(57)【要約】【課題】音声信号に応答する振動体感装置において、直流モータ型振動素子の駆動効率を向上させ、ひいては振動体感効果を向上させる。【解決手段】回転軸に偏心重りが取り付けられた直流モータ型振動素子３ａに対して、振動素子駆動整流アンプ４ａは、低音域をブーストした音声信号を全波整流して直流モータ型振動素子の駆動信号を生成する。【選択図】　　　　図１
2004146944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に偏心重りが取り付けられた直流モータ型振動素子と、
音声信号の低音域をブーストする増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号を全波整流して前記直流モータ型振動素子の駆動信号を生成し、前記直流モータ型振動素子を駆動する直流モータ駆動手段とを、
備えた振動体感装置。
【請求項２】
直流モータ型振動素子と、
音声信号の低音域をブーストする増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号のプラス、マイナス方向によって前記直流モータ型振動素子の回転方向を正転、逆転方向にハンチングさせる直流モータ駆動手段とを、
備えた振動体感装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号の低音域を体感するための振動体感装置に関し、例えばホームエンターテイメントにおいて音楽、映画鑑賞に際し、音楽もしくは映画の効果音に同期して振動する椅子、ソファー、ベッド、マットなどに供し、音楽の情緒感、映画の迫力増大に利用する場合に好適な振動体感装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動体感装置（音響体感装置とも言う）は、トランスジューサとしてスピーカと同じ動電原理を応用した振動素子を椅子、ソファー、ベッド、マットなどに組み込み、音声信号レベルの強弱、低音域の強弱に同期して振動素子が振動するように構成されている。
【０００３】
図５は従来の振動体感装置を椅子に応用したシステムの概要図を示し、リスナ１は椅子型振動体感装置２に座って音響と振動を体感する。この場合、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ（図中単にＣＤ／ＤＶＤと示す）５からのプログラムソースの再生音声信号７を振動素子駆動アンプ４によって増幅し、複数の動電型振動素子３を駆動して椅子型振動体感装置２を振動させる。リスナ１はＤＶＤ／ＣＤプレーヤ５からの再生音声信号７をヘッドフォン６を通して聴きながら、同時に再生音声信号７の強弱に応じて動電型振動素子３から発生する振動を椅子型振動体感装置２で感じ、音楽の情緒感、映画の迫力を体感することができる。
【０００４】
動電型振動素子３は一般的に、リスナ１が振動の刺激を体感し易いように椅子型振動体感装置２の腰、足側上下部に設けられ、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５からの再生音声信号７の低音域成分の強弱に同期して振動する。図６は、従来の動電型振動素子３の構造概要を示し、マグネット１５を起磁力とする磁気回路１４の磁気ギャップの中にムービングコイル１３が入っており、振動素子駆動アンプ４の出力がムービングコイル１３に導かれ、フレミングの法則に従ってプログラムソースの再生音声信号７の低音域成分の強弱に同期してムービングコイル１３が振動する。ムービングコイル１３から発生した振動は、取り付け筐体１１である椅子型振動体感装置２に伝播され振動する。
【０００５】
しかしながら、従来の音響体感装置は、トランスジューサとしてスピーカと同じ動電原理を応用した振動素子を使用しているが、これらは、マグネット１５を起磁力とする磁気回路１４の磁気ギャップの中にムービングコイル１３が入っており、ムービングコイル１３に流れる音声信号の強弱によって、ムービングコイル１３が振動し、その振動を椅子、ソファー、ベッド、マットなどの体を支える筐体に伝播させ、振動させるので、従来の磁気回路１４のギャップとムービングコイル１３を有するトランスジューサは能率が悪く、磁気回路１４が大型になり、コンパクトな設計が困難であると同時に、その駆動には音声信号の大出力が必要であり、全体的にコストが掛かる欠点があった。
【０００６】
そこで、能率が良く、トランスジューサを小型化できると同時に、振動素子駆動回路も小規模ですみ大幅にコストダウンするために、従来例として、例えば下記の特許文献１には、直流モータの回転軸に偏心重りを取り付け、音声信号の低音域の強弱に同期して直流モータを振動させる方法が提案されている。この構成では、低音域の信号をエミッタフォロワ型のモータ駆動回路を介して直流モータに印加するように構成されている。
【０００７】
【特許文献１】
実開平４−１２６７７８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、エミッタフォロワ型のモータ駆動回路により直流モータを駆動するので、直流モータが音声信号を半波整流した直流で駆動される形態となり、このため、モータの駆動効率が悪く、必要な駆動電流を流すためにモータ駆動回路電圧を高くしなければならず、電源回路のコストアップの問題点がある。また、１００Ｈｚ以下の低音域の信号のみフラットに直流モータを駆動するので、効率が悪いと同時に、音声信号の迫力ある振動を体感することができないという問題点がある。
【０００９】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、直流モータ型振動素子の効率を向上させ、ひいては振動体感効果を向上させることができる振動体感装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、音声信号の低音域をブーストし全波整流して直流モータ型振動素子を駆動するようにしたものである。
すなわち本発明によれば、回転軸に偏心重りが取り付けられた直流モータ型振動素子と、
音声信号の低音域をブーストする増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号を全波整流して前記直流モータ型振動素子の駆動信号を生成し、前記直流モータ型振動素子を駆動する直流モータ駆動手段とを、
備えた振動体感装置が提供される。
【００１１】
また本発明は上記目的を達成するために、音声信号の低音域をブーストし低音域のプラス、マイナス方向によってそれぞれ直流モータ型振動素子を正転、逆転するようにしたものである。
すなわち本発明によれば、直流モータ型振動素子と、
音声信号の低音域をブーストする増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号のプラス、マイナス方向によって前記直流モータ型振動素子の回転方向を正転、逆転方向にハンチングさせる直流モータ駆動手段とを、
備えた振動体感装置が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る振動体感装置の第１の実施の形態を示す構成図、図２は図１の直流モータ型振動素子を詳しく示す構成図である。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態の振動体感装置を示し、振動発生源として直流モータ型振動素子３ａを使用する。ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５からの再生音声信号７はローブーストアンプ８によって低音成分が強調され、振動素子駆動整流アンプ４ａで直流モータ型振動素子３ａを駆動するに必要な電流レベルまで増幅され、全波整流されて直流モータ型振動素子３ａに供給される。
【００１４】
直流モータ型振動素子３ａは、図２に詳しく示すようにモータ本体１７のモータシャフト１８に偏心分銅１９を取り付けた構成であり、振動素子駆動整流アンプ４ａから出力される低音域音声信号レベルに同期した脈動する直流電流のドライブ信号９によって駆動され回転する。このとき、この偏心分銅１９の回転に伴う回転軸のダイナミックアンバランスによって回転軸にラジアル方向の振動が発生する。この振動はモータ台１６から取り付け筐体１１である椅子型振動体感装置２に伝播し、リスナ１は、ＤＶＤ／ＣＤプレーヤ５からの再生音声信号７をヘッドフォン６を通して聞くと同時に、再生音声信号７の低音域の強弱に同期して直流モータ型振動素子３ａから発生する振動を椅子型振動体感装置２で感じ、音楽の情緒感、音響効果による迫力を体感することができる。
【００１５】
本発明の第１の実施の形態は、振動発生源として高効率の直流モータを使用して、これを音声信号を全波整流した駆動信号で駆動するために、従来の動電型や、音声信号を半波整流した駆動信号で直流モータを駆動する形式と比較し、電源効率が高いと同時に、振動素子自体を小型化でき、大幅にコストを低減することができる。加えて、振動素子駆動整流アンプ４ａは、振動素子が高効率の直流モータであるために音声出力は小出力でよく、オーディオアンプの出力に両波整流機能を付加するだけの簡単な構成でよい。また、ローブーストする周波数、ブースト量をプログラムソースの種類によって任意に設定してもよく、映画では数１０Ｈｚの重低音を、また音楽では低音楽器の１００Ｈｚ前後〜数１０Ｈｚの帯域を中心にブーストすればより効果的な体感を得ることができる。
【００１６】
すなわち、本発明の第１の実施の形態の椅子型振動体感装置２では、全体的に簡単な構成で、コンパクト、省エネルギー、かつ、低コストに装置全体を構築することが可能である。さらに、本発明に用いる振動素子は、椅子型振動体感装置に限らず、ソファー、ベッド、マット、取り付け自在なフレキシブルシート、バンドなど、多様な使用目的に応用することができる。なお、直流モータ型振動素子３ａの数、大きさ、設置位置は、応用形態に応じてフレキシブルに設定すればよい。
【００１７】
＜第２の実施の形態＞
図３は第２の実施の形態として、振動素子駆動アンプ４ｂにスイッチングレギュレータ４Ｅを搭載した例を示す。ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５の再生音声出力をローブーストアンプ４Ａで増幅し、その信号をキャリヤ発振器（ＯＳＣ）４Ｃからの高周波キャリヤ信号によってＰＷＭ変調器（ＭＯＤ）４ＢにてＰＷＭ変調し、ＰＷＭスイッチングパルスに変換する。
【００１８】
このＰＷＭスイッチングパルスによってスイッチングレギュレータ４Ｅを駆動し、直流電源（ＤＣ　ＳＰＬ）４Ｄから直流モータ型振動素子３ａに導かれる直流電流を制御して、同様にＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５に掛けられるプログラムソースからの再生音声信号７の低音域をブーストした再生音声信号の強弱によって直流モータ型振動素子３ａの回転数が変化し、低音域をブーストした再生音声信号レベルに同期した振動を得るものである。スイッチングレギュレータ方式ではアナログアンプに比較して更に電力効率が良く、省エネルギーであると同時に、振動素子駆動アンプ４ｂの構成を大幅に簡略化でき、コストダウンできる。
【００１９】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、振動素子駆動アンプからの低音域をブーストした再生音声信号の交流電流によって直流モータ型振動素子３ａを駆動することにある。直流モータ型振動素子３ａは、交流電流駆動によって電流の方向（極性）が変化するときにハンチングし、回転軸の反動モーメントによって振動が発生する。すなわち、再生音声信号７の交流周波数と同期したハンチング振動によって、椅子型振動体感装置２が振動し、動電型振動素子３を使用した場合と同様の振動効果を省エネルギー、低コストで得ることができる。直流モータ型振動素子３ａの駆動は、交流のＰＷＭ増幅器、他の方式の交流増幅器を使用してもよい。また、この方式は、偏心分銅は必ずしも付ける必要はない。
【００２０】
＜第４の実施の形態＞
第１から第３の実施の形態では、コミュテータとブラシを内蔵する直流モータを使用しているが、構造を更に簡略化する第４の実施の形態として、図４はコミュテータとブラシを省略した２極の振動発生素子２０を示す。２極固定子コイル２０Ｄの周辺に、半回転可能なヨーク２０Ａに取り付けられた振動Ｎ極マグネット２０Ｂ及び振動Ｓ極マグネット２０Ｃが配されている。
【００２１】
ここで、２極固定子コイル２０ＤにＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５の再生音声信号７の低音域がブーストされ振動素子駆動アンプ４ｂから供給されると、半回転ヨーク２０Ａに２極固定子コイル２０Ｄに流れた交流電流の強さ、電流の方向（極性）に伴う振動回転モーメント２０Ｅが発生する。すなわち、２極固定子コイル２０Ｄには、半回転ヨーク２０Ａの反動モーメントが発生し、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５の再生音声信号７の信号レベルと周波数に同期した振動が発生する。なお、この場合、２極固定子コイル２０Ｄと半回転ヨーク２０Ａの関係は逆でもよく、半回転コイルとしてもよい。さらに、必要に応じて極数を増やし、発生する振動回転モーメント２０Ｅを大きくしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、音声信号の体感振動として従来の大きい低音域の周波数帯域をブーストし、全波整流して直流モータ型振動素子を駆動するようにしたので、直流モータ型振動素子の効率を向上させ、ひいては振動体感効果を向上させることができる。
また、本発明によれば、低音域をブーストした音声信号のプラス、マイナス方向によってそれぞれ直流モータ型振動素子を正転、逆転するようにしたので、プログラムソースの低音域信号の周波数に同期した体感振動を得ることができ、振動体感効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動体感装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１のモータ型振動素子を詳しく示す構成図である。
【図３】第２の実施の形態の振動体感装置を示す構成図である。
【図４】第４の実施の形態のモータ型振動素子を詳しく示す構成図である。
【図５】従来の振動体感装置を示す構成図である。
【図６】図５の振動素子を詳しく示す構成図である。
【符号の説明】
１　リスナ
２　椅子型振動体感装置
３　動電型振動素子
３ａ　直流モータ型振動素子
４、４ｂ　振動素子駆動アンプ
４ａ　振動素子駆動整流アンプ
４Ａ、８　ローブーストアンプ
４Ｂ　ＰＷＭ変調器（ＭＯＤ）
４Ｃ　キャリヤ発振器（ＯＳＣ）
４Ｄ　直流電源（ＤＣ　ＳＰＬ）
４Ｅ　スイッチングレギュレータ（ＳＷＲＥＧ）
５　ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ
６　ヘッドフォン
７　再生音声信号
９　直流電流のドライブ信号
１１　取り付け筐体
１３　ムービングコイル
１４　磁気回路
１５　マグネット
１６　モータ台
１７　モータ本体
１８　モータシャフト
１９　偏心分銅
２０　２極振動発生素子
２０Ａ　半回転ヨーク
２０Ｂ　振動Ｎ極マグネット
２０Ｃ　振動Ｓ極マグネット
２０Ｄ　２極固定子コイル
２０Ｅ　振動回転モーメント
【図１】
2004146944.tif 000003
【図２】
2004146944.tif 000004
【図３】
2004146944.tif 000005
【図４】
2004146944.tif 000006
【図５】
2004146944.tif 000007
【図６】
2004146944.tif 000008