(57)【要約】【課題】  使用者の手に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置を提供する。【解決手段】  マウスインターフェース装置１００は、マウスと、仮想物体の第１方向１１４の物理的性質に相応する信号を受信する第１及び第２エンコーダと、前記第１及び第２エンコーダによりそれぞれ駆動される第１及び第２モータと、前記第１及び第２モータの軸に一端部が連結され、前記マウスに他端部が連結されたリンク機構とを含み、使用者の手及び腕に第１反力を加える第１反力部１２０と、前記仮想物体の第１方向１１４に垂直な第２及び第３方向１１５、１１６の物理的性質に相応する信号を受信する第３エンコーダと、前記第３エンコーダにより駆動される第３モータと、前記マウスの両側に設けられ、前記第３モータにより直線的に運動する一対のフィンガーパッドとを含み、使用者の指に第２反力を加える第２反力部１３０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータモニタ上の仮想物体を使用者が間接的に感じるように、使用者に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置において、
マウスと、
仮想物体の第１方向の物理的性質に相応する信号を受信する第１及び第２エンコーダと、前記第１及び第２エンコーダによりそれぞれ駆動される第１及び第２モータと、前記第１及び第２モータの軸に一端部が連結され、前記マウスに他端部が連結されたリンク機構とを含み、使用者の手及び腕に第１反力を加える第１反力部と、
前記仮想物体の第１方向に垂直な第２及び第３方向の物理的性質に相応する信号を受信する第３エンコーダと、前記第３エンコーダにより駆動される第３モータと、前記マウスの両側に設けられ、前記第３モータにより直線的に運動する一対のフィンガーパッドとを含み、使用者の指に第２反力を加える第２反力部とを備えることを特徴とするマウスインターフェース装置。
【請求項２】
前記第２反力部が、前記第３モータの回転運動を前記一対のフィンガーパッドの直線運動に変換するため、前記一対のフィンガーパッドにそれぞれ連結され、前記第３モータの軸に巻き付けられる一対のケーブルをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項３】
前記フィンガーパッドが、使用者の指と接触し、かつスリットを有するピンヘッドと、前記ピンヘッドの一面から延出し、かつ長手方向に沿う案内溝が外周面に形成されたピン棒とを含み、前記一対のケーブルは前記ピン棒の案内溝及び前記ピンヘッドのスリットを通って前記フィンガーパッドを取り囲むことを特徴とする請求項２に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項４】
前記一対のフィンガーパッドが、前記ピンヘッドに設けられたボルトと、前記ボルトが通過する孔を有し、かつ前記ボルトとともに移動するボルト板とを含み、前記ボルト板は、前記ボルトが締められるか又は緩むとき、前記ピンヘッドに対して進退運動することを特徴とする請求項３に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項５】
前記マウスに連結された、少なくとも一つの駆動器と、使用者の指と接触するように駆動器に連結された多数のピンとを有する触感伝達部であって、前記少なくとも一つの駆動器が前記仮想物体の表面特性に相応する信号を受信して前記多数のピンを駆動させることにより、前記仮想物体の表面特性に相応する圧力及び振動を使用者の指に伝達する触感伝達部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項６】
コンピュータモニタ上の仮想物体を使用者が間接的に感じるように、使用者に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置において、
マウスと、
仮想物体の第１方向の物理的性質に相応する信号を受信する第１及び第２エンコーダと、前記第１及び第２エンコーダによりそれぞれ駆動される第１及び第２モータと、前記第１及び第２モータの軸に一端部が連結され、前記マウスに他端部が連結されたリンク機構とを含み、使用者の手及び腕に反力を加える反力部と、
前記マウスに連結された、少なくとも一つの駆動器と、使用者の指と接触するように駆動器に連結された多数のピンとを有する触感伝達部であって、前記少なくとも一つの駆動器が前記仮想物体の表面特性に相応する信号を受信して前記多数のピンを駆動させることにより、前記仮想物体の表面特性に相応する圧力及び振動を使用者の指に伝達する触感伝達部とを備えることを特徴とするマウスインターフェース装置。
【請求項７】
前記リンク機構が端部同士ヒンジで連結された四本のリンクからなり、前記リンク機構の第１ヒンジ部に連結された２本のリンクは前記第１及び第２モータの軸に回動可能に連結され、前記第１ヒンジ部の対角線方向の反対側に位置する前記リンク機構の第２ヒンジ部は前記マウスに連結されることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項８】
前記マウスインターフェース装置が、前記リンク機構と前記マウスとの間に位置するように配置されたマウス板をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項９】
前記マウス板には、前記リンク機構の第２ヒンジ部が前記マウスに連結されるように、連通孔が形成され、前記連通孔は前記マウスに固定された前記第２ヒンジ部の動作範囲より大きく形成されていることを特徴とする請求項８に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項１０】
前記触感伝達部は、駆動時に変形可能な多数の板状駆動器と、前記マウスに付設され、かつ多数の段差部を有する固定ベースとを含み、前記多数の板状駆動器は前記固定ベースの段差部に付設され、板状駆動器の自由端部に多数のピンが設けられることを特徴とする請求項９に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項１１】
前記触感伝達部の駆動器は湾曲可能なバイモルフ型の圧電駆動器であることを特徴とする請求項１０に記載のマウスインターフェース装置。
【請求項１２】
前記駆動器に連結されたピンはその自由端部が同一面上に位置するように整列されることを特徴とする請求項５又は６に記載のマウスインターフェース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ使用者が仮想物体の物理的性質を感じられるように反力を生成するコンピュータ用マウスインターフェース装置に係り、より詳しくは、仮想物体を握るあるいは仮想物体に接触するが如く感じられるように、使用者の腕及び指に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用者はコンピュータが提供する仮想現実のゲーム又はシミュレーションなどで仮想物体を体験することができるが、このようなコンピュータと使用者との間の相互交流に用いられるインターフェース装置としては、マウス、ジョイスティック、ステアリングホイール、タブレットなどがある。かかるインターフェース装置により、コンピュータのモニタ上の仮想物体に制御信号又は命令が伝達され、更には、使用者が仮想物体を直接肉体的に感じられることが好ましい。したがって、インターフェース装置には、使用者が仮想物体を感じるためのコンピュータ用反力装置が必要である。
【０００３】
このような反力装置が設けられたインターフェース装置が提案されている（例えば、特許文献１）。図１は特許文献１に開示されたマウスインターフェースの概略図を示す。
図１に示すように、このインターフェースは、マウス１０と、機械的リンク装置２０と、変換システム３０とを含む。
【０００４】
前記リンク装置２０は、基盤部材２５と、前記基盤部材２５に連結された第１ベース部材２１と、前記基盤部材２５に連結された第２ベース部材２２と、前記第１ベース部材２１に連結されたリンク部材２３と、前記リンク部材２３、前記第２ベース部材２２及びマウス１０に連結された対象部材２４とを含む５部材リンク装置である。前記リンク装置２０の各部材は回転ピボット又は一つ以上のベアリングを有するベアリング組立体を介して互いに連結される。
【０００５】
前記変換システム３０はセンサ３１とアクチュエータ３２とを含む。前記センサ３１は所定の自由度でマウス１０の運動を感知し、インターフェースの電子部に適切な信号を送信する。前記アクチュエータ３２は２（又はそれ以上の）自由度でマウス１０に力を伝達する。前記アクチュエータ３２は磁界内の電流の相互作用により力を生成する電磁ボイスコイルアクチュエータである。
【０００６】
このような構造により、前記インターフェースの使用者は前記マウス１０の機械的振動により、コンピュータのモニタ上で表示されるプログラムの仮想物体の動きを感じることができる。
【特許文献１】米国特許第６１９１７７４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のインターフェースでは、使用者は仮想物体の動きなどの間接的な接触のみを感じることができるものの、その使用者は、仮想物体の大きさ、重さ、形状、硬さのような多様な物理的性質を感じることができず、また仮想物体の動きを腕及び指の両方で感じることはできない。
【０００８】
したがって、本発明は前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、コンピュータ使用者が仮想物体の重さ、大きさ、形状、硬さなどの多様な物理的性質を感じられるように、使用者の腕及び指に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、コンピュータ使用者が使用に際して不便ではないようにするとともに疲労感を減らすために、使用者の腕及び指に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置を提供することを更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための本発明は、コンピュータモニタ上の仮想物体を使用者が間接的に感じるように、使用者に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置において、マウスと、仮想物体の第１方向の物理的性質に相応する信号を受信する第１及び第２エンコーダと、前記第１及び第２エンコーダによりそれぞれ駆動される第１及び第２モータと、前記第１及び第２モータの軸に一端部が連結され、前記マウスに他端部が連結されたリンク機構とを含み、使用者の手及び腕に第１反力を加える第１反力部と、前記仮想物体の第１方向に垂直な第２及び第３方向の物理的性質に相応する信号を受信する第３エンコーダと、前記第３エンコーダにより駆動される第３モータと、前記マウスの両側に設けられ、前記第３モータにより直線的に運動する一対のフィンガーパッドとを含み、使用者の指に第２反力を加える第２反力部とを備えるマウスインターフェース装置を提供する。
【００１１】
前記第２反力部は、前記第３モータの回転運動を前記一対のフィンガーパッドの直線運動に変換するため、前記一対のフィンガーパッドにそれぞれ連結され、前記第３モータの軸に巻き付けられる一対のケーブルをさらに含む。
【００１２】
前記フィンガーパッドは、使用者の指と接触し、かつスリットを有するピンヘッドと、前記ピンヘッドの一面から延出し、かつ長手方向に沿う案内溝が外周面に形成されたピン棒とを含み、前記一対のケーブルは前記ピン棒の案内溝及び前記ピンヘッドのスリットを通って前記フィンガーパッドを取り囲む。
【００１３】
前記一対のフィンガーパッドは、前記ピンヘッドに設けられたボルトと、前記ボルトが通過する孔を有し、かつ前記ボルトとともに移動するボルト板とを含み、前記ボルト板は、前記ボルトが締められるか又は緩むとき、前記ピンヘッドに対して進退運動する。
【００１４】
前記マウスインターフェース装置は、前記マウスに連結された、少なくとも一つの駆動器と、使用者の指と接触するように駆動器に連結された多数のピンとを有する触感伝達部であって、前記少なくとも一つの駆動器が前記仮想物体の表面特性に相応する信号を受信して前記多数のピンを駆動させることにより、前記仮想物体の表面特性に相応する圧力及び振動を使用者の指に伝達する触感伝達部を更に備える。
【００１５】
前記リンク機構は端部同士ヒンジで連結された四本のリンクからなり、前記リンク機構の第１ヒンジ部に連結された２本のリンクは前記第１及び第２モータの軸に回動可能に連結され、前記第１ヒンジ部の対角線方向の反対側に位置する前記リンク機構の第２ヒンジ部は前記マウスに連結される。
【００１６】
前記マウスインターフェース装置は、前記リンク機構と前記マウスとの間に位置するように配置されたマウス板をさらに備える。
前記マウス板には、前記リンク機構の第２ヒンジ部が前記マウスに連結されるように、連通孔が形成され、前記連通孔は前記マウスに固定された前記第２ヒンジ部の動作範囲より大きく形成されている。
【００１７】
前記触覚伝達部は、駆動時に変形可能な多数の板状駆動器と、前記マウスに付設され、かつ多数の段差部を有する固定ベースとを含み、前記多数の板状駆動器は前記固定ベースの段差部に付設され、板状駆動器の自由端部に多数のピンが設けられる。
【００１８】
前記触感伝達部の駆動器は湾曲可能なバイモルフ型の圧電駆動器である。
前記駆動器に連結されたピンはその自由端部が同一面上に位置するように整列される。
また、更に本発明は、コンピュータモニタ上の仮想物体を使用者が間接的に感じるように、使用者に反力及び触感を伝達するマウスインターフェース装置において、マウスと、仮想物体の第１方向の物理的性質に相応する信号を受信する第１及び第２エンコーダと、前記第１及び第２エンコーダによりそれぞれ駆動される第１及び第２モータと、前記第１及び第２モータの軸に一端部が連結され、前記マウスに他端部が連結されたリンク機構とを含み、使用者の手及び腕に反力を加える反力部と、前記マウスに連結された、少なくとも一つの駆動器と、使用者の指と接触するように駆動器に連結された多数のピンとを有する触感伝達部であって、前記少なくとも一つの駆動器が前記仮想物体の表面特性に相応する信号を受信して前記多数のピンを駆動させることにより、前記仮想物体の表面特性に相応する圧力及び振動を使用者の指に伝達する触感伝達部とを備えるマウスインターフェース装置も提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のマウスインターフェース装置によれば、使用者の腕及び指に反力を伝達して、使用者が仮想物体の重さ、大きさ、形状、粗さ、硬さなどを感じることができる。
また、本発明のマウスインターフェース装置によれば、ＣＡＤ作業の際、各部品の組立状態を触覚で感じながら公差などを確認することができ、オンラインショッピングモールとコンピュータゲーム上の仮想物体を使用者が間接的に感じることができる有用な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明によるマウスインターフェース装置の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図２は、コンピュータ使用者が仮想物体の物理的性質を感じるように、使用者の腕及び指に反力を伝達する本発明の第１の実施形態によるマウスインターフェース装置１００を示す概略図であり、図３は図２に示すマウスインターフェース装置１００を示す斜視図である。なお、図２においては、後述する図３に示されるマウス板１２９を省略して図示している。
【００２１】
図２及び図３に示すマウスインターフェース装置１００は、コンピュータのモニタ１１０上に表示された仮想物体１１１の第１方向１１４の物理的性質に相応する信号を第１反力部１２０の第１及び第２エンコーダ１２１、１２２で受ける。そして、第１及び第２エンコーダ１２１、１２２は第１及び第２モータ１２３、１２４を回転させて、マウスを握っている使用者１１２の手に反力を加える。このマウスインターフェース装置１００は、前記第１方向１１４に垂直な第２及び第３方向１１５、１１６に対する仮想物体１１１の物理的性質に相応する信号をマウスに設けられた第２反力部１３０の第３エンコーダ１３２で受け、第３エンコーダ１３２に連結された第３モータ１３３を回転させる。この第３モータ１３３は第２反力部１３０を有するマウスの両側に設けられたフィンガーパッド１４０、１４１を移動させて使用者１１２の親指及び別の指に反力を加える。
【００２２】
図４は図３に示すマウスインターフェース装置１００の第１反力部１２０と第２反力部１３０とを分解して示す斜視図であり、図５は図４に示す第１反力部１２０において、マウスを駆動するリンク機構１２７を示すため、マウス１２９板を分離した状態を示す斜視図であり、図６は図５に示すリンク機構１２７を駆動するモータ軸の結合関係を示す第１反力部１２０の部分斜視図である。
【００２３】
図２ないし図６に示すように、本発明のマウスインターフェース装置１００の第１反力部１２０は、複数の板が結合されてなる箱体１２５を含む。箱体１２５の上面には第１及び第２モータ１２３、１２４が固着され、前記第１及び第２モータ１２３、１２４には第１及び第２エンコーダ１２１、１２２がそれぞれ連結される。
【００２４】
エンコーダは複数の入力端子と複数の出力端子を有するものであって、いずれか一つの入力端子に信号が入力されたとき、その入力端子に対応する出力端子の組合により信号が出力される装置である。すなわち、第１及び第２エンコーダ１２１、１２２はモニタ１１０上の仮想物体１１１の第１方向１１４の物理的性質に相応する信号を受信し、受信した信号に応じて、第１及び第２モータ１２３、１２４をそれぞれの回転速度で駆動させる。
【００２５】
そして、前記第１及び第２モータ１２３、１２４の軸は箱体１２５の内側に位置する４折リンク機構１２７に連結される。このリンク機構１２７の第１ヒンジ部１２８ａは前記箱体１２５の上板に取付けられ、前記第１ヒンジ部１２８ａには、第１及び第２モータ１２３、１２４の軸に巻き付けられたケーブルに連結された二つのリンク連結部１２６ａ、１２６ｂが回動可能に設けられる。前記リンク連結部１２６ａ、１２６ｂはリンク機構１２７の二つのリンクにそれぞれ一体的に結合されており、リンク機構１２７の二つのリンクは第１及び第２モータ１２３、１２４の回転によりそれぞれ運動する。前記リンク機構１２７において、第１ヒンジ部１２８ａの対角線方向に位置する第２ヒンジ部１２８ｂは前記第２反力部１３０を有するマウスに結合される。この際、前記第２反力部１３０と前記リンク機構１２７との間には、前記マウスを握っている使用者１１２が手首を載せられるように、マウス板１２９が箱体１２５の上部に固着される。このマウス板１２９には、第１ヒンジ部１２８ａとマウスとが結合できるように連通孔１２９ａが形成される。前記マウス板１２９の連通孔１２９ａは、マウスが第１ヒンジ部１２８ａを中心にリンク機構１２７の動作によりマウス板１２９の上方で二次元的に運動できるように、マウスに結合された第２ヒンジ部１２８ｂの動作範囲より多少大きい扇形に形成されることが好ましい。
【００２６】
図７は図４に示すマウスインターフェース装置１００において、指に反力を加える第２反力部１３０を示す斜視図であり、図８は図７に示す第２反力部１３０において、指に反力を加えるフィンガーパッド１４０，１４１とモータ軸１３５との結合関係を示す概略図であり、図９は図８に示すフィンガーパッド１４０，１４１（図９では１４０のみ）を示す斜視図であり、図１０は図７に示す第２反力部１３０のフィンガーパッド１４０，１４１及びモータ１３３が装着されるボディー１３４を示す斜視図である。
【００２７】
図２、図４、及び図７ないし図１０に示すように、第２反力部１３０は略六面体状のケース１３１の内部に第３エンコーダ１３２を内蔵し、ケース１３１の下面には前記リンク機構１２７の第２ヒンジ部１２８ｂが固定される。前記第３エンコーダ１３２には小型の第３モータ１３３が連結される。前記第３エンコーダ１３２は仮想物体１１１の第２及び第３方向１１５、１１６の物理的性質に相応する信号に応じて第３モータ１３３を回転させる。第３モータ１３３はケース１３１の内部のボディー１３４に結合され、第３モータ１３３の軸１３５はボディー１３４に形成された第１挿入孔１３６を貫通して前方に突出している。
【００２８】
ボディー１３４は、その長手方向中央部が切り取られ、その両端において長手方向と直交する方向に延びる突出部１３８を有する。この両端の突出部１３８には、フィンガーパッド１４０、１４１がボディー１３４の長手方向に沿って挿入される１対の第２挿入孔１３７（図１０参照）が形成され、ボディー１３４の切取部にはモータ軸１３５が挿入される第１挿入孔１３６（図１０参照）が形成される。
【００２９】
前記ボディー１３４の第２挿入孔１３７に挿入されるフィンガーパッド１４０、１４１のそれぞれは、使用者１１２の指が接触する円盤状の接触面を有するピンヘッド１４３と、前記ピンヘッド１４３の一面から延出するピン棒１４４とからなる。ピン棒１４４の外周面にはその長手方向に沿って案内溝１４５が形成され、この案内溝１４５内にはケーブル１４６が収容される。ピンヘッド１４３には、案内溝１４５に沿って巻き付けられるケーブル１４６が通過できるように、スリット１４７が形成されている。
【００３０】
前記フィンガーパッド１４０のピン棒１４４が第１挿入孔１３６に挿入されたモータ軸１３５の上側を、フィンガーパッド１４１のピン棒１４４がモータ軸１３５の下側を通るようにボディー１３４の第２挿入孔１３７にそれぞれ挿入される。フィンガーパッド１４０，１４１は、モータ軸１３５の回転により第２反力部１３０の幅方向に直線運動するようになっている。これは、モータ軸１３５に巻き付けられたケーブル１４６がフィンガーパッド１４０、１４１の案内溝１４５に沿って緊張して巻き付けられているからである。ピン棒１４４には、フィンガーパッド１４０、１４１の直線運動によりボディー１３４の第２挿入孔１３７との間で摩擦が発生し得るため、ボールブッシング１４２ａ、１４２ｂがそれぞれ取付けられる。
【００３１】
図１１はフィンガーパッド１４０の変形例を示す斜視図である。
同図に示すように、フィンガーパッド１４０は、ケーブル１４６の張力を調節するために、ピンヘッド１４３に設けられたボルト１４８とボルト板１４９とを有する。すなわち、モータ軸１３５の回転運動をフィンガーパッド１４０、１４１の直線運動に正確な比率で変換するためには、ケーブル１４６が緊張して巻き付けられなければならない。このため、ピンヘッド１４３に設けられたボルト板１４９がケーブル１４６で巻き付けられ、ボルト板１４９はボルト１４８の回転によりピンヘッド１４３に対して移動するようになっている。すなわち、ボルト１４８が緩む方向に回転した場合、ボルト板１４９がピンヘッド１４３から離れる方向に移動し、フィンガーパッド１４０、１４１にケーブル１４６がより緊張して巻き付けられる。
【００３２】
以下、仮想物体の触感を使用者の指に伝達し得る触感伝達部を有する本発明の第２の実施形態によるマウスインターフェース装置を説明する。
図１２は触感を伝達する触感伝達部２００を有する本発明の第２の実施形態によるマウスインターフェース装置を示す斜視図、図１３は触感伝達部の構造を示す斜視図、図１４は触感伝達部の構造を示す平面図、図１５は図１３の触感伝達部において、指を刺激するピンを駆動させる駆動器の一つを示す斜視図である。
【００３３】
第２の実施形態では、第２反力部の代わりに、使用者に触感を伝達するための触感伝達部２００がマウスに設けられている。
図１３及び図１４に示すように、触感伝達部２００は、使用者の指と接触するピンアレイ２１０と、このピンアレイ２１０のピンを駆動させる複数の板状の駆動器２２０とを有する。触感伝達部２００の各駆動器２２０には、仮想物体１１１の形状及び表面特性に相応する信号が伝達される。触感伝達部２００は駆動器２２０に伝達された信号に応じてピンの振動数と振幅とを変更させることにより、使用者が仮想物体の触感を感じるようにし、ピンの突出長さと当接力とを変化させることで、使用者の指に伝達される圧力分布を変化させることができる。
【００３４】
触感伝達部２００の駆動器２２０は湾曲可能なバイモルフ型圧電駆動器であり、電流の印加によって、その先端に直角に付設されたピンを設定された周波数、振幅及び力で駆動させる。本発明による触感伝達部２００において、複数のピンが駆動器２２０の一端部に付設され、駆動器２２０の他端部は固定ベース２３０の段差部にそれぞれ結合される。固定ベース２３０は支持部２４０を介してマウス（図示せず）に固定される。
【００３５】
つぎに、このように構成される本発明の第１の実施形態によるマウスインターフェース装置１００の動作について説明する。
まず、コンピュータモニタ１１０上の仮想物体１１１を使用者１１２が感じるためには、使用者１１２の掌に仮想物体１１１の第１方向１１４への反力を加え、使用者１１２の指には第１方向１１４に垂直な、仮想物体の横方向である第２及び第３方向１１５、１１６に反力を加えなければならない。
【００３６】
すなわち、仮想物体１１１の第１方向１１４の物理的性質に相応する信号は第１及び第２エンコーダ１２１、１２２に伝送され、第１及び第２エンコーダ１２１、１２２は第１及び第２モータ１２３、１２４を回転させる。すると、第１及び第２モータ１２３、１２４は第２反力部１３０に結合されたリンク機構１２７を駆動し、マウスを握っている使用者１１２の掌及び腕に反力を伝達することにより、使用者１１２が仮想物体１１１の接触感、重さ、大きさなどを感じるようにする。
【００３７】
一方、仮想物体１１１の第２及び第３方向１１５、１１６の物理的性質に相応する信号は第３エンコーダ１３２に伝送され、第３エンコーダ１３２は第２反力部１３０の第３モータ１３３を回転させる。第３モータ１３３の軸１３５は第２反力部１３０の両側に設けられたフィンガーパッド１４０、１４１とケーブル１４６を介して連結されているので、フィンガーパッド１４０、１４１は第３モータ１３３の回転により第２反力部１３０の幅方向に直線運動する。すると、使用者１１２の親指及び別の指が第２反力部１３０のフィンガーパッド１４０、１４１に接しているので、使用者１１２は仮想物体１１１の表面粗さ又は把持力などを感じることができる。
【００３８】
また、第２の実施形態では、マウスの触感伝達部２００は、仮想物体１１１の形状及び表面特性に相応する信号に応じて、多数の駆動器２２０に付設されたピンアレイ２１０を動かして使用者の指に圧力及び振動を伝達する。
【００３９】
なお、本発明の実施形態は上記したものに限らず、例えば、第２反力部及び触感伝達部２００の両方をマウスに設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】仮想物体の形状に応じて使用者に反力を加える従来のマウスの概略図。
【図２】コンピュータ使用者が仮想物体の物理的性質を感じるように、使用者の腕及び指に反力を伝達する本発明の第１の実施形態によるマウスインターフェース装置を示す概略図。
【図３】図２に示すマウスインターフェース装置を示す斜視図。
【図４】図３に示すマウスインターフェース装置の第１反力部と第２反力部とを分解して示す斜視図。
【図５】図４に示す第１反力部において、マウスを駆動するリンク機構を示すため、マウス板を分離した状態を示す斜視図。
【図６】図５に示すリンク機構を駆動するモータ軸の結合関係を示す第１反力部の部分斜視図。
【図７】図４に示すマウスインターフェース装置において、指に反力を加える第２反力部を示す斜視図。
【図８】図７に示す第２反力部において、指に反力を加えるフィンガーパッドとモータ軸の結合関係を示す概略図。
【図９】図８に示すフィンガーパッドを示す斜視図。
【図１０】図７に示す第２反力部のフィンガーパッド及びモータが装着されるボディーを示す斜視図。
【図１１】フィンガーパッドの変形例を示す斜視図。
【図１２】触感を伝達する触感伝達部を有する本発明の第２の実施形態によるマウスインターフェース装置を示す斜視図。
【図１３】触感伝達部の構造を示す斜視図。
【図１４】触感伝達部の構造を示す平面図。
【図１５】図１３の触感伝達部において、指を刺激するピンを駆動させる駆動器の一つを示す斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１００…マウスインターフェース装置
１１０…コンピュータモニタ
１１１…仮想物体
１１２…使用者
１１４…第１方向
１１５…第２方向
１１６…第３方向
１２０…第１反力部
１２１、１２２、１３２…第１、第２及び第３エンコーダ
１２３、１２４、１３３…第１、第２及び第３モータ
１２７…リンク機構
１２８ａ…第１ヒンジ部
１２８ｂ…第２ヒンジ部
１２９…マウス板
１２９ａ…連通孔
１３０…第２反力部
１３５…軸
１４０、１４１…フィンガーパッド
１４３…ピンヘッド
１４４…ピン棒
１４５…案内溝
１４６…ケーブル
１４７…スリット
１４８…ボルト
１４９…ボルト板
２００…触感伝達部
２１０…ピンアレイ
２２０…駆動器
２３０…固定ベース
【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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