JP2010509650A - 運動信号を制御するための音声インタフェース - Google Patents

Abstract

娯楽運動デバイスの制御の技術を提供する。本発明は、ＵＳＢ音声クラスコンピュータ周辺機器を使用する運動プラットフォームとのコンピュータのインタフェース接続に関する。コンピュータ周辺機器は、ＵＳＢ仕様に従ってデジタル音声フォーマット信号を受け取り、４個までの運動プラットフォームに運動信号に供給する。コンピュータ周辺機器は、ＵＳＢ音声クラス周辺機器であるから、映画又はビデオゲームと同期して運動を再生するのにデバイス特定のドライバは不要である。コンピュータのオペレーティングシステムに含まれる汎用音声ドライバが有利に使用され、コンピュータ周辺機器は、「ウィンドウズ ２０００」、「ウィンドウズ ＸＯ」、又は「Ｍａｃ ＯＳＸ」のようなそのような汎用音声ドライバを含むあらゆるオペレーティングシステムと共に交互に使用することができる。コンピュータ周辺機器は、コンピュータによってＵＳＢサウンドカードとして見られる。
【選択図】図２

Description

関連出願への相互参照
本出願は、２００６年１０月２６日出願の米国特許仮出願第６０／８５４、４４８号に対する優先権を請求するものである。

本発明は、娯楽運動デバイスに関し、より具体的には、娯楽運動デバイスの制御に関する。

娯楽のための映画又はビデオゲームと同期した運動（あるいは「動き」）をユーザに提供することが望ましい。このような運動は、ユーザ体験を強化するものである。

知覚される運動効果を最大にするために、運動データは、同じコンピュータプラットフォームの音声インタフェース及び映像インタフェースを通して同じく送出されている音声番組及び／又は映像番組と同期して運動プラットフォームに送出すべきである。運動効果の持続時間が長い時、運動ストリームの送出速度は、調節又は固定して音声ストリーム及び／又は映像ストリームの送出速度を正確に適合させなければならない。

更に、例えば、運動をリアルタイムで合成することができる一部の用途では（例えば、ゲーム用途）、運動プラットフォームへの運動データ送出の待ち時間を最小にすることが望ましい。

コンピュータプラットフォーム又はゲームコンソールによる運動送出に向けて設計された従来のコンピュータ周辺機器は、カスタムハードウエア及びカスタムソフトウエア要素（ドライバ及びＡＰＩ）に依存するものであった。それらは、ソフトウエア開発者（例えばゲーム開発者）には使いづらいものであり、その理由は、これらの開発者は、これらのカスタムソフトウエア要素及びその基礎となる運動技術に対して精通していなければならなかったからである。これらの周辺機器は、コンピュータプラットフォーム間で移植し難いものであり、その理由は、複雑なドライバ及びＡＰＩを新しいコンピュータプラットフォーム毎に設計し直さなければならないからである。このようなドライバ及びＡＰＩの開発を専門とするソフトウエア開発者は、コンピュータ周辺機器の複雑なハードウエア及び根底にある運動技術に対しても精通していなければならなかった。

更に、従来の運動インタフェースは、開発者に優しい方法で運動ストリームの送出速度を正確に調節するという問題に対処するものではなかった。一部のプラットフォームに対しては、速度調節は、少ない待ち時間に対する必要性と両立しにくいものであった。

「ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）」は、様々なデバイス及びコンピュータ周辺機器とインタフェースで接続するコンピュータのためのシリアルバス規格である。ＵＳＢは、マウスデバイス、キーボード、デジタルカメラ、プリンタ、外部記憶装置、サウンドカードなどのようなコンピュータ周辺機器のためのユーザに分かりやすいインタフェースを提供する。「ＵＳＢ実施者フォーラム（ＵＳＢ」は、ＵＳＢサウンドカードのような汎用ＵＳＢ音声クラスデバイスに対する仕様を有利に提供し、それによって多くのコンピュータプラットフォーム上での汎用音声ドライバの開発を奨励し、異なる製造業者からのＵＳＢサウンドデバイスの制御を可能にしている。運動プラットフォームコントローラとのインタフェース接続に関しては、現在、このようなＵＳＢ仕様はない。

更に、「ＵＳＢ音声クラス」仕様は、デジタル音声インタフェース接続における低い再生待ち時間及び送出調節速度という問題に対して、これらの問題がコンピュータ音声の分野と密接な関係があるという理由で適切かつ本質的に対処している。その結果、これらの２つの問題の解決法は、汎用又はカスタム音声ドライバ及びＡＰＩ内に内蔵されている。

米国特許仮出願第６０／８５４、４４８号

本発明は、ＵＳＢ音声クラスコンピュータ周辺機器を使用する運動プラットフォームとのコンピュータのインタフェース接続に関する。コンピュータ周辺機器は、ＵＳＢ仕様に従ってデジタル音声フォーマット信号を受け取り、複数の運動プラットフォームに同時に運動信号に供給する。周辺機器は、適切な通信及び制御プロトコルを使用して最小のコンピュータ介入で各運動プラットフォームを局所的に管理する。

周辺機器は、ＵＳＢ音声クラス周辺機器であるから、汎用ドライバは、多くの場合に、オペレーティングシステムの製造業者によって特定のコンピュータプラットフォームに向けて準備され、これは、ＵＳＢ音声クラス周辺機器の製造業者に有利である。所定のコンピュータプラットフォームに向けて準備された汎用ドライバがない時、カスタムドライバを開発するタスクは、ＵＳＢ音声クラスデバイスがソフトウエア開発環境において共通かつ公知のデバイスであるという事実によって容易になる。

ユーザモードアプリケーション（例えば、音声／映像再生又はビデオゲーム）のレベルでのソフトウエア開発者による運動機能性の実施は、大部分のソフトウエア開発者がオペレーティングシステムの製造業者により準備されることが多い汎用音声ＡＰＩに既に精通しているという事実によって容易にされる。例えば、「ウィンドウズ」上では、汎用音声ＡＰＩは、「Ｗａｖｅ ＡＰＩ」及び「ＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄ ＡＰＩ」を含む。多くの既存のソフトウエアモジュール及び更には時として完全なアプリケーションは、修正なしで使用して提案するインタフェースを用いて運動を再生し、それによって運動の実施に関連するソフトウエア開発過程を大幅に簡素化することができる。

コンピュータ周辺機器は、プラットフォームにより、典型的なＵＳＢサウンドカードとして見られる。そのパラメータの大部分は、コンピュータプラットフォームの音声構成ユーザインタフェースが存在する時にはそれを通じて調節可能である。それは、プラットフォームにより提供される音声ＡＰＩのいずれによってもアクセス可能である。殆どの場合、それは、既存のサウンドアプリケーションによりアクセス可能である。これが制限されるのは、アプリケーション機能だけによる。

一態様により、汎用音声ドライバを有するコンピュータに接続され、かつコンピュータを使用して運動プラットフォームを制御するためにデジタル音声フォーマット信号から運動信号に供給するための音声クラスコンピュータ周辺機器を提供する。コンピュータ周辺機器は、コンピュータインタフェース及び運動プラットフォームインタフェースを含む。コンピュータインタフェースは、汎用音声ドライバを使用して供給される、運動サンプルを含むデジタル音声フォーマット信号を受け取り、かつ運動サンプルをデジタル音声フォーマット信号から抽出するためのものである。運動プラットフォームインタフェースは、運動プラットフォームの動きを制御するための運動信号を運動サンプルから生成し、それによって運動プラットフォームを制御するためのものである。

別の態様により、運動プラットフォームを制御するために、運動サンプルを含み、かつ汎用音声ドライバを有するコンピュータにより供給されたデジタル音声フォーマット信号から運動信号を供給する方法を提供する。汎用音声ドライバを使用して生成され、かつ運動サンプルのストリームを含むデジタル音声フォーマット信号を受け取る。デジタル音声フォーマット信号から運動サンプルのストリームを抽出する。次に、運動サンプルのストリームを使用して運動プラットフォームの動きを制御するようになった運動信号を出力する。

別の態様により、汎用音声ドライバを有するコンピュータを使用して運動プラットフォームを制御する方法を提供する。運動プラットフォームにより行われる動きを表す運動サンプルが準備される。汎用音声ドライバを使用して、運動サンプルを含むデジタル音声フォーマット信号が準備される。運動サンプルから、かつデジタル音声フォーマット信号を使用して、運動プラットフォームを制御するための運動信号を出力する。

別の態様により、運動サンプルを供給するための運動サンプル源と、運動サンプルを受け取り、かつ運動サンプルを含むデジタル音声フォーマット信号を生成するための汎用音声ドライバと、運動サンプルから、かつデジタル音声フォーマット信号を使用して、運動プラットフォームを制御する運動信号を生成するためのインタフェースとを含む、運動プラットフォームを制御するためのコンピュータシステムを提供する。

別の態様により、運動プラットフォームを制御する際に使用される音声フォーマット運動信号に供給する方法を提供する。運動プラットフォームにより行われる動きを表す運動サンプルのストリームが準備される。運動サンプルのストリームは、ＵＳＢ音声クラスフォーマット仕様に従って音声フォーマット運動信号にフォーマット設定される。音声フォーマット運動信号を出力する。

本明細書を通じて運動プラットフォームによって生成される動きとは、運動成分（低振動数）を含むことを意味し、振動成分（高振動数）を含む場合もあることに注意されたい。

添付図面を通じて、同様の特徴は、同様の参照番号により特定されることに注意されたい。

音声／映像ストリームと同期した運動をユーザに供給する運動プラットフォームの例示的な使用を示す概略図である。 デジタル音声フォーマット信号から運動信号に供給することによってコンピュータと運動プラットフォームの間をインタフェースで接続する例示的なコンピュータ周辺機器の主要な構成要素を示すブロック図である。 コンピュータ周辺機器がＵＳＢ音声クラス周辺機器であり、かつコンピュータがＵＳＢ音声信号を供給するコンピュータと運動プラットフォームの間をインタフェースで接続する例示的なコンピュータ周辺機器を示すブロック図である。 例示的な音声構成ユーザインタフェースを示す画像を示す図である。 図４の音声構成ユーザインタフェースの詳細制御を示す画像を示す図である。 低音ブーストフィルタを示すグラフである。 低域通過エイリアシング防止フィルタを示すグラフである。

図１は、ユーザＡに映像／音声映像番組又はビデオゲームなどと同期した運動を供給する運動プラットフォームの使用を示している。インタフェース接続デバイス１００は、運動プラットフォーム１１４上で運動を再生することができる音声クラスＵＳＢ周辺機器である。インタフェース接続デバイス１００は、実際に４個までの運動プラットフォームを管理することができる。特定のドライバが大部分のコンピュータ及びオペレーティングシステム上で運動を再生する必要はない。代替的に、接続先のコンピュータ１１０の汎用ＵＳＢ音声ドライバを使用する。汎用音声ドライバをもたらすプラットフォームの例には、「ウィンドウズ ２０００」、「ウィンドウズ ＸＰ」、又は「Ｍａｃ ＯＳＸ」がある。

インタフェース接続デバイス１００は、プラットフォームにより汎用ＵＳＢサウンドカードとして見られる。パラメータの大部分は、コンピュータプラットフォームの音声構成ユーザインタフェースが存在する時にそれを通じて調節可能である。コンピュータ周辺機器には、プラットフォームにより提供される音声ＡＰＩのいずれによってもアクセス可能である。ウィンドウズ上では、これらは、「Ｗａｖｅ ＡＰＩ」及び「ＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄ ＡＰＩ」を含む。

ユーザＡは、コンピュータ１１０、典型的にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を使用して映画を見るか又はビデオゲームを再生する。従って、映像は、ビデオモニタ１１１で表示されおり、かつ音響効果は、スピーカ１１２によって生成される。また、コンピュータ１１０は、運動プラットフォーム１１４を使用してユーザＡに供給される運動を表す映像表示及び音再生と同期した運動サンプルのストリームを供給する。運動サンプルのストリームは、デジタル音声フォーマット信号として出力される。インタフェース接続デバイス１００は、あらゆるインタフェース規格を用いてコンピュータ１１０に接続される。１つの適切な規格は、ＵＳＢ規格であり、従って、インタフェース接続デバイス１００は、コンピュータの外部にあるＵＳＢ音声クラス周辺機器である。代替的に、インタフェース接続デバイス１００は、「周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）」規格を用いてコンピュータと通信する拡張カードとして供給することができる。

インタフェース接続デバイス１００は、運動プラットフォーム１１４とインタフェースで接続するコンピュータ１１０のためのコンピュータ周辺機器である。インタフェース接続デバイス１００は、音声フォーマット信号におけるチャンネルとして供給された運動サンプルのストリーム含む音声フォーマット信号を受け取って、運動プラットフォーム１１４の動きを制御する運動信号を準備する。インタフェース接続デバイス１００は、様々な形式の運動プラットフォーム１１４に適応された運動信号を供給することができる。１つの可能な運動プラットフォーム１１４は、動きを椅子に与える４つの運動アクチュエータ１１６を含み、各運動アクチュエータは、椅子の４ヵ所のコーナの１つ（すなわち、各々の脚）の下に位置する。与えられる運動は、上下動、ロール運動、ピッチ運動、及びそのあらゆる組合せを含む。全ての列挙した運動をサポートするために、音声フォーマット信号は、少なくとも３つのチャンネルを含み、各チャンネルは、ユーザＡに供給されるそれぞれの運動を表す運動サンプルの１つのストリームを有する。

代替的に、別の運動プラットフォーム１１４は、１つの運動アクチュエータ１１６を含むことができる。１つのアクチュエータのみが使用される時、与えられる運動は、上下動、ロール運動、又はピッチ運動のうちの１つに限定される。別の適切な運動プラットフォームは、２つの後部アクチュエータ及び前部中央スイベルを含む。

以下でより詳細に説明するように、インタフェース接続デバイス１００は、運動プラットフォーム１１４によりサポートされていない運動を排除することによって、又はチャンネルで供給されないアクチュエータ位置を外挿することによって、接続した運動プラットフォーム１１４によりサポートものよりも多いか又は少ないチャンネルを含む音声フォーマット信号に適応させることができる。

ユーザに供給される運動は、例えば、映画又はビデオゲームが無音状態である場合、音響効果とは独立に映像とだけ同期させることができる。

図２は、デジタル音声フォーマット信号から運動信号を供給することによってコンピュータ１１０と運動プラットフォーム１１４間をインタフェース接続するインタフェース接続デバイス１００の主要な構成要素を示している。インタフェース接続デバイス１００は、コンピュータインタフェース１２８及び運動プラットフォームインタフェース１３０を含む。コンピュータインタフェース１２８は、コンピュータにより供給されたデジタル音声フォーマット信号を受け取る。デジタル音声フォーマット信号は、各々が運動サンプルのストリームを有するチャンネルを有する。最も簡単な形態のインタフェース接続デバイス１００においては、各チャンネルは、運動プラットフォーム１１４の１つの運動アクチュエータに対応し、運動サンプルの各ストリームは、１つのアクチュエータを制御するアクチュエータサンプルのストリームに対応する。コンピュータインタフェース１２８は、デジタル音声フォーマット信号から運動サンプルのストリームを抽出する。

運動プラットフォームインタフェース１３０は、運動サンプルの抽出されたストリームから運動信号を生成する。運動信号は、運動プラットフォーム１１４の動きを制御する運動プラットフォーム１１４に供給される。運動信号は、運動プラットフォーム１１４の各アクチュエータに対するアクチュエータサンプルのストリームを含む。

図３は、別の態様によりコンピュータ２１２を４つまでの運動プラットフォーム２１４にインタフェース接続するインタフェース接続デバイス２１０を示している。インタフェース接続デバイス２１０は、コンピュータ２１２により、ＵＳＢ音声クラス周辺機器及びコンピュータ２１２、典型的にはＰＣとして見られ、４つまでの運動プラットフォーム２１４を制御する運動信号を相応に生成するインタフェース接続デバイス２１０にＵＳＢ音声信号を供給する。ＵＳＢ音声信号は、任意的に、ドルビー規格又はＤＴ規格のようなあらゆる適切な圧縮規格に従ってフォーマット設定することができる。

この実施形態では、運動信号は、動きを行う各運動プラットフォームに対して同じものである。この実施形態では、各運動プラットフォーム２１４は、４つの運動アクチュエータを有するが、代替運動プラットフォームにおいては、使用する運動アクチュエータ数を加減することができることを認めるべきである。本明細書で以下に説明するように、ＵＳＢ音声信号は、各々が運動サンプルのストリームを含む２〜４個のチャンネルを有し、コンピュータ２１２は、処理の方法で差異を成すことなく、運動サンプルのストリームを音声サンプルのストリームの典型的なチャンネルと見なす。別の実施形態では、複数のプラットフォームは、ＵＳＢ音声信号が制御される各プラットフォームに対して１群のチャンネルを含む場合は各々異なる運動を行うことができる。

コンピュータ２１２は、「ウィンドウズ ２０００」、「ウィンドウズ ＸＰ」、「Ｍａｃ ＯＳＸ」、又はあらゆるサウンドデバイス、汎用音声ＡＰＩ２１８、及びＵＳＢドライバ２２２とインタフェースで接続する汎用音声ドライバ２２０を有するあらゆるオペレーティングシステムなどのオペレーティングシステム２１６を含む。音声ドライバ２２０によって生成された音声信号は、ＵＳＢ仕様に従ってＵＳＢドライバ２２２を使用するコンピュータにより制御されるホストＵＳＢコントローラ２２４を通じてインタフェース接続デバイス２１０に供給される。

運動サンプルのストリームは、マルチメディア体験のための同期した映像表示、音響効果、及び運動シーケンスをもたらす予め録画された映像、ビデオゲーム、又はあらゆる他のアプリケーションを再生するメディアプレーヤのようなユーザモードアプリケーション２２６により供給される。例えば、映像トラック、サウンドトラック、及び運動トラックは、全て、記録済みファイルとして供給することができる。映像トラックは、映像モニタ上で再生され、サウンドトラックは、当業技術で公知のスピーカ上で再生される。運動トラックは、インタフェース接続デバイス２１０を使用して再生される第２のサウンドトラックと見なされる。

ビデオゲームの場合、映像トラック、サウンドトラック、及び運動トラックは、ユーザ入力及びゲーム内のイベントの関数としてビデオゲームアプリケーションにより提供される。

ユーザモードアプリケーション２２６は、オペレーティングシステム２１６で提供された汎用音声ＡＰＩ２１８を使用して、まるで音声サンプルのストリームであるかのように運動サンプルの読まれたか又は生成されたストリームを再生する。換言すれば、コンピュータ２１２は、ＵＳＢ仕様に従って運動サンプルを含むＵＳＢ音声信号を提供する。ＵＳＢ音声信号は、以下に説明するような運動プラットフォーム２１４を使用して対応する運動を生成するようにインタフェース接続デバイス２１０により復号された運動サンプルの２〜４個のストリームを含む。

運動プラットフォーム２１４に関連する全ての機能性を汎用音声ドライバ２２０及び汎用音声ＡＰＩ２１６によりサポートすることができるというわけではない。サポートされていない機能は、運動プラットフォーム及び故障管理モニタリングに関連する機能とすることができる。従って、汎用音声ドライバ、すなわち、ミニドライバ２３４、及び／又は汎用ＡＰＩの拡張をもたらして一般的なオーディオ機能性を拡張することができる。

インタフェース接続デバイス２１０は、コンピュータインタフェース、すなわち、ＵＳＢ規格に従ってＵＳＢ音声信号を受け取るデバイスＵＳＢコントローラ２２８と、運動プラットフォーム２１４の各アクチュエータを制御するアクチュエータサンプルのストリームを含む運動信号を生成する運動プラットフォームインタフェース２３０とを含む。信号スプリッタ（図示せず）は、４つの運動プラットフォーム２１４の各々に供給する運動信号を分割する。インタフェース接続デバイス２１０は、各運動プラットフォームに制御指令に供給し、かつ各運動プラットフォーム２１４から受け取ったアクチュエータフィードバックに従って運動プラットフォーム２１４をモニタ及び管理する管理ユニットも含む。デバイスＵＳＢコントローラ２２８は、ＵＳＢ音声信号から運動サンプルのストリームを含むチャンネルを抽出して運動プラットフォームインタフェース２３０に通信する。運動プラットフォームインタフェース２３０は、運動プラットフォーム２１４の各アクチュエータを制御するアクチュエータサンプルの４つのストリームをもたらすために運動サンプルのチャンネルをミキシングするミキシングモジュール２３２を含む。

本明細書で以下に説明するように、各チャンネルは、１つの運動アクチュエータに対応することができるわけではない。ミキシングモジュールは、ＵＳＢ音声信号のチャンネルと各運動プラットフォーム２１４の４つのアクチュエータとの間で様々なマッピングを提供する。このようなマッピングの１つは、各チャンネルが運動プラットフォーム２１４の１つのアクチュエータ（後部右、後部左、前部右、及び前部左）に対応する直接マッピングである。別のマッピングにおいては、それぞれ、上下動、ピッチ、及びロールに対応する３つのチャンネルが受信される。ミキシングモジュール２３２は、チャンネルをミキシングして、受け取った上下動、ピッチ、及びロール運動サンプルをアクチュエータ位置に変換する。ミキシング機能は、ＵＳＢ音声クラス仕様によって定められるような上／下ミキシングユニットにより実施される。以下でより詳細に説明するように、チャンネルの結合は、アクチュエータの数に対応する数のアクチュエータサンプルのストリームに変換される他のマッピング方法を提供する。ミキシング機能は、ミキシング制御信号を使用して制御される。

運動プラットフォームインタフェース２３０も、同じく以下に説明するような低音ブースト、音量、及び弱音機能性のような一部の特徴機能をアクチュエータサンプルのストリームに適用するミキシングユニットにより出力されたアクチュエータサンプルのストリームを受け取る機能ユニット２３８を含む。これらの機能は、特徴制御信号に従って制御される。

各運動プラットフォーム２１４は、モニタリング及び管理目的のために管理ユニット２３６に運動プラットフォームインタフェース２３０を通じてフィードバック信号を戻す。運動プラットフォーム２１４は、大部分はインタフェースユニット２１０で管理されるが、フィードバックデータは、例えば、故障モニタリングのためにコンピュータ２１２にも戻される。

ＵＳＢ音声信号を受け取って運動サンプルのストリームを抽出することに加えて、デバイスＵＳＢコントローラ２２８は、コンピュータ２１２から構成制御（ミキシング制御及び特徴制御など）を受け取り、また、汎用音声ドライバ２２０及びＵＳＢプロトコルを使用するコンピュータ２１２にアクチュエータの故障フラグ又はバイタルサインなどのフィードバックデータを通信する。フィードバック情報の一部は、オペレーティングシステム２１６の汎用音声インフラストラクチャーにより具体的にサポートすることはできず、カスタムドライバ又はミニドライバ２３４により管理する必要があると考えられる。

インタフェース接続デバイス２１０は、コンピュータ２１２により典型的なサウンドカードとして見られるので、パラメータの大部分は、オペレーティングシステムの汎用音声構成ユーザインタフェースが存在する時にそれを通じて調節可能である。パラメータは、オペレーティングシステム２１６により提供される音声ＡＰＩのいずれを通じてもアクセス可能である。

図４は、音声スピーカの音量を調節するのに使用することができる「ウィンドウズ（登録商標）」の汎用音声構成ユーザインタフェースを示している。同じ音声構成ユーザインタフェースは、運動プラットフォーム２１４により供給された運動の振幅を調節するために、実施形態に従ってユーザＡによって使用される。運動プラットフォームは、汎用音声ドライバ２２０によって定められて弱音チェックボックスを使用してアクセス可能である弱音機能性を手動で使用して待機させることができる。

図５は、低音部／高音部設定を調節し、機能ユニット２３８により適用される低音ブーストフィルタを選択するのに使用される汎用音声構成ユーザインタフェースの詳細制御を示している。運動プラットフォーム用途においては、運動プラットフォームによって生成される運動は、運動成分（低振動数）及び振動成分（高振動数）を含む。低音部／高音部設定により、それぞれ、運動プラットフォームによって生成される運動の相対的重要度及び運動の振動が調節される。低音部／高音部設定により、運動サンプルのストリームに適用される低音部周波数フィルタ及び高音部周波数フィルタのフィルタリングパラメータが調節される。

インタフェース接続デバイス２１０は、ユーザ介入なしで１〜４個の運動プラットフォーム２１４を自動的に制御する。インタフェース接続デバイス２１０が運動プラットフォーム２１４を管理する時、プラットフォームは、通常はデフォルトにより待機状態にある。運動プラットフォーム２１４は、運動が再生されている時にのみ、そのアクティブトラヒック状態に置かれる。エネルギ節約のために、インタフェース接続デバイス２１０は、予め設定された時間の長さ（例えば、１０分）にわたって運動が再生されない時に、待機状態に運動プラットフォームを自動的に設定する。インタフェース接続デバイス２１０は、弱音制御が設定されている場合（以下で説明する弱音設定を参照されたい）、運動プラットフォーム２１４アクティブトラヒック状態に設定しない。

フィードバック信号を使用してインタフェース接続デバイス２１０に運動プラットフォーム２１４により通信される時にプラットフォームに故障が発生すると常に、インタフェース接続デバイス２１０は、運動プラットフォーム２１４を待機状態に自動的に設定する。インタフェース接続デバイス２１０は、その後故障を取り除いて連続３回運動を再開しようとする。再起動時の３回の試みの後、故障がそれでも検出された場合、運動プラットフォーム２１４は待機状態に保たれ、かつ故障が表示される。故障は、弱音制御を作動させて非アクティブ化することによって取り除くことができる。

弱音制御が作動すると常に、全てのプラットフォームが待機状態になる。弱音制御が非アクティブ化された時、プラットフォームは、運動が再生されている場合にのみアクティブトラヒック状態に設定される。

本明細書で上述したように、ミキシングモジュール２３２は、ＵＳＢ音声信号のチャンネルと各運動プラットフォーム２１４の４つのアクチュエータとの間で様々なマッピングを提供する。ミキシング無効設定においては、直接マッピングが行われ、すなわち、各チャンネルは、運動プラットフォーム２１４の４つのアクチュエータ（前部左、前部右、後部左、及び後部右）のうちの１つに対応する。各チャンネルの運動サンプルのストリームは、音量を調節するスケーリング変換又は低音部／高音部調節及びエイリアシング防止フィルタリングのような他の周波数フィルタリング変換を除いていかなる変換もなく、対応するアクチュエータに直接に送られ、周波数フィルタリングは、スケーリング変換と見なされる。

運動プラットフォーム２１４の４つのアクチュエータの各々は、運動プラットフォーム２１４の４つの同一平面上角のうちの１つ、例えば、椅子の４つの脚部の各々の下のコーナに位置し、かつサポートされるプラットフォームとの４つのアクチュエータの接触部の位置は、同一平面上であるべきであることに注意されたい。接点の位置が同一平面上ではない場合、運動プラットフォーム２１４は、捩れるか又はサポートが不適切である（１つ又は２つのアクチュエータが運動プラットフォームをサポートしていない）。従って、このモードにおいては、ＵＳＢ音声信号を供給する前に、共平面性が得られるようにソフトウエアの上流側で４つのアクチュエータ位置の組を検査すべきである。

ミキシング機能は、ＵＳＢ音声クラス仕様によって定められるような上／下ミキシングユニットにより実施される。ミキシング有効化設定は、３つのミキシングモード、すなわち、２チャンネルモード、３チャンネルモード、及び４チャンネルモードを含む。

２チャンネルモードにおいては、第１のチャンネルは、後部左アクチュエータに対応し、第２のチャンネルは、後部右アクチュエータに対応する。ミキシングモジュール２３２は、前部中央スイベルを模擬して４つのアクチュエータの共平面性を保証することにより、前部右及び前部左のアクチュエータに関するアクチュエータサンプルを供給する。両チャンネルは、運動プラットフォーム２１４のアクチュエータを飽和させる危険性なく、−３２７６７〜＋３２７６７のダイナミックレンジを有する。２チャンネルモードにおいては、他の２つのチャンネルは、ＵＳＢストリーム内に存在する場合は無視される。

３チャンネルモードにおいては、それぞれ、上下動、ピッチ、及びロールに対応する３つのチャンネルが受信される。ミキシングモジュール２３２は、チャンネルをミキシングして、受け取った上下動、ピッチ、及びロール運動サンプルをアクチュエータ位置に変換すると同時に４つのアクチュエータの共平面性を保証する。

ロールチャンネルの−３２７６７〜＋３２７６７の全ダイナミックレンジにより、全ロール角度範囲がもたらされる。正値は、左にローリングする。ピッチチャンネルの−３２７６７〜＋３２７６７の全ダイナミックレンジにより、全ピッチ角度範囲がもたらされる。正値は、上方にピッチする。上下動チャンネルの−３２７６７〜＋３２７６７の全ダイナミックレンジにより、全垂直移動範囲がもたらされる。正値により、運動プラットフォームが上昇する。それは、最も簡単で最も直観的な代替設定であるが、値の一部の結合により１つ又はそれよりも多くのアクチュエータの飽和が発生する可能性があるので注意すべきである。例えば、完全な上下動及び完全なピッチ運動の組合せは、前部アクチュエータに飽和が発生するであろう。第４のチャンネルは、ＵＳＢストリーム内に存在する場合は無視される。

４チャンネルモードにおいては、各チャンネルは、４つのアクチュエータ、すなわち、前部左、前部右、後部左、及び後部右のうちの１つに対応する。たとえあたかも各アクチュエータが独立して制御可能であるように見えたとしても、線形変換を適用して４から３に自由度を低減すると共に、４つのアクチュエータの位置の共平面性を保証する。同一平面内にある位置は修正されない。プラットフォームの捩れを発生させるような位置は、共平面性を保証する最も近い設置可能な位置に変換される。これは、運動プラットフォームベクトルの「プラットフォーム捩れ」成分をゼロに投影することによって得られる。同一平面にある位置（捩れ成分がない位置）が修正されないので、アクチュエータの飽和の危険性がない。しかし、ゼロ以外の捩れ成分を有する構成要素に対しては、変換により範囲の縁部の位置に対して飽和を作り出す場合がある。

図６に示すように、機能ユニット２３８は、較正済み低域通過低音ブーストフィルタをアクチュエータサンプルのストリームに適用する低音ブースト機能を有する。アクチュエータの伝達関数は、一般的に０〜１００Ｈｚの位置で平坦であり、それによって以下の問題が発生する。高振動数、すなわち、１０〜１００Ｈｚの間では、全振幅波には、アクチュエータからの大きな加速度が必要である。実際には、アクチュエータは、重力の加速度（±１ｇ）よりも小さい加速度に限定され、このような全振幅運動プロフィール（より大きな加速を必要とする）により歪みが発生する。高振動数では、任意の周波数信号の振動強度の影響は、位置よりも加速度との関係の方が遥かに大きい。従って、１０〜１００Ｈｚの強度の一定の影響を取得するためには、周波数とは独立に、周波数が増大する時に漸進的に運動振幅を下降させることが必要である。

低音ブーストフィルタは、アクチュエータ応答を飽和させることになる重力の加速度（１ｇ）による加速度を超える加速度を備えた運動がアクチュエータに印加されないことを保証するために、利得及びスペクトル形状を較正する。更に、ユーザにより知覚される力の影響が振幅及び周波数の結合ではなく信号振幅だけに関係があるようにアクチュエータサンプルをスケーリングする。それによって運動サンプルの設計又はリアルタイムの合成が簡素化される。この較正済みのフィルタは、ＵＳＢ「音声クラス」仕様で定められるような低音ブースト機能ユニット使用して選択する。それは、運動設計者が周波数に関係なく強度の特定の影響に対して特定の振幅を使用することを可能にすることで運動設計者の仕事を容易にする。

低音ブーストフィルタは、デフォルトにより適用される。この機能は、例えば、典型的な音声構成ユーザインタフェースの詳細制御における「低音ブースト」制御の選択を解除することによって無効にすることができる。低音ブースト機能を無効にすると、０〜１００Ｈｚの位置の周波数応答が平坦なものになる。

更に、運動がアクチュエータのゼロ点で開始又は停止されない時に発生する可能性がある大きな不連続性を回避するために、運動が開始された時、フェードイン機能がミキシングモジュール２３２により適用され、運動が停止された時にフェードアウト機能が適用される。フェードイン機能は、運動の開始時に数分の１秒でゼロから選択した音量まで漸進的に再生音量を増大させるものである。フェードインのために、最初の数百ミリ秒の運動に存在する運動信号を隠すことができる。フェードアウト機能は、数百ミリ秒で選択した音量からゼロに漸進的に再生音量を低減するものである。運動がゼロで停止されなかった場合、このフェードアウトによりアクチュエータが滑らかに零点に戻る。運動が停止した後にのみフェードアウトが適用されるので、それは、シーケンス終了時にいかなる運動信号も隠さない。

アクチュエータサンプルのストリームの整合性を保証するために、１００Ｈｚを超える全ての信号成分は、運動信号から除去されるべきである。図７に示すように、低域通過エイリアシング防止フィルタが、ミキシングモジュール２３２により全てのチャンネルに適用される。要請されたサンプリング周波数に基づいて、以下の６つのフィルタ、すなわち、４８ｋＨｚ、３２ｋＨｚ、２４ｋＨｚ、１６ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、及び８ｋＨｚが得られるように調節されたフィルタのうちの１つが使用される。サンプリング周波数がこれらのフィルタリング値のいずれかの間にある時、適用されたフィルタは、最適に調節されない。しかし、半オクターブ毎にフィルタがあるので、遮断周波数は、目標周波数から５０％を超えては外れない。フィルタは、再生遅延を最小に保つのにあまり敏感なものではない。より敏感なエイリアシング防止フィルタを取得するために、インタフェース接続デバイス２１０に送る前にソフトウエアで音声信号に事前フィルタリングを行うことが有利であると考えられる。

運動プラットフォームの固有サンプリング周波数は、４００Ｈｚである。４００Ｈｚの倍数であるサンプリング周波数の使用で、最高の結果が得られる。他の中間サンプリング周波数は可能であるが、結果として信号品質が若干低下したものになる。

異なるデータ信号接続を通じて互いに通信する個別の構成要素の群としてブロック図で示したが、好ましい実施形態は、ハードウエア及びソフトウエア構成要素の組合せにより提供することができ、一部の構成要素は、ハードウエア又はソフトウエアシステムの所定の機能又は作動により実施され、図示のデータ経路の多くは、コンピュータアプリケーション又はオペレーティングシステム内のデータ通信により実施されることが当業者により理解されるであろう。図示の構造は、従って、本発明の好ましい実施形態を教示する効率性を得るために提供したものである。

上述の本発明の実施形態は、単に例示的であることを意図している。本発明の範囲は、従って、特許請求の範囲によってのみ限定されるように意図している。

１００ インタフェース接続デバイス
１１０ コンピュータ
１１４ 運動プラットフォーム
１３０ 運動プラットフォームインタフェース

Claims (22)

1. 汎用音声ドライバを有するコンピュータに接続され、かつ該コンピュータを使用して運動プラットフォームを制御するためにデジタル音声フォーマット信号から運動信号を供給するための音声クラスコンピュータ周辺機器であって、
   運動サンプルを含み、汎用音声ドライバを使用して供給されるデジタル音声フォーマット信号を受け取り、かつ該運動サンプルを該デジタル音声フォーマット信号から抽出するためのコンピュータインタフェースと、
   運動プラットフォームの動きを制御するための運動信号を前記運動サンプルから生成し、それによって該運動プラットフォームを制御するための運動プラットフォームインタフェースと、
   を含むことを特徴とするコンピュータ周辺機器。
2. 前記コンピュータインタフェースは、更に、前記コンピュータから構成指令を受け取るよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ周辺機器。
3. 前記コンピュータインタフェースは、更に、前記汎用音声ドライバ及びカスタムドライバのうちの少なくとも一方を使用して前記コンピュータにフィードバックデータを通信するよう構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
4. 前記運動プラットフォームに制御指令に供給し、かつ該運動プラットフォームから受け取ったフィードバックに従って該運動プラットフォームを管理するための管理ユニットを更に含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
5. 前記運動プラットフォームインタフェースは、前記運動信号を複数の前記運動プラットフォームに分割するための信号スプリッタを含み、
   前記管理ユニットは、更に、前記運動プラットフォームの各々に制御指令を供給し、かつ該運動プラットフォームの各々から受け取ったフィードバックに従って該運動プラットフォームの各々を管理するためのものである、
   ことを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ周辺機器。
6. 前記運動プラットフォームは、該運動プラットフォーム上で動きを与えるための運動アクチュエータを含み、
   前記デジタル音声フォーマット信号は、各々が運動サンプルのストリームを有するチャンネルを有し、
   前記運動プラットフォームインタフェースは、前記アクチュエータの各々を制御するためのアクチュエータサンプルのストリームを前記チャンネルを使用して生成するためのミキシングモジュールを含み、前記運動信号は、該アクチュエータサンプルのストリームを含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
7. 前記ミキシングモジュールは、ミキシング無効モードを含み、
   前記チャンネルの数は、前記運動アクチュエータの数に等しく、該チャンネルの各々は、該運動アクチュエータの１つに対応し、
   前記ミキシングモジュールは、スケーリング変換のみを適用することによって前記チャンネルの各々に対応するアクチュエータサンプルのストリームを生成するためのものである、
   ことを特徴とする請求項６に記載のコンピュータ周辺機器。
8. 前記運動プラットフォームは、支持されたプラットフォームを含み、前記アクチュエータの各々は、該支持されたプラットフォームとの接点部分を含み、
   前記ミキシングモジュールは、ミキシング有効モードを含み、
   前記ミキシングモジュールは、前記接点部分の位置が同一平面上のものであるように前記運動サンプルのストリームを前記アクチュエータサンプルのストリームに変換するためのものである、
   ことを特徴とする請求項６に記載のコンピュータ周辺機器。
9. 前記ミキシングモジュールは、３チャンネルミキシング有効モードを含み、
   前記デジタル音声フォーマット信号は、上下動に対応する第１のチャンネル、ピッチ運動に対応する第２のチャンネル、及びロール運動に対応する第３のチャンネルを有する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のコンピュータ周辺機器。
10. 汎用ＵＳＢ音声ドライバを使用して前記コンピュータによってアクセスされる音声クラスＵＳＢ周辺機器であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
11. 前記コンピュータは、ユーザが音量設定及び低音部／高音部設定のうちの少なくとも一方を調節するために前記汎用音声ドライバと通信する汎用音声構成インタフェースを有し、前記デジタル音声フォーマット信号は、該音量設定及び低音部／高音部設定のうちの少なくとも一方を含み、前記コンピュータインタフェースは、更に、該音量設定及び低音部／高音部設定のうちの少なくとも一方を抽出するためのものであり、前記運動プラットフォームインタフェースは、前記アクチュエータサンプルのストリームを調節して該音量設定に従って前記運動プラットフォームの動きの振幅を調節すること、及び所定の低音部及び高音部フィルタを前記運動サンプルのストリームに適用して該アクチュエータサンプルのストリームを準備することのうちの少なくとも一方のための機能ユニットを含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
12. 前記運動プラットフォームインタフェースは、低音ブースト低域フィルタを適用するための機能ユニットを含むことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
13. 前記コンピュータは、前記汎用音声ドライバと通信して弱音制御を含む汎用音声構成インタフェースを有し、
    前記運動プラットフォームインタフェースは、前記運動プラットフォームが静止している待機状態を有する機能ユニットを含み、該待機状態は、前記弱音制御が設定された時に作動される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
14. 前記運動プラットフォームインタフェースは、前記運動プラットフォームが静止している待機状態を有する機能ユニットを含み、該待機状態は、所定の期間中にデジタル音声フォーマット信号が受信されない時に作動されることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のコンピュータ周辺機器。
15. 運動プラットフォームを制御するために、汎用音声ドライバを有するコンピュータによって供給されて運動サンプルを含むデジタル音声フォーマット信号から運動信号を準備する方法であって、
    汎用音声ドライバを使用して生成され、かつ運動サンプルのストリームを含むデジタル音声フォーマット信号を受け取る段階と、
    前記運動サンプルのストリームを前記デジタル音声フォーマット信号から抽出する段階と、
    前記運動サンプルのストリームを使用して運動プラットフォームの動きを制御するようになった運動信号を出力する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
16. 前記運動プラットフォームは、前記運動プラットフォームに動きを与えるためのアクチュエータを含み、
    前記デジタル音声フォーマット信号は、各々が運動サンプルのストリームを有するチャンネルを有し、
    方法が、前記チャンネルを使用して前記アクチュエータの各々に対するアクチュエータサンプルのストリームを生成する段階を更に含み、
    前記運動信号は、前記アクチュエータサンプルのストリームを含む、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記運動信号を出力する段階のためのＵＳＢ音声クラスコンピュータ周辺機器を前記コンピュータに接続する段階を更に含むことを特徴とする請求項１５又は請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 汎用音声ドライバを有するコンピュータを使用して運動プラットフォームを制御する方法であって、
    運動プラットフォームによって行われる動きを表す運動サンプルを準備する段階と、
    汎用音声ドライバを使用して前記運動サンプルを含むデジタル音声フォーマット信号を準備する段階と、
    前記運動サンプルから、かつ前記デジタル音声フォーマット信号を使用して、前記運動プラットフォームを制御するための運動信号を出力する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
19. 前記運動信号を出力する段階のためのＵＳＢ音声クラスコンピュータ周辺機器を前記コンピュータに接続する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記コンピュータの汎用音声構成インタフェースを使用して構成パラメータを入力する段階を更に含み、前記運動信号は、該構成パラメータに従って調節されることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の方法。
21. 運動プラットフォームを制御するためのコンピュータシステムであって、
    運動サンプルを供給するための運動サンプル源と、
    前記運動サンプルを受け取り、かつ該運動サンプルを含むデジタル音声フォーマット信号を生成するための汎用音声ドライバと、
    前記運動サンプルから、かつ前記デジタル音声フォーマット信号を使用して、運動プラットフォームを制御する運動信号を生成するためのインタフェースと、
    を含むことを特徴とするシステム。
22. 運動プラットフォームを制御するのに使用される音声フォーマット運動信号を準備する方法であって、
    運動プラットフォームによって行われる動きを表す運動サンプルのストリームを準備する段階と、
    ＵＳＢ音声クラスフォーマット仕様に従って前記運動サンプルのストリームを音声フォーマット運動信号にフォーマット設定する段階と、
    前記音声フォーマット運動信号を出力する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。

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