(57)【要約】【課題】利用者の視野周辺部に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させる。【解決手段】利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように画像を表示する表示手段１２ａ，１２ｂと、利用者の移動に関する情報を受信する受信手段１１ａと、受信した移動に関する情報に基づいて、表示手段１２ａ，１２ｂに表示させる画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で画像としてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成する画像生成手段１１ｂと、画像生成手段１１ｂにより生成された画像出力信号に基づき、オプティカルフロー又は動画像を表示手段１２ａ，１２ｂに表示させる表示制御手段１１ｃとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の周辺視野領域に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置であって、
前記利用者の周辺視野領域であり、かつ前記利用者の視線中心方向と略平行になるように前記画像を表示する表示手段と、
前記利用者の移動に関する情報を受信する受信手段と、
前記受信した移動に関する情報に基づいて、前記表示手段に表示させる前記画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で前記画像としてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成された画像出力信号に基づき、前記オプティカルフロー又は前記動画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする移動感増強装置。
【請求項２】
前記受信手段は、
前記利用者の移動の速度を示す速度情報と、前記利用者の加速度を示す加速度情報を受信し、
前記画像生成手段は、
前記受信した速度情報に基づいて、一時的に、前記加速度情報が示す加速度に応じた加速度で前記画像を前記表示手段に表示させるように前記画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で前記オプティカルフロー又は前記動画像を表示させるための画像出力信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動感増強装置。
【請求項３】
前記利用者の操作により前記利用者の速度の目標値を示す速度目標設定値を生成する設定入力部をさらに備え、
前記受信手段は、
前記利用者の移動の速度を示す速度情報、及び前記設定入力部により生成された速度目標設定値を受信し、
前記画像生成手段は、
前記受信した速度情報が前記受信した速度目標設定値を越えたか否かを判定し、この判定結果に基づいて、前記表示手段に表示させる前記画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で前記オプティカルフロー又は前記動画像を表示させるための画像出力信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動感増強装置。
【請求項４】
前記受信手段は、
前記利用者の現在位置と目標位置とのずれを示すずれ量とこのずれ量の変化速度を示すずれ変化率とを含むずれ情報を受信し、
前記画像生成手段は、
前記受信したずれ情報に含まれるずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、前記表示手段に表示させる前記画像の移動速度として算出し、この算出した移動速度に基づいて前記オプティカルフロー又は前記動画像を表示させるための画像出力信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動感増強装置。
【請求項５】
前記表示手段のいずれか１つに固定され、固定された表示手段の加速度を測定する加速度センサをさらに備え、
前記受信手段は、
前記利用者の移動の速度を示す速度情報を受信し、
前記画像生成手段は、
前記受信した速度情報に基づいて、一時的に、前記加速度センサにより測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度で前記画像を前記表示手段に表示させるように前記画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で前記オプティカルフロー又は前記動画像を表示させるための画像出力信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動感増強装置。
【請求項６】
前記表示手段は、
前記オプティカルフローを表示させるための複数のＬＥＤと、この複数のＬＥＤの間を貫く前記利用者の視線を遮ることのないように前記複数のＬＥＤが固定された基板とを備える
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の移動感増強装置。
【請求項７】
利用者の周辺視野領域であり、かつ前記利用者の視線中心方向と略平行になるように設置され、かつ利用者が移動する面上の所定の表示領域にオプティカルフローを表示する画像表示手段と、  
利用者の移動の速度を示す速度情報を受信する受信手段と、
前記画像表示手段に表示させる画像の移動速度を、前記受信した速度情報に基づいて、 オプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成する画像生成手段とを備え、
前記画像生成手段は、
前記表示領域の傾斜角が低い程、前記利用者が移動する面上において前記利用者側に向かって広がるように前記表示領域を設定するとともに、前記表示領域内の前記利用者に最も近い位置におけるオプティカルフローの移動速度と、前記表示領域内の前記利用者に最も遠い位置におけるオプティカルフローの移動速度との差が大きくなるように前記表示領域内の位置に応じたオプティカルフローの移動速度を算出し、前記表示領域内の前記利用者に最も近い位置におけるのオプティカルフローの形状と前記表示領域内の前記利用者に最も遠い位置におけるのオプティカルフローの形状とが 大きく異なるようにオプティカルフローの形状を設定し、前記設定された表示領域、前記算出された移動速度、及び前記設定された形状に基づいてオプティカルフローを表示させるための画像出力信号を生成し、前記画像表示手段にオプティカルフローを表示する、
ことを特徴とする移動感増強装置。
【請求項８】
前記利用者の操作により、前記利用者が所望する前記利用者が移動する面の傾斜角である傾斜角設定値を生成する傾斜角設定入力部と、
前記利用者の周辺視野領域であり、かつ前記利用者が移動する面上に所定の表示領域で第２のオプティカルフローを投影する投影手段とを更に備え、
前記受信手段は、
前記利用者の移動の速度を示す速度情報を受信し、
前記画像生成手段は、
前記生成された傾斜角設定値、及び前記受信した速度情報が示す速度に基づいて前記表示手段に表示させる第１の画像の第１の移動速度を算出し、この算出した第１の移動速度で第１の画像として前記オプティカルフロー又は前記動画像を表示させるための第１の画像出力信号を生成すると共に、前記生成された傾斜角設定値が低い程、前記利用者が移動する面上において前記利用者側に向かって広がるように前記表示領域を設定し、前記生成された傾斜角設定値が低い程、前記表示領域内の前記利用者に最も近い位置における前記第２のオプティカルフローの移動速度と前記表示領域内の前記利用者に最も遠い位置における前記第２のオプティカルフローの移動速度との差が大きくなるように前記表示領域内の位置に応じた前記第２のオプティカルフローの第２の移動速度を算出し、前記生成された傾斜角設定値が低い程、前記表示領域内の前記利用者に最も近い位置における前記第２のオプティカルフローの形状と前記表示領域内の前記利用者に最も遠い位置における前記第２のオプティカルフローの形状とが大きく異なるように前記第２のオプティカルフローの形状を設定し、前記設定された表示領域、前記算出された第２の移動速度、及び前記設定された形状に基づいて前記第２のオプティカルフローを表示させるための第２の画像出力信号を生成し、
前記表示制御手段は、
前記画像生成手段により生成された第１の画像出力信号に基づき、前記第１の画像を前記表示手段に表示させると共に、前記画像生成手段により生成された第２の画像出力信号に基づき、前記第２のオプティカルフローを前記投影手段に投影させる
ことを特徴とする請求項１に記載の移動感増強装置。
【請求項９】
前記表示手段のいずれか１つ、又は前記利用者の腰部若しくは頭部に固定され、固定された表示手段、前記利用者の腰部、又は前記利用者の頭部に生じる加速度を測定する加速度センサと、
前記画像生成手段は、更に
前記第１の移動速度から、一時的に、前記加速度情報が示す加速度に応じた加速度で前記表示手段に表示させるように前記第３の画像の第３の移動速度を算出し、この算出した第３の移動速度で前記第３の画像として前記オプティカルフロー又は前記動画像を表示させるための第３の画像出力信号を生成し、
前記第２の移動速度から、一時的に、前記加速度情報が示す加速度に応じた加速度で前記投影手段に表示させるように前記第２のオプティカルフローの第４の移動速度を算出し、前記設定された表示領域、前記算出された第４の移動速度、及び前記設定された形状に基づいて前記第２のオプティカルフローを表示させるための第４の画像出力信号を生成し、
前記表示制御手段は、
前記画像生成手段により生成された第３の画像出力信号に基づき、前記第３の画像を前記表示手段に表示させると共に、前記画像生成手段により生成された第４の画像出力信号に基づき、前記第２のオプティカルフローを前記投影手段に投影させる
ことを特徴とする請求項８に記載の移動感増強装置。
【請求項１０】
利用者の周辺視野領域に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置であって、
前記利用者の周辺視野領域であり、かつ前記利用者の視線中心方向と略平行になるように前記画像を表示する表示手段と、
前記表示手段のいずれか１つ、又は前記利用者の腰部若しくは頭部に固定され、固定された表示手段、前記利用者の腰部、又は前記利用者の頭部に生じる加速度を測定する加速度センサと、
前記加速度センサにより測定された加速度情報が示す加速度に応じて、前記表示手段に表示させる前記画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で前記画像としてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成された画像出力信号に基づき、前記オプティカルフロー又は前記動画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする移動感増強装置。
【請求項１１】
前記表示手段にそれぞれ固定され、固定された表示手段の向きに反する方向の画像を撮影するカメラとをさらに備え、
前記画像生成手段は、
前記加速度センサにより測定された加速度に応じて、前記表示手段に表示させる前記カメラにより撮影された画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で前記カメラにより撮影された画像を表示させるための画像出力信号を生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載の移動感増強装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者の視野周辺部に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、航空機の運転訓練やゲームに利用されるフライトシミュレータや、自動車の運転訓練やゲームに利用されるドライビングシミュレータ等がある。
【０００３】
例えば、フライトシミュレータでは、実際の航空機の挙動を計算機上で模擬し，視覚的に再現することにより、利用者に対して実際に機体を操作している感覚を提示することを可能にしている。
【０００４】
しかしながら、一般的な運転訓練環境やゲーム環境においては，実際の航空機のコックピットと装置構成が大きく異なるため、実際の航空機の操縦と等価な操縦感覚を生成することは難しく、また、利用者自身が運動しているという移動感を感じさせることは非常に困難であった。
【０００５】
そこで、物理的に実際の航空機のコックピットと同等の装置構成を有するフライトシミュレータがある。具体的には、実際の航空機と同じレイアウトのコックピットを用意し、実機とほぼ同じ操作性の操縦桿、同じ視野角を持つディスプレイ、及び加速度感を提示するためのモーションプラットフォームなどを使用することにより、実際の航空機の操縦と等価な操縦感覚の生成を可能にしている。しかし、これらの装置は一般に非常に大がかりな装置構成となる上、製造及び設置費用が非常に高価となるので、これらの環境を整えることは容易ではなかった。
【０００６】
そこで、簡易な装置構成で、かつ利用者に移動感を感じさせる装置が切望されていた。
【０００７】
ここで、人間の視覚に関する生理的特性について説明する。
【０００８】
人間の視野は、視線を中心とした数度の範囲内を中心視野領域と、それ以外の周辺視野領域とに区別される。これは眼球内部の感覚受容細胞の種類に基づいた区別である。この中心視野領域は、色を感じることができ、空間的な解像度も高い。そのため、通常、人間は視線中心に対象物を捉えるようにして文字を読んだり、色を判別したりする。しかし、暗闇では感覚受容部の感度に鈍くなるため、人間は対象物を見づらくなる。これに対して、人間は、周辺視野領域では、色をほとんど感じることができず、空間的な解像度も低い。その代わり明暗に関する感度は高く、時間的解像度も高い。そのため、周辺視野領域において、人間はものを捉えたり、移動感を感じたりするのに適していると言われている。
【０００９】
そこで、上述の周辺視野領域を利用した装置が提案されている。
【００１０】
特許文献１には、眼球の周囲に８個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を配置し、目標とする位置と現在の位置とのずれの方向と距離に応じてＬＥＤの表示させる場所や点滅速度を決定するディスプレイが提案されている。
【００１１】
また、特許文献２には、車両のフロントウインドウガラス内側表面に貼り付けられたフィルムに視覚刺激を提示し、運転環境検出部，車両状況検出部，及び運転者状況検出部の検出結果に応じて、運転者に近づく、又は運転者から遠ざかる視覚刺激を運転者に知覚させるように視覚刺激を制御する運転感覚調整装置が提案されている。
【００１２】
さらに特許文献３には、自動車の計器盤３上等に、運転者の路面に対する正面方向と合致するよう、その表示面（画面）を有する表示手段を設け、この表示手段の画面上に、車両の進行方向側へ遠ざかるように移動するパターン（逆走パターン）を表示させる速度感覚修正装置が提案されている。
【特許文献１】米国特許第４７３０１０４号明細書
【特許文献２】特開２００６−６９５２２号公報
【特許文献３】特開平１１−１４９２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載のディスプレイでは、目標位置と現在の位置とのずれの方向と距離を情報としてＬＥＤに表示させるだけで、利用者に移動感を増強させることはできなかった。
【００１４】
また、特許文献２に記載の運転感覚調整装置では、車両のフロントウインドウガラス内側表面に貼り付けられたフィルムに視覚刺激を提示するので、利用者に移動感を増強させるのに適している周辺視野領域には何ら提示されない。そのため、利用者に運動しているという移動感を増強させることは困難であった。
【００１５】
さらに、特許文献３に記載の速度感覚修正装置では、表示手段の画面上に、車両の進行方向側へ遠ざかるように移動するパターンを表示させて、利用者の脳内に形成された順応作用を打ち消すので、利用者に移動感を感じさせることは困難であった。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、利用者の視野周辺部に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強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】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第１の特徴は、利用者の周辺視野領域に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置であって、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように画像を表示する表示手段と、利用者の移動に関する情報を受信する受信手段と、受信した移動に関する情報に基づいて、表示手段に表示させる画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で画像としてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成する画像生成手段と、画像生成手段により生成された画像出力信号に基づき、オプティカルフロー又は動画像を表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることにある。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第２の特徴は、受信手段は、利用者の移動の速度を示す速度情報と、利用者の加速度を示す加速度情報を受信し、画像生成手段は、受信した速度情報に基づいて、一時的に、加速度情報が示す加速度に応じた加速度で画像を表示手段に表示させるように画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度でオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成することにある。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第３の特徴は、利用者の操作により利用者の速度の目標値を示す速度目標設定値を生成する設定入力部をさらに備え、受信手段は、利用者の移動の速度を示す速度情報、及び設定入力部により生成された速度目標設定値を受信し、画像生成手段は、受信した速度情報が受信した速度目標設定値を越えたか否かを判定し、この判定結果に基づいて、表示手段に表示させる画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度でオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成することにある。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第４の特徴は、受信手段は、利用者の現在位置と目標位置とのずれを示すずれ量とこのずれ量の変化速度を示すずれ変化率とを含むずれ情報を受信し、画像生成手段は、受信したずれ情報に含まれるずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、表示手段に表示させる画像の移動速度として算出し、この算出した移動速度に基づいてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成することにある。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第５の特徴は、表示手段のいずれか１つに固定され、固定された表示手段の加速度を測定する加速度センサをさらに備え、受信手段は、利用者の移動の速度を示す速度情報を受信し、画像生成手段は、受信した速度情報に基づいて、一時的に、加速度センサにより測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度で画像を表示手段に表示させるように画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度でオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成することにある。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第６の特徴は、表示手段は、オプティカルフローを表示させるための複数のＬＥＤと、この複数のＬＥＤの間を貫く利用者の視線を遮ることのないように複数のＬＥＤが固定された基板とを備えたことにある。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第７の特徴は、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように設置され、かつ利用者が移動する面上の所定の表示領域にオプティカルフローを表示する画像表示手段と、  利用者の移動の速度を示す速度情報を受信する受信手段と、画像表示手段に表示させる画像の移動速度を、受信した速度情報に基づいて、 オプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成する画像生成手段とを備え、画像生成手段は、表示領域の傾斜角が低い程、利用者が移動する面上において利用者側に向かって広がるように表示領域を設定するとともに、表示領域内の利用者に最も近い位置におけるオプティカルフローの移動速度と、表示領域内の利用者に最も遠い位置におけるオプティカルフローの移動速度との差が大きくなるように表示領域内の位置に応じたオプティカルフローの移動速度を算出し、表示領域内の利用者に最も近い位置におけるのオプティカルフローの形状と表示領域内の利用者に最も遠い位置におけるのオプティカルフローの形状とが 大きく異なるようにオプティカルフローの形状を設定し、設定された表示領域、算出された移動速度、及び設定された形状に基づいてオプティカルフローを表示させるための画像出力信号を生成し、画像表示手段にオプティカルフローを表示することにある。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第８の特徴は、利用者の操作により、利用者が所望する利用者が移動する面の傾斜角である傾斜角設定値を生成する傾斜角設定入力部と、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者が移動する面上に所定の表示領域で第２のオプティカルフローを投影する投影手段とを更に備え、受信手段は、利用者の移動の速度を示す速度情報を受信し、画像生成手段は、生成された傾斜角設定値、及び受信した速度情報が示す速度に基づいて表示手段に表示させる第１の画像の第１の移動速度を算出し、この算出した第１の移動速度で第１の画像としてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための第１の画像出力信号を生成すると共に、生成された傾斜角設定値が低い程、利用者が移動する面上において利用者側に向かって広がるように表示領域を設定し、生成された傾斜角設定値が低い程、表示領域内の利用者に最も近い位置における第２のオプティカルフローの移動速度と表示領域内の利用者に最も遠い位置における第２のオプティカルフローの移動速度との差が大きくなるように表示領域内の位置に応じた第２のオプティカルフローの第２の移動速度を算出し、生成された傾斜角設定値が低い程、表示領域内の利用者に最も近い位置における第２のオプティカルフローの形状と表示領域内の利用者に最も遠い位置における第２のオプティカルフローの形状とが大きく異なるように第２のオプティカルフローの形状を設定し、設定された表示領域、算出された第２の移動速度、及び設定された形状に基づいて第２のオプティカルフローを表示させるための第２の画像出力信号を生成し、表示制御手段は、画像生成手段により生成された第１の画像出力信号に基づき、第１の画像を表示手段に表示させると共に、画像生成手段により生成された第２の画像出力信号に基づき、第２のオプティカルフローを投影手段に投影させることにある。
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第９の特徴は、表示手段のいずれか１つ、又は利用者の腰部若しくは頭部に固定され、固定された表示手段、利用者の腰部、又は利用者の頭部に生じる加速度を測定する加速度センサと、画像生成手段は、更に、第１の移動速度から、一時的に、加速度情報が示す加速度に応じた加速度で表示手段に表示させるように第３の画像の第３の移動速度を算出し、この算出した第３の移動速度で第３の画像としてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための第３の画像出力信号を生成し、第２の移動速度から、一時的に、加速度情報が示す加速度に応じた加速度で投影手段に表示させるように第２のオプティカルフローの第４の移動速度を算出し、設定された表示領域、算出された第４の移動速度、及び設定された形状に基づいて第２のオプティカルフローを表示させるための第４の画像出力信号を生成し、表示制御手段は、画像生成手段により生成された第３の画像出力信号に基づき、第３の画像を表示手段に表示させると共に、画像生成手段により生成された第４の画像出力信号に基づき、第２のオプティカルフローを投影手段に投影させることにある。
【００２６】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第１０の特徴は、利用者の周辺視野領域に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置であって、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように画像を表示する表示手段と、表示手段のいずれか１つ、又は利用者の腰部若しくは頭部に固定され、固定された表示手段、利用者の腰部、又は利用者の頭部に生じる加速度を測定する加速度センサと、加速度センサにより測定された加速度情報が示す加速度に応じて、表示手段に表示させる画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度で画像としてオプティカルフロー又は動画像を表示させるための画像出力信号を生成する画像生成手段と、画像生成手段により生成された画像出力信号に基づき、オプティカルフロー又は動画像を表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることにある。
【００２７】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動感増強装置の第１１の特徴は、表示手段にそれぞれ固定され、固定された表示手段の向きに反する方向の画像を撮影するカメラとをさらに備え、画像生成手段は、加速度センサにより測定された加速度に応じて、表示手段に表示させるカメラにより撮影された画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度でカメラにより撮影された画像を表示させるための画像出力信号を生成することにある。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、利用者の視野周辺領域に視覚を刺激する画像を表示させることにより、利用者の移動感を増強させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る移動感増強装置の一実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３０】
人間は、上述した周辺視野領域で視認できる周囲映像のなかから特徴点を抽出し、その特徴点の移動を捉えて、自らの動きを推定することにより、移動感を感じることができる。なお、この特徴点の動きをオプティカルフローという。
【００３１】
そこで、本発明の実施例１では、利用者から見て周辺視野領域に適切な速度でオプティカルフローを表示することにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置を適用したフライトシミュレーションシステムについて説明する。
【００３２】
＜構成＞
図１は、本発明の実施例１である移動感増強装置を適用したフライトシミュレーションシステムの構成を示したブロック図である。
【００３３】
図１に示すように、フライトシミュレーションシステム１０は、本発明の実施例１である移動感増強装置１と、フライトシミュレータ３と、中心視野表示部４と、入力部５とを備えている。
【００３４】
そして、本発明の実施例１である移動感増強装置１は、フライトシミュレータ３と接続されており、フライトシミュレータ３は、中心視野表示部４及び入力部５と接続されている。
【００３５】
フライトシミュレータ３は、汎用的な計算機等で構成され、入力部５から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、実際の航空機の挙動を計算機上で模擬する。そして、フライトシミュレータ３は、この計算機上で模擬された航空機（以下、模擬航空機という）におけるコクピットに配置された計器類や、コックピットの外の景色を表示するための画像データを生成し、中心視野表示部４に表示させる。また、フライトシミュレータ３は、模擬航空機における速度情報、及び加速度情報を移動感増強装置１へ供給する。
【００３６】
中心視野表示部４は、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ等で構成され、フライトシミュレータ３により生成された画像を表示する。
【００３７】
入力部５は、利用者操作により操作信号を生成し、フライトシミュレータ３に供給する。
【００３８】
移動感増強装置１は、マイコン１１と、表示手段１２ａ，１２ｂとを備えている。
【００３９】
マイコン１１は、その機能上、受信手段１１ａと、画像生成手段１１ｂと、表示制御手段１１ｃとを備える。
【００４０】
受信手段１１ａは、利用者の移動の速度を示す速度情報、及び利用者の加速度を示す加速度情報を受信する。なお、利用者は入力部５から操作しており、利用者自身は地面に対して動いていないこととなるが、ここでは、シミュレーション上、利用者が搭乗している模擬航空機の速度を利用者の移動の速度として扱い、模擬航空機の加速度として利用者の加速度として扱う。
【００４１】
画像生成手段１１ｂは、受信した速度情報に基づいて、速度情報に応じた速度としてオプティカルフローを表示手段１２ａ，１２ｂに表示させる第１の移動速度を算出し、一時的に、加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１２ａ，１２ｂに表示させる第２の移動速度を算出し、この算出した第１の移動速度、及び第２の移動速度に基づいて、オプティカルフロー又は動画像を表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成する。
【００４２】
表示制御手段１１ｃは、画像生成手段１１ｂにより生成されたＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段１２ａ，１２ｂに表示させる。
【００４３】
表示手段１２ａ，１２ｂは、１６×３２のＬＥＤをマトリックス状に構成したマトリックスＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えており、このマトリックスＬＥＤの大きさは４×８ｃｍ程度の小型のものである。そして、表示手段１２ａ，１２ｂは、利用者にとって周辺視野領域となる位置に配置され、マイコン１１により生成されたオプティカルフローを表示させる。
【００４４】
上述したように、人間は、周辺視野領域で視認できる周囲映像のなかから特徴点を抽出し、その特徴点の移動、即ちオプティカルフローを捉えて、自らの動きを推定している。そして、オプティカルフロー自体は、光点の集合体の流れとして表現できるため、本発明の実施例１である移動感増強装置１では、表示手段１２ａ，１２ｂに備えられたＬＥＤを所定の移動速度で動いているように表示させることによって、オプティカルフローを表示させる。
【００４５】
図２は、本発明の実施例１である移動感増強装置１の表示手段１２ａ，１２ｂの配置を説明した配置図である。
【００４６】
図２は、利用者Ａが移動感増強装置１を装着した場合における利用者上方より見た図を示している。本図に示すように、一般的に、利用者Ａの視野中心方向に対して上下左右約１０°内の範囲が中心視野領域２１とされ、利用者Ａの視野中心方向に対して上下左右約１０°外の範囲が周辺視野領域２２ａ，２２ｂとされている。そして、利用者Ａの中心視野領域２１に入るように、中心視野表示部４が配置され、利用者Ａの周辺視野領域２２ａ，２２ｂに入るように、本発明の実施例１である移動感増強装置１の表示手段１２ａ，１２ｂが配置されている。また、表示手段１２ａ，１２ｂは、利用者の視線中心方向とほぼ平行になるように利用者の視線中心の左右にそれぞれ対向して設置されている。
【００４７】
図３は、利用者に装着されるヘルメットに固定された本発明の実施例１である移動感増強装置１の表示手段１２ａ，１２ｂの斜視図である。
【００４８】
図３に示すように、表示手段１２ａ，１２ｂは、ヘルメット６に、利用者の周辺視野領域であって、かつ利用者の視線中心方向とほぼ平行になるように利用者の視線中心の左右にそれぞれ対向して固定されている。
【００４９】
このように、固定されることによって、利用者の目と表示手段１２ａ，１２ｂとの距離が常に一定となるため、利用者が頭部を動かしたとしても、常に利用者にとって周辺視野領域に表示手段１２ａ，１２ｂが配置されることとなる。
【００５０】
図４は、本発明の実施例１である移動感増強装置１の表示手段１２ａ，１２ｂの一例を示した図である。
【００５１】
図４に示すように、表示手段１２ａ，１２ｂは、ＬＥＤ７を１６行×３２列のマトリックス状に構成したマトリックスＬＥＤを備えている。このＬＥＤを、上下左右方向に所定の移動速度で動いているように点滅させることによって、オプティカルフローを表示させることができる。
【００５２】
なお、本発明の実施例１である移動感増強装置の表示手段１２ａ，１２ｂは、１６×３２のＬＥＤ７をマトリックス状に構成したマトリックスＬＥＤを備える構成としたが、ＬＥＤの数や配列はこれに限らない。即ち、オプティカルフローを表示させることができるようにＬＥＤ７を配列させた構成であればよい。
【００５３】
＜作用＞
次に、本発明の実施例１である移動感増強装置１を適用したフライトシミュレーションシステム１０の作用について図１を用いて説明する。
【００５４】
まず、フライトシミュレータ３は、入力部５から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、実際の航空機の挙動を計算機上で模擬する。そして、フライトシミュレータ３は、この計算機上で模擬された模擬航空機おけるコクピットに配置された計器類や、コックピットの外の景色を表示するための画像データを生成し、中心視野表示部４に表示させる。そして、フライトシミュレータ３は、模擬航空機における速度情報、及び加速度情報を移動感増強装置１のマイコン１１の受信手段１１ａへ送信する。
【００５５】
次に、マイコン１１の受信手段１１ａは、フライトシミュレータ３から送信された速度情報、及び加速度情報を受信し、画像生成手段１１ｂへ供給する。
【００５６】
速度情報、及び加速度情報が供給された画像生成手段１１ｂは、供給された速度情報に基づいて算出した速度に、供給された加速度情報が示す加速度に応じた加速度を一時的に反映させて、オプティカルフローの移動速度を算出し、表示手段１２ａ，１２ｂに、算出した移動速度でオプティカルフローを表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成する。
【００５７】
この画像生成手段１１ｂによる画像生成処理について、以下に具体的に説明する。
【００５８】
画像生成手段１１ｂは、所定の周期で速度情報及び加速度情報が供給されるので、例えば、ある時点（ｔ１時点）において、速度情報及び加速度情報が供給され、ｔ１時点から所定周期の時間経過後であるｔ３時点において、次の速度情報及び加速度情報が供給された場合について説明する。
【００５９】
ｔ１時点において、供給された速度情報が示す速度がＸｔ１（ｋｍ／ｈｒ）であり、供給された加速度情報が示す加速度がＲｔ１（ｋｍ／ｈｒ２）であるとする。このとき、画像生成手段１１ｂは、ｔ１時点のオプティカルフローの移動速度を、供給された速度Ｘｔ１（ｋｍ／ｈｒ）に応じて、利用者に移動していると感じさせるような速度である第１の移動速度Ｙｔ１（ｋｍ／ｈｒ）に設定すると共に、Ｒｔ１（ｋｍ／ｈｒ２）に応じて、利用者に加速していると感じさせるような加速度である加速度Ｓｔ１（ｋｍ／ｈｒ２）を設定する。
【００６０】
そして、ｔ１時点とｔ３時点の間であるｔ２時点において、ｔ１時点からの経過時間と、Ｙｔ１（ｋｍ／ｈｒ）と、Ｓｔ１（ｋｍ／ｈｒ２）とを用いて、ｔ２時点のオプティカルフローの移動速度である第２の移動速度Ｚｔ２（ｋｍ／ｈｒ）を、Ｙｔ１（ｋｍ／ｈｒ）からＳｔ１（ｋｍ／ｈｒ２）により加速された速度として算出する。
【００６１】
次に、ｔ３時点において、Ｘｔ３（ｋｍ／ｈｒ）である速度情報が供給されると、画像生成手段１１ｂは、ｔ３時点のオプティカルフローの移動速度である第１の移動速度を、Ｘｔ３（ｋｍ／ｈｒ）に応じて、利用者に移動していると感じさせるような速度である速度であるＹｔ３（ｋｍ／ｈｒ）に設定する。ただし、Ｙｔ３（ｋｍ／ｈｒ）は、Ｚｔ２（ｋｍ／ｈｒ）未満とする。
【００６２】
このように、単純に、ｔ１時点のオプティカルフローの移動速度を第１の移動速度Ｙｔ１（ｋｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点のオプティカルフローの移動速度を第１の移動速度Ｙｔ３（ｋｍ／ｈｒ）と設定する場合でも、利用者に移動感を増強させることができるが、ｔ１時点のオプティカルフローの移動速度を第１の移動速度Ｙｔ１（ｋｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ２時点のオプティカルフローの移動速度を、第２の移動速度Ｚｔ２（ｋｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点のオプティカルフローの移動速度を第１の移動速度Ｙｔ３（ｋｍ／ｈｒ）と設定することにより、ｔ２時点において、大きくオーバーシュートした移動速度を設定するので、より一層、利用者に移動感を増強させることができる。
【００６３】
そして、画像生成手段１１ｂは、この設定されたオプティカルフローの第１の移動速度及び第２の移動速度で表示手段１２ａ，１２ｂへオプティカルフローを表示させるように、ＬＥＤを点滅させるＬＥＤ出力信号を生成し、生成したＬＥＤ出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【００６４】
次に、画像生成手段１１ｂからＬＥＤ出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給されたＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１２ａ，１２ｂの１６×３２のＬＥＤを点滅させるように制御する。
【００６５】
上記の例では、ｔ１時点からｔ２時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローの移動速度を第１の移動速度Ｙｔ１（ｋｍ／ｈｒ）として、ＬＥＤを点滅させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローの移動速度を第２の移動速度Ｚｔ２（ｋｍ／ｈｒ）として、ＬＥＤを点滅させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローの移動速度を第１の移動速度Ｙｔ３（ｋｍ／ｈｒ）として、ＬＥＤを点滅させる。
【００６６】
このように、本発明の実施例１である移動感増強装置１によれば、利用者にとって、明暗に関する感度は高く、時間的解像度も高い周辺視野領域に、表示手段１２ａ，１２ｂが配置され、この表示手段１２ａ，１２ｂに適切な速度でオプティカルフローを表示させることによって、利用者の移動感を増強させることができる。
【００６７】
さらに、上述したように表示手段１２ａ，１２ｂは、小型のＬＥＤアレイで構成されるので、製造及び設置費用を安価に抑えることができる。
【実施例２】
【００６８】
実機の航空機を操縦する操縦者（利用者）が、航空機を操縦している間、風等の影響により、航空機の速度が速度目標値から外れる場合がある。このような場合、利用者の移動感を増強させることによって、利用者は、素早く航空機の速度を速度目標値に合わせることができる。
【００６９】
本発明の実施例２では、実機の航空機に適用され、利用者操作により設定された速度目標設定値に基づいて、利用者の周辺視野領域の視界を遮ることなく、周辺視野領域にオプティカルフローを表示することにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置について説明する。
【００７０】
＜構成＞
図５は、本発明の実施例２である移動感増強装置を適用した航空機のコクピット周辺の構成を示したブロック図である。
【００７１】
図５に示すように、航空機４０は、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１と、航空機の制御部３１と、計器表示部３２と、入力部３３とを備えている。
【００７２】
そして、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１は、制御部３１と接続されており、制御部３１は、計器表示部３２及び入力部３３と接続されている。
【００７３】
制御部３１は、入力部３３から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、実際の航空機４０を制御する。そして、制御部３１は、各種計測器類（図示しない）により計測された計測値を計器表示部３２に表示させる。また、制御部３１は、航空機４０における速度情報を移動感増強装置１０１へ供給する。
【００７４】
計器表示部３２は、液晶ディスプレイや、各種計器類で構成され、利用者、即ち操縦者が航空機４０を操縦する上で、必要な各種情報を制御部３１からの指示に基づいて表示する。
【００７５】
入力部３３は、操縦桿等を備えており、利用者操作により操作信号を生成し、制御部３１に供給する。
【００７６】
移動感増強装置１は、マイコン１１と、表示手段１３ａ，１３ｂとを備えている。
【００７７】
マイコン１１は、その機能上、受信手段１１ａと、画像生成手段１１ｂと、表示制御手段１１ｃとを備える。
【００７８】
受信手段１１ａは、利用者の移動の速度を示す速度情報、及び設定入力部１４により生成された速度目標設定値を受信する。なお、利用者は入力部５から操作しており、利用者は航空機４０に対して移動していないこととなるが、ここでは、利用者が搭乗している航空機４０の地面に対する速度を利用者の速度として扱う。
【００７９】
画像生成手段１１ｂは、受信した速度情報が受信した速度目標設定値を越えたか否かを判定し、この判定結果に基づいて、表示手段１３ａ，１３ｂに表示させるオプティカルフローの移動速度を算出し、この算出した移動速度でオプティカルフローを表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成する。
【００８０】
また、画像生成手段１１ｂは、内部に一時記憶手段を有し、後述する設定値入力部１４により生成された速度目標設定値を一時記憶手段に記憶する。
【００８１】
表示制御手段１１ｃは、画像生成手段１１ｂにより生成されたＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段１３ａ，１３ｂに表示させる。
【００８２】
表示手段１３ａ，１３ｂは、マトリックスＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成されている。
【００８３】
図６は、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１の表示手段１３ａ，１３ｂの一例を示した図である。
【００８４】
図６に示すように、表示手段１３ａ，１３ｂは、マトリックスＬＥＤの大きさは４×８ｃｍ程度の小型のものであり、５×５のＬＥＤを備えている。そして、表示手段１３ａ，１３ｂは、本発明の実施例１である移動感増強装置１の表示手段１２ａ，１２ｂと同様に、利用者にとって周辺視野領域となる位置に配置され、かつ利用者の視線中心方向とほぼ平行になるように利用者の視線中心の左右にそれぞれ対向して設置され、マイコン１１により生成されたオプティカルフローを表示させる。
【００８５】
また、表示手段１３ａ，１３ｂは、一般的に、利用者にとって周辺視野領域は中心視野領域に比較して空間的な解像度が低いことが知られていることから、ＬＥＤの配列密度を例えば５×５の粗配列とし、その隙間から利用者が表示手段１３ａ，１３ｂの向こう側を視認できるように、ＬＥＤが配置される基板として透明基板を用いている。これにより、ＬＥＤによって適切な移動速度でオプティカルフローを表示させることによって、利用者の移動感を増強させることができると共に、利用者は表示手段１３ａ，１３ｂの向こう側を視認できるようになる。
【００８６】
なお、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１の表示手段１３ａ，１３ｂは、ＬＥＤが配置される基板として透明基板を備える構成としたが、これに限らない。このＬＥＤの間を貫く光を遮らないように、即ち、利用者の視線を遮らないように、ＬＥＤを固定した基板とを備えた構成とすればよい。
【００８７】
設定値入力部１４は、利用者操作により航空機４０の目標速度設定値を生成し、マイコン１１へ供給する。
【００８８】
＜作用＞
次に、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１を適用した航空機４０の作用について図５を用いて説明する。
【００８９】
まず、制御部３１は、入力部３３から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、航空機４０を制御する。そして、制御部３１は、各種計測器類により計測された計測値を計器表示部３２に表示させると共に、航空機４０における速度情報を移動感増強装置１０１のマイコン１１の受信手段１１ａへ送信する。
【００９０】
また、利用者操作により設定値入力部１４へ速度目標値の設定操作がされると、設定値入力部１４は、航空機４０の目標速度設定値を生成し、マイコン１１へ供給する。
【００９１】
そして、マイコン１１の受信手段１１ａは、設定値入力部１４から速度目標設定値が供給されると、この速度目標設定値を画像生成手段１１ｂへ供給し、画像生成手段１１ｂは、内部に有する一時記憶手段にこの速度目標設定値を記憶する。
【００９２】
次に、マイコン１１の受信手段１１ａは、制御部３１から供給された速度情報を受信し、画像生成手段１１ｂへ供給する。
【００９３】
速度情報が供給された画像生成手段１１ｂは、供給された速度情報に基づき、表示手段１３ａ，１３ｂへオプティカルフローを画像として表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成する。
【００９４】
具体的には、画像生成手段１１ｂは、一時記憶手段に記憶された速度目標設定値を読み出し、供給された速度情報が、読み出した速度目標設定値を越えた場合には、表示手段１３ａ，１３ｂに表示させるオプティカルフローの移動速度を、例えば、利用者に速度が上昇したと感じさせるような速度として算出する。そして、画像生成手段１１ｂは、供給された速度情報が読み出した速度目標設定値未満の場合には、表示手段１３ａ，１３ｂに表示させるオプティカルフローの移動速度を、例えば、利用者に速度が低下したと感じさせるような速度として算出する。そして、画像生成手段１１ｂは、この算出した移動速度でオプティカルフロー表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成する。
【００９５】
そして、画像生成手段１１ｂは、生成したＬＥＤ出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【００９６】
次に、画像生成手段１１ｂからＬＥＤ出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給されたＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１３ａ，１３ｂの１６×３２のＬＥＤを点滅させるように制御する。
【００９７】
このように、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１によれば、利用者にとって明暗に関する感度は高く時間的解像度も高い周辺視野領域に、表示手段１３ａ，１３ｂが配置され、この表示手段１３ａ，１３ｂに適切な速度でプティカルフローを表示させることによって、利用者は移動感を感じることができる。また、上述したように表示手段１３ａ，１３ｂは、小型のＬＥＤアレイで構成されるので、製造及び設置費用を安価に抑えることができる。
【００９８】
さらに、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１の表示手段１３ａ，１３ｂは、透明基板上にＬＥＤを配置した構成としているので、利用者はＬＥＤの隙間から表示手段１３ａ，１３ｂの向こう側を視認することができる。これにより、利用者が航空機を操縦する上で、コクピット内に配置されている各種計器類が表示手段１３ａ，１３ｂの死角になることがないので、利用者はわざわざ自分の頭を動かすことなく、計器類を見ることができる。
【実施例３】
【００９９】
航空機を操縦する操縦者（利用者）が、航空機を着陸させようとする際、風等の影響により、航空機の進行方向である飛行軸が、滑走路の軸に対して、左右方向にずれる場合がある。このような場合、利用者の移動感を増強させることによって、利用者は、素早く航空機の飛行軸を滑走路の軸に合わせることができる。
【０１００】
そこで、本発明の実施例３では、実機の航空機に適用され、航空機の制御部からのずれ量、及びずれ変化率に基づいて、利用者にとって上下左右の周辺視野領域にオプティカルフローを表示することにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置について説明する。
【０１０１】
＜構成＞
図７は、本発明の実施例３である移動感増強装置を適用した航空機のコクピット周辺の構成を示したブロック図である。
【０１０２】
図７に示すように、航空機４０は、本発明の実施例３である移動感増強装置１０２と、航空機の制御部３１と、計器表示部３２と、入力部３３とを備えている。
【０１０３】
そして、本発明の実施例３である移動感増強装置１０２は、制御部３１と接続されており、制御部３１は、計器表示部３２及び入力部３３と接続されている。
【０１０４】
制御部３１は、入力部３３から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、実際の航空機４０を制御する。そして、制御部３１は、各種計測器類（図示しない）により計測された計測値を計器表示部３２に表示させる。また、制御部３１は、着陸支援装置（localizer）を備えており、航空機４０の飛行軸と滑走路の軸とのずれ量、及びずれの変化率をずれ情報として生成し、このずれ情報を移動感増強装置１０２へ送信する。
【０１０５】
計器表示部３２は、液晶ディスプレイや、各種計器類で構成され、利用者、即ち操縦者が航空機を操縦する上で、必要な各種情報を制御部３１からの指示に基づいて表示する。
【０１０６】
入力部３３は、操縦桿等を備えており、利用者操作により操作信号を生成し、制御部３１に供給する。
【０１０７】
移動感増強装置１は、マイコン１１と、表示手段１３ａ〜１３ｄとを備えている。
【０１０８】
マイコン１１は、その機能上、受信手段１１ａと、画像生成手段１１ｂと、表示制御手段１１ｃとを備える。
【０１０９】
受信手段１１ａは、利用者の移動の速度を示す速度情報を受信する共に、利用者の現在位置と目標位置とのずれを示すずれ量とこのずれ量の変化速度を示すずれ変化率とを含むずれ情報を受信する。なお、利用者は入力部５から操作しており、利用者航空機４０に対しては移動していないこととなるが、ここでは、利用者が搭乗している航空機４０の地面に対する速度を利用者の移動の速度として扱い、利用者が搭乗している航空機４０の飛行軸と滑走路の軸とのずれ量を利用者のずれ量として扱う。
【０１１０】
画像生成手段１１ｂは、受信した速度情報に基づいて、速度情報が示す速度に応じた速度としてオプティカルフローを表示手段１２ａ，１２ｂに表示させる第１の移動速度を算出し、この算出した移動速度でオプティカルフローを表示させるための第１のＬＥＤ出力信号を生成すると共に、受信したずれ情報に含まれるずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、表示手段１３ｃ，１３ｄに表示させるオプティカルフローの第２の移動速度として算出し、この算出した第２の移動速度でオプティカルフローを表示させるための第２のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１１１】
表示制御手段１１ｃは、画像生成手段１１ｂにより生成された第１のＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段１３ａ，１３ｂに表示させると共に、画像生成手段１１ｂにより生成された第２のＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段１３ａ，１３ｂに表示させる。
【０１１２】
表示手段１３ａ〜１３ｄは、マトリックスＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成されている。
【０１１３】
図８は、本発明の実施例３である移動感増強装置１０２の表示手段１３ａ〜１３ｄが利用者に装着された場合における表示手段１３ａ〜１３ｄの位置関係を示した図であり、（ａ）は、利用者を側面方向から見た図、（ｂ）は、利用者を正面方向から見た図、（ａ）は、利用者を上部方向から見た図である。
【０１１４】
図８（ｂ）に示すように、表示手段１３ａ，１３ｂは、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように利用者の視線中心の左右にそれぞれ対向して設置される。そして、表示手段１３ｃ，１３ｄは、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように利用者の視線中心の上下にそれぞれ対向して設置されている。
【０１１５】
そして、表示手段１３ａ〜１３ｄは、マイコン１１により生成されたオプティカルフローを表示させる。
【０１１６】
また、表示手段１３ａ〜１３ｄは、一般的に、利用者にとって周辺視野領域は中心視野領域に比較して空間的な解像度が低いことが知られていることから、ＬＥＤの配列密度を例えば５×５の粗配列とし、その隙間から利用者が表示手段１３ａ〜１３ｄの向こう側を視認できるように、ＬＥＤの基板として透明基板を用いている。
【０１１７】
＜作用＞
次に、本発明の実施例３である移動感増強装置１０２を適用した航空機４０の作用について図７を用いて説明する。
【０１１８】
まず、制御部３１は、入力部３３から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、航空機４０を制御する。そして、制御部３１は、各種計測器類により計測された計測値を計器表示部３２に表示させると共に、航空機４０における速度情報とずれ情報とを移動感増強装置１０２のマイコン１１の受信手段１１ａへ送信する。
【０１１９】
次に、マイコン１１の受信手段１１ａは、制御部２から速度情報とずれ情報とを受信し、画像生成手段１１ｂへ供給する。
【０１２０】
速度情報が供給された画像生成手段１１ｂは、供給された速度情報に基づき、表示手段１３ａ，１３ｂへ第１のオプティカルフローを表示させるための第１のＬＥＤ出力信号を生成すると共に、供給されたずれ情報に基づき、表示手段１３ｃ，１３ｄへ第２のオプティカルフローを表示させるための第２のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１２１】
具体的には、画像生成手段１１ｂは、供給された速度情報が示す速度に応じて、利用者に移動していると感じさせるような速度を表示手段１３ａ，１３ｂへ表示させる第１のオプティカルフローの第１の移動速度として算出する。
【０１２２】
そして、画像生成手段１１ｂは、供給されたずれ情報に含まれるずれ変化率、即ちずれの変化速度に応じた速度を、表示手段１３ｃ，１３ｄへ表示させる第２のオプティカルフローの第２の移動速度として算出する。例えば、供給されたずれ情報に含まれるずれ量、及びずれ変化率に特定の係数を乗じたものの合計値を、表示手段１３ｃ，１３ｄへ表示させる第２のオプティカルフローの第２の移動速度として算出する。
【０１２３】
この場合、ある時点において、供給されたずれ量とずれ変化率が共に“０”である場合には、第２のオプティカルフローの第２の移動速度は“０”となる。また、ある時点において、供給されたずれ量が“０”であってもずれ変化率が“０”でなければ、利用者にそれを補正するような操作を促すため、ずれ変化率に特定の係数を乗じた速度を第２のオプティカルフローの第２の移動速度とする。
【０１２４】
そして、画像生成手段１１ｂは、これらの算出した第１の移動速度で第２のオプティカルフロー表示させるための第１のＬＥＤ出力信号を生成すると共に、算出した第２の移動速度で第２のオプティカルフロー表示させるための第２のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１２５】
そして、画像生成手段１１ｂは、生成した第１のＬＥＤ出力信号、及び第２のＬＥＤ出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【０１２６】
次に、画像生成手段１１ｂから第１のＬＥＤ出力信号、及び第２のＬＥＤ出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給された第１のＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１３ａ，１３ｂの１６×３２のＬＥＤを点滅させるように制御すると共に、供給された第２のＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１３ｃ，１３ｄの１６×３２のＬＥＤを点滅させるように制御する。
【０１２７】
このように、本発明の実施例２である移動感増強装置１０１によれば、利用者にとって明暗に関する感度は高く時間的解像度も高い周辺視野領域に、表示手段１３ａ〜１３ｄが配置され、この表示手段１３ａ〜１３ｄに速度が速いプティカルフローを表示させることによって、利用者は利用者は移動感を感じることができる。また、上述したように表示手段１３ａ，１３ｂは、小型のＬＥＤアレイで構成されるので、製造及び設置費用を安価に抑えることができる。
【０１２８】
さらに、本発明の実施例３である移動感増強装置１０２の表示手段１３ｃ，１３ｄは、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように利用者の視線中心の上下にそれぞれ対向して設置されているので、利用者の左右方向の移動感を増強させることができる。これにより利用者は、素早く航空機の飛行軸を滑走路の軸に合わせることができる。
【実施例４】
【０１２９】
ヘリコプターを操縦する操縦者（利用者）が、ヘリコプターを高々度や海上でホバリングさせようとする際、ヘリコプターの周囲には、通常目印となるものが存在しない、そのため、利用者は、ヘリコプターが高々度や海上でホバリング中、ホバリング位置がずれていることに気づかない場合があった。このような場合、利用者の移動感を増強させることによって、高々度や海上においても、利用者は、素早くヘリコプターの位置ずれを認識し、ヘリコプターを正確にホバリングさせることができる。
【０１３０】
そこで、本発明の実施例４では、実機のヘリコプターに適用され、ずれ変化率と、ずれ量と、加速度とに基づいて、利用者にとって上下左右の周辺視野領域にオプティカルフローを表示することにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置について説明する。
【０１３１】
＜構成＞
図９は、本発明の実施例４である移動感増強装置を適用したヘリコプターのコクピット周辺の構成を示したブロック図である。
【０１３２】
図９に示すように、ヘリコプター５０は、本発明の実施例４である移動感増強装置１０３と、ヘリコプターの制御部３１と、計器表示部３２と、入力部３３とを備えている。
【０１３３】
そして、本発明の実施例４である移動感増強装置１０３は、制御部３１と接続されており、制御部３１は、計器表示部３２及び入力部３３と接続されている。
【０１３４】
制御部３１は、入力部３３から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、ヘリコプター５０を制御する。そして、制御部３１は、各種計測器類（図示しない）により計測された計測値を計器表示部３２に表示させる。また、制御部３１は、ヘリコプター５０のホバリング目標位置と現在位置とのずれを示すずれ量と、このずれ量の変化率を示すずれ変化率とをずれ情報として生成し、このずれ情報を移動感増強装置１０３へ送信する。
【０１３５】
計器表示部３２は、液晶ディスプレイや、各種計器類で構成され、利用者、即ち操縦者がヘリコプター５０を操縦する上で、必要な各種情報を制御部３１からの指示に基づいて表示する。
【０１３６】
入力部３３は、操縦桿等を備えており、利用者操作により操作信号を生成し、制御部３１に供給する。
【０１３７】
移動感増強装置１は、マイコン１１と、表示手段１３ａ〜１３ｄとを備えている。
【０１３８】
マイコン１１は、その機能上、受信手段１１ａと、画像生成手段１１ｂと、表示制御手段１１ｃとを備える。
【０１３９】
受信手段１１ａは、利用者の現在位置と目標位置とのずれを示すずれ量とこのずれ量の変化速度を示すずれ変化率とを含むずれ情報を受信する。なお、利用者は入力部５から操作しており、ヘリコプター５０に対して利用者は移動していないこととなるが、ここでは、利用者が搭乗しているヘリコプター５０の速度を利用者の移動の速度として扱い、利用者が搭乗しているヘリコプター５０のホバリング現在位置とホバリング目標位置とのずれ量を利用者のずれ量として扱う。また、受信手段１１ａは、加速度センサ１５から加速度情報を受信する。
【０１４０】
画像生成手段１１ｂは、受信したずれ情報に含まれるずれ量及びずれ変化率を、上下方向成分、左右方向成分、及び前後方向成分に分解する。
【０１４１】
そして、画像生成手段１１ｂは、分解した上下方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの上下方向の移動速度として算出する。そして、分解した前後方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの前後方向の移動速度として算出する。そして、算出した上下方向の移動速度と、前後方向の移動速度とをベクトル演算することにより、表示手段１３ａ，１３ｂに表示させるオプティカルフローの第１の移動速度として算出する。
【０１４２】
また、画像生成手段１１ｂは、算出した第１の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１３ａ，１３ｂに表示させるように第３の移動速度を算出し、第１の移動速度でオプティカルフローを表示させ、一時的に、この算出した第３の移動速度で表示させるための第３のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１４３】
さらに、画像生成手段１１ｂは、分解した左右方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの左右方向の移動速度として算出する。そして、分解した前後方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの前後方向の移動速度として算出する。そして、算出した左右方向の移動速度と、前後方向の移動速度とをベクトル演算することにより、表示手段１３ｃ，１３ｄに表示させるオプティカルフローの第２の移動速度として算出する。
【０１４４】
また、画像生成手段１１ｂは、算出した第２の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１３ｃ，１３ｄに表示させるように第４の移動速度を算出し、第２の移動速度でオプティカルフローを表示させ、一時的に、この算出した第４の移動速度で表示させるための第４のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１４５】
表示制御手段１１ｃは、画像生成手段１１ｂにより生成された第３のＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段１３ａ，１３ｂに表示させると共に、画像生成手段１１ｂにより生成された第４のＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段１３ａ，１３ｂに表示させる。
【０１４６】
表示手段１３ａ〜１３ｄは、マトリックスＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成されている。なお、表示手段１３ａ〜１３ｄは、本発明の実施例３である移動感増強装置１０２の表示手段１３ａ〜１３ｄと同一構成であるので、説明は省略する。
【０１４７】
加速度センサ１５は、ヘリコプター５０、又は表示手段１３ａ〜１３ｄのいずれか１つに固定されており、加速度を測定して、加速度情報としてマイコン１１へ供給する。
【０１４８】
＜作用＞
次に、本発明の実施例４である移動感増強装置１０３を適用したヘリコプター５０の作用について図９を用いて説明する。
【０１４９】
まず、制御部３１は、入力部３３から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、ヘリコプター５０を制御する。そして、制御部３１は、各種計測器類により計測された計測値を計器表示部３２に表示させると共に、ヘリコプター５０におけるずれ情報を移動感増強装置１０３のマイコン１１の受信手段１１ａへ送信する。
【０１５０】
また、加速度センサ１５は、加速度を測定し、測定した加速度を加速度情報としてマイコン１１の受信手段１１ａへ供給する。
【０１５１】
次に、マイコン１１の受信手段１１ａは、制御部３１から送信されたずれ情報を画像生成手段１１ｂへ供給すると共に、加速度センサ１５から供給された加速度情報を画像生成手段１１ｂへ供給する。
【０１５２】
ずれ情報及び加速度情報が供給された画像生成手段１１ｂは、受信したずれ情報に含まれるずれ量及びずれ変化率を、上下方向成分、左右方向成分、及び前後方向成分に分解する。
【０１５３】
そして、画像生成手段１１ｂは、分解した上下方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの上下方向の移動速度として算出する。そして、分解した前後方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの前後方向の移動速度として算出する。そして、算出した上下方向の移動速度と、前後方向の移動速度とをベクトル演算することにより、表示手段１３ａ，１３ｂに表示させるオプティカルフローの第１の移動速度として算出する。
【０１５４】
さらに、画像生成手段１１ｂは、分解した左右方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの左右方向の移動速度として算出する。そして、分解した前後方向のずれ量、及びずれ変化率のそれぞれに所定の係数を乗じたものの合計値を、オプティカルフローの前後方向の移動速度として算出する。そして、算出した左右方向の移動速度と、前後方向の移動速度とをベクトル演算することにより、表示手段１３ｃ，１３ｄに表示させるオプティカルフローの第２の移動速度として算出する。
【０１５５】
また、画像生成手段１１ｂは、算出した第１の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１３ａ，１３ｂに表示させるように第３の移動速度を算出し、第１の移動速度でオプティカルフローを表示させ、一時的に、この算出した第３の移動速度で表示させるための第３のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１５６】
さらに、画像生成手段１１ｂは、算出した第２の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１３ｃ，１３ｄに表示させるように第４の移動速度を算出し、第２の移動速度でオプティカルフローを表示させ、一時的に、この算出した第４の移動速度で表示させるための第４のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１５７】
この画像生成手段１１ｂによる第３のＬＥＤ出力信号の生成処理について、以下に具体的に説明する。
【０１５８】
画像生成手段１１ｂは、所定の周期で第１の移動速度を算出するので、例えば、ある時点（ｔ１時点）において、第１の移動速度を算出し、ｔ１時点から所定周期の時間経過後であるｔ３時点において、次の第１の移動速度を算出した場合について説明する。また、加速度センサ１５から所定の周期で加速度が供給されるので、ｔ１時点において加速度情報が供給されたとする。
【０１５９】
ｔ１時点において、算出された第１の移動速度がＸｔ１（ｍ／ｈｒ）であり、供給された加速度情報が示す加速度がＲｔ１（ｍ／ｈｒ２）であるとする。このとき、画像生成手段１１ｂは、Ｒｔ１（ｍ／ｈｒ２）に応じて、利用者に加速していると感じさせるような加速度として加速度Ｓｔ１（ｍ／ｈｒ２）を設定する。
【０１６０】
そして、ｔ１時点とｔ３時点の間であるｔ２時点において、ｔ１時点からの経過時間と、Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）と、Ｓｔ１（ｍ／ｈｒ２）とを用いて、ｔ２時点のオプティカルフローの第３の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）を、Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）からＳｔ１（ｍ／ｈｒ２）により加速された速度として算出する。
【０１６１】
次に、ｔ３時点において、速度情報が供給されると、第１の移動速度Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）が計算する。ただし、Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）は、Ｘｔ２（ｍ／ｈｒ）未満とする。
【０１６２】
このように、ｔ１時点のオプティカルフローの移動速度を、第１の移動速度Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ２時点のオプティカルフローの移動速度を、ｔ１時点における第１の移動速度Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）、及びＳｔ１（ｍ／ｈｒ２）を用いて算出した第３の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点のオプティカルフローの移動速度を、第１の移動速度Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）と設定することにより、単純に、ｔ１時点のオプティカルフローの移動速度を、Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点のオプティカルフローの移動速度を、Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）と設定する場合に比較して、ｔ２時点において、大きくオーバーシュートした移動速度を設定するので、利用者はより移動感が増強されて感じることができる。
【０１６３】
そして、画像生成手段１１ｂは、この設定されたオプティカルフローの第１の移動速度、及び第３の移動速度で表示手段１２ａ，１２ｂへオプティカルフローを表示させるように、ＬＥＤを点滅させる第３のＬＥＤ出力信号を生成し、生成した第３のＬＥＤ出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【０１６４】
次に、画像生成手段１１ｂから第３のＬＥＤ出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給された第３のＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１２ａ，１２ｂの５×５のＬＥＤを点滅させるように制御する。
【０１６５】
上記の例では、ｔ１時点からｔ２時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローが第１の移動速度Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）で動くようにＬＥＤを点滅させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローが第３の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）で動くようにＬＥＤを点滅させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローが第１の移動速度をＸｔ３（ｋｍ／ｈｒ）で動くようにＬＥＤを点滅させる。
【０１６６】
また、これと同様に、画像生成手段１１ｂは、算出した第２の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１３ｃ，１３ｄに表示させるように第４の移動速度を算出し、第２の移動速度でオプティカルフローを表示させ、一時的に、この算出した第４の移動速度で表示させるための第４のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０１６７】
次に、画像生成手段１１ｂから第３のＬＥＤ出力信号、及び第４のＬＥＤ出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給された第３のＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１２ａ，１２ｂへオプティカルフローを表示させると共に、供給された第４のＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１２ｃ，１２ｄへオプティカルフローを表示させる。
【０１６８】
このように、本発明の実施例４である移動感増強装置１０３によれば、利用者にとって明暗に関する感度は高く時間的解像度も高い周辺視野領域に、表示手段１３ａ〜１３ｄが配置され、この表示手段１３ａ〜１３ｄに速度が速いプティカルフローを表示させることによって、利用者は利用者は移動感を感じることができる。また、上述したように表示手段１３ａ〜１３ｄは、小型のＬＥＤアレイで構成されるので、製造及び設置費用を安価に抑えることができる。
【０１６９】
さらに、本発明の実施例４である移動感増強装置１０３の表示手段１３ａ〜１３ｄは、利用者の周辺視野領域であり、かつ利用者の視線中心方向と略平行になるように利用者の視線中心の上下左右にそれぞれ対向して設置されているので、利用者の上下左右方向の移動感を増強させることができる。これによりヘリコプター５０が、高々度や海上ホバリング中においても、利用者は、素早くヘリコプターの位置ずれを認識し、ヘリコプター５０をホバリングさせることができる。
【実施例５】
【０１７０】
ルームランナーを用いて、利用者がランニングをする場合、走ってはいるものの、実際に身体の移動は伴わず、同じ場所にとどまり続けているので、利用者の視界にあるものはほとんど動かない。そのため、利用者は、道路や公園内等を実際に走っていれば、得ることができる移動感を感じることができず、ランニングにおける楽しみの一部が欠落していると考えられる。
【０１７１】
そこで、本発明の実施例５では、ルームランナーに適用され、利用者から見て周辺視野領域に適切な速度で動画像を表示することにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置について説明する。
【０１７２】
＜構成＞
図１０は、本発明の実施例５である移動感増強装置を適用したルームランナーの構成を示したブロック図である。
【０１７３】
図１０に示すように、ルームランナー６０は、本発明の実施例５である移動感増強装置１０４と、ルームランナー制御部３４と、ルームランナー表示部３５と、入力部３６と、ベルト部３７とを備えている。
【０１７４】
そして、本発明の実施例５である移動感増強装置１０４は、ルームランナー制御部３４と接続されており、ルームランナー制御部３４は、ルームランナー表示部３５、入力部３６、及びベルト部３７と接続されている。
【０１７５】
ルームランナー制御部３４は、入力部３６から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、ベルト部３７の移動速度を制御する。また、ルームランナー制御部３４は、ベルト部３７の移動速度を示す速度情報を移動感増強装置１０４へ供給する。
【０１７６】
ルームランナー表示部３５は、液晶ディスプレイ等で構成され、ルームランナー制御部３４により生成されたルームランナー設定メニュー等を表示する。
【０１７７】
入力部３６は、利用者操作により操作信号を生成し、ルームランナー制御部３４に供給する。
【０１７８】
ベルト部３７は、ベルトとこのベルトを回転させるモータとを備え、ルームランナー制御部３４の指示に従い、ベルトを回転する。
【０１７９】
なお、図１０に示すように、本発明の実施例５である移動感増強装置１０４は、説明のため、ルームランナー制御部３４と、ルームランナー表示部３５と、入力部３６とを別々の構成としているが、例えば、ルームランナー制御部３４と、入力部３６とを、ルームランナー表示部３５の内部に備え一体型としたルームランナーにも適用可能である。
【０１８０】
移動感増強装置１０４は、マイコン１１と、加速度センサ１５と、表示手段１６ａ，１６ｂと、動画像記憶手段２１とを備えている。
【０１８１】
マイコン１１は、その機能上、受信手段１１ａと、画像生成手段１１ｂと、表示制御手段１１ｃとを備える。
【０１８２】
受信手段１１ａは、利用者の移動の速度を示す速度情報を受信すると共に、及び加速度センサ１５により測定された加速度を示す加速度情報を受信する。なお、利用者はルームランナーのベルト部３７上を歩行しており、地面に対して利用者自身は移動していないこととなるが、ここでは、利用者が歩行しているベルト部３７の動作速度を利用者の移動の速度として扱う。
【０１８３】
画像生成手段１１ｂは、受信した速度情報に基づいて、表示手段１６ａ，１６ｂに動画像を表示させる第１の移動速度を、受信した速度情報に応じた速度として算出し、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度に応じた加速度で動画像を表示手段１６ａ，１６ｂに表示させる第２の移動速度を算出し、この算出した第１の移動速度、及び第２の移動速度に基づいて動画像を表示させるための動画像出力信号を生成する。
【０１８４】
表示制御手段１１ｃは、画像生成手段１１ｂにより生成された動画像出力信号に基づき、動画像を表示手段１６ａ，１６ｂに表示させる。
【０１８５】
加速度センサ１５は、表示手段１６ａ，１６ｂのいずれか一方に固定されており、加速度を測定して、加速度情報としてマイコン１１へ供給する。なお、加速度センサ１５は、利用者の腰部若しくは頭部に固定されるようにしてもよい。
【０１８６】
表示手段１６ａ，１６ｂは、液晶ディスプレイ等により構成され、本発明の実施例１である移動感増強装置１の表示手段１２ａ，１２ｂと同様に、利用者にとって周辺視野領域となる位置に配置される。そして、表示手段１６ａ，１６ｂは、マイコン１１からの指示に従い、動画像を表示させる。
【０１８７】
動画像記憶手段２１は、表示手段１６ａ，１６ｂに表示させるための動画像データを記憶する。
【０１８８】
＜作用＞
次に、本発明の実施例５である移動感増強装置１０４を適用したルームランナー６０の作用について図１０を用いて説明する。
【０１８９】
まず、ルームランナー制御部３４は、ベルト部３７を稼働させると、入力部３６から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、ベルト部３７の移動速度を制御する。また、ルームランナー制御部３４は、ベルト部３７の移動速度を示す速度情報を移動感増強装置１０４へ送信する。
【０１９０】
そして、加速度センサ１５は、加速度を測定し、測定した加速度を加速度情報としてマイコン１１へ供給する。
【０１９１】
次に、マイコン１１の受信手段１１ａは、ルームランナー制御部３４から供給された速度情報と、加速度センサ１５から供給された加速度情報とを画像生成手段１１ｂへ供給する。
【０１９２】
速度情報、及び加速度情報が供給された画像生成手段１１ｂは、供給された速度情報が示す速度に応じた速度に、供給された加速度情報が示す加速度に応じた加速度を一時的に反映させて、動画像の移動速度を算出し、表示手段１２ａ，１２ｂに、算出した移動速度で動画像を表示させるための動画像出力信号を生成する。
【０１９３】
この画像生成手段１１ｂによる画像生成処理について、以下に具体的に説明する。
【０１９４】
画像生成手段１１ｂは、所定の周期で速度情報及び加速度情報が供給されるので、例えば、ある時点（ｔ１時点）において、速度情報及び加速度情報が供給され、ｔ１時点から所定周期の時間経過後であるｔ３時点において、次の速度情報及び加速度情報が供給された場合について説明する。
【０１９５】
ｔ１時点において、供給された速度情報が示す速度がＸｔ１（ｍ／ｈｒ）であり、供給された加速度情報が示す加速度がＲｔ１（ｍ／ｈｒ２）であるとする。このとき、画像生成手段１１ｂは、ｔ１時点の動画像の移動速度を、供給された速度Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）に応じて、利用者に移動していると感じさせるような速度である第１の移動速度Ｙｔ１（ｍ／ｈｒ）と設定すると共に、Ｒｔ１（ｍ／ｈｒ２）に応じて、利用者に加速していると感じさせるような加速度である加速度Ｓｔ１（ｍ／ｈｒ２）を設定する。
【０１９６】
そして、ｔ１時点とｔ３時点の間であるｔ２時点において、ｔ１時点からの経過時間と、Ｙｔ１（ｍ／ｈｒ）と、Ｓｔ１（ｍ／ｈｒ２）とを用いて、ｔ２時点の動画像の移動速度である第２の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）を、Ｙｔ１（ｍ／ｈｒ）からＳｔ１（ｍ／ｈｒ２）により加速された速度として算出する。
【０１９７】
次に、ｔ３時点において、Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）である速度情報が供給されると、画像生成手段１１ｂは、ｔ３時点の動画像の移動速度である第１の移動速度を、Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）に応じて、利用者に移動していると感じさせるような速度であるＹｔ３（ｍ／ｈｒ）と設定する。ただし、Ｙｔ３（ｍ／ｈｒ）は、Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）未満とする。
【０１９８】
このように、単純に、ｔ１時点の動画像の移動速度を第１の移動速度Ｙｔ１（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点の動画像の移動速度を第１の移動速度Ｙｔ３（ｍ／ｈｒ）と設定する場合でも、利用者に移動感を増強させることができるが、ｔ１時点の動画像の移動速度を第１の移動速度Ｙｔ１（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ２時点の動画像の移動速度を、第２の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点の動画像の移動速度を第１の移動速度Ｙｔ３（ｍ／ｈｒ）と設定することにより、ｔ２時点において、大きくオーバーシュートした移動速度を設定するので、より一層、利用者に移動感を増強させることができる。
【０１９９】
そして、画像生成手段１１ｂは、動画像記憶手段２１から対象の動画像を読み出し、読み出した動画像の中から色差信号を抜き出し、抜き出した色差信号の移動速度を第１の移動速度、及び第２の移動速度として設定する。
【０２００】
さらに、画像生成手段１１ｂは、この設定された動画像の第１の移動速度及び第２の移動速度で表示手段１６ａ，１６ｂへ動画像を表示させるように、動画像出力信号を生成し、生成した動画像出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【０２０１】
次に、画像生成手段１１ｂから動画像出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給された動画像出力信号に基づいて、表示手段１６ａ，１６ｂを制御する。
【０２０２】
上記の例では、ｔ１時点からｔ２時点までの間、表示制御手段１１ｃは、動画像の移動速度を第１の移動速度Ｙｔ１（ｋｍ／ｈｒ）として表示させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、動画像の移動速度を第２の移動速度Ｚｔ２（ｋｍ／ｈｒ）として表示させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、動画像の移動速度を第１の移動速度Ｙｔ３（ｋｍ／ｈｒ）として表示させる。
【０２０３】
しかしこのように、色差信号を特定の移動速度として算出し、表示させると、原理的に動画像に色ずれが生じる事となる。この問題に対しては、ピクセル単位で一定の周期毎に色を元に戻すという処理を行う事によってこの色ずれを解消することができる。
【０２０４】
例えば、ある時点の動画像の中から、ある特定のピクセルの色が青であったとする。この場合、単純に色差信号を特定の移動速度で表示させた場合、このピクセルは青色を維持したまま移動し続け、周囲の画像からずれた状態となる。しかし，例えば一定時間後に周囲の色(例えば赤であるとする)と同化するような処理を行うことによって、最終的には色ずれを解消することができる。例えば1/120秒ごとに画像がレンダリングされるという状況において、4フレーム後に周囲の色と同化するような処理をする。すると、4フレームは1/30秒であるので、これは人間の視覚では変化を知覚する事は出来ない。しかし1/120のフレーム単位でみると、色情報が移動している事から、速度情報としては提示している事となり、これにより利用者の移動感を増強させることができる。
【０２０５】
即ち、利用者は、普通にその画像を見るとなんの変哲もない普通の画像に見えるが、周辺視野領域においた場合に、移動感を増強するような映像としての機能を含有することになる。
【０２０６】
このように、本発明の実施例５である移動感増強装置１０４によれば、利用者にとって、明暗に関する感度は高く、時間的解像度も高い周辺視野領域に、表示手段１６ａ，１６ｂが配置され、この表示手段１６ａ，１６ｂに適切な速度で移動する動画像を表示させることによって、利用者は利用者は移動感を感じることができる。また、上述したように表示手段１６ａ，１６ｂは、小型の液晶ディスプレイ等で構成されるので、製造及び設置費用を安価に抑えることができる。
【０２０７】
また、本発明の実施例５である移動感増強装置１０４によれば、ベルト部３７の速度情報に加え、表示手段１６ａ，１６ｂに固定された加速度センサからの加速度に基づいて、表示手段１６ａ，１６ｂに表示させる画像を生成するので、利用者の歩行のリズムに合わせて画像を表示することができる。これにより利用者は、より一層移動感を強く感じることができる。
【実施例６】
【０２０８】
現実世界において人間が実際に知覚する特徴点の動き、即ちオプティカルフローは、特徴点の位置と相対的な移動速度の二つの変数に依存する量である。即ち、特徴点が人間から遠いほど、あるいは人間自体の移動速度が遅いほど、オプティカルフローの移動速度も遅くなる。オプティカルフローが提示される位置と眼との距離が一定であるならば、オプティカルフローの速度変化はそのまま人間の移動感の変化に繋がるものと考えられる。
【０２０９】
一般的には、現実世界におけるオプティカルフローの提示位置、つまり特徴点の位置と人間の眼との距離は一定しておらず、環境によって大きく異なる。そのため、そこに提示されるオプティカルフローから自らの移動速度を感じ取るためには、ある程度の慣れが必要になると考えられる。しかし人間は日常的にこの機能を利用しているため、原則としてオプティカルフローが提示される位置と眼との距離にかかわらず、人間は移動感を感じていると考えられる。しかし特に眼と地面との関係に着目した場合、両者の距離は即ちその人の身長であり、基本的に一定であり大きく変化する事は少ない。加えて人間は、自らの歩行速度を体性感覚を通じて感知する事が出来る。
【０２１０】
即ち、眼の下方向のオプティカルフローに関して言えば、人間は常に自らの移動速度とオプティカルフローの移動速度との対応関係を日常的に学習しており、学習や慣れを必要とせずに正確な移動感を得る事が可能であると考えられる。例えば、利用者がルームランナーを利用している場合、実際の歩行速度よりも遅い速度のオプティカルフローを地面に提示したとする。すると体性感覚からの速度情報と視覚的な速度情報との間で矛盾が生じ、「歩いているはずなのになかなか前に進まない」という感覚を得るものと考えられる。
【０２１１】
そこで、本発明の実施例６では、ルームランナーに適用され、利用者から見て左右方向の周辺視野領域に適切な速度でオプティカルフローを表示すると共に、利用者から見て下方向の周辺視野領域に適切な速度でオプティカルフローを表示することにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置について説明する。
【０２１２】
＜構成＞
図１１は、本発明の実施例６である移動感増強装置を適用したルームランナーの構成を示したブロック図である。
【０２１３】
図１１に示すように、ルームランナー７０は、本発明の実施例６である移動感増強装置１０５と、ルームランナー制御部３４と、ルームランナー表示部３５と、入力部３６とを備えている。
【０２１４】
そして、本発明の実施例６である移動感増強装置１０５は、ルームランナー制御部３４と接続されており、ルームランナー制御部３４は、ルームランナー表示部３５、入力部３６、及びベルト部３７と接続されている。
【０２１５】
ルームランナー制御部３４は、入力部３６から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、ベルト部３７の回転速度を制御する。また、ルームランナー制御部３４は、ベルト部３７の移動速度を示す速度情報を移動感増強装置１０４へ供給する。
【０２１６】
ルームランナー表示部３５は、液晶ディスプレイ等で構成され、ルームランナー制御部３４により生成されたルームランナー設定メニュー等を表示する。
【０２１７】
入力部３６は、利用者操作により操作信号を生成し、ルームランナー制御部３４に供給する。
【０２１８】
ベルト部３７は、ベルトとこのベルトを回転させるモータとを有し、ルームランナー制御部３４の指示に従い、ベルトを回転する。
【０２１９】
なお、図１１に示すように、本発明の実施例６である移動感増強装置１０５は、説明のため、ルームランナー制御部３４と、ルームランナー表示部３５と、入力部３６とを別々の構成としているが、例えば、ルームランナー制御部３４と、入力部３６とを、ルームランナー表示部３５の内部に備え一体型としたルームランナーにも適用可能である。
【０２２０】
移動感増強装置１０４は、マイコン１１と、加速度センサ１５と、表示手段１２ａ，１２ｂと、傾斜角設定入力部１７と、投影手段１８とを備えている。
【０２２１】
マイコン１１は、その機能上、受信手段１１ａと、画像生成手段１１ｂと、表示制御手段１１ｃとを備える。
【０２２２】
受信手段１１ａは、利用者の速度を示す速度情報を受信し、加速度センサ１５により測定された加速度を示す加速度情報を受信し、傾斜角設定入力部１７により入力された傾斜角入力設定値を受信する。なお、利用者はルームランナーのベルト部３７上を歩行しており、利用者は地面に対して移動していないこととなるが、ここでは、利用者が歩行しているベルト部３７の動作速度を利用者の移動の速度として扱う。
【０２２３】
画像生成手段１１ｂは、生成された傾斜角設定値が高い程、受信した速度情報に応じたが速度より遅くなるように表示手段１２ａ，１２ｂに表示させるオプティカルフローの第１の移動速度を算出する。
【０２２４】
さらに、画像生成手段１１ｂは、算出した第１の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１２ａ，１２ｂに表示させるように第３の移動速度を算出し、この算出した第３の移動速度を表示させるための第３のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０２２５】
また、画像生成手段１１ｂは、生成された傾斜角設定値が低い程、表示領域内の利用者に最も近い位置におけるオプティカルフローの移動速度と表示領域内の利用者に最も遠い位置におけるオプティカルフローの移動速度との差が大きくなるように表示領域内の位置に応じたオプティカルフローの第２の移動速度を算出する。
【０２２６】
そして、画像生成手段１１ｂは、算出した第２の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを投影手段１８に表示させるように第４の移動速度を算出する。
【０２２７】
また、画像生成手段１１ｂは、生成された傾斜角設定値が低い程、利用者が移動する面上における利用者側に向かって広がるようにオプティカルフローの表示領域を設定し、生成された傾斜角設定値が低い程、表示領域内の利用者に最も近い位置におけるオプティカルフローの形状と表示領域内の利用者に最も遠い位置におけるオプティカルフローの形状とが大きく異なるようにオプティカルフローの形状を設定し、設定された表示領域、算出された第４の移動速度、及び設定された形状に基づいてオプティカルフローを表示させるための第４のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０２２８】
表示制御手段１１ｃは、画像生成手段により生成された第３のＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段１２ａ，１２ｂに表示させると共に、画像生成手段１１ｂにより生成された第４のＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを投影手段１８に投影させる。
【０２２９】
加速度センサ１５は、表示手段１２ａ，１２ｂのいずれか一方に固定されており、加速度を測定して、加速度情報としてマイコン１１へ供給する。
【０２３０】
表示手段１２ａ，１２ｂは、マトリックスＬＥＤにより構成され、マトリックスＬＥＤの大きさは４×８ｃｍ程度の小型のものであり、１６×３２のＬＥＤを備えている。そして、表示手段１２ａ，１２ｂは、利用者にとって周辺視野領域となる位置に配置され、マイコン１１により生成されたオプティカルフローを表示させる。
【０２３１】
傾斜角設定入力部１７は、利用者の操作により、利用者が所望するベルト部３７の傾斜角である傾斜角設定値を生成する。
【０２３２】
投影手段１８は、マイコン１１からの指示に従い、利用者の周辺視野領域であり、かつベルト部３７上の所定の表示領域にオプティカルフローを投影する。
【０２３３】
＜作用＞
次に、本発明の実施例６である移動感増強装置１０５を適用したルームランナー７０の作用について図１１を用いて説明する。
【０２３４】
まず、ルームランナー制御部３４は、ベルト部３７を稼働させると、入力部３６から利用者操作によって入力される操作信号に基づいて、ベルト部３７の移動速度を制御する。また、ルームランナー制御部３４は、また、ルームランナー制御部３４は、ベルト部３７の移動速度を示す速度情報を移動感増強装置１０４へ送信する。
【０２３５】
そして、加速度センサ１５は、加速度を測定し、測定した加速度を加速度情報としてマイコン１１へ供給する。
【０２３６】
また、傾斜角設定入力部１７は、利用者の入力操作により、利用者が所望するベルト部３７の傾斜角が入力されると、利用者が所望するベルト部３７の傾斜角設定値を生成し、生成した傾斜角設定値をマイコン１１へ供給する。
【０２３７】
次に、マイコン１１の受信手段１１ａは、ルームランナー制御部３４から受信した速度情報、加速度センサ１５から供給された加速度情報、及び傾斜角設定入力部１７から供給された傾斜角設定値を画像生成手段１１ｂへ供給する。
【０２３８】
速度情報、加速度情報、傾斜角設定値が供給された画像生成手段１１ｂは、生成された傾斜角設定値が高い程、受信した速度情報が示す速度に応じた速度より遅くなるように表示手段１２ａ，１２ｂに表示させるオプティカルフローの第１の移動速度を算出する。
【０２３９】
さらに、画像生成手段１１ｂは、第１の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを表示手段１２ａ，１２ｂに表示させるように第３の移動速度を算出し、第１の移動速度、及び第３の移動速度でオプティカルフローを表示させるための第３のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０２４０】
この画像生成手段１１ｂにある画像生成処理について、以下に具体的に説明する。
【０２４１】
画像生成手段１１ｂは、所定の周期で第１の移動速度を算出するので、例えば、ある時点（ｔ１時点）において、第１の移動速度を算出し、ｔ１時点から所定周期の時間経過後であるｔ３時点において、次の第１の移動速度を算出した場合について説明する。また、加速度センサ１５から所定の周期で加速度が供給されるので、ｔ１時点において加速度情報が供給されたとする。
【０２４２】
ｔ１時点において、算出された第１の移動速度がＸｔ１（ｍ／ｈｒ）であり、供給された加速度情報が示す加速度がＲｔ１（ｍ／ｈｒ２）であるとする。このとき、画像生成手段１１ｂは、Ｒｔ１（ｍ／ｈｒ２）に応じた加速度として加速度Ｓｔ１（ｍ／ｈｒ２）を設定する。
【０２４３】
そして、ｔ１時点とｔ３時点の間であるｔ２時点において、ｔ１時点からの経過時間と、Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）と、Ｓｔ１（ｍ／ｈｒ２）とを用いて、ｔ２時点のオプティカルフローの第３の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）を、Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）からＳｔ１（ｍ／ｈｒ２）により加速された速度として算出する。
【０２４４】
次に、ｔ３時点において、速度情報が供給されると、第１の移動速度Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）が計算する。ただし、Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）は、Ｘｔ２（ｍ／ｈｒ）未満とする。
【０２４５】
このように、ｔ１時点のオプティカルフローの移動速度を、第１の移動速度Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ２時点のオプティカルフローの移動速度を、第３の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点のオプティカルフローの移動速度を、第１の移動速度Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）と設定することにより、単純に、ｔ１時点のオプティカルフローの移動速度を、Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）と設定し、ｔ３時点のオプティカルフローの移動速度を、Ｘｔ３（ｍ／ｈｒ）と設定する場合に比較して、ｔ２時点において、通常利用者は歩行する際に生じる加速度より小さい加速度でオプティカルフローが移動することになるので、利用者はより実際に歩行した場合より移動感、この場合には抵抗感を感じることができる。
【０２４６】
そして、画像生成手段１１ｂは、この設定されたオプティカルフローの第１の移動速度、及び第３移動速度で表示手段１２ａ，１２ｂへオプティカルフローを表示させるように、ＬＥＤを点滅させる第３のＬＥＤ出力信号を生成し、生成した第３のＬＥＤ出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【０２４７】
次に、画像生成手段１１ｂから第３のＬＥＤ出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給された第３のＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１２ａ，１２ｂの１６×３２のＬＥＤを点滅させるように制御する。
【０２４８】
上記の例では、ｔ１時点からｔ２時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローが第１の移動速度Ｘｔ１（ｍ／ｈｒ）で動くようにＬＥＤを点滅させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローが第３の移動速度Ｚｔ２（ｍ／ｈｒ）で動くようにＬＥＤを点滅させ、ｔ２時点からｔ３時点までの間、表示制御手段１１ｃは、オプティカルフローが移動速度をＸｔ３（ｋｍ／ｈｒ）で動くようにＬＥＤを点滅させる。
【０２４９】
次に、画像生成手段１１ｂは、投影手段１８がベルト部３７へ投影するオプティカルフローを表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成する。
【０２５０】
この画像生成手段１１ｂによる投影手段１８により投影させる画像の生成処理について、以下に具体的に説明する。
【０２５１】
例えば、利用者が水平面を歩行している場合、利用者の眼と、利用者が視認することができる特徴点との距離の関係から、利用者から離れた位置の特徴点は速度が遅く、利用者に近い位置の特徴点は速度が速いと認識するはずである。それに対して、例えば利用者が上り坂を歩行している場合、水平面を歩行している場合と比較して、利用者から離れた位置の特徴点の速度と、利用者から近い位置の特徴点の速度との速度差は小さくなるはずであり、利用者から離れた位置の特徴点の移動速度は、利用者から近くの位置の特徴点の移動速度に近づくはずである。
【０２５２】
また、特徴点の形状をなるべく変化させないようにする特徴点の形状が円形であるとしたとき、利用者が水平面を歩行している場合、利用者から離れた位置にある特徴点の形状は楕円形になり、利用者に近づくにつれて特徴点の形状が円形に変化していくはずである。それに対して、例えば利用者が上り坂を歩行している場合、水平面を歩行している場合と比較して、利用者から離れた位置の特徴点の形状は、より円形に近い形状となっているはずである。
【０２５３】
そこで、傾斜角が小さい程、１）利用者から見て奥の方から手前に来るに従って広がるような形でオプティカルフローを投影し、２）オプティカルフローの移動速度をなるべく均一はでないようにし、３）オプティカルフローの形状をなるべく変化するようにベルト部３７へオプティカルフローを表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成する。
【０２５４】
具体的には、例えば、画像生成手段１１ｂは、
１）傾斜角設定入力部１７により生成された傾斜角設定値が低い程、利用者から見てベルト部３７上の最も離れた位置３７ｂから最も近い位置３７ａに向かって広がるように表示領域を設定し、
２）利用者から見て最も近い位置３７ａのオプティカルフローの第２の移動速度を供給された速度情報が示す速度に応じて、利用者に移動していると感じさせるような速度と設定し、利用者から見て最も離れた位置３７ｂのオプティカルフローの第２の移動速度を、傾斜角設定入力部１７により生成された傾斜角設定値が低い程、設定された最も近い位置３７ａのオプティカルフローの移動速度との差が大きくなるような速度として算出し、
３）利用者から見て最も近い位置３７ａのオプティカルフローの形状を円形とし、利用者から見て最も離れた位置３７ｂのオプティカルフローの形状を、傾斜角設定入力部１７により生成された傾斜角設定値が低い程、大きく異なる、即ち楕円形となるように設定する。
【０２５５】
さらに、画像生成手段１１ｂは、算出した第２の移動速度から、一時的に、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度でオプティカルフローを投影手段１８に投影させるように第４の移動速度を算出する。
【０２５６】
この画像生成手段１１ｂにおける第４の移動速度の算出処理については、第３の移動速度の算出処理と同一であるため、説明を省略する。
【０２５７】
そして、画像生成手段１１ｂは、設定されたオプティカルフローの表示領域、算出されたオプティカルフローの第４の移動速度、及び設定された形状に基づいて、投影手段１８がベルト部３７へオプティカルフローを表示させるための第４のＬＥＤ出力信号を生成する。
【０２５８】
そして、画像生成手段１１ｂは、生成した第４のＬＥＤ出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【０２５９】
次に、画像生成手段１１ｂから第３のＬＥＤ出力信号、及び第４のＬＥＤ出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給された第３のＬＥＤ出力信号に基づいて、表示手段１２ａ，１２ｂへオプティカルフローを表示させると共に、供給された第４のＬＥＤ出力信号に基づいて、投影手段１８にベルト部３７上へオプティカルフローを投影させる。
【０２６０】
このように、本発明の実施例６である移動感増強装置１０５によれば、利用者にとって、明暗に関する感度は高く、時間的解像度も高い周辺視野領域に、表示手段１２ａ，１２ｂが配置され、この表示手段１２ａ，１２ｂに遅い速度のオプティカルフローを表示させ、投影手段１８にベルト部３７の傾斜角が小さい程、１）利用者から見て奥の方から手前に来るに従って広がるような形でオプティカルフローを投影し、２）オプティカルフローの移動速度をなるべく均一はでないようにし、３）オプティカルフローの形状をなるべく変化するようにベルト部３７へオプティカルフローを表示させることにより、利用者は利用者はより実際に歩行した場合より移動感、この場合には抵抗感を感じるので、利用者はまるで上り坂を登っているかのような移動感を得ることができる。
【０２６１】
これにより、ベルト部３７に傾斜させる機能を持たせることなく、利用者に例えば登山をしている疑似体験をさせることができるので、製造費用を安価に抑えることができる。また、登山を体感しながらルームランナーを利用者したいが、実際に傾斜された坂を上るのが困難な足腰の弱い利用者に対し、足腰に負担をかけることなく、登山をしている疑似体験をさせることができる。
【０２６２】
また、本発明の実施例６である移動感増強装置１０５によれば、ベルト部３７の速度情報に加え、表示手段１２ａ，１２ｂに固定された加速度センサからの加速度に基づいて、表示手段１２ａ，１２ｂに表示させるオプティカルフローを生成するので、利用者の歩行のリズムに合わせて画像を表示することができる。これにより利用者は、より移動感を感じることができる。
【０２６３】
さらに、上述したように本発明の実施例６である移動感増強装置１０５の表示手段１２ａ，１２ｂは、小型のＬＥＤアレイで構成され、投影手段１８で投影させてオプティカルフローを表示するので、製造及び設置費用を安価に抑えることができる。
【実施例７】
【０２６４】
本発明の実施例７では、利用者から見て周辺視野領域に適切な速度で動画像を表示することにより、利用者の移動感を増強させる移動感増強装置について説明する。
【０２６５】
＜構成＞
図１２は、本発明の実施例７である移動感増強装置の構成を示したブロック図である。
【０２６６】
図１２に示すように、本発明の実施例７である移動感増強装置１０６は、マイコン１１と、加速度センサ１５と、カメラ１９ａ，１９ｂと、表示手段２０ａ，２０ｂとを備えている。
【０２６７】
マイコン１１は、その機能上、受信手段１１ａと、画像生成手段１１ｂと、表示制御手段１１ｃとを備える。
【０２６８】
受信手段１１ａは、加速度センサ１５より加速度情報を受信する。
【０２６９】
画像生成手段１１ｂは、加速度センサにより測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度で表示手段２０ａ，２０ｂに表示させるように、カメラ１９ａ，１９ｂにより撮影された動画像の移動速度を算出し、この算出した移動速度でカメラ１９ａ，１９ｂにより撮影された動画像を表示させるための動画像出力信号を生成する。
【０２７０】
表示制御手段１１ｃは、画像生成手段１１ｂにより生成された動画像出力信号に基づき、撮影された動画像を表示手段２０ａ，２０ｂに表示させる。
【０２７１】
加速度センサ１５は、表示手段２０ａ，２０ｂのいずれか一方に固定されており、加速度を測定して、加速度情報としてマイコン１１へ供給する。
【０２７２】
カメラ１９ａ，１９ｂは、表示手段２０ａ，２０ｂそれぞれに固定され、表示手段２０ａ，２０ｂの表示面の向きに反する方向、即ち利用者から見て左右方向の画像を撮影する。そして、撮影した動画像データをマイコン１１へ供給する。
【０２７３】
表示手段２０ａ，２０ｂは、液晶ディスプレイ等により構成され、本発明の実施例１である移動感増強装置１の表示手段１２ａ，１２ｂと同様に、利用者にとって周辺視野領域となる位置に配置される。そして、表示手段２０ａ，２０ｂは、マイコン１１からの指示に従い、動画像を表示させる。
【０２７４】
＜作用＞
次に、本発明の実施例７である移動感増強装置１０６の作用について図１２を用いて説明する。
【０２７５】
まず、移動感増強装置１０６の電源が投入されると、加速度センサは加速度を計測し、計測した加速度を加速度情報としてマイコン１１へ供給し、カメラ１９ａ，１９ｂは、撮影した動画像データをマイコン１１へ供給する。
【０２７６】
次に、マイコン１１の受信手段１１ａは、カメラ１９ａ，１９ｂから供給された画像データ、及び加速度センサ１５から供給された加速度情報を受信し、画像生成手段１１ｂへ供給する。
【０２７７】
加速度情報が供給された画像生成手段１１ｂは、供給された加速度情報に基づき、表示手段２０ａ，２０ｂへ動画像を画像として表示させるための動画像出力信号を生成する。
【０２７８】
具体的には、画像生成手段１１ｂは、動画像記憶手段２１に記憶された動画像データを読み出し、読み出した動画像から色差成分のみを抽出し、抽出した色差画像の移動速度を、受信した加速度に応じて、利用者に加速していると感じさせるような加速度となるように算出し、算出した移動速度に応じて、抽出した色差画像だけを、単純に拡大、又は縮小する。例えば、RGB(x,y)を、I(x,y), U(x,y),V(x,y) （I:輝度画像，UV:色差画像）に変換したのち、U(kx,ky), V(kx,ky)（k:拡大率）として、I(x,y)と重ね合わせて、RGBに再度変換する。
【０２７９】
なお、この場合も実施例５と同様に、輝度画像と色差画像がずれることとなる。しかしながら、利用者は、特に周辺視野領域においてのずれは鈍感で、気づかないと考えられるので、この色ずれは問題とはならない。
【０２８０】
次に、画像生成手段１１ｂは、生成した動画像出力信号を表示制御手段１１ｃに供給する。
【０２８１】
次に、画像生成手段１１ｂから動画像出力信号が供給された表示制御手段１１ｃは、供給された動画像出力信号に基づいて、表示手段２０ａ，２０ｂに動画像を表示させる。
【０２８２】
このように、本発明の実施例７である移動感増強装置１０６によれば、利用者にとって、明暗に関する感度は高く、時間的解像度も高い周辺視野領域に、表示手段２０ａ，２０ｂが配置され、この表示手段２０ａ，２０ｂに加速度が高い画像を表示させることによって、利用者は移動感を感じることができる。また、上述したように表示手段２０ａ，２０ｂは、小型の液晶ディスプレイ等で構成されるので、製造及び設置費用を安価に抑えることができる。
【０２８３】
なお、本発明の実施例７である移動感増強装置１０６では、カメラ１９ａ，１９ｂを備え、このカメラ１９ａ，１９ｂにより撮影された画像に基づき、適切な移動速度で動画像を表示手段２０ａ，２０ｂに表示するが、カメラ１９ａ，１９ｂを備えない構成としてもよい。例えば、画像生成手段１１ｂが、加速度センサ１５により測定された加速度情報が示す加速度に応じた加速度で表示手段２０ａ，２０ｂに表示させるようにオプティカルフローの移動速度を算出し、この算出した移動速度でオプティカルフローを表示させるためのＬＥＤ出力信号を生成し、表示制御手段１１ｃが、画像生成手段１１ｂにより生成されたＬＥＤ出力信号に基づき、オプティカルフローを表示手段２０ａ，２０ｂに表示させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２８４】
【図１】本発明の実施例１である移動感増強装置を適用したフライトシミュレーションシステムの構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施例１である移動感増強装置の表示手段の配置を説明した配置図である。
【図３】利用者に装着されるヘルメットに固定された本発明の実施例１である移動感増強装置の表示手段の斜視図である。
【図４】本発明の実施例１である移動感増強装置の表示手段の一例を示した平面図である。
【図５】本発明の実施例２である移動感増強装置を適用した航空機のコクピット周辺の構成を示したブロック図である。
【図６】発明の実施例２である移動感増強装置の表示手段の一例を示した図である。
【図７】本発明の実施例３である移動感増強装置を適用した航空機のコクピット周辺の構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の実施例３である移動感増強装置の表示手段が利用者に装着された場合における表示手段の位置関係を示した図である。
【図９】本発明の実施例４である移動感増強装置を適用したヘリコプターのコクピット周辺の構成を示したブロック図である。
【図１０】本発明の実施例５である移動感増強装置を適用したルームランナーの構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明の実施例６である移動感増強装置を適用したルームランナーの構成を示したブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例７である移動感増強装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【０２８５】
１，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６…移動感増強装置
１１…マイコン
１１ａ…受信手段
１１ｂ…画像生成手段
１１ｃ…表示制御手段
１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄ，１６ａ，１６ｂ，２０ａ，２０ｂ…表示手段
１４…設定値入力部
１４…設定入力部
１５…加速度センサ
１６ａ，１６ｂ…表示手段
１７…傾斜角設定入力部
１８…投影手段
１９ａ，１９ｂ…カメラ
２１…動画像記憶手段
【図１】
2009075145.tif 000003
【図２】
2009075145.tif 000004
【図３】
2009075145.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009075145.tif 000009
【図８】
2009075145.tif 000010
【図９】
2009075145.tif 000011
【図１０】
2009075145.tif 000012
【図１１】
2009075145.tif 000013
【図１２】
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