WO2023120005A1 - 仮想空間における移動を操作する家具型機器 - Google Patents

仮想空間における移動を操作する家具型機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2023120005A1
WO2023120005A1 PCT/JP2022/043144 JP2022043144W WO2023120005A1 WO 2023120005 A1 WO2023120005 A1 WO 2023120005A1 JP 2022043144 W JP2022043144 W JP 2022043144W WO 2023120005 A1 WO2023120005 A1 WO 2023120005A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
user
virtual
furniture
movement
movement amount
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/043144
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英悟 池谷
Original Assignee
有限会社池谷製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 有限会社池谷製作所 filed Critical 有限会社池谷製作所
Priority to CN202280020094.1A priority Critical patent/CN117120957A/zh
Priority to US18/280,503 priority patent/US20240082695A1/en
Priority to EP22910723.0A priority patent/EP4290340A1/en
Publication of WO2023120005A1 publication Critical patent/WO2023120005A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/21—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types
    • A63F13/211—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types using inertial sensors, e.g. accelerometers or gyroscopes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/21—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types
    • A63F13/214—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types for locating contacts on a surface, e.g. floor mats or touch pads
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/21—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types
    • A63F13/218—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types using pressure sensors, e.g. generating a signal proportional to the pressure applied by the player
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/24—Constructional details thereof, e.g. game controllers with detachable joystick handles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/40—Processing input control signals of video game devices, e.g. signals generated by the player or derived from the environment
    • A63F13/42—Processing input control signals of video game devices, e.g. signals generated by the player or derived from the environment by mapping the input signals into game commands, e.g. mapping the displacement of a stylus on a touch screen to the steering angle of a virtual vehicle
    • A63F13/428—Processing input control signals of video game devices, e.g. signals generated by the player or derived from the environment by mapping the input signals into game commands, e.g. mapping the displacement of a stylus on a touch screen to the steering angle of a virtual vehicle involving motion or position input signals, e.g. signals representing the rotation of an input controller or a player's arm motions sensed by accelerometers or gyroscopes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0481—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] based on specific properties of the displayed interaction object or a metaphor-based environment, e.g. interaction with desktop elements like windows or icons, or assisted by a cursor's changing behaviour or appearance
    • G06F3/04815—Interaction with a metaphor-based environment or interaction object displayed as three-dimensional, e.g. changing the user viewpoint with respect to the environment or object

Definitions

  • the present invention relates to technology for equipment that serves as a user interface for virtual space.
  • the present invention relates to technology for manipulating movement of virtual objects (avatars and characters) in virtual reality and game spaces.
  • Virtual reality is a technology that allows a user wearing an HMD (Head Mount Display) terminal to view a three-dimensional virtual space.
  • the user can move in the virtual space by his/her own operation, and can get a feeling of being immersed in the virtual space.
  • This HMD terminal may access the virtual space server via a network, or may be equipped with the virtual space server itself.
  • the HMD terminal detects the movement of the user's head with a posture sensor, and controls the user's field of view and position within the virtual space according to the measured value.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a conventional user's operation on a virtual space.
  • the user wears the HMD terminal on the head.
  • the user is looking at the display of a terminal such as a personal computer, tablet or smart phone.
  • These terminals access the virtual space server via the network and project the virtual space on the display.
  • the user moves within the virtual space by operating a stick device or a game controller while visually recognizing the virtual space.
  • the virtual space server may be a virtual space dedicated server located on the Internet, or may be a virtual space dedicated server located locally.
  • Examples of services that provide virtual spaces include social VR platforms such as VRChat (registered trademark), Metaverse (registered trademark), and Second Life (registered trademark).
  • Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1 there has also been proposed a technique of manipulating movement in virtual space by pressing the user's thigh against a cushion in front of it.
  • This technique includes a thigh support that supports the user's thigh so as to be movable in the direction of movement, a first sensor that detects the force received from the thigh, and a rotation angle of the thigh support. and a third sensor for detecting the posture of the user.
  • the user's walking motion is estimated from the detection results of these sensors, and an image corresponding to that is presented to the user.
  • Patent Document 2 discloses a chair-like device equipped with a transducer as a user interface that replaces a mouse, although it differs from user movement in virtual space.
  • This chair-like device uses a transducer for detecting horizontal movement from the rotational movement of the chair and a transducer for detecting vertical movement.
  • a detection signal can be output to a display device to move the position of the cursor on the display device. For example, when the user rotates the body, the cursor on the display moves horizontally, and when the user moves forward or backward, the cursor on the display moves vertically. Further, it is also possible to use the detection result of the seat sensor as left and right clicks, the detection result of the back sensor as middle click, and the detection result of the rotation sensor as scrolling by a scroll wheel.
  • Non-Patent Document 2 discloses a device that uses a walking board placed under the user's legs to control the movement of the user in a virtual space.
  • Non-Patent Document 3 discloses a device in which a step device is arranged under the legs of a user seated on a chair, and movement is controlled by the user stepping on the legs.
  • Patent Document 1 it is possible to move an avatar or character imitating the user in the virtual space. That is, movement in the virtual space is controlled by the user himself/herself while getting a sense of immersion in the virtual space.
  • the problem is that even if the user moves while walking in the virtual space, it is difficult for the user to move while walking in the real space.
  • a user wearing an HMD terminal may collide with surrounding obstacles when moving in the real space while immersed in the virtual space.
  • the range in which the user can move without looking at the surroundings is realistically about 3 m square. Therefore, it is necessary to restrict the movement of the user in the real space as much as possible, while giving the user the feeling of moving freely in the virtual space, so that the user can enjoy the feeling of being immersed in the virtual space.
  • Non-Patent Document 1 walking motion is simulated by sliding on the walking board under the leg. Further, in the techniques disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, walking motion is simulated by applying pressure to the cushion on the front surface of the thigh. Both of these technologies are not suitable for long-term use or for use by people with weak legs, although they provide a realistic feeling of walking motion because they are used in a standing position. Moreover, when performing a rotation operation, it is actually necessary to turn backward, and there is a concern that the robot may collide with an obstacle in the real space. Furthermore, it is rather difficult to perform a reverse maneuver, such as backing up.
  • Patent Document 2 simulates the operation of a mouse using a device placed on a chair, and does not operate the movement of the user in the virtual space.
  • an object of the present invention is to provide a furniture-type device that can give the user a feeling of movement in a virtual space while restricting the movement of the user in the real space as much as possible.
  • a furniture-type device on which a user can sit a leg sensor disposed on a surface on which the user's legs are adjacent, and using measured values relating to the respective displacements of the user's left and right legs as a virtual movement amount of the user in the virtual space; a back sensor arranged in a portion close to the user's back and recognizing forward or backward movement of the user in the virtual space based on the displacement of the user's back;
  • a furniture-type device characterized by outputting the virtual amount of movement and the recognition result of forward movement or backward movement as a virtual movement amount of forward movement or a virtual movement amount of backward movement.
  • the leg sensor detects the speed of the displacement as the speed of the virtual movement amount
  • the furniture-type device outputs the speed of the virtual movement amount and the forward or backward recognition result as the speed of the virtual movement amount of forward movement or the speed of the virtual movement amount of backward movement
  • the leg sensor detects the acceleration of the displacement as the acceleration of the virtual movement amount
  • the furniture-type device outputs the acceleration of the virtual movement amount and the recognition result of the forward movement or the backward movement as the acceleration of the virtual movement amount of forward movement or the acceleration of the virtual movement amount of backward movement.
  • the back sensor recognizes that the user is moving backward when the user's back is warped.
  • leg sensors are arranged for each of the user's right leg and left leg, and the measurement values obtained alternately for the right leg and the left leg are It is also preferable to use the virtual movement amount related to the user's walking motion in the virtual space.
  • the leg sensors are arranged on the surface to which the user's thighs are adjacent and/or the surface to which the user's calves are adjacent.
  • the furniture-type device of the present invention is arranged on the rotating portion of the leg portion of the furniture or on the seat surface portion on which the user sits, and relates to the displacement in the action of turning the user's body left and right. It is also preferable to further have a rotation sensor that outputs the measured value as a virtual amount of movement to the left and right.
  • the furniture-type device is preferably chair-shaped, wheelchair-shaped, mat-shaped, or sheet-shaped.
  • the furniture-type device provides a terminal with a terminal when the virtual movement amount reaches a first predetermined threshold value or more, or when the virtual movement amount It is also preferable to issue an alarm to a user or an observer when the value is equal to or lower than a second predetermined threshold for a predetermined period of time.
  • the furniture-type device of the present invention it is possible to limit the movement of the user in the real space as much as possible, while giving the user a feeling of movement in the virtual space.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a chair-like furniture-type appliance according to the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of leg sensors in the chair-like furniture-type device according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a user's operation on the virtual space according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining virtual forward and backward movement according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining virtual rotation according to the present invention
  • 1 is a schematic diagram showing a wheelchair-like furniture-type appliance according to the present invention
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a mat-like and sheet-like furniture-type appliance according to the present invention
  • FIG. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a user's operation on a conventional virtual space;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a chair-like furniture-type device according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a chair-like furniture-type device 1 as one embodiment of the furniture-type device according to the present invention.
  • One or more sensors are arranged on the surface of the furniture-type device 1 on which the user's body is close. These sensors output measurement values relating to the displacement of each of the left and right bodies of the user as the "virtual movement amount" of the user in the virtual space.
  • the chair-like furniture-type device 1 has a leg sensor 11, a back sensor 12, and a rotation sensor 13. Of course, only one sensor may be arranged. These sensors may be capable of transmitting their own output (information related to virtual movement amount) to the outside (for example, terminal 2). Further, a communication unit may be provided that receives outputs from these sensors and transmits information related to the virtual movement amount to the outside (for example, the terminal 2).
  • the leg sensors 11 are arranged on the "surface close to the thighs" of the seated user. According to FIG. 1, the leg sensor 11 is arranged on a surface close to the back side of the thigh and detects the displacement associated with the motion of the user dropping the thigh from top to bottom. Further, the leg sensor 11 outputs measurement values relating to the displacement of each of the left and right legs caused by the user's motion as the "virtual movement amount" of the user's "forward movement” in the virtual space. If the left and right bodies whose displacements are to be detected are ankles, arms, etc., the sensors 11 are arranged on the surfaces close to them.
  • the leg sensor 11 may include a pressure sensor such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). For example, in MEMS, pressure is detected as deformation on a diaphragm. Alternatively, the pressure sensor may be of a type that detects a change in capacitance or strain of a gauge. Additionally, leg sensor 11 may comprise a Hall effect sensor. A Hall effect sensor, in combination with a permanent magnet, can detect pressure. Furthermore, the leg sensor 11 may include a distance sensor, speed sensor, or acceleration sensor. In any case, the device included in the leg sensor 11 may detect the displacement of the user's body caused by stepping. It is also preferred that the device has no physical contact and is substantially wear-free.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the back sensor 12 is placed on the “surface close to the back" of the seated user.
  • the back sensor 12 detects the displacement of the back caused by the user's motion, it recognizes that the user is “backward” in the virtual space, and outputs the recognition result of "backward”. Further, when the "backward movement” is not recognized, the recognition result of "forward movement” may be output in accordance with the output of the leg sensor 11.
  • the back sensors 12 may also include pressure sensors, Hall effect sensors, distance sensors, and the like.
  • the back sensor 12 may be attached to the support of the backrest, and may include a bending sensor or an inclination sensor capable of measuring the degree of curvature of the backrest.
  • the rotation sensor 13 is arranged at a "part where rotation of the body can be detected" of the seated user. For example, it is arranged on the rotating portion of the leg portion of the furniture or on the seat portion on which the user sits.
  • the rotation sensor 13 outputs a measurement value related to the displacement in the user's motion of rotating his or her body to the left or right as a "virtual amount of rotation", which is the amount of virtual movement of the user to the left or right in the virtual space.
  • the rotation sensor 13 is a sensor (for example, a rotary encoder) that detects the difference in rotation between a rotating object and a non-rotating object. Such devices can also output rotation angle and rotation speed. Hall effect sensors, as previously described, can also detect the angle of rotation.
  • the rotation sensor may include an IMU (Inertial Measurement Unit) as another embodiment. By using the IMU, even if the furniture-type device is in the form of a sheet, the gyro sensor can detect the rotation.
  • the IMU may be a sensor unit in which a plurality of physical information sensors (for example, an acceleration sensor, a rotational angular acceleration sensor, etc.) other than the gyro sensor are integrated into one package.
  • the use of an IMU eliminates the need for sensor adjustment and correction, and allows highly accurate measurement values to be obtained with an optimum degree of freedom.
  • the rotation angle of the seat surface can be detected by incorporating the rotation sensor 13 into the seat surface, not limited to the leg portion having the rotation axis.
  • the virtual rotation amount which is the measured value output by the rotation sensor 13, represents the rotation of the entire body of the virtual object (avatar or character) in the virtual space.
  • This virtual rotation amount includes, for example, information about the orientation of the body other than the head.
  • the direction of the head is detected by, for example, a posture sensor mounted on the HMD terminal.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the leg sensors in the chair-shaped furniture-type device according to the present invention.
  • the front curtain surface is installed on the seat surface, and the leg sensor 11 is arranged on the front curtain surface.
  • the leg sensor 11 is arranged on the "surface close to the calf (rear side) of the leg" of the seated user. Accordingly, the leg sensor 11 detects the displacement associated with the user's kicking action by moving the calf backward.
  • the leg sensor 11 is arranged on the "surface close to the thighs (front front side)" of the seated user. Thereby, the leg sensor 11 detects the displacement associated with the motion of pushing up the thigh by the user.
  • This leg sensor 11 also serves as a cover that covers the user's thighs, for example. That is, it also has the effect of supporting the thighs so that the user who is immersed in the virtual space does not fall from the chair.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a user's operation on the virtual space according to the present invention.
  • the user can sit on the chair-like furniture-type device 1 of the present invention and operate his/her own movement in the virtual space.
  • the user wears the HMD terminal 2 on the head as in FIG. 8A, and the HMD terminal 2 accesses the virtual space server 3 via wireless communication.
  • the chair-like furniture-type device 1 shown in FIG. 3A can detect the displacement of each of the user's left and right thighs (rear back), as in FIG.
  • the user visually recognizes the display of the terminal 2, and the terminal 2 accesses the virtual space server 3 via the network, as in FIG. 8(b).
  • the chair-like furniture-type device 1 shown in FIG. 3(b) can detect the displacement of each of the left and right thighs (front front side) of the user in the same manner as in FIG. 2(b).
  • the terminal 2 communicates with (the information processing unit of) the furniture-type device 1 wirelessly or by wire, and transmits the "virtual movement amount" received from the furniture-type device 1 to the user in the virtual space or game space visually recognized by the user.
  • the movement of the virtual object is regarded as the amount of movement of the virtual object, and the movement of this virtual object is controlled.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining virtual forward and reverse travel according to the present invention.
  • the leg sensors 11 are arranged on each of the left and right legs of the user, and the measurement values related to the displacement by the left and right sensors are used to detect the user's walking motion in the virtual space. output as a result.
  • the user alternately moves the thighs and calves up and down (fluttering) with the intention of actually walking in the real space.
  • the leg sensor 11 detects the displacement, outputs the measured value as a virtual movement amount in the virtual space, and reflects it in walking in the virtual space.
  • the virtual object in the virtual space is in a situation where it has to exercise to strengthen the muscles of the legs. At this time, the movement of the user's leg in the real space becomes the movement of the virtual object in the virtual space.
  • the leg sensor 11 may output the amount of change in displacement per time, that is, the speed of displacement as the "virtual movement amount speed".
  • the greater the alternating velocities of the left and right legs of the user in the real space the faster the virtual object moves in the virtual space.
  • the smaller the alternating velocities in the left and right legs the slower the virtual object moves in virtual space.
  • the leg sensor 11 may output the amount of change in displacement speed per time in the sensor, that is, the acceleration of displacement as "acceleration of virtual movement amount".
  • the greater the change in pressure from the user's leg in the real space the greater the acceleration of movement of the virtual object in the virtual space.
  • the smaller the change in pressure from the leg the smaller the acceleration of the movement of the virtual object in the virtual space.
  • the leg sensor 11 outputs a measurement value related to the displacement detected by such movement as a virtual movement amount related to the user's jump, Virtual objects in space can also be made to jump momentarily.
  • the user when the virtual space is underwater, the user can manipulate the movement of the virtual object by alternately moving the left and right legs in the real space as if the virtual object were swimming in the water with flapping legs.
  • the virtual movement amount has been described as an amount corresponding to the "movement distance" of the avatar.
  • the amount of virtual movement of the avatar in the virtual space is not only a mere movement of the avatar itself, but also an amount that affects various video spaces that change accordingly.
  • the back sensor 12 recognizes and outputs the measured value related to the displacement of the user's back as the amount related to the backward movement of the user in the virtual space. This determines the moving direction of the virtual object as "backward".
  • FIG. 4(c) Virtual Backward Movement>
  • the user After the moving direction of the virtual object is recognized as "backward" as shown in FIG. 4B, the user alternately moves the left and right thighs and calves up and down ( fluttering). That is, the user in the physical space alternately moves the left and right legs while pressing the back against the backrest and turning over as an operation on the virtual object. Such an operation causes the virtual object in the virtual space to move backward.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining virtual rotation according to the present invention.
  • the rotation sensor 13 is arranged, for example, at a rotating portion of a leg of furniture. According to FIG. 5, a rotation sensor 13 is arranged on the axis of rotation of the chair and can detect its rotation angle and rotation speed.
  • the furniture-type device 1 communicates with the terminal 2 that provides the virtual space to the user.
  • the terminal 2 is, for example, an HMD terminal or a terminal such as a personal computer, and is a device that allows a user to visually recognize a virtual space.
  • the terminal 2 notifies the user of an alarm when the virtual movement amount received from the furniture-type device 1 satisfies, for example, the following conditions (1) or (2).
  • a predetermined virtual movement amount is greater than or equal to a first predetermined threshold.
  • the predetermined virtual movement amount remains equal to or less than the second predetermined threshold for a predetermined period of time.
  • the chair may topple over. Therefore, when the virtual amount of movement from the back sensor 12 reaches or exceeds a predetermined threshold value, an alarm is notified to the user or supervisor.
  • a predetermined threshold value For example, in the case of a nursing care facility for rehabilitation, the user may be a care recipient and the monitor may be a caregiver. Also, for example, in the case of a hospital, the user may be a patient and the monitor may be a nurse. Also, users are at risk of economy class syndrome if their legs are not moving for long periods of time. Therefore, when the virtual movement amount from the leg sensor 11 continues to fall below a predetermined threshold value for a predetermined period of time, an alarm is notified to the user or supervisor.
  • the furniture-type device 1 is an airplane seat
  • the user may be a passenger and the supervisor may be a cabin attendant.
  • the user makes excessive repetitive leg motions, back motions, or rotational motions, a hazard may arise.
  • the terminal 2 notifies an alarm when the virtual movement amount received from the furniture-type device 1 indicates such a case.
  • the furniture-type device 1 may be chair-shaped, but as another embodiment, it may be wheelchair-shaped, mat-shaped, or sheet-shaped.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a wheelchair-like furniture-type device according to the present invention.
  • the furniture-type device 1 is in the shape of a wheelchair.
  • a physically handicapped user requiring care wears the HMD terminal 2 and experiences a virtual space
  • the display of the HMD terminal 2 displays an image of the user walking as a virtual space.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing mat-like and sheet-like furniture-type equipment according to the present invention.
  • a mat-like furniture-type device may be, for example, a cushion or a cushion-like one.
  • This furniture-type cushion is close to the user's body and can have a sensor built into it.
  • the cushion may be placeable on the seat and/or back of a chair.
  • the furniture-type device of the present invention may be in the form of a sheet.
  • the seat as this furniture-type device itself is a sensor and is close to the user's body.
  • this sheet is a built-in pressure distribution sensor sheet and is a film sensor sheet with a thickness of about 0.1 mm, the pressure can be detected in real time. Further, when such a sheet is applied to the leg sensor 11, depending on the type of the sheet, the pressure on the left and right can be detected with only one sheet without using one sheet on each side (two sheets in total). Some can.
  • the furniture-type device of the present invention it is possible to restrict the movement of the user in the real space as much as possible, while giving the user a feeling of movement in the virtual space. can.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

現実空間でのユーザの移動をできる限り制限する一方で、仮想空間においてはユーザに対し移動している感覚を与えることができる家具型機器を提供する。ユーザが着座可能な本家具型機器は、（ａ）ユーザの脚が近接する面に配置され、当該ユーザの左右の脚それぞれの変位に係る計測値を、仮想空間における当該ユーザの仮想移動量とする脚部センサと、（ｂ）当該ユーザの背中に近接する部分に配置され、ユーザの背中の変位に基づき、仮想空間における当該ユーザの前進又は後進を認識する背部センサとを有し、当該仮想移動量及び当該前進又は後進の認識結果を、前進の仮想移動量又は後進の仮想移動量として出力する。また本家具型機器は、当該変位の速度である仮想移動量の速度、及び／又は、当該変位の加速度である仮想移動量の加速度を出力することも好ましい。

Description

仮想空間における移動を操作する家具型機器
　本発明は、仮想空間のユーザインタフェースとなる機器の技術に関する。特に、仮想現実（Virtual Reality）やゲームの空間における仮想オブジェクト（アバターやキャラクタ）の移動を操作する技術に関する。
　本出願は、パリ条約の下、２０２１年１２月２０日に出願された日本国特許出願ＪＰ２０２１－２０５８９８についての優先権の利益を主張しており、それらの日本国特許出願は、ＰＣＴ規則第２０．６の規定によって、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。
　仮想現実とは、ＨＭＤ（Head Mount Display）端末を装着したユーザに、３次元の仮想空間を視認させる技術をいう。ユーザは、自らの操作によって仮想空間内を移動することができ、仮想空間への没入感を得ることができる。このＨＭＤ端末は、ネットワークを介して仮想空間サーバへアクセスするものであってもよいし、自ら仮想空間サーバを搭載したものであってもよい。ＨＭＤ端末は、ユーザの頭部の動きを姿勢センサによって検出し、その計測値に応じて、仮想空間内におけるそのユーザの視界や位置を制御する。
　図８は、従来の仮想空間に対するユーザによる操作を説明するための模式図である。
　図８（ａ）によれば、ユーザは、ＨＭＤ端末を頭部に装着している。また、図８（ｂ）によれば、ユーザは、パーソナルコンピュータ、タブレット又はスマートフォンといったような端末のディスプレイを見ている。これらの端末は、ネットワークを介して仮想空間サーバへアクセスし、ディスプレイに仮想空間を映し出す。また、ユーザは、仮想空間を視認しながら、スティック機器やゲームコントローラを操作することによって、その仮想空間内を移動する。
　尚、仮想空間サーバは、インターネットに配置された仮想空間専用サーバであってもよいし、ローカルに配置された仮想空間専用サーバであってもよい。仮想空間を提供するサービスとしては、例えばVRChat（登録商標）やMetaverse（登録商標）、Second Life（登録商標）といったようなソーシャルＶＲプラットフォームが挙げられる。
　従来、例えば特許文献１及び非特許文献１に開示されているように、ユーザの大腿部を、その前方のクッションに押し付けることによって、仮想空間における移動を操作する技術も提案されている。この技術では、使用者の大腿部を進行方向に可動なように支持する大腿部支持部と、大腿部から受ける力を検出する第１のセンサと、大腿部支持部の回転角度を検出する第２のセンサと、使用者の姿勢を検出する第３のセンサとを有する。これらのセンサでの検出結果から使用者の歩行動作を推定し、それに応じた映像を使用者に提示する。使用者の大腿部を進行方向に可動なように支えることで進行方向での重心変化を生じさせ、さらに使用者の歩行動作に応じた映像を提示することによって歩行感覚を提供する。足の動きに合わせて床を動かす大掛かりな装置や大腿部を昇降させる駆動部を必要とせず、コンパクトで軽量な装置を安価に実現する。
　また、特許文献２には、仮想空間におけるユーザの移動とは異なるが、マウスに代わるユーザインタフェースとして、トランスデューサを搭載した椅子状機器が開示されている。この椅子状機器では、椅子の回転運動から水平方向の動きを検出するトランスデューサと、鉛直方向の動きを検出するトランスデューサとが使用される。検出信号を表示装置へ出力し、その表示装置上のカーソルの位置を移動させることができる。例えば、ユーザが身体を回転させた際、表示装置上のカーソルを水平方向に動かし、ユーザが前方又は後方へ動いた際、表示装置上のカーソルを鉛直方向に動かす。また、座面センサの検出結果を左右クリックとし、背中センサの検出結果を中クリックとし、回転センサの検出結果をスクロールホイールによるスクロールとして用いることもできる。
　また、仮想空間を移動するための様々な操作機器が提案されている。例えば非特許文献２には、ユーザの脚下に配置された歩行ボードを用いて、仮想空間におけるユーザの移動を操作する機器が開示されている。また、例えば非特許文献３には、椅子に着座したユーザの脚下にステップ装置を配置し、ユーザの脚踏みによって移動を操作する機器が開示されている。
特許第６７９５１９０号公報 特表平１０－５０２４７４号公報
MOVERE、[online]、［令和３年１２月１２日検索］、インターネット＜URL:https://movere.co.jp/index.php/crus-3/＞ KAT-VR、[online]、［令和３年１２月１２日検索］、インターネット＜URL:https://www.kat-vr.com＞ ROTOVR、[online]、［令和３年１２月１２日検索］、インターネット＜URL:https://www.rotovr.com/＞
　上述した特許文献１及び非特許文献１～３といったような従来技術によれば、仮想空間内で、ユーザ自身を模したアバターやキャラクタを移動させることができる。即ち、仮想空間内における移動は、ユーザが仮想空間への没入感を得ながら自ら主導して操作するものとなっている。
　ここで、仮想空間内では歩行しながら移動していても、現実空間内ではユーザ自身が歩行しながら移動することは困難であることが問題となっている。例えば、ＨＭＤ端末を装着したユーザは、仮想空間内に没入している中、現実空間で移動すると、周辺の障害物に衝突する恐れがある。例えばユーザが一人で室内にいる場合に、周囲を見ないで移動できる範囲は、現実的に３ｍ四方程度である。したがって、現実空間ではユーザの移動をできる限り制限する一方で、仮想空間においてはユーザに対し自由に移動している感覚を与えて、仮想空間への没入感をユーザに享受させる必要がある。
　非特許文献１に開示された技術では、脚下の歩行ボードの上を滑ることによって歩行動作を模擬している。また、特許文献１及び非特許文献２に開示された技術では、大腿部前面のクッションに圧力をかけることによって歩行動作を模擬している。いずれの技術も、立った状態で使用するために歩行動作のリアル感はある一方で、長時間の使用や、足腰が弱い人の使用には適さない。また、回転操作を行う場合、実際には後方へ振り返る必要が生じ、現実空間において障害物に衝突することも懸念される。さらに、後ずさりするような後進操作を実施することは相当に難しい。
　ちなみに、特許文献２に開示された技術は、椅子に配置されたデバイスによってマウスの操作を模擬するものであって、仮想空間におけるユーザの移動を操作するものではない。
　そこで本発明は、現実空間でのユーザの移動をできる限り制限する一方で、仮想空間においてはユーザに対し移動している感覚を与えることができる家具型機器を提供することを目的とする。
　本発明によれば、ユーザが着座可能な家具型機器であって、
　ユーザの脚が近接する面に配置され、当該ユーザの左右の脚それぞれの変位に係る計測値を、仮想空間における当該ユーザの仮想移動量とする脚部センサと、
　当該ユーザの背中に近接する部分に配置され、ユーザの背中の変位に基づき、仮想空間における当該ユーザの前進又は後進を認識する背部センサと
を有し、
　当該仮想移動量及び当該前進又は後進の認識結果を、前進の仮想移動量又は後進の仮想移動量として出力する
ことを特徴とする家具型機器が提供される。
　本発明の家具型機器における一実施形態として、
　脚部センサは、当該変位の速度を、当該仮想移動量の速度として検出し、
　本家具型機器は、当該仮想移動量の速度及び当該前進又は後進の認識結果を、前進の仮想移動量の速度又は後進の仮想移動量の速度として出力する、
及び／又は、
　脚部センサは、当該変位の加速度を、当該仮想移動量の加速度として検出し、
　本家具型機器は、当該仮想移動量の加速度及び当該前進又は後進の認識結果を、前進の仮想移動量の加速度又は後進の仮想移動量の加速度として出力する
ことも好ましい。
　本発明の家具型機器における他の実施形態として、背部センサは、ユーザの背反りをもって後進と認識することも好ましい。
　本発明の家具型機器における更なる他の実施形態として、脚部センサは、ユーザの右脚及び左脚の各々に対し配置されており、右脚及び左脚について交互に得られる計測値を、仮想空間における当該ユーザの歩行動作に係る仮想移動量とすることも好ましい。
　本発明の家具型機器における更なる他の実施形態として、脚部センサは、ユーザの大腿が近接する面、及び／又は、ユーザの脚のふくらはぎが近接する面に配置されることも好ましい。
　本発明の家具型機器における更なる他の実施形態として、家具としての脚部の回転部分又はユーザが着座する座面部分に配置され、ユーザによる自らの身体を左右に回転させる動作における変位に係る計測値を、左右への仮想移動量として出力する回転センサを更に有することも好ましい。
　本発明の家具型機器における更なる他の実施形態として、本家具型機器は、椅子状、車椅子状、マット状、又は、シート状であることも好ましい。
　本発明の家具型機器における更なる他の実施形態として、本家具型機器は、端末に対して、当該仮想移動量が第１の所定閾値以上となった際に、又は、当該仮想移動量が所定時間継続して第２の所定閾値以下となった際に、ユーザ又は監視者に対してアラームを通知させることも好ましい。
　本発明による家具型機器によれば、現実空間でのユーザの移動をできる限り制限する一方で、仮想空間においてはユーザに対し移動している感覚を与えることができる。
本発明による椅子状の家具型機器を示す模式図である。 本発明による椅子状の家具型機器における脚部センサの配置を説明するための模式図である。 本発明に係る仮想空間に対するユーザによる操作を説明するための模式図である。 本発明に係る仮想的な前進及び後進を説明するための模式図である。 本発明に係る仮想的な回転を説明するための模式図である。 本発明による車椅子状の家具型機器を示す模式図である。 本発明によるマット状及びシート状の家具型機器を示す模式図である。 従来の仮想空間に対するユーザによる操作を説明するための模式図である。
　以下では、図面を用いて、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
　図１は、本発明による椅子状の家具型機器を示す模式図である。
　図１には、本発明による家具型機器の一実施形態としての椅子状の家具型機器１が示されている。家具型機器１には、ユーザの身体が近接する面に、１つ以上のセンサが配置されている。これらセンサは、ユーザの左右の身体それぞれの変位に係る計測値を、仮想空間における当該ユーザの「仮想移動量」として出力する。
　図１によれば、椅子状の家具型機器１は、脚部センサ１１と、背部センサ１２と、回転センサ１３とを有している。勿論、いずれか１つのセンサのみが配置されたものであってもよい。これらのセンサは、自らの出力（仮想移動量に係る情報）を外部（例えば端末２）に送信可能であってもよい。また、これらのセンサからの出力を受け取って、仮想移動量に係る情報を外部（例えば端末２）に送信する通信部が設けられていてもよい。
＜脚部センサ１１＞
　脚部センサ１１は、着座したユーザの「大腿部に近接する面」に配置される。図１によれば、脚部センサ１１は、大腿部の後裏側に近接する面に配置されており、ユーザが大腿部を上から下に落とす動作に係る変位を検出する。また脚部センサ１１は、ユーザの動作によって生じる左右の脚それぞれの変位に係る計測値を、仮想空間における当該ユーザの「前進」の「仮想移動量」として出力する。尚、変位を検出すべき左右の身体が、足首や腕等であれば、それらに近接する面に、センサ１１が配置される。
　脚部センサ１１は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)等の圧力センサを備えていてもよい。例えばＭＥＭＳの場合、圧力を、隔膜(diaphragm)に加わる変形として検出する。また、静電容量の変化やゲージの歪みを検出するタイプの圧力センサであってもよい。さらに、脚部センサ１１は、ホール効果センサを備えていてもよい。ホール効果センサは、永久磁石との組合せによって、圧力を検出することができる。更に、脚部センサ１１は、距離センサ、速度センサや、加速度センサを備えていてもよい。いずれにしても、脚部センサ１１が備えるデバイスは、ユーザの身体における脚踏みによる変位を検出するものであってもよい。また、物理的接触がなく実質的に摩耗が生じないデバイスであることが好ましい。
＜背部センサ１２＞
　背部センサ１２は、着座したユーザの「背中に近接する面」に配置される。背部センサ１２は、ユーザの動作によって生じる背中の変位を検出した際、仮想空間において当該ユーザは「後進」していると認識し、「後進」との認識結果を出力する。また、「後進」と認識しない場合、脚部センサ１１の出力に合わせ、「前進」との認識結果を出力してもよい。背部センサ１２も、脚部センサ１１と同様に、圧力センサ、ホール効果センサや、距離センサ等を備えていてもよい。また、背部センサ１２は、背もたれの支柱に取り付けられ、背反り具合を計測可能な曲げセンサや傾きセンサを備えていてよい。
＜回転センサ１３＞
　回転センサ１３は、着座したユーザの「身体の回転を検出可能な部位」に配置される。例えば、家具としての脚部の回転部分又はユーザが着座する座面部分に配置される。回転センサ１３は、ユーザによる自らの身体を左右に回転させる動作における変位に係る計測値を、仮想空間におけるこのユーザの左右への仮想移動量としての「仮想回転量」として出力する。
　回転センサ１３は、回転物体と非回転物体との間の回転差分を検出するセンサ（例えばロータリーエンコーダ）である。このようなデバイスは、回転角や回転速度を出力することもできる。前述したホール効果センサも、回転角を検出することができる。また、回転センサは、他の実施形態として、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit，慣性計測ユニット）を備えていてもよい。ＩＭＵを用いることによって、家具型機器がシート状であっても、ジャイロセンサによって、回転を検出することができる。勿論、ＩＭＵは、ジャイロセンサとは別の複数の物理情報のセンサ（例えば加速度センサ・回転角加速度センサなど）を、１つのパッケージに統合したセンサユニットであってもよい。ＩＭＵを用いることによって、センサの調整や補正が不要となり、最適な自由度で高精度な計測値を取得することができる。本発明における椅子状の家具型機器１においては、回転軸を持つ脚部に限らず、例えば座面部に回転センサ１３を組み込むことによって、座面の回転角度を検出することもできる。
　尚、回転センサ１３によって出力された計測値である仮想回転量は、仮想空間における仮想オブジェクト（アバターやキャラクタ）の身体全体の回転を表す量となっている。この仮想回転量は、例えば頭部以外の身体の向きの情報を含む。ちなみに頭部の向きは、例えばＨＭＤ端末に搭載された姿勢センサによって検出される。
　図２は、本発明による椅子状の家具型機器における脚部センサの配置を説明するための模式図である。
　図２（ａ）に示された家具型機器１では、座面に前幕面が設置されており、その前幕面に脚部センサ１１が配置される。この脚部センサ１１は、着座したユーザの「脚のふくらはぎ（後裏側）に近接する面」に配置される。これにより脚部センサ１１は、ユーザによるふくらはぎを後方に移動させて蹴る動作に係る変位を検出する。また、図２（ｂ）に示された家具型機器１では、着座したユーザの「大腿部（前表側）に近接する面」に、脚部センサ１１が配置される。これにより脚部センサ１１は、ユーザによる大腿部を上に押し上げる動作に係る変位を検出する。この脚部センサ１１は、例えばユーザの大腿部を覆うカバーのような役目も果たす。すなわち、仮想空間に没入しているユーザが椅子から転倒しないように大腿部をサポートする効果も奏する。
　図３は、本発明に係る仮想空間に対するユーザによる操作を説明するための模式図である。
　ユーザは、本発明の椅子状の家具型機器１に着座して、仮想空間における自らの移動を操作することができる。図３（ａ）によれば、ユーザは、図８（ａ）と同様に、ＨＭＤ端末２を頭部に装着し、ＨＭＤ端末２は、無線通信を介して仮想空間サーバ３へアクセスする。図３（ａ）に示された椅子状の家具型機器１は、図１と同様に、ユーザの左右の大腿部（後裏側）それぞれの変位を検出することができる。また図３（ｂ）によれば、ユーザは、図８（ｂ）と同様に、端末２のディスプレイを視認し、端末２は、ネットワークを介して仮想空間サーバ３へアクセスする。図３（ｂ）に示された椅子状の家具型機器１は、図２（ｂ）と同様に、ユーザの左右の大腿部（前表側）それぞれの変位を検出することができる。
　端末２は、家具型機器１（の情報処理部）と無線又は有線で通信し、家具型機器１から受信した「仮想移動量」を、ユーザが視認する仮想空間又はゲーム空間における当該ユーザに属する仮想オブジェクト（アバター又はキャラクタ）の移動量とみなして、この仮想オブジェクトの移動を制御する。
　図４は、本発明に係る仮想的な前進及び後進を説明するための模式図である。
＜図４（ａ）：仮想的な前進移動＞
　図４（ａ）によれば、脚部センサ１１は、ユーザの左右の脚の各々に配置されており、左右それぞれのセンサによる変位に係る計測値を、仮想空間における当該ユーザの歩行動作の検出結果として出力する。ユーザは、現実空間で実際に歩行しているつもりで、大腿部やふくらはぎを左右交互に上下（バタバタ）させる。このような動作を受けて、脚部センサ１１はその変位を検出し、その計測値を、仮想空間における仮想移動量として出力し、仮想空間における歩行に反映させる。
　尚、他の実施形態として、仮想空間における仮想オブジェクトが、足腰の筋肉を鍛える運動をしなければならない状況にあったとする。このとき、現実空間のユーザの脚の運動が、仮想空間の仮想オブジェクトの運動となる。
　脚部センサ１１は、時間あたりの変位の変化分、すなわち変位の速度を、「仮想移動量の速度」として出力するものであってもよい。この場合、現実空間におけるユーザの左右の脚における交互に生じる速度が大きいほど、仮想空間における仮想オブジェクトの移動が速くなる。逆に、左右の脚における交互に生じる速度が小さいほど、仮想空間における仮想オブジェクトの移動も遅くなる。
　また、脚部センサ１１は、センサにおける時間あたりの変位の速度の変化分、すなわち変位の加速度を、「仮想移動量の加速度」として出力するものであってもよい。この場合、現実空間におけるユーザの脚からの圧力の変化が大きいほど、仮想空間における仮想オブジェクトの移動の加速度も大きくなる。逆に、脚からの圧力の変化が小さいほど、仮想空間における仮想オブジェクトの移動の加速度も小さくなる。
　更に、脚部センサ１１は、現実空間においてユーザが両脚を同時に動かした際に、そのような動きによって検出される変位に係る計測値を、当該ユーザのジャンプに係る仮想移動量として出力し、仮想空間における仮想オブジェクトが、瞬間的にジャンプするように仕向けることもできる。
　他の実施形態として、仮想空間が水中である場合、現実空間においてユーザが左右の脚を交互に動かすことによって、仮想オブジェクトが水中をバタ脚で泳いでいるように、仮想オブジェクトの動きを操作できるように設定してもよい。また、現実空間におけるユーザの脚を同時に動かすことによって、仮想オブジェクトが水中をバタフライの脚の動きをもって泳いでいるように、仮想オブジェクトの動きを操作できるように設定してもよい。。
　また、前述の実施形態によれば、仮想移動量を、アバターの「移動距離」に相当する量として説明した。これに対し、他の実施形態として、仮想移動量を、仮想空間におけるアバター（仮想オブジェクト）の関節角度に反映される量として設定することも可能である。アバターは、移動する際に、移動速度及び移動加速度に応じ、その姿勢（関節角度）も変化する。このことから、仮想空間におけるアバターの仮想移動量を、アバター自体の単なる移動のみならず、それに応じて変化する様々な映像空間に影響を与える量とすることも好ましい。
＜図４（ｂ）：仮想的な後進認識＞
　図４（ｂ）によれば、背部センサ１２は、ユーザの背中の変位に係る計測値を、仮想空間における当該ユーザの後進に係る量として認識し出力する。これは、仮想オブジェクトの移動方向を「後進」として決定するものである。
＜図４（ｃ）：仮想的な後進移動＞
　図４（ｂ）のように仮想オブジェクトの移動方向が「後進」と認識された後、ユーザは、現実空間で実際に歩行しているつもりで、左右の大腿部やふくらはぎを交互に上下（バタバタ）させる。即ち、現実空間におけるユーザは、仮想オブジェクトに対する操作として、背中を背もたれに押しつけて背返った状態で、左右の脚を交互に動かす。このような操作によって、仮想空間における仮想オブジェクトは、後ずさりするように移動する。
　図５は、本発明に係る仮想的な回転を説明するための模式図である。
　回転センサ１３は、例えば家具としての脚部の回転部分に配置される。図５によれば、回転センサ１３は、椅子の回転軸に配置されており、その回転角及び回転速度を検出することができる。
＜端末２＞
　前述した図３によれば、家具型機器１は、ユーザに対して仮想空間を提供する端末２と通信する。端末２は、例えばＨＭＤ端末や、パーソナルコンピュータ等の端末であって、仮想空間をユーザに視認させる装置である。
　特に、ユーザがＨＭＤ端末を頭部に装着している場合、ユーザは通常、没入感を得ながら仮想空間を体験している。そのために、ユーザの現実空間における行動が、転倒などの危険な事態を引き起こす恐れがある。
　そこで、端末２は、家具型機器１から受信した仮想移動量が、例えば以下の条件（１）又は（２）を満たした際に、ユーザに対してアラームを通知する。
　　（１）所定の仮想移動量が、第１の所定閾値以上となる。
　　（２）所定の仮想移動量が、所定時間継続して第２の所定閾値以下となる。
　例えばユーザが背中を過度にのけぞらすことによって、椅子が転倒する恐れがある。そこで、背部センサ１２からの仮想移動量が、所定閾値以上となった際に、ユーザ又は監視者にアラームを通知する。例えばリハビリのための介護施設の場合、ユーザが要介護者であり、監視者は介護士であってもよい。また、例えば病院の場合、ユーザが患者であり、監視者は看護師であってもよい。また、ユーザは、脚を長時間動かしていない場合に、エコノミークラス症候群になる恐れがある。そこで、脚部センサ１１からの仮想移動量が、所定時間継続して所定閾値以下となった際に、ユーザ又は監視者にアラームを通知する。例えば、家具型機器１が飛行機のシートである場合、ユーザが乗客であり、監視者はキャビンアテンダントであってもよい。さらに、ユーザが脚の動作、背の動作や、回転動作を過度に繰り返す場合にも、危険の生じる恐れがある。端末２は、家具型機器１から受け取った仮想移動量がそのような場合を示している際、アラームを通知する。
＜家具型機器１の種々の態様＞
　前述したように、家具型機器１は、椅子状のものであってもよいが、他の実施形態として、車椅子状、マット状、又は、シート状のものであってもよい。
　図６は、本発明による車椅子状の家具型機器を示す模式図である。
　図６によれば、家具型機器１は、車椅子状のものである。例えば、身体が不自由な要介護者であるユーザが、ＨＭＤ端末２を装着し、仮想空間を体験する場合に、この車椅子状の家具型機器１が使用されることも好ましい。これによって、足腰が弱いユーザであっても、着座した状態で、仮想空間に没入することができる。例えば、ユーザが歩行訓練のリハビリをする際に、ＨＭＤ端末２のディスプレイには、仮想空間としてユーザが自ら歩行している映像を映し出す。これによって、現実空間では車椅子に着座していても、仮想空間では自ら歩行していることを認識することができ、脳の歩行神経を回復させるリハビリを行うことも可能となる。
　図７は、本発明によるマット状及びシート状の家具型機器を示す模式図である。
　マット状の家具型機器は、例えばクッション又はクッション状のものであってもよい。この家具型機器としてのクッションは、ユーザの身体に近接するものであって、その中にセンサを組み込んだものとすることができる。このクッションは、椅子の座面及び／又は背面に載置可能なものであってもよい。また、本発明の家具型機器は、シート状であってもよい。この家具型機器としてのシートは、それ自体がセンサであり、ユーザの身体に近接する。例えばこのシートが組込み用圧力分布センサシートであって、約0.1mm厚のフィルム状センサシートであるならば、リアルタイムに加圧力を検出することができる。また、脚部センサ１１にこのようなシートを適用する場合、シートの種類によっては、左右各１個（計２個）のシートを用いずに、１枚のシートのみで左右の圧力を検出することができるものもある。
　以上、詳細に説明したように、本発明による家具型機器によれば、現実空間でのユーザの移動をできる限り制限する一方で、仮想空間においてはユーザに対し移動している感覚を与えることができる。
　以上に述べた実施形態は全て、本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
　１　家具型機器
　１１　脚部センサ
　１２　背部センサ
　１３　回転センサ
　２　端末
　３　仮想空間サーバ

Claims (8)

  1. 　ユーザが着座可能な家具型機器であって、
    　ユーザの脚が近接する面に配置され、当該ユーザの左右の脚それぞれの変位に係る計測値を、仮想空間における当該ユーザの仮想移動量とする脚部センサと、
    　当該ユーザの背中に近接する部分に配置され、ユーザの背中の変位に基づき、仮想空間における当該ユーザの前進又は後進を認識する背部センサと
    を有し、
    　当該仮想移動量及び当該前進又は後進の認識結果を、前進の仮想移動量又は後進の仮想移動量として出力する
    ことを特徴とする家具型機器。
  2. 　前記脚部センサは、当該変位の速度を、当該仮想移動量の速度として検出し、
    　前記家具型機器は、当該仮想移動量の速度及び当該前進又は後進の認識結果を、前進の仮想移動量の速度又は後進の仮想移動量の速度として出力する、
    及び／又は、
    　前記脚部センサは、当該変位の加速度を、当該仮想移動量の加速度として検出し、
    　前記家具型機器は、当該仮想移動量の加速度及び当該前進又は後進の認識結果を、前進の仮想移動量の加速度又は後進の仮想移動量の加速度として出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載の家具型機器。
  3. 　前記背部センサは、ユーザの背反りをもって後進と認識することを特徴とする請求項１に記載の家具型機器。
  4. 　前記脚部センサは、ユーザの右脚及び左脚の各々に対し配置されており、右脚及び左脚について交互に得られる計測値を、仮想空間における当該ユーザの歩行動作に係る仮想移動量とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の家具型機器。
  5. 　脚部センサは、ユーザの大腿が近接する面、及び／又は、ユーザの脚のふくらはぎが近接する面に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の家具型機器。
  6. 　家具としての脚部の回転部分又はユーザが着座する座面部分に配置され、ユーザによる自らの身体を左右に回転させる動作における変位に係る計測値を、左右への仮想移動量として出力する回転センサを更に有することを特徴とする請求項から１から３のいずれか１項に記載の家具型機器。
  7. 　当該家具型機器は、椅子状、車椅子状、マット状、又は、シート状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の家具型機器。
  8. 　前記家具型機器は、端末に対して、当該仮想移動量が第１の所定閾値以上となった際に、又は、当該仮想移動量が所定時間継続して第２の所定閾値以下となった際に、ユーザ又は監視者に対してアラームを通知させる
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の家具型機器。
PCT/JP2022/043144 2021-12-20 2022-11-22 仮想空間における移動を操作する家具型機器 WO2023120005A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280020094.1A CN117120957A (zh) 2021-12-20 2022-11-22 用于操作虚拟空间中的移动的家具型装置
US18/280,503 US20240082695A1 (en) 2021-12-20 2022-11-22 Furniture-type apparatus for operating movement in virtual space
EP22910723.0A EP4290340A1 (en) 2021-12-20 2022-11-22 Furniture device for controlling movement in virtual space

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-205898 2021-12-20
JP2021205898A JP7037158B1 (ja) 2021-12-20 2021-12-20 仮想空間における移動を操作する家具型機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023120005A1 true WO2023120005A1 (ja) 2023-06-29

Family

ID=81213588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/043144 WO2023120005A1 (ja) 2021-12-20 2022-11-22 仮想空間における移動を操作する家具型機器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240082695A1 (ja)
EP (1) EP4290340A1 (ja)
JP (1) JP7037158B1 (ja)
CN (1) CN117120957A (ja)
TW (1) TWI821075B (ja)
WO (1) WO2023120005A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7422375B1 (ja) 2023-07-27 2024-01-26 有限会社池谷製作所 着座したユーザの脚部の姿勢を推定する家具型機器、付属機器及びシステム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06327836A (ja) * 1993-05-25 1994-11-29 Sega Enterp Ltd ゲーム制御信号出力装置
JPH10502474A (ja) 1994-07-06 1998-03-03 ブロムダール，ロルフ コンピュータまたは産業プロセスのための制御手段
JP2018527968A (ja) * 2015-07-01 2018-09-27 プラエヴィディ エルエルシーＰｒａｅｖｉｄｉ，ＬＬＣ 運動制御シート入力デバイス
US20190121425A1 (en) * 2016-07-29 2019-04-25 Atticfab Co., Ltd. Chair-type virtual reality controller
JP6795190B2 (ja) 2017-03-02 2020-12-02 公立大学法人広島市立大学 歩行感覚呈示装置及び呈示方法
JP2020201742A (ja) * 2019-06-11 2020-12-17 国立大学法人滋賀医科大学 モニタリング装置および方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07200162A (ja) * 1993-12-29 1995-08-04 Namco Ltd 仮想現実体験装置およびこれを用いたゲーム装置
JPH0966489A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Nippon Steel Corp 映像提示方向およびカメラ方向操作装置
JP2001296951A (ja) 2000-04-13 2001-10-26 Kinya Fujita 足踏み動作を擬似的に歩行動作に変換する方法、及び該方法を用いた擬似歩行体感装置。
JP3729744B2 (ja) 2001-02-19 2005-12-21 株式会社タニタ 動作検出装置
JP4046754B1 (ja) 2006-08-25 2008-02-13 株式会社コナミデジタルエンタテインメント ゲーム装置、報知方法、および、プログラム
JP4580373B2 (ja) * 2006-09-12 2010-11-10 株式会社タイトー 体感型ゲーム機
JP5689705B2 (ja) 2011-02-10 2015-03-25 任天堂株式会社 情報処理システム、情報処理プログラム、情報処理装置、入力装置、および情報処理方法
JP6393482B2 (ja) 2014-02-10 2018-09-19 株式会社タイトー ゲーム装置
EP3821766A1 (en) * 2014-12-29 2021-05-19 Herman Miller, Inc. System architecture for office productivity structure communications
US9665170B1 (en) 2015-06-10 2017-05-30 Visionary Vr, Inc. System and method for presenting virtual reality content to a user based on body posture
TWI587176B (zh) * 2015-12-03 2017-06-11 財團法人工業技術研究院 行動虛擬實境操作方法、系統與其儲存媒體
US9694294B1 (en) 2015-12-31 2017-07-04 Oculus Vr, Llc Navigation controller for virtual-reality systems
WO2018027168A1 (en) * 2016-08-05 2018-02-08 Subpac, Inc. Transducer system providing tactile sensations
WO2018101279A1 (ja) 2016-11-29 2018-06-07 ソニー株式会社 情報処理装置及び情報処理方法、並びにコンピュータ・プログラム
JP2018089321A (ja) 2016-12-05 2018-06-14 株式会社スペース・ギア リラクゼーション＆マインドフルネス椅子
CN110248601A (zh) * 2016-12-21 2019-09-17 埃尔瓦有限公司 使用共形电子装置根据运动方案监测身体运动或状况
JP2019028638A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 コニカミノルタ株式会社 ヘッドマウントディスプレイとその映像表示方法
EP3740101A1 (en) 2018-01-15 2020-11-25 STAJIC, Zoran Joystick chair
US20200097069A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-26 Aaron Schradin Virtual Reality Input Device
JP7168207B2 (ja) * 2018-10-29 2022-11-09 Ｎｅｃソリューションイノベータ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
JP7189811B2 (ja) 2019-03-08 2022-12-14 株式会社フジ医療器 コントローラチェア
KR20210008653A (ko) * 2019-07-15 2021-01-25 현대자동차주식회사 자율주행 차량의 시트 및 볼을 이용한 게임 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06327836A (ja) * 1993-05-25 1994-11-29 Sega Enterp Ltd ゲーム制御信号出力装置
JPH10502474A (ja) 1994-07-06 1998-03-03 ブロムダール，ロルフ コンピュータまたは産業プロセスのための制御手段
JP2018527968A (ja) * 2015-07-01 2018-09-27 プラエヴィディ エルエルシーＰｒａｅｖｉｄｉ，ＬＬＣ 運動制御シート入力デバイス
US20190121425A1 (en) * 2016-07-29 2019-04-25 Atticfab Co., Ltd. Chair-type virtual reality controller
JP6795190B2 (ja) 2017-03-02 2020-12-02 公立大学法人広島市立大学 歩行感覚呈示装置及び呈示方法
JP2020201742A (ja) * 2019-06-11 2020-12-17 国立大学法人滋賀医科大学 モニタリング装置および方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4290340A1 (en) 2023-12-13
TWI821075B (zh) 2023-11-01
US20240082695A1 (en) 2024-03-14
CN117120957A (zh) 2023-11-24
TW202338570A (zh) 2023-10-01
JP2023091250A (ja) 2023-06-30
JP7037158B1 (ja) 2022-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9120021B2 (en) Interactive lean sensor for controlling a vehicle motion system and navigating virtual environments
US9868012B2 (en) Rehabilitation systems and methods
CN109475460B (zh) 用于上肢康复的便携式装置
WO2023120005A1 (ja) 仮想空間における移動を操作する家具型機器
US20170169690A1 (en) Method and apparatus for generating output signals on the basis of sensors provided in an object for sitting or lying on
US20080248871A1 (en) Interface device
JP6900091B2 (ja) 仮想現実移動デバイス
TW201803629A (zh) 座椅式虛擬實境控制器
RU2646324C2 (ru) Способ погружения в виртуальную реальность, подвес и экзо-скелет, применяемые для его реализации
RU2662399C1 (ru) Система и способ для захвата движений и положения тела человека и частей тела человека
Iwata Haptic interfaces
WO2017146378A1 (ko) 가상 현실 제어 장치
JP6795190B2 (ja) 歩行感覚呈示装置及び呈示方法
JP2000338858A (ja) 仮想空間体感装置
WO2007030947A1 (en) Mapping motion sensors to standard input devices
US11136234B2 (en) Rehabilitation systems and methods
KR20120132283A (ko) 사용자의 움직임과 모션 플랫폼 사이의 양방향 상호 작용을 기반으로 한 실감형 스노보드 장치 및 그 제어방법.
US11036283B2 (en) Navigation controller
JP7313079B2 (ja) 力覚提示装置及び力覚提示方法
Matsumaru et al. Image-projecting desktop arm trainer for hand-eye coordination training
JP2003271891A (ja) 商品仮想体験システム
JP7422375B1 (ja) 着座したユーザの脚部の姿勢を推定する家具型機器、付属機器及びシステム
JP7442774B1 (ja) リハビリ支援システム
WO2022051229A1 (en) A rotating platform with navigation controller for use with or without a chair
De Ruiter et al. A variable resistance virtual exercise platform for physiotherapy rehabilitation

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22910723

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18280503

Country of ref document: US

Ref document number: 2022910723

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022910723

Country of ref document: EP

Effective date: 20230906

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112023023956

Country of ref document: BR