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(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】P2023181569
(43)【公開日】2023-12-25
(54)【発明の名称】触覚提示装置及び触覚制御装置
(51)【国際特許分類】
A63G 31/04 20060101AFI20231218BHJP
H02K 11/27 20160101ALI20231218BHJP
H02K 11/21 20160101ALI20231218BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20231218BHJP
G09B 9/02 20060101ALI20231218BHJP
【ＦＩ】
A63G31/04
H02K11/27
H02K11/21
G09F9/00 366Z
G09B9/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020194480
(22)【出願日】2020-11-24
(71)【出願人】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(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】100196575
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 満
(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】100160989
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 正好
(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】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
(74)【代理人】
【識別番号】100197398
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 絢子
(74)【代理人】
【識別番号】100197619
【弁理士】
【氏名又は名称】白鹿 智久
(72)【発明者】
【氏名】横山 諒
(72)【発明者】
【氏名】福馬 洋平
(72)【発明者】
【氏名】森山 多覇
(72)【発明者】
【氏名】中川 佑輔
【テーマコード（参考）】
5G435
5H611
【Ｆターム（参考）】
5G435EE49
5H611AA01
5H611BB01
5H611QQ03
5H611QQ05
5H611UA01
5H611UA07
(57)【要約】
【課題】多様な触覚を提示する小型のデバイスを実現することが可能な触覚提示装置及び触覚制御装置を提供すること。
【解決手段】本技術の一形態に係る触覚提示装置は、可動部材と、弾性部と、少なくとも１つの駆動部とを具備する。前記弾性部は、前記可動部材を支持する。前記すくなくとも１つの駆動部は、前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能である
【選択図】図３
【解決手段】本技術の一形態に係る触覚提示装置は、可動部材と、弾性部と、少なくとも１つの駆動部とを具備する。前記弾性部は、前記可動部材を支持する。前記すくなくとも１つの駆動部は、前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能である
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動部材と、
前記可動部材を支持する弾性部と、
前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部と
を具備する触覚提示装置。
前記可動部材を支持する弾性部と、
前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部と
を具備する触覚提示装置。
【請求項2】
請求項１に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージである
触覚提示装置。
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージである
触覚提示装置。
【請求項3】
請求項１に記載の触覚提示装置であって、さらに、
前記可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得し、前記指定情報に基づいて前記少なくとも１つの駆動部を制御する触覚制御部を具備する
触覚提示装置。
前記可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得し、前記指定情報に基づいて前記少なくとも１つの駆動部を制御する触覚制御部を具備する
触覚提示装置。
【請求項4】
請求項３に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、前記少なくとも１つの駆動部の各々が接続される少なくとも１つの接続部を有し、
前記少なくとも１つの駆動部は、各々が接続される前記接続部を引っ張ることで前記可動部材を動かす
触覚提示装置。
前記可動部材は、前記少なくとも１つの駆動部の各々が接続される少なくとも１つの接続部を有し、
前記少なくとも１つの駆動部は、各々が接続される前記接続部を引っ張ることで前記可動部材を動かす
触覚提示装置。
【請求項5】
請求項４に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、基準面に沿って配置された板状の部材であり、
前記駆動部は、前記基準面と交差する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
前記可動部材は、基準面に沿って配置された板状の部材であり、
前記駆動部は、前記基準面と交差する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
【請求項6】
請求項５に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面と直交する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
前記駆動部は、前記基準面と直交する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
【請求項7】
請求項５に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面に沿って前記可動部材がスライドするように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
前記駆動部は、前記基準面に沿って前記可動部材がスライドするように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
【請求項8】
請求項５に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面に直交する軸を中心として前記可動部材が回転するように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
前記駆動部は、前記基準面に直交する軸を中心として前記可動部材が回転するように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
【請求項9】
請求項４に記載の触覚提示装置であって、
前記指定情報は、前記可動部材の振動パターンを指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記振動パターンに対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記振動パターンに応じて振動させる
触覚提示装置。
前記指定情報は、前記可動部材の振動パターンを指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記振動パターンに対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記振動パターンに応じて振動させる
触覚提示装置。
【請求項10】
請求項４に記載の触覚提示装置であって、
前記指定情報は、前記可動部材の傾斜姿勢を指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記傾斜姿勢に対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記傾斜姿勢に応じた値に維持する
触覚提示装置。
前記指定情報は、前記可動部材の傾斜姿勢を指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記傾斜姿勢に対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記傾斜姿勢に応じた値に維持する
触覚提示装置。
【請求項11】
請求項３に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、各々が前記可動部材に接続されるワイヤーと、前記ワイヤーを巻きとるリールと、前記リールを回転させるモータとを有し、
前記触覚制御部は、前記指定情報に基づいて、前記モータの回転を制御する制御信号を生成する
触覚提示装置。
前記駆動部は、各々が前記可動部材に接続されるワイヤーと、前記ワイヤーを巻きとるリールと、前記リールを回転させるモータとを有し、
前記触覚制御部は、前記指定情報に基づいて、前記モータの回転を制御する制御信号を生成する
触覚提示装置。
【請求項12】
請求項１１に記載の触覚提示装置であって、
前記リールは、前記モータの回転量が大きいほど前記ワイヤーの巻き取り量が減少するように構成される
触覚提示装置。
前記リールは、前記モータの回転量が大きいほど前記ワイヤーの巻き取り量が減少するように構成される
触覚提示装置。
【請求項13】
請求項１１に記載の触覚提示装置であって、
前記制御信号は、前記モータを駆動する電圧又は前記モータの回転量を指定する信号である
触覚提示装置。
前記制御信号は、前記モータを駆動する電圧又は前記モータの回転量を指定する信号である
触覚提示装置。
【請求項14】
請求項１１に記載の触覚提示装置であって、さらに、
前記モータにかかる負荷を表す負荷情報を検出する負荷センサを具備し、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
前記モータにかかる負荷を表す負荷情報を検出する負荷センサを具備し、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
【請求項15】
請求項１４に記載の触覚提示装置であって、
前記負荷センサは、前記モータに流れる電流を検出する電流センサ、前記可動部材に対する圧力を検出する圧力センサ、前記可動部材の姿勢を検出する姿勢センサのうち少なくとも１つを含む
触覚提示装置。
前記負荷センサは、前記モータに流れる電流を検出する電流センサ、前記可動部材に対する圧力を検出する圧力センサ、前記可動部材の姿勢を検出する姿勢センサのうち少なくとも１つを含む
触覚提示装置。
【請求項16】
請求項１１に記載の触覚提示装置であって、
前記少なくとも１つの駆動部は、複数の駆動部を含み、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて、前記複数の駆動部の各々が有する前記モータの負荷が互いに等しくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
前記少なくとも１つの駆動部は、複数の駆動部を含み、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて、前記複数の駆動部の各々が有する前記モータの負荷が互いに等しくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
【請求項17】
請求項１１に記載の触覚提示装置であって、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材にかかる荷重を推定し、前記荷重が大きいほど前記モータが前記可動部材を引っ張る力が大きくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材にかかる荷重を推定し、前記荷重が大きいほど前記モータが前記可動部材を引っ張る力が大きくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
【請求項18】
請求項１１に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージであり、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材上のユーザの位置を推定し、前記ユーザの位置が前記可動部材の端である場合、前記モータが前記可動部材を引っ張る引張量が小さくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージであり、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材上のユーザの位置を推定し、前記ユーザの位置が前記可動部材の端である場合、前記モータが前記可動部材を引っ張る引張量が小さくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
【請求項19】
請求項１１に記載の触覚提示装置であって、
前記触覚制御部は、前記ワイヤーのたわみが解消するように前記モータを回転させる
触覚提示装置。
前記触覚制御部は、前記ワイヤーのたわみが解消するように前記モータを回転させる
触覚提示装置。
【請求項20】
弾性部に支持された可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得する取得部と、
前記可動部材に接続され前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部を、前記指定情報に基づいて制御する制御部と、
を具備する触覚制御装置。
前記可動部材に接続され前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部を、前記指定情報に基づいて制御する制御部と、
を具備する触覚制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、ユーザに触覚を提示する触覚提示装置及び触覚制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ユーザに触覚を提示する装置が開発されている。例えば映像や音声に連動して触覚を提示することで、様々な体験を提供することが可能である。
【0003】
例えば特許文献１には、映像や音声に合わせてユーザが座る座具を動かすモーションシュミレータが記載されている。このモーションシュミレータでは、座具を支持する複数のアクチュエータが設けられる。各アクチュエータは、上下に移動する連結ベースに連結される。また連結ベースには、アクチュエータに与えられる荷重をキャンセルするように配置された弾性部材が接続される。これにより、アクチュエータの上方向への移動に要する力が小さくなり、小型の駆動装置を採用することが可能となる。（特許文献１の明細書段落［０００９］［００５４］［００５５］［００６１］図１１、図１２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１８４７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このようにユーザに触覚を提示する技術は、アミューズメントや教育等の様々な分野での応用が期待されている。このため、多様な触覚を提示するとともにデバイスサイズを小さくすることが可能な技術が求められている。
【0006】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、多様な触覚を提示する小型のデバイスを実現することが可能な触覚提示装置及び触覚制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る触覚提示装置は、可動部材と、弾性部と、少なくとも１つの駆動部とを具備する。
前記弾性部は、前記可動部材を支持する。
前記すくなくとも１つの駆動部は、前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能である
前記弾性部は、前記可動部材を支持する。
前記すくなくとも１つの駆動部は、前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能である
【0008】
この触覚提示装置では、弾性部で支持された可動部材に少なくとも１つの駆動部が接続される。これらの駆動部により、弾性部が弾性変形した状態を維持できるように可動部材が動かされる。これにより弾性部が復元する力を利用して可動部材を動かすことが可能となり、多様な触覚を提示する小型のデバイスを実現することが可能となる。
【0009】
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージであってもよい。
【0010】
前記触覚提示装置は、さらに、前記可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得し、前記指定情報に基づいて前記少なくとも１つの駆動部を制御する触覚制御部を具備してもよい。
【0011】
前記可動部材は、前記少なくとも１つの駆動部の各々が接続される少なくとも１つの接続部を有してもよい。この場合、前記少なくとも１つの駆動部は、各々が接続される前記接続部を引っ張ることで前記可動部材を動かしてもよい。
【0012】
前記可動部材は、基準面に沿って配置された板状の部材であってもよい。この場合、前記駆動部は、前記基準面と交差する方向に沿って前記可動部材を引っ張ってもよい。
【0013】
前記駆動部は、前記基準面と直交する方向に沿って前記可動部材を引っ張ってもよい。
【0014】
前記駆動部は、前記基準面に沿って前記可動部材がスライドするように前記可動部材を引っ張ってもよい。
【0015】
前記駆動部は、前記基準面に直交する軸を中心として前記可動部材が回転するように前記可動部材を引っ張ってもよい。
【0016】
前記指定情報は、前記可動部材の振動パターンを指定する情報を含んでもよい。この場合、前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記振動パターンに対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記振動パターンに応じて振動させてもよい。
【0017】
前記指定情報は、前記可動部材の傾斜姿勢を指定する情報を含んでもよい。この場合、前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記傾斜姿勢に対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記傾斜姿勢に応じた値に維持してもよい。
【0018】
前記駆動部は、各々が前記可動部材に接続されるワイヤーと、前記ワイヤーを巻きとるリールと、前記リールを回転させるモータとを有してもよい。この場合、前記触覚制御部は、前記指定情報に基づいて、前記モータの回転を制御する制御信号を生成してもよい。
【0019】
前記リールは、前記モータの回転量が大きいほど前記ワイヤーの巻き取り量が減少するように構成されてもよい。
【0020】
前記制御信号は、前記モータを駆動する電圧又は前記モータの回転量を指定する信号であってもよい。
【0021】
前記触覚提示装置は、さらに、前記モータにかかる負荷を表す負荷情報を検出する負荷センサを具備してもよい。この場合、前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記制御信号を補正してもよい。
【0022】
前記負荷センサは、前記モータに流れる電流を検出する電流センサ、前記可動部材に対する圧力を検出する圧力センサ、前記可動部材の姿勢を検出する姿勢センサのうち少なくとも１つを含んでもよい。
【0023】
前記少なくとも１つの駆動部は、複数の駆動部を含んでもよい。この場合、前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて、前記複数の駆動部の各々が有する前記モータの負荷が互いに等しくなるように前記制御信号を補正してもよい。
【0024】
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材にかかる荷重を推定し、前記荷重が大きいほど前記モータが前記可動部材を引っ張る力が大きくなるように前記制御信号を補正してもよい。
【0025】
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージであってもよい。この場合、前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材上のユーザの位置を推定し、前記ユーザの位置が前記可動部材の端である場合、前記モータが前記可動部材を引っ張る引張量が小さくなるように前記制御信号を補正してもよい。
【0026】
前記触覚制御部は、前記ワイヤーのたわみが解消するように前記モータを回転させてもよい。
【0027】
本技術の一形態に係る触覚制御装置は、取得部と、制御部とを具備する。
前記取得部は、弾性部に支持された可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得する。
前記制御部は、前記可動部材に接続され前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部を、前記指定情報に基づいて制御する。
前記取得部は、弾性部に支持された可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得する。
前記制御部は、前記可動部材に接続され前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部を、前記指定情報に基づいて制御する。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本技術の一実施形態に係る触覚提示システムの概要を示す模式図である。
【図2】触覚提示システムの機能的な構成例を示すブロック図である。
【図3】触覚提示装置の構成例を示す模式図である。
【図4】触覚提示装置の動作例を示す模式図である。
【図5】ワイヤーを巻き取るリールの特性を説明するための模式図である。
【図6】巻き取りリールの構成例を示す模式図である。
【図7】触覚コントローラの基本的な動作例を示すフローチャートである。
【図8】モータ駆動処理の一例を示すフローチャートである。
【図9】振動波形を示す元信号の一例を示すグラフである。
【図10】振動信号について説明するための模式図である。
【図11】天板部を振動させる電圧信号の他の一例を示すグラフである。
【図12】音声信号を元信号とする振動信号の生成例を示す模式図である。
【図13】傾斜信号について説明するための模式図である。
【図14】補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図15】天板部の傾斜に応じた補正処理を説明する模式図である。
【図16】天板部にかかる荷重に応じた補正処理を説明する模式図である。
【図17】たわみ解消処理の一例を示すフローチャートである。
【図18】モータの位置制御の一例を示す模式図である。
【図19】触覚提示装置の他の動作例を示す模式図である。
【図20】比較例として挙げる振動装置の構成例を示す模式図である。
【図21】他の実施形態に係る触覚提示装置の構成例を示す模式図である。
【図22】触覚提示装置の他の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
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。
【0030】
［触覚提示システムの概要］
図１は、本技術の一実施形態に係る触覚提示システムの概要を示す模式図である。図２は、触覚提示システム１００の機能的な構成例を示すブロック図である。
触覚提示システム１００は、ディスプレイ１０と、スピーカ１１と、触覚提示装置２０と、システムコントローラ５０とを有する。
触覚提示システム１００は、触覚提示装置２０を用いて、映像や音声とともにユーザ１に触覚を提示するシステムである。本開示では、触覚提示装置２０に接触しているユーザ１に対して、触覚提示装置２０を物理的に動かすことで与えることができる感覚を触覚と記載する。
図１は、本技術の一実施形態に係る触覚提示システムの概要を示す模式図である。図２は、触覚提示システム１００の機能的な構成例を示すブロック図である。
触覚提示システム１００は、ディスプレイ１０と、スピーカ１１と、触覚提示装置２０と、システムコントローラ５０とを有する。
触覚提示システム１００は、触覚提示装置２０を用いて、映像や音声とともにユーザ１に触覚を提示するシステムである。本開示では、触覚提示装置２０に接触しているユーザ１に対して、触覚提示装置２０を物理的に動かすことで与えることができる感覚を触覚と記載する。
【0031】
図１に示すように、触覚提示装置２０は、ユーザ１を乗せるステージとして構成される。例えば触覚提示装置２０は、ユーザ１が乗っている部材（後述する天板部２１）を物理的に動かすことで、振動の感覚や加減速の感覚等の様々な触覚をユーザ１に提示する。
ここでは、ユーザ１が立った状態で触覚提示装置２０に乗ることを想定しているが、これに限定されるわけではない。例えば触覚提示装置２０の上にユーザ１が座るシート等が固定して配置されてもよい。
ここでは、ユーザ１が立った状態で触覚提示装置２０に乗ることを想定しているが、これに限定されるわけではない。例えば触覚提示装置２０の上にユーザ１が座るシート等が固定して配置されてもよい。
【0032】
ディスプレイ１０は、映像を再生する再生装置である。
ディスプレイ１０としては、例えばＬＣＤ（Liquid Christal Display）、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ等の自発光型のディスプレイが用いられる。あるいはプロジェクト等を用いた投射型のディスプレイが用いられてもよい。この他、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）のような装着型のディスプレイが用いられてもよい。
スピーカ１１は、音声を再生する再生装置である。図１Ａに示す例では、ディスプレイ１０の右側及び左側にスピーカ１１が配置される。この他、イヤホンやヘッドホン等がスピーカ１１として用いられてもよい。
ディスプレイ１０としては、例えばＬＣＤ（Liquid Christal Display）、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ等の自発光型のディスプレイが用いられる。あるいはプロジェクト等を用いた投射型のディスプレイが用いられてもよい。この他、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）のような装着型のディスプレイが用いられてもよい。
スピーカ１１は、音声を再生する再生装置である。図１Ａに示す例では、ディスプレイ１０の右側及び左側にスピーカ１１が配置される。この他、イヤホンやヘッドホン等がスピーカ１１として用いられてもよい。
【0033】
［触覚提示装置の構成］
図３は、触覚提示装置２０の構成例を示す模式図である。触覚提示装置２０は、全体として箱型の装置であり、水平な床面等に配置して用いられる。図３Ａは、触覚提示装置２０の内部を上方からみた模式図である。図３Ｂは、触覚提示装置２０の内部を側方からみた模式図である。
触覚提示装置２０は、天板部２１（Force Floor）と、台座部２２と、ダンパー２３と、４つの駆動部２４とを有する。
図３は、触覚提示装置２０の構成例を示す模式図である。触覚提示装置２０は、全体として箱型の装置であり、水平な床面等に配置して用いられる。図３Ａは、触覚提示装置２０の内部を上方からみた模式図である。図３Ｂは、触覚提示装置２０の内部を側方からみた模式図である。
触覚提示装置２０は、天板部２１（Force Floor）と、台座部２２と、ダンパー２３と、４つの駆動部２４とを有する。
【0034】
天板部２１は、触覚提示装置２０の上方に設けられた板状の部材であり、駆動部２４の動作により可動するステージである。ここでは、上方から見た平面形状が略正方形となる天板部２１が用いられる。例えば一辺が１０００ｍｍ程度の正方形状の板部材が天板部２１として用いられる。なお天板部２１の平面形状、及びサイズはこれに限定されず任意に設定可能である。本実施形態では、天板部２１は、可動部材に相当する。
また天板部２１は、駆動部２４が動作していない状態（停止状態）では、基準面１２に沿って配置される。ここで基準面１２とは、天板部２１の動きの基準となる面であり、典型的には水平面である。なお水平面に対して傾いた面が基準面１２に設定されてもよい。
また天板部２１は、駆動部２４が動作していない状態（停止状態）では、基準面１２に沿って配置される。ここで基準面１２とは、天板部２１の動きの基準となる面であり、典型的には水平面である。なお水平面に対して傾いた面が基準面１２に設定されてもよい。
【0035】
天板部２１の上面は、ユーザ１を乗せる搭乗面となる。搭乗面には、ユーザ１の立ち位置を示すマークや滑り止め等が設けられてもよい。このように、天板部２１は、ユーザ１が乗ることが可能なステージとして構成される。
【0036】
また天板部２１の下面は、ダンパー２３及び駆動部２４が接続する接続面となる。図３Ｂに示すように接続面には、各駆動部２４に接続するための接続部２５がそれぞれ設けられる。従って図３に示す例では、天板部２１は、４つの駆動部２４の各々が接続される４つの接続部２５を有する。接続部２５は、後述する駆動部２４のワイヤー３０を天板部２１に固定する固定具である。接続部２５としては、例えばワイヤーフックやアンカーボルト等が用いられる。この他、ワイヤー３０を固定可能な任意の固定具が設けられてよい。
【0037】
台座部２２は、触覚提示装置２０の下方に配置され、ユーザ１が乗るステージ（天板部２１）の台座となる。台座部２２は、天板部２１と同様の形状の上面を備える柱状の構造を有し、蓋部２６と、蓋部２６を支持するフレーム部２７とを有する。蓋部２６は台座部２２の上面を構成し、フレーム部２７は台座部２２の側面を構成する
蓋部２６は、天板部２１と同様の平面形状をした板状の部材であり、台座部２２の上方に配置される。また蓋部２６には、４つの駆動部２４のワイヤー３０を通すための４つの開口部が設けられる。以下では、蓋部２６の上面を基準面１２として説明を行う。
フレーム部２７は、蓋部２６（天板部２１）と同様の平面形状を有する枠型の部材であり、蓋部２６の周縁を支持するように、蓋部２６の下面に接続される。これにより、蓋部２６にかかる荷重をフレーム部２７全体で受けることが可能となる。
蓋部２６は、天板部２１と同様の平面形状をした板状の部材であり、台座部２２の上方に配置される。また蓋部２６には、４つの駆動部２４のワイヤー３０を通すための４つの開口部が設けられる。以下では、蓋部２６の上面を基準面１２として説明を行う。
フレーム部２７は、蓋部２６（天板部２１）と同様の平面形状を有する枠型の部材であり、蓋部２６の周縁を支持するように、蓋部２６の下面に接続される。これにより、蓋部２６にかかる荷重をフレーム部２７全体で受けることが可能となる。
【0038】
また図３Ｂに示すように、蓋部２６とフレーム部２７とで囲まれた空間には、駆動部２４（モータ３２）が収容される。このように、台座部２２は、４つの駆動部２４（モータ３２）を収容する筐体として機能する。この他、台座部２２には、後述するアンプ３５や触覚コントローラ４０、その他の電源ユニット等が収容されてもよい。
なお図３に示す例では、台座部２２の下側が開口している。これにより、触覚提示装置２０のメンテナンス等を容易に行うことが可能である。もちろん、台座部２２の下側を塞ぐ部材等が設けられてもよい。
なお図３に示す例では、台座部２２の下側が開口している。これにより、触覚提示装置２０のメンテナンス等を容易に行うことが可能である。もちろん、台座部２２の下側を塞ぐ部材等が設けられてもよい。
【0039】
ダンパー２３は、天板部２１を支持する。ダンパー２３は、弾性変形が可能な弾性部材である。本開示において弾性部材とは、例えば、外力が加わることで弾性変形し、外力が弱まると復元力により元の形状に戻る性質を有する部材である。
ダンパー２３としては、例えば防振や衝撃の緩衝に用いられるゲルダンパー等が用いられる。例えば厚さが２０ｍｍ程度のゲルダンパーでは、１０ｍｍ程度の伸縮範囲を確保することが可能である。もちろん、ダンパー２３の厚みは限定されず適宜設定可能である。
またダンパー２３として、ゴムやばね等の弾性部材が用いられてもよい。あるいはエアサスペンション等の弾性変形が可能な機構がダンパー２３として用いられてもよい。
ダンパー２３としては、例えば防振や衝撃の緩衝に用いられるゲルダンパー等が用いられる。例えば厚さが２０ｍｍ程度のゲルダンパーでは、１０ｍｍ程度の伸縮範囲を確保することが可能である。もちろん、ダンパー２３の厚みは限定されず適宜設定可能である。
またダンパー２３として、ゴムやばね等の弾性部材が用いられてもよい。あるいはエアサスペンション等の弾性変形が可能な機構がダンパー２３として用いられてもよい。
【0040】
ダンパー２３は、天板部２１と台座部２２との間に設けられ、台座部２２上で天板部２１を支持する。典型的には、ダンパー２３は、天板部２１の周縁を支持するように配置される。図３に示す例では、正方形状の天板部２１の４つの頂点と、４つの辺の中間点との８箇所にダンパー２３が設けられる。
なお、ダンパー２３の数や配置は限定されない。
なお、ダンパー２３の数や配置は限定されない。
【0041】
４つの駆動部２４は、各々が天板部２１に接続され、ダンパー２３が弾性変形するように天板部２１を動かす。すなわち、各駆動部２４が天板部２１を動かしている間は、ダンパー２３が弾性範囲で変形し、天板部２１には、駆動部２４及びダンパー２３の両方から力が加わることになる。
また各駆動部２４は、ダンパー２３が弾性変形した状態を維持可能なように構成される。すなわち、各駆動部２４は、ダンパー２３の復元力よりも強い力を継続的に出力し、ダンパー２３を変形させ続けることが可能である。
また各駆動部２４は、ダンパー２３が弾性変形した状態を維持可能なように構成される。すなわち、各駆動部２４は、ダンパー２３の復元力よりも強い力を継続的に出力し、ダンパー２３を変形させ続けることが可能である。
【0042】
本実施形態では、各駆動部２４は、各々が接続される接続部２５を引っ張ることで天板部２１を動かすように構成される。ここでは、ワイヤー３０を介して接続部２５を引っ張る機構が用いられる。このように、駆動部２４は、ワイヤー３０によって天板部２１を牽引する牽引ユニットであると言える。
【0043】
図３Ｂに示すように、４つの駆動部２４は、各々が天板部２１に接続されるワイヤー３０とワイヤー３０を巻きとるリール３１と、リール３１を回転させるモータ３２とを有する。
ワイヤー３０は、一方の端が対応する接続部２５に固定され、他の端がリール３１に固定される。ワイヤー３０は、典型的には金属ワイヤーであるが、その材質や形状は限定されない。
リール３１は、モータ３２の回転軸に固定される。リール３１には、例えば巻き取ったワイヤー３０をガイドするための溝等が設けられる。リール３１の形状については後述する。
モータ３２は、入力された駆動信号に応じて回転軸（リール３１）を回転させる。以下では、ワイヤー３０が巻き取られる方向を正回転と記載し、その逆を逆回転と記載する。モータ３２は、例えば、ダンパー２３を変形させることが可能な回転トルクを出力できるものであれば、その種類等は限定されない。
ワイヤー３０は、一方の端が対応する接続部２５に固定され、他の端がリール３１に固定される。ワイヤー３０は、典型的には金属ワイヤーであるが、その材質や形状は限定されない。
リール３１は、モータ３２の回転軸に固定される。リール３１には、例えば巻き取ったワイヤー３０をガイドするための溝等が設けられる。リール３１の形状については後述する。
モータ３２は、入力された駆動信号に応じて回転軸（リール３１）を回転させる。以下では、ワイヤー３０が巻き取られる方向を正回転と記載し、その逆を逆回転と記載する。モータ３２は、例えば、ダンパー２３を変形させることが可能な回転トルクを出力できるものであれば、その種類等は限定されない。
【0044】
図３Ｂに示すように、各モータ３２は、所定の固定具３３を用いて台座部２２内に固定される。従って、天板部２１は台座部２２がある下側に引っ張られることになる。このように、各駆動部２４は、基準面１２と交差する方向に沿って天板部２１を引っ張る。これにより、基準面１２に対する天板部２１の位置や姿勢を変化させることが可能となり、様々な触覚を表現することが可能となる。
なお、図３に示す例では、蓋部２６の下面に固定具３３が設けられ、モータ３２は蓋部２６に対して固定される。このため、天板部２１を引っ張った場合にモータ３２は蓋部２６に押し付けられることになる。これにより、固定具３３に不要な力がかかるといった事態が回避され、固定具３３の弛みや破損等を回避することが可能となっている。
なお、図３に示す例では、蓋部２６の下面に固定具３３が設けられ、モータ３２は蓋部２６に対して固定される。このため、天板部２１を引っ張った場合にモータ３２は蓋部２６に押し付けられることになる。これにより、固定具３３に不要な力がかかるといった事態が回避され、固定具３３の弛みや破損等を回避することが可能となっている。
【0045】
以下では、図３Ａにおける左側、右側、上側、及び下側を、触覚提示装置２０の左側、右側、前側、及び後側と記載する。例えば、触覚提示装置２０の前側は、ディスプレイ１０が配置される側となる。また図３Ｂは、触覚提示装置２０の後側からみた内部構造を表している。
また４つの駆動部２４（４つのモータ３２）を、それぞれ駆動部２４ａ～２４ｄ（モータ３２ａ～３２ｄ）と記載する。モータ３２ａ～３２ｄは、それぞれ台座部２２（フレーム部２７）の左側中央、右側中央、前側中央、及び後側中央に、リール３１（回転軸）を向けて配置される。
また４つの駆動部２４（４つのモータ３２）を、それぞれ駆動部２４ａ～２４ｄ（モータ３２ａ～３２ｄ）と記載する。モータ３２ａ～３２ｄは、それぞれ台座部２２（フレーム部２７）の左側中央、右側中央、前側中央、及び後側中央に、リール３１（回転軸）を向けて配置される。
【0046】
また天板部２１の下面において、モータ３２ａ～３２ｄに接続されたリール３１の直上となる位置には、各リールに固定されたワイヤー３０が接続される接続部２５がそれぞれ設けられる。この時、接続部２５とリール３１との位置関係は、例えばワイヤー３０を引っ張る方向が、基準面１２と直交する方向（鉛直方向）となるように設定される。
このように、本実施形態では、各駆動部２４（モータ３２）が、基準面１２と直交する方向に沿って天板部２１を引っ張るように配置される。
これにより、天板部２１を鉛直に引っ張る力を効率的に伝達することが可能となる。この結果、各接続部２５の上下方向の位置を最小のエネルギーで変化させることが可能となる。
このように、本実施形態では、各駆動部２４（モータ３２）が、基準面１２と直交する方向に沿って天板部２１を引っ張るように配置される。
これにより、天板部２１を鉛直に引っ張る力を効率的に伝達することが可能となる。この結果、各接続部２５の上下方向の位置を最小のエネルギーで変化させることが可能となる。
【0047】
図３Ｂでは、左側のモータ３２（モータ３２ａ）が正回転することで、ワイヤー３０が巻き取られている。この場合、天板部２１の左側（左側中央の接続部２５）が下方向に引っ張られる。この時、天板部２１の左側を支持するダンパー２３が引張量に応じて縮められる。このダンパー２３の変形は、弾性変形である。このように、天板部２１に固定したワイヤー３０を、モータ３２で巻き取ることによって、天板部２１を台座部２２側に沈み込ませることが可能である。
【0048】
また、図３Ｂの右側のモータ３２（モータ３２ｂ）では、一定量のワイヤー３０を巻き取った後で、ワイヤー３０の巻き取り（モータ３２の回転）が停止される。この場合、ワイヤー３０を巻き取ることで弾性変形したダンパー２３の復元力により、天板部２１が押し上げられる。このように、モータ３２による巻き取りを停止すると、ダンパー２３の復元力によって、天板部２１がもとの位置に戻る。
なお、モータ３２の巻き取りを完全に停止せずに、ワイヤー３０を巻き取るトルクをダンパー２３の復元力よりも小さくする場合にも、天板部２１を押し上げることが可能である。この場合、天板部２１はモータ３２のトルクと復元力とが釣り合う位置にまで戻ることになる。
なお、モータ３２の巻き取りを完全に停止せずに、ワイヤー３０を巻き取るトルクをダンパー２３の復元力よりも小さくする場合にも、天板部２１を押し上げることが可能である。この場合、天板部２１はモータ３２のトルクと復元力とが釣り合う位置にまで戻ることになる。
【0049】
このように、触覚提示装置２０では、ワイヤー３０の巻き取りと、ダンパー２３の復元力 とを利用して天板部２１が動かされる。ワイヤー３０をモータ３２で巻き取るという単純な構成により、天板部２１の位置や姿勢を変化させることが可能である。このため、例えば、上下方向に動くアクチュエータや他の振動素子等を用いる場合と較べ、装置サイズを十分に小型化することが可能となる。
【0050】
図２に示すように、触覚提示装置２０は、さらに、アンプ３５と、電流センサ３６と、記憶部３７と、触覚コントローラ４０とを有する。
アンプ３５は、各駆動部２４（モータ３２）を駆動するための制御信号を増幅する信号増幅回路である。アンプ３５は、例えば駆動部２４と同数の増幅回路を搭載し、各増幅回路を用いて制御信号をそれぞれ増幅する。
アンプ３５には、後述する触覚コントローラ４０で生成された各モータ３２の制御信号が入力される。アンプ３５では、これらの制御信号がモータ３２を駆動するレベル（駆動電圧）に増幅される。増幅された制御信号は、各モータ３２にそれぞれ出力される。
アンプ３５の具体的な構成は限定されず、例えばモータ３２の種類等に応じた増幅回路が適宜用いられてよい。
アンプ３５は、各駆動部２４（モータ３２）を駆動するための制御信号を増幅する信号増幅回路である。アンプ３５は、例えば駆動部２４と同数の増幅回路を搭載し、各増幅回路を用いて制御信号をそれぞれ増幅する。
アンプ３５には、後述する触覚コントローラ４０で生成された各モータ３２の制御信号が入力される。アンプ３５では、これらの制御信号がモータ３２を駆動するレベル（駆動電圧）に増幅される。増幅された制御信号は、各モータ３２にそれぞれ出力される。
アンプ３５の具体的な構成は限定されず、例えばモータ３２の種類等に応じた増幅回路が適宜用いられてよい。
【0051】
電流センサ３６は、各モータ３２に流れる電流を検出するセンサである。電流センサ３６は、モータ３２とアンプ３５とをつなぐ配線を流れる電流を検出するように配線される。
例えば、モータ３２に流れる電流（以下モータ電流と記載する）は、モータ３２に負荷（トルク負荷）がかかるほど増大することが知られている。このため、例えばモータ３２が自由回転する場合にモータ電流は最小となり、モータ３２の回転を止めるような負荷がかかる場合にモータ電流は最大となる。
例えば、モータ３２に流れる電流（以下モータ電流と記載する）は、モータ３２に負荷（トルク負荷）がかかるほど増大することが知られている。このため、例えばモータ３２が自由回転する場合にモータ電流は最小となり、モータ３２の回転を止めるような負荷がかかる場合にモータ電流は最大となる。
【0052】
従がって、電流センサ３６を用いてモータ電流を検出することで、モータ３２にかかる負荷を検出することが可能となる。電流センサ３６により検出されたモータ電流の検出結果は、モータ３２にかかる負荷を表す負荷情報として用いられる。
このように、本実施形態では、電流センサ３６は、モータ３２にかかる負荷を表す負荷情報を検出する負荷センサとして機能する。
このように、本実施形態では、電流センサ３６は、モータ３２にかかる負荷を表す負荷情報を検出する負荷センサとして機能する。
【0053】
なお、負荷情報を検出する負荷センサとして、電流センサ３６以外のセンサが用いられてもよい。例えば天板部２１にかかる圧力（荷重）は、各モータ３２にかかる負荷を変化させる。このため、天板部２１に対する圧力を検出する圧力センサが負荷センサとして用いられてもよい。
また例えば、ユーザ１の立ち位置等により、天板部２１の姿勢が変化するような場合にも、各モータ３２にかかる負荷が変化することが考えられる。このため、天板部２１の姿勢を検出する姿勢センサ（加速度センサ等）が負荷センサとして用いられてもよい。
また例えば、ユーザ１の立ち位置等により、天板部２１の姿勢が変化するような場合にも、各モータ３２にかかる負荷が変化することが考えられる。このため、天板部２１の姿勢を検出する姿勢センサ（加速度センサ等）が負荷センサとして用いられてもよい。
【0054】
記憶部３７は、不揮発性の記憶デバイスである。記憶部３７としては、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）等の固体素子を用いた記録媒体や、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の磁気記録媒体が用いられる。この他、記憶部３７として用いられる記録媒体の種類等は限定されず、例えば非一時的にデータを記録する任意の記録媒体が用いられてよい。
記憶部３７には、本実施形態に係る制御プログラムが記憶される。制御プログラムは、例えば触覚提示装置２０全体の動作を制御するプログラムである。
記憶部３７には、本実施形態に係る制御プログラムが記憶される。制御プログラムは、例えば触覚提示装置２０全体の動作を制御するプログラムである。
【0055】
触覚コントローラ４０は、天板部２１の動きを制御してユーザ１に提示される触覚を制御する。具体的には、触覚コントローラ４０は、力覚制御ファイルを取得し、力覚制御ファイルに基づいて各駆動部２４を制御する。力覚制御ファイルは、天板部２１の振動又は姿勢を指定する指定情報である。
本実施形態では、後述するシステムコントローラ５０のライブラリに記録された力覚制御ファイルが読み込まれる。力覚制御ファイルについては、後に詳しく説明する。
本実施形態では、後述するシステムコントローラ５０のライブラリに記録された力覚制御ファイルが読み込まれる。力覚制御ファイルについては、後に詳しく説明する。
【0056】
触覚コントローラ４０は、触覚提示装置２０の動作を制御する。触覚コントローラ４０は、例えばＣＰＵやメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等のコンピュータに必要なハードウェア構成を有する。ＣＰＵが記憶部３７に記憶されている制御プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、種々の処理が実行される。本実施形態では、触覚コントローラ４０は、触覚提示装置における触覚制御部に相当する。また本実施形態では、触覚コントローラ４０は、触覚制御装置として機能する。
【0057】
触覚コントローラ４０として、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＰＬＤ(Programmable Logic Device)、その他ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のデバイスが用いられてもよい。また例えばＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサが触覚コントローラ４０として用いられてもよい。
【0058】
本実施形態では、触覚コントローラ４０のＣＰＵが本実施形態に係る制御プログラムを実行することで、機能ブロックとして、信号制御部４１、及び較正処理部４２が実現される。そしてこれらの機能ブロックにより、本実施形態に係る触覚制御方法が実行される。なお各機能ブロックを実現するために、ＩＣ（集積回路）等の専用のハードウェアが適宜用いられてもよい。
【0059】
信号制御部４１は、力覚制御ファイルを取得し、取得した力覚制御ファイルに基づいて、モータ３２の回転を制御する制御信号を生成する。例えばシステムコントローラ５０（データ出力部５２）から出力された力覚制御ファイルが適宜読み込まれ、その内容に応じた制御信号がモータ３２ごとにそれぞれ生成される。
制御信号は、例えば、モータ３２を駆動する電圧を指定する信号である。これは、モータ３２の回転方向や、回転速度（回転トルク）等を電圧値として指定する信号である。
例えば力覚制御ファイルに、天板部２１を振動させる指示（振動パターン等）が含まれている場合、振動パターンに応じて電圧が振動する制御信号が生成される。
なお、モータ３２の位置制御が可能な場合には、制御信号として、電圧に代えてモータ３２の回転位置を指定する信号が用いられてもよい。この点については、図１８等を参照して説明する。
制御信号は、例えば、モータ３２を駆動する電圧を指定する信号である。これは、モータ３２の回転方向や、回転速度（回転トルク）等を電圧値として指定する信号である。
例えば力覚制御ファイルに、天板部２１を振動させる指示（振動パターン等）が含まれている場合、振動パターンに応じて電圧が振動する制御信号が生成される。
なお、モータ３２の位置制御が可能な場合には、制御信号として、電圧に代えてモータ３２の回転位置を指定する信号が用いられてもよい。この点については、図１８等を参照して説明する。
【0060】
較正処理部４２は、モータ３２にかかる負荷を表す負荷情報に基づいて制御信号を補正する。ここでは、負荷情報として、電流センサ３６により検出された各モータ電流の値が用いられる。また、圧力センサや姿勢センサ等が設けられる場合には、これらのセンサの検出結果が負荷情報として用いられる。
例えば負荷情報から、高い負荷がかかっているモータ３２が特定される。そのようなモータ３２については、補正されていないそのままの制御信号で駆動しても所望の引張量を得られない可能性がある。このような場合、力覚制御ファイルが指定する触覚が提示されるように、モータ３２の電圧を上げる等の補正が行われる。
例えば負荷情報から、高い負荷がかかっているモータ３２が特定される。そのようなモータ３２については、補正されていないそのままの制御信号で駆動しても所望の引張量を得られない可能性がある。このような場合、力覚制御ファイルが指定する触覚が提示されるように、モータ３２の電圧を上げる等の補正が行われる。
【0061】
較正処理部４２では、例えば、制御信号を補正するための補正パラメータ（例えばオフセットの値や、振幅の増幅量等）が算出され、信号制御部４１に出力される。
あるいは、較正処理部４２により、制御信号に重畳する重畳信号等が生成されてもよい。この場合、制御信号と重畳信号とを加算した信号が補正された制御信号となる。
あるいは、較正処理部４２により、制御信号に重畳する重畳信号等が生成されてもよい。この場合、制御信号と重畳信号とを加算した信号が補正された制御信号となる。
【0062】
本実施形態では、信号制御部４１は、取得部として機能する。また信号制御部４１と構成処理部４２とが共動することで、制御部が実現される。
信号制御部４１及び較正処理部４２の具体的な動作については後に詳しく説明する。
信号制御部４１及び較正処理部４２の具体的な動作については後に詳しく説明する。
【0063】
システムコントローラ５０は、触覚提示システム１００の各部の動作を制御する。システムコントローラ５０としては、例えばＰＣやサーバ等のコンピュータが用いられる。図２に示すように、システムコントローラ５０は、ライブラリ５１と、データ出力部５２とを有する。なお、上記した触覚コントローラ４０は、システムコントローラ５０により実現されてもよい。
【0064】
ライブラリ５１は、触覚提示システム１００で再生させる各種のコンテンツのデータを格納する記憶媒体である。ライブラリ５１には、映像ファイル、音声ファイル、及び力覚制御ファイルが格納される。
映像ファイルは、例えば映画やライブ等の映像データである。音声ファイルは、典型的には映像ファイルの音声データである。
力覚制御ファイルは、触覚提示装置２０（天板部２１）によりユーザ１に提示される触覚（力覚）の内容が記録されたデータである。ユーザ１に提示する触覚は、典型的には、映像ファイル及び音声ファイルの内容に合わせて設定される。
映像ファイルは、例えば映画やライブ等の映像データである。音声ファイルは、典型的には映像ファイルの音声データである。
力覚制御ファイルは、触覚提示装置２０（天板部２１）によりユーザ１に提示される触覚（力覚）の内容が記録されたデータである。ユーザ１に提示する触覚は、典型的には、映像ファイル及び音声ファイルの内容に合わせて設定される。
【0065】
力覚制御ファイルには、例えば天板部２１の振動パターンを指定する情報（振動情報）が含まれる。振動情報とは、例えば、振動を発生させるタイミング、振動の種類（上下の振動、傾斜を含む振動等）、振動の波形、あるいは振動のパラメータ（振幅や周波数）等を指定する情報である。
また力覚制御ファイルには、例えば天板部２１の姿勢を指定する情報（姿勢情報）が含まれる。ここでは、天板部２１の姿勢として、天板部２１の傾斜が指定される。この場合、姿勢情報とは、傾斜を発生させるタイミング、傾斜の向きや傾斜角度（傾斜度合い）等を指定する情報である。
なお、振動及び傾斜の種類やタイミングは、映像ファイルや音声ファイルの内容に合わせて設定される。また、上記した音声ファイルをそのまま振動情報として用いることも可能である。この場合、音声ファイルが力覚制御ファイルとして機能する。
また力覚制御ファイルには、例えば天板部２１の姿勢を指定する情報（姿勢情報）が含まれる。ここでは、天板部２１の姿勢として、天板部２１の傾斜が指定される。この場合、姿勢情報とは、傾斜を発生させるタイミング、傾斜の向きや傾斜角度（傾斜度合い）等を指定する情報である。
なお、振動及び傾斜の種類やタイミングは、映像ファイルや音声ファイルの内容に合わせて設定される。また、上記した音声ファイルをそのまま振動情報として用いることも可能である。この場合、音声ファイルが力覚制御ファイルとして機能する。
【0066】
データ出力部５２は、ライブラリ５１に格納されたファイルを、触覚提示システム１００の各部にそれぞれ出力する。例えば映像ファイルは、ディスプレイ１０に出力される。また音声ファイルは、スピーカ１１に出力される。これにより、ディスプレイ１０及びスピーカ１１では、コンテンツの映像及び音声が再生される。
また触覚制御ファイルは、触覚コントローラ４０の信号制御部４１に出力される。これにより、天板部２１を触覚制御ファイルに応じて動かすことが可能となる。
また触覚制御ファイルは、触覚コントローラ４０の信号制御部４１に出力される。これにより、天板部２１を触覚制御ファイルに応じて動かすことが可能となる。
【0067】
［触覚提示装置の基本動作］
図４は、触覚提示装置の動作例を示す模式図である。図４Ａ及び図４Ｂには、触覚提示装置２０を簡略化した構成が模式的に図示されている。
図４Ａでは、全てのモータ３２により同時に天板部２１が引っ張られる。この場合、各ダンパー２３は引っ張られた量だけ縮むことになり、天板部２１は全体として沈み込む。次に、全てのモータ３２のトルクを下げる（あるいは全てのモータ３２を停止させる）と、天板部２１はダンパー２３の復元力により押し戻される。このような操作を繰り返すことで、天板部２１を上下に振動させることが可能となる。
このように、全てのモータ３２をタイミングを同期した制御信号により、同時に牽引することで、上下方向の振動を発生させることが可能となる。
図４は、触覚提示装置の動作例を示す模式図である。図４Ａ及び図４Ｂには、触覚提示装置２０を簡略化した構成が模式的に図示されている。
図４Ａでは、全てのモータ３２により同時に天板部２１が引っ張られる。この場合、各ダンパー２３は引っ張られた量だけ縮むことになり、天板部２１は全体として沈み込む。次に、全てのモータ３２のトルクを下げる（あるいは全てのモータ３２を停止させる）と、天板部２１はダンパー２３の復元力により押し戻される。このような操作を繰り返すことで、天板部２１を上下に振動させることが可能となる。
このように、全てのモータ３２をタイミングを同期した制御信号により、同時に牽引することで、上下方向の振動を発生させることが可能となる。
【0068】
図４Ｂでは、図中右側及び左側のモータ３２により交互に天板部２１が引っ張られる。例えば図４Ｂに示すように、右側のモータ３２が天板部２１を牽引しているときは、左側のモータ３２のトルクが下げられる（あるいは停止される）。この場合、右側のダンパー２３は縮み、左側のダンパー２３は天板部２１を押し上げる。この結果、天板部２１は、右側に傾いた状態となる。
これとは、逆に左側のモータ３２が天板部２１を牽引しているときは、右側のモータ３２のトルクが下げられる（あるいは停止される）。この結果、天板部２１は左側に傾いた状態となる。
このように、天板部２１の左右（前後）を交互に牽引すれば、左右（前後）に傾く振動を提示することが可能となる。
これとは、逆に左側のモータ３２が天板部２１を牽引しているときは、右側のモータ３２のトルクが下げられる（あるいは停止される）。この結果、天板部２１は左側に傾いた状態となる。
このように、天板部２１の左右（前後）を交互に牽引すれば、左右（前後）に傾く振動を提示することが可能となる。
【0069】
また、天板部２１を牽引し続けることで傾いた状態を維持することが可能となる。この場合、天板部２１を引っ張るモータ３２には、一定のトルクを発生させる制御信号が継続して出力される。
これにより、前後左右に傾いた状態を提示することが可能となる。
これにより、前後左右に傾いた状態を提示することが可能となる。
【0070】
なお、天板部２１を傾ける場合には、２つ以上のモータ３２をペアとして用いることも可能である。具体的には、前後のモータ３２のうちの１つと左右のモータ３２のうちの１つとを組み合わせた２つのモータ３２のペアを構成し、ペアごとに天板部２１を交互に牽引させる。これにより、例えば左前（右後）に傾いた状態や、右前（左後）に傾いた状態等を実現することが可能である。
【0071】
このように、天板部２１を振動させることで、例えばディスプレイ１０に表示される爆発シーン等の衝撃や、音楽や音声等にあった振動感覚をユーザ１に提示することが可能となる。
また、天板部２１を傾斜させることで体幹のバランスが崩されたかのような錯覚を起こすことが可能である。このような天板部２１の傾斜を、ディスプレイ１０の映像に合わせてクロスモーダル提示することで、例えば自動車や電車の発進時の加速感をユーザ１に錯覚させることが可能となる。
また、天板部２１を傾斜させることで体幹のバランスが崩されたかのような錯覚を起こすことが可能である。このような天板部２１の傾斜を、ディスプレイ１０の映像に合わせてクロスモーダル提示することで、例えば自動車や電車の発進時の加速感をユーザ１に錯覚させることが可能となる。
【0072】
［リールの構成］
図５は、ワイヤー３０を巻き取るリール３１の特性を説明するための模式図である。図５Ａには、リール３１がワイヤー３０を巻き取る様子が模式的に図示されている。ここでは、ワイヤー３０は、固定位置Ｐに固定され、リール３１が正回転となる反時計回り回転するとワイヤー３０が巻き取られる。またリール３１が逆回転となる時計回りに回転するとワイヤー３０がリリースされる。
図５は、ワイヤー３０を巻き取るリール３１の特性を説明するための模式図である。図５Ａには、リール３１がワイヤー３０を巻き取る様子が模式的に図示されている。ここでは、ワイヤー３０は、固定位置Ｐに固定され、リール３１が正回転となる反時計回り回転するとワイヤー３０が巻き取られる。またリール３１が逆回転となる時計回りに回転するとワイヤー３０がリリースされる。
【0073】
天板部２１を振動させる場合、上記したようにモータ３２の正回転と逆回転とが繰り返される。この時、モータ３２の正回転の回転量、すなわちワイヤー３０を巻き取る量が、振動の振幅に対応する。従って、振幅Ａは、リール３１の半径Ｒとモータ３２の角速度ω（回転速度）と回転時間ｔとの積（Ｒ×ω×ｔ）で表される。
このうち、回転時間ｔの逆数が振動の周波数ｆとなる。従って、振幅Ａは、Ａ＝Ｒ×ω／ｆと表される。このように振動を提示する場合、振幅Ａは、モータ３２を駆動する周波数ｆ（提示周波数）に反比例する。
このうち、回転時間ｔの逆数が振動の周波数ｆとなる。従って、振幅Ａは、Ａ＝Ｒ×ω／ｆと表される。このように振動を提示する場合、振幅Ａは、モータ３２を駆動する周波数ｆ（提示周波数）に反比例する。
【0074】
図５Ｂには、半径Ｒが一定の円形リールにおける振幅Ａと周波数ｆとの関係を示す模式的なグラフが実線で図示されている。グラフに示すように、リールの半径Ｒが一定である場合、周波数ｆが大きくなるほど、振幅Ａ（巻き取り量）が反比例して小さくなる。
このように、単純な円形のリールを用いた場合、振動の周波数ｆが高いほど、提示できる振動の振幅、すなわち振動の強度が低くなり、高周波数の振動を適切に提示することが難しくなる可能性がある。
このように、単純な円形のリールを用いた場合、振動の周波数ｆが高いほど、提示できる振動の振幅、すなわち振動の強度が低くなり、高周波数の振動を適切に提示することが難しくなる可能性がある。
【0075】
図６は、巻き取りリールの構成例を示す模式図である。
本実施形態では、リール３１は、モータ３２の回転量が大きいほどワイヤー３０の巻き取り量が減少するように構成される。具体的には、ワイヤー３０を巻き取る部分の半径Ｒが徐々に小さくなるような螺旋状のリール３１が用いられる。
本実施形態では、リール３１は、モータ３２の回転量が大きいほどワイヤー３０の巻き取り量が減少するように構成される。具体的には、ワイヤー３０を巻き取る部分の半径Ｒが徐々に小さくなるような螺旋状のリール３１が用いられる。
【0076】
例えば図６（ａ）には、アルキメデス螺旋を利用して構成された螺旋状のリール３１ａが図示されている。リール３１ａでは、各段を構成する巻き取り溝の形状が、平面視でアルキメデスの螺旋となっている。
また、図６（ｂ）には、対数螺旋を利用して構成された螺旋状のリール３１ｂが図示されている。リール３１ｂでは、各段を構成する巻き取り溝の形状が、平面視で対数螺旋となっている。この他、放物螺旋や双曲螺旋等を用いた螺旋リールが用いられてもよい。
また、図６（ｂ）には、対数螺旋を利用して構成された螺旋状のリール３１ｂが図示されている。リール３１ｂでは、各段を構成する巻き取り溝の形状が、平面視で対数螺旋となっている。この他、放物螺旋や双曲螺旋等を用いた螺旋リールが用いられてもよい。
【0077】
これらの螺旋状のリール３１では、最も半径Ｒが大きい部分を固定位置Ｐとしてワイヤー３０が固定される。この固定位置Ｐから半径が徐々に小さくなるように、ワイヤー３０が巻き取られる。これにより、周波数ｆが高い場合の巻き取り量と、周波数ｆが低い場合の巻き取り量との差を大幅に小さくすることが可能となる。
このように螺旋状のリール３１を用いることで、リール３１の振幅に関する周波数特性を、周波数ｆによらず一定の振幅Ａを実現するような特性（図５Ｂの破線のグラフ）に近づけることが可能となる。
なおリール３１の形状は、例えばモータ３２の特性等に応じて適宜選択される。また、リール３１の形状に応じて、制御信号の振幅等が調整されてもよい。これにより、力覚制御ファイルが指定する振動パターンを高精度に再現することが可能となる。
このように螺旋状のリール３１を用いることで、リール３１の振幅に関する周波数特性を、周波数ｆによらず一定の振幅Ａを実現するような特性（図５Ｂの破線のグラフ）に近づけることが可能となる。
なおリール３１の形状は、例えばモータ３２の特性等に応じて適宜選択される。また、リール３１の形状に応じて、制御信号の振幅等が調整されてもよい。これにより、力覚制御ファイルが指定する振動パターンを高精度に再現することが可能となる。
【0078】
［触覚コントローラの動作］
図７は、触覚コントローラ４０の基本的な動作例を示すフローチャートである。図７に示す処理は、例えば触覚コントローラ４０（触覚提示システム１００）の動作中に繰り返し実行されるループ処理である。
触覚コントローラ４０では、モータ３２を駆動させるモータ駆動処理が実行される（ステップ１０１）。次に、モータ駆動処理での結果を受けて制御信号を補正する補正処理が実行される（ステップ１０２）。そしてワイヤー３０のたわみを解消するためのたわみ解消処理が実行される（ステップ１０３）。
図７は、触覚コントローラ４０の基本的な動作例を示すフローチャートである。図７に示す処理は、例えば触覚コントローラ４０（触覚提示システム１００）の動作中に繰り返し実行されるループ処理である。
触覚コントローラ４０では、モータ３２を駆動させるモータ駆動処理が実行される（ステップ１０１）。次に、モータ駆動処理での結果を受けて制御信号を補正する補正処理が実行される（ステップ１０２）。そしてワイヤー３０のたわみを解消するためのたわみ解消処理が実行される（ステップ１０３）。
【0079】
図７では、モータ駆動処理、補正処理、及びたわみ解消処理が一連の処理として繰り返し実行される。これに限定されず、各処理が個別のタイミングで独立して実行されてもよい。
例えば補正処理やたわみ解消処理は、初期起動時や、コンテンツのシーンが切り替わったタイミング等で実行されてもよい。あるいは、ユーザ１からの指示に応じて補正処理やたわみ解消処理が実行されてもよい。
以下では、モータ駆動処理、補正処理、及びたわみ解消処理の各々について具体的に説明する。
例えば補正処理やたわみ解消処理は、初期起動時や、コンテンツのシーンが切り替わったタイミング等で実行されてもよい。あるいは、ユーザ１からの指示に応じて補正処理やたわみ解消処理が実行されてもよい。
以下では、モータ駆動処理、補正処理、及びたわみ解消処理の各々について具体的に説明する。
【0080】
［モータ駆動処理］
図８は、モータ駆動処理の一例を示すフローチャートである。
まず、信号制御部４１により、力覚制御ファイルが取得される（ステップ２０１）。具体的には、システムコントローラ５０のデータ出力部５２から出力された力覚制御ファイル が読み込まれる。
次に、力覚制御ファイルに天板部２１を振動させる指示（振動情報）が含まれるか否かが判定される（ステップ２０２）。振動情報が含まれていないと判定された場合（ステップ２０２のＮｏ）、力覚制御ファイルに天板部２１を傾斜させる指示（傾斜情報）が含まれるか否かが判定される（ステップ２０３）。傾斜情報が含まれていないと判定された場合（ステップ２０３のＮｏ）、モータ３２を制御するための制御信号は生成されずにモータ駆動処理が終了する。
図８は、モータ駆動処理の一例を示すフローチャートである。
まず、信号制御部４１により、力覚制御ファイルが取得される（ステップ２０１）。具体的には、システムコントローラ５０のデータ出力部５２から出力された力覚制御ファイル が読み込まれる。
次に、力覚制御ファイルに天板部２１を振動させる指示（振動情報）が含まれるか否かが判定される（ステップ２０２）。振動情報が含まれていないと判定された場合（ステップ２０２のＮｏ）、力覚制御ファイルに天板部２１を傾斜させる指示（傾斜情報）が含まれるか否かが判定される（ステップ２０３）。傾斜情報が含まれていないと判定された場合（ステップ２０３のＮｏ）、モータ３２を制御するための制御信号は生成されずにモータ駆動処理が終了する。
【0081】
ステップ２０２において、力覚制御ファイルに振動情報が含まれていると判定された場合（ステップ２０２のＹｅｓ）、信号制御部４１により、天板部２１を振動させる制御信号である振動信号が生成される（ステップ２０４）。
振動信号は、例えばモータ３２にかかる電圧を振動させる信号である。これはモータ３２のトルクを振動させる信号であり、モータ３２が天板部２１を引っ張る引張量（振幅）を振動させる信号であるとも言える。
信号制御部４１では、力覚制御ファイルが指定する振動パターンで天板部２１が振動するように、各モータ３２に対応する振動信号がそれぞれ生成される。
振動信号は、例えばモータ３２にかかる電圧を振動させる信号である。これはモータ３２のトルクを振動させる信号であり、モータ３２が天板部２１を引っ張る引張量（振幅）を振動させる信号であるとも言える。
信号制御部４１では、力覚制御ファイルが指定する振動パターンで天板部２１が振動するように、各モータ３２に対応する振動信号がそれぞれ生成される。
【0082】
ここでは、図３に示す触覚提示装置２０において、モータ３２ａ～３２ｄ（駆動部２４ａ～２４ｄ）を使って天板部２１を振動させる場合について説明する。
例えば、天板部２１を上下に振動させる振動パターン（図４Ａ参照）が指定された場合、全てのモータ３２ａ～３２ｄについて同一の振動信号が生成される。これにより、各モータ３２ａ～３２ｄは、同じタイミングで同じ長さだけ天板部２１を引っ張ることになり、天板部２１を上下に振動させることが可能となる。
また例えば、天板部２１を左右に傾斜させて振動させる振動パターン（図４Ｂ参照）が指定された場合、モータ３２ａ及び３２ｂについて位相が１８０°ずれた振動信号が生成される。同様に天板部２１を前後に傾斜させて振動させる場合、モータ３２ｃ及び３２ｄについて位相が１８０°ずれた振動信号が生成される。これにより、天板部２１の左右（または前後）が交互に引っ張られることになり、天板部２１を左右（又は前後）に傾斜させて振動させることが可能となる。
例えば、天板部２１を上下に振動させる振動パターン（図４Ａ参照）が指定された場合、全てのモータ３２ａ～３２ｄについて同一の振動信号が生成される。これにより、各モータ３２ａ～３２ｄは、同じタイミングで同じ長さだけ天板部２１を引っ張ることになり、天板部２１を上下に振動させることが可能となる。
また例えば、天板部２１を左右に傾斜させて振動させる振動パターン（図４Ｂ参照）が指定された場合、モータ３２ａ及び３２ｂについて位相が１８０°ずれた振動信号が生成される。同様に天板部２１を前後に傾斜させて振動させる場合、モータ３２ｃ及び３２ｄについて位相が１８０°ずれた振動信号が生成される。これにより、天板部２１の左右（または前後）が交互に引っ張られることになり、天板部２１を左右（又は前後）に傾斜させて振動させることが可能となる。
【0083】
また、振動パターンが、天板部２１を左前及び右後に交互に傾斜させるようなパターンであるとする。この場合、モータ３２ａ及びモータ３２ｃに対応する振動信号と、モータ３２ｂ及びモータ３２ｄに対応する振動信号とが、互いに１８０°位相のずれた信号として生成される。また、天板部２１を右前及び左後に交互に傾斜させるようなパターンでは、上記のペアを入れ替えて、対応する振動信号が生成される。
この他、前後左右のモータ３２ａ～３２ｄがそれぞれ単独で振動するような振動パターン等が用いられてもよい。この場合、指定された方向に対応するモータ３２の振動信号が生成される。
これらの振動信号が生成されると、アンプ３５に出力される（ステップ２０６）。そしてアンプ３５により増幅された振動信号に基づいて対応するモータ３２が駆動される。
この他、前後左右のモータ３２ａ～３２ｄがそれぞれ単独で振動するような振動パターン等が用いられてもよい。この場合、指定された方向に対応するモータ３２の振動信号が生成される。
これらの振動信号が生成されると、アンプ３５に出力される（ステップ２０６）。そしてアンプ３５により増幅された振動信号に基づいて対応するモータ３２が駆動される。
【0084】
このように、本実施形態では、信号制御部４１は、各モータ３２（駆動部２４）のうち振動パターンに対応するモータ３２を選択し、選択されたモータ３２が天板部２１を引っ張る引張量を振動パターンに応じて振動させる。
これにより、様々な振動パターンで天板部２１を振動させることが可能となり、多様な触覚をユーザ１に提示することが可能となる。
これにより、様々な振動パターンで天板部２１を振動させることが可能となり、多様な触覚をユーザ１に提示することが可能となる。
【0085】
図９は、振動波形を示す元信号の一例を示すグラフである。図９には、電圧によって振動波形（振幅）を表す元信号Ｖ０（ｔ）のグラフが図示されている。グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間である。またグラフの波形が振動波形となる。
ここでは、元信号Ｖ０（ｔ）は、所定の周波数の正弦波であり、電圧が０の状態を中心として一定の振幅で振動する。
入力制御ファイルには、このように天板部２１を振動させる振動波形を表す元信号Ｖ０（ｔ）のデータが含まれる。従って元信号Ｖ０（ｔ）は、ユーザ１に提示する触覚（力覚）を表す力覚入力信号であると言える。
ここでは、元信号Ｖ０（ｔ）は、所定の周波数の正弦波であり、電圧が０の状態を中心として一定の振幅で振動する。
入力制御ファイルには、このように天板部２１を振動させる振動波形を表す元信号Ｖ０（ｔ）のデータが含まれる。従って元信号Ｖ０（ｔ）は、ユーザ１に提示する触覚（力覚）を表す力覚入力信号であると言える。
【0086】
図１０は、振動信号について説明するための模式図である。
図１０Ａには、図９に示す元信号Ｖ０（ｔ）から生成した振動信号Ｖ１（ｔ）のグラフが図示されている。グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間である。振動信号Ｖ１（ｔ）は、モータ３２の電圧を指定する信号である。モータ３２の電圧を予め指定することで、モータ３２の回転動作を前もって制御するフィードフォワード制御が可能となる。
図１０Ａには、図９に示す元信号Ｖ０（ｔ）から生成した振動信号Ｖ１（ｔ）のグラフが図示されている。グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間である。振動信号Ｖ１（ｔ）は、モータ３２の電圧を指定する信号である。モータ３２の電圧を予め指定することで、モータ３２の回転動作を前もって制御するフィードフォワード制御が可能となる。
【0087】
また図１０Ｂには、振動信号Ｖ１（ｔ）に応じて変化する天板部２１の位置が模式的に図示されている。
ここでは、天板部２１が上下方向（Ｚ方向）に振動する場合を例に挙げて、振動信号Ｖ１（ｔ）について説明する。また、天板部２１の下面の位置を天板部２１の位置とする。
図１０Ｂには、天板部２１が最も上側となる位置（Ｚｍａｘ）と、最も下側となる位置（Ｚｍｉｎ）と、Ｚｍａｘ及びＺｍｉｎの中間となる位置（Ｚｒｅｆ）とがそれぞれ図示されている。ＺｍａｘからＺｍｉｎの範囲は、ダンパー２３を弾性変形させて天板部２１を動かすことが可能な範囲、すなわち天板部２１の可動範囲である。
ここでは、天板部２１が上下方向（Ｚ方向）に振動する場合を例に挙げて、振動信号Ｖ１（ｔ）について説明する。また、天板部２１の下面の位置を天板部２１の位置とする。
図１０Ｂには、天板部２１が最も上側となる位置（Ｚｍａｘ）と、最も下側となる位置（Ｚｍｉｎ）と、Ｚｍａｘ及びＺｍｉｎの中間となる位置（Ｚｒｅｆ）とがそれぞれ図示されている。ＺｍａｘからＺｍｉｎの範囲は、ダンパー２３を弾性変形させて天板部２１を動かすことが可能な範囲、すなわち天板部２１の可動範囲である。
【0088】
図１０Ａに示す例では、元信号Ｖ０（ｔ）に基づいて、モータ３２を正電圧の範囲で駆動する振動信号Ｖ１（ｔ）が生成される。すなわち、Ｖ１（ｔ）は、Ｖ０（ｔ）を正方向にオフセットさせた信号となる。このときのオフセット値（Ｖｏｆｓ）は、例えばＶ１（ｔ）全ての点において電圧が０以上となるように設定される。
これにより、モータ３２にかかる電圧は、常に正電圧となる。この結果、モータ３２は常に正回転するように制御され、ワイヤー３０を巻き取る方向にのみトルクを発生することになる。
なお、Ｖ１（ｔ）の振幅は、Ｖ０（ｔ）の振幅と必ずしも一致する必要はなく、適宜調整されてもよい。
これにより、モータ３２にかかる電圧は、常に正電圧となる。この結果、モータ３２は常に正回転するように制御され、ワイヤー３０を巻き取る方向にのみトルクを発生することになる。
なお、Ｖ１（ｔ）の振幅は、Ｖ０（ｔ）の振幅と必ずしも一致する必要はなく、適宜調整されてもよい。
【0089】
図１０Ａでは、振動信号Ｖ１（ｔ）の最小値が０となるようにオフセット値Ｖｏｆｓが設定される。また振動信号Ｖ１（ｔ）の最大値は、例えば天板部２１の可動範囲において引張量が最大となる電圧に設定される。
例えば、Ｖ１（ｔ）が最小（電圧＝０）の場合、モータ３２は回転しないため、天板部２１の位置はＺｍａｘとなる。Ｖ１（ｔ）が上昇するとモータ３２のトルクが上昇し、天板部２１が引っ張られダンパー２３が縮められる。Ｖ１（ｔ）が最大となる場合、ダンパー２３は可動範囲において最も縮められた状態となり、天板部２１の位置はＺｍｉｎとなる。
またＶ１（ｔ）が最大となった後、Ｖ１（ｔ）が減少するとモータ３２のトルクが減少する。この時、ダンパー２３は復元力により天板部２１を押し上げ始める。従って、Ｖ１（ｔ）が減少する過程では、天板部２１の位置が上昇する。そして、Ｖ１（ｔ）が最小になると、天板部２１の位置はＺｍａｘに戻る。
例えば、Ｖ１（ｔ）が最小（電圧＝０）の場合、モータ３２は回転しないため、天板部２１の位置はＺｍａｘとなる。Ｖ１（ｔ）が上昇するとモータ３２のトルクが上昇し、天板部２１が引っ張られダンパー２３が縮められる。Ｖ１（ｔ）が最大となる場合、ダンパー２３は可動範囲において最も縮められた状態となり、天板部２１の位置はＺｍｉｎとなる。
またＶ１（ｔ）が最大となった後、Ｖ１（ｔ）が減少するとモータ３２のトルクが減少する。この時、ダンパー２３は復元力により天板部２１を押し上げ始める。従って、Ｖ１（ｔ）が減少する過程では、天板部２１の位置が上昇する。そして、Ｖ１（ｔ）が最小になると、天板部２１の位置はＺｍａｘに戻る。
【0090】
なお、ダンパー２３やモータ３２の特性によっては、電圧が低い領域においてダンパー２３の復元力がモータ３２のトルクよりも高くなる場合がある。この場合、Ｖ１（ｔ）が最小となる前に、ダンパー２３が元のサイズに戻る（天板部２１の位置がＺｍａｘとなる）こともあり得る。
このような場合には、例えばオフセット値Ｖｏｆｓを高く設定することで、Ｖ１（ｔ）と天板部２１の位置とを１対１で対応付けることも可能である。
このような場合には、例えばオフセット値Ｖｏｆｓを高く設定することで、Ｖ１（ｔ）と天板部２１の位置とを１対１で対応付けることも可能である。
【0091】
図１０Ａに示すように、正電圧の範囲で動作するように元信号をオフセットさせることで、モータ３２は、ワイヤー３０を巻き取る方向にのみ回転することになる。これにより、ワイヤー３０のたわみが発生しにくくなる。またこのような制御を続けることで、ワイヤー３０のたわみを時間の経過とともに解消するといったことも可能となる。
このように図１０Ａに示す振動信号は、ワイヤー３０のたるみ（緩み）を防止するための制御信号であると言える。
このように図１０Ａに示す振動信号は、ワイヤー３０のたるみ（緩み）を防止するための制御信号であると言える。
【0092】
図１１は、天板部を振動させる電圧信号の他の一例を示すグラフである。
図１１には、モータ３２を正電圧及び負電圧の範囲で駆動する振動信号Ｖ１（ｔ）のグラフが図示されている。この場合、元信号Ｖ０（ｔ）から振動信号Ｖ１（ｔ）を生成する際のオフセット値は、振動波形の谷側が負電圧となるように設定される。
このように、オフセット値Ｖｏｆｓは必ずしも、電圧が常に負にならないように設定する必要はない。
図１１には、モータ３２を正電圧及び負電圧の範囲で駆動する振動信号Ｖ１（ｔ）のグラフが図示されている。この場合、元信号Ｖ０（ｔ）から振動信号Ｖ１（ｔ）を生成する際のオフセット値は、振動波形の谷側が負電圧となるように設定される。
このように、オフセット値Ｖｏｆｓは必ずしも、電圧が常に負にならないように設定する必要はない。
【0093】
例えば、Ｖ１（ｔ）が負電圧となる領域では、モータ３２は逆回転する。モータ３２が逆回転すると、例えば一定量のワイヤーをリリースすることが可能となる。これにより、ダンパー２３に余分な力（例えばワイヤー３０を介してモータ３２を空転させる力等）を与えることなく、ダンパー２３をもとのサイズに復元させることが可能となる。
例えばダンパー２３の復元速度が遅い場合等には、このように、ダンパー２３に加わる力を早めに減少させることで、天板部２１を押し上げる速度の低下を回避することが可能となる。これにより、高い周波数の振動であっても適正に表現することが可能となる。
例えばダンパー２３の復元速度が遅い場合等には、このように、ダンパー２３に加わる力を早めに減少させることで、天板部２１を押し上げる速度の低下を回避することが可能となる。これにより、高い周波数の振動であっても適正に表現することが可能となる。
【0094】
また、振動信号のオフセット値Ｖｏｆｓは、振動の周波数に応じて設定してもよい。
例えば図５を参照して説明したように、リール３１を用いてワイヤー３０を巻き取る構成では、周波数が高いほど、巻き取り時間が短くなる。このため、一定の巻き取り速度（角速度ω）を仮定した場合、周波数が高いほど、ワイヤー３０の巻き取り量、すなわち振幅が小さくなる。
例えば図５を参照して説明したように、リール３１を用いてワイヤー３０を巻き取る構成では、周波数が高いほど、巻き取り時間が短くなる。このため、一定の巻き取り速度（角速度ω）を仮定した場合、周波数が高いほど、ワイヤー３０の巻き取り量、すなわち振幅が小さくなる。
【0095】
例えば、Ｖｏｆｓを高くするとモータ３２のトルクが大きくなり、モータ３２の巻き取り速度を早くすることが可能となる。このため、振動の周波数が高いほど、Ｖｏｆｓを高く設定される。これにより、高い周波数では巻き取り速度が速くなり、巻き取り量の減少を抑制することが可能となる。
【0096】
図１２は、音声信号を元信号とする振動信号の生成例を示す模式図である。図１２Ａには、音声信号を表すグラフが図示されている。ここでは、音声ファイルに含まれる音声信号が力覚制御ファイルの振動情報として用いられるものとする。すなわち、音声信号が元信号Ｖ０（ｔ）として用いられる。
図１２Ｂには、図１２Ａに示す音声信号をから生成した振動信号Ｖ１（ｔ）のグラフが図示されている。
図１２Ｂには、図１２Ａに示す音声信号をから生成した振動信号Ｖ１（ｔ）のグラフが図示されている。
【0097】
音声信号が元信号Ｖ０（ｔ）となる場合、音声信号の負電圧の部分がなくなるようにする信号処理を行うことで振動信号Ｖ１（ｔ）が生成される。
図１２Ｂに示す例では、正電圧のみで駆動するように、音声信号に一定量のオフセット値Ｖｏｆｓが加えられる。また音声信号の振幅は、所定の閾値電圧Ｖｍａｘ以下となるように正規化される。閾値電圧Ｖｍａｘは、例えば天板部２１の位置がＺｍｉｎとなるようにワイヤー３０を引っ張ることが可能な電圧である。
これにより、音声信号に応じた振動を表現することが可能となる。
図１２Ｂに示す例では、正電圧のみで駆動するように、音声信号に一定量のオフセット値Ｖｏｆｓが加えられる。また音声信号の振幅は、所定の閾値電圧Ｖｍａｘ以下となるように正規化される。閾値電圧Ｖｍａｘは、例えば天板部２１の位置がＺｍｉｎとなるようにワイヤー３０を引っ張ることが可能な電圧である。
これにより、音声信号に応じた振動を表現することが可能となる。
【0098】
なお、図１２Ｂに示す方法では、Ｖ１（ｔ）が０まで下がらずに再度上昇する領域が発生する。この領域では、天板部２１は元の位置まで戻ることなく途中でクリップされる。
このため、例えば、音声信号を電圧＝０を境界として負電圧側の波形を正電圧側に折り返すような正規化処理を行うことで、天板部２１のクリップを回避することが可能である。これにより、天板部２１で表現可能な振幅が増大し、ダイナミックな触覚提示を実現することか可能となる。
このため、例えば、音声信号を電圧＝０を境界として負電圧側の波形を正電圧側に折り返すような正規化処理を行うことで、天板部２１のクリップを回避することが可能である。これにより、天板部２１で表現可能な振幅が増大し、ダイナミックな触覚提示を実現することか可能となる。
【0099】
図８に戻り、ステップ２０３において、力覚制御ファイルに傾斜情報が含まれていると判定された場合（ステップ２０３のＹｅｓ）、信号制御部４１により、天板部２１を傾斜させる制御信号である傾斜信号が生成される（ステップ２０５）。
傾斜信号は、例えば対応するモータ３２にかかる電圧を一定に維持する信号である。これはモータ３２のトルクを一定にして、モータ３２が天板部２１を引っ張る引張量（振幅）を一定に維持する信号であるとも言える。
信号制御部４１では、力覚制御ファイルが指定する傾斜姿勢で天板部２１が維持されるように、対象となるモータ３２に対応する傾斜信号が生成される。
傾斜信号は、例えば対応するモータ３２にかかる電圧を一定に維持する信号である。これはモータ３２のトルクを一定にして、モータ３２が天板部２１を引っ張る引張量（振幅）を一定に維持する信号であるとも言える。
信号制御部４１では、力覚制御ファイルが指定する傾斜姿勢で天板部２１が維持されるように、対象となるモータ３２に対応する傾斜信号が生成される。
【0100】
ここでは、図３に示す触覚提示装置２０において、モータ３２ａ～３２ｄ（駆動部２４ａ～２４ｄ）を使って天板部２１を傾斜させる場合について説明する。
例えば、天板部２１を右側に傾斜させる傾斜姿勢が指定された場合、天板部２１の右側を引っ張るモータ３２ａについての傾斜信号が生成される。同様に、天板部２１の左側、前側、及び後側を傾斜させる場合には、それぞれモータ３２ｂ、モータ３２ｃ、及びモータ３２ｄを駆動する傾斜信号が生成される。これにより、天板部２１を前後左右に傾斜させることが可能となる。
例えば、天板部２１を右側に傾斜させる傾斜姿勢が指定された場合、天板部２１の右側を引っ張るモータ３２ａについての傾斜信号が生成される。同様に、天板部２１の左側、前側、及び後側を傾斜させる場合には、それぞれモータ３２ｂ、モータ３２ｃ、及びモータ３２ｄを駆動する傾斜信号が生成される。これにより、天板部２１を前後左右に傾斜させることが可能となる。
【0101】
また例えば、天板部２１を左前に傾斜させる場合に、モータ３２ａ及びモータ３２ｃについての傾斜信号が生成される。同様に、左後、右前、右後等に傾斜させる場合には、傾斜する側を引っ張るモータ３２のペアについて傾斜信号が生成される。
また、３つ以上のモータ３２を用いることで、任意の傾斜を実現することが可能である。この場合、各モータ３２ごとに引張量を指定する傾斜信号が生成される。
これらの傾斜信号が生成されると、アンプ３５に出力される（ステップ２０６）。そしてアンプ３５により増幅された傾斜信号に基づいて対応するモータ３２が駆動される。
また、３つ以上のモータ３２を用いることで、任意の傾斜を実現することが可能である。この場合、各モータ３２ごとに引張量を指定する傾斜信号が生成される。
これらの傾斜信号が生成されると、アンプ３５に出力される（ステップ２０６）。そしてアンプ３５により増幅された傾斜信号に基づいて対応するモータ３２が駆動される。
【0102】
このように、本実施形態では、信号制御部４１は、各モータ３２（駆動部２４）のうち傾斜姿勢に対応するモータ３２を選択し、選択されたモータ３２が天板部２１を引っ張る引張量を傾斜姿勢に応じた値に維持する。
これにより、様々な方向に天板部２１を傾斜させることが可能となり、多様な触覚をユーザ１に提示することが可能となる。
これにより、様々な方向に天板部２１を傾斜させることが可能となり、多様な触覚をユーザ１に提示することが可能となる。
【0103】
図１３は、傾斜信号について説明するための模式図である。
図１３Ａには、傾斜信号Ｖ２（ｔ）のグラフが図示されている。グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間である。傾斜信号Ｖ２（ｔ）は、モータ３２の電圧を指定する信号である。ここでは、天板部２１が一つのモータ３２により引っ張られるものとする。この場合、天板部２１を引っ張るモータ３２以外のモータ３２の制御信号は、電圧が一定値（典型的には０）となる信号である。
また図１３Ｂには、傾斜信号Ｖ２（ｔ）で駆動するモータ３２により引っ張られた天板部２１の位置が模式的に図示されている。ここでは、図中右側のモータ３２に傾斜信号Ｖ２（ｔ）が入力されるものとする。
図１３Ａには、傾斜信号Ｖ２（ｔ）のグラフが図示されている。グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間である。傾斜信号Ｖ２（ｔ）は、モータ３２の電圧を指定する信号である。ここでは、天板部２１が一つのモータ３２により引っ張られるものとする。この場合、天板部２１を引っ張るモータ３２以外のモータ３２の制御信号は、電圧が一定値（典型的には０）となる信号である。
また図１３Ｂには、傾斜信号Ｖ２（ｔ）で駆動するモータ３２により引っ張られた天板部２１の位置が模式的に図示されている。ここでは、図中右側のモータ３２に傾斜信号Ｖ２（ｔ）が入力されるものとする。
【0104】
図１３Ａに示す傾斜信号Ｖ２（ｔ）では、時刻ｔ１まで電圧が０に設定されている。この期間の天板部２１の位置はＺｍａｘである。時刻ｔ１になると電圧が上昇し、時刻ｔ２には電圧が最大となる。この時の電圧の最大値は、例えば天板部２１の位置がＺｍｉｎとなる値である。従がって、時刻ｔ２には、天板部２１は右側が最も下がった状態となる。なお天板部２１の左側はＺｍａｘの位置から変化しない。
時刻ｔ２～時刻ｔ３までの期間は、電圧値が最大のまま維持される。この間天板部は、図１３に示すように右側に傾いた状態を維持する。時刻ｔ３を過ぎると、電圧が下げられ、時刻ｔ４には電圧＝０となる。従って時刻ｔ４以降は、天板部２１は水平な状態に戻る。
時刻ｔ２～時刻ｔ３までの期間は、電圧値が最大のまま維持される。この間天板部は、図１３に示すように右側に傾いた状態を維持する。時刻ｔ３を過ぎると、電圧が下げられ、時刻ｔ４には電圧＝０となる。従って時刻ｔ４以降は、天板部２１は水平な状態に戻る。
【0105】
例えば天板を傾ける期間ｔ１～ｔ２の時間を短くすることで、急激な床面の変化を演出することが可能である。これにより、急発進や急ブレーキに伴う加速感や減速感を表現することが可能となる。
この他、天板部２１を元の位置に戻す速度や、天板部２１の傾斜角度等を適宜設定することが可能である。
この他、天板部２１を元の位置に戻す速度や、天板部２１の傾斜角度等を適宜設定することが可能である。
【0106】
［補正処理］
図１４は、補正処理の一例を示すフローチャートである。
補正処理では、モータ３２にかかる負荷を表す負荷情報に基づいて、モータ３２に出力される制御信号（振動信号や傾斜信号）が補正される。この補正は、例えば次のモータ駆動処理（より詳しくは図８のステップ２０４又は２０５において制御信号を生成する処理）に反映される。
ここでは、補正処理の一例として、天板部２１の傾斜に応じて制御信号を補正する処理を例に挙げて説明する。
図１４は、補正処理の一例を示すフローチャートである。
補正処理では、モータ３２にかかる負荷を表す負荷情報に基づいて、モータ３２に出力される制御信号（振動信号や傾斜信号）が補正される。この補正は、例えば次のモータ駆動処理（より詳しくは図８のステップ２０４又は２０５において制御信号を生成する処理）に反映される。
ここでは、補正処理の一例として、天板部２１の傾斜に応じて制御信号を補正する処理を例に挙げて説明する。
【0107】
まず、較正処理部４２により、負荷情報が取得される（ステップ３０１）。ここでは、負荷情報として、図２を参照して説明した電流センサ３６の検出結果が用いられるものとする。
触覚提示装置２０では、例えば図８のステップ２０６で出力された制御信号が、アンプ３５により増幅されて、各モータ３２に入力される。このように増幅された制御信号が入力されるモータ３２を流れるモータ電流が、電流センサ３６により検出される。そして電流センサ３６の検出結果（モータ電流の測定値）が、較正処理部４２により読み込まれる。
触覚提示装置２０では、例えば図８のステップ２０６で出力された制御信号が、アンプ３５により増幅されて、各モータ３２に入力される。このように増幅された制御信号が入力されるモータ３２を流れるモータ電流が、電流センサ３６により検出される。そして電流センサ３６の検出結果（モータ電流の測定値）が、較正処理部４２により読み込まれる。
【0108】
次に、較正処理部４２により、各モータ３２のモータ電流に偏りがあるか否かが判定される（ステップ３０２）。
例えば、モータ電流の変化を観察することで、ユーザ１が天板部２１のどの場所をどのくらいの力で踏んでいるかを推定することが可能である。すなわち、モータ３２及び電流センサ３６は、ユーザ１の踏み込みを検出する踏み込みセンサとしても機能する。
モータ電流に偏りがあるか否かの判定は、ユーザ１の踏み込み（あるいは立ち位置）による天板部２１の傾斜を判定する処理となる。
例えば、モータ電流の変化を観察することで、ユーザ１が天板部２１のどの場所をどのくらいの力で踏んでいるかを推定することが可能である。すなわち、モータ３２及び電流センサ３６は、ユーザ１の踏み込みを検出する踏み込みセンサとしても機能する。
モータ電流に偏りがあるか否かの判定は、ユーザ１の踏み込み（あるいは立ち位置）による天板部２１の傾斜を判定する処理となる。
【0109】
図１５は、天板部２１の傾斜に応じた補正処理を説明する模式図である。
例えばユーザ１が天板部２１の端に立っている場合、ユーザ１が立っている側のダンパー２３（図中右側のダンパー２３）は、反対側のダンパー２３と較べて縮んだ状態となる。すなわち天板部２１は傾いた状態となる。
例えばユーザ１が天板部２１の端に立っている場合、ユーザ１が立っている側のダンパー２３（図中右側のダンパー２３）は、反対側のダンパー２３と較べて縮んだ状態となる。すなわち天板部２１は傾いた状態となる。
【0110】
この状態で、各モータ３２に同一の電圧を加え同じトルクを発生させたとする。この場合、ユーザ１が立っている側はすでにダンパー２３が縮んでいるため、その反対側と較べて同じ力で引っ張ることができる引張量が小さい。すなわち、ユーザ１が立っている側では、反対側と較べてモータ３２にかかる負荷が大きい。この結果、例えば同一の電圧で各モータ３２を駆動した場合、天板部２１の傾斜側を引っ張るモータ３２の方がモータ電流が大きくなる。
従って、各モータ３２のモータ電流の値を比較し、負荷のかかっているモータ３２（モータ電流が高いモータ３２）を調べることで、天板部２１の傾斜を検知することが可能となる。
なお天板部２１に姿勢センサ等が設けられている場合には、その検出結果から天板部２１の姿勢が推定されてもよい。
従って、各モータ３２のモータ電流の値を比較し、負荷のかかっているモータ３２（モータ電流が高いモータ３２）を調べることで、天板部２１の傾斜を検知することが可能となる。
なお天板部２１に姿勢センサ等が設けられている場合には、その検出結果から天板部２１の姿勢が推定されてもよい。
【0111】
例えば天板部２１の前後左右を牽引する４つのモータ３２（図２参照）について、１つでもモータ３２の負荷が高い（モータ電流が大きい）場合には、天板部２１はそのモータ３２側に傾いていると考えられる。このように、モータ電流に偏りがあると判定された場合（ステップ３０２のＹｅｓ）、制御信号を補正する処理が実行される（ステップ３０３）。なお、モータ電流に偏りがないと判定された場合（ステップ３０２のＹｅｓ）、制御信号を補正する処理は実行されず、補正処理が終了する。
【0112】
ステップ３０３では、較正処理部４２により、負荷情報である各モータ３２のモータ電流を用いて、各モータ３２への出力（例えば各モータ３２に印可する電圧値）が再計算され、制御信号（入力波形）に係るパラメータが調整される。制御信号に係るパラメータとは、例えば図１０等を参照して説明したオフセット値Ｖｏｆｓ、振幅等である。
具体的には、負荷情報に基づいて、複数の駆動部２４の各々が有するモータ３２の負荷が互いに等しくなるように制御信号が補正される。
例えば、負荷が高いモータ３２（傾斜側にあるモータ３２）と同様の負荷が加わるように、他のモータ３２の制御信号のオフセット値Ｖｏｆｓが調整される。また各モータ３２が、同様の振幅で振動可能となるように、各々の制御信号の振幅が調整される。
これにより、ユーザ１の立ち位置が偏っているような場合であっても、天板部２１を均等に振動させることが可能となり、振動パターンを適正に表現することが可能となる。
具体的には、負荷情報に基づいて、複数の駆動部２４の各々が有するモータ３２の負荷が互いに等しくなるように制御信号が補正される。
例えば、負荷が高いモータ３２（傾斜側にあるモータ３２）と同様の負荷が加わるように、他のモータ３２の制御信号のオフセット値Ｖｏｆｓが調整される。また各モータ３２が、同様の振幅で振動可能となるように、各々の制御信号の振幅が調整される。
これにより、ユーザ１の立ち位置が偏っているような場合であっても、天板部２１を均等に振動させることが可能となり、振動パターンを適正に表現することが可能となる。
【0113】
図１６は、天板部２１にかかる荷重に応じた補正処理を説明する模式図である。
ここでは、天板部２１にかかる荷重、すなわち天板部２１に乗るユーザ１の体重や、ユーザ１の人数に応じて、制御信号を補正する処理について説明する。この処理は、例えば天板部２１にかかる荷重に応じて動的に実行される処理である。
図１６Ａは、荷重によって天板部２１が台座部２２側に変位する様子を示す模式図である。天板部２１に荷重がかかると、ダンパー２３が縮められ、天板部２１が沈みこむ。ここでは、荷重が加えられていない状態での天板部２１の位置（Ｚｍａｘ）に対する天板部２１の変位量をΔと記載する。
ここでは、天板部２１にかかる荷重、すなわち天板部２１に乗るユーザ１の体重や、ユーザ１の人数に応じて、制御信号を補正する処理について説明する。この処理は、例えば天板部２１にかかる荷重に応じて動的に実行される処理である。
図１６Ａは、荷重によって天板部２１が台座部２２側に変位する様子を示す模式図である。天板部２１に荷重がかかると、ダンパー２３が縮められ、天板部２１が沈みこむ。ここでは、荷重が加えられていない状態での天板部２１の位置（Ｚｍａｘ）に対する天板部２１の変位量をΔと記載する。
【0114】
変位量Δは、天板部２１にかかる荷重が大きいほど大きくなる。すなわち天板部２１にかかる荷重が大きいほど、ダンパー２３が縮められる量が大きくなる。
また、荷重が加わった天板部２１をさらに下側に引っ張るためには、既に縮められたダンパー２３をさらに縮める必要がある。このため、天板部２１にかかる荷重が大きいほど、天板部２１を引っ張るために必要となるモータ３２のトルクは大きくなる。
また、荷重が加わった天板部２１をさらに下側に引っ張るためには、既に縮められたダンパー２３をさらに縮める必要がある。このため、天板部２１にかかる荷重が大きいほど、天板部２１を引っ張るために必要となるモータ３２のトルクは大きくなる。
【0115】
荷重に応じた制御信号の補正処理では、まず負荷情報（モータ電流）から、天板部２１にかかる荷重が推定される。例えば、各モータ３２のモータ電流と、荷重が加えられていない状態でのモータ電流とが比較される。そして荷重が加えられていない状態に対するモータ電流の増加量から、荷重の大きさが推定される。
なお天板部２１に圧力センサ等が設けられている場合には、その検出結果から天板部２１にかかる荷重が推定されてもよい。
なお天板部２１に圧力センサ等が設けられている場合には、その検出結果から天板部２１にかかる荷重が推定されてもよい。
【0116】
次に、推定された荷重に応じて、各モータ３２の制御信号のオフセット値Ｖｏｆｓが設定される。図１６Ｂには、Ｖｏｆｓが調整された制御信号（振動信号Ｖ１（ｔ））を示すグラフが図示されている。例えばＶｏｆｓは、荷重が大きいほど大きく設定される。
これにより、信号全体でのトルクが大きくなり、ダンパー２３が縮んだ状態からでも、天板部２１を適正に振動させることが可能となる。
なお、傾斜を発生させる傾斜信号については、荷重値に応じて信号レベルが高くなるように信号全体をシフトする補正が実行される。
このように、較正処理部４２では、負荷情報に基づいて天板部２１にかかる荷重を推定し、荷重が大きいほどモータ３２が天板部２１を引っ張る力が大きくなるように制御信号が補正される。
これにより、信号全体でのトルクが大きくなり、ダンパー２３が縮んだ状態からでも、天板部２１を適正に振動させることが可能となる。
なお、傾斜を発生させる傾斜信号については、荷重値に応じて信号レベルが高くなるように信号全体をシフトする補正が実行される。
このように、較正処理部４２では、負荷情報に基づいて天板部２１にかかる荷重を推定し、荷重が大きいほどモータ３２が天板部２１を引っ張る力が大きくなるように制御信号が補正される。
【0117】
例えば、天板部２１に複数のユーザ１が乗っているような場合、補正されていない制御信号では、十分な大きさの振動や傾斜を発生させることできない可能性がある。このため、荷重に応じて動きの大きさを変えることで、天板部２１にかかる荷重の大きさに係わらず、同じ様な振動や傾斜を表現することが可能となる。
【0118】
また制御信号を補正する処理として、ユーザ１が乗っている場所によって制御を変える処理が実行されてもよい。
例えば、ユーザ１が天板部２１の端に乗っている場合には、ユーザ１がバランスを崩すと危険であるため、天板部２１の動作量（振動の振幅や傾斜角度）等が小さく設定される。
例えば、ユーザ１が天板部２１の端に乗っている場合には、ユーザ１がバランスを崩すと危険であるため、天板部２１の動作量（振動の振幅や傾斜角度）等が小さく設定される。
【0119】
例えば、天板部２１の傾斜量から、ユーザ１の立ち位置が推定される。この場合、例えば傾斜量が一定の閾値よりも大きい場合に、ユーザ１が天板部２１の端にいると判定される。あるいは、圧力センサの検出結果から、ユーザ１の立ち位置が推定されてもよい。
ユーザ１が天板部２１の端にいると判定された場合、天板部２１の動作量、すなわちモータ３２による引張量が小さくなるように、制御信号が補正される。具体的には、制御信号の振幅が小さく設定される。あるいは制御信号のオフセット値が小さく設定される。
ユーザ１が天板部２１の端にいると判定された場合、天板部２１の動作量、すなわちモータ３２による引張量が小さくなるように、制御信号が補正される。具体的には、制御信号の振幅が小さく設定される。あるいは制御信号のオフセット値が小さく設定される。
【0120】
このように、較正処理部４２では、負荷情報に基づいて天板部２１上のユーザ１の位置が推定される。そして、ユーザ１の位置が天板部２１の端である場合、モータ３２が天板部２１を引っ張る引張量が小さくなるように制御信号が補正される。
これにより、天板部２１からのユーザ１が落下するといった事態を事前に回避することが可能となり、安全性を高めることが可能となる。
これにより、天板部２１からのユーザ１が落下するといった事態を事前に回避することが可能となり、安全性を高めることが可能となる。
【0121】
［たわみ解消処理］
図１７は、たわみ解消処理の一例を示すフローチャートである。
たわみ解消処理では、ワイヤー３０のたわみを解消するようにモータ３２が駆動される。
まず、信号制御部４１によりワイヤー３０がたわんでいるか否かが判定される（ステップ４０１）。この判定では、例えば、振動信号や傾斜信号等の制御信号が出力されている期間が、所定の閾値を超えているか否かが判定される。
図１７は、たわみ解消処理の一例を示すフローチャートである。
たわみ解消処理では、ワイヤー３０のたわみを解消するようにモータ３２が駆動される。
まず、信号制御部４１によりワイヤー３０がたわんでいるか否かが判定される（ステップ４０１）。この判定では、例えば、振動信号や傾斜信号等の制御信号が出力されている期間が、所定の閾値を超えているか否かが判定される。
【0122】
ワイヤー３０を巻き取る構成では、あるモータ３２を連続駆動する時間が一定の時間を過ぎた場合、他のモータ３２のワイヤー３０がたるむことが予想される。例えば、天板部２１に接続されたワイヤー３０を一方向に巻き取りを続けることで、巻き取りを行うモータ３２以外のモータ３２のワイヤーがたわむ可能性がある。
このため、現在出力されている制御信号の出力期間を判定することで、ワイヤー３０のたわみが発生している可能性の高い状態を検出することが可能である。
このため、現在出力されている制御信号の出力期間を判定することで、ワイヤー３０のたわみが発生している可能性の高い状態を検出することが可能である。
【0123】
なお、上記した判定処理とは逆に、モータ３２を駆動していない時間が長い場合にも、モータ３２が自由回転することで、ワイヤー３０がたわむ可能性がある。従って、モータ３２が停止されていた時間に基づいて、ワイヤー３０がたわんでいるか否かの判定が実行されてもよい。
あるいは、動いていないモータ３２を回転させてそのモータ電流からモータ３２にかかる負荷を算出して、ワイヤー３０のたわみを直接検出してもよい。
あるいは、動いていないモータ３２を回転させてそのモータ電流からモータ３２にかかる負荷を算出して、ワイヤー３０のたわみを直接検出してもよい。
【0124】
ワイヤー３０がたわんでいると判定された場合、信号制御部４１によりワイヤー３０のたわみを解消する制御信号が生成され、各モータ３２に出力される（ステップ４０２）。具体的には、天板部２１が動かない程度の低トルクでモータ３２を一定時間だけ正回転させる制御信号が生成される。この低トルクの制御信号が、駆動していないモータ３２から順番に出力される。
これにより、ワイヤー３０のたわみが発生しているモータ３２では、ワイヤー３０がリール３１に巻き取られ、ワイヤー３０のたわみが解消される。
このように、信号制御部４１は、ワイヤー３０のたわみが解消するようにモータ３２を回転させる。これにより、天板部２１を引っ張るタイミングが遅れるといった事態が回避され、適正なタイミングで振動や姿勢の変化を発生させることが可能となる。
これにより、ワイヤー３０のたわみが発生しているモータ３２では、ワイヤー３０がリール３１に巻き取られ、ワイヤー３０のたわみが解消される。
このように、信号制御部４１は、ワイヤー３０のたわみが解消するようにモータ３２を回転させる。これにより、天板部２１を引っ張るタイミングが遅れるといった事態が回避され、適正なタイミングで振動や姿勢の変化を発生させることが可能となる。
【0125】
また、たわみ解消処理は、触覚提示装置２０の起動時のキャリブレーションとして実行されてもよい。この場合、ワイヤー３０の経年劣化によって生じたたるみ等を吸収するように、触覚提示装置２０の動作開始時に、各ワイヤー３０がたるまない位置まで巻き取られる。
なお、後述するように、モータ３２の回転位置が制御可能な場合等には、ワイヤー３０がたるまないように回転した位置が、モータ３２の初期位置等に設定されてもよい。
なお、後述するように、モータ３２の回転位置が制御可能な場合等には、ワイヤー３０がたるまないように回転した位置が、モータ３２の初期位置等に設定されてもよい。
【0126】
また、天板部２１にかかる荷重等が急激に変化した場合に、たわみ解消処理が実行されてもよい。例えば、ユーザ１が天板部２１に勢いよく乗った場合や、天板部２１の上でユーザ１がジャンプした場合等には、天板部２１が急激に沈みこみワイヤー３０がたるむ可能性がある。このため、例えば負荷情報（電流センサ３６や圧力センサの検出結果）から、荷重の急激な変化が検出された場合には、ワイヤー３０がたわまないようにモータ３２を低トルクで回転させる処理が実行される。これにより、ユーザ１の挙動に係わらず適正なタイミングで振動等を提示することが可能となる。
【0127】
［モータの位置制御］
上記では、主にモータ３２に印可する電圧を指定する制御信号について説明した。例えば、モータ３２の制御をポテンショメーターや、エンコーダ等でフィードバック制御する場合は、制御信号の振幅を電圧指令値ではなく、位置制御(例えばＰＩＤ制御)の位置指令値として扱うことも可能である。
この場合、制御信号は、モータ３２の回転量を指定する信号となる。
上記では、主にモータ３２に印可する電圧を指定する制御信号について説明した。例えば、モータ３２の制御をポテンショメーターや、エンコーダ等でフィードバック制御する場合は、制御信号の振幅を電圧指令値ではなく、位置制御(例えばＰＩＤ制御)の位置指令値として扱うことも可能である。
この場合、制御信号は、モータ３２の回転量を指定する信号となる。
【0128】
図１８は、モータの位置制御の一例を示す模式図である。図１８Ａ及び図１８Ｂの上側に示すグラフは、モータ３２の回転量を指定する振動信号Ｒ（ｔ）である。
ここでモータ３２の回転量とは、例えば所定の基準位置からモータ３２の回転軸（リール３１）が回転した量である。従って回転量は、回転した角度、及び回転数が増えるほど大きくなる。
図１８Ａ及び図１８Ｂでは、この回転量の基準位置が異なる。
ここでモータ３２の回転量とは、例えば所定の基準位置からモータ３２の回転軸（リール３１）が回転した量である。従って回転量は、回転した角度、及び回転数が増えるほど大きくなる。
図１８Ａ及び図１８Ｂでは、この回転量の基準位置が異なる。
【0129】
図１８Ａでは、天板部２１の可動範囲の中間位置（Ｚｒｅｆ）が回転量の基準位置に設定される。この場合、振動信号Ｒ（ｔ）＝０は、図１８Ａの下側に示すように、天板部２１の位置が基準位置であるＺｒｅｆとなっている状態を表している。また例えば、振動信号Ｒ（ｔ）の最小値及び最大値は、それぞれ天板部２１が可動範囲の最も上側の位置Ｚｍａｘ及び最も下側の位置Ｚｍｉｎとなっている状態を表している。
この方法では、可動範囲の中心位置Ｚｒｅｆから見た振動等を直観的に表すことが可能であり、例えば元信号をオフセットさせることなく、そのまま振動信号Ｒ（ｔ）に置き換えて用いることが可能である。
この方法では、可動範囲の中心位置Ｚｒｅｆから見た振動等を直観的に表すことが可能であり、例えば元信号をオフセットさせることなく、そのまま振動信号Ｒ（ｔ）に置き換えて用いることが可能である。
【0130】
図１８Ｂでは、天板部２１の可動範囲の最も上側の位置（Ｚｍａｘ）が回転量の基準位置に設定される。この場合、振動信号Ｒ（ｔ）＝０は、図１８Ｂの下側に示すように、天板部２１の位置がデフォルト位置であるＺｍａｘとなっている状態を表している。また例えば、振動信号Ｒ（ｔ）の最大値は、天板部２１が可動範囲の最も下側の位置Ｚｍｉｎとなっている状態を表している。
この方法では、天板部２１のデフォルト位置Ｚｍａｘを起点とする振動を表すことが可能である。この場合、位置制御の負の部分が生じないように元信号をオフセットさせることで振動信号Ｒ（ｔ）が算出される。
この方法では、天板部２１のデフォルト位置Ｚｍａｘを起点とする振動を表すことが可能である。この場合、位置制御の負の部分が生じないように元信号をオフセットさせることで振動信号Ｒ（ｔ）が算出される。
【0131】
なお、モータ３２の回転量（回転位置）を指定する場合であっても、モータ３２を動かす速度によっては、ダンパー２３の復元速度よりも早く、ワイヤー３０をリリースするといった場合があり得る。このような場合、ワイヤー３０がたわまないように、リリース方向（すなわち回転量が下がる逆回転方向）の回転速度には、一定の上限が設けられてもよい。これにより、高い周波数であってもワイヤー３０のたわみの発生を十分に回避することが可能となる。
【0132】
［触覚提示装置の他の構成例］
図１９は、触覚提示装置の他の動作例を示す模式図である。図１９Ａ及び図１９Ｂには、触覚提示装置６０及び触覚提示装置７０の構成が模式的に図示されている。これらの触覚提示装置６０及び触覚提示装置７０は、図３に示す触覚提示装置２０とは駆動部２４の構成が異なる。
図１９は、触覚提示装置の他の動作例を示す模式図である。図１９Ａ及び図１９Ｂには、触覚提示装置６０及び触覚提示装置７０の構成が模式的に図示されている。これらの触覚提示装置６０及び触覚提示装置７０は、図３に示す触覚提示装置２０とは駆動部２４の構成が異なる。
【0133】
図１９Ａに示す触覚提示装置６０では、天板部２１の下面の中心位置Ｏに接続部２５が設けられる。また接続部２５を挟んで互いに反対側となる位置にそれぞれ駆動部２４となるモータ３２が配置される。各モータ３２にはリール３１が設けられ、それぞれのリール３１が天板部２１の中央に設けられた接続部２５にワイヤー３０を介して接続される。なお、図１９Ａでは、モータ３２本体の図示が省略されている。
このように、触覚提示装置６０では、天板部２１の中心位置Ｏを互いに反対側に引っ張るように駆動部２４が配置される。なお、接続部２５が設けられる位置は、中心位置Ｏでなくてもよい。
このように、触覚提示装置６０では、天板部２１の中心位置Ｏを互いに反対側に引っ張るように駆動部２４が配置される。なお、接続部２５が設けられる位置は、中心位置Ｏでなくてもよい。
【0134】
例えば図中の左側のモータ３２が天板部２１を引っ張ると、各ダンパー２３は左側にずれるように変形する。この結果、天板部２１は全体として左側にスライドする。また左側のモータ３２がトルクを下げると、天板部２１はダンパー２３の復元力により押し戻され元の位置に戻る。逆に、図中の右側のモータ３２が天板部２１を引っ張る場合には、天板部２１は右側にスライドし、右側のモータ３２がトルクを下げると、天板部２１は元の位置に戻る。
このように、触覚提示装置６０では、駆動部２４（モータ３２）により、基準面１２に沿って天板部２１がスライドするように天板部２１が引っ張られる。
このように、触覚提示装置６０では、駆動部２４（モータ３２）により、基準面１２に沿って天板部２１がスライドするように天板部２１が引っ張られる。
【0135】
図１９Ａに示す例では、例えば対向して設けられた２つモータ３２により天板部２１が交互に引っ張られる。この結果、天板部２１を左右にスライドするように振動させることが可能となる。このように、天板部２１の中央部分を交互に牽引することで、横ずれの感覚を提示することが可能となる。
【0136】
なお、天板部２１を一方向に１度だけずらすといった操作が行われてもよい。この場合突発的な横ずれ等を表現することが可能となる。
また、天板部２１を引っ張る方向は限定されず、例えば天板部２１を前後方向（図１９Ａにおいて紙面に直交する方向）に引っ張るよう駆動部２４が設けられてもよい。また、左右方向及び前後方向の両方に天板部２１が引っ張られるように４つの駆動部２４が設けられてもよい。これにより、基準面１２に沿った任意の方向に天板部２１をスライドさせることが可能となる。
このように、天板部２１をスライドさせることで、例えば電車が動き出す瞬間のバランスが崩れる感覚等をユーザ１に錯覚させることが可能となる。
また、天板部２１を引っ張る方向は限定されず、例えば天板部２１を前後方向（図１９Ａにおいて紙面に直交する方向）に引っ張るよう駆動部２４が設けられてもよい。また、左右方向及び前後方向の両方に天板部２１が引っ張られるように４つの駆動部２４が設けられてもよい。これにより、基準面１２に沿った任意の方向に天板部２１をスライドさせることが可能となる。
このように、天板部２１をスライドさせることで、例えば電車が動き出す瞬間のバランスが崩れる感覚等をユーザ１に錯覚させることが可能となる。
【0137】
図１９Ｂに示す触覚提示装置７０では、天板部２１の下面の中心位置Ｏを挟んで互いに反対側となる位置にそれぞれ接続部２５が設けられる。また各接続部２５には、中心位置Ｏと接続部２５を結ぶ方向と交差する方向に接続部２５を引っ張る駆動部２４（モータ３２）がそれぞれ配置される。これらの駆動部２４は、互いに反対向きに各接続部２５を引っ張る。図１９Ｂでは、左側の接続部２５を前側（図中の上側）に引っ張るモータ３２と、右側の接続部２５を後側（図中の下側）に引っ張るモータ３２とがそれぞれ設けられる。
このように、触覚提示装置７０では、天板部２１の中心位置Ｏを挟んで反対側となる点を互いに逆方向に引っ張るように駆動部２４が配置される。
このように、触覚提示装置７０では、天板部２１の中心位置Ｏを挟んで反対側となる点を互いに逆方向に引っ張るように駆動部２４が配置される。
【0138】
例えば各モータ３２が天板部２１を引っ張ると、各ダンパー２３はねじれるように変形する。この結果、天板部２１は中心位置Ｏにおける天板部２１（基準面１２）の法線ベクトルを中心として回転する。また各モータ３２がトルクを下げると、天板部２１はダンパー２３の復元力により押し戻され元の位置に戻る。
このように、触覚提示装置７０では、駆動部２４（モータ３２）により、基準面１２に直交する軸（中心位置Ｏの法線ベクトル）を中心として天板部２１が回転するように天板部２１が引っ張られる。
このように、触覚提示装置７０では、駆動部２４（モータ３２）により、基準面１２に直交する軸（中心位置Ｏの法線ベクトル）を中心として天板部２１が回転するように天板部２１が引っ張られる。
【0139】
図１９Ｂに示す例では、天板部２１を初期位置から時計回りに回転させるように２つのモータ３２が設けられた。これに加えて、例えば左側の接続部２５を後ろ側に引っ張るモータ３２と、右側の接続部２５を前側に引っ張るモータ３２とが設けられてもよい。これにより、天板部２１を初期位置から時計回りに回転させることが可能である。
この他、接続部２５の位置や数、天板部２１を引っ張る方向等は限定されず、天板部２１が基準面１２に直交する軸を中心に回転可能となるように適宜設定されてよい。
この他、接続部２５の位置や数、天板部２１を引っ張る方向等は限定されず、天板部２１が基準面１２に直交する軸を中心に回転可能となるように適宜設定されてよい。
【0140】
触覚提示装置７０の動作を制御する場合、例えば信号制御部４１により、力覚制御ファイルとして、天板部２１の回転位置を指定する情報が読み込まれる。回転位置を指定する情報では、例えば回転方向と回転量が指定される。これは、例えば回転を伴う振動を指定する情報であってもよい。
信号制御部４１では、回転位置を指定する情報に基づいて、必要な回転を発生させるモータ３２（駆動部２４）が選択され、そのモータ３２に関する制御信号が生成される。これにより必要なモータ３２を回転させて、天板部２１を適正に回転させることが可能となる。
信号制御部４１では、回転位置を指定する情報に基づいて、必要な回転を発生させるモータ３２（駆動部２４）が選択され、そのモータ３２に関する制御信号が生成される。これにより必要なモータ３２を回転させて、天板部２１を適正に回転させることが可能となる。
【0141】
以上、本実施形態に係る触覚提示装置２０、６０、及び７０では、ダンパー２３で支持された天板部２１に複数の駆動部２４（モータ３２）が接続される。これらの駆動部２４により、ダンパー２３が弾性変形した状態を維持できるように天板部２１が動かされる。これによりダンパー２３が復元する力を利用して天板部２１を動かすことが可能となり、多様な触覚を提示する小型のデバイスを実現することが可能となる。
【0142】
図２０は、比較例として挙げる振動装置の構成例を示す模式図である。図２０に示す振動装置５５では、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）等の振動アクチュエータ５６がステージ５７に直結される。振動アクチュエータ５６が振動することで、ステージ５７に振動を発生させることが可能である。一方で、ＶＣＭ等を利用した振動アクチュエータ５６では、例えばステージ５７が沈み込んだ状態等を維持することが難しい。このため、振動装置５５が提示できる触覚は、単なる振動表現となってしまう。
【0143】
本実施形態では、天板部２１を動かす駆動部２４により、天板部２１の位置や姿勢が変化した状態、すなわちダンパー２３が弾性変形した状態を維持することが可能である。これにより、天板部２１を振動させる表現に加え、天板部２１が傾斜した状態等を表現することも可能となる。これにより、天板部２１に搭乗したユーザ１に対して様々な触覚を提示することが可能となる。この結果、乗り物に乗っているような加速感や、振動を同時に表現するといったことが可能となり、高いエンターテイメント性を発揮することが可能となる。
【0144】
またＶＣＭ等の振動アクチュエータと較べて、本実施形態の駆動部２４として用いるモータ３２は、素子サイズが小さい場合が多い。またワイヤー３０を用いて天板部２１を引っ張る本較正では、モータ３２の配置を自由に設定することが可能である。これにより、装置サイズを十分に小さくすることが可能となる。
【0145】
＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【0146】
図２１は、他の実施形態に係る触覚提示装置の構成例を示す模式図である。
図２１には、触覚提示装置８０ａ～８０ｆの概形を示す斜視図が図示されている。触覚提示装置８０ａ～８０ｆでは、天板部２１の形状や、駆動部２４（モータ３２）の数や配置が互いに異なる。
各触覚提示装置８０ａ～８０ｆでは、天板部２１の幅が１０００ｍｍ程度であり、使用するモータ３２としてφ７０ｍｍ×１００ｍｍ程度のサイズを想定している。もちろん、各部のサイズはこれに限定されるわけではない。
なお図２１では、モータ３２の配置位置が、モータ３２を固定する固定具３３の位置として示されている。
図２１には、触覚提示装置８０ａ～８０ｆの概形を示す斜視図が図示されている。触覚提示装置８０ａ～８０ｆでは、天板部２１の形状や、駆動部２４（モータ３２）の数や配置が互いに異なる。
各触覚提示装置８０ａ～８０ｆでは、天板部２１の幅が１０００ｍｍ程度であり、使用するモータ３２としてφ７０ｍｍ×１００ｍｍ程度のサイズを想定している。もちろん、各部のサイズはこれに限定されるわけではない。
なお図２１では、モータ３２の配置位置が、モータ３２を固定する固定具３３の位置として示されている。
【0147】
触覚提示装置８０ａは、図３を参照して説明した触覚提示装置２０と同様の構成となっている。具体的には、触覚提示装置８０ａは、平面形状が正方形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２の４辺の中央部に対向して十字型に配置された４つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ｂは、平面形状が円形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２内に十字型に配置された４つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ａ及び８０ｂのように、４つのモータ３２を用いることで、天板部２１の振動や傾斜を容易に制御することが可能となる。
触覚提示装置８０ｂは、平面形状が円形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２内に十字型に配置された４つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ａ及び８０ｂのように、４つのモータ３２を用いることで、天板部２１の振動や傾斜を容易に制御することが可能となる。
【0148】
触覚提示装置８０ｃは、平面形状が正方形状の天板部２１及び台座部２２と、それぞれが正三角形の３つの頂点に位置するように、台座部２２内に配置された３つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ｄは、平面形状が正六角形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２の頂点位置に対向して正三角形状に配置された３つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ｃ及び８０ｄのように、３つのモータ３２を用いる構成は、天板部２１を任意の方向に傾斜させることが可能な最小限の構成となる。
触覚提示装置８０ｄは、平面形状が正六角形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２の頂点位置に対向して正三角形状に配置された３つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ｃ及び８０ｄのように、３つのモータ３２を用いる構成は、天板部２１を任意の方向に傾斜させることが可能な最小限の構成となる。
【0149】
触覚提示装置８０ｅは、平面形状が正方形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２の互いに反対側となる２辺の中央部に対応して配置された２つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ｆは、平面形状が円形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２の中心を挟んで互いに反対側に配置された２つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ｅ及び８０ｆのように、２つのモータ３２を用いることで、例えば左右に揺れる振動や前後に揺れる振動を均等に発生させることが可能となる。
触覚提示装置８０ｆは、平面形状が円形状の天板部２１及び台座部２２と、台座部２２の中心を挟んで互いに反対側に配置された２つのモータ３２とを備える。
触覚提示装置８０ｅ及び８０ｆのように、２つのモータ３２を用いることで、例えば左右に揺れる振動や前後に揺れる振動を均等に発生させることが可能となる。
【0150】
この他、駆動部２４（接続部２５）の数や位置、天板部２１を引っ張る引張方向は、限定されない。例えば天板部２１を鉛直方向（Ｚ方向）に加振する機構（図３及び図４等参照）と、天板部２１を水平方向（ＸＹ方向）にスライドさせる機構（図１９Ａ参照）と、天板部２１を鉛直方向を軸として回転させる機構（図１９Ｂ参照）との少なくとも２つを組み合わせて用いることも可能である。
また天板部２１を水平方向にスライドさせる機構により、水平方向に沿ったＸ加振やＹ加振（例えば前後や左右の加振）が可能となる。また天板部２１を鉛直方向（Ｚ方向）に加振する機構により、前後や左右に天板部２１が交互に揺れるようなロール加振が可能となる。
このように、各機構のモータ３２を別々に制御することで、多彩な触覚表現が可能となる。
また天板部２１を水平方向にスライドさせる機構により、水平方向に沿ったＸ加振やＹ加振（例えば前後や左右の加振）が可能となる。また天板部２１を鉛直方向（Ｚ方向）に加振する機構により、前後や左右に天板部２１が交互に揺れるようなロール加振が可能となる。
このように、各機構のモータ３２を別々に制御することで、多彩な触覚表現が可能となる。
【0151】
また、複数の駆動部２４を用いる場合に限定されず、例えば単一の駆動部２４を用いて触覚提示装置を構成することも可能である。
例えば、天板部２１を鉛直方向に沿って牽引する駆動部２４（モータ３２）が１つだけ設けられてもよい。これにより、上下振動を用いて触覚を提示することが可能となる。
また例えば、台座部２２の中央にモータ３２を縦に配置して、天板部２１の端から延びたワイヤー３０をリール３１で巻き取るといった構成も可能である。この場合、一つのモータ３２で天板部２１を回転させることが可能となる。
またワイヤー３０を用いる構成に限定されず、例えば天板部２１にモータ３２を直結して天板部２１を直接回転させることも可能である。
例えば、天板部２１を鉛直方向に沿って牽引する駆動部２４（モータ３２）が１つだけ設けられてもよい。これにより、上下振動を用いて触覚を提示することが可能となる。
また例えば、台座部２２の中央にモータ３２を縦に配置して、天板部２１の端から延びたワイヤー３０をリール３１で巻き取るといった構成も可能である。この場合、一つのモータ３２で天板部２１を回転させることが可能となる。
またワイヤー３０を用いる構成に限定されず、例えば天板部２１にモータ３２を直結して天板部２１を直接回転させることも可能である。
【0152】
図２２は、触覚提示装置の他の構成例を示す模式図である。
上記では、主に、ユーザ１が搭乗するステージとして構成された触覚提示装置について説明した。これに限定されず、例えばユーザ１が手に持つことが可能なサイズで触覚提示装置が構成されてもよい。
図２２には、単一のモータ３２を搭載した小型の触覚提示装置９０が模式的に図示されている。触覚提示装置９０は、正方形状の天板部２１と、天板部２１の４つの頂点を支持するダンパー２３と、天板部２１の中央を牽引するモータ３２とを有する。なお図２２では、リール３１及びワイヤー３０の図示が省略されている。例えばモータ３２の回転を振動させることで、天板部２１に振動を発生させることが可能である。このような触覚提示装置９０を、例えばユーザ１が手で握ることができるようなサイズで構成することで、従来の小型振動子（ＶＣＭ等）に置き換えて用いることが可能となる。
上記では、主に、ユーザ１が搭乗するステージとして構成された触覚提示装置について説明した。これに限定されず、例えばユーザ１が手に持つことが可能なサイズで触覚提示装置が構成されてもよい。
図２２には、単一のモータ３２を搭載した小型の触覚提示装置９０が模式的に図示されている。触覚提示装置９０は、正方形状の天板部２１と、天板部２１の４つの頂点を支持するダンパー２３と、天板部２１の中央を牽引するモータ３２とを有する。なお図２２では、リール３１及びワイヤー３０の図示が省略されている。例えばモータ３２の回転を振動させることで、天板部２１に振動を発生させることが可能である。このような触覚提示装置９０を、例えばユーザ１が手で握ることができるようなサイズで構成することで、従来の小型振動子（ＶＣＭ等）に置き換えて用いることが可能となる。
【0153】
上記では、ワイヤーを巻き取るリールがモータの回転軸に直接固定された。例えばギア機構等を介してリールとモータとが接続するような構成が採用されてもよい。これにより、モータにかかる負荷を小さくすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。
また接続部とリールとの間にワイヤーの向きを変えるプーリー等のガイド部材が設けられてもよい。これにより、モータの配置を自由に設計することが可能となる。
また接続部とリールとの間にワイヤーの向きを変えるプーリー等のガイド部材が設けられてもよい。これにより、モータの配置を自由に設計することが可能となる。
【0154】
ワイヤーを引っ張る構成として、モータ以外の動力源が用いられてもよい。例えば線形アクチュエータ等をもちいてワイヤーが引っ張られてもよい。天板部を引っ張る部材として、自由継手等を介して天板部に接続されたロッド等がワイヤーに代えて用いられてもよい。
【0155】
上記ではユーザが搭乗する触覚提示装置のコンピュータ（触覚コントローラ）により、本技術に係る触覚制御方法が実行される場合を説明した。しかしながら触覚コントローラとネットワーク等を介して通信可能な他のコンピュータとにより、本技術に係る触覚制御方法、及びプログラムが実行されてもよい。
例えば、システムコントローラや、ネットワーク上の他のコンピュータにより制御信号を生成する処理等が実行されてもよい。
例えば、システムコントローラや、ネットワーク上の他のコンピュータにより制御信号を生成する処理等が実行されてもよい。
【0156】
すなわち本技術に係る触覚制御方法、及びプログラムは、単体のコンピュータにより構成されたコンピュータシステムのみならず、複数のコンピュータが連動して動作するコンピュータシステムにおいても実行可能である。なお本開示において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれもシステムである。
【0157】
コンピュータシステムによる本技術に係る触覚制御方法、及びプログラムの実行は、例えば指定情報を取得する処理及び駆動部を制御する処理が、単体のコンピュータにより実行される場合、及び各処理が異なるコンピュータにより実行される場合の両方を含む。また所定のコンピュータによる各処理の実行は、当該処理の一部または全部を他のコンピュータに実行させその結果を取得することを含む。
【0158】
すなわち本技術に係る触覚制御方法及びプログラムは、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成にも適用することが可能である。
【0159】
以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
【0160】
本開示において、「同じ」「等しい」「直交」等は、「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に直交」等を含む概念とする。例えば「完全に同じ」「完全に等しい」「完全に直交」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。
【0161】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）可動部材と、
前記可動部材を支持する弾性部と、
前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部と
を具備する触覚提示装置。
（２）（１）に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージである
触覚提示装置。
（３）（１）又は（２）に記載の触覚提示装置であって、さらに、
前記可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得し、前記指定情報に基づいて前記少なくとも１つの駆動部を制御する触覚制御部を具備する
触覚提示装置。
（４）（３）に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、前記少なくとも１つの駆動部の各々が接続される少なくとも１つの接続部を有し、
前記少なくとも１つの駆動部は、各々が接続される前記接続部を引っ張ることで前記可動部材を動かす
触覚提示装置。
（５）（４）に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、基準面に沿って配置された板状の部材であり、
前記駆動部は、前記基準面と交差する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（６）（５）に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面と直交する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（７）（５）に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面に沿って前記可動部材がスライドするように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（８）（５）に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面に直交する軸を中心として前記可動部材が回転するように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（９）（４）から（８）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記指定情報は、前記可動部材の振動パターンを指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記振動パターンに対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記振動パターンに応じて振動させる
触覚提示装置。
（１０）（４）から（９）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記指定情報は、前記可動部材の傾斜姿勢を指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記傾斜姿勢に対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記傾斜姿勢に応じた値に維持する
触覚提示装置。
（１１）（３）から（１０）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、各々が前記可動部材に接続されるワイヤーと、前記ワイヤーを巻きとるリールと、前記リールを回転させるモータとを有し、
前記触覚制御部は、前記指定情報に基づいて、前記モータの回転を制御する制御信号を生成する
触覚提示装置。
（１２）（１１）に記載の触覚提示装置であって、
前記リールは、前記モータの回転量が大きいほど前記ワイヤーの巻き取り量が減少するように構成される
触覚提示装置。
（１３）（１１）又は（１２）に記載の触覚提示装置であって、
前記制御信号は、前記モータを駆動する電圧又は前記モータの回転量を指定する信号である
触覚提示装置。
（１４）（１１）から（１３）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、さらに、
前記モータにかかる負荷を表す負荷情報を検出する負荷センサを具備し、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１５）（１４）に記載の触覚提示装置であって、
前記負荷センサは、前記モータに流れる電流を検出する電流センサ、前記可動部材に対する圧力を検出する圧力センサ、前記可動部材の姿勢を検出する姿勢センサのうち少なくとも１つを含む
触覚提示装置。
（１６）（１１）から（１５）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記少なくとも１つの駆動部は、複数の駆動部を含み、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて、前記複数の駆動部の各々が有する前記モータの負荷が互いに等しくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１７）（１１）から（１６）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材にかかる荷重を推定し、前記荷重が大きいほど前記モータが前記可動部材を引っ張る力が大きくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１８）（１１）から（１７）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージであり、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材上のユーザの位置を推定し、前記ユーザの位置が前記可動部材の端である場合、前記モータが前記可動部材を引っ張る引張量が小さくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１９）（１１）から（１８）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記触覚制御部は、前記ワイヤーのたわみが解消するように前記モータを回転させる
触覚提示装置。
（２０）弾性部に支持された可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得する取得部と、
前記可動部材に接続され前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部を、前記指定情報に基づいて制御する制御部と、
を具備する触覚制御装置。
（１）可動部材と、
前記可動部材を支持する弾性部と、
前記可動部材に接続され、前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部と
を具備する触覚提示装置。
（２）（１）に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージである
触覚提示装置。
（３）（１）又は（２）に記載の触覚提示装置であって、さらに、
前記可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得し、前記指定情報に基づいて前記少なくとも１つの駆動部を制御する触覚制御部を具備する
触覚提示装置。
（４）（３）に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、前記少なくとも１つの駆動部の各々が接続される少なくとも１つの接続部を有し、
前記少なくとも１つの駆動部は、各々が接続される前記接続部を引っ張ることで前記可動部材を動かす
触覚提示装置。
（５）（４）に記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、基準面に沿って配置された板状の部材であり、
前記駆動部は、前記基準面と交差する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（６）（５）に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面と直交する方向に沿って前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（７）（５）に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面に沿って前記可動部材がスライドするように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（８）（５）に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記基準面に直交する軸を中心として前記可動部材が回転するように前記可動部材を引っ張る
触覚提示装置。
（９）（４）から（８）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記指定情報は、前記可動部材の振動パターンを指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記振動パターンに対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記振動パターンに応じて振動させる
触覚提示装置。
（１０）（４）から（９）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記指定情報は、前記可動部材の傾斜姿勢を指定する情報を含み、
前記触覚制御部は、前記少なくとも１つの駆動部のうち前記傾斜姿勢に対応する駆動部を選択し、前記選択された駆動部が前記可動部材を引っ張る引張量を前記傾斜姿勢に応じた値に維持する
触覚提示装置。
（１１）（３）から（１０）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、各々が前記可動部材に接続されるワイヤーと、前記ワイヤーを巻きとるリールと、前記リールを回転させるモータとを有し、
前記触覚制御部は、前記指定情報に基づいて、前記モータの回転を制御する制御信号を生成する
触覚提示装置。
（１２）（１１）に記載の触覚提示装置であって、
前記リールは、前記モータの回転量が大きいほど前記ワイヤーの巻き取り量が減少するように構成される
触覚提示装置。
（１３）（１１）又は（１２）に記載の触覚提示装置であって、
前記制御信号は、前記モータを駆動する電圧又は前記モータの回転量を指定する信号である
触覚提示装置。
（１４）（１１）から（１３）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、さらに、
前記モータにかかる負荷を表す負荷情報を検出する負荷センサを具備し、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１５）（１４）に記載の触覚提示装置であって、
前記負荷センサは、前記モータに流れる電流を検出する電流センサ、前記可動部材に対する圧力を検出する圧力センサ、前記可動部材の姿勢を検出する姿勢センサのうち少なくとも１つを含む
触覚提示装置。
（１６）（１１）から（１５）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記少なくとも１つの駆動部は、複数の駆動部を含み、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて、前記複数の駆動部の各々が有する前記モータの負荷が互いに等しくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１７）（１１）から（１６）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材にかかる荷重を推定し、前記荷重が大きいほど前記モータが前記可動部材を引っ張る力が大きくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１８）（１１）から（１７）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記可動部材は、ユーザが乗ることが可能なステージであり、
前記触覚制御部は、前記負荷情報に基づいて前記可動部材上のユーザの位置を推定し、前記ユーザの位置が前記可動部材の端である場合、前記モータが前記可動部材を引っ張る引張量が小さくなるように前記制御信号を補正する
触覚提示装置。
（１９）（１１）から（１８）のうちいずれか１つに記載の触覚提示装置であって、
前記触覚制御部は、前記ワイヤーのたわみが解消するように前記モータを回転させる
触覚提示装置。
（２０）弾性部に支持された可動部材の振動又は姿勢に関する指定情報を取得する取得部と、
前記可動部材に接続され前記弾性部が弾性変形するように前記可動部材を動かし、前記弾性部が弾性変形した状態を維持可能な少なくとも１つの駆動部を、前記指定情報に基づいて制御する制御部と、
を具備する触覚制御装置。
【符号の説明】
【0162】
１…ユーザ
１２…基準面
２０、６０、７０、８０ａ～８０ｆ、９０…触覚提示装置
２１…天板部
２２…台座部
２３…ダンパー
２４、２４ａ～２４ｄ…駆動部
２５…接続部
３０…ワイヤー
３１、３１ａ、３１ｂ…リール
３２、３２ａ～３２ｄ…モータ
３３…固定具
３６…電流センサ
３７…記憶部
４０…触覚コントローラ
４１…信号制御部
４２…較正処理部
１００…触覚提示システム
１２…基準面
２０、６０、７０、８０ａ～８０ｆ、９０…触覚提示装置
２１…天板部
２２…台座部
２３…ダンパー
２４、２４ａ～２４ｄ…駆動部
２５…接続部
３０…ワイヤー
３１、３１ａ、３１ｂ…リール
３２、３２ａ～３２ｄ…モータ
３３…固定具
３６…電流センサ
３７…記憶部
４０…触覚コントローラ
４１…信号制御部
４２…較正処理部
１００…触覚提示システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】