(57)【要約】【課題】簡易な装置構成によって、より臨場感の高い移動体シミュレーション装置を提供する。【解決手段】三半規管に近い部位となる、操縦者の両耳後の側頭部に面状電極５６を装着し、車両の旋回情報に応じて、この面状電極５６間に微弱な電流を流す。これにより操縦者は、面状電極５６のうちで陰極が装着された側に頭部が回転しているかのような印象を受ける。【選択図】  図２
2004151365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体での移動感覚を疑似体験させる移動体シミュレーション装置であって、
両耳後側の側頭部に装着する電極部材と、
前記移動体の搭乗者が実際に感じる平衡感覚が得られるように、前記移動体の移動データをもとに、前記電極部材に供給する電気信号を制御する制御手段とを備える移動体シミュレーション装置。
【請求項２】
移動体での移動感覚を疑似体験させる移動体シミュレーション装置であって、
耳腔内に温度刺激を与える温度刺激手段と、
前記移動体の搭乗者が実際に感じる平衡感覚が得られるように、前記移動体の移動データをもとに、前記温度刺激手段の温度制御を行う制御手段とを備える移動体シミュレーション装置。
【請求項３】
請求項２記載の移動体シミュレーション装置において、
前記温度刺激手段は、
ポンプによって送り出される流体を流通させる流体通路と、
耳腔内に装着されると共に、前記流体通路が経由してこの流体通路を流れる流体の温度が伝達されるイヤープラグと、
前記流体通路を流通する流体を加熱・冷却する温調手段とを備えることを特徴とする移動体シミュレーション装置。
【請求項４】
移動体での移動感覚を疑似体験させる移動体シミュレーション装置であって、
頚部両側に装着する振動発生手段と、
前記移動体の搭乗者が実際に感じる平衡感覚が得られるように、前記移動体の移動データをもとに、前記振動発生手段の振動状態を制御する制御手段とを備える移動体シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの移動体に搭乗した場合の移動感覚を疑似的に体験させる移動体シミュレーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からこのような移動体シミュレーション装置が種々提案されており、例えば飛行状態を疑似体験させるフライトシミュレータでは、人員が搭乗したコックピット全体を、飛行状況に応じて上下・左右に駆動制御し、或いは傾き角度を変位駆動するなど、搭乗者の身体全体を上下動させることにより、移動感を現実的なものにしている。また、特許文献１に開示されているように、自動車での移動感覚を疑似体験させるドライビングシミュレータでは、映像刺激として３次元の立体映像を用いることにより、より臨場感の高いシミュレーションを可能にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２６９７２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フライトシミュレータのように搭乗者の身体全体を上下動させるタイプのシミュレータでは大掛かりな設備が必要になる。また、ドライビングシミュレータなどのように主に視覚的に疑似体験させるタイプでは、より臨場感のある画像刺激の作成に膨大な工数がかかり、立体映像を投影するためにも複雑な装置が必要となってしまう。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決すべく成されたものであり、その目的は、簡易な装置構成によって人の身体運動知覚に働きかけることで、臨場感の高い移動体シミュレーションを可能とする移動体シミュレーション装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる移動体シミュレーション装置は、移動体での移動感覚を疑似体験させる移動体シミュレーション装置であって、両耳後側の側頭部に装着する電極部材と、移動体の搭乗者が実際に感じる平衡感覚が得られるように、移動体の移動データをもとに、電極部材に供給する電気信号を制御する制御手段とを備えて構成する。
【０００７】
人は頭部に加わる加速度を平衡器官によって受容し、身体の運動を知覚している。身体の運動を知覚・検出する平衡器官のうち、三半規管は実際の身体運動のみならず、電気刺激に対しても反応する。そこで、三半規管の対応位置となる両耳後側の側頭部に電極部材を装着し、制御手段によってこの電極部材間に供給する微弱電流を移動体の移動状態に応じて制御することで、移動体の移動に応じた方向に頭部が回転しているかのような感覚を生じさせる。
【０００８】
請求項２にかかる移動体シミュレーション装置は、移動体での移動感覚を疑似体験させる移動体シミュレーション装置であって、耳腔内に温度刺激を与える温度刺激手段と、移動体の搭乗者が実際に感じる平衡感覚が得られるように、移動体の移動データをもとに、温度刺激手段の温度制御を行う制御手段とを備えて構成する。
【０００９】
人は頭部に加わる加速度を平衡器官によって受容し、身体の運動を知覚している。身体の運動を知覚・検出する平衡器官のうち、三半規管は実際の身体運動のみならず、耳腔（耳穴）内の温度刺激にも反応する。そこで、三半規管に近い耳腔内に温度刺激を与える温度刺激手段を装着し、制御手段によってこの温度刺激手段の温度を、移動体の移動状態に応じて制御することで、移動体の移動に応じた方向に頭部が回転しているかのような感覚を生じさせる。
【００１０】
請求項３にかかる移動体シミュレーション装置は、請求項２における温度刺激手段は、ポンプによって送り出される流体を流通させる流体通路と、耳腔内に装着されると共に、流体通路が経由してこの流体通路を流れる流体の温度が伝達されるイヤープラグと、流体通路を流通する流体を加熱・冷却する温調手段とを備えて構成することを特徴とする。
【００１１】
このようにイヤープラグを経由する流体通路を構成し、流体通路を流れる流体からイヤープラグへ伝達される熱量を制御することで、簡易な移動体シミュレーション装置を構成できる。なお、制御手段は、流体通路を流れる流体からイヤープラグへ伝達される熱量を制御できれば良く、従って、温調手段の加熱・冷却機能を制御する場合や、温水となった流体と冷水となった流体の個々の流量制御を行う場合の双方を含む。
【００１２】
請求項４にかかる移動体シミュレーション装置は、移動体での移動感覚を疑似体験させる移動体シミュレーション装置であって、頚部両側に装着する振動発生手段と、移動体の搭乗者が実際に感じる平衡感覚が得られるように、移動体の移動データをもとに、振動発生手段の振動状態を制御する制御手段とを備えて構成する。
【００１３】
人は頚部の筋肉の緊張（収縮状態）を自己受容感覚器によってモニタすることによって、体幹に対する頭部の運動を知覚している。この自己受容感覚器は、筋肉の収縮のみならず、外部から加えられた振動刺激によっても、筋肉収縮と同様に反応する。そこで、頚部両側に振動発生手段を装着し、制御手段によってこの振動発生手段の振動状態を、移動体の移動状態に応じて制御することで、移動体の移動に応じた方向に頭部が回転しているかのような感覚を生じさせる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる移動体シミュレーション装置の実施形態として、自動車での移動感覚を疑似体験させるドライビングシミュレータに適用した場合を例に説明する。
【００１５】
この第１の実施形態にかかるドライビングシミュレータは、図１に示す映像制御システムと、図２に示す刺激制御システムとを備えて構成している。
【００１６】
図１に示すように、ドライビングシミュレータで車両の運転状況を疑似体験する操縦者（搭乗者）は、右目と左目とで偏光特性の異なる偏光メガネ１０をかけており、操縦者の前方には、リアプロジェクションスクリーン２２が配設されている。
【００１７】
また、操縦者が着座する操縦席には操作状態検出装置２０が設けられている。この操作状態検出装置２０は、操縦者に相対する位置に設けたステアリングハンドルや、操縦者の足下に設けられたアクセルペダル、ブレーキペダルの他、シフトレバーなどを備えて構成されており、これらにによって操縦者の運転操作を検出する。
【００１８】
一方、データ記憶装置３０には、実際の市街地走行の際にフロントガラス越しに見られる風景と同様な映像データが、シミュレーション走行を行う道路に沿って保存されている。また、このような映像データと共に、シミュレーション走行を行う道路に関する、カーブの曲率半径や道路の勾配などの道路地形情報を含む地図データも、一緒に記憶されている。
【００１９】
映像制御装置４０は、操作状態検出装置２０で検出された操縦者の運転操作情報と、データ記憶装置３０から読み出した各データとをもとに、車両の走行状態に応じた右眼用の映像データと左眼用の映像データとをそれぞれ作成する。この際、運転操作情報から得られる疑似走行中の車両の速度（車速）、操舵角、地図データ上の移動位置なども考慮される。映像制御装置４０で作成された両眼用の映像データは、右眼用のグラフィックボード２４Ｒと左眼用のグラフィックボード２４Ｌに与えられ、それぞれ投射用信号に変換される。この投射用信号は、右眼用のビデオプロジェクタ２６Ｒと左眼用のビデオプロジェクタ２６Ｌにそれぞれ与えられ、両ビデオプロジェクタ２６Ｒ、２６Ｌからの投射映像は、それぞれ右眼用の偏光フィルタ２８Ｒと左眼用の偏光フィルタ２８Ｌを介してリアプロジェクションスクリーン２２上に投射される。
【００２０】
これにより、操縦者の右眼には右眼用のビデオプロジェクタ２６Ｒから投射された映像が入射し、左眼には左眼用のビデオプロジェクタ２６Ｌから投射された映像が入射する。また、右眼用の映像と左目用の映像とは、表示する像について、その奥行きに見合った量だけずらしあるため、操縦者はリアプロジェクションスクリーン２２上に表示される映像を、３次元立体映像として捉えることができる。
【００２１】
図２に刺激制御システムの構成を示す。
【００２２】
人は頭部に伝わる加速度を平衡器官によって受容し、身体の運動状態を知覚している。身体の運動状態を知覚・検出する平衡器官のうち、三半規管は、実際の身体の運動のみならず、頭部に通電される電気刺激に対しても反応する。そこで、この刺激制御システムでは、三半規管に近い部位となる、操縦者の両耳後の側頭部にそれぞれ面状電極５６を装着し、この面状電極５６間に、微弱な電流信号を供給する。これにより、この面状電極５６を装着した操縦者は、側頭部に装着した面状電極５６のうちで陰極が装着された側に頭部が回転しているかのような印象が生じることとなる。
【００２３】
面状電極５６間に微弱な電流を供給する電流制御系は、アイソレータ５４から延在する２本のリード線５８の先端にそれぞれ面状電極５６を接続すると共に、直流電源５２から与えられる電源電圧を、アイソレータ５４によって０．１ｍＡ程度の微弱な電流に変換して、この面状電極５６間に出力する構成としており、このアイソレータ５４の動作制御を刺激制御装置５０によって実行する。刺激制御装置５０は、図１に示した映像制御装置４０から与えられる、走行情報、旋回情報、地図情報などをもとにアイソレータ５４の動作制御を実行する。
【００２４】
ここで、刺激制御装置５０で実行する制御処理について図３のフローチャートに沿って説明する。
【００２５】
まずステップ（以下「ステップ」を「Ｓ」と記す）１０２では、図１における映像制御装置４０から、シミュレーション走行中の車両の走行情報と、シミュレーション走行中の道路地形情報とを読み込む。続いてＳ１０４に進み、この時点での疑似走行がカーブを走行中であるか、換言すれば、車両が旋回中であるかを判断する。直進中の場合には「Ｎｏ」と判断されてこのルーチンを終了するが、カーブを走行中の場合には「Ｙｅｓ」と判断されてＳ１０６に進む。
【００２６】
Ｓ１０６では、道路地形情報からこのカーブの方向及び曲率半径を読み込むと共に、車両の速度を読み込む。そしてＳ１０８では、カーブの方向から、出力信号としての、微弱電流信号の極性を決定すると共に、カーブの曲率半径と車速とをもとに、実際に身体に作用するであろう外力に応じた適正刺激量となる、電流の大きさを設定する。具体的には、左カーブの場合であれば、実際に左カーブを走行した場合に頭部が右側に回転する状況となるため、右側頭部に装着した面状電極５６が陰極となるような極性に設定する。また、同様に右カーブの場合であれば、実際に右カーブを走行した場合に頭部が左側に回転する状況となるため、左側頭部に装着した面状電極５６が陰極となるような極性に設定する。
【００２７】
この場合、カーブの曲率半径が小さく車速が高いほど、より大きな外力が身体に作用するため、適正刺激量がより大きな値に設定され、反対に、カーブの曲率半径が大きく車速が低いほど、適正刺激量がより小さな値に設定される。
【００２８】
なお、このＳ１０８では、カーブの曲率半径と車速とに応じた適正刺激量を予めマップ化しておき、カーブの曲率半径と車速とをもとに、該当する適正刺激量をマップ検索して設定しても良い。
【００２９】
続くＳ１１０では、Ｓ１０８で設定された出力信号の極性と適正刺激量とに応じて、アイソレータ５４の動作制御を行って、面状電極５６間に適正な微弱電流信号を供給する。
【００３０】
このような処理によって、適切に制御された電気刺激を三半規管に対して与えることができ、これにより車両の走行状態に応じた、擬似的な身体運動の感覚を操縦者に生起させることができ、映像制御装置４０の機能と相まって、より臨場感の高い移動体シミュレーションが可能となる。
【００３１】
なお、図３のフローチャートでは、道路地形情報などをもとに、適正刺激量を設定する場合を例示したが、図４に示すように実施することも可能である。
【００３２】
まずＳ２０２で、映像制御装置４０から、疑似走行中の車両の速度と、ハンドルの操作角となる操舵角とを読み込む。車速と操舵角とが分かれば、このときの疑似走行車両の旋回状況が把握でき、これをもとに、操縦者の身体に作用する外力の大ききや方向を計算によって求めることができる。そこで続くＳ２０４では、車速と操舵角とに応じて車両の旋回状況を算出し、旋回方向に応じて出力信号の極性を設定すると共に、旋回状況に応じた適正刺激量を設定する。そして、Ｓ２０６において、Ｓ２０４で設定された出力信号の極性と適正刺激量とに応じて、アイソレータ５４の動作制御を行って、面状電極５６間に適正な微弱電流信号を供給する。
【００３３】
このように、地図データなどを用いることなく、車速と操舵角とをもとに車両の旋回状況を把握し、面状電極５６間に供給する出力信号の極性及び大きさを設定することも可能である。
【００３４】
ここで第２の実施形態について説明する。
【００３５】
第１の実施形態では、刺激制御システムとして、人間の平衡感覚を電気的に刺激する場合について説明したが、身体の運動状態を知覚・検出する平衡器官のうち、三半規管は、耳腔（耳穴）内への温度性の刺激に対しても反応することが知られている。両耳の耳腔内において体温に対し±７度程度の温度差がある場合には、温度が高い側に頭部が回転しているかのような印象を生じさせることができる。そこで、第２の実施形態では、このような温度刺激によって、操縦者に擬似的な身体運動の感覚を生起させる。
【００３６】
図５に温度差を利用した刺激制御システムを示す。この刺激制御システムは、水タンク６１に貯蔵された水（流体）をポンプ６２によって送り出し、再び水タンク６１まで循環させる一連の流体循環通路を、可撓性のチューブ６３によって構成している。ポンプ６２の吐出側に接続されたチューブ６３は２つに分岐し、一方は水を一定の温度に加温して流出させるヒータ６４を経由した後、バルブ装置６６の一方の流入ポートに接続されており、他方は水を一定の温度に冷却して出力するクーラ６５を経由した後、同じバルブ装置６６の他方の流入ポートに接続されている。
【００３７】
バルブ装置６６は、２つの流入ポートからそれぞれ流入する温水、冷水をバルブ内部においてそれぞれ２つに分岐すると共に、各分岐したの４つの流量をそれぞれ個別に制御可能なバルブ機構（流量調節機構）を備えている。そして、バルブ装置内部において１つの温水・冷水の組を合流させて、一方の流出ポート６６Ａから流出させ、残る１つの温水・冷水の組をバルブ装置内部において合流させて、他方の流力ポート６６Ｂから流出させている。
【００３８】
このようなバルブ装置６６内部の流量調節制御（バルブの開度制御）は、刺激制御装置６０によって実施され、バルブ装置６６内部に設けられた４つのバルブの開度制御を個別に実施することで、各流出ポート６６Ａ、６６Ｂから、所定の温度に制御された水を流出させることができる。
【００３９】
また、バルブ装置６６の流出ポート６６Ａ、６６Ｂにそれぞれ接続されたチューブ６３には、図６に示すイヤープラグ７０が設けられている。このイヤープラグ７０は、操縦者の耳穴の形状に合わせて、熱伝導率の高いアルミによって形成されており、イヤープラグ７０の内部をチューブ６３が経由する状態となっている。イヤープラグ７０をこのような構成とすることにより、バルブ装置６６によって温度調節された水の温度がイヤープラグ７０全体に速やかに伝達される。操縦者はこのイヤープラグ７０を両耳穴内に装着すると、この作用によってイヤープラグ７０全体の温度が応答性良く変化して、好適なタイミングで耳腔内に温度刺激を与えることが可能となる。
【００４０】
刺激制御装置６０によって実施するバルブ装置６６の制御処理は、実質的に第１の実施形態と同様であるため、概略的に説明する。例えば、映像制御装置４０から得られる走行情報や道路地形情報をもとに、シミュレーション装置における現在の走行状態を判断する。その結果、例えば左カーブの場合であれば、実際に左カーブを走行した場合に頭部が右側に回転する状況となるため、右耳のイヤープラグ７０の温度が体温に対して７度高温となるように、また、左耳のイヤープラグ７０の温度が体温に対して７度低温となるように制御する。すなわち、例えば体温を３７度とすると、右耳のイヤープラグ７０に対応する流出ポート６６Ａから流出される水の温度を４４度程度、左耳のイヤープラグ７０に対応する流出ポート６６Ｂから流出される水の温度を３０度程度となるように、バルブ装置６６内の動作制御を実行する。
【００４１】
この際も第１の実施形態と同様に、カーブの曲率半径が小さく車速が高いほど、体温からの温度差が大きくなるように制御することで、より現実に近い感覚で、身体に外力が作用しているような印象を与えることが可能となる。
【００４２】
このように、走行状態に応じて適切に制御された温度刺激を三半規管に対して与えることで、車両の走行状態に応じた、擬似的な身体運動の感覚を操縦者に生起させることができ、映像制御装置４０の機能と相まって、より臨場感の高い移動体シミュレーションが可能となる。
【００４３】
なお、第２の実施形態では、ヒータ６４及びクーラ６５によって一定温度の温水・冷水を供給し、その流量割合を刺激制御装置６０によって調節することで、チューブ６３内を流れる水の温度を制御する構成を例示したが、この例に限定するものではない。例えば、刺激制御装置６０によって、ヒータ６４及びクーラ６５の加熱状態や冷却状態を直接制御することで、チューブ６３内を流れる水の温度を制御することも可能である。
【００４４】
次に第３の実施形態について説明する。
【００４５】
人は頚部の筋肉の緊張を自己受容感覚器によってモニタすることによって、体幹に対する頭部の運動を知覚している。この自己受容感覚器は、外部から加えられた振動刺激によっても、筋肉収縮と同様に反応する。従って頚部筋肉を振動によって刺激することで、振動刺激を加えられた側に頭部が回転しているかのような感覚を生じさせることができ、この頭部の回転感覚によって、身体全体の運動感覚も誘発される。
【００４６】
図７に振動を利用した刺激制御システムを示す。この刺激制御システムは、操縦者の頚部両側にそれぞれ装着する振動発生器９０と、この振動発生器９０の動作制御を実施する刺激制御装置８０とで構成する。振動発生器９０は図８に示すように、ケース９２内にモータ９４を固定すると共に、モータ９４の回転出力軸９６に対して、薄い円柱状を呈する重り９８の中心位置を偏心させて固定している。このような構成とすることで、刺激制御装置８０から駆動信号がモータ９４に与えられると、回転出力軸９６が回転を始めるが、この回転出力軸９６と一体的に、偏心状態で回転する重り９８の作用によって、ケース９４全体が振動する状態となる。そして、単位時間当たりのモータ９４の回転数（回転速度）を制御することにより、発生する振動の強度を制御することが可能である。
【００４７】
刺激制御装置８０によって実施する振動発生器９０の制御処理は、実質的に第１の実施形態などと同様であるため、概略的に説明する。例えば、映像制御装置４０から得られる走行情報や道路地形情報をもとに、シミュレーション装置における現在の走行状態を判断する。その結果、例えば右カーブの場合であれば、実際に右カーブを走行した場合に頭部が左側に回転する状況となるため、操縦者の頚部左側に装着された振動発生器９０を振動させる。
【００４８】
この際、カーブの曲率半径が小さく車速が高いほど、モータ９４の回転速度が増加するように制御することで振動強度が増して、より現実に近い感覚で、身体に外力が作用しているような印象を与えることが可能となる。
【００４９】
このように、走行状態に応じて適切に制御された振動刺激を頚部筋肉に対して与えることで、車両の走行状態に応じた、擬似的な身体運動の感覚を操縦者に生起させることができ、映像制御装置４０の機能と相まって、より臨場感の高い移動体シミュレーションが可能となる。
【００５０】
以上説明した各実施形態では、移動体シミュレーション装置の実施形態として、自動車での移動感覚を疑似体験させるドライビングシミュレータに適用した場合を例に説明したが、自動車の運転感覚を疑似体験させる場合に限定するものではなく、飛行機などのその他の移動体についても、同様に適用することが可能である。
【００５１】
また、刺激制御システムのその他の適用例としては、ジェットコースターなどの遊戯目的の乗り物において、搭乗者の平衡感覚を、電気刺激、温度刺激、或いは振動刺激によって刺激することで、搭乗者が感じる身体運動感覚を増幅させ、より臨場感の高い自己移動感覚を生起させることも可能である。
【００５２】
その具体例としてジェットコースターを例に説明すると、搭乗者が感じるべき速度感覚が記述されたシナリオデータベースから、進行経路上の各地点で搭乗者が感じるべき速度感の情報を取得しておく。そして、ジェットコースターに車速センサ、加速度センサなどを搭載しておき、進行中の各時点での速度、加速度などを検出する。そして、所定の刺激強度判定ロジックにおいて、車速情報とシナリオデータとに基づいて、搭乗者に加えるべき平衡感覚刺激量を決定する。この処理は、シナリオデータに記憶されている、搭乗者が感じるべき速度から、実際に検出された速度を減ずることによって、運動感覚の不足分、すなわち平衡感覚刺激によって補強すべき運動感覚を算出し、この算出結果となる運動感覚の不足分が大きいほど、より大きな電気刺激、温度刺激、或いは振動刺激を与えるものである。
【００５３】
このように遊戯施設に提供することで、実際にはより低速度の運動でも、搭乗者に高速度の自己運動感覚を体感させることが可能となり、小規模な遊戯施設においても搭乗者に高い満足度を与えることが可能となる。
【００５４】
また第１〜第３の実施形態として示した刺激制御システムは、このような遊戯目的の乗り物などの疑似体験用の装置に搭載するだけでなく、例えば実際に市街地を走行する実機車両に対して搭載することもできる。
【００５５】
この場合の一例として、例えば、カーブ進入速度警報システムとして用いることができる。これは、カーブ路に差し掛かった際に、このときの車速（カーブ進入速度）をモニタリングすると共に、地図データから得られるカーブの曲率半径に応じてカーブ進入速度のしきい値を設定する。そして、このしきい値よりも実際の進入速度が高い場合に、運転者に対して警告を与える。この際、音声や映像等による警報では、運転者に無視される場合も起こり得る。そこで、このような状況で、運転者に対して、前述したような電気刺激、温度刺激、或いは振動刺激を与えて、運転者の運動感覚に働きかける。これにより、オーバースピードになっている状況をより増幅して自覚させることができ、これにより自発的に速度を抑制するように誘導することも可能である。
【００５６】
さらに別の応用例について説明する。
【００５７】
第１、第２の実施形態として示した刺激制御システムを、平衡感覚器官の疾病を検査する検査装置として利用することも可能である。平衡感覚器官の疾病を検査する際には、被験者に様々な平衡感覚刺激を与えた場合の反応を記録する必要がある。一般には、被験者の身体動揺や眼球運動を分析することにより、平衡感覚器官の障害を検査しているが、第１、第２、第３の実施形態として示した刺激制御システムを利用することで、以下のようにして平衡感覚器官の検査を行うことができる。
【００５８】
図８に示すように、この検査システムは、刺激制御装置１００、運動知覚分析装置２００及びこれらの装置を総合的に制御する主制御装置３００とを備えて構成しており、被験者に対して、電気や温度による刺激を加えた際の運動知覚を分析することにより、被験者の平衡感覚機能の測定を行う。
【００５９】
刺激制御装置１００は、第１の実施形態として示した図２における刺激制御システムの構成、或いは、第２の実施形態として示した図５における刺激制御システムの構成などを採用する。
【００６０】
運動知覚分析装置２００は、図９に示すように、制御用コンピュータ２１０に接続されたディスプレイ２２０と、被験者が任意の運動方向を指し示すことが可能なジョイスティックなどの反応測定器２３０とを備えている。制御用コンピュータ２１０によって、ディスプレイ２２０上に矢印Ｂで示す所定方向に動く視覚刺激Ａを表示させ、この視覚刺激Ａの運動方向を、反応測定器２３０を用いて被験者に指し示させることにより、被験者の運動知覚を分析する。
【００６１】
平衡感覚器官への電気刺激は、被験者の振動動揺や眼球運動に影響を及ぼし、現在用いられている平衡機能検査ではこれらを分析することにより、被験者の平衡感覚機能を分析している。一方、被験者の頭部に加えられた電気刺激は、被験者の視覚的運動感覚にも影響を及ぼすことが実験の結果明らかとなった。
【００６２】
図２と同様に被験者の両耳後の側頭部にそれぞれ面状電極５６を装着させて、この間に０．１ｍＡ程度の微弱な電流を流すと、ディスプレイ２２０上に提示された視覚刺激Ａの運動を観察した被験者には、実際には図９の矢印Ｂに沿って視覚刺激Ａを運動させた場合でも、例えば矢印Ｃで示すように、陰極となる面状電極５６が装着された側に視覚刺激Ａの運動が変位した状態として知覚される。
【００６３】
従って、反応計測器２３０により、被験者に視覚刺激Ａの運動方向を指し示めさせることで、この差し示めされた（被験者によって知覚された）視覚刺激Ａの運動方向（矢印Ｃ）と、実際の視覚刺激Ａの運動方向（矢印Ｂ）との差異をもとに、電気刺激が平衡感覚に及ぼす影響を分析することが可能となる。
【００６４】
ここで平衡感覚器官に何らかの障害がある被験者の場合には、電気刺激による平衡感覚器官の活性化の度合いが低くなるので、運動知覚に及ぼす影響もより小さなものとなる。従って、前述したように、被験者に知覚された運動方向と実際の運動方向との差異の大きさを分析することにより、平衡感覚器官の障害の有無を検査することが可能となる。
【００６５】
また同様に、平衡感覚を司る三半規管は、耳穴内に加えられる温度刺激に反応することが知られており、例えば左右の耳穴にそれぞれ４４度と３７度（体温に対して±７度）の温度刺激を与えた場合には、身体を実際に運動させた場合と同様の反応を示す。この平衡感覚器官への温度刺激は、被験者の身体動揺や眼球運動にも影響を及ぼす。
【００６６】
そこで、刺激制御装置１００として、図５で示した温度刺激システムを用いた場合にも、電気刺激システムを用いた場合と同様に、被験者の平衡感覚機能の測定することができる。すなわち、被験者の両耳穴にイヤープラグ７０を装着させて、左右のイヤープラグ７０に対して、体温に対し±７度の温度差を与える。これにより、ディスプレイ２２０上に提示された視覚刺激Ａの運動を観察した被験者には、実際には図９の矢印Ｂに沿って視覚刺激Ａを運動させた場合でも、例えば矢印Ｃで示すように、低温に制御されたイヤープラグ７０が装着された側に視覚刺激Ａの運動が変位した状態として知覚される。
【００６７】
従って、反応計測器２３０により、被験者に視覚刺激Ａの運動方向を指し示させ、差し示めされた（被験者によって知覚された）視覚刺激Ａの運動方向（矢印Ｃ）と、実際の視覚刺激Ａの運動方向（矢印Ｂ）との差異をもとに、温度刺激が平衡感覚に及ぼす影響を分析することが可能となる。
【００６８】
ここで平衡感覚器官に何らかの障害がある被験者の場合には、温度刺激による平衡感覚器官の活性化の度合いが低くなるので、運動知覚に及ぼす影響もより小さなものとなる。従って、前述したように、被験者に知覚された運動方向と実際の運動方向との差異の大きさを分析することにより、平衡感覚器官の障害の有無を検査することが可能となる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１にかかる移動体シミュレーション装置は、電極部材と制御手段と備えて、搭乗者の三半規管に対して移動体の移動データに応じた電気刺激を与えることで、実機に搭乗した際に感じ得る平衡感覚が得られるようにした。これにより、このような簡易な装置構成によって人の身体運動知覚に働きかけることで、臨場感の高い移動体シミュレーションが可能となる。
【００７０】
また、請求項２にかかる移動体シミュレーション装置は、耳腔内に温度刺激を与える温度刺激手段と制御手段とを備え、搭乗者の三半規管に対して移動体の移動データに応じた温度刺激を与えることで、実機に搭乗した際に感じる平衡感覚が得られるようにした。これにより、このような簡易な装置構成によって人の身体運動知覚に働きかけることで、臨場感の高い移動体シミュレーションが可能となる。
【００７１】
また、請求項４にかかる移動体シミュレーション装置は、頚部両側に装着する振動発生手段と制御手段とを備え、移動体の移動データに応じた振動刺激を頚部に与えることで、搭乗者の自己受容感覚器に働きかけて、実機に搭乗した際に感じる平衡感覚が得られるようにした。これにより、このような簡易な装置構成によって人の身体運動知覚に働きかけることで、臨場感の高い移動体シミュレーションが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドライビングシミュレータにおける、映像制御システムを示す構成図である。
【図２】ドライビングシミュレータにおける刺激制御システムとして、電気刺激を利用した刺激制御システムを示す構成図である。
【図３】刺激制御装置で実施する刺激制御の処理例を示すフローチャートである。
【図４】刺激制御装置で実施する刺激制御の他の処理例を示すフローチャートである。
【図５】温度刺激を利用した刺激制御システムを示す構成図である。
【図６】温度刺激を利用した刺激制御システムに用いる、イヤープラグを示す断面図である。
【図７】振動刺激を利用した刺激制御システムを示す構成図である。
【図８】振動刺激を利用した刺激制御システムに用いる、振動発生器を示す説明図である。
【図９】平衡感覚器官を検査する検査装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の検査装置における、運動知覚分析装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…偏光メガネ、２０…操作状態検出装置、
２２…リアプロジェクションスクリーン、２４Ｌ、２４Ｒ…グラフィックボード
２６Ｌ、２６Ｒ…ビデオプロジェクタ、２８Ｌ、２８Ｒ…偏光フィルタ、
３０…データ記憶装置、４０…映像制御装置、５０…刺激制御装置、
５６…面状電極、６０…刺激制御装置、６３…チューブ、７０…イヤープラグ、
８０…刺激制御装置、９０…振動発生器。
【図１】
2004151365.tif 000003
【図２】
2004151365.tif 000004
【図３】
2004151365.tif 000005
【図４】
2004151365.tif 000006
【図５】
2004151365.tif 000007
【図６】
2004151365.tif 000008
【図７】
2004151365.tif 000009
【図８】
2004151365.tif 000010
【図９】
2004151365.tif 000011
【図１０】
2004151365.tif 000012