WO2022176044A1 - 落下感を体験可能な仮想体験装置 - Google Patents

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WO2022176044A1
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image
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headset
flat plate
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PCT/JP2021/005846
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哲弥 野々村
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株式会社ロジリシティ
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    • A63F2300/8094—Unusual game types, e.g. virtual cooking

Definitions

  • the present invention relates to a virtual experience device that allows you to experience the sensation of falling, such as bungee jumping and roller coasters.
  • a training device that promotes health by combining exercise equipment and a VR (Virtual Reality) headset has also been put to practical use.
  • a bicycle-shaped indoor exercise device called an exercise bike (registered trademark) or a spin bike is combined with a VR headset, and a spin sensor connected to the VR headset via Bluetooth (registered trademark) is attached.
  • a training device software on the market that advances images of Street View (registered trademark) with a VR headset in accordance with the rotation of the pedal on which the user is (Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 2 bungee VR software that streams images of roller coasters and bungee jumps to VR headsets
  • a training device that uses only exercise equipment is intended to improve health, so it does not have a game nature.
  • the combination of exercise equipment and a VR headset limits the enjoyment of the game, and it is not possible to create a sense of fear and challenge that is popular among young people.
  • games that use VR headsets and hand switches even if they are bungee jumping video software, do not have enough sense of fear and challenge because the body does not move, and the experience is not comparable to actual bungee jumping. satisfaction is insufficient.
  • a virtual experience device capable of experiencing a feeling of falling according to the present invention includes: A flat plate on which the experiencer is fixed, A rotation support part for rotatably supporting the flat plate is formed, and the flat plate is rotated from a first state in which the head of the experiencer is positioned above the feet to an inverted state in which the body of the experiencer stands upside down.
  • the VR headset is a sensor for detecting a second state when the fixture rotates from the first state and the height from the floor on which the fixture is installed becomes equal to or less than a predetermined height; a display for displaying video in virtual space; and image software including a still image displayed on the display in the first state and a falling image displayed on the display after the second state.
  • the participant is fixed in a prone position on the flat plate.
  • Belts for example, are used to fix the experiencer, and the ankles and abdomen of the experiencer are fixed to a flat plate with this belt.
  • the flat plate to which the experiencer is fixed can rotate the experiencer from a first state in which the head is positioned above the feet to an inverted state in which the body of the experiencer is upside down.
  • a sensor provided in the VR headset detects the second condition.
  • a positioning sensor that detects the position of the VR headset can be used as this sensor.
  • a positioning sensor consists of, for example, a plurality of cameras arranged in a VR headset. By processing the images captured by these cameras, the position of the VR headset (position on three axes) is detected. It is also possible to use a gyro sensor as another example of the positioning sensor, and it is also possible to use well-known sensors such as an infrared sensor and an LED sensor. In the present invention, any sensor that can detect at least the height on the Z-axis may be used. These sensors desirably have a function of tracking changes in the position of the VR headset.
  • video software is pre-installed in the VR headset.
  • the image software includes a still image displayed on the display in the first state, and a falling image displayed on the display after entering the second state.
  • a still image is an image of the surroundings before falling
  • a falling image is an image of the falling direction after falling.
  • the visual software is, for example, bungee jumping visual software.
  • the experiencer is fixed in a prone position on a flat plate and the video software is activated.
  • the user is in the first state in which the head is positioned above the feet, the video software outputs a still image, and the display in the VR headset displays the still image.
  • the sensor of the VR headset is a sensor that detects and tracks the position of the VR headset, the still image changes according to the detection output. That is, when the user rotates the head, the image following the direction of rotation is displayed as a still image.
  • the fixture falls from the still image.
  • Switch to video That is, when the flat plate begins to rotate forward from the first state, the second state where the height from the floor to the position of the VR headset is less than a predetermined height is triggered, and from the still image Switch to falling footage. At this time, since the flat plate is rotating, the falling image is displayed on the display in the VR headset in synchronization with the rotation of the user's body.
  • the falling video includes a video in which the experiencer's body continues to fall even after being in the inverted state. It takes about 1 second for the flat plate to rotate from the second state to the inverted state, but the falling image takes longer, for example, about 4 seconds. Therefore, the falling image continues from when the user becomes inverted and the rotation stops.
  • the VR headset notifies the outside that it is in the lowest position state when the falling image reaches the lowest position.
  • the notification to the outside can be made, for example, by vibrating a hand switch connected to the VR headset via Bluetooth (registered trademark).
  • the outside By informing the outside that the falling image is in the lowest position state, it is possible to further enhance the sense of immersion after reaching the lowest position.
  • the assistant recognizes from the vibration of the hand switch that the falling image is in the lowest position, the flat plate is rotated in the reverse direction. At this time, the falling image is set as the image when returning upward from the lowest position.
  • This image and the reverse rotation of the flat plate give the viewer the illusion of floating or returning upward due to negative acceleration near the lowest position.
  • the present invention provides a highly immersive experience of an actual falling state in a virtual space by combining a tool having a rotation center that rotatably supports a flat plate and a VR headset with a built-in sensor. make it possible to
  • FIG. 1 is a view of the experiencer fixed on a flat plate in the bungee jumping virtual experience device of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which a flat plate is rotating in the bungee jumping virtual experience device of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the user stands upside down in the virtual bungee jumping experience apparatus of the present invention.
  • FIGS. 4A to 4C are clipped images of a still image and a falling image of the bungee jumping virtual experience device of the present invention.
  • FIGS. 5(D) to 5(F) are clipped images of falling images of the bungee jumping virtual experience device of the present invention.
  • FIG. 6(G) to (I) are clipped images of falling images of the bungee jumping virtual experience device of the present invention.
  • FIG. 7 shows an electrical configuration diagram of the virtual experience device 1.
  • FIG. 8 is a flow chart showing the operation of the virtual experience device 1. As shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram of the experiencer fixed on a flat plate in the bungee jumping virtual experience device of the present invention.
  • the virtual experience device 1 is composed of a device 10 and a VR headset 11.
  • the device 10 includes a flat plate 100 capable of fixing the experience person 2 in a prone position, a belt 101 fixing both ankles of the experience person 2 on the flat plate 100 to the flat plate 100, and a rotation support rotatably supporting the flat plate 100. It is composed of a portion 102 and an instrument main body 103 to which the rotation support portion 102 is fixed and which holds the flat plate 100 stably.
  • the instrument body 103 has an inverted V-shaped structure when viewed from the front, and is installed on the flat floor 3 .
  • the reason why the instrument body 103 has an inverted V-shaped structure is to facilitate transportation of the instrument body 103 as a whole by closing the apex portion.
  • the instrument body 103 may have any structure as long as it can rotatably support the flat plate 100 .
  • the VR headset 11 is provided with a positioning sensor 110 composed of multiple cameras, a control unit 111, and a display 112 (see FIG. 7).
  • the positioning sensor 110 consists of, for example, multiple cameras arranged in a VR headset. By processing the images captured by these cameras, the position (three-axis position) of the VR headset 11 including the distance (height) between the floor 3 and the sensor 110 is detected.
  • a gyro sensor can also be used as another example of the positioning sensor 110, and it is also possible to configure it with a well-known sensor such as an infrared sensor or an LED sensor. In the present invention, any sensor that can detect at least the height on the Z-axis may be used. These sensors desirably have a function of tracking changes in the position of the VR headset.
  • This state is the first state in which the head of the user 2 is positioned above the feet.
  • Bungee video software is pre-installed in the VR headset 11, and the software is also in an operating state.
  • This bungee video software consists of a still video showing the surrounding video before falling and a falling video when falling.
  • a still image is displayed on the display 112 of the VR headset 11 .
  • a still image is an image of the surroundings of the VR headset 11 before falling.
  • the VR headset 11 is provided with a positioning sensor 110 having a tracking function, if the experiencer 2 lowers his/her face so as to look downward, the image of the lowest position during the jump is displayed in the VR headset 11. It is displayed on the display 112 . Also, when the experiencer 2 turns his or her neck to look left or right, the surrounding images change accordingly.
  • the flat plate 100 is slightly rotated forward as shown in FIG.
  • an assistant lifts the bottom of the flat plate 100 and rotates the flat plate 100 .
  • the flat plate 100 rotates from the state shown in FIG. 1 to the state shown in FIG. At this time, the user is in a state immediately before jumping down in an actual bungee jump, and the display 112 displays an image of the lowest position immediately before the jump.
  • FIG. 2 shows a state in which the flat plate 100 is rotating in the bungee jumping virtual experience device 1 and immediately before the distance between the positioning sensor 110 and the floor 3 reaches h1.
  • the height of the VR headset 11 from the floor 3 is h1+ ⁇ .
  • the positioning sensor 110 provided in the VR headset 11 detects that the VR headset 11 is lowered by several tens of centimeters due to the change from FIG. 1 to FIG. During this time, the image output from the bungee video software is a still image, but since the positional change of the VR headset 11 corresponding to the positional change of the head of the experiencer 2 is tracked, becomes an image. In FIG. 2, the still image is an image looking down from the top of the building.
  • the distance between the positioning sensor 110 and the floor 3 immediately becomes h1. This time is the second state. Triggered by the second state, the image of the bungee image software is switched from the still image to the falling image. Further, the flat plate 100 rotates at once to the inverted state shown in FIG.
  • the flat plate 100 rotates slightly forward from the first state (FIG. 1) and is just before falling (FIG. 2). After passing through the second state of h1, the flat plate 100 suddenly changes to an inverted state (FIG. 3) and stops rotating.
  • the rotation time from FIG. 2 to FIG. 3 is around 1 second (hereinafter simply referred to as 1 second).
  • the bungee image software outputs still images from the first state in FIG. 1 to the state in FIG.
  • the output is switched to the falling image.
  • it becomes an inverted state (FIG. 3) and continues to output the falling image.
  • the falling video has a length of about 4 seconds (hereinafter simply referred to as 4 seconds). Therefore, the experiencer 2 watches the falling image for several seconds from the second state to the inverted state.
  • the flat plate 100 further rotates to the state shown in FIG. Watch a video that suddenly falls from the still video. Also, during this period, the body of the experiencer 2 is rapidly rotated by 90 degrees and becomes an inverted state. The falling image continues for a few more seconds even after being in an inverted state.
  • the cross-modal effect is a phenomenon in which certain sensory information interferes with other sensory information (mechanism) and changes the sensory information itself.
  • spatial perception is modulated by a cross-modal effect through visual input from the VR headset 11, sensory input of gravitational acceleration due to the rotation of the flat plate 100, sensory input in an inverted state, etc. It seems that it is giving the illusion of a sudden fall. It can be said that the present embodiment utilizes the illusion of this cross-modal effect. As a result, even if the rotation is as short as 1 second, it is possible to virtually experience falling for 4 seconds.
  • the VR headset 11 notifies the hand switch 113 that it is in the lowest position when the falling image reaches the lowest position.
  • the hand switch 113 vibrates at this time.
  • the assistant rotates the flat plate 100 in the reverse direction because he/she can know that the falling image is in the lowest position.
  • the falling image is switched to a floating image that returns upward from the lowest position or floats near the lowest position. Due to this floating image and the reverse rotation of the flat plate 100, the experiencer 2 has the illusion of floating or returning upward due to negative acceleration in the vicinity of the lowest position.
  • experiencer 2 can obtain a virtual experience of bungee jumping.
  • the body of the user 2 rotates in synchronization with watching the video of the bungee jumping, the sense of immersion when falling is great. For this reason, the experiencer 2 can have a virtual experience that includes a feeling of fear similar to that of an actual bungee jump.
  • the fan 114 is arranged in front of the virtual experience apparatus 1.
  • FIG. The blower 114 provides the experience person 2 with wind at the time of falling.
  • the blower 114 starts blowing air when the still image is displayed, and stops blowing air when the falling image is completely finished.
  • the amount of air to be blown is rapidly increased from the time when the falling image starts to be displayed. By controlling the amount of air blown in this way, the feeling of actual bungee jumping can be brought closer.
  • the bungee video software is activated after the experiencer 2 is fixed to the flat plate 100 as shown in FIG.
  • the bungee image software outputs a still image including the image frame of FIG. 4A immediately before the fall of FIG.
  • This still image is an image just before the fall, looking down from the roof of the building.
  • the image frame of FIG. 4A is obtained by extracting the visual field direction of the experiencer 2 from the image that displays the surroundings in 3D, when the experiencer 2 turns the neck up, down, left, and right, it responds accordingly. Display moving images in the viewing direction.
  • the image switches from the still image to the falling image.
  • the continuous image of the falling is displayed on the display 112 in the VR headset 11, and the body of the experiencing person 2 rotates, thereby giving the experiencing person 2 a strong sense of immersion during the fall. obtain.
  • the control unit 111 causes the hand switch 113 to vibrate.
  • the assistant reversely rotates the flat plate 100 by knowing the vibration of the hand switch.
  • the bungee image software switches from the falling image to a floating image that moves up and down near the lowest position. Due to this floating image and the reverse rotation of the flat plate 100, the experiencer 2 has the illusion of floating or returning upward due to negative acceleration in the vicinity of the lowest position.
  • FIG. 7 shows an electrical configuration diagram of the virtual experience device 1.
  • the VR headset 11 includes a positioning sensor 110 composed of multiple cameras, a control unit 111, and a display 112 capable of 3D display.
  • the VR headset 11 is also connected to the hand switch 113 and the fan 114 via Bluetooth (registered trademark).
  • the control unit 111 has a memory (not shown) in which bungee video software is installed in advance.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the virtual experience device 1.
  • This flowchart is executed by the control unit 111 provided in the VR headset 11.
  • the VR headset 11 is activated by turning on the power switch provided on the main body. After activation, the bungee video software is activated by the hand switch 113 connected to the control unit 111 via Bluetooth (registered trademark) (ST1, 2). The image displayed on the display 112 at this time is a still image.
  • the assistant lifts up the bottom of the flat plate 100 located at the feet of the experiencer 2 .
  • the experiencer 2 moves forward a little to move the center of gravity forward (toward the head), and if necessary, lift both hands upward.
  • the flat plate 100 begins to rotate around the rotation support portion 102, and the rotation of the flat plate 100 stops once in a state where the head is slightly lower than horizontal (FIG. 2).
  • the distance between the VR headset 11 and the floor 3 is less than the predetermined height h1.
  • the display 112 of the VR headset 11 outputs a still image of a downward view from the roof of the building, showing the state just before the fall.
  • the positioning sensor 110 detects that the distance between the VR headset 11 and the floor 3 has reached a predetermined height h1, resulting in the second state (ST3). Then, the image is switched from the still image to the falling image.
  • the flat plate 100 rotates from the second state to the inverted state of FIG. This time is 1 second. Since the falling image continues for 4 seconds, the falling image is displayed on the display 112 for a while even in the inverted state shown in FIG.
  • the hand switch 113 When the falling image becomes the image of the lowest position (ST5), the hand switch 113 is vibrated. The assistant finds that the falling image has become the image of the lowest position, and reversely rotates the flat plate 100 at this timing. Then, the image is switched from the falling image to the floating image (ST7).
  • the experiencer 2 has the illusion of returning upward or floating due to negative acceleration in the vicinity of the lowest position.
  • the fan 114 connected by Bluetooth is arranged on the floor 3 in front of the virtual experience device 1 (on the left side in FIGS. 1 to 3).
  • the control unit 111 starts blowing air from the air blower 114 at ST1.
  • ST5 When ST5 is reached or when ST7 is finished, blowing air is stopped.
  • the feeling of falling from bungee jumping can be further enhanced.
  • the sensation of wind pressure due to blowing air contributes to the cross-modal effect described above.
  • the wind when falling (FIGS. 2 to 3) is stronger than when it is stopped (FIGS. 1 and 2), and the feeling of falling becomes greater.
  • the plate 100 rotates from the state shown in FIG. 1 to the state shown in FIG.
  • the experiencer 2 can experience an actual bungee jump in the virtual space with a strong sense of immersion.
  • roller coaster falling image software can be installed instead of bungee image software.
  • roller coaster falling video software it is possible to experience the rapid descent of an actual roller coaster with a strong sense of immersion in the same way as with bungee video software.
  • the instrument main body 103 has an inverted V-shaped structure. It doesn't matter if it's not. Further, if the floor 3 can keep the instrument body 103 substantially horizontal, the instrument body 103 may be combined with a stand or a rail for turning the instrument body 103 left and right or moving it back and forth. With such a structure, it is possible to experience a virtual experience that is closer to actual bungee jumping by moving the device body 103 forward or left and right in the stopped state.
  • the rotation of the flat plate 100 can be performed automatically using a motor instead of manually.
  • the time for the flat plate 100 to rotate from FIG. 2 to FIG. 3 is set to 1 second, and the falling image output time is set to 4 seconds, but the time is not limited to these. These times are appropriately set according to the type of the user 2 (adult or child), the size and structure of the equipment body 103, the characteristics of the video software (type of bungee jumping or roller coaster, falling), and the like. It is also possible to perform these settings with hand switches, switches of the VR headset 11, or the like.

Abstract

落下感を体験可能な仮想体験装置は、平板を回転可能に支持する回転支持部が形成された器具と、内部に高さセンサと、仮想空間上の表示を行う表示器とを少なくとも備えるＶＲヘッドセットとを備える。ＶＲヘッドセットは前記器具が設置される床面からの高さが所定の高さ以下となったときの第２の状態を検出するセンサを備える。また、仮想体験装置は、停止映像と前記第２の状態になったときに前記停止映像から切り替えられる落下映像とを含む映像ソフトウエアを備える。

Description

落下感を体験可能な仮想体験装置
　本発明は、バンジージャンプやジェットコースター等の落下感を仮想体験できる仮想体験装置に関する。
　運動器具を使って身体を動かすことにより健康を増進する様々なジムナスティックトレーニング装置が実用化されている。例えば、回転可能な平板上に身体を固定して、平板の回転と逆回転を繰り返すことで、身体をシーソー状に前後回転させるトレーニング装置が提案されている（特許文献１）。
　一方、運動器具とＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）ヘッドセットとの組み合わせで健康を増進するトレーニング装置も実用化されている。例えば、エアロバイク（登録商標）やスピンバイクと称される室内での自転車形状の運動器具と、ＶＲヘッドセットとを組み合わせ、ＶＲヘッドセットにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）で接続したスピンセンサが取り付けられているペダルの回転に応じて、ＶＲヘッドセットでＳｔｒｅｅｔ　Ｖｉｅｗ（登録商標）の映像を進めるトレーニング装置（ソフトウエア）が販売されている（非特許文献１）。
　また、ＶＲヘッドセットと手元スイッチを使って３Ｄ映像やより現実感のあるゲームを楽しめる様々なソフトウエアも普及しつつある。その中には、ＶＲヘッドセットにジェットコースター時の映像や、バンジージャンプ時の映像を流すバンジーＶＲソフトウエアも含まれる（非特許文献２）。
実用新案公開５３－１４０５６０
ＶＺＦＩＴ　（https://www.virzoom.com/） 竜神大吊橋バンジーＶＲ　（https://play.google.com/store/apps/details?id=jp.co.ohtsuribashi.bungee）
　しかし、運動器具だけを使うトレーニング装置は、健康を増進することを目的とするものであるため、それ自体、ゲーム性を持つものではない。また、運動器具とＶＲヘッドセットとの組み合わせは、ゲームとしての楽しみに限界があり、若年層に支持されるような恐怖感や挑戦感を出すことが出来ない。また、ＶＲヘッドセットと手元スイッチを使うゲームは、たとえ、バンジージャンプ映像ソフトウエアであっても、身体が動かないため恐怖感や挑戦感は不十分で、体感的にも実際のバンジージャンプに比して満足感が不十分である。
　そこで、本発明は、実際のバンジージャンプやジェットコースターにより近い体感を得ることができる、落下感を体験可能な仮想体験装置の提供を目的とする。
　本発明にかかる落下感を体験可能な仮想体験装置は、
　体験者が固定される平板と、
　前記平板を回転可能に支持する回転支持部が形成され、前記体験者を頭部が足部よりも上方に位置する第１の状態から前記体験者の身体が倒立する倒立状態まで前記平板を回転可能にする器具と、
　前記体験者の頭部に取り付けられるＶＲヘッドセットと、を備え、
　前記ＶＲヘッドセットは、
　前記器具が前記第１の状態から回転して前記器具が設置される床面からの高さが所定の高さ以下となったときの第２の状態を検出するセンサと、
　仮想空間上の映像表示を行う表示器と、
　前記第１の状態で前記表示器に表示される停止映像と、前記第２の状態になったときから前記表示器に表示される落下映像とを含む映像ソフトウエアと、を備えている。
　平板には体験者が伏臥位の姿勢で固定される。体験者の固定には例えばベルトが使用され、このベルトで体験者の足首や腹部を平板に固定する。体験者が固定された平板は、体験者を頭部が足部よりも上方に位置する第１の状態から体験者の身体が倒立する倒立状態まで回転可能である。
　体験者は、頭部にＶＲヘッドセットを付属のベルト等で取り付ける。ＶＲヘッドセットに設けられているセンサは前記第２の状態を検出する。このセンサには、ＶＲヘッドセットの位置（ポジション）を検出するポジショニングセンサが使用可能である。ポジショニングセンサは、例えばＶＲヘッドセットに配置された複数のカメラで構成される。これらのカメラで撮像した画像を処理することで、ＶＲヘッドセットの位置（３軸上のポジション）を検出する。ポジショニングセンサの他の例としてジャイロセンサを使うことも可能であり、さらに、赤外線センサやＬＥＤセンサ等の周知のセンサで構成することも可能である。本発明では、少なくともＺ軸上の高さを検出できるセンサであれば良い。なお、これらのセンサは、ＶＲヘッドセットの位置の変化を追尾（トラッキング）する機能を備えていることが望ましい。
　また、ＶＲヘッドセット内には、映像ソフトウエアが予めインストールされている。
　映像ソフトウエアは、第１の状態で前記表示器に表示される停止映像と、前記第２の状態になったときから前記表示器に表示される落下映像とを含む。停止映像は、落下前の周囲の映像であり、落下映像は、落下後の落下方向の映像である。映像ソフトウエアは例えばバンジージャンプ映像ソフトウエアである。
　以上の構成で、体験者が平板に伏臥位の姿勢で固定され映像ソフトウエアを起動される。このとき、体験者は頭部が足部よりも上方に位置する第１の状態であり、映像ソフトウエアは停止映像を出力し、ＶＲヘッドセット内の表示器は、停止映像を表示する。ＶＲヘッドセットのセンサがＶＲヘッドセットの位置（ポジション）検出とそのトラッキングをするセンサであれば、その検出出力に応じて停止映像が変化する。すなわち、体験者が頭部を回転すれば、その回転方向に追従した映像が停止映像として表示される。
　前記センサが、前記器具が第１の状態から回転して前記器具が設置される床面からの高さが所定の高さ以下となったときの第２の状態を検出すると、停止映像から落下映像に切り替わる。すなわち、第１の状態から、平板が前方に回転しだすと、床からＶＲヘッドセットの位置までの高さが所定の高さ以下である第２の状態になったときをトリガーとして、停止映像から落下映像に切り替わる。このとき、平板は回転しているため、体験者は身体が回転することに同期してＶＲヘッドセット内の表示器に落下映像が表示される。
　このように、平板が回転することと同期して、ＶＲヘッドセットの表示器に表示される映像を停止映像から落下映像に切り替えることで、体験者は仮想空間上で最上位置から下方に落下するときの恐怖感を含む強い没入感を体験できる。
　好ましい実施形態では、前記落下映像は、体験者の身体が前記倒立状態となった以降も落下する映像を含む。平板が第２の状態から倒立状態に回転する時間は１秒程度であるが、落下映像の時間はそれ以上、例えば４秒前後である。したがって、体験者が倒立状態になって回転が停止したときから、さらに落下映像が続く。
　ここで重要なことは、体験者が第２の状態から倒立状態になる１秒の間に落下映像が表示されていることである。体験者は、この１秒の間に落下映像と回転により落下を体感するため落下感が強く印象付けられる。このため、その後に倒立状態で回転が停止している状態では、落下映像を表示するだけで、引き続き落下していると錯覚する。これにより、回転が１秒の短時間であっても、４秒の落下を仮想体験することが出来る。
　このように、最初に平板の回転と落下画像の表示を行うことで、体験者に落下感を強く印象付けることが出来ることから、その後は落下映像を表示するだけで体験者にそれまでと同様な落下感を錯覚させることが出来る。このように人の脳の錯覚を利用することで実際の落下感のある仮想体験を可能にするため、構造が簡易で良い利点がある。
　さらに、好ましい実施形態では、前記ＶＲヘッドセットは、前記落下映像が最下位置に達すると最下位置状態であることを外部に報知する。外部への報知は、例えば、ＶＲヘッドセットにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）で接続された手元スイッチを振動させることで可能である。落下映像が最下位置状態であることを外部に報知することで、最下位置に達した後の没入感をさらに強くすることが可能である。例えば、落下映像が最下位置状態であることを補助者が手元スイッチの振動で把握すると、平板を逆回転させる。このとき、落下映像は最下位置から上方に戻る時の映像としておく。この映像と平板の逆回転とにより、体験者は最下位置近辺でマイナス加速度により上方に戻ったり浮遊しているように錯覚する。このときも人の脳の錯覚を利用することで、実際の最下位置近辺での落下状態の仮想体験を可能にする。
　このように、本発明は、平板を回転可能に支持する回転中心部が形成された器具と、センサを内蔵したＶＲヘッドセットとの組み合わせで、仮想空間において実際の落下状態を強い没入感で体験することを可能にする。
図１は、本発明のバンジージャンプ仮想体験装置において体験者が平板に固定されたときの図である。 図２は、本発明のバンジージャンプ仮想体験装置において平板が回転している途中の状態を示す図である。 図３は、本発明のバンジージャンプ仮想体験装置において体験者が倒立状態になったときの状態を示す図である。 図４（Ａ）～（Ｃ）は、本発明のバンジージャンプ仮想体験装置の停止映像と落下映像の切り出し画像である。 図５（Ｄ）～（Ｆ）は、本発明のバンジージャンプ仮想体験装置の落下映像の切り出し画像である。 図６（Ｇ）～（Ｉ）は、本発明のバンジージャンプ仮想体験装置の落下映像の切り出し画像である。 図７は、仮想体験装置１の電気的な構成図を示している。 図８は、仮想体験装置１の動作を示すフローチャートである。
　図１は、本発明のバンジージャンプ仮想体験装置において体験者が平板に固定されたときの図である。
　図１において、仮想体験装置１は、器具１０と、ＶＲヘッドセット１１とで構成されている。
　器具１０は、体験者２を伏臥位の姿勢で固定可能な平板１００と、平板１００上の体験者２の両足首を平板１００に固定するベルト１０１と、平板１００を回転可能に支持する回転支持部１０２と、回転支持部１０２が固定され、平板１００を安定に保持する器具本体１０３とで構成される。
　器具本体１０３は、正面視で逆Ｖ字形状となる構造を備え、平面な床３上に設置される。器具本体１０３を逆Ｖ字形状となる構造としているのは、頂角部分を閉じることによって器具本体１０３全体の運搬を簡便にするためである。器具本体１０３は、平板１００を回転可能に支持できるものであればどのような構造であっても良い。
　ＶＲヘッドセット１１には、複数のカメラで構成されるポジショニングセンサ１１０、制御部１１１、表示器１１２が設けられている（図７参照）。ポジショニングセンサ１１０は、例えばＶＲヘッドセットに配置された複数のカメラで構成される。これらのカメラで撮像した画像を処理することで、床３とセンサ１１０間の距離（高さ）を含む、ＶＲヘッドセット１１の位置（３軸上のポジション）を検出する。ポジショニングセンサ１１０の他の例としてジャイロセンサを使うことも可能であり、さらに、赤外線センサやＬＥＤセンサ等の周知のセンサで構成することも可能である。本発明では、少なくともＺ軸上の高さを検出できるセンサであれば良い。なお、これらのセンサは、ＶＲヘッドセットの位置の変化を追尾（トラッキング）する機能を備えていることが望ましい。
　図１では、体験者２が平板１００上に乗り、両足首がベルト１０１で平板１００に固定される。これでバンジージャンプ仮想体験の準備が完了する。この状態は体験者２の頭部が足部よりも上方に位置する第１の状態である。なお、ＶＲヘッドセット１１には予めバンジー映像ソフトウエアがインストールされていて、且つ同ソフトウエアも動作状態とされている。このバンジー映像ソフトウエアは、落下前の周囲の映像を示す停止映像と、落下時の落下映像とで構成される。図１の第１の状態では、ＶＲヘッドセット１１の表示器１１２に停止映像が表示されている。停止映像は、落下前のＶＲヘッドセット１１の周囲の映像である。ＶＲヘッドセット１１には、トラッキング機能を持つポジショニングセンサ１１０が設けられているため、体験者２が下方を見るように顔を下げればジャンプ時の最下位置を臨む映像がＶＲヘッドセット１１内の表示器１１２に表示される。また、体験者２が左右を見るために頸部を回すと、それに応じて周囲の映像も変わる。
　図１の状態から、図２のように平板１００が前方に少しだけ回転される。例えば、補助者が平板１００の底部を上方に持ち上げて平板１００を回転させる。補助者がいない場合は、体験者自らが前方に重心を移動させると、平板１００は、図１の状態から図２のように回転する。このときは実際のバンジージャンプにおいて体験者が飛び降りる直前の状態であり、表示器１１２には落下直前の状態で最下位置を見る映像が表示されている。
　図２は、バンジージャンプ仮想体験装置１において平板１００が回転している途中の状態で、ポジショニングセンサ１１０と床３間の距離がｈ１になる直前の状態を示している。つまり、図２は、ＶＲヘッドセット１１の床３からの高さがｈ１＋Δとなる状態である。
　ＶＲヘッドセット１１内に設けられているポジショニングセンサ１１０は、図１から図２の状態までの変化でＶＲヘッドセット１１が数１０センチ低下することを検出する。この間、バンジー映像ソフトウエアから出力される映像は停止映像であるが、体験者２の頭部の位置変化に応じたＶＲヘッドセット１１の位置変化がトラッキングされるため、その位置変化に応じた停止映像となる。図２では、停止映像は、ビルの上から下を見下ろす映像である。
　図２の状態から補助者によりまたは体験者２の重心移動によって平板１００がさらに回転すると、すぐにポジショニングセンサ１１０と床３間の距離がｈ１になる。このときが第２の状態である。第２の状態になったときをトリガーとして、バンジー映像ソフトウエアの映像が停止映像から落下映像に切替えられる。また、平板１００は図３の倒立状態まで一気に回転する。
　このように、第１の状態（図１）から平板１００が少し前方に回転して落下直前となり（図２）、その状態から平板１００がさらに回転すると、ポジショニングセンサ１１０と床３間の距離がｈ１となる第２の状態を経て一気に倒立状態（図３）となって平板１００の回転が停止する。図２から図３までの回転時間は１秒前後（以下、単に１秒とする）である。
　後述のように、バンジー映像ソフトウエアは、図１の第１の状態から図２の状態になるまで停止映像を出力し、図２から平板１００がさらに回転してポジショニングセンサ１１０と床３間の距離がｈ１になると（第２の状態）、落下映像の出力に切り替える。そして、倒立状態（図３）になってさらに落下映像を出力し続ける。落下映像は４秒程度（以下、単に４秒とする）の長さである。したがって、体験者２は、第２の状態から倒立状態となって、さらに数秒間経過するまでの間落下映像を見る。
　このように、ポジショニングセンサ１１０と床３間の距離がｈ１になる第２の状態から、さらに平板１００が回転し、図３の状態となる間、体験者２は、ビルの上から下をみたときの停止映像から急に落下映像を見る。また、体験者２は、その期間において身体が急激に９０度回転して倒立状態になる。落下映像は、倒立状態となってからもさらに数秒間続く。
　ここで重要なことは、体験者２が第２の状態から倒立状態になる１秒の間に落下映像が表示されていることである。体験者は、この１秒の間に落下映像と平板１００の回転により落下を体感するため落下感が強く印象付けられる。このため、その後に倒立状態となって回転が停止していても、その後に落下映像を表示するだけで、引き続き落下していると錯覚する。このような錯覚は、クロスモーダル効果によるものと推定される。クロスモーダル効果はある感覚情報が他の感覚情報（メカニズム）に干渉して、感覚情報自体が変化する現象をいう。本実施形態では、ＶＲヘッドセット１１による視覚入力、平板１００の回転による重力加速度の感覚入力、倒立状態での体感入力などにより、空間認知をクロスモーダル効果によって変調させることで、倒立状態において継続的な落下を錯覚させているものと思われる。本実施形態では、このクロスモーダル効果による錯覚を利用しているものと言える。これにより、回転が１秒の短時間であっても、４秒の落下を仮想体験することが出来る。
　以上のように、最初に平板１００の短時間１（秒）の回転と落下画像の表示を同期して行うことで、体験者２に落下感を強く印象付けることができるため、その後は落下映像を表示するだけで体験者２にそれまでと同様な落下感を錯覚させることが出来る。このため、平板１００を短時間回転させるだけで、体験者２はその回転時間を超える時間の落下する強い没入感を体験できる。
　本実施形態では、ＶＲヘッドセット１１は、落下映像が最下位置に達すると最下位置状態であることを手元スイッチ１１３に報知する。手元スイッチ１１３はこのとき振動する。すると、補助者は、落下映像が最下位置状態であることを知ることが出来るため、平板１００を逆回転する。このとき、落下映像から、最下位置から上方に戻ったり最下位置付近で浮遊する浮遊映像に切り替わる。この浮遊映像と平板１００の逆回転とにより、体験者２は最下位置近辺でマイナス加速度により上方に戻ったり浮遊しているように錯覚する。
　このあと、平板１００を図１の元の位置に戻して、体験者２は平板１００から解放される。
　このようにして、体験者２は、バンジージャンプの仮想体験を得ることが出来る。本実施形態では、バンジージャンプの映像を見ることと同期して体験者２の身体が回転するから、落下時の没入感が大きい。このため、体験者２は実際のバンジージャンプと同様な恐怖感を含む仮想体験をすることが出来る。
　なお、図１～図３では、仮想体験装置１の前方に送風機１１４を配置している。送風機１１４は、体験者２に対し、落下時の風を与えるものである。送風機１１４は、停止映像が表示されるときから送風を開始し、落下映像が完全に終了したときに送風を停止する。また、変形例として、落下映像の表示が開始したときから送風量を急激に多くする。このように送風量を制御すれば、実際のバンジージャンプの感覚にさらに近づけることが出来る。
　図４～図６は、バンジー映像ソフトウエアでＶＲヘッドセット１１内の表示器１１２に表示される停止映像と落下映像を切り出した画像（映像フレーム）を示している。
　図４（Ａ）・・・落下直前の停止映像の映像フレーム
　図４（Ｂ）・・・落下開始直後のｔ＝０の映像フレーム
　図４（Ｃ）・・・落下開始直後のｔ＝１の映像フレーム
　図５（Ｄ）・・・落下開始直後のｔ＝２の映像フレーム
　図５（Ｅ）・・・落下開始直後のｔ＝３の映像フレーム
　図５（Ｆ）・・・落下開始直後のｔ＝４の映像フレーム
　図６（Ｇ）・・・落下開始直後のｔ＝５の映像フレーム
　図６（Ｈ）・・・落下開始直後のｔ＝６の映像フレーム
　図６（Ｉ）・・・落下開始直後のｔ＝７の映像フレーム
　落下映像は４秒であるが、上記の落下時の映像フレームは落下映像を一部切り出したものであり、ｔ＝７以降の映像フレームは省略している。実際にはｔ＝７以降の落下時の映像フレームも存在している。また、図１の状態での停止映像の映像フレームと最下位置に達した以降の浮遊時の映像フレームも省略している。
　バンジー映像ソフトウエアは図１のように体験者２が平板１００に固定されてから起動される。バンジー映像ソフトウエアは、図２の落下直前では、図４（Ａ）の映像フレームを含む停止映像を出力する。この停止映像は、ビルの屋上から下を見た落下直前の映像である。実際には、図４（Ａ）の映像フレームは周囲を３Ｄ表示する映像から体験者２の視野方向を切り出したものである為、体験者２が上下左右へ頸部を回すと、それに応じた視野方向の動画映像を表示する。
　平板１００が図２の状態から回転し始めて、ポジショニングセンサ１１０が、ＶＲヘッドセット１１から床３までの距離が高さｈ１となったことを検出すると、映像は停止映像から落下映像に切り替わる。落下映像は、ｔ＝０、ｔ＝１、ｔ＝２・・・・・と連続的に変化する動画映像となって表示器１１２に表示される。
　ｔ＝０～ｔ＝７までの映像フレームは、体験者２がビルの屋上から飛び降りて地上に向かって落下しているときの映像フレームである。この落下時の連続的な映像がＶＲヘッドセット１１内の表示器１１２に表示されることと、体験者２の身体が回転することとにより、体験者２は、落下している強い没入感を得る。
　落下映像は、平板１００の回転が停止して図３の倒立状態となってからもさらに続いている。しかし、体験者２は、ｔ＝０以降の落下映像と平板１００の回転により、落下を体感するため落下感が強く印象付けられる。このため、平板１００の回転が停止していても、その後に続く落下映像により、上述のクロスモーダル効果により引き続き落下していると錯覚する。これにより、回転が１秒の短時間であっても、４秒の落下を仮想体験することが出来る。
　落下映像が最下位置に達したときの映像になれば、制御部１１１は手元スイッチ１１３を振動させる。このとき、補助者は手元スイッチの振動を知ることで、平板１００を逆回転させる。このとき、バンジー映像ソフトウエアは、落下映像から最下位置付近で上下動して浮遊する浮遊映像に切り替える。この浮遊映像と平板１００の逆回転とにより、体験者２は最下位置近辺でマイナス加速度により上方に戻ったり浮遊しているように錯覚する。
　図７は、仮想体験装置１の電気的な構成図を示している。
　ＶＲヘッドセット１１は、複数のカメラで構成されるポジショニングセンサ１１０と制御部１１１と３Ｄ表示が可能な表示器１１２を備えている。また、ＶＲヘッドセット１１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により、手元スイッチ１１３と送風機１１４に接続されている。制御部１１１は図示しないメモリを備え、このメモリに予めバンジー映像ソフトウエアがインストールされている。
　図８は、仮想体験装置１の動作を示すフローチャートである。
　このフローチャートは、ＶＲヘッドセット１１内に設けられている制御部１１１によって実行される。
　ＶＲヘッドセット１１は、本体に設けられている電源スイッチをオンすることで起動する。起動後に、上記制御部１１１とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）によって接続されている手元スイッチ１１３でバンジー映像ソフトウエアを起動する（ＳＴ１、２）。このとき表示器１１２に表示されている映像は停止映像である。
　この後、補助者が体験者２の足元に位置する平板１００の底部を上方に持ち上げる。または、体験者２が前方に少し移動することで自身の重心を前方（頭部方向）に移動させ、必要に応じて両手を上方に持ち上げる。すると、平板１００が回転支持部１０２を中心に回転し始め、頭部が水平よりも少し下がった状態（図２）で平板１００の回転が一旦停止する。このとき、ＶＲヘッドセット１１と床３間の距離は所定の高さｈ１未満である。ＶＲヘッドセット１１の表示器１１２には図４（Ａ）のように、ビルの屋上から下を見る停止映像が出力され、落下直前の状態である。
　図２から平板１００がさらに回転すると、ポジショニングセンサ１１０は、ＶＲヘッドセット１１と床３間の距離が所定の高さｈ１となって第２の状態となったことを検出する（ＳＴ３）。すると、映像が停止映像から落下映像に切替えられる。平板１００は第２の状態から図３の倒立状態まで回転する。この時間は１秒である。落下映像は４秒続くため、図３の倒立状態となっても落下映像はしばらく表示器１１２に表示される。
　落下映像が最下位置の映像になると（ＳＴ５）、手元スイッチ１１３を振動させる。補助者は、落下映像が最下位置の映像になったことを知り、このタイミングで平板１００を逆回転させる。すると、映像が落下映像から浮遊映像に切替えられる（ＳＴ７）。体験者２は最下位置近辺でマイナス加速度により上方に戻ったり浮遊しているように錯覚する。
　浮遊映像が終了した段階で全ての動作が終了する。
　なお、本実施形態では、仮想体験装置１の前方（図１～３の左側）の床３上にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）で接続された送風機１１４を配置している。制御部１１１は、ＳＴ１になると送風機１１４をからの送風を開始する。ＳＴ５になったとき、またはＳＴ７を終了したときに送風を停止する。このように送風を同期させることで、バンジージャンプによる落下感をより一層高めることが出来る。送風による風圧の感覚は、上述のクロスモーダル効果に寄与するものと思われる。変形例として、ＳＴ１のときの送風量よりもＳＴ４での送風量を大きくすることが可能である。これにより、停止時（図１、２）よりも落下時（図２→図３）の風が強くなり、落下感がより大きくなる。また、ＳＴ４において送風量を時間の経過にしたがって大きくすることも可能であり、このようにすることで落下感がより一層大きくなる。
　以上の動作により、平板１００が、図１の状態から図３の状態になるまで回転することで、そして、それに同期してバンジージャンプ時の停止映像と落下映像をＶＲヘッドセット１１内の表示器１１２に表示することで、体験者２は、仮想空間において実際のバンジージャンプを強い没入感で体験することが可能である。
　別の実施例として、バンジー映像ソフトウエアに代えて、ジェットコースターの落下映像ソフトウエアをインストールすることもできる。ジェットコースターの落下映像ソフトウエアでも、バンジー映像ソフトウエアと同様に、実際のジェットコースターの急激な降下時を強い没入感で体験することが可能である。
　なお、本実施形態では、器具本体１０３を逆Ｖ字形状となる構造としているが、平板１００と回転支持部１０２とを安定に保持することのできる形状であれば、その形状は逆Ｖ字形状でなくても構わない。また、床３は、器具本体１０３を略水平に保つことができるのであれば、器具本体１０３を左右に回転あるいは前後させる台やレールを組み合わせても構わない。このような構造であれば、停止状態のときに、器具本体１０３を前進または左右に回転させることで、実際のバンジージャンプにより近い仮想体験が可能となる。
　また、平板１００の回転は手動ではなく、モータを使って自動で行うことも可能である。さらに、本実施形態では、平板１００が図２～図３まで回転する時間を１秒とし、落下映像の出力時間を４秒としたが、その時間に限定されるものではない。これらの時間は、体験者２の種類（大人や子供）、器具本体１０３の大きさ・構造、映像ソフトウエアの特性（バンジージャンプやジェットコースターの種類や落下時）などにより適宜設定される。これらの設定を手元スイッチやＶＲヘッドセット１１のスイッチ等で行うことも可能である。
１－仮想体験装置
２－体験者
３－床
１０－器具
１１－ＶＲヘッドセット
１００－平板

Claims (4)

  1. 　体験者が固定される平板と、
    　前記平板を回転可能に支持する回転支持部が形成され、前記体験者を頭部が足部よりも上方に位置する第１の状態から前記体験者の身体が倒立する倒立状態まで前記平板を回転可能にする器具と、
    　前記体験者の頭部に取り付けられるＶＲヘッドセットと、を備え、
    　前記ＶＲヘッドセットは、
    　前記器具が前記第１の状態から回転して前記器具が設置される床面からの高さが所定の高さ以下となったときの第２の状態を検出するセンサと、
    　仮想空間上の映像表示を行う表示器と、
    　前記第１の状態で前記表示器に表示される停止映像と、前記第２の状態になったときから前記表示器に表示される落下映像とを含む映像ソフトウエアと、を備える、
    　落下感を体験可能な仮想体験装置。
  2. 　前記落下映像は、前記体験者の身体が前記倒立状態となった以降も落下する映像を含む、請求項１記載の落下感を体験可能な仮想体験装置。
  3. 　前記ＶＲヘッドセットは、前記落下映像が最下位置に達すると最下位置状態であることを外部に報知する請求項２記載の落下感を体験可能な仮想体験装置。
  4. 　前記停止映像と前記落下映像は、バンジージャンプをするときの映像で構成される、請求項１から３のいずれかに記載の落下感を体験可能な仮想体験装置。
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