JP2001296950A - 触力覚呈示装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、ユーザがディスプレイを注視しつづけ
られない場合に適切な情報の提供をできないという問題
点があったが、本発明では、ディスプレイを注視できな
くても、触力覚により適切に情報を提供できる触力覚呈
示装置及び記録媒体を提供する。 【解決手段】 ＣＰＵ１１がマウス２０に対するユーザ
の操作に応じてディスプレイ上のマウスポインタを移動
させ、当該マウスポインタが指し示すオブジェクトの情
報を取得して、その情報内容に応じて、触力覚情報を出
力して、マウス２０に一体に設けられた触力覚デバイス
を制御して情報を提供する触力覚呈示装置及びそのため
のプログラムを格納した記録媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザインタフェ
ースを触力覚で呈示する触力覚呈示装置及び記録媒体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータが広く普
及し、生活のいろいろな場面で利用されるようになって
きている。近年のパーソナルコンピュータは操作部とし
てのマウス及びキーボードと、表示部としてのディスプ
レイ、音声やサウンドを鳴動するサウンドデバイスなど
が接続され、利用者はマウスやキーボードを操作して情
報や要求を入力し、表示部等のデバイスを介して提供さ
れる情報を視覚的、聴覚的に受け取るのが普通である。

【０００３】しかし一般的にマウス、キーボードなどの
操作は視覚を通して得られる情報が不可欠である。すな
わち、近年のパーソナルコンピュータは操作がグラフィ
カルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して行われる
ため、アイコンをクリック、ドラッグする等の操作は、
アイコンにマウスポインタが重なるという視覚的情報を
参照しつつ行われるのである。

【０００４】したがってこのようなＧＵＩによる操作を
主とするパーソナルコンピュータでは、例えば視覚障碍
者にとって利用しにくい側面がある。また、視覚的イン
タフェースでは、ディスプレイを注視していなければな
らないし、聴覚的インタフェースは、例えばオフィスな
どの多数の人物が音声によるコミュニケーションを行っ
ている場では相応しくない。スピーカにより音声を鳴動
すれば他の人物間のコミュニケーションの邪魔になり、
ヘッドフォンなどを利用すれば、ユーザに対する呼びか
けが聞こえなくなってしまうきらいがあるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
のユーザインタフェースでは、例えばユーザに視覚障碍
がある場合や、ディスプレイを注視しつづけられない場
合に適切な情報の提供をできないという問題点があっ
た。

【０００６】また、上記従来のユーザインタフェースで
は、視覚・聴覚のように人体の一部（頭部）に偏在する
感覚器を通してのみ伝達される情報であって、また生物
がその発生段階で直ちに獲得するものでなく、後天的学
習を経て認識可能となる情報を提供するのみであるの
で、実体感やコミュニケーション性に欠けるという問題
点があった。また、音声では外部のコミュニケーション
を阻害しかねないという問題点があった。

【０００７】そこで、ユーザに対し、極めて簡便な構成
で効果的に触感（触覚）や抵抗・慣性感（力覚）を併せ
て触力覚として呈示可能なデバイスが研究されている。
かかるデバイスの一例は、特開平１１−２０３０４０号
公報、「触力覚呈示装置」等に開示されている。また、
米国Immersion社とLogitech社とが共同開発した「Feel
it Mouse（商標）」が知られている。この「Feel it Mo
use（商標）」は、パーソナルコンピュータからの指示
によりマウスデバイス自体に反力を与えることで抵抗感
を表現するため、自由なポインティング動作が制限され
てしまう。また、物体に触れた感じ（触感）を表すこと
ができない。さらに、マウスデバイスが専用のマウス台
の面から離れないため、操作が極めて困難であるという
問題点がある。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、触力覚を呈示して情報を提供できる触力覚呈示装置
及び記録媒体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、ポインティングデバイスととも
に使用される触力覚呈示装置において、前記ポインティ
ングデバイスの操作に応じて動作するポインタが画面上
で指し示すオブジェクトを特定するオブジェクト特定手
段と、前記特定されたオブジェクトのプロパティ情報を
取得する取得手段と、前記取得したプロパティ情報を触
力覚情報に変換する変換手段と、前記触力覚情報に応
じ、触力覚を呈示する呈示手段と、を含むことを特徴と
している。

【００１０】ここで変換手段は、前記オブジェクトに対
する操作内容に従ってプロパティ情報を触力覚情報に変
換することも好適である。また前記呈示手段は、前記ポ
インティングデバイスに一体的に形成されてなることが
好適である。

【００１１】上記従来例の問題点を解決するための本発
明は、ポインティングデバイスとともに使用される触力
覚呈示装置において、前記ポインティングデバイスの操
作を検出する操作検出手段と、前記検出した操作の内容
を触力覚情報に変換する変換手段と、前記触力覚情報に
応じ、触力覚を呈示する呈示手段と、を含むことを特徴
としている。

【００１２】ここで、さらにポインティングデバイスの
操作に応じて動作するポインタが画面上で指し示すオブ
ジェクトを特定するオブジェクト特定手段と、前記特定
されたオブジェクトのプロパティ情報を取得する取得手
段と、を含み、前記変換手段は、前記取得したプロパテ
ィ情報と、検出した操作の内容とに基づいて、触力覚情
報を出力することも好ましい。

【００１３】また、上記従来例の問題点を解決するため
の本発明は、ポインティングデバイスとともに使用され
る触力覚呈示装置において、前記ポインティングデバイ
スの操作に応じて動作するポインタの位置情報を取得す
る位置情報取得手段と、前記取得した位置情報を触力覚
情報に変換する変換手段と、前記触力覚情報に応じ、触
力覚を呈示する呈示手段と、を含むことを特徴としてい
る。

【００１４】さらに上記従来例の問題点を解決するため
の本発明は、ポインティングデバイスとともに使用され
る触力覚呈示装置において、前記ポインティングデバイ
スの操作に応じて動作するポインタの形態を監視する手
段と、前記監視の結果に応じて、触力覚情報を生成する
手段と、前記触力覚情報に応じ、触力覚を呈示する呈示
手段と、を含むことを特徴としている。

【００１５】ここで、前記呈示手段は、移動可能に支持
され、指先が載置される受感部と、前記触力覚情報の入
力を受ける入力部と、前記入力部に入力された触力覚情
報に応じて、前記受感部を移動させる駆動部とを備える
ものであることが好適である。また、この呈示手段は、
ポインティングデバイスとは別体として、ブレスレット
や腕時計、着衣などとして手首部分や着衣部分を振動な
どさせて触力覚を呈示することも好ましい。

【００１６】さらに上記従来例の問題点を解決するため
の本発明は、触力覚呈示方法において、ポインティング
デバイスの操作に応じて動作するポインタ自身及びポイ
ント先の少なくとも一方に関連する原情報を取得する工
程と、前記原情報に応じた触力覚情報を出力する工程
と、を含むことを特徴としている。ここで原情報は、例
えばポインタ自身の形状や色、アニメーションなどであ
り、また、ポイント先の画素の情報やアイコン、ウイン
ドウ、ボタンなどのユーザインタフェース部品などに関
連づけられたプロパティ情報などである。

【００１７】上記従来例の問題点を解決するための本発
明は、触力覚呈示方法において、ポインティングデバイ
スの操作に応じて動作するポインタが画面上で指し示す
オブジェクトを特定する工程と、前記特定されたオブジ
ェクトのプロパティ情報を取得する工程と、前記取得し
たプロパティ情報を変換して触力覚を呈示させるための
情報を生成し、出力する工程と、を含むことを特徴とし
ている。

【００１８】また、上記従来例の問題点を解決するため
の本発明は、触力覚呈示方法において、ポインティング
デバイスの操作に応じて動作するポインタが画面上で指
し示すことにより特定されたオブジェクトのプロパティ
情報を取得する工程と、前記取得したオブジェクトのプ
ロパティ情報を変換して、触力覚を呈示させるための情
報を生成し、出力する工程と、を含むことを特徴として
いる。

【００１９】これらの触力覚呈示方法において、前記触
力覚を呈示させるための情報を生成して出力する工程
は、前記オブジェクトに対する操作内容に従ってプロパ
ティ情報を変換して、触力覚を呈示させるための情報を
生成し、出力することが好ましい。また、前記出力され
た触力覚を呈示させるための情報に基づいて、触力覚を
呈示するデバイスを駆動させる工程をさらに備えること
も好適である。

【００２０】さらに、上記従来例の問題点を解決するた
めの本発明は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体で
あって、ポインティングデバイスの操作に応じて動作す
るポインタ自身及びポイント先の少なくとも一方に関連
する原情報を取得するモジュールと、前記原情報に応じ
た触力覚情報を出力するモジュールと、の少なくとも一
方を含むプログラムを格納したことを特徴としている。

【００２１】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］本発明の実施の
形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実
施の形態に係る触力覚呈示装置は、図１に示すように、
パーソナルコンピュータ１０と、パーソナルコンピュー
タ１０に接続されたマウス２０とからなる。パーソナル
コンピュータ１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ１２と、Ｒ
ＯＭ１３と、ハードディスク１４と、表示部１５と、操
作部１６と、外部記憶装置１７とから構成され、各部は
バス接続されている。マウス２０は、図２に示すよう
に、移動量検出部２１と、操作ボタン２２と、指先が載
置され、移動可能に支持された受感部を含む触力覚デバ
イス２３と、インタフェース部２４とから主として構成
されている。図２は、マウス２０の断面図である。

【００２２】パーソナルコンピュータ１０は、例えばＡ
ｐｐｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒ（商標）社のＭａｃｉｎｔｏ
ｓｈ（商標）コンピュータや、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（商
標）社が提供するＷｉｎｄｏｗｓ（商標）ＯＳが動作す
るＡＴ互換のコンピュータ装置であり、ＣＰＵ１１は、
ＰｏｗｅｒＰＣ（商標）やＣｅｌｅｒｏｎ（商標）等の
マイクロプロセッサである。このＣＰＵ１１は、操作部
１６から入力される操作に応じて、各種の演算処理を行
っており、表示部１５に対し所定の表示出力処理を行っ
ている。また、このＣＰＵ１１は、マウス２０の触力覚
デバイス２３を駆動する触力覚呈示処理を行っている。
これらのＣＰＵ１１の処理動作については、後に詳しく
説明する。

【００２３】ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１のワークメモリ
として動作している。ＲＯＭ１３は、主としてＣＰＵ１
１の起動時に必要なパラメータやソフトウエアモジュー
ルを格納している。ハードディスク１４は、ＭａｃＯＳ
（商標）やＷｉｎｄｏｗｓ（商標）等のＯＳのほか、種
々のアプリケーションを格納しており、これらのＯＳか
らコールされる各種のデバイスドライバソフトウエアが
インストールされている。また、このハードディスク１
４は、後に説明するように、触力覚デバイス２３を制御
するためのパラメータを設定したテーブルを格納してい
る。表示部１５は、ディスプレイカード及びディスプレ
イ装置である。操作部１６は、キーボードやマウスに接
続されるインタフェースであり、具体的にはＵＳＢ等の
シリアルインタフェース等である。この操作部１６に
は、マウス２０が接続されている。尚、この操作部１６
には、このほかにキーボードなどが接続される。外部記
憶装置１７は、フロッピー（登録商標）ディスクや光磁
気ディスクなど、電磁気的、光学的にデータを格納する
コンピュータ読み取り可能な記録媒体からデータを読み
出して、ＣＰＵ１１に出力する。

【００２４】マウス２０の移動量検出部２１は、具体的
にはマウスボールＢと、マウスボールＢのＸ軸，Ｙ軸の
回転を検出するための２つのロータリエンコーダＲとか
らなり、マウス２０を動かしたときに、当該動きに合わ
せて回転するマウスボールＢの回転をＸ軸，Ｙ軸の各軸
ごとに、対応するロータリエンコーダＲが回転量を表す
データをインタフェース部２４に出力する。

【００２５】操作ボタン２２は、スイッチＳであり、こ
の操作ボタン２２をクリックする操作は、スイッチＳの
開閉によりインタフェース部２４に伝達されている。ス
イッチＳは、受感部に相当する触力覚デバイス２３によ
ってカバーされており、この触力覚デバイス２３は、イ
ンタフェース部２４に接続されている。また、触力覚デ
バイス２３は、インタフェース部２４から入力される制
御の信号に従ってユーザの指Ｇに対し、触力覚を呈示す
る。この触力覚デバイス２３の具体的構成については、
後に詳しく説明する。

【００２６】インタフェース部２４は、移動量検出部２
１から入力されるマウス２０の移動操作状況を検出して
パーソナルコンピュータ１０の操作部１６に伝達する。
また、このインタフェース部２４は、操作ボタン２２の
押下状況をパーソナルコンピュータ１０の操作部１６に
伝達する。さらに、このインタフェース部２４は、操作
部１６から入力される触力覚情報に対応する制御信号を
触力覚デバイス２３に出力する。具体的にこのインタフ
ェース部２４は、触力覚情報として触力覚デバイス２３
を制御する力の値の入力を受けて、触力覚デバイス２３
を当該力で制御する。

【００２７】ここで、ＣＰＵ１１の動作について詳しく
説明する。ＣＰＵ１１は、オペレーティングシステムと
しての処理と、デバイスドライバとしての処理と、アプ
リケーションプログラムの処理とを行う。具体的にこの
ＣＰＵ１１は、オペレーティングシステムの処理とし
て、主にアプリケーションプログラムごとのプロセス管
理（処理スケジュールなどの管理）やメモリ管理の処理
を行っている。また、このＣＰＵ１１は、操作部１６を
介して入力されるマウス２０やキーボードからの操作に
関連する割り込み信号の入力を受けて、割り込み処理に
移行して操作に関係したデバイスドライバの処理を行
う。

【００２８】ここで、このデバイスドライバの処理につ
いて説明すると、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２にマウスポ
インタの位置を格納しており、マウス２０の移動量検出
部２１で検出されたマウス２０の移動量に応じた信号を
インタフェース部２４を介して受けて、ＲＡＭ１２に格
納したマウスポインタの位置を更新する。このとき、Ｃ
ＰＵ１１は、過去のマウスポインタの位置からマウス２
０の移動速度ｖと、移動加速度ａとの情報を演算してＲ
ＡＭ１２に保持する。

【００２９】また、このＣＰＵ１１は、マウス２０の操
作ボタン２２が押下（プレス）又はリリースされたこと
を表す信号の入力を受けて、それぞれオペレーティング
システムの該当する処理を行う。さらに、このＣＰＵ１
１は、オペレーティングシステム又はアプリケーション
プログラムからの指示により、又はオペレーティングシ
ステム又はアプリケーションプログラムの処理内容に応
じて触力覚情報としての触力覚デバイス２３を制御する
力Ｆの情報を出力する。この処理内容に応じた処理は、
例えばＧＵＩにおけるアラートダイアログの表示時にこ
のダイアログを表示させるイベントメッセージをＣＰＵ
１１が検出して行う。

【００３０】またここで力Ｆは、例えば触力覚デバイス
２３を移動させる力Ｆ0に弾性力Ｆｅと、粘性Ｆｖと、
抵抗力Ｆｆと、慣性力Ｆｉとからなる合力を加えたもの
であり、これらの弾性力、粘性、抵抗力、慣性は、各
々、特定の点からのマウスポインタの変位ｘと、ＲＡＭ
１２に格納された速度ｖ、加速度ａを利用し、次の
（１）〜（４）の数式により演算される。

【００３１】

【数１】Ｆｅ＝ｋ×ｘ （１） Ｆｖ＝Ｄ×ｖ （２） Ｆｆ＝ｆ（ｘ，μ，Ｎ） （３） Ｆｉ＝ｍ×ａ （４）

【００３２】ここで、ｋ，Ｄ，ｍ，μ，Ｎはそれぞれパ
ラメータであり、アプリケーションプログラムから指定
され、又は事前に設定され、ハードディスク１４に格納
された値が用いられる。すなわち、ハードディスク１４
には、図３に示すように、表現したい触力覚に対応する
移動にかかる力Ｆ0と、これらのパラメータとが例えば
変換テーブルの形態でプリセットされている。

【００３３】ＣＰＵ１１は、デバイスドライバの処理の
間にアプリケーションプログラムやオペレーティングシ
ステムからの指示に応じ、例えばマウスポインタの変位
ｘ、速度ｖ、加速度ａと、このテーブルの値とから力Ｆ
を演算して、操作部１６を介して触力覚情報として出力
する。

【００３４】ここで、触力覚デバイス２３の具体的構成
について説明する。図４（ａ）は、触力覚デバイス２３
の一例の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の触
力覚デバイス２３の側面図である。触力覚デバイス２３
は、図４（ａ）に示すように、板状の基部３１と、受感
部３２と、基部３１と受感部３２とを連結する弾性部材
３３ａ〜ｄとが設けられている。

【００３５】ここで基部３１の中央部分を原点としてＸ
Ｙ直交座標を便宜的に考えると、図５に示すように、基
部３１の第１乃至第４の各象限にそれぞれ磁石３５が配
置され、この磁石３５は、各象限ごとにそのＮ極とＳ極
とが交互になるように配置されている。図５は、図４
（ａ）に対応する透視図である。

【００３６】受感部３２の底面には、第１第４象限をま
たぐ第１コイル３６ａと、第１第２象限をまたぐ第２コ
イル３６ｂと、第２第３象限をまたぐ第３コイル３６ｃ
と、第３第４象限をまたぐ第４コイル３６ｄとが形成さ
れており、これらのコイル３６にはそれぞれコイルに流
れる電流を制御する電流制御部３７ａ〜ｄが設けられて
いる。すなわち、この電流制御部３７が、対応するコイ
ル３６に対する電流量を制御することで、受感部３２の
移動のための力Ｆを制御している。

【００３７】尚、受感部３２の底面と基部３１の磁石３
５の間には、これらの間の摩擦を少なくして受感部３２
の移動を容易にすべく、低摩擦材料であるフッ素樹脂
（例えばポリテトラフルオロエチレンなど）を用いた摺
動層を挟むことも好適である。

【００３８】さらに、受感部３２には、その立体的移動
を実現するためのアクチュエーターを含むことも好適で
ある。

【００３９】次に、本発明の実施の形態に係る触力覚呈
示装置の動作について説明する。本実施の形態の触力覚
呈示装置は、電源投入後にＣＰＵ１１がＲＯＭ１３に格
納されている指示に従って、ハードディスク１４に格納
されたオペレーティングシステムを読み込み、このオペ
レーティングシステムの処理を開始する。やがて、オペ
レーティングシステムの起動処理が完了すると、ファイ
ンダ（商標）や、プログラムマネージャ（商標）等のビ
ジュアル・シェル・アプリケーションが起動され、表示
部１５を介してディスプレイ上に様々なアプリケーショ
ンプログラムなどに対応するアイコンが表示されるよう
になる。そしてユーザは、マウス２０を操作してマウス
ポインタを移動させ、ディスプレイ上に表示されたアイ
コンをクリックしたり、ドラッグしたり等の操作ができ
るようになる。

【００４０】このときＣＰＵ１１は、マウス２０の操作
の速度ｖと、加速度ａとをＲＡＭ１２に格納している。
そしてＣＰＵ１１が処理するアプリケーションプログラ
ムやオペレーティングシステムが、触力覚を呈示しよう
とするときには、呈示したい触力覚を表す情報をデバイ
スドライバに伝達し、ＣＰＵ１１がデバイスドライバの
処理として、呈示したい触力覚に対応する力Ｆをハード
ディスク１４に格納されたテーブルを利用して演算し、
触力覚情報として操作部１６を介して出力する。そし
て、マウス２０のインタフェース部２４が、この触力覚
情報に対応する制御を触力覚デバイス２３に対して行っ
て、ユーザの指に触力覚が伝達される。

【００４１】すなわち、ＣＰＵ１１は、オペレーティン
グシステムやアプリケーションの処理として起動状態や
ハードディスクアクセス、入力待ち、ジョブ待ち、使用
電源の種類、消費電力モード（動作状態、省電力状態、
スリープ状態など）等の状態を検出して、各状態に対応
して事前に設定された触力覚を呈示する。また、メール
の着信やバッテリーの残量、他のコンピュータからのア
クセスの有無等に対応して触力覚を呈示することとして
もよい。また、表示部１５による表示や、スピーカーな
どを介しての音声信号の鳴動に同期させて触力覚を呈示
することとするのも好ましい。

【００４２】尚、ここで、触力覚に対応する力ＦはＣＰ
Ｕ１１により演算されることとしているが、マウス２０
のインタフェース部２４がＣＰＵ１１から入力される指
示に応じた触力覚に対応する力Ｆを演算して触力覚デバ
イス２３を制御することとしても構わない。この場合に
は、インタフェース部２４が触力覚に対応するパラメー
タを格納するＲＯＭを備え、マウスポインタの移動速度
や加速度を検出して、移動速度等やパラメータに応じた
触力覚を演算し、触力覚デバイス２３を制御する。

【００４３】また、ここまでの説明では、本実施の形態
の触力覚デバイスはハードディスクなどを備えたパーソ
ナルコンピュータなどを想定して説明したが呈示しよう
とする触力覚に対応するパラメータをＲＯＭ１３に設定
したり、外部記憶装置１７で読み出されるプログラムに
従って設定すれば、例えばゲーム機等では、プログラム
のロード中、データセーブ、ロードの間、画面の切替状
態や画面のスクロール状態などに対応した触力覚を呈示
できる。

【００４４】また、マウス２０内にＣＰＵを備えて、マ
ウス２０に対する操作に応じて直接触力覚デバイスを制
御するようにしてもよい。

【００４５】さらに、ＣＰＵ１１は、プリンタにおける
紙切れやスキャナからのデータ受信中等、ユーザの注意
を喚起するための表示を行っている場合や、装置の状態
を表したいときに、例えば触力覚デバイス２３を大きく
振動させたり、丸、三角などの記号、文字の形状をなぞ
るように移動させてもよい。

【００４６】このように本実施の形態によれば、ＣＰＵ
１１がマウスなどの操作、表示内容、装置の状態などに
応じて、マウスなどの動きとは独立に触力覚を呈示可能
な触力覚デバイス２３を制御してユーザに触力覚を呈示
するため、ユーザに視覚障碍があったり、ディスプレイ
を注視し続けられない事情がある場合にも適切な情報提
供をすることができる。

【００４７】［実施の形態２］次に、本発明の第２の実
施の形態に係る触力覚呈示装置について説明する。本実
施の形態の触力覚呈示装置は、図１に示した第１の実施
の形態に係るものと同様のものであるが、ＣＰＵ１１に
おける処理内容が少々異なっている。

【００４８】すなわち、本実施の形態のＣＰＵ１１は、
アプリケーションの処理として、マウスポインタの位置
情報に対応するディスプレイ上のオブジェクト（例えば
ファイルやウインドウなど）のプロパティ情報を取得
し、このプロパティ情報に応じて触力覚情報を操作部１
６に出力する。

【００４９】例えば、ＣＰＵ１１は、ＣＡＤアプリケー
ションなどの処理としてＣＡＤ図形のグリッドへの吸着
などの処理を行うとともに、当該ＣＡＤ図形の吸着方向
に対する触力覚を表す触力覚情報を操作部１６に出力す
る。また、図形の削除、変形、置換、合成、分割など、
種々の操作内容に応じて触力覚の呈示処理を行う。

【００５０】また、ＣＰＵ１１は、オペレーティングシ
ステムに対するシェルアプリケーションの処理として、
ＧＵＩにおけるファイル操作に対応する触力覚情報を操
作部１６に出力する。具体的には、ディスプレイ上に表
示されたファイルのアイコンに対する処理として、ファ
イルの移動・複製などの各操作に対応する触力覚情報を
ハードディスク１４に変換テーブルとして格納してお
き、対応する触力覚情報を操作部１６に出力する。さら
に、ファイルの移動処理中、複製処理中等の処理状況を
表す触刺激を呈示してもよい。例えば移動処理の進行状
況に応じて振幅を変化させつつ、振動の触力覚を呈示す
ることが考えられる。このためには、ＣＰＵ１１が変換
テーブルに格納された触力覚情報のパラメータを処理の
進行状況に応じて調整しつつ操作部１６に出力するよう
にしておく。

【００５１】さらに、ＣＰＵ１１は、操作内容によりフ
ァイルが失われたり、改変される可能性のある場合に、
触力覚を呈示することも好ましい。

【００５２】さらに、ＣＰＵ１１は、ファイルのドラッ
グ移動時に、当該ファイルのサイズを取得し、［数１］
の（１）に示したパラメータｋをファイルのサイズに応
じて調整し、調整後のｋを用いて触力覚に対応する力Ｆ
を演算し、このＦを操作部１６に出力することにより、
ドラッグ方向と反対方向に対する触力覚を呈示すること
も好ましい。このようにすれば、マウス２０と一体に形
成された触力覚デバイス２３の動きにより、例えばファ
イルのサイズが大きいときにマウス２０があたかもドラ
ッグに逆らっているような（マウス操作が重くなったよ
うな）印象をユーザに与えることができる。尚、ファイ
ルのサイズのみならず、フォルダ（ディレクトリのＧＵ
Ｉメタファ）をドラッグするときに、フォルダ内に含ま
れるファイルの数に応じてパラメータｋを調整し、ファ
イル数に対応した触力覚を呈示することとしてもよい。

【００５３】さらに、ハードディスク１４に図６（ａ）
に示すようなファイル種別に応じた触力覚のパラメータ
を対応付けて変換テーブルとして格納しておき、ＣＰＵ
１１が操作対象のファイルの種別を認識して、この変換
テーブルを参照し、対応するパラメータにより触力覚に
対応する力Ｆを演算して操作部１６に出力してもよい。
これにより、書類であれば抵抗感の小さい触力覚を呈示
し、アプリケーションであれば、抵抗感の大きい触力覚
を呈示するなどの処理が可能となる。ここでさらに、フ
ァイルの種別のみならず、当該ファイルに対しての操作
内容にも応じて、触力覚を変化させることも好適であ
る。この場合には図６（ｂ）に示すようにファイル種別
と操作との複数の条件に対応付けてパラメータを格納し
た変換テーブルをハードディスク１４に設定し、ＣＰＵ
１１がこの変換テーブルを参照してパラメータを取得
し、触力覚情報を出力する。

【００５４】またＣＰＵ１１は、ドラッグ操作時のマウ
スポインタが指し示す位置にあるアイコンなどのオブジ
ェクトによって呈示する触力覚を変化させてもよい。こ
の場合には、ハードディスク１４に格納された変換テー
ブルは、ドラッグ操作の対象となっているオブジェクト
と、マウスカーソルの位置に対応する位置にあるオブジ
ェクトとに対し、各パラメータを対応付けたものとなっ
ていることが好ましい。この場合にはＣＰＵ１１が操作
対象オブジェクトと、位置に対応するオブジェクトとに
対応するパラメータにより触力覚情報を演算し、操作部
１６に出力する。これにより、例えばアプリケーション
のアイコンを「ごみ箱」のアイコンに重ねようとする
と、マウス操作が重くなったかのような触力覚を呈示し
たり、ドラッグ対象のファイルがドラッグ先のアプリケ
ーションで開くことができないような場合に、そのドラ
ッグ操作に逆らうような触力覚を呈示することで、ユー
ザにさらなる情報の提供をすることができる。

【００５５】さらに、ここまでの説明では、ハードディ
スク１４に格納された変換テーブルは、ファイルの種別
等のオブジェクトのプロパティ情報や操作内容の情報に
関連づけてパラメータを設定するものであったが、オブ
ジェクトのプロパティ情報等に対し、「横振動」等の触
力覚を表す情報を関連づけて設定する第１変換テーブル
と、当該「横振動」等の触力覚を呈示するためのパラメ
ータを関連づけて設定する第２変換テーブル（図３に示
したようなもの）とをそれぞれハードディスク１４に格
納しておき、ＣＰＵ１１がまず、第１変換テーブルを参
照して触力覚の情報を取得し、さらに当該触力覚を呈示
するためのパラメータを第２変換テーブルを参照して取
得して、このパラメータに基づいて触力覚を表す力Ｆを
演算して操作部１６に出力することとしてもよい。尚、
この場合にも第１変換テーブルは、ファイル種別等のプ
ロパティ情報のみならず、当該ファイルに対する操作内
容の情報との組み合わせに対して触力覚の情報を関連づ
けておくことも好ましい。

【００５６】さらに、ＣＰＵ１１は、ＧＵＩのオブジェ
クトとしてファイルアイコンに対する操作などの場合だ
けでなく、ウインドウの表示面積や形状を変化させると
きにその操作に応じた触力覚をユーザに呈示することも
好ましい。ここで、当該ウインドウが最も前面にあるか
否かや、アクティブ（選択されている）であるか否かに
よって異なる触力覚を呈示することも好適である。同様
に、ウインドウの領域内にマウスポインタが入ったとき
や領域から出たときに触力覚を呈示してもよい。この場
合には、ウインドウの背景画像（壁紙画像）の画像パタ
ーンを認識し、マウスポインタが指し示す位置の画素の
情報が当該画像パターンに一致しているか否かの比較に
より、ウインドウ内にあるか否かを検知してもよいし、
オペレーティングシステム内でのウインドウ情報が取得
できる場合には、当該ウインドウ情報（ウインドウ表示
位置の情報など）によって検知してもよい。また、アプ
リケーションプログラムなどで、ウインドウオブジェク
トに関連するメッセージを受信したときに、対応する触
力覚を呈示するようにしてもよい。この最後の場合に
は、アプリケーション側の処理として各メッセージに対
応する触力覚情報を直接演算して出力することとしても
よいし、オペレーティングシステムに事前に設定された
情報に従って、各メッセージに対応する触力覚情報を出
力することとしてもよい。

【００５７】さらに、ウインドウに対する操作として
は、例えばアプリケーション及びオペレーティングシス
テムの処理として、ウインドウの表示面積を拡大する際
に、当該ウインドウに対し、事前に設定された最大サイ
ズを超える調整を行おうとする操作に対し、当該操作に
抵抗感を示す触力覚を呈示してもよい。

【００５８】さらに、ウインドウ内に表示された画像な
どのデータに応じて触力覚を呈示することも好ましい。
例えば、山岳地図の画像データは、標高に応じて色相が
変化するカラー画像データによることが多いため、ＣＰ
Ｕ１１が色相情報を抽出し、色相情報の変化に対応した
触力覚情報を出力することで、標高の高い方向にマウス
２０を移動する操作に対しては、移動方向と反対方向の
触力覚を呈示し、標高の低い方向にマウス２０を移動す
る操作に対しては、移動方向に慣性感を与える触力覚を
呈示することができ、あたかも立体地図をなぞるような
触力覚を呈示できる。同様に、ＲＧＢデータのＲ濃度に
比例した位置変位を生じる触力覚情報を出力すること
で、色彩を触覚によって表現できる。

【００５９】さらに、ウインドウ内に表示された画像や
テキストに対応してマウスポインタの形状や色、アニメ
ーションなどが変化する場合には、当該形状や色、アニ
メーションなどの形態に対し、触力覚のパラメータをハ
ードディスク１４に変換テーブルとして設定しておき、
ＣＰＵ１１がマウスポインタの形態を監視して、当該形
態に対応する触力覚のパラメータを取得して触力覚情報
を演算し、操作部１６に出力することとしてもよい。こ
の場合には、形態の情報に触力覚のパラメータを関連づ
けて設定しておき、ＣＰＵ１１が監視結果としてのマウ
スポインタの形態に関連づけられたパラメータを取得し
て、当該パラメータにより触力覚の情報を出力する。ま
た、形態の変化に応じて触力覚を与える場合には、変化
前の形態の情報と、変化後の形態の情報とに触力覚のパ
ラメータを関連づけて設定しておき、ＣＰＵ１１が変化
前のマウスポインタの形態を保持し、監視結果としての
マウスポインタの形態変化に応じて、変化前の形態及び
変化後の形態とに関連づけられた触力覚のパラメータを
取得して触力覚情報を演算し、操作部１６に出力するよ
うにしておいてもよい。

【００６０】さらに、ユーザの操作により、ディスプレ
イ上に表示されたメニューを選択するときに、ＣＰＵ１
１が現在マウスポインタが指し示しているメニューに対
応する触力覚情報を出力するようにしてもよい。この場
合には、当該メニューを提供するアプリケーションが保
持する変換テーブルをＣＰＵ１１が参照する。これによ
り、アプリケーション固有の触力覚を呈示することがで
きるようになる。尚、このアプリケーション固有の触力
覚のパラメータに対応する変換テーブルは、ユーザが任
意にカスタマイズ可能としておくのも好ましい。

【００６１】このアプリケーション固有の触力覚として
は、メニュー項目をなぞるときに、１つおきに振動の触
力覚を呈示したり、印刷・保存など特定のメニュー項目
上にマウスポインタがあるときに、特有の触力覚を呈示
する等の処理がある。ここで特有の触力覚とは、例えば
「保存」は縦の変位、「印刷」は横の変位、「削除」は
振動などである。また、この場合にも、保存の処理進行
状況、印刷の処理進行状況に応じて変位の大きさを調整
することが好ましい。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、ポインティングデバイ
スの操作に応じて動作するポインタが画面上で指し示す
オブジェクトを特定し、当該特定したオブジェクトのプ
ロパティ情報を取得し、取得したプロパティ情報を触力
覚情報に変換し、触力覚情報に応じ、触力覚を呈示する
ので、ディスプレイを注視しつづけなくても適切に情報
を提供できる。また、触力覚による呈示であるため、他
のコミュニケーションを阻害することがない。

【００６３】また、ポインティングデバイスの操作を検
出し、当該操作の内容を触力覚情報に変換して、触力覚
を呈示する本発明によれば、ディスプレイを注視しつづ
けなくても適切に情報を提供できる。また、触力覚によ
る呈示であるため、他のコミュニケーションを阻害する
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る触力覚呈示装置の
構成ブロック図である。

【図２】 マウスの断面を表す概略構成図である。

【図３】 変換テーブルの一例を表す説明図である。

【図４】 触力覚デバイスの一例を表す概略構成図であ
る。

【図５】 図４（ａ）に対応する透視図である。

【図６】 変換テーブルの別の例を表す説明図である。

【符号の説明】

１０ パーソナルコンピュータ、１１ ＣＰＵ、１２
ＲＡＭ、１３ ＲＯＭ、１４ ハードディスク、１５
表示部、１６ 操作部、１７ 外部記憶装置、２０ マ
ウス、２１ 移動量検出部、２２ 操作ボタン、２３
触力覚デバイス、２４ インタフェース部、３１ 基
部、３２ 受感部、３３ 弾性部材、３５磁石、３６
コイル、３７ 電流制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 一之 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 坂巻 克己 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 5B087 AA09 AC05 BB15 BC12 5E501 AA02 BA11 CA02 CA10 CB02 CB07 CB09 DA11 DA13 EA05 EA07 FA02 FA04 FA05 FA35 FB22

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポインティングデバイスとともに使用さ
   れる触力覚呈示装置において、 前記ポインティングデバイスの操作に応じて動作するポ
   インタが画面上で指し示すオブジェクトを特定するオブ
   ジェクト特定手段と、 前記特定されたオブジェクトのプロパティ情報を取得す
   る取得手段と、 前記取得したプロパティ情報を触力覚情報に変換する変
   換手段と、 前記触力覚情報に応じ、触力覚を呈示する呈示手段と、 を含むことを特徴とする触力覚呈示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の触力覚呈示装置におい
   て、前記変換手段は、前記オブジェクトに対する操作内
   容に従ってプロパティ情報を触力覚情報に変換すること
   を特徴とする触力覚呈示装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の触力覚呈示装置
   において、前記呈示手段は、前記ポインティングデバイ
   スに一体的に形成されてなることを特徴とする触力覚呈
   示装置。
4. 【請求項４】 ポインティングデバイスとともに使用さ
   れる触力覚呈示装置において、 前記ポインティングデバイスの操作を検出する操作検出
   手段と、 前記検出した操作の内容を触力覚情報に変換する変換手
   段と、 前記触力覚情報に応じ、触力覚を呈示する呈示手段と、 を含むことを特徴とする触力覚呈示装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の触力覚呈示装置におい
   て、さらに、 ポインティングデバイスの操作に応じて動作するポイン
   タが画面上で指し示すオブジェクトを特定するオブジェ
   クト特定手段と、 前記特定されたオブジェクトのプロパティ情報を取得す
   る取得手段と、を含み、 前記変換手段は、前記取得したプロパティ情報と、検出
   した操作の内容とに基づいて、触力覚情報を出力するこ
   とを特徴とする触力覚呈示装置。
6. 【請求項６】 ポインティングデバイスとともに使用さ
   れる触力覚呈示装置において、 前記ポインティングデバイスの操作に応じて動作するポ
   インタの位置情報を取得する位置情報取得手段と、 前記取得した位置情報を触力覚情報に変換する変換手段
   と、 前記触力覚情報に応じ、触力覚を呈示する呈示手段と、
   を含むことを特徴とする触力覚呈示装置。
7. 【請求項７】 ポインティングデバイスとともに使用さ
   れる触力覚呈示装置において、 前記ポインティングデバイスの操作に応じて動作するポ
   インタの形態を監視する手段と、 前記監視の結果に応じて、触力覚情報を生成する手段
   と、 前記触力覚情報に応じ、触力覚を呈示する呈示手段と、 を含むことを特徴とする触力覚呈示装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載の触力
   覚呈示装置において、 前記呈示手段は、 移動可能に支持され、指先が載置される受感部と、 前記触力覚情報の入力を受ける入力部と、 前記入力部に入力された触力覚情報に応じて、前記受感
   部を移動させる駆動部とを備えたことを特徴とする触力
   覚呈示装置。
9. 【請求項９】 ポインティングデバイスの操作に応じて
   動作するポインタ自身及びポイント先の少なくとも一方
   に関連する原情報を取得する工程と、 前記原情報に応じた触力覚情報を出力する工程と、 を含むことを特徴とする触力覚呈示方法。
10. 【請求項１０】 ポインティングデバイスの操作に応じ
    て動作するポインタが画面上で指し示すオブジェクトを
    特定する工程と、 前記特定されたオブジェクトのプロパティ情報を取得す
    る工程と、 前記取得したプロパティ情報を変換して触力覚を呈示さ
    せるための情報を生成し、出力する工程と、 を含むことを特徴とする触力覚呈示方法。
11. 【請求項１１】 ポインティングデバイスの操作に応じ
    て動作するポインタが画面上で指し示すことにより特定
    されたオブジェクトのプロパティ情報を取得する工程
    と、 前記取得したオブジェクトのプロパティ情報を変換し
    て、触力覚を呈示させるための情報を生成し、出力する
    工程と、 を含むことを特徴とする触力覚呈示方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１に記載の触力覚呈
    示方法において、 前記触力覚を呈示させるための情報を生成して出力する
    工程は、前記オブジェクトに対する操作内容に従ってプ
    ロパティ情報を変換して、触力覚を呈示させるための情
    報を生成し、出力することを特徴とする触力覚呈示方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項１０から１２のいずれかに記載
    の触力覚呈示方法において、 前記出力された触力覚を呈示させるための情報に基づい
    て、触力覚を呈示するデバイスを駆動させる工程をさら
    に備えたことを特徴とする触力覚呈示方法。
14. 【請求項１４】 ポインティングデバイスの操作に応じ
    て動作するポインタ自身及びポイント先の少なくとも一
    方に関連する原情報を取得するモジュールと、 前記原情報に応じた触力覚情報を出力するモジュール
    と、 の少なくとも一方を含むプログラムを格納したことを特
    徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。