(57)【要約】【課題】現実空間における入力装置を用いることなく仮想空間における入力を支援する。【解決手段】仮想現実を提供するコンピュータのプロセッサが実行する処理は、ＨＭＤ装置に仮想空間を表示させるステップ（Ｓ１１１０）と、ユーザの手の動作を検知するステップ（Ｓ１１２０）と、仮想右手オブジェクトを仮想空間に配置するステップ（Ｓ１１３０）と、右手の動きに応じて動く仮想右手オブジェクトの動作に基づいて仮想キーボードを仮想空間に配置するステップ（Ｓ１１４０）と、仮想右手オブジェクトが仮想キーボードに接近していることを検知するステップ（Ｓ１１５０）と、人差し指が仮想キーボードに接触したことを検知するステップ（Ｓ１１７０）と、接触位置に関連付けられている処理を実行するステップ（Ｓ１１８０）と、仮想キーボードへの入力が受け付けられたことを示す信号を現実空間のコントローラに送信するステップ（Ｓ１１９０）とを含む。【選択図】図１１
2018032383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想空間における入力を支援するためにコンピュータによって実行される方法であって、
前記仮想空間において入力を受け付けるための入力装置オブジェクトを前記仮想空間に配置するステップと、
前記コンピュータのユーザの四肢のいずれかの状態を検出するステップと、
前記四肢のいずれかの状態の検出結果に応じて、前記入力装置オブジェクトに対する入力操作を行うための操作オブジェクトを配置するステップと、
前記操作オブジェクトと前記入力装置オブジェクトとの接触を検出するステップと、
前記接触が予め定められた態様での接触である場合に、当該接触を前記入力装置オブジェクトに対する入力操作として受け付けるステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記予め定められた態様は、前記操作オブジェクトが前記入力装置オブジェクトを貫くこと、または、前記操作オブジェクトが前記入力装置オブジェクトを押すことのいずれかを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記入力操作として受け付けるステップは、前記操作オブジェクトが前記入力装置オブジェクトの外部から前記入力装置オブジェクトに接触した場合に、当該接触を前記入力操作として受け付けることとを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記外部から前記入力装置オブジェクトへの接触は、前記仮想ユーザから前記入力装置に向かって移動した操作オブジェクトが、前記入力装置オブジェクトに接触することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記予め定められた態様は、前記入力装置オブジェクトに対する前記操作オブジェクトの移動が、予め定められた一方向の移動であることを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記四肢のいずれかは、前記ユーザの手を含み、
前記操作オブジェクトは、前記手に相当する手オブジェクトを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記手オブジェクトは、１つ以上の指オブジェクトを含み、
前記操作オブジェクトを前記仮想空間に配置するステップは、前記入力装置オブジェクトと前記手オブジェクトとが予め定められた距離以下まで接近した場合に、前記１つ以上の指オブジェクトを伸ばした状態で配置することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記入力操作が受け付けられた場合に、前記コンピュータに接続されて前記ユーザに装着されている出力装置に、前記入力操作が受け付けられたことを通知するための信号を送信するステップをさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
予め定められた態様での接触は、
前記操作オブジェクトと前記入力装置オブジェクトとが接触することと、
前記操作オブジェクトと前記入力装置オブジェクトとの接触が維持された状態で、前記操作オブジェクトが前記入力装置オブジェクトの表面に平行に移動することとを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記操作オブジェクトと前記入力装置オブジェクトとが前記予め定められた態様で接触した場合に、前記操作オブジェクトまたは前記入力装置オブジェクトのいずれかの色を変
更して表示するステップをさらに含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記入力装置オブジェクトを前記仮想空間に配置するステップは、前記仮想空間に配置される手オブジェクトの上方に前記入力装置オブジェクトを配置するステップを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記入力装置オブジェクトへの入力操作に基づいて、前記仮想空間を提供するために前記ユーザが装着しているヘッドマウントディスプレイ装置に表示されている内容を切り換えるステップをさらに含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記状態を検出するステップは、前記ユーザの手の傾きを検出することを含み、
前記手の傾きに応じて、前記入力装置オブジェクトを傾けるステップをさらに含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記入力装置オブジェクトは、前記入力操作を受け付けるための１つ以上の仮想キーを含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させる、プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを格納したメモリと、
前記メモリに結合され、前記プログラムを実行するためのプロセッサとを備える、仮想空間において入力を支援するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、仮想現実を提供する技術に関し、より特定的には、仮想空間におけるユーザ入力を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）装置を用いて仮想現実を提供する技術が知られている。例えば、特開２０１５−０９０５３０号公報（特許文献１）は、「使用者の指の動きで頭部装着型表示装置を操作する技術において、分かり易く、かつ、高度なユーザーインターフェイス」を開示している（［要約］参照）。特開２００３−０９１３５３号公報（特許文献２）は、「ＨＭＤ上に仮想の入力装置を表示し、ユーザが触れているキーボードのキーを表示する」技術を開示している（［要約］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０９０５３０号公報
【特許文献２】特開２００３−０９１３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に開示された技術によると、現実空間において入力装置の使用が前提となるため、仮想空間に配置されるオブジェクトとユーザとの相互作用による仮想体験が阻害される。したがって、仮想空間における入力体験の改善が必要とされている。
【０００５】
本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、現実空間における入力装置を用いることなく仮想空間における入力を支援するための方法または装置を提供することである。他の局面における目的は、現実空間における入力装置を用いることなく仮想空間における入力を支援する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ある実施の形態に従うと、仮想空間における入力を支援するためにコンピュータによって実行される方法が提供される。この方法は、仮想空間において入力を受け付けるための入力装置オブジェクトを仮想空間に配置するステップと、コンピュータのユーザの四肢のいずれかの状態を検出するステップと、四肢のいずれかの状態の検出結果に応じて、前記入力装置オブジェクトに対する入力操作を行うための操作オブジェクトを配置するステップと、操作オブジェクトと入力装置オブジェクトとの接触を検出するステップと、接触が予め定められた態様での接触である場合に、当該接触を入力装置オブジェクトに対する入力操作として受け付けるステップとを含む。
【０００７】
ある局面において、仮想空間における入力に際してキーボードその他の現実空間における物理的入力装置が不要となるので、仮想空間における入力体験が改善され得る。
【０００８】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ある実施の形態に従うＨＭＤシステム１００の構成の概略を表す図である。
【図２】一局面に従うコンピュータ２００のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。
【図３】ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０に設定されるｕｖｗ視野座標系を概念的に表す図である。
【図４】ある実施の形態に従う仮想空間２を表現する一態様を概念的に表す図である。
【図５】ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０を装着するユーザ１９０の頭部を上から表した図である。
【図６】仮想空間２において視界領域２３をＸ方向から見たＹＺ断面を表す図である。
【図７】仮想空間２において視界領域２３をＹ方向から見たＸＺ断面を表す図である。
【図８】ある実施の形態に従うコントローラ１６０の概略構成を表す図である。
【図９】ある実施の形態に従うコンピュータ２００をモジュール構成として表わすブロック図である。
【図１０】ＨＭＤシステム１００が実行する処理を表わすフローチャートである。
【図１１】コンピュータ２００のプロセッサ１０が実行する処理を表わすフローチャートである。
【図１２】ユーザがある局面に従う仮想空間２において認識する視野画像１２１０の変化を表す図である。
【図１３】仮想空間２に配置される仮想キーボード１２４０の姿勢の変化を表す図である。
【図１４】仮想空間２に配置される仮想カメラ１と仮想キーボード１２４０に現実空間におけるユーザの左手１４１０を合わせた状態を表す図である。
【図１５】仮想キーボード１２４０への誤入力を防止する構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１１】
［ＨＭＤシステムの構成］
図１を参照して、ＨＭＤ（Head  Mount  Display）システム１００の構成について説明する。図１は、ある実施の形態に従うＨＭＤシステム１００の構成の概略を表す図である。ある局面において、ＨＭＤシステム１００は、家庭用のシステムとしてあるいは業務用のシステムとして提供される。
【００１２】
ＨＭＤシステム１００は、ＨＭＤ装置１１０と、ＨＭＤセンサ１２０と、コントローラ１６０と、コンピュータ２００とを備える。ＨＭＤ装置１１０は、モニタ１１２と、注視センサ１４０とを含む。コントローラ１６０は、モーションセンサ１３０を含み得る。
【００１３】
ある局面において、コンピュータ２００は、インターネットその他のネットワーク１９に接続可能であり、ネットワーク１９に接続されているサーバ１５０その他のコンピュータと通信可能である。別の局面において、ＨＭＤ装置１１０は、ＨＭＤセンサ１２０の代わりに、センサ１１４を含み得る。
【００１４】
ＨＭＤ装置１１０は、ユーザの頭部に装着され、動作中に仮想空間をユーザに提供し得る。より具体的には、ＨＭＤ装置１１０は、右目用の画像および左目用の画像をモニタ１
１２にそれぞれ表示する。ユーザの各目がそれぞれの画像を視認すると、ユーザは、両目の視差に基づき当該画像を３次元の画像として認識し得る。
【００１５】
モニタ１１２は、例えば、非透過型の表示装置として実現される。ある局面において、モニタ１１２は、ユーザの両目の前方に位置するようにＨＭＤ装置１１０の本体に配置されている。したがって、ユーザは、モニタ１１２に表示される３次元画像を視認すると、仮想空間に没入することができる。ある実施の形態において、仮想空間は、例えば、背景、ユーザが操作可能なオブジェクト、ユーザが選択可能なメニューの画像を含む。ある実施の形態において、モニタ１１２は、所謂スマートフォンその他の情報表示端末が備える液晶モニタまたは有機ＥＬ（Electro  Luminescence）モニタとして実現され得る。
【００１６】
ある局面において、モニタ１１２は、右目用の画像を表示するためのサブモニタと、左目用の画像を表示するためのサブモニタとを含み得る。別の局面において、モニタ１１２は、右目用の画像と左目用の画像とを一体として表示する構成であってもよい。この場合、モニタ１１２は、高速シャッタを含む。高速シャッタは、画像がいずれか一方の目にのみ認識されるように、右目用の画像と左目用の画像とを交互に表示可能に作動する。
【００１７】
ＨＭＤセンサ１２０は、複数の光源（図示しない）を含む。各光源は例えば、赤外線を発するＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）により実現される。ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の動きを検出するためのポジショントラッキング機能を有する。ＨＭＤセンサ１２０は、この機能を用いて、現実空間内におけるＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出する。
【００１８】
なお、別の局面において、ＨＭＤセンサ１２０は、カメラにより実現されてもよい。この場合、ＨＭＤセンサ１２０は、カメラから出力されるＨＭＤ装置１１０の画像情報を用いて、画像解析処理を実行することにより、ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出することができる。
【００１９】
別の局面において、ＨＭＤ装置１１０は、位置検出器として、ＨＭＤセンサ１２０の代わりに、センサ１１４を備えてもよい。ＨＭＤ装置１１０は、センサ１１４を用いて、ＨＭＤ装置１１０自身の位置および傾きを検出し得る。例えば、センサ１１４が角速度センサ、地磁気センサ、加速度センサ、あるいはジャイロセンサ等である場合、ＨＭＤ装置１１０は、ＨＭＤセンサ１２０の代わりに、これらの各センサのいずれかを用いて、自身の位置および傾きを検出し得る。一例として、センサ１１４が角速度センサである場合、角速度センサは、現実空間におけるＨＭＤ装置１１０の３軸周りの角速度を経時的に検出する。ＨＭＤ装置１１０は、各角速度に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の３軸周りの角度の時間的変化を算出し、さらに、角度の時間的変化に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の傾きを算出する。また、ＨＭＤ１１０は、透過型表示装置を備えていても良い。この場合、当該透過型表示装置は、その透過率を調整することにより、一時的に非透過型の表示装置として構成可能であってもよい。また、視野画像は仮想空間を構成する画像の一部に、現実空間を提示する構成を含んでいてもよい。例えば、ＨＭＤ１１０に搭載されたカメラで撮影した画像を視野画像の一部に重畳して表示させてもよいし、当該透過型表示装置の一部の透過率を高く設定することにより、視野画像の一部から現実空間を視認可能にしてもよい。
【００２０】
注視センサ１４０は、ユーザ１９０の右目および左目の視線が向けられる方向（視線方向）を検出する。当該方向の検出は、例えば、公知のアイトラッキング機能によって実現される。注視センサ１４０は、当該アイトラッキング機能を有するセンサにより実現される。ある局面において、注視センサ１４０は、右目用のセンサおよび左目用のセンサを含むことが好ましい。注視センサ１４０は、例えば、ユーザ１９０の右目および左目に赤外光を照射するとともに、照射光に対する角膜および虹彩からの反射光を受けることにより
各眼球の回転角を検出するセンサであってもよい。注視センサ１４０は、検出した各回転角に基づいて、ユーザ１９０の視線方向を検知することができる。
【００２１】
サーバ１５０は、コンピュータ２００にプログラムを送信し得る。別の局面において、サーバ１５０は、他のユーザによって使用されるＨＭＤ装置に仮想現実を提供するための他のコンピュータ２００と通信し得る。例えば、アミューズメント施設において、複数のユーザが参加型のゲームを行なう場合、各コンピュータ２００は、各ユーザの動作に基づく信号を他のコンピュータ２００と通信して、同じ仮想空間において複数のユーザが共通のゲームを楽しむことを可能にする。
【００２２】
コントローラ１６０は、ユーザ１９０からコンピュータ２００への命令の入力を受け付ける。ある局面において、コントローラ１６０は、ユーザ１９０によって把持可能に構成される。別の局面において、コントローラ１６０は、ユーザ１９０の身体あるいは衣類の一部に装着可能に構成される。別の局面において、コントローラ１６０は、コンピュータ２００から送られる信号に基づいて、振動、音、光のうちの少なくともいずれかを出力するように構成されてもよい。別の局面において、コントローラ１６０は、仮想現実を提供する空間に配置されるオブジェクトの位置や動きを制御するためにユーザ１９０によって与えられる操作を受け付ける。
【００２３】
モーションセンサ１３０は、ある局面において、ユーザの手に取り付けられて、ユーザの手の動きを検出する。例えば、モーションセンサ１３０は、手の回転速度、回転数等を検出する。検出された信号は、コンピュータ２００に送られる。モーションセンサ１３０は、例えば、手袋型のコントローラ１６０に設けられている。ある実施の形態において、現実空間における安全のため、コントローラ１６０は、手袋型のようにユーザ１９０の手に装着されることにより容易に飛んで行かないものに装着されるのが望ましい。別の局面において、ユーザ１９０に装着されないセンサがユーザ１９０の手の動きを検出してもよい。例えば、ユーザ１９０を撮影するカメラの信号が、ユーザ１９０の動作を表わす信号として、コンピュータ２００に入力されてもよい。モーションセンサ１３０とコンピュータ２００とは、有線により、または無線により互いに接続される。無線の場合、通信形態は特に限られず、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）その他の公知の通信手法が用いられる。
【００２４】
［ハードウェア構成］
図２を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ２００について説明する。図２は、一局面に従うコンピュータ２００のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。コンピュータ２００は、主たる構成要素として、プロセッサ１０と、メモリ１１と、ストレージ１２と、入出力インターフェイス１３と、通信インターフェイス１４とを備える。各構成要素は、それぞれ、バス１５に接続されている。
【００２５】
プロセッサ１０は、コンピュータ２００に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ１１またはストレージ１２に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある局面において、プロセッサ１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processor  Unit）、ＦＰ
ＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）その他のデバイスとして実現される。
【００２６】
メモリ１１は、プログラムおよびデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ１２からロードされる。データは、コンピュータ２００に入力されたデータと、プロセッサ１０によって生成されたデータとを含む。ある局面において、メモリ１１は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）その他の揮発メモリとして実現される。
【００２７】
ストレージ１２は、プログラムおよびデータを永続的に保持する。ストレージ１２は、例えば、ＲＯＭ（Read-Only  Memory）、ハードディスク装置、フラッシュメモリ、その
他の不揮発記憶装置として実現される。ストレージ１２に格納されるプログラムは、ＨＭＤシステム１００において仮想空間を提供するためのプログラム、シミュレーションプログラム、ゲームプログラム、ユーザ認証プログラム、他のコンピュータ２００との通信を実現するためのプログラムを含む。ストレージ１２に格納されるデータは、仮想空間を規定するためのデータおよびオブジェクト等を含む。
【００２８】
なお、別の局面において、ストレージ１２は、メモリカードのように着脱可能な記憶装置として実現されてもよい。さらに別の局面において、コンピュータ２００に内蔵されたストレージ１２の代わりに、外部の記憶装置に保存されているプログラムおよびデータを使用する構成が使用されてもよい。このような構成によれば、例えば、アミューズメント施設のように複数のＨＭＤシステム１００が使用される場面において、プログラムやデータの更新を一括して行なうことが可能になる。
【００２９】
ある実施の形態において、入出力インターフェイス１３は、ＨＭＤ装置１１０、ＨＭＤセンサ１２０またはモーションセンサ１３０との間で信号を通信する。ある局面において、入出力インターフェイス１３は、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）インターフェイス、ＤＶＩ（Digital  Visual  Interface）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition  Multimedia  Interface）その他の端子を用いて実現される。なお、入出力インターフェイス１３は上述のものに限られない。
【００３０】
ある実施の形態において、入出力インターフェイス１３は、さらに、コントローラ１６０と通信し得る。例えば、入出力インターフェイス１３は、モーションセンサ１３０から出力された信号の入力を受ける。別の局面において、入出力インターフェイス１３は、プロセッサ１０から出力された命令を、コントローラ１６０に送る。当該命令は、振動、音声出力、発光等をコントローラ１６０に指示する。コントローラ１６０は、当該命令を受信すると、その命令に応じて、振動、音声出力または発光のいずれかを実行する。
【００３１】
通信インターフェイス１４は、ネットワーク１９に接続されて、ネットワーク１９に接続されている他のコンピュータ（例えば、サーバ１５０）と通信する。ある局面において、通信インターフェイス１４は、例えば、ＬＡＮ（Local  Area  Network）その他の有線通信インターフェイス、あるいは、ＷｉＦｉ（Wireless  Fidelity）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near  Field  Communication）その他の無線通信インターフェイスとして実現される。なお、通信インターフェイス１４は上述のものに限られない。
【００３２】
ある局面において、プロセッサ１０は、ストレージ１２にアクセスし、ストレージ１２に格納されている１つ以上のプログラムをメモリ１１にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。当該１つ以上のプログラムは、コンピュータ２００のオペレーティングシステム、仮想空間を提供するためのアプリケーションプログラム、コントローラ１６０を用いて仮想空間で実行可能なゲームソフトウェア等を含み得る。プロセッサ１０は、入出力インターフェイス１３を介して、仮想空間を提供するための信号をＨＭＤ装置１１０に送る。ＨＭＤ装置１１０は、その信号に基づいてモニタ１１２に映像を表示する。
【００３３】
なお、図２に示される例では、コンピュータ２００は、ＨＭＤ装置１１０の外部に設けられる構成が示されているが、別の局面において、コンピュータ２００は、ＨＭＤ装置１１０に内蔵されてもよい。一例として、モニタ１１２を含む携帯型の情報通信端末（例えば、スマートフォン）がコンピュータ２００として機能してもよい。
【００３４】
また、コンピュータ２００は、複数のＨＭＤ装置１１０に共通して用いられる構成であってもよい。このような構成によれば、例えば、複数のユーザに同一の仮想空間を提供することもできるので、各ユーザは同一の仮想空間で他のユーザと同一のアプリケーションを楽しむことができる。
【００３５】
ある実施の形態において、ＨＭＤシステム１００では、グローバル座標系が予め設定されている。グローバル座標系は、現実空間における鉛直方向、鉛直方向に直交する水平方向、ならびに、鉛直方向および水平方向の双方に直交する前後方向にそれぞれ平行な、３つの基準方向（軸）を有する。本実施の形態では、グローバル座標系は視点座標系の一つである。そこで、グローバル座標系における水平方向、鉛直方向（上下方向）、および前後方向は、それぞれ、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸と規定される。より具体的には、グローバル座標系において、ｘ軸は現実空間の水平方向に平行である。ｙ軸は、現実空間の鉛直方向に平行である。ｚ軸は現実空間の前後方向に平行である。
【００３６】
ある局面において、ＨＭＤセンサ１２０は、赤外線センサを含む。赤外線センサが、ＨＭＤ装置１１０の各光源から発せられた赤外線をそれぞれ検出すると、ＨＭＤ装置１１０の存在を検出する。ＨＭＤセンサ１２０は、さらに、各点の値（グローバル座標系における各座標値）に基づいて、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０の動きに応じた、現実空間内におけるＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出する。より詳しくは、ＨＭＤセンサ１２０は、経時的に検出された各値を用いて、ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きの時間的変化を検出できる。
【００３７】
グローバル座標系は現実空間の座標系と平行である。したがって、ＨＭＤセンサ１２０によって検出されたＨＭＤ装置１１０の各傾きは、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０の３軸周りの各傾きに相当する。ＨＭＤセンサ１２０は、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０の傾きに基づき、ｕｖｗ視野座標系をＨＭＤ装置１１０に設定する。ＨＭＤ装置１１０に設定されるｕｖｗ視野座標系は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０が仮想空間において物体を見る際の視点座標系に対応する。
【００３８】
［ｕｖｗ視野座標系］
図３を参照して、ｕｖｗ視野座標系について説明する。図３は、ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０に設定されるｕｖｗ視野座標系を概念的に表す図である。ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の起動時に、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０の位置および傾きを検出する。プロセッサ１０は、検出された値に基づいて、ｕｖｗ視野座標系をＨＭＤ装置１１０に設定する。
【００３９】
図３に示されるように、ＨＭＤ装置１１０は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの頭部を中心（原点）とした３次元のｕｖｗ視野座標系を設定する。より具体的には、ＨＭＤ装置１１０は、グローバル座標系を規定する水平方向、鉛直方向、および前後方向（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）を、グローバル座標系内においてＨＭＤ装置１１０の各軸周りの傾きだけ各軸周りにそれぞれ傾けることによって新たに得られる３つの方向を、ＨＭＤ装置１１０におけるｕｖｗ視野座標系のピッチ方向（ｕ軸）、ヨー方向（ｖ軸）、およびロール方向（ｗ軸）として設定する。
【００４０】
ある局面において、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０が直立し、かつ、正面を視認している場合、プロセッサ１０は、グローバル座標系に平行なｕｖｗ視野座標系をＨＭＤ装置１１０に設定する。この場合、グローバル座標系における水平方向（ｘ軸）、鉛直方向（ｙ軸）、および前後方向（ｚ軸）は、ＨＭＤ装置１１０におけるｕｖｗ視野座標系のピッチ方向（ｕ軸）、ヨー方向（ｖ軸）、およびロール方向（ｗ軸）に一致する。
【００４１】
ｕｖｗ視野座標系がＨＭＤ装置１１０に設定された後、ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の動きに基づいて、設定されたｕｖｗ視野座標系におけるＨＭＤ装置１１０の傾き（傾きの変化量）を検出できる。この場合、ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０の傾きとして、ｕｖｗ視野座標系におけるＨＭＤ装置１１０のピッチ角（θｕ）、ヨー角（θｖ）、およびロール角（θｗ）をそれぞれ検出する。ピッチ角（θｕ）は、ｕｖｗ視野座標系におけるピッチ方向周りのＨＭＤ装置１１０の傾き角度を表す。ヨー角（θｖ）は、ｕｖｗ視野座標系におけるヨー方向周りのＨＭＤ装置１１０の傾き角度を表す。ロール角（θｗ）は、ｕｖｗ視野座標系におけるロール方向周りのＨＭＤ装置１１０の傾き角度を表す。
【００４２】
ＨＭＤセンサ１２０は、検出されたＨＭＤ装置１１０の傾き角度に基づいて、ＨＭＤ装置１１０が動いた後のＨＭＤ装置１１０におけるｕｖｗ視野座標系を、ＨＭＤ装置１１０に設定する。ＨＭＤ装置１１０と、ＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系との関係は、ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きに関わらず、常に一定である。ＨＭＤ装置１１０の位置および傾きが変わると、当該位置および傾きの変化に連動して、グローバル座標系におけるＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系の位置および傾きが変化する。
【００４３】
ある局面において、ＨＭＤセンサ１２０は、赤外線センサからの出力に基づいて取得される赤外線の光強度および複数の点間の相対的な位置関係（例えば、各点間の距離など）に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の現実空間内における位置を、ＨＭＤセンサ１２０に対する相対位置として特定してもよい。また、プロセッサ１０は、特定された相対位置に基づいて、現実空間内（グローバル座標系）におけるＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系の原点を決定してもよい。
【００４４】
［仮想空間］
図４を参照して、仮想空間についてさらに説明する。図４は、ある実施の形態に従う仮想空間２を表現する一態様を概念的に表す図である。仮想空間２は、中心２１の３６０度方向の全体を覆う全天球状の構造を有する。図４では、説明を複雑にしないために、仮想空間２のうちの上半分の天球が例示されている。仮想空間２では各メッシュが規定される。各メッシュの位置は、仮想空間２に規定されるＸＹＺ座標系における座標値として予め規定されている。コンピュータ２００は、仮想空間２に展開可能なコンテンツ（静止画、動画等）を構成する各部分画像を、仮想空間２において対応する各メッシュにそれぞれ対応付けて、ユーザによって視認可能な仮想空間画像２２が展開される仮想空間２をユーザに提供する。
【００４５】
ある局面において、仮想空間２では、中心２１を原点とするＸＹＺ座標系が規定される。ＸＹＺ座標系は、例えば、グローバル座標系に平行である。ＸＹＺ座標系は視点座標系の一種であるため、ＸＹＺ座標系における水平方向、鉛直方向（上下方向）、および前後方向は、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸として規定される。したがって、ＸＹＺ座標系のＸ軸（水平方向）がグローバル座標系のｘ軸と平行であり、ＸＹＺ座標系のＹ軸（鉛直方向）がグローバル座標系のｙ軸と平行であり、ＸＹＺ座標系のＺ軸（前後方向）がグローバル座標系のｚ軸と平行である。
【００４６】
ＨＭＤ装置１１０の起動時、すなわちＨＭＤ装置１１０の初期状態において、仮想カメラ１が、仮想空間２の中心２１に配置される。仮想カメラ１は、現実空間におけるＨＭＤ装置１１０の動きに連動して、仮想空間２を同様に移動する。これにより、現実空間におけるＨＭＤ装置１１０の位置および向きの変化が、仮想空間２において同様に再現される。
【００４７】
仮想カメラ１には、ＨＭＤ装置１１０の場合と同様に、ｕｖｗ視野座標系が規定される
。仮想空間２における仮想カメラのｕｖｗ視野座標系は、現実空間（グローバル座標系）におけるＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系に連動するように規定されている。したがって、ＨＭＤ装置１１０の傾きが変化すると、それに応じて、仮想カメラ１の傾きも変化する。また、仮想カメラ１は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの現実空間における移動に連動して、仮想空間２において移動することもできる。
【００４８】
仮想カメラ１の向きは、仮想カメラ１の位置および傾きに応じて決まるので、ユーザが仮想空間画像２２を視認する際に基準となる視線（基準視線５）は、仮想カメラ１の向きに応じて決まる。コンピュータ２００のプロセッサ１０は、基準視線５に基づいて、仮想空間２における視界領域２３を規定する。視界領域２３は、仮想空間２のうち、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの視界に対応する。
【００４９】
注視センサ１４０によって検出されるユーザ１９０の視線方向は、ユーザ１９０が物体を視認する際の視点座標系における方向である。ＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系は、ユーザ１９０がモニタ１１２を視認する際の視点座標系に等しい。また、仮想カメラ１のｕｖｗ視野座標系は、ＨＭＤ装置１１０のｕｖｗ視野座標系に連動している。したがって、ある局面に従うＨＭＤシステム１００は、注視センサ１４０によって検出されたユーザ１９０の視線方向を、仮想カメラ１のｕｖｗ視野座標系におけるユーザの視線方向とみなすことができる。
【００５０】
［ユーザの視線］
図５を参照して、ユーザの視線方向の決定について説明する。図５は、ある実施の形態に従うＨＭＤ装置１１０を装着するユーザ１９０の頭部を上から表した図である。
【００５１】
ある局面において、注視センサ１４０は、ユーザ１９０の右目および左目の各視線を検出する。ある局面において、ユーザ１９０が近くを見ている場合、注視センサ１４０は、視線Ｒ１およびＬ１を検出する。別の局面において、ユーザ１９０が遠くを見ている場合、注視センサ１４０は、視線Ｒ２およびＬ２を検出する。この場合、ロール方向ｗに対して視線Ｒ２およびＬ２がなす角度は、ロール方向ｗに対して視線Ｒ１およびＬ１がなす角度よりも小さい。注視センサ１４０は、検出結果をコンピュータ２００に送信する。
【００５２】
コンピュータ２００が、視線の検出結果として、視線Ｒ１およびＬ１の検出値を注視センサ１４０から受信した場合には、その検出値に基づいて、視線Ｒ１およびＬ１の交点である注視点Ｎ１を特定する。一方、コンピュータ２００は、視線Ｒ２およびＬ２の検出値を注視センサ１４０から受信した場合には、視線Ｒ２およびＬ２の交点を注視点として特定する。コンピュータ２００は、特定した注視点Ｎ１の位置に基づき、ユーザ１９０の視線方向Ｎ０を特定する。コンピュータ２００は、例えば、ユーザ１９０の右目Ｒと左目Ｌとを結ぶ直線の中点と、注視点Ｎ１とを通る直線の延びる方向を、視線方向Ｎ０として検出する。視線方向Ｎ０は、ユーザ１９０が両目により実際に視線を向けている方向である。また、視線方向Ｎ０は、視界領域２３に対してユーザ１９０が実際に視線を向けている方向に相当する。
【００５３】
別の局面において、ＨＭＤシステム１００は、ＨＭＤシステム１００を構成するいずれかのパーツに、マイクおよびスピーカを備えてもよい。ユーザは、マイクに発話することにより、仮想空間２に対して、音声による指示を与えることができる。
【００５４】
また、別の局面において、ＨＭＤシステム１００は、テレビジョン放送受信チューナを備えてもよい。このような構成によれば、ＨＭＤシステム１００は、仮想空間２においてテレビ番組を表示することができる。
【００５５】
さらに別の局面において、ＨＭＤシステム１００は、インターネットに接続するための通信回路、あるいは、電話回線に接続するための通話機能を備えていてもよい。
【００５６】
［視界領域］
図６および図７を参照して、視界領域２３について説明する。図６は、仮想空間２において視界領域２３をＸ方向から見たＹＺ断面を表す図である。図７は、仮想空間２において視界領域２３をＹ方向から見たＸＺ断面を表す図である。
【００５７】
図６に示されるように、ＹＺ断面における視界領域２３は、領域２４を含む。領域２４は、仮想カメラ１の基準視線５と仮想空間２のＹＺ断面とによって定義される。プロセッサ１０は、仮想空間おける基準視線５を中心として極角αを含む範囲を、領域２４として規定する。
【００５８】
図７に示されるように、ＸＺ断面における視界領域２３は、領域２５を含む。領域２５は、基準視線５と仮想空間２のＸＺ断面とによって定義される。プロセッサ１０は、仮想空間２における基準視線５を中心とした方位角βを含む範囲を、領域２５として規定する。
【００５９】
ある局面において、ＨＭＤシステム１００は、コンピュータ２００からの信号に基づいて、視界画像２６をモニタ１１２に表示させることにより、ユーザ１９０に仮想空間を提供する。視界画像２６は、仮想空間画像２２のうち視界領域２３に重畳する部分に相当する。ユーザ１９０が、頭に装着したＨＭＤ装置１１０を動かすと、その動きに連動して仮想カメラ１も動く。その結果、仮想空間２における視界領域２３の位置が変化する。これにより、モニタ１１２に表示される視界画像２６は、仮想空間画像２２のうち、仮想空間２においてユーザが向いた方向の視界領域２３に重畳する画像に更新される。ユーザは、仮想空間２における所望の方向を視認することができる。
【００６０】
ユーザ１９０は、ＨＭＤ装置１１０を装着している間、現実世界を視認することなく、仮想空間２に展開される仮想空間画像２２のみを視認できる。そのため、ＨＭＤシステム１００は、仮想空間２への高い没入感覚をユーザに与えることができる。
【００６１】
ある局面において、プロセッサ１０は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０の現実空間における移動に連動して、仮想空間２において仮想カメラ１を移動し得る。この場合、プロセッサ１０は、仮想空間２における仮想カメラ１の位置および向きに基づいて、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２に投影される画像領域（すなわち、仮想空間２における視界領域２３）を特定する。
【００６２】
ある実施の形態に従うと、仮想カメラ１は、二つの仮想カメラ、すなわち、右目用の画像を提供するための仮想カメラと、左目用の画像を提供するための仮想カメラとを含むことが望ましい。また、ユーザ１９０が３次元の仮想空間２を認識できるように、適切な視差が、二つの仮想カメラに設定されていることが好ましい。本実施の形態においては、仮想カメラ１が二つの仮想カメラを含み、二つの仮想カメラのロール方向が合成されることによって生成されるロール方向（ｗ）がＨＭＤ装置１１０のロール方向（ｗ）に適合されるように構成されているものとして、本開示に係る技術思想を例示する。
【００６３】
［コントローラ］
図８を参照して、コントローラ１６０の一例について説明する。図８は、ある実施の形態に従うコントローラ１６０の概略構成を表す図である。
【００６４】
図８の分図（Ａ）に示されるように、ある局面において、コントローラ１６０は、右コ
ントローラ８００と左コントローラとを含み得る。右コントローラ８００は、ユーザ１９０の右手で操作される。左コントローラは、ユーザ１９０の左手で操作される。ある局面において、右コントローラ８００と左コントローラとは、別個の装置として対称に構成される。したがって、ユーザ１９０は、右コントローラ８００を把持した右手と、左コントローラを把持した左手とをそれぞれ自由に動かすことができる。別の局面において、コントローラ１６０は両手の操作を受け付ける一体型のコントローラであってもよい。以下、右コントローラ８００について説明する。
【００６５】
右コントローラ８００は、グリップ３０と、フレーム３１と、天面３２とを備える。グリップ３０は、ユーザ１９０の右手によって把持されるように構成されている。例えば、グリップ３０は、ユーザ１９０の右手の掌と３本の指（中指、薬指、小指）とによって保持され得る。
【００６６】
グリップ３０は、ボタン３３，３４と、モーションセンサ１３０とを含む。ボタン３３は、グリップ３０の側面に配置され、右手の中指による操作を受け付ける。ボタン３４は、グリップ３０の前面に配置され、右手の人差し指による操作を受け付ける。ある局面において、ボタン３３，３４は、トリガー式のボタンとして構成される。モーションセンサ１３０は、グリップ３０の筐体に内蔵されている。なお、ユーザ１９０の動作がカメラその他の装置によってユーザ１９０の周りから検出可能である場合には、グリップ３０は、モーションセンサ１３０を備えなくてもよい。
【００６７】
フレーム３１は、その円周方向に沿って配置された複数の赤外線ＬＥＤ３５を含む。赤外線ＬＥＤ３５は、コントローラ１６０を使用するプログラムの実行中に、当該プログラムの進行に合わせて赤外線を発光する。赤外線ＬＥＤ３５から発せられた赤外線は、右コントローラ８００と左コントローラ（図示しない）との各位置や姿勢（傾き、向き）を検出するために使用され得る。図８に示される例では、二列に配置された赤外線ＬＥＤ３５が示されているが、配列の数は図８に示されるものに限られない。一列あるいは３列以上の配列が使用されてもよい。
【００６８】
天面３２は、ボタン３６，３７と、アナログスティック３８とを備える。ボタン３６，３７は、プッシュ式ボタンとして構成される。ボタン３６，３７は、ユーザ１９０の右手の親指による操作を受け付ける。アナログスティック３８は、ある局面において、初期位置（ニュートラルの位置）から３６０度任意の方向への操作を受け付ける。当該操作は、例えば、仮想空間２に配置されるオブジェクトを移動するための操作を含む。
【００６９】
ある局面において、右コントローラ８００および左コントローラは、赤外線ＬＥＤ３５その他の部材を駆動するための電池を含む。電池は、充電式、ボタン型、乾電池型等を含むが、これらに限定されない。別の局面において、右コントローラ８００と左コントローラは、例えば、コンピュータ２００のＵＳＢインターフェイスに接続され得る。この場合、右コントローラ８００および左コントローラは、電池を必要としない。
【００７０】
図８の分図（Ａ）および分図（Ｂ）に示されるように、例えば、ユーザ１９０の右手８１０に対して、ヨー、ロール、ピッチの各方向が規定される。ユーザ１９０が親指と人差し指とを伸ばした場合に、親指の伸びる方向がヨー方向、人差し指の伸びる方向がロール方向、ヨー方向の軸およびロール方向の軸によって規定される平面に垂直な方向がピッチ方向として規定される。
【００７１】
［ＨＭＤ装置の制御装置］
図９を参照して、ＨＭＤ装置１１０の制御装置について説明する。ある実施の形態において、制御装置は周知の構成を有するコンピュータ２００によって実現される。図９は、
ある実施の形態に従うコンピュータ２００をモジュール構成として表わすブロック図である。
【００７２】
図９に示されるように、コンピュータ２００は、表示制御モジュール２２０と、仮想空間制御モジュール２３０と、メモリモジュール２４０と、通信制御モジュール２５０とを備える。表示制御モジュール２２０は、サブモジュールとして、仮想カメラ制御モジュール２２１と、視界領域決定モジュール２２２と、視界画像生成モジュール２２３と、基準視線特定モジュール２２４とを含む。仮想空間制御モジュール２３０は、サブモジュールとして、仮想空間定義モジュール２３１と、仮想オブジェクト生成モジュール２３２と、操作オブジェクト制御モジュール２３３と、入力装置オブジェクト制御モジュール２３４とを含む。
【００７３】
ある実施の形態において、表示制御モジュール２２０と仮想空間制御モジュール２３０とは、プロセッサ１０によって実現される。別の実施の形態において、複数のプロセッサ１０が表示制御モジュール２２０と仮想空間制御モジュール２３０として作動してもよい。メモリモジュール２４０は、メモリ１１またはストレージ１２によって実現される。通信制御モジュール２５０は、通信インターフェイス１４によって実現される。
【００７４】
ある局面において、表示制御モジュール２２０は、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２における画像表示を制御する。仮想カメラ制御モジュール２２１は、仮想空間２に仮想カメラ１を配置し、仮想カメラ１の挙動、向き等を制御する。視界領域決定モジュール２２２は、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの頭の向きに応じて、視界領域２３を規定する。視界画像生成モジュール２２３は、決定された視界領域２３に基づいて、モニタ１１２に表示される視界画像２６を生成する。
【００７５】
基準視線特定モジュール２２４は、注視センサ１４０からの信号に基づいて、ユーザ１９０の視線を特定する。
【００７６】
仮想空間制御モジュール２３０は、ユーザ１９０に提供される仮想空間２を制御する。仮想空間定義モジュール２３１は、仮想空間２を表わす仮想空間データを生成することにより、ＨＭＤシステム１００における仮想空間２を規定する。
【００７７】
仮想オブジェクト生成モジュール２３２は、仮想空間２に配置される対象物を生成する。対象物は、例えば、ゲームのストーリーの進行に従って配置される森、山その他を含む風景、動物等を含み得る。
【００７８】
操作オブジェクト制御モジュール２３３は、仮想空間２に配置されるオブジェクトを操作するための操作オブジェクトを仮想空間２に配置する。ある局面において、操作オブジェクトは、例えば、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザの手に相当する手オブジェクト、ユーザの指に相当する指オブジェクト、ユーザが使用するスティックに相当するスティックオブジェクト等を含み得る。操作オブジェクトが指オブジェクトの場合、特に、操作オブジェクトは、当該指が指し示す方向（軸方向）の軸の部分に対応している。
【００７９】
入力装置オブジェクト制御モジュール２３４は、仮想空間２において指示を受け付けるための仮想入力装置を仮想空間２に配置する。ある局面において、仮想入力装置は、例えば、仮想キーボード、仮想タッチパネル、仮想スイッチその他の入力装置を含み得る。
【００８０】
仮想空間制御モジュール２３０は、仮想空間２に配置されるオブジェクトのそれぞれが、他のオブジェクトと衝突した場合に、当該衝突を検出する。仮想空間制御モジュール２３０は、例えば、あるオブジェクトと、別のオブジェクトとが触れたタイミングを検出す
ることができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行う。仮想空間制御モジュール２３０は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態から離れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行う。仮想空間制御モジュール２３０は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態であることを検出することができる。具体的には、操作オブジェクト制御モジュール２３３は、操作オブジェクトと、他のオブジェクト（例えば、入力装置オブジェクト制御モジュール２３４によって配置される仮想入力装置）とが触れた時に、これら操作オブジェクトと他のオブジェクトとが触れたことを検出して、予め定められた処理を行う。
【００８１】
メモリモジュール２４０は、コンピュータ２００が仮想空間２をユーザ１９０に提供するために使用されるデータを保持している。ある局面において、メモリモジュール２４０は、空間情報２４１と、オブジェクト情報２４２と、ユーザ情報２４３とを保持している。空間情報２４１は、仮想空間２を提供するために規定された１つ以上のテンプレートを保持している。オブジェクト情報２４２は、仮想空間２において再生されるコンテンツ、当該コンテンツで使用されるオブジェクトを配置するための情報を保持している。当該コンテンツは、例えば、ゲーム、現実社会と同様の風景を表したコンテンツ等を含み得る。ユーザ情報２４３は、ＨＭＤシステム１００の制御装置としてコンピュータ２００を機能させるためのプログラム、オブジェクト情報２４２に保持される各コンテンツを使用するアプリケーションプログラム等を保持している。メモリモジュール２４０に格納されているデータおよびプログラムは、ＨＭＤ装置１１０のユーザによって入力される。あるいは、プロセッサ１０が、当該コンテンツを提供する事業者が運営するコンピュータ（例えば、サーバ１５０）からプログラムあるいはデータをダウンロードして、ダウンロードされたプログラムあるいはデータをメモリモジュール２４０に格納する。
【００８２】
通信制御モジュール２５０は、ネットワーク１９を介して、サーバ１５０その他の情報通信装置と通信し得る。
【００８３】
ある局面において、表示制御モジュール２２０および仮想空間制御モジュール２３０は、例えば、ユニティテクノロジーズ社によって提供されるＵｎｉｔｙ（登録商標）を用いて実現され得る。別の局面において、表示制御モジュール２２０および仮想空間制御モジュール２３０は、各処理を実現する回路素子の組み合わせとしても実現され得る。
【００８４】
コンピュータ２００における処理は、ハードウェアと、プロセッサ１０により実行されるソフトウェアとによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスクその他のメモリモジュール２４０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭその他のコンピュータ読み取り可能な不揮発性のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、当該ソフトウェアは、インターネットその他のネットワークに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、光ディスク駆動装置その他のデータ読取装置によってデータ記録媒体から読み取られて、あるいは、通信制御モジュール２５０を介してサーバ１５０その他のコンピュータからダウンロードされた後、記憶モジュールに一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ１０によって記憶モジュールから読み出され、実行可能なプログラムの形式でＲＡＭに格納される。プロセッサ１０は、そのプログラムを実行する。
【００８５】
図９に示されるコンピュータ２００を構成するハードウェアは、一般的なものである。したがって、本実施の形態に係る最も本質的な部分は、コンピュータ２００に格納されたプログラムであるともいえる。なお、コンピュータ２００のハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００８６】
なお、データ記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible  Disk）、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic  Optical
Disc）／ＭＤ（Mini  Disc）／ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc））、ＩＣ（Integrated  Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ
（Electronically  Programmable  Read-Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する不揮発性のデータ記録媒体でもよい。
【００８７】
ここでいうプログラムとは、プロセッサ１０により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含み得る。
【００８８】
［制御構造］
図１０および図１１を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ２００の制御構造について説明する。図１０は、ＨＭＤシステム１００が実行する処理を表わすフローチャートである。図１１は、コンピュータ２００のプロセッサ１０が実行する処理を表わすフローチャートである。
【００８９】
図１０を参照して、ステップＳ１０１０にて、コンピュータ２００のプロセッサ１０は、仮想空間定義モジュール２３１として、仮想空間画像データを特定し、仮想空間を定義する。
【００９０】
ステップＳ１０２０にて、プロセッサ１０は、仮想カメラ１を初期化する。例えば、プロセッサ１０は、メモリのワーク領域において、仮想カメラ１を仮想空間２において予め規定された中心点に配置し、仮想カメラ１の視線をユーザ１９０が向いている方向に向ける。
【００９１】
ステップＳ１０３０にて、プロセッサ１０は、視界画像生成モジュール２２３として、初期の視界画像を表示するための視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、視界画像生成モジュール２２３を介して通信制御モジュール２５０によってＨＭＤ装置１１０に送られる。
【００９２】
ステップＳ１０３２にて、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２は、コンピュータ２００から受信した信号に基づいて、視界画像を表示する。ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０は、視界画像を視認すると仮想空間２を認識し得る。
【００９３】
ステップＳ１０３４にて、ＨＭＤセンサ１２０は、ＨＭＤ装置１１０から発信される複数の赤外線光に基づいて、ＨＭＤ装置１１０の位置と傾きを検知する。検知結果は、動き検知データとして、コンピュータ２００に送られる。
【００９４】
ステップＳ１０４０にて、プロセッサ１０は、ＨＭＤ装置１１０の位置と傾きとに基づいて、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザ１９０の視界方向を特定する。プロセッサ１０は、アプリケーションプログラムを実行し、アプリケーションプログラムに含まれる命令に基づいて、仮想空間２にオブジェクトを配置する。
【００９５】
ステップＳ１０４２にて、コントローラ１６０は、現実空間におけるユーザ１９０の操作を検出する。例えば、ある局面において、コントローラ１６０は、ユーザ１９０によってボタンが押下されたことを検出する。別の局面において、コントローラ１６０は、ユーザ１９０の両手の動作（たとえば、両手を振る等）を検出する。検出内容を示す信号は、コンピュータ２００に送られる。
【００９６】
ステップＳ１０５０にて、プロセッサ１０は、仮想空間に仮想手オブジェクトを配置する。仮想手オブジェクトは、現実空間におけるユーザ１９０の手に対応する。
【００９７】
ステップＳ１０６０にて、プロセッサ１０は、ユーザ１９０の手の動きに基づいて、仮想空間に仮想キーボードを配置する。
【００９８】
ステップＳ１０７０にて、プロセッサ１０は、現実空間におけるユーザの動作に基づいて、仮想キーボードへの入力を検知する。
【００９９】
ステップＳ１０８０にて、プロセッサ１０は、仮想キーボードへの入力に応じた処理を実行する。
【０１００】
ステップＳ１０９０にて、プロセッサ１０は、処理の結果に基づく視界画像を表示するための視界画像データを生成し、生成した視界画像データをＨＭＤ装置１１０に出力する。
【０１０１】
ステップＳ１０９２にて、ＨＭＤ装置１１０のモニタ１１２は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、更新後の視界画像を表示する。
【０１０２】
図１１を参照して、ステップＳ１１１０にて、プロセッサ１０は、仮想空間定義モジュール２３１として、仮想空間を定義して、コントローラ１６０を把持しているユーザが装着しているＨＭＤ装置１１０に仮想空間を提供する。
【０１０３】
ステップＳ１１２０にて、プロセッサ１０は、コントローラ１６０からの出力に基づいて、現実空間における当該ユーザの手の動作を検知する。手の動作の検知は、例えば、ユーザが把持するコントローラ１６０に設けられたモーションセンサ１３０からの出力に基づいて行なわれる。別の局面において、手の動作は、ユーザの動作を撮影するように配置された１つ以上のカメラによって得られる画像データの解析結果によっても検知され得る。
【０１０４】
ステップＳ１１３０にて、プロセッサ１０は、操作オブジェクト制御モジュール２３３として、検知された動作に応じて、ユーザの両手に対応する仮想右手オブジェクトおよび仮想左手オブジェクトを仮想空間に配置する。
【０１０５】
ステップＳ１１４０にて、プロセッサ１０は、入力装置オブジェクト制御モジュール２３４として、現実空間における右手の動きに応じて動く仮想右手オブジェクトの動作に基づいて、入力装置オブジェクト（例えば、仮想タッチパネル）を仮想空間に配置する。
【０１０６】
ステップＳ１１５０にて、プロセッサ１０は、操作オブジェクト制御モジュール２３３として、現実空間における右手の操作に応じて仮想右手オブジェクトが仮想タッチパネルに接近していることを検知する。
【０１０７】
ステップＳ１１６０にて、プロセッサ１０は、その検知に応答して、操作オブジェクト制御モジュール２３３として、仮想空間において、人差し指を伸ばした状態で仮想右手オブジェクトを配置する。より詳しくは、プロセッサ１０は、当該仮想右手オブジェクトを仮想空間に配置するためのデータを生成し、表示制御モジュール２２０を介して、当該データをＨＭＤ装置１１０に送信する。モニタ１１２が当該データに基づく画像を表示すると、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザは、仮想空間において、人差し指を伸ばした状態にある仮想右手オブジェクトを認識する。
【０１０８】
ステップＳ１１７０にて、プロセッサ１０は、操作オブジェクト制御モジュール２３３として、モーションセンサ１３０からの出力に基づいて、仮想右手オブジェクトの人差し指が仮想タッチパネルに接触したことを検知する。より詳しくは、現実空間における人差し指の移動がモーションセンサ１３０によって検出される。その移動を示す信号は、コンピュータ２００に入力される。現実空間における右手の人差し指の移動は、操作オブジェクト制御モジュール２３３によって、仮想空間２における仮想右手オブジェクトの人差し指の移動に置換される。操作オブジェクト制御モジュール２３３は、仮想空間２における仮想右手オブジェクトの人差し指と仮想タッチパネルとが衝突した場合に、当該衝突を検出する。または、操作オブジェクト制御モジュール２３３は、仮想空間２における人差し指の移動速度に基づいて、人差し指と仮想タッチパネルとの間隔を算出する。この間隔が０になったとき、操作オブジェクト制御モジュール２３３は、人差し指が仮想タッチパネルに接触したと判断することとしてもよい。
【０１０９】
ステップＳ１１８０にて、プロセッサ１０は、入力装置オブジェクト制御モジュール２３４として、仮想タッチパネルに接触した位置に関連付けられている処理を実行する。例えば、仮想右手オブジェクトの人差し指が仮想タッチパネルのキーボードのいずれかのキーに触れた場合には、プロセッサ１０は、そのキーの入力を受け付ける。
【０１１０】
ステップＳ１１９０にて、プロセッサ１０は、仮想タッチパネルへの接触に基づく入力が受け付けられたことを示す信号を、現実空間のコントローラ１６０に送信する。
【０１１１】
図１２を参照して、仮想空間２における仮想入力装置の配置について説明する。図１２は、ユーザがある局面に従う仮想空間２において認識する視野画像１２１０の変化を表す図である。
【０１１２】
図１２の状態（Ａ）に示されるように、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザがコントローラ１６０を操作すると、左手オブジェクト１２２０と右手オブジェクト１２３０とが仮想空間２に配置される。この状態で、ユーザが、仮想キーボードを仮想空間２に配置するための操作をコントローラ１６０に対して行うと、左手オブジェクト１２２０から仮想キーボード１２４０が現れる。この時、仮想キーボード１２４０が現れる起点となる場所は、例えば、左手オブジェクト１２２０の人差し指あるいは手首の近傍であるが、その他の場所が起点となってもよい。仮想空間２に配置される手指の部位に応じて、少なくとも、視野画像１２１０において認識される左手オブジェクト１２２０、右手オブジェクト１２３０その他の操作オブジェクトの近傍に仮想キーボード１２４０が配置されるのが好ましい。
【０１１３】
ある局面において、仮想キーボード１２４０が出現する場所を示すアイコンが操作オブジェクトに示されてもよい。例えば、現実空間においてユーザがコントローラ１６０を操作したことに応答して、仮想空間２に配置される左手オブジェクト１２２０の人差し指に指輪１２５０が、当該アイコンとして付加的に表示されてもよい。このようなアイコンが表示されると、ユーザは仮想キーボード１２４０がどこから出現するかを直感することができる。なお、アイコンとして表示されるものは指輪１２５０に限られず、腕輪その他の手指に装着し得るアクセサリが左手オブジェクト１２２０または右手オブジェクト１２３０に表示されてもよい。
【０１１４】
なお、仮想空間２に配置されるオブジェクトとしては、手首から先の手オブジェクトよりも指オブジェクトが配置されるのが望ましい。仮に、手首から先に相当する手オブジェクトが仮想空間２に配置されている場合、ユーザは現実空間で腕時計を見る仕草が必要になり得る。これに対して、指オブジェクトのみが配置されている場合、現実空間における
ユーザの動作が簡略化され得るので、没入感を損なうことなく操作性が向上し得る。
【０１１５】
この状態（Ａ）において、ユーザが現実空間において右手を操作して右手オブジェクト１２３０を仮想キーボード１２４０に近づけると、状態（Ｂ）に示されるように、右手オブジェクト１２３０は、自動的に指を伸ばしたような形に変化する。
【０１１６】
状態（Ｂ）において、視野画像１２１０に示されるように、ユーザが右手オブジェクト１２３０の人差し指を、仮想キーボード１２４０のいずれかのキーに接触させると、コンピュータ２００のプロセッサ１０は、操作オブジェクト制御モジュール２３３として右手オブジェクト１２３０の位置を算出し、入力装置オブジェクト制御モジュール２３４として、当該キーへの入力を検知する。プロセッサ１０は、入力操作が行なわれたキーに割り当てられている処理を実行する。
【０１１７】
ある実施の形態において、仮想キーボード１２４０への入力は、文字の入力、アイテムその他の仮想空間２に配置されるオブジェクトの選択を含む。例えば、オブジェクトの選択の場合、ユーザが右手オブジェクト１２３０でオブジェクトを選択すると、その選択されたオブジェクトは、右手オブジェクト１２３０に握られる態様で出現される。
【０１１８】
ある実施の形態に従う仮想空間２において、左手オブジェクト１２２０または右手オブジェクト１２３０と仮想キーボード１２４０とが接触したら、ユーザ１９０が右手に把持するコントローラ１６０は、振動してもよい。これにより、ユーザは、仮想空間２における入力操作が受け付けられたことを、現実空間において物理的に感知できる。
【０１１９】
本実施の形態によれば、コントローラ１６０の振動がユーザに入力をフィードバックできるので、現実空間においてキーボード、タッチパッドその他の入力装置を用いなくても仮想空間２における入力を容易に実現できる。
【０１２０】
図１３を参照して、仮想空間２における仮想キーボード１２４０の表示態様についてさらに説明する。図１３は、仮想空間２に配置された仮想キーボード１２４０の姿勢の変化を表す図である。ある実施の形態において、仮想キーボード１２４０の操作面は、視認性を維持するために、手の向きが変わっても仮想カメラ１を向くように構成され得る。
【０１２１】
例えば、状態（Ａ）に示されるように、ある局面において、仮想キーボード１２４０は左手オブジェクト１２２０の正面を向いている。その後、現実空間におけるユーザの手の向きの変化に応じて、仮想キーボード１２４０の向きが変わってもよい。
【０１２２】
例えば、状態（Ｂ）に示されるように、現実空間におけるユーザの手が傾くと、仮想キーボード１２４０は、その傾きに応じて傾いてもよい。この場合、ユーザの手の傾きは、コントローラ１６０が備えるモーションセンサ１３０からの出力信号によって、あるいは、ユーザの手を撮影するカメラから出力される画像データによって検知され得る。ある局面において、仮想キーボード１２４０の傾きの度合いは、手のヨー方向の傾きに基づいて算出される。
【０１２３】
図１４を参照して、現実空間における手の傾きと仮想空間２における仮想キーボード１２４０の傾きとの関係について説明する。図１４は、仮想空間２に配置される仮想カメラ１と仮想キーボード１２４０に現実空間におけるユーザの左手１４１０を合わせた状態を表す図である。
【０１２４】
状態（Ａ）に示されるように、ある局面において、仮想空間２において、左手１４１０の姿勢に応じて仮想キーボード１２４０が配置されている。このとき、仮想キーボード１
２４０の操作面は、仮想カメラ１を向いている。仮想カメラ１の方向は仮想空間２における仮想ユーザの視線方向になるので、ＨＭＤ装置１１０を装着したユーザは、仮想キーボード１２４０の操作面を正視できる。状態（Ａ）からユーザが左手１４１０を前傾させると、仮想キーボード１２４０の操作面も同様に傾く。
【０１２５】
すなわち、状態（Ｂ）に示されるように、左手１４１０のヨー方向の変化に応じて、仮想キーボードの操作面に垂直な法線がヨー方向に直交するように、仮想キーボード１２４０も傾くので、仮想キーボード１２４０の操作性の低下が抑制され得る。
【０１２６】
図１５を参照して、仮想キーボード１２４０に対する入力についてさらに説明する。図１５は、仮想キーボード１２４０への誤入力を防止する構成を説明するための図である。ユーザが仮想キーボード１２４０への入力を意図通りに行うために、コンピュータ２００は、ユーザが意図しない入力動作を検知しないようにする必要がある。そこで、ある実施の形態において、例えば、以下のような規則が適用され得る。
【０１２７】
（規則１）入力する際の手の動き方向
コンピュータ２００は、左手オブジェクト１２２０または右手オブジェクト１２３０が仮想キーボード１２４０の操作面（タッチ面）に向かう動作のみを検知し、操作面から遠ざかる方向の動作を検知しない。操作面（タッチ面）に向かう方向は、操作面（タッチ面）の法線方向の逆方向に相当し、操作面（タッチ面）から遠ざかる方向は、操作面（タッチ面）の法線方向に相当する。
【０１２８】
このような構成によれば、左手オブジェクト１２２０または右手オブジェクト１２３０が仮想キーボード１２４０に接触した後に仮想キーボード１２４０の背面まで突き抜けてしまった場合において、左手オブジェクト１２２０または右手オブジェクト１２３０を手前に戻すための戻り動作が行なわれても、プロセッサ１０は、当該動作を仮想キーボード１２４０への入力とみなさないので、誤入力が防止される。
【０１２９】
また、コンピュータ２００は、仮想キーボード１２４０への入力に用いる仮想手のオブジェクト（左手オブジェクト１２２０または右手オブジェクト１２３０）が仮想キーボード１２４０の操作面（タッチ面）と接触した場合に、仮想手のオブジェクトの指の軸方向（図１５の状態（Ｂ）に示す右手オブジェクト１２３０のロール軸方向の加速度）の速度が閾値を超えるときは、当該接触に基づいて仮想キーボード１２４０への入力とみなし、仮想手のオブジェクトの指の軸方向の速度が閾値以下である場合は、当該接触があったとしても仮想キーボード１２４０への入力とみなさないようにすることとしてもよい。ここで、閾値は、図１５の状態（Ｂ）に示す右手オブジェクト１２３０のロール軸方向の速度と比較するための値であって、ゼロではなくプラスの値であるとする。こうすることで、図１５の状態（Ｂ）の例において、右手オブジェクト１２３０が仮想キーボード１２４０に接触した後に仮想キーボード１２４０の背面まで突き抜けてしまった場合に、右手オブジェクト１２３０を手前に戻すために戻り動作が行われても、右手オブジェクト１２３０のロール軸方向の速度成分がマイナスの値となるため、当該動作を仮想キーボード１２４０への入力とみなすことがない。そのため誤入力が防止される。右手オブジェクト１２３０が仮想キーボード１２４０に接触した後に仮想キーボード１２４０の背面まで突き抜けた状態で、右手オブジェクト１２３０がピッチ軸方向に移動したとしても（右手オブジェクト１２３０が仮想キーボード１２４０を突き抜けた状態で、仮想キーボード１２４０の面に平行な方向に右手オブジェクト１２３０が移動したとしても）、右手オブジェクト１２３０のロール軸方向の速度成分がゼロまたはゼロに近い状態で、仮想タッチパネルのキーボードのいずれかのキーと右手オブジェクト１２３０とが接触することとなるため、当該動作を仮想キーボード１２４０への入力とみなすことがない。そのため誤入力が防止される。
【０１３０】
（規則２）入力する際の手の向き
左手オブジェクト１２２０または右手オブジェクト１２３０のロール方向が、操作面（タッチ面）に（タッチ面の法線方向の逆方向）に向いていること。ロール方向が平行よりもタッチ面の法線方向に向いている場合には、プロセッサ１０は、当該動作を仮想キーボード１２４０への入力として検知しない。
【０１３１】
ある実施の形態において、プロセッサ１０は、規則１または規則２のいずれか、または両方の規則を適用することにより、上記「戻り動作」の誤検知を防止できる。
【０１３２】
以上より、本明細書に開示された主題は、例えば、以下のような構成として示される。
［構成１］
ある実施の形態に従うと、仮想空間２における入力を支援するためにコンピュータ２００によって実行される方法が提供される。この方法は、
仮想空間２において入力を受け付けるための入力装置オブジェクト（例えば仮想キーボード１２４０）を仮想空間２に配置するステップと、
コンピュータ２００のユーザ１９０の四肢のいずれかの状態を検出するステップと、
四肢のいずれかの状態の検出結果に応じて、入力装置オブジェクトに対する入力操作を行うための操作オブジェクト（例えば、左手オブジェクト１２２０、右手オブジェクト１２３０）を配置するステップと、
操作オブジェクトと入力装置オブジェクトとの接触を検出するステップと、
接触が予め定められた態様での接触である場合に、当該接触を入力装置オブジェクトに対する入力操作として受け付けるステップとを含む。コンピュータ２００は、操作オブジェクトを、ユーザ１９０に対応する仮想ユーザと入力装置オブジェクトとの間に配置する。
【０１３３】
［構成２］  好ましくは、予め定められた態様は、操作オブジェクトが入力装置オブジェクトを貫くこと、または、操作オブジェクトが入力装置オブジェクトを押すことのいずれかを含む。
【０１３４】
［構成３］  好ましくは、入力操作として受け付けるステップは、操作オブジェクトが入力装置オブジェクトの外部から入力装置オブジェクトに接触した場合に、当該接触を入力操作として受け付けることを含む。
【０１３５】
［構成４］    好ましくは、外部から入力装置オブジェクトへの接触は、仮想ユーザから入力装置に向かって移動した操作オブジェクトが、入力装置オブジェクトに接触することを含む。
【０１３６】
［構成５］  好ましくは、予め定められた態様は、入力装置オブジェクトに対する操作オブジェクトの移動が、予め定められた一方向の移動であることを含む。
【０１３７】
［構成６］  好ましくは、四肢のいずれかは、ユーザの手を含む。操作オブジェクトは、手に相当する手オブジェクトを含む。
【０１３８】
［構成７］  好ましくは、手オブジェクトは、１つ以上の指オブジェクトを含む。操作オブジェクトを仮想空間に配置するステップは、入力装置オブジェクトと手オブジェクトとが予め定められた距離以下まで接近した場合に、１つ以上の指オブジェクトを伸ばした状態で配置することを含む。
【０１３９】
［構成８］  好ましくは、上記方法は、入力操作が受け付けられた場合に、コンピュー
タに接続されてユーザに装着されている出力装置に、入力操作が受け付けられたことを通知するための信号を送信するステップをさらに含む。
【０１４０】
［構成９］  好ましくは、予め定められた態様での接触は、操作オブジェクトと入力装置オブジェクトとが接触することと、操作オブジェクトと入力装置オブジェクトとの接触が維持された状態で、操作オブジェクトが入力装置オブジェクトの表面に平行に移動することとを含む。
【０１４１】
［構成１０］  好ましくは、上記方法は、操作オブジェクトと入力装置オブジェクトとが予め定められた態様で接触した場合に、操作オブジェクトまたは入力装置オブジェクトのいずれかの色を変更して表示するステップをさらに含む。
【０１４２】
［構成１１］  好ましくは、入力装置オブジェクトを仮想空間に配置するステップは、仮想空間に配置される手オブジェクトの上方（例えば、左手オブジェクト１２２０の指先）に入力装置オブジェクトを配置するステップを含む。
【０１４３】
［構成１２］  好ましくは、上記方法は、入力装置オブジェクトへの入力操作に基づいて、仮想空間を提供するためにユーザが装着しているヘッドマウントディスプレイ装置に表示されている内容を切り換えるステップをさらに含む。
【０１４４】
［構成１３］  好ましくは、状態を検出するステップは、ユーザの手の傾きを検出することを含む。上記方法は、手の傾きに応じて、入力装置オブジェクトを傾けるステップをさらに含む。
【０１４５】
［構成１４］  入力装置オブジェクトは、入力操作を受け付けるための１つ以上の仮想キーを含む。
【０１４６】
［構成１５］  他の実施の形態に従うと、上記のいずれかの構成に記載の方法を一つ以上のコンピュータに実行させるプログラムが提供される。一つ以上のコンピュータは、インターネットを介して相互に通信可能な複数のコンピュータを含む。
【０１４７】
［構成１６］  さらに他の実施の形態に従うと、仮想空間において入力を支援するための装置が提供される。この装置は、上記のプログラムを格納したメモリと、当該メモリに結合され、プログラムを実行するためのプロセッサとを備える。
【０１４８】
以上詳述したように、本開示によれば、現実空間において入力装置を使用することなく仮想空間２に配置される仮想入力装置を用いて、仮想空間２において文字、記号その他の入力を実現できるので、仮想空間２における入力体験の阻害が防止され得る。
【０１４９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５０】
１  仮想カメラ、２  仮想空間、５  基準視線、１０  プロセッサ、１１  メモリ、１２  ストレージ、１３  入出力インターフェイス、１４  通信インターフェイス、１５  バス、１９  ネットワーク、２１  中心、２２  仮想空間画像、２３  視界領域、２４，２５  領域、２６  視界画像、３１  フレーム、３２  天面、３３，３４，３６，３７  ボタン、３５  赤外線ＬＥＤ、３８  アナログスティック、１００  ＨＭＤシステム、１
１０  ＨＭＤ装置、１１２  モニタ、１１４，１２０  センサ、１３０  モーションセンサ、１４０  注視センサ、１５０  サーバ、１６０  コントローラ、１９０  ユーザ、２００  コンピュータ、２２０  表示制御モジュール、２２１  仮想カメラ制御モジュール、２２２  視界領域決定モジュール、２２３  視界画像生成モジュール、２２４  基準視線特定モジュール、２３０  仮想空間制御モジュール、２３１  仮想空間定義モジュール、２３２  仮想オブジェクト生成モジュール、２３３  操作オブジェクト制御モジュール、２３４  入力装置オブジェクト制御モジュール、２４０  メモリモジュール、２４１  空間情報、２４２  オブジェクト情報、２４３  ユーザ情報、２５０  通信制御モジュール、８００  右コントローラ、８１０  右手、１２１０  視野画像、１２２０  左手オブジェクト、１２３０  右手オブジェクト、１２４０  仮想キーボード、１２５０  指輪、１４１０  左手。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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