみがＹ軸方向へ移動するように構成されてもよい。これにより、ユーザに局所的に力を付与することができる。また、このとき、力覚提示装置２００の把持部２１０Ｇに力のモーメントを発生させることができる。
【００７０】
＜第３の実施形態＞
図１２は、本技術の第３の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図、図１３は、図１２に示す力覚提示装置の側面図、図１４は、図１３に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図、図１５は、図１３に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。各図において、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。
【００７１】
本実施形態の力覚提示装置３００は、本体３１０を挟んでＹ軸方向に相互に対向した配置された第１の可動板１２０と第２の可動板３２０とを有する。力覚提示装置３００は、第２の可動板３２０に動力を伝達可能な複数のアクチュエータ３０８と、アクチュエータ１０８，３０８の駆動を制御する制御部３０５とを備えている。制御部３０５は、制御部１０５と同様の構成を有し、上記以外の構成は上記第１の実施形態と同様に構成されているので、同一の部材等には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
第２の可動板３２０は、Ｚ軸方向に長手方向を有する板状部材であり、長手方向の両端部の位置が本体３１０の側面１１１側とは反対側の側面３１１に対して変位可能となるように本体３１０の側面３１１側に設けられている。第２の可動板３２０は、本体３１０に対して軸Ｒ’の回りに回動可能に連結部３５０で連結されている。複数のアクチュエータ３０８は第２の可動板３２０の両端部をＹ軸方向に押動可能に本体３１０にそれぞれ配置され、それらの駆動は制御部３０５によって制御される。
【００７３】
図１４は、図１３に示す力覚提示装置３００の一状態を示す側面図、図１５は、図１３に示す力覚提示装置３００の他の状態を示す側面図である。
制御部３０５は、第１の可動板１２０を駆動する２つのアクチュエータ１０８の駆動軸１１８を相互に逆方向へ移動させ、第２の可動板３２０を駆動する２つのアクチュエータ３０８の駆動軸３１８を相互に逆方向へ移動させる。また制御部３０５は、アクチュエータ１０８，３０８の駆動軸１１８，３１８を相互に逆方向へ移動させる。
【００７４】
すなわち制御部３０５は、図１４に示すように第１の可動板１２０を軸Ｒの回りに時計方向へ傾動させるときには、第２の可動板３２０をも軸Ｒ’の回りに時計方向へ傾動させるようにアクチュエータ１０８，３０８を駆動する。一方、制御部３０５は、図１５に示すように第１の可動板１２０を軸Ｒの回りに反時計方向へ傾動させるときには、第２の可動板３２０をも軸Ｒ’の回りに反時計方向へ傾動させるようにアクチュエータ１０８，３０８を駆動する。これによりＸ軸回りに時計方向あるいは反時計方向へのモーメントを本体３１０の把持部３１０Ｇに発生させることが可能となる。
【００７５】
以上のように構成される本実施形態の力覚提示装置３００によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるので、本体３１０の操作に応じた所定の力覚をユーザに提示することができる。本実施形態によれば、本体３１０を挟むように２つの可動板１２０，３２０がそれぞれ配置されているため、ユーザによって把持される領域をこれら可動板で占める領域が大きくなる。これによりユーザへ的確に所望の力覚を提示することが可能となる。
【００７６】
＜第４の実施形態＞
図１６は、本技術の第４の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図、図１７は、図１６に示す力覚提示装置の側面図、図１８は、図１７に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図、図１９は、図１７に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。なお、本実施形態では、第２の実施形態と同様に構成されているので、同一の部材等には同一の符号を付し、説明を省略する。また各図において、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。
【００７７】
力覚提示装置４００は、本体４１０を挟んで第１の可動板２２０ＡとＹ軸方向に対向する第３の可動板４２０Ａと、本体４１０を挟んで第２の可動板２２０ＢとＹ軸方向に対向する第４の可動板４２０Ｂとを有する。力覚提示装置４００は、第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂに動力を伝達可能な複数のアクチュエータ１０８のほか、第３，第４の可動板４２０Ａ，４２０Ｂに動力を伝達可能な複数のアクチュエータ４０８と、アクチュエータ１０８，４０８の駆動を制御する制御部４０５とを備えている。制御部４０５は、制御部１０５と同様の構成を有し、上記以外の構成は上記第１の実施形態と同様に構成されている。
【００７８】
第３の可動板４２０Ａと第４の可動板４２０Ｂは、Ｚ軸方向に相互に離間するように本体４１０の側面４１１にそれぞれ配置された板状部材で構成される。本体４１０には、これら第３，第４の可動板４２０Ａ，４２０Ｂにそれぞれ連結された駆動軸４１８をそれぞれ有する複数のアクチュエータ４０８が設けられている。
【００７９】
制御部４０５は、第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂを駆動する２つのアクチュエータ１０８の駆動軸１１８を相互に逆方向へ移動させ、第３，第４の可動板４２０Ａ，４２０Ｂを駆動する２つのアクチュエータ４０８の駆動軸４１８を相互に逆方向へ移動させる。また制御部４０５は、第３の可動板４２０Ａを駆動するアクチュエータ４０８の駆動軸４１８を第１の可動板２２０Ａを駆動するアクチュエータ１０８の駆動軸１１８と同一方向へ移動させ、第４の可動板４２０Ｂを駆動するアクチュエータ４０８の駆動軸４１８を第２の可動板２２０Ｂを駆動するアクチュエータ１０８の駆動軸１１８と同一方向へ移動させる。
【００８０】
以上のように構成される本実施形態の力覚提示装置４００によれば、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができるので、本体４１０の操作に応じた所定の力覚をユーザに提示することができる。本実施形態によれば、本体４１０を挟むように４つの可動板２２０Ａ，２２０Ｂ，４２０Ａ，４２０Ｂがそれぞれ配置されているため、ユーザによって把持される領域をこれら可動板で占める領域が大きくなる。これによりユーザへ的確に所望の力覚を提示することが可能となる。
【００８１】
＜第５の実施形態＞
図２０は、本技術の第５の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
本実施形態の力覚提示装置５００は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略四角柱状の本体５１０を有する。本体５１０の相対向する一方の２つの側面１１１、側面３１１と、相対向する他方の２つの側面５１１，５１２とを有する。側面１１１，３１１には第１の可動板１２０，３２０（第１の可動部）がそれぞれ取り付けられ、側面５１１，５１２には第２の可動板５２０，５３０（第２の可動部）がそれぞれ取り付けられている。各可動板は、本体５１０の把持部を全周にわたって被覆し、各可動板の略中央部がユーザにより把持される把持部５１０Ｇを形成する。
【００８２】
可動板１２０，３２０，５２０，５３０はそれぞれほぼ同一の構成を有しており、Ｚ軸方向に長手方向を有する長方形状に形成されている。各々の可動板１２０，３２０，５２０，５３０は、第１及び第３の実施形態で説明した可動板と同様に構成されており、長手方向の略中央部において図示しない連結部を介して本体５１０に対して傾動可能に取り付けられている。この例では、第１の可動板１２０，３２０は、本体４１０に対してＸ軸のまわりに傾動し、第２の可動板５２０，５３０は、本体４１０に対してＹ軸のまわりに傾動するように構成される。
【００８３】
本体５１０の内部には、各可動板を上述のように傾動させる図示しない複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータの駆動を制御する図示しない制御部が設けられている。複数のアクチュエータは、例えば、本体５１０の４側面の各端部に計８個設けられている。上記制御部は、制御装置２（図１）から送信される制御信号に基づいて複数のアクチュエータのうち任意のアクチュエータを駆動する。例えば、力覚提示装置５００に対してＸ軸回りのモーメントを発生させる場合には、上述の第３の実施形態と同様に第１の可動板１２０，３２０を所定の向きへ傾動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。一方、力覚提示装置５００に対してＹ軸回りのモーメントを発生させる場合には、第２の可動板５２０，５３０を所定の向きへ傾動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。
【００８４】
以上のように、本実施形態の力覚提示装置５００によれば、相互に直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）のまわりに所定の大きさのモーメントを発生させることができ、より高機能で複合的な操作感をユーザへ提供することが可能となる。
【００８５】
また本実施形態によれば、本体５１０の全周囲が可動板１２０，３２０，５２０，５３０で被覆されているため、ユーザに把持される力覚提示装置５００の姿勢に大きく依存せず、所望の向きのモーメントをユーザへ提示することが可能となる。
【００８６】
＜第６の実施形態＞
図２１は、本技術の第６の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
本実施形態の力覚提示装置６００は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略四角柱状の本体６１０を有する。本体６１０の相対向する一方の２つの側面２１１、側面４１１と、相対向する他方の２つの側面６１１，６１２とを有する。側面２１１，４１１には第１の可動板２２０，２３０，４２０，４３０（第１の可動部）がそれぞれ取り付けられ、側面６１１，６１２には第２の可動板６２０，６３０，６４０，６５０（第２の可動部）がそれぞれ取り付けられている。各可動板は、本体６１０の把持部を全周にわたって被覆し、各可動板の略中央部がユーザにより把持される把持部６１０Ｇを形成する。
【００８７】
可動板２２０，２３０，４２０，４３０，６２０，６３０，６４０，６５０はそれぞれほぼ同一の構成を有しており、Ｚ軸方向に長手方向を有する長方形状に形成されている。各々の可動板は、第２及び第４の実施形態で説明した可動板と同様に構成されており、Ｙ軸方向あるいはＸ軸方向にそれぞれ移動可能に本体６１０に取り付けられている。この例では、第１の可動板２２０，２３０，４２０，４３０は、本体６１０に対してＹ軸方向に移動可能であり、第２の可動板６２０，６３０，６４０，６５０は、本体６１０に対してＸ軸方向に移動可能に構成される。
【００８８】
本体６１０の内部には、各可動板を上述のように移動させる図示しない複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータの駆動を制御する図示しない制御部が設けられている。複数のアクチュエータは、例えば、本体６１０の４側面の所定位置に計８個設けられている。上記制御部は、制御装置２（図１）から送信される制御信号に基づいて複数のアクチュエータのうち任意のアクチュエータを駆動する。例えば、力覚提示装置６００に対してＸ軸回りのモーメントを発生させる場合には、上述の第４の実施形態と同様に第１の可動板２２０，２３０，４２０，４３０を所定の向きへ移動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。一方、力覚提示装置６００に対してＹ軸回りのモーメントを発生させる場合には、第２の可動板６２０，６３０，６４０，６５０を所定の向きへ移動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。
【００８９】
以上のように、本実施形態の力覚提示装置６００によれば、相互に直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）のまわりに所定の大きさのモーメントを発生させることができ、より高機能で複合的な操作感をユーザへ提供することが可能となる。
【００９０】
また本実施形態によれば、本体６１０の全周囲が可動板２２０，２３０，４２０，４３０，６２０，６３０，６４０，６５０で被覆されているため、ユーザに把持される力覚提示装置６００の姿勢に大きく依存せず、所望の向きのモーメントをユーザへ提示することが可能となる。
【００９１】
＜第７の実施形態＞
図２２は、本技術の第７の実施形態に係る力覚提示装置の把持された状態を示す斜視図である。図２３は、図２２に示す力覚提示装置の斜視図である。本実施形態では、上記第５の実施形態に比べて、本体の形状及び複数の可動部の形状が異なるので、同一の部材等には同一の符号を付しその説明を省略し，異なる箇所を中心に説明する。
【００９２】
本実施形態の力覚提示装置７００は、Ｚ軸方向に長手方向を有していると共に、ユーザが把持可能な略円柱形状を有している。
【００９３】
本実施形態の力覚提示装置７００は、円柱形状の本体７１０と、本体７１０に対して変位可能に設けられた第１の可動板７２０、第２の可動板７３０、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０とを有する。これらの可動板は、Ｚ軸方向に長手方向を有し、本体７１０と同心的な円弧状に形成されている。
【００９４】
図２４は、図２３に示す力覚提示装置７００の本体７１０を示す斜視図である。
本体７１０の側周面７１１には、本体７１０を挟んでＹ軸方向に対向する複数のアクチュエータ７０８，７２８と、本体７１０を挟んでＸ軸方向に対向する複数のアクチュエータ７４８，７６８とをそれぞれ有する。アクチュエータ７０８は、Ｚ軸方向に離間してそれぞれ一対配置され、第１の可動板７２０に連結される。同様に、アクチュエータ７２８，７４８，７６８はＺ軸方向に離間してそれぞれ一対ずつ配置され、第２の可動板７３０、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０にそれぞれ連結される。各可動板７２０，７３０，７４０，７５０は、本体７１０に対して図示しない連結部を介して傾動可能に支持される。
【００９５】
図２５は、図２３に示す力覚提示装置７００の第１〜第４の可動板７２０，７３０，７４０，７５０を示す斜視図、図２６（Ａ），（Ｂ）は、図２３に示す力覚提示装置７００の第１の可動板７２０及び第２の可動板７３０の可動状態を示す側面図である。なお、図２６では、第３の可動部７４０の図示を省略した。
【００９６】
第１の可動板７２０及び第２の可動板７３０は、第３の実施形態と同様に、Ｘ軸回りに同一方向へ傾動することで、Ｘ軸を中心とする所定のモーメントを発生させる。一方、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０は、Ｙ軸回りに同一方向へ傾動することで、Ｙ軸を中心とする所定のモーメントを発生させる。これにより第５の実施形態と同様の作用が得られ、Ｘ軸及びＹ軸の２軸回りのモーメントをユーザへ提示することができる。
【００９７】
本実施形態の力覚提示装置７００は略円柱形状を有しているため、ユーザにとって把持しやすく、例えばバットやラケット、釣竿等を握ったときの感覚を提示することができる。さらに、上記複数のアクチュエータの駆動力を適宜の大きさに調整することで、操作時において把持部に硬質性や柔軟性を付与することも可能となる。
【００９８】
＜第１の変形例＞
図２７は、当該実施形態の第１の変形例の力覚提示装置を説明するための図である。なお、図２７では、説明を分かり易くするために第１の可動板７２０、第２の可動板７３０、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０の図示を省略した。
【００９９】
本変形例では、上記第７の実施形態に比べて、複数のアクチュエータ７０８、７２８、７４８、７６８は、本体７１０の側周面７１１上において本体７１０の長手方向及びこの長手方向に直交する方向（図２７に示す矢印方向）に、電気的に又は手動で移動可能に設けられている。
【０１００】
このような構成によれば、複数のアクチュエータ７０８、７２８、７４８、７６８の位置を本体７１０の長手方向の中央位置に近づける方向Ｄ１に移動させると、アクチュエータが同一のストロークで駆動される場合、可動板７２０，７３０，７４０，７５０の変位量を大きくすることができる。つまり、各可動部の傾きをより大きくすることができる。一方、上記アクチュエータの位置を本体７１０の両端に近づける方向Ｄ２に移動させると、各稼動板の変位量を小さくできる。また、上記アクチュエータの位置を側周面７１１に沿う方向Ｄ３又は方向Ｄ４へ移動させることで、Ｚ軸回りのモーメントを発生させるようにしてもよい。このように、同一のアクチュエータで、異なる大きさのモーメントを発生させることが可能となり、多様な力覚をユーザに提示することができる。
【０１０１】
＜第２の変形例＞
図２８は、当該実施形態の第２の変形例の力覚提示装置を説明するための図、図２９は、図２８に示す力覚提示装置を説明するための図である。なお、図２８においては、本体７１０と、第３の可動部７４０とを連結する連結部７７０を除く構成については、上記第１の変形例と同様であるので、図示を省略した。
【０１０２】
図２８、図２９では、連結部７７０を模式的に示したが、連結部７７０は、上記実施形態と同様に、本体７１０に設けられた連結突部と、可動板７４０に設けられた連結突部とがＹ軸に平行な同一の軸を回動軸として連結されている。本変形例では、連結部７７０の位置は、本体７１０の側周面７１１上において本体７１０の長手方向及びこの長手方向に直交する方向（図２８に示す矢印方向）に、電気的に又は手動で移動可能に構成されている。
【０１０３】
具体的には、図２９に示すように、連結部７７０の位置が本体７１０の長手方向（Ｚ軸方向）の中央に位置しているときには、アクチュエータ７４８の駆動軸のうち一方の駆動軸が所定の長さ伸び、他方の駆動軸が所定の長さ縮む（図２７参照）。このとき、連結部７７０の軸の周りの力のモーメントの大きさは、可動板７４０の両端部で同じ大きさとなる。これに対して、連結部７７０の位置が本体７１０の長手方向（Ｚ軸方向）の中央から一方に（図２９では下方に）ずらされているときには、例えば一方のアクチュエータ７４８の位置を長手方向下方にずらし当該アクチュエータ７４８の駆動軸が可動板７４０に力を付与することができるようにしてもよい。
【０１０４】
このような構成によれば、連結部７７０の位置を調整することで、上記変形例に用いられたアクチュエータ７４８と同じアクチュエータ７４８を用いて、可動板７４０の変位量の最大値を調整することができる。つまり、可動板７４０の変位によりユーザに提示可能な力のモーメントの最大値を調整することができる。
【０１０５】
なお、本変形例では、本体７１０と、第３の可動板７４０とを連結する連結部７７０について説明したが、本体７１０と、第１の可動板７２０、第２の可動板７３０、第４の可動板７５０とを連結する連結部についても同様に移動可能に構成することができる。
【０１０６】
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態及び上記変形例にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１０７】
上記各実施形態及び上記各変形例では、各可動板を所定の長さＹ軸方向あるいはＸ軸方向へ移動させることで本体に対して所定のモーメントを発生させる例を示したが、これに限定されない。例えば、所定の周波数、振幅で各可動板を振動させることで、本体に対して所定のモーメントを発生させるようにしてもよい。これにより、ゲームの場面によっては、よりリアリティーのある力覚をユーザに提示することができる。例えばバットにボールが当たった瞬間や釣竿に魚がヒットした瞬間等には効果的である。
【０１０８】
上記各実施形態及び上記各変形例では、制御装置２側で当たり判定を行い、力覚提示装置１側ではこの判定結果に基づいて処理を分岐する例を示したが、これに限定されない。例えば力覚提示装置１が、ユーザの操作対象の位置情報と、当たり判定対象の位置情報を制御装置２から取得し、位置・傾き計測部１０４により検出した本体１１０の動きの情報を基に最新の操作対象の位置を演算し、このユーザの操作対象の位置情報と当たり判定対象の位置情報と比較することで、力覚提示装置１側で当たり判定を行うようにしてもよい。
【０１０９】
上記各実施形態及び上記各変形例では、力覚提示装置１でユーザの操作対象の位置を演算する例を示した。しかし、これに限定されず、例えば力覚提示装置で位置・傾き計測部１０４により検出した力覚提示装置の動きの情報を用いてユーザの操作対象の位置を演算せずに、位置・傾き計測部１０４により検出した力覚提示装置の動きの情報を制御装置２側に送信して、制御装置２側で力覚提示装置の動きの情報を用いてユーザの操作対象の位置を演算するようにしてもよい。このようにすることで、力覚提示装置の制御部の負荷を低減することができる。
【０１１０】
上記第１〜第６の実施の形態では、第１の可動板１２０等が板状部材である例を示した。しかし、第１の可動部１２０等の形状はこれに限定されない。例えばユーザがこれらの可動部を把持し易すくするために、これらの可動部の形状をユーザの手にフィットするような形状にしてもよい。
【０１１１】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む本体と、
前記把持部の少なくとも一部を被覆し、前記本体に対して前記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能な第１の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第１の可動部を前記第２の軸方向へ変位させることで前記第１の軸及び前記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第１の駆動機構と
を具備する力覚提示装置。
（２）上記（１）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の駆動機構は、前記第１の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有する
力覚提示装置。
（３）上記（２）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有する
力覚提示装置。
（４）上記（３）に記載の力覚提示装置であって、
前記板状部材は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の端部と第２の端部とを有し、
前記傾動機構部は、
前記第１の端部を移動させることが可能な第１の駆動源と、
前記第２の端部を前記第１の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能な第２の駆動源と、
前記第１の駆動源と前記第２の駆動源との間に配置され、前記板状部材を前記第３の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する連結部とを有する
力覚提示装置。
（５）上記（２）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記第１の軸方向に長手方向を有する第１の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と前記第２の軸方向に対向する第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む
力覚提示装置。
（６）上記（２）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の板状部材と第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを前記第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる直動機構部を含む
力覚提示装置。
（７）上記（６）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と対向する第３の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第２の板状部材と対向する第４の板状部材とをさらに有し、
前記第１の駆動機構は、前記第３の板状部材を前記第１の板状部材と同一方向へ移動させ、前記第４の板状部材を前記第２の板状部材と同一方向へ移動させる
力覚提示装置。
（８）上記（２）〜（７）のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、直動シリンダで構成される
力覚提示装置。
（９）上記（２）〜（７）のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、振動モータで構成される
力覚提示装置。
（１０）上記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記把持部の他の一部を被覆し、前記本体に対して前記第３の軸方向へ変位可能な第２の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第２の可動部を前記第３の軸方向へ変位させることで前記第２の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第２の駆動機構とを更に具備する
力覚提示装置。
【符号の説明】
【０１１２】
１，２００，３００，４００，５００，６００，７００…力覚提示装置
２…制御装置
３…表示装置
１０５…制御部
１０７…アクチュエータ駆動部
１０８，３０８，４０８，７０８，７２８，７４８，７６８…アクチュエータ
１１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０…本体
１１０Ｇ，２１０Ｇ，４１０Ｇ，６１０Ｇ…把持部
１２０，２２０Ａ，２２０Ｂ，２３０，３２０，４２０Ａ，４２０Ｂ，４３０，５２０，５３０，６２０，６３０，６４０，６５０，７２０，７３０，７４０，７５０…可動板
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ユーザに力覚を提示する力覚提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザに対して力覚を提示することが可能な種々の装置が知られている。例えば軸の周りに傾動、回動可能な操作レバー、この操作レバーを傾動、回動させるためのモータ、障害物との距離等を検出するセンサ、モータを制御する制御部等を備えたジョイスティックが知られている。この技術では、ジョイスティックは、車椅子やクレーンに取り付けられて用いられ、ジョイスティックが障害物に近づいたことをセンサが検出したとき等に、制御部がモータの回転を制御することで、ユーザの操作する力に対する反力をユーザに付与することが可能に構成されている（特許文献１ 段落０００８，０００９，００２２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５９９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術では、ジョイスティックは、例えば車椅子やクレーンに取り付けられて用いられる接地型の装置であり、非接地型の装置ではない。非接地型の電子機器として、例えばゲーム等で用いられる空間操作型のコントローラが知られている。このようなコントローラでは、ゲームのリアリティー向上のためにゲーム中に直感的な力覚をユーザに提示することが望まれている。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ユーザに直感的な力覚を提示可能な力覚提示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一形態に係る力覚提示装置は、本体と、第１の可動部と、第１の駆動機構とを具備する。
上記本体は、第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む。
上記第１の可動部は、上記把持部の少なくとも一部を被覆し、上記本体に対して上記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能である。
上記第１の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第１の可動部を上記第２の軸方向へ変位させることで上記第１の軸及び上記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
【０００７】
上記力覚提示装置は、第１の駆動機構により、本体に対して第１の可動部を第２の軸方向へ変位させることで第３の軸回りのモーメントを把持部に発生させることができるので、把持部を把持するユーザに直感的な力覚を提示することができる。
【０００８】
上記第１の駆動機構は、上記第１の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有するようにしてもよい。これにより、第１の軸方向に離間した位置で第１の可動部に力を付与し第１の可動部を第２の軸方向へ変位させることができる。
【０００９】
上記第１の可動部は、上記第１の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、上記第１の駆動機構は、上記複数の駆動源の駆動により上記第３の軸回りに上記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有するようにしてもよい。これにより、傾動機構部により第３の軸回りに板状部材を傾動させ、第３の軸回りのモーメントを把持部に発生させることができる。
【００１０】
上記板状部材は、上記第１の軸方向に相互に離間する第１の端部と第２の端部とを有してもよい。この場合、上記傾動機構部は、第１の駆動源と、第２の駆動源と、連結部とを有する。上記第１の駆動源は、上記第１の端部を移動させることが可能である。上記第２の駆動源は、上記第２の端部を上記第１の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能である。上記連結部は、上記第１の駆動源と上記第２の駆動源との間に配置され、上記板状部材を上記第３の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する。
【００１１】
一方、上記第１の可動部は、上記第１の軸方向に長手方向を有する第１の板状部材と、上記本体を挟んで上記第１の板状部材と上記第２の軸方向に対向する第２の板状部材とを有してもよい。この場合、上記第１の駆動機構は、上記複数の駆動源の駆動により上記第３の軸回りに上記第１の板状部材及び上記第２の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む。
【００１２】
これにより、第３の軸回りに第１の板状部材及び第２の板状部材をそれぞれ傾動させ、第３の軸回りのモーメントを把持部に発生させることができるので、ユーザにより直感的な力覚を提示することができる。
【００１３】
上記第１の可動部は、上記第１の軸方向に相互に離間する第１の板状部材と第２の板状部材とを有し、上記第１の駆動機構は、直動機構部を含んでもよい。上記直動機構部は、上記複数の駆動源の駆動により上記第１の板状部材と上記第２の板状部材とを上記第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる。
【００１４】
これにより、第１の板状部材と、第２の板状部材とを第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させることができ、把持部に第３の軸周りのモーメントを発生させることができる。
【００１５】
上記第１の可動部は、上記本体を挟んで上記第１の板状部材と対向する第３の板状部材と、上記本体を挟んで上記第２の板状部材と対向する第４の板状部材とをさらに有してもよい。この場合、上記第１の駆動機構は、上記第３の板状部材を上記第１の板状部材と同一方向へ移動させ、上記第４の板状部材を上記第２の板状部材と同一方向へ移動させる。
【００１６】
これにより、第１〜第４の板状部材を用いて第３の軸周りのモーメントの大きさをより大きくすることができ、より直感的な力覚をユーザに提示することができる。
【００１７】
上記複数の駆動源は、直動式アクチュエータで構成されるようにしてもよい。これにより、直動シリンダにより第１の可動部に力を付与し、第１の可動部を変位させることができる。
【００１８】
上記複数の駆動源は、振動モータで構成されるようにしてもよい。これにより、振動モータにより第１の可動部を振動させることで、ユーザに直感的な力覚を提示することができる。
【００１９】
上記力覚提示装置は、第２の可動部と、第２の駆動機構とをさらに具備してもよい。上記第２の可動部は、上記把持部の他の一部を被覆し、上記本体に対して上記第３の軸方向へ変位可能である。
上記第２の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第２の可動部を上記第３の軸方向へ変位させることで上記第２の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
【００２０】
これにより、複数の軸周りのモーメントを把持部に発生させることができるので、ユーザにより多様な力覚を提示することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本技術によれば、ユーザに直感的な力覚を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本技術の第１の実施形態に係る力覚提示装置を用いたシステム構成を示す図である。
【図２】図１に示す力覚提示装置がユーザに把持された状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す力覚提示装置の斜視図である。
【図４】図３に示す力覚提示装置の側面図である。
【図５】図４に示す力覚提示装置の可動部の一状態を示す側面図である。
【図６】図４に示す力覚提示装置の可動部の他の状態を示す側面図である。
【図７】図４に示す力覚提示装置の一動作例を説明するフローチャートである。
【図８】本技術の第２の実施形態に係る力覚提示装置の斜視図である。
【図９】図８に示す力覚提示装置の側面図である。
【図１０】図９に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図である。
【図１１】図９に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。
【図１２】本技術の第３の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す力覚提示装置の側面図である。
【図１４】図１３に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図である。
【図１５】図１３に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。
【図１６】本技術の第４の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示す力覚提示装置の側面図である。
【図１８】図１７に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図である。
【図１９】図１７に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。
【図２０】本技術の第５の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図２１】本技術の第６の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
【図２２】本技術の第７の実施形態に係る力覚提示装置の把持された状態を示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す力覚提示装置の斜視図である。
【図２４】図２３に示す力覚提示装置の本体を示す斜視図である。
【図２５】図２３に示す力覚提示装置の複数の可動部を示す斜視図である。
【図２６】図２３に示す力覚提示装置の可動部の可動状態を示す側面図である。
【図２７】第１の変形例の力覚提示装置を説明するための図である。
【図２８】第２の変形例の力覚提示装置を説明するための図である。
【図２９】図２８に示す力覚提示装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本技術の第１の実施形態に係る力覚提示装置を用いたシステム構成を示す図、図２は、図１に示す力覚提示装置がユーザに把持された状態を示す斜視図である。図３は、図２に示す力覚提示装置１の斜視図、図４は、図３に示す力覚提示装置１の概略側面図であり、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。なお図３，４においてＸ，Ｙ，Ｚ軸は、互いに直交する３軸方向をそれぞれ示している。
【００２４】
本実施形態の力覚提示装置１は、例えば制御装置２と、あるいは制御装置２及び表示装置３と組み合わされることで、力覚提示システムを構成することが可能である。
【００２５】
（力覚提示装置）
力覚提示装置１は、ユーザが把持できる大きさであり（図２参照）、例えばＺ軸方向に長手方向を有する略直方体形状である。本実施形態において、力覚提示装置１は、主として、ゲームに用いられる空間操作型のコントローラとして構成されている。力覚提示装置１は、空間内でユーザが力覚提示装置１を動かしたとき、この移動に関する情報を含む操作信号を生成し、制御装置２へ送信するように構成されている。力覚提示装置１は、後述するように制御装置２から信号を受信し、この信号に応じてユーザに力覚を提示可能に構成されている。
【００２６】
力覚提示装置１は、ユーザに把持される把持部１１０Ｇを有する本体１１０と、後述する可動板１２０（第１の可動部）とを備えている。本体１１０は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略四角柱状に形成されている。本体１１０の内部には、無線通信部１０２と、電源部１０３と、位置・傾き計測部１０４と、制御部１０５と、アクチュエータアンプ１０６と、アクチュエータ駆動部１０７と、複数の駆動源としての複数のアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂ（以下、個別に説明する場合を除き、アクチュエータ１０８と総称する。）とが収容されている。
【００２７】
本体１１０は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略直方体で形成されている。制御部１０５、アクチュエータ駆動部１０７、複数のアクチュエータ１０８等は、本体１１０に対して可動板１２０をＹ軸方向へ変位させることで把持部１１０ＧにＸ軸回りのモーメントを発生させる「第１の駆動機構」を構成する。
【００２８】
無線通信部１０２は、制御装置２の無線通信部との間で双方向の通信を可能とする無線通信モジュールで構成されるが、有線通信でもよい。通信方式は特に制限されず、「ZigBee」（登録商標）、「Bluetooth」（登録商標）などの機器間通信でもよいし、インターネットを経由した通信でもよい。
【００２９】
電源部１０３は、力覚提示装置１の電源を構成し、本体１１０内部の各部へ必要な電力を供給する。電源部１０３は、典型的にはバッテリで構成される。バッテリは一次電池でもよいし、二次電池でもよい。また電源部１０３は、太陽電池で構成されてもよい。なお、有線やワイヤレス給電の場合、電源部１０３は不要である。
【００３０】
位置・傾き計測部１０４は、空間内で操作される力覚提示装置１の位置、傾き等を計測するためのセンサを含む。センサとして、典型的には、加速度センサ、角速度センサが挙げられる。位置・傾き計測部１０４は、Ｘ、Ｙ及びＺの各軸方向の本体１１０の動きを検出可能に構成されるが、その構成は特に限定されない。例えば、各方向に沿って加速度センサが配置されてもよいし、単数又は複数の角速度センサを組み合わせて構成されてもよい。その他、地磁気センサや圧力センサ等が併用されてもよい。
【００３１】
無線通信部１０２、電源部１０３、位置・傾き計測部１０４等は、本体１１０の内部ではなく、力覚提示装置１の外部装置として構成されてもよい。
【００３２】
制御部１０５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ（ＭＰＵ）を含むコンピュータで構成され、無線通信部１０２を介して例えばゲームの各種情報を取得可能に構成されている。このゲームの各種情報には、例えばユーザの操作対象（例えば野球ゲームにおけるバット、釣りゲームにおける釣竿、料理ゲームにおけるフライパン等）と、この操作対象に力を付与する物体（例えば上記各種ゲームにおけるボール、魚、具材等）との間の当たり判定の結果情報が含まれる。ここで上記当たり判定とは、画面において上記操作対象と上記物体とが接触等の所定の関係にあるかどうかの判定をいう。
【００３３】
制御部１０５は、位置・傾き計測部１０４の出力信号を取得しこの出力信号に基づいて操作信号を生成し、無線通信部１０２に出力可能に構成されている。この位置・傾き計測部１０４の出力信号には、位置・傾き計測部１０４で計測された本体１１０の加速度、角速度、これらの値を用いて演算されたユーザの操作対象の位置等の本体１１０の動きに関する情報が含まれる。この操作信号は、無線通信部１０２により制御装置２へ送信される。
【００３４】
制御部１０５は、無線通信部１０２を介して取得したゲームの各種情報（上記の当たり判定の結果情報を含む。）に基づき、アクチュエータアンプ１０６に所定の駆動信号を出力するように構成されている。
【００３５】
アクチュエータアンプ１０６は、制御部１０５から受信した駆動信号を増幅してアクチュエータ駆動部１０７に出力するように構成されている。
【００３６】
アクチュエータ駆動部１０７は、アクチュエータアンプ１０６からの駆動信号に基づいて複数のアクチュエータ１０８に駆動信号を出力する。
【００３７】
複数のアクチュエータ１０８は、アクチュエータ駆動部１０７からの駆動信号に基づいて駆動し、本体１１０に対して可動板１２０を変位させることができるように構成されている。
【００３８】
可動板１２０は、把持部１１０Ｇの一部を被覆し、本体１１０の側面１１１側に設けられている。可動板１２０は、本体１１０に対してＹ軸方向に変位可能に構成されている。
【００３９】
本実施形態において可動板１２０は、本体１１０の長手方向と同じＺ軸方向に長手方向を有する板状部材であり、連結部１２５を介して本体１１０に対して傾動可能に支持されている。連結部１２５と、複数のアクチュエータ１０８は、可動板１２０をＸ軸回りに傾動させるための「傾動機構部」を構成する。
【００４０】
連結部１２５は、可動板１２０をＸ軸に平行な軸Ｒの周りに回動可能に支持している。連結部１２５は、本体１１０に設けられた連結突部１１５と、可動板１２０に設けられた連結突部１２１とを有する。連結突部１１５は、本体１１０の側面１１１側に側面１１１から突出するように設けられ、連結突部１１５は、本体１１０の長手方向の中央に設けられている。連結突部１２１は、可動板１２０の長手方向の中央に設けられている。連結突部１２１は、可動板１２０の長手方向の両端部である第１の端部１２０Ａと第２の端部１２０Ｂとが側面１１１に近づいたり離れたりすることが可能となるように連結突部１１５に連結されている。
【００４１】
複数のアクチュエータ１０８は、本体１１０の側面１１１側に埋設されるように設けられている。複数のアクチュエータ１０８は、Ｚ軸方向に相互に離間して本体１１０の両端部に配設された２つのアクチュエータ１０８Ａ（第１の駆動源），１０８Ｂ（第２の駆動源）で構成される。一方のアクチュエータ１０８Ａは、可動板１２０の第１の端部１２０Ａを移動させ、他方のアクチュエータ１０８Ｂは、可動板１２０の第２の端部１２０Ｂを移動させる。
【００４２】
各アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂは、駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂを有する。各駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂは、本体１１０の側面１１１に直交するＹ軸方向に移動可能に設けられている。各駆動軸１１８は、図３、図４に示す初期位置に位置するときに、例えば各駆動軸１１８の先端が可動板１２０に当接するように調整されている。各駆動軸１１８が初期位置に位置しているときに、可動板１２０は筐体１０１の側面１１１に対して平行に配置されている。
【００４３】
アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂには、例えば、直動モータや直動シリンダ等の直動式アクチュエータが用いられる。各駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂの移動量は、例えばアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂに通電される電流によって制御される。各駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂの移動の方向は、例えばアクチュエータ１０８に通電される電流の向きによって制御される。なお後述するように、アクチュエータ１０８として、ボイスコイルモータ等の振動モータが用いられてもよい。
【００４４】
図５は、図４に示す力覚提示装置１の第１の可動部１２０の一状態を示す側面図、図６は、図４に示す力覚提示装置１の第１の可動部１２０の他の状態を示す側面図である。
【００４５】
制御部１０５は、複数の駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂのうち一方の駆動軸１１８ＡをＹ軸方向プラス向き（図中右方）に移動させるときは、他方の駆動軸１１８をＹ軸方向マイナス向き（図中左方）に移動させるようにアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂを駆動する。これにより、図５に示すように可動板１２０の第１の端部１２０Ａが本体１１０の側面１１１から離れ、可動板１２０の第２の端部１２０Ｂが本体１１０の側面１１１に近づくことで、可動板１２０が図５にように本体１１０の側面１１１に対して斜めに傾いた状態となる。
【００４６】
同様に、制御部１０５は、一方の駆動軸１１８ＡをＹ軸方向マイナス向きに移動させるときは、他方の駆動軸１１８ＢをＹ軸方向プラス向きに移動させるようにアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂを駆動する。これにより、図６に示すように可動板１２０第１の端部１２０Ａが本体１１０の側面１１１に近づき、可動板１２０の第２の端部１２０Ｂが本体１１０の側面１１１から離れることで、可動板１２０が図６に示すように本体１１０の側面１１１に対して斜めに傾いた状態となる。
【００４７】
（制御装置）
制御装置２は、例えば、ビデオＲＡＭと、表示制御部と、ＭＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、無線通信部とを有する。
制御装置２の無線通信部は、例えばゲームの各種の情報を含む信号を力覚提示装置１に送信可能に構成されていると共に、力覚提示装置１から送信された後述する操作信号を受信可能に構成されている。ＭＰＵは、力覚提示装置１からの操作信号を解析し、ＲＡＭ、及びＲＯＭに格納された各種設定値及びプログラムを用いて各種の演算処理を行う。演算処理の一例として、ＭＰＵは、この操作信号に基づいて、表示装置３の画面に表示されるユーザの操作対象の位置を算出（更新）する。表示制御部は、ＭＰＵの制御に応じて、主に、表示装置３の画面に表示するための画面データを生成する。画面データとしては、ポインタ、アイコン、ゲームにおけるユーザの操作対象等の画面データが含まれる。ビデオＲＡＭは、表示制御部の作業領域となり、生成された画面データを一時的に格納する。
制御装置２は、例えばゲーム機器であるが、力覚提示装置１に専用の機器であってもよいし、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の一般的な情報処理装置であってもよい。また、制御装置２は、表示装置３と一体となったコンピュータであってもよい。制御装置２による制御対象機器は、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、カーナビゲーション機器等であってもよい。
【００４８】
（表示装置）
表示装置３は、例えば制御装置２からの出力情報に基づいて画面に例えばユーザの操作対象の画像等を表示する。表示装置３は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。表示装置３は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよい。表示装置３は、画面上に３次元映像を表示することが可能な、例えば３Ｄテレビジョンで構成されてもよい。
【００４９】
（動作）
図７は、図４に示す力覚提示装置１の一動作例を説明するフローチャートである。
本動作例は、例えば種々のゲームにおけるユーザの操作対象（例えばバット、釣竿、フライパン等）と、この操作対象に力を付与する物体（例えばボール、魚、具材等、以下、当たり判定対象、という。）との間の当たり判定の結果に応じて、力覚提示装置１が可動板１２０を変位させることで、ユーザに力覚を提示する動作例について説明する。
【００５０】
ユーザは、可動板１２０の上から本体１１０の把持部１１０Ｇを把持して、表示装置３の画面に表示される映像を見ながら、力覚提示装置１を空中で操作する。制御部１０５は、位置・傾き計測部１０４から、本体１１０の動きに関する情報を取得する（ＳＴ７０１）。この動きに関する情報には、例えばユーザの操作対象の位置、力覚提示装置１の加速度、角速度等の情報が含まれている。
【００５１】
制御部１０５は、ＳＴ７０１で取得した動きに関する情報に基づき、ユーザの操作対象の最新の位置を演算し、この位置等の情報を無線通信部１０２を介して制御装置２に送信する（ＳＴ７０２）。
【００５２】
一方、制御装置２では、ＳＴ７０２で力覚提示装置１から送信された信号を受信し、ユーザの操作対象の位置を更新する。また、制御装置２では、当たり判定対象の位置を演算し更新する。そして、制御装置２は、これら２つの位置情報及び画像データを表示装置３に送信する。これにより、表示装置３の画面の所定の位置に更新されたユーザの操作対象と、更新された当たり判定対象とが表示される。制御装置２では、例えば更新されたユーザの操作対象の位置と、更新された当たり判定対象の位置とが同じであるか否かを判定し（当たり判定）、当たり判定の結果情報を力覚提示装置１に送信する。
【００５３】
制御部１０５は、無線通信部１０２を介して、制御装置２から当たり判定の結果情報等を含むゲームの各種の情報を取得する（ＳＴ７０３）。
【００５４】
制御部１０５は、ＳＴ７０３で取得した当たり判定の結果情報に基づき、制御装置２での当たり判定結果が肯定判定か否かを判定する（ＳＴ７０４）。ＳＴ７０４で否定判定のときには、処理を終了し、ＳＴ７０４で肯定判定のときには、ＳＴ７０５に進む。
【００５５】
ＳＴ７０４で当たりと判定したときには、制御部１０５は、アクチュエータアンプ１０６へ所定の駆動信号を出力する（ＳＴ７０５）。具体的には、この所定の駆動信号には、複数の駆動軸１１８の移動量、移動方向等の情報が含まれている。このとき、制御部１０５は、両方の駆動軸１１８の移動速度及び移動量が同じになると共に、移動の向きが反対になるように駆動信号を出力する。
【００５６】
アクチュエータアンプ１０６は、制御部１０５から受信したこれらの駆動信号を増幅してアクチュエータ駆動部１０７に出力する（ＳＴ７０６）。
【００５７】
アクチュエータ駆動部１０７は、アクチュエータアンプ１０６からの駆動信号に基づいて駆動信号を生成して複数のアクチュエータ１０８に出力する（ＳＴ７０７）。これにより、一方の駆動軸１１８が所定の長さＹ軸方向プラス向きに移動すると共に他方の駆動軸１１８を同じ所定の長さＹ軸方向マイナス向きに移動したり、一方の駆動軸１１８が所定の長さＹ軸方向マイナス向きに移動すると共に他方の駆動軸１１８を同じ所定の長さＹ軸方向プラス向きに移動したりする。
【００５８】
これにより、図５又は図６に示すように一方又は他方の駆動軸１１８が可動板１２０に力を付与することで、可動板１２０は、軸Ｒを中心として回動する（ＳＴ７０８）。このようにして、軸Ｒを中心とした力のモーメントが把持部１１０Ｇに発生する。
【００５９】
このように本実施形態の力覚提示装置１は、本体１１０と、本体１１０に対してＹ軸方向に変位可能に設けられた第１の可動部１２０と、第１の可動部１２０をＹ軸方向に変位させることで、Ｘ軸周りのモーメントを把持部１２０Ａに発生させる複数のアクチュエータ１０８と、複数のアクチュエータ１０８の駆動を制御する制御部１０５とを備える。力覚提示装置１は、例えばゲームにおいて、ユーザの操作対象（例えばバット）と、当たり判定対象（例えばボール）との間の当たり判定の結果に基づき、複数の駆動軸１１８を駆動し、可動板１２０の両端部の位置をＹ軸方向に変位させる。これにより、把持部１１０ＧにＸ軸回りのモーメントを発生させて、力覚提示装置１を把持するユーザに対して直感的な力覚を提示することができる。また、表示映像に準じて力覚提示装置１にモーメントを発生させることができるので、操作性の向上とより臨場感の高いインタラクションを実現することができる。
【００６０】
また、複数のアクチュエータ１０８がＺ軸方向に離間して本体１１０の長手方向の両端部に配設されている。このため、複数の駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂにより可動板１２０の第１の端部１２０Ａ、第２の端部１２０Ｂに直接的に力を付与することができるので、確実に可動板１２０を軸Ｒを回動軸としてＹ軸方向に変位させることができる。
【００６１】
ゲームにおける具体例としては、ユーザの操作対象がゲームにおけるバットやラケットであり、バットやラケットに力を付与する物体がボールである場合が挙げられる。この場合には、バットやラケットにボールがヒットしたときに（当たりの判定）、その反力に相当するモーメントが把持部１１０Ｇに発生するように可動板１２０を傾動させる。これにより、ボールを打つ瞬間のリアリティーのある力覚をユーザに提示することができる。
【００６２】
また、ゲームにおけるユーザの操作対象が釣竿であり、釣竿に力を付与する物体が魚である場合には、魚がヒットしたときに、第１の端部１２０Ａを下方へ引き込むような回転力（モーメント）を本体１１０に作用させるべく、可動板１２０の位置を変位させる。この際、対象とする魚の種類等に応じて大きさの異なるモーメントが発生するようにアクチュエータ１０８の駆動力を制御することで、ユーザに対しよりリアリティーのある力覚を提示することができる。
【００６３】
また、力覚提示装置１を各種のトレーニング用のゲームのために用いるようにしてもよい。
例えば、ドラム等の打楽器を練習するためのゲームに用いることができる。具体的には、表示装置３の表示画面にドラムの画像を表示しておき、スティックの代わりに力覚提示装置１を用いる。この場合、ゲームにおけるユーザの操作対象がスティックであり、スティックに力を付与する物体がドラムである。そして、ドラムにスティックが当たったときに（当たりの判定）、その反力に相当するモーメントが把持部１１０Ｇに発生するように可動板１２０を傾動させることで、実際のドラム演奏の練習と同様のリアリティーのある力覚をユーザに提示することができる。特に、現実のドラム等の楽器の練習においては、楽器の準備が大掛かりになるが、力覚提示装置１を用いることで、ドラムの練習を容易に行うことができる。
【００６４】
また、力覚提示装置１は、料理の練習をするためのゲームにも用いることができる。具体的には、表示装置３の表示画面に野菜等の食材と、まな板と、包丁とを表示しておき、ユーザは包丁の代わりに力覚提示装置１を用いる。ゲームにおけるユーザの操作対象が包丁であり、包丁に力を付与する物体が野菜やまな板である。この場合には、包丁に野菜やまな板が当たったときに（当たりの判定）、食材の種類やまな板の質感に応じたモーメントが把持部１１０Ｇに発生するように可動板１２０を傾動させることで、ユーザに食材を切る瞬間のリアリティーのある力覚を提示することができる。特に、現実に料理の練習においては、食材が有限であるが、力覚提示装置１を用いることで、何回でも反復してリアリティーのある練習することができる。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
図８は、本技術の第２の実施形態に係る力覚提示装置の斜視図、図９は、図８に示す力覚提示装置の側面図であり、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。なお、本実施形態では、上記実施形態に比べて、複数のアクチュエータの配設位置及び可動部の構成が異なるので、同一の構成要素等には同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
【００６６】
本実施形態の力覚提示装置２００は、第１の実施形態の本体１１０と同様に構成された本体２１０を有する。本体２１０には複数のアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂと制御部２０５等が設けられている。制御部２０５は、制御部１０５と同様の構成を有し、複数のアクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂの駆動を制御する。アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂの駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂの先端には、それぞれ第１の可動板２２０Ａ、第２の可動板２２０Ｂが接続されている。第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂは、ともに板状形状を有した板状部材（第１の可動部）であり、本体２１０の把持部２１０Ｇの一部を被覆する。第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂは、本体２１０の長手方向（図９のＺ軸方向）に離間して、本体２１０の側面２１１に平行になるように配設されている。
【００６７】
図１０は、図９に示す力覚提示装置２００の一状態を示す側面図、図１１は、図９に示す力覚提示装置２００の他の状態を示す側面図である。
制御部２０５は、アクチュエータ１０８Ａ，１０８Ｂの駆動軸１１８Ａ，１１８Ｂを相互に逆方へ移動させる（直線機構部）。すなわち制御部２０５は、図１０に示すように駆動軸１１８ＡをＹ軸方向プラス向きに移動させるときには駆動軸１１８ＢをＹ軸方向マイナス向きに移動させ、図１１に示すように駆動軸１１８ＡをＹ軸方向マイナス向きに移動させるときには駆動軸１１８ＢをＹ軸方向プラス向きに移動させる。これにより第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂは相互に逆方向へ移動し、Ｘ軸回りに時計方向あるいは反時計方向へのモーメントを把持部２１０Ｇに発生させる。
【００６８】
本実施形態によれば、上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるので、本体２１０の操作に応じた所定の力覚をユーザに提示することができる。
【００６９】
本実施形態の力覚提示装置２００において、第１の可動板２２０Ａのみ、あるいは第２の可動板２２０ＢのみがＹ軸方向へ移動するように構成されてもよい。これにより、ユーザに局所的に力を付与することができる。また、このとき、力覚提示装置２００の把持部２１０Ｇに力のモーメントを発生させることができる。
【００７０】
＜第３の実施形態＞
図１２は、本技術の第３の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図、図１３は、図１２に示す力覚提示装置の側面図、図１４は、図１３に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図、図１５は、図１３に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。各図において、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。
【００７１】
本実施形態の力覚提示装置３００は、本体３１０を挟んでＹ軸方向に相互に対向した配置された第１の可動板１２０と第２の可動板３２０とを有する。力覚提示装置３００は、第２の可動板３２０に動力を伝達可能な複数のアクチュエータ３０８と、アクチュエータ１０８，３０８の駆動を制御する制御部３０５とを備えている。制御部３０５は、制御部１０５と同様の構成を有し、上記以外の構成は上記第１の実施形態と同様に構成されているので、同一の部材等には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
第２の可動板３２０は、Ｚ軸方向に長手方向を有する板状部材であり、長手方向の両端部の位置が本体３１０の側面１１１側とは反対側の側面３１１に対して変位可能となるように本体３１０の側面３１１側に設けられている。第２の可動板３２０は、本体３１０に対して軸Ｒ’の回りに回動可能に連結部３５０で連結されている。複数のアクチュエータ３０８は第２の可動板３２０の両端部をＹ軸方向に押動可能に本体３１０にそれぞれ配置され、それらの駆動は制御部３０５によって制御される。
【００７３】
図１４は、図１３に示す力覚提示装置３００の一状態を示す側面図、図１５は、図１３に示す力覚提示装置３００の他の状態を示す側面図である。
制御部３０５は、第１の可動板１２０を駆動する２つのアクチュエータ１０８の駆動軸１１８を相互に逆方向へ移動させ、第２の可動板３２０を駆動する２つのアクチュエータ３０８の駆動軸３１８を相互に逆方向へ移動させる。また制御部３０５は、アクチュエータ１０８，３０８の駆動軸１１８，３１８を相互に逆方向へ移動させる。
【００７４】
すなわち制御部３０５は、図１４に示すように第１の可動板１２０を軸Ｒの回りに時計方向へ傾動させるときには、第２の可動板３２０をも軸Ｒ’の回りに時計方向へ傾動させるようにアクチュエータ１０８，３０８を駆動する。一方、制御部３０５は、図１５に示すように第１の可動板１２０を軸Ｒの回りに反時計方向へ傾動させるときには、第２の可動板３２０をも軸Ｒ’の回りに反時計方向へ傾動させるようにアクチュエータ１０８，３０８を駆動する。これによりＸ軸回りに時計方向あるいは反時計方向へのモーメントを本体３１０の把持部３１０Ｇに発生させることが可能となる。
【００７５】
以上のように構成される本実施形態の力覚提示装置３００によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるので、本体３１０の操作に応じた所定の力覚をユーザに提示することができる。本実施形態によれば、本体３１０を挟むように２つの可動板１２０，３２０がそれぞれ配置されているため、ユーザによって把持される領域をこれら可動板で占める領域が大きくなる。これによりユーザへ的確に所望の力覚を提示することが可能となる。
【００７６】
＜第４の実施形態＞
図１６は、本技術の第４の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図、図１７は、図１６に示す力覚提示装置の側面図、図１８は、図１７に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図、図１９は、図１７に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。なお、本実施形態では、第２の実施形態と同様に構成されているので、同一の部材等には同一の符号を付し、説明を省略する。また各図において、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。
【００７７】
力覚提示装置４００は、本体４１０を挟んで第１の可動板２２０ＡとＹ軸方向に対向する第３の可動板４２０Ａと、本体４１０を挟んで第２の可動板２２０ＢとＹ軸方向に対向する第４の可動板４２０Ｂとを有する。力覚提示装置４００は、第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂに動力を伝達可能な複数のアクチュエータ１０８のほか、第３，第４の可動板４２０Ａ，４２０Ｂに動力を伝達可能な複数のアクチュエータ４０８と、アクチュエータ１０８，４０８の駆動を制御する制御部４０５とを備えている。制御部４０５は、制御部１０５と同様の構成を有し、上記以外の構成は上記第１の実施形態と同様に構成されている。
【００７８】
第３の可動板４２０Ａと第４の可動板４２０Ｂは、Ｚ軸方向に相互に離間するように本体４１０の側面４１１にそれぞれ配置された板状部材で構成される。本体４１０には、これら第３，第４の可動板４２０Ａ，４２０Ｂにそれぞれ連結された駆動軸４１８をそれぞれ有する複数のアクチュエータ４０８が設けられている。
【００７９】
制御部４０５は、第１，第２の可動板２２０Ａ，２２０Ｂを駆動する２つのアクチュエータ１０８の駆動軸１１８を相互に逆方向へ移動させ、第３，第４の可動板４２０Ａ，４２０Ｂを駆動する２つのアクチュエータ４０８の駆動軸４１８を相互に逆方向へ移動させる。また制御部４０５は、第３の可動板４２０Ａを駆動するアクチュエータ４０８の駆動軸４１８を第１の可動板２２０Ａを駆動するアクチュエータ１０８の駆動軸１１８と同一方向へ移動させ、第４の可動板４２０Ｂを駆動するアクチュエータ４０８の駆動軸４１８を第２の可動板２２０Ｂを駆動するアクチュエータ１０８の駆動軸１１８と同一方向へ移動させる。
【００８０】
以上のように構成される本実施形態の力覚提示装置４００によれば、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができるので、本体４１０の操作に応じた所定の力覚をユーザに提示することができる。本実施形態によれば、本体４１０を挟むように４つの可動板２２０Ａ，２２０Ｂ，４２０Ａ，４２０Ｂがそれぞれ配置されているため、ユーザによって把持される領域をこれら可動板で占める領域が大きくなる。これによりユーザへ的確に所望の力覚を提示することが可能となる。
【００８１】
＜第５の実施形態＞
図２０は、本技術の第５の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
本実施形態の力覚提示装置５００は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略四角柱状の本体５１０を有する。本体５１０の相対向する一方の２つの側面１１１、側面３１１と、相対向する他方の２つの側面５１１，５１２とを有する。側面１１１，３１１には第１の可動板１２０，３２０（第１の可動部）がそれぞれ取り付けられ、側面５１１，５１２には第２の可動板５２０，５３０（第２の可動部）がそれぞれ取り付けられている。各可動板は、本体５１０の把持部を全周にわたって被覆し、各可動板の略中央部がユーザにより把持される把持部５１０Ｇを形成する。
【００８２】
可動板１２０，３２０，５２０，５３０はそれぞれほぼ同一の構成を有しており、Ｚ軸方向に長手方向を有する長方形状に形成されている。各々の可動板１２０，３２０，５２０，５３０は、第１及び第３の実施形態で説明した可動板と同様に構成されており、長手方向の略中央部において図示しない連結部を介して本体５１０に対して傾動可能に取り付けられている。この例では、第１の可動板１２０，３２０は、本体４１０に対してＸ軸のまわりに傾動し、第２の可動板５２０，５３０は、本体４１０に対してＹ軸のまわりに傾動するように構成される。
【００８３】
本体５１０の内部には、各可動板を上述のように傾動させる図示しない複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータの駆動を制御する図示しない制御部が設けられている。複数のアクチュエータは、例えば、本体５１０の４側面の各端部に計８個設けられている。上記制御部は、制御装置２（図１）から送信される制御信号に基づいて複数のアクチュエータのうち任意のアクチュエータを駆動する。例えば、力覚提示装置５００に対してＸ軸回りのモーメントを発生させる場合には、上述の第３の実施形態と同様に第１の可動板１２０，３２０を所定の向きへ傾動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。一方、力覚提示装置５００に対してＹ軸回りのモーメントを発生させる場合には、第２の可動板５２０，５３０を所定の向きへ傾動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。
【００８４】
以上のように、本実施形態の力覚提示装置５００によれば、相互に直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）のまわりに所定の大きさのモーメントを発生させることができ、より高機能で複合的な操作感をユーザへ提供することが可能となる。
【００８５】
また本実施形態によれば、本体５１０の全周囲が可動板１２０，３２０，５２０，５３０で被覆されているため、ユーザに把持される力覚提示装置５００の姿勢に大きく依存せず、所望の向きのモーメントをユーザへ提示することが可能となる。
【００８６】
＜第６の実施形態＞
図２１は、本技術の第６の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
本実施形態の力覚提示装置６００は、Ｚ軸方向に長手方向を有する略四角柱状の本体６１０を有する。本体６１０の相対向する一方の２つの側面２１１、側面４１１と、相対向する他方の２つの側面６１１，６１２とを有する。側面２１１，４１１には第１の可動板２２０，２３０，４２０，４３０（第１の可動部）がそれぞれ取り付けられ、側面６１１，６１２には第２の可動板６２０，６３０，６４０，６５０（第２の可動部）がそれぞれ取り付けられている。各可動板は、本体６１０の把持部を全周にわたって被覆し、各可動板の略中央部がユーザにより把持される把持部６１０Ｇを形成する。
【００８７】
可動板２２０，２３０，４２０，４３０，６２０，６３０，６４０，６５０はそれぞれほぼ同一の構成を有しており、Ｚ軸方向に長手方向を有する長方形状に形成されている。各々の可動板は、第２及び第４の実施形態で説明した可動板と同様に構成されており、Ｙ軸方向あるいはＸ軸方向にそれぞれ移動可能に本体６１０に取り付けられている。この例では、第１の可動板２２０，２３０，４２０，４３０は、本体６１０に対してＹ軸方向に移動可能であり、第２の可動板６２０，６３０，６４０，６５０は、本体６１０に対してＸ軸方向に移動可能に構成される。
【００８８】
本体６１０の内部には、各可動板を上述のように移動させる図示しない複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータの駆動を制御する図示しない制御部が設けられている。複数のアクチュエータは、例えば、本体６１０の４側面の所定位置に計８個設けられている。上記制御部は、制御装置２（図１）から送信される制御信号に基づいて複数のアクチュエータのうち任意のアクチュエータを駆動する。例えば、力覚提示装置６００に対してＸ軸回りのモーメントを発生させる場合には、上述の第４の実施形態と同様に第１の可動板２２０，２３０，４２０，４３０を所定の向きへ移動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。一方、力覚提示装置６００に対してＹ軸回りのモーメントを発生させる場合には、第２の可動板６２０，６３０，６４０，６５０を所定の向きへ移動させるように、対応する複数のアクチュエータを駆動する。
【００８９】
以上のように、本実施形態の力覚提示装置６００によれば、相互に直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）のまわりに所定の大きさのモーメントを発生させることができ、より高機能で複合的な操作感をユーザへ提供することが可能となる。
【００９０】
また本実施形態によれば、本体６１０の全周囲が可動板２２０，２３０，４２０，４３０，６２０，６３０，６４０，６５０で被覆されているため、ユーザに把持される力覚提示装置６００の姿勢に大きく依存せず、所望の向きのモーメントをユーザへ提示することが可能となる。
【００９１】
＜第７の実施形態＞
図２２は、本技術の第７の実施形態に係る力覚提示装置の把持された状態を示す斜視図である。図２３は、図２２に示す力覚提示装置の斜視図である。本実施形態では、上記第５の実施形態に比べて、本体の形状及び複数の可動部の形状が異なるので、同一の部材等には同一の符号を付しその説明を省略し，異なる箇所を中心に説明する。
【００９２】
本実施形態の力覚提示装置７００は、Ｚ軸方向に長手方向を有していると共に、ユーザが把持可能な略円柱形状を有している。
【００９３】
本実施形態の力覚提示装置７００は、円柱形状の本体７１０と、本体７１０に対して変位可能に設けられた第１の可動板７２０、第２の可動板７３０、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０とを有する。これらの可動板は、Ｚ軸方向に長手方向を有し、本体７１０と同心的な円弧状に形成されている。
【００９４】
図２４は、図２３に示す力覚提示装置７００の本体７１０を示す斜視図である。
本体７１０の側周面７１１には、本体７１０を挟んでＹ軸方向に対向する複数のアクチュエータ７０８，７２８と、本体７１０を挟んでＸ軸方向に対向する複数のアクチュエータ７４８，７６８とをそれぞれ有する。アクチュエータ７０８は、Ｚ軸方向に離間してそれぞれ一対配置され、第１の可動板７２０に連結される。同様に、アクチュエータ７２８，７４８，７６８はＺ軸方向に離間してそれぞれ一対ずつ配置され、第２の可動板７３０、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０にそれぞれ連結される。各可動板７２０，７３０，７４０，７５０は、本体７１０に対して図示しない連結部を介して傾動可能に支持される。
【００９５】
図２５は、図２３に示す力覚提示装置７００の第１〜第４の可動板７２０，７３０，７４０，７５０を示す斜視図、図２６（Ａ），（Ｂ）は、図２３に示す力覚提示装置７００の第１の可動板７２０及び第２の可動板７３０の可動状態を示す側面図である。なお、図２６では、第３の可動部７４０の図示を省略した。
【００９６】
第１の可動板７２０及び第２の可動板７３０は、第３の実施形態と同様に、Ｘ軸回りに同一方向へ傾動することで、Ｘ軸を中心とする所定のモーメントを発生させる。一方、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０は、Ｙ軸回りに同一方向へ傾動することで、Ｙ軸を中心とする所定のモーメントを発生させる。これにより第５の実施形態と同様の作用が得られ、Ｘ軸及びＹ軸の２軸回りのモーメントをユーザへ提示することができる。
【００９７】
本実施形態の力覚提示装置７００は略円柱形状を有しているため、ユーザにとって把持しやすく、例えばバットやラケット、釣竿等を握ったときの感覚を提示することができる。さらに、上記複数のアクチュエータの駆動力を適宜の大きさに調整することで、操作時において把持部に硬質性や柔軟性を付与することも可能となる。
【００９８】
＜第１の変形例＞
図２７は、当該実施形態の第１の変形例の力覚提示装置を説明するための図である。なお、図２７では、説明を分かり易くするために第１の可動板７２０、第２の可動板７３０、第３の可動板７４０及び第４の可動板７５０の図示を省略した。
【００９９】
本変形例では、上記第７の実施形態に比べて、複数のアクチュエータ７０８、７２８、７４８、７６８は、本体７１０の側周面７１１上において本体７１０の長手方向及びこの長手方向に直交する方向（図２７に示す矢印方向）に、電気的に又は手動で移動可能に設けられている。
【０１００】
このような構成によれば、複数のアクチュエータ７０８、７２８、７４８、７６８の位置を本体７１０の長手方向の中央位置に近づける方向Ｄ１に移動させると、アクチュエータが同一のストロークで駆動される場合、可動板７２０，７３０，７４０，７５０の変位量を大きくすることができる。つまり、各可動部の傾きをより大きくすることができる。一方、上記アクチュエータの位置を本体７１０の両端に近づける方向Ｄ２に移動させると、各稼動板の変位量を小さくできる。また、上記アクチュエータの位置を側周面７１１に沿う方向Ｄ３又は方向Ｄ４へ移動させることで、Ｚ軸回りのモーメントを発生させるようにしてもよい。このように、同一のアクチュエータで、異なる大きさのモーメントを発生させることが可能となり、多様な力覚をユーザに提示することができる。
【０１０１】
＜第２の変形例＞
図２８は、当該実施形態の第２の変形例の力覚提示装置を説明するための図、図２９は、図２８に示す力覚提示装置を説明するための図である。なお、図２８においては、本体７１０と、第３の可動部７４０とを連結する連結部７７０を除く構成については、上記第１の変形例と同様であるので、図示を省略した。
【０１０２】
図２８、図２９では、連結部７７０を模式的に示したが、連結部７７０は、上記実施形態と同様に、本体７１０に設けられた連結突部と、可動板７４０に設けられた連結突部とがＹ軸に平行な同一の軸を回動軸として連結されている。本変形例では、連結部７７０の位置は、本体７１０の側周面７１１上において本体７１０の長手方向及びこの長手方向に直交する方向（図２８に示す矢印方向）に、電気的に又は手動で移動可能に構成されている。
【０１０３】
具体的には、図２９に示すように、連結部７７０の位置が本体７１０の長手方向（Ｚ軸方向）の中央に位置しているときには、アクチュエータ７４８の駆動軸のうち一方の駆動軸が所定の長さ伸び、他方の駆動軸が所定の長さ縮む（図２７参照）。このとき、連結部７７０の軸の周りの力のモーメントの大きさは、可動板７４０の両端部で同じ大きさとなる。これに対して、連結部７７０の位置が本体７１０の長手方向（Ｚ軸方向）の中央から一方に（図２９では下方に）ずらされているときには、例えば一方のアクチュエータ７４８の位置を長手方向下方にずらし当該アクチュエータ７４８の駆動軸が可動板７４０に力を付与することができるようにしてもよい。
【０１０４】
このような構成によれば、連結部７７０の位置を調整することで、上記変形例に用いられたアクチュエータ７４８と同じアクチュエータ７４８を用いて、可動板７４０の変位量の最大値を調整することができる。つまり、可動板７４０の変位によりユーザに提示可能な力のモーメントの最大値を調整することができる。
【０１０５】
なお、本変形例では、本体７１０と、第３の可動板７４０とを連結する連結部７７０について説明したが、本体７１０と、第１の可動板７２０、第２の可動板７３０、第４の可動板７５０とを連結する連結部についても同様に移動可能に構成することができる。
【０１０６】
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態及び上記変形例にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１０７】
上記各実施形態及び上記各変形例では、各可動板を所定の長さＹ軸方向あるいはＸ軸方向へ移動させることで本体に対して所定のモーメントを発生させる例を示したが、これに限定されない。例えば、所定の周波数、振幅で各可動板を振動させることで、本体に対して所定のモーメントを発生させるようにしてもよい。これにより、ゲームの場面によっては、よりリアリティーのある力覚をユーザに提示することができる。例えばバットにボールが当たった瞬間や釣竿に魚がヒットした瞬間等には効果的である。
【０１０８】
上記各実施形態及び上記各変形例では、制御装置２側で当たり判定を行い、力覚提示装置１側ではこの判定結果に基づいて処理を分岐する例を示したが、これに限定されない。例えば力覚提示装置１が、ユーザの操作対象の位置情報と、当たり判定対象の位置情報を制御装置２から取得し、位置・傾き計測部１０４により検出した本体１１０の動きの情報を基に最新の操作対象の位置を演算し、このユーザの操作対象の位置情報と当たり判定対象の位置情報と比較することで、力覚提示装置１側で当たり判定を行うようにしてもよい。
【０１０９】
上記各実施形態及び上記各変形例では、力覚提示装置１でユーザの操作対象の位置を演算する例を示した。しかし、これに限定されず、例えば力覚提示装置で位置・傾き計測部１０４により検出した力覚提示装置の動きの情報を用いてユーザの操作対象の位置を演算せずに、位置・傾き計測部１０４により検出した力覚提示装置の動きの情報を制御装置２側に送信して、制御装置２側で力覚提示装置の動きの情報を用いてユーザの操作対象の位置を演算するようにしてもよい。このようにすることで、力覚提示装置の制御部の負荷を低減することができる。
【０１１０】
上記第１〜第６の実施の形態では、第１の可動板１２０等が板状部材である例を示した。しかし、第１の可動部１２０等の形状はこれに限定されない。例えばユーザがこれらの可動部を把持し易すくするために、これらの可動部の形状をユーザの手にフィットするような形状にしてもよい。
【０１１１】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む本体と、
前記把持部の少なくとも一部を被覆し、前記本体に対して前記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能な第１の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第１の可動部を前記第２の軸方向へ変位させることで前記第１の軸及び前記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第１の駆動機構と
を具備する力覚提示装置。
（２）上記（１）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の駆動機構は、前記第１の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有する
力覚提示装置。
（３）上記（２）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有する
力覚提示装置。
（４）上記（３）に記載の力覚提示装置であって、
前記板状部材は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の端部と第２の端部とを有し、
前記傾動機構部は、
前記第１の端部を移動させることが可能な第１の駆動源と、
前記第２の端部を前記第１の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能な第２の駆動源と、
前記第１の駆動源と前記第２の駆動源との間に配置され、前記板状部材を前記第３の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する連結部とを有する
力覚提示装置。
（５）上記（２）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記第１の軸方向に長手方向を有する第１の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と前記第２の軸方向に対向する第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む
力覚提示装置。
（６）上記（２）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の板状部材と第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを前記第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる直動機構部を含む
力覚提示装置。
（７）上記（６）に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と対向する第３の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第２の板状部材と対向する第４の板状部材とをさらに有し、
前記第１の駆動機構は、前記第３の板状部材を前記第１の板状部材と同一方向へ移動させ、前記第４の板状部材を前記第２の板状部材と同一方向へ移動させる
力覚提示装置。
（８）上記（２）〜（７）のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、直動シリンダで構成される
力覚提示装置。
（９）上記（２）〜（７）のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、振動モータで構成される
力覚提示装置。
（１０）上記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記把持部の他の一部を被覆し、前記本体に対して前記第３の軸方向へ変位可能な第２の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第２の可動部を前記第３の軸方向へ変位させることで前記第２の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第２の駆動機構とを更に具備する
力覚提示装置。
【符号の説明】
【０１１２】
１，２００，３００，４００，５００，６００，７００…力覚提示装置
２…制御装置
３…表示装置
１０５…制御部
１０７…アクチュエータ駆動部
１０８，３０８，４０８，７０８，７２８，７４８，７６８…アクチュエータ
１１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０…本体
１１０Ｇ，２１０Ｇ，４１０Ｇ，６１０Ｇ…把持部
１２０，２２０Ａ，２２０Ｂ，２３０，３２０，４２０Ａ，４２０Ｂ，４３０，５２０，５３０，６２０，６３０，６４０，６５０，７２０，７３０，７４０，７５０…可動板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む本体と、
前記把持部の少なくとも一部を被覆し、前記本体に対して前記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能な第１の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第１の可動部を前記第２の軸方向へ変位させることで前記第１の軸及び前記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第１の駆動機構と
を具備する力覚提示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の駆動機構は、前記第１の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有する
力覚提示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有する
力覚提示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の力覚提示装置であって、
前記板状部材は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の端部と第２の端部とを有し、
前記傾動機構部は、
前記第１の端部を移動させることが可能な第１の駆動源と、
前記第２の端部を前記第１の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能な第２の駆動源と、
前記第１の駆動源と前記第２の駆動源との間に配置され、前記板状部材を前記第３の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する連結部とを有する
力覚提示装置。
【請求項５】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記第１の軸方向に長手方向を有する第１の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と前記第２の軸方向に対向する第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む
力覚提示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の板状部材と第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを前記第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる直動機構部を含む
力覚提示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と対向する第３の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第２の板状部材と対向する第４の板状部材とをさらに有し、
前記第１の駆動機構は、前記第３の板状部材を前記第１の板状部材と同一方向へ移動させ、前記第４の板状部材を前記第２の板状部材と同一方向へ移動させる
力覚提示装置。
【請求項８】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、直動式アクチュエータで構成される
力覚提示装置。
【請求項９】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、振動モータで構成される
力覚提示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の力覚提示装置であって、
前記把持部の他の一部を被覆し、前記本体に対して前記第３の軸方向へ変位可能な第２の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第２の可動部を前記第３の軸方向へ変位させることで前記第２の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第２の駆動機構とをさらに具備する
力覚提示装置。
【請求項１】
第１の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む本体と、
前記把持部の少なくとも一部を被覆し、前記本体に対して前記第１の軸と交差する第２の軸方向へ変位可能な第１の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第１の可動部を前記第２の軸方向へ変位させることで前記第１の軸及び前記第２の軸に各々に交差する第３の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第１の駆動機構と
を具備する力覚提示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の駆動機構は、前記第１の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有する
力覚提示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有する
力覚提示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の力覚提示装置であって、
前記板状部材は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の端部と第２の端部とを有し、
前記傾動機構部は、
前記第１の端部を移動させることが可能な第１の駆動源と、
前記第２の端部を前記第１の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能な第２の駆動源と、
前記第１の駆動源と前記第２の駆動源との間に配置され、前記板状部材を前記第３の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する連結部とを有する
力覚提示装置。
【請求項５】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記第１の軸方向に長手方向を有する第１の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と前記第２の軸方向に対向する第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第３の軸回りに前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む
力覚提示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、前記第１の軸方向に相互に離間する第１の板状部材と第２の板状部材とを有し、
前記第１の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを前記第２の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる直動機構部を含む
力覚提示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の力覚提示装置であって、
前記第１の可動部は、
前記本体を挟んで前記第１の板状部材と対向する第３の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第２の板状部材と対向する第４の板状部材とをさらに有し、
前記第１の駆動機構は、前記第３の板状部材を前記第１の板状部材と同一方向へ移動させ、前記第４の板状部材を前記第２の板状部材と同一方向へ移動させる
力覚提示装置。
【請求項８】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、直動式アクチュエータで構成される
力覚提示装置。
【請求項９】
請求項２に記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、振動モータで構成される
力覚提示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の力覚提示装置であって、
前記把持部の他の一部を被覆し、前記本体に対して前記第３の軸方向へ変位可能な第２の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第２の可動部を前記第３の軸方向へ変位させることで前記第２の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第２の駆動機構とをさらに具備する
力覚提示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１３−８０３２７（Ｐ２０１３−８０３２７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９２２４（Ｐ２０１１−２１９２２４）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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