JP7037158B1 - 仮想空間における移動を操作する家具型機器 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、ユーザの脚下に配置された歩行ボードを用いて、仮想空間におけるユーザの移動を操作する技術がある(例えば非特許文献2参照)。
また、例えば、椅子に着座したユーザの脚下にステップ装置を配置し、ユーザの脚踏みによって移動を操作する技術もある(例えば非特許文献3参照)。
そのために、現実空間内でユーザ自らの移動をできる限り制限する一方で、仮想空間内でユーザ自ら自由に移動している感覚を与えて、仮想空間への没入感をユーザに体験させる必要がある。
ユーザの脚が近接する面に配置され、ユーザ自らの脚の左右それぞれの変位に基づく計測値を、仮想空間における当該ユーザの仮想移動量とする脚部センサと、
ユーザの背中に近接する部分に配置され、ユーザ自らの背中の変位に応じて、仮想空間における当該ユーザの前進又は後進と認識する背部センサと
を有し、
仮想移動量及び前進又は後進の認識に応じて、前進の仮想移動量又は後進の仮想移動量として出力する
ことを特徴とする。
脚部センサによって、時間あたりの変位の速度を、仮想移動量の速度として検出し、
仮想移動量の速度及び前進又は後進の認識に応じて、前進の仮想移動量の速度又は後進の仮想移動量の速度として出力する、
及び/又は、
脚部センサによって、時間あたりの変位の加速度を、仮想移動量の加速度として検出し、
仮想移動量の加速度及び前進又は後進の認識に応じて、前進の仮想移動量の加速度又は後進の仮想移動量の加速度として出力する
ことも好ましい。
背部センサは、ユーザの背反りによって後進と認識する
ことも好ましい。
脚部センサは、ユーザの片脚毎に左右それぞれに配置されており、左右のセンサにおける交互の計測値を、仮想空間における当該ユーザの歩行動作として模擬的に検出する
ことも好ましい。
脚部センサは、ユーザの大腿が近接する面、及び/又は、ユーザの脚のふくらはぎが近接する面に配置される
ことも好ましい。
家具としての脚部の回転部分又はユーザが着座する座面部分に配置され、ユーザ自らの身体の左右の回転の変位に基づく計測値を、左右の仮想移動量として出力する回転センサを更に有する
ことも好ましい。
当該家具型機器は、椅子状、車椅子状、マット状、又は、シート状である
ことも好ましい。
端末に対して、仮想移動量が、第1の所定閾値以上となった際に、又は、所定時間継続して第2の所定閾値以下となった際に、ユーザ又は監視者に対してアラームを通知させる
ことも好ましい。
脚部センサ11は、着座したユーザの「大腿部に近接する面」」に配置される。図2によれば、大腿部の後裏側に近接する面に配置されている。即ち、ユーザが大腿部を上から下に落とす変位を検出する。
脚部センサ11は、ユーザ自らの脚の左右それぞれの変位に基づく計測値を、仮想空間における当該ユーザの「前進」の「仮想移動量」として出力する。
尚、検出すべき身体の左右それぞれの変位が、足首や腕等であれば、それぞれに近接する面に、センサ11が配置される。
また、脚部センサ11は、ホール効果センサであってもよい。ホール効果センサは、永久磁石との組合せによって、圧力を検出することができる。
更に、脚部センサ11は、距離センサであってもよいし、速度センサや加速度センサであってもよい。
脚部センサ11のデバイスとしては、ユーザの身体における脚踏みの変位を検出するものであればよい。物理的接触がなく実質的に摩耗が生じないデバイスを用いることが好ましい。
背部センサ12は、着座したユーザの「背中に近接する面」に配置される。ユーザ自らの背中の変位を検出した際に、仮想空間における当該ユーザの「後進」と認識して出力する。
背部センサ12も、脚部センサ11と同様に、圧力センサやホール効果センサ、距離センサ等を用いることができる。
尚、背部センサ12は、背もたれの支柱に取り付けた曲げセンサや傾きセンサであってもよい。即ち、背反り具合を計測できればよい。
回転センサ13は、着座したユーザの「身体の回転を検出可能な部位」に配置される。例えば、家具としての脚部の回転部分又はユーザが着座する座面部分に配置される。回転センサ13は、ユーザ自らの回転の変位に基づく計測値を、仮想空間における当該ユーザの左右への「仮想回転量」として出力する。
また、回転センサは、他の実施形態として、IMU(Inertial Measurement Unit、慣性計測ユニット)を用いたものであってもよい。IMUを用いることによって、シート状であっても、ジャイロセンサによって、回転を検出することができる。勿論、IMUは、センサユニットとして、ジャイロセンサとは別の複数の物理情報のセンサ(例えば加速度センサ・回転角加速度センサなど)を1つのパッケージに統合したものであってもよい。IMUを用いることによって、センサの調整や補正が不要となり、最適な自由度で高精度な計測値を出力することができる。本発明における椅子状の家具型機器1の場合、回転軸を持つ脚部に限らず、座面部に組み込むことによって、座面の回転角度を検出することができる。
図3(b)によれば、家具型機器1は、着座したユーザの「大腿部(前表側)に近接する面」に、脚部センサ11が配置される。即ち、ユーザが大腿部を上に押し上げる変位を検出する。この脚部センサ11は、例えばユーザの大腿部を覆うカバーのような役目も持つ。ユーザは、仮想空間に没入しているために、そのカバーが椅子からの転倒防止としての効果を有する。
図4(a)によれば、図1(a)と同様に、ユーザは、HMD端末2を頭部に装着し、HMD端末2は、無線通信を介して仮想空間サーバ3へアクセスする。図4(a)における椅子状の家具型機器1は、図2と同様に、ユーザの大腿部(後裏側)の左右それぞれの変位を検出するものである。
図4(b)も、図1(b)と同様に、ユーザは、端末2のディスプレイを視認し、端末2は、ネットワークを介して仮想空間サーバ3へアクセスする。図4(b)における椅子状の家具型機器1は、図3(b)と同様に、ユーザの大腿部(前表側)の左右それぞれの変位を検出するものである。
脚部センサ11は、ユーザの片脚毎に左右それぞれに配置されており、左右それぞれのセンサの変位に基づく計測値を、仮想空間における当該ユーザの歩行動作として模擬的に検出する。
ユーザは、現実空間で実際に歩行しているつもりで、大腿部やふくらはぎを左右交互に上下(バタバタ)させる。これによって、脚部センサ11がその変位を検出し、その計測値を、仮想空間における仮想移動量として歩行に反映する。
背部センサ12は、ユーザ自らの背中の変位の計測値を、仮想空間における当該ユーザの後進として出力する。これは、仮想オブジェクトの移動方向を「後進」として決定するものである。
図5(b)によって仮想オブジェクトの移動方向を「後進」と認識された後、ユーザは、現実空間で実際に歩行しているつもりで、大腿部やふくらはぎを左右交互に上下(バタバタ)させる。即ち、現実空間におけるユーザは、背中を押しつけて背反りして、脚を左右交互に動かす。このとき、仮想空間における仮想オブジェクトは、後ずさりするように移動するように操作される。
前述した図4によれば、家具型機器1は、ユーザに対して仮想空間を提供する端末2と通信する。端末2は、例えばHMD端末や、パーソナルコンピュータ等の端末であって、仮想空間をユーザに視認させる装置である。
そのために、端末2は、家具型機器1から受信した仮想移動量が、例えば以下の所定条件を満たした際に、ユーザに対してアラームを通知するようにする。
(1)所定の仮想移動量が、第1の所定閾値以上となった際
(2)所定の仮想移動量が、所定時間継続して第2の所定閾値以下となった際
また、ユーザが脚を長時間動かしていないことによって、逆にエコノミークラス症候群になる恐れがある。そのために、脚部センサ11からの仮想移動量が、所定時間継続して所定閾値以下となった際に、ユーザ又は監視者にアラームを通知する。例えば、家具型機器1が飛行機のシートである場合、ユーザが乗客であり、監視者はキャビンアテンダントであってもよい。
更に、ユーザが脚や背又は回転を異常に繰り返す場合にも、危険が生じる。そのような場合に、端末2は、家具型機器1からの仮想移動量に応じて、アラームを通知する。
前述したように、家具型機器1は、椅子状のものであってもよいが、他の実施形態として、車椅子状、マット状、又は、シート状のものであってもよい。
また、シート状の家具型機器であってもよい。シートは、それ自体がセンサであり、ユーザの身体に近接する。例えば組込み用圧力分布センサシートの場合、約0.1mm厚のフィルム状センサシートであり、リアルタイムに加圧力を検出することができる。また、脚部センサ11にシートを用いた場合、左右各1個(計2個)のシートを要さず、1枚のシートのみで左右の圧力を検出することができるものもある。
11 脚部センサ
12 背部センサ
13 回転センサ
2 端末
3 仮想空間サーバ
Claims (8)
- ユーザ自ら着座可能な家具型機器であって、
ユーザの脚が近接する面に配置され、ユーザ自らの脚の左右それぞれの変位に基づく計測値を、仮想空間における当該ユーザの仮想移動量とする脚部センサと、
ユーザの背中に近接する部分に配置され、ユーザ自らの背中の変位に応じて、仮想空間における当該ユーザの前進又は後進を認識する背部センサと
を有し、
仮想移動量及び前進又は後進の認識に応じて、前進の仮想移動量又は後進の仮想移動量として出力する
ことを特徴とする家具型機器。 - 脚部センサによって、時間あたりの変位の速度を、仮想移動量の速度として検出し、
仮想移動量の速度及び前進又は後進の認識に応じて、前進の仮想移動量の速度又は後進の仮想移動量の速度として出力する、
及び/又は、
脚部センサによって、時間あたりの変位の加速度を、仮想移動量の加速度として検出し、
仮想移動量の加速度及び前進又は後進の認識に応じて、前進の仮想移動量の加速度又は後進の仮想移動量の加速度として出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の家具型機器。 - 背部センサは、ユーザの背反りによって後進と認識する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の家具型機器。 - 脚部センサは、ユーザの片脚毎に左右それぞれに配置されており、左右のセンサにおける交互の計測値を、仮想空間における当該ユーザの歩行動作として模擬的に検出する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の家具型機器。 - 脚部センサは、ユーザの大腿が近接する面、及び/又は、ユーザの脚のふくらはぎが近接する面に配置される
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の家具型機器。 - 家具としての脚部の回転部分又はユーザが着座する座面部分に配置され、ユーザ自らの身体の左右の回転の変位に基づく計測値を、左右の仮想移動量として出力する回転センサを更に有することを特徴とする請求項から1から5のいずれか1項に記載の家具型機器。
- 当該家具型機器は、椅子状、車椅子状、マット状、又は、シート状である
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の家具型機器。 - 端末に対して、仮想移動量が、第1の所定閾値以上となった際に、又は、所定時間継続して第2の所定閾値以下となった際に、ユーザ又は監視者に対してアラームを通知させる
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の家具型機器。
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