JP5849581B2 - 力覚提示装置 - Google Patents
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Description
上記本体は、第1の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む。
上記第1の可動部は、上記把持部の少なくとも一部を被覆し、上記本体に対して上記第1の軸と交差する第2の軸方向へ変位可能である。
上記第1の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第1の可動部を上記第2の軸方向へ変位させることで上記第1の軸及び上記第2の軸に各々に交差する第3の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
上記第2の駆動機構は、上記本体に設けられ、上記本体に対して上記第2の可動部を上記第3の軸方向へ変位させることで上記第2の軸回りのモーメントを上記把持部に発生させる。
<第1の実施形態>
図1は、本技術の第1の実施形態に係る力覚提示装置を用いたシステム構成を示す図、図2は、図1に示す力覚提示装置がユーザに把持された状態を示す斜視図である。図3は、図2に示す力覚提示装置1の斜視図、図4は、図3に示す力覚提示装置1の概略側面図であり、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。なお図3,4においてX,Y,Z軸は、互いに直交する3軸方向をそれぞれ示している。
力覚提示装置1は、ユーザが把持できる大きさであり(図2参照)、例えばZ軸方向に長手方向を有する略直方体形状である。本実施形態において、力覚提示装置1は、主として、ゲームに用いられる空間操作型のコントローラとして構成されている。力覚提示装置1は、空間内でユーザが力覚提示装置1を動かしたとき、この移動に関する情報を含む操作信号を生成し、制御装置2へ送信するように構成されている。力覚提示装置1は、後述するように制御装置2から信号を受信し、この信号に応じてユーザに力覚を提示可能に構成されている。
制御装置2は、例えば、ビデオRAMと、表示制御部と、MPUと、RAMと、ROMと、無線通信部とを有する。
制御装置2の無線通信部は、例えばゲームの各種の情報を含む信号を力覚提示装置1に送信可能に構成されていると共に、力覚提示装置1から送信された後述する操作信号を受信可能に構成されている。MPUは、力覚提示装置1からの操作信号を解析し、RAM、及びROMに格納された各種設定値及びプログラムを用いて各種の演算処理を行う。演算処理の一例として、MPUは、この操作信号に基づいて、表示装置3の画面に表示されるユーザの操作対象の位置を算出(更新)する。表示制御部は、MPUの制御に応じて、主に、表示装置3の画面に表示するための画面データを生成する。画面データとしては、ポインタ、アイコン、ゲームにおけるユーザの操作対象等の画面データが含まれる。ビデオRAMは、表示制御部の作業領域となり、生成された画面データを一時的に格納する。
制御装置2は、例えばゲーム機器であるが、力覚提示装置1に専用の機器であってもよいし、PC(パーソナルコンピュータ)等の一般的な情報処理装置であってもよい。また、制御装置2は、表示装置3と一体となったコンピュータであってもよい。制御装置2による制御対象機器は、オーディオ/ビジュアル機器、プロジェクタ、カーナビゲーション機器等であってもよい。
表示装置3は、例えば制御装置2からの出力情報に基づいて画面に例えばユーザの操作対象の画像等を表示する。表示装置3は、例えば液晶ディスプレイ、EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。表示装置3は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよい。表示装置3は、画面上に3次元映像を表示することが可能な、例えば3Dテレビジョンで構成されてもよい。
図7は、図4に示す力覚提示装置1の一動作例を説明するフローチャートである。
本動作例は、例えば種々のゲームにおけるユーザの操作対象(例えばバット、釣竿、フライパン等)と、この操作対象に力を付与する物体(例えばボール、魚、具材等、以下、当たり判定対象、という。)との間の当たり判定の結果に応じて、力覚提示装置1が可動板120を変位させることで、ユーザに力覚を提示する動作例について説明する。
例えば、ドラム等の打楽器を練習するためのゲームに用いることができる。具体的には、表示装置3の表示画面にドラムの画像を表示しておき、スティックの代わりに力覚提示装置1を用いる。この場合、ゲームにおけるユーザの操作対象がスティックであり、スティックに力を付与する物体がドラムである。そして、ドラムにスティックが当たったときに(当たりの判定)、その反力に相当するモーメントが把持部110Gに発生するように可動板120を傾動させることで、実際のドラム演奏の練習と同様のリアリティーのある力覚をユーザに提示することができる。特に、現実のドラム等の楽器の練習においては、楽器の準備が大掛かりになるが、力覚提示装置1を用いることで、ドラムの練習を容易に行うことができる。
図8は、本技術の第2の実施形態に係る力覚提示装置の斜視図、図9は、図8に示す力覚提示装置の側面図であり、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。なお、本実施形態では、上記実施形態に比べて、複数のアクチュエータの配設位置及び可動部の構成が異なるので、同一の構成要素等には同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
制御部205は、アクチュエータ108A,108Bの駆動軸118A,118Bを相互に逆方へ移動させる(直線機構部)。すなわち制御部205は、図10に示すように駆動軸118AをY軸方向プラス向きに移動させるときには駆動軸118BをY軸方向マイナス向きに移動させ、図11に示すように駆動軸118AをY軸方向マイナス向きに移動させるときには駆動軸118BをY軸方向プラス向きに移動させる。これにより第1,第2の可動板220A,220Bは相互に逆方向へ移動し、X軸回りに時計方向あるいは反時計方向へのモーメントを把持部210Gに発生させる。
図12は、本技術の第3の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図、図13は、図12に示す力覚提示装置の側面図、図14は、図13に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図、図15は、図13に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。各図において、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。
制御部305は、第1の可動板120を駆動する2つのアクチュエータ108の駆動軸118を相互に逆方向へ移動させ、第2の可動板320を駆動する2つのアクチュエータ308の駆動軸318を相互に逆方向へ移動させる。また制御部305は、アクチュエータ108,308の駆動軸118,318を相互に逆方向へ移動させる。
図16は、本技術の第4の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図、図17は、図16に示す力覚提示装置の側面図、図18は、図17に示す力覚提示装置の一状態を示す側面図、図19は、図17に示す力覚提示装置の他の状態を示す側面図である。なお、本実施形態では、第2の実施形態と同様に構成されているので、同一の部材等には同一の符号を付し、説明を省略する。また各図において、説明を分かり易くするため要部の構成は誇張して示されている。
図20は、本技術の第5の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
本実施形態の力覚提示装置500は、Z軸方向に長手方向を有する略四角柱状の本体510を有する。本体510の相対向する一方の2つの側面111、側面311と、相対向する他方の2つの側面511,512とを有する。側面111,311には第1の可動板120,320(第1の可動部)がそれぞれ取り付けられ、側面511,512には第2の可動板520,530(第2の可動部)がそれぞれ取り付けられている。各可動板は、本体510の把持部を全周にわたって被覆し、各可動板の略中央部がユーザにより把持される把持部510Gを形成する。
図21は、本技術の第6の実施形態に係る力覚提示装置を示す斜視図である。
本実施形態の力覚提示装置600は、Z軸方向に長手方向を有する略四角柱状の本体610を有する。本体610の相対向する一方の2つの側面211、側面411と、相対向する他方の2つの側面611,612とを有する。側面211,411には第1の可動板220,230,420,430(第1の可動部)がそれぞれ取り付けられ、側面611,612には第2の可動板620,630,640,650(第2の可動部)がそれぞれ取り付けられている。各可動板は、本体610の把持部を全周にわたって被覆し、各可動板の略中央部がユーザにより把持される把持部610Gを形成する。
図22は、本技術の第7の実施形態に係る力覚提示装置の把持された状態を示す斜視図である。図23は、図22に示す力覚提示装置の斜視図である。本実施形態では、上記第5の実施形態に比べて、本体の形状及び複数の可動部の形状が異なるので、同一の部材等には同一の符号を付しその説明を省略し,異なる箇所を中心に説明する。
本体710の側周面711には、本体710を挟んでY軸方向に対向する複数のアクチュエータ708,728と、本体710を挟んでX軸方向に対向する複数のアクチュエータ748,768とをそれぞれ有する。アクチュエータ708は、Z軸方向に離間してそれぞれ一対配置され、第1の可動板720に連結される。同様に、アクチュエータ728,748,768はZ軸方向に離間してそれぞれ一対ずつ配置され、第2の可動板730、第3の可動板740及び第4の可動板750にそれぞれ連結される。各可動板720,730,740,750は、本体710に対して図示しない連結部を介して傾動可能に支持される。
図27は、当該実施形態の第1の変形例の力覚提示装置を説明するための図である。なお、図27では、説明を分かり易くするために第1の可動板720、第2の可動板730、第3の可動板740及び第4の可動板750の図示を省略した。
図28は、当該実施形態の第2の変形例の力覚提示装置を説明するための図、図29は、図28に示す力覚提示装置を説明するための図である。なお、図28においては、本体710と、第3の可動部740とを連結する連結部770を除く構成については、上記第1の変形例と同様であるので、図示を省略した。
(1)第1の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む本体と、
前記把持部の少なくとも一部を被覆し、前記本体に対して前記第1の軸と交差する第2の軸方向へ変位可能な第1の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第1の可動部を前記第2の軸方向へ変位させることで前記第1の軸及び前記第2の軸に各々に交差する第3の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第1の駆動機構と
を具備する力覚提示装置。
(2)上記(1)に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の駆動機構は、前記第1の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有する
力覚提示装置。
(3)上記(2)に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、前記第1の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、
前記第1の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第3の軸回りに前記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有する
力覚提示装置。
(4)上記(3)に記載の力覚提示装置であって、
前記板状部材は、前記第1の軸方向に相互に離間する第1の端部と第2の端部とを有し、
前記傾動機構部は、
前記第1の端部を移動させることが可能な第1の駆動源と、
前記第2の端部を前記第1の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能な第2の駆動源と、
前記第1の駆動源と前記第2の駆動源との間に配置され、前記板状部材を前記第3の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する連結部とを有する
力覚提示装置。
(5)上記(2)に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、
前記第1の軸方向に長手方向を有する第1の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第1の板状部材と前記第2の軸方向に対向する第2の板状部材とを有し、
前記第1の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第3の軸回りに前記第1の板状部材及び前記第2の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む
力覚提示装置。
(6)上記(2)に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、前記第1の軸方向に相互に離間する第1の板状部材と第2の板状部材とを有し、
前記第1の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを前記第2の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる直動機構部を含む
力覚提示装置。
(7)上記(6)に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、
前記本体を挟んで前記第1の板状部材と対向する第3の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第2の板状部材と対向する第4の板状部材とをさらに有し、
前記第1の駆動機構は、前記第3の板状部材を前記第1の板状部材と同一方向へ移動させ、前記第4の板状部材を前記第2の板状部材と同一方向へ移動させる
力覚提示装置。
(8)上記(2)〜(7)のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、直動シリンダで構成される
力覚提示装置。
(9)上記(2)〜(7)のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、振動モータで構成される
力覚提示装置。
(10)上記(1)〜(9)のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記把持部の他の一部を被覆し、前記本体に対して前記第3の軸方向へ変位可能な第2の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第2の可動部を前記第3の軸方向へ変位させることで前記第2の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第2の駆動機構とを更に具備する
力覚提示装置。
2…制御装置
3…表示装置
105…制御部
107…アクチュエータ駆動部
108,308,408,708,728,748,768…アクチュエータ
110,310,410,510,610,710…本体
110G,210G,410G,610G…把持部
120,220A,220B,230,320,420A,420B,430,520,530,620,630,640,650,720,730,740,750…可動板
Claims (9)
- 第1の軸方向に長手方向を有し、ユーザによって把持される把持部を含む本体と、
前記把持部の一部を被覆し、前記本体に対して前記第1の軸と交差する第2の軸方向へ変位可能な第1の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第1の可動部を前記第2の軸方向へ変位させることで前記第1の軸及び前記第2の軸に各々に交差する第3の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第1の駆動機構と、
前記把持部の他の一部を被覆し、前記本体に対して前記第3の軸方向へ変位可能な第2の可動部と、
前記本体に設けられ、前記本体に対して前記第2の可動部を前記第3の軸方向へ変位させることで前記第2の軸回りのモーメントを前記把持部に発生させる第2の駆動機構と
を具備する力覚提示装置。 - 請求項1に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の駆動機構は、前記第1の軸方向に離間して配置された複数の駆動源を有する
力覚提示装置。 - 請求項2に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、前記第1の軸方向に長手方向を有する板状部材であり、
前記第1の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第3の軸回りに前記板状部材を傾動させることが可能な傾動機構部をさらに有する
力覚提示装置。 - 請求項3に記載の力覚提示装置であって、
前記板状部材は、前記第1の軸方向に相互に離間する第1の端部と第2の端部とを有し、
前記傾動機構部は、
前記第1の端部を移動させることが可能な第1の駆動源と、
前記第2の端部を前記第1の端部の移動方向とは反対方向へ移動させることが可能な第2の駆動源と、
前記第1の駆動源と前記第2の駆動源との間に配置され、前記板状部材を前記第3の軸に平行な軸回りに回動可能に支持する連結部とを有する
力覚提示装置。 - 請求項2に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、
前記第1の軸方向に長手方向を有する第1の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第1の板状部材と前記第2の軸方向に対向する第2の板状部材とを有し、
前記第1の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第3の軸回りに前記第1の板状部材及び前記第2の板状部材をそれぞれ傾動させることが可能な傾動機構部を含む
力覚提示装置。 - 請求項2に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、前記第1の軸方向に相互に離間する第1の板状部材と第2の板状部材とを有し、
前記第1の駆動機構は、前記複数の駆動源の駆動により前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを前記第2の軸方向に沿って相互に逆方向に移動させる直動機構部を含む
力覚提示装置。 - 請求項6に記載の力覚提示装置であって、
前記第1の可動部は、
前記本体を挟んで前記第1の板状部材と対向する第3の板状部材と、
前記本体を挟んで前記第2の板状部材と対向する第4の板状部材とをさらに有し、
前記第1の駆動機構は、前記第3の板状部材を前記第1の板状部材と同一方向へ移動させ、前記第4の板状部材を前記第2の板状部材と同一方向へ移動させる
力覚提示装置。 - 請求項2〜7のいずれか1つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、直動式アクチュエータで構成される
力覚提示装置。 - 請求項2〜7のいずれか1つに記載の力覚提示装置であって、
前記複数の駆動源は、振動モータで構成される
力覚提示装置。
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