【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビゲーム機械、バーチャルリアリティ装置等といった、仮想世界をＣＲＴ
等の表示装置上に視覚によって確認できる形で表示するようにした仮想世界表現装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にテレビゲーム機械では、ＣＲＴ等といった表示装置に仮想世界としてのゲーム世界を映像として表示し、プレイヤがその映像を見ながらレバー、
ボタン等といった操作体を操作してゲームを進行する。
また、バーチャルリアリティ装置として、表示装置上に外界景色、室内景色等といった仮想世界を表示し、操作体を操作してその仮想世界内において仮想の人間動作を行うようにした装置がある。

【０００３】しかしながら上記の仮想世界表現装置においては、仮想世界内の現象又は情報は専らＣＲＴ等の表示装置から与えられるだけあり、よって仮想世界を現実的に表現することが難しいという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであって、テレビゲーム機械、バーチャルリアリティ装置等といった仮想世界表現装置において仮想世界をより一層現実的に表現できるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明に係る仮想世界表現装置は、操作者によって握られる握り部と、握り部に設けられていて内側方向及び外側方向へ移動可能な複数の変位部と、それらの変位部を内側方向及び外側方向へ移動するように駆動する変位部駆動手段と、仮想世界内の現象に応じて上記変位部駆動手段を動作させる駆動制御手段とを有することを特徴としている。

【０００６】上記の変位部の数及びその配置位置は特定の数及び位置に限られることはないが、望ましくは、握り部を握る手の指に対応する数及び位置に配置する。 また、変位部駆動手段も特定の構造のものに限られることはなく、例えば、電磁ソレノイド、油圧機構、空圧機構等を用いることができる。 特に電磁ソレノイドを用いる場合には、出力用のアクチュエータロッドの移動ストロークを多段階に調節できる形式の多段ソレノイドを用いると効果的である。

【０００７】また、各変位部に入力手段、例えば圧力センサを設けることができる。 このようにすれば、各変位部を押圧操作等によって適宜に変位させることにより、
仮想世界に働きかけを行うことができる。 特に、この働きかけに対応して各変位部を動かすようにすれば、より一層現実的な動きを各変位部にもたらすことができる。

【０００８】また、本発明に係るゲーム機械は、表示装置によって仮想ゲーム世界を視覚で確認すると共に、ゲーム操作レバーを動かすことによってその仮想ゲーム世界に働きかけを行うようにしたゲーム機械である。 そしてこのゲーム機械は、ゲーム操作レバーと一体に設けられていて操作者によって握られる握り部と、握り部に設けられていて内側方向及び外側方向へ移動可能な複数の変位部と、それらの変位部を内側方向及び外側方向へ移動するように駆動する変位部駆動手段と、仮想ゲーム世界内の現象に応じて上記変位部駆動手段を動作させる駆動制御手段とを有している。

【０００９】

【作用】操作者は、表示装置に映し出される映像を見ることにより仮想世界を体験する。 握り部に設けた変位部は電磁ソレノイド等といった変位部駆動手段によって駆動されて、仮想世界内の現象に応じて内側及び外側へ往復移動する。 操作者が握り部を手で握るとき、仮想世界内の現象が変位部の移動として操作者に伝えられる。 以上により操作者は、表示装置からの情報に加えて、握り部から伝わって来る感触により仮想世界内の現象を体感でき、よって、仮想世界を極めて現実的に体験できる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明に係る仮想世界表現装置の一実施例として、特にゲーム機械を示している。 このゲーム機械は、筐体１と、筐体１の内部に収納された表示装置としてのＣＲＴ２と、そして筐体１の手前位置に設けたレバー３とを有している。 レバー３の上端には中空の握り部４が設けられている。 レバー３は、支点Ｐにおいてボールジョイント接続されていて、その支点Ｐを中心として逆円錐領域Ｑ内で自由に傾動する。

【００１１】握り部４の表面には図２に示すように、変位可能な材料、例えばゴム等の弾性体によって形成された握り用パッド５が固着されている。 このパッド５には、人間の片手５本の指のそれぞれに対応する位置にそれらの指を収容できるような凹部６が形成されている。
本実施例ではこれら５個の凹部６が変位部として作用する。

【００１２】各変位部６に対応する握り部４の中空内部には、図３に示すように、変位部駆動手段として作用する５個の電磁ソレノイド７が固定配置されている。 各電磁ソレノイド７のアクチュエータロッド７ａは、通電又は通電遮断を行うことにより、握り部４の内側方向へ引き込み移動し又は外側方向へ伸張移動する。 また、アクチュエータロッド７ａが初期位置よりも内部へ指等によって強制的に押し込まれたときには、入力手段としての圧力センサ８によってそのロッド７ａが検知される。

【００１３】図４は、上記のゲーム機械に用いられる電気制御回路の一実施例を示している。 この制御回路は、
コンピュータによって構成されたゲーム演算部９と、Ｃ
ＲＴ２を駆動する表示回路１０と、各種の入力装置１１
とを有している。 圧力センサ８の出力信号はゲーム演算部９へ送られる。 ゲーム演算部９は、ソレノイド駆動制御部１２を介してソレノイド７の動作を制御する。

【００１４】本実施例のゲーム機械は以上のように構成されているので、図４において、ゲーム演算部９内のメモリ内に記憶されたゲーム内容すなわち仮想世界がＣＲ
Ｔ２の画面上に映像として映し出される。 このゲーム内容は種々の現象、例えばゲーム主人公に対してどのような選択肢が現れるかとか、どのような敵が現れるか等といった現象を含んでいる。

【００１５】操作者（図示せず）すなわちゲームプレイヤは、図１において、各変位部６に指を当てた状態で握り部４を片手で握り、レバー３を自らの意志に従って傾動操作することにより、ＣＲＴ２上に映し出されたゲーム主人公を動かしてゲーム世界に対して適宜の働きかけを行う。 また、プレイヤは、各変位部６のうちのいくつか又は全部を選択してそれを指で内側方向へ押し込むことができる。 この押し込み操作があると、対応する圧力センサ８に出力信号が発生し、この信号に基づいてプレイヤによるゲーム世界への何等かの働きかけを行うことができる。

【００１６】ゲーム演算部９は、ゲーム内容に従った適宜のタイミングでソレノイド駆動制御部１２（図４）に制御信号を送り、ソレノイド７のアクチュエータロッド７ａ（図３）を伸張動作させる。 アクチュエータロッド７ａが伸張動作すると、対応する変位部６が握り部４の外側方向へ移動し、この動きは握り部４を握っているプレイヤの手、特に指に伝えられる。 各変位部６の動きはゲーム内容に含まれる種々の現象に対応しているので、
その動きを感触によって体感したプレイヤは、仮想ゲーム世界内の情報を触覚的に与えられることになり、その結果、仮想ゲーム世界をＣＲＴ２のみによって視覚的に表示する場合に比べて、ゲーム世界をより一層現実的に感じ取ることができる。 例えば、ゲーム世界内において形状、状態、動作が変化する何等かの対象物をゲーム主人公が握る場合を考えるとき、各変位部６の動きによってその握っている感覚を表示するようにすれば、仮想ゲーム世界をより一層現実的に表現できる。

【００１７】なお、電磁ソレノイド７として用いることができるソレノイドとしては、アクチュエータロッド７
ａの伸張ストロークが１種類である単段ソレノイドや、
アクチュエータロッド７ａの伸張ストロークを多段階に調節できる形式の多段ソレノイド等を用いることができる。 特に、多段ソレノイドを用いれば、変位部６の動きを多様化できるので、仮想ゲーム世界をより一層多彩に表現できる。

【００１８】図５から図７は、仮想ゲーム世界内で起こる各種の現象がＣＲＴ２上に映し出された場合のいくつかの具体例を示している。

【００１９】図５に示す場面では、敵キャラクタ１４に向けて蛇１５がゲーム主人公の手１３によって投げつけられる。 この場合には、まず始めに各変位部６（図３）
を互いにタイミングをずらせて内側及び外側へ繰り返して往復移動させることによって蛇１５を握っている感触をプレイヤに与えておき、そして、蛇１５を投げるタイミングに合わせて全ての変位部６を内側へ移動させて手の力が緩む感覚を与える。 また、蛇１５が手１３から抜けてゆく映像に合わせて、各変位部６からプレイヤの手、特に指に与えられる力を下から順に解除してゆく。

【００２０】図６に示す場面では、ゲーム主人公１６が敵キャラクタ１７に向けて剣１８を投げつける。 この場合には、握り部４（図３参照）を握っているプレイヤの指の圧力変化を各圧力センサ８によって検出し、その圧力変化に基づいて各ソレノイド７の動作を制御することにより、各変位部６からプレイヤの指に加えられる力を、剣１８が手から抜け出てゆく映像に合わせて順次に解除してゆく。

【００２１】図７に示す場面では、ゲーム主人公の手１
３によって蛇１５が握られている。 この場合には、各変位部６（図３参照）を同期的且つ周期的に内側及び外側へ往復運動させることにより、蛇１５の鼓動をプレイヤの手に伝える。 また、各変位部６を波打つように順次内側及び外側へ往復運動させることにより、手の中で蛇１
５が動めく感触を与える。 また、握り部４を握っているプレイヤの指の圧力変化を各圧力センサ８によって検出し、その圧力変化に基づいて各ソレノイド７の動作を制御することにより、プレイヤの指の動きに対応して蛇１
５が動く状態を表現できる。

【００２２】上記の各場合以外に、各変位部６を適宜の順序で往復運動させることにより、鰻をつかむ状態や、
放水ホースから水が出る状態等を現実的にシミュレートできる。 また、ゲーム主人公を上昇及び下降させることを１つのゲーム要因として含むゲーム世界を考えるとき、ゲーム主人公の上昇及び下降を各変位部６の動きによって触覚的に表現できる。

【００２３】図８は、変位部６を往復運動させるための変位部駆動手段の改変例を示している。 ここに示す変位部駆動手段は、握り部４の内部に配置された蛇腹部材、
すなわちベローズ１９と、そのベローズ１９の内部に空気を供給するエアーポンプ２０とを有している。 符号２
１は、制御部、すなわちゲーム演算部９（図４）からの指令に従ってＯＮ／ＯＦＦして、空気の流れを許容及び遮断するバルブを示している。 バルブ２１及びエアーポンプ２０は握り部４の外部、特にゲーム機筐体１の内部に収納される。 ベローズ１９とエアーポンプ２０を結ぶエアー管２２は、レバー３の内部を貫通させても良いし、あるいはレバー３の外部を通しても良い。

【００２４】この実施例では、バルブ２１を適宜のタイミングでＯＮ及びＯＦＦすることによりベロース１９の内部に空気を供給したり、あるいはその供給を遮断する。 これにより、ベロース１９が空気圧力によって内側及び外側へ往復移動して、変位部６を往復運動させる。
この実施例では、変位部６に接触した状態で往復移動可能な変位部押圧部材としてベローズ１９を用い、そして変位部押圧部材を往復移動させる駆動源としてエアーポンプ２０及びバルブ２１を用いている。 軽量なベローズ１９を握り部４の内部に配設し、比較的重いエアーポンプ２０及びバルブ２１を筐体１の内部に配設することにより、レバー３の軽快な操作性が確保できる。 また、ベローズ１９の構造が極めて簡単で且つその大きさも非常に小さいので、握り部４を小型形状に形成できる。

【００２５】図９は、変位部６を往復運動させるための変位部駆動手段の別の改変例を示している。 ここに示す変位部駆動手段は、プッシュプルケーブル２３によって押圧子２４を内側及び外側へ往復移動させることにより、各変位部６を内側及び外側へ往復運動させる。 プッシュプルケーブル２３は、可撓性を備えたチューブ内にワイヤケーブルを通すことによって構成されており、そのワイヤケーブルの一端に押圧子２４が固定され、その他端に電磁ソレノイド２７の出力ロッドが接続されている。 ソレノイド２７がＯＮ／ＯＦＦすると、プッシュプルケーブル２３内のワイヤケーブルがチューブ内で移動して押圧子２４を往復移動させ、これにより、変位部６
が往復運動する。

【００２６】この実施例でも、変位部押圧部材として作用する押圧子２４及びプッシュプルケーブル２３の上側部分は握り部４の内部に配設され、駆動源として作用する電磁ソレノイド２７はゲーム機筐体１の内部に配設されている。

【００２７】以上、好ましい実施例をあげて本発明を説明したが、本発明はその実施例に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変可能である。

【００２８】例えば、本発明を適用できる装置はゲーム機械に限られず、外界景色、屋内景色等を表示装置上に表示し、プレイヤがあたかもそれらの景色の中に存在するかのような感覚を与えることを目的とする、いわゆるバーチャルリアリティ装置にも適用できる。 この場合には、外界景色、屋内景色等が仮想世界と想定される。

【００２９】また、表示装置に関しては、図１に示すような、プレイヤから離れた位置に配置されるＣＲＴディスプレイ以外に、プレイヤが被ることのできるヘルメットに小型のディスプレイ装置を内蔵しておいて、プレイヤがそのヘルメットを被ったときにプレイヤの目の直前にそのディスプレイ装置がセットされるような構造を採用できる。

【００３０】図１の実施例では、レバー３がゲーム機械のための入力装置として用いられる場合を想定したので、そのレバー３が逆円錐領域Ｑ内で自由に傾動操作できるものとした。 しかしながら、ＣＲＴ２上に映し出される映像との関係においてそのようなレバー３の傾動操作が必要ないときには、レバー３を単に筐体１に傾動不能に固着することもできる。

【００３１】変位部６の数及び配置位置は、図２に示す数及び配置位置に限られない。 例えば、１個でも良いし、６個以上であっても良い。 また、図２に示す場合は、握り部４を側面方向から握った場合に各指が当たる位置に変位部６を設けたが、それとは別に、握り部４を上方から握った場合に各指が当たる位置に変位部６を設けることもできる。

【００３２】図３に示す場合は、変位部駆動手段として電磁ソレノイドを用いたが、これ以外にも他の任意の手段、例えば空気圧によって作動する空圧シリンダ、油圧によって作動する油圧シリンダ等を用いることができる。

【００３３】

【発明の効果】請求項１記載の仮想世界表現装置及び請求項６記載のゲーム機械によれば、握るという手の自然な状態において、握り部から伝わってくる感触によって仮想世界内の現象を知ることができるので、仮想世界内の情報を多く与えることができ、仮想世界の表現が豊かになる。 また、仮想世界内で形状、状態、動作が変化する何等かの対象物を握っている様子を変位部の動きによって表すようにすれば、仮想世界がより現実的に表現できる。

【００３４】請求項２記載の仮想世界表現装置によれば、仮想世界内で起こる現象を手の指１本１本に伝えることができるので、仮想世界がより一層現実的に表現できる。

【００３５】請求項３記載の仮想世界表現装置によれば、変位部の移動ストロークに変化を持たせることができるので、仮想世界がより一層現実的に表現できる。

【００３６】請求項４記載の仮想世界表現装置によれば、握り部の内部に駆動源を設ける必要がなくなるので、握り部を小型形状に形成できる。

【００３７】請求項５記載の仮想世界表現装置及び請求項９記載のゲーム機械によれば、握り部を握る力の変化に対応させて手のひらに伝える変位部の動きを制御できるので、仮想世界がより一層現実的に表現できる。

【００３８】請求項７記載及び請求項８記載のゲーム機械によれば、握り部を小型形状に形成できると共に、ゲーム操作レバーを軽快に操作できる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る仮想世界表現装置の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の要部、特に握り部を示す側面図である。

【図３】図２に示す握り部の断面図である。

【図４】図１に示す仮想世界表現装置に用いられる電気制御系の一例を示すブロック図である。

【図５】仮想世界の一例をＣＲＴ上に映像として映し出した状態を示す図である。

【図６】仮想世界の他の一例をＣＲＴ上に映像として映し出した状態を示す図である。

【図７】仮想世界のさらに他の一例をＣＲＴ上に映像として映し出した状態を示す図である。

【図８】変位部駆動手段の他の実施例を示す側面図である。

【図９】変位部駆動手段のさらに他の実施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ ＣＲＴ（表示装置） ３ レバー ４ 握り部 ５ 握り用パッド ６ 変位部 ７ 電磁ソレノイド（変位部駆動手段） ７ａ アクチュエータロッド ８ 圧力センサ（入力手段） １９ ベローズ（変位部駆動手段） ２０ エアポンプ（変位部駆動手段） ２３ プッシュプルケーブル（変位部駆動手段） ２４ 押圧子（変位部駆動手段） ２７ 電磁ソレノイド（変位部駆動手段）