(57)【要約】  ビデオ出力に関連する運動信号の関数として、基盤に対する運動を座席に伝える被駆動支持フレーム（１０）は、フレーム（１２、１２’、１２”、１１２）を含む。フレーム（１２、１２’、１２”、１１２）は、並進自由度に沿って伸張可能／収縮可能である。フレーム（１２、１２’、１２”、１１２）上に支持表面（２３、２３’）が設けられている。支持表面（２３、２３’）は座席（Ａ）を支持するサイズになるように、フレーム（１２、１２’、１２”、１１２）の伸張／収縮によって互いに他に対して変位可能である。フレーム（１２、１２’、１２”、１１２）と基盤との間にアクチュエータ（４１）が設けられている。アクチュエータ（４１）は信号を受信し、ビデオ出力と同期してフレーム（１２、１２’、１２”、１１２）を基盤に対して選択的に変位させ、それによってフレーム（１２、１２’、１２”、１１２）上に支持されている座席（Ａ）をフレーム（１２、１２’、１２”、１１２）内で変位させることができる。運動シミュレータシステムの台座システムを設置する方法も提供される。
2009517141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ出力に関連する運動信号の関数として、基盤に対する運動を座席に伝えるための被駆動支持フレームであって、
少なくとも１つの伸張／収縮度に沿って伸張可能／収縮可能なフレームと、
前記座席を支持するサイズになるように前記フレームの伸張／収縮によって互いに他方に対して変位可能な前記フレーム上の支持表面と、
前記フレームと前記基盤との間にあって、前記運動信号を受信してビデオ出力と同期して前記フレームを前記基盤に対して選択的に変位させる少なくとも１つのアクチュエータと、
を含み、
それによって、前記フレーム上に支持された前記座席を前記フレームと共に変位可能にした、
ことを特徴とする被駆動支持フレーム。
【請求項２】
前記フレームは、その上に受けている前記座席の幅及び長さに合わせるように２つの伸張／収縮度に沿って伸張可能／収縮可能であることを特徴とする請求項１に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項３】
前記フレームの構造部材は、少なくとも１つの伸張／収縮度が得られるように嵌め込み関係にあることを特徴とする請求項１に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項４】
前記フレーム上には脚が設けられており、前記フレームは前記脚及び少なくとも１つのアクチュエータによって前記基盤に対して支持されることを特徴とする請求項１に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項５】
前記脚は前記フレームの前端上にあり、前記少なくとも１つのアクチュエータは前記フレームの後端に取付けられていることを特徴とする請求項４に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのアクチュエータは、その出力シャフトが前記基盤に押し付けられるように位置決めされていることを特徴とする請求項４に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項７】
前記フレーム上の前記支持表面は、前記フレームの残余を限定している前記構造部材の上面より下にあることを特徴とする請求項１に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項８】
少なくとも２つのアクチュエータを含み、前記アクチュエータは前記フレームの横側に位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項９】
４つのアクチュエータを含み、前記アクチュエータの第１及び第２のものは前記フレームの前隅に接して位置決めされ、前記アクチュエータの第３及び第４のものは前記フレームの後隅に接して位置決めされていることを特徴とする請求項８に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項１０】
前記アクチュエータはケーシング内に収納され、前記ケーシングは前記フレームに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の被駆動支持フレーム。
【請求項１１】
運動シミュレータシステムの台座システムを設置する方法であって、
伸張可能／収縮可能なフレームをアクチュエータと共に有する被駆動支持フレームを準備するステップと、
前記アクチュエータが前記フレームを前記基盤に対して変位させることができるように、前記被駆動支持フレームを前記基盤上に位置決めするステップと、
前記フレームによって支持される座席の幅及び長さ寸法の関数として前記フレームのサイズを調整するステップと、
前記フレーム上に前記座席を位置決めするステップと、
前記アクチュエータを選択されたビデオ出力と同期して信号源に接続するステップと、を含み、
それによって前記アクチュエータを駆動すると、前記座席が前記選択されたビデオ出力と同期して前記基盤に対して変位するようになっている、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記フレームのサイズを調整するステップは、前記フレームを選択されたサイズにロックすることを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には運動シミュレータに関し、特定的にはビデオ出力内に発生する動作の関数として運動信号を受信する運動シミュレータシステムの構造的構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホームビデオゲーム及びホームビデオシステムは、長い間ビューワとの視覚及び音響だけの相互作用に制限されてきた。例えば、ビデオゲームは、ゲーマーのプレイに応答して視覚及び音響応答を発生する。ビデオゲームからより大きい感動を得ようとする場合、ゲーマーはアーケードゲームに頼ることが多かった。アーケードゲームの幾つかのビデオゲームには、視覚及び音響応答の他に、ある感覚を追加する力フィードバックインタフェースが装備されている。
【０００３】
ホームビデオゲーム及びホームビデオシステムの人気が高いことから、力フィードバックインタフェースが開発され、それを使用すればビューワに容易に感覚を与えることができる。例えばバトルチェア（商品名）には、椅子及びそれに着座する人にビデオ出力の音響出力を伝えるための種々のスピーカが設けられている。詳述すれば、バトルチェアは中空であり、ビデオ出力から伝えられた音響の関数として椅子を振動させるサブウーファ及び３ウェイスピーカを有している。即ち、バトルチェアはプレイ中のゲーマーにゲームの感覚を与えるのである。アーケードゲームでは、幾つかの力フィードバックインタフェースは、ゲーマーが着座するゲーマー受入れレセプタクルを含んでいる。ゲーマーがゲームの感覚を完全に体感できるようにするために、ゲーマー受入れレセプタクルはゲーマーの四肢を支えて、ゲーマーを無重力状態の位置に置くようにすることが多い。
【０００４】
類似の技術が家庭用にも開発されているが、これらの型の力フィードバックインタフェースは嵩張り、且つ重い。これらのインタフェースを家庭内に持ち込むためには、これらの型のインタフェースの所有者はかなり大きい床空間を、場合によっては一つの部屋を使用しなければならない。これらのインタフェースは配置換えが容易ではなく、従って非実用的である。
【０００５】
2004年11月18日付けRoyらの米国特許出願公開No. US 2004 / 0229192に運動シミュレータが開示されている。この運動シミュレータは、アクチュエータによって床上に支持される台座部分を有している。その一実施の形態ではアクチュエータは台座部分の一体部分であるので、消費者は運動シミュレータを、アクチュエータを有する台座部分の一体システムとして購入する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、消費者は彼／彼女が所有している家庭装飾／スタイルにマッチさせたいために、運動シミュレータが特定の設計に制限されることがないことを望むかもしれない。本発明は、家庭で使用することを考慮して、それ程場所を占めない運動シミュレータのような力フィードバックインタフェースを提供することを意図するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明の目的は、従来技術に伴う諸問題を解消する運動シミュレータのための被駆動支持プラットフォームを提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、運動シミュレーションシステムの台座システムの設置方法を提供することである。
【０００９】
ビデオ出力に関連する運動信号の関数として、基盤（グラウンド）に対する運動を座席に伝えるための本発明による被駆動支持フレームは、少なくとも１つの伸張／収縮度(degree)に沿って伸張可能／収縮可能なフレームと、座席を支持する寸法になるようにフレームの伸張／収縮によって互いに他方に対して変位可能なフレーム上の支持表面と、フレームと基盤との間にあって、運動信号を受信してビデオ出力と同期してフレームを基盤に対して選択的に変位させる少なくとも１つのアクチュエータとを含み、それによって、フレーム上に支持された座席をフレームと共に変位可能にした特徴としている。
【００１０】
更に、運動シミュレータシステムの台座システムを設置する本発明による方法は、伸張可能／収縮可能なフレームをアクチュエータと共に有する被駆動支持フレームを準備するステップと、アクチュエータがフレームを基盤に対して変位させることができるように、被駆動支持フレームを基盤上に位置決めするステップと、フレームによって支持される座席の幅及び長さ寸法の関数としてフレームのサイズを調整するステップと、フレーム上に座席を位置決めするステップと、アクチュエータを選択されたビデオ出力と同期して信号源に接続するステップとを含み、それによって、アクチュエータを駆動すると、座席が選択されたビデオ出力と同期して基盤に対して変位するようになっていることを特徴としている。
【００１１】
以上に本発明の本質を概述したが、以下に添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に、本発明の好ましい実施の形態による被駆動支持プラットフォームの全体を参照番号１０で示す。支持プラットフォーム１０は、フレーム１２及びアクチュエータモジュール１４を有している。
【００１３】
フレーム１２は、図６に示すように座席Ａを支持するために設けられている。フレーム１２は、座席及びアクチュエータモジュール１４と基盤との間のインタフェースである。
【００１４】
アクチュエータモジュール１４はビデオシステム、ゲームコンソール等に接続され、ビデオシステム、ゲームコンソール等のビデオ出力に関連するモニタ（例えば、スクリーン、テレビジョン）のビデオ出力の関数として、座席Ａ（図６）を変位させるための動作信号または類似プロトコルを受信するようになっている。ビデオ出力は、ゲームコンソール、ビデオディスクプレーヤー、ＶＨＳ、ＨＤテレビジョン等のようなビデオシステムが発生するオーディオ及び／またはビデオ出力全体に関係付けられている。
【００１５】
図１を参照する。フレーム１２は全体的に矩形であり、４本の管状部材２０を有している。これらの管状部材２０は、端コネクタ２１によって相互に関係付けられている。端コネクタ２１は、フレーム１２の手前（図面上で）の端コネクタ２１Ａと、フレーム１２の奥（図面上で）の端コネクタ２１Ｂとを含む。
【００１６】
典型的には両端コネクタ２１Ａの間の管状部材２０上に、支持具即ち脚２１Ｃが設けられており、プラットフォーム１０の前端を基盤上に支持するようになっている。２つの端コネクタ２１Ｂは共にアクチュエータモジュール１４に堅固に接続され、アクチュエータモジュール１４からフレーム１２へ運動を伝えるように両者を関係付けている。
【００１７】
端コネクタ部材２１は各々１対のフレームハウジング２２を有しており、これらのハウジング２２内に管状部材２０が受入れられている。このように管状部材２０とフレームハウジング２２とが嵌め込み関係にあるのでフレームは２つの並進自由度(translational degrees-of-freedom)を有しており、従ってフレーム１２はＸ軸及びＹ軸に沿って伸張可能／収縮可能である。
【００１８】
フレーム１２の４つの隅には支持板２３が設けられている。支持板２３は、端コネクタ２１の支持ハウジング２５内に受けられている管状部材２４によってフレーム１２に関係付けられている。管状部材２４と支持ハウジング２５とが嵌め込み関係になっているので、支持板２３はＸ軸に沿って並進することができるようになっている。
【００１９】
以上のように、Ｘ及びＹ軸並進自由度が存在しているので、フレーム１２は、被駆動支持プラットフォーム１０と共に使用される座席の関数としてサイズを調整することができる。図６に示すように、座席Ａは４つの脚Ｂ（その中の３つだけが図示されている）を有し、脚Ｂの各々は支持板２３の１つのトップ上に位置決めされる。座席を支持するようにフレーム１２の寸法を調整した後は、管状部材２０／２４を端コネクタ２１に固定する（例えば、幾つかのボルトまたは他の適当なファスナを使用して）ことが好ましい。
【００２０】
従って、フレーム１２上に位置決めされた座席Ａは、アクチュエータモジュール１４の動きを受けることになる。従って、座席Ａの着座者（一人または複数の人）には、アクチュエータモジュール１４によってもたらされる運きが伝えられる。
【００２１】
支持板２３の支持面（即ち、支持表面）が、管状部材２０／フレームハウジング２２の上面よりも低いことに注目されたい。このような構成では、座席Ａが基盤に極めて近くなるので、支持プラットフォーム１０は殆ど目立たなくなる。
【００２２】
しかしながら、支持板２３の支持面を管状部材２０／フレームハウジング２２の上面よりも上に位置決めすることも考えられる。このようにすると、脚Ｂのような突き出た４本の脚を有していない座席を、支持プラットフォーム１０によって支えることができる。
【００２３】
図示してないが、座席Ａをフレーム１２に固定するような種々の構成を支持板２３上に設けることができる。例えば、座席Ａを重力と共同してフレーム１２に対して所定の位置に維持するように、支持板２３内に凹みを設けることができる。同様に、座席Ａの脚を支持板２３に固着することができるように、オプションとして、支持板２３の上面にクッション用の層、または接続手段（例えば、突出したボルト、孔）を設けることができる。
【００２４】
図１に示すように、アクチュエータモジュール１４には、アクチュエータモジュール１４の種々の構成要素を覆うカバー４０が設けられている。図２は、カバー４０を取除いて１対のアクチュエータ４１を示している。アクチュエータ４１は倒置されており、出力シャフト４２が基盤の方を向き、一方アクチュエータ４１のケーシング４３がアクチュエータモジュール１４のケーシング４４に固定されている。
【００２５】
従って、出力シャフト４２は、フレーム１２の奥の端において支持プラットフォーム１０を支えている。アクチュエータ４１の動作は、それが個々にであろうと、組合わされてであろうとフレーム１２を運動させ、従って、フレーム１２が支持している座席Ａを運動させるようになる。
【００２６】
図２には１対のアクチュエータ４１を図示してあるが、プラットフォーム１０には１つまたはそれ以上のアクチュエータを設けることができることは理解できよう。１対のアクチュエータ４１を有するプラットフォーム１０は２つの自由度内で運動し（例えば、ピッチ及びロール）、一方単一のアクチュエータ４１を有するプラットフォーム１０は単一の自由度に沿って変位可能である（例えば、ピッチ）。後述するように、より多くのアクチュエータを使用して付加的な自由度を与えることができる。
【００２７】
図３に示すように、ケーシング４４は、アクチュエータ４１を運動シミュレータ命令システムに相互接続する（例えば、ビデオ出力の関数として）電子要素４５を支持することができる。電子要素４５は、アクチュエータ４１に電力を供給する。
【００２８】
図２に示すフレーム１２’は、図１に示すフレーム１２と若干異なっていることに注目されたい。しかしながら、フレーム１２’もＸ及びＹ軸に沿って、即ち２つの並進自由度に沿って伸張可能／収縮可能である。従って、フレーム１２’も、座席の寸法に合わせて調整することができる。
【００２９】
図２及び５のフレーム１２’は、１対の管状部材６１によって相互接続される１対の端サブフレーム６０を有している。管状部材６１は、フレーム１２’がＹ軸に沿って伸張可能／収縮可能であるようにサブフレーム６０内に嵌め込み式に取付けられている。
【００３０】
同様に、支持板６２がフレーム１２’の４隅に位置決めされている。支持板６２には、サブフレーム６０内に嵌め込まれる管状部材６３が設けられている。従って、支持板６２はＸ軸に沿って変位可能であり、それによってフレーム１２’を座席（図６の座席Ａのような）の幅に合わせるように調整することができる。
【００３１】
図５では、脚６４が手前のサブフレーム６０に固定されているように図示されている。アクチュエータモジュール１４は奥のサブフレーム６０に固定されている。従って、フレーム１２’は脚６４と１対の出力シャフト（図２）とによって基盤に対して支持される。フレーム１２’が適当な寸法になった時に、管状部材６１をサブフレーム６０に解放可能なようにロックするために、ファスナ６５がサブフレーム６０に設けられている。支持板６２をサブフレーム６０に解放可能なようにロックするために、類似のファスナ６６が設けられている。
【００３２】
フレーム１２及び１２’は、典型的に、一人または二人乗りのような比較的小さい座席を支持するために使用され、アクチュエータモジュール１４は座席Ａの背後に位置決めされている。図４及び７に示す支持プラットフォーム１０の代替実施の形態では、１対のアクチュエータモジュール１４がサブフレーム６０上に設けられてフレーム１２”を形成し、図７の座席Ａ１のようなより大きい座席を支持するようになっている。
【００３３】
図４に示す支持プラットフォームは１対のサブフレーム６０を有し、各サブフレーム６０にはアクチュエータモジュール１４が設けられている。サブフレーム６０は、図２及び５の奥のサブフレーム６０に類似しており、類似要素には類似番号が付されている。１対のアクチュエータモジュール１４を使用することによって、３つの自由度に沿って（例えば、ピッチ、ロール、及びＺ軸に沿う並進）プラットフォーム１０を運動させることができる。
【００３４】
サブフレーム６０は、管状部材６１と相互に関係付けられており、フレーム１２”をＸ軸に沿って伸張可能にしている。支持板６２は、フレーム１２”を２つの並進自由度内で伸張可能／収縮可能にするために、Ｙ軸に沿って変位可能である。フレーム１２”は、２つのアクチュエータモジュール１４の４つの出力シャフトによって支持される。
【００３５】
図１乃至７に示す実施の形態による台座システム（即ち、座席Ａ、Ａ１を伴う被駆動支持プラットフォーム１０）を設置する方法は以下の通りである。１つまたは複数のアクチュエータモジュール１４のアクチュエータ４０がフレーム１２／１２’／１２”を基盤に対して変位させることができるように、被駆動支持プラットフォーム１０を基盤上に位置決めする。フレーム１２／１２’／１２”のサイズを、フレーム１２／１２’／１２”によって支持される座席Ａ／Ａ１の幅及び長さ寸法の関数として調整し、フレーム１２／１２’／１２”をその位置にロックする（例えば、ファスナ６５及び６６を使用して）。次いで、座席Ａ／Ａ１をフレーム１２／１２’／１２”上に位置決めする。アクチュエータ４０を選択されたビデオ出力に接続すると、被駆動支持プラットフォーム１０を使用して座席Ａ／Ａ１を基盤に対して変位させることができる。
【００３６】
図８に示す被駆動支持プラットフォーム１０は、アクチュエータモジュール１４に接続されているフレーム１１２を有し、異なる構造を有している。フレーム１１２は図９Ａ乃至９Ｅに示すような種々の構成を得るように、互いに固定される管状部材２０’を有している。従って、支持板２３’は、フレーム１１２を異なるサイズの座席Ａに合わせるように種々の位置に位置決めすることができる。支持板２３’は管状部材２０’に沿って変位可能であり、管状部材２０’に沿って接続孔が設けられていてフレーム１１２の伸張／収縮度を可能にするようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の好ましい実施の形態による運動シミュレータ用被駆動支持プラットフォームの前方からの斜視図である。
【図２】図１の被駆動支持プラットフォームの後方からの斜視図であって、アクチュエータモジュールとフレームとの関係を示す図である。
【図３】図１の被駆動支持プラットフォームの斜視図であって、カバーを除去して示してある。
【図４】本発明の第２の好ましい実施の形態による１対のアクチュエータモジュールを有する被駆動支持プラットフォームの斜視図である。
【図５】代替フレームを有する図１の被駆動支持プラットフォームの前方からの斜視図である。
【図６】被駆動支持プラットフォームと座席との組立図である。
【図７】図４の被駆動支持プラットフォームと座席との組立図である。
【図８】本発明の第３の好ましい実施の形態による運動シミュレータ用被駆動支持プラットフォームの斜視図である。
【図９】Ａ乃至Ｅは、種々の接続構成を有する図８の被駆動支持プラットフォームの上面図である。
【図１】
2009517141.tif 000003
【図２】
2009517141.tif 000004
【図３】
2009517141.tif 000005
【図４】
2009517141.tif 000006
【図５】
2009517141.tif 000007
【図６】
2009517141.tif 000008
【図７】
2009517141.tif 000009
【図８】
2009517141.tif 000010
【図９Ａ】
2009517141.tif 000011
【図９Ｂ】
2009517141.tif 000012
【図９Ｃ】
2009517141.tif 000013
【図９Ｄ】
2009517141.tif 000014
【図９Ｅ】
2009517141.tif 000015
【国際調査報告】
2009517141.tif 000016
2009517141.tif 000017
2009517141.tif 000018