JP6888960B2 - 振動制御システム、振動制御方法および振動制御プログラム - Google Patents
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Description
、振幅が最も大きい時間波形を示す振動データを含む方の複数の振動データをそれぞれ選択してもよい。
第1の時間波形は、弱く継続的な振動を示すものであってもよい。第2の時間波形は、強く短い振動を示すものであってもよい。
の振動データおよび第2の振動データが入力された場合に、第1の振動データが示す第1の時間波形の振幅と第2の振動データが示す第2の時間波形の振幅とに基づいて、所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択するステップと、選択された振動データに基づいて端末を振動させるステップとを含む。
まず、本実施の形態に従うゲームシステムに係る装置構成について説明する。
図1は、本実施の形態に従うゲームシステム1の使用形態の一例を示す模式図である。図1を参照して、ゲームシステム1は、処理装置100と、処理装置100と無線通信可能なコントローラ200とを含む。説明の便宜上、1つのコントローラ200が処理装置100と無線通信を行なう例を示すが、複数のコントローラ200が処理装置100と無線通信を行なうようにしてもよいし、コントローラ200に加えて、別の種類のコントローラが処理装置100と通信を行なうようにしてもよい。処理装置100とコントローラとの間の通信手段については、無線通信を採用してもよいし、有線通信を採用してもよい。さらに、専用のコントローラ200に代えて、携帯型ゲーム装置またはスマートフォンなどをコントローラとして用いるようにしてもよい。
図2は、本実施の形態のゲームシステム1に含まれる処理装置100の構成例を示す模式図である。図2を参照して、処理装置100は、一種のコンピュータであり、システムLSI(Large Scale Integration)110と、フラッシュメモリ116と、外部メモリ
118と、コントローラインターフェイス120と、同期ボタン122と、ネットワーク無線通信モジュール130と、近距離無線通信モジュール140と、ディスクドライブ150と、映像音声出力ドライバ160とを含むコンピュータである。
通信などが挙げられる。
図3は、本実施の形態のゲームシステム1に含まれるコントローラ200の構成例を示す模式図である。図3を参照して、コントローラ200は、コントローラ制御部202と、ボタン類210と、アナログスティック212L,212Rと、振動部220と、センサ類230と、近距離無線通信モジュール240とを含む。
本実施の形態に従うゲームシステム1は、ゲーム処理の進行に応じた振動による知覚刺激をユーザに対して効果的に与える機能を有している。以下、この振動による知覚刺激を与える機能について説明する。
まず、本実施の形態に従うゲームシステム1における振動波形の指定方法について説明する。各振動波形は、振動部220の振動子214(図3参照)の変位に対応した振動の時間波形(時間軸波形)を示す。振動波形を指定する方法としては、典型的に、時間領域
での指定および周波数領域での指定が挙げられる。以下、それぞれの指定方法について説明する。
図6は、本実施の形態に従うゲームシステム1において振動波形を時間領域で指定する方法を説明するための図である。図6を参照して、任意の振動波形(すなわち、振動の時間波形)が指定されると、その振動波形のサンプリング周期(例えば、数十μsec〜数千μsec)毎の変位(振動モータまたは振動子の基準位置からの移動量)に対応する値(例えば、電圧値)の時間変化を、例えば、データ集合(A1,A2,A3,…,An)として指定することができる。このデータ集合に基づいて、変位を時間的に変化させることで、目的の振動波形の時間波形を再現できる。このデータ集合は、指定された振動の時間波形を示す振動データに相当する。
図7は、本実施の形態に従うゲームシステム1において振動波形を周波数領域で指定する方法を説明するための図である。図7を参照して、任意の振動の時間波形が指定されると、その時間波形を所定時間幅(例えば、5msec〜数10msec)の単位区間(すなわち、サンプリング区間)T1,T2,T3,…に区切り、各単位区間の時間波形を周波数分解する。周波数分解の結果に含まれる、周波数成分と振幅との組み合わせのうち、主たる成分のみを抽出して、各単位区間を代表する値とする。
次に、本実施の形態に従うゲームシステム1における振動パターンの合成方法について説明する。振動パターンを合成する方法として、典型的には、選択方式および加算方式が挙げられる。以下、それぞれの合成方法について説明する。
本実施の形態に従う振動パターンの合成方法の選択方式においては、入力された振動パターンについて、所定期間毎にいずれか1つを選択して出力する。1つの実施態様として、一方の振動パターンが示す時間波形の振幅および他方の振動データが示す他方の時間波形の振幅に基づいて、所定期間毎に、2つの振動パターンのうちいずれか一方を選択的に出力する。より具体的には、振動源から発生された第1の振動データ(振動パターン)および第2の振動データ(振動パターン)が入力された場合に、第1の振動データが示す第1の時間波形の振幅と第2の振動データが示す第2の時間波形の振幅とに基づいて、所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択する。
びに振動パターン2を指定する周波数f2および振幅α2については、所定周期毎に更新されることが想定されている。
ータ(周波数f4Hおよび振幅α4Hの波形)との組み合わせ)として発生される。
の振動データが示す振幅の合計とに基づいて、所定期間毎に、振幅の合計が大きい方の複数の振動データが選択される。
図11は、本実施の形態に従う加算方式に従う振動パターンの合成方法を説明するための図である。図11には、例えば、振動パターン5と振動パターン6とが入力された場合を示す。振動パターン5および6は、互いに類似した時間的変化の特徴を有している。
振動パターン7および8の低周波側の振幅および高周波側の振幅を加算することで算出してもよい。すなわち、合成パターンの低周波側の振幅αL=αL7+αL8、合成パターンの高周波側の振幅αH=αH7+αH8と算出できる。
この方式においては、低周波側については、振動パターン7の低周波側の振幅α7Lと振動パターン8の低周波側の振幅α8Lを比較し、より大きな振幅を有する周波数を採用する。高周波側については、振動パターン7の高周波側の振幅α7Hと振動パターン8の高周波側の振幅α8Hを比較し、より大きな振幅を有する周波数を採用する。
この方式においては、低周波側については、振動パターン7の低周波側の周波数f7Lと振動パターン8の低周波側の周波数f8Lとの平均値((f7L+f8L)/2)を合成パターンの低周波側の周波数fLとして算出し、高周波側については、振動パターン7の高周波側の周波数f7Hと振動パターン8の高周波側の周波数f8Hとの平均値((f7H+f8H)/2)を合成パターンの高周波側の周波数fHとして算出する。
この方式においては、入力される振動パターンの各振幅に応じた重み付け加重平均に従って、低周波側および高周波側の周波数がそれぞれ算出される。具体的には、合成パターンの低周波側の周波数fL=(α7L・f7L+α8L・f8L)(α7L+α8L)、および、合成パターンの高周波側の周波数fH=(α7H・f7H+α8H・f8H)(α7H+α8H)として算出される。
図9、10および12に示す合成モジュールをプログラムモジュール(あるいは、ライブラリ)として実装する場合を考えると、同一のインターフェイスを有するプログラムモジュールとして構成するとともに、任意のオプションスイッチやコマンドなどで、処理を適宜切り替えできるようにすることが好ましい。
るためのインターフェイスが設けられ、ならびに、加算方式においては、合成パターンの周波数を算出する方法を選択するためのインターフェイスが設けられてもよい。
図9、10および12に示す合成モジュール同士を接続してもよい。図13は、本実施の形態に従う合成モジュールを多段接続した場合の構成例を示す模式図である。図13を参照して、例えば、4つの振動パターン9〜13を入力して、1つの合成パターンを出力するような処理系を想定する。このような場合、前段に2つの合成モジュールを配置し、一方の合成モジュール(合成モジュール1)に2つの振動パターン9および10を入力し、他方の合成モジュール(合成モジュール2)に2つの振動パターン11および12を入力する。
上述したように、本実施の形態に従う振動パターンの合成手法を採用することで、任意のアプリケーションにおいて、互いに異なる種類の振動パターンを当該アプリケーションの趣旨に沿って、ユーザに対して振動刺激を与えることができる。
選択基準として振幅を採用する例について説明したが、波形の変位(瞬時値)に基づいて選択を行なってもよい。振幅が大きいほど大きい変位を示すので、変位(瞬時値)に基
づいて振動パターンを選択することで、間接的に、振幅の大きなものを選択することができる。
次に、本実施の形態に従うゲームシステムに実装される機能的構成の要部について説明する。図14は、本実施の形態に従うゲームシステム1に実装される機能的構成の要部を示すブロック図である。
5へ出力する。振動発生モジュール1104から合成モジュール1105へは、同期または非同期の態様で、複数の振動パターンが入力されることもある。振動発生モジュール1104は、発生する振動パターンを所定周期(例えば、5msec〜数10msec)毎に更新する。
されてもよい。駆動信号生成モジュール2021を有するコントローラ制御部202の実
装方法については、各時代に応じた公知技術を採用できる。
次に、周波数領域の情報(周波数および振幅)で指定される合成パターンから時間領域の駆動信号を生成する処理について説明する。
図15は、本実施の形態に従うゲームシステム1における駆動信号の生成処理を説明するための模式図である。図15には、一例として、コントローラ200のコントローラ制御部202(より正確には、駆動信号生成モジュール2021)が駆動信号を生成する場合を示す。
と、加算モジュール2028とを含む。駆動信号生成モジュール2021に含まれる各モジュールは、所定の演算周期(例えば、1/4000sec)毎に演算処理を事項する。上述したように、補正係数βL,βHを用いない構成においては、乗算モジュール2024および2027を省略してもよい。
する。このような前回の算出タイミングから増加した位相量を順次加算する方法を採用することで、いずれのタイミングで合成パターンを指定する位相などがステップ的に更新されたとしても、駆動信号の時間波形の連続性を保つことができる。
図15および図16に示すような位相成分を算出する処理は、算術的な手法を用いて実現することが可能である。より具体的には、三角関数およびその逆関数を用いることで、位相成分を順次算出できる。このような算出方法を採用してもよいが、算出処理が複雑化し得るため、以下に例示するようなテーブルを利用する算出方法を採用してもよい。
上述の図16には、説明の便宜上、合成パターンの周波数がfaからfbにステップ的
に変化する例を示す。本実施の形態に従うゲームシステム1においては、合成パターンの周波数がステップ的に変化した場合であっても、上述のような処理方法を採用することで、駆動信号の時間波形の連続性は保たれる。但し、ステップ的な変化の前後で、時間波形が大きく歪む可能性もあるので、このような時間波形に生じ得る変化量を緩和するような処理を採用してもよい。
コントローラ200との間の通信速度に対する影響を抑制できる。
次に、本実施の形態に従うゲームシステム1において合成パターンを生成するために用いる合成モジュールを含むプログラムの配布形態について説明する。
の制御に必要なプログラムモジュールを含むSDK(Software Development Kit)として配布する例を示す。
次に、本実施の形態に従うゲームシステム1において実行される処理について説明する。図21は、本実施の形態に従うゲームシステム1において実行される処理手順を示すフローチャートである。図21に示す各ステップは、典型的には、処理装置100のCPU102がプログラムを実行することで実現される。
果などに基づいて、ユーザが行なったユーザ操作を判断する(ステップS100)。CPU102は、ステップS100において判断されたユーザ操作に従ってゲーム処理を進行する(ステップS102)。このゲーム処理の進行には、出力すべき映像および音声の更新処理を含む。併せて、CPU102は、ステップS100において判断されたユーザ操作に基づいてイベントを発生させる必要があるか否かを判断する(ステップS104)。イベントを発生させる必要がある場合(ステップS104においてYESの場合)、CPU102は、入力されたユーザ操作に応じたイベントを内部的に発生する(ステップS106)。続いて、CPU102は、内部的に発生したイベントに基づいて、何らかの振動パターンを発生させる必要があるか否かを判断する(ステップS108)。
本実施の形態に従うゲームシステムにおいては、合成モジュールを任意のアプリケーションで利用することができる。この合成モジュールによれば、複数の振動パターンを用意しておくとともに、ゲーム進行(ユーザ操作に伴なるイベント発生)に応じた種類の振動パターンを発生させるようなアプリケーションを作成する際の自由度を高めることができる。すなわち、合成モジュールを選択方式で動作させる場合に、より振幅の大きな振動パターンを優先して出力することで、ゲーム進行に応じて、アプリケーション開発者の意図に最も沿った振動パターンに従う振動刺激をユーザにあたることができる。また、合成モジュールを加算方式で動作させることで、複数の振動パターンを組み合わせた振動刺激をユーザに対して与えたいようなシーンにも適用できる。
GPU、106 メインメモリ、108 VRAM、110 システムLSI、116
フラッシュメモリ、118 外部メモリ、120 コントローラインターフェイス、122 同期ボタン、130 ネットワーク無線通信モジュール、140,240 近距離無線通信モジュール、150 ディスクドライブ、160 映像音声出力ドライバ、180 アプリケーションプログラム、200 コントローラ、202 コントローラ制御部、210 ボタン類、210A Aボタン、210B Bボタン、210C 十字ボタン、210L Lボタン、210R Rボタン、210X Xボタン、210Y Yボタン、212 増幅器、212L,212R アナログスティック、214 振動子、220
振動部、230 センサ類、232 加速度センサ、234 角速度センサ、300 表示装置、401 ソースコードエディタ、402 画面デザインツール、403 デバッガ、404 コンパイラ、405 シミュレータ、1101 ユーザ操作判断モジュール、1102 ゲーム進行モジュール、1103 映像音声制御モジュール、1104 振動発生モジュール、1105 合成モジュール、1106 振動発生制御モジュール、1107 振動パターンセット、1801 アプリケーションオブジェクトコード、2006,2013 特開、2021 駆動信号生成モジュール、2022,2025 位相決定モジュール、2023,2024,2026,2027 乗算モジュール、2028
加算モジュール、2029 参照テーブル、406,1802 コアAPI。
Claims (17)
- 第1の時間波形を示す第1の振動データを発生する第1の振動指令発生手段と、
第2の時間波形を示す第2の振動データを発生する第2の振動指令発生手段と、
前記第1の振動指令発生手段が発生した前記第1の振動データおよび前記第2の振動指令発生手段が発生した前記第2の振動データが入力された場合に、前記第1の振動データが示す前記第1の時間波形の振幅と前記第2の振動データが示す前記第2の時間波形の振幅とに基づいて、所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した振動データに基づいて端末を振動させる振動制御手段とを備える、振動制御システム。 - 前記選択手段は、前記第1の時間波形の周波数および前記第2の時間波形の周波数の異同によらず、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択する、請求項1に記載の振動制御システム。
- 前記第1の振動データは、前記第1の時間波形の周波数を示す値と振幅を示す値との組み合わせからなり、
前記第2の振動データは、前記第2の時間波形の周波数を示す値と振幅を示す値との組み合わせからなり、
前記第1の振動指令発生手段は、所定周期毎の周波数を示す値と振幅を示す値との前記組み合わせを前記第1の振動データとして発生し、
前記第1の振動指令発生手段は、所定周期毎の周波数を示す値と振幅を示す値との前記組み合わせを前記第2の振動データとして発生する、請求項1または2に記載の振動制御システム。 - 前記第1の振動指令発生手段は、前記第1の振動データを含む複数の振動データを同時に発生し、
前記第2の振動指令発生手段は、前記第2の振動データを含む複数の振動データを同時に発生する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の振動制御システム。 - 前記選択手段は、前記第1の振動指令発生手段が発生した複数の振動データ、および、前記第2の振動指令発生手段が発生した複数の振動データが入力された場合に、前記第1の振動指令発生手段が発生した複数の各振動データと、前記第2の振動指令発生手段が発生した複数の各振動データとについて、それぞれの振動データが示す時間波形の振幅に基づいて、所定期間毎に、振幅が最も大きい時間波形を示す振動データを含む方の複数の振動データをそれぞれ選択する、請求項4に記載の振動制御システム。
- 前記選択手段は、前記第1の振動指令発生手段が発生した複数の振動データ、および、前記第2の振動指令発生手段が発生した複数の振動データが入力された場合に、前記第1の振動指令発生手段が発生した複数の振動データが示す振幅の合計と前記第2の振動指令発生手段が発生した複数の振動データが示す振幅の合計とに基づいて、所定期間毎に、振幅の合計が大きい方の複数の振動データを選択する、請求項4に記載の振動制御システム。
- 前記第1の振動指令発生手段は、前記第1の振動データに加えて、第3の時間波形を示す第3の振動データを発生し、
前記第2の振動指令発生手段は、前記第2の振動データに加えて、第4の時間波形を示す第4の振動データを発生し、
前記選択手段は、前記第1の振動指令発生手段が発生した前記第1の振動データおよび第3の振動データ、ならびに、前記第2の振動指令発生手段が発生した前記第2の振動データおよび第4の振動データが入力された場合に、
前記第1の振動データが示す前記第1の時間波形の振幅と前記第3の振動データが示す前記第3の時間波形の振幅とに基づいて、所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択し、
前記第2の振動データが示す前記第2の時間波形の振幅と前記第4の振動データが示す前記第4の時間波形の振幅とに基づいて、前記所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択する、請求項1に記載の振動制御システム。 - 前記第1の振動データは、前記第1の時間波形の周波数を示す値および振幅を示す値の組み合わせからなり、
前記第2の振動データは、前記第2の時間波形の周波数を示す値および振幅を示す値の組み合わせからなり、
前記第3の振動データは、前記第3の時間波形の周波数を示す値および振幅を示す値の組み合わせからなり、
前記第4の振動データは、前記第4の時間波形の周波数を示す値および振幅を示す値の組み合わせからなり、
前記第1の振動指令発生手段は、所定周期毎に前記第1の振動データおよび前記第3の振動データを更新し、
前記第2の振動指令発生手段は、所定周期毎に前記第2の振動データおよび前記第4の振動データを更新する、請求項7に記載の振動制御システム。 - 前記第3の時間波形の周波数は前記第1の時間波形の周波数より低く、前記第4の時間波形の周波数は前記第2の時間波形の周波数より低い、請求項7または8に記載の振動制御システム。
- ゲームアプリケーションを実行するゲーム進行手段をさらに備え、
前記第1の振動指令発生手段は、前記ゲーム進行手段が発生するイベントに応じて、前記第1の振動データを発生し、
前記第2の振動指令発生手段は、前記ゲーム進行手段が発生するイベントに応じて、前記第2の振動データを発生する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の振動制御システム。 - 前記第1の振動指令発生手段は、前記ゲーム進行手段が発生する第1のイベントに応じて、前記第1の振動データを発生し、
前記第2の振動指令発生手段は、前記第1のイベントとは異なる第2のイベントに応じて、前記第2の振動データを発生する、請求項10に記載の振動制御システム。 - 前記ゲーム進行手段は、ユーザ操作に応じて、イベントを発生する、請求項10または11に記載の振動制御システム。
- 前記第1の時間波形は、前記前記第2の振動データが示す振動に比較して、弱く継続的な振動を示すものであり、
前記第2の時間波形は、前記前記第1の振動データが示す振動に比較して、強く短い振動を示すものである、請求項1〜12のいずれか1項に記載の振動制御システム。 - 前記端末は、複数の共振周波数を有する振動子を含み、
前記第1の時間波形の周波数および前記第2の時間波形の周波数は、前記振動子の共振周波数に応じて設定される、請求項1〜13のいずれか1項に記載の振動制御システム。 - コンピュータで実行される方法であり、前記コンピュータが実行する処理は、
第1の時間波形を示す第1の振動データを発生するステップと、
第2の時間波形を示す第2の振動データを発生するステップと、
前記第1の振動データおよび前記第2の振動データが入力された場合に、前記第1の振動データが示す前記第1の時間波形の振幅と前記第2の振動データが示す前記第2の時間波形の振幅とに基づいて、所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択するステップと、
選択された振動データに基づいて端末を振動させるステップとを備える、振動制御方法。 - 端末のコンピュータで実行される振動制御プログラムであって、前記コンピュータに
第1の時間波形を示す第1の振動データを発生するステップと、
第2の時間波形を示す第2の振動データを発生するステップと、
前記第1の振動データおよび前記第2の振動データが入力された場合に、前記第1の振動データが示す前記第1の時間波形の振幅と前記第2の振動データが示す前記第2の時間波形の振幅とに基づいて、所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択するステップと、
選択された振動データに基づいて端末を振動させるステップとを実行させる、振動制御プログラム。 - 端末のコンピュータで実行される振動制御プログラムであって、前記コンピュータに
第1の時間波形を示す第1の振動データおよび第2の時間波形を示す第2の振動データを受付けるステップと、
前記第1の振動データおよび前記第2の振動データが入力された場合に、前記第1の振動データが示す前記第1の時間波形の振幅と前記第2の振動データが示す前記第2の時間波形の振幅とに基づいて、所定期間毎に、振幅が大きい方の時間波形を示す振動データを選択するステップとを実行させる、振動制御プログラム。
Priority Applications (2)
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