JP6133344B2 - User interface display method and program for display on head mounted display - Google Patents

User interface display method and program for display on head mounted display Download PDF

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Description

本発明は、ユーザの頭部に装着して、ユーザ視野内に仮想空間における画像を表示し、タッチパネル式装置による操作で該画像に表示される表示オブジェクトを操作可能なヘッドマウントディスプレイシステムにおいて、表示オブジェクトを表示するための方法及びプログラムに関する。   The present invention provides a head-mounted display system that is mounted on a user's head, displays an image in a virtual space within the user's visual field, and can operate a display object displayed on the image by an operation with a touch panel device. The present invention relates to a method and a program for displaying an object.

ユーザの頭部に装着され、眼前に配置されたディスプレイ等によってユーザに仮想空間における画像を提示することが可能な非透過型のヘッドマウントディスプレイ(HMD)が知られている。また、近年、ディスプレイとタッチパネルとが一体となった携帯端末が知られている。このような携帯端末のタッチパネルを用いて、携帯端末のディスプレイに表示された表示オブジェクトの操作を直感的に実現するための技術が種々提案されている。(例えば、特許文献1)   There is known a non-transmissive head mounted display (HMD) that is mounted on a user's head and can present an image in a virtual space to the user with a display or the like placed in front of the user. In recent years, portable terminals in which a display and a touch panel are integrated are known. Various techniques for intuitively realizing the operation of a display object displayed on a display of a mobile terminal using such a touch panel of the mobile terminal have been proposed. (For example, Patent Document 1)

特開2014−149653号公報JP 2014-149653 A

上記背景技術に係る非透過型ヘッドマウントディスプレイを装着した場合、ユーザは仮想空間に完全に没入しているため手元を観察することができない。
また、上記特許文献1に記載された技術は、ディスプレイがタッチパネル式である携帯端末を用いて該ディスプレイに表示された表示オブジェクトを操作する。この場合、ユーザは保持している端末のディスプレイを見ながら、該ディスプレイと一体化したタッチパネルを用いて表示オブジェクトを操作する。しかしながら、ディスプレイがタッチパネルと一体化しているため、タッチパネルに対するユーザの指などによりディスプレイの一部が隠れてしまうことがあった。さらに、非透過型HMDを装着する場合、ユーザはディスプレイを観察しながら、ディスプレイと一体型のタッチパネル上で表示オブジェクトの操作を行うことができない。
When the non-transmissive head-mounted display according to the background art is mounted, the user cannot observe the hand because the user is completely immersed in the virtual space.
Moreover, the technique described in the said patent document 1 operates the display object displayed on this display using the portable terminal whose display is a touch panel type. In this case, the user operates the display object using a touch panel integrated with the display while looking at the display of the terminal being held. However, since the display is integrated with the touch panel, a part of the display may be hidden by a user's finger or the like with respect to the touch panel. Further, when the non-transparent HMD is mounted, the user cannot operate the display object on the touch panel integrated with the display while observing the display.

(1)本発明は、ヘッドマウントディスプレイと該ヘッドマウントディスプレイに通信可能に接続されているタッチパネル式装置とを備えたヘッドマウントディスプレイシステムにおいて、ヘッドマウントディスプレイの表示領域に表示オブジェクトを表示するユーザインタフェース表示方法であって、
タッチパネル式装置のタッチパネルに対するユーザによる接触開始位置からの接触変位量を検出するステップと、
タッチパネル式装置の傾きの変化を検出するステップと、
検出された操作開始位置からの接触変位量と、タッチパネル式装置の傾きの変化とに基づいて、表示領域に表示する仮想空間内の表示オブジェクトを表示制御するステップと、を備えることを特徴とする、ユーザインタフェース表示方法に関する。
(2)また、本発明は、表示制御するステップが、
検出されたタッチパネルに対する接触開始位置からの接触変位量に基づいて、表示領域に表示される第1のオブジェクトの向きを表示制御するステップと、
検出されたタッチパネル式装置の傾き変化に基づいて、表示領域に表示される第2のオブジェクトの向きを表示制御するステップと、
を備えることを特徴とする。
(3)また、本発明は、
接触変位量を検出するステップがさらにタッチパネルに対するユーザによる接触開始位置からの接触変位方向を検出するステップを含み、
表示制御するステップが、
検出されたタッチパネルに対する接触開始位置からの接触変位量及び接触変位方向に基づいて、表示領域に表示される第1のオブジェクトの移動量及び進行方向を表示制御するステップと、
検出されたタッチパネル式装置の傾き変化に基づいて、ヘッドマウントディスプレイの表示領域に表示される第1のオブジェクトの傾きを表示制御するステップと、
を備えることを特徴とする。
(4)また、本発明は、上記(3)において、表示領域表示される第1のオブジェクトの仮想空間内の位置は、接触変位量、接触変位方向に傾き変化を合成した位置を3次元仮想得空間内の座標に変換した位置であることを特徴とする。
(5)また、本発明は、ヘッドマウントディスプレイと該ヘッドマウントディスプレイに通信可能に接続されているタッチパネル式装置とを備えたヘッドマウントディスプレイシステムにおいて、ヘッドマウントディスプレイの表示領域に表示オブジェクトを表示するユーザインタフェース表示方法であって、
タッチパネル式装置のタッチパネルに対するユーザによる接触開始位置からの接触変位量を検出するステップと、
タッチパネル式装置の実空間における装置変位量を検出するステップと、
検出された操作開始位置からの接触変位量と、タッチパネル式装置の装置変位量とに基づいて、表示領域に表示する仮想空間内の表示オブジェクトを表示制御するステップと、を備えることを特徴とする、ユーザインタフェース表示方法に関する。
(6)また、本発明は、表示制御ステップが、
検出されたタッチパネルに対する操作開始位置からの接触変位量に基づいて、表示領域に表示される第1のオブジェクトの移動量を表示制御するステップと、
検出されたタッチパネル式装置の実空間における装置変位量に基づいて、表示領域に表示される第1のオブジェクトの動作を表示制御するステップと、
を備えることを特徴とする。
(7)また、本発明は、上記(6)において、表示領域表示される第1のオブジェクトの仮想空間内の位置は、接触変位量に装置変位量を合成した位置を3次元仮想空間内の座標に変換した位置である、ことを特徴とする。
(8)また、本発明は、表示制御するステップが、
検出されたタッチパネル式装置の実空間における装置変位量及び、タッチパネルに対するスワイプ回転数に基づいて、ヘッドマウントディスプレイの表示領域に表示される第1のオブジェクトに関するパラメータを算出し、該算出されたパラメータに基づいて表示オブジェクトを表示制御するステップと、
を備えることを特徴とする。
(9)また、本発明は、スワイプ回転数が、タッチパネルに対する操作開始位置からの接触変位量、接触変位方向、に基ついて算出されることを特徴とする。
(10)また、本発明は、タッチパネル式装置はスマートフォンである、上記(1)から(9)に記載のユーザインタフェース表示方法に関する。
(11)また、本発明は、上記(1)から(10)のいずれかにおいて、表示領域に表示オブジェクトを表示するユーザインタフェース表示方法を、ヘッドマウントディスプレイシステムに搭載されたプロセッサに実行させるためのインタフェースプログラムに関する。
(1) The present invention provides a user interface for displaying a display object in a display area of a head mounted display in a head mounted display system including a head mounted display and a touch panel device connected to the head mounted display in a communicable manner. Display method,
Detecting a contact displacement amount from a contact start position by a user on the touch panel of the touch panel device;
Detecting a change in tilt of the touch panel device;
And a step of controlling display of a display object in the virtual space displayed in the display area based on the detected contact displacement amount from the operation start position and the change in the tilt of the touch panel device. The present invention relates to a user interface display method.
(2) Further, according to the present invention, the step of controlling the display includes
Displaying the orientation of the first object displayed in the display area based on the detected amount of contact displacement from the contact start position with respect to the touch panel;
Displaying the orientation of the second object displayed in the display area based on the detected tilt change of the touch panel device; and
It is characterized by providing.
(3) The present invention also provides:
Detecting the amount of contact displacement further includes detecting a direction of contact displacement from a contact start position by a user on the touch panel;
The display control step is
Based on the detected contact displacement amount and contact displacement direction from the contact start position with respect to the touch panel, the display control of the movement amount and the traveling direction of the first object displayed in the display area;
Based on the detected tilt change of the touch panel device, the display control of the tilt of the first object displayed in the display area of the head mounted display;
It is characterized by providing.
(4) Further, according to the present invention, in the above (3), the position of the first object displayed in the display area in the virtual space is a three-dimensional virtual position obtained by combining the contact displacement amount and the tilt change in the contact displacement direction. It is a position converted into coordinates in the acquisition space.
(5) Further, the present invention displays a display object in a display area of a head mounted display in a head mounted display system including a head mounted display and a touch panel device connected to the head mounted display in a communicable manner. A user interface display method,
Detecting a contact displacement amount from a contact start position by a user on the touch panel of the touch panel device;
Detecting a device displacement amount in a real space of the touch panel device;
And a step of controlling display of a display object in the virtual space displayed in the display area based on the detected contact displacement amount from the operation start position and the device displacement amount of the touch panel device. The present invention relates to a user interface display method.
(6) In the present invention, the display control step includes
A step of controlling display of the amount of movement of the first object displayed in the display area based on the detected amount of contact displacement from the operation start position on the touch panel;
Based on the detected device displacement amount in the real space of the touch panel device, the display control of the operation of the first object displayed in the display area;
It is characterized by providing.
(7) In the above (6), the position of the first object displayed in the display area in the virtual space is the position obtained by combining the device displacement amount with the contact displacement amount in the three-dimensional virtual space. It is a position converted into coordinates.
(8) Further, according to the present invention, the step of controlling the display includes
Based on the detected device displacement amount in the real space of the touch panel device and the swipe rotation speed with respect to the touch panel, a parameter related to the first object displayed in the display area of the head mounted display is calculated, and the calculated parameter is Controlling display of the display object based on,
It is characterized by providing.
(9) Further, the present invention is characterized in that the swipe rotational speed is calculated based on a contact displacement amount and a contact displacement direction from an operation start position on the touch panel.
(10) Moreover, this invention relates to the user interface display method as described in said (1) to (9) whose touchscreen apparatus is a smart phone.
(11) Further, according to any of the above (1) to (10), the present invention causes a processor mounted on a head mounted display system to execute a user interface display method for displaying a display object in a display area. The interface program.

この発明の上記の、及び他の特徴及び利点は、この発明の実施形態の以下のより特定的な説明、添付の図面、及び請求の範囲から明らかになるであろう。   These and other features and advantages of the present invention will become apparent from the following more specific description of the embodiments of the invention, the accompanying drawings, and the claims.

本発明によれば、タッチパネル式装置を用いて、タッチパネル式装置と通信可能に接続されたHMDの表示領域に表示される3次元仮想空間内の表示オブジェクトを容易にかつ直感的に指示することができる。   According to the present invention, it is possible to easily and intuitively specify a display object in a three-dimensional virtual space displayed in a display area of an HMD that is communicably connected to a touch panel device using the touch panel device. it can.

本発明の一実施形態に従った、HMDシステムの概略図を示す。1 shows a schematic diagram of an HMD system, according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、HMDシステムの表示処理を実現するための機能的構成を示す。1 shows a functional configuration for realizing display processing of an HMD system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、タッチパネル式装置の3次元実空間の直交座標系、及びタッチパネル平面の直交座標系、及びこれら座標系において用いられる各種パラメータを示す。3 shows an orthogonal coordinate system of a three-dimensional real space of a touch panel device, an orthogonal coordinate system of a touch panel plane, and various parameters used in these coordinate systems according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で宇宙船及び大砲を操作する場合の、(イ)宇宙船及び大砲の操作開始状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作開始状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。(A) an operation start state of a spacecraft and a cannon when operating a spacecraft and a cannon in a three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention; (b) an operation start state for a touch panel device; C) A schematic view of a cross section of the touch panel device shown in (b) cut along a broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で宇宙船及び大砲を操作する場合の、(イ)宇宙船及び大砲の操作中の状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作中の状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。(B) a state during operation of the spacecraft and cannon, and (b) a state during operation of the touch panel device when operating the spacecraft and cannon in the three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention. (C) The schematic of the cross section which cut | disconnected the touchscreen type apparatus shown by (b) with the broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で宇宙船及び大砲を操作する場合の、HMDを装着しているユーザが観察することのできる表示領域に表示される3次元仮想空間内の画像を示す。In a three-dimensional virtual space displayed in a display area that can be observed by a user wearing an HMD when operating a spacecraft and a cannon in the three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention The image of is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で飛行機を操作する場合の、(イ)飛行機の操作開始状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作開始状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。In the case of operating an airplane in a three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention, (a) the operation start state of the airplane, (b) the operation start state for the touch panel device, and (c) (b) The schematic of the cross section which cut | disconnected the touchscreen type apparatus shown by the broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で飛行機を操作する場合の、(イ)飛行機の操作中の状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作中の状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。In the case of operating an airplane in a three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention, (a) a state during operation of the airplane, (b) a state during operation on the touch panel device, and (c) (b) The schematic of the cross section which cut | disconnected the touchscreen type | formula apparatus shown by the broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で竜を操作する場合の、(イ)竜の操作開始状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作開始状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。In the case of operating a dragon in a three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention, (i) the operation start state of the dragon, (b) the operation start state for the touch panel device, (c) The schematic of the cross section which cut | disconnected the touchscreen type apparatus shown by the broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で竜を操作する場合の、(イ)竜の操作中の状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作中の状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。According to an embodiment of the present invention, when operating a dragon in a three-dimensional virtual space, (a) a state during operation of the dragon, (b) a state during operation on the touch panel device, (c) (b) The schematic of the cross section which cut | disconnected the touchscreen type | formula apparatus shown by the broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で釣り竿を操作する場合の、(イ)釣り竿の操作開始状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作開始状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。In the case of operating a fishing rod in a three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention, (i) an operation start state of the fishing rod, (b) an operation start state for a touch panel device, and (c) (b) The schematic of the cross section which cut | disconnected the touchscreen type apparatus shown by the broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、3次元仮想空間内で釣り竿を操作する場合の、(イ)釣り竿の操作中の状態、(ロ)タッチパネル式装置に対する操作中の状態、(ハ)(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断した断面の概略図を示す。In the case of operating a fishing rod in a three-dimensional virtual space according to an embodiment of the present invention, (a) a state during operation of the fishing rod, (b) a state during operation on the touch panel device, (c) (b) The schematic of the cross section which cut | disconnected the touchscreen type | formula apparatus shown by the broken line a is shown. 本発明の一実施形態に従った、HMDシステムにおける表示を制御するための処理の流れを示す。4 shows a process flow for controlling display in an HMD system according to an embodiment of the present invention.

以下、本実施形態について説明する。図1は、一実施形態に係るシステムの構成図である。このシステムでは、タッチパネル式装置130と本体装置120が無線又は有線で通信可能に接続され、本体装置120とHMD110が無線又は有線で通信可能に接続されている。HMD110は、表示領域112を備えており、HMDを装着したユーザは表示領域112に表示される画像のみを観察することができる。
<本体装置のハードウェア構成>
本体装置120は、プロセッサ、メモリ、通信部(図示せず)を備えることができる。さらに、本体装置120は、当該本体装置120に対して交換可能に用いられる情報記憶媒体(例えば光ディスク)が着脱可能に挿入することができる。光ディスクに、本体装置で実行されるアプリケーションプログラムを記憶することができる。
Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a system according to an embodiment. In this system, the touch panel type device 130 and the main body device 120 are connected so as to be communicable wirelessly or by wire, and the main body device 120 and the HMD 110 are communicably connected by wireless or wire. The HMD 110 includes a display area 112, and a user wearing the HMD can observe only an image displayed in the display area 112.
<Hardware configuration of main unit>
The main device 120 can include a processor, a memory, and a communication unit (not shown). Furthermore, the main body device 120 can be detachably inserted with an information storage medium (for example, an optical disk) that is used interchangeably with the main body device 120. An application program executed by the main device can be stored on the optical disc.

本体装置120のプロセッサは、メモリ又は光ディスクに記憶されたアプリケーションプログラムを実行することによって、アプリケーション処理(ゲーム処理)を実行するものである。   The processor of the main device 120 executes application processing (game processing) by executing an application program stored in a memory or an optical disc.

本体装置120のメモリはプロセッサによって実行される各種アプリケーションプログラムや、各種アプリケーションプログラムの実行に伴い生じる各種データ(ゲームの結果データ又は途中データ等)を格納することができる。例えば、大砲を備えた宇宙船が敵機を攻撃するためのゲームアプリケーションプログラムを格納することができる。   The memory of the main device 120 can store various application programs executed by the processor and various data (game result data or intermediate data, etc.) generated by the execution of the various application programs. For example, a game application program for a spaceship equipped with a cannon to attack enemy aircraft can be stored.

本体装置の通信部は、タッチパネル式装置130から出力された各種データを受信したり、HMD110の表示領域112に対し生成した表示画像を送信したりすることができる。   The communication unit of the main body apparatus can receive various data output from the touch panel device 130 and can transmit the generated display image to the display area 112 of the HMD 110.

本体装置120は、公知のパーソナルコンピュータ、据え置き型ゲーム機等により実現されうる。本体装置120は、図2に示される機能を実現するための装置である。図1において、本体装置120はタッチパネル式装置130、HMD110とは別個に構成されているが、本体装置120により実現される図2に示される機能の一部又は全部を、機能を実現するために必要とされるハードウェアを備えたタッチパネル式装置130又はHMD110に搭載することができる。この場合、本体装置120をタッチパネル式装置130及び/又はHMD110と一体化することもできる。
<タッチパネル式装置のハードウェア構成>
タッチパネル式装置130は、タッチパネルに配設されたタッチセンサ132と、傾き検出センサ134、3軸加速度センサ136、送信部、メモリ)、プロセッサ(図示せず)を備えることができる。タッチパネル式装置130はユーザにより保持され、HMDのコントローラとして使用することができる。タッチパネル式装置130は、公知のスマートフォン、タブレット端末、PDAにより実現され得る。
The main unit 120 can be realized by a known personal computer, a stationary game machine, or the like. The main device 120 is a device for realizing the functions shown in FIG. In FIG. 1, the main body device 120 is configured separately from the touch panel device 130 and the HMD 110, but in order to realize some or all of the functions shown in FIG. 2 realized by the main body device 120. It can be mounted on the touch panel device 130 or the HMD 110 provided with the required hardware. In this case, the main body device 120 can be integrated with the touch panel device 130 and / or the HMD 110.
<Hardware configuration of touch panel device>
The touch panel device 130 can include a touch sensor 132 disposed on the touch panel, a tilt detection sensor 134, a triaxial acceleration sensor 136, a transmission unit, a memory), and a processor (not shown). The touch panel device 130 is held by a user and can be used as an HMD controller. The touch panel device 130 can be realized by a known smartphone, tablet terminal, or PDA.

タッチパネル式装置のタッチセンサ132はユーザによるタッチパネルに対するタッチ入力が行われた位置(接触位置)を検出する。ユーザがタッチパネル式装置のタッチパネルに対して指やスタイラスペンを用いてタッチ操作を行うと、タッチセンサ132は該操作に関する各種データ(タッチパネルへの接触位置)を検出することができる。なお、接触変位量算出部204は検出された接触位置情報を用いて、スワイプ操作を行う際の、タッチパネルへの接触開始位置からのタッチパネルへの連続した接触の変位量(接触変位量)、接触開始位置からの接触変位方向、接触変位速度、接触回数、スワイプ回転数などを算出することができる。非透過型のHMDを装着している場合、ユーザは保持しているタッチパネル式装置130の表示面を観察することはできない。その代わりに、HMDの表示領域を観察することができる。従って、タッチパネルは、タッチセンサ132機能を有していれば良く、表示機能を有していなくても良い。なお、本実施形態において、スワイプ操作とは、ユーザ指やタッチペンによってタッチパネル上をタッチし、タッチしたまま線を描くようにタッチ位置をタッチパネル上で動かす操作を意味する。   The touch sensor 132 of the touch panel device detects a position (contact position) where a touch input by the user to the touch panel is performed. When the user performs a touch operation on the touch panel of the touch panel device using a finger or a stylus pen, the touch sensor 132 can detect various data related to the operation (contact position on the touch panel). The contact displacement amount calculation unit 204 uses the detected contact position information to perform a continuous contact displacement amount (contact displacement amount) from the touch start position on the touch panel when performing a swipe operation. The contact displacement direction from the start position, the contact displacement speed, the number of contacts, the swipe rotation number, and the like can be calculated. When the non-transparent HMD is mounted, the user cannot observe the display surface of the touch panel device 130 that is held. Instead, the display area of the HMD can be observed. Accordingly, the touch panel only needs to have the touch sensor 132 function, and may not have the display function. In the present embodiment, the swipe operation means an operation of touching the touch panel with a user finger or a touch pen and moving the touch position on the touch panel so as to draw a line while touching.

タッチパネル式装置の傾き検出センサ134は、タッチパネル式装置130の3次元実空間でのXYZ軸回りのそれぞれの角速度を検出するためのものであり、ジャイロセンサにより実現され得る。   The tilt detection sensor 134 of the touch panel device is for detecting respective angular velocities around the XYZ axes in the three-dimensional real space of the touch panel device 130, and can be realized by a gyro sensor.

タッチパネル式装置の3軸加速度センサ136は、タッチパネル式装置の3次元実空間でのXYZ軸方向の加速度を検出するためのものである。加速度センサ136が検出した加速度は、タッチパネル式装置130の筐体の傾き(傾斜角度)や動きに応じて変化するので、取得された加速度データを用いて、タッチパネル式装置120の筐体の傾きや動き、3次元実空間における装置変位量を算出することができる。例えば、この3軸加速度センサからの加速度出力をモニタリングすることにより、重力加速度を基準として、タッチパネル式装置の姿勢、姿勢変化、例えばタッチパネル式装置130の筐体の一方の端をあおり上げるような姿勢変化があった場合に、その方向と度合いとを検出することができる。   The three-axis acceleration sensor 136 of the touch panel device is for detecting acceleration in the XYZ axis directions in the three-dimensional real space of the touch panel device. The acceleration detected by the acceleration sensor 136 changes according to the inclination (tilt angle) and movement of the casing of the touch panel device 130, and therefore, using the acquired acceleration data, the inclination of the casing of the touch panel device 120 and the like. It is possible to calculate the movement amount of the apparatus in the three-dimensional real space. For example, by monitoring the acceleration output from the three-axis acceleration sensor, the posture and posture change of the touch panel type device, for example, the posture in which one end of the casing of the touch panel type device 130 is lifted on the basis of the gravitational acceleration. When there is a change, its direction and degree can be detected.

タッチパネル式装置のメモリは、各センサより出力されたタッチパネル式装置に対して行われた所定の操作に関する操作入力情報、即ち、タッチセンサへの接触位置、タッチパネル式装置130の3次元実空間での筐体のXYZ軸回りの角速度、3次元実空間での筐体のXYZ軸方向の加速度を操作入力情報として格納する。   The memory of the touch panel type device stores operation input information related to a predetermined operation performed on the touch panel type device output from each sensor, that is, the touch position to the touch sensor, the three-dimensional real space of the touch panel type device 130. The angular velocity around the XYZ axis of the casing and the acceleration in the XYZ axis direction of the casing in the three-dimensional real space are stored as operation input information.

タッチパネル式装置の送信部は、タッチパネル式装置のメモリに格納された、タッチパネル式装置に対して行われたユーザ操作に関する操作入力情報を、本体装置120のアプリケーション進行部202からのリクエストに応じて出力データとして送信することができる。アプリケーション進行部202がアプリケーションプログラムの実行に必要な操作入力情報をリクエストすることで、タッチパネル式装置130は検出された全ての操作入力情報を本体装置120へ送信することなく、必要な情報のみを出力データとして送信することができる。従って、本体装置120とタッチパネル式装置130との間の通信負荷を低減することができる。   The transmission unit of the touch panel device outputs operation input information related to user operations performed on the touch panel device stored in the memory of the touch panel device in response to a request from the application progression unit 202 of the main device 120. It can be sent as data. When the application progression unit 202 requests operation input information necessary for executing the application program, the touch panel device 130 outputs only necessary information without transmitting all detected operation input information to the main body device 120. It can be sent as data. Therefore, the communication load between the main body device 120 and the touch panel device 130 can be reduced.

図2は、本発明の一実施形態に係るHMDシステムの表示処理を実現するための機能的構成図である。本体装置120は、プロセッサなどの演算部に組み込まれたプログラムで制御された、アプリケーション進行部202と、接触変位量算出部204と、傾き変化算出部206と、装置変位量算出部208を備えている。   FIG. 2 is a functional configuration diagram for realizing display processing of the HMD system according to the embodiment of the present invention. The main device 120 includes an application progression unit 202, a contact displacement amount calculation unit 204, an inclination change calculation unit 206, and a device displacement amount calculation unit 208, which are controlled by a program incorporated in a calculation unit such as a processor. Yes.

アプリケーション進行部202は、まず、本体装置120で実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて、アプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作が何かを決定する。また、アプリケーション進行部202は、実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて出力データを取得する期間(所定の期間)を決定する。求められるユーザ操作とは、実行中のアプリケーションプログラムの内容、実行中のアプリケーションプログラムにおいてユーザが現在操作している状況に基づいて定められ、実行中のアプリケーションプログラムが入力を許可する、コントローラに対するユーザ操作のことである。例えば、ユーザが仮想空間内で宇宙船を操作するゲームを行い、敵と戦闘中の操作状態では、その操作状態に対応する求められるユーザ操作は例えば、「宇宙船の進行方向を操作する」、「大砲の向きを操作する」である。このように、アプリケーションプログラムの内容に基づいて求められるユーザ操作を決定することで、アプリケーション実行中にユーザが意図しない操作を排除することができる。ユーザは意図しないで、タッチパネル式装置の姿勢操作や移動操作を行ってしまうことがある。特にHMDを装着しているユーザは、自身が保持しているタッチパネル式装置を観察することができないため、意図しない操作を行う可能性がある。   First, the application progression unit 202 determines what user operation is requested to be input by the application program based on the contents of the application program being executed by the main device 120. In addition, the application progression unit 202 determines a period (predetermined period) for acquiring output data based on the contents of the application program being executed. The required user operation is determined based on the contents of the application program being executed, the situation that the user is currently operating in the application program being executed, and the user operation on the controller that allows the input of the application program being executed. That's it. For example, in a state where a user operates a spaceship in a virtual space and an operation state is in battle with an enemy, a required user operation corresponding to the operation state is, for example, “operating the traveling direction of the spacecraft”, “Control the direction of the cannon”. Thus, by determining the user operation required based on the contents of the application program, it is possible to eliminate an operation that is not intended by the user during execution of the application. The user may unintentionally perform a posture operation or a movement operation of the touch panel type device. In particular, a user wearing an HMD cannot observe a touch panel device held by the user, and may perform an unintended operation.

次に、アプリケーション進行部202は、求められるユーザ操作に関する情報に対応する操作入力情報を出力データとしてタッチパネル式装置130へリクエストするとともに、出力データを取得する期間(所定の期間)をタッチパネル式装置130へ送信する。例えば、求められるユーザ操作が「宇宙船の進行方向を操作する」、「大砲の向きを操作する」場合に、該求められるユーザ操作に対応する操作入力情報は、タッチセンサ132からのユーザのタッチ操作に関する情報(接触位置)、傾き検出センサ134からのタッチパネル装置130の傾きの変化に関する情報(ロール角速度))である。アプリケーション進行部202は、求められるユーザ操作に対応しない操作入力情報、例えば、タッチパネル式装置のピッチ角速度、ヨー角速度、タッチパネル装置130の3次元実空間における加速度をリクエストしないことができる。必要な情報のみをリクエストすることで、本体装置120とタッチパネル式装置130との間の通信負荷を低減することができる。   Next, the application progression unit 202 requests operation input information corresponding to information about the requested user operation as output data to the touch panel type device 130 and sets a period (predetermined period) for acquiring the output data to the touch panel type device 130. Send to. For example, when the requested user operation is “manipulate the traveling direction of the spacecraft” or “manipulate the direction of the cannon”, the operation input information corresponding to the requested user operation is the user's touch from the touch sensor 132. Information on operation (contact position), information on change in tilt of touch panel device 130 from tilt detection sensor 134 (roll angular velocity). The application progression unit 202 may not request operation input information that does not correspond to a required user operation, for example, pitch angular velocity, yaw angular velocity of the touch panel device, and acceleration in the three-dimensional real space of the touch panel device 130. By requesting only necessary information, the communication load between the main device 120 and the touch panel device 130 can be reduced.

次に、タッチパネル式装置130の送信部は、アプリケーション進行部202からのリクエストに応じて、所定の期間に亘って、メモリに格納されたタッチセンサ、傾き検出センサ、3軸加速度センサから得られた各種操作入力情報に関する情報のうち、求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ逐次出力する。   Next, the transmission unit of the touch panel device 130 was obtained from the touch sensor, the tilt detection sensor, and the triaxial acceleration sensor stored in the memory for a predetermined period in response to a request from the application progress unit 202. Of the information related to various operation input information, information corresponding to the requested user operation is sequentially output to the main unit 120 as output data.

接触変位量算出部204は、出力データがユーザのタッチパネルに対するタッチ操作に関する情報である場合に、該タッチ操作に関する情報に基づいて、タッチ操作のタッチパネルに対する連続した接触の接触開始位置からの接触変位量、接触開始位置からの接触変位方向、接触変位速度、接触回数、スワイプ回転数、接触時間など、又はこれらの一部を操作データとして算出する。接触変位量算出部204は、所定期間に亘って、タッチパネルに対し連続した入力が行われる間、これらの操作データの算出を繰り返し実行する。   When the output data is information related to the touch operation on the touch panel of the user, the contact displacement amount calculation unit 204 is based on the information related to the touch operation, and the contact displacement amount from the contact start position of the continuous touch on the touch panel. The contact displacement direction from the contact start position, the contact displacement speed, the number of contacts, the number of swipe rotations, the contact time, etc., or a part of these are calculated as operation data. The contact displacement amount calculation unit 204 repeatedly executes calculation of these operation data while continuous input is performed on the touch panel over a predetermined period.

傾き変化算出部206は、出力データがユーザのタッチパネル装置130に対する3次元実空間での傾き操作に関する情報(角速度)である場合に、該傾き操作に関する情報に基づいて、タッチパネル装置130の筐体の3次元実空間での3軸回りの角度変化、角加速度など又はこれらの一部を操作データとして算出する。傾き変化算出部206は、所定期間に亘って、これらの操作データの算出を繰り返し実行する。   When the output data is information (angular velocity) regarding the tilt operation in the three-dimensional real space for the user's touch panel device 130, the tilt change calculation unit 206, based on the information regarding the tilt operation, outputs the housing of the touch panel device 130. A change in angle about three axes in a three-dimensional real space, an angular acceleration, or a part thereof is calculated as operation data. The inclination change calculation unit 206 repeatedly calculates these operation data over a predetermined period.

装置変位量算出部208は、出力データがタッチパネル装置130に対する3次元実空間での変位操作に関する情報である場合に、該変位操作に関する情報(加速度)に基づいて、タッチパネル装置130の3次元実空間内でのXYZ軸方向の装置速度、装置変位量など、又はこれらの一部を操作データとして算出する。装置変位量算出部208は、所定期間に亘って、これらの操作データの算出を繰り返し実行する。   When the output data is information relating to a displacement operation in the three-dimensional real space for the touch panel device 130, the device displacement amount calculation unit 208 is based on the information (acceleration) relating to the displacement operation, and the three-dimensional real space of the touch panel device 130. The apparatus speed in the XYZ axis direction, the apparatus displacement amount, etc., or a part of them are calculated as operation data. The apparatus displacement amount calculation unit 208 repeatedly executes calculation of these operation data over a predetermined period.

表示制御部210は、アプリケーション進行部202により決定されたアプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作に基づいて、表示オブジェクトに行わせる動作と操作データとを対応付けする。そして、表示制御部210は、表示オブジェクトの動作に対応付けられた操作データに基づいて、表示オブジェクトの表示演算を行い、これにより表示オブジェクトの画像をフレーム毎に生成する。例えば、アプリケーション進行部202により決定された求められるユーザ操作が「宇宙船の進行方向を操作する」、「大砲の向きを操作する」である場合に、表示オブジェクトである「宇宙船」、「大砲」に対し、それぞれ「宇宙船」の進行方向の変更を操作データである「タッチパネル式装置130の3次元実空間内でのロール角変化、ロール角速度」の一部、又は全てに基づいて表示演算し、「大砲」の向きの変更を操作データである「タッチパネルに対する接触変位量、接触変位方向、接触変位速度」の一部、又は全てに基づいて表示演算する。表示制御部210は表示オブジェクトの表示演算に基づいて、表示オブジェクトの画像を生成し、表示領域112へ出力する。いわゆる3次元の画像を生成する場合には、表示オブジェクトの各頂点のデータ(頂点のワールド座標系での位置座標、色データ)を含む表示パラメータを演算し、演算された表示パラメータに基づいて、表示オブジェクトの画像をフレーム毎に順次生成する。   The display control unit 210 associates the operation to be performed on the display object with the operation data based on the user operation that is requested to be input by the application program determined by the application progression unit 202. Then, the display control unit 210 performs display calculation of the display object based on operation data associated with the operation of the display object, thereby generating an image of the display object for each frame. For example, when the requested user operation determined by the application progression unit 202 is “manipulate the traveling direction of the spacecraft” or “manipulate the direction of the cannon”, the display objects “spacecraft”, “cannon” ”For each change in the direction of travel of the“ spacecraft ”based on a part or all of“ roll angle change and roll angular velocity in the three-dimensional real space of the touch panel device 130 ”which is the operation data. Then, a change in the direction of the “cannon” is calculated based on a part or all of the “contact displacement amount, contact displacement direction, contact displacement speed with respect to the touch panel” which is the operation data. The display control unit 210 generates an image of the display object based on the display object display calculation, and outputs the generated image to the display area 112. When generating a so-called three-dimensional image, a display parameter including data of each vertex of the display object (position coordinates of the vertex in the world coordinate system, color data) is calculated, and based on the calculated display parameter, The image of the display object is sequentially generated for each frame.

本発明によると、ユーザは、タッチパネル式装置を用いて3次元仮想空間内で表示オブジェクトに行わせる操作を容易にかつ直感的に指示することができる。特に非透過型のHMDを装着しているユーザにとって、手元を観察することができないため、タッチパネル式装置のタッチパネルを観察しながら表示オブジェクトに対して指示できない。さらに、タッチパネルのタッチセンサのみを用いて指示する場合、画面上の2次元位置しか指示することができず、3次元仮想空間内の方向、速度を指示することはできなかった。本発明によると、ジャイロセンサ、加速度センサ、タッチセンサを備えたタッチパネル式装置を用いて、ユーザは手元を観察することなく、HMDの表示領域に表示される3次元仮想空間内の表示オブジェクトの方向を容易にかつ直感的に指示することができる。   According to the present invention, a user can easily and intuitively instruct an operation to be performed on a display object in a three-dimensional virtual space using a touch panel device. In particular, a user wearing a non-transparent HMD cannot observe his / her hand, and thus cannot instruct the display object while observing the touch panel of the touch panel device. Furthermore, when the instruction is made using only the touch sensor of the touch panel, only the two-dimensional position on the screen can be designated, and the direction and speed in the three-dimensional virtual space cannot be designated. According to the present invention, using a touch panel type device including a gyro sensor, an acceleration sensor, and a touch sensor, the direction of the display object in the three-dimensional virtual space displayed in the display area of the HMD without the user observing the hand. Can be easily and intuitively indicated.

また、タッチパネルのタッチセンサを用いて、該タッチパネルに表示される表示オブジェクトに対する指示を行う場合、操作を行う指などに表示オブジェクトが隠れて見えなくなってしまうことがあった。本発明によると、タッチ操作を行うタッチパネルと、表示領域とが別個に構成される。従って、ユーザは表示オブジェクトが操作により隠れてしまうことを気にすることなく表示オブジェクトの操作を行うことができる。   In addition, when an instruction is given to a display object displayed on the touch panel using the touch sensor of the touch panel, the display object may be hidden by a finger or the like that is operated and may not be visible. According to the present invention, the touch panel for performing the touch operation and the display area are configured separately. Therefore, the user can operate the display object without worrying about the display object being hidden by the operation.

図3は、本発明の一実施形態に従った、タッチパネル式装置130の筐体の3次元実空間での直交座標系(X,Y,Z)、及びタッチパネル式装置のタッチパネル平面の2次元直交座標系(x,y)、及びこれら座標系において用いられる各種パラメータを示す。θr、θp、θyはそれぞれ、タッチパネル式装置の筐体の3次元実空間での直交座標系(X,Y,Z)において、タッチパネル式装置の前後を軸とした回転を示すロール角(θr)、左右を軸とした回転を示すピッチ角(θp)、上下を軸とした回転を示すヨー角(θy)を示す。P0(xp0,yp0)、P1(xp1,yp1)はそれぞれ、タッチパネル平面の2次元座標系(x,y)上の座標値を示し、P0(xp0,yp0)はユーザのタッチ操作による接触開始位置、P1(xp1,yp1)はタッチ操作による接触終了位置を示す。   FIG. 3 shows an orthogonal coordinate system (X, Y, Z) in the three-dimensional real space of the casing of the touch panel device 130 and the two-dimensional orthogonal of the touch panel plane of the touch device according to an embodiment of the present invention. A coordinate system (x, y) and various parameters used in these coordinate systems are shown. θr, θp, and θy are roll angles (θr) indicating rotation about the front and rear of the touch panel device in the orthogonal coordinate system (X, Y, Z) in the three-dimensional real space of the housing of the touch panel device. , A pitch angle (θp) indicating rotation about the left and right axes, and a yaw angle (θy) indicating rotation about the upper and lower axes. P0 (xp0, yp0) and P1 (xp1, yp1) respectively indicate coordinate values on the two-dimensional coordinate system (x, y) of the touch panel plane, and P0 (xp0, yp0) is a contact start position by a user's touch operation. , P1 (xp1, yp1) indicates a contact end position by a touch operation.

次に、タッチパネル式装置130の操作によりHMDの表示領域に表示される3次元仮想空間内に表示される表示オブジェクトを操作する処理を図に基づき説明する。
なお、表示領域に表示される表示オブジェクトの操作に関し、アプリケーションで設定された内容に従って次の4実施形態、
<第1の実施形態> タッチパネル及びジャイロセンサを用いて2つの表示オブジェクトを別個に操作する。
<第2の実施形態> タッチパネル及びジャイロセンサを用いて1つの表示オブジェクトの傾きと進行方向を別個に操作する。
<第3の実施形態> タッチパネル及び加速度センサを用いて1つの表示オブジェクトの動作と進行方向とを別個に操作する。
<第4の実施形態> タッチパネル及び加速度センサを用いて1つの表示オブジェクトに関する1つの動作を操作する。
のうちから1つを選択して操作を行うものとする。
<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態における操作の概要について図4に基づいて説明する。第1の実施形態は、タッチパネル式装置に対するユーザ操作によって、3次元仮想空間内において2つの表示オブジェクト(宇宙船、大砲)の向きを操作するゲームに関する。ユーザはタッチパネル式装置130のタッチパネル132上をスワイプ操作し、タッチパネル式装置130の筐体の姿勢を操作することによって、3次元仮想空間内において2つの表示オブジェクトを別個に操作することができる。図4A、図4Bは第1の実施形態に基づく宇宙船402及び大砲404を操作する場合の3次元仮想空間内の状態の遷移(イ)、及びタッチパネル式装置の状態の遷移(ロ、ハ)を例示する図である。図4Cは、第1の実施形態に基づく3次元仮想空間内で宇宙船302及び大砲304を操作する場合のHMDを装着しているユーザが観察することのできる表示領域に表示される3次元仮想空間内の画像を例示する図である。
Next, processing for operating a display object displayed in the three-dimensional virtual space displayed in the display area of the HMD by operating the touch panel device 130 will be described with reference to the drawings.
Regarding the operation of the display object displayed in the display area, the following four embodiments according to the contents set by the application,
First Embodiment Two display objects are separately operated using a touch panel and a gyro sensor.
Second Embodiment A tilt and a traveling direction of one display object are separately operated using a touch panel and a gyro sensor.
<Third Embodiment> The operation and the traveling direction of one display object are separately operated using a touch panel and an acceleration sensor.
<Fourth Embodiment> One operation related to one display object is operated using a touch panel and an acceleration sensor.
It is assumed that one of them is selected for operation.
<First Embodiment>
First, an overview of operations in the first embodiment will be described with reference to FIG. The first embodiment relates to a game in which the direction of two display objects (spacecraft, cannon) is manipulated in a three-dimensional virtual space by a user operation on a touch panel device. The user can operate the two display objects separately in the three-dimensional virtual space by performing a swipe operation on the touch panel 132 of the touch panel device 130 and operating the posture of the housing of the touch panel device 130. 4A and 4B show the state transition (a) in the three-dimensional virtual space when operating the spacecraft 402 and the cannon 404 according to the first embodiment, and the state transition (b, c) of the touch panel device. FIG. FIG. 4C illustrates a three-dimensional virtual image displayed in a display area that can be observed by a user wearing the HMD when operating the spacecraft 302 and the cannon 304 in the three-dimensional virtual space according to the first embodiment. It is a figure which illustrates the image in space.

まず、アプリケーション進行部202は、本体装置120で実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて、アプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作が、「宇宙船の進行方向(又は向き)を操作する」及び「大砲の向きを操作する」であると決定する。ユーザは、タッチパネル式装置130の筐体の傾き(ロール角)を変化させることで、HMDの表示領域112に表示される宇宙船402の進行方向(ヨー角)を指示することができ、タッチパネル式装置のタッチパネル132上をスワイプ操作することによって、HMDの表示領域112に表示される宇宙船402に搭載されている大砲の向き(ヨー角)を指示することができる。   First, in the application progression unit 202, based on the contents of the application program being executed in the main device 120, user operations that are requested by the application program are “manipulate the traveling direction (or direction) of the spacecraft” and “ To control the direction of the cannon. The user can instruct the traveling direction (yaw angle) of the spacecraft 402 displayed in the display area 112 of the HMD by changing the tilt (roll angle) of the housing of the touch panel device 130. By swiping on the touch panel 132 of the apparatus, the direction (yaw angle) of the cannon mounted on the spacecraft 402 displayed in the display area 112 of the HMD can be instructed.

次に、タッチパネル式装置130は、アプリケーション進行部202からのリクエストに応じて、タッチパネル式装置130のメモリに格納された操作入力情報のうち、入力が求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ所定の期間に亘って逐次出力する。本実施態様においては、出力データは、タッチセンサ132からのユーザのタッチ操作に関する情報(接触位置)、傾き検出センサ134からのタッチパネル装置130の傾き操作に関する情報(前後方向を軸とした角速度(ロール角速度))である。   Next, in response to a request from the application progression unit 202, the touch panel device 130 outputs, as output data, information corresponding to a user operation that requires input from among the operation input information stored in the memory of the touch panel device 130. The data is sequentially output to the main device 120 over a predetermined period. In the present embodiment, the output data includes information on the touch operation of the user from the touch sensor 132 (contact position), information on the tilt operation of the touch panel device 130 from the tilt detection sensor 134 (angular velocity about the front-rear direction (roll Angular velocity)).

次に、タッチパネル式装置130の送信部は、所定の期間に亘って求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ逐次出力する。そして、接触変位量算出部204は、ユーザのタッチ操作に関する情報に基づいて、接触開始位置からの接触変位量などを操作データとして算出する。また、傾き変化算出部206は、タッチパネル装置130の傾き操作に関する情報(角速度)に基づいて、タッチパネル装置130の3次元実空間でのY軸回りのロール角変化などを操作データとして算出する。   Next, the transmission unit of the touch panel device 130 sequentially outputs information corresponding to a user operation obtained over a predetermined period to the main body device 120 as output data. And the contact displacement amount calculation part 204 calculates the contact displacement amount from a contact start position, etc. as operation data based on the information regarding a user's touch operation. Further, the tilt change calculation unit 206 calculates, as operation data, a roll angle change around the Y axis in the three-dimensional real space of the touch panel device 130 based on information (angular velocity) related to the tilt operation of the touch panel device 130.

次に、表示制御部210は、アプリケーション進行部202により決定されたアプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作に基づいて、表示オブジェクトに行わせる動作と操作データとを対応付けする。そして、表示制御部210は、表示オブジェクトの動作に対応付けられた操作データ(接触変位量、ロール角変化など)に基づいて、表示オブジェクトの表示演算を行い、これにより表示オブジェクトの画像をフレーム毎に生成する。   Next, the display control unit 210 associates the operation to be performed on the display object with the operation data based on the user operation that is requested by the application program determined by the application progression unit 202. Then, the display control unit 210 performs display calculation of the display object based on operation data (contact displacement amount, roll angle change, etc.) associated with the operation of the display object. To generate.

図4A(イ)は、3次元仮想空間内において操作される宇宙船402及び大砲404の操作開始状態を例示する図である。図4A(イ)に示される画像をHMDの表示領域112に表示することもできる。図4A(イ)は、3次元仮想空間内における宇宙船402及び大砲404の操作開始状態を上から見た図を示しており、宇宙船402は3次元仮想空間内でψy0、大砲404はψ'y0に対応する操作開始角度(ヨー角)を有する。図4A(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作開始状態は、図4A(イ)に示す3次元仮想空間内における宇宙船402、大砲404の操作開始状態に対応する。図4A(ロ)においてP0(xp0,yp0)はユーザによるタッチパネル平面上の接触開始位置(黒丸)を示す。θr0はユーザが保持しているタッチパネル式装置の前後方向を軸とした操作開始角度(ロール角)を示す。図4A(ハ)は、図4A(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。なお、図4A(ロ)には、操作開始位置を黒丸で表しているが、この黒丸は実際には表示されなくても良い。   FIG. 4A is a diagram illustrating an operation start state of the spacecraft 402 and the cannon 404 operated in the three-dimensional virtual space. The image shown in FIG. 4A (A) can also be displayed in the display area 112 of the HMD. FIG. 4A (a) shows a top view of the operation start state of the spacecraft 402 and the cannon 404 in the three-dimensional virtual space. The spacecraft 402 is ψy0 in the three-dimensional virtual space, and the cannon 404 is ψ It has an operation start angle (yaw angle) corresponding to 'y0. The operation start state of the touch panel device shown in FIG. 4A (B) corresponds to the operation start state of the spacecraft 402 and cannon 404 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. 4A (A). In FIG. 4A (B), P0 (xp0, yp0) indicates the contact start position (black circle) on the touch panel plane by the user. θr0 represents an operation start angle (roll angle) about the front-rear direction of the touch panel device held by the user. FIG. 4A (C) shows a schematic diagram of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 4A (B) along a broken line a. In FIG. 4A (B), the operation start position is represented by a black circle, but this black circle may not actually be displayed.

図4Bは、3次元仮想空間内において操作される宇宙船402及び大砲404の操作中の状態を例示する図である。宇宙船402の進行方向は、タッチパネル式装置の前後方向を軸とした回転角(ロール角)に基づいて決定され、大砲404の向きはタッチパネルに対する接触開始位置からの接触変位量に基づいて決定される。即ち、大砲404の向きは、タッチパネル式装置のタッチパネルに入力される線(入力軌跡406)に基づいて算出される。   FIG. 4B is a diagram illustrating a state during the operation of the spacecraft 402 and the cannon 404 operated in the three-dimensional virtual space. The traveling direction of the spacecraft 402 is determined based on the rotation angle (roll angle) about the front-rear direction of the touch panel device, and the direction of the cannon 404 is determined based on the contact displacement amount from the contact start position with respect to the touch panel. The That is, the direction of the cannon 404 is calculated based on a line (input locus 406) input to the touch panel of the touch panel device.

図4B(イ)は、3次元仮想空間内における宇宙船402及び大砲404の操作中の状態を上から見た図を示しており、宇宙船402は3次元仮想空間内でΔψyに対応する操作角度だけ反時計方向に進行方向が変化し、大砲404はΔψ'yに対応する操作角度だけ時計方向に傾きが変化している。図4B(イ)に示す3次元仮想空間内における宇宙船402、大砲404の操作中の状態は、図4B(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作中の状態に対応する。   FIG. 4B (a) shows a top view of the spacecraft 402 and the cannon 404 in operation in the three-dimensional virtual space, and the spacecraft 402 operates in the three-dimensional virtual space corresponding to Δψy. The traveling direction changes counterclockwise by an angle, and the cannon 404 changes its inclination clockwise by an operation angle corresponding to Δψ′y. The state during operation of the spacecraft 402 and the cannon 404 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. 4B (a) corresponds to the state during operation of the touch panel device shown in FIG. 4B (b).

図4B(ロ)は、タッチパネル式装置のタッチパネル上を接触開始位置P0(xp0,yp0)から接触終了位置P1(xp1,yp1)までスワイプ操作する際の入力軌跡406、及び実空間における操作開始角度θr0からΔθrだけ反時計方向に傾いたタッチパネル式装置を示す。ユーザは、図4B(ロ)に示すように、タッチパネルに対して線を描く操作を行うことで大砲の向きを操作する。図4B(ロ)において、スワイプ操作する際の入力軌跡406は、直線で描かれているが、入力軌跡は曲線であっても往復線であっても良い。また、図4B(ロ)において、タッチパネル式装置130に対する傾き操作はΔθrだけ反時計方向に傾けるものであるが、所定期間内であれば連続してさらに傾きを時計方向に傾けることもできる。さらに、所定期間内であれば、一旦タッチ操作が接触終了位置P1において終了しても、新たに接触開始位置P0を設定してスワイプ操作を行うことができる。また、表示制御部210は、タッチパネルに対する接触の変位速度に基づいて、大砲404の向きの変化速度を変えることができる。また、表示制御部210は、タッチパネル式装置の角度変化、及び角速度に基づいて、宇宙船の進行方向の変化速度を変えることができる。なお、図4B(ロ)には、操作開始位置を点線丸、操作終了位置を黒丸、ユーザによって描かれた線を点線矢印で表しているが、これらは実際には表示されなくても良い。また、図4B(ロ)に表される点線矢印、(ロ)、(ハ)に表される黒塗り矢印は、それぞれ図4B(イ)に表される点線矢印、黒塗り矢印に対応している。   FIG. 4B (b) shows an input locus 406 when a swipe operation is performed from the touch start position P0 (xp0, yp0) to the touch end position P1 (xp1, yp1) on the touch panel of the touch panel device, and an operation start angle in the real space. A touch panel device tilted counterclockwise by θr0 to Δθr is shown. As shown in FIG. 4B (B), the user operates the direction of the cannon by performing an operation of drawing a line on the touch panel. In FIG. 4B (b), the input trajectory 406 when performing the swipe operation is drawn as a straight line, but the input trajectory may be a curve or a round-trip line. In FIG. 4B (b), the tilting operation on the touch panel type device 130 is tilted counterclockwise by Δθr. However, the tilt can be continuously tilted clockwise within a predetermined period. Furthermore, within the predetermined period, even if the touch operation is once ended at the contact end position P1, it is possible to newly set the contact start position P0 and perform the swipe operation. Further, the display control unit 210 can change the changing speed of the direction of the cannon 404 based on the displacement speed of contact with the touch panel. Further, the display control unit 210 can change the speed of change in the traveling direction of the spacecraft based on the angle change and the angular speed of the touch panel device. In FIG. 4B (b), the operation start position is indicated by a dotted line circle, the operation end position is indicated by a black circle, and a line drawn by the user is indicated by a dotted arrow, but these may not be displayed in practice. In addition, the dotted arrows shown in FIG. 4B (B) and the black arrows shown in (B) and (C) correspond to the dotted arrows and black arrows shown in FIG. 4B (A), respectively. Yes.

図4B(ハ)は、図4B(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。
非透過型HMDを装着しているユーザは、タッチパネルを観察しながらタッチパネルに対する操作をすることができない。本実施形態においては、ユーザはタッチパネル式装置を傾ける、タッチパネル上にタッチ操作を行うといった直感的な操作でHMDの表示領域に表示される表示オブジェクトを操作することができるため、HMDを装着しているユーザにとって極めて操作性が良い。
FIG. 4B (C) shows a schematic view of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 4B (B) along a broken line a.
A user wearing the non-transmissive HMD cannot operate the touch panel while observing the touch panel. In the present embodiment, the user can operate the display object displayed in the display area of the HMD with an intuitive operation such as tilting the touch panel device or performing a touch operation on the touch panel. The operability is very good for the user who is.

また、このようなユーザにとって、タッチパネルに対して直線を一定の方向(例えば真横)に描く操作を行うことが困難な場合がある。本実施形態においては、例えば、接触開始位置P0から接触終了位置P1のy軸方向の接触変位を考慮せず、x軸方向の接触変位のみに着目して大砲の向きを操作することもできる。   In addition, it may be difficult for such a user to perform an operation of drawing a straight line on the touch panel in a certain direction (for example, just beside). In the present embodiment, for example, the direction of the cannon can be manipulated by focusing only on the contact displacement in the x-axis direction without considering the contact displacement in the y-axis direction from the contact start position P0 to the contact end position P1.

なお、図4B(イ)は、図4B(ロ)において接触終了位置が(xp1,yp1)、操作終了角度がθr1である場合の、宇宙船402と大砲404の操作終了状態を示しているが、接触終了位置が(xp1,yp1)、操作終了角度をθr0のままとすることもできる。タッチパネルに対するタッチ操作と、タッチパネル式装置の姿勢操作を独立して行うことができるためである。この場合、大砲404の操作角度はψ'y0からΔψ'yだけ変化するが、宇宙船402の進行方向はψy0のまま変化しない。   4B (A) shows the operation end state of the spacecraft 402 and the cannon 404 when the contact end position is (xp1, yp1) and the operation end angle is θr1 in FIG. 4B (B). The contact end position can be (xp1, yp1) and the operation end angle can be left as θr0. This is because the touch operation on the touch panel and the posture operation of the touch panel device can be performed independently. In this case, the operating angle of the cannon 404 changes from ψ′y0 by Δψ′y, but the traveling direction of the spacecraft 402 remains ψy0.

図4Cは、3次元仮想空間内で宇宙船402及び大砲404を操作する場合の、HMDを装着しているユーザが観察することのできる表示領域に表示される3次元仮想空間内の例示的な画像である。ユーザは、あたかも宇宙船402の司令室にいるかのような画像を観察することができる。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態における操作の概要について図5に基づいて説明する。第2の実施形態は、タッチパネル式装置に対するユーザ操作によって、3次元仮想空間内において1つの表示オブジェクト(飛行機)の進行方向、傾きを操作するゲームに関する。ユーザはタッチパネル式装置130のタッチパネル132上をスワイプ操作し、タッチパネル式装置130の筐体の姿勢を操作することによって、3次元仮想空間内において1つの表示オブジェクトの傾きと進行方向を別個に操作することができる。図5A、図5Bは第2の実施形態に基づく飛行機502を操作する場合の3次元仮想空間内の状態の遷移(イ)、及びタッチパネル式装置の状態の遷移(ロ、ハ)を例示する図である。
FIG. 4C shows an example in the three-dimensional virtual space displayed in a display area that can be observed by the user wearing the HMD when operating the spacecraft 402 and the cannon 404 in the three-dimensional virtual space. It is an image. The user can observe an image as if he were in the command room of the spacecraft 402.
<Second Embodiment>
Next, an overview of operations in the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment relates to a game for manipulating the traveling direction and inclination of one display object (airplane) in a three-dimensional virtual space by a user operation on a touch panel device. The user swipes the touch panel 132 of the touch panel type device 130 and operates the posture of the casing of the touch panel type device 130 to separately operate the tilt and the traveling direction of one display object in the three-dimensional virtual space. be able to. FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams exemplifying state transitions (a) in the three-dimensional virtual space and state transitions (b, c) of the touch panel device when operating the airplane 502 according to the second embodiment. It is.

まず、アプリケーション進行部202は、本体装置120で実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて、アプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作が、「飛行機の進行方向、移動量を操作する」及び「飛行機の傾きを操作する」であると決定する。このとき、ユーザは、タッチパネル式装置130の筐体の傾き(ピッチ角)を変化させることで、HMDの表示領域112に表示される飛行機の傾き(ピッチ角)を指示することができ、タッチパネル132に対して図5B(ロ)に示すように、線を描くスワイプ操作することによって、HMDの表示領域112に表示される飛行機502の進行方向、移動量を指示することができる。ユーザは飛行機のピッチ角及び進行方向、移動量を指示することにより、仮想空間内で飛行機を離発着、飛行操作をすることができる。   First, the application advancing unit 202 determines that the user operation requested by the application program based on the contents of the application program being executed on the main body device 120 is “manipulate the advancing direction and movement amount of the airplane” and “ To “manipulate the tilt”. At this time, the user can instruct the inclination (pitch angle) of the airplane displayed in the display area 112 of the HMD by changing the inclination (pitch angle) of the housing of the touch panel device 130, and the touch panel 132. On the other hand, as shown in FIG. 5B (B), by swiping to draw a line, it is possible to instruct the traveling direction and movement amount of the airplane 502 displayed in the display area 112 of the HMD. By instructing the pitch angle, traveling direction, and amount of movement of the airplane, the user can take off and land the airplane in the virtual space and perform flight operations.

次に、タッチパネル式装置130は、アプリケーション進行部202からのリクエストに応じて、タッチパネル式装置130のメモリに格納された操作入力情報のうち、入力が求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ所定の期間に亘って逐次出力する。本実施態様においては、出力データは、タッチセンサ132からのユーザのタッチ操作に関する情報(接触位置)、傾き検出センサ134からのタッチパネル装置130の傾き操作に関する情報(左右方向を軸とした角速度(ピッチ角速度))である。   Next, in response to a request from the application progression unit 202, the touch panel device 130 outputs, as output data, information corresponding to a user operation that requires input from among the operation input information stored in the memory of the touch panel device 130. The data is sequentially output to the main device 120 over a predetermined period. In the present embodiment, the output data includes information on the touch operation of the user from the touch sensor 132 (contact position), information on the tilt operation of the touch panel device 130 from the tilt detection sensor 134 (angular velocity (pitch Angular velocity)).

図5A(イ)は、3次元仮想空間内において操作される飛行機502の操作開始状態を例示する図である。図5A(イ)に示される画像をHMDの表示領域112に表示することもできる。図5A(イ)は、3次元仮想空間内における飛行機502の操作開始状態を横から見た図を示しており、飛行機502は3次元仮想空間内で、(xv0,yv0,zv0)に対応する操作開始位置、及びψp0に対応する操作開始角度(ピッチ角)を有する。図5A(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作開始状態は、図5A(イ)に示す3次元仮想空間内における飛行機502の操作開始状態に対応する。図5A(ロ)において、P0(xp0,yp0)はユーザによるタッチパネル平面上の接触開始位置(黒丸)を示す。θp0はユーザが保持しているタッチパネル式装置の左右方向を軸とした操作開始角度(ピッチ角)を示す。   FIG. 5A is a diagram illustrating an operation start state of the airplane 502 operated in the three-dimensional virtual space. The image shown in FIG. 5A (a) can also be displayed in the display area 112 of the HMD. FIG. 5A (a) shows a side view of the operation start state of the airplane 502 in the three-dimensional virtual space, and the airplane 502 corresponds to (xv0, yv0, zv0) in the three-dimensional virtual space. It has an operation start position and an operation start angle (pitch angle) corresponding to ψp0. The operation start state of the touch panel device shown in FIG. 5A (B) corresponds to the operation start state of the airplane 502 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. 5A (A). In FIG. 5A (B), P0 (xp0, yp0) indicates a contact start position (black circle) on the touch panel plane by the user. θp0 indicates an operation start angle (pitch angle) about the horizontal direction of the touch panel device held by the user.

図5A(ハ)は、図5A(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。なお、図5A(ロ)には、操作開始位置を黒丸で表しているが、この黒丸は実際には表示されなくても良い。   FIG. 5A (c) shows a schematic view of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 5A (b) along a broken line a. In FIG. 5A (B), the operation start position is indicated by a black circle, but this black circle may not actually be displayed.

図5Bは、3次元仮想空間内において操作される飛行機502の操作中の状態を例示する図である。飛行機502の左右方向を軸とした傾きは、タッチパネル式装置の左右方向を軸とした回転角(ピッチ角)に基づいて決定され、飛行機502の進行方向、移動量はタッチパネルに対する接触開始位置からの接触変位方向、接触変位量に基づいて決定される。ここで、飛行機502の進行方向は、タッチパネル式装置のタッチパネルに入力される線(入力軌跡506)に基づいて算出される。   FIG. 5B is a diagram illustrating a state during operation of the airplane 502 operated in the three-dimensional virtual space. The inclination of the airplane 502 with respect to the left-right direction is determined based on the rotation angle (pitch angle) about the left-right direction of the touch panel device, and the traveling direction and movement amount of the airplane 502 are determined from the touch start position on the touch panel. It is determined based on the contact displacement direction and the contact displacement amount. Here, the traveling direction of the airplane 502 is calculated based on a line (input locus 506) input to the touch panel of the touch panel device.

図5B(イ)は、3次元仮想空間内における飛行機502の操作終了後の状態を横から見た図を示しており、飛行機502は3次元仮想空間内で、(xv1,yv1,zv1)に対応する操作中の位置を有しており、Δψpに対応する角度だけ傾きが変化している。ここで、3次元仮想空間内の操作終了位置(xv1,yv1,zv1)は、操作開始位置(xv0,yv0,zv0)に対し、タッチパネルに対する操作開始位置からの接触変位量、変位方向(P0→P1)に加えて、タッチパネル式装置の左右方向を軸とした傾きの変化(θp0→θp1)を加えた位置を3次元仮想空間内の座標に変換した位置となる。従って、ユーザはタッチパネル式装置を用いてより詳細に表示オブジェクトを制御することができる。なお、タッチパネルに対する操作開始位置からの接触変位方向を用いずに、接触変位量と傾き変化のみを用いて、3次元仮想空間内の座標に変換することもできる。図5B(イ)に示す3次元仮想空間内における飛行機502の操作中の状態は、図4B(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作中の状態に対応する。   FIG. 5B (a) shows a side view of the state after the operation of the airplane 502 in the three-dimensional virtual space, and the airplane 502 is shown as (xv1, yv1, zv1) in the three-dimensional virtual space. It has a corresponding position during operation, and the inclination changes by an angle corresponding to Δψp. Here, the operation end position (xv1, yv1, zv1) in the three-dimensional virtual space is the contact displacement amount and displacement direction (P0 →) from the operation start position with respect to the touch panel with respect to the operation start position (xv0, yv0, zv0). In addition to P1), a position obtained by adding a change in inclination (θp0 → θp1) about the horizontal direction of the touch panel device is converted into coordinates in the three-dimensional virtual space. Therefore, the user can control the display object in more detail using the touch panel device. In addition, without using the contact displacement direction from the operation start position on the touch panel, only the contact displacement amount and the inclination change can be used to convert the coordinates into the three-dimensional virtual space. The state during operation of the airplane 502 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. 5B (a) corresponds to the state during operation of the touch panel device shown in FIG. 4B (b).

図5B(ロ)は、タッチパネル式装置のタッチパネル上を接触開始位置P0(xp0,yp0)から接触終了位置P1(xp1,yp1)までスワイプ操作する際の入力軌跡、及び実空間における操作開始角度θp0からΔθpだけ傾いたタッチパネル式装置を示す。本実施形態においては、タッチパネルに対するタッチ操作と、タッチパネル式装置の姿勢操作を独立して行うことができる。例えば、飛行機502の進行方向のみを変化させ、飛行機502のピッチ角は変化させないでおくことができる。図5B(ロ)には、操作開始位置を点線丸、操作終了位置を黒丸、ユーザによって描かれた線を点線矢印で表しているが、これらは実際には表示されなくても良い。   FIG. 5B (b) shows an input trajectory when a swipe operation is performed from the contact start position P0 (xp0, yp0) to the contact end position P1 (xp1, yp1) on the touch panel of the touch panel type device, and the operation start angle θp0 in the real space. Shows a touch panel type device tilted by Δθp. In the present embodiment, the touch operation on the touch panel and the posture operation of the touch panel device can be performed independently. For example, it is possible to change only the traveling direction of the airplane 502 and keep the pitch angle of the airplane 502 unchanged. In FIG. 5B (b), the operation start position is indicated by a dotted circle, the operation end position is indicated by a black circle, and a line drawn by the user is indicated by a dotted arrow, but these may not be actually displayed.

図5B(ハ)は、図5B(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態における操作の概要について図6に基づいて説明する。第3の実施形態は、タッチパネル式装置に対するユーザ操作によって、3次元仮想空間内において表示オブジェクト(竜)の移動量、動作を操作するゲームに関する。ユーザはタッチパネル式装置130のタッチパネル132上をスワイプ操作し、タッチパネル式装置130の筐体の実空間(X,Y,Z)内における位置を操作することによって、3次元仮想空間内において1つの表示オブジェクトの動作と移動量を別個に操作することができる。図6A、図6Bは第3の実施形態に基づく竜602を操作する場合の3次元仮想空間内の状態の遷移(イ)、及びタッチパネル式装置の状態の遷移(ロ、ハ)を例示する図である。
FIG. 5B (C) shows a schematic view of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 5B (B) along a broken line a.
<Third Embodiment>
Next, an outline of operations in the third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment relates to a game in which a movement amount and movement of a display object (dragon) are operated in a three-dimensional virtual space by a user operation on a touch panel device. The user performs a swipe operation on the touch panel 132 of the touch panel device 130 and operates the position of the housing of the touch panel device 130 in the real space (X, Y, Z), thereby displaying one display in the three-dimensional virtual space. The movement and movement amount of the object can be operated separately. FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating state transitions (A) in the three-dimensional virtual space when operating the dragon 602 based on the third embodiment, and state transitions (B, C) of the touch panel device. It is.

まず、アプリケーション進行部202は、本体装置120で実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて、アプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作が、「竜の移動量の操作」及び「竜のジャンプ動作」であると決定する。このとき、ユーザは、タッチパネル式装置130の筐体の実空間における位置(高さZ)を短期間に変化させることで、HMDの表示領域112に表示される竜にジャンプを指示することができ、タッチパネル132に対して図6B(ロ)に示すように、線を描くスワイプ操作することによって、HMDの表示領域112に表示される竜602の移動量を指示することができる。
なお、本実施形態において、筐体の実空間における位置(高さZ)を短期間に変化させる操作は、例えば、短期間に筐体を持ち上げる操作や、短期間に筐体を持ち上げた直後に下げる操作を意味する。このような筐体の実空間における高さを操作することより、ユーザはHMDの表示領域に表示された竜602を直感的にジャンプさせることができる。
First, the application progression unit 202 determines that the user operations requested by the application program based on the contents of the application program being executed in the main device 120 are “dragon movement amount operation” and “dragon jump operation”. Determine that there is. At this time, the user can instruct the dragon displayed in the display area 112 of the HMD to jump by changing the position (height Z) in the real space of the casing of the touch panel device 130 in a short time. As shown in FIG. 6B (B), the amount of movement of the dragon 602 displayed in the display area 112 of the HMD can be instructed by performing a swipe operation for drawing a line on the touch panel 132.
In the present embodiment, the operation of changing the position (height Z) in the real space of the housing in a short time is, for example, an operation of lifting the housing in a short time or immediately after lifting the housing in a short time. This means a lowering operation. By manipulating the height of the housing in the real space, the user can intuitively jump the dragon 602 displayed in the display area of the HMD.

次に、タッチパネル式装置130は、アプリケーション進行部202からのリクエストに応じて、タッチパネル式装置130のメモリに格納された操作入力情報のうち、入力が求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ所定の期間に亘って逐次出力する。本実施態様においては、出力データは、タッチセンサ132からのユーザのタッチ操作に関する情報(接触位置)、3軸加速度センサ136からのタッチパネル装置130の変位操作に関する情報(実空間におけるZ軸方向の加速度)である。   Next, in response to a request from the application progression unit 202, the touch panel device 130 outputs, as output data, information corresponding to a user operation that requires input from among the operation input information stored in the memory of the touch panel device 130. The data is sequentially output to the main device 120 over a predetermined period. In this embodiment, the output data is information related to the user's touch operation from the touch sensor 132 (contact position), information related to the displacement operation of the touch panel device 130 from the triaxial acceleration sensor 136 (acceleration in the Z-axis direction in real space). ).

次に、タッチパネル式装置130の送信部は、所定の期間に亘って求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ逐次出力する。そして、接触変位量算出部204は、ユーザのタッチ操作に関する情報に基づいて、接触開始位置からの接触変位量などを操作データとして算出する。また、装置変位量算出部208は、タッチパネル装置130の変位操作に関する情報に基づいて、タッチパネル装置130の3次元実空間内でのXYZ軸方向の装置変位量などを操作データとして算出する。   Next, the transmission unit of the touch panel device 130 sequentially outputs information corresponding to a user operation obtained over a predetermined period to the main body device 120 as output data. And the contact displacement amount calculation part 204 calculates the contact displacement amount from a contact start position, etc. as operation data based on the information regarding a user's touch operation. Further, the device displacement amount calculation unit 208 calculates, as operation data, the device displacement amount in the XYZ-axis directions in the three-dimensional real space of the touch panel device 130 based on information regarding the displacement operation of the touch panel device 130.

次に、表示制御部210は、アプリケーション進行部202により決定されたアプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作に基づいて、表示オブジェクトに行わせる動作と操作データとを対応付けする。そして、表示制御部210は、表示オブジェクトの動作に対応付けられた操作データ(接触変位量、装置変位量など)に基づいて、表示オブジェクトの表示演算を行い、これにより表示オブジェクトの画像をフレーム毎に生成する。   Next, the display control unit 210 associates the operation to be performed on the display object with the operation data based on the user operation that is requested by the application program determined by the application progression unit 202. Then, the display control unit 210 performs display calculation of the display object based on the operation data (contact displacement amount, device displacement amount, etc.) associated with the operation of the display object, and thereby displays the display object image for each frame. To generate.

図6A(イ)は、3次元仮想空間内において操作される竜602の操作開始状態を例示する図である。図6A(イ)に示される画像をHMDの表示領域112に表示することもできる。図6A(イ)は、3次元仮想空間内における竜602の操作開始状態を横から見た図を示しており、竜602は3次元仮想空間内で、(xv0,yv0、zv0)に対応する操作開始位置を有する。図6A(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作開始状態は、図6(イ)に示す3次元仮想空間における竜602の状態に対応する。図6A(ロ)において、P0(xp0,yp0)はユーザによるタッチパネル平面上の接触開始位置(黒丸)を示す。   FIG. 6A is a diagram illustrating an operation start state of the dragon 602 operated in the three-dimensional virtual space. The image shown in FIG. 6A can be displayed in the display area 112 of the HMD. FIG. 6A (a) shows a side view of the operation start state of the dragon 602 in the three-dimensional virtual space, and the dragon 602 corresponds to (xv0, yv0, zv0) in the three-dimensional virtual space. Has an operation start position. The operation start state of the touch panel type device shown in FIG. 6A corresponds to the state of the dragon 602 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. In FIG. 6A (B), P0 (xp0, yp0) indicates a contact start position (black circle) on the touch panel plane by the user.

図6A(ハ)は、図6A(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。なお、図4A(ロ)には、操作開始位置を黒丸で表しているが、この黒丸は実際には表示されなくても良い。   FIG. 6A (c) shows a schematic view of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 6A (b) along a broken line a. In FIG. 4A (B), the operation start position is represented by a black circle, but this black circle may not actually be displayed.

図6Bは、3次元仮想空間内において操作される竜602の操作中の状態を例示する図である。竜602にジャンプさせる操作は、タッチパネル式装置の実空間におけるZ軸方向の短期間における変位(ΔZ)に基づいて決定され、竜602の進行方向はタッチパネルに対する接触開始位置からの接触変位量に基づいて決定される。ここで、竜602の進行方向は、タッチパネル式装置のタッチパネルに入力される線(入力軌跡606)に基づいて算出される。   FIG. 6B is a diagram illustrating a state during operation of the dragon 602 operated in the three-dimensional virtual space. The operation of causing the dragon 602 to jump is determined based on a short-term displacement (ΔZ) in the Z-axis direction in the real space of the touch panel device, and the traveling direction of the dragon 602 is based on the amount of contact displacement from the contact start position with respect to the touch panel. Determined. Here, the traveling direction of the dragon 602 is calculated based on a line (input locus 606) input to the touch panel of the touch panel device.

図6B(イ)は、3次元仮想空間内における竜602の操作終了後の状態を横から見た図を示しており、竜602は3次元仮想空間内で、(xv1,yv1、zv1)に対応する操作中の位置を一旦有し、その直後に着地(xv1,yv1、0)する。図6B(イ)に示す3次元仮想空間内における竜602の操作中の状態は、図6B(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作中の状態に対応する。   FIG. 6B (a) shows a view of the state after the operation of the dragon 602 in the three-dimensional virtual space as viewed from the side. The dragon 602 is (xv1, yv1, zv1) in the three-dimensional virtual space. Once there is a corresponding position during operation, immediately after that, landing (xv1, yv1, 0). The state during operation of the dragon 602 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. 6B (a) corresponds to the state during operation of the touch panel device shown in FIG. 6B (b).

図6B(ロ)は、タッチパネル式装置のタッチパネル上を接触開始位置P0(xp0,yp0)から接触終了位置P1(xp1,yp1)までスワイプ操作する際の入力軌跡、及び実空間においてZ軸方向にΔZだけ移動したタッチパネル式装置を示す。図6B(ロ)には、操作開始位置を点線丸、操作終了位置を黒丸、ユーザによって描かれた線を点線矢印で表しているが、これらは実際には表示されなくても良い。   FIG. 6B (b) shows an input locus when swiping from the touch start position P0 (xp0, yp0) to the touch end position P1 (xp1, yp1) on the touch panel of the touch panel device, and in the Z axis direction in the real space. A touch panel type device moved by ΔZ is shown. In FIG. 6B (b), the operation start position is indicated by a dotted circle, the operation end position is indicated by a black circle, and a line drawn by the user is indicated by a dotted arrow, but these may not be actually displayed.

図6B(ハ)は、図6B(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。
<第4の実施形態>
次に、第4の実施形態における操作の概要について図7に基づいて説明する。第4の実施形態は、タッチパネル式装置に対するユーザ操作によって、3次元仮想空間内において表示オブジェクト(釣り竿)の釣り糸にかかる張力(パラメータ)を算出し、該張力に基づいて釣り竿を操作するゲームに関する。ユーザはタッチパネル式装置130のタッチパネル132上をスワイプ操作し、タッチパネル式装置130の筐体の実空間(X,Y,Z)内における位置を操作することによって、3次元仮想空間内において1つの表示オブジェクトの1つのパラメータ(釣り糸にかかる張力)を算出し、該算出されたパラメータに基づいて釣り竿702を操作することができる。図7A、図7Bは第4の実施形態に基づく3次元仮想空間内で釣り竿702を操作する場合の3次元仮想空間内の状態の遷移(イ)、及びタッチパネル式装置の状態の遷移(ロ、ハ)を例示する図である。
FIG. 6B (C) shows a schematic view of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 6B (B) along a broken line a.
<Fourth Embodiment>
Next, an outline of operations in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fourth embodiment relates to a game in which a tension (parameter) applied to a fishing line of a display object (fishing rod) is calculated in a three-dimensional virtual space by a user operation on the touch panel device, and the fishing rod is operated based on the tension. The user performs a swipe operation on the touch panel 132 of the touch panel device 130 and operates the position of the housing of the touch panel device 130 in the real space (X, Y, Z), thereby displaying one display in the three-dimensional virtual space. One parameter of the object (tension applied to the fishing line) can be calculated, and the fishing rod 702 can be operated based on the calculated parameter. 7A and 7B show the state transition (a) in the three-dimensional virtual space when operating the fishing rod 702 in the three-dimensional virtual space based on the fourth embodiment, and the state transition (b, It is a figure which illustrates c).

まず、アプリケーション進行部202は、本体装置120で実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて、アプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作が、「釣り竿のリール操作(釣り糸を巻く操作)」及び「釣り竿の上げ操作」であると決定する。このとき、ユーザは、タッチパネル式装置130の筐体の実空間における位置(高さZ)を変化させることで、HMDの表示領域112に表示される釣り竿の上げ操作(釣り竿を持ち上げる量)を指示することができ、タッチパネル132に対して図7B(ロ)に示すように、円を描くスワイプ回転操作することによって、HMDの表示領域112に表示される釣り竿のリール操作量(リールによる釣り糸の巻き取り量)を指示することができる。ここでスワイプ回転操作とは、指やタッチペンによってタッチパネル上をタッチし、タッチしたまま周期的な線(円、楕円、往復線)を描くようにタッチ位置をタッチパネル上で動かす操作を意味する。本実施形態においては、タッチパネル式装置は、3次元実空間のZ軸がタッチパネル式装置の左右軸に対応するよう配置、すなわち、タッチ面がユーザの右手側に向くよう配置されている。これにより、ユーザはあたかもタッチパネルを釣り竿のリール(釣り糸を巻き取る道具)に見立てて、直感的にリールによる巻き取り操作ができる。   First, the application progression unit 202 determines that the user operation requested by the application program based on the contents of the application program being executed on the main body device 120 is “reel operation of fishing rod (operation to wind fishing line)” and “ It is determined that it is a “lifting operation”. At this time, the user changes the position (height Z) in the real space of the housing of the touch panel device 130, thereby instructing the fishing rod raising operation (the amount by which the fishing rod is lifted) displayed in the display area 112 of the HMD. As shown in FIG. 7B (B) on the touch panel 132, a swipe rotation operation for drawing a circle makes a reel operation amount of a fishing rod displayed on the display area 112 of the HMD (winding of fishing line by the reel). Can be instructed. Here, the swipe rotation operation means an operation of touching the touch panel with a finger or a touch pen and moving the touch position on the touch panel so as to draw a periodic line (circle, ellipse, or reciprocal line) while touching. In the present embodiment, the touch panel device is disposed so that the Z axis of the three-dimensional real space corresponds to the left and right axes of the touch panel device, that is, the touch surface is directed to the right hand side of the user. Thus, the user can intuitively perform the winding operation with the reel as if the touch panel is regarded as a fishing rod reel (tool for winding fishing line).

次に、タッチパネル式装置130は、アプリケーション進行部202からのリクエストに応じて、タッチパネル式装置130のメモリに格納された操作入力情報のうち、入力が求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ所定の期間に亘って逐次出力する。本実施態様においては、出力データは、アプリケーション進行部202は、タッチセンサ132からのユーザのタッチ操作に関する情報(接触位置))、3軸加速度センサ136からのタッチパネル装置130の変位操作に関する情報(実空間におけるZ軸方向の加速度)である。   Next, in response to a request from the application progression unit 202, the touch panel device 130 outputs, as output data, information corresponding to a user operation that requires input from among the operation input information stored in the memory of the touch panel device 130. The data is sequentially output to the main device 120 over a predetermined period. In the present embodiment, the output data includes the application progression unit 202, information related to the user's touch operation from the touch sensor 132 (contact position)), information related to the displacement operation of the touch panel device 130 from the triaxial acceleration sensor 136 (actual Acceleration in the Z-axis direction in space).

次に、タッチパネル式装置130の送信部は、所定の期間に亘って求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ逐次出力する。そして、接触変位量算出部204は、ユーザのタッチ操作に関する情報に基づいて、接触開始位置からの接触変位量、接触変位方向、接触変位速度、スワイプ回転数などを操作データとして算出する。また、装置変位量算出部208は、タッチパネル装置130の変位操作に関する情報に基づいて、タッチパネル装置130の3次元実空間内でのXYZ軸方向の装置速度、装置変位量などを操作データとして算出する。   Next, the transmission unit of the touch panel device 130 sequentially outputs information corresponding to a user operation obtained over a predetermined period to the main body device 120 as output data. Then, the contact displacement amount calculation unit 204 calculates, as operation data, the contact displacement amount from the contact start position, the contact displacement direction, the contact displacement speed, the swipe rotation number, and the like based on information related to the user's touch operation. In addition, the device displacement amount calculation unit 208 calculates, as operation data, the device speed, the device displacement amount, and the like in the XYZ-axis directions in the three-dimensional real space of the touch panel device 130 based on information related to the displacement operation of the touch panel device 130. .

次に、表示制御部210は、アプリケーション進行部202により決定されたアプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作に基づいて、表示オブジェクトに行わせる動作と操作データとを対応付けする。そして、表示制御部210は、表示オブジェクトの動作に対応付けられた操作データ(接触変位量、接触変位方向、接触変位速度、スワイプ回転数、装置変位量など)に基づいて、表示オブジェクトの表示演算を行い、これにより表示オブジェクトの画像をフレーム毎に生成する。   Next, the display control unit 210 associates the operation to be performed on the display object with the operation data based on the user operation that is requested by the application program determined by the application progression unit 202. Then, the display control unit 210 performs display calculation of the display object based on operation data (contact displacement amount, contact displacement direction, contact displacement speed, swipe rotation number, device displacement amount, etc.) associated with the operation of the display object. Thus, an image of the display object is generated for each frame.

図7A(イ)は、3次元仮想空間内において操作される釣り竿702の操作開始状態を例示する図である。図7A(イ)に示される画像をHMDの表示領域112に表示することもできる。図7A(イ)は、3次元仮想空間内における釣り竿702の操作開始状態を横から見た図を示しており、釣り竿702は3次元仮想空間内で、巻き取り回数t0、釣り竿の先端位置の高さzv0に対応する操作開始状態を有する。図7A(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作開始状態は、図7A(イ)に示す3次元仮想空間における釣り竿702の操作開始状態に対応する。図7A(ロ)において、P0(xp0,yp0)はユーザによるタッチパネル平面上の接触開始位置(黒丸)を示す。   FIG. 7A is a diagram illustrating an operation start state of a fishing rod 702 operated in a three-dimensional virtual space. The image shown in FIG. 7A (a) can also be displayed in the display area 112 of the HMD. FIG. 7A (a) shows a side view of the operation start state of the fishing rod 702 in the three-dimensional virtual space. The fishing rod 702 is the number of windings t0 and the tip position of the fishing rod in the three-dimensional virtual space. It has an operation start state corresponding to the height zv0. The operation start state of the touch panel device shown in FIG. 7A (B) corresponds to the operation start state of the fishing rod 702 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. 7A (A). In FIG. 7A (B), P0 (xp0, yp0) indicates the contact start position (black circle) on the touch panel plane by the user.

図7A(ハ)は、図7A(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。なお、図7A(ロ)には、操作開始位置を黒丸で表しているが、この黒丸は実際には表示されなくても良い。   FIG. 7A (C) shows a schematic view of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 7A (B) along a broken line a. In FIG. 7A (B), the operation start position is indicated by a black circle, but this black circle may not actually be displayed.

図7Bは、3次元仮想空間内において操作される釣り竿702の操作中の状態を例示する図である。釣り竿702のリール操作による釣り糸巻き取り量は、タッチパネルに対する接触開始位置からのスワイプ回数数に基づいて決定され、釣り竿702の上げ操作は、タッチパネル式装置の実空間におけるZ軸方向の変位(ΔZ)に基づいて決定される。釣り糸にかかる張力(パラメータ)はスワイプ回転数及びタッチパネル式装置の実空間におけるZ軸方向の変位に基づいて決定される。ユーザは、例えば釣り糸にかかる張力(パラメータ)が大きい場合、釣り竿が大きくしなっている様子をHMDの表示領域に観察することができる。なお、スワイプ回転数は、タッチパネルに入力される線(入力軌跡706)に基づいて接触変位量算出部204により算出される。   FIG. 7B is a diagram illustrating a state in which the fishing rod 702 operated in the three-dimensional virtual space is being operated. The fishing line winding amount by the reel operation of the fishing rod 702 is determined based on the number of swipes from the touch start position on the touch panel, and the lifting operation of the fishing rod 702 is the displacement (ΔZ) in the Z-axis direction in the real space of the touch panel device. To be determined. The tension (parameter) applied to the fishing line is determined based on the swipe speed and the displacement in the Z-axis direction in the real space of the touch panel device. For example, when the tension (parameter) applied to the fishing line is large, the user can observe in the HMD display area how the fishing rod is enlarged. The swipe rotation number is calculated by the contact displacement amount calculation unit 204 based on a line (input locus 706) input to the touch panel.

図7B(イ)は、3次元仮想空間内における釣り竿702の操作終了後の状態を横から見た図を示しており、釣り竿02は3次元仮想空間内で、巻き取り回数t1、釣り竿の先端位置の高さzv1に対応する操作中の状態を有する。図7B(ロ)に示すタッチパネル式装置の操作中の状態は、図7A(イ)に示す3次元仮想空間における釣り竿702の操作中の状態に対応する。   FIG. 7B (a) shows a side view of the state after the operation of the fishing rod 702 in the three-dimensional virtual space, and the fishing rod 02 is the winding number t1, the tip of the fishing rod in the three-dimensional virtual space. It has an operating state corresponding to the position height zv1. The state during operation of the touch panel type device shown in FIG. 7B (B) corresponds to the state during operation of the fishing rod 702 in the three-dimensional virtual space shown in FIG. 7A (A).

図7B(ロ)は、タッチパネル式装置のタッチパネル上を接触開始位置P0(xp0,yp0)から接触終了位置P1(xp1,yp1)までスワイプ回転操作する際の入力軌跡706、及び実空間においてZ軸方向にΔZだけ移動したタッチパネル式装置を示す。図7B(ロ)には、操作開始位置を点線丸、操作終了位置を黒丸、ユーザによって描かれた線を点線矢印で表しているが、これらは実際には表示されなくても良い。   FIG. 7B (b) shows an input locus 706 when swiping and rotating from the touch start position P0 (xp0, yp0) to the touch end position P1 (xp1, yp1) on the touch panel of the touch panel type device, and the Z axis in the real space. A touch panel type device moved by ΔZ in the direction is shown. In FIG. 7B (b), the operation start position is indicated by a dotted line circle, the operation end position is indicated by a black circle, and a line drawn by the user is indicated by a dotted arrow, but these may not be actually displayed.

図7B(ハ)は、図6B(ロ)に示されるタッチパネル式装置を破線aで切断したタッチパネル式装置の断面の概略図を示す。なお、図7B(ロ)には、操作開始位置を点線丸、操作終了位置を黒丸、ユーザによって描かれた線を点線矢印で表しているが、これらは実際には表示されなくても良い。
<HMDシステムの表示制御処理の流れ>
図8を参照してHMDシステムの表示を制御するための処理の流れを説明する。なお、図8に示すフローチャートにおける各ステップの処理は、単なる一例に過ぎず、同様の結果が得られるのであれば、各ステップの処理の順序を入れ替えても良い。
FIG. 7B (C) shows a schematic view of a cross section of the touch panel device obtained by cutting the touch panel device shown in FIG. 6B (B) along a broken line a. In FIG. 7B (B), the operation start position is indicated by a dotted line circle, the operation end position is indicated by a black circle, and a line drawn by the user is indicated by a dotted arrow, but these may not be actually displayed.
<Flow of HMD system display control processing>
A flow of processing for controlling display of the HMD system will be described with reference to FIG. Note that the processing of each step in the flowchart shown in FIG. 8 is merely an example, and the order of the processing of each step may be changed as long as a similar result is obtained.

まず、ステップS1において、初期処理を実行する。アプリケーション処理部202は、本体装置120においてアプリケーションプログラムを起動し、各種パラメータの初期値を設定し、3次元仮想空間を構築し、仮想空間に登場する表示オブジェクトを初期位置に配置する。アプリケーション処理部202は、これら構築された3次元仮想空間、初期位置に配置された表示オブジェクトをHMDの表示領域へ出力する。初期処理においては、例えば第1の実施形態において宇宙船の司令室から観察することのできる陸地や海などで構成される3次元仮想空間を、第2の実施形態において飛行機のコックピットから観察することのできる空や雲などで構成される3次元仮想空間を、第3の実施形態においては、平面に存在する竜を斜め上から観察することのできる陸地や海などで構成される3次元仮想空間を、第4の実施形態においては、ユーザがタッチパネル式装置130をあたかも釣り竿のように保持したときに観察することのできる海と空などで構成される3次元仮想空間を構築することができる。   First, in step S1, initial processing is executed. The application processing unit 202 activates an application program in the main body device 120, sets initial values of various parameters, constructs a three-dimensional virtual space, and arranges display objects appearing in the virtual space at initial positions. The application processing unit 202 outputs the constructed display objects arranged in the three-dimensional virtual space and the initial position to the display area of the HMD. In the initial processing, for example, in the first embodiment, a three-dimensional virtual space composed of land and sea that can be observed from the control room of the spacecraft is observed from the cockpit of the airplane in the second embodiment. In the third embodiment, a three-dimensional virtual space composed of land, sea, or the like that can observe a dragon that exists on a plane obliquely from above. In the fourth embodiment, it is possible to construct a three-dimensional virtual space composed of the sea and the sky that can be observed when the user holds the touch panel device 130 as if it were a fishing rod.

ステップS2においては、タッチパネル式装置130は、タッチセンサ132、傾き検出センサ134、3軸加速度センサから出力される各情報をユーザ操作に関する操作入力情報として取得しメモリへ格納する。すなわち、タッチセンサ132からはユーザによるタッチパネルに対するタッチ操作に関する情報(接触位置)を、傾き検出センサ134からは、ユーザによるタッチパネル式装置130に対する傾き操作に関する情報(3次元実空間でのXYZの3軸回りの角速度)を、3軸加速度センサ136からは、ユーザによるタッチパネル式装置に対する変位操作に関する情報(3次元実空間での3軸方向の加速度)を取得する。そして、タッチパネル式装置はこれら取得された情報を操作入力情報としてメモリに逐次格納する。   In step S <b> 2, the touch panel device 130 acquires each information output from the touch sensor 132, the tilt detection sensor 134, and the triaxial acceleration sensor as operation input information related to the user operation and stores it in the memory. That is, information (touch position) related to the touch operation on the touch panel by the user from the touch sensor 132, and information related to the tilt operation on the touch panel type device 130 by the user (three axes of XYZ in a three-dimensional real space) from the tilt detection sensor 134. From the three-axis acceleration sensor 136, information on the displacement operation on the touch panel device by the user (acceleration in the three-axis direction in the three-dimensional real space) is acquired. Then, the touch panel device sequentially stores the acquired information as operation input information in the memory.

次に、ステップS3において、アプリケーション進行部202は、本体装置120で実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて、アプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作を決定する。また、アプリケーション進行部202は、実行中のアプリケーションプログラムの内容に基づいて、操作入力情報に基づく出力データを取得する期間(所定の期間)を決定する。   Next, in step S <b> 3, the application progression unit 202 determines a user operation that is requested to be input by the application program based on the content of the application program being executed by the main body device 120. In addition, the application progression unit 202 determines a period (predetermined period) for acquiring output data based on the operation input information based on the contents of the application program being executed.

次に、ステップS4において、アプリケーション進行部202は、求められるユーザ操作に関する情報に対応する操作入力情報をタッチパネル式装置130へリクエストするとともに、出力データを取得する期間(所定の期間)をタッチパネル式装置130へ送信する。   Next, in step S4, the application progression unit 202 requests the touch panel type device 130 for operation input information corresponding to the information related to the requested user operation, and sets a period (predetermined period) for acquiring output data to the touch panel type device. To 130.

次に、ステップS5において、タッチパネル式装置130の送信部は、アプリケーション進行部202からのリクエストに応じて、所定の期間に亘って、メモリに格納された各種操作入力情報のうち、求められるユーザ操作に対応する情報を出力データとして本体装置120へ逐次出力する。   Next, in step S <b> 5, the transmission unit of the touch panel device 130 receives the requested user operation from the various operation input information stored in the memory for a predetermined period in response to a request from the application progression unit 202. Are sequentially output to the main unit 120 as output data.

そして、ステップS6において、本体装置120はタッチパネル式装置130より送信された出力データの種類を判定する。
次に、ステップS7において、出力データがユーザのタッチパネルに対するタッチ操作に関する情報である場合に、接触変位量算出部204は、該タッチ操作に関する情報(接触位置)に基づいて、タッチ操作のタッチパネルに対する接触開始位置からの接触変位量、接触変位方向、接触変位速度、スワイプ回転数などを操作データとして算出する。
In step S <b> 6, main device 120 determines the type of output data transmitted from touch panel device 130.
Next, in step S <b> 7, when the output data is information related to the touch operation on the touch panel of the user, the contact displacement amount calculation unit 204 performs the touch operation on the touch panel based on the information related to the touch operation (contact position). The contact displacement amount from the start position, the contact displacement direction, the contact displacement speed, the swipe rotation speed, and the like are calculated as operation data.

次に、ステップS8において、出力データがユーザのタッチパネル装置130に対する3次元実空間での傾き操作に関する情報である場合に、傾き変化算出部206は、該傾き操作に関する情報(角速度)に基づいて、タッチパネル装置130の3次元実空間内での3軸回りの角度変化、角加速度などを操作データとして算出する。   Next, in step S8, when the output data is information regarding the tilt operation in the three-dimensional real space for the user's touch panel device 130, the tilt change calculation unit 206, based on the information regarding the tilt operation (angular velocity), An angle change, angular acceleration, and the like around three axes in the three-dimensional real space of the touch panel device 130 are calculated as operation data.

次に、ステップS9において、出力データがタッチパネル装置130に対する3次元実空間での変位操作に関する情報である場合に、装置変位量算出部208は、該変位操作に関する情報(加速度)に基づいて、タッチパネル装置130の3次元実空間内でのXYZ軸の装置速度、装置変位量を操作データとして算出する。   Next, in step S9, when the output data is information related to the displacement operation in the three-dimensional real space with respect to the touch panel device 130, the device displacement amount calculation unit 208 uses the touch panel based on the information (acceleration) regarding the displacement operation. The apparatus speed and the apparatus displacement amount of the XYZ axes in the three-dimensional real space of the apparatus 130 are calculated as operation data.

次に、ステップS10において、表示制御部210は、アプリケーション進行部202により決定されたアプリケーションプログラムにより入力が求められるユーザ操作に基づいて、算出された操作データを表示オブジェクトに行わせる動作に対応付けする。そして、表示制御部210は、表示オブジェクトの動作に対応付けられた操作データに基づいて、表示オブジェクトの表示演算を行い、これにより表示オブジェクトの画像をフレーム毎に生成する。   Next, in step S <b> 10, the display control unit 210 associates the calculated operation data with the operation to be performed by the display object based on the user operation that is requested by the application program determined by the application progression unit 202. . Then, the display control unit 210 performs display calculation of the display object based on operation data associated with the operation of the display object, thereby generating an image of the display object for each frame.

次に、ステップS11において、表示制御部210は、生成された表示オブジェクトの画像を逐次表示領域へ出力する。HMDは表示制御部210により出力された表示オブジェクトの画像を表示領域112に表示される3次元仮想空間へ表示する。   Next, in step S11, the display control unit 210 sequentially outputs the generated image of the display object to the display area. The HMD displays the image of the display object output by the display control unit 210 in the three-dimensional virtual space displayed in the display area 112.

以上、本発明の一実施形態に付き説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。前述の請求項に記載されるこの発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な実施形態の変更がなされうることを当業者は理解するであろう。   As described above, the embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above embodiment. Those skilled in the art will recognize that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.

Claims (11)

非透過型ヘッドマウントディスプレイと該ヘッドマウントディスプレイに通信可能に接続されているタッチパネル式装置とを備えたヘッドマウントディスプレイシステムにおいて、前記ヘッドマウントディスプレイに表示された仮想空間内の表示オブジェクトを操作する方法であって、
前記タッチパネル式装置のタッチパネルに対するユーザによる接触の開始位置からの接触変位量を検出するステップと、
前記タッチパネル式装置の傾きの変化及び実空間における装置変位量を検出するステップであって、前記装置変位量は実空間における前記タッチパネル式装置の位置の移動量である、ステップと、
前記接触変位量と、前記傾きの変化と、前記装置変位量とに基づいて、前記表示オブジェクトを操作するステップと、を備えることを特徴とする、方法。
Method for operating display object in virtual space displayed on head mounted display in head mounted display system comprising non-transparent head mounted display and touch panel type device connected to said head mounted display for communication Because
Detecting a contact displacement amount from a contact start position by a user to the touch panel of the touch panel device;
A detecting device displacement in the change and the real space of the inclination of the touch-panel device, the device displacement amount is the amount of movement of the position of the touch-panel device in a real space, comprising the steps,
Manipulating the display object based on the contact displacement amount, the change in tilt, and the device displacement amount .
前記操作するステップは、
前記接触変位量に基づいて、第1の表示オブジェクトの向きを操作するステップと、
検出された前記タッチパネル式装置の傾き変化に基づいて、第2の表示オブジェクトの向きを操作するステップと、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
The step of operating comprises
Manipulating the orientation of the first display object based on the contact displacement amount;
Operating the orientation of the second display object based on the detected tilt change of the touch panel device;
The method of claim 1, comprising:
前記接触変位量を検出するステップはさらに前記タッチパネルに対するユーザによる接触の開始位置からの接触変位方向を検出するステップを含み、
前記操作するステップは、
前記接触変位量及び前記接触変位方向に基づいて、第1の表示オブジェクトの移動量及び進行方向を操作するステップと、
前記傾き変化に基づいて、前記第1の表示オブジェクトの傾きを操作するステップと、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
The step of detecting the contact displacement amount further includes a step of detecting a contact displacement direction from a start position of contact by the user with respect to the touch panel,
The step of operating comprises
Manipulating the movement amount and the traveling direction of the first display object based on the contact displacement amount and the contact displacement direction;
Manipulating the tilt of the first display object based on the tilt change;
The method of claim 1, comprising:
請求項3に記載の方法において、前記第1の表示オブジェクトの仮想空間内の位置は、前記接触変位量、接触変位方向に前記傾き変化及び前記装置変位量を合成した位置を3次元仮想得空間内の座標に変換した位置であることを特徴とする方法。 The method according to claim 3, wherein the position of the first display object in the virtual space is a three-dimensional virtual space obtained by combining the contact displacement amount, the inclination change in the contact displacement direction, and the device displacement amount. A method characterized in that the position is converted into a coordinate within. 非透過型ヘッドマウントディスプレイと該ヘッドマウントディスプレイに通信可能に接続されているタッチパネル式装置とを備えたヘッドマウントディスプレイシステムにおいて、前記ヘッドマウントディスプレイに表示された仮想空間内の表示オブジェクトを操作する方法であって、
前記タッチパネル式装置のタッチパネルに対するユーザによる接触開始位置からの接触変位量を検出するステップと、
前記タッチパネル式装置の実空間における装置変位量を検出するステップであって、前記装置変位量は実空間における前記タッチパネル式装置の位置の移動量である、ステップと、
前記接触変位量と、前記装置変位量とに基づいて、前記表示オブジェクトを操作するステップと、を備えることを特徴とする、方法。
Method for operating display object in virtual space displayed on head mounted display in head mounted display system comprising non-transparent head mounted display and touch panel type device connected to said head mounted display for communication Because
Detecting a contact displacement amount from a contact start position by a user with respect to the touch panel of the touch panel device;
Detecting a device displacement amount in real space of the touch panel device, wherein the device displacement amount is a moving amount of a position of the touch panel device in real space; and
Operating the display object based on the contact displacement amount and the device displacement amount.
前記操作するステップは、
前記接触変位量に基づいて、前記表示オブジェクトの移動量を操作するステップと、
前記装置変位量に基づいて、前記表示オブジェクトの動作を操作するステップと、
を備えることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
The step of operating comprises
Manipulating the amount of movement of the display object based on the amount of contact displacement;
Manipulating the operation of the display object based on the device displacement amount;
The method of claim 5, comprising:
請求項6に記載の方法において、前記表示オブジェクトの仮想空間内の位置は、前記接触変位量に前記装置変位量を合成した位置を3次元仮想空間内の座標に変換した位置である、ことを特徴とする方法。   The method according to claim 6, wherein the position of the display object in the virtual space is a position obtained by converting a position obtained by combining the device displacement amount with the contact displacement amount into coordinates in a three-dimensional virtual space. Feature method. 前記操作するステップは、
前記装置変位量及び、前記タッチパネルに対するスワイプ回転数に基づいて、前記表示オブジェクトに関するパラメータを算出し、該算出されたパラメータに基づいて前記表示オブジェクトを操作するステップと、
を備えることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
The step of operating comprises
Calculating a parameter relating to the display object based on the device displacement amount and a swipe rotation speed with respect to the touch panel, and operating the display object based on the calculated parameter;
The method of claim 5, comprising:
前記スワイプ回転数は、前記接触変位量、前記タッチパネルに対するユーザによる接触の開始位置からの接触変位方向に基づいて算出される、請求項8に記載の方法。   The method according to claim 8, wherein the swipe rotation speed is calculated based on the contact displacement amount and a contact displacement direction from a contact start position by a user with respect to the touch panel. 前記タッチパネル式装置はスマートフォンである、請求項1から9に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the touch panel device is a smartphone. 請求項1から10のいずれか1項に記載の前記方法を、ヘッドマウントディスプレイシステムに搭載されたプロセッサに実行させるためのプログラム。   The program for making the processor mounted in the head mounted display system perform the said method of any one of Claim 1 to 10.
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