JPH07295737A

JPH07295737A - 光学視覚装置

Info

Publication number: JPH07295737A
Application number: JP9034394A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tajima; 茂田島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【構成】移動に応じた映像情報をディスプレイに表示
することにより、該ディスプレイを介して仮想的な空間
を提供する光学視覚装置１において、Ｘ軸方向，Ｙ軸方
向及びＺ軸方向にそれぞれ加速度センサ４及び圧電ジャ
イロ５を設ける。そして、この各加速度センサ４からの
加速度検出出力及び圧電ジャイロ５からの回転検出出力
に基づいてマイコン６がユーザの動きを示す位置検出情
報及び方位検出情報を算出し、これらを送信回路７が送
信装置２側に無線送信する。上記送信装置２は、上記位
置検出情報及び方位検出情報に応じた映像情報を赤外線
送信する。上記光学視覚装置１は、上記赤外線送信され
た映像情報をディスプレイに表示して仮想的な空間を提
供する。【効果】光学視覚装置１の小型軽量化，ローコスト化
及びシステムのワイヤレス化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動位置に応じた映像
情報をディスプレイに表示することにより、該ディスプ
レイを介して仮想的な空間を提供する、バーチャル・リ
アリティ・システム等に用いて好適な光学視覚装置に関
し、特に、移動位置を検出する手段として加速度セン
サ，圧電ジャイロを用いることにより、使用可能範囲の
拡大，システムの小型化及びワイヤレス化等を図った光
学視覚装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日において、バーチャル・リアリティ
・システムが知られている。このバーチャル・リアリテ
ィ・システムは、ユーザが装着する、例えば眼鏡型（或
いは、ヘルメット型）の光学視覚装置と、ユーザが移動
可能な範囲に磁界を発生するとともに、ユーザの移動に
応じた映像情報を供給するコントロール部とを接続ライ
ンを介して接続することにより構成されている。

【０００３】上記光学視覚装置には、磁気センサと、上
記コントロール部からの映像情報を表示するディスプレ
イとを有している。上記磁気センサは、Ｘ軸方向，Ｙ軸
方向及びＺ軸方向の３軸にそれぞれ設けられており、ユ
ーザの移動位置及び移動方向に応じた上記コントロール
部が発生する磁界の方向及び強さをそれぞれ検出し、こ
の各検出出力を上記接続ラインを介して上記コントロー
ル部に供給する。

【０００４】上記コントロール部は、上記磁気センサか
らの検出出力に基づいてユーザの移動位置及び移動方向
を検出し、この検出結果に応じた映像情報を上記接続ラ
インを介して上記光学視覚装置のディスプレイに供給す
る。これにより、上記ディスプレイに、ユーザの移動位
置や移動方向に応じた映像情報を表示することができ
る。

【０００５】ユーザは、自分の移動した位置や方向に応
じた映像を上記ディスプレイを介して認識することがで
きるため、あたかも自分がその空間に存在しているよう
な錯覚を覚える。これにより、仮想的な空間の提供が実
現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記コントロ
ール部から発生される磁界の発生範囲は非常に狭く限界
がある。このため、従来のバーチャル・リアリティ・シ
ステムは、ユーザの移動位置や移動方向の検出範囲が上
記磁界の狭い発生範囲に限定されてしまう問題があっ
た。

【０００７】また、上記バーチャル・リアリティ・シス
テムの使用開始時には、ユーザの移動位置や移動方向を
検出するために、最初に、絶対位置を上記コントロール
部に認識させる（初期設定する）必要がある。このた
め、使用開始時には、上記初期設定のために上記磁気セ
ンサ等の調整が必要となる問題があった。

【０００８】また、ユーザの移動位置及び移動方向を検
出するためには、上記コントロール部により発生された
磁界と同期をとりながら上記磁気センサで検出する必要
があるため、上記光学視覚装置とコントロール部とを接
続ラインで接続する必要があった。このため、ユーザの
移動時に上記接続ラインが邪魔になり、該ユーザの移動
に支障をきたす問題があった。

【０００９】このようなことから、従来のバーチャル・
リアリティ・システムは、例えば限られた工場の一角に
おいて、上記光学視覚装置を装着したユーザが狭い範囲
を移動しながら作業等を行う場合等にはよいが、シュー
ティングゲームのように、上記光学視覚装置を装着した
ユーザが広い範囲を移動しながらゲームを楽しむ等のよ
うな場合には移動範囲が狭い範囲に限定されてしまい、
実用性に欠けるという問題があった。

【００１０】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、ユーザの移動範囲を広くすることができ、使
用開始時の初期設定を省略することができるうえ、ワイ
ヤレス化により実用性の向上を図ることができるような
光学視覚装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学視覚装
置は、移動に応じた映像情報をディスプレイに表示する
ことにより、該ディスプレイを介して仮想的な空間を提
供する光学視覚装置において、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向或い
はＺ軸方向のいずれか一方向に設けられ、該設けられた
軸方向の加速度を検出して加速度情報を出力する少なく
とも１つの加速度センサと、上記加速度センサからの加
速度情報を無線送信する送信手段とを有する。

【００１２】また、上記Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方
向にそれぞれ１つずつ設けられた加速度センサと、上記
各加速度センサからの各加速度情報を無線送信する送信
手段とを有する。

【００１３】また、地磁気に基づいて絶対位置を検出す
る絶対位置検出手段と、上記絶対位置検出手段により検
出された絶対位置を基準にして、上記加速度センサから
の加速度情報に基づいて位置検出を行う位置検出手段
と、上記位置検出手段からの位置検出出力を無線送信す
る送信手段とを有する。

【００１４】次に本発明に係る光学視覚装置は、移動に
応じた映像情報をディスプレイに表示することにより、
該ディスプレイを介して仮想的な空間を提供する光学視
覚装置において、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向或いはＺ軸方向の
いずれか一方向に設けられ、該設けられた軸方向の回転
方向を検出して回転情報を出力する少なくとも１つの圧
電ジャイロと、上記圧電ジャイロからの回転情報を無線
送信する送信手段とを有する。

【００１５】また、上記Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方
向にそれぞれ１つずつ設けられた圧電ジャイロと、上記
各圧電ジャイロからの各回転情報を無線送信する送信手
段とを有する。

【００１６】また、地磁気に基づいて絶対方位を検出す
る絶対方位検出手段と、上記絶対方位検出手段により検
出された絶対方位を基準にして、上記圧電ジャイロから
の回転情報に基づいて方位検出を行う方位検出手段と、
上記方位検出手段からの方位検出出力を無線送信する送
信手段とを有する。

【００１７】次に、本発明に係る光学視覚装置は、移動
に応じた映像情報をディスプレイに表示することによ
り、該ディスプレイを介して仮想的な空間を提供する光
学視覚装置において、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向或いはＺ軸方
向のいずれか一方向に設けられ、該設けられた軸方向の
加速度を検出して加速度情報を出力する少なくとも１つ
の加速度センサと、上記加速度センサの設けられた軸方
向と同じ軸方向に設けられ、その軸方向の回転方向を検
出して回転情報を出力する少なくとも１つの圧電ジャイ
ロと、上記加速度センサからの加速度情報及び上記圧電
ジャイロからの回転情報を無線送信する送信手段とを有
する。

【００１８】また、上記Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方
向にそれぞれ１つずつ設けられた上記加速度センサ及び
圧電ジャイロと、上記各加速度センサからの各加速度情
報、及び、上記各圧電ジャイロからの各回転情報をそれ
ぞれ無線送信する送信手段とを有する。

【００１９】また、地磁気に基づいて絶対位置を検出す
る絶対位置検出手段と、地磁気に基づいて絶対方位を検
出する絶対方位検出手段と、上記絶対位置検出手段によ
り検出された絶対位置及び上記絶対方位検出手段により
検出された絶対方位を基準にして、上記加速度センサか
らの加速度情報に基づいて位置検出を行うとともに、上
記圧電ジャイロからの回転情報に基づいて方位検出を行
う位置方位検出手段と、上記位置方位検出手段からの位
置検出出力及び方位検出出力を無線送信する送信手段と
を有する。

【００２０】

【作用】本発明に係る光学視覚装置は、移動位置に応じ
た映像情報をディスプレイに表示することにより該ディ
スプレイを介して仮想的な空間を提供する、いわゆるバ
ーチャル・リアリティ・システム等に用いて好適な、例
えばヘルメット型或いは眼鏡型等の光学視覚装置であ
り、ユーザの頭部或いは顔面部に装着される。

【００２１】使用開始前には、絶対位置検出手段が地磁
気に基づいて絶対位置を検出し、この絶対位置検出出力
を位置検出手段に供給するとともに、絶対方位検出手段
が地磁気に基づいて絶対方位を検出し、この絶対方位検
出出力を位置方位検出手段に供給する。上記位置方位検
出手段は、上記絶対位置検出出力及び絶対方位検出出力
に基づいて、位置検出出力及び方位検出出力を初期値に
自動的にリセットする。

【００２２】この状態でユーザが移動すると、上記Ｘ軸
方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ１つずつ設けら
れた各加速度センサが、該設けられた軸方向の加速度を
それぞれ検出し、この加速度情報をそれぞれ上記位置方
位検出手段に供給する。また、各軸方向にそれぞれ１つ
ずつ設けられた各圧電ジャイロが、該設けられた軸方向
の回転方向（角速度情報或いは角加速度情報）をそれぞ
れ検出し、この各回転情報をそれぞれ上記位置方位検出
手段に供給する。

【００２３】上記位置方位検出手段は、上記各加速度セ
ンサからの各加速度情報及び各圧電ジャイロからの各回
転情報に基づいて、ユーザのＸ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ
軸方向の移動位置及び移動方位を検出し、この位置検出
出力及び方位検出出力を送信手段に供給する。

【００２４】上記送信手段は、無線発振器となってお
り、上記位置検出出力及び方位検出出力を、例えば当該
光学視覚装置に映像情報を供給するコントロール部に無
線送信する。上記コントロール部は、上記位置検出出力
及び方位検出出力に応じた映像情報を上記ディスプレイ
に、例えば赤外線送信する。

【００２５】これにより、ユーザは、自分の移動位置及
び移動方位に応じた映像を上記ディスプレイを介して認
識することができ、仮想的な空間を体験することができ
る。

【００２６】当該光学視覚装置は、上記位置検出出力及
び方位検出出力を上記コントロール部に無線送信するこ
とができるため、当該光学視覚装置を例えばバーチャル
・リアリティ・システムに適用した場合、該バーチャル
・リアリティ・システムのワイヤレス化を図ることがで
きる。この場合、上記コントロール部からの映像情報を
接続ラインを介して当該光学視覚装置に供給するように
してもよいが、上述のように上記映像情報を赤外線送信
することにより、上記バーチャル・リアリティ・システ
ムの完全なワイヤレス化を図ることができる。

【００２７】また、上記加速度センサ及び圧電ジャイロ
は、半導体で形成することができるため、小型，安価，
且つ軽量に形成することができ、当該光学視覚装置に設
けた場合に設置面積をとらない。このため、当該光学視
覚装置の小型化，軽量化及びローコスト化を図ることが
できる。

【００２８】また、上記絶対位置検出手段及び絶対方位
検出手段が、地磁気を検出することにより位置検出出力
及び方位検出出力を初期値にリセットするようにしてい
るため、使用開始前の面倒な初期調整を自動化すること
ができる。

【００２９】さらに、ユーザの移動位置及び移動方位を
上記各加速度センサを用いて検出するようにしているた
め、コントロール部の発生した磁界に基づいて動き検出
を行う磁界方式のように発生磁界と同期をとる必要がな
いうえ、ユーザの移動範囲が発生磁界範囲に限定される
ことを防止することができ、ユーザの移動範囲を自由且
つ広くすることができる。このため、実用的なバーチャ
ル・リアリティ・システム等の提供を可能とすることが
できる。

【００３０】なお、上記加速度センサは、Ｘ軸方向，Ｙ
軸方向，Ｚ軸方向の各軸方向にそれぞれ１つずつ設ける
こととしたが、これは、何れか１つの軸方向、或いは、
所望の２つの軸方向にそれぞれ設けるようにしてもよ
い。この場合、上記加速度センサを設けた所望の軸方向
の位置検出出力を得ることができる。

【００３１】同じく、上記圧電ジャイロは、Ｘ軸方向，
Ｙ軸方向，Ｚ軸方向の各軸方向にそれぞれ１つずつ設け
ることとしたが、これは、何れか１つの軸方向、或い
は、所望の２つの軸方向にそれぞれ設けるようにしても
よい。この場合、上記圧電ジャイロを設けた所望の軸方
向の方位検出出力を得ることができる。

【００３２】このような加速度センサ及び圧電ジャイロ
を設ける軸方向は、そのシステムが必要とする軸方向の
み設ければよく、該システム等の設計に応じて適宣変更
すればよい。

【００３３】また、上記位置方位検出手段が、上記各加
速度センサからの各加速度情報及び各圧電ジャイロから
の各回転情報に基づいて、ユーザの移動位置及び移動方
位を示す位置検出出力及び方位検出出力を出力すること
としたが、これは、上記各加速度センサ及び圧電ジャイ
ロからの加速度情報及び回転情報をそのまま上記コント
ロール部に送信し、該コントロール部において、ユーザ
の移動位置及び移動方位を演算して検出するようにして
もよい。

【００３４】これにより、当該光学視覚装置に設ける上
記位置方位検出手段を省略することができ、部品点数の
削減及び軽量化を図ることができるうえローコスト化を
図ることができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明に係る光学視覚装置の好ましい
実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００３６】本発明の実施例に係る光学視覚装置は、ユ
ーザに仮想的な空間を提供するバーチャル・リアリティ
・システムに適用することができる。

【００３７】すなわち、上記バーチャル・リアリティ・
システムは、図１に示すように光学視覚装置１と、該光
学視覚装置１に映像情報等を供給する送信装置２とで構
成されている。

【００３８】上記光学視覚装置１は、内側に映像情報を
表示するディスプレイが設けられた眼鏡型の光学視覚部
３と、それぞれ半導体で形成され、ユーザの移動に応じ
た加速度及び回転方向を検出し、加速度信号及び回転信
号（角速度信号）を出力する加速度センサ４及び圧電ジ
ャイロ５とを有している。

【００３９】また、上記光学視覚装置１は、上記送信装
置２からの映像情報等を受光する受光回路８と、上記加
速度センサ４からの加速度信号，圧電ジャイロ５からの
角速度信号及び上記受光回路８を介して供給される制御
信号に基づいて、ユーザの移動位置及び移動方位を算出
し、位置検出信号及び方位検出信号を出力するマイクロ
コンピュータ（マイコン）６と、上記マイコン６からの
位置検出信号及び方位検出信号を上記送信装置２側に無
線送信する送信回路７とを有している。

【００４０】上記加速度センサ４及び圧電ジャイロ５
は、図２に示すようにそれぞれ直交するＸ軸方向，Ｙ軸
方向，Ｚ軸方向に１つずつ設けられている。

【００４１】すなわち、上記加速度センサ４は、Ｘ軸方
向の加速度（Ｘ）を検出する第１の加速度センサ４Ｘ
と、Ｙ軸方向の加速度（Ｙ）を検出する第２の加速度セ
ンサ４Ｙと、Ｚ軸方向の加速度（Ｚ）を検出する第３の
加速度センサ４Ｚとで構成されており、各加速度センサ
４Ｘ，４Ｙ，４Ｚからの各加速度信号は、それぞれ増幅
回路２０を介してＡ／Ｄ変換器２１に供給されデジタル
化されて上記マイコン６に供給される構成となってい
る。

【００４２】また、上記圧電ジャイロ５は、Ｘ軸方向の
回転方位（ｒ）を検出する第１の圧電ジャイロ５Ｘと、
Ｙ軸方向の回転方向（θ）を検出する第２の圧電ジャイ
ロ５Ｙと、Ｚ軸方向の回転方向（φ）を検出する第３の
圧電ジャイロ５Ｚとで構成されており、各圧電ジャイロ
５Ｘ，５Ｙ，５Ｚからの各角速度信号は、それぞれ増幅
回路２０を介してＡ／Ｄ変換器２１に供給されデジタル
化されて上記マイコン６に供給される構成となってい
る。

【００４３】一方、上記送信装置２は、上記光学視覚装
置１から送信される位置検出信号及び方位検出信号を受
信する受信回路１１と、上記受信回路１１で受信された
位置検出信号及び方位検出信号に基づいて、映像情報及
び音声情報等を出力するシステムコントローラ１２と、
上記システムコントローラ１２からの音声情報に応じて
赤外線の発光ダイオードで形成される発光回路１５を発
光駆動する音声発生回路１３と、上記システムコントロ
ーラ１２からの映像情報に応じて上記発光回路１５を発
光駆動する映像発生回路１４とで構成されている。

【００４４】次に、このような構成を有するバーチャル
・リアリティ・システムの動作説明をする。

【００４５】まず、上記光学視覚装置１側に設けられて
いるマイコン６において、ユーザの正確な動きを検出す
るには、該マイコン６に、絶対位置及び絶対方位を教え
る必要がある。このため、上記送信装置２は、ゲーム等
の開始に先立ってシステムコントローラ１２が、上記絶
対位置及び絶対方位を示す位置リセットデータに基づい
て上記発光回路１５を発光駆動する。これにより、上記
位置リセットデータが赤外線信号として上記光学視覚装
置１側に無線送信される。

【００４６】上記光学視覚装置１は、受光回路８により
上記赤外線信号として送信される位置リセットデータを
受光し、これをマイコン６に供給する。これにより、上
記マイコン６は、絶対位置及び絶対方位を知ることがで
き、以後、加速度センサ４及び圧電ジャイロ５からの加
速度信号及び角速度信号に基づいてユーザの正確な移動
位置，移動方位の検出が可能となる。

【００４７】次に、上記送信装置２のシステムコントロ
ーラ１２は、ゲーム開始の際に、上記マイコン６の位置
方位検出動作の開始を指示するスタート信号，送信速度
を設定するための送信速度選択信号，上記光学視覚装置
１から送信される各検出信号を連続出力とするか単出力
とするかを選択するための出力モード選択信号、及び、
上記各検出信号の送信同期（例えば、フィールド同期或
いはフレーム同期等）をとるための同期信号に基づいて
上記発光回路１５を発光駆動する。これにより、上記各
信号が赤外線送信され、上記光学視覚装置１側の受光回
路８により受光され上記マイコン６に供給される。

【００４８】上記マイコン６は、上記スタート信号が供
給されると、ゲーム開始であることを認識し、以後、上
記加速度センサ４及び圧電ジャイロ５からの検出出力に
基づいて、ユーザの動き検出を行う。

【００４９】すなわち、上記ゲームが開始されると、上
記各加速度センサ４Ｘ，４Ｙ，４Ｚは、それぞれユーザ
の動きにより生じたＸ軸方向の加速度，Ｙ軸方向の加速
度及びＺ軸方向の加速度を検出し、この各加速度信号を
上記マイコン６に供給する。

【００５０】また、上記各圧電ジャイロ５Ｘ，５Ｙ，５
Ｚは、それぞれユーザの動きにより生じたＸ軸方向の回
転方向，Ｙ軸方向の回転方向及びＺ軸方向の回転方向を
検出し、この各角速度信号を上記マイコン６に供給す
る。

【００５１】上記マイコン６は、上記各加速度信号及び
各角速度信号に基づいて、ユーザの移動した位置及び方
位を算出し、この位置検出信号及び方位検出信号を、予
め設定された送信速度及び出力モードとなるように上記
同期信号に同期させて送信回路７に供給する。

【００５２】これにより、上記送信回路７を介して上記
各検出信号が上記送信装置２側に送信される。

【００５３】上記送信回路７を介して送信された上記各
検出信号は、上記送信装置２側の受信回路１１で受信さ
れ、上記システムコントローラ１２に供給される。上記
システムコントローラ１２は、上記各検出信号に応じた
（ユーザの動きに応じた）音声情報及び映像情報を、そ
れぞれ音声発生回路１３及び映像発生回路１４から読み
出されるように、該音声発生回路１３及び映像発生回路
１４を読み出し制御する。

【００５４】上記音声発生回路１３及び映像発生回路１
４から読み出された音声情報及び映像情報は発光回路１
５に供給され、該発光回路１５が、上記音声情報及び映
像情報に応じて発光駆動される。

【００５５】これにより、上記発光回路１５を介してユ
ーザの動きに応じた音声情報及び映像情報が赤外線送信
される。この赤外線送信された音声情報及び映像情報
は、それぞれ光学視覚装置１側の受光回路８により受光
される。そして、上記映像情報は、上記光学視覚部３の
内側に設けられているディスプレイに供給され、上記音
声情報は上記イヤホン９に供給される。

【００５６】上記ディスプレイには、ユーザの動きに応
じた映像が表示され、上記イヤホン９からその映像に応
じた音響出力が得られる。ユーザは、上記映像及び音声
を視聴することにより、自分があたかもその場に存在す
るような錯覚をおぼえることができ、仮想的な空間を体
験することができる。

【００５７】なお、このようなゲームは、上記システム
コントローラ１２からゲーム終了を示すストップ信号が
上記マイコン６に供給されるまで続けられる。

【００５８】このように、各加速度センサ４Ｘ，４Ｙ，
４Ｚを用いて３次元の位置検出を行うとともに、各圧電
ジャイロ５Ｘ，５Ｙ，５Ｚを用いて３次元の方位検出を
行い、この各検出情報を上記送信装置２側に無線送信す
ることにより、上記送信装置２側では、計６次元の情報
に基づいて、ユーザの動きに応じた映像情報等を形成し
て出力することができる。従って、より現実的な仮想的
空間を提供することができる。

【００５９】また、上記加速度センサ４及び圧電ジャイ
ロ５により検出された各検出情報はそれぞれ無線送信さ
れるうえ、上記送信装置２側からの映像情報等も赤外線
送信するようにしているため、磁界方式のように発生磁
界との同期をとる必要がなく、上記バーチャル・リアリ
ティ・システムの完全なワイヤレス化を図ることができ
る。このため、ユーザの動きの自由化及び移動範囲の拡
大を図ることができ、実用化に向けて大きく貢献するこ
とができる。

【００６０】また、上記加速度センサ４及び圧電ジャイ
ロ５は半導体で形成されており、軽量且つ小型で設置面
積をとらないことから、上記光学視覚装置１の軽量化，
小型化及びローコスト化を図ることができる。

【００６１】次に、上述の実施例の説明では、ゲーム等
の開始に先立って、上記送信装置２のシステムコントロ
ーラ１２から絶対位置及び絶対方位を知らせるための位
置リセットデータを出力して光学視覚装置１側のマイコ
ン６の位置方位検出をリセットすることとしたが、これ
は、図３に示すように地磁気センサ２５を用いて上記マ
イコン６の位置方位検出をリセットするようにしてもよ
い。

【００６２】上記地磁気センサ２５は、例えば磁気抵抗
効果素子（ＭＲ素子）で構成されており、地磁気を検出
しこの検出出力を上記位置リセットデータとして上記マ
イコン６に供給する。これにより、上記マイコン６が、
ゲーム等の開始に先立って位置方位検出をリセットする
ことができる。従って、ゲーム等の開始に先立って行う
位置方位検出のリセットを自動化することができる。

【００６３】なお、上記地磁気センサ２５の検出出力
は、地球の緯度により変化するため、ゲーム等に先立っ
て、上記システムコントローラ１２からマイコン６に緯
度情報を供給することが好ましい。また、上記地磁気セ
ンサ２５は、その伏角により検出角度に誤差を生ずる虞
れがあるが、この誤差の補正は、上記加速度センサ４及
び圧電ジャイロ５からの各検出出力に行うようにすれば
よい。

【００６４】最後に、上述の実施例の説明では、本発明
に係る光学視覚装置は眼鏡型であることとしたが、これ
はヘルメット型とする等、ユーザが装着可能な型であれ
ばどのような型でも適用可能である。

【００６５】また、上記圧電ジャイロ５は、角速度を検
出することとしたが、これは、角加速度を検出するよう
にしても上述と同じ効果を得ることができる。

【００６６】また、上記送信装置２は、映像情報ととも
に音声情報をも送信することとしたが、これは、映像情
報のみを送信するようにしてもよい。

【００６７】また、各軸方向に、それぞれ３つずつ加速
度センサ４Ｘ，４Ｙ，４Ｚ及び圧電ジャイロ５Ｘ，５
Ｙ，５Ｚを設け、計６次元の動き検出を行うこととした
が、これは、例えばＸ軸方向の加速度のみを検出した
り、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加速度及び回転方向を検出
する等のように、そのシステムが必要とする動き検出に
応じて１次元，２次元，３次元等の検出を行うように適
宣変更可能であることは勿論である。

【００６８】

【発明の効果】本発明に係る光学視覚装置は、位置検出
及び方位検出のために半導体で形成される加速度センサ
及び圧電ジャイロを設けているため、当該光学視覚装置
の小型化，軽量化及び小型化を図ることができ、ローコ
スト化を図ることができる。

【００６９】また、上記加速度センサ及び圧電ジャイロ
により検出された位置情報及び方位情報を無線送信する
ようにしているため、磁界方式のように発生磁界と同期
をとる必要がないうえ、当該光学視覚装置を例えばバー
チャル・リアリティ・システムに適用した場合に、該バ
ーチャル・リアリティ・システムのワイヤレス化を図る
ことができる。また、上記磁界方式のように発生磁界範
囲にユーザの移動範囲が限定されることがないため、ユ
ーザの移動範囲を広くすることができ、実用化に貢献す
ることができる。

【００７０】また、地磁気を用いて絶対位置及び絶対方
位を検出することにより、絶対位置，絶対方位のリセッ
ト調整を自動化することができ、使用前の面倒な該絶対
位置，絶対方位のリセット調整を簡略化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学視覚装置を用いた光学視覚シ
ステムの実施例のブロック図である。

【図２】上記実施例に係る光学視覚システムの光学視覚
装置に設けられている加速度センサ及び圧電ジャイロの
位置関係を説明するための図である。

【図３】上記光学視覚装置に地磁気センサを設けた場合
のブロック図である。

【符号の説明】

１光学視覚装置２送信装置３光学視覚部４加速度センサ５圧電ジャイロ６マイクロコンピュータ（マイコン）７光学視覚部の送信回路８光学視覚部の受光回路９イヤホン１１送信装置の受信回路１２システムコントローラ１３音声発生回路１４映像発生回路１５発光回路２５地磁気センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０９Ｇ 3/18 5/00 ５５０Ｃ 9471−5Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動に応じた映像情報をディスプレイに
表示することにより、該ディスプレイを介して仮想的な
空間を提供する光学視覚装置において、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向或いはＺ軸方向のいずれか一方向に
設けられ、該設けられた軸方向の加速度を検出して加速
度情報を出力する少なくとも１つの加速度センサと、上記加速度センサからの加速度情報を無線送信する送信
手段とを有する光学視覚装置。
【請求項２】上記加速度センサは、上記Ｘ軸方向，Ｙ
軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ１つずつ設けられてお
り、上記送信手段は、上記各加速度センサからの各加速度情
報を無線送信することを特徴とする請求項１記載の光学
視覚装置。
【請求項３】地磁気に基づいて絶対位置を検出する絶
対位置検出手段と、上記絶対位置検出手段により検出された絶対位置を基準
にして、上記加速度センサからの加速度情報に基づいて
位置検出を行う位置検出手段とを有し、上記送信手段は、上記位置検出手段からの位置検出出力
を無線送信することを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の光学視覚装置。
【請求項４】移動に応じた映像情報をディスプレイに
表示することにより、該ディスプレイを介して仮想的な
空間を提供する光学視覚装置において、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向或いはＺ軸方向のいずれか一方向に
設けられ、該設けられた軸方向の回転方向を検出して回
転情報を出力する少なくとも１つの圧電ジャイロと、上記圧電ジャイロからの回転情報を無線送信する送信手
段とを有する光学視覚装置。
【請求項５】上記圧電ジャイロは、上記Ｘ軸方向，Ｙ
軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ１つずつ設けられてお
り、上記送信手段は、上記各圧電ジャイロからの各回転情報
を無線送信することを特徴とする請求項４記載の光学視
覚装置。
【請求項６】地磁気に基づいて絶対方位を検出する絶
対方位検出手段と、上記絶対方位検出手段により検出された絶対方位を基準
にして、上記圧電ジャイロからの回転情報に基づいて方
位検出を行う方位検出手段とを有し、上記送信手段は、上記方位検出手段からの方位検出出力
を無線送信することを特徴とする請求項４又は請求項５
記載の光学視覚装置。
【請求項７】移動に応じた映像情報をディスプレイに
表示することにより、該ディスプレイを介して仮想的な
空間を提供する光学視覚装置において、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向或いはＺ軸方向のいずれか一方向に
設けられ、該設けられた軸方向の加速度を検出して加速
度情報を出力する少なくとも１つの加速度センサと、上記加速度センサの設けられた軸方向と同じ軸方向に設
けられ、その軸方向の回転方向を検出して回転情報を出
力する少なくとも１つの圧電ジャイロと、上記加速度センサからの加速度情報及び上記圧電ジャイ
ロからの回転情報を無線送信する送信手段とを有する光
学視覚装置。
【請求項８】上記加速度センサ及び圧電ジャイロは、
上記Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ１つず
つ設けられており、上記送信手段は、上記各加速度センサからの各加速度情
報、及び、上記各圧電ジャイロからの各回転情報をそれ
ぞれ無線送信することを特徴とする請求項７記載の光学
視覚装置。
【請求項９】地磁気に基づいて絶対位置を検出する絶
対位置検出手段と、地磁気に基づいて絶対方位を検出する絶対方位検出手段
と、上記絶対位置検出手段により検出された絶対位置及び上
記絶対方位検出手段により検出された絶対方位を基準に
して、上記加速度センサからの加速度情報に基づいて位
置検出を行うとともに、上記圧電ジャイロからの回転情
報に基づいて方位検出を行う位置方位検出手段とを有
し、上記送信手段は、上記位置方位検出手段からの位置検出
出力及び方位検出出力を無線送信することを特徴とする
請求項７又は請求項８記載の光学視覚装置。