(57)【要約】【課題】指先の指腹部に力覚を提示する。【解決手段】力覚提示装置１００は、指先の指腹部を支持する支持部材１１０と、指先の爪部にのみ接触して爪部を支持部材１１０の方向に押圧する押圧部材１２０と、押圧部材１２０による爪部の押圧力を調整するアクチュエータ１３０と、を有する。そして、支持部材１１０により指先の指腹部を支持した状態で、押圧部材１２０により指先の爪部を支持部材１１０の方向に押圧することで、指先に外力に相当する力を作用させる。指先の爪部に外力を作用させると、指腹部が支持部材１１０に押し付けられ、支持部材１１０から指腹部へと作用する反力として知覚される。従って、人間にとっては、この反力を物体を押している感覚として感じられることとなり、爪部に作用させる外力の大きさに応じた力覚を提示することができる。【選択図】図１
2014024127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯可能であって力覚提示を行う力覚提示装置において、
身体の第１の一部を支持する支持部材と、
身体の第２の一部に接触し、前記身体の第２の一部を前記支持部材の方向に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材による前記身体の第２の一部への押圧力を調整する第１のアクチュエータと、
を有することを特徴とする力覚提示装置。
【請求項２】
前記身体の第１の一部は指先の指腹部であり、前記身体の第２の一部は指先の爪部であることを特徴とする請求項１に記載の力覚提示装置。
【請求項３】
前記支持部材と前記押圧部材とを相対的に回転させる回転機構と、
前記回転機構を駆動する第２のアクチュエータと、
を更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の力覚提示装置。
【請求項４】
前記支持部材に支持される前記身体の第１の一部に振動を与える振動素子を更に有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の力覚提示装置。
【請求項５】
携帯可能であって力覚提示を行う力覚提示装置において、
身体の第１の一部を支持する支持部材と、
身体の第２の一部に接触し、前記身体の第２の一部を前記支持部材の方向に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材による前記身体の第２の一部への押圧力を調整するアクチュエータと、
前記支持部材に支持される前記身体の第１の一部に振動を与える振動素子と、
物体の表面を触診するときに発生する振動を検知する振動検知素子と、
物体の表面を触診するときに作用する接触力を検知する接触力検知素子と、
前記振動検知素子により検知された振動の信号、及び、前記接触力検知素子により検知された接触力の信号を外部に出力する出力部と、
振動の信号及び接触力の信号を外部から受信した場合に、前記振動の信号及び前記接触力の信号に基づいて、前記アクチュエータ及び前記振動素子を夫々制御する制御部と、
を有することを特徴とする力覚提示装置。
【請求項６】
身体の第１の一部を支持する支持部材と、身体の第２の一部に接触し、前記身体の第２の一部を前記支持部材の方向に押圧する押圧部材と、前記押圧部材による前記身体の第２の一部への押圧力を調整するアクチュエータと、を有する携帯可能な力覚提示装置を使用し、
前記アクチュエータにより前記身体の第２の一部への押圧力を変化させて、前記身体の第１の一部に力覚を提示することを特徴とする力覚提示方法。
【請求項７】
携帯可能な２台の装置を用いて力覚を遠隔地に提示する力覚提示システムにおいて、
一方の装置は、
物体の表面を触診するときに発生する振動を検知する振動検知素子と、
物体の表面を触診するときに作用する接触力を検知する接触力検知素子と、
前記振動検知素子により検知された振動の信号、及び、前記接触力検知素子により検知された接触力の信号を他方の装置に伝送する手段と、
を有し、
他方の装置は、
身体の第１の一部を支持する支持部材と、
身体の第２の一部に接触し、前記身体の第２の一部を前記支持部材の方向に押圧する押圧部材と
前記押圧部材による前記身体の第２の一部への押圧力を調整するアクチュエータと、
前記支持部材に支持される前記身体の第１の一部に振動を与える振動素子と、
前記一方の装置から振動の信号及び接触力の信号を受信した場合に、前記振動の信号及び前記接触力の信号に基づいて、前記アクチュエータ及び前記振動素子を夫々制御する制御部と、
を有することを特徴とする力覚提示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力覚を提示する力覚提示装置、力覚提示方法及び力覚提示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレイグジスタンス（遠隔臨場感）の分野においては、遠隔地の臨場感を伝えるために、触覚を提示する提示装置などが利用されている。触覚を提示する提示装置として、指先に接触する複数のピンによって、物体表面の粗さなどの質感を提示する触覚提示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５０３０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の触覚提示装置では、複数のピンの突出状態に応じて物体表面の質感を提示できるが、物体を押している感覚である力覚を提示することはできなかった。
そこで、１つの側面では、本発明は、力覚を提示することができる力覚提示装置、力覚提示方法及び力覚提示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
携帯可能な力覚提示装置は、身体の第１の一部を支持する支持部材と、身体の第２の一部に接触し、身体の第２の一部を支持部材の方向に押圧する押圧部材と、押圧部材による身体の第２の一部への押圧力を調整するアクチュエータと、を有する。また、力覚提示方法は、このような力覚提示装置を使用し、アクチュエータにより身体の第２の一部への押圧力を変化させて、身体の第１の一部に力覚を提示する。さらに、携帯可能な２台の装置を用いて力覚を遠隔地に提示する力覚提示システムでは、一方の装置は、物体の表面を触診するときに発生する振動、及び、物体の表面を触診するときに作用する接触力を他方の装置に伝達し、他方の装置は、この信号に基づいてアクチュエータ及び身体の第１の一部に振動を与える振動素子を夫々制御する。
【発明の効果】
【０００６】
このような力覚提示装置又は力覚提示方法によれば、力覚を提示することができる。また、力覚提示システムによれば、遠隔地に力覚を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】力覚提示装置の一例を示す上面斜視図である。
【図２】力覚提示装置の一例を示す下面斜視図である。
【図３】支持部材及び押圧部材の詳細を示す拡大図である。
【図４】クランク機構の詳細を示す拡大図である。
【図５】押圧部材により指先を支持部材の方向に押圧している状態の説明図である。
【図６】指先の指腹部に作用する力を示し、（Ａ）は外力が小さい場合の説明図、（Ｂ）は外力が大きい場合の説明図、（Ｃ）は斜めの外力が作用する場合の説明図である。
【図７】指先に触覚を提示する方法の説明図である。
【図８】触力覚を検知する機能を備えた力覚提示装置の一例を示す縦断面図である。
【図９】指先に作用する接触力を検知する力センサの取付状態の説明図である。
【図１０】指先に作用する力の説明図である。
【図１１】指先に作用する力のつり合い状態の説明図である。
【図１２】高摩擦部材を摺動したときに指先が感じる質感イメージの説明図である。
【図１３】摺動感覚を遠隔地に伝送するシステムの説明図である。
【図１４】摺動感覚を伝送する仕組みの説明図である。
【図１５】伝送する振動の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１及び図２は、力覚提示装置の一例を示す。
力覚提示装置１００は、指先の指腹部を支持する支持部材１１０と、指先の爪部にのみ接触し、爪部を支持部材１１０の方向に押圧する押圧部材１２０と、押圧部材１２０による爪部の押圧力を調整するアクチュエータ１３０と、を有する。ここで、アクチュエータ１３０としては、例えば、モータなどを使用することができる。
【０００９】
なお、アクチュエータ１３０は、第１のアクチュエータの一例として挙げられる。また、指先の指腹部は、身体の第１の一部の一例、指先の爪部は、身体の第２の一部の一例として夫々挙げられる。
【００１０】
支持部材１１０は、指先、例えば、人差し指（第二指）の指腹部を支持する部材であって、筐体などの装置構造体２００の表面に取り付けられている。ここで、図１及び図２に示す装置構造体２００は、略矩形形状の部材として表現されているが、箱型形状，中空円柱形状などの筐体の一部であってもよい。また、支持部材１１０の上面、即ち、指の指腹部を支持する面は、指腹部の支持位置を一定ならしめるために、指腹部に倣った形状に形成されている。なお、装置構造体２００の外面の一部を、支持部材１１０としてもよい。
【００１１】
押圧部材１２０は、側面視で略Ｌ字形状をなす左右一対のアーム部１２２と、左右一対のアーム部１２２の先端を連結する略矩形形状の板材からなる連結部１２４と、が一体化された部材である。押圧部材１２０の連結部１２４の下面、即ち、支持部材１１０に対向する面には、指先の爪部に押圧部材１２０が接触する感覚を減少若しくは払拭するため、図３に示すように、軟質ラバーなどからなるパッド１２６が取り付けられている。
【００１２】
押圧部材１２０のアーム部１２２の基端は、装置構造体２００の内底面に回転可能に固定されたベース部材１４０に対して、ベース部材１４０の幅方向に延びる回転軸周りに回転可能に取り付けられている。即ち、ベース部材１４０は、装置構造体２００の内底面に垂直な回転軸周りに回転可能なように、装置構造体２００の内底面に対してベアリングなどを介して取り付けられている。ベース部材１４０は、平面視で略矩形形状をなし、その上面の中央にアクチュエータ１３０を収納・固定するための円弧状の凹部が形成されている。そして、ベース部材１４０の凹部に収納・固定されたアクチュエータ１３０の出力軸に対して、押圧部材１２０のアーム部１２２の基端が固定されている。
【００１３】
従って、アクチュエータ１３０を適宜制御することで、ベース部材１４０に対する押圧部材１２０の回転角度を変化させることができる。このため、支持部材１１０と押圧部材１２０との間隔を任意に調整することが可能となり、支持部材１１０に支持された異なるサイズの指先に対応できると共に、指先を任意の力で支持部材１１０の方向に押圧することができる。
【００１４】
なお、押圧部材１２０の回転軸は、アクチュエータ１３０の出力軸と同軸に位置する必要はなく、例えば、ギヤ列などを介して、アクチュエータ１３０の出力を押圧部材１２０に伝達するようにしてもよい。このようにすれば、押圧部材１２０及びアクチュエータ１３０を配置する位置を柔軟に変更することが可能となり、例えば、指先に対する押圧部材１２０の接触位置の最適化を図ることができる。また、アクチュエータ１３０の出力トルクが不足する場合には、トルクを増大する減速機を介して、アクチュエータ１３０の出力軸と押圧部材１２０とを連結するようにしてもよい。さらに、押圧部材１２０としては、例えば、ベース部材１４０に門型のフレームを取り付け、このフレームに沿って上下に移動する部材が指先の爪部を押圧するようにしてもよい。
【００１５】
装置構造体２００には、クランク機構１５０を利用して、ベース部材１４０を回転させるためのアクチュエータ１６０が取り付けられている。クランク機構１５０は、図４に示すように、アクチュエータ１６０の出力軸に取り付けられる円板１５２と、ベース部材１４０の一端部からアクチュエータ１６０の方向に突出するピン１５４と、を有する。円板１５２には、周縁から中心へと直線状に延びる溝１５２Ａが形成されている。そして、ベース部材１４０の一端に取り付けられたピン１５４が、円板１５２の溝１５２Ａに移動可能に嵌合されている。なお、アクチュエータ１６０は、第２のアクチュエータの一例として挙げられる。
【００１６】
従って、アクチュエータ１６０を適宜制御して円板１５２を回転させると、円板１５２の溝１５２Ａの内面がピン１５４を押すことで、円板１５２の回転方向に応じてベース部材１４０を左右に回転させることができる。このとき、円板１５２の溝１５２Ａにピン１５４が移動可能に嵌合しているため、ピン１５４が溝１５２Ａの形成方向に移動し、クランク機構１５０に大きな力が作用することがない。よって、支持部材１１０と押圧部材１２０とを相対的に回転させることができる。なお、ベース部材１４０を回転させる機構としては、クランク機構１５０に限らず、公知の各種機構を利用してもよい。
【００１７】
また、アクチュエータ１６０の出力トルクを０にした場合に、支持部材１１０と押圧部材１２０との相対回転角度を０とするため、ベース部材１４０の他端部と装置構造体２００との間に、引張コイルバネ１７０が配設されている。即ち、装置構造体２００に、先端部に周溝が形成されたピン２１０が立設され、このピン２１０とベース部材１４０の他端部との間に引張コイルバネ１７０が配設されている。従って、アクチュエータ１６０の作動を停止すると、引張コイルバネ１７０の弾性力により、ベース部材１４０の他端部が装置構造体２００のピン２１０の方向に引っ張られ、支持部材１１０とベース部材１４０とが略一直線に整列する。このため、支持部材１１０と押圧部材１２０との相対回転角度を０にすることができる。なお、支持部材１１０と押圧部材１２０との相対回転角度を０とするために、例えば、ベース部材１４０の回転軸にトーションバネなどを組み込むようにしてもよい。
【００１８】
さらに、支持部材１１０の裏面にあたる装置構造体２００の内面には、支持部材１１０で支持された指先に対して振動を与える振動素子１８０が取り付けられている。振動素子１８０としては、例えば、振動モータなどが利用できる。
【００１９】
そして、図５に示すように、支持部材１１０により指先３００の指腹部３１０を支持した状態で、押圧部材１２０のパッド１２６により指先３００の爪部３２０を支持部材１１０の方向に押圧することで、指先３００に外力に相当する力を作用させる。このとき、指先３００の爪部３２０には、触覚を感じる感覚器がないため、爪部３２０に外力を作用させても、押圧部材１２０が接触していることを知覚しずらい。指先３００の爪部３２０に外力を作用させると、指先３００の指腹部３１０が支持部材１１０に押し付けられる。このとき、指先３００の指腹部３１０には、触覚を感じる感覚器が多数配置されているため、指腹部３１０が支持部材１１０に押し付けられる力は、支持部材１１０から指腹部３１０へと作用する反力（接触力）として知覚される。
【００２０】
従って、人間にとっては、指先３００の指腹部３１０に作用する反力を、物体を押している感覚として感じられることとなり、爪部３２０に作用させる外力の大きさに応じた力覚を提示することができる。即ち、指先３００の爪部３２０に作用させる外力が小さい場合には、図６（Ａ）に示すように、支持部材１１０から指腹部３１０へと作用する反力が小さいため、小さな力覚を提示することができる。一方、指先３００の爪部３２０に作用させる外力が大きい場合には、図６（Ｂ）に示すように、支持部材１１０から指腹部３１０へと作用する反力が大きいため、大きな力覚を提示することができる。よって、アクチュエータ１３０を適宜制御することで、人間に任意の力覚を提示することができる。
【００２１】
また、アクチュエータ１６０により支持部材１１０と押圧部材１２０とを相対的に回転させると、指先３００の指腹部３１０には、支持部材１１０から指腹部３１０に作用する反力に加え、指先３００を横方向に滑らせようとするせん断力が作用する。このため、指先３００には、図６（Ｃ）に示すように、斜め上方から爪部３２０を押圧する外力が作用するように知覚され、斜め方向の力覚を提示することができる。
【００２２】
さらに、振動素子１８０により、支持部材１１０で支持された指先３００に対して振動を与えると、指先３００の指腹部３１０に物体の表面を擦ったときに生じる振動を知覚させることができる。即ち、物体の表面を指先３００で擦ると、表面の平滑度に応じた振動が発生する。そこで、振動素子１８０を適宜制御して、図７に示すように、指先３００に振動を与えると、例えば、その振動の周波数及び大きさに応じた触覚を提示することができる。
【００２３】
次に、図８を参照し、物体の表面を擦ったときの触力覚（触覚及び力覚）を検知する機能を備えた、可搬（携帯）可能な力覚提示装置１００の一実施例について説明する。
長尺の略直方体形状をなす筐体４００の内底面には、略箱型形状のブラケット４１０を介して、押圧部材１２０及びアクチュエータ１３０が一体化されたベース部材１４０が回転可能に取り付けられている。また、筐体４００の上面の所定位置には、支持部材１１０が一体化された装置構造体２００が取り付けられている。そして、ベース部材１４０の他端部と装置構造体２００との間に引張コイルバネ１７０が配設されている。さらに、筐体４００の内底面には、略箱型形状のブラケット４２０を介して、ベース部材１４０を回転させるアクチュエータ１６０が取り付けられている。アクチュエータ１６０の出力軸とベース部材１４０の一端部とは、クランク機構１５０を介して連結されている。
【００２４】
筐体４００の長手方向の一端部には、物体の表面を擦って触診するために、略円筒形状をなす触診部４３０が突出形成されている。触診部４３０の内部には、触診部４３０の先端が物体の表面に接触したか否かを検知する反射型フォトインタラプタ４４０と、触診部４３０の先端で物体の表面を触診するときに発生する振動を検知する加速度センサ４５０と、が収納されている。反射型フォトインタラプタ４４０は、物体に光を当てて、反射してきた光を検出することで、物体の有無などを検知するセンサである。このため、触診部４３０の先端には、反射型フォトインタラプタ４４０の光が出入りする小孔４３２が形成されている。また、触診部４３０の周壁には、利用者に対して、力覚提示装置１００により物体の表面を触診しているか、力覚提示装置１００により触力覚を提示しているかを表示すため、モード表示ＬＥＤ（Light Emitting Diode）４６０が取り付けられている。ここで、反射型フォトインタラプタ４４０が、接触検知素子の一例として挙げられると共に、加速度センサ４５０が、振動検知素子の一例として挙げられる。
【００２５】
一方、筐体４００の内部には、触診部４３０の先端で物体の表面を触診するときに発生する音を検知するマイクロホン４７０と、外部との間で信号を送受信する外部インターフェース４８０と、コントロール基板４９０と、バッテリ５００と、が収納されている。ここで、マイクロホン４７０は、触診部４３０の内部に収納されていてもよい。コントロール基板４９０は、反射型フォトインタラプタ４４０、加速度センサ４５０及びマイクロホン４７０の信号を入力し、アクチュエータ１３０、アクチュエータ１６０、モード表示ＬＥＤ４６０及び外部インターフェース４８０の少なくとも１つを制御する。バッテリ５００は、アクチュエータ１３０、アクチュエータ１６０、反射型フォトインタラプタ４４０、加速度センサ４５０、モード表示ＬＥＤ４６０、マイクロホン４７０、外部インターフェース４８０及びコントロール基板４９０に電力を供給する。ここで、外部インターフェース４８０が、出力部の一例として挙げられると共に、コントロール基板４９０が、制御部の一例として挙げられる。
【００２６】
さらに、筐体４００の基端部近傍には、力覚提示装置１００を把持するときに利用する、略円柱形状をなす把持部５１０が両側面から突出形成されている。また、支持部材１１０と装置構造体２００との間には、図９に示すように、触診部４３０が物体の表面に接触する接触力を間接的に検知する力センサ５２０が介在されている。ここで、力センサ５２０が、接触力検知素子の一例として挙げられる。
【００２７】
把持部５１０が筐体４００の両側面から突出しているので、図１０に示すように、把持部５１０を親指と中指又は薬指とで挟むことで、把持部５１０を中心として力覚提示装置１００を回転自由に把持することができる。そして、把持部５１０を把持している状態において、力覚提示装置１００の軸線が略一定で安定していれば、図１０に示すように、触診部４３０の接触力Ｆ１により発生するモーメントを指先３００の接触力Ｆｓ、及び、把持部５１０を把持している指先の接触力Ｆ２で支え、図１１に示すような力のつり合いが保たれる。従って、指先３００の接触力Ｆｓを力センサ５２０で検知すれば、触診部４３０の接触力Ｆ１を次式で求めることができる。なお、次式におけるＬ１及びＬ２は、図１１に示す力に対する作用長さである。
Ｆ１＝（Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２））×Ｆｓ
【００２８】
図１２は、図８の力覚提示装置１００を使用し、ゴムなどの高摩擦部材を摺動したときに、力覚提示装置１００を把持する指先３００が感じる質感のイメージの一例を示す。
【００２９】
力覚提示装置１００で高摩擦部材を摺動し始めると、始めは、力覚提示装置１００が停止したまま、静止摩擦限界まで指先３００が感じる力が上昇する。指先３００が感じる力が静止摩擦限界を超えると、力覚提示装置１００が実際に摺動し始め、静止摩擦が動摩擦に変わって力覚が減少すると共に、力覚提示装置１００の動きと高摩擦部材の表面粗さなどに起因した振動が発生する。また、力覚が減少することに伴い、指先３００が感じる力が静止摩擦限界以下まで低下すると、動摩擦が静止摩擦に変わって、力覚提示装置１００が停止する。そして、静止摩擦と動摩擦とが交互に現われ、指先３００には、図１２に示すような力覚変化が感じられる。
【００３０】
従って、力覚変化に合わせて、アクチュエータ１３０により押圧部材１２０の押圧力を制御すると共に、振動素子１８０により指先３００に振動を与えることで、高摩擦部材の質感を提示することができる。
【００３１】
図１３は、物体の表面を摺動したときの感覚（摺動感覚）を遠隔地に伝送し、その遠隔地において摺動感覚を提示するシステム、要するに、倣い動作の感覚を提示するシステムの一例を示す。
【００３２】
摺動感覚の伝送元においては、力覚提示装置１００に加え、力覚提示装置１００で物体の表面を摺動するときの映像を撮像するカメラなどの撮像装置５３０が備えられている。一方、摺動感覚の伝送先においては、力覚提示装置１００で物体の表面を摺動するときの音を出力するスピーカ５４０と、力覚提示装置１００で物体の表面を摺動するときの映像を出力するモニタ５５０と、が備えられている。ここで、スピーカ５４０が、音を出力するデバイスの一例として挙げられる。
【００３３】
そして、力覚提示装置１００のコントロール基板４９０は、図１４に示すように、加速度センサ４５０、マイクロホン４７０、力センサ５２０及び撮像装置５３０の各信号を入力し、外部インターフェース４８０からインターネットなどの伝送路６００へと各信号を出力する、データ伝送手段４９０Ａとして機能する。ここで、外部インターフェース４８０から出力する信号には、伝送先である力覚提示装置１００を特定する情報、例えば、ＩＰアドレスなどが含まれていてもよい。また、力覚提示装置１００のコントロール基板４９０は、振動、音、力及び映像の各信号を受信した場合に、次のように、アクチュエータ１３０、アクチュエータ１６０、振動素子１８０、スピーカ５４０及びモニタ５５０を夫々制御する、データ受信手段４９０Ｂとして機能する。なお、力センサ５２０の信号は、データ伝送手段４９０Ａ又はデータ受信手段４９０Ｂのいずれかで、力覚提示装置１００の触診部４３０の接触力Ｆ１に変換される。
【００３４】
即ち、データ受信手段４９０Ｂは、受信した力の信号に基づいて、アクチュエータ１３０により押圧部材１２０の押圧力を制御すると共に、アクチュエータ１６０により支持部材１１０と押圧部材１２０との相対回転角度を必要に応じて制御し、力覚を提示する。また、データ受信手段４９０Ｂは、受信した振動の信号に基づいて振動素子１８０を制御し、触覚を提示する。さらに、データ受信手段４９０Ｂは、受信した音の信号をスピーカ５４０から出力すると共に、受信した映像の信号をモニタ５５０から出力する。ここで、音の信号は、スピーカに限らず、ヘッドホン、イヤホンなどから出力するようにしてもよい。
【００３５】
このようにすれば、遠隔地において、物体の表面を摺動したときの感覚を提示する場合、触力覚に加え、音による聴覚、映像による視覚を利用することができる。このため、力覚提示装置１００の利用者は、複数の手段を介して感覚を知覚することができ、現実感を高めることができる。
【００３６】
なお、力覚提示装置１００で提示する感覚は、力覚提示装置１００で実際に物体の表面を摺動した信号ではなく、人工的に生成した信号により提示してもよい。また、力覚提示装置１００で物体の表面を摺動したときの信号をデータベースなどに蓄積し、例えば、感覚の利用要求があった場合に、その要求に応じてデータベースに蓄積された信号を伝送するようにしてもよい。
【００３７】
ここで、加速度センサ４５０は、実際に加速度が作用していなくても、定常ノイズ信号が重畳されていることがある。このため、反射型フォトインタラプタ４４０により触診部４３０の先端が物体の表面に接触していると検知されたときに、図１５に示すように、加速度センサ４５０により検知された振動の信号を出力するようにしてもよい。このようにすれば、力覚提示装置１００で物体の表面を摺動していない場合には、加速度センサ４５０の信号が出力されず定常ノイズ信号がカットされることから、触力覚の提示精度を向上させることができる。また、力覚提示装置１００で物体の表面を摺動していない場合には、力センサ５２０により検知された力の信号を出力しないことで、力覚を提示しないようにしてもよい。なお、触診部４３０の先端が物体の表面に接触しているか否かは、反射型フォトインタラプタ４４０に限らず、例えば、ボタン型の接触スイッチにより検知することもできる。
【００３８】
また、反射型フォトインタラプタ４４０により触診部４３０の先端が物体の表面に接触していると検知されたときには、触力覚の伝送元であると判定し、モード表示ＬＥＤ４６０を点灯させると共に、アクチュエータ１３０を制御して押圧部材１２０を開くようにしてもよい。モード表示ＬＥＤ４６０が点灯すると、力覚提示装置１００の利用者は、触診部４３０の先端を物体に接触しないように注意し、提示される触力覚を知覚しようと意識することができる。触力覚を擬似的に知覚する場合には、その感覚は自らの動作に応じて受けているという主体性をイメージすることが必要であり、このように自分が他から触力覚を受けるモードとなっていることを知らせる機能も重要である。
【００３９】
さらに、力覚提示装置１００は、人差し指など１本の指先だけでなく、複数の指先に力覚を提示するようにしてもよい。
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００４０】
（付記１）指先の指腹部を支持する支持部材と、前記指先の爪部にのみ接触し、前記爪部を前記支持部材の方向に押圧する押圧部材と、前記押圧部材による前記爪部の押圧力を調整する第１のアクチュエータと、を有することを特徴とする力覚提示装置。
【００４１】
（付記２）前記押圧部材には、前記爪部に接触するパッドが取り付けられていることを特徴とする付記１に記載の力覚提示装置。
【００４２】
（付記３）前記支持部材と前記押圧部材とを相対的に回転させる回転機構と、前記回転機構を駆動する第２のアクチュエータと、を更に有することを特徴とする付記１又は付記２に記載の力覚提示装置。
【００４３】
（付記４）前記支持部材に支持される前記指先の指腹部に振動を与える振動素子を更に有することを特徴とする付記１〜付記３のいずれか１つに記載の力覚提示装置。
（付記５）前記支持部材は、前記指先の指腹部に倣った形状に形成されていることを特徴とする付記１〜付記４のいずれか１つに記載の力覚提示装置。
【００４４】
（付記６）指先の指腹部を支持する支持部材と、前記指先の爪部にのみ接触し、前記爪部を前記支持部材の方向に押圧する押圧部材と、前記押圧部材による前記爪部の押圧力を調整するアクチュエータと、前記支持部材に支持される前記指先の指腹部に振動を与える振動素子と、物体の表面を触診するときに発生する振動を検知する振動検知素子と、物体の表面を触診するときに作用する接触力を検知する接触力検知素子と、前記振動検知素子により検知された振動の信号、及び、前記接触力検知素子により検知された接触力の信号を外部に出力する出力部と、振動の信号及び接触力の信号を外部から受信した場合に、前記振動の信号及び前記接触力の信号に基づいて、前記アクチュエータ及び前記振動素子を夫々制御する制御部と、を有することを特徴とする力覚提示装置。
【００４５】
（付記７）物体の表面を触診するときに発生する音を検知する音検知素子を更に有し、前記出力部は、前記振動の信号及び前記接触力の信号に加え、前記音検知素子により検知された音の信号を外部に出力し、前記制御部は、音の信号を外部から受信した場合に、前記音の信号に基づいて音を出力するデバイスを制御することを特徴とする付記６に記載の力覚提示装置。
【００４６】
（付記８）物体の表面に接触しているか否かを検知する接触検知素子を更に有し、前記出力部は、前記接触検知素子により物体の表面に接触していると検知された場合に、前記振動検知素子により検知された振動の信号を出力することを特徴とする付記６又は付記７に記載の力覚提示装置。
【００４７】
（付記９）指先の指腹部を支持する支持部材と、前記指先の爪部にのみ接触し、前記爪部を前記支持部材の方向に押圧する押圧部材と、前記押圧部材による前記爪部の押圧力を調整するアクチュエータと、を有する力覚提示装置を使用し、前記アクチュエータにより前記爪部の押圧力を変化させて、前記指先の指腹部に力覚を提示することを特徴とする力覚提示方法。
【符号の説明】
【００４８】
１００  力覚提示装置
１１０  支持部材
１２０  押圧部材
１２６  パッド
１３０  アクチュエータ
１５０  クランク機構
１６０  アクチュエータ
１８０  振動素子
２００  装置構造体
３００  指先
３１０  指腹部
３２０  爪部
４４０  反射型フォトインタラプタ
４５０  加速度センサ
４７０  マイクロホン
４８０  外部インターフェース
４９０  コントロール基板
５２０  力センサ
５４０  スピーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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