(57)【要約】【課題】視覚的につまみを視認可能なことはもちろんのこと、視覚以外の触覚によっても、時間の経過等の物理量を人に感覚的に把握させる触覚型提示装置及びこの触覚型提示装置に用いられる演算プログラムを提供すること。【解決手段】触覚型提示装置１Ａは、物理量の提示範囲と経路上の始点から終点までの範囲との割合を演算する演算手段１７と、この演算手段１７によって演算された割合に従って、提示対象の物理量に対応する経路上の位置を特定し、特定した経路上の位置につまみ３を駆動手段２３によって移動させることを司令する制御信号を駆動手段２３に出力する制御信号出力手段１８とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
始点と終点とを両端とする予め定めた経路に沿って駆動手段によってつまみを移動させ、前記つまみが指し示す前記経路上の位置によって提示対象の物理量を提示する触覚型提示装置であって、
前記物理量の提示範囲と前記経路上の始点から終点までの範囲との割合を演算する演算手段と、
この演算手段によって演算された前記割合に従って、前記提示対象の物理量に対応する前記経路上の位置を特定し、特定した前記経路上の位置に前記つまみを前記駆動手段によって移動させることを司令する制御信号を前記駆動手段に出力する制御信号出力手段とを備えること、
を特徴とする触覚型提示装置。
【請求項２】
前記演算手段は、
前記物理量の提示範囲の最大値と最小値との差を前記経路上の始点から終点までの範囲の長さで除算して商を前記割合として求める除算部と、
前記経路上の位置ごとの座標値と前記商とを乗算して複数の積を、前記経路上の位置に割り当てた前記物理量として求める乗算部とを備え、
前記制御信号出力手段は、
前記提示対象の物理量が、前記複数の積の中で一致するものを特定する特定部と、
この特定部によって特定された前記積を求めるときに用いられた前記座標値に基づいて前記制御信号を求める演算部と、
この演算部によって演算された前記制御信号を前記駆動手段に出力する出力部とを備えること、
を特徴とする請求項１に記載の触覚型提示装置。
【請求項３】
少なくとも２つの提示対象の前記物理量の中のいずれか１つを選択し、前記演算手段への入力を、選択した前記物理量に切り替える切替手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の触覚型提示装置。
【請求項４】
前記経路に沿って凹部又は凸部を、前記物理量の提示範囲を示すめもりとして形成しためもり形成部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の触覚型提示装置。
【請求項５】
始点と終点とを両端とする予め定めた経路上の位置を、つまみが指し示すことによって、提示対象の物理量を提示する触覚型提示装置に用いられる演算プログラムであって、前記始点から前記終点までの前記経路に沿って駆動手段によってつまみを移動させることを司令する制御信号を演算するために、コンピュータを、
前記物理量の提示範囲と前記経路上の始点から終点までの範囲との割合を演算する演算手段、
この演算手段によって演算された前記割合に従って、前記提示対象の物理量に対応する前記経路上の位置を特定し、特定した前記経路上の位置に前記つまみを前記駆動手段によって移動させることを司令する制御信号を前記駆動手段に出力する制御信号出力手段、
として機能させることを特徴とする演算プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始点と終点とを両端とする予め定めた経路上の位置を、つまみが指し示すことによって、提示対象の物理量を提示する触覚型提示装置及びこの触覚型提示装置に用いられる演算プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、触覚で認知できる状態で物理量を表現している直線動作機構としては、音響コンテンツの制作・視聴時にボリューム調整に用いられるスライダや航空機のスロットルレバーが知られている。これらの直線動作機構は、音量や燃料の流量の調節やポインタの移動のための入力装置として作られている。そのため、これらの直線動作機構は、入力装置であっても、人間が操作を行った状態を保持することで視覚又は触覚で状態を表現することが可能になっている（例えば、特許文献１参照）。なお、この特許文献１には、直線動作機構としてスライダを利用したポインティングデバイスが紹介されている。このポインティングデバイスは、スライダが操作されて移動すると、ディスプレイに表示しているポインタがスライダの移動量に応じて移動するように構成されている。
【０００３】
また、一般に、ディジタル録音された曲を再生する際に、再生時間の経過と共に移動するポジションスライダを表示させ、曲全体の中でどのくらいの時間が経過したのかをディスプレイ上に表示させる音楽プレーヤ機器や音楽再生ソフトウェアが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−７１１５７号公報（段落００１６〜段落００２１、図１，図２及び図４参照）
【非特許文献１】Ｒｅａｌ  ヘルプ、“ポジションスライダ”、［online］、［平成18年12月06日検索］、インターネット＜http://service.jp.real.com/help/faq/rp10/realplay/Position_Slider.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、非特許文献１に記載のポジションスライダでは、人の視覚に訴えることはできても、ディスプレイが付帯していない携帯型音楽プレーヤでは再生時間の経過を把握することができなかった。また、反射型の液晶画面を用いている音楽プレーヤでは、暗闇で視認することができなかった。さらに、このようなポジションスライダは、単体の音楽プレーヤ機器であっても、パーソナルコンピュータで使用されるソフトウェアであっても、あくまでも視認するための表示機能であったため、視覚障害者には再生時間の経過を感覚的に把握させることができなかった。
【０００５】
また、特許文献１に記載のポインティングデバイスや音楽調整用のスライダやスロットルレバーは、入力装置であるに過ぎないため、曲の再生を触覚で認知できるようなポジションスライダとして利用できなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、視覚的につまみを視認可能なことはもちろんのこと、視覚以外の触覚によっても、時間の経過等の物理量を人に感覚的に把握させる触覚型提示装置及びこの触覚型提示装置に用いられる演算プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の触覚型提示装置は、始点と終点とを両端とする予め定めた経路に沿って駆動手段によってつまみを移動させ、つまみが指し示す経路上の位置によって提示対象の物理量を提示するために、演算手段と制御信号出力手段とを備える構成とした。
【０００８】
かかる構成において、触覚型提示装置では、演算手段によって、物理量の提示範囲と経路上の始点から終点までの範囲との割合を演算し、制御信号出力手段によって、その演算手段によって演算された割合に従って、提示対象の物理量に対応する経路上の位置を特定し、特定した経路上の位置につまみを駆動手段によって移動させることを司令する制御信号を駆動手段に出力する。
【０００９】
また、請求項２に記載の触覚型提示装置は、請求項１において、演算手段が除算部と乗算部とを備え、制御信号出力手段が特定部と演算部とを備える構成とした。
【００１０】
かかる構成において、触覚型提示装置は、制御信号出力手段の除算部によって、物理量の提示範囲の最大値と最小値との差を経路上の始点から終点までの範囲の長さで除算して商を割合として求め、制御信号出力手段の乗算部によって、経路上の位置ごとの座標値と商とを乗算して複数の積を、経路上の位置に割り当てた物理量として求める。
【００１１】
そして、この触覚型提示装置は、制御信号出力手段の特定部によって、複数の積の中で一致するものを特定し、制御信号出力手段の演算部によって、その特定部によって特定された積を求めるときに用いられた座標値に基づいて制御信号を求め、制御信号出力手段の出力部によって、その演算部によって演算された制御信号を駆動手段に出力する。
【００１２】
また、請求項３に記載の触覚型提示装置は、請求項１又は請求項２において、切替手段をさらに備える構成とした。かかる構成において、触覚型提示装置は、切替手段によって、少なくとも２つの提示対象の物理量の中のいずれか１つを選択し、演算手段への入力を、選択した物理量に切り替える。
【００１３】
また、請求項４に記載の触覚型提示装置は、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、めもり形成部をさらに備える構成とした。かかる構成において、触覚型提示装置では、めもり形成部には、経路に沿って凹部又は凸部を、物理量の提示範囲を示すめもりとして形成した。
【００１４】
また、請求項５に記載の演算プログラムは、始点と終点とを両端とする予め定めた経路上の位置を、つまみが指し示すことによって、提示対象の物理量を提示する触覚型提示装置に用いられる演算プログラムであって、始点から終点までの経路に沿って駆動手段によってつまみを移動させることを司令する制御信号を演算するために、コンピュータを、演算手段、制御信号出力手段として機能させる構成とした。
【００１５】
かかる構成において、演算プログラムは、演算手段によって、物理量の提示範囲と経路上の始点から終点までの範囲との割合を演算し、制御信号出力手段によって、この演算手段によって演算された割合に従って、提示対象の物理量に対応する経路上の位置を特定し、特定した経路上の位置につまみを駆動手段によって移動させることを司令する制御信号を駆動手段に出力する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以下に示すように優れた効果を奏するものである。
請求項１及び請求項５に記載の発明によれば、視覚的につまみを視認可能なことはもちろんのこと、視覚以外の触覚によっても、時間の経過等の物理量を人に感覚的に把握させることができるという効果が得られる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明によれば、装置全体を簡易な構成で実現することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明によれば、切替手段によって、提示対象の物理量を容易に切り替えることができるため、複数の物理量を触覚で把握することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明によれば、めもり形成部に形成した凹部又は凸部によって、つまみの指し示す位置をユーザに認知させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、実施形態１及び実施形態２について図面を参照して説明する。
［実施形態１］
［触覚型提示装置の構成］
まず、図１の外観斜視図を参照して、実施形態１の触覚型提示装置１Ａの構成について説明する。
【００２１】
この触覚型提示装置１Ａ（以下「提示装置１Ａ」と省略する。）は、始点と終点とを両端とする予め定めた経路に沿って駆動手段によってつまみ３を移動させ、つまみ３が指し示す経路上の位置によって提示対象の物理量を提示するものである。この提示装置１Ａには、略立方体形状の筐体１の上表面に、板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを囲むように組み合わせて、溝２ｅが横長に形成されている。そして、つまみ３が、その溝２ｅに沿って移動自在に筐体１の上表面から突き出している。したがって、この溝２ｅがつまみ３の経路として形成されている。なお、ここでは、板２ａ〜２ｄを組み合わせて溝２ｅを形成した場合を示しているが、これに限らず、一枚の板を削って溝２ｅを形成させたものであってもよい。
【００２２】
また、筐体１の上表面には、板２ａ，２ｂ，２ｄに隣接させて、板２ｆが組み付けられている。この板２ｆには、操作子７が設けられている。この操作子７は、提示装置１Ａを使用する機能（用途）を選択するものである。ここでは、コンテンツ再生ボタン７ａ、温度計ボタン７ｂ、５分計タイマボタン７ｃ及び１０分計タイマボタン７ｄが配置されている。
【００２３】
コンテンツ再生ボタン７ａは、所定長さの時間の経過（楽曲等の音声ストリームデータの経過）を提示させる計時機能を選択するものである。なお、コンテンツのストリームデータには、コンテンツ時間長データが含まれている。また、温度計ボタン７ｂは、温度を提示させる温度計機能を選択するものである。また、５分計タイマボタン７ｃ、１０分計タイマボタン７ｄは、所定長さの時間の経過を提示する計時機能を選択するものである。以下、この実施形態１では、コンテンツ再生ボタン７ａが選択されている場合を主として説明するが、他の場合については同様であるため詳細を省略する。
【００２４】
ところで、各ボタン７ａ〜７ｄは、いずれか一つが選択されたときにはその一つのみが押下状態となり、他の一つが押下されたときにはそれまで押下状態にあったものが跳ね上がって元の状態に戻るような機構になっている。例えば、温度計ボタン７ｂが押下された状態で、コンテンツ再生ボタン７ａが押下されると、温度計ボタン７ｂが跳ね上がって元に戻り、コンテンツ再生ボタン７ａのみが押下状態になる。
【００２５】
また、この筐体１の上表面の板（めもり形成部）２ｃには、溝（経路）２ｅに沿って凹部２ｇが、物理量の提示範囲を示すめもりとして形成されている。ここでは、この凹部２ｇは、溝２ｅの長さを１０分割しためもりとして形成されている。また、凹部２ｇは、つまみ３の始点（図１中手前側）と終点（図１中奥側）と中央点の径が大きく形成されている。そのため、ユーザは、つまみ３の位置を触覚によって確実に把握できる。なお、板２ｃには、凹部の代わりに凸部が形成されていてもよい。
【００２６】
また、この筐体１の上表面の板２ｄには、目視自在な“めもり”が印刷されている。ここでは、溝２ｅの長さを１０分割したものが、めもりとして形成されている。
【００２７】
また、この筐体１には、家庭用コンセントに接続する電源ケーブル８と、外部機器に接続するＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル９とが接続されている。ＵＳＢケーブル９は、図示しないＵＳＢコネクタに接続されている。なお、ここでは、３本のＵＳＢケーブル９ａ〜９ｃが接続されている。
【００２８】
次に、図２を参照して、筐体１の内部の構造についてさらに詳細に説明する。この筐体１には、つまみ３を溝２ｅに沿って直線移動する移動機構が収容されている。この移動機構は、ベルト４と、プーリ１０，１１と、歯車１２，１３，１４，１５ａの歯車列とからなっている。ベルト４には、つまみ３が固定されている。そして、このベルト４は、プーリ１０，１１に巻き掛けられている。各プーリ１０，１１は、それぞれ軸体５，６に軸支されて、筐体１内に収容されている。また、プーリ１１は、軸体６を同軸にして歯車１２と一体に成形されている。そのため、歯車１２が回転すると、プーリ１１に巻き掛けられたベルト４が回転し、つまみ３が溝２ｅに沿って移動する。
【００２９】
また、小径の歯車１３と大径の歯車１４とが同軸にして一体に成形され、軸体１３Ａに軸支されて、筐体１内に収容されている。そして、歯車１２と歯車１３とが噛み合っている。したがって、歯車１３，１４が回転すると、歯車１２が回転する。
【００３０】
また、筐体１には、歯車１５ａを軸支した軸体１５ｂを回転させ、移動機構に駆動力を伝達するステッピングモータ（駆動手段）１５が収容されている。なお、歯車１５ａと歯車１４とが噛み合っている。
【００３１】
したがって、ステッピングモータ１５が駆動することによって軸体１５ｂが回転すると、その軸体１５ｂに軸支された歯車１５ａが回転する。この歯車１５ａの回転は、これに噛み合わされた歯車１４に伝達され、この歯車１４と一体に成形された歯車１３の回転が歯車１２に伝達する。そして、歯車１２が回転すると、この歯車１２と一体に成形されたプーリ１１が回転し、プーリ１０，１１に巻き掛けられたベルト４が回転する。そのため、ベルト４に固定されたつまみ３が溝２ｅに沿って移動する。
【００３２】
ただし、つまみ３が溝２ｅの両端内壁で突き当たるため、ステッピングモータ１５は、所定ステップの範囲を正逆回転自在になっている。ステッピングモータ１５（歯車１５ａ及び軸体１５ｂ）がδ方向に回転すると、歯車１３，１４がγ方向に回転し、歯車１２及びプーリ１１がδ方向に回転することによって、ベルト４がδ方向に回転し、つまみをβ方向に移動させる。また、ステッピングモータ１５がγ方向に回転すれば、その回転力が歯車列を伝達され、ベルト４がγ方向に回転して、つまみ３をα方向に移動させる。なお、ステッピングモータ１５の回転方向を逆転させて伝達する図示しない歯車を備えるようにしてもよい。
【００３３】
なお、この実施形態１では、つまみ３がα方向に移動して板２ｂの端壁面に突き当たっている位置を始点（図１では手前側）とし、つまみ３がβ方向に移動して板２ａの端壁面に突き当たっている状態を終点（図１では奥側）とする。また、この実施形態１では、簡単のため、各歯車１２，１３，１４，１５ａの質量や軸体５，６，１３ａ，軸体１５ｂの摩擦などによる伝達力の減衰を無視して説明する。
【００３４】
次に、図３に示すブロック図を参照して、提示装置１Ａの制御系の機能構成について説明する。この提示装置１Ａには、通信手段１６と、演算手段１７と、制御信号出力手段１８と、電源回路２０と、切替手段２１と、記憶手段２２と、駆動手段２３とが主に備えられている。
【００３５】
通信手段１６は、コンテンツ再生機２４、温度計２５又はタイマ２６と通信自在に接続するものである。通信手段１６は、コンテンツ再生機２４とＵＳＢケーブル９ａによって電気的に接続し、温度計２５とＵＳＢケーブル９ｂによって電気的に接続し、タイマ２６とＵＳＢケーブル９ｃによって電気的に接続している。
【００３６】
なお、コンテンツ再生機２４は、コンテンツ時間長（物理量の提示範囲）及び経過時間（提示対象）の物理量をディジタルデータとして提示装置１Ａに送る図示しない手段を備えている。コンテンツ再生機２４は、ディジタルコンテンツの音楽ストリームデータを再生するＭＰ３携帯プレーヤ等の音楽プレーヤである。
【００３７】
温度計２５は、温度の計測範囲（物理量の提示範囲）及び計測値（提示対象）の物理量をディジタルデータとして提示装置１Ａに送る図示しない手段を備えている。なお、この温度計２５が体温計の場合、一般的な３５℃〜４２℃が計測範囲となる。
【００３８】
また、タイマ２６は、５分や１０分等の計測範囲時間（物理量の提示範囲）及び経過時間の物理量をディジタルデータとして提示装置１Ａに送る図示しない手段を備えている。
【００３９】
なお、この実施形態１では、通信手段１６として説明しているが、コンテンツ再生機２４や温度計２５やタイマ２６等の外部機器と通信可能であれば、どのような通信方式を用いてもよい。例えば、赤外線通信、有線・無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信、ブルートゥース（登録商標）通信、光ファイバ通信、シリアルケーブルを用いた通信方式、その他、種々の規格の電気有線ケーブルを用いた通信のいずれであってもよい。
【００４０】
演算手段１７は、物理量の提示範囲と経路上の始点から終点までの範囲との割合を演算するものであって、除算部１７ａと乗算部１７ｂとを主に備えている。
【００４１】
除算部１７ａは、コンテンツ時間長（物理量の提示範囲の最大値と最小値との差）を溝（経路）２ｅの始点（図１中手前側）から終点（図１中の奥側）までの範囲の長さ（幅）で除算して商を割合として求めるものである。なお、始点から終点の方向を正（後記「経過時間」が正）、終点から始点の方向を負（後記「経過時間」が負）とする。以下、正の場合を説明する。
【００４２】
ところで、コンテンツ時間長は、時間の長さの最大値Ｍ、時間の長さの最小値ｍとすると、（Ｍ−ｍ）で表される。また、溝（経路）２ｅの始点（図１中手前側）から終点（図１中の奥側）までの範囲の長さ（幅）Ｌは、［１］式によって表される。ここで、図２に示すように、長さＬ１は、溝２ｅのつまみ３の移動方向の長さであり、長さＬ２は、つまみ３自体の移動方向の長さである。
Ｌ＝（Ｌ１−Ｌ２）…［１］
【００４３】
また、ステッピングモータ１５の１ステップ当たりのつまみ３の移動距離ｌ［ｍ／１ステップ］は、［２］式に従って求められる。なお、ステッピングモータ１５が、分解能θ［°］、静止トルクｔｓ［Ｎ・ｍ］、動トルクｔｍ［Ｎ・ｍ］の特性を持ち、歯車列が減速比ｄの特性を持ち、プーリ１１に一体の歯車１２のベルト４に対する駆動有効直径をｒとする。
ｌ＝（θ／３６０）×２πｒ／ｄ…［２］
【００４４】
また、移動距離ｌを用いると、つまみ３が始点から終点までに移動するときに必要なステッピングモータ１５の総ステップ数Ｎは、［３］式の右辺の商によって与えられる。そのため、つまみ３が溝（経路）２ｅに沿った座標値は、始点０、終点Ｎ（Ｌ／ｌ）で表される。
Ｎ＝Ｌ／ｌ…［３］
【００４５】
そのため、提示装置１Ａでは、［１］式や［２］式や［３］式の算出結果や各設計値（以下纏めて「設定値」という）を、記憶手段２２に予め記憶させておく。そして、提示装置１Ａの電源オン時に演算手段１７や制御信号出力手段１８に読み込まれることとする。
【００４６】
そして、この実施形態１では、ステッピングモータ１５を用いているので、除算部１７ａは、ステッピングモータ１５の１ステップ当たりのコンテンツの経過時間Ｙを割合として、［４］式に従って算出する。
Ｙ＝（Ｍ−ｍ）／（Ｌ／ｌ）…［４］
【００４７】
乗算部１７ｂは、溝（経路）２ｅ上の位置ごとの座標値Ｎと、割合Ｙの値（商）とを乗算して複数の積Ｚを、［５］式に基づいて、溝２ｅ上の位置に割り当てた物理量として求めるものである。ただし、Ｚは正の整数であり、０≦Ｚ≦Ｎを満たす。乗算部１７ｂは、求めた積Ｚを特定部１８ａに渡す。
Ｚ＝Ｎ×Ｙ…［５］
【００４８】
例えば、ステッピングモータ１５が２ステップ回転したときには（Ｚ＝２）、コンテンツの経過時間Ｎは、２×Ｙとなる。つまり、Ｎステップ回転したときに、Ｚ＝Ｎ×Ｙとなる。ここで、係数Ｎは、前記したように座標値であり、ステッピングモータ１５の１ステップ当たりにつまみ３が移動する距離を一単位としている値である。
【００４９】
次に、制御信号出力手段１８は、演算手段１７によって演算された割合に従って、提示対象の物理量に対応する経路上の位置を特定し、特定した経路上の位置につまみ３を駆動手段２３によって移動させることを司令する制御信号を駆動手段２３に出力するものである。そのため、この制御信号出力手段１８は、特定部１８ａと演算部１８ｂと出力部１８ｃとを主として備えている。
【００５０】
特定部１８ａは、通信手段１６を介して入力される経過時間（提示対象の物理量）が、乗算部１７ｂによって演算された複数の積Ｚの中で一致するものを特定するものである。なお、経過時間は、コンテンツ再生機２４から直接取得するのではなく、図示しないタイマによって曲の開始時から計測するようにしてもよい。
【００５１】
演算部１８ｂは、特定部１８ａによって特定された積Ｚを求めるときに用いられた座標値Ｎに基づいて制御信号を求めるものである。つまり、Ｚが特定されると、［５］式から座標値Ｎ及び割合Ｙが特定される。そして、割合Ｙは、前記したように、ステッピングモータ１５の１ステップ当たりのコンテンツの経過時間を表すから、Ｚが特定されて、座標値Ｎが定まり、ステッピングモータ１５をＮステップ回転させればよいことが分かる。そのため、演算部１８ｂは、［５］式に基づいて、Ｎの値を決定し、ステッピングモータ１５をＮステップ回転する司令を示す制御信号を演算する。
【００５２】
出力部１８ｃは、演算部１８ｂによって演算された制御信号を駆動手段２３に出力するものである。
【００５３】
電源回路２０は、提示装置１Ａの各手段に電源を供給するものであり、電源ケーブル８を介して外部から電力の供給を受ける。なお、図示しない蓄電池や発電機から電力の供給を受けるようにしてもよい。
【００５４】
切替手段２１は、少なくとも２つの提示対象の物理量の中のいずれか１つを選択し、演算手段１７への入力を、選択した物理量に切り替えるものである。この切替手段２１は、操作子７の切替を検知したら要求信号を、通信手段１６を介してコンテンツ再生機２４等に送り、物理量（所要時間や経過時間等）の提供を促す。なお、例えば、コンテンツ再生機２４から温度計２５に切り替わった場合、ＵＳＢケーブル９ａを介した通信から、ＵＳＢケーブル９ｂを介した通信に切り替える。また、切替手段２１は、演算手段１７や制御信号出力手段１８に対して、今までの処理をリセットする指令を出力する。
【００５５】
また、この切替手段２１は、同一の物理量の提示範囲を適宜変更する処理を持たせてもよい。例えば、音楽ＣＤ（Compact Disc）に総計６０分の複数の楽曲が収録されている場合、その総計６０分を提示範囲として選択するか、又は、楽曲ごとの提示範囲とするのかを切り替えるようにしてもよい。この場合、コンテンツ再生ボタン７ａとは別に、総計或いは楽曲ごとかを切り替える操作子７を備えるように構成し、切替手段２１は、その選択に応じて切り替えるようにすればよい。
【００５６】
記憶手段２２は、各種設定値を予め記憶し、また、算出データをその都度記憶するものである。なお、この記憶手段２２は、例えば、読み書き自在なＲＡＭ（Random Access Memory）とするが、これに限らない。
【００５７】
駆動手段２３は、つまみ３を移動するものであり、ステッピングモータ１５と、ステッピングモータ制御回路１９と移動機構（図２参照）とを主に備えている。
【００５８】
ステッピングモータ制御回路１９は、出力部１８ｃからの制御信号に従って、ステッピングモータ１５を１ステップずつ回転させるパルス信号をステッピングモータ１５に送り、ステッピングモータ１５の駆動を制御するものである。
【００５９】
なお、演算手段１７及び制御信号出力手段１８が、各部１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃの処理を繰り返すことによって、ステッピングモータ１５の出力回転角度や回転速度が決まることになる。そのため、出力部１８ｃは、制御信号を、出力回転角度や回転速度として駆動手段２３に出力するようにしてもよい。
【００６０】
ところで、歯車列等の移動手段は、つまみ３に掛かる外力に抗する力（以下「慣性力」という）でつまみ３を付勢する構造とすることが望ましい。その慣性力は、つまみ３の移動時と静止時とでは異なるが、例えば、９．８［Ｎ］に抗する力だけあればよい。一般に、人の意志でつまみ３を押さない場合、つまみ３からの反作用で痛みを感じるなどの理由で、人の指がつまみ３に与える力が９．８［Ｎ］を超えることは少ないからである。なお、この実施形態１では、つまみ３が指によってのみ触られるようにして使用されるものとする。
【００６１】
ここで、つまみ３の移動時の慣性力ｆｍは、［６］式で与えられる（ただし移動方向に掛かる力とする。）とすると、つまみ３の静止時の慣性力ｆｓは、［７］式で与えられる。なお、移動時の方が外力によって動きやすいから、ｆｍ＜ｆｓである。
ｆｍ＝ｔｍ×ｄ／ｒ…［６］
ｆｓ＝ｔｓ×ｄ／ｒ…［７］
【００６２】
そのため、ｆｍ＝９．８［Ｎ］であれば、人が自分の意志でつまみ３を押していなければ、ステッピングモータ１５等の慣性力に抗して、つまみ３を動かすことがない。つまり、提示装置１Ａの使用が、人の意志でつまみ３を動かすことを前提としていない以上、９．８［Ｎ］よりも小さい力を外乱として扱える。したがって、コンテンツの再生時に、コンテンツの時間経過に沿って正確につまみ３を移動させることができる。
【００６３】
なお、演算手段１７、制御信号出力手段１８及び切替手段２１は、一般的なコンピュータによってソフトウェアを実行するＣＰＵによって実現できるが、リアルタイムな制御を重視し、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を用いることが望ましく、この実施形態１ではＡＳＩＣとする。
【００６４】
［演算手段及び制御信号出力手段の処理］
次に、図４のフローチャートを参照して、演算手段１７及び制御信号出力手段１８の処理について説明する。演算手段１７及び制御信号出力手段１８では、まず、提示装置１Ａの図示しない電源がオンになると、演算プログラムを起動し、記憶手段２２から各種設定値を入力し（ステップＳ１）、ステップＳ２に移る。
【００６５】
そして、演算手段１７は、切替手段２１からの信号を認識し、操作子７によって選択された機能の物理量を特定し、通信手段１６を介して該当する物理量の提示範囲（コンテンツ時間長）を入力すると（ステップＳ２）、ステップＳ３に移る。演算手段１７では、除算部１７ａによって、［４］式に基づいて、ステッピングモータ１５の１ステップ当たりのコンテンツの経過時間Ｙを割合として演算し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。
【００６６】
次に、演算手段１７は、乗算部１７ｂによって、［５］式に基づいて、溝（経路）２ｅ上の位置ごとの座標値Ｎと、割合Ｙの値（商）とを乗算して複数の積Ｚを、溝２ｅ上の位置に割り当てた物理量として求め（ステップＳ４）、制御信号出力手段１８のステップＳ５に移る。
【００６７】
続いて、制御信号出力手段１８では、通信手段１６を介して提示対象の物理量（経過時間）が入力されると（ステップＳ５）、ステップＳ６に移る。そして、特定部１８ａは、通信手段１６によって入力した指示対象の物理量が、乗算部１７ｂによって演算された複数の積Ｚの中で一致するものを特定（ステップＳ６）、ステップＳ７に移る。特定部１８ａは、通信手段１８を介して入力する経過時間等の指示範囲が全て終了していることを示しているか否かによって、指示範囲が終了か否かを判定する（ステップＳ７）。
【００６８】
特定部１８ａは提示範囲が終了していないと判定した場合（ステップＳ７，Ｎｏ）、演算部１８ｂが、特定部１８ａによって特定された積Ｚを求めるときに用いられた座標値Ｎに基づいて制御信号を求める（ステップＳ８）。続いて、出力部１８ｃが、演算部１８ｂによって演算された制御信号を駆動手段２３に出力する。そして、ステップＳ７〜ステップＳ９の処理が、特定部１８ａによって提示範囲の終了と判定される（ステップＳ７，Ｙｅｓ）まで、繰り返される。
【００６９】
これによって、駆動手段２３では、ステッピングモータ制御回路１９が、制御信号に基づいて、ステッピングモータ１５を駆動する駆動信号を生成し、ステッピングモータ１５の駆動を制御し、つまみ３を溝２ｅに沿って移動させる。そのため、コンテンツ再生機２４、温度計２５又はタイマ２６のいずれかから入力した物理量は、つまみ３の位置によって提示される。例えば、コンテンツ（１曲）の所要時間の経過がつまみ３の移動によって示される。
【００７０】
以上説明したように、実施形態１によれば、つまみ３の位置をめもりによって視認できることはもちろん、さらに、人がつまみ３に触れ、くぼみ４を辿ることによって、つまみ３の位置を触覚できるため、溝２ｅに対するつまみ３の位置や動きに変換され、物理量の割合を感覚的に認知できるようになる。
【００７１】
なお、この提示装置１Ａは、時間経過に伴って線形的に変化する曲の経過時間や時刻等の物理量、及び、時間の経過に伴って非線形に変化する温度等の物理量のいずれであっても、切替手段２１を切り替えることで、選択された物理量の割合をつまみ３の位置及び動きによって提示させることができる。
【００７２】
［実験例］
次に、実験例として、提示装置１Ａが、つまみ３の位置や動きによって曲（コンテンツ）の経過時間を提示する場合を説明する。ここで、曲の長さを３分１２秒（１９２［ｓｅｃ］）とし、Ｌ１＝１００［ｍｍ］、Ｌ２＝５［ｍｍ］、Ｌ＝９５［ｍｍ］、θ＝３．６［°］、ｔｍ＝０．２［Ｎ・ｍｍ］、ｔｓ＝０．４３［Ｎ・ｍｍ］、ｄ＝１５、ｒ＝３０［ｍｍ］、ｌ≒０．１２５７［ｍｍ］、ｆｍ＝１００［Ｎ・ｍｍ］、及び、ｆｓ≒２２５［Ｎ・ｍｍ］とする。なお、コンテンツ再生部２４は、既存の音楽再生プレーヤを用いた。また、つまみ３が溝２ｅの始点から終点まで移動するときに必要なステッピングモータ１５の総ステップ数ＳＭは、ＳＭ＝７５６［個］である。
【００７３】
この場合、演算手段１７及び制御信号出力手段１８が、対象の曲の時間長を総ステップ数で割って、ステッピングモータ１５の１ステップ当たりで表現される時間を算出する。ここでは、その時間は、０．２５３９６８２５３ｓｅｃとなった。例えば、曲が、半分の９６秒経過したときには、ステッピングモータ１５がδ方向（図２参照）にステップ数３７８個だけ回転し、つまみ３が始点からβ方向（図２参照）に移動して、溝２ｅの半分のところに位置することになる。そのため、聞いている曲が半分終了したことを視覚として認識することができることはもちろんのこと、つまみ３を触っている場合にも溝２ｅに対するつまみ３の位置を触覚として感じることができるため、曲の長さを触覚として認識することもできる。
【００７４】
なお、ハードウェア上の時間分解能を１×１０−８ｓｅｃとすると、ステッピングモータ１５の１ステップ当たり、１×１０−８ｓｅｃの誤差を生じる。しかし、つまみ３が溝２ｅの始点から終点まで移動した場合に生じる時間誤差の総計は、総ステップ数ＳＭが７５６個とすれば、７５６×１０−８ｓｅｃとなるが、極めて小さいため無視することができる。
【００７５】
［実施形態２］
以下、図５のブロック図を参照して、実施形態１との相違点を主として説明する。なお、図５中、図３と同じ構成には、同一符号を付している。この触覚型提示装置１Ｂは、通信手段１６Ｂを備え、切替手段２１Ｂの機能を切替手段２１（図３参照）よりも限定し、演算手段１７及び制御信号出力手段１８（図３参照）を削除したものである。そして、この演算手段１７及び制御信号出力手段１８と同一の機能をコンピュータ１Ｃに備えるようにしたものである。
【００７６】
切替手段２１Ｂは、操作子７の押下状態を検知して、選択された機能に切り替えるためのものである。この切替手段２１Ｂは、切替を検知したら要求信号を、通信手段１６Ｂ２４を介してコンピュータ１Ｃに送り、提示対象の物理量の制御信号の提供を促す。また、切替手段２１Ｂは、ステッピングモータ１５に対して、今までの処理をリセットする指令を出し、つまみ３を始点に戻させる制御を行わせる。
【００７７】
通信手段１６Ｂは、コンピュータ（外部機器）１Ｃに通信自在に接続するものである。特に、コンピュータ１Ｃから送られるデータをステッピングモータ制御回路１９に送ると共に、切替手段２１Ｂからのデータをコンピュータ１Ｃに送信するようになっている。具体的には、通信手段１６Ｂは、つまみ３を移動させるための制御信号をコンピュータ１Ｃから受信する。
【００７８】
一方、コンピュータ１Ｃは、汎用なパーソナルコンピュータであり、図示しないＣＰＵが図示しないメモリに展開されたプログラムを実行することによって、演算手段１７、制御信号出力手段１８、データベース（ＤＢ）２２Ｂ、及び、コンテンツ再生部２４Ｂの機能を実現するものである。なお、コンピュータ１Ｃの通信手段２７と提示装置１Ｂの通信手段１６Ｂとは、互いに通信自在であれば、どのような規格を用いてもよい。ここでは、例えば、赤外線通信とする。
【００７９】
以下、コンテンツ再生部２４Ｂは、ＭＰ３携帯プレーヤ等のディジタルコンテンツの音楽ストリームデータを再生する音楽プレーヤであり、コンテンツ再生機２４（図３）と同じ機能を主に備えていることとする。
【００８０】
したがって、提示装置１Ｂでは、切替手段２１Ｂによって、操作子７で選択された物理量に対応する制御信号の提供をコンピュータ１Ｃに送る。そして、コンピュータ１Ｃでは、コンテンツ再生部２４Ｂは、コンテンツ再生機２４（図３参照）と同じように、コンテンツ時間長を演算手段１７に渡し、経過時間を制御信号出力手段１８に渡す。そして、演算手段１７は、実施形態１と同じように、割合を演算し、制御信号出力手段１８も、通信手段２７を介して制御信号を提示装置１Ｂに送信する。すると、提示装置１Ｂでは、通信手段１６Ｂを介して制御信号が駆動手段２３に入力され、ステッピングモータ制御回路１９が、コンピュータ１Ｃからの制御信号を受け取り、その制御信号に従ってステッピングモータ１５を制御する。
【００８１】
そのため、実施形態２によれば、実施形態１と同様に、つまみ３の位置をめもりによって視認できることはもちろん、さらに、人がつまみ３に触れ、くぼみ４を辿ることによって、つまみ３の位置を触覚できるため、溝２ｅに対するつまみ３の位置や動きに変換された、物理量の割合を感覚的に認知できるようになる。
【００８２】
［変形例］
最後に、図６を参照して、駆動手段の変形例について説明する。図６の(ａ）〜（ｄ）にそれぞれ変形例１〜４を示す。
［変形例１］回転連動変換型１
図６の（ａ）に示すように、この変形例１では、電気モータ３２の回転軸に軸支されたプーリ３１、プーリ３０、及び、つまみ３Ａを固定したベルト３３を移動機構とし、電気モータ３２を駆動手段とした構成になっている。そのため、電気モータ３２のδ方向への回転によって、つまみ３Ａをβ方向に移動させ、電気モータ３２のγ方向への回転によって、つまみ３Ａをα方向に移動させることができる。この場合の制御信号は、電気モータの回転数によって規定することができる。
【００８３】
［変形例２］回転連動変換型２
図６の（ｂ）に示すように、この変形例２では、駆動手段としての電気モータ３４と、この電気モータ３４の回転軸であって、つまみ３Ｂを螺着させるねじ溝を形成した軸体３５（移動手段）とを備えている。軸体３５は、溝２ｅ（図１参照）程度の長さを有している。ここでは、電気モータ３４が、軸体３５をδ方向に回転させると、つまみ３Ｂをα方向に移動させ、軸体３５をγ方向に回転されると、つまみ３Ｂをβ方向に移動させることができる。この場合の制御信号は、電気モータの回転数やねじ溝のピッチ長さなどで規定することができる。
【００８４】
［変形例３］磁気式
図６の（ｃ）に示すように、この変形例３では、磁石によって構成するつまみ３Ｃと、つまみ３Ｃの移動方向に所定間隔で並べた電磁コイル３６とで移動機構及び駆動手段を構成している。この場合、電磁コイル３６をつまみ３Ｃの移動方向に順次作動させ、その電磁コイル３６の磁界につまみ３を吸引させ、又は、反発させて、つまみ３をα方向又はβ方向に移動させることができる。
【００８５】
なお、ここで、例えば、図６の（ｃ）中、右半分をＮ極、左半分をＳ極とした場合、β方向につまみ３Ｃを移動させるときには、つまみ３Ｃの移動方向側（図中右側）をＳ極になるように、右側から左側に向けて順に電磁コイル３６を作動させる。これによって、電磁コイル３６とつまみ３Ｃとの間には吸引力が生じるため、つまみ３Ｃが図６の（ｃ）において右側に移動することができる。
【００８６】
［変形例４］振動波による浮上式
図６の（ｄ）に示すように、この変形例４では、超音波発生素子又は圧電素子等の振動発生素子３７を備え、この振動発生素子３７上につまみ３Ｄを載せた構造になっている。この場合、つまみ３Ｄの移動方向（図中β方向（右側））に進行波Ｗが発生するように振動発生素子３７を振動させることによって、つまみ３Ｄをβ方向に移動させることができる。
【００８７】
［その他の変形例］
なお、実施形態１及び実施形態２では、ステッピングモータ１５を用いた例を説明したため、演算手段１７の除算部１７ａが、［４］式に基づいて割合Ｙを求めることとしたが、変形例１−４のステップによらない構造であれば、［８］式の商を割合Ｙ’として求めるようにしてもよい。
Ｙ’＝（Ｍ−ｍ）／Ｌ
＝（Ｍ−ｍ）／（Ｌ１−Ｌ２）…［８］
【００８８】
また、実施形態１（実施形態２も同じ）では、操作子７を各ボタン７ａ〜７ｄのようなスイッチとして示しているが、選択可能な構造であれば、これに限らない。例えば、ダイヤル機構やスライダ機構を用いたものでもよい。また、入力可能なものであれば機械式のものに限らない。
【００８９】
また、実施形態１（実施形態２も同じ）では、筐体１に形成した溝２ｅから突き出たつまみ３として説明したが、筐体１や溝２ｅを用いない構造であってもよい。例えば、変形例２の機構において、図示しないめもり形成部を軸体３５と同一方向に向けて平行に電気モータ３４に固着させてもよい。この場合、軸体３５に対してめもり形成部が固定されているため、めもり３Ｂはめもり形成部の凹部等に対する位置によって物理量を提示することになる。
【００９０】
また、実施形態１及び実施形態２では、物理量としては、時間及び温度を想定したが、これらに限らない。例えば、長さ、速度、重さ、水位、電圧等であってもよく、最大値及び最小値が決められるものであれば、どのような量であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】実施形態１の触覚型提示装置の外観斜視図である。
【図２】実施形態１の触覚型提示装置の内部機構を説明する図である。
【図３】実施形態１の触覚型提示装置を制御するコントローラの機能ブロック図である。
【図４】物理量の換算を行うフローチャートである。
【図５】実施形態２の触覚型提示装置を説明するブロック図である。
【図６】実施形態１及び実施形態２の触覚型提示装置の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００９２】
１     筐体
１Ａ，１Ｂ    触覚型提示装置
１Ｃ   コンピュータ（外部機器）
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ      板
２ｅ   溝
３     つまみ
４，３３      ベルト
５，６，１３Ａ，１５ｂ，３５軸体
７     操作子
７ａ   コンテンツ再生ボタン
７ｂ   温度計ボタン
７ｃ   ５分計ボタン
７ｄ   １０分計ボタン
８     電源ケーブル
９，９ａ，９ｂ，９ｃ ＵＳＢケーブル
１０，１１，３０，３１      プーリ
１２，１３，１４，１５ａ    歯車
１５   ステッピングモータ
１６，２４，２５     通信手段
１７   演算手段
１７ａ 除算部
１７ｂ 乗算部
１８   制御信号出力手段
１８ａ 特定部
１８ｂ 演算部
１８ｃ 出力部
１９   ステッピングモータ制御回路
２０   電源回路
２２   記憶手段
２３   駆動手段
３２，３４    電気モータ
３６   電磁コイル
３７   振動発生素子
【図１】
2008146564.tif 000003
【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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