JP2017220224A - 仮想空間を提供するための方法、当該方法をコンピュータに実現させるためのプログラム、および仮想空間を提供するためのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】仮想現実の提供の際に映像酔い（ＶＲ酔い）が低減される技術を提供する。【解決手段】仮想現実を提供するコンピュータのプロセッサが実行する処理は、メモリにおいて仮想空間を定義するステップ（Ｓ１０１０）と、ＨＭＤ装置を装着したユーザが傾いている方向を検出するステップ（Ｓ１０２０）と、ユーザの傾いている方向に基づいて、仮想空間における仮想ユーザの移動方向を決定するステップ（Ｓ１０３０）と、仮想空間における仮想ユーザの視界が移動方向に移動するように、ＨＭＤ装置に視界画像を表示させるための視界画像データを生成し、生成した視界画像データに基づいて視界画像をモニタに表示させるステップ（Ｓ１０４０）とを含む。【選択図】図１０

Description

本開示は仮想現実を提供する技術に関し、より特定的には、仮想現実における映像酔いを低減する技術に関する。

ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）装置を用いて仮想現実を提供する技術が知られている。仮想現実を提供する際、所謂ＶＲ（Virtual Reality）酔いと呼ばれる映像酔いが生じる場合がある。そのため、映像酔いを低減するための技術が必要とされている。

例えば、特許第５，８６９，１７７号公報（特許文献１）は、「ユーザが没入する仮想空間の視野画像をヘッドマウント・ディスプレイに提供するときに、ＨＭＤの装着者が視認する情報量を抑える画像生成を行う」技術を開示している（［要約］参照）。

また、特開２００７−１１６３０９号公報（特許文献２）は、「撮影者が行っているパーンやチルト方向の動作を的確に判断して画像ぼけを適切に制御する」ための技術を開示している（［要約］参照）。

特許第５，８６９，１７７号公報 特開２００７−１１６３０９号公報

仮想現実の提供において、ＨＭＤ装置を装着したユーザの動作、例えばユーザの全身の動作、手の動作その他の動作を利用する場合がある。その場合に、ユーザの動作に応じて映像酔いを低減する技術が必要とされている。

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、仮想現実の提供の際に映像酔い（ＶＲ酔い）が低減される方法を提供することである。他の局面における目的は、仮想現実の提供の際に映像酔いが低減されるプログラムを提供することである。さらに他の局面における目的は、仮想現実の提供の際に映像酔いが低減されるシステムを提供することである。

ある実施の形態に従うと、少なくとも一つのプロセッサが、ヘッドマウントディスプレイ装置に仮想空間を提供する。当該少なくとも一つのプロセッサは、仮想空間を定義するステップと、ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いている方向を検出するステップと、検出された方向に基づいて仮想空間におけるユーザの移動方向を決定するステップと、仮想空間におけるユーザの視界が、決定されたユーザの移動方向に移動するように、ヘッドマウントディスプレイ装置に視界を表示させるステップとを実行する。

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

ある実施の形態に従うＨＭＤシステム１００の構成の概略を表す図である。 一局面に従うコンピュータ２００のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。 ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０に設定されるｕｖｗ視野座標系を概念的に表す図である。 ある実施の形態に従う仮想空間２を表現する一態様を概念的に表す図である。 ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０を装着するユーザ１９０の頭部を上から表した図である。 仮想空間２において視界領域２３をＸ方向から見たＹＺ断面を表す図である。 仮想空間２において視界領域２３をＹ方向から見たＸＺ断面を表す図である。 ある実施の形態に従うコンピュータ２００をモジュール構成として表わすブロック図である。 ある実施の形態に従うＨＭＤシステム１００において実行される処理の一部を表わすシーケンスチャートである。 ボード１８０に着座したユーザ１９０の動作に応じてコンピュータ２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。 ある実施の形態において、ユーザ１９０がボード１８０に着座している態様を表す図である。 ある実施の形態において、ユーザ１９０がボード１８０に立っている態様を表す図である。 ある実施の形態において、ユーザ１９０がそり１３００に着座している態様を表す図である。 ユーザ１９０が着座して又は立っているボード１８０またはそり１３００が水平に維持されている場合を説明するための図である。 水平状態を維持していたユーザ１９０が右側に傾いて、ボード１８０またはそり１３００を右側に傾けた場合を説明するための図である。 水平状態を維持していたユーザ１９０が左側に傾いて、ボード１８０またはそり１３００を左側に傾けた場合を説明するための図である。 水平状態を維持していたユーザ１９０が前に傾いて、ボード１８０を前方に傾けた場合を説明するための図である。 水平状態を維持していたユーザ１９０が後方に傾いて、ボード１８０を後方に傾けた場合を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［ＨＭＤシステムの構成］
図１を参照して、ＨＭＤ（Head Mount Display）システム１００の構成について説明する。図１は、ある実施の形態に従うＨＭＤシステム１００の構成の概略を表す図である。ある局面において、ＨＭＤシステム１００は、家庭用のシステムとしてあるいは業務用のシステムとして提供される。

図１に示されるように、ある実施の形態に従うＨＭＤシステム１００は、ＨＭＤ装置１１０と、ＨＭＤセンサ１２０と、ボード１８０と、コンピュータ２００とを備える。ＨＭＤ装置１１０は、モニタ１１２と、注視センサ１４０とを含む。ボード１８０は、傾きセ
ンサ１７０を含む。ある局面において、コンピュータ２００は、ネットワーク１９に接続可能であり、ネットワーク１９に接続されているサーバ１５０と通信可能である。別の局面において、ＨＭＤ装置１１０は、ＨＭＤセンサ１２０の代わりに、センサ１１４を含み得る。

ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０は、ユーザの頭部に装着され、動作中に仮想空間をユーザに提供し得る。より具体的には、ＨＭＤ装置１１０は、右目用の画像および左目用の画像をモニタ１１２にそれぞれ表示する。ユーザの各目がそれぞれの画像を視認すると、ユーザは、両目の視差に基づき当該画像を３次元の画像として認識し得る。

モニタ１１２は、例えば、非透過型の表示装置として実現される。ある局面において、モニタ１１２は、ユーザの両目の前方に位置するようにＨＭＤ装置１１０の本体に配置されている。したがって、ユーザは、モニタ１１２に表示される３次元画像を視認すると、仮想空間に没入することができる。ある実施の形態において、仮想空間は、例えば、背景、ユーザが操作可能なオブジェクト、ユーザが選択可能なメニューの画像を含む。ある実施の形態において、モニタ１１２は、所謂スマートフォンその他の情報表示端末が備える液晶モニタまたは有機ＥＬ（Electro Luminescence）モニタとして実現され得る。

ある局面において、モニタ１１２は、右目用の画像を表示するためのサブモニタと、左目用の画像を表示するためのサブモニタとを含み得る。別の局面において、モニタ１１２は、右目用の画像と左目用の画像とを一体として表示する構成であってもよい。この場合、モニタ１１２は、高速シャッタを含む。高速シャッタは、画像がいずれか一方の目にのみ認識されるように、右目用の画像と左目用の画像とを交互に表示可能に作動する。

ＨＭＤセンサ１２０は、複数の光源（図示しない）を含む。各光源は例えば、赤外線を発するＬＥＤにより実現される。ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の動きを検出するためのポジショントラッキング機能を有する。ＨＭＤセンサ１２０は、この機能を用いて、現実空間内におけるＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出する。

なお、別の局面において、ＨＭＤセンサ１２０は、カメラにより実現されてもよい。この場合、ＨＭＤセンサ１２０は、カメラから出力されるＨＭＤ装置１１０の画像情報を用いて、画像解析処理を実行することにより、ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出することができる。

別の局面において、ＨＭＤ装置１１０は、位置検出器として、ＨＭＤセンサ１２０の代わりに、センサ１１４を備えてもよい。ＨＭＤ装置１１０は、センサ１１４を用いて、ＨＭＤ装置１１０自身の位置および傾きを検出し得る。例えば、センサ１１４が角速度センサ、地磁気センサ、加速度センサ、あるいはジャイロセンサ等である場合、ＨＭＤ装置１１０は、ＨＭＤセンサ１２０の代わりに、これらの各センサのいずれかを用いて、自身の位置および傾きを検出し得る。一例として、センサ１１４が角速度センサである場合、角速度センサは、現実空間におけるＨＭＤ装置１１０の３軸周りの角速度を経時的に検出する。ＨＭＤ装置１１０は、各角速度に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の３軸周りの角度の時間的変化を算出し、さらに、角度の時間的変化に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の傾きを算出する。

注視センサ１４０は、ユーザ１９０の右目および左目の視線が向けられる方向（視線方向）を検出する。当該方向の検出は、例えば、公知のアイトラッキング機能によって実現される。注視センサ１４０は、当該アイトラッキング機能を有するセンサにより実現される。ある局面において、注視センサ１４０は、右目用のセンサおよび左目用のセンサを含むことが好ましい。注視センサ１４０は、例えば、ユーザ１９０の右目および左目に赤外
光を照射するとともに、照射光に対する角膜および虹彩からの反射光を受けることにより各眼球の回転角を検出するセンサであってもよい。注視センサ１４０は、検出した各回転角に基づいて、ユーザ１９０の視線方向を検知することができる。

サーバ１５０は、コンピュータ２００にプログラムを送信し得る。別の局面において、サーバ１５０は、他のユーザによって使用されるＨＭＤ装置に仮想現実を提供するための他のコンピュータ２００と通信し得る。例えば、アミューズメント施設において、複数のユーザが参加型のゲームを行なう場合、各コンピュータ２００は、各ユーザの動作に基づく信号を他のコンピュータ２００と通信して、同じ仮想空間において複数のユーザが共通のゲームを楽しむことを可能にする。

ある実施の形態に従うと、ＨＭＤシステム１００は、コントローラ１６０をさらに備えてもよい。コントローラ１６０はモーションセンサ１３０を含み得る。

コントローラ１６０は、ユーザ１９０からコンピュータ２００への命令の入力を受け付ける。ある局面において、コントローラ１６０は、ユーザ１９０によって把持可能に構成される。別の局面において、コントローラ１６０は、ユーザ１９０の身体あるいは衣類の一部に装着可能に構成される。別の局面において、コントローラ１６０は、コンピュータ２００から送られる信号に基づいて、振動、音、光のうちの少なくともいずれかを出力するように構成されてもよい。

モーションセンサ１３０は、ある局面において、ユーザの手に取り付けられて、ユーザの手の動きを検出する。例えば、モーションセンサ１３０は、手の回転速度、回転数等を検出する。検出された信号は、コンピュータ２００に送られる。モーションセンサ１３０は、例えば、手袋型のコントローラ１６０に設けられている。ある実施の形態において、現実空間における安全のため、コントローラ１６０は、手袋型のようにユーザ１９０の手に装着されることにより容易に飛んで行かないものに装着されるのが望ましい。別の局面において、ユーザ１９０に装着されないセンサがユーザ１９０の手の動きを検出してもよい。例えば、ユーザ１９０を撮影するカメラの信号が、ユーザ１９０の動作を表わす信号として、コンピュータ２００に入力されてもよい。モーションセンサ１３０とコンピュータ２００とは、有線により、または無線により互いに接続される。無線の場合、通信形態は特に限られず、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）その他の公知の通信手法が用いられる。

傾きセンサ１７０は、例えば、加速度センサ、タッチセンサ等によって実現される。ある実施の形態において、ボード１８０のように底部が球面状である部材では、加速度センサが傾きセンサ１７０として使用される。ある実施の形態において、ボブスレーのように側壁を有する器具がユーザ１９０によって使用される場合には、加速度センサに加えて、あるいは加速度センサの代わりに、タッチセンサが傾きセンサとして左右の側壁に配置されてもよい。この場合、当該器具は、ユーザ１９０がタッチした側壁の方向に傾いていることが検知され得る。

ボード１８０は、上面に作用する荷重に応じて傾くように構成されている。例えば、ある局面において、ボード１８０の底面には、円弧状の傾きが形成されている。別の局面において、ボード１８０は、作用する荷重をボード１８０が設置される床に伝達するように配置された複数のばねその他の弾性部材を含む。

［ハードウェア構成］
図２を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ２００について説明する。図２は、一局面に従うコンピュータ２００のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。コ
ンピュータ２００は、主たる構成要素として、プロセッサ１０と、メモリ１１と、ストレージ１２と、入出力インターフェイス１３と、通信インターフェイス１４とを備える。各構成要素は、それぞれ、バス１５に接続されている。

プロセッサ１０は、コンピュータ２００に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ１１またはストレージ１２に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある局面において、プロセッサ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、ＦＰ
ＧＡ（Field-Programmable Gate Array）その他のデバイスとして実現される。

メモリ１１は、プログラムおよびデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ１２からロードされる。データは、コンピュータ２００に入力されたデータと、プロセッサ１０によって生成されたデータとを含む。ある局面において、メモリ１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）その他の揮発メモリとして実現される。

ストレージ１２は、プログラムおよびデータを永続的に保持する。ストレージ１２は、例えば、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ハードディスク装置、フラッシュメモリ、その
他の不揮発記憶装置として実現される。ストレージ１２に格納されるプログラムは、ＨＭＤシステム１００において仮想空間を提供するためのプログラム、シミュレーションプログラム、ゲームプログラム、ユーザ認証プログラム、他のコンピュータ２００との通信を実現するためのプログラムを含む。ストレージ１２に格納されるデータは、仮想空間を規定するためのデータおよびオブジェクト等を含む。

なお、別の局面において、ストレージ１２は、メモリカードのように着脱可能な記憶装置として実現されてもよい。さらに別の局面において、コンピュータ２００に内蔵されたストレージ１２の代わりに、外部の記憶装置に保存されているプログラムおよびデータを使用する構成が使用されてもよい。このような構成によれば、例えば、アミューズメント施設のように複数のＨＭＤシステム１００が使用される場面において、プログラムやデータの更新を一括して行なうことが可能になる。

ある実施の形態において、入出力インターフェイス１３は、ＨＭＤ装置１１０、ＨＭＤセンサ１２０、モーションセンサ１３０、および傾きセンサ１７０との間で信号を通信する。ある局面において、入出力インターフェイス１３は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイス、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）その他の端子を用いて実現される。なお、入出力インターフェイス１３は上述のものに限られない。

ある実施の形態において、入出力インターフェイス１３は、さらに、コントローラ１６０と通信し得る。例えば、入出力インターフェイス１３は、モーションセンサ１３０から出力された信号の入力を受ける。別の局面において、入出力インターフェイス１３は、プロセッサ１０から出力された命令を、コントローラ１６０に送る。当該命令は、振動、音声出力、発光等をコントローラ１６０に指示する。コントローラ１６０は、当該命令を受信すると、その命令に応じて、振動、音声出力または発光のいずれかを実行する。

通信インターフェイス１４は、ネットワーク１９に接続されて、ネットワーク１９に接続されている他のコンピュータ（例えば、サーバ１５０）と通信する。ある局面において、通信インターフェイス１４は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）その他の有線通信インターフェイス、あるいは、ＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）その他の無線通信インターフェイスとして実現される。なお、通信インターフェイス１４は上述のものに限られない。

ある局面において、プロセッサ１０は、ストレージ１２に格納されている１つ以上のプログラムをメモリ１１にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。当該１つ以上のプログラムは、コンピュータ２００のオペレーティングシステム、仮想空間を提供するためのアプリケーションプログラム、コントローラ１６０を用いて仮想空間で実行可能なゲームソフトウェア等を含み得る。プロセッサ１０は、入出力インターフェイス１３を介して、仮想空間を提供するための信号をＨＭＤ装置１１０に送る。ＨＭＤ装置１１０は、その信号に基づいてモニタ１１２に映像を表示する。

なお、図２に示される例では、コンピュータ２００は、ＨＭＤ装置１１０の外部に設けられる構成が示されているが、別の局面において、コンピュータ２００は、ＨＭＤ装置１１０に内蔵されてもよい。一例として、モニタ１１２を含む携帯型の情報通信端末（例えば、スマートフォン）がコンピュータ２００として機能してもよい。

また、コンピュータ２００は、複数のＨＭＤ装置１１０に共通して用いられる構成であってもよい。このような構成によれば、例えば、複数のユーザに同一の仮想空間を提供することもできるので、各ユーザは同一の仮想空間で他のユーザと同一のアプリケーションを楽しむことができる。

ある実施の形態において、ＨＭＤシステム１００では、グローバル座標系が予め設定されている。グローバル座標系は、現実空間における鉛直方向、鉛直方向に直交する水平方向、ならびに、鉛直方向および水平方向の双方に直交する前後方向にそれぞれ平行な、３つの基準方向（軸）を有する。本実施の形態では、グローバル座標系は視点座標系の一つである。そこで、グローバル座標系における水平方向、鉛直方向（上下方向）、および前後方向は、それぞれ、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸と規定される。より具体的には、グローバル座標系において、ｘ軸は現実空間の水平方向に平行である。ｙ軸は、現実空間の鉛直方向に平行である。ｚ軸は現実空間の前後方向に平行である。

ある局面において、ＨＭＤセンサ１２０は、赤外線センサを含む。赤外線センサが、ＨＭＤ装置１１０の各光源から発せられた赤外線をそれぞれ検出すると、ＨＭＤ装置１１０の存在を検出する。ＨＭＤセンサ１２０は、さらに、各点の値（グローバル座標系における各座標値）に基づいて、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０の動きに応じた、現実空間内におけるＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出する。より詳しくは、ＨＭＤセンサ１２０は、経時的に検出された各値を用いて、ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きの時間的変化を検出できる。

グローバル座標系は現実空間の座標系と平行である。したがって、ＨＭＤセンサ１２０によって検出されたＨＭＤ装置１１０の各傾きは、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０の３軸周りの各傾きに相当する。ＨＭＤセンサ１２０は、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０の傾きに基づき、ｕｖｗ視野座標系をＨＭＤ装置１１０に設定する。ＨＭＤ装置１１０に設定されるｕｖｗ視野座標系は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０が仮想空間において物体を見る際の視点座標系に対応する。

［開示された実施の形態の構成の概要］
ある実施の形態に従うと、コンピュータがヘッドマウントディスプレイ装置に仮想空間を提供するための方法が提供される。この方法は、少なくとも１つのプロセッサが、仮想空間を定義するステップと、少なくとも１つのプロセッサが、当該ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いている方向（例えば、左右または前後のいずれか）を検出するステップと、少なくとも１つのプロセッサが、ユーザ１９０が傾いている方向に基づいて当該仮想空間においてユーザ１９０に相当する仮想ユーザの移動方向を決定するステップ
と、少なくとも１つのプロセッサが、当該仮想空間における仮想ユーザの視界が、決定された仮想ユーザの移動方向に移動するように、当該ヘッドマウントディスプレイ装置に当該視界を表示させるステップとを含む。

ある実施の形態に従うと、当該移動方向を決定するステップは、ユーザ１９０の傾きが継続している時間に応じて、当該移動方向を決定することを含む。

ある実施の形態に従うと、当該移動方向を決定するステップは、ユーザ１９０の傾きの程度に応じて、当該移動方向を決定することを含む。

ある実施の形態に従うと、当該方法は、少なくとも１つのプロセッサが、検出されたユーザ１９０の傾きに基づいて当該仮想空間における仮想ユーザの移動距離を決定するステップをさらに備える。当該視界を表示させるステップは、仮想ユーザの視界が当該移動方向に向かって当該移動距離だけ移動するように、当該視界を表示させることを含む。

ある実施の形態に従う、コンピュータがヘッドマウントディスプレイ装置に仮想空間を提供するための方法は、少なくとも１つのプロセッサが、仮想空間を定義するステップと、少なくとも１つのプロセッサが、当該ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いている方向を検出するステップと、少なくとも１つのプロセッサが、検出されたユーザ１９０の傾きに基づいて当該仮想空間における仮想ユーザの移動距離を決定するステップと、少なくとも１つのプロセッサが、当該仮想空間における仮想ユーザの視界が、決定された仮想ユーザの移動距離だけ移動するように、当該ヘッドマウントディスプレイ装置に当該視界を表示させるステップとを含む。

ある実施の形態に従うと、当該移動距離を決定するステップは、ユーザ１９０の傾きが継続している時間に応じて、当該移動距離を決定することを含む。

ある実施の形態に従うと、当該移動距離を決定するステップは、ユーザ１９０の傾きの程度に応じて、当該移動距離を決定することを含む。

ある実施の形態に従うと、ユーザ１９０が傾いている方向を検出するステップは、ユーザ１９０による体重移動を伴う動作または姿勢に基づく加速度を検出するステップを含む。

ある実施の形態に従うと、ユーザ１９０が傾いている方向を検出するステップは、ユーザ１９０から作用する荷重を検出することを含む。

ある実施の形態に従うと、当該プロセッサは、仮想空間を定義し、当該ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いている方向を検出し、検出された方向に基づいて当該仮想空間における仮想ユーザの移動方向を決定し、当該仮想空間における仮想ユーザの視界が、決定された仮想ユーザの移動方向に移動するように、当該ヘッドマウントディスプレイ装置に当該視界を表示させるように構成されている。

ある実施の形態に従うと、当該プロセッサは、検出されたユーザ１９０の傾きに基づいて当該仮想空間における仮想ユーザの移動距離を決定するようにさらに構成されている。当該視界を表示させることは、仮想ユーザの視界が当該移動方向に向かって当該移動距離だけ移動するように、当該視界を表示させることを含む。

ある実施の形態に従うと、プロセッサは、仮想空間を定義し、当該ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いている方向を検出し、検出された方向に基づいて当該仮想空
間における仮想ユーザの移動距離を決定し、当該仮想空間における仮想ユーザの視界が、決定された仮想ユーザの移動距離だけ移動するように、当該ヘッドマウントディスプレイ装置に当該視界を表示させるように構成されている。

［ｕｖｗ視野座標系］
図３を参照して、ｕｖｗ視野座標系について説明する。図３は、ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０に設定されるｕｖｗ視野座標系を概念的に表す図である。ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の起動時に、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出する。プロセッサ１０は、検出された値に基づいて、ｕｖｗ視野座標系をＨＭＤ装置１１０に設定する。

図３に示されるように、ＨＭＤ装置１１０は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの頭部を中心（原点）とした３次元のｕｖｗ視野座標系を設定する。より具体的には、ＨＭＤ装置１１０は、グローバル座標系を規定する水平方向、鉛直方向、および前後方向（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）を、グローバル座標系内においてＨＭＤ装置１１０の各軸周りの傾きだけ各軸周りにそれぞれ傾けることによって新たに得られる３つの方向を、ＨＭＤ装置１１０におけるｕｖｗ視野座標系のピッチ方向（ｕ軸）、ヨー方向（ｖ軸）、およびロール方向（ｗ軸）として設定する。

ある局面において、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０が直立し、かつ、正面を視認している場合、プロセッサ１０は、グローバル座標系に平行なｕｖｗ視野座標系をＨＭＤ装置１１０に設定する。この場合、グローバル座標系における水平方向（ｘ軸）、鉛直方向（ｙ軸）、および前後方向（ｚ軸）は、ＨＭＤ装置１１０におけるｕｖｗ視野座標系のピッチ方向（ｕ軸）、ヨー方向（ｖ軸）、およびロール方向（ｗ軸）に一致する。

ｕｖｗ視野座標系がＨＭＤ装置１１０に設定された後、ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の動きに基づいて、設定されたｕｖｗ視野座標系におけるＨＭＤ装置１１０の傾き（傾きの変化量）を検出できる。この場合、ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の傾きとして、ｕｖｗ視野座標系におけるＨＭＤ装置１１０のピッチ角（θｕ）、ヨー角（θｖ）、およびロール角（θｗ）をそれぞれ検出する。ピッチ角（θｕ）は、ｕｖｗ視野座標系におけるピッチ方向周りのＨＭＤ装置１１０の傾き角度を表す。ヨー角（θｖ）は、ｕｖｗ視野座標系におけるヨー方向周りのＨＭＤ装置１１０の傾き角度を表す。ロール角（θｗ）は、ｕｖｗ視野座標系におけるロール方向周りのＨＭＤ装置１１０の傾き角度を表す。

ＨＭＤセンサ１２０は、検出されたＨＭＤ装置１１０の傾き角度に基づいて、ＨＭＤ装置１１０が動いた後のＨＭＤ装置１１０におけるｕｖｗ視野座標系を、ＨＭＤ装置１１０に設定する。ＨＭＤ装置１１０と、ＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系との関係は、ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きに関わらず、常に一定である。ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きが変わると、当該位置および傾きの変化に連動して、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系の位置および傾きが変化する。

ある局面において、ＨＭＤセンサ１２０は、赤外線センサからの出力に基づいて取得される赤外線の光強度および複数の点間の相対的な位置関係（例えば、各点間の距離など）に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の現実空間内における位置を、ＨＭＤセンサ１２０に対する相対位置として特定してもよい。また、プロセッサ１０は、特定された相対位置に基づいて、現実空間内（グローバル座標系）におけるＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系の原点を決定してもよい。

［仮想空間］
図４を参照して、仮想空間についてさらに説明する。図４は、ある実施の形態に従う仮想空間２を表現する一態様を概念的に表す図である。仮想空間２は、中心２１の３６０度方向の全体を覆う全天球状の構造を有する。図４では、説明を複雑にしないために、仮想空間２のうちの上半分の天球が例示されている。仮想空間２では各メッシュが規定される。各メッシュの位置は、仮想空間２に規定されるＸＹＺ座標系における座標値として予め規定されている。コンピュータ２００は、仮想空間２に展開可能なコンテンツ（静止画、動画等）を構成する各部分画像を、仮想空間２において対応する各メッシュにそれぞれ対応付けて、ユーザによって視認可能な仮想空間画像２２が展開される仮想空間２をユーザに提供する。

ある局面において、仮想空間２では、中心２１を原点とするＸＹＺ座標系が規定される。ＸＹＺ座標系は、例えば、グローバル座標系に平行である。ＸＹＺ座標系は視点座標系の一種であるため、ＸＹＺ座標系における水平方向、鉛直方向（上下方向）、および前後方向は、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸として規定される。したがって、ＸＹＺ座標系のＸ軸（水平方向）がグローバル座標系のｘ軸と平行であり、ＸＹＺ座標系のＹ軸（鉛直方向）がグローバル座標系のｙ軸と平行であり、ＸＹＺ座標系のＺ軸（前後方向）がグローバル座標系のｚ軸と平行である。

ＨＭＤ装置１１０の起動時、すなわちＨＭＤ装置１１０の初期状態において、仮想カメラ１が、仮想空間２の中心２１に配置される。仮想カメラ１は、現実空間におけるＨＭＤ装置１１０の動きに連動して、仮想空間２を同様に移動する。これにより、現実空間におけるＨＭＤ装置１１０の位置および向きの変化が、仮想空間２において同様に再現される。

仮想カメラ１には、ＨＭＤ装置１１０の場合と同様に、ｕｖｗ視野座標系が規定される。仮想空間２における仮想カメラのｕｖｗ視野座標系は、現実空間（グローバル座標系）におけるＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系に連動するように規定されている。したがって、ＨＭＤ装置１１０の傾きが変化すると、それに応じて、仮想カメラ１の傾きも変化する。また、仮想カメラ１は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの現実空間における移動に連動して、仮想空間２において移動することもできる。

仮想カメラ１の向きは、仮想カメラ１の位置および傾きに応じて決まるので、ユーザが仮想空間画像２２を視認する際に基準となる視線（基準視線５）は、仮想カメラ１の向きに応じて決まる。コンピュータ２００のプロセッサ１０は、基準視線５に基づいて、仮想空間２における視界領域２３を規定する。視界領域２３は、仮想空間２のうち、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの視界に対応する。

注視センサ１４０によって検出されるユーザ１９０の視線方向は、ユーザ１９０が物体を視認する際の視点座標系における方向である。ＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系は、ユーザ１９０がモニタ１１２を視認する際の視点座標系に等しい。また、仮想カメラ１のｕｖｗ視野座標系は、ＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系に連動している。したがって、ある局面に従うＨＭＤシステム１００は、注視センサ１４０によって検出されたユーザ１９０の視線方向を、仮想カメラ１のｕｖｗ視野座標系におけるユーザの視線方向とみなすことができる。

［ユーザの視線］
図５を参照して、ユーザの視線方向の決定について説明する。図５は、ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０を装着するユーザ１９０の頭部を上から表した図である。

ある局面において、注視センサ１４０は、ユーザ１９０の右目および左目の各視線を検
出する。ある局面において、ユーザ１９０が近くを見ている場合、注視センサ１４０は、視線Ｒ１およびＬ１を検出する。別の局面において、ユーザ１９０が遠くを見ている場合、注視センサ１４０は、視線Ｒ２およびＬ２を検出する。この場合、ロール方向ｗに対して視線Ｒ２およびＬ２がなす角度は、ロール方向ｗに対して視線Ｒ１およびＬ１がなす角度よりも小さい。注視センサ１４０は、検出結果をコンピュータ２００に送信する。

コンピュータ２００が、視線の検出結果として、視線Ｒ１およびＬ１の検出値を注視センサ１４０から受信した場合には、その検出値に基づいて、視線Ｒ１およびＬ１の交点である注視点Ｎ１を特定する。一方、コンピュータ２００は、視線Ｒ２およびＬ２の検出値を注視センサ１４０から受信した場合には、視線Ｒ２およびＬ２の交点を注視点として特定する。コンピュータ２００は、特定した注視点Ｎ１の位置に基づき、ユーザ１９０の視線方向Ｎ０を特定する。コンピュータ２００は、例えば、ユーザ１９０の右目Ｒと左目Ｌとを結ぶ直線の中点と、注視点Ｎ１とを通る直線の延びる方向を、視線方向Ｎ０として検出する。視線方向Ｎ０は、ユーザ１９０が両目により実際に視線を向けている方向である。また、視線方向Ｎ０は、視界領域２３に対してユーザ１９０が実際に視線を向けている方向に相当する。

別の局面において、ＨＭＤシステム１００は、ＨＭＤシステム１００を構成するいずれかのパーツに、マイクおよびスピーカを備えてもよい。ユーザは、マイクに発話することにより、仮想空間２に対して、音声による指示を与えることができる。

また、別の局面において、ＨＭＤシステム１００は、テレビジョン放送受信チューナを備えてもよい。このような構成によれば、ＨＭＤシステム１００は、仮想空間２においてテレビ番組を表示することができる。

さらに別の局面において、ＨＭＤシステム１００は、インターネットに接続するための通信回路、あるいは、電話回線に接続するための通話機能を備えていてもよい。

［視界領域］
図６および図７を参照して、視界領域２３について説明する。図６は、仮想空間２において視界領域２３をＸ方向から見たＹＺ断面を表す図である。図７は、仮想空間２において視界領域２３をＹ方向から見たＸＺ断面を表す図である。

図６に示されるように、ＹＺ断面における視界領域２３は、領域２４を含む。領域２４は、仮想カメラ１の基準視線５と仮想空間２のＹＺ断面とによって定義される。プロセッサ１０は、仮想空間おける基準視線５を中心として極角αを含む範囲を、領域２４として規定する。

図７に示されるように、ＸＺ断面における視界領域２３は、領域２５を含む。領域２５は、基準視線５と仮想空間２のＸＺ断面とによって定義される。プロセッサ１０は、仮想空間２における基準視線５を中心とした方位角βを含む範囲を、領域２５として規定する。

ある局面において、ＨＭＤシステム１００は、コンピュータ２００からの信号に基づいて、視界画像２６をモニタ１１２に表示させることにより、ユーザ１９０に仮想空間を提供する。視界画像２６は、仮想空間画像２２のうち視界領域２３に重畳する部分に相当する。ユーザ１９０が、頭に装着したＨＭＤ装置１１０を動かすと、その動きに連動して仮想カメラ１も動く。その結果、仮想空間２における視界領域２３の位置が変化する。これにより、モニタ１１２に表示される視界画像２６は、仮想空間画像２２のうち、仮想空間２においてユーザが向いた方向の視界領域２３に重畳する画像に更新される。ユーザは、
仮想空間２における所望の方向を視認することができる。

ユーザ１９０は、ＨＭＤ装置１１０を装着している間、現実世界を視認することなく、仮想空間２に展開される仮想空間画像２２のみを視認できる。そのため、ＨＭＤシステム１００は、仮想空間２への高い没入感覚をユーザに与えることができる。

ある局面において、プロセッサ１０は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０の現実空間における移動に連動して、仮想空間２において仮想カメラ１を移動し得る。この場合、プロセッサ１０は、仮想空間２における仮想カメラ１の位置および向きに基づいて、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２に投影される画像領域（すなわち、仮想空間２における視界領域２３）を特定する。

ある実施の形態に従うと、仮想カメラ１は、二つの仮想カメラ、すなわち、右目用の画像を提供するための仮想カメラと、左目用の画像を提供するための仮想カメラとを含むことが望ましい。また、ユーザ１９０が３次元の仮想空間２を認識できるように、適切な視差が、二つの仮想カメラに設定されていることが好ましい。本実施の形態においては、仮想カメラ１が二つの仮想カメラを含み、二つの仮想カメラのロール方向が合成されることによって生成されるロール方向（ｗ）がＨＭＤ装置１１０のロール方向（ｗ）に適合されるように構成されているものとして、本開示に係る技術思想を例示する。

［ＨＭＤ装置の制御装置］
図８を参照して、ＨＭＤ装置１１０の制御装置について説明する。ある実施の形態において、制御装置は周知の構成を有するコンピュータ２００によって実現される。図８は、ある実施の形態に従うコンピュータ２００をモジュール構成として表わすブロック図である。

図８に示されるように、コンピュータ２００は、表示制御モジュール２２０と、仮想空間制御モジュール２３０と、メモリモジュール２４０と、通信制御モジュール２５０とを備える。表示制御モジュール２２０は、サブモジュールとして、仮想カメラ制御モジュール２２１と、視界領域決定モジュール２２２と、視界画像生成モジュール２２３と、基準視線特定モジュール２２４とを含む。仮想空間制御モジュール２３０は、サブモジュールとして、仮想空間定義モジュール２３１と、仮想オブジェクト生成モジュール２３２と、物体制御モジュール２３３と、移動方向決定モジュール２３４と、移動距離決定モジュール２３５とを含む。

ある実施の形態において、表示制御モジュール２２０と仮想空間制御モジュール２３０とは、プロセッサ１０によって実現される。別の実施の形態において、複数のプロセッサ１０が表示制御モジュール２２０と仮想空間制御モジュール２３０として作動してもよい。メモリモジュール２４０は、メモリ１１またはストレージ１２によって実現される。通信制御モジュール２５０は、通信インターフェイス１４によって実現される。

ある局面において、表示制御モジュール２２０は、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２における画像表示を制御する。仮想カメラ制御モジュール２２１は、仮想空間２に仮想カメラ１を配置し、仮想カメラ１の挙動、向き等を制御する。視界領域決定モジュール２２２は、視界領域２３を規定する。視界画像生成モジュール２２３は、決定された視界領域２３に基づいて、モニタ１１２に表示される視界画像２６を生成する。

基準視線特定モジュール２２４は、注視センサ１４０からの信号に基づいて、ユーザ１９０の視線を特定する。

仮想空間制御モジュール２３０は、ユーザ１９０に提供される仮想空間２を制御する。仮想空間定義モジュール２３１は、仮想空間２を表わす仮想空間データを生成することにより、ＨＭＤシステム１００における仮想空間２を規定する。

仮想オブジェクト生成モジュール２３２は、仮想空間２に表示される対象物を生成する。対象物は、例えば、ゲームのストーリーの進行に従って表示される森、山その他を含む風景、動物等を含む。

物体制御モジュール２３３は、仮想空間２においてユーザが保持する物体の動作を制御する。当該物体は、例えば、現実空間におけるユーザ１９０の動作に連動して、仮想空間２において表示される仮想ユーザが乗るための台、乗り物等を含み得る。ある実施の形態に従う乗り物は、例えば、そり、スキー、スノーボード、船舶その他の仮想ユーザの乗り物であって、荷重に応じて移動方向および移動速度の少なくともいずれか一方が変化する乗り物として実現される。

移動方向決定モジュール２３４は、傾きセンサ１７０からの出力に基づいて、仮想空間２における仮想ユーザの移動方向を決定する。ある実施の形態に従うと、移動方向決定モジュール２３４は、傾きセンサ１７０から出力される信号に基づいてユーザ１９０による荷重が作用する方向を検知し、当該方向を仮想ユーザが移動するべき方向として決定する。

移動距離決定モジュール２３５は、傾きセンサ１７０からの出力に基づいて、仮想ユーザの移動距離を決定する。例えば、水平状態にあったボード１８０が傾いた場合に、移動距離決定モジュール２３５は、傾斜角度に応じた移動距離を決定する。ある局面において、移動距離決定モジュール２３５は、プロセッサ１０が実行しているプログラムにおいて予め規定された傾斜角度一度当たりの仮想移動距離と、当該傾斜角度とに基づいて、仮想ユーザの移動距離を決定する。別の実施の形態に従うと、移動距離決定モジュール２３５は、傾斜が継続している時間に基づいて、仮想ユーザの移動距離を決定する。例えば、プロセッサ１０が実行しているプログラムにおいて予め規定された時間当たりの仮想移動距離と、当該傾斜が継続している時間との積に基づいて、仮想ユーザの移動距離を決定し得る。

メモリモジュール２４０は、コンピュータ２００が仮想空間２をユーザ１９０に提供するために使用されるデータを保持している。ある局面において、メモリモジュール２４０は、空間情報２４１と、オブジェクト情報２４２と、ユーザ情報２４３とを保持している。空間情報２４１は、仮想空間２を提供するために規定された１つ以上のテンプレートを保持している。オブジェクト情報２４２は、仮想空間２において再生されるコンテンツ、当該コンテンツで使用されるオブジェクトを表示するための情報を保持している。当該コンテンツは、例えば、ゲーム、現実社会と同様の風景を表したコンテンツ等を含み得る。ユーザ情報２４３は、ＨＭＤシステム１００の制御装置としてコンピュータ２００を機能させるためのプログラム、オブジェクト情報２４２に保持される各コンテンツを使用するアプリケーションプログラム等を保持している。メモリモジュール２４０に格納されているデータおよびプログラムは、ＨＭＤ装置１１０のユーザによって入力される。あるいは、プロセッサ１０が、当該コンテンツを提供する事業者が運営するコンピュータ（例えば、サーバ１５０）からプログラムあるいはデータをダウンロードして、ダウンロードされたプログラムあるいはデータをメモリモジュール２４０に格納する。

通信制御モジュール２５０は、ネットワーク１９を介して、サーバ１５０その他の情報通信装置と通信し得る。

ある局面において、表示制御モジュール２２０および仮想空間制御モジュール２３０は、ユニティテクノロジーズ社によって提供されるＵｎｉｔｙ（登録商標）を用いて実現され得る。

［制御構造］
図９を参照して、ＨＭＤシステム１００の制御構造について説明する。図９は、ある実施の形態に従うＨＭＤシステム１００において実行される処理の一部を表わすシーケンスチャートである。

ステップＳ９１０にて、コンピュータ２００のプロセッサ１０は、仮想空間定義モジュール２３１として、仮想空間画像データを特定する。

ステップＳ９２０にて、プロセッサ１０は、仮想カメラ１を初期化する。例えば、仮想カメラ１を仮想空間２において予め規定された中心点に配置し、仮想カメラ１の視線をユーザ１９０が向いている方向に向ける。

ステップＳ９３０にて、プロセッサ１０は、視界画像生成モジュール２２３として、初期の視界画像を表示するための視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、視界画像生成モジュール２２３を介して通信制御モジュール２５０によってＨＭＤ装置１１０に送られる。

ステップＳ９３２にて、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２は、コンピュータ２００から受信した信号に基づいて、視界画像を表示する。ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０は、視界画像を視認すると仮想空間２を認識し得る。

ステップＳ９３４にて、ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０から発信される複数の赤外線光に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の位置と傾きを検知する。検知結果は、動き検知データとして、コンピュータ２００に送られる。

ステップＳ９４０にて、プロセッサ１０は、ＨＭＤ装置１１０の位置と傾きとに基づいて、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０の視界方向を特定する。プロセッサ１０は、アプリケーションプログラムを実行し、アプリケーションプログラムに含まれる命令に基づいて、仮想空間２においてオブジェクトを表示させる。ユーザ１９０は、そのアプリケーションプログラムの実行により仮想空間２において視認可能なコンテンツを楽しむ。ある局面において、当該コンテンツは、例えば、ボブスレーその他のそりを用いたスポーツ、スキー、スノーボード等を含む。ある実施の形態において、ユーザ１９０は、ボード１８０に着座し、モニタ１１２に表示された画像の推移に応じて姿勢を変え得る。

ステップＳ９４２にて、傾きセンサ１７０は、ユーザ１９０が傾いている方向を検出する。検出された傾きを示す信号は、コンピュータ２００に送られる。当該信号は、ボード１８０の傾斜角度を含む。例えば、ある局面において、ボブスレーのような滑降競技のアプリケーションプログラムが実行されている場合、ユーザ１９０の傾きに応じて、仮想空間２に存在する仮想ユーザが仮想空間２において表示されたボブスレーの進行方向を制御するシーンがあり得る。この場合、ユーザ１９０が体を傾けたときに、傾きセンサ１７０は、その傾斜方向を検出する。

ステップＳ９５０にて、プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０から出力される信号に基づいて、仮想ユーザの移動方向と移動距離とを決定する。本実施の形態において、移動方向とは、仮想空間２において、仮想ユーザあるいは仮想ユーザが着座しているそりその他の器具が進む方向を含む。なお、別の局面において、移動方向のみが必要とされる場合に
は、プロセッサ１０は、移動方向決定モジュール２３４として、移動方向のみを決定し得る。別の局面において、移動距離のみが必要とされる場合には、プロセッサ１０は、移動距離決定モジュール２３５として、移動距離のみを決定し得る。

さらに他の局面において、プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０から出力される信号に基づいて、仮想ユーザの移動方向と移動速度とを決定する構成であってもよい。仮想ユーザの移動速度は、ボード１８０の傾斜角度が大きいほど速く設定され得る。

ステップＳ９６０にて、プロセッサ１０は、決定された移動方向および移動距離に基づいて、仮想ユーザの移動後の視界を決定する。

ステップＳ９７０にて、プロセッサ１０は、決定された移動方向および移動距離に基づいて、仮想カメラ１の仮想空間２における位置および向きを決定する。

ステップＳ９８０にて、プロセッサ１０は、決定された仮想カメラ１の位置および向きに基づいて、視界領域を決定する。本実施の形態において、視界領域とは、仮想空間２において仮想ユーザが視認できる範囲を表わす。

ステップＳ９９０にて、コンピュータ２００は、決定された視界領域に応じて視界画像を表示するための視界画像データを生成し、生成した視界画像データをＨＭＤ装置１１０に出力する。視界画像データは、決定された移動方向に向かって仮想ユーザが高速に移動するように、仮想ユーザの周りの景色が高速に仮想ユーザの方に向かっている態様を表示可能に構成されている。

ステップＳ９９２にて、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、更新後の視界画像を表示する。ユーザ１９０は、更新後の視界画像、すなわち、移動方向に視線が移動したのちの視界を認識することができる。

図１０を参照して、コンピュータ２００の制御構造についてさらに説明する。図１０は、ボード１８０に着座したユーザ１９０の動作に応じてコンピュータ２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

ステップＳ１０１０にて、プロセッサ１０は、仮想空間定義モジュール２３１として、メモリ１１において仮想空間２を定義する。

ステップＳ１０２０にて、プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０からの信号に基づいて、ＨＭＤ装置１１０を装着してボード１８０に着座しているユーザ１９０が傾いている方向、具体的には、右、左、前または後を検出する。

ステップＳ１０３０にて、プロセッサ１０は、ユーザ１９０の傾きに基づいて、仮想空間２を進行する仮想ユーザの移動方向を決定する。例えば、ユーザ１９０が一定時間右側に体を傾けた場合に、プロセッサ１０は、仮想ユーザあるいは仮想ユーザが着座している乗り物が右側に移動すると判断する。他の局面において、ユーザ１９０が右側に体を一時的に傾ける動作を行なった回数に応じて、プロセッサ１０は、仮想ユーザが右側に移動する方向を決定する。例えば、予め規定された時間内にユーザ１９０が体を傾けるための１回の動作を行なった場合、プロセッサ１０は、仮想ユーザが進行方向に対して右側に１度移動すると決定する。ユーザ１９０が当該動作を１０回行った場合、プロセッサ１０は、仮想ユーザが右側に１０度移動すると決定する。

別の局面において、ユーザ１９０が体を左側に傾ける動作を行なった場合にも、右側に
傾ける動作を行なった場合と同様に、プロセッサ１０は、左側の移動方向を決定する。

別の実施の形態において、傾きセンサ１７０は、ユーザ１９０が体を前傾させたことを検知し得る。このときに、プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０からの信号に応じてユーザ１９０が体を前に傾けたことを検知し、傾斜角度に基づいて移動距離を決定し得る。例えば、前方への１度の傾斜が検知された場合に、仮想ユーザを１０ｍ移動させることが、プロセッサ１０が実行しているプログラムにおいて予め規定されている場合、プロセッサ１０は、ユーザ１９０が前方に５度傾いたことを検知すると、仮想空間２において仮想ユーザを５０ｍ移動させることを決定する。

ステップＳ１０４０にて、プロセッサ１０は、仮想オブジェクト生成モジュール２３２として、仮想空間２における仮想ユーザの視界が、ステップＳＳ１０３０において決定された移動方向に移動するように、ＨＭＤ装置１１０に視界画像を表示させるための視界画像データを生成する。ある実施の形態に従うと、プロセッサ１０は、移動方向に加えて、ユーザ１９０の傾きが継続している時間に応じた移動距離が反映された視界画像データを生成する。プロセッサ１０は、生成した視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信し、当該視界画像データに基づいて視界画像をモニタ１１２に表示させる。

［着座しているユーザの移動］
図１１〜図１３を参照して、ユーザ１９０の傾きの検出の一態様について説明する。

図１１は、ある実施の形態において、ユーザ１９０がボード１８０に着座している態様を表す図である。分図Ａは、ＨＭＤ装置１１０（図示しない）を装着したユーザ１９０がボード１８０において水平状態を維持して着座している態様を表す。分図Ｂは、ユーザ１９０が体重移動を行ない、ユーザ１９０から見て左側にボード１８０を傾けた態様を表す。分図Ｃは、ユーザが体重移動を行ない、ユーザ１９０から見て右側にボード１８０を傾けた状態を表す。ボード１８０が傾くと、傾きセンサ１７０は、その方向きに応じた信号を出力する。出力された信号は、コンピュータ２００に入力される。傾きが検知される方向は、分図Ｂに示される左、分図Ｃに示される右に限られず、ある実施の形態において、傾きセンサ１７０は、ユーザ１９０が前方に体重移動を行なった場合の前方への傾き、あるいは、ユーザ１９０が後方に体重移動を行なった場合の後方への傾きも検知し得る。

図１２は、ある実施の形態において、ユーザ１９０がボード１８０に立っている態様を表す図である。分図Ａは、ＨＭＤ装置１１０（図示しない）を装着したユーザ１９０がボード１８０において水平状態を維持して立っている態様を表す。分図Ｂは、ユーザ１９０が体重移動を行ない、ユーザ１９０から見て左側にボード１８０を傾けた態様を表す。分図Ｃは、ユーザが体重移動を行ない、ユーザ１９０から見て右側にボード１８０を傾けた状態を表す。ボード１８０が傾くと、傾きセンサ１７０は、その方向きに応じた信号を出力する。出力された信号は、コンピュータ２００に入力される。傾きが検知される方向は、分図Ｂに示される左、分図Ｃに示される右に限られず、ある実施の形態において、傾きセンサ１７０は、ユーザ１９０が前方に体重移動を行なった場合の前方への傾き、あるいは、ユーザ１９０が後方に体重移動を行なった場合の後方への傾きも検知し得る。ユーザ１９０は、自身の体重移動に応じて、仮想空間２における仮想ユーザの移動方向を予測できるので、没入感を損なうことなく、所謂映像酔い（ＶＲ酔い）を防止することができる。

図１３を参照して、傾きの検知の他の態様について説明する。図１３は、ある実施の形態において、ユーザ１９０がそり１３００に着座している態様を表す図である。そり１３００の両側面には、タッチセンサ１３７０，１３７１がそれぞれ配置されている。タッチセンサ１３７０，１３７１の出力は、コンピュータ２００の入力インターフェイスに接続
されている。ある局面において、一つ以上のそり１３００は、遊技場において提供され得る。

分図Ａは、ＨＭＤ装置１１０（図示しない）を装着したユーザ１９０がそり１３００において水平状態を維持して着座している態様を表す。このとき、ユーザ１９０はタッチセンサ１３７０および１３７１に触れていない。

分図Ｂは、ユーザ１９０が体重移動を行ない、ユーザ１９０から見て右側にそり１３００を傾けた態様を表す。そり１３００が右側に傾いてユーザの右手がタッチセンサ１３７０に触れると、タッチセンサ１３７０から出力された信号は、コンピュータ２００に入力される。プロセッサ１０は、その信号に基づいて、そり１３００が右側に傾いたことを検知する。さらに、プロセッサ１０は、仮想空間２において仮想ユーザの右前方からの視界がユーザ１９０によって認識されるように、視界画像データを生成する。プロセッサ１０が視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信して、モニタ１１２が視界画像データに基づく画像を表示する。ユーザ１９０は、その画像を見ると、仮想空間２において右方向に移動しているように認識する。

分図Ｃは、ユーザ１９０が体重移動を行ない、ユーザ１９０から見て左側にそり１３００を傾けた状態を表す。そり１３００が左側に傾いてユーザの左手がタッチセンサ１３７１に触れると、タッチセンサ１３７１から出力された信号は、コンピュータ２００に入力される。プロセッサ１０は、その信号に基づいて、そり１３００が左側に傾いたことを検知する。さらに、プロセッサ１０は、仮想空間２において仮想ユーザの左前方からの視界がユーザ１９０によって認識されるように、視界画像データを生成する。プロセッサ１０が視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信して、モニタ１１２が視界画像データに基づく画像を表示する。ユーザ１９０は、その画像を見ると、仮想空間２において左方向に移動しているように認識する。

なお、図１３に示される例でも、タッチセンサ１３７０，１３７１の代わりに、図１１または図１２と同様に、傾きセンサ１７０が、そり１３００の底部に配置されてもよい。

次に、図１４〜図１６を参照して、仮想空間２における仮想ユーザの移動について説明する。ある実施の形態において、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０は、仮想ユーザとして、仮想空間２における視界画像１４００を視認している。

図１４は、ユーザ１９０が着座して又は立っているボード１８０またはそり１３００が水平に維持されている場合を説明するための図である。このとき、プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０またはタッチセンサ１３７０，１３７１から出力される信号に基づき、ユーザ１９０は水平状態を維持していると判断する。さらに、プロセッサ１０は、仮想空間２において水平状態の画像が視認されるような視界画像データを生成し、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２に当該視界画像データを送信する。

分図Ａに示されるように、モニタ１１２がその視界画像データに基づいて画像を表示した場合には、ユーザ１９０は、仮想ユーザとして視界画像１４００を認識する。このとき、分図Ｂに示されるように、仮想ユーザに対応する仮想カメラ１は、仮想ユーザの視野に応じた視界領域２３をとらえている。

［右側への移動］
図１５は、水平状態を維持していたユーザ１９０が右側に傾いて、ボード１８０またはそり１３００を右側に傾けた場合を説明するための図である。このとき、プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０またはタッチセンサ１３７０，１３７１から出力される信号に基づ
き、ユーザ１９０が右側に傾いていると判断する。さらに、プロセッサ１０は、仮想空間２における仮想ユーザが当所いた場所（例えば、図１４参照）から右側に移動していると認識される視界画像データを生成する。例えば、プロセッサ１０は、仮想空間２において認識される画像が右から左に流れるような視界画像を表示するための視界画像データを生成し、視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。

分図Ａに示されるように、モニタ１１２が、当該視界画像データに基づく視界画像１５００を表示する。視界画像１４００において右に表示されていた木１４１０が視界画像１５００の中心に移動している。

分図Ｂに示されるように、このような移動は、例えば、仮想空間２において仮定される仮想カメラ１が木１４１０の正面に移動することに相当する。プロセッサ１０は、仮想カメラ１の移動に応じて認識される画像と同様の画像を表示するために視界画像データを生成する。

視界画像１４００から視界画像１５００への推移は、ユーザ１９０が体重を右側に移動したことに基づいて行なわれる。このようにすると、ユーザ１９０は、右側への体重移動という自らの動作に応じて、視界画像の推移による仮想空間２における移動を認識できるので、ユーザ１９０の傾きと仮想空間２における移動方向とが連動することになる。その結果、所謂ＶＲ酔いの発生が抑制され得る。

［左側への移動］
図１６は、水平状態を維持していたユーザ１９０が左側に傾いて、ボード１８０またはそり１３００を左側に傾けた場合を説明するための図である。このとき、プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０またはタッチセンサ１３７０，１３７１から出力される信号に基づき、ユーザ１９０が左側に傾いていると判断する。さらに、プロセッサ１０は、仮想空間２における仮想ユーザが当所いた場所（例えば、図１４参照）から左側に移動していると認識される視界画像データを生成する。例えば、プロセッサ１０は、仮想空間２において認識される画像が左から右に流れるような視界画像を表示するための視界画像データを生成し、視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。

分図Ａに示されるように、モニタ１１２が、当該視界画像データに基づく視界画像１６００を表示する。視界画像１４００において左に表示されていた山１４２０が視界画像１６００の中心に移動している。

分図Ｂに示されるように、このような移動は、例えば、仮想空間２において仮定される仮想カメラ１が山１４２０の正面に移動することに相当する。プロセッサ１０は、仮想カメラ１の移動に応じて認識される画像と同様の画像を表示するために視界画像データを生成する。

視界画像１４００から視界画像１６００への推移は、ユーザ１９０が体重を左側に移動したことに基づいて行なわれる。このようにすると、ユーザ１９０は、左側への体重移動という自らの動作に応じて、視界画像の推移による仮想空間２における移動を認識できるので、ユーザ１９０の傾きと仮想空間２における移動方向とが連動することになる。その結果、所謂ＶＲ酔いの発生が抑制され得る。

［前方への移動］
図１７は、水平状態を維持していたユーザ１９０が前に傾いて、ボード１８０を前方に傾けた場合を説明するための図である。プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０から出力される信号に基づき、ユーザ１９０が前方に傾いていると判断する。さらに、プロセッサ１
０は、仮想空間２における仮想ユーザが当所いた場所（例えば、図１４参照）から前方に移動していると認識される視界画像データを生成する。例えば、プロセッサ１０は、仮想空間２において認識される画像が高速に近づいてくるような視界画像を表示するための視界画像データを生成し、視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。

分図Ａに示されるように、モニタ１１２が、当該視界画像データに基づく視界画像１７００を表示する。視界画像１４００において遠方に小さく表示されていた木１４１０および山１４２０は、それぞれ、仮想空間２における移動距離に応じて大きく表示される。なお、仮想空間２における移動距離は、ある局面において、例えば、ユーザ１９０による前傾の角度と、予め定められた単位角度当たりの移動距離とに基づいて算出され得る。当該移動距離は、別の局面において、前傾の状態が継続していた時間と、予め定められた単位時間当たりの移動距離とに基づいて算出されてもよい。

分図Ｂに示されるように、仮想空間２における視界画像の移動は、例えば、仮想空間２において仮定される仮想カメラ１が木１４１０や山１４２０の方に向かって高速に移動することに相当する。プロセッサ１０は、仮想カメラ１の移動に応じて認識される画像と同様の画像を表示するために視界画像データを生成する。

視界画像１４００から視界画像１７００への推移は、ユーザ１９０が体重を前に移動したことに基づいて行なわれる。ユーザ１９０は、体重移動という自らの動作に応じて、仮想空間２における移動を認識できるので、ユーザ１９０の傾きと仮想空間２における移動方向とが連動することになる。その結果、所謂ＶＲ酔いの発生が抑制され得る。

［後方への移動］
図１８は、水平状態を維持していたユーザ１９０が後方に傾いて、ボード１８０を後方に傾けた場合を説明するための図である。プロセッサ１０は、傾きセンサ１７０から出力される信号に基づき、ユーザ１９０が後方に傾いていると判断する。さらに、プロセッサ１０は、仮想空間２における仮想ユーザが当所いた場所（例えば、図１４参照）から後方に移動していると認識される視界画像データを生成する。例えば、プロセッサ１０は、仮想空間２において認識される画像が高速に遠ざかるような視界画像を表示するための視界画像データを生成し、視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。

分図Ａに示されるように、モニタ１１２が、当該視界画像データに基づく視界画像１８００を表示する。視界画像１４００において表示されていた木１４１０および山１４２０は、それぞれ、図１４に示されていた場合よりも小さく表示される。例えば、木１４１０および山１４２０は、仮想空間２における移動距離に応じて小さく表示される。なお、仮想空間２における移動距離は、ある局面において、例えば、ユーザ１９０による後傾の角度と、予め定められた単位角度当たりの移動距離とに基づいて算出され得る。当該移動距離は、別の局面において、後傾の状態が継続していた時間と、予め定められた単位時間当たりの移動距離とに基づいて算出されてもよい。

分図Ｂに示されるように、仮想空間２における視界画像の移動は、例えば、仮想空間２において仮定される仮想カメラ１が木１４１０や山１４２０から遠ざかる方向に高速に移動することに相当する。プロセッサ１０は、仮想カメラ１の移動に応じて認識される画像と同様の画像を表示するために視界画像データを生成する。

視界画像１４００から視界画像１８００への推移は、ユーザ１９０が体重を後に移動したことに基づいて行なわれる。ユーザ１９０は、体重移動という自らの動作に応じて、仮想空間２における移動を認識できるので、前傾の場合と同様に、ユーザ１９０の傾きと仮想空間２における移動方向とが連動することになる。その結果、所謂ＶＲ酔いの発生が抑
制され得る。

以上のようにして、ある実施の形態によれば、現実空間においてユーザ１９０が傾いている方向に基づき、仮想空間２における仮想ユーザの移動方向が決定されるので、ユーザ１９０の傾きと仮想空間２における移動方向とが連動することになる。その結果、仮想空間２において仮想ユーザの移動が行なわれても、その時の画像を視認したユーザ１９０に対するＶＲ酔いの発生が抑制され得る。なお、上記の実施の形態でそれぞれ説明された各特徴は、適宜、組み合わせられ得る。例えば、水平方向を維持していたユーザ１９０がボード１８０を傾けた場合の前方または後方の成分については、仮想空間２において仮想カメラ１の基準視線５の方向へ仮想ユーザが前進または後退するように移動するものとして移動距離の算出を行い、ユーザがボード１８０を右側または左側へと傾ける傾斜の度合いに応じて、仮想カメラ１を、ヨー方向（ｖ軸）周りに回転させ得る。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 仮想カメラ、２ 仮想空間、５ 基準視線、１０ プロセッサ、１１ メモリ、１２ ストレージ、１３ 入出力インターフェイス、１４ 通信インターフェイス、１５ バス、１９ ネットワーク、２１ 中心、２２ 仮想空間画像、２３ 視界領域、２４，２５ 領域、２６，１４００，１５００，１６００，１７００，１８００ 視界画像、１００ システム、１１０ ＨＭＤ装置、１１２ モニタ、１１４ センサ、１２０ ＨＭＤセンサ、１３０ モーションセンサ、１４０ 注視センサ、１５０ サーバ、１６０ コントローラ、１７０ 傾きセンサ、１８０ ボード、１９０ ユーザ、２００ コンピュータ、２２０ 表示制御モジュール、２２１ 仮想カメラ制御モジュール、２２２ 視界領域決定モジュール、２２３ 視界画像生成モジュール、２２４ 基準視線特定モジュール、２３０ 仮想空間制御モジュール、２３１ 仮想空間定義モジュール、２３２ 仮想オブジェクト生成モジュール、２３３ 物体制御モジュール、２３４ 移動方向決定モジュール、２３５ 移動距離決定モジュール、２４０ メモリモジュール、２４１ 空間情報、２４２ オブジェクト情報、２４３ ユーザ情報、２５０ 通信制御モジュール、１３００ そり、１３７０，１３７１ タッチセンサ、１４１０ 木、１４２０ 山。

Claims (13)

1. コンピュータがヘッドマウントディスプレイ装置に仮想空間を提供するための方法であって、
   仮想空間を定義するステップと、
   前記ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いている方向を検出するステップと、
   検出された前記傾いている方向に基づいて前記仮想空間における前記ユーザの移動方向を決定するステップと、
   前記仮想空間における前記ユーザの視界が、決定された前記ユーザの移動方向に移動するように、前記ヘッドマウントディスプレイ装置に前記視界を表示させるステップとを含む、仮想空間を提供するための方法。
2. 前記移動方向を決定するステップは、前記ユーザの傾きが継続している時間に応じて、前記移動方向を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記移動方向を決定するステップは、前記ユーザが傾いている方向に応じて、前記移動方向を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 検出された前記ユーザの傾きに基づいて前記仮想空間における前記ユーザの移動距離を決定するステップをさらに備え、
   前記視界を表示させるステップは、前記ユーザの視界が前記移動方向に向かって前記移動距離だけ移動するように、前記視界を表示させることを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. コンピュータがヘッドマウントディスプレイ装置に仮想空間を提供するための方法であって、
   仮想空間を定義するステップと、
   前記ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザの傾きを検出するステップと、
   検出された前記ユーザの傾きに基づいて前記仮想空間における前記ユーザの移動距離を決定するステップと、
   前記仮想空間における前記ユーザの視界が、決定された前記ユーザの移動距離だけ移動するように、前記ヘッドマウントディスプレイ装置に前記視界を表示させるステップとを含む、仮想空間を提供するための方法。
6. 前記移動距離を決定するステップは、前記ユーザの傾きが継続している時間に応じて、前記移動距離を決定することを含む、請求項４または５に記載の方法。
7. 前記移動距離を決定するステップは、前記ユーザの傾きの程度に応じて、前記移動距離を決定することを含む、請求項４または５に記載の方法。
8. 前記ユーザの傾きを検出するステップは、前記ユーザによる体重移動を伴う動作または姿勢に基づく加速度を検出するステップを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 前記ユーザの傾きを検出するステップは、前記ユーザから作用する荷重を検出することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の方法をコンピュータに実現させる、プログラム。
11. システムであって、
    ヘッドマウントディスプレイ装置と、
    前記ヘッドマウントディスプレイ装置に仮想空間を提供するためのコンピュータと、
    前記ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いていることを検出するためのセンサとを備え、
    前記コンピュータは、
    一連の命令を格納するためのメモリと、
    前記一連の命令を実行するためのプロセッサとを備えており、
    前記一連の命令が前記プロセッサによって実行されると、
    前記プロセッサは、
    仮想空間を定義し、
    前記ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザが傾いている方向を検出し、
    前記傾いている方向に基づいて、前記仮想空間における前記ユーザの移動方向を決定し、
    前記仮想空間における前記ユーザの視界が、決定された前記ユーザの移動方向に移動するように、前記ヘッドマウントディスプレイ装置に前記視界を表示させるように構成されている、システム。
12. 前記プロセッサは、検出された前記ユーザの傾きに基づいて前記仮想空間における前記ユーザの移動距離を決定するようにさらに構成されており、
    前記視界を表示させることは、前記ユーザの視界が前記移動方向に向かって前記移動距離だけ移動するように、前記視界を表示させることを含む、請求項１１に記載のシステム。
13. システムであって、
    ヘッドマウントディスプレイ装置と、
    前記ヘッドマウントディスプレイ装置に仮想空間を提供するためのコンピュータと、
    前記ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザの傾きを検出するためのセンサとを備え、
    前記コンピュータは、
    一連の命令を格納するためのメモリと、
    前記一連の命令を実行するためのプロセッサとを備えており、
    前記一連の命令が前記プロセッサによって実行されると、
    前記プロセッサは、
    仮想空間を定義し、
    前記ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザの傾きを検出し、
    検出された前記ユーザの傾きに基づいて前記仮想空間における前記ユーザの移動距離を決定し、
    前記仮想空間における前記ユーザの視界が、決定された前記ユーザの移動距離だけ移動するように、前記ヘッドマウントディスプレイ装置に前記視界を表示させるように構成されている、システム。

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