JP3404651B2 - 三次元入力装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は実体、あるいは仮想
物体を三次元的に操作するための三次元入力装置に関す
るものであり、特に、指示入力の際の触感を入力者にフ
ィードバックするための手段を設けた三次元入力装置に
関するものである。
物体を三次元的に操作するための三次元入力装置に関す
るものであり、特に、指示入力の際の触感を入力者にフ
ィードバックするための手段を設けた三次元入力装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種、三次元入力装置として
は、例えば、特開平４−１８６２６号公報に開示された
装置が知られている。
は、例えば、特開平４−１８６２６号公報に開示された
装置が知られている。
【０００３】図１１は係る三次元装置５０を示し、３自
由度（並進）の指先位置の計測と同時に指先への力覚フ
ィードバックを実現する。指５１の位置の測定は指５１
に装着するリング５２にそれぞれ四つの支点５３〜５６
から糸５７、５７、５７、５７を張り、各糸５７、５
７、５７、５７の長さを検出することで行っている。
由度（並進）の指先位置の計測と同時に指先への力覚フ
ィードバックを実現する。指５１の位置の測定は指５１
に装着するリング５２にそれぞれ四つの支点５３〜５６
から糸５７、５７、５７、５７を張り、各糸５７、５
７、５７、５７の長さを検出することで行っている。
【０００４】また、図１２に示すように、各糸５７、５
７、５７、５７の端部をロータリーエンコーダ５８と一
体となって回転するプーリー５９に巻き付け、先端に重
り６０を取り付けて糸の張力を設定するとともに、電磁
ソレノイド（図示せず）による各糸５７、５７、５７、
５７の制動により、指先への力覚のフィードバックを実
現している。
７、５７、５７の端部をロータリーエンコーダ５８と一
体となって回転するプーリー５９に巻き付け、先端に重
り６０を取り付けて糸の張力を設定するとともに、電磁
ソレノイド（図示せず）による各糸５７、５７、５７、
５７の制動により、指先への力覚のフィードバックを実
現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の三次
元入力装置は、各糸の長さの変化により指先の３自由度
（並進）の位置を検知し、仮想物体の性質、指先位置等
に基づいて糸５７、５７、５７、５７の張力を制御し、
触覚（力覚）を指先にフィードバックするが、リング５
２の移動方向に対して回転することはできない。
元入力装置は、各糸の長さの変化により指先の３自由度
（並進）の位置を検知し、仮想物体の性質、指先位置等
に基づいて糸５７、５７、５７、５７の張力を制御し、
触覚（力覚）を指先にフィードバックするが、リング５
２の移動方向に対して回転することはできない。
【０００６】また、図１２に示したように、リング５２
の数を１から２に増加し、各リング５２、５２をそれぞ
れ四本の糸５７、５７、５７、５７で支持すれば、仮想
空間内に存在する三次元物体Ｘの把持、持ち上げの操作
は可能となるが、図１３に示すように、物体、または仮
想物体Ｘを掴んだ状態のままでは、親指５１と人差し指
６１を結ぶ軸回りの回転はできない。
の数を１から２に増加し、各リング５２、５２をそれぞ
れ四本の糸５７、５７、５７、５７で支持すれば、仮想
空間内に存在する三次元物体Ｘの把持、持ち上げの操作
は可能となるが、図１３に示すように、物体、または仮
想物体Ｘを掴んだ状態のままでは、親指５１と人差し指
６１を結ぶ軸回りの回転はできない。
【０００７】そこで、少なくとも６自由度の操作を可能
とするために解決すべき技術的課題が生じて来るのであ
り、この発明はこの課題を解決することを目的とする。
とするために解決すべき技術的課題が生じて来るのであ
り、この発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
三次元位置を指示するための指示手段と、該指示手段を
三次元方向に移動自在に且つ任意の軸回りに回動自在に
支持すべく、該指示手段を中心として外側の少なくも７
箇所に配設された支持点と、該支持点から前記指示手段
に臨んで繰出され先端がそれぞれ前記指示手段に接続さ
れた糸と、各支持点から前記指示手段との接続点までの
各糸の糸長を計測する計測手段と、該計測手段の計測値
に基づいて前記各糸の張力を制御する糸張力制御手段と
を設けた三次元入力装置を提供するものである。
三次元位置を指示するための指示手段と、該指示手段を
三次元方向に移動自在に且つ任意の軸回りに回動自在に
支持すべく、該指示手段を中心として外側の少なくも７
箇所に配設された支持点と、該支持点から前記指示手段
に臨んで繰出され先端がそれぞれ前記指示手段に接続さ
れた糸と、各支持点から前記指示手段との接続点までの
各糸の糸長を計測する計測手段と、該計測手段の計測値
に基づいて前記各糸の張力を制御する糸張力制御手段と
を設けた三次元入力装置を提供するものである。
【０００９】このように、支持点及び糸数を少なくとも
７とすると、三次元の位置（３自由度）、姿勢（３自由
度）の合計６自由度に対応することができる。計測手段
は、指示手段の指示に対応して、各支持点から指示手段
との接続点までの糸長を計測し、糸張力制御手段は、計
測手段の計測値に基づいて各糸の張力を制御する。
７とすると、三次元の位置（３自由度）、姿勢（３自由
度）の合計６自由度に対応することができる。計測手段
は、指示手段の指示に対応して、各支持点から指示手段
との接続点までの糸長を計測し、糸張力制御手段は、計
測手段の計測値に基づいて各糸の張力を制御する。
【００１０】このため、指示に対応する触覚、すなわ
ち、力覚が操作者（入力者）にフィードバックされ、操
作者は、このフィードバックによって操作の程度を力覚
の変化として知得することになる。
ち、力覚が操作者（入力者）にフィードバックされ、操
作者は、このフィードバックによって操作の程度を力覚
の変化として知得することになる。
【００１１】この場合、好ましくは、各糸は、(ａ)同じ
張力（最小張力）が掛けられたときに初期状態に安定す
る、(ｂ)それぞれの糸が指示手段に与える力覚ベクトル
がｑi （∈Ｒ６）（ｉ＝１〜８）としたとき、８つのベ
クトルｑi （ｉ＝１〜８）によって作られる行列Ｗ（∈
Ｒ６X８）のランクが６となるように張り渡される。こ
の場合、前記糸は、好ましくは、軽く、引張りに対する
伸びがきわめて小さい材料、例えば、ケブラー（商品
名）、つり糸などから構成される。
張力（最小張力）が掛けられたときに初期状態に安定す
る、(ｂ)それぞれの糸が指示手段に与える力覚ベクトル
がｑi （∈Ｒ６）（ｉ＝１〜８）としたとき、８つのベ
クトルｑi （ｉ＝１〜８）によって作られる行列Ｗ（∈
Ｒ６X８）のランクが６となるように張り渡される。こ
の場合、前記糸は、好ましくは、軽く、引張りに対する
伸びがきわめて小さい材料、例えば、ケブラー（商品
名）、つり糸などから構成される。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、三次元位置
を指示するための指示手段であって把持入力可能に形成
された指示手段と、該指示手段を三次元方向に移動自在
に且つ任意の軸回りに回動自在に支持するとともに、把
持入力可能に支持すべく、前記指示手段を中心として外
側の少なくとも８箇所に配設された支持点と、各支持点
から前記指示手段に臨んで繰出され先端がそれぞれ前記
指示手段に接続された糸と、各支持点から前記指示手段
との接続点までの各糸の糸長を計測する計測手段と、該
計測手段の計測値に基づいて前記各糸の張力を制御する
糸張力制御手段とを設けた三次元入力装置を提供するも
のである。
を指示するための指示手段であって把持入力可能に形成
された指示手段と、該指示手段を三次元方向に移動自在
に且つ任意の軸回りに回動自在に支持するとともに、把
持入力可能に支持すべく、前記指示手段を中心として外
側の少なくとも８箇所に配設された支持点と、各支持点
から前記指示手段に臨んで繰出され先端がそれぞれ前記
指示手段に接続された糸と、各支持点から前記指示手段
との接続点までの各糸の糸長を計測する計測手段と、該
計測手段の計測値に基づいて前記各糸の張力を制御する
糸張力制御手段とを設けた三次元入力装置を提供するも
のである。
【００１３】このように、支持点及び糸数を少なくとも
８とすると、三次元位置（３自由）、姿勢（３自由
度）、及び、把持（１自由度）の合計７自由度に対応す
ることができる。
８とすると、三次元位置（３自由）、姿勢（３自由
度）、及び、把持（１自由度）の合計７自由度に対応す
ることができる。
【００１４】計測手段は、指示手段の指示に対応して、
各支持点から指示手段との接続点までの糸の長さを計測
し、糸張力制御手段は、計測手段の計測値に基づいて各
糸の張力を制御する。このため、指示に対応する触覚、
すなわち、力覚が入力者にフィードバックされる。
各支持点から指示手段との接続点までの糸の長さを計測
し、糸張力制御手段は、計測手段の計測値に基づいて各
糸の張力を制御する。このため、指示に対応する触覚、
すなわち、力覚が入力者にフィードバックされる。
【００１５】この場合、各糸は、請求項１記載の発明と
同様に、(ａ)同じ張力（最小張力）が掛けられたときに
初期状態に安定する、(ｂ)それぞれの糸が指示手段に与
える力覚ベクトルがｑi （∈Ｒ７）（ｉ＝１〜８）とし
たとき、８つのベクトルｑi（ｉ＝１〜８）によって作
られる行列Ｗ（∈Ｒ７X８ ）のランクが７となるように
張り渡される。
同様に、(ａ)同じ張力（最小張力）が掛けられたときに
初期状態に安定する、(ｂ)それぞれの糸が指示手段に与
える力覚ベクトルがｑi （∈Ｒ７）（ｉ＝１〜８）とし
たとき、８つのベクトルｑi（ｉ＝１〜８）によって作
られる行列Ｗ（∈Ｒ７X８ ）のランクが７となるように
張り渡される。
【００１６】また、糸は、好ましくは、軽く、引張りに
対する伸びがきわめて小さい材料、例えば、ケブラー：
（商品名）、つり糸などから構成される。
対する伸びがきわめて小さい材料、例えば、ケブラー：
（商品名）、つり糸などから構成される。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の三
次元入力装置において、さらに、前記指示手段が把持可
能なほぼ球形に形成されるとともに、把持力に応じて拡
縮自在に形成された三次元入力装置を提供するものであ
る。
次元入力装置において、さらに、前記指示手段が把持可
能なほぼ球形に形成されるとともに、把持力に応じて拡
縮自在に形成された三次元入力装置を提供するものであ
る。
【００１８】このように構成すれば、少なくとも二本の
指により把持力を簡単に入力することができる。この場
合、指示手段は、手で把持可能な球形あるいは球形と類
似形状とするのが好ましい。
指により把持力を簡単に入力することができる。この場
合、指示手段は、手で把持可能な球形あるいは球形と類
似形状とするのが好ましい。
【００１９】請求項４記載の発明は、請求項２記載の三
次元入力装置において、前記指示手段が、互いに重合す
る一対のリンクと、該一対のリンク同士の中心部を貫通
してリンク同士の相対回転を許容するピンとを有し、前
記糸が相隣接する二本を一組として前記一対のリンクの
両端部にそれぞれ接続された三次元入力装置を提供する
ものである。
次元入力装置において、前記指示手段が、互いに重合す
る一対のリンクと、該一対のリンク同士の中心部を貫通
してリンク同士の相対回転を許容するピンとを有し、前
記糸が相隣接する二本を一組として前記一対のリンクの
両端部にそれぞれ接続された三次元入力装置を提供する
ものである。
【００２０】この結果、把持力を簡単に入力するできる
とともに、計測手段による糸長が四則演算によって計算
でき、計算の高速化及び応答性の向上が達成される。
とともに、計測手段による糸長が四則演算によって計算
でき、計算の高速化及び応答性の向上が達成される。
【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４記載の三次元入力装置において、入力者が視認可
能な仮想物体についての三次元情報を記憶している仮想
物体記憶手段と、該仮想物体記憶手段から読み出された
仮想物体についての三次元情報に基づいて仮想物体を表
示する仮想物体表示手段とを具備し、前記計測手段の計
測による前記指示手段の三次元情報と、前記仮想物体表
示手段に表示されている前記仮想物体の三次元情報とを
比較して相互の位置関係を判定し、この判定結果に基づ
いて前記糸張力制御手段により前記各糸の張力を制御す
ることにより操作者に力覚を提示するように構成された
三次元入力装置を提供するものである。斯かる構成によ
れば、仮想物体を視認しながら実物と同様の力覚で操作
でき、実物と同様の操作を知得することができる。
又は４記載の三次元入力装置において、入力者が視認可
能な仮想物体についての三次元情報を記憶している仮想
物体記憶手段と、該仮想物体記憶手段から読み出された
仮想物体についての三次元情報に基づいて仮想物体を表
示する仮想物体表示手段とを具備し、前記計測手段の計
測による前記指示手段の三次元情報と、前記仮想物体表
示手段に表示されている前記仮想物体の三次元情報とを
比較して相互の位置関係を判定し、この判定結果に基づ
いて前記糸張力制御手段により前記各糸の張力を制御す
ることにより操作者に力覚を提示するように構成された
三次元入力装置を提供するものである。斯かる構成によ
れば、仮想物体を視認しながら実物と同様の力覚で操作
でき、実物と同様の操作を知得することができる。
【００２２】
【００２３】請求項６記載の発明は、請求項１、２、
３、４又は５記載の三次元入力装置において、前記支持
点が、前記指示手段を中心として立方格子状または直方
格子状に配設された三次元入力装置を提供するものであ
る。このため、あらゆる方向に均一で安定な力覚の提示
が実現される。
３、４又は５記載の三次元入力装置において、前記支持
点が、前記指示手段を中心として立方格子状または直方
格子状に配設された三次元入力装置を提供するものであ
る。このため、あらゆる方向に均一で安定な力覚の提示
が実現される。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図１０を参照して詳述する。
１乃至図１０を参照して詳述する。
【００２５】（実施の形態１）図１は三次元入力装置１
を示し、フレーム２の各頂点上に一台づつ、全体として
合計８台のモータ（ＤＣモータ）３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈを設置している。
を示し、フレーム２の各頂点上に一台づつ、全体として
合計８台のモータ（ＤＣモータ）３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈを設置している。
【００２６】このフレーム２は、あらゆる方向に均一で
安定な力覚を提示するため、立方格子状に形成されてい
て、フレーム２の中心に８本の糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを介して一つのグリップ５
を支持している。
安定な力覚を提示するため、立方格子状に形成されてい
て、フレーム２の中心に８本の糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを介して一つのグリップ５
を支持している。
【００２７】該グリップ５は、親指とそれ以外の指で把
持し得るようにほぼ球状に形成されており、グリップ５
の右半分の上部と下部、及び左半分の上部と下部とに、
それぞれ上下及び左右対象に前記８本の糸４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの一端部を接続
し、他端部を、各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈのモータ軸と一体となって回転す
るプーリ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，
６ｈに巻回により取着している。
持し得るようにほぼ球状に形成されており、グリップ５
の右半分の上部と下部、及び左半分の上部と下部とに、
それぞれ上下及び左右対象に前記８本の糸４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの一端部を接続
し、他端部を、各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈのモータ軸と一体となって回転す
るプーリ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，
６ｈに巻回により取着している。
【００２８】そして、各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈに糸長計測手段の一部とし
てロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７
ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈを取り付け、各ロータリーエンコ
ーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ
が出力するパルス数の積算により、各プーリ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈと各糸４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈとの接点
（以下、支持点という）から前記グリップ５との接続点
までの糸長がそれぞれ計測されるようにしている。
ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈに糸長計測手段の一部とし
てロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７
ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈを取り付け、各ロータリーエンコ
ーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ
が出力するパルス数の積算により、各プーリ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈと各糸４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈとの接点
（以下、支持点という）から前記グリップ５との接続点
までの糸長がそれぞれ計測されるようにしている。
【００２９】なお、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈは、慣性及び伸びの影響を排除す
るために、芳香性ポリアミド繊維（ケブラー：商品
名）、つり糸などの軽量で伸びにくい糸材料から形成さ
れ、前記グリップ５も、慣性の影響を排除するために、
アルミニウム、又はアルミニウム合金、あるいは樹脂
材、その他の軽量な材料から構成される。
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈは、慣性及び伸びの影響を排除す
るために、芳香性ポリアミド繊維（ケブラー：商品
名）、つり糸などの軽量で伸びにくい糸材料から形成さ
れ、前記グリップ５も、慣性の影響を排除するために、
アルミニウム、又はアルミニウム合金、あるいは樹脂
材、その他の軽量な材料から構成される。
【００３０】従って、指示手段としてのグリップ５を親
指とそれ以外の指で挟んだ状態でこれを三次元方向に移
動し、任意の軸回りに回動すると、各糸４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの長さの変化量が計
測され、グリップ５の三次元位置、及び任意の軸回りの
回動が検出される。なお、前記糸は、８本としたが少な
くとも７本以上であれば６自由度の指示が可能となる。
指とそれ以外の指で挟んだ状態でこれを三次元方向に移
動し、任意の軸回りに回動すると、各糸４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの長さの変化量が計
測され、グリップ５の三次元位置、及び任意の軸回りの
回動が検出される。なお、前記糸は、８本としたが少な
くとも７本以上であれば６自由度の指示が可能となる。
【００３１】図２に前記三次元入力装置１の演算処理系
の一例を示す。同図に示すように、この例では計測手段
としてのロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈの出力部は、カウンターボ
ード８を介してコンピュータ９の入力部に接続し、モー
タ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈの
制御部は、Ｄ／Ａコンバータ１０を介してコンピュータ
９に接続している。ロータリエンーダ７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈから出力されたパル
スがカウンターボード８を介してコンピュータ９に入力
されると、コンピュータ９の演算処理部は積算パルスを
各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ
の長さに変換する。そして、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの長さの変化量に基づいて
前記グリップ５の３次元位置、任意の軸回りの回動量を
算出する。
の一例を示す。同図に示すように、この例では計測手段
としてのロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈの出力部は、カウンターボ
ード８を介してコンピュータ９の入力部に接続し、モー
タ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈの
制御部は、Ｄ／Ａコンバータ１０を介してコンピュータ
９に接続している。ロータリエンーダ７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈから出力されたパル
スがカウンターボード８を介してコンピュータ９に入力
されると、コンピュータ９の演算処理部は積算パルスを
各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ
の長さに変換する。そして、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの長さの変化量に基づいて
前記グリップ５の３次元位置、任意の軸回りの回動量を
算出する。
【００３２】また、コンピュータ９は、前記各グリップ
５の三次元位置及び姿勢と、コンピュータ９の記憶部に
記憶されている記憶データとに基づいて各糸４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈに与えるべき
張力を計算するともに、この張力値に対応して各モータ
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈに与
えるべき回転方向と制御量とを算出し、各モータ３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈにこの回転
方向と制御量とを出力して抗力を操作者にフィードバッ
クする。このため、操作者に操作に対応した力覚が提示
される。
５の三次元位置及び姿勢と、コンピュータ９の記憶部に
記憶されている記憶データとに基づいて各糸４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈに与えるべき
張力を計算するともに、この張力値に対応して各モータ
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈに与
えるべき回転方向と制御量とを算出し、各モータ３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈにこの回転
方向と制御量とを出力して抗力を操作者にフィードバッ
クする。このため、操作者に操作に対応した力覚が提示
される。
【００３３】なお、実施例として、カウンターボード８
はロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７
ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈからの信号パルスをコンピュータ
９に入力する際のパルス信号を４てい倍して、回転角計
測を２０００（カウント／回転）の精度に設定してい
る。また、糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４
ｇ，４ｈを巻き取るために使用するプーリ６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈの半径は８ｍｍに
設定し、一回転あたりの全パルスをｐ、プーリ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈの半径ｒをと
すると、１カウントあたりの糸長の変化ｄはｄ＝２πｒ
＝２π×８／５００×４＝０．０２５１となる。つま
り、この場合は、糸長の変化量は０．０２５１（ｍｍ）
の精度で計測することができる。
はロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７
ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈからの信号パルスをコンピュータ
９に入力する際のパルス信号を４てい倍して、回転角計
測を２０００（カウント／回転）の精度に設定してい
る。また、糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４
ｇ，４ｈを巻き取るために使用するプーリ６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈの半径は８ｍｍに
設定し、一回転あたりの全パルスをｐ、プーリ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈの半径ｒをと
すると、１カウントあたりの糸長の変化ｄはｄ＝２πｒ
＝２π×８／５００×４＝０．０２５１となる。つま
り、この場合は、糸長の変化量は０．０２５１（ｍｍ）
の精度で計測することができる。
【００３４】また、糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，
４ｆ，４ｇ，４ｈの張力変化に対応する抗力の生成につ
いては、モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，
３ｇ，３ｈのトルクと電流の大きさとが比例関係にある
ので、前記コンピュータ９からＤ／Ａコンバータ１０に
送る電流を制御して張力を制御している。
４ｆ，４ｇ，４ｈの張力変化に対応する抗力の生成につ
いては、モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，
３ｇ，３ｈのトルクと電流の大きさとが比例関係にある
ので、前記コンピュータ９からＤ／Ａコンバータ１０に
送る電流を制御して張力を制御している。
【００３５】Ｄ／Ａコンバータ１０の出力は、図３に示
すように、オペアンプ（図示せず）を用いた定電流回路
１２に送り、各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，
３ｆ，３ｇ，３ｈを駆動する。これにより、モータ３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈのトル
クが制御され、常に指定したトルクが得られる。また、
前記Ｄ／Ａコンバータ１０には１２ビットのＤ／Ａコン
バータを用い、張力を４０９６段階に制御可能とし、モ
ータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ
の最大張力が約１３（ｍＮ）に設定されるようにしてい
る。
すように、オペアンプ（図示せず）を用いた定電流回路
１２に送り、各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，
３ｆ，３ｇ，３ｈを駆動する。これにより、モータ３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈのトル
クが制御され、常に指定したトルクが得られる。また、
前記Ｄ／Ａコンバータ１０には１２ビットのＤ／Ａコン
バータを用い、張力を４０９６段階に制御可能とし、モ
ータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ
の最大張力が約１３（ｍＮ）に設定されるようにしてい
る。
【００３６】従って、前述のグリップ５を操作する場合
でも、グリップ５の三次元位置（３自由度）、姿勢（３
自由度）の合計６自由度が精密に検出され、対応する抗
力が操作者に力覚(触覚)としてフィードバックされる。
でも、グリップ５の三次元位置（３自由度）、姿勢（３
自由度）の合計６自由度が精密に検出され、対応する抗
力が操作者に力覚(触覚)としてフィードバックされる。
【００３７】しかし、このような構成では、操作者の把
持による指示を入力することはできない。然るときに
は、図４に示すグリップ３０、図５に示すグリップ３１
または図６に示すグリップ７１を用いるものとする。
持による指示を入力することはできない。然るときに
は、図４に示すグリップ３０、図５に示すグリップ３１
または図６に示すグリップ７１を用いるものとする。
【００３８】図４に示すグリップ３０は、半球状に二分
割された一対のグリップ分割体３０ａ，３０ｂより構成
している。この場合、他方のグリップ分割体３０ｂの分
割面には、中心部に摺動軸部３０ｃを凸設または一体的
に形成し、一方のグリップ分割体３０ａの分割面中心
に、前記摺動軸部３０ｃを摺動自在に嵌合する嵌合孔３
０ｄを開口し、嵌合穴３０ｄに、摺動軸部３０ｃの先端
面と嵌合孔３０ｄの底面の両者に弾発力を付勢すべくコ
イルばね３０ｅ又はゴム等の弾性体を収容している。
割された一対のグリップ分割体３０ａ，３０ｂより構成
している。この場合、他方のグリップ分割体３０ｂの分
割面には、中心部に摺動軸部３０ｃを凸設または一体的
に形成し、一方のグリップ分割体３０ａの分割面中心
に、前記摺動軸部３０ｃを摺動自在に嵌合する嵌合孔３
０ｄを開口し、嵌合穴３０ｄに、摺動軸部３０ｃの先端
面と嵌合孔３０ｄの底面の両者に弾発力を付勢すべくコ
イルばね３０ｅ又はゴム等の弾性体を収容している。
【００３９】そして、他方のグリップ分割体３０ｂの上
部と下部及び一方のグリップ分割体３０ａの上部と下部
とに、それぞれ上下、左右及び奥行き方向に対して対象
に前記８本の糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，
４ｇ，４ｈを取り付けて、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを各モータ３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈのプーリ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈに巻き付けて
固定している。
部と下部及び一方のグリップ分割体３０ａの上部と下部
とに、それぞれ上下、左右及び奥行き方向に対して対象
に前記８本の糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，
４ｇ，４ｈを取り付けて、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを各モータ３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈのプーリ６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈに巻き付けて
固定している。
【００４０】従って、この例では、グリップ３０の三次
元方向の移動、任意の回転軸回りの回動はもちろん、摺
動軸部３０ｃの軸方向に沿って一対のグリップ分割体３
０ａ，３０ｂが把持されたときに、各糸４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの各支持点からグリ
ップ５との接続点までの長さが変化する。
元方向の移動、任意の回転軸回りの回動はもちろん、摺
動軸部３０ｃの軸方向に沿って一対のグリップ分割体３
０ａ，３０ｂが把持されたときに、各糸４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの各支持点からグリ
ップ５との接続点までの長さが変化する。
【００４１】なお、この場合に、一対のグリップ分割体
３０ａ，３０ｂは、アルミニウム、又はアルミニウム合
金、あるいは比重の小さい樹脂材、木材、合成木材等か
ら構成され、また、前記摺動軸部３０ｃ及び嵌合穴３０
ｄは、横断面が回転を防止する断面、例えば、矩形状に
形成され、図示しない、ピン、止め輪等によって抜け止
めされる。
３０ａ，３０ｂは、アルミニウム、又はアルミニウム合
金、あるいは比重の小さい樹脂材、木材、合成木材等か
ら構成され、また、前記摺動軸部３０ｃ及び嵌合穴３０
ｄは、横断面が回転を防止する断面、例えば、矩形状に
形成され、図示しない、ピン、止め輪等によって抜け止
めされる。
【００４２】一方、図５に示すグリップ３１は、一対の
リンク板３１ａ，３１ｂ同士を重ね合わせた状態で、こ
れらリンク板３１ａ，３１ｂ同士の中心部を貫通する連
結ピン（又は段付きリベット）３１ｆにより連結された
折り畳みリンク３１ｃと、一対のリング板３１ａ，３１
ｂに掛け渡して設けられた弾性体としてのリターンスプ
リング３１ｄと、このリターンスプリング３１ｄが連結
された折り畳みリンク３１ｃを内臓するボール状の表皮
３１ｅとからなり、前記８本の糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを、相隣接する二本の糸を
一組としてそれぞれ前記一対のリンク板３１ａ，３１ｂ
の両端部に接続している。
リンク板３１ａ，３１ｂ同士を重ね合わせた状態で、こ
れらリンク板３１ａ，３１ｂ同士の中心部を貫通する連
結ピン（又は段付きリベット）３１ｆにより連結された
折り畳みリンク３１ｃと、一対のリング板３１ａ，３１
ｂに掛け渡して設けられた弾性体としてのリターンスプ
リング３１ｄと、このリターンスプリング３１ｄが連結
された折り畳みリンク３１ｃを内臓するボール状の表皮
３１ｅとからなり、前記８本の糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを、相隣接する二本の糸を
一組としてそれぞれ前記一対のリンク板３１ａ，３１ｂ
の両端部に接続している。
【００４３】もちろん、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈは、全体として上下、左右方向
に対して対象に接続され、前記ボール状の表皮３１ｅ
は、把持力に対して拡縮自在な合成ゴムから形成され
る。
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈは、全体として上下、左右方向
に対して対象に接続され、前記ボール状の表皮３１ｅ
は、把持力に対して拡縮自在な合成ゴムから形成され
る。
【００４４】従って、ゴム弾性を有する表皮３１ｅを、
親指とそれ以外の指で外側から掴み、この状態から把持
力を増すと、リンク板３１ａ，３１ｂは、リターンスプ
リング３１ｄの弾発力によって開かれた状態からリンク
板３１ａ，３１ｂ同士の交差角が小さくなる方向へと回
動する。
親指とそれ以外の指で外側から掴み、この状態から把持
力を増すと、リンク板３１ａ，３１ｂは、リターンスプ
リング３１ｄの弾発力によって開かれた状態からリンク
板３１ａ，３１ｂ同士の交差角が小さくなる方向へと回
動する。
【００４５】このため、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの支持点からグリップ３１との
接続点までの長さが、把持力の変化、すなわち、一対の
リンク板３１ａ，３１ｂ相互の交差角の変化に対応して
変化する。そして、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの長さの変化が、計測手段の一部
を構成するロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈにより検出されると、コン
ピュータ９によるモータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈの駆動制御により、各糸４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈがそれぞれ対
応した張力に設定される。
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの支持点からグリップ３１との
接続点までの長さが、把持力の変化、すなわち、一対の
リンク板３１ａ，３１ｂ相互の交差角の変化に対応して
変化する。そして、各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの長さの変化が、計測手段の一部
を構成するロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈにより検出されると、コン
ピュータ９によるモータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈの駆動制御により、各糸４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈがそれぞれ対
応した張力に設定される。
【００４６】よって、かかるグリップ３１によっても、
三次元位置（３自由度）と、任意の軸回りの回動（３自
由度）及び把持（１自由度）の合計７自由度の操作が実
現され、フィードバックとして入力者に各自由度に対応
した力覚が提示される。
三次元位置（３自由度）と、任意の軸回りの回動（３自
由度）及び把持（１自由度）の合計７自由度の操作が実
現され、フィードバックとして入力者に各自由度に対応
した力覚が提示される。
【００４７】また、このようにリンク板３１ａ，３１ｂ
の両端部に、二本の糸を一組として張る構成とすると、
糸長を簡単な四則演算のみで算出することが可能とな
り、前述のグリップ５を用いる場合と比較して処理系全
体の応答速度が飛躍的に向上する。
の両端部に、二本の糸を一組として張る構成とすると、
糸長を簡単な四則演算のみで算出することが可能とな
り、前述のグリップ５を用いる場合と比較して処理系全
体の応答速度が飛躍的に向上する。
【００４８】図６に示されるグリップ７１は、半球状に
分割された一対のグリップ分割体７１ａ，７１ｂと、一
方のグリップ分割体７１ａの分割面７１ｃの中心から他
方の分割面７１ｅ側に延びるねじ軸７１ｄと、他方のグ
リップ分割体７１ｂの分割面７１ｅの中心部に形成され
た軸案内部７１ｆと、一対のリンク板７２ａ，７２ｂと
からなる。
分割された一対のグリップ分割体７１ａ，７１ｂと、一
方のグリップ分割体７１ａの分割面７１ｃの中心から他
方の分割面７１ｅ側に延びるねじ軸７１ｄと、他方のグ
リップ分割体７１ｂの分割面７１ｅの中心部に形成され
た軸案内部７１ｆと、一対のリンク板７２ａ，７２ｂと
からなる。
【００４９】一方のリンク板７２ａには長手方向中心部
に前記ねじ軸７１ｄに遊嵌される嵌入孔７３が形成さ
れ、両端部に、前記糸を接続するための糸取付孔７４が
形成されており、前記ねじ軸７１ｄに遊嵌された後、一
方のグリップ分割体７１ａの分割面７１ｃに固設され
る。他方のリンク板７２ｂの長手方向中央部には、前記
ねじ軸７１ｄに螺合するねじ孔７５が形成され、両端部
に前記糸を取り付けるための糸取付孔７６が形成され
る。前記ねじ軸７１ｄ及び他方のリンク板７２ｂのねじ
孔７５のリードは４５゜よりも小さい角度に設定され
る。
に前記ねじ軸７１ｄに遊嵌される嵌入孔７３が形成さ
れ、両端部に、前記糸を接続するための糸取付孔７４が
形成されており、前記ねじ軸７１ｄに遊嵌された後、一
方のグリップ分割体７１ａの分割面７１ｃに固設され
る。他方のリンク板７２ｂの長手方向中央部には、前記
ねじ軸７１ｄに螺合するねじ孔７５が形成され、両端部
に前記糸を取り付けるための糸取付孔７６が形成され
る。前記ねじ軸７１ｄ及び他方のリンク板７２ｂのねじ
孔７５のリードは４５゜よりも小さい角度に設定され
る。
【００５０】グリップ７１を手で掴んで把持すると、他
方のグリップ分割体７１ｂが一方のグリップ分割体７１
ａ側へ移動し、他方のグリップ分割体７１ｂが他方のリ
ンク板７２ｂに当接する。他方のリンク板７２ｂがなお
も押圧されると、ねじ軸７１ｄの軸芯線回りに回動す
る。このため、一方のリンク板７２ａの一つの糸取付孔
７４に糸４ａ，４ｂを接続し、残りの糸取付孔７４に糸
４ｆ，４ｇを取り付け、さらに、他方のリンク板７２ｂ
の一つの糸取付孔７６に糸４ｃ，４ｄを取り付け、残り
の糸取付孔７６に糸４ｅ，４ｆを取り付けた状態で、グ
リップ７１を把持すると、他方のリンク板７２ｂが回動
し、糸４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆの繰り出し長さが変化す
る。従って、図４に示したグリップ３０と同様に、把持
の出力が可能となり、合計７自由度の操作が可能とな
る。この場合、グリップ７１の三次元位置、姿勢につい
ては、把持による張力変化分の減算によって正確な値を
得るものとする。
方のグリップ分割体７１ｂが一方のグリップ分割体７１
ａ側へ移動し、他方のグリップ分割体７１ｂが他方のリ
ンク板７２ｂに当接する。他方のリンク板７２ｂがなお
も押圧されると、ねじ軸７１ｄの軸芯線回りに回動す
る。このため、一方のリンク板７２ａの一つの糸取付孔
７４に糸４ａ，４ｂを接続し、残りの糸取付孔７４に糸
４ｆ，４ｇを取り付け、さらに、他方のリンク板７２ｂ
の一つの糸取付孔７６に糸４ｃ，４ｄを取り付け、残り
の糸取付孔７６に糸４ｅ，４ｆを取り付けた状態で、グ
リップ７１を把持すると、他方のリンク板７２ｂが回動
し、糸４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆの繰り出し長さが変化す
る。従って、図４に示したグリップ３０と同様に、把持
の出力が可能となり、合計７自由度の操作が可能とな
る。この場合、グリップ７１の三次元位置、姿勢につい
ては、把持による張力変化分の減算によって正確な値を
得るものとする。
【００５１】なお、図７に示されるように、前記グリッ
プ３０の右半分と左半分の上部と下部とに、それぞれ前
記フレーム２の各頂部側に延びた突起部３０ｋ，３０
ｋ，３０ｋ，３０ｋを設け、各突起部３０ｋ，３０ｋ，
３０ｋ，３０ｋに対して糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを二本一組として、且つ全体とし
て上下左右及び奥行き方向に対象に接続することも可と
する。然るときは、手との干渉を回避でき、操作性を良
好とすることが可能となる。
プ３０の右半分と左半分の上部と下部とに、それぞれ前
記フレーム２の各頂部側に延びた突起部３０ｋ，３０
ｋ，３０ｋ，３０ｋを設け、各突起部３０ｋ，３０ｋ，
３０ｋ，３０ｋに対して糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを二本一組として、且つ全体とし
て上下左右及び奥行き方向に対象に接続することも可と
する。然るときは、手との干渉を回避でき、操作性を良
好とすることが可能となる。
【００５２】なお、この実施の形態において、前記モー
タ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ、
コンピュータ９及びＤ／Ａコンバータ１０が糸張力制御
手段を構成し、ロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ及びコンピュータ９
が糸長の変化を計測するための計測手段を構成してい
る。
タ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ、
コンピュータ９及びＤ／Ａコンバータ１０が糸張力制御
手段を構成し、ロータリーエンコーダ７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ及びコンピュータ９
が糸長の変化を計測するための計測手段を構成してい
る。
【００５３】（実施の形態２）次に、図８及び図９を参
照して仮想物体を操作する三次元操作システムに採用さ
れた三次元入力装置について説明する。
照して仮想物体を操作する三次元操作システムに採用さ
れた三次元入力装置について説明する。
【００５４】同図において、１は前述のグリップ５、グ
リップ３０、グリップ３１またはグリップ７１のいずれ
かを用いる三次元入力装置、１３はこの三次元入力装置
１の前方で且つ入力者の操作範囲内に仮想物体を表示す
るためのディスプレイ、１４はこのディスプレイ１３に
仮想物体Ｘの表示データを出力して表示する処理装置を
示している。
リップ３０、グリップ３１またはグリップ７１のいずれ
かを用いる三次元入力装置、１３はこの三次元入力装置
１の前方で且つ入力者の操作範囲内に仮想物体を表示す
るためのディスプレイ、１４はこのディスプレイ１３に
仮想物体Ｘの表示データを出力して表示する処理装置を
示している。
【００５５】処理装置１４は、三次元位置算出手段１
５、仮想物体記憶手段１６、接触判定手段１７、抗力発
生手段１８及び仮想物体更新手段１９とを有している。
三次元位置算出手段１５は、前記ロータリーエンコーダ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈから
出力されたパルスを演算し、積算パルス数に基づいて、
例えば、グリップ３１の三次元位置、任意の軸回りの回
動及び把持を算出するように電気的に構成され、一方、
仮想物体記憶手段１６は、仮想物体Ｘのデータとして三
次元空間内に仮想的に存在する仮想物体Ｘの三次元情報
と、前記仮想物体更新手段１９によって更新された仮想
物体Ｘの三次元情報とを記録するように構成される。
５、仮想物体記憶手段１６、接触判定手段１７、抗力発
生手段１８及び仮想物体更新手段１９とを有している。
三次元位置算出手段１５は、前記ロータリーエンコーダ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈから
出力されたパルスを演算し、積算パルス数に基づいて、
例えば、グリップ３１の三次元位置、任意の軸回りの回
動及び把持を算出するように電気的に構成され、一方、
仮想物体記憶手段１６は、仮想物体Ｘのデータとして三
次元空間内に仮想的に存在する仮想物体Ｘの三次元情報
と、前記仮想物体更新手段１９によって更新された仮想
物体Ｘの三次元情報とを記録するように構成される。
【００５６】また、接触判定手段１７は、三次元位置算
出手段１５が算出した仮想物体Ｘに対するグリップ３１
による指示点の三次元位置と、仮想物体記憶手段１６に
記憶してある仮想物体Ｘの三次元情報に基づいてグリッ
プ３１による指示点が仮想物体Ｘに対して仮想的に接触
しているか否か、すなわち、指示点が仮想物体Ｘの内部
に存在するかあるいは外部に存在するかを判定する。判
定には下式（１）を用い、 ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０（内部），１（境界），２（外部）…（１） 但し、（ｘ，ｙ，ｚ）は任意の点の座標 ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０（内部）又は１（境界）のとき
は、グリップ３１による指示点は仮想物体Ｘに接触して
いると判定する。
出手段１５が算出した仮想物体Ｘに対するグリップ３１
による指示点の三次元位置と、仮想物体記憶手段１６に
記憶してある仮想物体Ｘの三次元情報に基づいてグリッ
プ３１による指示点が仮想物体Ｘに対して仮想的に接触
しているか否か、すなわち、指示点が仮想物体Ｘの内部
に存在するかあるいは外部に存在するかを判定する。判
定には下式（１）を用い、 ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０（内部），１（境界），２（外部）…（１） 但し、（ｘ，ｙ，ｚ）は任意の点の座標 ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０（内部）又は１（境界）のとき
は、グリップ３１による指示点は仮想物体Ｘに接触して
いると判定する。
【００５７】そして、抗力発生手段１８が、接触判定手
段１７からの接触判定信号に基づいて、グリップ３１の
指示点が仮想物体Ｘに接触していると判定したとき、フ
ィードバックとして前記モータ３ａ〜３ｈの対応するモ
ータを制御し、このモータの制御によって、糸４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの糸長の変化
を制限あるいは糸の張力を増減する。この結果、グリッ
プ３１を操作しようとする入力者の指先に仮想物体Ｘと
の接触に対応した抗力がフィードバックされる。
段１７からの接触判定信号に基づいて、グリップ３１の
指示点が仮想物体Ｘに接触していると判定したとき、フ
ィードバックとして前記モータ３ａ〜３ｈの対応するモ
ータを制御し、このモータの制御によって、糸４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの糸長の変化
を制限あるいは糸の張力を増減する。この結果、グリッ
プ３１を操作しようとする入力者の指先に仮想物体Ｘと
の接触に対応した抗力がフィードバックされる。
【００５８】前記仮想物体更新手段１９は、三次元位置
算出手段１５により算出されたグリップ３１による指示
点の位置と、仮想物体記憶手段１６に記憶されていた仮
想物体Ｘのデータを入力して、グリップ３１による指示
点が仮想物体Ｘの内部に入ったとき、仮想物体Ｘの変
形、移動、姿勢変化等の仮想物体の三次元情報を変更
し、変更情報を仮想物体記憶手段１６に出力する。この
ため、人間が仮想物体Ｘに対して行った７自由度の操作
がディスプレイ１３上の仮想物体Ｘに反映される。
算出手段１５により算出されたグリップ３１による指示
点の位置と、仮想物体記憶手段１６に記憶されていた仮
想物体Ｘのデータを入力して、グリップ３１による指示
点が仮想物体Ｘの内部に入ったとき、仮想物体Ｘの変
形、移動、姿勢変化等の仮想物体の三次元情報を変更
し、変更情報を仮想物体記憶手段１６に出力する。この
ため、人間が仮想物体Ｘに対して行った７自由度の操作
がディスプレイ１３上の仮想物体Ｘに反映される。
【００５９】なお、前述の処理装置１４は、メモリ、Ｃ
ＰＵ、Ｉ／Ｏ、割り込み回路、及びデータ読み書き装置
等を中心として構成された周知のコンピュータより構成
されることを可とする。また、立体視については、立体
眼鏡を使用したとき、グリップ３１、グリップ３０又は
グリップ７１と仮想物体Ｘとがあたかも一体に接続され
ているように、予めフレーム２の位置が設定されている
ものとする。
ＰＵ、Ｉ／Ｏ、割り込み回路、及びデータ読み書き装置
等を中心として構成された周知のコンピュータより構成
されることを可とする。また、立体視については、立体
眼鏡を使用したとき、グリップ３１、グリップ３０又は
グリップ７１と仮想物体Ｘとがあたかも一体に接続され
ているように、予めフレーム２の位置が設定されている
ものとする。
【００６０】もちろん、グリップ３０の位置と仮想物体
とを物理的に一致させずに、通常のコンピュータ操作に
用いるマウスと同様、グリップ３１、グリップ３０又は
グリップ７１を手元に設置し、手元でグリップ３１を操
作するようにしてもよい。
とを物理的に一致させずに、通常のコンピュータ操作に
用いるマウスと同様、グリップ３１、グリップ３０又は
グリップ７１を手元に設置し、手元でグリップ３１を操
作するようにしてもよい。
【００６１】（実施の形態３）次に、図１０を参照して
遠隔操作システムに適用された三次元入力装置の一実施
の形態を詳述する。なお、グリップ３０、グリップ３１
又はグリップ７１のうのいずれを用いても構わないが、
この実施の形態ではグリップ３１を用いるものとして説
明する。
遠隔操作システムに適用された三次元入力装置の一実施
の形態を詳述する。なお、グリップ３０、グリップ３１
又はグリップ７１のうのいずれを用いても構わないが、
この実施の形態ではグリップ３１を用いるものとして説
明する。
【００６２】図１０において、２５は周知のロボットア
ーム、２６は通信回線、２７は被操作物を示す。ロボッ
トアーム２５及び被操作物２７は遠隔地に配設されてい
るものとし、三次元入力装置１は入力者の所在地に配設
されているものとする。
ーム、２６は通信回線、２７は被操作物を示す。ロボッ
トアーム２５及び被操作物２７は遠隔地に配設されてい
るものとし、三次元入力装置１は入力者の所在地に配設
されているものとする。
【００６３】ロボットアーム２５はマニュピュレータ等
の操作手段のアーム部分であり、被操作物２７を掴むた
めの把持部２８を有しており、把持部２８に、把持のた
めの５本の指２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ
を有している。
の操作手段のアーム部分であり、被操作物２７を掴むた
めの把持部２８を有しており、把持部２８に、把持のた
めの５本の指２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ
を有している。
【００６４】各指２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２
９ｅの物体把持面には、被操作物２７との接触と接触力
を感知するための感知センサ、例えば、感圧センサ，歪
センサなどの周知の感知センサ３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄ，３２ｅが取付けられており、把持に対応す
る信号と、把持力の増減に比例した信号を出力するよう
に構成される。また、遠隔地の天井、壁、柱、梁(いず
れも図示せず)等の構造物に支持させて監視カメラある
いは監視ビデオカメラなどの撮像手段３３が取付けられ
る。該撮像手段３３、前記感知センサ３２ａ，３２ｂ，
３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ及びロボットアーム２５の駆動
制御部（図示せず）は、電話回線、専用通信回線などの
通信回線２６を介して、入力者所在地のコンピュータ３
６と接続され、コンピュータ３６には、前述の三次元入
力装置１、被操作物２７、ロボットアーム２５を表示す
るためのディスプレイ３５が接続される。
９ｅの物体把持面には、被操作物２７との接触と接触力
を感知するための感知センサ、例えば、感圧センサ，歪
センサなどの周知の感知センサ３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄ，３２ｅが取付けられており、把持に対応す
る信号と、把持力の増減に比例した信号を出力するよう
に構成される。また、遠隔地の天井、壁、柱、梁(いず
れも図示せず)等の構造物に支持させて監視カメラある
いは監視ビデオカメラなどの撮像手段３３が取付けられ
る。該撮像手段３３、前記感知センサ３２ａ，３２ｂ，
３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ及びロボットアーム２５の駆動
制御部（図示せず）は、電話回線、専用通信回線などの
通信回線２６を介して、入力者所在地のコンピュータ３
６と接続され、コンピュータ３６には、前述の三次元入
力装置１、被操作物２７、ロボットアーム２５を表示す
るためのディスプレイ３５が接続される。
【００６５】前記ロボットアーム２５により、被操作物
２７を掴んで所定箇所に移動するに際しては、まず、入
力者の遠隔操作により、撮像手段３３の撮影範囲を監視
位置に設定し、次に、三次元入力装置１の操作により被
操作物２７の把持と移動とを順次実行する。
２７を掴んで所定箇所に移動するに際しては、まず、入
力者の遠隔操作により、撮像手段３３の撮影範囲を監視
位置に設定し、次に、三次元入力装置１の操作により被
操作物２７の把持と移動とを順次実行する。
【００６６】そして、入力者が三次元入力装置１の操作
を実行すると、コンピュータ３は、前述の如くロータリ
ーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７
ｇ，７ｈより入力されるパルス数の積算により前記グリ
ップ３１の指示位置を監視し、指示位置に対応して、ロ
ボットアーム２５の上昇、水平移動を切り替える。この
ため、入力者がディスプレイ３５を視認しながらグリッ
プ３１を左右へ移動したときは、対応方向にロボットア
ーム２５が駆動され、ロボットアーム２５の移動に対応
して算出された力覚が操作者にフィードバックされる。
を実行すると、コンピュータ３は、前述の如くロータリ
ーエンコーダ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７
ｇ，７ｈより入力されるパルス数の積算により前記グリ
ップ３１の指示位置を監視し、指示位置に対応して、ロ
ボットアーム２５の上昇、水平移動を切り替える。この
ため、入力者がディスプレイ３５を視認しながらグリッ
プ３１を左右へ移動したときは、対応方向にロボットア
ーム２５が駆動され、ロボットアーム２５の移動に対応
して算出された力覚が操作者にフィードバックされる。
【００６７】ロボットアーム２５の把持部２８が被操作
物２７の上方に位置し、かつ把持部２８が被操作物２７
にほぼ正対すると視認されたとき、入力者は、グリップ
３１を緩速度で下降する操作を実行する。すると、コン
ピュータ３６が把持部２８の掌部に取り付けられている
感知センサ３２ｆにより、把持部２８の被操作物に対す
る着床を感知すると同時に、糸長の変化に基づいて前記
各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，
３ｈの回転方向及び回転量を制御し、力覚をフィードバ
ックする。
物２７の上方に位置し、かつ把持部２８が被操作物２７
にほぼ正対すると視認されたとき、入力者は、グリップ
３１を緩速度で下降する操作を実行する。すると、コン
ピュータ３６が把持部２８の掌部に取り付けられている
感知センサ３２ｆにより、把持部２８の被操作物に対す
る着床を感知すると同時に、糸長の変化に基づいて前記
各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，
３ｈの回転方向及び回転量を制御し、力覚をフィードバ
ックする。
【００６８】操作者は、この力覚のフィードバックによ
って、把部部２８の着床を感知すると、次に、グリップ
３１の把持操作による被操作物２７の把持を実行する。
把持は、前述したように、親指とそれ以外の指でグリッ
プ３１を把持することにより行われる。この把持により
コンピュータ３６が前記ロータリーエンコーダ７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈから出力され
るパルスによって前記各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの糸長の変化を検出すると、対応
した制御信号をモータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，
３ｆ，３ｇ，３ｈに出力し、把持を開始する。
って、把部部２８の着床を感知すると、次に、グリップ
３１の把持操作による被操作物２７の把持を実行する。
把持は、前述したように、親指とそれ以外の指でグリッ
プ３１を把持することにより行われる。この把持により
コンピュータ３６が前記ロータリーエンコーダ７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈから出力され
るパルスによって前記各糸４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの糸長の変化を検出すると、対応
した制御信号をモータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，
３ｆ，３ｇ，３ｈに出力し、把持を開始する。
【００６９】この後、把持部２８の５本の指２９ａ，２
９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅに取り付けられている感
知センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅによ
り、前記コンピュータ３６に把持信号が入力されると、
各指毎の把持に対応して各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈの回転方向、回転量を制御
し、同時に、対応する抗力を操作者にフィードバックす
る。
９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅに取り付けられている感
知センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅによ
り、前記コンピュータ３６に把持信号が入力されると、
各指毎の把持に対応して各モータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈの回転方向、回転量を制御
し、同時に、対応する抗力を操作者にフィードバックす
る。
【００７０】全ての感知センサ３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄ，３２ｅから予め設定された大きさの信号が
出力されたとき、把持完了を警告する。なお、把持完了
時には、グリップ３１に対して大きな力覚をフィードバ
ックさせ、把持完了が強制的に認知されるように構成す
ること、及び、振動等の別の状態を生成して認知させる
ようにすることも可とする。
ｃ，３２ｄ，３２ｅから予め設定された大きさの信号が
出力されたとき、把持完了を警告する。なお、把持完了
時には、グリップ３１に対して大きな力覚をフィードバ
ックさせ、把持完了が強制的に認知されるように構成す
ること、及び、振動等の別の状態を生成して認知させる
ようにすることも可とする。
【００７１】把持が完了すると、次は、グリップ３１に
対する指の把持を保持しながら、グリップ３１を上方へ
移動させ、所定高さでグリップ３１を左右に移動させ
て、被操作物２７を所定高さ上昇し、続いてグリップ３
１を右または左に移動させて被操作物２７を水平移動
し、予め指定された位置でグリップ３１の下降操作によ
り、指定箇所に載置する。なお、グリップ３１に押しボ
タン（図示せず）を設け、該押しボタンから信号が継続
して入力されたときには、把時制御が継続されるように
構成してもよい。
対する指の把持を保持しながら、グリップ３１を上方へ
移動させ、所定高さでグリップ３１を左右に移動させ
て、被操作物２７を所定高さ上昇し、続いてグリップ３
１を右または左に移動させて被操作物２７を水平移動
し、予め指定された位置でグリップ３１の下降操作によ
り、指定箇所に載置する。なお、グリップ３１に押しボ
タン（図示せず）を設け、該押しボタンから信号が継続
して入力されたときには、把時制御が継続されるように
構成してもよい。
【００７２】又、他の制御のための押釦を設けることも
可とし、さらには、グリップ３１による操作が、ロボッ
トアーム２５の移動及び昇降動作と、把持動作とをより
区別するために、グリップ３１に押釦スイッチあるいは
シフトスイッチ（図示せず）を取付けることも可とす
る。
可とし、さらには、グリップ３１による操作が、ロボッ
トアーム２５の移動及び昇降動作と、把持動作とをより
区別するために、グリップ３１に押釦スイッチあるいは
シフトスイッチ（図示せず）を取付けることも可とす
る。
【００７３】従って、遠隔地より、被操作物２７を遠隔
地より監視しながら、安全で信頼性の高い被操作物２７
の移動を行うことができる。なお、窓越しに被操作物２
７を視認できる環境においては、前記撮像手段３３を廃
止することも可能である。
地より監視しながら、安全で信頼性の高い被操作物２７
の移動を行うことができる。なお、窓越しに被操作物２
７を視認できる環境においては、前記撮像手段３３を廃
止することも可能である。
【００７４】このように本発明の実施の形態に係る三次
元入力装置１は種々の入力装置として適用することが可
能であり、より、自然な人工現実感を発揮するが、よ
り、操作性の向上のためには、実施の形態３で説明した
ように、グリップに対し押釦を設置していもよい。
元入力装置１は種々の入力装置として適用することが可
能であり、より、自然な人工現実感を発揮するが、よ
り、操作性の向上のためには、実施の形態３で説明した
ように、グリップに対し押釦を設置していもよい。
【００７５】例えば、前記本体に対して押釦を出没自在
に収容するための孔を形成し、この孔の上部側に前記糸
の端部を横断させて固定し、孔に挿入される押釦の下面
によって前記糸が張られるように構成すれば、押釦の操
作によつて把持を検知することが可能となる。なお、こ
の場合には、押釦の操作に対応する糸の張力に基づく計
算により、抗力を算出し、この抗力に対応した制御量で
前記モータを制御すると、対応する抗力が操作者に対し
てフィードバックされることになる。このため、軽い操
作感を実現することも可能となる。
に収容するための孔を形成し、この孔の上部側に前記糸
の端部を横断させて固定し、孔に挿入される押釦の下面
によって前記糸が張られるように構成すれば、押釦の操
作によつて把持を検知することが可能となる。なお、こ
の場合には、押釦の操作に対応する糸の張力に基づく計
算により、抗力を算出し、この抗力に対応した制御量で
前記モータを制御すると、対応する抗力が操作者に対し
てフィードバックされることになる。このため、軽い操
作感を実現することも可能となる。
【００７６】又、コマンド入力等、他の制御のための他
の押釦、シフトスイッチを１〜３個取付け、ユーザーイ
ンターフェィスを向上してもよい。この場合、グリップ
の内部に押釦、シフト釦によって作動されるスイッチが
内臓されるものとする。さらに、前記各実施の形態のモ
ータ３ａ〜３ｈの制御にあっては、パルス幅変調制御(P
MM制御)を用いることも可とする。然るときには、エネ
ルギ効率を向上することができる。このように、本発明
は、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、種々の改変
が可能であり、本発明は該改変された発明に及ぶことは
当然である。
の押釦、シフトスイッチを１〜３個取付け、ユーザーイ
ンターフェィスを向上してもよい。この場合、グリップ
の内部に押釦、シフト釦によって作動されるスイッチが
内臓されるものとする。さらに、前記各実施の形態のモ
ータ３ａ〜３ｈの制御にあっては、パルス幅変調制御(P
MM制御)を用いることも可とする。然るときには、エネ
ルギ効率を向上することができる。このように、本発明
は、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、種々の改変
が可能であり、本発明は該改変された発明に及ぶことは
当然である。
【００７７】
【発明の効果】以上、要するに本発明によれば次の如き
優れた効果を発揮する。
優れた効果を発揮する。
【００７８】（１）請求項１記載の発明によれば、三次
元位置、姿勢の合計６自由度の指示入力と６自由度の指
示に対する力覚の提示が可能となる。 （２）請求項２記載の発明によれば、三次元位置、姿勢
及び把持の合計７自由度の指示入力と７自由度の指示に
対する力覚の提示が可能となる。 （３）請求項３記載の発明によれば、把持の指示を簡単
に入力することができる。 （４）請求項４記載の発明によれば、糸長の変化を四則
演算によって簡単に計算できるので、応答性を可及的に
向上することができる。 （５）請求項５記載の発明によれば、仮想物体を実物と
同様の力覚で操作することができる。 （６）請求項６記載の発明によれば、あらゆる方向に均
一で安定な力覚提示を行うことができる。
元位置、姿勢の合計６自由度の指示入力と６自由度の指
示に対する力覚の提示が可能となる。 （２）請求項２記載の発明によれば、三次元位置、姿勢
及び把持の合計７自由度の指示入力と７自由度の指示に
対する力覚の提示が可能となる。 （３）請求項３記載の発明によれば、把持の指示を簡単
に入力することができる。 （４）請求項４記載の発明によれば、糸長の変化を四則
演算によって簡単に計算できるので、応答性を可及的に
向上することができる。 （５）請求項５記載の発明によれば、仮想物体を実物と
同様の力覚で操作することができる。 （６）請求項６記載の発明によれば、あらゆる方向に均
一で安定な力覚提示を行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示し、三次元入力装置
を示す解説図である。
を示す解説図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示し、三次元入力装置
の処理系を示すブロック図である。
の処理系を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示し、モータ制御部の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示し、グリップの一部
切欠断面図である。
切欠断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示し、別のグリップの
断面図である。
断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態を示し、別のグリップの
一部切欠断面図である。
一部切欠断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態を示し、別のグリップの
一部切欠断面図である。
一部切欠断面図である。
【図８】三次元入力装置により仮想物体を操作するため
のシステム図である。
のシステム図である。
【図９】処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】三次元入力装置により遠隔操作するシステム
の解説図である。
の解説図である。
【図１１】従来の三次元入力装置を示す解説図である。
【図１２】従来の他の三次元入力装置を示す解説図であ
る。
る。
【図１３】従来の三次元入力装置を示す要部の解説図で
ある。
ある。
３ａ〜３ｈ モータ(糸張力制御手段)
４ａ，〜４ｈ 糸
５ グリップ
７ａ〜７ｈ ロータリーエンコーダ
９ コンピュータ(糸張力制御手及び計測手段)
１０ Ｄ／Ａコンバータ(糸張力制御手段)
１３ ディスプレイ(仮想物体表示手段)
１６ 仮想物体記憶手段(記憶手段)
３０ グリップ
３１ グリップ
３１ａ リンク板
３１ｄ リターンスプリング(弾性体)
３１ｅ 表皮
３１ｆ ピン
３３ 撮像手段
７１ グリップ
Ｘ 仮想物体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 3/00
G06F 3/03
G06F 3/033 - 3/037
G01B 5/00 - 5/30
Claims (6)
- 【請求項１】 三次元位置を指示するための指示手段
と、 該指示手段を三次元方向に移動自在に且つ任意の軸回り
に回動自在に支持すべく、該指示手段を中心として外側
の少なくも７箇所に配設された支持点と、 該支持点から前記指示手段に臨んで繰出され先端がそれ
ぞれ前記指示手段に接続された糸と、 各支持点から前記指示手段との接続点までの各糸の糸長
を計測する計測手段と、 該計測手段の計測値に基づいて前記各糸の張力を制御す
る糸張力制御手段と、 を設けたことを特徴とする三次元入力装置。 - 【請求項２】 三次元位置を指示するための指示手段で
あって把持入力可能に形成された指示手段と、 該指示手段を三次元方向に移動自在に且つ任意の軸回り
に回動自在に支持するとともに、把持入力可能に支持す
べく、前記指示手段を中心として外側の少なくとも８箇
所に配設された支持点と、 各支持点から前記指示手段に臨んで繰出され先端がそれ
ぞれ前記指示手段に接続された糸と、 各支持点から前記指示手段との接続点までの各糸の糸長
を計測する計測手段と、 該計測手段の計測値に基づいて前記各糸の張力を制御す
る糸張力制御手段と、 を設けたことを特徴とする三次元入力装置。 - 【請求項３】 前記指示手段が把持可能なほぼ球形に形
成されるとともに、把持力に応じて拡縮自在に形成され
た請求項２記載の三次元入力装置。 - 【請求項４】 前記指示手段が、 互 いに重合する一対のリンクと、 該一対のリンク同士の中心部を貫通してリンク同士の相
対回転を許容するピンとを有し、 前記糸が相隣接する二本を一組として前記一対のリンク
の両端部にそれぞれ接続された請求項２記載の三次元入
力装置。 - 【請求項５】 入力者が視認可能な仮想物体についての
三次元情報を記憶している仮想物体記憶手段と、 該仮想物体記憶手段から読み出された仮想物体について
の三次元情報に基づいて仮想物体を表示する仮想物体表
示手段とを具備し、 前記計測手段の計測による前記指示手段の三次元情報
と、前記仮想物体表示手段に表示されている前記仮想物
体の三次元情報とを比較して相互の位置関係を判定し、
この判定結果に基づいて前記糸張力制御手段により前記
各糸の張力を制御することにより操作者に力覚を提示す
るように構成された 請求項１、２、３又は４記載の三次
元入力装置。 - 【請求項６】 前記支持点が、前記指示手段を中心とし
て立方格子状または直方格子状に配設された請求項１、
２、３、４又は５記載の三次元入力装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093904A JP3404651B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 三次元入力装置 |
| US09/819,001 US6630923B2 (en) | 2000-03-30 | 2001-03-28 | Three-dimensional input apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093904A JP3404651B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 三次元入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001282448A JP2001282448A (ja) | 2001-10-12 |
| JP3404651B2 true JP3404651B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=18609026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000093904A Expired - Fee Related JP3404651B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 三次元入力装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6630923B2 (ja) |
| JP (1) | JP3404651B2 (ja) |
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| WO2005101169A1 (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | University Of Northern British Columbia | Methods and systems for interacting with virtual objects |
| JP4547559B2 (ja) * | 2004-07-08 | 2010-09-22 | 国立大学法人東京工業大学 | 張力駆動によるグリップ型力覚提示装置およびその入力方法 |
| US20070171199A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-07-26 | Clement Gosselin | Locomotion simulation apparatus, system and method |
| KR100664963B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2007-01-04 | 삼성전자주식회사 | 슬라이드 방식의 입력 장치, 이를 구비한 휴대용 장치 및입력 방법 |
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| FR2913625B1 (fr) * | 2007-03-12 | 2009-08-21 | Haption Sa Sa | Interface haptique a cables tendus dans laquelle l'element mobile comprend un organe central sur lequel un organe de prehension est couple de facon reversible. |
| US20080297491A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Adkins Gordon K | Stylus for a touch-screen device |
| US8751193B2 (en) * | 2008-06-20 | 2014-06-10 | Delta II, I.P. | Positioning device with extensible cord and method |
| KR101242416B1 (ko) * | 2009-12-21 | 2013-03-18 | 한국전자통신연구원 | 손가락에 연결된 줄의 장력 변화를 이용한 휴대형 문자 입력 장치 및 방법 |
| US9824091B2 (en) | 2010-12-03 | 2017-11-21 | Microsoft Technology Licensing, Llc | File system backup using change journal |
| US10275046B2 (en) * | 2010-12-10 | 2019-04-30 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Accessing and interacting with information |
| US8620894B2 (en) | 2010-12-21 | 2013-12-31 | Microsoft Corporation | Searching files |
| WO2014119382A1 (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | 日本電気株式会社 | 触力覚提示装置、情報端末、触力覚提示方法、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP6387762B2 (ja) * | 2014-09-19 | 2018-09-12 | 日本電気株式会社 | 力覚提示装置、情報端末、力覚提示方法、及びプログラム |
| FI127606B (fi) * | 2015-04-01 | 2018-10-15 | Konecranes Oyj | Menetelmä, kuormankäsittelylaite, tietokoneohjelma ja tietokoneohjelmatuote tartuntavälineiden paikantamiseksi |
| WO2018042718A1 (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | アルプス電気株式会社 | 操作装置および前記操作装置を使用した触覚再現装置 |
| JP6927498B2 (ja) * | 2018-01-29 | 2021-09-01 | アラクノフォース株式会社 | 力覚提示装置 |
| KR102162440B1 (ko) | 2019-04-18 | 2020-10-06 | 울산과학기술원 | 기계적 임피던스 추정 로봇의 신뢰도 및 정확도 검증용 스프링 어레이 장치 |
| GB201906857D0 (en) | 2019-05-15 | 2019-06-26 | King S College London | Cable driven robot |
| FR3098432B1 (fr) * | 2019-07-08 | 2021-06-11 | Univ Sorbonne | Module robotique de traction |
| CN112558618B (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 北京哈崎机器人科技有限公司 | 一种机器人的控制方法、装置、介质及电子设备 |
| US12353641B2 (en) * | 2021-10-25 | 2025-07-08 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Display control system, display control method, and program |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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