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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】P2024068348
(43)【公開日】2024-05-20
(54)【発明の名称】装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/01 20060101AFI20240513BHJP
【ＦＩ】
G06F3/01 560
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022178723
(22)【出願日】2022-11-08
(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】100140958
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 学
(74)【代理人】
【識別番号】100137888
【弁理士】
【氏名又は名称】大山 夏子
(74)【代理人】
【識別番号】100154036
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】西池 昭仁
(72)【発明者】
【氏名】川口 裕人
(72)【発明者】
【氏名】崎山 恵美理
【テーマコード（参考）】
5E555
【Ｆターム（参考）】
5E555AA80
5E555BA01
5E555BB01
5E555BC04
5E555CA41
5E555DA24
5E555FA00
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ユーザに対してより多様な触覚を提示する装置を提供する。
【解決手段】触覚提示装置１は、弾性変形可能な壁部を用いて区画された、流体を収容する第１の収容空間および第２の収容空間と、触覚提示装置１を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号に基づいて複数の信号を生成する生成部１２１と、生成部１２１によって生成された信号に基づき、第１の収容空間および第２の収容空間への流体の供給、および第１の収容空間および第２の収容空間からの流体の排出を行う供給排出部１３０Ａ～１３０Ｃ，・・・と、を備える。第１の収容空間は、触覚提示装置１がユーザに利用される状態において第２の収容空間とユーザとの間に位置するように、第２の収容空間と積層される。
【選択図】図４
【解決手段】触覚提示装置１は、弾性変形可能な壁部を用いて区画された、流体を収容する第１の収容空間および第２の収容空間と、触覚提示装置１を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号に基づいて複数の信号を生成する生成部１２１と、生成部１２１によって生成された信号に基づき、第１の収容空間および第２の収容空間への流体の供給、および第１の収容空間および第２の収容空間からの流体の排出を行う供給排出部１３０Ａ～１３０Ｃ，・・・と、を備える。第１の収容空間は、触覚提示装置１がユーザに利用される状態において第２の収容空間とユーザとの間に位置するように、第２の収容空間と積層される。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、
弾性変形可能な壁部を用いて区画された、流体を収容する第１の収容空間および第２の収容空間と、
前記装置を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号に基づいて複数の信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記信号に基づき、前記第１の収容空間および前記第２の収容空間への前記流体の供給、および前記第１の収容空間および前記第２の収容空間からの前記流体の排出を行う供給排出部と、
を備え、
前記第１の収容空間は、前記装置がユーザに利用される状態において前記第２の収容空間と前記ユーザとの間に位置するように、前記第２の収容空間と積層される、装置。
弾性変形可能な壁部を用いて区画された、流体を収容する第１の収容空間および第２の収容空間と、
前記装置を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号に基づいて複数の信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記信号に基づき、前記第１の収容空間および前記第２の収容空間への前記流体の供給、および前記第１の収容空間および前記第２の収容空間からの前記流体の排出を行う供給排出部と、
を備え、
前記第１の収容空間は、前記装置がユーザに利用される状態において前記第２の収容空間と前記ユーザとの間に位置するように、前記第２の収容空間と積層される、装置。
【請求項2】
前記装置は、１または複数の前記第１の収容空間および１または複数の前記第２の収容空間を備え、
前記１または複数の第２の収容空間は、前記１または複数の第１の収容空間が区画される層と積層される層に区画される、
請求項１に記載の装置。
前記１または複数の第２の収容空間は、前記１または複数の第１の収容空間が区画される層と積層される層に区画される、
請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記装置は、
前記生成部によって生成された前記複数の信号の各々について、当該信号に基づき前記流体が供給および排出される収容空間を決定する制御部をさらに備える、
請求項２に記載の装置。
前記生成部によって生成された前記複数の信号の各々について、当該信号に基づき前記流体が供給および排出される収容空間を決定する制御部をさらに備える、
請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記生成部によって生成される、前記供給排出部が前記第１の収容空間を制御するための信号と、前記供給排出部が前記第２の収容空間を制御するための信号は、周波数が異なる信号である、
請求項１に記載の装置。
請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記生成部は、前記複数の信号として、前記制御信号における所定周波数以上の周波数成分を有する第１の信号と、前記制御信号における前記第１の信号よりも低い周波数の周波数成分を有する第２の信号とを生成する、
請求項４に記載の装置。
請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記生成部は、前記制御信号の強度の正負に応じて制御信号を分離することで、前記複数の信号を生成する、
請求項１に記載の装置。
請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記生成部によって生成された信号の振幅値に基づき、当該信号に基づき前記流体が供給および排出される収容空間を決定する、
請求項３に記載の装置。
請求項３に記載の装置。
【請求項8】
前記生成部が生成する前記複数の信号では、周波数および位相が同一である、
請求項３に記載の装置。
請求項３に記載の装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記第１の収容空間および当該第１の収容空間と積層される前記第２の収容空間を、周波数および位相が同一である前記複数の信号の各々に基づき前記流体が供給および排出される収容空間として決定する、
請求項８に記載の装置。
請求項８に記載の装置。
【請求項10】
前記生成部は、前記制御信号に基づき前記複数の信号の各々の振幅値を決定し、
前記制御部は、前記複数の第１の収容空間のうち、隣接する複数の前記第１の収容空間の各々を、前記複数の信号の各々に基づき前記流体が供給および排出される収容空間として決定する、
請求項３に記載の装置。
前記制御部は、前記複数の第１の収容空間のうち、隣接する複数の前記第１の収容空間の各々を、前記複数の信号の各々に基づき前記流体が供給および排出される収容空間として決定する、
請求項３に記載の装置。
【請求項11】
前記生成部は、閾値に基づき、生成する信号の振幅値を決定する、
請求項１に記載の装置。
請求項１に記載の装置。
【請求項12】
前記装置は、収容空間同士の距離または収容空間にかかる圧力を測定するセンサ部をさらに備え、
前記制御部は、前記センサ部による測定結果に基づき、前記供給排出部による前記流体の供給および排出を制御する、
請求項３に記載の装置。
前記制御部は、前記センサ部による測定結果に基づき、前記供給排出部による前記流体の供給および排出を制御する、
請求項３に記載の装置。
【請求項13】
前記第２の収容空間は複数の前記第１の収容空間にまたがるように積層される、請求項２に記載の装置。
【請求項14】
前記装置は、前記第１の収容空間または前記第２の収容空間の少なくともいずれかを複数有し、
複数の前記第１の収容空間または複数の前記第２の収容空間は、同心円上に存在する、請求項１に記載の装置。
複数の前記第１の収容空間または複数の前記第２の収容空間は、同心円上に存在する、請求項１に記載の装置。
【請求項15】
前記装置は、前記第２の収容空間が区画される層を複数備える、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ユーザに対して様々な触覚を提示する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、空間への流体の流出入を制御して複数の層を近接または離間させることにより、ユーザが接触する表面の硬さを変化させて、ユーザに提示する触覚を変化させ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】国際公開第２０２１／０９０７１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、ユーザの体験価値をより高めるために、ユーザに対してより多様な触覚を提示することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示によれば、装置であって、弾性変形可能な壁部を用いて区画された、流体を収容する第１の収容空間および第２の収容空間と、前記装置を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号に基づいて複数の信号を生成する生成部と、前記生成部によって生成された前記信号に基づき、前記第１の収容空間および前記第２の収容空間への前記流体の供給、および前記第１の収容空間および前記第２の収容空間からの前記流体の排出を行う供給排出部と、を備え、前記第１の収容空間は、前記装置がユーザに利用される状態において前記第２の収容空間と前記ユーザとの間に位置するように、前記第２の収容空間と積層される、装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本開示の一実施形態による触覚提示装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【図2】上層１０の構成の一例を示すための模式図である。
【図3】下層２０の構成の一例を示すための模式図である。
【図4】本開示の一実施形態による触覚提示装置１の内部構成の一例を示す説明図である。
【図7】生成部１２１が制御信号を時間軸でフィルタリングすることにより、複数の駆動信号を生成する例を示す説明図である。
【図8】生成部１２１が第１の信号と第２の信号とを生成する例を示す説明図である。
【図9】生成部１２１が、制御信号の強度の正負に応じて制御信号を分離することで駆動信号を生成する例を示す説明図である。
【図10】記憶部１５０に記憶される、制御信号に含まれる位置を示す値と、駆動信号の振幅値との対応関係を示すグラフを示す説明図である。
【図12】生成部１２１が、制御信号が示す圧力値を２で割った結果を駆動信号として生成する例を示した説明図である。
【図13】本実施形態による触覚提示装置１の動作処理の流れの一例について示すフローチャートである。
【図14】第１の適用例にかかる触覚提示装置１の構成図である。
【図15】第２の適用例にかかる触覚提示装置１が取り付けられるコントローラの例を示す図である。
【図16】第３の適用例にかかる触覚提示装置１の構成図である。
【図18】第３の適用例にかかる触覚提示装置１の上層１０の、他の例である。
【図19】第３の適用例にかかる触覚提示装置１の上層１０の、他の例である。
【図20】触覚提示装置１のハードウェア構成例を示したブロック図である。
【図21】触覚提示装置１の上層１０の、他の例である。
【図22】触覚提示装置１の上層１０の、他の例である。
【図23】触覚提示装置１の上層１０の、他の例である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0008】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットまたは複数のアルファベットの組み合わせを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、複数の構成要素の各々に同一符号のみを付する。
【0009】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の一実施形態による触覚提示装置の全体構成
２．本開示の一実施形態による触覚提示装置の内部構成
３．生成部１２１による駆動信号の生成例
４．本実施形態による動作処理例
５．適用例
６．ハードウェア構成
７．補足
１．本開示の一実施形態による触覚提示装置の全体構成
２．本開示の一実施形態による触覚提示装置の内部構成
３．生成部１２１による駆動信号の生成例
４．本実施形態による動作処理例
５．適用例
６．ハードウェア構成
７．補足
【0010】
＜１．本開示の一実施形態による触覚提示装置の全体構成＞
図１は、本開示の一実施形態による触覚提示装置の全体構成の一例を示す模式図である。触覚提示装置１は、本開示における装置の一例である。図１に示すように、触覚提示装置１は、内部に上層収容空間１１Ａ、上層収容空間１１Ｂ、および下層収容空間２１Ａを備える。上層収容空間１１は、第１の収容空間の一例である。下層収容空間２１は、第２の収容空間の一例である。本明細書において、上層収容空間１１および下層収容空間２１を特に区別する必要がない場合、単に収容空間と呼ぶ。
図１は、本開示の一実施形態による触覚提示装置の全体構成の一例を示す模式図である。触覚提示装置１は、本開示における装置の一例である。図１に示すように、触覚提示装置１は、内部に上層収容空間１１Ａ、上層収容空間１１Ｂ、および下層収容空間２１Ａを備える。上層収容空間１１は、第１の収容空間の一例である。下層収容空間２１は、第２の収容空間の一例である。本明細書において、上層収容空間１１および下層収容空間２１を特に区別する必要がない場合、単に収容空間と呼ぶ。
【0011】
上層収容空間１１を区画する壁部のうち、外部に露出する壁部である提示面１４は、弾性変形可能である。提示面１４は、ユーザＵに利用される状態において、指または手のひら等の、ユーザＵの身体の一部と接触する。提示面１４は、弾性変形することにより、ユーザＵに対して様々な触覚を提示できる。
【0012】
上層収容空間１１は、ユーザＵに利用される状態において、下層収容空間２１とユーザＵとの間に位置するように、下層収容空間２１と積層される。図１に示す例においては、上層収容空間１１は、上層１０（層の一例）に区画される。また、下層収容空間２１は、上層１０に積層される下層２０（層の一例）に区画される。
【0013】
上層収容空間１１を区画する壁部のうち、下層収容空間２１を区画する壁部と接する壁部は、弾性変形可能である。また、下層収容空間２１を区画する壁部のうち、上層収容空間１１を区画する壁部と接する壁部は、弾性変形可能である。弾性変形可能な素材は、例えば、ゴム、シリコン、または塩化ビニル樹脂等であってもよい。
【0014】
上層収容空間１１を区画する壁部のうち、下層収容空間２１を区画する壁部と接する壁部と、下層収容空間２１を区画する壁部のうち、上層収容空間１１を区画する壁部と接する壁部とは、一体として構成されてもよい。図１には、上層収容空間１１Ａを区画する壁部の一部と、上層収容空間１１Ｂを区画する壁部の一部と、下層収容空間２１を区画する壁部の一部とが、一体に層隔部１３として構成される例が示されている。
【0015】
続いて、図２を用いて、図１に示した上層１０の構成について詳しく説明する。図２は、上層１０の構成の一例を示すための模式図である。図２には、ユーザＵと接触する提示面１４側から上層１０を見た図が示されている。図２に示すように、上層１０は、上層収容空間１１Ａ～１１Ｃおよび流出入口１２Ａ～１２Ｃを備える。
【0016】
上層収容空間１１は、流体を収容可能な空間である。上層収容空間１１に収容される流体の種類は特に限定されず、例えば、空気またはヘリウム等の気体であってもよいし、水または油等の液体であってもよい。上層収容空間１１には流出入口１２が設けられ、流出入口１２から上層収容空間１１内に流体が供給されたり、上層収容空間１１からの流体が排出されたりする。
【0017】
上層収容空間１１は、壁部によって区画される。隣接する上層収容空間１１同士を隔てる壁部には、上層収容空間１１に収容される流体の圧力によって弾性変形しない、プラスチックまたは金属等の素材が用いられることが望ましい。また、上層収容空間１１が弾性変形する素材からなる壁部によって区画された上で、さらに上層収容空間１１同士が弾性変形しない素材によって隔てられてもよい。このように構成されることにより、上層収容空間１１は、他の上層収容空間１１に収容される流体の体積の変化による圧力の影響を受けなくなる。そのため、ユーザは、上層収容空間１１に収容される流体の流出入によって提示される触覚が、他の上層収容空間１１に収容される流体の流出入によって提示される触覚と異なる触覚であることをより認識しやすくなる。
【0018】
また、上層収容空間１１を区画する壁部のうち、提示面１４（図示せず）以外の、外部に露出される壁部は、上層収容空間１１に収容される流体の圧力によって弾性変形しない素材からなってもよい。また、上層収容空間１１が、弾性変形する素材からなる壁部によって区画された上で、さらに提示面１４以外の外部に露出される壁部が、弾性変形しない素材で覆われてもよい。これにより、外部に露出される壁部のうち、ユーザが接触する提示面１４のみが流体の流出入によって弾性変形するため、提示面１４がより効率的に弾性変形される。
【0019】
上層１０に区画される上層収容空間１１Ａ～１１Ｃの体積は、同一の体積であってもよいし、それぞれ異なる体積であってもよい。また、上層１０に区画される上層収容空間１１Ａ～１１Ｃの形状は、同一形状であってもよいし、それぞれ異なる形状であってもよい。また、図２には上層１０に３つの上層収容空間１１が区画される例を示したが、上層１０には１以上の上層収容空間１１が区画されれば、その数は特に限定されない。
【0020】
続いて、図３を用いて下層２０の構成について詳しく説明する。図３は、下層２０の構成の一例を示すための模式図である。図３には、上層１０側から下層２０を見た模式図が示されている。図３に示すように、下層２０は、下層収容空間２１および流出入口１２Ｄを備える。
【0021】
下層収容空間２１は、流体を収容可能な空間である。下層収容空間２１には、上層収容空間１１に収容される流体と同一の流体または異なる流体が収容される。下層収容空間２１には流出入口１２Ｄが設けられ、流出入口１２Ｄから、下層収容空間２１に収容された流体が供給されたり、下層収容空間２１からの流体が排出されたりする。
【0022】
なお、図３には下層２０が１つの下層収容空間２１を有し、当該下層収容空間２１が複数の上層収容空間１１にまたがるように積層される例を示したが、下層２０に区画される下層収容空間２１の数は１つ以上であれば特に限定されない。また、下層収容空間２１は複数の上層収容空間１１にまたがるように積層されてもよいし、一つの上層収容空間１１のみに積層されてもよい。なお、下層２０に下層収容空間２１が２つ以上区画される場合には、上層１０に複数の上層収容空間１１が区画される場合と同様の構成で下層収容空間２１が区画される。
【0023】
＜２．本開示の一実施形態による触覚提示装置の内部構成＞
続いて、図４を用いて本開示の一実施形態による触覚提示装置１の内部構成について説明する。図４は、本開示の一実施形態による触覚提示装置１の内部構成の一例を示す説明図である。触覚提示装置１は、図４に示すように、上層収容空間１１Ａ、上層収容空間１１Ｂ、下層収容空間２１、通信部１１０、制御部１２０、供給排出部１３０Ａ～１３０Ｃ、センサ部１４０、および記憶部１５０を有する。なお、図４に示す内部構成は一例であり、触覚提示装置１が有する構成はこれに限定されない。
続いて、図４を用いて本開示の一実施形態による触覚提示装置１の内部構成について説明する。図４は、本開示の一実施形態による触覚提示装置１の内部構成の一例を示す説明図である。触覚提示装置１は、図４に示すように、上層収容空間１１Ａ、上層収容空間１１Ｂ、下層収容空間２１、通信部１１０、制御部１２０、供給排出部１３０Ａ～１３０Ｃ、センサ部１４０、および記憶部１５０を有する。なお、図４に示す内部構成は一例であり、触覚提示装置１が有する構成はこれに限定されない。
【0024】
（通信部１１０）
通信部１１０は、有線または無線により外部装置と通信接続し、データの送受信を行う。例えば、通信部１１０は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信により、触覚提示装置１を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号を、外部装置から受信する。
通信部１１０は、有線または無線により外部装置と通信接続し、データの送受信を行う。例えば、通信部１１０は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信により、触覚提示装置１を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号を、外部装置から受信する。
【0025】
（制御部１２０）
制御部１２０は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って触覚提示装置１内の動作全般を制御する。制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、マイクロプロセッサ等の電子回路によって実現される。また、制御部１２０は、使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。
制御部１２０は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って触覚提示装置１内の動作全般を制御する。制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、マイクロプロセッサ等の電子回路によって実現される。また、制御部１２０は、使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。
【0026】
（生成部１２１）
本実施形態による制御部１２０は、生成部１２１としても機能する。生成部１２１は、通信部１１０が受信した制御信号に基づき、複数の信号を生成する。生成部１２１が生成する、供給排出部１３０の駆動を制御する信号のことを、駆動信号と称する。生成部１２１による駆動信号の生成方法については後に詳細に説明する。
本実施形態による制御部１２０は、生成部１２１としても機能する。生成部１２１は、通信部１１０が受信した制御信号に基づき、複数の信号を生成する。生成部１２１が生成する、供給排出部１３０の駆動を制御する信号のことを、駆動信号と称する。生成部１２１による駆動信号の生成方法については後に詳細に説明する。
【0027】
（供給排出部１３０）
供給排出部１３０は、流出入口１２を介して、収容空間への流体の供給、および収容空間からの流体の排出を行う。なお、本明細書において、収容空間への流体の供給および収容空間からの流体の排出をまとめて、収容空間への流体の流出入とも呼ぶ。供給排出部１３０は、各収容空間に対応するよう複数備えられる。例えば、図４には、供給排出部１３０Ａが上層収容空間１１Ａと、供給排出部１３０Ｂが上層収容空間１１Ｂと、供給排出部１３０Ｃが下層収容空間２１と対応するように備えられる例が示されている。
供給排出部１３０は、流出入口１２を介して、収容空間への流体の供給、および収容空間からの流体の排出を行う。なお、本明細書において、収容空間への流体の供給および収容空間からの流体の排出をまとめて、収容空間への流体の流出入とも呼ぶ。供給排出部１３０は、各収容空間に対応するよう複数備えられる。例えば、図４には、供給排出部１３０Ａが上層収容空間１１Ａと、供給排出部１３０Ｂが上層収容空間１１Ｂと、供給排出部１３０Ｃが下層収容空間２１と対応するように備えられる例が示されている。
【0028】
供給排出部１３０は、流路を有する。流路は、収容空間への流体の供給口および収容空間からの流体の排出口である流出入口１２と接続する。
【0029】
供給排出部１３０は、収容空間に収容するための流体を貯留する供給源を有してもよい。なお、供給源は、収容空間に対応する供給排出部１３０の各々に備えられてもよいし、１つの供給源が複数の供給排出部１３０によって共用されてもよい。また、流体が空気である場合には、供給源は省略されてもよい。その場合には、供給排出部１３０は、外部の空気を収容空間に供給し、収容空間から外部に空気を排出する。
【0030】
供給排出部１３０は、例えば、ファン、ブロアまたはポンプ等の駆動部が駆動することにより、供給源から、流路および流出入口１２を介して収容空間へ流体を供給する。また、供給排出部１３０は、駆動部の駆動により、流出入口１２および流路を介して収容空間からの流体を供給源へ排出する。また、供給排出部１３０は、バルブ等の開閉可能な弁を有してもよい。例えば、供給排出部１３０は、駆動部の駆動によりバルブを開閉し、収容空間に空気等の流体を留める。これにより、収容空間は、駆動部の駆動が停止されても収容空間に流体を留め続けられる。そのため、駆動部を駆動させ続ける場合と比較して、収容空間の壁面を変形させ続ける際の電力消費量を抑えられる。
【0031】
供給排出部１３０は、生成部１２１によって生成された駆動信号に基づき、流体の供給および排出を行う。より具体的には、供給排出部１３０の駆動部が、駆動信号に基づき流体の供給および排出を行うよう、制御部１２０により制御される。
【0032】
ここで、図５および図６を用いて、供給排出部１３０による収容空間への流体の流出入がもたらす、提示面１４の変化について説明する。図５および図６は、図３および図４に示したＩ－Ｉ線で触覚提示装置１を切断して得られる断面構成を示す説明図である。
【0033】
提示面１４は、供給排出部１３０によって上層収容空間１１へ流体が流出入されることによって弾性変形し、ユーザに対して触覚を提示する。例えば、提示面１４Ａは、供給排出部１３０によって上層収容空間１１Ａに流体が供給されることにより、図１に示したような平らな状態から、図５に示したような、ユーザに対して突出した状態に変化する。そして、提示面１４Ａは、供給排出部１３０によって上層収容空間１１Ａから流体が排出されることにより、図５に示したような、ユーザに対して突出した状態から、図１に示したような平らな状態に変化する。
【0034】
ユーザは、上記のような提示面１４Ａの状態の変化によって、提示面１４Ａが振動する感覚または提示面１４Ａからの圧力を感じる感覚（圧覚）等の触覚を覚える。ユーザは、提示面１４Ａの状態の変化の速度または突出の大きさ等に応じて、振動する感覚を覚えたり、圧覚を覚えたりする。一例として、１００Ｈｚの周波数で上層収容空間１１Ａへの流体の流出入がされる場合には、提示面１４Ａはユーザに対して振動を提示する。他の例として、上層収容空間１１Ａに収容される流体の体積が線形的に増えるよう流体が供給される場合には、提示面１４Ａはユーザに対して圧覚を提示する。また、提示面１４Ａが、ユーザに対して突出した状態から、平らな状態を経て、ユーザに対して陥没した状態になるよう、供給排出部１３０によって流体の流出入が行われてもよい。
【0035】
また、供給排出部１３０によって下層収容空間２１へ流体が流出入された場合には、層隔部１３が変形する。そして、層隔部１３の変形により、当該下層収容空間２１に積層される上層収容空間１１が有する提示面１４が変形し、ユーザに対して触覚を提示する。
【0036】
例えば、下層収容空間２１に流体が供給されると、上層収容空間１１Ａおよび上層収容空間１１Ｂが有する、提示面１４Ａおよび提示面１４Ｂは、図１に示したような平らな状態から、図６に示したような、ユーザに対して突出した状態に変化する。
【0037】
下層収容空間２１への流体の流出入は、上層収容空間１１への流体の流出入と同様に行われる。これにより、提示面１４の状態が変化し、ユーザは提示面１４が振動する感覚または圧覚等の触覚を覚える。
【0038】
ここで、供給排出部１３０は、上層収容空間１１への流体の流出入と、当該上層収容空間１１と積層される下層収容空間２１への流体の流出入とを、同時または異なる時間に行ってもよい。上層収容空間１１への流体の流出入と下層収容空間２１への流体の流出入が同時に、それぞれ異なる信号に応じて行われる場合には、ユーザは提示面１４から同時に異なる複数の触覚を認識し得る。
【0039】
例えば、上層収容空間１１への流体の流出入が、ユーザが提示面１４の振動を感じるような信号に応じて行われ、下層収容空間２１への流体の流出入が、ユーザが提示面１４からの圧力を感じるような信号に応じて行われる場合がある。この場合、提示面１４は、ユーザに対して振動する感覚と圧覚とを同時に与えることが可能である。
【0040】
また、供給排出部１３０は、複数の上層収容空間１１への流体の流出入を同時または異なる時間に行ってもよい。例えば、供給排出部１３０が隣接する上層収容空間１１への流体の流出入を順に行うことで、提示面１４はユーザに移動感を与えることができる。より具体的に例示すると、図１のようにユーザＵの指が提示面１４Ａおよび提示面１４Ｂに接触されている場合に、供給排出部１３０が上層収容空間１１Ａへの流体の流出入の後に下層収容空間２１への流体の流出入を行うと、ユーザＵは左から右への移動感を得られる。
【0041】
ユーザは、複数の上層収容空間１１への流体の流出入と、下層収容空間２１への流体の流出入が同時に行われることにより複雑な触覚を覚えたり、１の収容空間のみへの流体の流出入が行われたりすることにより、単純な触感を覚えたりする。つまり、かかる構成によればユーザは様々な触感を体験することが可能である。
【0042】
本実施形態における触覚提示装置１との比較例として、振動素子等の、振動を提示可能なデバイスと、樹脂をモータ等により動かすことにより圧覚を提示するデバイスとを組み合わせることにより、ユーザに対して振動および圧覚とを提示することも考えられる。
【0043】
しかし、比較例においては、本実施形態における触覚提示装置１と比べて機構部品の種類が多くなったり、複数デバイスを制御するための複数の制御方法が必要になったりするといった問題がある。一方、本実施形態における触覚提示装置１は、振動および圧覚を同一の制御方法によって提示できるため、機構部品および制御回路の簡素化が実現できる。また、樹脂をモータ等により動かすことによる圧覚の提示と比較して、流体の流出入により圧覚を提示することにより、精細な圧覚提示が実現可能である。
【0044】
ここまで、供給排出部１３０による流体の供給および排出がもたらす提示面１４の変化について説明した。供給排出部１３０が流体を流出入させる際に用いられる駆動信号は、生成部１２１によって生成される。そして、制御部１２０によって、当該駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間が決定される。例えば、制御部１２０は、生成部１２１によって生成された駆動信号の振幅値に基づき、当該信号に基づき流体が流出入される収容空間を決定してもよい。
【0045】
例えば、上層１０および下層２０の厚さを高さとした場合の上層収容空間１１の底面積と、当該上層収容空間１１と積層される下層収容空間２１の底面積とが同じ面積を有しているとする。また、提示面１４および層隔部１３が平らな状態で、上層収容空間１１の体積より、下層収容空間２１の体積が大きいとする。このとき、制御部１２０は、振幅値が閾値以下の場合には、上層収容空間１１を、当該振幅値を有する駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間と決定してもよい。また、制御部１２０は、振幅値が閾値より大きい場合には、下層収容空間２１を、当該振幅値を有する駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間と決定してもよい。
【0046】
また、制御部１２０は、駆動信号の周波数に応じて、当該駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間を決定してもよい。また、制御部１２０は、駆動信号がユーザに対して振動する感覚を与え得る信号か、ユーザに対して圧覚を与え得る信号かに応じて、当該駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間を決定してもよい。
【0047】
（センサ部１４０）
センサ部１４０は、収容空間の状態を検知するセンサである。例えば、センサ部１４０は、各収容空間に設けられる、各収容空間、または提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力を検知する圧力センサであってもよい。ここで、圧力センサは流路または流出入口１２に設けられてもよい。また、センサ部１４０は、各収容空間を区画する壁部に設けられる、壁部同士の距離を測定する距離センサであってもよい。また、センサ部１４０は、各収容空間を区画する壁部に設けられる、壁部同士の接触を検知する接触検知センサであってもよい。
センサ部１４０は、収容空間の状態を検知するセンサである。例えば、センサ部１４０は、各収容空間に設けられる、各収容空間、または提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力を検知する圧力センサであってもよい。ここで、圧力センサは流路または流出入口１２に設けられてもよい。また、センサ部１４０は、各収容空間を区画する壁部に設けられる、壁部同士の距離を測定する距離センサであってもよい。また、センサ部１４０は、各収容空間を区画する壁部に設けられる、壁部同士の接触を検知する接触検知センサであってもよい。
【0048】
制御部１２０は、センサ部１４０による測定結果に基づき、供給排出部１３０による流体の流出入を制御してもよい。例えば、センサ部１４０が閾値以上の圧力または閾値以下の距離を検知した場合には、制御部１２０は収容空間への流体の供給を停止してもよい。そして、制御部１２０は、収容空間への流体の供給を停止した後に当該収容空間と積層される収容空間への流体の供給を開始するよう制御してもよい。
【0049】
（記憶部１５０）
記憶部１５０は、制御部１２０の処理に用いられるプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ、および適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭにより実現される。
記憶部１５０は、制御部１２０の処理に用いられるプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ、および適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭにより実現される。
【0050】
【0051】
生成部１２１は、通信部１１０が受信した制御信号に基づき、複数の駆動信号を生成する。生成部１２１は、例えば、制御信号を時間軸でフィルタリングすることにより、複数の駆動信号を生成してもよい。図７は、生成部１２１が制御信号を時間軸でフィルタリングすることにより、複数の駆動信号を生成する例を示す説明図である。
【0052】
図７左に示した図は、通信部１１０が受信する制御信号の一例である。制御信号は、横軸が時間、縦軸が強度の信号である。なお、図７に示した制御信号のパラメータは一例であり、例えば強度に変えて圧力値等、他の値がパラメータとして用いられてもよい。
【0053】
図７右上に示した図、および右下に示した図は、制御信号を時間軸でフィルタリングすることによって得られる２つの駆動信号である。生成部１２１は、制御信号をフィルタリングして異なる時間範囲内の信号を切り出すことにより、複数の信号を生成する。
【0054】
制御部１２０は、複数の駆動信号の各々について、当該駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間を決定する。例えば、制御部１２０は、予め記憶部１５０に記憶された、制御信号から駆動信号を切り出す時間範囲と収容空間の組み合わせに基づき、駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間を決定してもよい。
【0055】
図７には２つの駆動信号が生成される例を示したが、生成する信号の個数は特に限定されず、収容空間の数を上限とした複数の駆動信号を生成してもよい。
【0056】
生成部１２１による駆動信号の生成方法の他の例として、生成部１２１は、制御信号における所定周波数以上の周波数成分を有する駆動信号（第１の信号）と、制御信号における第１の信号よりも低い周波数の周波数成分を有する駆動信号（第２の信号）とを生成してもよい。
【0057】
図８は、生成部１２１が第１の信号と第２の信号とを生成する例を示す説明図である。生成部１２１は、ハイパスフィルタによって所定周波数以上の周波数成分を抽出し、第１の信号を生成してもよい。また、生成部１２１は、ローパスフィルタによって、第１の信号の生成に用いた第１の信号よりも低い周波数成分を抽出し、第２の信号を生成してもよい。
【0058】
図８の左図は、通信部１１０が受信した制御信号の一例である。制御信号は、横軸が時間、縦軸が強度の信号である。図８右上に示した図および右下に示した図は、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタを用いて制御信号をフィルタリングすることによって得られる２つの駆動信号である。
【0059】
制御部１２０は、このように生成した駆動信号の各々について、当該駆動信号に基づき流体が流出入される収容空間を決定する。このとき、制御部１２０は、供給排出部１３０が上層収容空間１１に流体を流出入させるための駆動信号と、供給排出部１３０が下層収容空間２１に流体を流出入させるための駆動信号が、周波数が異なる信号になるように収容空間を決定してもよい。
【0060】
例えば、制御部１２０は、第１の信号に対応する収容空間を上層収容空間１１に決定し、第２の信号に対応する収容空間を当該上層収容空間１１と積層される下層収容空間２１に決定する。これにより、提示面１４は、上層収容空間１１への流体の流出入により振動する感覚を、下層収容空間２１への流体の流出入により圧覚を、ユーザに対して提示し得る。なお、第２の信号の周波数によっては、提示面１４は、ユーザに対して、下層収容空間２１への流体の流出入により上層収容空間１１への流体の流出入により与えられる振動と振動の速さが異なる振動を提示し得る。つまり、提示面１４は速さが異なる複数の振動を、ユーザに対して同時に提示し得る。
【0061】
また、生成部１２１による駆動信号の生成方法の他の例として、生成部１２１は、制御信号の強度の正負に応じて制御信号を分離することで、複数の駆動信号を生成してもよい。図９は、生成部１２１が、制御信号の強度の正負に応じて制御信号を分離することで駆動信号を生成する例を示す説明図である。
【0062】
図９左に示した図は、通信部１１０が受信する制御信号の一例である。制御信号は、横軸が時間、縦軸が強度の信号である。図９右上に示した図は、制御信号から強度が正の信号を分離することにより生成された駆動信号の例である。図９右下に示した図は、制御信号から強度が負の信号を分離することにより生成された駆動信号の例である。
【0063】
なお、図９には制御信号が正負で対称性を持つ例を示したが、生成部１２１によって分離される制御信号は対称性を持たなくてもよい。
【0064】
また、生成部１２１による駆動信号の生成方法の他の例として、生成部１２１は、制御信号に基づき複数の駆動信号の各々の振幅値を決定してもよい。例えば、記憶部１５０に、制御信号に含まれる位置を示す値と、供給排出部１３０による流体の流出入に用いられる駆動信号の振幅値との対応関係が記憶されていてもよい。生成部１２１は、位置を示す値に対応する振幅値を駆動信号の振幅値として決定し、振幅が当該振幅値で、周波数が所定周波数である駆動信号を生成する。そして、制御部１２０は、複数の上層収容空間１１のうち、隣接する複数の上層収容空間１１の各々を、複数の駆動信号の各々に基づき流体が流出入される収容空間として決定してもよい。
【0065】
【0066】
図１０は、記憶部１５０に記憶される、制御信号に含まれる位置を示す値と、駆動信号の振幅値との対応関係を示すグラフを示す説明図である。図１０には、制御信号に含まれる位置を示す値と、ユーザＵにとって左側の提示面１４である提示面１４Ａを有する上層収容空間１１Ａへの流体の流出入に用いられる駆動信号（Ｌ用駆動信号）の振幅値との対応関係が実線で示されている。また、図１０には、制御信号に含まれる位置を示す値と、ユーザＵにとって右側の提示面１４Ｂを有する上層収容空間１１Ｂへの流体の流出入により提示される駆動信号（Ｒ用駆動信号）の振幅値の対応関係が点線で示されている。
【0067】
ここで、制御信号に含まれる位置を示す値とは、例えば、外部装置に表示される、ユーザＵによって操作可能なスライダーバーの位置を示す値であってもよい。図１１は、ユーザＵがスライダーバーの位置を左から右へスライドさせた場合の、図１０に示す対応関係に基づき生成部１２１が生成する駆動信号の一例を示す説明図である。図１１には、図１０に示す対応関係に基づき生成部１２１が生成する、Ｌ用駆動信号が実線で示されている。また、図１１には、図１０に示す対応関係に基づき生成部１２１が生成する、Ｒ用駆動信号が点線で示されている。
【0068】
このように生成部１２１が駆動信号を生成することにより、ユーザＵがスライダーバーの位置を左から右へスライドさせた場合に、提示面１４は徐々に左から右へ移動する感覚を提示可能である。
【0069】
また、生成部１２１による駆動信号の生成方法の他の例として、生成部１２１は、制御信号が示す圧力値に基づき、複数の駆動信号を生成してもよい。駆動信号が圧力値である場合、供給排出部１３０は、センサ部１４０が検知する圧力値が、駆動信号が示す圧力値になるまで、収容空間に流体を供給し続ける。生成部１２１は、例えば、制御信号が示す圧力値から閾値を減算した結果を、駆動信号としてもよい。
【0070】
また、生成部１２１は、制御信号が示す圧力値を定数で割った結果を駆動信号としてもよい。図１２は、生成部１２１が、制御信号が示す圧力値を２で割った結果を駆動信号として生成する例を示した説明図である。図１２には、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値の時間変化が示されている。
【0071】
図１２の上に示した図は、上層収容空間１１または下層収容空間２１のどちらか一方のみに流体が流出入し、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値がＮまで達する場合の、圧力値の時間変化を示す。図１２上に示すように、上層収容空間１１または下層収容空間２１に収容される流体の体積が線形的に増加するよう流体が供給される場合の、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値がＮに達するまでの時間は、Ｔ１である。
【0072】
図１２の中央に示した図は、上層収容空間１１または下層収容空間２１のどちらか一方のみに流体が流出入し、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値がＮ／２まで達する場合の、圧力値の時間変化を示す。図１２中央に示すように、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値がＮ／２に達するまでの時間は、Ｔ１より短いＴ２である。
【0073】
ここで、生成部１２１は、制御信号が示す圧力値であるＮを２で割った結果であるＮ／２を、駆動信号として生成する。当該駆動信号によって上層収容空間１１および下層収容空間２１への流体の流出入が制御される場合で、下層収容空間２１が上層収容空間１１に積層される場合、図１２下に示すように提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値が時間変化する。このような場合、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値がＮに達するまでの時間はＴ２である。このように、下層収容空間２１と上層収容空間１１へ同時に流体が流出入される場合、上層収容空間１１と下層収容空間２１のいずれか一方のみに流体を流出入する場合と比較して、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値がＮに達するまでの時間が短くなる。つまり、以上説明した方法によれば、提示面１４に接触するユーザの指にかかる圧力値を、制御信号が示す圧力値に到達させる際の、時間応答性が高くなる。
【0074】
また、生成部１２１による駆動信号の生成方法の他の例として、生成部１２１は、周波数および位相が同一である複数の駆動信号を生成してもよい。当該駆動信号の周波数および位相は、制御信号の周波数および位相と同一であってもよい。生成部１２１は、例えば、収容空間の体積または供給排出部１３０の駆動部の性能に応じて設定された閾値に基づき、生成する駆動信号の振幅値を決定してもよい。そして、制御部１２０は、上層収容空間１１および当該上層収容空間１１と積層される下層収容空間２１を、周波数および位相が同一である複数の駆動信号の各々に基づき流体が流出入される収容空間として決定する。
【0075】
ここまで、生成部１２１による複数の駆動信号の生成例を説明した。以上説明したように、生成部１２１は、制御信号に基づき複数の駆動信号を生成する。かかる構成によれば、通信部１１０が受信する１の制御信号に基づき複数の駆動信号を生成できるため、通信部１１０が複数の駆動信号を受信する場合と比較して、伝送帯域を削減することが可能である。
【0076】
＜４．本実施形態による動作処理例＞
続いて、本実施形態による触覚提示装置１の動作処理の流れについて、図１３を参照して説明する。図１３は、本実施形態による触覚提示装置１の動作処理の流れの一例について示すフローチャートである。
続いて、本実施形態による触覚提示装置１の動作処理の流れについて、図１３を参照して説明する。図１３は、本実施形態による触覚提示装置１の動作処理の流れの一例について示すフローチャートである。
【0077】
図１３に示すように、まず、通信部１１０は、制御信号を受信する（Ｓ１０１）。生成部１２１は、通信部１１０が受信した制御信号に基づいて、複数の駆動信号を生成する（Ｓ１０２）。
【0078】
続いて、制御部１２０は、生成部１２１によって生成された複数の駆動信号の各々について、当該駆動信号に基づき流体が供給および排出される収容空間を決定する（Ｓ１０３）。そして、供給排出部１３０は、駆動信号に基づき、収容空間への流体の流出入を行う（Ｓ１０４）。
【0079】
＜５．適用例＞
続いて、本開示にかかる触覚提示装置１の適用例について説明する。
続いて、本開示にかかる触覚提示装置１の適用例について説明する。
【0080】
（第１の適用例）
まず、第１の適用例について、図１４を用いて説明する。図１４は、第１の適用例にかかる触覚提示装置１の構成図である。触覚提示装置１は、ユーザの指に装着可能な、クリップ型の装着器具２に取り付けられる。ユーザは、指の腹に触覚提示装置１が触れるように装着器具２を装着することにより、指を動かしながら触覚提示装置１が提示する触覚を覚えることが可能である。なお、装着器具２の形状は、触覚提示装置１がユーザに接触するよう固定できれば、クリップ型に限られず、例えば指輪型の形状で、内側に触覚提示装置１が取り付けられていてもよい。
まず、第１の適用例について、図１４を用いて説明する。図１４は、第１の適用例にかかる触覚提示装置１の構成図である。触覚提示装置１は、ユーザの指に装着可能な、クリップ型の装着器具２に取り付けられる。ユーザは、指の腹に触覚提示装置１が触れるように装着器具２を装着することにより、指を動かしながら触覚提示装置１が提示する触覚を覚えることが可能である。なお、装着器具２の形状は、触覚提示装置１がユーザに接触するよう固定できれば、クリップ型に限られず、例えば指輪型の形状で、内側に触覚提示装置１が取り付けられていてもよい。
【0081】
図１４に示すように、触覚提示装置１は上層収容空間１１Ｄ～１１Ｇを備える。また、触覚提示装置１は、上層収容空間１１Ｄ～１１Ｇに積層される、図示しない下層収容空間２１を備える。なお、上層収容空間１１のおよび下層収容空間２１の数はこの例に限定されない。
【0082】
第１の適用例にかかる触覚提示装置１は、外部装置を用いてユーザが仮想世界とのインタラクションを行う際に、触覚を提示してもよい。例えば、上層収容空間１１の各々に収容される流体が流出入されることにより、ユーザに振動が提示されてもよい。そして、下層収容空間２１に収容される流体が流出入されることにより、上層収容空間１１を介して、ユーザに圧覚が提示されてもよい。
【0083】
より具体的には、通信部１１０が、ユーザが仮想世界上で仮想物体に触れたことに基づく制御信号を受信した場合、供給排出部１３０は、下層収容空間２１に収容される流体を流出入させて、ユーザに対して圧覚を提示してもよい。また、ユーザが当該仮想物体を把持し続ける間、供給排出部１３０は、上層収容空間１１に収容される流体を流出入させて、振動を提示してもよい。そして、ユーザが把持していた仮想物体を離したことに基づく制御信号を受信した場合、供給排出部１３０は、下層収容空間２１に収容される流体を流出入させて、ユーザに対して圧覚を瞬間的に提示してもよい。なお、供給排出部１３０は、ユーザによる仮想物体への接触時間または把持時間または仮想物体とユーザとの距離等に応じて収容空間への流体の流出入のスピード等を異ならせることにより、異なる触覚を提示してもよい。
【0084】
（第２の適用例）
続いて、第２の適用例について、図１５を用いて説明する。図１５は、第２の適用例にかかる触覚提示装置１が取り付けられるコントローラの例を示す図である。図１５に示すコントローラ３は、触覚提示装置１Ａおよび触覚提示装置１Ｂを備える。ユーザは、コントローラ３を把持して、コントローラ３が有するボタンまたはジョイスティック等を操作することにより、コントローラ３が接続されるゲーム機によって提示されるゲームの操作を行う。
続いて、第２の適用例について、図１５を用いて説明する。図１５は、第２の適用例にかかる触覚提示装置１が取り付けられるコントローラの例を示す図である。図１５に示すコントローラ３は、触覚提示装置１Ａおよび触覚提示装置１Ｂを備える。ユーザは、コントローラ３を把持して、コントローラ３が有するボタンまたはジョイスティック等を操作することにより、コントローラ３が接続されるゲーム機によって提示されるゲームの操作を行う。
【0085】
触覚提示装置１Ａは、コントローラ３のジョイスティックに取り付けられる。触覚提示装置１Ｂは、コントローラ３のグリップに取り付けられる。ユーザは、コントローラ３によってゲームの操作を行ったり、コントローラ３を把持しながらゲーム機によって提示される画面を見たりする際に、触覚提示装置１Ａおよび触覚提示装置１Ｂに接触する。
【0086】
触覚提示装置１Ａおよび触覚提示装置１Ｂは、当該触覚提示装置１が備える供給排出部１３０によって収容空間に収容される流体が流出入されることにより、ゲーム内での状況に合わせた触覚を提示する。例えば、ゲーム内のキャラクターが歩行することに基づく制御信号を受信した場合、供給排出部１３０は、収容空間に収容される流体を流出入させて、振動を、地面の凹凸感として提示してもよい。また、その場合、供給排出部１３０は、当該収容空間とは異なる収容空間に収容される流体を流出入させ、さらに圧覚を、心臓が鼓動する感覚として提示してもよい。このように、第２の適用例にかかる触覚提示装置１は、ユーザに対して臨場感を提供できる。
【0087】
（第３の適用例）
続いて、第３の適用例について、図１６～図１９を用いて説明する。図１６は、第３の適用例にかかる触覚提示装置１の構成図である。図１６上には、ユーザと接触する側から触覚提示装置１を見た図が示されている。また、図１６下には、ユーザと接触する側を上として、横から触覚提示装置１を見た図が示されている。
続いて、第３の適用例について、図１６～図１９を用いて説明する。図１６は、第３の適用例にかかる触覚提示装置１の構成図である。図１６上には、ユーザと接触する側から触覚提示装置１を見た図が示されている。また、図１６下には、ユーザと接触する側を上として、横から触覚提示装置１を見た図が示されている。
【0088】
図１６に示すように、触覚提示装置１は、上層収容空間１１Ｈ、上層収容空間１１Ｉ、および下層収容空間２１Ａを有する。上層収容空間１１Ｈおよび上層収容空間１１Ｉは、同心円上に存在する。また、上層収容空間１１Ｈおよび上層収容空間１１Ｉは、上層１０に区画され、下層収容空間２１Ａは下層２０に区画される。
【0089】
本適用例にかかるセンサ部１４０は、上層収容空間１１Ｈおよび上層収容空間１１Ｉの、外部からの圧力を検出する。センサ部１４０が所定値以上の圧力値を検出すると、通信部１１０は外部装置に信号を送信する。これにより、ユーザは、上層収容空間１１Ｈまたは上層収容空間１１Ｉの提示面１４を押し込むことで、外部装置を操作することが可能である。このようなユーザの操作に応じて、ユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号は生成されてもよい。本適用例において、生成部１２１は、センサ部１４０による検出結果に応じて制御信号を生成してもよい。
【0090】
図１７は、図１６に示した触覚提示装置１が車内に取り付けられる例を示した図である。図１７に示すように、触覚提示装置１Ｃは、車の運転に用いられるハンドルＨに取り付けられる。また、触覚提示装置１Ｄは、車のダッシュボードＤに取り付けられる。
【0091】
ユーザＵは、触覚提示装置１Ｃまたは触覚提示装置１Ｄの提示面１４を押し込むことにより、車の運転操作または車内の空調の操作等の、車に関する操作を行う。供給排出部１３０は、ユーザＵによる操作に対するフィードバックとして触覚を提示するよう収容空間への流体の流出入を行う。ここで、触覚提示装置１は、スマートフォン等の通話可能なデバイスと接続してもよい。この場合、供給排出部１３０は、ユーザＵへの着信等の通知として触覚を提示するよう収容空間への流体の流出入を行ってもよい。このとき、ユーザＵが提示面１４を押し込むことによりセンサ部１４０が所定値以上の圧力値を検出した場合、通信部１１０がデバイスに信号を送信することで、デバイスによって通話が開始されてもよい。
【0092】
また、触覚提示装置１はカーナビゲーションと接続されてもよい。この場合、供給排出部１３０は、ユーザＵへの方向の案内の通知として触覚を提示するよう収容空間への流体の流出入を行ってもよい。
【0093】
ここで、第３の適用例にかかる触覚提示装置１の構成は図１６に示した例に限られない。図１８および図１９は、第３の適用例にかかる触覚提示装置１の上層１０の、他の例である。図１８に示す上層１０には、上層収容空間１１Ｊ～１１Ｌが区画される。図１９に示す上層１０には、上層収容空間１１Ｍ～１１Ｑが区画される。また、図１６、図１８および図１９には、複数の上層収容空間１１が同心円上に存在する例を示したが、この形状に限定されない。例えば、第３の適用例にかかる触覚提示装置１は、図２に示したような形状の上層１０を有してもよい。
【0094】
＜６．ハードウェア構成例＞
以上、本開示の各実施形態を説明した。上述した情報処理は、ソフトウェアと、ハードウェアとの協働により実現される。以下、触覚提示装置１に適用され得るハードウェア構成例を説明する。
以上、本開示の各実施形態を説明した。上述した情報処理は、ソフトウェアと、ハードウェアとの協働により実現される。以下、触覚提示装置１に適用され得るハードウェア構成例を説明する。
【0095】
図２０は、触覚提示装置１のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。なお、以下に説明する触覚提示装置１のハードウェア構成例は、触覚提示装置１のハードウェア構成の一例に過ぎない。したがって、触覚提示装置１は、それぞれ、必ずしも図２０に示したハードウェア構成の全部を有している必要はない。また、触覚提示装置１の中に、図２０に示したハードウェア構成の一部が存在しなくてもよい。
【0096】
図２０に示すように、触覚提示装置１は、ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３、およびＲＡＭ９０５を含む。また、触覚提示装置１は、ホストバス９０７、ブリッジ９０９、外部バス９１１、インタフェース９１３、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９、ドライブ９２１、接続ポート９２３、通信装置９２５を含んでもよい。触覚提示装置１は、ＣＰＵ９０１に代えて、またはこれとともに、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）と呼ばれるような処理回路を有してもよい。
【0097】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９、またはリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、触覚提示装置１内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムおよび演算パラメータなどを記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムまたは／および、その実行において適宜変化するパラメータなどを一時的に記憶する。ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３、およびＲＡＭ９０５は、ＣＰＵバスなどの内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。さらに、ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect／Interface）バスなどの外部バス９１１に接続されている。
【0098】
ＣＰＵ９０１がＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、およびソフトウェアと協働することにより、例えば、制御部１２０の機能が実現され得る。
【0099】
入力装置９１５は、例えば、ボタンなど、ユーザによって操作される装置である。入力装置９１５は、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチおよびレバーなどを含んでもよい。また、入力装置９１５は、ユーザの音声を検出するマイクロフォンを含んでもよい。入力装置９１５は、例えば、赤外線またはその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、触覚提示装置１の操作に対応した携帯電話などの外部接続機器９２９であってもよい。入力装置９１５は、ユーザが入力した情報に基づいて入力信号を生成してＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路を含む。ユーザは、この入力装置９１５を操作することによって、触覚提示装置１に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
【0100】
また、入力装置９１５は、撮像装置、およびセンサを含んでもよい。撮像装置は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子、および撮像素子への被写体像の結像を制御するためのレンズなどの各種の部材を用いて実空間を撮像し、撮像画像を生成する装置である。撮像装置は、静止画を撮像するものであってもよいし、また動画を撮像するものであってもよい。
【0101】
センサは、例えば、測距センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ、振動センサ、光センサ、音センサなどの各種のセンサである。センサは、例えば触覚提示装置１の筐体の姿勢など、触覚提示装置１自体の状態に関する情報、または、触覚提示装置１の周辺の明るさまたは騒音など、触覚提示装置１の周辺環境に関する情報を取得する。また、センサは、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信して装置の緯度、経度および高度を測定するＧＰＳセンサを含んでもよい。
【0102】
出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。出力装置９１７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro－Luminescence）ディスプレイなどの表示装置、スピーカおよびヘッドホンなどの音出力装置などであり得る。また、出力装置９１７は、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、プロジェクタ、ホログラム、プリンタ装置などを含んでもよい。出力装置９１７は、触覚提示装置１の処理により得られた結果を、テキストまたは画像などの映像として出力したり、音声または音響などの音として出力したりする。また、出力装置９１７は、周囲を明るくする照明装置などを含んでもよい。
【0103】
ストレージ装置９１９は、触覚提示装置１の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイスなどにより構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムまたは各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。
【0104】
ドライブ９２１は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体９２７のためのリーダライタであり、触覚提示装置１に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されているリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されているリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込む。
【0105】
接続ポート９２３は、機器を触覚提示装置１に直接接続するためのポートである。接続ポート９２３は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）ポートなどであり得る。また、接続ポート９２３は、ＲＳ－２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）（High－Definition Multimedia Interface）ポートなどであってもよい。接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、触覚提示装置１と外部接続機器９２９との間で各種のデータが交換され得る。
【0106】
通信装置９２５は、例えば、ローカルネットワーク、または、無線通信の基地局との通信ネットワークに接続するための通信デバイスなどで構成された通信インタフェースである。通信装置９２５は、例えば、有線または無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉ、またはＷＵＳＢ（Wireless USB）用の通信カードなどであり得る。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）用のルータ、または、各種通信用のモデムなどであってもよい。通信装置９２５は、例えば、インターネットまたは他の通信機器との間で、ＴＣＰ／ＩＰなどの所定のプロトコルを用いて信号などを送受信する。また、通信装置９２５に接続されるローカルネットワークまたは基地局との通信ネットワークは、有線または無線によって接続されたネットワークであり、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信などである。
【0107】
＜７．補足＞
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0108】
例えば、上層収容空間１１および下層収容空間２１の形状は、上記で説明した形状に限定されず、例えば、図２１～図２３に示すような形状であってもよい。図２１～図２３は、触覚提示装置１の上層１０の、他の例である。図２１に示す上層１０には、上層収容空間１１Ｒが区画される。図２２に示す上層１０には、上層収容空間１１Ｓ～１１Ｖが区画される。図２３に示す上層１０には、上層収容空間１１Ｗ～１１Ｚおよび上層収容空間１１ＡＡ～１１ＡＣが区画される。なお、ここまで示した上層１０に区画される上層収容空間１１と同様の形状の下層収容空間２１が、下層２０に区画されてもよい。
【0109】
また、ここまで、触覚提示装置１が上層１０および下層２０の２層を備える例を説明したが、触覚提示装置１は下層２０にさらに別の下層２０が積層されるよう、複数の下層２０を備えてもよい。触覚提示装置１が複数の下層２０を備える場合には、より上層１０に近い下層２０に区画される下層収容空間２１を区画する壁部が、他の下層収容空間２１に収容される流体が流出入することにより変形する。これにより、上層収容空間１１と下層収容空間２１の間に位置する壁部が変形し、提示面１４が変形する。触覚提示装置１が複数の下層２０を備えることにより、より複雑な触覚をユーザに対して提示可能である。
【0110】
また、ここまで、複数の収容空間がそれぞれ上層１０または下層２０に区画される例を説明したが、上層１０および下層２０にまたがるように区画される収容空間が存在してもよい。
【0111】
また、ここまで、供給排出部１３０が収容空間に流体を流出入させることにより、ユーザに対して触覚を提示する例を説明したが、触覚提示装置１がペルチェ素子等の他のデバイスを備えることにより、ユーザに対して温覚または嗅覚等の触覚以外の感覚を同時に提示してもよい。
【0112】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【0113】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
装置であって、
弾性変形可能な壁部を用いて区画された、流体を収容する第１の収容空間および第２の収容空間と、
前記装置を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号に基づいて複数の信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記信号に基づき、前記第１の収容空間および前記第２の収容空間への前記流体の供給、および前記第１の収容空間および前記第２の収容空間からの前記流体の排出を行う供給排出部と、
を備え、
前記第１の収容空間は、前記装置がユーザに利用される状態において前記第２の収容空間と前記ユーザとの間に位置するように、前記第２の収容空間と積層される、装置。
（２）
前記装置は、１または複数の前記第１の収容空間および１または複数の前記第２の収容空間を備え、
前記１または複数の第２の収容空間は、前記１または複数の第１の収容空間が区画される層と積層される層に区画される、
前記（１）に記載の装置。
（３）
前記装置は、
前記生成部によって生成された前記複数の信号の各々について、当該信号に基づき前記流体が供給および排出される収容空間を決定する制御部をさらに備える、
前記（２）に記載の装置。
（４）
前記生成部によって生成される、前記供給排出部が前記第１の収容空間を制御するための信号と、前記供給排出部が前記第２の収容空間を制御するための信号は、周波数が異なる信号である、
前記（１）～前記（３）のうちいずれか一項に記載の装置。
（５）
前記生成部は、前記複数の信号として、前記制御信号における所定周波数以上の周波数成分を有する第１の信号と、前記制御信号における前記第１の信号よりも低い周波数の周波数成分を有する第２の信号とを生成する、
前記（４）に記載の装置。
（６）
前記生成部は、前記制御信号の強度の正負に応じて制御信号を分離することで、前記複数の信号を生成する、
前記（１）～前記（５）のうちいずれか一項に記載の装置。
（７）
前記制御部は、前記生成部によって生成された信号の振幅値に基づき、当該信号に基づき前記流体が供給および排出される収容空間を決定する、
前記（３）に記載の装置。
（８）
前記生成部が生成する前記複数の信号では、周波数および位相が同一である、
前記（３）に記載の装置。
（９）
前記制御部は、前記第１の収容空間および当該第１の収容空間と積層される前記第２の収容空間を、周波数および位相が同一である前記複数の信号の各々に基づき前記流体が供給および排出される収容空間として決定する、
前記（８）に記載の装置。
（１０）
前記生成部は、前記制御信号に基づき前記複数の信号の各々の振幅値を決定し、
前記制御部は、前記複数の第１の収容空間のうち、隣接する複数の前記第１の収容空間の各々を、前記複数の信号の各々に基づき前記流体が供給および排出される収容空間として決定する、
前記（３）に記載の装置。
（１１）
前記生成部は、閾値に基づき、生成する信号の振幅値を決定する、
前記（１）～前記（１０）のうちいずれか一項に記載の装置。
（１２）
前記装置は、収容空間同士の距離または収容空間にかかる圧力を測定するセンサ部をさらに備え、
前記制御部は、前記センサ部による測定結果に基づき、前記供給排出部による前記流体の供給および排出を制御する、
前記（３）に記載の装置。
（１３）
前記第２の収容空間は複数の前記第１の収容空間にまたがるように積層される、前記（２）または前記（３）に記載の装置。
（１４）
前記装置は、前記第１の収容空間または前記第２の収容空間の少なくともいずれかを複数有し、
複数の前記第１の収容空間または複数の前記第２の収容空間は、同心円上に存在する、前記（１）～前記（１３）のうちいずれか一項に記載の装置。
（１５）
前記装置は、前記第２の収容空間が区画される層を複数備える、前記（１）～前記（１４）のうちいずれか一項に記載の装置。
（１）
装置であって、
弾性変形可能な壁部を用いて区画された、流体を収容する第１の収容空間および第２の収容空間と、
前記装置を利用するユーザへの触覚フィードバックまたは情報通知のための制御信号に基づいて複数の信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記信号に基づき、前記第１の収容空間および前記第２の収容空間への前記流体の供給、および前記第１の収容空間および前記第２の収容空間からの前記流体の排出を行う供給排出部と、
を備え、
前記第１の収容空間は、前記装置がユーザに利用される状態において前記第２の収容空間と前記ユーザとの間に位置するように、前記第２の収容空間と積層される、装置。
（２）
前記装置は、１または複数の前記第１の収容空間および１または複数の前記第２の収容空間を備え、
前記１または複数の第２の収容空間は、前記１または複数の第１の収容空間が区画される層と積層される層に区画される、
前記（１）に記載の装置。
（３）
前記装置は、
前記生成部によって生成された前記複数の信号の各々について、当該信号に基づき前記流体が供給および排出される収容空間を決定する制御部をさらに備える、
前記（２）に記載の装置。
（４）
前記生成部によって生成される、前記供給排出部が前記第１の収容空間を制御するための信号と、前記供給排出部が前記第２の収容空間を制御するための信号は、周波数が異なる信号である、
前記（１）～前記（３）のうちいずれか一項に記載の装置。
（５）
前記生成部は、前記複数の信号として、前記制御信号における所定周波数以上の周波数成分を有する第１の信号と、前記制御信号における前記第１の信号よりも低い周波数の周波数成分を有する第２の信号とを生成する、
前記（４）に記載の装置。
（６）
前記生成部は、前記制御信号の強度の正負に応じて制御信号を分離することで、前記複数の信号を生成する、
前記（１）～前記（５）のうちいずれか一項に記載の装置。
（７）
前記制御部は、前記生成部によって生成された信号の振幅値に基づき、当該信号に基づき前記流体が供給および排出される収容空間を決定する、
前記（３）に記載の装置。
（８）
前記生成部が生成する前記複数の信号では、周波数および位相が同一である、
前記（３）に記載の装置。
（９）
前記制御部は、前記第１の収容空間および当該第１の収容空間と積層される前記第２の収容空間を、周波数および位相が同一である前記複数の信号の各々に基づき前記流体が供給および排出される収容空間として決定する、
前記（８）に記載の装置。
（１０）
前記生成部は、前記制御信号に基づき前記複数の信号の各々の振幅値を決定し、
前記制御部は、前記複数の第１の収容空間のうち、隣接する複数の前記第１の収容空間の各々を、前記複数の信号の各々に基づき前記流体が供給および排出される収容空間として決定する、
前記（３）に記載の装置。
（１１）
前記生成部は、閾値に基づき、生成する信号の振幅値を決定する、
前記（１）～前記（１０）のうちいずれか一項に記載の装置。
（１２）
前記装置は、収容空間同士の距離または収容空間にかかる圧力を測定するセンサ部をさらに備え、
前記制御部は、前記センサ部による測定結果に基づき、前記供給排出部による前記流体の供給および排出を制御する、
前記（３）に記載の装置。
（１３）
前記第２の収容空間は複数の前記第１の収容空間にまたがるように積層される、前記（２）または前記（３）に記載の装置。
（１４）
前記装置は、前記第１の収容空間または前記第２の収容空間の少なくともいずれかを複数有し、
複数の前記第１の収容空間または複数の前記第２の収容空間は、同心円上に存在する、前記（１）～前記（１３）のうちいずれか一項に記載の装置。
（１５）
前記装置は、前記第２の収容空間が区画される層を複数備える、前記（１）～前記（１４）のうちいずれか一項に記載の装置。
【符号の説明】
【0114】
１ 触覚提示装置
１０ 上層
１１ 上層収容空間
１２ 流出入口
１３ 層隔部
１４ 提示面
２０ 下層
２１ 下層収容空間
１１０ 通信部
１２０ 制御部
１２１ 生成部
１３０ 供給排出部
１４０ センサ部
１５０ 記憶部
１０ 上層
１１ 上層収容空間
１２ 流出入口
１３ 層隔部
１４ 提示面
２０ 下層
２１ 下層収容空間
１１０ 通信部
１２０ 制御部
１２１ 生成部
１３０ 供給排出部
１４０ センサ部
１５０ 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】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】