(57)【要約】【課題】本発明は、音信号に基づいて振動を制御する振動装置であって、音信号のもとになった音楽の間奏部分が再生されている場合にアミューズメント性が低下することを防止可能な振動装置を提供することを課題とする。【解決手段】対象部を振動させるアクチュエータ１４と、音信号に基づく電気信号である第１信号を取得する第１信号取得手段１６，２６と、前記第１信号とは異なる電気信号である第２電気信号を取得する第２信号取得手段２８と、取得した上記第１信号及び上記第２信号を合成する信号合成手段２７とを備え、前記アクチュエータ１４は、前記信号合成手段２７によって合成された電気信号である合成信号に基づいて制御される。【選択図】図２
2019058502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音信号に基づいて振動を制御する振動装置であって、
対象部を振動させるアクチュエータと、
音信号に基づく電気信号である第１信号を取得する第１信号取得手段と、
前記第１信号とは異なる電気信号である第２信号を取得する第２信号取得手段と、
取得した上記第１信号及び上記第２信号を合成する信号合成手段とを備え、
前記アクチュエータは、前記信号合成手段によって合成された電気信号である合成信号に基づいて制御される
ことを特徴とする振動装置。
【請求項２】
上記第１信号のみによって前記アクチュエータが制御されるシングルモードと、上記合成信号によって前記アクチュエータが制御される複合モードとの切替を行う切替手段を備えた
請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは周期を有して作動するように構成され、
該アクチュエータの制御を行う制御部と、
音信号の周期的なリズムを抽出するリズム抽出手段と、
前記アクチュエータによる位相を検出する位相検出手段とを備え、
前記制御部は、前記リズム抽出手段及び位相検出手段の検出結果に基づいて前記アクチュエータを制御することにより、音のリズムと振動のリズムの位相を合せ且つ周期を同期させる
請求項１又は２の何れかに記載の振動装置。
【請求項４】
前記制御部は、上記第１信号取得手段、上記第２信号取得手段及び上記信号合成手段を有する
請求項３に記載の振動装置。
【請求項５】
前記第１信号取得手段は第１信号入力回路であり、
前記第２信号取得手段は第２信号入力回路であり、
前記信号合成手段は、前記第１信号入力回路から入力されてくる第１信号と、前記第２信号入力回路から入力されてくる第２信号とを合成する信号合成回路であり、
該信号合成回路によって合成された合成信号を出力する合成信号出力回路と、該合成信号出力回路から出力される合成信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段とを備えた
請求項１又は２の何れかに記載の振動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音信号に基づいて振動を制御する振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音信号に基づいて振動を制御する振動装置であって、対象部を振動させるアクチュエータと、音信号に基づく電気信号を取得する取得手段とを備え、前記アクチュエータが、前記取得手段によって取得された電気信号に基づいて制御される振動装置が公知になっている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
このような振動装置によれば、音信号によって再生させる音に合せて対象部が振動するため、アミューズメント性が向上する。
【０００４】
一方、音楽には、間奏などが設けられることも多くある。この間奏が流れている間、振動が単調になるケースがあり、場合によっては振動しないような状態が長く続くこともある。そして、この結果、アミューズメント性が低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５３６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、音信号に基づいて振動を制御する振動装置であって、音信号のもとになった音楽の間奏部分が再生されている場合にアミューズメント性が低下することを防止可能な振動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、音信号に基づいて振動を制御する振動装置であって、対象部を振動させるアクチュエータと、音信号に基づく電気信号である第１信号を取得する第１信号取得手段と、前記第１信号とは異なる電気信号である第２信号を取得する第２信号取得手段と、取得した上記第１信号及び上記第２信号を合成する信号合成手段とを備え、前記アクチュエータは、前記信号合成手段によって合成された電気信号である合成信号に基づいて制御されることを特徴とする。
【０００８】
上記第１信号のみによって前記アクチュエータが制御されるシングルモードと、上記合成信号によって前記アクチュエータが制御される複合モードとの切替を行う切替手段を備えたものとしてもよい。
【０００９】
前記アクチュエータは周期を有して作動するように構成され、該アクチュエータの制御を行う制御部と、音信号の周期的なリズムを抽出するリズム抽出手段と、前記アクチュエータによる位相を検出する位相検出手段とを備え、前記制御部は、前記リズム抽出手段及び位相検出手段の検出結果に基づいて前記アクチュエータを制御することにより、音のリズムと振動のリズムの位相を合せ且つ周期を同期させるものとしてもよい。
【００１０】
前記制御部は、上記第１信号取得手段、上記第２信号取得手段及び上記信号合成手段を有するとしてもよい。
【００１１】
前記第１信号取得手段は第１信号入力回路であり、前記第２信号取得手段は第２信号入力回路であり、前記信号合成手段は、前記第１信号入力回路から入力されてくる第１信号と、前記第２信号入力回路から入力されてくる第２信号とを合成する信号合成回路であり、該信号合成回路によって合成された合成信号を出力する合成信号出力回路と、該合成信号出力回路から出力される合成信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段とを備えたものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
音信号のもとになった音楽の間奏部分が再生されている場合でも、音信号に基づく電気信号とは異なる電気信号である第２信号に基づいて、対象部が振動するため、アミューズメント性が低下することが効率的に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した振動装置の概念図である。
【図２】本振動装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】本振動装置の駆動部側の制御構成を示すブロック図である。
【図４】振動の周期及び位相を検出する構成を示す断面図である。
【図５】マイコンの処理内容を示すフロー図である。
【図６】調整処理のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。
【図７】振動制御処理のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。
【図８】図５乃至図７に示す処理の一例を説明する説明図である。
【図９】本発明の別実施形態に係る振動装置の制御構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明を適用した振動装置の概念図である。振動装置は、装置本体１と、音源（音楽データが収録された媒体）に基づいて音楽を再生する再生装置として機能するスマートフォン２とｂｌｕｅｏｏｔｈ（登録商標）等の無線又は有線によって通信可能に接続され且つ該スマートフォン２から音源データに基づいて作成されている音信号を受信する受信装置３と、受信装置３と有線又は無線によって接続され且つ音信号を電気信号に変換する変換装置（変換手段）４とを備えている。
【００１５】
装置本体１は、振動する振動台（対象部）６と、振動台６を上下、左右又は前後（本例では上下）に振動可能に下支えする支持体７とを備えている。
【００１６】
この振動装置を使用する使用者は、椅子に着座した姿勢又は起立した姿勢で且つ両足又は片足を上面に乗せた状態の振動台６を振動させる。使用者は、振動台６の振動中、上記姿勢及び上記状態を保持させることにより、筋肉に負荷をかけ、運動を行うことが可能になる。
【００１７】
この際、振動台６の振動は、スマートフォン２によって再生される音楽に対応したものにあるため、該音楽を聴きながら、上記運動を行えば、楽しみながらエクササイズを行うことが容易になり、アミューズメント性が向上する。
【００１８】
図２は本振動装置の制御構成を示すブロック図である。支持体７の筐体内には制御部８が設置されている。制御部８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭその他の記憶部がユニット化されたマイコン９によって、少なくともその一部が構成されている。
【００１９】
この制御部８の入力側には、上記変換装置４の他、後述する２つのセンサ１１，１２が接続されている。一方、制御部８の出力側には、モータ制御回路（制御手段）１３を介して、電動モータ（アクチュエータ）１４が接続されている。
【００２０】
変換装置４は、イヤホン又はスピーカ等を利用すると音に変換される音信号を、受信装置３から受取り、該受取った音信号を、振動制御に適した電気信号（さらに具体的には電圧信号）である第１信号に変換し、この第１信号を制御部８に入力する。
【００２１】
また、この変換装置４には、出力する第１信号の振幅（電圧値）を０〜所定値の間で増減させるダイヤル操作具（切替手段）４ａが設けられている。
【００２２】
マイコン９の入力側には、制御部８の一部を構成し且つ上述の変換装置４が接続されるＡＤコンバータ又はＩＯポートが第１信号入力手段（第１信号取得手段）１６として設けられている。
【００２３】
電動モータ１４は、通常のＤＣモータでもよいし、或いはステッピングモータでもよい。モータ制御回路１３は、ＦＥＴ回路又はスイッチング回路等から構成され、電動モータ１４の駆動の入切及び回転数（回転速度）を制御する。
【００２４】
マイコン９の出力側には、制御部８の一部を構成し且つ上述のモータ制御回路１３が接続されるＤＡコンバータ及びＩＯポートの一方又は両方が合成信号出力手段１７として設けられている。
【００２５】
図３は本振動装置の駆動部側の制御構成を示すブロック図である。この電動モータ１４の回転動力はクランク機構又はカム機構からなる変換機構１８によって往復運動に変換され、この往復運動が振動台６に伝えられ、該振動台６を振動させる。すなわち、振動台６は、電動モータ１４の回転数に応じて、所定周期で振動する。
【００２６】
図４に示す通り、この振動台６の振動の周期（振動数）は、電動モータ１４の図示しない出力軸又はクランク機構の一部を構成するクランク軸１９であるセンシング対象軸の回転数（回転速度）を検出するエンコーダ等の回転センサ（周期検出手段、速度検出手段）１２によって検出される。この回転センサ１２は、制御部８の入力側に接続される上述したセンサの１つである。
【００２７】
また、この振動台６の振動時の位相は、前記センシング対象軸の周方向の一部に一体的に形成され且つ該センシング対象軸と一体で回転作動する回転突起部２１の通過を検出する通過センサ（位相検出手段）１１によって検出される。この通過センサ１１も、制御部８の入力側に接続される上述したセンサの１つである。
【００２８】
該通過センサ１１は、センシング対象軸の軸方向の並べて配置された発光部と受光部とを有し、この発光部と受光部との間を回転突起部２１が通過するタイミングによって回転位相（振動時の位相）を検出するように構成されている。
【００２９】
図２に示す通り、マイコン９の入力側には、制御部８の一部を構成し且つ上述の通過センサ１１が接続されるＩＯポートが位相信号入力手段２２として設けられている。
【００３０】
また、マイコン９の入力側には、制御部８の一部を構成し且つ上述の回転センサ１２が接続されるＡＤコンバータが周期信号入力手段（速度信号入力手段）２３として設けられている。
【００３１】
図５は、マイコンの処理内容を示すフロー図である。マイコン９は、電源がＯＮされると、ステップＳ１００に進む。ステップＳ１００では、調整処理のサブルーチンを実行し、このサブルーチン処理が終了すると、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では、振動制御処理のサブルーチン処理を実行し、このサブルーチン処理が終了すると、ステップＳ１００に処理を戻す。
【００３２】
図６は、調整処理のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。マイコン９は、調整処理のサブルーチンの処理が開始されると、ステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、電動モータ１４による振動台６の振動の周期及び位相を、音信号により抽出される音楽のリズムの周期及び位相に対応させて調整する処理を行ったか否かを示すフラグをチェックし、ＯＦＦの場合には、この調整処理がまだ完了していないものとして、ステップＳ１０２に進む。
【００３３】
このフラグは、初期状態時にＯＦＦにリセットされ、仮に一度ＯＮにセットされても、１つの楽曲の再生をスタートしてから終了するまでの間隔等から算出される時間が経過すると、再びＯＦＦにリセットされる。
【００３４】
ステップＳ１０２では、変換装置４から入力される第１信号に基づいて、該第１信号のもとになった音信号（音楽）のリズムを抽出する処理を行い、ステップＳ１０３に進む。すなわち、このステップＳ１０３の処理は、音信号のリズムを抽出するリズム抽出手段を構成している。
【００３５】
ステップＳ１０３では、電動モータ１４の回転の周期及び位相（振動台６の振動の周期及び位相）を、通過センサ１１及び回転センサ１２によって検出し、ステップＳ１０４に進む。
【００３６】
ステップＳ１０４では、検出された電動モータ１４の回転周期と抽出された音信号のリズムの周期とが同期し且つ両者の位相が一致している状態であるか否かを確認し、両者の周期が同期し且つ位相が一致している場合にはステップＳ１０６に進む一方で、それ以外の場合にはステップＳ１０５に進む。
【００３７】
ステップＳ１０５では、両者の周期を一致させ且つ位相が一致する（合う）ように、電動モータ１４の回転数を制御し、このサブルーチン処理を終了させる。一方、ステップＳ１０６では、フラグをＯＮにセットし、このサブルーチン処理を終了させる。
【００３８】
ちなみに、１回のサブルーチン処理によって、両者の周期が同期し且つ位相が一致しない場合でも、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０３→ステップＳ１０４→ステップＳ１０５の処理が繰り返されることにより、徐々に周期及び位相が目標値に近づいていく。
【００３９】
ステップＳ１０１において、フラグがＯＮの場合、このサブルーチン処理を終了させる。
【００４０】
図７は、振動制御処理のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。マイコン９は、振動制御処理のサブルーチンの処理が開始されると、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、変換装置４から入力されてくる第１信号を、第１信号入力手段１６によって取得し、ステップＳ２０２に進む。
【００４１】
ステップＳ２０２では、マイコン９が、第１信号とは異なる電気信号である第２信号を生成するか、或いは自身の記憶部等から読出すことによって取得し、ステップＳ２０３に進む。すなわち、ステップＳ２０２の処理によって、第２信号を取得する第２信号取得手段を構成している。
【００４２】
ちなみに、この第２信号は、周期性を有する信号であって、第１信号と周期及び位相を一致させてもよいし、周期及び位相の一方又は両方を異なるものに設定してもよい。
【００４３】
ステップＳ２０３では、第１信号及び第２信号を合成し、ステップＳ２０４に進む。すなわち、このステップＳ２０３は、第１信号と第２信号を合成する信号合成手段を構成している。
【００４４】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３によって合成された電気信号である合成信号を、合成信号出力手段１７によって、モータ制御回路１３を介して、電動モータ１４に出力し、振動台６を振動させ、このサブルーチン処理を終了させる。
【００４５】
図８は、図５乃至図７に示す処理の一例を説明する説明図である。同図に示す通り、変換装置４は、音信号から所定以上の振幅を有する部分を抽出し、この抽出した成分に基づいて第１信号への変換を実行する。第２信号は、マイコン９によって生成するか、或いは読出する。
【００４６】
このようにして取得された第１信号及び第２信号を合成して合成信号を生成する。この合成信号に基づいて、振動台６の振動を制御する。
【００４７】
以上のように構成される振動装置によれば、スマートフォン２によって再生する音楽のリズムに合わせて振動台６が振動するため、利用者は楽しくエクササイズを行うことが可能になる一方で、歌詞が無い間奏時においても、第２信号に基づいて、振動台６が振動するため、不自然に間が空くこともない。
【００４８】
ちなみに、音源は、スマートフォン２で再生可能であれば、種々の形式を用いることが可能である。
【００４９】
また、ダイヤル操作具４ａによって第２信号をキャンセルすることも可能であり、この場合は、第１信号のみによって振動台７が振動されることになる。言換えると、このダイヤル操作具４ａは、第１信号のみによって電動モータ１４が制御されるシングルモードと、合成信号によって電動モータ１４が制御される複合モードとの切替を行う切替手段として機能する。
【００５０】
ちなみに、制御部８に複合モードとシングルモードとの切替手段を実装してもよい。さらに、この切替手段を、第１信号のみを出力する第１信号出力モードと、第２信号のみを出力する第２信号出力モードと、第１信号及び第２信号の少なくとも一方に出力がある場合（振幅が０でない）場合には、該信号を出力する上述の複合モードと、第１信号及び第２信号の両方に出力がある場合（振幅が０でない）場合のみ、該信号を出力するＡＮＤモードとの切替を行うように構成してもよい。
【００５１】
なお、電動モータ１４としてステッピングモータを使用する場合、回転センサ１２及び通過センサ１１を省略することが可能になる。
【００５２】
また、電動モータ１４の代わりのアクチュエータとして、周期性を有して作動するアクチュエータを用いてもよい。例えば、油圧モータなどが考えられ、この場合には、油圧モータへの作動油の供給・排出や流量を制御する電磁式の比例制御弁（制御手段）などが、上述のモータ制御回路１３の代わりに、合成信号出力手段１７の出力側に設けられる。
【００５３】
これに加えて、電磁式の比例制御弁により制御可能な水圧式のモータや、空間式のモータを用いることも可能である。
【００５４】
また、第１信号及び第２信号を合成する際、図８に仮想線で示す通り、両信号の振幅を加算してもよい。
【００５５】
さらに、振動させる対象部は振動台６に限定されるものではなく、使用者に身に着ける者を振動の対象部としてもよい。
【００５６】
次に、図９に基づき、本発明の別実施形態について、上述の形態と異なる部分を説明する。
【００５７】
図９は、本発明の別実施形態に係る振動装置の制御構成を示すブロック図である。同図に示す形態では、マイコン等から構成される制御部２４が、第２信号を生成又は読出して出力する。
【００５８】
変換装置４から出力される第１信号は、第１信号入力回路（第１信号取得手段）２６を介して、信号合成回路（信号合成手段）２７に入力される。一方、制御部２４から出力される第２信号は、第２信号入力回路（第２信号取得手段）２８を介して、信号合成回路（信号合成手段）２７に入力される。
【００５９】
信号合成回路２７は、第１信号入力回路２６と第２信号入力回路２８とを並列に接続し、合成信号出力回路２９を介して、上述のモータ制御回路１３に出力するように構成されている。
【００６０】
以上のように構成される振動装置によれば、プログラムにより処理が殆ど必要としない簡素化された構成によって、第１信号及び第２信号を合成し、この合成した合成信号に基づいて対象部である振動台６を振動させることが可能になる。
【００６１】
なお、アクチュエータとして、電動モータの他に、直動式のエヤシリンダや油圧シリンダや水圧シリンダ等を用いてもよく、この場合には、前記モータ制御回路１３に代えて、これらの直動式のアクチュエータへのエヤ、作動油、水等の流体の供給・排出や流量を制御する電磁式の比例制御弁（制御手段）を設ける。
【符号の説明】
【００６２】
４ａ  ダイヤル操作具（切替手段）
６  振動台（対象部）
８  制御部
１１  通過センサ（位相検出手段）
１３  モータ制御回路（制御手段）
１４  電動モータ（アクチュエータ）
１６  第１信号入力手段（第１信号取得手段）
１８  クランク機構（変換機構，カム機構）
２６  第１信号入力回路（第１信号取得手段）
２７  信号合成回路（信号合成手段）
２８  第２信号入力回路（第２信号取得手段）
【図１】
2019058502.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019058502.tif 000006
【図５】
2019058502.tif 000007
【図６】
2019058502.tif 000008
【図７】
2019058502.tif 000009
【図８】
2019058502.tif 000010
【図９】
2019058502.tif 000011