JP2006058973A - 触覚情報作成装置及び触覚情報作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成できるようにすると共に、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようにする。
【解決手段】 操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する装置であって、実際の物体を操作した際に得られる触覚を検出して触覚検出信号を出力する触覚検出グローブ１Ｒと、この触覚検出グローブ１Ｒから出力される触覚検出信号を信号処理して触覚情報を作成する情報作成手段１０とを備えるものである。この構成によって、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成することができる。従って、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようになる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に予め格納される触覚情報の作成に適用して好適な触覚情報作成装置及び触覚情報作成方法に関する。詳しくは、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する情報作成手段を備え、実際の物体を操作した際に得られる触覚検出信号を信号処理して、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成できるようにすると共に、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようにしたものである。

近年、ユーザ（操作者）は、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯端末装置に様々なコンテンツを取り込み、それを利用するようになってきた。これらの携帯端末装置には入力装置が具備される。入力装置にはキーボードや、ＪＯＧダイヤル等の入力手段、表示部を合わせたタッチパネルなどが使用される場合が多い。

また、各種方式のタッチパネルと表示部と圧電素子とを組み合わせた触覚入力機能付きの携帯端末装置を備えたものが考案されている。この種の携帯端末装置によれば、触覚情報を記憶した記憶装置が備えられる。触覚情報は、入力操作時に操作者の指に触覚を与えるために使用される。操作者は、アイコン表示位置を直接タッチして入力項目を選択する。このとき、圧電素子が動作して操作者の指に触覚を与えるように動作する。

このように、表示部に表示された各種アイコンを直接さわる（入力する、押下する）等の押下操作で、触覚入力機能を実現することができ、目の移動量も、ＪＯＧダイヤル方式に比べて少なく、より直接的に入力項目を選択することができるというものである。

この種の触覚情報の作成に関連して特許文献１には、指装着型６軸力覚センサが開示されている。この指装着型６軸力覚センサによれば、人間の指を挿入する指サックと、物体に触れる指カバーとの間に弾性構造体を備え、この弾性構造体は、特定の力とモーメントから成る力成分に対して歪み易い構造を有し、その力成分に対する歪みを歪みゲージ又は光センサで電気信号に変換するようになされる。このように力覚センサを構成すると、人間の指先がどのようなタイミングでどのような力を発生しているかという動的な接触力の変化を検出できるというものである。

また、触覚情報の作成に関連して特許文献２には、把握データ入力装置が開示されている。この把握データ入力装置によれば、固定ベースに取り付けられたリンク機構と、このリンク機構の所定部位に取り付けられた角度センサと、リンク機構の所定の部位に取り付けられた指装着型６軸力覚センサを備え、この力覚センサは、人間の指を挿入する指サックと、物体に触れる指カバーとの間に弾性構造体を有し、この弾性構造体は、特定の力とモーメントから成る力成分に対して歪み易い構造を有し、その力成分に対する歪みを歪みゲージ又は光センサで電気信号に変換するようになされる。角度検出センサは、リンク機構の動きを検出して、人間の指先の動きを計測するようになされる。このように入力装置を構成すると、人間の手指の運動及び指先に作用する接触力を計測できるというものである。

更に、触覚検出グローブに関連して特許文献３には、画像・触覚情報入力装置が開示されている。この画像・触覚情報入力装置によれば、手に装着可能な手袋状の入力装置が備えられ、撮影者は、手袋状の入力装置を装着する。これを前提にして、対象物を撮影して画像情報を取得し、その対象物の一部に触れて手袋状入力装置を通じて触覚情報を取得する。情報保存時、画像情報と触覚情報とを関連付けて格納する。情報再生時には、画像情報と関連付けて触覚情報を再生するようになされる。このように入力装置を構成すると、対象物の画像と触覚とを正確に再現できるというものである。

特公平１４−３２６１６５３号公報（第２頁 第３図） 特公平１５−３４０９１６０号公報（第２頁 第３図） 特開２００４−００２１８２０号公報（第２頁 第４図）

ところで、従来例に係る触覚情報作成装置によれば、以下のような問題がある。

ｉ．触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等の触覚提示装置に予め格納する触覚情報を作成しようとする場合であって、特許文献１及び２に見られるような指装着型６軸力覚センサを使用して、ユーザが実際に操作するスイッチやキーボード等の物体への接触力や、操作時の加速度等を測定する方法が考えられる。

このような測定方法を採用すると、操作者が普通かつ自然に電子機器を操作する状態と異なってしまうため、その結果、適切な力や加速度等の触覚検出情報が得られない場合が多くなる。従って、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成することが困難となる。これにより、物体操作時に、その触覚情報を用いても、物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示することができなくなる。

ii．また、キーボード操作のように５本の指を同時に使って操作を行う場合は、各々の指に関する測定を別々に実行する煩雑さがある。因みに、特許文献３に見られるような手袋状の入力装置を使用して、５本の指による触覚検出情報を取得する方法が考えられる。しかしながら、画像情報と触覚情報とを関連付けることができても、触覚提示装置では、操作対象物体の画像情報が格納されないことから、操作対象物体と、その操作対象となった物体から取得した触覚情報とを関連付けることが困難になる。

iii．上記のような方法で測定された接触力や加速度等の触覚検出情報を信号処理した触覚情報を触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機等の触覚提示装置の制御信号として用いる場合に、その触覚提示装置の特性に合わせたものに加工する必要がある。しかしながら、これまでそのような作業は、情報加工者の主観（感覚）に頼る部分が多く、再現性及び汎用性に乏しかった。

そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成できるようにすると共に、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようにした触覚情報作成装置及び触覚情報作成方法を提供することを目的とする。

上述した課題は、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する装置であって、実際の物体を操作した際に得られる触覚を検出して触覚検出信号を出力する触覚検出手段と、この触覚検出手段から出力される触覚検出信号を信号処理して触覚情報を作成する情報作成手段とを備えることを特徴とする触覚情報作成装置によって解決される。

本発明に係る触覚情報作成装置によれば、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する場合に、触覚検出手段は、実際の物体を操作した際に得られる触覚を検出して触覚検出信号を出力する。例えば、触覚検出手段には、操作者の手に装着可能な触覚検出グローブが使用され、この触覚検出グローブは、物体操作時の操作者の手の接触力に係る触覚検出信号を出力する共に、当該操作者の手の動きの加速度に係る触覚検出信号を出力する。これを前提にして、情報作成手段は、触覚検出手段から出力される接触力や加速度等の触覚検出信号を信号処理して触覚情報を作成するようになる。

従って、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成することができる。これにより、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようになる。

本発明に係る触覚情報作成方法は、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する方法であって、実際の物体を操作して得られる触覚を検出する工程と、検出された物体からの触覚に基づいて当該物体操作時の触覚情報を作成する工程とを有することを特徴とするものである。

本発明に係る触覚情報作成方法によれば、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する場合に、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成することができる。従って、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようになる。

本発明に係る触覚情報作成装置によれば、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する場合に、実際の物体を操作した際に得られる触覚検出信号を信号処理して触覚情報を作成する情報作成手段を備えるものである。

この構成によって、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成することができる。従って、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようになる。

本発明に係る触覚情報作成方法によれば、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する場合に、実際の物体を操作した際に得られる触覚を検出し、ここで検出された物体からの触覚に基づいて当該物体操作時の触覚情報を作成するようになされる。

この構成によって、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成することができる。従って、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようになる。

続いて、この発明に係る触覚情報作成装置及び触覚情報作成方法の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。
図１は本発明に係る実施例としての触覚検出グローブを用いた触覚情報作成装置１００の外観例を示す図である。
この実施例では、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する情報作成手段を備え、実際の物体を操作した際に得られる触覚検出信号を信号処理して、物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に提示可能な触覚情報を作成できるようにすると共に、物体操作時に、触覚情報に基づいて物体を操作したのとほぼ同等の触覚を操作体に擬似的に提示できるようにしたものである。

図１に示す触覚情報作成装置１００は、操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する装置である。操作体は、触覚入力機能付きの電子機器（触覚提示装置）や、これらの電子機器を持つ操作者の手や指等である。触覚情報作成装置１００には触覚検出グローブ１Ｒ等が装備される。触覚検出グローブ１Ｒは、例えば、操作者の右手に装着可能となされ、操作者が各種スイッチやキーボードなどの入力装置を操作する際に、その入力装置からフィードバックされる触覚（操作感）を操作者の自然な入力動作を損なわないで電気信号に変換するように動作する。触覚検出グローブ１には測定ケーブル２が接続され、この測定ケーブル２の他端には接続具３が取り付けられる。接続具３は情報作成手段１０に接続して使用される。

図２は、触覚検出グローブ１Ｒを含む触覚情報作成装置１００の構成例を示すブロック図である。
図２に示す触覚情報作成装置１００は、操作者が容易に装着可能な手袋状の入力装置を備え、操作者が通常操作のために電子機器に触れる指先部に、物体（操作する電子機器のスイッチ等）との接触の際に生じる力や加速度等を測定できるセンサが設けられ、このセンサにより操作者が受ける操作感を電気信号に変換し、その後、その電気信号に所定の加工を施して触覚情報を得る装置である。

触覚情報作成装置１００は左手及び右手用の触覚検出グローブ１Ｌ，１Ｒ、情報作成手段１０及び記憶装置（ＨＤＤ）３を有して構成される。触覚検出グローブ１Ｒ，１Ｌは、実際の物体、例えば、一眼レフカメラ等を操作した際に得られるシャッター押下触覚を検出して触覚検出信号を出力する。この例で触覚検出グローブ１Ｒ，１Ｌには、操作者の手に装着可能な手袋状入力装置が使用される。

左手用及び右手用の触覚検出グローブ１Ｒ、１Ｌには情報作成手段１０が接続され、触覚検出グローブ１Ｒ、１Ｌから出力される触覚検出信号ＳＲ，ＳＬを信号処理して触覚入力機能付きの電子機器（以下触覚提示装置という）を制御するための触覚情報を作成する。情報作成手段１０はシステムバス１４を有している。システムバス１４は例えば、データバス及び制御用の信号バスから構成される。このシステムバス１４には、例えば、入力選択部４、Ａ／Ｄ変換部５、データ加工部６、中央処理ユニット（以下ＣＰＵ１５という）、ＲＯＭ（Read Only Memory）７、ＲＡＭ（Random Access Memory）８、波形パターン格納部９、Ｉ／Ｏポート１１、操作部１２及びモニタ１３が接続される。

ＲＯＭ７には、当該装置全体を制御するためのシステムプログラムデータＤＰや、触覚検出データを加工する所定のアルゴリズムが格納される。ＲＡＭ８は、ワークメモリとして使用される。ＲＡＭ８は、例えば、操作データＤ３や制御コマンド等を一時記憶するようになされる。この例でＣＰＵ１５は電源がオンされると、ＲＯＭ７からシステムプログラムデータＤＰをＲＡＭ８に読み出してシステムを起動し、操作部１２からの操作データＤ３に基づいて当該装置全体を制御するようになされる。

ＣＰＵ１５は入力選択部４、Ａ／Ｄ変換部５、データ加工部６、ＲＯＭ７、波形パターン格納部９、Ｉ／Ｏポート１１、操作部１２及びモニタ１３の入出力を制御する。ＣＰＵ１５では、ＲＯＭ７から読み出された所定のアルゴリズムに基づいて触覚検出データを加工するので、加工作業者の主観（感覚）によることなく、一定の水準の波形加工を効率良く実行することができる。また、ＣＰＵ１５は、触覚検出グローブ１Ｒ等から出力される接触力や加速度等の触覚検出信号に基づいて、人間が感知するのに適した周波数５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の振動パターンデータＤＰ０を作成する。

ＣＰＵ１５は、加速度に係る触覚検出信号（加速度検出信号）に含まれる時間軸で変化する振動数の変化率の特徴を保ちながら振動パターンデータＤＰ０を作成するようにデータ加工部６を制御する。これに限られることはなく、ＣＰＵ１５は、加速度検出信号の振幅の時間的変化率の特徴を保ちながら振動パターンデータＤＰ０を作成するようにデータ加工部６を制御する。これは、作成者の加工作業を行う主観（感覚）に依存することなく、一定の水準のデータ加工を効率良く実行するためである。

入力選択部４は、入力選択信号Ｓ１１に基づいて、左手用の触覚検出グローブ１Ｌから出力される左手用のアナログの触覚検出信号ＳＬ又は右手用の触覚検出グローブ１Ｒから出力される右手用のアナログの触覚検出信号ＳＲのいずれか、あるいは、左手用の触覚検出信号ＳＬ及び右手用の触覚検出信号ＳＲの両方を選択するように動作する。例えば、一眼レフカメラのシャッタースイッチ操作を検出する場合は、右手用の触覚検出グローブ１Ｒを装着した操作者の右手人差し指による触覚検出信号ＳＲを取得する。

携帯電話機等でテンキー入力操作を検出する場合は、左手用の触覚検出グローブ１Ｌを装着した操作者の親指の触覚検出信号ＳＬを取得する。キーボード等で文字入力操作を検出する場合は、左手及び右手用の触覚検出グローブ１Ｌ、１Ｒの両方を装着して５本の指の触覚検出信号ＳＬ，ＳＲを同時に取得するようになされる。操作者は操作対象物体毎に操作部１２からＣＰＵ１５に入力を指示する。この指示により、入力選択信号Ｓ１１がＣＰＵ１５から入力選択部４へ供給される。

入力選択部４にはＡ／Ｄ変換部５が接続され、変換制御信号Ｓ１２に基づいて接触力や加速度等の触覚検出信号ＳＲ，ＳＬをアナログ・デジタル変換してデジタルの触覚検出データＤＲやＤＬ等を出力するように動作する。触覚検出データＤＲ，ＤＬは一旦、記憶装置３に格納するようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換制御信号Ｓ１２はＣＰＵ１５からＡ／Ｄ変換部５に出力される。

Ａ／Ｄ変換部５にはデータ加工部６が接続され、Ａ／Ｄ変換後の触覚検出データＤＲやＤＬ等を波形分析処理する。データ加工部６は、分離部６１、抽出部６２、変換部６３及び合成部６４を有して構成される。これらはＲＡＭ上に構築され、ＣＰＵ１５の制御によってデータ加工機能を実現するようになされる。

分離部６１はＡ／Ｄ変換部５から直接、又は、記憶装置３から触覚検出データＤＲ，ＤＬを入力し、分離制御信号Ｓ１３に基づいて繰り返し現れる波形を検出し、この繰り返し波形を基準にして一塊りずつの合成波形を分離（分解）する。例えば、合成波形は、振幅の大きな波形と波形との間に測定された振動数ｎの異なる波形の集合であり、複数の測定期間に区分される。分離制御信号Ｓ１３はＣＰＵ１５から分離部６１に出力される。

分離部６１には抽出部６２が接続され、複数の測定期間に区分され分離された当該測定期間の合成波形から抽出制御信号Ｓ１４に基づいて振動数ｎ及び振幅ａの波形要素を抽出する。この抽出処理では、同じ振幅ａ及び振動数ｎの波形が個々に分けられる。抽出制御信号Ｓ１４はＣＰＵ１５から抽出部６２に出力される。

抽出部６２には変換部６３が接続され、個々に分けられた同じ振幅ａ及び周波数ｎの波形要素を要素変換制御信号Ｓ１５に基づいて、人間が感知するのに適した周波数ｆ＝５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の波形パターンに置き換えるようになされる。波形パターンは周波数ｆの他に、振幅Ａ及び振動回数Ｎによって定義される。複数の波形パターンを組み合わせると、当該触覚提示期間の波形パターンデータを構成するようになる。この例で触覚提示期間は測定期間に対応させている。要素変換制御信号Ｓ１５はＣＰＵ１５から変換部６３に出力される。

合成部６４は、合成制御信号Ｓ１６に基づいて変換後の波形パターンデータと他の波形パターンデータとを合成して複数の触覚提示期間における振動パターンデータＤＰ０を構築する。合成制御信号Ｓ１６はＣＰＵ１５から合成部６４に出力される。構築された触覚を与える振動パターンデータＤＰ０は、シャッター等の操作対象物体と対応付けて記憶装置３に格納（保存）される。

波形パターン格納部９は、触覚提示用の複数の波形パターンデータＤＰｉ（ｉ＝１〜ｍ）を格納する。波形パターンは、人間が感知するのに適した周波数５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の波形である。波形パターン格納部９にはＲＯＭやＥＥＰＲＯＭが使用される。

入出力ポート（以下Ｉ／Ｏポート１１という）には操作部１２及びモニタ１３が接続される。操作部１２は触覚検出信号ＳＲ、ＳＬの取り込み指示や、波形加工の開始指示等を入力するように操作される。操作部１２にはキーボード等が使用される。操作部１２で指定された情報は操作データＤ３となってＣＰＵ１５に出力される。モニタ１３は触覚検出データＤＲ，ＤＬに基づく表示データＤ２により触覚測定時のアナログの触覚検出信号ＳＲを表示したり、振動パターンデータＤＰ０に基づいて触覚付与時の触覚提示信号を表示するようになされる。モニタ１３には液晶表示ディスプレイや、ＣＲＴ等が使用される。

情報作成手段１０にはシステムバス１４を通じて記憶装置３が接続され、合成後の振動パターンデータＤＰ０を格納するようになされる。振動パターンデータＤＰ０は、触覚入力機能付きの電子機器に格納（ダウンロード）される。記憶装置３にはハードディスクが使用されるが、上述の情報作成手段１０及び記憶装置３にはパーソナルコンピュータを使用することができる。

図３Ａ及びＢは、触覚検出グローブ１Ｌ等の指先部分の構成例及びその拡大例を各々示す断面図である。
図３Ａにおいて、触覚検出グローブ１Ｌは、操作者がスイッチやキーボードなどの物体を操作する際に、もっとも一般的に使う指先部分のそれぞれに力検出センサ５１及び加速度センサ５２が具備されている。力検出センサ５１は、物体操作時の操作者の手（指）３０ａの接触に係る接触力を検出して触覚検出信号（接触力）ＳＬを出力する。加速度センサ５２は、当該操作者の手の動きに係る加速度を検出して触覚検出信号（加速度）ＳＬを出力する。

図３Ｂの波線円内図には、触覚検出グローブ１Ｌ等の指先部分の断面の構成例を示している。図３Ｂに示す手袋部位５３は、柔らかい素材から構成される。手袋素材には、木綿、ビニール、ゴム、なめし皮等が使用される。この手袋部位５３において、操作者の各指先の腹に当たる部分には、力検出センサ５１が設けられ、その甲に当たる部分には加速度センサ５２が各々設けられている。

力検出及び加速度の各々のセンサ５１，５２には、シート状センサが使用される。シート状センサは、柔軟性のあるシートに感圧インクをプリントしたものが使用される。感圧インクは、加えられた力に応じて電気抵抗値が変化する特性を有している。力検出センサ５１の内側の手袋素材には、バックアップ部材５４が設けられ、力検出センサ５１が受ける力をバックアップするようになされる。バックアップ部材５４には、硬質樹脂部材等が使用される。硬質樹脂部材は、力検出センサ５１の柔軟性を損なわないようにするため、いくつかに分割され、小片状にして使用される。

力検出センサ５１の外側には、シリコンシート５５が設けられ、力検出センサ５１を保護するようになされる。シリコンシート５５は、人間の指先の皮膚に近い柔らかさを有している。力検出センサ５１は、人間の触覚受容器が位置する深度に近いところに配置される。このため、シリコンシート５５の厚さは０．３ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度のものが使用される。

図４は、触覚検出グローブ１Ｒによるデータ取得時の構成例を示す図である。この例では、操作者３０が図４に示す触覚検出グローブ１を装着して、実際に一眼レフカメラ３００等でシャッター押下操作をすると、そのシャッタースイッチ３０１と操作者３０の指先に生じる相対的な力によって、例えば、感圧インクの抵抗値が変化する。この抵抗値の変化は、触覚検出信号ＳＲに具現化される。触覚検出信号ＳＲは、情報作成手段１０に入力され、この情報作成手段１０内でデジタルの触覚検出データＤＲにＡ／Ｄ変換される。

このように、操作者３０がシャッター押下操作を行う際に、指３０ａによる押下操作を妨げることなく、その押下操作と同時に接触力や加速度等の触覚検出データＤＲを得ることができる。この例では、シャッター押下力など、実際に即した触覚検出信号ＳＲが触覚検出グローブ１Ｒから得られる。また、触覚検出グローブ１Ｒは、手全体で操作する機器の場合には、５本の指３０ａの触覚検出信号ＳＲを同時に取得することができる。

続いて、本発明に係る触覚情報作成方法について説明をする。図５は、シャッター操作時等に得られる触覚検出信号ＳＲの波形例を示す図である。図５において、縦軸は、加速度（力）を示す振幅であり、横軸は時間ｔである。

この例で測定期間ｔ１には、シャッター操作時の代表的な振動数ｎがｎ１，ｎ２で、代表的な振幅ａがａ１、ａ２の波形要素が組み合わされて合成波形が構成されている。測定期間ｔ２には、振動数ｎ１、振幅ａ１の波形要素と、振動数ｎ２、振幅ａ２の波形要素とが組み合わされて合成波形が構成されている。測定期間ｔ３には、振動数ｎ１、振幅ａ１の波形要素と、振動数ｎ２、振幅ａ２の波形要素とが組み合わされて合成波形が構成されている。触覚検出信号ＳＲは、図２に示したＡ／Ｄ変換部５でＡ／Ｄ変換されて触覚検出データＤＲとなる。具体的な触覚検出データＤＲとしては、例えば、シャッター操作時の代表的な振動数ｎ１が１ｋＨｚであり、振動数ｎ２が１．５ｋＨｚである。

上述したデータ加工部６では、触覚検出データＤＲに含まれるノイズを除去した後に、図６〜図１０に示すような波形加工が実行される。すなわち、Ａ／Ｄ変換部５から出力される触覚検出データＤＲは、人間が感知しやすい周波数ｆ＝５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下程度の周波数範囲に、その触覚検出データＤＲの特徴を残しながら振動数ｎ及び振幅ａが周波数ｆ、振幅Ａ、回数Ｎに置き換えられる。

なお、実際に得られるデータとしては力検出データであるにもかかわらず、図５に示したグラフの縦軸を加速度にしている。これは、加速度と力が、当該加速度によって動かされる物の質量が一定ならば比例すること、及び、データ加工した後に用いるデータは、振動波形の振幅ａの絶対値でなく相対値であるので、データ加工後の触覚提示用の振動パターンデータＤＰ０では加速度を用いても、力を用いても結果は同じであることによる。

図６Ａ〜Ｃは、測定期間ｔ１の合成波形の分解例及びその波形要素Ｅ１１、Ｅ１２の抽出例を示す図である。図６Ａに示す合成波形は、図５に示した触覚検出データＤＲに基づく測定期間ｔ１乃至測定期間ｔ３の中から測定期間ｔ１の波形を分離したものである。例えば、分離部６１はＡ／Ｄ変換部５から直接、又は、記憶装置３から触覚検出データＤＲを入力し、分離制御信号Ｓ１３に基づいて繰り返し現れる波形を検出し、この繰り返し波形を基準にして一塊りずつの合成波形を分離（分解）する。測定期間ｔ１の合成波形は、振幅ａ２の波形要素と振幅ａ２の波形要素との間に測定された振動数ｎ１＝１ｋＨｚ，ｎ２＝１．５ｋＨｚの波形要素の集合である。

抽出部６２は、測定期間ｔ１に区分され分離された当該測定期間ｔ１の合成波形を抽出制御信号Ｓ１４に基づいて振動数ｎ１及び振幅ａ１や、振動数ｎ２及び振幅ａ２等の波形要素Ｅ１１，Ｅ１２を抽出するようになされる。この抽出処理では、他の測定期間ｔ２，ｔ３においても、同じ振幅あるいは特徴ある振幅ａ１、ａ２及びそれらの振動数ｎ１，ｎ２の波形要素が個々に分けられる。

図６Ｂは、振動数ｎ１及び振幅ａ１の波形要素例を示す図である。図６Ｂに示す波形要素Ｅ１１は、測定期間ｔ１の合成波形から振動数ｎ１及び振幅ａ１の波形要素を抽出して分離した波形例である。図６Ｃは、振動数ｎ２及び振幅ａ２の波形要素例を示す図である。図６Ｃに示す波形要素Ｅ１２は、測定期間ｔ１の合成波形から振動数ｎ２及び振幅ａ２の波形要素を抽出して分離した波形例である。このように波形要素Ｅ１１，Ｅ１２を抽出するのは、当該波形要素Ｅ１１，Ｅ１２を触覚提示用の波形パターンに変換するためである。

図７Ａ及びＢは、波形要素Ｅ１１から波形パターンＰ１１への変換例を示す図である。この例では、振動数ｎと周波数ｆとの関係において、ｎ１：ｎ２＝１ｋＨｚ：１．５ｋＨｚの比を保ちつつ、周波数ｆを５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の周波数範囲内に置き換えられる。例えば、振動数ｎは周波数比、ｆ１：ｆ２＝２００Ｈｚ：３００Ｈｚに置き換えられる。振幅Ａは、ａ１：ａ２ ＝Ａ１：Ａ２ で変換される。

図７Ａに示す振幅ａ１、振動数ｎ１の波形要素Ｅ１１は、図７Ｂに示す周波数ｆ１＝２００Ｈｚ、振幅Ａ１、振動回数Ｎの波形パターンＰ１１へ変換するようになされる。具体的には、変換部６３が、振幅ａ１及び振動数ｎ１の波形要素を要素変換制御信号Ｓ１５に基づいて、人間が感知するのに適した周波数ｆ１＝２００Ｈｚ、振動回数Ｎ＝１の波形パターンＰ１１に置き換えるようになされる。なお、振幅Ａ１は、触覚入力機能付きの電子機器（触覚提示装置）の特性でその絶対値を決めればよい。

図８Ａ及びＢは、波形要素Ｅ１２から波形パターンＰ１２への変換例を示す図である。
この例では、図８Ａに示す振幅ａ２、振動数ｎ２の波形要素Ｅ１２が、図８Ｂに示す周波数ｆ２、振幅Ａ２、振動回数Ｎの波形パターンＰ１２へ変換するようになされる。具体的には、変換部６３が、振幅ａ２及び振動数ｎ２の波形要素を要素変換制御信号Ｓ１５に基づいて、人間が感知するのに適した周波数ｆ２＝３００Ｈｚ、振動回数Ｎ＝３の波形パターンＰ１２に置き換えるようになされる。なお、振幅Ａ２は、波形要素Ｅ１１と同様にして、触覚提示装置の特性でその絶対値を決めればよい。

図９Ａ及びＢは、波形パターンＰ１１及びＰ１２の合成例を示す図である。この例では、図９Ａに示す波形パターンＰ１１と波形パターンＰ１２とを合成して、図９Ｂに示す触覚提示期間Ｔ１の合成波形パターンＰ１が生成される。

合成波形パターンＰ１は、振幅Ａ２、周波数ｆ２＝３００Ｈｚ、振動回数Ｎ＝１の波形パターンＰ１２と、振幅Ａ１、周波数ｆ１＝２００Ｈｚ、振動回数Ｎ＝３の波形パターンＰ１１とを合成したものである。この波形パターンＰ１１，Ｐ１２を組み合わせると、当該触覚提示期間Ｔ１の波形パターンデータを構成するようになる。触覚提示期間Ｔ１は、測定期間ｔ１に対応させたものである。他の測定期間ｔ２は触覚提示期間Ｔ２（＝ｔ２）に置き換えられ、測定期間ｔ３は触覚提示期間Ｔ３（＝ｔ３）に各々置き換えられる。このようにデータ加工部６では波形加工がなされる。

図１０は、デジタルカメラ等におけるシャッター操作時の触覚提示用の振動波形パターン例を示す図である。図１０において、縦軸は、加速度（力）を模擬する振幅Ａであり、横軸は時間ｔである。

この例で、触覚提示用の振動波形パターンＰ０は、触覚提示期間Ｔ１の合成波形パターンＰ１と、触覚提示期間Ｔ２の合成波形パターンＰ２と、触覚提示期間Ｔ３の合成波形パターンＰ３とが組み合わされて構成される。触覚提示期間Ｔ１は測定期間ｔ１に対応し、触覚提示期間Ｔ２は測定期間ｔ２に対応し、触覚提示期間Ｔ３は測定期間ｔ３に各々対応している。

合成波形パターンＰ１は、触覚提示期間Ｔ１に出力される波形パターンデータＤＰ１によって具現化される。波形パターンデータＤＰ１は、周波数ｆ１、振幅Ａ１、振動回数Ｎ＝３の波形パターンＰ１１を成すデータと、周波数ｆ２、振幅Ａ２の波形パターンＰ１２を成すデータとが組み合わされて構成される。

合成波形パターンＰ２は、触覚提示期間Ｔ２に出力される波形パターンデータＤＰ２によって具現化される。波形パターンデータＤＰ２は、周波数ｆ１、振幅Ａ１、振動回数Ｎ＝２の波形パターンＰ２１と、周波数ｆ２、振幅Ａ２、振動回数Ｎ＝１の波形パターンＰ２２とが組み合わされて構成される。

合成波形パターンＰ３は、触覚提示期間Ｔ３に出力される波形パターンデータＤＰ３である。波形パターンデータＤＰ３は、周波数ｆ１、振幅Ａ１、振動回数Ｎ＝１の波形パターンＰ３１と、周波数ｆ２、振幅Ａ２、振動回数Ｎ＝１の波形パターンＰ３２とが組み合わされて構成される。触覚提示用の振動波形パターンＰ０は、合成波形パターンデータＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３を組み合わせた振動パターンデータＤＰ０＝ＤＰ１＋ＤＰ２＋ＤＰ３によって具現化される。

このように合成部６４は、合成制御信号Ｓ１６に基づいて変換後の複数の合成波形パターンデータＤＰｉ（ｉ＝１，２，３・・・）を合成して触覚提示用の振動パターンデータＤＰ０を構築する。ここに構築された触覚提示用の振動パターンデータＤＰ０は触覚情報を構成し、「シャッター押下」等の操作対象物体項目と対応付けて記憶装置３に格納（保存）される。もちろん、これに限られることはなく、データ加工部６で触覚提示用に加工された振動パターンデータ（信号）ＤＰ０は、Ｉ／Ｏポート１１を介して外部装置へ送られる。この外部装置には、触覚提示装置又は外部記録装置が含まれる。

図１１は、触覚情報作成装置１００における処理例を示すフローチャートである。この実施例では、操作者３０の右手の指３０ａに与える触覚を再現するための触覚情報を作成する場合を前提とする。例えば、実際の一眼レフカメラ３００のシャッタースイッチを操作して得られる触覚を検出し、ここで検出された一眼レフカメラ３００からの触覚に基づいて当該シャッター操作時の触覚情報を作成する場合を例に挙げる。

この例で触覚情報を作成する際に、触覚検出工程によって得られる接触力検出信号及び加速度検出信号に基づいて、人間が感知するのに適した周波数５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の振動パターンデータＤＰ０を作成する。また、触覚情報を作成する際に、加速度検出信号に含まれる時間軸で変化する振動数の変化率の特徴を保ちながら振動パターンデータＤＰ０を作成する。更に、触覚情報を作成する際に、加速度検出信号の振幅の時間的変化率の特徴を保ちながら振動パターンデータＤＰ０を作成する場合を前提とする。

これらを処理条件にして、図１１に示すフローチャートのステップＳＴ１で触覚検出信号ＳＲを取得する。この例では、操作者３０の右手に触覚検出グローブ１が装着され、一眼レフカメラ３００のシャッタースイッチ操作を行う。触覚検出グローブ１には、操作者３０の各指先に当たる部分に力検出センサ５１及び加速度センサ５２がそれぞれ備えられる。

このとき、操作者３０がシャッタースイッチを押下している人差し指３０ａにある力検出センサ５１では、シャッタースイッチを押す力に応じて抵抗値が変化する。各々のセンサには既知の電圧が常に印加されており、抵抗値の変化は、ブリッジ回路等により電圧の変化に変換される。

力検出センサ５１では、シャッター操作時の操作者３０の手の接触に係る接触力を検出して触覚検出信号（接触力）ＳＲを取得し、加速度センサ５２で、当該操作者３０の手の動きに係る加速度を検出して触覚検出信号（加速度）ＳＲを取得する。このようにすると、シャッター操作を妨げることなく、シャッター押下操作と同時に接触力や加速度のデータを得ることができる。

次に、ステップＳＴ２に移行してＡ／Ｄ変換部５は、接触力や加速度等の触覚検出信号ＳＲをアナログ・デジタル変換してデジタルの触覚検出データＤＲを出力するように動作する。触覚検出データＤＲは、ステップＳＴ３で一旦、記憶装置３に格納される。

その後、ステップＳＴ４で、ＣＰＵ１５は波形加工を実行するかの要求を受け付ける。この要求は操作部１２を通じて操作者３０がＣＰＵ１５に指示する。このとき、波形加工実行要求は、操作部１２からＣＰＵ１５へ操作データＤ３を介して通知される。波形加工をする場合は、ステップＳＴ５に移行する。この例では、ステップＳＴ５〜ステップＳＴ７で波形分析処理がなされる。例えば、ステップＳＴ５で記憶装置３からＡ／Ｄ変換後の触覚検出データＤＲが読み出される。

そして、ステップＳＴ６で分離部６１は、記憶装置３から触覚検出データＤＲを入力し、分離制御信号Ｓ１３に基づいて繰り返し現れる波形を検出し、この繰り返し波形を基準にして一塊りずつの合成波形を分離（分解）する。例えば、図６Ａに示したように、図５に示した触覚検出データＤＲに基づく測定期間ｔ１乃至測定期間ｔ３の中から測定期間ｔ１の合成波形が分離される。この測定期間ｔ１の合成波形は、振幅ａ２の波形要素と振幅ａ２の波形要素との間に測定された振動数ｎ１＝１ｋＨｚ，ｎ２＝１．５ｋＨｚの波形要素が集合されて構成されている。

次に、ステップＳＴ７に移行して、抽出部６２では、測定期間ｔ１に区分され分離された合成波形を抽出制御信号Ｓ１４に基づいて振動数ｎ１及び振幅ａ１や、振動数ｎ２及び振幅ａ２等の波形要素Ｅ１１，Ｅ１２を抽出するようになされる。波形要素Ｅ１１は、測定期間ｔ１の合成波形から振動数ｎ１及び振幅ａ１の波形を抽出して分離される（図６Ｂ参照）。波形要素Ｅ１２は、測定期間ｔ２の合成波形から振動数ｎ２及び振幅ａ２の波形を抽出して分離される（図６Ｃ参照）。この抽出処理では、他の測定期間ｔ２，ｔ３においても、同じ振幅ａ１、ａ２及び振動数ｎ１，ｎ２の波形要素が個々に分けられる。抽出制御信号Ｓ１４はＣＰＵ１５から抽出部６２に出力される。このように波形要素Ｅ１１，Ｅ１２を抽出するのは、当該波形要素Ｅ１１，Ｅ１２を触覚提示用の波形パターンに変換するためである。

その後、ステップＳＴ８で変換部６３は、個々に分けられた同じ振幅ａ及び周波数ｎの波形要素を要素変換制御信号Ｓ１５に基づいて、人間が感知するのに適した周波数ｆ＝５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の波形パターンに置き換えるようになされる。例えば、図７Ａに示した振幅ａ１、振動数ｎ１の波形要素Ｅ１１を要素変換制御信号Ｓ１５に基づいて、人間が感知するのに適した周波数ｆ１＝２００Ｈｚ、振幅Ａ１、振動回数Ｎ＝１の波形パターンＰ１１に変換するようになされる（図７Ｂ参照）。

また、図８Ａに示した振幅ａ２、振動数ｎ２の波形要素Ｅ１２が、図８Ｂに示した周波数ｆ２、振幅Ａ２、振動回数Ｎの波形パターンＰ１２へ変換される。変換部６３は、振幅ａ２及び振動数ｎ２の波形要素を要素変換制御信号Ｓ１５に基づいて、人間が感知するのに適した周波数ｆ２＝３００Ｈｚ、振動回数Ｎ＝３の波形パターンＰ１２に置き換えるようになされる。なお、振幅Ａ１，Ａ２は、波形要素Ｅ１１とＥ１２において、触覚入力機能付きの電子機器（触覚提示装置）の特性でその絶対値を決めるようになされる。要素変換制御信号Ｓ１５はＣＰＵ１５から変換部６３に出力される。

そして、ステップＳＴ９に移行して、合成部６４では、合成制御信号Ｓ１６に基づいて図９Ａに示した振幅Ａ１、周波数ｆ１＝２００Ｈｚ、振動回数Ｎ＝３の波形パターンＰ１１と、振幅Ａ２、周波数ｆ２＝３００Ｈｚ、振動回数Ｎ＝１の波形パターンＰ１２とが合成され、図９Ｂに示した触覚提示期間Ｔ１の合成波形パターンＰ１が生成される。更に、合成部６４は、図１０に示した触覚提示期間Ｔ１の合成波形パターンＰ１と、触覚提示期間Ｔ２の合成波形パターンＰ２と、触覚提示期間Ｔ３の合成波形パターンＰ３とを組み合わせて触覚提示用の振動波形パターンＰ０を作成する。

触覚提示用の振動波形パターンＰ０は、合成波形パターンデータＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３を組み合わせた振動パターンデータＤＰ０＝ＤＰ１＋ＤＰ２＋ＤＰ３によって具現化される。このようなデータ加工手順により、振動パターンデータＤＰ０を得ることができる。振動パターンデータＤＰ０は、操作者３０が実際のシャッタースイッチを操作したときの感覚を触覚提示装置により擬似的に作り出すための制御信号となる。

合成制御信号Ｓ１６はＣＰＵ１５から合成部６４に出力される。構築された触覚を与える振動パターンデータＤＰ０は、ステップＳＴ１０で操作対象物体項目と対応付けて記憶装置３に格納（保存）される。ここに構築された触覚提示用の振動パターンデータＤＰ０は触覚情報を構成する。この例では、「シャッター押下」等の操作対象物体項目と対応付けて記憶装置３に格納される。もちろん、これに限られることはなく、データ加工部６で触覚提示用に加工された振動パターンデータＤＰ０（信号）ＤＰ０は、Ｉ／Ｏポート１１を介して外部装置へ送られる。この外部装置には、触覚提示装置又は外部記録装置が含まれる。

その後、ステップＳＴ１１に移行して、ＣＰＵ１５は触覚情報作成処理の終了判断をする。例えば、ＣＰＵ１５の電源オフ情報の検出に基づいて終了判断がなされる。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＳＴ１２に移行して当該対象物体のデータ作成処理を全部終了したかを判断する。この際の判断は、作業者である。当該対象物体のデータ作成処理を全部終了していない場合は、ステップＳＴ４に戻って波形加工処理を受け付けて上述した処理を繰り返すようになされる。

ステップＳＴ１２で当該対象物体のデータ作成処理を全部終了した場合は、新たな対象物体（この例ではシャッター操作以外の物体）の触覚検出データを取得すべく、ステップＳＴ１に戻って上述した処理を繰り返すようになされる。ステップＳＴ１１で電源オフ情報を検出した場合は、触覚情報作成処理を終了する。

このように、本発明に係る実施例としての触覚情報作成装置及び触覚情報作成方法によれば、操作者３０の指（手）３０ａに与える触覚を再現するための振動パターンデータＤＰ０を作成する場合に、情報作成手段１０は、触覚検出グローブ１Ｒ等から出力される接触力や加速度等の触覚検出信号ＳＲを信号処理して振動パターンデータＤＰ０を作成するようになる。

従って、一眼レフカメラ３００等の物体を実際に操作したのとほぼ同等の触覚を操作者３０の指（手）３０ａに提示可能な振動パターンデータＤＰ０を作成することができる。これにより、デジタルカメラ操作時に、振動パターンデータＤＰ０に基づいて一眼レフカメラ３００を操作したのとほぼ同等の触覚を操作者３０の指等に擬似的に提示できるようになる。

また、データ加工部６では、触覚検出信号（接触力）ＳＲに含まれる時間軸で変化する振動数ｎの変化率の特徴を保ちながら、ＣＰＵ１５によって、振動パターンデータＤＰ０を作成するように制御される。また、ＣＰＵ１５は、触覚検出信号（加速度）ＳＲの振幅の時間的変化率の特徴を保ちながら振動パターンデータＤＰ０を作成するようにデータ加工部６を制御する。従って、作成者の加工作業を行う主観（感覚）に依存することなく、一定の水準のデータ加工を効率良く行うことができる。

なお、指３０ａで操作する電子機器の場合であって、操作者３０がスイッチやキーボードなどの入力装置を操作する際に、その入力装置からフィードバックされる触覚（操作感）を操作者３０の自然な入力動作を損なわないで、５本の指３０ａ、両手で１０本の指３０ａの触覚検出データＤＲ，ＤＬを同時に得ることができる。これにより作成される振動パターンデータＤＰ０は、タッチパネル上に表示されたキーボードの触覚提示に利用することができる。

図１２は触覚入力機能付きのデジタルカメラ２００の構成例を示す斜視図である。
この例でデジタルカメラ２００には、触覚入力機能を具現化するための表示手段、触覚を発生するためにモーターや圧電素子のようなアクチュエータを備えている。本発明に係る触覚情報作成装置１００で作成された振動パターンデータＤＰ０をこれらのアクチュエータに対する制御信号（指令値）として用いることにより、操作者に所定の触覚（操作感）を擬似的に提示するようにしたものである。

図１２に示すデジタルカメラ２００はカメラ本体２０を有している。カメラ本体２０は筺体２２から構成される。筺体２２は、略箱型の前面ケース２１Ａ及び後面ケース２１Ｂの開口部を互いに略方形状のゴムなどからなる衝撃吸収材２３を間に挟んだ状態で突き合わせて組み立てられる。

筺体２２を構成する上面板には、触覚機能付きの入力検出手段２４が設けられる。入力検出手段２４は入力検出面ＰＲを有しており、例えば、シャッターボタン用のアイコン２８が表示される。このアイコン２８は、シャッター操作時に操作される。入力検出面ＰＲで行う操作には、シャッターボタン操作の他に、消去ボタン操作、電源ボタン操作、標準モード又はスナップモードの切り替え操作等が含まれる。入力検出手段２４には、長方形状の静電入力シートが使用される。

また、前面ケース２１Ａの内面であって、入力検出手段２４の長手方向に沿って、振動手段を構成するアクチュエータ２５ａ及び２５ｂが所定の間隔を空けて設けられ、所定の振動パターンに基づいて入力検出面を振動するようになされる。同様にして、後面ケース２１Ｂの内面であって、入力検出手段２４の長手方向に沿って、アクチュエータ２５ｃ及び２５ｄが所定の間隔を空けて設けられ、所定の振動パターンに基づいて入力検出面ＰＲを振動するようになされる。この例で、アクチュエータ２５ａとアクチュエータ２５ｃとが対向し、アクチュエータ２５ｂとアクチュエータ２５ｄとが対向するように配置される。振動を強めるためである。

この他に前面ケース２１Ａには、図１２に示すレンズ２６が取り付けられ、ズーム機能を有して被写体撮影時に結像するようになされる。また、前面ケース２１Ａの右隅には、外部インターフェイス用端子３９が設けられ、外部機器と接続し、情報をやりとりできるようになされている。

図１３は、カメラ本体２０の背面の構成例を示す斜視図である。図１３に示す後面ケース２１Ｂには表示手段２９が設けられ、入力検出手段２４によって入力された情報に基づく表示画面を表示するようになされる。表示手段２９はモニタ機能の他にファインダー等の機能を果たすようになされる。表示手段２９には、６４０画素×４８０画素程度の解像度を有する液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）が使用される。

図１４Ａは、カメラ本体２０を底面から見た断面図である。図１４Ａに示すカメラ本体２０を底面から見ると、筐体２２の内部には、レンズ２６や表示手段２９の他に基板実装部品２７やバッテリー２８等が内装されている。図１４Ｂは、カメラ本体２０を上面から見た断面図である。図１４Ｂに示すカメラ本体２０を上面から見ると、筐体２２の内部には、入力検出手段２４及びアクチュエータ２５ａ〜２５ｆが実装されている。図１４Ｂに示す入力検出手段２４は、静電容量入力シートによって構成される。１枚の静電容量入力シートは、略矩形状のシートで構成され、上述の各モードボタンの複数機能は、１枚の静電容量入力シートの複数の所定部位を押圧することで各機能動作が行われる。

この例で入力検出手段２４の左右の下方には、前面ケース２１Ａおよび後面ケース２１Ｂの内面に設けられたアクチュエータ２５ａ〜２５ｄの他に、アクチュエータ２５ｅ及び２５ｆが設けられ、所定の振動パターンに基づいて、例えば、押下操作方向に振動が移動するように、入力検出面ＰＲを振動するようになされる。各々のアクチュエータ２５ａ〜２５ｆは、圧電シートあるいは圧電素子から構成される。

次に、本発明の触覚機能付きのデジタルカメラ２００及び当該カメラ２００における感触フィードバック入力方法について説明をする。図１５は、デジタルカメラ２００の内部構成例を示すブロック図であり、図１２〜図１４に示した筐体内の基板実装部品２７等から構成される各機能の要部のブロックを示している。図１５で図１３との対応する部分には同一符号を付している。

図１５に示すデジタルカメラ２００は、入力検出手段２４、表示手段２９、Ａ／Ｄドライバ３１、ＣＰＵ３２、電源ユニット３３、カメラ３４、その他のデバイス３５、スピーカ３６、振動手段４０及びＥＥＰＲＯＭを備えている。入力検出手段２４は、図１３等に示したような入力検出面ＰＲを有しており、操作体としての操作者の指３０ａの接触位置を検出するようになされる。この入力検出手段２４に関して、図１３では静電容量シートとしての静電容量方式の入力デバイスを説明したが、これに限られることはなく、カーソリングと選択の機能を区別できるものであれば何でも良い。

例えば、入力検出手段２４は、抵抗膜方式、表面波弾性方式（ＡＷ）、光方式、複数段方式タクトスイッチ等の入力デバイスであっても良い。好ましくは、位置情報と力情報をＣＰＵ３２に与えられる構成の入力デバイスであれば良い。上述の入力検出手段２４は、操作者の指３０ａを介して少なくとも位置情報Ｓ１および入力量となる力情報Ｓ２（押圧力）が入力される。

表示手段２９は、入力検出手段２４によって入力された情報に基づく表示画面を表示するようになされる。表示手段２９はモニタ機能の他にファインダー等の機能を果たすようになされる。例えば、表示手段２９はＣＰＵ３２からの制御情報（指令Ｄ）に基づいてズームイン、ズームアウト、再生／早送りモード、ボリューム（Ｖｏｌ）調整モード等のアイコンを表示するようになされる。

入力検出手段２４にはＡ／Ｄドライバ３１が接続され、入力検出手段２４から出力される位置情報Ｓ１および入力量Ｓ２を入力してアナログ・デジタル変換をするようになされる。例えば、Ａ／Ｄドライバ３１は、カーソリングと選択機能とを区別するために位置情報Ｓ１および入力量Ｓ２よりなるアナログ信号をデジタルデータに変換する。これと共に、Ａ／Ｄドライバ３１は、演算を行ってカーソリング入力か選択情報かを検出し、カーソリングか選択かのフラグからなるデータＤ３１あるいは位置データＤ１１または入力量データＤ１２をＣＰＵ３２に供給する。これらの演算はＣＰＵ３２内で行ってもよい。

Ａ／Ｄドライバ３１には、ＣＰＵ３２が接続され、Ａ／Ｄドライバ３１からの入力信号を受けて指令Ｄを電源ユニット３３、カメラ部３４、その他のデバイス３５、表示手段２９、スピーカ３６、アクチュエータ駆動部３７のデバイスに供給する。例えば、ＣＰＵ３２は、同一振動モード内において、操作者３０の押下位置及び押下力をパラメータにして、アクチュエータ駆動回路３７で発生させる正弦波形を加工する機能（アルゴリズム）を有している。ＣＰＵ３２にＥＥＰＲＯＭが接続され、本発明に係る触覚情報作成装置１００で作成された振動パターンデータＤＰ０が「シャッター押下」等の操作対象物体項目と対応付けて格納されている。

ＣＰＵ３２は、入力検出手段２４によって検出された押下位置及び押下力に基づく振動パターンデータＤＰ０をＥＥＰＲＯＭ等から読み出すようになされる。ＣＰＵ３２は、例えば、操作者の指３０ａが入力検出面のシャッターボタンに接触し、その位置で一定以上の押下力を検出したとき、一眼レフカメラ３００のシャッタースイッチを操作したのとほぼ同等の触覚を操作者の指等に擬似的に提示するようになる。

振動手段４０は、アクチュエータ駆動回路３７及びアクチュエータ２５ａ〜２５ｆから構成され、ＣＰＵ３２によって読み出された振動パターンデータＤＰ０に基づいて筐体２２が揺れるように入力検出面を振動する。上述のＣＰＵ３２には、アクチュエータ駆動回路３７が接続され、ＣＰＵ３２からの指令Ｄに従って、振動制御信号Ｓａ〜Ｓｆを発生し、複数のアクチュエータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２６ｅ、２６ｆに振動制御信号Ｓａ〜Ｓｆを供給するようになされる。振動制御信号Ｓａ〜Ｓｆは、例えば、正弦波形からなる出力波形Ｗ１〜Ｗ３・・・を有している。６個のアクチュエータ２５ａ〜２５ｆを駆動するためである。

また、ＣＰＵ３２にはカメラ３４が接続され、指令Ｄに基づいて上述したレンズ２６を通じて被写体を撮影するようになされる。カメラ３４には、図示しない撮像装置（ＣＣＤ装置）が使用され、被写体撮影により得られた撮影データを出力するようになされる。

その他のデバイス３５には、記憶装置や外部端子等が含まれる。例えば、記憶装置は、ＣＰＵ３２からの指令Ｄに基づいて撮影データを格納したり、その撮影データを読み出すようになされる。外部端子には、図１２に示した外部インターフェイス端子３９が含まれ、プリンタ等の外部機器へＣＰＵ３２からの指令Ｄを出力して図示しないプリンタモードを実行するようになされる。スピーカ３６はＣＰＵ３２からの指令Ｄに基づいてアイコン確認音や、機器取り扱いアナウンス音等を放音するようになされる。アイコン確認音には、「ガシャ」という一眼レフのシャッター擬音を含めてもよい。

電源ユニット３３は先に説明したバッテリー２８に接続され、入力検出手段２４、表示手段２９、Ａ／Ｄドライバ３１、ＣＰＵ３２、カメラ３４、その他のデバイス（記憶装置、外部端子等）３５、振動手段４０及びＥＥＰＲＯＭ等に電源を供給するようになされる。

図１６は、入力検出手段２４におけるシャッター操作例を示す斜視図である。図１６に示す入力操作面ＰＲで、シャッター用のアイコン（操作者の指３０ａ）で隠れている）２８を白抜き矢印に示す押下方向に接触操作される。このようにデジタルカメラ２００を構成すると、シャッター操作時、操作者の指３０ａの押下位置及び押下力に対応した振動波形パターン（振幅ｎと周波数ｆと振動回数Ｎ）で振動を発生させることができる。操作者は指３０ａに振動を受けて一眼レフのシャッタースイッチの触感として振動を感じることができる。また、スピーカ３６から「ガシャ」という擬音を併せて放音するようにすれば、操作者の耳による聴覚によって、「シャッターを切る」機能を向上できるようになる。

この発明は、触覚入力機能付きの情報処理装置や、携帯電話機、情報携帯端末装置等に予め格納される触覚情報の作成に適用して極めて好適である。

本発明に係る実施例としての触覚検出グローブを用いた触覚情報作成装置１００の外観例を示す図である。 触覚検出グローブ１Ｒ，１Ｌを含む触覚情報作成装置１００の構成例を示すブロック図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、触覚検出グローブ１Ｌ等の指先部分の構成例及びその拡大例を各々示す断面図である。 触覚検出グローブ１Ｒによるデータ取得時の構成例を示す図である。 シャッター操作時等に得られる触覚検出信号ＳＲの波形例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、測定期間ｔ１の合成波形の分解例及びその波形要素Ｅ１１、Ｅ１２の抽出例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、波形要素Ｅ１１から波形パターンＰ１１への変換例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、波形要素Ｅ１２から波形パターンＰ１２への変換例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、波形パターンＰ１１及びＰ１２の合成例を示す図である。 デジタルカメラ等におけるシャッター操作時の触覚提示用の振動波形パターン例を示す図である。 触覚情報作成装置１００における処理例を示すフローチャートである。 触覚入力機能付きのデジタルカメラ２００の構成例を示す斜視図である。 カメラ本体２０の背面の構成例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、カメラ本体２０を底面及び上面から見た構成例を示す断面図である。 デジタルカメラ２００の内部構成例を示すブロック図である。 入力検出手段２４におけるシャッター操作例を示す斜視図である。

符号の説明

１Ｒ，１Ｌ・・・触覚検出グローブ（触覚検出手段）、３・・・記憶装置、入力選択部、５・・・Ａ／Ｄ変換部、６・・・データ加工部、１０・・・情報作成手段、７・・・ＲＯＭ、８・・・ＲＡＭ、９・・・波形パターン格納部、１１・・・Ｉ／Ｏポート、１２・・・操作部、１３・・・モニタ、１５，３２・・・ＣＰＵ（制御手段）、２５ａ〜２５ｄ・・・アクチュエータ（振動手段）、１００・・・触覚情報作成装置、２００・・・デジタルカメラ

Claims (10)

1. 操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する装置であって、
   実際の物体を操作した際に得られる触覚を検出して触覚検出信号を出力する触覚検出手段と、
   前記触覚検出手段から出力される触覚検出信号を信号処理して前記触覚情報を作成する情報作成手段とを備えることを特徴とする触覚情報作成装置。
2. 前記触覚検出手段には、
   操作者の手に装着可能な触覚検出グローブが使用され、
   前記触覚検出グローブは、
   前記操作者の各指先に当たる部分に力検出センサ及び加速度センサをそれぞれ備え、
   前記力検出センサは、
   物体操作時の前記操作者の手の接触力に係る触覚検出信号を出力し、
   前記加速度センサは、
   当該操作者の手の動きの加速度に係る触覚検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の触覚情報作成装置。
3. 前記情報作成手段は、
   前記触覚検出手段から出力される触覚検出信号に基づいて、人間が感知するのに適した周波数５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の振動パターンデータを作成することを特徴とする請求項１に記載の触覚情報作成装置。
4. 前記情報作成手段は、
   前記触覚検出信号に含まれる時間軸で変化する振動数の変化率の特徴を保ちながら前記振動パターンデータを作成することを特徴とする請求項３に記載の触覚情報作成装置。
5. 前記情報作成手段は、
   前記触覚検出信号の振幅の時間的変化率の特徴を保ちながら前記振動パターンデータを作成することを特徴とする請求項３に記載の触覚情報作成装置。
6. 操作体に与える触覚を再現するための触覚情報を作成する方法であって、
   実際の物体を操作して得られる触覚を検出する工程と、
   検出された前記物体からの触覚に基づいて当該物体操作時の触覚情報を作成する工程とを有することを特徴とする触覚情報作成方法。
7. 前記触覚を検出する際に、
   操作者の手に装着可能な触覚検出グローブが使用され、
   前記触覚検出グローブには、
   前記操作者の各指先に当たる部分に力検出センサ及び加速度センサがそれぞれ備えられ、
   前記力検出センサで、
   物体操作時の前記操作者の手の接触力に係る触覚検出信号を取得し、
   前記加速度センサで、
   当該操作者の手の動きの加速度に係る触覚検出信号を取得することを特徴とする請求項６に記載の触覚情報作成方法。
8. 前記触覚情報を作成する際に、
   前記触覚検出工程によって得られる触覚検出信号に基づいて、人間が感知するのに適した周波数５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の振動パターンデータを作成することを特徴とする請求項６に記載の触覚情報作成方法。
9. 前記触覚情報を作成する際に、
   前記触覚検出信号に含まれる時間軸で変化する振動数の変化率の特徴を保ちながら前記振動パターンデータを作成することを特徴とする請求項８に記載の触覚情報作成方法。
10. 前記触覚情報を作成する際に、
    前記触覚検出信号の振幅の時間的変化率の特徴を保ちながら前記振動パターンデータを作成することを特徴とする請求項８に記載の触覚情報作成方法。
    

Images