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WO2017115729A1 - 擬似力覚発生装置 - Google Patents

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Publication number
WO2017115729A1
WO2017115729A1 PCT/JP2016/088479 JP2016088479W WO2017115729A1 WO 2017115729 A1 WO2017115729 A1 WO 2017115729A1 JP 2016088479 W JP2016088479 W JP 2016088479W WO 2017115729 A1 WO2017115729 A1 WO 2017115729A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
force sense
vibrator
center
pseudo
electronic device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/088479
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲史 莊司
落合　克幸
五味　裕章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to EP16881704.7A priority Critical patent/EP3373113B8/en
Priority to CN201680076461.4A priority patent/CN108431732B/zh
Priority to JP2017559169A priority patent/JP6594448B2/ja
Priority to US16/063,543 priority patent/US10864552B2/en
Publication of WO2017115729A1 publication Critical patent/WO2017115729A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/25—Output arrangements for video game devices
    • A63F13/28—Output arrangements for video game devices responding to control signals received from the game device for affecting ambient conditions, e.g. for vibrating players' seats, activating scent dispensers or affecting temperature or light
    • A63F13/285—Generating tactile feedback signals via the game input device, e.g. force feedback
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M19/00—Current supply arrangements for telephone systems
    • H04M19/02—Current supply arrangements for telephone systems providing ringing current or supervisory tones, e.g. dialling tone or busy tone
    • H04M19/04—Current supply arrangements for telephone systems providing ringing current or supervisory tones, e.g. dialling tone or busy tone the ringing-current being generated at the substations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M19/00—Current supply arrangements for telephone systems
    • H04M19/02—Current supply arrangements for telephone systems providing ringing current or supervisory tones, e.g. dialling tone or busy tone
    • H04M19/04—Current supply arrangements for telephone systems providing ringing current or supervisory tones, e.g. dialling tone or busy tone the ringing-current being generated at the substations
    • H04M19/047—Vibrating means for incoming calls

Definitions

  • the present invention relates to a technology for causing a user to perceive artificial haptics.
  • Non-Patent Document 1 a simulated force sense generating device that causes a user to perceive a simulated force sense by asymmetric motion of a vibrator.
  • the entire device including the vibrator and the electronic circuit for controlling the vibrator and the like be mechanically integrated.
  • the vibrator can not be vibrated sufficiently independently of the electronic device unit, and it has been difficult to efficiently present a desired artificial force sense.
  • An object of the present invention is to efficiently present a desired artificial force sense even when the relative position of the vibrator with respect to the electronic device unit is fixed.
  • the present invention provides a pseudo-force sense generator having a base, and first to n-th vibrators performing asymmetric movement whose relative position to the base is fixed.
  • Each of the i-th transducers included in the first to n-th transducers can present a simulated force sense in the i-th linear direction.
  • the artificial force sense generator performs rotational movement centering around the center of gravity of the system by driving the vibrator.
  • FIG. 1 is a conceptual view of a pseudo force sense generator according to a first embodiment.
  • FIG. 2A is a perspective view of a pseudo force sense generator according to a second embodiment.
  • FIG. 2B is a perspective view for explaining the use state of the second embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the pseudo force sense generator of the second embodiment.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are conceptual diagrams for illustrating a vibrator.
  • 5A to 5D are diagrams for illustrating control for the vibrator to present a simulated force sense.
  • 6A and 6B are a plan view and a front view of a pseudo force sense generation device of a third embodiment.
  • FIG. 7A is a conceptual view of a pseudo force sense generator of a fourth embodiment, and FIG.
  • FIG. 7B is a left side view of FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a conceptual view of a pseudo force sense generator of a fifth embodiment, and FIG. 8B is a left side view of FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a conceptual view of a pseudo force sense generator of the sixth embodiment.
  • the simulated force sense generator of the embodiment includes a “base” and first to nth “vibrator” performing asymmetric movement with fixed relative position to the “base”.
  • the i-th “vibrator” included in the first to n-th “vibrator” can respectively present a pseudo force sense in the i-th linear direction.
  • the artificial force sense generator performs rotational movement centering around the center of gravity of the "system” by driving the "oscillator".
  • the moment of inertia (rotational moment) of a system rotating about the center of gravity is small. Therefore, even if the relative position of the "oscillator” to any “electronic device unit” is fixed, and the entire system including the "base” and the “oscillator” is moved, artificial force sense can be efficiently presented. .
  • Each of the “i-th linear directions” is, for example, a linear direction along any one of “virtual polygons” having three or more sides on the same plane.
  • the n 1 linear direction included from the first in a linear direction of the n (however, n 1 ⁇ ⁇ 1, ⁇ ⁇ ⁇ , n ⁇ ) is the n included from the first in a linear direction of the n It differs from the two linear directions (where n 2 ⁇ ⁇ 1,..., N ⁇ and n 2 ⁇ n 1 ).
  • the n 1 straight line direction is a straight direction along the n 1 side of the “virtual polygon”
  • the n 2 straight line direction is the n 2 n “side of the virtual polygon” It is a linear direction along (a side different from the n 1st side).
  • the “i-th linear direction” may be the i-th among the different first to n-th sides included in the “virtual polygon” having n or more and three or more sides on the same plane. It is a straight direction along the side of.
  • two or more linear directions included in the first to n-th linear directions may be directions along the same side of the “virtual polygon”.
  • the rotational motion by driving the first to n-th “vibrator” is, for example, a vibration having a rotational component, and can present a pseudo-rotational force sense with one degree of freedom.
  • the “rotational force sense” means a force sense perceived as if the object is rotating (ie, a simulated force sense in the direction of rotation), and for example, causes a twist to be artificially perceived.
  • the i-th to n-th sides different from each other among the different first to n-th sides included in the “virtual polygon” in which the “i-th linear direction” has n or more and 3 or more sides on the same plane
  • each vertex of the "virtual polygon” is called “first vertex”, “second vertex”, ... "mth vertex”
  • ⁇ mod ⁇ represents the remainder (remainder) of ⁇ divided by ⁇ .
  • the k-th “vibrator” is the ⁇ (k-1) mod m) + 1 ⁇ vertex to the ⁇ (k mod m) + 1 ⁇
  • the p th “oscillator” is the ⁇ (p mod) +1 ⁇ vertex to the ⁇ (p mod) ⁇ .
  • a pseudo force sense can be presented in a direction having a component directed to the vertex of +1 ⁇ (where k ⁇ p and k, p ⁇ ⁇ 1,..., n ⁇ ).
  • the presentation directions of these haptics include tangential components along a certain rotation, and at least the k th "oscillator” and the p th "oscillator” present these haptics, so that the overall It is possible to present a force sense that includes a rotational force sense with one degree of freedom.
  • the “straight direction along the side ⁇ ” means any direction on the straight line along the side ⁇ .
  • Examples of the “straight line along the side ⁇ ” are a straight line passing through the side ⁇ , a straight line parallel to the side ⁇ , and a straight line parallel to or substantially parallel to the side ⁇ .
  • the “straight line along the side ⁇ ” may or may not pass through the side ⁇ . It is desirable that each i-th side passes through each i-th “vibrator”, but if each i-th linear direction is a linear direction along the i-th side, then either It is not necessary for the side of i to pass through the “oscillator” of i.
  • the above “virtual polygon” is, for example, a convex polygon. Examples of “virtual polygons” are triangles, squares, and pentagons.
  • System means a system including the first to n-th "oscillators".
  • the “system” include a system comprising the first to n-th “vibrator”, a system comprising the “base” and the first to n-th “vibrator”, and “base” and the first to n-th
  • a system including a “vibrator” and an “electronic device unit” and a system including a “base”, first to nth “vibrator”, an “electronic device unit”, and other members.
  • Near the center of gravity may be the center of gravity or may be near the center of gravity.
  • An example of “near the center of gravity” is a point in a region surrounded by the first to n-th “vibrator” and a point at which the distance from the center of gravity is equal to or less than a predetermined value.
  • the rotational movement around the center of gravity of the "system” by the drive of the "vibrator” may be by the drive of the first to n-th "vibrator", or the first to n-th "vibrator” It may be due to a part of “oscillators” included in the “child”.
  • the “weight distribution of the system” be biased to “near the center of gravity of the system”. As a result, even if the mass of the "system” is large, it is possible to clearly show a pseudo force sense.
  • the fact that the weight distribution of the system is in the vicinity of the center of gravity of the system means that the mass (density) per unit volume of “near the center of gravity” is greater than the density of the other parts. In other words, it means that the density within a predetermined distance from the center of gravity is larger than the density outside the center.
  • the “system” includes an “electronic device unit” whose relative position with respect to the “base” is fixed, and the “electronic device unit” is disposed “near the center of gravity of the system” "In the vicinity of the center of gravity of the system”.
  • the “electronic device unit” may be disposed inside the “virtual polygon”.
  • the “electronic device unit” includes, for example, at least a part of a power supply unit (battery), a power supply circuit, a control circuit that controls driving of a vibrator, and a display unit (a device that displays visual information).
  • a power supply unit battery
  • the power supply circuit a control circuit that controls driving of a vibrator
  • a display unit a device that displays visual information
  • the rotational kinetic energy (the kinetic energy of the pseudo force generation device performing the rotational movement) of the pseudo force generation device presenting the rotational force sense by the drive of the “oscillator” is the “oscillator”.
  • the artificial force sense generating device is configured to be smaller than the translational kinetic energy (the kinetic energy of the artificial force sense generating device performing the translational motion) of the artificial force sense generating device that presents the translational force sense by driving. .
  • the drive power can be made smaller when presenting the rotational force sense than when presenting the translational force sense.
  • translational force sense means a force sense that is perceived as a translational movement of an object (that is, a simulated force sense in a linear direction).
  • the synthesis (synthetic direction) of the presentation directions of pseudo force senses presented by the first to n-th “oscillators” is the above “virtual polygon” It may be controlled to be in a direction including a linear component along a plane (the same plane) in which is located.
  • drive of the vibrator may be driving of the first to n-th “vibrator”, or part of “vibrator” included in the first to n-th “vibrator” It may be a drive of
  • the “linear component along a plane” means a directional component along any straight line on the “plane” (a straight line included in the “plane”).
  • “Direction component along a straight line” means a directional component in any direction on the “straight line”.
  • the pseudo force sense generator 1 of this embodiment includes a base 11, vibrators 12-1 and 12-2 that perform asymmetric motion with fixed relative position to the base 11, and an electronic device unit 14. Have.
  • the base 11 in this embodiment is a hollow chassis or case having a plate-like appearance, and the vibrators 12-1 and 12-2 and the electronic device unit 14 are accommodated therein.
  • the base 11 is desirably made of a rigid body, but it may be made of a material that can transmit the force generated by the vibrators 12-1 and 12-2 instead of a rigid body in a strict sense.
  • the base 11 can be made of a synthetic resin such as ABS resin, a metal such as copper, glass, wood, rubber or the like.
  • the base 11 does not have to be configured of a single material, and for example, a portion of an electronic circuit board including an insulating layer and a conductive layer may be used as the base 12.
  • the base 12 may be a housing or a part of an electronic device such as a mobile phone or a smartphone.
  • the transducers 12-1 and 12-2 of this embodiment are mechanically fixed to the inside of the base 11.
  • Each vibrator 12-i may be, for example, an actuator described in Non-Patent Document 1, or may be another device capable of presenting a simulated translational force sense.
  • the first linear direction in this embodiment is linear directions C 1 and C 2 along one side L11 of virtual quadrilateral P1 (virtual polygon), and the second straight direction is virtual quadrilateral P1.
  • the straight line directions C 3 and C 4 are along the side L12 opposite to the side L11.
  • the linear directions C 1 and C 2 and the linear directions C 3 and C 4 are parallel to each other.
  • the vibrator 12-1 is disposed on the side L11
  • the vibrator 12-2 is disposed on the side L12.
  • the virtual quadrangle P1 is located on a plane substantially parallel to the plate surface of the base 11, and the relative position to the base 11 is fixed.
  • the electronic device unit 14 is, for example, a device including at least a part of a power supply unit, a power supply circuit, a control circuit that controls driving of the vibrators 12-1 and 12-2, and a display unit.
  • the electronic device unit 14 is disposed between the vibrator 12-1 and the vibrator 12-2, and mechanically fixed to the inside of the base 11 (the relative position to the base is fixed). That is, the electronic device unit 14 is disposed inside the virtual quadrangle P 1, and the center of gravity G of the system including the pseudo force generation device 1 or the vicinity thereof is located in the electronic device unit 14.
  • the density (mass per unit volume) of the electronic device unit 14 is larger than the density of the other base 11 and the transducers 12-1 and 12-2. Therefore, the weight distribution of the system of the artificial force sense generator 1 is biased to the vicinity of the center of gravity G.
  • the vibrator 12-1 Under control of the electronic device unit 14, the vibrator 12-1 performs periodic asymmetric vibration that repeats a period in which a force is applied in the linear direction C 1 and a period in which a force is applied in the linear direction C 2 . Under the same control of the electronic device 14, the oscillator 12-2 perform the periodic asymmetric vibration repeats a period empower period and linear direction C 4 empower linear direction C 3. In either case, a large force is given in a short time in the direction in which the artificial force sense is to be presented, and a small force is given in the opposite direction in a longer time.
  • the simulated force sense generation device 1 periodically repeats rotation in the R1 direction and reverse rotation thereof in the R2 direction (asymmetric rotation), and the user holding the simulated force sense device 1 generates a simulated force sense The rotational force sense is perceived as if the generator 1 is rotating in the R1 direction.
  • controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-1 in a linear direction C 2 is controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-2 in a linear direction C 4 in the opposite direction .
  • the artificial force sense generation device 1 periodically repeats the rotation in the R2 direction and the reverse rotation in the R1 direction, and the user holding the artificial force sense generation device 1 is the artificial force sense generation device 1 It senses the sense of rotational force as if it is rotating in the R2 direction.
  • the center of these rotational movements is at or near the center of gravity G.
  • the moment of inertia about the rotational center can be minimized or reduced.
  • a clear rotational force sense can be presented by synchronizing the vibrator 12-1 and the vibrator 12-2 and performing reverse phase drive (reverse phase drive).
  • the artificial force sense generating device 1 vibrates to periodically repeat the movement in the linear directions C 1 and C 4 and the reverse movement in the linear directions C 2 and C 3 to generate an artificial force sense generating device 1.
  • the user who holds the grip perceives a translational force sense as if the artificial force sense generator 1 is moving in the linear directions C 1 and C 4 .
  • it controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-1 in a linear direction C 2 is controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-2 in a linear direction C 3.
  • the artificial force sense generating device 1 vibrates by periodically repeating the movement in the linear directions C 2 and C 3 and the reverse movement in the linear directions C 1 and C 4 to generate an artificial force sense generating device 1.
  • the user who holds the grip perceives a translational force sense as if the artificial force sense generator 1 is moving in the linear directions C 2 and C 3 .
  • a clear translational force sense can be presented by synchronizing the vibrator 12-1 and the vibrator 12-2 and driving the same direction in the same direction.
  • the rotational kinetic energy of the pseudo force sense generating device 1 presenting rotational force sense by the drive of the vibrators 12-1 and 12-2 is translated by the drive of the vibrators 12-1 and 12-2. It is smaller than the translational kinetic energy of the simulated force sense generator 1 that presents a force sense. That is, the power required to present a rotational force sense is smaller than the power required to present a translational force sense. That is, the configuration in which the weight distribution of the system of the simulated force sense generation device 1 is biased to the vicinity of the center of gravity G is suitable for presenting a rotational force sense by rotational movement centered on the vicinity of the center of gravity G. It can be driven with a smaller power than in the case of presentation.
  • the simulated force sense generator 1 fixes a large mass electronic device unit 14 in the center, biases the weight distribution of the system to the vicinity of the center of gravity G, and fixes the transducers 12-1 and 12-2 fixed outward.
  • the rotary motion is performed centering around the center of gravity G of the system by the drive of, and the rotational force sense is presented.
  • the electronic device unit 14 can be integrally mounted in the simulated force sense device 1 without reducing tactile stimulation to the user gripping the outside (for example, the peripheral portion) of the simulated force sense device 1. Even when the relative position of the vibrator with respect to the electronic device unit 14 is fixed, a desired artificial force sense (rotational force sense) can be efficiently presented.
  • the whole of the artificial force sense generator 1 integrally rotates asymmetrically, not only the tip of the finger of the user who holds the artificial force sense generator 1 but also the palm etc can be stimulated, so that the sense of discomfort is small. Force sense can be perceived.
  • the vibration of the electronic device unit 14 can be reduced, and the reliability and the life can be improved.
  • the simulated force sense generator 2 of the present embodiment has a base 11, an electronic device unit 14, and vibrators 12-1 and 12-2.
  • the base 11 has a box-like case portion 111 having an open surface, and a lid portion 112 placed on the open surface.
  • the electronic device unit 14 includes a circuit board 141 that controls the vibrators 12-1 and 12-2, and a power supply unit 142.
  • the inner bottom surface of the case portion 111 is substantially rectangular, the vibrator 12-1 is fixed to the inner bottom surface at one end 111a in the longitudinal direction, and the vibrator 12-2 is fixed to the inner bottom surface at the other end 111b.
  • the vibrator 12-1 exhibits translational force sense in the direction (C 1 or C 2 ) along the peripheral edge portion 111aa by asymmetric movement in the direction along the peripheral edge portion 111aa on the side of the one end 111a of the case portion 111.
  • the vibrator 12-1 presents a translational force sense in the direction (C 3 or C 4 ) along the peripheral portion 111ba by asymmetric movement in the direction along the peripheral portion 111ba on the other end 111b side of the case portion 111. .
  • the vibrator 12-1 can present a pseudo force sense in a linear direction along the side L21 of the virtual quadrilateral P2 whose relative position to the inner bottom surface of the case portion 111 is fixed.
  • the vibrator 12-2 can present a pseudo force sense in a straight line direction along the side L22 of the virtual quadrangle P2 whose relative position to the inner bottom surface of the case portion 111 is fixed.
  • the side L21 faces the side L22, and these are parallel.
  • the circuit board 141 and the power supply unit 142 are fixed to a region between the vibrator 12-1 and the vibrator 12-2 on the inner bottom surface of the case portion 111.
  • the center of gravity G of the system of the artificial force sense generating device 2 or the vicinity thereof is located at the power supply unit 142 thus arranged.
  • the vibrator 12-1 is, for example, a support member 121-1, springs 122-1, 123-1 (elastic body), coil 124-1, moving member which is a permanent magnet 125-1 and a grip portion 126-1 (case).
  • the grip portion 126-1 and the support portion 121-1 in this embodiment are both hollow members having a shape in which both open ends of a cylinder (for example, a cylinder or a polygonal cylinder) are closed.
  • the support portion 121-1 is smaller than the grip portion 126-1 and has a size that can be accommodated inside the grip portion 126-1.
  • the grip portion 126-1 and the support portion 121-1 are made of, for example, a synthetic resin such as an ABS resin.
  • the springs 122-1 and 123-1 are, for example, helical springs or leaf springs made of metal or the like.
  • the elastic coefficients (spring constants) of the springs 122-1 and 123-1 are preferably identical, but may be different from each other.
  • the motion member 125-1 is, for example, a cylindrical permanent magnet, and one end 125a-1 side in the longitudinal direction is an N pole, and the other end 125b-1 side is an S pole.
  • the coil 124-1 is, for example, a series of enameled wire, and has a first winding portion 124a-1 and a second winding portion 124b-1.
  • the movement member 125-1 is accommodated inside the support portion 121-1, and is slidably supported there in the longitudinal direction. Although details of such a support mechanism are not shown, for example, a straight rail along the longitudinal direction is provided on the inner wall surface of the support portion 121-1 and this rail is slidably supported on the side surface of the movement member 125-1. Rail support is provided.
  • One end of a spring 122-1 is fixed to the inner wall surface 121a-1 at one end side of the support portion 121-1 in the longitudinal direction (that is, one end of the spring 122-1 is supported by the support portion 121-1), The other end of 122-1 is fixed to end 125a-1 of movement member 125-1, that is, end 125a-1 of movement member 125-1 is supported by the other end of spring 122-1. ).
  • one end of the spring 123-1 is fixed to the inner wall surface 121b-1 on the other end side of the support portion 121-1 in the longitudinal direction (that is, one end of the spring 123-1 is supported by the support portion 121-1) ), The other end of the spring 123-1 is fixed to the end 125b-1 of the movement member 125-1 (ie, the end 125b-1 of the movement member 125-1 is supported by the other end of the spring 123-1 Has been
  • a coil 124-1 is wound around the outer periphery of the support portion 121-1.
  • the end portion 125a-1 side of the moving member 125-1 (N pole side), and the first winding portion 124a-1 is wound A 1 direction (direction toward the back to the front), the end portion in 125b-1 side (S-pole side), the second winding portion 124b-1 is wound around the a 1 direction in the opposite direction to the direction of B 1 direction (direction toward the front to the back). That is, when viewed from the end 125a-1 side (N pole side) of the motion member 125-1, the first winding portion 124a-1 is wound clockwise, and the second winding portion 124b-1 is counterclockwise. It is wound around.
  • the end 125a-1 side (N pole side) of the motion member 125-1 is wound first.
  • the end portion 125b-1 (the S pole side) is desirably disposed in the region of the second winding portion 124b-1 in the region of the portion 124a-1.
  • the support portion 121-1 arranged as described above, the springs 122-1 and 123-1, the coil 124-1, and the motion member 125-1 are accommodated in the grip portion 126-1, and the support portion 121- 1 is fixed to the inside of the gripping portion 126-1. That is, the relative position of the gripping portion 126-1 to the support portion 121-1 is fixed. However, the longitudinal direction of the grip portion 126-1 coincides with the longitudinal direction of the support portion 121-1 and the longitudinal direction of the motion member 125-1.
  • the coil 124-1 applies a force corresponding to the flowed current to the motion member 125-1, whereby the motion member 125-1 performs periodical asymmetric motion (support portion 121) with respect to the support portion 121-1.
  • a 2 direction coil 124-1 when (B 2 direction) electric current, the moving member 125-1 C 2 direction (direction toward the N pole from the S pole of the moving member 125-1: left) Power is applied (FIG. 2B).
  • a 2 direction is opposite the direction of A 1 direction.
  • the ratio (reversal ratio) of the period (time) for flowing the current in a predetermined direction to the other period (time) is biased to one of the periods.
  • a periodic current is supplied to the coil 124-1 in which the ratio of the first period to one period is different from the ratio to the second period to the period. This makes it possible to present a simulated force sense in a desired direction.
  • FIGS. 5A to 5D this control is illustrated using FIGS. 5A to 5D.
  • the vertical axis in FIG. 5A to FIG. 5D represents the current value (current command value) [A] applied to the coil 124-1
  • the horizontal axis represents time [msec].
  • Represent the current value of A 1 direction (B 1 direction) is positive is expressed by a negative current values of A 2 direction (B 2 direction).
  • 5A and 5B show a period t 1 (first period) and a period during which current in the A 1 direction (B 1 direction) (X: current in the direction to give acceleration in the C 1 direction to the motion member 125-1)
  • X current in the direction to give acceleration in the C 1 direction to the motion member 125-1
  • a period t 2 second period in which a current ( ⁇ X) of two directions (B 2 directions) flows is periodically repeated.
  • the ratio inverted ratio t 1: t 2) the duration t 2 of passing a current of A 1 direction period t 1 current flow of (B 1 direction) and A 2 direction (B 2 direction) according to FIG.
  • the artificial force sense can be presented in the left direction or the right direction in 4A and 4B.
  • a periodic current with an inversion ratio such that t 1 > t 2 is applied to the coil 124-1 (FIG. 5A).
  • a periodic current with a reversal ratio such that t 1 ⁇ t 2 is applied to the coil 124-1 (FIG. 5B).
  • a 2 direction (B 2 direction) of the current (-X) period t 2 and whether the period t 1 passes no current cyclically repeating flowing A 1 direction (B 1 direction) period to flow a current (X) (time) and a duration t 2 does not flow as t 1 is an example of periodically repeated.
  • the inversion ratio t 1 : t 2 between the period t 1 and the period t 2 is biased to any period.
  • a current in the A 2 direction (B 2 direction) (-X: a current in the direction to give acceleration in the C 2 direction to the motion member 125-1) electric current repeating the period t 2 does not flow a period t 1 and the current periodically to the coil 124-1.
  • the reversal ratio t 1 : t 2 of this current is biased to the period t 2 , and t 1 > t 2 (FIG. 5C).
  • the current in the A 1 direction (B 1 direction) (X: current in the direction to give acceleration in the C 1 direction) is not flowed with the period t 1 electric current repeating the period t 2 periodically to the coil 124-1.
  • the reversal ratio t 1 : t 2 of this current is biased to the period t 2 , and t 1 ⁇ t 2 (FIG. 5D).
  • a current of a reversal ratio t 1 : t 2 7 msec: 18 msec is supplied to the coil 124-1.
  • the current values (current command values) illustrated in FIGS. 5A to 5D are rectangular waves for the convenience of description. However, it is a current which periodically repeats a period in which the current flows in a predetermined direction and a period other than that, and the reverse ratio between the period in which the current flows in the predetermined direction and the other period is one of the periods.
  • the current may be any waveform as long as it is biased. Also, control may be performed by voltage value instead of control by current value.
  • the vibrator 12-2 may have the same configuration as the vibrator 12-1.
  • the user lightly grips the side edge portion 111 aa of the pseudo force sense generator 2 with the left hand 102 and lightly grips the side edge portion 111 ba with the right hand 101.
  • a pseudo force the vibrator 12-2 in a linear direction C 3 in the opposite direction Control to present.
  • the user who holds the artificial force sense generator 2 perceives a rotational force sense as if the artificial force sense device 2 is rotating in the R1 direction.
  • controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-1 in a linear direction C 2 is controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-2 in a linear direction C 4 in the opposite direction .
  • the user who holds the artificial force sense generator 2 perceives a rotational force sense as if the artificial force sense device 2 is rotating in the R2 direction.
  • the center of these rotational movements is at or near the center of gravity G.
  • the artificial force sense generation device 2 vibrates by periodically repeating the movement in the linear direction C 1 , C 4 and the movement in the opposite linear direction C 2 , C 3 .
  • the user who holds the grip perceives a translational force sense as if the artificial force sense generator 2 is moving in the linear directions C 1 and C 4 .
  • it controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-1 in a linear direction C 2 is controlled so as to present a pseudo force the vibrator 12-2 in a linear direction C 3.
  • the artificial force sense generation device 2 vibrates by periodically repeating the movement in the linear directions C 2 and C 3 and the movement in the opposite linear directions C 1 and C 4 .
  • the user who holds the grip perceives a translational force sense as if the artificial force sense generator 2 is moving in the linear directions C 2 and C 3 .
  • the simulated force sense generation device 3 of the present embodiment is a cylindrical or cylindrical two grips 36, 37 of the same length with two ends closed, and two grips 36, A cylindrical connecting portion 35 (base) mechanically connecting central portions of 37, an electronic device portion 34 fixed to the central portion inside the connecting portion 35, and one each fixed to both ends of the gripping portions 36, 37 And the transducers 31-1 to 31-4.
  • the grips 36 and 37 are disposed substantially parallel (eg, parallel) to each other, and the connecting portion 35 is disposed substantially perpendicular (eg, vertically) to the grips 31-1 and 31-2.
  • the vibrators 31-1 and 31-4 are disposed in directions that can provide a pseudo sense of force in linear directions C 311a , C 311b , C 314a , and C 314b along the longitudinal direction of the grip portion 36, and the vibrator 31
  • the -1 is fixed to one end of the grip portion 36
  • the vibrator 31-4 is fixed to the other end of the grip portion 36, respectively.
  • the vibrator -3 is fixed to one end of the grip portion 37, and the vibrator -3 is fixed to the other end of the grip portion 37, respectively.
  • the transducers 31-1 and 31-2 are disposed on the upper surface side (the side shown in FIG. 6A) of the artificial force sense generator 3, and the transducers 31-3 and 31-4 are disposed on the lower surface side of the artificial force sense generator 3. ing.
  • the transducers 31-1 and 31-4 are simulated in the linear directions C 311a , C 311b , C 314a , and C 314b along the side L31 of the virtual quadrangle P3 whose relative position to the connecting portion 35 is fixed.
  • the vibrators 31-2 and 31-3 have simulated force sense in the linear directions C 312a , C 312b , C 313a , and C 313b along the side L32 of the virtual quadrangle P3 whose relative position with respect to the connecting portion 35 is fixed. Can be presented.
  • the side L31 and the side L32 are parallel to each other.
  • the center of gravity G of the artificial force sense generation device 3 or its vicinity is located in the electronic device unit 34 (the electronic device unit 34 is located inside the virtual square P3), and the weight distribution of the artificial force sense generation device 3 is the center of gravity It is biased around G.
  • the vibrators 31-1 and 31-4 are controlled by the electronic device unit 34 so as to exhibit artificial sense of force in the linear directions C 311a and C 314a , respectively, and the vibrator 31-2, It is assumed that 31-3 is controlled to present artificial haptics in linear directions C 312 a and C 313 a , respectively.
  • the artificial force sense generating device 3 periodically repeats rotation in the S1 direction and the reverse rotation in the S2 direction (asymmetrical rotation), and the user holding the grips 36 and 37 generates artificial force sense It senses a sense of rotational force as if the device 3 is rotating in the S1 direction.
  • the transducers 31-1 and 31-4 are controlled so as to exhibit artificial sense of force in the linear directions C 311b and C 314b , respectively, and the transducers 31-2 and 31-3 are respectively It is assumed that control is performed so as to present artificial force sense in linear directions C 312 b and C 313 b .
  • the artificial force sense generating device 3 periodically repeats rotation in the S2 direction and the reverse rotation in the S1 direction (asymmetric rotation), and the user who holds the grips 36 and 37 generates artificial force sense It perceives a rotational force sense as if the device 3 is rotating in the S2 direction.
  • the center of these rotational movements is at or near the center of gravity G.
  • the transducers 31-1, 31-2, 31-3, and 31-4 are controlled so as to exhibit artificial force sense in the linear directions C 311a , C 312b , C 314a , and C 313b , respectively.
  • the pseudo-force generator 3 is linear direction C 311a, C 312b, C 314a , moves the opposite linear direction C 311b to C 313b, C 312a, C 314b , periodically a movement of the C 313a
  • the user who holds the simulated force sense generating device 3 performs translational force sense as if the simulated force sense generating device 3 is moving in the linear directions C 311 a , C 312 b , C 314 a and C 313 b .
  • the transducers 31-1, 31-2, 31-3, and 31-4 are controlled so as to present artificial force sense in the linear directions C 311b , C 312a , C 314b , and C 313a , respectively.
  • the pseudo-force generator 3 is linear direction C 311b, C 312a, C 314b , moves the opposite linear direction C 311a to C 313a, C 312b, C 314a , periodically a movement of the C 313b
  • the user who holds the simulated force sense generation device 3 performs translational force sense as if the simulated force sense generation device 3 is moving in the linear directions C 311 b , C 312 a , C 314 b , and C 313 a . To perceive.
  • the fourth embodiment is a modification of the first embodiment, in which the electronic device unit is detachable from the simulated force sense generator.
  • the simulated force sense generation device 4 of the present embodiment has a base 41 and transducers 12-1 and 12-2 that perform asymmetric motion with fixed relative position to the base 41.
  • the base portion 41 of this embodiment is a hollow case having a plate-like appearance, and the vibrators 12-1 and 12-2 are mechanically fixed inside thereof.
  • each transducer 12-i can present a simulated force sense (translational force sense) in the i-th linear direction.
  • the first straight line direction in this embodiment is a straight line direction along one side L41 of virtual quadrilateral P4, and the second straight line direction is a straight line along side L42 opposite to side L41 of virtual quadrilateral P4. It is a direction.
  • the virtual square P4 has a fixed relative position to the base 41. In a region between the vibrator 12-1 and the vibrator 12-2 in the base 41 (a region inside the virtual quadrangle P4), an electronic device unit 400 such as a smartphone can be attached.
  • the center of gravity G of the system of the pseudo force sense generator 4 before mounting the electronic device unit 400 exists in the region between the vibrator 12-1 and the vibrator 12-2.
  • the center of gravity of the system including the electronic device unit 400 and the simulated force sense generator 4 after the electronic device unit 400 is mounted or the vicinity thereof is disposed in the electronic device unit 400.
  • the weight distribution of a system including the electronic device unit 400 and the artificial force sense generator 4 is biased near the center of gravity thereof.
  • such artificial force sense generator 4 can be applied to a case of a smartphone or the like. Further, by controlling the vibrators 12-1 and 12 described in the first and second embodiments, the user who grips the outside of the artificial force sense generator 4 may perceive a translational force sense.
  • the fifth embodiment is a modification of the fourth embodiment, and the number of transducers is different.
  • the simulated force sense generation device 5 of the present embodiment has a base 51, and transducers 52-1 to 52-4 that perform asymmetric movement whose relative position to the base 51 is fixed.
  • the base portion 41 in this embodiment is a hollow case having a plate-like appearance and a vibrator 52-1 to 52-4 is mechanically fixed in its inside.
  • each transducer 52-i can present a simulated force sense (translational force sense) in the i-th linear direction.
  • the configuration of each transducer 52-i is, for example, the same as the above-described transducer 12-1.
  • the first straight line direction of this embodiment is a straight line direction along one side L51 of the virtual quadrangle P5, and the second straight line direction is a straight line along the side L52 perpendicular to the side L51 of the virtual quadrangle P5.
  • the third straight line direction is a straight line direction along a side L53 opposite to the side L51 of the virtual quadrangle P5, and the fourth straight line direction is a side L54 opposite to the side L52 of the virtual quadrilateral P5.
  • the virtual square P5 has a fixed relative position to the base 51.
  • An electronic device unit 400 such as a smartphone can be attached to a region (a region inside the virtual square P5) surrounded by the transducers 52-1 to 52-4 in the base 51.
  • the center of gravity G of the system of the pseudo force sense generator 5 before mounting the electronic device unit 400 exists in the area surrounded by the transducers 52-1 to 52-4.
  • the center of gravity of the system including the electronic device unit 400 and the simulated force sense generation device 5 after the electronic device unit 400 is attached or the vicinity thereof is disposed in the electronic device unit 400.
  • the weight distribution of a system including the electronic device unit 400 and the artificial force sense generator 5 is biased near the center of gravity thereof.
  • the vibrators 52-1, 52-2, 52-3 and 52-4 exhibit artificial force sense in the linear directions C 521a , C 522a , C 523a and C 524a by the electronic device unit 400, respectively. It is assumed that it is controlled.
  • the artificial force sense generation device 5 periodically repeats the rotation in the W1 direction and the reverse rotation in the W2 direction (asymmetrical rotation), and the user who holds the external portion of the artificial force sense generation device 5 is an artificial It senses a rotational force sense as if the force sense generator 5 is rotating in the W1 direction.
  • the transducer 52-1,52-2,52-3,52-4 respectively linear direction C 521b, C 522b, C 523b , and controlled so as to present a pseudo force sense to C 524b Do.
  • the artificial force sense generation device 5 periodically repeats the rotation in the W2 direction and the reverse rotation in the W1 direction (asymmetric rotation), and the user holding the exterior of the artificial force sense generation device 5 is an artificial
  • the force sense device 5 perceives a rotational force sense as if it were rotating in the W2 direction.
  • the center of these rotational movements is at or near the center of gravity G.
  • the center of the rotational movement By setting the center of the rotational movement at or near the center of gravity G, the moment of inertia about the rotational center can be minimized or reduced. Even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, among the transducers 52-1 to 52-4, it is possible to cause a sense of rotational force to be perceived by some of the transducers, and to perceive a translational force sense by another identifier.
  • control is performed so as to cause the sense of rotational force to be perceived by a pair of opposed transducers, and control is performed to cause a sense of translational force to be perceived by the other pair of transducers
  • the transducers 52-1 and 52-3 are controlled so as to exhibit artificial sense of force in the linear directions C 521a and C 523a , respectively, and the transducers 52-2 and 52-4 are respectively linear directions C 522b , It is assumed that C 524 a is controlled to present a simulated force sense.
  • the artificial force sense generating device 5 periodically repeats rotation in the W1 direction and rotation in the opposite W2 direction (asymmetrical rotation), as well as movement in the linear directions C 522b and C 524a and vice versa. Vibration is performed to periodically repeat the movement in the linear directions C 522 a and C 524 b .
  • the user who holds the outside of the artificial force sense generation device 5 can sense the rotational force as if the artificial force sense generation device 5 is rotating in the W1 direction, and the artificial force sense generation device 5 can generate the linear direction C 522b. , C 524a to perceive a translational force sense.
  • the moment of inertia about the rotation center can be minimized or reduced, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the sixth embodiment is a modification of the fourth embodiment, and is different in that the relative position of the electronic device unit to the base is not fixed.
  • the pseudo force sense generator 6 of this embodiment includes a base 41, vibrators 12-1 and 12-2 which perform asymmetric movement with fixed relative position to the base 41, an electronic device unit 62, And an electrical cable 63.
  • the difference from the fourth embodiment is that the electronic device portion 62 is electrically connected to the base portion 41 via the electric cable 63, instead of the electronic device portion being mounted inside the base portion 41. In this case, control of the vibrators 12-1 and 12-2 is performed by the electronic device unit 62.
  • the control of the transducers 12-1 and 12-2 and the rotational force sense presented thereby are as described in the first and fourth embodiments.
  • the center of gravity G of the system of the pseudo force generation device 6 is located in the hollow region between the vibrator 12-1 and the vibration unit 12-2 inside the base 41.
  • the electronic device unit 62 is disposed outside the base 41.
  • the base 41 and the vibrators 12-1 and 12-2 are lighter than the electronic device unit 62. Therefore, it is possible to present a clear artificial force sense to the user who holds the outside of the base 41.
  • n may be an integer of 2 or more, may be an even number, or may be an odd number.
  • the embodiment shows an example in which n transducers are arranged on the same plane, they may not be arranged on the same plane.
  • n transducers may be arranged at the position of the surface of a virtual solid (for example, a sphere, a cube, a triangular prism, a triangular pyramid, etc.) including the vicinity of the center of gravity G.
  • a virtual solid for example, a sphere, a cube, a triangular prism, a triangular pyramid, etc.
  • each processing content is described by a program.
  • the above processing functions are realized on a computer by executing this program on a computer.
  • the program describing the processing content can be recorded in a computer readable recording medium.
  • An example of a computer readable recording medium is a non-transitory recording medium. Examples of such recording media are magnetic recording devices, optical disks, magneto-optical recording media, semiconductor memories and the like.
  • This program is distributed, for example, by selling, transferring, lending, etc. a portable recording medium such as a DVD, a CD-ROM or the like recording the program. Furthermore, this program may be stored in a storage device of a server computer, and the program may be distributed by transferring the program from the server computer to another computer via a network.
  • a computer that executes such a program first temporarily stores a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. At the time of execution of processing, this computer reads a program stored in its own storage device and executes processing in accordance with the read program. As another execution form of this program, the computer may read the program directly from the portable recording medium and execute processing in accordance with the program, and further, each time the program is transferred from the server computer to this computer Alternatively, processing may be performed sequentially according to the received program.
  • the configuration described above is also executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes processing functions only by executing instructions and acquiring results from the server computer without transferring the program to this computer. Good.
  • ASP Application Service Provider
  • the handle operation part of a drive game etc. can be illustrated.
  • Feedback of rotational force can be presented to the device, which looks like a steering wheel, according to the movement of the car in the game, and the user can experience the same feeling as in actual driving.
  • the present invention may be used in an apparatus for navigating a user to a desired destination by rotational force sense.

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Abstract

基部と、基部に対する相対位置が固定された非対称運動を行う第１から第ｎの振動子と、を有する擬似力覚発生装置が提供される。第１から第ｎの振動子に含まれた第ｉの振動子は、それぞれ第ｉの直線方向に擬似的な力覚を提示可能である。擬似力覚発生装置は、振動子の駆動によって系の重心付近を中心とした回転運動を行う。

Description

擬似力覚発生装置
　本発明は、擬似力覚を利用者に知覚させる技術に関する。
　振動子の非対称運動によって擬似力覚を利用者に知覚させる擬似力覚発生装置が知られている（例えば、非特許文献１等参照）。擬似力覚発生装置の利便性・可用性を高めるためには、振動子とこれを制御する電子回路等を含む装置の全体が、機械的に一体となっていることが望ましい。
　一方、擬似力覚を適切に提示するためには、利用者によって把持される擬似力覚発生装置の把持部を所望のパターンおよび振幅で振動させることが望ましい。しかし、擬似力覚発生装置の振動子が剛性の高い部材で固定されている場合、把持部を所望のパターンおよび振幅で振動させるために装置全体を動かす必要があり、効率が悪くなる。
　このような問題に対し、振動子と電子機器部とを非剛体の接続部材で機械的に接続し、振動子を電子機器部から独立に振動させる試みがなされている（例えば、特許文献１等参照）。
特開２０１５－２２５５２１号公報
雨宮智浩，高椋慎也，伊藤翔，五味裕章，"指でつまむと引っ張られる感覚を生み出す装置「ぶるなび３」"，２０１４年，ＮＴＴ技術ジャーナル，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．９，ｐｐ．２３－２６．
　しかし、特許文献１の装置では、振動子を電子機器部から十分に独立させて振動させることができず、所望の擬似力覚を効率よく呈示することが困難であった。
　本発明の課題は、電子機器部に対する振動子の相対位置が固定される場合でも、所望の擬似力覚を効率よく呈示することである。
　本発明では上記課題を解決するために、基部と、基部に対する相対位置が固定された非対称運動を行う第１から第ｎの振動子と、を有する擬似力覚発生装置が提供される。第１から第ｎの振動子に含まれた第ｉの振動子は、それぞれ第ｉの直線方向に擬似的な力覚を提示可能である。擬似力覚発生装置は、振動子の駆動によって系の重心付近を中心とした回転運動を行う。
　これにより、電子機器部に対する振動子の相対位置が固定される場合でも、所望の擬似力覚を効率よく呈示できる。
図１は第１実施形態の擬似力覚発生装置の概念図である。 図２Ａは第２実施形態の擬似力覚発生装置の斜視図である。図２Ｂは第２実施形態の使用状態を説明するための斜視図である。 図３は第２実施形態の擬似力覚発生装置の分解斜視図である。 図４Ａおよび図４Ｂは振動子を例示するための概念図である。 図５Ａから図５Ｄは、振動子が擬似的な力覚を提示するための制御を例示するための図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、第３実施形態の擬似力覚発生装置の平面図および正面図である。 図７Ａは第４実施形態の擬似力覚発生装置の概念図であり、図７Ｂは図７Ａの左側面図である。 図８Ａは第５実施形態の擬似力覚発生装置の概念図であり、図８Ｂは図８Ａの左側面図である。 図９は第６実施形態の擬似力覚発生装置の概念図である。
　以下、本発明の実施形態を説明する。
　［概要］
　まず概要を説明する。実施形態の擬似力覚発生装置は、「基部」と、「基部」に対する相対位置が固定された非対称運動を行う第１から第ｎの「振動子」と、を有する。第１から第ｎの「振動子」に含まれた第ｉの「振動子」は、それぞれ第ｉの直線方向に擬似的な力覚を提示可能である。ｎは２以上の整数であり、ｉ＝１，・・・，ｎである。擬似力覚発生装置は、「振動子」の駆動によって「系」の重心付近を中心とした回転運動を行う。重心付近を中心として回転運動する系の慣性モーメント（回転モーメント）は小さい。そのため、任意の「電子機器部」に対する「振動子」の相対位置が固定され、「基部」および「振動子」を含む系の全体が動かされる場合でも、効率よく擬似的な力覚を呈示できる。
　「第ｉの直線方向」のそれぞれは、例えば、同一平面上に３個以上の辺を持つ「仮想的な多角形」の何れかの辺に沿った直線方向である。第１から第ｎの直線方向に含まれた第ｎ１の直線方向（ただし、ｎ１∈｛１，・・・，ｎ｝）は、第１から第ｎの直線方向に含まれた第ｎ２の直線方向（ただし、ｎ２∈｛１，・・・，ｎ｝かつｎ２≠ｎ１）と相違する。例えば、第ｎ１の直線方向は「仮想的な多角形」の第ｎ１の辺に沿った直線方向であり、第ｎ２の直線方向は「仮想的な多角形」の第ｎ２の辺（第ｎ１の辺と異なる辺）に沿った直線方向である。例えば、「第ｉの直線方向」は同一平面上にｎ個以上かつ３個以上の辺を持つ「仮想的な多角形」に含まれた互いに異なる第１から第ｎの辺のうち、第ｉの辺に沿った直線方向である。あるいは、第１から第ｎの直線方向に含まれた２個以上の直線方向が「仮想的な多角形」の同一の辺に沿った方向であってもよい。
　第１から第ｎの「振動子」の駆動による回転運動は例えば回転成分を持つ振動であり、１自由度の擬似的な回転力覚を提示できる。「回転力覚」とは物体が回転しているように知覚される力覚（すなわち、回転方向の擬似力覚）を意味し、例えば、ねじれを擬似的に知覚させるものである。例えば、「第ｉの直線方向」が同一平面上にｎ個以上かつ３個以上の辺を持つ「仮想的な多角形」に含まれた互いに異なる第１から第ｎの辺のうち、第ｉの辺に沿った直線方向であり、この「仮想的な多角形」が、第１から第ｍの頂点を持ち（ただし、ｍ≧ｎ）、第１から第ｍの頂点のうち第｛（（ｊ－１） ｍｏｄ ｍ）＋１｝の頂点と第｛（ｊ ｍｏｄ ｍ）＋１｝の頂点とがそれぞれ隣り合っているとする（ただし、ｊ＝１，・・・，ｍ）。言い換えると、何れかの一方の回転方向に沿った順序で、「仮想的な多角形」の各頂点を「第１の頂点」「第２の頂点」・・・「第ｍの頂点」と呼ぶことにする。なお、α ｍｏｄ βは、αをβで割った余り（剰余）を表す。このとき、第１から第ｎの「振動子」のうち、少なくとも、第ｋの「振動子」が第｛（（ｋ－１） ｍｏｄ ｍ）＋１｝の頂点から第｛（ｋ ｍｏｄ ｍ）＋１｝の頂点へ向かう成分を持つ方向に擬似的な力覚を提示可能であり、第ｐの「振動子」が第｛（（ｐ－１） ｍｏｄ ｍ）＋１｝の頂点から第｛（ｐ ｍｏｄ ｍ）＋１｝の頂点へ向かう成分を持つ方向に擬似的な力覚を提示可能であるとする（ただし、ｋ≠ｐかつｋ，ｐ∈｛１，・・・，ｎ｝）。これらの力覚の提示方向は或る回転に沿った接線方向の成分を含み、少なくとも、第ｋの「振動子」および第ｐの「振動子」がこれらの力覚を提示することにより、全体として１自由度の回転力覚を含む力覚を提示できる。
　「辺αに沿った直線方向」とは、辺αに沿った直線上の何れかの向きを意味する。「辺αに沿った直線」の例は、辺αを通る直線、辺αに並行する直線、辺αと平行または略平行な直線などである。「辺αに沿った直線」は、辺αを通っていてもよいし、通っていなくてもよい。各第ｉの辺が各第ｉの「振動子」を通る配置であることが望ましいが、各第ｉの直線方向が第ｉの辺に沿った直線方向となるのであれば、何れか第ｉの辺がｉの「振動子」を通らなくてもよい。上記の「仮想的な多角形」は、例えば、凸多角形である。「仮想的な多角形」の例は三角形、四角形、五角形などである。
　「系」とは、第１から第ｎの「振動子」を含む系を意味する。「系」の例は、第１から第ｎの「振動子」からなる系、「基部」と第１から第ｎの「振動子」とからなる系、「基部」と第１から第ｎの「振動子」と「電子機器部」とからなる系、および「基部」と第１から第ｎの「振動子」と「電子機器部」とその他の部材とからなる系などである。「重心付近」は、重心であってもよいし、重心の近傍であってもよい。「重心付近」の例は、第１から第ｎの「振動子」に囲まれた領域内の点であり、かつ、重心からの距離が所定値以下となる点である。
　「振動子」の駆動による「系」の重心付近を中心とした回転運動は、第１から第ｎの「振動子」の駆動によるものであってもよいし、第１から第ｎの「振動子」に含まれた一部の「振動子」によるものであってもよい。
　「系の重量分布」が「系の重心付近」に偏っていることが望ましい。これにより「系」の質量が大きくても、明確に擬似的な力覚を呈示できる。「系の重量分布が系の重心付近」に偏っているとは、「重心付近」の単位体積あたりの質量（密度）が、それ以外の部位の密度よりも大きいことを意味する。言い換えると、重心から所定の距離以内での密度がその外の密度よりも大きいことを意味する。例えば、「系」が「基部」に対する相対位置が固定された「電子機器部」を含み、この「電子機器部」が「系の重心付近」に配置される（「電子機器部」の領域が「系の重心付近」を含む）。例えば、「電子機器部」が「仮想的な多角形」の内側に配置されていてもよい。「電子機器部」は、例えば、電源部（電池）、電源回路、振動子の駆動を制御する制御回路、表示部（視覚情報を表示する装置）の少なくとも一部を含む。特に電源部の重量が大きいため、電源部が「系の重心付近」に配置されることが望ましい。
　好ましくは、「振動子」の駆動によって回転力覚を呈示する当該擬似力覚発生装置の回転運動エネルギー（回転運動を行っている当該擬似力覚発生装置の運動エネルギー）が、「振動子」の駆動によって並進力覚を呈示する当該擬似力覚発生装置の並進運動エネルギー（並進運動を行っている当該擬似力覚発生装置の運動エネルギー）よりも小さくなるように擬似力覚発生装置が構成される。このような構成の擬似力覚発生装置では、並進力覚を呈示するときよりも、回転力覚を呈示するときのほうが駆動パワーを小さくできる。なお「並進力覚」とは、物体が並進運動しているように知覚される力覚（すなわち、直線方向の擬似力覚）を意味する。「並進力覚」を提示するためには、第１から第ｎの「振動子」が提示する擬似的な力覚の提示方向の合成（合成方向）が、上記の「仮想的な多角形」が位置する平面（同一平面）に沿った直線成分を含む方向となるように制御できればよい。ここでの「振動子の駆動」は、第１から第ｎの「振動子」の駆動であってもよいし、第１から第ｎの「振動子」に含まれた一部の「振動子」の駆動であってもよい。なお、「平面に沿った直線成分」とは、当該「平面」上の何れかの直線（当該「平面」が含む直線）に沿った方向成分を意味する。「直線に沿った方向成分」とは、当該「直線」上の何れかの向きの方向成分を意味する。
　［第１実施形態］
　第１実施形態を説明する。図１に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置１は、基部１１、基部１１に対する相対位置が固定された非対称運動を行う振動子１２－１，１２－２、および電子機器部１４を有する。
　本形態の基部１１は外観が板状で中空のシャーシやケースなどであり、その内部に振動子１２－１，１２－２および電子機器部１４を収容する。基部１１は剛体から構成されることが望ましいが、厳密な意味での剛体でなくとも、振動子１２－１，１２－２で生じた力を伝達可能な材質から構成されればよい。例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、銅等の金属、ガラス、木材、ゴム等によって基部１１を構成できる。単一の材料によって基部１１が構成されている必要はなく、例えば、絶縁層と導電層とを含む電子回路基板の一部を基部１２として用いてもよい。その他、携帯電話やスマートフォン等の電子機器の筺体またはその一部を基部１２としてもよい。
　本形態の振動子１２－１，１２－２は基部１１の内部に機械的に固定されている。振動子１２－ｉ（ただし、ｉ＝１，２）はそれぞれ直線に沿った非対称運動（非対称振動）を行い、それによってこの直線に沿った所望の方向に擬似的な力覚を提示できる。すなわち、各振動子１２－ｉは第ｉの直線方向に擬似的な力覚（並進力覚）を提示可能である。各振動子１２－ｉは例えば、非特許文献１に記載されたアクチュエータであってもよいし、その他の擬似的な並進力覚を呈示可能な装置であってもよい。本形態の第１の直線方向は仮想的な四角形Ｐ１（仮想的な多角形）の１つの辺Ｌ１１に沿った直線方向Ｃ１，Ｃ２であり、第２の直線方向は仮想的な四角形Ｐ１の辺Ｌ１１に対向する辺Ｌ１２に沿った直線方向Ｃ３，Ｃ４である。直線方向Ｃ１，Ｃ２と直線方向Ｃ３，Ｃ４とは互いに平行である。例えば、辺Ｌ１１上に振動子１２－１が配置され、辺Ｌ１２上に振動子１２－２が配置される。仮想的な四角形Ｐ１は基部１１の板面と略平行な平面上に位置し、基部１１に対する相対位置が固定されている。
　電子機器部１４は、例えば、電源部、電源回路、振動子１２－１，１２－２の駆動を制御する制御回路、表示部の少なくとも一部を含む機器である。電子機器部１４は、振動子１２－１と振動子１２－２との間に配置され、基部１１の内部に機械的に固定されている（基部に対する相対位置が固定されている）。すなわち、電子機器部１４は仮想的な四角形Ｐ１の内側に配置され、擬似力覚発生装置１からなる系の重心Ｇまたはその近傍が電子機器部１４に位置する。電子機器部１４の密度（単位体積あたりの質量）は、その他の基部１１や振動子１２－１，１２－２の密度よりも大きい。そのため、擬似力覚発生装置１の系の重量分布は重心Ｇ付近に偏っている。
　電子機器部１４の制御のもと、振動子１２－１は直線方向Ｃ１に力を与える期間と直線方向Ｃ２に力を与える期間とを繰り返す周期的な非対称振動を行う。同様に電子機器部１４の制御のもと、振動子１２－２は直線方向Ｃ３に力を与える期間と直線方向Ｃ４に力を与える期間とを繰り返す周期的な非対称振動を行う。いずれも、擬似力覚を呈示しようとする方向には短い時間で大きな力を与え、その逆方向にはそれよりも長い時間で小さな力を与える。
　ここで振動子１２－１を直線方向Ｃ１に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２をその逆方向の直線方向Ｃ３に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置１はＲ１方向への回転とその逆のＲ２方向への回転とを周期的に繰り返し（非対称回転）、擬似力覚発生装置１を把持する利用者は擬似力覚発生装置１がＲ１方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。逆に、振動子１２－１を直線方向Ｃ２に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２をその逆方向の直線方向Ｃ４に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置１はＲ２方向への回転とその逆のＲ１方向への回転とを周期的に繰り返し、擬似力覚発生装置１を把持する利用者は擬似力覚発生装置１がＲ２方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。本形態では、これらの回転運動の中心が重心Ｇまたはその近傍となる。回転運動の中心を重心Ｇまたはその近傍とすることで、その回転中心まわりの慣性モーメントを最小または小さくできる。特に、振動子１２－１および振動子１２－２を同期させ、逆位相駆動（逆相駆動）させることにより、明確な回転力覚を呈示できる。
　また、振動子１２－１を直線方向Ｃ１に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２を直線方向Ｃ４に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置１は直線方向Ｃ１，Ｃ４への移動とその逆の直線方向Ｃ２，Ｃ３への移動とを周期的に繰り返す振動を行い、擬似力覚発生装置１を把持する利用者は擬似力覚発生装置１が直線方向Ｃ１，Ｃ４へ移動しているかのような並進力覚を知覚する。逆に、振動子１２－１を直線方向Ｃ２に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２を直線方向Ｃ３に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置１は直線方向Ｃ２，Ｃ３への移動とその逆の直線方向Ｃ１，Ｃ４への移動とを周期的に繰り返す振動を行い、擬似力覚発生装置１を把持する利用者は擬似力覚発生装置１が直線方向Ｃ２，Ｃ３へ移動しているかのような並進力覚を知覚する。特に、振動子１２－１および振動子１２－２を同期させ、同じ向きに同相駆動させることにより、明確な並進力覚を呈示できる。
　本形態の構成では、振動子１２－１，１２－２の駆動によって回転力覚を呈示する当該擬似力覚発生装置１の回転運動エネルギーが、振動子１２－１，１２－２の駆動によって並進力覚を呈示する当該擬似力覚発生装置１の並進運動エネルギーよりも小さい。つまり、回転力覚を呈示するために必要なパワーは、並進力覚の呈示するために必要なパワーよりも小さい。すなわち、擬似力覚発生装置１の系の重量分布を重心Ｇ付近に偏らせた構成は、重心Ｇ付近を中心とした回転運動によって回転力覚を呈示することに適しており、並進力覚を呈示する場合に比べて小さなパワーで駆動できる。この効果を以下の前提で試算する。
　（１）基部１１および振動子１２－１，１２－２の質量を無視する。
　（２）基部１１の外観の平面形状が（縦，横）＝（Ａ，Ｂ）の矩形であり、Ａ：Ｂ＝２：１とする。
　（３）電子機器部１４の平面形状が（縦，横）＝（ａ，ｂ）の矩形であり、Ａ＝２ａ、Ｂ＝２ｂ、ａ：ｂ＝２：１であるとする。電子機器部１４の質量がｍであり、その質量分布を均一とする。
　（４）回転力覚呈示時および並進力覚呈示時の何れの場合も、擬似力覚発生装置１の振動子１２－１，１２－２側の端部の速度をｖとする。また、回転力覚呈示時の角速度をωとし、回転半径をｒとし、ｖ＝ｒωが成り立つとする。擬似力覚発生装置１が角速度ωの回転運動によって回転力覚を呈示するときの運動エネルギー（回転運動エネルギー）と、擬似力覚発生装置１の端部の速度がｖであるときの運動エネルギー（並進運動エネルギー）とを比較する。
　（５）回転力覚を呈示するときには、振動子１２－１および振動子１２－２を逆位相駆動（逆相駆動）し、並進力覚を呈示するときには、振動子１２－１および振動子１２－２を同じ向きに同相駆動する。
　＜回転力覚呈示時＞
　電子機器部１４の中央が回転中心である場合、この回転中心まわりの慣性モーメントＩは以下のようになる。ただし、＊は乗算の演算子を表す。
　Ｉ＝ｍ＊（ａ２＋ｂ２）／１２　（１）
　ｂ＝ａ／２であるため式（１）は以下のように近似できる。
　Ｉ＝５＊ｍ＊ａ２／４８≒０．１＊ｍ＊ａ２　（２）
　よって、回転運動エネルギーＰｒは以下のようになる。
　Ｐｒ＝（Ｉ＊ω２）／２
　　　＝（０．１＊ｍ＊ａ２＊ω２）／２　（３）
　＜並進力覚呈示時＞
　電子機器部１４の一端および他端の速度がｖであるため、電子機器部１４の並進運動エネルギーＰｐは以下のようになる。
　Ｐｐ＝ｍ＊ｖ２／２
　　　＝（ｍ＊ｒ２＊ω２）／２　（４）
　よって、式（３）（４）より、以下が成り立つ。
　Ｐｒ／Ｐｐ＝０．１＊ａ２／ｒ２　（５）
　ここでａ＝ｒとすると、以下が成り立つ。
　Ｐｒ／Ｐｐ＝０．１　（６）
　上述の前提の下では、回転力覚の呈示に必要なパワーが並進力覚の呈示に必要なパワーの１０分の１程度で済むことが分かる。
　＜本形態の特徴＞
　擬似力覚発生装置１は、質量の大きな電子機器部１４を中央部に固定し、系の重量分布を重心Ｇ付近に偏らせ、その外方に固定された振動子１２－１，１２－２の駆動によって系の重心Ｇ付近を中心とした回転運動を行い、回転力覚を呈示する。擬似力覚発生装置１の系の重量分布を重心Ｇ付近に偏らせることで、重心Ｇ付近を中心とした回転運動の慣性モーメントを低減できる。これにより、擬似力覚発生装置１の外部（例えば、周縁部）を把持する利用者への触覚刺激を減ずることなく、擬似力覚発生装置１内に電子機器部１４を一体的に搭載できる。電子機器部１４に対する振動子の相対位置が固定される場合でも、所望の擬似力覚（回転力覚）を効率よく呈示できる。
　擬似力覚発生装置１の全体が一体として非対称回転することで、擬似力覚発生装置１を把持する利用者の手指先端だけでなく、掌等にも刺激を与えることができ、違和感の少ない擬似力覚を知覚させることができる。
　電子機器部１４が擬似力覚発生装置１の回転中心付近に配置されるため、電子機器部１４の振動を低減させ、信頼性および寿命を向上させることができる。
　［第２実施形態］
　第２実施形態を説明する。本形態は第１実施形態の具体例である。以降、説明済みの事項については同じ参照番号を用い、説明を簡略化する。図２Ａおよび図３に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置２は、基部１１、電子機器部１４、および振動子１２－１，１２－２を有する。基部１１は、開放面を有する箱状のケース部１１１とおよびこの開放面に被せられる蓋部１１２を有する。電子機器部１４は、振動子１２－１，１２－２を制御する回路基板１４１および電源部１４２を有する。
　ケース部１１１の内側底面は略矩形であり、その長手方向の一端１１１ａ側の内側底面に振動子１２－１が固定され、その他端１１１ｂ側の内側底面に振動子１２－２が固定される。振動子１２－１はケース部１１１の一端１１１ａ側の辺縁部１１１ａａに沿った方向の非対称運動により、この辺縁部１１１ａａに沿った方向（Ｃ１またはＣ２）の並進力覚を呈示する。振動子１２－１はケース部１１１の他端１１１ｂ側の辺縁部１１１ｂａに沿った方向の非対称運動により、この辺縁部１１１ｂａに沿った方向（Ｃ３またはＣ４）の並進力覚を呈示する。すなわち、振動子１２－１は、ケース部１１１の内側底面に対する相対位置が固定された仮想的な四角形Ｐ２の辺Ｌ２１に沿った直線方向に擬似的な力覚を提示可能である。また、振動子１２－２は、ケース部１１１の内側底面に対する相対位置が固定された仮想的な四角形Ｐ２の辺Ｌ２２に沿った直線方向に擬似的な力覚を提示可能である。辺Ｌ２１は辺Ｌ２２に対向し、これらは平行である。ケース部１１１の内側底面の振動子１２－１と振動子１２－２との間の領域には、回路基板１４１および電源部１４２が固定される。このように配置された電源部１４２に擬似力覚発生装置２の系の重心Ｇまたはその近傍が位置する。
　図４Ａおよび図４Ｂに例示するように、振動子１２－１は、例えば、支持部１２１－１、ばね１２２－１，１２３－１（弾性体）、コイル１２４－１、永久磁石である運動部材１２５－１、および把持部１２６－１（ケース）を有する。本形態の把持部１２６－１および支持部１２１－１は、ともに筒（例えば、円筒や多角筒）の両方の開放端を閉じた形状からなる中空の部材である。ただし、支持部１２１－１は、把持部１２６－１よりも小さく、把持部１２６－１の内部に収容可能な大きさである。把持部１２６－１および支持部１２１－１は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。ばね１２２－１，１２３－１は、例えば、金属等から構成されるつるまきばねや板ばね等である。ばね１２２－１，１２３－１の弾性係数（ばね定数）は同一であることが望ましいが、互いに相違していてもよい。運動部材１２５－１は、例えば、円柱形状の永久磁石であり、長手方向の一方の端部１２５ａ－１側がＮ極であり、他方の端部１２５ｂ－１側がＳ極である。コイル１２４－１は、例えば、一つながりのエナメル線であり、第１巻き部１２４ａ－１と第２巻き部１２４ｂ－１とを有する。
　運動部材１２５－１は支持部１２１－１の内部に収容され、そこで長手方向にスライド可能に支持されている。このような支持機構の詳細は図示しないが、例えば、支持部１２１－１の内壁面に長手方向に沿ったまっすぐなレールが設けられ、運動部材１２５－１の側面にこのレールをスライド可能に支持するレール支持部が設けられている。支持部１２１－１の長手方向の一端側の内壁面１２１ａ－１には、ばね１２２－１の一端が固定され（すなわち、支持部１２１－１にばね１２２－１の一端が支持され）、ばね１２２－１の他端は運動部材１２５－１の端部１２５ａ－１に固定されている（すなわち、運動部材１２５－１の端部１２５ａ－１がばね１２２－１の他端に支持されている）。また、支持部１２１－１の長手方向の他端側の内壁面１２１ｂ－１には、ばね１２３－１の一端が固定され（すなわち、支持部１２１－１にばね１２３－１の一端が支持され）、ばね１２３－１の他端は運動部材１２５－１の端部１２５ｂ－１に固定されている（すなわち、運動部材１２５－１の端部１２５ｂ－１がばね１２３－１の他端に支持されている）。
　支持部１２１－１の外周側にはコイル１２４－１が巻きつけられている。ただし、運動部材１２５－１の端部１２５ａ－１側（Ｎ極側）では、第１巻き部１２４ａ－１がＡ１方向（奥から手前に向けた方向）に巻きつけられており、端部１２５ｂ－１側（Ｓ極側）では、第２巻き部１２４ｂ－１がＡ１方向と反対向きのＢ１方向（手前から奥に向けた方向）に巻き付けられている。すなわち、運動部材１２５－１の端部１２５ａ－１側（Ｎ極側）からみた場合、第１巻き部１２４ａ－１は時計回りに巻き付けられており、第２巻き部１２４ｂ－１は反時計回りに巻き付けられている。また、運動部材１２５－１が停止し、ばね１２２－１，１２３－１からの弾性力が釣り合った状態において、運動部材１２５－１の端部１２５ａ－１側（Ｎ極側）が第１巻き部１２４ａ－１の領域に配置され、端部１２５ｂ－１側（Ｓ極側）が第２巻き部１２４ｂ－１の領域に配置されることが望ましい。
　以上のように配置構成された支持部１２１－１、ばね１２２－１，１２３－１、コイル１２４－１、および運動部材１２５－１が、把持部１２６－１内に収容され、支持部１２１－１が把持部１２６－１の内部に固定されている。すなわち、把持部１２６－１の支持部１２１－１に対する相対位置が固定されている。ただし、把持部１２６－１の長手方向は、支持部１２１－１の長手方向および運動部材１２５－１の長手方向と一致する。
　コイル１２４－１は、流された電流に応じた力を運動部材１２５－１に与え、これにより、運動部材１２５－１は、支持部１２１－１に対して周期的な非対称運動（支持部１２１－１を基準とした軸方向に非対称性をもった周期的な並進往復運動）を行う。すなわち、コイル１２４－１にＡ１方向（Ｂ１方向）に電流を流すと、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、運動部材１２５－１にＣ１方向（運動部材１２５－１のＮ極からＳ極に向かう方向：右方向）の力が加えられる（図２Ａ）。逆に、コイル１２４－１にＡ２方向（Ｂ２方向）に電流を流すと、運動部材１２５－１にＣ２方向（運動部材１２５－１のＳ極からＮ極に向かう方向：左方向）の力が加えられる（図２Ｂ）。ただし、Ａ２方向はＡ１方向の反対方向である。これらの動作により、運動部材１２５－１およびばね１２２－１，１２３－１からなる系に運動エネルギーが与えられる。それにより、把持部１２６－１を基準とする運動部材１２５－１の位置および加速度（支持部１２１－１を基準とした軸方向の位置および加速度）を変化させることができる。
　ここで、運動部材１２５－１に所望の方向（Ｃ１方向またはＣ２方向）の加速度を与える向きの電流をコイル１２４－１に流す第１の期間と、それ以外の第２の期間と、を周期的に繰り返す。その際、所定の方向に電流を流す期間（時間）とそれ以外の期間（時間）との比（反転比）を何れか一方の期間に偏らせる。言い換えると、１つの周期に占める第１の期間の割合が当該周期に占める第２の期間の割合と異なる周期的な電流をコイル１２４－１に流す。これにより、所望の方向に擬似的な力覚を提示できる。
　以下、図５Ａから図５Ｄを用いてこの制御を例示する。ただし、図５Ａから図５Ｄの縦軸はコイル１２４－１に流す電流値（電流指令値）［Ａ］を表し、横軸は時間［ｍｓｅｃ］を表す。Ａ１方向（Ｂ１方向）の電流値を正で表現し、Ａ２方向（Ｂ２方向）の電流値を負で表現している。図５Ａおよび図５Ｂは、Ａ１方向（Ｂ１方向）の電流（Ｘ：Ｃ１方向の加速度を運動部材１２５－１に与える向きの電流）を流す期間ｔ１（第１の期間）とＡ２方向（Ｂ２方向）の電流（－Ｘ）を流す期間ｔ２（第２の期間）とを周期的に繰り返す例である。この場合、Ａ１方向（Ｂ１方向）の電流を流す期間ｔ１とＡ２方向（Ｂ２方向）の電流を流す期間ｔ２との比（反転比ｔ１：ｔ２）に応じ、図４Ａおよび図４Ｂの左方向または右方向に擬似的な力覚を提示できる。すなわち、図４Ａおよび図４Ｂの左方向に擬似的な力覚を提示する場合には、ｔ１＞ｔ２となる反転比の周期的な電流をコイル１２４－１に流す（図５Ａ）。例えば、反転比ｔ１：ｔ２＝１８ｍｓｅｃ：７ｍｓｅｃの周期的な電流（４０Ｈｚの周波数の電流）をコイル１２４－１に流す。逆に、右方向に擬似的な力覚を提示する場合には、ｔ１＜ｔ２となる反転比の周期的な電流をコイル１２４－１に流す（図５Ｂ）。例えば、反転比ｔ１：ｔ２＝７ｍｓｅｃ：１８ｍｓｅｃの周期的な電流（４０Ｈｚの周波数の電流）をコイル１２４－１に流す。
　図５Ｃおよび図５Ｄは、Ａ２方向（Ｂ２方向）の電流（－Ｘ）を流す期間ｔ２と電流を流さない期間ｔ１とを周期的に繰り返すか、Ａ１方向（Ｂ１方向）の電流（Ｘ）を流す期間（時間）ｔ１と流さない期間ｔ２とを周期的に繰り返す例である。ただし、期間ｔ１と期間ｔ２との反転比ｔ１：ｔ２が何れかの期間に偏っている。すなわち、左方向に擬似的な力覚を提示する場合には、Ａ２方向（Ｂ２方向）の電流（－Ｘ：Ｃ２方向の加速度を運動部材１２５－１に与える向きの電流）を流す期間ｔ１と電流を流さない期間ｔ２とを周期的に繰り返す電流をコイル１２４－１に流す。この電流の反転比ｔ１：ｔ２は期間ｔ２に偏っており、ｔ１＞ｔ２である（図５Ｃ）。例えば、反転比ｔ１：ｔ２＝１８ｍｓｅｃ：７ｍｓｅｃの電流をコイル１２４－１に流す。逆に、右方向に擬似的な力覚を提示する場合には、Ａ１方向（Ｂ１方向）の電流（Ｘ：Ｃ１方向の加速度を与える向きの電流）を流す期間ｔ１と流さない期間ｔ２とを周期的に繰り返す電流をコイル１２４－１に流す。この電流の反転比ｔ１：ｔ２は期間ｔ２に偏っており、ｔ１＜ｔ２である（図５Ｄ）。例えば、反転比ｔ１：ｔ２＝７ｍｓｅｃ：１８ｍｓｅｃの電流をコイル１２４－１に流す。
　なお、説明の便宜上、図５Ａから図５Ｄに図示した電流値（電流指令値）は矩形波であった。しかしながら、所定の方向に電流を流す期間とそれ以外の期間とを周期的に繰り返す電流であって、所定の方向に電流を流す期間とそれ以外の期間との反転比が何れか一方の期間に偏っているのであれば、どのような波形の電流であってもよい。また電流値によって制御するのではなく、電圧値によって制御が行われてもよい。振動子１２－２も振動子１２－１と同じ構成でよい。
　図２Ｂに例示するように、利用者は擬似力覚発生装置２の辺縁部１１１ａａ側を左手１０２で軽く把持し、辺縁部１１１ｂａ側を右手１０１で軽く把持する。ここで第１実施形態と同様、振動子１２－１を直線方向Ｃ１に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２をその逆方向の直線方向Ｃ３に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置２を把持する利用者は擬似力覚発生装置２がＲ１方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。逆に、振動子１２－１を直線方向Ｃ２に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２をその逆方向の直線方向Ｃ４に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置２を把持する利用者は擬似力覚発生装置２がＲ２方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。本形態では、これらの回転運動の中心が重心Ｇまたはその近傍となる。回転運動の中心を重心Ｇまたはその近傍とすることで、その回転中心まわりの慣性モーメントを最小または小さくできる。また、振動子１２－１を直線方向Ｃ１に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２を直線方向Ｃ４に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置２は直線方向Ｃ１，Ｃ４への移動とその逆の直線方向Ｃ２，Ｃ３への移動とを周期的に繰り返す振動を行い、擬似力覚発生装置２を把持する利用者は擬似力覚発生装置２が直線方向Ｃ１，Ｃ４へ移動しているかのような並進力覚を知覚する。逆に、振動子１２－１を直線方向Ｃ２に擬似力覚を呈示するように制御し、振動子１２－２を直線方向Ｃ３に擬似力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置２は直線方向Ｃ２，Ｃ３への移動とその逆の直線方向Ｃ１，Ｃ４への移動とを周期的に繰り返す振動を行い、擬似力覚発生装置２を把持する利用者は擬似力覚発生装置２が直線方向Ｃ２，Ｃ３へ移動しているかのような並進力覚を知覚する。
　＜本形態の特徴＞
　本形態でも第１実施形態と同じ効果を得ることができる。
　［第３実施形態］
　第３実施形態を説明する。本形態は第１実施形態の変形例である。
　図６Ａおよび図６Ｂに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置３は、両端を閉じた円筒状または円柱状の同じ長さの２つの把持部３６，３７、２つの把持部３６，３７の中央部分を機械的に連結する円筒状の連結部３５（基部）、連結部３５の内部の中央部に固定された電子機器部３４、および把持部３６，３７の両端に１個ずつ固定された振動子３１－１～３１－４を有する。把持部３６，３７は互いに略平行（例えば、平行）に配置され、連結部３５は把持部３１－１，３１－２と略垂直（例えば、垂直）に配置されている。連結部３５の一端が把持部３６の中央部に機械的に接続され、連結部３５の他端が把持部３７の中央部に機械的に接続されている。振動子３１－１，３１－４は把持部３６の長手方向に沿った直線方向Ｃ３１１ａ，Ｃ３１１ｂ，Ｃ３１４ａ，Ｃ３１４ｂに擬似的な力覚を呈示可能な向きに配置され、振動子３１－１は把持部３６の一端に、振動子３１－４は把持部３６の他端にそれぞれ固定されている。振動子３１－２，３１－３は把持部３７の長手方向Ｃ３１２ａ，Ｃ３１２ｂ，Ｃ３１３ａ，Ｃ３１３ｂに沿った直線方向に擬似的な力覚を呈示可能な向きに配置され、振動子３１－２は把持部３７の一端に、振動子３１－３は把持部３７の他端にそれぞれ固定されている。振動子３１－１，３１－２は擬似力覚発生装置３の上面側（図６Ａ側）に配置され、振動子３１－３，３１－４は擬似力覚発生装置３の下面側に配置されている。これにより、振動子３１－１，３１－４は連結部３５に対する相対位置が固定された仮想的な四角形Ｐ３の辺Ｌ３１に沿った直線方向Ｃ３１１ａ，Ｃ３１１ｂ，Ｃ３１４ａ，Ｃ３１４ｂに擬似的な力覚を提示可能である。振動子３１－２，３１－３は連結部３５に対する相対位置が固定された仮想的な四角形Ｐ３の辺Ｌ３２に沿った直線方向Ｃ３１２ａ，Ｃ３１２ｂ，Ｃ３１３ａ，Ｃ３１３ｂに擬似的な力覚を提示可能である。辺Ｌ３１と辺Ｌ３２は互いに平行である。擬似力覚発生装置３の重心Ｇまたはその近傍が電子機器部３４内に位置し（仮想的な四角形Ｐ３の内部に電子機器部３４が位置し）、擬似力覚発生装置３の重量分布は重心Ｇ付近に偏っている。
　ここで、電子機器部３４によって、振動子３１－１，３１－４が、それぞれ直線方向Ｃ３１１ａ，Ｃ３１４ａに擬似的な力覚を呈示するように制御され、かつ、振動子３１－２，３１－３が、それぞれ直線方向Ｃ３１２ａ，Ｃ３１３ａに擬似的な力覚を呈示するように制御されるとする。この場合、擬似力覚発生装置３はＳ１方向への回転とその逆のＳ２方向への回転とを周期的に繰り返し（非対称回転）、把持部３６，３７を把持する利用者は擬似力覚発生装置３がＳ１方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。逆に、振動子３１－１，３１－４が、それぞれ直線方向Ｃ３１１ｂ，Ｃ３１４ｂに擬似的な力覚を呈示するように制御され、かつ、振動子３１－２，３１－３が、それぞれ直線方向Ｃ３１２ｂ，Ｃ３１３ｂに擬似的な力覚を呈示するように制御されるとする。この場合、擬似力覚発生装置３はＳ２方向への回転とその逆のＳ１方向への回転とを周期的に繰り返し（非対称回転）、把持部３６，３７を把持する利用者は擬似力覚発生装置３がＳ２方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。本形態では、これらの回転運動の中心が重心Ｇまたはその近傍となる。回転運動の中心を重心Ｇまたはその近傍とすることで、その回転中心まわりの慣性モーメントを最小または小さくできる。このようにしても第１実施形態と同じ効果を得ることができる。また、振動子３１－１，３１－２，３１－３，３１－４が、それぞれ直線方向Ｃ３１１ａ，Ｃ３１２ｂ，Ｃ３１４ａ，Ｃ３１３ｂに擬似的な力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置３は直線方向Ｃ３１１ａ，Ｃ３１２ｂ，Ｃ３１４ａ，Ｃ３１３ｂへの移動とその逆の直線方向Ｃ３１１ｂ，Ｃ３１２ａ，Ｃ３１４ｂ，Ｃ３１３ａへの移動とを周期的に繰り返す振動を行い、擬似力覚発生装置３を把持する利用者は擬似力覚発生装置３が直線方向Ｃ３１１ａ，Ｃ３１２ｂ，Ｃ３１４ａ，Ｃ３１３ｂへ移動しているかのような並進力覚を知覚する。逆に、振動子３１－１，３１－２，３１－３，３１－４が、それぞれ直線方向Ｃ３１１ｂ，Ｃ３１２ａ，Ｃ３１４ｂ，Ｃ３１３ａに擬似的な力覚を呈示するように制御する。この場合、擬似力覚発生装置３は直線方向Ｃ３１１ｂ，Ｃ３１２ａ，Ｃ３１４ｂ，Ｃ３１３ａへの移動とその逆の直線方向Ｃ３１１ａ，Ｃ３１２ｂ，Ｃ３１４ａ，Ｃ３１３ｂへの移動とを周期的に繰り返す振動を行い、擬似力覚発生装置３を把持する利用者は擬似力覚発生装置３が直線方向Ｃ３１１ｂ，Ｃ３１２ａ，Ｃ３１４ｂ，Ｃ３１３ａへ移動しているかのような並進力覚を知覚する。
　［第４実施形態］
　第４実施形態は第１実施形態の変形例であり、電子機器部が擬似力覚発生装置に脱着可能なものである。図７Ａおよび図７Ｂに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置４は、基部４１、および基部４１に対する相対位置が固定された非対称運動を行う振動子１２－１，１２－２を有する。本形態の基部４１は外観が板状で中空のケースであり、その内部に振動子１２－１，１２－２が機械的に固定されている。振動子１２－ｉ（ただし、ｉ＝１，２）はそれぞれ直線に沿った非対称運動（非対称振動）を行い、それによってこの直線に沿った所望の方向に擬似的な力覚を提示できる。すなわち、各振動子１２－ｉは第ｉの直線方向に擬似的な力覚（並進力覚）を提示可能である。本形態の第１の直線方向は仮想的な四角形Ｐ４の１つの辺Ｌ４１に沿った直線方向であり、第２の直線方向は仮想的な四角形Ｐ４の辺Ｌ４１に対向する辺Ｌ４２に沿った直線方向である。仮想的な四角形Ｐ４は基部４１に対する相対位置が固定されている。基部４１内部の振動子１２－１と振動子１２－２との間の領域（仮想的な四角形Ｐ４の内側の領域）には、スマートフォンなどの電子機器部４００を装着可能である。ここで、電子機器部４００を装着前の擬似力覚発生装置４の系の重心Ｇが振動子１２－１と振動子１２－２との間の領域に存在する。電子機器部４００が装着された後の電子機器部４００および擬似力覚発生装置４からなる系の重心またはその近傍は電子機器部４００に配置される。電子機器部４００および擬似力覚発生装置４からなる系の重量分布は、その重心付近に偏っている。第１実施形態と同様に電子機器部４００の制御に基づいて振動子１２－１，１２－２を駆動することにより、その重心付近を中心とした回転運動がなされ、擬似力覚発生装置４の外部を把持する利用者に対して回転力覚を知覚させることができる。これによっても第１実施形態と同じ効果を得ることができる。なお、このような擬似力覚発生装置４はスマートフォンのケースなどに適用できる。また、第１，２実施形態で説明した振動子１２－１，２の制御により、擬似力覚発生装置４の外部を把持する利用者に並進力覚を知覚させてもよい。
　［第５実施形態］
　第５実施形態は第４実施形態の変形例であり、振動子の個数が相違点である。図８Ａおよび図８Ｂに例示するように、本形態の擬似力覚発生装置５は、基部５１、および基部５１に対する相対位置が固定された非対称運動を行う振動子５２－１～５２－４を有する。本形態の基部４１は外観が板状で中空のケースであり、その内部に振動子５２－１～５２－４が機械的に固定されている。振動子５２－ｉ（ただし、ｉ＝１～４）はそれぞれ直線に沿った非対称運動（非対称振動）を行い、それによってこの直線に沿った所望の方向に擬似的な力覚を提示できる。すなわち、各振動子５２－ｉは第ｉの直線方向に擬似的な力覚（並進力覚）を提示可能である。各振動子５２－ｉの構成は、例えば前述の振動子１２－１と同じである。本形態の第１の直線方向は仮想的な四角形Ｐ５の１つの辺Ｌ５１に沿った直線方向であり、第２の直線方向は仮想的な四角形Ｐ５の辺Ｌ５１に直角な辺Ｌ５２に沿った直線方向であり、第３の直線方向は仮想的な四角形Ｐ５の辺Ｌ５１に対向する辺Ｌ５３に沿った直線方向であり、第４の直線方向は仮想的な四角形Ｐ５の辺Ｌ５２に対向する辺Ｌ５４に沿った直線方向である。仮想的な四角形Ｐ５は基部５１に対する相対位置が固定されている。基部５１内部の振動子５２－１～５２－４で囲まれた領域（仮想的な四角形Ｐ５の内側の領域）には、スマートフォンなどの電子機器部４００を装着可能である。ここで、電子機器部４００を装着前の擬似力覚発生装置５の系の重心Ｇが振動子５２－１～５２－４で囲まれた領域に存在する。電子機器部４００が装着された後の電子機器部４００および擬似力覚発生装置５からなる系の重心またはその近傍は電子機器部４００に配置される。電子機器部４００および擬似力覚発生装置５からなる系の重量分布は、その重心付近に偏っている。
　ここで電子機器部４００によって、振動子５２－１，５２－２，５２－３，５２－４が、それぞれ直線方向Ｃ５２１ａ，Ｃ５２２ａ，Ｃ５２３ａ，Ｃ５２４ａに擬似的な力覚を呈示するように制御されたとする。この場合、擬似力覚発生装置５はＷ１方向への回転とその逆のＷ２方向への回転とを周期的に繰り返し（非対称回転）、擬似力覚発生装置５の外部を把持する利用者は擬似力覚発生装置５がＷ１方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。逆に、振動子５２－１，５２－２，５２－３，５２－４が、それぞれ直線方向Ｃ５２１ｂ，Ｃ５２２ｂ，Ｃ５２３ｂ，Ｃ５２４ｂに擬似的な力覚を呈示するように制御されたとする。この場合、擬似力覚発生装置５はＷ２方向への回転とその逆のＷ１方向への回転とを周期的に繰り返し（非対称回転）、擬似力覚発生装置５の外部を把持する利用者は擬似力覚発生装置５がＷ２方向に回転しているかのような回転力覚を知覚する。本形態では、これらの回転運動の中心が重心Ｇまたはその近傍となる。回転運動の中心を重心Ｇまたはその近傍とすることで、その回転中心まわりの慣性モーメントを最小または小さくできる。このようにしても第１実施形態と同じ効果を得ることができる。また、本形態では振動子５２－１～５２－４のうち、一部の振動子によって回転力覚を知覚させ、別の識別子によって並進力覚を知覚させることもできる。この場合、振動子５２－１～５２－４のうち、向かい合う一組の振動子によって回転力覚を知覚させるように制御し、残りの一組の振動子によって並進力覚を知覚させるように制御してもよい。例えば、振動子５２－１，５２－３がそれぞれ直線方向Ｃ５２１ａ，Ｃ５２３ａに擬似的な力覚を呈示するように制御され、振動子５２－２，５２－４がそれぞれ直線方向Ｃ５２２ｂ，Ｃ５２４ａに擬似的な力覚を呈示するように制御されたとする。この場合、擬似力覚発生装置５はＷ１方向への回転とその逆のＷ２方向への回転とを周期的に繰り返す（非対称回転）とともに、直線方向Ｃ５２２ｂ，Ｃ５２４ａへの移動とその逆の直線方向Ｃ５２２ａ，Ｃ５２４ｂへの移動とを周期的に繰り返す振動を行う。これにより、擬似力覚発生装置５の外部を把持する利用者は擬似力覚発生装置５がＷ１方向に回転しているかのような回転力覚とともに、擬似力覚発生装置５が直線方向Ｃ５２２ｂ，Ｃ５２４ａに移動しているかのような並進力覚を知覚する。この場合も、回転運動の中心を重心Ｇまたはその近傍とすることで、その回転中心まわりの慣性モーメントを最小または小さくでき、第１実施形態と同じ効果を得ることができる。
　［第６実施形態］
　第６実施形態は第４実施形態の変形例であり、基部に対する電子機器部の相対位置が固定されていない点が相違点である。図９に例示するように、本形態の擬似力覚発生装置６は、基部４１、基部４１に対する相対位置が固定された非対称運動を行う振動子１２－１，１２－２、電子機器部６２、および電気ケーブル６３を有する。第４実施形態との相違点は、基部４１の内部に電子機器部が装着されるのではなく、電気ケーブル６３を介して基部４１に電子機器部６２が電気的に接続される点である。この場合、振動子１２－１，１２－２の制御は電子機器部６２によって行われる。振動子１２－１，１２－２の制御およびそれによって呈示される回転力覚は第１，４実施形態で説明した通りである。この例では、基部４１内部の振動子１２－１と振動部１２－２との間の中空の領域に、擬似力覚発生装置６の系の重心Ｇが位置する。電子機器部６２は基部４１の外部に配置される。基部４１および振動子１２－１，１２－２は電子機器部６２に比べて軽量である。そのため、基部４１の外部を保持する利用者に対して明確な擬似力覚を呈示できる。
　［その他の変形例等］
　なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、振動子として擬似力覚を呈示するその他の装置が用いられてもよい。また複数の振動子がその他の構成で配置されてもよい。ｎは２以上の整数であればよく、偶数であってもよいし、奇数であってもよい。実施形態ではｎ個の振動子が同一平面上に配置される例を示したが、これらが同一平面上に配置されなくてもよい。例えば、重心Ｇ付近を含む仮想的な立体（例えば、球、立方体、三角柱、三角錐など）の表面の位置にｎ個の振動子が配置されてもよい。このｎ個の振動子のそれぞれは、当該表面上の直線に沿った方向または当該表面の接線に沿った方向に振動し、並進力覚を呈示する。
　上述の電子機器部の処理をコンピュータによって実現する場合、各処理内容はプログラムによって記述される。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は、非一時的な（non-transitory）記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。
　このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
　このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。
　本発明の産業上の利用分野としては、ドライブゲームのハンドル操作部などを例示できる。ゲーム中の車の動作に応じてハンドルに見立てた本装置に回転力覚のフィードバックを呈示し、実際の運転の際と同じような感覚を体験させることができる。また、回転力覚によって利用者を所望の目的地へナビゲートする装置に本発明が利用されてもよい。
１～６　擬似力覚発生装置

Claims (6)

  1. 　基部と、前記基部に対する相対位置が固定された非対称運動を行う第１から第ｎの振動子と、を有し、
    　前記第１から第ｎの振動子に含まれた第ｉの振動子は、それぞれ第ｉの直線方向に擬似的な力覚を提示可能であり、ｎは２以上の整数であり、ｉ＝１，・・・，ｎであり、
    　前記振動子の駆動によって系の重心付近を中心とした回転運動を行う擬似力覚発生装置。
  2. 　基部と、前記基部に対する相対位置が固定された非対称運動を行う第１から第ｎの振動子と、を有し、
    　前記第１から第ｎの振動子に含まれた第ｉの振動子は、それぞれ第ｉの直線方向に擬似的な力覚を提示可能であり、ｎは２以上の整数であり、ｉ＝１，・・・，ｎであり、
    　前記第ｉの直線方向は、同一平面上に３個以上の辺を持つ仮想的な多角形の何れかの辺に沿った直線方向であり、
    　系の重量分布が前記系の重心付近に偏っている擬似力覚発生装置。
  3. 　請求項２の擬似力覚発生装置であって、
    　前記振動子の駆動によって前記重心付近を中心とした回転運動を行う擬似力覚発生装置。
  4. 　請求項１から３の何れかの擬似力覚発生装置であって、
    　前記振動子の駆動によって回転力覚を呈示する当該擬似力覚発生装置の回転運動エネルギーは、
    　前記振動子の駆動によって並進力覚を呈示する当該擬似力覚発生装置の並進運動エネルギーよりも小さい、擬似力覚発生装置。
  5. 　請求項１から４の何れかの擬似力覚発生装置であって、
    　前記基部に対する相対位置が固定された電子機器部を有し、
    　前記重心付近に前記電子機器部が配置されている、擬似力覚発生装置。
  6. 　請求項５の擬似力覚発生装置であって、
    　前記第ｉの直線方向は、同一平面上に３個以上の辺を持つ仮想的な多角形の何れかの辺に沿った直線方向であり、
    　前記電子機器部が前記仮想的な多角形の内側に配置されている、擬似力覚発生装置。
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