特許 6043544 入力デバイス、入力システム、電子機器、及び感覚提示方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6043544

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】入力デバイス、入力システム、電子機器、及び感覚提示方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20161206BHJP

   G06F 3/0484 20130101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/01 560

   G06F3/0484 150

【請求項の数】11

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-184042(P2012-184042)

(22)【出願日】2012年8月23日

(65)【公開番号】特開2014-41520(P2014-41520A)

(43)【公開日】2014年3月6日

【審査請求日】2015年8月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504157024

【氏名又は名称】国立大学法人東北大学

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100170346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 望

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 鎮

(72)【発明者】

【氏名】川部 英雄

(72)【発明者】

【氏名】昆陽 雅司

【審査官】 松田 岳士

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０３５１００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００２１２７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−１４６７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５５５５８９４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００６５７８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−００９４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０３８８２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 樋口篤史，振動刺激を用いた弾性感呈示に関する研究，ロボティクス・メカトロニクス講演会 ’１１ 講演論文集，日本，一般社団法人日本機械学会，２０１１年 ５月２６日，第3148-3150ページ

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６３Ｆ ９／２４

Ａ６３Ｆ １３／００ −１３／９８

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｆ ３／０４８− ３／０４８９

Ｇ０６Ｆ ３／１４ − ３／１５３

Ｇ０６Ｔ １１／００ −１１／４０

Ｇ０６Ｔ １５／００ −１７／００

Ｇ０６Ｔ １７／１０ −１７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザによる入力操作を受ける操作部と、
前記操作部を振動させる振動部と、
前記入力操作を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記入力操作に基づいて前記振動部の振動条件を決定し、決定した前記振動条件で前記振動部を駆動することで、前記ユーザに弾性感を提示するように構成され、前記入力操作に基づいて画面に表示された操作対象の移動を制御し、前記画面に表示されたオブジェクトが前記操作対象によって変形させられるときに前記振動部の周波数を低下させる制御部と
を具備する入力デバイス。

【請求項2】

請求項１に記載の入力デバイスであって、
前記制御部は、前記操作対象によって変形させられた前記オブジェクトが元の形状に戻るときに前記振動部の周波数を増加させる
入力デバイス。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の入力デバイスであって、
前記制御部は、前記オブジェクトが前記操作対象によって変形させられるときに前記振動部の振幅を増加させる
入力デバイス。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の入力デバイスであって、
前記制御部は、前記操作対象によって変形させられた前記オブジェクトが元の形状に戻るときに前記振動部の振幅を低下させる
入力デバイス。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の入力デバイスであって、
前記オブジェクトは、弾性変形可能な弾性体を示した画像である
入力デバイス。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の入力デバイスであって、
前記制御部は、前記操作対象と前記オブジェクト内にある所定の位置との間の距離と、前記操作対象の移動速度と、の少なくとも一方を変数とする関数を用いて、前記振動条件を決定する
入力デバイス。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の入力デバイスであって、
前記制御部は、前記操作対象を停止した後、前記振動部の振幅を減衰させる
入力デバイス。

【請求項8】

ユーザによる入力操作を受ける操作部と、前記操作部を振動させる振動部と、を有する入力デバイスと、
前記入力操作を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記入力操作に基づいて前記振動部の振動条件を決定し、決定された前記振動条件で前記振動部を駆動することで、前記ユーザに弾性感を提示するように構成され、前記入力操作に基づいて画面に表示された操作対象の移動を制御し、前記画面に表示されたオブジェクトが前記操作対象によって変形させられるときに前記振動部の周波数を低下させる制御部と
を具備する入力システム。

【請求項9】

請求項８に記載の入力システムであって、
前記検出部は、前記入力デバイスと一体に構成されている
入力システム。

【請求項10】

ユーザによる入力操作を受ける操作部と、
前記操作部を振動させる振動部と、
前記入力操作を検出する検出部と、
オブジェクトと、前記入力操作に基づいて移動可能な操作対象と、を表示する画面を有する表示部と
前記検出部で検出された前記入力操作に基づいて振動条件を決定し、決定した前記振動条件で前記振動部を駆動することで、前記ユーザに弾性感を提示するように構成され、前記操作対象の移動を制御し、前記オブジェクトが前記操作対象によって変形させられるときに前記振動部の周波数を低下させる制御部と
を具備する電子機器。

【請求項11】

オブジェクトと、ユーザの操作部への入力操作に基づいて移動可能な操作対象と、を画面に表示し、
前記入力操作を検出し、
検出した前記入力操作に基づいて前記操作部の振動条件を決定し、
決定した前記振動条件で前記操作部を振動させて、前記ユーザに弾性感を提示し、
前記オブジェクトが前記操作対象によって変形させられるときに前記操作部の振動の周波数を低下させる
感覚提示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、ユーザが認識可能な感覚を提示可能な入力デバイス、入力システム、電子機器、及び感覚提示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

入力デバイスには、ユーザの入力操作を出力するのみならず、ユーザの入力操作の際にユーザに何らかの感覚を提示可能なものがある。このような入力デバイスは、ユーザの入力操作の対象である操作対象が受けるであろう仮想的な刺激を再現し、その刺激をユーザに付与する。これにより、このような入力デバイスでは、あたかもユーザ自らの手や指などが操作対象であるかのような感覚をユーザに提示することができる。特許文献１には、ユーザに粘性や慣性を再現した感覚を提示する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１５９１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ユーザが実際に受ける感覚には様々なものがある。したがって、入力デバイスには、ユーザの入力操作に対応して粘性感や慣性感以外の感覚を提示することができることが望まれる。

【0005】

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ユーザに対して弾性感を提示することが可能な入力デバイス、入力システム、電子機器、及び感覚提示方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以上の問題を鑑み本技術の一形態に係る入力デバイスは、操作部と、振動部と、検出部と、制御部と、を具備する。
上記操作部はユーザによる入力操作を受ける。
上記振動部は上記操作部を振動させる。
上記検出部は上記入力操作を検出する。
上記制御部は、上記検出部で検出された上記入力操作に基づいて上記振動部の振動条件を決定し、決定された上記振動条件で上記振動部を駆動することで、上記ユーザに弾性感を提示するように構成されている。

【0007】

本技術の別の形態に係る入力システムは、入力デバイスと、検出部と、制御部と、を具備する。
上記入力デバイスは、ユーザによる入力操作を受ける操作部と、上記操作部を振動させる振動部と、を有する。
上記検出装置は上記操作部に対する入力操作を検出する。
上記制御装置は、上記検出部で検出された上記入力操作に基づいて上記振動部の振動条件を決定し、決定した上記振動条件で上記振動部を駆動することで、上記ユーザに弾性感を提示するように構成されている。

【0008】

本技術の別の形態に係る電子機器は、操作部と、振動部と、検出部と、画面と、制御部と、を具備する。
上記操作部はユーザによる入力操作を受ける。
上記振動部は上記操作部を振動させる。
上記検出部は上記入力操作を検出する。
上記画面は画像を表示する画面を有する。
上記制御部は、上記入力操作に基づいて上記画面に表示された操作対象の移動を制御し、上記画面に表示されたオブジェクトと上記操作対象との間の相対位置に基づいて上記振動条件を決定し、決定した上記振動条件で上記振動部を駆動することで、上記ユーザに弾性感を提示するように構成されている。

【0009】

本技術の別の形態に係る感覚提示方法は、ユーザの操作部への入力操作を検出する。検出された上記入力操作に基づいて上記操作部の振動条件を決定する。決定した上記振動条件で上記操作部を振動させて、上記ユーザに弾性感を提示する。

【発明の効果】

【0010】

以上のように、本技術によれば、ユーザに対して弾性感を提示することが可能な入力デバイス、入力システム、電子機器、及び感覚提示方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本技術の第１の実施形態に係る入力システムの概略構成図である。

【図2】図１に示した入力システムの機能ブロック図である。

【図3A】図１に示した入力システムの動作を例示する図である。

【図3B】図１に示した入力システムの動作を例示する図である。

【図3C】図１に示した入力システムの動作を例示する図である。

【図4】図１に示した入力システムの制御部における処理の流れの一例を示したフローチャートである。

【図5】図１に示した入力システムの制御部における処理の流れの一例を示したフローチャートである。

【図6】図１に示した入力システムの制御部における処理の流れの一例を示したフローチャートである。

【図7】図１に示した入力システムの制御部における処理の流れの一例を示したフローチャートである。

【図8】本技術の第２の実施形態に係る入力システムの概略構成図である。

【図9】図８に示した入力システムの機能ブロック図である。

【図10A】図８に示した入力システムの動作を例示する図である。

【図10B】図８に示した入力システムの動作を例示する図である。

【図10C】図８に示した入力システムの動作を例示する図である。

【図11】本発明の第３の実施形態に係る電子機器の機能ブロック図である。

【図12A】図１１に示した電子機器の動作を例示する図である。

【図12B】図１１に示した電子機器の動作を例示する図である。

【図12C】図１１に示した電子機器の動作を例示する図である。

【図13】本発明の第４の実施形態に係る入力デバイスの機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

【0013】

＜第１の実施形態＞
［全体構成］
図１は本技術の第１の実施形態に係る入力システム１０の概略構成図であり、図２は図１に示した入力システム１０の機能ブロック図である。入力システム１０は操作部１１と制御部１２と検出部１３と表示部１４とを具備する。

【0014】

操作部１１は、ユーザの手ｈによる入力操作を受ける。入力システム１０は、操作部１１の内部に、振動部１７（図２参照）を有する。制御部１２は振動部１７を駆動するための信号を無線で発信するアンテナ１９を有する。検出部１３及び表示部１４は有線で制御部１２に接続されている。

【0015】

操作部１１は入力デバイスとして構成され、ユーザは手ｈで操作部１１を握り、操作部１１を移動させることにより入力操作を行なう。検出部１３は、操作部１１の位置をユーザの入力操作として検出し、検出結果を制御部１２に出力する。制御部１２は検出部１３から入力された検出結果に基づいて、表示部１４の画面１４ａへの表示を行なう。

【0016】

［操作部の構成］
操作部１１は、ユーザが手ｈで握りやすいように棒状に形成された筐体と、筐体内に配置された振動部１７と、を有する。振動部１７は振動可能であり、操作部１１は振動部１７の振動が筐体を介してユーザの手ｈに良好に伝達されるように構成されている。

【0017】

振動部１７は、制御部１２によってオン状態とオフ状態とに切り替えられる。オン状態は振動部１７が振動可能な状態であり、オフ状態は振動部１７が振動不能な状態である。
オン状態における振動部１７の振動方向は等方的であっても異方的であってもよい。振動部１７は、少なくとも一方向に振動可能であればよいが、複数の方向に振動可能であってもよい。複数の方向に振動可能な振動部１７は、制御部１２によってその振動方向を制御可能な構成を有していてもよい。振動部１７としては、モータをはじめとする様々なアクチュエータを用いたものを採用することができる。

【0018】

操作部１１には、その移動以外の入力操作がユーザによってなされることが可能なように構成されていてもよい。その場合、操作部１１の筐体に露出した操作ボタンやスライドレバーなどの構成が適宜設けられる。

【0019】

［検出部の構成］
検出部１３には、操作部１１の位置を検出することが可能なＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）イメージセンサが用いられている。検出部１３に用いることが可能なセンサは、ＣＣＤイメージセンサに限らず、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサでもよい。

【0020】

検出部１３における操作部１１の位置を検出するタイミングは制御部１２によって制御される。具体的には、検出部１３は、制御部１２から送信されるタイミング信号を受信するごとに操作部１１の位置を検出する。なお、検出部１３は、常に操作部１１の位置をモニタリングする構成でもよいが、所定のタイミングで操作部１１の位置を検出する構成の方が入力システム１０全体としての消費電力が低減される。

【0021】

［制御部の構成］
制御部１２には、一般的なパーソナルコンピュータが用いられる。制御部１２は、検出部１３から入力された検出結果（操作部１１の位置情報）を処理し、表示部１４及び操作部１１に出力することができればよい。そのため、制御部１２には、一般的なパーソナルコンピュータの全ての構成要素が含まれる必要はない。制御部１２に搭載されたアンテナ１９としては、制御部１２による出力信号を操作部１１に送信可能な構成を有するものであればよい。

【0022】

［表示部の構成］
表示部１４には、一般的な画面１４ａを備えたディスプレイが用いられる。表示部１４に用いられるディスプレイの方式に制限はない。そのようなディスプレイの方式としては、例えば、液晶、プラズマ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が挙げられる。

【0023】

［入力システムの機能］
入力システム１０では、制御部１２が検出部１３で検出されたユーザの手ｈによる操作部１１の入力操作に基づいて振動部１７をオフ状態からオン状態にするとともに所定の駆動を実行することで、ユーザの手ｈに弾性感を提示するように構成されている。

【0024】

図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは、表示装置１４における画面１４ａの表示と、操作部１１の動作と、を模式的に示した図である。画面１４ａには、ユーザの手ｈによる操作部１１への入力操作によって移動する操作対象であるおもちゃのハンマー５と、ハンマー５からの作用を受けるオブジェクトであるばねおもちゃ６と、が画像として表示されている。

【0025】

ハンマー５としては、樹脂で形成され、打撃部が蛇腹状である一般的なものを想定している。ばねおもちゃ６としては、下端部６ａが固定されたばねＳと、ばねＳの上端部６ｂに取り付けられた球状の頭部６ｃと、を有するものを想定している。頭部６ｃは上下動可能であるものとし、ばねＳは頭部６ｃの上下動に合わせて伸縮可能であるものとした。図３Ａに示すように、ばねおもちゃ６のばねＳの自然長（下端部６ａと上端部６ｂとの間の距離）をａとした。

【0026】

制御部１２は、検出部１３の検出結果に基づいてハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃを叩く一連の動作を画面１４ａに表示するとともに、当該動作に伴ってハンマー５に加わるであろうばねＳの弾性に応じた仮想的な刺激を再現するように構成されている。制御部１２は、ハンマー５に加わるであろう仮想的な刺激を、操作部１１内の振動部１７を振動させることにより再現し、ユーザにばねＳの弾性感を提示する。

【0027】

画面１４ａが図３Ａに示す状態のときに、ユーザが操作部１１を振り降ろす入力操作を行なうと、検出部１３が操作部１１の位置を逐次検出し、検出結果を制御部１２に出力する。制御部１２は、検出部１３の検出結果に基づいて、操作部１１の動作に対応するハンマー５の動作を画面１４ａに表示する。具体的には、制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃまで移動し、さらにハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃを下方に押し下げるとともにばねおもちゃ６のばねＳが収縮する動作を画面１４ａに表示する。

【0028】

また、反対に、画面１４ａが図３Ｂに示す状態のときに、ユーザが操作部１１を上昇させる入力操作を行なうと、検出部１３が操作部１１の位置を逐次検出し、検出結果を制御部１２に出力する。制御部１２は、検出部１３の検出結果に基づいて、操作部１１の動作に対応するハンマー５の動作を画面１４ａに表示する。具体的には、制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃとともに上昇し、ばねおもちゃ６のばねＳが伸長する動作を画面１４ａに表示する。

【0029】

ここで、図３Ｂに示すように、画面１４ａに、ハンマー５がばねおもちゃ６のばねＳを自然長ａより短いａ_１に収縮させている表示がなされている場合を想定する。

【0030】

実際のばねは、そのばね定数を比例定数として、収縮量が大きいほど弾性力が大きくなる。そのため、ユーザは、ハンマー５を移動させる際に、ばねＳの収縮量が大きいほどハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃから受ける抵抗力も大きくなると予測する。制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃから受ける抵抗力が大きくなる弾性感を、操作部１１における振動部１７の振動の振幅Ａを大きくすることにより表現する。

【0031】

具体的には、ばねＳが自然長ａより短いａ_１の場合に、制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃをさらに押し下げるときの振幅Ａを以下の関数で決定することが可能である。

【0032】

Ａ＝ｋ_１×（ａ―ａ_１）^２＋ｌ_１ （ｋ_１及びｌ_１は所定の定数である。） ・・・（１）

【0033】

ここで、長さ（ａ―ａ_１）がばねＳの収縮量の大きさを表している。振動部１７の振幅Ａを表す関数は、収縮量（ａ―ａ_１）の２次関数（１）に限らず、収縮量（ａ―ａ_１）を変数とする他の関数であってもよい。そのような関数としては、例えば、収縮量（ａ―ａ_１）の１次関数や、収縮量（ａ―ａ_１）の３次関数が挙げられる。収縮量（ａ―ａ_１）の１次関数を用いる場合には関数（１）を用いる場合よりもばね定数の小さいばねＳを表現することができ、収縮量（ａ―ａ_１）の３次関数を用いる場合には関数（１）を用いる場合よりもばね定数の大きいばねＳを表現することができる。

【0034】

次に、図３Ｂに示すばねＳが長さａ_１の状態からばねＳが自然長ａの状態に戻ってから、さらにユーザが操作部１１を上昇させる入力操作を行なう場合について説明する。

【0035】

本実施形態では、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃに接触すると、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃに吸着することとしている。したがって、画面１４ａにおいてばねＳが長さａ_１から自然長ａに戻ってから、ユーザがさらに操作部１１を上昇させる入力操作を行なうと、図３Ｃに示すように、制御部１２は、ばねおもちゃ６の頭部６ｃがハンマー５とともに上昇し、ばねおもちゃ６のばねＳが伸長する動作を画面１４ａに表示する。

【0036】

反対に、画面１４ａが図３Ｃに示す状態から、ユーザが操作部１１を下降させる入力操作を行なうと、制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃとともに下降し、ばねおもちゃ６のばねＳが収縮する動作を画面１４ａに表示する。

【0037】

ここで、図３Ｃに示すように、画面１４ａに、ハンマー５がばねおもちゃ６のばねＳを自然長ａより長いａ_２に伸長させている表示がなされている場合を想定する。

【0038】

実際のばねは、そのばね定数を比例定数として、伸長量が大きいほど弾性力が大きくなる。そのため、ユーザは、ハンマー５を移動させる際に、ばねＳの伸長量が大きいほどハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃから受ける抵抗力も大きくなると予測する。制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃから受ける抵抗力が大きくなる弾性感を、操作部１１における振動部１７の振動の振幅Ａを大きくすることにより表現する。

【0039】

具体的には、ばねＳが自然長ａより長いａ_２の場合に、制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃを引き上げる際の振幅Ａを以下の関数で決定することが可能である。

【0040】

Ａ＝ｋ_２×（ａ_２―ａ）^２＋ｌ_２ （ｋ_２及びｌ_２は所定の定数である。） ・・・（２）

【0041】

ここで、長さ（ａ_２―ａ）がばねＳの伸長量の大きさを表している。振動部１７の振幅Ａを表す関数は、伸長量（ａ_２―ａ）の２次関数（２）に限らず、伸長量（ａ_２―ａ）を変数とする他の関数であってもよい。そのような関数としては、例えば、長さ（ａ_２―ａ）の１次関数や、伸長量（ａ_２―ａ）の３次関数が挙げられる。伸長量（ａ_２―ａ）の１次関数を用いる場合には関数（２）を用いる場合よりもばね定数の小さいばねＳを表現することができ、伸長量（ａ_２―ａ）の３次関数を用いる場合には関数（２）を用いる場合よりもばね定数の大きいばねＳを表現することができる。

【0042】

また、本実施形態では、画面１４ａにおいてばねおもちゃ６のばねＳが自然長ａよりも伸長することにより所定の長さになったときに、ばねＳの弾性力が、ハンマー５とばねおもちゃ６の頭部６ｃとの吸着力より大きくなり、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃから離れることとしている。このとき、制御部１２は、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃから離れるとともにばねおもちゃ６のばねＳが自然長ａに戻る動作を表示し、再び画面１４ａの表示を図３Ａの状態に戻す。

【0043】

なお、定数ｋ_１、ｋ_２、ｌ_１、及びｌ_２の値は任意に決定可能である。定数ｌ_１及びｌ_２がゼロである場合には、ばねＳが自然長ａである場合の振動部１７の振幅Ａはゼロとなる。一方、定数ｌ_１及びｌ_２がゼロより大きい場合には、ばねＳが自然長ａである場合の振動部１７の振幅Ａはゼロより大きい。定数ｌ_１及びｌ_２としては、例えば、振動検出閾値の観点から数μｍとすることができる。
また、振動部１７がオン状態の場合には、振動部１７の振幅Ａは、関数（１）及び関数（２）によって制御される。一方、振動部１７がオフ状態の場合には、振動部１７の振幅Ａは、関数（１）及び関数（２）に関わらずゼロである。

【0044】

なお、関数（１）と関数（２）とをまとめると、ばねＳの長さｘの場合に、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃを移動させるときの振幅Ａは、以下の関数で表される。ここでは、ｋ_１＝ｋ_２＝ｋ、かつｌ_１＝ｌ_２＝ｌとしている。

【0045】

Ａ＝ｋ×｜ａ―ｘ｜^２＋ｌ （ｋ及びｌは所定の定数である。） ・・・（３）

【0046】

ここで、長さ｜ａ―ｘ｜がばねＳの変位量を示している。

【0047】

図４は、以上の記載に基づいた制御部１２における処理の流れを示したフローチャートである。図４には、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃに接触した状態における制御部１２の処理の流れを示している。

【0048】

まず、制御部１２は、ユーザによる入力操作の有無を判断し、ユーザによる入力操作が無い場合には振動部１７をオフ状態にしたまま処理を終了する。制御部１２は、ユーザによる入力操作が有る場合には、振動部１７をオン状態にし、ばねおもちゃ６のばねＳが収縮状態か伸長状態かを判断する。なお、図４では、ばねＳが自然長ａである場合を伸長状態に含めたが、ばねＳが自然長ａである場合を収縮状態に含めてもよい。

【0049】

ばねＳが自然長より短い収縮状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの収縮方向か伸長方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに収縮する場合）には、変位量を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを増加させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように伸長する場合）には、変位量を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを減少させる。

【0050】

一方、ばねＳが自然長より長い伸長状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの伸長方向か収縮方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに伸長する場合）には、変位量を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを増加させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように収縮する場合）には、変位量を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを減少させる。

【0051】

そして、制御部１２は、画面１４ａに表示される画像を、上記各場合における画像に更新する。

【0052】

また、制御部１２は、ユーザに対してよりリアルな弾性感を提示するために、ばねＳの長さｘに加えて、他の変数を含む関数を用いて振動部１７の振幅Ａを決定してもよい。そのような他の変数としては、例えば、操作部１１の入力操作に基づくハンマー５の移動速度や加速度が挙げられる。

【0053】

図５は、ハンマー５の移動速度を変数として含む関数を用いた制御部１２における処理の流れを示したフローチャートである。図５には、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃに接触した状態における制御部１２の処理の流れを示している。制御部１２が、ばねおもちゃ６のばねＳが収縮状態か伸長状態かを判断するまでの流れは図４と同様である。

【0054】

ばねＳが自然長より短い収縮状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの収縮方向か伸長方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに収縮する場合）には、移動速度を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを増加させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように伸長する場合）には、移動速度を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを減少させる。

【0055】

一方、ばねＳが自然長より長い伸長状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの伸長方向か収縮方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに伸長する場合）には、移動速度を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを増加させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように収縮する場合）には、移動速度を算出した結果に基づいて振動部１７の振幅Ａを減少させる。

【0056】

そして、制御部１２は、画面１４ａに表示される画像を、上記各場合における画像に更新する。

【0057】

次に、制御部１２における振動部１７の周波数ｆの制御について説明する。振動部１７がオン状態の場合には、振動部１７の周波数ｆは、制御部１２によって所定の条件で制御される。一方、振動部１７がオフ状態の場合には、振動部１７の周波数ｆはゼロである。
オン状態において、制御部１２は、振動部１７の周波数ｆを一定としても、適宜変更してもよい。制御部１２は、振動部１７の周波数ｆを適宜変更することにより、ばねＳの弾性感をよりリアルに表現することが可能である。

【0058】

例えば、制御部１２は、振動部１７の振幅Ａを関数（３）で決定したことと同じ要領で、以下の関数（４）で振動部１７の周波数ｆを決定することが可能である。

【0059】

ｆ＝ｍ／｜ａ―ｘ｜＋ｎ （ｍ及びｎは定数である。） ・・・（４）

【0060】

振動部１７の周波数ｆを表す関数は、関数（４）に限らず、変位量｜ａ―ｘ｜を変数とする他の関数であってもよい。そのような関数としては、関数（４）と同様に、変位量｜ａ―ｘ｜が大きくなるにつれて、周波数ｆが小さくなるものであることが望ましい。

【0061】

関数（４）によると、ばねＳの自然長ａからのばねＳの長さｘに応じて振動部１７の周波数ｆが一義的に決定される。これにより、ユーザは、ばねＳの長さｘに応じて、ばねＳが自然長に戻ろうとする感覚を覚える。

【0062】

具体的には、ばねＳの長さｘが自然長ａより短い場合、ばねＳがさらに収縮するとき周波数ｆが低下する。これにより、ユーザはばねＳの収縮が妨げられる感覚（減速感）を覚える。また、ばねＳが伸長するとき周波数ｆが上昇する。これにより、ユーザはばねＳの伸長が促進される感覚（加速感）を覚える。

【0063】

反対に、ばねＳの長さｘが自然長ａより長い場合、ばねＳがさらに伸長するとき周波数ｆが低下する。これにより、ユーザはばねＳの伸長を妨げられる感覚（減速感）を覚える。また、ばねＳが収縮するとき周波数ｆが上昇する。これにより、ユーザはばねＳの収縮が促進される感覚（加速感）を覚える。

【0064】

なお、定数ｍ及びｎの値は任意に決定可能である。定数ｎがゼロである場合には、ばねＳが自然長ａである場合の振動部１７の周波数ｆはゼロとなる。一方、定数ｎがゼロより大きい場合には、ばねＳが自然長ａである場合の振動部１７の周波数ｆはゼロより大きい。定数ｎとしては、例えば１００Ｈｚ程度とすることができる。

【0065】

図６は、以上の記載に基づいた制御部１２における処理の流れを示したフローチャートである。図６には、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃに接触した状態における制御部１２の処理の流れを示している。制御部１２が、ばねおもちゃ６のばねＳが収縮状態か伸長状態かを判断するまでの流れは図４と同様である。

【0066】

ばねＳが自然長より短い収縮状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの収縮方向か伸長方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに収縮する場合）には、変位量｜ａ―ｘ｜を算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆを低下させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように伸長する場合）には、変位量｜ａ―ｘ｜を算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆを上昇させる。

【0067】

一方、ばねＳが自然長より長い伸長状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの伸長方向か収縮方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに伸長する場合）には、変位量｜ａ―ｘ｜を算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆを低下させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように収縮する場合）には、変位量｜ａ―ｘ｜を算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆを上昇させる。

【0068】

そして、制御部１２は、画面１４ａに表示される画像を、上記各場合における画像に更新する。

【0069】

また、周波数ｆを操作部１１の入力操作の緩急によって変更してもよい。制御部１２は、周波数ｆを、操作部１１への入力操作に基づくハンマー５の移動速度ｖを変数とする以下の関数で決定することが可能である。

【0070】

ｆ＝ｐｖ＋ｑ （ｐ及びｑは定数である。） ・・・（５）

【0071】

振動部１７の周波数ｆを表す関数は、関数（５）に限らず、操作部１１への入力操作に基づくハンマー５の速度ｖを変数とする他の関数であってもよい。また、振動部１７の周波数ｆを表す関数は、操作部１１への入力操作に基づくハンマー５の加速度を変数とする関数であってもよい。

【0072】

なお、定数ｐ及びｑの値は任意に決定可能である。定数ｑがゼロである場合には、ハンマー５の移動速度ｖがゼロである場合の振動部１７の周波数ｆはゼロとなる。一方、定数ｑがゼロより大きい場合には、ハンマー５の移動速度ｖである場合の振動部１７の周波数ｆはゼロより大きい。定数ｑとしては、例えば１００Ｈｚ程度とすることができる。

【0073】

また、制御部１２は、周波数ｆの変化量Δｆを、操作部１１への入力操作に基づくハンマー５の移動速度ｖを変数とする以下の関数（６）で決定することも可能である。

【0074】

Δｆ＝ｒｖ （ｒは定数である。） ・・・（６）

【0075】

Δｆを表す関数は、関数（６）に限らず、操作部１１への入力操作に基づくハンマー５の速度ｖを変数とする他の関数であってもよい。また、Δｆを表す関数は、操作部１１への入力操作に基づくハンマー５の加速度を変数とする関数であってもよい。なお、定数ｒの値は任意に決定可能である。

【0076】

図７は、以上の記載に基づいた制御部１２における処理の流れを示したフローチャートである。図７には、ハンマー５がばねおもちゃ６の頭部６ｃに接触した状態における制御部１２の処理の流れを示している。制御部１２が、ばねおもちゃ６のばねＳが収縮状態か伸長状態かを判断するまでの流れは図４と同様である。

【0077】

ばねＳが自然長より短い収縮状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの収縮方向か伸長方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに収縮する場合）には、移動速度ｖを算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆをΔｆだけ低下させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように伸長する場合）には、移動速度ｖを算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆをΔｆだけ上昇させる。

【0078】

一方、ばねＳが自然長より長い伸長状態である場合、制御部１２は、ユーザによる入力操作がばねＳの伸長方向か収縮方向かを判断する。ユーザによる入力操作がばねＳを伸長させる伸長方向である場合（ばねＳが自然長よりもさらに伸長する場合）には、移動速度ｖを算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆをΔｆだけ低下させる。反対に、ユーザによる入力操作がばねＳを収縮させる収縮方向である場合（ばねＳが自然長に戻るように収縮する場合）には、移動速度ｖを算出した結果に基づいて振動部１７の周波数ｆをΔｆだけ上昇させる。

【0079】

そして、制御部１２は、画面１４ａに表示される画像を、上記各場合における画像に更新する。

【0080】

以上述べたように、ユーザの操作部１１への入力操作に基づいてハンマー５が移動する場合、制御部１２がユーザにリアルな弾性感を提示するように振動部１７の振動条件（振幅Ａ及び周波数ｆ）を決定することができる。具体的には、制御部１２は、操作部１１の入力操作に基づいて、関数（３）や関数（４）や関数（５）などを適宜組み合わせた関数を用いて振動部１７の振動条件（振幅Ａ及び周波数ｆ）を決定することができる。

【0081】

また、上述したように、本実施形態に係る入力システム１０は、ユーザが視認する画面１４ａにおけるばねおもちゃ６のばねＳの伸縮に合致した振動を受けるように構成されている。これにより、ユーザは触覚的に弾性感を享受するとともに視覚的にも弾性感を享受する。そのため、入力システム１０はユーザに対して実際のばねから受ける弾性感に非常に近い弾性感を提示することが可能である。

【0082】

なお、ユーザが操作部１１を動かしていない場合（画面１４ａにおいてハンマー５が移動していない場合）には、制御部１２が振動部１７の振動条件を適宜決定することが可能である。この場合、制御部１２は、振動部１７の振動条件を一定にしてもよく、画面１４ａにおけるハンマー５の位置に基づいて振動部１７の振動条件を変更してもよい。

【0083】

本実施形態では、制御部１２は、ユーザが操作部１１を動かしていない場合には、基本的に振動部１７を振動させない。ただし、振動している振動部１７の振動が突然停止すると、ユーザは違和感を覚える。これは、実際のばねが、弾性変形して停止した後にもしばらくその伸縮方向の振動が残留するというユーザの経験則に基づくものと考えられる。

【0084】

これを解決するために、制御部１２は、操作部１１が停止した後の所定時間Ｔの間に、振動部１７を、操作部１１が停止する直前の振幅Ａ_１から振幅Ａがゼロになるまで、振幅Ａを徐々に減衰させる。所定時間Ｔにおける振幅Ａは、例えば、操作部１１が静止状態になってからの経過時間ｔを用いて以下の関数で表すことができる。

【0085】

Ａ＝（（Ｔ―ｔ）／Ｔ）Ａ_１

【0086】

＜第２の実施形態＞
［全体構成］
図８は本技術の第２の実施形態に係る入力システム１０ａの概略構成図であり、図９は図８に示した入力システム１０ａの機能ブロック図である。本実施形態に係る入力システム１０ａは、以下に示す構成以外は、第１の実施形態に係る入力システム１０と同様に構成されている。入力システム１０ａの検出部１３ａは、操作部１１ａ内に配置されている。操作部１１ａ及び表示部１４はともに有線で制御部１２に接続されている。

【0087】

［操作部及び検出部の構成］
操作部１１ａは、入力デバイスとして構成され、ユーザの手ｈに握られて入力操作を受けるレバー部１１ａ１と、レバー部１１ａ１がその下端部を支点として移動可能なようにレバー部１１ａ１の下端部を支持する台座部１１ａ２と、を有するジョイスティックである。振動部１７はレバー１１ａ１内に配置されており、検出部１３ａは台座部１１ａ２内に配置されていている。

【0088】

検出部１３ａは、ユーザによる操作部１１ａのレバー１１ａ１への入力操作を検出する。検出部１３ａは、レバー部１１ａ１の動作を検出し、検出結果を制御部１２に出力する。検出部１３ａは、レバー部１１ａ１の下端部の動作を検出可能なセンサであればその種類は限定されない。そのような検出部１３ａの構成としては、変位センサ、速度センサ、加速度センサ、角度センサ、角速度センサなどを用いた構成が挙げられる。

【0089】

［操作部及び検出部の変形例］
操作部１１ａの形状は、第１の実施形態に係る操作部１１と同様でもよい。つまり、操作部１１ａは、棒状に形成された筐体内に振動部１７及び検出部１３ａが配置された構成であってもよい。したがって、検出部１３ａは操作部１１ａとともに動作する。したがって、検出部１３ａの構成としては、自らの動作を検出可能ものが用いられる。このような検出部１３ａの構成としては、例えば、３軸モーションセンサや６軸モーションセンサを用いた構成が挙げられる。

【0090】

［入力システムの機能］
入力システム１０ａでは、制御部１２が検出部１３ａで検出されたユーザの手ｈによる操作部１１ａの入力操作に基づいて振動部１７を駆動することで、ユーザの手ｈに弾性感を提示するように構成されている。

【0091】

図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃは、表示装置１４における画面１４ａの表示と、操作部１１ａの動作と、を模式的に示した図である。画面１４ａには、ユーザの手ｈによる操作部１１ａへの入力操作によって移動する操作対象である人差し指を延ばした手の形のポインタ１５と、ポインタ１５からの作用を受けるオブジェクトであるゴムボール１６と、が画像として表示されている。

【0092】

ゴムボール１６としては、中心部１６ａが固定され、ゴム製の外周部１６ｂによって空気が密閉された中心部１６ａを中心とする球状体を想定している。ゴムボール１６の外周部１６ｂは中心部１６ａを基準として弾性変形可能である。図１０Ａに示すように、ゴムボール１６の定常状態における半径（中心部１６ａと外周部１６ｂとの間の距離）をｂとした。

【0093】

制御部１２は、検出部１３ａの検出結果に基づいてポインタ１５（人差し指の先端部）がゴムボール１６を突っつく一連の動作を画面１４ａに表示するとともに、当該動作に伴ってポインタ１５に加わるであろうゴムボール１６の弾性に応じた仮想的な刺激を再現するように構成されている。制御部１２は、ポインタ１５に加わるであろう仮想的な刺激を、操作部１１ａ内の振動部１７を振動させることにより再現し、ユーザにゴムボール１６の弾性感を提示する。

【0094】

画面１４ａが図１０Ａに示す状態のときに、ユーザが操作部１１ａのレバー部１１ａ１をポインタ１５がゴムボール１６の中心部１６ａに近づくように動かす入力操作を行なうと、検出部１３ａが操作部１１ａの動作を検出し、検出結果を制御部１２に出力する。制御部１２は、検出部１３ａの検出結果に基づいて、操作部１１ａのレバー部１１ａ１の動作に対応するポインタ１５の動作を画面１４ａに表示する。具体的には、制御部１２は、ポインタ１５がゴムボール１６の外周部１６ｂまで移動し、さらにポインタ１５がゴムボール１６の外周部１６ｂを中心部１６ａに向けて弾性変形させる動作を画面１４ａに表示する。

【0095】

また、反対に、画面１４ａが図１０Ｂに示す状態のときに、ユーザが操作部１１ａのレバー部１１ａ１をポインタ１５がゴムボール１６の中心部１６ａから遠ざかるように動かす入力操作を行なうと、検出部１３ａが操作部１１ａのレバー部１１ａ１の動作を検出し、検出結果を制御部１２に出力する。制御部１２は、検出部１３ａの検出結果に基づいて、操作部１１ａの動作に対応するポインタ１５の動作を画面１４ａに表示する。具体的には、制御部１２は、ポインタ１５がゴムボール１６の外周部１６ｂとともに中心部１６ａから離れ、ゴムボール１６が球状に戻る動作を画面１４ａに表示する。

【0096】

ここで、図１０Ｂに示すように、画面１４ａに、ポインタ１５がゴムボール１６を定常状態の半径ｂより小さい半径ｂ_１に収縮させている表示がなされている場合を想定する。

【0097】

実際のゴムボールは、収縮量が大きいほど内圧が大きくなるため外向きに働く弾性力が大きくなる。そのため、ユーザは、ポインタ１５を移動させる際に、ゴムボール１６の収縮量が大きいほど、ポインタ１５がゴムボール１６から受ける抵抗力も大きくなると予測する。制御部１２は、ポインタ１５がゴムボール１６から受ける抵抗力が大きくなる弾性感を、操作部１１ａにおける振動部１７の振動の振幅Ａを大きくすることにより表現する。

【0098】

次に、図１０Ｃに示すように、画面１４ａに、ポインタ１５がゴムボール１６を定常状態の半径ｂより大きい半径ｂ_２に伸長させている表示がなされている場合を想定する。

【0099】

実際のゴムボールは、伸長量が大きいほど内圧が低くなるため内向きに働く弾性力が大きくなる。そのため、ユーザは、ポインタ１５を移動させる際に、ゴムボール１６の伸長量が大きいほど、ポインタ１５がゴムボール１６から受ける抵抗力も大きくなると予測する。制御部１２は、ポインタ１５がゴムボール１６から受ける抵抗力が大きくなる弾性感を、操作部１１ａにおける振動部１７の振動の振幅Ａを大きくすることにより表現する。

【0100】

＜第３の実施形態＞
［全体構成］
図１１は本技術の第３の実施形態に係る電子機器２０の機能ブロック図である。本実施形態に係る電子機器２０は、以下に示す構成以外は、第１の実施形態に係る入力システム１０と同様に構成されている。電子機器２０は筐体２８を具備する。電子機器２０では、第１の実施形態に係る入力システム１０とは異なり、操作部２１、制御部２２、検出部２３、表示部２４、及び振動部２７が全て筐体２８と一体に構成されている。

【0101】

図１２Ａ、図１２Ｂ、及び図１２Ｃは、電子機器２０の表示部２４における画面２４ａの表示と、操作部２１の動作と、を模式的に示した図である。電子機器２０の筐体２８はユーザが手で持つことを前提とする大きさに形成されている。電子機器２０はユーザが手に持った状態でユーザの指ｆ（親指）によって操作部２１への入力操作を受ける。筐体２８には操作部２１と画面２４ａとが同一の面に露出している。したがって、電子機器２０では、ユーザが画面２４ａを見ながら指ｆで操作部２１に入力操作を行なうことができる。

【0102】

［操作部及び検出部の構成］
操作部２１は、ユーザの指ｆによって操作される小型のジョイスティックとして構成される。振動部２７は操作部２１に隣設されている。したがって、振動部２７の振動は操作部２１を介してユーザの指ｆに良好に伝達される。

【0103】

検出部２３は、ユーザによる操作部２１への入力操作を検出する。検出部２３は、操作部２１の動作を検出し、検出結果を制御部２２に出力する。検出部２３は、操作部２１の動作を検出可能なセンサであればその種類は限定されない。そのような検出部２３の構成としては、変位センサ、速度センサ、加速度センサ、角度センサ、角速度センサなどを用いた構成が挙げられる。

【0104】

［電子機器の機能］
電子機器２０では、制御部２２が検出部２３で検出されたユーザの指ｆによる操作部２１の入力操作に基づいて振動部２７を駆動することで、ユーザの指ｆに弾性感を提示するように構成されている。

【0105】

画面２４ａには、ユーザの指ｆが操作部２１に入力操作を行なうことによって移動する操作対象であるボクシンググローブ２５と、ボクシンググローブ２５からの作用を受けるオブジェクトであるばねおもちゃ２６と、が画像として表示されている。

【0106】

ボクシンググローブ２５としては、画面２４ａの右端から中央に向かって延びる棒の先端にボクシンググローブを取り付けたものを想定している。ばねおもちゃ２６としては、画面２４ａの左端から中央に向かって延び、左端部２６ａが固定されたばねＳと、ばねＳの右端部２６ｂに取り付けられた球状のパンチングボール２６ｃと、を有するものを想定している。パンチングボール２６ｃは左右に動作可能であるものとし、ばねＳはパンチングボール２６ｃの動作に合わせて伸縮可能であるものとした。図１２Ａに示すように、ばねおもちゃ２６のばねＳの自然長（左端部２６ａと右端部２６ｂとの間の距離）をｃとした。

【0107】

制御部２２は、検出部２３の検出結果に基づいてボクシンググローブ２５がパンチングボール２６ｃにパンチを加える一連の動作を画面２４ａに表示するとともに、当該動作に伴ってボクシンググローブ２５に加わるであろうばねＳの弾性に応じた仮想的な刺激を再現するように構成されている。制御部２２は、ボクシンググローブ２５に加わるであろう仮想的な刺激を、操作部２１内の振動部２７を振動させることにより再現し、ユーザにばねＳの弾性感を提示する。

【0108】

画面２４ａが図１２Ａに示す状態のときに、ユーザの指ｆが操作部２１をボクシンググローブ２５がパンチングボール２６ｃを左側へ動かす入力操作を行なうと、検出部２３が操作部２１の動作を検出し、検出結果を制御部２２に出力する。制御部２２は、検出部２３の検出結果に基づいて、操作部２１の動作に対応するボクシンググローブ２５の動作を画面２４ａに表示する。具体的には、制御部２２は、ボクシンググローブ２５がパンチングボール２６ｃまで移動し、さらにボクシンググローブ２５がパンチングボール２６ｃを左方向に押し動かすとともにばねおもちゃ２６のばねＳが収縮する動作を画面２４ａに表示する。

【0109】

また、反対に、画面２４ａが図１２Ｂに示す状態のときに、ユーザが操作部２１を右側に移動させる入力操作を行なうと、検出部２３が操作部２１の動作を検出し、検出結果を制御部２２に出力する。制御部２２は、検出部２３の検出結果に基づいて、操作部２１の動作に対応するボクシンググローブ２５の動作を画面２４ａに表示する。具体的には、制御部２２は、ボクシンググローブ２５がパンチングボール２６ｃとともに右方向に移動し、ばねおもちゃ２６のばねＳが伸長する動作を画面２４ａに表示する。

【0110】

ここで、図１２Ｂに示すように、画面２４ａに、ボクシンググローブ２５がばねおもちゃ２６のばねＳを自然長ｃより小さい長さｃ_１に収縮させている表示がなされている場合を想定する。

【0111】

実際のばねは、そのばね定数を比例定数として、収縮量が大きいほど弾性力が大きくなる。そのため、ユーザは、ボクシンググローブ２５を移動させる際に、ばねＳの収縮量が大きいほどボクシンググローブ２５がばねおもちゃ２６のパンチングボール２６ｃから受ける抵抗力も大きくなると予測する。制御部２２は、ボクシンググローブ２５がばねおもちゃ２６のパンチングボール２６ｃから受ける抵抗力が大きくなる弾性感を、操作部２１における振動部２７の振動の振幅Ａを大きくすることにより表現する。

【0112】

次に、図１２Ｃに示すように、画面２４ａに、ボクシンググローブ２５がばねおもちゃ２６のばねＳを自然長ｃより大きい長さｃ_２に伸長させている表示がなされている場合を想定する。

【0113】

実際のばねは、そのばね定数を比例定数として、伸長量が大きいほど弾性力が大きくなる。そのため、ユーザは、ボクシンググローブ２５を移動させる際に、ばねＳの伸長量が大きいほどボクシンググローブ２５がばねおもちゃ２６のパンチングボール２６ｃから受ける抵抗力も大きくなると予測する。制御部２２は、ボクシンググローブ２５がばねおもちゃ２６のパンチングボール２６ｃから受ける抵抗力が大きくなる弾性感を、操作部２１における振動部２７の振動の振幅Ａを大きくすることにより表現する。

【0114】

＜第４の実施形態＞
［全体構成］
図１３は本技術の第４の実施形態に係る入力デバイス３０の機能ブロック図である。本実施形態に係る入力デバイス３０は、以下に示す構成以外は、第１の実施形態に係る入力システム１０と同様に構成されている。入力デバイス３０は、第１の実施形態に係る入力システム１０とは異なり、画面などのユーザが視認できる構成要素を含まない。また入力デバイス３０は筐体３１を具備する。入力デバイス３０では、制御部３２、検出部３３、及び振動部３７が全て筐体３１と一体に構成されている。入力デバイス３０では、筐体３１自体がユーザの手によって入力操作を受ける操作部を構成する。

【0115】

［筐体及び検出部の構成］
筐体３１はユーザが手で握りやすいように棒状に形成されている。検出部３３は筐体３１とともに動作する。検出部３３の構成としては、自らの動作を検出可能ものが用いられる。このような検出部３３の構成としては、例えば、３軸モーションセンサや６軸モーションセンサを用いた構成が挙げられる。

【0116】

［入力デバイスの機能］
入力デバイス３０では、制御部３２が検出部３３で検出されたユーザによる筐体３１への入力操作に基づいて筐体３１の振動部３７を駆動することで、ユーザに弾性感を提示するように構成されている。

【0117】

入力デバイス３０は、仮想空間において、ユーザが操作対象を移動させるためのものである。操作対象は、仮想空間内に存在していれば、ユーザによって視認可能であっても視認不可能であってもよい。仮想空間における操作対象としては、例えば、ヘッドマウントディスプレイ（不図示）を装着したユーザが視認可能なポインタが挙げられる。

【0118】

検出部３３は、操作対象の位置を検出し、検出結果を制御部３２に出力する。制御部３２は、操作対象と、予め決定される空間内の第１の位置と、の位置関係を把握する。制御部３２は、操作対象の第１の位置に対する位置関係に基づいて、振動部３７を振動させることによって、基準位置にあたかも変形可能な物体があるかのような弾性感をユーザに提示する。

【0119】

一例として、仮想空間において、第１の位置にばねＳの一方の端部が固定されており、ばねＳの他方の端部が第２の位置にあることを想定し、操作対象が第２の位置にある場合について説明する。ばねＳは、ユーザによって視認可能であっても視認不可能であってもよい。この場合、制御部３２は、例えば、入力デバイス３０へのユーザによる入力操作によって、操作対象が第１の位置に近づく場合に振動部３７の振幅を大きくし、操作対象が第１の位置から離れる場合には振動部３７の振幅を小さくする。

【0120】

以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【0121】

例えば、ユーザによる入力操作によって移動する操作対象の形状や、操作対象の作用を受けるオブジェクトの形状は、任意である。また、本明細書で説明した各構成の接続方法はいずれも有線であっても無線であってもよい。

【0122】

また、本技術は、ユーザに対して振動により弾性感以外の感覚も提示する構成とすることができることは勿論である。提示可能な感覚としては、例えば、粘性感や慣性感や摩擦感や衝突感が挙げられる。このような感覚に対応する振動条件が関数で表される場合には、制御部はそれらの関数と上記の関数（３）（４）（５）等を適宜組み合わせて振動条件を決定することができる。

【0123】

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）ユーザによる入力操作を受ける操作部と、
上記操作部を振動させる振動部と、
上記入力操作を検出する検出部と、
上記検出部で検出された上記入力操作に基づいて上記振動部の振動条件を決定し、決定した上記振動条件で上記振動部を駆動することで、上記ユーザに弾性感を提示するように構成された制御部と、
を具備する入力デバイス。
（２）上記（１）に記載の入力デバイスであって、
上記制御部は、上記入力操作に基づいて画面に表示された操作対象の移動を制御し、上記画面に表示されたオブジェクトと上記操作対象との間の相対位置に基づいて上記振動条件を決定する
入力デバイス。
（３）上記（２）に記載の入力デバイスであって、
上記オブジェクトは、上記操作対象との相対位置に応じて変形可能な画像である
入力デバイス。
（４）上記（３）に記載の入力デバイスであって、
上記オブジェクトは、弾性変形可能な弾性体を示した画像である。
入力デバイス。
（５）上記（２）から（４）のいずれか１つに記載の入力デバイスであって、
上記制御部は、上記操作対象と上記オブジェクトとの間の距離と、上記操作対象の移動速度と、の少なくとも一方を変数とする関数を用いて、上記振動条件を決定する
入力デバイス。
（６）上記（２）から（５）のいずれか１つに記載の入力デバイスであって、
上記制御部は、予め決定される第１の位置と上記操作対象との距離と、上記操作対象の移動速度と、の少なくとも一方を変数とする関数を用いて、上記振動条件を決定する
入力デバイス。
（７）上記（２）から（６）のいずれか１つに記載の入力デバイスであって、
上記制御部は、上記操作対象が予め決定される第１の位置とは異なる第２の位置から上記第１の位置に近づくにつれて、上記振動部の振幅と周波数との少なくとも一方を大きくする
入力デバイス。
（８）上記（２）から（７）のいずれか１つに記載の入力デバイスであって、
上記制御部は、上記操作対象が予め決定される第１の位置とは異なる第２の位置より上記第１の位置から遠ざかるにつれて、上記振動部の振幅と周波数との少なくとも一方を大きくする
入力デバイス。
（９）上記（２）から（８）のいずれか１つに記載の入力デバイスであって、
上記制御部は、上記操作対象を停止した後、上記振動部の振幅を減衰させる
入力デバイス。
（１０）ユーザによる入力操作を受ける操作部と、上記操作部を振動させる振動部と、を有する入力デバイスと、
上記入力操作を検出する検出部と、
上記検出部で検出された上記入力操作に基づいて上記振動部の振動条件を決定し、決定した上記振動条件で上記振動部を駆動することで、上記ユーザに弾性感を提示するように構成された制御部と、
を具備する入力システム。
（１１）上記（１０）に記載の入力システムであって、
上記検出部は、上記入力デバイスと一体に構成されている
入力システム。
（１２）ユーザによる入力操作を受ける操作部と、
上記操作部を振動させる振動部と、
上記入力操作を検出する検出部と、
画像を表示する画面を有する表示部と
上記入力操作に基づいて上記画面に表示された操作対象の移動を制御し、上記画面に表示されたオブジェクトと上記操作対象との間の相対位置に基づいて上記振動条件を決定し、決定した上記振動条件で上記振動部を駆動することで、上記ユーザに弾性感を提示するように構成された制御部と、
を具備する電子機器。
（１３）ユーザの操作部への入力操作を検出し、
検出した上記入力操作に基づいて上記操作部の振動条件を決定し、
決定した上記振動条件で上記操作部を振動させて、上記ユーザに弾性感を提示する
感覚提示方法。

【符号の説明】

【0124】

１０…入力システム
１１…操作部
１２…制御部
１３…検出部
１４…表示部
１７…振動部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13】