JPH10326073A - シミュレーション装置の操作入力装置 - Google Patents

シミュレーション装置の操作入力装置

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JPH10326073A
JPH10326073A JP9150284A JP15028497A JPH10326073A JP H10326073 A JPH10326073 A JP H10326073A JP 9150284 A JP9150284 A JP 9150284A JP 15028497 A JP15028497 A JP 15028497A JP H10326073 A JPH10326073 A JP H10326073A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボート漕ぎ動作を臨場感豊かに模倣でき、し
かも、複数のオペレータが同時に操作を行うことができ
る操作入力装置を提供する。 【解決手段】 プロジェクタ３８に映し出される映像を
制御するためにオペレータによって操作される操作入力
装置である。座席２に座ったオペレータに対して横方向
へ延びるように握り部材９が配置される。握り部材９
は、縦方向軸線及び水平軸線の２つの直交軸線のそれぞ
れを中心として回転可能であり、その結果、それらの直
交２軸線の交点を中心として三次元空間内で自由に動く
ことができる。よって、オペレータはその握り部材９を
カヌーのパドルのように操作できる。また、握り部材９
はオペレータに対して横方向に延びるので、オペレータ
が複数人になっても各オペレータは握り部材９を無理な
く同時に握ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクタ等と
いった映像表示手段に映し出される映像を制御するため
にオペレータによって操作される操作入力装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】オペレータが操作入力装置を操作するこ
とによってプロジェクタ等に映し出される映像を制御す
るようにしたシミュレーション装置は、既に広く知られ
ている。従来のシミュレーション装置では操作入力装置
として、自動車のハンドルを模した部材や、ジョイステ
ィックと呼ばれる棒状部材等が用いられていた。しかし
ながらこれらの操作入力装置は、１人のオペレータが操
作を行うことを念頭に置いており、２人以上の複数のオ
ペレータが共同で操作を行うことが難しかった。
【０００３】また、従来より、公園等においては、池に
浮かべられたボートを手で漕ぐという体験施設が準備さ
れていることがある。しかしながら、実際にボートを漕
ぐという動作は、女性、老人、子供等にとっては容易で
はなく、従来より、ボート漕ぎ動作をもっと手軽に体験
したいという要望があった。この要望に答えるべく、プ
ロジェクタ等にボート漕ぎに関する映像を映し出し、そ
れを見ながらボート漕ぎ動作をシミュレートしようとい
う試みも従来より行われていた。しかしながら、ハンド
ルやジョイスティック等といった操作入力装置によって
ボート漕ぎ動作の模擬動作を行わせることは非常に不自
然であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑みて成されたものであって、ボート漕ぎ動作を臨
場感豊かに模倣でき、しかも、複数のオペレータが同時
に操作を行うことができる操作入力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】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るシミュレーション装置の操作入力装置
は、映像表示手段に映し出される映像を制御するために
オペレータによって操作される操作入力装置において、
オペレータに対して横方向へ延びると共に互いに直交す
る２つの回転中心軸線を中心として回転可能な握り部材
を有することを特徴とする。
【０００６】この操作入力装置を模式的に示すと図１１
のように示すことができる。この図において、オペレー
タ７は握り部材９を握ってそれを操作する。握り部材９
は、オペレータ７の操作に従って、直交する２軸線、す
なわち水平軸線Ｌ1 及び縦方向軸線Ｌ2 の両方の軸線の
それぞれを中心として回転する。オペレータ７が握り部
材９を縦横の複合方向へ操作すれば、ボート漕ぎ動作を
模倣することができる。従って、プロジェクタ等にボー
ト漕ぎに関する映像を映し出した上で、握り部材９の操
作量を適宜の検出器によって検出し、検出されたその操
作量に基づいてボート漕ぎの映像を制御するようにすれ
ば、ボート漕ぎ動作を臨場感豊かに模倣でき、よって、
わざわざ体験施設等へ出向くことなく、ボート漕ぎを楽
しむことができる。
【０００７】また、握り部材９はオペレータ７に対して
横方向へ延びるので、オペレータ７が複数人になる場合
でも各人が同時に握り部材９を握ることができる。従っ
て、複数人のオペレータ７が共同で入力操作を行うこと
もできるし、あるいは、操作に熟練したオペレータが操
作に不慣れなオペレータに操作を教えながらシミュレー
ションを行うこともできる。
【０００８】上記構成の操作入力装置に関しては、以下
のような実施態様が考えられる。 （１）握り部材９は、直交する２つの回転中心軸線Ｌ1
及びＬ2 のうちの一方、例えば縦方向軸線Ｌ2 から、所
定間隔δだけずれた位置に配置することができる。こう
すれば、オペレータ７は握り部材９の全域のどの部分で
も握ることができるので、操作がし易くなる。このこと
は、オペレータ７が複数人になる場合に特に有利であ
る。
【０００９】（２）握り部材９と一体な状態で三次元空
間内で変位する被ガイド部材２６と、その被ガイド部材
２６の動きを規制する円形状のガイド孔２８を有するガ
イド部材２７とを設けることができる。この構成を採用
したときには、オペレータ７によって操作されて握り部
材９が支点Ｓ、すなわち直交２軸線Ｌ1 及びＬ2 の交
点、を中心として三次元空間内で自由に移動するとき、
被ガイド部材２６は握り部材９の移動と一体になって三
次元空間内へ移動する。そしてその移動は、ガイド部材
２７のガイド孔２８によって許容される範囲内に規制さ
れる。つまり、オペレータ７が握り部材９を操作できる
範囲がガイド部材２７によって規制され、これにより、
握り部材９が過剰に動かされるのが防止される。
【００１０】（３）握り部材９が中立位置、例えば水平
状態からずれたときにその握り部材９に抵抗力を付与す
るための抵抗力付与手段を設けることができる。この抵
抗力付与手段は、２つの回転中心軸線Ｌ1 及びＬ2 のそ
れぞれに対して設けることができる。つまり、握り部材
９がそれら個々の回転中心軸線の回りに回転するときに
は、それらの抵抗力付与手段によって個々に抵抗力を付
与できる。
【００１１】抵抗力の付与のさせ方に関しては種々の方
法が考えられる。例えば、空気等といった圧縮性流体を
媒体とする流体シリンダ、例えばエアーシリンダを用い
て握り部材９に抵抗力を付与できる。この場合、圧縮性
流体はそれ自身圧縮可能な性質を有するので、握り部材
９はその圧縮性流体を圧縮しながらある一方向へ移動で
き、その移動の際、圧縮された流体に復元力が発生す
る。そして、その復元力に基づいて握り部材９に反力が
付与される。つまり、圧縮性流体を媒体とする流体シリ
ンダは、握り部材９の移動を許容しつつその移動に応じ
て握り部材９に反力を付与するという作用を奏する。
【００１２】なお、握り部材９の移動を許容しつつその
移動に応じて握り部材９に反力を付与するという作用
は、ゴムのような弾性体を用いても実現できる。
【００１３】他方、油等といった非圧縮性流体を媒体と
する流体シリンダ、例えば油圧シリンダを用いて握り部
材９に抵抗力を付与できる。この場合、非圧縮性流体は
それ自身が圧縮されない性質を有するので、握り部材９
がある一方向へ移動しようとするとき、流体シリンダに
よってその方向への移動を阻止できる。ただしこの場
合、非圧縮性流体は圧縮されないので、握り部材９の移
動を許容しながらその移動に応じて反力を付与するとい
う作用は得られない。
【００１４】本発明の操作入力装置を用いてボート漕ぎ
の動作をシミュレートする場合には、水の中に入ったパ
ドルが水を後方へ押しやりながら水中を移動するという
状況を模倣する必要がある。このような動作を模倣する
場合には、空気のような圧縮性流体を媒体とする流体シ
リンダを用いることにより、握り部材９の移動を許容し
つつ反力を付与するという方法を採用することができ
る。
【００１５】（４）抵抗力付与手段としてエアーシリン
ダを用いる場合には、エアーシリンダに設けられる２つ
のエアー入出力ポートのうちの少なくとも１つに細径の
オリフィスを設けることが望ましい。こうすれば、握り
部材９がある一方向へ所定のストロークだけ動かされた
後に停止するとき、シリンダ内の空気は圧縮されながら
オリフィスを通して徐々に抜けてゆき、所定時間の経過
後に最終的にシリンダ内から抜けきるという動きをす
る。この結果、握り部材９には、動きを開始した当初に
大きな反力が付与され、その反力に抗して握り部材９を
動かしている間に反力が徐々に消失して行くという状況
が得られる。この状況は、オペレータがパドルを水中に
入れて水を掻くという状況を臨場感豊かに再現する。
【００１６】（５）抵抗力付与手段としてオリフィス付
きのエアーシリンダを用いる場合、そのエアーシリンダ
に設けられる２つのエアー入出力ポートに関しては、そ
れらをホースで連通することが望ましい。ホースを用い
ることなくエアーシリンダのエアー入出力ポートを大気
に開放したままでも、エアーシリンダによって所期の抵
抗力付与動作を実現できることには間違いはないのであ
るが、この場合には、空気がエアー入出力ポートを通過
するときに大きな排気音が発生し、シミュレーションに
臨場感を持たせることに関して障害となるおそれがあ
る。これに対し、本実施態様のように２つのエアー入出
力ポートをホースでつないでおけば、そのような空気音
の発生を防止できる。
【００１７】（６）抵抗力付与手段としてエアーシリン
ダを用いる場合には、エアーシリンダの２つのエアー入
出力ポートのうちの少なくとも１つにエアー供給源を接
続することができる。このエアー供給源を作動させるこ
とにより、握り部材に強制的に反力や振動を付与でき、
シミュレーションの臨場感をより一層高めることができ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る操作入力装
置を用いたシミュレーション装置の一実施形態を示して
いる。このシミュレーション装置は、ベース１の上に設
置された座席２と、ベース１の上に設置された操作部３
と、そしてベース１の前方に設置された筐体４とを有す
る。座席２は、例えば、硬質ウレタンでイスの型を作
り、その上にスポンジを貼り、さらにその上に合成皮革
を張ることによって形成される。この構成の座席２によ
れば、カヌーに乗って水の上に浮かんでいる状態を臨場
感豊かに再現できる。座席２の上には、図２に示すよう
に、１人又は２人、場合によっては３人以上のオペレー
タ７が座ることができる。
【００１９】また、ベース１と座席２との間には体感付
与手段としての空気バネ６が、座席２の４隅に対応する
複数箇所に配設される。これらの空気バネ６は、図示し
ない空気供給源に接続されていて、それらのうちの少な
くとも１個に選択的に空気を供給できるようになってい
る。空気が供給された空気バネ６は、図の上方へ伸長移
動し、これにより、座席２が傾斜移動やジャンプ移動す
る。このように移動する座席２にオペレータが座ってい
れば、そのオペレータは、カヌーが川の流れに従って傾
斜したり、ジャンプしたりする動作を体感できる。
【００２０】図１において、操作部３には、パドルを模
した操作入力部材８を有する操作入力装置が設けられ
る。操作入力部材８は、座席２に座ったオペレータ７
（図２参照）に対して横方向（図２の紙面垂直方向）へ
延びる棒状の握り部材９と、その握り部材９の両端に固
定されたフィン１１とによって構成される。握り部材９
はオペレータ７に対して横方向へ延びているので、その
握り部材９は１人のオペレータ７によって握ることがで
きるのはもちろんのこと、オペレータ７が複数人になる
場合でも各オペレータ７が無理なく握り部材９を握るこ
とができる。
【００２１】操作部３のヘッド部分３ａの中には図３及
び図４に示すような、操作入力部材８の握り部材９を支
持するための支持構造１２が格納される。この支持構造
１２は、ベース１０の上に設けた軸受１３ａ及び１３ｂ
によって水平軸線Ｌ1 を中心として回転自在に支持され
た回転軸１４を有する。この回転軸１４の先端（図の右
端）部分には、縦方向軸線Ｌ2 を中心として自由に回転
できるように回転ブロック１６が取り付けられ、その回
転ブロック１６の両端に湾曲アーム１７，１７が固定さ
れ、それらの湾曲アーム１７によって操作入力部材８の
棒状部分９が支持される。
【００２２】以上の構造により、握り部材９すなわち操
作入力部材８は、水平軸線Ｌ1 を中心として自由に回転
でき、同時に縦方向軸線Ｌ2 を中心として自由に回転で
きる。従って、握り部材９を両手で握り、その両手を前
後へ回転させれば、両軸線Ｌ1 及びＬ2 の交点Ｓを中心
として握り部材９を三次元の円錐形状を描くように回転
させることができる。握り部材９のこの動きは、オペレ
ータ７がカヌーのパドルを操作する状況を提供する。
【００２３】回転軸１４の後端（図の左端）部分には水
平維持機構１８が設けられる。この水平維持機構１８に
関してＸ−Ｘ線に従って断面をとって見ると図５に示す
通りである。図示のように、水平維持機構１８は、回転
軸１４の外周面上に部分的に形成された角柱部分１９
と、その角柱部分１９を取り囲む角柱状のケース２１
と、そして回転軸の角柱部分１９とケース２１との間に
形成される４個の空間のそれぞれに挟み込まれた弾性体
２２とによって構成される。弾性体２２は、例えばゴム
によって形成できる。
【００２４】回転軸１４は、弾性体２２に生じる弾性力
が釣り合う状態の角度位置に保持され、このときの角度
位置が図１において操作入力部材８を実質的に水平に保
持する角度位置に一致する。ここにいう実質的というの
は、操作入力部材８が厳密に水平状態になるということ
ではなくて、それが適当に傾いている場合であってもオ
ペレータ７がそれを両手で握ることができる程度に水平
になっている状態を意味している。
【００２５】操作入力部材８の棒状部分９を握るオペレ
ータ７が、その握り部材９を水平軸線Ｌ1 を中心として
水平状態から適宜の角度だけ傾けると、角柱部分１９が
同じ角度だけ回転して各弾性体２２を圧縮し、その結
果、各弾性体２２に反力が発生する。オペレータ７が力
を緩めれば、握り部材９は各弾性体２２の反力によって
水平状態へと戻されてその位置に保持される。このよう
に、水平維持機構１８は、握り部材９に対して反力すな
わち抵抗力を付与するための抵抗力付与手段としても作
用する。
【００２６】図３及び図４において、回転軸１４の中央
部分には、回転ブロック２３が設けられる。この回転ブ
ロック２３は、回転軸１４を縦方向に貫通する縦方向軸
線Ｌ3 を中心として回転軸１４に対して回転自在になっ
ている。この回転ブロック２３の一方の側には連結ロッ
ド２４の一端が連結され、その連結ロッド２４の他端は
操作入力部材８側の回転ブロック１６の底面に連結され
ている。この構造により、オペレータ７によって操作入
力部材８が操作されて操作側回転ブロック１６が縦方向
軸線Ｌ2 を中心として適宜の角度だけ回転すると、それ
に対応して回転ブロック２３も同様にして縦方向軸線Ｌ
3 を中心として同じ角度だけ回転する。
【００２７】回転ブロック２３の他方の側には、外方へ
突出する円錐状のガイド突起である被ガイド部材２６が
設けられ、その被ガイド部材２６はガイド板２７に形成
されたガイド孔２８を貫通している。ガイド孔２８は、
図３の矢印Ｃ方向から見て円形状となっている。オペレ
ータ７の操作によって操作入力部材８が水平軸線Ｌ1及
び縦方向軸線Ｌ2 の両軸線を中心として複合的すなわち
立体的に回転するとき、ガイド側回転ブロック２３はそ
の複合回転移動に対応して三次元空間内で移動する。こ
のとき、被ガイド部材２６のまわりには円形状のガイド
孔２８が存在するので、被ガイド部材２６の運動はその
ガイド孔２８によって制限される。これにより、操作入
力部材８がオペレータ７によって必要以上に大きく動か
されることを防止する。
【００２８】回転軸１４の後端（図３の左端）には回転
角度検出器２９ａが接続される。また、ガイド側回転ブ
ロック２３の回転軸線Ｌ3 にも回転角度検出器２９ｂが
接続される。オペレータ７の操作によって操作入力部材
８が三次元的に動かされるとき、その操作入力部材８の
水平軸線Ｌ1 まわりの回転角度は回転角度検出器２９ａ
によって検出され、そして、縦方向軸線Ｌ2 まわりの回
転角度は回転角度検出器２９ｂによって検出される。従
って、２つの検出器２９ａ及び２９ｂの出力信号を組み
合わせることによって操作入力部材８の三次元的な位置
を特定できる。
【００２９】操作入力側の回転ブロック１６の端部（図
３の下端部）の上面には、抵抗力付与手段としてのエア
ーシリンダ３１のピストンロッド３１ａの先端が接続さ
れている。そして、そのエアーシリンダ３１の後端（図
３の左端）が、ベース１０の上に設けたブラケット３２
によって支持される。通常のエアーシリンダにおいては
エアー入力ポートにエアー供給源が接続されるのである
が、本実施形態ではそのような通常の使用形態とは異な
った以下のような使用方法を採用している。
【００３０】すなわち、図６に示すように、エアーシリ
ンダ３１に設けられる２つの入出力ポート３３ａ及び３
３ｂのうちの一方、本実施形態ではポート３３ａに細径
の通気管、すなわちオリフィス３４が設けられ、さら
に、それら２個の入出力ポート３３ａ及び３３ｂがホー
ス３６によって連通する。図３において、操作入力部材
８が縦方向軸線Ｌ2 を中心として矢印Ｄ又は矢印Ｅのよ
うに回転すると、回転ブロック１６に接続されたピスト
ンロッド３１ａがそれらの回転に対応して図６に矢印
Ｄ’又は矢印Ｅ’で示すようにエアーシリンダ３１の本
体に対して進退移動する。
【００３１】この進退移動の際、ピストン３７が矢印
Ｄ’及び矢印Ｅ’のいずれの方向に移動する場合でも、
ピストン３７の移動当初はオリフィス３４の働きによっ
てピストン３７の動きに対して大きな抵抗力が付与され
る。シリンダ内に格納される空気は圧縮性流体であるか
らその空気は圧縮されて復元力を発生し、その復元力に
基づいて握り部材９に反力が付与される。そして、ピス
トン３７の移動開始後しばらくの時間が経過すると、オ
リフィス３４を通してエアーが抜けてピストン３７に対
する抵抗力すなわち反力がほとんど無くなってピストン
３７、従って操作入力部材８の動きに対してほとんど抵
抗力が無くなる。このような抵抗力付与動作は、あたか
も、パドルが水中に入れられた当初に大きな抵抗力がそ
のパドルに付与され、パドルが水中を移動するのに従っ
てその抵抗力が小さくなるという、実際のパドル操作に
非常に近似した感覚をオペレータ７に提供する。
【００３２】なお、オリフィス３４を利用した上記のよ
うな抵抗力付与操作は、２個の入出力ポート３３ａ及び
３３ｂをホース３６によって連通しなくても得ることが
できる。しかしながら、ホース３６を設けておかない
と、オリフィス３４及びポート３３ｂからエアーが抜け
るときに大きなエアー排気音が発生し、それ故、シミュ
レーションに臨場感を持たせることに関して大きな障害
となる。これに対し、２個の入出力ポート３３ａ及び３
３ｂをホース３６で連通すれば、そのような排気音の発
生を防止できる。
【００３３】図１において、筐体４の上部には光表示部
３９が設置される。この光表示部３９は透光性のプラス
チックカバー４１によってその外形形状が決定されてお
り、そのカバー４１の中に蛍光管４２及びスピーカ４３
が格納されている。スピーカ４３の音響発生部はカバー
４１に設けた穴を通して外部へ露出する。スピーカ４３
は、図７に示すように、カバー４１の内部に格納される
と共に、蛍光管４２の発光領域Ｈの範囲内に収まるよう
に配置される。
【００３４】光表示部３９のカバー４１には、本シミュ
レーション装置の装置名称やその他の必要パターンが描
かれ、内部の蛍光管４２が発光したときにそのパターン
が光によって外部へ鮮明に表示される。従来一般的に使
用されているシミュレーション装置では、光表示部とス
ピーカとがそれぞれ別体に配設されることが多く、その
構成では光表示部のための空間が狭くなってしまい、そ
のため、人の目を惹き付け易い大胆なパターンを設ける
ことができなかった。
【００３５】これに対し本実施形態では、スピーカ４３
をカバー４１の内部に格納することにより、カバー４１
の全体形状を大きく形成でき、その結果、面積の広いカ
バー４１の全面を使って目に付き易い効果的なパターン
を形成できる。また、スピーカ４３をパターンの一部と
して有効に活用することもできる。また、蛍光管４２の
発光領域Ｈをスピーカ４３を配置した位置よりも広く設
定したので、面積の広いカバー４１の全面をむら無く照
明できる。
【００３６】図１に戻って、筐体４の前面上部には映像
表示手段としてのプロジェクタ３８が配設され、さらに
そのプロジェクタ３８を制御するための制御装置４４が
筐体４の内部に設けられる。この制御装置４４はコンピ
ュータを含んだ電子回路によって構成されていて、例え
ば図９に示すように、ゲーム演算部６１及び画像合成部
６２を含んで構成される。
【００３７】ゲーム演算部６１は、マップ情報記憶部６
４、移動体情報記憶部６５及びゲーム空間演算部６６を
含んで構成される。マップ情報記憶部６４は、カヌーの
川下りのためのコースに関する情報を分割マップ情報と
して記憶する。すなわち、コース情報が各地点の平面座
標とその地点の高度座標として記憶される。移動体情報
記憶部６５は、オペレータ７の現在位置を三次元座標で
記憶する。ゲーム空間演算部６６は、移動体情報記憶部
６５の記憶内容に基づいてオペレータの現在位置を読み
出し、さらに操作部３からの操作信号及びマップ情報記
憶部６４からの地形信号に基づいてオペレータ７の移動
位置を演算する。なお、移動体情報記憶部６５内の記憶
内容は、模擬動作を表示する手段としてプロジェクタ３
８を用いた本実施形態では、ゲーム演算部６６の演算に
基づいて１／６０秒ごとに更新される。
【００３８】画像合成部６２は、三次元演算部６８、画
像描画部６９及びオブジェクト画像情報記憶部７１を含
んで構成される。オブジェクト画像情報記憶部７１は、
コースの映像を作成するために必要な情報、例えば、オ
ペレータの画像情報、山、川、岩、鳥等に対応する画像
情報を記憶する。三次元演算部６８は、ゲーム空間演算
部６６から出力されたデータ、すなわちオペレータに関
する情報や分割マップ情報等に基づいて、対応する画像
情報をオブジェクト画像情報記憶部７１から読み出して
三次元の仮想空間を演算し、その演算結果を画像描画部
６９へ出力する。
【００３９】画像描画部６９は、三次元演算部６８の出
力データをプロジェクタ３８で映像表示可能な映像デー
タへ変換し、これにより、上記の仮想空間が例えば図８
に示すように二次元的な映像としてプロジェクタ３８に
表示される。図８は、川の上を移動するカヌーの映像７
０を含んだ川下りの景色映像を示している。この映像
は、ゲーム空間演算部６６による演算処理に基づいて１
／６０秒ごとに更新され、オペレータにとっては連続し
て変化する川下りの景色映像として認識される。なお、
図８において、符号Ｑ1 及びＱ2 は二人のオペレータ像
を示し、符号７３は川を示し、符号７４は岩山を示し、
符号７５は川の中にある岩を示し、そして符号７６は鳥
を示している。
【００４０】以下、上記構成より成るシミュレーション
装置に関してその動作を説明する。図２において、１人
又は複数人のオペレータ、図では２人のオペレータ７が
座席２の上に腰掛ける。座席２は軟質の材料によって形
成されるので、オペレータ７はカヌーに乗ったような感
触を受ける。その後、操作部３の適所に設けたコイン投
入口（図示せず）にコインを投入すると、シミュレーシ
ョン動作、本実施形態の場合はカヌーの川下り動作が開
始される。シミュレーションが開始されると、プロジェ
クタ３８に川下りの景色映像及びカヌー像に乗ったオペ
レータ自身に対応するキャラクタ像Ｑ1 及びＱ2 が映し
出される。
【００４１】オペレータ７は、プロジェクタ３８に映し
出される映像を見ながら、操作入力部材８をパドルを漕
ぐようにして手によって回転させる。回転する操作入力
部材８の回転角度位置は角度検出器２９ａ及び２９ｂ
（図３、図４参照）によって検出され、さらにその角度
位置の変化に基づいて操作入力部材８の回転速度が演算
され、そしてその回転速度に応じた速度でカヌー像７０
が川７３の下流側に向かって移動する映像が表示され
る。この移動の際、コンピュータのメモリ部に記憶され
たシミュレーション・プログラムに従って図１の空気バ
ネ６のいずれか又は全部に選択的に空気が供給されて、
座席２が左右前後のいずれかの方向へ選択的且つ連続的
に傾斜移動し、これにより、オペレータ７はカヌーが川
の流れに従って揺動する状況を体感する。
【００４２】また、オペレータ７は、プロジェクタ３８
に映し出されるカヌー像７０が岩像７５や岩山像７４等
に衝突しないように操作入力部材８を操縦しながら、で
きるだけ速く仮装空間内の川下のゴール地点へ到達する
ことを意図してシミュレーションを行う。もし、カヌー
像７０が岩像７５等に衝突したときには、空気バネ６の
いずれかに多量の空気を供給して座席２を激しく揺動さ
せ、もって、オペレータ７に衝突時の大きな衝撃を体感
させる。
【００４３】オペレータ７が、図３に矢印Ｅ及び矢印Ｄ
で示すように、操作入力部材８を縦方向軸線Ｌ2 を中心
として左右に回転させると、エアーシリンダ３１のピス
トンロッド３１ａがエアーシリンダの本体に対して進退
移動を行う。ピストンロッド３１ａがそのような進退移
動を行うとき、図６のオリフィス３４の働きにより、そ
の進退移動の初期にはオペレータに大きな抵抗力が付与
され、さらにその抵抗力は少しの時間の経過後に“す
っ”と消失し、その後はオペレータに抵抗力が加わらな
いという状況を実現する。これは、あたかも、オペレー
タによって操作されるパドルが川の水を掻いた当初には
そのパドルに大きな負荷が加わり、しばらくするとその
負荷が無くなるという実際のパドル漕ぎ操作に非常に近
似した感触をオペレータに付与する。
【００４４】以上のように、本実施形態によれば、プロ
ジェクタ３８に映し出される川下りの景色映像を眺めな
がら、オペレータがパドルを模した操作入力部材８を操
作することにより、映像内のカヌー像７０を希望通りに
動かすことができ、従って、わざわざ川へ出向くことな
く手軽にカヌー漕ぎ動作を体験できる。握り部材９はオ
ペレータ７に対して横方向に延びているから、オペレー
タ７は無理なくカヌーのパドル操作を行うことができ
る。また、２人以上のオペレータが無理なく同時に握り
部材９を握ることができるので、共同してパドル操作を
行うことができたり、１人の熟練したオペレータが未熟
なオペレータにパドル操作を教えながらパドル操作を行
うこともできる。
【００４５】図１０は、握り部材９に抵抗力を付与する
ための抵抗力付与手段の他の実施形態を示している。こ
の実施形態が図６に示した実施形態と異なる点は、エア
ーシリンダ３１に設けられる２つのエアー入出力ポート
３３ａ及び３３ｂに、切換えバルブ３５を介してエアー
供給源としての空気ポンプＰを接続したことである。切
換えバルブ３５がホース３６側に切り替わっている場合
には、図６の装置と同じ機能が達成され、切換えバルブ
３５がポンプ側に切り替わっている場合には、ポンプＰ
からエアーシリンダ３１へ向けて適時にエアーを供給す
ることにより、ピストン３７を強制的に移動させ、もっ
て、握り部材９に対して反力、振動等を強制的に付与で
きる。
【００４６】以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を
説明したが、本発明はその実施形態に限定されるもので
はなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改
変できる。例えば、上記実施形態では、カヌーで川下り
を行うことを主題とするシミュレーション装置に対して
本発明の操作入力装置を適用する場合を考えたが、他の
任意の内容を主題とするシミュレーション装置に対して
本発明の操作入力装置を適用できることはもちろんであ
る。また、本発明の操作入力装置は、必ずしも、カヌー
のパドル操作等といったボート漕ぎ動作を模倣するもの
に限られるものではなく、他の任意の動作を模倣するた
めに用いることもできる。
【００４７】
【発明の効果】請求項１記載の操作入力装置によれば、
握り部材がオペレータに対して横方向に延びるので、オ
ペレータは無理なくカヌーのパドル操作を行うことがで
きる。また、２人以上のオペレータが無理なく同時に握
り部材を握ることができるので、共同してパドル操作を
行うことができたり、１人の熟練したオペレータが未熟
なオペレータにパドル操作を教えながらパドル操作を行
うこともできる。
【００４８】請求項２記載の操作入力装置によれば、握
り部材の回転支持点が握り部材から離れた位置に配置さ
れることになり、握り部材の全体が広く解放される。従
って、オペレータがその握り部材を操作するときの操作
性が向上する。
【００４９】請求項３記載の操作入力装置によれば、握
り部材がオペレータによって必要以上に動かされること
を防止できる。
【００５０】請求項４記載の操作入力装置によれば、オ
ペレータが握り部材を操作するときにその操作量に応じ
て、握り部材の移動を阻止するような力や、反力や、振
動等といった各種の抵抗力を付与できるので、シミュレ
ーションの臨場感を高めることができる。
【００５１】請求項５記載の操作入力装置は、抵抗力の
付与源としてエアーシリンダを用いる場合を想定してい
る。抵抗力付与源として油圧シリンダを用いるものとす
ると、油漏れ等が発生するために操作入力装置の寿命が
短くなる。これに対しエアーシリンダに関して媒体漏
れ、すなわち空気漏れが生じたとしても、シリンダそれ
自身の動作や、シリンダの回りの各種機器の動作に支障
が生じることが無く、よって、操作入力装置の使用寿命
が長くなる。また、エアー入出力ポートにオリフィスを
設けることにより、カヌーのパドルを水中に出し入れす
るときの感覚を忠実に再現できる。
【００５２】請求項６記載の操作入力装置によれば、抵
抗力付与手段としてエアーシリンダを用いたときに、エ
アーシリンダから空気の排気音が発生してシミュレーシ
ョン装置の特性が劣化することを防止できる。
【００５３】請求項７記載の操作入力装置によれば、抵
抗力付与手段としてエアーシリンダを用いたときに、握
り部材を握っているオペレータに対して強制的に反力、
振動等を付与できる。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る操作入力装置を用いたシミュレー
ション装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のシミュレーション装置にオペレータが乗
った状態を示す側面図である。
【図３】操作入力装置の一実施形態を示す平面図であ
る。
【図４】図３の構造を一部破断して示す側面図である。
【図５】図３のＸ−Ｘ線に従った断面図である。
【図６】図３の構造の要部である抵抗力発生用のエアー
シリンダの断面構造を示す側面断面図である。
【図７】図１のシミュレーション装置の要部を示す正面
図である。
【図８】図１のシミュレーション装置の要部であるプロ
ジェクタに映し出される映像の一例を示す図である。
【図９】図１のシミュレーション装置に用いられる制御
装置の一例を示す回路ブロック図である。
【図１０】抵抗力発生用のエアーシリンダの改変例を示
す側面断面図である。
【図１１】図３及び図４に示す構造が果たす機能を模式
的に示す図である。
【符号の説明】
１ ベース ２ 座席 ３ 操作部 ３ａ 操作部ヘッド部分 ４ 筐体 ６ 空気バネ ７ オペレータ ８ 操作入力部材 ９ 握り部材 １０ ベース １１ フィン １２ 支持構造 １３ａ，１３ｂ 軸受 １４ 回転軸 １６ 操作側回転ブロック １８ 水平維持機構（抵抗力付与手段 ２２ 弾性体 ２３ ガイド側回転ブロック ２６ 被ガイド部材 ２７ ガイド板 ２８ ガイド孔 ２９ａ，２９ｂ 回転角度検出器 ３１ エアーシリンダ（抵抗力付与手段） ３１ａ ピストンロッド ３３ａ，３３ｂ エアー入出力ポート ３４ オリフィス ３６ ホース ３８ プロジェクタ（映像表示手段） ３９ 光表示部 ４１ カバー ４２ 蛍光管 ４３ スピーカ Ｌ1 ，Ｌ2 回転中心軸線 Ｑ1 ，Ｑ2 オペレータ像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｆ 3/023 ３４０ Ｇ０６Ｆ 3/023 ３４０Ｚ 3/033 ３１０ 3/033 ３１０Ｚ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 映像表示手段に映し出される映像を制御
    するためにオペレータによって操作される操作入力装置
    において、 オペレータに対して横方向へ延びると共に互いに直交す
    る２つの回転中心軸線を中心として回転可能な握り部材
    を有することを特徴とする操作入力装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の操作入力装置において、
    上記握り部材は、上記直交する２つの回転中心軸線のう
    ちの一方からずれた位置に配置されることを特徴とする
    操作入力装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の操作入力装
    置において、握り部材と一体な状態で３次元空間内で変
    位する被ガイド部材と、その被ガイド部材の動きを規制
    する円形状のガイド孔を有するガイド部材とを有するこ
    とを特徴とする操作入力装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちの少なくと
    もいずれか１つに記載の操作入力装置において、握り部
    材が中立位置からずれたときにその握り部材に抵抗力を
    付与するための抵抗力付与手段を設けたことを特徴とす
    る操作入力装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の操作入力装置において、
    上記抵抗力付与手段は、 ピストンロッドの両側に位置する２つのエアー入出力ポ
    ートを有するエアーシリンダを含み、 それらのエアー入出力ポートのうちの少なくとも１つは
    細径のオリフィスを含むことを特徴とする操作入力装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の操作入力装置において、
    上記２つのエアー入出力ポートをホースで連通すること
    を特徴とする操作入力装置。
  7. 【請求項７】 請求項５又は請求項６記載の操作入力装
    置において、エアーシリンダの２つのエアー入出力ポー
    トのうちの少なくとも１つにエアー供給源を接続したこ
    とを特徴とする操作入力装置。
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