(57)【要約】【課題】効率的に擬似的な力覚を呈示する。【解決手段】擬似力覚発生装置は、ベース機構と、ベース機構に対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称運動に基づく力を与える接触機構と、を有し、接触機構の質量がベース機構の質量よりも小さい、または、接触機構の質量がベース機構の質量とベース機構に取り付けられる機構の質量との合計よりも小さい。【選択図】図１−１
2020062647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
擬似力覚発生装置であって、
ベース機構と、
前記ベース機構に対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に前記非対称運動に基づく力を与える接触機構と、を有し、
前記接触機構の質量が前記ベース機構の質量よりも小さい、または、前記接触機構の質量が前記ベース機構の質量と前記ベース機構に取り付けられる機構の質量との合計よりも小さい、擬似力覚発生装置。
【請求項２】
請求項１の擬似力覚発生装置であって、
前記接触機構は、前記擬似力覚発生装置の重量を支える機構である、擬似力覚発生装置。
【請求項３】
請求項１の擬似力覚発生装置であって、
前記接触機構のみが前記皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触する部位である、擬似力覚発生装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかの擬似力覚発生装置であって、
前記接触機構の質量が、零よりも大きく、前記ベース機構の質量の三分の一以下である、または、前記接触機構の質量が、零よりも大きく、前記ベース機構の質量と前記ベース機構に取り付けられる機構の質量との合計の三分の一以下である、擬似力覚発生装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかの擬似力覚発生装置であって、
前記接触機構の振動の平均振幅は、前記ベース機構の振動の平均振幅、または、前記ベース機構および前記ベース機構に取り付けられる機構の振動の平均振幅よりも大きい、擬似力覚発生装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかの擬似力覚発生装置であって、
前記ベース機構は、ベース機構側部材を含み、
前記接触機構は、前記ベース機構側部材に対する非対称振動を行う接触機構側部材と、少なくとも一部が前記接触機構側部材の外側に配置され、前記接触機構側部材の前記非対称振動に基づく非対称運動を行う接触部とを含む、擬似力覚発生装置。
【請求項７】
請求項６の擬似力覚発生装置であって、
前記接触部は、前記ベース機構側部材を支持した基部の外側に配置され、
前記基部は、前記ベース機構に含まれた機構であるか、または、前記ベース機構に取り付けられる機構である、擬似力覚発生装置。
【請求項８】
請求項６の擬似力覚発生装置であって、
前記接触部は、前記ベース機構側部材を支持した基部に含まれた移動体端末装置の外側の少なくとも一部の領域を覆うケースであり、
前記基部は、前記ベース機構に含まれた機構であるか、または、前記ベース機構に取り付けられる機構である、擬似力覚発生装置。
【請求項９】
請求項７または８の何れかの擬似力覚発生装置であって、
前記ベース機構は、さらに第２ベース機構側部材を含み、
前記接触機構は、さらに前記第２ベース機構側部材に対する第２非対称振動を行う第２接触機構側部材を含み、
前記接触機構側部材は、第１軸に沿って前記ベース機構側部材に対する前記非対称振動を行う部材であり、
前記第２接触機構側部材は、第２軸に沿って前記第２ベース機構側部材に対する前記第２非対称振動を行う部材であり、
前記基部が、前記ベース機構側部材に取り付けられているか、もしくは、前記ベース機構側部材と一体であり、かつ、前記接触機構側部材が前記第１軸に沿って前記ベース機構側部材に対して振動可能であり、
前記接触部が、前記第２接触機構側部材に取り付けられているか、もしくは、前記第２接触機構側部材と一体であり、かつ、前記第２軸に沿って前記第２ベース機構側部材に対して振動可能であり、
前記第１軸と前記第２軸との向きが相違しており、前記第１軸に対する前記第２軸の相対位置が固定または制約されており、
前記接触部は、前記非対称振動および前記第２非対称振動の少なくとも一方に基づく力が与えられ、前記非対称振動および前記第２非対称振動の少なくとも一方に基づく非対称運動を行う部材である、擬似力覚発生装置。
【請求項１０】
請求項６の擬似力覚発生装置であって、
前記ベース機構に対して周期的な第３非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に前記第３非対称運動に基づく力を与える第３接触機構、をさらに有し、
前記第３接触機構の質量が前記ベース機構の質量よりも小さい、または、前記第３接触機構の質量が前記ベース機構の質量と前記ベース機構に取り付けられる機構の質量との合計よりも小さい、擬似力覚発生装置。
【請求項１１】
請求項１０の擬似力覚発生装置であって、
前記接触機構の前記非対称運動および前記第３接触機構の前記第３非対称運動は、前記ベース機構に対して互いに独立である、擬似力覚発生装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１の擬似力覚発生装置であって、
前記接触機構の前記非対称運動および前記第３接触機構の前記第３非対称運動は、前記ベース機構側部材に対する互いに異なる軸に沿った非対称振動である、擬似力覚発生装置。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れかの擬似力覚発生装置であって、
前記接触機構が前記皮膚または粘膜に与える力の波形パターンは、
第１の時間区間では、向きが所定方向であって絶対値が第１の閾値以上である力を表し、
前記第１の時間区間と異なる第２の時間区間では、向きが前記所定方向の反対方向であって絶対値が前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値以内である力を表し、
前記第１の時間区間が前記第２の時間区間よりも短い、擬似力覚発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似力覚を利用者に知覚させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御信号に基づいてアクチュエータ（例えば、リニア・アクチュエータ）を制御し、牽引力錯覚などの擬似力覚を知覚させる擬似力覚発生装置が提案されている（例えば、非特許文献１等参照）。これまでの方式では筺体ケース内にアクチュエータが設置される。利用者が筺体ケース（アウタ側）を握った状態でアクチュエータの可動子（インナ側）を非対称振動させることで、筺体ケース側に生ずる応力（反力）が当該利用者の皮膚に伝わり、利用者に擬似的な力覚を知覚させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】雨宮智浩，高椋慎也，伊藤翔，五味裕章，“指でつまむと引っ張られる感覚を生み出す装置「ぶるなび３」”，２０１４年，ＮＴＴ技術ジャーナル，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．９，ｐｐ．２３−２６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来方式ではアクチュエータの振動が筺体ケースを介して皮膚に伝えられる。そのため、スマートフォン端末装置などの質量の大きな物体の筺体ケース内にアクチュエータを設置してしまうと、皮膚に十分な振動が伝わらずに十分な力覚を知覚させることができなかったり、ストロークが大きく消費電力の大きなアクチュエータが必要となったりする。
本発明の課題は、従来よりも効率的に擬似的な力覚を呈示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の擬似力覚発生装置は、ベース機構と、当該ベース機構に対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該非対称運動に基づく力を与える接触機構と、を有する。ただし、接触機構の質量はベース機構の質量よりも小さい、または、接触機構の質量はベース機構の質量とベース機構に取り付けられる機構の質量との合計よりも小さい。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、従来よりも効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１−１】図１Ａおよび図１Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した概念図である。図１Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の概略平面図であり、図１Ａは図１Ｂの１Ａ−１Ａ概略断面図である。
【図１−２】図１Ｃは図１Ｂの１Ａ−１Ａ拡大断面図である。
【図１−３】図１Ｄは実施形態の擬似力覚発生装置の使用状態を説明するための概念図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは実施形態の振動子の構成を例示した概念図である。図２Ａおよび図２Ｂは、実施形態の振動子の１Ａ−１Ａ概略断面を表す。
【図３】図３Ａ−図３Ｄは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図４】図４Ａ−図４Ｆは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図５】図５Ａ−図５Ｄは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図６】図６Ａ−図６Ｄは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図７−１】図７Ａおよび図７Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した概念図である。図７Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の概略平面図であり、図７Ａは図７Ｂの７Ａ−７Ａ概略断面図である。
【図７−２】図７Ｃは図７Ｂの７Ａ−７Ａ拡大断面図である。
【図８−１】図８Ａ−図８Ｃは実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した概念図である。図８Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の概略平面図であり、図８Ａは図８Ｂの８Ａ−８Ａ概略断面図であり、図８Ｃは図８Ｂの８Ｃ−８Ｃ概略断面図である。
【図８−２】図８Ｄは図８Ｂの８Ａ−８Ａ拡大断面図である。
【図９−１】図９Ａ−図９Ｃは実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した概念図である。図９Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の概略平面図であり、図９Ａは図９Ｂの９Ａ−９Ａ概略断面図であり、図９Ｃは図９Ｂの９Ｃ−９Ｃ概略断面図である。
【図９−２】図９Ｄは図９Ｂの９Ａ−９Ａ拡大断面図である。
【図９−３】図９Ｅは図９Ｂの９Ｃ−９Ｃ拡大断面図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した概念平面図である。
【図１１−１】図１１Ａ−図１１Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した概念図である。図１１Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の概略平面図であり、図１１Ａは図１１Ｂの１１Ａ−１１Ａ概略断面図である。
【図１１−２】図１１Ｃは図１１Ｂの１１Ａ−１１Ａ拡大断面図である。
【図１１−３】図１１Ｄは変形例を示した概略断面図であり、図１１Ｃの１１Ａ−１１Ａ拡大断面図から置き換えられる。
【図１２】図１２Ａ−図１２Ｄは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図１３】図１３Ａ−図１３Ｆは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図１４】図１４Ａ−図１４Ｄは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図１５】図１５Ａ−図１５Ｄは実施形態の介在部材の構成を例示した概念図である。
【図１６】図１６Ａ及び図１６Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の概略平面図である。
【図１７】図１７Ａ−図１７Ｃは実施形態の構成を例示した概念図である。
【図１８−１】図１８Ａは実施形態の構成を例示した概念平面図である。
【図１８−２】図１８Ｂは実施形態の構成を例示した概念図である。
【図１９】図１９Ａおよび図１９Ｂは実施形態の構成を例示した部分拡大図である。
【図２０】図２０Ａおよび図２０Ｂは実施形態の構成を例示した概念図である。
【図２１】図２１Ａ−図２１Ｃは実施形態の動作を例示するための概念図である。
【図２２】図２２Ａ−図２２Ｃは実施形態の動作を例示するための概念図である。
【図２３】図２３Ａおよび図２３Ｂは実施形態の構成を例示した概念図である。
【図２４】図２４Ａおよび図２４Ｂは実施形態の構成を例示した概念図である。
【図２５】図２５Ａおよび図２５Ｂは実施形態の構成を例示した概念図である。図２５Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の概略平面図であり、図２５Ａは図２５Ｂの２５Ａ−２５Ａ概略断面図である。
【図２６】図２６は、擬似力覚発生装置の力学特性モデル、および皮膚の力学特性モデルを説明するための概念図である。
【図２７】図２７Ａ−図２７Ｃは従来の擬似力覚発生装置の特性を例示したデータであり、図２７Ｄ−図２７Ｆは実施形態の擬似力覚発生装置の特性を例示したデータである。図２７Ａおよび図２７Ｄは擬似力覚発生装置の駆動制御信号の入力波形［Ｖ］の時系列データを例示し、図２７Ｂおよび図２７Ｅは擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力［Ｎ］の時系列データを例示し、図２７Ｃおよび図２７Ｆは擬似力覚発生装置の位置［ｍ］の時系列データを例示する。
【図２８】図２８Ａ−図２８Ｃは従来の擬似力覚発生装置の特性を例示したデータであり、図２８Ｄ−図２８Ｆは実施形態の擬似力覚発生装置の特性を例示したデータである。図２８Ａおよび図２８Ｄは擬似力覚発生装置の駆動制御信号の入力波形［Ｖ］の時系列データを例示し、図２８Ｂおよび図２８Ｅは擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力［Ｎ］の時系列データを例示し、図２８Ｃおよび図２８Ｆは擬似力覚発生装置の位置［ｍ］の時系列データを例示する。
【図２９】図２９Ａ−図２９Ｃは従来の擬似力覚発生装置の特性を例示したデータであり、図２９Ｄ−図２９Ｆは実施形態の擬似力覚発生装置の特性を例示したデータである。図２９Ａおよび図２９Ｄは擬似力覚発生装置の駆動制御信号の入力波形［Ｖ］の時系列データを例示し、図２９Ｂおよび図２９Ｅは擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力［Ｎ］の時系列データを例示し、図２９Ｃおよび図２９Ｆは擬似力覚発生装置の位置［ｍ］の時系列データを例示する。
【図３０】図３０Ａ−図３０Ｆは、擬似力覚発生装置の駆動制御信号の入力波形が正である期間Ｔ１と、負である期間Ｔ２と、擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力の非対称性との関係の一例を、質量ｍ１，ｍ２の組ごとにステムプロットした図である。
【図３１】図３１Ａ−図３１Ｆは、擬似力覚発生装置の駆動制御信号の入力波形が正である期間Ｔ１と、負である期間Ｔ２と、擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力の非対称性との関係の一例を、質量ｍ１，ｍ２の組ごとに折れ線グラフで示した図である。
【図３２】図３２Ａは非線形最適化した駆動制御信号の入力波形の時系列データを例示した図であり、図３２Ｂは非線形最適化した駆動制御信号で制御された擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力の時系列データ（最適化波形パターン）を例示した図であり、図３２Ｃは非線形最適化した駆動制御信号で制御された擬似力覚発生装置の位置波形の時系列データを例示した図である。
【図３３】図３３Ａは非線形最適化した駆動制御信号の入力波形の時系列データを例示した図であり、図３３Ｂは非線形最適化した駆動制御信号で制御された擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力の時系列データ（最適化波形パターン）を例示した図であり、図３３Ｃは非線形最適化した駆動制御信号で制御された擬似力覚発生装置の位置波形の時系列データを例示した図である。
【図３４】図３４Ａは非線形最適化した駆動制御信号の入力波形の時系列データを例示した図であり、図３４Ｂは非線形最適化した駆動制御信号で制御された擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力の時系列データ（最適化波形パターン）を例示した図であり、図３４Ｃは非線形最適化した駆動制御信号で制御された擬似力覚発生装置の位置波形の時系列データを例示した図である。
【図３５】図３５Ａ−図３５Ｄは、駆動制御信号の入力波形が正である期間Ｔ１と、負である期間Ｔ２と、擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力の非対称性との関係の一例を、質量ｍ１，ｍ２の組ごとにステムプロットした図である。ただし、図３５Ａおよび図３５Ｃでは時間非対称矩形波である駆動制御信号を用いており、図３５Ｂおよび図３５Ｄでは非線形最適化した駆動制御信号を用いている。
【図３６】図３６Ａ−図３６Ｄは、駆動制御信号の入力波形が正である期間Ｔ１と、負である期間Ｔ２と、擬似力覚発生装置から皮膚に加わる力の非対称性との関係の一例を、質量ｍ１，ｍ２の組ごとに折れ線グラフで示した図である。ただし、図３６Ａおよび図３６Ｃでは時間非対称矩形波である駆動制御信号を用いており、図３６Ｂおよび図３６Ｄでは非線形最適化した駆動制御信号を用いている。
【図３７】図３７Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の斜視図である。図３７Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の底面図である。
【図３８】図３８Ａは、図３８Ｂの３８Ａ−３８Ａ断面図である。図３８Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の平面図である。
【図３９】図３９は、図３８Ａの拡大図である。
【図４０】図４０は、擬似力覚発生装置の使用状態を説明するための概念図である。
【図４１】図４１Ａおよび図４１Ｂは、実施形態の振動子の構成を例示した概念図である。図４１Ａおよび図４１Ｂは、実施形態の振動子の３８Ａ−３８Ａ概略断面を表す。
【図４２】図４２Ａおよび図４２Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を説明するための図である。
【図４３】図４３Ａは、図４３Ｂの４３Ａ−４３Ａ断面図である。図４３Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の平面図である。
【図４４】図４４Ａは、図４４Ｂの４４Ａ−４４Ａ断面図である。図４４Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の平面図である。図４４Ｃは、図４４Ｂの４４Ｃ−４４Ｃ断面図である。
【図４５】図４５は、図４４Ａの拡大図である。
【図４６】図４６は、図４４Ｃの拡大図である。
【図４７】図４７Ａおよび図４７Ｂは、実施形態の変形例の擬似力覚発生装置の底面図である。
【図４８】図４８は、実施形態の擬似力覚発生装置を示した図３８Ｂの３８Ａ−３８Ａ拡大断面図である。
【図４９】図４９Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の斜視図である。図４９Ｂは実施形態の擬似力覚発生装置の平面図である。
【図５０】図５０Ａおよび図５０Ｂは、実施形態の変形例の擬似力覚発生装置の斜視図である。
【図５１】図５１は、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過斜視図である。
【図５２】図５２は、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した分解図である。
【図５３】図５３は、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過平面図である。
【図５４】図５４Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過正面図（ＸＺ平面図）であり、図５４Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過右側面図（ＹＺ平面図）である。
【図５５】図５５Ａおよび図５５Ｂは、実施形態の振動子の構成を例示した概念図である。
【図５６】図５６Ａおよび図５６Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。
【図５７】図５７Ａおよび図５７Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。
【図５８】図５８は、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過斜視図である。
【図５９】図５９は、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した分解図である。
【図６０】図６０Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過平面図である。図６０Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過正面図である。図６０Ｃは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過左側面図である。
【図６１】図６１Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の内部構成を例示した透過平面図である。図６１Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の内部構成を例示した透過正面図である。図６１Ｃは、実施形態の擬似力覚発生装置の内部構成を例示した透過左側面図である。
【図６２】図６２Ａおよび図６２Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。
【図６３】図６３Ａおよび図６３Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。
【図６４】図６４Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過平面図である。図６４Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過正面図である。図６４Ｃは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過左側面図である。
【図６５】図６５Ａおよび図６５Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。
【図６６】図６６Ａおよび図６６Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。
【図６７】図６７は、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過斜視図である。
【図６８】図６８は、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した分解図である。
【図６９】図６９Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過平面図である。図６９Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過正面図である。図６９Ｃは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過左側面図である。
【図７０】図７０は、実施形態の擬似力覚発生装置の動作を例示するための図である。
【図７１】図７１Ａは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過平面図である。図７１Ｂは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過正面図である。図７１Ｃは、実施形態の擬似力覚発生装置の構成を例示した透過左側面図である。
【図７２】図７２は、実施形態の擬似力覚発生装置の使用状態を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を説明する。
［第１−９実施形態の概要］
第１−９実施形態の擬似力覚発生装置は、「ベース機構」と、「ベース機構」に対して周期的な「非対称運動」を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該「非対称運動」に基づく力を与える「接触機構」と、を有する。ただし「接触機構」の質量は「ベース機構」の質量よりも小さい、または、「接触機構」の質量は「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計よりも小さい。このような構成では、系全体の質量が大きい場合でも、「接触部」とともに振動する系である「接触機構」の質量は小さいため、「接触機構」から皮膚または粘膜に十分な大きさの力が伝達される。これにより、従来方式とストロークおよび出力が同じアクチュエータであったとしても、より明確に力覚を呈示できる。あるいは、従来よりもストロークおよび出力の小さなアクチュエータであったとしても、従来方式と同程度の力覚を呈示できる。すなわち、本形態では従来よりも効率的に力覚を呈示できる。
【０００９】
周期的な「非対称運動」は、それに基づいて「接触機構」から皮膚または粘膜に与えられる力が擬似的な力覚を知覚させるような周期運動であり、「所定方向」の運動の時系列波形と当該「所定方向」と反対方向の運動の時系列波形とが非対称な周期運動である。「非対称運動」は並進方向に擬似的な力覚を呈示するための周期的な並進運動であってもよいし、回転方向に擬似的な力覚を呈示するための周期的な回転運動であってもよい。周期的な「非対称運動」の例は非対称振動である。好ましくは、「非対称運動」に基づいて「接触機構」が皮膚または粘膜に与える力の「波形パターン」が、「第１の時間区間」では、向きが所定方向であって絶対値が「第１の閾値」以上である力を表し、「第１の時間区間」と異なる「第２の時間区間」では、向きが当該「所定方向」の反対方向であって絶対値が「第１の閾値」よりも小さな「第２の閾値」以内である力を表し、「第１の時間区間」が「第２の時間区間」よりも短くなるような「非対称運動」であることが望ましい。言い換えると、当該「波形パターン」が矩形パターンまたは矩形パターンに近似するパターンとなるような「非対称運動」であることが望ましい。これにより、より明確に擬似的な力覚を呈示できるからである。
【００１０】
例えば、（１）「ベース機構」は「ベース機構側部材」を含み、（２）「接触機構」は「ベース機構側部材」に対する「非対称振動」を行う「接触機構側部材」と、当該「非対称振動」に基づく力が与えられ、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に「非対称振動」に基づく力を与える「接触部」とを含む。「接触部」の少なくとも一部は「接触機構側部材」の外側に配置され、「接触部」は「接触機構側部材」の「非対称振動」に基づく「非対称運動」を行う。すなわち、「接触部」の全体が「接触機構側部材」の内部に配置されているのではなく、「接触部」の少なくとも一部は「接触機構側部材」の外部に配置されている。「接触部」とともに振動する系である「接触機構」の質量は、当該「接触部」とともに振動する系を支持する系の質量（「ベース機構」の質量、または、「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計）よりも小さい。「非対称振動」は、「接触機構」から皮膚または粘膜に与えた力によって擬似的な力覚を知覚させるための振動であり、「所定方向」の振動の時系列波形と当該「所定方向」と反対方向の振動の時系列波形とが非対称な振動を意味する。「非対称振動」は、例えば、「接触機構側部材」の「所定方向」の「物理量」の時系列波形と当該「接触機構側部材」の当該「所定方向」と反対方向の「物理量」の時系列波形とが非対称となるような「接触機構側部材」の振動である。「物理量」の例は、「接触機構側部材」を支持する「ベース機構側部材」に与えられる力、当該「ベース機構側部材」の加速度、速度、もしくは位置、「接触機構側部材」が「ベース機構側部材」に与える力、「接触機構側部材」の加速度、速度、もしくは位置、「接触機構側部材」から皮膚または粘膜に与えられる力、または「接触機構側部材」の加速度、速度、もしくは位置などである。
【００１１】
「ベース機構」は、他の物体である「基部」に取り付け可能な形状（支持される形状）に構成されていてもよいし、他の物体に取り付け可能な形状（支持される形状）に構成されていなくてもよい。前者の「ベース機構」を「基部」に取り付けることで、「ベース機構」は「基部」によって支持される。「αがβに支持される」とは、αがβに直接的または間接的に支えられることを意味する。言い換えると、「αがβに支持される」とは、αの運動の一部または全部がβによって制限されることであり、例えば、αの運動の自由度の一部または全部がβによって制限されることである。αがβに固定される場合のみならず、αがβに対して相対的に移動または回転可能であったとしても、αの何らかの動きがβによって制限されている場合には「αがβに支持される」と言える。「αがβに支持されている」および「αがβに支持された」とは、「αがβに支持される」状態となっていることを意味する。
【００１２】
「接触機構」が「直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜」とは、介在物を介さずに「接触機構」に接触した皮膚または粘膜、または、介在物を介して「接触機構」に接触した皮膚または粘膜の何れかを意味する。「αがβを介してγに接触する」とは、αからβを介してγに力を与えられる状態となることを意味する。「αがβを介してγに接触する」とは、例えばαがβに直接接触し、βがγに直接接触し、αからβを介してγに力を与えられる状態となることを意味する。この介在物は、剛体、弾性体、塑性体、流体、またはそれらの少なくとも一部の特性を併せ持ったものであってもよいが、「接触機構」からの力を皮膚または粘膜に伝達可能なものである必要がある。
【００１３】
例えば「接触機構」は「擬似力覚発生装置」の重量（重力による力、すなわち重さ）を支える機構である。言い換えると、例えば「擬似力覚発生装置」の重量の反力は「接触機構」のみに与えられる。つまり「接触機構」は「擬似力覚発生装置」の重量の反力を支える機構ともいえる。「擬似力覚発生装置」は「接触機構」を介して利用者に直接的または間接的に把持または取り付けられる。「接触機構」のみ（例えば、「接触部」のみ）が皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触する部位であることが望ましい。すなわち、実施形態の擬似力覚発生装置は、「接触機構」の部位を通じて利用者の皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触するが、「ベース機構」、「ベース機構に取り付けられる機構」などの「接触機構」以外の部位が利用者の皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触しないことが望ましい。言い換えると、「接触機構」以外の部位には反力などの外力が与えられないことが望ましい。これにより、擬似的な力覚を知覚させるための力が利用者の皮膚または粘膜に効率的に伝導されるからである。例えば、「接触部」は「ベース機構側部材」を支持した「基部」の外側に配置される形状に構成されていることが望ましい。例えば、「接触部」が「ベース機構側部材」を支持した「基部」の外側の少なくとも一部の領域を覆う形状に構成されていることが望ましい。例えば、「接触部」が当該「基部」の外側の領域の５０％以上を覆う形状に構成されていてもよいし、「接触部」が当該「基部」の外側のすべての領域を覆う形状に構成されていてもよい。「接触部」が擬似力覚発生装置の「把持部」であってもよいし、利用者への「取り付け部」であってもよい。「基部」は、前述のように「ベース機構」に取り付けられる機構（他の物体）であってもよいし、「ベース機構」に含まれた機構であってもよい。「基部」の例は、スマートフォン端末装置、タブレット端末装置、電子書籍リーダー装置、携帯電話端末装置、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機などの移動体端末装置である。キーボード、マウス、コントローラーその他の電子機器が「基部」であってもよいし、電子機器以外の部材が「基部」であってもよい。「基部」が携帯電話端末装置などの移動体端末装置とその他の部材とを含んでもよい。擬似力覚発生装置が「基部」の一部として予め組み込まれていてもよい。「基部」が「移動体端末装置」を含み、「接触部」が「移動体端末装置」の外側の少なくとも一部の領域（例えば、外側の少なくとも一つ面を含む領域）を覆うケースであってもよい。
【００１４】
前述のように「接触部」とともに振動する系である「接触機構」の質量が、当該「接触部」とともに振動する系を支持する系の質量（「ベース機構」の質量、または、「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計）よりも小さければ明確な力覚を呈示できる。しかし、より好ましくは、当該「接触部」とともに振動する系の質量が、零よりも大きく、当該「接触部」とともに振動する系を支持する系の質量の三分の一以下であることが望ましい。言い換えると、「接触部とともに振動する系を支持する系」の質量に対する、「接触部とともに振動する系」の質量の割合が零よりも大きく、三分の一以下である。これにより、より効率的に擬似的な力覚を知覚させることができる。
【００１５】
「接触部」は、例えば、「接触機構側部材」に取り付けられているか、もしくは、「接触機構側部材」と一体であり、かつ、「ベース機構側部材」に対して振動可能である。例えば、「接触機構側部材」は「ベース機構側部材」に支持された状態で「非対称振動」を行い、これによって「接触機構側部材」と接続または一体とされた「接触部」も「ベース機構側部材」に対して振動する。なお「αがβに取り付けられている」とは、αがβに固定されていること、αがβに接続されていること、αがβに着脱可能に保持されていること、または、αが「遊び（余裕）」または「ガタ」を持った状態でβに保持されていること、の何れかを意味する。また「αがβに取り付けられている」とは、αがβに直接取り付けられていることのみならず、αが介在物を介して間接的にβに取り付けられていることも含む概念である。
【００１６】
前述のように、「接触部とともに振動する系」の質量は、当該「接触部とともに振動する系を支持する系」の質量よりも小さい。この場合、「接触部とともに振動する系」の振動の平均振幅（「接触機構」の振動の平均振幅）は、「接触部とともに振動する系を支持する系」の振動の平均振幅（「ベース機構」の振動の平均振幅、または、「ベース機構」および「ベース機構」に取り付けられる機構の振動の平均振幅）よりも大きい。「接触部とともに振動する系の振動の平均振幅」とは、「接触部とともに振動する系（接触機構）」を構成する各部材の振幅（絶対値）の平均の時間平均（絶対値）を意味する。同様に「接触部とともに振動する系を支持する系の振動の平均振幅」とは、「接触部とともに振動する系を支持する系（「ベース機構」、または、「ベース機構」および「ベース機構に取り付けられる機構」）」を構成する各部材の振幅（絶対値）の平均の時間平均（絶対値）を意味する。言い換えると、「接触部とともに振動する系」の振動の大きさは、「接触部とともに振動する系を支持する系」の振動の大きさよりも大きい。例えば、「接触部とともに振動する系を支持する系」は「接触部とともに振動する系」とともに振動しないか、「接触部とともに振動する系」よりも小さな平均振幅で振動する。
【００１７】
「接触部とともに振動する系を支持する系」の全てが「擬似力覚発生装置」に含まれていてもよいし、「接触部とともに振動する系を支持する系」の一部のみが「擬似力覚発生装置」に含まれていてもよい。
【００１８】
「ベース機構」が、さらに「第２ベース機構側部材」を含み、「接触機構」が、さらに「第２ベース機構側部材」に対する「第２非対称振動」を行う「第２接触機構側部材」を含んでいてもよい。前述の「接触機構側部材」は「第１軸」に沿って「ベース機構側部材」に対する非対称振動を行い、「第２接触機構側部材」は「第２軸」に沿って「第２ベース機構側部材」に対する「第２非対称振動」を行う。「第１軸」と「第２軸」は互いに平行であってもよいし、互いに平行でなくてもよい。「第１軸」と「第２軸」とは同軸上に存在していてもよいし、これらが同軸上に存在していなくてもよい。「接触部」には「非対称振動」および「第２非対称振動」の少なくとも一方に基づく力が与えられる（振動が伝導される）。「接触部」は「非対称振動」および「第２非対称振動」の少なくとも一方に基づく「非対称運動」を行う。これにより、「接触部」は「非対称振動」および「第２非対称振動」の少なくとも一方に基づく力を皮膚または粘膜に与える。これにより、多様な力覚の呈示が可能となる。「第２非対称振動」の定義は「非対称振動」の定義と同じであるが、「第２非対称振動」の振動方向や時系列波形は、「非対称振動」の振動方向や時系列波形と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００１９】
このように「接触機構側部材」に加えて「第２接触機構側部材」を設けた場合、「非対称振動」および「第２非対称振動」の何れの振動も「接触部」に効率的に伝えられ、かつ、「非対称振動」および「第２非対称振動」の振動ならびに「非対称振動」と「第２非対称振動」との合成による運動（例えば、振動）も「接触部」によって妨げられない（大きくは妨げられない）ことが望ましい。これを実現する手段として「介在部材」と「第２介在部材」とを設けてもよい。「介在部材」は、「ベース機構側部材」および「第２ベース機構側部材」を支持する「基部」と「接触部」との間に配置されている。「介在部材」は、「非対称振動」に基づく「第１軸」に沿った方向成分の力を「接触部」に与え（振動を「接触部」に伝達し）、かつ、「第１軸」と異なる向きの軸に沿った方向への「接触部」の移動（「接触部」の「基部」に対する移動）を可能にする。「第２介在部材」は、「第２非対称振動」に基づく「第２軸」に沿った方向成分の力を「接触部」に与え（振動を「接触部」に伝達し）、かつ、「第２軸」と異なる向きの軸に沿った方向への「接触部」の移動（「接触部」の「基部」に対する移動）を可能にする。なお、「αに沿ったβ」の例は、αに並行するβ、αと平行なβ、αと略平行なβである。また「α軸と異なる向きの軸」の例は、「α軸と直交する軸」、「α軸と略直交する軸」、「α軸とのなす角度が０°よりも大きく１８０°よりも小さい軸」などである。また「軸に沿った方向」の例は、「軸と平行な方向」、「軸と略平行な方向」、「軸上の方向」、「軸とのなす角度が所定範囲内の方向」などである。
【００２０】
このような機能を持つ「介在部材」および「第２介在部材」は、例えば、剛性の異方性を利用して実現できる。例えば、「第１軸」に沿った方向の剛性が「第１軸」と異なる向きの軸に沿った方向の剛性よりも高い部材を「介在部材」としてもよいし、「第２軸」に沿った方向の剛性が「第２軸」と異なる向きの軸に沿った方向の剛性よりも高い部材を「第２介在部材」としてもよい。
【００２１】
剛性の異方性を利用した「介在部材」の配置には様々なバリエーションがある。
例１１−１：「介在部材」が「ベース機構側部材」と「基部」との間に配置されていてもよい。例えば、「介在部材」の一方側が「ベース機構側部材」側に取り付けられており、「介在部材」の他方側が「基部」側に取り付けられていてもよい。この場合、「基部」は「介在部材」を介して「ベース機構側部材」を支持する。
例１１−２： 「介在部材」が「接触機構側部材」と「接触部」との間に配置されていてもよい。例えば、「介在部材」の一方側が「接触機構側部材」側に取り付けられており、「介在部材」の他方側が「接触部」側に取り付けられていてもよい。
【００２２】
同様に、剛性の異方性を利用した「第２介在部材」の配置にも様々なバリエーションがある。
例１２−１：「第２介在部材」が「第２ベース機構側部材」と「基部」との間に配置されていてもよい。例えば、「第２介在部材」の一方側が「第２ベース機構側部材」側に取り付けられており、「第２介在部材」の他方側が「基部」側に取り付けられていてもよい。この場合、「基部」は「第２介在部材」を介して「第２ベース機構側部材」を支持する。
例１２−２：「第２介在部材」が「第２接触機構側部材」と「接触部」との間に配置されていてもよい。例えば、「第２介在部材」の一方側が「第２接触機構側部材」側に取り付けられており、「第２介在部材」の他方側が「接触部」側に取り付けられていてもよい。
【００２３】
例１１−１かつ例１２−１、または、例１１−２かつ例１２−２あることが望ましいが、その他の組み合わせで配置されてもよい。
【００２４】
「介在部材」および「第２介在部材」がヒンジ（蝶番）であってもよい。例えば、「介在部材」が、「第１取り付け部」と当該「第１取り付け部」に対してヒンジ軸周りに相対的に回転可能な「第２取り付け部」とを含む「ヒンジ」であってもよい。柔軟性素材で構成された「第１取り付け部」と「第２取り付け部」とが一体構成または連結されることでこのような構成が実現されてもよいし、「第１取り付け部」と「第２取り付け部」とがヒンジ結合されていてもよい。ただし、当該「ヒンジ」のヒンジ軸は「第１軸」に沿った向きに配置されている。「第２介在部材」が、「第３取り付け部」と当該「第３取り付け部」に対してヒンジ軸周りに相対的に回転可能な「第４取り付け部」とを含む「第２ヒンジ」であってもよい。柔軟性素材で構成された「第３取り付け部」と「第４取り付け部」とが一体構成または連結されることでこのような構成が実現されてもよいし、「第３取り付け部」と「第４取り付け部」とがヒンジ結合されていてもよい。ただし、当該「第２ヒンジ」のヒンジ軸は「第２軸」に沿った向きに配置されている。なお、「α軸に沿った向き」の例は、「α軸と平行な向き」、「α軸と略平行な向き」、「α軸上の向き」、「α軸とのなす角度が所定範囲内の向き」などである。
【００２５】
「ヒンジ」である「介在部材」の配置にも様々なバリエーションがある。
例２１−１：「第１取り付け部」が「ベース機構側部材」側に取り付けられ、「第２取り付け部」が「基部」側に取り付けられていてもよい。この場合、「基部」は「介在部材」を介して「ベース機構側部材」を支持する。
例２１−２：「第１取り付け部」が「接触機構側部材」側に取り付けられ、「第２取り付け部」が「接触部」側に取り付けられていてもよい。
【００２６】
「第２ヒンジ」である「第２介在部材」の配置にも様々なバリエーションがある。
例２２−１：「第３取り付け部」が「第２ベース機構側部材」側に取り付けられ、「第４取り付け部」が「基部」側に取り付けられていてもよい。この場合、「基部」は「第２介在部材」を介して「第２ベース機構側部材」を支持する。
例２２−２：「第３取り付け部」が「第２接触機構側部材」側に取り付けられ、「第４取り付け部」が「接触部」側に取り付けられていてもよい。
例２１−１かつ例２２−１、または、例２１−２かつ例２２−２であることが望ましいが、その他の組み合わせで配置されてもよい。
【００２７】
「介在部材」および「第２介在部材」がスライド機構であってもよい。例えば、「介在部材」が、「レール部」と当該「レール部」にスライド可能に支持されている「スライド部」とを含む「スライド機構」であり、「レール部」が「第１軸」と異なる向きの「スライド軸」に沿った向きに配置されており、「スライド部」が「スライド軸」に沿ってスライド可能であってもよい。「第２介在部材」が、「第２レール部」と当該「第２レール部」にスライド可能に支持されている「第２スライド部」とを含む「第２スライド機構」であり、「第２レール部」が「第２軸」と異なる向きの「第２スライド軸」に沿った向きに配置されており、「第２スライド部」が「第２スライド軸」に沿ってスライド可能であってもよい。
【００２８】
「スライド機構」である「介在部材」の配置にも様々なバリエーションがある。
例３１−１：「レール部」が「ベース機構側部材」側に取り付けられており、「スライド部」が「基部」側に取り付けられていてもよい。この場合、「基部」は「介在部材」を介して「ベース機構側部材」を支持する。
例３１−２：「レール部」が「接触機構側部材」側に取り付けられており、「スライド部」が「接触部」側に取り付けられていてもよい。
【００２９】
「第２スライド機構」である「第２介在部材」の配置にも様々なバリエーションがある。
例３２−１：「第２レール部」が「第２ベース機構側部材」側に取り付けられており、「第２スライド部」が「基部」側に取り付けられていてもよい。この場合、「基部」は「第２介在部材」を介して「第２ベース機構側部材」を支持する。
例３２−２：「第２レール部」が「第２接触機構側部材」側に取り付けられており、「第２スライド部」が「接触部」側に取り付けられていてもよい。
【００３０】
例３１−１かつ例３２−１、または、例３１−２かつ例３２−２あることが望ましいが、その他の組み合わせで配置されてもよい。
【００３１】
「介在部材」や「第２介在部材」を設けるのではなく、いわゆるＸＹテーブル構造によって同様の機能を実現してもよい。この場合、「基部」が、「ベース機構側部材」に取り付けられているか、もしくは、「ベース機構側部材」と一体であり、かつ、「接触機構側部材」が「第１軸」に沿って「ベース機構側部材」に対して振動可能であり、「接触部」が、「第２接触機構側部材」に取り付けられているか、もしくは、「第２接触機構側部材」と一体であり、かつ、「第２軸」に沿って「第２ベース機構側部材」に対して振動可能であってもよい。ただし、「第１軸」と「第２軸」との向きが相違しており、「第１軸」に対する「第２軸」の相対位置が固定または制約されている。例えば、「接触機構側部材」が「第２ベース機構側部材」に取り付けられていてもよいし、「接触機構側部材」が「第２ベース機構側部材」と一体であってもよい。また「第１軸」は「第２軸」と略直交してもよいし、直交してもよい。「第１軸」と「第２軸」とのなす角度が０°よりも大きく１８０°よりも小さくてもよい。
【００３２】
「第ｎベース機構側部材」と当該「第ｎベース機構側部材」に対する「第ｎ非対称振動」を行う「第ｎ接触機構側部材」とをさらに設けてもよい。ただし、ｎは３以上の整数であり、「第ｎ接触機構側部材」は「第ｎ軸」に沿って「第ｎベース機構側部材」に対する非対称振動を行う。「非対称振動」および「第２非対称振動」および「第ｎ非対称振動」の何れの力（振動）も「接触部」に効率的に伝えられ、かつ、「非対称振動」および「第２非対称振動」および「第ｎ非対称振動」の何れの振動も「接触部」によって妨げられない（大きくは妨げられない）ことが望ましい。これを実現するために、「介在部材」や「第２介在部材」と同様な「第ｎ介在部材」を設けてもよいし、上述のようなＸＹテーブル構造としてもよい。
【００３３】
［第１実施形態］
以降、図面を参照しつつ各実施形態を説明する。
＜構成＞
図１Ａ−図１Ｄ，図２Ａおよび図２Ｂに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置１は、基部１０１、支持部１０２６−１および支持部１０２６−１に対する非対称振動を行う可動部１０２５−１を含む振動子１０２−１、支持部１０２６−２および支持部１０２６−２に対する非対称振動を行う可動部１０２５−２を含む振動子１０２−２、接触部１０３、および介在部材１０４−１，１０４−２を有する。本形態では、支持部１０２６−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）が「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）が「接触機構側部材」に相当する。また接触部１０３は、擬似力覚発生装置１の重量を支える部材である。本形態の可動部１０２５−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）は、駆動制御装置１００の駆動制御信号ＤＣＳに基づいて、支持部１０２６−ｉに支持された状態で、Ｄ−ｉ軸（第ｉ軸）に沿った非対称振動を行う。これらの非対称振動は擬似的な力覚を知覚させるための振動である。このような非対称振動の詳細は、例えば、非特許文献１や参考文献１（特許第４５５１４４８号公報）や参考文献２（特開２０１５−２２３５６３）などに開示されている。各非対称振動に基づく振動は接触部１０３に伝導される。これにより、接触部１０３は周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該非対称運動に基づく力を与える。ここで、接触部１０３とともに振動する系の質量ｍ１は、当該接触部１０３とともに振動する系を支持する系の質量ｍ２よりも小さい。このような構成では、系全体の質量ｍ１＋ｍ２が大きい場合でも、接触部１０３とともに振動する系の質量ｍ１は小さいため、接触部１０３から皮膚または粘膜に十分な大きさの力が伝達される。結果として、同じストロークおよび出力を持つ振動子１０２−ｉで、皮膚または粘膜に従来方式よりも大きな変形を与えることができる。また、可動部１０２５−ｉと支持部１０２６−ｉとの相対変位を小さくできるため、ストロークのより小さな振動子１０２−ｉを用いることができる。このような機構を用いて振動子１０２−ｉを非対称振動させることにより、効率的に牽引感覚などの擬似的な力覚を知覚させることができる。
【００３４】
＜基部１０１＞
図１Ａ−図１Ｄに例示するように、本形態の基部１０１は板状の部材であり、その底面１０１ｂ側には振動子１０２−ｉおよび介在部材１０４−ｉがそれぞれ配置される凹部１０１ｄ−ｉが設けられている。前述のように基部１０１はどのようなものであってもよく、例えば、スマートフォン端末装置などの移動体端末装置を含む部位を基部１０１としてもよい。
【００３５】
＜介在部材１０４−ｉ＞
凹部１０１ｄ−ｉの底面１０１ｂａ−ｉには介在部材１０４−ｉの一方側が取り付けられている。介在部材１０４−ｉは、各可動部１０２５−ｉのＤ−ｉ軸（第ｉ軸）に沿った非対称振動を接触部１０３に効率的に伝え、かつ、各可動部１０２５−ｉの非対称振動および可動部１０２５−１，１０２５−２の非対称振動の合成からなる振動が接触部１０３に大きく妨げられないようにするための部材である。言い換えると、介在部材１０４−ｉは、可動部１０２５−ｉの非対称振動に基づくＤ−ｉ軸に沿った方向成分の振動を接触部１０３に伝達し、かつ、Ｄ−ｉ軸と異なる向きのＥ−ｉ軸に沿った方向への接触部１０３の移動（基部１０１に対する接触部１０３の移動、すなわち「逃げ」）を可能にする部材である。本形態では、Ｄ−ｉ軸とＥ−ｉ軸とが同一平面上に存在し、かつ、Ｄ−ｉ軸とＥ−ｉ軸とが互いに直交するものとする。例えば、振動子１０２−１と振動子１０２−２を互いに逆向きに擬似的な力覚を呈示するように駆動（例えば、逆相で駆動）させた場合、接触部１０３は基部１０１に対して回転運動を行う。介在部材１０４−ｉはＥ−ｉ軸に沿った方向への「逃げ」を可能とし、これによって歪みを逃がして、この回転運動を可能にする。介在部材１０４−ｉの詳細については後述する。
【００３６】
＜振動子１０２−ｉ＞
介在部材１０４−ｉの他方側には振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが取り付けられている。これによって振動子１０２−ｉは介在部材１０４−ｉを介して基部１０１に支持され（すなわち、支持部１０２６−ｉは基部１０１による支持が可能な構成とされている）、振動子１０２−ｉの一部は凹部１０１ｄ−ｉの内部に配置されている。振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは、支持部１０２６−ｉに支持された状態で、Ｄ−ｉ軸に沿って支持部１０２６−ｉに対する非対称振動を行うことが可能である。以下、振動子１０２−ｉの具体的な構成を例示する。
【００３７】
図２Ａおよび図２Ｂに例示するように、振動子１０２−ｉは、例えば、ケース１０２７−ｉおよびガイド１０２１−ｉを含む支持部１０２６−ｉ、ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉ（弾性体）、コイル１０２４−ｉ、永久磁石である可動部１０２５−ｉ、および連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを有するリニア・アクチュエータである。本形態のケース１０２７−ｉおよびガイド１０２１−ｉは、ともに筒（例えば、円筒や多角筒）の両方の開放端の一部を閉じた形状からなる中空の部材である。ただし、ガイド１０２１−ｉは、ケース１０２７−ｉよりも小さく、ケース１０２７−ｉの内部に収容可能な大きさである。ケース１０２７−ｉ、ガイド１０２１−ｉ、および連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉは、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉは、例えば、金属等から構成されるつるまきばねや板ばね等である。ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉの弾性係数（ばね定数）は同一であることが望ましいが、互いに相違していてもよい。可動部１０２５−ｉは、例えば、円柱形状の永久磁石であり、長手方向の一方の端部１０２５ａ−ｉ側がＮ極であり、他方の端部１０２５ｂ−ｉ側がＳ極である。コイル１０２４−ｉは、例えば、一つながりのエナメル線であり、第１巻き部１０２４ａ−ｉと第２巻き部１０２４ｂ−ｉとを有する。
【００３８】
可動部１０２５−ｉはガイド１０２１−ｉの内部に収容され、そこで長手方向にスライド可能に支持されている。このような支持機構の詳細は図示しないが、例えば、ガイド１０２１−ｉの内壁面に長手方向に沿ったまっすぐなレールが設けられ、可動部１０２５−ｉの側面にこのレールをスライド可能に支持するレール支持部が設けられている。ガイド１０２１−ｉの長手方向の一端側の内壁面１０２１ａ−ｉには、ばね１０２２−ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド１０２１−ｉにばね１０２２−ｉの一端が支持され）、ばね１０２２−ｉの他端は可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉに固定されている（すなわち、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉがばね１０２２−ｉの他端に支持されている）。また、ガイド１０２１−ｉの長手方向の他端側の内壁面１０２１ｂ−ｉには、ばね１０２３−ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド１０２１−ｉにばね１０２３−ｉの一端が支持され）、ばね１０２３−ｉの他端は可動部１０２５−ｉの端部１０２５ｂ−ｉに固定されている（すなわち、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ｂ−ｉがばね１０２３−ｉの他端に支持されている）。
【００３９】
ガイド１０２１−ｉの外周側にはコイル１０２４−ｉが巻きつけられている。ただし、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）では、第１巻き部１０２４ａ−ｉがＡ１方向（奥から手前に向けた方向）に巻きつけられており、端部１０２５ｂ−ｉ側（Ｓ極側）では、第２巻き部１０２４ｂ−ｉがＡ１方向と反対向きのＢ１方向（手前から奥に向けた方向）に巻き付けられている。すなわち、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）からみた場合、第１巻き部１０２４ａ−ｉは時計回りに巻き付けられており、第２巻き部１０２４ｂ−ｉは反時計回りに巻き付けられている。また、可動部１０２５−ｉが停止し、ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉからの弾性力が釣り合った状態において、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）が第１巻き部１０２４ａ−ｉの領域に配置され、端部１０２５ｂ−ｉ側（Ｓ極側）が第２巻き部１０２４ｂ−ｉの領域に配置されることが望ましい。
【００４０】
以上のように配置構成されたガイド１０２１−ｉ、ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉ、コイル１０２４−ｉ、および可動部１０２５−ｉが、ケース１０２７−ｉ内に収容され、ガイド１０２１−ｉがケース１０２７−ｉの内部に固定されている。すなわち、ケース１０２７−ｉのガイド１０２１−ｉに対する相対位置が固定されている。ただし、ケース１０２７−ｉの長手方向は、ガイド１０２１−ｉの長手方向および可動部１０２５−ｉの長手方向と一致する。
【００４１】
ケース１０２７−ｉおよびガイド１０２１−ｉの内壁面１０２１ａ−ｉ側には貫通孔１０２８ａ−ｉが設けられており、内壁面１０２１ｂ−ｉ側には貫通孔１０２８ｂ−ｉが設けられている。貫通孔１０２８ａ−ｉには棒状の連結部１０２ｅａ−ｉが挿入されており、貫通孔１０２８ｂ−ｉには棒状の連結部１０２ｅｂ−ｉが挿入されている。連結部１０２ｅａ−ｉの一端側は可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側に接触し、連結部１０２ｅａ−ｉの他端側はケース１０２７−ｉの外部に配置された連結部１０２ｄａ−ｉの一端側に回転可能（連結部１０２ｅａ−ｉの軸周りに回転可能）に支持されている。連結部１０２ｅｂ−ｉの一端側は可動部１０２５−ｉの端部１０２５ｂ−ｉ側に接触し、連結部１０２ｅｂ−ｉの他端側はケース１０２７−ｉの外部に配置された連結部１０２ｄｂ−ｉの一端側に回転可能（連結部１０２ｅｂ−ｉの軸周りに回転可能）に支持されている。連結部１０２ｅａ−ｉの一端側は可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。連結部１０２ｅｂ−ｉの一端側は可動部１０２５−ｉの端部１０２５ｂ−ｉ側に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。例えば、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ，１０２５ｂ−ｉが連結部１０２ｅａ−ｉの一端側と連結部１０２ｄｂ−ｉの一端側とで挟み込まれていてもよい。ただし、可動部１０２５−ｉの運動に伴って連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉが移動する必要がある。すなわち、連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉは、可動部１０２５−ｉとともに移動しなければならない。その他、連結部１０２ｅａ−ｉの一端側が可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側と一体であってもよいし、連結部１０２ｅｂ−ｉの一端側が可動部１０２５−ｉの端部１０２５ｂ−ｉ側と一体であってもよい。
【００４２】
コイル１０２４−ｉは、流された電流に応じた力を可動部１０２５−ｉに与え、これにより、可動部１０２５−ｉは、ガイド１０２１−ｉに対して周期的な非対称振動（ガイド１０２１−ｉを基準とした軸方向に非対称性をもった周期的な並進往復運動）を行う。すなわち、コイル１０２４−ｉにＡ１方向（Ｂ１方向）に電流を流すと、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、可動部１０２５−ｉにＣ１方向（可動部１０２５−ｉのＮ極からＳ極に向かう方向：右方向）の力が加えられる（図２Ａ）。逆に、コイル１０２４−ｉにＡ２方向（Ｂ２方向）に電流を流すと、可動部１０２５−ｉにＣ２方向（可動部１０２５−ｉのＳ極からＮ極に向かう方向：左方向）の力が加えられる（図２Ｂ）。ただし、Ａ２方向はＡ１方向の反対方向である。これらの動作により、可動部１０２５−ｉおよびばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉからなる系に運動エネルギーが与えられる。それにより、ケース１０２７−ｉを基準とする可動部１０２５−ｉの位置および加速度（ガイド１０２１−ｉを基準とした軸方向の位置および加速度）を変化させ、それに伴って連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉの位置および加速度も変化させることができる。すなわち可動部１０２５−ｉは、与えられた駆動制御信号ＤＣＳに基づいて、支持部１０２６−ｉに支持された状態で、Ｄ−ｉ軸に沿って支持部１０２６−ｉに対する非対称振動を行い、それと共に連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉもＤ−ｉ軸に沿って非対称振動を行う。
【００４３】
なお、振動子１０２−ｉの構成は図２Ａおよび図２Ｂのものに限定されない。例えば、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側にコイル１０２４−ｉの第１巻き部１０２４ａ−ｉがＡ１方向に巻きつけられおり、端部１０２５ｂ−ｉ側にコイル１０２４−ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。逆に、端部１０２５ｂ−ｉ側にコイル１０２４−ｉの第２巻き部１０２４ｂ−ｉがＢ１方向に巻き付けられており、可動部１０２５−ｉの端部１０２５ａ−ｉ側にコイル１０２４−ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。あるいは、第１巻き部１０２４ａ−ｉと第２巻き部１０２４ｂ−ｉとが互いに別のコイルであってもよい。すなわち、第１巻き部１０２４ａ−ｉと第２巻き部１０２４ｂ−ｉとが電気的に接続されておらず、互いに異なる電気信号が与えられる構成であってもよい。
【００４４】
＜接触部１０３＞
各振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉには接触部１０３が取り付けられ、これによって接触部１０３が各振動子１０２−ｉによって支持される。すなわち、接触部１０３は、可動部１０２５−ｉに取り付けられており、かつ、支持部１０２６−ｉに対して振動可能とされている。図１Ａ−図１Ｄに例示するように、本形態の接触部１０３は、上述のように介在部材１０４−ｉを介して振動子１０２−ｉを支持した基部１０１を収容可能な箱状部材である。すなわち、接触部１０３は、支持部１０２６−ｉを支持した基部１０１の外側の少なくとも一部の領域を覆う形状に構成されている。例えば、接触部１０３は、支持部１０２６−ｉを支持した移動体端末装置である基部１０１の外側の少なくとも一部の領域（例えば、一部の面）を覆うケースである。接触部１０３は、可動部１０２５−ｉの非対称振動に基づく振動を伝導可能な硬さを持ち、把持部として機能する強度を持ち、かつ、できるだけ軽量な材質で構成されることが望ましい。このような材質としては、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を例示できる。
【００４５】
接触部１０３の内側底面１０３ｂには、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉを取り付けるための凹部１０３ｂａ−ｉが設けられている。前述のように振動子１０２−ｉを支持した基部１０１は接触部１０３の内側に収容され、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは、前述の連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して凹部１０３ｂａ−ｉの底面側に取り付けられる。すなわち、連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉの他端側（連結部１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを支持している部分の他端側）が凹部１０３ｂａ−ｉの底面側に取り付けられ、これによって可動部１０２５−ｉが接触部１０３に取り付けられる。また、基部１０１の底面１０１ｂは接触部１０３の内側底面１０３ｂに対向して配置され、基部１０１の側面１０１ａは接触部１０３の内壁面１０３ａに対向して配置される。ただし、底面１０１ｂと内側底面１０３ｂとの間には間隙があり、これらは互いに接触していない。同様に側面１０１ａと内壁面１０３ａとの間には間隙があり、これらも互いに固定されていない。よって接触部１０３は、基部１０１、介在部材１０４−ｉ、および支持部１０２６−ｉに対する振動が可能である。さらに、前述した介在部材１０４−ｉの機能とも相まって、接触部１０３はＤ−ｉ軸に沿った振動やＤ−１軸およびＤ−２軸が存在する平面に沿った回転振動も可能である。
【００４６】
＜系の質量＞
本形態の接触部１０３とともに振動する系である「接触機構」の振動の平均振幅は、接触部１０３とともに振動する系を支持する系である「ベース機構」の振動の平均振幅よりも大きい。ただし、「接触部１０３とともに振動する系」および「接触部１０３とともに振動する系を支持する系」は擬似力覚発生装置１に含まれた系である。上述の構成の場合、接触部１０３とともに振動する系である「接触機構」は、接触部１０３および可動部１０２５−ｉを含む。この「接触機構」が、さらに連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを含んでもよい。接触部１０３とともに振動する系を支持する系である「ベース機構」は、支持部１０２６−ｉを含む。この「ベース機構」が、さらに基部１０１、介在部材１０４−ｉ、ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉ、およびコイル１０２４−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。
【００４７】
接触部１０３とともに振動する系である「接触機構」の質量ｍ１は、当該接触部１０３とともに振動する系を支持する系である「ベース機構」の質量ｍ２よりも小さい。これによって効率的に（明確および／またはストロークのより小さな振動子１０２−ｉで）擬似的な力覚を呈示できる。好ましくは、「接触機構」の質量ｍ１が、零よりも大きく、「ベース機構」の質量ｍ２の三分の一以下である。言い換えると、０＜ｍ１／ｍ２≦１／３である。これにより、より効率的に擬似的な力覚を呈示できるからである（この実験データは後述する）。
【００４８】
＜駆動制御装置１００＞
駆動制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）およびＲＡＭ（random-access memory）・ＲＯＭ（read-only memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。このコンピュータは１個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めＲＯＭ等に記録されていてもよい。また、ＣＰＵのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路（circuitry）ではなく、プログラムを用いることなく処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。また、１個の装置を構成する電子回路が複数のＣＰＵを含んでいてもよい。
【００４９】
＜動作＞
擬似力覚発生装置１の利用時には、擬似力覚発生装置１の接触部１０３の外側のみが掌１０００で把持される（図１Ｄ）。基部１０１などのその他の部位は把持されない。これにより、接触部１０３のみが皮膚に直接的に接触する部位として機能する。また、接触部１０３が掌１０００で直接把持されるのではなく、手袋などの部材を介して把持されてもよい。すなわち、接触部１０３が間接的に掌１０００で把持されてもよい。あるいは、手以外の人体の皮膚または粘膜に接触部１０３を接触させてもよい。ただし、この場合でも基部１０１などのその他の部位は人体に接触しない。つまり、接触部１０３のみを皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触する部位として機能させる。言い換えると、利用時の擬似力覚発生装置１の重量は接触部１０３によって支えられる。
【００５０】
駆動制御装置１００は、振動子１０２−ｉを駆動するための駆動制御信号ＤＣＳを振動子１０２−ｉに供給する。駆動制御信号ＤＣＳは電圧制御された信号であってもよいし、電流制御された信号であってもよい。この駆動制御信号ＤＣＳにより、可動部１０２５−ｉに所望の方向（図２Ａおよび図２Ｂ：Ｃ１方向またはＣ２方向）の加速度を与える向きの電流をコイル１０２４−ｉに流す期間Ｔ１と、それ以外の期間Ｔ２と、を周期的に繰り返す。その際、所定の方向に電流を流す期間（時間）とそれ以外の期間（時間）との比（反転比）を何れか一方の期間に偏らせる。言い換えると、１つの周期に占める期間Ｔ１の割合が当該周期に占める期間Ｔ２の割合と異なる周期的な電流をコイル１０２４−ｉに流す。これにより、少なくとも何れかの可動部１０２５−ｉが支持部１０２６−ｉに対してＤ−ｉ軸に沿って非対称振動する。可動部１０２５−ｉによる非対称振動は、連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に伝導される。言い換えると、可動部１０２５−ｉによる非対称振動に基づく力が連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に与えられる。これにより、接触部１０３は、基部１０１および支持部１０２６−ｉに対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚に当該非対称運動に基づく力を与える。これにより、所望の並進方向または回転方向の擬似的な力覚を呈示できる。例えば、可動部１０２５−１と可動部１０２５−２とが同一位相の非対称振動によって同一方向（Ｄ−１軸およびＤ−２軸に沿った同一方向）に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者は並進力覚を知覚する。例えば、可動部１０２５−１と可動部１０２５−２とが逆位相の非対称振動によって互いに逆方向（Ｄ−１軸およびＤ−２軸に沿った互いに逆の方向）に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者は回転方向の擬似的な力覚を知覚する。
【００５１】
なお、望ましくは、接触部１０３が皮膚または粘膜に与える力の波形パターン（時系列波形パターン）は、時間区間τ１（第１の時間区間）では、向きが所定方向ＤＩＲ1であって絶対値が閾値ＴＨ１（第１の閾値）以上である力を表し、時間区間τ２（第１の時間区間と異なる第２の時間区間）では、向きが所定方向の反対方向ＤＩＲ２であって絶対値が閾値ＴＨ２（ＴＨ２＜ＴＨ１）以内である力を表す。ただし、τ１＜τ２であり、時間区間τ１と時間区間τ２とは周期的に繰り返される。このような波形パターンを「最適化波形パターン」と呼ぶことにする。これによって、より明確に擬似的な力覚を知覚させることができる。より望ましくは、当該力の波形パターンが矩形パターンまたは矩形パターンに近似するパターンであることが望ましい。
【００５２】
＜介在部材１０４−ｉの具体例＞
可動部１０２５−１と可動部１０２５−２とが逆位相の非対称振動を行った場合、接触部１０３が基部１０１に対して回転（回動）する。このような動きは、前述した介在部材１０４−ｉの働きによって実現されている。以下に介在部材１０４−ｉの構成例を説明する。
【００５３】
≪剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例≫
Ｄ−ｉ軸（第ｉ軸）に沿った方向の剛性がＥ−ｉ軸（Ｄ−ｉ軸と異なる向きの軸）に沿った方向の剛性よりも高い部材を介在部材１０４−ｉとすることができる。本形態の介在部材１０４−ｉは、何れも支持部１０２６−ｉと基部１０１との間に配置される。
【００５４】
≪例１−１≫
図３Ａおよび図３Ｂに、剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例１−１である介在部材１０４１−ｉを示す。図３Ａは介在部材１０４１−ｉの右側面図であり、図３Ｂは介在部材１０４１−ｉの正面図である。介在部材１０４１−ｉは直方体の柔軟性部材（例えば、合成樹脂やゴムなどの弾性体）である。例えば、スポンジ付両面テープなどを介在部材１０４１−ｉとしてもよい。振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に取り付けられており、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉは介在部材１０４１−ｉの一側面に取り付けられている。介在部材１０４１−ｉの当該一側面の反対面は基部１０１に取り付けられている。介在部材１０４１−ｉの長手方向（Ｄ−ｉ軸に沿った方向）の剛性は、短手方向（Ｅ−ｉ軸に沿った方向）の剛性よりも高い。これにより、可動部１０２５−ｉによるＤ−ｉ軸に沿った方向の振動は効率よく接触部１０３に伝導される。また、振動子１０２−ｉがＥ−１５方向に回転するため、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−ｉ軸に沿った方向の移動が大きく妨げられない（接触部１０３が基部１０１に対してＥ−ｉ軸に沿った方向に微小振動できる）。
【００５５】
≪例１−２≫
図３Ｃおよび図３Ｄに、剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例１−２である介在部材１０４２−ｉを示す。図３Ｃは介在部材１０４２−ｉの右側面図であり、図３Ｄは介在部材１０４２−ｉの正面図である。介在部材１０４２−ｉは、互いに略平行（例えば、平行）に配置された長方形の２枚の板状部１０４２ａ−ｉ，１０４２ｂ−ｉ、および板状部１０４２ａ−ｉ，１０４２ｂ−ｉの間をつなぐ、互いに略平行（例えば、平行）に配置された長方形の２枚の板状部１０４２ｃ−ｉ，１０４２ｄ−ｉからなる。板状部１０４２ａ−ｉ，１０４２ｂ−ｉと板状部１０４２ｃ−ｉ，１０４２ｄ−ｉとは互いに略直交（例えば、直交）する。介在部材１０４２−ｉは柔軟性部材からなり、例えば一体に構成されている。振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に取り付けられており、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉは介在部材１０４２−ｉの板状部１０４２ｂ−ｉに取り付けられている。介在部材１０４２−ｉの板状部１０４２ａ−ｉは基部１０１に取り付けられている。介在部材１０４２−ｉの長手方向（Ｄ−ｉ軸に沿った方向）の剛性は、短手方向（Ｅ−ｉ軸に沿った方向）の剛性よりも高い。これにより、可動部１０２５−ｉによるＤ−ｉ軸に沿った方向の振動は効率よく接触部１０３に伝導される。また、振動子１０２−ｉがＥ−１６方向に回転するため、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−ｉ軸に沿った方向の移動が大きく妨げられない。
【００５６】
≪例１−３≫
図４Ａおよび図４Ｂに、剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例１−３である介在部材１０４３−ｉを示す。図４Ａは介在部材１０４３−ｉの右側面図であり、図４Ｂは介在部材１０４３−ｉの正面図である。介在部材１０４３−ｉは、互いに略平行に配置された長方形の２枚の板状部およびそれらを斜めにつなぐ１枚の長方形の板状部からなる右側面がＺ型をなす部材である。介在部材１０４３−ｉは柔軟性部材からなり、例えば一体に構成されている。振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に取り付けられており、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉは介在部材１０４３−ｉの一端に取り付けられており、介在部材１０４３−ｉの他端は基部１０１に取り付けられている。介在部材１０４３−ｉの長手方向（Ｄ−ｉ軸に沿った方向）の剛性は、短手方向（Ｅ−ｉ軸に沿った方向）の剛性よりも高い。これにより、可動部１０２５−ｉによるＤ−ｉ軸に沿った方向の振動は効率よく接触部１０３に伝導される。また、振動子１０２−ｉがＥ−１３方向に移動するため、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−ｉ軸に沿った方向の移動が大きく妨げられない。さらに振動子１０２−ｉはＥ−１２方向にも移動可能であり、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−１２方向の移動も大きく妨げられない。
【００５７】
≪例１−４≫
図４Ｃおよび図４Ｄに、剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例１−４である介在部材１０４４−ｉを示す。図４Ｃは介在部材１０４４−ｉの右側面図であり、図４Ｄは介在部材１０４４−ｉの正面図である。介在部材１０４４−ｉは、互いに略平行に配置された長方形の２枚の板状部１０４４ｃ−ｉ，１０４４ｄ−ｉ、および板状部１０４４ｃ−ｉ，１０４４ｄ−ｉの間をつなぐ、２枚の蛇腹状部１０４４ａ−ｉ，１０４４ｂ−ｉからなる。介在部材１０４４−ｉは柔軟性部材からなり、例えば一体に構成されている。振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に取り付けられており、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉは介在部材１０４４−ｉの板状部１０４４ｄ−ｉに取り付けられている。介在部材１０４４−ｉの板状部１０４４ｃ−ｉは基部１０１に取り付けられている。介在部材１０４４−ｉの長手方向（Ｄ−ｉ軸に沿った方向）の剛性は、短手方向（Ｅ−ｉ軸に沿った方向）の剛性よりも高い。これにより、可動部１０２５−ｉによるＤ−ｉ軸に沿った方向の振動は効率よく接触部１０３に伝導される。また、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−ｉ軸に沿った方向の移動が大きく妨げられない。さらに振動子１０２−ｉはＥ−１２方向にも移動可能であり、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−１２方向の移動も大きく妨げられない。
【００５８】
≪例１−５≫
図４Ｅおよび図４Ｆに、剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例１−５である介在部材１０４５−ｉを示す。図４Ｃは介在部材１０４５−ｉの右側面図であり、図４Ｄは介在部材１０４５−ｉの正面図である。介在部材１０４５−ｉは、上述の介在部材１０４４−ｉの２枚の蛇腹状部１０４４ａ−ｉ，１０４４ｂ−ｉを湾曲部１０４５ａ−ｉ，１０４５ｂ−ｉに置換したものである。介在部材１０４５−ｉは柔軟性部材からなり、例えば一体に構成されている。この構成でも例１−４と同様な機能を実現できる。
【００５９】
≪例１−６≫
図６Ａおよび図６Ｂに、剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例１−６である介在部材１０４８−ｉを示す。図６Ａは介在部材１０４８−ｉの右側面図であり、図６Ｂは介在部材１０４８−ｉの正面図である。介在部材１０４８−ｉは、互いに略直交する長方形の２枚の板状部１０４８ａ−ｉ，１０４８ｃ−ｉおよびそれらをつなぐ１枚の長方形の板状部１０４８ｂ−ｉからなる部材である。板状部１０４８ｂ−ｉは板状部１０４８ａ−ｉ，１０４８ｃ−ｉのどの位置をつないでもよい。介在部材１０４８−ｉは柔軟性部材からなり、例えば一体に構成されている。振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に取り付けられており、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉの側面が介在部材１０４８−ｉの板状部１０４８ａ−ｉに取り付けられている。介在部材１０４８−ｉの他端に位置する板状部１０４８ｃ−ｉは基部１０１に取り付けられている。介在部材１０４８−ｉの長手方向（Ｄ−ｉ軸に沿った方向）の剛性は、短手方向（Ｅ−ｉ軸に沿った方向）の剛性よりも高い。これにより、可動部１０２５−ｉによるＤ−ｉ軸に沿った方向の振動は効率よく接触部１０３に伝導される。また、振動子１０２−ｉがＥ−１４方向に移動するため、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−ｉ軸に沿った方向の移動が大きく妨げられない。さらに振動子１０２−ｉはＥ−１２方向にも移動可能であり、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−１２方向の移動も大きく妨げられない。
【００６０】
≪ヒンジによる介在部材１０４−ｉの例≫
ヒンジ機構を介在部材１０４−ｉとしてもよい。
≪例２−１≫
図５Ａおよび図５Ｂに、ヒンジ機構による介在部材１０４−ｉの例２−１である介在部材１０４６−ｉを示す。図５Ａは介在部材１０４６−ｉの右側面図であり、図５Ｂは介在部材１０４６−ｉの正面図である。介在部材１０４６−ｉは、取り付け部１０４６ａ−ｉと、取り付け部１０４６ａ−ｉに対してヒンジ軸１０４６ｃ−ｉ周りに相対的に回転可能な取り付け部１０４６ｂ−ｉと、を含むヒンジである。介在部材１０４６−ｉはポリプロピレンなどの柔軟性部材によって一体構成されていてもよいし、柔軟性部材によって構成された別体の取り付け部１０４６ａ−ｉ，１０４６ｂ−ｉが接続されていてもよい。ただし、ヒンジ軸１０４６ｃ−ｉがＤ−ｉ軸（第ｉ軸）に沿った向きに配置されなければならない。取り付け部１０４６ａ−ｉは支持部１０２６−ｉ側に取り付けられており、取り付け部１０４６ｂ−ｉは基部１０１側に取り付けられている。これにより、可動部１０２５−ｉによるＤ−ｉ軸に沿った方向の振動は効率よく接触部１０３に伝導される。また、振動子１０２−ｉのＥ−１７方向の回転と連結部１０２ｅｂ−ｉに沿った軸周りの回転のため、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−ｉ軸に沿った方向の移動が大きく妨げられない。
【００６１】
≪例２−２≫
図５Ｃおよび図５Ｄに、ヒンジ機構による介在部材１０４−ｉの例２−２である介在部材１０４７−ｉを示す。図５Ｃは介在部材１０４７−ｉの右側面図であり、図５Ｄは介在部材１０４７−ｉの正面図である。介在部材１０４７−ｉは、取り付け部１０４７ａ−ｉと、取り付け部１０４７ａ−ｉに対してヒンジ軸１０４７ｃ−ｉ周りに相対的に回転可能な取り付け部１０４７ｂ−ｉと、を含むヒンジである。例２−１との相違は、取り付け部１０４７ａ−ｉ，１０４７ｂ−ｉがヒンジ軸１０４７ｃ−ｉによって機械的にヒンジ結合されている点である。介在部材１０４７−ｉは、例えば、合成樹脂などによって構成される。ヒンジ軸１０４７ｃ−ｉがＤ−ｉ軸（第ｉ軸）に沿った向きに配置されなければならない。取り付け部１０４７ａ−ｉは支持部１０２６−ｉ側に取り付けられており、取り付け部１０４７ｂ−ｉは基部１０１側に取り付けられている。この構成でも例２−１と同様な機能を実現できる。
【００６２】
≪スライド機構による介在部材１０４−ｉの例≫
スライド機構によって介在部材１０４−ｉを構成してもよい。
図６Ｃおよび図６Ｄに、スライド機構による介在部材１０４−ｉの例である介在部材１０４９−ｉを示す。図６Ｃは介在部材１０４８−ｉの右側面図であり、図６Ｄは介在部材１０４８−ｉの正面図である。介在部材１０４８−ｉは、レール部１０４９ｂ−ｉとレール部１０４９ｂ−ｉにスライド可能に支持されているスライド部１０４９ａ−ｉとを含むスライド機構である。レール部１０４９ｂ−ｉは、Ｅ−ｉ軸（第ｉ軸と異なる向きのスライド軸）に沿った向きに配置されている。スライド部１０４９ａ−ｉは、レール部１０４９ｂ−ｉに支持された状態で、Ｅ−ｉ軸（スライド軸）に沿ってスライド可能である。レール部１０４９ｂ−ｉは支持部１０２６−ｉ側に取り付けられており、スライド部１０４９ａ−ｉは基部１０１側に取り付けられている。これにより、可動部１０２５−ｉによるＤ−ｉ軸に沿った方向の振動は効率よく接触部１０３に伝導される。また、スライド部１０４９ａ−ｉがＥ−ｉ軸に沿ってスライド可能であるため、接触部１０３の基部１０１に対するＥ−ｉ軸に沿った方向の移動が大きく妨げられない。
【００６３】
［第１実施形態の変形例１］
第１実施形態の擬似力覚発生装置１から介在部材１０４−ｉを省略し、支持部１０２６−ｉが直接、基部１０１の凹部１０１ｄ−ｉの底面１０１ｂａ−ｉに取り付けられていてもよい。この場合には回転方向の擬似的な力覚を呈示できないが、可動部１０２５−１と可動部１０２５−２とが同一位相の非対称振動を行うことで並進力覚を呈示できる。
【００６４】
［第１実施形態の変形例２］
本形態では、接触部１０３が連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して可動部１０２５−ｉに取り付けられていた。しかしながら、接触部１０３が可動部１０２５−ｉと一体であってもよい。
【００６５】
［第２実施形態］
第１実施形態では、基部１０１の底面１０１ｂおよび側面１０１ａのみが接触部１０３で覆われていたが、基部１０１の外部がすべて接触部で覆われていてもよい。なお、以下ではこれまで説明した事項との相違点を中心に説明し、既に説明した事項については同じ参照番号を用いて説明を簡略化する。
【００６６】
図７Ａ−図７Ｃに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置２は、基部１０１、振動子１０２−１，１０２−２、接触部２０３、および介在部材１０４−１，１０４−２を有する。本形態でも、振動子１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）の支持部１０２６−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−ｉが「接触機構側部材」に相当する。また接触部２０３は、擬似力覚発生装置２の重量を支える部材である。第１実施形態との相違点は、接触部２０３が基部１０１の外部を完全に覆う箱状部材であり、接触部２０３内に収容された基部１０１の底面１０１ｂが接触部２０３の内側底面２０３ｂに対向して配置され、基部１０１の側面１０１ａが接触部２０３の内壁面２０３ａに対向して配置され、基部１０１の上面１０１ｃが接触部２０３の内側上面２０３ｃに対向して配置されている点である。底面１０１ｂと内側底面２０３ｂとの間、側面１０１ａと内壁面２０３ａとの間、上面１０１ｃと内側上面２０３ｃとの間には、それぞれ間隙があり、基部１０１と接触部２０３とは非接触である。その他は、接触部１０３が接触部２０３に置換されること以外、第１実施形態やその変形例と同じでよい。
【００６７】
［第３実施形態］
第１，２実施形態では、擬似力覚発生装置１，２が２個の振動子１０２−１，１０２−２を備え、これらが介在部材１０４−１，１０４−２を介して基部１０１に取り付けられていた。しかし、擬似力覚発生装置が１個の振動子１０２−１のみを備えていてもよい。この場合には介在部材１０４−１は不要となる。
【００６８】
図８Ａ−図８Ｄに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置３は、基部１０１、振動子１０２−１、接触部１０３、および柔軟な素材からなる支持部材３０５を有する。本形態では、振動子１０２−１の支持部１０２６−１が「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−１が「接触機構側部材」に相当する。第１実施形態との相違点は、基部１０１の凹部１０１ｄ−１の底面１０１ｂａ−１に振動子１０２−１の支持部１０２６−１が直接取り付けられ、振動子１０２−２に代えて支持部材３０５が取り付けられている点である。支持部材３０５の一端は基部１０１の底面１０１ｂ側に取り付けられており、支持部材３０５の他端は接触部１０３の内側底面１０３ｂ側に取り付けられている。その他は第１実施形態やその変形例と同じでよい。支持部材３０５が基部１０１と接触部１０３との間に介在することで、基部１０１と接触部１０３との間に間隙ができ、また接触部１０３が柔軟な部材で構成されていることで、接触部１０３のＤ−１軸方向の振動が大きく妨げられることを防止している。なお、柔軟な支持部材３０５に代え、Ｄ−１軸方向の振動を大きく妨げない機構（例えば、レール機構やヒンジ）などが設けられてもよい。あるいは、支持部材３０５が柔軟性の小さい部材によって構成され、接触部１０３が柔軟性の高い素材で構成されてもよい。この場合も、接触部１０３が柔軟性（歪み変形）によって、接触部１０３のＤ−１軸方向の振動が大きく妨げられることを防止できる。その他、第２実施形態の構成において、基部１０１の凹部１０１ｄ−ｉの底面１０１ｂａ−ｉに振動子１０２−１の支持部１０２６−１が直接取り付けられ、振動子１０２−２に代えて支持部材３０５が取り付けられていてもよい。あるいは、介在部材１０４−１を省略することなく、支持部１０２６−ｉが介在部材１０４−１を介して基部１０１に取り付けられていてもよい。
【００６９】
［第４実施形態］
擬似力覚発生装置が備える振動子１０２−ｉの配置や個数は、第１−３実施形態のものに限定されない。例えば、図９Ａ−図９Ｅに例示するように、基部１０１、支持部１０２６−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３）および支持部１０２６−ｉに対する非対称振動を行う可動部１０２５−ｉを含む振動子１０２−ｉ、接触部１０３、および介在部材１０４−ｉを有する擬似力覚発生装置４であってもよい。本形態では、振動子１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３）の支持部１０２６−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−ｉが「接触機構側部材」に相当する。第１実施形態との相違点は、第１実施形態ではｉ＝１，２であったのに対し、擬似力覚発生装置４ではｉ＝１，２，３であり、Ｄ−３軸がＤ−１，２軸と略直交し、Ｅ−３軸がＥ−１，２軸と略直交し、振動子１０２−１と振動子１０２−２との間の領域に振動子１０２−３が配置されることである。あるいは、図１０Ａの擬似力覚発生装置４’のように、ｉ＝１，２，３，４であり、Ｄ−３，４軸がＤ−１，２軸と略直交し、Ｅ−３，４軸がＥ−１，２軸と略直交し、振動子１０２−１または振動子１０２−２が配置されていない基部１０１の辺縁部に振動子１０２−３，４が配置されてもよい。あるいは、図１０Ｂの擬似力覚発生装置４”のように、ｉ＝１，２であり、Ｄ−１軸がＤ−２軸と略直交し、Ｅ−１軸がＥ−２軸と略直交してもよい。その他は第１実施形態やその変形例と同じでよい。
【００７０】
［第５実施形態］
第１−４実施形態では、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが介在部材１０４−ｉを介して基部１０１に取り付けられており、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して接触部１０３に取り付けられていた。しかし、基部１０１と接触部１０３との位置が逆であってもよい。すなわち、図１１Ａ−図１１Ｃ、図２Ａ、および図２Ｂに例示する擬似力覚発生装置５のように、支持部１０２６−ｉが介在部材１０４−ｉを介して接触部１０３に取り付けられており、可動部１０２５−ｉが連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して基部１０１の凹部１０１ｄ−ｉの底面１０１ｂａ−ｉに取り付けられていてもよい。すなわち、支持部１０２６−ｉと接触部１０３との間に介在部材１０４−ｉが配置されており、接触部１０３が、介在部材１０４−ｉを介して支持部１０２６−ｉに取り付けられており、かつ、可動部１０２５−ｉに対して振動可能であってもよい。本形態では、振動子１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）の可動部１０２５−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、支持部１０２６−ｉが「接触機構側部材」に相当する。
【００７１】
この構成では、接触部１０３とともに振動する系である「接触機構」は、接触部１０３および支持部１０２６−ｉを含む。この「接触機構」が、さらに介在部材１０４−ｉ、ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉ、およびコイル１０２４−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。接触部１０３とともに振動する系を支持する系である「ベース機構」は基部１０１を含む。この「ベース機構」を支持する系が、さらに連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉ、および可動部１０２５−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。なお、この場合も、「接触機構」の振動の平均振幅は、「ベース機構」の振動の平均振幅よりも大きいものとする。また、「接触機構」の質量ｍ１は、「ベース機構」の質量ｍ２よりも小さい。好ましくは、「接触機構」の質量ｍ１が、「ベース機構」の質量ｍ２の質量の三分の一以下である。
【００７２】
介在部材１０４−ｉの具体例は第１実施形態と同じでよい。ただし、支持部１０２６−ｉと接触部１０３との間に介在部材１０４−ｉが配置される。すなわち、図１２−図１５に例示するように、第１実施形態の図３−図６の基部１０１と接触部１０３を互いに入れ替えた配置構成とすればよい。例えば、≪剛性の異方性を利用した介在部材１０４−ｉの例≫の場合、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが介在部材１０４１−ｉ，１２４２−ｉ，１０４８−ｉを介して接触部１０３側に取り付けられており、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して基部１０１に取り付けられていればよい（図１２，図１３，図１５Ａおよび図１５Ｂ）。例えば、≪ヒンジによる介在部材１０４−ｉの例≫の場合、取り付け部１０４６ａ−ｉ，１０４７ａ−ｉが支持部１０２６−ｉ側に取り付けられており、取り付け部１０４６ｂ−ｉ，１０４７ｂ−ｉが接触部１０３側に取り付けられており、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して基部１０１に取り付けられていればよい（図１４）。≪スライド機構による介在部材１０４−ｉの例≫の場合、レール部１０４９ｂ−ｉが支持部１０２６−ｉ側に取り付けられており、スライド部１０４９ａ−ｉが接触部１０３側に取り付けられており、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉを介して基部１０１に取り付けられていればよい（図１５Ｃおよび図１５Ｄ）。
【００７３】
［第５実施形態の変形例１］
図１１Ｄに例示する擬似力覚発生装置５’のように、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが、直接、基部１０１の凹部１０１ｄ−ｉの底面１０１ｂａ−ｉに取り付けられ、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが、連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉおよび介在部材１０４−ｉを介して接触部１０３に取り付けられてもよい。すなわち、介在部材１０４−ｉが可動部１０２５−ｉと接触部１０３との間に配置されていてもよい。この場合、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−ｉが「接触機構側部材」に相当する。この構成の場合、接触部１０３とともに振動する系である「接触機構」は、接触部１０３および可動部１０２５−ｉを含む。この「接触機構」が、さらに介在部材１０４−ｉ、および連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。接触部１０３とともに振動する系を支持する系である「ベース機構」は、支持部１０２６−ｉを含む。この「ベース機構」が、さらに基部１０１、ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉ、およびコイル１０２４−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。この場合も、「接触機構」の振動の平均振幅は、「ベース機構」の振動の平均振幅よりも大きいものとする。また、「接触機構」の質量ｍ１は、「ベース機構」の質量ｍ２よりも小さい。好ましくは、「接触機構」の質量ｍ１が、「ベース機構」の質量ｍ２の質量の三分の一以下である。
【００７４】
［第５実施形態の変形例２］
本形態では、接触部１０３が介在部材１０４−ｉを介して支持部１０２６−ｉに取り付けられていた。しかしながら、接触部１０３が介在部材１０４−ｉを介すことなく支持部１０２６−ｉと一体であってもよい。或いは、接触部１０３、介在部材１０４−ｉ、および支持部１０２６−ｉが一体であってもよい。
【００７５】
［第５実施形態の変形例３］
介在部材１０４−ｉを用いることなく、振動方向が相違する複数個の振動子の支持部が互いに取り付けられているか、もしくは、固定されていることで、接触部１０３が基部１０１に対して任意の二次元方向に振動可能な構成とされてもよい。図１６Ａ、図１７Ａ、および図１７Ｂに例示した擬似力覚発生装置５”では、基部１０１が、連結部１０２ｄａ−２，１０２ｄｂ−２，１０２ｅａ−２，１０２ｅｂ−２を介して振動子１０２−２の可動部１０２５−２に取り付けられているか、もしくは、可動部１０２５−２と一体とされている。また接触部１０３は、連結部１０２ｄａ−１，１０２ｄｂ−１，１０２ｅａ−１，１０２ｅｂ−１を介して振動子１０２−１の可動部１０２５−１に取り付けられているか、もしくは、可動部１０２５−１と一体とされている。振動子１０２−ｉは、Ｄ−ｉ軸（第ｉ軸）に沿って支持部１０２６−ｉに対して振動可能である。ただし、Ｄ−１軸とＤ−２軸との向きは相違しており、Ｄ−１軸に対するＤ−２軸の相対位置が固定または制約されている。図１６Ａ、図１７Ａ、および図１７Ｂの例では、Ｄ−１軸とＤ−２軸とが略直交しており、支持部１０２６−１の外面が支持部１０２６−２の外面に取り付けられているか、支持部１０２６−１，１０２６−２が一体となっている。このような構成により、接触部１０３には、可動部１０２５−１の非対称振動および可動部１０２５−２の非対称振動の少なくとも一方に基づく振動が伝導され、接触部１０３は、皮膚または粘膜に当該非対称振動の少なくとも一方に基づく力を与える。
【００７６】
上述のように、支持部同士が取り付けられているか、もしくは、固定された振動子の組が複数組存在してもよい。例えば、図１６Ｂに例示する擬似力覚発生装置５”’のように、基部１０１が、連結部１０２ｄａ−ｉ２，１０２ｄｂ−ｉ２，１０２ｅａ−ｉ２，１０２ｅｂ−ｉ２を介して振動子１０２−ｉ２の可動部１０２５−ｉ２に取り付けられているか、もしくは、可動部１０２５−ｉ２と一体とされている。また接触部１０３は、連結部１０２ｄａ−ｉ１，１０２ｄｂ−ｉ１，１０２ｅａ−ｉ１，１０２ｅｂ−ｉ１を介して振動子１０２−ｉ１の可動部１０２５−１に取り付けられているか、もしくは、可動部１０２５−ｉ１と一体とされている。ただし、ｉ１は奇数であり、ｉ２は偶数ｉ２＝ｉ１＋１である。図１６Ｂの例では、（ｉ１，ｉ２）＝（１，２），（３，４）であるが、さらに多くの振動子の組が設けられてもよい。振動子１０２−ｉは、Ｄ−ｉ軸に沿って支持部１０２６−ｉに対して振動可能である。ただし、Ｄ−ｉ１軸とＤ−ｉ２軸との向きは相違しており、Ｄ−ｉ１軸に対するＤ−ｉ２軸の相対位置が固定または制約されている。図１６Ｂの例では、Ｄ−１軸とＤ−２軸が略直交し、Ｄ−３軸とＤ−４軸が略直交し、Ｄ−１軸とＤ−３軸が略平行である。ただし、これは本発明を限定するものではなく、Ｄ−ｉ１軸とＤ−（ｉ１＋１）軸とが異なっていればよい。
【００７７】
その他、振動方向が相違する複数個の振動子の支持部が互いに直接に接続されるのではなく、何らかの部材を介して互いに接続されていてもよい。例えば、図１７Ｃに例示するように、互いに略平行な板状部５０４ａａ，５０４ａｂ、およびそれらをつなぐ、板状部５０４ａａ，５０４ａｂと略直交する板状部５０４ａｃからなる階段状部材５０４ａを介して、振動子１０２−１の支持部１０２６−１と振動子１０２−２の支持部１０２６−２とが接続されていてもよい。この例では、基部１０１が、連結部１０２ｄａ−２，１０２ｄｂ−２，１０２ｅａ−２，１０２ｅｂ−２を介して振動子１０２−２の可動部１０２５−２に取り付けられているか、もしくは、可動部１０２５−２と一体とされている。接触部１０３は、連結部１０２ｄａ−１，１０２ｄｂ−１，１０２ｅａ−１，１０２ｅｂ−１を介して振動子１０２−１の可動部１０２５−１に取り付けられているか、もしくは、可動部１０２５−１と一体とされている。支持部１０２６−１は、階段状部材５０４ａの板状部５０４ａｂに接続されており、支持部１０２６−２は、板状部５０４ａａに接続されている。支持部１０２６−１と板状部５０４ａｂとの接触面と、支持部１０２６−２と板状部５０４ａａとの接触面とは、同一平面上にはない。支持部１０２６−２と板状部５０４ａａとの接触面を含む平面は、支持部１０２６−１と板状部５０４ａｂとの接触面を含む平面と接触部１０３との間に配置されている。支持部１０２６−１と板状部５０４ａｂとの接触面を含む平面は、支持部１０２６−２と板状部５０４ａａとの接触面を含む平面と基部１０１との間に配置されている。これにより、基部１０１と接触部１０３との間隔を支持部１０２６−１，１０２６−２の合計厚みよりも大きくしなければならない構成（例えば、図１７Ａおよび図１７Ｂ）に比べ、厚みを薄くできる。
【００７８】
［第６実施形態］
接触部、基部、支持部、および可動部の配置構成には様々なバリエーションがある。例えば、図１８Ａに例示する擬似力覚発生装置６のように、平面形状が略四角形である板状の基部６０１の側面の外方が枠体の接触部６０３で囲まれており、基部６０１の４つの側面６０１ａ−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３，４）と接触部６０３の４つの内壁面６０３ａ−ｉとの間に振動子１０２−ｉがそれぞれ配置されていてもよい。この例では、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが基部６０１の側面６０１ａ−ｉに取り付けられており、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが連結部１０２９−ｉ（連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉ）を介して棒状支持部６０２１−ｉの一端側に取り付けられている。接触部６０３の４つの内壁面６０３ａ−ｉにはそれぞれ貫通孔６０３１−ｉが設けられており、貫通孔６０３１−ｉには棒状支持部６０２１−ｉの他端側が貫通挿入されている。貫通孔６０３１−ｉの内径は棒状支持部６０２１−ｉの外径よりも若干大きく、棒状支持部６０２１−ｉは貫通孔６０３１−ｉと同軸のＨ−ｉ軸（内壁面６０３ａ−ｉの貫通方向に沿った軸）に沿って移動可能となっている。ボールベアリングなどの機構により、棒状支持部６０２１−ｉが貫通孔６０３１−ｉに沿って自由移動できる構成であってもよい。振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは支持部１０２６−ｉに対してＧ−ｉ軸に沿った方向に非対称振動を行う。側面６０１ａ−ｉと内壁面６０３ａ−ｉとの間には隙間があり、かつ、Ｇ−ｉ軸に沿った方向の非対称振動は連結部１０２９−ｉおよび棒状支持部６０２１−ｉを介して接触部６０３に伝導される。一方、接触部６０３は、棒状支持部６０２１−ｉに対してＨ−ｉ軸に沿った方向に自由に移動できる。そのため、接触部６０３のＨ−ｉ軸に沿った方向の振動が棒状支持部６０２１−ｉやそれに取り付けられた振動子１０２−ｉによって大きく制限されることはない。本形態では、振動子１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３，４）の支持部１０２６−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−ｉが「接触機構側部材」に相当する。また接触部６０３は、擬似力覚発生装置６の重量を支える部材である。接触部６０３には、少なくとも何れかの可動部１０２５−ｉの非対称振動に基づく振動が伝導され、接触部６０３は、それに直接または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該非対称振動の少なくとも何れかに基づく力を与える。これによっても、擬似的な力覚を呈示できる。
【００７９】
［第７実施形態］
３次元の各軸に沿って振動子を配置してもよい。例えば、図１８Ｂに例示する擬似力覚発生装置７のように、略６面体（例えば、略立方体）の基部７０１が箱状の接触部７０３の内部に収容され、基部７０１の各面７０１ａ−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３，４，５，６）と接触部７０３の６つの内壁面７０３ａ−ｉとの間に振動子１０２−ｉがそれぞれ配置されていてもよい。ただし、面７０１ａ−１，７０１ａ−２，７０１ａ−３が互いに略直交し、面７０１ａ−４，７０１ａ−５，７０１ａ−６（図示せず）が互いに略直交する。面７０１ａ−１と面７０１ａ−４は略平行であり、面７０１ａ−２と面７０１ａ−５は略平行であり、面７０１ａ−３と面７０１ａ−６は略平行である。また接触部７０３は、擬似力覚発生装置７の重量を支える部材である。この例では、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが基部７０１の面７０１ａ−ｉに取り付けられており、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが連結部１０２９−ｉを介して棒状支持部７０２１−ｉの一端側に取り付けられている。各振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは支持部１０２６−ｉに対してＪ−ｉ軸に沿った方向に非対称振動を行う。Ｊ−１軸，Ｊ−２軸，Ｊ−３軸は互いに略直交する。Ｊ−４軸，Ｊ−５軸，Ｊ−６軸（図示せず）は互いに略直交する。Ｊ−１軸とＪ−４軸は略平行であり、Ｊ−２軸とＪ−５軸は略平行であり、Ｊ−３軸とＪ−６軸は略平行である。接触部７０３の６つの内壁面７０３ａ−ｉには、棒状支持部７０２１−ｉの他端側をＫ−ｉ−２軸（Ｊ−ｉ軸と略直交する軸）にスライド可能に保持する溝７０３ａａ−ｉが設けられている。図１９Ａに例示するように、溝７０３ａａ−ｉの底面と棒状支持部７０２１−ｉの先端との間には隙間（遊び）があり、接触部７０３は基部７０１に対してＫ−ｉ−１軸方向（面７０１ａ−ｉと略直交方向）に移動可能である。面７０１ａ−ｉと内壁面７０３ａ−ｉとの間には隙間があり、かつ、Ｊ−ｉ軸に沿った方向の非対称振動は棒状支持部７０２１−ｉを介して接触部７０３に伝導される。また、図１９Ａの右側面図である図１９Ｂに例示するように、接触部７０３は、棒状支持部７０２１−ｉに対してＫ−ｉ−２軸（Ｊ−ｉ軸と略直交する軸）に沿った方向に移動できる。そのため、接触部７０３のＫ−ｉ−１軸およびＫ−ｉ−２軸に沿った方向の振動が棒状支持部７０２１−ｉやそれに取り付けられた振動子１０２−ｉによって大きく制限されることはない。接触部７０３には、少なくとも何れかの振動子１０２−ｉの非対称振動に基づく振動が伝導され、接触部７０３は、それに直接または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該非対称振動の少なくとも何れかに基づく力を与える。これによって、６自由度（第８実施形態参照）の擬似的な力覚を呈示できる。
【００８０】
［第８実施形態］
第７実施形態の変形例として、棒状支持部７０２１−ｉと溝７０３ａａ−ｉに代えて、第１実施形態で説明した介在部材１０４−ｉが用いられてもよい。例えば、図２０Ａおよび図２０Ｂに例示する擬似力覚発生装置８のように、略６面体（例えば、略立方体）の基部７０１が箱状の接触部７０３の内部に収容され、基部７０１の各面７０１ａ−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３，４，５，６）と接触部７０３の６つの内壁面７０３ａ−ｉとの間に振動子１０２−ｉおよび介在部材１０４−ｉがそれぞれ配置されていてもよい。本形態の接触部７０３は、擬似力覚発生装置８の重量を支える部材である。この例では、振動子１０２−ｉの支持部１０２６−ｉが基部７０１の面７０１ａ−ｉに取り付けられており、振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉが連結部１０２９−ｉを介して介在部材１０４−ｉの一方側に取り付けられている。介在部材１０４−ｉの他方側は接触部７０３の内壁面７０３ａ−ｉに取り付けられている。介在部材１０４−ｉとしては、例えば、介在部材１０４４−ｉや介在部材１０４５−ｉが好ましい。各振動子１０２−ｉの可動部１０２５−ｉは支持部１０２６−ｉ（図２Ａおよび図２Ｂ等参照）に対してＪ−ｉ軸に沿った方向に非対称振動を行う。この非対称振動に基づく振動は介在部材１０４−ｉを介して効率的に接触部７０３に伝導される。一方、介在部材１０４−ｉの働きにより、接触部７０３のＫ−ｉ−１軸およびＫ−ｉ−２軸に沿った方向の振動が棒状支持部７０２１−ｉやそれに取り付けられた振動子１０２−ｉによって大きく制限されることはない。接触部７０３には、少なくとも何れかの振動子１０２−ｉの非対称振動に基づく振動が伝導され、接触部７０３は、それに直接または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該非対称振動の少なくとも何れかに基づく力を与える。これによっても、以下のように６自由度の擬似的な力覚を呈示できる。
【００８１】
図２１Ａに例示するように、振動子１０２−３および振動子１０２−６が同じｘａ方向に擬似的な力覚を呈示するように非対称振動した場合、接触部７０３に接触する利用者はｘａ方向の並進力覚を知覚する。図２１Ｂに例示するように、振動子１０２−１および振動子１０２−４が同じｙａ方向に擬似的な力覚を呈示するように非対称振動した場合、接触部７０３に接触する利用者はｙａ方向の並進力覚を知覚する。図２１Ｃに例示するように、振動子１０２−２および振動子１０２−５が同じｚａ方向に擬似的な力覚を呈示するように非対称振動した場合、接触部７０３に接触する利用者はｚａ方向の並進力覚を知覚する。
【００８２】
図２２Ａに例示するように、振動子１０２−３および振動子１０２−６が互いに逆向きのｘｂ方向およびｘａ方向にそれぞれ擬似的な力覚を呈示するように非対称振動した場合、接触部７０３に接触する利用者はｚ軸周りの擬似的な回転力覚を知覚する。図２２Ｂに例示するように、振動子１０２−１および振動子１０２−５が互いに逆向きのｙｂ方向およびｙａ方向にそれぞれ擬似的な力覚を呈示するように非対称振動した場合、接触部７０３に接触する利用者はｘ軸周りの擬似的な回転力覚を知覚する。図２２Ｃに例示するように、振動子１０２−２および振動子１０２−４が互いに逆向きのｚｂ方向およびｚａ方向にそれぞれ擬似的な力覚を呈示するように非対称振動した場合、接触部７０３に接触する利用者はｙ軸周りの擬似的な回転力覚を知覚する。
【００８３】
［第９実施形態］
振動子の支持部が基部に支持されていなくてもよい。例えば、図２３Ａおよび図２３Ｂに例示する擬似力覚発生装置９は、振動子１０２−１、板状の接触部９０３およびバンド状の接触部９０４を有する。接触部９０３は合成樹脂等から構成され、接触部９０４は合成樹脂や皮などから構成される。振動子１０２−１の可動部１０２５−１は連結部１０２ｄａ−１，１０２ｄｂ−１，１０２ｅａ−１，１０２ｅｂ−１を介して接触部９０３の板面９０３ｃに取り付けられている。さらに接触部９０３のエッジ部９０３ａ，９０３ｂには接触部９０４の両端が取り付けられている。なお、振動子１０２−１の可動部１０２５−１はＬ−１軸に沿って非対称振動を行うが、エッジ部９０３ａ，９０３ｂはそのＬ−１軸に沿った（Ｌ−１軸と略平行な）エッジ部である。図２３Ｂに例示するように、擬似力覚発生装置９は、例えば、接触部９０３，９０４が利用者の腕９００の皮膚に接触するように装着される。本形態では、振動子１０２−１の支持部１０２６−１が「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−１が「接触機構側部材」に相当する。
【００８４】
この構成の場合、接触部９０３，９０４とともに振動する系である「接触機構」は、接触部９０３，９０４および可動部１０２５−１を含む。この「接触機構」が、さらに連結部１０２ｄａ−１，１０２ｄｂ−１，１０２ｅａ−１，１０２ｅｂ−１を含んでもよい。接触部９０３，９０４とともに振動する系を支持する系である「ベース機構」は、支持部１０２６−ｉを含む。この「ベース機構」が、さらに、ばね１０２２−ｉ，１０２３−ｉ、およびコイル１０２４−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。「接触機構」の質量ｍ１は、「ベース機構」の質量ｍ２よりも小さい。これによって効率的に擬似的な力覚を呈示できる。好ましくは、接触部９０３，９０４とともに振動する系である「接触機構」の質量ｍ１が、当該接触部９０３，９０４とともに振動する系を支持する系である「ベース機構」の質量ｍ２の質量の三分の一以下である。これにより、より効率的に擬似的な力覚を呈示できるからである。
【００８５】
図２４Ａに例示する擬似力覚発生装置１０のように、Ｌ−１軸と略直交するエッジ部９０３ｄ，９０３ｅに接触部９０４の両端が取り付けられていてもよい。
【００８６】
また図２４Ｂに例示する擬似力覚発生装置１１のように、Ｌ−ｉ軸に沿った非対称振動を行う可動部を含む複数個の振動子が接触部９０３に取り付けられていてもよい。図２４ＢのＬ−１軸とＬ−２軸とは略直交している。
【００８７】
バンド状の接触部によって腕等に装着される擬似力覚発生装置が基部を含んでいてもよい。例えば、図２５Ａおよび図２５Ｂに例示する擬似力覚発生装置１２のように、第１実施形態で例示したように基部１０１、可動部１０２５−１および支持部１０２６−１を含む振動子１０２−１、および接触部１０３を有する擬似力覚発生装置にバンド状の接触部９０４が取り付けられていてもよい。なお、図２５Ａは図２５Ｂの２５Ａ−２５Ａ概略断面図である。この例では、振動子１０２−１の支持部１０２６−１が「ベース機構側部材」に相当し、可動部１０２５−１が「接触機構側部材」に相当する。
【００８８】
［振動系のダイナミクス解析による駆動制御信号ＤＣＳの設定］
利用者の皮膚に所望の波形パターンの力を与えるための駆動制御信号ＤＣＳの設定方法を例示する。ここでは振動系のダイナミクス解析によって駆動制御信号ＤＣＳを設定する。図１Ｄに例示するように、擬似力覚発生装置１の接触部１０３の外側が利用者の掌１０００で把持された状態を想定する。この状態を擬似力覚発生装置１の力学特性モデルＭｄおよび接触部１０３に接触する掌１０００の皮膚の力学特性モデルＭｓで表現する。この例の擬似力覚発生装置１の力学特性モデルＭｄは、それぞれの質量がｍ１，ｍ２の質点Ｍ１，Ｍ２、それらを接続する弾性係数ｋ２のばね、粘性係数（減衰係数）ｂ２のダンパ、および駆動電圧Ｖｏｕｔに応じて質点Ｍ１，Ｍ２に働く周期的なローレンツ力ｆからなる力学系の特性を表す。図２Ａおよび図２Ｂに例示した構成の場合、ローレンツ力ｆはｆ＝ι２ＢＬと表記できる。ただし、ι２［Ａ］はコイル１０２４−ｉに流される電流であり、Ｂはコイル１０２４−ｉによる磁束密度であり、Ｌ［ｍ］は支持部１０２６−ｉを長手方向に貫く磁束方向と垂直なコイル１０２４−ｉの長さである。基準原点Ｏ１に対する質点Ｍ１の位置をｘ１と表現し、基準原点Ｏ２に対する質点Ｍ２の位置をｘ２と表現する。ただし、基準原点Ｏ１，Ｏ２は掌１０００の重心に対する相対位置が固定された点である。また、ｘ１，ｘ２の何れも掌１０００の重心から図１Ｄにおける右方向を正とし、掌１０００の重心から図１Ｄにおける左方向を負とする。ここでは、掌１０００の重心は外界に対して動いていないものとする。ｘ１，ｘ２の時間微分値、すなわち速度を
【数１】
2020062647.tif 000003
と表記する。ただし、記載表記の制約上、本明細書ではこれらをｘ・１，ｘ・２と表記する場合もある。図２６に例示する皮膚の力学特性モデルＭｓは、質点Ｍ１と掌１０００の重心との間の弾性係数ｋ１のばねおよび粘性係数ｂ１のダンパからなる力学系の特性を表す。ここで把持部１２６に接触する掌１０００の皮膚に与える力（その力に対して皮膚に生じる応力）をｆｓと表現する。
【００８９】
擬似力覚発生装置１の力学特性モデルＭｄおよび皮膚の力学特性モデルＭｓの数式表現は例えば以下のようになる。
≪力学特性モデルＭｄの例≫
【数２】
2020062647.tif 000004
力学特性モデルＭｄの力学系パラメータｍ１，ｍ２，ｋ２，ｂ２は、擬似力覚発生装置１の設計値あるいは計測値から得られてもよいし、システム同定などの方法で得られてもよい。
【００９０】
≪力学特性モデルＭｓの例≫
ｆｓ＝ｋ１・ｘ１＋ｂ１・ｘ・１    （２）
力学特性モデルＭｓの力学系パラメータｋ１，ｂ１は、システム同定などの方法で得られてもよいし、典型的な値とされてもよい。
【００９１】
《制御対象の逆ダイナミクスモデルＭｃの例》
上記の式（１）（２）の未知の時系列パラメータはｆ，ｘ１，ｘ・１，ｘ２，ｘ・２，ｆｓであるが、上記の式（１）（２）を用いてｘ１，ｘ・１，ｘ２，ｘ・２，を消去することにより、ｆとｆｓとの関係式ｆｓ＝Ｆ（ｆ）が得られる。ここで図２Ａおよび図２Ｂの例ではｆ＝ι２ＢＬと表記できる。ＢおよびＬは擬似力覚発生装置１の設計値やシステム同定などの方法で得られる。ｆｓ＝Ｆ（ι２ＢＬ）＝Ｆ２（ι２）より、関係式
ｆｓ＝Ｆ２（ι２）  （３Ａ）
が得られる。この関係式（３Ａ）の逆関数または近似逆関数である
ι２＝Ｉｎｖ（ｆｓ）  （３Ｂ）
を制御対象の逆ダイナミクスモデルＭｃとしてもよい。
【００９２】
コイル１０２４−ｉの抵抗値をＲとし、コイル１０２４−ｉに与えられる電圧をＶｏｕｔとすると磁石とコイルの相対的な動きによる逆起電力が十分小さい場合には、ι２＝Ｖｏｕｔ／Ｒとなるため、ｆｓ＝Ｆ２（Ｖｏｕｔ／Ｒ）＝ＦＲ（Ｖｏｕｔ）となる。この関係式
ｆｓ＝ＦＲ（Ｖｏｕｔ）（４Ａ）
の逆関数または近似逆関数である
Ｖｏｕｔ＝ＩｎｖＲ（ｆｓ）  （４Ｂ）
を制御対象の逆ダイナミクスモデルＭｃとしてもよい。
【００９３】
このような逆ダイナミクスモデルＭｃに、掌１０００の皮膚に与えようとする力の波形パターンを適用することで、その力の波形パターンを得るための駆動制御信号ＤＣＳを得ることができる。例えば、掌１０００の皮膚に与えようとする力ｆｓの波形パターン（時系列の波形パターン）を式（３Ｂ）に代入することで得られるι２の時系列の波形パターンを駆動制御信号ＤＣＳとすることができる。或いは、掌１０００の皮膚に与えようとする力ｆｓの波形パターンを式（４Ｂ）に代入することで得られるＶｏｕｔの時系列の波形パターンを駆動制御信号ＤＣＳとしてもよい。掌１０００の皮膚に与えようとする力ｆｓの波形パターンの例は前述した「最適化波形パターン」または「最適化波形パターンを得るための矩形波形パターン」である。また、「最適化波形パターン」に対応する駆動制御信号ＤＣＳを「非線形最適化した駆動制御信号ＤＣＳ」と呼ぶことにする。
【００９４】
［比較シミュレーション結果］
次に、従来型の擬似力覚発生装置（振動子を本体に内蔵）と第５実施形態の擬似力覚発生装置５（図１１Ａ，図１１Ｃ）とを比較した比較シミュレーション結果を示す。
【００９５】
＜正弦波の駆動制御信号ＤＣＳでの比較＞
図２７Ａ−図２７Ｆを用い、駆動制御信号ＤＣＳとして正弦波を入力した場合の比較シミュレーション結果を示す。図２７Ａ−図２７Ｃは従来型の擬似力覚発生装置でのシミュレーション結果を表し、図２７Ｄ−図２７Ｆは擬似力覚発生装置５でのシミュレーション結果を表す。図２７Ａおよび図２７Ｄは、従来型のおよび擬似力覚発生装置５に入力される駆動制御信号ＤＣＳの入力波形を表す。縦軸は入力波形の電圧値［Ｖ］を表し、横軸は時間［ｓｅｃ］を表す。図２７Ｂおよび図２７Ｅは、従来型のおよび擬似力覚発生装置５に図２７Ａおよび図２７Ｄの入力波形の駆動制御信号ＤＣＳが与えられたときの、接触部から皮膚に与えられる力を表す。縦軸は皮膚に与えられる力［Ｎ］を表し、横軸は時間［ｓｅｃ］を表す。図２７Ｃおよび図２７Ｆは、従来型のおよび擬似力覚発生装置５に図２７Ａおよび図２７Ｄの入力波形の駆動制御信号ＤＣＳが与えられたときの、接触部の振動波形（位置波形）を表す。縦軸は接触部の位置［ｍ］を表し、横軸は時間［ｓｅｃ］を表す。ただし、図２７Ａ−図２７Ｃでは、従来型の擬似力覚発生装置では、質量１３５ｇの基部（例えば、スマートフォン端末装置）、質量１０ｇの接触部（例えば、スマートフォンケース）、質量１０ｇの支持部（例えば、アクチュエータケース）からなる系の質量をｍ１＝１５５ｇとし、質量５ｇの可動部（例えば、アクチュエータ可動子）からなる系の質量をｍ２＝５ｇとした。一方、図２７Ｄ−図２７Ｆでは、質量１０ｇの接触部１０３（例えば、スマートフォンケース）および質量１０ｇの支持部１０２６−ｉ（例えば、アクチュエータケース）からなる系の質量をｍ１＝２０ｇとし、質量５ｇの可動部１０２５−ｉ（例えば、アクチュエータ可動子）および質量１３５ｇの基部１０１（例えば、スマートフォン端末装置）からなる系の質量をｍ２＝１４０ｇとした。図２７Ａ−図２７Ｆから分かるように、本形態は従来型に比べて質量ｍ１に対して質量ｍ２を大きくでき、その結果、接触部の振動が大きくなり、皮膚に与えられる力も強くなる。
【００９６】
＜時間非対称矩形波の駆動制御信号ＤＣＳでの比較１＞
図２８Ａ−図２８Ｆを用い、駆動制御信号ＤＣＳとして時間非対称矩形波を入力した場合の比較シミュレーション結果を示す。ただし、この時間非対称矩形波は、駆動制御信号ＤＣＳの入力波形が正である期間Ｔ１および負である期間Ｔ２が［Ｔ１，Ｔ２］＝［８，１６］［ｍｓ］のものである。図２８Ａ−図２８Ｃは従来型の擬似力覚発生装置でのシミュレーション結果を表し、図２８Ｄ−図２８Ｆは擬似力覚発生装置５でのシミュレーション結果を表す。図２８Ａおよび図２８Ｄは、従来型のおよび擬似力覚発生装置５に入力される駆動制御信号ＤＣＳの入力波形を表す。縦軸は入力波形の電圧値［Ｖ］を表し、横軸は時間［ｓｅｃ］を表す。図２８Ｂおよび図２８Ｅは、従来型のおよび擬似力覚発生装置５に図２８Ａおよび図２８Ｄの入力波形の駆動制御信号ＤＣＳが与えられたときの、接触部から皮膚に与えられる力を表す。縦軸は皮膚に与えられる力［Ｎ］を表し、横軸は時間［ｓｅｃ］を表す。図２８Ｃおよび図２８Ｆは、従来型のおよび擬似力覚発生装置５に図２８Ａおよび図２８Ｄの入力波形の駆動制御信号ＤＣＳが与えられたときの、接触部の振動波形（位置波形）を表す。縦軸は接触部の位置［ｍ］を表し、横軸は時間［ｓｅｃ］を表す。ただし、図２８Ａ−図２８Ｃでは、従来型の擬似力覚発生装置では、質量１３５ｇの基部（例えば、スマートフォン端末装置）、質量１０ｇの接触部（例えば、スマートフォンケース）、質量１０ｇの支持部（例えば、アクチュエータケース）からなる系の質量をｍ１＝１５５ｇとし、質量５ｇの可動部（例えば、アクチュエータ可動子）からなる系の質量をｍ２＝５ｇとした。一方、図２８Ｄ−図２８Ｆでは、質量１０ｇの接触部１０３（例えば、スマートフォンケース）および質量１０ｇの支持部１０２６−ｉ（例えば、アクチュエータケース）からなる系の質量をｍ１＝２０ｇとし、質量５ｇの可動部１０２５−ｉ（例えば、アクチュエータ可動子）および質量１３５ｇの基部１０１（例えば、スマートフォン端末装置）からなる系の質量をｍ２＝１４０ｇとした。図２８Ａ−図２８Ｆから分かるように、本形態は従来型に比べて質量ｍ１に対して質量ｍ２を大きくでき、接触部の振動の非対称性および皮膚に与えられる力の非対称性をともに大きくできる。その結果、本形態の構成では従来よりも明確に擬似的な力覚を呈示できる。
【００９７】
＜時間非対称矩形波の駆動制御信号ＤＣＳでの比較２＞
図２９Ａ−図２９Ｆは、駆動制御信号ＤＣＳとして［Ｔ１，Ｔ２］＝［５，１４］［ｍｓ］の時間非対称矩形波を入力した場合の比較シミュレーション結果を示す。この場合にも、本形態は従来型に比べて質量ｍ１に対して質量ｍ２を大きくでき、接触部から皮膚に与えられる力の非対称性を大きくできる。その結果、本形態の構成では従来よりも明確に擬似的な力覚を呈示できる。
【００９８】
＜時間非対称矩形波の駆動制御信号ＤＣＳでの比較３＞
図３０Ａ−図３０Ｆは、［Ｔ１，Ｔ２］［ｍｓ］の時間非対称矩形波である駆動制御信号ＤＣＳを擬似力覚発生装置５（図１１Ａ，図１１Ｃ）に入力した際に、接触部１０３から皮膚に与えられる力の非対称性の一例を、［ｍ１，ｍ２］［ｇ］ごとにステムプロットした図である。各図の底面の二軸が期間Ｔ１およびＴ２をそれぞれ表し、縦軸が皮膚に与えられる力の非対称性を表す。なお、皮膚に与えられる第１の方向（正方向）の力の絶対値の最大値と、第１の方向と逆方向（負方向）の力の絶対値の最大値と、の差分を「力の非対称性」の値としている。図３１Ａ−図３１Ｆは、図３０Ａ−図３０Ｆと同じデータを折れ線グラフで表した図である。各図は以下の［ｍ１，ｍ２］に対応する。
図３０Ａ，図３１Ａ：［ｍ１，ｍ２］＝［１０，１５０］［ｇ］
図３０Ｂ，図３１Ｂ：［ｍ１，ｍ２］＝［２０，１４０］［ｇ］
図３０Ｃ，図３１Ｃ：［ｍ１，ｍ２］＝［４０，１２０］［ｇ］
図３０Ｄ，図３１Ｄ：［ｍ１，ｍ２］＝［６０，１００］［ｇ］
図３０Ｅ，図３１Ｅ：［ｍ１，ｍ２］＝［８０，８０］［ｇ］
図３０Ｆ，図３１Ｆ：［ｍ１，ｍ２］＝［１２０，４０］［ｇ］
これらの図から、質量ｍ２に対して質量ｍ１が小さいほど接触部１０３から皮膚に与えられる力の非対称性が大きくなり、皮膚に明確な力覚を知覚させることができることが分かる。特に、図３０Ａ−図３０Ｃでは接触部１０３から皮膚に与えられる力の非対称性が大きく、皮膚に明確な力覚をより知覚させることができ、好ましいといえる。すなわち、０＜ｍ１／ｍ２≦１／３の関係を満たすことが好ましく、これによって、より明確に擬似的な力覚を呈示できることが分かる。
【００９９】
＜力の最適化波形パターンの例＞
図３２Ａ−３４Ａは非線形最適化した駆動制御信号ＤＣＳの入力波形の時系列データを例示した図であり、図３２Ｂ−３４Ｂはこのような駆動制御信号ＤＣＳで制御された擬似力覚発生装置５の接触部１０３から皮膚に加わる力の時系列データ（最適化波形パターン）を例示した図であり、図３２Ｃ−３４Ｃはこの場合の接触部１０３の位置波形の時系列データを例示した図である。［ｍ１，ｍ２］＝［２０，１４０］［ｇ］である。駆動制御信号ＤＣＳは、図３２Ｂの破線で示された矩形波形パターン（最適化波形パターンを得るための矩形波形パターン）を前述の逆ダイナミクスモデルＭｃに適用して計算した。各図の［Ｔ１，Ｔ２］は以下の通りである。
図３２Ａ−３２Ｃ：［Ｔ１，Ｔ２］＝［２，１６］［ｍｓ］
図３３Ａ−３３Ｃ：［Ｔ１，Ｔ２］＝［５，１８］［ｍｓ］
図３４Ａ−３４Ｃ：［Ｔ１，Ｔ２］＝［８，１８］［ｍｓ］
これらの図から分かるように、最適化波形パターンでは接触部１０３から皮膚に与えられる力の非対称性が大きく、さらに接触部１０３の位置波形の非対称性も大きく、皮膚により明確な力覚を知覚させることができる。
【０１００】
＜時間非対称矩形波である駆動制御信号ＤＣＳと非線形最適化した駆動制御信号ＤＣＳとの比較＞
図３５Ａ−図３５Ｄは、［Ｔ１，Ｔ２］［ｍｓ］の駆動制御信号ＤＣＳを擬似力覚発生装置５（図１１Ａ，図１１Ｃ）に入力した際に、接触部１０３から皮膚に与えられる力の非対称性の一例を、［ｍ１，ｍ２］［ｇ］ごとにステムプロットした図である。ただし、図３５Ａおよび図３５Ｃでは時間非対称矩形波である駆動制御信号ＤＣＳを用いており、図３５Ｂおよび図３５Ｄでは非線形最適化した駆動制御信号ＤＣＳを用いている。各図の底面の二軸が期間Ｔ１およびＴ２をそれぞれ表し、縦軸が皮膚に与えられる力の非対称性を表す。なお、皮膚に与えられる第１の方向（正方向）の力の絶対値の最大値と、第１の方向と逆方向（負方向）の力の絶対値の最大値と、の差分を「力の非対称性」の値としている。図３６Ａ−図３６Ｄは、図３５Ａ−図３５Ｄと同じデータを折れ線グラフで表した図である。各図は以下の［ｍ１，ｍ２］に対応する。
図３５Ａ，３５Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ：［ｍ１，ｍ２］＝［２０，１４０］［ｇ］
図３５Ｃ，３５Ｄ，３６Ｃ，３６Ｄ：［ｍ１，ｍ２］＝［６０，１００］［ｇ］
これらの図より、非線形最適化した駆動制御信号ＤＣＳを用いることで、時間非対称矩形波である駆動制御信号ＤＣＳを用いる場合に比べ、接触部１０３から皮膚に与えられる力の非対称性が大きくなることが分かる。さらに、非線形最適化した駆動制御信号ＤＣＳを用いることで［Ｔ１，Ｔ２］の変化に対してもロバストな傾向を持つことが分かる。すなわち、図３５Ｃ，３５Ｄ，３６Ｃ，３６Ｄから分かるように、非線形最適化した駆動制御信号ＤＣＳを用いることで、ｍ１とｍ２との質量差が小さくなった場合でも、或る程度の力の非対称性を実現できる。
【０１０１】
［第１０−１５実施形態の概要］
第１０−１５実施形態の擬似力覚発生装置は、「ベース機構」と、「ベース機構」に対して周期的な「非対称運動」を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該「非対称運動」に基づく力を与える複数個の「接触機構」と、を有する。言い換えると、この擬似力覚発生装置は、「ベース機構」と、「ベース機構」に対して周期的な「非対称運動」を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該「非対称運動」に基づく力を与える一つの「接触機構」と、「ベース機構」に対して周期的な「非対称運動（第３非対称運動）」を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に「非対称運動（第３非対称運動）」に基づく力を与える他の一つの「接触機構（第３接触機構）」とを少なくとも有する。ただし「接触機構」それぞれの質量は「ベース機構」の質量よりも小さい、または、「接触機構」それぞれの質量は「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計よりも小さい。この構成でも、系全体の質量が大きい場合でも、皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触しつつ振動する系である複数個の「接触機構」それぞれの質量は小さいため、複数個の「接触機構」から皮膚または粘膜に十分な大きさの力が伝達される。これにより、従来方式とストロークおよび出力が同じアクチュエータであったとしても、より明確に力覚を呈示できる。あるいは、従来よりもストロークおよび出力の小さなアクチュエータであったとしても、従来方式と同程度の力覚を呈示できる。すなわち、本形態では従来よりも効率的に力覚を呈示できる。
【０１０２】
さらに、「接触機構」が複数個存在し、それぞれが「非対称運動」に基づく力を皮膚または粘膜に与えるため、これら複数個の「接触機構」それぞれから擬似的な力覚を呈示できる。複数個の「接触機構」から呈示される擬似的な力覚の組み合わせにより、回転方向の力覚を呈示したり、所望の方向への力覚を呈示したりすることもできる。好ましくは、複数個の「接触機構」のそれぞれが、「ベース機構」に対して互いに独立に周期的な「非対称運動」を行う。言い換えると、例えば、或る一つの「接触機構」の「非対称運動」および他の一つの「接触機構（第３接触機構）」の「非対称運動（第３非対称運動）」は、「ベース機構」に対して互いに独立である。すなわち、複数個の「接触機構」それぞれの「非対称運動」は互いに干渉せず、それぞれが独立に皮膚または粘膜に「非対称運動」に基づく力を与える。例えば、複数個の「接触機構」それぞれは互いに分離しており、互いに振動を制限しない。複数個の「接触機構」は、互いに非接触であってもよいし、互いの振動を制限しないようにスライド機構や柔軟物（弾性体）を介して連結されていてもよい。このような構成により、複数個の「接触機構」それぞれの「非対称運動」に基づく力が互いに弱め合うことを抑制でき、効率的に力覚を呈示できる。また、複数個の「接触機構」それぞれの「非対称運動」が互いに異なる方向に擬似的な力覚を呈示する場合、それらの組み合わせによって回転方向の力覚を呈示したり、所望の方向の力覚を呈示したりすることもできる。
【０１０３】
周期的な「非対称運動」は、それに基づいて「接触機構」から皮膚または粘膜に与えられる力が擬似的な力覚を知覚させるような周期運動であり、「所定方向」の運動の時系列波形と当該「所定方向」と反対方向の運動の時系列波形とが非対称な周期運動である。「非対称運動」は並進方向に擬似的な力覚を呈示するための周期的な並進運動であってもよいし、回転方向に擬似的な力覚を呈示するための周期的な回転運動であってもよい。周期的な「非対称運動」の例は、「ベース機構側部材」に対する「非対称振動」（周期的な非対称振動）である。好ましくは、「非対称運動」に基づいて「接触機構」が皮膚または粘膜に与える力の「波形パターン」が、「第１の時間区間」では、向きが所定方向であって絶対値が「第１の閾値」以上である力を表し、「第１の時間区間」と異なる「第２の時間区間」では、向きが当該「所定方向」の反対方向であって絶対値が「第１の閾値」よりも小さな「第２の閾値」以内である力を表し、「第１の時間区間」が「第２の時間区間」よりも短くなるような「非対称運動」であることが望ましい。言い換えると、当該「波形パターン」が矩形パターンまたは矩形パターンに近似するパターンとなるような「非対称運動」であることが望ましい。これにより、より明確に擬似的な力覚を呈示できるからである。「周期的な非対称運動」が「ベース機構側部材」に対する「非対称振動」である場合、複数個の「接触機構」による「非対称振動」は、互いに平行または略平行な軸に沿った振動であってもよいし、互いに平行ではない軸、すなわち互いに異なる向きの軸（例えば、互いに直交する軸または互いに略直交する軸）に沿った振動であってもよい。複数個の「接触機構」による「非対称振動」は同じ軸に沿った振動（同じ軸に沿った方向の振動）でもよいが、これらが互いに異なる軸に沿った非対称振動（異なる軸に沿った方向の非対称振動）であることが望ましい。複数個の「接触機構」による「非対称振動」が互いに異なる軸に沿った振動である場合、前述のように回転方向の力覚を呈示できたり、所望の方向の力覚を呈示できたりできるからである。「αに沿ったβ」の例は、αに並行するβ、αと平行なβ、αと略平行なβ、α上のβである。「軸に沿った方向」の例は、「軸と平行な方向」、「軸と略平行な方向」、「軸上の方向」、「軸とのなす角度が所定範囲内の方向」などである。
【０１０４】
（１）「ベース機構」は「ベース機構側部材」を含み、（２）「接触機構」のそれぞれは「ベース機構側部材」に対する「非対称振動」を行う「接触機構側部材」と、当該「非対称振動」に基づく力が与えられ、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に「非対称振動」に基づく力を与える「接触部」とを含む。「接触機構側部材」に対する「接触部」の相対位置は固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。より効率的に力覚を呈示するためには「接触機構側部材」に対する「接触部」の相対位置は固定されていることが望ましく、例えば、「接触部」が「接触機構側部材」に固定されているか、「接触部」と「接触機構側部材」が一体であることが望ましい。「接触部」とともに振動する系である「接触機構」それぞれの質量は、当該「接触部」とともに振動する系を支持する系の質量（「ベース機構」の質量、または、「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計）よりも小さい。「非対称振動」は、「接触機構」それぞれから皮膚または粘膜に与えた力によって擬似的な力覚を知覚させるための振動であり、「所定方向」の振動の時系列波形と当該「所定方向」と反対方向の振動の時系列波形とが非対称な振動を意味する。「非対称振動」は、例えば、「接触機構側部材」の「所定方向」の「物理量」の時系列波形と当該「接触機構側部材」の当該「所定方向」と反対方向の「物理量」の時系列波形とが非対称となるような「接触機構側部材」の振動である。「物理量」の例は、「接触機構側部材」を支持する「ベース機構側部材」に与えられる力、当該「ベース機構側部材」の加速度、速度、もしくは位置、「接触機構側部材」が「ベース機構側部材」に与える力、「接触機構側部材」の加速度、速度、もしくは位置、「接触機構側部材」から皮膚または粘膜に与えられる力、または「接触機構側部材」の加速度、速度、もしくは位置などである。
【０１０５】
「ベース機構」は、他の物体である「基部」に取り付け可能な形状（支持される形状）に構成されていてもよいし、他の物体に取り付け可能な形状（支持される形状）に構成されていなくてもよい。前者の「ベース機構」を「基部」に取り付けることで、「ベース機構」は「基部」によって支持される。「αがβに支持される」とは、αがβに直接的または間接的に支えられることを意味する。言い換えると、「αがβに支持される」とは、αの運動の一部または全部がβによって制限されることであり、例えば、αの運動の自由度の一部または全部がβによって制限されることである。αがβに固定される場合のみならず、αがβに対して相対的に移動または回転可能であったとしても、αの何らかの動きがβによって制限されている場合には「αがβに支持される」と言える。「αがβに支持されている」および「αがβに支持された」とは、「αがβに支持される」状態となっていることを意味する。
【０１０６】
「接触機構」が「直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜」とは、介在物を介さずに「接触機構」に接触した皮膚または粘膜、または、介在物を介して「接触機構」に接触した皮膚または粘膜の何れかを意味する。「αがβを介してγに接触する」とは、αからβを介してγに力を与えられる状態となることを意味する。「αがβを介してγに接触する」とは、例えばαがβに直接接触し、βがγに直接接触し、αからβを介してγに力を与えられる状態となることを意味する。この介在物は、剛体、弾性体、塑性体、流体、またはそれらの少なくとも一部の特性を併せ持ったものであってもよいが、「接触機構」からの力を皮膚または粘膜に伝達可能なものである必要がある。
【０１０７】
「接触機構」は「擬似力覚発生装置」の重量（重力による力、すなわち重さ）を支える機構である。言い換えると、利用者に把持または取り付けられた「擬似力覚発生装置」の重量の反力は「接触機構」のみに与えられる。つまり「接触機構」は「擬似力覚発生装置」の重量の反力を支える機構ともいえる。「擬似力覚発生装置」は「接触機構」を介して利用者に直接的または間接的に把持または取り付けられる。「接触機構」のみ（例えば、「接触部」のみ）が皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触する部位として機能することが望ましい。すなわち、実施形態の擬似力覚発生装置は、「接触機構」の部位を通じて利用者の皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触するが、「ベース機構」、「ベース機構」に取り付けられる機構などの「接触機構」以外の部位が利用者の皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触しないことが望ましい。言い換えると、「接触機構」以外の部位には反力などの外力が与えられないことが望ましい。これにより、擬似的な力覚を知覚させるための力が利用者の皮膚または粘膜に効率的に伝導されるからである。例えば、「接触部」は「ベース機構側部材」を支持した「基部」の外側に配置される形状に構成されていることが望ましい。例えば、「接触部」が「ベース機構側部材」を支持した「基部」の外側の少なくとも一部の領域を覆う形状に構成されていることが望ましい。例えば、「接触部」が当該「基部」の外側の領域の５０％以上を覆う形状に構成されていてもよいし、「接触部」が当該「基部」の外側のすべての領域を覆う形状に構成されていてもよい。「接触部」が擬似力覚発生装置の「把持部」であってもよいし、利用者への「取り付け部」であってもよい。「基部」は、前述のように「ベース機構」に取り付けられる機構（他の物体）であってもよいし、「ベース機構」に含まれた機構であってもよい。「基部」の例は、スマートフォン端末装置、タブレット端末装置、電子書籍リーダー装置、携帯電話端末装置、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機などの移動体端末装置である。キーボード、マウス、コントローラーその他の電子機器が「基部」であってもよいし、電子機器以外の部材が「基部」であってもよい。「基部」が携帯電話端末装置などの移動体端末装置とその他の部材とを含んでもよい。擬似力覚発生装置が「基部」の一部として予め組み込まれていてもよい。「基部」が「移動体端末装置」を含み、「接触部」が「移動体端末装置」の外側の少なくとも一部の領域（例えば、外側の少なくとも一つ面を含む領域）を覆うケースであってもよい。
【０１０８】
前述のように「接触部」とともに振動する系である「接触機構」の質量が、当該「接触部」とともに振動する系を支持する系の質量（「ベース機構」の質量、または、ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計）よりも小さければ明確な力覚を呈示できる。しかし、より好ましくは、当該「接触部」とともに振動する系の質量が、零よりも大きく、当該「接触部」とともに振動する系を支持する系の質量の三分の一以下であることが望ましい。言い換えると、「接触部とともに振動する系を支持する系」の質量に対する、「接触部とともに振動する系」の質量の割合が零よりも大きく、三分の一以下である。すなわち、「接触機構」それぞれの質量が、零よりも大きく、「ベース機構」の質量の三分の一以下である、または、「接触機構」それぞれの質量が、零よりも大きく、「ベース機構」の質量と「ベース機構」に取り付けられる機構の質量との合計の三分の一以下であることが望ましい。これにより、より効率的に擬似的な力覚を知覚させることができる。
【０１０９】
「接触部」は、例えば、「接触機構側部材」に取り付けられているか、もしくは、「接触機構側部材」と一体であり、かつ、「ベース機構側部材」に対して振動可能である。例えば、「接触機構側部材」は「ベース機構側部材」に支持された状態で「非対称振動」を行い、これによって「接触機構側部材」と接続または一体とされた「接触部」も「ベース機構側部材」に対して振動する。なお「αがβに取り付けられている」とは、αがβに固定されていること、αがβに接続されていること、αがβに着脱可能に保持されていること、または、αが「遊び（余裕）」または「ガタ」を持った状態でβに保持されていること、の何れかを意味する。また「αがβに取り付けられている」とは、αがβに直接取り付けられていることのみならず、αが介在物を介して間接的にβに取り付けられていることも含む概念である。
前述のように、「接触機構」それぞれの質量（「接触部」とともに振動する系の質量）は、「ベース機構」の質量、または、「ベース機構」および「ベース機構」に取り付けられる機構の質量の合計（「接触部」とともに振動する系を支持する系の質量）よりも小さい。この場合、「接触機構」それぞれの振動の平均振幅は、「ベース機構」の振動の平均振幅、または、「ベース機構」および「ベース機構」に取り付けられる機構の振動の平均振幅よりも大きい。「接触機構それぞれの振動の平均振幅」とは、「接触機構」それぞれを構成する各部材の振幅（絶対値）の平均の時間平均（絶対値）を意味する。同様に「ベース機構の振動の平均振幅、または、ベース機構およびベース機構に取り付けられる機構の振動の平均振幅」とは、「ベース機構」および「ベース機構に取り付けられる機構」を構成する各部材の振幅（絶対値）の平均の時間平均（絶対値）を意味する。言い換えると、「接触機構それぞれ」の振動の大きさは、「ベース機構、または、ベース機構およびベース機構に取り付けられる機構」の振動の大きさよりも大きい。例えば、「ベース機構、または、ベース機構およびベース機構に取り付けられる機構」は「接触機構それぞれ」とともに振動しないか、「接触機構それぞれ」よりも小さな平均振幅で振動する。
【０１１０】
「ベース機構に取り付けられる機構」の全てが「擬似力覚発生装置」に含まれていてもよいし、「ベース機構に取り付けられる機構」の一部のみが「擬似力覚発生装置」に含まれていてもよいし、「ベース機構に取り付けられる機構」が「擬似力覚発生装置」に含まれていなくてもよい。
【０１１１】
［第１０実施形態］
以降、図面を参照しつつ各実施形態を説明する。
＜構成＞
図３７Ａ−図４１Ｂに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置２００１は、基部２０１０１、支持部２０１０２６−１および支持部２０１０２６−１に対する非対称振動を行う可動部２０１０２５−１を含む振動子２０１０２−１、支持部２０１０２６−２および支持部２０１０２６−２に対する非対称振動を行う可動部２０１０２５−２を含む振動子２０１０２−２、および接触部２０１０３−１，２を有する。本形態では、支持部２０１０２６−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）が「ベース機構側部材」に相当し、可動部２０１０２５−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）が「接触機構側部材」に相当する。また接触部２０１０３−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）は、擬似力覚発生装置２００１の重量を支える部材である。本形態の可動部２０１０２５−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）は、駆動制御装置２０１００の駆動制御信号ＤＣＳに基づいて、支持部２０１０２６−ｉに支持された状態で、Ｄ２０−ｉ軸（第ｉ軸）に沿った非対称振動を行う。これらの非対称振動は、所望の方向に擬似的な力覚を知覚させるための振動である。このような非対称振動の詳細は、例えば、非特許文献１や参考文献１や参考文献２などに開示されている。各可動部２０１０２５−ｉの非対称振動によって、各接触部２０１０３−ｉも非対称振動する。すなわち、可動部２０１０２５−１の非対称振動によって接触部２０１０３−１が非対称振動し、可動部２０１０２５−２の非対称振動によって接触部２０１０３−２が非対称振動する。これにより、接触部２０１０３−ｉのそれぞれは、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該非対称運動に基づく力を与える。すなわち、接触部２０１０３−１は可動部２０１０２５−１の非対称振動に基づく力を皮膚または粘膜に与え、接触部２０１０３−２は可動部２０１０２５−２の非対称振動に基づく力を皮膚または粘膜に与える。接触部２０１０３−１，２は、例えば、互いに非接触であり、それぞれの運動は互いに独立している。ここで、接触部２０１０３−ｉのそれぞれとともに振動する系の質量ｍ１−ｉは、それぞれ当該接触部２０１０３−ｉとともに振動する系を支持する系の質量ｍ２よりも小さい（接触機構それぞれの質量ｍ１−ｉは、ベース機構の質量ｍ２よりも小さい）。このような構成では、系全体の質量（ｍ１−１）＋（ｍ１−２）＋ｍ２が大きい場合でも、接触部２０１０３−ｉとともに振動する系の質量ｍ１−ｉが十分小さければ、接触部２０１０３−ｉから皮膚または粘膜に十分な大きさの力が伝達される。結果として、同じストロークおよび出力を持つ振動子２０１０２−ｉで、皮膚または粘膜に従来方式よりも大きな変形を与えることができる。また、可動部２０１０２５−ｉと支持部２０１０２６−ｉとの相対変位を小さくできるため、ストロークのより小さな振動子２０１０２−ｉを用いることができる。このような機構を用いて振動子２０１０２−ｉを非対称振動させることにより、効率的に牽引感覚などの擬似的な力覚を知覚させることができる。また接触部２０１０３−１，２を互いに独立に振動させることができるため、接触部２０１０３−１，２が互いの振動を妨げることはない。さらに、接触部２０１０３−１，２を互いに独立に振動させることで、多彩な力覚を呈示できる。
【０１１２】
＜基部２０１０１＞
図３７Ａ−図４０に例示するように、本形態の基部２０１０１は板状の部材であり、その底面２０１０１ｂ側には振動子２０１０２−ｉがそれぞれ配置される凹部２０１０１ｄ−ｉが設けられている。前述のように基部２０１０１はどのようなものであってもよく、例えば、スマートフォン端末装置などの移動体端末装置を含む部位を基部２０１０１としてもよい。
【０１１３】
＜振動子２０１０２−ｉ＞
凹部２０１０１ｄ−ｉの底面２０１０１ｂａ−ｉには、振動子２０１０２−ｉの支持部２０１０２６−ｉが取り付けられている。これによって振動子２０１０２−ｉは基部２０１０１に支持され、振動子２０１０２−ｉの一部は凹部２０１０１ｄ−ｉの内部に配置されている。振動子２０１０２−ｉの可動部２０１０２５−ｉは、支持部２０１０２６−ｉに支持された状態で、Ｄ２０−ｉ軸に沿って支持部２０１０２６−ｉに対する非対称振動を行うことができる。本形態のＤ２０−１軸とＤ２０−２軸とは、互いに平行または略平行な互いに異なる軸である。以下、振動子２０１０２−ｉの具体的な構成を例示する。
【０１１４】
図４１Ａおよび図４１Ｂに例示するように、振動子２０１０２−ｉは、例えば、ケース２０１０２７−ｉおよびガイド２０１０２１−ｉを含む支持部２０１０２６−ｉ、ばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉ（弾性体）、コイル２０１０２４−ｉ、永久磁石である可動部２０１０２５−ｉ、および連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを有するリニア・アクチュエータである。本形態のケース２０１０２７−ｉおよびガイド２０１０２１−ｉは、ともに筒（例えば、円筒や多角筒）の両方の開放端の一部を閉じた形状からなる中空の部材である。ただし、ガイド２０１０２１−ｉは、ケース２０１０２７−ｉよりも小さく、ケース２０１０２７−ｉの内部に収容可能な大きさである。ケース２０１０２７−ｉ、ガイド２０１０２１−ｉ、および連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉは、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。ばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉは、例えば、金属等から構成されるつるまきばねや板ばね等である。ばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉの弾性係数（ばね定数）は同一であることが望ましいが、互いに相違していてもよい。可動部２０１０２５−ｉは、例えば、円柱形状の永久磁石であり、長手方向の一方の端部２０１０２５ａ−ｉ側がＮ極であり、他方の端部２０１０２５ｂ−ｉ側がＳ極である。コイル２０１０２４−ｉは、例えば、一つながりのエナメル線であり、第１巻き部２０１０２４ａ−ｉと第２巻き部２０１０２４ｂ−ｉとを有する。
【０１１５】
可動部２０１０２５−ｉはガイド２０１０２１−ｉの内部に収容され、そこで長手方向にスライド可能に支持されている。このような支持機構の詳細は図示しないが、例えば、ガイド２０１０２１−ｉの内壁面に長手方向に沿ったまっすぐなレールが設けられ、可動部２０１０２５−ｉの側面にこのレールをスライド可能に支持するレール支持部が設けられている。ガイド２０１０２１−ｉの長手方向の一端側の内壁面２０１０２１ａ−ｉには、ばね２０１０２２−ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド２０１０２１−ｉにばね２０１０２２−ｉの一端が支持され）、ばね２０１０２２−ｉの他端は可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉに固定されている（すなわち、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉがばね２０１０２２−ｉの他端に支持されている）。また、ガイド２０１０２１−ｉの長手方向の他端側の内壁面２０１０２１ｂ−ｉには、ばね２０１０２３−ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド２０１０２１−ｉにばね２０１０２３−ｉの一端が支持され）、ばね２０１０２３−ｉの他端は可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ｂ−ｉに固定されている（すなわち、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ｂ−ｉがばね２０１０２３−ｉの他端に支持されている）。
【０１１６】
ガイド２０１０２１−ｉの外周側にはコイル２０１０２４−ｉが巻きつけられている。ただし、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）では、第１巻き部２０１０２４ａ−ｉがＡ１方向（奥から手前に向けた方向）に巻きつけられており、端部２０１０２５ｂ−ｉ側（Ｓ極側）では、第２巻き部２０１０２４ｂ−ｉがＡ１方向と反対向きのＢ１方向（手前から奥に向けた方向）に巻き付けられている。すなわち、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）からみた場合、第１巻き部２０１０２４ａ−ｉは時計回りに巻き付けられており、第２巻き部２０１０２４ｂ−ｉは反時計回りに巻き付けられている。また、可動部２０１０２５−ｉが停止し、ばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉからの弾性力が釣り合った状態において、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）が第１巻き部２０１０２４ａ−ｉの領域に配置され、端部２０１０２５ｂ−ｉ側（Ｓ極側）が第２巻き部２０１０２４ｂ−ｉの領域に配置されることが望ましい。
【０１１７】
以上のように配置構成されたガイド２０１０２１−ｉ、ばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉ、コイル２０１０２４−ｉ、および可動部２０１０２５−ｉが、ケース２０１０２７−ｉ内に収容され、ガイド２０１０２１−ｉがケース２０１０２７−ｉの内部に固定されている。すなわち、ケース２０１０２７−ｉのガイド２０１０２１−ｉに対する相対位置が固定されている。ただし、ケース２０１０２７−ｉの長手方向は、ガイド２０１０２１−ｉの長手方向および可動部２０１０２５−ｉの長手方向と一致する。
ケース２０１０２７−ｉおよびガイド２０１０２１−ｉの内壁面２０１０２１ａ−ｉ側には貫通孔２０１０２８ａ−ｉが設けられており、内壁面２０１０２１ｂ−ｉ側には貫通孔２０１０２８ｂ−ｉが設けられている。貫通孔２０１０２８ａ−ｉには棒状の連結部２０１０２ｅａ−ｉが挿入されており、貫通孔２０１０２８ｂ−ｉには棒状の連結部２０１０２ｅｂ−ｉが挿入されている。連結部２０１０２ｅａ−ｉの一端側は可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側に接触し、連結部２０１０２ｅａ−ｉの他端側はケース２０１０２７−ｉの外部に配置された連結部２０１０２ｄａ−ｉの一端側に回転可能（連結部２０１０２ｅａ−ｉの軸周りに回転可能）に支持されている。連結部２０１０２ｅｂ−ｉの一端側は可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ｂ−ｉ側に接触し、連結部２０１０２ｅｂ−ｉの他端側はケース２０１０２７−ｉの外部に配置された連結部２０１０２ｄｂ−ｉの一端側に回転可能（連結部２０１０２ｅｂ−ｉの軸周りに回転可能）に支持されている。連結部２０１０２ｅａ−ｉの一端側は可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。連結部２０１０２ｅｂ−ｉの一端側は可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ｂ−ｉ側に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。例えば、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ，２０１０２５ｂ−ｉが連結部２０１０２ｅａ−ｉの一端側と連結部２０１０２ｄｂ−ｉの一端側とで挟み込まれていてもよい。ただし、可動部２０１０２５−ｉの運動に伴って連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉが移動する必要がある。すなわち、連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉは、可動部２０１０２５−ｉとともに移動しなければならない。その他、連結部２０１０２ｅａ−ｉの一端側が可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側と一体であってもよいし、連結部２０１０２ｅｂ−ｉの一端側が可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ｂ−ｉ側と一体であってもよい。
【０１１８】
コイル２０１０２４−ｉは、流された電流に応じた力を可動部２０１０２５−ｉに与え、これにより、可動部２０１０２５−ｉは、ガイド２０１０２１−ｉに対して周期的な非対称振動（ガイド２０１０２１−ｉを基準とした軸方向に非対称性をもった周期的な並進往復運動）を行う。すなわち、コイル２０１０２４−ｉにＡ１方向（Ｂ１方向）に電流を流すと、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、可動部２０１０２５−ｉにＣ１方向（可動部２０１０２５−ｉのＮ極からＳ極に向かう方向：右方向）の力が加えられる（図４１Ａ）。逆に、コイル２０１０２４−ｉにＡ２方向（Ｂ２方向）に電流を流すと、可動部２０１０２５−ｉにＣ２方向（可動部２０１０２５−ｉのＳ極からＮ極に向かう方向：左方向）の力が加えられる（図４１Ｂ）。ただし、Ａ２方向はＡ１方向の反対方向である。これらの動作により、可動部２０１０２５−ｉおよびばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉからなる系に運動エネルギーが与えられる。それにより、ケース２０１０２７−ｉを基準とする可動部２０１０２５−ｉの位置および加速度（ガイド２０１０２１−ｉを基準とした軸方向の位置および加速度）を変化させ、それに伴って連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉの位置および加速度も変化させることができる。すなわち可動部２０１０２５−ｉは、与えられた駆動制御信号ＤＣＳに基づいて、支持部２０１０２６−ｉに支持された状態で、Ｄ２０−ｉ軸に沿って支持部２０１０２６−ｉに対する非対称振動を行い、それと共に連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉもＤ２０−ｉ軸に沿って非対称振動を行う。
【０１１９】
なお、振動子２０１０２−ｉの構成は図４１Ａおよび図４１Ｂのものに限定されない。例えば、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側にコイル２０１０２４−ｉの第１巻き部２０１０２４ａ−ｉがＡ１方向に巻きつけられおり、端部２０１０２５ｂ−ｉ側にコイル２０１０２４−ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。逆に、端部２０１０２５ｂ−ｉ側にコイル２０１０２４−ｉの第２巻き部２０１０２４ｂ−ｉがＢ１方向に巻き付けられており、可動部２０１０２５−ｉの端部２０１０２５ａ−ｉ側にコイル２０１０２４−ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。あるいは、第１巻き部２０１０２４ａ−ｉと第２巻き部２０１０２４ｂ−ｉとが互いに別のコイルであってもよい。すなわち、第１巻き部２０１０２４ａ−ｉと第２巻き部２０１０２４ｂ−ｉとが電気的に接続されておらず、互いに異なる電気信号が与えられる構成であってもよい。
【０１２０】
＜接触部２０１０３−ｉ＞
各振動子２０１０２−ｉの可動部２０１０２５−ｉには各接触部２０１０３−ｉが取り付けられ、これによって各接触部２０１０３−ｉが各振動子２０１０２−ｉによって支持される。すなわち、各接触部２０１０３−ｉは、各可動部２０１０２５−ｉに取り付けられており、かつ、各支持部２０１０２６−ｉに対して振動可能とされている。接触部２０１０３−１と接触部２０１０３−２とは互いに分離されており、非接触である。図３７Ａ，図３７Ｂ，および図３８Ｂに例示するように、本形態の接触部２０１０３−ｉは、上述のように振動子２０１０２−ｉを支持した基部２０１０１を覆うケース状部材である。接触部２０１０３−１は、支持部２０１０２６−１を支持した基部２０１０１の外側の一部の領域を覆う形状に構成されており、接触部２０１０３−２は、支持部２０１０２６−２を支持した基部２０１０１の外側の他の一部の領域を覆う形状に構成されている。例えば、接触部２０１０３−１，２は、支持部２０１０２６−１，２を支持した移動体端末装置である基部２０１０１の外側の少なくとも一部の領域（例えば、一部の面）を覆うケースである。接触部２０１０３−ｉは、可動部２０１０２５−ｉの非対称振動に基づく振動を伝導可能な硬さを持ち、把持部として機能する強度を持ち、かつ、できるだけ軽量な材質で構成されることが望ましい。このような材質としては、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を例示できる。
【０１２１】
接触部２０１０３−ｉの内側底面２０１０３ｂ−ｉには、振動子２０１０２−ｉの可動部２０１０２５−ｉを取り付けるための凹部２０１０３ｂａ−ｉが設けられている（図３８Ａ，図３９）。振動子２０１０２−ｉを支持した基部２０１０１は接触部２０１０３−ｉの内側に収容され、振動子２０１０２−ｉの可動部２０１０２５−ｉは、前述の連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを介して凹部２０１０３ｂａ−ｉの底面側に取り付けられる。すなわち、連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉの他端側（連結部２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを支持している部分の他端側）が凹部２０１０３ｂａ−ｉの底面側に取り付けられ、これによって可動部２０１０２５−ｉが接触部２０１０３−ｉに取り付けられる。また、基部２０１０１の底面２０１０１ｂは接触部２０１０３−ｉの内側底面２０１０３ｂ−ｉに対向して配置され、基部２０１０１の側面２０１０１ａは接触部２０１０３−ｉの内壁面２０１０３ａ−ｉに対向して配置される。ただし、底面２０１０１ｂと内側底面２０１０３ｂ−ｉとの間には間隙があり、これらは互いに接触していない。同様に側面２０１０１ａと内壁面２０１０３ａ−ｉとの間には間隙があり、これらも互いに固定されていない。よって接触部２０１０３−ｉは、基部２０１０１、および支持部２０１０２６−ｉに対する振動（Ｄ２０−ｉ軸に沿った非対称振動）が可能である。前述のように接触部２０１０３−１，２は互いに非接触であるため、接触部２０１０３−１，２それぞれの振動は互いの振動の妨げとはならない。また、接触部２０１０３−１，２はそれぞれＤ２０−１，２軸に沿った非対称振動を行う。
【０１２２】
＜系の質量＞
本形態の接触部２０１０３−ｉとともに振動する系である「接触機構」それぞれの振動の平均振幅は、接触部２０１０３−ｉとともに振動する系を支持する系である「ベース機構」の振動の平均振幅よりも大きい。ただし、「接触部２０１０３−ｉとともに振動する系」および「接触部２０１０３−ｉとともに振動する系を支持する系」は擬似力覚発生装置２００１に含まれた系である。上述の構成の場合、接触部２０１０３−ｉとともに振動する系である「接触機構」のそれぞれは、接触部２０１０３−ｉおよび可動部２０１０２５−ｉを含む。各「接触機構」が、さらに連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを含んでもよい。接触部２０１０３−ｉとともに振動する系を支持する系である「ベース機構」は、支持部２０１０２６−ｉを含む。この「ベース機構」が、さらに基部２０１０１、ばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉ、およびコイル２０１０２４−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。
【０１２３】
接触部２０１０３−ｉとともに振動する系である「接触機構」の質量ｍ１−ｉは、当該接触部２０１０３−ｉとともに振動する系を支持する系である「ベース機構」の質量ｍ２よりも小さい。これによって効率的に（明確および／またはストロークのより小さな振動子２０１０２−ｉで）擬似的な力覚を呈示できる。好ましくは、「接触機構」の質量ｍ１−ｉが、零よりも大きく、「ベース機構」の質量ｍ２の三分の一以下である。言い換えると、０＜（ｍ１−ｉ）／ｍ２≦１／３である。これにより、より効率的に擬似的な力覚を呈示できるからである。
【０１２４】
＜駆動制御装置２０１００＞
駆動制御装置２０１００は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）およびＲＡＭ（random-access memory）・ＲＯＭ（read-only memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。このコンピュータは１個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めＲＯＭ等に記録されていてもよい。また、ＣＰＵのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路（circuitry）ではなく、プログラムを用いることなく処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。また、１個の装置を構成する電子回路が複数のＣＰＵを含んでいてもよい。
【０１２５】
＜動作＞
擬似力覚発生装置２００１の利用時には、擬似力覚発生装置２００１の接触部２０１０３−ｉの外側のみが掌２０００で把持される（図４０）。基部２０１０１などのその他の部位は把持されない。これにより、接触部２０１０３−ｉのみが皮膚に直接的に接触する部位として機能する。また、接触部２０１０３−ｉが掌２０００で直接把持されるのではなく、手袋などの部材を介して把持されてもよい。すなわち、接触部２０１０３−ｉが間接的に掌２０００で把持されてもよい。あるいは、手以外の人体の皮膚または粘膜に接触部２０１０３−ｉを接触させてもよい。ただし、この場合でも基部２０１０１などのその他の部位は人体に接触しない。つまり、接触部２０１０３−ｉのみを皮膚または粘膜に直接的または間接的に接触する部位として機能させる。言い換えると、利用時の擬似力覚発生装置２００１の重量は接触部２０１０３−ｉによって支えられる。
【０１２６】
駆動制御装置２０１００は、振動子２０１０２−ｉを駆動するための駆動制御信号ＤＣＳを振動子２０１０２−ｉに供給する。駆動制御信号ＤＣＳは電圧制御された信号であってもよいし、電流制御された信号であってもよい。この駆動制御信号ＤＣＳにより、可動部２０１０２５−ｉに所望の方向（図４１Ａおよび図４１Ｂ：Ｃ１方向またはＣ２方向）の加速度を与える向きの電流をコイル２０１０２４−ｉに流す期間Ｔ１と、それ以外の期間Ｔ２と、を周期的に繰り返す。その際、所定の方向に電流を流す期間（時間）とそれ以外の期間（時間）との比（反転比）を何れか一方の期間に偏らせる。言い換えると、１つの周期に占める期間Ｔ１の割合が当該周期に占める期間Ｔ２の割合と異なる周期的な電流をコイル２０１０２４−ｉに流す。これにより、少なくとも何れかの可動部２０１０２５−ｉが支持部２０１０２６−ｉに対してＤ２０−ｉ軸に沿って非対称振動する。可動部２０１０２５−ｉによる非対称振動は、連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを介して接触部２０１０３−ｉに伝導される。言い換えると、可動部２０１０２５−ｉによる非対称振動に基づく力が連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを介して接触部２０１０３−ｉに与えられる。これにより、接触部２０１０３−ｉは、基部２０１０１および支持部２０１０２６−ｉに対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚に当該非対称運動に基づく力を与える。このように接触部２０１０３−１，２の何れか一方、または接触部２０１０３−１，２の両方が皮膚に当該非対称運動に基づく力を与えることで、所望の並進方向または回転方向の擬似的な力覚を呈示できる。例えば、可動部２０１０２５−１と可動部２０１０２５−２とが同一位相の非対称振動を行うことによって、接触部２０１０３−１と接触部２０１０３−２とが同一方向（Ｄ２０−１軸およびＤ２０−２軸に沿った同一方向）に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者は全体として並進力覚を知覚する。すなわち、図４２Ａに例示するように、接触部２０１０３−１と接触部２０１０３−２とがともにＥ２０１方向に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者はＥ２０１方向に並進力覚を知覚する。逆に、接触部２０１０３−１と接触部２０１０３−２とがともにＥ２０２方向に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者は全体としてＥ２０２方向に並進力覚を知覚する。また、可動部２０１０２５−１と可動部２０１０２５−２とが逆位相の非対称振動によって互いに逆方向（Ｄ２０−１軸およびＤ２０−２軸に沿った互いに逆の方向）に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者は全体として回転方向の擬似的な力覚（回転力覚）を知覚する。すなわち、図４２Ｂに例示するように、接触部２０１０３−１がＤ２０−１２方向に擬似的な力感覚を呈示し、接触部２０１０３−２がＤ２０−２１方向に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者は全体としてＦ２０１方向に回転力覚を知覚する。逆に、接触部２０１０３−１がＤ２０−１１方向に擬似的な力感覚を呈示し、接触部２０１０３−２がＤ２０−２２方向に擬似的な力感覚を呈示した場合、利用者は全体としてＦ２０２方向に回転力覚を知覚する。
【０１２７】
なお、望ましくは、接触部２０１０３−ｉが皮膚または粘膜に与える力の波形パターン（時系列波形パターン）は、時間区間τ１（第１の時間区間）では、向きが所定方向ＤＩＲ１−ｉであって絶対値が閾値ＴＨ１（第１の閾値）以上である力を表し、時間区間τ２（第１の時間区間と異なる第２の時間区間）では、向きが所定方向の反対方向ＤＩＲ２−ｉであって絶対値が閾値ＴＨ２（ＴＨ２＜ＴＨ１）以内である力を表す。ただし、τ１＜τ２であり、時間区間τ１と時間区間τ２とは周期的に繰り返される。このような波形パターンを「最適化波形パターン」と呼ぶことにする。これによって、より明確に擬似的な力覚を知覚させることができる。より望ましくは、当該力の波形パターンが矩形パターンまたは矩形パターンに近似するパターンであることが望ましい。
【０１２８】
［第１０実施形態の変形例１］
本形態では、接触部２０１０３−ｉが連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを介して可動部２０１０２５−ｉに取り付けられていた。しかしながら、接触部２０１０３−ｉが可動部２０１０２５−ｉと一体であってもよい。
【０１２９】
［第１１実施形態］
第１０実施形態では、基部２０１０１の底面２０１０１ｂおよび側面２０１０１ａのみが接触部２０１０３−ｉで覆われていたが、基部２０１０１の底面および側面だけではなく、上面も接触部で覆われていてもよい。なお、以下ではこれまで説明した事項との相違点を中心に説明し、既に説明した事項については同じ参照番号を用いて説明を簡略化する。
【０１３０】
図４３Ａおよび図４３Ｂに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置２００２は、基部２０１０１、振動子２０１０２−１，２０１０２−２、および接触部２０２０３−１，２０２０３−２を有する。本形態でも、振動子２０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）の支持部２０１０２６−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、可動部２０１０２５−ｉが「接触機構側部材」に相当する。また接触部２０２０３−ｉは、擬似力覚発生装置２００２の重量を支える部材である。第１０実施形態との相違点は、接触部２０２０３−ｉが基部２０１０１の外方を覆う点である。接触部２０２０３−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）内に収容された基部２０１０１の底面２０１０１ｂが接触部２０２０３−ｉの内側底面２０２０３ｂ−ｉに対向して配置され、基部２０１０１の側面２０１０１ａが接触部２０２０３−ｉの内壁面２０２０３ａ−ｉに対向して配置され、基部２０１０１の上面２０１０１ｃが接触部２０２０３−ｉの内側上面２０２０３ｃ−ｉに対向して配置されている。底面２０１０１ｂと内側底面２０２０３ｂ−ｉとの間、側面２０１０１ａと内壁面２０２０３ａ−ｉとの間、上面２０１０１ｃと内側上面２０２０３ｃ−ｉとの間には、それぞれ間隙があり、基部２０１０１と接触部２０２０３−ｉとは非接触である。また、接触部２０２０３−１，２は互いに非接触であり、それぞれの運動は互いに独立している。その他は、接触部２０１０３−ｉが接触部２０２０３−ｉに置換されること以外、第１０実施形態やその変形例と同じでよい。
【０１３１】
［第１２実施形態］
擬似力覚発生装置が備える振動子２０１０２−ｉの配置や個数は、第１０，１１実施形態のものに限定されない。図４４Ａ−図４６に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置２００３は、基部２０１０１、支持部２０１０２６−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３）および支持部２０１０２６−ｉに対する非対称振動を行う可動部２０１０２５−ｉを含む振動子２０１０２−ｉ、および接触部２０３０３−ｉを有する。本形態では、振動子２０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３）の支持部２０１０２６−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、可動部２０１０２５−ｉが「接触機構側部材」に相当する。第１０実施形態との相違点は、第１０実施形態ではｉ＝１，２であったのに対し、擬似力覚発生装置２００４ではｉ＝１，２，３であり、Ｄ２０−３軸がＤ２０−１，２軸と略直交し、振動子２０１０２−１と振動子２０１０２−２との間の領域に振動子２０１０２−３が配置され、接触部２０３０３−１と接触部２０３０３−２との間に接触部２０３０３−３が配置されることである。接触部２０３０３−ｉの内側底面２０３０３ｂ−ｉには、振動子２０１０２−ｉの可動部２０１０２５−ｉを取り付けるための凹部２０３０３ｂａ−ｉが設けられている。振動子２０１０２−ｉを支持した基部２０１０１は接触部２０３０３−ｉの内側に収容され、振動子２０１０２−ｉの可動部２０１０２５−ｉは、前述の連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを介して凹部２０３０３ｂａ−ｉの底面側に取り付けられる。また、基部２０１０１の底面２０１０１ｂは接触部２０３０３−ｉの内側底面２０３０３ｂ−ｉに対向して配置され、基部２０１０１の側面２０１０１ａは接触部２０３０３−ｉの内壁面２０３０３ａ−ｉに対向して配置される。ただし、底面２０１０１ｂと内側底面２０３０３ｂ−ｉとの間には間隙があり、これらは互いに接触していない。同様に側面２０１０１ａと内壁面２０３０３ａ−ｉとの間には間隙があり、これらも互いに固定されていない。よって接触部２０３０３−ｉは、基部２０１０１、および支持部２０１０２６−ｉに対する振動（Ｄ２０−ｉ軸に沿った非対称振動）が可能である。接触部２０３０３−１，２，３は互いに非接触であり、それぞれの運動は互いに独立している。接触部２０３０３−１，２，３の非対称振動は、互いに非接触な状態で行われる。接触部２０３０３−ｉ（ただし、ｉ＝１，２，３）は、基部２０１０１および支持部２０１０２６−ｉに対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚に当該非対称運動に基づく力を与える。接触部２０３０３−１，２，３の何れか、または接触部２０３０３−１，２，３のすべてが皮膚に当該非対称運動に基づく力を与えることで、所望の並進方向または回転方向の擬似的な力覚を呈示できる。例えば、接触部２０３０３−１および接触部２０３０３−２のみが同一方向（Ｄ２０−１軸およびＤ２０−２軸に沿った同一方向）に擬似的な力感覚を呈示する同位相の非対称振動を行った場合、接触部２０３０３−ｉを把持する利用者は並進力覚を知覚する。接触部２０３０３−１および接触部２０３０３−２のみが逆方向（Ｄ２０−１軸およびＤ２０−２軸に沿った逆方向）に擬似的な力感覚を呈示する同位相の非対称振動を行った場合、接触部２０３０３−ｉを把持する利用者は回転力覚を知覚する。接触部２０３０３−１，３が非対称振動を行った場合、接触部２０３０３−２，３が非対称振動を行った場合、または接触部２０３０３−１，２，３が非対称振動を行った場合には、接触部２０３０３−ｉを把持する利用者は、Ｄ２０−１−Ｄ２０−３軸に沿った任意の二次元方向の並進力覚および／または回転力覚を知覚する。その他は第１０実施形態やその変形例と同じである。
【０１３２】
その他、図４７Ａの擬似力覚発生装置２００３’のように、ｉ＝１，２，３，４であり、Ｄ２０−３，４軸がＤ２０−１，２軸とそれぞれ略直交し、振動子２０１０２−１および振動子２０１０２−２の何れも配置されていない基部２０１０１の辺縁部に振動子２０１０２−３，４が配置され、接触部２０３０３−１と接触部２０３０３−２との間に接触部２０３０３’−３と接触部２０３０３’−４が配置されてもよい。接触部２０３０３−１，２および２０３０３’−３，４は互いに非接触であり、それぞれの運動は互いに独立している。接触部２０３０３−１，２および２０３０３’−３，４の非対称振動は、互いに非接触な状態で行われる。あるいは、図４７Ｂの擬似力覚発生装置２００３”のように、ｉ＝１，２であり、Ｄ２０−１軸がＤ２０−２軸と略直交してもよい。このような場合も、任意の二次元方向の並進力覚および／または回転力覚を、接触部２０３０３−ｉを把持する利用者に知覚させることができる。
【０１３３】
［第１３実施形態］
第１０−１２実施形態では、振動子２０１０２−ｉの支持部２０１０２６−ｉが基部２０１０１に取り付けられており、振動子２０１０２−ｉの可動部２０１０２５−ｉが連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを介して接触部２０１０３−ｉに取り付けられていた。しかし、基部２０１０１と接触部２０１０３−ｉとの位置関係が逆であってもよい。例えば、図３７Ａ，図３７Ｂ，図３８Ｂ，図４８、図４１Ａ、および図４１Ｂに例示する擬似力覚発生装置２００４のように、支持部２０１０２６−ｉが接触部２０１０３−ｉに取り付けられており、可動部２０１０２５−ｉが連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉを介して基部２０１０１の凹部２０１０１ｄ−ｉの底面２０１０１ｂａ−ｉに取り付けられていてもよい。すなわち、接触部２０１０３−ｉが、支持部２０１０２６−ｉに取り付けられており、かつ、可動部２０１０２５−ｉに対して振動可能であってもよい。本形態では、振動子２０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）の可動部２０１０２５−ｉが「ベース機構側部材」に相当し、支持部２０１０２６−ｉが「接触機構側部材」に相当する。
【０１３４】
この構成では、接触部２０１０３−ｉとともに振動する系である「接触機構」は、接触部２０１０３−ｉおよび支持部２０１０２６−ｉを含む。この「接触機構」が、さらにばね２０１０２２−ｉ，２０１０２３−ｉ、およびコイル２０１０２４−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。接触部２０１０３−ｉとともに振動する系を支持する系である「ベース機構」は基部２０１０１を含む。この「ベース機構」を支持する系が、さらに連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉ、および可動部２０１０２５−ｉの少なくとも何れかを含んでもよい。この場合も、「接触機構」の振動の平均振幅は、「ベース機構」の振動の平均振幅よりも大きいものとする。また、「接触機構」それぞれの質量ｍ１−ｉは、「ベース機構」の質量ｍ２よりも小さい。好ましくは、「接触機構」それぞれの質量ｍ１−ｉが、「ベース機構」の質量ｍ２の三分の一以下である。
【０１３５】
［第１４実施形態］
第１０から１３実施形態またはその変形例において、接触部２０１０３−ｉ同士が互いの振動を制限しないようにスライド機構や柔軟物を介して連結されていてもよい。例えば、図４９Ａおよび図４９Ｂに例示する擬似力覚発生装置２００５のように、接触部２０１０３−１と接触部２０１０３−２とが介在部２０４０４ａおよび２０４０４ｂを介して連結されていてもよい。介在部２０４０４ａおよび２０４０４ｂは、ウレタン、ゴム、バネなどの柔軟物であってもよいし、接触部２０１０３−１，２がある程度独立に動作できる柔らかい剛性を持ったものであってもよいし、接触部２０１０３−１が接触部２０１０３−２に対してＤ２０−１方向にスライド可能であり、かつ、接触部２０１０３−２が接触部２０１０３−１に対してＤ２０−２方向にスライド可能なスライド機構であってもよい。
【０１３６】
［第１５実施形態］
接触部、基部、支持部、および可動部の配置構成には様々なバリエーションがある。例えば、図５０Ａのように、第１０実施形態の擬似力覚発生装置２００１の接触部２０１０３−１，２が接触部２０６０３−１，２に置換された擬似力覚発生装置２００６であってもよい。第１０実施形態の接触部２０１０３−１，２は基部２０１０１の長手方向の端部の外方を覆っていたが、本形態の接触部２０６０３−１，２は基部２０１０１の長手方向の端部の外方を覆っていない。その点のみが第１０実施形態との相違点である。また、図５０Ｂのように、擬似力覚発生装置２００６の接触部２０１０３−１と接触部２０１０３−２とが介在部２０４０４ａおよび２０４０４ｂを介して連結された擬似力覚発生装置２００７であってもよい。その他、複数の接触部が互いに平行な方向や直交する方向に非対称振動するのではなく、複数の接触部それぞれの非対称振動の方向がその他の角度θ（０°＜θ＜９０°）であってもよい。また、基部の底面側と側面側とに独立した接触部が設けられ、それらが互いに独立に非対称振動してもよいし、基部の側面側に独立した接触部が設けられ、それらが互いに独立に非対称振動してもよいし、基部の底面側と上面側とに独立した接触部が設けられ、それらが互いに独立に非対称振動してもよい。
【０１３７】
［第１６−２０実施形態の概要］
第１６−２０実施形態の擬似力覚発生装置は、「ベース機構」と、「ベース機構」に対して周期的な「非対称運動」を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に当該「非対称運動」に基づく力を与える「接触機構」と、を有する。「接触機構」は、「ベース機構」に対して「第１軸」に沿った非対称振動を行う「第１可動機構」と、「第１可動機構」とともに非対称振動を行う「第１板バネ機構」と、少なくとも一部が「第１板バネ機構」の外側に配置され、「第１板バネ機構」の「非対称振動」に基づく「非対称運動」を行う「接触部」と、を有する。「第１可動機構」は、「ベース機構」に対する非対称振動が可能な状態で「ベース機構」に支持されている。「第１板バネ機構」は、「第１軸」と向きの異なる「第２軸」に沿った方向の力が与えられたときに「第２軸」に沿った方向に弾性変形し、「第１可動機構」から「第１軸」に沿った方向の力が与えられたときに「第１軸」に沿った方向の力を「接触部」に与える。この構成では、「第１可動機構」とともに振動する「接触機構」の「接触部」から皮膚または粘膜に十分な大きさの力が伝達される。これにより、従来方式とストロークおよび出力が同じアクチュエータであったとしても、より明確に力覚を呈示できる。あるいは、従来よりもストロークおよび出力の小さなアクチュエータであったとしても、従来方式と同程度の力覚を呈示できる。すなわち、従来よりも効率的に力覚を呈示できる。また、「第１板バネ機構」は、「第１軸」と向きの異なる「第２軸」に沿った方向の力が与えられたときに「第２軸」に沿った方向に弾性変形する。これにより、与えられた「第２軸」に沿った方向の非対称振動が「第１可動機構」によって妨げられることを抑制し、「第２軸」に沿った方向の力を「接触部」に効率的に与えることができる。一般に、アクチュエータの軸受けにラジアル荷重が掛けられた場合には摩擦が増加し、アクチュエータの駆動を妨げるが、「第２板バネ機構」により「第２軸」に沿った方向の動きを逃がすことにより、該ラジアル荷重を減少することができる。つまり、「第２軸」に沿った方向の力によって「第１可動機構」の非対称振動が妨げられることも抑制し、「第１可動機構」から与えられる「第１軸」に沿った方向の力を効率的に「接触部」に与えることができる。すなわち、「第２軸」に沿った方向の力を「第１板バネ機構」によって逃がしながら、「第１可動機構」から与えられる「第１軸」に沿った方向の力を効率的に「接触部」に与えることができる。その結果、任意の方向に効率的に力覚を呈示できる。また、「第１板バネ機構」をＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で一体形成することもでき、さらに「ベース機構」および「接触機構」をすべて同じ材料で形成することもできる。３Ｄプリンタ形成によって「ベース機構」および「接触機構」を形成することもできる。このように、本形態の構成は、小型化、低価格化、成型しやすさの面でメリットがある。また、ヒンジやスライド機構で「第２軸」に沿った方向の力を逃がす構成では、摺動などによる摩擦やそれによる雑音などが発生するが、「第１板バネ機構」を用いた構成ではこのような問題は発生しない。
【０１３８】
なお、「第２軸」に沿った方向の例は「第１軸」に沿った方向と略直交する方向である。しかし、「第２軸」に沿った方向は「第１軸」に沿った方向と異なっていればよく、「第２軸」に沿った方向と「第１軸」に沿った方向とが略直交していなくてもよい。「αに沿った方向」の例は、αの方向、αと並行する方向、αと略平行な方向である。「略α」とは、αまたはαに近似することを意味する。
【０１３９】
好ましくは、「第１板バネ機構」は、「第１軸」に沿った方向に並べられた「第１板バネ部」と「第２板バネ部」を有する。例えば、「第１板バネ部」と「第２板バネ部」とは略同一直線上に配置される。「第１可動機構」の一端は「第１板バネ部」の一端を支持し、「第１板バネ部」の他端は「接触部」を支持する。「第１可動機構」の他端は「第２板バネ部」の一端を支持し、「第２板バネ部」の他端は「接触部」を支持する。例えば、「第１可動機構」の一端は、「第１板バネ部」の一端に固定されているか、「第１板バネ部」の一端と一体に構成されており、「第１板バネ部」の他端は、「接触部」に固定されているか、「接触部」と一体に構成されている。例えば、「第１可動機構」の他端は、「第２板バネ部」の一端に固定されているか、「第２板バネ部」の一端と一体に構成されており、「第２板バネ部」の他端は、「接触部」に固定されているか、「接触部」と一体に構成されている。例えば、「第１可動機構」の一端、「第１板バネ部」の一端、「第１板バネ部」の他端、「第１可動機構」の他端、「第２板バネ部」の一端、「第２板バネ部」の他端は、略同一直線上に配置される。「第１板バネ部」の他端および「第２板バネ部」の他端は、「第１板バネ部」の一端と「第２板バネ部」の一端との間に配置されている。このような構成では、「第１可動機構」がその一端から他端へ向かう方向に移動するときに「第２板バネ部」が「接触部」をその方向に引き寄せる。逆に「第１可動機構」がその他端から一端へ向かう方向に移動するときに「第１板バネ部」が「接触部」をその方向に引き寄せる。つまり「接触部」は「第１板バネ部」および「第２板バネ部」から交互に引っ張られることで「第１軸」に沿った方向に非対称振動する。「接触部」が「第１板バネ部」および「第２板バネ部」から交互に引っ張られる構成の場合、たとえ「第１板バネ部」および「第２板バネ部」の厚みが薄くても、「第１可動機構」からの力を「接触部」に十分に伝え、「接触部」を効率的に非対称振動させることができる。すなわち、「接触部」が「第１板バネ部」および「第２板バネ部」から交互に引っ張られる構成の場合、「第１板バネ部」および「第２板バネ部」が座屈して力が効率的に伝わらないという問題が発生しない。したがって、「第１板バネ部」および「第２板バネ部」の厚みを極限まで薄くできる。また、「第１板バネ部」および「第２板バネ部」の厚みを薄くすることにより、「第１板バネ機構」を「第２軸」に沿った方向に弾性変形させるための力を小さくできる。つまり、「第２軸」に沿った方向の振動をほとんど抑制することなく「第１板バネ機構」によって逃がしながら、「第１可動機構」から与えられる「第１軸」に沿った方向の力を効率的に「接触部」に与えることができる。
【０１４０】
「第２軸」に沿った方向の力は、例えば「第１可動機構」とは異なる「第２可動機構」から与えられる力である。例えば、「接触機構」は、さらに「ベース機構」に対して「第２軸」に沿った非対称振動を行う「第２可動機構」と、「第２可動機構」とともに非対称振動を行う「第２板バネ機構」と、をさらに有する。「第２可動機構」は、「ベース機構」に対する非対称振動が可能な状態で「ベース機構」に支持されている。「接触部」は、さらに「第２板バネ機構」の「非対称振動（第２非対称振動）」に基づく非対称運動を行う。「第２板バネ機構」は、「第１軸」に沿った方向の力が与えられたときに「第１軸」に沿った方向に弾性変形し、「第２可動機構」から「第２軸」に沿った方向の力が与えられたときに「第２軸」に沿った方向の力を「接触部」に与える。この構成の場合、「第１可動機構」の「第１軸」に沿った非対称振動と「第２可動機構」の「第２軸」に沿った非対称振動とに基づいて「接触部」が非対称運動する。
【０１４１】
「第１板バネ機構」と同様、好ましくは、「第２板バネ機構」は、「第２軸」に沿った方向に並べられた「第３板バネ部」と「第４板バネ部」を有する。例えば、「第３板バネ部」と「第４板バネ部」とは略同一直線上に配置される。「第２可動機構」の一端は「第３板バネ部」の一端を支持し、「第３板バネ部」の他端は「接触部」を支持する。「第２可動機構」の他端は「第４板バネ部」の一端を支持し、「第４板バネ部」の他端は「接触部」を支持する。例えば、「第２可動機構」の一端は、「第３板バネ部」の一端に固定されているか、「第３板バネ部」の一端と一体に構成されており、「第２板バネ部」の他端は、「接触部」に固定されているか、「接触部」と一体に構成されている。例えば、「第２可動機構」の他端は、「第４板バネ部」の一端に固定されているか、「第４板バネ部」の一端と一体に構成されており、「第４板バネ部」の他端は、「接触部」に固定されているか、「接触部」と一体に構成されている。例えば、「第２可動機構」の一端、「第３板バネ部」の一端、「第３板バネ部」の他端、「第２可動機構」の他端、「第４板バネ部」の一端、「第４板バネ部」の他端は、略同一直線上に配置されている。「第３板バネ部」の他端および「第４板バネ部」の他端は、「第３板バネ部」の一端と「第４板バネ部」の一端との間に配置されている。このような構成では、「第２可動機構」がその一端から他端へ向かう方向に移動するときに「第４板バネ部」が「接触部」をその方向に引き寄せる。逆に「第２可動機構」がその他端から一端へ向かう方向に移動するときに「第３板バネ部」が「接触部」をその方向に引き寄せる。つまり「接触部」は「第３板バネ部」および「第４板バネ部」から交互に引っ張られることで「第２軸」に沿った方向に非対称振動する。「接触部」が「第３板バネ部」および「第４板バネ部」から交互に引っ張られる構成の場合、たとえ「第３板バネ部」および「第４板バネ部」の厚みが薄くても、「第２可動機構」からの力を「接触部」に十分に伝え、「接触部」を効率的に非対称振動させることができる。すなわち、「接触部」が「第３板バネ部」および「第４板バネ部」から交互に引っ張られる構成の場合、「第３板バネ部」および「第４板バネ部」が座屈して力が効率的に伝わらないという問題が発生しない。したがって、「第３板バネ部」および「第４板バネ部」の厚みを極限まで薄くできる。また、「第３板バネ部」および「第４板バネ部」の厚みを薄くすることにより、「第２板バネ機構」を「第１軸」に沿った方向に弾性変形させるための力を小さくできる。つまり、「第１軸」に沿った方向の振動をほとんど抑制することなく「第２板バネ機構」によって逃がしながら、「第２可動機構」から与えられる「第２軸」に沿った方向の力を効率的に「接触部」に与えることができる。
【０１４２】
「接触機構」が「ベース機構」に対して「第２軸」に沿った非対称振動を行う「第３可動機構」をさらに有してもよい。「接触部」は「第３可動機構」とともに非対称振動を行い、「接触部」は「第３可動機構」の一部に回転可能に支持される。「接触部」は「第１軸」と略直交する「回転軸」を中心とした回転が可能である。例えば、「接触部」は「第１軸」および「第２軸」と略直交する「回転軸」を中心とした回転が可能である。これにより、「第１可動機構」から「接触部」に与えられた「第１軸」に沿った方向の力を「回転軸」を中心とした「接触部」の回転によって逃がすことができる。これにより、「第１可動機構」から与えられた力によって「接触部」を非対称振動させること、「第２可動機構」から与えられた力によって「接触部」を非対称振動させること、並びに「第１可動機構」および「第２可動機構」の両方または一方から与えられた力によって「接触部」を非対称運動させることが可能になる。すなわち、「接触部」は「第１板バネ機構」の非対称振動および「第３可動機構」の非対称振動の少なくとも一方に基づく非対称運動を行うことができる。
【０１４３】
擬似力覚発生装置が、「ベース機構」に対して「第２軸」に沿った「第３非対称振動」を行う「第３可動機構」と、一端が「第３可動機構」の一部に回転可能に支持された「接続部」と、をさらに有してもよい。「接触部」は、「接続部」の他端に支持され、「第１軸」および「第２軸」と略直交する回転軸を中心とした回転が可能であり、「第１板バネ機構」の非対称振動および「第３可動機構」の「第３非対称振動」の少なくとも一方に基づく非対称運動を行う。この構成において、「接続部」の他端および「接触部」は「第１板バネ機構」の一部に取り付けられていることが望ましい。例えば、「第１板バネ機構」が「第１軸」に沿った方向に並べられた「第１板バネ部」と「第２板バネ部」を有し、「第１可動機構」の一端が「第１板バネ部」の一端を支持し、「第１板バネ部」の他端が「接続部」の他端および「接触部」に取り付けられ、「第１可動機構」の他端が「第２板バネ部」の一端を支持し、「第２板バネ部」の他端が「接続部」の他端および「接触部」に取り付けられていることが望ましい。より好ましくは、「第２軸」に略直交し、かつ、「第１軸」を含む仮想的な平面上の何れかの位置で「接触部」が「第１板バネ機構」の一部に取り付けられていることが望ましい。これにより、「第１軸」に沿った方向の非対称振動が効率よく「接触部」に伝わり、「第１軸」に沿った方向の力覚成分を効率よく皮膚等に与えることができる。
【０１４４】
「接触部」が「ベース機構」の一方の面側に配置された「第１領域」と、「第１領域」の一端に支持された「第２領域」と、「第２領域」の他端に支持され、「ベース機構」の他方の面側に配置された「第３領域」と、を含み、「第１領域」は、「第１板バネ機構」の一部に支持されており、「第１領域」と「第３領域」との間に、「ベース機構」の少なくとも一部、「第１可動機構」の少なくとも一部、および「第１板バネ機構」の少なくとも一部が配置されていることが望ましい。好ましくは、「第１領域」および「第３領域」が略板形状部分を持ち、「第１領域」の略板形状部分と「第３領域」の略板形状部分とが互いに略平行に配置され、「第１領域」および「第３領域」の端部が「第２領域」によって支持されていることが望ましい。「第１領域」「第２領域」および「第３領域」は一体であってもよいし、「第１領域」の一端に「第２領域」が固定され、「第２領域」の他端に「第３領域」が固定されていてもよい。利用者は「ベース機構」側を掌等で支持するとともに、「接触部」の「第１領域」と「第３領域」とを挟み込むように把持し、「接触部」の非対称運動に基づく力覚を知覚する。利用者が「第１領域」と「第３領域」とを挟み込むように把持した場合、利用者から「第１領域」に与えられる力（例えば、利用者の親指から与えられる力）の少なくとも一部が「第２領域」を介して「第３領域」に与えられ、「第３領域」が利用者（利用者の人差し指）によって支えられる。これにより、利用者によって「第１領域」に与えた力が「第１可動機構」に加わることを抑制し、「第１可動機構」の負担を軽減できる。その結果、「第１可動機構」の摩耗を低減させたり、「第１可動機構」の動きが妨げられたりすることを抑制でき、故障率を低下させたり、皮膚等に効率よく力覚を与えることができる。
【０１４５】
好ましくは、「接触機構」の質量は「ベース機構」の質量よりも小さい、または、「接触機構」の質量は「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計よりも小さいことが望ましい。このような構成では、系全体の質量が大きい場合でも「接触機構」の系の質量は小さいため、「接触機構」の「接触部」から皮膚または粘膜に十分な大きさの力が伝達される。その結果、より効率的に力覚を呈示できる。より好ましくは、「接触機構」の質量に対する「ベース機構」の質量の割合が零よりも大きく、三分の一以下であるか、「接触機構」の質量に対する、「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」の質量との合計の割合が零よりも大きく、三分の一以下である。これにより、より効率的に擬似的な力覚を知覚させることができる。
【０１４６】
周期的な「非対称運動」は、それに基づいて「接触機構」の「接触部」から皮膚または粘膜に与えられる力が擬似的な力覚を知覚させるような周期運動であり、「所定方向」の運動の時系列波形と当該「所定方向」と反対方向の運動の時系列波形とが非対称な周期運動である。「非対称運動」は並進方向に擬似的な力覚を呈示するための周期的な並進運動であってもよいし、回転方向に擬似的な力覚を呈示するための周期的な回転運動（非対称回転運動）であってもよい。周期的な「非対称運動」の例は非対称振動である。好ましくは、「非対称運動」に基づいて「接触機構」が皮膚または粘膜に与える力の「波形パターン」が、「第１の時間区間」では、向きが所定方向であって絶対値が「第１の閾値」以上である力を表し、「第１の時間区間」と異なる「第２の時間区間」では、向きが当該「所定方向」の反対方向であって絶対値が「第１の閾値」よりも小さな「第２の閾値」以内である力を表し、「第１の時間区間」が「第２の時間区間」よりも短くなるような「非対称運動」であることが望ましい。言い換えると、当該「波形パターン」が矩形パターンまたは矩形パターンに近似するパターンとなるような「非対称運動」であることが望ましい。これにより、より明確に擬似的な力覚を呈示できるからである。
【０１４７】
「非対称振動」は、「接触部」から皮膚または粘膜に与えた力によって擬似的な力覚を知覚させるための振動であり、「所定方向」の振動の時系列波形と当該「所定方向」と反対方向の振動の時系列波形とが非対称な振動を意味する。例えば、「第１可動機構の非対称振動」は、「第１可動機構」の「所定方向」の「物理量」の時系列波形と当該「第１可動機構」の当該「所定方向」と反対方向の「物理量」の時系列波形とが非対称となるような「第１可動機構」の振動である。この「物理量」の例は、「第１可動機構」を支持する「ベース機構」に与えられる力、当該「ベース機構」の加速度、速度、もしくは位置、「接触機構」が「第１可動機構」に与える力、「第１可動機構」の加速度、速度、もしくは位置などである。
【０１４８】
「ベース機構」は、他の物体に取り付け可能な形状（支持される形状）に構成されていてもよいし、他の物体に取り付け可能な形状（支持される形状）に構成されていなくてもよい。前者の「ベース機構」を「他の物体」に取り付けることで、「ベース機構」は「他の物体」によって支持される。「αがβに支持される」とは、αがβに直接的または間接的に支えられることを意味する。言い換えると、「αがβに支持される」とは、αの運動の一部または全部がβによって制限されることであり、例えば、αの運動の自由度の一部または全部がβによって制限されることである。αがβに対して固定される場合やαがβと一体構成される場合のみならず、αがβに対して相対的に移動または回転可能であったとしても、αの何らかの動きがβによって制限されている場合には「αがβに支持される」と言える。
【０１４９】
「接触機構」が「直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜」とは、介在物を介さずに「接触機構」に接触した皮膚または粘膜、または、介在物を介して「接触機構」に接触した皮膚または粘膜の何れかを意味する。「αがβを介してγに接触する」とは、αからβを介してγに力を与えられる状態となることを意味する。「αがβを介してγに接触する」とは、例えばαがβに直接接触し、βがγに直接接触し、αからβを介してγに力を与えられる状態となることを意味する。この介在物は、剛体、弾性体、塑性体、流体、またはそれらの少なくとも一部の特性を併せ持ったものであってもよいが、「接触機構」からの力を皮膚または粘膜に伝達可能なものである必要がある。
【０１５０】
［第１６実施形態］
第１６実施形態を説明する。
＜構成＞
図５１−図５３、図５４Ａ、図５４Ｂ、図５５Ａおよび図５５Ｂを用い、本形態の擬似力覚発生装置３００１の構成を説明する。なお、図５４Ａおよび図５４Ｂではケース３０１０５を省略している。図５１−図５３、図５４Ａおよび図５４Ｂに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置３００１は、基部３０１０１、固定部３０１０１１−１，３０１０１１−２，３０１０１２−２、振動子３０１０２−１，３０１０２−２、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１，３０１０４１−２，３０１０４２−２、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１，３０１０４３−２，３０１０４４−２、固定部３０１０４５、ケース３０１０５、および接触部３０１０３を有する。振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）は、支持部３０１０２６−ｉ、可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，連結部３０１０２ｅｂ−ｉを有する。
【０１５１】
基部３０１０１、ケース３０１０５、支持部３０１０２６−１，３０１０２６−２、および固定部３０１０１１−１，３０１０１１−２，３０１０１２−２を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「ベース機構」に相当する。可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉ，３０１０４１−ｉ，３０１０４２−ｉ、板バネ部３０１０４３−ｉ，３０１０４４−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）、固定部３０１０４５、および接触部３０１０３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「接触機構」に相当する。「接触機構」は「ベース機構」に対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称運動に基づく力を与え、これによって擬似的な力覚を呈示する。「接触機構」の質量は「ベース機構」の質量よりも小さい。好ましくは、「接触機構」の質量に対する「ベース機構」の質量の割合が零よりも大きく、三分の一以下である。可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１可動機構」に相当する。可動部３０１０２５−２および連結部３０１０２ｅａ−２，３０１０２ｅｂ−２，３０１０４１−２，３０１０４２−２を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第２可動機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１板バネ機構」に相当し、板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第２板バネ機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１が「第１板バネ部」に相当し、板バネ部３０１０４４−１が「第２板バネ部」に相当し、板バネ部３０１０４３−２が「第３板バネ部」に相当し、板バネ部３０１０４４−２が「第４板バネ部」に相当する。
【０１５２】
＜基部３０１０１および固定部３０１０１１−１，３０１０１１−２，３０１０１２−２＞
基部３０１０１は、円盤形状の剛体または剛体とみなすことができる部材である。例えば、基部３０１０１はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。基部３０１０１は、擬似力覚発生装置３００１に専用の部材であってもよいし、スマートフォン端末装置などの電子機器の一部の部位であってもよい。基部３０１０１の一方の板面３０１０１ｂ側には、固定部３０１０１１−１，３０１０１１−２，３０１０１２−２が固定または一体形成されている。固定部３０１０１１−１は、振動子３０１０２−１の底面および底面付近の４側面の外形にフィットする矩形の枠である。固定部３０１０１１−１の枠内には振動子３０１０２−１の底面側がはめ込まれ、これによって振動子３０１０２−１の底面側（支持部３０１０２６−１の底面側）が基部３０１０１の板面３０１０１ｂに固定されている。固定部３０１０１１−２は、振動子３０１０２−２の長手方向の一端側の底面および当該底面付近の３側面の外形にフィットする枠である。固定部３０１０１２−２は、振動子３０１０２−２における長手方向の他端側の底面および当該底面付近の３側面の外形にフィットする枠である。固定部３０１０１１−２は、上述のように基部３０１０１に固定された振動子３０１０２−１の短手方向の一方の側面側に配置され、固定部３０１０１２−２は、振動子３０１０２−１の短手方向の他方の側面側に配置されている。固定部３０１０１１−２，３０１０１２−２の厚みは振動子３０１０２−１の厚みよりも厚く、固定部３０１０１１−２および固定部３０１０１２−２の枠内には、振動子３０１０２−２の両端の底面側（支持部３０１０２６−２の両端の底面側）がそれぞれはめ込まれ、これによって振動子３０１０２−２の両端の底面側が基部３０１０１の板面３０１０１ｂに固定されている。このように固定された振動子３０１０２−１の長手方向と振動子３０１０２−２の長手方向とでなす角度は略９０°であり、振動子３０１０２−２の中央部と基部３０１０１の板面３０１０１ｂとの間に振動子３０１０２−１の中央部が配置されている。
【０１５３】
＜振動子３０１０２−ｉ＞
振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）は、支持部３０１０２６−ｉ、支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動を行う可動部３０１０２５−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の一端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる棒状の連結部３０１０２ｅｂ−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の他端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる連結部３０１０２ｅａ−ｉを有する。可動部３０１０２５−ｉは、支持部３０１０２６−ｉに支持された状態で、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉを通るＬ１−ｉ軸（第ｉ軸）に沿って支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動が可能である。これらの非対称振動の振動方向（Ｌ１−ｉ軸の軸心方向）はいずれも基部３０１０１の板面３０１０１ｂと略平行であり、Ｌ１−１軸とＬ１−２軸とのなす角度は略９０°である。以下に振動子３０１０２−ｉの構成例を示す。
【０１５４】
図５５Ａおよび図５５Ｂに例示するように、振動子３０１０２−ｉは、例えば、ケース３０１０２７−ｉおよびガイド３０１０２１−ｉを含む支持部３０１０２６−ｉ、ばね３０１０２２−ｉ，３０１０２３−ｉ（弾性体）、コイル３０１０２４−ｉ、永久磁石である可動部３０１０２５−ｉ、および連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉを有するリニア・アクチュエータである。本形態のケース３０１０２７−ｉおよびガイド３０１０２１−ｉは、ともに筒（例えば、円筒や多角筒）の両方の開放端の一部を閉じた形状からなる中空の部材である。ただし、ガイド３０１０２１−ｉは、ケース３０１０２７−ｉよりも小さく、ケース３０１０２７−ｉの内部に収容可能な大きさである。ケース３０１０２７−ｉ、ガイド３０１０２１−ｉ、および連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉは、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。ばね３０１０２２−ｉ，３０１０２３−ｉは、例えば、金属等から構成されるつるまきばねや板ばね等である。ばね３０１０２２−ｉ，３０１０２３−ｉの弾性係数（ばね定数）は同一であることが望ましいが、互いに相違していてもよい。可動部３０１０２５−ｉは、例えば、円柱形状の永久磁石であり、長手方向の一方の端部３０１０２５ａ−ｉ側がＮ極であり、他方の端部３０１０２５ｂ−ｉ側がＳ極である。コイル３０１０２４−ｉは、例えば、一つながりのエナメル線であり、第１巻き部３０１０２４ａ−ｉと第２巻き部３０１０２４ｂ−ｉとを有する。
【０１５５】
可動部３０１０２５−ｉはガイド３０１０２１−ｉの内部に収容され、そこで長手方向にスライド可能に支持されている。このような支持機構の詳細は図示しないが、例えば、ガイド３０１０２１−ｉの内壁面に長手方向に沿ったまっすぐなレールが設けられ、可動部３０１０２５−ｉの側面にこのレールをスライド可能に支持するレール支持部が設けられている。ガイド３０１０２１−ｉの長手方向の一端側の内壁面３０１０２１ａ−ｉには、ばね３０１０２２−ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド３０１０２１−ｉにばね３０１０２２−ｉの一端が支持され）、ばね３０１０２２−ｉの他端は可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉに固定されている（すなわち、可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉがばね３０１０２２−ｉの他端に支持されている）。また、ガイド３０１０２１−ｉの長手方向の他端側の内壁面３０１０２１ｂ−ｉには、ばね３０１０２３−ｉの一端が固定され（すなわち、ガイド３０１０２１−ｉにばね３０１０２３−ｉの一端が支持され）、ばね３０１０２３−ｉの他端は可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ｂ−ｉに固定されている（すなわち、可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ｂ−ｉがばね３０１０２３−ｉの他端に支持されている）。
【０１５６】
ガイド３０１０２１−ｉの外周側にはコイル３０１０２４−ｉが巻きつけられている。ただし、可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）では、第１巻き部３０１０２４ａ−ｉがＡ１方向（奥から手前に向けた方向）に巻きつけられており、端部３０１０２５ｂ−ｉ側（Ｓ極側）では、第２巻き部３０１０２４ｂ−ｉがＡ１方向と反対向きのＢ１方向（手前から奥に向けた方向）に巻き付けられている。すなわち、可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）からみた場合、第１巻き部３０１０２４ａ−ｉは時計回りに巻き付けられており、第２巻き部３０１０２４ｂ−ｉは反時計回りに巻き付けられている。また、可動部３０１０２５−ｉが停止し、ばね３０１０２２−ｉ，３０１０２３−ｉからの弾性力が釣り合った状態において、可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側（Ｎ極側）が第１巻き部３０１０２４ａ−ｉの領域に配置され、端部３０１０２５ｂ−ｉ側（Ｓ極側）が第２巻き部３０１０２４ｂ−ｉの領域に配置されることが望ましい。
【０１５７】
以上のように配置構成されたガイド３０１０２１−ｉ、ばね３０１０２２−ｉ，３０１０２３−ｉ、コイル３０１０２４−ｉ、および可動部３０１０２５−ｉが、ケース３０１０２７−ｉ内に収容され、ガイド３０１０２１−ｉがケース３０１０２７−ｉの内部に固定されている。すなわち、ケース３０１０２７−ｉのガイド３０１０２１−ｉに対する相対位置が固定されている。ただし、ケース３０１０２７−ｉの長手方向は、ガイド３０１０２１−ｉの長手方向および可動部３０１０２５−ｉの長手方向と一致する。
【０１５８】
ケース３０１０２７−ｉおよびガイド３０１０２１−ｉの内壁面３０１０２１ａ−ｉ側には貫通孔３０１０２８ａ−ｉが設けられており、内壁面３０１０２１ｂ−ｉ側には貫通孔３０１０２８ｂ−ｉが設けられている。貫通孔３０１０２８ａ−ｉには棒状の連結部３０１０２ｅａ−ｉが挿入されており、貫通孔３０１０２８ｂ−ｉには棒状の連結部３０１０２ｅｂ−ｉが挿入されている。連結部３０１０２ｅａ−ｉの一端側は可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側に接触し、連結部３０１０２ｅａ−ｉの他端側はケース３０１０２７−ｉの外部に配置される。連結部３０１０２ｅｂ−ｉの一端側は可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ｂ−ｉ側に接触し、連結部３０１０２ｅｂ−ｉの他端側はケース３０１０２７−ｉの外部に配置される。連結部３０１０２ｅａ−ｉの一端側は可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。連結部３０１０２ｅｂ−ｉの一端側は可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ｂ−ｉ側に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。ただし、可動部３０１０２５−ｉの運動に伴って連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉが移動する必要がある。すなわち、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉは、可動部３０１０２５−ｉとともに移動しなければならない。その他、連結部３０１０２ｅａ−ｉの一端側が可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側と一体であってもよいし、連結部３０１０２ｅｂ−ｉの一端側が可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ｂ−ｉ側と一体であってもよい。
【０１５９】
コイル３０１０２４−ｉは、流された電流に応じた力を可動部３０１０２５−ｉに与え、これにより、可動部３０１０２５−ｉは、ガイド３０１０２１−ｉに対して周期的な非対称振動（ガイド３０１０２１−ｉを基準とした軸方向に非対称性をもった周期的な並進往復運動）を行う。すなわち、コイル３０１０２４−ｉにＡ１方向（Ｂ１方向）に電流を流すと、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、可動部３０１０２５−ｉにＣ１方向（可動部３０１０２５−ｉのＮ極からＳ極に向かう方向：右方向）の力が加えられる（図５５Ａ）。逆に、コイル３０１０２４−ｉにＡ２方向（Ｂ２方向）に電流を流すと、可動部３０１０２５−ｉにＣ２方向（可動部３０１０２５−ｉのＳ極からＮ極に向かう方向：左方向）の力が加えられる（図５５Ｂ）。ただし、Ａ２方向はＡ１方向の反対方向である。これらの動作により、可動部３０１０２５−ｉおよびばね３０１０２２−ｉ，３０１０２３−ｉからなる系に運動エネルギーが与えられる。それにより、ケース３０１０２７−ｉを基準とする可動部３０１０２５−ｉの位置および加速度（ガイド３０１０２１−ｉを基準とした軸方向の位置および加速度）を変化させ、それに伴って連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉの位置および加速度も変化させることができる。すなわち可動部３０１０２５−ｉは、与えられた駆動制御信号ＤＣＳに基づいて、支持部３０１０２６−ｉに支持された状態で、Ｌ１−ｉ軸に沿って支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動を行い、それと共に連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉもＬ１−ｉ軸に沿って非対称振動を行う。
【０１６０】
なお、振動子３０１０２−ｉの構成は図５５Ａおよび図５５Ｂのものに限定されない。例えば、可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側にコイル３０１０２４−ｉの第１巻き部３０１０２４ａ−ｉがＡ１方向に巻きつけられおり、端部３０１０２５ｂ−ｉ側にコイル３０１０２４−ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。逆に、端部３０１０２５ｂ−ｉ側にコイル３０１０２４−ｉの第２巻き部３０１０２４ｂ−ｉがＢ１方向に巻き付けられており、可動部３０１０２５−ｉの端部３０１０２５ａ−ｉ側にコイル３０１０２４−ｉが巻き付けられていない構成であってもよい。あるいは、第１巻き部３０１０２４ａ−ｉと第２巻き部３０１０２４ｂ−ｉとが互いに別のコイルであってもよい。すなわち、第１巻き部３０１０２４ａ−ｉと第２巻き部３０１０２４ｂ−ｉとが電気的に接続されておらず、互いに異なる電気信号が与えられる構成であってもよい。
【０１６１】
＜連結部３０１０４１−ｉ，３０１０４２−ｉ＞
連結部３０１０４１−ｉ，３０１０４２−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）は、柱状の剛体または剛体とみなすことができる部材である。連結部３０１０４１−ｉ，３０１０４２−ｉは、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。支持部３０１０２６−ｉの外部に配置された連結部３０１０２ｅａ−ｉの他端側は、連結部３０１０４２−ｉの一端側の側面を支持している。支持部３０１０２６−ｉの外部に配置された連結部３０１０２ｅｂ−ｉの他端側は、連結部３０１０４１−ｉの一端側の側面を支持している。例えば、連結部３０１０２ｅａ−ｉの他端側は連結部３０１０４２−ｉの一端側の側面に固定または一体とされ、連結部３０１０２ｅｂ−ｉの他端側は連結部３０１０４１−ｉの一端側の側面に固定または一体とされている。連結部３０１０４１−ｉは振動子３０１０２−ｉの長手方向の一端側の外方に配置され、連結部３０１０４２−ｉは振動子３０１０２−ｉの長手方向の他端側の外方に配置されている。連結部３０１０４１−ｉ，３０１０４２−ｉはＬ１−ｉ軸と略直交し、連結部３０１０４１−ｉと連結部３０１０４２−ｉとは互いに略平行に配置されている。本形態では、Ｌ１−ｉ軸が基部３０１０１の板面３０１０１ｂに対して略平行となり、連結部３０１０４１−１，３０１０４１−２，３０１０４２−１，３０１０４２−２が互いに略平行となり、連結部３０１０４１−１，３０１０４１−２，３０１０４２−１，３０１０４２−２が板面３０１０１ｂに対して略垂直となる。
【０１６２】
＜板バネ部３０１０４３−ｉ，３０１０４４−ｉおよび固定部３０１０４５＞
板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉは、弾性変形する板状のバネ部材である。例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を薄い板状に成形したものを、板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉとしてもよい。固定部３０１０４５は挿入孔３０１０４５ｅを備えた筒状（例えば、円筒状）の部材である。固定部３０１０４５は、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成できる。板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉ、ならびに固定部３０１０４５を一体成型してもよい。板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉ（ただし、ｉ＝１，２）は、Ｌ１−ｉ軸（第ｉ軸）に沿った方向に並べられ、板バネ部３０１０４３−ｉと板バネ部３０１０４４−ｉとの間に固定部３０１０４５が配置されている。例えば、板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉは、Ｌ１−ｉ軸を含む平面に沿って配置され、これらはＬ１−ｉ軸と略平行な直線に沿って配置されている。当該Ｌ１−１軸を含む平面とＬ１−２軸を含む平面とは互いに略直交し、これらの平面が交差する位置に固定部３０１０４５が配置されている。連結部３０１０４１−１の他端側の側面（第１可動機構の一端）は板バネ部３０１０４３−１（第１板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４３−１の他端は固定部３０１０４５を支持する。連結部３０１０４２−１の他端側の側面（第１可動機構の他端）は板バネ部３０１０４４−１（第２板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４４−１の他端は固定部３０１０４５を支持する。連結部３０１０４１−２の他端側の側面（第２可動機構の一端）は板バネ部３０１０４３−２（第３板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４３−２の他端は固定部３０１０４５を支持する。連結部３０１０４２−２の他端側の側面（第２可動機構の他端）は板バネ部３０１０４４−２（第４板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４４−２の他端は固定部３０１０４５を支持する。例えば、連結部３０１０４１−１の他端側の側面は板バネ部３０１０４３−１の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４３−１の他端は固定部３０１０４５に固定または一体とされている。例えば、連結部３０１０４２−１の他端側の側面は板バネ部３０１０４４−１の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４４−１の他端は固定部３０１０４５に固定または一体とされている。例えば、連結部３０１０４１−２の他端側の側面は板バネ部３０１０４３−２の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４３−２の他端は固定部３０１０４５と一体とされている。例えば、連結部３０１０４２−２の他端側の側面は板バネ部３０１０４４−２の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４４−２の他端は固定部３０１０４５に固定または一体とされている。板バネ部３０１０４３−ｉ，３０１０４４−ｉの他端は、板バネ部３０１０４３−ｉの一端と板バネ部３０１０４４−ｉの一端との間に配置されている。後述のように、板バネ部３０１０４３−ｉ，３０１０４４−ｉの他端に支持される固定部３０１０４５には接触部３０１０３が固定される。これにより、板バネ部３０１０４３−ｉ，３０１０４４−ｉの他端は、固定部３０１０４５を介して接触部３０１０３を支持する。
【０１６３】
＜接触部３０１０３およびケース３０１０５＞
接触部３０１０３およびケース３０１０５は、剛体または剛体とみなすことができる部材であり、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。接触部３０１０３は、略円盤状の部材である円盤部３０１０３ａと、円盤部３０１０３ａの一方の板面側に突部３０１０３１とを有する。ケース３０１０５は貫通孔３０１０５１が設けられたカップ形状の部材である。ケース３０１０５は、上述のように構成された固定部３０１０１１−１，３０１０１１−２，３０１０１２−２、振動子３０１０２−１，３０１０２−２、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１，３０１０４１−２，３０１０４２−２、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１，３０１０４３−２，３０１０４４−２、および固定部３０１０４５を含む機構を収容し、基部３０１０１に固定される。接触部３０１０３の円盤部３０１０３ａはケース３０１０５の外側に配置され、突部３０１０３１がケース３０１０５の貫通孔３０１０５１に挿入され、ケース３０１０５の内部に配置された固定部３０１０４５の挿入孔３０１０４５ｅに挿入される。これにより、接触部３０１０３が固定部３０１０４５に固定される。
【０１６４】
＜動作＞
図５６Ａ−図５７Ｂを用い、擬似力覚発生装置３００１の動作を説明する。なお、図５６Ａ−図５７Ｂでは、動作に伴う内部の動きを明示するためにケース３０１０５および接触部３０１０３を省略し、接触部３０１０３の位置を二点鎖線で表した。実際にはケース３０１０５および接触部３０１０３が装着された擬似力覚発生装置３００１（図５１−図５３）が以下の動作を行う。
【０１６５】
利用者は自らの皮膚または粘膜を接触部３０１０３に接触させた状態、または、皮膚または粘膜と接触部３０１０３との間に布などを介在させた状態で擬似力覚発生装置３００１を把持する。
【０１６６】
振動子３０１０２−１が駆動すると、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１（第１可動機構）がＬ１−１軸に沿ってＸＡ１−ＸＢ１方向に非対称振動する（図５６Ａおよび図５６Ｂ）。これに伴い、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１に支持された板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１（第１板バネ機構）にＬ１−１軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１とともにＬ１−１軸に沿ってＸＡ１−ＸＢ１方向に非対称振動する。連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１からＬ１−１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、Ｌ１−１軸に沿った方向の力を固定部３０１０４５および接触部３０１０３に与える。これによって固定部３０１０４５および接触部３０１０３がＸＡ１−ＸＢ１方向に非対称振動し、接触部３０１０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称振動に基づく力を与える。一方、板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２（第２板バネ機構）にもＬ１−１軸に沿った方向の力が固定部３０１０４５を通じて与えられ、板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２はＬ１−１軸に沿った方向に弾性変形する（撓む）。すなわち、連結部３０１０４２−１から連結部３０１０４１−１に向かうＬ１−１軸に沿ったＸＢ１方向の力が板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２に与えられたとき、板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２はこのＸＢ１方向に弾性変形する（図５６Ａ）。逆に、連結部３０１０４１−１から連結部３０１０４２−１に向かうＬ１−１軸に沿ったＸＡ１方向の力が板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２に与えられたときに、板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２はこのＸＡ１方向に弾性変形する（図５６Ｂ）。これにより、Ｌ１−１軸に沿った接触部３０１０３の非対称振動が、振動子３０１０２−２によって妨げられることを抑制し、効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【０１６７】
一方、振動子３０１０２−２が駆動すると、可動部３０１０２５−２および連結部３０１０２ｅａ−２，３０１０２ｅｂ−２，３０１０４１−２，３０１０４２−２（第２可動機構）がＬ１−２軸に沿ってＹＡ１−ＹＢ１方向に非対称振動する（図５７Ａおよび図５７Ｂ）。これに伴い、連結部３０１０４１−２，３０１０４２−２に支持された板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２（第２板バネ機構）にＬ１−２軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２は、可動部３０１０２５−２および連結部３０１０２ｅａ−２，３０１０２ｅｂ−２，３０１０４１−２，３０１０４２−２とともにＬ１−２軸に沿ってＹＡ１−ＹＢ１方向に非対称振動する。連結部３０１０４１−２，３０１０４２−２からＬ１−２軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２は、Ｌ１−２軸に沿った方向の力を固定部３０１０４５および接触部３０１０３に与える。これによって固定部３０１０４５および接触部３０１０３がＹＡ１−ＹＢ１方向に非対称振動し、接触部３０１０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称振動に基づく力を与える。一方、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１（第１板バネ機構）にもＬ１−２軸に沿った方向の力が固定部３０１０４５を通じて与えられ、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はＬ１−２軸に沿った方向に弾性変形する（撓む）。すなわち、連結部３０１０４２−２から連結部３０１０４１−２に向かうＬ１−２軸に沿ったＹＡ１方向の力が板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１に与えられたとき、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はこのＹＡ１方向に弾性変形する（図５７Ａ）。逆に、連結部３０１０４１−２から連結部３０１０４２−２に向かうＬ１−２軸に沿ったＹＢ１方向の力が板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１に与えられたときに、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はこのＹＢ１方向に弾性変形する（図５７Ｂ）。これにより、Ｌ１−２軸に沿った接触部３０１０３の非対称振動が、振動子３０１０２−１によって妨げられることを抑制し、効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【０１６８】
振動子３０１０２−１および振動子３０１０２−２を同時に駆動させた場合も同様である。この場合、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１からＬ１−１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、Ｌ１−１軸に沿った方向の力を固定部３０１０４５および接触部３０１０３に与え、連結部３０１０４１−２，３０１０４２−２からＬ１−２軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２は、Ｌ１−２軸に沿った方向の力を固定部３０１０４５および接触部３０１０３に与える。これにより、接触部３０１０３は非対称振動を行い、接触部３０１０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称振動に基づく力を与える。一方、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１からＬ１−１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−２，３０１０４４−２はＬ１−１軸に沿った方向に弾性変形し、連結部３０１０４１−２，３０１０４２−２からＬ１−２軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はＬ１−２軸に沿った方向に弾性変形する。これにより、Ｌ１−１軸に沿った接触部３０１０３の非対称振動が振動子３０１０２−２によって妨げられることを抑制し、Ｌ１−２軸に沿った接触部３０１０３の非対称振動が振動子３０１０２−１によって妨げられることを抑制でき、任意の方向に効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【０１６９】
［第１７実施形態］
第１７実施形態を説明する。以下では、既に説明した事項については同じ参照番号を用いて説明を簡略化する。
＜構成＞
図５８、図５９、図６０Ａ−図６０Ｃ、および図６１Ａ−図６１Ｃを用い、本形態の擬似力覚発生装置３００２の構成を説明する。なお、図６１Ａ−図６１Ｃでは接触部３０２０３を省略している。図５８、図５９、図６０Ａ−図６０Ｃ、および図６１Ａ−図６１Ｃに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置３００２は、基部３０２０１、電子装置３０２０１１、振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１、固定部３０２０４５−１、連結部３０２０４５−３、および接触部３０２０３を有する。振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部３０１０２６−ｉ、可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，連結部３０１０２ｅｂ−ｉを有する。
【０１７０】
基部３０２０１、電子装置３０２０１１、支持部３０１０２６−１，３０１０２６−３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「ベース機構」に相当する。可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、固定部３０２０４５−１、連結部３０２０４５−３、および接触部３０２０３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「接触機構」に相当する。「接触機構」は「ベース機構」に対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称運動に基づく力を与え、これによって擬似的な力覚を呈示する。可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１可動機構」に相当する。可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第３可動機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１板バネ機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１が「第１板バネ部」に相当し、板バネ部３０１０４４−１が「第２板バネ部」に相当する。
【０１７１】
＜基部３０２０１および電子装置３０２０１１＞
基部３０２０１は、板状の剛体または剛体とみなすことができる部材である。例えば、基部３０２０１は合成樹脂等から構成される。基部３０２０１の例は、電子部品が実装された電子回路基板（例えば、スマートフォン端末装置の回路基板）である。基部３０２０１の一方の板面３０２０１ａ側には電子装置３０２０１１が固定されている。電子装置３０２０１１の例はバッテリーを含む電源装置などである。基部３０２０１の他方の板面３０２０１ｂ側には、振動子３０１０２−１の底面側（支持部３０１０２６−１の底面側）および振動子３０１０２−３の底面側（支持部３０１０２６−３の底面側）が固定されている。固定された振動子３０１０２−１の長手方向と振動子３０１０２−３の長手方向とでなす角度は略９０°である。振動子３０１０２−１の長手方向は基部３０２０１の一辺に沿って配置され、振動子３０１０２−３の長手方向はこの一辺に略直交し、振動子３０１０２−３を長手方向に延長した位置に振動子３０１０２−１の中央部分が配置されている。
【０１７２】
＜振動子３０１０２−ｉ＞
振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部３０１０２６−ｉ、支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動を行う可動部３０１０２５−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の一端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる棒状の連結部３０１０２ｅｂ−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の他端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる連結部３０１０２ｅａ−ｉを有する。可動部３０１０２５−ｉは、支持部３０１０２６−ｉに支持された状態で、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉを通るＬ２−ｉ軸（第ｉ軸）に沿って支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動が可能である。これらの非対称振動の振動方向（Ｌ２−ｉ軸の軸心方向）はいずれも基部３０２０１の板面３０２０１ｂと略平行であり、Ｌ２−１軸とＬ２−２軸とのなす角度は略９０°である。振動子３０１０２−ｉの構成例は第１６実施形態で説明した通りである。
【０１７３】
＜連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１＞
連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１の構成は第１６実施形態と同じである。
【０１７４】
＜板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０２０４５−１＞
板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の構成は第１６実施形態と同じである。ただし、板バネ部３０１０４３−１および３０１０４４−１の他端は固定部３０１０４５を支持するのではなく、固定部３０２０４５−１を支持する。固定部３０２０４５−１は挿入孔３０２０４５ａ−１，３０２０４５ｂ−１を備えた板状の部材である。固定部３０２０４５−１は、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成できる。板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉ、ならびに固定部３０２０４５−１を一体成型してもよい。板バネ部３０１０４３−１および板バネ部３０１０４４−１は、Ｌ２−１軸（第１軸）に沿った方向に並べられ、板バネ部３０１０４３−１と板バネ部３０１０４４−１との間に固定部３０２０４５−１が配置されている。例えば、板バネ部３０１０４３−１および板バネ部３０１０４４−１は、Ｌ２−２軸と略直交し、Ｌ２−１軸を含む平面に沿って配置され、これらはＬ２−１軸と略平行な直線に沿って配置されている。連結部３０１０４１−１の他端側の側面（第１可動機構の一端）は板バネ部３０１０４３−１（第１板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４３−１の他端は固定部３０２０４５−１を支持する。連結部３０１０４２−１の他端側の側面（第１可動機構の他端）は板バネ部３０１０４４−１（第２板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４４−１の他端は固定部３０２０４５−１を支持する。例えば、連結部３０１０４１−１の他端側の側面は板バネ部３０１０４３−１の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４３−１の他端は固定部３０２０４５−１に固定または一体とされている。例えば、連結部３０１０４２−１の他端側の側面は板バネ部３０１０４４−１の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４４−１の他端は固定部３０２０４５−１に固定または一体とされている。板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の他端は、板バネ部３０１０４３−１の一端と板バネ部３０１０４４−１の一端との間に配置されている。後述のように、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の他端に支持される固定部３０２０４５−１には接触部３０２０３が固定される。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の他端は、固定部３０２０４５−１を介して接触部３０２０３を支持する。
【０１７５】
＜連結部３０２０４５−３＞
連結部３０２０４５−３は、略Ｇ型の剛体または剛体とみなせる部材である。例えば、連結部３０２０４５−３はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。振動子３０１０２−３の支持部３０１０２６−３の外部に配置された連結部３０１０２ｅａ−３の他端側は、連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３を支持している。支持部３０１０２６−３の外部に配置された連結部３０１０２ｅｂ−３の他端側は、連結部３０２０４５−３の他端３０２０４５ｃ−３を支持している。例えば、連結部３０１０２ｅａ−３の他端側は、連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３に固定または一体とされており、連結部３０１０２ｅｂ−３の他端側は、連結部３０２０４５−３の他端３０２０４５ｃ−３に固定または一体とされている。本形態では、振動子３０１０２−１と連結部３０２０４５−３の他端３０２０４５ｃ−３との間に連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３が配置されている。連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３および他端３０２０４５ｃ−３ならびに連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３の軸心はＬ２−２軸（第２軸）に沿って配置されている。連結部３０２０４５−３の他端３０２０４５ｃ−３側には、挿入孔３０２０４５ａａ−３を備えた支持部３０２０４５ａ−３が設けられている。挿入孔３０２０４５ａａ−３の中心軸の軸心とＬ２−１軸とのなす角度、および、挿入孔３０２０４５ａａ−３の中心軸の軸心とＬ２−２軸とのなす角度は、いずれも略９０°である。振動子３０１０２−３を駆動すると、連結部３０２０４５−３は基部３０２０１に対してＬ２−２軸（第２軸）に沿った非対称振動を行う。
【０１７６】
＜接触部３０２０３＞
接触部３０２０３は、板状の剛体または剛体とみなせる部材である。例えば、接触部３０２０３はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。接触部３０２０３の一方の板面３０２０３ａ側には、突部３０２０３２，３０２０３３および円柱状の回転軸３０２０３１が設けられている。接触部３０２０３はその板面３０２０３ａ側を基部３０２０１の板面３０２０１ｂ側に向けて配置され、突部３０２０３２，３０２０３３が固定部３０２０４５−１の挿入孔３０２０４５ａ−１，３０２０４５ｂ−１に挿入され、回転軸３０２０３１が支持部３０２０４５ａ−３の挿入孔３０２０４５ａａ−３に挿入されている。突部３０２０３２，３０２０３３は挿入孔３０２０４５ａ−１，３０２０４５ｂ−１に固定されており、回転軸３０２０３１は挿入孔３０２０４５ａａ−３に回転可能に支持されている。これにより、接触部３０２０３は、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３（第３可動機構の一部）に回転可能に支持され、Ｌ２−１軸（第１軸）と略直交する回転軸３０２０３１を中心とした回転が可能である。さらに接触部３０２０３は、可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３を含む機構（第３可動機構）とともに非対称振動を行うことが可能である。
【０１７７】
＜動作＞
図６２Ａ−図６３Ｂを用い、擬似力覚発生装置３００２の動作を説明する。なお、図６２Ａ−図６３Ｂでは、動作に伴う内部の動きを明示するために接触部３０２０３を省略し、接触部３０２０３の位置を二点鎖線で表した。実際には接触部３０２０３を備えた擬似力覚発生装置３００２が以下の動作を行う（図５９、図６０Ａ−図６０Ｃ）。
【０１７８】
利用者は自らの皮膚または粘膜を接触部３０２０３に接触させた状態、または、皮膚または粘膜と接触部３０２０３との間に布などを介在させた状態で擬似力覚発生装置３００２を把持する。
【０１７９】
振動子３０１０２−３が駆動すると、可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３（第３可動機構）がＬ２−２軸（第２軸）に沿ってＸＡ２−ＸＢ２方向に非対称振動する（図６２Ａおよび図６２Ｂ）。これに伴い、連結部３０２０４５−３に支持された接触部３０２０３にＬ２−２軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、接触部３０２０３は可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３（第３可動機構）ともに非対称振動を行う。その結果、接触部３０２０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称振動に基づく力が与えられる。接触部３０２０３に与えられたＬ２−２軸に沿った方向の力は、接触部３０２０３の突部３０２０３２，３０２０３３に固定された固定部３０２０４５−１にも与えられ、さらに板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１（第１板バネ機構）に与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はＬ２−２軸に沿った方向に弾性変形する（撓む）。すなわち、振動子３０１０２−３から振動子３０１０２−１に向かうＬ２−２軸に沿ったＸＡ２方向の力が板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１に与えられたとき、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はこのＸＡ２方向に弾性変形する（図６２Ａ）。逆に、振動子３０１０２−１から振動子３０１０２−３に向かうＬ２−２軸に沿ったＸＢ２方向の力が板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１に与えられたときに、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はこのＸＢ２方向に弾性変形する（図６２Ｂ）。これにより、Ｌ２−２軸に沿った接触部３０２０３の非対称振動が、振動子３０１０２−１によって妨げられることを抑制し、効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【０１８０】
一方、振動子３０１０２−１が駆動すると、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１（第１可動機構）がＬ２−１軸（第１軸）に沿ってＹＡ２−ＹＢ２方向に非対称振動する（図６３Ａおよび図６３Ｂ）。これに伴い、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１に支持された板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１（第１板バネ機構）にＬ２−１軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１とともにＬ２−１軸に沿ってＹＡ２−ＹＢ２方向に非対称振動する。連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１からＬ２−１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、Ｌ２−１軸に沿った方向の力を固定部３０２０４５−１および接触部３０２０３に与える。これにより、接触部３０２０３は、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３の挿入孔３０２０４５ａａ−３を中心とした周期的な非対称回転運動（Ｌ２−１軸およびＬ２−２軸と略直交する回転軸３０２０３１を中心とした非対称回転運動）を行う。すなわち、固定部３０２０４５−１が連結部３０１０４２−１から連結部３０１０４１−１に向かうＹＡ２方向に移動した場合、接触部３０２０３は回転軸３０２０３１を中心としてＲＡ２方向に回転する。逆に、固定部３０２０４５−１が連結部３０１０４１−１から連結部３０１０４２−１に向かうＹＢ２方向に移動した場合、接触部３０２０３は回転軸３０２０３１を中心としてＲＢ２方向に回転する。これにより、接触部３０２０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称回転運動に基づく力を与える。また、Ｌ２−１軸に沿った接触部３０２０３の非対称振動が振動子３０１０２−３によって妨げられることが抑制され、接触部３０２０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に効率的に擬似的な力覚が与えられる。
【０１８１】
振動子３０１０２−１および振動子３０１０２−３を同時に駆動させた場合も同様である。すなわち、振動子３０１０２−３の駆動により、可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３がＬ２−２軸に沿ってＸＡ２−ＸＢ２方向に非対称振動する。これに伴い、連結部３０２０４５−３に支持された接触部３０２０３にＬ２−２軸に沿った方向の力が与えられる。接触部３０２０３に与えられたＬ２−２軸に沿った方向の力は、接触部３０２０３の突部３０２０３２，３０２０３３に固定された固定部３０２０４５−１にも与えられ、さらに板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１に与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はＬ２−２軸に沿った方向に弾性変形する。また、振動子３０１０２−１の駆動により、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１（第１可動機構）がＬ２−１軸（第１軸）に沿ってＹＡ２−ＹＢ２方向に非対称振動する。これに伴い、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１に支持された板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１にＬ２−１軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１とともにＬ２−１軸に沿ってＹＡ２−ＹＢ２方向に非対称振動する。連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１からＬ２−１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、Ｌ２−１軸に沿った方向の力を固定部３０２０４５−１および接触部３０２０３に与える。以上により、接触部３０２０３は、Ｌ２−２軸に沿った方向（ＸＡ２−ＸＢ２方向）の非対称振動成分と、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３の挿入孔３０２０４５ａａ−３を中心とした回転方向（ＲＡ２−ＲＢ２方向）の非対称回転運動成分とを持つ、周期的な非対称運動を行う。これにより、接触部３０２０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【０１８２】
［第１８実施形態］
第１８実施形態を説明する。
＜構成＞
図６４Ａ−図６４Ｃを用い、本形態の擬似力覚発生装置３００３の構成を説明する。図６４Ａ−図６４Ｃに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置３００３は、基部３０３０１、振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１、固定部３０３０４５−１、連結部３０２０４５−３、および接触部３０３０３を有する。振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部３０１０２６−ｉ、可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，連結部３０１０２ｅｂ−ｉを有する。
【０１８３】
基部３０３０１、支持部３０１０２６−１，３０１０２６−３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「ベース機構」に相当する。可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、固定部３０３０４５−１、連結部３０２０４５−３、および接触部３０３０３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「接触機構」に相当する。「接触機構」は「ベース機構」に対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称運動に基づく力を与え、これによって擬似的な力覚を呈示する。可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１可動機構」に相当する。可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第３可動機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１板バネ機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１が「第１板バネ部」に相当し、板バネ部３０１０４４−１が「第２板バネ部」に相当する。
【０１８４】
＜基部３０３０１＞
基部３０３０１は、板状または棒状の剛体または剛体とみなすことができる部材である。例えば、基部３０３０１は合成樹脂等から構成される。基部３０３０１の例は、ゲーム機などのコントローラーの一部である。基部３０３０１の一方の板面３０３０１ｂ側には、振動子３０１０２−１の底面側（支持部３０１０２６−１の底面側）および振動子３０１０２−３の底面側（支持部３０１０２６−３の底面側）が固定されている。固定された振動子３０１０２−１の長手方向と振動子３０１０２−３の長手方向とでなす角度は略９０°である。振動子３０１０２−１の長手方向は基部３０３０１の一辺と略平行に配置され、振動子３０１０２−３の長手方向はこの一辺に略直交し、振動子３０１０２−３を長手方向に延長した位置に振動子３０１０２−１の中央部分が配置されている。
【０１８５】
＜振動子３０１０２−ｉ＞
振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部３０１０２６−ｉ、支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動を行う可動部３０１０２５−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の一端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる棒状の連結部３０１０２ｅｂ−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の他端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる連結部３０１０２ｅａ−ｉを有する。可動部３０１０２５−ｉは、支持部３０１０２６−ｉに支持された状態で、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉを通るＬ３−ｉ軸（第ｉ軸）に沿って支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動が可能である。これらの非対称振動の振動方向（Ｌ３−ｉ軸の軸心方向）はいずれも基部３０３０１の板面３０３０１ｂと略平行であり、Ｌ３−１軸とＬ３−２軸とのなす角度は略９０°である。振動子３０１０２−ｉの構成例は第１６実施形態で説明した通りである。
【０１８６】
＜連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１＞
連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１の構成は第１６実施形態と同じである。
【０１８７】
＜板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０３０４５−１＞
板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の構成は第１６実施形態と同じである。ただし、板バネ部３０１０４３−１および３０１０４４−１の他端は固定部３０１０４５を支持するのではなく、固定部３０３０４５−１を支持する。固定部３０３０４５−１は挿入孔３０３０４５ａ−１を備えた板状の部材である。固定部３０３０４５−１は、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成できる。板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉ、ならびに固定部３０３０４５−１を一体成型してもよい。
【０１８８】
＜連結部３０２０４５−３＞
連結部３０２０４５−３の構成は第１７実施形態と同じである。ただし、本形態では、第１７実施形態の構成とは反対向きに取り付けられており、振動子３０１０２−１と連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３との間に挿入孔３０２０４５ａａ−３を備えた支持部３０２０４５ａ−３が配置されている。
【０１８９】
＜接触部３０３０３＞
接触部３０３０３は、さや状の剛体または剛体とみなせる部材である。例えば、接触部３０３０３はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。接触部３０３０３の一つの内壁面３０３０３ａ側には、突部３０３０３２および円柱状の回転軸３０３０３１が設けられている。接触部３０３０３はその内壁面３０３０３ａ側を基部３０３０１の板面３０３０１ｂ側に向けて配置され、突部３０３０３２が固定部３０３０４５−１の挿入孔３０３０４５ａ−１に挿入され、回転軸３０３０３１が支持部３０２０４５ａ−３の挿入孔３０２０４５ａａ−３に挿入されている。突部３０３０３２は挿入孔３０３０４５ａ−１に固定されており、回転軸３０３０３１は挿入孔３０２０４５ａａ−３に回転可能に支持されている。これにより、接触部３０３０３は、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３（第３可動機構の一部）に回転可能に支持され、Ｌ３−１軸（第１軸）と略直交する回転軸３０３０３１を中心とした回転が可能であるとともに、可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３を含む機構（第３可動機構）とともに非対称振動を行うことが可能である。
【０１９０】
＜動作＞
図６５Ａ−図６６Ｂを用い、擬似力覚発生装置３００３の動作を説明する。なお、図６５Ａ−図６６Ｂでは、動作に伴う内部の動きを明示するために接触部３０３０３を省略し、接触部３０３０３の位置を二点鎖線で表した。実際には接触部３０３０３を備えた擬似力覚発生装置３００３が以下の動作を行う（図６４Ａ−図６４Ｃ）。
【０１９１】
利用者は自らの皮膚または粘膜を接触部３０３０３に接触させた状態、または、皮膚または粘膜と接触部３０３０３との間に布などを介在させた状態で擬似力覚発生装置３００３を把持する。好ましくは、利用者は接触部３０３０３そのものを把持する。
【０１９２】
振動子３０１０２−３が駆動すると、可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３（第３可動機構）がＬ３−２軸（第２軸）に沿ってＸＡ３−ＸＢ３方向に非対称振動する（図６５Ａおよび図６５Ｂ）。これに伴い、連結部３０２０４５−３に支持された接触部３０３０３にＬ３−２軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、接触部３０３０３は可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３（第３可動機構）ともに非対称振動を行う。その結果、接触部３０３０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称振動に基づく力が与えられる。接触部３０３０３に与えられたＬ３−２軸に沿った方向の力は、接触部３０３０３の突部３０３０３２に固定された固定部３０３０４５−１にも与えられ、さらに板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１（第１板バネ機構）に与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はＬ３−２軸に沿った方向に弾性変形する。すなわち、振動子３０１０２−３から振動子３０１０２−１に向かうＬ３−２軸に沿ったＸＡ３方向の力が板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１に与えられたとき、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はこのＸＡ３方向に弾性変形する（図６５Ａ）。逆に、振動子３０１０２−１から振動子３０１０２−３に向かうＬ３−２軸に沿ったＸＢ３方向の力が板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１に与えられたときに、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はこのＸＢ３方向に弾性変形する（図６５Ｂ）。これにより、Ｌ３−２軸に沿った接触部３０３０３の非対称振動が、振動子３０１０２−１によって妨げられることが抑制され、皮膚等に効率的に擬似的な力覚が与えられる。
【０１９３】
一方、振動子３０１０２−１が駆動すると、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１（第１可動機構）がＬ３−１軸（第１軸）に沿ってＹＡ３−ＹＢ３方向に非対称振動する（図６６Ａおよび図６６Ｂ）。これに伴い、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１に支持された板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１（第１板バネ機構）にＬ３−１軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１とともにＬ３−１軸に沿ってＹＡ３−ＹＢ３方向に非対称振動する。連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１からＬ３−１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、Ｌ３−１軸に沿った方向の力を固定部３０３０４５−１および接触部３０３０３に与える。これにより、接触部３０３０３は、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３の挿入孔３０２０４５ａａ−３を中心とした周期的な非対称回転運動（Ｌ３−１軸およびＬ３−２軸と略直交する回転軸３０３０３１を中心とした非対称回転運動）を行う。すなわち、固定部３０３０４５−１が連結部３０１０４２−１から連結部３０１０４１−１に向かうＹＡ３方向に移動した場合、接触部３０３０３は回転軸３０３０３１を中心としてＲＡ３方向に回転する。逆に、固定部３０３０４５−１が連結部３０１０４１−１から連結部３０１０４２−１に向かうＹＢ３方向に移動した場合、接触部３０３０３は回転軸３０３０３１を中心としてＲＢ３方向に回転する。これにより、接触部３０３０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称回転運動に基づく力を与える。また、Ｌ３−１軸に沿った接触部３０３０３の非対称振動が振動子３０１０２−３によって妨げられることが抑制され、接触部３０３０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に効率的に擬似的な力覚が与えられる。ただし、本形態では、振動子３０１０２−１と連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３との間に挿入孔３０２０４５ａａ−３を備えた支持部３０２０４５ａ−３が配置されている。すなわち、接触部３０３０３は振動子３０１０２−１と振動子３０１０２−３との間に配置された回転軸３０３０３１を中心として回転する。そのため、第１７実施形態のように回転軸３０２０３１と振動子３０１０２−１との間に振動子３０１０２−３が配置される構成に比べ、回転幅が小さく、角加速度の時間変化が大きい。これにより、第１７実施形態の構成とは異なる擬似力感を呈示することができる。
【０１９４】
振動子３０１０２−１および振動子３０１０２−３を同時に駆動させた場合も同様であり、第１７実施形態と同様、接触部３０３０３は、Ｌ３−２軸に沿った方向（ＸＡ３−ＸＢ３方向）の非対称振動成分と、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３の挿入孔３０２０４５ａａ−３を中心とした回転方向（ＲＡ３−ＲＢ３方向）の非対称回転運動成分とを持つ、周期的な非対称運動を行う。これにより、接触部３０３０３に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【０１９５】
［第１９実施形態］
第１９実施形態を説明する。以下では、既に説明した事項については同じ参照番号を用いて説明を簡略化する。
＜構成＞
図６７、図６８、図６９Ａ−図６９Ｃ、および図７０を用い、本形態の擬似力覚発生装置３００４の構成を説明する。図６７、図６８、および図６９Ａ−図６９Ｃ、および図７０に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置３００４は、基部３０４０１、振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１、固定部３０４０４５−１、連結部３０２０４５−３、台座３０４０９、接続部３０４０３、および接触部３０４０８を有する。振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部３０１０２６−ｉ、可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，連結部３０１０２ｅｂ−ｉを有する。
【０１９６】
基部３０４０１、台座３０４０９、支持部３０１０２６−１，３０１０２６−３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「ベース機構」に相当する。可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、固定部３０４０４５−１、連結部３０２０４５−３、接続部３０４０３、および接触部３０４０８を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「接触機構」に相当する。「接触機構」は「ベース機構」に対して周期的な非対称運動を行い、直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称運動に基づく力を与え、これによって擬似的な力覚を呈示する。可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１可動機構」に相当する。可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第３可動機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０４０４５−１を含む機構（例えば、これらからなる機構）が「第１板バネ機構」に相当する。板バネ部３０１０４３−１が「第１板バネ部」に相当し、板バネ部３０１０４４−１が「第２板バネ部」に相当する。
【０１９７】
＜基部３０４０１＞
基部３０４０１は、板状の剛体または剛体とみなすことができる部材である。例えば、基部３０４０１は合成樹脂等から構成される。基部３０４０１の例は、電子部品が実装された電子回路基板（例えば、スマートフォン端末装置の回路基板）である。基部３０４０１の一方の板面３０４０１ｂ側には、振動子３０１０２−１の底面側（支持部３０１０２６−１の底面側）および板状の台座３０４０９の一方の板面３０４０９ａが固定されている。台座３０４０９の他方の板面３０４０９ｂには、振動子３０１０２−３の底面側（支持部３０１０２６−３の底面側）が固定されている。固定された振動子３０１０２−１の長手方向と振動子３０１０２−３の長手方向とでなす角度は略９０°である。振動子３０１０２−１の長手方向は基部３０４０１の一辺に沿って配置され、振動子３０１０２−３の長手方向はこの一辺に略直交し、振動子３０１０２−３を長手方向に延長した位置に振動子３０１０２−１の中央部分が配置されている。
【０１９８】
＜振動子３０１０２−ｉ＞
振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部３０１０２６−ｉ、支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動を行う可動部３０１０２５−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の一端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる棒状の連結部３０１０２ｅｂ−ｉ、可動部３０１０２５−ｉの長手方向の他端と接続または一体に構成され、当該長手方向に伸びる連結部３０１０２ｅａ−ｉを有する。可動部３０１０２５−ｉは、支持部３０１０２６−ｉに支持された状態で、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，３０１０２ｅｂ−ｉを通るＬ４−ｉ軸（第ｉ軸）に沿って支持部３０１０２６−ｉに対する非対称振動が可能である。これらの非対称振動の振動方向（Ｌ４−ｉ軸の軸心方向）はいずれも基部３０４０１の板面３０４０１ｂと略平行であり、Ｌ４−１軸とＬ４−２軸とのなす角度は略９０°である。振動子３０１０２−ｉの構成例は第１６実施形態で説明した通りである。
【０１９９】
＜連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１＞
連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１の構成は第１６実施形態と同じである。
【０２００】
＜板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０４０４５−１＞
板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の構成は第１６実施形態と同じである。ただし、板バネ部３０１０４３−１および３０１０４４−１の他端は固定部３０１０４５を支持するのではなく、固定部３０４０４５−１を支持する。固定部３０４０４５−１は、円柱状の突部３０４０４５ａ−１を備えた板状の部材である。固定部３０４０４５−１は、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成できる。板バネ部３０１０４３−ｉおよび板バネ部３０１０４４−ｉ、ならびに固定部３０４０４５−１を一体成型してもよい。板バネ部３０１０４３−１および板バネ部３０１０４４−１は、Ｌ４−１軸（第１軸）に沿った方向に並べられ、板バネ部３０１０４３−１と板バネ部３０１０４４−１との間に固定部３０４０４５−１が配置されている。例えば、板バネ部３０１０４３−１および板バネ部３０１０４４−１は、Ｌ４−２軸と略直交し、Ｌ４−１軸を含む平面に沿って配置され、これらはＬ４−１軸と略平行な直線に沿って配置されている。連結部３０１０４１−１の他端側の側面（第１可動機構の一端）は板バネ部３０１０４３−１（第１板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４３−１の他端は固定部３０４０４５−１を支持する。連結部３０１０４２−１の他端側の側面（第１可動機構の他端）は板バネ部３０１０４４−１（第２板バネ部）の一端を支持し、板バネ部３０１０４４−１の他端は固定部３０４０４５−１を支持する。例えば、連結部３０１０４１−１の他端側の側面は板バネ部３０１０４３−１の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４３−１の他端は固定部３０４０４５−１に固定または一体とされている。例えば、連結部３０１０４２−１の他端側の側面は板バネ部３０１０４４−１の一端に固定または一体とされ、板バネ部３０１０４４−１の他端は固定部３０４０４５−１に固定または一体とされている。板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の他端は、板バネ部３０１０４３−１の一端と板バネ部３０１０４４−１の一端との間に配置されている。後述のように、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の他端に支持される固定部３０４０４５−１には接触部３０４０８が固定される。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１の他端は、固定部３０４０４５−１を介して接触部３０４０８を支持する。突部３０４０４５ａ−１は、固定部３０４０４５−１の外方側（振動子３０１０２−１側の反対側）に設けられている。
【０２０１】
＜連結部３０２０４５−３＞
連結部３０２０４５−３の構成は、第１７実施形態と同じである。振動子３０１０２−３の支持部３０１０２６−３の外部に配置された連結部３０１０２ｅａ−３の他端側は、連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３を支持している。支持部３０１０２６−３の外部に配置された連結部３０１０２ｅｂ−３の他端側は、連結部３０２０４５−３の他端３０２０４５ｃ−３を支持している。連結部３０２０４５−３の一端３０２０４５ｂ−３および他端３０２０４５ｃ−３ならびに連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３の軸心はＬ４−２軸（第２軸）に沿って配置されている。連結部３０２０４５−３の他端３０２０４５ｃ−３側には、挿入孔３０２０４５ａａ−３を備えた支持部３０２０４５ａ−３が設けられている。挿入孔３０２０４５ａａ−３の中心軸の軸心とＬ４−１軸とのなす角度、および、挿入孔３０２０４５ａａ−３の中心軸の軸心とＬ４−２軸とのなす角度は、いずれも略９０°である。振動子３０１０２−３を駆動すると、連結部３０２０４５−３は基部３０４０１に対してＬ４−２軸（第２軸）に沿った非対称振動を行う。
【０２０２】
＜接続部３０４０３および接触部３０４０８＞
接続部３０４０３は板状の剛体または剛体とみなせる部材であり、接触部３０４０８は円盤状の剛体または剛体とみなせる部材である。これらは例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。接続部３０４０３の一端の一方の板面３０４０３３側には、円柱状の回転軸３０４０３１が設けられている。接続部３０４０３の他端には、板面３０４０３３とその裏面である板面３０４０３２との間を貫通する貫通孔３０４０３４が設けられている。貫通孔３０４０３４の開口端は円状であり、貫通孔３０４０３４の内径は突部３０４０４５ａ−１の端面の外径よりも大きい。接触部３０４０８の一方の板面３０４０８ｂ側の中央には、先端部が開放された円筒状の筒状突起部３０４０８１が設けられている。筒状突起部３０４０８１の軸心方向は板面３０４０８ｂと略直交する。筒状突起部３０４０８１の外径は貫通孔３０４０３４の内径よりも若干小さく、筒状突起部３０４０８１の内径は突部３０４０４５ａ−１の端面の外径と略同一である。
【０２０３】
接続部３０４０３は、板面３０４０３３側を台座３０４０９の板面３０４０９ｂ側（基部３０４０１の板面３０４０１ｂ側）に向けて配置されている。接続部３０４０３の回転軸３０４０３１は挿入孔３０２０４５ａａ−３に回転可能に支持されている。これにより、接続部３０４０３は、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３（第３可動機構の一部）に回転可能に支持され、Ｌ４−１軸（第１軸）およびＬ４−２軸（第２軸）と略直交する回転軸３０４０３１を中心とした回転が可能である。固定部３０４０４５−１の突部３０４０４５ａ−１は、板面３０４０３３側から接続部３０４０３の貫通孔３０４０３４に挿入されている。接触部３０４０８の筒状突起部３０４０８１は、板面３０４０３２側から接続部３０４０３の貫通孔３０４０３４に挿入されている。また、筒状突起部３０４０８１の内壁面側には、貫通孔３０４０３４を貫通した突部３０４０４５ａ−１が挿入されて固定されている。これにより、接続部３０４０３の他端および接触部３０４０８が固定部３０４０４５−１に取り付けられている。なお、接触部３０４０８の筒状突起部３０４０８１は貫通孔３０４０３４の内壁面に固定されていなくてもよいし、固定されていてもよい。前者の場合、接触部３０４０８は、貫通孔３０４０３４の軸心を中心とした回転（接続部３０４０３に対する回転）が可能である。後者の場合であっても、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１が撓み、接続部３０４０３が回転軸３０４０３１を中心として回転可能であるため、可動部３０１０２５−１の動きが接続部３０４０３によって妨げられることはない。また、筒状突起部３０４０８１と貫通孔３０４０３４の内壁面との間に隙間があると振動ノイズの原因になるため、ノイズを減らすためには、これらを固定したほうがよい。以上により、接触部３０４０８は、接続部３０４０３の他端に支持され、Ｌ４−１軸（第１軸）およびＬ４−２軸（第２軸）と略直交する回転軸３０４０３１を中心とした回転が可能である。さらに、接触部３０４０８は、可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３を含む機構（第３可動機構）とともに非対称振動を行うことができる。
【０２０４】
＜動作＞
図７０を用い、擬似力覚発生装置３００４の動作を説明する。利用者は自らの皮膚または粘膜を接触部３０４０８に接触させた状態、または、皮膚または粘膜と接触部３０４０８との間に布などを介在させた状態で擬似力覚発生装置３００４を把持する。
【０２０５】
振動子３０１０２−３が駆動すると、可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３（第３可動機構）がＬ４−２軸（第２軸）に沿ってＸＡ４−ＸＢ４方向に非対称振動する。これに伴い、連結部３０２０４５−３に支持された接続部３０４０３にＬ４−２軸に沿った方向の力が与えられ、接続部３０４０３に支持された接触部３０４０８にもＬ４−２軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、接触部３０４０８は可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３（第３可動機構）ともに非対称振動を行う。その結果、接触部３０４０８に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称振動に基づく力が与えられる。接触部３０４０８に与えられたＬ４−２軸に沿った方向の力は、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０４０４５−１（第１板バネ機構）に与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１はＬ４−２軸に沿った方向に弾性変形する（撓む）。これにより、Ｌ４−２軸に沿った接触部３０４０８の非対称振動が、振動子３０１０２−１によって妨げられることを抑制し、接続部３０４０３に支持された接触部３０４０８から効率的に擬似的な力覚を呈示できる。
【０２０６】
一方、振動子３０１０２−１が駆動すると、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１（第１可動機構）がＬ４−１軸（第１軸）に沿ってＹＡ４−ＹＢ４方向に非対称振動する。これに伴い、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１に支持された板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０４０４５−１（第１板バネ機構）にＬ４−１軸に沿った方向の力が与えられる。これにより、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１とともにＬ４−１軸に沿ってＹＡ４−ＹＢ４方向に非対称振動する。連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１からＬ４−１軸に沿った方向の力が与えられた板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１は、Ｌ４−１軸に沿った方向の力を固定部３０４０４５−１に与える。固定部３０４０４５−１はこの方向の力を接続部３０４０３および接触部３０４０８に与える。これにより、接続部３０４０３および接触部３０４０８は、連結部３０２０４５−３の支持部３０２０４５ａ−３の挿入孔３０２０４５ａａ−３を中心とした周期的な非対称回転運動（Ｌ４−１軸およびＬ４−２軸と略直交する回転軸３０４０３１を中心とした非対称回転運動）を行う。これにより、接触部３０４０８に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に非対称回転運動に基づく力を与える。また、Ｌ４−１軸に沿った接触部３０４０８の非対称振動が振動子３０１０２−３によって妨げられることが抑制され、接触部３０４０８に直接的または間接的に接触した皮膚または粘膜に効率的に擬似的な力覚が与えられる。
【０２０７】
振動子３０１０２−１および振動子３０１０２−３を同時に駆動させた場合も同様である。
【０２０８】
すなわち、振動子３０１０２−１および振動子３０１０２−３が互いの動きを妨げることを抑制しつつ、接触部３０４０８が、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０４０４５−１を含む機構（第１板バネ機構）の非対称振動、および可動部３０１０２５−３、連結部３０１０２ｅａ−３，３０１０２ｅｂ−３、および連結部３０２０４５−３を含む機構（第３可動機構）の非対称振動の少なくとも一方に基づく非対称運動を行う。これにより、効率的に擬似的な力覚を提示できる。
【０２０９】
また接触部３０４０８は固定部３０４０４５−１（第１板バネ機構の一部）に取り付けられている。具体的には、Ｌ４−２軸（第２軸）に略直交し、かつ、Ｌ４−１軸（第１軸）を含む仮想的な平面上の何れかの位置で、接触部３０４０８が固定部３０４０４５−１に取り付けられている。これにより、振動子３０１０２−１の駆動によるＬ４−１軸（第１軸）に沿ったＹＡ４−ＹＢ４方向の非対称振動が効率よく接触部３０４０８に与えられ、効率的に擬似的な力覚を提示できる。
【０２１０】
［第２０実施形態］
第２０実施形態を説明する。本形態は第１９実施形態の変形例である。第２０実施形態と第１９実施形態との相違点は接触部の構造である。
図７１Ａ−図７１Ｃおよび図７２を用い、本形態の擬似力覚発生装置３００５の構成を説明する。図７１Ａ−図７１Ｃおよび図７２に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置３００５は、基部３０４０１、振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１、固定部３０４０４５−１、連結部３０２０４５−３、台座３０４０９、接続部３０４０３、および接触部３０５０８を有する。振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）は、支持部３０１０２６−ｉ、可動部３０１０２５−ｉ、連結部３０１０２ｅａ−ｉ，連結部３０１０２ｅｂ−ｉを有する。
【０２１１】
接触部３０５０８は、剛体または剛体とみなせる部材である。接触部３０５０８は、基部３０４０１の一方の面３０４０１ｂ側（ベース機構の一方の面側）に配置された第１領域３０５０８１と、第１領域３０５０８１の一端に支持された第２領域３０５０８２と、第２領域３０５０８２の他端に支持され、基部３０４０１の他方の面３０４０１ａ側（ベース機構の他方の面側）に配置された第３領域３０５０８３とを含む。第１領域３０５０８１、第２領域３０５０８２、および第３領域３０５０８３は一体であってもよいし、一体でなくてもよい。第１領域３０５０８１、第２領域３０５０８２、および第３領域３０５０８３のそれぞれは略板形状を持つ。本形態では、第１領域３０５０８１の略板形状部分と第３領域３０５０８３の略板形状部分とは略平行に配置され、第２領域３０５０８２の略板形状部分はこれらと略直交している。しかし、第１領域３０５０８１の略板形状部分と第３領域３０５０８３の略板形状部分とは略平行でなくてもよい。また、第１領域３０５０８１の略板形状部分と第３領域３０５０８３の略板形状部分とが、第２領域３０５０８２の略板形状部分と略直交しなくてもよい。第１領域３０５０８１、第２領域３０５０８２、および第３領域３０５０８３の少なくとも何れかが、湾曲した略板形状部分を含んでもよい。第１領域３０５０８１の一方の板面３０５０８１ｂ側の中央には、第１９実施形態で説明した筒状突起部３０４０８１が設けられている。前述のように、接続部３０４０３は、板面３０４０３３側を台座３０４０９の板面３０４０９ｂ側に向けて配置されている。接続部３０４０３の回転軸３０４０３１は挿入孔３０２０４５ａａ−３に回転可能に支持されている。固定部３０４０４５−１の突部３０４０４５ａ−１は、板面３０４０３３側から接続部３０４０３の貫通孔３０４０３４に挿入されている。接触部３０５０８の筒状突起部３０４０８１は、板面３０４０３２側から接続部３０４０３の貫通孔３０４０３４に挿入されている。また、筒状突起部３０４０８１の内壁面側には、貫通孔３０４０３４を貫通した突部３０４０４５ａ−１が挿入されて固定されている。これにより、第１領域３０５０８１は、固定部３０４０４５−１（第１板バネ機構の一部）に支持されている。また、第１領域３０５０８１と第３領域３０５０８３との間に、台座３０４０９、支持部３０１０２６−１，３０１０２６−３を含む機構（ベース機構）の少なくとも一部、可動部３０１０２５−１および連結部３０１０２ｅａ−１，３０１０２ｅｂ−１，３０１０４１−１，３０１０４２−１を含む機構（第１可動機構）の少なくとも一部、および板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１および固定部３０４０４５−１を含む機構（第１板バネ機構）の少なくとも一部が配置されている。
【０２１２】
図７２に例示するように、利用者は台座３０４０９、支持部３０１０２６−１，３０１０２６−３を含む機構（ベース機構）側を掌３０００で支持するとともに、接触部３０５０８の第１領域３０５０８１の外方の板面３０５０８１ａと、第３領域３０５０８３の外方の板面３０５０８３ａとを挟み込むように把持する。この状態で擬似力覚発生装置３００５を駆動し、接触部３０５０８を非対称運動させると、利用者はその非対称運動に基づく力覚を知覚する。本形態のように、利用者が第１領域３０５０８１と第３領域３０５０８３とを挟み込むように接触部３０５０８を把持した場合、利用者の親指から第１領域３０５０８１に与えられる力の少なくとも一部が第２領域３０５０８２を介して第３領域３０５０８３に与えられ、この第３領域３０５０８３は利用者の人差し指によって支えられる。これにより、利用者によって第１領域３０５０８１に与えた力が振動子３０１０２−１，３に加わることを抑制し、振動子３０１０２−１，３の負担を軽減できる。その結果、振動子３０１０２−１，３の摩耗を低減させたり、振動子３０１０２−１，３の動きが妨げられたりすることを抑制でき、故障率を低下させたり、利用者に効率よく力覚を与えることができる。
【０２１３】
［その他の変形例等］
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、第１〜５実施形態やその変形例において、擬似力覚発生装置の基部（例えば、スマートフォン端末装置）が着脱可能であってもよい。この場合には、擬似力覚発生装置１〜５やその変形例の構成のうち基部１０１を除いた部分からなる装置が擬似力覚発生装置として流通してもよい。このような基部１０１は「ベース機構に取り付けられる機構」に相当する。この場合、「接触機構」の質量ｍ１が「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」である基部１０１の質量との合計ｍ２よりも小さければよい。０＜ｍ１／ｍ２≦１／３であればより好ましい。また、連結部１０２ｅａ−ｉが連結部１０２ｄａ−ｉに固定されていてもよいし、連結部１０２ｅｂ−ｉが連結部１０２ｄｂ−ｉに固定されていてもよい。その他、連結部１０２ｄａ−ｉ，１０２ｄｂ−ｉ，１０２ｅａ−ｉ，１０２ｅｂ−ｉが一体であってもよいし、さらにそれらと可動部や接触部などの部位が一体であってもよい。
【０２１４】
同様に、第１０−１５実施形態やその変形例において、擬似力覚発生装置の基部（例えば、スマートフォン端末装置）が着脱可能であってもよい。この場合には、擬似力覚発生装置２００１−２００６やその変形例の構成のうち基部２０１０１を除いた部分からなる装置が擬似力覚発生装置として流通してもよい。このような基部２０１０１は「ベース機構に取り付けられる機構」に相当する。この場合、「接触機構」それぞれの質量ｍ１−ｉが「ベース機構」の質量と「ベース機構に取り付けられる機構」である基部２０１０１の質量との合計ｍ２よりも小さければよい。０＜（ｍ１−ｉ）／ｍ２≦１／３であればより好ましい。また、連結部２０１０２ｅａ−ｉが連結部２０１０２ｄａ−ｉに固定されていてもよいし、連結部２０１０２ｅｂ−ｉが連結部２０１０２ｄｂ−ｉに固定されていてもよい。その他、連結部２０１０２ｄａ−ｉ，２０１０２ｄｂ−ｉ，２０１０２ｅａ−ｉ，２０１０２ｅｂ−ｉが一体であってもよいし、さらにそれらと可動部や接触部などの部位が一体であってもよい。
【０２１５】
なお、上述の実施形態において、擬似力覚発生装置に含まれる各部位が「接触部とともに振動する系」である「接触機構」と、「接触部とともに振動する系を支持する系」に含まれる「ベース機構」のいずれに含まれるのかを予め定めておいてもよい。
【０２１６】
他の方法としては、振動子が可動部と支持部を有する場合、可動部と支持部は常に異なる機構に属することに着目して、各部の動き（位置の時間変化や、その振幅）が、可動部と支持部のいずれに似ているのかに応じて、属する系を判定してもよい（たとえば、可動部に似ている場合にはその部は可動部が属する系に属すると判定する）。具体的には、可動部と支持部のいずれか一方に固定した相対座標における各部の位置の時間変化やその振幅を用いて、各部が「ベース機構」と「接触機構」のいずれに属するのかを判定してもよい。座標系が支持部に固定された場合、支持部の位置は変動しないため、位置の時間変化はゼロとなる。一方、この座標系における可動部の位置は、非対象振動に応じて、周期的に位置が変化することとなる。したがって、属する系を判定したい部位の、この座標系における位置の時間変化が「位置の時間変化がゼロの場合」「位置が周期的に変化」のいずれに似ているかを判断し、似ている方の系に属すると判断すればよい。似ているかどうかの判断は、たとえば、属する系を判定したい部の“位置の時間変化の振幅”を求め、この振幅が所定の閾値以下の場合には「位置の時間変化がゼロの場合」と判断しても良い。「位置が周期的に変化」する際の位置変化の振幅値に対して０以上１以下の所定の数（例：０．５）を乗じた値を所定の閾値としてもよい。
【０２１７】
なお、座標系が可動部に固定された場合、この座標系から見ると、可動部と同じパターンで動く部位は「位置の時間変化がゼロに近い」位置変化を示し、可動部が相対的に周期的な非対称運動を行う相手である支持部および支持部と同じパターンで動く部位は「位置が周期的に変化」することとなるため、座標系が支持部に固定されている場合と同様に属する系を判定することができる。
【０２１８】
なお、擬似力覚発生装置が複数の振動子（可動部と支持部を備える）を有する場合、各振動子に対して、振動子が１つの場合と同様の方法でベース機構と接触機構を判定することとしても良い。このとき、いずれかの部位に固定した相対座標における各部位の位置の時間変化やその振幅を求める際、着目している振動子が運動する軸の方向に沿った位置の時間変化やその振幅を用いるとよい。
【０２１９】
その他、運動の振幅が予め定めた閾値以上の部位が「接触機構」に属すると判定してもよいし、運動の振幅が予め定めた閾値以下の部位を「ベース機構」に属すると判定してもよい。さらに、擬似力覚発生装置の「ベース機構」がどの程度の強度で支持されているのかによって、外部座標系から見た各部位の位置の時間変化の振幅の大きさが異なる。そのため、たとえば、所定の複数の支持強度において各部位の位置の時間変化の振幅の大きさを求め、最も振幅の大きさが大きな支持強度における振幅を用い、上述の判定を行ってもよい。
【０２２０】
また、第１６−２０実施形態では、擬似力覚発生装置が２個の振動子を備え、第１軸に沿った非対称振動を行う一方の振動子が第１板バネ機構に第１軸に沿った方向の力を与え、第２軸に沿った非対称振動を行う他方の振動子が第１板バネ機構に第２軸に沿った方向の力を与えた。しかし、第１軸に沿った非対称振動を行う一方の振動子が第１板バネ機構に第１軸に沿った方向の力を与え、振動子以外の機構が第１板バネ機構に第２軸に沿った方向の力を与えてもよい。この場合も、第１板バネ機構は、第２軸に沿った方向の力が与えられたときに第２軸に沿った方向に弾性変形し、第１可動機構から第１軸に沿った方向の力が与えられたときに第１軸に沿った方向の力を接触部に与える。また、２つの振動子の振動方向が略同一でない限り、基部への振動子の固定位置にも限定はない。また、基部の一方の板面のみならず、基部の他方の面にも同様な機構が設けられてもよい。例えば、第１６実施形態で説明した固定部３０１０１１−１，３０１０１１−２，３０１０１２−２、振動子３０１０２−１，３０１０２−２、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１，３０１０４１−２，３０１０４２−２、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１，３０１０４３−２，３０１０４４−２、固定部３０１０４５、および接触部３０１０３を含む機構が基部３０１０１の表裏面にそれぞれ設けられてもよい。同様に、第１７実施形態で説明した電子装置３０２０１１、振動子３０１０２−ｉ（ただし、ｉ＝１，３）、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１、固定部３０２０４５−１、連結部３０２０４５−３、および接触部３０２０３を含む機構が基部３０２０１の表裏面にそれぞれ設けられてもよい。これにより、多様な方向および態様で力覚を呈示できる。その他、このような機構が立体の複数の面に設けられてもよい。例えば、立方体の６面に第１６実施形態で説明した固定部３０１０１１−１，３０１０１１−２，３０１０１２−２、振動子３０１０２−１，３０１０２−２、連結部３０１０４１−１，３０１０４２−１，３０１０４１−２，３０１０４２−２、板バネ部３０１０４３−１，３０１０４４−１，３０１０４３−２，３０１０４４−２、固定部３０１０４５、および接触部３０１０３を含む機構がそれぞれ設けられてもよい。
【０２２１】
本技術の他の応用として、ぬいぐるみその他のおもちゃを例示できる。この場合にもおもちゃなどの内部等に配置された基部の質量を大きくし、利用者が直接または間接的に接触する接触部の質量を基部よりも小さくすることで、利用者に牽引感覚のような擬似的な力覚を与えることができる。
【０２２２】
駆動制御装置１００，２０１００の構成をコンピュータによって実現する場合、当該装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は、非一時的な（non-transitory）記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。
【０２２３】
このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【０２２４】
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。
【０２２５】
上記実施形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させて本装置の処理機能が実現されたが、これらの処理機能の少なくとも一部がハードウェアで実現されてもよい。
【符号の説明】
【０２２６】
１−１２，２００１−２００７，３００１−３００５  擬似力覚発生装置
【図１−１】
2020062647.tif 000005
【図１−２】
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【図１−３】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020062647.tif 000010
【図５】
2020062647.tif 000011
【図６】
2020062647.tif 000012
【図７−１】
2020062647.tif 000013
【図７−２】
2020062647.tif 000014
【図８−１】
2020062647.tif 000015
【図８−２】
2020062647.tif 000016
【図９−１】
2020062647.tif 000017
【図９−２】
2020062647.tif 000018
【図９−３】
2020062647.tif 000019
【図１０】
2020062647.tif 000020
【図１１−１】
2020062647.tif 000021
【図１１−２】
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【図１１−３】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2020062647.tif 000029
【図１８−１】
2020062647.tif 000030
【図１８−２】
2020062647.tif 000031
【図１９】
2020062647.tif 000032
【図２０】
2020062647.tif 000033
【図２１】
2020062647.tif 000034
【図２２】
2020062647.tif 000035
【図２３】
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【図２４】
2020062647.tif 000037
【図２５】
2020062647.tif 000038
【図２６】
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【図２７】
2020062647.tif 000040
【図２８】
2020062647.tif 000041
【図２９】
2020062647.tif 000042
【図３０】
2020062647.tif 000043
【図３１】
2020062647.tif 000044
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2020062647.tif 000048
【図３６】
2020062647.tif 000049
【図３７】
2020062647.tif 000050
【図３８】
2020062647.tif 000051
【図３９】
2020062647.tif 000052
【図４０】
2020062647.tif 000053
【図４１】
2020062647.tif 000054
【図４２】
2020062647.tif 000055
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2020062647.tif 000058
【図４６】
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【図４７】
2020062647.tif 000060
【図４８】
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【図４９】
2020062647.tif 000062
【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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