JPH1055132A - 仮想現実体験装置 - Google Patents

仮想現実体験装置

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JPH1055132A JP8227418A JP22741896A JPH1055132A JP H1055132 A JPH1055132 A JP H1055132A JP 8227418 A JP8227418 A JP 8227418A JP 22741896 A JP22741896 A JP 22741896A JP H1055132 A JPH1055132 A JP H1055132A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】体感的なリアリティを体験できる仮想現実体験
装置を得る。 【解決手段】体験者の足を支持する左右一対の歩行板６
や、歩行板６から離れた体験者Ｍの足底位置を検出する
足底位置検出装置や、歩行板水平駆動装置８などからな
る歩行面機構３を設ける。歩行板水平駆動装置８は、体
験者Ｍの足の動きに応じて歩行板６を水平移動させ足底
を歩行板６上に接地させるとともに、体験者Ｍの体幹を
一定位置に保つ。ミニチュア模型空間３６と、この空間
内を移動し体験者Ｍの視野に擬した方向に向いて撮影す
る撮影装置３７とからなるミニチュア模型空間撮影機構
３５を設ける。予めプログラムされた映像とミニチュア
模型空間撮影機構３５で撮影された映像とを制御装置４
で合成し、この映像を映像表示装置１に送信し体験者Ｍ
に表示するとともに、映像に対応させて歩行面機構３を
制御装置４で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像ソフトの作成
が容易で、体験者の歩行・走行などの動きにリアルに対
応できる仮想現実体験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、ゲ
ーム機などにおいて、体験者がヘッドマウンテッドディ
スプレイ（以下、ＨＭＤとも呼ぶ）を頭部に装着して、
コンピュータグラフィックによる立体映像を視聴するよ
うにした各種の仮想現実体験装置が開発されている。し
かし、これらの装置の場合、体験者は座したままＨＭＤ
で立体映像を視聴するものがほとんどであり、体験者は
歩進運動などを伴わないのでリアリティに欠けるという
問題点があった。このほか、体験者が同じ場所に立って
足踏みしたり、ベルトコンベヤ上を単一方向に歩くこと
により、歩進動作と立体映像を同期させるようにしたも
のもあるが（特開平７−２００１６２号公報）、この場
合も体感的なリアリティが得られるとは言い難い。ま
た、従来例の一部のものには、体験者の進退運動などに
対応して立体映像が変化するようにしたものもあるが、
この場合、体験者の移動が狭い範囲に制限されるという
問題点がある。さらに、従来の仮想現実体験装置で使用
されるコンピュータグラフィックによる映像ソフトは、
製作に多大の費用がかかり、実用化のネックになってい
る。
【０００３】本発明は、以上の事情のもとでなされたも
のであり、体感的なリアリティを得ることができ、使用
する映像ソフトの製作も簡略化できる仮想現実体験装置
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、予め
プログラムされた映像を体験者に表示する映像表示装置
と、歩行面機構と、制御装置とを備えたものである。前
記歩行面機構は、体験者の足を支持する左右一対の歩行
板と、足底位置検出装置と、歩行板水平駆動装置と、歩
行板傾斜駆動装置とを有する。前記足底位置検出装置
は、前記歩行板から離れた体験者の足底位置を検出する
機能を持つ。前記歩行板水平駆動装置は、前記歩行板上
の所定の位置および方向に体験者の足底が接地するよう
に歩行板を移動させるとともに、体験者の歩行・走行な
どの運動に応じて足底が接地した側の歩行板を体験者の
体幹方向に引き戻し、体験者の体幹を一定位置に保つ機
能を持つ。前記歩行板傾斜駆動装置は、前記歩行板を傾
斜させて坂道をシュミレートする機能を持つ。前記制御
装置は、前記プログラム映像を前記映像表示装置に送信
するとともに、前記プログラム映像に対応させて前記歩
行面機構を制御する機能を持つ。この構成によれば、体
験者は映像に応じて実際の歩進動作を同一位置で行うこ
とができるとともに、映像に応じて坂道も疑似体験でき
るので、リアリティのある仮想現実体験ができる。
【０００５】請求項２の発明は、映像を体験者に表示す
る映像表示装置と、体験者が仮想移動する空間を模した
ミニチュア模型空間、およびこのミニチュア模型空間内
を自在に移動し体験者の視野に擬した方向に向いて映像
を撮影する撮影装置を有するミニチュア模型空間撮影機
構と、予めプログラムされた映像、または前記ミニチュ
ア模型空間撮影機構で撮影された映像、または前記プロ
グラム映像と前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影さ
れた映像とを合成したものを前記映像表示装置に送信す
る制御装置とを備えたものである。この構成によれば、
体験者は、予めプログラムされた映像、またはミニチュ
ア模型空間をミニチュア模型空間撮影機構で撮影した映
像、または前記プログラム映像と前記ミニチュア模型空
間撮影機構で撮影した映像とを合成した映像を、映像表
示装置で視聴できるので、仮想現実体験に使用する映像
ソフトを簡単かつ安価に製作できる。
【０００６】請求項３の発明は、映像を体験者に表示す
る映像表示装置と、歩行面機構と、ミニチュア模型空間
撮影機構と、制御装置とを備えたものである。前記歩行
面機構は、体験者の足を支持する左右一対の歩行板と、
足底位置検出装置と、歩行板水平駆動装置と、歩行板傾
斜駆動装置とを有する。前記足底位置検出装置は、前記
歩行板から離れた体験者の足底位置を検出する機能を持
つ。前記歩行板水平駆動装置は、前記歩行板上の所定の
位置および方向に体験者の足底が接地するように歩行板
を移動させるとともに、体験者の歩行・走行などの運動
に応じて足底が接地した側の歩行板を体験者の体幹方向
に引き戻し、体験者の体幹を一定位置に保つ機能を持
つ。前記歩行板傾斜駆動装置は、前記歩行板を傾斜させ
て坂道をシュミレートする機能を持つ。前記ミニチュア
模型空間撮影機構は、体験者が仮想移動する空間を模し
たミニチュア模型空間と、このミニチュア模型空間内を
自在に移動し体験者の視野に擬した方向に向いて映像を
撮影する撮影装置を有する。前記制御装置は、予めプロ
グラムされた映像、または前記ミニチュア模型空間撮影
機構で撮影された映像、または前記プログラム映像と前
記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影された映像とを合
成した映像を前記映像表示装置に送信するとともに、前
記映像に対応させて前記歩行面機構を制御する機能を持
つ。この構成によれば、体験者は映像に応じて実際の歩
進動作と同様の動作を同一位置で行うことができ、映像
に応じて坂道も疑似体験できるので、リアリティのある
仮想現実体験ができる。また、予めプログラムされた映
像と、ミニチュア模型空間撮影機構で撮影した映像とを
合成したものを、映像表示装置で視聴できるので、映像
ソフトを簡単かつ安価に製作することもできる。
【０００７】請求項４の発明は、請求項１または請求項
３の発明において、前記歩行面機構の足底位置検出装置
が、体験者の着用する靴に設けられる信号発信器と、前
記各歩行板に設けられた前記信号発信器が発信する信号
を受信する感知器とからなるものである。この構成によ
れば、足底位置検出装置を簡単に構成することができ
る。
【０００８】請求項５の発明は、請求項１または請求項
３または請求項４の発明において、前記歩行面機構が、
さらに前記各歩行板を個別に昇降させて階段をシュミレ
ートする歩行板昇降駆動装置を有するものである。この
構成によれば、映像の階段に対応して歩行板が昇降する
ので、階段をシュミレートでき、よりリアルな仮想現実
体験ができる。
【０００９】請求項６の発明は、映像を体験者に表示す
る映像表示装置と、体験者の視線の方向を検出する視線
方向検出装置と、体験者が仮想移動する空間を模したミ
ニチュア模型空間およびこのミニチュア模型空間内を自
在に移動し前記視線方向検出装置の検出する視線方向に
合わせて映像を撮影する撮影装置を有するミニチュア模
型空間撮影機構と、予めプログラムされた映像，または
前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影された映像，ま
たは前記プログラム映像と前記ミニチュア模型空間撮影
機構で撮影された映像とを合成した映像を前記映像表示
装置に送信する制御装置とを備えたものである。この構
成によれば、予めプログラムされた映像のほか、体験者
の視線の方向に合わせてミニチュア模型空間をミニチュ
ア模型空間機構で撮影した映像や、前記プログラム映像
とミニチュア模型空間機構で撮影した映像とを合成した
映像を、映像表示装置で視聴できるので、映像ソフトを
簡単にかつ安価に製作できるばかりか、体験者の動きに
応じた映像を視聴できるのでリアルな仮想現実体験がで
きる。
【００１０】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、前記視線方向検出装置が、体験者の頭部に装着する
キャップに設けられる複数の信号発信器と、これら各信
号発信器の配置に対応させて体験者の頭部上方に配置さ
れ対応する信号発信器からの信号を受信する複数の感知
器とからなるものである。この構成によれば、視線方向
検出装置を簡単に構成することができる。
【００１１】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
７のいずれかの発明において、前記映像表示装置を、体
験者が頭部に装着するヘッドマウンテッドディスプレイ
としたものである。この構成の場合、狭い空間で映像を
視聴できる。
【００１２】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
７のいずれかの発明において、前記映像表示装置を、マ
ルチスクリーンとしたものである。この構成の場合、安
価な装置により映像を視聴できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を図１な
いし図８とともに説明する。図１はこの実施形態の仮想
現実体験装置の概略の構成を示す。この仮想現実体験装
置は、予めプログラムされた映像を体験者Ｍに表示する
映像表示装置であるＨＭＤ１と、プレイルーム２内の床
面に設置される歩行面機構３と、ＣＰＵからなる制御装
置４とを備える。前記ＨＭＤ１は体験者Ｍの頭部に装着
され、前記制御装置４に予めプログラムされた例えばコ
ンピュータグラフィックによる映像を立体映像として体
験者Ｍに表示する。
【００１４】前記歩行面機構３は、前記プレイルーム２
内の床面に傾倒自在に設けられた歩行基板５を有し、そ
の歩行基板５上には体験者Ｍの左右の足を各々支持する
左右一対の歩行板６，６が、歩行基板５に沿って前後左
右への移動および回転が自在となるように設けられてい
る。前記歩行基板５の先端は、シリンダなどからなる歩
行板傾斜駆動装置７で支持されている。この歩行板傾斜
駆動装置７の作動により歩行基板５とともに歩行板６が
傾倒させられ、これにより坂道がシュミレートされる。
この歩行坂傾斜駆動装置７は、前記制御装置４から前記
ＨＭＤ１に送信される映像に同期して、制御装置４によ
り制御される。前記両歩行板６の前後左右への移動およ
び回転は、各歩行板６に対応させて前記歩行基板５に設
けられた歩行板水平駆動装置８，８によって行われる。
この歩行板水平駆動装置８，８の制御も前記制御装置４
によって行われる。
【００１５】前記歩行基板５の一対の歩行板６，６は、
図５（Ａ）に縦断面図で示すように、歩行基板５の底部
に各々回転自在に設けられた支持用フリーボール１０
０，１００で支持される。また、これら両歩行板６，６
は、互いに衝突するのを避けるために、互いの高さを板
厚分だけ異ならせてある。このため、低い側の歩行板６
上の足支持位置には、上記高さの差を解消する高さ調整
踏み板１０１が設けられている。
【００１６】前記歩行板水平駆動装置８は、図５
（Ａ），（Ｂ）に示すように、対応する歩行板６に接触
する左右一対の前進・後退用ローラ１０２ａ，１０２ａ
および左右一対の回転用ローラ１０２ｂ，１０２ｂと、
前進・後退用ローラ１０２ａ，１０２ａを回転駆動する
モータ１０３と、回転用ローラ１０２ｂ，１０２ｂを回
転駆動するモータ１０４とで構成される。歩行板６の回
転は、左右の回転用ローラ１０２ｂ，１０２ｂの回転比
率を変えて回転駆動することにより行われる。
【００１７】前記歩行板６上に体験者Ｍの足を載せる場
合、その足には、それぞれ固有の基準信号を発信する複
数個（ここでは３個）の信号発信器１０を所定位置に取
り付けた靴９を着用させる。前記基準信号としては超音
波が望ましいが、磁力線や赤外線を使用してもよい。一
方、前記歩行板６上の足支持位置には、その上に載せら
れた前記靴９の各信号発信器１０に対応する箇所に複数
個（ここでは３個）の感知器１１が設けられる。歩行板
６上の各感知器１１は、歩行板６から離れた靴９の対応
する各信号発信器１０からの基準信号を受信することに
より、歩行板６から離れた体験者Ｍの足底位置を検出す
る。すなわち、前記靴９側の信号発信器１０と、前記歩
行板６側の感知器１１とにより足底位置検出装置１２が
構成される。前記歩行板水平駆動装置８は、前記足底位
置検出装置１２の検出出力に基づき、体験者Ｍの足底が
前記歩行板６上の所定位置および方向に接地するように
歩行板６を移動させるとともに、体験者Ｍの歩行・走行
などの運動に応じて足底が接地した側の歩行板６を体幹
方向に引き戻し、体験者Ｍの体幹を一定位置に保つよう
に作動する。その作動は前記制御装置４によって制御さ
れる。
【００１８】前記仮想現実体験装置によると、予めプロ
グラムされた映像が前記制御装置４から、体験者Ｍの頭
部に装着したＨＭＤ１に送信されることにより、体験者
Ｍは立体映像を視聴できる。その映像に合わせて体験者
Ｍが歩行・走行などの動作を行うとき、その足底が常に
対応する歩行板６の所定位置に接地し、足底が接地した
側の歩行板６を体験者Ｍの体幹方向に引き戻し、体験者
Ｍの体幹を一定位置に保つように歩行面機構３の歩行板
水平駆動装置８が作動するので、狭い空間の同一位置で
立体映像に合わせて歩行・走行などの運動を行うことが
でき、体感的なリアリティが向上する。また、歩行面機
構３の歩行板傾斜駆動装置７により、立体映像に合わせ
て歩行板６が傾倒し、坂道を疑似体験できるので、より
一層リアルな仮想現実体験が可能となる。
【００１９】図６ないし図８は、前記実施形態における
歩行面機構３の他の例を示す。この例では、体験者Ｍの
足を支持する左右一対の歩行板６を、前記プレイルーム
２の床面に設けたピット１８の底から突設した一対の歩
行板支持装置１９に連結して支持したものである。前記
歩行板支持装置１９は、前記ピット１８の底部に自在継
手２０を介して突設された昇降シリンダ２１と、この昇
降シリンダ２１のピストンロッド２１ａに設けられた回
転シリンダ２２と、この回転シリンダ２２で回転駆動さ
れる回転ロッド２３と、前記昇降シリンダ２１を前後方
向（Ｘ軸方向）に揺動させる前後揺動シリンダ２４と、
前記昇降シリンダ２１を左右方向（Ｙ軸方向）に揺動さ
せる左右揺動シリンダ２５と、前記回転ロッド２３と歩
行板６との間に連結され歩行板６をその長手方向Ｘ１お
よび幅方向Ｙ１に揺動させる長手方向揺動シリンダ２６
および幅方向揺動シリンダ２７とで構成されている。前
記回転ロッド２３は、自在継手２８を介して前記歩行板
６に連結されている。足底位置検出装置１２を構成する
信号発信器１０が靴９に、感知器１１が歩行板６上に設
けられるのは先述した歩行面機構３の場合と同様であ
る。
【００２０】この歩行面機構３の場合、歩行板６は回転
シリンダ２２の駆動により回転し、前後揺動シリンダ２
４の駆動により前後移動し、左右揺動シリンダ２５の駆
動により左右に移動する。すなわち、回転シリンダ２
２，前後揺動シリンダ２４および左右揺動シリンダ２５
によって、先述した歩行面機構３における歩行板水平駆
動装置８が構成される。また、歩行板６を長手方向に揺
動させる長手方向揺動シリンダ２６は、先述した歩行面
機構３における歩行板傾斜駆動装置７と同様に、坂道を
シュミレートする機能を持つ。また、昇降シリンダ２１
を駆動すると、各歩行板６の高さレベルを変えることが
できるので、これにより階段をシュミレートできる。
【００２１】本発明の第２の実施形態を図９ないし図１
６とともに説明する。図９はこの実施形態の仮想現実体
験装置の概略の構成を示す。この仮想現実体験装置は、
映像を体験者Ｍに表示する映像表示装置であるＨＭＤ１
と、ミニチュア模型空間撮影機構３５と、予めプログラ
ムされた例えばコンピュータグラフィックによる映像、
または、前記ミニチュア模型空間撮影機構３５で撮影さ
れた立体映像、または前記プログラム映像と前記ミニチ
ュア模型空間撮影機構３５で撮影された立体映像とを合
成した合成映像を前記ＨＭＤ１に送信するＣＰＵからな
る制御装置４とを備える。前記映像の合成は制御装置４
で行われる。
【００２２】前記ミニチュア模型空間撮影機構３５は、
体験者Ｍが仮想移動する空間を模したミニチュア模型空
間３６と、このミニチュア模型空間３６内を自在に移動
し体験者Ｍの視野に擬した方向に向いて立体映像を撮影
する撮影装置３７とからなる。この撮影装置３７は、立
体撮影カメラ３８と、このカメラ３８を移動させるカメ
ラ駆動装置３９とで構成される。
【００２３】前記カメラ駆動装置３９は、前記カメラ３
８を前記ミニチュア模型空間３６の前後方向（Ｘ軸方
向）に移動させる前後走行体４０を備える。この前後走
行体４０の左右両端部には、前記ミニチュア模型空間３
６を構成するケースの上部開口の両側縁に延設したガイ
ドレール４１に係合する車輪４２が設けられ、その一端
側の車輪４２が前後走行体４０に設けられた前後駆動装
置４３によって回転駆動され、これにより前後走行体４
０が前後に走行する。前記前後駆動装置４３は、駆動モ
ータ５０と、前記車輪４２に接面する駆動ローラ５１
と、前記駆動モータ５０の回転出力を前記駆動ローラ５
１に伝達する伝達機構５２とからなる。
【００２４】前記前後走行体４０には前記カメラ３８を
前記ミニチュア模型空間３６の左右方向（Ｙ軸方向）に
移動させる左右走行体５３が搭載されている。この左右
走行体５３の両側部には、回転軸を水平姿勢とした上部
ガイドローラ５４と、回転軸を垂直姿勢とした側部ガイ
ドローラ５５とが設けられ、前記両上部ガイドローラ５
４を介して左右走行体５３を前記前後走行体４０上に載
せるとともに、前記両側部ガイドローラ５５で前記前後
走行体４０を両側部から挟むことにより、前記前後走行
体４０上を左右走行体５３が安定よく左右方向に移動で
きるようにしてある。この左右走行体５３を走行駆動す
る左右駆動装置５６は、前後走行体４０の下部に設けら
れた一対のプーリー５７，５７に装掛され、一部が連結
材５８を介して左右走行体５３の下部に連結された無端
ベルト５９と、タイミングベルト６０を介して前記プー
リー５７を回転駆動する駆動モータ６１とからなる。
【００２５】前記左右走行体５３には、昇降駆動モータ
６７で伸縮駆動される伸縮ロッド６８が垂設され、その
伸縮ロッド６８の下端のカメラ設置台６９に前記立体撮
影カメラ３８が取り付けられている。前記昇降駆動モー
タ６７の駆動より前記立体撮影カメラ３８は上下方向
（Ｚ軸方向）に移動する。前記カメラ設置台６９は、そ
の基板７０の中央部が前記伸縮ロッド６８に回転自在に
連結されている。また、前記基板７０に垂設した一対の
ブラケット７１，７１に対して、前記カメラ３８が回転
軸７２を介して上下に揺動自在に支持されている。この
カメラ３８は左右回動装置７３によって図１６（Ｃ）の
ように伸縮ロッド６８を中心として左右に揺動（揺動角
度α）駆動され、また上下回動装置７４によって図１６
（Ｂ）のように上下に揺動（揺動角度β）駆動される。
【００２６】前記左右回動装置７３は、前記伸縮ロッド
６８にこれと同軸状に固定された第１のベベルギヤ７５
と、このギヤ７５に噛み合う第２のベベルギヤ７６と、
前記カメラ設置台６９の基板７０上に設けられ前記第２
のベベルギヤ７６を回転駆動する駆動モータ７７とで構
成されている。また、前記上下回動装置７４は、前記カ
メラ３８の回転軸７２に固定されたプーリー７８と、前
記カメラ設置台６９の基板７０上に設けられ出力軸にプ
ーリー７９を固定した駆動モータ８０と、前記両プーリ
ー７８，７９間に装掛されるタイミングベルト８１とで
構成されている。
【００２７】前記仮想現実体験装置によると、予めプロ
グラムされた映像と、ミニチュア模型空間３６を撮影装
置３７で撮影した立体映像とが制御装置４で合成され、
体験者Ｍはその合成された立体映像を頭部に装着したＨ
ＭＤ１で視聴できる。なお、制御装置４は、プログラム
映像のみ、あるいはミニチュア模型空間撮影機構３５で
撮影した映像のみをＨＭＤ１に送信することもできる。
このため、仮想現実体験装置に使用する映像ソフトを簡
単かつ安価に製作できる。
【００２８】本発明の第３の実施形態を図１７ないし図
１９とともに説明する。図１７はこの実施形態の仮想現
実体験装置の概略の構成を示す。この仮想現実体験装置
は、映像を体験者Ｍに表示する映像装置であるＨＭＤ１
と、体験者Ｍの視線の方向を検出する視線方向検出装置
８７と、プレイルーム２内の床面に設置される歩行面機
構３と、ミニチュア模型空間撮影機構３５と、予めプロ
グラムされた例えばコンピュータグラフィックによる映
像と前記ミニチュア模型空間撮影機構３５で撮影された
映像とを合成して、その合成映像を前記ＨＭＤ１に送信
するとともに、前記合成映像に対応させて前記歩行面機
構３を制御するＣＰＵからなる制御装置４とを備える。
【００２９】前記視線方向検出装置８７は、前記ＨＭＤ
１と一体のキャップ８８に設けられ超音波，磁力線，赤
外線などからなるそれぞれ固有の基準信号を発信する複
数個（ここでは３個）の発信器８９と、プレイルーム２
内の例えば天井に前記キャップ８８上での発信器８９の
配置に対応付けて配置され対応する発信器８９から発信
される基準信号を受信して発信器８９の位置を検出する
複数個（ここでは３個）の感知器９０とで構成される。
各感知器９０の検出信号は前記制御装置４に送信され、
制御装置４ではこれらの検出信号に基づき図１９に示す
ような体験者Ｍの視線の方向を解析する。また、このよ
うに解析した視線の方向に対応させて、制御装置４は前
記ミニチュア模型空間撮影機構３５における立体撮影カ
メラ３８の高さおよび向きを制御する。すなわち、図１
９（Ａ）のように体験者Ｍの頭部が左右に回動（回動角
度α）すると、それに対応して前記立体撮影カメラ３８
が図１１および図１６（Ｃ）のように左右に回動し、ま
た図１９（Ｂ）のように体験者Ｍの頭部が上下に回動
（回動角度β）すると、それに対応して前記カメラ３８
が図１２および図１６（Ｂ）のように上下に回動するよ
うに制御される。なお、前記カメラ駆動装置３９では、
図１４のようにカメラ３８を例えば伸縮ロッド６８の下
端を中心にして斜めに首振り揺動（揺動角度γ）させる
機能を持たないが、このような首振り揺動機能を持たせ
た場合には、図１９（Ｃ）のように体験者Ｍの頭部が斜
めに傾斜すると、それに対応して前記カメラ３８を斜め
に首振り動作させることができる。その他の構成は前記
第１および第２の実施形態の場合と同様である。
【００３０】前記仮想現実体験装置によると、前記ミニ
チュア模型空間撮影機構３５により撮影された映像や、
その映像とプログラム映像とを合成した映像を視聴する
場合、その映像は体験者Ｍの視線の変化に応じて変化す
るので、一層リアリティのある仮想現実体験ができる。
その他の動作は、先の各実施形態の場合と同様である。
【００３１】なお、前記第３の実施形態において、前記
視線方向検出装置８７を省略してもよい。この場合も、
体験者Ｍは映像に応じて実際の歩進動作と同様の動作を
同一位置で行うことができ、映像に応じて坂道も疑似体
験できるので、リアリティのある仮想現実体験ができ
る。また、予めプログラムされた映像と、ミニチュア模
型空間機構３５で撮影した映像とを合成したものを、Ｈ
ＭＤ１で視聴できるので、映像ソフトを簡単かつ安価に
製作することもできる。
【００３２】また、前記第３の実施形態において、前記
歩行面機構３を省略してもよい。この場合、歩進動作な
どを映像と対応させることはできないが、体験者Ｍの視
線の変化に応じて変化する映像を視聴できるので、リア
イティのある仮想現実体験ができる。
【００３３】また、前記各実施形態において、映像表示
装置として、前記ＨＭＤ１に替えて、図２０に示すよう
なマルチスクリーン９１を使用してもよい。この場合、
マルチスクリーン９１に映像を表示し、体験者Ｍは立体
映像用の特殊ゴーグル９２を着用することにより立体映
像を見るようにしてもよく、場合によっては立体映像で
なくてもよい。
【００３４】また、体験者Ｍに、手袋に擬した対話型端
末器９３を装着させ、その対話型端末器９３を使用して
前記制御装置４との間で体験者Ｍが各種の対話を行うこ
とにより、映像中の人物その他の対象物と対話を行える
ようにしてもよい。
【００３５】また、前記実施形態における歩行面機構３
に替えて、複数の体験者を乗せる自動車などの乗物を使
用するとともに、ミニチュア模型空間撮影機構３５の立
体撮影カメラ３８を体験者に応じた台数だけ揃え、運転
手の運転により一定のスペース内をこの乗物が走行する
のに応じて、前記カメラ３８をミニチュア模型空間３６
内でこの乗物と同一の軌跡でリアルタイムに移動させ、
各々の体験者の視野方向に応じたミニチュア模型空間３
６内の映像、またはミニチュア模型空間３６内の映像と
予めプログラムされたコンピュータグラフィックなどの
映像との合成映像を各々の体験者に装着したＨＭＤ１に
映し出すようにしてもよい。
【００３６】また、歩行面機構３は、図２１ないし図２
３に示す構成としてもよい。この歩行面機構３は、床面
に設けた浅いピット１８Ａ内に配置した左右一対の歩行
板６をそれぞれ歩行板支持台１０４で支持するととも
に、各歩行板支持台１０４をリンク機構からなる歩行板
水平駆動装置８で水平移動させるようにしたものであ
る。歩行板水平駆動装置８を構成するリンク機構は、ピ
ット１８Ａの口縁上に設けた第１の回転シリンダ１０５
と、この回転シリンダ１０５により揺動させられる第１
のアーム１０６と、このアーム１０６の先端に設けた第
２の回転シリンダ１０７と、この回転シリンダ１０７と
前記歩行板支持台１０４とを連結する第２のアーム１０
８とで構成される。この歩行板水平駆動装置８では、上
記各回転シリンダ１０５，１０７を回転制御することに
より、各アーム１０６，１０８が揺動して、歩行板６を
支持する歩行板支持台１０４をピット１８Ａ内に水平移
動させることができる。なお、前記アーム１０６，１０
８の連結部や歩行板支持台１０４の底面には、前記水平
移動を円滑にするためのフリーローラ１１１が設けられ
ている。
【００３７】前記歩行板支持台１０４は、前記アーム１
０８に直接連結された下部台１０４ａと、この下部台１
０４ａに対して回転自在に設けられた上部台１０４ｂと
からなり、上部台１０４ｂはその上に搭載された第３の
回転シリンダ１０９により下部台１０４ａに対して回転
駆動される。歩行板６は、３本の昇降シリンダ１１０
Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃを介して前記上部台１０４ｂの
上に支持されており、例えば前部に並ぶ２本の昇降シリ
ンダ１１０Ａ，１１０Ｂと後部の昇降シリンダ１１０Ｃ
の高さを変更することにより傾斜させられる。すなわ
ち、昇降シリンダ１１０Ａ〜１１０Ｃは歩行板傾斜駆動
装置７を構成する。また、例えば前部に並ぶ２本の昇降
シリンダ１１０Ａ，１１０Ｂの高さを互いに異ならせる
ことにより歩行板６を幅方向に傾斜させることもでき
る。さらに、全昇降シリンダ１１０Ａ〜１１０Ｃを一度
に所定レベルだけ昇降させることにより、階段のシュミ
レートもできる。また、前記上部台１０４ｂの回転シリ
ンダ１０９を回転駆動することにより、歩行板支持台１
０４上で、歩行板６を回転させることもできる。その他
の構成は、先の実施形態における歩行面機構３の場合と
同様である。
【発明の効果】請求項１の発明は、予めプログラムされ
た映像を体験者に表示する映像表示装置と、少なくとも
前後左右に移動自在で体験者の足を支持する左右一対の
歩行板，前記歩行板から離れた体験者の足底位置を検出
する足底位置検出装置，前記歩行板上の所定の位置およ
び方向に体験者の足底が接地するように歩行板を移動さ
せるとともに、体験者の歩行・走行などの運動に応じて
足底が接地した側の歩行板を体験者の体幹方向に引き戻
し、体験者の体幹を一定位置に保つ歩行板水平駆動装
置，前記歩行板を傾斜させて坂道をシュミレートする歩
行板傾斜駆動装置を有する歩行面機構と、前記プログラ
ム映像を前記映像表示装置に送信するとともに、前記プ
ログラム映像に対応させて前記歩行面機構を制御する制
御装置とを設けたので、体験者は映像に応じて実際の歩
進動作を同一位置で行うことができるとともに、映像に
応じて坂道も疑似体験でき、リアリティのある仮想現実
体験ができる。請求項２の発明は、映像を体験者に表示
する映像表示装置と、体験者が仮想移動する空間を模し
たミニチュア模型空間，およびこのミニチュア模型空間
内を自在に移動し体験者の視野に擬した方向に向いて映
像を撮影する撮影装置を有するミニチュア模型空間撮影
機構と、予めプログラムされた映像，または前記ミニチ
ュア模型空間撮影機構で撮影された映像，または前記プ
ログラム映像と前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影
された映像とを合成した合成映像を前記映像表示装置に
送信する制御装置とを設けたので、体験者は、予めプロ
グラムされた映像，またはミニチュア模型空間をミニチ
ュア模型空間撮影機構で撮影した映像，または前記プロ
グラム映像と前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影し
た映像とを合成した映像を映像表示装置で視聴でき、仮
想現実体験に使用する映像ソフトを簡単かつ安価に製作
できる。請求項３の発明は、映像を体験者に表示する映
像表示装置と、請求項１の発明における歩行面機構と、
請求項２の発明におけるミニチュア模型空間撮影機構
と、予めプログラムされた映像，または前記ミニチュア
模型空間撮影機構で撮影された映像，または前記プログ
ラム映像と前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影され
た映像とを合成した合成映像を前記映像表示装置に送信
するとともに、前記映像に対応させて前記歩行面機構を
制御する制御装置とを設けたので、体験者は映像に応じ
て実際の歩進動作と同様の動作を同一位置で行うことが
でき、映像に応じて坂道も疑似体験できるので、リアリ
ティのある仮想現実体験ができる。また、予めプログラ
ムされた映像とミニチュア模型空間機構で撮影した映像
とを合成したものを、映像表示装置で視聴できるので、
映像ソフトを簡単かつ安価に製作することもできる。請
求項４の発明は、請求項１または請求項３の発明の構成
において、前記歩行面機構の足底位置検出装置を、体験
者の着用する靴に設けられる信号発信器と、前記各歩行
板に設けられ前記信号発信器が発信する信号を受信する
感知器とで構成したので、足底位置検出装置を簡単に構
成することができる。請求項５の発明は、請求項１また
は請求項３または請求項４の発明の構成において、前記
歩行面機構に、さらに前記各歩行板を個別に昇降させて
階段をシュミレートする歩行板昇降駆動装置を付加した
ので、映像中の階段に対応して歩行板を昇降させるこに
より階段をシュミレートでき、より一層リアルな仮想現
実体験ができる。請求項６の発明は、映像を体験者に表
示する映像表示装置と、体験者の視線の方向を検出する
視線方向検出装置と、請求項２の発明におけるミニチュ
ア模型空間撮影機構と、予めプログラムされた映像，ま
たは前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影された映
像，または前記プログラム映像と前記ミニチュア模型空
間撮影機構で撮影された映像とを合成した合成映像を前
記映像表示装置に送信する制御装置とを設けたので、予
めプログラムされた映像のほか、体験者の視線の方向に
合わせてミニチュア模型空間内をミニチュア模型空間機
構で撮影した映像や、前記プログラム映像とミニチュア
模型空間機構で撮影した映像とを合成した映像を、映像
表示装置で視聴でき、映像ソフトを簡単かつ安価に製作
できるばかりか、体験者の動きに応じた映像を視聴でき
るのでリアルな仮想現実体験ができる。請求項７の発明
は、請求項６の発明の構成において、前記視線方向検出
装置を、体験者の頭部に装着するキャップに設けられる
複数の信号発信器と、これら各信号発信器の配置に対応
させて体験者の頭部上方に配置され対応する信号発信器
からの信号を受信する複数の感知器とで構成したので、
視線方向検出装置を簡単に構成することができる。請求
項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかの発
明の構成において、前記映像表示装置を体験者が頭部に
装着するヘッドマウンテッドディスプレイとしたので、
狭い空間で映像を視聴できる。請求項９の発明は、請求
項１ないし請求項７のいずれかの発明の構成において、
前記映像表示装置をマルチスクリーンとしたので、安価
な装置により映像を視聴できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る仮想現実体験装
置の構成を示す概略図である。
【図２】同仮想現実体験装置の制御系を示すブロック図
である。
【図３】同仮想現実体験装置における歩行面機構の外観
斜視図である。
【図４】（Ａ）は同仮想現実体験装置における歩行面機
構の平面図、（Ｂ）は同背面断面図、（Ｃ）は同側面断
面図である。
【図５】（Ａ）は前記歩行面機構の縦断面図、（Ｂ）は
同歩行面機構における歩行板水平駆動装置の平面図であ
る。
【図６】同仮想現実体験装置における歩行面機構の他の
例の使用状態を示す図である。
【図７】同歩行面機構の平面図である。
【図８】（Ａ）は同歩行面機構の側面断面図、（Ｂ）は
同背面断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る仮想現実体験装
置の構成を示す概略図である。
【図１０】同仮想現実体験装置の制御系を示すブロック
図である。
【図１１】同仮想現実体験装置におけるミニチュア模型
空間撮影機構の平面図である。
【図１２】同ミニチュア模型空間撮影機構の側面断面図
である。
【図１３】同ミニチュア模型空間撮影機構の背面断面図
である。
【図１４】同ミニチュア模型空間撮影機構の正面断面図
である。
【図１５】（Ａ）は同ミニチュア模型空間撮影機構にお
けるカメラ駆動装置の一部破断平面図、（Ｂ）は同正面
図である。
【図１６】（Ａ）は同ミニチュア模型空間撮影機構にお
ける立体撮影カメラの正面図、（Ｂ）は同側面図、
（Ｃ）は同平面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る仮想現実体験
装置の構成を示す概略図である。
【図１８】同仮想現実体験装置の制御系を示すブロック
図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｃ）は同仮想現実体験装置の使用
時における体験者の頭部の動きを示す説明図である。
【図２０】同仮想現実体験装置の他の例の構成を示す概
略図である。
【図２１】（Ａ）は歩行面機構の他の例を示す斜視図、
（Ｂ）は同歩行面機構の要部平面図である。
【図２２】同歩行面機構における歩行板支持台の斜視図
である。
【図２３】同歩行面機構の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ＨＭＤ（映像表示装置） ３ 歩行面機構 ４ 制御装置 ６ 歩行板 ７ 歩行板傾斜駆動装置 ８ 歩行板水平駆動装置 ９ 靴 １０ 信号発信器 １１ 感知器 １２ 足底位置検出装置 ２１ 昇降シリンダ（歩行板昇降駆動装置） ２２ 回転シリンダ（歩行板水平駆動装置） ２４ 前後揺動シリンダ（歩行板水平駆動装置） ２５ 左右揺動シリンダ（歩行板水平駆動装置） ２６ 長手方向揺動シリンダ（歩行板傾斜駆動装置） ３５ ミニチュア模型空間撮影機構 ３６ ミニチュア模型空間 ３８ 立体撮影カメラ ３９ カメラ駆動装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】予めプログラムされた映像を体験者に表示
    する映像表示装置と、 少なくとも前後左右に移動自在で体験者の足を支持する
    左右一対の歩行板と、前記歩行板から離れた体験者の足
    底位置を検出する足底位置検出装置と、前記歩行板上の
    所定の位置および方向に体験者の足底が接地するように
    歩行板を移動させるとともに、体験者の歩行・走行など
    の運動に応じて足底が接地した側の歩行板を体験者の体
    幹方向に引き戻し、体験者の体幹を一定位置に保つ歩行
    板水平駆動装置と、前記歩行板を傾斜させて坂道をシュ
    ミレートする歩行板傾斜駆動装置とを有する歩行面機構
    と、 前記プログラム映像を前記映像表示装置に送信するとと
    もに、前記プログラム映像に対応させて前記歩行面機構
    を制御する制御装置とを備えた仮想現実体験装置。
  2. 【請求項２】映像を体験者に表示する映像表示装置と、 体験者が仮想移動する空間を模したミニチュア模型空間
    と、このミニチュア模型空間内を自在に移動し体験者の
    視野に擬した方向に向いて映像を撮影する撮影装置とを
    有するミニチュア模型空間撮影機構と、 予めプログラムされた映像、または前記ミニチュア模型
    空間撮影機構で撮影された映像、または前記プログラム
    映像と前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影された映
    像とを合成した合成映像を前記映像表示装置に送信する
    制御装置とを備えた仮想現実体験装置。
  3. 【請求項３】映像を体験者に表示する映像表示装置と、 少なくとも前後左右に移動自在で体験者の足を支持する
    左右一対の歩行板と、前記歩行板から離れた体験者の足
    底位置を検出する足底位置検出装置と、前記歩行板上の
    所定の位置および方向に体験者の足底が接地するように
    歩行板を移動させるとともに、体験者の歩行・走行など
    の運動に応じて足底が接地した側の歩行板を体験者の体
    幹方向に引き戻し、体験者の体幹を一定位置に保つ歩行
    板水平駆動装置と、前記歩行板を傾斜させて坂道をシュ
    ミレートする歩行板傾斜駆動装置とを有する歩行面機構
    と、 体験者が仮想移動する空間を模したミニチュア模型空間
    と、このミニチュア模型空間内を自在に移動し体験者の
    視野に擬した方向に向いて映像を撮影する撮影装置とを
    有するミニチュア模型空間撮影機構と、 予めプログラムされた映像、または前記ミニチュア模型
    空間撮影機構で撮影された映像、または前記プログラム
    映像と前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影された映
    像とを合成した合成映像を前記映像表示装置に送信する
    とともに、前記映像に対応させて前記歩行面機構を制御
    する制御装置とを備えた仮想現実体験装置。
  4. 【請求項４】請求項１または請求項３において、前記歩
    行面機構の足底位置検出装置が、体験者の着用する靴に
    設けられる信号発信器と、前記各歩行板に設けられた前
    記信号発信器が発信する信号を受信する感知器とからな
    る仮想現実体験装置。
  5. 【請求項５】請求項１または請求項３または請求項４に
    おいて、前記歩行面機構は、さらに前記各歩行板を個別
    に昇降させて階段をシュミレートする歩行板昇降駆動装
    置を有する仮想現実体験装置。
  6. 【請求項６】映像を体験者に表示する映像表示装置と、 体験者の視線の方向を検出する視線方向検出装置と、 体験者が仮想移動する空間を模したミニチュア模型空間
    と、このミニチュア模型空間内を自在に移動し体験者の
    視野に擬した方向に向いて映像を撮影する撮影装置とを
    有するミニチュア模型空間撮影機構と、 予めプログラムされた映像、または前記ミニチュア模型
    空間撮影機構で撮影された映像、または前記プログラム
    映像と前記ミニチュア模型空間撮影機構で撮影された映
    像とを合成した合成映像を前記映像表示装置に送信する
    制御装置とを備えた仮想現実体験装置。
  7. 【請求項７】請求項６において、前記視線方向検出装置
    が、体験者の頭部に装着するキャップに設けられる複数
    の信号発信器と、これら各信号発信器の配置に対応させ
    て体験者の頭部上方に配置され対応する信号発信器から
    の信号を受信する複数の感知器とからなる仮想現実体験
    装置。
  8. 【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかにおい
    て、前記映像表示装置は、体験者が頭部に装着するヘッ
    ドマウンテッドディスプレイである仮想現実体験装置。
  9. 【請求項９】請求項１ないし請求項７のいずれかにおい
    て、前記映像表示装置は、マルチスクリーンである仮想
    現実体験装置。
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