(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で、高い臨場感を得ることができる力覚生成装置を提供する。【解決手段】力覚生成装置は、回転駆動部（第１のモータ１０）と、回転駆動部により回転駆動される複数の回転錘２１、２２と、回転駆動部を支持するブラケット１２と、回転駆動部の回転中心とは異なる方向を回動中心としてブラケットとともに回転駆動部を回動させる回動駆動部（第２のモータ３０）と、を有する。回動駆動部の回動軸は、ブラケットに接続されており、複数の回転錘は、回動駆動部の回動軸を中心に両側に配置されており、ブラケットは、複数の回転錘の間に配置されている。【選択図】図３
2020204951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動部と、
前記回転駆動部により回転駆動される複数の回転錘と、
前記回転駆動部を支持するブラケットと、
前記回転駆動部の回転中心とは異なる方向を回動中心として前記ブラケットとともに前記回転駆動部を回動させる回動駆動部と、を有し、
前記回動駆動部の回動軸は、前記ブラケットに接続されており、
前記複数の回転錘は、前記回動駆動部の回動軸を中心に両側に配置されており、
前記ブラケットは、前記複数の回転錘の間に配置されていることを特徴とする力覚生成装置。
【請求項２】
回転駆動部と、
前記回転駆動部により回転駆動される２つの回転錘と、
前記回転駆動部を回動させる回動駆動部と、を有し、
前記２つの回転錘は、前記回動駆動部の回転軸を中心に両側に配置され、
前記回転駆動部を支持するブラケットを有し、
前記回動駆動部の回動軸は、前記ブラケットに接続されており、
前記ブラケットは、前記２つの回転錘の間に配置されていることを特徴とする力覚生成装置。
【請求項３】
前記２つの回転錘は、前記回動駆動部の回転軸を中心に対称に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の力覚生成装置。
【請求項４】
前記２つの回転錘は、同じ重さであることを特徴とする請求項２または３に記載の力覚生成装置。
【請求項５】
前記回動駆動部より、前記回転駆動部、前記回転錘、前記ブラケットにより形成されるものを回動させるものであって、
前記回転駆動部、前記回転錘、前記ブラケットにより形成されるものの重心は、前記回動駆動部の回動軸上に存在していることを特徴とする請求項１または２に記載の力覚生成装置。
【請求項６】
前記回転錘の外周縁には、前記回転駆動部の側に延びる延設部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の力覚生成装置。
【請求項７】
前記回転駆動部の回転軸と、前記回動駆動部の回動軸とは、直交していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の力覚生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力覚生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、バーチャルリアリティに関する技術が普及しており、一般にバーチャルリアリティを体験できる機会が増えつつある。例えば、ゲーム機のコントローラやコンピュータ入力装置において、バーチャルリアリティによる力覚を生じさせ、臨場感等を体感することのできるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０９７３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような力覚を生じさせる装置は、現状においては、高価であり、また、大型なものが多いため、容易に臨場感等を体感することができなかった。このため、小型であって、臨場感を得ることのできるものが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施の形態の一観点によれば、回転駆動部と、前記回転駆動部により回転駆動される複数の回転錘と、前記回転駆動部を支持するブラケットと、前記回転駆動部の回転中心とは異なる方向を回動中心として前記ブラケットとともに前記回転駆動部を回動させる回動駆動部と、を有し、前記回動駆動部の回動軸は、前記ブラケットに接続されており、前記複数の回転錘は、前記回動駆動部の回動軸を中心に両側に配置されており、前記ブラケットは、前記複数の回転錘の間に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
開示の力覚生成装置によれば、小型で、高い臨場感を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態における力覚生成装置の外観正面図
【図２】本実施の形態における力覚生成装置の外観斜視図
【図３】本実施の形態における力覚生成装置の分解斜視図
【図４】本実施の形態における力覚生成装置の側面図
【図５】本実施の形態における力覚生成装置の構成を説明するブロック図
【図６】本実施の形態における力覚生成装置の要部の斜視図
【図７】本実施の形態における力覚生成装置の要部の正面図
【図８】本実施の形態における力覚生成装置の要部の側面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本願においては、Ｘ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、Ｚ１−Ｚ２方向を相互に直交する方向とする。また、Ｘ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向を含む面をＸＹ面と記載し、Ｙ１−Ｙ２方向及びＺ１−Ｚ２方向を含む面をＹＺ面と記載し、Ｚ１−Ｚ２方向及びＸ１−Ｘ２方向を含む面をＺＸ面と記載する。
【０００９】
（力覚発生装置の構造）
本実施の形態における力覚生成装置について説明する。本実施の形態における力覚生成装置は、例えば、手に持った状態で使用するものであり、内部において発生した振動を手に伝えることにより、人に力覚として情報を伝えるものである。このため、本実施の形態における力覚生成装置は、ゲーム機のコントローラ、各種リモコン、携帯機器等の手に持って操作するものに用いることができるものであり、空中に把持した状態で用いられる。
【００１０】
本実施の形態における力覚生成装置について、図１から図５に基づき説明する。図１は、本実施の形態における力覚生成装置の正面図であり、図２は斜視図であり、図３は分解斜視図であり、図４は断面図であり、図５は内部の構成のブロック図である。
【００１１】
本実施の形態における力覚生成装置は、第１のモータ１０、第１の回転錘２１、第２の回転錘２２、第２のモータ３０等を有しており、筐体上部４１、４つの筐体側部４２、筐体下部４３により形成されている筐体の内部に入れられている。筐体上部４１、４つの筐体側部４２、筐体下部４３は樹脂材料により形成されている。
【００１２】
第１のモータ１０は、図４において、回転軸１１をＸ１−Ｘ２方向とするものであり、回転軸１１のＸ１側には第１の回転錘２１が取り付けられており、回転軸１１のＸ２側には第２の回転錘２２が取り付けられている。即ち、第１のモータ１０の両側に、各々第１の回転錘２１と第２の回転錘２２が設けられている。
【００１３】
第１の回転錘２１と第２の回転錘２２は、ホイール状の形状のものであり、真鍮等の金属により形成されている。第１の回転錘２１と第２の回転錘２２は、同一形状であって、同じ大きさものであり、同時に回転する。第１のモータ１０は、ブラケット１２の内部に設置されており、ブラケット１２は第１のモータ１０を支持している。
【００１４】
第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２は、ＹＺ面に平行な面の形状が円形であり、Ｘ１−Ｘ２方向に厚い円盤状に形成されている。第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２は、回転した際のモーメントは大きい方が好ましい。このため、図４に示されるように、第１の回転錘２１の円盤の外周縁には、第１のモータ１０側に延設された延設部２１ａが設けられており、第２の回転錘２２の円盤の外周縁には、第１のモータ１０側に延設された延設部２２ａが設けられている。
【００１５】
第２のモータ３０は、回転軸３１をＺ１−Ｚ２方向とするものであり、第２のモータ３０の回転軸３１は、Ｚ１側のブラケット１２に接続されており、ブラケット１２及びブラケット１２の内部の第１のモータ１０を回転させることができる。本実施の形態においては、第１のモータ１０を回転駆動部と記載し、第２のモータ３０を回動駆動部と記載し、回転軸３１を回動軸と記載する場合がある。本実施の形態においては、回転軸１１と、回動軸となる回転軸３１は直交している。
【００１６】
第２のモータ３０は、第１のモータ１０、ブラケット１２、第１の回転錘２１、第２の回転錘２２により形成されるものを回転させる。このため、第２のモータ３０の回転軸３１上は、第１のモータ１０、ブラケット１２、第１の回転錘２１、第２の回転錘２２により形成されるものの重心が存在していることが好ましい。尚、第２のモータ３０を回転軸３１を中心に回転させることにより、第１のモータ１０の回転軸１１も回転するが、この回転軸１１の回転により形成される面は、ＸＹ面に平行な面である。
【００１７】
本実施の形態における力覚生成装置の筐体は、筐体上部４１、４つの筐体側部４２、筐体下部４３により形成されており、この筐体の内部には、２つの円盤状のプレート４４、４５が設けられている。第２のモータ３０はプレート４５の中央部分に支持された状態で、筐体内部に設置されている。
【００１８】
ブラケット１２のＺ１側には、第２のモータ３０の回転軸３１と同一軸上に存在する回転軸１３が設けられている。筐体上部４１の内側には、中央部分に円形の開口部を有する円盤状のベアリングホルダ４６が取り付けられており、ベアリングホルダ４６の内側にベアリング４７の外側が取り付けられており、ベアリング４７の内側には回転軸１３が接続されている。本実施の形態においては、第１の回転錘２１と第２の回転錘２２は、第２のモータ３０の回転軸３１を中心に対称となるように設置されている。
【００１９】
尚、図１から図４には図示はしないが、本実施の形態における力覚生成装置は、図５に示されるように、モータドライバ６１及びＣＰＵ（Central Processing Unit）等により形成された制御部６２が設けられている。モータドライバ６１には、第１のモータ１０及び第２のモータ３０が接続されており、第１のモータ１０及び第２のモータ３０における回転を制御する。制御部６２には、モータドライバ６１及び加速度センサ５０が接続されている。加速度センサ５０は、力覚生成装置の筐体の内部に取り付けられており、制御部６２は、モータドライバ６１の制御を行うが、加速度センサ５０において得られた情報に基づきモータドライバ６１の制御を行うことができる。尚、筐体の内部には、加速度センサ５０が設けられている。
【００２０】
（力覚発生装置の動作）
次に、本実施の形態における力覚発生装置の動作について説明する。図６は、筐体内部の本実施の形態における力覚生成装置の要部を示す斜視図であり、図７は正面図であり、図８は側面図である。
【００２１】
本実施の形態における力覚生成装置では、第１のモータ１０により、第１のモータ１０の両側に取り付けられている第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２を回転軸１１を中心に回転させる。このときの回転軸１１の回転数は、例えば、２０００回転／分である。このように、回転軸１１を中心に第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２を回転させることにより、ジャイロ効果により、回転軸１１の方向を保ち、この状態を維持しようとする。従って、回転軸１１はジャイロ軸となる。
【００２２】
本実施の形態においては、このように第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２を回転させた状態で、第２のモータ３０の回転軸３１を回転させる。第２のモータ３０の回転軸３１には、内部に第１のモータ１０が設置されているブラケット１２と接続されており、第２のモータ３０の回転軸３１を回転させることにより、ブラケット１２及びブラケット１２の内部の第１のモータ１０が回転する。第１のモータ１０の回転軸１１には第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２が接続されているため、これらも回転するが、ジャイロ効果の反作用により揺動が生じ、この揺動が、筐体を介し人に伝わり、人が力覚を感じる。
【００２３】
例えば、本実施の形態における力覚生成装置を手に持った状態で動かした場合、この動きは筐体内部に設けられた加速度センサ５０により検知され、加速度センサ５０により検知された加速度の情報は制御部６２に伝達される。制御部６２では、手の動きに対応して、手の動きと反対方向の動きが第２のモータ３０において生じるように、モータドライバ６１を制御し、第２のモータ３０の回転軸３１を回転させる。これにより、ジャイロ効果の反作用による揺動が生じ、この揺動が、筐体を介し人に伝わり、人が力覚を感じる。
【００２４】
第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２は重い方が好ましい。このため、本実施の形態においては、第１のモータ１０の両側に、第１の回転錘２１と第２の回転錘２２とを設けることにより、力覚生成装置を大型にすることなく、第１の回転錘２１及び第２の回転錘２２を大きくして、重くすることができる。
【００２５】
本実施の形態における力覚生成装置は、例えば、フライトシミュレーションゲームにおいて、操作者が触れている部分に揺動による力覚を与えることにより、ゲームの出力が画像や音響のみである場合に比べて、迫力ある臨場感を操作者に与えることができる。これにより、より一層ゲームの満足感を感じることができる。
【００２６】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０        第１のモータ
１１        回転軸
１２        ブラケット
１３        回転軸
２１        第１の回転錘
２２        第２の回転錘
３０        第２のモータ
３１        回転軸
４１        筐体上部
４２        筐体側部
４３        筐体下部
４４        プレート
４５        プレート
４６        ベアリングホルダ
４７        ベアリング
５０        加速度センサ
【図１】
2020204951.tif 000003
【図２】
2020204951.tif 000004
【図３】
2020204951.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020204951.tif 000007
【図６】
2020204951.tif 000008
【図７】
2020204951.tif 000009
【図８】
2020204951.tif 000010