JPH117355A - オフライン力効果のレンダリング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触感ジョイスティックに内蔵されたプロセッ
サであって、ユーザの握る制御ハンドルに加わる力効果
をレンダリングするプロセッサを提供する。 【解決手段】 ホストコンピュータによりプロセッサに
規定される複数の力効果が、プロセッサに結合されたラ
ンダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）内に記憶される。さ
らに、複数の力効果がプロセッサに結合した読出し専用
記憶素子（ＲＯＭ）に記憶される。プロセッサは、規定
の時間間隔で、規定の順序で力効果をレンダリングする
ためにスケジューラを使用する。スケジューラは力効果
のレンダリングの方法、即ち、シーケンシャル、連結お
よび／または重ね合わせ、を制御する。スケジューラに
より使用されるプレイリストは、各力効果がプロセッサ
によりレンダリングされるべき時点を、サーボクロック
の各増分について示す。スケジューラは、挙動、合成、
ウエーブテーブル、可変パラメータおよびプロセスリス
トを含む少なくとも５つのタイプの効果を実施すること
ができるラウンドロビン待ち行列を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはある種
の装置のユーザにフィードバック力を与えるための装置
と方法、更に詳しくは、通信リンクを介してホストコン
ピュータにより局所プロセッサに指示されている装置中
の局所プロセッサによって発生する触覚効果をレンダリ
ング（rendering）するための装置と方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】力フィードバックは、ユーザの入力に応
答する力を発生することによって、ジョイスティックの
ような制御装置のユーザに対するタッチの感覚（以下触
感効果という）をシミュレートすることが出来、あるい
はまたバーチャルワールド環境中での状態をシミュレー
トするフィードバック力を生成することが出来る。典型
的には、力フィードバック装置は、少なくとも機械的に
ユーザに力を伝達する装置の能力よりも速いサーボルー
プ速度を持つサーボモーターを使用する。例えば、最高
サーボループ速度が５０Ｈｚの比較的動きの堅い機構を
持つ力フィードバック装置のユーザには、現実的な触感
効果を知覚するようになるには５００Ｈｚ以上のサーボ
ループ速度を必要とする。

【０００３】歴史的には、サーボモーターがユーザに希
望する触感効果を伝達し、または希望する触感効果を与
えることが出来るようにサーボモーター用の計算値をレ
ンダリングするために、ホストコンピュータが使用され
ている。先行技術では、このような効果を与える時に
は、その効果はユーザに伝達するための力フィードバッ
ク装置にホストコンピュータによってダウンロードされ
る。多くのホストコンピュータは計算値をリアルタイム
でレンダリングすることが可能であるが、計算集約的な
ホストコンピュータによって実行される同時アプリケー
ションでは、ユーザに対する触感効果の計算とそれに続
く伝送とに待ち時間を生じることがある。待ち時間が生
じた場合は常に、触感効果は同時のアプリケーションと
最早同期せず、ユーザはリアルタイムでその効果を経験
するようにはならない。従って触感により意図されリア
ルの感覚は、このような問題により悪影響を受け、また
スプリング等の閉ループ効果が不安定となる可能性があ
る。

【０００４】ユーザに力フィードバック効果をレンダリ
ングするための先行技術に於いて一般に使用される技術
には、２種類の技術がある。第１の技術はアプリケーシ
ョンに使用される効果を記憶することの出来る記憶装置
を有する力フィードバック装置を使用するものである。
その効果は触感フィードバック装置へコマンドを送るア
プリケーションによって、または触感フィードバック装
置の制御装置を起動するユーザに応答して、能動化され
る。ホストコンピュータは、記憶された効果に対するパ
ラメータを提供し、触感フィードバック装置は供給され
たパラメータに基づいて力出力を生成するに過ぎない。

【０００５】第２の技術では、ホストコンピュータと力
フィードバック装置とは、共通の「ワールドビュー」、
即ち共通のシミュレーションを共有する。ホストコンピ
ュータは、バーチャルワールド中のグラフィックと音と
をレンダリングし、バーチャルワールド中の対象とそれ
らの形状との特徴とを力フィードバック装置に指示す
る。力フィードバック装置はバーチャルワールドの形状
をレンダリングして、動く被対象物の処置をホストコン
ピュータに報告する。重要なことは、両方の手法共に、
リアルタイムの触感効果をレンダリングする場合に固有
の問題点を持っていることである。第１の手法では、各
触感効果の時間間隔を変化させ、またその効果をユーザ
への伝達をスケジュールするために、力フィードバック
装置と連続して対話を行なうことがホストコンピュータ
に要求される。第２の手法では、バーチャルワールド中
に配置された対象物の形状と位置を計算するために力フ
ィードバック装置に多量の処理力を集中させることが要
求される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】明らかに、力フィード
バック効果をレンダリングするための手法としては、上
記の先行技術の問題点を避けることが要求される。力フ
ィードバック装置によって複数の指示された触感効果を
発生するようにスケジューリングして、これらの効果を
力フィードバック装置とホストコンピュータとの間に広
範囲な通信を必要とすることなく実行できるようにする
ことが好ましい、アプリケーションで使用される効果
は、力フィードバック装置中に記憶されるのでなけれ
ば、ホストコンピュータから力フィードバック装置中の
プロセッサにダウンロード可能でなければならない。ホ
ストコンピュータは、或る効果に割当てられた識別コー
ドに基づいてその効果が発生されることを或るアプリケ
ーションが要求したときに、その効果をプロセッサに適
用すべきであることを指示することが出来なければなら
ない。力フィードバック装置中のスケジューラは、それ
らの効果がホストコンピュータと力フィードバック装置
との間にそれ以上の相互作用を要求されることなく、プ
ロセッサによってレンダリングされる順序を管理しなけ
ればならない。非常に複雑な効果を与えることが出来る
ようにシーケンシャル効果、連結効果、または重ね合わ
せ効果をスケジュールすることが可能でなければならな
い。現在公知の先行技術の触感制御システムでは、この
ような効果のリアルタイムなレンダリングを達成するた
めの手法は行なわれていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、力フィ
ードバック装置は、ホストコンピュータからのリクエス
トに応答してスケジュールされた力効果を発生するもの
と定義される。力フィードバック装置は、その力フィー
ドバック装置のユーザが握るように構成された部材を含
んでいる。動力源がその構成材と結合されており、その
構成材に作用する力を発生する。動力源にはプロセッサ
が接続されており、力効果をレンダリングして駆動信号
を発生し、駆動信号は動力源に接続される。駆動信号に
よって動力源は力効果に対応する力を発生する。プロセ
ッサによってスケジューラが実行されて力効果をスケジ
ューリングして、ホストコンピュータによって要求され
た時間間隔中に力効果を発生する。通信リンクはホスト
コンピュータをプロセッサに連結し、また力効果をスケ
ジュールするために力効果をレンダリングする要求をホ
ストコンピュータからプロセッサへ搬送する。

【０００８】スケジューラは、ホストコンピュータから
受け取ったコマンドに応答して力効果についての実行順
序を確立する。好ましくは、スケジューラはホストコン
ピュータから受け取ったコマンドに応答して発生した各
力効果について開始時間と停止時間とを確立する。

【０００９】各時間間隔の長さを決定するために、サー
ボクロックを使用する。スケジューラはサーボクロック
に応答して力効果の存続期間を制御する。複数の力効果
を同時に実行することができ、それらの複数の力効果を
重ね合わせることができる。一般に１つの力効果が他の
複数の力効果を含む様にすることもできる。

【００１０】ホストコンピュータから最初に受け取った
力効果のプロファイルと、そのプロファイルに割当てら
れた識別子とを記憶するために記憶装置が設けられてい
る。スケジューラは、力効果をスケジュールするときに
ホストコンピュータから要求される各力効果の固有の識
別子を使用する。例えば、力効果を修正するために、ホ
ストコンピュータはその固有の識別子とそれ以前にプロ
セッサに記憶されていたプロファイルのパラメータの修
正変更を伝送して、プロセッサは力効果をレンダリング
するときにそのパラメータの修正変更を利用する。

【００１１】プロセッサは、スケジューラによって結合
されて単一の力効果を構成するホストコンピュータから
の複数の力効果のプロファイルを受け取ることができ
る。この単一の力効果は次いで固有の識別子を割当てら
れる。

【００１２】本装置には予め定義した力効果プロファイ
ルのテーブルを記憶する記憶装置が含まれている。各プ
ロファイルにはそれぞれ固有識別子が含まれており、ス
ケジューリングされた発揮すべき力効果に含まれている
各定義済みの力効果を識別するときにスケジューラによ
って使用される。

【００１３】各力効果は複数の異なるクラスの１つに属
している。この複数の異なるクラスには、挙動クラス、
ウエーブテーブルクラス、合成クラス、可変パラメータ
クラスおよび処理リストクラスとが含まれる。

【００１４】またこの力フィードバック装置には、プロ
セッサに結合されたスイッチが含まれている。スケジュ
ーラは、スイッチが作動したときに力効果がプロセッサ
によってレンダリングされるように力効果をスイッチに
マッピングする。プロセッサは、スイッチにマッピング
されるべき力効果を示すリクエストをホストコンピュー
タから受け取る。スケジューラは、スイッチが入ったと
きに、スイッチにマッピングされた力効果を直ちにをレ
ンダリングして発生し、またスイッチがそれ以上作動し
ないときには、力効果の発生を停止することができる。

【００１５】好ましくは、通信リンクはゲームポートと
楽器デジタルインタフェースポートとを有している。別
法としては、通信リンクは汎用直列バスポートを有して
いる。

【００１６】力フィードバック装置の好ましい形態で
は、複数の動力源がグリップ要素に結合されている。複
数の動力源の少なくとも１つがグリップ要素に作用して
各力効果を生成する。

【００１７】またユーザがグリップ要素を握っているか
否かを示す信号を生成するための検知器が設けられてい
る。検知器にはまたプロセッサが結合され、またユーザ
がグリップ要素を握っていないときには、検知器に応答
して動力源により力効果が生成しないようになってい
る。

【００１８】複数の同時に実行される力効果から成る重
ね合わせ力効果が、スケジューラによって制御される複
数のスケジューリングされた力効果の中に含まれる。更
に、シーケンシャルに実行される複数の力効果より成る
シーケンシャル力効果と、シーケンシャルに実行され且
つ所定の包絡線を持つ複数の連結された力効果とを含む
シーケンシャル力効果が、スケジューラによって制御さ
れる複数のスケジューリングされた力効果中に含まれて
いる。シーケンシャル制御される複数の力効果の振幅は
包絡線によって制御される。

【００１９】本発明のその他の側面は力効果を発生する
装置を制御する方法を対象としている。この方法には、
この方法には、以上に説明した力フィードバック装置の
要素により実行される機能と一般に一致した工程を含ん
でいる。本発明の上述の側面およびこれに伴う利点の多
くは、添付の図面との関係に於いて以下の詳細な説明を
参照することにより理解の深まるにつれて、いっそう容
易に評価されるようになるであろう。

【００２０】

【発明の実施の形態】触感ジョイスティックと力フィードバックシステムの概
観 図１について説明する。図１には力フィードバック（触
感）ジョイスティック１１が示されているが、本発明の
好ましい実施の形態の典型的な適用として、バーチャル
環境中、即ちここで説明するゲームで、ユーザのタッチ
の感覚をシミュレートするために使用される。ジョイス
ティック１１は、ユーザが手で握り、２次元（Ｘ軸およ
びＹ軸）で旋回することができ、またＺ軸の回りを回転
することができる制御ハンドル１３を備えている。触感
ジョイスティックは、トリガスイッチ１５、複数の押し
ボタンスイッチ１９、ハットスイッチ２１および回転可
能な制御ノブ２３（典型的にはスロットル制御用に使用
される）を有している。触感ジョイスティックに取付け
られたその他のスイッチはこの図には示されていない、
ユーザが開始した制御動作に関係した手触りの感覚およ
び／またはフィードバックを達成するために、ジョイス
ティックの基盤１７内に配置されている直流サーボモー
ターによって力が発生される。力（Ｘ軸とＹ軸のいずれ
かまたは両方に関係する）は制御ハンドルを介して伝達
されて、ユーザはそれを感じ取る。

【００２１】図２には、ジョイスティック１１を含む力
フィードバックシステム３１の概要が示されている。ホ
ストコンピュータ３３がプロセッサ３５に接続されてい
る。プロセッサ３５は、好ましい実施の形態に於ける場
合のようにマイクロコントロール装置（ＭＣＵ）を有し
てもよく、またはＭＣＵ用に使用される単一の集積回路
中に含まれている記憶装置、アナログ・デジタル変換器
（ＡＤＣ）等の付加的な離散的構成材を有するマイクロ
プロセッサまたは中央演算処理装置を有することもでき
る。ホストコンピュータからのコマンドおよびプロセッ
サからの応答は、通信リンク４１を経て伝送される。ホ
ストコンピュータ３３は、力効果についてのパラメータ
を送信し、この通信リンクを通ってプロセッサ３５によ
って. レンダリングされるべき効果を指示する。力効果
をレンダリングするプロセッサから生じる駆動信号はプ
ロセッサ３５によって、ユーザに伝達するための触感力
を発生するアクチュエータ３９に供給される。位置検知
器３７がプロセッサ３５に接続されており、ジョイステ
ィック制御ハンドルの位置を示す出力信号がプロセッサ
に供給されるか、またはホストコンピュータに送信され
る。

【００２２】ホストコンピュータ３３で実行するアプリ
ケーションが力効果を使用するときには常に、ホストコ
ンピュータは典型的には、アプリケーションによってサ
ポートされる力効果用の力のプロファイル（データ構造
とパラメータ）をプロセッサ３５へダウンロードする。
典型的には、ダウンロード操作は、アプリケーションを
起動したときに完成される。力効果のプロファイルが触
感ジョイスティックにダウンロードされると、プロセッ
サは識別番号を各力効果に結び付ける。１つの識別番号
は、以下に詳細に説明するように、数個の力効果の組み
合わせを表わすことも出来る。識別番号はプロセッサ３
５によってホストコンピュータ３３に提供される。レン
ダリングをユーザが経験できるように力効果をレンダリ
ングすることをアプリケーションが要求すると、ホスト
コンピュータ３３は識別番号と、その識別番号によって
識別された力効果のレンダリングに必要なパラメータの
修正とをプロセッサ３５に指示する。この方法では、ホ
ストコンピュータ３３とプロセッサ３５との間の通信リ
ンク４１について要求される帯域幅は最小化され、また
触感力効果を扱うためのホストコンピュータへの計算負
荷も最小となる。好ましい実施の形態ではプロセッサ３
５は各力効果についての識別番号を発生し、それをその
力効果についての特定のプロファイルデータと共にホス
トコンピュータ３３に通信するが、別法として識別番号
をホストコンピュータによって予め指定して、プロセッ
サに通信させるようにすることも出来る。第３の別法
は、力効果のすべてに指定された同一の識別番号をホス
トコンピュータ３３とプロセッサ３５とがそれぞれ独立
に判別するように、ホストコンピュータ３３とプロセッ
サ３５の両方によって実行される共有アルゴリズムを使
用することである。いずれの場合にも、識別子を常に適
用するように、各力効果はプロセッサ２４とホストコン
ピュータ３３との間で通信される時に、その力効果に関
して常に使用される識別番号を割当て、その識別番号を
一定して適用することが不可欠である。

【００２３】触感ジョイスティック回路の詳細 触感ジョイスティックを制御する場合に使用する回路１
００を図３に示す。この図について説明すると、電源１
２がＭＣＵ１０（図２のプロセッサ３５に対応する）の
ＰＷＲ出力に接続されている。ユーザがＭＣＵ１０とそ
の他のジョイスティック内部の関連電気部品を作動させ
ることが出来るように、電源スイッチ１４がＭＣＵ１０
の入力ポートＩＮ２に接続されている。更に、電源用Ｌ
ＥＤ１６がＭＣＵ１０の入力ポートに接続されて、電源
スイッチ１４が入っている時に点灯する。ユーザがジョ
イスティックのハンドルを握っているときを検出するた
めに、送信器（即ち光源）１８と受信器（即ち光検知
器）２０とを有する光学的スイッチが設けられている。
ＭＣＵ１０の出力ポートＯＵＴ４が送信器１８に接続さ
れており、またＭＣＵ１０の入力ポートＩＮ１が受信器
２０に接続されている。ＭＣＵ１０内に含まれている読
み出し専用記憶素子（ＲＯＭは図示されていない）内に
記憶されたプログラムは、発信器と受信器との間の光路
を遮断するユーザの手によって生じる受信器からの出力
信号の変化に応答して、ユーザがジョイスティックのハ
ンドルを握っているか否かを判別する。

【００２４】Ｙ軸の直流サーボモーター２２とＸ軸の直
流サーボモーター２４とは、ＭＣＵ１０の出力ポート１
と出力ポート２とに、それぞれ接続されている。回路１
００の構成部品を冷却して過熱を防止するために、ファ
ンモーター２６がＭＣＵ１０の出力ポートＯＵＴ３に接
続されている。ホストコンピュータ３２はＭＣＵ１０に
接続されている。コード（図示されていない）が触感ジ
ョイスティック１１からゲームポートよびホストコンピ
ュータの通信ポートＣＯＭ１に延びている。また、より
新しいコンピュータのＵＳＢポートを、ゲームポートと
ＣＯＭ１ポートの代わりに、ホストコンピュータとＭＣ
Ｕの間の通信路用に使用することも出来る。

【００２５】ゲームポートはジョイスティック制御ハン
ドルの方位と回転位置、およびその他の状態を示すデジ
タル信号を、ホストコンピュータ３２で操作するアプリ
ケーションに伝送するためにＭＣＵ１０により使用され
る。ゲームポートのボタン列がデジタルプロトコル中の
データ値とクロック値とを伝送するために使用される。
通信ポートＣＯＭ１は２方向性で、コマンド応答を触感
ジョイスティックからホストコンピュータに送るため、
およびホストコンピュータからジョイスティックにコマ
ンドを伝送するために使用される。例えば、力効果コマ
ンドがホストコンピュータによって、通信ポートＣＯＭ
１を介してＭＣＵ１０に供給される。好ましい実施の形
態では、通信ポートＣＯＭ１は最初にホストコンピュー
タ３２と通信するために、楽器デジタルインタフェース
（ＭＩＤＩ）を使用する。

【００２６】更に、ＭＣＵ１０はホストコンピュータに
連結されて、ゲームポート上の特別な「ドングル（dong
le）」信号状態を検知することが出来る。この特別な状
態では、ホストコンピュータにデータを伝送するため
に、ＭＩＤＩプロトコルの代わりに直列インタフェース
プロトコルを通信ポートＣＯＭＩを使用すべきであるこ
とがＭＣＵ１０に指示される。この特別の状態が検出さ
れると、ＭＣＵ１０は自動的にＣＯＭ１ポートの機能性
を、ＲＳー２３２等の標準の直列インタフェースプロト
コルの機能性に切り換える。ゲームポートとの通信中
に、直列インタフェースプロトコルはデータを、通信ポ
ートＣＯＭ１を通って毎秒約３８．４キロビットの速度
で２方向に伝送する。このようにして、ユーザはオペレ
ーティングシステムまたは音響カードで触感ジョイステ
ィックを楽しむことが出来るが、本発明の適正な操作に
必要な方法ではＭＩＤＩプロトコルを支援しないように
することも出来る。

【００２７】力効果は、典型的にはＭＣＵ１０によって
実行される機械語命令（ソフトウエアプログラム）に従
ってスケジューリングされ、レンダリングされる。この
プログラムはＭＣＵ内のＲＯＭに記憶される。効果デー
タその他の変数は、同様にＭＣＵ内に含まれているラン
ダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）にロードされる。力効
果は、その力効果のパラメータを定義する方程式または
その他のデータをＹ軸直流モーター２２および／または
Ｘ軸直流モーター２４に適用する駆動信号を発生するた
めに用いられ、モーターはそれに対応する力を発生し、
その力は触感ジョイスティックの制御ハンドルに加えら
れる。その結果、レンダリングされた効果がジョイステ
ィックのユーザにより制御ハンドルを介してユーザの手
に働く力として体験される。

【００２８】Ｘ軸位置ＬＥＤ３４およびＹ軸位置ＬＥＤ
３６とがそれぞれＭＣＵ１０の出力ポートＯＵＴ５と出
力ポートＯＵＴ６に結合されている。更に、スロットル
ＬＥＤ４０がＭＣＵ１０の出力ポートＯＵＴ７に結合さ
れている。Ｘ軸位置ＬＥＤ、Ｙ軸位置ＬＥＤおよびスロ
ットルＬＥＤによって放射される光は、時間多重化さ
れ、四分位置検出器４０の表面に投射される。この位置
検出器は４つの４分円内のこれらの各ＬＥＤから受けと
った光に応答し、多重化され、またＭＣＵ１０のＩＮ４
入力ポートに加えられる検知器位置信号を発生する。Ｍ
ＣＵ１０によって実行されるプログラムは、多重化位置
信号を使用してジョイスティックハンドルとスロットル
の正確な位置を決定する。ここで重要なのは、プログラ
ムが２つのＬＥＤのみを使用してジョイスティックのＸ
軸、Ｙ軸および回転位置を決定することである。

【００２９】先行技術のジョイスティックは典型的に
は、ユーザまたは力効果が制御ハンドルを変位させてい
ない時に制御ハンドルを中心に位置させるためにスプリ
ングまたは弾性のバンドを使用している。触感ジョイス
ティック１１は、スプリングを使用する代わりに、Ｘ軸
とＹ軸の直流サーボモーターを使用してセンタリング力
を制御ハンドルに加える。四分位置検出器４０が制御ハ
ンドルの位置と制御ハンドルの中心位置に対する相対的
変位とを検知する。次いでＭＣＵ１０が制御ハンドルを
センタリングするために駆動信号を２つの直流サーボモ
ーターに供給する。ここで明らかなことであるが、力効
果が適用されているときに、直流サーボモーターによっ
て適用される力は制御ハンドルを中心位置から変位させ
ることが出来る。しかし更に典型的には、ユーザが制御
ハンドルを握っている間に、ユーザによって制御ハンド
ルが中心位置から変位すると、ＭＣＵが直流サーボモー
ターにコマンドを送り、変位が生じた軸の１つまたは両
軸にハンドルに作用する力を与え、この力は制御ハンド
ルを中心位置に戻すように作用する。ユーザにとって
は、中心位置から離れるように制御ハンドルを動かすこ
とは、典型的には制御ハンドルが再び中心位置に来るま
でその運動に逆らうように加えられる力を生じることに
なる。復元力は力効果のレンダリングの結果であること
があり、従って従来のスプリング力、正または負の非線
形力またはそれよりも複雑な力として現われることがあ
る得る。その他の力がアプリケーションによって加えら
れていない時には、デフォルトは、直流サーボモーター
２２と２４とによって加えられる力の代わりに、スプリ
ングによってジョイスティックが中心に位置づけされて
いるとした場合にユーザが期待するような効果に対応す
るセンタリングスプリング力効果である。センタリング
スプリング力効果は。全ての制御ハンドル位置での最大
力の動的範囲について無効化されることが出来る。

【００３０】好ましい実施の形態に於いて、ＰＢ１スイ
ッチ２８からＰＢ１３スイッチ３０までの１３のスイッ
チ／押しボタンがそれぞれＭＣＵ１０のＩＮ５からＩＮ
１７までの入力ポートに接続されている。これらのスイ
ッチは以下のように構成される。即ち、（ａ）１つのト
リガースイッチがジョイスティックのハンドルに、即ち
図１のトリガー１５に配置され、（ｂ）３つのスイッチ
がジョイスティックの制御ハンドルに取付けられて、
（ｃ）５つの押しボタン１９がジョイスティックの基盤
上に配置され、その内の１つがシフトキーの機能を持
ち、また（ｄ）ハットスイッチを含む４つのスイッチが
あり、そのハットスイッチはジョイスティックの制御ハ
ンドルに配置されている。好ましい実施の形態に於い
て、ＭＣＵ１０は２５ＭＨｚ、１６ビットのマイクロコ
ントローラであって、４８キロバイトのＲＯＭ、２キロ
バイトのＲＡＭ、８つのアナログーデジタル（ＡーＤ）
変換器入力ポートおよび複数の入力および出力ポートを
有している。ＡーＤ変換器ポートは制御ハンドルの位置
を決定し、電源によって供給される電力を検知し、デッ
ドマン型のスイッチを備え、また制御ハンドルの位置を
センタリングし、また較正するために使用される。また
出力ポートＯＵＴ１およびＯＵＴ２に生じる信号は、Ｍ
ＣＵ１０がＸ軸直流サーボモーター２２とＹ軸直流サー
ボモーター２４とによって発生する力を非常に正確に制
御出来るようにパルス幅変調（ＰＷＭ）されている。

【００３１】力効果をレンダリングするときに使用され
る論理 本発明の１つの重要な側面は、制御ハンドルを介してユ
ーザに伝達される力効果のレンダリングを制御するため
に使用される技術である。本発明では力効果のレンダリ
ングを制御するためにＭＣＵ１０によりソフトウエアで
実行されるスケジューラを使用する。ユーザに伝達され
る力効果の順序付けとタイミングをとるためにスケジュ
ーラによって使用される論理段階を図４に示す。スター
トブロックから始まって、論理はブロック１０２に進
み、そこでサーボクロックの現在値が取り出される。殆
どの処理装置と同様に、ＭＣＵ１０は全てのタイミング
機能について使用される時間基準を含んでいる。本発明
では、力効果をレンダリングするときにサーボクロック
の１目盛りを決定するために、時間基準を使用する。ま
た現在のサーボクロック値は、ＭＣＵ１０の電源が入っ
たときに最初に記憶される。判断ブロック１０４では、
現在のサーボクロック値と記憶されているサーボクロッ
ク値との間の差がそのサーボクロックの１目盛りより大
きいかどうか、本発明の好ましい実施の形態では２ミリ
秒より大きいかどうか、について判断が行なわれる。そ
の差がこの時間間隔以下であるときには、手続きは判断
ブロック１０４で肯定判断がなされるまでブロック１０
２を通るループに継続する。サーボクロックの１目盛り
が経過すると、論理はブロック１０４へ進み、そこでサ
ーボクロックの現在値が記憶される。次にブロック１０
６に於いて、制御ハンドルの位置値が記憶される。四分
位置検出器４０からの信号は多重化されて、制御ハンド
ルのＸ軸位置、Ｙ軸位置および回転位置の指示を決定す
るために使用される。これらの値を記憶したのち、論理
はブロック１０８に進み、２ミリ秒前に記憶した値に関
係した記憶位置値の変化に基づく制御ハンドルに対する
速度値を決定する。記憶した位置値と速度値とは、ノイ
ズにより誘導される誤差を濾波される。更に濾波後の速
度値は、２ミリ秒早く測定された、前の速度値に対する
制御ハンドルの速度の変化を決定することによって、制
御ハンドルの記憶されている加速値を決定するために使
用される。

【００３２】濾波後の位置値、濾波後の速度値および加
速度値が記憶されると、論理はブロック１１０へ進み、
また押しボタンとジョイスティックに関係する種々のス
イッチの状態が、活動状態表を用いたボタンリスト用に
更新され、現在作動している押しボタンとスイッチとが
示される。論理はブロック１１２に移動し、データパケ
ットがホストコンピュータへの伝送用に構成される。デ
ータパケットは丁度記憶された位置値と押しボタンの状
態とを含んでおり、またホストコンピュータがデータパ
ケットを提供するようにＭＣＵ１０に要求しなくとも各
サーボクロックの１目盛りごとに形成される。

【００３３】論理はブロック１１４に進み、インターロ
ック（デッドマン型の光学的スイッチ）の状態が記憶さ
れる。インターロックの状態は発信器１８と受信器２０
との間の光学的経路がブロックされているか否かによっ
て決まる。論理はブロック１１６へ進み、また待機中の
ホストコンピュータのコマンドと装置応答が解析され
る。ブロック１１６については図５および図６の説明中
に詳記する。論理は次にブロック１１８に進み、そこで
ボタンリストの作動押しボタンまたはスイッチに関係し
た力効果がレンダリングされ、またレンダリングから生
じた力効果が合計される。例えば、ユーザが「空中戦」
シミュレーションゲーム・アプリケーション中のジェッ
ト戦闘機上の機銃を発射するようにトリガー１５を作動
したとすると、ボタンリスト中の機銃に関係したフィー
ドバック力効果が、生じた力が制御ハンドルに加えられ
るようにレンダリングされる。論理がブロック１２０に
進むと、そこで現在のサーボクロック目盛りについてス
ケジューリングされたプレーリスト上の力効果がレンダ
リングされ、合計される。

【００３４】次に判断ブロック１２２に於いて、ユーザ
がジョイスティックのハンドルを握っているかどうかに
ついての判別が行なわれる。ユーザがハンドルを握って
いると、光学経路が遮断されて、力効果の発生が可能と
なる。対照的に、光学経路がハンドルを握ったユーザに
よって遮断されていないときは、力効果の発生は不能と
なり、論理はブロック１０２に戻る。判断ブロック１２
２での判断が正しいと、論理はブロック１２４に進む。
ボタンリストとプレーリストの両方からのレンダリング
と合計された力効果が互いに加算され、レンダリングさ
れる力効果の全合計を作成し、Ｘ軸とＹ軸の直流サーボ
モーター用の駆動信号を発生する。最後に、論理ループ
はブロック１０２に戻り、次のサーボクロック目盛り中
に生じる力効果の判別を開始する。

【００３５】ここで図５の説明に移る。図５は、ブロッ
ク１１８で実行される解析段階を詳細に示している。ス
タートブロックから進んで、論理は判断ブロック１２６
に進み、ホストコンピュータからのコマンドを受け取る
ためのコマンド待ち行列が空いている否かについての判
断が行なわれる。コマンド待ち行列は循環先入れ先出し
（ＦＩＦＯ）データ構造を持っている。本発明の好まし
い実施の形態に於いて、コマンド待ち行列は長さ８バイ
トで、サーボクロックの１目盛りごとに（２マイクロ秒
ごとに）空になる。判断ブロック１２６の判別が真であ
ると、論理は解析ルーチンからジャンプして図４の主論
理流れ図に戻る。コマンド待ち行列が空いていない時に
は、論理はブロック１２８に進み、またコマンド待ち行
列中の最初のデータ項目（バイト）はコマンドバッファ
中に移動する。

【００３６】コマンドバッファは１２８バイトまでのデ
ータ項目を保留することができ。従って非常に複雑なコ
マンドもホストコンピュータ３２からＭＣＵ１０に渡す
ことが出来る。しかし、大抵のホストコマンドは比較的
長さが短い。正弦波形の力効果を生成するためのコマン
ドはコマンドバッファ中で３０バイト程度を消費するこ
とがあるが、既にダウンロードされている正弦波力効果
を修正または実行するためのその他のコマンドの中には
僅かに３バイト程度を消費するに過ぎないものがある。
従って、ホストコンピュータがまず力効果のプロファイ
ル、即ちＲＯＭに記憶されていない力効果を定義するデ
ータ構造とパラメータ、を最初にダウンロードした後
に、ホストコンピュータと、力効果のレンダリングを制
御するためのプロセッサとの間のコマンドがサーボクロ
ックの１目盛り中に通常提供される。

【００３７】次にブロック１２９に於いて、コマンドバ
ッファ書き込みポインタが増分される。各コマンドは、
コマンドバッファに対する１対の読み取りポインタと書
き込みポインタを持っている。書き込みコマンドバッフ
ァポインタは、データ項目がコマンドバッファに書き込
まれる毎に増分される。読み取りコマンドバッファポイ
ンタは、各データ項目が実行用にコマンドバッファから
読み取られる毎に増分される。このようにして、読み取
りポインタと書き込みポインタの値が互いに等しく、ゼ
ロよりも大きい時には、コマンドバッファ中に書き込ま
れたコマンドがまたそのバッファから確実に読み出され
たことを確認する検査が行なわれる。

【００３８】判断ブロック１３０で、データ項目が新し
いコマンドの演算コード（第１バイト）を含んでいるか
否かについての判別が行なわれる。真であれば、論理は
ブロック１３２に移り、新しいコマンドフラグが真に設
定される。そのループをブロック１２６へ戻って、コマ
ンド待ち行列が空いているか否かについてもう一度判別
が行なわれる。もしも判別が否定であると、論理は、コ
マンド待ち行列の次の最初のデータ項目がコマンドバッ
ファ中に記憶されることを規定するブロック１２８に進
む。判断ブロック１３０での判別が否定であると、論理
は判断ブロック１３４に移り、コマンドバッファ中のコ
マンドが完全であるか否かについて、即ち現在のデータ
項目がそのコマンドの最後のバイトであるか否かについ
て、判断するためにもう一度判別が行なわれる。もしも
否定であると、論理は判断ブロック１３４に於ける判別
が真になるまで判断ブロック１２６にループバックす
る。コマンドバッファ中のコマンドが完全であると判断
されると、論理は判断ブロック１３６に移り、そこでホ
ストコンピュータとジョイスティックとの間でのデータ
通信用に指定されているＭＩＤＩチャネルを通ってコマ
ンドが伝送されているか否かについての判別が行なわれ
る。この判別はミュージックシンセサイザー・コマンド
等の、ＭＣＵ１０用に意図されていない、ＭＩＤＩコマ
ンドを濾波して取り除くのに役立つ。判断ブロック１３
６での判別が誤りであると、論理はブロック１３８に移
り、そこでコマンドバッファ用の読み込みポインタと書
き込みポインタとが、ゼロに設定される。次に、ブロッ
ク１２４に於いて、新しいコマンドフラグが誤りに設定
される。論理の流れは再び判断ブロック１２６に戻り、
プログラムはいずれかのコマンドがホストコマンド待ち
行列中に残っているか否かを判別する。

【００３９】判断ブロック１３６での判別が肯定判断で
あると、プログラムは図５Ｂに示すようにブロック１４
０に進む。コマンドの健全性が、そのコマンドの第１バ
イト中のコマンド演算コードをジョイスティックについ
ての正しいコマンドのルックアップテーブルと比較する
ことによってチェックされる。論理は判断ブロック１４
２に進み、新しいコマンドのコマンド演算コードが妥当
コマンドのルックアップテーブル中に見出されたか否か
について判別がなされる。否であると、論理はブロック
１４８に移動し、否定確認（ＮＡＣＫ）応答が装置（ジ
ョイスティック）応答待ち行列に置かれ、その応答待ち
行列は直ちにホストコンピュータに送信される。論理は
図６に示したように、ブロック１２４へジャンプする。
ブロック１２４では、新しいコマンドフラグが誤りに設
定される。次に論理はブロック１２６に進み、論理のフ
ローは図５に関して前に説明したように最初から再開さ
れる。

【００４０】判断ブロック１４２での判断が真である
と、論理はブロック１４４に進む。コマンド中のデータ
の健全性が、コマンドについての検査合計を実行し、そ
のコマンドについての正確なバイト数がコマンドバッフ
ァ中に存在するか否かを判別することによって、評価さ
れる。判断ブロック１４６に於いて、論理はコマンドが
健全であるか否か、即ちコマンドが両方のデータ健全性
検査を通過したか否かを判別する。もし否であると、論
理はブロック１４８に移り、否定確認（ＮＡＣＫ）応答
がホストコンピュータ３２への伝送用の装置応答待ち行
列中に置かれる。もしも判別が真であれば、論理はコマ
ンドバッファ中のコマンドを実行することを規定したブ
ロック１５０に進む。コマンドバッファ中の各データ項
目が実行されると、読み取りコマンドバッファポインタ
が増分される。次に、論理は判断ブロック１５１に進
み、コマンドが実行に失敗したか否かについて判別す
る。読み取りと書き込みのコマンドバッファポインタの
値が比較されて、コマンドの実行中に正しいバイト数が
読み取られたか否かが判別される。両方のポインタが同
一の値を持っていないと、論理はブロック１４８に移動
し、否定確認（ＮＡＣＫ）応答がホストコンピュータ３
２への伝送用の装置応答待ち行列中に置かれる。しか
し、読み取りおよび書き込みコマンドバッファポインタ
が同一の値を持つ時は、論理はブロック１５２に移動
し、肯定確認（ＡＣＫ）応答が装置応答待ち行列中に置
かれる。肯定確認（ＡＣＫ）応答がホストコンピュータ
３２に伝送されると、論理は（図６中の）ブロック２４
にジャンプする。新しいコマンドフラグが偽に設定さ
れ、論理の流れは判断ブロック１２６に移り、方法１０
０の論理段階が再度新たに開始出来るようになる。

【００４１】装置応答待ち行列中の肯定確認（ＡＣＫ）
応答と否定確認（ＮＡＣＫ）応答は、同一のＭＩＤＩチ
ャネルのホストコンピュータに送られ、そこでコマンド
がホストコマンド待ち行列用のＭＣＵ１０によって受信
される。装置応答待ち行列は、一度に２つの肯定確認
（ＡＣＫ）／否定確認（ＮＡＣＫ）応答（６バイト）よ
りも僅かに多くを含むに十分な大きさ（８バイト）であ
るので、それらの応答はＭＣＵによって各データ項目が
判断された後にホストコンピュータに送られる。ＭＩＤ
Ｉプロトコルは６．２５バイトのデータを２ミリ秒毎に
ホストコンピュータに伝送することが出来る。またコマ
ンドのサイズ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答および診断メッセ
ージの長さは少なくとも３バイトである。従って、サー
ボ目盛り１目盛り当たりの装置応答待ち行列中に登録さ
れる応答は２応答以下である。これと対蹠的に、ホスト
用に構成され、位置値とボタン／スイッチ状態値を含む
各ゲームポート・データパケットはＭＣＵによって要求
毎にホストコンピュータに伝送されるだけである。

【００４２】触感ジョイスティックによる力効果のレン
ダリングが所定の時間長さ（好ましい実施の形態では４
０ミリ秒）を超えているいがどうかを判別するために、
ウオッチドッグタイマが使用される。コマンドの実行時
間が４０ミリ秒を超えると判別されると、力効果のレン
ダリングと発生が失敗したと判別されたことになり、論
理は直ちにプログラムの実行を中断し、また論理のフロ
ーがスケジューラの全工程の実行を再開できるように、
ＭＣＵ１０中に含まれているプロセッサをリセットす
る。

【００４３】コマンドセットの例示 このこの好ましい実施の形態に於いては、複数のコマン
ドが図４、図５および図６の論理によって示されたプロ
グラムにより実行されるが、有効なコマンドのリストの
一部を下記の表に例示する。

【００４４】

【表１】 上の表１に示したコマンドリストは少なくとも５種類の
コマンド、即ち効果、プレイバック、ユーティリティ、
効果操作および生産が、明示されている。装置コマンド
セットにより、本発明はホストコンピュータ３２により
ＭＣＵ１０に伝送される非常に多様な力効果とシステム
の処理手順を実現することが出来る。

【００４５】スケジューラと力効果の種別 スケジューラは、ＭＣＵ１０によって実行されるソフト
ウエアで実行されるが、主としてホストコンピュータに
より要求された力効果を触感ジョイスティックがレンダ
リング出来るようにする役割を果たす。スケジューラは
力効果のプレイバックを命令するプレイリストを実行す
るためのラウンドロビン待ち行列を持っている。力効果
には５つのクラスがある。即ち挙動、合成、ウエーブテ
ーブル、可変パラメータおよび処理リストの５クラスで
ある。各クラスの効果は、ホストコンピュータにより変
更可能な少なくとも１つのパラメータおよびその他の１
つのクラスの力を他のクラスから識別する特徴を有して
いる。挙動力効果は力効果を発生するために位置、速度
および／または加速度の値を使用する力プロファイルを
有している。これらの値は、ユーザが制御ハンドルを動
かしたときに、そのハンドルの動きに応答してＭＣＵ１
０によって決定される。例えば摩擦力、制動力、慣性、
スプリングおよび恒常力は全て触感ジョイスティックの
制御ハンドルを動かすユーザに応答して発生する挙動効
果である。従って、挙動効果は、バーチャルワールド内
の仮想対象物の動きに関係した力効果をシミュレートす
るのに特に適している。

【００４６】合成効果は時間可変性である数式の関数と
して、ＭＣＵ１０によってレンダリングされる。これら
の合成効果式は多項式、変換係数、正弦波形、余弦波形
および三角波形を含んでいる。合成効果についてホスト
コンピュータによって修正可能なパラメータには、方
向、周波数および包絡線（力効果の時間変更振幅）が含
まれている。

【００４７】ウエーブテーブルの力効果は、ＭＣＵ１０
のＲＡＭまたはＲＯＭ中のテーブルに記憶されている任
意のプロファイルに基づいてそのＭＣＵによりレンダリ
ングされる。これらの力効果は合成された力効果に類似
しており、相違点は力データが所定のサーボ目盛りにつ
いて得られる方法に於いてのみである。ホストコンピュ
ータからダウンロードされたウエーブテーブルの力効果
はいずれもＲＡＭに記憶されるが、定義済みのウエーブ
フォーム力効果はＭＣＵ１０内のＲＯＭに記憶される。
押しボタンまたはスイッチは力効果のいずれのクラスに
もマッピングされることが出来るので、ＲＡＭまたはＲ
ＯＭのいずれかに記憶されているウエーブテーブル効果
にマッピングすることも出来る。ＲＯＭ中に記憶された
ウエーブテーブルの部分的効果と、各力効果に割当てら
れたＲＯＭの識別番号と各力効果に適用されるパラメー
タ（出力速度、利得および存続期間）のリストの一部を
下表２に示す。

【００４８】

【表２】 力効果の第４のクラス、即ち可変パラメータ、は上で説
明した挙動、合成およびウエーブテーブルの各力効果の
組み合わせを含んでいる。この組み合わせ力効果のパラ
メータは数式の関数として、またはジョイスティックの
制御ハンドルの配置に従って、時間を切り換える変数で
あることが出来る。可変パラメータ力効果の例には、ス
プリングの振幅を変調するための正弦波と、ジョイステ
ィック制御ハンドルを動かすときの速度が増加するにつ
れてより強くなるウエーブテーブル効果とを含んでい
る。レンダリング中の力効果のパラメータを、ホストコ
ンピュータの代わりにＭＣＵによって変化出来るように
することが著しく望まれる。ホストコンピュータに、リ
アルタイムでパラメータを変化させることと、プロセッ
サを連続的に更新することが要求されたとすれば、タス
クはコンピュータ負荷を相当に増加することになると考
えられる。

【００４９】注目すべきことは、スケジューラが、現在
のサーボクロック目盛りについてスケジュールされてい
るプレイリスト上の全ての力効果を重ね合わせ、従って
ＭＣＵだけで現在の目盛りに対するこれらの力効果の合
計をレンダリングすることである。或る力効果と関係し
たスイッチまたは押しボタンがユーザが作動すると、そ
の力効果についての識別番号がプレイリストに入力さ
れ、またＭＣＵによってレンダリングされる。更に、力
効果が加えられる時間間隔は通常スイッチ／押しボタン
が作動したままとなっている時間に等しい。

【００５０】処理リスト、プレイリストおよびボタンリ
スト 処理リスト力効果は、最初の４つの力効果クラス、即ち
挙動力効果、合成力効果、可変パラメータ力効果および
ウエーブテーブル力効果、の組み合わせのレンダリング
を規定する処理リストに基づいている。処理リストに
は、重ね合わせ、シーケンシャルおよび連結の３つの種
類がある。重ね合わせ処理リスト中に含まれる力効果は
全て同時に発生される。ここで重要なのは、重ね合わせ
処理リストは各力効果の存続期間に従ってそのリスト上
の各力効果を実行することである。このようにして、リ
スト上の力効果は、種々の時間で停止し、また開始する
ことがあり、従って全ての力効果の重ね合わせは、リス
トされた力効果の全てが発生されているときに、処理リ
ストの総括的存続期間のその部分に対してのみ生じる。
処理リスト中に含まれるいずれの力効果も、そのパラメ
ータに指定された力効果の期間が完了すると終了するこ
とができ、その他の力効果は生成され続けることが出来
る。

【００５１】シーケンシャル処理リストは、そのリスト
中にシーケンシャルに含まれる力効果のシーケンシャル
なレンダリングと発生を規定し、従って連続する各力効
果は直前の力効果が完了し後にのみ発生される。ここで
重要なのは、各力効果がその力効果のパラメータ中に指
定された振幅包絡線を保持することである。シーケンシ
ャル処理リストは常に各力効果を別々に、その力効果の
規定期間が完了するまで実行する。その後に於いての
み、シーケンシャル処理リストの次の力効果がＭＣＵに
よってレンダリングされて、発生される。

【００５２】連結処理リストは、そのリストの力効果
が、リスト上に現われる順序で個別にレンダリングさ
れ、また発生するので、シーケンシャル処理リストに類
似している。しかし、連結処理リストではまた、そのリ
ストに含まれている力効果の個別に定義された振幅包絡
線に代わって総括的な振幅包絡線が呼び出される。従っ
て、連結処理リスト中の個々の力効果は、総括的振幅包
絡線下でシーケンシャル実施されるが、この総括的振幅
包絡線によって各力効果についてプロファイルパラメー
タ中に示された振幅を有意に修正することができる。

【００５３】更に、処理リストは他の処理リストに対し
てネストされた基準を含むことが出来る。この方法で、
複数の処理リストをネスト化して非常に複雑な力効果を
レンダリングしまた発生するようにすることが出来る。
処理リストは、力効果の複雑な組み合わせを、その組み
合わせに指定されている単一のコマンド（識別番号）で
呼び出すことが出来る点でサブルーチン呼び出しに似て
いる。プレイリスト上で使用可能な処理リストはサーボ
クロックの増分（目盛り）ごとにスケジューラによって
実行されるが、処理リストはその処理リストの個々の力
効果をレンダリングおよび発生した後に、それ自身の処
理リストクロックを使用して個々の力効果をタイムアウ
トさせる。

【００５４】スケジューラによって実行されるプレイリ
ストは、恐らく特別な場合の重ね合わせ処理リストとし
て最も良く理解することが出来る。プレイリストは、各
サーボクロックの各目盛りごとにホストコンピュータに
より指示された全ての力効果の識別子を入力順に順序付
けしている。プレイリストは、サーボクロック目盛り毎
に完全にトラバースされるので、ＭＣＵによってレンダ
リングされる実際の力効果は、その時間に示されるプレ
イリスト上の全ての効果の総和である。更に各力効果は
関連する存続期間を持ち、また力効果に対する残りの時
間はプレイリストのトラバース毎に計算される。力効果
はＭＣＵの記憶装置中に以後に使用するために記憶され
たままであるが、タイムアウトしているプレイリスト上
に初めから在った力効果は不活動とマークされて、その
リストから除去される。

【００５５】ホストコンピュータは発生中の力効果のパ
ラメータを、その力効果についての新しいパラメータと
識別番号とを含むコマンドをＭＣＵに送ることによっ
て、リアルタイムで変更することができる。しかし、力
効果はレンダリング中はＭＣＵによって変更されない。
その代わりにレンダリング中の変更は、ホストコマンド
解析ルーチンで同期的に実行される。また力効果は、ホ
ストコンピュータがその力効果の識別番号と希望の動作
とを示す時に開始し、また停止することが出来る。停止
された力効果がその存続期間カウンタがタイムアウトす
る前に再開される時は常にその存続期間カウンタはその
中断が発生する前に記憶されている初期値で再開され
る。

【００５６】上述したように、ボタンリストは作動した
スイッチと押しボタンの状態を含んでおり、またプレイ
リストとは別個にＭＣＵによって維持される。典型的に
は、ボタンリストは、１対１の対応で特定の押しボタン
またはスイッチにマッピングされている力効果の識別番
号を含んでいる。しかし、複数の力効果に対応する複数
の識別番号を単一のスイッチまたは１つの押しボタンに
マッピングすることも出来る。ホストコンピュータはス
イッチと押しボタンのマッピングを指示し、またはユー
ザが所望の力効果を特定の押しボタンまたはスイッチに
マッピング出来るようにすることも可能である。１つの
力効果にマッピングされた押しボタンまたはスイッチが
入りの状態にあるときには、力効果がプレイリストに加
えられ、その押しボタンまたはスイッチが解除されるま
でリスト中に残る。従って、押しボタンまたはスイッチ
の状態（入り／解除の状態）に変化を生じると、マッピ
ングされた効果はプレイリストに加えられ、またはプレ
イリストから除去される。

【００５７】力効果の対象の例 図７は力効果の対象１６８の一般概要図である。力効果
の対象に適用される特別のデータ構造１５４は、ブロッ
ク２５６の力効果クラス、ブロック１６０の存続期間値
およびデータポインタ１５８を含んでいる。ブロック１
５６は力効果のクラス、即ち、挙動、ウエーブテーブ
ル、合成、または可変パラメータを示すために使用され
る。データポインタ１５８は特定の力効果のパラメータ
を記憶するために使用されるデータ構造１６２の記憶装
置内のアドレスを指示し、またデータ構造１６２はブロ
ック１６４内の第１のパラメータからブロック１６６の
ｎ番目のパラメータまでを含んでいる。データ構造１５
４およびデータ構造１６２が力効果の特定のクラスの力
プロファイルを作成するために使用されると、力効果の
対象１６８に識別番号が指定される。

【００５８】ホストコンピュータは、識別子を使用して
ＭＣＵ１０によりレンダリングするための特定の力効果
を指示するので、ホストコンピュータでは、特定の力効
果を示するのに２つのデータ構造の識別を記憶するよう
に実際のメモリを割り当てる必要はない。その代わり
に、ＭＣＵ１０は、力効果をレンダリングできるよう
に、力効果に適用するデータ構造についての対応する記
憶位置に、力効果についての識別番号を変換するタスク
を有している。この方法より、力効果のレンダリングを
示すためにホストコンピュータに要求される演算オーバ
ーヘッドは激減する。また、ホストコンピュータ３２
は、関連する力効果の識別番号を規定するコマンドを送
るだけでデータ構造１６２内に含まれているパラメータ
の値を更新することができ、そのパラメータに新しい値
を提供する。

【００５９】この好ましい実施の形態において、ＭＣＵ
１０は、１６の力効果プロファイルと１６の識別番号に
ついてＲＡＭ内に所定の記憶位置を有している。ホスト
コンピュータ３２からＭＣＵ１０にダウンロードされた
力効果プロファイルは、特定の順番で供給され、ＭＣＵ
により力効果プロファイルを記憶するために割り当てら
れたＲＡＭの量を保存することができる。ホストコンピ
ュータ３２は、先ず初めに、全ての非処理リスト力効果
についての力効果プロファイルをＭＣＵ１０に供給し、
ホストコンピュータは、そのプロファイルがＭＣＵにダ
ウンロードされた後に各力効果に指定された識別番号を
受け取る。次に、ホストコンピュータ３２は、ＭＣＵ１
０により提供された識別番号を使用して、ＭＣＵにダウ
ンロードされた処理リスト力効果についての力効果プロ
ファイルを識別する。本発明の別の実施形態では、ホス
トコンピュータによりダウンロードされた力効果プロフ
ァイルの数とタイプを整合させるように、力効果プロフ
ァイル用に割り当てられたＲＡＭの量の動的スケーリン
グを行なうようにすることもできる。

【００６０】処理リストの対象１６９の概要を図８に示
す。処理リストは力効果の対象の特別の場合であるが、
これは力効果リストに必要な存続期間値は処理リストの
対象には適用されないからである。処理リストの対象１
６９は、ブロック１９０およびデータポインタ１９２で
の処理としてクラスを識別する一般データ構造１８８を
使用するが、ブロック１９４の存続期間値は含まれな
い。その代わりに、処理リストの対象の存続期間は、デ
ータポインタ１９２によって指示されるメモリアドレス
の特定のデータ構造１７０内に含まれている値により決
定される。注目すべきは、識別番号は、処理リストの対
象１６９と関係付けて、ホストコンピュータ３２があた
かも単一の効果を表わしている力効果の対象であるかの
ように処理リストをＭＣＵに示すことができることであ
る。

【００６１】データ構造１７０は、ブロック１７２の処
理タイプ、ブロック１７４の効果指標１からブロック１
８２の効果指標ｎまでを含む複数の効果指標、およびに
ブロック１７６と１８４の関連存続期間値を含んでい
る。存続期間のデフォルト値は、個々の効果データ構造
について最初にダウンロードされた値である。しかし、
存続期間値はホストコンピュータによってデフォルト値
から修正することもできる。ブロック１７２の処理タイ
プは、リストにより識別された効果がプロセッサにより
どのようにレンダリングさせられるか、例えば、重ね合
わせか、連結か、またはシーケンシャルか、を示す。リ
ストフラグの末端部１８６は、処理リストによって指標
付けされた全ての効果が識別されたことを表わす。

【００６２】次に、図９について説明する。同図は典型
的な処理リストの対象１６９’の拡大図である。一般的
なデータ構造１８８はブロック１９０を含み、これはク
ラスをプロセスリストオブジェクトとして識別する。デ
ータポインタ１９２は処理リストの対象のための特定デ
ータ構造１７０’のメモリアドレスを指示し、またブロ
ック１７２’は処理リストの対象がシーケンシャルであ
ることを示している。ブロック１７４’の効果指標１は
別の特定データ構造１５４’を示し、またその特定構造
のブロック１５６’は力効果クラスがウエーブテーブル
であることを規定している。ブロック１６０’の存続期
間値（７５）はデータ構造１５４’と関連しているが、
ブロック１７６’の力効果存続期間が処理リストに対す
るウエーブテーブル効果の実際の存続期間（存続期間）
を決定する。この実施形態においては、処理リスト存続
期間値は７５サーボ・クロック目盛りであり、ウエーブ
テーブル効果の存続期間値と同じである。しかし、これ
らの値が異なる場合には、ウエーブテーブル力効果が生
成される処理リスト上の時間の長さの決定において、ブ
ロック１７６’の力効果存続期間値がブロック１６０’
の存続期間値に置き代わる。

【００６３】特定データ構造１５４’は、またウエーブ
テーブル力効果のパラメータを記憶するためのデータ構
造１６２’を示すデータポインタ１５８’を含んでい
る。データ構造１６２’はブロック１６４’のパラメー
タ１で始まりブロック１６６’のパラメータｎで終了す
る。

【００６４】ブロック１７８’の力効果指標２は別の特
定データ構造１５４”を示し、またブロック１５６”は
力効果クラスがスプリングであることと定義する。存続
期間値（６０）はデータ構造１５４”のブロック１６
０”に示されているが、ブロック１８０’の力効果存続
期間値が処理リスト上のスプリング効果の実際の持続時
間（存続期間）を決定する。この実施形態では、処理リ
スト存続期間はブロック１８０’の５０サーボ・クロッ
ク目盛りに設定されている。したがって、ブロック１８
０’の力効果存続期間はブロック１６０”で指示した存
続期間値（６０）に取って替わり、その結果処理リスト
に対するスプリング効果の実際の存続期間は短縮され
る。

【００６５】リストフラグ末端部１８６’は、処理リス
トが既にトラバースされており、プロセッサによるレン
ダリングについてリスト上には力効果は残っていないこ
とを示している。したがって、ホストコンピュータが処
理リストの対象１６９’についての識別番号をプロセッ
サに示すと、ウエーブテーブルの力効果とスプリング力
効果はそれぞれ７５と５０のサーボ・クロック目盛り
（計１２５目盛り）の間シーケンシャルにレンダリング
される。複数の力効果の対象を、単に最初の処理リスト
に指定された識別番号を参照するだけで、別の入れ子に
なっている処理リストを含む処理リストにより実施でき
ることも想定される。

【００６６】次に、図１０について説明する。同図はプ
レイリストの対象２００の概要図である。プレイリスト
の対象の一般データ構造は複数の力効果指標と力効果時
間を含んでいる。プレイリストの対象のデータ構造は、
プレイリストの対象が処理タイプを含まないことを除
き、処理リストの対象のデータ構造に類似している。そ
の代わりに、プレイリストの対象２００は重ね合わせ力
効果のリストを含んでいる。プレイリスト（の対象）は
サーボクロックの各増分（目盛り）ごとにトラバースさ
れ、特定の目盛りについてスケジュールされた各力効果
はレンダリングされ合計される。ブロック２０２の力効
果指標１からスタートしてブロック２１０の力効果指標
ｎで終了し、現在のサーボクロック目盛りについてスケ
ジュールされた各力効果が識別される。ブロック２０４
の力効果時間からブロック２１２の力効果時間ｎまでの
値は、対応する力効果指標のスケジューリングを決定す
るために使用される。力効果時間は力効果についての存
続期間値を含んでおり、また開始時を含んでいてもよ
い。リストフラグ末端部２１６は、サーボクロックの各
目盛りごとにいつプレイリストが完全にトラバースされ
たかを判別するために使用される。サーボクロックの現
在目盛りについて決定された全ての力効果が累計され、
その結果、ＭＣＵ１０は現在目盛りについての力効果の
合計のみをレンダリングする。

【００６７】ブロック２０２の力効果指標１は処理リス
トについての一般データ構造１８８を指し、ブロック２
０４の最初の力効果時間（２００）の値は、プレイリス
ト上で、データ構造１８８により定義された処理リスト
の実際の存続期間即ち持続時間を決定するために使用さ
れる。プレイリストの最初の力効果時間の値は、プロセ
スリストの力効果存続期間の合計時間よりも少ない場合
も多い場合もあり得る。上記のデータ構造１８８につい
ての説明はこの実施形態にも適用される。

【００６８】注目すべきことに、プレイリストの力効果
時間が力効果をレンダリングするためにプロセッサによ
り示された時間の総量に置き代わることである。プレイ
リストの最初の力効果存続期間値（２００）は、指標付
けされた処理リスト力効果（１２５）の存続期間を超え
るので、処理リストはプレイリスト存続期間値の終わり
までループする。

【００６９】ブロック２０６の力効果指標２は合成力効
果に対する特定データ構造１５４''' を指す。データポ
インタ１５８''' は合成力効果についてのパラメータを
含むデータ構造１６２''' を指す。合成力効果が適用さ
れる実際の時間の量は、ブロック２０８の値（５０）に
よって決定されるが、この時間は、ブロック１６０'''
の存続期間値の値（６０）と異なる場合には常にこれに
取って替わる。したがって、上記のように一般データ構
造２１４は、サーボクロックの各目盛りごとにスケジュ
ーラにより完全にトラバースされるので、ＭＣＵ１０に
よりレンダリングされた力効果は、サーボクロックの現
在目盛りについてスケジュールされた全ての力効果の累
積として発生する。本発明について本発明の好ましい実
施の形態との関連に於いて説明したが、本技術の当業者
であれば本請求の範囲内で多く変更が可能であることを
理解するであろう。したがって、本発明の範囲はいかな
る場合においても上記の説明により制限されるものでは
なく、請求の範囲を参照して決定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施の形態を具体化した触感
ジョイスティックの側面図。

【図２】好ましい実施の形態の概要システムブロック
図。

【図３】本発明の好ましい実施の形態の概要ブロック
図。

【図４】好ましい実施の形態に於いて実施される論理を
示す流れ図。

【図５】好ましい実施の形態に於いて実施される論理を
示す流れ図。

【図６】好ましい実施の形態に於いて実施される論理を
示す流れ図。

【図７】効果の対象についてのデータ構造を示すブロッ
ク図。

【図８】処理リストの効果の対象についてのデータ構造
を示すブロック図。

【図９】処理リストの効果の対象についてのデータ構造
の例を示すブロック図。

【図１０】プレイリストについてのデータ構造を示すブ
ロック図。

【符号の説明】

１１ 力フィードバック（触感）ジョイスティック １３ 制御ハンドル ２２ Ｙ軸モータ ３３ ホストコンピュータ ３５ プロセッサ ３６ Ｙ軸位置表示ＬＥＤ ３７ 位置機検知器 ３８ スロットル位置表示ＬＥＤ １６８ 力効果の対象 １６９ 処理リストの対象 ２００ プレイリストの対象

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マノリト、イー．アーダン アメリカ合衆国ワシントン州、ウッディン ビル、エヌイー、ワンハンドレッドフィフ ティナインス、プレイス、16843 (72)発明者 ビン、アン アメリカ合衆国ワシントン州、ウッディン ビル、エヌイー、ワンハンドレッドセブン ティフォース、ストリート、14520

Claims (57)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホストコンピュータからの要求に応答して
   スケジュールされた力効果を生成する力フィードバック
   装置に於いて、（ａ）力フィードバック装置のユーザが
   握るようにしてなる構成材と、（ｂ）前記構成材に結合
   された動力源であって、前記構成材に作用する力を発生
   する前記動力源と、（ｃ）前記動力源に結合されたプロ
   セッサであって、力効果をレンダリングして、前記動力
   源に結合される駆動信号を発生し、前記動力源にその力
   効果に対応する力を生成せしめるプロセッサと、（ｄ）
   前記プロセッサによって実行されるスケジューラであっ
   て、ホストコンピュータによって要求される時間間隔中
   に力効果が生成されるように力効果をスケジュールする
   スケジューラと、（ｅ）ホストコンピュータと前記プロ
   セッサとを結合する通信リンクであって、力効果をレン
   ダリングするためにホストコンピュータから前記プロセ
   ッサに搬送して力効果をスケジュールするための通信リ
   ンクとを、有することを特徴とする力フィードバック装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の力フィードバック装置に
   於いて、要求中のホストコンピュータから受け取ったコ
   マンドに応答して、力効果についての実行順序を前記ス
   ケジューラが確立することを特徴とする力フィードバッ
   ク装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の力フィードバック装置に
   於いて、ホストコンピュータから受け取ったコマンドに
   応答して、生成した各力効果についての開始時間と停止
   時間とを前記スケジューラが確立することを特徴とす力
   フィードバック装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の力フィードバック装置に
   於いて、更に各時間間隔について持続時間を決定するた
   めに使用されるサーボクロックを有し、前記スケジュー
   ラが前記サーボクロックに応答して力効果の持続時間を
   制御することを特徴とする力フィードバック装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の力フィードバック装置に
   於いて、複数の力効果を同時に実行することによって、
   複数の力効果を重ね合わせることを特徴とする力フィー
   ドバック装置。
6. 【請求項６】請求項１に記載の力フィードバック装置に
   於いて、１つの力効果が複数の別の力効果を有すること
   を特徴とする力フィードバック装置。
7. 【請求項７】請求項１に記載の力フィードバック装置に
   於いて、更に最初にホストコンピュータから受信した力
   効果のプロファイルと、前記プロファイルに指定された
   識別子とを記憶する記憶装置を有し、力効果のスケジュ
   ーリングに使用するためにホストコンピュータにより要
   求された各力効果の固有の識別子を前記スケジューラが
   受け取ることを特徴とする力フィードバック装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載の力フィードバック装置に
   於いて、スケジューラが固有の前記識別子と、ホストコ
   ンピュータから記憶されたプロファイルのパラメータの
   変更とを受信し、前記プロセッサが力効果をレンダリン
   グするときにそのパラメータの変更を使用することを特
   徴とする力フィードバック装置。
9. 【請求項９】請求項７に記載の力フィードバック装置に
   於いて、スケジューラによって結合されて単一の力効果
   となる複数の力効果プロファイルをプロセッサが受け取
   り、前記単一の力効果が固有の識別子を指定されている
   ことを特徴とする力フィードバック装置。
10. 【請求項１０】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、定義済み力効果プロファイルのテーブルを記
    憶する記憶装置を更に有し、前記の各プロファイルが固
    有の識別子を指定されており、生成されるべきスケジュ
    ーリングされた力効果中に含まれる各定義済み力効果を
    識別するときに、スケジューラにより前記固有の識別子
    が使用されることを特徴とする力フィードバック装置。
11. 【請求項１１】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、各力効果が複数の異なるクラスの１つに属
    し、前記複数の異なるクラスが、挙動クラスと、ウエー
    ブテーブルクラスと、合成クラスと、可変パラメータク
    ラスと、処理リストクラスとを含んでいることを特徴と
    する力フィードバック装置。
12. 【請求項１２】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、プロセッサに結合されたスイッチを更に有
    し、前記スケジューラが力効果をスイッチにマッピング
    することにより、スイッチが作動したときに前記力効果
    がプロセッサによってレンダリングされることを特徴と
    する力フィードバック装置。
13. 【請求項１３】請求項１２に記載の力フィードバック装
    置に於いて、スイッチにマッピングされる前記力効果を
    示すホストコンピュータからの要求をプロセッサが受け
    取ることを特徴とする力フィードバック装置。
14. 【請求項１４】請求項１２に記載の力フィードバック装
    置に於いて、スイッチが作動したときに、スイッチにマ
    ッピングされた力効果を直ちにスケジューラがレンダリ
    ングし、且つ発生せしめ、またスイッチが最早作動しな
    い時に、直ちにスケジューラが前記力効果の発生を停止
    することを特徴とする力フィードバック装置。
15. 【請求項１５】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、ゲームポートと楽器デジタルインタフェース
    ポートとを通信リンクが有することを特徴とする力フィ
    ードバック装置。
16. 【請求項１６】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、通信リンクが汎用シリアルバスポートを有す
    ることを特徴とする力フィードバック装置。
17. 【請求項１７】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、通信リンクがゲームポートとシリアルポート
    とを有することを特徴とする力フィードバック装置。
18. 【請求項１８】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、前記構成材に結合された複数の動力源を有
    し、少なくとも前記複数の動力源の１つが前記構成材に
    作用して各力効果を生成することを特徴とする力フィー
    ドバック装置。
19. 【請求項１９】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、更に検知器を有し、前記構成材をユーザが握
    っているか否かを示す信号を前記検知器が発生し、前記
    プロセッサが検知器に結合されており、且つユーザがそ
    の構成材を握っていないときには前記動力源が力効果を
    生成しないようにすることによって前記プロセッサが信
    号に応答することを特徴とする力フィードバック装置。
20. 【請求項２０】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、スケジューラに依って制御される複数のスケ
    ジュールされた力効果の中で、同時に実行される複数の
    力効果を重ね合わせられた力効果が含むことを特徴とす
    る力フィードバック装置。
21. 【請求項２１】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、シーケンシャル力効果が、スケジューラによ
    って制御されるスケジュールされた複数の効果の中でシ
    ーケンシャルに実行される複数の力効果を備えることを
    特徴とする力フィードバック装置。
22. 【請求項２２】請求項１に記載の力フィードバック装置
    に於いて、スケジューラによって制御されたスケジュー
    ル済みの複数の効果の中で、シーケンシャルに実行され
    且つ所定の包絡線を持つ複数の力効果を備え、前記包絡
    線がシーケンシャルに実行される前記複数の効果の振幅
    を制御することを特徴とする力フィードバック装置。
23. 【請求項２３】スケジュールに従って力効果を発生する
    力フィードバック装置に於いて、（ａ）１つの構成材に
    作用する力を発生することによって駆動信号に応答する
    力発生器であって、その力を前記構成材がその構成材と
    接触しているユーザに伝達して、ユーザに力効果を体感
    せしめる力発生器と、（ｂ）前記構成材の位置を検出し
    てその位置を示す信号を発生する検知器であって、前記
    信号が少なくとも１つの力効果を定義する場合に使用さ
    れる検知器と、（ｃ）力効果を指定するデータを記憶す
    るための記憶装置と、（ｄ）力発生器と、検知器と、記
    憶装置とに結合されたプロセッサであって、前記プロセ
    ッサが記憶装置に記憶されている機械語命令を実行し、
    且つスケジュールに従って各力効果が開始される時点
    と、各力効果の持続時間とを決定することを含めて、前
    記機械語命令によって定義された複数の機能を実行し、
    前記プロセッサが各力効果を記憶装置に記憶されたデー
    タによって指定されたようにレンダリングし、且つ力効
    果がスケジュールに依って要求された時に、対応する駆
    動信号を力発生器に供給するプロセッサとを、有するこ
    とを特徴とする力フィードバック装置。
24. 【請求項２４】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、力効果を実行する順序がスケジュール中に
    定義された順序であることを特徴とする力フィードバッ
    ク装置。
25. 【請求項２５】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、各力効果の相対的開始時間と持続時間とが
    スケジュールに指定されていることを特徴とする力フィ
    ードバック装置。
26. 【請求項２６】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、スケジュールに依って定義された複数の力
    効果を達成するための時間間隔を決定するために、更に
    プロセッサにより使用されるサーボクロックを備え、前
    記プロセッサが前記時間間隔の終了時に生成されている
    力効果を終了させることを特徴とする力フィードバック
    装置。
27. 【請求項２７】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、スケジュールが複数の力効果を重ね合わせ
    ることを規定することを特徴とする力フィードバック装
    置。
28. 【請求項２８】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、スケジュールに含まれる力効果がその他の
    力効果の組み合わせを含むことを特徴とするフィードバ
    ック装置。
29. 【請求項２９】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、プロセッサが記憶装置中に複数の力効果に
    ついてのプロファイルを記憶し、且つ複数の力効果に固
    有の識別子を割当て、各固有の識別子が複数の力効果の
    中の別々の１つのプロファイルと関係しており、プロセ
    ッサが前記力効果についての固有の識別子に依ってスケ
    ジュール中で指定され力効果を前記力効果のプロファイ
    ルに従ってレンダリングすることを特徴とする力フィー
    ドバック装置。
30. 【請求項３０】請求項２９に記載の力フィードバック装
    置に於いて、プロファイルのパラメータの変化が力効果
    を変更するために、プロセッサによって記憶装置中に記
    憶されることを特徴とする力フィードバック装置。
31. 【請求項３１】請求項２９に記載の力フィードバック装
    置に於いて、複数のプロファイルを組み合わせて固有の
    識別子を割当てられた単一の力効果を示すことを特徴と
    する力フィードバック装置。
32. 【請求項３２】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、複数のプロファイルが記憶装置中に事前定
    義されていることを特徴とする力フィードバック装置。
33. 【請求項３３】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、各力効果が複数の異なるクラスの１つとし
    て特徴付けられており、前記複数の異なるクラスが挙動
    クラス、ウエーブテーブルクラス、合成クラス、可変パ
    ラメータクラスおよび処理リストクラスとを含んでいる
    ことを特徴とする力フィードバック装置。
34. 【請求項３４】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、更にプロセッサに結合されたスイッチを有
    しており、力効果がそのスイッチにマッピングされ、且
    つスイッチが作動したときにプロセッサによってレンダ
    リングされることを特徴とする力フィードバック装置。
35. 【請求項３５】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、更に前記構成材に連結された複数の力発生
    器を有し、前記複数の力発生器の少なくとも１つがその
    構成材に対して作用して複数の各力効果を発生すること
    を特徴とする力フィードバック装置。
36. 【請求項３６】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、更に検知器を有し、前記検知器がユーザが
    前記構成材を握っているか否かを示す信号を発生し、前
    記プロセッサが検知器に結合されており、且つユーザが
    前記構成材を握っていない時に力発生器の力が発生しな
    いようにすることによって信号に応答することを特徴と
    する力フィードバック装置。
37. 【請求項３７】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、重ね合わせ力効果が、スケジュールに含ま
    れる複数の力効果の中で同時に実行される複数の力効果
    を含むことを特徴とする力フィードバック装置。
38. 【請求項３８】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、シーケンシャル力効果がスケジュールに含
    まれる複数の力効果の中でシーケンシャルに実行される
    複数の力効果を含むことを特徴とする力フィードバック
    装置。
39. 【請求項３９】請求項２３に記載の力フィードバック装
    置に於いて、連結力効果が、スケジュールに含まれる力
    効果の中でシーケンシャルに実行され、且つ所定の包絡
    線を有する複数の力効果を含んでおり、前記包絡線がシ
    ーケンシャルに実行される前記複数の力効果を制御する
    ことを特徴とする力フィードバック装置。
40. 【請求項４０】力効果を発生する装置を制御するための
    方法に於いて、（ａ）その装置の記憶装置中に力効果を
    定義するデータを記憶する工程と、（ｂ）スケジュール
    に含まれる各力効果を開始すべき時点と各力効果の持続
    時間とを定義する力効果のスケジュールを作成する工程
    と、（ｃ）スケジュールの機能として、力効果に対応す
    る力を装置によって生成出来るようにする駆動信号を供
    給して、スケジュールに従って力効果を発生する工程と
    を、有することを特徴とする方法。
41. 【請求項４１】請求項４０に記載の方法に於いて、スケ
    ジュールを作成する工程が、スケジュールを定義するた
    めに、力効果を生成すべき順序を指定する工程を含んで
    いることを特徴とする方法。
42. 【請求項４２】請求項４０に記載の方法に於いて、スケ
    ジュールを作成する工程がスケジュールを定義するため
    に、各力効果の開始時と持続時間とを指示する工程を含
    んでいることを特徴とする方法。
43. 【請求項４３】請求項４０に記載の方法に於いて、定義
    済み時間間隔の経過に続いて力効果を終了する工程を含
    んでいることを特徴とする方法。
44. 【請求項４４】請求項４０に記載の方法に於いて、スケ
    ジュールが重ね合わされる複数の力効果を指定すること
    を特徴とする方法。
45. 【請求項４５】請求項４０に記載の方法に於いて、スケ
    ジュールによって指定された力効果がその他の力効果の
    組み合わせを含むことを特徴とする方法。
46. 【請求項４６】請求項４０に記載の方法に於いて、
    （ａ）各力効果に対して固有の識別子を指定する工程
    と、（ｂ）スケジュール中に含まれる各力効果に、前記
    力効果に対する固有識別子を用いて規定する工程とを、
    有することを特徴とする方法。
47. 【請求項４７】請求項４６に記載の方法に於いて、力効
    果を定義するデータのパラメータを変更して力効果を変
    化せしめる工程を有することを特徴とする方法。
48. 【請求項４８】請求項４６に記載の方法に於いて、複数
    の力効果を指定するデータを組み合わせて単一の力効果
    を指定することを特徴とする方法。
49. 【請求項４９】請求項４０に記載のフィードバック装置
    に於いて、（ａ）記憶装置中の定義済み力効果であっっ
    て、それぞれ固有の識別子を割当てられている各力効果
    を定義するデータを記憶する工程と、（ｂ）固有の識別
    子によって識別された定義済み力効果の１つを生成する
    要求に応答して、前記力効果を生成する工程とを、有す
    ることを特徴とする装置。
50. 【請求項５０】請求項４０に記載の方法に於いて、力効
    果が複数のクラスの１つであり、前記複数のクラスが、
    挙動クラス、ウエーブテーブルクラス、合成クラス、可
    変パラメータクラスおよび処理リストクラスとを含んで
    いることを特徴とする方法。
51. 【請求項５１】請求項４０に記載の方法に於いて、
    （ａ）装置に結合されたスイッチを備える工程と、
    （ｂ）スイッチが作動した時に力効果を生成するよう
    に、前記力効果をスイッチにマッピングする工程とを、
    有することを特徴とする方法。
52. 【請求項５２】請求項４０に記載の方法に於いて、力効
    果を定義するデータの少なくとも一部が、装置を結合す
    るようにしてなるホストコンピュータから、装置に伝送
    されることを特徴とする方法。
53. 【請求項５３】請求項４０に記載の方法に於いて、スケ
    ジュールに含まれている力効果が、同時に生成される複
    数の力効果を含むことを特徴とする方法。
54. 【請求項５４】請求項４０に記載の方法に於いて、スケ
    ジュールに含まれる連結された力効果がシーケンシャル
    に生成される複数の力効果を含み、連結された力効果が
    所定の包絡線を有し、前記包絡線がシーケンシャルに生
    成される力効果の振幅を制御することを特徴とする方
    法。
55. 【請求項５５】請求項４０に記載の方法に於いて、スケ
    ジュールに含まれるシーケンシャル力効果がシーケンシ
    ャルに生成される複数の力効果を含むことを特徴とする
    方法。
56. 【請求項５６】ホストコンピュータからの要求に応答し
    て力効果を発生する力フィードバック装置に於いて、
    （ａ）力フィードバック装置のユーザが握るようにして
    なる構成材と、（ｂ）その構成材に連結した動力源であ
    って、その構成材に作用する力を生成する前記動力源
    と、（ｃ）動力源に結合されたプロセッサであって、前
    記プロセッサが力効果をレンダリングして動力源に結合
    される駆動信号を生成し、対応する力を動力源に力効果
    に発生せしめるプロセッサと、（ｄ）ホストコンピュー
    タをプロセッサに結合する通信リンクであって、力効果
    をレンダリングする要求をホストコンピュータからプロ
    セッサへ搬送する通信リンクとを有し、楽器デジタルイ
    ンタフェースポートを経て、またはシリアルポートを経
    て、ホストコンピュータにリンクされているか否かを前
    記プロセッサが判別し、また楽器デジタルインタフェー
    スプロトコルおよびホストコンピュータと通信するため
    のシリアルプロトコルの適当な１つを使用するように自
    動的に通信リンクを構成するプロセッサであることを特
    徴とする力フィードバック装置。
57. 【請求項５７】力フィードバック装置に於いて、（ａ）
    力フィードバック装置のユーザが握るようにしてなる構
    成材と、（ｂ）その構成材に連結した動力源であって、
    その構成材に作用する力を生成する前記動力源と、
    （ｃ）前記構成材の位置を検出して、その位置を示す信
    号を生成する検知器と、（ｄ）動力源と検知器とに結合
    されたプロセッサであって、前記プロセッサが信号に応
    答して前記構成材の位置の中心位置からの偏位を判別
    し、且つ動力源に供給されて、前記構成材に適用される
    復元力を発生せしめる駆動信号を生成するプロセッサと
    を備え、前記復元力が前記構成材を中心位置に移動せし
    めるように作用することを特徴とする力フィードバック
    装置。