JPH1185725A - 仮想現実感装置 - Google Patents

仮想現実感装置

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JPH1185725A
JPH1185725A JP23926697A JP23926697A JPH1185725A JP H1185725 A JPH1185725 A JP H1185725A JP 23926697 A JP23926697 A JP 23926697A JP 23926697 A JP23926697 A JP 23926697A JP H1185725 A JPH1185725 A JP H1185725A
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隆敏 石川
Kenji Ishibashi
賢司 石橋
Yasushi Kobayashi
恭 小林
Akira Sato
彰 佐藤
Yasushi Tanijiri
靖 谷尻
Satoshi Osawa
聡 大澤
Hideki Osada
英喜 長田
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像情報や音声情報のみを提示する装置より
高い臨場感・現実感が得られる仮想現実空間を被提示者
に提示する仮想現実感装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 仮想現実感装置において、温度に関する
情報を生成する温度情報生成手段４と、該温度情報生成
手段４により生成された情報に基づいて被提示者に温度
を提示する温度提示手段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとを有
する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドマウントデ
ィスプレイ（ＨＭＤ）、リラクゼーションシステム、シ
ミュレーターなどの被提示者に仮想現実空間を提示する
仮想現実感装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の仮想現実感装置は、主として映像
を提示することによる視覚効果を利用して被提示者に仮
想現実空間を与える構成となっている。これらの装置に
おいては、より臨場感・現実感などの心理効果を高める
手段が模索されている。
【０００３】図１４〜図１７に、従来の仮想現実感装置
の簡単なブロック図を示す。尚、これらの仮想現実感装
置以外にも公知のものはあるが、ここでは省略する。
【０００４】〈従来例１〉図１４の仮想現実感装置で
は、２Ｄ（２次元）映像信号生成手段１００において生
成された映像信号が映像提示手段（例えばＣＲＴ）１０
１に与えられ、ここで２Ｄ映像が表示される。被提示者
は、映像提示手段１０１に表示された映像を観察するこ
とにより仮想現実空間を体験することができる。テレビ
は、図１４の仮想現実感装置の代表例である。
【０００５】〈従来例２〉図１５の仮想現実感装置で
は、３Ｄ（３次元）映像信号生成手段１０２において生
成された映像信号が映像提示手段（例えばＨＭＤ）１０
３に与えられ、ここで３Ｄ映像が表示される。映像提示
手段１０３がＨＭＤである場合は、被提示者は頭部に搭
載したＨＭＤのディスプレイに表示される映像を観察す
ることにより仮想現実空間を体験することができる。
【０００６】〈従来例３〉図１６の仮想現実感装置で
は、ＶＲ空間生成手段１０４において３Ｄ映像情報と、
被提示者の手や腕の動きに対して作用・反作用の感覚を
与えるための力覚情報を生成する。生成された３Ｄ映像
情報は、映像提示手段１０３に与えられここで３Ｄ映像
が表示される。力覚情報は、力覚提示手段１０４に与え
られる。力覚提示手段１０４では、与えられた力覚情報
に基づいて例えば被提示者の手や腕に力を提示する。
【０００７】〈従来例４〉図１７の仮想現実感装置で
は、ヘッドトラックセンサー１０６によって観察者の頭
部位置と方向を検出する。この検出結果はＶＲ空間生成
手段１０４に与えられる。ＶＲ空間生成手段１０４内で
は、３Ｄ映像生成手段１０２によって映像情報が生成さ
れる。
【０００８】そして、矢印１０７で、３Ｄ映像生成手段
１０２から出力された映像情報にヘッドトラックセンサ
ー１０６の検出結果が加味され、この映像信号が映像提
示手段１０３に与えられる。この装置では、被提示者が
観察する映像は被提示者の観ている方向の映像に順次切
り替えられることになる。被提示者はこのようにして与
えられた映像を観察することにより、仮想現実空間を体
験することができる。
【０００９】上記仮想現実感装置の映像情報には、音声
情報を含む場合もあり、例えば映像に合わせたステレオ
音響で臨場感を増すように工夫した仮想現実感装置も開
示されている。
【００１０】その他特殊な例として、バイクのシミュレ
ーターなどにおいて、速度に応じた映像を提示するとと
もに、扇風機やコンプレッサーなどにより前方から風を
送り、その風圧を変化させることで運転者（被提示者）
の仮想現実空間体験における心理効果を高めている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】視覚効果を利用したＶ
Ｒ装置において、現在の一般的な表示素子（ＬＣＤ、Ｃ
ＲＴ）における映像輝度は１５０cd/m2程度のため、太
陽光や、炎などを含むまぶしいシーン、熱さ（暑さ）を
感じさせるシーンなどは表示できず、現実感が損なわれ
る。輝度レンジの広い映像を視覚的に提示することは、
レーザー光を２次元走査して網膜に直接描写することに
より達成可能である。
【００１２】しかし、例え映像観察装置によって自然な
映像（解像度、網膜像の大きさ、視差情報、輝度、コン
トラストなど）の表示を達成できたとしても、可視光以
外の光まで再現することはできない。現実の空間におい
て自然光は、可視光以外の赤外光や紫外光を含む。現実
の空間においては、赤外光の作用により例えば強い日差
し、弱い日差しなどの異なる明るさ感覚を肌で感じたり
（強い日差しの場合はその強さによっては痛みさえも感
じる）、暖炉の前では肌で熱輻射を感じたりする。
【００１３】これら肌で感じる赤外光の作用を仮想現実
感装置で再現する事により、さらに臨場感を増すことが
できる。赤外光の作用の再現とは具体的には、観察者に
対して温度感覚を与えることである。尚、温度感覚を与
えることは、赤外光の作用を再現するだけでなく、人間
の心理に与える影響が大きい。例えば、恐怖や驚きの感
覚を与る場合、又はこれらの感覚を与える映像シーンを
表示する場合、冷たさ・熱を一瞬提示することで心理効
果が大きくなる。しかしながら、従来技術のＶＲ装置に
おいて、温度感覚を与えることにより臨場感を増加させ
る技術はない。
【００１４】本発明は、より高い臨場感・現実感が得ら
れる仮想現実空間を被提示者に提示する仮想現実感装置
を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の仮想現実感装置は、温度に関する
情報を生成する温度情報生成手段と、該温度情報生成手
段により生成された情報に基づいて被提示者に温度を提
示する温度提示手段とを有する構成とする。
【００１６】このような構成においては、被提示者に冷
たさや暖かさなどの温度感覚を提示する手段を有する。
人間は現実の空間において常に温度を感じているので、
被提示者に温度感覚を提示することにより与える心理効
果は大きい。例えば、夏は暑いと感じ冬は寒いと感じ
る。かき氷を食べたら冷たいと感じる。上記構成におい
ては、これらの感覚を被提示者に提示することができる
ので、より臨場感の高い仮想現実空間を提示できる。
【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の仮想現実感装置において、映像に関する情報を生成す
る映像情報生成手段と、該映像情報生成手段により生成
された情報に基づいて被提示者に映像を提示する映像提
示手段とを有する構成とする。
【００１８】このような構成においては、仮想現実空間
に関する情報として映像と温度が提示される。よって、
例えば映像に合わせて顔面などに温度感覚を提示するよ
うに構成することで、視覚・温覚の複合的な心理効果が
得られる空間を被提示者に提示でき、より臨場感・現実
感の高い仮想現実空間を提示できる。太陽の映像を表示
する場合は、顔面に熱いと感じる温度感覚を与えるなど
の制御を行うようにする。
【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の仮想現実感装置において、音声に関する情報を
生成する音声情報生成手段と、該音声情報生成手段によ
り生成された情報に基づいて被提示者に音声を提示する
音響提示手段とを有する構成とする。
【００２０】このような構成においては、仮想現実空間
に関する情報として音声と温度更には映像が提示され
る。音響提示手段により恐怖感を与えるような音声や、
悲しい音楽を提示する場合は、温度提示手段で冷たい感
覚を被提示者に提示したり、南国音楽や楽しいロックの
音楽を提示する場合は、暖かさを提示したりすることで
心理効果が高まる。
【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
に記載の仮想現実感装置において、力覚に関する情報を
生成する力覚情報生成手段と、該力覚情報生成手段によ
り生成された情報に基づいて被提示者に力覚を提示する
力覚提示手段とを有する構成とする。
【００２２】このような構成においては、仮想現実空間
に関する情報として力覚とともに温度を被提示者に提示
できる。被提示者が仮想現実空間の物体に触ったときに
力覚提示手段により反作用を指や腕などに提示するとと
もに、その物体の冷たさや暖かさを温度提示手段により
提示することで、現実感を増すことが可能である。例え
ば、冷たい金属棒に触れる場合と熱い金属棒に触れる場
合で温度提示を変えることで心理効果を高められる。
【００２３】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の仮想現実感装置において、前記映像情報の画面輝度分
布を計算する処理手段を有し、前記温度情報生成手段は
前記処理手段の計算結果に基づいて温度に関する情報を
生成する構成とする。
【００２４】このような構成によると、処理手段は映像
情報に含まれる輝度に関する信号と色に関する信号から
一画面の輝度分布を求め、温度情報生成手段は前記輝度
分布に応じた温度情報を生成する。温度提示手段では、
前記温度情報に基づいて温度を提示する。例えば、映像
画面の左に暖炉が表示される場合は、被提示者の顔面の
左側に暖かさを提示する用に制御する。このような制御
により、映像に対応させて領域毎に提示する温度を変え
ることができことになる。
【００２５】請求項６に記載の発明は、請求項２に記載
の仮想現実感装置において、前記映像情報生成手段は映
像空間内の物体の放射温度、位置の情報を含む映像に関
する情報を生成し、前記温度情報生成手段は前記映像情
報生成手段により生成された情報に基づいて温度に関す
る情報を生成する構成とする。
【００２６】このような構成によると、映像空間内の物
体の放射温度と位置に関する情報に基づいてその物体位
置から被提示者が受ける熱量を算出し、算出量に対応す
る温度を温度提示手段によって被提示者に提示できる。
また、ここでは被提示者の視野内（表示手段に表示され
る映像の領域）に限らず仮想現実空間の全天周から到達
する温度を提示するように制御する。
【００２７】請求項７に記載の発明においては、請求項
６に記載の仮想現実感装置において、被提示者の仮想空
間内の位置を検出する検出手段を有し、前記温度情報生
成手段は前記検出手段の検出結果も加味して温度に関す
る情報を生成する構成とする。
【００２８】このような構成によると、被提示者が仮想
現実空間内を移動する場合にも、被提示者の位置に対応
する映像を提示することと、温度を提示することができ
る。例えば、被提示者は仮想現実空間内で左から強い日
差しが照りつける中で車を運転しているドライバーであ
るとする。ドライバーの視点で観察される映像を表示す
る場合に、画面によって知覚されない光（放射熱）を被
提示者の左側側面に温度感覚として提示し、日陰を横切
るときなどは温度提示を停止するなどとすることで臨場
感・現実感の高い仮想現実空間を提示できる。
【００２９】請求項８に記載の発明は、仮想現実実感シ
ステムにおいて、温度に関する情報を生成する温度情報
生成手段を有する仮想現実感装置と、前記温度情報生成
手段で生成された情報に基づいて温度を提示する温度提
示装置とを備える構成とする。
【００３０】このような構成においては、仮想現実空間
において温度を提示する手段として、温度提示装置を備
えている。暖かさや冷たさを提示する温度提示装置とし
て、例えばエアコンなどを用いる。この場合、空間全体
の温度を変化させることができるので、空間全体を仮想
現実空間として提示することができ被提示者が得られる
臨場感も高いものとなる。
【００３１】その他、被提示者が仮想現実空間を体験す
る際に着席する椅子などを温度提示装置とすることも可
能であり、この場合は被提示者に直接温度感覚が提示さ
れることになる。尚、このような被提示者の近傍に備え
られる温度提示装置と、空間全体に温度を提示するエア
コンなどの温度提示装置を組み合わせることで、より高
い臨場感を与えることができる仮想現実実感システムを
構成することが可能である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施形態〉図１に、被提示者２が本実施形態の
仮想現実感装置を装着している様子を示すとともに本装
置の基本構成を模式的に示す。１は、映像提示手段１ａ
と音響提示手段１ｂを備える（映像音響提示手段）ヘッ
ドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である。映像提示手
段１ａは、温度提示手段６ｃにもなっている。音響提示
手段１ｂはヘッドホンで構成されており、これも温度提
示手段６ｄとなっている。尚、ＨＭＤ１には頭部位置を
検出するヘッドトラックセンサー（不図示）も構成され
ている。
【００３３】７は、被提示者３がＶＲ空間の物体を手で
掴もうとする場合などに、指や手に反作用力を与える力
覚提示手段である。８は、被提示者２の手の動きを検出
する力覚センサーである。尚、力覚センサー８は被提示
者２の手に温度感覚を与える温度提示手段６ｂにもなっ
ている。
【００３４】温度提示手段６ｂは、具体的には、本実施
形態のように手の甲に接触するように構成してもよい
し、指、腕、手の平に接触する構成又は手や腕の近傍に
配される構成であればその他の構成でもよい。、映像音
響提示手段１、力覚提示手段７、温度提示手段６ａ、６
ｂ、６ｃ、６ｄを合わせてＶＲ（仮想現実）空間提示手
段という。ＶＲ空間提示手段で提示された情報により、
被提示者２はＶＲ空間を体験する。
【００３５】４は、ＶＲ空間提示手段が提示する情報を
生成するＶＲ空間生成手段である。ＶＲ空間生成手段４
はワークステーションで構成されている。尚、ＶＲ空間
生成手段４の構成は本実施形態の構成に限らず、一つ以
上のワークステーションやパソコンで構成することがで
きる。ＶＲ空間生成手段４内の構成については後述す
る。
【００３６】５は、本装置による仮想現実空間体験時に
被提示者２が座る椅子である。椅子５の内部には温度提
示手段６ａが構成されており、これを介して椅子５に座
った被提示者３に温度感覚が提示される。尚、温度提示
手段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは具体的には暖かさや熱さ
を提示するための電熱線ヒーターやブラックランプ、冷
たさを提示するためのペルチェ素子などで構成される。
【００３７】図２は、ＨＭＤ１のより詳細な外観図であ
る。被提示者が頭部保持部材１ｃを耳にかけると、おお
よそ映像提示手段１ａの瞳（接眼系）１ａ´の位置に眼
がくるように構成されている。また、被提示者の耳近傍
に音声手段であるヘッドホン１ｂが配されるように構成
されている。１ｄは、ヘッドトラックセンサーで観察者
の頭部位置を検出する。映像提示手段１ａの被提示者の
眼に対向する面には温度提示手段６ｃが構成されてい
る。ヘッドホン１ｂの耳に当たる部分にも温度提示手段
６ｄが構成されている。
【００３８】図３に、温度提示手段６ｃの具体的な構成
を示す。温度提示手段６ｃは、接眼系１ａ´の両側と、
中間の位置に構成されている。両側の温度提示手段６ｃ
Ｌ、６ｃＲはそれぞれ３つの領域（イ、ロ、ハ又はイ
´、ロ´、ハ´）に分かれている（拡大図参照）。仮
に、観察者（被提示者）が図４に示すような映像を観察
している場合を考える。この場合、画面の左上に輝度の
高い太陽が表示され、右下には山の影が映し出されてい
る。観察者は、顔の全面で太陽光を受けるが、左上から
受ける熱さがより強くなる。
【００３９】このような実空間での温度感覚をできる限
り再現するために、本実施形態の温度提示手段６ｃＬで
は、イの領域で一番高い温度が提示され、ロ、ハと提示
される温度が低くなるようにする。温度提示手段６ｃＲ
においては、ハ´の領域で一番低い温度が提示されるよ
うにする。このような制御は、ＶＲ空間生成手段４内で
行われる。以下、ＶＲ空間生成手段４の詳細な構成につ
いて説明する。
【００４０】本実施形態のＶＲ空間生成手段４内には、
映像情報生成手段、力覚情報生成手段、音声情報生成手
段が構成されているとともに、前記三つのそれぞれの生
成手段に対応する処理手段と制御手段が構成されてい
る。それぞれの生成手段毎の関連手段を含むブロック図
を示し、信号処理の流れを説明する。
【００４１】図５に、ＶＲ空間生成手段４内に構成され
ている映像情報生成手段９と関連手段を含むブロック図
を示す。映像情報生成手段９では、例えば３Ｄコンピュ
ーターグラフィックスなどの３Ｄ映像情報が生成され記
憶される。この３Ｄ映像情報に、ヘッドトラックセンサ
ー１ｄからの頭部位置検出結果を加味し映像提示手段１
ａへの映像情報を再生して処理手段１０へ送る。
【００４２】処理手段１０では、送られてきた映像情報
の画面輝度の分布を算出し、その分布信号に基づいて温
度提示データを生成する。例えば、前述の図４中の左上
の太陽の部分の輝度が高いので温度提示手段６ｃＬのイ
領域での提示温度を高くするというような温度提示デー
タの生成は処理手段１０で行われる。制御手段１１で
は、温度提示データに基づく温度提示手段６ｃへの制御
信号を出力するとともに、この制御信号の出力のタイミ
ングと映像情報が映像提示手段１ａへ送られるタイミン
グが同じになるように同期信号を出力する。
【００４３】尚、処理手段１０では映像情報に基づいて
前述のように画面輝度分布を求めるだけでなく、例えば
映像情報から画面内に映し出されている映像の季節に関
する情報を入手する。そして、その情報に基づいて例え
ば夏なら全体的に暖かい温度が提示されるような温度提
示データを生成する。本実施形態の制御手段１１では、
この提示データに基づいて椅子５内の温度提示手段６ａ
を制御する。つまり、夏の映像が映し出されているとき
には、椅子５が暖かくなり、冬の映像が映し出されてい
るときには冷たくなるようにすることで、観察者はより
臨場感の高い仮想現実空間を体験できる。
【００４４】図６に、ＶＲ空間生成手段４内に構成され
ている力覚情報生成手段１４と関連手段を含むブロック
図を示す。力覚情報生成手段１４では、力覚センサー８
からの情報に基づいて力覚情報を生成する。例えば、観
察者がＶＲ空間の物体を手で掴もうとした場合に力覚セ
ンサー８がこのことを検知し、この検知結果に基づいて
力覚情報生成手段１４では指や手に反作用力を与えるよ
うにする力覚情報を生成する。この力覚情報は、力覚提
示手段７に送られ実際に観察者に反作用力が与えられる
ことになる。
【００４５】処理手段１５では、力覚情報に基づいて温
度提示データを生成する。例えば、力覚情報より観察者
が掴もうとしたＶＲ空間内の物体が熱いものであると判
定された場合には温度提示データを熱くする。制御手段
１６では、温度提示データに基づく制御信号を生成し、
温度提示手段６ｂ内に出力する。尚、制御手段１６で
は、力覚提示手段７に力覚情報が送られるタイミングと
温度提示手段６ｂに制御信号が送られるタイミングが同
一となるように同期信号を出力する。
【００４６】図７に、ＶＲ空間生成手段４内に構成され
ている音声情報生成手段１７と関連手段を含むブロック
図を示す。音声情報生成手段１７では、音声情報が生成
される。この音声情報は音響提示手段１ｂに与えられこ
こで音声として出力される。
【００４７】処理手段１８では、音声情報に基づいて温
度提示データを生成する。例えば、悲しい音楽や恐怖感
を与える音が提示される場合には冷たい感覚を与える温
度提示データとする。南国音楽や楽しいロックの歌で
は、暖かい感覚を与える温度提示データとする。制御手
段１９では、この温度提示データに基づいて駆動信号を
生成し、温度提示手段６ａ、６ｄに出力する。また、音
響手段１ｂに出力される音声情報に温度提示手段６ａ、
６ｄの温度変化が対応するようにする同期信号を生成し
出力する。
【００４８】尚、図５〜図７に示した各ブロック図にお
ける制御手段が制御する温度提示手段は図に示した通り
でなくても勿論本発明は達成される。例えば、音声情報
に基づいて温度提示手段６ｃも制御されるように構成し
てもよい。
【００４９】図８に、図５〜図７に示した装置をひとま
とめにして簡略化して示す。つまり、本実施形態の仮想
現実感装置の概略構成のブロック図を示す。本装置で
は、力覚情報生成手段１４により生成された力覚情報
に、矢印５０で力覚センサー８からの情報が加味され、
この力覚情報が力覚提示手段７に与えられる。また、力
覚情報に基づいて温度提示手段６ｂが制御される。
【００５０】矢印５１では、映像・音声情報生成手段
９、１７により生成された映像・音声情報に、ヘッドト
ラックセンサー１ｄからの情報が加味され、この映像・
音声情報が映像・音声提示手段１に与えられる。また、
映像・音声情報に基づいて温度提示手段６ａ、６ｃ、６
ｄが制御される。このように、ＶＲ空間情報生成手段４
内では、温度に関する情報も生成されるので、ＶＲ空間
情報生成手段４は温度情報生成手段も兼ねることにな
る。
【００５１】〈第２の実施形態〉図９に、第２の実施形
態の仮想現実感装置の概略構成のブロック図を示す。本
装置は、映像・音声情報生成手段９、１７により生成さ
れたＶＲ空間情報がＨＭＤ１に出力される構成となって
いる。また、ＶＲ空間情報に基づいて温度提示手段６
ａ、６ｃ、６ｄを制御する。本装置は、第１の実施形態
の装置から力覚手段７に関連する手段とヘッドトラック
センサー１ｄを除いた構成となっているだけなので詳細
な説明は省略する。
【００５２】〈第３の実施形態〉図１０に、第３の実施
形態の仮想現実感装置の概略構成のブロック図を示す。
本装置は、第２の実施形態の装置にヘッドトラックセン
サー１ｄを設けた構成となっており、映像・音声情報生
成手段９、１７で情報が生成される。そして、矢印５２
で、映像・音声情報生成手段９、１７から出力された情
報にヘッドトラックセンサー１ｄからの情報が加味さ
れ、映像・音声提示手段１に与えられる。また、ＶＲ空
間情報に基づいて温度提示手段６ａ、６ｃ、６ｄが制御
される。その他の構成は第２の実施形態と同様である。
【００５３】〈第４の実施形態〉図１１に、第４の実施
形態の仮想現実感装置の概略構成のブロック図を示す。
本装置は、映像・音声・力覚情報生成手段９、１４、１
７と、力覚提示手段７を備えている。情報生成手段９、
１４、１７で生成された情報は、力覚提示手段７にも与
えられる。その他の構成は第３の実施形態と同様であ
る。
【００５４】〈第５の実施形態〉本実施形態の仮想現実
感装置の原理を図１２を用いて説明する。図１２は、被
提示者２が本装置２８を装着し、表示手段に表示される
映像を観察している様子を示した図である。２０は、被
提示者２が観察している映像の画枠である。本装置２８
は、ＶＲ空間内（視野内に限定されない空間内）に存す
る仮想物体の放射熱による温度感覚を被提示者２に提示
するように構成されている。
【００５５】ＶＲ空間情報として、被提示者の周辺３６
０゜における仮想物体の色、輝度、距離、方向、放射熱
に関する情報が用意されている。仮想物体Ａ、Ｂ、Ｃが
ＶＲ空間内に存するとしてこれらの物体を図１２に図示
した。
【００５６】仮想物体Ａは被提示者の頭部方向から角度
θA、距離ＬAのＶＲ空間内に存在し、放射熱Ａを有す
る。その他の仮想物体Ｂ、Ｃに関しても距離、方向、放
射熱等の情報が用意されている。本装置２８では、これ
らの情報に基づいて被提示者２に与える温度を制御す
る。以下、本装置２８の仮想物体の放射熱に基づく温度
の提示方法を説明する。
【００５７】図１３に、本装置を装着している被提示者
とＶＲ空間内の仮想物体の頭上から見た様子を模式的に
示す。尚、図１３で被提示者は、図１２と同じＶＲ空間
内の同じ位置にいるとする。頭部支持手段２３により本
装置が被提示者の頭部に支持され、かつ本装置の映像表
示手段２４が眼の前方に来るように固定される。２１、
２２は本装置内に構成されている温度提示手段である。
【００５８】２０は、被提示者２が観察している映像の
画枠である。温度提示の範囲と強さは放射熱の大小と距
離の長短によって算出される条件に基づいて行われる。
一般的には熱源から到達する熱量は、熱源からの距離の
２乗に反比例して小さくなっていくので、本実施形態で
は仮想物体の距離と放射熱のデータから提示温度を算出
するように制御する。また、仮想物体の存する方向も考
慮して温度提示領域を制御する。この場合、仮想物体が
視野内に存するか否かは関係ない。
【００５９】上記制御により、仮想物体Ａの放射熱によ
る温度感覚が温度提示手段２１の範囲２５に提示され
る。同様に、仮想物体Ｃの放射熱による温度感覚が温度
提示手段２２の範囲２６に提示される。仮想物体Ｂにつ
いては、距離が長く、放射熱も大きくないので温度提示
は行われない。
【００６０】このような制御により、被提示者の視野内
にない物体からの放射熱による温度提示もされ、物体と
の距離に応じた自然な温度提示が行われる。尚、頭部が
動いた場合は不図示のヘッドトラックセンサーによりこ
れを検出し、この検出結果を加味して提示温度を決定す
るようにする。
【００６１】また、ＶＲ空間内を被提示者２が移動する
などして仮想物体の距離や方向が変わっても、随時温度
提示データを計算し、最適な温度提示範囲に最適な温度
を提示するように制御することが望ましい。上記のよう
な温度提示は、特に距離情報を有する立体映像情報やＣ
Ｇ画像に対して有効である。
【００６２】上記第１〜第５の実施形態では、仮想現実
感装置内に温度提示手段が構成されていたが、温度提示
手段はこのような構成に限るものではない。例えば、エ
アコンなどを温度提示手段（装置）として用いてもよ
い。この場合、空間全体に温度が提示されることにな
る。
【００６３】
【発明の効果】本発明によると、赤外光などから感じる
温度感覚を被提示者に提示することができるので、可視
光による視覚的な情報のみを提示した場合より高い臨場
感・現実感の得られる仮想現実空間を提示することがで
きる。
【００６４】また、提示する温度情報を映像情報、聴覚
情報、力覚情報に基づいて生成することで、各情報が高
い関連性を有するので、自然な仮想現実空間を提示する
ことができる。
【００６５】請求項６の発明によると、表示画面上の映
像からだけでなくＶＲ空間全体から得られる仮想的な温
度情報を被提示者に提示することができるので、より現
実感の高い仮想現実空間を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 被提示者が第１の実施形態の仮想現実感装置
を装着している様子と装置の基本構成を示した模式図。
【図２】 第１の実施形態のＨＭＤの外観図。
【図３】 温度提示手段の具体的な構成を示した図。
【図４】 ＨＭＤに表示される映像の一例を示した図。
【図５】 映像情報生成手段と関連手段を示したブロッ
ク図。
【図６】 力覚情報生成手段と関連手段を示したブロッ
ク図。
【図７】 音声情報生成手段と関連手段を示したブロッ
ク図。
【図８】 第１の実施形態の仮想現実感装置の概略構成
を示したブロック図。
【図９】 第２の実施形態の仮想現実感装置の概略構成
を示したブロック図。
【図１０】 第３の実施形態の仮想現実感装置の概略構
成を示したブロック図。
【図１１】 第４の実施形態の仮想現実感装置の概略構
成を示したブロック図。
【図１２】 被提示者が第５の実施形態の仮想現実感装
置を装着している様子を示した図。
【図１３】 第５の実施形態の仮想現実感装置を装着し
ている被提示者の頭上から見た様子を示した図。
【図１４】 従来例１の仮想現実感装置の概略構成を示
したブロック図。
【図１５】 従来例２の仮想現実感装置の概略構成を示
したブロック図。
【図１６】 従来例３の仮想現実感装置の概略構成を示
したブロック図。
【図１７】 従来例４の仮想現実感装置の概略構成を示
したブロック図。
【符号の説明】
１ ＨＭＤ １ａ 映像提示手段 １ｂ 音響提示手段 １ｄ ヘッドトラックセンサー ２ 被提示者 ４ ＶＲ空間生成手段（ワークステーション） ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 温度提示手段 ７ 力覚提示手段 ８ 力覚センサ ９ 映像情報生成手段 １０ 処理手段 １１ 制御手段 １４ 力覚情報生成手段 １７ 音声情報生成手段 ２１、２２ 温度提示手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 恭 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 佐藤 彰 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 谷尻 靖 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 大澤 聡 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 長田 英喜 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 温度に関する情報を生成する温度情報生
    成手段と、該温度情報生成手段により生成された情報に
    基づいて被提示者に温度を提示する温度提示手段とを有
    することを特徴とする仮想現実感装置。
  2. 【請求項２】 映像に関する情報を生成する映像情報生
    成手段と、該映像情報生成手段により生成された情報に
    基づいて被提示者に映像を提示する映像提示手段とを有
    することを特徴とする請求項１に記載の仮想現実感装
    置。
  3. 【請求項３】 音声に関する情報を生成する音声情報生
    成手段と、該音声情報生成手段により生成された情報に
    基づいて被提示者に音声を提示する音響提示手段とを有
    することを特徴とする請求項１又は２に記載の仮想現実
    感装置。
  4. 【請求項４】 力覚に関する情報を生成する力覚情報生
    成手段と、該力覚情報生成手段により生成された情報に
    基づいて被提示者に力覚を提示する力覚提示手段とを有
    することを特徴とする請求項１乃至３に記載の仮想現実
    感装置。
  5. 【請求項５】 前記映像情報の画面輝度分布を計算する
    処理手段を有し、前記温度情報生成手段は前記処理手段
    の計算結果に基づいて温度に関する情報を生成すること
    を特徴とする請求項２に記載の仮想現実感装置。
  6. 【請求項６】 前記映像情報生成手段は映像空間内の物
    体の放射温度、位置の情報を含む映像に関する情報を生
    成し、前記温度情報生成手段は前記映像情報生成手段に
    より生成された情報に基づいて温度に関する情報を生成
    することを特徴とする請求項２に記載の仮想現実感装
    置。
  7. 【請求項７】 被提示者の仮想空間内の位置を検出する
    検出手段を有し、前記温度情報生成手段は前記検出手段
    の検出結果も加味して温度に関する情報を生成すること
    を特徴とする請求項６に記載の仮想現実感装置。
  8. 【請求項８】 温度に関する情報を生成する温度情報生
    成手段を有する仮想現実感装置と、前記温度情報生成手
    段で生成された情報に基づいて温度を提示する温度提示
    装置とを備えることを特徴とする仮想現実実感システ
    ム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003159673A (ja) * 2001-11-26 2003-06-03 Nec Fielding Ltd バーチャル空間提供システム、バーチャル空間提供方法、および、バーチャル空間提供プログラム
JP2016114746A (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 株式会社メガチップス 液晶表示装置

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3711864B2 (ja) * 2000-12-01 2005-11-02 日産自動車株式会社 車両用表示装置
US7588516B2 (en) * 2001-07-23 2009-09-15 Southwest Research Institute Virtual reality system locomotion interface utilizing a pressure-sensing mat
US7520836B2 (en) * 2001-07-23 2009-04-21 Southwest Research Institute Virtual reality system locomotion interface utilizing a pressure-sensing mat attached to movable base structure
US7381152B2 (en) * 2001-07-23 2008-06-03 Southwest Research Institute Virtual reality system locomotion interface utilizing a pressure-sensing mat
JP4054585B2 (ja) * 2002-02-18 2008-02-27 キヤノン株式会社 情報処理装置および方法
EP1634149A1 (en) * 2003-04-17 2006-03-15 Southwest Research Institute Virtual reality system locomotion interface utilizing a pressure-sensing mat
US7920165B2 (en) * 2005-09-26 2011-04-05 Adderton Dennis M Video training system
WO2010093780A2 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 University Of Florida Research Foundation, Inc. Communication and skills training using interactive virtual humans
WO2011041262A2 (en) 2009-09-30 2011-04-07 University Of Florida Research Foundation, Inc. Real-time feedback of task performance
US20110029142A1 (en) * 2010-07-02 2011-02-03 David Sun System tools that provides dispatchers in power grid control centers with a capability to make changes
BR102012013097A2 (pt) * 2012-05-31 2014-05-06 Oliveira Heber Vieira De Sistema para reprodução tátil e olfativa em equipamentos de áudio e ou vídeo com via internet
US20160195923A1 (en) * 2014-12-26 2016-07-07 Krush Technologies, Llc Gyroscopic chair for virtual reality simulation
JP6709633B2 (ja) * 2016-02-17 2020-06-17 株式会社バンダイナムコエンターテインメント シミュレーションシステム及びゲームシステム
CN105843380B (zh) * 2016-03-17 2019-05-14 广东小天才科技有限公司 一种用于虚拟现实场景的环境温度模拟方法及装置
CN105892679A (zh) * 2016-04-28 2016-08-24 乐视控股（北京）有限公司 虚拟现实图像的播放方法及装置
CN106293058A (zh) * 2016-07-20 2017-01-04 广东小天才科技有限公司 虚拟现实设备的场景切换方法及场景切换装置
US10825350B2 (en) * 2017-03-28 2020-11-03 Wichita State University Virtual reality driver training and assessment system
CN110301138B (zh) * 2017-07-14 2022-12-30 惠普发展公司，有限责任合伙企业 对耳机的耳杯内的环境条件进行调节

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003159673A (ja) * 2001-11-26 2003-06-03 Nec Fielding Ltd バーチャル空間提供システム、バーチャル空間提供方法、および、バーチャル空間提供プログラム
JP2016114746A (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 株式会社メガチップス 液晶表示装置

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