JP2923497B1 - 動き感覚生成装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 シミュレータの搭乗者に対して、シミュレー
タ自体が前進または後退の運動を行なっているような感
覚を生じさせる動き感覚生成装置を提供する。 【解決手段】 動き感覚生成装置１００では、表示され
る映像に同期して、シミュレータ本体１０の傾きと回転
ベルト１１の回転とが変化する。回転ベルト１１の上に
は、車輪１３を介して搭乗者用座席台車１４が配置され
る。車輪１３は、回転ベルト１１の回転により回転し、
シミュレータ本体１０の傾きとともに傾く。搭乗者用座
席台車１４自体は、台車固定部１５によりシミュレータ
本体１０に固定されている。これにより、シミュレータ
の搭乗者に対して、車輪１３の回転、回転方向および回
転速度による刺激を生成することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動き感覚生成装置
に関し、特に、シミュレータの搭乗者に、シミュレータ
自体が前進あるいは後退の運動を行なっているかのよう
な感覚を生じさせる動き感覚生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動感覚を体験するものとして、操作訓
練のための乗物シミュレータや遊園地にある擬似体験型
の乗物娯楽装置がある。

【０００３】これらの装置は、移動する物体から観測さ
れる映像を表示するスクリーンとユーザの搭乗する擬似
的な乗物（以下、シミュレータと称す）とを備える。シ
ミュレータは、ヨウ、ピッチ、ローのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
についての回転機構および前後・上下の並進機構を備え
ている。

【０００４】シミュレータの搭乗者は、表示される映像
に合わせたシミュレータの回転運動および前進または後
退の動きから、たとえばシミュレータが実際に道路上を
移動しているかのように錯覚する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際に乗物
が移動する場合、移動面から乗物の床を通じて、搭乗者
に振動が伝わってくる。

【０００６】たとえば、遊園地のローラーコースターに
ついて考察する。ローラーコースターが搭乗者の前進方
向に動いているとする。さらに、ローラーコースターが
移動する軌道には、特定の場所に凹凸があると仮定す
る。この際、ローラーコースターの運動に伴い、移動面
の軌道の凹凸部分からの振動が、車輪を介して搭乗者の
足先の部分から上体の部分へと順に伝わってくる。

【０００７】しかしながら、従来のシミュレータでは、
移動することによって生じる振動部分の相対的な移動と
いう感覚が発生しない。

【０００８】したがって、シミュレータの搭乗者の受け
る前進や後退の動きの感覚は弱く、シミュレータが模擬
する乗物が動いている、あるいは流れているといった感
覚を得にくいという問題点があった。

【０００９】そこで、本発明は係る課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、シミュレータ自体
が前進あるいは後退の運動を行なっている感覚を搭乗者
に生じさせる動き感覚生成装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る動き感覚
生成装置は、移動する物体から観測される映像をユーザ
に表示する表示手段と、表示手段に表示される映像に同
期して、物体の移動を前記ユーザに体感させる模擬手段
とを備え、模擬手段は、表示される映像に同期して姿勢
を変化させる第１の移動手段と、表示される映像に同期
して速度を変化させる、第１の移動手段の上をスライド
する第２の移動手段とを含み、第２の移動手段のスライ
ドに伴い回転振動が発生するように、第２の移動手段の
上に配置される車輪と、ユーザを乗せる、車輪を装着し
た搭乗部と、搭乗部の位置を前記第１の移動手段に固定
する固定手段とをさらに備える。

【００１１】請求項２に係る動き感覚生成装置は、請求
項１に係る動き感覚生成装置であって、表示される映像
に同期して第１の移動手段および第２の移動手段の動き
を制御する制御手段をさらに備え、第１の移動手段は、
表示される映像に同期して少なくとも並進または回転す
る。

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、本発明
の実施の形態１における動き感覚生成装置１００の全体
構成を示す図である。図１に示す動き感覚生成装置１０
０は、映像蓄積装置１、映像出力装置２、および映像出
力用スクリーン３を含む。

【００１４】映像蓄積装置１には、模擬する乗物から予
め撮影した映像、またはコンピュータグラフィックス技
術によって作成した映像に関する情報が蓄積（記憶）さ
れる。

【００１５】映像出力装置２は、映像蓄積装置１から読
出される映像情報を受ける。映像出力用スクリーン３に
は、映像出力装置２の制御に基づき、映像蓄積装置１か
ら読出された映像情報に応じた映像が表示される。

【００１６】図１に示す動き感覚生成装置１００はさら
に、シミュレータ本体１０、搭乗者用座席台車１４およ
び台車固定部１５を含む。

【００１７】シミュレータ本体１０は、移動面の相対的
な動きを模擬する。シミュレータ本体１０は、上下・前
後の並進運動機能およびＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸回りに
ついての回転運動機能を有する。

【００１８】シミュレータ本体１０はさらに、回転ベル
ト１１を備える。回転ベルト１１は、Ｙ軸方向に回転す
る。なお、回転ベルト１１は、シミュレータ本体１０と
ともに姿勢が変化する。

【００１９】搭乗者用座席台車１４は、シミュレータ本
体１０に取付けられた回転ベルト１１の上に配置され
る。ユーザ１６は、搭乗者用座席台車１４に座り、映像
出力用スクリーン３に表示される映像を見る。

【００２０】搭乗者用座席台車１４の底の部分には、車
輪１３が取付けられている。車輪１３は、回転ベルト１
１の動きに合わせて回転する。

【００２１】台車固定部１５は、搭乗者用座席台車１４
が回転ベルト１１の回転に合わせて移動しないようにす
るためのものであり、搭乗者用座席台車１４の位置を回
転ベルト１１に対して固定する。図１においては、台車
固定部１５は、搭乗者用座席台車１４の前後を挟む形で
配置され、その端部はシミュレータ本体１０に固定され
ている。

【００２２】図１に示す動き感覚生成装置１００はさら
に、シミュレータ動き情報蓄積装置４、シミュレータ本
体制御装置５、回転ベルト制御装置６、およびコントロ
ーラ７を含む。

【００２３】シミュレータ動き情報蓄積装置４には、シ
ミュレータ動き情報（具体的には、シミュレータ本体１
０の姿勢を制御するためのシミュレータ本体制御情報、
および回転ベルト１１の回転を制御するための回転ベル
ト制御情報）が蓄積（記憶）される。これらは、映像出
力用スクリーン３に表示される映像と対応している。

【００２４】コントローラ７は、映像蓄積装置１および
シミュレータ動き情報蓄積装置４の読出動作を制御す
る。また、コントローラ７は、シミュレータ動き情報蓄
積装置４から読出されるシミュレータ動き情報に変化が
有るか否かを判定する。

【００２５】シミュレータ本体制御装置５は、シミュレ
ータ動き情報蓄積装置４から受けるシミュレータ本体制
御情報に従い、シミュレータ本体１０の姿勢を変化させ
るための制御を行なう。これにより、シミュレータ本体
１０は、上下・前後の並進運動およびＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
の３軸回りについての回転運動を行なう。

【００２６】回転ベルト制御装置６は、シミュレータ動
き情報蓄積装置４から受ける回転ベルト制御情報に従
い、回転ベルト１１の回転速度および回転方向を変化さ
せるための制御を行なう。これにより、回転ベルト１１
の回転速度および回転方向が変化する。

【００２７】次に、本発明の実施の形態１におけるシミ
ュレータ本体１０および回転ベルト１１の制御につい
て、フロー図である図２を用いて説明する。

【００２８】図２は、図１に示すシミュレータ本体１０
および回転ベルト１１の制御について説明するためのフ
ロー図である。図２では、一例として、シミュレータ本
体１０の３軸回りの回転および回転ベルト１１の回転速
度についての制御の流れが記載されている。なお、コン
トローラ７の制御により、映像出力用スクリーン３に映
像が表示されているものとする。

【００２９】コントローラ７の制御により、シミュレー
タ動き情報蓄積装置４から、表示される映像に同期して
対応するシミュレータ動き情報が読出される（ステップ
Ｓ１）。

【００３０】コントローラ７は、このシミュレータ動き
情報を受けて、変化した情報（変化情報）があるか否か
を判定する（ステップＳ２）。たとえば、前回読出され
たシミュレータ本体制御情報または回転ベルト制御情報
と今回読出されたシミュレータ本体制御情報または回転
ベルト制御情報との間に差があるか否かが検出される。

【００３１】変化情報がない場合には、シミュレータ本
体１０の傾きおよび回転ベルト１１の回転状態に変化が
なく、さらに次の映像に同期したシミュレータ動き情報
の読出が行なわれる（ステップＳ１に戻る）。なお、変
化情報がない場合には、シミュレータ本体制御装置５お
よび回転ベルト制御装置６へ、シミュレータ動き情報は
伝送されない。

【００３２】変化情報がある場合、回転ベルト制御装置
６は、シミュレータ動き情報蓄積装置４から回転ベルト
制御情報を受け、たとえば、回転ベルト１１の回転速度
に変化があるか否かを判定する（ステップＳ３）。

【００３３】回転ベルト制御情報に変化があった場合、
回転ベルト制御装置６は、回転ベルト制御情報に基づ
き、回転ベルト１１の回転数を増減する（ステップＳ
４）。これにより、回転ベルト１１の回転速度が変化す
る。なお、回転方向についても変化がある場合は、回転
方向の修正が行なわれる。

【００３４】一方、シミュレータ本体制御装置５は、シ
ミュレータ動き情報蓄積装置４からシミュレータ本体制
御情報を受け、たとえば、シミュレータ本体１０の３軸
回りの傾きに変化があるか否かを判定する（ステップＳ
５、ステップＳ７またはステップＳ９）。

【００３５】シミュレータ本体制御情報に変化があった
場合、シミュレータ本体制御装置５は、シミュレータ本
体制御情報に基づき、シミュレータ本体１０の傾きを変
化させる。なお、並進運動についても変化がある場合に
は、前後・上下方向への位置の修正が行なわれる。

【００３６】より具体的には、Ｘ軸回りの回転に変化が
ある場合、シミュレータ本体制御装置５により、シミュ
レータ本体１０におけるＸ軸回りの回転速度や回転の大
きさが変化する（ステップＳ６）。

【００３７】Ｙ軸回りの回転に変化がある場合、シミュ
レータ本体制御装置５により、シミュレータ本体１０の
Ｙ軸回りの回転速度や回転の大きさが変化する（ステッ
プＳ８）。

【００３８】Ｚ軸回りの回転に変化がある場合、シミュ
レータ本体制御装置５により、シミュレータ本体１０の
Ｚ軸回りの回転速度や回転の大きさが変化する（ステッ
プＳ１０）。

【００３９】このように構成することにより、映像出力
用スクリーン３に表示される映像に合わせて、回転ベル
ト１１の回転状態およびシミュレータ本体１０の姿勢状
態が変化する。

【００４０】シミュレータ本体１０または回転ベルト１
１の状態を変化させた後は、さらにステップＳ１に戻
る。

【００４１】以上のように構成することにより、図１に
示す車輪１３の回転および姿勢は、回転ベルト１１の回
転運動およびシミュレータ本体１０の上下・前後の並進
運動および３軸回りの回転運動に連動して変化する。一
方、車輪１３を装着する搭乗者用座席台車１４自体は、
台車固定部１５により、シミュレータ本体１０に対して
位置が固定されている。

【００４２】これにより、搭乗者用座席台車１４に搭乗
するユーザ１６は、車輪１３の回転、回転方向および回
転速度を刺激として受けることになる。移動により発生
する振動を搭乗者に伝達することができるため、従来の
シミュレータに比べて前進や後退の動きの感覚が強くな
り、実際に乗物が動いているという感覚が得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明の動き感覚生成装
置によれば、シミュレータの搭乗者に対して、車輪の回
転を通じて、移動により発生する振動が伝達される。す
なわち、本発明の動き感覚生成装置は、搭乗者に対し
て、車輪の回転、回転方向、回転速度等による刺激を生
成することができる。

【００４４】したがって、シミュレータの搭乗者の受け
る前進や後退の動きの感覚が強くなり、模擬する乗物が
動いている、あるいは流れているといった感覚を得やす
くなる。

【００４５】これにより、たとえば遊園地のジェットコ
ースターに乗った場合と同様な降下感覚または上昇感覚
を生成することが可能となり、従来のシミュレータに比
べ、擬似体験のリアリティを増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における動き感覚生成装
置１００の全体構成を示す図である。

【図２】図１におけるシミュレータ本体１０および回転
ベルト１１の制御について説明するためのフロー図であ
る。

【符号の説明】

１ 映像蓄積装置 ２ 映像出力装置 ３ 映像出力用スクリーン ４ シミュレータ動き情報蓄積装置 ５ シミュレータ本体制御装置 ６ 回転ベルト制御装置 ７ コントローラ １０ シミュレータ本体 １１ 回転ベルト １３ 車輪 １４ 搭乗者用座席台車 １５ 台車固定部 １００ 動き感覚生成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A63G 31/02 A63F 9/22 G09B 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する物体から観測される映像をユー
   ザに表示する表示手段と、 前記表示手段に表示される映像に同期して、前記物体の
   移動を前記ユーザに体感させる模擬手段とを備え、 前記模擬手段は、 前記表示される映像に同期して姿勢を変化させる第１の
   移動手段と、 前記表示される映像に同期して速度を変化させる、前記
   第１の移動手段の上をスライドする第２の移動手段とを
   含み、 前記第２の移動手段のスライドに伴い回転振動が発生す
   るように、前記第２の移動手段 の上に配置される車輪
   と、 前記ユーザを乗せる、前記車輪を装着した搭乗部と、 前記搭乗部の位置を前記第１の移動手段に固定する固定
   手段とをさらに備える、動き感覚生成装置。
2. 【請求項２】 前記表示される映像に同期して前記第１
   の移動手段および前記第２の移動手段の動きを制御する
   制御手段をさらに備え、前記第１の移動手段は、前記表示される映像に同期して
   少なくとも並進または回転する、 請求項１記載の動き感
   覚生成装置。