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(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】P2024170196
(43)【公開日】2024-12-06
(54)【発明の名称】インタフェース装置、及びハンググライド体験システム
(51)【国際特許分類】
A63G 31/00 20060101AFI20241129BHJP
A63F 13/21 20140101ALI20241129BHJP
A63F 13/25 20140101ALI20241129BHJP
【ＦＩ】
A63G31/00
A63F13/21
A63F13/25
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023087222
(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
(57)【要約】
【課題】仮想空間におけるハンググライドにおいて、よりリアリティの高いコントロールバーの動作をユーザが体験できるようにする。
【解決手段】インタフェース装置（１）は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザに提供するためのものであって、ユーザが把持するコントロールバー（１１）と、コントロールバーを上方から傾動可能に支持する傾動機構（１２）と、傾動機構に搭載され、ユーザからコントロールバーに作用する力及びモーメントを検出する力覚センサ（１３）と、力及びモーメントを表す信号を、仮想空間を生成するシミュレーション装置（２）に提供するとともに、コントロールバーが傾動するよう傾動機構を制御するための制御信号を、シミュレーション装置から取得する入出力部（１５）と、を備えている。
【選択図】図２
【解決手段】インタフェース装置（１）は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザに提供するためのものであって、ユーザが把持するコントロールバー（１１）と、コントロールバーを上方から傾動可能に支持する傾動機構（１２）と、傾動機構に搭載され、ユーザからコントロールバーに作用する力及びモーメントを検出する力覚センサ（１３）と、力及びモーメントを表す信号を、仮想空間を生成するシミュレーション装置（２）に提供するとともに、コントロールバーが傾動するよう傾動機構を制御するための制御信号を、シミュレーション装置から取得する入出力部（１５）と、を備えている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
仮想空間におけるハンググライド体験をユーザに提供するためのインタフェース装置であって、
前記ユーザが把持するコントロールバーと、
前記コントロールバーを上方から傾動可能に支持する傾動機構と、
前記傾動機構に搭載され、前記ユーザから前記コントロールバーに作用する力及びモーメントを検出する力覚センサと、
前記力及び前記モーメントを表す信号を、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とともに、前記コントロールバーが傾動するよう前記傾動機構を制御するための制御信号を、前記シミュレーション装置から取得する入出力部と、を備えている、
ことを特徴とするインタフェース装置。
前記ユーザが把持するコントロールバーと、
前記コントロールバーを上方から傾動可能に支持する傾動機構と、
前記傾動機構に搭載され、前記ユーザから前記コントロールバーに作用する力及びモーメントを検出する力覚センサと、
前記力及び前記モーメントを表す信号を、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とともに、前記コントロールバーが傾動するよう前記傾動機構を制御するための制御信号を、前記シミュレーション装置から取得する入出力部と、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】
前記傾動機構は、パラレルリンクである、
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。
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、前記仮想空間における大気の状態と、前記力及び前記モーメントから特定した前記ユーザの姿勢とに基づいて、前記コントロールバーの傾動方向及び傾動角を決定する、
ことを特徴とするハンググライド体験システム。
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、前記仮想空間における大気の状態と、前記力及び前記モーメントから特定した前記ユーザの姿勢とに基づいて、前記コントロールバーの傾動方向及び傾動角を決定する、
ことを特徴とするハンググライド体験システム。
【請求項4】
前記シミュレーション装置から取得した、前記仮想空間を表す映像を表示するヘッドマウントディスプレイを更に含む、
ことを特徴とする請求項３に記載のハンググライド体験システム。
ことを特徴とする請求項３に記載のハンググライド体験システム。
【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、及びハンググライド体験システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献１に記載されたような、ハンググライドを模擬的に体験するためのシミュレーション装置が知られている。このシミュレーション装置は、ユーザの顔面の向きに応じた画像を表示させることができる画像表示装置とともに用いられる。また、このシミュレーション装置は、画像表示装置に表示される画像に合わせてユーザの姿勢を制御する体感用駆動部を有している。また、体感用駆動部は、画像表示装置に表示される画像によって体感する使用者の体の傾きに応じて、ユーザを支持する部分を傾ける制御装置を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献2】特開２０１０－１２２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
現実のハンググライドにおいて、機体のユーザは、機体の下に揺動可能に吊り下げられる。このため、機体に固定されたコントロールバーは、ユーザに対し相対的に傾動可能となる。これにより、ユーザは、コントロールバーを前後左右に傾動させることで機体を加減速したり、方向転換したりすることができる。しかしながら、特許文献１に記載されたような従来のシミュレーション装置は、コントロールバーに相当する部材がユーザを支持する部材に固定されている。このため、シミュレーション装置のユーザは、コントロールバーを自身に対し相対的に傾動させることができない。すなわち、仮想空間におけるハンググライドに従来のシミュレーション装置を用いただけでは、コントロールバーの動作のリアリティが十分でなく、現実のハンググライドで得られる体験とは程遠い体験しか得られない。
【0005】
本発明の一態様は、上記課題に鑑みてなされたもので、仮想空間におけるハンググライドにおいて、よりリアリティの高いコントロールバーの動作をユーザが体験できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るインタフェース装置は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザに提供するためのインタフェース装置であって、前記ユーザが把持するコントロールバーと、前記コントロールバーを上方から傾動可能に支持する傾動機構と、前記傾動機構に搭載され、前記ユーザから前記コントロールバーに作用する力及びモーメントを検出する力覚センサと、前記力及び前記モーメントを表す信号を、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とともに、前記コントロールバーが傾動するよう前記傾動機構を制御するための制御信号を、前記シミュレーション装置から取得する入出力部と、を備えている。
【0007】
また、上記の課題を解決するために、本発明の他の態様に係るハンググライド体験システムは、上記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、前記仮想空間における大気の状態と、前記力及び前記モーメントから特定した前記ユーザの姿勢とに基づいて、前記コントロールバーの傾動方向及び傾動角を決定する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の各態様によれば、仮想空間におけるハンググライドにおいて、よりリアリティの高いコントロールバーの動作をユーザが体験することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0011】
＜ハンググライド体験システムの構成＞
本実施形態に係るハンググライド体験システム（以下、システムＳ）は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザＵに提供するものである。図１、２に示したように、システムＳは、インタフェース装置１と、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（以下、ＨＭＤ３）と、を含む。図２に示したように、各装置１～３は、有線又は無線で互いに通信可能に接続されている。なお、システムＳは、インタフェース装置１及びＨＭＤ３をそれぞれ複数含んでいてもよい。この場合、複数のインタフェース装置１は、同一室内に設置されていてもよいし、それぞれ異なる場所に設置されていてもよい。
本実施形態に係るハンググライド体験システム（以下、システムＳ）は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザＵに提供するものである。図１、２に示したように、システムＳは、インタフェース装置１と、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（以下、ＨＭＤ３）と、を含む。図２に示したように、各装置１～３は、有線又は無線で互いに通信可能に接続されている。なお、システムＳは、インタフェース装置１及びＨＭＤ３をそれぞれ複数含んでいてもよい。この場合、複数のインタフェース装置１は、同一室内に設置されていてもよいし、それぞれ異なる場所に設置されていてもよい。
【0012】
［インタフェース装置］
インタフェース装置１は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザＵに提供するためのものである。図１に示したように、インタフェース装置１は、コントロールバー１１と、傾動機構１２と、力覚センサ１３と、を備える。また、図１、２に示したように、本実施形態に係るインタフェース装置１は、複数のフォトディテクタ１４と、入出力部１５と、スイングライン１６と、ハーネス１７と、を更に備える。
インタフェース装置１は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザＵに提供するためのものである。図１に示したように、インタフェース装置１は、コントロールバー１１と、傾動機構１２と、力覚センサ１３と、を備える。また、図１、２に示したように、本実施形態に係るインタフェース装置１は、複数のフォトディテクタ１４と、入出力部１５と、スイングライン１６と、ハーネス１７と、を更に備える。
【0013】
〔傾動機構〕
図１に示したように、傾動機構１２は、コントロールバー１１を上方から傾動可能に支持する。このため、傾動機構１２は、床面よりも所定距離（数ｍ程度）上方に設けられる。本実施形態に係る傾動機構１２は、システムＳが設置される部屋の天井に固定される。本実施形態に係る傾動機構１２は、パラレルリンクである。このため、本実施形態に係る傾動機構１２は、天井に固定されるベース１２１と、複数の可動リンク１２２と、傾動体１２３と、を備える。
図１に示したように、傾動機構１２は、コントロールバー１１を上方から傾動可能に支持する。このため、傾動機構１２は、床面よりも所定距離（数ｍ程度）上方に設けられる。本実施形態に係る傾動機構１２は、システムＳが設置される部屋の天井に固定される。本実施形態に係る傾動機構１２は、パラレルリンクである。このため、本実施形態に係る傾動機構１２は、天井に固定されるベース１２１と、複数の可動リンク１２２と、傾動体１２３と、を備える。
【0014】
（可動リンク）
複数の可動リンク１２２の各上端部は、ベース１２１の周縁部にそれぞれ連結されている。各上端部は、可動ジョイント（ボールジョイント等）となっている。このため、各可動リンク１２２は、上端部を中心に傾動可能となっている。また、各可動リンク１２２は、それぞれピストン及びシリンダ構成されている。このため、各可動リンク１２２は、上端部と下端部が互いに近づいたり遠のいたりするよう伸縮可能となっている。また、複数の可動リンク１２２の各下端部は、上端部と同様の可動ジョイントとなっている。
複数の可動リンク１２２の各上端部は、ベース１２１の周縁部にそれぞれ連結されている。各上端部は、可動ジョイント（ボールジョイント等）となっている。このため、各可動リンク１２２は、上端部を中心に傾動可能となっている。また、各可動リンク１２２は、それぞれピストン及びシリンダ構成されている。このため、各可動リンク１２２は、上端部と下端部が互いに近づいたり遠のいたりするよう伸縮可能となっている。また、複数の可動リンク１２２の各下端部は、上端部と同様の可動ジョイントとなっている。
【0015】
（傾動体）
傾動体１２３は、その下面周縁部において、複数の可動リンク１２２の各下端部とそれぞれ連結されている。そして、傾動体１２３は、各可動リンク１２２の伸縮の程度に応じて傾動可能となっている。
傾動体１２３は、その下面周縁部において、複数の可動リンク１２２の各下端部とそれぞれ連結されている。そして、傾動体１２３は、各可動リンク１２２の伸縮の程度に応じて傾動可能となっている。
【0016】
なお、傾動機構１２は、上記のような構成に限定されない。例えば、傾動機構は、個々の可動リンクが曲げ伸ばし可能に構成されていてもよい。そして、モータ等の動力によって各可動リンクの上端部の曲げ角度を調節することにより、傾動体１２３を傾動させるよう構成されていてもよい。また、傾動機構は、棒状の可動リンクの上端部をベース１２１の上面に沿って移動可能に構成されていてもよい。そして、可動リンクの上端部の移動によって下端部を上下動させることにより傾動体１２３を傾動させるよう構成されていてもよい。
【0017】
〔コントロールバー〕
また、コントロールバー１１は、傾動機構１２の下に設けられている。本実施形態に係るコントロールバー１１は、一対のアップライト１１１と、ベースバー１１２と、を含む。
また、コントロールバー１１は、傾動機構１２の下に設けられている。本実施形態に係るコントロールバー１１は、一対のアップライト１１１と、ベースバー１１２と、を含む。
【0018】
（アップライト）
一対のアップライト１１１は、各上端部が傾動機構１２の傾動体１２３にそれぞれ固定されるとともに、それぞれ下方に、かつ互いに離れるよう左右に延びる。
一対のアップライト１１１は、各上端部が傾動機構１２の傾動体１２３にそれぞれ固定されるとともに、それぞれ下方に、かつ互いに離れるよう左右に延びる。
【0019】
（ベースバー）
ベースバー１１２は、ユーザが把持するものである。ベースバー１１２の左右両端部は、一対のアップライト１１１の各下端部にそれぞれ固定される。本実施形態に係るベースバー１１２は、ユーザＵが操作可能な、一又は複数の操作部１１２ａを備えている。操作部１１２ａは、ボタンであってもよいし、ベースバー１１２に貼り付けられたシート状のセンサ等であってもよい。
ベースバー１１２は、ユーザが把持するものである。ベースバー１１２の左右両端部は、一対のアップライト１１１の各下端部にそれぞれ固定される。本実施形態に係るベースバー１１２は、ユーザＵが操作可能な、一又は複数の操作部１１２ａを備えている。操作部１１２ａは、ボタンであってもよいし、ベースバー１１２に貼り付けられたシート状のセンサ等であってもよい。
【0020】
このようにして複数の可動リンク１２２に連結されたコントロールバー１１（特にベースバー１１２）は、傾動機構１２の傾動体１２３の傾動に応じて傾動する。
【0021】
（力覚センサ）
力覚センサ１３は、ユーザＵからコントロールバー１１に作用する力及びモーメントを検出する。本実施形態に係る複数の力覚センサ１３は、静電容量式の力覚センサであり、傾動機構１２に搭載されている。また、本実施形態に係る力覚センサ１３は、傾動機構１２のベース１２１に取り付けられている。力覚センサ１３は、ユーザＵがベースバー１１２を動かそうとすることによってベース１２１に生じる歪みを検出する。そして、この検出結果に基づいて、コントロールバー１１のベースバー１１２に作用している力、ベースバー１１２に作用する、傾動機構１２を前後方向に通るＸ軸まわりのモーメント、及びベースバー１１２に作用する、傾動機構１２を左右方向に通るＹ軸周りのモーメント等を算出する。これにより、後述するシミュレーション装置２は、ユーザＵの姿勢（ベースバー１１２を押そうとしているか引こうとしているか）、体重のかけ方（機体を左右どちらに旋回させようとしているか）等を特定することができる。各力覚センサ１３は、ベース１２１に生じる歪みの検出、並びにコントロールバー１１に作用する力及びモーメントの検出を所定周期で繰り返す。なお、力覚センサ１３は、ひずみゲージ式の力覚センサであってもよい。
力覚センサ１３は、ユーザＵからコントロールバー１１に作用する力及びモーメントを検出する。本実施形態に係る複数の力覚センサ１３は、静電容量式の力覚センサであり、傾動機構１２に搭載されている。また、本実施形態に係る力覚センサ１３は、傾動機構１２のベース１２１に取り付けられている。力覚センサ１３は、ユーザＵがベースバー１１２を動かそうとすることによってベース１２１に生じる歪みを検出する。そして、この検出結果に基づいて、コントロールバー１１のベースバー１１２に作用している力、ベースバー１１２に作用する、傾動機構１２を前後方向に通るＸ軸まわりのモーメント、及びベースバー１１２に作用する、傾動機構１２を左右方向に通るＹ軸周りのモーメント等を算出する。これにより、後述するシミュレーション装置２は、ユーザＵの姿勢（ベースバー１１２を押そうとしているか引こうとしているか）、体重のかけ方（機体を左右どちらに旋回させようとしているか）等を特定することができる。各力覚センサ１３は、ベース１２１に生じる歪みの検出、並びにコントロールバー１１に作用する力及びモーメントの検出を所定周期で繰り返す。なお、力覚センサ１３は、ひずみゲージ式の力覚センサであってもよい。
【0022】
〔スイングライン〕
スイングライン１６は、後述するハーネス１７を吊るすためのものである。スイングライン１６は、紐状の部材であってもよいし、上端部を中心に揺動可能な棒状の部材であってもよい。スイングライン１６は、傾動機構１２の傾動体１２３の下面中央部に上端部が固定されるとともに、下方へ延びる。スイングライン１６の下端部は、ハーネス１７を着脱可能に係合する係合部（カラビナ）が設けられている。なお、スイングライン１６は、傾動体１２３設けられる箇所（天井等）であって、傾動機構１２の側方（後方）に設けられていてもよい。
スイングライン１６は、後述するハーネス１７を吊るすためのものである。スイングライン１６は、紐状の部材であってもよいし、上端部を中心に揺動可能な棒状の部材であってもよい。スイングライン１６は、傾動機構１２の傾動体１２３の下面中央部に上端部が固定されるとともに、下方へ延びる。スイングライン１６の下端部は、ハーネス１７を着脱可能に係合する係合部（カラビナ）が設けられている。なお、スイングライン１６は、傾動体１２３設けられる箇所（天井等）であって、傾動機構１２の側方（後方）に設けられていてもよい。
【0023】
〔ハーネス〕
ハーネス１７は、スイングライン１６によって吊り下げられるとともに、ユーザの胴体及び脚部を支持する。ハーネス１７の型は特に限定されない。すなわち、ハーネス１７は、エプロン型のものであっても、スカイフローティング型のものであっても、フロントジッパー型のものであってもよい。ハーネス１７の上面中央部は、スイングライン１６の係合部と係合するための被係合部が設けられている。
ハーネス１７は、スイングライン１６によって吊り下げられるとともに、ユーザの胴体及び脚部を支持する。ハーネス１７の型は特に限定されない。すなわち、ハーネス１７は、エプロン型のものであっても、スカイフローティング型のものであっても、フロントジッパー型のものであってもよい。ハーネス１７の上面中央部は、スイングライン１６の係合部と係合するための被係合部が設けられている。
【0024】
〔フォトディテクタ〕
フォトディテクタ１４は、後述するＨＭＤ３が照射した光を検出するものである。複数のフォトディテクタ１４は、インタフェース装置１を囲むように配置される。本実施形態に係るフォトディテクタ１４は、インタフェース装置１が設置される部屋の壁に配置される。また、本実施形態に係るフォトディテクタ１４は、所定間隔をあけて行列状に配置される。なお、フォトディテクタ１４の配置は、例えば斜めに並ぶような配置であってもよいし、ランダムな配置であってもよい。
フォトディテクタ１４は、後述するＨＭＤ３が照射した光を検出するものである。複数のフォトディテクタ１４は、インタフェース装置１を囲むように配置される。本実施形態に係るフォトディテクタ１４は、インタフェース装置１が設置される部屋の壁に配置される。また、本実施形態に係るフォトディテクタ１４は、所定間隔をあけて行列状に配置される。なお、フォトディテクタ１４の配置は、例えば斜めに並ぶような配置であってもよいし、ランダムな配置であってもよい。
【0025】
〔入出力部〕
入出力部１５は、検出信号を、シミュレーション装置２に提供する。検出信号は、力及びモーメントを表す信号である。また、入出力部１５は、コントロールバー１１が傾動するよう傾動機構１２を制御するための制御信号を、シミュレーション装置２から取得する。入出力部１５は、シミュレーション装置２と有線又は無線で通信する通信モジュール、又はシミュレーション装置２と有線接続するための端子で構成されている。
入出力部１５は、検出信号を、シミュレーション装置２に提供する。検出信号は、力及びモーメントを表す信号である。また、入出力部１５は、コントロールバー１１が傾動するよう傾動機構１２を制御するための制御信号を、シミュレーション装置２から取得する。入出力部１５は、シミュレーション装置２と有線又は無線で通信する通信モジュール、又はシミュレーション装置２と有線接続するための端子で構成されている。
【0026】
本実施形態に係る入出力部１５は、ＨＭＤ３が照射した光を検出したフォトディテクタ１４の識別情報（ＩＤ、取付位置等）を、シミュレーション装置２に提供する。また、本実施形態に係る入出力部１５は、コントロールバー１１の操作部１１２ａになされた操作に応じた切替信号をシミュレーション装置２へ提供する。
【0027】
［シミュレーション装置］
シミュレーション装置２は、仮想空間を生成するものである。本実施形態に係るシミュレーション装置２は、空中を模した仮想空間を生成する。図２に示したように、シミュレーション装置２は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、を備える。
シミュレーション装置２は、仮想空間を生成するものである。本実施形態に係るシミュレーション装置２は、空中を模した仮想空間を生成する。図２に示したように、シミュレーション装置２は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、を備える。
【0028】
（メモリ）
メモリ２２は、シミュレーション装置２を動作させるための制御プログラムを記憶している。本実施形態に係るメモリ２２は、仮想空間を生成するための映像データも記憶している。
メモリ２２は、シミュレーション装置２を動作させるための制御プログラムを記憶している。本実施形態に係るメモリ２２は、仮想空間を生成するための映像データも記憶している。
【0029】
（プロセッサ）
プロセッサ２１は、実際にハンググライドを体験する場所を撮影して得られた画像データに基づいて、空中の風景を再現したＶＲ（Virtual Reality）映像を生成する。また、プロセッサ２１は、周囲の風景が後方に移動していく（ユーザＵが飛行しているように見える）仮想空間の映像を生成する。また、本実施形態に係るプロセッサ２１は、光を検出したフォトディテクタ１４の識別情報に基づいて、ユーザＵの顔の向きを特定し、仮想空間をユーザＵの顔の向きに合わせて回転させる。そして、プロセッサ２１は、生成した仮想空間のデータを、図示しない通信モジュールを介してＨＭＤ３へ送信する。また、プロセッサ２１は、インタフェース装置１から切替信号を取得した場合に、仮想空間における場所（ロケーション）、高度、飛行速度及び音声の少なくともいずれかを、切替信号に応じたものに変更する。
プロセッサ２１は、実際にハンググライドを体験する場所を撮影して得られた画像データに基づいて、空中の風景を再現したＶＲ（Virtual Reality）映像を生成する。また、プロセッサ２１は、周囲の風景が後方に移動していく（ユーザＵが飛行しているように見える）仮想空間の映像を生成する。また、本実施形態に係るプロセッサ２１は、光を検出したフォトディテクタ１４の識別情報に基づいて、ユーザＵの顔の向きを特定し、仮想空間をユーザＵの顔の向きに合わせて回転させる。そして、プロセッサ２１は、生成した仮想空間のデータを、図示しない通信モジュールを介してＨＭＤ３へ送信する。また、プロセッサ２１は、インタフェース装置１から切替信号を取得した場合に、仮想空間における場所（ロケーション）、高度、飛行速度及び音声の少なくともいずれかを、切替信号に応じたものに変更する。
【0030】
本実施形態に係るプロセッサ２１は、機体が滑空するときの細かな振動のデータを生成する。そして、プロセッサ２１は、生成した振動のデータを、通信モジュールを介してインタフェース装置１へ送信する。
【0031】
また、プロセッサ２１は、仮想空間における大気の状態と、力及びモーメントから特定したユーザＵの姿勢とに基づいて、コントロールバー１１の傾動方向及び傾動角を決定する。「状態」は、風・気流の向き、風・気流の強さ等を指す。例えば、プロセッサ２１は、ユーザＵが腕を押し出して（引いて）いる（力覚センサ１３が、コントロールバー１１に前方（後方）へ向かう力を検出した）場合、コントロールバー１１を、前方（後方）へ傾動することを指示する制御信号をインタフェース装置１へ提供する。また、プロセッサ２１は、ユーザＵが右（左）に体重をかけている（力覚センサ１３が、コントロールバー１１の右端部（左端部）に下方へ向かう力を検出した）場合、コントロールバー１１を右下がり（左下がり）になるよう傾動することを指示する制御信号をインタフェース装置１へ提供する。プロセッサ２１は、コントロールバー１１に作用する力及びモーメントの検出を所定周期で繰り返す。これにより、プロセッサ２１は、仮想空間における大気の状態の経時変化（仮想空間における風景の移動）に応じて、その都度異なる傾動方向及び傾動角を決定することになる。
【0032】
なお、プロセッサ２１は、例えばハンググライドの上級者に装着したウェアラブルカメラが撮影した、当該上級者が実際にハンググライドを行っているときの映像のデータを取得し、当該データに基づいてＶＲ映像を作成するよう構成されていてもよい。このようにすれば、ユーザＵは、上級者によるレベルの高いハンググライドを体験している気分に浸ることができる。また、プロセッサ２１は、上級者から離れた場所から撮影した、当該上級者が実際にハンググライドを行っているときの映像のデータを取得し、当該データに基づいて仮想空間を生成するよう構成されていてもよい。このようにすれば、ユーザＵは、上級者と並んでハンググライドを行っているような感覚になり、より興趣の高い体験となる。
【0033】
また、プロセッサ２１は、複数のインタフェース装置１及び複数のＨＭＤ３がそれぞれ接続されている場合、各ＨＭＤに提供する仮想空間として、当該各ＨＭＤを装着するユーザ以外の他のユーザのアバターが写った仮想空間を生成するよう構成されていてもよい。例えば、第一のユーザ及び第二のユーザがそれぞれＨＭＤ３を装着し、別々のインタフェース装置１でハンググライドを体験する際に、第一のユーザ（第二のユーザ）のＨＭＤ３には、第二のユーザのアバター（第一のユーザのアバター）が写った仮想空間のデータを提供する。このようにすれば、仮想空間内において、複数のユーザが、ともにハンググライドを楽しんだり、ハンググライドの腕を競い合ったりすることができる。ユーザの数が多数になれば、仮想空間内で賞金を懸けた大会を行うこともできる。
【0034】
また、プロセッサ２１は、ＶＲ映像ではない仮想空間及び当該仮想空間内に存在するユーザＵのアバターを生成するよう構成されていてもよい。この場合、プロセッサ２１は、仮想空間における大気の状態とユーザＵの姿勢とに基づいて、アバターの姿勢を変化させるよう構成されていてもよい。
【0035】
また、プロセッサ２１は、仮想空間における音声を生成し、それをＨＭＤ３へ送信するよう構成されていてもよい。音声には機体やユーザが風を切る音、機体におけるセールがはためく音、地上にいる人との無線交信等が含まれる。
【0036】
［ヘッドマウントディスプレイ］
ＨＭＤ３は、シミュレーション装置２から取得した、仮想空間を表す映像を表示する。また、ＨＭＤ３は、ユーザＵがコントロールバー１１に搭乗する際に、ユーザＵの頭部に装着される。これにより、ユーザＵは、自身が仮想空間内に存在しているような臨場感を得ることができる。本実施形態に係るシミュレーション装置２はＶＲ映像を生成するため、ＨＭＤ３を装着したユーザＵは、よりリアリティの高い仮想空間内に存在している感覚に浸ることができる。また、本実施形態に係るシミュレーション装置２は周囲の風景が後方に移動していく仮想空間の映像を生成するため、ＨＭＤ３を装着したユーザＵは、自身が前進している感覚に浸ることができる。また、本実施形態に係るＨＭＤ３は、シミュレーション装置２から取得した情報に基づいて、場所、高度及び飛行速度の少なくともいずれかを示す飛行情報を、仮想空間内（ＨＭＤ３の表示部の端）に表示するよう構成されている。シミュレーション装置２が切替信号に応じて場所、高度及び飛行速度の少なくともいずれかを変更した場合、ＨＭＤ３は表示する飛行情報を変更する。
ＨＭＤ３は、シミュレーション装置２から取得した、仮想空間を表す映像を表示する。また、ＨＭＤ３は、ユーザＵがコントロールバー１１に搭乗する際に、ユーザＵの頭部に装着される。これにより、ユーザＵは、自身が仮想空間内に存在しているような臨場感を得ることができる。本実施形態に係るシミュレーション装置２はＶＲ映像を生成するため、ＨＭＤ３を装着したユーザＵは、よりリアリティの高い仮想空間内に存在している感覚に浸ることができる。また、本実施形態に係るシミュレーション装置２は周囲の風景が後方に移動していく仮想空間の映像を生成するため、ＨＭＤ３を装着したユーザＵは、自身が前進している感覚に浸ることができる。また、本実施形態に係るＨＭＤ３は、シミュレーション装置２から取得した情報に基づいて、場所、高度及び飛行速度の少なくともいずれかを示す飛行情報を、仮想空間内（ＨＭＤ３の表示部の端）に表示するよう構成されている。シミュレーション装置２が切替信号に応じて場所、高度及び飛行速度の少なくともいずれかを変更した場合、ＨＭＤ３は表示する飛行情報を変更する。
【0037】
本実施形態に係るＨＭＤ３は、少なくともユーザＵがハンググライドを体験している間、ユーザＵが顔を向けている方向に光を照射する。光は、インタフェース装置１が設置される部屋の室内光と異なっていればよく、可視光であってもよいし、赤外線等であってもよい。ＨＭＤ３から照射された光は、インタフェース装置１の周囲に配置された複数のフォトディテクタ１４の何れかが検出することになる。
【0038】
なお、ＨＭＤ３は、スピーカが内蔵されたものであってもよい。その場合、ＨＭＤ３は、シミュレーション装置２から取得した、仮想空間における音声を発するよう構成されていてもよい。
【0039】
＜ハンググライド体験システム（インタフェース装置）の動作＞
上記のように構成されたシステムＳは、所定の開始条件が成立すると、動作を開始する。開始条件としては、システムＳ（インタフェース装置１）の電源がオンにされたこと、ユーザＵがコントロールバー１１を把持したこと、ユーザＵにより所定の開始操作がなされたこと、等が挙げられる。
上記のように構成されたシステムＳは、所定の開始条件が成立すると、動作を開始する。開始条件としては、システムＳ（インタフェース装置１）の電源がオンにされたこと、ユーザＵがコントロールバー１１を把持したこと、ユーザＵにより所定の開始操作がなされたこと、等が挙げられる。
【0040】
システムＳが動作を開始すると、図３に示したように、まず、シミュレーション装置２が仮想空間を生成し（ステップＡ１）、そのデータを、ユーザＵが装着しているＨＭＤ３へ提供する（ステップＡ２）。そして、仮想空間のデータを受信したＨＭＤ３が、仮想空間の映像を表示部に表示する（ステップＢ１）。そして、仮想空間内の風景が移動し始めることにより、ハンググライドの体験が開始される。
【0041】
ＨＭＤ３に仮想空間が表示されている間、インタフェース装置１がコントロールバー１１に作用する力及びモーメントの検出を所定周期で繰り返す（ステップＣ１）。そして、力及びモーメントを検出する度に、インタフェース装置１が、検出信号をシミュレーション装置２に提供する（ステップＣ２）。
【0042】
そして、検出信号を取得したシミュレーション装置２が、生成した仮想空間における大気の状態と、検出信号から特定したユーザＵの姿勢とに基づく、コントロールバー１１の傾動方向及び傾動角の決定を繰り返す（ステップＡ３）。そして、傾動方向及び傾動角を決定する度に、シミュレーション装置２が、決定した傾動方向及び傾動角を示す制御信号をインタフェース装置１へ提供する（ステップＡ４）。そして、制御信号を取得したインタフェース装置１が、傾動機構を制御して、コントロールバー１１を、制御信号が示す傾動方向及び傾動角で傾動させる（ステップＣ３）。
【0043】
＜ハンググライド体験システムの作用効果＞
本実施形態に係るインタフェース装置１は、傾動機構１２により、コントロールバー１１が傾動する。このため、ユーザは、コントロールバーを、ユーザに対し相対的に傾動させることができる。このため、インタフェース装置１又はシステムＳによれば、仮想空間におけるハンググライドにおいて、よりリアリティの高いコントロールバーの動作をユーザが体験することができる。
本実施形態に係るインタフェース装置１は、傾動機構１２により、コントロールバー１１が傾動する。このため、ユーザは、コントロールバーを、ユーザに対し相対的に傾動させることができる。このため、インタフェース装置１又はシステムＳによれば、仮想空間におけるハンググライドにおいて、よりリアリティの高いコントロールバーの動作をユーザが体験することができる。
【0044】
＜変形例＞
本発明は上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0045】
例えば、ＨＭＤ３は、光を照射する機能の代わりに、ユーザＵの頭部の動作を検出するセンサ（ジャイロセンサ等）を備えていてもよい。その場合、インタフェース装置１は、フォトディテクタ１４を備えていなくてもよい。
【0046】
また、システムＳは、図示しない送風機を備えていてもよい。この送風機は、ユーザＵの前方に、ユーザＵへ向けて送風するよう配置される。また、送風機は、シミュレーション装置２と接続され、仮想空間内を飛行する速度に合わせて風速を調節する。このようにすれば、ユーザＵが動作に合わせて風を受けることになり、仮想空間におけるハンググライド体験のリアリティをより向上させることができる。なお、システムＳは、ユーザＵへ送る風の風向を変更できるよう構成されていてもよい。具体的には、例えば送風機が、ユーザの周囲において移動可能に構成されていてもよいし、ユーザＵの前方に配置されたものとは別に側方等に配置されていてもよい。この場合、シミュレーション装置２は、風向の変化に合わせてコントロールバー１１を傾動させるよう構成されていてもよい。このようにすれば、横風の発生等も再現することができるため、ユーザＵは、より難易度の高いハンググライドを体験することができる。
【0047】
また、システムＳは、インタフェース装置１の下方（システムＳが設置される部屋の床面等）に、緩衝材を備えていてもよい。このようにすれば、スイングライン１６やハーネス１７の破損、スイングライン１６とハーネス１７との係合不良等によってユーザＵが落下してしまった場合に、緩衝材がユーザを受け止めるため、ユーザＵが負傷してしまうのを防ぐことができる。
【0048】
また、上記プロセッサの機能の一部又は全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。
【0049】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るインタフェース装置は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザに提供するためのインタフェース装置であって、前記ユーザが把持するコントロールバーと、前記コントロールバーを上方から傾動可能に支持する傾動機構と、前記傾動機構に搭載され、前記ユーザから前記コントロールバーに作用する力及びモーメントを検出する力覚センサと、前記力及び前記モーメントを表す信号を、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とともに、前記コントロールバーが傾動するよう前記傾動機構を制御するための制御信号を、前記シミュレーション装置から取得する入出力部と、を備えている、構成である。
本発明の態様１に係るインタフェース装置は、仮想空間におけるハンググライド体験をユーザに提供するためのインタフェース装置であって、前記ユーザが把持するコントロールバーと、前記コントロールバーを上方から傾動可能に支持する傾動機構と、前記傾動機構に搭載され、前記ユーザから前記コントロールバーに作用する力及びモーメントを検出する力覚センサと、前記力及び前記モーメントを表す信号を、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とともに、前記コントロールバーが傾動するよう前記傾動機構を制御するための制御信号を、前記シミュレーション装置から取得する入出力部と、を備えている、構成である。
【0050】
本発明の態様２に係るインタフェース装置は、上記の態様１において、前記傾動機構は、パラレルリンクである、構成としてもよい。
【0051】
本発明の態様３に係るハンググライド体験システムは、上記の態様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、前記仮想空間における大気の状態と、前記力及び前記モーメントから特定した前記ユーザの姿勢とに基づいて、前記コントロールバーの傾動方向及び傾動角を決定する、構成としてもよい。
【0052】
本発明の態様４に係るハンググライド体験システムは、上記の態様３において、前記シミュレーション装置から取得した、前記仮想空間を表す映像を表示するヘッドマウントディスプレイを更に含む、構成としてもよい。
【符号の説明】
【0053】
Ｓ：ハンググライド体験システム、１：インタフェース装置、１１：コントロールバー
１１１：アップライト、１１２：ベースバー、１２：傾動機構、１２１：ベース、１２２：可動リンク、１２３：傾動体、１３：力覚センサ、１４：フォトディテクタ、１５：入出力部、１６：スイングライン、１７：ハーネス、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
１１１：アップライト、１１２：ベースバー、１２：傾動機構、１２１：ベース、１２２：可動リンク、１２３：傾動体、１３：力覚センサ、１４：フォトディテクタ、１５：入出力部、１６：スイングライン、１７：ハーネス、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】