(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手の指に装着される弾性体製又は布製の筒状の装着部であって、指の関節に対応する１又は複数の関節位置を有する、装着部と、
前記関節位置において前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第１レベル特性で粘性が変化する第１電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第１可変剛性層と、
前記関節位置において前記第１可変剛性層と重ね合わされて前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第２レベル特性で粘性が変化する第２電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第２可変剛性層と
を含み、
電圧印加時に前記第２電気粘性流体の前記第２レベル特性によって得られる粘性は、電圧印加時に前記第１電気粘性流体の前記第１レベル特性によって得られる粘性よりも小さい、触感提供装置。
【請求項２】
前記第２可変剛性層の前記第２電気粘性流体の前記印加電圧は、可変電圧である、請求項１記載の触感提供装置。
【請求項３】
前記第１可変剛性層及び前記第２可変剛性層は、前記関節位置において、指の周りを囲むように環状に設けられている、請求項２記載の触感提供装置。
【請求項４】
前記関節位置における手の甲側において前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第３レベル特性で粘性が変化する第３電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第３可変剛性層と、
前記関節位置における手の甲側において、前記第３可変剛性層に重ね合わされて前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第４レベル特性で粘性が変化する第４電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第４可変剛性層と
をさらに含み、
前記第１可変剛性層及び前記第２可変剛性層は、前記関節位置における手のひら側において互いに重ね合わされて前記装着部に取り付けらており、
前記第２電気粘性流体の前記第２レベル特性によって得られる粘性と、前記第４電気粘性流体の前記第４レベル特性によって得られる粘性とは、前記第１電気粘性流体の前記第１レベル特性によって得られる粘性と、前記第３電気粘性流体の前記第３レベル特性によって得られる粘性とよりも小さい、請求項１乃至３のいずれか一項記載の触感提供装置。
【請求項５】
利用者の手の指に装着される触感提供装置と、前記触感提供装置の駆動制御を行う駆動制御装置と、利用者の手の動きを検出するモーションセンサと、利用者の手の画像と仮想物体の画像とを表示する表示部とを含む、触感提供システムであって、
前記触感提供装置は、
手の指に装着される弾性体製又は布製の筒状の装着部であって、指の関節に対応する１又は複数の関節位置を有する、装着部と、
前記関節位置において前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第１レベル特性で粘性が変化する第１電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第１可変剛性層と、
前記関節位置において前記第１可変剛性層と重ね合わされて前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第２レベル特性で粘性が変化する第２電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第２可変剛性層と
を有し、
前記第２電気粘性流体の前記第２レベル特性によって得られる粘性は、前記第１電気粘性流体の前記第１レベル特性によって得られる粘性よりも小さく
前記駆動制御装置は、
前記表示部に画像を表示する画像制御部であって、前記モーションセンサによって検出される利用者の手の位置に対応する前記表示部の座標系における位置に利用者の手の画像を表示するとともに、仮想物体の画像を表示し、手の画像と仮想物体の画像とが接触したかどうかを判定する画像制御部と、
前記画像制御部によって前記手の画像と前記仮想物体の画像とが接触したと判定されると、前記第１可変剛性層の前記第１電気粘性流体に電圧を印加する駆動制御部と
を有する、触感提供システム。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記画像制御部によって前記手の画像と前記仮想物体の画像とが接触したと判定された後に、前記モーションセンサによって手の動きが検出されると、前記第２可変剛性層の前記第２電気粘性流体に電圧を印加する、請求項５記載の触感提供システム。
【請求項７】
前記触感提供装置は、
前記装着部の指の腹に対応する位置において前記第１可変剛性層と重ねて配置される圧力センサをさらに有し、
前記駆動制御部は、前記圧力センサによって所定以上の圧力が検出されると、前記第２可変剛性層の前記第２電気粘性流体に電圧を印加する、請求項５記載の触感提供システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触感提供装置、及び、触感提供システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンピュータ内に作られた仮想現実空間内で、仮想物体形状、仮想圧力等に対応した力感覚を人間にフィードバックする力感覚フィードバック手段を含むフォースディスプレイにおいて、前記力感覚フィードバック手段が、電気粘性流体を用いたものであることを特徴とする力感覚フィードバック型フォースディスプレイがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−３１４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来の装置の電気粘性流体ユニットでは、一対の電極板の間に設けられた容器に電気粘性流体が封入されており、電極板に電圧を印加することにより、電気粘性流体の粘度を高めて装着者に力感覚を提供する。
【０００５】
しかしながら、従来の装置の電気粘性流体ユニットは、１層（単層）で設けられているため、装着者に提供できる力感覚は、１層（単層）の電気粘性流体ユニットで実現できるものに限られ、現実感のある触感を提供することはできない。
【０００６】
そこで、現実感のある触感を提供できる触感提供装置、及び、触感提供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】
【０００７】
本発明の実施の形態の触感提供装置は、手の指に装着される弾性体製又は布製の筒状の装着部であって、指の関節に対応する１又は複数の関節位置を有する、装着部と、前記関節位置において前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第１レベル特性で粘性が変化する第１電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第１可変剛性層と、前記関節位置において前記第１可変剛性層と重ね合わされて前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第２レベル特性で粘性が変化する第２電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第２可変剛性層とを含み、電圧印加時に前記第２電気粘性流体の前記第２レベル特性によって得られる粘性は、電圧印加時に前記第１電気粘性流体の前記第１レベル特性によって得られる粘性よりも小さい。
【発明の効果】
【０００８】
現実感のある触感を提供できる触感提供装置、及び、触感提供システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の触感提供装置１００を示す図である。
【図２】触感提供装置１００のアクチュエータ１１１及び１２１の断面構造を示す図である。
【図３】アクチュエータ１１１の一部を示す図である。
【図４】触感提供装置１００を含む触感提供システム８００の構成を示す図である。
【図５】仮想物体の画像と手の画像を表すデータを示す図である。
【図６】アクチュエータに印加する電圧のデータを示す図である。
【図７】駆動制御装置５００が実行する処理を表すフローチャートである。
【図８】触感提供システム８００の配置を示す図である。
【図９】アクチュエータ１１１及び１２１の電圧データの時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】アクチュエータ１１１及び１２１の駆動状態を示す図である。
【図１１】実施の形態１の第１変形例によるアクチュエータの電圧データの時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図１２】実施の形態１の第２変形例によるアクチュエータの断面構造を示す図である。
【図１３】実施の形態２の触感提供装置２００を示す図である。
【図１４】触感提供装置２００を含む触感提供システム８００Ａの構成を示す図である。
【図１５】アクチュエータ１１１及び１２１の駆動状態を示す図である。
【図１６】実施の形態３の触感提供装置２００の一部を示す図である。
【図１７】アクチュエータを駆動した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の触感提供装置、及び、触感提供システムを適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の触感提供装置１００を示す図である。図１には、利用者の左の手１０に触感提供装置１００を装着した状態を透過的に示す。また、図１では、図１（Ａ）に示す触感提供装置１００の一部を拡大した図を図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示す。
【００１２】
触感提供装置１００は、グローブ１０１と、アクチュエータ１１０（１１１〜１１５）及び１２０（１２１〜１２５）とを含む。触感提供装置１００は、手袋（グローブ）型の装置であり、利用者が手１０に装着することができる。グローブ１０１は、装着部の一例である。
【００１３】
グローブ１０１は、図１（Ａ）に示すように、手１０をすべて覆うように、５本の指１１〜１５をすべて別々に覆うように、グローブ型の形状を有する。グローブ１０１は、グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂを有し、２層構造になっている。なお、ここでは、グローブ１０１として説明するが、５本の指１１〜１５をすべて別々に覆う部分があればよく、手のひらと手の甲とを覆わないタイプであってもよい。
【００１４】
グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂは、ともにグローブ型の形状を有し、弾性体製又は布製である。グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂは、例えば、ゴム製又は布製等であり、グローブ部１０１Ｂは、グローブ部１０１Ａに比べて少しだけ小さい。
【００１５】
このため、グローブ部１０１Ｂをグローブ部１０１Ａの内部に挿入すると、二重構造のグローブ１０１が得られる。
【００１６】
アクチュエータ１１０は、アクチュエータ１１１〜１１５の総称である。アクチュエータ１１０は、グローブ１０１に取り付けられている。アクチュエータ１１１〜１１５は、それぞれ、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５に対応して設けられている。
【００１７】
アクチュエータ１１１〜１１５は、それぞれ、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５の周囲を覆う筒状のアクチュエータであり、それぞれの内部に親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５が挿通される。
【００１８】
アクチュエータ１２０は、アクチュエータ１２１〜１２５の総称である。アクチュエータ１２０は、アクチュエータ１１０の外側に重ねられてグローブ１０１に取り付けられている。アクチュエータ１２１〜１２５は、それぞれ、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５に対応して設けられている。
【００１９】
アクチュエータ１２１〜１２５は、アクチュエータ１１１〜１１５と同様に、それぞれ、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５の周囲を覆う筒状のアクチュエータである。
【００２０】
図１（Ｂ）には、触感提供装置１００の親指１１に対応する部分を拡大して示す。また、図１（Ｃ）には、図１（Ｂ）に示す触感提供装置１００の親指１１に対応する部分をさらに詳細に示す。
【００２１】
グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂの間には、アクチュエータ１１１及び１２１が設けられている。アクチュエータ１１１及び１２１は、親指１１の関節１１Ａに対応する位置において、親指の関節１１Ａを跨ぐように配置される。また、アクチュエータ１１１及び１２１は、アクチュエータ１１１がアクチュエータ１２１の上に重ねられた状態で、グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂの間に設けられている。
【００２２】
これは、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５についても同様である。図１には詳細を図示しないが、触感提供装置１００の人差し指１２に対応する部分では、アクチュエータ１１２がアクチュエータ１２２の上に重ねられた状態で、グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂの間に設けられている。
【００２３】
また、触感提供装置１００の中指１３に対応する部分では、アクチュエータ１１３がアクチュエータ１２３の上に重ねられた状態で、グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂの間に設けられている。
【００２４】
また、触感提供装置１００の薬指１４に対応する部分では、アクチュエータ１１４がアクチュエータ１２４の上に重ねられた状態で、グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂの間に設けられている。
【００２５】
また、触感提供装置１００の小指１５に対応する部分では、アクチュエータ１１５がアクチュエータ１２５の上に重ねられた状態で、グローブ部１０１Ａ及び１０１Ｂの間に設けられている。
【００２６】
図２は、触感提供装置１００のアクチュエータ１１１及び１２１の断面構造を示す図である。図３は、アクチュエータ１１１の一部を示す図である。
【００２７】
アクチュエータ１１１と１２１の間には、分離層１０５が設けられている。
【００２８】
アクチュエータ１１１は、電極１１１Ａ及び１１１Ｂ、封止容器１１１Ｃ、ＥＲ(Electro-Rheological)流体１１１Ｄ、絶縁層１１１Ｅ及び１１１Ｆを有する。これらは、絶縁層１１１Ｅ、電極１１１Ａ、封止容器１１１Ｃ、電極１１１Ｂ、絶縁層１１１Ｆの順で分離層１０５に重ねられている。なお、ＥＲ流体１１１Ｄは、封止容器１１１Ｃの内部に封止されている。絶縁層１１１Ｆには、グローブ部１０１Ａが重ねられている。
【００２９】
電極１１１Ａ及び電極１１１Ｂは、例えば、導電性布製又は導電性繊維製であり、封止容器１１１Ｃ内のＥＲ流体１１１Ｄに電圧を印加するために設けられている。導電性布としては、例えば、ＰＥＴ(polyethylene terephthalate)製の繊維の表面に銅とニッケルをコーティングした布を用いることができる。また、導電性繊維としては、例えば、導電性のある高分子材料で作製した繊維を用いることができる。
【００３０】
電極１１１Ａ及び電極１１１Ｂは、実際には、親指１１の周囲を覆う環状の電極である。環状の電極１１１Ｂの内側に環状の電極１１１Ａが配置される。
【００３１】
電極１１１Ａ及び電極１１１Ｂの間には、電圧Ｖ１１が印加される。図２では、説明の便宜上、電極１１１Ａ及び電極１１１Ｂの間に出力電圧がＶ１１の直流電源とスイッチとを接続することによって、電極１１１Ａ及び電極１１１Ｂの間に電圧を印加する状態と印加しない状態を切り替えられることを示す。スイッチを用いる代わりに、出力電圧をＶ１１（＞０Ｖ）と０Ｖとで切り替えられるようにしてもよい。
【００３２】
封止容器１１１Ｃは、電極１１１Ａと電極１１１Ｂの間に設けられている。図２には、封止容器１１１Ｃの電極１１１Ａ側の断面と電極１１１Ｂ側の断面とを示す。封止容器１１１Ｃは、一例として、電極１１１Ａと電極１１１Ｂが重ねられている方向における厚さが非常に薄い２枚のフィルムを封止した容器である。
【００３３】
封止容器１１１Ｃは、例えば、シリコーンゴム又はポリイミド等の可撓性のある樹脂製の容器であり、内部にＥＲ流体１１１Ｄが注入された状態で封止されている。封止容器１１１Ｃは、実際には、親指１１の周囲を覆う環状のフィルム状の容器である。
【００３４】
ＥＲ流体１１１Ｄは、親指１１の周囲を覆う環状の封止容器１１１Ｃの内部に封止されている。このため、ＥＲ流体１１１Ｄは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように親指の周囲を覆う。なお、図３（Ａ）は、親指１１とＥＲ流体１１１Ｄの位置関係を表す図であり、図３（Ｂ）は、親指１１の周囲に分布するＥＲ流体１１１Ｄの環状の断面を示す図である。
【００３５】
ＥＲ流体１１１Ｄは、電圧が印加されると電界によって粘度が変化する流体である。ＥＲ流体１１１Ｄは、電圧が印加されない状態では粘度が低い。一方、ＥＲ流体１１１Ｄは、電圧が印加されると粘度が高くなる。ＥＲ流体１１１Ｄは、第１電気粘性流体の一例である。
【００３６】
このようなＥＲ流体１１１Ｄを用いたアクチュエータ１１１において、電圧を印加する状態と印加しない状態とを切り替えれば、アクチュエータ１１１の電極１１１Ａと１１１Ｂとの間の剛性を変化させることができる。電圧を印加すれば剛性は高くなり、電圧を印加しなければ剛性は低くなる。
【００３７】
また、ＥＲ流体１１１Ｄは、印加される電圧の増大に応じて、剪断方向の外力に対する耐性が高くなる特性を有する。このため、親指１１の周囲を覆うＥＲ流体１１１Ｄに電圧を印加すると、特に親指１１の側面に位置するＥＲ流体１１１Ｄの耐性によってアクチュエータ１１１の剛性が得られる。
【００３８】
電圧が印加されたときのＥＲ流体１１１Ｄの粘度は、後述するアクチュエータ１２１のＥＲ流体１２１Ｄに同様の電圧を印加したときの粘度よりも高くなるように設定されている。この点については、アクチュエータ１２１の構成とともに後述する。
【００３９】
利用者が手１０に触感提供装置１００を装着し、後述するアクチュエータ１２１のＥＲ流体１２１Ｄに電圧が印加されておらず、かつ、ＥＲ流体１１１Ｄに電圧が印加されていない状態では、利用者は、手１０に触感提供装置１００を装着していないときと同様に、親指１１を動かすことができる。
【００４０】
また、利用者が手１０に触感提供装置１００を装着し、後述するアクチュエータ１２１のＥＲ流体１２１Ｄに電圧が印加されていない状態で、ＥＲ流体１１１Ｄに電圧が印加されると、ＥＲ流体１１１Ｄの粘度が高くなるため、親指１１が比較的強く拘束され、親指１１を動かす動作が制限される。親指１１を動かす動作が制限される程度は、一例として、利用者が親指１１を動かすのに明らかな抵抗を感じる程度である。
【００４１】
ＥＲ流体１１１Ｄの印加電圧に対する粘度が増大する特性は、このような親指１１の動作を制限できる程度に設定されている。なお、これは、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５に対応するアクチュエータ１１２〜１１５についても同様である。
【００４２】
このようなアクチュエータ１１０は、アクチュエータ１１１〜１１５のＥＲ流体に電圧を印加するかどうかで、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５を通した状態で、アクチュエータ１１０を曲げやすくなるか、又は、曲げにくくなるかが変わる。すなわち、アクチュエータ１１０は、アクチュエータ１１１〜１１５のＥＲ流体に電圧を印加するかどうかで、剛性が変わる。アクチュエータ１１０は、第１可変剛性層の一例である。
【００４３】
次に、アクチュエータ１２１について説明する。
【００４４】
アクチュエータ１２１は、電極１２１Ａ及び１２１Ｂ、封止容器１２１Ｃ、ＥＲ(Electro-Rheological)流体１２１Ｄ、絶縁層１２１Ｅ及び１２１Ｆを有する。これらは、絶縁層１２１Ｅ、電極１２１Ａ、封止容器１２１Ｃ、電極１２１Ｂ、絶縁層１２１Ｆの順でグローブ部１０１Ａに重ねられている。なお、ＥＲ流体１２１Ｄは、封止容器１２１Ｃの内部に封止されている。絶縁層１２１Ｆには、分離層１０５が重ねられている。
【００４５】
電極１２１Ａ及び電極１２１Ｂは、例えば、例えば、導電性布製又は導電性繊維製であり、封止容器１２１Ｃ内のＥＲ流体１２１Ｄに電圧を印加するために設けられている。導電性布と導電性繊維は、電極１１１Ａ及び電極１１１Ｂと同様である。
【００４６】
電極１２１Ａ及び電極１２１Ｂは、実際には、親指１１の周囲を覆う環状の電極である。環状の電極１２１Ｂの内側に環状の電極１２１Ａが配置される。
【００４７】
電極１２１Ａ及び電極１２１Ｂの間には、可変電圧Ｖ２１が印加される。図２では、説明の便宜上、電極１２１Ａ及び電極１２１Ｂの間に出力電圧がＶ２１（可変電圧）の可変直流電源とスイッチとを接続することによって、電極１２１Ａ及び電極１２１Ｂの間に電圧を印加する状態と印加しない状態を切り替えられることを示す。スイッチを用いる代わりに、出力電圧をＶ２１（＞０Ｖ）と０Ｖとで切り替えられるようにしてもよい。
【００４８】
封止容器１２１Ｃは、電極１２１Ａと電極１２１Ｂの間に設けられている。図２には、封止容器１２１Ｃの電極１２１Ａ側の断面と電極１２１Ｂ側の断面とを示す。封止容器１２１Ｃは、一例として、電極１２１Ａと電極１２１Ｂが重ねられている方向における厚さが非常に薄い２枚のフィルムを封止した容器である。
【００４９】
封止容器１２１Ｃは、例えば、シリコーンゴム又はポリイミド等の可撓性のある樹脂製の容器であり、内部にＥＲ流体１２１Ｄが注入された状態で封止されている。封止容器１２１Ｃは、実際には、親指１１の周囲を覆う環状のフィルム状の容器である。
【００５０】
ＥＲ流体１２１Ｄは、親指１１の周囲を覆う環状の封止容器１２１Ｃの内部に封止されている。このため、ＥＲ流体１２１Ｄは、ＥＲ流体１１１Ｄと同様に親指の周囲を覆う。ＥＲ流体１２１Ｄは、図３（Ｂ）に示すＥＲ流体１１１Ｄの内側に位置する。
【００５１】
ＥＲ流体１２１Ｄは、電圧が印加されると電界によって粘度が変化する流体である。ＥＲ流体１２１Ｄは、電圧が印加されない状態では粘度が低い。一方、ＥＲ流体１２１Ｄは、電圧が印加されると粘度が高くなる。
【００５２】
このようなＥＲ流体１２１Ｄを用いたアクチュエータ１２１において、電圧を印加する状態と印加しない状態とを切り替えれば、アクチュエータ１２１の電極１２１Ａと１２１Ｂとの間の剛性を変化させることができる。電圧を印加すれば剛性は高くなり、電圧を印加しなければ剛性は低くなる。
【００５３】
また、ＥＲ流体１２１Ｄは、印加される電圧の増大に応じて、剪断方向の外力に対する耐性が高くなる特性を有する。このため、親指１１の周囲を覆うＥＲ流体１２１Ｄに電圧を印加すると、特に親指１１の側面に位置するＥＲ流体１２１Ｄの耐性によってアクチュエータ１２１の剛性が得られる。
【００５４】
電圧が印加されたときのＥＲ流体１２１Ｄの粘度は、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄに同様の電圧を印加したときの粘度よりも低くなるように設定されている。なお、これは、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５に対応するアクチュエータ１２２〜１２５についても同様である。
【００５５】
このようなアクチュエータ１２０は、アクチュエータ１２１〜１２５のＥＲ流体に電圧を印加するかどうかで、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５を通した状態で、アクチュエータ１２０を曲げやすくなるか、又は、曲げにくくなるかが変わる。すなわち、アクチュエータ１２０は、アクチュエータ１２１〜１２５のＥＲ流体に電圧を印加するかどうかで、剛性が変わる。アクチュエータ１２０は、第２可変剛性層の一例である。
【００５６】
ＥＲ流体には、分散系ＥＲ流体と均一系ＥＲ流体がある。均一系ＥＲ流体は、電圧を印加しない状態から、電圧を徐々に印加すると、粘度が徐々に増大する特性を有する。これに対して、分散系ＥＲ流体は、電圧を印加していない状態から、微小な電圧を印加すると、粘度が急激に増大し、急激に増大した状態から電圧を増大させると、粘度が徐々に増大する特性を有する。
【００５７】
このため、分散系ＥＲ流体は、電圧を印加しない状態から電圧を徐々に印加すると、微小な電圧を印加したときに粘度が急激に増大する分だけ、均一系ＥＲ流体よりも粘度が高いレベルで変化する特性を有する。
【００５８】
実施の形態１では、アクチュエータ１２１のＥＲ流体１２１Ｄには、均一系ＥＲ流体を用いる。また、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄには、分散系ＥＲ流体を用いる。
【００５９】
ＥＲ流体１１１Ｄとして用いる分散系ＥＲ流体は、印加電圧に対して第１レベル特性で粘性が変化する第１電気粘性流体の一例である。また、ＥＲ流体１２１Ｄとして用いる均一系ＥＲ流体は、印加電圧に対して第２レベル特性で粘性が変化する第２電気粘性流体の一例である。
【００６０】
電圧印加時に第２電気粘性流体の第２レベル特性によって得られる粘性は、電圧印加時に第１電気粘性流体の第１レベル特性によって得られる粘性よりも小さい。
【００６１】
このため、利用者が手１０に触感提供装置１００を装着し、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄに電圧が印加されておらず、かつ、ＥＲ流体１２１Ｄに電圧が印加されていない状態では、利用者は、手１０に触感提供装置１００を装着していないときと同様に、親指１１を動かすことができる。
【００６２】
また、利用者が手１０に触感提供装置１００を装着し、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄに電圧が印加されていない状態で、ＥＲ流体１２１Ｄに電圧が印加されると、ＥＲ流体１２１Ｄの粘度が高くなる。
【００６３】
しかしながら、電圧が印加されたときのＥＲ流体１２１Ｄの粘度は、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄに同様の電圧を印加したときの粘度よりも低いため、ＥＲ流体１２１Ｄに電圧を印加せずにＥＲ流体１１１Ｄに電圧を印加した場合に比べると、親指１１が比較的緩やかに拘束され、親指１１を動かす動作が制限される度合は低い。このときに親指１１を動かす動作が制限される程度は、一例として、利用者が親指１１を動かすのに微小な抵抗を感じる程度である。
【００６４】
さらに、また、利用者が手１０に触感提供装置１００を装着し、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄに電圧が印加されている状態で、ＥＲ流体１２１Ｄにも電圧を印加すると、ＥＲ流体１１１Ｄ及びＥＲ流体１２１Ｄの粘度が増大する。
【００６５】
この場合には、利用者の親指１１には、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄのみに電圧を印加する場合に比べて、アクチュエータ１２１のＥＲ流体１２１Ｄの粘度の増大による緩やかな制限が加わるため、アクチュエータ１１１のＥＲ流体１１１Ｄのみに電圧を印加する場合とは異なる抵抗感が提供される。
【００６６】
実施の形態１の触感提供装置１００は、印加される電圧の変化に応じて変化するＥＲ流体１１１ＤとＥＲ流体１２１Ｄの粘度のレベルの違いを利用して、利用者の手１０に現実感のある触感を提供する。
【００６７】
図４は、触感提供装置１００を含む触感提供システム８００の構成を示す図である。
【００６８】
触感提供システム８００は、触感提供装置１００、駆動制御装置５００、表示部６００、及びモーションセンサ７００を含む。
【００６９】
触感提供装置１００は、アクチュエータ１１０、１２０、制御部１３０、通信部１４０、及びバッテリ１５０を含む。駆動制御装置５００は、画像制御部５１０、駆動制御部５２０、メモリ５３０、及び通信部５４０を含む。
【００７０】
まず、触感提供装置１００の構成について説明する。なお、アクチュエータ１１０及び１２０は、図１乃至図３に示す通りであるため、ここでは説明を省略する。
【００７１】
制御部１３０、通信部１４０、及びバッテリ１５０は、グローブ１０１（図１参照）の甲の部分に配置される。
【００７２】
制御部１３０は、アクチュエータ１１０、１２０、及び通信部１４０と配線によって接続されている。制御部１３０は、アクチュエータ１１０及び１２０の駆動制御に用いる駆動制御信号に基づき、アクチュエータ１１０の電極１１１Ａ及び１１１Ｂとアクチュエータ１２０の電極１２１Ａ及び１２１Ｂに電圧を印加する制御を行う。制御部１３０は、例えば、マイクロコンピュータ（マイコン）によって実現される。
【００７３】
アクチュエータ１１０及び１２０は、それぞれ、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５を含むため、制御部１３０によって、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５の各々のＥＲ流体に印加される電圧が制御され、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５が駆動される。
【００７４】
通信部１４０は、駆動制御装置５００の通信部５４０と無線通信を行う。無線通信は、例えば、Bluetooth（登録商標）又はＬＡＮ(Local Area Network)等で実現される。通信部１４０は、通信部５４０から駆動制御信号を受信し、制御部１３０に出力する。なお、通信部１４０と通信部５４０とをケーブルで接続して通信を行ってもよい。
【００７５】
バッテリ１５０は、アクチュエータ１１０、１２０、制御部１３０、及び通信部１４０に直流電力を供給する電源である。バッテリ１５０は、充電可能な二次電池であればよく、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。
【００７６】
次に、駆動制御装置５００について説明する。駆動制御装置５００は、例えば、ＰＣ(Personal Computer)によって実現される。駆動制御装置５００は、表示部６００及びモーションセンサ７００とケーブル６０１及び７０１によって接続されている。
【００７７】
画像制御部５１０は、表示部６００に表示する画像を制御する。画像制御部５１０は、利用者によって選択された仮想物体の画像を表す画像データを表示部６００に出力する。これにより、表示部６００に仮想物体の画像が表示される。
【００７８】
また、画像制御部５１０は、モーションセンサ７００によって検出される利用者の手の位置を表示部６００の座標系における位置に変換し、変換した位置を表す位置座標のデータと、手の画像を表す画像データとを表示部６００に出力する。これにより、表示部６００は、変換した位置を表す位置座標に手の画像を表示する。なお、表示部６００に表示される手の画像は、利用者の手の写真画像ではなく、予め用意された手のＣＧ(Computer Graphic)画像である。
【００７９】
また、画像制御部５１０は、手の画像と仮想物体の画像とが接触したかどうかを検出する。手の画像と仮想物体の画像との接触は、表示部６００の座標系における手の位置座標から広がる手のＣＧ画像と、仮想物体の画像とが交点を有するかどうかで判定される。
【００８０】
駆動制御部５２０は、手の画像と仮想物体の画像との接触が画像制御部５１０によって検出されると、アクチュエータ１１０（１１１〜１１５）のＥＲ流体に印加する電圧を表す駆動制御信号を生成して出力する。
【００８１】
また、駆動制御部５２０は、画像制御部５１０によって接触が検出された後に、モーションセンサ７００によって手１０を握る動きが検出されると、アクチュエータ１２０（１２１〜１２５）のＥＲ流体に印加する電圧を表す駆動制御信号を生成して出力する。
【００８２】
なお、アクチュエータ１１１〜１１５及びアクチュエータ１２１〜１２５の各々に印加する電圧値は、表示部６００に表示される仮想物体の種類によって予め決められており、電圧値を表すデータは、メモリ５３０に格納されている。
【００８３】
メモリ５３０は、アクチュエータ１１１〜１１５及びアクチュエータ１２１〜１２５の各々に印加する電圧値を表すデータを格納する。メモリ５３０は、ＰＣのＲＡＭ(Ramdom Access Memory)とＨＤ(Hard Disk)の両方をメモリ５３０として表したものである。
【００８４】
通信部５４０は、触感提供装置１００の通信部１４０と無線通信を行う。無線通信は、例えば、上述したように、Bluetooth又はＬＡＮ等で実現される。通信部５４０は、仮想物体の画像を表す画像データ、表示部６００の座標系における位置座標のデータ、手の画像を表す画像データ、及び駆動制御信号を通信部１４０に送信する。
【００８５】
表示部６００は、例えば、スクリーン及び投影装置、又は、液晶ディスプレイパネル等によって実現される。表示部６００は、利用者によって選択された仮想物体の画像と手の画像を表示する。
【００８６】
モーションセンサ７００は、利用者の手の位置及び手の動きを検出するセンサである。モーションセンサ７００としては、例えば、赤外線を出射し、反射光を受光し、受光した反射光に基づいて、利用者の手の位置及び手の動きを検出するセンサを用いることができる。
【００８７】
図５は、仮想物体の画像と手の画像を表すデータを示す図である。
【００８８】
図５に示すデータは、項目名、ＩＤ(Identifier)、画像データ、位置座標、３次元形状データを関連付けたデータである。
【００８９】
項目名は、手又は仮想物体等の項目の種類を表す名称である。図５には、１つの手の項目名と、複数の仮想物体の項目名とを示す。
【００９０】
ＩＤは、各項目に割り当てられる識別子である。図５では、一例として、手のＩＤは０００であり、仮想物体１のＩＤは００１であり、仮想物体２のＩＤは００２である。その他の仮想物体のＩＤは省略する。
【００９１】
画像データは、各項目の画像を表すデータである。図５では、一例として、手の画像データはimage 0であり、仮想物体１の画像データはimage 1であり、仮想物体２の画像データはimage 2である。その他の仮想物体の画像データは省略する。
【００９２】
位置座標は、各項目の位置座標を表すデータである。図５では、一例として、手の位置座標はh(x,y,z)であり、仮想物体１の位置座標はodj1(x,y,z)であり、仮想物体２の位置座標はodj2(x,y,z)である。その他の仮想物体の位置座標は省略する。
【００９３】
各項目の画像の座標は、表示部６００が表示する画像に設定されるｘｙｚ座標系の座標値として表される。なお、位置座標は各項目の画像データの基準点の座標である。基準点は、重心点又はｘｙｚ座標系の原点に最も近い点等である。
【００９４】
ここで、手の位置座標h(x,y,z)は、モーションセンサ７００によって検出される利用者の手の位置を画像制御部５１０が表示部６００の座標系における位置に変換することによって得られる。このため、手の位置座標h(x,y,z)は、変数である。
【００９５】
また、仮想物体１の位置座標odj1(x,y,z)は、表示部６００の座標系における所定の位置として予め設定されており、固定値である。これは、仮想物体２及びその他の仮想物体の位置座標についても同様である。
【００９６】
３次元形状データは、各項目の３次元形状を表すデータである。図５では、一例として、手の３次元形状はhであり、仮想物体１の３次元形状はodj1であり、仮想物体２の３次元形状はodj2である。その他の仮想物体の３次元形状は省略する。
【００９７】
手の３次元形状hは、位置座標h(x,y,z)を基準として、３次元的に存在する手の画像の範囲を表すデータである。仮想物体１の３次元形状odj1は、位置座標odj1(x,y,z)を基準として、３次元的に存在する手の画像の範囲を表すデータである。これは、仮想物体２及びその他の仮想物体についても同様である。
【００９８】
図６は、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５に印加する電圧のデータを示す図である。
【００９９】
項目のＩＤが００１の仮想物体について、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５割り当て得られた電圧値を表すデータ（電圧データ）である。
【０１００】
電圧データは、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５の各々について割り当てられている。図６では、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５について、それぞれ、電圧データＶ１１〜Ｖ１５及びＶ２１〜Ｖ２５が割り当てられている。
【０１０１】
電圧データＶ１１〜Ｖ１５及びＶ２１〜Ｖ２５は、それぞれ、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５の駆動に用いる駆動制御信号に含まれる電圧値を表す。また、電圧データＶ１１〜Ｖ１５が表す電圧値は固定値であるが、電圧データＶ２１〜Ｖ２５が表す電圧値は、時間的に変化する変動値である。
【０１０２】
電圧データＶ１１〜Ｖ１５及びＶ２１〜Ｖ２５は、ＩＤが表す仮想物体の形状及び表面の凹凸等の質感に応じて設定されている。例えば、仮想物体が野球のボールである場合には、実際の野球のボールに手１０が触れていない状態から、手１０で握り始めたときに手１０で感じるような触感が提供されるように、電圧データＶ１１〜Ｖ１５が設定されている。電圧データＶ１１〜Ｖ１５でアクチュエータ１１１〜１１５を駆動し、比較的強い拘束感を利用者の手１０に提供するためである。
【０１０３】
また、実際の野球のボールを手１０で握ってから、手１０でボールを握る力をさらに少し強めたときの触感を提供できるようにするために、電圧データＶ２１〜Ｖ２５が設定されている。電圧データＶ２１〜Ｖ２５でアクチュエータ１２１〜１２５を駆動し、アクチュエータ１１１〜１１５による比較的強い拘束感に加えて、比較的緩やかな拘束感を利用者の手１０に提供するためである。
【０１０４】
このような電圧データＶ１１〜Ｖ１５及びＶ２１〜Ｖ２５を用いることにより、実際の野球のボールに手１０が触れていない状態から、手１０で握り始めて、ボールを握る力をさらに少し強めたときの触感を提供することができる。
【０１０５】
また、特に、電圧データＶ２１〜Ｖ２５が表す電圧値は、時間的に変化する変動値であるため、手１０でボールを握る力を強めるときの触感をより忠実に提供できるように、電圧値が時間的に変動するように電圧データＶ２１〜Ｖ２５を設定すればよい。
【０１０６】
なお、ここでは、一例として、上述のように野球のボールを握る際の触感を再現できるように、アクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５を駆動する電圧データＶ１１〜Ｖ１５及びＶ２１〜Ｖ２５を設定する形態について説明する。しかしながら、電圧データＶ１１〜Ｖ１５及びＶ２１〜Ｖ２５の電圧値は、野球のボール用のものに限られない。
【０１０７】
このようなアクチュエータ１１１〜１１５及び１２１〜１２５による２段階の拘束力を利用して、様々な物品の現実感のある触感を再現することができる。
【０１０８】
図７は、駆動制御装置５００が実行する処理を表すフローチャートである。
【０１０９】
駆動制御装置５００は、電源スイッチがオンにされた状態で、触感提供システム８００の利用を開始する操作が行われると一連の処理を開始する（ＳＴＡＲＴ）。触感提供システム８００の利用を開始する操作の一例は、駆動制御装置５００で処理を開始するボタンを押す等の操作が行われることである。
【０１１０】
駆動制御装置５００は、利用者によって選択された仮想物体の画像を表す画像データと、手の画像を表す画像データとを表示部６００に出力する（ステップＳ１）。
【０１１１】
これにより、表示部６００に仮想物体と手の画像が表示される。仮想物体と手の画像データは、駆動制御装置５００が図５に示すデータを読み出すことによって得られる。ここでは、一例として、仮想物体１が利用者によって選択されたこととする。なお、ステップＳ１の処理は、画像制御部５１０によって実行される。
【０１１２】
駆動制御装置５００は、モーションセンサ７００によって検出される利用者の手の位置を表示部６００の座標系における位置に変換し、変換した位置を表す位置座標のデータと、表示部６００に仮想物体の画像が接触したかどうかを判定する（ステップＳ２）。
【０１１３】
より具体的には、駆動制御装置５００は、仮想物体１の位置座標odj1(x,y,z)と３次元形状odj1によって表される空間領域と、利用者の手の位置座標とに交点があるかどうかを判定する。なお、ステップＳ２の処理は、画像制御部５１０によって実行される。
【０１１４】
駆動制御装置５００は、仮想物体と手が接触した（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定すると、アクチュエータ１１１〜１１５を駆動する駆動制御信号を出力する（ステップＳ３）。より具体的には、駆動制御装置５００は、図６に示す電圧データＶ１１〜Ｖ１５を用いて駆動制御振動を生成し、触感提供装置１００に伝送する。
【０１１５】
これにより、アクチュエータ１１１〜１１５が電圧データＶ１１〜Ｖ１５によって駆動される。なお、ステップＳ３の処理は、駆動制御部５２０によって実行される。
【０１１６】
駆動制御装置５００は、モーションセンサ７００によって手を握る動きが検出されたかどうかを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ２の処理は、画像制御部５１０によって実行される。
【０１１７】
駆動制御装置５００は、モーションセンサ７００によって手を握る動きが検出された（Ｓ４：ＹＥＳ）と判定すると、アクチュエータ１２１〜１２５を駆動する駆動制御信号を出力する（ステップＳ５）。より具体的には、駆動制御装置５００は、図６に示す電圧データＶ２１〜Ｖ２５を用いて駆動制御振動を生成し、触感提供装置１００に伝送する。
【０１１８】
これにより、アクチュエータ１２１〜１２５が電圧データＶ２１〜Ｖ２５によって駆動される。なお、ステップＳ５の処理は、駆動制御部５２０によって実行される。
【０１１９】
駆動制御装置５００は、触感提供システム８００の利用を終了する操作が行われたかどうかを判定する（ステップＳ６）。触感提供システム８００の利用を終了する操作の一例は、駆動制御装置５００で処理を終了するボタンを押す等の操作が行われることである。
【０１２０】
駆動制御装置５００は、触感提供システム８００の利用を終了する操作が行われていない（Ｓ６：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ１にリターンする。表示部６００に表示する手の画像を更新するためである。
【０１２１】
駆動制御装置５００は、触感提供システム８００の利用を終了する操作が行われた（Ｓ６：ＹＥＳ）と判定すると、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【０１２２】
なお、駆動制御装置５００は、仮想物体と手が接触していない（Ｓ２：ＮＯ）と判定した場合は、フローをステップＳ１にリターンする。表示部６００に表示する手の画像を更新するためである。
【０１２３】
また、駆動制御装置５００は、モーションセンサ７００によって手を握る動きが検出されていない（Ｓ４：ＮＯ）と判定した場合には、フローをステップＳ１にリターンする。表示部６００に表示する手の画像を更新するためと、次の制御周期におけるモーションセンサ７００の検出結果を得るためである。
【０１２４】
以上のような処理を繰り返し実行することにより、駆動制御装置５００は、表示部６００への仮想物体と手の画像を表示し、仮想物体と手の画像の接触状態に応じてアクチュエータ１１０を駆動する。そして、さらに、仮想物体と手の画像が接触している状態で、モーションセンサ７００によって手で握る動作が行われたことが検出されると、アクチュエータ１１０を駆動する。
【０１２５】
このような処理を実行することにより、触感提供装置１００を装着した利用者の手１０に物体に触れて、さらに力を加えたときの触感が提供される。
【０１２６】
なお、ここでは、ステップＳ４において、駆動制御装置５００がモーションセンサ７００によって手を握る動きが検出されたかどうかを判定する形態について説明した。しかしながら、モーションセンサ７００の精度又は分解能の制約によって手を握る動きを検出できない場合には、ステップＳ４の判定を行わずに、ステップＳ３でアクチュエータ１１０を駆動する駆動制御信号を出力してから所定時間が経過したときに、アクチュエータ１２１〜１２５を駆動する駆動制御信号を出力するステップＳ５の処理を実行してもよい。
【０１２７】
所定時間は、例えば、０．５秒程度に設定すればよい。このような所定時間は、現実世界において物品に触れる際の動作等を実験等で求め、求まった結果に基づいて設定すればよい。また、物品の種類、又は、触れる際に手に加える力の大きさ等に応じて設定すればよい。
【０１２８】
図８は、触感提供システム８００の配置を示す図である。
【０１２９】
触感提供システム８００は、触感提供装置１００、駆動制御装置５００、スクリーン６００Ａ、投影装置６００Ｂ、モーションセンサ７００を含む。これらのうち、スクリーン６００Ａ及び投影装置６００Ｂは、図４に示す表示部６００に対応する。
【０１３０】
スクリーン６００Ａは、例えば、プロジェクタ用スクリーンを用いることができる。スクリーン６００Ａのサイズは、用途に応じて適宜設定すればよい。スクリーン６００Ａには、投影装置６００Ｂによって投影される画像が表示される。ここでは、物品６１０の画像と手６２０の画像とがスクリーン６００Ａに表示されていることとする。物品６１０は、ボールである。
【０１３１】
投影装置６００Ｂは、スクリーン６００Ａに画像を投影できる装置であればよく、例えば、プロジェクタを用いることができる。投影装置６００Ｂは、ケーブル６０１によって駆動制御装置５００に接続されており、駆動制御装置５００から入力される画像をスクリーン６００Ａに投影する。ここでは、投影装置６００Ｂは、３Ｄ画像（立体視の画像）をスクリーン６００Ａに投影できるタイプのものである。
【０１３２】
なお、スクリーン６００Ａ及び投影装置６００Ｂの代わりに、例えば、液晶ディスプレイパネルを用いてもよい。また、スクリーン６００Ａ及び投影装置６００Ｂの代わりに、ヘッドマウントディスプレイを用いてもよい。
【０１３３】
図９は、アクチュエータ１１１及び１２１の電圧データの時間的変化を示すタイミングチャートである。図１０は、アクチュエータ１１１及び１２１の駆動状態を示す図である。
【０１３４】
ここでは、図８に示す触感提供システム８００の構成図に加えて、図９及び図１０を用いて、触感提供システム８００の動作例について説明する。なお、図９と図１０には、アクチュエータ１１１及び１２１の電圧データと駆動状態を示すが、アクチュエータ１１２〜１１５及び１２２〜１２５についても同様である。
【０１３５】
触感提供システム８００において、駆動制御装置５００が投影装置６００Ｂに物品６１０と手６２０の画像データを出力すると、投影装置６００Ｂがスクリーン６００Ａに物品６１０（ボール）と手６２０の画像を表示する。このとき、スクリーン６００Ａに表示される物品６１０（ボール）と手６２０は離れている。
【０１３６】
物品６１０（ボール）と手６２０は離れているため、図９に示すアクチュエータ１１１の電圧データＶ１１は、時刻ｔ０に示すように、０Ｖである。
【０１３７】
このとき、図１０（Ａ）に示すように、アクチュエータ１１１及び１２１には、ともに電圧が印加されていない（０Ｖの）状態である。
【０１３８】
そして、左の手１０に触感提供装置１００を装着した利用者が、現実空間で左の手１０を移動させると、モーションセンサ７００が手１０の動きを検出し、駆動制御装置５００が手６２０の画像を表示する位置座標を移動させる。
【０１３９】
スクリーン６００Ａに表示される物品６１０に手６２０が触れるように利用者がさらに手１０を動かし、時刻ｔ１で物品６１０に手６２０が触れたと判定すると、駆動制御装置５００は、アクチュエータ１１０を駆動する駆動制御信号を出力する。これにより、アクチュエータ１１０のＥＲ流体に電圧が印加され、アクチュエータ１１０は手１０の指１１〜１５の動きを制限する。
【０１４０】
このとき、図９に示すように、アクチュエータ１１１の電圧データは、時刻ｔ１でＶ１１になる。
【０１４１】
すなわち、図１０（Ｂ）に示すように、アクチュエータ１１１のＥＲ流体には電圧Ｖ１１が印加され、アクチュエータ１２１のＥＲ流体には、電圧が印加されていない（０Ｖの）状態になる。
【０１４２】
そして、時刻ｔ２で利用者がボールを握るように指１１〜１５を動かすと、指１１〜１５を動かしたことがモーションセンサ７００によって検出され、駆動制御装置５００がアクチュエータ１２０を駆動する駆動制御信号を出力する。
【０１４３】
このとき、図９に示すように、アクチュエータ１１１の電圧データは、Ｖ１１に保持され、アクチュエータ１２１の電圧データは、時刻ｔ２でＶ２１になる。電圧データＶ２１は、一例として、図９の時刻ｔ２に示すように、緩やかに立ち上がり、暫くすると一定値になる電圧データである。
【０１４４】
このように時間的に変化する電圧データＶ２１は、例えば、電圧データＶ２１の出力を開始してから、時間の経過とともに電圧値が増大する電圧データを作成することによって実現することができる。なお、このように時間的に変化する電圧データは、電圧データをＶ２２〜Ｖ２５についても同様である。
【０１４５】
すなわち、図１０（Ｃ）に示すように、アクチュエータ１１１のＥＲ流体に電圧Ｖ１１が印加されるとともに、アクチュエータ１２１のＥＲ流体に電圧Ｖ２１が印加される状態になる。
【０１４６】
この結果、利用者の手１０には、アクチュエータ１１１による比較的強い拘束力と、アクチュエータ１２１による比較的緩やかな拘束力が伝達される。これらの拘束力は、利用者にボールを掴んでいる触感を与える。
【０１４７】
なお、これは、アクチュエータ１１２〜１１５及びアクチュエータ１２２〜１２５についても同様である。
【０１４８】
さらに、時刻ｔ３で利用者がボールを掴んだ状態から少し離すように指１１〜１５を動かすと、指１１〜１５を動かしたことがモーションセンサ７００によって検出され、駆動制御装置５００は、アクチュエータ１２０を駆動しないようにするために電圧データを０Ｖに設定した駆動制御信号を出力する。
【０１４９】
このとき、図９に示すように、アクチュエータ１１１の電圧データは、Ｖ１１に保持され、アクチュエータ１２１の電圧データは、時刻ｔ３で０Ｖになる。
【０１５０】
すなわち、図１０（Ｂ）に示すように、アクチュエータ１１１のＥＲ流体には電圧Ｖ１１が印加され、アクチュエータ１２１のＥＲ流体には、電圧が印加されていない（０Ｖの）状態に戻る。
【０１５１】
この結果、利用者の手１０には、アクチュエータ１１１による比較的強い拘束力のみが伝達され、利用者にボールに触れている触感が提供される。
【０１５２】
また、時刻ｔ４において、いままで利用者が手１０でボールに触れる動作をしていた位置から手１０をずらすと、駆動制御装置５００は、物品６１０に手６２０が触れていないと判定し、アクチュエータ１１０を駆動しないようにするために電圧データを０Ｖに設定した駆動制御信号を出力する。
【０１５３】
これにより、アクチュエータ１１０は駆動されない状態になり、手１０の指１１〜１５の動きは、アクチュエータ１１０によって制限されなくなる。
【０１５４】
このとき、図９に示すように、アクチュエータ１１１の電圧データは、時刻ｔ４で０Ｖになる。
【０１５５】
すなわち、図１０（Ａ）に示すように、アクチュエータ１１１及び１２１には、ともに電圧が印加されていない（０Ｖの）状態に戻る。
【０１５６】
以上のように、触感提供システム８００によれば、スクリーン６００Ａに表示される物品６１０に手１０で触ったような触感を利用者に提供することができる。このような触感を提供できるのは、ＲＥ流体の粘性の異なる２つのアクチュエータ１１０と１２０を重ねて設けているからである。また、さらに、アクチュエータ１１０と１２０が指１１〜１５の周囲を覆うように環状であるため、より現実感のある触感を提供することができる。
【０１５７】
従って、実施の形態１によれば、現実感のある触感を提供できる触感提供装置１００、及び、触感提供システム８００を提供することができる。
【０１５８】
なお、以上では、電圧データＶ２１〜Ｖ２５が時間的に変化する電圧データである形態について説明したが、電圧データＶ２１〜Ｖ２５が表す電圧値は固定値であってもよい。
【０１５９】
また、以上では、アクチュエータ１１０及び１２０が指の周りを囲む環状の形状を有する形態について説明したが、必ずしも環状ではなくてもよく、少なくとも一部において、分離されていてもよい。
【０１６０】
また、以上では、分離層１０５をアクチュエータ１１０と１２０の間に設ける形態について説明したが、アクチュエータ１１０と１２０を直接接続してもよい。
【０１６１】
また、以上では、分離層１０５、絶縁層１１１Ｅ、及び絶縁層１２１Ｆを設けずに、電極１１１Ａと電極１２１Ｂを共通化してもよい。この場合には、共通化した電極を基準電位（接地電位）の電極にすればよい。
【０１６２】
また、アクチュエータ１１０を駆動している状態で、さらにアクチュエータ１２０を駆動するときに、アクチュエータ１１０のＥＲ流体に印加する電圧値を増大させてもよい。
【０１６３】
図１１は、実施の形態１の第１変形例によるアクチュエータ１１１及び１２１の電圧データの時間的変化を示すタイミングチャートである。
【０１６４】
図１１に示すように、時刻ｔ２において電圧データＶ２１による電圧をアクチュエータ１２１のＥＲ流体に印加するときに、アクチュエータ１１１のＥＲ流体に印加する電圧値をＶ３１に増大させてもよい。このようにアクチュエータ１１１のＥＲ流体に印加する電圧値を増大させるのは、電圧データＶ２１による電圧をアクチュエータ１２１のＥＲ流体に印加する期間（時刻ｔ２〜ｔ３）の間だけでよい。
【０１６５】
このようにアクチュエータ１１１のＥＲ流体に印加する電圧値を可変にすることにより、さらに感触の異なる触感を提供することができる。
【０１６６】
また、アクチュエータ１１１と１２１を重ねる際には、図１２に示すようにしてもよい。
【０１６７】
図１２は、実施の形態１の第２変形例によるアクチュエータ１１１−１、１１１−２及び１２１−１、１２１−２、１２１−３の断面構造を示す図である。
【０１６８】
アクチュエータ１１１−１及び１１１−２と、アクチュエータ１２１−１、１２１−２、及び１２１−３とは、図２に示すアクチュエータ１１１と１１２と同様に、互いに重ね合わされている。
【０１６９】
また、アクチュエータ１１１−１と１１１−２は、親指１１（図１参照）の伸延方向において、分離されている。アクチュエータ１１１−１と１１１−２の間には、空隙１１６が設けられている。
【０１７０】
同様に、アクチュエータ１２１−１、１２１−２、及び１２１−３は、親指１１（図１参照）の伸延方向において、分離されている。アクチュエータ１２１−１、１２１−２、及び１２１−３の間には、空隙１１７Ａ及び１１７Ａが設けられている。
【０１７１】
図１２に示すように、アクチュエータ１１１−１及び１１１−２と、アクチュエータ１２１−１、１２１−２、及び１２１−３とは、空隙１１６と、空隙１１７Ａ及び１１７Ａとの位置が異なるように、互いに重ね合わされている。
【０１７２】
アクチュエータ１１１−１及び１１１−２の構成は、図２に示すアクチュエータ１１１と同様であり、アクチュエータ１２１−１、１２１−２、及び１２１−３の構成は、図２に示すアクチュエータ１１１と同様である。より具体的には、次の通りである。
【０１７３】
アクチュエータ１１１−１は、電極１１１−１Ａ及び１１１−１Ｂ、封止容器１１１−１Ｃ、ＥＲ流体１１１−１Ｄ、絶縁層１１１−１Ｅ及び１１１−１Ｆを有する。
【０１７４】
アクチュエータ１１１−２は、電極１１１−２Ａ及び１１１−２Ｂ、封止容器１１１−２Ｃ、ＥＲ流体１１１−２Ｄ、絶縁層１１１−２Ｅ及び１１１−２Ｆを有する。
【０１７５】
アクチュエータ１２１−１は、電極１２１−１Ａ及び１２１−１Ｂ、封止容器１２１−１Ｃ、ＥＲ流体１２１−１Ｄ、絶縁層１２１−１Ｅ及び１２１−１Ｆを有する。
【０１７６】
アクチュエータ１２１−２は、電極１２１−２Ａ及び１２１−２Ｂ、封止容器１２１−２Ｃ、ＥＲ流体１２１−２Ｄ、絶縁層１２１−２Ｅ及び１２１−２Ｆを有する。
【０１７７】
アクチュエータ１２１−３は、電極１２１−３Ａ及び１２１−３Ｂ、封止容器１２１−３Ｃ、ＥＲ流体１２１−３Ｄ、絶縁層１２１−３Ｅ及び１２１−３Ｆを有する。
【０１７８】
このようなアクチュエータ１１１−１及び１１１−２と、アクチュエータ１２１−１、１２１−２、及び１２１−３とを、例えば、空隙１１６の位置が親指１１の関節の位置と一致し、かつ、空隙１１７Ａ及び１１７Ａとの位置が親指１１の関節の位置と異なるように配置してもよい。あるいは、この逆であってもよい。
【０１７９】
このような配置にすることにより、図２に示すアクチュエータ１１１及び１１２を用いる場合とは異なる触感を利用者に提供することができる。
【０１８０】
＜実施の形態２＞
図１３は、実施の形態２の触感提供装置２００を示す図である。図１３には、利用者の左の手１０に触感提供装置２００を装着した状態を透過的に示す。また、図１３では、図１３（Ａ）に示す触感提供装置２００の一部を拡大した図を図１３（Ｂ）
に示す。
【０１８１】
触感提供装置２００は、実施の形態１の触感提供装置１００に圧力センサ２６０（２６１〜２６５）を追加したものである。その他の構成は、実施の形態１の触感提供装置１００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１８２】
圧力センサ２６０は、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５にそれぞれ対応して設けられる圧力センサ２６１、２６２、２６３、２６４、２６５の総称である。
【０１８３】
圧力センサ２６１、２６２、２６３、２６４、２６５は、それぞれ、親指１１、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５の腹に対応する位置であって、アクチュエータ１１１〜１１５及びアクチュエータ１２１〜１２５と重複する位置に設けられている。圧力センサ２６１〜２６５は、例えば、ピエゾ素子を含み、圧力の変動を検出できるセンサであればよい。
【０１８４】
圧力センサ２６１〜２６５は、グローブ部１０１Ｂの内側（グローブ部１０１Ｂの指１１〜１５に当接する側）に設けられている。親指１１については、図１３（Ｂ）に示すように、圧力センサ２６１は、グローブ部１０１Ｂの内側で、親指１１の腹に対応する位置で、かつ、アクチュエータ１１１及び１２１と重複する位置に設けられている。これは、人差し指１２、中指１３、薬指１４、小指１５についても同様である。
【０１８５】
このような圧力センサ２６１〜２６５を用いると、アクチュエータ１１１〜１１５のＥＲ流体に電圧が印加された状態において、さらに利用者が指１１〜１５に力をかける動作を検出することができる。このため、圧力センサ２６１〜２６５が圧力を検出する閾値は、アクチュエータ１１１〜１１５のＥＲ流体に電圧が印加された状態において、さらに利用者が指１１〜１５に力をかける動作を検出できる値に設定されている。
【０１８６】
図１４は、触感提供装置２００を含む触感提供システム８００Ａの構成を示す図である。
【０１８７】
触感提供システム８００Ａは、触感提供装置２００、駆動制御装置５００Ａ、表示部６００、及びモーションセンサ７００を含む。
【０１８８】
触感提供装置２００は、アクチュエータ１１０、１２０、制御部１３０Ａ、通信部１４０、バッテリ１５０、及び圧力センサ２６０（２６１〜２６５）を含む。駆動制御装置５００Ａは、画像制御部５１０Ａ、駆動制御部５２０Ａ、メモリ５３０、及び通信部５４０を含む。
【０１８９】
触感提供装置２００の構成は、実施の形態１の触感提供装置１００に圧力センサ２６０（２６１〜２６５）を加えたものであり、圧力センサ２６０（２６１〜２６５）については図１３に示す通りである。また、触感提供装置２００は、実施の形態１の触感提供装置１００の制御部１３０を制御部１３０Ａに置き換えている。制御部１３０Ａは、圧力センサ２６０（２６１〜２６５）の検出値を通信部１４０を介して駆動制御装置５００Ａに送信する。
【０１９０】
駆動制御装置５００Ａは、画像制御部５１０Ａ、駆動制御部５２０Ａ、メモリ５３０、通信部５４０を有する。駆動制御装置５００Ａは、実施の形態１の駆動制御装置５００の画像制御部５１０及び駆動制御部５２０を画像制御部５１０Ａ及び駆動制御部５２０Ａに置き換えたものである。
【０１９１】
画像制御部５１０Ａは、実施の形態１のステップＳ４において、モーションセンサ７００によって手を握る動きが検出されたかどうかを判定する代わりに、圧力センサ２６０（２６１〜２６５）の検出値に基づいて、手を握る動きが行われたかどうかを判定する点が実施の形態１の画像制御部５１０と異なる。
【０１９２】
また、駆動制御部５２０Ａは、画像制御部５１０Ａによって手を握る動きが行われたと判定された場合に、アクチュエータ１２０（１２１〜１２５）を駆動する点が実施の形態１の駆動制御部５２０と異なる。
【０１９３】
なお、画像制御部５１０Ａによる手を握る動きが行われたかどうかの判定は、圧力センサ２６１〜２６５の検出値に基づいて、指１１〜１５の各々について独立的に行われる。
【０１９４】
また、駆動制御部５２０Ａによるアクチュエータ１２１〜１２５の駆動は、画像制御部５１０Ａの検出結果に基づいて、指１１〜１５の各々について独立的に行われる。
【０１９５】
なお、圧力センサ２６０（２６１〜２６５）で手を握る動きを検出するため、モーションセンサ７００は、手の移動を検出できる程度の分解能があればよく、手を握る動きを検出できる程度の分解能を備える必要はない。
【０１９６】
図１５は、アクチュエータ１１１及び１２１の駆動状態を示す図である。ここでは、アクチュエータ１１１及び１２１の電圧データと駆動状態を示すが、アクチュエータ１１２〜１１５及び１２２〜１２５についても同様である。
【０１９７】
触感提供システム８００Ａにおいて、駆動制御装置５００Ａが投影装置６００Ｂに物品６１０と手６２０の画像データを出力すると、投影装置６００Ｂがスクリーン６００Ａに物品６１０（ボール）と手６２０の画像を表示する。このとき、スクリーン６００Ａに表示される物品６１０（ボール）と手６２０は離れている。
【０１９８】
物品６１０（ボール）と手６２０は離れているため、アクチュエータ１１１及び１２１には、ともに電圧が印加されていない（０Ｖの）状態である。
【０１９９】
そして、左の手１０に触感提供装置２００を装着した利用者が、現実空間で左の手１０を移動させると、モーションセンサ７００が手１０の動きを検出し、駆動制御装置５００Ａが手６２０の画像を表示する位置座標を移動させる。
【０２００】
スクリーン６００Ａに表示される物品６１０に手６２０が触れるように利用者がさらに手１０を動かし、物品６１０に手６２０が触れたと判定すると、駆動制御装置５００Ａは、アクチュエータ１１１を駆動する駆動制御信号を出力する。これにより、アクチュエータ１１１のＥＲ流体に電圧が印加され、アクチュエータ１１１は手１０の親指１１の動きを制限する。
【０２０１】
すなわち、アクチュエータ１１１のＥＲ流体には電圧Ｖ１１が印加され、アクチュエータ１２１のＥＲ流体には、電圧が印加されていない（０Ｖの）状態になる。
【０２０２】
そして、利用者がボールを握るように指１１を動かすと、圧力センサ２６１の検出値に基づいて、駆動制御装置５００Ａがボールを握る動作が行われたことを検出し、アクチュエータ１２１を駆動する駆動制御信号を出力する。
【０２０３】
これにより、アクチュエータ１１１のＥＲ流体に電圧Ｖ１１が印加されるとともに、アクチュエータ１２１のＥＲ流体に電圧Ｖ２１が印加される状態になる。
【０２０４】
この結果、利用者の手１０には、アクチュエータ１１１による比較的強い拘束力と、アクチュエータ１２１による比較的緩やかな拘束力が伝達される。これらの拘束力は、利用者にボールを掴んでいる触感を与える。
【０２０５】
なお、これは、アクチュエータ１１２〜１１５及びアクチュエータ１２２〜１２５についても同様である。
【０２０６】
さらに、利用者がボールを握った状態から少し離すように指１１を動かすと、圧力センサ２６１の検出値に基づいて、駆動制御装置５００Ａがボールを離す動作が行われたことを検出し、駆動制御装置５００Ａは、アクチュエータ１２１を駆動しないようにするために電圧データを０Ｖに設定した駆動制御信号を出力する。
【０２０７】
このとき、アクチュエータ１１１の電圧データは、Ｖ１１に保持され、アクチュエータ１２１の電圧データは、０Ｖになる。
【０２０８】
すなわち、アクチュエータ１１１のＥＲ流体には電圧Ｖ１１が印加され、アクチュエータ１２１のＥＲ流体には、電圧が印加されていない（０Ｖの）状態に戻る。
【０２０９】
この結果、利用者の手１０には、アクチュエータ１１１による比較的強い拘束力のみが伝達され、利用者にボールに触れている触感が提供される。
【０２１０】
また、いままで利用者が手１０でボールに触れる動作をしていた位置から手１０をずらすと、駆動制御装置５００Ａは、物品６１０に手６２０が触れていないと判定し、アクチュエータ１１０を駆動しないようにするために電圧データを０Ｖに設定した駆動制御信号を出力する。
【０２１１】
これにより、アクチュエータ１１０は駆動されない状態になり、手１０の指１１〜１５の動きは、アクチュエータ１１０によって制限されなくなる。
【０２１２】
以上のように、触感提供システム８００Ａによれば、スクリーン６００Ａに表示される物品６１０に手１０で触ったような触感を利用者に提供することができる。このような触感を提供できるのは、ＲＥ流体の粘性の異なる２つのアクチュエータ１１０と１２０を重ねて設けているからである。また、さらに、アクチュエータ１１０と１２０が指１１〜１５の周囲を覆うように環状であるため、より現実感のある触感を提供することができる。
【０２１３】
従って、実施の形態２によれば、現実感のある触感を提供できる触感提供装置２００、及び、触感提供システム８００Ａを提供することができる。
【０２１４】
＜実施の形態３＞
図１６は、実施の形態３の触感提供装置３００の一部を示す図である。図１６には、実施の形態１の図１（Ｃ）と同様に、親指１１に対応する部分を示す。
【０２１５】
触感提供装置３００は、手のひら側と甲側とで分離されている点が実施の形態１の触感提供装置１００と異なる。その他の点は、実施の形態１の触感提供装置１００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０２１６】
図１６（Ａ）に示すように、触感提供装置３００は、親指１１に対応する部分として、アクチュエータ３１１Ｕ、３１１Ｌ、３２１Ｕ、３２１Ｌを含む。アクチュエータ３１１Ｌは、第１可変剛性層の一例であり、アクチュエータ３２１Ｌは、第２可変剛性層の一例である。アクチュエータ３１１Ｕは、第３可変剛性層の一例であり、アクチュエータ３２１Ｕは、第４可変剛性層の一例である。
【０２１７】
アクチュエータ３１１Ｕと３１１Ｌは、手のひらを下に向けて手を水平に保った場合の手の甲側（上側：Upper side）と、ひら側（下側：Lower side）とに、図１（Ｃ）に示すアクチュエータ１１１を分断した構成を有する。アクチュエータ３１１Ｕは、手の甲側に配置され、アクチュエータ３１１Ｌは、手のひら側に配置される。
【０２１８】
同様に、アクチュエータ３２１Ｕは、手の甲側に配置され、アクチュエータ３２１Ｌは、手のひら側に配置される。また、アクチュエータ３２１Ｕは、アクチュエータ３１１Ｕよりも内側（親指１１に近い側）に配置され、アクチュエータ３２１Ｌは、アクチュエータ３１１Ｌよりも内側（親指１１に近い側）に配置される。
【０２１９】
なお、アクチュエータ３１１Ｕ及び３１１Ｌの断面構造は、実施の形態１のアクチュエータ１１１の断面構造と同様であり、アクチュエータ３２１Ｕ及び３２１Ｌの断面構造は、実施の形態１のアクチュエータ１２１の断面構造と同様である。
【０２２０】
アクチュエータ３１１Ｕ、３１１Ｌ、３２１Ｕ、３２１Ｌは、上述のような構成を有するため、ＥＲ流体も手の甲側と手のひら側とに分離される。
【０２２１】
図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）には、アクチュエータ３１１Ｕと３１１ＬのＥＲ流体３１１ＵＤと３１１ＬＤを示す。図１６（Ｂ）は、図３（Ａ）に対応し、図１６（Ｃ）は、図３（Ｂ）に対応する。
【０２２２】
図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）に示すように、ＥＲ流体３１１ＵＤと３１１ＬＤは、手の甲側と手のひら側とに分離されている。
【０２２３】
アクチュエータ３１１Ｕと３１１ＬのＥＲ流体には、別々に電圧を印加することができる。また、アクチュエータ３２１Ｕと３２１ＬのＥＲ流体には、別々に電圧を印加することができる。
【０２２４】
図１７は、アクチュエータ３１１Ｕ、３１１Ｌ、３２１Ｕ、３２１Ｌを駆動した状態を示す図である。
【０２２５】
図１７（Ａ）に示す状態は、アクチュエータ３１１Ｕ及び３２１ＵのＥＲ流体に電圧を印加せずに、アクチュエータ３１１Ｌ及び３２１ＬのＥＲ流体に電圧を印加した状態である。
【０２２６】
利用者が親指１１の関節を折り曲げる動作を行う場合に、この動作を制限するには、手のひら側のアクチュエータ３１１Ｕ及び３２１ＵのＥＲ流体に電圧を印加せずに、手の甲側のアクチュエータ３１１Ｌ及び３２１ＬのＥＲ流体に電圧を印加することが効果的である。
【０２２７】
一方、図１７（Ｂ）に示すように、利用者が親指１１の関節を折り曲げた状態から親指１１を真っ直ぐに伸ばす状態に戻す動作を行う場合に、この動作を制限するには、手の甲側のアクチュエータ３１１Ｌ及び３２１ＬのＥＲ流体に電圧を印加せずに、手のひら側のアクチュエータ３１１Ｕ及び３２１ＵのＥＲ流体に電圧を印加することが効果的である。
【０２２８】
以上、実施の形態３によれば、手のひら側と甲側とで分離したアクチュエータ３１１Ｕ、３１１Ｌ、３２１Ｕ、３２１Ｌを用いることにより、親指１１の動作に、よりきめ細かく対応でき、より現実感のある触感を提供できる触感提供装置３００を提供することができる。
【０２２９】
なお、ここでは、触感提供装置３００のうちの親指１１に対応する部分について説明したが、他の指の部分についても同様である。また、一部の指のみについて、上述のように手のひら側と甲側とで分離した構成にしてもよい。
【０２３０】
以上、本発明の例示的な実施の形態の触感提供装置、及び、触感提供システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
手の指に装着される弾性体製又は布製の筒状の装着部であって、指の関節に対応する１又は複数の関節位置を有する、装着部と、
前記関節位置において前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第１レベル特性で粘性が変化する第１電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第１可変剛性層と、
前記関節位置において前記第１可変剛性層と重ね合わされて前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第２レベル特性で粘性が変化する第２電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第２可変剛性層と
を含み、
電圧印加時に前記第２電気粘性流体の前記第２レベル特性によって得られる粘性は、電圧印加時に前記第１電気粘性流体の前記第１レベル特性によって得られる粘性よりも小さい、触感提供装置。
（付記２）
前記第２可変剛性層の前記第２電気粘性流体の前記印加電圧は、可変電圧である、付記１記載の触感提供装置。
（付記３）
前記第１可変剛性層及び前記第２可変剛性層は、前記関節位置において、指の周りを囲むように環状に設けられている、付記２記載の触感提供装置。
（付記４）
前記装着部の指の腹に対応する位置において前記第１可変剛性層と重ねて配置される圧力センサをさらに含む、付記１乃至３のいずれか一項記載の触感提供装置。
（付記５）
前記関節位置における手の甲側において前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第３レベル特性で粘性が変化する第３電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第３可変剛性層と、
前記関節位置における手の甲側において、前記第３可変剛性層に重ね合わされて前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第４レベル特性で粘性が変化する第４電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第４可変剛性層と
をさらに含み、
前記第１可変剛性層及び前記第２可変剛性層は、前記関節位置における手のひら側において互いに重ね合わされて前記装着部に取り付けられており、
前記第２電気粘性流体の前記第２レベル特性によって得られる粘性と、前記第４電気粘性流体の前記第４レベル特性によって得られる粘性とは、前記第１電気粘性流体の前記第１レベル特性によって得られる粘性と、前記第３電気粘性流体の前記第３レベル特性によって得られる粘性とよりも小さい、付記１乃至４のいずれか一項記載の触感提供装置。
（付記６）
利用者の手の指に装着される触感提供装置と、前記触感提供装置の駆動制御を行う駆動制御装置と、利用者の手の動きを検出するモーションセンサと、利用者の手の画像と仮想物体の画像とを表示する表示部とを含む、触感提供システムであって、
前記触感提供装置は、
手の指に装着される弾性体製又は布製の筒状の装着部であって、指の関節に対応する１又は複数の関節位置を有する、装着部と、
前記関節位置において前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第１レベル特性で粘性が変化する第１電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第１可変剛性層と、
前記関節位置において前記第１可変剛性層と重ね合わされて前記装着部に取り付けられ、印加電圧に対して第２レベル特性で粘性が変化する第２電気粘性流体を封止し、電圧を印加するかどうかで剛性が変化する第２可変剛性層と
を有し、
前記第２電気粘性流体の前記第２レベル特性によって得られる粘性は、前記第１電気粘性流体の前記第１レベル特性によって得られる粘性よりも小さく
前記駆動制御装置は、
前記表示部に画像を表示する画像制御部であって、前記モーションセンサによって検出される利用者の手の位置に対応する前記表示部の座標系における位置に利用者の手の画像を表示するとともに、仮想物体の画像を表示し、手の画像と仮想物体の画像とが接触したかどうかを判定する画像制御部と、
前記画像制御部によって前記手の画像と前記仮想物体の画像とが接触したと判定されると、前記第１可変剛性層の前記第１電気粘性流体に電圧を印加する駆動制御部と
を有する、触感提供システム。
（付記７）
前記駆動制御部は、前記画像制御部によって前記手の画像と前記仮想物体の画像とが接触したと判定された後に、前記モーションセンサによって手の動きが検出されると、前記第２可変剛性層の前記第２電気粘性流体に電圧を印加する、付記６記載の触感提供システム。
（付記８）
前記触感提供装置は、
前記装着部の指の腹に対応する位置において前記第１可変剛性層と重ねて配置される圧力センサをさらに有し、
前記駆動制御部は、前記圧力センサによって所定以上の圧力が検出されると、前記第２可変剛性層の前記第２電気粘性流体に電圧を印加する、付記７記載の触感提供システム。
【符号の説明】
【０２３１】
１００  触感提供装置
１０１  グローブ
１０５  分離層
１１０、１２０  アクチュエータ
１１０、１１１〜１１５  アクチュエータ
１１１Ａ、１１１Ｂ  電極
１１１Ｃ  封止容器
１１１Ｄ  ＥＲ流体
１１１Ｅ、１１１Ｆ  絶縁層
１２０、１２１〜１２５  アクチュエータ
１２１Ａ、１２１Ｂ  電極
１２１Ｃ  封止容器
１２１Ｄ  ＥＲ流体
１２１Ｅ、１２１Ｆ  絶縁層
１３０  制御部
１４０  通信部
１５０  バッテリ
２００  触感提供装置
２６０、２６１〜２６５  圧力センサ
３００  触感提供装置
３１１Ｕ、３１１Ｌ、３２１Ｕ、３２１Ｌ  アクチュエータ
３１１ＵＤ、３１１ＬＤ  ＥＲ流体
５００  駆動制御装置
５１０  画像制御部
５２０  駆動制御部
５３０  メモリ
５４０  通信部
６００  表示部
６００Ａ  スクリーン
６００Ｂ  投影装置
７００  モーションセンサ
８００  触感提供システム
【図１】
0006504032.tif 000002
【図２】
0006504032.tif 000003
【図３】
0006504032.tif 000004
【図４】
0006504032.tif 000005
【図５】
0006504032.tif 000006
【図６】
0006504032.tif 000007
【図７】
0006504032.tif 000008
【図８】
0006504032.tif 000009
【図９】
0006504032.tif 000010
【図１０】
0006504032.tif 000011
【図１１】
0006504032.tif 000012
【図１２】
0006504032.tif 000013
【図１３】
0006504032.tif 000014
【図１４】
0006504032.tif 000015
【図１５】
0006504032.tif 000016
【図１６】
0006504032.tif 000017
【図１７】
0006504032.tif 000018