JPH08339159A - 擬似体験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】搭乗部２に複数の往復運動を同時に付与可能な
運動付与機構３と、その搭乗部２に搭乗する利用者４の
視認可能な画像を表示する手段５とを備える。その搭乗
部２に搭乗する利用者４に視認される画像を、その搭乗
部２の往復運動に対応して変化させることで、利用者４
に搭乗部２の往復運動に対応した画像を視認をさせる。
これにより、利用者４は画像の内容に応じた疑似体験を
することができる。 【効果】設置スペースを小さくでき、大掛かりなセッテ
ィングは不要になり、時間やコストを低減でき、安全性
を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、娯楽や訓練用に地震等
を擬似体験をするための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震を疑似体験する装置として、実際の
家屋の一部屋分に相当する搭乗部と、その搭乗部に配置
された実際の家具等と、その搭乗部を設定震度により振
動させる手段とを備えたものがある。この疑似体験装置
によれば、その搭乗部に搭乗する体験者は、実際の揺れ
や家具等の倒れや破損状況等を把握できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の体験装置
は、装置が実寸大のものであるため広い設置スペースを
必要とした。また、装置内に配置される家具等は実際に
破損するため、疑似体験毎に代替品が必要で非常にコス
トを要するものであった。また、広い設置スペースを必
要とするにも拘らず体験可能な人数は少なく、体験者以
外の者は装置の周辺において家具等の破損状況を観察で
きるにすぎず実際の揺れを体験することはできなかっ
た。また、搭乗部に実際に配置される家具等の落下や倒
れにより、体験者が負傷するおそれがあった。

【０００４】本発明は、上記課題を解決することのでき
る疑似体験装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の疑似体験装置
は、搭乗部と、この搭乗部に複数の往復運動を同時に付
与可能な運動付与機構と、その搭乗部に搭乗する利用者
の視認可能な画像を表示する手段とを備え、その視認さ
れる画像は搭乗部の往復運動に対応して変化することを
特徴とする。

【０００６】その搭乗部は、利用者が搭乗できるもので
あれば特に限定されないが、利用者が自らを支えるため
の手摺り等を備えているのが好ましい。例えば、地震を
疑似体験する場合、その運動付与機構は、搭乗部を上下
方向に振動させる第１の機構と、その搭乗部と第１の機
構とを水平方向に振動させる第２の機構とにより構成で
き、これにより、搭乗部に上下方向の振動と水平方向の
振動とを同時に付与して利用者に実際の揺れを体験させ
ることができる。

【０００７】その利用者により視認可能な画像を表示す
る手段は、例えば利用者の頭部に装着される頭部装着型
表示装置を用いることができ、この場合、頭頂部に装着
されるものに限定されず、顔面を覆うように装着される
ものや、眼鏡状に装着されるもののように、首から上に
装着されるものであればよい。

【０００８】

【発明の作用および効果】本発明の構成によれば、搭乗
部に搭乗する利用者に視認される画像を、その搭乗部の
往復運動に対応して変化させることで、利用者に搭乗部
の往復運動に対応した画像を視認をさせることができ
る。これにより、利用者は画像の内容に応じた疑似体験
をすることができる。例えば、搭乗部に振動を付与する
ことにより実際の地震と同様の揺れを再現し、実際に家
具等が落下したり破損する状況を画像により表示するこ
とで、利用者は地震を擬似体験できる。

【０００９】その搭乗部は、疑似体験の内容に拘らず利
用者が搭乗できる大きさであればよく、設置スペースを
小さくでき、また、擬似体験の内容を画像により表示す
ることで、起動させるまでの大掛かりなセッティングは
不要になり、時間やコストを低減でき、また、家具等に
より負傷するおそれはなく安全性を向上できる。これに
より、簡易な装置で、より多くの人が気軽に、実際と同
様の体験をすることが可能になる。また、装置の搬送も
容易であり、小さなスペースに複数の装置を設置するこ
ともでき、この場合、各々の装置によって互いに異なる
擬似体験をすることも可能である。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図１に示す地震の疑似体験装置１は、搭乗
部２と、この搭乗部２の下部に設けられた運動付与機構
３と、その搭乗部２に搭乗する利用者４の頭部に装着さ
れる頭部装着型表示装置５とを備える。

【００１２】その搭乗部２は、利用者４の搭乗板７と、
利用者４が自らを支えるために搭乗板７に取り付けられ
た手摺り６と、この手摺り６に取り付けられた脇パッド
８とを有する。

【００１３】その運動付与機構３は、図２に示すよう
に、一つの往復運動として上下方向の振動を搭乗部２に
付与する第１機構４１と、別の往復運動として水平方向
の振動を搭乗部２に付与する第２機構４２とを有する。
その第１機構４１は、第１フレーム４３を有し、この第
１フレーム４３に回転可能に支持された２本の互いに平
行な回転シャフト４４ａ、４４ｂに、一対ずつ同行回転
可能にカム４５が取り付けられている。その一方の回転
シャフト４４ａを回転駆動する第１モータ４６が第１フ
レーム４３に支持され、各回転シャフト４４ａ、４４ｂ
に取り付けられたプーリ４７に巻き掛けられるタイミン
グベルト４８により、一方の回転シャフト４４ａの回転
は他方の回転シャフト４４ｂに伝達される。その第１フ
レーム４３の四隅に円柱状のガイド４９が取り付けら
れ、このガイド４９は、上記搭乗板７の底部に取り付け
られた４つのスリーブ５０に相対的に上下動可能に挿入
される。なお、そのガイド４９とスリーブ５０との間に
は、搭乗部２の傾斜を許容するように隙間が設けられ
る。また、その搭乗板７は底部に設けられた４つのカム
フォロア５１を介して上記カム４５により支持されてい
る。各カムフォロア５１はカム４５の外周輪郭面に一対
のローラを介して係合するものにより構成される。各カ
ム４５は円板状で、各中心は回転シャフト４４ａ、４４
ｂの軸心と偏心する。これにより、上記第１モータ４６
により両回転シャフト４４ａ、４４ｂを回転駆動する
と、各カム４５の回転がカムフォロア５１を介して搭乗
板７に伝達され、搭乗部２は上下方向に振動する。

【００１４】その第２機構４２は、上記第１フレーム４
３に一体的に連結される第２フレーム５５を有する。こ
の第２フレーム５５は、図１に示すように装置１を載置
するために形成されたピット５６内に配置されたガイド
レール５７に、水平方向に移動可能に支持されている。
そのピット５６内に配置された第２モータ５８の上下方
向軸心の出力軸に取り付けられた駆動プーリ５９と、そ
のピット５６内に上下方向軸中心に回転可能に配置され
た従動プーリ６０とに、タイミングベルト６１が巻き掛
けられている。その従動プーリ６０の回転中心から偏心
した位置にローラ状のカムフォロア６２が取り付けられ
ている。そのカムフォロア６２は、上記第２フレーム５
５に取り付けられたカム板６３に形成された長孔６３ａ
に、その長孔６３ａの長手方向に相対移動可能に挿入さ
れている。これにより、上記第２モータ５８の回転は駆
動プーリ５９とタイミングベルト６１を介して従動プー
リ６０に減速されて伝達され、その従動プーリ６０の回
転がカムフォロア６２とカム板６３とを介して伝達され
ることで、第２フレーム５５は水平方向に振動し、この
第２フレーム５５の振動により第１機構４１と搭乗部２
とは水平方向に振動する。

【００１５】上記第１、第２機構４１、４２により搭乗
部２は水平振動と垂直振動を同時に付与されるので、実
際の地震の揺れを再現できる。本実施例では、搭乗部２
に載置される利用者４に対する水平振動の方向は左右方
向とされている。

【００１６】上記頭部装着型表示装置５は、その搭乗部
２に搭乗する利用者４の視認可能な画像を表示するもの
で、図１に示すように、左右一対の表示部２１ａ、２１
ｂと、両表示部２１ａ、２１ｂを保持する頭部装着用保
持部２２とを有する。その保持部２２は、本実施例では
バンド形状等とされることで利用者４の頭部に装着可能
とされ、その装着により両表示部２１ａ、２１ｂを利用
者４の視野に対し一定の位置に位置決めする。

【００１７】図３に示すように、各表示部２１ａ、２１
ｂは、それぞれＣＲＴや液晶表示パネル等の表示素子２
６ａ、２６ｂと、各表示素子２６ａ、２６ｂの表示制御
装置２７ａ、２７ｂと、光学系とを有する。各表示制御
装置２７ａ、２７ｂは、画像生成用コンピュータ７０か
ら送られる画像信号を各表示素子２６ａ、２６ｂに送
り、各表示素子２６ａ、２６ｂに画像信号に対応する画
像を表示させる。各光学系は、レンズ系２９ａ、２９ｂ
と、ミラー３０ａ、３０ｂと、第１コンバイナ３１ａ、
３１ｂと、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂとを有する。
各表示素子２６ａ、２６ｂにより表示される画像の表示
光は、レンズ系２９ａ、２９ｂを介してミラー３０ａ、
３０ｂおよび第１コンバイナ３１ａ、３１ｂにより反射
され、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂにより反射される
と共に集束され、第１コンバイナ３１ａ、３１ｂを透過
し、利用者４の目に導かれる。これにより、一方の表示
素子２６ａによる表示画像は利用者４の左右一方の目に
より視認され、他方の表示素子２６ｂによる表示画像は
利用者４の左右他方の目により視認され、その表示画像
を立体画像として知覚することが可能とされている。な
お、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂの前方において、バ
イザー３５が保持部２２に上下動可能に取り付けられ
る。そのバイザー３５を上方に変位することで、利用者
４は画像だけでなくコンバイナ３１ａ、３１ｂ、３２
ａ、３２ｂを介して前方視野内の実際の物も視認でき、
バイザー３５を下方に変位することで画像のみを視認で
きる。また、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂを反射機能
のみを有するミラーとし、バイザー３５をなくしてもよ
い。

【００１８】その利用者４の頭部の動きを検知するヘッ
ドモーションセンサ３０が設けられている。そのヘッド
モーションセンサ３０は公知のもの、例えば、保持部２
２に取り付けられるコイルと、そのコイルの周りに磁界
を発生させる手段とを有し、磁界の中をコイルが移動す
ることによる電流の変化に対応する信号を出力するもの
や、超音波の発信機と受信機とを用い、発信機を装置１
の周囲の固定側に取り付け、保持部２２に受信機を取り
付け、受信機の動きによる超音波の発信機から受信機ま
での到達時間の変化に応じた信号を出力するものを用い
ることができる。そのヘッドモーションセンサ３０によ
って検知される利用者４の頭部の動きに対応する信号
は、インターフェイス７１を介し、上記画像生成用コン
ピュータ７０に送信される。

【００１９】その頭部装着型表示装置５により表示され
る画像を、搭乗部２の上記振動に対応して変化させるた
め、その画像生成用コンピュータ７０はモータ制御用コ
ンピュータ７２に接続されている。そのモータ制御用コ
ンピュータ７２はモータコントローラー７３に接続さ
れ、そのモータコントローラー７３はモータ制御用コン
ピュータ７２から送信される信号に応じて上記第１、第
２モータ４６、４８を制御する。すなわち、その画像生
成用コンピュータ７０は、地震発生時の家具等の倒れや
破損状況を示す画像を記憶する。その画像生成用コンピ
ュータ７０は、操作盤７０ａから起動信号が入力される
と、画像信号を頭部装着型表示装置５に送信し、また、
その頭部装着型表示装置５により画像を表示するタイミ
ングと、その模擬家屋に付与した振動と同様の振動を搭
乗部２に付与するタイミングとが一致するように、モー
タ制御用コンピュータ７２にタイミングパルスを送信す
るようにプログラムされている。そのモータ制御用コン
ピュータ７２は、その画像生成用コンピュータ７０から
タイミングパルスが入力されると、その模擬家屋に付与
した振動と同様の振動を搭乗部２に付与するように、第
１、第２モータ４６、４８を制御するようにプログラム
されている。これにより、その頭部装着型表示装置５に
よる表示画像の変化と搭乗部２の振動とが対応し、利用
者４は揺れに応じた画像を視認することが可能とされて
いる。

【００２０】また、画像生成用コンピュータ７０は、上
記ヘッドモーションセンサ３０によって検知される利用
者４の頭部の動きに対応する信号を、画像信号と共に頭
部装着型表示装置５の表示制御装置２７ａ、２７ｂに送
信し、頭部装着型表示装置５により表示される画像を、
利用者４の視野方向の変化に応じて変化させるようにプ
ログラムされている。

【００２１】図４の（１）は、上記疑似体験装置１の作
動状態を示し、搭乗部２と共に利用者４が左右に傾斜し
ている。この場合、頭部装着型表示装置５による表示画
像は、図４の（２）に示すように、家具８１を配置した
床８２が左右に傾斜した画像となる。また、図５の
（１）に示すように、搭乗部２と共に利用者４が左右に
傾斜し、且つ、利用者４が図中破線矢印で示すように視
線方向が下向きとなるように頭部を動かすと、頭部装着
型表示装置５による表示画像は、図５の（２）に示すよ
うに、家具８１を配置した床８２が左右に傾斜し、か
つ、利用者４の視線方向が正面である場合よりも利用者
４にとって手前側に視野が変化した画像となる。

【００２２】上記構成によれば、利用者４は実際の地震
の揺れを体感でき、また、その揺れと自己の頭の動きと
に対応した画像を視認でき、違和感のない、臨場感溢れ
る仮想空間を体験することができる。また、搭乗部２は
利用者４が搭乗できる大きさであれば足りるので、設置
スペースを小さくでき、また、地震の揺れに応じた画像
を頭部装着型表示装置５により表示することで、起動さ
せるまでの大掛かりな家具等のセッティングは不要にな
り、時間やコストを低減でき、また、家具等により負傷
するおそれをなくして安全性を向上できる。これによ
り、簡易な装置で、より多くの人が気軽に、実際と同様
の体験をすることが可能になる。また、装置の搬送も容
易であり、小さなスペースに複数の装置を設置すること
もでき、この場合、各々の装置により互いに異なる画像
を表示して異なる擬似体験をすることも可能である。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。例えば、上記実施例では地震を擬似体験するため搭
乗部に往復運動として上下方向振動と水平方向振動とを
付与したが、船舶の揺れを擬似体験するために搭乗部に
往復運動として船体運動のローリング、ピッチング、ヨ
ーイングに対応する運動を付与するようにしてもよい。
また、擬似体験時の情報として画像情報だけでなく、例
えば音声による情報をスピーカやマイク等を併用して提
供してもよい。また、利用者の頭部以外の、例えば肩や
腕の動きを検知するセンサを備え、頭部以外の動きに対
応して利用者に視認される画像を変化させるようにして
もよい。また、利用者の搭乗姿勢は特に限定されず、例
えば、搭乗部にシートやベッド等を設けて利用者が座っ
たり横臥できるようにしてもよく、また、シート状のも
のを設ける場合にベルト等で利用者を固定できるように
してもよい。

【００２４】

【本発明の実施態様】本発明の擬似体験装置において、
搭乗部に付与する複数の往復運動として水平方向の振動
と垂直方向の振動とを同時に付与可能であるのが好まし
い。これにより、地震の擬似体験が可能になる。

【００２５】本発明の擬似体験装置において、画像表示
部は利用者の頭部に装着され、その利用者の頭部の動き
を検知する手段を備え、その頭部の動きに対応して利用
者に視認される画像が変化するのが好ましい。これによ
り、視野方向の変化に応じた画像を利用者に視認させ、
より実際に近い擬似体験をすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の疑似体験装置の使用状態説明
図

【図２】本発明の実施例の疑似体験装置の運動付与機構
の分解斜視図

【図３】本発明の実施例の疑似体験装置の構成説明図

【図４】本発明の実施例の疑似体験装置の（１）は搭乗
部の状態を示す部分斜視図、（２）は表示画像を示す図

【図５】本発明の実施例の疑似体験装置の（１）は搭乗
部と利用者の状態を示す部分斜視図、（２）は表示画像
を示す図

【符号の説明】

２ 搭乗部 ３ 運動付与機構 ４ 利用者 ５ 頭部装着型表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搭乗部と、 この搭乗部に複数の往復運動を同時に付与可能な運動付
   与機構と、 その搭乗部に搭乗する利用者の視認可能な画像を表示す
   る手段とを備え、 その視認される画像は搭乗部の往復運動に対応して変化
   することを特徴とする擬似体験装置。