JP2018049629A

JP2018049629A - 仮想空間において入力を支援するための方法および装置、ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラム

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Publication number: JP2018049629A
Application number: JP2017196498A
Authority: JP
Inventors: 野口　裕弘; Yasuhiro Noguchi; 裕弘野口
Original assignee: Colopl Inc
Current assignee: Colopl Inc
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2018-03-29

Abstract

【課題】仮想空間においてオブジェクトの配置を容易にする。【解決手段】ＨＭＤシステムが備えるコンピュータのプロセッサが実行する処理は、ＨＭＤ装置のモニタに仮想空間を表示させるステップＳ１３２０と、配置対象となるオブジェクトを仮想空間に配置するステップＳ１３３０と、ガイドオブジェクト（例えば、グリッド）を仮想空間に配置するステップＳ１３４０と、手オブジェクトの動きに連動させてガイドオブジェクトを前後に移動するステップＳ１３５０と、指示された場所にオブジェクトを配置するステップＳ１３６０と、ユーザによって選択された場所にオブジェクトが配置されたことに基づいて、視界領域に表示されていたガイドオブジェクトを非表示にするステップＳ１３７０とを含む。【選択図】図１３

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、仮想空間にオブジェクトを配置する技術に関する。

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。例えば、特開２０１５−２３１４４５号公報（特許文献１）は、「ＨＭＤを使用してジェスチャー入力を実現する際のユーザビリティを向上させる」ための技術を開示している（［要約］参照）。

特開２０１５−２３１４４５号公報

仮想空間では、現実空間で作用する重力を気にすることなく、オブジェクトを空中に配置することも可能となる。しかしながら、仮想空間にオブジェクトを正確に配置することは容易ではない。したがって、容易にオブジェクトを仮想空間に配置するための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、仮想空間にオブジェクトを容易に配置するための方法を提供することである。

他の局面における目的は、仮想空間にオブジェクトを容易に配置するための方法をコンピュータに実行させるための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、仮想空間にオブジェクトを容易に配置するための装置を提供することである。

ある実施の形態に従うと、ヘッドマウントディスプレイ装置によって提供される仮想空間において入力を支援するための方法が提供される。この方法は、仮想空間で配置される場所を変更可能なオブジェクトを仮想空間に表示するステップと、表示されたオブジェクトの場所を変更するための操作を受け付けるステップと、オブジェクトの位置決めのためのガイドオブジェクトを仮想空間に表示するステップと、操作に応じてオブジェクトを仮想空間内で移動するステップと、オブジェクトの移動に連動して、ガイドオブジェクトを移動するステップとを含む。

ある実施の形態において、ガイドオブジェクトが仮想空間に出現するので、そのガイドオブジェクトを参照することにより、仮想空間にオブジェクトを容易に配置することができる。

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トローラ１６０の概略構成を表す図である。仮想空間２のうちの視界領域２３にオブジェクトが配置されている状態を表す図である。仮想空間２の視界領域２３に配置されているグリッド９５０の移動の一態様を表す図である。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。ＨＭＤシステム１００が実行する処理を表わすフローチャートである。コンピュータ２００のプロセッサ１０が実行する処理を表わすフローチャートである。仮想空間２にオブジェクト１４１０が配置されている状態を表す図である。仮想空間２にオブジェクト１４１０が配置されている状態を表す図である。仮想空間２にオブジェクト１４１０が配置されている状態を表す図である。仮想空間２にオブジェクト１４１０が配置されている状態を表す図である。仮想空間２にオブジェクト１４１０が配置されている状態を表す図である。

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。

ＨＭＤシステム１００は、ＨＭＤ装置１１０と、ＨＭＤセンサ１２０と、コントローラ１６０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。コントローラ１６０は、モーションセンサ１３０を含み得る。

ある局面において、コンピュータ２００は、インターネットその他のネットワーク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その他のコンピュータと通信可能である。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。

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（Light Emitting Diode）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。また、ＨＭＤ装置１１０は、透過型表示装置を備えていても良い。この場合、当該透過型表示装置は、その透過率を調整することにより、一時的に非透過型の表示装置として構成可能であってもよい。また、視野画像は仮想空間を構成する画像の一部に、現実空間を提示する構成を含んでいてもよい。例えば、ＨＭＤ装置１１０に搭載されたカメラで撮影した画像を視野画像の一部に重畳して表示させてもよいし、当該透過型表示装置の一部の透過率を高く設定することにより、視野画像の一部から現実空間を視認可能にしてもよい。

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。

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。別の局面において、コントローラ１６０は、仮想現実を提供する空間に配置されるオブジェクトの位置や動きを制御するためにユーザ１９０によって与えられる操作を受け付ける。

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。

［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またはモーションセンサ１３０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 M ultimedia 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にアクセスし、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。

［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。

［コントローラ］
図８を参照して、コントローラ１６０の一例について説明する。図８は、ある実施の形態に従うコントローラ１６０の概略構成を表す図である。

図８の分図（Ａ）に示されるように、ある局面において、コントローラ１６０は、右コントローラ８００と左コントローラとを含み得る。右コントローラ８００は、ユーザ１９０の右手で操作される。左コントローラは、ユーザ１９０の左手で操作される。ある局面において、右コントローラ８００と左コントローラとは、別個の装置として対称に構成される。したがって、ユーザ１９０は、右コントローラ８００を把持した右手と、左コントローラを把持した左手とをそれぞれ自由に動かすことができる。別の局面において、コントローラ１６０は両手の操作を受け付ける一体型のコントローラであってもよい。以下、右コントローラ８００について説明する。

右コントローラ８００は、グリップ３０と、フレーム３１と、天面３２とを備える。グリップ３０は、ユーザ１９０の右手によって把持されるように構成されている。例えば、グリップ３０は、ユーザ１９０の右手の掌と３本の指（中指、薬指、小指）とによって保持され得る。

グリップ３０は、ボタン３３，３４と、モーションセンサ１３０とを含む。ボタン３３は、グリップ３０の側面に配置され、右手の中指による操作を受け付ける。ボタン３４は、グリップ３０の前面に配置され、右手の人差し指による操作を受け付ける。ある局面において、ボタン３３，３４は、トリガー式のボタンとして構成される。モーションセンサ１３０は、グリップ３０の筐体に内蔵されている。なお、ユーザ１９０の動作がカメラその他の装置によってユーザ１９０の周りから検出可能である場合には、グリップ３０は、モーションセンサ１３０を備えなくてもよい。

フレーム３１は、その円周方向に沿って配置された複数の赤外線ＬＥＤ３５を含む。赤外線ＬＥＤ３５は、コントローラ１６０を使用するプログラムの実行中に、当該プログラムの進行に合わせて赤外線を発光する。赤外線ＬＥＤ３５から発せられた赤外線は、右コントローラ８００と左コントローラ（図示しない）との各位置や姿勢（傾き、向き）を検出するために使用され得る。図８に示される例では、二列に配置された赤外線ＬＥＤ３５が示されているが、配列の数は図８に示されるものに限られない。一列あるいは３列以上の配列が使用されてもよい。

天面３２は、ボタン３６，３７と、アナログスティック３８とを備える。ボタン３６，３７は、プッシュ式ボタンとして構成される。ボタン３６，３７は、ユーザ１９０の右手の親指による操作を受け付ける。アナログスティック３８は、ある局面において、初期位置（ニュートラルの位置）から３６０度任意の方向への操作を受け付ける。当該操作は、例えば、仮想空間２に配置されるオブジェクトを移動するための操作を含む。

ある局面において、右コントローラ８００および左コントローラは、赤外線ＬＥＤ３５その他の部材を駆動するための電池を含む。電池は、充電式、ボタン型、乾電池型等を含むが、これらに限定されない。別の局面において、右コントローラ８００と左コントローラは、例えば、コンピュータ２００のＵＳＢインターフェイスに接続され得る。この場合、右コントローラ８００および左コントローラは、電池を必要としない。

図８の分図（Ａ）および分図（Ｂ）に示されるように、例えば、ユーザ１９０の右手８１０に対して、ヨー、ロール、ピッチの各方向が規定される。ユーザ１９０が親指と人差し指とを伸ばした場合に、親指の伸びる方向がヨー方向、人差し指の伸びる方向がロール方向、ヨー方向の軸およびロール方向の軸によって規定される平面に垂直な方向がピッチ方向として規定される。

図９を参照して、仮想空間２に配置されるグリッドについて説明する。図９は、仮想空間２のうちの視界領域２３にオブジェクトが配置されている状態を表す図である。

ある実施の形態において、視界領域２３には、オブジェクト９１０が配置されている。オブジェクト９１０は、例えば、ブロック、木、建物その他仮想空間２において操作可能な物体である。仮想空間２のｘ−ｙ平面には、グリッド９４０が配置されている。オブジェクト９１０は、グリッド９４０のマス目に配置されている。

ユーザ１９０の右手に対応する手オブジェクト９３０が予め定められた操作を行なうと、新たにオブジェクト９２０が視界領域２３に出現する。ユーザ１９０は、仮想空間２において、手オブジェクト９３０を動かして、オブジェクト９２０を把持できる。手オブジェクト９３０が、グリッド９５０を配置するために予め定められた操作を行なうと、その操作に応じた信号はコントローラ１６０からコンピュータ２００に送られる。

コンピュータ２００のプロセッサ１０は、その信号を受信したことを検知すると、グリッド９５０を仮想空間２に配置するための信号を生成し、ＨＭＤ装置１１０にその信号を送信する。ＨＭＤ装置１１０は、その信号に基づいて画像をモニタ１１２に表示する。ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０は、その画像を視認すると、仮想空間２にグリッド９５０が配置されていると認識し得る。

ある局面において、グリッド９５０は、新たに配置されるべきものとして出現したオブジェクト９２０の奥側に配置される。視界領域２３において、仮想ユーザはオブジェクト９２０を移動させつつ、意図した場所にオブジェクト９２０を配置する。グリッド９５０は、ｘ−ｚ平面に平行である。別の局面において、グリッド９５０は、仮想空間２に配置されるオブジェクトの大きさに応じて予め規定されたマス目を含む。例えば、複数の異なるサイズを有する各オブジェクトが仮想空間２に配置可能な場合には、そのオブジェクトに応じたマス目を有するグリッド９５０が表示されてもよい。

図１０を参照して、グリッド９５０の移動について説明する。図１０は、仮想空間２の視界領域２３に配置されているグリッド９５０の移動の一態様を表す図である。

状態（Ａ）に示されるように、ある局面において、オブジェクト９２０が新たに視界領域２３に配置される。ユーザ１９０の手の現実空間における実際の動作に基づく手オブジェクト９３０が予め定められた操作を行なった場合に、あるいは、仮想空間２を提供するプログラムのストーリーが予め定められた条件を満たした場合に、オブジェクト９２０は視界領域２３に配置される。

現実空間においてユーザ１９０が右手を動かすと、その動きを検知したコントローラ１６０から出力される信号に応じて、手オブジェクト９３０も移動する。

例えば、プロセッサ１０は、手オブジェクト９３０の移動に応じてコントローラ１６０から出力される信号と、視界領域２３における各オブジェクトの配置情報としてメモリ１１によって保持されているデータとに基づいて、手オブジェクト９３０がオブジェクト９２０に接近していることを検知する。プロセッサ１０は、手オブジェクト９３０とオブジェクト９２０との間隔が視界領域２３において予め定められた距離以下であることを検知すると、グリッド９５０をｘ−ｚ平面に平行に配置する。視界領域２３を認識している仮想ユーザは、グリッド９５０のマス目を参考にして、仮想空間２においてオブジェクト９２０の場所を移動できる。また、現実空間と異なり仮想空間２では重力を考慮する必要がないため、ある局面においては、仮想ユーザは、グリッド９５０のマス目に沿って、オブジェクト９２０を仮想空間２の空中に配置することもできる。

状態（Ｂ）に示されるように、グリッド９５０は、手オブジェクト９３０の動きに連動して移動する。例えば、手オブジェクト９３０が仮想ユーザから離れる方向に（視界領域２３の奥に向かって）伸びると、グリッド９５０も仮想ユーザから遠ざかるように、ｙ軸方向に移動する。逆に、手オブジェクト９３０が仮想ユーザに向かうように移動すると、グリッド９５０も仮想ユーザに近づくように移動する。

例えば、手オブジェクト９３０が予め定められた操作を仮想空間２において行なうと、その操作を検知したコントローラ１６０は、コンピュータ２００にその検知信号を送信する。その操作が、グリッド９５０を非表示にするための操作である場合には、コンピュータ２００のプロセッサ１０は、仮想空間２にグリッド９５０を配置するために出力されていた画像信号を含まない信号をＨＭＤ装置１１０に出力する。モニタ１１２がその信号に基づいて、グリッド９５０が含まれない画像を表示すると、ユーザ１９０はグリッド９５０が非表示になったと認識し得る。

［ＨＭＤ装置の制御装置］
図１１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１１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１１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、ガイドオブジェクト制御モジュール２３３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、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの頭の向きに応じて、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に配置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配置される森、山その他を含む風景、動物等を含み得る。

ガイドオブジェクト制御モジュール２３３は、ガイドオブジェクトを仮想空間２に配置する。ある局面において、ガイドオブジェクトは、例えば、グリッド９４０，９５０のように、マス目を有するオブジェクトとして仮想空間２に配置される。別の局面において、ガイドオブジェクトは、グリッドではなく、定規その他の目盛を有するオブジェクトとして構成されてもよい。なお、ガイドオブジェクトは、グリッド９４０，９５０のように絶対座標に基づく位置を示すものに限られない。例えば、既に配置されているオブジェクト９１０を原点としたグリッド、定規その他のガイドオブジェクトが視界領域２３に配置されてもよい。

別の局面において、ガイドオブジェクト制御モジュール２３３は、仮想空間２における手オブジェクト９３０その他の操作オブジェクトの操作に応じて、グリッド９５０その他のガイドオブジェクトの位置を変更し得る。

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配置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、例えば、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。別の局面において、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、各処理を実現する回路素子の組み合わせとしても実現され得る。

コンピュータ２００における処理は、ハードウェアと、プロセッサ１０により実行されるソフトウェアとによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスクその他のメモリモジュール２４０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭその他のコンピュータ読み取り可能な不揮発性のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、当該ソフトウェアは、インターネットその他のネットワークに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、光ディスク駆動装置その他のデータ読取装置によってデータ記録媒体から読み取られて、あるいは、通信制御モジュール２５０を介してサーバ１５０その他のコンピュータからダウンロードされた後、記憶モジュールに一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ１０によって記憶モジュールから読み出され、実行可能なプログラムの形式でＲＡＭに格納される。プロセッサ１０は、そのプログラムを実行する。

図１１に示されるコンピュータ２００を構成するハードウェアは、一般的なものである。したがって、本実施の形態に係る最も本質的な部分は、コンピュータ２００に格納されたプログラムであるともいえる。なお、コンピュータ２００のハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。

なお、データ記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integr ated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Electronically Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronicall y Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する不揮発性のデータ記録媒体でもよい。

ここでいうプログラムとは、プロセッサ１０により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含み得る。

［制御構造］
図１２および図１３を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ２００の制御構造について説明する。図１２は、ＨＭＤシステム１００が実行する処理を表わすフローチャートである。図１３は、コンピュータ２００のプロセッサ１０が実行する処理を表わすフローチャートである。

図１２を参照して、ステップＳ１２１０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し、仮想空間を定義する。

ステップＳ１２２０にて、プロセッサ１０は、仮想カメラ１を初期化する。例えば、プロセッサ１０は、メモリのワーク領域において、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Ｓ１２３０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Ｓ１２３２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Ｓ１２３４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Ｓ１２４０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にオブジェクトを配置する。

ステップＳ１２４２にて、コントローラ１６０は、現実空間におけるユーザ１９０の操作を検出する。例えば、ある局面において、コントローラ１６０の一態様である右コントローラ８００は、ユーザ１９０によってボタン３６、３７またはアナログスティック３８が押下されたことを検出する。検出内容を示す信号は、コンピュータ２００に送られる。

ステップＳ１２５０にて、プロセッサ１０は、仮想空間２におけるオブジェクトの表示制御を実行する。例えば、プロセッサ１０は、オブジェクト９１０を視界領域２３に配置するための視界画像データを生成し、その視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２が、その視界画像データに基づいて画像を表示すると（ステップＳ１２９０）、ユーザ１９０は、オブジェクトが視界領域２３に配置されていることを認識し得る。

ステップＳ１２６０にて、プロセッサ１０は、ガイドオブジェクトの表示制御を実行する。例えば、プロセッサ１０は、グリッド９４０，９５０を視界領域２３に配置するための視界画像データを生成し、その視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２が、その視界画像データに基づいて画像を表示すると（ステップＳ１２９０）、ユーザ１９０は、グリッド９４０，９５０が視界領域２３に配置されていることを認識し得る。

ステップＳ１２７０にて、プロセッサ１０は、オブジェクトの配置制御を実行する。例えば、プロセッサ１０は、ユーザ１９０のコントローラ１６０の動作に応じて、視界領域２３に配置されているオブジェクト９１０，９２０の位置を変更し得る。例えば、仮想ユーザの手オブジェクト９３０がオブジェクト９２０をグリッド９５０のいずれかのマス目に配置する操作を行なうと、オブジェクト９２０は、そのマス目に配置される。オブジェクト９１０，９２０が配置される場所が変更された場合には、プロセッサは、変更後の場所にオブジェクト９１０，９２０を配置するための視界画像データを生成し、その視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２が、その視界画像データに基づいて画像を表示すると（ステップＳ１２９０）、ユーザ１９０は、オブジェクト９１０，９２０の配置が変わったことを認識し得る。

ステップＳ１２８０にて、プロセッサ１０は、ガイドオブジェクトの非表示制御を実行する。例えば、ユーザ１９０が望む場所にオブジェクト９２０を配置する操作が完了すると、プロセッサ１０は、視界領域２３に配置されていたグリッド９４０，９５０が含まれない視界画像データを生成し、ＨＭＤ装置１１０に送信する。ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２が、その視界画像データに基づいて画像を表示すると（ステップＳ１２９０）、ユーザ１９０は、グリッド９４０，９５０が消えたことを認識し得る。

図１３を参照して、ステップＳ１３１０にて、プロセッサ１０は、メモリ１１に格納されているアプリケーションプログラムの実行を開始する。

ステップＳ１３２０にて、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２を表示するための画像データを生成し、その画像データをＨＭＤ装置１１０に送信する。モニタ１１２がその画像データに基づく画像を表示すると、ＨＭＤ装置１１０を装着しているユーザ１９０は、仮想空間２を認識し得る。さらに、プロセッサ１０はアプリケーションプログラムの構成に応じて、仮想空間２に配置される背景オブジェクト（例えば、山その他の背景等）を配置するためのデータを生成し得る。コンピュータ２００は、このデータをＨＭＤ装置１１０に送信する。

ステップＳ１３３０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、ユーザ１９０による配置対象となるオブジェクト９１０，９２０を視界領域２３に配置するための視界画像データを生成する。コンピュータ２００は、その視界画像データをＨＭＤ装置に送信する。

ステップＳ１３４０にて、プロセッサ１０は、ガイドオブジェクト制御モジュール２３３として、現実空間におけるユーザ１９０の動作に基づいて、仮想空間２のｚ軸に（ｘ−ｙ平面に）平行な平面のグリッド９５０を仮想空間２に配置するための視界画像データを生成する。プロセッサ１０は、その視界画像データを入出力インターフェイス１３を介して、ＨＭＤ装置１１０に送信する。

ステップＳ１３５０にて、プロセッサ１０は、ガイドオブジェクト制御モジュール２３３として、現実空間におけるユーザ動作に応じて動く手オブジェクト９３０の動きに連動して、平面のグリッド９５０を前後に（Ｙ軸に平行に）移動するための視界画像データを生成する。

ステップＳ１３６０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、現実空間におけるユーザ１９０の動作に基づく手オブジェクト９３０によって指示された場所にオブジェクト９２０を配置する。より具体的には、プロセッサ１０は、ユーザ１９０が保持する右コントローラ８００の移動を検知し、その検知結果と、グリッド９５０を配置するためのデータとに基づいて、仮想空間２におけるオブジェクト９２０とグリッド９５０との位置関係を特定する。プロセッサ１０は、その位置関係に基づき、オブジェクト９２０をグリッド９５０のいずれかのマス目に配置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。

ステップＳ１３７０にて、プロセッサ１０は、ガイドオブジェクト制御モジュール２３３として、ユーザ１９０が選択した場所にオブジェクト９２０が配置されたことに基づいて、視界領域２３に表示されていたガイドオブジェクト（グリッド９４０，９５０）を非表示にする。

［ガイドオブジェクトの配置態様］
図１４〜図１８を参照して、仮想空間２におけるガイドオブジェクトの配置について説明する。図１４〜図１８は、それぞれ、仮想空間２にオブジェクト１４１０が配置されている状態を表す図である。より詳しくは、分図（Ａ）は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０によって視認される視界画像を表す。分図（Ｂ）は、仮想空間２を上方から見た図を表す。

図１４の分図（Ａ）に示されるように、ある局面において、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０は、視界画像１４００を視認している。視界画像１４００には、オブジェクト１４１０が含まれている。分図（Ｂ）に示されるように、オブジェクト１４１０は、仮想カメラ１の視野の範囲に配置されている。この状態では、視界画像１４００を認識したユーザは、他のオブジェクトを配置する場合に、当該他のオブジェクトを配置するための位置決め情報を有していない。

図１５を参照して、コントローラ１６０を保持したユーザが、ガイドオブジェクトを仮想空間２に配置するために予め定められた操作を行なうと、コンピュータ２００は、ガイドオブジェクトを配置するための視界画像データを生成し、ＨＭＤ装置１１０に視界画像データを送信する。ＨＭＤ装置１１０が、視界画像データに基づいてモニタ１１２に画像を表示すると、ユーザ１９０はガイドオブジェクトを認識し得る。

例えば、図１５の分図（Ａ）に示されるように、ユーザ１９０は視界画像１５００を視認し得る。視界画像１５００には、オブジェクト１４１０に加えて、ガイドオブジェクトとしてグリッド９５０が配置されている。グリッド９５０は、オブジェクト１４１０の位置に合わせて、ｕ−ｖ平面に平行に配置される。

分図（Ｂ）に示されるように、ある局面において、グリッド９５０は、仮想カメラ１とオブジェクト１４１０との間に配置され得る。例えば、ユーザ１９０がコントローラ１６０を用いて、新たなオブジェクトを仮想空間２に出現させるための操作を行なうと、当該新たなオブジェクトの配置を支援するためのグリッド９５０がオブジェクト１４１０の近傍に配置される。

図１６を参照して、グリッド９５０の配置の他の態様について説明する。分図（Ａ）に示されるように、オブジェクト１４１０とグリッド９５０とが仮想空間２に配置されている場合、ユーザ１９０は、その配置に応じて視界画像１６００を認識し得る。オブジェクト１４１０や新たに配置される予定の他のオブジェクトの形状あるいは色によっては、グリッド９５０その他のガイドオブジェクトは、オブジェクト１４１０と仮想カメラ１との間ではなく、仮想ユーザから見てオブジェクト１４１０の後方に配置されることが望ましい。このようにすると、ユーザ１９０は、分図（Ａ）に示される視界画像１６００を見ながら、他のオブジェクトを配置し易くなる。

そこで、図１７を参照して、新たなオブジェクトの配置についてさらに説明する。分図（Ａ）に示されるように、オブジェクト１４１０に加えて、仮想空間２に配置されるべき新たなオブジェクト１７１０が表示されている。たとえば、ユーザ１９０がコントローラ１６０を操作すると、その操作に基づいて、コンピュータ２００は、オブジェクト１７１０を仮想空間２に配置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。ＨＭＤ装置１１０が、視界画像データに基づく画像をモニタ１１２に表示すると、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザは、オブジェクト１７１０が出現した視界画像１７００を認識し得る。

分図（Ｂ）に示されるように、仮想ユーザが手オブジェクトを用いて、グリッド９５０のマス目を参照しながらオブジェクト１７１０の場所を決定すると、オブジェクト１７１０は、既に配置されていたオブジェクト１４１０のスキマに配置される。新たなオブジェクトの配置が終了すると、グリッド９５０その他のガイドオブジェクトは不要になる。そこで、仮想空間２におけるオブジェクトの配置が終了したことに基づいて、ガイドオブジェクトの配置が終了する。

ある局面において、コンピュータ２００は、例えば、コントローラ１６０の操作に基づいて、仮想空間２におけるオブジェクト１７１０の配置が完了し、ほかに配置されるべきオブジェクトがないことを検知する。別の局面において、コンピュータ２００は、仮想空間２を提供するために実行されているプログラムの進行に合わせて、オブジェクトの配置を終了すると判断し得る。コンピュータ２００は、オブジェクトの配置が行なわれなくなったことを検知すると、仮想空間２におけるガイドオブジェクトの配置を終了する。例えば、コンピュータ２００は、ガイドオブジェクトが含まれない視界画像を表示するための視界画像データを生成し、その視界画像データをＨＭＤ装置１１０に送信るす。ＨＭＤ装置１１０は、そのしか画像データに基づく画像をモニタ１１２に表示する。ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０がその画像を視認すると、グリッド９５０の表示が消えていることを検知する。

例えば、図１８の分図（Ａ）に示されるように、視界画像１８００は、既に配置されていたオブジェクト１４１０と、新たに配置されたオブジェクト１７１０を含むが、これまで配置されていたグリッド９５０を含まない。分図（Ｂ）に示されるように、仮想空間２をｘ−ｚ平面の上方から見ると、スキマがあったオブジェクト１４１０の当該スキマに、オブジェクト１７１０が配置されている。

以上より、本明細書に開示された主題は、例えば、以下のような構成として示される。
［構成１］
ある実施の形態に従うと、ＨＭＤ装置１１０によって提供される仮想空間２において入力を支援するために、コンピュータ２００のプロセッサ１０によって実行される方法が提供される。当該入力は、仮想空間２に配置されるオブジェクトの場所を変更するための操作入力を含み得る。この方法は、仮想空間２で配置される場所を変更可能なオブジェクト９２０を仮想空間２に表示するステップと、配置されたオブジェクト９２０の場所を変更するための操作を受け付けるステップと、オブジェクトの位置決めのためのガイドオブジェクト（例えば、グリッド９５０）を仮想空間２に表示するステップと、操作に応じてオブジェクト９２０を仮想空間内で移動するステップと、オブジェクト９２０の移動に連動して、ガイドオブジェクトを移動するステップとを含む。

［構成２］好ましくは、ガイドオブジェクトを表示するステップは、仮想空間２における鉛直方向（ｘ−ｚ平面）に平行なグリッド９５０を表示するステップを含む。

［構成３］好ましくは、ガイドオブジェクトを表示するステップは、仮想空間２におけるｘ−ｙ平面に平行なグリッド９４０を表示するステップをさらに含む。

［構成４］好ましくは、ｘ−ｙ平面に平行なグリッド９４０を表示するステップは、仮想空間２の状態が予め定められた状態になるまで、グリッド９４０を表示することを含む。予め定められた状態は、例えば、仮想空間２に新たに出現したオブジェクトの配置が完了した状態等を含む。グリッド９５０を表示するステップは、オブジェクト９２０の配置が調整されている間、グリッド９５０を表示することを含む。オブジェクト９２０の配置の調整は、例えば、ユーザ１９０の動作に基づく手オブジェクト９３０が仮想空間２においてオブジェクト９２０を保持しながら、ユーザ１９０の意図する場所に配置することを含む。

［構成５］好ましくは、上記方法は、上記の構成に加えて、操作が受け付けられたことに応答して、オブジェクトを移動する操作を行なうための操作オブジェクト（例えば、手オブジェクト９３０）を表示するステップをさらに含む。仮想空間２における鉛直方向に平行なグリッド９５０を表示するステップは、オブジェクト９２０が操作オブジェクトによって保持されている間、グリッド９５０を表示することを含む。

［構成６］好ましくは、上記方法は、操作オブジェクトの動きに応じてガイドオブジェクトにより特定される場所にオブジェクト９２０を配置するステップをさらに含む。

［構成７］好ましくは、操作オブジェクトを表示するステップは、両手、両足または二本の指のいずれかに対応するボディオブジェクトを表示するステップを含む。オブジェクトを仮想空間内で移動するステップは、ボディオブジェクトがオブジェクトを拘束するステップと、拘束されたオブジェクトを移動するステップとを含む。

［構成８］好ましくは、ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザの四肢の状態を検出するステップをさらに含む。ボディオブジェクトを表示するステップは、四肢の状態に応じてボディオブジェクトを表示することを含む。

［構成９］好ましくは、操作オブジェクトを表示するステップは、オブジェクトが移動中の場合に、当該オブジェクトを拘束する態様で操作オブジェクトを表示することと、オブジェクトの配置が完了した後に、当該オブジェクトを解放する態様で操作オブジェクトを表示することとを含む。

［構成１０］好ましくは、オブジェクトを表示するステップは、操作オブジェクトの近傍に当該オブジェクトを表示することを含む。

［構成１１］好ましくは、上記の方法は、オブジェクトの場所の変更を確定するステップと、場所の変更が確定されたことに応答して、ガイドオブジェクトを非表示にするステップとをさらに含む。

［構成１２］好ましくは、オブジェクトを配置するステップは、仮想空間の空中にオブジェクトを配置するステップを含む。

［構成１３］好ましくは、オブジェクトが仮想空間に表示されている時のモードは、オブジェクトの場所を変更できる第１のモードと、オブジェクトの場所を変更できない第２のモードとを含む。ガイドオブジェクトを仮想空間に表示するステップは、第１のモードにおいてガイドオブジェクトを表示するステップを含む。

［構成１４］好ましくは、第１のモードにおいてガイドオブジェクトを表示するステップは、操作が受け付けられた場合に、ガイドオブジェクトを表示するステップを含む。

［構成１５］好ましくは、オブジェクトを仮想空間に表示するステップは、オブジェクトのサイズを変更して、サイズが変更されたオブジェクトを表示するステップを含む。ガイドオブジェクトを仮想空間に表示するステップは、オブジェクトのサイズが変更された場合に、ガイドオブジェクトのスケールを変更することなくガイドオブジェクトを表示することを含む。

［構成１６］好ましくは、オブジェクトを仮想空間に表示するステップは、オブジェクトのサイズを変更して、変更後のサイズで当該オブジェクトを表示するステップを含む。ガイドオブジェクトを仮想空間に表示するステップは、オブジェクトのサイズが変更されることに応じて、ガイドオブジェクトのスケールを変更して変更後のスケールを有するガイドオブジェクトを表示することを含む。

［構成１７］ある実施の形態に従うと、上記のいずれかの構成に記載の方法をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

［構成１８］ある実施の形態に従うと、仮想空間において入力を支援するための装置が提供される。この装置は、上記のプログラムを格納したメモリと、当該メモリに結合され、当該プログラムを実行するためのプロセッサとを備える。

（実施の形態の効果）
以上のようにして、本実施の形態によれば、仮想空間２にオブジェクトを配置する際に、グリッド９５０その他のガイドオブジェクトが一時的に視界領域２３に配置される。ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０は、ガイドオブジェクトを参照しながら、仮想空間２にオブジェクトを配置できるので、意図する場所への配置が容易に実現され得る。

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、３０グリップ、３１フレーム、３２天面、３３，３４，３６，３７ボタン、３５赤外線ＬＥＤ、３８アナログスティック、１００システム、１１０装置、１１２モニタ、１１４，１２０センサ、１３０モーションセンサ、１４０注視センサ、１
５０サーバ、１６０コントローラ、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ガイドオブジェクト制御モジュール、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、８００右コントローラ、８１０右手、９１０，９２０，１４１０，
１７１０オブジェクト、９３０手オブジェクト、９４０，９５０グリッド。

Claims

ヘッドマウントディスプレイ装置によって提供される仮想空間において入力を支援するための方法であって、
前記仮想空間で配置される場所を変更可能なオブジェクトを前記仮想空間に表示するステップと、
前記表示されたオブジェクトの場所を変更するための操作を受け付けるステップと、
前記オブジェクトの位置決めのためのガイドオブジェクトを前記仮想空間に表示するステップと、
前記操作に応じて前記オブジェクトを前記仮想空間内で移動するステップと、
前記オブジェクトの移動に連動して、前記ガイドオブジェクトを移動するステップとを含む、方法。
前記ガイドオブジェクトを表示するステップは、前記仮想空間における鉛直方向に平行なグリッドを表示するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記ガイドオブジェクトを表示するステップは、前記仮想空間における平面に平行なグリッドを表示するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
前記平面に平行なグリッドを表示するステップは、前記仮想空間の状態が予め定められた状態になるまで、前記平面に平行なグリッドを表示することを含み、
前記鉛直方向に平行なグリッドを表示するステップは、前記オブジェクトの配置が調整されている間、前記鉛直方向に平行なグリッドを表示することを含む、請求項３に記載の方法。
前記操作が受け付けられたことに応答して、前記オブジェクトを移動する操作を行なうための操作オブジェクトを表示するステップをさらに含み、
前記鉛直方向に平行なグリッドを表示するステップは、前記オブジェクトが前記操作オブジェクトによって保持されている間、前記グリッドを表示することを含む、請求項２〜
４のいずれかに記載の方法。
前記操作オブジェクトの動きに応じて前記ガイドオブジェクトにより特定される場所に前記オブジェクトを配置するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
前記操作オブジェクトを表示するステップは、両手、両足または二本の指のいずれかに対応するボディオブジェクトを表示するステップを含み、
前記オブジェクトを前記仮想空間内で移動するステップは、
前記ボディオブジェクトが前記オブジェクトを拘束するステップと、
前記拘束されたオブジェクトを移動するステップとを含む、請求項５または６に記載の方法。
前記ヘッドマウントディスプレイ装置のユーザの四肢の状態を検出するステップをさらに含み、
前記ボディオブジェクトを表示するステップは、前記四肢の状態に応じて前記ボディオブジェクトを表示することを含む、請求項７に記載の方法。
前記操作オブジェクトを表示するステップは、
前記オブジェクトが移動中の場合に、当該オブジェクトを拘束する態様で前記操作オブジェクトを表示することと、
前記オブジェクトの配置が完了した後に、当該オブジェクトを解放する態様で前記操作オブジェクトを表示することとを含む、請求項５〜８のいずれかに記載の方法。
前記オブジェクトを表示するステップは、前記操作オブジェクトの近傍に当該オブジェクトを表示することを含む、請求項５〜９のいずれかに記載の方法。
前記オブジェクトの場所の変更を確定するステップと、
前記場所の変更が確定されたことに応答して、前記ガイドオブジェクトを非表示にするステップとをさらに含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
前記オブジェクトを配置するステップは、前記仮想空間の空中に前記オブジェクトを配置するステップを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
前記オブジェクトが前記仮想空間に表示されている時のモードは、前記オブジェクトの場所を変更できる第１のモードと、前記オブジェクトの場所を変更できない第２のモードとを含み、
前記ガイドオブジェクトを前記仮想空間に表示するステップは、前記第１のモードにおいて前記ガイドオブジェクトを表示するステップを含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
前記第１のモードにおいて前記ガイドオブジェクトを表示するステップは、前記操作が受け付けられた場合に、前記ガイドオブジェクトを表示するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
前記オブジェクトを前記仮想空間に表示するステップは、前記オブジェクトのサイズを変更して、サイズが変更された前記オブジェクトを表示するステップを含み、
前記ガイドオブジェクトを前記仮想空間に表示するステップは、前記オブジェクトのサイズが変更された場合に、前記ガイドオブジェクトのスケールを変更することなく前記ガイドオブジェクトを表示することを含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
前記オブジェクトを前記仮想空間に表示するステップは、前記オブジェクトのサイズを変更して、変更後のサイズで当該オブジェクトを表示するステップを含み、
前記ガイドオブジェクトを前記仮想空間に表示するステップは、前記オブジェクトのサイズが変更されることに応じて、前記ガイドオブジェクトのスケールを変更して変更後のスケールを有するガイドオブジェクトを表示することを含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
請求項１〜１６のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させる、プログラム。
請求項１７に記載のプログラムを格納したメモリと、
前記メモリに結合され、前記プログラムを実行するためのプロセッサとを備える、仮想空間において入力を支援するための装置。