(57)【要約】  触力覚提示システム１００は、実空間の情報を取得する情報取得装置７０と、ユーザに触力覚を提示する触力覚提示装置６０とを備えている。触力覚提示装置６０は、情報取得装置７０によって取得された情報から、実空間に存在する物体を特定する物体特定部２０と、特定された物体に応じて、ユーザに提示すべき触力覚を算出する情報処理部３０と、ユーザに対して、算出された触力覚を提示する、触力覚提示部１０とを備えている。
2014119383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに触力覚を提示するための装置であって、
実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えていることを特徴とする触力覚提示装置。
【請求項２】
前記物体特定部が、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記情報処理部が、生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、請求項１に記載の触力覚提示装置。
【請求項３】
前記実空間を撮影可能なカメラを更に備え、
前記物体特定部が、前記カメラから、前記実空間の映像を取得する、
請求項２に記載の触力覚提示装置。
【請求項４】
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置を検出する位置検出部を更に備え、
前記情報処理部が、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１〜３のいずれかに記載の触力覚提示装置。
【請求項５】
前記触力覚提示部が、更に、
当該触力覚提示装置から前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分へと伸びて前記ユーザに引っ張り方向の力を伝達する伝達部材と、
前記引っ張り方向の力を発生させ、それを前記伝達部材に与える駆動部と、
予め、前記駆動部に、設定された大きさの前記引っ張り方向の力を初期力として発生させておき、前記情報処理部によって算出された前記触力覚の提示の際に、算出された前記触力覚が前記伝達部材を介して前記ユーザに与えられるように、前記初期力を増加又は減少させる、制御部と、を備えている、
請求項４に記載の触力覚提示装置。
【請求項６】
実空間の情報を取得する情報取得装置と、ユーザに触力覚を提示する触力覚提示装置と、を備え、
前記触力覚提示装置は、
前記情報取得装置によって取得された情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えている、
ことを特徴とする触力覚提示システム。
【請求項７】
前記情報取得装置が、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得するカメラであり、
前記物体特定部が、仮想空間内に、取得された前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記情報処理部が、生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、請求項６に記載の触力覚提示システム。
【請求項８】
前記触力覚提示装置が、前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置を検出する位置検出部を更に備え、
前記情報処理部が、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項６または７に記載の触力覚提示システム。
【請求項９】
前記触力覚提示部が、更に、
当該触力覚提示装置から前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分へと伸びて前記ユーザに引っ張り方向の力を伝達する伝達部材と、
前記引っ張り方向の力を発生させ、それを前記伝達部材に与える駆動部と、
予め、前記駆動部に、設定された大きさの前記引っ張り方向の力を初期力として発生させておき、前記情報処理部によって算出された前記触力覚の提示の際に、算出された前記触力覚が前記伝達部材を介して前記ユーザに与えられるように、前記初期力を増加又は減少させる、制御部と、を備えている、
請求項８に記載の触力覚提示システム。
【請求項１０】
ユーザに触力覚を提示するための方法であって、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を有することを特徴とする触力覚提示方法。
【請求項１１】
前記（ａ）のステップで、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記（ｂ）のステップで、前記（ａ）のステップで生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１０に記載の触力覚提示方法。
【請求項１２】
前記（ａ）のステップで、前記実空間を撮影可能なカメラから、前記実空間の映像を取得する、
請求項１１に記載の触力覚提示方法。
【請求項１３】
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置が検出された場合に、前記（ｂ）のステップにおいて、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１０〜１２のいずれかに記載の触力覚提示方法。
【請求項１４】
コンピュータによって、ユーザに触力覚を提示するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】
前記（ａ）のステップで、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記（ｂ）のステップで、前記（ａ）のステップで生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１４に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１６】
前記（ａ）のステップで、前記実空間を撮影可能なカメラから、前記実空間の映像を取得する、
請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１７】
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置が検出された場合に、前記（ｂ）のステップにおいて、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１４〜１６のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに対して触力覚を提示（伝達）する触力覚提示装置、これを備えた、触力覚提示システム、触力覚提示方法、及びこれらを実現するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、拡張現実（AR: Augmented Reality）とは、カメラによって撮影された現実空間の映像に、コンピュータ等によって新たな情報を付加することをいう。拡張現実を利用すれば、ユーザは、撮影された現実空間に存在する物及び生物等について、有益な情報を簡単に取得でき、便利である。また、近年、ディスプレイとカメラとを搭載した情報機器の普及により、拡張現実の利用は盛んになっている。特に、スマートフォン等の携帯型の触力覚提示システムの分野では、拡張現実を利用したアプリケーションの開発が盛んである。【０００３】
例えば、特許文献１及び特許文献２は、拡張現実を利用可能な携帯型の触力覚提示システムを開示している。特許文献１及び特許文献２に開示された触力覚提示システムは、それに備えられたカメラによって、実空間の映像を連続的に取得し、これを画面上に表示しながら、表示される映像に付加情報を重畳する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８０９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４４５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の特許文献１又は特許文献２に開示された触力覚提示システムを用いれば、実空間の映像に情報を付加することができ、ユーザは、実空間に関する有益な情報を取得できると考えられる。しかしながら、ユーザが取得できる情報は、テキスト又は映像で表わされる情報に過ぎず、ユーザは、実空間に存在している、物、生物等の感触を得ることは不可能である。【０００６】
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、実空間に存在する物体に対応した触力覚の提示を可能にし得る、触力覚提示装置、触力覚提示システム、触力覚提示方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一側面における触力覚提示装置は、ユーザに触力覚を提示するための装置であって、
実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えていることを特徴とする。【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における触力覚提示システムは、実空間の情報を取得する情報取得装置と、ユーザに触力覚を提示する触力覚提示装置と、を備え、
前記触力覚提示装置は、
前記情報取得装置によって取得された情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えている、
ことを特徴とする。【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における触力覚提示方法は、ユーザに触力覚を提示するための方法であって、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を有することを特徴とする。【００１０】
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、コンピュータによって、ユーザに触力覚を提示するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、実空間に存在する物体に対応した触力覚の提示が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における触力覚提示装置及び触力覚提示システムの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１における触力覚提示システム及び触力覚提示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における触力覚提示装置の各構成部品を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における触力覚提示装置の動作を示すフロー図である。
【図５】図５は、図４に示したステップＳ１０１を説明するための図である。
【図６】図６は、図４に示したステップＳ１０３を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）は、引張力の算出処理を説明するための図であり、図７（ｂ）は、引張力の算出処理に用いられる座標軸を示す図である。
【図８】図８は、提示力の再設定処理を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態における触力覚提示装置の他の例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態において利用される装着部材の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、触力覚提示装置、触力覚提示システム、触力覚提示方法、及びプログラムについて、図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００１４】
［装置構成］
最初に、図１を用いて、本実施の形態１における触力覚提示装置及び触力覚提示システムの外観構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における触力覚提示装置及び触力覚提示システムの外観構成を示す斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態における触力覚提示システム１００は、ユーザ１１０に触力覚を提示する触力覚提示装置６０と、実空間の情報を取得する情報取得装置７０とを備えている。
【００１６】
本実施の形態では、実空間は、水族館であり、特に、そこに設置された水槽１２０内の空間である。また、情報取得装置７０は、カメラであり、実空間の情報として、水槽１２０内の映像を取得する。なお、以下においては、「カメラ７０」と表記する。
【００１７】
また本実施の形態では、触力覚提示装置６０は、タブレット型の形状を有し、水槽１２０の前に配置されている。更に、触力覚提示装置６０は、装置の背面側（画面４１が設けられた側の反対側）の空間において、ユーザ１１０の触力覚の提示を受ける部分、具体的には、指の位置を検出することができ、ユーザ１１０は指の位置を動かすことによって入力操作を行うことができる。
【００１８】
また、触力覚提示装置６０は、画面４１上に、水槽１２０に対応した仮想空間を表示することができ、更に、ユーザ１１０の指に相当するオブジェクト（以下「ユーザオブジェクト」と表記する。）４２を、検出された位置に合わせて仮想空間内に表示することもできる。そして、後述するように、実空間に存在する物体から生成された仮想オブジェクト４３とユーザオブジェクト４２とが接触した場合は、触力覚提示装置６０は、ユーザ１１０の指に仮想オブジェクト４３に触れた感触を伝達する。
【００１９】
つまり、触力覚提示システム１００では、ユーザ１１０が指を動かしたり、実空間の物体（仮想オブジェクト４３）が動いたりすることにより、ユーザ１１０に、実空間の物体の感触に相当する触力覚が提示される。
【００２０】
続いて、図２を用いて、本実施の形態における触力覚提示装置及び触力覚提示システムの構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１における触力覚提示システム及び触力覚提示装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図２に示すように、触力覚提示装置６０は、主に、物体特定部２０と、情報処理部３０と、触力覚提示部１０とを備えている。このうち、物体特定２０は、情報取得装置であるカメラ７０によって取得された情報から、実空間に存在する物体を特定する。また、情報処理部３０は、物体特定部２０によって特定された物体に応じて、ユーザに提示すべき触力覚を算出する。触力覚提示部１０は、ユーザに対して、算出された触力覚を提示する。
【００２２】
このように、本実施の形態では、実空間から取得された情報、具体的には映像からそこに存在する物体が特定され、特定した物体に基づいて触力覚が算出される。つまり、本実施の形態によれば、実空間に存在する物体に対応した触力覚の提示が可能となる。
【００２３】
また、本実施の形態では、図２に示すように、触力覚提示装置６０は、物体特定部２０、情報処理部３０及び触力覚提示部１０に加えて、更に、表示装置４０と、位置検出部５０とを備えている。このうち、表示装置４０は、液晶表示パネル、有機ＥＬパネルといった薄型の表示パネルである。位置検出部５０は、ユーザ１１０において触力覚の提示を受ける部分（指）の位置を検出する。
【００２４】
また、図２に示すように、本実施の形態では、触力覚提示装置６０において、触力覚提示部１０は、伝達部材１２と、駆動部１１と、制御部１４とを備えている。
【００２５】
伝達部材１２は、触力覚提示装置６０からユーザ１１０の触力覚の提示を受ける部分（図１及び図２の例では指）へと伸びて、ユーザ１１０に引っ張り方向の力（以下、「引張力」と表記する。）を伝達する部材である。駆動部１１は、引張力を発生させ、それを伝達部材１２に与えている。
【００２６】
また、制御部１４は、まず、駆動部１１に、予め、設定された大きさの引張力を初期力として発生させる。そして、制御部１４は、駆動部１１において、情報処理部３０によって算出された触力覚の提示の際に、算出された触力覚が伝達部材１２を介してユーザ１１０（図２参照）に与えられるように、初期力を増加又は減少させる。
【００２７】
ここで、図３を用いて、触力覚提示装置の内部構成を具体的に説明する。図３は、本発明の実施の形態における触力覚提示装置の各構成部品を示す分解斜視図である。
【００２８】
図３に示すように、触力覚提示装置６０は、ユーザ側から順に、枠状に形成されたカバー６１と、表示装置４０と、箱状の筐体６２とを備えている。カバー６１は、表示装置４０の画面が露出するように、筐体６２の開口部分に取り付けられる。
【００２９】
上述した、駆動部１１、制御部１４、物体特定部２０、位置検出部５０、及び情報処理部３０は、表示装置４０の背面側となる筐体６２の内部に配置されている。また、図３に示すように、本実施の形態では、３本の伝達部材１２が用いられており、これに対応して３つの駆動部１１が配置されている。
【００３０】
本実施の形態では、伝達部材１２それぞれは、触力覚提示装置６０の背面側の異なる位置からユーザ１１０における触力覚の提示を受ける部分（指）へと伸びる紐状の部材、例えば、ワイヤである。また、各伝達部材１２の先端は、ユーザ１１０の触力覚の提示を受ける部分に装着される装着部材１３に固定されている。具体的には、装着部材１３は、ユーザ１１０の指に装着可能なリング状の部材である。
【００３１】
また、本実施の形態では、各駆動部１１は、プーリ１５が軸に取り付けられたモータであり、対応する伝達部材１２をプーリ１５で巻き取ることによって、対応する伝達部材１２に、引っ張り方向の力を与えている。
【００３２】
更に、筐体６２の底面には、伝達部材１２毎に、通し穴１６が設けられており、各伝達部材１２は、通し穴１６を経由して、触力覚提示装置６０の背面側へと伸びる。なお、各通し穴１６の位置は、特に限定されないが、後述するように、触力覚の提示範囲は各通し穴１６の位置によって決定される（図８の領域Ｘ参照）。よって、各通し穴１６の位置は、求められる提示範囲を考慮した上で決定される。
【００３３】
このように、本実施の形態においては、３本の伝達部材１２によって、装着部材１３が引っ張られることによって、ユーザ１１０の指に提示力が提示される（図１参照）。つまり、各駆動部１１が伝達部材１３に与える引張力の合力によって、触力覚が提示される。
【００３４】
また、本実施の形態では、位置検出部５０は、駆動部１１毎に、その軸に設けられたエンコーダである。このため、位置検出部５０は、ユーザの触力覚の提示を受ける部分の位置を検出するためのデータ（以下、「位置検出データ」と表記する。）として、モータの軸の回転数を特定するデータを、情報処理部３０に出力する。
【００３５】
そして、情報処理部３０は、各位置検出部５０から出力された位置検出データを受け取ると、予め登録されている、伝達部材１２の全長、プーリ１５の直径、プーリ１５から通し穴１６までの距離等に基づいて、各伝達部材１２の通し穴１６から装着部材１３までの長さを算出する。また、情報処理部３０は、後述するように、算出された各伝達部材１２の長さに基づいて、ユーザ１１０の触力覚の提示を受ける部分の位置、即ち、装着部材１３の位置を算出する。
【００３６】
また、図３の例では、制御部１４、物体特定部２０、及び情報処理部３０は、個別に例示されておらず、これらは、ボードコンピュータ６３に組み込まれたプログラムによって構築されている。また、制御部１４、物体特定部２０、及び情報処理部３０はそれぞれ別々のコンピュータによって実現されていても良いし、同一のコンピュータによって実現されていても良い。
【００３７】
続いて、再度図２を用いて、触力覚提示装置６０におけるデータの流れについて説明する。触力覚提示装置６０では、ユーザ１１０が、装着部材１３を装着した指を、触力覚提示システム１００の背面側で動かすと、各位置検出部５０が、位置検出データａを情報処理部３０に出力する。
【００３８】
また、物体特定部２０は、カメラ７０から実空間の映像を取得すると、コンピュータのメモリ空間に構築された仮想空間内に、取得した映像に映っている物体１２１の仮想オブジェクト４３を生成する（図１参照）。具体的には、物体特定部２０は、例えば、米国特許出願公開第2009/0096783号明細書及び米国特許出願公開第2010/0118123号明細書に開示された、撮影された物体から３次元モデルを作成する技術を利用して、仮想オブジェクト４３を生成する。
【００３９】
更に、物体特定部２０は、生成した仮想オブジェクト４３のデータ（仮想オブジェクトデータｃ）を情報処理部３０に出力する。なお、図１の例では、物体特定部２０は、水槽１２０内を泳ぐ魚の仮想オブジェクトを生成している。また、仮想オブジェクトデータｃには、その位置データも含まれている。
【００４０】
また、情報処理部３０は、ユーザ１１０の指に相当するユーザオブジェクト４２（図１参照）を生成する。そして、情報処理部３０は、各位置検出データａを受け取ると、これらに基づいて、ユーザ１１０の指（装着部材１３）の位置を特定し、特定した位置に応じて、ユーザオブジェクト４２（図１参照）の位置を変更する。
【００４１】
続いて、情報処理部３０は、仮想オブジェクト４３の位置と、ユーザオブジェクト４２の位置とを比較し、両者が接触しているかどうかを判定する。そして、判定の結果、接触している場合は、情報処理部３０は、仮想オブジェクト４３の接触によってユーザオブジェクト４２に生じた力を算出し、算出した力を特定するデータｂ（以下「提示データｂ」と表記する。）を、制御部１４に出力する。この算出された力は、ユーザに伝達すべき触力覚に相当する。また、このとき、情報処理部３０は、仮想オブジェクト４３とユーザオブジェクト４２とを表示させるためのデータを、表示データｅとして表示装置４０に出力する。
【００４２】
制御部１４は、提示データｂを受け取ると、提示データｂによって特定される触力覚がユーザ１１０に伝達されるように、各駆動部１１が出力すべき引張力を算出する。そして、制御部１４は、各駆動部１１に目的の引張力を発揮させる制御データｄを生成し、これを各駆動部１１に出力する。
【００４３】
具体的には、制御部１４は、電源回路（図示せず）を用いて、駆動部１１として機能するモータを駆動するためのパルス信号を生成し、これを制御データｄとして出力する。これにより、各駆動部（モータ）１１は、計算された引張力で伝達部材１２を引っ張り、ユーザ１１０の指先には、提示データｂによって特定される触力覚が提示される。
【００４４】
図１〜図３を用いて説明したように、本実施の形態では、触力覚提示装置６０は、その背面側に位置するユーザ１１０の指に、伝達部材１１によって引っ張り方向の力を伝達することによって触力覚を提示する。このため、広い範囲での３次元的な触力覚の提示が可能となる。また、触力覚提示装置の構成は、コンパクトにできるので、装置の小型化も図られる。なお、本発明でいう「触力覚」とは、ユーザが感じる、反発力、抵抗力、外力、感触、等を意味する。
【００４５】
また、本実施の形態１では、駆動部材１２による引張力の伝達方向は、プーリ１５及び通し穴１６の位置によって、自由に設定できる。更に、伝達部材１２の通し穴から装着部材１３までの距離は、プーリ１５での巻き取り量によって設定できるので、ユーザが指を動かすことのできる範囲も自由に設定できる。また、伝達部材１２として、軽量な紐状の部材が用いられているので、ユーザは、指を動かす際に、機械的な抵抗などを感じ難いといえる。
【００４６】
［装置動作］
次に、本発明の実施の形態における触力覚提示装置６０の動作について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態における触力覚提示装置の動作を示すフロー図である。なお、以下の説明においては、適宜図１〜図３を参酌する。また、本実施の形態では、触力覚提示装置６０を動作させることによって、触力覚提示方法が実施される。よって、本実施の形態における触力覚提示方法の説明は、以下の触力覚提示装置６０の動作説明に代える。
【００４７】
まず、物体特定部２０が、予め、カメラ７０から実空間の映像を取得し、コンピュータのメモリ空間に構築された仮想空間内に、取得した映像に映っている物体１２１の仮想オブジェクト４３を生成しているとする。また、情報処理部３０も、予め、ユーザ１１０の指に相当するユーザオブジェクト４２（図１参照）を生成しているとする。
【００４８】
この場合において、ユーザ１１０が、触力覚提示システム１００の背面の空間において、表示装置４０の画面上に表示される仮想オブジェクト４３（図１参照）に触れようとして、指を動かすとする。これにより、図２に示したように、位置検出部５０それぞれは、位置検出データａを、情報処理部３０に出力する。
【００４９】
次に、図４に示すように、情報処理部３０は、出力されてきた位置検出データａに基づいて、各伝達部材１２の通し穴１６から装着部材１３までの長さを算出し、更に、算出された各伝達部材１２の長さに基づいて、ユーザ１１０の指の位置を検出及び特定する（Ｓ１０１）。また、情報処理部３０は、特定した位置に応じて、ユーザオブジェクト４２（図１参照）の位置を変更する。
【００５０】
次に、情報処理部３０は、仮想オブジェクト４３の位置と、ユーザオブジェクト４２の位置とを比較し、両者が接触しているかどうかを判定する。そして、判定の結果、接触している場合は、情報処理部３０は、仮想オブジェクト４３の接触によってユーザオブジェクト４２に生じた力を算出し、算出した力を特定する提示データｂを、制御部１４に出力する（ステップＳ１０２）。
【００５１】
また、ステップＳ１０２では、情報処理部３０は、仮想オブジェクト４３とユーザオブジェクト４２とを表示させるためのデータを、表示データｅとして表示装置４０に出力する。
【００５２】
次に、制御部１４は、情報処理部３０から提示データｂを受け取ると、提示データｂで特定される提示力を提示する上で各駆動部１１が出力すべき引張力を算出する（ステップＳ１０３）。また、ステップＳ１０３では、制御部１４は、更に、各駆動部１１によって、算出された引張力が発生するように制御データｄを生成し、これを各駆動部１１に出力する。
【００５３】
ステップＳ１０３が実行されると、触力覚提示装置６０は、ユーザ１１０の指先に、装着部材１３を介して触力覚を提示する（ステップＳ１０４）。また、表示装置の画面１０１には、ステップＳ１０２で情報処理部３０が出力した表示データｅに基づいて、仮想オブジェクト４３とユーザオブジェクト４２とが表示される（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０４とステップＳ１０５とは、同時に実行されても良い。
【００５４】
また、本実施の形態１においては、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５は、繰り返し実行される。よって、ユーザ１１０が、ある位置から別の位置までを指を動かした場合は、開始から終了までの間に、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５は繰り返し実行されるので、その間、ユーザ１１０は、連続して、触力覚の提示を受けることができる。
【００５５】
ここで、図４に示したステップＳ１０１〜ステップＳ１０５までの各ステップについて、図５〜図８を用いて更に詳細に説明する。
【００５６】
［ステップＳ１０１］
まず、図５を用いて、図４に示したステップＳ１０１について説明する。図５は、図４に示したステップＳ１０１を説明するための図である。ステップＳ１０１の指位置検出処理では、上述したように、触力覚提示装置６０の背面側において、伝達部材１２の先端が接続されている装着部材１３の位置が、位置検出部５０によって特定される伝達部材１２の長さによって特定される。
【００５７】
具体的には、図５に示すように、各伝達部材１２の通し穴１６から装着部材１３までの長さを、それぞれ、ｌ１、ｌ２、ｌ３とし、画面の水平方向において隣り合う通し穴間の間隔をｗとし、画面の垂直方向において隣り合う通し穴間の間隔をｈとする。この場合、情報処理部３０は、ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｗ、及びｈを用いて、装着部材１３の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を幾何的に算出する。
【００５８】
［ステップＳ１０２］
次に、図１を参照しながら、図４に示したステップＳ１０２について説明する。ステップＳ１０２では、上述したように、ユーザ１１０の実際の指の動きに合せて、仮想空間内でユーザオブジェクト４２が仮想オブジェクト４３に接触する。
【００５９】
具体的には、情報処理部３０は、仮想空間内の物理シミュレータを用いて、ユーザオブジェクト４２と仮想オブジェクト４３とが接触した際の位置の変化及び接触力をシミュレートする。
【００６０】
そして、情報処理部３０は、ユーザオブジェクト４２と仮想オブジェクト４３との仮想空間での物理係数に応じて、接触によって両者に生じた反力を計算する。なお、物理係数としては、ユーザオブジェクト４２及び仮想オブジェクト４３それぞれの、質量、速度、加速度、接触方向、反発係数等が挙げられる。
【００６１】
また、この計算された反力のうち、ユーザオブジェクト４２が仮想オブジェクト４３から受けた反力が、ユーザ１１０に提示すべき触力覚に相当する（後述の図６及び図７参照）。よって、ユーザオブジェクト４２が仮想オブジェクト４３から受けた反力を「提示力Ｆ」とすると、情報処理部３０は、提示力Ｆが提示されるようにするため、提示力Ｆを特定する提示データｂを制御部１４に出力する。また、情報処理部３０は、その際の、ユーザオブジェクト４２及び仮想オブジェクト４３を表示するためのデータを、表示情報である表示データｅとして表示装置４０に出力する。
【００６２】
［ステップＳ１０３］
次に、図６及び図７を用いて、図４に示したステップＳ１０３について説明する。図６は、図４に示したステップＳ１０３を説明するための図である。図６に示すように、目的の提示力Ｆを提示するために必要となる各伝達部材１２の引張力を、それぞれ、τ１、τ２、τ３とすると、提示力Ｆは、基本的には、引張力τ１、τ２、及びτ３の合力に相当する。
【００６３】
そして、提示力Ｆが、外部から触力覚提示装置６０に向かう方向の力である場合には、提示力Ｆの方向は、引張力τ１〜τ３の合力の方向と一致する。しかし、図６に示すように、提示力Ｆが触力覚提示装置６０から離れる方向の力である場合には、伝達部材１２は、紐状の部材であり、触力覚提示装置６０側へと引っ張る方向の力しか伝達できないため、触力覚の提示ができなくなる可能性がある。
【００６４】
そのため、本実施の形態１では、制御部１４は、上述したように、触力覚を提示しない場合において、予め、ユーザの指（装着部材１３）に一定の力を常に初期力Ｆ０として提示する。そして、制御部１４は、提示力Ｆが、触力覚提示装置６０から離れる方向の力である場合は、初期力Ｆ０を緩めることにより、触力覚提示装置６０から離れる方向への触力覚を提示している。
【００６５】
一般に、ヒトの触感覚には、その時間特性として、順応と呼ばれる現象がある。順応は、ヒトに一定の刺激を提示し続けると、刺激に対する感度が低下する現象である。つまり、ヒトの皮膚は、圧力に対してきわめて順応しやすく、指輪及び腕時計を装着した場合、その装着感は失われやすい。
【００６６】
また、重力に対しても同様であり、ヒトは、普段、その力を意識することはない。例えば、電車に乗っている際の加速時又は減速時において、ヒトには、その慣性力と重力との合力が力として加わっているが、電車に乗っているヒトは、合力を感じず、移動方向への慣性力のみを感じる。
【００６７】
このように、本実施の形態では、ヒトの順応性が利用され、初期力Ｆ０を増加又は減少させることによって、触力覚提示装置６０に向かう方向の触力覚と離れる方向の触力覚との提示が可能となっている。
【００６８】
続いて、図７を用いて、伝達部材１２に与える引張力τ１〜τ３の算出処理について具体的に説明する。図７（ａ）は、引張力の算出処理を説明するための図であり、図７（ｂ）は、引張力の算出処理に用いられる座標軸を示す図である。
【００６９】
図７（ａ）及び（ｂ）において、引張力τ１〜τ３は、初期力Ｆ０を発生させるために必要となる引張力を除いた引張力であり、初期力Ｆ０に対して加算又は減算させる引張力である。また、図７（ａ）及び（ｂ）において、座標軸の原点は、各伝達部材１２の先端の位置とする。更に、ｘ軸は画面の水平方向に平行な軸、ｙ軸は画面の垂直方向に平行な軸、ｚ軸は画面の法線に平行な軸とする。図７（ｂ）において、単位ベクトルｒの座標を、（ｒ，ψｉ，θｉ）とする。この場合、引張力τ１〜τ３は、目的の提示力を発揮するためには、下記の数１の関係を満たす必要がある。
【００７０】
【数１】
2014119383.tif 000003
【００７１】
また、上記数１において、伝達部材１２の引張力τ１〜τ３はスカラー量であり、引張力τ１〜τ３の方向ベクトルΦｉは、数２によって表わされる。
【００７２】
【数２】
2014119383.tif 000004
【００７３】
制御部１４は、上記数１及び数２を用いることで、引張力τ１〜τ３を算出することができる。また、上記数１に示すように、目的の提示力Ｆは、各伝達部材１２の引張力から初期力Ｆ０を減算することによって得られている。このため、提示力Ｆが、触力覚提示システム１００から離れる方向（−ｚ方向）の、初期力Ｆ０を超える力でない限りは、触力覚提示システム１００から離れる方向（−ｚ方向）においても触力覚の提示が可能となる。
【００７４】
なお、各伝達部材１２の引張力の条件として、引張力τ１、τ２、τ３は、引張する向にしか力を提示できないため、これらは必ず正の値をとる。また、各引張力の最低値をτｍｉｎとした場合は、下記の数３が成立する。
【００７５】
【数３】
2014119383.tif 000005
【００７６】
ところで、伝達部材１２は、引っ張り方向の力しか伝達できないため、引張力τ１、τ２、τ３の合力によって、提示すべき触力覚を提示できない状況が発生することがある（図８参照）。具体的には、装着部材１３が、画面の法線に平行な方向（ｚ軸方向）において、隣接する通し穴１６を直線で結んで得られる領域（図８の領域Ｘ参照）と重ならない位置にある場合は、上記数１では、目的の提示力Ｆを算出できなくなる可能性がある。このような場合、本実施の形態では、制御部１４は、提示すべき触力覚（提示力Ｆ）を設定し直し、設定し直した提示力Ｆｒが提示されるように、初期力Ｆ０を増加又は減少させる。以下に、上記再設定処理について具体的に説明する。
【００７７】
図８は、提示力の再設定処理を説明するための図である。図８に示すように、例えば、装着部材１３の位置（ｘ、ｙ、ｚ）が、隣接する通し穴１６を直線で結んで得られる領域Ｘとｚ軸方向において重ならない位置にある場合を想定する。
【００７８】
図８に示す場合において、提示力Ｆのｘ軸方向の成分が正でない限り、各伝達部材１２の張力をどのように設定しても、上記数１及び数２によって提示力Ｆを算出することは不可能である。一方、このような状況であっても、ユーザは、指を領域Ｘとｚ軸方向において重なる位置に移動させることはできる。従って、制御部１４は、このような場合において、上記数１及び数２によって、引張力τ１、τ２、τ３を算出できるように、提示力Ｆｒを再設定する。
【００７９】
図８の例では、実際に、引張力τ１、τ２、及びτ３によって引っ張りたい方向は、提示力Ｆと初期力Ｆ０との合力の方向である。しかし、この方向は、各伝達部材１２の合力によって引っ張ることができる方向ではない。このため、制御部１４は、提示力Ｆと初期力Ｆ０との合力に最も近い力を、新たな提示力Ｆｒとして再設定する。
【００８０】
図８の例では、引張力τ１と引張力τ２とで発生させる提示力Ｆｒが、元の提示力Ｆと初期力Ｆ０との合力に近くなる。そこで、制御部１４は、引張力τ１と引張力τ２とを発生させる２本の伝達部材１２によって作られる面に、元の提示力Ｆと初期力Ｆ０との合力を回転射影することで、新しい提示力Ｆｒを再設定する。
【００８１】
具体的には、引張力τ１と引張力τ２とを発生させる２本の伝達部材１２によって作られる面への射影ベクトルＶは、下記の数４によって表すことができる。数４において変数「ａ」は、図８に示すように、回転射影を行なった場合の回転角度ωを最も小さくする位置、即ち、領域Ｘの画面の垂直方向における辺上の位置を割合で表わしている（０＜ａ＜１）。また、Φ１は通し穴１６を基準にしたτ１の方向ベクトルである。Φ２は通し穴１６を基準にしたτ２の方向ベクトルである。Φ１及びΦ２は、上述の数２から求められる。
【００８２】
【数４】
2014119383.tif 000006
【００８３】
従って、制御部１４は、下記数５を用いて、射影ベクトルＶと元の提示力Ｆ及び初期力Ｆ０の合力との内積を、最も小さくする射影ベクトルを算出する。そして、制御部１５は、算出した射影ベクトルを、下記の数６に適用して、新たな提示力Ｆｒを算出する。その後、制御部１５は、新たな提示力Ｆｒを用いて、各伝達部材１２の引張力τ１、τ２、τ３を算出し、これらが発生するように制御データｄを生成し、各駆動部１１に出力する。
【００８４】
【数５】
2014119383.tif 000007
【００８５】
【数６】
2014119383.tif 000008
【００８６】
［実施の形態における変形例］
変形例１：
上述した例では、情報取得装置７０としては、カメラが用いられているが、本実施の形態はこれに限定されない。情報取得装置７０は、実空間の情報を取得できる装置であれば良く、例えば、実空間の物体の形状を超音波によって特定できる装置であっても良い。
【００８７】
変形例２：
上述した例では、情報取得装置７０は、触力覚提示装置６０とは別体となっているが、本実施の形態では、情報取得装置７０が触力覚提示装置６０に組み込まれていても良い。具体的には、触力覚提示装置６０の背面に、カメラが取り付けられている態様であっても良い。
【００８８】
変形例３：
上述した例では、触力覚提示装置６０は、図３に示したようにタブレット状の筐体６２に全ての構成部品を収納しているが、本実施の形態はこれに限定されない。本実施の形態は、例えば、触力覚提示装置６０における触力覚提示部１０以外の部分、即ち、物体特定部２０と情報処理部３０とが、別のコンピュータによって構成された態様であっても良い。
【００８９】
変形例４：
上述した例では、触力覚提示部１０は、複数の紐状の伝達部材１２によって触力覚を提示する構成を備えているが、本実施の形態では触力覚提示部１０の構成は限定されない。例えば、触力覚提示部１０は、手の形状に合わせて形成したリンク機構、表示装置を厚み方向に移動させる機構、又は表示装置の主面に配置された透明のプレートを動かす機構を備え、これらの機構によって触力覚を提示することもできる。
【００９０】
変形例５：
また、上述した例では、触力覚提示部１０において、伝達部材１２は三本であるが、本実施の形態では、伝達部材１２の数は特に限定されるものではない。伝達部材１２の数は、触力覚提示装置６０を大型化させない範囲で設定されていれば良い。
【００９１】
変形例５：
更に、上述した例では、触力覚提示部１０において、駆動部１１としてモータが用いられているが、本実施の形態では、駆動部１１はモータに限定されない。駆動部１１は、伝達部材を引っ張ることが可能なアクチュエータであれば良く、駆動部１１としては、他に、伸張動作を行なう人工筋肉アクチュエータ、繊維状の形状記憶合金アクチュエータ、などが挙げられる。
【００９２】
変形例６：
また、上述した例では、位置検出部５０として、伝達部材の長さを特定するエンコーダが用いられているが、本実施の形態では、位置検出部５０は、エンコーダ以外であっても良い。例えば、位置検出部５０としては、触力覚提示装置６０の背面に設置されたカメラを用いることができる。この場合は、装着部材１３の位置が光学的に検出される。また、位置検出部５０として、触力覚提示装置６０の背面に設置された磁気センサを用いることもできる。この場合は、磁気を発する材料で装着部材１３を形成することによって、装着部材１３の位置検出が可能となる。
【００９３】
変形例７：
また、上述した例では、図５に示したように、伝達部材１２を引張し始める位置である通し穴１６の位置は、縦方向をｈ、横方向をｗとした直角三角形の頂点位置に設定されているが、本実施の形態において、通し穴１６の位置は特に限定されるものではない。また、全ての通し穴は、同一平面内に配置されていなくても良い。通し穴１６の位置は、触力覚提示装置６０の厚みが許す範囲で適宜設定される。
【００９４】
変形例８：
また、上述した例では、触力覚提示装置６０の背面側を操作空間にして、触力覚が提示されているが、本実施の形態では、触力覚提示装置６０の画面側の空間が操作空間となっていても良い。但し、この場合は、初期力Ｆ０の方向は、ｚ軸において負の方向となる（図６参照）。
【００９５】
変形例９：
図９は、本発明の実施の形態における触力覚提示装置の他の例を示す斜視図である。図９の例では、触力覚提示装置６０を構成している筐体６２の底面に、伝達部材１２を収容するための溝１７と、装着部材１３を収容するための凹部１８とが形成されている。図９に示す例とした場合は、不使用時において、触力覚提示装置６０の外観をすっきりさせることができる。
【００９６】
変形例１０：
図１０は、本発明の実施の形態において利用される装着部材の他の例を示す図である。図１０の例では、装着部材１３は、単なるリングではなく、リング状のフレーム１３ａと、その内周に嵌め込まれるボールベアリング１３ｂと、伝達部材１２が連結される連結部１３ｃとを備えている。従って、装着部材１３において、ユーザの指に接触している部分は、伝達部材１２に接続されている部分から独立して回転することができるので、以下の効果が得られることになる。
【００９７】
例えば、図１の例において、ユーザが、装着部材１３を装着した指で、仮想オブジェク４３の向かって右側の面を触ろうとした場合を想定する。この場合、ユーザは、指の腹を仮想オブジェクト４３に接触させようとして、手首を外旋させるが、このとき、指と装着部材１３とが密着していると、手首の外旋によって、装着部材１３は指と共に回転してしまう。これにより、指には、想定していないモーメントが作用してしまい、正確な触力覚を提示することが困難となる。また、指に、伝達部材１２が絡みつく可能性もある。
【００９８】
しかしながら、図１０に示す装着部材１３を用いれば、装着部材１３において、ユーザの指に接触している部分は、伝達部材１２に接続されている部分から独立して回転することができる。よって、想定していないモーメントが作用したり、指に伝達部材１２が絡みついたり、といった事態が回避される。なお、図１０の例では、ユーザの指に接触している部分を、伝達部材１２に接続されている部分から独立して回転させるために、ボールベアリング１３ｂが用いられているが、本例は、この態様に限定される趣旨ではない。このような作用が得られる部材であれば、限定なく、装着部材１３に導入可能である。
【００９９】
［適用例］
また、図１には、触力覚提示システム１００の適用例として、水族館の水槽が示されているが、本実施の形態において、触力覚提示システム１００の適用例は、これに限定されない。触力覚提示システム１００の他の適用例としては、動物園、美術館、展望台、天文台、プラネタリウム等が挙げられる。触力覚提示システム１００は、特に、ユーザが触れてみたいが触ることができない物体に対して有効である。
【０１００】
［プログラム］
本実施の形態１におけるプログラムは、コンピュータに、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０３を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における触力覚提示装置６０と触力覚提示方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、物体特定部２０、情報処理部３０、制御部１４として機能し、処理を行なう。
【０１０１】
また、触力覚提示装置６０を実現可能なコンピュータは、特に限定されず、上述したマイコンであっても良いし、汎用のパーソナルコンピュータであっても良い。更に、触力覚提示装置６０を実現可能なコンピュータは、携帯電話、スマートフォン、又はタブレット型の触力覚提示システムに備えられているコンピュータであっても良い。
【０１０２】
また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で提供されても良いし、インターネット介して送信されても良い。なお、記録媒体の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記憶媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体が挙げられる。
【０１０３】
［実施の形態における効果］
以上のように、本実施の形態における触力覚提示システムによれば、ユーザは、提示される触力覚によって、実際には触ることができない実空間の物体をあたかも触ったと感じることができる。従って、ユーザは、本水中にいる生物、危険な肉食獣、触ることが許されない貴重な美術品等を、擬似的に触ったと感じることができる。
【０１０４】
また、本実施の形態では、触力覚の発生は、ヒトの知覚特性を考慮して行なわれているため、発生した触力覚は、ユーザにとって違和感のないものとなる。更に、伝達部材の長さを確保することで、ユーザは指を大きく動かすことができ、この点からも、触力覚は、ユーザにとって違和感のないものとなる。
【０１０５】
また、伝達部材として紐状の部材を用いた場合は、触力覚提示装置の複雑化を抑制できるので、特に、装置の小型化及び軽量化を促進できる。更に、モータ等を空間的に配置する必要がないので、触力覚提示装置を、携帯型の触力覚提示システムに適用することも可能となる。
【０１０６】
上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する（付記１）〜（付記１７）によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。
【０１０７】
（付記１）
ユーザに触力覚を提示するための装置であって、
実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えていることを特徴とする触力覚提示装置。
【０１０８】
（付記２）
前記物体特定部が、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記情報処理部が、生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、付記１に記載の触力覚提示装置。
【０１０９】
（付記３）
前記実空間を撮影可能なカメラを更に備え、
前記物体特定部が、前記カメラから、前記実空間の映像を取得する、
付記２に記載の触力覚提示装置。
【０１１０】
（付記４）
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置を検出する位置検出部を更に備え、
前記情報処理部が、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
付記１に記載の触力覚提示装置。
【０１１１】
（付記５）
前記触力覚提示部が、更に、
当該触力覚提示装置から前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分へと伸びて前記ユーザに引っ張り方向の力を伝達する伝達部材と、
前記引っ張り方向の力を発生させ、それを前記伝達部材に与える駆動部と、
予め、前記駆動部に、設定された大きさの前記引っ張り方向の力を初期力として発生させておき、前記情報処理部によって算出された前記触力覚の提示の際に、算出された前記触力覚が前記伝達部材を介して前記ユーザに与えられるように、前記初期力を増加又は減少させる、制御部と、を備えている、
付記４に記載の触力覚提示装置。
【０１１２】
（付記６）
実空間の情報を取得する情報取得装置と、ユーザに触力覚を提示する触力覚提示装置と、を備え、
前記触力覚提示装置は、
前記情報取得装置によって取得された情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えている、
ことを特徴とする触力覚提示システム。
【０１１３】
（付記７）
前記情報取得装置が、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得するカメラであり、
前記物体特定部が、仮想空間内に、取得された前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記情報処理部が、生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、付記６に記載の触力覚提示システム。
【０１１４】
（付記８）
前記触力覚提示装置が、前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置を検出する位置検出部を更に備え、
前記情報処理部が、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
付記６に記載の触力覚提示システム。
【０１１５】
（付記９）
前記触力覚提示部が、更に、
当該触力覚提示装置から前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分へと伸びて前記ユーザに引っ張り方向の力を伝達する伝達部材と、
前記引っ張り方向の力を発生させ、それを前記伝達部材に与える駆動部と、
予め、前記駆動部に、設定された大きさの前記引っ張り方向の力を初期力として発生させておき、前記情報処理部によって算出された前記触力覚の提示の際に、算出された前記触力覚が前記伝達部材を介して前記ユーザに与えられるように、前記初期力を増加又は減少させる、制御部と、を備えている、
付記８に記載の触力覚提示システム。
【０１１６】
（付記１０）
ユーザに触力覚を提示するための方法であって、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を有することを特徴とする触力覚提示方法。
【０１１７】
（付記１１）
前記（ａ）のステップで、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記（ｂ）のステップで、前記（ａ）のステップで生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、
付記１０に記載の触力覚提示方法。
【０１１８】
（付記１２）
前記（ａ）のステップで、前記実空間を撮影可能なカメラから、前記実空間の映像を取得する、
付記１１に記載の触力覚提示方法。
【０１１９】
（付記１３）
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置が検出された場合に、前記（ｂ）のステップにおいて、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
付記１０に記載の触力覚提示方法。
【０１２０】
（付記１４）
コンピュータによって、ユーザに触力覚を提示するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１２１】
（付記１５）
前記（ａ）のステップで、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記（ｂ）のステップで、前記（ａ）のステップで生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、
付記１４に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１２２】
（付記１６）
前記（ａ）のステップで、前記実空間を撮影可能なカメラから、前記実空間の映像を取得する、
付記１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１２３】
（付記１７）
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置が検出された場合に、前記（ｂ）のステップにおいて、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
付記１４に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１２４】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１２５】
この出願は、２０１３年１月２９日に出願された日本出願特願２０１３−１４２０７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明によれば、実空間に存在する物体に対応した触力覚の提示が可能になる。本発明は、例えば、水族館、動物園、美術館などにおいて有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  触力覚提示部
１１  駆動部
１２  伝達部材
１３  装着部材
１３a  フレーム
１３ｂ  ボールベアリング
１３ｃ  連結部
１４  制御部
１５  プーリ
１６  通し穴
１７  溝
１８  凹部
２０  物体特定部
３０  情報処理部
４０  表示装置
４１  画面
４２  ユーザオブジェクト
４３  仮想オブジェクト
５０  位置検出部
６０  触力覚提示装置
６１  カバー
６２  筐体
７０  情報取得装置
１００  触力覚提示システム
１１０  ユーザ
ａ  位置検出データ
ｂ  提示データ
ｃ  仮想オブジェクトデータ
ｄ  制御データ 
ｅ  表示データ
【図１】
2014119383.tif 000009
【図２】
2014119383.tif 000010
【図３】
2014119383.tif 000011
【図４】
2014119383.tif 000012
【図５】
2014119383.tif 000013
【図６】
2014119383.tif 000014
【図７】
2014119383.tif 000015
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年7月24日(2015.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに触力覚を提示するための装置であって、
実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えていることを特徴とする触力覚提示装置。
【請求項２】
前記物体特定部が、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記情報処理部が、生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、請求項１に記載の触力覚提示装置。
【請求項３】
前記実空間を撮影可能なカメラを更に備え、
前記物体特定部が、前記カメラから、前記実空間の映像を取得する、
請求項２に記載の触力覚提示装置。
【請求項４】
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置を検出する位置検出部を更に備え、
前記情報処理部が、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１〜３のいずれかに記載の触力覚提示装置。
【請求項５】
前記触力覚提示部が、更に、
当該触力覚提示装置から前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分へと伸びて前記ユーザに引っ張り方向の力を伝達する伝達部材と、
前記引っ張り方向の力を発生させ、それを前記伝達部材に与える駆動部と、
予め、前記駆動部に、設定された大きさの前記引っ張り方向の力を初期力として発生させておき、前記情報処理部によって算出された前記触力覚の提示の際に、算出された前記触力覚が前記伝達部材を介して前記ユーザに与えられるように、前記初期力を増加又は減少させる、制御部と、を備えている、
請求項４に記載の触力覚提示装置。
【請求項６】
実空間の情報を取得する情報取得装置と、ユーザに触力覚を提示する触力覚提示装置と、を備え、
前記触力覚提示装置は、
前記情報取得装置によって取得された情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、物体特定部と、
特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、情報処理部と、
前記ユーザに対して、算出された前記触力覚を提示する、触力覚提示部と、
を備えている、
ことを特徴とする触力覚提示システム。
【請求項７】
前記情報取得装置が、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得するカメラであり、
前記物体特定部が、仮想空間内に、取得された前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記情報処理部が、生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、請求項６に記載の触力覚提示システム。
【請求項８】
前記触力覚提示装置が、前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置を検出する位置検出部を更に備え、
前記情報処理部が、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項６または７に記載の触力覚提示システム。
【請求項９】
前記触力覚提示部が、更に、
当該触力覚提示装置から前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分へと伸びて前記ユーザに引っ張り方向の力を伝達する伝達部材と、
前記引っ張り方向の力を発生させ、それを前記伝達部材に与える駆動部と、
予め、前記駆動部に、設定された大きさの前記引っ張り方向の力を初期力として発生させておき、前記情報処理部によって算出された前記触力覚の提示の際に、算出された前記触力覚が前記伝達部材を介して前記ユーザに与えられるように、前記初期力を増加又は減少させる、制御部と、を備えている、
請求項８に記載の触力覚提示システム。
【請求項１０】
ユーザに触力覚を提示するための方法であって、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を有することを特徴とする触力覚提示方法。
【請求項１１】
前記（ａ）のステップで、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記（ｂ）のステップで、前記（ａ）のステップで生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１０に記載の触力覚提示方法。
【請求項１２】
前記（ａ）のステップで、前記実空間を撮影可能なカメラから、前記実空間の映像を取得する、
請求項１１に記載の触力覚提示方法。
【請求項１３】
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置が検出された場合に、前記（ｂ）のステップにおいて、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１０〜１２のいずれかに記載の触力覚提示方法。
【請求項１４】
コンピュータによって、ユーザに触力覚を提示するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を実行させる、プログラム。
【請求項１５】
前記（ａ）のステップで、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記（ｂ）のステップで、前記（ａ）のステップで生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１４に記載のプログラム。
【請求項１６】
前記（ａ）のステップで、前記実空間を撮影可能なカメラから、前記実空間の映像を取得する、
請求項１５に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置が検出された場合に、前記（ｂ）のステップにおいて、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
請求項１４〜１６のいずれかに記載のプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ユーザに対して触力覚を提示（伝達）する触力覚提示装置、これを備えた、触力覚提示システム、触力覚提示方法、及びこれらを実現するためのプログラムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、実空間に存在する物体に対応した触力覚の提示を可能にし得る、触力覚提示装置、触力覚提示システム、触力覚提示方法、及びプログラムを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、コンピュータによって、ユーザに触力覚を提示するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を実行させることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
（付記１４）
コンピュータによって、ユーザに触力覚を提示するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）実空間の情報から、前記実空間に存在する物体を特定する、ステップと、
（ｂ）前記（ａ）のステップで特定された前記物体に応じて、前記ユーザに提示すべき触力覚を算出する、ステップと、
（ｃ）前記ユーザに対して、前記（ｂ）のステップで算出された前記触力覚を提示する、ステップと、
を実行させる、プログラム。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
（付記１５）
前記（ａ）のステップで、前記実空間の情報として、前記実空間の映像を取得し、仮想空間内に、取得した前記映像に映っている物体の仮想オブジェクトを生成することによって、前記物体を特定し、
前記（ｂ）のステップで、前記（ａ）のステップで生成された前記物体の仮想オブジェクトに基づいて、提示すべき前記触力覚を算出する、
付記１４に記載のプログラム。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
（付記１６）
前記（ａ）のステップで、前記実空間を撮影可能なカメラから、前記実空間の映像を取得する、
付記１５に記載のプログラム。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
（付記１７）
前記ユーザにおいて前記触力覚の提示を受ける部分の位置が検出された場合に、前記（ｂ）のステップにおいて、検出された位置に応じて、前記ユーザに提示すべき前記触力覚を算出する、
付記１４に記載のプログラム。
【国際調査報告】
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