WO2018159854A1 - 力覚提示物および力覚提示方法 - Google Patents
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Abstract
錯覚を利用した新たな力覚提示技術を提供する。力覚提示物は、第１面を含み、第１面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第１テクスチャが着磁されている第１オブジェクトと、第２面を含み、第２面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第２テクスチャが着磁されている第２オブジェクトと、を有し、動作主体が、第１オブジェクトと第２オブジェクトとの少なくとも何れかに接して、第１面と第２面とを互いに接触または近接させたまま、第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、動作主体が凹凸を知覚するようにされている。
Description
本発明は力覚を提示する技術に関する。
特許文献１には、人が対象物に手指を触れたときに感じる対象物の凹凸感等の力覚を提示する技術が開示されている。特許文献２には、ペンタブレットの操作者に対して力覚をフィードバックする技術が開示されている。
本発明では、錯覚を利用した新たな力覚提示技術を提供する。
本発明の力覚提示物は、第１面を含み、第１面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第１テクスチャが着磁されている第１オブジェクトと、第２面を含み、第２面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第２テクスチャが着磁されている第２オブジェクトと、を有し、動作主体が、第１オブジェクトと第２オブジェクトとの少なくとも何れかに接して、第１面と第２面とを互いに接触または近接させたまま、第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、動作主体が凹凸を知覚するようにされている。
本発明では、錯覚によって凹凸感を知覚させることができる。
図１は実施形態の着磁装置の機能構成を説明するための概念図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、実施形態の着磁装置の機能構成を説明するための概念図である。
図３Ａはカッティングプロッタのカッター部品を例示した斜視図であり、図３Ｂは当該カッター部品の分解斜視図である。図３Ｃは着磁用部品を例示した斜視図であり、図３Ｄは当該着磁用部品の分解斜視図である。
図４は磁石の形状と表面磁束密度との関係を例示したグラフである。
図５はＳ極パタン情報とＮ極パタン情報とを含むテクスチャ情報を例示した図である。
図６Ａおよび図６Ｂは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図７は２つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図８は２つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図９Ａから図９Ｄは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図１０Ａから図１０Ｃは、２つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図１１Ａから図１１Ｄは２つの磁性シート間の引力面積比を例示するための図である。
図１２は、磁性パタンのピッチと保持力および引力面積比との関係を例示した図である。
図１３Ａから図１３Ｄは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図１４Ａおよび図１４Ｂは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図１５は、ストライプテクスチャとチェッカーテクスチャとの引力面積比の違いを例示した図である。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図１７Ａおよび図１７Ｂは、チェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図１８Ａおよび図１８Ｂはベースオブジェクトに重ね合わされるシートを例示した図である。
図１９はベースオブジェクトを例示した図である。
図２０Ａから図２０Ｄは接触オブジェクトを例示した図である。
図２１Ａから図２１Ｃは接触オブジェクトを例示した図である。
図２２Ａおよび図２２Ｂは２つの磁性シート間の引力面積比の関係を説明するための図である。
図２３は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２４Ａから図２４Ｃは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２５は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２６Ａから図２６Ｃは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２７は実施形態の磁性点字ブロックを例示するための図である。
図２８Ａおよび図２８Ｂは実施形態の磁性点字ブロック用のシューズを例示するための図である。
図２９Ａおよび図２９Ｂは実施形態の磁性点字ブロック用の白杖を例示するための図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、実施形態の着磁装置の機能構成を説明するための概念図である。
図３Ａはカッティングプロッタのカッター部品を例示した斜視図であり、図３Ｂは当該カッター部品の分解斜視図である。図３Ｃは着磁用部品を例示した斜視図であり、図３Ｄは当該着磁用部品の分解斜視図である。
図４は磁石の形状と表面磁束密度との関係を例示したグラフである。
図５はＳ極パタン情報とＮ極パタン情報とを含むテクスチャ情報を例示した図である。
図６Ａおよび図６Ｂは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図７は２つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図８は２つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図９Ａから図９Ｄは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図１０Ａから図１０Ｃは、２つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図１１Ａから図１１Ｄは２つの磁性シート間の引力面積比を例示するための図である。
図１２は、磁性パタンのピッチと保持力および引力面積比との関係を例示した図である。
図１３Ａから図１３Ｄは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図１４Ａおよび図１４Ｂは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図１５は、ストライプテクスチャとチェッカーテクスチャとの引力面積比の違いを例示した図である。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図１７Ａおよび図１７Ｂは、チェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図１８Ａおよび図１８Ｂはベースオブジェクトに重ね合わされるシートを例示した図である。
図１９はベースオブジェクトを例示した図である。
図２０Ａから図２０Ｄは接触オブジェクトを例示した図である。
図２１Ａから図２１Ｃは接触オブジェクトを例示した図である。
図２２Ａおよび図２２Ｂは２つの磁性シート間の引力面積比の関係を説明するための図である。
図２３は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２４Ａから図２４Ｃは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２５は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２６Ａから図２６Ｃは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図２７は実施形態の磁性点字ブロックを例示するための図である。
図２８Ａおよび図２８Ｂは実施形態の磁性点字ブロック用のシューズを例示するための図である。
図２９Ａおよび図２９Ｂは実施形態の磁性点字ブロック用の白杖を例示するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
本形態では、入力されたテクスチャ情報に基づいて対象物に当該テクスチャ情報に対応する切れ目を入れるための装置であるカッティングプロッタ（「カッティングマシン」ともいう）のカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁する（磁性シートを磁化する）。
＜構成＞
図１から図３に例示するように、本形態の着磁装置１は、着磁用部品１１、カッター部品装着部１２、描画ヘッド１３、入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７を有し、配置された磁性シート１８に着磁する。この着磁装置１は、カッター部品１０１、カッター部品装着部１２、描画ヘッド１３、入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７を有するカッティングプロッタのカッター部品１０１を着磁用部品１１に置き換えたものである。
≪カッター部品１０１および着磁用部品１１≫
図３Ａおよび図３Ｂに例示するように、カッター部品１０１は、対象物に切れ目を入れるためのカッター部１０１ａ、カッター部１０１ａが固定される円柱状の固定部１０１ｂ、およびキャップ部１１ｃを有する。カッター部１０１ａの一端は刃先１０１ａａとなっており、その他端は固定部１０１ｂに固定されている。カッター部１０１ａは固定部１０１ｂに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部１０１ｃの先端側には貫通孔１０１ｃａが設けられている。キャップ部１０１ｃは固定部１０１ｂのカッター部１０１ａ側に装着可能である。キャップ部１０１ｃを固定部１０１ｂのカッター部１０１ａ側に装着すると、刃先１０１ａａが貫通孔１０１ｃａを通じてキャップ部１０１ｃの外側に突出する。固定部１０１ｂの外壁側面には装着領域１０１ｂａが設けられており、この装着領域１０１ｂａが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
図３Ｃおよび図３Ｄに例示するように、カッター部品１０１に置き換えられる着磁用部品１１は、対象物に着磁するための円柱状の磁石１１ａ（装着機構に支持されており、装着機構が装着位置に装着されたときに磁極が対象物に対向する構造を持つ磁石）、磁石１１ａが固定される円柱状の固定部１１ｂ（カッター部品の装着位置への装着部分と略同一の構造を持つ装着機構）、およびキャップ部１１ｃを有する。磁石１１ａはネオジム磁石などの永久磁石である。磁石１１ａとしてネオジム磁石を用いる場合、その先端部１１ａａの表面磁束密度は、磁石１１ａの形状に応じて異なる。図４に異なる直径（Ｄｉａｍｅｔｅｒ［ｍｍ］）および長さ（Ｌｅｎｇｔｈ［ｍｍ］）を持つ円柱状のネオジム磁石の円柱底面中心部における表面磁束密度（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ Ｄｅｎｓｉｔｙ（Ｂｓ）［ｍＴ］）を例示する。図４に例示するように、直径の大きな磁石１１ａほど表面磁束密度が大きくなるが、直径が大きすぎると中心部の磁束密度は低下し、また磁性シート１８に着磁可能なパタンの解像度は低下する。同一の直径では長い磁石１１ａほど表面磁束密度が大きくなるが、カッター部品１０１に置き換え可能な着磁用部品１１としての制約から磁石１１ａの長さが制限される。一例として、直径２ｍｍ、長さ１０ｍｍのネオジム磁石を磁石１１ａとして用いることができる。磁石１１ａの一端の先端部１１ａａは何れかの磁極（Ｓ極またはＮ極）であり、他端は固定部１１ｂに固定されている。磁石１１ａは固定部１１ｂに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部１１ｃの先端側には貫通孔１１ｃａが設けられている。キャップ部１１ｃは固定部１１ｂの磁石１１ａ側に装着可能である。キャップ部１１ｃを固定部１１ｂの磁石１１ａ側に装着すると、磁石１１ａの先端部１１ａａが貫通孔１１ｃａを通じてキャップ部１１ｃの外側に突出する（磁石１１ａの磁極がキャップ部１１ｃの外側に配置される）。固定部１１ｂの外壁側面には装着領域１１ｂａが設けられており、この装着領域１１ｂａが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
本形態では、固定部１１ｂの外部形状は固定部１０１ｂの外部形状と略同一であり、装着領域１１ｂａの配置および形状（装着機構の構造）も装着領域１０１ｂａの配置および形状（カッター部品の装着位置への装着部分）と略同一である。キャップ部１１ｃの外部形状はキャップ部１０１ｃの外部形状と略同一であることが望ましいが、これらの形状が異なっていてもよい。装着領域１１ｂａに対する先端部１１ａａの相対位置は、装着領域１０１ｂａに対する刃先１０１ａａの相対位置と略同一であることが望ましい。好ましくは、キャップ部１１ｃを固定部１１ｂに装着した際にキャップ部１１ｃの外側に配置される先端部１１ａａの長さは、キャップ部１０１ｃを固定部１０１ｂに装着した際にキャップ部１０１ｃの外側に配置される刃先１０１ａａの長さと略同一である。例えば、カッター部品１０１が含むカッター部１０１ａを磁石１１ａに置換したものを着磁用部品１１としてもよい。この場合、固定部１０１ｂが固定部１１ｂであり、キャップ部１０１ｃがキャップ部１１ｃである。このような場合、固定部１０１ｂ側のカッター部品１０１の形状と、固定部１１ｂ側の着磁用部品１１の形状とが略同一であることが望ましい。これにより、特別なスペーサーの設置や加工を行うことなく、公知のカッター部品１０１から着磁用部品１１を生成することができる。なお、αとβとが略同一とは、αとβとが同一であるか、または、αとβとが近似することを意味する。
≪カッター部品装着部１２および描画ヘッド１３≫
本来、カッター部品１０１の装着領域１０１ｂａがカッター部品装着部１２に固定されることで、カッター部品１０１が描画ヘッド１３に取り付けられる。本形態ではこのカッター部品１０１に代え、着磁用部品１１の装着領域１１ｂａがカッター部品装着部１２（カッター部品の装着位置）に固定されることで、着磁用部品１１が描画ヘッド１３に取り付けられる（図１および図２Ｂ）。カッター部品装着部１２に取り付けられた着磁用部品１１は、その磁石１１ａの先端部１１ａａ（磁極）が、着磁対象として配置された磁性シート１８（対象物）の面１８ａに対向するように配置される。すなわち、カッター部品装着部１２に、磁極（Ｓ極またはＮ極）が磁性シート１８の面１８ａに対向する磁石１１ａを含む部品である着磁用部品１１が取り付けられる。磁性シート１８の面１８ａをＳ極に着磁するときには磁石１１ａの先端部１１ａａをＮ極とし、磁性シート１８の面１８ａをＮ極に着磁するときには磁石１１ａの先端部１１ａａをＳ極とする。磁性シート１８の面１８ａにＳ極の着磁とＮ極の着磁とを行う必要がある場合、先端部１１ａａがＮ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１（Ｓ極の着磁用）と、先端部１１ａａがＳ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１（Ｎ極の着磁用）とが必要となる。磁石１１ａが固定部１１ｂに対して脱着可能であれば、磁性シート１８の面１８ａにＳ極の着磁を行うときに、先端部１１ａａがＮ極の磁石１１ａを固定部１１ｂに装着し、磁性シート１８の面１８ａにＮ極の着磁を行うときに、先端部１１ａａがＳ極の磁石１１ａを固定部１１ｂに装着してもよい。磁石１１ａの両端が互いに異なる磁極（Ｓ極およびＮ極）であり、その両端のうち選択された一端を先端部１１ａａとし、他端を固定部１１ｂに固定可能であってもよい。すなわち、磁石１１ａが固定部１１ｂに対して反転可能であり、磁石１１ａのいずれの一端（Ｓ極またはＮ極）を先端部１１ａａとするかが選択可能であってもよい。後述のように、描画ヘッド１３および磁性シート１８の位置はデジタル的に制御され、磁性シート１８の面１８ａに対する描画ヘッド１３の相対位置を変化させることができる。なお、磁性シート１８の面１８ａとは別の面は、面１８ａとは異なる磁極に着磁される。すなわち、磁性シート１８の面１８ａに着磁することは、磁性シート１８自体に着磁することでもある。
≪入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７≫
入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７は、カッティングプロッタにもともと備えられた機能構成である。入力部１４は入力インタフェースであり、記憶部１５はＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスクなどであり、駆動部１７はモータやアクチュエータなどからなる駆動装置である。制御部１６は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）およびＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）・ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ等を備えるコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成されてもよいし、集積回路によって構成されてもよい。
≪磁性シート１８≫
磁性シート１８は、強磁性材料を主原料とするシートであり、例えば、磁性ゴムを主原料とする磁性ゴムシート、磁性プラスチックを主原料とする磁性プラスチックシート、金属を主原料とする磁性金属シートなどである。強磁性材料が強い磁界内にさらされると、原子の双極子が磁場と整列し、その並びは磁場が除去された後も残る。一度磁化された強磁性材料は、反対向きの十分に強い磁界が印加されるか、強い衝撃、または十分に加熱されるまではその磁極の向きを保持する。本形態ではこの特徴を利用し、着磁用部品１１の磁石１１ａによって磁性シート１８を書き換え可能なように磁化する。
＜動作＞
本形態の着磁方法を説明する。着磁装置１（図１）の入力部１４に、磁性シート１８の面１８ａに着磁するパタン（着磁パタン）を表すテクスチャ情報が入力される。テクスチャ情報は磁性シート１８の面１８ａのどの座標を磁化するかを表す二次元データである。着磁パタンが何れか一方の磁極（Ｓ極またはＮ極）に磁性シート１８の面１８ａを磁化するためのものである場合（一方の磁極にのみに対応するパタンである場合）、テクスチャ情報はその磁極に磁化するパタンを表すパタン情報を含む。一方、着磁パタンが両方の磁極（Ｓ極およびＮ極）に磁性シート１８の面１８ａを磁化するためのものである場合（両方の磁極に対応するパタンである場合）、テクスチャ情報は一方の磁極（例えばＳ極）に磁化するパタンを表すパタン情報（一方の磁極に対応するパタンを表す第１パタン情報）、および他方の磁極（例えばＮ極）に磁化するパタンを表すパタン情報（他方の磁極に対応するパタンを表す第２パタン情報）を含む。図５に、両方の磁極に磁性シート１８の面１８ａを磁化するための着磁パタン１１０を例示する。図５に例示するように、着磁パタン１１０はＳ極に磁化するパタン１１１およびＮ極に磁化するパタン１１２を含む。この場合のテクスチャ情報は、パタン１１１を表す情報およびパタン１１２を表す情報を含む。テクスチャ情報は、描画ソフトウェアによって作成されたベクター形式の画像データであってもよいし、そのような画像データか変換されたラスタ形式の画像データ（ビットマップ画像データ）であってもよい。入力されたテクスチャ情報は記憶部１５に格納される。また磁性シート１８が着磁装置１に装着される。これにより、カッター部品装着部１２に取り付けられた着磁用部品１１の磁石１１ａの先端部１１ａａ（磁極）が、磁性シート１８の面１８ａに対向する。
カッティングプロッタである着磁装置１を動作させると、制御部１６は記憶部１５からテクスチャ情報を読み込み、駆動部１７を制御して磁性シート１８の面１８ａに対する描画ヘッド１３の相対位置を変化させ、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁力によって、テクスチャ情報に対応するパタンに磁性シート１８の面１８ａを着磁する（テクスチャ情報に対応する着磁を磁性シート１８の面１８ａに行う）。すなわち、駆動部１７は、描画ヘッド１３をＸ軸とＺ軸の少なくとも何れかに沿って移動させることで、磁性シート１８の面１８ａに対する磁石１１ａの先端部１１ａａの相対位置を変化させることができる。さらに駆動部１７は、磁性シート１８をＹ軸に沿って移動させることで、磁性シート１８に対する磁石１１ａの先端部１１ａａの相対位置を変化させることができる。ただし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交する座標軸である。Ｘ軸およびＹ軸を通るＸ−Ｙ平面は磁性シート１８の面１８ａと略平行（例えば、平行）であり、Ｚ軸は磁性シート１８の面１８ａに略直交（例えば、直交）する。磁性シート１８に対する描画ヘッド１３の相対位置をＸ座標および／またはＹ軸に沿って変化させると、磁性シート１８の面１８ａにおける磁石１１ａの先端部１１ａａの（Ｘ，Ｙ）座標を変化させることができ、磁性シート１８の面１８ａ内の着磁位置を変化させることができる。磁性シート１８に対する描画ヘッド１３の相対位置をＺ座標に沿って変化させると、磁性シート１８の面１８ａと磁石１１ａの先端部１１ａａとの距離を変化させることができる。磁性シート１８の面１８ａへの着磁は、磁性シート１８の面１８ａと磁石１１ａの先端部１１ａａとが接触または近接した場合に行われる。そのため、磁性シート１８の面１８ａと磁石１１ａの先端部１１ａａとの距離を変化させることで、着磁の有無を制御することができる。駆動部１７はテクスチャ情報に基づいて描画ヘッド１３と磁性シート１８との間の相対位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って変化させ、これによってテクスチャ情報が表す着磁パタンで磁性シート１８の面１８ａ側を磁化する。なお、着磁パタンが両方の磁極（Ｓ極およびＮ極）に磁性シート１８の面１８ａを磁化するためのものである場合、駆動部１７はそれぞれの磁極に対応するパタンについて、磁性シート１８の面１８ａ側を磁化する。Ｓ極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部１１ａａがＮ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１を用い、駆動部１７がＳ極のパタンに従って描画ヘッド１３と磁性シート１８との間の相対位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って変化させ、Ｓ極のパタン（例えば、図５のパタン１１１）を磁性シート１８の面１８ａに着磁する。Ｎ極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部１１ａａがＳ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１を用い、駆動部１７がＮ極のパタンに従って描画ヘッド１３と磁性シート１８との間の相対位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って変化させ、Ｎ極のパタン（例えば、図５のパタン１１２）を磁性シート１８の面１８ａに着磁する。すなわち、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＮ極（他方の磁極）が磁性シート１８の面１８ａに対向しているときに、Ｓ極のパタン（例えば、図５のパタン１１１）の着磁（第１パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う。一方、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＳ極（一方の磁極）が磁性シート１８の面１８ａに対向しているときに、Ｎ極のパタン（例えば、図５のパタン１１２）の着磁（第２パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う。なお、先端部１１ａａの磁極の切り替え方法は前述の通りである。
着磁方法としては、以下の二種類が想定できる。
スライド法：磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を磁性シート１８の面１８ａに接触または近接させたまま、磁性シート１８における描画ヘッド１３の（Ｘ，Ｙ）座標を変化させる方法。
プロット法：磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を磁性シート１８の面１８ａから離したまま、磁性シート１８における描画ヘッド１３の（Ｘ，Ｙ）座標を変化させ、着磁する座標で磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を磁性シート１８の面１８ａに接触または近接させる方法。
スライド法は、高速な着磁が可能であるが、着磁部分の原子双極子の向きを面１８ａに対して垂直に揃えることができず、表面磁束密度が低下する可能性がある。一方、プロット法は、着磁部分の原子双極子の向きを面１８ａに対して垂直に揃えることができるが、着磁に多くの時間を費やしてしまう。２ｍｍ間隔および１ｍｍ間隔で着磁するプロット法、ならびにスライド法によって、同じパタンを着磁した場合のステップ数、処理時間、および表面磁束密度の比較結果を例示する。
この結果より、プロット法とスライド法とで表面磁束密度の最大値に大きな違いがないことが分かる。さらに、スライド法はプロット法に比べてステップ数および処理時間が格段に小さいことが分かる。また、プロット法を用いて２ｍｍ間隔で着磁した場合、表面磁束密度の最小値が大幅に低下する。これは、着磁点の間隔が広くなり、表面磁束密度が不均一になっているためである。以上より、プロット法よりもスライド法を用いて着磁する方が好ましいことが分かる。
＜本形態の特徴＞
本形態では、着磁用の特別な装置を用いることなく、任意の磁気パタンを着磁できる。
［第１実施形態の変形例］
第１実施形態では、磁性シート１８の面１８ａを両方の磁極（Ｓ極およびＮ極）に磁化する場合、手動によって磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を切り替えていた。しかしながら、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極が自動的に切り替えられてもよい。すなわち、Ｓ極のパタンの着磁（第１パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う際に、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＮ極（他方の磁極）を磁性シート１８の面１８ａに自動的に対向させ、Ｎ極のパタンの着磁（第２パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う際に、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＳ極（一方の磁極）を磁性シート１８の面１８ａに自動的に対向させてもよい。すなわち、固定部１１ｂ（装着機構）がカッター部品装着部１２（装着位置）に装着されたときに磁性シート１８（対象物）の面１８ａに対向する磁極の極性が切り替え可能であってもよい。例えば、着磁用部品１１の磁石１１ａが物理的に反転することで、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極が自動的に切り替えられてもよい。あるいは、磁石１１ａとして電磁石を用い、その電磁石に供給する電流の向きを切り替えることで、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を自動的に切り替えてもよい。
［第２実施形態］
第２実施形態では、Ｓ極およびＮ極からなるパタンが着磁された２つのオブジェクトを用いて凹凸（「凸凹」ともいう）を知覚させる。本形態の力覚提示物は、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」とを有する。「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が着磁されている。「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が着磁されている。ただし、人間または人間以外の動物である「動作主体」が、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が凹凸を知覚するようにされている。すなわち、「動作主体」が、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力が周期的に変化する。せん断応力の変化は「第１面」および「第２面」に沿った平面が含む直線方向の変化であるが、「動作主体」はこの変化を「第１面」および「第２面」に対して略垂直な凹凸として知覚（錯覚）する。「第１テクスチャ」および「第２テクスチャ」の例は、Ｓ極に着磁された領域とＮ極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されたものである。例えば、「第１テクスチャ」および「第２テクスチャ」は、Ｓ極に着磁された帯状の領域とＮ極に着磁された帯状の領域とが交互に周期的に配置されたものであってもよいし、Ｓ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とＮ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含んでいてもよい。「第１テクスチャ」のパタンと「第２テクスチャ」のパタンとは同一であってもよいし、異なっていてもよい。「第１テクスチャ」のパタンと「第２テクスチャ」のパタンとの組み合わせによって、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なってもよい。この場合には「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。例えば、「第１テクスチャ」および「第２テクスチャ」が、Ｓ極に着磁されたテーブ状の領域とＮ極に着磁されたテーブ状の領域とが交互に周期的に配置されたものであり、「第１テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向が「第２テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向に倣うように「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われてもよい。この場合、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を、テーブ状の領域の長手方向に変化させるか、短手方向に変化させるかによって、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。なお、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作の例は、以下（１）から（３）の何れか、またはその一部またはすべての組み合わせである。
（１）「動作主体」が直接「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方を動かすことで、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
（２）「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方と「動作主体」との間に介在するものを動かすことで、間接的に「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方を動かし、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
（３）「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方を自動的に動かす装置を駆動し、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作。
また、「第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる」とは、例えば、「第１面」に対して「第２面」をスライドさせること、「第２面」に対して「第１面」をスライドさせることなどである。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図６Ａの磁性シート２１０は「第１オブジェクト」の具体例であり、図６Ｂの磁性シート２２０は「第２オブジェクト」の具体例である。磁性シート２１０の一方の面２１１（第１面）には、Ｓ極の領域２１１ａとＮ極の領域２１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。面２１１にはＳ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２１１ａとＮ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２１１ｂとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート２２０の一方の面２２１（第２面）には、Ｓ極の領域２２１ａとＮ極の領域２２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。面２２１にはＳ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２２１ａとＮ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２２１ｂとが交互に周期的に配置されている。この例の場合、領域２１１ａの短手方向の幅（ピッチ）、領域２１１ｂの短手方向の幅（ピッチ）、領域２２１ａの短手方向の幅（ピッチ）、領域２２１ｂの短手方向の幅（ピッチ）はいずれも２ｍｍである。また、図６Ａおよび図６Ｂでは、図形パタンの相違によって領域２１１ａ、領域２１１ｂ、領域２２１ａ、および領域２２１ｂの磁極の相違を表現している。領域２１１ａ、領域２１１ｂ、領域２２１ａ、および領域２２１ｂが視覚的に識別可能に塗り分けられているわけではない。すなわち、これらのテクスチャは着磁パタンであり、視覚的に塗り分けられた模様ではない（以下、同様）。磁性シート２１０および２２０への着磁は、例えば、第１実施形態で説明した方法によって行われる。しかし、それ以外の方法で磁性シート２１０および２２０への着磁が行われてもよい（以下、同様）。
図７、図８および図１０Ａに例示するように、利用者（動作主体）は、面２１１が頭上を向くように磁性シート２１０を配置し、面２１１に面２２１が接触するように磁性シート２２０を配置する。ただし、磁性シート２１０の領域２１１ａ，２１１ｂの長手方向Ｄ１が磁性シート２２０の領域２２１ａ，２２１ｂの長手方向Ｄ２に倣う向きに、磁性シート２２０が磁性シート２１０に重ねられる。例えば、長手方向Ｄ１が長手方向Ｄ２に沿った方向となるように（言い換えると、長手方向Ｄ１と長手方向Ｄ２とが互いに略平行となるように）、磁性シート２２０が磁性シート２１０に重ねられる。利用者は指２００で磁性シート２１０に重ねられた磁性シート２２０の他方の面２２２に接し、面２１１と面２２１とを互いに接触または近接（ほぼ接触）させたまま、面２１１と面２２１との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図７および図８の例では、面２１１と面２２１との間の相対位置関係を磁性シート２１０の領域２１１ａ，２１１ｂの短手方向であるＸＡ方向に変化させる。これにより、利用者が磁性シート２２０から受けるＸＡ方向のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面２２１に略直交する方向の凹凸感を知覚する。なお、２１１と面２２１との間の相対位置関係を磁性シート２１０の領域２１１ａ，２１１ｂの長手方向に変化させた場合には利用者が受けるせん断応力は変化せず、利用者は凹凸感を知覚しない。面２１１と面２２１との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、利用者が磁性シート２２０から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。
図９Ａおよび図９Ｂは、磁性シート２１０とピッチが相違する磁性シート２３０，２５０の例示であり、図９Ｃおよび図９Ｄは、磁性シート２２０とピッチが相違する磁性シート２４０，２６０の例示である。磁性シート２３０，２５０は「第１オブジェクト」の具体例であり、磁性シート２４０，２６０は「第２オブジェクト」の具体例である。磁性シート２３０の一方の２３１（第１面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２３１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２３１ｂとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート２４０の一方の面２４１（第２面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２４１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２４１ｂとが交互に周期的に配置されている。磁性シート２５０の一方の２５１（第１面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２５１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２５１ｂとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート２６０の一方の面２６１（第２面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２６１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２６１ｂとが交互に周期的に配置されている。ただし、領域２３１ａの短手方向の幅、領域２３１ｂの短手方向の幅、領域２４１ａの短手方向の幅、領域２４１ｂの短手方向の幅はいずれも４ｍｍである。領域２５１ａの短手方向の幅、領域２５１ｂの短手方向の幅、領域２６１ａの短手方向の幅、領域２６１ｂの短手方向の幅はいずれも６ｍｍである。
「第１オブジェクト」として磁性シート２３０が用いられ、「第２オブジェクト」として磁性シート２４０が用いられる場合、利用者は、磁性シート２１０，２２０、面２１１，２２１、領域２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂを磁性シート２３０，２４０、面２３１，２４１、領域２３１ａ，２３１ｂ，２４１ａ，２４１ｂに代え、磁性シート２１０および２２０を用いた場合と同様に、面２３１と面２４１とを互いに接触または近接させたまま、面２３１と面２４１との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、面２３１と面２４１との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する（図１０Ｂ）。同様に、「第１オブジェクト」として磁性シート２５０が用いられ、「第２オブジェクト」として磁性シート２６０が用いられる場合、利用者は、磁性シート２１０，２２０、面２１１，２２１、領域２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂを磁性シート２５０，２６０、面２５１，２６１、領域２５１ａ，２５１ｂ，２６１ａ，２６１ｂに代え、磁性シート２１０および２２０を用いた場合と同様に、面２５１と面２６１とを互いに接触または近接させたまま、面２５１と面２６１との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、面２５１と面２６１との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する（図１０Ｃ）。
その他、「第１オブジェクト」として磁性シート２１０，２３０，２５０の何れかが用いられ、「第２オブジェクト」として磁性シート２２０，２４０，２６０の何れかが用いられ、「第１オブジェクト」のピッチと「第２オブジェクト」のピッチとが異なっていてもよい。
「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。まず、図１０Ａから図１０Ｃに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。例えば、図１０Ａのように「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに２ｍｍである場合に知覚される凹凸の間隔は、図１０Ｂのように「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに４ｍｍである場合に知覚される凹凸の間隔よりも狭い。次に、図１１Ａから図１１Ｄに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。図１１Ａおよび図１１Ｂに例示するように、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合（例えば、同じ２ｍｍ）である場合、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シート間の引力面積比（Ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ａｒｅａ Ｒａｔｉｏ）の最大値（１００％）と最小値（０％）の差が最大となり、利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となる。図１１Ａおよび図１１Ｃに例示するように、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが６ｍｍであり、「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが２ｍｍである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値は６６．６７％となり、最小値は３３．３３％となり、利用者が知覚する凹凸感の強さは「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合よりも小さくなる。さらに、図１１Ａおよび図１１Ｄに例示するように、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが４ｍｍであり、「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが２ｍｍである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値および最小値はともに５０％となり、利用者は凹凸感を知覚しない。
利用者が知覚する凹凸感の強さを定式化すると以下のようになる。「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートＡのピッチをｐＡ＝ｎ［ｍｍ］とし、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートＢのピッチｐＢ＝ｍ［ｍｍ］とする。ただし、ｎ≦ｍとする。２つの磁性シートＡ，Ｂが触れ合う面での引力面積比Ａｒ（Ａ，Ｂ）は、２つのピッチｐＡ、ｐＢの関数ｆで表される。
Ａｒ（Ａ，Ｂ）＝ｆ（ｐＡ，ｐＢ）［％］ （１）
ただし、関数ｆは磁性シートＡ，Ｂに着磁されたパタンに依る。また２つの磁性シートＡ，Ｂ間に発生する保持力（Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ：Ｈ（Ａ，Ｂ）［ｇ／ｃｍ２］）は、Ａｒ（Ａ，Ｂ）および両磁性シートＡ，Ｂの表面磁束密度ＢｓＡ、ＢｓＢ［ｍＴ］に依存し、関数ｇで表せる。
Ｈ（Ａ，Ｂ）＝ｇ（Ａｒ（Ａ，Ｂ），Ｂｓ（Ａ），Ｂｓ（Ｂ））［ｇ／ｃｍ２］ （２）
この２つの磁性シートＡ，Ｂの面を互いに接触または近接させたまま、これらの面の間の相対位置関係を変化させたときに知覚される凹凸感の強さＶ（Ａ，Ｂ）は、Ｈ（Ａ，Ｂ）の最大値Ｈ（Ａ，Ｂ）ＭＡＸに依存し、関数ｈで表せる。
Ｖ（Ａ，Ｂ）＝ｈ（Ｈ（Ａ，Ｂ）ＭＡＸ）
＝ｈ（ｇ（Ａｒ（Ａ，Ｂ），Ｂｓ（Ａ），Ｂｓ（Ｂ））ＭＡＸ） （∵（２））
＝ｈ（ｇ（ｆ（ｐＡ，ｐＢ），ｐＡ，ｐＢ）ＭＡＸ） （∵（１）および同一部材を用いた場合、表面磁束密度ＢｓＡ、ＢｓＢは主にピッチｐＡ，ｐＢにそれぞれ依存）
＝Ｆ（ｐＡ，ｐＢ） （３）
図１２は、磁性シートＡ，ＢのピッチｐＡ，ｐＢと、磁性シートＡ，Ｂ間に発生する保持力および最大引力面積比（引力面積比の最大値）との関係を例示したものである。図１２の左側の縦軸は保持力を表し、右側の縦軸は最大引力面積比を表し、横軸は磁性シートＡ，ＢのピッチｐＡ，ｐＢ（（Ａ）はピッチｐＡ、（Ｂ）はピッチｐＢ）を表す。このように、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートＡ，Ｂによって知覚される凹凸の強さは、磁性シートＡ，Ｂのピッチに応じて変化する。
「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の他の例を示す。図１３Ａから図１４Ｂは、Ｓ極に着磁された周期的な略市松模様（略チェッカー）の領域とＮ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」とする例である。図１３Ａ、図１３Ｃおよび図１４Ａの磁性シート２１０’，２３０’，２５０’は「第１オブジェクト」の具体例であり、図１３Ｂ、図１３Ｄおよび図１４Ｂの磁性シート２２０’，２４０’，２６０’は「第２オブジェクト」の具体例である。略市松模様とは、市松模様または市松模様に近似する模様を意味する。すなわち、本形態の略市松模様とは、Ｓ極が着磁された正方形（または長方形）とＮ極が着磁された正方形（または長方形）とが交互に周期的に配置されたパタン（市松模様）のみならず、Ｓ極が着磁された正方形（または長方形）に類似するパタンとＮ極が着磁された正方形（または長方形）に類似するパタンとが交互に周期的に配置されたパタンをも含む。正方形（または長方形）に類似するパタンの例は、正方形（または長方形）の角が丸められたパタン、円、楕円などである。
図１３Ａに例示するように、磁性シート２１０’（第１オブジェクト）の一方の面２１１’（第１面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２１１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２１１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。図１３Ｂに例示するように、磁性シート２２０’（第２オブジェクト）の一方の面２２１’（第２面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２２１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２２１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。磁性シート２１０’および２２０’に着磁された略市松模様のパタンのピッチ（周期的に交互に繰り返し配置される各パタンの幅）はすべて２ｍｍである。
図１３Ｃに例示するように、磁性シート２３０’（第１オブジェクト）の一方の面２３１’（第１面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２３１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２３１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。図１３Ｄに例示するように、磁性シート２４０’（第２オブジェクト）の一方の面２４１’（第２面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２４１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２４１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。磁性シート２３０’および２４０’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて４ｍｍである。
図１４Ａに例示するように、磁性シート２５０’（第１オブジェクト）の一方の面２５１’（第１面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２５１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２５１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。図１４Ｂに例示するように、磁性シート２６０’（第２オブジェクト）の一方の面２６１’（第２面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２６１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２６１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。磁性シート２５０’および２６０’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて６ｍｍである。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」とした場合も、利用者が「第１オブジェクト」の「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、凹凸を知覚することができる。なお「第１オブジェクト」のピッチと「第２オブジェクト」のピッチとは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。その他、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」とし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第２オブジェクト」としてもよい。逆に、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」とし、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第２オブジェクト」としてもよい。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合も、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。すなわち、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。また、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。また、前述した知覚される凹凸感の強さの定式化は、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合にも適用でき、知覚される凹凸感の強さＶ（Ａ，Ｂ）は式（３）で表される。ただし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」とする場合に比べ、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合の方が、磁性シート間の最大引力面積比が小さくなり、知覚される凹凸感を小さくできる。例えば、図１５に例示するように、２ｍｍのピッチの磁性シートと６ｍｍのピッチの磁性シートとを用いる場合であっても、帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャ（ストライプテクスチャ）が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は６６．６７％となるのに対し、略市松模様のテクスチャ（チェッカーテクスチャ）が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は５５．５６％となる。また、図１６Ａから図１７Ｂに例示するように、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でもチェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でも、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが等しい場合に、それらの磁性シート間の保持力および最大引力面積比が最大になる。ここで、ストライプテクスチャの場合には、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合でも、或る程度の大きさの保持力および最大引力面積比が得られている（図１６Ａおよび図１６Ｂ）。これに対し、チェッカーテクスチャの場合には、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合の保持力および最大引力面積比が、それらのピッチが同一の場合に比べて大幅に低下する（図１７Ａおよび図１７Ｂ）。すなわち、ストライプテクスチャの場合には、２つの磁性シートのピッチが相違してもある程度の強さの凹凸感を知覚させることができるが、チェッカーテクスチャの場合には、２つの磁性シートのピッチが相違すると知覚される凹凸感の強さが大幅に低下することが分かる。一方、ストライプテクスチャの場合には、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との相対位置を１次元方向に変化させたときにしか凹凸感を知覚させることができないが、チェッカーテクスチャの場合には、この相対位置を二次元方向に変化させた場合にも凹凸感を知覚させることができる。
＜本形態の特徴＞
本形態では、２つの磁性シートを用いて凹凸感を知覚させることができ、それぞれに着磁されたテクスチャやピッチに応じて多様な凹凸感を表現できる。
［第２実施形態の変形例］
「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの２つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面（第１面と第２面）の間の相対位置関係を変化させてもよい。例えば、これらの２つの磁性シートの間に紙などの非磁性体の薄いシートが介在してもよい。利用者が「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートの両方に接していてもよいし、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのみに接していてもよい。
［第３実施形態］
第３実施形態は第２実施形態の原理を応用したものである。前述のように、一方の磁性シートに着磁されたテクスチャが同一であったとしても、それに重ねられる他方の磁性シートに着磁されたテクスチャが異なれば、利用者に異なる凹凸感を提示できる。本形態ではこの特徴を利用する。本形態の力覚提示物は、「ベースオブジェクト」「第１シート」「第２シート」「第１接触オブジェクト」および「第２接触オブジェクト」を有する。「ベースオブジェクト」は、「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が予め着磁されている。「第１シート」は、視覚によって認識可能な「第１パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第１面」に重ね合せられる。「第２シート」は、「第１パタン」とは異なる、視覚によって認識可能な「第２パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第１面」に重ね合せられる。「第１接触オブジェクト」は、「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第２接触オブジェクト」は、「第３面」を含み、「第３面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含み、「第２テクスチャ」とは異なる「第３テクスチャ」が予め着磁されている。ここで、「動作主体」が「第１行動」を行ったときに「第１接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚と、「第２行動」を行ったときに「第２接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚とは互いに異なる。言い換えると、「動作主体」が「第１行動」を行ったときに「第１接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、「動作主体」が「第２行動」を行ったときに「第２接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、は互いに異なる。ただし、「第１行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第１面」に「第１シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第１接触オブジェクト」に接触して、「第１面」と「第２面」とを互いに近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。「第２行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第１面」に「第２シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第２接触オブジェクト」に接触して、「第１面」と「第３面」とを互いに近接させたまま、「第１面」と「第３面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第３面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図１９に本形態の「ベースオブジェクト」であるベースオブジェクト３１０を例示する。本形態のベースオブジェクト３１０は磁性シートであり、その一方の面３１０ａ（第１面）にはＳ極の領域３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１４ａとＮ極の領域３１１ｂ，３１２ｂ，３１３ｂ，３１４ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。ベースオブジェクト３１０の面３１０ａは、４つの領域３１１，３１２，３１３，および３１４に区分されている。領域３１１には、Ｓ極の帯状の領域３１１ａとＮ極の帯状の領域３１１ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域３１２には、Ｓ極の帯状の領域３１２ａとＮ極の帯状の領域３１２ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域３１３には、Ｓ極の帯状の領域３１３ａとＮ極の帯状の領域３１３ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域３１４には、Ｓ極の帯状の領域３１４ａとＮ極の帯状の領域３１４ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図１８Ａに本形態の「第１シート」であるシート３４１を例示し、図１８Ｂに本形態の「第２シート」であるシート３４２を例示する。シート３４１，３４２は、紙や合成樹脂などの非磁性体の薄いシートである。シート３４１，３４２は、不透明な材質から構成されていてもよいし、透明な材質から構成されていてもよい。シート３４１の一方の面には、視覚によって認識可能なパタン（第１パタン）が設けられている。シート３４２の一方の面には、シート３４１のパタン（第１パタン）とは異なる、視覚によって認識可能なパタン（第２パタン）が設けられている。図１８Ａおよび図１８Ｂに例示するシート３４１，３４２の一方の面には、互いに相違する画像（例えば、絵や写真など）が描かれている。この例の場合、シート３４１ではスキー場が表現されており、シート３４２ではオフロードコースが表現されている。シート３４１および３４２は、ベースオブジェクト３１０の面３１０ａにそれぞれ重ね合わせることができる。
図２０Ａおよび図２０Ｂに本形態の「第１接触オブジェクト」である接触オブジェクト３２０を例示する。本形態の接触オブジェクト３２０は磁性シートである。接触オブジェクト３２０の一方の面３２２には画像（例えば、スノーボーダーの絵や写真など）が描かれている。接触オブジェクト３２０の他方の面３２１（第２面）には、Ｓ極の領域３２１ａとＮ極の領域３２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。本形態の接触オブジェクト３２０の面３２１には、Ｓ極の帯状の領域３２１ａとＮ極の帯状の領域３２１ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図２０Ｃおよび図２０Ｄに本形態の「第２接触オブジェクト」である接触オブジェクト３３０を例示する。本形態の接触オブジェクト３３０も磁性シートである。接触オブジェクト３３０の一方の面３３２には画像（例えば、車の絵や写真など）が描かれている。接触オブジェクト３３０の他方の面３３１（第３面）には、Ｓ極の領域３３１ａとＮ極の領域３３１ｂとを含むテクスチャ（第３テクスチャ）が予め着磁されている。接触オブジェクト３３０の面３３１に着磁されたテクスチャは、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されたテクスチャと相違する。本形態の接触オブジェクト３３０の面３３１には、Ｓ極の帯状の領域３３１ａとＮ極の帯状の領域３３１ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。ただし、面３３１に着磁されているテクスチャのピッチは、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されているテクスチャのピッチと異なる。
ベースオブジェクト３１０の面３１０ａにシート３４１（第１シート）が重ね合わされているとき、さらにシート３４１に接触オブジェクト３２０が重ね合わされる。接触オブジェクト３２０の面３２１はシート３４１側に向けられ、接触オブジェクト３２０とベースオブジェクト３１０との間にシート３４１が配置される。利用者（動作主体）は、指などで接触オブジェクト３２０の面３２２に接触して、面３１０ａ（第１面）と面３２１（第２面）とを互いに近接させたまま、面３１０ａ（第１面）と面３２１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、３１０ａ（第１面）と面３２１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる動作（第１行動）を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト３２０から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚は、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されたＳ極の領域３２１ａとＮ極の領域３２１ｂとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト３１０の面３１０ａの領域（領域３１１，３１２，３１３，および３１４の何れか）に着磁されたＳ極の領域（領域３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，および３１４ａの何れか）とＮ極の領域（領域３１１ｂ，３１２ｂ，３１３ｂ，および３１４ｂの何れか）とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
一方、ベースオブジェクト３１０の面３１０ａにシート３４２（第２シート）が重ね合わされているとき、さらにシート３４２に接触オブジェクト３３０が重ね合わされる。接触オブジェクト３３０の面３３１はシート３４２側に向けられ、接触オブジェクト３３０とベースオブジェクト３１０との間にシート３４２が配置される。利用者（動作主体）は、指などで接触オブジェクト３３０の面３３２に接触して、面３１０ａ（第１面）と面３３１（第３面）とを互いに近接させたまま、面３１０ａ（第１面）と面３３１（第３面）との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、３１０ａ（第１面）と面３３１（第３面）との間の相対位置関係を変化させる動作（第２行動）を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト３３０から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚も、接触オブジェクト３３０の面３３１に着磁されたＳ極の領域３３１ａとＮ極の領域３３１ｂとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト３１０の面３１０ａの領域（領域３１１，３１２，３１３，および３１４の何れか）に着磁されたＳ極の領域（領域３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，および３１４ａの何れか）とＮ極の領域（領域３１１ｂ，３１２ｂ，３１３ｂ，および３１４ｂの何れか）とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
さらに、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されているＳ極の領域３２１ａとＮ極の領域３２１ｂとを含むテクスチャは、接触オブジェクト３３０の面３３１に着磁されているＳ極の領域３３１ａとＮ極の領域３３１ｂとを含むテクスチャとは相違する。そのため、ベースオブジェクト３１０の面３１０ａのいずれかの領域α（領域３１１，３１２，３１３，および３１４の何れか）に、接触オブジェクト３２０に着磁された領域３２１ａおよび３２１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第１行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚と、同じ領域αに、接触オブジェクト３３０に着磁された領域３３１ａおよび３３１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第２行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚とは、互いに相違する。前述のように、領域αに、接触オブジェクト３２０に着磁された領域３２１ａおよび３２１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第１行動」を行っているときに接触オブジェクト３２０から受けるせん断応力の変化の仕方と、同じ領域αに、接触オブジェクト３３０に着磁された領域３３１ａおよび３３１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第２行動」を行っているときに接触オブジェクト３３０から受けるせん断応力の変化の仕方とは、互いに相違するからである。
＜本形態の特徴＞
以上より、同じベースオブジェクト３１０を用いた場合でも、接触オブジェクト３２０を用いるか接触オブジェクト３３０を用いるかによって、利用者に異なる凹凸感覚を提示できる。例えば、接触オブジェクト３２０を用いるか接触オブジェクト３３０を用いるかによって、凹凸感覚の強さやピッチ（知覚される凹凸の間隔）を相違させることもできるし、凹凸感覚を知覚しない領域を相違させることもできる。このように互いに異なる凹凸感覚に対応する互いに異なる画像をシート３４１およびシート３４２に描いておけば、シート３４１およびシート３４２に表された互いに異なる画像に応じ、互いに異なる凹凸感覚を知覚させることができる。このように、本形態では永久磁石のみを用いているにもかかわらず、シートに表された画像に応じて凹凸感覚を変化させることができる。このような技術は、例えば、シートに応じて異なる凹凸感覚を提示する絵本などに応用することができる。
［第３実施形態の変形例］
「ベースオブジェクト」の「第１面」に着磁される「第１テクスチャ」が、Ｓ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とＮ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含む「チェッカーテクスチャ」であってもよい。同様に、「第１接触オブジェクト」の「第２面」に着磁される「第２テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよいし、「第２接触オブジェクト」の「第３面」に着磁される「第３テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよい。
例えば、前述したベースオブジェクト３１０に代えて、図２１Ａに例示するベースオブジェクト３１０’が用いられてもよいし、接触オブジェクト３２０に代えて、図２１Ｂに例示する接触オブジェクト３２０’が用いられてもよいし、接触オブジェクト３３０に代えて、図２１Ｃに例示する接触オブジェクト３３０’が用いられてもよい。
ベースオブジェクト３１０’は磁性シートであり、その一方の面３１０ａ’（第１面）にはＳ極の領域３１１ａ’，３１２ａ’，３１３ａ’，３１４ａ’，３１５ａ’とＮ極の領域３１１ｂ’，３１２ｂ’，３１３ｂ’，３１４ｂ’，３１５ｂ’とを含む周期的な略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。ベースオブジェクト３１０’の面３１０ａ’は、５つの領域３１１’，３１２’，３１３’，３１４’，および３１５’に区分されている。領域３１１’には、Ｓ極の領域３１１ａ’とＮ極の領域３１１ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１２’には、Ｓ極の領域３１２ａ’とＮ極の領域３１２ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１３’には、Ｓ極の領域３１３ａ’とＮ極の領域３１３ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１４’には、Ｓ極の領域３１４ａ’とＮ極の領域３１４ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１５’には、Ｓ極の領域３１５ａ’とＮ極の領域３１５ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。
接触オブジェクト３２０’は磁性シートである。接触オブジェクト３２０’の一方の面には画像が描かれており、他方の面３２１’（第２面）には、Ｓ極の領域３２１ａ’とＮ極の領域３２１ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。接触オブジェクト３３０’は磁性シートである。接触オブジェクト３３０’の一方の面には画像が描かれており、他方の面３３１’（第３面）には、Ｓ極の領域３３１ａ’とＮ極の領域３２１ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ（第３テクスチャ）が予め着磁されている。
このようにしても第３実施形態と同様な効果を得ることができる。ただし、第２実施形態で説明したように、ベースオブジェクト３１０、接触オブジェクト３２０、および接触オブジェクト３３０の少なくとも何れかに代えて、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクト３１０’、接触オブジェクト３２０’、および接触オブジェクト３３０’の少なくとも何れかとして用いた場合、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは小さくなる。図２２Ａに例示するように、ストライプテクスチャが着磁されたベースオブジェクトＡおよび接触オブジェクトＢを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合でも、利用者が知覚するせん断応力はある程度大きく、ある程度の強さの凹凸感を知覚する組み合わせが存在する。一方、図２２Ｂに例示するように、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトＡおよび接触オブジェクトＢを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合には利用者が知覚するせん断応力が小さくなり、凹凸感はほとんど知覚されない。すなわち、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトＡおよび接触オブジェクトＢを用いた場合には、凹凸感を知覚させる領域を制限することができる。
［第４実施形態］
第４実施形態も第２実施形態の原理を応用したものである。本形態では、第２実施形態の原理を入力装置に組み合わせ、電磁石を用いることなく、情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する「力覚提示物」の説明を行う。
入力装置がタッチパネルの場合、「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第１オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される「第２オブジェクト」とを有する。「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が予め着磁されている。「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第１オブジェクト」は、例えば、一方の板面をタッチパネルの入力面側に向けて配置される磁気シートであり、「第１面」は、磁気シートの他方の板面である。入力面に「第１オブジェクト」が配置されたタッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」が、「第２オブジェクト」を装着、把持または支持して、「第１面」と「第２面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が第２オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
入力装置がマウスなどの入力装置の場合、「力覚提示物」は、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」とを有する。「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が予め着磁されている。「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第２オブジェクト」は「動作主体」に把持される「入力装置」に装着または設けられる。「第２オブジェクト」が装着または設けられた「入力装置」を操作する動作主体が、「第１面」と「第２面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、「入力装置」に対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、入力装置に対する入力操作が行われるとともに、動作主体が入力装置から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
＜入力装置がタッチパネルの場合＞
図２３および図２４に、第２実施形態の原理をタッチパネルに組み合わせた例を示す。
図２３に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器４００のタッチパネル４０１の入力面（表面）に、「第１オブジェクト」である磁性シート４１０が装着される。磁性シート４１０の一方の板面４１２がタッチパネル４０１の入力面側に向けて配置され、磁性シート４１０の他方の板面４１１（第１面）にはＳ極の領域４１１ａとＮ極の領域４１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。なお、「第１テクスチャ」はピッチやパタン（ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど）が異なる複数の領域を有していてもよい。
図２４Ａに例示する「第２オブジェクト」は利用者が装着、把持、または支持する手袋４２０であり、その指の腹部分の表面４２１（第２面）に、Ｓ極の領域４２１ａとＮ極の領域４２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。なお、第２テクスチャはピッチやパタン（ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど）が異なる複数の領域を有していてもよい。図２４Ａでは、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されている。
利用者は、手袋４２０を装着、把持、または支持し、Ｓ極の領域４２１ａとＮ極の領域４２１ｂとを含むテクスチャ部分で、電子機器４００のタッチパネル４０１の入力面に配置された磁性シート４１０を擦る。これにより、磁性シート４１０の板面４１１（第１面）と手袋４２０の腹部分の表面４２１（第２面）とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面４１１（第１面）と表面４２１（第２面）の間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、板面４１１（第１面）と表面４２１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル４０１（出力装置）から像（例えば、映像、動画、画像）を表示したり、電子機器４００のスピーカ（出力装置）から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および／または音の提示内容を変化させることができる。なお、図２４Ａに例示した手袋４２０では、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されているため、どの指でタッチパネル４０１を操作するかによって異なる凹凸感を知覚させることができる。また、磁性シート４１０の板面４１１（第１面）にピッチやパタンが異なる複数の領域が設けられている場合、利用者がどの指でどの領域を操作するかによって、利用者に異なる凹凸感を知覚させることができる。
「第２オブジェクト」として図２４Ｂおよび図２４Ｃに例示するタッチペン４３０が用いられてもよい。タッチペン４３０は、略円柱状の把持部４３５および略円盤状の先端部４３６を有する。把持部４３５の一端は、先端部４３６の一方の面４３２の中央付近に固定または一体化されている。先端部４３６の他方の面４３１（第２面）には、Ｓ極の領域５３１ａとＮ極の領域５３１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。利用者は、タッチペン４３０の把持部４３５を把持または支持し、先端部４３６の面４３１側で電子機器４００のタッチパネル４０１の入力面に配置された磁性シート４１０を擦る。これにより、磁性シート４１０の板面４１１（第１面）と先端部４３６の面４３１（第２面）とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面４１１（第１面）と表面４３１（第２面）の間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、板面４１１（第１面）と面４３１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネル４０１に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル４０１（出力装置）から像を表示したり、電子機器４００のスピーカ（出力装置）から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および／または音の提示内容を変化させることができる。
図２５に、入力操作に応じ、力覚の提示とともにゲームコンテンツの提示を行う例を例示する。図２５に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器４００’のタッチパネル４０１’の入力面（表面）の下部に、第２実施形態で例示した磁性シート２１０が装着される。磁性シート２１０の一方の板面２１２がタッチパネル４０１’の入力面側に向けて配置され、磁性シート２１０の他方の板面２１１（第１面）にはＳ極の領域２１１ａとＮ極の領域２１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。磁性シート２１０の板面２１１には、第２実施形態で例示した磁性シート２２０が配置される。磁性シート２２０の一方の面２２１（第２面）には、Ｓ極の領域２２１ａとＮ極の領域２２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されており、面２２１が板面２１１に対向するように配置される。利用者は指２００で磁性シート２１０に重ねられた磁性シート２２０の他方の面２２２に接し、面２１１と面２２１とを互いに接触または近接（ほぼ接触）させたまま、面２１１と面２２１との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。これにより、タッチパネル４０１’に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル４０１’（出力装置）でのゲームコンテンツの表示内容が変化したり、電子機器４００’のスピーカ４０２’（出力装置）から出力される音が変化したりする。
＜入力装置がマウスなどの入力装置の場合＞
図２６Ａから図２６Ｃに、第２実施形態の原理をマウス５００に組み合わせた例を示す。マウス５００の底面５００ａには、「第２オブジェクト」である磁性シート５１０が固定されている。磁性シート５１０の一方の面５１１（第２面）にはＳ極の領域５１１ａとＮ極の領域５１１ｂとを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第２テクスチャ」の例はストライプテクスチャとチェッカーテクスチャなどである。磁性シート５１０の他方の面５１２はマウス５００の底面５００ａに固定されている。
「第１オブジェクト」としては、例えば、磁性シート２１０，２３０，２５０，２１０’，２３０’，２５０’、ベースオブジェクト３１０，３１０’などを用いることができる。例えば、「第１オブジェクト」として磁性シート２１０が用いられる場合、利用者（動作主体）は、面２１１（第１面）が頭上を向くように磁性シート２１０を配置し、この面２１１にマウス５００に固定された磁性シート５１０の面５１１（第２面）が接触するようにマウス５００を把持する。利用者はこのマウス５００を磁性シート２１０の面２１１（第１面）に沿ってスライドさせることにより、面２１１（第１面）と面５１１（第２面）とが互いに接触または近接するようにしたまま、面２１１（第１面）と面５１１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる。これにより、マウス５００に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じて図示していないディスプレイ（出力装置）から像を表示したり、投影機（出力装置）から映像を投影したり、スピーカ（出力装置）から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および／または音の提示内容を変化させることができる。
＜本形態の特徴＞
本形態では、入力装置への情報入力を行う際に、情報入力を行う利用者に凹凸感覚を知覚させることができる。
［第５実施形態］
第５実施形態も第２実施形態の原理を応用したものであり、歩行面に第１オブジェクトを固定し、第２オブジェクトを装着または把持した動作主体が移動する際に凹凸感が提示され、歩行者に点字ブロックと同様な触覚情報を与えるものである。本形態の「第１オブジェクト」は「第１面」を表側に向けた状態で歩行面に固定可能であり、「第２オブジェクト」は「第２面」を外部に向けた状態で「動作主体」が装着可能または把持可能な部材である。なお、前述のように「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が着磁されており、「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が着磁されている。「第２オブジェクト」を装着または把持した「動作主体」は、「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、歩行面に固定された「第１オブジェクト」の「第１面」の上を歩行し、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図２７に、本形態の「第１オブジェクト」である磁性シート６１０および６２０を例示する。磁性シート６１０の一方の面６１１（第１面）には、Ｓ極の領域６１１ａとＮ極の領域６１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。磁性シート６１０の面６１１（第１面）は表側に向けられ、磁性シート６１０の他方の面６１２は床６００（歩行面）に固定されている。同様に、磁性シート６２０の一方の面６２１（第１面）には、Ｓ極の領域６２１ａとＮ極の領域６２１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。磁性シート６２０の面６２１（第１面）は表側に向けられ、磁性シート６２０の他方の面６２２は床６００（歩行面）に固定されている。図２７では面６１１，６２１にストライプテクスチャが着磁されているが、チェッカーテクスチャが着磁されていてもよい。
図２８Ａおよび図２８Ｂに、本形態の「第２オブジェクト」である靴６４０を例示する。靴６４０の靴底６４１（第２面）には磁性シート６３０の一方の面６３２が固定されている。磁性シート６３０の他方の面６３１には、Ｓ極の領域６３１ａとＮ極の領域６３１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。当然ながら、歩行者（動作主体）は靴底６４１を外部に向けた状態で装着可能である。
靴６４０を装着した歩行者は、磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）と靴底６４１（第２面）とを互いに接触または近接させたまま、床６００（歩行面）に固定された磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）の上を歩行し、面６１１または６２１（第１面）と靴底６４１（第２面）との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
図２９Ａおよび図２９Ｂに、「第２オブジェクト」の他の例である白杖６５０を例示する。白杖６５０は、略円柱状の把持部６５５および略円盤状の先端部６５６を有する。把持部６５５の一端は、先端部６５６の一方の面６５２の中央付近に固定または一体化されている。先端部６５６の他方の面６５１（第２面）には、Ｓ極の領域６５１ａとＮ極の領域６５１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。白杖６５０を把持した歩行者は、磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）と白杖６５０の先端部６５６の面６５１（第２面）とを互いに接触または近接させたまま、床６００（歩行面）に固定された磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）の上を歩行し、面６１１または６２１（第１面）と面６５１（第２面）との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
＜本形態の特徴＞
本形態では、床６００に物理的な凹凸を設けることなく、歩行者に凹凸感を知覚させることができる。床６００に物理的な凹凸を設ける必要がないため、床６００にゴミは埃がたまりにくいといった利点がある。さらに、ストライプテクスチャなどを用い、面６１１または６２１（第１面）と靴底６４１または面６５１（第２面）との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、歩行者（動作主体）が靴底６４１または面６５１から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、異なる凹凸感を知覚できるようにしてもよい。これにより、歩行者の進行方向によって異なる凹凸感を提示することもできる。
［その他の変形例等］
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、「第１オブジェクト」「第２オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第１接触オブジェクト」「第２接触オブジェクト」などが磁性シート以外の磁性体から構成されてもよい。「第１オブジェクト」「第２オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第１接触オブジェクト」「第２接触オブジェクト」などが電磁石であってもよい。また、上記の実施形態では、ストライプテクスチャまたは／およびチェッカーテクスチャが磁性体に着磁される例を示したが、上述した原理によって凹凸感を提示できるのであれば、その他のパタンのテクスチャが磁性体に着磁されてもよい。また、第１実施形態では、カッティングプロッタのカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁した。しかし、カッティングプロッタに代え、ペンプリンタ等のように平面方向にヘッドを移動させることが可能な他の装置を用いてもよい。すなわち、このような装置のヘッドに装着されるペン等の部品を着磁用部品に置き換え、この装置を駆動させることで磁性シートに着磁してもよい。
［第１実施形態］
本形態では、入力されたテクスチャ情報に基づいて対象物に当該テクスチャ情報に対応する切れ目を入れるための装置であるカッティングプロッタ（「カッティングマシン」ともいう）のカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁する（磁性シートを磁化する）。
＜構成＞
図１から図３に例示するように、本形態の着磁装置１は、着磁用部品１１、カッター部品装着部１２、描画ヘッド１３、入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７を有し、配置された磁性シート１８に着磁する。この着磁装置１は、カッター部品１０１、カッター部品装着部１２、描画ヘッド１３、入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７を有するカッティングプロッタのカッター部品１０１を着磁用部品１１に置き換えたものである。
≪カッター部品１０１および着磁用部品１１≫
図３Ａおよび図３Ｂに例示するように、カッター部品１０１は、対象物に切れ目を入れるためのカッター部１０１ａ、カッター部１０１ａが固定される円柱状の固定部１０１ｂ、およびキャップ部１１ｃを有する。カッター部１０１ａの一端は刃先１０１ａａとなっており、その他端は固定部１０１ｂに固定されている。カッター部１０１ａは固定部１０１ｂに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部１０１ｃの先端側には貫通孔１０１ｃａが設けられている。キャップ部１０１ｃは固定部１０１ｂのカッター部１０１ａ側に装着可能である。キャップ部１０１ｃを固定部１０１ｂのカッター部１０１ａ側に装着すると、刃先１０１ａａが貫通孔１０１ｃａを通じてキャップ部１０１ｃの外側に突出する。固定部１０１ｂの外壁側面には装着領域１０１ｂａが設けられており、この装着領域１０１ｂａが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
図３Ｃおよび図３Ｄに例示するように、カッター部品１０１に置き換えられる着磁用部品１１は、対象物に着磁するための円柱状の磁石１１ａ（装着機構に支持されており、装着機構が装着位置に装着されたときに磁極が対象物に対向する構造を持つ磁石）、磁石１１ａが固定される円柱状の固定部１１ｂ（カッター部品の装着位置への装着部分と略同一の構造を持つ装着機構）、およびキャップ部１１ｃを有する。磁石１１ａはネオジム磁石などの永久磁石である。磁石１１ａとしてネオジム磁石を用いる場合、その先端部１１ａａの表面磁束密度は、磁石１１ａの形状に応じて異なる。図４に異なる直径（Ｄｉａｍｅｔｅｒ［ｍｍ］）および長さ（Ｌｅｎｇｔｈ［ｍｍ］）を持つ円柱状のネオジム磁石の円柱底面中心部における表面磁束密度（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ Ｄｅｎｓｉｔｙ（Ｂｓ）［ｍＴ］）を例示する。図４に例示するように、直径の大きな磁石１１ａほど表面磁束密度が大きくなるが、直径が大きすぎると中心部の磁束密度は低下し、また磁性シート１８に着磁可能なパタンの解像度は低下する。同一の直径では長い磁石１１ａほど表面磁束密度が大きくなるが、カッター部品１０１に置き換え可能な着磁用部品１１としての制約から磁石１１ａの長さが制限される。一例として、直径２ｍｍ、長さ１０ｍｍのネオジム磁石を磁石１１ａとして用いることができる。磁石１１ａの一端の先端部１１ａａは何れかの磁極（Ｓ極またはＮ極）であり、他端は固定部１１ｂに固定されている。磁石１１ａは固定部１１ｂに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部１１ｃの先端側には貫通孔１１ｃａが設けられている。キャップ部１１ｃは固定部１１ｂの磁石１１ａ側に装着可能である。キャップ部１１ｃを固定部１１ｂの磁石１１ａ側に装着すると、磁石１１ａの先端部１１ａａが貫通孔１１ｃａを通じてキャップ部１１ｃの外側に突出する（磁石１１ａの磁極がキャップ部１１ｃの外側に配置される）。固定部１１ｂの外壁側面には装着領域１１ｂａが設けられており、この装着領域１１ｂａが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
本形態では、固定部１１ｂの外部形状は固定部１０１ｂの外部形状と略同一であり、装着領域１１ｂａの配置および形状（装着機構の構造）も装着領域１０１ｂａの配置および形状（カッター部品の装着位置への装着部分）と略同一である。キャップ部１１ｃの外部形状はキャップ部１０１ｃの外部形状と略同一であることが望ましいが、これらの形状が異なっていてもよい。装着領域１１ｂａに対する先端部１１ａａの相対位置は、装着領域１０１ｂａに対する刃先１０１ａａの相対位置と略同一であることが望ましい。好ましくは、キャップ部１１ｃを固定部１１ｂに装着した際にキャップ部１１ｃの外側に配置される先端部１１ａａの長さは、キャップ部１０１ｃを固定部１０１ｂに装着した際にキャップ部１０１ｃの外側に配置される刃先１０１ａａの長さと略同一である。例えば、カッター部品１０１が含むカッター部１０１ａを磁石１１ａに置換したものを着磁用部品１１としてもよい。この場合、固定部１０１ｂが固定部１１ｂであり、キャップ部１０１ｃがキャップ部１１ｃである。このような場合、固定部１０１ｂ側のカッター部品１０１の形状と、固定部１１ｂ側の着磁用部品１１の形状とが略同一であることが望ましい。これにより、特別なスペーサーの設置や加工を行うことなく、公知のカッター部品１０１から着磁用部品１１を生成することができる。なお、αとβとが略同一とは、αとβとが同一であるか、または、αとβとが近似することを意味する。
≪カッター部品装着部１２および描画ヘッド１３≫
本来、カッター部品１０１の装着領域１０１ｂａがカッター部品装着部１２に固定されることで、カッター部品１０１が描画ヘッド１３に取り付けられる。本形態ではこのカッター部品１０１に代え、着磁用部品１１の装着領域１１ｂａがカッター部品装着部１２（カッター部品の装着位置）に固定されることで、着磁用部品１１が描画ヘッド１３に取り付けられる（図１および図２Ｂ）。カッター部品装着部１２に取り付けられた着磁用部品１１は、その磁石１１ａの先端部１１ａａ（磁極）が、着磁対象として配置された磁性シート１８（対象物）の面１８ａに対向するように配置される。すなわち、カッター部品装着部１２に、磁極（Ｓ極またはＮ極）が磁性シート１８の面１８ａに対向する磁石１１ａを含む部品である着磁用部品１１が取り付けられる。磁性シート１８の面１８ａをＳ極に着磁するときには磁石１１ａの先端部１１ａａをＮ極とし、磁性シート１８の面１８ａをＮ極に着磁するときには磁石１１ａの先端部１１ａａをＳ極とする。磁性シート１８の面１８ａにＳ極の着磁とＮ極の着磁とを行う必要がある場合、先端部１１ａａがＮ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１（Ｓ極の着磁用）と、先端部１１ａａがＳ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１（Ｎ極の着磁用）とが必要となる。磁石１１ａが固定部１１ｂに対して脱着可能であれば、磁性シート１８の面１８ａにＳ極の着磁を行うときに、先端部１１ａａがＮ極の磁石１１ａを固定部１１ｂに装着し、磁性シート１８の面１８ａにＮ極の着磁を行うときに、先端部１１ａａがＳ極の磁石１１ａを固定部１１ｂに装着してもよい。磁石１１ａの両端が互いに異なる磁極（Ｓ極およびＮ極）であり、その両端のうち選択された一端を先端部１１ａａとし、他端を固定部１１ｂに固定可能であってもよい。すなわち、磁石１１ａが固定部１１ｂに対して反転可能であり、磁石１１ａのいずれの一端（Ｓ極またはＮ極）を先端部１１ａａとするかが選択可能であってもよい。後述のように、描画ヘッド１３および磁性シート１８の位置はデジタル的に制御され、磁性シート１８の面１８ａに対する描画ヘッド１３の相対位置を変化させることができる。なお、磁性シート１８の面１８ａとは別の面は、面１８ａとは異なる磁極に着磁される。すなわち、磁性シート１８の面１８ａに着磁することは、磁性シート１８自体に着磁することでもある。
≪入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７≫
入力部１４、記憶部１５、制御部１６、および駆動部１７は、カッティングプロッタにもともと備えられた機能構成である。入力部１４は入力インタフェースであり、記憶部１５はＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスクなどであり、駆動部１７はモータやアクチュエータなどからなる駆動装置である。制御部１６は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）およびＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）・ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ等を備えるコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成されてもよいし、集積回路によって構成されてもよい。
≪磁性シート１８≫
磁性シート１８は、強磁性材料を主原料とするシートであり、例えば、磁性ゴムを主原料とする磁性ゴムシート、磁性プラスチックを主原料とする磁性プラスチックシート、金属を主原料とする磁性金属シートなどである。強磁性材料が強い磁界内にさらされると、原子の双極子が磁場と整列し、その並びは磁場が除去された後も残る。一度磁化された強磁性材料は、反対向きの十分に強い磁界が印加されるか、強い衝撃、または十分に加熱されるまではその磁極の向きを保持する。本形態ではこの特徴を利用し、着磁用部品１１の磁石１１ａによって磁性シート１８を書き換え可能なように磁化する。
＜動作＞
本形態の着磁方法を説明する。着磁装置１（図１）の入力部１４に、磁性シート１８の面１８ａに着磁するパタン（着磁パタン）を表すテクスチャ情報が入力される。テクスチャ情報は磁性シート１８の面１８ａのどの座標を磁化するかを表す二次元データである。着磁パタンが何れか一方の磁極（Ｓ極またはＮ極）に磁性シート１８の面１８ａを磁化するためのものである場合（一方の磁極にのみに対応するパタンである場合）、テクスチャ情報はその磁極に磁化するパタンを表すパタン情報を含む。一方、着磁パタンが両方の磁極（Ｓ極およびＮ極）に磁性シート１８の面１８ａを磁化するためのものである場合（両方の磁極に対応するパタンである場合）、テクスチャ情報は一方の磁極（例えばＳ極）に磁化するパタンを表すパタン情報（一方の磁極に対応するパタンを表す第１パタン情報）、および他方の磁極（例えばＮ極）に磁化するパタンを表すパタン情報（他方の磁極に対応するパタンを表す第２パタン情報）を含む。図５に、両方の磁極に磁性シート１８の面１８ａを磁化するための着磁パタン１１０を例示する。図５に例示するように、着磁パタン１１０はＳ極に磁化するパタン１１１およびＮ極に磁化するパタン１１２を含む。この場合のテクスチャ情報は、パタン１１１を表す情報およびパタン１１２を表す情報を含む。テクスチャ情報は、描画ソフトウェアによって作成されたベクター形式の画像データであってもよいし、そのような画像データか変換されたラスタ形式の画像データ（ビットマップ画像データ）であってもよい。入力されたテクスチャ情報は記憶部１５に格納される。また磁性シート１８が着磁装置１に装着される。これにより、カッター部品装着部１２に取り付けられた着磁用部品１１の磁石１１ａの先端部１１ａａ（磁極）が、磁性シート１８の面１８ａに対向する。
カッティングプロッタである着磁装置１を動作させると、制御部１６は記憶部１５からテクスチャ情報を読み込み、駆動部１７を制御して磁性シート１８の面１８ａに対する描画ヘッド１３の相対位置を変化させ、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁力によって、テクスチャ情報に対応するパタンに磁性シート１８の面１８ａを着磁する（テクスチャ情報に対応する着磁を磁性シート１８の面１８ａに行う）。すなわち、駆動部１７は、描画ヘッド１３をＸ軸とＺ軸の少なくとも何れかに沿って移動させることで、磁性シート１８の面１８ａに対する磁石１１ａの先端部１１ａａの相対位置を変化させることができる。さらに駆動部１７は、磁性シート１８をＹ軸に沿って移動させることで、磁性シート１８に対する磁石１１ａの先端部１１ａａの相対位置を変化させることができる。ただし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交する座標軸である。Ｘ軸およびＹ軸を通るＸ−Ｙ平面は磁性シート１８の面１８ａと略平行（例えば、平行）であり、Ｚ軸は磁性シート１８の面１８ａに略直交（例えば、直交）する。磁性シート１８に対する描画ヘッド１３の相対位置をＸ座標および／またはＹ軸に沿って変化させると、磁性シート１８の面１８ａにおける磁石１１ａの先端部１１ａａの（Ｘ，Ｙ）座標を変化させることができ、磁性シート１８の面１８ａ内の着磁位置を変化させることができる。磁性シート１８に対する描画ヘッド１３の相対位置をＺ座標に沿って変化させると、磁性シート１８の面１８ａと磁石１１ａの先端部１１ａａとの距離を変化させることができる。磁性シート１８の面１８ａへの着磁は、磁性シート１８の面１８ａと磁石１１ａの先端部１１ａａとが接触または近接した場合に行われる。そのため、磁性シート１８の面１８ａと磁石１１ａの先端部１１ａａとの距離を変化させることで、着磁の有無を制御することができる。駆動部１７はテクスチャ情報に基づいて描画ヘッド１３と磁性シート１８との間の相対位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って変化させ、これによってテクスチャ情報が表す着磁パタンで磁性シート１８の面１８ａ側を磁化する。なお、着磁パタンが両方の磁極（Ｓ極およびＮ極）に磁性シート１８の面１８ａを磁化するためのものである場合、駆動部１７はそれぞれの磁極に対応するパタンについて、磁性シート１８の面１８ａ側を磁化する。Ｓ極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部１１ａａがＮ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１を用い、駆動部１７がＳ極のパタンに従って描画ヘッド１３と磁性シート１８との間の相対位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って変化させ、Ｓ極のパタン（例えば、図５のパタン１１１）を磁性シート１８の面１８ａに着磁する。Ｎ極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部１１ａａがＳ極の磁石１１ａを含む着磁用部品１１を用い、駆動部１７がＮ極のパタンに従って描画ヘッド１３と磁性シート１８との間の相対位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って変化させ、Ｎ極のパタン（例えば、図５のパタン１１２）を磁性シート１８の面１８ａに着磁する。すなわち、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＮ極（他方の磁極）が磁性シート１８の面１８ａに対向しているときに、Ｓ極のパタン（例えば、図５のパタン１１１）の着磁（第１パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う。一方、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＳ極（一方の磁極）が磁性シート１８の面１８ａに対向しているときに、Ｎ極のパタン（例えば、図５のパタン１１２）の着磁（第２パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う。なお、先端部１１ａａの磁極の切り替え方法は前述の通りである。
着磁方法としては、以下の二種類が想定できる。
スライド法：磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を磁性シート１８の面１８ａに接触または近接させたまま、磁性シート１８における描画ヘッド１３の（Ｘ，Ｙ）座標を変化させる方法。
プロット法：磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を磁性シート１８の面１８ａから離したまま、磁性シート１８における描画ヘッド１３の（Ｘ，Ｙ）座標を変化させ、着磁する座標で磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を磁性シート１８の面１８ａに接触または近接させる方法。
スライド法は、高速な着磁が可能であるが、着磁部分の原子双極子の向きを面１８ａに対して垂直に揃えることができず、表面磁束密度が低下する可能性がある。一方、プロット法は、着磁部分の原子双極子の向きを面１８ａに対して垂直に揃えることができるが、着磁に多くの時間を費やしてしまう。２ｍｍ間隔および１ｍｍ間隔で着磁するプロット法、ならびにスライド法によって、同じパタンを着磁した場合のステップ数、処理時間、および表面磁束密度の比較結果を例示する。
＜本形態の特徴＞
本形態では、着磁用の特別な装置を用いることなく、任意の磁気パタンを着磁できる。
［第１実施形態の変形例］
第１実施形態では、磁性シート１８の面１８ａを両方の磁極（Ｓ極およびＮ極）に磁化する場合、手動によって磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を切り替えていた。しかしながら、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極が自動的に切り替えられてもよい。すなわち、Ｓ極のパタンの着磁（第１パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う際に、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＮ極（他方の磁極）を磁性シート１８の面１８ａに自動的に対向させ、Ｎ極のパタンの着磁（第２パタン情報に対応する着磁）を磁性シート１８の面１８ａに行う際に、着磁用部品１１に含まれた磁石１１ａのＳ極（一方の磁極）を磁性シート１８の面１８ａに自動的に対向させてもよい。すなわち、固定部１１ｂ（装着機構）がカッター部品装着部１２（装着位置）に装着されたときに磁性シート１８（対象物）の面１８ａに対向する磁極の極性が切り替え可能であってもよい。例えば、着磁用部品１１の磁石１１ａが物理的に反転することで、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極が自動的に切り替えられてもよい。あるいは、磁石１１ａとして電磁石を用い、その電磁石に供給する電流の向きを切り替えることで、磁石１１ａの先端部１１ａａの磁極を自動的に切り替えてもよい。
［第２実施形態］
第２実施形態では、Ｓ極およびＮ極からなるパタンが着磁された２つのオブジェクトを用いて凹凸（「凸凹」ともいう）を知覚させる。本形態の力覚提示物は、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」とを有する。「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が着磁されている。「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が着磁されている。ただし、人間または人間以外の動物である「動作主体」が、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が凹凸を知覚するようにされている。すなわち、「動作主体」が、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力が周期的に変化する。せん断応力の変化は「第１面」および「第２面」に沿った平面が含む直線方向の変化であるが、「動作主体」はこの変化を「第１面」および「第２面」に対して略垂直な凹凸として知覚（錯覚）する。「第１テクスチャ」および「第２テクスチャ」の例は、Ｓ極に着磁された領域とＮ極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されたものである。例えば、「第１テクスチャ」および「第２テクスチャ」は、Ｓ極に着磁された帯状の領域とＮ極に着磁された帯状の領域とが交互に周期的に配置されたものであってもよいし、Ｓ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とＮ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含んでいてもよい。「第１テクスチャ」のパタンと「第２テクスチャ」のパタンとは同一であってもよいし、異なっていてもよい。「第１テクスチャ」のパタンと「第２テクスチャ」のパタンとの組み合わせによって、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なってもよい。この場合には「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。例えば、「第１テクスチャ」および「第２テクスチャ」が、Ｓ極に着磁されたテーブ状の領域とＮ極に着磁されたテーブ状の領域とが交互に周期的に配置されたものであり、「第１テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向が「第２テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向に倣うように「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われてもよい。この場合、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を、テーブ状の領域の長手方向に変化させるか、短手方向に変化させるかによって、「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。なお、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作の例は、以下（１）から（３）の何れか、またはその一部またはすべての組み合わせである。
（１）「動作主体」が直接「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方を動かすことで、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
（２）「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方と「動作主体」との間に介在するものを動かすことで、間接的に「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方を動かし、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
（３）「動作主体」が「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との少なくとも一方を自動的に動かす装置を駆動し、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作。
また、「第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる」とは、例えば、「第１面」に対して「第２面」をスライドさせること、「第２面」に対して「第１面」をスライドさせることなどである。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図６Ａの磁性シート２１０は「第１オブジェクト」の具体例であり、図６Ｂの磁性シート２２０は「第２オブジェクト」の具体例である。磁性シート２１０の一方の面２１１（第１面）には、Ｓ極の領域２１１ａとＮ極の領域２１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。面２１１にはＳ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２１１ａとＮ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２１１ｂとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート２２０の一方の面２２１（第２面）には、Ｓ極の領域２２１ａとＮ極の領域２２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。面２２１にはＳ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２２１ａとＮ極に着磁された帯状（テープ状）の領域２２１ｂとが交互に周期的に配置されている。この例の場合、領域２１１ａの短手方向の幅（ピッチ）、領域２１１ｂの短手方向の幅（ピッチ）、領域２２１ａの短手方向の幅（ピッチ）、領域２２１ｂの短手方向の幅（ピッチ）はいずれも２ｍｍである。また、図６Ａおよび図６Ｂでは、図形パタンの相違によって領域２１１ａ、領域２１１ｂ、領域２２１ａ、および領域２２１ｂの磁極の相違を表現している。領域２１１ａ、領域２１１ｂ、領域２２１ａ、および領域２２１ｂが視覚的に識別可能に塗り分けられているわけではない。すなわち、これらのテクスチャは着磁パタンであり、視覚的に塗り分けられた模様ではない（以下、同様）。磁性シート２１０および２２０への着磁は、例えば、第１実施形態で説明した方法によって行われる。しかし、それ以外の方法で磁性シート２１０および２２０への着磁が行われてもよい（以下、同様）。
図７、図８および図１０Ａに例示するように、利用者（動作主体）は、面２１１が頭上を向くように磁性シート２１０を配置し、面２１１に面２２１が接触するように磁性シート２２０を配置する。ただし、磁性シート２１０の領域２１１ａ，２１１ｂの長手方向Ｄ１が磁性シート２２０の領域２２１ａ，２２１ｂの長手方向Ｄ２に倣う向きに、磁性シート２２０が磁性シート２１０に重ねられる。例えば、長手方向Ｄ１が長手方向Ｄ２に沿った方向となるように（言い換えると、長手方向Ｄ１と長手方向Ｄ２とが互いに略平行となるように）、磁性シート２２０が磁性シート２１０に重ねられる。利用者は指２００で磁性シート２１０に重ねられた磁性シート２２０の他方の面２２２に接し、面２１１と面２２１とを互いに接触または近接（ほぼ接触）させたまま、面２１１と面２２１との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図７および図８の例では、面２１１と面２２１との間の相対位置関係を磁性シート２１０の領域２１１ａ，２１１ｂの短手方向であるＸＡ方向に変化させる。これにより、利用者が磁性シート２２０から受けるＸＡ方向のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面２２１に略直交する方向の凹凸感を知覚する。なお、２１１と面２２１との間の相対位置関係を磁性シート２１０の領域２１１ａ，２１１ｂの長手方向に変化させた場合には利用者が受けるせん断応力は変化せず、利用者は凹凸感を知覚しない。面２１１と面２２１との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、利用者が磁性シート２２０から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。
図９Ａおよび図９Ｂは、磁性シート２１０とピッチが相違する磁性シート２３０，２５０の例示であり、図９Ｃおよび図９Ｄは、磁性シート２２０とピッチが相違する磁性シート２４０，２６０の例示である。磁性シート２３０，２５０は「第１オブジェクト」の具体例であり、磁性シート２４０，２６０は「第２オブジェクト」の具体例である。磁性シート２３０の一方の２３１（第１面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２３１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２３１ｂとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート２４０の一方の面２４１（第２面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２４１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２４１ｂとが交互に周期的に配置されている。磁性シート２５０の一方の２５１（第１面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２５１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２５１ｂとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート２６０の一方の面２６１（第２面）には、Ｓ極に着磁された帯状の領域２６１ａとＮ極に着磁された帯状の領域２６１ｂとが交互に周期的に配置されている。ただし、領域２３１ａの短手方向の幅、領域２３１ｂの短手方向の幅、領域２４１ａの短手方向の幅、領域２４１ｂの短手方向の幅はいずれも４ｍｍである。領域２５１ａの短手方向の幅、領域２５１ｂの短手方向の幅、領域２６１ａの短手方向の幅、領域２６１ｂの短手方向の幅はいずれも６ｍｍである。
「第１オブジェクト」として磁性シート２３０が用いられ、「第２オブジェクト」として磁性シート２４０が用いられる場合、利用者は、磁性シート２１０，２２０、面２１１，２２１、領域２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂを磁性シート２３０，２４０、面２３１，２４１、領域２３１ａ，２３１ｂ，２４１ａ，２４１ｂに代え、磁性シート２１０および２２０を用いた場合と同様に、面２３１と面２４１とを互いに接触または近接させたまま、面２３１と面２４１との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、面２３１と面２４１との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する（図１０Ｂ）。同様に、「第１オブジェクト」として磁性シート２５０が用いられ、「第２オブジェクト」として磁性シート２６０が用いられる場合、利用者は、磁性シート２１０，２２０、面２１１，２２１、領域２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂを磁性シート２５０，２６０、面２５１，２６１、領域２５１ａ，２５１ｂ，２６１ａ，２６１ｂに代え、磁性シート２１０および２２０を用いた場合と同様に、面２５１と面２６１とを互いに接触または近接させたまま、面２５１と面２６１との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、面２５１と面２６１との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する（図１０Ｃ）。
その他、「第１オブジェクト」として磁性シート２１０，２３０，２５０の何れかが用いられ、「第２オブジェクト」として磁性シート２２０，２４０，２６０の何れかが用いられ、「第１オブジェクト」のピッチと「第２オブジェクト」のピッチとが異なっていてもよい。
「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。まず、図１０Ａから図１０Ｃに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。例えば、図１０Ａのように「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに２ｍｍである場合に知覚される凹凸の間隔は、図１０Ｂのように「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに４ｍｍである場合に知覚される凹凸の間隔よりも狭い。次に、図１１Ａから図１１Ｄに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。図１１Ａおよび図１１Ｂに例示するように、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合（例えば、同じ２ｍｍ）である場合、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シート間の引力面積比（Ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ａｒｅａ Ｒａｔｉｏ）の最大値（１００％）と最小値（０％）の差が最大となり、利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となる。図１１Ａおよび図１１Ｃに例示するように、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが６ｍｍであり、「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが２ｍｍである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値は６６．６７％となり、最小値は３３．３３％となり、利用者が知覚する凹凸感の強さは「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合よりも小さくなる。さらに、図１１Ａおよび図１１Ｄに例示するように、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが４ｍｍであり、「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが２ｍｍである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値および最小値はともに５０％となり、利用者は凹凸感を知覚しない。
利用者が知覚する凹凸感の強さを定式化すると以下のようになる。「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートＡのピッチをｐＡ＝ｎ［ｍｍ］とし、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートＢのピッチｐＢ＝ｍ［ｍｍ］とする。ただし、ｎ≦ｍとする。２つの磁性シートＡ，Ｂが触れ合う面での引力面積比Ａｒ（Ａ，Ｂ）は、２つのピッチｐＡ、ｐＢの関数ｆで表される。
Ａｒ（Ａ，Ｂ）＝ｆ（ｐＡ，ｐＢ）［％］ （１）
ただし、関数ｆは磁性シートＡ，Ｂに着磁されたパタンに依る。また２つの磁性シートＡ，Ｂ間に発生する保持力（Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ：Ｈ（Ａ，Ｂ）［ｇ／ｃｍ２］）は、Ａｒ（Ａ，Ｂ）および両磁性シートＡ，Ｂの表面磁束密度ＢｓＡ、ＢｓＢ［ｍＴ］に依存し、関数ｇで表せる。
Ｈ（Ａ，Ｂ）＝ｇ（Ａｒ（Ａ，Ｂ），Ｂｓ（Ａ），Ｂｓ（Ｂ））［ｇ／ｃｍ２］ （２）
この２つの磁性シートＡ，Ｂの面を互いに接触または近接させたまま、これらの面の間の相対位置関係を変化させたときに知覚される凹凸感の強さＶ（Ａ，Ｂ）は、Ｈ（Ａ，Ｂ）の最大値Ｈ（Ａ，Ｂ）ＭＡＸに依存し、関数ｈで表せる。
Ｖ（Ａ，Ｂ）＝ｈ（Ｈ（Ａ，Ｂ）ＭＡＸ）
＝ｈ（ｇ（Ａｒ（Ａ，Ｂ），Ｂｓ（Ａ），Ｂｓ（Ｂ））ＭＡＸ） （∵（２））
＝ｈ（ｇ（ｆ（ｐＡ，ｐＢ），ｐＡ，ｐＢ）ＭＡＸ） （∵（１）および同一部材を用いた場合、表面磁束密度ＢｓＡ、ＢｓＢは主にピッチｐＡ，ｐＢにそれぞれ依存）
＝Ｆ（ｐＡ，ｐＢ） （３）
図１２は、磁性シートＡ，ＢのピッチｐＡ，ｐＢと、磁性シートＡ，Ｂ間に発生する保持力および最大引力面積比（引力面積比の最大値）との関係を例示したものである。図１２の左側の縦軸は保持力を表し、右側の縦軸は最大引力面積比を表し、横軸は磁性シートＡ，ＢのピッチｐＡ，ｐＢ（（Ａ）はピッチｐＡ、（Ｂ）はピッチｐＢ）を表す。このように、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートＡ，Ｂによって知覚される凹凸の強さは、磁性シートＡ，Ｂのピッチに応じて変化する。
「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の他の例を示す。図１３Ａから図１４Ｂは、Ｓ極に着磁された周期的な略市松模様（略チェッカー）の領域とＮ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」とする例である。図１３Ａ、図１３Ｃおよび図１４Ａの磁性シート２１０’，２３０’，２５０’は「第１オブジェクト」の具体例であり、図１３Ｂ、図１３Ｄおよび図１４Ｂの磁性シート２２０’，２４０’，２６０’は「第２オブジェクト」の具体例である。略市松模様とは、市松模様または市松模様に近似する模様を意味する。すなわち、本形態の略市松模様とは、Ｓ極が着磁された正方形（または長方形）とＮ極が着磁された正方形（または長方形）とが交互に周期的に配置されたパタン（市松模様）のみならず、Ｓ極が着磁された正方形（または長方形）に類似するパタンとＮ極が着磁された正方形（または長方形）に類似するパタンとが交互に周期的に配置されたパタンをも含む。正方形（または長方形）に類似するパタンの例は、正方形（または長方形）の角が丸められたパタン、円、楕円などである。
図１３Ａに例示するように、磁性シート２１０’（第１オブジェクト）の一方の面２１１’（第１面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２１１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２１１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。図１３Ｂに例示するように、磁性シート２２０’（第２オブジェクト）の一方の面２２１’（第２面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２２１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２２１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。磁性シート２１０’および２２０’に着磁された略市松模様のパタンのピッチ（周期的に交互に繰り返し配置される各パタンの幅）はすべて２ｍｍである。
図１３Ｃに例示するように、磁性シート２３０’（第１オブジェクト）の一方の面２３１’（第１面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２３１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２３１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。図１３Ｄに例示するように、磁性シート２４０’（第２オブジェクト）の一方の面２４１’（第２面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２４１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２４１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。磁性シート２３０’および２４０’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて４ｍｍである。
図１４Ａに例示するように、磁性シート２５０’（第１オブジェクト）の一方の面２５１’（第１面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２５１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２５１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。図１４Ｂに例示するように、磁性シート２６０’（第２オブジェクト）の一方の面２６１’（第２面）には、Ｓ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２６１ａ’とＮ極が着磁された角が丸められた正方形の領域２６１ｂ’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。磁性シート２５０’および２６０’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて６ｍｍである。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」とした場合も、利用者が「第１オブジェクト」の「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、凹凸を知覚することができる。なお「第１オブジェクト」のピッチと「第２オブジェクト」のピッチとは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。その他、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」とし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第２オブジェクト」としてもよい。逆に、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」とし、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第２オブジェクト」としてもよい。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合も、「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。すなわち、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。また、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。また、前述した知覚される凹凸感の強さの定式化は、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合にも適用でき、知覚される凹凸感の強さＶ（Ａ，Ｂ）は式（３）で表される。ただし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」とする場合に比べ、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第１オブジェクト」および「第２オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合の方が、磁性シート間の最大引力面積比が小さくなり、知覚される凹凸感を小さくできる。例えば、図１５に例示するように、２ｍｍのピッチの磁性シートと６ｍｍのピッチの磁性シートとを用いる場合であっても、帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャ（ストライプテクスチャ）が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は６６．６７％となるのに対し、略市松模様のテクスチャ（チェッカーテクスチャ）が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は５５．５６％となる。また、図１６Ａから図１７Ｂに例示するように、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でもチェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でも、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが等しい場合に、それらの磁性シート間の保持力および最大引力面積比が最大になる。ここで、ストライプテクスチャの場合には、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合でも、或る程度の大きさの保持力および最大引力面積比が得られている（図１６Ａおよび図１６Ｂ）。これに対し、チェッカーテクスチャの場合には、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合の保持力および最大引力面積比が、それらのピッチが同一の場合に比べて大幅に低下する（図１７Ａおよび図１７Ｂ）。すなわち、ストライプテクスチャの場合には、２つの磁性シートのピッチが相違してもある程度の強さの凹凸感を知覚させることができるが、チェッカーテクスチャの場合には、２つの磁性シートのピッチが相違すると知覚される凹凸感の強さが大幅に低下することが分かる。一方、ストライプテクスチャの場合には、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」との相対位置を１次元方向に変化させたときにしか凹凸感を知覚させることができないが、チェッカーテクスチャの場合には、この相対位置を二次元方向に変化させた場合にも凹凸感を知覚させることができる。
＜本形態の特徴＞
本形態では、２つの磁性シートを用いて凹凸感を知覚させることができ、それぞれに着磁されたテクスチャやピッチに応じて多様な凹凸感を表現できる。
［第２実施形態の変形例］
「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの２つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面（第１面と第２面）の間の相対位置関係を変化させてもよい。例えば、これらの２つの磁性シートの間に紙などの非磁性体の薄いシートが介在してもよい。利用者が「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第２オブジェクト」として用いられる磁性シートの両方に接していてもよいし、「第１オブジェクト」として用いられる磁性シートのみに接していてもよい。
［第３実施形態］
第３実施形態は第２実施形態の原理を応用したものである。前述のように、一方の磁性シートに着磁されたテクスチャが同一であったとしても、それに重ねられる他方の磁性シートに着磁されたテクスチャが異なれば、利用者に異なる凹凸感を提示できる。本形態ではこの特徴を利用する。本形態の力覚提示物は、「ベースオブジェクト」「第１シート」「第２シート」「第１接触オブジェクト」および「第２接触オブジェクト」を有する。「ベースオブジェクト」は、「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が予め着磁されている。「第１シート」は、視覚によって認識可能な「第１パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第１面」に重ね合せられる。「第２シート」は、「第１パタン」とは異なる、視覚によって認識可能な「第２パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第１面」に重ね合せられる。「第１接触オブジェクト」は、「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第２接触オブジェクト」は、「第３面」を含み、「第３面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含み、「第２テクスチャ」とは異なる「第３テクスチャ」が予め着磁されている。ここで、「動作主体」が「第１行動」を行ったときに「第１接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚と、「第２行動」を行ったときに「第２接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚とは互いに異なる。言い換えると、「動作主体」が「第１行動」を行ったときに「第１接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、「動作主体」が「第２行動」を行ったときに「第２接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、は互いに異なる。ただし、「第１行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第１面」に「第１シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第１接触オブジェクト」に接触して、「第１面」と「第２面」とを互いに近接させたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。「第２行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第１面」に「第２シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第２接触オブジェクト」に接触して、「第１面」と「第３面」とを互いに近接させたまま、「第１面」と「第３面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第３面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図１９に本形態の「ベースオブジェクト」であるベースオブジェクト３１０を例示する。本形態のベースオブジェクト３１０は磁性シートであり、その一方の面３１０ａ（第１面）にはＳ極の領域３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１４ａとＮ極の領域３１１ｂ，３１２ｂ，３１３ｂ，３１４ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。ベースオブジェクト３１０の面３１０ａは、４つの領域３１１，３１２，３１３，および３１４に区分されている。領域３１１には、Ｓ極の帯状の領域３１１ａとＮ極の帯状の領域３１１ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域３１２には、Ｓ極の帯状の領域３１２ａとＮ極の帯状の領域３１２ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域３１３には、Ｓ極の帯状の領域３１３ａとＮ極の帯状の領域３１３ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域３１４には、Ｓ極の帯状の領域３１４ａとＮ極の帯状の領域３１４ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図１８Ａに本形態の「第１シート」であるシート３４１を例示し、図１８Ｂに本形態の「第２シート」であるシート３４２を例示する。シート３４１，３４２は、紙や合成樹脂などの非磁性体の薄いシートである。シート３４１，３４２は、不透明な材質から構成されていてもよいし、透明な材質から構成されていてもよい。シート３４１の一方の面には、視覚によって認識可能なパタン（第１パタン）が設けられている。シート３４２の一方の面には、シート３４１のパタン（第１パタン）とは異なる、視覚によって認識可能なパタン（第２パタン）が設けられている。図１８Ａおよび図１８Ｂに例示するシート３４１，３４２の一方の面には、互いに相違する画像（例えば、絵や写真など）が描かれている。この例の場合、シート３４１ではスキー場が表現されており、シート３４２ではオフロードコースが表現されている。シート３４１および３４２は、ベースオブジェクト３１０の面３１０ａにそれぞれ重ね合わせることができる。
図２０Ａおよび図２０Ｂに本形態の「第１接触オブジェクト」である接触オブジェクト３２０を例示する。本形態の接触オブジェクト３２０は磁性シートである。接触オブジェクト３２０の一方の面３２２には画像（例えば、スノーボーダーの絵や写真など）が描かれている。接触オブジェクト３２０の他方の面３２１（第２面）には、Ｓ極の領域３２１ａとＮ極の領域３２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。本形態の接触オブジェクト３２０の面３２１には、Ｓ極の帯状の領域３２１ａとＮ極の帯状の領域３２１ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図２０Ｃおよび図２０Ｄに本形態の「第２接触オブジェクト」である接触オブジェクト３３０を例示する。本形態の接触オブジェクト３３０も磁性シートである。接触オブジェクト３３０の一方の面３３２には画像（例えば、車の絵や写真など）が描かれている。接触オブジェクト３３０の他方の面３３１（第３面）には、Ｓ極の領域３３１ａとＮ極の領域３３１ｂとを含むテクスチャ（第３テクスチャ）が予め着磁されている。接触オブジェクト３３０の面３３１に着磁されたテクスチャは、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されたテクスチャと相違する。本形態の接触オブジェクト３３０の面３３１には、Ｓ極の帯状の領域３３１ａとＮ極の帯状の領域３３１ｂとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。ただし、面３３１に着磁されているテクスチャのピッチは、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されているテクスチャのピッチと異なる。
ベースオブジェクト３１０の面３１０ａにシート３４１（第１シート）が重ね合わされているとき、さらにシート３４１に接触オブジェクト３２０が重ね合わされる。接触オブジェクト３２０の面３２１はシート３４１側に向けられ、接触オブジェクト３２０とベースオブジェクト３１０との間にシート３４１が配置される。利用者（動作主体）は、指などで接触オブジェクト３２０の面３２２に接触して、面３１０ａ（第１面）と面３２１（第２面）とを互いに近接させたまま、面３１０ａ（第１面）と面３２１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、３１０ａ（第１面）と面３２１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる動作（第１行動）を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト３２０から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚は、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されたＳ極の領域３２１ａとＮ極の領域３２１ｂとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト３１０の面３１０ａの領域（領域３１１，３１２，３１３，および３１４の何れか）に着磁されたＳ極の領域（領域３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，および３１４ａの何れか）とＮ極の領域（領域３１１ｂ，３１２ｂ，３１３ｂ，および３１４ｂの何れか）とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
一方、ベースオブジェクト３１０の面３１０ａにシート３４２（第２シート）が重ね合わされているとき、さらにシート３４２に接触オブジェクト３３０が重ね合わされる。接触オブジェクト３３０の面３３１はシート３４２側に向けられ、接触オブジェクト３３０とベースオブジェクト３１０との間にシート３４２が配置される。利用者（動作主体）は、指などで接触オブジェクト３３０の面３３２に接触して、面３１０ａ（第１面）と面３３１（第３面）とを互いに近接させたまま、面３１０ａ（第１面）と面３３１（第３面）との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、３１０ａ（第１面）と面３３１（第３面）との間の相対位置関係を変化させる動作（第２行動）を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト３３０から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚も、接触オブジェクト３３０の面３３１に着磁されたＳ極の領域３３１ａとＮ極の領域３３１ｂとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト３１０の面３１０ａの領域（領域３１１，３１２，３１３，および３１４の何れか）に着磁されたＳ極の領域（領域３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，および３１４ａの何れか）とＮ極の領域（領域３１１ｂ，３１２ｂ，３１３ｂ，および３１４ｂの何れか）とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
さらに、接触オブジェクト３２０の面３２１に着磁されているＳ極の領域３２１ａとＮ極の領域３２１ｂとを含むテクスチャは、接触オブジェクト３３０の面３３１に着磁されているＳ極の領域３３１ａとＮ極の領域３３１ｂとを含むテクスチャとは相違する。そのため、ベースオブジェクト３１０の面３１０ａのいずれかの領域α（領域３１１，３１２，３１３，および３１４の何れか）に、接触オブジェクト３２０に着磁された領域３２１ａおよび３２１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第１行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚と、同じ領域αに、接触オブジェクト３３０に着磁された領域３３１ａおよび３３１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第２行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚とは、互いに相違する。前述のように、領域αに、接触オブジェクト３２０に着磁された領域３２１ａおよび３２１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第１行動」を行っているときに接触オブジェクト３２０から受けるせん断応力の変化の仕方と、同じ領域αに、接触オブジェクト３３０に着磁された領域３３１ａおよび３３１ｂを含むテクスチャが近接し、利用者が「第２行動」を行っているときに接触オブジェクト３３０から受けるせん断応力の変化の仕方とは、互いに相違するからである。
＜本形態の特徴＞
以上より、同じベースオブジェクト３１０を用いた場合でも、接触オブジェクト３２０を用いるか接触オブジェクト３３０を用いるかによって、利用者に異なる凹凸感覚を提示できる。例えば、接触オブジェクト３２０を用いるか接触オブジェクト３３０を用いるかによって、凹凸感覚の強さやピッチ（知覚される凹凸の間隔）を相違させることもできるし、凹凸感覚を知覚しない領域を相違させることもできる。このように互いに異なる凹凸感覚に対応する互いに異なる画像をシート３４１およびシート３４２に描いておけば、シート３４１およびシート３４２に表された互いに異なる画像に応じ、互いに異なる凹凸感覚を知覚させることができる。このように、本形態では永久磁石のみを用いているにもかかわらず、シートに表された画像に応じて凹凸感覚を変化させることができる。このような技術は、例えば、シートに応じて異なる凹凸感覚を提示する絵本などに応用することができる。
［第３実施形態の変形例］
「ベースオブジェクト」の「第１面」に着磁される「第１テクスチャ」が、Ｓ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とＮ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含む「チェッカーテクスチャ」であってもよい。同様に、「第１接触オブジェクト」の「第２面」に着磁される「第２テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよいし、「第２接触オブジェクト」の「第３面」に着磁される「第３テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよい。
例えば、前述したベースオブジェクト３１０に代えて、図２１Ａに例示するベースオブジェクト３１０’が用いられてもよいし、接触オブジェクト３２０に代えて、図２１Ｂに例示する接触オブジェクト３２０’が用いられてもよいし、接触オブジェクト３３０に代えて、図２１Ｃに例示する接触オブジェクト３３０’が用いられてもよい。
ベースオブジェクト３１０’は磁性シートであり、その一方の面３１０ａ’（第１面）にはＳ極の領域３１１ａ’，３１２ａ’，３１３ａ’，３１４ａ’，３１５ａ’とＮ極の領域３１１ｂ’，３１２ｂ’，３１３ｂ’，３１４ｂ’，３１５ｂ’とを含む周期的な略市松模様のテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。ベースオブジェクト３１０’の面３１０ａ’は、５つの領域３１１’，３１２’，３１３’，３１４’，および３１５’に区分されている。領域３１１’には、Ｓ極の領域３１１ａ’とＮ極の領域３１１ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１２’には、Ｓ極の領域３１２ａ’とＮ極の領域３１２ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１３’には、Ｓ極の領域３１３ａ’とＮ極の領域３１３ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１４’には、Ｓ極の領域３１４ａ’とＮ極の領域３１４ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域３１５’には、Ｓ極の領域３１５ａ’とＮ極の領域３１５ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。
接触オブジェクト３２０’は磁性シートである。接触オブジェクト３２０’の一方の面には画像が描かれており、他方の面３２１’（第２面）には、Ｓ極の領域３２１ａ’とＮ極の領域３２１ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。接触オブジェクト３３０’は磁性シートである。接触オブジェクト３３０’の一方の面には画像が描かれており、他方の面３３１’（第３面）には、Ｓ極の領域３３１ａ’とＮ極の領域３２１ｂ’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ（第３テクスチャ）が予め着磁されている。
このようにしても第３実施形態と同様な効果を得ることができる。ただし、第２実施形態で説明したように、ベースオブジェクト３１０、接触オブジェクト３２０、および接触オブジェクト３３０の少なくとも何れかに代えて、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクト３１０’、接触オブジェクト３２０’、および接触オブジェクト３３０’の少なくとも何れかとして用いた場合、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは小さくなる。図２２Ａに例示するように、ストライプテクスチャが着磁されたベースオブジェクトＡおよび接触オブジェクトＢを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合でも、利用者が知覚するせん断応力はある程度大きく、ある程度の強さの凹凸感を知覚する組み合わせが存在する。一方、図２２Ｂに例示するように、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトＡおよび接触オブジェクトＢを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合には利用者が知覚するせん断応力が小さくなり、凹凸感はほとんど知覚されない。すなわち、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトＡおよび接触オブジェクトＢを用いた場合には、凹凸感を知覚させる領域を制限することができる。
［第４実施形態］
第４実施形態も第２実施形態の原理を応用したものである。本形態では、第２実施形態の原理を入力装置に組み合わせ、電磁石を用いることなく、情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する「力覚提示物」の説明を行う。
入力装置がタッチパネルの場合、「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第１オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される「第２オブジェクト」とを有する。「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が予め着磁されている。「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第１オブジェクト」は、例えば、一方の板面をタッチパネルの入力面側に向けて配置される磁気シートであり、「第１面」は、磁気シートの他方の板面である。入力面に「第１オブジェクト」が配置されたタッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」が、「第２オブジェクト」を装着、把持または支持して、「第１面」と「第２面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、第１面と第２面との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が第２オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
入力装置がマウスなどの入力装置の場合、「力覚提示物」は、「第１オブジェクト」と「第２オブジェクト」とを有する。「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が予め着磁されている。「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第２オブジェクト」は「動作主体」に把持される「入力装置」に装着または設けられる。「第２オブジェクト」が装着または設けられた「入力装置」を操作する動作主体が、「第１面」と「第２面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、「入力装置」に対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、入力装置に対する入力操作が行われるとともに、動作主体が入力装置から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
＜入力装置がタッチパネルの場合＞
図２３および図２４に、第２実施形態の原理をタッチパネルに組み合わせた例を示す。
図２３に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器４００のタッチパネル４０１の入力面（表面）に、「第１オブジェクト」である磁性シート４１０が装着される。磁性シート４１０の一方の板面４１２がタッチパネル４０１の入力面側に向けて配置され、磁性シート４１０の他方の板面４１１（第１面）にはＳ極の領域４１１ａとＮ極の領域４１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。なお、「第１テクスチャ」はピッチやパタン（ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど）が異なる複数の領域を有していてもよい。
図２４Ａに例示する「第２オブジェクト」は利用者が装着、把持、または支持する手袋４２０であり、その指の腹部分の表面４２１（第２面）に、Ｓ極の領域４２１ａとＮ極の領域４２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。なお、第２テクスチャはピッチやパタン（ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど）が異なる複数の領域を有していてもよい。図２４Ａでは、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されている。
利用者は、手袋４２０を装着、把持、または支持し、Ｓ極の領域４２１ａとＮ極の領域４２１ｂとを含むテクスチャ部分で、電子機器４００のタッチパネル４０１の入力面に配置された磁性シート４１０を擦る。これにより、磁性シート４１０の板面４１１（第１面）と手袋４２０の腹部分の表面４２１（第２面）とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面４１１（第１面）と表面４２１（第２面）の間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、板面４１１（第１面）と表面４２１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル４０１（出力装置）から像（例えば、映像、動画、画像）を表示したり、電子機器４００のスピーカ（出力装置）から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および／または音の提示内容を変化させることができる。なお、図２４Ａに例示した手袋４２０では、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されているため、どの指でタッチパネル４０１を操作するかによって異なる凹凸感を知覚させることができる。また、磁性シート４１０の板面４１１（第１面）にピッチやパタンが異なる複数の領域が設けられている場合、利用者がどの指でどの領域を操作するかによって、利用者に異なる凹凸感を知覚させることができる。
「第２オブジェクト」として図２４Ｂおよび図２４Ｃに例示するタッチペン４３０が用いられてもよい。タッチペン４３０は、略円柱状の把持部４３５および略円盤状の先端部４３６を有する。把持部４３５の一端は、先端部４３６の一方の面４３２の中央付近に固定または一体化されている。先端部４３６の他方の面４３１（第２面）には、Ｓ極の領域５３１ａとＮ極の領域５３１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。利用者は、タッチペン４３０の把持部４３５を把持または支持し、先端部４３６の面４３１側で電子機器４００のタッチパネル４０１の入力面に配置された磁性シート４１０を擦る。これにより、磁性シート４１０の板面４１１（第１面）と先端部４３６の面４３１（第２面）とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面４１１（第１面）と表面４３１（第２面）の間の相対位置関係を変化させる操作、または／および、板面４１１（第１面）と面４３１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネル４０１に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル４０１（出力装置）から像を表示したり、電子機器４００のスピーカ（出力装置）から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および／または音の提示内容を変化させることができる。
図２５に、入力操作に応じ、力覚の提示とともにゲームコンテンツの提示を行う例を例示する。図２５に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器４００’のタッチパネル４０１’の入力面（表面）の下部に、第２実施形態で例示した磁性シート２１０が装着される。磁性シート２１０の一方の板面２１２がタッチパネル４０１’の入力面側に向けて配置され、磁性シート２１０の他方の板面２１１（第１面）にはＳ極の領域２１１ａとＮ極の領域２１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が予め着磁されている。磁性シート２１０の板面２１１には、第２実施形態で例示した磁性シート２２０が配置される。磁性シート２２０の一方の面２２１（第２面）には、Ｓ極の領域２２１ａとＮ極の領域２２１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されており、面２２１が板面２１１に対向するように配置される。利用者は指２００で磁性シート２１０に重ねられた磁性シート２２０の他方の面２２２に接し、面２１１と面２２１とを互いに接触または近接（ほぼ接触）させたまま、面２１１と面２２１との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。これにより、タッチパネル４０１’に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル４０１’（出力装置）でのゲームコンテンツの表示内容が変化したり、電子機器４００’のスピーカ４０２’（出力装置）から出力される音が変化したりする。
＜入力装置がマウスなどの入力装置の場合＞
図２６Ａから図２６Ｃに、第２実施形態の原理をマウス５００に組み合わせた例を示す。マウス５００の底面５００ａには、「第２オブジェクト」である磁性シート５１０が固定されている。磁性シート５１０の一方の面５１１（第２面）にはＳ極の領域５１１ａとＮ極の領域５１１ｂとを含む「第２テクスチャ」が予め着磁されている。「第２テクスチャ」の例はストライプテクスチャとチェッカーテクスチャなどである。磁性シート５１０の他方の面５１２はマウス５００の底面５００ａに固定されている。
「第１オブジェクト」としては、例えば、磁性シート２１０，２３０，２５０，２１０’，２３０’，２５０’、ベースオブジェクト３１０，３１０’などを用いることができる。例えば、「第１オブジェクト」として磁性シート２１０が用いられる場合、利用者（動作主体）は、面２１１（第１面）が頭上を向くように磁性シート２１０を配置し、この面２１１にマウス５００に固定された磁性シート５１０の面５１１（第２面）が接触するようにマウス５００を把持する。利用者はこのマウス５００を磁性シート２１０の面２１１（第１面）に沿ってスライドさせることにより、面２１１（第１面）と面５１１（第２面）とが互いに接触または近接するようにしたまま、面２１１（第１面）と面５１１（第２面）との間の相対位置関係を変化させる。これにより、マウス５００に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じて図示していないディスプレイ（出力装置）から像を表示したり、投影機（出力装置）から映像を投影したり、スピーカ（出力装置）から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および／または音の提示内容を変化させることができる。
＜本形態の特徴＞
本形態では、入力装置への情報入力を行う際に、情報入力を行う利用者に凹凸感覚を知覚させることができる。
［第５実施形態］
第５実施形態も第２実施形態の原理を応用したものであり、歩行面に第１オブジェクトを固定し、第２オブジェクトを装着または把持した動作主体が移動する際に凹凸感が提示され、歩行者に点字ブロックと同様な触覚情報を与えるものである。本形態の「第１オブジェクト」は「第１面」を表側に向けた状態で歩行面に固定可能であり、「第２オブジェクト」は「第２面」を外部に向けた状態で「動作主体」が装着可能または把持可能な部材である。なお、前述のように「第１オブジェクト」は「第１面」を含み、「第１面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第１テクスチャ」が着磁されており、「第２オブジェクト」は「第２面」を含み、「第２面」にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む「第２テクスチャ」が着磁されている。「第２オブジェクト」を装着または把持した「動作主体」は、「第１面」と「第２面」とを互いに接触または近接させたまま、歩行面に固定された「第１オブジェクト」の「第１面」の上を歩行し、「第１面」と「第２面」との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図２７に、本形態の「第１オブジェクト」である磁性シート６１０および６２０を例示する。磁性シート６１０の一方の面６１１（第１面）には、Ｓ極の領域６１１ａとＮ極の領域６１１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。磁性シート６１０の面６１１（第１面）は表側に向けられ、磁性シート６１０の他方の面６１２は床６００（歩行面）に固定されている。同様に、磁性シート６２０の一方の面６２１（第１面）には、Ｓ極の領域６２１ａとＮ極の領域６２１ｂとを含むテクスチャ（第１テクスチャ）が着磁されている。磁性シート６２０の面６２１（第１面）は表側に向けられ、磁性シート６２０の他方の面６２２は床６００（歩行面）に固定されている。図２７では面６１１，６２１にストライプテクスチャが着磁されているが、チェッカーテクスチャが着磁されていてもよい。
図２８Ａおよび図２８Ｂに、本形態の「第２オブジェクト」である靴６４０を例示する。靴６４０の靴底６４１（第２面）には磁性シート６３０の一方の面６３２が固定されている。磁性シート６３０の他方の面６３１には、Ｓ極の領域６３１ａとＮ極の領域６３１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が着磁されている。当然ながら、歩行者（動作主体）は靴底６４１を外部に向けた状態で装着可能である。
靴６４０を装着した歩行者は、磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）と靴底６４１（第２面）とを互いに接触または近接させたまま、床６００（歩行面）に固定された磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）の上を歩行し、面６１１または６２１（第１面）と靴底６４１（第２面）との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
図２９Ａおよび図２９Ｂに、「第２オブジェクト」の他の例である白杖６５０を例示する。白杖６５０は、略円柱状の把持部６５５および略円盤状の先端部６５６を有する。把持部６５５の一端は、先端部６５６の一方の面６５２の中央付近に固定または一体化されている。先端部６５６の他方の面６５１（第２面）には、Ｓ極の領域６５１ａとＮ極の領域６５１ｂとを含むテクスチャ（第２テクスチャ）が予め着磁されている。白杖６５０を把持した歩行者は、磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）と白杖６５０の先端部６５６の面６５１（第２面）とを互いに接触または近接させたまま、床６００（歩行面）に固定された磁性シート６１０または６２０の面６１１または６２１（第１面）の上を歩行し、面６１１または６２１（第１面）と面６５１（第２面）との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
＜本形態の特徴＞
本形態では、床６００に物理的な凹凸を設けることなく、歩行者に凹凸感を知覚させることができる。床６００に物理的な凹凸を設ける必要がないため、床６００にゴミは埃がたまりにくいといった利点がある。さらに、ストライプテクスチャなどを用い、面６１１または６２１（第１面）と靴底６４１または面６５１（第２面）との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、歩行者（動作主体）が靴底６４１または面６５１から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、異なる凹凸感を知覚できるようにしてもよい。これにより、歩行者の進行方向によって異なる凹凸感を提示することもできる。
［その他の変形例等］
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、「第１オブジェクト」「第２オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第１接触オブジェクト」「第２接触オブジェクト」などが磁性シート以外の磁性体から構成されてもよい。「第１オブジェクト」「第２オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第１接触オブジェクト」「第２接触オブジェクト」などが電磁石であってもよい。また、上記の実施形態では、ストライプテクスチャまたは／およびチェッカーテクスチャが磁性体に着磁される例を示したが、上述した原理によって凹凸感を提示できるのであれば、その他のパタンのテクスチャが磁性体に着磁されてもよい。また、第１実施形態では、カッティングプロッタのカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁した。しかし、カッティングプロッタに代え、ペンプリンタ等のように平面方向にヘッドを移動させることが可能な他の装置を用いてもよい。すなわち、このような装置のヘッドに装着されるペン等の部品を着磁用部品に置き換え、この装置を駆動させることで磁性シートに着磁してもよい。
１ 着磁装置
１１ 着磁用部品
２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，４１０，５１０，６１０ 磁性シート
３１０，３１０’ ベースオブジェクト
３４１，３４２ シート
４０１ タッチパネル
４２０ 手袋
４３０ タッチペン
５００ マウス
６００ 床
６４０ 靴
６５０ 白杖
１１ 着磁用部品
２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，４１０，５１０，６１０ 磁性シート
３１０，３１０’ ベースオブジェクト
３４１，３４２ シート
４０１ タッチパネル
４２０ 手袋
４３０ タッチペン
５００ マウス
６００ 床
６４０ 靴
６５０ 白杖
Claims (8)
- 第１面を含み、前記第１面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第１テクスチャが着磁されている第１オブジェクトと、
第２面を含み、前記第２面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第２テクスチャが着磁されている第２オブジェクトと、
を有し、
動作主体が、前記第１オブジェクトと前記第２オブジェクトとの少なくとも何れかに接して、前記第１面と前記第２面とを互いに接触または近接させたまま、前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記動作主体が凹凸を知覚するようにした力覚提示物。 - 請求項１の力覚提示物であって、
前記動作主体が、前記第１オブジェクトと前記第２オブジェクトとの少なくとも何れかに接して、前記第１面と前記第２面とを互いに接触または近接させたまま、前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記動作主体が前記第１オブジェクトと前記第２オブジェクトとの少なくとも一方から受けるせん断応力が周期的に変化する、力覚提示物。 - 請求項２の力覚提示物であって、
前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、前記動作主体が前記第１オブジェクトと前記第２オブジェクトとの少なくとも一方から受ける前記せん断応力の変化の仕方が異なる、力覚提示物。 - 請求項１から３のいずれかの力覚提示物であって、
前記第１テクスチャおよび前記第２テクスチャは、Ｓ極に着磁された領域とＮ極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されたものである、力覚提示物。 - 請求項１から４のいずれかの力覚提示物であって、
前記第１テクスチャおよび前記第２テクスチャは、Ｓ極に着磁された帯状の領域とＮ極に着磁された帯状の領域とが交互に周期的に配置されたものである、力覚提示物。 - 請求項１から４のいずれかの力覚提示物であって、
前記第１テクスチャおよび前記第２テクスチャは、Ｓ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とＮ極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含む、力覚提示物。 - 請求項１から６のいずれかの力覚提示物であって、
前記第１オブジェクトは、前記第１面を表側に向けた状態で歩行面に固定可能であり、
前記第２オブジェクトは、前記第２面を外部に向けた状態で前記動作主体が装着可能または把持可能な部材であり、
前記第２オブジェクトを装着または把持した前記動作主体は、前記第１面と前記第２面とを互いに接触または近接させたまま、前記歩行面に固定された前記第１オブジェクトの前記第１面の上を歩行し、前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する、力覚提示物。 - 力覚提示物の力覚提示方法であって、
前記力覚提示物は、
第１面を含み、前記第１面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第１テクスチャが着磁されている第１オブジェクトと、
第２面を含み、前記第２面にはＳ極の領域とＮ極の領域とを含む第２テクスチャが着磁されている第２オブジェクトと、
を有し、
動作主体が、前記第１オブジェクトと前記第２オブジェクトとの少なくとも何れかに接して、前記第１面と前記第２面とを互いに接触または近接させたまま、前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または／および、前記第１面と前記第２面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記動作主体が凹凸を知覚する力覚提示方法。
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| JP2017040126 | 2017-03-03 | ||
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