特開 2023-118333 触覚提示システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023118333

(43)【公開日】2023-08-25

(54)【発明の名称】触覚提示システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20230818BHJP

   G06F 3/0481 20220101ALI20230818BHJP

【ＦＩ】

G06F3/01 560

G06F3/0481

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022021241

(22)【出願日】2022-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100149870

【弁理士】

【氏名又は名称】芦北 智晴

(72)【発明者】

【氏名】辻 仁志

(72)【発明者】

【氏名】上嶋 優矢

(72)【発明者】

【氏名】末廣 隆史

(72)【発明者】

【氏名】赤岩 修一

(72)【発明者】

【氏名】榮 淳

【テーマコード（参考）】

5E555

【Ｆターム（参考）】

5E555AA08

5E555BA04

5E555BA38

5E555BB38

5E555BC13

5E555CB74

5E555CC01

5E555DA24

5E555DC84

5E555EA14

5E555FA00

(57)【要約】

【課題】触覚提示情報を情報処理端末から触覚提示装置へ逐次送信することなく触覚提示装置の変位部の変位量に応じた物体の触覚を提示する。
【解決手段】触覚提示システム１は情報処理端末４と触覚提示装置６とを備える。触覚提示装置は、変位部１０２と磁気粘性流体装置１０４と装置側制御部２０２と変位量検知部１１１と装置側無線通信部２０３と記憶部２０４とを有する。情報処理端末は、物体指定受付部４２と、変位部の変位量に対して電流値、周波数及び／又はｄｕｔｙ比が対応付けられた、物体毎の触覚提示情報を取得する触覚提示情報取得部４３と、端末側無線通信部４６と、触覚提示情報を触覚提示装置へ送信する端末側制御部４７とを更に有する。装置側制御部は、情報処理端末から受信した触覚提示情報上で変位量に対応付けられた電流値、周波数及び／又はｄｕｔｙ比からなる電流を磁気粘性流体装置に入力する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像を表示する表示部を有する情報処理端末と、
前記表示部に表示される映像に含まれる物体の触覚を使用者に提示する触覚提示装置と、を備える触覚提示システムであって、
前記触覚提示装置は、
使用者の操作によって変位する変位部と、
前記変位部の変位に伴って回転する回転部を有するとともに、入力された電流によって磁気粘性流体に磁場を印加することにより前記回転部に回転抵抗が生じるように構成された磁気粘性流体装置と、
前記磁気粘性流体装置に入力する電流を制御する装置側制御部と、
前記変位部の変位量を検知する変位量検知部と、
前記情報処理端末と無線通信する装置側無線通信部と、
情報を記憶する記憶部と、
を有し、
前記情報処理端末は、
触覚を提示すべき物体の指定を受け付ける物体指定受付部と、
前記変位部の多数の変位量のそれぞれに対して、電流値、周波数および／またはｄｕｔｙ比が対応付けられた、前記物体毎の触覚提示情報を取得する触覚提示情報取得部と、
前記触覚提示装置と無線通信する端末側無線通信部と、
前記物体指定受付部が受け付けた物体に関する前記触覚提示情報を前記端末側無線通信部を介して前記触覚提示装置へ送信する端末側制御部と、
を更に有し、
前記装置側制御部は、
前記情報処理端末から受信した前記触覚提示情報上で前記変位部の変位量に対応付けられた電流値、周波数および／またはｄｕｔｙ比からなる電流を前記磁気粘性流体装置に入力する、
ことを特徴とする触覚提示システム。

【請求項2】

請求項１に記載の触覚提示システムであって、
前記端末側制御部は、前記物体指定受付部が物体の指定を受け付ける毎に、前記触覚提示装置に前記触覚提示情報を一度だけ送信する、
ことを特徴とする触覚提示システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の触覚提示システムであって、
前記装置側制御部は、前記情報処理端末に、前記変位量検知部が検知した変位量の情報を逐次送信し、
前記端末側制御部は、前記触覚提示装置から逐次受信する変位量の情報に基づいて、前記表示部に表示する物体の外観を変化させる、
ことを特徴とする触覚提示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理端末の表示部に表示される映像に含まれる物体の触覚を使用者に提示する触覚提示システムに関する。

【背景技術】

【0002】

触覚提示システムとして、様々なものが提案されている。例えば、特許文献１の図１に開示されている仮想オブジェクト触覚提示装置（１）は、映像を表示する表示部を有する情報処理端末（特許文献１では「ヘッドマウントディスプレイ装置（２）」と称されている。）と、触覚提示装置（４）と、を備えている。

【0003】

仮想オブジェクト触覚提示装置（１）では、ヘッドマウントディスプレイ装置（２）の表示部（ディスプレイ（８））に表示された仮想オブジェクトにユーザフォーカス２８が重なることにより、仮想オブジェクトを選択して、選択された仮想オブジェクトの触覚提示情報（特許文献１では「触覚情報」と称されている。）をヘッドマウントディスプレイ装置（２）から触覚提示装置（４）にワイヤレス通信装置（２４）を介して送信している。

【0004】

特許文献１の第４実施形態に開示されているように、触覚提示装置（４）には、変位部（１０２）の変位量の情報を検出する変位量検出部（１１１）が設けられており、変位量検出部（１１１）で検出された変位量の情報をワイヤレス通信装置（２０３）を介してヘッドマウントディスプレイ装置（２）のＨＭＤ制御装置（３）へ逐次送信している。

【0005】

ヘッドマウントディスプレイ装置（２）のＨＭＤ制御装置（３）は、触覚提示装置（４）から逐次受信した変位量の情報に対応付けられた触覚情報を触覚提示装置（４）に逐次無線で送信する。これにより、触覚提示装置（４）は、変位量に応じた物体の触覚を使用者に提示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１７１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、触覚提示装置（４）で検出された変位量の情報を触覚提示装置（４）からヘッドマウントディスプレイ装置（２）へ無線で逐次送信し、変位量の情報に対応付けられた触覚情報をヘッドマウントディスプレイ装置（２）から触覚提示装置（４）へ無線で逐次送信する従来の方式では、変位量の検出から変位量に応じた触覚の提示までの処理工程に無線通信を介在させることによる触覚提示装置（４）での反応の遅延や、消費電力の増大という問題がある。

【0008】

本発明は、上記の課題に鑑みて創案されたものであり、触覚提示情報を情報処理端末から触覚提示装置へ逐次送信することなく、触覚提示装置の変位部の変位量に応じた物体の触覚を使用者に提示する触覚提示システ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】

【0009】

本発明の第１の態様に係る触覚提示システムは、映像を表示する表示部を有する情報処理端末と、前記表示部に表示される映像に含まれる物体の触覚を使用者に提示する触覚提示装置と、を備える。前記触覚提示装置は、使用者の操作によって変位する変位部と、前記変位部の変位に伴って回転する回転部を有するとともに、入力された電流によって磁気粘性流体に磁場を印加することにより前記回転部に回転抵抗が生じるように構成された磁気粘性流体装置と、前記磁気粘性流体装置に入力する電流を制御する装置側制御部と、前記変位部の変位量を検知する変位量検知部と、前記情報処理端末と無線通信する装置側無線通信部と、情報を記憶する記憶部と、を有する。前記情報処理端末は、触覚を提示すべき物体の指定を受け付ける物体指定受付部と、前記変位部の多数の変位量のそれぞれに対して、電流値、周波数および／またはｄｕｔｙ比が対応付けられた、前記物体毎の触覚提示情報を取得する触覚提示情報取得部と、前記触覚提示装置と無線通信する端末側無線通信部と、前記物体指定受付部が受け付けた物体に関する前記触覚提示情報を前記端末側無線通信部を介して前記触覚提示装置へ送信する端末側制御部と、を更に有する。そして、前記装置側制御部は、前記情報処理端末から受信した前記触覚提示情報上で前記変位部の変位量に対応付けられた電流値、周波数および／またはｄｕｔｙ比からなる電流を前記磁気粘性流体装置に入力する。

【0010】

かかる構成を備える触覚提示システムによれば、触覚提示装置の装置側制御部は、情報処理端末から受信し触覚提示装置の記憶部に記憶された触覚提示情報上で変位部の変位量に対応付けられた電流値、周波数および／またはｄｕｔｙ比からなる電流を磁気粘性流体装置に入力するので、触覚提示情報を情報処理端末から触覚提示装置へ逐次送信することなく、触覚提示装置の変位部の変位量に応じた物体の触覚を使用者に提示することができる。

【0011】

本発明の第２の態様に係る触覚提示システムは、第１の態様に係る触覚提示システムにおいて、前記端末側制御部は、前記物体指定受付部が物体の指定を受け付ける毎に、前記触覚提示装置に前記触覚提示情報を一度だけ送信する。

【0012】

本発明の第３の態様に係る触覚提示システムは、第１の態様または第２の態様に係る触覚提示システムにおいて、前記装置側制御部は、前記情報処理端末に、前記変位量検知部が検知した変位量の情報を逐次送信し、前記端末側制御部は、前記触覚提示装置から逐次受信する変位量の情報に基づいて、前記表示部に表示する物体の外観を変化させる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、触覚提示情報を情報処理端末から触覚提示装置へ逐次送信することなく、触覚提示装置の変位部の変位量に応じた物体の触覚を使用者に提示する触覚提示システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る触覚提示システムを示した図である。

【図2】本発明の実施形態に係る触覚提示システムの触覚提示装置を示した図である。

【図3】本発明の実施形態に係る触覚提示システムの触覚提示装置を示した図であって、触覚提示装置が使用者に把持されている状態を示した図である。

【図4】触覚提示装置の磁気粘性流体装置を示した断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る触覚提示システムの情報処理端末および触覚提示装置の機能ブロックを示した図である。

【図6】触覚提示情報の一例が記載された表を示した図である。

【図7】物体の選択を行うための画像を表示部に表示した情報処理端末を示した図である。

【図8】物体が使用者の操作により変形する前の状態を示す画像を表示部に表示した情報処理端末を示した図である。

【図9】物体が使用者の操作により変形した後の状態を示す画像を表示部に表示した情報処理端末を示した図である。

【図10】本発明の実施形態に係る触覚提示システムにおいて実行される処理動作を示すフローチャートの前半部分を示した図である。

【図11】本発明の実施形態に係る触覚提示システムにおいて実行される処理動作を示すフローチャートの後半部分を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態に係る触覚提示システムについて、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、触覚提示システム１は、外部サーバ２と、情報処理端末４と、触覚提示装置６と、を備えている。

【0016】

外部サーバ２は、インターネットＩＮを介して情報処理端末４に通信可能に接続されている。外部サーバ２は、情報処理端末４および触覚提示装置６の使用者が触覚の提示を希望した場合に触覚を提示することが可能な複数の物体（本実施形態では、「物体」は仮想物体である。）の触覚提示情報を格納している。触覚提示情報とは、本実施の形態では図６に示すように、触覚提示装置６の後述する変位部１０２の多数の変位量のそれぞれに対して、後述する磁気粘性流体装置１０４に入力する電流の電流値、周波数およびｄｕｔｙ比が対応付けられた情報の表である。触覚提示情報については、後に詳述する。

【0017】

情報処理端末４は、本実施の形態では、いわゆるスマートフォンである。情報処理端末４は、触覚提示用アプリケーションプログラム（以下「アプリ」という。）を稼働させる。以下、情報処理端末４内の各部の機能の実行および処理は、全てアプリが起動した状態で行われることを前提とする。

【0018】

情報処理端末４は、図５に示すように、映像を表示する表示部４１（図１参照）と、物体指定受付部４２と、触覚提示情報取得部４３と、第１端末側記憶部４４と、第２端末側記憶部４５と、端末側無線通信部４６と、端末側制御部４７と、を有する。

【0019】

表示部４１は、本実施の形態では、スマートフォンの画面であり、タッチパネル（タッチパネルの表示機能）を用いて構成されている。

【0020】

物体指定受付部４２は、使用者が触覚の提示を希望する物体、すなわち触覚を提示すべき物体の指定を受け付ける。本実施の形態では、物体指定受付部４２は、図７に示すように、端末側制御部４７が表示部４１に表示する画像に含まれる複数の物体（物体Ａ、物体Ｂおよび物体Ｃ）の中から、使用者によりタッチされた物体を、使用者が触覚の提示を希望する物体として受け付ける。図７は、使用者の指Ｆが物体Ａをタッチする様子を示している。本実施の形態では、物体指定受付部４２は、タッチパネル（タッチパネルの入力機能）を用いて構成されている。物体指定受付部４２は、使用者による指定を受け付けた物体（以下「指定された物体」ともいう。）を端末側制御部４７に通知する。

【0021】

触覚提示情報取得部４３は、端末側制御部４７からの指示に基づき、物体指定受付部４２において使用者に指定された物体毎の触覚提示情報を取得する。触覚提示情報取得部４３は、本実施の形態では、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）や携帯電話用通信装置を用いて構成されている。触覚提示情報取得部４３は、インターネットＩＮ等の情報通信網を介して外部サーバ２から、物体指定受付部４２において使用者に指定された物体毎の触覚提示情報を取得する。

【0022】

第１端末側記憶部４４は、触覚提示情報取得部４３が取得した触覚提示情報を記憶する。第１端末側記憶部４４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、または、書き込み可能なＲＯＭ（Read Only Memory）、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリを用いて構成されている。

【0023】

第２端末側記憶部４５は、第１端末側記憶部４４に記憶された触覚提示情報を取得して触覚提示情報を記憶する。第２端末側記憶部４５は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）である。

【0024】

端末側無線通信部４６は、触覚提示装置６と無線通信する。端末側無線通信部４６は、具体的には、触覚提示装置６の後述する装置側無線通信部２０３と無線通信する。端末側無線通信部４６は、例えばブルートゥース（登録商標）を用いて無線通信する。

【0025】

端末側制御部４７は、物体指定受付部４２において使用者に指定された物体に関する触覚提示情報を触覚提示情報取得部４３を介して外部サーバ２に要求する。また、端末側制御部４７は、触覚提示情報取得部４３により取得され、第１端末側記憶部４４および第２端末側記憶部４５に記憶された触覚提示情報を端末側無線通信部４６を介して触覚提示装置６へ無線で送信する。また、端末側制御部４７は、図８に示すように、物体指定受付部４２において使用者に指定された物体（本実施形態では物体Ａ）を表示部４１に表示する。さらに、端末側制御部４７は、触覚提示装置６から逐次受信する後述の変位部１０２の変位量の情報に基づいて、表示部４１に表示する物体の外観を変化させる。変位部１０２の変位量の情報に基づいて、表示部４１に表示する物体の外観が変化する過程は、触覚提示システム１の処理動作を示す図１０および図１１に示すフローチャートとともに、後述する。

【0026】

触覚提示装置６は、情報処理端末４の表示部４１に表示される映像に含まれる物体の触覚を使用者に提示する。触覚提示装置６は、図３に示すように、使用者の手に収まる形状および大きさに形成されており、使用者の手に操作されることができる。

【0027】

触覚提示装置６は、図２、図３および図５に示すように、変位部１０２、回転軸１０３、磁気粘性流体装置１０４、ケーシング１０５、支軸１０９、変位量検知部１１１（図５参照）、電池部２０１（図５参照）、装置側制御部２０２（図５参照）、装置側無線通信部２０３（図５参照）、装置側記憶部２０４（図５参照）等を有している。また、触覚提示装置６は、持ち部１０６を有している。

【0028】

変位部１０２は、使用者の操作によってケーシング１０５に対して変位するように設けられている。変位部１０２は、一端部が、ケーシング１０５の一端側（使用者から視て手前側）に軸支されている支軸１０９に回動自在に支持されている。変位部１０２は、支軸１０９回りに回動してケーシング１０５に対して接近または離反する。変位部１０２は、円弧状に湾曲した湾曲板を含んで構成されている。変位部１０２が使用者の操作力によって回動されると、その操作力は、リンク機構１１０を介して、回転部である回転軸１０３に伝達される。

【0029】

変位部１０２は、所定範囲内で回動できるように構成されている。本実施形態では、変位部１０２には、リターンスプリング等が設けられていない。そのため、触覚提示装置６を使用するに当たっては、例えば図３に示すように、使用者の人差し指１２５と変位部１０２とを例えば面ファスナー付結束具１１２を使用して結束することが好ましい。これにより、使用者は、変位部１０２を指先によってケーシング１０５側に押し込んだ後、再び元の位置に引き戻すことができる。

【0030】

リンク機構１１０は、変位部１０２の支軸１０９回りの回動と回転軸１０３の回動とを連動させるように構成されている。さらに、リンク機構１１０には、図示されていないワンウェイクラッチが介在している。ワンウェイクラッチは、使用者によって変位部１０２がケーシング１０５側に押し込まれる際に、変位部１０２からリンク機構１１０を介して伝達される操作力を回転軸１０３および磁気粘性流体装置１０４に伝達する。一方、ユーザによって変位部１０２がケーシング１０５側から引き戻される際は、ワンウェイクラッチは、変位部１０２からリンク機構１１０を介して伝達される操作力を回転軸１０３および磁気粘性流体装置１０４に伝達しない。

【0031】

磁気粘性流体装置１０４は、変位部１０２の変位に伴って回転する回転軸１０３を有するとともに、入力された電流によって磁気粘性流体に磁場を印加することにより回転軸１０３に回転抵抗が生じるように構成されている。磁気粘性流体装置１０４は、回転軸１０３に回転抵抗を与えることにより、変位部１０２に回動抵抗（変位抵抗）を与える。本実施形態における磁気粘性流体装置１０４は、電池部２０１および装置側制御部２０２から供給される電流の大きさに応じた強さの磁場を磁気粘性流体に印加することにより、電流の大きさに応じた回転抵抗を回転軸１０３に与える。この磁気粘性流体装置１０４の外形は略円柱状に形成されており、その一方の端面から回転軸１０３が突出している。磁気粘性流体装置１０４の内部構造の具体例については後に詳述する。なお、回転軸１０３の軸線と支軸１０９の軸線とは略平行になっている。

【0032】

ケーシング１０５は、内部に収容部１０７を有している。この収容部１０７には、磁気粘性流体装置１０４、変位量検知部１１１、電池部２０１、装置側制御部２０２、装置側無線通信部２０３、装置側記憶部２０４等が収容されている。収容部１０７のうち、磁気粘性流体装置１０４を収容する部分は、磁気粘性流体装置１０４の外周部（後述するケース１３３）が嵌まり込む形状になっている。

【0033】

ケーシング１０５の外形は、略円柱状に形成され、図２に示すように、その一部から外側（使用者から視て手前側）に向かって支持アーム１１３が延出している。支持アーム１１３の先端部には、既述した支軸１０９が架設されている。

【0034】

持ち部１０６は、磁気粘性流体装置１０４において、使用者が、変位部１０２を操作しながら、指で挟み持つことができる部分である。持ち部１０６は、図３に示すように、変位部１０２と、ケーシング１０５の変位部１０２と反対側の側部１２６とによって形成されている。使用者は、ケーシング１０５の変位部１０２と反対側の側部１２６に親指１２３を沿わせ、人差し指１２５を変位部１０２に沿わせることで、磁気粘性流体装置１０４を挟み持つことができる。これにより、使用者は、磁気粘性流体装置１０４を手に持ちながら、人差し指１２５で変位部１０２を操作することができる。

【0035】

磁気粘性流体装置１０４の構成例を図４に基づいて説明する。図４に例示する磁気粘性流体装置１０４は、回転部を構成する回転軸１０３、円板１２８、ヨーク１２９，１３０、コイル１３１、磁気粘性流体１３２、ケース１３３等で構成されている。

【0036】

円板１２８は、磁気粘性流体装置１０４の内部で回転する内部ロータであって磁性体を用いて構成されている。円板１２８の裏面１２８ｂの中心部には、回転軸１０３が垂直に接続されている。したがって、円板１２８と回転軸１０３は一体に回転する。回転軸１０３は、ベアリング１３５を介してヨーク１３０に設けられた軸穴１３６に支持されている。なお、回転軸１０３には非磁性体が用いられることが望ましい。

【0037】

ヨークは、第１ヨーク１２９および第２ヨーク１３０で構成されている。第１ヨーク１２９は、円板１２８の表面１２８ａに対して微小隙間を介して対向しており、円板状の部材で構成されている。この第１ヨーク１２９は、円筒状のケース１３３に嵌め込まれて固定されている。

【0038】

第２ヨーク１３０は、円板１２８の裏面１２８ｂに対して微小隙間を介して対向する対向面１３０ａを有する。この第２ヨーク１３０は、円筒状のケース１３３の内側に嵌め込まれて固定されている。なお、磁気粘性流体装置１０４の外周部であるケース１３３は、ケーシング１０５に対して回転しないように固定されている。本実施形態では図２に示すように、ホーローセット１２７を用いてケース１３３がケーシング１０５に対して固定されている。

【0039】

第１ヨーク１２９の中心部に形成された凹部と、回転軸１０３の端面の中心に形成された凹部とで形成されるスペースに非磁性体からなる球体１３７が収容されている。

【0040】

コイル１３１は、第２ヨーク１３０に形成された環状の溝に沿って配設されている。このコイル１３１には、装置側制御部２０２から電流が入力される。

【0041】

磁気粘性流体１３２は、円板１２８と、第１ヨーク１２９および第２ヨーク１３０との隙間に封入されている。この磁気粘性流体１３２は、磁性粒子を分散媒に分散させてなる液体である。磁性粒子として、例えばナノサイズの金属粒子（金属ナノ粒子）からなるものを使用することができる。磁性粒子は磁化可能な金属材料からなり、金属材料に特に制限はないが軟磁性材料が好ましい。軟磁性材料としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル及びパーマロイ等の合金が挙げられる。分散媒は、特に限定されるものではないが、一例として疎水性のシリコーンオイルを挙げることができる。磁気粘性流体における磁性粒子の配合量は、例えば３～４０ｖｏｌ％とすることができる。磁気粘性流体にはまた、所望の各種特性を得るために、各種の添加剤を添加することも可能である。

【0042】

上記構成を備える磁気粘性流体装置１０４において、コイル１３１に電流が印加されると、例えば図４に示す矢印Ｐが示す方向に沿って円板１２８、第１ヨーク１２９、第２ヨーク１３０内に磁路が形成される。この磁路は、円板１２８の表面１２８ａと第１ヨーク１２９との隙間に介設する磁気粘性流体１３２、および、円板１２８の裏面１２８ｂと第２ヨーク１３０との隙間に介在する磁気粘性流体１３２を貫通する。これにより、磁気粘性流体１３２には、磁場の強さに応じた粘度（ずり応力）が発現し、円板１２８とヨーク１２９，１３０との間で伝達されるトルクが磁場の強さに応じて大きくなる。すなわち、磁気粘性流体装置１０４は、コイル１３１に印加される電流値に応じた大きさの回転抵抗を回転軸１０３に与える。

【0043】

回転軸１０３の周囲には、回転軸１０３の回転角度を検知する変位量検知部１１１が設けられている。これにより、変位量検知部１１１は、回転軸１０３にリンク機構１１０を介して連動する変位部１０２の変位量を検知することができる。変位量検知部１１１は、回転軸１０３の回転角度の変化に応じて、任意の変位量を検知することができる。

【0044】

電池部２０１は、磁気粘性流体装置１０４、変位量検知部１１１、装置側制御部２０２、装置側無線通信部２０３および装置側記憶部２０４に電流を供給する。

【0045】

装置側制御部２０２は、電池部２０１から磁気粘性流体装置１０４に入力する電流を制御する。具体的には、装置側制御部２０２は、装置側無線通信部２０３が情報処理端末４から受信した触覚提示情報上で変位部１０２の変位量に対応付けられた電流値、周波数およびｄｕｔｙ比からなる電流を磁気粘性流体装置１０４に入力する。装置側制御部２０２は、磁気粘性流体装置１０４に入力する電流を制御することにより、回転軸１０３に付与する回転抵抗、すなわち変位部１０２の変位抵抗を制御することができる。

【0046】

また、装置側制御部２０２は、変位量検知部１１１が検知した変位部１０２の変位量の情報を装置側無線通信部２０３を介して情報処理端末４に逐次送信する。

【0047】

装置側無線通信部２０３は、情報処理端末４と無線通信する。装置側無線通信部２０３は、具体的には、情報処理端末４の端末側無線通信部４６と無線通信する。装置側無線通信部２０３は、例えばブルートゥース（登録商標）を用いて無線通信する。

【0048】

装置側記憶部２０４は、装置側無線通信部２０３を介して情報処理端末４から受信した触覚提示情報を記憶する。装置側記憶部２０４は、例えば、ＲＡＭである。

【0049】

以上の構成を備える触覚提示装置６を使用する場合、図３に示すように、触覚提示装置６を指で挟み持ちながら、変位部１０２を人差し指１２５で押し込み、または、引き戻す操作を行う。変位部１０２を押し込むときは、変位部１０２が受けた操作力がワンウェイクラッチを介して磁気粘性流体装置１０４に伝達されるため、変位部１０２を押し込む動きに対して、磁気粘性流体装置１０４に入力される電流に応じた抵抗が発生し、その抵抗が触覚として使用者に提示される。逆に、変位部１０２を引き戻す際は、変位部１０２が受けた操作力がワンウェイクラッチから磁気粘性流体装置１０４側に伝達されないため、変位部１０２を引き戻す動きに対して殆ど抵抗が発生しない。このため、使用者は変位部１０２を引き戻すときは軽い力で引き戻すことができる。

【0050】

ここで、触覚提示情報について、説明する。触覚提示情報は、図６に示すように、変位部１０２の多数の変位量、すなわち回転軸１０３の多数の回転角度のそれぞれに対して対応付けられた、磁気粘性流体装置１０４に入力する電流の多数のパラメータ情報を示す表である。電流のパラメータ情報とは、電流値、周波数およびｄｕｔｙ比からなるパラメータである。例えば、図６に示すように、回転軸１０３の回転角度が０°以上１０°未満のとき、電流値がＸ０、周波数がＹ０、ｄｕｔｙ比がＺ０となる電流のパラメータ情報が対応づけられている。回転軸１０３の回転角度が１０°以上２０°未満のとき、電流値がＸ１、周波数がＹ１、ｄｕｔｙ比がＺ１となる電流のパラメータ情報が対応づけられている。同様に、他の回転角度についても、電流値、周波数およびｄｕｔｙ比が対応付けられている。この触覚提示情報を装置側制御部２０２が装置側記憶部２０４に照会しながら、装置側制御部２０２は、その時の回転角度に対して対応付けられた電流を磁気粘性流体装置１０４に入力する。なお、本明細書において、Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０等は、変数ではなく定数である。

【0051】

次に、触覚提示システム１において実行される処理動作について図１０および図１１のフローチャートに基づいて説明する。

【0052】

まず、触覚提示システム１の使用者は、触覚提示装置６の電源を入れる（Ｓ１）とともに、情報処理端末４上でアプリを起動させる（Ｔ１）。これにより、図７に示すように、情報処理端末４の端末側制御部４７が表示部４１に、使用者が触覚の提示を希望した場合に触覚を提示することが可能な複数の物体（図７の物体Ａ、物体Ｂおよび物体Ｃ）の選択画像を表示する（Ｔ２）。

【0053】

使用者は、表示部４１に表示された画像に含まれる複数の物体のいずれかをタッチすることで、触覚の提示を希望する物体（図７の物体Ａ）を選択する。これにより、物体指定受付部４２が、触覚を提示すべき物体の指定を受け付ける（Ｔ３）。物体指定受付部４２は、端末側制御部４７に、指定を受け付けた物体を通知する。

【0054】

端末側制御部４７は、指定を受け付けた物体（物体Ａ）の触覚提示情報を触覚提示情報取得部４３を介して、外部サーバ２に要求し（Ｔ４）、外部サーバ２は、情報処理端末４から、指定を受け付けた物体（物体Ａ）の触覚提示情報の要求を受信する（Ｕ１）。

【0055】

外部サーバ２は、要求された物体（物体Ａ）の触覚提示情報を情報処理端末４に送信し（Ｕ２）、情報処理端末４の触覚提示情報取得部４３は、物体指定受付部４２が指定を受け付けた物体（物体Ａ）の触覚提示情報を、外部サーバ２から受信して取得する（Ｔ５）。なお、外部サーバ２は、触覚提示情報の送信後、待機状態となる。

【0056】

触覚提示情報取得部４３が取得した触覚提示情報は、端末側制御部４７により図５に示す第１端末側記憶部４４に記憶され、さらに端末側制御部４７により第２端末側記憶部４５に記憶される。

【0057】

つぎに、端末側制御部４７は、図８に示すように、指定を受け付けた物体（物体Ａ）を表示部４１に表示する（Ｔ６）。また、端末側制御部４７は、第２端末側記憶部４５に記憶された物体（物体Ａ）の触覚提示情報を、端末側無線通信部４６を介して触覚提示装置６に送信する（Ｔ７）。なお、上記Ｔ６の処理動作と上記Ｔ７の処理動作は順序が逆になってもよし、同時に実行されてもよい。

【0058】

装置側無線通信部２０３は、端末側無線通信部４６が送信した物体（物体Ａ）の触覚提示情報を受信する（Ｓ２）。受信された触覚提示情報は、装置側記憶部２０４に記憶される。

【0059】

つぎに、使用者が変位部１０２を操作することにより（Ｓ３）、変位部１０２がケーシング１０５に接近するように変位すると、その操作力がリンク機構１１０を介して、磁気粘性流体装置１０４の回転軸１０３を回転させる。このとき、変位量検知部１１１は、変位部１０２の変位量を検知する（Ｓ４）。変位量検知部１１１は、検知した変位量の情報を装置側制御部２０２に伝送する。

【0060】

装置側制御部２０２は、装置側記憶部２０４に記憶されている触覚提示情報から、変位量検知部１１１が検知した変位量に対応付けられた電流値、周波数およびｄｕｔｙ比を読み出し、読み出した情報からなる電流を磁気粘性流体装置１０４に入力する（Ｓ５）。

【0061】

また、装置側制御部２０２が、変位量検知部１１１から伝送された変位量の情報を装置側無線通信部２０３を介して情報処理端末４に送信し（Ｓ６）、情報処理端末４の端末側制御部４７は、端末側無線通信部４６を介して変位量の情報を受信する（Ｔ８）。なお、上記Ｓ５の処理動作と上記Ｓ６の処理動作は、順序が逆になってもよし、同時に実行されてもよい。

【0062】

端末側制御部４７は、装置側制御部２０２から受信した変位量の情報に基づいて、例えば図９に示すように、表示部４１に表示する物体の外観を変化させる（Ｔ９）。

【0063】

そして、端末側制御部４７は、変位部１０２の変位量が触覚提示情報上の最大値となっているか否かを判断する（Ｔ１０）。端末側制御部４７は、変位量が最大値でなければ（Ｔ１０：ＮＯ）、処理をＴ８に戻し、変位量が最大値であれば（Ｔ１０：ＹＥＳ）、処理をＴ２に戻す。

【0064】

このように、端末側制御部４７は、変位量が最大値になるまで、Ｔ８からＴ１０の処理を繰り返しながら、触覚提示装置６から逐次受信する変位量の情報に基づいて、表示部４１に表示する物体（物体Ａ）の外観を逐次変化させる。例えば、端末側制御部４７は、逐次受信する変位量の情報に基づいて、物体Ａが図８から図９に徐々に変化していくアニメーションを表示部４１に表示する。

【0065】

装置側制御部２０２は、Ｓ６において変位量の情報を装置側無線通信部２０３を介して情報処理端末４に送信した後、変位部１０２の変位量が触覚提示情報上の最大値となっているか否かを判断する（Ｓ７）。装置側制御部２０２は、変位量が最大値でなければ（Ｓ７：ＮＯ）、処理をＳ４に戻し、変位量が最大値であれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、磁気粘性流体装置１０４への電流の入力を停止させる（Ｓ８）。その後、触覚提示装置６は、待機状態となる。

【0066】

このように、装置側制御部２０２が、変位量が最大値になるまで、Ｓ４からＳ７までの処理を繰り返すことにより、使用者に変位量に応じた触覚を提示するとともに、情報処理端末４に、変位量検知部１１１が検知した変位量の情報を逐次送信することとなる。

【0067】

また、端末側制御部４７は、変位量が最大値になると処理をＴ２に戻すため、Ｔ２からＴ１０までの処理を繰り返す。Ｔ２からＴ１０までの処理の中で、情報処理端末４の端末側制御部４７は、使用者が指定した物体の触覚提示情報をＴ７において一度だけ触覚提示装置６に送信する。すなわち、端末側制御部４７は、Ｔ２からＴ１０までの処理を繰り返す中で、Ｔ３において物体指定受付部４２が物体の指定を受け付ける毎に、触覚提示装置６に、使用者が指定した物体の触覚提示情報を一度だけ送信する。

【0068】

（作用効果）
以上に説明した本実施形態に係る触覚提示システム１によれば、触覚提示装置６の装置側制御部２０２は、情報処理端末４から受信し触覚提示装置６の装置側記憶部２０４に記憶された触覚提示情報上で変位部１０２の変位量に対応付けられた電流値、周波数およびｄｕｔｙ比からなる電流を磁気粘性流体装置１０４に入力するので、触覚提示情報を情報処理端末４から触覚提示装置６へ逐次送信することなく、触覚提示装置６の変位部１０２の変位量に応じた物体の触覚を使用者に提示することができる。したがって、触覚提示装置６において、変位量の情報の検知（Ｓ４参照）から変位量に応じた物体の触覚の提示（Ｓ５参照）までの処理工程に無線通信が介在しないこととなり、反応の遅延の抑制や消費電力の低減を図ることができる。これにより、触覚提示装置６の電池部２０１を小型化することができ、電池部２０１を触覚提示装置６のケーシング１０５内に収容することができる。

【0069】

さらに、触覚提示システム１によれば、情報処理端末４の端末側制御部４７は、物体指定受付部４２が物体の指定を受け付ける毎に、触覚提示装置６に触覚提示情報を一度だけ送信するので、触覚提示情報を情報処理端末４から触覚提示装置６へ送信する頻度を最小限に留めることができ、更なる消費電力の低減を図ることができる。

【0070】

さらに、触覚提示システム１によれば、触覚提示装置６の装置側制御部２０２は、情報処理端末４に、変位量検知部１１１が検知した変位量の情報を逐次送信し、端末側制御部４７は、触覚提示装置６から逐次受信する変位量の情報に基づいて、表示部４１に表示する物体の外観を変化させるので、使用者は、触覚提示装置６の変位部１０２を変位させると、直ちに情報処理端末４の表示部４１に表示される物体の外観が変化することとなり、当該物体に仮想的に触れていることを視覚的にも認識することができる。

【0071】

（変形例）
次に、上記の実施形態に係る触覚提示システム１の変形例を説明する。各変形例については、上記の実施形態に係る触覚提示システム１との相違点のみを説明し、触覚提示システム１における各装置・各部と同じ機能を果たす同じ装置・部については同じ符号を付して説明を省略する。

【0072】

上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、情報処理端末４がスマートフォンであることを前提として説明を行ったが、情報処理端末４は、スマートフォンに限定されず、例えば、ヘッドマウントディスプレイ装置やパーソナルコンピュータであってもよいし、ゲーム機であってもよい。

【0073】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、触覚提示情報は、変位部１０２の多数の変位量のそれぞれに対して、電流値、周波数およびｄｕｔｙ比が対応付けられたものであったが、電流値、周波数またはｄｕｔｙ比が対応付けられたものであってもよい。すなわち、電流のパラメータ情報は、電流値、周波数およびｄｕｔｙ比のうちの少なくとも１つからなるものであってもよい。

【0074】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１は、外部サーバ２を備えていたが、外部サーバ２を備えていなくてもよい。上記の実施形態では、情報処理端末４の端末側制御部４７は、外部サーバ２に、指定を受け付けた物体毎の触覚提示情報を要求していたが、例えば、第１端末側記憶部４４に予め複数の物体の触覚提示情報が記憶されていて、第１端末側記憶部４４に、指定を受け付けた物体毎の触覚提示情報を要求してもよい。すなわち、情報処理端末４にアプリをインストールする際に第１端末側記憶部４４に記憶される情報の中に複数の物体の触覚提示情報が含まれていてもよい。この場合、触覚提示情報取得部４３は、第１端末側記憶部４４から、指定を受け付けた物体毎の触覚提示情報を取得する。

【0075】

また、触覚提示システム１が外部サーバ２を備えない場合において、触覚提示情報は、例えば、紙等に表示されたＱＲコード（登録商標）に含まれるものであってもよい。この場合、情報処理端末４の触覚提示情報取得部４３は、情報処理端末４のカメラ装置であってもよい。

【0076】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、物体指定受付部４２は表示部４１が兼ねており、使用者が触覚の提示を希望する物体の選択（指定の受付）は、図７に示すように、情報処理端末４の表示部４１に表示された複数の物体をタッチすることによって行われていたが、例えば、使用者が情報処理端末４のカメラ装置を、触覚の提示を希望する物体に向けることによって物体の選択が行われてもよい。すなわち、情報処理端末４の物体指定受付部４２は、情報処理端末４のカメラ装置であってもよい。

【0077】

また、物体指定受付部４２は表示部４１が兼ねている場合において、表示部４１に表示される画像（物体選択画像）は、図７に示す各物体の形状を表す画像に限定されず、各物体の名前や説明文等のテキストであってもよい。

【0078】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、情報処理端末４の触覚提示情報取得部４３は、図１０のＴ４において、指定を受け付けた物体のみの触覚提示情報を外部サーバ２に要求しているが、使用者が触覚の提示を希望した場合に触覚を提示することが可能な複数の物体（図７に示す物体Ａ、物体Ｂおよび物体Ｃ）の触覚提示情報の全てを外部サーバ２に要求してもよい。この場合、外部サーバ２は、要求された全ての物体の触覚提示情報を情報処理端末４に送信する。

【0079】

また、情報処理端末４の触覚提示情報取得部４３は、触覚提示情報のみを取得するものに限定されず、例えば、指定を受け付けた物体の画像データを取得するものであってもよい。

【0080】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、端末側無線通信部４６および装置側無線通信部２０３は、いずれもブルートゥース（登録商標）を用いて互いに無線通信するものであったが、これに限定されずその他の無線通信方式を用いるものであってもよく、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）を用いて互いに無線通信するものであってもよい。

【0081】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、触覚提示装置６は、検知部として変位量検知部１１１のみを有しているが、他の検知部を更に有しているものであってもよい。例えば、触覚提示装置６は、使用者の体温を検知する体温検知部、変位部１０２の変位速度を検知する変位速度検知部、変位部１０２を操作する指にかかる圧力を検知する圧力検知部、回転軸１０３にかかるトルクを検知するトルク検知部、回転軸１０３にかかるせん断力を検知するせん断力検知部を有しているものであってもよい。装置側制御部２０２は、それらの検知部が検知した情報を装置側無線通信部２０３を介して情報処理端末４に送信することにより、情報処理端末４の端末側制御部４７は、表示部４１に表示される画像に含まれる物体の外観において、体温情報に基づいて物体の色の変化を生じさせて使用者の体温を表現し、変位速度情報に基づいて物体の変形速度を表現し、圧力情報、トルク情報またはせん断力情報に基づいて物体の動きにくさ（硬さ）を表現することができる。

【0082】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、図１１のＴ９において、変位量の情報に基づいて物体の外観が変化するものであるが、物体の外観の変化を図９に示すように表示部４１に表示される物体の画像のみで表現するものに限定されず、物体が潰れていく様子を表す効果音を鳴らして表現してもよいし、表示部４１にテキストを表示して表現してもよい。

【0083】

また、上記の実施形態に係る触覚提示システム１では、情報処理端末４は、第１端末側記憶部４４と第２端末側記憶部４５とを共に有していたが、どちらか一方のみを有しているものであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明は、例えば、情報処理端末の表示部に表示される映像に含まれる物体の触覚を使用者に提示する触覚提示システムに適用することができる。

【符号の説明】

【0085】

１ 触覚提示システム
４ 情報処理端末
４２ 物体指定受付部
４３ 触覚提示情報取得部
４６ 端末側無線通信部
４７ 端末側制御部
６ 触覚提示装置
１０２ 変位部
１０４ 磁気粘性流体装置
１１１ 変位量検知部
２０２ 装置側制御部
２０３ 装置側無線通信部
２０４ 装置側記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】