(57)【要約】  情報端末１００は、表示装置２０、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３０、検出位置に対応してコンテンツの内容を変化させ、変化後の内容に基づき触力覚を算出する情報処理部４０、及び触力覚提示装置１０を備える。触力覚提示装置１０は、操作入力部１７を有する装着部材１３と、装着部材１３を介して引張方向の力を伝達する伝達部材１２と、引張方向の力を伝達部材１２に与える駆動部１１と、駆動部１１が与える初期力を増加又は減少させて触力覚を提示し、ユーザが操作入力部１７から操作を入力すると、それに応じて情報処理部４０に信号を出力する、制御部１４とを備える。情報処理部４０は、制御部１４からの信号に応じ、コンテンツの内容を変化させる。
2015045755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するための装置であって、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する、装着部材と、
当該装置から、前記装着部材へと伸びて、前記装着部材を介して、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、前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、更に、前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、制御部と、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】
複数の前記伝達部材と、複数の前記伝達部材それぞれに対応した複数の前記駆動部とが備えられており、
複数の前記伝達部材それぞれは、当該装置の異なる位置から前記ユーザに装着された前記装着部材へと伸びる紐状の部材であり、
複数の前記駆動部は、対応する前記伝達部材を巻き取ることによって、対応する前記伝達部材に、前記引っ張り方向の力を与え、
複数の駆動部それぞれが前記伝達部材に与える前記引っ張り方向の力の合力によって、前記触力覚が提示される、
請求項１に記載の触力覚提示装置。
【請求項３】
複数の前記伝達部材のうちのいずれかが、前記操作入力部と前記制御部とを接続する配線として機能する、請求項２に記載の触力覚提示装置。
【請求項４】
前記紐状の部材が３本以上備えられている、請求項２または３に記載の触力覚提示装置。
【請求項５】
前記引っ張り方向の力の合力によって、提示すべき前記触力覚を提示できない状況が発生した場合に、前記制御部は、提示すべき前記触力覚を設定し直し、設定し直した触力覚が提示されるように、前記初期力を増加又は減少させる、請求項１〜４のいずれかに記載の触力覚提示装置。
【請求項６】
前記操作入力部が、スイッチ、加速度センサ、磁気センサ、及び圧力センサのうちのいずれかである、請求項１〜５のいずれかに記載の触力覚提示装置。
【請求項７】
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示可能な情報端末であって、
前記画面上に前記コンテンツを表示させる表示装置と、
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と、
検出された位置に対応して前記コンテンツの内容を変化させ、変化した前記コンテンツの内容に基づいて、提示すべき触力覚を算出する情報処理部と、
触力覚提示装置と、を備え、
前記触力覚提示装置は、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、
当該情報端末から、前記装着部材へと伸びて、前記装着部材を介して、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装着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、更に、前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて前記情報処理部に信号を出力する、制御部と、を備え、
前記情報処理部は、前記制御部が前記信号を出力した場合に、前記信号の内容に応じて、前記コンテンツの内容を変化させる、
ことを特徴とする情報端末。
【請求項８】
複数の前記伝達部材と、複数の前記伝達部材それぞれに対応した複数の前記駆動部とが備えられており、
複数の前記伝達部材それぞれは、当該情報端末の異なる位置から前記ユーザに装着された前記装着部材へと伸びる紐状の部材であり、
複数の前記駆動部は、対応する前記伝達部材を巻き取ることによって、対応する前記伝達部材に、前記引っ張り方向の力を与え、
複数の駆動部それぞれが前記伝達部材に与える前記引っ張り方向の力の合力によって、
前記触力覚が提示される、
請求項７に記載の情報端末。
【請求項９】
複数の前記伝達部材のうちのいずれかが、前記操作入力部と前記制御部とを接続する配線として機能する、請求項８に記載の情報端末。
【請求項１０】
前記紐状の部材が３本以上備えられている、請求項８または９に記載の情報端末。
【請求項１１】
前記引っ張り方向の力の合力によって、提示すべき前記触力覚を提示できない状況が発生した場合に、前記制御部は、提示すべき前記触力覚を設定し直し、設定し直した触力覚が提示されるように、前記初期力を増加又は減少させる、請求項７〜１０のいずれかに記載の情報端末。
【請求項１２】
前記操作入力部が、スイッチ、加速度センサ、磁気センサ、及び圧力センサのうちのいずれかである、請求項７〜１１のいずれかに記載の情報端末。
【請求項１３】
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するための方法であって、前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、を備える装置を用い、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、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１４】
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するため、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、コンピュータとを備える装置において、
前記コンピュータに、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、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。
【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】
従来から、タッチパネルといった、画面上で入力操作が行なわれる入力装置においては、操作に応じたユーザへのフィードバックは、表示または音による情報提示のみによって行なわれている。このような入力装置では、ユーザが、ディスプレイに映し出されたソフトウェアキーボードをいくら押し込んでも、実物のキーのクリック感覚と同様の入力操作フィードバックは得られないので、ユーザは、指の下で何にタッチしているのかを認識できない。結果、ユーザにおいて、コンテンツの情報が得られずに、使いにくいという問題が発生する。  【０００３】
このような問題に対応するため、従来から、ユーザに対して操作に応じた触力覚を提示する触力覚提示装置が開発されている（例えば、特許文献１及び２参照）。例えば、特許文献１は、操作者の手首に取り付けられる触力覚提示装置を開示している。特許文献１に開示された触力覚提示装置は、手首に取り付けられた支点部と、ユーザが握る把持部と、これらを連結する複数本のワイヤーとで構成されている。そして、特許文献１に開示された触力覚提示装置では、支点部はワイヤーを引っ張る機能を備えており、各ワイヤーの引張力が調整されて、ユーザに把持部を介して触力覚が提示される。  【０００４】
また、特許文献２は、グローブ型の触力覚提示装置を開示している。特許文献２に開示された触力覚提示装置では、グローブの各指に沿ってフレームが設けられている。また、各フレームには、指の関節に対応するようにリンクが設けられ、更に、各リンクにはフレームを駆動するモータが取り付けられている。このため、特許文献２に開示された触力覚提示装置では、コンテンツの内容に応じてモータを動作させることで、フレームを介して、グローブを装着したユーザの手に触力覚を提示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０４２４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３０８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された触力覚提示装置では、ユーザが、仮想空間内に存在するオブジェクトに対して、接触、打撃といった単純なアクションをとった場合にしか、触力覚を提示できないという問題がある。  【０００７】
一方、特許文献２に開示された触力覚提示装置によれば、ユーザの各指に対して触力覚が提示されるので、ユーザは、掴む、放す、投げる、受ける、といった複雑なアクションをとることができ、更に、このようなアクションに対しても触力覚を提示できる。しかし、特許文献２に開示された触力覚提示装置では、指毎に複雑なリンク機構を備えておく必要があり、装置のサイズが大型化するという問題がある。  【０００８】
なお、特許文献１に開示された触力覚提示装置と、特許文献２に開示された触力覚提示装置とには、構造上、共に、携帯型の端末装置には、搭載でないという問題もある。  【０００９】
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、装置の小型化を図りつつ、ユーザによるアクションの自由度の向上を可能にし得る、触力覚提示装置、情報端末、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】
【００１０】
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、画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するための装置であって、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する、装着部材と、
当該装置から、前記装着部材へと伸びて、前記装着部材を介して、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、前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、更に、前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、制御部と、を備えている、
ことを特徴とする。  【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における情報端末は、画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示可能な情報端末であって、
前記画面上に前記コンテンツを表示させる表示装置と、
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と、
検出された位置に対応して前記コンテンツの内容を変化させ、変化した前記コンテンツの内容に基づいて、提示すべき触力覚を算出する情報処理部と、
触力覚提示装置と、を備え、
前記触力覚提示装置は、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、
当該情報端末から、前記装着部材へと伸びて、前記装着部材を介して、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装着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、更に、前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて前記情報処理部に信号を出力する、制御部と、を備え、
前記情報処理部は、前記制御部が前記信号を出力した場合に、前記信号の内容に応じて、前記コンテンツの内容を変化させる、
ことを特徴とする。  【００１２】
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、画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するための方法であって、前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、を備える装置を用い、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、ステップと、
を有することを特徴とする。  【００１３】
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するため、前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、コンピュータとを備える装置において、
前記コンピュータに、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、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】
【００１４】
以上のように本発明によれば、装置の小型化を図りつつ、ユーザによるアクションの自由度の向上を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における情報端末の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における情報端末の各構成部品を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における情報端末の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における情報端末１００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Ｓ１０６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情報端末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情報端末の画面に表示されるコンテンツの一例を示している。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態において情報端末の画面に表示されるコンテンツの一例を示している。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態において情報端末の画面に表示されるコンテンツの一例を示している。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態において情報端末の画面に表示されるコンテンツの一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（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、情報端末、触力覚提示方法、及びプログラムについて、図１〜図１３を参照しながら説明する。  
【００１７】
［装置構成］
最初に、図１及び図２を用いて、本実施の形態における触力覚提示装置及び情報端末の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態における情報端末の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態における情報端末の各構成部品を示す分解斜視図である。  
【００１８】
まず、図１を用いて、本実施の形態における情報端末の外観構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態における情報端末１００は、タブレット型の情報端末であり、後述の図２に示すように、ユーザ２００に触力覚を提示する触力覚提示装置を備えている。また、触力覚提示装置は、ユーザ２００の触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成された装着部材１３を備えている。  
【００１９】
本実施の形態では、情報端末１００は、端末背面側（画面１０１が設けられた側の反対側）の空間において、ユーザ２００の触力覚の提示を受ける部分、具体的には、装着部材１３が装着された指の位置を検出することができる。これにより、ユーザ２００は、指の位置を動かすことによって、情報端末１００に対して入力操作を行うことができる。  
【００２０】
また、情報端末１００は、画面１０１上に、仮想空間を表示することができ、更に、ユーザ２００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。）１０２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、仮想空間内に配置されている仮想オブジェクト１０３又は１０４とユーザオブジェクト１０２とが接触した場合は、情報端末１００の触力覚提示装置が、ユーザ２００の指に対して、仮想オブジェクト１０３又は１０４に触れた感触を伝達する。図１の例では、仮想オブジェクト１０３及び１０４は、分子モデルである。  
【００２１】
つまり、情報端末１００では、ユーザ２００が指を動かしたり、仮想オブジェクト１０３及び１０４が動いたりすることにより、ユーザ２００に、仮想空間内の動作及び状態が、触力覚として提示される。なお、図１においては、ユーザ２００の指と仮想オブジェクト１０３及び１０４との位置関係を示すため、現実空間に存在した場合の仮想オブジェクト１０３及び１０４が破線で示されている。  
【００２２】
続いて、図２を用いて、情報端末の内部構成について説明する。図２に示すように、情報端末は、画面上にコンテンツを表示させる表示装置２０と、位置検出部３０と、情報処理部４０と、ユーザ２００（図１参照）に触力覚を提示する触力覚提示装置１０とを備えている。  
【００２３】
このうち、位置検出部３０は、ユーザ２００において触力覚の提示を受ける部分（図１及び図２の例では、装着部材１３が装着された指）の位置を検出する。また、情報処理部４０は、検出された位置に対応してコンテンツの内容を変化させ、変化したコンテンツの内容に基づいて、提示すべき触力覚を算出する。  
【００２４】
また、図２に示すように、触力覚提示装置１０は、装着部材１３と、伝達部材１２と、駆動部１１と、制御部１４とを備えている。このうち、装着部材１３は、上述したようにユーザ２００の触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成されている。また、装着部材１３は、ユーザによる操作を入力するための操作入力部１７を有している。  
【００２５】
伝達部材１２は、情報端末１００からユーザ２００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２００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。また、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、駆動部１１は、情報処理部４０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２００（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】
更に、ユーザが操作入力部１７を介して操作を入力すると、制御部１４は、入力された操作に応じて、情報処理部４０に信号を出力する。この場合、情報処理部４０は、制御部１４からの信号の内容に応じて、コンテンツの内容を変化させる。  
【００２８】
このように、情報端末１００では、触力覚提示装置１０は、情報端末１００の背面側に位置するユーザ２００の指に、装着部材１３及び伝達部材１１を介し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。また、触力覚提示装置１０は、装着部材１３に設けられた操作入力部１７を介したユーザの操作入力に応じて、情報処理部４０に信号を出力できるので、ユーザによるアクションの自由度の向上が可能となる。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。  
【００２９】
ここで、本実施の形態における情報端末１００及び触力覚提示装置１０の構成について更に具体的に説明する。  
【００３０】
図２に示すように、情報端末１００は、ユーザ側から順に、枠状に形成されたカバー５０と、表示装置２０と、箱状の筐体５１とを備えている。カバー５０は、表示装置２０の画面が露出するように、筐体５１の開口部分に取り付けられる。表示装置２０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。  
【００３１】
上述した、駆動部１１、制御部１４、位置検出部３０、及び情報処理部４０は、表示装置２０の背面側となる筐体５１の内部に配置されている。また、図２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。  
【００３２】
本実施の形態では、伝達部材１２それぞれは、情報端末１００の背面側の異なる位置からユーザ２００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、ワイヤーである。また、各伝達部材１２の先端は、ユーザ２００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。  
【００３３】
更に、装着部材１３は、本実施の形態では、ユーザ２００の指に装着可能なリング状に形成されている。また、装着部材１３には、操作入力部１７として、スイッチが設けられている。ユーザは、操作入力部１７として機能するスイッチをオン・オフすることによって操作を入力することができる。なお、以降の説明では、操作入力部１７を「スイッチ１７」と表記する場合もある。  
【００３４】
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。伝達部材１２の一端はプーリに固定されている。  
【００３５】
更に、筐体５０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、情報端末１００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。  
【００３６】
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１２が引っ張られることによって、ユーザ２００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。  
【００３７】
また、３本の伝達部材１２のうちの２本は、スイッチ１７と制御部１４とを接続する配線として機能している。具体的には、図２の例では、配線として機能する伝達部材１２の内部には、一端がスイッチ１７に接続された導電性の線材が組み込まれている。更に、図２においては図示していないが、この導電性の線材の他端は、伝達部材１２のプーリとの固定部分を超えて制御部１４へと延びている。  
【００３８】
また、本実施の形態では、位置検出部３０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３０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４０に出力する。  
【００３９】
そして、情報処理部４０は、各位置検出部３０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４０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２００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。  
【００４０】
また、本実施の形態では、制御部１４及び情報処理部４０は、それぞれ、マイコン等のコンピュータによって実現されている。また、両者は、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。  
【００４１】
以上、図２に示すように、本実施の形態では、駆動部１１として機能するモータによる力の伝達機構として、紐状の部材（伝達部材１２）が用いられる。従って、触力覚提示装置１０において、構成部材の軽量化と、触力覚を提示するための機構の単純化とが図られるので、情報端末１００の小型軽量化が達成される。  
【００４２】
また、本実施の形態では、伝達部材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、自由に設定できる。従って、ユーザが指を動かすことのできる範囲を大きくできるので、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、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。  
【００４３】
更に、本実施の形態では、スイッチ１７がオンとなると、制御部１４は、スイッチオンを示す信号を情報処理部４０に出力する。これにより、情報処理部４０は、画面に表示されているコンテンツにおいて、スイッチオンに対応して設定された処理を実行する。一方、スイッチ１７がオフとなると、制御部１４は、スイッチオフを示す信号を情報処理部４０に出力する。これにより、情報処理部４０は、画面に表示されているコンテンツにおいて、スイッチオフに対応して設定された処理を実行する。  
【００４４】
続いて、図３を用いて、情報端末１００でやり取りされるデータについて説明する。図３は、本発明の実施の形態における情報端末の構成を示すブロック図である。  
【００４５】
図３に示すように、情報処理部４０は、表示装置２０、位置検出部３０、及び制御部１４に接続されている。また、制御部１４は、駆動部（モータ）１１に接続されている。  
【００４６】
この構成では、ユーザ２００が、装着部材１３を装着した指を、情報端末１００の背面側で動かすと、各位置検出部３０が、位置検出データａを情報処理部４０に出力する。情報処理部４０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２００の指（装着部材１３）の位置を特定する。  
【００４７】
また、情報処理部４０は、ユーザ２００の指の位置を特定すると、特定した位置に応じて、ユーザオブジェクト１０２（図１参照）の位置を変更する。そして、情報処理部４０は、コンテンツデータ４１を参照し、ユーザオブジェクト１０２とコンテンツ内の仮想オブジェクト１０３及び１０４とを連動させる処理を行ない、その処理内容が反映されたコンテンツの表示情報を表示データｅとして表示装置２０に出力する。  
【００４８】
コンテンツデータ４１の具体例としては、ゲームプログラム、シミュレーションプログラムなどの、仮想空間を提供するアプリケーションプログラムのデータ、更にはＷｅｂサイトのデータが挙げられる。また、コンテンツデータ４１は、情報端末１００に備えられた記憶装置に格納されていても良いし、インターネットで接続された別の機器（コンピュータ）に格納されていても良い。  
【００４９】
また、このとき、情報処理部４０は、ユーザオブジェクト１０２に仮想空間内で発生した力を算出し、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、ユーザオブジェクト１０２に発生した反発力等であり、ユーザに伝達すべき触力覚に相当する。  
【００５０】
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２００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。  
【００５１】
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２００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。  
【００５２】
また、制御部１４は、ユーザによるスイッチ１７の操作に応じて、情報処理部４０に、スイッチ１７の状態を示す信号（以下「スイッチ信号ｆ」と表記する。）を出力する。具体的には、スイッチ１７がオンとなると、制御部１４は、レベルがハイに設定されたスイッチ信号ｆを情報処理部４０に出力する。一方、スイッチ１７がオフとなると、制御部１４は、レベルがローに設定されたスイッチ信号ｆを情報処理部４０に出力する。情報処理部４０は、スイッチ信号ｆが出力されてくると、スイッチ信号ｆのレベルに応じて、予め設定されている処理を実行する。  
【００５３】
［装置動作］
次に、本発明の実施の形態における情報端末１００及び触力覚提示装置１０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情報端末１００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１０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１０の動作説明に代える。  
【００５４】
最初に、ユーザ２００が、情報端末１００の背面の空間において、表示装置２０の画面上に表示されるコンテンツを操作しようと、指を動かすとする。これにより、図３に示したように、位置検出部３０それぞれは、位置検出データａを、情報処理部４０に出力する。  
【００５５】
次に、図４に示すように、情報処理部４０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２００の指の位置を特定する（Ｓ１０１）。また、情報処理部４０は、特定した位置に応じて、ユーザオブジェクト１０２（図１参照）の位置を変更する。  
【００５６】
次に、情報処理部４０は、制御部１４が出力するスイッチ信号ｆに基づいて、スイッチ１７がオンになっているかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、スイッチ１７がオンになっている場合は、情報処理部４０は、スイッチオンに対応して設定された処理を実行する（ステップＳ１０３）。一方、判定の結果、スイッチ１７がオフになっている場合は、情報処理部４０は、スイッチオフに対応して設定された処理を実行する（ステップＳ１０４）。  
【００５７】
また、ステップＳ１０３及びＳ１０４それぞれの実行条件として、スイッチ１７のオン・オフ以外の条件が更に付加されていても良い。例えば、ステップＳ１０３の実行条件として、スイッチ１７がオンであることに加えて、ユーザオブジェクトが仮想オブジェクトに接触又は接近した状態であることが更に付加されていても良い。また、ステップＳ１０４の実行条件として、スイッチオフであることに加えて、オンからオフへの切換の直後であることが更に付加されていても良い。そして、付加された条件が満たされていない場合は、情報処理部４０は、ステップＳ１０３又はＳ１０４を実行せず、ステップＳ１０５を実行する。  
【００５８】
次に、ステップＳ１０２又はＳ１０３の実行後、情報処理部４０は、コンテンツデータ４１を参照し、ユーザオブジェクト１０２に仮想オブジェクト１０３及び１０４を連動させる処理（コンテンツ連動処理）を実行する（ステップＳ１０５）。また、ステップＳ１０５では、情報処理部４０は、コンテンツ連動処理の処理内容が反映されたコンテンツの表示情報を、表示データｅとして表示装置２０出力する。更に、ステップＳ１０５では、情報処理部４０は、ユーザオブジェクト１０２に仮想空間内で発生した力を算出し、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。  
【００５９】
次に、制御部１４は、情報処理部４０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Ｓ１０６）。また、ステップＳ１０６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。  
【００６０】
ステップＳ１０６が実行されると、触力覚提示装置１０において、各駆動部１１を構成するモータは、出力されてきた制御データｄに応じて回転して伝達部材１２を引っ張り、ユーザ２００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Ｓ１０７）。また、表示装置の画面１０１には、ステップＳ１０５で情報処理部４０が出力した表示データｅに基づいて、コンテンツ連動処理後のコンテンツが表示される（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０７とステップＳ１０８とは、同時に実行されても良い。  
【００６１】
また、本実施の形態においては、ステップＳ１０１〜Ｓ１０８は、繰り返し実行される。よって、ユーザ２００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〜Ｓ１０８は繰り返し実行されるので、その間、ユーザ２００は、連続して、触力覚の提示を受けることができる。  
【００６２】
ここで、図４に示したステップＳ１０１〜ステップＳ１０６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。  
【００６３】
［ステップＳ１０１］
まず、図５を用いて、図４に示したステップＳ１０１（指位置検出処理）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、情報端末１００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、伝達部材１２の長さによって特定される。伝達部材１２の長さは、位置検出部３０によって特定される。  
【００６４】
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４０は、ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｗ、及びｈを用いて、装着部材１２の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を幾何的に算出する。  
【００６５】
［ステップＳ１０２〜Ｓ１０４］
次に、図１を参照しながら、図４に示したステップＳ１０２〜Ｓ１０４について説明する。以下では、図１に示したように、コンテンツが、仮想オブジェクト１０３及び１０４として分子モデルを表示する場合を例に挙げる。  
【００６６】
例えば、図１に示すコンテンツに対して、情報処理部４０において、スイッチ１７がオンのときの処理として、仮想オブジェクトがユーザオブジェクト１０２に吸い付く処理が設定されているとする。また、情報処理部４０において、スイッチ１７がオフのときの処理として、仮想オブジェクトがユーザオブジェクト１０２から離れる処理が設定されているとする。  
【００６７】
そして、ユーザ２００が、装着部材１３が装着された指の位置を動かして、仮想オブジェクト１０４とユーザオブジェクト１０２とを接触させ、この状態でスイッチ１７をオンにする。これにより、情報処理部４０は、ステップＳ１０２でイエスと判定し、ステップＳ１０３で仮想オブジェクト１０４をユーザオブジェクト１０２に吸い付ける処理を行なう。そして、ユーザが、スイッチ１７をオンにしたまま、装着部材１３が装着された指の位置を動かせば、情報処理部４０は、Ｓ１０５において、指の位置に合せて、仮想オブジェクト１０４も移動させる。  
【００６８】
また、移動後に、ユーザが、スイッチ１７をオフにすると、情報処理部４０は、ステップＳ１０２でノーと判定し、ステップＳ１０４で仮想オブジェクト１０４をユーザオブジェクト１０２から分離する処理を行なう。このように、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４が実行されると、ユーザは、スイッチ１７の操作によって、仮想オブジェクト１０３及び１０４を自由に移動させることができる。  
【００６９】
なお、上述の例では、ステップＳ１０３の実行条件として、スイッチ１７がオンであることに加えて、ユーザオブジェクトが仮想オブジェクトに接触又は接近した状態であることが更に付加されている。また、ステップＳ１０４の実行条件として、スイッチがオフであることに加えて、オンからオフへの切換の直後であることが更に付加されている。  
【００７０】
また、本実施の形態において、情報処理部４０がスイッチ操作に応じて実行する処理は、上述の例に限定されるものではなく、処理の内容は、コンテンツの内容に応じて設定されれば良い。その他の、情報処理部４０がスイッチ操作に応じて実行する処理としては、掴む、投げる、受ける、回転させる、開ける、閉じる等が挙げられる。  
【００７１】
［ステップＳ１０５］
次に、図１を参照しながら、図４に示したステップＳ１０５（コンテンツ連動処理）について説明する。ステップＳ１０５のコンテンツ連動処理では、上述したように、ユーザ２００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１０２が動き、更に、仮想空間内の仮想オブジェクト１０３及び１０４は、ユーザオブジェクト１０２に連動する。  
【００７２】
具体的には、情報処理部４０は、ユーザオブジェクト１０２の動きに合せて、仮想オブジェクト１０３又は１０４を動かして、仮想空間内の仮想オブジェクトと実空間の物体（ユーザ２００の指）とのインタラクション（相互作用）を取る。このとき、情報処理部４０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１０２と仮想オブジェクト１０３又は１０４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。  
【００７３】
そして、情報処理部４０は、ユーザオブジェクト１０２と仮想オブジェクト１０３又は１０４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１０２、仮想オブジェクト１０３及び１０４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。  
【００７４】
また、この計算された反力のうち、ユーザオブジェクト１０２が仮想オブジェクト１０３又は１０４から受けた反力が、ユーザ２００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１０２が仮想オブジェクト１０３から受けた反力を「提示力Ｆ」とすると、情報処理部４０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４０は、ユーザオブジェクト１０２、仮想オブジェクト１０３及び１０４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２０に出力する。  
【００７５】
［ステップＳ１０６］
次に、図６及び図７を用いて、図４に示したステップＳ１０６（引張力の算出処理及び制御データの生成処理）について説明する。  
【００７６】
図６は、図４に示したステップＳ１０６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。  
【００７７】
そして、提示力Ｆが、外部から情報端末１００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が情報端末１００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、情報端末１００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。  
【００７８】
そのため、本実施の形態では、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、情報端末１００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、情報端末１００から離れる方向への触力覚を提示している。  
【００７９】
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。  
【００８０】
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。  
【００８１】
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、情報端末１００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。  
【００８２】
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。  
【００８３】
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。  
【００８４】
【数１】
2015045755.tif 000003
【００８５】
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。  
【００８６】
【数２】
2015045755.tif 000004
【００８７】
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、情報端末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、情報端末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。  
【００８８】
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、引っ張る方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。  
【００８９】
【数３】
2015045755.tif 000005
【００９０】
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。  
【００９１】
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。  
【００９２】
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。  
【００９３】
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。  
【００９４】
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。  
【００９５】
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。下記の数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。  
【００９６】
【数４】
2015045755.tif 000006
【００９７】
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。  
【００９８】
【数５】
2015045755.tif 000007
【００９９】
【数６】
2015045755.tif 000008
【０１００】
（実施の形態における変形例）
上述した例では、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、情報端末１００を大型化させない範囲で設定されていれば良い。  
【０１０１】
上述した例では、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。  
【０１０２】
また、上述した例では、位置検出部３０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３０は、エンコーダ以外であっても良い。例えば、位置検出部３０としては、情報端末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３０として、情報端末の背面に設置された磁気センサを用いることができる。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。  
【０１０３】
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、情報端末１００の厚みが許す範囲で適宜設定される。  
【０１０４】
更に、上述した例では、触力覚提示装置１０は、情報端末１００の内部に組み込まれているが、本実施の形態は、この例に限定されるものではない。本実施の形態では、触力覚提示装置１０は、アタッチメントとして、既存の情報端末に後付け可能な装置であっても良い。  
【０１０５】
また、上述した例では、情報端末１００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、情報端末１００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）。  
【０１０６】
上述した例では、触力覚提示装置は、タブレット状の情報端末に適用されているが、本実施の形態は、これに限定されるものではない。例えば、触力覚提示装置は、ユーザの顔面に装着されるヘッドマウントディスプレイに組み込まれていても良い。この場合、ユーザは、ヘッドマウントディスプレイ内側の表示パネルに映し出されているコンテンツを見ながら、ヘッドマウントディスプレイの前方で、装着部材を装着した指を動かすことで、触った感覚を感じることができる。  
【０１０７】
また、図９は、本発明の実施の形態における情報端末の他の例を示す斜視図である。図９に示すように、本実施の形態では、情報端末１００を構成している筐体には、装着部材１３を収容するための凹部１８と、伝達部材１２を収容するための溝１９とが形成されているのが好ましい。図９に示す態様とした場合は、ユーザにおいて、触力覚提示装置が備えられた情報端末１００の持ち運びが容易なものとなる。  
【０１０８】
また、上述した例では、操作入力部１７としてスイッチが用いられているが、本実施の形態は、これに限定されることはない。本実施の形態では、例えば、操作入力部１７として、加速度センサ、磁気センサ、又は圧力センサが用いられていても良い。  
【０１０９】
例えば、操作入力部１７として、加速度センサが用いられているとする。この場合、操作入力部１７は、ユーザが、装着部材１３に加速度を与える動作を操作として入力すると、それによって生じた加速度を特定する信号を、制御部１４に出力する。  
【０１１０】
そして、制御部１４は、操作入力部１７から出力されてきた信号に基づいて、加速度の向きと、加速度の大きさとを特定し、特定した加速度の向きと大きさとを情報として含む信号を、情報処理部４０に出力することができる。この結果、情報処理部４０は、特定された加速度の値と仮想オブジェクトの質量との積を算出し、算出された値と、特定された加速度の向きとに基づいて、ユーザオブジェクトに仮想空間内で発生した慣性力を正確に算出することができる。  
【０１１１】
また、操作入力部１７として、磁気センサが用いられているとする。この場合は、情報端末１００の筐体５１等にも磁気センサが設置される。そして、操作入力部１７は、ユーザが、装着部材１３が装置された指の向きを変える動作を操作として入力すると、操作入力部１７自身（磁気センサ）と筐体５１等に設置された磁気センサとの間の磁力の変化を特定する信号を、制御部１４に出力する。  
【０１１２】
そして、制御部１４は、操作入力部１７から出力されてきた信号に基づいて、装着部材１３が装着された指の向きを特定する信号を、情報処理部４０に出力することができる。この結果、情報処理部４０は、出力されてきた信号により、ユーザオブジェクトの向きを特定でき、特定したユーザオブジェクトの向きを考慮して、ユーザオブジェクト及び仮想オブジェクトに加わる力を算出することができる。  
【０１１３】
また、操作入力部１７として、圧力センサが用いられているとする。この場合、圧力センサは、図１及び図２に示したスイッチと同様の位置に設置され、装着部材１３が装着されている指以外の指によって押圧されると、押圧の大きさに合わせてレベルが変化する信号を、情報処理部４０に出力する。  
【０１１４】
そして、制御部１４は、操作入力部１７から出力されてきた信号に基づいて、押圧によって生じた圧力を特定し、特定した圧力を情報として含む信号を、情報処理部４０に出力することができる。この結果、情報処理部４０は、ユーザオブジェクトが仮想オブジェクトに与える力をより正確に算出することができるので、ユーザは、仮想オブジェクトをゆっくりと大きな力で押すこと等が可能となる。  
【０１１５】
（適用例）
加えて、図１では、触力覚が提示なされるコンテンツの例として、分子モデルが仮想オブジェクトとして表示される例が示されているが、本実施の形態において、コンテンツは特に限定されるものではない。以下に、情報端末（図１参照）の画面上に他のコンテンツが表示される場合について、図１０〜図１３を用いて説明する。図１０〜図１３は、それぞれ、本発明の実施の形態において情報端末の画面に表示されるコンテンツの一例を示している。  
【０１１６】
図１０は、情報端末の画面に表示されるコンテンツが人体モデルである場合を示している。図１０の例では、情報端末１００の画面１０１には、仮想オブジェクトとして、ヒトの心臓の三次元モデル（以下「心臓モデル」と表記する。）１０５が表示される。また、心臓モデル１０５は、実際の心臓と同様に動いている。  
【０１１７】
従って、図１０に示すように、ユーザが、装着部材１３（図１０において図示せず）が装着された指を動かして、ユーザオブジェクト１０２を心臓モデル１０５と接触させると、ユーザには、心臓の鼓動を表現する触力覚が提示される。  
【０１１８】
また、図１０の例では、心臓モデル１０５とユーザオブジェクト１０２とが接触した状態で、ユーザがスイッチ１７（図２及び図３参照）をオンにすると、情報処理部４０（図２及び図３参照）は、接触した部分の拡大図１０６を表示する。拡大図１０６では、心筋細胞が表示され、ユーザが、ユーザオブジェクト１０２を拡大図１０６に移動させると、ユーザには、心筋細胞の動きを表現する触力覚が提示される。  
【０１１９】
このように、図１０に示すコンテンツが表示された場合は、本実施の形態における触力覚提示装置を用いることで、ユーザは、医師でなければ感じることができない心臓の鼓動を感じることができる。  
【０１２０】
また、図１１は、情報端末の画面に表示されるコンテンツが天体モデルである場合を示している。図１１の例では、情報端末１００の画面１０１には、仮想オブジェクトとして、地球を模した天体モデル（以下「地球モデル」と表記する。）１０７と、月を模した天体モデル（以下「月モデル」と表記する。）１０８と、太陽を模した天体モデル１０９（以下「太陽モデル」と表記する。）とが表示される。また、月モデル１０８は、実際と同様に、地球モデル１０７の軌道上を周回可能となっている。  
【０１２１】
従って、図１１に示すように、ユーザが、装着部材１３（図１１において図示せず）が装着された指を動かして、ユーザオブジェクト１０２を月モデル１０８と接触させると、ユーザには、月との接触を表現する触力覚が提示される。また、図１１の例では、月モデル１０８とユーザオブジェクト１０２とが接触した状態で、ユーザがスイッチ１７（図２及び図３参照）をオンにすると、情報処理部４０（図２及び図３参照）は、月モデル１０８をユーザオブジェクト１０２に吸い付ける処理を行なう。  
【０１２２】
従って、ユーザが、スイッチ１７をオンにしたまま、装着部材１３が装着された指の位置を動かして、ユーザオブジェクト１０２を地球モデル１０７の軌道に沿って動かせば、一緒に、月モデル１０８も軌道に沿って動かすことができる。  
【０１２３】
また、このとき、地球モデル１０７上の任意の位置から見た月モデル１０８の状態が、画面上部の欄１１０に表示される。具体的には、画面上部の欄１１０には、代表的な月の満ち欠けの例が示されており、現在の月モデル１０８の状態に該当している例が四角で囲まれるようになっている。  
【０１２４】
このように、図１１に示すコンテンツが表示された場合は、本実施の形態における触力覚提示装置を用いることで、ユーザは、本来感じることができない天体の存在を感じることができる。  
【０１２５】
図１２及び図１３は、情報端末の画面に表示されるコンテンツが理科の実験モデルである場合を示している。具体的には、図１２の例では、実験モデルは、電磁石と永久磁石とで構成されており、情報端末１００の画面１０１には、仮想オブジェクトとして、電磁石の三次元モデル（以下「電磁石モデル」）１１１と、永久磁石の三次元モデル（以下「永久磁石モデル」）１１２とが表示される。  
【０１２６】
また、図１２の例では、永久磁石モデル１１２とユーザオブジェクト１０２とが接触した状態で、ユーザがスイッチ１７（図２及び図３参照）をオンにすると、情報処理部４０（図２及び図３参照）は、永久磁石モデル１１２をユーザオブジェクト１０２に吸い付ける処理を行なう。  
【０１２７】
従って、ユーザが、スイッチ１７をオンにしたまま、装着部材１３が装着された指の位置を動かして、ユーザオブジェクト１０２を電磁石モデル１１１に近づけると、永久磁石モデル１１２も電磁石モデル１１１に近づけることができる。この場合、ユーザには、永久磁石モデル１１２が電磁石１１１から受ける磁力を表現する触力覚が提示される。  
【０１２８】
このように、図１２に示すコンテンツが表示された場合は、本実施の形態における触力覚提示装置を用いることで、ユーザは、仮想空間内で磁力を感じることができる。また、コンテンツにおいて、電磁石モデル１１１のコイルの巻数、コイルに流れる電流の値、及び印加される電圧の値を変更することにより、ユーザは、条件の変化による磁力の変化を感じることもできる。  
【０１２９】
また、図１３の例では、実験モデルは、モータであり、情報端末１００の画面１０１には、仮想オブジェクトとして、モータの三次元モデル（以下「モータモデル」と表記する。）１１３が表示される。また、モータモデル１１３は、第１の永久磁石の三次元モデル１１３ａと、第２の永久磁石の三次元モデル１１３ｂと、コイルの三次元モデル１１３ｃと、一対のブラシの三次元モデル１１３ｄと、電池の三次元モデル１１３ｅとで構成されている。  
【０１３０】
更に、図１３の例では、いずれかの三次元モデルとユーザオブジェクト１０２とが接触した状態で、ユーザがスイッチ１７（図２及び図３参照）をオンにすると、情報処理部４０（図２及び図３参照）は、接触している三次元モデルをユーザオブジェクト１０２に吸い付ける処理を行なう。  
【０１３１】
従って、例えば、ユーザが、ユーザオブジェクト１０２をコイルの三次元モデル１１３ｃに接触させた状態で、スイッチ１７をオンにすれば、ユーザには、コイルの回転力を表現する触力覚が提示される。  
【０１３２】
また、ユーザは、ユーザオブジェクト１０２を第２の永久磁石の三次元モデル１１３ｂに接触させた状態で、スイッチ１７をオンにすれば、第２の永久磁石の三次元モデル１１３ｂを、コイルの三次元モデル１１３ｃから遠ざけたり、それに近づけたりすることができる。この場合、ユーザは、コイルと永久磁石との距離が、コイルの回転にどのような影響を与えるのかを確認できる。  
【０１３３】
このように、図１３に示すコンテンツが表示された場合は、本実施の形態における触力覚提示装置を用いることで、ユーザは、仮想空間内でモータの構造に加え、各部の役割についても理解することができる。  
【０１３４】
［プログラム］
本実施の形態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Ｓ１０６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１０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、制御部１４として機能し、処理を行なう。  
【０１３５】
また、触力覚提示装置１０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１０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情報端末に備えられているコンピュータであっても良い。  
【０１３６】
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）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。  
【０１３７】
［実施の形態における効果］
以上のように、本実施の形態では、ユーザは、情報端末の前面から画面上のコンテンツを見ながら、背面側の空間で操作のために指を動かすと、コンテンツの内容に応じた触力覚を感じることができる。このため、本実施の形態によれば、十分に大きな操作範囲が確保でき、二次元的に広いだけでなく、奥行き方向も含めた広い範囲での三次元的な触力覚の提示が可能となる。更に、ユーザが、装着部材に設けられた操作入力部を介して操作を入力すると、それに合わせて、情報処理部４０に信号が出力されるので、ユーザによるアクションの自由度の向上が図られることになる。  
【０１３８】
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。  
【０１３９】
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、携帯型の情報端末に適用することも可能となる。  
【０１４０】
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１４）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。
【０１４１】
（付記１）
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するための装置であって、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する、装着部材と、
当該装置から、前記装着部材へと伸びて、前記装着部材を介して、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、前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、更に、前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、制御部と、を備えている、
ことを特徴とする触力覚提示装置。  
【０１４２】
（付記２）
複数の前記伝達部材と、複数の前記伝達部材それぞれに対応した複数の前記駆動部とが備えられており、
複数の前記伝達部材それぞれは、当該装置の異なる位置から前記ユーザに装着された前記装着部材へと伸びる紐状の部材であり、
複数の前記駆動部は、対応する前記伝達部材を巻き取ることによって、対応する前記伝達部材に、前記引っ張り方向の力を与え、
複数の駆動部それぞれが前記伝達部材に与える前記引っ張り方向の力の合力によって、前記触力覚が提示される、
付記１に記載の触力覚提示装置。  
【０１４３】
（付記３）
複数の前記伝達部材のうちのいずれかが、前記操作入力部と前記制御部とを接続する配線として機能する、付記２に記載の触力覚提示装置。  
【０１４４】
（付記４）
前記紐状の部材が３本以上備えられている、付記２または３に記載の触力覚提示装置。  
【０１４５】
（付記５）
前記引っ張り方向の力の合力によって、提示すべき前記触力覚を提示できない状況が発生した場合に、前記制御部は、提示すべき前記触力覚を設定し直し、設定し直した触力覚が提示されるように、前記初期力を増加又は減少させる、付記１に記載の触力覚提示装置。  
【０１４６】
（付記６）
前記操作入力部が、スイッチ、加速度センサ、磁気センサ、及び圧力センサのうちのいずれかである、付記１に記載の触力覚提示装置。  
【０１４７】
（付記７）
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示可能な情報端末であって、
前記画面上に前記コンテンツを表示させる表示装置と、
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と、
検出された位置に対応して前記コンテンツの内容を変化させ、変化した前記コンテンツの内容に基づいて、提示すべき触力覚を算出する情報処理部と、
触力覚提示装置と、を備え、
前記触力覚提示装置は、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、
当該情報端末から、前記装着部材へと伸びて、前記装着部材を介して、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装着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、更に、前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて前記情報処理部に信号を出力する、制御部と、を備え、
前記情報処理部は、前記制御部が前記信号を出力した場合に、前記信号の内容に応じて、前記コンテンツの内容を変化させる、
ことを特徴とする情報端末。  
【０１４８】
（付記８）
複数の前記伝達部材と、複数の前記伝達部材それぞれに対応した複数の前記駆動部とが備えられており、
複数の前記伝達部材それぞれは、当該情報端末の異なる位置から前記ユーザに装着された前記装着部材へと伸びる紐状の部材であり、
複数の前記駆動部は、対応する前記伝達部材を巻き取ることによって、対応する前記伝達部材に、前記引っ張り方向の力を与え、
複数の駆動部それぞれが前記伝達部材に与える前記引っ張り方向の力の合力によって、
前記触力覚が提示される、
付記７に記載の情報端末。  
【０１４９】
（付記９）
複数の前記伝達部材のうちのいずれかが、前記操作入力部と前記制御部とを接続する配線として機能する、付記８に記載の情報端末。  
【０１５０】
（付記１０）
前記紐状の部材が３本以上備えられている、付記８に記載の情報端末。  
【０１５１】
（付記１１）
前記引っ張り方向の力の合力によって、提示すべき前記触力覚を提示できない状況が発生した場合に、前記制御部は、提示すべき前記触力覚を設定し直し、設定し直した触力覚が提示されるように、前記初期力を増加又は減少させる、付記７に記載の情報端末。  
【０１５２】
（付記１２）
前記操作入力部が、スイッチ、加速度センサ、磁気センサ、及び圧力センサのうちのいずれかである、付記７に記載の情報端末。  
【０１５３】
（付記１３）
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するための方法であって、前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、を備える装置を用い、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、ステップと、
を有することを特徴とする触力覚提示方法。  
【０１５４】
（付記１４）
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するため、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、コンピュータとを備える装置において、
前記コンピュータに、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、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。  
【０１５５】
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。
【０１５６】
この出願は、２０１３年９月２６日に出願された日本出願特願２０１３−１９９７２８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】
【０１５７】
以上のように、本発明によれば、触力覚提示装置において、装置の小型化を図りつつ、ユーザによるアクションの自由度の向上が図られる。本発明は、触力覚の提示が求められる各種分野、例えば、コンピュータインタフェース、各種シミュレーション、ゲーム等に有用である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  触力覚提示装置
１１  駆動部
１２  伝達部材
１３  装着部材
１４  制御部
１５  プーリ
１６  通し穴
１７  操作入力部
１８  スイッチ収納用の凹部
１９  伝達部材収納用の凹部
２０  表示装置
３０  位置検出部
３１  仮想タッチパネル
３２  仮想キーボード
４０  情報処理部
５０  カバー
５１  筐体
６０  ヘッドマウントディスプレイ
７０  カメラ
７１  広告
１００  情報端末
１０１  画面
１０２  ユーザオブジェクト
１０３、１０４  仮想オブジェクト（分子モデル）
１０５  仮想オブジェクト（心臓の三次元モデル）
１０６  拡大図
１０７  仮想オブジェクト（地球を模した天体モデル）
１０８  仮想オブジェクト（月を模した天体モデル）
１０９  仮想オブジェクト（太陽を模した天体モデル）
１１０  月の満ち欠けの例を示す欄
１１１  仮想オブジェクト（電磁石の三次元モデル）
１１２  仮想オブジェクト（永久磁石の三次元モデル）
１１３  仮想オブジェクト（モータの三次元モデル）
１１３ａ、１１３ｂ  仮想オブジェクト（永久磁石の三次元モデル）
１１３ｃ  仮想オブジェクト（コイルの三次元モデル）
１１３ｄ  仮想オブジェクト（一対のブラシの三次元モデル）
１１３ｅ  仮想オブジェクト（電池の三次元モデル）
２００  ユーザ
ａ  位置検出データ
ｂ  提示データ
ｄ  制御データ 
ｅ  表示データ
【図１】
2015045755.tif 000009
【図２】
2015045755.tif 000010
【図３】
2015045755.tif 000011
【図４】
2015045755.tif 000012
【図５】
2015045755.tif 000013
【図６】
2015045755.tif 000014
【図７】
2015045755.tif 000015
【図８】
2015045755.tif 000016
【図９】
2015045755.tif 000017
【図１０】
2015045755.tif 000018
【図１１】
2015045755.tif 000019
【図１２】
2015045755.tif 000020
【図１３】
2015045755.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月14日(2016.3.14)
【手続補正２】
【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３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
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、
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するため、前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、コンピュータとを備える装置において、
前記コンピュータに、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、ステップと、
を実行させることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
このように、情報端末１００では、触力覚提示装置１０は、情報端末１００の背面側に位置するユーザ２００の指に、装着部材１３及び伝達部材１２を介し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。また、触力覚提示装置１０は、装着部材１３に設けられた操作入力部１７を介したユーザの操作入力に応じて、情報処理部４０に信号を出力できるので、ユーザによるアクションの自由度の向上が可能となる。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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
更に、筐体５１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、情報端末１００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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
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２００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１２に与える引張力の合力によって、触力覚が提示される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
次に、ステップＳ１０３又はＳ１０４の実行後、情報処理部４０は、コンテンツデータ４１を参照し、ユーザオブジェクト１０２に仮想オブジェクト１０３及び１０４を連動させる処理（コンテンツ連動処理）を実行する（ステップＳ１０５）。また、ステップＳ１０５では、情報処理部４０は、コンテンツ連動処理の処理内容が反映されたコンテンツの表示情報を、表示データｅとして表示装置２０出力する。更に、ステップＳ１０５では、情報処理部４０は、ユーザオブジェクト１０２に仮想空間内で発生した力を算出し、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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
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４０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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
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１４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１４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。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記引っ張り方向の力の合力によって、提示すべき前記触力覚を提示できない状況が発生した場合に、前記制御部は、提示すべき前記触力覚を設定し直し、設定し直した触力覚が提示されるように、前記初期力を増加又は減少させる、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の触力覚提示装置。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記引っ張り方向の力の合力によって、提示すべき前記触力覚を提示できない状況が発生した場合に、前記制御部は、提示すべき前記触力覚を設定し直し、設定し直した触力覚が提示されるように、前記初期力を増加又は減少させる、請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の情報端末。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
画面に表示されたコンテンツの内容に応じてユーザに触力覚を提示するため、
前記ユーザの前記触力覚の提示を受ける部分に装着可能に形成され、且つ、前記ユーザによる操作を入力するための操作入力部を有する装着部材と、前記装着部材へと伸びて、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、コンピュータとを備える装置において、
前記コンピュータに、
（ａ）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る、ステップと、
（ｂ）前記触力覚の提示の際に、提示すべき前記触力覚が前記装着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、ステップと、
（ｃ）前記ユーザが前記操作入力部を介して操作を入力した場合に、入力された操作に応じて信号を出力する、ステップと、
を実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2015045755.tif 000022
2015045755.tif 000023
2015045755.tif 000024
2015045755.tif 000025
2015045755.tif 000026
2015045755.tif 000027