JP7413738B2 - 体感振動発生装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、可聴域の音声を電気変換した音声信号に対して振動する電気・機械振動変換器を、バッグに内蔵しベルトを介して身体にほぼ密着するようにした簡易装着型体感振動装置が開示されている。特許文献1における電気・機械振動変換器は、ケース内周の上部の板状ダンパーを介して、一面に環状のヨークが張着された環状のマグネットが吊設されている。マグネットの他面には、凸部をマグネットの内孔に隙間を空けて挿通した凸状のヨークが張着されている。マグネットの内孔の凸部との間の隙間に、コイルが挿入され、コイルは、ケースを塞ぐ蓋の中央に取り付けられている。電気・機械振動変換器には、音声をローパスフィルタに掛けて処理した音声信号や、低音域の単一周波数を、音声の振幅高さを連絡したエンベロープ信号によって変調させた音声信号が入力される。入力された音声信号により、コイルに信号電流が流れることで、電気・機械振動変換器は、音声信号の波形に沿った振動を発生する。
コアにコイルが巻回された板状のコア組立体と、前記コア組立体と面直方向で対向配置され前記コイルを囲う形状のヨークと、前記コア組立体と前記ヨークとを接続する弾性部と、を有し、前記コイルに入力される駆動信号により、前記面直方向である振動方向の一方向に駆動して振動する電磁アクチュエーターと、
交流信号が入力される交流信号入力部と、
前記交流信号を半波整流して前記駆動信号として前記電磁アクチュエーターに出力する整流部と、
を有する構成を採る。
上記構成の体感振動発生装置と、
前記体感振動発生装置により振動され、使用者に振動を伝達する振動伝達部と、
を有する構成を採る。
図1及び図2に示す振動呈示装置200は、電磁アクチュエーター10を有する体感振動発生装置100、及び、使用者に体感振動発生装置100により生じる振動を付与して体感させる振動伝達部2を有する。振動呈示装置200は、体感振動発生装置100を用いて、入力される交流信号に対応した振動を使用者に付与する。例えば、体感振動発生装置100は、ゲーム機器(例えば、図17に示すゲームコントローラ300、図18に示すゲーム用シート400)等に用いられる。また、振動呈示装置200をゲームコントローラ300或いはゲーム用シート400に用いて、例えば、音声音響の交流信号に同期した振動を、振動伝達部2を介して、ゲームコントローラ300、ゲーム用シート400の使用者に付与してもよい。
なお、本実施の形態では、振動伝達部2は、矩形板状に形成されているが、これに限らず、接触する使用者に振動を付与できればどのように構成されてもよい。振動伝達部2は、複数の材料、部材で構成されていてもよい。
体感振動発生装置100は、入力される交流信号(例えば、オーディオ音源である交流信号)を半波整流して、電磁アクチュエーター10に、駆動信号として入力する。これにより、体感振動発生装置100は、電磁アクチュエーター10を、体感振動発生装置100への交流信号の入力と同期して駆動を行わせる。
先ず、体感振動発生装置100の有する電磁アクチュエーターの一例としての電磁アクチュエーター10について説明する。
図5は、本発明の実施の形態に係る体感振動発生装置100の電磁アクチュエーター10の平面側外観斜視図であり、図6は、同電磁アクチュエーター10の底面側外観斜視図である。また、図7は、図5のA―A線矢視断面図であり、図8は、電磁アクチュエーター10の分解斜視図である。
固定体30は、図7及び図8に示すように、コイル22及びコア24を有するコア組立体20と、ベース部32とを有する。
可動体40は、コア組立体20に振動方向(Z方向)と直交する方向でギャップGを空けて、対向するように配置される。可動体40は、コア組立体20に対して、振動方向に往復移動自在に設けられている。
弾性部50(50-1、50-2)は、固定体30に対して可動体40を可動自在に支持する。
弾性部50(50-1、50-2)は、板状に構成されている。弾性部50(50-1、50-2)は、固定体30に対して振動方向の一方の方向に駆動する可動体40を支持するものであれば、板状ではなく、どのような形状、材料による弾性体であってもよい。
制御部1は、弾性振動可能に支持された振動伝達部2(図1参照)を、振動方向の一方向に駆動する電磁アクチュエーター10の駆動を制御する。
交流信号入力部120は、例えば、オーディオ音源が入力され、入力されたオーディオ音源の交流信号を半波整流部130に出力する。
図12は、本発明の実施の形態に係る体感振動発生装置の半波整流部のバリエーション1の説明に供する図である。図12Aは、バリエーション1の構成図を示し、図12Bは、半波整流部130Aを介して電磁アクチュエーター10に入力される駆動電流を示す図である。
図13は、本発明の実施の形態に係る体感振動発生装置の半波整流部のバリエーション2の説明に供する図である。図13Aは、半波整流部のバリエーション2の構成図を示し、図13Bは、半波整流部130Bを介して電磁アクチュエーター10に入力される駆動電流を示す図である。
図14は、本発明の実施の形態に係る体感振動発生装置の半波整流部のバリエーション3の説明に供する図である。図14Aは、半波整流部のバリエーション3の構成図を示し、図14Bは、半波整流部130Cを介して電磁アクチュエーター10に入力される駆動電流を示す図である。
半波整流部130Cによれば、抵抗136により、フリーホイールダイオード134のみで整流ダイオード132を保護する保護回路とは異なり、電流が平滑して流れることを抑制して、キレの良い体感振動を発生させ、体感振動の再現性の悪化を防止できる。また、電流が常時流れるような場合でも、抵抗136により、ジュール熱によりデバイスの温度上昇が起こることを防止できる。
図16は、本発明の実施の形態に係る体感振動発生装置の半波整流部のバリエーション4の説明に供する図であり、半波整流部のバリエーション4の構成図である。
これにより、各電磁アクチュエーター323、324、424、422は、入力されるオーディオ音源(音声、音響)を示す交流信号の入力と同期するような振動を発生して、使用者に体感させることができる。
2 振動伝達部
2a 表面
10、323、324、424、422 電磁アクチュエーター
20 コア組立体
22 コイル
24 コア
26 ボビン
30 固定体
32 ベース部
40 可動体
50 弾性部
100、100A、100a、100b、100c、100d、320、420 体感振動発生装置
120 交流信号入力部
130、130A、130B、130C,130D 半波整流部
132、138 整流ダイオード
134 フリーホイールダイオード
136 抵抗
139 オペアンプ
140 回路部
150 増幅部
200 振動呈示装置(体感振動呈示装置)
300 ゲームコントローラ
310 本体部
400 ゲーム用シート
412 背もたれ部
414 座部
Claims (8)
- コアにコイルが巻回された板状のコア組立体と、前記コア組立体と面直方向で対向配置され前記コイルを囲う形状のヨークと、前記コア組立体と前記ヨークとを接続する弾性部と、を有し、前記コイルに入力される駆動信号により、前記面直方向である振動方向の一方向に駆動して振動する電磁アクチュエーターと、
交流信号が入力される交流信号入力部と、
前記交流信号を半波整流して前記駆動信号として前記電磁アクチュエーターに出力する整流部と、
を有することを特徴とする、
体感振動発生装置。 - 前記整流部は、前記交流信号入力部と前記電磁アクチュエーターとの間に介設され、双方を接続する整流ダイオードを有する整流回路であることを特徴とする、
請求項1記載の体感振動発生装置。 - 前記整流ダイオードは、前記整流回路に順方向で挿入されていることを特徴とする、
請求項2記載の体感振動発生装置。 - 前記整流部は、前記整流ダイオードと並列に接続されるフリーホイールダイオードを有する整流保護回路であることを特徴とする、
請求項2記載の体感振動発生装置。 - 前記整流保護回路は、前記フリーホイールダイオードに接続される抵抗を有することを特徴とする、
請求項4記載の体感振動発生装置。 - 前記整流回路は、前記整流ダイオードに接続され、前記整流ダイオードに入力される前記交流信号を増幅する演算増幅器を有することを特徴とする、
請求項3記載の体感振動発生装置。 - 前記整流部は、前記電磁アクチュエーターに実装されていることを特徴とする、
請求項1から6のいずれか一項に記載の体感振動発生装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の体感振動発生装置と、
前記体感振動発生装置により振動され、使用者に振動を伝達する振動伝達部と、
を有することを特徴とする、
体感振動呈示装置。
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