特開 2024-170194 インタフェース装置及び共存体験提供システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024170194

(43)【公開日】2024-12-06

(54)【発明の名称】インタフェース装置及び共存体験提供システム

(51)【国際特許分類】

   A63B 69/00 20060101AFI20241129BHJP

   G06T 7/70 20170101ALI20241129BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

A63B69/00 A

G06T7/70 Z

G06T19/00 300B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087220

(22)【出願日】2023-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】田名網 克周

(72)【発明者】

【氏名】林 美由希

【テーマコード（参考）】

5B050

5L096

【Ｆターム（参考）】

5B050AA08

5B050BA09

5B050CA07

5B050CA08

5B050EA07

5B050EA26

5B050FA02

5L096CA04

5L096DA01

5L096DA02

5L096FA67

5L096FA69

5L096HA02

(57)【要約】

【課題】床上の任意の位置に居るユーザの位置及び姿勢を特定することができるインタフェース装置を実現する。
【解決手段】インタフェース装置（１）は、実空間（ＲＳ）の床（Ｆ）に敷き詰められた複数のフォースプレート（１１）と、各ユーザ（Ｕ）について、該ユーザ（Ｕ）の足圧を検出したフォースプレート１１の出力信号、及び、床（Ｆ）における該フォースプレート（１１）の位置に基づいて特定された、該ユーザ（Ｕ）の床（Ｆ）における位置及び該ユーザの姿勢を表す信号（Σ）を、仮想空間を生成するシミュレーション装置（２）に提供する出力部（１３）と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のユーザに仮想空間における共存体験を提供するためのインタフェース装置であって、
実空間の床に敷き詰められた複数のフォースプレートと、
各ユーザについて、該ユーザの足圧を検出したフォースプレートの出力信号、及び、前記実空間における該フォースプレートの位置に基づいて特定された、該ユーザの前記床における位置及び該ユーザの姿勢を表す信号を、前記仮想空間を生成するシミュレーション装置に提供する出力部と、を備えている、
ことを特徴とするインタフェース装置。

【請求項2】

前記実空間の壁に分散配置され、各ユーザが装着したヘッドマウントディスプレイから照射された光を検出するための複数のフォトディテクタを更に備え、
前記信号は、各ユーザについて、前記複数のフォトディテクタの出力信号に基づいて特定された、該ユーザの視線方向を更に表す、
ことを特徴とする請求項１に記載のインタフェース装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のインタフェース装置と、
前記シミュレーション装置と、を含み、
前記シミュレーション装置は、各ユーザから見た、他のユーザのアバターを含む前記仮想空間の映像を前記信号に基づいて生成し、生成した映像を該ユーザが装着するヘッドマウントディスプレイに供給する、
ことを特徴とする共存体験提供システム。

【請求項4】

前記シミュレーション装置は、前記実空間とは異なる他の実空間における各ユーザの位置及び姿勢を表す他の信号を、前記インタフェース装置とは異なる他のインタフェース装置から取得し、
前記シミュレーション装置は、前記実空間又は前記他の実空間に居る各ユーザから見た、前記実空間に居る他のユーザのアバター及び前記他の実空間に居る他のユーザのアバターを含む前記仮想空間の映像を前記信号及び前記他の信号に基づいて生成し、生成した映像を該ユーザが装着するヘッドマウントディスプレイに供給する、
ことを特徴とする請求項３に記載の共存体験提供システム。

【請求項5】

各ユーザが所持する模造銃を更に含み、
前記シミュレーション装置は、前記模造銃から仮想的に射出された弾丸の軌道を算出し、算出した軌道に基づいて、各ユーザが装着するヘッドマウントディスプレイに供給する映像を加工する、
ことを特徴とする請求項３に記載の共存体験提供システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インタフェース装置及び共存体験提供システムに関する。

【背景技術】

【0002】

仮想空間における共存体験をユーザに提供する技術（例えば、メタバース技術）に注目が集まっている。このような技術としては、例えば、特許文献１に記載の仮想環境構築装置が挙げられる。特許文献１に記載の仮想環境構築装置は、仮想空間における選手目線での試合体験をユーザに提供する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１７／１３１０７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の仮想環境構築装置においては、複数カメラを用いて実空間における選手の位置及び姿勢を光学的に計測し、計測結果に基づいて仮想環境を構築する。このため、複数カメラの画角外に移動した、或いは、他の選手の影（複数カメラによる光学測定が及ばない範囲）に隠れた選手の位置及び姿勢を正しく測定することができない、という問題が生じ得る。

【0005】

本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、床上の任意の位置に居るユーザの位置及び姿勢を特定することができるインタフェース装置を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係るインタフェース装置は、複数のユーザに仮想空間における共存体験を提供するためのインタフェース装置であって、実空間の床に敷き詰められた複数のフォースプレートと、各ユーザについて、該ユーザの足圧を検出したフォースプレートの出力信号、及び、前記実空間における該フォースプレートの位置に基づいて特定された、該ユーザの前記床における位置及び該ユーザの姿勢を表す信号を、前記仮想空間を生成するシミュレーション装置に提供する出力部と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、床上の任意の位置に居るユーザの位置及び姿勢を特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係るインタフェース装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示すインタフェース装置が備える出力部の動作の流れを示すブロック図である。

【図3】図１に示すインタフェース装置を含む共存体験提供システムの構成を示すブロック図である。

【図4】図３に示す共存体験提供システムの一変形例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（インタフェース装置の構成）
本発明の一実施形態に係るインタフェース装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、インタフェース装置１の構成を示す斜視図である。

【0010】

インタフェース装置１は、複数のユーザＵに仮想空間における共存体験を提供するためのマン・マシンインタフェースである。インタフェース装置１は、図１に示すように、複数のフォースプレート１１と、複数のフォトディテクタ１２と、出力部１３と、を備えている。複数のフォースプレート１１は、実空間ＲＳ（本実施形態においては部屋）の床Ｆに敷き詰められている。複数のフォトディテクタ１２は、実空間ＲＳの壁Ｗに分散配置されている。なお、図１においては、実空間ＲＳの４つの壁Ｗのうち、２つの壁を図示している。複数のフォトディテクタ１２は、図示しない２つの壁にも分散配置されている。

【0011】

なお、以下の説明においては、実空間ＲＳに付随する大域座標系（ＸＹＺ座標系）と、床Ｆに付随する大域座標系（ＸＹ座標系）と、各フォースプレート１１に付随する局所座標系（ｘｙ座標系）と、を用いる。ここで、実空間ＲＳに付随する大域座標系は、床Ｆの一角を原点Ｏとする三次元直交座標系である。また、床Ｆに付随する大域座標系は、実空間ＲＳに付随する大域座標系と共通の原点Ｏを有する二次元直交座標系である。また、各フォースプレート１１に付随する局所座標系は、当該フォースプレート１１の上面の一角を原点ｏとする二次元直交座標系である。床Ｆに付随する大域座標系のＸ軸は、実空間ＲＳに付随する大域座標系のＸ軸と同一であり、床Ｆに付随する大域座標系Ｙ軸は、実空間ＲＳに付随する大域座標系のＸ軸と同一である。また、各フォースプレート１１に付随する局所座標系のｘ軸は、実空間ＲＳに付随する大域座標系のＸ軸と平行であり、各フォースプレート１１に付随する局所座標系のｙ軸は、実空間ＲＳに付随する大域座標系のＹ軸に平行である。また、各フォースプレート１１の上面は、実空間ＲＳに付随する大域座標系におけるＸＹ平面（Ｚ＝０）に含まれる。

【0012】

フォースプレート１１は、各ユーザＵの床Ｆにおける位置、及び、各ユーザＵの姿勢の特定に必要な情報を取得するためのセンサである。本実施形態においては、フォースプレート１１として、長方形状のプレートと、プレートの四隅を支持する４つの６軸力覚センサと、を備えたフォースプレートを用いる。この場合、フォースプレート１１の出力信号は、これらの力覚センサが検出した力（ｆｘ，ｆｙ，ｆｚ）から算出された床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）、圧力中心（ｘ，ｙ）、及びフリーモーメントＮを表す。フォースプレート１１は、検出結果を表す出力信号を出力部１３に供給する。なお、各フォースプレート１１が備えるプレートの形状は、正方形であってもよい。また、各フォースプレート１１が備える力覚センサは、３軸力覚センサであってもよい。

【0013】

なお、本実施形態においては、各フォースプレート１１の床Ｆにおける位置を表すために、当該フォースプレート１１の代表点の、床Ｆに付随する大域座標系における座標（Ｘｏ，Ｙｏ）を用いる。各フォースプレート１１の代表点は、当該フォースプレート１１の上面の一角、すなわち、当該フォースプレート１１に付随する局所座標系の原点ｏとする。以下の説明においては、各フォースプレート１１の代表点の、床Ｆにおける位置（Ｘｏ，Ｙｏ）のことを、単に、当該フォースプレート１１の位置（Ｘｏ，Ｙｏ）とも記載する。

【0014】

また、本実施形態においては、各ユーザＵの床Ｆにおける位置を表すために、当該ユーザＵの代表点の、床Ｆに付随する大域座標系における座標（Ｘ，Ｙ）を用いる。各ユーザＵの代表点は、当該ユーザＵの足圧を検出したフォースプレート１１の出力信号が表す圧力中心（ｘ，ｙ）とする。以下の説明においては、各ユーザＵの代表点の、床Ｆにおける位置（Ｘ，Ｙ）のことを、単に、当該ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）と記載する。なお、ユーザＵの足圧を検出したフォースプレート１１の位置（Ｘｏ，Ｙｏ）を用いると、当該ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）は、（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘｏ＋ｘ，Ｙｏ＋ｙ）と表される。

【0015】

フォトディテクタ１２は、各ユーザＵの視線方向の特定に必要な情報を取得するためのセンサである。本実施形態においては、フォトディテクタ１２として、フォトダイオードを備えたフォトディテクタを用いる。この場合、フォトディテクタ１２の出力信号は、このフォトダイオードが検出した光の強度Ｉを表す。各フォトディテクタ１２は、検出結果を表す出力信号を出力部１３に供給する。

【0016】

なお、本実施形態において、ユーザＵは、ヘッドマウントディスプレイ３を装着し、当該ヘッドマウントディスプレイ３は、当該ユーザＵの視線方向に光Ｌを照射する。フォトディテクタ１２が検出する光は、このヘッドマウントディスプレイ３が照射する光Ｌである。このため、実空間ＲＳは、暗室であることが好ましい。実空間ＲＳが暗室であることにより、ヘッドマウントディスプレイ３から照射された光Ｌをフォトディテクタ１２が精度良く検出することが可能になるからである。

【0017】

また、本実施形態においては、各フォトディテクタ１２の実空間ＲＳにおける位置を表すために、当該フォトディテクタ１２の、実空間ＲＳに付随する大域座標系における座標（Ｘｐ，Ｙｐ）を用いる。以下の説明においては、各フォトディテクタ１２の実空間ＲＳにおける位置（Ｘｐ，Ｙｐ）を、単に、当該フォトディテクタ１２の位置（Ｘｐ，Ｙｐ）とも記載する。

【0018】

出力部１３は、各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）、姿勢Ｐ、及び視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を示す信号Σを生成し、生成した信号Σをシミュレーション装置２に提供するための構成である。出力部１３は、各フォースプレート１１の位置（Ｘｏ，Ｙｏ）、及び、各フォトディテクタ１２の位置（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）を記憶するメモリを備えている。出力部１３の動作については、参照する図面を代えて後述する。

【0019】

（出力部の動作）
図１に示すインタフェース装置１が備える出力部１３の動作について、図２を参照して説明する。図２は、出力部１３の流れを示すフロー図である。

【0020】

出力部１３は、図２に示すように、各ユーザＵについて、位置特定処理Ｓ１１、姿勢特定処理Ｓ１２、及び視線方向特定処理Ｓ１３を行い、更に、信号提供処理Ｓ１４を行う。出力部１３は、これらの処理を繰り返すことによって、各サイクルにおける各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）、姿勢Ｐ、及び視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を示す信号Σをシミュレーション装置２に提供する。

【0021】

位置特定処理Ｓ１１は、各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）を、当該ユーザＵの足圧を検出したフォースプレート１１の位置（Ｘｏ，Ｙｏ）を参照して、当該フォースプレート１１の出力信号（特に、当該出力信号が示す足圧中心（ｘ，ｙ））から特定する処理である。本実施形態においては、各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）として、当該ユーザＵの足圧を検出したフォースプレート１１の出力信号が示す足圧中心（ｘ，ｙ）の、床Ｆに付随する大域座標系における座標（Ｘｏ＋ｘ，Ｙｏ＋ｙ）を特定する。

【0022】

位置特定処理Ｓ１１は、例えば、フォースプレート推定処理Ｓ１１１、足圧中心特定処理Ｓ１１２、フォースプレート位置読出処理Ｓ１１３、及びユーザ位置算出処理Ｓ１１４により構成される。フォースプレート推定処理Ｓ１１１は、現サイクルにおいて当該ユーザＵの足圧を検出したフォースプレート１１を、前サイクルにおいて特定した当該ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）及び姿勢Ｐに基づいて推定する処理である。足圧中心特定処理Ｓ１１２は、フォースプレート推定処理Ｓ１１１にて推定したフォースプレート１１の出力信号から足圧中心（ｘ，ｙ）を特定する処理である。フォースプレート位置読出処理Ｓ１１３は、フォースプレート推定処理Ｓ１１１にて推定したフォースプレート１１の位置（Ｘｏ，Ｙｏ）をメモリから読み出す処理である。ユーザ位置算出処理Ｓ１１４は、足圧中心特定処理Ｓ１１２にて特定した足圧中心（ｘ，ｙ）に、フォースプレート位置読出処理Ｓ１１３にて読み出した位置（Ｘｏ，Ｙｏ）を、成分毎に加算することによって、当該ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘｏ＋ｘ，Ｙｏ＋ｙ）を算出する処理である。

【0023】

姿勢特定処理Ｓ１２は、各ユーザＵの姿勢Ｐを、当該ユーザＵの足圧を検出したフォースプレート１１の出力信号（特に、当該出力信号の表す床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ））から特定する処理である。本実施形態においては、当該ユーザＵの姿勢Ｐが、座姿勢Ｐ１であるか、立姿勢Ｐ２であるかを識別する。また、当該ユーザＵの姿勢Ｐが立姿勢Ｐ２である場合、更に、当該ユーザＵの姿勢Ｐが、直立姿勢Ｐ２１であるか、歩行姿勢Ｐ２２であるかを識別する。また、当該ユーザＵの姿勢Ｐが歩行姿勢Ｐ２２である場合、更に、当該ユーザＵの姿勢Ｐが、左足加重姿勢Ｐ２２Ｌ（左足を床Ｆに着け、右足を前に出している姿勢）であるか、右足加重姿勢Ｐ２２Ｒ（右足を床Ｆに着け、左足を前に出している姿勢）であるかを識別する。すなわち、本実施形態においては、ユーザＵの姿勢Ｐが、座姿勢Ｐ１、直立姿勢Ｐ２１、左足加重姿勢Ｐ２２Ｌ、及び右足加重姿勢Ｐ２２Ｒの何れかであるかを特定する。

【0024】

当該ユーザＵの姿勢Ｐが立姿勢Ｐ２から座姿勢Ｐ１に変化すると、当該フォースプレート１１が検出する床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）の大きさが一時的に減少する。また、当該ユーザＵの姿勢Ｐが座姿勢Ｐ１から立姿勢Ｐ２に変化すると、当該フォースプレート１１が検出する床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）の大きさが一時的に増加する。出力部１３は、これらの性質を利用し、当該フォースプレート１１の出力信号が表す床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）から、当該ユーザＵの姿勢Ｐが座姿勢Ｐ１であるか、立姿勢Ｐ２であるか、を特定する。

【0025】

また、当該ユーザＵの姿勢Ｐが直立姿勢Ｐ２１であれば、床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）が床Ｆに垂直又は略垂直になる。また、当該ユーザＵの姿勢Ｐが歩行姿勢Ｐ２２であれば、床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）がユーザＵの進行方向に傾く。出力部１３は、これらの性質を利用し、当該フォースプレート１１の出力信号が表す床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）から、当該ユーザＵの姿勢Ｐが直立姿勢Ｐ２１であるか、歩行姿勢Ｐ２２であるか、を特定する。

【0026】

また、当該ユーザＵの姿勢Ｐが左足加重姿勢Ｐ２２Ｌであれば、当該ユーザＵの重心が圧力中心（ｘ，ｙ）（左足着地点）よりも右手側に位置するので、床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）が進行方向から右手側に傾く。また、当該ユーザＵの姿勢Ｐが右足加重姿勢Ｐ２２Ｒであれば、当該ユーザＵの重心が圧力中心（ｘ，ｙ）（右足着地点）よりも左手側に位置するので、床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）が進行方向から左手側に傾く。出力部１３は、これらの性質を利用し、当該フォースプレート１１の出力信号が表す床反力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）から、当該ユーザＵの姿勢Ｐが左足加重姿勢Ｐ２２Ｌであるか、右足加重姿勢Ｐ２２Ｒであるか、を特定する。

【0027】

視線方向特定処理Ｓ１３は、各ユーザＵの視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を、各フォトディテクタ１２の位置（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）を参照して、各フォトディテクタ１２の出力信号から特定する処理である。本実施形態においては、各ユーザＵの視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）として、当該ユーザＵが装着したヘッドマウントディスプレイ３の、実空間ＲＳにおける位置（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）を始点とし、当該ヘッドマウントディスプレイ３から照射された光Ｌを検出したフォトディテクタ１２の、実空間ＲＳにおける位置（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）を終点とするベクトル（Ｘｐ－Ｘｈ，Ｙｐ－Ｙｈ，Ｚｐ－Ｚｈ）を特定する。なお、或るユーザＵについて視線方向特定処理Ｓ１３を行っている間、当該ユーザＵの装着するヘッドマウントディスプレイ３のみから光Ｌを照射する（他のユーザＵの装着するヘッドマウントディスプレイ３からは光を照射しない）ものとする。

【0028】

視線方向特定処理Ｓ１３は、例えば、強度比較処理Ｓ１３１、フォトディテクタ位置読出処理Ｓ１３２、ヘッドマウントディスプレイ位置算出処理Ｓ１３３、及び視線方向算出処理Ｓ１３４により構成される。強度比較処理Ｓ１３１は、当該ユーザＵが装着したヘッドマウントディスプレイ３から光Ｌが照射されたときに各フォトディテクタ１２が検出した光の強度を比較し、最も強度の高い光を検出したフォトディテクタ１２を特定する処理である。フォトディテクタ位置読出処理Ｓ１３２は、強度比較処理にて特定したフォトディテクタ１２の実空間ＲＳにおける位置（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）をメモリから読み出す処理である。ヘッドマウントディスプレイ位置算出処理Ｓ１３３は、位置特定処理Ｓ１１にて特定した位置（Ｘ，Ｙ）、及び、上述した姿勢特定処理Ｓ１２にて特定した姿勢Ｐに基づいて、当該ユーザＵが装着するヘッドマウントディスプレイ３の実空間ＲＳにおける位置（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）＝（Ｘ，Ｙ，Ｈ）を算出する処理である。ここで、Ｘ及びＹは、それぞれ、位置特定処理Ｓ１１にて特定した位置（Ｘ，Ｙ）のＸ座標及びＹ座標であり、Ｈは、姿勢特定処理Ｓ１２にて特定した姿勢Ｐに応じて決まるヘッドマウントディスプレイ３の高さである。例えば、当該ユーザＵの姿勢Ｐが座姿勢Ｐ１である場合、Ｈ＝８０ｃｍであり、当該ユーザＵの姿勢Ｐが立姿勢Ｐ２（直立姿勢Ｐ２１、左足加重姿勢Ｐ２２Ｌ、右足加重姿勢Ｐ２２Ｒの何れか）である場合、Ｈ＝１６０ｃｍである。視線方向算出処理Ｓ１３４は、フォトディテクタ位置読出処理Ｓ１３２にて読み出した位置（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）から、ヘッドマウントディスプレイ位置算出処理Ｓ１３３にて算出した位置（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）を、成分毎に減算することによって、当該ユーザＵの視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）＝（Ｘｐ－Ｘｈ，Ｙｐ－Ｙｈ，Ｚｐ－Ｚｈ）を算出する処理である。

【0029】

信号提供処理Ｓ１４は、位置特定処理Ｓ１１にて特定した各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）、姿勢特定処理Ｓ１２にて特定した各ユーザＵの姿勢Ｐ、及び、視線方向特定処理Ｓ１３にて特定した各ユーザＰの視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を表す信号Σを生成し、生成した信号Σをシミュレーション装置２に提供する処理である。

【0030】

（共存体験提供システムの構成）
本発明の一実施形態に係る共存体験提供システムＳの構成について、図３を参照して説明する。図３は、共存体験提供システムＳの構成を示すブロック図である。

【0031】

共存体験提供システムＳは、図３に示すように、上述したインタフェース装置１の他に、シミュレーション装置２と、ヘッドマウントディスプレイ３と、を含んでいる。シミュレーション装置２は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、を備えている。なお、図３においては、「ヘッドマウントディスプレイ」を「ＨＭＤ」と略記している。インタフェース装置１とシミュレーション装置２とは、無線通信又は有線通信によって通信可能に構成されている。また、シミュレーション装置２と各ヘッドマウントディスプレイ３とは、無線通信によって通信可能に構成されている。

【0032】

上述したように、インタフェース装置１は、各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）、姿勢Ｐ、及び視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を示す信号Σを生成し、生成した信号Σをシミュレーション装置２に提供する。シミュレーション装置２は、この信号Σをインタフェース装置１から取得する。そして、シミュレーション装置２は、この信号Σに基づいて各ユーザＵから見た仮想空間ＶＳを表す映像Ｍを生成し、生成した映像Ｍを当該ユーザＵが装着するヘッドマウントディスプレイ３に提供する。信号Σに基づいて各ユーザＵから見た仮想空間ＶＳを表す映像Ｍを生成する処理は、メモリ２２に格納されたプログラムの命令に従って、プロセッサ２１が実行する。ヘッドマウントディスプレイ３は、この映像Ｍをシミュレーション装置２から取得する。そして、ヘッドマウントディスプレイ３は、この映像Ｍを表示する。

【0033】

インタフェース装置１からシミュレーション装置２に提供される信号Σには、各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）及び姿勢Ｐを表す情報が含まれている。したがって、シミュレーション装置２は、各ユーザＵに対応するアバターであって、そのユーザＵの実空間ＲＳにおける位置（Ｘ，Ｙ）及び姿勢Ｐを正確に反映したアバターが含まれる仮想空間ＶＲを生成することができる。また、インタフェース装置１からシミュレーション装置２に提供される信号Σには、各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）及び視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を表す情報が含まれている。したがって、生成した仮想空間ＶＲを各ユーザＵから見た映像Ｍであって、そのユーザＵの実空間ＲＳにおける位置（Ｘ，Ｙ）及び視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を正確に反映した映像Ｍを生成することができる。これにより、実空間ＲＳに居る複数のユーザＵは、あたかも仮想空間ＶＲにおいて共存しているかのごとき感覚を得ることができる。

【0034】

なお、共存体験提供システムＳの応用例としては、例えば、シューティングゲームが考えられる。この場合、共存体験提供システムＳには、更に、模造銃が含まれることになる。ユーザＵが模造銃の引き金を引くと、シミュレーション装置２は、この模造銃から仮想的に射出された弾丸の軌道を算出する。そして、シミュレーション装置２は、算出した軌道に基づいて各ユーザＵが装着するヘッドマウントディスプレイＵに提供する映像Ｍを加工する。一例として、狙撃されたユーザＵ（算出した軌道上に位置するユーザＵ）に提供する映像Ｍを暗転し、狙撃された旨を示すメッセージを表示する。また、それ以外のユーザＵに提供する映像Ｍにおいて、狙撃されたユーザＵに対応するアバターを消滅させる。

【0035】

（共存体験提供システムの変形例）
図３に示す共存体験提供システムＳの一変形例について、図４を参照して説明する。図４は、本変形例に係る共存体験提供システムＳ’の構成を示すブロック図である。

【0036】

本変形例に係る共存体験提供システムＳ’は、図３に示す共存体験提供システムＳに、インタフェース装置１とは異なる他のインタフェース装置１’を追加したものである。他のインタフェース装置１’は、インタフェース装置１と同様に構成されており、インタフェース装置１と同様の機能を有する。インタフェース装置１，１’とシミュレーション装置２とは、無線通信又は有線通信によって通信可能に構成されている。また、シミュレーション装置２と各ヘッドマウントディスプレイ３とは、無線通信によって通信可能に構成されている。

【0037】

インタフェース装置１は、実空間ＲＳに居る各ユーザＵの位置（Ｘ，Ｙ）、姿勢Ｐ、及び視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を示す信号Σを生成し、生成した信号Σをシミュレーション装置２に提供する。他のインタフェース装置１’は、実空間ＲＳとは異なる他の実空間ＲＳ’に居る各ユーザＵ’の位置（Ｘ，Ｙ）、姿勢Ｐ、及び視線方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を示す信号Σ’を生成し、生成した信号Σ’をシミュレーション装置２に提供する。シミュレーション装置２は、これらの信号Σ，Σ’をインタフェース装置１，１’から取得する。そして、シミュレーション装置２は、これらの信号Σ，Σ’に基づいて各ユーザＵ，Ｕ’から見た仮想空間ＶＳを表す映像Ｍ，Ｍ’を生成し、生成した映像Ｍ，Ｍ’を当該ユーザＵ，Ｕ’が装着するヘッドマウントディスプレイ３に提供する。ヘッドマウントディスプレイ３は、この映像Ｍをシミュレーション装置２から取得する。そして、ヘッドマウントディスプレイ３は、この映像Ｍを表示する。

【0038】

本変形例に係る共存体験提供システムＳ’によれば、異なる実空間ＲＳ，ＲＳ’に居るユーザＵ，Ｕ’に、同じ仮想空間ＶＲにおいて共存する体験を提供することができる。

【0039】

（まとめ）
本発明の態様１に係るインタフェース装置は、複数のユーザに仮想空間における共存体験を提供するためのインタフェース装置であって、実空間の床に敷き詰められた複数のフォースプレートと、各ユーザについて、該ユーザの足圧を検出したフォースプレートの出力信号、及び、前記実空間における該フォースプレートの位置に基づいて特定された、該ユーザの前記床における位置及び該ユーザの姿勢を表す信号を、前記仮想空間を生成するシミュレーション装置に提供する出力部と、を備えている。

【0040】

本発明の態様２に係るインタフェース装置は、態様１に係るインタフェース装置において、前記実空間の壁に分散配置され、各ユーザが装着したヘッドマウントディスプレイから照射された光を検出するための複数のフォトディテクタを更に備え、前記信号は、各ユーザについて、前記複数のフォトディテクタの出力信号に基づいて特定された、該ユーザの視線方向を更に表す。

【0041】

本発明の態様３に係る共存体験提供システムは、態様１又は２に係るインタフェース装置と、前記シミュレーション装置と、を含み、前記シミュレーション装置は、各ユーザから見た、他のユーザのアバターを含む前記仮想空間の映像を前記信号に基づいて生成し、生成した映像を該ユーザが装着するヘッドマウントディスプレイに供給する。

【0042】

本発明の態様４に係る共存体験提供システムは、態様３に係る共存体験提供システムにおいて、前記シミュレーション装置は、前記実空間とは異なる他の実空間における各ユーザの位置及び姿勢を表す他の信号を、前記インタフェース装置とは異なる他のインタフェース装置から取得し、前記シミュレーション装置は、前記実空間又は前記他の実空間に居る各ユーザから見た、前記実空間に居る他のユーザのアバター及び前記他の実空間に居る他のユーザのアバターを含む前記仮想空間の映像を前記信号及び前記他の信号に基づいて生成し、生成した映像を該ユーザが装着するヘッドマウントディスプレイに供給する。

【0043】

本発明の態様５に係る共存体験提供システムは、態様３に係る共存体験提供システムにおいて、各ユーザが所持する模造銃を更に含み、前記シミュレーション装置は、前記模造銃から仮想的に射出された弾丸の軌道を算出し、算出した軌道に基づいて、各ユーザが装着するヘッドマウントディスプレイに供給する映像を加工する。

【符号の説明】

【0044】

Ｓ：共存体験提供システム、１：インタフェース装置、１１：フォースプレート、１２：フォトディテクタ、１３：出力部、２：シミュレーション装置、２１：プロセッサ、２２：メモリ、３：ヘッドマウントディスプレイ、Ｕ：ユーザ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】