JP4692605B2 - 携帯型装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯インクジェットプリンタ、携帯電話、固定電話の子機、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、据置型ゲーム機やテレビの操作器等のように、ユーザが携帯可能な携帯型装置に関する。

このような携帯型装置は液晶パネル等の表示装置やスピーカを備えており、これらデバイスにより視覚や聴覚に訴えてユーザに情報を提示することができる。例えばユーザには、電池残量等の装置のステータスを示す情報や、装置の操作手順又は操作手法を教示するための情報などが提示される。また、近年、筐体に並進力が発生しているとの擬似力覚をユーザに付与するよう動作する装置を利用し、力覚に訴えてユーザに情報を提示することも提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
特開２００８−２８７７４号公報 特開２００６−６５６６５号公報

しかし、一般に、従来の携帯型装置の筐体内には、装置を動作させるために必要となる機械部品や電子部品が既に密集して配置されており、新たに力覚発生装置を配置することが難しい。このような状況の下では、筐体の容積を拡張して、この拡張により生まれた隅部のスペースに追いやるよう力覚発生装置を配置することが考えられる。

この場合、力覚発生装置が配置されている側の隅部をユーザが把持しているときには、力覚発生装置の動作により筐体に発生する並進力の作用方向とユーザが知覚する力覚の方向とがほぼ一致し、所望する方向への並進力の力覚がユーザに付与される。ただし、ユーザがその反対側の隅部を把持しているときには、ユーザには、自身の手を支点にして筐体が傾動するかのような力覚が付与されるおそれがある。すると、所望する方向への力覚がユーザに付与されなくなり、力覚に訴えて提示しようとする情報がユーザに的確に伝達されないおそれがある。

そこで本発明は、携帯型装置の筐体を把持しているユーザに付与される力覚の作用方向を安定させ、これにより力覚に訴えて提示する情報をユーザに的確に伝達することを目的としている。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る携帯型装置は、筐体を把持しているユーザに対し、所定方向一側又は他側への並進力の力覚を選択的に付与する力覚発生手段を備えた携帯型装置であって、前記筐体の内部空間に、２つの前記力覚発生手段が、ユーザに付与しうる並進力の向きが平行となるようにして距離を隔てて配置されていることを特徴としている。

そして、前記力覚発生手段は、前記筐体の内部空間を区画する内面のうち最も面積が大きい第１内面と平行な前記所定方向に往復移動可能な錘を備え、前記錘に発生する正の加速度の絶対値と負の加速度の絶対値とを異ならせて前記錘を往復運動させることにより前記ユーザに対して前記所定方向のうち一側及び他側への並進力の力覚を選択的に付与する構成である。

このような構成とすることにより、互いに離れた箇所で並進力を発生する２つの力覚発生手段を利用して、ユーザが筐体を把持している箇所に関わらず、ユーザに偏りのない安定した並進力の力覚を付与することができる。

前記筐体は、前記内部空間を区画する内面のうち前記第１内面とは異なり且つ互いに平行な一対の第２内面を有し、前記２つの力覚発生手段が、前記一対の第２内面近傍にそれぞれ分かれて取り付けられていてもよい。このような構成とすることにより、２つの力覚発生手段が筐体内の両側に分かれて配置されることとなるので、筐体を把持するユーザに対し、より安定した並進力の力覚を付与することができる。

前記２つの力覚発生手段は互いに独立して動作可能に構成され、前記２つの力覚発生手段が各々からユーザに付与する並進力の向きが同じ側となるよう動作することによってユーザに対して並進力の力覚が付与され、前記２つの力覚発生手段がユーザに付与する並進力の向きが互いに反対側となるよう動作することによってユーザに対して回転力の力覚が付与されてもよい。このような構成とすることにより、２つの力覚発生手段の各々が付与する並進力の向きを変えるだけでユーザに対し、向きの異なる２つの並進力のいずれかと、回転方向の異なる２つの回転力のいずれかを選択的に付与することができる。このように、２つの力覚発生手段のみで多様な力を付与することができる。

前記筐体の実姿勢を検出する姿勢センサと、前記２つの力覚発生手段の動作を制御する制御手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記姿勢センサにより検知される前記筐体の実姿勢が予め定められた前記筐体の目標姿勢となるために必要な回転方向を求め、該回転方向への回転力の力覚がユーザに対して付与されるよう前記２つの力覚発生手段を駆動する、姿勢矯正制御を実行する構成であってもよい。このような構成とすることにより、ユーザに対し、２つの力覚発生手段を利用して筐体の姿勢を予め定めた目標姿勢とするためにどのように筐体を回転させればよいかを直感的に教示することができる。

前記筐体には、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが設けられ、該液滴吐出ヘッドより吐出される液滴を外部の被記録媒体に着弾させ該被記録媒体に画像を形成可能に構成された携帯型装置であって、前記制御手段は、被記録媒体に画像を形成するときに、前記姿勢矯正制御を実行する構成であってもよい。このような構成とすることにより、ユーザは２つの力覚発生手段より付与される回転力に応じて直感的に筐体の姿勢をなおし、目標姿勢となった筐体内から吐出される液滴を被記録媒体に着弾させることによって被記録媒体に画像を適正に形成することができる。

写真撮影可能に構成された携帯型装置であって、前記制御手段は、写真を撮影するときに、前記姿勢矯正制御を実行する構成であってもよい。このような構成とすることにより、ユーザは２つの力覚発生手段より付与される回転力に応じて直感的に筐体の姿勢をなおし、被写体が傾くことなく写真を撮影することができる。

道路情報及び前記筐体の現在地情報を検知する位置検知手段と、前記２つの力覚発生装置の動作を制御する制御手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記位置検知手段により検知される道路情報及び現在地情報と予め定められた目的地情報とに基づいて、前記筐体を道路に沿って目的地に到達させるために必要な進行方向への並進力の力覚がユーザに対して付与されるよう前記力覚発生手段を駆動するとともに、進行方向を転換する必要があるときには該転換する方向への回転力の力覚がユーザに対して付与されるよう前記２つの力覚発生手段を駆動する、誘導制御を実行する構成であってもよい。このような構成とすることにより、ユーザは２つの力覚発生手段より付与される回転力及び並進力に従って、目的地へと迷うことなく到着することができる。

以上のように、本発明に係る携帯型装置によれば、携帯型装置の筐体を把持しているユーザに付与される力覚の作用方向を安定させることができる。

以下、本発明に係る実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る携帯型装置１の内部構造の要部を説明する模式的断面図、図２は図１のII−II線に沿って切断して示す携帯型装置１の模式的断面図である。図１及び図２に示す携帯型装置１は、例えば携帯インクジェットプリンタ、携帯電話、固定電話の子機、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、据置型ゲーム機やテレビの操作器等、ユーザが携帯可能な電子機器である。この携帯型装置１は、図示しないユーザが把持して持ち運び容易なサイズに形成された筐体２を備えており、筐体２の内部空間３には、筐体２を把持しているユーザに力覚を付与するよう動作する力覚発生装置４_A，４_B（力覚発生手段）が設けられている。

まず、力覚発生装置４_A，４_Bの構成について説明する。図１及び図２に示すように、力覚発生装置４_A，４_Bは、筐体２の内部空間３に配設された並進運動機構５_A，５_Bと、並進運動機構５_A，５_Bを駆動するアクチュエータ６_A，６_Bと、アクチュエータ６_A，６_Bの動作を制御する力覚コントローラ７とを備えている。力覚コントローラ７に関しては機能的にブロックで示すこととする。

本実施形態では、筐体２の内部空間３に２つの力覚発生装置４_A，４_Bが設けられている。並進運動機構５_A，５_B及びアクチュエータ６_A，６_Bは、各力覚発生装置４_A，４_Bに個別対応して設けられており、これら２組の並進運動機構５_A，５_B及びアクチュエータ６_A，６_Bは互いに距離を隔てて平行に配置されている。他方、力覚コントローラ７は単一であり、２つの力覚発生装置４_A，４_Bに共通のものとして設けられている。

並進運動機構５_A，５_Bには、筐体２の内部空間３を区画する内側面２ａ，２ｂに取り付けられたガイドレール８_A，８_Bが設けられている。この一対の内側面２ａ，２ｂは互いに平行になっており、一対のガイドレール８_A，８_Bは互いの延在方向を平行にして配置されている。各ガイドレール８_A，８_Bには錘９_A，９_Bが回転不能且つスライド可能に支持されており、錘９_A，９_Bは筐体２内をガイドレール８_A，８_Bの延在方向に沿って往復移動可能になっている。錘９_A，９_Bには雌ネジ孔１０_A，１０_Bが貫通形成されており、錘９_A，９_Bがガイドレール９_A，９_Bに支持された状態において雌ネジ孔１０_A，１０_Bの軸はガイドレール８_A，８_Bの延在方向に向けられる。この雌ネジ孔１０_A，１０_Bには外面に雄ネジが切られたボールネジ１１_A，１１_Bが螺入されており、ボールネジ１１_A，１１_Bは筐体２内に取り付けられた軸受１２_A，１２_Bによって回転可能に支持され、回転軸方向には直動不能となっている。

アクチュエータ６_A，６_Bは例えばサーボモータやリニアモータなどの電動モータによって構成されている。アクチュエータ６_A，６_Bには正逆回転可能な出力軸１３_A，１３_Bが設けられており、出力軸１３_A，１３_Bは継手１４_A，１４_Bを介してボールネジ１１_A，１１_Bの端部に連結されている。このアクチュエータ６_A，６_Bが駆動されると、出力軸１３_A，１３_Bが回転して出力軸１３_A，１３_Bからの回転駆動力がボールネジ１１_A，１１_Bに入力され、ボールネジ１１_A，１１_Bが所定方向に回転駆動される。直動不能であるボールネジ１１_A，１１_Bが回転すると、このボールネジ１１_A，１１_Bの回転方向と弦巻方向に従って回転不能である錘９_A，９_Bがガイドレール８_A，８_Bの延在方向のうち何れかの側に向けて直動する。

力覚コントローラ７はドライバ１５_A，１５_Bを介してアクチュエータ６_A，６_Bに接続されており、ドライバ１５_A，１５_Bに制御指令を出力してアクチュエータ６_A，６_Bの出力軸１３_A，１３_Bの回転方向、回転速度及び回転加速度を制御する。これにより、並進運動機構５_A，５_Bのボールネジ１１_A，１１_Bの回転方向、回転速度及び回転加速度が制御され、さらには錘９_A，９_Bの位置、移動方向、速度、加速度が制御されることとなる。

次に、力覚発生装置４の基本動作について説明する。この説明の便宜上、錘９が往復移動する方向を図面に従って「上下方向」とし、錘９が上側へ移動するときの速度を正、その逆側を負としており、錘９に発生する加速度やこの加速度に基づいて作用する力に関しても、上下と正負の関係をこれに準ずるものとしている。

図３は図１に示す力覚発生装置４の基本動作を説明するタイミングチャートである。初期状態では、錘９が可動範囲の下端に位置して錘９の速度Ｖが０であると仮定する。図３に示すように、この初期状態から錘９が上向きに直動するときには、正の加速度ａ₁が錘９に発生して錘９の速度Ｖが正側に加速する。この錘９の移動開始から所定時間ｔ₁が経過すると錘９が所定位置ｘ₁（図３の例示では可動範囲の中央位置）に達し、その後負の加速度ａ₂が錘９に発生して錘９の速度Ｖが減速していく。加速度ａが負に転じてから所定時間ｔ₂が経過すると、錘９の速度Ｖが０となって錘９は可動範囲の上端に位置する。引き続き錘９には負の加速度ａ₂が発生し、錘９はその速度Ｖを負側に加速させながら下向きに移動する。錘９の移動方向が下向きに転じてから所定時間ｔ₃が経過すると錘９が上記の所定位置ｘ₁に達し、その後正の加速度ａ₁が錘９に発生して錘９の速度Ｖが減速していく。加速度ａが正に転じてから所定時間ｔ₄が経過すると、錘９の速度Ｖが０となって錘９は可動範囲の下端に戻る。力覚発生装置４はこの一連の錘９の往復移動が継続して行われるよう構成されている。

図４は図１に示す力覚発生装置４の基本動作の説明図であり、（ａ）が錘９に正の加速度ａ₁が発生している状態（図３に示す時間ｔ₁，ｔ₄参照）、（ｂ）が錘９に負の加速度ａ₂が発生している状態（図３に示す時間ｔ₂，ｔ₃参照）を夫々示している。図４（ａ）に示すように、錘９に正の加速度ａ₁が発生している状態では、筐体２にはその反作用で負（下向き）の力Ｆ₁が発生し、筐体２を把持しているユーザの掌にはこの力Ｆ₁に応じた下向きの並進力が筐体２より作用する。図４（ｂ）に示すように、錘９に負の加速度ａ₂が発生している状態では筐体２には正（上向き）の力Ｆ₂が発生し、筐体２を把持しているユーザの掌にはこの力Ｆ₂に応じた上向きの並進力が筐体２より作用する。図４（ａ）及び（ｂ）に示す各力Ｆ₁，Ｆ₂は、錘９の質量をＭとすると、次の運動方程式：Ｆ₁＝Ｍ・(−ａ₁)，Ｆ₂＝Ｍ・(−ａ₂) より夫々求めることができる。

図３に戻ると、正の加速度ａ₁の絶対値は負の加速度ａ₂の絶対値よりも大きくなっており、負の力Ｆ₁の絶対値が正の力Ｆ₂の絶対値よりも大きくなる（｜ａ₁｜＞｜ａ₂｜，｜Ｆ₁｜＞｜Ｆ₂｜）。この錘９の動作が実現されるように、力覚コントローラ７は出力軸１３の回転速度及び回転加速度を制御する構成となっている。これにより、ユーザには、大きさが異なる非対称の２つの力が交互に作用し続けることとなる。

ここで、人間は緩やかな力に対して鈍感となる知覚特性を有している。このように人間の知覚特性が非線形性を有している点は公知の事象であることから（例えば特許文献１，２参照）、本書においてはこの点についての詳細な説明を省略する。

結果、このような状況下にあるユーザは、自身の知覚特性に由来し、図３の最下段のチャートに示すように強い力である下向きの並進力のみが作用していると錯覚する。言い換えると、力覚発生装置４は、錘９を連続的に往復移動させるに際して錘９に発生する正の加速度の絶対値と負の加速度の絶対値とを異ならせるようアクチュエータ６を駆動することにより、筐体２を把持しているユーザに対し、錘９が移動する方向のうち何れか一側への並進力が筐体２より作用しているとの擬似力覚を付与することができる。

なお、図３に示す錘９の動作パターンは一例に過ぎず、ユーザにこの擬似力覚を付与し得る範囲内で適宜変更可能である。例えば負の加速度の絶対値を正の加速度の絶対値よりも大きくすると、ユーザが擬似的に知覚する並進力の向きは逆側となる。また、説明を単純化するために速度Ｖが線形に変化するパターンを例示したが、速度Ｖが非線形に変化して正の加速度の絶対値及び／又は負の加速度の絶対値が時間の経過とともに変化するようにしてもよい。このときには、錘９に発生する正の加速度の絶対値の最大値と負の加速度の絶対値の最大値とを異ならせるようにして錘９を往復移動させればよい。加速度ａの正負が転換する錘９の位置ｘ₁も可動範囲の中央位置に限らず適宜変更可能であり、錘９が往復動作するのに必要な時間（ｔ₁＋ｔ₂＋ｔ₃＋ｔ₄）も適宜値に設定可能である。

また、図１及び図２に示す力覚発生装置４の構成も適宜変更可能である。ボールネジ１１が出力軸１３と同期回転する構成を例示したが、出力軸１３とボールネジ１１との間に回転速度を変更したり回転方向を変換したり回転軸方向を変換する動力伝達機構が介在していてもよい。また、並進運動機構５はネジ機構を利用することでアクチュエータ６が発生する回転駆動力を錘９の並進運動に変換する構成となっているが、正負の加速度を異ならせて錘９を往復移動させることができるのであればどのような機構を利用してもよい。

前述したように、本実施形態では一つの携帯型装置１に２つの力覚発生装置４_A，４_Bが設けられている。２つの力覚発生装置４_A，４_Bはそれぞれ、互いに平行な方向に往復移動可能な錘９_A，９_Bを備え、これら２つの錘９_A，９_Bの動作は互いに独立して制御される構成となっている。従って、２つの錘９_A，９_Bを同時に動作させるに際しては、大まかに言って、これら錘９_A，９_Bは図５及び図６に示す４つの動作パターンのうち何れかのパターンで動作することとなる。

図５（ａ）は、左右の錘９_A，９_Bの両方に関し、自身に発生する正の加速度の絶対値が負の加速度の絶対値よりも大きい場合の動作パターンを示している。この場合、ユーザには、筐体２の左右両側から正の加速度に基づく下向きの並進力Ｆ_L，Ｆ_Rが作用しているとの擬似力覚が付与され、結果としてユーザには筐体２から自身が下向きに引っ張られているような擬似力覚が付与されることとなる。図５（ｂ）は、図５（ａ）と逆の場合の動作パターンを示している。この場合、ユーザには筐体２から自身が上向きに引っ張られているような擬似力覚が付与されることとなる。

図６（ａ）は、左側の錘９_Aに関しては、正の加速度の絶対値が負の加速度の絶対値よりも大きく、右側の錘９_Bに関しては、負の加速度の絶対値が正の加速度の絶対値よりも大きい場合の動作パターンを示している。この場合、ユーザには、筐体２の左側から正の加速度に基づく下向きの並進力Ｆ_Lが作用し、筐体２の右側から負の加速度に基づく上向きの並進力Ｆ_Rが作用しているとの擬似力覚が付与される。結果としてユーザは、筐体２から反時計回り方向の回転力が作用しているかのような擬似力覚が付与されることとなる。図６（ｂ）は、図６（ａ）と逆の場合の動作パターンを示している。この場合、ユーザには、筐体２から時計回り方向の回転力が作用しているかのような擬似力覚が付与されることとなる。

このようにユーザには、錘９_A，９_Bの動作パターンに従って４種の擬似力覚のうちいずれかの力覚が付与されうる。錘９_A，９_Bに発生する加速度を正負で異ならせるにあたって、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す動作パターンでは、大きい値に設定される加速度を同じ側にしている。この場合、ユーザには、錘が往復する方向のうちいずれか一側への並進力が作用しているとの疑似力覚が付与される。他方、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す動作パターンでは、大きい値に設定される加速度を互いに逆側にしている。このとき、ユーザには、各錘９_A，９_Bの運動軌跡である２つの直線によって規定される平面内での回転力が作用しているかのような擬似力覚が付与される。

このように筐体２内に設けた２つの力覚発生装置４_A，４_Bの錘９_A，９_Bの加速度を互いに独立して制御可能にしていることにより、低コストで多様な力覚をユーザに付与することができる。しかも、この２つの力覚発生手段４_A，４_Bは筐体２の内部空間３を区画する内側面２ａ，２ｂに取り付けられており、各錘９_A，９_Bがこの内側面２ａ，２ｂに近接した位置で往復移動する構成となっている。このため、一対の錘９_A，９_Bは互いに距離を隔てた位置で往復移動することとなり、これら錘９_A，９_Bの往復移動により筐体２の両側に並進力が発生する。従って、ユーザは筐体２を把持する箇所に関係なく、筐体２が発生する並進力に基づいて付与される疑似力覚の作用方向が安定するようになる。このため、この２つの力覚発生装置４_A，４_Bを利用して力覚に訴えてユーザに情報を提示するにあたって、その情報をユーザに的確に伝達することができるようになる。

以下、２つの力覚発生装置４_A，４_Bの動作により力覚に訴えてユーザに情報を提示するための具体的構成について複数例を挙げて説明する。ただし、２つの力覚発生装置４_A，４_Bを利用して力覚に訴えて提示可能な情報は下記の例に限られるものではない。

まず、第１の例として、本発明に係る携帯型装置として携帯インクジェットプリンタを適用し、２つの力覚発生装置を動作させることによってユーザに携帯インクジェットプリンタの姿勢を矯正させるための操作手法を力覚に訴えて提示する制御（以下、単に「姿勢矯正制御」とも呼ぶ）を実行する場合について説明する。

図７は本発明に係る携帯型装置の実施形態として例示する携帯インクジェットプリンタ５１の構成を機能的に示すブロック図である。図７に示すように、携帯インクジェットプリンタ５１は略直方体状の筐体５２を備えている。筐体５２の内部空間５３には、インク滴を吐出するよう構成されたインクジェットヘッド５４と、インクジェットヘッド５４に供給されるインクを貯留しているインクタンク５５とが配設されている。インクタンク５５は例えばカートリッジ式に構成されて着脱交換可能であり、チューブ等のインク供給路５６を介してインクジェットヘッド５４と接続されている。

また、筐体５２の内部空間５３には、携帯インクジェットプリンタ５１の動作を統括的に制御する主制御部６１を備えている。主制御部６１は、外部から着脱可能に装着される記録媒体６２と接続可能になっており、記録媒体６２に保存されている画像情報に基づいてインクジェットヘッド５４を駆動制御する。また、主制御部６１はバッテリ６３から供給される電力に基づいて駆動されるようになっている。

主制御部６１は、図１及び図２に示したものと同様にして構成される力覚発生装置４_A，４_Bの力覚コントローラ７に接続されている。力覚コントローラ７は、主制御部６１からの指令に基づく方向への並進力の力覚がユーザに付与されるよう、アクチュエータ６_A，６_Bを駆動制御して並進運動機構５_A，５_Bの錘９_A，９_Bを往復移動させる。

また、主制御部６１には筐体５２の姿勢を検出する姿勢センサ６４が設けられている。この姿勢センサ６４は例えば反射型フォトインタラプタ等により構成されている。

図８は図７に示す主制御部６１が実行する姿勢矯正制御の説明図であるが、携帯インクジェットプリンタ５１の外観を示しているので、これを参照して携帯インクジェットプリンタ５１の外観の特徴を説明する。図７に示すように、姿勢センサ６４は、筐体５２の下面において、筐体５２の両端にそれぞれ取り付けられており、自身が射出したレーザ光の反射光を受光することによって、レーザ光の反射面に対する筐体５２の下面の傾斜角を検知可能に構成されている。

また、インクジェットヘッド５４は、インク滴を吐出するためのノズル（図示せず）が開口するノズル開口面５４ａを筐体５２の下面から露出させるようにして筐体５２に搭載されている。ユーザは携帯インクジェットプリンタ５１の筐体５２をその手Ｈに把持し、ノズル開口面５４ａを外部に設置した用紙等の被記録媒体Ｍに対向させ、筐体５２を被記録媒体Ｍに対して走査し、インクジェットヘッド５４より吐出されたインクを被記録媒体Ｍの適宜箇所に着弾させる。これにより被記録媒体Ｍに画像情報に基づいた画像を形成することができる。

インクジェットヘッド５４は、ノズル開口面５４ａよりその法線方向にインクを吐出するような構成となっているため、インクを被記録媒体Ｍに適正に着弾させて精度よく画像を形成するためには、ノズル開口面５４ａと被記録媒体Ｍとが平行に対向していることが好ましい。他方、主制御部６１（図６参照）には図示しないメモリが内蔵されており、このメモリには、ノズル開口面５４ａと被記録媒体Ｍとが平行であるときの、筐体５２の下面のレーザ光の反射面に対する傾斜角（姿勢）が、画像を形成するのに最適な目標姿勢として予め記憶されている。

以下、図８に基づいて携帯インクジェットプリンタ５１の主制御部６１が実行する姿勢矯正制御について説明する。図８（ａ）に示すように、ユーザが被記録媒体Ｍに画像を形成するに際しては、ノズル開口面５４ａを被記録媒体Ｍと対向させるようにして筐体５２をその手Ｈに把持することとなる。主制御部５１はこのように画像を形成するモードになると、姿勢センサ６４から入力される傾斜角情報に基づいて現在の筐体５２の姿勢（以下、単に「筐体５２の実姿勢」とも呼ぶ）と、図示しないメモリに記憶している目標姿勢とを比較し、筐体５２の実姿勢を目標姿勢にするために必要な回転方向を求める。但し、図７（ａ）を参照すると、筐体５２を反時計回り方向にθ[deg]回転させても、筐体５２を時計回り方向に（３６０−θ）[deg]回転させても、筐体５２の実姿勢が目標姿勢となる。このため、主制御部６１は、実姿勢を目標姿勢にするために必要な回転方向を求めるにあたり、実姿勢を目標姿勢にするために必要な回転角度が１８０[deg]未満となる方向を選択するよう構成となっている。つまり、図８（ａ）に例示する状況においては、この回転方向として反時計回り方向が選択される。

そして、主制御部６１は、ユーザにこの方向の回転力が作用しているとの擬似力覚を付与するよう、２つの力覚発生装置４_A，４_Bを駆動する。図７（ａ）に例示する状況においては、図６（ｂ）に示した動作パターンとなるよう２つの力覚発生装置４_A，４_Bを駆動することとなり、左側の力覚発生装置４_Aは下向きの並進力Ｆ_Lが作用しているとの擬似力覚を付与するよう駆動され、右側の力覚発生装置４_Bは上向きの並進力Ｆ_Rが作用しているとの疑似力覚を付与するよう駆動される。

これにより、ユーザは筐体５２に反時計回り方向の回転力が発生していると擬似的に感じることとなる。ユーザがこの力覚に従って筐体５２を回転させると、図８（ｂ）に示すように、ノズル開口面５４ａが被記録媒体Ｍと平行になり、被記録媒体Ｍに画像を精度よく形成することができるようになる。

このように本例によれば、ユーザが自分で筐体５２を走査しながら被記録媒体Ｍに画像を形成するよう構成された携帯インクジェットプリンタ５１において、２つの力覚発生装置４_A，４_Bを動作させることにより画像を形成するのに最適な姿勢となるためにはどのように筐体５２を回転させればよいのか、その操作手法が力覚に訴えてユーザに提示される。ユーザは自身に付与された力覚に従って筐体５２を回転させるだけで姿勢を矯正することができ、ユーザは直感的に携帯インクジェットプリンタ５１を操作することができる。なお、単に平行移動するだけでは姿勢を矯正することはできないことから、この姿勢矯正制御はユーザに回転力を擬似的に付与可能とするよう２つの力覚発生装置を備える構成の携帯型装置により、好適に実現される。

次に、第２の例として、本発明に係る携帯型装置として写真を撮影可能に構成されているデジタルスチルカメラを適用し、２つの力覚発生装置を動作させることによってデジタルスチルカメラの姿勢矯正制御を実行する場合について説明する。

図９は本発明に係る携帯型装置の実施形態として例示するデジタルスチルカメラの構成を機能的に示すブロック図である。図９に示すように、デジタルスチルカメラ７１は略直方体状の筐体７２を有している。筐体７２の上面にはシャッターボタン７４が設けられ、筐体２の背面には、複数の操作ボタン７５や表示装置７６が設けられている。

図９に示すように、デジタルスチルカメラ７１は被写体からの反射光を結像するための結像光学系７７を備え、この被写体の像がＣＣＤ等の光電変換素子からなる撮像素子７８に結像されるようになっている。筐体７２の正面側にはこの結像光学系７６をなす光学部品の一部を内蔵した鏡筒（図示せず）などが設けられ、撮像素子７８は筐体７２の内部空間７３に配置されている。

また、筐体７２の内部空間７３にはデジタルスチルカメラ７１の動作を統括的に制御する主制御部８１が設けられている。主制御部８１は、ユーザの操作ボタン７５の押下に従い、露出時間や倍率等の結像光学系７７のパラメータの設定変更を行うよう結像光学系７７に指令を与えることができる。筐体７２の下面には図示しないスロットが設けられており、このスロット内には画像情報を保存するための記録媒体８２や、主制御部８１等の電源となるバッテリ８３が装着される。

主制御部８１は、撮像素子７８から入力した画像信号を処理し、処理した画像情報を表示装置７６に出力してリアルタイム表示させ、表示装置７６をファインダとして機能させることができる。ユーザがこの表示装置７６に被写体をフレーミングしてシャッターボタン７４を押下すると、主制御部８１はこの操作に基づき撮像素子７８から入力した画像信号を処理し、処理した画像情報を記録媒体８２に保存させる。この一連の動作により、デジタルスチルカメラ７１を用いた写真撮影が行われることとなる。

主制御部８１は、図１及び図２に示したものと同様にして構成される力覚発生装置４_A，４_Bの力覚コントローラ７に接続されている。力覚コントローラ７は、主制御部８１からの指令に基づく方向への並進力の力覚がユーザに付与されるよう、アクチュエータ６_A，６_Bを駆動制御して並進運動機構５_A，５_Bの錘９_A，９_Bを往復移動させる。

また、主制御部８１には筐体７２の姿勢を検出する姿勢センサ８４が設けられている。この姿勢センサ８４は、例えば筐体７２の水平方向に対する傾斜角を検出する傾斜角センサにより構成される。他方、主制御部８１には図示しないメモリが内蔵され、このメモリには、筐体７２が水平であるときの傾斜角（姿勢）が、写真を撮影するのに最適な目標姿勢として予め記憶されている。

以下、図１０に基づいてデジタルスチルカメラ７１の主制御部８１が実行する姿勢矯正制御について説明する。図１０（ａ）に示すように、ユーザが写真を撮影するに際しては、筐体７２をその手に把持してファインダとしての表示装置７６に被写体８９をフレーミングすることとなる。主制御部８１はこのように写真を撮影するモードになると、姿勢センサ８４から入力される傾斜角情報に基づいて筐体７２の姿勢（実姿勢）と、メモリに記憶している目標姿勢とを比較し、筐体７２の実姿勢を目標姿勢にするために必要な回転方向を求める。そして、主制御部８１はユーザに、求めた回転方向の回転力が作用しているとの疑似力覚を付与するよう２つの力覚発生装置４_A，４_Bを駆動する。図１０（ａ）に示す例では、反時計回り方向の回転力を擬似的に付与するために図６（ｂ）に示す動作パターンで動作するよう力覚発生装置４_A，４_Bを駆動することとなり、左側の力覚発生装置４_Aは下向きの並進力Ｆ_Lが作用しているとの疑似力覚を付与するよう駆動され、右側の力覚発生装置４_Bは上向きの並進力Ｆ_Rが作用しているとの疑似力覚を付与するよう駆動される。

これにより、ユーザは筐体７２に反時計回り方向の回転力が発生していると擬似的に感じることとなる。ユーザがこの力覚に従って筐体５２を回転させると、図１０（ｂ）に示すように、被写体８９がファインダに水平にフレーミングされ、被写体８９が傾くことなく写真を撮影することができるようになる。

このように本例によれば、デジタルスチルカメラ７１において、２つの力覚発生装置４_A，４_Bを動作させることにより被写体が傾くことなく写真を撮影するためにはどのように筐体７２を回転させればよいのか、その操作手法が力覚に訴えてユーザに提示されることとなる。ユーザは自身に付与された力覚に従って筐体７２を回転させるだけで姿勢を矯正することができる。

次に、第３の例として、本発明に係る携帯型装置として携帯電話を適用し、２つの力覚発生装置を動作させることによって、力覚に訴えてユーザを現在地から予め定めた目的地まで誘導する制御（以下、単に「誘導制御」とも呼ぶ）を実行する例について説明する。

図１１は本発明に係る携帯型装置の実施形態として例示する携帯電話の構成を機能的に示すブロック図である。図１１に示すように、携帯電話９１は略直方体状の筐体９２を備えており、筐体９２の内部空間９３には携帯電話９１の動作を統括的に制御する主制御部１０１を備えている。主制御部１０１は筐体９２の正面上部に設けられている表示装置９４に接続されており、表示装置９４に適宜の画像情報を表示させることができる。また、主制御部１０１は筐体９２の正面下部に設けられているプッシュボタン９５に接続されており、プッシュボタン９５が押下されると主制御部１０１に操作信号が入力される構成となっている。

また、主制御部１０１は、筐体９２の正面上端部に設けられたスピーカ９６及び正面下端部に設けられているマイクロフォン９７と接続されているとともに、送受信部１０２を介してアンテナ９８と接続されている。通話時には、送受信部１０２はアンテナ９８を介して受信した基地局からの受信周波数信号を復調して主制御部１０１に出力し、主制御部１０１は送受信部１０２からの信号を処理してスピーカ９６に出力する。他方、主制御部１０１はマイクロフォン９７からの音声信号を処理して送受信部１０２に出力し、送受信部１０２は主制御部１０１からの信号を変調したのち送信高周波信号に変換してアンテナ９８に送信する。

また、主制御部１０１はＧＰＳ部１０５と接続されている。ＧＰＳ部１０５は図示しないＧＰＳ衛星からの測位用電波を受信し、現在地情報を算出する構成となっている。また、このＧＰＳ部１０５は外部の図示しないサーバとアクセス可能になっており、該サーバに記憶されている現在地周辺の地図情報を受信する構成となっている。なお、この地図情報には少なくとも道路情報が含まれていればよく、周辺に立地する建物に係る情報を必ず含んでいる必要はない。

さらに、主制御部１０１は、図１及び図２に示したものと同様にして構成される力覚発生装置４_A，４_Bの力覚コントローラ７に接続されている。力覚コントローラ７は、主制御部１０１からの指令に基づく方向への並進力の力覚がユーザに付与されるよう、アクチュエータ６_A，６_Bを駆動制御して並進運動機構５_A，５_Bの錘９_A，９_Bを往復移動させる。

以下、図１２に基づいて携帯電話９１の主制御部１０１が実行する誘導制御について説明する。この誘導制御に先立ち、ユーザは予め目的地の位置情報をプッシュボタン９５の押下等により入力する。入力された目的地情報は主制御部１０１に接続されているメモリ１０３に記憶される。そして、ユーザがプッシュボタン９５の押下等により指令が与えられると、主制御部１０１が誘導制御を開始するようになっている。この誘導制御を開始すると、主制御部１０１にはＧＰＳ部１０５が受信すると地図情報及び現在地情報が逐次入力されるようになっている。

まず、主制御部１０１は、ＧＰＳ部１０５が受信する地図情報及び現在地情報と、メモリ１０３に記憶されている目的地情報とに基づき画像情報を生成し、該画像情報を表示装置９４に表示させる。これにより表示装置９４には、地図情報に基づく現在地周辺の道路Ｒが表示されるとともに、現在地情報に基づく現在地指標Ｐ１が道路Ｒ上に例えば星印で表示され、目的地情報に基づく目的地指標Ｐ２が道路Ｒ上に例えば旗印で表示される。

そして、主制御部１０１は、現在地から目的地に到達するまでに必要な経路を道路情報に基づいて求める。なお、図１２（ａ）に例示する状況においては、「直進」、「左折」、「直進」の３つの手順を踏む経路が求められることとなる。次に、主制御部１０１は、現在地情報と求めた経路とに基づいて、２つの力覚発生装置を駆動する。

図１２（ａ）においては、ＧＰＳ部１０５が現在地から目的地に到達するために道路Ｒを「直進」する必要がある。この場合において、主制御部１０１は、ユーザに上向きの並進力が作用しているとの疑似力覚を付与するよう２つの力覚発生装置を駆動する。つまり、主制御部１０１は図５（ａ）に示す動作パターンとなるよう２つの力覚発生装置を駆動することとなり、ユーザには筐体９２によって上向きに引っ張られるかのような疑似力覚が付与される。ユーザはこの力覚に従って道路を直進すれば、目的地へと近づくよう移動することができる。

図１２（ｂ）においては、現在地から目的地に到達するために道路Ｒを左折する必要がある。この場合において、主制御部１０１は、ユーザに反時計回り方向（左回り方向）の回転力が作用しているとの疑似力覚を付与するよう２つの力覚発生装置を駆動する。つまり、主制御部１０１は、図６（ｂ）に示す動作パターンとなるよう２つの力覚発生装置を駆動することとなり、ユーザには筐体９２が左へ回転するかのような疑似力覚が付与される。ユーザはこの力覚に従って道路を左折すると、目的地に向かって正しく方向転換することができる。

図１２（ｃ）においては、交差点に差しかかっている状況を例示しているが、現在地から目的地に到達するためには道路Ｒをそのまま直進する必要がある。この場合において、主制御部は、図１２（ａ）に例示した場合と同様にして２つの力覚発生装置を駆動することとなり、ユーザには筐体９２により上向きに引っ張られているかのような疑似力覚が付与される。ユーザはこの力覚に従って道路をそのまま直進すると、目的地に向かって正しく移動することができる。

このように本例によれば、ユーザが携帯電話の筐体から擬似的に付与される力の作用方向に移動するだけで現在地から予め定めた目的地に到達することができるようになる。

以上説明したように、本実施形態においては、視覚や聴覚に訴えた情報の提示ではなく、力覚に訴えて情報を提示することができる。このため、ユーザは、視聴覚に訴えて提示された情報を解釈してその解釈に基づき機器を操作するという手間を省くことができ、自身に付与された力覚に従って直感的に操作することができるようになる。これにより、機器の操作性が向上し、電子機器の取扱いに不慣れなユーザであっても簡便に操作することができるようになる。

本発明は、力覚に訴えてユーザに情報を提示して直感的な操作を行わせることができるという優れた作用効果を奏し、例えば携帯インクジェットプリンタ、携帯電話、固定電話の子機、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、据置型ゲーム機やテレビの操作器等、各種の携帯型装置に好適に適用される。

本発明の実施形態に係る携帯型装置の内部構造の要部を示す模式的断面図である。 図１のII−II線に沿って切断して示す携帯型装置の模式的断面図である。 図１に示す力覚発生装置の基本動作を説明するタイミングチャートである。 図１に示す力覚発生装置の基本動作の説明図であり、（ａ）が該力覚発生装置の錘に正の加速度が発生している状態、（ｂ）が該錘に負の加速度が発生している状態をそれぞれ示している。 図３に説明した基本動作を行う２つの力覚発生装置の動作パターンの説明図であり、（ａ）がユーザに上向きの並進力が作用しているとの擬似力覚を付与する場合の動作パターン、（ｂ）がユーザに下向きの並進力が作用しているとの擬似力覚を付与する場合の動作パターンをそれぞれ示している。 図３に説明した基本動作を行う２つの力覚発生装置の動作パターンの説明図であり、（ａ）がユーザに時計回り方向の回転力が作用しているとの疑似力覚を付与する場合の動作パターン、（ｂ）がユーザに反時計回り方向の回転力が作用しているとの疑似力覚を付与する場合の動作パターンをそれぞれ示している。 本発明に係る携帯型装置の実施形態の一例として示す携帯インクジェットプリンタの構成を機能的に示すブロック図である。 図７に示す携帯インクジェットプリンタが実行する姿勢矯正制御の概念図である。 本発明に係る携帯型装置の実施形態の一例として示すデジタルスチルカメラの構成を機能的に示すブロック図である。 図９に示すデジタルスチルカメラが実行する姿勢矯正制御の概念図である。 本発明に係る携帯型装置の実施形態の一例として示す携帯電話の構成を機能的に示すブロック図である。 図１１に示す携帯電話が実行する誘導制御の概念図である。

符号の説明

１ 携帯型装置
２ 筐体
４ 力覚発生装置（力覚発生手段）
５ 並進運動機構
６ アクチュエータ
７ 力覚コントローラ
９ 錘
１１ ボールネジ
５１ 携帯インクジェットプリンタ（携帯型装置）
５２ 筐体
５３ 内部空間
５４ インクジェットヘッド
６１ 主制御部（制御手段）
６４ 姿勢センサ（姿勢検知手段）
７１ デジタルスチルカメラ（携帯型装置）
７２ 筐体
８１ 主制御部（制御手段）
９４ 姿勢センサ（姿勢検知手段）
９１ 携帯電話（携帯型装置）
９２ 筐体
１０１ 主制御部（制御手段）
１０５ ＧＰＳ部（位置検知手段）

Claims (7)

1. 筐体を把持しているユーザに対し、所定方向のうち一側及び他側への並進力の力覚を選択的に付与する力覚発生手段を備えた携帯型装置であって、
   前記筐体の内部空間に、２つの前記力覚発生手段が、各々からユーザに付与しうる並進力の向きが互いに平行となるようにして距離を隔てて配置され、
   前記力覚発生手段は、前記筐体の内部空間を区画する内面のうち最も面積が大きい第１内面と平行な前記所定方向に往復移動可能な錘を備え、前記錘に発生する正の加速度の絶対値と負の加速度の絶対値とを異ならせて前記錘を往復運動させることにより前記ユーザに対して前記所定方向のうち一側及び他側への並進力の力覚を選択的に付与する構成であることを特徴とする携帯型装置。
2. 前記筐体は、前記内部空間を区画する内面のうち前記第１内面とは異なり且つ互いに平行な一対の第２内面を有し、
   前記２つの力覚発生手段が、前記一対の第２内面近傍にそれぞれ分かれて取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯型装置。
3. 前記２つの力覚発生手段は互いに独立して動作可能に構成され、
   前記２つの力覚発生手段が各々からユーザに付与する並進力の向きが同じ側となるよう動作することによってユーザに対して並進力の力覚が付与され、前記２つの力覚発生手段がユーザに付与する並進力の向きが互いに反対側となるよう動作することによってユーザに対して回転力の力覚が付与されることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯型装置。
4. 前記筐体の実姿勢を検出する姿勢センサと、
   前記２つの力覚発生手段の動作を制御する制御手段とをさらに備え、
   前記制御手段は、前記姿勢センサにより検知される前記筐体の実姿勢が予め定められた前記筐体の目標姿勢となるために必要な回転方向を求め、該回転方向への回転力の力覚がユーザに対して付与されるよう前記２つの力覚発生手段を駆動する、姿勢矯正制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の携帯型装置。
5. 前記筐体には、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが設けられ、該液滴吐出ヘッドより吐出される液滴を外部の被記録媒体に着弾させ該被記録媒体に画像を形成可能に構成された携帯型装置であって、
   前記制御手段は、被記録媒体に画像を形成するときに、前記姿勢矯正制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の携帯型装置。
6. 写真撮影可能に構成された携帯型装置であって、
   前記制御手段は、写真を撮影するときに、前記姿勢矯正制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の携帯型装置。
7. 道路情報及び前記筐体の現在地情報を検知する位置検知手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記位置検知手段により検知される現在地及び道路情報と予め定められた目的地とに基づいて、前記筐体を道路に沿って該目的地に到達させるために必要な方向への並進力の力覚がユーザに対して付与されるよう前記力覚発生手段を駆動するとともに、その方向を転換する必要があるときには該方向転換方向への回転力の力覚がユーザに対して付与されるよう前記２つの力覚発生手段を駆動する、誘導制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の携帯型装置。

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