(57)【要約】【課題】  本発明は、振動子の数を増やすことなく、線や面などの多彩な接触状態を提示することが可能な接触提示装置を提供する。【解決手段】  振動子１０と、この周辺部に振動拡張部３０を複数設け、仮想物体との接触状態に応じて、それぞれの振動拡張部３０を振動子１０に接続する。接続状態において振動子１０の振動により振動拡張部３０が振動し、接触状態に応じた振動を提示することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに振動を提示する接触提示装置であって、
振動を発生する振動子と、
前記振動子の振動範囲を拡張する少なくとも１つの振動拡張部と、
前記振動子と前記振動拡張部の接続もしくは切り離しを行う接続部と、
前記振動子の振動の開始または停止と、前記接続部の接続または切り離しの命令を与える制御部とを備え、
前記振動拡張部の接続状態により、ユーザに提示する振動の範囲を変更することができることを特徴とする接触提示装置。
【請求項２】
前記振動子と、前記振動拡張部と、前記接続部をユーザの人体に固定するための固定部を含むことを特徴とする請求項１に記載の接触提示装置。
【請求項３】
前記振動拡張部は、前記固定部の剛性よりも高い剛性の素材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接触提示装置。
【請求項４】
前記振動子は、ユーザの人体の皮膚表面で知覚できる振動周波数帯域内で振動することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の接触提示装置。
【請求項５】
前記振動拡張部が、前記接続部を介して前記振動子に接続した状態で共に振動するときに、前記振動子と前記振動拡張部は、ユーザの人体の皮膚表面で知覚できる振動周波数帯域内で振動することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の接触提示装置。
【請求項６】
前記接続部は、永久磁石と電磁石で構成され、前記制御部からの命令により、電磁石の磁力を制御することで、接続と切り離しを行うことを特徴とする請求項１に記載の接触提示装置。
【請求項７】
前記接続部は、クラッチ機構で構成され、前記制御部からの命令により、クラッチの挟み動作を制御することで、接続と切り離しを行うことを特徴とする請求項１に記載の接触提示装置。
【請求項８】
前記接続部は、伸縮動作を行うアクチュエータで構成され、前記制御部からの命令により、アクチュエータの伸縮を制御することで、接続と切り離しを行うことを特徴とする請求項１に記載の接触提示装置。
【請求項９】
前記振動拡張部が複数個あり、前記振動拡張部間の接続もしくは切り離しを行う第二の接続部を介して分配されることを特徴とする請求項１に記載の接触提示装置。
【請求項１０】
前記振動子が複数個あり、振動子の振動状態を独立に制御することを特徴とする請求項１に記載の接触提示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載された接触提示装置と、
前記接触提示装置の位置を検出する位置検出装置と、
前記位置検出装置により検出した位置に基づき、ユーザに仮想空間を提示する表示装置とから構成されるバーチャルリアリティ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接触提示装置に関し、特に、バーチャルリアリティの分野において、仮想物体との接触をユーザに知覚させるための接触提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バーチャルリアリティの分野では、仮想物体に触れたり、操作したりするために触覚ディスプレイの検討が行われている。触覚ディスプレイは大きく分類して、人体に物体からの反力を提示する力覚ディスプレイ（フォース・フィードバック・ディスプレイ）と、物体の手触り感を提示するタクタイルディスプレイに分類される。しかし、従来の力覚ディスプレイは、大型で可搬性に乏しい物が多く、また構成が複雑で高価になりやすい。タクタイルディスプレイについても装置の構成が複雑になりやすく、また現状の技術では十分に手触り感を提示するまでに至っていない。
【０００３】
そこで、仮想物体からの十分な反力や、物体表面の正確な手触り感を提示するのではなく、単純に仮想物体に「接触したかどうか」を提示する接触提示装置が検討されている。この方法では、振動モータを人体に複数装着し、仮想物体と触れた時に適切な位置の振動モータを振動させ、物体との接触をユーザに知覚させる。振動モータの振動により、ユーザは身体のどの部分が物体に触れているかを知覚することができる。また、振動モータは小型、安価、軽量であることから、人体の全体に装着することも比較的容易で、移動自由度の高いバーチャルリアリティシステムでの仮想物体とのインタラクションには特に有効である。
【０００４】
振動モータを用いた従来の接触提示装置には、次のようなものがある。
【０００５】
特許文献１は、指先の位置を取得するためのデータグローブに振動子を設置し、指先に振動を与えることで、指先と仮想物体の接触をユーザに知覚させるものである。また、非特許文献１は、全身に計１２個の振動子を装着し、仮想壁との接触時に振動子を振動させることで、ユーザに壁を認知させる装置を提案している。この研究での振動子装着位置は、人体感覚図から判断し、頭、手の甲、肘、胴回り（３個）、膝、足首に装着している。また、非特許文献２では、腕４カ所、脚４カ所に振動子を装着し、振動子の振動を変化させて、異なる質感の物体への接触を提示している。また、非特許文献３では、戦場シミュレータ用に、振動子を人体に装着した装置を開発している。この例では、振動子制御を無線で行うことが特徴である。
【０００６】
従来の振動子を使用した接触提示装置の構成例を図１２に示す。図１２では振動子１２０３を固定部１２０４で人体に装着している。また、ユーザは仮想物体を見るためにヘッドマウントディスプレイ１２０１を装着している。また、仮想物体との接触を検知するために、人体の位置情報が必要であるため、人体の各部位に位置検出用のマーカ１２０１が設置されている。マーカは従来の手法では光学マーカや画像マーカが使われている。これらの構成により、ユーザの位置姿勢を検出し、仮想物体との接触を判定した後に、接触部位に最も近い部位に装着している振動子１２０３を振動させる。ユーザは振動した部分が、仮想物体と接触しているということを知覚する。
【特許文献１】特表２０００−５０１０３３
【非特許文献１】矢野  博明，小木  哲朗，廣瀬  通孝：“振動子を用いた全身触覚提示デバイスの開発”，日本バーチャルリアリティ学会論文誌，Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．３，１９９８
【非特許文献２】Ｊｏｎｇｈｙｕｎ  Ｒｙｕ，Ｇｅｒａｒｄ  Ｊｏｕｎｇｈｙｕｎ  Ｋｉｍ：“Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｖｉｂｒｏ−ｔａｃｔｉｌｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｆｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ”，ＶＲＳＴ‘０４，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１０−１２，２００４，Ｈｏｎｇｋｏｎｇ
【非特許文献３】Ｒ．Ｗ．Ｌｉｎｄｅｍａｎ，Ｙ．Ｙａｎａｇｉｄａ，Ｈ．Ｎｏｍａ，Ｋ．Ｈｏｓａｋａ，Ｋ．Ｋｕｗａｂａｒａ：“Ｔｏｗａｒｄｓ  Ｆｕｌｌ−Ｂｏｄｙ  Ｈａｐｔｉｃ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ：Ｔｈｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  Ｓｐａｔｉａｌｉｚｅｄ  Ｖｉｂｒｏｔａｃｔｉｌｅ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｓｙｓｔｅｍ”ＶＲＳＴ‘０４，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１０−１２，２００４，Ｈｏｎｇｋｏｎｇ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の振動子による接触提示装置では、振動子部分の振動のみで接触情報を与えるため、ユーザは常に点位置の接触を感じる。すなわち、点接触しか提示できないため、線や面が接触した状態との差異を提示することは困難である。例えば、図１２において、前腕に一様な面が接触した場合に、前腕部分に装着した振動子１２０３を振動させても、ユーザは振動子部分に振動を知覚するのみで、面が接触した感触を得られない。こうした現実感との乖離は、ユーザに大きな違和感を持たせることになる。
【０００８】
従来の方式で、線や面の接触提示を行うためには、振動子を密に配置する必要がある。しかし、密に配置した場合では各振動子が個別に振動するため、一様な線や面といった感覚を提示しにくい。また多数の振動子を駆動させると、消費電力が増加し騒音も大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、振動子に振動範囲を拡張する機能を付与し、それを接続あるいは切り離すことにより、一つの振動子で接触を提示する範囲を変化させることができるようにする。
【００１０】
また、本発明は、振動子の数を増やすことなく、線や面などとの接触状態を提示することがでるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接触提示装置は以下の構成を備える。
【００１２】
すなわち、ユーザに振動を提示する接触提示装置であって、振動を発生する振動子と、前記振動子の振動範囲を拡張する少なくとも１つの振動拡張部と、前記振動子と前記振動拡張部の接続もしくは切り離しを行う接続部と、前記振動子の振動の開始または停止と、前記接続部の接続または切り離しの命令を与える制御部とを備え、前記振動拡張部の接続状態により、ユーザに提示する振動の範囲を変更することができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成で、接触状態の範囲を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１５】
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態の接触提示装置を人体１の前腕部に装着した例を示す図である。以下、図１の構成について説明する。振動子１０は振動を発生する部位である。振動子１０は小型の振動モータが好適であるが、圧電アクチュエータや電磁駆動により振動を発生するデバイスでも良い。なお、本明細書における振動子とは、振動を発生する機械的な動作部分に加え、それを内包するケース部分も含む。
【００１６】
振動拡張部３０は、人体に機械的刺激を与えやすい部材であり、例えば周囲の固定部２よりも高剛性の部材である。接続部２０は振動子１０と振動拡張部３０の間に存在し、振動子１０と振動拡張部３０の接続と切り離しを行う。
【００１７】
図１では、振動拡張部３０と接続部２０は、振動子１０の周囲に４つ配置した例を示しているが、振動子１０と接続部２０、振動拡張部３０の個数と配置はこれに限定されることはない。
【００１８】
また、振動子１０、接続部２０、振動拡張部３０は固定部２に固定されるか、内包されている。固定部２は振動子１０及び振動拡張部３０を人体に装着させるためのもので、比較的柔らかな部材であり、例えば布地やゴム素材である。また、制御部４０は振動子１０と接続部２０に命令を送信し、振動子１０の振動の発生または停止や、接続部２０の接続または切り離しの制御を行う。
【００１９】
以上のような構成にすることにより、振動子１０の振動を適切な振動拡張部３０に伝達することができるようになる。人体と仮想物体との接触状態に応じて、適切な位置にある振動拡張部３０を選択して振動子１０に接続し、振動子１０を振動させることにより、仮想物体と接触した人体部位に振動を提示することができる。振動子を使用した接触提示装置では、振動する部分が仮想物体との接触を示しているので、適切な範囲の接触をユーザに知覚させることができる。
【００２０】
なお、図１では接触提示装置を前腕部に装着した例を示したが、装着部位は前腕部に限定するものではなく、例えば上腕部や脚、胴に装着しても良い。
【００２１】
図２に、本実施形態の動作例を示す。図２では、バーチャルリアリティ空間中で、仮想物体１００と人体１（前腕）が接触した状態を示しており、仮想物体１００は特に前腕の右側に接触している。このとき、仮想物体１００と前腕１は面接触をしているとする。接触提示装置はこの接触に対応する部分を振動させて、ユーザに接触範囲を知覚させる。
【００２２】
具体的には、振動子１０の振動を振動拡張部３３と３４の範囲まで拡張すればよい。そのために、振動子１０と振動拡張部３３の間の接続部２３と、振動子１０と振動拡張部３４の間の接続部２４を接続状態にする。接続部２３と２４を接続状態したのちに、振動子１０の振動を開始すれば、振動子１０と振動拡張部３３、３４が一体となって振動し、前腕１に刺激を与える。この間、接続部２１、２２は切り離した状態にあり、振動拡張部３１、３２は振動子１０と一体となった振動を行わない。この刺激によって、ユーザは仮想物体に触れている部分を、前腕右側の範囲であると知覚することができる。
【００２３】
以上は、動作の一例であり、仮想物体と人体との接触の状況に応じて、振動子の振動を伝える振動拡張部を選択して振動を与えることにより、仮想物体との接触をユーザに提示することができる。
【００２４】
次に、本実施形態の振動と人体での知覚状態について説明する。図３は振動子１０と固定部２の構成を、人体表面方向に対して垂直な方向の断面図として模式的に示したものである。固定部２は例えば布地などの柔軟な素材であり、２層構造の内部に振動子１０を含んでいる。また、固定部２は人体１（例えば腕など）に巻き付く形で固定されている。図３では、振動子１０の振動により、振動子１０が装着されている人体１部分で、強い機械的刺激が生じる。一方、固定部２にも、振動子１０の振動が伝達するが、図３に示すように、固定部２が布地などの柔軟な素材の場合には、振動の力は周囲に分散される。よって固定部２では、人体に強い機械的刺激を与えない。
【００２５】
次に図４には、振動子１０と振動拡張部３０が接続部２０により接続した状態の振動を示している。振動拡張部３０は固定部よりも剛性の高い部材で、振動子１０と同様の機械的強度を持つ。この振動拡張部３０が接続部２０により振動子１０と接続することにより、振動子１０と一体となって振動を発生する。振動拡張部３０の剛性が高いことにより、固定部の場合と異なり、人体に大きな機械的刺激を与える。大きな機械的刺激、すなわち強い力で皮膚表面を刺激することにより、皮膚内部の感覚受容器に強い刺激を与えることができ、振動を明確に知覚できるようになる。
【００２６】
図５には、振動子１０と振動拡張部３０が接続部２０及び固定部２の構成により、人体へ与える機械的刺激を模式的に示した。固定部２は例えば布地などの柔軟な素材であり、その内部に振動子１０と振動拡張部３０が接続部２０を含む構成としている。
【００２７】
図５において、振動拡張部３０ａは接続部２０ａが切り離された状態で、振動子１０とは接続していない。接続部２０ａが切り離された状態であることから、接続部２０ａの間は何もない空間となっている。ただし、接続部２０ａが切り離されていても、周囲の固定部２ａは繋がっている。一方、接続部２０ｂは接続した状態を示しており、振動拡張部３０ｂは振動子１０と接続している。各構成要素の図の下には、各部位で人体が感じる機械的刺激強さの概要を示した。
【００２８】
まず、振動子１０とそれに接続した振動拡張部３０ｂは、図４を用いて説明したように、一体となって大きな振動を発生し、人体に対して強い機械的刺激を与える。ユーザは、この範囲での振動を特に明確に感じることができ、仮想物体との接触位置を判断する。
【００２９】
次に、振動拡張部３０ａを切り離した状態である接続部２０ａ部分では、振動子１０に接続している部分は固定部２ａのみである。この場合、図３を用いて説明したように、振動子１０の振動が固定部２ａに伝達するが、人体１への刺激は弱い。さらに、振動子１０に接続していない振動拡張部３０ａでは、固定部２ａで振動が減衰する効果と、振動拡張部３０ａ自身で振動が減衰する効果により、振動振幅が低下する。従って、振動拡張部３０ａの部分で、人体に与える機械的刺激の強度も低下する。
【００３０】
以上のように、振動子と振動拡張部が接続した範囲で、相対的に最も強い機械的刺激が生じる。振動子と振動拡張部が接続しない部分では、固定部による振動が生じても、その機械的刺激は弱い。このように、振動拡張部の接続状態により、振動子が与える振動知覚範囲を任意に広げることができるようになる。
【００３１】
一般に、人体が皮膚表面で振動を感じる周波数は、約１ｋＨｚ以下であるとされる。よって、本発明の振動子の振動周波数は１ｋＨｚ以下に設定する。また、特に人体が感じやすい振動周波数は１００Ｈｚ〜３００Ｈｚであるので、振動子の振動周波数はこの付近に設定することが望ましい。また、さらに、振動子単体の振動周波数だけでなく、振動子に振動拡張部を接続し、振動させた場合の全体的な振動も、人体が皮膚表面で振動を感じる周波数の範囲にする。振動子に振動拡張部を接続して振動させた場合には、振動部分の大きさ・重心が変化するため、振動子単体の振動と比べ、振動周波数に変化が生じる。振動拡張部は、振動子に接続して振動子を振動させても、振動周波数が人体で感じる範囲外の周波数に変化しないように、材質や形状を設計する。
【００３２】
次に、接続部について説明を行う。接続部は、振動子と振動拡張部の接続・切り離しを行うことのできるアクチュエータで良く、特に限定するものではない。
【００３３】
図６には電磁石と永久磁石を使用した構成を示す。振動子１０、接続部２０、振動拡張部３０は固定部２に内包されており、人体に装着される。また、接続部２０は永久磁石２０１と電磁石２０２により構成されている。不図示の制御部は、振動を伝達したい範囲の振動拡張部３０と振動子１０を接続するために、任意の接続部２０の電磁石２０２を動作させる。電気伝導により、磁力を帯びた電磁石２０２は永久磁石２０１と磁力により接続する。
【００３４】
図７には、接続部２０の別の形態として、クラッチ機構を用いた例を示す。図７は接続部２０のみが図６と異なるため、他の部分の説明は省略する。図４の接続部２０は、クラッチ２０３により振動拡張部３０の一部を挟むことにより、振動子１０と振動拡張部３０を接続する。
【００３５】
図７中で、振動拡張部３０ａと振動子１０の間の接続部２０は、接続が解放されており、振動拡張部３０ａ部分では前述したように人体で感じる機械的刺激が弱い。一方、振動拡張部３０ｂと振動子１０の間の接続部２０では、クラッチ機構が動作し接続状態にあるので、振動拡張部３０ｂは振動子１０と共に振動する。不図示の制御部は、振動を伝達したい範囲の振動拡張部３０と振動子１０を接続するために、任意の接続部２０のクラッチ２０３を動作させる。クラッチ２０３は、電磁アクチュエータ、油空圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ（超音波モータ）、形状記憶合金などによって駆動する。
【００３６】
図８には、接続部２０の別の形態として、伸縮性のアクチュエータを使用した例を示している。この場合は、上記の他の接続部の例と異なり、振動子１０と振動拡張部３０は常に接続部２０ａ、２０ｂを介して接続している状態にある。従って、接続部２０には、柔軟な高分子ゲルアクチュエータや、フィルム基板上の静電アクチュエータの伸縮作用を使用する。
【００３７】
これらは、一般に人工筋肉用のアクチュエータと分類されるもので、高分子やフィルム基板であることから伸びた状態では比較的剛性が低く、柔軟な固定部２と同様の振動挙動を示す。従って、伸縮性アクチュエータ２０５が伸びている状態で、振動拡張部３０ａと接続していない場合には、振動子１０が振動しても伸縮性アクチュエータ２０５部分では、強い振動が感じられない。一方、伸縮性アクチュエータ２０５が縮んで振動子１０と振動拡張部３０ｂが接続されると、振動子１０と振動拡張部３０ｂが一体となって振動する。その結果、この人体は、この範囲で強い機械的刺激を知覚する。
【００３８】
（第二の実施形態）
次に、第二の実施例について説明する。第一の実施例では、振動子に対して、振動拡張部が接続または切り離しを行うことで、振動発生範囲を制御したが、振動拡張部にさらに別の振動拡張部を接続する構成にして、より多彩な接触情報を提示する用にしても良い。
【００３９】
図９は第二の実施例に係る接触提示装置の図である。振動拡張部３０、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは振動子１０の周囲に、アレイ状に配置されている。
【００４０】
振動拡張部３０ｂは振動子１０に隣接する振動拡張部で、振動拡張部３０ｃ、３０ｄは振動子１０とは直接接続しない振動拡張部である。振動子１０と振動拡張部３０ｂの間には接続部２０ｂが、各振動拡張部の間には、接続部２０ｃ、２０ｄがある。
【００４１】
制御部４０からの命令で、振動子１０は振動の開始と停止を行い、各接続部は接続と切り離しを行う。このようにアレイ状に配置した振動拡張部３０の内、仮想物体との接触状態に応じて適切なものを選択して振動子１０と接続させ、振動子１０の振動を開始することにより、より適確な接触範囲を提示することができるようになる。このとき、直接振動子１０に隣接していない振動拡張部については、振動子１０と接続した振動拡張部と接続することで、振動子１０と一体となって振動することができる。
【００４２】
例えば、図９では、振動子１０に隣接する振動拡張部３０ｂは、振動子１０と振動拡張部３０ｂの間の接続部２０ｂによって接続する。そして、振動子１０と隣接しないが、振動を提示したい範囲にある振動拡張部３０ｃについては、振動子１０と接続した振動拡張部３０ｂと振動拡張部３０ｃの間の接続部２０ｃを使用して接続する。
【００４３】
同様に、振動子１０に隣接していない振動拡張部同士を、接続部を介して接続・切り離しを行う構成にしても良い。例えば、図９では振動拡張部３０ｃと振動拡張部３０ｄを接続することにより、さらに振動子の振動範囲を拡張することができる。以上のような手順で、振動子１０の振動範囲を任意に設定することができる。
【００４４】
またさらに、図９のように振動拡張部をアレイ状に配置した場合に、振動子をアレイ中に複数個導入してもよい。このような場合の例を図１０に示す。
【００４５】
図１０では、図９の接触提示装置に、２つの振動子１０を加えた図である。図９のように、一つの振動子１０では振動子１０から遠方に存在する振動拡張部３０に十分な振動が伝わらない場合があるが、複数個の振動子を導入することにより、比較的均一に振動を伝えることができる。また、このような構成では、振動子の個数が増えることになるが、振動子自体をアレイ配置させて、多彩な接触範囲を提示する方法よりは、振動子の個数が大幅に抑制される。
【００４６】
また、複数個の振動子の振動状態、すなわち振動のＯＮ／ＯＦＦ、振動の強度、振動の周波数などを独立に制御することで、接触提示範囲は一定であっても、人が感知する感覚を微妙にコントロールすることができる。これにより、振動範囲及び振動状態を任意に制御することができ、現実の接触感覚により近い感覚を提示することができるようになる。
【００４７】
（第三の実施形態）
以上では、接触提示装置の動作例についてのみ示したが、表示装置や位置検出装置と組み合わせて、バーチャルリアリティ分野で使用する場合の全体的な実施の形態を図１１に示す。
【００４８】
図１１において、ユーザ３は、振動子１０と接続部２０と振動拡張部３０を固定部２によって体に装着している。また、ユーザ３は、ヘッドマウントディスプレイ１０１を装着し、仮想物体１００を視覚的にとらえることができる。
【００４９】
また、さらに、ユーザ３は空間中での位置を取得するためのマーカ９１を体に装着している。マーカ９１は例えば、赤外線マーカや、その他の光学マーカ、または画像マーカである。マーカ９１は、バーチャルリアリティ空間の周囲に設置したカメラ９０によって読み取られる。カメラ９０の情報は、情報処理装置８０に送られ、位置検出部５０でマーカ９１の位置（人体の位置姿勢）が求められる。
【００５０】
位置検出部５０で求めた人体の位置姿勢と、仮想空間データ保存部５１に保存されている仮想物体１００の位置情報に基づいて、接触判定部５２で人体と仮想物体の接触判定が行われる。接触判定により、仮想物体１００の位置や形状に変更があった場合には、仮想空間データ保存部５１で保存するデータに変更を加えても良い。
【００５１】
また、さらに、接触があった場合には、振動レンダリング部５３で、接触部位と接触状態に基づいて、振動させる振動子１０の判断と、接続するべき接続部２０の判断を行う。例えば、接触部位が右腕前腕であれば、その部分に装着している振動子１０を振動させると判断し、また、接触状態が線または面接触ならば、周囲の任意の振動拡張部３０の接続の判断を行う。
【００５２】
制御部４０は振動レンダリング部５３の判断に基づいて、各振動子１０または接続部２０に振動または接続・切り離しの命令を行う。図１１では、制御部４０から、各振動子１０または接続部２０への命令を、無線部５４を介して無線通信で行う。
【００５３】
なお、図１１の例では、ヘッドマウントディスプレイを用いたが、視覚に与える情報はこれに限定されることなく、搬入型スクリーンなどでも良い。また、本発明の接触提示装置は、ヘッドマウントディスプレイなどを用いた視覚情報との組み合わせに限定されることなく、触覚情報のみや、聴覚情報などと組み合わせることにより、バーチャルリアリティ空間を構成しても良い。
【００５４】
また、図１１では移動自由度の向上のために、制御部４０から振動子１０及び接続部２０への命令を無線通信で行ったが、これを有線で行っても良い。
【００５５】
また、図１１の例では、ユーザの位置姿勢検出のためにマーカ９１とカメラ９０を用いたが、これ以外の手法での位置姿勢検出方法を用いても良い。例えば、磁気センサや加速度・角速度センサや地磁気センサなどのセンサを用いた手法や、人体の一部をマーカとカメラによる手法で位置検出し、姿勢については人体の関節に沿って装着したリンク機構の動きを、リンクの関節に設置した角度センサにより読み取る手法にしても良い。
【００５６】
以上説明したように本実施形態によれば、簡単な構成で、振動範囲を変更することができる。また、比較的広い範囲に振動を提示するために、振動子の数を増やす必要がないなどの効果がある。
【００５７】
また、本発明は、バーチャルリアリティ分野への応用へ限定されることなく、テレオペレーションや、視覚障害者向けの情報提示装置として用いても良い。
【００５８】
また、本発明を、振動範囲と振動状態に応じて情報の伝達を行う、ユーザインターフェースとして用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第一の実施形態に係る接触提示装置を示す図である。
【図２】図１の接触提示装置の動作例を示す図である。
【図３】振動子と固定部の振動と人体に与える機械的刺激を説明する図である。
【図４】振動子と振動拡張部の振動と人体に与える機械的刺激を説明する図である。
【図５】触覚提示装置全体が人体に与える機械的刺激を説明する図である。
【図６】接続部に永久磁石と電磁石を用いた例を示す図である。
【図７】接続部にクラッチ機構を用いた例を示す図である。
【図８】接続部に伸縮性アクチュエータを用いた例を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る接触提示装置を示す図である。
【図１０】図９の接触提示装置に、複数の振動子を導入した例を示す図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態に係る接触提示装置を示す図である。
【図１２】従来の振動子を用いた接触提示装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
２  固定部
１０  振動子
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２１、２２、２３、２４  接続部
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３１、３２、３３、３４  振動拡張部
４０  制御部
５０  位置検出部
５１  仮想空間データ保存部
５２  接触判定部
５３  振動レンダリング部
８０  情報処理装置
９０  カメラ
９１  マーカ
１００  仮想物体
１０１  ヘッドマウントディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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