JPH114970A

JPH114970A - 疑似体感装置

Info

Publication number: JPH114970A
Application number: JP9158406A
Authority: JP
Inventors: Kunitaka Furuichi; 邦高古市
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: JP2917972B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ターン動作を行った場合の、現実世界と装置
内の仮想世界との使用者の向きの認識の遊離を簡易な方
法で補正する。また、使用者が前傾姿勢を取ったことを
簡易な方法で検出し、前傾姿勢を仮想世界での移動運動
に反映させる。使用者が乗る搭乗台の左右方向の傾きを
制限した場合でも、ターン操作を適切に行うことができ
るようにする。【解決手段】使用者が乗る搭乗台を前方を中心とする水
平面内の左右の回転が可能な構造とし、中立位置からの
左右の回転角度偏差に応じた中立位置への復元力が搭乗
台に働くようにする。また、使用者の前傾姿勢を搭乗台
の前後の重心位置として検出し、この検出信号を仮想世
界の移動運動に反映させる。また、ターンするための使
用者の左右の傾きを、トルク又は左右方向重心位置とし
て検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者に様々な疑
似体験をさせる疑似体感装置、特に使用者に仮想世界に
おいてスキー等の運動器具を使用して移動運動をした場
合、又はそり等の乗り物に乗って移動運動をした場合の
移動運動に基づいて使用者が受けるであろう疑似遠心
力、上昇力、下降力等及び移動運動の変化を使用者に疑
似体感させる疑似体感装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】体感装置は、仮想世界における使用者の
移動運動状況と同じような移動運動を実際に現実世界の
使用者が行っているように疑似体験をさせることを目的
としている。従来の体感装置は、体感装置の使用者に遠
心力や、落下感等を与えるために、六軸の油圧またはエ
アモータを用い装置自身を移動及び振動させることによ
って、使用者を移動、振動させ、さらに、回転方向にも
移動及び振動させ強制的に疑似的な力、変位を体感させ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に体感ゲーム機
では、機械自体の機構によって、振動を与えることがで
きる。しかし、例えば、搭乗している搭乗台を前方に位
置する垂直軸廻りに回転させてゲーム機を操作し仮想世
界における移動運動を制御する場合に、搭乗台を使用者
が自分の欲する進行方向に回転させその向きを維持した
とする。すると、仮想世界においてはその方向に進路方
向を変更しそのまま直進する。ここで現実世界と仮想世
界の遊離が生じる。現実世界では使用者は斜めに向いて
いると認識しているにもかかわらず、仮想世界では方向
を転換した後はまっすぐ前を向いていると認識している
のである。従来の体感装置は、この現実世界と仮想世界
のこの遊離を簡易な方法で補正する機構を備えてはいな
かった。

【０００４】また、スキーなどの体感装置では、使用者
が体を屈めた場合は、仮想世界において、スキーヤーの
スピードが増すことになるが、この使用者が屈んでいる
姿勢を取っていることを簡易な方法で測定することはし
ていなかった。また、そりなどの体感装置ではそりとな
っている搭乗台上の使用者が体を進行方向に対して左右
に傾けた場合、仮想世界においてその方向にそりが移動
運動の方向を変えるように設定されている。しかし、小
さな子供でも乗れるように搭乗台のねじれ角度（進行方
向に対しての左右に傾き）の最大許容値を小さな値に制
限した場合などには、この体を傾けたという情報を簡易
な方法で検出することはできなかった。

【０００５】本発明の疑似体感装置は、上記現実世界と
仮想世界の認識の遊離を簡易な方法で補正する機構を有
する疑似体感装置を提供することを目的とする。また、
人間が搭搭乗台上で前屈みの姿勢を取ったということを
簡易な方法で検出し、装置を揺動することを目的とす
る。さらに、人間が搭乗する搭乗台のねじれ角度（進行
方向に対しての左右方向の傾き）が制限されている場合
などに、搭乗者が体を進行方向に対して左右の方向に体
を傾けたということを簡易な方法で検出し、装置を揺動
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の疑似体感装置は、それぞれ独立に
上下方向にのみ揺動される揺動点を二つ有し、変位のみ
拘束された拘束点を一つ有する揺動フレームと、前記揺
動点においてそれぞれ揺動フレームを揺動する二つの揺
動機構と、画像装置と、画像装置に画像信号を揺動機構
に揺動信号を送る制御装置とを備えた疑似体感装置にお
いて、前記拘束点の近傍において揺動フレームに接続さ
れ水平に配置された主軸が、その揺動フレームへの接続
点を通る垂直軸廻りに所定の中立位置から所定角度回転
可能であり、さらに主軸の前記中立位置からの回転偏差
に応じた中立位置への復元力が主軸に作用し、主軸の揺
動フレームへの接続端とは反対側の端部に使用者が搭乗
する搭乗台が取り付けられ、主軸の前記回転角度偏差を
検出し、この検出信号を制御装置に送ることを特徴とす
る。

【０００７】上記課題を解決するために、請求項２に記
載の疑似体感装置は、請求項１に記載の疑似体感装置に
おいて、搭乗台の主軸への取付が回転軸を介しこの回転
軸廻りにねじり回転可能なものであり、さらに前記回転
軸のねじり回転角度又は前記回転軸のトルク若しくは搭
乗台の左右方向の重心位置のいずれかを検出し、この検
出信号を制御装置に送る。

【０００８】上記課題を解決するために、請求項３に記
載の疑似体感装置は、請求項１に記載の疑似体感装置に
おいて、搭乗台が二つに分割され、各々の搭乗台が回転
軸を介してこの回転軸廻りにねじり回転可能に主軸に取
り付けられ、さらに前記回転軸のねじり回転角度又は前
記回転軸のトルク若しくは搭乗台の左右方向の重心位置
のいずれかをを各々の搭乗台に対して検出し、この検出
信号を制御装置に送る。

【０００９】上記課題を解決するために、請求項４に記
載の疑似体感装置は、請求項１から請求項３いずれかに
記載の疑似体感装置において、さらに搭乗台の前後方向
の重心位置を検出し、この検出信号を制御装置に送る。

【００１０】上記課題を解決するために、請求項５に記
載の疑似体感装置は、請求項１又は請求項２いずれかに
記載の疑似体感装置において、搭乗台が使用者が座れる
構造を有すものである。

【００１１】上記課題を解決するために、請求項６に記
載の疑似体感装置は、請求項５に記載の疑似体感装置に
おいて、さらに搭乗台の前後方向の重心位置を検出し、
この検出信号を制御装置に送る。

【００１２】

【実施の形態】本発明の疑似体感装置は、揺動フレーム
と、揺動機構と、画像装置と、制御装置からなる。揺動
フレームは変位のみ拘束された拘束点を一つ有し、それ
ぞれに独立に上下方向に揺動される揺動点を二つ有す
る。揺動フレームは各々の揺動点において揺動機構に連
結され独立に上下方向にのみ揺動される。拘束点を二等
辺三角形の頂点の位置とし、底辺の両端に揺動点を配置
するとよい。疑似体感装置の使用者は搭乗台に乗り、使
用者の前方で目の高さに画像装置が配置され、使用者が
体験する仮想世界における使用者の目に映るであろう風
景を表示する。使用者は仮想世界で搭乗物に搭乗し、こ
の搭乗物を運転操作し仮想世界を移動運動するのであ
る。

【００１３】制御装置には仮想世界の情報すなわち地
形、風景、各種搭乗物の移動運動法則等の情報が記憶さ
れている。制御装置には現実世界の人間の搭乗物操作情
報が送られ、制御装置は前記情報を基に仮想世界の搭乗
物の移動運動情報、仮想世界の搭乗物の搭乗者の目に映
るであろう風景情報を計算する。制御装置は移動運動情
報、地形情報、風景情報を基に揺動信号、画像信号を計
算し、これらをそれぞれ揺動機構、画像装置に送る。

【００１４】揺動フレームの拘束点の近傍において揺動
フレームに接続され水平に配置された主軸が、その揺動
フレームへの接続点を通る垂直軸廻りに所定の中立位置
から所定角度回転可能となっている。すなわち、主軸は
前記接続点を支点に所定の中立位置から水平面内におい
て左右に回転する。所定の中立位置を前記の二等辺三角
形の頂点から底辺に下ろした垂線に一致させるとよい。
主軸には中立位置からの回転角度偏差に応じた、又は略
比例した中立位置への復元力が作用するようにする。主
軸に回転偏差が生じた場合に、回転偏差に起因する変位
量だけばねに圧縮又は引っ張りを与えるようにすればよ
い。主軸に沿って主軸の真下にコイルバネを配置し、コ
イルバネが主軸と一体となって回転するようにしてもよ
い。主軸が中立位置に戻る方向に動くときのみ働くダッ
シュポットを取り付けることもできる。

【００１５】主軸の揺動フレームへの接続端とは反対側
の端部に使用者が搭乗する搭乗台が取り付けられてい
る。使用者は主軸の回転の支点の方向を向いて搭乗台に
乗る。搭乗台は仮想世界の搭乗物を運転操作する手段と
して機能する。搭乗台の所定の中立位置からの回転角度
偏差すなわち主軸の中立位置からの回転角度偏差を検出
し、この検出信号を方向変更情報として、すなわち仮想
世界の搭乗物の操作情報として制御装置に送る。

【００１６】次に、スキーの疑似体感装置を例に取って
主軸の復元力の作用を説明する。例えば、仮想世界であ
る雪原でスキーを行ってまっすぐ前方向に進んでいる人
間が方向を右に転換する場合は、ますっぐ前を向いてい
るスキーを斜め右の方向に変える必要がある。このと
き、現実世界において体感装置を使用しスキーに見立て
た搭乗台に乗っている人間は、まっすぐ前を向いている
搭乗台を右方向に回転させることになる。搭乗台は水
平な主軸の一端に接続され、この主軸の他端は揺動フレ
ームに接続されている。主軸は揺動フレームとの接続点
を通る垂直軸廻りに所定の中立位置から所定角度回転可
能な構造となっている。このとき、現実世界の人間は搭
乗台を（すなわち主軸を）主軸の揺動フレームとの接続
点を支点にして、この支点を通る垂直軸廻りに中立位置
から右方向に回転させる操作を行うことになる。

【００１７】一方仮想世界の人間はその行動が制御装置
によって現実世界の人間の行動によって制御される。す
なわち、現実世界の人間が方向を右に転換させるという
意志に基づいて、搭乗台を右方向に回転させたことによ
り、主軸の回転角度偏差が生じる。この回転角度偏差は
検出され、回転角度偏差信号として制御装置に送られ
る。よって、制御装置は方向が右に変わったと認識し、
仮想世界の人間の方向を右方向に回転させ、画像装置の
画像に写し出された仮想世界の方向を右に回転させる。
このとき仮想世界の景色そのものは左方向に移動するこ
とになる。

【００１８】その後は、仮想世界においてはその変更さ
れた方向が進行方向になり、現実世界の人間が進行方向
を変えずにスキーすなわち搭乗台を現状の方向に維持す
れば、仮想世界の人間はまっすぐ前を向いてその方向に
直進することになる。すなわち体感装置の使用者は仮想
世界においてまっすぐ前に進んでいると認識している。
一方現実世界の実際の人間はスキーすなわち搭乗台の方
向を変えずにその方向を維持しているので、スキーすな
わち搭乗台の向きは画像装置の画面の垂直方向、すなわ
ち仮想世界の進行方向に対して斜め右方向を向いたまま
であり、現実世界と仮想世界の認識の遊離が生じる。

【００１９】この、現実世界と仮想世界の認識の遊離を
補正するために、現実世界の人間が自らの意志によって
スキーすなわち搭乗台の方向を変更させることなく、実
際の搭乗台の方向をまっすぐ前の方向に変更させる必要
がある。このために、主軸に中立位置からの回転角度偏
差に応じた、又は略比例した中立位置への復元力が作用
するようにする。主軸はこの復元力により中立位置に戻
る。すなわち、現実世界の人間はスキーすなわち搭乗台
を中立位置から右に方向を変えた後は、さらに元に方向
に戻そうとして自ら搭乗台の方向を変更することなく、
搭乗台は主軸に作用する復元力によって元の中立位置、
すなわちまっすぐ前の方向に向くことになり、現実世界
の認識と仮想世界の認識とを一致させることができる。

【００２０】スキーの進行方向を、右方向に変える場合
の実際のスキーの動作は、スキーを右方向に回転（垂直
軸廻りで水平面内での回転）させるだけでなく同時に右
方向にねじり回転（前後方向の水平軸廻りのねじり回
転）を行う。よって、搭乗台の前記右方向の回転角度を
検出し、この検出信号を制御装置に送るだけでなく、前
記右方向のねじり回転角度をも検出し、この検出信号も
制御装置に送って、揺動機構の揺動及び画像装置の画像
を制御することによって、実際の体感により近い疑似体
感を得ることができる。搭乗台のねじり回転角度に代え
て、回転軸のトルク又は搭乗台の左右方向の重心位置を
検出し、これらの検出信号を制御装置に送ってもよい。
前二者の何れかを検出することはねじり回転角度がある
範囲内に制限されている場合に有用である。ある所定の
値のねじり回転角度までは、ねじり回転角度で検出し、
この所定の値のねじり回転角度に達した所で回転軸の回
転トルク又は搭乗台の左右方向の重心位置を検出するよ
うにしてもよい。

【００２１】搭乗台を二つに分割して、各々の搭乗台が
回転軸を介してねじり回転可能に主軸に取り付けてもよ
い。この場合、各々の搭乗台に各足で搭乗する。そし
て、ねじり回転角度又は回転軸のトルク若しくは左右方
向の重心位置のいずれかを各々の搭乗台に対して検出す
る。

【００２２】さらに、スキーなどではスキーヤーが前屈
みの姿勢を取った場合は、スキーのスピードが早くな
る。これを体感装置で再現するために、使用者が搭乗台
の上で前屈みになった状態を搭乗台の前後方向の重心位
置として検出し、この検出信号を制御装置に送る。前屈
みになると搭乗台の重心位置が前方向に移動し、大きく
前屈みの状態になると、重心位置が大きく前方向に移動
のすることを利用したのである。搭乗台を使用者が座れ
る構造にすると、使用者がそり等に乗った場合を体感す
ることを可能とすることができる。

【００２３】本発明の疑似体感装置は、雪上のスキー、
そりを体感するだけでなく、氷上、草上、地上などのス
キー、そりを体感する装置とすることができ、また、ロ
ーラスケート、ボードなどを体感する装置とすることが
できる。また、そりの場合など、進行方向を変える手段
としてジョイステックかフットペダルを取り付けるとよ
い。

【００２４】

【実施例】本発明の疑似体感装置の第一の実施例を、ス
キー体感装置をもとに説明する。図１は本発明のスキー
体感装置の全体図である。水平に配置されたくの字型の
２本のフレームを備えた揺動フレーム１０の中央にピロ
ーブロック１１が配置され、そこを中心として２軸方向
（ｘ軸及びｙ軸廻り）に回転できる構造となっている。
揺動フレーム１０は揺動フレーム中心軸１６に対して左
右対象な構造となっている。前記揺動フレーム１０のく
の字型のフレームの先端部は、揺動用の揺動機構（ボー
ルネジ３０、サーボモータ３１、軸継手３２）に接続さ
れ、各揺動機構は前記揺動フレーム１０を接続点におい
て連動させて独立に上下方向に動くようになっている。

【００２５】サーボモータ３１が回転することによりボ
ールネジ３０が回転し、垂直に配置されたボールネジ３
０の回転が上下方向の動きとして取り出され軸継手３２
を介して揺動フレーム１０に連結され、揺動フレーム１
０を上下に揺動する。

【００２６】また使用者の足が乗る搭乗台２０は主軸１
４の先に取り付けて配置され、それ自体も回転軸２１を
持ち、搭乗者が足を左右の傾けた場合、それに合わて、
左右方向に傾きねじり回転させられる構造となってい
る。主軸１４の搭乗台２０との接続部とは反対側の先端
部に、主軸１４の回転中心１２がある。主軸１４はこの
回転中心１２を通る垂直軸（ｚ軸とする）廻りに回転す
る。すなわち、搭乗者は搭乗台２０を足で操作すること
により、主軸１４をｚ軸廻りに回転させる。主軸１４の
真下に、主軸１４の先端から揺動フレーム１０にかけて
引っ張りコイルバネ１３を渡している。引っ張りコイル
バネ１３は主軸１４と一体となって主軸１４と同様に回
転し、その一端は揺動フレーム１０に固定して接続さ
れ、その接続部は主軸の回転中心の近傍に位置してい
る。

【００２７】主軸１４及び引っ張りコイルバネ１３は搭
乗者が乗らない状態では揺動フレーム中心軸１６に一致
し、この揺動フレーム中心軸が主軸１４及び引っ張りコ
イルバネ１３のｚ軸廻りの回転の中立位置となる。搭乗
者が搭乗台２０を操作し、主軸１４をｚ軸廻りに回転さ
せた場合、中立位置からの回転角度、すなわち回転角度
偏差に略比例した主軸１４を中心位置方向へ引き戻す復
元力を常に与える構造となっている。

【００２８】図２は、搭乗者の体感風景である。使用者
はハンドル４０を手で持ち、足を搭乗台２０に乗せ、制
御装置である制御ＣＰＵ５０によって出される滑走画面
５１を見ながら、状況に応じたスキー動作、すなわち搭
乗台２０の操作を足で行う。スキーを搭乗者側から制御
する方法は、スキー（すなわち搭乗台２０）をｚ軸廻り
に回転させること及びスキーのエッジング動作すなわ
ち、スキーを進行方向の水平軸に対してねじり回転させ
ること（搭乗台２０すなわち回転軸２１をその長手方向
軸廻りにねじり回転させること）である。

【００２９】すなわち、搭乗者がスキーを右方向にター
ンさせる場合は、スキーをｚ軸廻りに右方向に回転させ
るか、又はスキーを右方向にねじり回転させるなければ
ならない。しかし、通常はスキーヤーが実際にターンす
る場合は、スキーをｚ軸廻りに右方向に回転させると同
時に右方向にねじり回転させる。本実施例において、主
軸１４のｚ軸回りの回転角度及び回転軸２１のその長手
方向軸廻りのねじり回転が検出されて、各検出信号がス
キーの運転情報として制御ＣＰＵ５０に送られる。

【００３０】制御ＣＰＵは前記スキーの運転情報、制御
装置内に記憶させている地形情報、及びスキーの運動法
則を基にスキーヤーの仮想世界における移動運動を計算
し、この移動運動に基づいてスキーの動きを使用者に与
えるべく揺動フレームを揺動させるため、揺動信号を揺
動機構に送る。制御ＣＰＵは、同時に仮想世界における
スキーヤーの視野に映るであろう風景を前記移動運動に
基づいて計算し、画像信号を画像装置に送る。

【００３１】図３は回転軸２１のねじり回転量検出セン
サ部の拡大図である。回転軸２１は搭乗台２０に固定さ
れており、主軸ベース１５に取り付けられているエンコ
ーダ２２によって角度検出を行うことができる。主軸１
４のｚ軸廻りの回転も、同様にエンコーダ２３によって
角度を検出する。

【００３２】次に、上記のような構成からなる疑似体感
装置の動作について説明する。通常使用者は図４のよう
に搭乗台２０に足を乗せ、まず搭乗台２０を水平に保つ
動作を行う。搭乗台２０は中立位置にある。使用者が制
御ＣＰＵ５０によって出される滑走画面５１のスキーゲ
レンデにあわせてエッジング動作及びｚ軸廻りの回転を
行うと、エンコーダ２２、２３でねじり回転角度及びｚ
軸廻りの回転角度を検出する。

【００３３】制御ＣＰＵ５０は、使用者が『ターンを開
始した』と判断し、前記二つの角度の値によって図５の
様に揺動フレーム１０の傾け度合いを変える。右にター
ンするためには、使用者は過去のスキー体験に基づいて
スキーをｚ軸廻りに右方向に回転させると同時に右方向
にねじり回転させる。搭乗台のｚ軸廻り回転及びねじり
回転がターン角度及び揺動フレームの傾きに与える影響
は、使用者がある動作を行った場合の仮想世界のスキー
ヤーのスキー運動の変更及び揺動フレーム１０の傾きの
変更、画像の変更は、使用者が実際にスキーを行ってい
る感覚を体験できるように制御ＣＰＵにて決められる。
一方、滑走画面における仮想世界の風景が、スキーヤー
が右にターンした時にスキーヤーの目に映る風景が変わ
るのと同じように変わるように、制御ＣＰＵ５０は画像
信号を画像装置に送る。

【００３４】使用者がターンの終了を決意した場合は、
使用者の実際のスキー体験に基づいて、所定のタイミン
グでスキーのねじり回転を元の水平な位置に戻し、ｚ軸
廻りのスキーを回転させる力又は回転状態を維持する力
を抜く。制御ＣＰＵ５０は１ターンの終了が終了したと
判断し図６のようにゆっくりと揺動フレーム１０を水平
位置に戻す。滑走画面における仮想世界の風景は、前記
揺動フレームの動きに対応してターンの状況が変化した
と使用者に認識させるように、制御ＣＰＵ５０より画像
信号が画像装置に送られる。

【００３５】スキーのねじり回転角度すなわちエッジ角
度とサーボ電圧、及び揺動機構が揺動フレームに与える
揺動のための変位量（揺動変位量）を示すタイミングチ
ャートを図７に示す。図中の範囲Ａが図４、範囲Ｂが図
５、そして範囲Ｃが図６に対応する。図中、エッジ角度
は上方向が右回転、下方向が左回転を表す。サーボ電圧
は上方向が正、下方向が負である。図中、揺動変位量
（右）とは、使用者から見て右の揺動機構が揺動フレー
ムを動かすための変位であ、図中の上下方向と変位の上
下方向が対応する。

【００３６】スキーのｚ軸廻りの回転角度と揺動フレー
ムの傾きの関係は前記のように単純ではない。スキーヤ
ーは右にターンする場合、エッジ角度の右回転とｚ軸廻
りの右回転を同時に行うがここでは、説明を判りやすく
するためエッジのねじり回転は省略して記述する。使用
者が３０度右にターンすると決意した場合は、ゆっくり
とスキーをｚ軸廻りに３０度右に回転させる。この状態
で使用者は最初の角度より３０度右に回転し、今も最初
の位置より３０度回転した向きにあると認識している。

【００３７】これに応じて仮想世界におけるこのスキー
ヤーは所定の時間をかけて右に３０度ターンする。この
ためにスキーを３０度右に回転させなければならない。
雪原では右方向に進行方向を３０度変えた場合、足の位
置はそのままでも今度は３０度変わったその方向が直進
方向であり、仮想世界のスキーヤーは足の位置をそのま
まにした状態で直進していると認識している。一方、上
述のように現実世界の使用者は足の位置をそのままにし
て、３０度右に向いたままであると認識している。

【００３８】この、現実世界の認識と仮想世界の認識の
遊離を解消するために、現実世界の人間が意識すること
なく、ゆっくりとスキーすなわち搭乗台２０を３０度左
に回転させもとに向きに戻してやる必要がある。この、
現実世界の人間の角度の変更を生じさせるのが前記の主
軸に作用する中立位置への復元力である。スキーのｚ軸
廻りの回転と揺動フレームの傾きは、復元力の大きさと
ともに使用者が仮想世界を違和感なく体験できるように
決められる。

【００３９】また、仮想世界の地形が凸部を有するため
に仮想世界のスキーヤーが直進中に上昇し、次に下降す
る場合に、二つの揺動機構により同じように同時に揺動
フレームを大きく上下させると、使用者は仮想世界で体
験するであろう上昇及び落下感を得ることができる。

【００４０】本発明の第２の実施例を図８を参照して説
明する。図８は搭乗台２０の拡大上面図である。この図
に示す実施例では、搭乗台２０は三つのロードセル１０
０を有し、それによって搭乗台のロードセル部の加重点
を測定し、搭乗台２０に乗った使用者の重心位置を測定
し、その前後方向の重心位置を制御ＣＰＵに送る。前後
方向の重心位置から使用者の前傾姿勢を想定し、前傾姿
勢を取った場合のスキーのスピード、揺動フレーム１０
の傾け度合いを制御ＣＰＵ５０にて決定する。

【００４１】また、重心位置を測定した場合、使用者と
搭乗台の重量を慣性質量として制御ＣＰＵ５０に送り、
慣性質量により仮想世界の運動を変えることもできる。

【００４２】本発明の第３の実施例を図９を参照して説
明する。図９は搭乗台２０を座席１１０のような形状に
し、支点にトルクセンサ１１１を配置する。この体感装
置はそりに乗った場合の体感を得るための装置である。
座席の左右の傾きの代わりに座席に左右の傾き、搭乗者
の体の左右の傾きによるトルクの大きさ、トルクの左右
の方向によって揺動フレーム１０の傾け度合いを決定す
る。トルクと回転軸角度、サーボ電圧、揺動変位量の関
係を図１０に示す。

【発明の効果】

【００４３】以上説明したように本発明の疑似体感装置
によれば、安価なコスト及び簡易な機構で、主軸のｚ軸
廻りの回転の中立位置への復帰補助を行うことができ、
ターン動作における現実世界と仮想世界の認識の遊離を
生じさせることなく、現実感を増した疑似体感装置とな
る。仮想世界のターン操作を垂直軸廻りの回転及び進行
方向の水平軸廻りねじり回転にて行うことからスキーな
どにおいて、実際に行われる操作に近いターン操作を実
現させることができ、実際により近い体感を経験するこ
とができる。

【００４４】また、水平軸廻りのねじり回転角度の代わ
りに、水平軸廻りのねじりトルク又は進行方向に対する
左右方向の重心位置を検出すると、例えば小児用の疑似
体感装置であるため安全上の要請により水平軸廻りのね
じり回転角度の値を制限した場合でも、ターン操作を行
うことができ、又そりなどの状況が相違する場合のター
ン操作を可能とすることができる。

【００４５】また、搭乗台の進行方向の前後方向の重心
位置を検出し、使用者の前傾姿勢を前後方向の重心位置
というファクターで信号として制御ＣＰＵに送ったた
め、前傾姿勢により仮想世界ので移動運動状況を変える
ことができ、実際により近い疑似体感を得ることが可能
となった。搭乗台を使用者が座れる構造とすると、より
多くの状況で疑似体感を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例のスキー体感装置の斜視
図を示す。

【図２】同上のスキー体感装置の使用風景図を示す。

【図３】同上のスキー体感装置の搭乗台の拡大図を示
す。

【図４】同上のスキー体感装置の使用者がターンを行っ
ていない場合の揺動フレームと搭乗台の状態図を示す。

【図５】同上のスキー体感装置の使用者がターンを行っ
ている場合の揺動フレームと搭乗台の状態図を示す。

【図６】同上のスキー体感装置の使用者のターンから復
帰している場合の揺動フレームの状態図を示す。

【図７】同上のスキー体感装置のエッジ角度とサーボ電
圧、揺動変位量の関係を示すタイミングチャートを示
す。

【図８】本発明の第二の実施例のスキー体感装置の搭乗
台の拡大図を示す。

【図９】本発明の第三の実施例のそり体感装置の搭乗台
の立体拡大図を示す。

【図１０】同上のそり体感装置のトルクとサーボ電圧、
揺動変位量の関係を示すタイミングチャートを示す。

【符号の説明】

１０揺動フレーム１１ピローブロック１２回転中心１３コイルバネ１４主軸１５主軸ベース１６揺動フレーム中心軸２０搭乗台２１回転軸２２エンコーダ２３エンコーダ３０ボールネジ３１サーボモータ３２軸継手４０ハンドル５０制御ＣＰＵ５１滑走画面１００ロードセル１１１トルクセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ独立に上下方向にのみ揺動され
る揺動点を二つ有し、変位のみ拘束された拘束点を一つ
有する揺動フレームと、前記揺動点においてそれぞれ揺
動フレームを揺動する二つの揺動機構と、画像装置と、
画像装置に画像信号を揺動機構に揺動信号を送る制御装
置とを備えた疑似体感装置において、前記拘束点の近傍
において揺動フレームに接続され水平に配置された主軸
が、その揺動フレームへの接続点を通る垂直軸廻りに所
定の中立位置から所定角度回転可能であり、さらに主軸
の前記中立位置からの回転偏差に応じた中立位置への復
元力が主軸に作用し、主軸の揺動フレームへの接続端と
は反対側の端部に使用者が搭乗する搭乗台が取り付けら
れ、主軸の前記回転角度偏差を検出し、この検出信号を
制御装置に送ることを特徴とする疑似体感装置。
【請求項２】搭乗台の主軸への取付が回転軸を介しこ
の回転軸廻りにねじり回転可能なものであり、さらに前
記回転軸のねじり回転角度又は前記回転軸のトルク若し
くは搭乗台の左右方向の重心位置のいずれかを検出し、
この検出信号を制御装置に送る請求項１に記載の疑似体
感装置。
【請求項３】搭乗台が二つに分割され、各々の搭乗台
が回転軸を介してこの回転軸廻りにねじり回転可能に主
軸に取り付けられ、さらに前記回転軸のねじり回転角度
又は前記回転軸のトルク若しくは搭乗台の左右方向の重
心位置のいずれかを各々の搭乗台に対して検出し、この
検出信号を制御装置に送る請求項１に記載の疑似体感装
置。
【請求項４】さらに搭乗台の前後方向の重心位置を検
出し、この検出信号を制御装置に送る請求項１から請求
項３いずれかに記載の疑似体感装置。
【請求項５】搭乗台が使用者が座れる構造を有すもの
である請求項１または請求項２いずれかに記載の疑似体
感装置。
【請求項６】さらに搭乗台の前後方向の重心位置を検
出し、この検出信号を制御装置に送る請求項５に記載の
疑似体感装置。