JP7079225B2

JP7079225B2 - 位置情報提示システム、位置情報提示装置、位置情報提示プログラムおよび位置情報提示方法

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Publication number: JP7079225B2
Application number: JP2019126624A
Authority: JP
Inventors: 勇祐山崎; 暁彦白井
Original assignee: GREE Inc
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Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2022-06-01
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Description

特許法第３０条第２項適用ウェブサイト掲載日：令和元年６月２３日と推定されるが、早くても令和元年５月２９日ウェブサイト掲載アドレス：ｈｔｔｐｓ：／／ｓ２０１９．ｓｉｇｇｒａｐｈ．ｏｒｇ／ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ／ｐｒｏｇｒａｍｓ－ｅｖｅｎｔｓ／ｐｏｓｔｅｒｓ／ｈａｒｄｗａｒｅ－ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ／？ｓｅｓｓ＝ｓｅｓｓ５６４

本開示は、基準位置と対象との位置をユーザに提示する位置情報提示システム、位置情報提示装置、位置情報提示プログラムおよび位置情報提示方法に関する。

特許文献１には、目的物の位置に応じてアクチュエータを作動させ、目的物の位置に応じた触覚をユーザの首に提供する首用触覚通信装置が開示されている。この首用触覚通信装置は、多数のアクチュエータが取り付けられた硬度のあるホルスターを首の周囲に装着し、アクチュエータが直接的に振動を首に伝達する構成となっている。

特表２０１３－５２４３１５号公報

特許文献１に記載の首用触覚通信装置では、アクチュエータが直接的に振動を首に伝達するので、首におけるアクチュエータの位置や想定された接触状態及び想定された首のサイズや姿勢にしか振動を伝達することができない。そのため、目的物の位置を細かくユーザに提示するには多数のアクチュエータを設けたり、首への接触状態を細かく調整せざるを得ない。

本開示はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、少ないアクチュエータでより細かくかつより幅広いユーザに対して容易に対象の位置を提示できる位置情報提示システム、位置情報提示装置、位置情報提示プログラムおよび位置情報提示方法を提供することである。

一実施形態によれば、第１アクチュエータと、第２アクチュエータと、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータによって駆動され、ユーザの体に触覚的に作用する作用部と、基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得する位置取得部と、前記ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの駆動波形を連続的かつ独立して制御可能な制御部と、を備え、前記作用部は、少なくとも、前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、に作用する、位置情報提示システムが提供される。

前記作用部は、さらに、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの駆動の影響は受ける部位に作用してもよい。

前記作用部は、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータ以外のアクチュエータによっては駆動されなくてもよい。

前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータは、前記作用部として機能する柔軟体で互いに結合されてもよいし、互いに結合されていなくてもよい。

前記制御部は、前記対象の種類を考慮して、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御してもよい。

前記位置取得部は、前記基準位置から見た前記対象の方向を取得し、前記作用部は、少なくとも前記ユーザの体の第１部位と、前記第１部位より右側の第２部位と、に作用し、前記制御部は、前記第１部位および前記第２部位に対して、前記作用部が非対称に作用するよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御することによって、前記ユーザが前記方向を把握できてもよい。

なお、前記第１部位および前記第２部位は、前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位、あるいは、前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位であってもよいし、そうでなくてもよい。

前記制御部は、前記基準位置から見て前記対象が右にある場合には、前記第１部位に比べて前記第２部位により強く前記作用部が作用するよう、前記基準位置から見て前記対象が左にある場合には、前記第２部位に比べて前記第１部位により強く前記作用部が作用するよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の振幅を制御してもよい。

前記制御部は、前記基準位置から見て前記対象が右にある場合には、前記第２部位に遅れて前記第１部位に前記作用部が作用するよう、前記基準位置から見て前記対象が左にある場合には、前記第１部位に遅れて前記第２部位に前記作用部が作用するよう、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータの位相差を制御してもよい。

前記制御部は、前記基準位置から見て前記対象が右にある場合には、前記第１部位に比べて前記第２部位により高い周波数で前記作用部が作用するよう、前記基準位置から見て前記対象が左にある場合には、前記第２部位に比べて前記第１部位により高い周波数で前記作用部が作用するよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の周波数を制御してもよい。

前記方向が前記基準位置から見て後ろ側である場合、前記制御部は、前記作用部が前記ユーザの体に作用しないよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の振幅を制御してもよい。

前記位置取得部は、前記基準位置と前記対象との距離を取得し、前記制御部は、前記距離が小さいほど、前記ユーザの体への作用が強くなるよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの振幅を制御してもよい。

前記位置取得部は、前記基準位置と前記対象との距離を取得し、前記制御部は、前記距離が小さいほど、前記ユーザの体への作用の周波数が高くなるよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の周波数を制御してもよい。

前記基準位置は、前記第１アクチュエータに対応する第１基準位置と、前記第２アクチュエータに対応する第２基準位置と、を含み、前記位置取得部は、前記第１基準位置と前記対象との第１距離と、前記第２基準位置と前記対象との第２距離と、を取得し、前記作用部は、少なくとも前記ユーザの体の前記第１アクチュエータと対応する第１部位と、前記第１アクチュエータと対応する第２部位と、に作用し、前記制御部は、前記第１距離が小さいほど、前記第１部位への作用が強くなるよう、前記第１アクチュエータの振幅を制御し、前記第２距離が小さいほど、前記第２部位への作用が強くなるよう、前記第２アクチュエータの振幅を制御してもよい。

一実施形態によれば、基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得する位置取得部と、ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、前記ユーザの体に触覚的に作用する作用部を駆動する第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御する制御部と、を備え、前記作用部は、少なくとも、前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、に作用する、位置情報提示装置が提供される。

一実施形態によれば、コンピュータを、基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得する位置取得部と、ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、前記ユーザの体に触覚的に作用する作用部を駆動する第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御する制御部と、として機能させ、前記作用部は、少なくとも、前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、に作用する、位置情報提示プログラムが提供される。

一実施形態によれば、基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得し、ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、前記ユーザの体に触覚的に作用する作用部を駆動する第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御し、前記作用部が、少なくとも、前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、前記第２アクチュエータによる駆動の影響を受けるが前記第１アクチュエータによる駆動の影響を受けない部位と、に作用する、位置情報提示方法が提供される。

より正確に対象の位置を提示できる。

一実施形態に係る位置情報提示システムの概略構成を示すブロック図。触覚レンダリングデバイス１の具体例を示す図。基準位置Ｒから見た対象Ｔの方向θを説明する図。基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形の例を模式的に示す図。方向θに対するアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌの設定例を説明する図。基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形の別の例を模式的に示す図。基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形のまた別の例を模式的に示す図。基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形のまた別の例を模式的に示す図。距離ｄに対するアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌの設定例を説明する図。距離ｄに対するアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌの設定例を説明する図。距離ｄに対するアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌの設定例を説明する図。第３の実施形態の実施形態に係る触覚レンダリングデバイス１の一例を模式的に示す図。基準位置Ｒｒ，Ｒｌと対象Ｔとの距離ｄｒ，ｄｌを説明する図。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る位置情報提示システムの概略構成を示すブロック図である。位置情報提示システムは、触覚レンダリングデバイス１および位置情報提示装置２を備え、これらが有線または無線で接続されている。この位置情報提示システムは、位置情報提示装置２が取得した位置を、触覚レンダリングデバイス１でユーザに提示するものである。このような位置情報提示システムにより、例えばユーザを特定の位置に導くことができる。

触覚レンダリングデバイス１は、２つのアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌと、作用部１２とを有する。

アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌは所定の駆動波形で作用部１２を駆動する。この駆動波形は位置情報提示装置２によって制御される。駆動波形としては正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波など特に制限はないが、以下では主として正弦波を想定し、アクチュエータ１１Ｒの振幅Ａｒ、周波数ｆｒおよび位相φｒならびにアクチュエータ１１Ｌの振幅Ａｌ、周波数ｆｌおよび位相φｌの少なくとも１つが連続的かつ十分なダイナミックレンジで変調されるものとする。

作用部１２はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌによって駆動され、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形すなわち振幅Ａｒ，Ａｌ、周波数ｆｒ，ｆｌおよび位相φｒ，φｌに応じてユーザの体に作用する。より具体的には、作用部１２はユーザの体の少なくとも２つの部位に作用する。その２つの部位のうち、相対的に右側に位置する部位を「右の作用部位」と呼び、相対的に左側に位置する部位を「左の作用部位」と呼ぶ。

右の作用部位側にアクチュエータｌｌＲが設けられ、左の作用部位側にアクチュエータｌｌＬが設けられる。そして、後述するように、右の作用部位は第１アクチュエータ１１Ｒによる駆動の影響を大きく受けるが、アクチュエータ１１Ｌによる駆動の影響はほとんど受けない。また、左の作用部位は、アクチュエータｌｌＬによる駆動の影響を大きく受けるが、アクチュエータ１１Ｒによる駆動の影響はほとんど受けない。

本実施形態では、作用部１２が、押圧や摺動など、ユーザの体に対して触覚的に作用し、加えて視覚的あるいは聴覚的に作用してもよい。また、触覚レンダリングデバイス１は小型で可搬性を有するのが望ましい。そのため、触覚レンダリングデバイス１が有するアクチュエータ数は２以上でもよいが、作用部１２は２つのアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌのみによって駆動されるのが望ましい。

図２は、触覚レンダリングデバイス１の具体例を示す図である。この触覚レンダリングデバイス１は、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌが筐体１３内に収容され、作用部１２としての柔軟体１２’でアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌを結合したものである。すなわち、作用部１２は、一端（右端）がアクチュエータ１１Ｒに接続され、他端（左端）がアクチュエータ１１Ｌに接続された柔軟体１２’で構成される。柔軟体１２’は筐体１３に対して（また、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌに対して）着脱可能であるのが望ましい。

アクチュエータ１１Ｒは、振幅Ａ１，周波数ｆ１，位相φ１で柔軟体１２’の右端に張力を与える。アクチュエータ１１Ｌは、振幅Ａ２，周波数ｆ２，位相φ２で柔軟体１２’の左端に張力を与える。

柔軟体１２’はユーザの首５０に掛けられ、首５０に直接または衣服を介して作用する。より具体的には、柔軟体１２’は、首５０の右側面の少なくとも一部５０Ｒ（右の作用部位）と、左側面の少なくとも一部５０Ｌ（左の作用部位）に作用する。柔軟体１２’は、左右の作用部位を含め、首５０の広範に亘って作用してもよい。

このように、作用部１２は、帯、紐、チェーン、着衣の一部、布、ベルクロテープ、バネ、ゴムなどの柔軟体１２’であるのが望ましい。作用部１２は、ある１方向には剛体のように振る舞い、他の方向には非剛体として振る舞うものであってもよい。本実施形態では、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌを作用部１２としての柔軟体１２’で結合するため、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌから離れた部位に触覚を与えることができる。

このような構造の触覚レンダリングデバイス１においては、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌからの張力により、柔軟体１２’が筐体１３内に巻き取られたり緩められたりして柔軟体１２’が振動する。

この振動は、首５０のアクチュエータ１１Ｒに近い部分５０Ｒ（右の作用部位）は、アクチュエータ１１Ｌの振動が十分減衰しており、主としてアクチュエータ１１Ｒによる駆動の影響を受ける。一方、首５０のアクチュエータ１１Ｌに近い部分５０Ｌ（左の作用部位）は、アクチュエータ１１Ｒの振動が十分減衰しており、主としてアクチュエータ１１Ｌによる駆動の影響を受ける。

一方、首５０のアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒから離れた部分５０Ｃ（首の後部）は、アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒの両方の駆動の影響を受ける。すなわち、この部分５０Ｃにはアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒによる振動の合成波が作用する。

このように、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌに近い部分５０Ｒ，５０Ｌには、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振動が合成されることなく作用する。これに対し、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌから離れた部分５０Ｃには、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振動が合成されて作用する。ただし、アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒから離れた部分５０Ｃでは、アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒからの振動が大きく減衰している。そのため、ユーザは、合成されていない振動と、合成された振動とを区別して感じ取ることができる。

図１に戻り、位置情報提示装置２は、位置取得部２１と、制御部２２とを有する。これらの一部または全部は、ハードウェアで構成されてもよいし、位置情報提示装置２がスマートフォンなどのコンピュータであって、そのプロセッサ（処理回路）がメモリに記憶された所定のプログラムを実行することによって実現されてもよい。また、位置情報提示装置２の機能の少なくとも一部が触覚レンダリングデバイス１内にあってもよい。

位置取得部２１はユーザに対して提示すべき位置を取得する。本実施形態における位置とは、図３に示すように、基準位置Ｒから見た対象Ｔの方向θである。より具体的には、基準位置Ｒを通る予め定めた基準線Ｌ（基準位置Ｒの正面方向）と、基準位置Ｒおよび対象Ｔの位置とを結ぶ線とのなす角が、基準位置Ｒから見た対象Ｔの方向θである。なお、説明の便宜上、対象Ｔが基準線Ｌ（基準位置Ｒの正面方向）上にある場合をθ＝０とし、右側にある場合をθ＞０とし、左側にある場合をθ＜０とする。

一例として、基準位置Ｒはゲームにおけるユーザキャラクタの位置であり、対象Ｔは同ゲームにおける獲物となるキャラクタの位置である。この場合、ゲームと連携することで、位置取得部２１は方向θを取得できる。また、位置取得部２１および制御部２２がゲームの機能の一部であってもよい。別の例として、基準位置Ｒは現実世界におけるユーザの位置であってもよい。

図１に戻り、制御部２２は、位置取得部２１によって取得された方向θをユーザが把握できるよう、アクチュエータ１１Ｒ，１１ｌの駆動波形（すなわち、振幅Ａｒ，Ａｌ、周波数ｆｒ，ｆｌ、位相φｒ，φｌ（あるいは位相差φｒ－φｌ）の少なくとも一部）を互いに独立して制御する。以下、方向θに応じた波形の具体的な設定例を説明する。

図４Ａは、基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形の例を模式的に示す図である。同図の横軸は時間であり、縦軸は各時刻におけるアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振動の大きさである。これらの波形は、右の作用部位および左の作用部位にそれぞれ作用する強さとも言える。本例は、方向θに応じて制御部２２がアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌを制御するものである。

図４Ａに示すように、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形は正弦波で記述される。そして、制御部２２が、周波数ｆｒ，ｆｌを互いに等しく、位相φｒ，φｌを互いに等しく、振幅Ａｌが振幅Ａｒより大きくなるよう設定する。言い換えると、制御部２２は、右の作用部位に比べて左の作用部位により強く作用部１２が作用するよう、振幅Ａｒ，Ａｌを制御する。また、方向θの絶対値が大きいほど（基準位置Ｒの正面から外れるほど）、制御部２２は振幅Ａｒ，Ａｌの差が大きくなるよう制御する。方向θが０°である場合（基準位置Ｒの正面に対象Ｔがある場合）、制御部２２は振幅Ａｒ，Ａｌを互いに等しくする。

このようにすることで、対象Ｔの方向θが左であれば、左の作用部位に対する作用が強くなる。これにより、ユーザは対象Ｔの位置が左側であることを把握できる。

逆に、基準位置Ｒから見て対象Ｔが右にある場合、制御部２２は振幅Ａｒが振幅Ａｌより大きくなるよう設定する。言い換えると、左の作用部位に比べて右の作用部位により強く作用部１２が作用するよう、制御部２２は振幅Ａｒ，Ａｌを制御する。

図４Ｂは、方向θに対するアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌの設定例を説明する図である。同図の横軸は方向θであり、縦軸は振幅Ａｒ，Ａｌである。具体的には、振幅Ａｒ，Ａｌは以下の（１），（２）式でそれぞれ表される。なお、Ｃ₀は正の定数である。
Ａｒ＝Ｃ₀ｃｏｓ（４５°－θ／２）・・・（１）
Ａｌ＝Ｃ₀ｃｏｓ（４５°＋θ／２）・・・（２）

上記（１），（２）式に例示されるように、方向θが０°である場合（基準位置Ｒの正面に対象Ｔがある場合）、制御部２２は振幅Ａｒ，Ａｌを互いに等しく設定する。そして、方向θが大きくなるほど（対象Ｔがより右側にあるほど）、制御部２２は正弦カーブにしたがって振幅Ａｒを大きく、振幅Ａｌを小さく設定する。逆に、方向θが小さくなるほど（対象Ｔがより左側にあるほど）、制御部２２は正弦カーブにしたがって振幅Ａｌを大きく、振幅Ａｒを小さく設定する。

なお、対象Ｔの位置が基準位置Ｒの後ろ側である場合（θ＜－９０または９０＜θの場合）、制御部２２は、作用部１２が左右の作用部分に作用しないよう、振幅Ａｒ，Ａｌを０に設定してもよい。

図５は、基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形の別の例を模式的に示す図である。同図の横軸は時間であり、縦軸は各時刻におけるアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振動の大きさである。本例は、方向θに応じて制御部２２がアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの位相φｒ，φｌ（すなわち位相差φｒ－φｌ）を制御するものである。

図５に示すように、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形は正弦波で記述される。そして、制御部２２が、振幅Ａｒ，Ａｌを互いに等しく、周波数ｆｒ，ｆｌを互いに等しく、位相φｌが位相φｒより進むよう位相差φｒ－φｌを設定する。その結果、アクチュエータ１１Ｌは時刻ｔ１で動作を開始しているのに対し、アクチュエータ１１Ｒは、時刻ｔ１より遅れた時刻ｔ２で動作を開始している。このような動作は、例えば制御部２２がアクチュエータ１１Ｒの動作を一旦停止させ、所望の位相差φｒ－φｌに対応する時間だけ経過した後に、再度動作させることで実現される。

このように、制御部２２は、左の作用部位に遅れて右の作用部位に作用部１２が作用するよう、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの位相差φｒ－φｌを制御する。そして、方向θの絶対値が大きいほど（基準位置Ｒの正面から外れるほど）、制御部２２は位相差が大きくなるよう制御する。方向θが０°である場合（基準位置Ｒの正面に対象Ｔがある場合）、制御部２２は位相差φｒ－φｌを０に設定する。

このようにすることで、対象Ｔの方向θが左であれば、作用部１２は左の作用部位に先に対する作用する。これにより、ユーザは対象Ｔの位置が正面より左側であることを把握できる。

逆に、基準位置Ｒから見て対象Ｔが右側にある場合、制御部２２は、アクチュエータ１１Ｌの位相φｌがアクチュエータ１１Ｒの位相φｒより遅れるよう設定する。言い換えると、制御部２２は、右の作用部位に遅れて左の作用部位に作用部１２が作用するよう、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの位相差を制御する。

図６は、基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形のまた別の例を模式的に示す図である。同図の横軸は時間であり、図６（ａ），（ｂ）の縦軸はそれぞれアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの各時刻における振動の大きさである。方向θに応じて制御部２２がアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの位相φｒ，φｌ（すなわち位相差φｒ－φｌ）を制御する点は図５と共通するが、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形が異なる。

図６（ａ），（ｂ）に示すアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの駆動波形Ｙｒ（ｔ），Ｙｔ（ｔ）は以下の（３），（４）式でそれぞれ表される。なお、Ｃ₁～Ｃ₃は正の定数であり、Ｃ₁＞＞Ｃ₃である。
Ｙｒ（ｔ）＝ｓｉｎ（Ｃ₁ｔ）＊ｓｉｎ（Ｃ₃ｔ）・・・（３）
Ｙｌ（ｔ）＝ｓｉｎ（Ｃ₁ｔ－Ｃ₂θ）＊ｓｉｎ（Ｃ₃ｔ）・・・（４）

この波形は、正弦波ｓｉｎ（Ｃ₃ｔ）の振幅が包絡線ｓｉｎ（Ｃ₁ｔ）で表され、時間に応じて変化する。このように、制御部２２は包絡線となる波形ｓｉｎ（Ｃ₁ｔ）の位相差｜Ｃ₂θ｜を方向θに応じて設定してもよい。

図７は、基準位置Ｒから見て対象Ｔが左にある場合（θ＜０）のアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形のまた別の例を模式的に示す図である。本例は、方向θに応じて制御部２２がアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの周波数ｆｒ，ｆｌを制御するものである。

図７（ａ），（ｂ）の横軸は時間であり、縦軸はそれぞれアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの各時刻における振動の大きさである。これらの波形は、右の作用部位および左の作用部位にそれぞれ作用する強さとも言える。これらに示すように、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形は正弦波で記述される。そして、制御部２２が、振幅Ａｒ，Ａｌを互いに等しく、周波数ｆｒが周波数ｆｌより低くなるよう設定する。例えばｆｒ＝９８Ｈｚ，ｆｌ＝１０２Ｈｚである。言い換えると、制御部２２は、右の作用部位に比べて左の作用部位により高い周波数で作用部１２が作用するよう、周波数ｆｒ，ｆｌを制御する。

また、方向θの絶対値が大きいほど（基準位置Ｒの正面から外れるほど）、制御部２２は周波数ｆｒ，ｆｌの差が大きくなるよう制御する。方向θが０°である場合（基準位置Ｒの正面に対象Ｔがある場合）、制御部２２は周波数ｆｒ，ｆｌを互いに等しく設定する。

図７（ｃ）はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの駆動波形を合成したものである。この波形は、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌから離れた部位に作用する強さとも言える。図示のように、周波数（ｆｌ―ｆｒ）でうねりが生じる。本例では、右の作用部位に比べて、左の作用部位により高い周波数で作用部１２が作用する。そのため、左の作用部位から右の作用部位に向かってうねる感覚がユーザに生じる。これにより、ユーザは対象Ｔの方向が正面より左側であることを把握できる。

逆に、基準位置Ｒから見て対象Ｔが右側にある場合、制御部２２は、振幅Ａｒ，Ａｌを互いに等しく、周波数ｆｌが周波数ｆｒより低くなるよう設定する。言い換えると、制御部２２は、左の作用部位に比べて右の作用部位により高い周波数で作用部１２が作用するよう、周波数ｆｒ，ｆｌを制御する。

以上説明したように、方向θに応じて、左右の作用部位に非対称に作用するよう制御部２２がアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌを制御する。基準位置Ｒがある方向に移動したとき、移動後の基準位置Ｒから見た対象Ｔの方向θの絶対値が小さくなっている場合（つまり、基準位置Ｒが対象Ｔに近づく方向に移動している場合）、制御部２２は非対称性を弱くする。逆に、移動後の基準位置Ｒから見た対象Ｔの方向θの絶対値が大きくなっている場合（つまり、基準位置Ｒが対象Ｔから離れる方向に移動している場合）、制御部２２は非対称性を強くする。

これにより、ユーザは基準位置Ｒの移動が対象Ｔに向かっているか否かを把握でき、ユーザに触覚を与えることによって対象Ｔに導ける。

このように、第１の実施形態では、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌによって駆動される作用部１２を設ける。そして、基準位置Ｒから見た対象Ｔの方向θに応じて、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形を連続的に制御する。したがって、作用部１２はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌから離れた左右の作用部位に連続的に作用する。よって、多数のアクチュエータを要しない簡易な構成の触覚レンダリングデバイス１で、方向θを細かくユーザに提示できる。

なお、上述した図４～図７の各例を適宜組み合わせてもよい。すなわち、制御部２２は、方向θに応じて、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌ、周波数ｆｒ，ｆｌおよび位相差φｒ－φｌの任意の２以上を同時に制御してもよい。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、基準位置Ｒから見た対象Ｔの方向θをユーザに提示するものであった。これに対し、以下に説明する第２の実施形態は、基準位置Ｒと対象Ｔとの距離ｄをユーザに提示するものである。位置情報提示システムの構成は図１に示すものと同じであり、以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態の位置取得部２１は、ユーザに対して提示すべき位置として、基準位置Ｒと対象Ｔとの距離ｄを取得する（図３参照）。そして、制御部２２は、位置取得部２１によって取得された距離ｄをユーザが把握できるよう、アクチュエータ１１Ｒ，１１ｌの駆動波形（すなわち、振幅Ａｒ，Ａｌ、周波数ｆｒ，ｆｌ、位相φｒ，φｌ（あるいは位相差φｒ－φｌ）の少なくとも一部）を制御する。以下、距離ｄに応じた波形の具体的な設定例を説明する。なお、本実施形態では、特に断らない限り、振幅Ａｒ，Ａｌは互いに等しく、周波数ｆｒ，ｆｌは互いに等しく、位相差φｒ－φｌは０であるとするが、これに限られるものではない。

図８Ａ～図８Ｃは、距離ｄに対するアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌの設定例を説明する図である。同図の横軸は距離ｄであり、縦軸は振幅Ａｒ，Ａｌである。図８Ａ～図８Ｃにおける距離ｄと振幅Ａｒ（Ａｌも同様）との関係は以下の（５）～（７）式でそれぞれ表される。なお、Ｃ₄～Ｃ₁₀は正の定数である。
Ａｒ＝Ｃ₄ｅ^-C5d ・・・（５）
Ａｒ＝Ｃ₆－Ｃ₇ｅ^-C8d ・・・（６）
Ａｒ＝Ｃ₉－Ｃ₁₀ｄ・・・（７）

図８Ａでは、距離ｄが小さいほど、線形に振幅Ａｒ，Ａｌを大きくする。また、図８Ｂおよび図８Ｃでは、距離ｄが小さいほど、指数関数的に振幅Ａｒ，Ａｌを大きくする。これらに例示されるように、距離ｄが小さいほど、制御部２２はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌを大きく設定する。言い換えると、距離ｄが小さいほど、制御部２２は左右の作用部位への作用が強くなるようアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌを制御する。

なお、距離ｄが小さいほど、制御部２２はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの周波数ｆｒ，ｆｌを高く設定してもよい。言い換えると、距離ｄが小さいほど、制御部２２は左右の作用部位への作用の周波数が高くなるようアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌを制御する。この場合、制御部２２は、正弦波における周波数ｆｒ，ｆｌを制御してもよいし、図６に示すような波形において、包絡線の周波数を制御してもよい。

以上説明したように、距離ｄに応じて制御部２２がアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌ（あるいは周波数ｆｒ，ｆｌ）を制御する。基準位置Ｒがある方向に移動したとき、移動後の基準位置Ｒと対象Ｔとの距離ｄが小さくなっている場合（つまり、基準位置Ｒが対象Ｔに近づいている場合）、制御部２２は振幅Ａｒ，Ａｌを大きく（あるいは周波数ｆｒ，ｆｌを高く）する。逆に、移動後の基準位置Ｒと対象Ｔとの距離ｄが大きくなっている場合（つまり、基準位置Ｒが対象Ｔから遠ざかっている場合）、制御部２２は振幅Ａｒ，Ａｌを小さく（あるいは周波数ｆｒ，ｆｌを低く）する。

このように、第２の実施形態では、基準位置Ｒと対象Ｔとの距離ｄに応じて、アクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形を連続的に制御する。そのため、簡易な構成の触覚レンダリングデバイス１で、距離ｄをより細かくユーザに提示できる。

なお、上記（５）～（７）式における定数Ｃ₄～Ｃ₁₀の符号を適宜調整し、距離ｄが小さいほど、制御部２２はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの振幅Ａｒ，Ａｌを小さく設定してもよい。また、距離ｄが小さいほど、制御部２２はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの周波数ｆｒ，ｆｌを低く設定してもよい。

さらに、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせて、位置として方向θおよび距離ｄに応じてアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの波形を連続的に制御することにより、方向θおよび距離ｄの両方を提示するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
上述した第１および第２の実施形態は、基準位置Ｒが１つであった。これに対し、以下に説明する第３の実施形態は、２つの基準位置Ｒｒ，Ｒｌがある。

図９は、第３の実施形態の実施形態に係る触覚レンダリングデバイス１の一例を模式的に示す図である。この触覚レンダリングデバイス１の作用部１２は、アクチュエータ１１Ｒによって駆動されるトラッキング機能付きのバイブレータ１２Ｒと、アクチュエータ１１Ｌによって駆動されるトラッキング機能付きのバイブレータ１２Ｌとから構成される。バイブレータ１２Ｒはユーザの右手によって把持され、バイブレータ１２Ｌはユーザの左手によって把持される。すなわち、２つのアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌは互いに結合されていない。この場合、バイブレータ１２Ｒはユーザの右手に作用し、バイブレータ１２Ｌはユーザの左手に作用する。

本実施形態の位置取得部２１は、バイブレータ１２Ｒに対応する基準位置Ｒｒ（例えば、ゲームにおけるユーザキャラクタの右手の位置）と対象Ｔとの距離ｄｒと、バイブレータ１２Ｌに対応する基準位置（例えば、ゲームにおけるユーザキャラクタの左手の位置）Ｒｌと対象Ｔとの距離ｄｌとを取得する（図１０参照）。

そして、制御部２２は、距離ｄｒが小さいほどアクチュエータ１１Ｒの振幅Ａｒを大きく、距離ｄｌが小さいほどアクチュエータ１１Ｌの振幅Ａｌを大きく設定する。言い換えると、制御部２２は、距離ｄｒが小さいほどユーザの右手への作用が強くなるようアクチュエータ１１Ｒの振幅Ａｒを制御し、距離ｄｌが小さいほどユーザの左手への作用が強くなるようアクチュエータ１１Ｌの振幅Ａｌを制御する。そして、距離ｄｒ，ｄｌが互いに等しい場合、制御部２２は振幅Ａｒ，Ａｌを互いに等しく設定する。

具体例として、制御部２２は以下の（８），（９）式に基づいて振幅Ａｒ，Ａｌを設定する。ここで、ＭＡＸは距離ｄｒ，ｄｌがとり得る最大値である。
Ａｒ＝１－ｄｒ／ＭＡＸ・・・（８）
Ａｌ＝１－ｄｌ／ＭＡＸ・・・（９）

その他、上記（１），（２）式に示したように、距離ｄｒが小さいほど正弦波に従って振幅Ａｒを大きくしてもよいし、上記（５），（６）式に示したように、距離ｄｒが小さいほど指数関数的に振幅Ａｒを大きくしてもよい。

このように、第３の実施形態では、右側の基準位置Ｒｒと対象Ｔとの距離ｄｒが小さいほどバイブレータ１２Ｒが右手に強く作用し、左側の基準位置Ｒｌと対象Ｔとの距離ｄｌが小さいほどバイブレータ１２Ｌが左手に強く作用する。そのため、右手と左手のどちらに強く作用しているかによって、対象Ｔが右側にあるか左側にあるかを把握できる。また、右手および左手に作用している強さによって、対象Ｔとの距離を把握できる。

なお、本実施形態は、必ずしも作用部１２が２つに分かれていなくてもよい。例えば、図２に示す触覚レンダリングデバイス１を用い、右の作用部位に対応する基準位置Ｒｒを設定し、左の作用部位に対応する基準位置Ｒｌを設定してもよい。

この第３の実施形態を第１の実施形態および／または第２の実施形態と組み合わせてもよい。

なお、以上説明した各実施形態において、対象Ｔの種類も考慮して制御部２２はアクチュエータ１１Ｒ，１１Ｌの駆動波形を制御してもよい。対象Ｔの種類とは、例えば、ゲームにおいて、対象Ｔに設定されたパラメータやレアリティなどである。具体例として、対象Ｔがゲームにおける獲物となるキャラクタである場合、獲物に設定された重さが大きいほど振幅Ａｒ，Ａｌが大きくなるよう、あるいは、周波数ｆｒ，ｆｌが低くなるよう制御部２２がアクチュエータ１１Ｒ，１２Ｌを制御してもよい。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１触覚レンダリングデバイス
１１Ｒ，１１Ｌアクチュエータ
１２作用部
１２Ｒ，１２Ｌバイブレータ
２位置情報提示装置
２１位置取得部
２２制御部

Claims

第１アクチュエータと、
第２アクチュエータと、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータによって駆動され、ユーザの体に触覚的に作用する作用部と、
基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得する位置取得部と、
前記ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、かつ、前記対象の種類を考慮して、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御する制御部と、を備え、
前記対象の種類は、ゲームにおいて、前記対象に設定されたパラメータまたはレアリティであり、
前記方向が前記基準位置から見て後ろ側である場合、前記制御部は、前記作用部が前記ユーザの体に作用しないよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の振幅を制御する、位置情報提示システム。
前記基準位置は、
前記第１アクチュエータに対応する第１基準位置と、
前記第２アクチュエータに対応する第２基準位置と、を含み、
前記位置取得部は、
前記第１基準位置と前記対象との第１距離と、
前記第２基準位置と前記対象との第２距離と、を取得し、
前記作用部は、少なくとも前記ユーザの体の前記第１アクチュエータと対応する第１部位と、前記第２アクチュエータと対応する第２部位と、に作用し、
前記制御部は、
前記第１距離が小さいほど、前記第１部位への作用が強くなるよう、前記第１アクチュエータの振幅を制御し、
前記第２距離が小さいほど、前記第２部位への作用が強くなるよう、前記第２アクチュエータの振幅を制御する、請求項１に記載の位置情報提示システム。
前記第１基準位置および前記第１部位は、前記ユーザの体の左側の部位であり、
前記第２基準位置および前記第２部位は、前記ユーザの体の右側の部位である、請求項２に記載の位置情報提示システム。
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータは、前記作用部として機能する柔軟体で互いに結合される、請求項１乃至３のいずれかに記載の位置情報提示システム。
前記位置取得部は、前記基準位置から見た前記対象の方向を取得し、
前記作用部は、少なくとも前記ユーザの体の第１部位と、前記第１部位より右側の第２部位と、に作用し、
前記制御部は、前記第１部位および前記第２部位に対して、前記作用部が非対称に作用するよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御することによって、前記ユーザが前記方向を把握できる、請求項１に記載の位置情報提示システム。
前記制御部は、
前記基準位置から見て前記対象が右にある場合には、前記第１部位に比べて前記第２部位により強く前記作用部が作用するよう、
前記基準位置から見て前記対象が左にある場合には、前記第２部位に比べて前記第１部位により強く前記作用部が作用するよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の振幅を制御する、請求項５に記載の位置情報提示システム。
前記制御部は、
前記基準位置から見て前記対象が右にある場合には、前記第２部位に遅れて前記第１部位に前記作用部が作用するよう、
前記基準位置から見て前記対象が左にある場合には、前記第１部位に遅れて前記第２部位に前記作用部が作用するよう、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータの位相差を制御する、請求項５または６に記載の位置情報提示システム。
前記制御部は、
前記基準位置から見て前記対象が右にある場合には、前記第１部位に比べて前記第２部位により高い周波数で前記作用部が作用するよう、
前記基準位置から見て前記対象が左にある場合には、前記第２部位に比べて前記第１部位により高い周波数で前記作用部が作用するよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の周波数を制御する、請求項５または６に記載の位置情報提示システム。
前記位置取得部は、前記基準位置と前記対象との距離を取得し、
前記制御部は、前記距離が小さいほど、前記ユーザの体への作用が強くなるよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの振幅を制御する、請求項１乃至８のいずれかに記載の位置情報提示システム。
前記位置取得部は、前記基準位置と前記対象との距離を取得し、
前記制御部は、前記距離が小さいほど、前記ユーザの体への作用の周波数が高くなるよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の周波数を制御する、請求項１乃至６のいずれかに記載の位置情報提示システム。
基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得する位置取得部と、
ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、かつ、前記対象の種類を考慮して、前記ユーザの体に触覚的に作用する作用部を駆動する第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御する制御部と、を備え、
前記対象の種類は、ゲームにおいて、前記対象に設定されたパラメータまたはレアリティであり、
前記方向が前記基準位置から見て後ろ側である場合、前記制御部は、前記作用部が前記ユーザの体に作用しないよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の振幅を制御する、位置情報提示装置。
前記基準位置は、
前記第１アクチュエータに対応する第１基準位置と、
前記第２アクチュエータに対応する第２基準位置と、を含み、
前記位置取得部は、
前記第１基準位置と前記対象との第１距離と、
前記第２基準位置と前記対象との第２距離と、を取得し、
前記作用部は、少なくとも前記ユーザの体の前記第１アクチュエータと対応する第１部位と、前記第２アクチュエータと対応する第２部位と、に作用し、
前記制御部は、
前記第１距離が小さいほど、前記第１部位への作用が強くなるよう、前記第１アクチュエータの振幅を制御し、
前記第２距離が小さいほど、前記第２部位への作用が強くなるよう、前記第２アクチュエータの振幅を制御する、請求項１１に記載の位置情報提示装置。
前記第１基準位置および前記第１部位は、前記ユーザの体の左側の部位であり、
前記第２基準位置および前記第２部位は、前記ユーザの体の右側の部位である、請求項１２に記載の位置情報提示装置。
コンピュータを、
基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得する位置取得部と、
ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、かつ、前記対象の種類を考慮して、前記ユーザの体に触覚的に作用する作用部を駆動する第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御する制御部と、として機能させ、
前記対象の種類は、ゲームにおいて、前記対象に設定されたパラメータまたはレアリティであり、
前記方向が前記基準位置から見て後ろ側である場合、前記制御部は、前記作用部が前記ユーザの体に作用しないよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の振幅を制御する、位置情報提示プログラム。
前記基準位置は、
前記第１アクチュエータに対応する第１基準位置と、
前記第２アクチュエータに対応する第２基準位置と、を含み、
前記位置取得部は、
前記第１基準位置と前記対象との第１距離と、
前記第２基準位置と前記対象との第２距離と、を取得し、
前記作用部は、少なくとも前記ユーザの体の前記第１アクチュエータと対応する第１部位と、前記第２アクチュエータと対応する第２部位と、に作用し、
前記制御部は、
前記第１距離が小さいほど、前記第１部位への作用が強くなるよう、前記第１アクチュエータの振幅を制御し、
前記第２距離が小さいほど、前記第２部位への作用が強くなるよう、前記第２アクチュエータの振幅を制御する、請求項１４に記載の位置情報提示プログラム。
前記第１基準位置および前記第１部位は、前記ユーザの体の左側の部位であり、
前記第２基準位置および前記第２部位は、前記ユーザの体の右側の部位である、請求項１５に記載の位置情報提示プログラム。
基準位置から見た対象の方向、および／または、前記基準位置と前記対象との距離を取得し、
ユーザが前記方向および／または距離を把握できるよう、前記方向および／または距離に応じて、かつ、前記対象の種類を考慮して、前記ユーザの体に触覚的に作用する作用部を駆動する第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の駆動波形を制御し、
前記対象の種類は、ゲームにおいて、前記対象に設定されたパラメータまたはレアリティであり、
前記方向が前記基準位置から見て後ろ側である場合、前記作用部が前記ユーザの体に作用しないよう、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の振幅を制御する、位置情報提示方法。
前記基準位置は、
前記第１アクチュエータに対応する第１基準位置と、
前記第２アクチュエータに対応する第２基準位置と、を含み、
前記基準位置と前記対象との距離として、
前記第１基準位置と前記対象との第１距離と、
前記第２基準位置と前記対象との第２距離と、を取得し、
前記作用部は、少なくとも前記ユーザの体の前記第１アクチュエータと対応する第１部位と、前記第２アクチュエータと対応する第２部位と、に作用し、
前記第１距離が小さいほど、前記第１部位への作用が強くなるよう、前記第１アクチュエータの振幅を制御し、
前記第２距離が小さいほど、前記第２部位への作用が強くなるよう、前記第２アクチュエータの振幅を制御する、請求項１７に記載の位置情報提示方法。
前記第１基準位置および前記第１部位は、前記ユーザの体の左側の部位であり、
前記第２基準位置および前記第２部位は、前記ユーザの体の右側の部位である、請求項１８に記載の位置情報提示方法。