(57)【要約】【課題】装置全体の小型化を図ることで装置の設置を容易に行うことができると共に、所望の効果を体験することができる体験装置を提供することを目的とする。【解決手段】基台と、該基台に載置されると共に振動制御部からの指令によって被起振体を起振する起振装置と、前記被起振体を前記基台に対して相対移動可能に案内する案内部とを有し、前記被起振体に取り付けられた座部と、当該座部に座した体験者が装着する表示部を備えた体験装置であって、前記被起振体には、位置特定部が設けられ、前記位置特定部が取得した位置情報を受信し、該位置情報について物理演算を行ったうえで映像処理を行う映像処理部を備え、前記映像処理部で処理された映像を前記表示部に出力する。【選択図】図１
2019035878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台に載置されると共に振動制御部からの指令によって被起振体を起振する起振装置と、前記被起振体を前記基台に対して相対移動可能に案内する案内部とを有し、前記被起振体に取り付けられた座部と、当該座部に座した体験者が装着する表示部を備えた体験装置であって、
前記被起振体には、位置特定部が設けられ、
前記位置特定部が取得した位置情報を受信し、該位置情報について物理演算を行ったうえで映像処理を行う映像処理部を備え、
前記映像処理部で処理された映像を前記表示部に出力することを特徴とする体験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の体験装置において、
前記被起振体は、上板を備え、前記位置特定部は前記上板に載置されたセンサであることを特徴とする体験装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の体験装置において、
前記振動制御部は、入力又は予め作成された地震波に応じた振動周波数で前記起振装置を駆動することを特徴とする体験装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の体験装置において、
前記振動制御部は、入力又は予め作成された１／ｆゆらぎに基づく波長を含む振動周波数で前記起振装置を駆動することを特徴とする体験装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の体験装置において、
前記被起振体は、前記座部の取付面と前記案内部との相対位置が固定可能な免震装置であることを特徴とする体験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体験装置に関し、特に、仮想現実又は拡張現実としての３次元空間データを用いて、視覚的にも免震や癒しなどの効果を体験することで、その効果をより一層理解及び体感することができる体験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震動を免震して家屋や重要文化財並びに大型のサーバーなどの倒壊を防ぐ免震装置が知られており、これらの免震装置の効果を体感するために、装置に体験者が座り、任意の震度相当の振動を起振して免震装置の有無によって免震装置の効果を体験することができる免震体験装置が知られている。
【０００３】
このような免震体験装置は種々の形態が知られており、例えば、特許文献１に示すように横方向振動を生成する振動試験装置と、免震手段を介して互いに相対的に変位する上下二層で構成され、該下層が上記振動試験装置に取り付けられ、該上層が体験ゾーンとされる免震試験装置と、該免震試験装置及び上記振動試験装置から振動絶縁された計測位置の間に設けられ、上記上下二層それぞれの変位を個別に表示する表示手段とを備え、上記表示手段は、上記計測位置に、上記体験ゾーンに向かい合わせて配置されたスケールと、上記上層及び下層それぞれに個別に固定して設けられ、上記スケールに向けて指向性の光線を出力する発光源とを備えている。
【０００４】
このような免震体験装置によれば、地震体験車のような大型の車両を持ち込むことなく、容易に搬入設置を行うことができる小型の免震体験装置を構成することができ、免震体験を体験者の実感のみに頼るだけでなく、視覚的もしくは体感的にわかりやすい共通の指標・基準等で感受させることができ、免震作用の体験中、体験者個々の感受性に加えて、その体験を客観的に理解させることができる。
【０００５】
また、近年、３次元空間データ等の視覚的効果や音響効果等を用いて仮想現実又は拡張現実を体験させる仮想現実・拡張現実装置が知られている。このような仮想現実・拡張現実装置は、体験者の目を覆うように装着される表示部（ヘッドマウントディスプレイ）に３次元空間データを用いた画像を表示させ、体験者の視線や頭の向きなどを感知するセンサによって３次元空間データの表示方向を変更させて、実際に体験者が視線や頭を動かした方向を表示することで３次元空間データ上に体験者が入り込んだような疑似体験を起こすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているような免震体験装置に上述した仮想現実・拡張現実装置を適用すると、予め作成した室内等の様子を示した３次元空間データを表示部に表示することとなるが、この３次元空間データを用いた方法によれば、実際に体験者が体感している揺れと３次元空間データで表示される室内の揺れとが一致しておらず、体験者に違和感を与える場合があった。
【０００８】
また、このような体験装置は、免震装置などの免震体験に限らず、例えば、癒し効果を有する映像、音響及び振動などを体験者が体験することで、癒し効果などの所望の効果を体験することができる種々の体験装置が実現できないかという要望もあった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、装置全体の小型化を図ることで装置の設置を容易に行うことができると共に、所望の効果を体験することができる体験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る体験装置は、基台と、該基台に載置されると共に振動制御部からの指令によって被起振体を起振する起振装置と、前記被起振体を前記基台に対して相対移動可能に案内する案内部とを有し、前記被起振体に取り付けられた座部と、当該座部に座した体験者が装着する表示部を備えた体験装置であって、前記被起振体には、位置特定部が設けられ、前記位置特定部が取得した位置情報を受信し、該位置情報について物理演算を行ったうえで映像処理を行う映像処理部を備え、前記映像処理部で処理された映像を前記表示部に出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示部に表示される映像が、被起振体に設けられた位置特定部の動きに応じた映像とすることができ、体験装置の体験者が実際に体感している揺れなどの動きと３次元空間データで表示される映像の揺れとが同期することで、体験者に違和感を与えることなく所望の効果を体験することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る体験装置の概略図。
【図２】本発明の実施形態に係る体験装置の使用状態を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る免震体験装置を示す斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る免震体験装置を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る免震体験装置の内部構造を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る体験装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る体験装置の概略図であり、図２は、本発明の実施形態に係る体験装置の使用状態を示す図であり、図３は、本発明の実施形態に係る免震体験装置を示す斜視図であり、図４は、本発明の実施形態に係る免震体験装置を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図を示す図であり、図５は、本発明の実施形態に係る免震体験装置の内部構造を示す上面図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る体験装置１は、免震体験装置１０と、免震体験装置１０に載置された位置特定部３０と、体験者２が装着する表示部３３及びヘッドホン３５とを備え、位置特定部３０及び表示部３３に向けて測定波を出力する基準部３１，３１が免震体験装置１０から所定の位置に設置されている。また、表示部３３及び基準部３１は映像処理部３２に接続されている。また、映像処理部３２には、外部モニタ３４が接続されており、表示部３３に出力される映像と同様の映像が体験装置１を見学している観衆にも閲覧可能に構成されている。さらに、免震体験装置１０には、起振の有無を切り替える振動制御部１４を備えており、振動制御部１４には、起振の有無の他、震度などを調整する調整手段が設けられていると好適である。このように振動制御部１４は、種々の切り替え操作を行うことで、後述する起振装置１２に種々の指令を送信する。なお、免震体験装置１０の近傍には、体験者２が免震体験装置１０に容易かつ安全に乗り降り可能なように、踏み台１８が備え付けられると好適である。
【００１６】
表示部３３は、所謂ヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＭＤ）であり、体験者２に映像を表示するモニタの他、基準部３１が出力する測定波を受信することで表示部３３の位置を検出することができる位置センサを備えている。表示部３３は、体験者２の目を覆うように装着され、仮想現実又は拡張現実としての３次元空間データをモニタに出力するほか、体験者２の目を撮影するカメラや、当該撮影された目の画像を解析して体験者２の視線を検知する視線検知部などを備えており、これらの情報を後述する映像処理部によって物理演算することで、体験者２の感じている振動や体験者２の見ている方向などに応じた３次元空間データをモニタに表示して、より現実的な空間を作成することができる。
【００１７】
位置特定部３０は、複数の受信部を備えたセンサであり、基準部３１から送信された測定波を受信して、複数の受信器での受信時間や受信角度を算出することができる。ここで、測定波は、例えば赤外線等のレーザー等が好適に用いられる。
【００１８】
また、映像処理部３２は、パーソナルコンピュータなどの電子計算機が好適に用いられ、位置特定部３０や表示部３３から得られた位置特定部３０や表示部３３の位置情報を物理演算して３次元空間データを作成する演算を行うプログラムが格納された記憶部や当該プログラムを実行するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、処理プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの処理に必要なデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。
【００１９】
図３に示すように、免震体験装置１０は、底面に複数の車輪１６が取り付けられた基台１１と、基台１１に載置された起振装置１２と、起振装置１２によって起振される被起振体としての免震装置１５を備えている。なお、免震装置１５は、基台１１に対して相対移動可能に案内される案内部を介して取り付けられている。また、免震装置１５の上面には、体験者が座って免震効果を体験することができる座部１３を備えている。
【００２０】
次に図４及び図５を参照して免震体験装置１０の構造について説明を行う。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る免震体験装置１０は、基台１１には、上述した車輪１６の近傍に伸縮自在に基台１１に取り付けられた固定ジャッキ１７を備えており、車輪１６によって免震体験装置１０を所定の位置に移動した後、該固定ジャッキ１７を伸ばすことで、免震体験装置１０を当該所定の位置に固定することができる。
【００２１】
基台１１には、モータなどの駆動源１２ａ及び駆動源１２ａから入力された回転運動を直線運動に変換する変換部１２ｂとからなる起振装置１２が載置されている。また、図５に示すように、駆動源１２ａ及び変換部１２ｂの周囲には、略平行に並べられた一対の運動案内装置１２ｄ，１２ｄ及び１２ｅ，１２ｅがそれぞれ略直交するように概略井桁状に配置された案内部を備えている。一対の運動案内装置１２ｄ，１２ｄ及び１２ｅ，１２ｅは其々枠体１２ｆによって端部が固定されている。
【００２２】
運動案内装置１２ｄ，１２ｅは、長手方向に沿って延設された軌道部材と、軌道部材に沿って往復運動可能に取り付けられた移動部材を備えており、移動部材は、複数の転動体を介して軌道部材に取り付けられると好適である。
【００２３】
さらに、変換部１２ｂは幅方向ｘ及び奥行方向ｙに沿って往復運動をなす腕部１２ｃ，１２ｃが運動案内装置１２ｄ及び１２ｅの移動部材に取り付けられ、駆動源１２ａの駆動に応じて幅方向ｘ及び奥行方向ｙに沿って枠体１２ｆに振動を加える。このように構成されることで、本実施形態に係る免震体験装置１０は、振動制御部１４からの指令に応じて起振装置１２によって免震装置１５の底面側を起振して地震の揺れを再現する。なお、運動案内装置１２ｅの移動部材には、後述する切り替え手段２４が挿通される挿通孔２４ａが形成されている。さらに、起振装置１２は、幅方向ｘ及び奥行方向ｙに沿った往復運動に限らず、例えば鉛直方向に起振することで、所謂地震の縦揺れを再現することも可能である。
【００２４】
次に、図４（Ｂ）に示すように、起振装置１２の上方には、図示しない底面板に取り付けられた一対の下側運動案内装置２１ａ，２１ａが幅方向ｘに沿って略平行に並べられており、図４（Ａ）に示すように、上述した一対の下側運動案内装置２１ａ，２１ａと略直交するように概略井桁状に配置された一対の上側運動案内装置２１ｂ，２１ｂを備えている。上側運動案内装置２１ｂ，２１ｂは、上板２３の下面に取り付けられており、上側運動案内装置２１ｂ及び下側運動案内装置２１ａの移動部材には、弾性体２２が取り付けられ、外力によって移動部材が移動した場合に長手方向に沿って弾性体２２の弾性力によって移動部材を原点位置に復帰させることができる。このように、起振装置１２によって起振された振動を免震する免震装置１５を構成している。なお、上側運動案内装置２１ｂ及び下側運動案内装置２１ａは上述した運動案内装置１２ｄ，１２ｅと同様に軌道部材と移動部材から構成されていると好適である。
【００２５】
また、上板２３には、上述した座部１３及び位置特定部３０が取り付けられており、上板２３と挿通孔２４ａとを貫通するピン状の切り替え手段２４が設けられている。この切り替え手段２４を上板２３と挿通孔２４ａを貫通するように挿入している状態では、上述した免震装置１５が作用せず、座部１３が取り付けられた上板２３と案内部の相対位置が固定されるので、起振装置１２から起振された振動を直接上板２３に伝えるように構成可能である。この切り替え手段２４を挿入することによって、免震効果のない振動を体験することができ、切り替え手段２４を取り外すことで、免震装置１５の免震効果を体験することができる。
【００２６】
次に、図１および図２を参照して本実施形態に係る免震体験装置１０の表示部３３が表示する３次元空間データについて説明を行う。３次元空間データは、例えば図２に示すように家具などが配置された室内空間を表示している。
【００２７】
また、基準部３１は表示部３３及び位置特定部３０に向けて赤外線レーザーなどの測定波を一定間隔で送信し、表示部３３や位置特定部３０で受信した際の受信時間や入射角度並びに時間差から表示部３３や位置特定部３０の位置を算出している。この位置特定技術によって、表示部３３の向いている方向に合わせた３次元空間データを映像処理部で物理演算することで、体験者２の向いている方向に応じた３次元空間データをモニタに映し出すことができる。
【００２８】
また、位置特定部３０は、免震装置１５の上板２３に載置されているので、起振装置１２によって起振された場合に、上板２３の振動に伴って移動するため、この位置特定部３０の移動を物理演算することで、実際の振動に応じた室内の揺れや家具の倒壊などを演算することが可能となり、体験者２が実際に感じている揺れに同期した３次元空間データを表示することで、より現実的な３次元空間データを表示することが可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態に係る免震体験装置１０では、切り替え手段２４によって、免震の有無を切り替えることができるので、まずは免震効果のない振動による室内の揺れを体感した後、免震効果のある振動による室内の揺れを体感することで、免震効果の印象が強く残り、免震効果の有無による差をより現実的に体感することが可能となる。
【００３０】
また、本実施形態に係る免震体験装置１０は、起振装置１２の駆動を制御する振動制御部１４を備えているので、操作性がよく安全性の高い免震体験装置１０を提供することが可能となる。さらに、振動制御部１４には、起振装置１２の起振強度を調整する調整手段を備える好適であり、このような調整手段を備えることで、様々な震度による免震効果を体験することできるので、より一層の免震効果の理解を図ることができる。また、振動制御部１４が起振装置１２に送信する指令は、入力又は予め作成された地震波に応じた振動周波数で起振装置１２を駆動するように指令を送る。この場合、任意の震度を入力したり、過去の震災で生じた地震波などを再現することで、種々の地震波に対する免震効果を体感することが可能となる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態に係る免震体験装置１０では、免震装置１５を一対の上側及び下側運動案内装置２１ａ，２１ｂをそれぞれ井桁状に配置した免震装置１５について説明を行ったが、免震機構については、これに限らず、例えば運動案内装置を対角線上に交差するように配置しても構わない。
【００３２】
また、上述した実施形態では、被起振体として免震装置１５を採用した免震体験装置１０を体験することができる体験装置１について説明を行ったが、例えば、被起振体を上板２３のみで構成し、起振装置１２による振動を例えば１／ｆゆらぎ等に基づく波長を含む振動周波数による、心地良い揺れを上板２３に加えることで、上板２３の移動に連動した３次元空間データを表示部３３に表示させることで、映像や音響並びに振動によって体験者に癒し効果を体験することができる体験装置として構成しても構わない。この場合、表示部３３で表示される映像は、ヒーリング映像を用いても構わないし、より現実的な感覚を体験するために、例えば電車の振動を再現した振動を起振装置１２で加えたうえで、表示部３３に車窓から眺められる美しい景色が映し出させることによって、実際に電車に乗って景色を眺めながら揺られている状況を体験することも可能であるし、ハンモックやロッキングチェアなどの揺れを再現した振動を起振装置１２に加えたうえで、湖畔や室内の映像を表示部３３に映し出すことで、実際に自然豊かな湖畔でハンモックに揺られながらくつろいでいる状況を体感したり、冬に暖炉の前でロッキングチェアに揺られながらくつろいでいる状況を体感することで、より一層のヒーリング効果を体感することが可能となる。また、サーキュレータ等の送風装置や香りを発生させる芳香発生装置などを別途設けることで、表示された映像に応じた心地よい演出を加えても構わない。なお、１／ｆゆらぎとは、自然界の信号に含まれる微妙な変動を有する信号をいい、例えば１／ｆゆらぎを有する信号を周波数分析すると、横軸に周波数、縦軸にパワースペクトルをとり両対数軸でグラフ化すると、４５度の傾きを有する右下がりのパワースペクトルとなるものをいう。
【００３３】
また、基準部３１と表示部３３及び位置特定部３０の位置特定方法については、基準部３１から送信されるレーザーを用いた方法について説明を行ったが、位置特定方法は種々の位置特定方法を適用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３４】
１  体験装置，    ２  体験者，    １１  基台，    １２  起振装置，    １３  座部，    １４  振動制御部，    １５  免震装置（被起振体），    ２４  切り替え手段，    ３０  位置特定部，    ３１  基準部，    ３２  映像処理部，    ３３  表示部。
【図１】
2019035878.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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