JPH1098798A

JPH1098798A - 角度計測装置およびこれを搭載したヘッドマウントディスプレイ装置

Info

Publication number: JPH1098798A
Application number: JP8250141A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ando; 雅明安藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】単純なアルゴリズムで動作する離散的角度出力
型の角度計測装置およびこの角度計測装置を搭載し、映
像音声を離散的に出力する簡易かつ低コストのＨＭＤを
提供する。【解決手段】慣性物体に取り付けられた角速度センサ１
ａの出力である角速度を信号処理して角度に変換する角
度計測装置１０であって、この角度計測装置１０が本来
有する角度分解能以下の分解能で、前記角度を離散的に
出力することを特徴とする角度計測装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、角速度センサの出
力である角速度を信号処理して、幾つかの代表的角度と
して離散的に出力する角度計測装置およびこれを搭載し
たヘッドマウントディスプレイ装置（以下、ＨＭＤとい
う）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の角度計測装置において
は、位置の検出素子として磁気センサ、磁気方位セン
サ、角加速度センサまたは角速度センサを用いて、これ
らのセンサを取り付けている慣性物体の動きの変化を連
続する角度として出力している。また、この角度計測装
置を搭載しているＨＭＤにおいては、連続する角度に対
応する映像、例えば、このＨＭＤの装着者を中心とする
３次元映像を出力している。ここに、ＨＭＤとは、液晶
ディスプレイを装備して、人間の頭部に装着され、コン
ピュータにより制御された映像および音声を視聴可能に
した視聴覚装置で、主としてアミューズメント機器に使
用されるものをいう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
角度計測装置、特にこの角度計測装置を搭載してなるＨ
ＭＤは、これを装着している人間が相対する角度に対応
した映像を出力するため、映像の品質は優れているが、
装置コストが高くなり、業務用に限定されていた。そこ
で、本発明は、単純なアルゴリズムで動作する離散的角
度出力型の角度計測装置およびこの角度計測装置を搭載
し、映像および音声を離散的に出力する簡易かつ低コス
トのＨＭＤ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】本発明は、上記目的を達
成するために、下記の解決手段を採ることを特徴とす
る。

【０００５】請求項１記載の発明は、慣性物体に取り付
けられた角速度センサの出力である角速度を信号処理し
て角度に変換する角度計測装置であって、この角度計測
装置が本来有する角度分解能以下の分解能で、前記角度
を離散的に出力する角度計測装置である。

【０００６】この発明は、角速度センサの出力である連
続する角速度を積分して連続する角度に変換する。そし
て、この連続する角度が、例えば、０°から４４°まで
の変化範囲に渡っていたとき、角度計測装置は、この変
化範囲の角度を例えば、０°という角度に代表させて離
散的に出力する。

【０００７】また、角速度センサの連続する出力角度
が、例えば、４５°から８９°までの変化範囲に渡って
いたとするとき、角度計測装置は、この変化範囲の角度
を例えば、４５°という角度に代表させて離散的に出力
する。このように、この発明は、ある変化範囲の連続す
る角速度を積分して連続する角度に変換し、その後、角
度変化量△θ（例えば、４５°）の整数倍の角度に代表
させて離散的に出力するというものである。

【０００８】なお、角度計測装置の角度分解能以下の分
解能とは、上記例を引用して説明すると、角度計測装置
が装置能力として、例えば、１°の角度分解能を持って
いたとしても、本発明によれば、角度変化量△θ（例え
ば、４５°）の分解能で出力することを意味する。

【０００９】請求項２に記載の発明は、慣性物体に取り
付けられた角速度センサの出力から得られる差分角速度
がゼロ設定値から正または負方向に設定された閾値を通
過する度に、または前記差分角速度のピークが前記閾値
間ゾーンにあるときに、前記差分角速度をステップ関数
状に増加または減少する角度に変換し、この角度を離散
的に出力する角度計測装置である。

【００１０】この発明は、角速度センサの静止時の角速
度のオフセット値ω_offを求め、ついで読み込んだ角速
度ω_nからオフセット値ω_offを引いてオフセット補正
後の角速度ω_n’を求める。つぎに、オフセット補正後
の角速度ω_n’からその一つ前のオフセット補正後の角
速度ω_n-1’を引いて差分角速度△ω_n’を求める。こ
の差分角速度（△ω_n’＝ω_n’−ω_n-1’）で回転す
る角速度計測装置の回転方向が時計方向の場合をマイナ
ス（−）とし、反時計方向の場合を（＋）と仮定する。
また、この差分角速度△ω_n’に複数の閾値を段階的に
設定する。閾値判定においては、差分角速度△ω_n’の
ピークがいずれの閾値を通過したか、または、差分角速
度△ω_n’のピークがいずれの閾値間ゾーンにあるかを
判定し、前回閾値判定時の離散的出力角度に、今回閾値
判定時の角度変化量△θの整数倍の増減を行い、離散的
角度を出力する。この離散的出力角度は、例えば、−１
３５°、−９０°、ー４５°、０°、４５°、９０°、
１３５°などの値である。

【００１１】請求項３に記載の発明は、ヘッドマウント
ディスプレイ装置に搭載される請求項１または請求項２
に記載の角度計測装置の離散的角度出力の角度範囲が、
ヘッド（頭部）が現実的に動作可能な範囲に限定されて
いる角度計測装置である。

【００１２】この発明において、ヘッドマウントディス
プレイ装置を装着する人間の頭部に次のような３次元座
標を設定する。人間の頭部を通る直立軸をヨー軸、前頭
部と後頭部を通る軸をロール軸、左右の両耳を通る軸を
ピッチ軸とし、人間が直立して真正面を正視している状
態を０゜の基準位置とする。

【００１３】すると、人間の頭部の回転角は、観察によ
ると、通常の動作状態において以下の範囲内にあるもの
と思われる。

【００１４】ヨー軸回転方向＋１８０゜〜 −１８０゜若しく
は（＋９０゜〜 −９０゜）ピッチ軸回転方向＋９０゜〜 −９０゜ロール軸回転方向＋９０゜〜 −９０゜よって、この発明は、人間の通常の動きは上記角度範囲
で十分にカバーされていると考えて、上記３軸の回転角
度以内の視聴覚データだけを備え、換言すれば、上記回
転角度以外の視聴覚データは備えていない簡易型のＨＭ
Ｄとなる。そして、上記角度範囲において、離散的角度
に対応した映像および音声をＨＭＤ装着者に提供するこ
とになる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１、請求
項２または請求項３に記載の角度計測装置を搭載してな
るヘッドマウントディスプレイ装置である。

【００１６】この発明は、ヘッドマウントディスプレイ
装置に前記離散的角度出力型の角度計測装置を搭載して
いる。この角度計測装置は、上述のように、ある連続す
る角度範囲を一つの角度に代表させて（限定して）離散
的に出力するものである。例えば、３６０°の角度を４
象弦の領域に分割し、０°〜９０°の範囲の角度を４５
°で代表させる。また、９０°〜１８０°の範囲の角度
を１３５°で代表させる。また、１８０°〜２７０°の
範囲の角度を２２５°で代表させる。また、−２７０°
〜０°の範囲の角度を３１５°で代表させる。この例の
場合は、回転角度の角度変化量△θは、９０°となる。
このように３６０°の任意の角度を４つの角度に代表せ
て離散的に出力する。したがって、この４つの離散的出
力角度に対応する４つの視聴覚データだけ、コンピュー
タに記憶させておけばよいので、メモリーが節約される
ことになる。ローエンドタイプのアミューズメント機器
においては、このように、前後、左右といった離散的出
力の映像および音声だけでも十分にその目的を達成する
ことができる。

【００１７】上記例示においては、角度変化量△θを９
０°で説明したが、これを４５°、３０°、１５°、５
°、３°と小さくすることもできる。

【００１８】請求項５記載の発明は、光、電磁波、超音
波などのキャリアの発信源を外部に有し、この発信源か
らのキャリアを受信して基準位置に対する映像および音
声の角度補正を行う受信源を有している請求項１から請
求項４のいずれかに記載の角度計測装置を備えているヘ
ッドマウントディスプレイ装置である。

【００１９】この発明は、ＨＭＤを装着している人間の
頭部の姿勢とディスプレイに写しだされる映像および音
声との角度マッチングをとるため、ＨＭＤの外部に発信
源を、ＨＭＤに受信源を設け、発信源からの信号をＨＭ
Ｄの受信源が受信したとき、ＨＭＤはリセットされて、
人間の頭部の回転姿勢位置と映像および音声を整合させ
ことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の離散的出力型の
角度計測装置について図面を参照して説明する。図１に
おいて、１０は離散的出力型の角度計測装置をブロック
的に示すもので、この角度計測装置１０は人間などの慣
性物体の回転角速度を計測する検知部１と、この検知部
１からの角速度信号を処理する信号処理部２よりなる。

【００２１】検知部１は、振動ジャイロよりなる３個の
角速度センサ１ａとこれらに接続された増幅回路１ｂと
よりなる。３個の角速度センサ１ａは、直角に交わる３
軸にそれぞれ配置され、図８に示すように、例えば、Ｈ
ＭＤ用の角速度計測装置１０用として、人間の頭部に設
置された場合には、頭部の姿勢角の変化を前記３軸に相
当するヨー軸、ピッチ軸およびロール軸の回転角速度と
して検知する。増幅回路１ｂはアナログの低周波増幅器
よりなり、角速度センサ１ａの出力を次段の信号処理に
適合する電力レベルまで増幅する。

【００２２】信号処理部２は、アナログ／ディジタル変
換回路（Ａ／Ｄ変換回路）２ａ、これに接続された中央
演算処理部（ＣＰＵ）２ｂおよびこのＣＰＵ２ｂに接続
されたメモリー（アルゴリズム）２ｃよりなる。

【００２３】つぎに、離散的出力型の角度計測装置１０
の動作について説明する。３個の角速度センサ１ａがそ
れぞれ検出したヨー軸、ロール軸およびピッチ軸のアナ
ログ角速度信号は、増幅回路１ｂに入力されて、後段の
処理可能電圧までそれぞれ増幅される。この増幅された
アナログ量の角速度信号は、信号処理部２のＡ／Ｄ変換
回路２ａに入力されてＰＡＭ（ハ゜ルスアンフ゜リチュ-ト゛モシ゛ュレ-ショ
ン）のディジタル量の角速度信号に変換される。そし
て、このディジタル量の角速度信号は、ＣＰＵ２ｂに入
力される。このＣＰＵ２ｂは、このディジタル量の角速
度信号をメモリー２ｃに記録されているアルゴリズムに
基づいて処理して、ディジタル量の離散した角度信号と
して出力する。

【００２４】つぎに、このアルゴリズムの一例につい
て、図２を参照して説明する。ＣＰＵ２ｂのスタート命
令により、Ａ／Ｄ変換回路２ａが、検知部１からのアナ
ログ量の角速度信号をディジタル量の角速度信号に変換
する動作を開始する。そして、ＣＰＵ２ｂは角速度セン
サ１ａの角速度信号の基準値（オフセット値）ω_offの
初期設定を行う。

【００２５】この角速度信号のオフセット値ω_offの初
期設定は、例えば、電源を投入してから一定時間後の角
速度センサ１ａの出力を複数回ＣＰＵ２ｂに入力して、
それらのデータを平均することにより行われ、その平均
値が初期オフセット値ω_off _となる。この場合、電源投
入直後は、角速度センサ１ａは静止しているものとす
る。

【００２６】この角速度信号の初期オフセット値ω_off
の設定終了後、Ａ／Ｄ変換回路２ａからのディジタル量
の逐次の角速度ω_nの読み込みを行う。角速度ω_nの添
字_n _は、図２に示す処理のフローを実行するサイクル時
間である。

【００２７】ついで、角速度センサ１ａのオフセット補
正を行う。このオフセット補正は、角速度センサ１ａの
出力のオフセット値を修正するために行われる。このオ
フセット補正の方法は、常に初期オフセット値をＣＰＵ
の入力信号から減じてもよいが、オフセット値に含まれ
るドリフトノイズを除去するため、例えば、角速度セン
サ１ａの出力をローパスフィルタに通して、低周波ドリ
フト成分を抽出し、この抽出した低周波のドリフト成分
でオフセット値を随時更新していくことにより行なわれ
る。そして、このオフセット補正後の角速度ω_n’は下
式で表される。 ω_n’＝ω_n−ω_off また、オフセット補正後の角速度（ω_n’）信号は、必
要に応じてノイズ除去の処理を行う。例えば、特願平８
−２４４８７号に示すように、不感帯処理とフィルタ処
理を組み合わせた手法によりノイズが除去される。

【００２８】つぎに、角速度ω_n’を積分して回転角度
θ１を得る。ついで、回転角度θ１の離散化を行う。こ
の回転角度θ１の離散化は、図３に示すようなステップ
関数のアルゴリズムを使用して行う。同図において、Ｘ
軸はステップ関数の入力角度θ１、Ｙ軸はステップ関数
の離散的出力角度θ２を示す。ここにおいては、図６に
示すように、ヨー軸回りの回転角度θ１を離散化する場
合について説明する。人間の直立軸をヨー軸とし、人間
の正面正視方向を０゜とし、かつ、左回りをプラス
（＋）、右回りをマイナス（−）とする。図３におい
て、ステップ関数への入力角度θ１が−４５゜＜θ１＜
４５゜の範囲にあるとき、ステップ関数の離散的出力角
度θ２として０゜を出力する。以下同様に、４５゜≦θ
１＜９０゜にあるとき、ステップ関数の離散的出力角度
θ２として４５゜を出力し、９０゜≦θ１＜１３５゜に
あるとき、ステップ関数の離散的出力角度θ２として９
０゜を出力する。

【００２９】さらに、−４５゜≦θ１＜−９０゜にある
とき、離散的出力角度θ２として−４５゜を出力し、−
９０゜≦θ１＜−１３５゜にあるとき、離散出力角度θ
２として−９０゜を出力する。

【００３０】つぎに、アルゴリズムの他の例について、
図４を参照して説明する。なお、同図において、スター
トからオフセット補正までは、図２に示すアルゴリズム
と同様なので、その説明を省略する。このオフセット補
正後、差分角速度△ω_n’を計算する。この差分角速度
△ω_n’は、△ω_n’＝ω_n’−ω_n-1’で定義され
る。ここに、ω_n’はサイクルタイムｎにおけるオフセ
ット補正後の角速度であり、ω_n-1’はその一つ前のサ
イクルタイム（ｎ−１）におけるオフセット補正後の角
速度である。この差分角速度△ω_n’の定義に基づいて
閾値判定を行うが、その閾値判定の概念図を図５に示
す。

【００３１】同図において、Ｘ軸に処理のフローにおけ
るサイクル時間ｎをとり、Ｙ軸に差分角速度△ω_n’を
とる。そして、差分角速度△ω_n’を幾つかの段階に分
けて増加方向に閾値＋ＴＨ１、＋ＴＨ２を、減少方向に
閾値−ＴＨ１、−ＴＨ２を設定する。なお、マイナス
（−）は、図６に示すように、例えば、角度計測装置１
０（ＨＭＤ）を装着している人間の右回り方向を示し、
プラス（＋）は左回り方向を示す。曲線は差分角速度△
ω_n’の時間ｎに対する経過を示すもので、視覚的に解
りやすいように連続するアナログ量で示しているが、実
際はこのアナログ量がＰＡＭ（ハ゜ルスアンフ゜リチュ-ト゛モテ゛ュレ-ショ
ン）のディジタル量に変換されている。そして、このア
ルゴリズムにおいては、差分角速度△ω_n’のピークａ
〜ｇを検出して、このピークで閾値動作（変化）をする
ようになっている。ただし、例外としてピークａ、ｃ、
ｆでは後述の理由により閾値動作はしない。

【００３２】つぎに、図４および図５において、まず、
差分角速度△ω_n’のピークａ（△ω_n’）が−ＴＨ１
＜△ω_n’＜ＴＨ１（不感帯）にあるときは、角度θ_n
＝角度θ_n-1の条件の下に、増減角度は０゜で、離散的
出力角度θ２は、変化せず、０゜で、前回のままであ
る。

【００３３】つぎに、差分角速度△ω_n’のピークｂ
（△ω_n’）が、＋ＴＨ１≦△ω_n’＜＋ＴＨ２になる
と、θ_n＝θ_n-1＋△θの条件の下に、増減角度は＋△
θ（例えば、＋４５゜）で、前回の０゜に４５゜加算さ
れ、離散的出力角度θ２は、４５゜となる。

【００３４】また、差分角速度△ω_n’のピークｄ（△
ω_n’）が＋ＴＨ２≦△ω_n’になると、θ_n＝θ_n-1
＋２△θの条件の下に、増減角度は＋２△θ（＋９０
゜）で、前回の４５゜に９０゜加算され、離散的出力角
度θ２は、１３５゜となる。

【００３５】さらに、差分角速度△ω_n’のピークｅ
（△ω_n’）が−ＴＨ２＜△ω_n’≦−ＴＨ１になる
と、θ_n＝θ_n-1−△θの条件の下に、増減角度は−△
θ（−４５゜）で、前回の１３５゜から４５゜減算さ
れ、離散的出力角度θ２は、９０゜となる。

【００３６】また、差分角速度△ω_n’のピークｇ（△
ω_n’）が△ω_n’≦−ＴＨ２になると、θ_n＝θ_n-1
−２△θの条件の下に、増減角度は−２△θ（−９０
゜）で、前回の９０゜から９０゜減算され、離散的出力
角度θ２は、０゜となる。

【００３７】なお、差分角速度△ω_n’のピークｃ、ｆ
においては、ピークａと同様に、不感帯にあるので、離
散的出力角度θ２は前回のままで変化しない。

【００３８】つぎに、図６を参照して本発明のＨＭＤの
一つの実施例について説明する。同図において、２１は
人間の頭部に装着されたＨＭＤで、液晶のディスプレイ
装置を内蔵している。１０は図１に示す角度計測装置
で、ＨＭＤ２１に接続されて離散的角度信号を出力す
る。ＨＭＤ２１は、この離散的角度信号に対応する離散
的視聴覚データを備えている。図６に示すＨＭＤは、ヨ
ー軸回転方向における角度変化量△θが９０°で、３６
０°の空間を４分割して、４個の視聴覚データを出力す
るようになっている。出力の態様について説明する。

【００３９】人間の直立軸をヨー軸とし、人間が真正面
を向いているときの視線方向を０°とし、ヨー軸の左回
りをプラス（＋）とし、右回りをマイナス（−）とす
る。いま、人間の頭部が左回転して、その視線ｓが、０
°≦ｓ＜９０°にあるとき、ＨＭＤは離散的視聴覚デー
タとして４５°に位置する視聴覚データを出力する。ま
た、視線ｓが、９０°≦ｓ＜１８０°にあるとき、ＨＭ
Ｄは離散的視聴覚データとして１３５°に位置する視聴
覚データを出力する。更に、人間の頭部が右回転して、
その視線ｓが、０°＜ｓ≦−９０°にあるとき、ＨＭＤ
は離散的視聴覚デ−タとして−４５°に位置する視聴覚
データを出力する。また、視線ｓが、−９０°＜ｓ≦−
１８０°にあるとき、ＨＭＤは離散的視聴覚データとし
て−１３５°に位置する視聴覚データを出力する。

【００４０】上記構成においては、角度変化量△θを９
０°にして、３６０°の空間を４分割して、４個の視聴
覚データを出力するようにしたが、この角度変化量△θ
を小さくして、視聴覚データを増やすことにより、ＨＭ
Ｄの装着者に角度分解能を小さくした映像・音声を視聴
させることができる。

【００４１】図６においては、ヨー軸について説明した
が、図８に示すように、ロール軸、ピッチ軸についても
同様である。

【００４２】つぎに、図７を参照して本発明のＨＭＤの
他の実施例について説明する。同図において、図６と同
一の構成要素には同一番号を付して説明を省略する。２
２はＨＭＤの正面に設けられたフォオダイオード、フォ
トトランジスタなどの受光素子よりなる受信源である。
人間の頭部に装着されたＨＭＤ２１の正面には、空間を
おいてＬＥＤなどの発光素子よりなる発信源２３が設け
られている。この発信源２３および受信源２２の少なく
ともいずれかには、受信位置精度を上げるため、その受
光領域を狭く制限するスリットなどが設けられている。

【００４３】ＨＭＤを装着した人間の頭部が正面を向く
と、発信源２３の方を向くようになるが、その時、受信
源２２が発信源２３の光を受光して、人間の頭部の正面
姿勢とＨＭＤに写しだされる映像の正面映像が調度一致
するようにＣＰＵがリセットされる。また、このような
リセットシステムの他に、ＨＭＤの装着者が自らの意志
で角度位置をリセットする機能（リセットボタン）を付
加してもよい。

【００４４】図７においては、発信源２３としてＬＥＤ
などの光を媒体とする発光素子を用いたが、媒体として
は電磁波、超音波などのキャリアでもよい。受信源２２
もこれらを受信するものとなる。

【００４５】上記の説明においては、ヨー軸の出力回転
角度を３６０゜（−１８０゜〜＋１８０゜）としたが、
人間の頭部の回転角度はある一定範囲に収まるので、こ
れを−９０゜〜＋９０゜に限定して出力してもよい。ま
た、ロール軸およびピッチ軸についても、−９０゜〜＋
９０゜と限定することも可能である。このように、出力
角度を限定し、かつ、代表値で離散化することにより、
小刻みに変動するドリフトを回避することができる。

【００４６】また、角度変化量△θは、上記説明では、
４５゜、９０゜の場合を説明したが、これよりも大きな
角度あるいは小さな角度でもよい。

【００４７】上記実施例においては、差分角速度△
ω_n’のピークが不感帯を除いて閾値間領域にあるとき
に、角度変化量△θの増減を行ったが、差分角速度△ω
_n’が設定閾値を通過するときに、角度変化量△θの増
減を行うようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、角速度センサの
角速度を積分して得た一定範囲の角度をある角度で代表
させて離散的に出力する。したがって、本発明は、角度
情報が連続出力型の角度計測装置に比べて、格段に少な
くてすみ、メモリー容量も小さいものでよい。また、ア
ルゴリズム自体が単純なものであるから、安価なＣＰＵ
を用いても、高速サンプリングが実現でき、簡易かつ低
コストの角度計測装置を得ることができる。

【００４９】請求項２記載の発明は、角速度センサのア
ナログ量の角速度をディジタル量の角速度に変換し、こ
のディジタル量の角速度に幾つかの閾値を与えて、その
閾値判定をおこない、一定範囲の角度をある角度で代表
させて離散的に出力する。

【００５０】したがって、本発明は、請求項１記載の発
明と同様に、角度情報が連続出力型の角度計測装置に比
べて、格段に少なくてすみ、また、閾値の判定回路がデ
ィジタルの比較判定回路で簡単に実現でき、メモリー容
量も節約され、簡易かつ低コストの角度計測装置を得る
ことができる。

【００５１】請求項３記載の発明は、ＨＭＤを装着した
人間の通常の動き範囲に限定した角度出力を行う。換言
すれば、通常動作でない希な異常動作の角度出力は行わ
ない。したがって、通常動作の範囲の視聴覚データだけ
を備えておればよいので、簡易かつ低コストの角度計測
装置を得ることができる。

【００５２】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３記載の離散出力型の角度計測装置をＨＭＤに搭載し
ているので、視聴覚データが離散的角度出力の分だけで
よく、簡易かつ低コストのローエンドタイプのアミュー
ズメント機器用ＨＭＤを実現することができる。

【００５３】請求項５記載の発明は、請求項４記載のＨ
ＭＤに基準位置補正用の発信源および受信源を設けてい
るので、発信源からの信号を受信源で受信することによ
り、ＨＭＤを装着している人間の正面方向を向いている
姿勢と正面映像を一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の離散的出力型の角度計測装置のブロ
ック構成図

【図２】本発明の離散的角度出力の一つのアルゴリズ
ムを示すフロー図

【図３】図２において、積分して得られた角度を入力
として出力から離散的出力角度を得るステップ関数を示
す図

【図４】本発明の離散的角度出力の他のアルゴリズム
を示すフロー図

【図５】図４において、閾値判定を説明する概念図

【図６】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の
説明図

【図７】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の
基準位置に対する映像音声の角度補正を示す図

【図８】ヘッドマウントディスプレイ装置を装着した
人間の頭部に仮定したヨー軸、ロール軸およびピッチ軸
を説明する図

【符号の説明】

１検知部１ａ角速度センサ１ｂ増幅回路２信号処理部２ａＡ／Ｄ変換回路２ｂＣＰＵ２ｃメモリー１０角度計測装置２１ヘッドマウントディスプレイ装置
（ＨＭＤ）２２受信源２３発信源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】慣性物体に取り付けられた角速度センサ
の出力である角速度を信号処理して角度に変換する角度
計測装置であって、この角度計測装置が本来有する角度
分解能以下の分解能で、前記角度を離散的に出力するこ
とを特徴とする角度計測装置。
【請求項２】慣性物体に取り付けられた角速度センサ
の出力から得られる差分角速度がゼロ設定値から正また
は負方向に設定された閾値を通過する度に、または前記
差分角速度のピークが前記閾値間領域にあるときに、前
記差分角速度をステップ関数状に増加または減少する角
度に変換し、この角度を離散的に出力することを特徴と
する角度計測装置。
【請求項３】ヘッドマウントディスプレイ装置に搭載
される請求項１または請求項２に記載の角度計測装置の
離散的角度出力の角度範囲が、ヘッド（頭部）が現実的
に動作可能な範囲に限定されていることを特徴とする角
度計測装置。
【請求項４】請求項１、請求項２または請求項３記載
の角度計測装置を搭載してなるヘッドマウントディスプ
レイ装置。
【請求項５】キャリアの発信源を外部に有し、この発
信源からのキャリアを受信して基準位置に対する映像・
音声の角度補正を行う受信源を有している請求項１から
請求項４のいずれかに記載の角度計測装置を備えている
ヘッドマウントディスプレイ装置。