JP2020067723A - Sole feeling presentation apparatus, sole feeling presentation method and virtual reality system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力制御による充填材料の状態変化現象を利用した仮想現実用の靴型デバイスに関するものである。 The present invention relates to a shoe-shaped device for virtual reality that utilizes a state change phenomenon of a filling material under pressure control.
仮想現実世界の情報をユーザに提示する方法として、映像や音声、手への感覚提示などが提案されてきた。これにより、ユーザは視覚や聴覚だけではなく、触覚についても、目の前にある物体があたかも存在するかのような感触を味わうことができるようになっている。
このような人への感覚提示技術は、仮想現実を用いたゲーム等だけではなく、例えば、テーマパークにおける体感型のアトラクションや、医療施設や介護施設などにおけるリハビリテーション等、様々な分野で必要とされている。
そのため、更なる没入感を向上させるために足へ感覚提示を行うことが求められている。
As a method of presenting information of the virtual reality world to a user, video, audio, and sensory presentation to a hand have been proposed. As a result, the user can experience not only visual and auditory senses, but also tactile sensations as if an object in front of the eyes were present.
Such technology for presenting sensations to people is required not only in games using virtual reality, but also in various fields such as, for example, experience-type attractions in theme parks, rehabilitation in medical facilities, nursing homes, etc. ing.
Therefore, in order to further improve the immersive feeling, it is required to present the sensation to the foot.
足への感覚提示を行う技術としては、株式会社Ｃｅｒｅｖｏ（登録商標）製の“Taclim Shoes”が知られている（非特許文献１を参照）。これは、ＶＲ（virtual reality；仮想現実）空間内の地面の感触をフィードバックするＶＲシューズであり、靴に取り付けられた３つの振動モジュールを用いて感覚提示を行うものである。
“Taclim Shoes”によれば、砂漠や草原、水辺といった空間内の地面の感触を再現できるため、ＶＲの世界をより深く体感することが可能となっている。
しかしながら、上記非特許文献１の“Taclim Shoes”では、振動を用いた感覚提示を行うため、表現できる感覚の幅が狭いという問題がある。例えば、床面の反発力の表現や、砂利と床の相互作用といった複雑な環境再現は困難である。
"Taclim Shoes" manufactured by Cerevo (registered trademark) is known as a technique for presenting sensations to the feet (see Non-Patent Document 1). This is a VR shoe that feeds back the feel of the ground in a VR (virtual reality) space, and presents a sense using three vibration modules attached to the shoe.
According to "Taclim Shoes," it is possible to reproduce the feel of the ground in a space such as a desert, grassland, or a waterfront, so it is possible to experience the world of VR more deeply.
However, in "Taclim Shoes" of Non-Patent Document 1 described above, there is a problem that the range of sensation that can be expressed is narrow because the sensation is presented using vibration. For example, it is difficult to express the repulsive force of the floor surface and reproduce a complicated environment such as the interaction between the gravel and the floor.
一方、内部に収容空間が形成された柔軟性を有する袋体と、上記収容空間に収容された多数の粒状体と、上記収容空間に負圧を作用させる吸引手段とを備えたハンド装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。これは、所謂ジャミング転移現象を用いることで、各粒状体を１つの塊体にして対象物を把持するものであり、これによれば、対象物の形状や大きさが変わっても１つのハンド装置で把持することができ、しかも、対象物に傷をつけることなく把持することが可能である。
しかしながら、ジャミング転移現象を利用したハンド装置は、あくまでも物体を把持するためのものであり、ヒトの足への感覚提示を行うものではない。
On the other hand, there is known a hand device including a flexible bag body having an accommodation space formed therein, a large number of granular bodies accommodated in the accommodation space, and suction means for applying a negative pressure to the accommodation space. (For example, refer to Patent Document 1). This is for grasping an object by making each granular material into one lump by using a so-called jamming transition phenomenon. According to this, one hand is used even if the shape or size of the object changes. It can be gripped by the device and can be gripped without damaging the object.
However, the hand device using the jamming transition phenomenon is for grasping an object to the last, and does not present a sense to the human foot.
上述した“Taclim Shoes”では、振動による感覚提示を行うが、振動パターンは限られているため、表現できる感覚の幅が狭いという問題がある。
そこで、本発明者らは、ジャミング転移現象に注目した。これは粉体の密度変化が流動特性へ影響を与える現象である。この現象を利用することで、粉体の流動特性を任意に変化させることが可能である。
しかしながら、ジャミング転移現象を利用した技術は、物体を把持するハンド装置においては用いられてきたものの、足への感覚提示を行うことには用いられていないのが現状である。
かかる状況に鑑みて、本発明は、ジャミング転移現象を利用して、空間内の接地面の感触を環境変化に合わせて再現する足裏感触提示装置、足裏感触提示方法及び仮想現実システムを提供することを目的とする。
In the above-mentioned “Taclim Shoes”, although the sense is presented by vibration, there is a problem that the range of sense that can be expressed is narrow because the vibration pattern is limited.
Therefore, the present inventors have paid attention to the jamming transition phenomenon. This is a phenomenon in which the change in the density of the powder affects the flow characteristics. By utilizing this phenomenon, it is possible to arbitrarily change the flow characteristics of the powder.
However, although the technique utilizing the jamming transition phenomenon has been used in a hand device that grips an object, it is not currently used in presenting a sense to the foot.
In view of such a situation, the present invention provides a sole feel presentation device, a sole feel presentation method, and a virtual reality system that reproduces the feel of a ground contact surface in a space according to environmental changes by utilizing a jamming transition phenomenon. The purpose is to do.
上記課題を解決すべく、本発明の足裏感触提示装置は、ユーザに対して仮想現実空間内の接地面の足裏感触を再現する足裏感触提示装置であって、仮想現実空間におけるユーザの足の状態を検出する状態検出手段と、ユーザの足裏側に収容空間を形成する１つ以上の柔軟性袋体と該袋体に収容される充填材を有し感触を再現する感触提示手段と、ユーザの足裏に感触提示手段を装着する足裏装着手段と、状態検出手段が検出した足の状態データと、仮想現実空間内の接地面の状態データとから得られる足裏感触データに応じて、収容空間内の圧力を制御する圧力制御手段を備え、ユーザの足裏と袋体とにおける直接的又は間接的な接触状態下で、足裏感触データに応じて、圧力制御手段が、仮想現実空間内の接地面の状態、及び、ユーザの足の状態に合わせ、収容空間内の圧力を変化させる。 In order to solve the above problem, a foot sole presentation device of the present invention is a foot sole presentation device that reproduces a foot sole feeling of a ground plane in a virtual reality space for a user, and State detection means for detecting the state of the foot, one or more flexible bags forming an accommodation space on the sole side of the user, and a feel presenting means for reproducing the feel by having a filler contained in the bags. Depending on the sole feeling data obtained from the sole mounting means for mounting the feel presenting means on the sole of the user, the foot state data detected by the state detecting means, and the ground plane state data in the virtual reality space. The pressure control means for controlling the pressure in the accommodation space, and the virtual pressure control means is controlled by the virtual foot sole feel data under direct or indirect contact between the sole of the user and the bag. The state of the ground plane in the real space and the feet of the user State combined to vary the pressure in the accommodation space.
袋体の収容空間に充填材を収容し、圧力制御手段により収容空間内の圧力を変化させることで、袋体の硬度、密度、体積を変更し、感覚提示を行う。これにより、仮想現実空間内の接地面の感触をリアルに再現することが可能である。
ここで接地面とは、土、砂地、アスファルトなどの地面だけではなく、沼地、マット、草原、雲のように様々な硬度や弾力性を有するもの、坂道や壁面のように傾斜のあるものも含む趣旨で用いている。
また、接地面の足裏感触とは、厳密な意味で足裏が接地面に接触する感触だけを指すのではなく、少なくとも足裏が接地面に接触する感触を含むものであればよい。すなわち、例えば、ユーザが泥濘にはまった状態を再現する場合であれば、足の側部や足背部、更には足首より上の下肢全体に対しても泥濘にはまった感触が得られるような構成としてもよい。
ここで、状態検出手段において検出するユーザの足の状態とは、ユーザの足の位置、向き、速度、加速度等のことである。また、圧力制御手段において、圧力を制御する対象物は、空気などの気体が好適であるが、気体に限られず、例えば、水、油、及びそれらの混合液体などの液体でもよい。圧力制御手段は、収容空間内のこれらの対象物の圧力を制御する。
The hardness, density, and volume of the bag are changed by accommodating the filling material in the accommodating space of the bag and changing the pressure in the accommodating space by the pressure control means, thereby presenting a feeling. This makes it possible to realistically reproduce the feel of the contact surface in the virtual reality space.
Here, not only the ground such as soil, sand, and asphalt, but also the surface having various hardness and elasticity such as marshes, mats, grasslands, and clouds, and sloped surfaces such as slopes and wall surfaces It is used for the purpose of including.
In addition, the sole feel of the ground contacting surface does not only mean a feel of the sole contacting the ground contacting surface in a strict sense, but may include at least a feeling of contacting the sole contacting the ground contacting surface. That is, for example, in the case where the user reproduces a state of being stuck in mud, a configuration in which the user can feel the feeling of being stuck in mud on the side of the foot, the back of the foot, and even the entire lower limb above the ankle May be
Here, the state of the user's foot detected by the state detection means is the position, orientation, speed, acceleration, etc. of the user's foot. Further, in the pressure control means, the object whose pressure is controlled is preferably gas such as air, but is not limited to gas, and may be liquid such as water, oil, and mixed liquid thereof. The pressure control means controls the pressure of these objects in the accommodation space.
本発明の足裏感触提示装置において、状態検出手段は、加速度センサを用いて、足の接地面に当接する前の状態を検出することが好ましい。
足の接地面に当接する前の状態を検出することにより、ユーザの足が接地面に当接する前に、既に接地面の感触が再現された状態を作出することができる。したがって、ユーザの動きに遅れることなく、感覚提示を行うことが可能である。
In the sole feeling presentation device of the present invention, it is preferable that the state detecting unit uses an acceleration sensor to detect a state before the contact with the ground contact surface of the foot.
By detecting the state of the foot before contacting the ground plane, it is possible to create a state in which the feel of the ground plane has already been reproduced before the foot of the user touches the ground plane. Therefore, it is possible to present the senses without delaying the movement of the user.
本発明の足裏感触提示装置は、少なくともアッパー部とソール部を備えた靴型の形状を呈し、袋体は、ソール部に設けられたことが好ましい。
靴型形状とされることにより、誰でも簡単に装着でき、利便性が向上する。また、袋体がソール部に設けられることにより、足裏の感覚提示を効果的に行うことができる。なお、充填材はその種類によって様々な感触を有することから、多様な感覚提示を行うために、ソール部は脱着自在としてもよい。また、これとは逆に、足裏感触提示装置の耐久性及び安定性を高めるために、ソール部を足裏感触提示装置から取り外しできない構成としてもよい。更に、多様な感覚提示を行いつつ、耐久性及び安定性を高めるために、袋体につき充填材の入れ替えが容易な構成としてもよい。
The sole feel presentation device of the present invention preferably has a shoe shape including at least an upper portion and a sole portion, and the bag body is preferably provided on the sole portion.
The shoe shape makes it easy for anyone to wear and improves convenience. Further, by providing the bag body to the sole portion, it is possible to effectively present the sensation of the sole of the foot. Since the filler has various feels depending on its type, the sole portion may be detachable in order to present various senses. On the contrary, in order to enhance the durability and stability of the sole feel presentation device, the sole portion may not be removable from the sole feel presentation device. Furthermore, in order to improve durability and stability while presenting various sensations, the bag may have a configuration in which the filler can be easily replaced.
本発明の足裏感触提示装置において、袋体は、ユーザの足裏側において、水平方向に複数設けられ、又は、水平方向に区切られた領域に設けられたことでもよい。
例えば、足指部と足踵部に独立した袋体が設けられていると、袋体毎に異なる圧力とすることも可能であるため、多様な感覚提示が可能となる。
In the foot sole presentation device of the present invention, a plurality of bags may be provided in the horizontal direction on the sole side of the user, or may be provided in a horizontally partitioned area.
For example, if the toes and the heel are provided with independent bags, different pressures can be applied to the bags, so that various sensations can be presented.
本発明の足裏感触提示装置において、袋体は、ユーザの足裏側において、垂直方向に区切られた領域に複数積層されたことでもよい。
袋体が上下に積層されることにより、より複雑な環境の再現が可能となる。
In the foot sole feel presenting apparatus of the present invention, a plurality of bags may be laminated in a vertically partitioned area on the sole side of the user.
By stacking the bags on top of each other, a more complicated environment can be reproduced.
本発明の足裏感触提示装置において、袋体は、ユーザの足裏側において、垂直方向に区切られた領域に複数積層された少なくとも１層の領域内で、水平方向に複数設けられ、又は、水平方向に区切られた領域に設けられたことでもよい。
水平方向だけではなく、上下にも複数の袋体が積層されることにより、よりリアルな感覚提示が可能となる。また、袋体毎に異なる充填材を充填することにより、さらに複雑な感覚提示が可能となる。
In the foot sole presentation device of the present invention, a plurality of bags are provided in the horizontal direction in a region of at least one layer that is stacked in a plurality of vertically separated regions on the sole side of the user, or horizontally. It may be provided in a region divided in the direction.
By stacking a plurality of bags not only in the horizontal direction but also above and below, a more realistic sensation can be presented. Further, by filling different filling materials for each bag, it is possible to present a more complicated sensation.
本発明の足裏感触提示装置において、袋体は、ユーザの足裏側において、水平方向に、足指部及び足踵部の２つの領域に設けられたことでもよいし、足指部、足踵部、土踏まず部、外側縦アーチ部、内側縦アーチ部の５つの領域に設けられたことでもよい。
感覚提示を行う領域を細かく区切ることにより、より複雑な環境を再現することが可能である。例えば、袋体が足指部及び足踵部の２つの領域に設けられた場合には、足指部の圧力を高くし、足踵部の圧力を低くすることで上り坂を表現することが可能である。
また、足指部、足踵部、土踏まず部、外側縦アーチ部、内側縦アーチ部の５つの領域に設けられた場合、各領域の圧力をランダムに設定することで凸凹道を表現するといったことも可能である。
In the foot sole presentation device of the present invention, the bag body may be provided horizontally in two regions of the toe part and the heel part on the sole side of the user, or the toe part and the heel part. It may also be provided in five areas, namely, the section, the arch section, the outer vertical arch section, and the inner vertical arch section.
It is possible to reproduce a more complicated environment by dividing the area in which the sensation is presented in detail. For example, when the bag body is provided in the two regions of the toes and the heels, it is possible to express the uphill by increasing the pressure of the toes and lowering the pressure of the heels. It is possible.
In addition, when it is provided in five areas of the toe part, the heel part, the arch part, the outer longitudinal arch part, and the inner longitudinal arch part, it is possible to express the uneven road by randomly setting the pressure of each region. Is also possible.
本発明の足裏感触提示装置において、感触提示手段には、袋体又はユーザの足の少なくとも何れかを振動させる振動モジュールが設けられたことでもよい。
振動モジュールが設けられることにより、表現の幅が拡がり多様な感覚提示が可能となる。袋体を振動させる振動モジュールが設けられる場合には、袋体に当接して設けられることが好ましい。また、ユーザの足を直接振動させる振動モジュールが設けられる場合には、例えば、足指部、足踵部、足背部等に設けられる構成が考えられる。
In the foot sole presenting device of the present invention, the tactile presenting means may be provided with a vibration module that vibrates at least one of the bag body and the user's foot.
By providing the vibration module, the range of expression can be expanded and various sensations can be presented. When the vibration module for vibrating the bag is provided, it is preferably provided in contact with the bag. Further, when a vibration module that directly vibrates the user's foot is provided, for example, a configuration provided on the toe portion, the heel portion, the back of the foot, or the like is considered.
本発明の足裏感触提示装置において、袋体内部の充填材にはクッションビーズやスポンジ、棉などを用いることが可能であるが、中でも充填材は、流動可能な枕ビーズや発泡スチロールビーズである事が好ましい。
流動可能な粒状充填材が用いられることにより、接地面の感触をより正確に再現することが可能となる。
なお、充填材は、１つの袋体の中に複数種類の材料を充填する構成でもよい。
In the sole feel presentation device of the present invention, it is possible to use cushion beads, sponge, cotton or the like as the filling material inside the bag body, but among them, the filling material is flowable pillow beads or expanded polystyrene beads. Is preferred.
By using the flowable granular filler, it is possible to more accurately reproduce the feel of the ground contact surface.
The filling material may be configured such that one bag body is filled with a plurality of types of materials.
本発明の足裏感触提示装置において、袋体とユーザの足が間接的に接触する場合には、袋体とユーザの足の間に設けられる部材の素材は、薄板状エラストマー材料であることが好ましい。
薄板状エラストマー材料が用いられることにより、内部空間内の圧力を一定に保つと共に、充填材から得られる感触を損ねることなく、接地面の感触をより正確に再現することが可能となる。
In the sole sensation providing apparatus of the present invention, when the bag body and the user's foot indirectly contact, the material of the member provided between the bag body and the user's foot is a thin plate-like elastomer material. preferable.
By using the thin plate-like elastomer material, it is possible to keep the pressure in the internal space constant and to more accurately reproduce the feel of the ground contact surface without impairing the feel obtained from the filler.
本発明の足裏感触提示方法は、ユーザに対して仮想現実空間内の接地面の足裏感触を再現する足裏感触提示方法であって、下記ステップを備える。
１）仮想現実空間におけるユーザの足の状態を検出する状態検出ステップ、
２）ユーザの足裏と袋体とにおける直接的又は間接的な接触状態下で、足の状態データと、仮想現実空間内の接地面の状態データとから得られる足裏感触データに応じて、収容空間内の圧力を制御する圧力制御ステップ。
The foot sole feeling presenting method of the present invention is a foot sole feeling presenting method for reproducing the foot sole feeling of the ground contact surface in the virtual reality space, and includes the following steps.
1) a state detection step of detecting the state of the user's foot in the virtual reality space,
2) Depending on the foot sole feel data obtained from the foot state data and the ground plane state data in the virtual reality space under a direct or indirect contact state between the user's sole and the bag, A pressure control step for controlling the pressure in the accommodation space.
本発明の仮想現実システムは、ユーザに対して仮想現実空間内の接地面の足裏感触を再現する仮想現実システムであって、仮想現実空間におけるユーザの足の状態を検出する状態検出手段と、ユーザの足裏側に収容空間を形成する１つ以上の柔軟性袋体と該袋体に収容される充填材を有し感触を再現する感触提示手段と、ユーザの足裏に感触提示手段を装着する足裏装着手段と、状態検出手段において検出した足の状態データを受信し、該状態データを仮想現実サービス提供サーバへ送信し、かつ、仮想現実サービス提供サーバから足裏感触データを受信するデータ送受信手段と、足裏感触データに応じて収容空間内の圧力を制御する圧力制御手段と、ユーザが仮想現実空間内を視覚的に認識し得る映像提示手段と、ユーザが仮想現実空間内を聴覚的に認識し得る音声提示手段と、データ送受信手段、映像提示手段、及び音声提示手段と有線又は無線で接続された仮想現実サービス提供サーバとを備え、感触提示手段は、少なくとも、内部に収容空間が形成された柔軟性を有する１つ以上の袋体と、収容空間に収容された充填材とを備え、ユーザの足裏と袋体とにおける直接的又は間接的な接触状態下で、足裏感触データを元に、圧力制御手段が、仮想現実空間内の接地面の状態、及び、ユーザの足の状態に合わせ、収容空間内の圧力を変化させると共に、映像提示手段及び音声提示手段により、仮想現実空間内を視覚的及び聴覚的に再現する。 The virtual reality system of the present invention is a virtual reality system that reproduces the feel of the sole of a ground plane in the virtual reality space for the user, and a state detection unit that detects the state of the foot of the user in the virtual reality space, A feeling presenting means for reproducing a feeling by having one or more flexible bags forming an accommodation space on the sole side of the user and a filler contained in the bag, and a feeling presenting means attached to the sole of the user. Data for receiving the foot state data detected by the sole mounting means and the state detecting means, transmitting the state data to the virtual reality service providing server, and receiving the foot feel data from the virtual reality service providing server A transmitting / receiving means, a pressure control means for controlling the pressure in the accommodation space according to the foot sole feel data, an image presenting means by which the user can visually recognize the virtual reality space, and a user in the virtual reality space. It is provided with a sound presenting means which can be recognized auditorily, a data transmitting / receiving means, a video presenting means, and a virtual reality service providing server connected to the voice presenting means by wire or wirelessly, and the feel presenting means is housed at least inside. One or more pouches having a space formed therein and having flexibility, and a filler contained in the accommodating space, and the foot is directly or indirectly contacted with the sole of the user and the pouch. Based on the back feel data, the pressure control means changes the pressure in the accommodating space according to the state of the ground contact surface in the virtual reality space and the state of the user's foot. , Visually and audibly reproduce the virtual reality space.
本発明の足裏感触提示プログラムは、上記の足裏感触提示方法の各ステップを、コンピュータに実行させるためのものである。 The foot sole feeling presentation program of the present invention is for causing a computer to execute each step of the foot sole feeling presenting method.
本発明の足裏感触提示装置、足裏感触提示方法及び仮想現実システムによれば、空間内の接地面の感触を環境変化に合わせて再現することができるといった効果がある。また、従来技術とは異なり、袋体の状態を直接変化させることから、より効果的に砂漠などの環境を提示することが可能であり、従来技術での振動による感覚提示では実現できない仮想現実環境への没入感向上を実現できるといった効果がある。 According to the sole feel presentation device, the sole feel presentation method, and the virtual reality system of the present invention, there is an effect that the feel of the ground contact surface in the space can be reproduced according to the environmental change. In addition, unlike the conventional technology, by directly changing the state of the bag, it is possible to more effectively present the environment such as a desert, and the virtual reality environment that cannot be realized by the conventional sensory presentation. There is an effect that the feeling of immersion can be improved.
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples, and many modifications and variations are possible.
図１は、実施例１の仮想現実システムの機能ブロック図を示している。図１に示すように、仮想現実システム１は、足裏感触提示装置１０１、仮想現実サービス提供サーバ１０８、映像提示手段１０９及び音声提示手段１１０から成り、足裏感触提示装置１０１には、足裏装着手段１０２、状態検出手段１０３、感触提示手段１０４、データ送受信手段１０６及び圧力制御手段１０７が設けられている。
足裏感触提示装置１０１は、状態検出手段１０３から得られた状態データをデータ送受信手段１０６により仮想現実サービス提供サーバ１０８へ送信し、更に仮想現実サービス提供サーバ１０８において作製された仮想現実空間に関する足裏感触データを受信し、圧力制御手段１０７により、感触提示手段１０４における圧力を制御し、足裏への感覚提示を行うものである。
また、仮想現実サービス提供サーバ１０８において作製された仮想現実空間に関するデータの内、映像データは映像提示手段１０９に送信され、音声データは音声提示手段１１０へと送信される。
FIG. 1 is a functional block diagram of the virtual reality system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the virtual reality system 1 is composed of a sole feeling presentation device 101, a virtual reality service providing server 108, a video presenting means 109, and an audio presenting means 110. A mounting means 102, a state detecting means 103, a feel presenting means 104, a data transmitting / receiving means 106 and a pressure control means 107 are provided.
The sole feeling presentation device 101 transmits the state data obtained from the state detecting means 103 to the virtual reality service providing server 108 by the data transmitting / receiving means 106, and further, the foot regarding the virtual reality space created in the virtual reality service providing server 108. The back feel data is received, and the pressure control means 107 controls the pressure in the feel presenting means 104 to present a feeling to the sole.
Further, of the data relating to the virtual reality space created by the virtual reality service providing server 108, the video data is transmitted to the video presenting means 109 and the audio data is transmitted to the voice presenting means 110.
図２は、実施例１の仮想現実システムのシステム構成図を示している。図２に示すように、仮想現実システム１は、靴型デバイス２、機器制御装置５、仮想現実サービス提供サーバ８、ディスプレイ９及びスピーカ１０から成る。靴型デバイス２には、加速度センサ３及びソール部４が設けられ、機器制御装置５には、データ送受信部６、空気圧制御装置７及びユーザ入力操作部５０が設けられている。
加速度センサ３は、ユーザ（図示せず）の足の状態をセンシングするためのものである。また、ソール部４は、充填材を収容した袋体から成り、空気圧制御装置７とチューブ７０で接続されている。ユーザ入力操作部５０は、ユーザにより靴型デバイスや仮想現実システムのモード設定やオンオフ等の操作を行うためのものであり、例えば、タッチパネル式の操作表示部が用いられる。
FIG. 2 is a system configuration diagram of the virtual reality system according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the virtual reality system 1 includes a shoe-shaped device 2, a device control device 5, a virtual reality service providing server 8, a display 9 and a speaker 10. The shoe-shaped device 2 is provided with an acceleration sensor 3 and a sole portion 4, and the equipment control device 5 is provided with a data transmission / reception portion 6, a pneumatic control device 7, and a user input operation portion 50.
The acceleration sensor 3 is for sensing the foot condition of a user (not shown). The sole portion 4 is made of a bag containing a filling material, and is connected to the air pressure control device 7 by a tube 70. The user input operation unit 50 is used by the user to perform an operation such as mode setting and ON / OFF of the shoe-shaped device or the virtual reality system, and for example, a touch-panel operation display unit is used.
図３は、実施例１の仮想現実システムの概略イメージ図を示している。図３に示すように、ユーザ１１は、靴型デバイス２、機器制御装置５、ディスプレイ９及びスピーカ１０を装着している。具体的には、一対の靴型デバイス２を足に装着し、目にはゴーグル状の仮想現実用のディスプレイ９を装着し、耳にはスピーカ１０としてヘッドフォンを装着している。また、腰には機器制御装置５が取り付けられている。かかる構成は、これに限られるものではなく、例えば、ディスプレイ９及びスピーカ１０は、一体型のヘッドマウントディスプレイを使用するものでもよいし、据え置き型のスピーカ１０を使用するものでもよい。 FIG. 3 is a schematic image diagram of the virtual reality system according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the user 11 wears the shoe-shaped device 2, the device control device 5, the display 9, and the speaker 10. Specifically, a pair of shoe-shaped devices 2 are attached to the feet, a goggle-shaped display 9 for virtual reality is attached to the eyes, and headphones are attached to the ears as speakers 10. A device control device 5 is attached to the waist. Such a configuration is not limited to this. For example, the display 9 and the speaker 10 may use an integrated head-mounted display or the stationary speaker 10.
ここでは図示していないが、図２に示すように、靴型デバイス２と機器制御装置５はチューブ７０で接続されており、機器制御装置５に設けられた空気圧制御装置７によって靴型デバイス２のソール部４の空気圧を制御することが可能である。
通信手段１２は、無線による通信を行うものであり、図３における機器同士の通信は、全て無線による通信手段１２によって行われている。すなわち、仮想現実サービス提供サーバ８と機器制御装置５、仮想現実サービス提供サーバ８とディスプレイ９、仮想現実サービス提供サーバ８とスピーカ１０、及び、靴型デバイス２と機器制御装置５の通信は全て無線通信により行われている。かかる構成とは異なり、例えば、靴型デバイス２と機器制御装置５の通信を有線で行うといった構成でもよい。
Although not shown here, as shown in FIG. 2, the shoe-shaped device 2 and the equipment control device 5 are connected by a tube 70, and the shoe-shaped device 2 is connected by a pneumatic control device 7 provided in the equipment control device 5. It is possible to control the air pressure of the sole portion 4.
The communication unit 12 performs wireless communication, and all communication between devices in FIG. 3 is performed by the wireless communication unit 12. That is, all communication between the virtual reality service providing server 8 and the device control device 5, the virtual reality service providing server 8 and the display 9, the virtual reality service providing server 8 and the speaker 10, and the shoe-shaped device 2 and the device control device 5 is wireless. It is done by communication. Unlike this configuration, for example, a configuration may be employed in which the shoe-shaped device 2 and the device control device 5 communicate with each other by wire.
ここで、足裏感触提示装置の構造について説明する。図４は、実施例１の足裏感触提示装置の模式図であり、靴型デバイスにつき（１）は底面図、（２）は正面図を示している。なお、図４では左足用のデバイスを例に説明を行う。
図４（２）に示すように、靴型デバイス２１は、アッパー部２０及びソール部４１から成り、アッパー部２０の底にはインソール部１４が設けられている。また、ソール部４１は、軟質のシリコン製の袋体（４１ａ，４１ｂ）から成り、袋体４１ａの収容空間内には充填材１３ａが、袋体４１ｂの収容空間内には充填材１３ｂが設けられている。袋体４１ａは爪先側に設けられ、袋体４１ｂは踵側に設けられている。空気圧制御装置７１は、Ｔ字状の分岐を有する１本のチューブ７１ａを用いて袋体（４１ａ，４１ｂ）と接続されている。
Here, the structure of the sole feeling presentation device will be described. 4A and 4B are schematic views of the foot feeling presentation device according to the first embodiment. FIG. 4 shows a bottom view of (1) and a front view of the shoe-shaped device. In FIG. 4, the device for the left foot will be described as an example.
As shown in FIG. 4B, the shoe-shaped device 21 includes an upper portion 20 and a sole portion 41, and an insole portion 14 is provided on the bottom of the upper portion 20. Further, the sole portion 41 is made of a soft silicon bag body (41a, 41b), the filling material 13a is provided in the accommodation space of the bag body 41a, and the filling material 13b is provided in the accommodation space of the bag body 41b. Has been. The bag body 41a is provided on the toe side, and the bag body 41b is provided on the heel side. The air pressure control device 71 is connected to the bags (41a, 41b) by using one tube 71a having a T-shaped branch.
ユーザ１１が靴型デバイス２１を足に装着した状態で、空気圧制御装置７１の制御により、袋体（４１ａ，４１ｂ）の収容空間内の空気圧が変化すると、ユーザ１１は、あたかも接地面の感触が変化したかのような感覚を味わうことができる。ソール部４１が２つの袋体（４１ａ，４１ｂ）に分けられていることにより、例えば、収容する充填材（１３ａ，１３ｂ）の種類を異なるものとし、空気圧を変化させた際の感触を異なるものとすることが可能である。
なお、インソール部１４の材質としてはシリコンが用いられており、袋体（４１ａ，４１ｂ）の感触を妨げることがなく、内部の空気圧力を一定に保つ構造となっている。
When the user 11 wears the shoe-shaped device 21 on his / her foot and the air pressure in the accommodation space of the bags (41a, 41b) changes under the control of the air pressure control device 71, the user 11 feels as if the ground surface feels. You can feel as if it has changed. Since the sole portion 41 is divided into two bags (41a, 41b), for example, the types of the fillers (13a, 13b) to be stored are different, and the feel when the air pressure is changed is different. It is possible to
Silicon is used as the material of the insole portion 14 and has a structure in which the air pressure inside is kept constant without disturbing the feel of the bag body (41a, 41b).
（充填材の性質評価試験）
袋体の内部に充填する充填材は、用いる材質によって硬度、体積、重量又は密度が異なり、再現する感触に合わせて、使用する充填材を適宜選択することが可能である。
そこで、どの材質がどのような性質を有するのかについて、硬度、体積、重量又は密度につき測定試験を行った。また、５人の被験者による感覚実験も行った。なお、以下の実験は全て、温度２５．２℃、湿度３８％の環境下で行った。
(Filler property evaluation test)
The hardness, volume, weight or density of the filler to be filled in the bag body varies depending on the material used, and the filler to be used can be appropriately selected according to the feel to be reproduced.
Therefore, a measurement test was conducted on hardness, volume, weight or density to determine which material had which property. In addition, a sensory experiment by five test subjects was also conducted. In addition, all the following experiments were performed in an environment of a temperature of 25.2 ° C. and a humidity of 38%.
（硬度の測定について）
硬度の測定は、後述する５種類の充填材と、袋体である試験用バルーン、硬度計、コンプレッサー及びテスト用試験片を用いて行った。
測定方法としては、まず、テスト用試験片を用いて校正を行った。試験用バルーンに充填材を充填し、コンプレッサーで試験用バルーンを圧縮した。試験用バルーンの中心部に対して硬度計を用いて計測した。計測は同じ場所で１０回繰り返し行った。計１０回の計測結果の平均を硬度とした。
下記表１は、充填材毎の硬度の測定結果を示している。数値の単位は全てショアＡである。表１において、発泡スチロールＡは、ポリスチレン製で直径１ｍｍの球状の充填材であり、発泡スチロールＢは、ポリスチレン製で直径３ｍｍの球状の充填材である。棉は、ポリエステル製の棉状の充填材である。枕ビーズＣは、ポリエチレン製で外径が４．４５ｍｍ、内径が４．４０ｍｍ、長さが６ｍｍの中空の円筒形状の充填材である。枕ビーズＤは、ポリエチレン製で外径が７．５６ｍｍ、内径が７．４８ｍｍ、長さが６ｍｍの中空の円筒形状の充填材である。
上記充填材の材質及び形状は以下の試験項目においても同様である。
(About measurement of hardness)
The hardness was measured using five types of fillers described below, a test balloon that is a bag, a hardness meter, a compressor, and a test specimen for testing.
As a measuring method, first, calibration was performed using a test specimen. The test balloon was filled with the filler, and the test balloon was compressed with a compressor. The hardness was measured using a hardness meter on the center of the test balloon. The measurement was repeated 10 times at the same place. The average of the results of 10 measurements in total was taken as the hardness.
Table 1 below shows the measurement results of hardness for each filler. All numerical units are Shore A. In Table 1, Styrofoam A is a polystyrene-made spherical filler having a diameter of 1 mm, and Styrofoam B is a polystyrene-made spherical filler having a diameter of 3 mm. The cotton is a cotton-shaped filling material. The pillow bead C is a hollow cylindrical filler made of polyethylene, having an outer diameter of 4.45 mm, an inner diameter of 4.40 mm, and a length of 6 mm. The pillow bead D is a hollow cylindrical filler made of polyethylene and having an outer diameter of 7.56 mm, an inner diameter of 7.48 mm and a length of 6 mm.
The material and shape of the filler are the same in the following test items.
上記表１に示すように、発泡スチロールＡを充填材とした場合、１回目はショアＡ２２．６、２回目はショアＡ１６．７、３回目はショアＡ１５．１、４回目はショアＡ１５．８、５回目はショアＡ２５．１、６回目はショアＡ２１．０、７回目はショアＡ２０．１、８回目はショアＡ１９．３、９回目はショアＡ２０．６、１０回目はショアＡ１８．４、計１０回の平均はショアＡ１９．５であった。
発泡スチロールＢを充填材とした場合、１回目はショアＡ１３．７、２回目はショアＡ１７．２、３回目はショアＡ１８．６、４回目はショアＡ１９．８、５回目はショアＡ１５．９、６回目はショアＡ２２．４、７回目はショアＡ１６．２、８回目はショアＡ１８．０、９回目はショアＡ１３．８、１０回目はショアＡ１５．４、計１０回の平均はショアＡ１７．１であった。
As shown in Table 1 above, when Styrofoam A is used as the filler, the first time is Shore A22.6, the second time is Shore A16.7, the third time is Shore A15.1, and the fourth time is Shore A15.8,5. 10th shore A25.1, 6th shore A21.0, 7th shore A20.1, 8th shore A19.3, 9th shore A20.6, 10th shore A18.4 The average of Shore A was 19.5.
When Styrofoam B is used as the filler, the first time is Shore A13.7, the second time is Shore A17.2, the third time is Shore A18.6, the fourth time is Shore A19.8, and the fifth time is Shore A15.9,6. The second time was Shore A22.4, the seventh time was Shore A16.2, the eighth time was Shore A18.0, the ninth time was Shore A13.8, the tenth time was Shore A15.4, and the average of 10 times was Shore A17.1. there were.
棉を充填材とした場合、１回目はショアＡ１６．８、２回目はショアＡ１５．９、３回目はショアＡ３０．３、４回目はショアＡ２７．６、５回目はショアＡ３３．７、６回目はショアＡ３３．９、７回目はショアＡ３４．３、８回目はショアＡ３２．１、９回目はショアＡ３７．５、１０回目はショアＡ２１．０、計１０回の平均はショアＡ２８．３であった。
枕ビーズＣを充填材とした場合、１回目はショアＡ１２．５、２回目はショアＡ５．５、３回目はショアＡ４．８、４回目はショアＡ２８．７、５回目はショアＡ１５．４、６回目はショアＡ１．２、７回目はショアＡ１２．２、８回目はショアＡ８．２、９回目はショアＡ９．３、１０回目はショアＡ１０．２、計１０回の平均はショアＡ１０．８であった。
枕ビーズＤを充填材とした場合、１回目はショアＡ２６．３、２回目はショアＡ１８．８、３回目はショアＡ７．２、４回目はショアＡ４１．７、５回目はショアＡ２４．２、６回目はショアＡ４１．５、７回目はショアＡ４６．９、８回目はショアＡ３２．０、９回目はショアＡ３２．２、１０回目はショアＡ３８．７、計１０回の平均はショアＡ３１．０であった。
When using cotton as a filler, the first time is Shore A16.8, the second time is Shore A15.9, the third time is Shore A30.3, the fourth time is Shore A27.6, the fifth time is Shore A33.7, the sixth time. Is Shore A 33.9, the 7th Shore A 34.3, the 8th Shore A 32.1, the 9th Shore A 37.5, the 10th Shore A 21.0, the average of 10 times is Shore A 28.3. It was
When the pillow beads C are used as the filling material, the first time is Shore A12.5, the second time is Shore A5.5, the third time is Shore A4.8, the fourth time is Shore A28.7, the fifth time is Shore A15.4, 6th Shore A1.2, 7th Shore A 12.2, 8th Shore A 8.2, 9th Shore A 9.3, 10th Shore A 10.2, 10 times average Shore A 10.8 Met.
When pillow beads D are used as the filling material, the first time is Shore A26.3, the second time is Shore A18.8, the third time is Shore A7.2, the fourth time is Shore A41.7, the fifth time is Shore A24.2, 6th Shore A 41.5, 7th Shore A 46.9, 8th Shore A 32.0, 9th Shore A 32.2, 10th Shore A 38.7, average 10 times Shore A 31.0 Met.
（重量の測定について）
重量の測定は、硬度の測定に用いた５種類の充填材を含む計７種類の充填材と、試験用バルーン及び重量計を用いて行った。
測定方法としては、充填材を充填したバルーンを重量計で１回ずつ計測することで行った。
下記表２は、充填材毎の重量の測定結果を示している。表３において、ゴムチューブは、直径１１ｍｍの中空の円筒形状である。スポンジは、ポリウレタン製で一辺が１５〜２５ｍｍの直方体形状のものである。上記充填材の材質及び形状は以下の試験項目においても同様である。なお、表中には示していないが、試験用バルーンの重量は８．４ｇである。
(About measurement of weight)
The weight was measured using a total of 7 kinds of fillers including 5 kinds of fillers used for measuring hardness, a test balloon and a weighing scale.
As a measuring method, a balloon filled with the filler was measured once by a weight scale.
Table 2 below shows the measurement results of the weight of each filler. In Table 3, the rubber tube has a hollow cylindrical shape with a diameter of 11 mm. The sponge is made of polyurethane and has a rectangular parallelepiped shape with one side of 15 to 25 mm. The material and shape of the filler are the same in the following test items. Although not shown in the table, the test balloon weighs 8.4 g.
上記表２に示すように、発泡スチロールＡを充填材とした場合、充填材を含むバルーンの重量は２３．７ｇであり、全体の重量からバルーンの重量を減じた充填材の重量は１５．３ｇ、密度は０．０８ｇ／ｃｍ３であった。
発泡スチロールＢを充填材とした場合、充填材を含むバルーンの重量は１５．１ｇであり、全体の重量からバルーンの重量を減じた充填材の重量は６．７ｇ、密度は０．０５ｇ／ｃｍ３であった。
棉を充填材とした場合、充填材を含むバルーンの重量は３１．３ｇであり、全体の重量からバルーンの重量を減じた充填材の重量は２２．９ｇ、密度は０．０９ｇ／ｃｍ３であった。
As shown in Table 2, when Styrofoam A is used as the filler, the weight of the balloon containing the filler is 23.7 g, and the weight of the filler obtained by subtracting the weight of the balloon from the total weight is 15.3 g, The density was 0.08 g / cm 3 .
When Styrofoam B is used as the filler, the weight of the balloon containing the filler is 15.1 g, the weight of the filler obtained by subtracting the weight of the balloon from the total weight is 6.7 g, and the density is 0.05 g / cm 3. Met.
When cotton is used as the filler, the weight of the balloon containing the filler is 31.3 g, the weight of the filler obtained by subtracting the weight of the balloon from the total weight is 22.9 g, and the density is 0.09 g / cm 3 . there were.
枕ビーズＣを充填材とした場合、充填材を含むバルーンの重量は４４．０ｇであり、全体の重量からバルーンの重量を減じた充填材の重量は３５．６ｇ、密度は０．１６ｇ／ｃｍ３であった。
枕ビーズＤを充填材とした場合、充填材を含むバルーンの重量は５２．９ｇであり、全体の重量からバルーンの重量を減じた充填材の重量は４４．５ｇ、密度は０．２０ｇ／ｃｍ３であった。
ゴムチューブを充填材とした場合、充填材を含むバルーンの重量は１０６．３ｇであり、全体の重量からバルーンの重量を減じた充填材の重量は９７．９ｇ、密度は０．３８ｇ／ｃｍ３であった。
スポンジを充填材とした場合、充填材を含むバルーンの重量は３８．１ｇであり、全体の重量からバルーンの重量を減じた充填材の重量は２９．７ｇ、密度は０．１３ｇ／ｃｍ３であった。
When the pillow beads C are used as the filler, the weight of the balloon including the filler is 44.0 g, the weight of the filler obtained by subtracting the weight of the balloon from the total weight is 35.6 g, and the density is 0.16 g / cm 3. It was 3 .
When the pillow beads D are used as the filler, the weight of the balloon including the filler is 52.9 g, the weight of the filler obtained by subtracting the weight of the balloon from the total weight is 44.5 g, and the density is 0.20 g / cm. It was 3 .
When the rubber tube is used as the filler, the weight of the balloon containing the filler is 106.3 g, the weight of the filler obtained by subtracting the weight of the balloon from the total weight is 97.9 g, and the density is 0.38 g / cm 3. Met.
When the sponge is used as the filler, the weight of the balloon containing the filler is 38.1 g, the weight of the filler obtained by subtracting the weight of the balloon from the total weight is 29.7 g, and the density is 0.13 g / cm 3 . there were.
（圧縮による体積変化の測定について）
圧縮による体積変化の測定は、重量の測定に用いた７種類の充填材と、バケツ、水、試験用バルーン、重量計、錘、桶及びコンプレッサーを用いて行った。なお、桶はバケツの径よりも大きい桶を使用した。
測定方法としては、充填材を充填した圧縮前のバルーンの体積と、圧縮時のバルーンの体積減少量を測定し、それらを元に圧縮後のバルーンの体積及び収縮率を算出した。
圧縮前のバルーンの体積測定の具体的な手順については、まず、水の入っていない桶の上にバケツを置き、バケツに試験バルーンと繋がった錘のみを入れ、バケツから溢れる基準水面まで水を入れた。水を張ったバケツに圧縮前の状態の試験バルーンを入れ、バケツから桶にこぼれた水の体積を圧縮前のバルーンの体積とした。
圧縮時の体積減少量測定の具体的な手順については、まず、水の入っていない桶の上にバケツを置き、バケツに錘とコンプレッサーに繋がった圧縮前の状態の試験用バルーンを入れた。コンプレッサーで試験用バルーンの空気を圧縮した後、バケツから溢れる基準水面まで水を入れた。空気の圧縮を停止し、試験用バルーン圧縮前の状態に戻した。バケツから桶にこぼれた水の体積を圧縮時の体積減少量とした。
下記表３は、充填材毎の圧縮による体積変化の測定結果を示している。
(Measurement of volume change due to compression)
The volume change due to compression was measured using seven types of fillers used for measuring the weight, a bucket, water, a test balloon, a weight scale, a weight, a trough, and a compressor. The tub used was larger than the bucket diameter.
As the measuring method, the volume of the balloon before compression filled with the filler and the volume reduction amount of the balloon at the time of compression were measured, and the volume and the contraction rate of the balloon after compression were calculated based on them.
Regarding the specific procedure for measuring the volume of the balloon before compression, first place a bucket on a tub that does not contain water, put only the weight connected to the test balloon in the bucket, and pour water to the reference water surface overflowing from the bucket. I put it in. A test balloon in a state before compression was put in a bucket filled with water, and the volume of water spilled from the bucket into a tub was defined as the volume of the balloon before compression.
Regarding the specific procedure for measuring the amount of volume reduction during compression, first, a bucket was placed on a tub containing no water, and a test balloon in a pre-compression state connected to a weight and a compressor was put in the bucket. After compressing the air of the test balloon with a compressor, water was poured from the bucket to the standard water surface overflowing. The compression of air was stopped, and the state before compression of the test balloon was restored. The volume of water spilled from the bucket into the tub was defined as the volume reduction amount during compression.
Table 3 below shows the measurement results of the volume change due to compression for each filler.
上記表３に示すように、発泡スチロールＡを充填材とした場合、圧縮前体積は１８４．０ｃｍ３、体積減少量は３５．０ｃｍ３、圧縮後体積は１４９．０ｃｍ３、収縮率は０．１９であった。
発泡スチロールＢを充填材とした場合、圧縮前体積は１３１．６ｃｍ３、体積減少量は６８．４ｃｍ３、圧縮後体積は６３．２ｃｍ３、収縮率は０．５２であった。
棉を充填材とした場合、圧縮前体積は２６３．１ｃｍ３、体積減少量は１０９．７ｃｍ３、圧縮後体積は１５３．４ｃｍ３、収縮率は０．４２であった。
As shown in Table 3, when the expanded polystyrene A and the filler, the pre-compression volume 184.0Cm 3, volume reduction is 35.0Cm 3, the post-compression volume 149.0Cm 3, the shrinkage 0.19 Met.
When Styrofoam B was used as the filler, the volume before compression was 131.6 cm 3 , the volume reduction amount was 68.4 cm 3 , the volume after compression was 63.2 cm 3 , and the shrinkage rate was 0.52.
If the filler cotton, pre-compression volume 263.1Cm 3, volume reduction is 109.7Cm 3, after compression volume 153.4Cm 3, shrinkage was 0.42.
枕ビーズＣを充填材とした場合、圧縮前体積は２１６．７ｃｍ３、体積減少量は１７．３ｃｍ３、圧縮後体積は１９９．４ｃｍ３、収縮率は０．０８であった。
枕ビーズＤを充填材とした場合、圧縮前体積は２１９．４ｃｍ３、体積減少量は１１２．２ｃｍ３、圧縮後体積は１０７．２ｃｍ３、収縮率は０．５１であった。
ゴムチューブを充填材とした場合、圧縮前体積は２６０．１ｃｍ３、体積減少量は９１．１ｃｍ３、圧縮後体積は１６９．０ｃｍ３、収縮率は０．３５であった。
スポンジを充填材とした場合、圧縮前体積は２３６．２ｃｍ３、体積減少量は８８．３ｃｍ３、圧縮後体積は１４７．９ｃｍ３、収縮率は０．３７であった。
When the pillow beads C were used as the filler, the volume before compression was 216.7 cm 3 , the volume reduction amount was 17.3 cm 3 , the volume after compression was 199.4 cm 3 , and the shrinkage rate was 0.08.
When the pillow beads D were used as the filler, the volume before compression was 219.4 cm 3 , the volume reduction amount was 112.2 cm 3 , the volume after compression was 107.2 cm 3 , and the shrinkage rate was 0.51.
When the rubber tube was used as the filler, the volume before compression was 260.1 cm 3 , the volume reduction amount was 91.1 cm 3 , the volume after compression was 169.0 cm 3 , and the shrinkage ratio was 0.35.
When the sponge was used as the filler, the volume before compression was 236.2 cm 3 , the volume reduction amount was 88.3 cm 3 , the volume after compression was 147.9 cm 3 , and the shrinkage rate was 0.37.
（感覚実験について）
２０代前半の男女５人を被験者とする感覚実験を行った。実験方法としては、まず、５人の被験者は、靴型デバイス２を片方だけ履き、視界を遮り平らな木板の上で足踏みをした。足踏み中に空気圧制御装置７を用いてソール部４の硬度変化を行った。状態変化時の感覚を５段階評価で取得した。発泡スチロールＡ、発泡スチロールＢ、棉、枕ビーズＣ、枕ビーズＤの計５種類の充填材につき実験を行った。
評価項目は、「土」、「布」、「ゴム」、「柔らかい」及び「変化がある」である。ここで、「土」、「布」及び「ゴム」とは、圧縮後の感覚が各項目の素材の感覚に類似しているかどうかの評価であり、例えば「土」の場合には、“非常に土の感触に類似している”のであれば、最も良い“５”と評価し、“全く土の感触には類似していない”のであれば、最も悪い“１”と評価することになる。また、「柔らかい」の項目は、圧縮前の感覚に関する評価であり、例えば、“非常に柔らかい”といえる場合には、“５”と評価することになる。「変化がある」の項目は、圧縮後の感覚に関する評価であり、“非常に変化した”といえる場合には、“５”と評価することになる。
下記表４は感覚実験における５段階評価結果を示している。また、表４の結果は５人の評価結果の平均値につき小数第一位を四捨五入したものである。
(About sensory experiment)
A sensory experiment was conducted with 5 males and females in their early twenties as subjects. As an experimental method, first, five test subjects put on the shoe-shaped device 2 only on one side, blocked their view, and stepped on a flat wooden board. The hardness of the sole portion 4 was changed using the air pressure control device 7 during stepping. The sensation at the time of state change was acquired on a 5-point scale. Experiments were carried out on a total of five types of fillers, Styrofoam A, Styrofoam B, cotton, pillow beads C, and pillow beads D.
The evaluation items are "earth", "cloth", "rubber", "soft" and "changed". Here, “soil”, “cloth”, and “rubber” are evaluations as to whether the feeling after compression is similar to the feeling of the material of each item. If it is "similar to the feel of soil", it is evaluated as the best "5", and if it is "not at all similar to the feel of soil", it is evaluated as the worst "1". . The item “soft” is an evaluation regarding the feeling before compression. For example, when “extremely soft” can be said, it is evaluated as “5”. The item “changed” is an evaluation regarding the feeling after compression, and when it can be said that “very changed”, it is evaluated as “5”.
Table 4 below shows the results of the 5-step evaluation in the sensory experiment. The results in Table 4 are rounded off to the first decimal place with respect to the average value of the evaluation results of 5 persons.
上記表４に示すように、発泡スチロールＡを充填材とした場合、「土」の項目については“１”、「布」の項目については“１”、「ゴム」の項目については“１”、「柔らかい」の項目は“２”、「変化がある」の項目は“１”という評価であった。
発泡スチロールＢを充填材とした場合、「土」の項目については“１”、「布」の項目については“２”、「ゴム」の項目については“１”、「柔らかい」の項目は“１”、「変化がある」の項目は“１”という評価であった。
棉を充填材とした場合、「土」の項目については“１”、「布」の項目については“４”、「ゴム」の項目については“１”、「柔らかい」の項目は“５”、「変化がある」の項目は“４”という評価であった。
As shown in Table 4 above, when Styrofoam A was used as the filler, "1" was selected for the "soil" item, "1" for the "cloth" item, "1" for the "rubber" item, The item "soft" was evaluated as "2" and the item "changed" was evaluated as "1".
When Styrofoam B is used as the filler, "1" is given for the "soil" item, "2" is given for the "cloth" item, "1" is given for the "rubber" item, and "1" is given for the "soft" item. "," There is a change "was evaluated as" 1 ".
When cotton is used as the filling material, "1" for the "soil" item, "4" for the "cloth" item, "1" for the "rubber" item, "5" for the "soft" item The item “changed” was evaluated as “4”.
枕ビーズＣを充填材とした場合、「土」の項目については“４”、「布」の項目については“２”、「ゴム」の項目については“１”、「柔らかい」の項目は“５”、「変化がある」の項目は“５”という評価であった。
枕ビーズＤを充填材とした場合、「土」の項目については“３”、「布」の項目については“２”、「ゴム」の項目については“３”、「柔らかい」の項目は“２”、「変化がある」の項目は“２”という評価であった。
When the pillow beads C are used as the filling material, "4" for the "soil" item, "2" for the "cloth" item, "1" for the "rubber" item, and "1" for the "soft" item. The items "5" and "changed" were evaluated as "5".
When the pillow beads D are used as the filling material, "3" is selected for the item "soil", "2" for the item "cloth", "3" for the item "rubber", and "3" for the item "soft". The items "2" and "changed" were evaluated as "2".
感覚実験においては、５段階評価だけではなく、文章での回答も得られた。下記表５は感覚実験における被験者による回答結果を示している。なお、項目によっては“回答なし”の項目もある。 In the sensory experiment, not only the five-level evaluation but also the written answer was obtained. Table 5 below shows the results of answers by the subjects in the sensory experiment. Depending on the item, there is also an item “no answer”.
上記表５に示すように、発泡スチロールＡを充填材とした場合、事前の予想では、“砂”であった。これに対して、被験者の回答は、圧縮前感覚は“もっちり”、“分離している”、“板”、圧縮後感覚は“回答なし”、変化の度合いは“変化少ない”であった。
発泡スチロールＢを充填材とした場合、事前の予想では、“砂”であった。これに対して、被験者の回答は、圧縮前感覚は“良く言えば絨毯、悪く言えば変化なし”、圧縮後感覚は“塑性があまりでない”、変化の度合いは“変化少ない”であった。
棉を充填材とした場合、事前の予想では、“雲”であった。これに対して、被験者の回答は、圧縮前感覚は“マット”、“服（薄い布）の上”、“布団の上”、“薄い布団”、“自然ではない”、圧縮後感覚は“回答なし”、変化の度合いは“変化はあるが、戻りが遅い”であった。
As shown in Table 5 above, when Styrofoam A was used as the filler, it was “sand” as predicted in advance. On the other hand, the subjects' responses were “moisturized”, “separated”, “board” for the pre-compression sensation, “no response” for the post-compression sensation, and the degree of change was “small change”. .
When Styrofoam B was used as the filler, it was “sand” as predicted in advance. On the other hand, the subjects answered that the sensation before compression was “a carpet in a good sense, there was no change in a bad sense”, the sensation after compression was “not very plastic”, and the degree of change was “little change”.
When cotton was used as the filler, it was a "cloud" as predicted in advance. On the other hand, the subjects answered that the feeling before compression was “mat”, “on clothes (thin cloth)”, “on the futon”, “thin futon”, “not natural”, and the feeling after compression was “ There was no answer, and the degree of change was "There is a change, but the return is slow."
枕ビーズＣを充填材とした場合、事前の予想では、“草原”であった。これに対して、被験者の回答は、圧縮前感覚は“柔らかい土”、“舗装されていない道”、“ぬかるみ”、“森の土”、“雪の映像を見れば雪と感じる可能性有り”、“田んぼ”、“ドロ”、“沼”、“映像があると感じ方が変わる可能性有り”、“マット”、圧縮後感覚は“マットの上（実際の地面）”、“真っ直ぐな道”、“普通の床”、変化の度合いは“回答なし”であった。
枕ビーズＤを充填材とした場合、事前の予想では、“草原”であった。これに対して、被験者の回答は、圧縮前感覚は“ジャリッとする”、“マット”、“硬めの絨毯”、“陸上競技場のゴムのトラック”、圧縮後感覚は“あまり変わらない（充填率が大きい）”、変化の度合いは“回答なし”であった。
When the pillow beads C were used as the filling material, it was "meadow" in advance. On the other hand, the subjects answered that the feeling of pre-compression is "soft soil", "unpaved road", "muddy", "forest soil", and "the snow image may make you feel like snow.""," Rice paddy, "" doro, "" swamp, "" there may change the way you feel when you have images, "" mat, "the feeling after compression is" on the mat (actual ground), "" straight The road was “normal floor” and the degree of change was “no answer”.
When pillow bead D was used as the filling material, it was "meadow" in advance. In response, the subjects answered that the pre-compression sensation was “Jacky”, “Matt”, “Hard carpet”, “Rubber track on athletic field”, and the post-compression sensation was “not much different (filling). The rate was high) and the degree of change was "no answer".
（実験のまとめ）
以上より、空気圧の変化による大きな感触の変化を表現したいというような場合には、感覚実験において明らかになったように、枕ビーズＣ又は棉を充填材として用いることが適切であることが分かった。
これに対して、大きな変化を必要としない場合には、発泡スチロールＡ又は発泡スチロールＢを充填材として用いることが適切であることが分かった。
また、中程度の変化が求められる場合には、枕ビーズＤを充填材として用いることが適切であることが分かった。
(Summary of experiment)
From the above, when it is desired to express a large change in feel due to a change in air pressure, it has been found that it is appropriate to use pillow beads C or cotton as a filling material, as has been clarified in a sensory experiment. .
On the other hand, it was found that it is appropriate to use Styrofoam A or Styrofoam B as a filler when a large change is not required.
It was also found that it is appropriate to use pillow beads D as a filler when a moderate change is required.
次に、上述した仮想現実システムを稼動する場合のフローについて説明する。実施例１の仮想現実システムでは、足の動きに合わせて、ソール部４の空気圧を変化させる場合と、足の動きによらずに、ソール部４の空気圧を変化させる場合が存在する。
例えば、足を一歩前に踏み出した場合に接地する地面の状態に合わせてソール部４の空気圧を変化させることもできるが、例えば、波が押し寄せてきた場合のように、ユーザ自身が足を動かさない場合でも、足における感触が変化する場合が存在するからである。
Next, a flow for operating the virtual reality system described above will be described. In the virtual reality system of the first embodiment, there are a case where the air pressure of the sole portion 4 is changed according to the movement of the foot and a case where the air pressure of the sole portion 4 is changed regardless of the movement of the foot.
For example, the air pressure of the sole portion 4 can be changed according to the state of the ground that comes into contact with the ground when the foot is stepped forward, but the user himself / herself moves the foot, for example, when waves come in. This is because there is a case where the feel of the foot changes even when there is no such case.
図５は、足状態のセンシングに基づく空気圧制御フロー図を示している。図５に示すように、まず、靴型デバイス２において、加速度センサ３を用いてユーザの足の位置、向き、速度及び加速度等をセンシングする（ステップＳ０１）。センシングされたデータを靴型デバイス２から送信し（ステップＳ０２）、機器制御装置５において受信する（ステップＳ０３）。さらに、センシングされたデータを機器制御装置５から送信し（ステップＳ０４）、仮想現実サービス提供サーバ８において受信する（ステップＳ０５）。センシングされたデータに基づき、仮想現実サービス提供サーバ８において、仮想現実空間を作製する（ステップＳ０６）。 FIG. 5 shows a pneumatic pressure control flow chart based on sensing of a foot state. As shown in FIG. 5, first, in the shoe-shaped device 2, the position, orientation, speed, acceleration, etc. of the user's foot are sensed using the acceleration sensor 3 (step S01). The sensed data is transmitted from the shoe-shaped device 2 (step S02) and received by the device control device 5 (step S03). Further, the sensed data is transmitted from the device control device 5 (step S04) and received by the virtual reality service providing server 8 (step S05). Based on the sensed data, the virtual reality service providing server 8 creates a virtual reality space (step S06).
作製された仮想現実空間の内、足裏感触に関するデータを仮想現実サービス提供サーバ８から送信し（ステップＳ０７）、機器制御装置５において受信する（ステップＳ０８）。足裏感触に関するデータに応じて、空気圧制御装置７において空気圧の制御を行う（ステップＳ０９）。空気圧制御装置７における空気圧の制御により、空気圧制御装置７とチューブ７０で繋がれたソール部４の空気圧が変化し、足裏感触を再現する（ステップＳ１０）。
作製された仮想現実空間の内、映像に関するデータを仮想現実サービス提供サーバ８から送信し（ステップＳ１１）、ディスプレイ９において受信する（ステップＳ１２）。仮想現実サービス提供サーバ８から受信した映像に関するデータに応じて、ディスプレイ９上に映像を表示する（ステップＳ１３）。
作製された仮想現実空間の内、音声に関するデータを仮想現実サービス提供サーバ８から送信し（ステップＳ１４）、スピーカ１０において受信する（ステップＳ１５）。仮想現実サービス提供サーバ８から受信した音声に関するデータに応じて、スピーカ１０において音声を再生する（ステップＳ１６）。
なお、足裏感触に関するデータの送信（ステップＳ０７）、映像に関するデータの送信（ステップＳ１１）及び音声に関するデータの送信（ステップＳ１４）については、順番はこの限りではなく前後してもよいし、同時に送信されるものでもよい。
In the created virtual reality space, the data regarding the feel of the sole is transmitted from the virtual reality service providing server 8 (step S07) and received by the device control device 5 (step S08). The air pressure control device 7 controls the air pressure in accordance with the data relating to the feel of the sole (step S09). By controlling the air pressure in the air pressure control device 7, the air pressure of the sole portion 4 connected to the air pressure control device 7 by the tube 70 changes, and the feel of the sole is reproduced (step S10).
Of the created virtual reality space, the data related to the video is transmitted from the virtual reality service providing server 8 (step S11) and received by the display 9 (step S12). The video is displayed on the display 9 according to the data regarding the video received from the virtual reality service providing server 8 (step S13).
Data about voice in the created virtual reality space is transmitted from the virtual reality service providing server 8 (step S14) and received by the speaker 10 (step S15). The voice is reproduced on the speaker 10 in accordance with the data regarding the voice received from the virtual reality service providing server 8 (step S16).
It should be noted that the transmission of the data regarding the feel of the foot (step S07), the transmission of the data regarding the image (step S11), and the transmission of the data regarding voice (step S14) are not limited to this order, and may be mixed in order. It may be sent.
次に、足の動きによらずに、ソール部４の空気圧を変化させる場合について説明する。
図６は、足状態のセンシングに基づかない空気圧制御フロー図を示している。図６に示すように、まず、仮想現実サービス提供サーバ８において、仮想現実空間を作製する（ステップＳ１０１）。
作製された仮想現実空間の内、足裏感触に関するデータを仮想現実サービス提供サーバ８から送信し（ステップＳ１０２）、機器制御装置５において受信する（ステップＳ１０３）。足裏感触に関するデータに応じて、空気圧制御装置７において空気圧の制御を行う（ステップＳ１０４）。空気圧制御装置７における空気圧の制御により、空気圧制御装置７とチューブ７０で繋がれたソール部４の空気圧が変化し、足裏感触を再現する（ステップＳ１０５）。
作製された仮想現実空間の内、映像に関するデータを仮想現実サービス提供サーバ８から送信し（ステップＳ１０６）、ディスプレイ９において受信する（ステップＳ１０７）。仮想現実サービス提供サーバ８から受信した映像に関するデータに応じて、ディスプレイ９上に映像を表示する（ステップＳ１０８）。
Next, a case where the air pressure of the sole portion 4 is changed without depending on the movement of the foot will be described.
FIG. 6 shows a pneumatic control flow diagram that is not based on foot condition sensing. As shown in FIG. 6, first, in the virtual reality service providing server 8, a virtual reality space is created (step S101).
In the created virtual reality space, data regarding the feel of the sole is transmitted from the virtual reality service providing server 8 (step S102), and is received by the device control device 5 (step S103). The air pressure control device 7 controls the air pressure according to the data regarding the feel of the sole (step S104). By controlling the air pressure in the air pressure control device 7, the air pressure in the sole portion 4 connected to the air pressure control device 7 and the tube 70 changes, and the feel of the sole is reproduced (step S105).
In the created virtual reality space, data relating to the video is transmitted from the virtual reality service providing server 8 (step S106) and received by the display 9 (step S107). The image is displayed on the display 9 according to the data regarding the image received from the virtual reality service providing server 8 (step S108).
作製された仮想現実空間の内、音声に関するデータを仮想現実サービス提供サーバ８から送信し（ステップＳ１０９）、スピーカ１０において受信する（ステップＳ１１０）。仮想現実サービス提供サーバ８から受信した音声に関するデータに応じて、スピーカ１０において音声を再生する（ステップＳ１１１）。
なお、ここでも足裏感触に関するデータの送信（ステップＳ１０２）、映像に関するデータの送信（ステップＳ１０６）及び音声に関するデータの送信（ステップＳ１０９）については、順番はこの限りではなく前後してもよいし、同時に送信されるものでもよい。
Data regarding voice in the created virtual reality space is transmitted from the virtual reality service providing server 8 (step S109) and received by the speaker 10 (step S110). The voice is reproduced on the speaker 10 according to the data regarding the voice received from the virtual reality service providing server 8 (step S111).
Note that the transmission of the data regarding the feel of the sole (step S102), the transmission of the data regarding the image (step S106), and the transmission of the data regarding audio (step S109) are not limited to this and may be performed in any order. , May be transmitted at the same time.
図７は、実施例２の足裏感触提示装置の模式図であり、靴型デバイスにつき（１）は底面図、（２）は正面図を示している。図７（２）に示すように、靴型デバイス２２は、アッパー部２０及びソール部４２から成る。また、ソール部４２は、軟質のシリコン製の袋体（４２ａ，４２ｂ）から成り、袋体４２ａの収容空間内には充填材１３ｃが、袋体４２ｂの収容空間内には充填材１３ｄが設けられている。袋体４２ａは爪先側に設けられ、袋体４２ｂは踵側に設けられている。空気圧制御装置７２は、２本のチューブ（７２ａ，７２ｂ）を用いてそれぞれ袋体（４２ａ，４２ｂ）と接続されている。
実施例１における靴型デバイス２１と同様に、ユーザ１１が靴型デバイス２２を足に装着した状態で、空気圧制御装置７２の制御により、袋体（４２ａ，４２ｂ）の収容空間内の空気圧が変化すると、ユーザ１１は、あたかも接地面の感触が変化したかのような感覚を味わうことができる。
7A and 7B are schematic views of the foot feeling presentation device according to the second embodiment. FIG. 7 shows a bottom view of (1) and a front view of the shoe-shaped device. As shown in FIG. 7 (2), the shoe-shaped device 22 includes an upper portion 20 and a sole portion 42. Further, the sole portion 42 is made of a soft silicon bag body (42a, 42b), and the filling material 13c is provided in the accommodation space of the bag body 42a and the filling material 13d is provided in the accommodation space of the bag body 42b. Has been. The bag body 42a is provided on the toe side, and the bag body 42b is provided on the heel side. The air pressure control device 72 is connected to the bags (42a, 42b) using two tubes (72a, 72b).
Similar to the shoe-shaped device 21 in the first embodiment, the air pressure in the accommodation space of the bag body (42a, 42b) changes under the control of the air pressure control device 72 with the user 11 wearing the shoe-shaped device 22 on his / her foot. Then, the user 11 can feel as if the touch of the ground contact surface has changed.
しかしながら、実施例１とは異なり、袋体４２ａはチューブ７２ａにより、袋体４２ａはチューブ７２ｂにより、それぞれ独立して空気圧制御装置７２と接続されているため、空気圧制御装置７２において、袋体（４２ａ，４２ｂ）の収容空間内の空気圧を個別に制御することが可能となっている。したがって、例えば、袋体４２ａの収容空間内の空気圧を袋体４２ｂの収容空間内の空気圧よりも高くするといったことが可能である。これにより、より複雑な環境をよりリアルに再現することが可能となっている。また、さらに収容する充填材（１３ｃ，１３ｄ）の種類を異なるものとすれば、より複雑な環境の再現が可能である。 However, unlike the first embodiment, the bag body 42a is connected to the air pressure control device 72 independently by the tube 72a and the bag body 42a is connected to the air pressure control device 72 by the tube 72b. , 42b), it is possible to individually control the air pressure in the accommodation space. Therefore, for example, it is possible to make the air pressure in the accommodation space of the bag body 42a higher than the air pressure in the accommodation space of the bag body 42b. This makes it possible to more realistically reproduce a more complicated environment. Further, if the types of the fillers (13c, 13d) to be further accommodated are different, it is possible to reproduce a more complicated environment.
図８は、実施例３の足裏感触提示装置の模式図であり、靴型デバイスにつき（１）は底面図、（２）は正面図を示している。図８（２）に示すように、靴型デバイス２３は、アッパー部２０及びソール部４３から成る。また、ソール部４３は、軟質のシリコン製の袋体（４３ａ，４３ｂ）から成り、袋体４３ａの収容空間内には充填材１３ｅが、袋体４３ｂの収容空間内には充填材１３ｆが設けられている。実施例１又は２とは異なり、実施例３における袋体（４３ａ，４３ｂ）は、水平方向ではなく垂直方向に重ねられるように、上下２層に設けられている。
空気圧制御装置７３は、２本のチューブ（７３ａ，７３ｂ）を用いてそれぞれ袋体（４３ａ，４３ｂ）と接続されている。
実施例２における靴型デバイス２２と同様に、ユーザ１１が靴型デバイス２３を足に装着した状態で、空気圧制御装置７３の制御により、袋体（４３ａ，４３ｂ）の収容空間内の空気圧が変化すると、ユーザ１１は、あたかも接地面の感触が変化したかのような感覚を味わうことができる。
8A and 8B are schematic diagrams of the foot feeling presentation device according to the third embodiment. FIG. 8A is a bottom view and FIG. 2B is a front view of the shoe-shaped device. As shown in FIG. 8 (2), the shoe-shaped device 23 includes an upper portion 20 and a sole portion 43. The sole portion 43 is made of a soft silicon bag body (43a, 43b), and a filling material 13e is provided in the accommodation space of the bag body 43a and a filling material 13f is provided in the accommodation space of the bag body 43b. Has been. Unlike the first or second embodiment, the bags (43a, 43b) in the third embodiment are provided in upper and lower two layers so as to be stacked vertically instead of horizontally.
The air pressure control device 73 is connected to the bags (43a, 43b) using two tubes (73a, 73b), respectively.
Similar to the shoe-shaped device 22 in the second embodiment, the air pressure in the accommodation space of the bags (43a, 43b) changes under the control of the air pressure control device 73 when the user 11 wears the shoe-shaped device 23 on his / her foot. Then, the user 11 can feel as if the touch of the ground contact surface has changed.
しかしながら、実施例２とは異なり、袋体４３ａと袋体４３ｂは上下２層に積層されているため、足全体の感触を複雑に再現することが可能である。例えば、袋体４３ａの収容空間内の空気圧を袋体４３ｂの収容空間内の空気圧よりも高くしたり、袋体４３ａの収容空間内の空気圧を袋体４３ｂの収容空間内の空気圧よりも低くしたりというように、２種類の袋体（４３ａ，４３ｂ）の空気圧を微調整することで、より複雑な環境の再現が可能となっている。 However, unlike the second embodiment, since the bag body 43a and the bag body 43b are laminated in two layers, the feel of the entire foot can be reproduced in a complicated manner. For example, the air pressure in the accommodation space of the bag body 43a may be made higher than the air pressure in the accommodation space of the bag body 43b, or the air pressure in the accommodation space of the bag body 43a may be made lower than the air pressure in the accommodation space of the bag body 43b. As described above, by finely adjusting the air pressures of the two types of bags (43a, 43b), it is possible to reproduce a more complicated environment.
（その他の実施例）
（１）実施例１又は２における爪先側の袋体（４１ａ，４２ａ）及び踵側の袋体（４１ｂ，４２ｂ）だけではなく、土踏まず部にも充填材を有する袋体を設ける構成でもよい。
（２）足指部、足踵部、土踏まず部、外側縦アーチ部、内側縦アーチ部の５つの袋体を設ける構成でもよい。
（３）実施例３に示す袋体（４３ａ，４３ｂ）を足指部及び足踵部に分けそれぞれを袋体とする構成でもよい。
（４）靴型デバイス２に、更に振動モジュールが設けられる構成でもよい。
(Other embodiments)
(1) Not only the bag body (41a, 42a) on the toe side and the bag body (41b, 42b) on the heel side in the first or second embodiment, but also a bag body having a filling material may be provided on the arch part.
(2) It is also possible to provide five bags, a toe part, a heel part, an arch part, an outer vertical arch part, and an inner vertical arch part.
(3) The bag body (43a, 43b) shown in the third embodiment may be divided into a toe portion and a heel portion to form a bag body.
(4) The shoe-shaped device 2 may be further provided with a vibration module.
本発明は、仮想現実を用いたゲーム、体感型のアトラクション、さらにはリハビリテーション装置にも利用可能である。また、本発明の足裏感触提示装置のソール部を椅子に組み込み、ＶＲと組み合わせることでＶＲコンテンツと連動した仮想現実環境へのより一層の没入感を提供することにも有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a game using virtual reality, a sensible attraction, and a rehabilitation device. Further, by incorporating the sole portion of the foot sole feeling presentation device of the present invention into a chair and combining it with VR, it is also useful to provide a further immersive feeling in the virtual reality environment linked with VR content.
１ 仮想現実システム
２，２１〜２３ 靴型デバイス
３ 加速度センサ
４，４１〜４３ ソール部
５ 機器制御装置
６ データ送受信部
７，７１〜７３ 空気圧制御装置
８，１０８ 仮想現実サービス提供サーバ
９ ディスプレイ
１０ スピーカ
１１ ユーザ
１２ 通信手段
１３ａ〜１３ｆ 充填材
１４ インソール部
２０ アッパー部
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ 袋体
５０ ユーザ入力操作部
７０，７１ａ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ， チューブ
１０１ 足裏感触提示装置
１０２ 足裏装着手段
１０３ 状態検出手段
１０４ 感触提示手段
１０６ データ送受信手段
１０７ 圧力制御手段
１０９ 映像提示手段
１１０ 音声提示手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Virtual reality system 2,21-23 Shoe-shaped device 3 Acceleration sensor 4,41-43 Sole part 5 Equipment control device 6 Data transmission / reception part 7,71-73 Air pressure control device 8,108 Virtual reality service provision server 9 Display 10 Speaker 11 user 12 communication means 13a-13f filler 14 insole part 20 upper part 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b bag 50 user input operation part 70, 71a, 72a, 72b, 73a, 73b, tube 101 sole Feeling presenting device 102 Foot mounting means 103 State detecting means 104 Feeling presenting means 106 Data transmitting / receiving means 107 Pressure control means 109 Video presenting means 110 Voice presenting means
Claims (14)
仮想現実空間におけるユーザの足の状態を検出する状態検出手段と、
ユーザの足裏側に収容空間を形成する１つ以上の柔軟性袋体と該袋体に収容される充填材を有し前記感触を再現する感触提示手段と、
ユーザの足裏に前記感触提示手段を装着する足裏装着手段と、
前記状態検出手段が検出した足の状態データと、仮想現実空間内の接地面の状態データとから得られる足裏感触データに応じて、前記収容空間内の圧力を制御する圧力制御手段、を備え、
ユーザの足裏と前記袋体とにおける直接的又は間接的な接触状態下で、前記足裏感触データに応じて、前記圧力制御手段が、仮想現実空間内の接地面の状態、及び、ユーザの足の状態に合わせ、前記収容空間内の圧力を変化させることを特徴とする足裏感触提示装置。 A sole feel presentation device for reproducing a feel of the sole of a ground surface in a virtual reality space for a user,
State detection means for detecting the state of the user's foot in the virtual reality space,
A feel presenting means which has one or more flexible bags forming an accommodation space on the sole side of the user and a filler contained in the bags and reproduces the feel.
A sole mounting means for mounting the feel presenting means on the sole of the user;
Pressure control means for controlling the pressure in the accommodating space according to the foot feel data obtained from the foot condition data detected by the condition detecting means and the ground surface condition data in the virtual reality space. ,
Under the direct or indirect contact state between the sole of the user and the bag, the pressure control unit determines the state of the ground contact surface in the virtual reality space and the user's sole according to the sole feel data. A foot sole feel presentation device, characterized in that the pressure in the accommodation space is changed according to the state of the foot.
前記袋体は、前記ソール部に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の足裏感触提示装置。 The sole feel presentation device has a shoe-shaped shape including at least an upper portion and a sole portion,
The sole feeling presentation device according to claim 1 or 2, wherein the bag body is provided in the sole portion.
仮想現実空間におけるユーザの足の状態を検出する状態検出ステップと、
ユーザの足裏と前記袋体とにおける直接的又は間接的な接触状態下で、前記足の状態データと、仮想現実空間内の接地面の状態データとから得られる足裏感触データに応じて、前記収容空間内の圧力を制御する圧力制御ステップ、
を備えたことを特徴とする足裏感触提示方法。 A method for presenting the feel of the foot that reproduces the feel of the foot on the ground plane in the virtual reality space for the user,
A state detection step of detecting the state of the foot of the user in the virtual reality space,
Under a direct or indirect contact state between the sole of the user and the bag, according to the foot feel data obtained from the foot state data and the ground plane state data in the virtual reality space, A pressure control step of controlling the pressure in the accommodation space,
A method for presenting the feel of the foot, comprising:
仮想現実空間におけるユーザの足の状態を検出する状態検出手段と、
ユーザの足裏側に収容空間を形成する１つ以上の柔軟性袋体と該袋体に収容される充填材を有し前記感触を再現する感触提示手段と、
ユーザの足裏に前記感触提示手段を装着する足裏装着手段と、
前記状態検出手段において検出した足の状態データを受信し、該状態データを仮想現実サービス提供サーバへ送信し、かつ、仮想現実サービス提供サーバから足裏感触データを受信するデータ送受信手段と、
前記足裏感触データに応じて前記収容空間内の圧力を制御する圧力制御手段と、
ユーザが仮想現実空間内を視覚的に認識し得る映像提示手段と、
ユーザが仮想現実空間内を聴覚的に認識し得る音声提示手段と、
前記データ送受信手段、前記映像提示手段、及び前記音声提示手段と有線又は無線で接続された仮想現実サービス提供サーバと、を備え、
前記感触提示手段は、少なくとも、内部に収容空間が形成された柔軟性を有する１つ以上の袋体と、前記収容空間に収容された充填材と、を備え、
ユーザの足裏と前記袋体とにおける直接的又は間接的な接触状態下で、前記足裏感触データを元に、前記圧力制御手段が、仮想現実空間内の接地面の状態、及び、ユーザの足の状態に合わせ、前記収容空間内の圧力を変化させると共に、
前記映像提示手段及び前記音声提示手段により、前記仮想現実空間内を視覚的及び聴覚的に再現することを特徴とする仮想現実システム。 A virtual reality system that reproduces the feel of the sole of the ground plane in the virtual reality space for the user,
State detection means for detecting the state of the user's foot in the virtual reality space,
A feel presenting means which has one or more flexible bags forming an accommodation space on the sole side of the user and a filler contained in the bags and reproduces the feel.
A sole mounting means for mounting the feel presenting means on the sole of the user;
Data transmitting and receiving means for receiving the foot condition data detected by the condition detecting means, transmitting the condition data to the virtual reality service providing server, and receiving sole feeling data from the virtual reality service providing server;
Pressure control means for controlling the pressure in the accommodation space according to the sole feel data,
A video presenting means by which the user can visually recognize the virtual reality space,
A voice presentation means by which a user can auditorily recognize the virtual reality space;
A virtual reality service providing server connected to the data transmitting / receiving unit, the video presenting unit, and the audio presenting unit by wire or wirelessly;
The feel presenting means includes at least one flexible bag body having an accommodation space formed therein, and a filling material accommodated in the accommodation space,
Under the direct or indirect contact state between the sole of the user and the bag, the pressure control means, based on the sole feel data, the state of the ground plane in the virtual reality space and the user's sole. According to the condition of the foot, while changing the pressure in the accommodation space,
A virtual reality system characterized in that the image presenting means and the audio presenting means visually and audibly reproduce the virtual reality space.
A sole feeling presentation program for causing a computer to execute each step of the sole feeling presentation method of claim 12.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112044054A (en) * | 2020-09-09 | 2020-12-08 | 湖南翰坤实业有限公司 | VR-based 9D space capsule intelligent control system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003055345A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Kanedaya Co., Ltd. | Shoe insole |
| JP2013240853A (en) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Keylex Corp | Hand device |
| JP2015223334A (en) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 株式会社デンソー | Display system |
| JP2017023610A (en) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 株式会社ｉコーポレーション | Inner sole of shoe |
| US20170290390A1 (en) * | 2014-09-26 | 2017-10-12 | Vibram S.P.A. | Signaling sole for shoes, shoe provided with said sole and kit comprising at least one of said sole |
| WO2018181584A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 株式会社ノーニューフォークスタジオ | Information processing system, information processing method, and information processing program |
-
2018
- 2018-10-22 JP JP2018198812A patent/JP7195586B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003055345A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Kanedaya Co., Ltd. | Shoe insole |
| JP2013240853A (en) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Keylex Corp | Hand device |
| JP2015223334A (en) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 株式会社デンソー | Display system |
| US20170290390A1 (en) * | 2014-09-26 | 2017-10-12 | Vibram S.P.A. | Signaling sole for shoes, shoe provided with said sole and kit comprising at least one of said sole |
| JP2017023610A (en) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 株式会社ｉコーポレーション | Inner sole of shoe |
| WO2018181584A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 株式会社ノーニューフォークスタジオ | Information processing system, information processing method, and information processing program |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 小林 優人 MASATO KOBAYASHI, 第２３回日本バーチャルリアリティ学会大会 ［ＯＮＬＩＮＥ］ THE 23<SP>RD</SP> ANNUAL CONFERENCE OF T, JPN6022037091, 18 September 2018 (2018-09-18), JP, ISSN: 0004865717 * |
| 菊池 武士 TAKEHITO KIKUCHI: "足底面圧力による傾斜感提示のための基礎的検討", 第１８回 日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 ［ＣＤ−ＲＯＭ］ 第１８回日本バーチャルリアリティ, JPN6022037092, 26 September 2013 (2013-09-26), JP, ISSN: 0004865718 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112044054A (en) * | 2020-09-09 | 2020-12-08 | 湖南翰坤实业有限公司 | VR-based 9D space capsule intelligent control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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