JPH09146446A - 座席動揺装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 滑らかな動きやその他多彩な動きを可能とし
て、臨場感があるリアルな表現ができる座席動揺装置を
供する。 【解決手段】 乗物の操縦席等を模した座席３と、座席
３を前後方向，左右方向，上下方向にそれぞれ直線移動
させる各直線移動手段18，26，34と、座席３を水平面上
で回動させる回動手段44と、各直線移動手段18，26，34
および回動手段44を各々単独でまたは２つ以上組合わせ
て駆動制御する駆動制御手段50とを備えた座席動揺装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗物特に自動車，
飛行体，船等の動きを体感させる座席動揺装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の座席動揺装置には、同じ出願人
により既に出願された特願平５−３４０２４１号の例が
あり、同例では座席を前後方向，左右方向，上下方向に
それぞれ直線移動させる手段を有して、この３つの直線
移動を単独でまたはこれらを組み合わせてローリング、
ピッチング、ヨーイングその他スウェー，サージおよび
ヒーブの各動きを模することができ、映像効果と相まっ
て実際の左右への旋回、発進・停止、横滑り等を座席に
着座したプレイヤーに擬似的に体感させることができ
た。

【０００３】例えばローリングは、左右への往復移動に
よりまたはこれに上下方向の移動を組み合わせて表現し
ており、自動車等が右旋回するシーンを考えると、座席
が右方向に移動すると同時に上方向に移動することで、
合成した動きとして右上方に円弧を描くような動きをさ
せ、実際に右旋回しているときの感覚を感じさせるよう
にしている。

【０００４】またヨーイングは、左右への往復動と前後
への往復動を組み合わせて行っており、ピッチングは、
前後への往復動と上下の昇降運動の組み合わせで行って
おり、前後・上下それぞれ一方向への移動で加速・減速
や発進・停止の感覚を感じさせることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしかかる従来の例
における３つの直線運動は、ゆっくり動いたのではプレ
イヤーに感知されず意味がないので、常に加速度をもっ
て動く必要から増速・減速が急であり、短い時間に移動
限界に達してしまう。

【０００６】したがって緩やかに増速し始め緩やかに減
速して停止するような滑らかな動きを表現することが難
しい。そのためカーブを走行するような旋回を表現する
場合も滑らかな旋回感覚を乗員に与えることはできな
い。

【０００７】しかも座席は常に一方向を向いており、左
右への旋回を表現する場合も短時間に直進に戻る場合な
らば左右と上下のそれぞれ一方向の移動時間だけで済み
表現可能であるが、旋回がある程度時間を要するような
長いカーブを走行するような場合には、左右と上下のそ
れぞれ一方向の移動時間だけでは足りずとても表現する
には無理がある。

【０００８】また旋回が短時間である急旋回やクイック
ターン等であっても１８０度進行方向を変えるような旋
回の場合には、映像および前記ローリングまたはヨーイ
ングをもってしても表現することは難しい。さらにスク
リーンに映像を映し出す場合、一方向に向いた座席前方
にスクリーンを配置する必要があり、同スクリーンに映
像が限定されるので、視界にはスクリーン以外の場所も
入り込む余地があり、擬似体験の妨げとなる。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、滑らかな動きやその他多彩な
動きを可能として、臨場感があるリアルな表現ができる
座席動揺装置を供する点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、乗物の操縦席等を模した座席と、前記座
席を前後方向，左右方向，上下方向にそれぞれ直線移動
させる各直線移動手段と、前記座席を水平面上で回動さ
せる回動手段と、前記各直線移動手段および前記回動手
段を各々単独でまたは２つ以上組合わせて駆動制御する
駆動制御手段とを備えた座席動揺装置とした。

【００１１】直線移動手段による直線移動に回動手段に
よる回動を組み合わせることにより、従来にない多彩な
動きを実現でき、よりリアルな擬似体験をプレイヤーに
与えることができる。座席は、回動手段により水平面上
で回動し全方位いずれの方角にも向くので、スクリーン
に映像を映し出す場合に、３６０度スクリーンを採用で
き、より現実感のある臨場感にあふれたプレイを楽しむ
ことができる。

【００１２】前記駆動制御手段は、前記回動手段の回動
と前記直線移動手段の直線移動とを組み合わせる場合
に、回動時間と直線移動時間とを重複する時間を含んで
ずらして設定した請求項１記載の座席動揺装置とするこ
とで、滑らかな動きや長い旋回等の表現ができ、動きを
多彩にすることが可能である。

【００１３】前記駆動制御手段は、前記回動手段の回動
と前記直線移動手段の直線移動とを組み合わせる場合
に、回動時間内に直線移動時間を重複して含んで設定し
た請求項１記載の座席動揺装置とすることで、座席の動
きの始めおよび終わりを滑らかに表現してよりリアルな
擬似体験をさせることができるとともに、長い旋回も表
現できる。

【００１４】前記回動手段は、前記各直線移動手段を支
持しながら同各直線移動手段とともに前記座席を回動さ
せる請求項１記載の座席動揺装置とすることで、回動中
心よりずれた位置に座席がある場合に回動手段の回動だ
けで左右への旋回が表現でき、さらに各直線移動手段と
の組み合わせでより多彩な動きを実現できる。

【００１５】前記座席に着座する遊戯者は、ヘッドマウ
ントディスプレイを頭部に装着し、前記駆動制御手段に
よる座席の動揺に応じた映像を見ることができる請求項
１記載の座席動揺装置とすることで、仮想空間内で擬似
体験を楽しむことができる。

【００１６】前記ヘッドマウントディスプレイには、姿
勢センサーが取り付けられ、同ヘッドマウントディスプ
レイの姿勢を検出し、同ヘッドマウントディスプレイの
画像制御に供する請求項５記載の座席動揺装置とするこ
とで、より臨場感のある仮想空間内で擬似体験を楽しむ
ことができる。

【００１７】前記座席に着座する遊戯者を、全天に亘っ
てドームスクリーンが覆う請求項１記載の座席動揺装置
とすることで、リアルな映像効果があり、臨場感にあふ
れた擬似体験をすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図６に図示し説明する。本実施例の座
席動揺装置10は、飛行遊戯機１に適用された例であり、
図１は飛行遊戯機１の内部概略図である。飛行遊戯機１
はドーム２内に座席３が備えられ、座席３の前方には射
撃トリガー５を有したトリガーハンドル４が突設されて
いる。

【００１９】プレイヤーＰは、座席３に着座し、備えつ
けのヘッドマウントディスプレイ６を頭に装着する。ヘ
ッドマウントディスプレイ６は、ゴーグル状のレンズに
相当する部分に画像が投影され、プレイヤーＰはその映
像を見ながらプレイをする。ヘッドマウントディスプレ
イ６の姿勢は磁気センサー等で検出されて画像処理に供
され、頭の回動によりヘッドマウントディスプレイ６が
姿勢を変えると、略同時に頭を向けた方向の背景を映し
出すようになっている。

【００２０】図２は、ヘッドマウントディスプレイ６の
映像の一例を示したもので、中央に照準７が固定してあ
り、背景として地表面８とその上の空間が映し出され、
同空間に散在する敵機９が飛来する様子が映像化されて
いる。この映像は時間とともに後方へ流れるように変化
して恰も前進しているかのように錯覚させるとともに前
記したように頭を動かすとそれに従って映像も変化する
ようになっている。

【００２１】プレイヤーＰが着座する座席３は、座席動
揺装置10により動かされるようになっており、以下この
座席動揺装置10について図３ないし図５に基づき説明す
る。

【００２２】いま座席３の向きを基準にした座標軸を図
３ないし図５に示すように決める。すなわち座席３の前
後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸とし、上下方向はＺ軸と
する。なお座席自体が回動するので、Ｘ軸およびＹ軸は
空間に対して絶対的に定まったものではない。

【００２３】まず床面11にレール41が環状に敷設されて
おり、同環状のレール41に対応して矩形の回動基板12の
下面には複数のローラ42が円周方向に等間隔に配列され
て、同ローラ42がレール41に載って回動基板12は回動自
在に支持される。

【００２４】回動基板12の下面中心に垂設された回転軸
43ａに被動プーリ43が嵌着され、一方床面11には回動ユ
ニット44が配置されており、同回動ユニット44はモータ
45の駆動が減速機構46を介して出力軸47ａに伝達され、
同出力軸47ａに嵌着された駆動プーリ47と前記被動プー
リ43に無端状の歯付きベルト48が架渡されている。した
がって回動ユニット44のモータ45の正逆転駆動により歯
付きベルト48を介して回動基板12が回転軸43ａを中心に
左右に回動する。

【００２５】この回動基板12上にＸ軸方向に指向した２
本の平行なレール13が敷設され、同レール13にスライダ
ー14を介して前後方向摺動板15が前後方向に摺動自在に
載置されている。

【００２６】前後方向摺動板15は矩形板で、その左側縁
にＸ軸方向に指向してラック16が固着されており、基台
12に搭載されたＸ軸駆動ユニット18の出力軸に嵌着され
たピニオン17がラック16に噛合している。Ｘ軸駆動ユニ
ット18は、モータを駆動源として減速機構を介して出力
軸を回転させるもので、このＸ軸駆動ユニット18の正逆
転駆動でピニオン17，ラック16を介して前後方向摺動板
15を前後（Ｘ軸方向）に摺動させることができる。

【００２７】前後方向摺動板15の上には支持台20が設け
られており、支持台20の上板にＹ軸方向に指向した２本
の平行なレール21が敷設され、同レール21にスライダー
22を介して左右方向摺動板23が左右方向に摺動自在に載
置されている。

【００２８】左右方向摺動板23は矩形板で、その後側縁
にＹ軸方向に指向してラック24が固着されており、支持
台20に搭載されたＹ軸駆動ユニット26の出力軸に嵌着さ
れたピニオン25がラック24に噛合している。Ｙ軸駆動ユ
ニット26は、前記Ｘ軸駆動ユニット18と同じ構造のもの
で、このＹ軸駆動ユニット26の正逆転駆動によりピニオ
ン25，ラック24を介して左右方向摺動板23を左右（Ｙ軸
方向）に摺動させることができる。

【００２９】左右方向摺動板23には支持台30が設けられ
ており、この支持台30に上下方向に指向した左右一対の
案内孔が穿設されていて、座席３を支持する基台40から
下方へ垂設された左右一対の案内レール31が前記案内孔
に嵌挿されている。案内レール31は左右方向摺動板23を
貫通し、さらに支持台20の上板に前後一対のレール21間
に形成されたＹ軸方向に長い開口を貫通している。

【００３０】案内レール31の後側縁にはラック32が形成
されていて、左右方向摺動板23に搭載されたＺ軸駆動ユ
ニット34の出力軸34ａに嵌着されたピニオン33がラック
32に噛合している。なおＺ軸駆動ユニット34の出力軸34
ａの先端は軸受35によって支持されている。

【００３１】Ｚ軸駆動ユニット34は、前記Ｘ軸駆動ユニ
ット18，Ｙ軸駆動ユニット26と同様の構造をしており、
Ｚ軸駆動ユニット34の正逆転駆動によりピニオン33，ラ
ック32を介して案内レール31とともに基台40および座席
３が上下（Ｚ軸方向）に昇降することができる。

【００３２】座席動揺装置10は以上のような構造をして
おり、基台40に固定された座席３は、Ｚ軸駆動ユニット
34の駆動で上下に昇降し、Ｙ軸駆動ユニット26の駆動で
左右に摺動し、Ｘ軸駆動ユニット18の駆動で前後に摺動
するとともに、回動ユニット44の駆動で回動する。

【００３３】座席３の上下，左右，前後の動きは、単独
では直線運動であり、回動は、単独では座席３が回動中
心にあれば回転運動となるが、回転中心からずれていれ
ば旋回運動となる。

【００３４】本飛行遊戯機１は、マイクロコンピュータ
によりゲーム進行が制御されており、制御系の概略を図
６に示す。制御中枢であるＣＰＵを備えるメインボード
50により前記Ｘ軸駆動ユニット18，Ｙ軸駆動ユニット2
6，Ｚ軸駆動ユニット34，回動ユニット44が駆動制御さ
れるとともに、画像処理手段51を介してヘッドマウント
ディスプレイ６の映像を形成する。

【００３５】なおメインボード50には、ヘッドマウント
ディスプレイ６の姿勢検出信号が姿勢センサー52から入
力され、前記射撃トリガー５の信号も入力されるととも
に、図示されないが座席３のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置お
よび回動位置もフィードバックされて駆動制御に供され
るようになっている。

【００３６】以上のような制御系による制御で座席３は
種々の動きを実現することができ、座席３の動きに映像
が同期して変化し相乗的効果が発揮されるので、プレイ
ヤーはあたかも飛行体に実際に乗っているような擬似体
験をすることができるものである。

【００３７】例えば加速は、Ｘ軸駆動ユニット18の駆動
で座席３を前方に加速度を持って移動させることで表現
できるが、さらにＺ軸駆動ユニット34を駆動させて座席
３を上昇させることでより効果的に表現することがで
き、減速または急停止等は逆の動きをさせればよい、ま
た自動車等の場合に後進も同様で映像との総合効果で表
現される。

【００３８】上記加速と減速の動きは、これを繰り返し
て映像の補助によりピッチングを表現することができ
る。またＸ軸またはＹ軸方向の一方向の移動は、スウェ
ーまたはサージングを表現することができ、Ｚ軸方向の
上方への移動はヒーブを表現できる。

【００３９】そして右方向に旋回する場合は、Ｙ軸駆動
ユニット26が駆動して座席３が右方向に移動するととも
にＺ軸駆動ユニット34の駆動で上方に移動することで、
両移動が合成されて座席３は円弧を描くような動きを
し、これだけでも右旋回の感覚をある程度プレイヤーに
与えることができる。

【００４０】そしてさらに重ねて回動ユニット44の駆動
で座席３を右方向に回動させる。この回動は、前記右方
向と上方向の直線移動に重ねかつ右方向と上方向の移動
が終わった後もある程度の時間回動を継続する。

【００４１】このように回動タイミングが、直線移動タ
イミングよりずれ直線移動後も継続して行われること
で、旋回に持続性を持たせ長い旋回等も表現することが
でき、また直線移動をあまり大きな加速度を伴って行わ
なくても回動が補うことができるので、滑らかな旋回運
動を実現できる。

【００４２】回動時間は自由に設定でき、かつ回動タイ
ミングと直線移動タイミングとの重なり時間を調整する
ことができるので、映像側の画像処理時間との整合が取
りやすく実際の座席３の動きと映像との同期を正確に行
いプレイヤーに実際の飛行体に乗って旋回しているよう
な臨場感のある体験をさせることができる。

【００４３】また回動時間を直線移動時間より長くし、
回動時間内に直線移動時間を含むようにすることで、旋
回の始まりと終わりを滑らかに表現することができる。
さらに回動タイミングを直線移動タイミングの前半に重
ねるように制御することで、横滑りをしながらの旋回も
表現することができる。

【００４４】一方回動ユニット44のみを駆動して座席３
を回動させるだけでも、急旋回あるいはクイックターン
を表現するこが可能である。以上のように旋回だけにつ
いても多彩な表現を可能とする。

【００４５】この旋回の動きを繰り返すことによりロー
リングを多彩に表現することができる。前後方向と左右
方向の直線移動を組み合わせることで、ヨーイング効果
を得られ、これを繰り返すことのより左右への横滑りし
ながらの走行を表現できるが、これに回動を加えること
により旋回の場合と同様の効果としてヨーイングに持続
性を持たせることができる。

【００４６】以上のような動きをする座席３に着座した
プレイヤーＰは、ヘッドマウントディスプレイ６の映像
を見ながら前方のトリガーハンドル４を握り射撃トリガ
ー５を操作してプレイを楽しむ。

【００４７】座席３の前記多彩な動きは、ヘッドマウン
トディスプレイ６の映像変化との相乗効果により、プレ
イヤーＰに実際に飛行体に乗って移動しているような感
覚を味あわせることができ、ヘッドマウントディスプレ
イ６の映像に現われた敵機９の方を向いて照準７を敵機
９に合わせて射撃トリガー５を引くと敵機９に当たれば
敵機９が撃ち落とされるシーンが表現され、エキサイテ
ィングな空中戦の擬似体験をすることができる。

【００４８】以上の実施の形態では、ヘッドマウントデ
ィスプレイ６により映像をプレイヤーに見させるように
していたが、座席に着座したプレイヤーを全天に亘って
覆うドームの内面をスクリーン（３６０度スクリーン）
としたドームスクリーンとすることが可能である。

【００４９】すなわち本座席動揺装置10は、回動ユニッ
ト44により座席３を３６０度いずれの方角にも向けるこ
とができるため、このようなドームスクリーンを採用す
るこができる。

【００５０】ドームスクリーンは、座席３に着座したプ
レイヤーの全天に亘ってスクリーンが形成され、同スク
リーン全面に映像が形成されるとともに立体映像化も可
能となるので、まさに映像の世界に入った状態で、極め
てリアルな映像効果が期待でき、プレイヤーは益々臨場
感にあふれた擬似体験をすることができる。

【００５１】なお前記実施の形態では、回動ユニット44
を各直線移動ユニット18，26，34の下方にこれらを支持
して全体を回動するように構成していたが、回動ユニッ
トを座席の直下に配設して、各直線移動ユニットがこれ
を支持するように構成することも考えられる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、直線移動手段による直線移動
に回動手段による回動を組み合わせることにより、従来
にない多彩な動きを実現でき、よりリアルな擬似体験を
プレイヤーに与えることができる。座席は、回動手段に
より回動し全方位いずれの方角にも向くので、スクリー
ンに映像を映し出す場合に、３６０度スクリーンを採用
でき、より現実感のある臨場感にあふれたプレイを楽し
むことができる。

【００５３】回動時間と直線移動時間とを重複する時間
を含んでずらして設定することで、滑らかな動きや長い
旋回等の表現ができ、動きを多彩にすることが可能であ
る。

【００５４】また回動時間内に直線移動時間を重複して
含んで設定することで、座席の動きの始めおよび終わり
を滑らかに表現してよりリアルな擬似体験をさせること
ができるとともに、長い旋回も表現できる。

【００５５】回動手段が、各直線移動手段を支持しなが
ら同各直線移動手段とともに座席を回動させるようにす
ることで、回動中心よりずれた位置に座席がある場合に
回動手段の回動だけで左右への旋回が表現でき、さらに
各直線移動手段との組み合わせでより多彩な動きを実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施の形態の飛行遊戯機の全体
概略図である。

【図２】ヘッドマウントディスプレイの映像の一例を示
す図である。

【図３】座席動揺装置の平面図である。

【図４】同側面図である。

【図５】同正面図である。

【図６】制御系の概略ブロック図である。

【符号の説明】

Ｐ…プレイヤー、１…飛行遊戯機、２…ドーム、３…座
席、４…トリガーハンドル、５…射撃トリガー、６…ヘ
ッドマウントディスプレイ、７…照準、８…地表面、９
…敵機、10…座席動揺装置、11…床面、12…回動基板、
13…レール、14…スライダー、15…前後方向摺動板、16
…ラック、17…ピニオン、18…Ｘ軸駆動ユニット、20…
支持台、21…レール、22…スライダー、23…左右方向摺
動板、24…ラック、25…ピニオン、26…Ｙ軸駆動ユニッ
ト、30…支持台、31…案内レール、32…ラック、33…ピ
ニオン、34…Ｚ軸駆動ユニット、35…軸受、40…基台、
41…レール、42…ローラ、43…被動プーリ、44…回動ユ
ニット、45…モータ、46…減速機構、47…駆動プーリ、
48…歯付きベルト、50…メインボード、52…姿勢センサ
ー。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗物の操縦席等を模した座席と、 前記座席を前後方向，左右方向，上下方向にそれぞれ直
   線移動させる各直線移動手段と、 前記座席を水平面上で回動させる回動手段と、 前記各直線移動手段および前記回動手段を各々単独でま
   たは２つ以上組合わせて駆動制御する駆動制御手段とを
   備えたことを特徴とする座席動揺装置。
2. 【請求項２】 前記駆動制御手段は、前記回動手段の回
   動と前記直線移動手段の直線移動とを組み合わせる場合
   に、回動時間と直線移動時間とを重複する時間を含んで
   ずらして設定したことを特徴とする請求項１記載の座席
   動揺装置。
3. 【請求項３】 前記駆動制御手段は、前記回動手段の回
   動と前記直線移動手段の直線移動とを組み合わせる場合
   に、回動時間内に直線移動時間を重複して含んで設定し
   たことを特徴とする請求項１記載の座席動揺装置。
4. 【請求項４】 前記回動手段は、前記各直線移動手段を
   支持しながら同各直線移動手段とともに前記座席を回動
   させることを特徴とする請求項１，請求項２または請求
   項３記載の座席動揺装置。
5. 【請求項５】 前記座席に着座する遊戯者は、ヘッドマ
   ウントディスプレイを頭部に装着し、前記駆動制御手段
   による座席の動揺に応じた映像を見ることができること
   を特徴とする請求項１記載の座席動揺装置。
6. 【請求項６】 前記ヘッドマウントディスプレイには、
   姿勢センサーが取り付けられ、同ヘッドマウントディス
   プレイの姿勢を検出し、同ヘッドマウントディスプレイ
   の画像制御に供することを特徴とする請求項５記載の座
   席動揺装置。
7. 【請求項７】 前記座席に着座する遊戯者を、全天に亘
   ってドームスクリーンが覆うことを特徴とする請求項１
   記載の座席動揺装置。