JP2015035039A - 加速度感覚呈示装置、加速度感覚呈示方法および加速度感覚呈示システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに対して、より多様な加速度感覚を呈示し得る加速度感覚呈示装置を提供する。
【解決手段】加速度感覚呈示装置１，２は、ユーザＵの頭部近傍に取りつけられ、１または複数の錘１０４，２０４と、錘１０４，２０４を所定方向に移動させることにより、所定方向と異なる方向への力を発生する錘駆動部とを有する。
【選択図】図６

Description

本開示は、加速度感覚呈示装置、加速度感覚呈示方法および加速度感覚呈示システムに関する。

ユーザの頭部に装着するヘッドギア型の装置の重心を任意に変化させることにより、ユーザに加速度感覚を呈示する装置が提案されている（下記特許文献１を参照のこと）。

特開２０１０−２６８６５号公報

特許文献１に記載の装置によりユーザに対して加速度感覚を呈示することができるが、ユーザに対してより多様な加速度感覚を呈示することが望まれる。

したがって、本開示の目的の一つは、上記問題を解決し得る加速度感覚呈示装置、加速度感覚呈示方法および加速度感覚呈示システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本開示は、例えば、
ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
１または複数の錘と、
錘を所定方向に移動させることにより、所定方向と異なる方向への力を発生する錘駆動部と
を有する加速度感覚呈示装置である。

本開示は、例えば、
ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
第１錘駆動部および第２錘駆動部が内蔵される筐体と、
第１錘駆動部が動作することに応じて、第１の方向に可動する第１可動部と、
第２錘駆動部が動作することに応じて、第１の方向と略直交する第２の方向に可動する第２可動部と、
第１可動部の動きに連動して第１の方向に可動し、または、第２可動部の動きに連動して第２の方向に可動するアーム部と、
アーム部の端部に取りつけられる錘と
を有する加速度感覚呈示装置である。

本開示は、例えば、
ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
錘と、
錘駆動部による制御に応じて錘を第１の方向にスライドさせるための第１レール部と、
錘駆動部による制御に応じて錘を、第１の方向と略直交する第２の方向にスライドさせるための第２レール部と、
を有する加速度感覚呈示装置である。

本開示は、例えば、
ユーザの頭部近傍において、錘支持部が錘を移動可能に支持し、
錘駆動部による制御に応じて錘が所定方向に移動することにより、所定方向と異なる方向への力を発生する
加速度感覚呈示方法である。

本開示は、例えば、
ユーザの一方の耳付近に取りつけられる第１の加速度感覚呈示装置と、ユーザの他方の耳付近に取りつけられる第２の加速度感覚呈示装置とを有し、
第１の加速度感覚呈示装置は、
第１の錘と、
第１の錘を移動可能に支持する第１錘支持部と、
第１の錘を所定方向に移動させることにより、所定方向と異なる方向への力を発生する第１錘駆動部とを有し、
第２の加速度感覚呈示装置は、
第２の錘と、
第２の錘を移動可能に支持する第２錘支持部と、
第２の錘を所定方向に移動させることにより、所定方向と異なる方向への力を発生する第２錘駆動部とを有し、
第１錘駆動部は、ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に第１の錘を移動させ、
第２錘駆動部は、ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に第２の錘を移動させる
加速度感覚呈示システムである。

少なくとも一つの実施形態によれば、多様な加速度感をユーザに呈示できる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。

ＡおよびＢは、ユーザを基準として規定される方向の一例を説明するための図である。 一実施形態における加速度感覚呈示装置の構成の一例を説明するための図である。 一実施形態における加速度感覚呈示装置の構成の一例を説明するための図である。 一実施形態における加速度感覚呈示装置の動作の一例を説明するための図である。 一実施形態における加速度感覚呈示装置の動作の一例を説明するための図である。 錘の移動にともなってユーザに呈示される加速度感覚の一例を説明するための図である。 錘の移動にともなってユーザに呈示される加速度感覚の他の例を説明するための図である。 錘の移動にともなってユーザに呈示される加速度感覚の他の例を説明するための図である。 錘の移動にともなってユーザに呈示される加速度感覚の他の例を説明するための図である。 一実施形態における加速度感覚呈示装置の利用例を説明するための図である。 一実施形態における加速度感覚呈示装置の利用例を説明するための図である。 一実施形態における加速度感覚呈示装置を利用したシステムの一例を説明するための図である。 変形例における加速度感覚呈示装置の構成の一例を説明するための図である。 変形例における加速度感覚呈示装置の構成の一例を説明するための図である。 変形例における加速度感覚呈示装置の応用例を説明するための図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。

＜１．一実施形態＞
「加速度感覚呈示装置の概要」
本開示の実施形態等における加速度感覚呈示装置は、ゲームセンタや遊技場などで設置される、大規模かつ高価なステージを利用した装置と異なり、ユーザの頭部付近に加速度感覚呈示装置を装着するだけで、ユーザに加速度感覚を呈示することができる。

本開示の実施形態等における加速度感覚呈示装置は、ユーザの頭部付近、例えば、ユーザの耳の近傍に装着される。加速度感覚呈示装置には、移動可能な所定の重さの１以上の錘が備えられている。この錘の位置が移動されることにより、錘の移動方向と異なる、所定方向への力（反力）が発生し重心が移動する。この反力（複数の錘が移動する場合には、個々の錘の移動により生じた反力が合成された力）により、ユーザに対して加速度感覚を提供できる。ユーザは、加速度感覚を体感でき、バーチャルリアリティを体感することができる。

なお、説明の便宜上、図１Ａに示すユーザ（加速度感覚呈示装置の装着者）を基準にして、図１Ｂに示すように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を定義する。Ｘ軸方向は、加速度感覚呈示装置のユーザの前後方向に対応し、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向は、ユーザの左右方向に対応し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交するＺ軸方向は、ユーザの上下方向に対応する。また、前後左右上下の各方向はユーザから見た方向に基づいて規定している。もちろん、これらの方向を規定する表現は、説明の便宜上、設定したものであり、本開示の内容が例示した方向に限定されるものではない。

「加速度感覚呈示装置の構成」
図２は、本開示の一実施形態における加速度感覚呈示装置の構成の一例を説明するための図である。図２では、２個の加速度呈示装置（加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２）がユーザＵに装着された状態が示されている。例えば、一方の耳から他方の耳にかけて頭頂部を経由するようにして、ヘッドバンド１０がユーザＵの頭部に取りつけられる。ヘッドバンド１０は、軽量化のためにプラスチック等が好ましいが、これに限定されるものではない。ヘッドバンド１０に対して、その長さを調節するための機構が設けられていてもよい。

ヘッドバンド１０の一端付近に対して加速度感覚呈示装置１が取りつけられ、ヘッドバンド１０の他端付近に対して加速度感覚呈示装置２が取りつけられる。なお、加速度感覚呈示装置１（加速度感覚呈示装置２も同様）はヘッドバンド１０に対して固定されてもよく、ヘッドバンド１０に対して着脱自在とされてもよい。ヘッドバンド１０に対して加速度感覚呈示装置が取りつけられた状態では、各々の加速度感覚呈示装置は、例えば、ユーザＵの耳の付近に位置する。

加速度感覚呈示装置の構成の一例について説明する。一実施形態では、加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２の構成が同一であるものとして説明する。このため、以下では加速度感覚呈示装置１の構成を中心に説明する。

加速度感覚呈示装置１は、例えば、箱状のケース（筐体）１０１と、可動部１０２と、可動部１０２に取りつけられるアーム部１０３と、アーム部１０３の端部（先端）に取りつけられる錘１０４と、取付部１０５を含む構成を有する。これらの各構成は、例えば、金属により構成される。もちろん、特定の材質に限定されることはなく、一部が樹脂等により構成されてもよい。加速度感覚呈示装置１は、取付部１０５を介してヘッドバンド１０に取りつけられる。

加速度感覚呈示装置１は、全体として２軸アクチュエータを構成する。すなわち、ケース１０１には、錘１０４をＸ軸方向に移動させるための機構と、錘１０４をＹ軸方向に移動させるための機構とが内蔵される。これらの機構としては、サーボモータを例示することができる。すなわち、錘を移動させるためのサーボモータが錘駆動部の一例に対応する。もちろん、サーボモータに限定されることはなく、他のモータ等を適用することができる。なお、錘１０４をＸ軸方向に移動させるためのサーボモータをサーボモータ１２０ａと適宜、称し、錘１０４をＹ軸方向に移動させるためのサーボモータをサーボモータ１２０ｂと適宜、称する。

なお、一実施形態では、錘１０４を２軸方向に移動可能なように構成しているが、さらに、Ｚ軸方向にも移動できるように構成してもよい。例えば、アーム部１０３の下部に圧電アクチュエータを取りつけ、圧電アクチュエータに電圧を印加することでアーム部１０３および錘１０４をＺ軸方向に移動できるようにしてもよい。

可動部１０２は、例えば、下側に向かって開放する凹状の金属部材からなる。例えば、可動部１０２の底面には複数の孔部１１０が形成されている。可動部１０２の底面からは、例えば、２個の側壁１１１ａおよび側壁１１１ｂが対向するように上方へ植立し、そのうちの一方の側壁（例えば、側壁１１１ｂ）に対して、アーム部１０３の下端付近が取りつけられる。アーム部１０３の下端付近が、溶接やネジ等を使用した取付等により側壁１１１ｂに取りつけられる。

可動部１０２の底面から植立するようにしてアーム部１０３が延伸する。アーム部１０３は、例えば、金属製の板状部材からなる。例えば、アーム部１０３の先端付近を２個の略円形の錘が挟み込むようにして取りつけられることにより、錘１０４が形成される。２個の略円形の錘は、溶接やネジ等を使用した取付等によりアーム部１０３の先端に取りつけられる。錘１０４は、例えば、金属により構成される。もちろん、所定の重さの物体であれば、特定の材料の錘に限定されるものではない。

加速度感覚呈示装置２は、例えば、加速度感覚呈示装置１と同様の構成とされるため、概略的な説明に留める。加速度感覚呈示装置２は、取付部２０５を介してヘッドバンド１０に取りつけられる。加速度感覚呈示装置２は、例えば、箱状のケース２０１と、可動部２０２と、アーム部２０３と、錘２０４を含む構成を有する。ケース２０１の内部には、錘２０４をＸ軸方向に移動させるサーボモータと、錘２０４をＹ軸方向に移動させるサーボモータとが内蔵される。なお、錘２０４をＸ軸方向に移動させるためのサーボモータをサーボモータ２２０ａと適宜、称し、錘２０４をＹ軸方向に移動させるためのサーボモータをサーボモータ２２０ｂと適宜、称する。

可動部２０２の底面には、複数の孔部２１０が形成されており、可動部２０２の底面から、例えば、２個の側壁２１１ａおよび側壁２１１ｂが対向するように上方へ植立する。側壁２１１ａおよび側壁２１１ｂのうちの一方の側壁（例えば、側壁２１１ｂ）に対して、アーム部２０３の下端付近が取りつけられる。可動部２０２の底面から植立するようにしてアーム部２０３が延伸する。アーム部２０３は、例えば、金属製の板状部材からなる。例えば、アーム部２０３の先端付近を２個の略円形の錘が挟み込むようにして取りつけられることで錘２０４が形成される。錘２０４は、例えば、金属により構成される。もちろん、所定の重さの物体であれば、特定の材料の錘に限定されるものではない。

図３は、加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２を装着した状態をユーザＵの正面から見た図である。加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２の構成の一例について説明したが、これらの構成は一例であり、例示した構成に限定されるものではない。各構成の材質、大きさ等は、ユーザに対して所定の加速度感覚を呈示できる範囲において適切に設定することができる。

なお、ヘッドバンド１０の各端部付近の内側には、ユーザＵの耳に当接するスピーカ１１およびスピーカ１２が設けられている。スピーカ１１およびスピーカ１２からは所定の音声信号に基づく音声が再生される。一実施形態では、これらのスピーカが加速度感覚呈示装置とともにヘッドバンドに装着されるが、これに限定されるものではない。

「加速度感覚呈示装置の動作の一例」
次に、図４および図５を参照して、加速度感覚呈示装置の動作（錘の動き）の一例について説明する。加速度感覚呈示装置１のサーボモータに対して外部から駆動信号が供給される。駆動信号は、例えば、所定の加速度情報に基づいて得られる信号である。

図４は、駆動信号に応じて、加速度感覚呈示装置１のサーボモータ１２０ｂおよび加速度感覚呈示装置２のサーボモータ２２０ｂが動作した状態の一例を示す。加速度感覚呈示装置１のサーボモータ１２０ｂが動作することに応じて、可動部１０２が軸１３０を回動軸にしてＹ軸方向に所定角度、回動する。これにより、錘１０４をＹ軸方向に移動させることができる。同様に、加速度感覚呈示装置２のサーボモータ２２０ｂが動作することに応じて、可動部２０２が軸２３０を回動軸にしてＹ軸方向に所定角度、回動する。これにより、錘２０４をＹ軸方向に移動させることができる。

錘１０４および錘２０４の移動にともない、移動方向と異なる方向への力が発生する。図４に示す例では、ユーザＵから見て錘１０４および錘２０４が右方向に移動していることから、反対方向である左方向への力が発生する。この力により、ユーザＵに対して左方向への加速度感覚を呈示することができる。

図５は、駆動信号に応じて、加速度感覚呈示装置２のサーボモータ２２０ａが動作した状態の一例を示す。サーボモータ２２０ａが動作することに応じて、例えば、加速度感覚呈示装置２全体が軸２３５を回動軸として所定角度、回動する。加速度感覚呈示装置２全体が回動することに応じて、Ｘ軸方向に錘２０４を移動させることができる。

なお、図示は省略しているが、加速度感覚呈示装置１のサーボモータ１２０ａが動作することに応じて、錘１０４をＸ軸方向に移動させることができる。すなわち、サーボモータ１２０ａが動作することに応じて加速度感覚呈示装置１全体が軸１３５を回動軸として所定角度、回動することにより、錘１０４をＸ軸方向に移動させることができる。

なお、錘の移動量、移動速度は、錘の質量、呈示したい加速度感の強さ等に応じて、適切に設定される。例えば、錘は、瞬間的（例えば、数ミリ秒程度）に所定位置に向けて移動される。また、軸２３５を中心軸として加速度感覚呈示装置２がＸ軸方向に所定角度、回動した状態で、軸２３０を中心軸として加速度感覚呈示装置２がＹ軸方向に所定角度、回動してもよい。

一実施形態における加速度感覚呈示装置は、サーボモータ等の小型の部品により構成されるため小型化が可能である。錘の移動箇所が頭部周辺の空間であるため、錘の移動量の制限を小さくすることができる。複数の加速度感覚呈示装置の各錘を独立して制御することにより、設計の自由度を大きくすることができる。

「錘の移動にともなう加速度感の呈示の一例」
以上、説明したように、一実施形態における加速度感覚呈示装置は、錘をＸ軸方向およびＹ軸方向に対して、適宜、移動することができる。錘の移動方向を適宜、組み合わせることにより多様な加速度感覚をユーザに対して呈示することができる。以下、錘の移動にともないユーザに呈示できる加速度感覚の例について説明する。なお、以下の説明では、錘の移動方向を矢印により示し、錘の移動によりユーザが感じる加速度感覚を斜線が付された矢印により示す。

図６に示すように、例えば、加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２が、錘１０４および錘２０４を同時または若干の誤差を許容する略同時（適宜、略同時と総称する）に、Ｘ軸方向における同一方向（例えば、ユーザから見た前方）へ移動させる。錘１０４および錘２０４の移動にともない、錘の移動方向とは反対の方向への力（反力）が発生する。この力に応じて、ユーザＵに対して後方への加速度感覚を呈示できる。

図７に示すように、例えば、加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２が、錘１０４および錘２０４を略同時に、Ｙ軸方向における同一方向（例えば、ユーザから見た右方向）へ移動させる。錘１０４および錘２０４の移動にともない、錘の移動方向とは反対の方向への力が発生する。この力に応じて、ユーザＵに対して左方向への加速度感覚を呈示できる。

図８に示すように、例えば、加速度感覚呈示装置１が錘１０４をＸ軸方向における後方へ移動させ、略同時に、加速度感覚呈示装置２が錘２０４をＸ軸方向における前方へ移動させる。錘１０４および錘２０４の移動にともない、前方および後方への力が発生する。この力に応じて、ユーザＵに対して、あごと頭頂部を結ぶ線を軸とした反時計回り方向への加速度感覚を呈示できる。なお、反対に、加速度感覚呈示装置１が錘１０４をＸ軸方向における前方へ移動させ、略同時に、加速度感覚呈示装置２が錘２０４をＸ軸方向における後方へ移動させることにより、ユーザＵに対して、あごと頭頂部を結ぶ線を軸とした時計回り方向への加速度感を呈示できる。

想定技術（従来技術ではない）として、１方向（例えば、Ｘ軸方向）に１つの錘を対応させ、当該錘を移動させることにより移動方向と異なる方向への力を発生させ、ユーザに対して加速度感を提供することも考えられる。しかしながら、１方向に１つの錘しかないため、特に頭頂部とあごを結ぶ線を軸として振り返るような加速度感覚をユーザに提供することが困難である。しかしながら、一実施形態では、少なくとも２以上の錘を備えるシステム構成とし、当該２個の錘が同軸方向における異なる向きにも移動可能なように構成しているため、振り返るような加速度感覚をユーザに提供することができる。

なお、図９に示すように、錘１０４および錘２０４の一方のみ（例えば、錘１０４のみ）をＸ軸方向における前方または後方に移動するようにしてもよい。この場合でも、錘１０４の移動により、ユーザＵの右側付近に後方へ向かう力が発生し、ユーザＵは、あごと頭頂部を結ぶ線を軸とした時計回り方向への加速度感を感じることができる。

「加速度感覚呈示装置の利用例」
次に、加速度感覚呈示装置の利用例について説明する。上述したように、一実施形態における加速度感覚呈示装置は、ユーザＵの頭部付近、例えば、耳の付近に装着することができる。図１０に示すように、例えば、ディスプレイ３００に表示される映像内容に同期してユーザＵに加速度感覚を呈示することができる。すなわち、ディスプレイ３００に表示される映像内容に同期して、各加速度感覚呈示装置のサーボモータに対する駆動信号が供給されるように構成する。なお、図１０では、加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２のうち、加速度感覚呈示装置２のみが示されている。

そして、ディスプレイの映像内容と同期して錘１０４および錘２０４が適宜、移動することによりユーザＵに対して加速度感覚を呈示することができる。すなわち、ユーザＵは、ディスプレイ３００に表示されている映像およびスピーカ３０１から出力される音声と共に、映像内容と同期した加速度感覚を体験することができ、バーチャルリアリティ感覚を楽しむことができる。なお、図１０に示した例は一例であり、これに限定されるものではない。図１０に示したディスプレイ３００およびスピーカ３０１と異なり、例えば、ゲームセンタや遊園地などに設置されるゲーム機器、映画館などにおいても、ディスプレイに表示される映像と同期してユーザＵに加速度感覚を呈示することも可能である。

図１１に加速度感覚呈示装置の他の利用例を示す。なお、図１１では、加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２のうち、加速度感覚呈示装置２のみが示されている。
他の利用例として、ヘッドマウント・ディスプレイ３０２とともに加速度感覚呈示装置を利用することができる。図１１に示すように、Ｘ軸方向のユーザの前方側にヘッドマウント・ディスプレイ３０２が備えられる。ヘッドマウント・ディスプレイ３０２は、ディスプレイがユーザＵの正面付近に位置するように支持される。ヘッドマウント・ディスプレイ３０２は、例えば、頭部周囲に装着されるヘッドバンド３０３により支持される。ヘッドバンド３０３と、各加速度感覚呈示装置を支持するヘッドバンド１０とが一体的に構成されてもよい。

ヘッドマウント・ディスプレイ３０２に映像信号が供給されることにより、ユーザＵは、ヘッドマウント・ディスプレイ３０２に表示される映像を見ることができる。ヘッドバンド１０に備え付けられているスピーカ１１およびスピーカ２１に音声信号が供給されることにより、ユーザＵは、各スピーカから出力される音声を聞くことができる。このようにして、ユーザＵに対して、映像、音声および加速度感覚を合わせて提供することができる。この結果、従来のステージを利用した装置などとは異なり、ユーザＵは、小型の加速度感覚呈示装置を用いて、家庭などでもバーチャルリアリティを体感することが可能となる。

次に、加速度感覚呈示装置を利用した具体的なシステムの一例について説明する。図１２は、加速度感覚呈示装置を利用したシステムの一例を示す。図１２の例は、ヘッドマウント・ディスプレイ３０２、スピーカ１１およびスピーカ２１とともに、加速度感覚呈示装置を利用するシステムの例である。なお、図１２では、ヘッドマウント・ディスプレイ３０２、スピーカ１１およびスピーカ２１の図示を適宜、省略し、加速度感覚呈示装置１および加速度感覚呈示装置２のうち、加速度感覚呈示装置２のみを示している。また、加速度感覚呈示装置１を中心に説明するが、加速度感覚呈示装置２に対しても同様の処理がなされる。

図１２に示すように、加速度感覚呈示装置１は、再生部３４０より駆動信号を取得する。再生部３４０は、加速度感覚呈示装置１に組み込まれていてもよく、加速度感覚呈示装置１と異なる装置に組み込まれていてもよい。再生部３４０は、加速度信号（加速度情報とも適宜、称する）や映像信号、音声信号などを外部機器より取得する。外部機器としては、撮像装置、撮像装置を備える乗用装置、遠隔操作対象の乗用装置、遠隔操作対象のロボット、遠隔操作対象の模型、ゲームプログラムを実行するゲーム機器、記録媒体などが例示される。

再生部３４０は、これらの外部機器から、例えば、インターネット等のネットワークを介して、加速度情報等を取得する。再生部３４０は、取得した加速度情報等に対して、デコード処理、同期処理、増幅処理など各種処理を施す。また、再生部３４０は、例えば、ゲームのソフトウェアプログラムや、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録された映像、音声、加速度信号などを加速度感覚呈示装置１に送信することもできる。

再生部３４０は、例えば、情報処理装置やネットワークを介して受信した映像信号を、ヘッドマウント・ディスプレイ３０２へ送信することができる。これにより、映像信号に基づく映像をヘッドマウント・ディスプレイ３０２に表示することができる。また、再生部３４０は、例えば、情報処理装置やネットワークを介して受信した音声信号を、スピーカ１１およびスピーカ２１へ送信することができる。これにより、音声信号に基づく音声をスピーカ１１およびスピーカ２１から出力することができる。

さらに、再生部３４０は、例えば、ネットワークを介して受信した加速度情報に基づいて、錘を移動させるために必要な駆動信号を生成する。この加速度情報は、所定のタイミングでもって再生部３４０に供給される。そして、再生部３４０は、生成した駆動信号を加速度感覚呈示装置１の錘駆動部（この例では、サーボモータ１２０ａとサーボモータ１２０ｂ）および加速度感覚呈示装置２の錘駆動部（この例では、サーボモータ２２０ａとサーボモータ２２０ｂ）に適宜、供給する。駆動信号は、有線により供給されてもよく、無線により供給されてもよい。

供給される駆動信号に応じて、例えば、加速度感覚呈示装置１の錘駆動部が動作し、これにより錘１０４が所定方向に移動する。同様に、供給される駆動信号に応じて、例えば、加速度感覚呈示装置２の錘駆動部が動作し、これにより錘２０４が所定方向に移動する。錘の移動にともなって生じる力により、所定方向への加速度感覚をユーザＵに提供することができる。すなわち、加速度感覚呈示装置を利用したシステムによりユーザＵに対して、映像、音声および加速度感覚を同期させて提供することができる。これにより、ユーザＵは、映像、音声および加速度感覚を同時に体験することができるバーチャルリアリティ感覚を楽しむことができる。

例えば、図１２に示す例では、ユーザＵは、遠隔地で走行中の自動車３５４からの各種信号情報に基づいて、当該自動車３５４の運転者と同様の感覚を疑似体験することができる。具体的には、自動車３５４に、自動車３５４の前方の風景を撮像する撮像装置３６６を備えることにより実現される。ここで、撮像装置３６６は、例えば、自動車３５４の進行方向を撮像して映像信号として記録する撮像部と、スピーカなどを介して入力される音声を音声信号として記録する音声記録部とを備えている。

さらに、撮像装置３６６には、加速度センサ３６２が備えられている。加速度センサ３６２は、自動車３５４の動きによって発生する重力加速度を測定するためのセンサであり、例えば、ピエゾ抵抗型、静電容量型、熱検知型などのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）センサや、圧電式、動電式などの加速度センサを用いることができる。もちろん、これらは加速度センサ３６２の一例であり、自動車３５４の動きによって発生する重力加速度を測定することができるセンサであれば、特定の方式のセンサに限定されるものではない。

加速度センサ３６２は、例えば、自動車３５４の前後方向をＸ方向、自動車３５４の左右方向をＹ方向、自動車の上方向をＺ方向として、Ｘ，Ｙ，Ｚの加速ベクトルの合計から、地面に対して運転者が受ける加速度ベクトルを検出することができる。なお、加速度センサ３６２は、撮像装置３６６とは別個独立して、自動車３５４内に設置されてもよい。

上記のように、自動車３５４の撮像装置３６６により撮像された映像信号と音声信号、加速度センサ３６２により検出された加速度信号は、自動車３５４に備えられる送信機３５８から再生部３４０へ送信される。なお、図１２に示す例では、再生部３４０は、遠隔地の自動車３５４から受信機３５６やインターネット３６０などを介して、各種信号を受信することができる。もちろん、図１２に示した例は一例であり、再生部３４０は、例えば、有線接続により各種信号を直接受信することも可能である。

加速度感覚呈示装置１は、ＤＶＤレコーダ、ハードディスクレコーダなどの映像再生機器３５２から各種情報を、再生部３４０を介して受信することにより、ユーザＵにバーチャルリアリティ感覚を提供することも可能である。

図１２に示す例では、再生部３４０は、映像再生機器３５２から映像信号、音声信号、加速度信号などを受信して、加速度感覚呈示装置１に送信することもできる。例えば、自動車３５４内の撮像装置３６６や加速度センサ３６２によって検出等された各種データは、映像データ３６８、音声データ３７０および加速度データ３７２として、同期してＤＶＤ、ＳＤカード、メモリースティック（登録商標）、テープなどの記録媒体３６４に記録されることができる。したがって、映像再生機器３５２は、記録媒体３６４に記録されている映像データ３６８、音声データ３７０および加速度データ３７２などを、再生部３４０を介して加速度感覚呈示装置１に送信することができる。なお、この場合、再生部３４０は、映像再生機器３５２に備えられることもでき、加速度感覚呈示装置１に備えられることもできる。

これにより、記録媒体３６４に記録されている各種データに基づいて、ヘッドマウント・ディスプレイ３０２に映像を表示し、スピーカ１１およびスピーカ２１から音声を出力することができる。さらに、加速度感覚呈示装置１の錘を変位させることにより、ユーザＵに加速度感覚を呈示することができる。この結果、ユーザＵは、自動車３５４の運転者が見た風景、聞いた音声、体験した感覚などを、疑似的に体験することが可能となる。

また、加速度感覚呈示装置１は、ゲーム機器３５０から各種信号を、再生部３４０を介して受信することにより、ユーザＵにバーチャルリアリティ感覚を提供することも可能である。

図１２に示す例では、再生部３４０は、ゲーム機器３５０から映像信号、音声信号、加速度信号などを受信して、加速度感覚呈示装置１に送信することもできる。例えば、ゲーム機器３５０において作動するゲームのソフトウェアのプログラムには、あらかじめ、例えば、キャラクタ、乗り物などの動きに合わせた加速度信号を組み込んでおくことも可能である。これにより、ゲーム機器３５０は、ゲームのソフトウェアのプログラムに組み込まれている映像信号、音声信号および加速度信号などを、再生部３４０を介して加速度感覚呈示装置１に送信することができる。なお、この場合、再生部３４０は、ゲーム機器３５０に備えられることもでき、または加速度感覚呈示装置１に備えられることもできる。

これにより、ゲーム機器３５０で作動するソフトウェアのプログラムに組み込まれている各種データに基づいて、ヘッドマウント・ディスプレイ３０２に映像が表示され、スピーカ１１およびスピーカ２１から音声が出力される。さらに、加速度感覚呈示装置１の錘を移動させることにより、ユーザＵに加速度感覚を呈示することができる。この結果、ユーザＵは、ゲームのキャラクタや乗り物などの動きに対応したバーチャルリアリティ感覚を楽しむことができる。

「まとめ」
以上、本開示の一実施形態における加速度感覚呈示装置の構成等について説明した。なお、理解の容易のために、以下に特許請求の範囲との対応関係の一例について説明する。もちろん、以下に示す対応関係は一例であり、将来、補正等に応じてこれらは変更され得るものである。

一実施形態における加速度感覚呈示装置は、ユーザの頭部近傍、例えば、耳の付近に取りつけられる。加速度感覚呈示装置は、錘（例えば、錘１０４）を有する。この錘を所定方向に移動させることにより、所定方向と異なる方向への力（例えば、反力）を発生することができる。錘駆動部としては、サーボモータ１２０ａおよびサーボモータ１２０ｂを例示することができる。

錘駆動部は、ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に錘を移動させる。一実施形態では、サーボモータ１２０ａおよびサーボモータ１２０ｂにより錘１０４を前後方向および左右方向に移動可能なように構成している。上述したように、アクチュエータ等を使用したり、後述する変形例によって明らかにされるように、錘を上下方向に移動することもできる。

加速度感覚呈示装置１における錘１０４は、錘支持部により移動可能に支持される。例えば、上述した一実施形態では、アーム部１０３を含む構成が錘支持部に対応する。もちろん、錘１０４を移動可能に支持する構成であれば、アーム部１０３を含む構成に限定されることはない。

加速度感覚呈示装置１の筐体（ケース）１０１には、サーボモータ１２０ａおよびサーボモータ１２０ｂが内蔵される。サーボモータ１２０ａが第１錘駆動部の一例に対応し、サーボモータ１２０ｂが第２錘駆動部の一例に対応する。サーボモータ１２０ａが動作することに応じて、錘１０４が前後方向に移動する。軸１３５を回動軸として回動する機構が第１可動部の一例に対応する。サーボモータ１２０ｂが動作することに応じて、錘１０４が前後方向と略直交する左右方向に移動する。軸１３０を回動軸として回動する機構が第２可動部の一例に対応する。これらの回動機構の動きに連動してアーム部１０３が移動し、アーム部１０３の端部に取りつけられた錘１０４が移動する。なお、例えば、サーボモータ１２０ａが動作することに応じて、錘１０４が上下方向に移動するようにしてもよい。

複数の加速度感覚呈示装置を使用して、加速度感覚呈示システムを構成することができる。例えば、一実施形態では、２個の加速度感覚呈示装置により加速度感覚呈示システムを実現している。もちろん、３以上の加速度感覚呈示装置を使用してもよい。加速度感覚呈示装置１が第１の加速度感覚呈示装置の一例として対応し、加速度感覚呈示装置２が第２の加速度感覚呈示装置の一例として対応する。

加速度感覚呈示システムは、少なくとも２個の錘を有する。一実施形態における加速度感覚呈示システムは、錘１０４および錘２０４を有する。図６および図７を参照して説明したように、錘１０４および錘２０４を略同時に、同軸上における同一方向に移動することができる。図８を参照して説明したように、錘１０４および錘２０４を略同時に、同軸上に反対方向に移動することができる。さらに、図９を参照して説明したように、２個の錘のうち一方の錘のみを移動することができる。

＜２．変形例＞
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

図１３および図１４は、変形例における加速度感覚呈示装置の構成の一例を説明するための図である。変形例における加速度感覚呈示装置４では、図１４に示すように、ヘッドバンド１０の端部付近にＸ軸方向に延伸するレール部４０１およびＺ軸方向に延伸するレール部４０２が取りつけられる。レール部４０１およびレール部４０２が十字をなすようにして交差している。この変形例では、第１の方向の一例としてＸ軸方向が対応し、第１レール部の一例としてレール部４０１が対応する。また、第２の方向の一例としてＺ軸方向が対応し、第２レール部の一例としてレール部４０２が対応する。

そして、図１３に示すように、レール部４０１およびレール部４０２の交差点付近において錘４０３が初期位置として支持される。錘４０３は、レール部４０１およびレール部４０２上を摺動可能なように構成される。錘４０３の内部（外部でもよい）には、錘４０３を移動させるための錘駆動部、例えば、モータが内蔵される。このモータに対して、加速度情報に基づいて得られる駆動信号が供給される。駆動信号が供給されることに応じてモータが動作し、錘４０３がレール部４０１またはレール部４０２を摺動する。

例えば、錘４０３をレール部４０２の下方に移動させることにより、上方に向かう反力を発生させることができる。これにより、ユーザＵに対して上方への加速度感覚を呈示することができる。例えば、錘４０３をレール部４０１の前方に移動させることにより、後方に向かう反力を発生させることができる。これにより、ユーザＵに対して後方への加速度感覚を呈示することができる。

図１５は、変形例における加速度感覚呈示装置の応用例を示す図である。図１５に示すように、スピーカ４０５および加速度感覚呈示装置４をヘッドホンのイヤーパッド４０６の内部に収納することができる。図１５では、イヤーパッド４０６の一例が点線により示されている。ユーザＵは、ヘッドホンを使用する感覚で加速度感覚呈示装置を使用することができる。さらに、加速度感覚呈示装置のレール部をユーザＵの顔の外延に沿うように湾曲させてもよい。これにより、省スペース化を図ることができる。

なお、ヘッドバンドのもう一方の端部付近にも加速度感覚呈示装置４と同様の構成を有する加速度感覚呈示装置が取りつけられる。このように、加速度感覚呈示装置の構成を変更することができる。

この他にも、本開示は種々の変形が可能である。例えば、錘を移動させた後に錘を初期位置に戻すようにしてもよい。この際に、反力を発生させない程度の低速で錘を移動させることにより、ユーザに対して違和感を与えないで錘を初期位置に戻すことができる。

上述した一実施形態において、加速度感覚呈示装置が２以上の錘を備える構成としてもよい。例えば、アーム部の先端が分岐されて、各分岐路の先端に錘がそれぞれ取りつけられてもよい。

錘の移動距離や、錘の移動速度を変化させることにより、異なる強さの加速度感を呈示するようにしてもよい。また、錘の移動方向は、前後・左右・上下に限定されず、斜め方向に移動するようにしてもよい。

錘の移動にともなって発生する力は反力に限定されない。例えば、錘を回転させるようにしてもよい。錘を回転させた際に錘の角加速度に応じてトルクが生じる。回転方向とは反対方向に生じる反トルクにより、ユーザに加速度感を呈示するようにしてもよい。

上述した一実施形態では、２個の加速度感覚呈示装置を使用しているが、１個の加速度感覚呈示装置を使用するようにしてもよい。この場合には、１の加速度感覚呈示装置は、例えば、ユーザの頭頂部付近に取りつけられる。

本開示は、装置に限らず、方法、プログラム、システム等により実現することができる。プログラムは、例えば、ネットワークを介して、若しくは、光ディスクや半導体メモリ等の可搬型のメモリを介してユーザに提供し得る。

なお、実施形態および変形例における構成および処理は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。例示した処理の流れにおけるそれぞれの処理の順序は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜、変更できる。

本開示は、以下の構成もとることができる。
（１）
ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
１または複数の錘と、
前記錘を所定方向に移動させることにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する錘駆動部と
を有する加速度感覚呈示装置。
（２）
前記錘を移動可能に支持する錘支持部を有する
（１）に記載の加速度感覚呈示装置。
（３）
前記錘駆動部は、前記ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に前記錘を移動させる
（１）または（２）に記載の加速度感覚呈示装置。
（４）
所定の加速度情報に基づいて得られる駆動信号が前記錘駆動部に供給され、
前記供給される駆動信号に応じて、前記錘駆動部が前記錘を移動させる
（１）乃至（３）のいずれかに記載の加速度感覚呈示装置。
（５）
前記錘駆動部は、サーボモータにより構成される（１）乃至（４）のいずれかに記載の加速度感覚呈示装置。
（６）
ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
第１錘駆動部および第２錘駆動部が内蔵される筐体と、
前記第１錘駆動部が動作することに応じて、第１の方向に可動する第１可動部と、
前記第２錘駆動部が動作することに応じて、前記第１の方向と略直交する第２の方向に可動する第２可動部と、
前記第１可動部の動きに連動して前記第１の方向に可動し、または、前記第２可動部の動きに連動して前記第２の方向に可動するアーム部と、
前記アーム部の端部に取りつけられる錘と
を有する加速度感覚呈示装置。
（７）
ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
錘と、
錘駆動部による制御に応じて前記錘を第１の方向にスライドさせるための第１レール部と、
前記錘駆動部による制御に応じて前記錘を、前記第１の方向と略直交する第２の方向にスライドさせるための第２レール部と、
を有する加速度感覚呈示装置。
（８）
ユーザの頭部近傍において、錘支持部が錘を移動可能に支持し、
錘駆動部による制御に応じて前記錘が所定方向に移動することにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する
加速度感覚呈示方法。
（９）
ユーザの一方の耳付近に取りつけられる第１の加速度感覚呈示装置と、前記ユーザの他方の耳付近に取りつけられる第２の加速度感覚呈示装置とを有し、
前記第１の加速度感覚呈示装置は、
第１の錘と、
前記第１の錘を移動可能に支持する第１錘支持部と、
前記第１の錘を所定方向に移動させることにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する第１錘駆動部とを有し、
前記第２の加速度感覚呈示装置は、
第２の錘と、
前記第２の錘を移動可能に支持する第２錘支持部と、
前記第２の錘を所定方向に移動させることにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する第２錘駆動部とを有し、
前記第１錘駆動部は、前記ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に前記第１の錘を移動させ、
前記第２錘駆動部は、前記ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に前記第２の錘を移動させる
加速度感覚呈示システム。
（１０）
前記第１錘駆動部および前記第２錘駆動部は、前記第１の錘および前記第２の錘を、略同時に同一方向にそれぞれ移動させる
（９）に記載の加速度感覚呈示システム。
（１１）
前記第１錘駆動部および前記第２錘駆動部は、前記第１の錘および前記第２の錘を、略同時に反対方向にそれぞれ移動させる
（９）または（１０）に記載の加速度感覚呈示システム。

１，２・・・加速度感覚呈示装置
１０１，２０１・・・筐体（ケース）
１０２，２０２・・・可動部
１０３，２０３・・・アーム部
１０４，２０４・・・錘
Ｕ・・・ユーザ

Claims (11)

1. ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
   １または複数の錘と、
   前記錘を所定方向に移動させることにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する錘駆動部と
   を有する加速度感覚呈示装置。
2. 前記錘を移動可能に支持する錘支持部を有する
   請求項１に記載の加速度感覚呈示装置。
3. 前記錘駆動部は、前記ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に前記錘を移動させる
   請求項１に記載の加速度感覚呈示装置。
4. 所定の加速度情報に基づいて得られる駆動信号が前記錘駆動部に供給され、
   前記供給される駆動信号に応じて、前記錘駆動部が前記錘を移動させる
   請求項１に記載の加速度感覚呈示装置。
5. 前記錘駆動部は、サーボモータにより構成される請求項１に記載の加速度感覚呈示装置。
6. ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
   第１錘駆動部および第２錘駆動部が内蔵される筐体と、
   前記第１錘駆動部が動作することに応じて、第１の方向に可動する第１可動部と、
   前記第２錘駆動部が動作することに応じて、前記第１の方向と略直交する第２の方向に可動する第２可動部と、
   前記第１可動部の動きに連動して前記第１の方向に可動し、または、前記第２可動部の動きに連動して前記第２の方向に可動するアーム部と、
   前記アーム部の端部に取りつけられる錘と
   を有する加速度感覚呈示装置。
7. ユーザの頭部近傍に取りつけられ、
   錘と、
   錘駆動部による制御に応じて前記錘を第１の方向にスライドさせるための第１レール部と、
   前記錘駆動部による制御に応じて前記錘を、前記第１の方向と略直交する第２の方向にスライドさせるための第２レール部と、
   を有する加速度感覚呈示装置。
8. ユーザの頭部近傍において、錘支持部が錘を移動可能に支持し、
   錘駆動部による制御に応じて前記錘が所定方向に移動することにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する
   加速度感覚呈示方法。
9. ユーザの一方の耳付近に取りつけられる第１の加速度感覚呈示装置と、前記ユーザの他方の耳付近に取りつけられる第２の加速度感覚呈示装置とを有し、
   前記第１の加速度感覚呈示装置は、
   第１の錘と、
   前記第１の錘を移動可能に支持する第１錘支持部と、
   前記第１の錘を所定方向に移動させることにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する第１錘駆動部とを有し、
   前記第２の加速度感覚呈示装置は、
   第２の錘と、
   前記第２の錘を移動可能に支持する第２錘支持部と、
   前記第２の錘を所定方向に移動させることにより、前記所定方向と異なる方向への力を発生する第２錘駆動部とを有し、
   前記第１錘駆動部は、前記ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に前記第１の錘を移動させ、
   前記第２錘駆動部は、前記ユーザの前後方向、左右方向および上下方向の少なくとも一の方向に前記第２の錘を移動させる
   加速度感覚呈示システム。
10. 前記第１錘駆動部および前記第２錘駆動部は、前記第１の錘および前記第２の錘を、略同時に同一方向にそれぞれ移動させる
    請求項９に記載の加速度感覚呈示システム。
11. 前記第１錘駆動部および前記第２錘駆動部は、前記第１の錘および前記第２の錘を、略同時に反対方向にそれぞれ移動させる
    請求項９に記載の加速度感覚呈示システム。

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