JPWO2016136934A1 - 情報処理装置、情報処理方法、情報処理システム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法、情報処理システム Download PDF

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Abstract

【課題】ゲームコントローラは特定の振動デバイスしか有さず、ゲームソフトは特定の振動デバイスにしか対応していないため、ユーザは限定された触覚フィードバックしか得られない。【解決手段】触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成する制御部を備え、前記制御部は、前記制御部が認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、情報処理装置。【選択図】図６

Description

本開示は、情報処理装置、情報処理方法、情報処理システムに関する。
近年、テレビジョンゲームにおいて、ユーザにゲーム内で発生するイベントに応じた触覚のフィードバックを行うゲームコントローラが提供されている。当該ゲームコントローラは振動子などの振動デバイスを有し、ユーザは当該振動子の振動によって触覚フィードバックを得ることができる。
特許文献１には、上述したような振動子を有するテレビジョンゲームに使用されるゲームコントローラが開示されている。特許文献１に開示されているゲームコントローラは、振動子として偏心モータを有することが開示されている。
特開２０１５−１４６８３１
特許文献１に開示されているゲームコントローラは偏心モータしか有しておらず、またゲームソフトは偏心モータにしか対応していないため、ユーザは限定された触覚フィードバックしか得られない。
そこで本開示では、制御部が、制御部が認識する触覚フィードバック部の種類に基づいて触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる新規かつ改良された情報処理装置を提案する。
本開示によれば、触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成する制御部を備え、前記制御部は、前記制御部が認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、情報処理装置が提供される。
以上説明したように本開示によれば、ユーザは触覚フィードバック装置の特性に応じた触覚フィードバックを得ることができる。
なお、上記の効果は必ずしも限定されず、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
図１は、本開示のシステム構成を表す概略図である。 図２は、図１で示したシステム構成の内部構造を示すブロック図である。 図３は、本開示の外付け振動ユニットの外観を示す図である。 図４は、本開示の外付け振動ユニットの内部構造を示すブロック図である。 図５Ａは、本開示の外付け振動ユニットのゲームコントローラへの取り付け方法を示す図である。 図５Ｂは、本開示の外付け振動ユニットが取り付けられたゲームコントローラの背面を示す図である。 図６は、本開示のシステム構成の内部構造を示すブロック図である。 図７は、偏心モータの振動特性を示す図である。 図８は、広帯域振動デバイスの振動特性を表す図である。 図９は、本開示の外付け振動ユニットの他の取り付け方法を示す図である。 図１０は、本開示の外付け振動ユニットの他の取り付け方法を示す図である。 図１１は、衝突フィードバックを行う際の処理を示すフロー図である。 図１２は、摩擦フィードバックを行う際の処理を示すフロー図である。 図１３は、偏心モータと広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラにおける各デバイスの配置位置の一例を示す図である。 図１４は、図１３で示したゲームコントローラを備えるシステムの内部構造を示すブロック図である。 図１５は、図１４で示したゲームコントローラの構成を詳細に示したブロック図である。 図１６は、広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラにおける広帯域振動デバイスの配置位置の一例を示す図である。 図１７は、図１６で示したゲームコントローラを備えるシステムの内部構造を示すブロック図である。 図１８は、ゲームソフトとゲームコントローラの組み合わせによる処理例を示す図である。 図１９は、ゲームの音声信号に基づいて広帯域振動デバイスに対する振動信号を生成する処理の一例を示す図である。 図２０は、振動信号と音声信号をミキシングして出力する装置の構成の例を示す図である。 図２１は、広帯域振動デバイスに対する振動信号から偏心モータに対する振動信号を生成する処理の一例を示す図である。 図２２は、広帯域振動デバイスに対する振動信号から偏心モータに対する振動信号を生成する処理の他の例を示す図である。 図２３は、広帯域振動デバイスに対する振動信号から偏心モータに対する振動信号を生成する処理の他の例を示す図である。 図２４は、ゲームコントローラ側に振動信号を生成する信号生成部を有する構成例を示す図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．システム構成の例
２．背景
３．広帯域振動デバイスを有する外付け振動ユニットの構成例
４．偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラの構成例
５．広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラの構成例
６．異なる振動デバイスを有するゲームコントローラに対する制御の動作例
７．ゲーム機が制御を切り替える際の動作例
８．ゲームコントローラが振動信号を生成する場合の動作例
９．補足
１０．むすび
＜１．システム構成の例＞
図１は、本実施形態のシステムの構成例を示す図である。本実施形態のシステムは、ディスプレイ１００と、ゲーム機２００と、ゲームコントローラ３００とを備える。例えば、ディスプレイ１００は、ゲーム機２００から出力される画像信号を受信して、ゲーム機２００が処理を行うゲームソフトの画像を表示する。また、ディスプレイ１００がスピーカー１０２を備える場合、スピーカー１０２はゲーム機２００が出力する音声信号に基づいてゲーム機２００が処理を行うゲームソフトに関する音声を出力する。ディスプレイ１００は、画像を表示する機器であればよく、例えばテレビまたはプロジェクタ等であってもよい。
ゲーム機２００は、ＢＤ（Ｂｌｕｒａｙ Ｄｉｓｃ）（登録商標）、ＤＶＤまたはＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）のような光学式の記憶媒体に記憶されているゲームソフトを読み取り、当該ゲームソフトの処理を実行する。ゲーム機２００は、ゲームソフトの処理を実行することによって、ゲームソフトに関連する画像信号、音声信号またはゲームコントローラ３００に対する信号を生成する。ゲーム機２００は、生成した画像信号および音声信号をディスプレイ１００に出力し、またゲームコントローラ３００に対してゲームコントローラ３００用の信号を出力する。なお、ゲーム機２００がインターネットに接続される場合、ゲーム機２００はインターネットを介してゲームソフトを実行してもよい。その場合、ゲーム機２００はインターネット上に存在するサーバに接続し、サーバと協働してゲームソフトを実行する。
ゲームコントローラ３００は、ユーザに触覚フィードバックを行う触覚フィードバック装置の一例である。ゲームコントローラ３００は、ユーザが操作する操作部を有する。ユーザは、操作部を操作することによって、ゲームに対する操作を行う。例えば、ゲーム機２００がロールプレイングゲームのようなゲームソフトを実行している場合、ユーザは操作部を操作することによって、キャラクターをゲーム内で動かすことができる。また、ゲーム機２００がシューティングゲームのようなゲームソフトを実行している場合、ユーザは操作部を操作することによって、銃を発射する動作をゲーム内で行うことができる。なお、ゲームソフトは、触覚フィードバック部に対する制御信号を生成するようにプログラムされたソフトウェアの一例である。
ゲームコントローラ３００とゲーム機２００は無線または有線で接続されており、ゲームコントローラ３００は、ユーザが操作した内容に応じてゲーム機２００に対して操作信号を送信する。ゲームコントローラ３００から操作信号を受信したゲーム機２００は、当該操作信号を処理し、ゲームソフト内でのキャラクターなどの動作に変換する。
図２は、上記したゲームシステムの構成を示すブロック図である。ここで、ディスプレイ１００は、スピーカー１０２を備えてもよい。ゲーム機２００は、ＣＰＵ２０２、メモリ２０４、ＨＤＤ２０６（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）、ディスプレイ、無線通信インタフェース２１０、記憶媒体読取部２１２および外部接続端子２１４を備えている。ＣＰＵ２０２は、ゲーム機２００およびゲームコントローラ３００の動作を制御する制御信号を生成する制御部の一例であり、各種の情報を処理する。例えば、ＣＰＵ２０２は、記憶媒体読取部２１２が読み取ったゲームソフトをメモリ２０４等と協働して処理する。メモリ２０４は、ＣＰＵ２０２が処理を実行する際に一時的にデータを記憶する記憶媒体である。
ＨＤＤ２０６は、一般的にメモリ２０４よりも容量が大きい記憶媒体であり、データを長時間記憶する。例えば、ユーザがインターネットを介してゲームソフトをダウンロードする場合、ＨＤＤ２０６はダウンロードされるゲームソフトを記憶する。また、ゲーム機２００がＴＶ番組等を録画する録画機能を備える場合、ＨＤＤ２０６は録画される動画データを記憶する。
ディスプレイ２０８は、ゲーム機２００の状態を表すために用いられる。例えば、ゲーム機２００の電源が入っている場合、ディスプレイ２０８は点灯するように構成されてもよい。また、ゲーム機２００の電源が切られている場合、ディスプレイ２０８はゲーム機２００の電源が入っている状態とは異なる色で点灯してもよい。また、ゲーム機２００にエラーが生じている場合、ディスプレイ２０８は点滅するように構成されてもよい。
無線通信インタフェース２１０は、ゲームコントローラ３００と通信を行う通信部の一例である。無線通信インタフェース２１０は、ゲームソフトに基づいてゲームコントローラ３００と通信する。無線通信インタフェース２１０は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）であってもよく、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）であってもよい。
記憶媒体読取部２１２は、ゲームソフトなどが記憶されたＢＤ、ＤＶＤまたはＣＤなどの記憶媒体に記憶された情報を読み取る。記憶媒体読取部２１２は、読み取った情報をＣＰＵ２０２に送り、ＣＰＵ２０２はこの情報を処理することによってゲームを実行する。
外部接続端子２１４は、ディスプレイ１００に画像信号および音声信号を送信する。外部接続端子２１４は、例えばＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（登録商標）であってもよい。ＨＤＭＩは、デジタル信号をＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）方式で伝送し、ＣＥＣ（Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって機器制御信号を伝送する。また、外部接続端子２１４はＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）端子であってもよく、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）であってもよい。
次にゲームコントローラ３００の構成について説明される。ゲームコントローラ３００は、ＣＰＵ３０２、ジャイロセンサ３０４、加速度センサ３０６、地磁気センサ３０８、操作部３１０およびキー処理部３１２を有する。また、ゲームコントローラ３００は、無線通信インタフェース３１４、アンプ、スピーカー３１８、ステレオヘッドホン／マイク端子３２０、偏心モータ３２２、拡張端子３２４、バッテリ３２６および充電回路３２８を有する。
ＣＰＵ３０２は、ゲームコントローラ３００に対する制御信号を生成する制御部の一例である。ＣＰＵ３０２は、ゲーム機２００から受信した情報を処理し、またゲームコントローラ３００が有する各センサおよびキー処理部３１２からの情報を処理する。ＣＰＵ３０２は、例えば、各センサから得た情報を処理してゲームコントローラ３００の加速度または傾きなどの状態を算出するように構成されてもよい。また、ＣＰＵは、各センサから得られた情報を単にゲーム機２００に送信し、情報を受け取ったゲーム機２００がゲームコントローラ３００の状態を判定するように構成されてもよい。
ジャイロセンサ３０４はゲームコントローラ３００の回転を検知し、加速度センサ３０６はゲームコントローラ３００の加速度を検知し、地磁気センサ３０８は地磁気を検知することによってゲームコントローラ３００の向きを検知する。
操作部３１０は、ユーザが操作することによってゲーム内でのキャラクターなどの操作を行うために用いられる。操作部３１０は、上下左右キーおよび複数のボタンから構成されてもよく、また軸を中心に全方向に回転するジョイスティックから構成されてもよい。キー処理部３１２は、操作部３１０がユーザによって操作された内容を処理し、ＣＰＵ３０２にその情報を送る。
無線通信インタフェース３１４は、通信部の一例であり、無線通信インタフェース３１４はゲーム機２００と通信を行う。無線通信インタフェース３１４は、例えばゲーム機２００から音声信号を受信してもよく、偏心モータ３２２を動作させるための振動信号を受信してもよい。また無線通信インタフェース３１４は、操作部３１０がユーザによって操作されたことを示す操作信号をゲーム機２００に送信してもよい。
アンプ３１６は、無線通信インタフェース３１４が受信した音声信号を増幅し、スピーカー３１８に送る。スピーカー３１８は、無線通信インタフェース３１４で受信され、アンプ３１６で増幅された音声信号に基づいて音声を出力する。
ステレオヘッドホン／マイク端子３２０は、無線通信インタフェース３１４が受信した音声信号を外部のステレオヘッドホンに出力するために用いられる。またステレオヘッドホン／マイク端子３２０は、外部のマイクから入力された音声信号をＣＰＵ３０２に送る。
偏心モータ３２２は、ユーザに触覚フィードバックを与える触覚フィードバック部の一例である。偏心モータ３２２は、形状に偏りのある錘がモータの回転軸に取り付けられた振動デバイスであり、偏心モータ３２２が回転することによってユーザに振動を与えることができる。偏心モータ３２２は、無線通信インタフェース３１４がゲーム機２００から制御信号として受信した振動信号に基づいて回転する。
拡張端子３２４は、ゲームコントローラ３００に外部機器を接続するために用いられる。外部機器がゲームコントローラ３００に接続された場合、拡張端子３２４は外部機器に関する情報をＣＰＵ３０２に送る。また拡張端子３２４は、外部機器に対しても情報を送る。拡張端子３２４は、Ｉ２Ｃのようなインタフェースであってもよい。バッテリ３２６は、ゲームコントローラ３００の各部を動作させるための電力を供給する。バッテリ３２６は、充電回路３２８を介して充電される。
＜２．背景＞
以上、本実施形態に係るゲームシステムの一般的な構成が示された。以下では、本開示に至った背景について説明される。近年のゲームコントローラでは、上述したように偏心モータ３２２による振動フィードバック機能が搭載され、ゲームの臨場感を強調することが出来るようになっている。このような状況において、ヘッドマウントディスプレイを用いたバーチャルリアリティ体験では、解像度および視野角の向上または立体音響の普及に伴い没入感が強調されてきている。一方、インタラクションに合わせた触覚フィードバックが実現されておらず、ゲーム体験において視覚および聴覚に対して触覚の違和感が際立ってしまうという問題がある。
ゲームコントローラに用いられている偏心モータ３２２は、駆動周波数と強度を自由に制御できない上に応答性が悪く、偏心モータ３２２は連続したラッチ感または衝撃感またはザラザラ感などの細かい振動表現を実現できないという問題がある。
また、ゲームソフトは、偏心モータ３２２による触覚フィードバックを前提として作られているため、振動デバイスが別の仕様のデバイスに置き換えられた場合、オリジナルの操作性が損なわれるという問題がある。
また、アナログスティックやボタンなどの入力操作に応じて、例えば開発者がラッチ感の表現をしたい場合、従来の振動制御信号（振動信号）はホスト側（ゲーム機２００側）で生成されていたため、出力までの遅延が大きくダイレクト感に欠けるという問題がある。
また、高精細な触覚フィードバックを実現するに当たり、振動だけでなく音声との連動が重要な要素である。しかし、振動デバイスとスピーカーは、別々の部品および駆動回路で構成されるため、それぞれのデバイスに依存する遅延にばらつきが生じる。特に筐体のサイズに制約がある手持ち型のゲームコントローラにおいては、部品点数の増加により電池容量の制約などの問題が発生している。そこで、本願発明者は、上記事情を鑑みて本開示をするに至った。
＜３．広帯域振動デバイスを有する外付け振動ユニットの構成例＞
図３は、上述した背景に基づくゲームコントローラ３００に外付けする外付け振動ユニット４００を示す図である。ゲームコントローラ３００に対して広帯域振動フィードバックを実現するための実施形態の１つとして、図３のようにゲームコントローラ３００に外付けする「外付け振動ユニット４００」の形態が考えられる。外付け振動ユニット４００は、ゲームコントローラ３００とは異なる触覚フィードバックを行う第２の触覚フィードバック装置の一例である。外付け振動ユニット４００は、ボイスコイルモータ（あるいはピエゾアクチュエータ、電磁リニアアクチュエータ等）等の広帯域振動デバイスを搭載している。広帯域振動デバイスは、ユーザに触覚フィードバックを与える触覚フィードバック部の一例である。広帯域振動デバイスについては後に詳細に説明される。
次に外付け振動ユニット４００の形状について説明される。外付け振動ユニット４００は、図３のＡおよびＢに示されるようにゲームコントローラ３００の本体部に嵌合されるように設けられた開口部４２２を有する。また、外付け振動ユニット４００は、コントローラ３００から信号を受け取るために接続される振動信号入力端子４０２と、通信用端子４０４を有する。また、外付け振動ユニット４００は、図３のＡ、ＢおよびＣに示すように、広帯域振動デバイス４１０を有する。また、外付け振動ユニットは、図３のＢおよびＣに示すように、充電コネクタ４１８およびＯＮ／ＯＦＦスイッチ４２０を有する。
以上では、外付け振動ユニット４００の外観について説明された。以下では、外付け振動ユニット４００の構成についてより詳細に説明される。図４は、外付け振動ユニット４００の構成を示すブロック図である。外付け振動ユニット４００は、振動信号入力用端子４０２、通信用端子４０４、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４０６、アンプ４０８、広帯域振動デバイス４１０、ステレオヘッドホン／マイク端子４１２、バッテリ４１４、充電回路４１６、充電コネクタ４１８およびＯＮ／ＯＦＦスイッチ４２０を有する。
振動信号入力用端子４０２は、ゲームコントローラ３００のステレオヘッドホン/マイク端子３２０に接続される。振動入力用端子は、ゲーム機２００からゲームコントローラ３００に対して無線伝送された音声信号をゲームコントローラ３００のステレオヘッドホン/マイク端子３２０から受信する。
通信用端子４０４は、ゲームコントローラ３００の拡張端子３２４に接続される。通信用端子４０４がゲームコントローラ３００の拡張端子３２４に接続されることによって、ゲームコントローラ３００およびゲーム機２００に外付け振動ユニット４００が接続されたことが自動でゲーム機２００に認識される。これによって、ユーザは、ゲーム内で設定変更等の操作を行わなくてよい。
充電回路４１６は、充電コネクタ４１８を通してゲームコントローラ３００から給電を受けてバッテリ４１４を充電するために使用される。充電されたバッテリ４１４は、外付け振動ユニット４００を駆動させるために使用される。なお、外付け振動ユニット４００はバッテリ４１４を有さず、ゲームコントローラ３００からの給電によって動作するように構成されてもよい。
ステレオヘッドホン／マイク端子４１２は、音声信号を外部のステレオヘッドホンに出力するために用いられる。またステレオヘッドホン／マイク端子４１２は、外部のマイクから入力された音声信号を入力するために用いられる。外付け振動ユニット４００がゲームコントローラ３００に接続された場合、外付け振動ユニット４００の振動信号入力用端子４０２がゲームコントローラ３００のステレオヘッドホン/マイク端子３２０に接続されるため、ゲームコントローラ３００のステレオヘッドホン/マイク端子３２０は使用できなくなる。つまり、通常のゲーム音声を聞いたりチャットを行ったりするためのヘッドホンまたはマイクがゲームコントローラ３００に接続できなくなる。そこで、外付け振動ユニット４００自体にステレオヘッドホン／マイク端子４１２を設け、ヘッドホンおよびマイクの接続を可能にしてもよい。
アンプ４０８は、振動信号入力用端子４０２から入力された音声信号を増幅する。そして、アンプで増幅された音声信号が広帯域振動デバイス４１０に印加される。つまり、広帯域振動デバイス４１０は、音声信号に基づく振動信号によって振動する。ＤＳＰ４０６は、音声信号のフィルタ処理または音声信号と振動信号との分離処理などを行う。ＤＳＰ４０６は、ＡＤ変換およびＤＡ変換の機能を有してもよい。
広帯域振動デバイス４１０は、上述したようにボイスコイルモータ（あるいはピエゾアクチュエータ、電磁リニアアクチュエータ等）等で構成される。広帯域振動デバイス４１０は、上述したゲームコントローラ３００の偏心モータ３２２に比べて細かな振動の制御が可能である。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４２０は、外付け振動ユニット４００の動作をＯＮにするか、ＯＦＦにするかを切り替えるために用いられる。
ここで、図７および図８を用いて、偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス４１０の振動特性が説明される。図７は、偏心モータ３２２に対して印加される電圧と振動加速度（Ｇ値）を示す図である。偏心モータ３２２はＤＣ電圧により駆動され、電圧が印加されてから所定時間を要して一定の振幅および周波数の振動に収束する。図７からわかるように、偏心モータ３２２は振動の振幅と周波数とが一対一に対応付けられて振動する。
図８は、広帯域振動デバイス４１０に対して印加される電圧と振動加速度を示す図である。広帯域振動デバイス４１０は、ＤＣ電圧ではなく音声信号のような時間とともに大きさと正負が変化するアナログ信号によって駆動される。また広帯域振動デバイス４１０は、振動の振幅と周波数とがそれぞれ独立して振動する。図８からわかるように、広帯域振動デバイス４１０は、印加された電圧から若干遅れて、概ね印加された電圧波形に応じた加速度を発生させるため、より細かな振動表現が可能となる。
上述したように、偏心モータ３２２は、振動の振幅と周波数とを独立して制御できず、一方広帯域振動デバイス４１０は、振動の振幅と周波数とを独立して制御できる。また偏心モータ３２２は、広帯域振動デバイス４１０に比べて応答性が低い。また、広帯域振動デバイス４１０は、図７で示される電圧波形を印加することで、偏心モータ３２２の振動を模した振動を表現することができる。一方、偏心モータ３２２は、体積当たりの最大発生振動加速度が広帯域振動デバイス４１０に比べて大きいという特性がある。
以上では、外付け振動ユニット４００の構成について説明された。以下では、外付け振動ユニット４００をコント路0ら３００に取り付ける取り付け方法が説明される。図５Ａは、外付け振動ユニット４００の取り付け方法を示す図である。最初に、ゲームコントローラ３００の形状について説明される。ゲームコントローラ３００は、ユーザが両手で保持するように設計されており、両側にユーザが手で保持するように形成されているグリップ部を有する。なお、両グリップ部内には偏心モータ３２２が配置されていてもよい。
両側のグリップ部上には操作キーが配置されており、左側のグリップ部の上には上下左右キーが配置され、右側のグリップ部の上には４つの操作ボタンが配置されている。また、上下左右キーの右下および操作ボタンの左下にはジョイスティックがそれぞれ配置されている。
また、両側のグリップ部の間にある本体部には、四角形のタッチパッドが配置されており、タッチパッドの下にはスピーカー３１８が配置されている。また、本体部の、２つのジョイスティックの間にはステレオヘッドホン／マイク端子３２０および拡張端子３２４が配置されている。
外付け振動ユニット４００は、プラスチックなどの可撓制を有する素材から構成されている。図５Ａのａに示されるようにゲームコントローラ３００の本体部上部から外付け振動ユニット４００の開口部４２２が差し込まれると、外付け振動ユニット４００の開口部４２２は撓むことによって一旦広がる。
そして、図５Ａのｂに示されるように外付け振動ユニット４００の開口部４２２は、ゲームコントローラ３００の本体部を掴むようにゲームコントローラ３００の本体部の下部で締結される。これによって外付け振動ユニット４００は、ゲームコントローラ３００に固定される。このとき、図５Ａに示されるように外付け振動ユニット４００によってゲームコントローラ３００のタッチパッドが隠れないように、外付け振動ユニット４００にはタッチパッド用の開口部４２２が設けられていてもよい。最後に、図５Ａのｃに示されるように、外付け振動ユニット４００の振動信号入力用端子４０２および通信用端子４０４が、ゲームコントローラ３００に接続される。
上述した構成を換言すると、外付け振動ユニット４００はゲームコントローラ３００の下側の対応する部分にラッチにより締結可能な開口部４２２を設けており、外付け振動ユニット４００はこの開口部４２２を用いてゲームコントローラ３００への取り付けを行うことが可能である。
なお、外付け振動ユニット４００で発生した振動が十分にゲームコントローラ３００に伝わるように、外付け振動ユニット４００はゲームコントローラ３００に対して隙間およびずれが無いようにリジットに固定された状態になることが望ましい。
また、外付け振動ユニット４００に備えられる広帯域振動デバイス４１０が１つである場合、図５Ｂで示されるように広帯域振動デバイス４１０はゲームコントローラ３００の左右方向に対して中央に配置されることが望ましい。この配置は、ユーザが把持する左右のグリップ部に振動が均等に伝わることが望ましいためである。また、同様に、ユーザの手に振動が十分に伝わるように、広帯域振動デバイス４１０はゲームコントローラ３００のグリップ部に近い位置に配置されることが望ましい。
広帯域振動デバイス４１０が配置される場所は、図９に示されるようなゲームコントローラ３００背面の上部であってもよく、また図１０に示されるようなゲームコントローラ３００の下部であってもよい。また図１０に示されるように左右のグリップ部の間のスペースであって、ゲームコントローラ３００の重心位置から遠い場所に配置されてもよい。ここで図１０の破線は、ゲームコントローラ３００の重心位置を示す。図１０に示されるように、広帯域振動デバイス４１０がゲームコントローラ３００の重心位置から離れた位置に配置されることによって大きなモーメントが得られ、ユーザの手に効率よく振動が伝えられる。
上述したように、外付け振動デバイス４００の振動信号入力用端子４０２と通信用端子４０４は、ゲームコントローラ３００に接続される。図５Ａのｃで示される矢印は、振動信号入力用端子４０２と通信用端子４０４が、ゲームコントローラ３００に接続されることを示す。また、外付け振動デバイス４００は、図５Ａのｃで示すようにステレオヘッドホン／マイク端子４１２を有する。ステレオヘッドホン／マイク端子４１２には、外部からヘッドホンまたはマイクが接続される。
図６は、ゲーム機２００、ゲームコントローラ３００および外付け振動ユニット４００が含まれるシステム構成を示すブロック図である。ゲーム機２００とゲームコントローラ３００は、無線通信インタフェース２１０、３１４によって無線で接続されている。ゲーム機２００とゲームコントローラ３００の間で送受信される無線信号の中には、ゲームコントローラ３００からゲーム機２００に送られる信号としてゲームコントローラ３００の操作キーまたはジョイスティックまたはタッチパッドの操作信号が含まれる。また、ゲームコントローラ３００からゲーム機２００に送られる無線信号には、ゲームコントローラ３００または外付け振動ユニット４００に接続されたマイクの信号またはステレオヘッドホン/マイク端子３２０の接続情報が含まれる。
また、ゲームコントローラ３００からゲーム機２００に送られる信号には、外付け振動ユニット４００の接続有無を示す信号が含まれてもよい。外付け振動ユニット４００の接続有無の状態は、ゲームコントローラ３００において拡張端子３２４を介して得られる情報によって判断される。また、外付け振動ユニット４００の接続有無の状態は、ステレオヘッドホン/マイク端子３２０を介して得られる信号によって判断されてもよい。
次に、ゲーム機２００とゲームコントローラ３００との間の無線信号の中には、ゲーム機２００からゲームコントローラ３００に送られる信号として、ゲームコントローラ３００内の偏心モータ３２２を駆動するための振動信号、およびスピーカー３１８を駆動するための音声信号が含まれる。また、ゲーム機２００からゲームコントローラ３００に送られる信号には、ゲームコントローラ３００に接続されるヘッドホン等を駆動するための音声信号が含まれる。この音声信号は、外付け振動ユニット４００用の振動信号を含んでもよい。
そして、ゲームコントローラ３００と外付け振動ユニット４００は、ステレオヘッドホン／マイク端子３２０−振動信号入力用端子４０２および拡張端子３２４−通信用端子４０４によって接続されている。ステレオヘッドホン／マイク端子３２０−振動信号入力用端子４０２の接続を介してゲームコントローラ３００と外付け振動ユニット４００の間で送受信される信号の中には、ゲームコントローラ３００から外付け振動ユニット４００に送られる信号として音声信号Ａが含まれる。
音声信号Ａは振動信号入力用端子４０２から入力され、ＤＳＰ４０６によって音声信号Ｂと振動信号Ａに分離される。音声信号Ｂはゲームソフトの音声信号であり、ステレオヘッドホン／マイク端子４１２に送られる。一方、振動信号Ａは広帯域振動デバイス４１０を駆動するための信号であり、振動信号Ａはアンプ４０８で増幅された後に広帯域振動デバイス４１０に印加される。なお、外付け振動ユニット４００は通信用端子４０４を介して拡張端子３２４から音声信号Ａを受信し、ＤＳＰ４０６が広帯域振動デバイス４１０を駆動するための振動信号Ａを分離するように構成されてもよい。また、振動信号が音声信号とは別に拡張端子を介して外付け振動ユニット４００に送られ、外付け振動ユニット４００の広帯域デバイス４１０は、この振動信号によって振動されてもよい。
以上では、外付け振動ユニット４００内で信号の分離を行うことを前提として説明がされた。しかし、音声信号Ａをゲームコントローラ３００内の処理によって、音声信号Ｂと振動信号Ａに分離し、これをステレオ信号のＬとＲに振り分けて外付け振動ユニット４００に送ってもよい。このように構成することによって、振動デバイスが駆動されるとともに、外付け振動ユニット４００に接続されたヘッドホンが駆動されることも可能である。あるいは、音声信号ＡのＬとＲにそれぞれ音声信号と振動信号を重畳させて送ることによって、ゲームコントローラ３００および外付け振動ユニット４００は信号分離処理を行わずに、振動デバイスを駆動することも可能である。
なお、ゲームコントローラ３００のステレオヘッドホン/マイク端子３２０に外部からヘッドホン等が接続された場合、ゲーム機２００はこの接続を認識する。ゲーム機２００がゲームコントローラ３００のヘッドホン等の接続を認識した場合、一般的にゲーム機２００はゲーム機２００に接続されたＴＶ等のスピーカーから音声出力を行わないようにするモードに変更する。しかし、本開示による外付け振動ユニット４００は振動を出力するための装置であるため、ゲームコントローラ３００のステレオヘッドホン/マイク端子３２０に振動信号入力用端子４０２が接続されてもＴＶ側から音声の出力をし続けることが望ましい。
そこで、ゲームコントローラ３００が、ゲームコントローラ３００に外付け振動ユニット４００が接続されている状態であることを検出した場合、この情報がゲーム機２００に送られてもよい。そしてゲーム機２００はこの情報に基づいて、ゲームコントローラ３００への音声信号の送信とＴＶ等への音声出力を同時に行うようなモードに切り替えてもよい。なお、外付け振動ユニット４００のステレオヘッドホン/マイク端子４１２に外部から接続がされた場合、ゲーム機２００はＴＶ等のスピーカーに音声を出力しないモードに切り替えてもよい。
（衝突および摩擦フィードバックの処理例）
以上では、外付け振動ユニット４００を用いたシステムの構成例が説明された。以下では、広帯域振動デバイス４１０を備えた外付け振動ユニット４００がゲームコントローラ３００に接続された場合のゲーム機２００での処理例が説明される。
図１１は、ゲーム内で衝突のイベントが発生したときのゲーム機２００での処理例を表すフロー図である。Ｓ１００において処理が開始されると、Ｓ１０２においてゲーム機２００のＣＰＵ２０２は物理演算を行う。次にＳ１０４において、ＣＰＵ２０２は、Ｓ１０２で行われる物理演算に基づいて瞬間的な衝突がゲームにおいて起こったか否かを判定する。
Ｓ１０４においてＣＰＵ２０２が、衝突が起こっていないと判定すると処理はＳ１０２に戻る。Ｓ１０４においてＣＰＵ２０２が、衝突が起こっていると判定すると処理はＳ１０６に進む。そしてＣＰＵ２０２は、衝突の振動信号を出力する。このとき、出力される振動信号は、偏心モータ３２２に対する振動信号と広帯域振動デバイス４１０に対する振動信号の両方であってもよい。
次に摩擦フィードバックが行われるときのゲーム機２００での処理例が説明される。図１２は、ゲーム内で摩擦のイベントが発生したときの処理例を表すフロー図である。Ｓ２００において処理が開始されると、Ｓ２０２においてゲーム機２００のＣＰＵ２０２は物理演算を行う。次にＳ２０４において、ＣＰＵ２０２は、Ｓ２０２で行われる物理演算に基づいて継続的な衝突がゲームにおいて起こっているか否かを判定する。
Ｓ１０４においてＣＰＵ２０２が、継続的な衝突が起こっていないと判定すると処理はＳ２０２に戻る。Ｓ２０４においてＣＰＵ２０２が、継続的な衝突が起こっていると判定すると処理はＳ２０６に進む。そしてＣＰＵ２０２は、Ｓ２０６において摩擦の振動信号を出力する。このとき、出力される振動信号は、偏心モータ３２２に対する振動信号と広帯域振動デバイス４１０に対する振動信号の両方であってもよい。
以上では、広帯域振動デバイス４１０を有する外付け振動ユニット４００がゲームコントローラ３００に取り付けられる構成例が説明された。このような構成によって、偏心モータ３２２のみでは表現できなかった細かな触覚フィードバックをユーザに対して行うことができる。また、ゲームコントローラ３００に外付けの振動ユニットを接続するので、偏心モータ３２２のみを有するゲームコントローラ３００を用いて細かな触覚フィードバックが表現される。なお、ゲームコントローラ３００および外付け振動ユニット４００の各要素の位置、取り付け方法、要素の構成等は、図３〜図１０に示した構成に限定されない。また、省電力のため、ゲームコントローラ３００に外付け振動ユニット４００が接続されている場合、偏心モータの駆動は行われないような処理がされてもよい。
＜４．偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラの構成例＞
以上では、ゲームコントローラ３００に広帯域振動デバイス４１０を有する外付け振動ユニット４００を接続する例が説明された。以下では、偏心モータと広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラの構成例について説明される。
ゲームコントローラに対して広帯域振動フィードバックが実現されるための別の実施形態として、図１４に示されるようにゲームコントローラ５００内部に偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８の双方を搭載する形態が考えられる。振動デバイスの種類は、上述した例と同様である。
偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８を共用する場合のパターンとして、（１）左右のグリップ部のそれぞれに偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８を合わせて搭載する場合が考えられる。また偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８を共用する場合のパターンとして、（２）左右のグリップ部に偏心モータ３２２を搭載し、別の位置（ゲームコントローラ５００の中心付近など）に広帯域振動デバイス５０８を搭載する場合が考えられる。また偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８を共用する場合のパターンとして、（３）左右のグリップ部の片方に偏心モータ３２２、もう一方に広帯域振動デバイス５０８を搭載する場合が考えられる。
以下では、（３）の場合の構成が図１３から図１５に示される。偏心モータ３２２のみを有するゲームコントローラの例として、例えば左のグリップ部に錘の大きい偏心モータ（偏心モータ大）、右のグリップ部に錘の小さい偏心モータ（偏心モータ小）が搭載されているゲームコントローラがある。図１３から図１５に示されるゲームコントローラ５００は、左のグリップ部に偏心モータ大と同様の偏心モータ３２２を有し、また右のグリップ部にモータ小の代わりの広帯域振動デバイス５０８を有する。このような構成とすることにより、偏心モータ３２２による強い振動提示と広帯域振動デバイス５０８による高精細な振動提示の双方が両立される。
偏心モータ３２２は、ゲームソフトから振動のタイミングと強度を指定されて駆動される。強度指定により偏心モータ３２２は（過渡状態を経て）、一定の周波数で振動を生成する。例えば、強度指定が２５６段階であった場合、強度指定値２５６に対して偏心モータ小は５６Ｈｚで振動し、強度指定値１２８の場合、偏心モータ小は２８Ｈｚで振動する。
そこで、図１３から図１５に示されるゲームコントローラ５００は、広帯域振動デバイス５０８によって、偏心モータ小の振動を再現するような振動を行う。そのための振動信号（過渡状態を含む、一定周波数のSin波波形）は、ゲームコントローラ５００内のＣＰＵ３０２が受け取った偏心モータ小に対する駆動信号に基づいて、ＣＰＵ３０２によって生成される。振動信号は、偏心モータ小に対する駆動信号のタイミングと強度指定値に応じて生成され、広帯域振動デバイス５０８に与えられる。
これにより、ユーザは、錘の重さが異なる偏心モータ大・小の２つを有するゲームコントローラと同様の操作感を偏心モータ３２２および広帯域振動デバイス５０８を有するゲームコントローラ５００によって得ることができる。
図１４は、偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８を共用するゲームコントローラ５００の構成を示すブロック図である。図１４のゲーム機２００は、オーディオインタフェース２１６を有する点を除いて図２で示されたゲーム機２００の構成と同じである。また、図１４のゲームコントローラ５００は、オーディオインタフェース５０２およびアンプ５０４、アクチュエータ５０６を有する点を除いて図２で示されたゲームコントローラ３００の構成と同じである。
図２の構成と異なる点について図１４の構成を説明すると、ゲーム機２００のオーディオインタフェース２１６は、無線でゲームコントローラ５００に音声信号を送信する。音声信号を受信したゲームコントローラ５００のオーディオインタフェース５０２は、受信した音声信号に基づく振動信号をアンプ５０４に送り、アンプ５０４は振動信号を増幅する。アクチュエータ５０６は、アンプ５０４で増幅された振動信号に基づいて駆動される。
図１５は、図１４で示された構成をより詳細にした構成を示すブロック図である。図１５で示されるゲームコントローラ５００は、振動デバイスとして偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８を有する。また、図１５のゲームコントローラ５００は、広帯域振動切替スイッチ５１０を有していてもよい。
広帯域振動切替スイッチ５１０は、ゲームコントローラ５００内の広帯域振動デバイス５０８の駆動状態を切り替えるためのスイッチである。広帯域振動切替スイッチ５１０がＯＦＦにされた場合には、ゲームコントローラ５００は以下に述べるような方法により、偏心モータ２個のみを有するゲームコントローラと同様の挙動を示す。
広帯域振動切替スイッチ５１０は、例えば広帯域振動の提示によるゲームコントローラ５００の消費電力の増大を抑える上で有用である。またゲーム機２００は、ゲームコントローラ５００のＩＤ認識または識別子等により接続されているゲームコントローラ５００が広帯域振動デバイス５０８を搭載したゲームコントローラ５００であることを判断することが可能となる（そのための信号が無線信号としてゲーム機２００に送られる）。
図１５を用いて、本構成例のゲーム機２００およびゲームコントローラ５００の動作が説明される。図１５のように、広帯域振動デバイス５０８を搭載したゲームコントローラ５００がゲーム機２００に接続された場合、ゲーム機２００はその接続を認識してゲームソフトのモードの変更を行う。具体的には、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、偏心モータのみを駆動するための信号を送信していた状態から、偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８とを駆動するための信号を送信する状態に切り替える。
ここで、広帯域振動デバイス５０８を駆動するための信号を送信する方法として、音声信号と振動信号を重畳させた信号として送信することが可能である。また、ゲーム機２００とゲームコントローラ５００の間の無線の音声信号は、図１５で示されるようにステレオヘッドホン/マイク端子３２０に入力される音声信号のパスと、振動信号のパスとで排他的に兼用されることが考えらえる。
この場合ゲームコントローラ５００のＣＰＵ３０２は、広帯域振動切替スイッチ５１０のＯＮ／ＯＦＦ状態に応じてどちらのパスに信号を使用するかを切り替える。広帯域振動切替スイッチ５１０がＯＦＦの場合には、音声信号がそのままステレオヘッドホン/マイク端子３２０に送られる。一方、広帯域振動切替スイッチ５１０がＯＮの場合には、ステレオヘッドホン/マイク端子３２０が使用できなくなり、音声信号は振動信号を生成するために使用されるように構成されてもよい。そして、広帯域振動デバイス５０８は生成された振動信号によって駆動され、振動フィードバックが実現されてもよい。
＜５．広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラの構成例＞
以上では、偏心モータ３２２および広帯域振動デバイス５０８を有するゲームコントローラ５００の構成例が説明された。以下では、広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラの構成例が説明される。
ゲームコントローラに対して広帯域振動フィードバックを実現するための別の構成例として、図１６および図１７に示されるようにゲームコントローラ６００内部に広帯域振動デバイス５０８のみを搭載する形態が考えられる（偏心モータ３２２は搭載されない）。図１６に示されたゲームコントローラ６００において、広帯域振動デバイス５０８は、左右のグリップ部に均等に振動が伝わるようにゲームコントローラ６００の左右方向の中央付近に配置されることが望ましい。
図１７は、図１６で示されたゲームコントローラ６００の構成を示すブロック図である。図１７で示されるゲームコントローラ６００は、偏心モータ３２２を有さない点を除いて、図１５で示されたゲームコントローラ５００と構成は同じである。
なお、広帯域振動デバイス５０８を搭載したゲームコントローラ６００がゲーム機２００に接続されたことをゲーム機２００が認識すると、ゲーム機２００の処理のモードが変更されてもよい。例えば、偏心モータ大および小との互換性が保たれるように、２つの駆動信号が合成された信号が広帯域振動デバイス５０８に印加される。これによってユーザは偏心モータ大および小を搭載したゲームコントローラと同様の操作感を広帯域振動デバイス５０８のみを搭載したゲームコントローラ６００よって得ることができる。また広帯域振動デバイス５０８が音声提示を行う場合、ゲームコントローラ６００はスピーカー３１８を別途搭載しなくてもよい。
＜６．異なる特性の振動デバイスを有するゲームコントローラに対する制御の動作例＞
以上では、振動デバイスとして偏心モータ３２２を有するゲームコントローラ３００に外付けする、広帯域振動デバイス４１０を有する外付け振動ユニット４００を提案した。また、振動デバイスとして偏心モータ３２２および広帯域振動デバイス５０８の双方を有するゲームコントローラ５００を提案した。また、振動デバイスとして広帯域振動デバイス５０８のみを有するゲームコントローラ６００を提案した。
以上提案したようなゲームコントローラは、ユーザがゲームソフトを楽しむために操作する装置であり、ゲーム機２００は、接続されるコントローラの特性によって処理を変えてもよい。例えば、上述した外付け振動ユニット４００の接続有無あるいはゲームコントローラのＩＤ認識または広帯域振動切替スイッチ５１０の切替等によって、ゲーム機２００は、自動的に出力する振動信号のモードを切り替えてもよい。また、ゲーム内部の操作画面でユーザ自身が明示的な操作切替を行うことによって、振動信号のモードが切り替えられてもよい。
また、ゲーム機２００は、ゲームソフトがどのような特性のゲームコントローラに対応しているか否かによって、処理を変えてもよい。つまり、ゲーム機２００は偏心モータのみに対する信号を生成する第１のソフトウェアと、偏心モータおよび広帯域振動デバイスの双方に対する信号を生成する第２のソフトウェアと、広帯域振動デバイスに対してのみ信号を生成する第３のソフトウェアとに対する処理をソフトウェアに応じて変える。このように構成されることにより、ゲームソフトは、動作特性が異なるゲームコントローラのためのアップデート対応等が不要となりシステムの互換性が実現される。以下、対応する振動デバイスが異なるゲームソフトに対してゲーム機２００が行う処理について説明される。
図１８は、備えられる振動デバイスが異なるゲームコントローラと対応する振動デバイスが異なるゲームソフトにおいて、ゲーム機２００が行う処理を表す図である。ゲームコントローラは、偏心モータのみを有するゲームコントローラＡ（例えば、上述したゲームコントローラ３００）と、偏心モータおよび広帯域振動デバイスの双方を有するゲームコントローラＢ（例えば、上述したゲームコントローラ５００）と、広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラＣ（例えば、上述したゲームコントローラ６００）と、に分けられる。またゲームソフトも同様に、偏心モータのみに対応する場合（ゲームソフトＡ）と、偏心モータおよび広帯域振動デバイスの双方に対応する場合（ゲームソフトＢ）と、広帯域振動デバイスのみに対応する場合（ゲームソフトＣ）と、に分けられる。
偏心モータおよび広帯域振動デバイスの双方を有するゲームコントローラＢには、上述した偏心モータ３２２を有するゲームコントローラ３００に、広帯域振動デバイス４１０を有する外付け振動ユニット４００が取り付けられた状態が含まれる。なお、ゲームコントローラに備えられる振動デバイスの数は特に限定されない。また、コントローラには、周波数の異なる（錘の重さが異なる）偏心モータ大および偏心モータ小がそれぞれ備えられてもよい。また、図１８において「○」で示されている処理は、それぞれのゲームソフトに対応したゲームコントローラが使用されるときの処理であり、ゲーム機２００は特殊な処理を行わない。
なお後に詳述するが、ゲーム機２００は、ゲームコントローラから送信されるＩＤまたは識別子に基づいてゲームコントローラの特性またはゲームコントローラが有する振動デバイスの種類を認識する。例えば、偏心モータ３２２を有するゲームコントローラ３００に、広帯域振動デバイス４１０を有する外付け振動ユニット４００が取り付けられる場合、ゲームコントローラ３００は、外付け振動ユニット４００の接続有無によって異なる識別子を送信してもよい。また、上述した広帯域振動切替スイッチ５１０を有するゲームコントローラ５００は、広帯域振動切替スイッチ５１０の切り替えに応じて異なる識別子を送信してもよい。
（偏心モータのみに対応するゲームソフトにおけるゲーム機の処理）
最初に、広帯域な振動デバイスを搭載しないゲームコントローラを前提として制作されたゲームソフトＡに対するゲーム機２００の処理について説明する。図１８からわかるように、ゲームソフトＡにおいてゲーム機２００は、偏心モータおよび広帯域振動デバイスの双方を有するゲームコントローラＢに対して処理Ａ１または処理Ａ２を行う。また、ゲーム機２００は、広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラＣに対して処理Ｂ１または処理Ｂ２または処理Ｂ３を行う。以下、各処理について説明される。
（処理Ａ１）
本来、偏心モータに対する振動信号のみを出力するゲームソフトＡでは、偏心モータを駆動する振動信号（パルス状のＤＣ駆動波形）が生成される。処理Ａ１では、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、偏心モータに対して図７で示したような偏心モータ用の振動信号を生成し、また広帯域振動デバイスに対しても同様に偏心モータ用の振動信号を生成する。これは、上述したように、広帯域振動デバイスは偏心モータと同様の振動を発生することができることによる。なお、広帯域振動デバイスが振動するタイミングは、偏心モータ用の振動信号のＯＮおよびＯＦＦに応じてもよい。
（処理Ａ２）
処理Ａ２では、広帯域振動デバイスの広帯域特性を活かすための処理が行われる。ゲームソフトＡは、広帯域振動デバイスに対する振動信号を発生させない。しかし、ゲームソフトＡが生成する音声信号を活用することによって、広帯域振動デバイスに適した振動信号が生成される。例えば、ゲームソフトにおける銃の音声または車のエンジン音などが利用される。
具体的に処理Ａ２では、偏心モータに対しては偏心モータ用の振動信号が出力され、広帯域振動デバイスに対してはゲームの音声信号を加工したアナログ波形が振動信号として出力される。例えば、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、ゲームの音声信号に対してローパスフィルタ処理を行い、音声信号から低周波成分を分離および抽出してもよい。分離および抽出された音声信号の低周波成分は、振動提示に適した振動信号としてアンプを介して広帯域振動デバイスに与えられてもよい。
例えば、図４の外付け振動ユニット４００のような構成により、ゲームの音声信号（図６の音声信号Ａに相当）の低域成分は分離および抽出されてもよい。図４の外付け振動ユニット４００内部のＤＳＰ４０６（あるいはアナログ回路）によって、音声信号の低周波成分が分離および抽出される。
人間の触覚受容器が５００Ｈｚ以下などの比較的低い周波数帯域の振動のみを感じとる特性を有するので、音声信号の低周波成分は振動信号に利用される信号として適している。また、周波数の高周波成分はヘッドホンに対する音声信号として使用されてもよい。
上述したように音声信号から低周波成分を分離および抽出することは、音声信号に低周波成分が含まれていたときのみ可能である。つまりゲームの音声信号が、５００Ｈｚ以下のような低域の周波数成分を持たない場合、この音声信号に基づいて広帯域振動デバイスを駆動しても、ユーザは振動感覚を得ることができない。そこで、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、より高周波である帯域の音声信号をピッチシフト（ピッチ変換処理）のような処理によって低周波の信号に変換してもよい。このピッチシフトにより、音声信号の周波数分布によらず、ユーザは振動感覚を充分に得ることができる。
よって音声信号に低周波成分が含まれていないとき、例えば、音声信号に対してローパスフィルタのような処理が行われるのではなく、音声信号の周波数のピッチシフトが行われてもよい。このピッチシフトによって、ユーザに対するより好適な振動提示が実現される。
ピッチシフトは、音声信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）の処理を行い、そして変換された波形のピークが５００Ｈｚ以下の範囲になるように波形のピークをシフトさせる。そしてシフトされた波形に対して逆フーリエ変換を行うことにより、ピッチシフトが行われ、広帯域振動デバイスを駆動するのに適した振動信号が生成される。
なお、ピッチシフトによってシフトされるシフト量は、広帯域振動デバイスの特性または広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラの特性に応じて変えられてもよい。例えば、シフト量は、広帯域振動デバイスまたは広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラの共振周波数がＦＦＴ変換処理後の波形のピークとなるように決定されてもよい。
また、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、一定区間ごとに音声信号の実効値を算出し、算出される音声信号のエンベロープ形状に基づいて広帯域振動デバイスに対する振動信号を生成してもよい。この処理は、図１９に示される。
上述した処理について、図１９を用いて説明する。図１９のａ〜eは横軸が時間、縦軸が信号振幅の、波形を表す図である。図１９のａの波形は、ゲームに基づいて生成される音声信号（例えば、銃の発射音など）の波形を示す。図１９のｂの波形は、ａの音声信号に対してローパスフィルタの処理を行った後の波形を示す。
また、図１９のｃの波形は、上述したａの波形について一定区間ごとに実効値を計算して算出されるエンベロープ形状を示す。図１９のｄの波形は、外付け振動ユニット４００またはゲームコントローラに備えられる広帯域振動デバイスの共振周波数を示すｓｉｎ波である。そして、ｃで表される波形とｄで表される波形の積を計算することによって、ｅで表される波形が算出される。このｅで表される波形が、広帯域振動デバイスに対する振動信号として使用される。さらに、eの波形に、bの波形を任意の割合で加算することで、信号の帯域がブロードになり、振動の表現力を高めることができる。
以上では、ゲームの音声信号を加工して広帯域デバイスに対する振動信号とする例が説明された。しかし、ゲームの音声信号は、そのまま広帯域振動デバイスに対する振動信号として使用されてもよい。
また、ゲーム機２００からゲームコントローラに送られる信号は時分割されてもよい。この場合、音声信号と振動信号は重畳されてゲームコントローラまたは外付け振動ユニット４００に送信される。そしてゲームコントローラまたは外付け振動ユニット４００内のＤＳＰ４０６は、音声信号に対して分離処理をしてもよい。この場合、送信される信号は特殊なフォーマットとなる。
以上では、偏心モータにのみ対応するゲームソフトＡにおける、偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラＢに対するゲーム機２００の処理Ａ１およびＡ２が説明された。以下では、偏心モータにのみ対応するゲームソフトＡにおける、広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラＣに対するゲーム機２００の処理が説明される。この場合において、ゲーム機２００は、処理Ｂ１または処理Ｂ２または処理Ｂ３または処理Ｂ４を行う。
（処理Ｂ１）
処理Ｂ１では、処理Ａ１と同様な処理が行われる。具体的には、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は広帯域振動デバイスに対して図７で示したような偏心モータ用の振動信号を出力する。また、広帯域振動デバイスが振動するタイミングは、偏心モータ用の振動信号のＯＮおよびＯＦＦに応じる。なお、ゲームソフトＡが、偏心モータ大および偏心モータ小に対する振動信号を生成する場合、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２はゲームコントローラＣが有する複数の広帯域振動デバイスに対してそれぞれ偏心モータ大および小に対応するように振動信号を生成してもよい。
（処理Ｂ２）
処理Ｂ２では、処理Ａ２と同様な処理が行われる。具体的には、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、広帯域振動デバイスに対してゲームの音声信号に基づく振動信号を出力する。上述したように、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、音声信号から低周波数数成分のみを抽出して広帯域振動デバイスに対する振動信号として出力してもよい。また、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、音声信号にピッチシフトを行って広帯域振動デバイスに対する振動信号として出力してもよい。
（処理Ｂ３）
処理Ｂ３は、ゲームコントローラＣが複数の広帯域振動デバイスを有する場合の処理である。処理Ｂ３では、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、１つの広帯域振動デバイスに偏心モータ用の振動信号を出力し、他の広帯域振動デバイスにゲームの音声信号に基づく振動信号を出力する。このような処理を行うことによって、ユーザは、広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラを用いて、偏心モータと広帯域振動デバイスとから得られる高精細な触覚フィードバックを得ることができる。
（処理Ｂ４）
処理Ｂ４は、処理Ｂ１および処理Ｂ２を組み合わせた処理である。具体的には、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、処理Ｂ１で出力された偏心モータ用の振動信号と処理Ｂ２出力されたゲームの音声信号に基づく振動信号とを重ね合わせて広帯域振動デバイスに対して出力する。
偏心モータ用の振動信号と音声信号に基づく振動信号とを重ね合わせて出力する場合の装置の構成例が図２０に示される。図２０に示されるように、ゲーム機２００は、振動信号生成部２１８と音声信号生成部２２０を有し、それぞれの信号をミキシングして一つの信号にまとめるミキサー２２２を有する。本開示で対象としている広帯域振動デバイスは、振動から音声までの広い周波数帯域の出力をもつため、両方を混ぜ合わせて振動信号として扱うことが可能となる。そのため、出力側（ゲーム機２００）では音声出力と振動出力を一つの信号経路で扱うことが可能となる。ゲームコントローラ７００では、ゲーム機２００から受信したミキシングされた信号がアンプ３３０で増幅され、振動デバイス３３２が振動する。
（偏心モータおよび広帯域振動デバイスに対応するゲームソフトにおけるゲーム機の処理）
以上では、偏心モータのみに対応するゲームソフトＡにおけるゲーム機２００の処理が説明された。以下では、偏心モータおよび広帯域振動デバイスに対応するゲームソフトＢにおけるゲーム機２００の処理が説明される。図１８に示されるように、ゲームソフトＢにおいて、ゲーム機２００は、偏心モータのみを有するゲームコントローラＡに対して処理Ｃ１または処理Ｃ２または処理Ｃ３を行う。またゲーム機２００は、広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラＣに対して処理Ｄ１または処理Ｄ２または処理Ｄ３または処理Ｄ４を行う。以下、それぞれの処理について説明される。
（処理Ｃ１）
ゲームソフトＢにおいて、ゲーム機２００は、偏心モータに対する振動信号および広帯域振動デバイスに対する振動信号の両方を生成することができる。よって処理Ｃ１において、ゲーム機２００は、偏心モータのみを有するゲームコントローラＡに対して、図７で示されるような偏心モータ用の振動信号を出力する。
（処理Ｃ２）
処理Ｃ２において、ゲーム機２００は、広帯域振動デバイスに対する振動信号に基づいて偏心モータに対する振動信号を生成する。この処理について、図２１を用いて説明される。図２１の上図は、ゲームソフトＢに基づいて生成される広帯域振動デバイスに対する振動信号を示す。
ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、この広帯域振動デバイスに対する振動信号の振幅、または実効値、または別の方法で計算された振幅の時間内平均値などの値が、所定の閾値以上となったことを立ち上がりとして検出し、同様に、所定の閾値以下になったことを立ち下りとして検出する。この２つの閾値は、別の値であってもよい。そして、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、検出した立ち上がり時点および立ち下り時点に基づいて図２１の下図に示すようなＤＣ電圧波形を生成する。ゲーム機２００は、このＤＣ電圧波形を偏心モータに対して出力する。
（処理Ｃ３）
処理Ｃ３は、錘が大きい偏心モータ大と錘が小さい偏心モータ小とを有するゲームコントローラＡに対する処理である。この場合、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、それぞれの偏心モータに対する振動信号を生成してもよい。例えば、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、図２１で説明された処理に基づいて広帯域振動デバイス用の振動信号の立ち上がりを検出するとその振動信号に対してＦＦＴ処理を行う。そして、広帯域振動デバイス用の振動信号から低周波成分（例えば０〜１００Ｈｚ）と高周波成分（例えば１００〜２００Ｈｚ）を抽出し、それぞれの周波数成分に基づいたＤＣ電圧波形を生成する。
そして、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、生成された低周波成分に基づくＤＣ電圧を偏心モータ大に対する振動信号として出力する。また同様に、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、生成された高周波成分に基づくＤＣ電圧を偏心モータ小に対する振動信号として出力する。このような構成によって、偏心モータ大および小に適した振動信号が生成されるため、ユーザは高精細な触覚フィードバックを得ることができる。
また、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、広帯域振動デバイスに対する振動信号に対して一定区間ごとに音声信号の実効値を算出（エンベロープ）し、算出される振動信号のエンベロープ形状に基づいて、偏心モータに対する振動信号を生成してもよい。図２２は、このエンベロープ波形を生成するための処理を示す図である。ゲーム機２００は、このエンベロープ波形を偏心モータに対する振動信号として出力してもよい。なお、図２２では、エンベロープ形状をそのまま偏心モータへの入力信号の振幅（DC電圧値）に反映させているが、偏心モータは応答性が高くないため、低い電圧を入力した場合には、偏心モータの回転数が上がらず、十分な振動が得られないことが想定される。そこで、ゲーム機２００は、エンベロープ形状の大小を、偏心モータの入力信号の振幅ではなく、パルス状の入力の時間の長さに変換したものを振動信号として出力してもよい。具体的には、エンベローブ形状は小さい時には、パルスのON時間が短くなり、逆に大きい時には、パルスのON時間が長くなる。つまり、偏心モータに入力される波形は、ONおよびOFFの時間が変化していくデジタル波形となる。
また、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、上述したエンベロープ波形を生成するとともにＦＦＴ処理を行い、周波数によって偏心モータ大および偏心モータ小に対する振動信号を抽出してもよい。図２３は、このエンベロープ波形を生成およびＦＦＴ処理を行う処理を示す図である。ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、生成されたエンベロープ波形の高周波成分を偏心モータ小に対して出力し、エンベロープ波形の低周波成分を偏心モータ大に対して出力する。また、所定の周波数については、偏心モータ大と偏心モータ小の両方に対して振動信号を出力してもよい。例えば、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、元の広帯域振動デバイスに対する入力信号の周波数成分が、主に高周波成分を含む場合には、エンベロープ形状に基づいて偏心モータ大を駆動し、主に低周波成分を含む場合には、エンベロープ形状に基づいて偏心モータ小を駆動するような処理を行う。また、高周波成分、低周波成分を両方含む場合には、偏心モータ大と偏心モータ小の両方に対して振動信号を出力してもよい。周波数の分布と偏心モータとの対応のさせ方は、偏心モータの特性に基づいて決定されるが、一般的には、錘の小さい（軽い）偏心モータ小の方が、偏心モータ大と比較して、同じ入力電圧に対する振動の周波数が高くなるため、高周波の振動の提示に適している。
以上では、偏心モータおよび広帯域振動デバイスに対応するゲームソフトＢにおける偏心モータのみを有するゲームコントローラＡに対する処理が説明された。以下では、偏心モータおよび広帯域振動デバイスに対応するゲームソフトＢにおける広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラＣに対する処理が説明される。
（処理Ｄ１）
処理Ｄ１において、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、図７で示したような偏心モータ用の振動信号を広帯域振動デバイスに対して出力する。なお、ゲームソフトＢが、偏心モータ大および偏心モータ小それぞれに対して振動信号を生成する場合、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、偏心モータ大および小の両方の振動信号を合成した振動信号を広帯域振動デバイスに対して出力してもよい。このような構成によって、ユーザは偏心モータ大および小が発生させる触覚フィードバックに類似する触覚フィードバックを得ることができる。
（処理Ｄ２）
処理Ｄ２において、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、ゲームソフトＢが生成する広帯域振動デバイス用の振動信号を広帯域振動デバイスに対して出力する。
（処理Ｄ３）
処理Ｄ３は、複数の広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラＣに対する処理である。この場合、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、１つの広帯域振動デバイスに対して偏心モータ用の振動信号を出力し、他の広帯域振動デバイスに対して広帯域振動デバイス用の振動信号を出力してもよい。なお、このときに１つの広帯域振動デバイスに対して出力される偏心モータ用の振動信号は、偏心モータ大および偏心モータ小に対する振動信号を合成した振動信号であってもよい。
（処理Ｄ４）
処理Ｄ４において、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、広帯域振動デバイス用の振動信号と偏心モータ用の振動信号を重ね合わせた振動信号を広帯域振動デバイスに対して出力してもよい。
（広帯域振動デバイスのみに対応するゲームソフトにおけるゲーム機の処理）
以上では、偏心モータおよび広帯域振動デバイスに対応するゲームソフトＢにおける広帯域振動デバイスのみを有するゲームコントローラＣに対する処理が説明された。以下では、広帯域振動デバイスのみに対応するゲームソフトＣにおける、偏心モータのみを有するゲームコントローラＡに対する処理および偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有するコントローラＢに対する処理が説明される。
図１８に示されるように、ゲームソフトＣにおいて、ゲーム機２００は、偏心モータのみを有するゲームコントローラＡに対して処理Ｅを行う。またゲーム機２００は、偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラＢに対して処理Ｆ１または処理Ｆ２を行う。
（処理Ｅ）
処理Ｅでは、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、広帯域振動デバイス用の振動信号を偏心モータに対して出力する。例えば、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、図２１または図２２または図２３で示したような処理を行い、広帯域振動デバイス用の振動信号に基づいて偏心モータに対する振動信号を生成する。
以上では、広帯域振動デバイスのみに対応するゲームソフトＣにおける偏心モータのみを有するゲームコントローラＡに対する処理が説明された。以下では、広帯域振動デバイスのみに対応するゲームソフトＣにおける偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有するゲームコントローラＢに対する処理が説明される。
（処理Ｆ１）
処理Ｆ１では、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、偏心モータに対して振動信号を出力せず、広帯域振動デバイスに対してのみ広帯域振動デバイス用の振動信号を出力する。
（処理Ｆ２）
処理Ｆ２では、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、広帯域振動デバイス用の振動信号を偏心モータに対して出力する。例えば、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、図２１または図２２または図２３で示したような処理を行い、広帯域振動デバイス用の振動信号に基づいて偏心モータに対する振動信号を生成する。そして、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、偏心モータに対して広帯域振動デバイス用の振動信号に基づいて生成された振動信号を出力し、広帯域振動デバイスに対して広帯域振動デバイス用の振動信号を出力する。
上述したように、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２は、ゲームソフトの種類およびゲームコントローラの特性に応じて、ゲームコントローラに対する制御を変えることができる。このような構成によって、ユーザは、ユーザが有するゲームコントローラに適した触覚フィードバックを得ることができる。また、ゲームソフトは、動作特性が異なるゲームコントローラのためのアップデート対応等が不要となりシステムの互換性が実現される。
＜７．ゲーム機が制御を切り替える際の動作例＞
以上では、異なる特性の振動デバイスを有するゲームコントローラに対する制御の動作例が説明された。以下では、ゲーム機２００が制御を切り替える際の処理動作について説明される。
ゲームコントローラは、ゲームコントローラ自身が有する振動デバイスに関する情報をゲーム機２００に対して送信するように構成されていてもよい。例えば、ゲームコントローラは、偏心モータのみを有することを示す識別子Ａ、偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有することを示す識別子Ｂ、広帯域振動デバイスのみを有することを示す識別子Ｃのうち少なくとも一つを予め記憶しておいてもよい。
そして、ゲームコントローラがゲーム機２００に接続されたとき、ゲームコントローラは識別子Ａまたは識別子Ｂまたは識別子Ｃのいずれか一つをゲーム機２００に送信する。識別子を受信したゲーム機２００は、この識別子から接続されているゲームコントローラの特性を判断し処理を切り替える。
例えば、図３から図６で示したようなゲームコントローラ３００に外付け振動ユニット４００が接続される場合、ゲーム機２００は、外付け振動ユニット４００の接続の有無によって処理を変えてもよい。なお、以下では、図１８において示されたゲームソフトＢのようなゲームコントローラが偏心モータおよび広帯域振動デバイスを有することを前提として制作されたゲームソフトにおけるゲーム機２００の動作について説明する。
図３から６で示した構成の場合、外付け振動ユニット４００がゲームコントローラ３００に接続されていない状態では、ゲームコントローラ３００は識別子Ａをゲーム機２００に送る。そして、識別子Ａを受信したゲーム機２００は、ゲームコントローラ３００が偏心モータ３２２しか有していないことを判断し、振動用の信号として偏心モータ３２２用の振動信号のみをゲームコントローラ３００に送る。
一方、外付け振動ユニット４００がゲームコントローラ３００に接続された場合、ゲームコントローラ３００は、外付け振動ユニット４００が接続されたことを示す情報をゲーム機２００に送信する。つまりゲームコントローラ３００は、識別子Ｂをゲーム機２００に送信する。識別子Ｂを受信したゲーム機２００は、ゲームコントローラ３００から送信された情報から外付け振動ユニット４００の接続を認識する。そしてゲーム機２００は、振動信号として偏心モータ３２２用の信号と広帯域振動デバイス４１０用の信号の双方をゲームコントローラ３００に送る。
以上では、図３から図６に示された偏心モータ３２２を有するゲームコントローラ３００に広帯域振動デバイス４１０を有する外付け振動ユニット４００が接続される例が説明された。しかし、図１３から図１５で示された偏心モータ３２２と広帯域振動デバイス５０８を有するゲームコントローラ５００においても同様の動作がなされる。
つまり、図１３から図１５で示されたゲームコントローラ５００において、広帯域振動切替スイッチ５１０がＯＦＦの状態であれば、ゲームコントローラ５００は識別子Ａをゲーム機２００に送信する。そして識別子Ａを受信したゲーム機２００は、偏心モータ３２２用の振動信号のみをゲームコントローラ５００に送信する。
また、図１３から図１５で示されたゲームコントローラ５００において、広帯域振動切替スイッチ５１０がＯＮの状態であれば、ゲームコントローラ５００は識別子Ｂをゲーム機２００に送信する。そして識別子Ｂを受信したゲーム機２００は、偏心モータ３２２用の振動信号および広帯域振動デバイス５０８用の振動信号をゲームコントローラ５００に送信する。
以上では、図１８において示されたゲームソフトＢのようなゲームソフトにおける具体的なゲーム機２００の動作切替の例が説明された。このゲーム機２００の動作切替をより一般的に説明すると、ゲーム機２００は、図１８で示した処理Ａ１〜処理Ｆ２までの処理をゲームソフトの種類およびゲームコントローラの種類に基づいて切り替える。
例えば、偏心モータのみに対応するゲームソフトＡをゲーム機２００が実行している場合について説明する。この場合、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ａを受信すると、ゲーム機２００は、偏心モータ用の振動信号のみをゲームコントローラに送信する。
また、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ｂを受信すると、ゲーム機２００は、処理Ａ１または処理Ａ２を行う。また、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ｃを受信すると、ゲーム機２００は、処理Ｂ１または処理Ｂ２または処理Ｂ３または処理Ｂ４を行う。
次に、偏心モータおよび広帯域振動デバイスに対応するゲームソフトＢをゲーム機２００が実行している場合について説明する。この場合、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ａを受信すると、ゲーム機２００は、処理Ｃ１または処理Ｃ２または処理Ｃ３を行う。
また、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ｂを受信すると、ゲーム機２００は、偏心モータ用の振動信号と広帯域振動デバイス用の振動信号をゲームコントローラに送信する。また、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ｃを受信すると、ゲーム機２００は、処理Ｄ１または処理Ｄ２または処理Ｄ３または処理Ｄ４を行う。
次に、広帯域振動デバイスのみに対応するゲームソフトＣをゲーム機２００が実行している場合について説明する。この場合、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ａを受信すると、ゲーム機２００は、処理Ｅを行う。
また、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ｂを受信すると、ゲーム機２００は、処理Ｆ１または処理Ｆ２を行う。また、ゲーム機２００がゲームコントローラから識別子Ｃを受信すると、ゲーム機２００は、広帯域振動デバイス用の振動信号をゲームコントローラに送信する。
以上説明したように、ゲームコントローラは、自身が有する振動デバイスの種類に基づいて、その振動デバイスの種類を表す識別子をゲーム機２００に送信してもよい。また、ゲーム機２００は、ゲームコントローラから受信した識別子に基づいて動作を切り替えてもよい。このように構成されることにより、ゲームソフトは、動作特性が異なるゲームコントローラのためのアップデート対応等が不要となりシステムの互換性が実現される。
以上では、ゲームコントローラが有する振動デバイスの種類に着目してゲーム機２００の動作切替が説明された。しかし、ゲーム機２００の動作切替は振動デバイスの種類ではなく、その他のゲームコントローラの特性に応じて切り替えられてもよい。
例えば、ゲームコントローラは、自身の共振周波数に関する情報をゲーム機２００に送信してもよい。ゲームコントローラの共振周波数を受信したゲーム機２００は、上述したピッチシフトのシフト量を受信した共振周波数に基づいて変更してもよい。このように構成することによって、ユーザはより大きな触覚フィードバックを得ることができる。
＜８．ゲームコントローラが振動信号を生成する場合の動作例＞
以上では、ゲーム機２００のＣＰＵ２０２において振動信号が生成される例が説明された。しかし、振動信号は、ゲームコントローラ内または外付け振動ユニット４００内で生成されてもよい。このような場合の装置の構成が図２４に示される。この構成では、ゲームコントローラ７００も信号生成部３３８を有することを特徴とする。ゲームコントローラ７００の信号生成部３３８は、振動信号だけでなく音声信号も生成できてもよい。また、ゲームのシーンと連動した複雑な表現、例えば、車の衝突時の振動または音声のフィードバックなどはゲーム機２００で信号生成されてもよい。
またこの構成において、高い応答性が要求される触覚フィードバックは、ゲームコントコーラ７００側に閉じた経路で生成された信号によって行われてもよい。例えば、アナログスティックの傾きに応じたラッチ感の表現などは、ゲームコントローラ７００内で生成されることによって、即座にユーザにフィードバックされる。
図２４に示された構成では、ユーザが操作部３１０を操作し、入力判定部３３６は操作の内容を検出する。ゲームコントローラ７００の信号生成部３３８は、入力判定部３３６が判定した内容に基づいて振動信号を生成する。信号生成部３３８が生成した振動信号はアンプ３３０に送られ、アンプ３３０は振動信号を増幅する。そして、増幅された振動信号は、振動デバイス３３２を振動させる。
また、ゲームコントローラ７００およびゲーム機２００は、二系統の信号（音声信号および振動信号）をミキシングするミキサー２２２、３３４を有し、ゲームコントローラ７００およびゲーム機２００は双方の信号を適切に混ぜ合わせて出力することができる。
なお、ゲームコントローラ７００の信号生成部３３８が生成する信号は、プリセットされていてもよく信号発生器や演算器を用いて動的に生成されてもよい。さらに、ゲームコントローラ７００のミキサー３３４の入力のゲインは可変であり、ゲーム機２００にあるゲームコントローラフィードバック動作制御部２２４またはゲームコントローラ７００自身によって制御されてもよい。
例えば、シューティングゲームのようなゲームソフトにおいて、銃の発射時の衝撃感を表現する振動の遅延を最小化するために、この銃の発射に関する振動信号を生成するためのデータがゲームコントローラ７００内に記憶されていてもよい。
そして、ユーザが操作部３１０を操作することによって、ゲームにおいて銃の発射の入力がなされたとき、ゲームコントローラ７００は記憶されている銃の発射の振動信号を読み出し、信号生成部３３８で振動信号を生成するように構成されてもよい。
振動信号を生成するためのデータをゲームコントローラ７００が取得する方法としては、いくつかの場合がある。例えば、ゲーム機２００がゲームソフトをロードする時またはゲームのシーンが切り替えられる時または銃の種類が切り替えられる時に、ゲーム機２００がゲームコントローラ７００に振動信号を生成するためのデータを送信するようにしてもよい。
ゲーム機２００がゲームコントローラ７００に送信する振動信号を生成するためのデータは、１種類であってもよく、また複数の種類のデータがゲームコントローラ７００に送信されてもよい。複数の種類のデータがゲーム機２００から送信される場合、ゲームコントローラ７００はその複数の種類のデータを記憶しておく。そして、ゲーム機２００がシーンの切り替えまたは銃の種類の切り替えがあったことを示す情報をゲームコントローラ７００に送信したときに、ゲームコントローラ７００は記憶された複数の種類から適切なデータを選択するように構成されてもよい。また、ゲームコントローラ７００が複数のデータを記憶している場合、ゲーム機２００が送信する振動データの種類情報に基づいて、ゲームコントローラ７００は複数のデータから適切なデータを選択してもよい。
以上のようにゲームコントローラ７００を構成することによって、ゲーム機２００は振動データ自体を送信しなくてもよいので、遅延時間の縮小ができ、またデータの一部欠損を回避することができる。また、ゲーム機２００が振動信号自体ではなく振動信号の種類情報を送信する場合、ユーザがゲームのプレイ中以外に操作部３１０（例えばゲームコントローラに銃を発射するときに用いられる専用のトリガーボタン）を操作しても振動が発生しないという利点がある。
また、例えばゲームコントローラ７００がシューティングゲーム専用であった場合、ゲームコントローラ７００は、所定の１種類のフィードバック用データ（例えば銃の衝撃感を表すデータ）を製品出荷時からメモリに記憶していてもよい。このような場合、ユーザがトリガーボタンを操作した際に、ゲームの状況によらず振動データが再生されてもよい。また、ゲームコントローラ７００が予め所定の種類の振動用データを記憶している場合、ゲーム機２００はデータを再生するタイミング（例えばゲーム上での銃の発射時）に関する情報のみをゲームコントローラ７００に送信してもよい。
また、ゲームコントローラ７００が所定の複数種類のフィードバック用データをメモリに製品出荷時から記憶している場合、ゲーム機２００はどの種類のデータを使用するかを示す情報をゲームコントローラ７００に送信してもよい。ゲーム機２００が使用するフィードバック用データを示す情報を送信するタイミングは、ゲームのロード時またはシーンの切り替え時または銃の種類の切り替え時などであってもよい。または、ゲームコントローラ７００が予め所定の種類の振動用データを記憶している場合、ゲーム機２００はデータを再生するタイミング（例えばゲーム上での銃の発射時）に関する情報のみをゲームコントローラに送信してもよい。
なお以上では、ゲームコントローラ７００内部に記憶された触覚フィードバック用データを用いて、ゲームコントローラ７００のみで振動制御を行う構成について説明された。しかし、ゲーム機２００で生成され、ゲームコントローラ７００に送信される振動データとゲームコントローラ７００内に記憶された振動データとのミキシングによって、ゲームコントローラ７００の振動機能は制御されてもよい。ミキシングを行った場合、銃を発射した際の衝撃のような単純なパターンの振動の低遅延での再生と、複雑なパターンの振動の再生とが両立される。
また、以上では、振動デバイスを用いてユーザに振動を提示する場合を例として説明を行ったが、上述した処理は、振動を提示する場合に限らず、例えばゲームコントローラから音声のフィードバックを行う場合や、ゲームコントーラがモータ等を用いて（振動ではなく）力の大きさや硬さなどをフィードバックするような場合にも、同様に適用が可能である。
＜９．補足＞
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明した。なお、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属する。
例えば、広帯域振動デバイスに対する振動信号が音声信号に基づいて生成される場合、音声信号に対して適切な処理が行われてもよい。例えば、振動信号は、音声信号に対して広帯域振動デバイスの特性に合わせた特性補正が行われて生成されてもよい。これによって、広帯域振動デバイスの特性にあった振動信号が生成される。
また、ゲームソフトの種類に応じて振動を強調するフィルタ制御が行われてもよい。例えば、ゲームソフトがシューティングゲームであった場合、銃の発射に関する振動が強調されるようにフィルタが制御されてもよい。またゲームソフトがカーレースに関するゲームソフトであった場合、エンジン音を強調するフィルタ制御が行われてもよい。ゲームソフトの種類は、ゲームソフトに割り振られたタグを用いて判定されてもよい。
また、音声信号に基づいて振動信号が生成される場合、振動信号に対する処理は音声信号の種類に応じて変更されてもよい。例えば、音声信号が人の声である場合、振動信号が生成されないまたは、振動デバイスが振動されないように制御されてもよい。音声信号の種類は、音声信号に割り振られたタグを用いて判定されてもよい。
また、音声信号に基づいて広帯域振動デバイスに対する振動信号が生成される場合、人の声などの広帯域振動デバイスが振動しない方が好ましいタイミングで、広帯域振動デバイスが振動してしまう。よって、偏心モータが振動しているときのみ、広帯域振動デバイスは振動するように構成されてもよい。これは、偏心モータが振動しているタイミングが、ユーザに触覚フィードバックを与えるタイミングとして適しているからである。
また、ゲーム機において画像解析を行い、ゲーム機は特定のシーンにおいて振動デバイスを振動させてもよい。例えば、画像解析によってゲーム機のＣＰＵが、サッカーのＰＫシーンであると判定すると、ゲーム機のＣＰＵは心拍音を模したような振動信号を生成してもよい。このような構成によって、ユーザはシーンに合わせた触覚フィードバックが得られる。
また、広帯域振動デバイスは高周波数帯域の音声信号を入力されてもよい。このように構成することで、広帯域振動デバイスはスピーカーの機能も代用し、スピーカーをゲームコントローラから取り除くことが可能とある。この場合、広帯域振動デバイスは、バックキャビネットの構造や反響構造、共振構造などを考慮し、音声の出力効率が高まるような形態でゲームコントローラ上に設置されていることが望ましい。
また、本システムの場合、ゲームの映像と音声については、ＴＶ等の外部機器から出力されることが一般的となるが、ＴＶシステム内での音声の遅延が大きい場合、映像および音声と、ゲームコントローラからの振動のタイミングがずれてしまう恐れがある。そのため、システムで（ユーザのマニュアル入力もしくは装置での自動検出により）両者の提示時間差（遅延時間）を検出し、例えば振動の方の提示時間を遅らせる制御することが考えられる。
また、ゲームコントローラ内のスピーカーと広帯域振動デバイスからの振動を同時に提示することで、例えばユーザはゲームコントローラ内でボールが転がる感触が得られる。このような構成によって、ゲームコントローラ内部から感触が発生するような状況を提示することが可能である。
また、以上では、偏心モータおよび広帯域振動デバイスについて説明された。しかし本開示の内容は、ＬＲＡ（再生周波数帯域の狭いリニアアクチュエータ）にも適用可能である。ＬＲＡは、応答性が高く、振動振幅と周波数とを独立に制御できる、という特性を有する。ＬＲＡが周波数を１つに定めて駆動される場合には、上述したような偏心モータに対する制御手法がＬＲＡにも適用可能である（ＤＣ電圧の代わりに一定周波数のＡＣ信号で駆動）。また、ＬＲＡが駆動周波数を変えて制御される場合、広帯域振動デバイスと同様のアナログ振動でＬＲＡは駆動されるため、上述した広帯域振動デバイスに対する制御手法がＬＲＡにも適用される。また、電気刺激または熱に関する触覚フィードバックを行う触覚フィードバック部についても、本開示の内容が適用されてもよい。
＜１０．むすび＞
以上説明したように本開示の実施形態によれば、振動デバイスを有するゲームコントローラにおいて、ゲーム機はゲームコントローラの特性に応じて制御を変える。このような構成によって、ユーザは、自身が有するゲームコントローラを用いて高精細な触覚フィードバックを得ることができる。
より具体的には、振動デバイスが内蔵された外付け振動ユニットを接続可能なゲームコントローラに対して、外付け振動ユニット装着時と非装着時で振動の制御モードが変更される。また、ゲームコントローラに広帯域振動デバイスを搭載し、適切な信号で制御することにより、仮想物体に触れた時の触感をフィードバックすることが可能となる。また、単一の振動デバイスにのみ対応するゲームソフトで得られていた振動フィードバックとの互換性が担保される。
また、振動デバイスの制御信号は、ゲームコントローラ内部で生成されてもよく、またゲーム機で生成されてもよく、両者がミキシングされた制御信号が生成されてもよい。また、振動デバイスとして偏心モータのみを有するゲームコントローラ向けに制作されたソフトウェアに基づいて生成される制御信号は、広帯域振動デバイスに対する制御信号に適切に変換されてもよい。これによってユーザは、偏心モータのみに対応したゲームソフトをプレイするときにおいても、自身が有するゲームコントローラの特性に応じた触覚フィードバックを得ることができる。
また、広帯域振動デバイスが用いられる場合、振動フィードバックと音声フィードバックが同時に出力される。またそのための波形生成およびミキシング処理について説明された。また、ゲームコントローラにおいて、偏心モータと広帯域振動デバイスは、左右のグリップそれぞれに１つずつ配置されてもよい。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで例示であって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成する制御部を備え、
前記制御部は、前記制御部が認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、情報処理装置。
（２）
前記触覚フィードバック部は、第１の触覚フィードバック部と前記第１の触覚フィードバック部とは異なる触覚フィードバックを行う第２の触覚フィードバック部とを含む、前記（１）に記載の情報処理装置。
（３）
前記第１の触覚フィードバック部は振動の振幅と周波数とが一対一に対応付けられて振動し、前記第２の触覚フィードバック部は振動の振幅と周波数とがそれぞれ独立して振動する、前記（２）に記載の情報処理装置。
（４）
前記制御部は、前記第１の触覚フィードバック部のみに対する信号を生成するようにプログラムされた第１のソフトウェアに基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、前記（２）または（３）に記載の情報処理装置。
（５）
前記制御部は、前記第１のソフトウェアから生成される前記第１の触覚フィードバック部に対する制御信号に基づいて前記第２の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、前記（４）に記載の情報処理装置。
（６）
前記制御部は、前記第１のソフトウェアから生成される音声信号に基づいて前記第２の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、前記（４）に記載の情報処理装置。
（７）
さらに前記制御部は、前記第１の触覚フィードバック部および前記第２の触覚フィードバック部に対する制御信号を生成するようにプログラムされた第２のソフトウェアに基づいて、前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、前記（４）から６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（８）
前記制御部は、前記第２のソフトウェアから生成される前記第２の触覚フィードバック部に対する制御信号に基づいて前記第１の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、前記（７）に記載の情報処理装置。
（９）
前記制御部は、前記第２のソフトウェアから生成される前記第１の触覚フィードバック部に対する制御信号と前記第２の触覚フィードバック部に対する制御信号とを合成して前記第１の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、前記（７）に記載の情報処理装置。
（１０）
さらに前記制御部は、前記第２の触覚フィードバック部に対する信号のみを生成するようにプログラムされた第３のソフトウェアに基づいて、前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、前記（７）に記載の情報処理装置。
（１１）
前記触覚フィードバック装置と通信を行う通信部をさらに備え、
前記通信部は、前記触覚フィードバック装置の特性を示す識別子を前記触覚フィードバック装置から受信し、
前記制御部は、前記識別子に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、前記（１）から１０のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（１２）
前記通信部は、前記識別子に基づいて前記触覚フィードバック装置が前記触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成するために用いられる情報を前記触覚フィードバック装置に送信する、前記（１１）に記載の情報処理装置。
（１３）
前記触覚フィードバック装置は、前記第１の触覚フィードバック部および／または前記第２の触覚フィードバック部を有する第１の触覚フィードバック装置と、前記第２の触覚フィードバック部を有する第２の触覚フィードバック装置からなる、前記（２）から前記（１０）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（１４）
触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成し、
認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、制御方法。
（１５）
触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置と、
前記触覚フィードバック装置と通信する通信部と、前記触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成する制御部とを有する情報処理装置から構成され、
前記制御部は、前記制御部が認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、情報処理システム。
（１６）
前記触覚フィードバック装置は、前記触覚フィードバック装置の特性を示す識別子を前記情報処理装置に送信する、前記（１５）に記載の情報処理システム。
（１７）第１の触覚フィードバック装置に、前記第１の触覚フィードバック装置とは異なる触覚フィードバックを行う第２の触覚フィードバック装置が接続されたことに基づいて、前記第１の触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる制御部を有する、情報処理装置。
（１８）前記第１の触覚フィードバック装置は、第１の振動子を含む（１７）に記載の情報処理装置。
（１９）前記第２の触覚フィードバック装置は、前記第１の振動子とは異なる振動を行う第２の振動子を含む（１８）に記載の情報処理装置。
（２０）前記第２の振動子は、前記第１の振動子とは異なる波形の振動を発生させる（１９）に記載の情報処理装置。
（２１）前記第２の振動子は、前記第１の振動子とは異なる周期の振動を発生させる（２０）に記載の情報処理装置。
（２２）前記第２の振動子は、前記第１の振動子とは異なる振幅の振動を発生させる（２１）または（２１）に記載の情報処理装置。
（２３）前記第１の触覚フィードバック装置は、振動、電気刺激、熱の内のいずれかの手法で触覚を提示する。
（２４）前記制御部は、前記第２の触覚フィードバック装置が接続されたときと、
前記第２の触覚フィードバック装置とは異なる触覚フィードバック装置を行う第３の触覚フィードバック装置が接続されたときと、で
前記第１の触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる（１７）に記載の情報処理装置。
１００ ディスプレイ
１０２ スピーカー
２００ ゲーム機
２０２、３０２ ＣＰＵ
２０４ メモリ
２０６ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
２０８ ディスプレイ
２１０ 無線通信インタフェース
２１２ 記憶媒体読取部
２１４ 外部接続端子
２１６ オーディオインタフェース
２１８ 振動信号生成部
２２０ 音声信号生成部
２２２ ミキサー
２２４ コントローラ側フィードバック動作制御部
３００、５００、６００ ゲームコントローラ
３１４ 無線通信インタフェース
３１６、３３０、４０８、５０４ アンプ
３２０ ステレオヘッドホン／マイク端子
３２２ 偏心モータ
３２４ 拡張端子
４００ 外付け振動ユニット
４０２ 振動信号入力用端子
４０４ 通信用端子
４０６ デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
４１０、５０８ 広帯域振動デバイス
４１２ ステレオヘッドホン／マイク端子
４１４ バッテリ
４１６ 充電回路
５１０ 広帯域振動切替スイッチ

Claims (17)

  1. 触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成する制御部を備え、
    前記制御部は、前記制御部が認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、情報処理装置。
  2. 前記触覚フィードバック部は、第１の触覚フィードバック部と前記第１の触覚フィードバック部とは異なる触覚フィードバックを行う第２の触覚フィードバック部とを含む、請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 前記第１の触覚フィードバック部は振動の振幅と周波数とが一対一に対応付けられて振動し、前記第２の触覚フィードバック部は振動の振幅と周波数とがそれぞれ独立して振動する、請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 前記制御部は、前記第１の触覚フィードバック部のみに対する信号を生成するようにプログラムされた第１のソフトウェアに基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、請求項３に記載の情報処理装置。
  5. 前記制御部は、前記第１のソフトウェアから生成される前記第１の触覚フィードバック部に対する制御信号に基づいて前記第２の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、請求項４に記載の情報処理装置。
  6. 前記制御部は、前記第１のソフトウェアから生成される音声信号に基づいて前記第２の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、請求項４に記載の情報処理装置。
  7. さらに前記制御部は、前記第１の触覚フィードバック部および前記第２の触覚フィードバック部に対する制御信号を生成するようにプログラムされた第２のソフトウェアに基づいて、前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、請求項４に記載の情報処理装置。
  8. 前記制御部は、前記第２のソフトウェアから生成される前記第２の触覚フィードバック部に対する制御信号に基づいて前記第１の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、請求項７に記載の情報処理装置。
  9. 前記制御部は、前記第２のソフトウェアから生成される前記第１の触覚フィードバック部に対する制御信号と前記第２の触覚フィードバック部に対する制御信号とを合成して前記第１の触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成する、請求項７に記載の情報処理装置。
  10. さらに前記制御部は、前記第２の触覚フィードバック部に対する信号のみを生成するようにプログラムされた第３のソフトウェアに基づいて、前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、請求項７に記載の情報処理装置。
  11. 前記触覚フィードバック装置と通信を行う通信部をさらに備え、
    前記通信部は、前記触覚フィードバック装置の特性を示す識別子を前記触覚フィードバック装置から受信し、
    前記制御部は、前記識別子に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、請求項１に記載の情報処理装置。
  12. 前記通信部は、前記識別子に基づいて前記触覚フィードバック装置が前記触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成するために用いられる情報を前記触覚フィードバック装置に送信する、請求項１１に記載の情報処理装置。
  13. 前記触覚フィードバック装置は、前記第１の触覚フィードバック部および／または前記第２の触覚フィードバック部を有する第１の触覚フィードバック装置と、前記第２の触覚フィードバック部を有する第２の触覚フィードバック装置からなる、請求項２に記載の情報処理装置。
  14. 触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成し、
    認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、制御方法。
  15. 触覚フィードバック部を有する触覚フィードバック装置と、
    前記触覚フィードバック装置と通信する通信部と、前記触覚フィードバック装置の動作を制御する制御信号を生成する制御部とを有する情報処理装置から構成され、
    前記制御部は、前記制御部が認識する前記触覚フィードバック部の種類に基づいて前記触覚フィードバック装置に対する制御を変化させる、情報処理システム。
  16. 前記触覚フィードバック装置は、前記触覚フィードバック装置の特性を示す識別子を前記情報処理装置に送信する、請求項１５に記載の情報処理システム。
  17. 前記情報処理装置は、前記触覚フィードバック装置から受信した前記識別子に基づいて前記触覚フィードバック装置が前記触覚フィードバック部を動作させる制御信号を生成するための情報を前記触覚フィードバック装置に送信する、請求項１６に記載の情報処理システム。
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