WO2021095493A1 - 制御装置、力覚提示装置、制御方法 - Google Patents

Abstract

ユーザが仮想物体に触れてないときの対象部位の自由な動きが阻害されることの防止を図りつつ、力覚提示の正確性向上を図る。　本技術に係る制御装置は、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、第二部材を駆動する駆動部とを有して、対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置に対する制御として、仮想物体が配置された仮想空間上における仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態を変化させる制御を行う制御部を備えている。

Description

制御装置、力覚提示装置、制御方法

　本技術は、物体に触れる等した際の力覚を提示する力覚提示装置の制御を行う制御装置、及び力覚提示装置、及び力覚提示装置の制御方法の技術分野に関する。

　人工的に構築される仮想空間をユーザに知覚させるＶＲ（Virtual　Reality：仮想現実）技術が実用化されている。
　ＶＲ技術としては、画像により仮想空間を視覚的に知覚させる技術のほか、仮想物体を触ったり掴んだりしたかのような力覚としての感覚を力覚提示装置によって知覚させる技術が知られている。

　力覚提示装置としては、例えば下記特許文献１に開示されるような手袋型等によるユーザの手指に装着するタイプのものが知られている。

　この特許文献１に記載の力覚提示装置では、手指の関節部にバンドなどの手段を用いて固定した指輪状の部材に一端を固定したワイヤを手指に沿って這わせて、該ワイヤの指先側への繰り出しを妨げるブレーキ機構によって力覚を表現するようにしている。

特開２０００－９９２４０号公報

　しかしながら、上記特許文献１では、力覚の表現をワイヤのブレーキ機構、すなわち指先方向に繰り出されるワイヤを制動する機構によって実現するように構成されるため、物体に触れた感覚は表現できるが、触れた物体を押し込んだ際の物体からの反力（指が押し返されるような感覚）を表現することはできない。つまり、実際に得られるべき力覚を表現し切れないという面で、力覚提示の正確性を欠くものである。

　また、力覚提示装置としては、例えば手指等の力覚提示の対象部位に装着された際に、対象部位の自由な動きを阻害しないことがユーザの仮想空間への没入感を高める上で重要である。

　本技術は上記事情に鑑み為されたものであり、ユーザが仮想物体に触れてないときの対象部位の自由な動きが阻害されることの防止を図りつつ、力覚提示の正確性向上を図ることを目的とする。

　本技術に係る制御装置は、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部とを有して、前記対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置に対する制御として、仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記第二部材の駆動状態を変化させる制御を行う制御部を備えたものである。
　上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態を変化させることで、例えば対象部位が仮想物体に近づいて触れた際に第二部材を第一部材に接触させてユーザに仮想物体に触れた感覚を知覚させたり、或いは、対象部位が仮想物体から十分に遠い状態では第二部材と第一部材とのクリアランスを大きくするように第二部材を駆動させることで、第二部材が第一部材に接触して対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ったりすることが可能とされる。また、上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態を変化させれば、第一部材に対して仮想物体側からの反力を与えることが可能となり、物体に触れた感覚のみでなく、触れた物体から対象部位が押し返されるような物体からの反力を知覚させることも可能となる。

　上記した本技術に係る制御装置においては、前記制御部は、前記仮想物体と前記対象部位との離間距離に応じて前記駆動状態を変化させる構成とすることが考えられる。
　これにより、物体に触れた感覚や物体からの反力を表現するにあたり、対象部位が仮想物体に与える力の大きさを推定する必要がなくなる。

　上記した本技術に係る制御装置においては、前記制御部は、前記離間距離が閾値よりも大きい場合は、前記第二部材を前記第一部材から離隔された所定位置に位置させ続ける制御を行う構成とすることが考えられる。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体から十分離れている状態において、第二部材を第一部材から十分に離隔された退避位置に位置させ続けることが可能とされる。すなわち、対象部位に連動して変位する第一部材が第二部材と接触して対象部位の動きが妨げられてしまうことの防止が図られる。

　上記した本技術に係る制御装置においては、前記制御部は、前記離間距離に基づいて前記対象部位の前記仮想物体に対する接触の有無を推定し、該接触があったと推定した場合に、前記第二部材を前記第一部材に接触させる制御を行う構成とすることが考えられる。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に接触したと推定されたことに応じて、対象部位に対し物体との接触を表現する抗力を与えることが可能とされる。

　上記した本技術に係る制御装置においては、前記制御部は、前記離間距離が前記閾値以下となった以降、前記接触があったと推定されるまでの間、前記第二部材が前記第一部材に一定の間隔を空けて追従するように前記第二部材を駆動させる制御を行う構成とすることが考えられる。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に近づいて仮想物体との接触が予測される場合に、第二部材の位置を第一部材に対して近接した位置に保つことが可能とされる。

　上記した本技術に係る制御装置においては、前記制御部は、前記接触があったと推定した時点から前記離間距離が減少する場合は、前記第一部材に反力を与えるように前記第二部材を駆動させる制御を行う構成とすることが考えられる。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における物体からの反力を表現することが可能とされる。

　上記した本技術に係る制御装置においては、前記制御部は、前記第一部材に対する前記反力の付与特性を前記仮想物体の種類に応じて変更させる制御を行う構成とすることが考えられる。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における対象部位への反力の付与特性が、仮想物体の種類に応じて変更される。

　また、本技術に係る力覚提示装置は、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部と、を備え、仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記駆動部による前記第二部材の駆動状態が変化するものである。
　上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態が変化されることで、例えば対象部位が仮想物体に近づいて触れた際に第二部材を第一部材に接触させてユーザに仮想物体に触れた感覚を知覚させたり、或いは、対象部位が仮想物体から十分に遠い状態では第二部材と第一部材とのクリアランスを大きくするように第二部材を駆動させることで、第二部材が第一部材に接触して対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ったりすることが可能とされる。また、上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態が変化されれば、第一部材に対して仮想物体側からの反力を与えることが可能となり、物体に触れた感覚のみでなく、触れた物体から対象部位が押し返されるような物体からの反力を知覚させることも可能となる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記仮想物体と前記対象部位との離間距離に応じて前記駆動状態が変化する構成とすることが考えられる。
　これにより、物体に触れた感覚や物体からの反力を表現するにあたり、対象部位が仮想物体に与える力の大きさを推定する必要がなくなる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記駆動部は、前記離間距離が閾値よりも大きい場合は、前記第二部材を前記第一部材から離隔された所定位置に位置させ続ける構成とすることが考えられる。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体から十分離れている状態において、第二部材を第一部材から十分に離隔された所定の退避位置に位置させ続けることが可能とされる。すなわち、対象部位に連動して変位する第一部材が第二部材と接触して対象部位の動きが妨げられてしまうことの防止が図られる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記駆動部は、前記離間距離に基づき前記対象部位の前記仮想物体に対する接触があったと推定された場合に、前記第二部材を前記第一部材に接触させる構成とすることが考えられる。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に接触したと推定されたことに応じて、対象部位に対し物体との接触を表現する抗力を与えることが可能とされる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記駆動部は、前記離間距離が前記閾値以下となった以降、前記接触があったと推定されるまでの間、前記第二部材が前記第一部材に一定の間隔を空けて追従するように前記第二部材を駆動する構成とすることが考えられる。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に近づいて仮想物体との接触が予測される場合に、第二部材の位置を第一部材に対して近接した位置に保つことが可能とされる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記駆動部は、前記接触があったと推定された時点から前記離間距離が減少する場合は、前記第一部材に反力を与えるように前記第二部材を駆動する構成とすることが考えられる。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における物体からの反力を表現することが可能とされる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記駆動部は、前記第一部材に対する前記反力の付与特性を前記仮想物体の種類に応じて変更する構成とすることが考えられる。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における対象部位への反力の付与特性が、仮想物体の種類に応じて変更される。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記対象部位は前記ユーザの手指である構成とすることが考えられる。
　これにより、ユーザの手指を対象として、仮想物体との位置関係に応じた抗力を与えたり仮想物体からの反力を与えたりすることが可能となる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記対象部位の動きに連動するワイヤを備え、前記第一部材は、前記ワイヤと機械的に連動する部材とされた構成とすることが考えられる。
　これにより、第二部材が第一部材に対して接触したり反力を与えた場合には、ワイヤを介して対象部位に抗力や反力が与えられる。このようなワイヤ型の力覚提示装置とされることで、力覚提示にあたり例えば手指等の対象部位に配置すべき部材は、ワイヤの一端を係止する係止部、及びワイヤを対象部位に沿って這わせるためのガイド部のみとすることが可能とされる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記対象部位は前記ユーザの手指であり、前記ワイヤが前記手指の背に沿って配設された構成とすることが考えられる。
　これにより、第二部材を第一部材に接触させて力を加えた際に、手指を背側に反らす方向の力を発生させることが可能とされる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記駆動部は、前記ユーザの手首よりも指先側又は腕側に配置された構成とすることが考えられる。
　これにより、駆動部はユーザの手首を跨がないように配置される。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記駆動部は、前記第二部材の駆動トルクが上限値に達した場合に前記第二部材による前記第一部材に対する反力の付与を停止させる構成とすることが考えられる。
　これにより、ユーザにおける対象部位を動かすための関節部や第二部材の駆動機構部に過大な負荷がかかることの防止が図られる。

　上記した本技術に係る力覚提示装置においては、前記対象部位の動きに連動するワイヤを備え、前記第一部材は、前記ワイヤと機械的に連動する部材とされ、前記ワイヤの引き込み量が所定量を超えないように構成されることが考えられる。
　これにより、ワイヤの引き込み量を、ユーザにおける対象部位を動かすための関節部の可動範囲や第二部材の駆動機構部の可動範囲を超えないように規制することが可能とされる。

　また、本技術に係る制御方法は、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部とを有して、前記対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置の制御方法であって、仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記第二部材の駆動状態を変化させる制御方法である。
　このような制御方法によっても、上記した本技術に係る制御装置や力覚提示装置と同様の作用が得られる。

実施形態としての制御装置及び力覚提示装置を含んで構成されるＶＲ（Virtual　Reality：仮想現実）システムの構成例を示した図である。 仮想空間画像の例を示した図である。 実施形態としての力覚提示装置の上面図である。 実施形態としての力覚提示装置の右側面図である。 実施形態におけるケースを取り外した状態のワイヤ制御ユニットの斜視図である。 実施形態におけるワイヤ制御ユニットが有する内部構造体の要部の構成部品を分解した分解斜視図である。 実施形態としての力覚提示装置が有する付勢部の付勢方向の説明図である。 実施形態としての力覚提示装置の動作説明図である。 実施形態としての力覚提示装置の電気的構成例を示すブロック図である。 実施形態としての制御装置の内部構成例を示したブロック図である。 実施形態で定義される力覚提示装置の制御モードについての説明図である。 実施形態における制御モードの切り替え例の説明図である。 実施形態の制御モード切り替えにおいて用いるストッパ間距離についての説明図である。 実施形態としての制御手法を実現するために制御装置が実行すべき具体的な処理の手順例を示したフローチャートである。 実施形態としての制御手法を実現するために力覚提示装置が実行すべき具体的な処理の手順例を示したフローチャートである。 変形例としての制御手法を実現するために制御装置が実行すべき具体的な処理の手順例を示したフローチャートである。 変形例としての制御手法を実現するために力覚提示装置が実行すべき具体的な処理の手順例を示したフローチャートである。 直動式のワイヤ制御部における内部構造体の構成例を模式的に示した図である。 直動式をワイヤ制御部を用いる場合の各制御モードの説明図である。

　以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施形態を次の順序で説明する。

＜１．実施形態としてのＶＲシステムの概要＞
＜２．力覚提示装置の構成例＞
＜３．制御装置の構成例＞
＜４．実施形態としての制御手法＞
＜５．処理手順＞
＜６．変形例＞
＜７．プログラム及び記憶媒体＞
＜８．実施形態のまとめ＞
＜９．本技術＞

＜１．実施形態としてのＶＲシステムの概要＞

　図１は、本技術に係る実施形態としての制御装置１及び力覚提示装置２を含んで構成されるＶＲ（Virtual　Reality：仮想現実）システム１０の構成例を示している。
　図示のようにＶＲシステム１０は、制御装置１及び力覚提示装置２と共に、表示装置３及び手指認識装置４を備えている。

　力覚提示装置２は、ユーザの各部位のうち、力覚提示の対象部位に装着されてユーザに力覚提示を行う。具体的に、本例の力覚提示装置２は、ユーザの手に着脱自在に装着され、ユーザの手指を対象部位として力覚提示を行う。

　手指認識装置４は、力覚提示装置２が装着されたユーザの手における手指の位置や姿勢の認識を行う。本例の手指認識装置４は、撮像部（カメラ部）や撮像部で得られた撮像画像についての画像認識処理を行う画像認識処理部とを備え、ユーザにマーカを付することなくモーションキャプチャを行うことが可能な装置として構成されている。手指認識装置４の例としては、例えばLeap Motion（登録商標）等を挙げることができる。
　本例における手指認識装置４は、力覚提示装置２が装着されたユーザの手における各部、具体的には、例えば各手指の関節部や指先部、掌（手の平）部、手首部等、ユーザの手における所定の各部の認識を行うと共に、認識した各部の実空間上における位置を認識する。
　手指認識装置４は、このように認識したユーザの手における各部の実空間上での位置を表す情報を手指認識結果情報として制御装置１に出力する。

　制御装置１は、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置として構成され、仮想空間ＶＳを表現する画像である仮想空間画像の生成や、生成した仮想空間画像を表示装置３に表示させるための制御等を行う。

　図２は、仮想空間画像の例を示している。
　仮想空間画像においては、仮想空間ＶＳ上において力覚提示装置２が装着された手を画像として表した仮想ハンドＶＨが表示される。仮想空間ＶＳ上における仮想ハンドＶＨの動きや変位は、手指認識装置４で認識される実際の手の動きや変位を反映したものとなる。また、仮想空間ＶＳにおける仮想ハンドＶＨの位置は、手指認識装置４で認識される実空間上の手の位置が仮想空間ＶＳにマッピングされたものであり、実空間上の位置を反映したものとなっている。
　仮想空間画像で表現される仮想空間ＶＳにおいては、仮想物体ＶＯが配置されている。図２の例では、仮想ハンドＶＨと二つの仮想物体ＶＯとが配置されている。

　制御装置１は、手指認識装置４から入力される手指認識結果情報に基づき、上記のように実空間上の位置を反映した位置においてユーザの実際の手の動きを反映して動く仮想ハンドＶＨを表現した仮想空間画像を生成し、該仮想空間画像を表示装置３に表示させる。
　なお、制御装置１は、上記のような仮想空間画像の生成に加え、力覚提示装置２についての制御も行うが、この点については後に改めて説明する。

　表示装置３は、仮想空間画像をユーザに対して表示する。すなわち、仮想空間画像により表現される仮想空間ＶＳをユーザに視覚的に知覚させる。
　本例の表示装置３は、ユーザの頭部に着脱自在に装着されるＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）として構成されている。
　なお、表示装置３の形態はＨＭＤの形態に限られず、ユーザに非装着の状態でユーザに対する仮想空間画像の表示を行う形態等、他形態を採ることもできる。

＜２．力覚提示装置の構成例＞

　図３から図８を参照し、力覚提示装置２の構成例について説明する。
　なお、以下では説明の複雑化を避けるため、ユーザが有する複数本の手指のうち１本の手指のみを対象として力覚提示を行う前提とする。
　図３、図４は力覚提示装置２の上面図、右側面図である。
　力覚提示装置２は、ユーザの手に着脱自在に装着されるグローブ部２０と、例えば直径が数ｍｍ程度とされた金属や樹脂等による線材としてのワイヤ２１と、それぞれがグローブ部２０に対して固定された係止部２２とガイド部材２３とワイヤ制御ユニット２４とを備えている。

　本例の力覚提示装置２では、係止部２２及びガイド部材２３は力覚提示の対象とする手指の背側に配置されている。ここで、手指の背側とは、手において表裏の関係となる手の甲側と掌（手の平）側とのうち、手の甲側を意味する。
　係止部２２は、対象とする手指上におけるガイド部材２３よりも指先側となる位置に配置され、ワイヤ２１の一端を係止している。
　ガイド部材２３は、ワイヤ２１を対象とする手指の背に沿って這わせるようにガイドする。具体的に、ガイド部材２３には、指先側の端部と指の根元側の端部とにそれぞれワイヤ２１が挿通されるガイド穴２３ａ、２３ｂが形成されており、ワイヤ２１は、これらガイド穴２３ａ、２３ｂに挿通されることで、指先側から指の根元方向に向けて配設されるようにガイドされる。

　ワイヤ制御ユニット２４は、グローブ部２０に固定される例えば板状の台座部２５と、台座部２５上に形成されたワイヤ制御部２６とを備え、ワイヤ２１の指先方向への繰り出しや指先側とは逆側へのワイヤ２１の引き戻しについての制御を行う。
　本例において、ワイヤ制御ユニット２４は、上記した係止部２２やガイド部２３と同様、掌側と手の甲側のうち手の甲側に配置されている。具体的に、本例のワイヤ制御ユニット２４は、手の甲上となる位置、すなわち、手における手首よりも指先側で且つ手指よりも手首側となる位置に配置されている。

　ワイヤ制御ユニット２４において、台座部２５の指先側の端部にはガイド穴２５ａが形成され、ワイヤ２１はガイド穴２５ａに挿通されている。
　ワイヤ制御部２６は、図中に示すケース２６ａの内部において、以降で説明する内部構造体２６ｂを有することで、ワイヤ２１の他端を係止する共に、上述したワイヤ２１の繰り出しや引き戻しについての制御を行う。

　ここで、図３及び図４を参照して分かるように、本例では、ワイヤ２１を指先側において係止する係止部２２は、対象とする手指の第一関節（ＤＩＰ関節：distal interphalangeal joint）と第二関節（ＰＩＰ関節：proximal interphalangeal joint）との間に位置されている。また、ガイド部材２３は、対象とする手指の第二関節と第三関節（ＭＰ関節：metacarpal phalangeal joint）との間に配置されている。
　係止部２２を第一関節と第二関節との間に位置させることで、第一関節から先の指先部分をグローブ部２０によって被覆する必要がなくなる。このため、力覚提示装置２を装着した際における手の拘束感の緩和を図ることができ、仮想空間ＶＳへの没入感を高めることができる。

　また、本例では、ワイヤ制御部２６を含むワイヤ制御ユニット２４をユーザの手における手首よりも指先側で且つ手指よりも手首側となる位置に配置しているが、これにより、ワイヤ制御ユニット２４はユーザの手首を跨がないように配置される。
　従って、ユーザの手の動きの妨げとなることの防止を図ることができ、ユーザの仮想空間への没入感を高めることができる。なお、同様の効果を得るにあたっては、ワイヤ制御ユニット２４を手首よりも腕側に配置してもよい。

　図５及び図６は、ワイヤ制御部２６の内部構造体２６ｂの構成を説明するための図であり、図５はケース２６ａを取り外した状態のワイヤ制御ユニット２４の斜視図、図６は同ワイヤ制御ユニット２４の内部構造体２６ｂにおける要部の構成部品を分解した分解斜視図である。
　内部構造体２６ｂは、例えばサーボモータとされたモータ２７と、台座部２５に固定されモータ２７を保持する保持部２８と、ワイヤ２１の他端を係止すると共にワイヤ２１を巻き取る方向とその逆方向（ワイヤ２１を指先側に繰り出す方向）とに回動自在とされたプーリ２９と、モータ２７の回転軸２７ａの回転に連動して回動される回動部３０と、回転軸２７ａに取り付けられ外周部においてプーリ２９の内周部が固定されてワイヤ２１に付勢力を与える付勢部３１（図６参照）と、プーリ２９が有する後述するワイヤ側ストッパ２９ａの回動方向における位置を検出する位置センサ３２と、位置センサ３２及びプーリ２９の少なくとも一部を覆うカバー部３３とを備えている。

　付勢部３１は、モータ２７の回転軸２７ａの軸回り方向に巻回されたぜんまいばねを有し、外周部に固定されたプーリ２９に対し、回転軸２７ａの軸回り方向における付勢力を印加する。この付勢力は、プーリ２９に他端が係止されたワイヤ２１に対しても印加される。

　図７は、付勢部３１による付勢方向の説明図である。
　付勢部３１による付勢方向は、図中の矢印Ｙで表す方向、すなわちワイヤ２１を巻き取る方向とされている。
　ここで、付勢部３１による付勢力としては、ワイヤ２１のテンションを維持する程度の僅かな付勢力に設定され、力覚提示装置２が装着された手の自由な動きを阻害することがないように図られている。

　図５及び図６において、プーリ２９は、上述のように内周部が付勢部３１の外周部に固定されることで、モータ２７の回転軸２７ａと同軸に回動自在とされている。
　プーリ２９には、回動面に対して直交する方向に突出された突起部が形成され、該突起部がワイヤ側ストッパ２９ａを形成している。

　回動部３０は、例えば略円盤状の部材として構成され、内周部がモータ２７の回転軸２７ａに固定され、回転軸２７ａの回転に連動して回転軸２７ａと同軸に回動する。
　回動部３０には、プーリ２９におけるワイヤ側ストッパ２９ａに当接してプーリ２９の回動を規制する、すなわちワイヤ２１の動きを規制することが可能とされた駆動部側ストッパ３０ａが形成されている。本例において、駆動部側ストッパ３０ａは、回動部３０が有する円盤状の本体部の外周における一部が外周方向に突出された部分として形成されている。

　ここで、プーリ２９の回動方向について、ワイヤ２１が指先側に繰り出される際の回動方向を「繰り出し方向」、ワイヤ２１が巻き取られる際の回動方向を「巻き取り方向」とすると、駆動部側ストッパ３０ａは、プーリ２９の回動に伴うワイヤ側ストッパ２９ａの軌道上において、ワイヤ側ストッパ２９ａよりも繰り出し方向側に位置されている。そして、駆動部側ストッパ３０ａは、モータ２７により回動部３０が回動されることで、ワイヤ側ストッパ２９ａに対し接離する方向、すなわちワイヤ側ストッパ２９ａに接近する方向と離隔される方向とに変位自在とされている。

　位置センサ３２は、例えばポテンションメータとされ、プーリ２９の回動角度を検出する。この回動角度の情報は、プーリ２９の回動方向におけるワイヤ側ストッパ２９ａの位置を表す情報と換言することができる。

　図８は、力覚提示装置２の動作説明図である。
　上記により説明した構造を有する力覚提示装置２においては、回動部３０の回動に伴って駆動部側ストッパ３０ａの位置（回動方向における位置）が変化する。一方、ワイヤ側ストッパ２９ａの位置は、力覚提示の対象とする手指の動き（指の折り曲げや伸張）に応じて、プーリ２９が回動することに応じて変化する。

　図８Ａに示すようにワイヤ側ストッパ２９ａと駆動部側ストッパ３０ａとの間隔が十分に広い場合には、手指が折り曲げられてプーリ２９がワイヤ２１を繰り出す方向に回動されてもワイヤ側ストッパ２９ａが駆動部側ストッパ３０ａに当接せず、その結果、ユーザは手指を自由に動かしてもその動きが阻害されない。
　この際、ユーザが手指を折り曲げた後に伸張したとしても、付勢部３１の付勢力により、ワイヤ２１のテンションが維持されることになる。

　一方、図８Ｂに示すようにワイヤ側ストッパ２９ａに対し駆動部側ストッパ３０ａが当接した状態では、プーリ２９の繰り出し方向への回動が規制され、従って、ワイヤ２１の指先側への繰り出しが規制される。そして、このようにワイヤ側ストッパ２９ａに駆動部側ストッパ３０ａが当接した状態において、モータ２７により回動部３０に巻き取り方向（図８Ｂ中の矢印の方向）へのトルクを付与すると、駆動部側ストッパ３０ａからワイヤ側ストッパ２９ａを介してプーリ２９にトルク伝達され、ワイヤ２１を強制的に巻き取ることが可能とされる。すなわち、力覚提示装置２が装着された手指に対し、該手指を伸張させる方向への力を与えることができる。

　図９は、力覚提示装置２の電気的構成例を示すブロック図である。
　図示のように力覚提示装置２は、電気的構成として、前述したモータ２７及び位置センサ３２を備えると共に、制御部３５と通信部３６を備える。
　制御部３５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)等を有したマイクロコンピュータ、又はＩＣ（Integrated Circuit）等の信号処理装置を備えて構成され、力覚提示装置２の全体制御を行う。
　制御部３５は、外部装置との間でデータ通信を行う通信部３６と接続されており、該通信部３６を介して図１に示した制御装置１との間で各種データをやりとりすることが可能とされている。
　また、制御部３５は、制御装置１からの指示や、位置センサ３２による検出情報に基づき、モータ２７の駆動制御を行う。なお、このようなモータ２７の駆動制御に関して、制御部３５が実行する具体的な処理については後に改めて説明する。

＜３．制御装置の構成例＞

　図１０は、制御装置１の内部構成例を示したブロック図である。
　図示のように制御装置１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、バス１４、入出力インタフェース１５、入力部１６、出力制御部１７、記憶部１８、及び通信部１９を備えている。

　ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶されているプログラム、又は記憶部１８からＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ１３にはまた、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
　ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。このバス１４には、入出力インタフェース１５も接続されている。

　入出力インタフェース１５には、入力部１６、出力制御部１７、記憶部１８、及び通信部１９が接続されている。
　入力部１６は、ユーザが制御装置１に各種情報を入力するための入力デバイスを包括的に示しており、具体的には、キーボード、マウス、タッチパネル等により構成される。
　出力制御部１７は、制御装置１に接続されたディスプレイやスピーカ等の出力デバイスについての制御を行う。図１に示した表示装置３に仮想空間画像を表示させるための表示制御は、この出力制御部１７を介して行われる。

　記憶部１８は、フラッシュメモリ装置やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成される。
　通信部１９は、ネットワークを介しての通信処理や機器間通信を行う。ＣＰＵ１１は、この通信部１９を介して力覚提示装置２の制御部３５との間でデータ通信を行うことが可能とされる。また、ＣＰＵ１１は通信部１９を介して、手指認識装置４からの手指認識結果情報を入力することが可能とされる。

　このような制御装置１では、通信部１９による通信によりデータやプログラムのアップロード、ダウンロードを行うことが可能とされる。
　ＣＰＵ１１は、所定のプログラム（アプリケーションプログラム）に基づき、前述した仮想空間画像の生成や力覚提示装置２の制御を行う。

＜４．実施形態としての制御手法＞

　図１１から図１３を参照し、実施形態としての力覚提示装置２の制御手法について説明する。
　図１１は、実施形態で定義される力覚提示装置２の制御モードについての説明図である。
　図１１Ａに示す空転モードは、駆動部側ストッパ３０ａを所定の退避位置に位置させて、対象とする手指の折り曲げに伴い変位するワイヤ側ストッパ２９ａが、駆動部側ストッパ３０ａと接触することを避けることで、手指の自由な動きが阻害されることの防止を図るためのモードである。
　ここで、上記の退避位置は、対象とする手指が最大に折り曲げられた状態でも駆動部側ストッパ３０ａがワイヤ側ストッパ２９ａと接触しない位置として定められている。

　図１１Ｂに示す準備モードは、駆動部側ストッパ３０ａがワイヤ側ストッパ２９ａに一定の間隔を空けて追従するように駆動部側ストッパ３０ａ（回動部３０）を駆動させるモードである。
　この準備モードでは、手指の動きに連動してワイヤ側ストッパ２９ａが変位しても、駆動部側ストッパ３０ａが該ワイヤ側ストッパ２９ａの動きに追従して変位されることで、ワイヤ側ストッパ２９ａと駆動部側ストッパ３０ａとの間隔が一定間隔で維持される。
　後の説明から理解されるように、準備モードは、駆動部側ストッパ３０ａをワイヤ側ストッパ２９ａに対して素早く接触させることを意図したモードであり、このため、準備モードにおいて駆動部側ストッパ３０ａの位置は、ワイヤ側ストッパ２９ａに対し比較的近接した位置で維持させるようにする。

　図１１Ｃに示す接触再現モードは、ワイヤ側ストッパ２９ａに駆動部側ストッパ３０ａを接触させて、ワイヤ側ストッパ２９ａの繰り出し方向への変位を規制する、すなわち対象とする手指の折り曲げ方向への動きを規制することで、ユーザに物体に触れた感触を知覚させるモードである。
　本例の接触再現モードでは、ワイヤ側ストッパ２９ａの変位を規制している駆動部側ストッパ３０ａの抗力に反してユーザが手指を折り曲げる力を入れた際に、駆動部側ストッパ３０ａが繰り出し方向に押し込まれるようになっている。すなわち、ユーザは、駆動部側ストッパ３０ａの接触によりワイヤ側ストッパ２９ａの変位が規制された状態に遷移した後であっても、一定以上の力を入れることで手指を折り曲げることが可能とされる。
　具体的に、本例の接触再現モードでは、駆動部側ストッパ３０ａの駆動目標位置を、ワイヤ側ストッパ２９ａと接触する位置（つまりワイヤ側ストッパ２９ａとのクリアランスがゼロとなる位置）とする制御が行われ、ワイヤ側ストッパ２９ａを巻き取り方向に押し戻す方向への駆動部側ストッパ３０ａの駆動までは行われない。このため、ユーザは、ワイヤ側ストッパ２９ａに接触した駆動部側ストッパ３０ａの抗力を上回る力を入れることで、手指を折り曲げることが可能とされる。

　図１１Ｄに示す反力印加モードは、ワイヤ側ストッパ２９ａに駆動部側ストッパ３０ａが接触した状態において、ワイヤ側ストッパ２９ａに反力が与えられるように駆動部側ストッパ３０ａを駆動するモードである。具体的には、ワイヤ側ストッパ２９ａに駆動部側ストッパ３０ａが接触した状態において、モータ２７によって駆動部側ストッパ３０ａに巻き取り方向へのトルクを加えるモードである。
　このような反力印加モードにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における物体からの反力を表現することが可能とされる。

　図１２は、実施形態における制御モードの切り替え例の説明図である。
　本実施形態では、仮想空間ＶＳ上における仮想物体ＶＯと対象とする手指との位置関係に応じて、駆動部側ストッパ３０ａの駆動状態を変化させることで、該位置関係に応じた制御モードの切り替えを実現する。
　具体的に、本例では、図１２Ａに例示するような対象とする手指と仮想物体ＶＯとの離間距離Ｄに応じて、制御モードの切り替えを行う。この離間距離Ｄは、本例では対象とする手指の指先部から仮想物体ＶＯの表面までの距離とされる。

　本実施形態では、離間距離Ｄに応じた制御モードの切り替えを行うために、図１２Ｂに示すような離間距離Ｄについての各閾値ｄが設定されている。
　これらの閾値ｄのうち、閾値ｄ１は、空転モードと準備モードとの間の切り替えにあたり参照される閾値ｄであり、閾値ｄ２は準備モードと接触再現モードとの間の切り替えにあたり参照される閾値ｄである。閾値ｄ３は接触再現モードと反力印加モードとの間の切り替えにあたり参照される閾値ｄである。これら閾値ｄ１、ｄ２、ｄ３の大小関係は、「ｄ３＜ｄ２＜ｄ１」である。

　本例では、離間距離Ｄが閾値ｄ１よりも大きい場合には空転モードを選択し、離間距離Ｄが閾値ｄ１以下且つ閾値ｄ２よりも大きい場合には準備モードを選択する。さらに、離間距離Ｄが閾値ｄ２以下且つ閾値ｄ３よりも大きい場合には接触再現モードを選択し、離間距離Ｄが閾値ｄ３以下となった場合には反力印加モードを選択する。

　閾値ｄ２は、接触再現モードへの切り替えを行う閾値ｄであるため、本例では閾値ｄ２＝０に設定している。またこれに伴い、閾値ｄ３としては負の値に設定される。

　上記のように離間距離Ｄが閾値ｄ１よりも大きい場合に空転モードを選択する、すなわち駆動部側ストッパ３０ａを退避位置に位置させておくことで、仮想空間ＶＳ上において対象とする手指が仮想物体ＶＯから離れているにも拘わらず手指の動きが誤って規制されてしまうことの防止が図られる。

　また、離間距離Ｄが閾値ｄ１以下且つ閾値ｄ２よりも大きい場合に準備モードを選択することで、仮想空間ＶＳ上で対象とする手指が仮想物体ＶＯに近づいて仮想物体ＶＯとの接触が予測される場合に、駆動部側ストッパ３０ａの位置をワイヤ側ストッパ２９ａに対して近接した位置に保つことが可能とされる。従って、仮想物体ＶＯとの接触（仮想接触）があったと推定された場合に駆動部側ストッパ３０ａをワイヤ側ストッパ２９ａに対して素早く接触させることができ、仮想接触時における力覚提示の応答性を高めることができる。

　さらに、離間距離Ｄが閾値ｄ２以下となった場合に接触再現モードを選択することで、仮想空間ＶＳ上で対象とする手指が仮想物体ＶＯに接触したと推定されたことに応じて、該手指に対し物体との接触を表現する抗力を与えることが可能とされる。すなわち、仮想物体との接触（仮想接触）に応じて、ユーザに物体に触れた感触を知覚させることができる。

　また、離間距離Ｄが閾値ｄ３以下となった場合に反力印加モードを選択することで、触れた物体をさらに押し込んだ際における物体からの反力を表現することが可能とされる。すなわち、物体に触れた感覚のみでなく、物体を押し込んだ際の反力をユーザに知覚させることができる。

　ここで、接触再現モードへの切り替え時に参照される閾値ｄ２としては、必ずしも「０」に限定されない。例えば、マシュマロ等のような触感の柔らかい仮想物体ＶＯを想定した場合には、表面に触れた際の物体からの抗力は略ゼロに等しく、ユーザは表面から或る程度指を押し込んだ際に物体からの抗力を感じることが想定される。そのような場合に閾値ｄ２＝０とすると実際に得られるべき感覚からの乖離が生じてしまう虞があるため、閾値ｄ２については０よりも小さい値に設定することが考えられる。
　或いは、閾値ｄ２については、仮想空間画像の生成から表示までに生じ得る各種処理遅延等を考慮して０よりも小さい値に設定することも考えられる。
　準備モードから接触再現モードへの切り替えは、離間距離Ｄに基づき仮想物体ＶＯとの接触有無を推定した結果に基づき行えばよいものであり、閾値ｄ２については０近傍の値として適宜最適とされる値が設定されればよい。

　また、上記した制御モードの切り替えに関して、閾値ｄ３の大きさによっては、仮想物体ＶＯがどの程度押し込まれたときに反力を作用させるかを定めることができる。すなわち、この閾値ｄ３の調整により、触れた物体を押し込んだ際における物体の堅さについての初期応答特性、換言すれば、物体表面の堅さについての表現態様を調整することが可能とされる。

　図１３は、実施形態の制御モード切り替えにおいて用いるストッパ間距離θについての説明図である。
　ストッパ間距離θは、プーリ２９の回動方向（つまり回動部３０の回動方向と同じ）におけるワイヤ側ストッパ２９ａと駆動部側ストッパ３０ａとの離間距離（クリアランス）を意味する。
　図１３Ａに示す空転モード時には、ストッパ間距離θは、対象とする手指の動きに応じて可変となる。前述のように、本例における空転モード時における駆動部側ストッパ３０ａの退避位置は、対象とする手指が最大に折り曲げられた状態でも駆動部側ストッパ３０ａがワイヤ側ストッパ２９ａと接触しない位置として定められており、従って空転モード時においてはストッパ間距離θ≠０（θ＞０）である。

　図１３Ｂに示す準備モード時には、ストッパ間距離θはθ１としての一定値で維持される。準備モード時には、対象とする手指は仮想物体ＶＯに未接触の状態にあるため、駆動部側ストッパ３０ａがワイヤ側ストッパ２９ａに接触し手指の動きが誤って規制されてしまうことの防止が図られるべきである。また同時に、準備モードでは、対象とする手指の仮想物体ＶＯへの接触が推定されたことに応じ駆動部側ストッパ３０ａをワイヤ側ストッパ２９ａに素早く接触させることが要求される。これらの点を考慮し、準備モード時のストッパ間距離θであるθ１は、０よりも大きく且つできるだけ小さな値が設定される。

　図１３Ｃに示す接触再現モード時、及び図１３Ｄに示す反力印加モード時においては、ストッパ間距離θは上記したθ１よりも小さいθ２である。具体的に、接触再現モード及び反力印加モードでは駆動部側ストッパ３０ａをワイヤ側ストッパ２９ａに接触させるため、θ２＝０である。

＜５．処理手順＞

　続いて、上記により説明した実施形態としての制御手法を実現するために実行すべき具体的な処理の手順例について、図１４及び図１５のフローチャートを参照して説明する。
　図１４は、実施形態としての制御手法を実現するために制御装置１のＣＰＵ１１が実行すべき具体的な処理の手順例を示している。
　先ず、ＣＰＵ１１はステップＳ１０１で、実空間での手指位置の情報を取得する。すなわち、手指認識装置４より前述した手指認識結果情報を取得する。

　ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２でＣＰＵ１１は、実空間の手指位置を仮想空間ＶＳにマッピングし、さらに続くステップＳ１０３で、仮想空間ＶＳにおける仮想物体ＶＯと手指との離間距離Ｄを計算する。前述のように本例では、仮想物体ＶＯの表面と対象とする手指の指先部との間の距離を離間距離Ｄとして計算する。

　ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４でＣＰＵ１１は、離間距離Ｄが閾値ｄ１より大きいか否かを判定する。離間距離Ｄが閾値ｄ１より大きければ、ＣＰＵ１１はステップＳ１０７に進んで空転モードを指示する処理を実行する。すなわち、力覚提示装置２の制御部３５に空転モードを指示する処理を行う。

　一方、ステップＳ１０４において離間距離Ｄが閾値ｄ１より大きくないと判定した場合、ＣＰＵ１１はステップＳ１０５に進んで離間距離Ｄは閾値ｄ２より大きいか否かを判定する。離間距離Ｄが閾値ｄ２より大きいと判定した場合（つまり閾値ｄ２＜離間距離Ｄ≦閾値ｄ１の場合）、ＣＰＵ１１はステップＳ１０８に進んで準備モードを指示する処理を行う。

　また、ステップＳ１０５において離間距離Ｄは閾値ｄ２より大きくないと判定した場合（つまり離間距離Ｄ≦閾値ｄ２の場合）、ＣＰＵ１１はステップＳ１０６に進んで離間距離Ｄは閾値ｄ３より大きいか否かを判定する。離間距離Ｄが閾値ｄ３より大きいと判定した場合（つまり閾値ｄ３＜離間距離Ｄ≦閾値ｄ２の場合）、ＣＰＵ１１はステップＳ１０９に進んで接触再現モードを指示する処理を行う。

　一方、ステップＳ１０６において離間距離Ｄは閾値ｄ３より大きくないと判定した場合（つまり離間距離Ｄ≦閾値ｄ３の場合）、ＣＰＵ１１はステップＳ１１０に進んで反力印加モードを指示する処理を行う。

　上記したステップＳ１０７からＳ１１０の何れかの処理を実行したことに応じ、ＣＰＵ１１はステップＳ１１１に進んで処理終了か否かを判定する。すなわち、例えば制御装置１にインストールされた表示装置３に仮想空間画像を表示させるためのアプリケーションの終了指示操作が行われる等、図１４に示す処理の終了条件として予め定められた所定条件が成立したか否かを判定する。
　ステップＳ１１１において、処理終了でないと判定した場合、ＣＰＵ１１はステップＳ１０１に戻る。これにより、処理終了と判定されるまでの間、手指認識装置４からの手指認識結果情報に基づく離間距離Ｄの計算、及び離間距離Ｄに応じた制御モードの指示が繰り返し実行される。
　ここで、本例では、手指認識装置４による手指認識結果情報の出力周期は、例えば表示装置３に表示する仮想空間画像のフレーム周期と同周期とされ、従って上記した離間距離Ｄの計算や離間距離Ｄに応じた制御モードの指示は該フレーム周期と同周期で繰り返し実行される。
　また、ステップＳ１１１で処理終了と判定した場合、ＣＰＵ１１は図１４に示す一連の処理を終える。

　図１５は、実施形態としての制御手法を実現するために力覚提示装置２の制御部３５が実行すべき具体的な処理の手順例を示している。
　制御部３５は、制御装置１側から指示される空転モード、準備モード、接触再現モード、及び反力印加モードの別に応じて、図１５Ａから図１５Ｄに示す処理のうち該当する制御モードの処理を実行する。

　具体的に、空転モードが指示された場合、制御部３５は図１５Ａに示すステップＳ２０１の処理として、駆動部側ストッパ３０ａを退避位置に位置させる処理を実行する。ここで、制御部３５は、駆動部側ストッパ３０ａの位置をモータ２７の回転角度の情報に基づいて特定可能とされている。ステップＳ２０１の処理は、上記した退避位置に相当するモータ２７の回転角度を目標角度としてモータ２７を駆動する処理として行われる。

　また、準備モードが指示された場合、制御部３５は図１５Ｂに示す処理を実行する。
　具体的に、この場合の制御部３５は、先ずステップＳ２０２でストッパ間距離θの計測を行う。本例において、ストッパ間距離θの計測は、モータ２７の回転角度の情報と位置センサ３２が検出するプーリ２９の回動角度の情報とに基づいて行う。

　ステップＳ２０２に続くステップＳ２０３で制御部３５は、差分（θ－θ１）に基づきモータ駆動量を設定する処理を行う。すなわち、ステップＳ２０２で計測したストッパ間距離θとθ１（図１３Ｂ参照）との差分が０となるように、換言すれば、該ストッパ間距離θがθ１と一致するようにモータ２７の駆動量を設定する処理を行う。
　ステップＳ２０３に続くステップＳ２０４で制御部３５は、設定した駆動量でモータ２７を駆動する処理を実行し、ステップＳ２０２に戻る。

　このような図１５Ｂの処理により、準備モード時には、ストッパ間距離θがθ１で維持される。

　接触再現モードが指示された場合、制御部３５は図１５Ｃに示す処理を実行する。
　図１５Ｃにおいて、制御部３５はステップＳ２０２でストッパ間距離θの計測を行い、続くステップＳ２０５で差分（θ－θ２）に基づきモータ駆動量を設定する処理、すなわち、ストッパ間距離θがθ２（＝０）と一致するようにモータ２７の駆動量を設定する処理を行う。そして、制御部３５は続くステップＳ２０６で、設定した駆動量でモータ２７を駆動する処理を実行し、ステップＳ２０２に戻る。

　この図１５Ｃに示す処理により、接触再現モード時には、駆動部側ストッパ３０ａの駆動目標位置をワイヤ側ストッパ２９ａと接触する位置としてモータ２７を駆動する処理が繰り返し行われる。
　従って、物体に触れた感覚をユーザに知覚させることができる。

　反力印加モードが指示された場合、制御部３５は図１５Ｄに示す処理を実行する。
　図１５Ｃにおいて、制御部３５はステップＳ２０２でストッパ間距離θの計測を行い、続くステップＳ２０５で差分（θ－θ２）に基づきモータ駆動量を設定する処理、すなわち、ストッパ間距離θが０となるようにモータ２７の駆動量を設定する処理を行う。

　そして、ステップＳ２０５に続くステップＳ２０７で制御部３５は、離間距離Ｄを制御装置１から取得する処理を行い、さらに続くステップＳ２０８で、離間距離Ｄに基づきモータ駆動量をオフセットする処理を行う。ここで、ステップＳ２０８におけるモータ駆動量のオフセット値は、目標距離Ｄの絶対値（反力印加モード時における目標距離Ｄは負の値である）が大きいほど大きな値とする。
　ステップＳ２０８に続くステップＳ２０９で制御部３５は、オフセットした駆動量によりモータ２７を駆動する処理を実行し、ステップＳ２０２に戻る。

　図１５Ｄに示す処理により、対象とする手指が仮想物体ＶＯと接触した状態からさらに押し込まれたことに応じて、該手指に対し仮想物体ＶＯ側からの反力を与えることができる。
　この際、上記のようにステップＳ２０８でのオフセット値を目標距離Ｄの絶対値が大きいほど大きな値としていることで、物体からの反力を適切に表現することができる。

＜６．変形例＞

　ここで、触れた物体を押し込んだ際の物体からの反力は、物体の種類に応じて異なり得る。力覚提示の正確性向上を図る上では、このような物体の種類に応じた反力特性の差を表現できることが望ましい。
　図１６及び図１７のフローチャートは、物体の種類に応じた反力特性の差を表現する場合に実行されるべき具体的な処理の手順例を示している。
　図１６は、制御装置１のＣＰＵ１１が実行すべき処理の手順例を示している。
　図１４に示した処理との差は、ステップＳ１２０の処理が追加された点である。
　この場合のＣＰＵ１１は、ステップＳ１１０で反力指示モードを指示したことに応じ、ステップＳ１２０で仮想物体ＶＯの種類に応じたトルク特性情報を制御部３５に指示する処理を実行し、ステップＳ１１１に処理を進める。具体的に、ステップＳ１２０の処理では、離間距離Ｄが閾値ｄ３以下と判定された仮想物体ＶＯの種類に応じたモータ２７のトルク特性情報を制御部３５に指示する。具体的には、該トルク特性情報を制御部３５に送信する。
　なお、ステップＳ１２０とステップＳ１１０の処理を実行する順番は前後してもよい。

　図１７は、反力印加モードが指示された場合に制御部３５が実行すべき処理の手順例を示している。
　図１５Ｄに示した処理との差は、ステップＳ２０８の処理に代えてステップＳ２２０の処理を実行する点である。このステップＳ２２０で制御部３５は、指示されたトルク特性情報と離間距離Ｄとに基づき、モータ駆動量をオフセットする処理を行う。
　ここで、本例におけるトルク特性情報は、離間距離Ｄの絶対値とモータ駆動量（つまりモータ２７のトルク）のオフセット値との対応関係を表す情報とされている。ステップＳ２２０の処理では、このようなトルク特性情報に基づき、ステップＳ２０７で取得した離間距離Ｄの絶対値に対応するオフセット値を取得し、該オフセット値をステップＳ２０５で設定したモータ駆動量に加算する処理を行う。

　これら図１６及び図１７に示した処理により、物体の種類に応じた反力特性の差を表現することができる。換言すれば、物体の種類に応じた弾力の差を表現することができる。

　なお、上記では、ＣＰＵ１１が制御部３５に仮想物体ＶＯの種類に応じたトルク特性情報を指示する例として、ＣＰＵ１１がトルク特性情報を送信する例を挙げたが、制御部３５側に、仮想物体ＶＯの種類ごとのトルク特性情報を記憶させておき、ＣＰＵ１１は制御部３５に仮想物体ＶＯの種類を識別するための情報を送信するという手法を採ることもできる。この場合、制御装置１側にトルク特性情報を記憶させておく必要がなくなる。

　ここで、これまでの説明では、物体に触れた感覚や物体からの反力を知覚させるにあたり、プーリ２９によりワイヤ２１を巻き取る方式を採用する例を挙げたが、これに代えて、例えば図１８に例示するような直動式としての方式を採用することもできる。
　図１８は、直動式を採用した場合におけるワイヤ制御部２６の内部構造体２６ｂＡの構成例を模式的に表している。
　図示は省略しているが、この場合もワイヤ２１の一端は係止部２２により係止されている。この場合、ワイヤ２１の他端は、内部構造体２６ｂＡに設けられた付勢部３１Ａに固定されている。付勢部３１Ａとしては、例えばコイルばねが用いられ、該ばねの一端にワイヤ２１の他端が固定され、該ばねの他端は台座部２５によって支持される部材に固定されている。ここで、付勢部３１Ａは、付勢部３１と同様、ワイヤ２１のテンションを維持するために設けられており、付勢力は小さくされる。

　ワイヤ２１の他端部にはワイヤ側ストッパ４０が固着されている。このワイヤ側ストッパ４０は、手指の折り曲げ、伸張に応じたワイヤ２１の繰り出し方向への変位、引き戻し方向の変位に機械的に連動して変位する。
　内部構造体２６ｂＡにおいては、このようなワイヤ２１の繰り出し方向、引き戻し方向の変位に連動して変位するワイヤ側ストッパ４０の軌道上において、ワイヤ側ストッパ４０よりもワイヤ２１の一端側（指先側）に位置された駆動部側ストッパ４１が設けられている。この駆動部側ストッパ４１は、モータ２７Ａによって回転駆動される送りねじ４２によってワイヤ側ストッパ４０の変位方向に平行な方向に変位自在とされている。すなわち、駆動部側ストッパ４１はワイヤ側ストッパ４０に対して接離する方向に変位自在とされている。

　図１９は、このような直動型のワイヤ制御部２６を用いる場合における空転モード、準備モード、接触再現モード、反力印加モードの説明図である。
　図１９Ａに示す空転モード時には、モータ２７Ａによって駆動部側ストッパ４１が所定の退避位置に位置され、図１９Ｂに示す準備モード時には駆動部側ストッパ４１がワイヤ側ストッパ４０に一定の間隔を空けて追従するようにモータ２７Ａにより駆動される。
　また、図１９Ｃに示す接触再現モード時には、駆動部側ストッパ４１がワイヤ側ストッパ４０に接触するように駆動される、具体的には、ワイヤ側ストッパ４０と接触する位置を目標位置として駆動部側ストッパ４１がモータ２７Ａにより駆動され、図１９Ｄに示す反力モード時には、ワイヤ側ストッパ４０に反力（ワイヤ２１を引き戻し方向に変位させる力）を与えるように駆動部側ストッパ４１がモータ２７Ａにより駆動される。

　このような直動式のワイヤ制御部２６を用いた場合も、前述したプーリ２９を用いる巻き取り式のワイヤ制御部２６を用いた場合と同様の効果を得ることができる。

　なお、これまでの説明では、ユーザが有する複数本の手指のうち１本の手指のみを対象として力覚提示を行う例を挙げたが、他の手指についても同様の手法を採ることで、複数本の手指について同様の力覚提示が実現されるように構成することもできる。

　また、これまでの説明では、駆動部側ストッパ３０ａ（又は４１）の駆動源としてモータを用いる例を挙げたが、該駆動源としては、例えばエアシリンダ型のアクチュエータのような流体の圧を用いるアクチュエータ等、モータ以外のアクチュエータを用いることもできる。

　また、これまでの説明では、ワイヤ２１を手指の背側に沿って配設する構成を例示したが、ワイヤ２１を手指の腹側（背側とは逆側）に沿って配設する構成を採ることもできる。これにより、駆動部側ストッパ３０ａ（又は４１）をワイヤ側ストッパ２９ａ（又は４０）に接触させて力を加えた際に、手指を腹側に折り曲げる方向の力を発生させることが可能とされる。従って、手指の背側から物体に触れた際の力覚の再現に好適できる。

　また、力覚提示装置２には、各種の安全機能を持たせることも考えられる。
　例えば、制御部３５が反力印加モード時におけるモータ２７（又は２７Ａ）のトルク（つまり駆動部側ストッパ３０ａ又は４１の駆動トルク）を検出し、該トルクが所定の上限値に達した場合に、モータ２７の駆動を停止して駆動部側ストッパ３０ａ（又は４１）によるワイヤ側ストッパ２９ａ（又は４０）への反力の付与を停止させるようにすることができる。
　これにより、ユーザにおける対象部位を動かすための関節部や、駆動部側ストッパ３０ａ（又は４１）の駆動機構部に過大な負荷がかかることの防止が図られる。
　従って、ユーザの関節部に過大なストレスを与えることや力覚提示装置が破損してしまうことの防止を図ることができ、安全性を高めることができる。

　或いは、所定量以上にワイヤが引き込まれないようにする構成を採ることもできる。
　例えば、制御部３５は、位置センサ３２の検出情報に基づいてワイヤ２１の引き込み量を推定する。そして、制御部３５は、このように推定したワイヤ２１の引き込み量が所定量を超えないようにモータ２７（又は２７Ａ）の制御を行う。具体的には、ワイヤ２１の引き込み量が所定の上限値に達したことに応じ、モータ２７（又は２７Ａ）の駆動を停止する。
　或いは、メカ的に、引き込み限界となる位置にストッパを設けて、該ストッパによりワイヤ側ストッパ２９ａ（又は４０）が引き込み量の限界を超えて引き込み方向に変位されてしまうことの防止を図るという構成を採ることもできる。
　例えばこれらの構成のように、ワイヤ２１の引き込み量が所定量を超えないようにする構成を採ることで、ワイヤ２１の引き込み量を、ユーザにおける対象部位を動かすための関節部の可動範囲や駆動部側ストッパ３０ａ（又は４１）の駆動機構部の可動範囲を超えないように規制することが可能とされる。
　従って、ユーザの関節部に過大なストレスを与えることや力覚提示装置が破損してしまうことの防止を図ることができ、安全性を高めることができる。

　また、本技術については、手指への適用のみでなく、例えば足指や肘部、膝部等の他の部位への適用も可能である。
　さらに、本技術については、例えば医療や介護等の分野におけるリハビリテーション用のＶＲシステムへの適用も可能である。

　また、これまでの説明では、仮想空間画像の生成や力覚提示装置の制御を行う制御装置が、仮想空間画像の表示を行うＨＭＤと別体に構成される例を挙げたが、制御装置はＨＭＤと一体に構成することもできる。またこの際のＨＭＤとしては、手指認識装置４のように力覚提示の対象部位の位置や姿勢を認識する（例えば、対象部位を構成する所定各部の位置を認識する）機能を実現するための構成を有していてもよい。

＜７．プログラム及び記憶媒体＞

　以上、実施形態としての制御装置１を説明してきたが、実施形態のプログラムは、制御装置１としての処理をＣＰＵ等のコンピュータ装置に実行させるプログラムである。

　実施形態のプログラムは、コンピュータ装置が読み取り可能なプログラムであって、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、第二部材を駆動する駆動部とを有して、対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置に対する制御処理として、仮想物体が配置された仮想空間上における仮想物体と対象部位との位置関係に応じて駆動部による第二部材の駆動状態を変化させる処理、をコンピュータ装置に実行させるプログラムである。
　すなわち、このプログラムは、例えばコンピュータ装置に図１４や図１６等により説明した処理を実行させるプログラムに相当する。

　このようなプログラムは、コンピュータ装置が読み取り可能な記憶媒体、例えばＲＯＭやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等に予め記憶しておくことができる。或いはまた、半導体メモリ、メモリーカード、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク等のリムーバブル記憶媒体に、一時的又は永続的に格納（記憶）しておくことができる。またこのようなリムーバブル記憶媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
　また、このようなプログラムは、リムーバブル記憶媒体からパーソナルコンピュータ等にインストールする他、ダウンロードサイトから、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット等のネットワークを介してスマートフォン等の所要の情報処理装置にダウンロードすることもできる。

＜８．実施形態のまとめ＞

　上記のように実施形態としての制御装置（同１）は、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材（ワイヤ側ストッパ２９ａ又は４０）と、第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材（駆動部側ストッパ３０ａ又は４１）と、第二部材を駆動する駆動部（モータ２７又は２７Ａ）とを有して、対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置（同２）に対する制御として、仮想物体が配置された仮想空間（同ＶＳ）上における仮想物体（同ＶＯ）と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態を変化させる制御を行う制御部（ＣＰＵ１１）を備えたものである。
　上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態を変化させることで、例えば対象部位が仮想物体に近づいて触れた際に第二部材を第一部材に接触させてユーザに仮想物体に触れた感覚を知覚させたり、或いは、対象部位が仮想物体から十分に遠い状態では第二部材と第一部材とのクリアランスを大きくするように第二部材を駆動させることで、第二部材が第一部材に接触して対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ったりすることが可能とされる。また、上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態を変化させれば、第一部材に対して仮想物体側からの反力を与えることが可能となり、物体に触れた感覚のみでなく、触れた物体から対象部位が押し返されるような物体からの反力を知覚させることも可能となる。
　従って、ユーザが仮想物体に触れてないときの対象部位の自由な動きが阻害されることの防止を図りつつ、力覚提示の正確性向上を図ることができる。

　また、実施形態としての制御装置においては、制御部は、仮想物体と対象部位との離間距離（同Ｄ）に応じて駆動状態を変化させている。
　これにより、物体に触れた感覚や物体からの反力を表現するにあたり、対象部位が仮想物体に与える力の大きさを推定する必要がなくなる。従来の力覚提示においては、対象部位が仮想物体に与える力の大きさを推定するために、ユーザが対象部位を動かした際のトルクを検出し、検出したトルクに応じた反力を対象部位に与えるという手法が一般的に採られているが、その場合には、トルクを検出するためのセンサを別途設ける必要がある等、構成の複雑化を招く。上記のように仮想物体との離間距離に応じた制御とすることで、トルク検出のためのセンサを別途設ける必要がなくなり、力覚提示を実現するための構成の簡易化を図ることができる。
　また、上記のように仮想物体と対象部位との離間距離に応じて駆動状態を変化させることで、仮想物体との接触（仮想接触）の前段階で対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ることができる。

　さらに、実施形態としての制御装置においては、制御部は、離間距離が閾値（閾値ｄ１）よりも大きい場合は、第二部材を第一部材から離隔された所定位置に位置させ続ける制御を行っている（「空転モード」参照）。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体から十分離れている状態において、第二部材を第一部材から十分に離隔された退避位置に位置させ続けることが可能とされる。すなわち、対象部位に連動して変位する第一部材が第二部材と接触して対象部位の動きが妨げられてしまうことの防止が図られる。
　従って、対象部位が仮想物体から離れているにも拘わらず対象部位の動きが誤って規制されてしまうことの防止が図られ、力覚提示の正確性向上を図ることができる。
　また、仮想物体との接触（仮想接触）の前段階で対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ることができる。

　さらにまた、実施形態としての制御装置においては、制御部は、離間距離に基づいて対象部位の仮想物体に対する接触の有無を推定し、該接触があったと推定した場合に、第二部材を第一部材に接触させる制御を行っている（「接触再現モード」参照）。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に接触したと推定されたことに応じて、対象部位に対し物体との接触を表現する抗力を与えることが可能とされる。
　従って、仮想物体との接触（仮想接触）に応じて、ユーザに物体に触れた感触を知覚させることができる。

　また、実施形態としての制御装置においては、制御部は、離間距離が閾値以下となった以降、接触があったと推定されるまでの間、第二部材が第一部材に一定の間隔を空けて追従するように第二部材を駆動させる制御を行っている（「準備モード」参照）。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に近づいて仮想物体との接触が予測される場合に、第二部材の位置を第一部材に対して近接した位置に保つことが可能とされる。
　従って、仮想物体との接触（仮想接触）があったと推定された場合に第二部材を第一部材に対して素早く接触させることができ、仮想接触時における力覚提示の応答性を高めるという面で、力覚提示の正確性向上を図ることができる。
　また、対象部位が仮想物体から離れているにも拘わらず対象部位の動きが誤って規制されてしまうことの防止が図られ、その面でも力覚提示の正確性向上を図る

　さらに、実施形態としての制御装置においては、制御部は、接触があったと推定した時点から離間距離が減少する場合は、第一部材に反力を与えるように第二部材を駆動させる制御を行っている（「反力印加モード」参照）。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における物体からの反力を表現することが可能とされる。
　従って、物体に触れた感覚のみでなく、物体を押し込んだ際の反力を知覚させることができ、力覚提示の正確性向上を図ることができる。

　さらにまた、実施形態としての制御装置においては、制御部は、第一部材に対する反力の付与特性を仮想物体の種類に応じて変更させる制御を行っている（図１５Ｄを参照）。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における対象部位への反力の付与特性が、仮想物体の種類に応じて変更される。
　従って、物体の種類に応じた弾力の差を表現することができる。

　また、実施形態としての力覚提示装置（同２）は、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材（ワイヤ側ストッパ２９ａ又は４０）と、第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材（駆動部側ストッパ３０ａ又は４１）と、第二部材を駆動する駆動部（モータ２７又は２７Ａ）と、を備え、仮想物体が配置された仮想空間（同ＶＳ）上における仮想物体（同ＶＯ）と対象部位との位置関係に応じて駆動部による第二部材の駆動状態が変化するものである。
　上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態が変化されることで、例えば対象部位が仮想物体に近づいて触れた際に第二部材を第一部材に接触させてユーザに仮想物体に触れた感覚を知覚させたり、或いは、対象部位が仮想物体から十分に遠い状態では第二部材と第一部材とのクリアランスを大きくするように第二部材を駆動させることで、第二部材が第一部材に接触して対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ったりすることが可能とされる。また、上記のように仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態が変化されれば、第一部材に対して仮想物体側からの反力を与えることが可能となり、物体に触れた感覚のみでなく、触れた物体から対象部位が押し返されるような物体からの反力を知覚させることも可能となる。
　従って、ユーザが仮想物体に触れてないときの対象部位の自由な動きが阻害されることの防止を図りつつ、力覚提示の正確性向上を図ることができる。

　また、実施形態としての力覚提示装置においては、仮想物体と対象部位との離間距離に応じて駆動状態が変化する。
　これにより、物体に触れた感覚や物体からの反力を表現するにあたり、対象部位が仮想物体に与える力の大きさを推定する必要がなくなる。
　従って、力覚提示を実現するための構成の簡易化を図ることができる。
　また、上記のように仮想物体と対象部位との離間距離に応じて駆動状態を変化させることで、仮想物体との接触（仮想接触）の前段階で対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ることができる。

　さらに、実施形態としての力覚提示装置においては、駆動部は、離間距離が閾値よりも大きい場合は、第二部材を第一部材から離隔された所定位置に位置させ続けている（「空転モード」参照）。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体から十分離れている状態において、第二部材を第一部材から十分に離隔された所定の退避位置に位置させ続けることが可能とされる。すなわち、対象部位に連動して変位する第一部材が第二部材と接触して対象部位の動きが妨げられてしまうことの防止が図られる。
　従って、対象部位が仮想物体から離れているにも拘わらず対象部位の動きが誤って規制されてしまうことの防止が図られ、力覚提示の正確性向上を図ることができる。
　また、仮想物体との接触（仮想接触）の前段階で対象部位の自由な動きが阻害されてしまうことの防止を図ることができる。

　さらにまた、実施形態としての力覚提示装置においては、駆動部は、離間距離に基づき対象部位の仮想物体に対する接触があったと推定された場合に、第二部材を第一部材に接触させている（「接触再現モード」）。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に接触したと推定されたことに応じて、対象部位に対し物体との接触を表現する抗力を与えることが可能とされる。
　従って、仮想物体との接触（仮想接触）に応じて、ユーザに物体に触れた感触を知覚させることができる。

　また、実施形態としての力覚提示装置においては、駆動部は、離間距離が閾値以下となった以降、接触があったと推定されるまでの間、第二部材が第一部材に一定の間隔を空けて追従するように第二部材を駆動している（「準備モード」参照）。
　これにより、仮想空間上で対象部位が仮想物体に近づいて仮想物体との接触が予測される場合に、第二部材の位置を第一部材に対して近接した位置に保つことが可能とされる。
　従って、仮想物体との接触（仮想接触）があったと推定された場合に第二部材を第一部材に対して素早く接触させることができ、仮想接触時における力覚提示の応答性を高めるという面で、力覚提示の正確性向上を図ることができる。
　また、対象部位が仮想物体から離れているにも拘わらず対象部位の動きが誤って規制されてしまうことの防止が図られ、その面でも力覚提示の正確性向上を図ることができる。

　さらに、実施形態としての力覚提示装置においては、駆動部は、接触があったと推定された時点から離間距離が減少する場合は、第一部材に反力を与えるように第二部材を駆動している（「反力印加モード」）。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における物体からの反力を表現することが可能とされる。
　従って、物体に触れた感覚のみでなく、物体を押し込んだ際の反力を知覚させることができ、力覚提示の正確性向上を図ることができる。

　さらにまた、実施形態としての力覚提示装置においては、駆動部は、第一部材に対する反力の付与特性を仮想物体の種類に応じて変更している（図１７参照）。
　これにより、触れた物体をさらに押し込んだ際における対象部位への反力の付与特性が、仮想物体の種類に応じて変更される。
　従って、物体の種類に応じた弾力の差を表現することができる。

　また、実施形態としての力覚提示装置においては、対象部位はユーザの手指であるものとされている。
　これにより、ユーザの手指を対象として、仮想物体との位置関係に応じて抗力を与えたり仮想物体からの反力を与えたりすることが可能となる。
　従って、ユーザが物体を摘んだり握ったりした際における力覚の表現を行うことができる。

　さらに、実施形態としての力覚提示装置においては、対象部位の動きに連動するワイヤ（同２１）を備え、第一部材は、ワイヤと機械的に連動する部材とされている。
　これにより、第二部材が第一部材に対して接触したり反力を与えた場合には、ワイヤを介して対象部位に抗力や反力が与えられる。このようなワイヤ型の力覚提示装置とされることで、力覚提示にあたり例えば手指等の対象部位に配置すべき部材は、ワイヤの一端を係止する係止部、及びワイヤを対象部位に沿って這わせるためのガイド部のみとすることが可能とされる。
　従って、対象部位のシルエットを乱さないように図ることができ、対象部位の位置の検出精度を高める、すなわち対象部位と仮想物体との位置関係の認識精度を高めるという面で力覚提示の正確性向上を図ることができる。
　また、上記のように力覚提示にあたり対象部位に配置すべき部材の簡素化が図られることで、力覚提示装置が対象部位の動きの妨げになることの防止を図ることができ、ユーザの仮想空間への没入感を高めることができる。

　さらにまた、実施形態としての力覚提示装置においては、対象部位はユーザの手指であり、ワイヤが手指の背に沿って配設されている。
　これにより、第二部材を第一部材に接触させて力を加えた際に、手指を背側に反らす方向（手指を伸張する方向）の力を発生させることが可能とされる。
　従って、物を摘んだり握ったりする際の力覚提示に好適である。

　また、実施形態としての力覚提示装置においては、駆動部は、ユーザの手首よりも指先側又は腕側に配置されている。
　これにより、駆動部はユーザの手首を跨がないように配置される。
　従って、ユーザの手の動きの妨げとなることの防止を図ることができ、ユーザの仮想空間への没入感を高めることができる。

　さらに、実施形態としての力覚提示装置においては、駆動部は、第二部材の駆動トルクが上限値に達した場合に第二部材による第一部材に対する反力の付与を停止させている。
　これにより、ユーザにおける対象部位を動かすための関節部や第二部材の駆動機構部に過大な負荷がかかることの防止が図られる。
　従って、ユーザの関節部に過大なストレスを与えることや力覚提示装置が破損してしまうことの防止を図ることができ、安全性を高めることができる。

　さらにまた、実施形態としての力覚提示装置においては、対象部位の動きに連動するワイヤを備え、第一部材は、ワイヤと機械的に連動する部材とされ、ワイヤの引き込み量が所定量を超えないように構成されている。
　これにより、ワイヤの引き込み量を、ユーザにおける対象部位を動かすための関節部の可動範囲や第二部材の駆動機構部の可動範囲を超えないように規制することが可能とされる。
　従って、ユーザの関節部に過大なストレスを与えることや力覚提示装置が破損してしまうことの防止を図ることができ、安全性を高めることができる。

　また、実施形態としての制御方法は、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、第二部材を駆動する駆動部とを有して、対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置の制御方法であって、仮想物体が配置された仮想空間上における仮想物体と対象部位との位置関係に応じて第二部材の駆動状態を変化させる制御方法である。
　このような実施形態としての制御方法によっても、上記した実施形態としての制御装置や力覚提示装置と同様の作用及び効果を得ることができる。

　また、実施形態の記憶媒体は、コンピュータ装置が読み取り可能なプログラムを記憶した記憶媒体であって、ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、第二部材を駆動する駆動部とを有して、対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置に対する制御処理として、仮想物体が配置された仮想空間上における仮想物体と対象部位との位置関係に応じて駆動部による第二部材の駆動状態を変化させる処理、をコンピュータ装置に実行させるプログラムを記憶した記憶媒体である。

　このような記憶媒体により、上記した実施形態としての制御装置を実現することの容易化を図ることができる。

　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

＜９．本技術＞

　なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
　ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部とを有して、前記対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置に対する制御として、仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記第二部材の駆動状態を変化させる制御を行う制御部を備えた
　制御装置。
（２）
　前記制御部は、
　前記仮想物体と前記対象部位との離間距離に応じて前記駆動状態を変化させる
　前記（１）に記載の制御装置。
（３）
　前記制御部は、
　前記離間距離が閾値よりも大きい場合は、前記第二部材を前記第一部材から離隔された所定位置に位置させ続ける制御を行う
　前記（２）に記載の制御装置。
（４）
　前記制御部は、
　前記離間距離に基づいて前記対象部位の前記仮想物体に対する接触の有無を推定し、該接触があったと推定した場合に、前記第二部材を前記第一部材に接触させる制御を行う
　前記（３）に記載の制御装置。
（５）
　前記制御部は、
　前記離間距離が前記閾値以下となった以降、前記接触があったと推定されるまでの間、前記第二部材が前記第一部材に一定の間隔を空けて追従するように前記第二部材を駆動させる制御を行う
　前記（４）に記載の制御装置。
（６）
　前記制御部は、
　前記接触があったと推定した時点から前記離間距離が減少する場合は、前記第一部材に反力を与えるように前記第二部材を駆動させる制御を行う
　前記（４）又は（５）に記載の制御装置。
（７）
　前記制御部は、
　前記第一部材に対する前記反力の付与特性を前記仮想物体の種類に応じて変更させる制御を行う
　前記（６）に記載の制御装置。
（８）
　ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、
　前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、
　前記第二部材を駆動する駆動部と、を備え、
　仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記駆動部による前記第二部材の駆動状態が変化する
　力覚提示装置。
（９）
　前記仮想物体と前記対象部位との離間距離に応じて前記駆動状態が変化する
　前記（８）に記載の力覚提示装置。
（１０）
　前記駆動部は、
　前記離間距離が閾値よりも大きい場合は、前記第二部材を前記第一部材から離隔された所定位置に位置させ続ける
　前記（９）に記載の力覚提示装置。
（１１）
　前記駆動部は、
　前記離間距離に基づき前記対象部位の前記仮想物体に対する接触があったと推定された場合に、前記第二部材を前記第一部材に接触させる
　前記（１０）に記載の力覚提示装置。
（１２）
　前記駆動部は、
　前記離間距離が前記閾値以下となった以降、前記接触があったと推定されるまでの間、前記第二部材が前記第一部材に一定の間隔を空けて追従するように前記第二部材を駆動する
　前記（１１）に記載の力覚提示装置。
（１３）
　前記駆動部は、
　前記接触があったと推定された時点から前記離間距離が減少する場合は、前記第一部材に反力を与えるように前記第二部材を駆動する
　前記（１１）又は（１２）に記載の力覚提示装置。
（１４）
　前記駆動部は、
　前記第一部材に対する前記反力の付与特性を前記仮想物体の種類に応じて変更する
　前記（１３）に記載の力覚提示装置。
（１５）
　前記対象部位は前記ユーザの手指である
　前記（８）から（１４）の何れかに記載の力覚提示装置。
（１６）
　前記対象部位の動きに連動するワイヤを備え、
　前記第一部材は、前記ワイヤと機械的に連動する部材とされた
　前記（８）から（１６）の何れかに記載の力覚提示装置。
（１７）
　前記対象部位は前記ユーザの手指であり、
　前記ワイヤが前記手指の背に沿って配設された
　前記（１６）に記載の力覚提示装置。
（１８）
　前記駆動部は、前記ユーザの手首よりも指先側又は腕側に配置された
　前記（１５）から（１７）の何れかに記載の力覚提示装置。
（１９）
　前記駆動部は、
　前記第二部材の駆動トルクが上限値に達した場合に前記第二部材による前記第一部材に対する反力の付与を停止させる
　前記（８）から（１８）の何れかに記載の力覚提示装置。
（２０）
　前記対象部位の動きに連動するワイヤを備え、
　前記第一部材は、前記ワイヤと機械的に連動する部材とされ、
　前記ワイヤの引き込み量が所定量を超えないように構成された
　前記（８）から（１９）の何れかに記載の力覚提示装置。
（２１）
　ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部とを有して、前記対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置の制御方法であって、
　仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記第二部材の駆動状態を変化させる
　制御方法。
（２２）
　コンピュータ装置が読み取り可能なプログラムを記憶した記憶媒体であって、
　ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部とを有して、前記対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置に対する制御処理として、仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記駆動部による前記第二部材の駆動状態を変化させる処理、を前記コンピュータ装置に実行させるプログラムを記憶した
　記憶媒体。

　１　制御装置、２　力覚提示装置、４　手指認識装置、１１　ＣＰＵ、２０　グローブ部、２１　ワイヤ、２２　係止部、２３　ガイド部材、２３ａ，２３ｂ，２５ａ　ガイド穴、２４　ワイヤ制御ユニット、２５　台座部、２６　ワイヤ制御部、２６ａ　ケース、２６ｂ，２６ｂＡ　内部構造体、２７，２７Ａ　モータ、２７ａ　回転軸、２８　保持部、２９　プーリ、２９ａ，４０　ワイヤ側ストッパ、３０　回動部、３０ａ，４１　駆動部側ストッパ、３１，３１Ａ　付勢部、３２　位置センサ、３３　カバー部、３５　制御部、４２　送りねじ、ＶＳ　仮想空間、ＶＯ　仮想物体、ＶＨ　仮想ハンド

Claims (21)

1. 　ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部とを有して、前記対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置に対する制御として、仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記第二部材の駆動状態を変化させる制御を行う制御部を備えた
   　制御装置。
2. 　前記制御部は、
   　前記仮想物体と前記対象部位との離間距離に応じて前記駆動状態を変化させる
   　請求項１に記載の制御装置。
3. 　前記制御部は、
   　前記離間距離が閾値よりも大きい場合は、前記第二部材を前記第一部材から離隔された所定位置に位置させ続ける制御を行う
   　請求項２に記載の制御装置。
4. 　前記制御部は、
   　前記離間距離に基づいて前記対象部位の前記仮想物体に対する接触の有無を推定し、該接触があったと推定した場合に、前記第二部材を前記第一部材に接触させる制御を行う
   　請求項３に記載の制御装置。
5. 　前記制御部は、
   　前記離間距離が前記閾値以下となった以降、前記接触があったと推定されるまでの間、前記第二部材が前記第一部材に一定の間隔を空けて追従するように前記第二部材を駆動させる制御を行う
   　請求項４に記載の制御装置。
6. 　前記制御部は、
   　前記接触があったと推定した時点から前記離間距離が減少する場合は、前記第一部材に反力を与えるように前記第二部材を駆動させる制御を行う
   　請求項４に記載の制御装置。
7. 　前記制御部は、
   　前記第一部材に対する前記反力の付与特性を前記仮想物体の種類に応じて変更させる制御を行う
   　請求項６に記載の制御装置。
8. 　ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、
   　前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、
   　前記第二部材を駆動する駆動部と、を備え、
   　仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記駆動部による前記第二部材の駆動状態が変化する
   　力覚提示装置。
9. 　前記仮想物体と前記対象部位との離間距離に応じて前記駆動状態が変化する
   　請求項８に記載の力覚提示装置。
10. 　前記駆動部は、
    　前記離間距離が閾値よりも大きい場合は、前記第二部材を前記第一部材から離隔された所定位置に位置させ続ける
    　請求項９に記載の力覚提示装置。
11. 　前記駆動部は、
    　前記離間距離に基づき前記対象部位の前記仮想物体に対する接触があったと推定された場合に、前記第二部材を前記第一部材に接触させる
    　請求項１０に記載の力覚提示装置。
12. 　前記駆動部は、
    　前記離間距離が前記閾値以下となった以降、前記接触があったと推定されるまでの間、前記第二部材が前記第一部材に一定の間隔を空けて追従するように前記第二部材を駆動する
    　請求項１１に記載の力覚提示装置。
13. 　前記駆動部は、
    　前記接触があったと推定された時点から前記離間距離が減少する場合は、前記第一部材に反力を与えるように前記第二部材を駆動する
    　請求項１１に記載の力覚提示装置。
14. 　前記駆動部は、
    　前記第一部材に対する前記反力の付与特性を前記仮想物体の種類に応じて変更する
    　請求項１３に記載の力覚提示装置。
15. 　前記対象部位は前記ユーザの手指である
    　請求項８に記載の力覚提示装置。
16. 　前記対象部位の動きに連動するワイヤを備え、
    　前記第一部材は、前記ワイヤと機械的に連動する部材とされた
    　請求項８に記載の力覚提示装置。
17. 　前記対象部位は前記ユーザの手指であり、
    　前記ワイヤが前記手指の背に沿って配設された
    　請求項１６に記載の力覚提示装置。
18. 　前記駆動部は、前記ユーザの手首よりも指先側又は腕側に配置された
    　請求項１５に記載の力覚提示装置。
19. 　前記駆動部は、
    　前記第二部材の駆動トルクが上限値に達した場合に前記第二部材による前記第一部材に対する反力の付与を停止させる
    　請求項８に記載の力覚提示装置。
20. 　前記対象部位の動きに連動するワイヤを備え、
    　前記第一部材は、前記ワイヤと機械的に連動する部材とされ、
    　前記ワイヤの引き込み量が所定量を超えないように構成された
    　請求項８に記載の力覚提示装置。
21. 　ユーザの対象部位の動きに機械的に連動して変位する第一部材と、前記第一部材に対して接離する方向に変位自在とされた第二部材と、前記第二部材を駆動する駆動部とを有して、前記対象部位に対する力覚提示を行う力覚提示装置の制御方法であって、
    　仮想物体が配置された仮想空間上における前記仮想物体と前記対象部位との位置関係に応じて前記第二部材の駆動状態を変化させる
    　制御方法。

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