[发明专利]信息处理装置及信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及被构造成实现虚拟空间与观察该虚拟空间的用户之间交互的信息处理装置及该信息处理装置的信息处理方法。

背景技术

众所周之，虚拟现实系统(VR系统)指执行以下操作的系统。即，VR系统利用三维计算机图形学(CG)构造虚拟空间并在大尺寸显示器、移动装置显示器或头戴显示器(HMD)上显示虚拟空间中的图像。因此，VR系统能够使用户感觉好像虚拟空间就是现实空间。

此外，已发展了一种混合现实系统(MR系统)，用于在现实空间的图像上重叠显示使用三维CG生成的虚拟对象。MR系统使用现实空间的图像以允许用户比在传统VR系统的所提供的中更容易享受实际尺寸的感觉。在使用这种传统系统的HMD的情况下，因为根据用户的视点及用户视线(虚拟轴)的方向来显示虚拟空间，所以用户能够感受更强烈的沉浸在虚拟空间中的感觉。

与此同时，近些年来，使用三维计算机辅助设计(3D-CAD)技术设计产品的方法已成为产品设计及制造领域的主流。在这点上，作为对已使用3D-CAD设计的对象进行评估的方法，通常使用对使用3D-CAD生成并在计算机屏上作为3D-CG图像显示的数据在视觉上进行评估。

此外，通常还使用一种用于评估使用快速原型化装置制造的简化原型(简化模型)进而基于触觉评估该原型的方法。然而，在使用传统方法评估汽车或大尺寸装置的情况下，因为不能在计算机屏上获得实际尺寸的感觉所以不容易进行近似的评估。

此外，在制造简化模型的情况下，如果要制造的模型的尺寸很大，则制造花费可能变高。在这点上，传统方法允许用户评估在通过使用VR系统或MR系统以利用3D—CAD显示CG信息从而用户能够感受实际尺寸或沉浸其中的环境下的产品。

因此，用户能够通过看具有实际尺寸的虚拟对象来更直观地评估或核查产品。

在评估要设计的对象的可操作性或可组装性的情况下，不仅需要所提供的作为CG信息的视觉信息，而且需要在触摸对象时获得的触觉信息。

在进行使用模型评估要设计的产品的的情况下，用户能够实际触摸并核查该模型。然而，为了在使用VR系统或MR系统的情况下获得触觉信息，有必要使用指定的装置、设备或方法。

即，为了表达用CG信息表达的虚拟对象的感觉，需要使用执行接触检测处理以检测用户与虚拟对象的接触并且向该用户表达并提供触觉信息的设备。

表达触觉信息的设备通常称为“触觉设备”或“触觉显示器”。这种“触觉设备”或“触觉显示器”包括表达来自虚拟对象的反应的力反馈提供装置以及向用户的皮肤感觉提供刺激的皮肤感觉提供装置(触觉显示器)。

可以使用力反馈提供装置表达来自对象的反应以评估并核查要设计的产品(对象)。然而，传统的力反馈提供装置通常是大尺寸的，因而运输起来不容易。因此，在虚拟评估汽车或大尺寸装置的情况下，因为力反馈提供装置的便携性差，所以可能限制要设计的对象的可用评估范围。因此，在此情况下，对于用户直观执行需要的评估操作可能变得困难。

此外，在很大的区域上使用力反馈提供装置的情况下，因为在多数情况下只有一个着力点可用来表达对象的感觉，所以对于用户通过触觉感受用户身体整个沉浸其中的感觉是困难的。因此，甚至在能够提供实际尺寸的感觉的VR系统或MR系统中表达要设计的虚拟对象的情况下，可能限制可用于使用触觉核查的虚拟对象的范围或区域。因此，可能降低要使用实际尺寸的虚拟对象来设计的对象的评估效果。

另一方面，在使用便携性高的小尺寸皮肤感觉提供装置的情况下，能够通过在用户身体的多个部位安装小尺寸皮肤感觉提供装置来以较强烈的沉浸其中的感觉来表达触觉。

在这点上，作为高便携性皮肤感觉提供装置，专利合作条约(PCT)日文翻译专利特开2000—501033号公报公开了一种根据用户与虚拟对象的接触，经由用户戴的手套的手指部分上安装的振动马达向用户提供振动刺激的设备。

此外，日本特开2003—316493号公报公开了一种通过使用一种用于通过按压用户手指的前表面来提供刺激的装置(布置在手套的手指前表面部分)来根据用户与虚拟对象的接触向用户提供对于用户手指前表面的皮肤刺激的方法。在使用振动马达表达触觉的情况下，尽管表达来自虚拟对象的反应力量是困难的，但是能够表达虚拟对象是否一直与用户的部位接触。

此外，这种振动马达尺寸小、重量轻并且相对便宜，能够生成足够强烈的刺激以使用户识别振动。因此，传统方法通过使用在包括诸如手指或手掌的部位的用户的整个身体上安装的多个振动马达来实现具有较强沉浸其中的感觉的触觉表现。