(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置と音響出力回路とポインティングデバイスとを有し、映像および音響と同時に振動を体感できる小型コンピュータにおいて、
該小型コンピュータに組み込まれ、該小型コンピュータを動作させる汎用アプリケーション・ソフトに含まれている音響信号のうちの重低音領域を抽出する音域分離部と、該重低音領域の音響信号を増幅する信号増幅部と、該信号増幅部からの音響信号電流を永久磁石による磁場内に配設されたムービングコイルに流し、該ムービングコイルに固着された振動板を振動させる振動発生機構とを有し、
該振動発生機構は、該ポインティングデバイス若しくはその近傍に装着されており、該ポインティングデバイスを操作するオペレータの掌に該振動発生機構からの振動を伝達することを特徴とする小型コンピュータ。
【請求項２】
ポインティング機能を備えたコントローラをコンピュータ本体から独立して有し、前記振動発生機構が該コントローラの掌が接触する部分に装着されていることを特徴とする請求項１記載の小型コンピュータ。
【請求項３】
コンピュータ本体にポインティングデバイスを設け、前記振動発生機構が該コンピュータ本体の掌が当たるパームレスト部に装着されていることを特徴とする請求項１記載の小型コンピュータ。
【請求項４】
前記振動発生機構は、該振動発生機構装着体のケースから該振動発生機構を浮かせるための浮遊弾性体で該ケースと接続されていることを特徴とする請求項２又は３記載の小型コンピュータ。
【請求項５】
前記振動発生機構を二個有し、該二個の振動発生機構がそれぞれ相互に位相が反転した振動を発生することを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の小型コンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型コンピュータ、特にアミューズメント用やシミュレーション用等、バーチャル・リアリティを必要とする小型コンピュータに関する。
【０００２】
近年、コンピュータ・グラフィックス技術が著しく向上し、リアルタイムの三次元映像等、リアリティに富む映像が得られるようになったが、アミューズメントやシミュレーション等の分野では、コンピュータを操作するオペレータにこのリアリティに富む映像及び音響と同時に振動を体感させることで臨場感・緊迫感を高めることが行われるようになった。
【０００３】
【従来の技術】
オペレータが映像・音響と同時に振動を体感出来る小型コンピュータの従来例を図６に示す。図６は従来例を示す外観図である。同図において、６１はコンピュータ本体、６２はディスプレイ装置、６４はコントローラ、Ｈはオペレータの手である。コントローラ６４はケーブル６３によってコンピュータ本体に接続されており、基体部６５と操作部６６からなり、主としてポインティングの機能を有する。操作部６６の端部にはマウススイッチ６７が設けられ、内部には振動発生機構６８が固着されている。振動発生機構６８はモータの軸に円板を偏心させて取り付けたものである。
【０００４】
この小型コンピュータはアミューズメント・コンピュータ（いわゆるゲーム機）であり、オペレータ（プレーヤ）はコントローラ６４の操作部６６上に手Ｈを載せ、掌で操作部６６を前後左右に動かすとともに指でマウススイッチ６７を操作する。この図は、航空機の空中戦のゲームを行っている様子を示している。このゲームで自分が搭乗している機体が敵機から被弾した瞬間、振動命令信号がコンピュータ本体６１からコントローラ６４に送られて振動発生機構６８のモータが回転し、偏心した円板の回転モーメントによって操作部６６が振動し、操縦桿を握った手に伝わるショックを模した振動が操作部６６を握っているオペレータの掌に伝わる。
【０００５】
他の従来例として、ボディ・ソニックを利用するものがある。これはスピーカを人体、例えば重心に近い腹部に取り付け、音響信号による振動を人体に伝えるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前者の例では、振動命令信号を具備したアプリケーション・ソフトと振動命令信号を受信して振動発生機構を作動させるコントローラが必要となるから、ソフトウエアは汎用性に欠け、ハードウエアは高価となると共に小型化が困難である、と言う問題があり、後者の例では、大きな振動発生機構を人体に取り付ける必要があるから取扱いが不便である、と言う問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決して、臨場感向上を目的とした振動をオペレータに伝達するためにソフトウエアに特殊な振動命令信号を必要とせず、且つ機器の取扱いが簡便な小型コンピュータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明請求項１は、ディスプレイ装置と音響出力回路とポインティングデバイスとを有し、映像および音響と同時に振動を体感できる小型コンピュータにおいて、該小型コンピュータに組み込まれ、該小型コンピュータを動作させる汎用アプリケーション・ソフトに含まれている音響信号のうちの重低音領域を抽出する音域分離部と、該重低音領域の音響信号を増幅する信号増幅部と、該信号増幅部からの音響信号電流を永久磁石による磁場内に配設されたムービングコイルに流し、該ムービングコイルに固着された振動板を振動させる振動発生機構とを有し、
該振動発生機構は、該ポインティングデバイス若しくはその近傍に装着されており、該ポインティングデバイスを操作するオペレータの掌に該振動発生機構からの振動を伝達する小型コンピュータとしている。
【０００９】
即ち、汎用のアプリケーション・ソフトに含まれている音響信号を利用して振動を発生させるから、振動命令信号を具備した汎用性に欠ける特別のアプリケーション・ソフトを必要とせず、しかも音響信号のうち重低音領域を使用するから効率良く振動を体感することが出来る。又、振動発生機構は小型コンピュータのポインティングデバイス若しくはその近傍に装着されていてポインティングデバイスを操作するオペレータの掌に機械的振動を伝達するから、人体に特別な機器を着脱することなく振動を体感することが出来、取扱いが簡便である。
【００１０】
また、前記振動発生機構を、永久磁石と、該永久磁石による磁場内に配設されたムービングコイルと、該ムービングコイルに固着された振動板とを有し、重低音領域の音響信号の電流を該ムービングコイルに流すことにより発生する駆動力を利用して該振動板を振動させるものとしている。
【００１１】
この振動発生機構は磁気間隙内に挿入したムービングコイルに重低音領域の音響信号の電流を流すことにより容易に振動を発生することが出来、比較的小型で構造が簡単であり、小型コンピュータのポインティングデバイス若しくはその近傍に装着するのに適している。
【００１２】
請求項２ではポインティング機能を備えたコントローラをコンピュータ本体から独立して有し、前記振動発生機構が該コントローラの掌が接触する部分に装着されている小型コンピュータとしている。
【００１３】
ポインティング機能を備えたコントローラがコンピュータ本体から独立している小型コンピュータにおいて、コントローラに振動発生機構が装着されているから、ポインティングデバイスを操作するオペレータの掌に振動を伝達することが出来る。
【００１４】
請求項３ではコンピュータ本体にポインティングデバイスを設け、前記振動発生機構が該コンピュータ本体の掌が当たるパームレスト部に装着されている小型コンピュータとしている。
【００１５】
コンピュータ本体がポインティングデバイスを有している小型コンピュータにおいて、コンピュータ本体のパームレスト部（ポインティングデバイスを操作するオペレータの掌を載せる部分）に振動発生機構が装着されているから、ポインティングデバイスを操作するオペレータの掌に振動を伝達することが出来る。
【００１６】
請求項４では前記振動発生機構は、該振動発生機構装着体のケースから該振動発生機構を浮かせるための浮遊弾性体で該ケースと接続されている小型コンピュータとしている。  振動発生機構がそれを装着する機器（コンピュータ本体、本体から独立したコントローラ等）のケースから浮かせるための浮遊構造となっているから、これらの共振を防いでいる。
【００１７】
請求項５では前記振動発生機構を二個有し、該二個の振動発生機構がそれぞれ相互に位相が反転した振動を発生する小型コンピュータとしている。
二個の振動発生機構がそれぞれ相互に位相が反転した振動を発生してこれらがオペレータの掌に伝達されるから、振動をより大きく感じさせることが出来る。
【００１９】
小型コンピュータの汎用のアプリケーション・ソフトに含まれている音響信号を利用して振動を発生させ、この振動をポインティングデバイスを操作するオペレータの掌に振動を伝達することが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜５を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態を示すブロック図である。同図において、１７は振動発生機構（詳細は後述）であり、ポインティングデバイス若しくはその近傍に装着されている。先ず小型コンピュータの音響出力回路に入力される音響信号（例えばアミューズメント・アプリケーション・ソフトからの）をその音響信号入力部１１から重低音抽出部１２に導き、フィルタにより重低音領域（例えば周波数１５〜６０Ｈｚ）の音響信号を抽出する。
【００２１】
この信号をプロセッサ部１３で迫力増進（臨場感向上）のための処理を行い、更にＤ／Ａ変換部１５でＤ／Ａ変換した後、信号増幅部１６で音響信号のダイナミックレンジを７０ｄＢ程度から、例えば通常の音源が持つダイナミックレンジの２００ｄＢ程度に増進する信号処理を行う。この信号を振動発生機構１７に導いて機械的振動を発生させ、この振動をポインティングデバイスを操作するオペレータの掌に伝達する。尚、上記の臨場感向上のための信号処理としては、信号を断続させる、フェードアウトさせる、等の処理が効果的である。
【００２２】
次に上記の振動発生機構１７について詳述する。図２は本発明の小型コンピュータにおける振動発生機構の断面図、図３は図２の振動発生機構の分解図である。両図において、２１は振動伝達部材、２２は振動板、２３はムービングコイル、２４はヨーク、２５はポールピース、２６は永久磁石、２７は支持弾性体であり、以上が図１における振動発生機構１７に相当する。２８はこの振動発生機構を装着する機器（コンピュータ本体、本体から独立したコントローラ等）のケース、２９は浮遊弾性体である。
【００２３】
振動伝達部材２１は掌を接触させて振動板２２の振動を掌に伝えるものであり、適宜の形状を有している。ムービングコイル２３はヨーク２４とポールピース２５とで形成される磁気間隙中に挿入されており、これに前述した重低音領域の音響信号の電流を流すと駆動力が発生して上下に振動する。支持弾性体２７は例えばゴム製のベローズであり、可動部分（振動伝達部材２１，振動板２２，ムービングコイル２３）と固定部分（ヨーク２４等）とをフレキシブルに連結している。浮遊弾性体２９は例えばゴムダンパであり、これにより振動発生機構全体をケース２８から浮かせて共振を防いでいる。
【００２４】
次にこの振動発生機構を持つ小型コンピュータの実施例を説明する。図４は本発明の第一の実施例を示す外観図である。この図はコンピュータ本体とディスプレイ装置とコントローラとに分かれているアミューズメント・コンピュータのコントローラのみを示している。同図において、４１はコントローラ、４２，４３はスイッチ、４４は振動発生機構、４５は振動発生機構４４の振動伝達部材である。
【００２５】
このコントローラ４１はポインティング機能を有しており、右手の指でスイッチ４２を、左手の指でスイッチ４３を操作する。左右の振動伝達部４５はいずれも指をスイッチ４２，４３に当接した状態で掌に触れる位置にある。尚、二つの振動発生機構４４を対向させるか、二つの振動発生機構４４の一方に位相を反転させた音響信号を与えることにより、両振動伝達部４５の間で振動の位相を反転させて、振動を大きく感じさせることが出来る。
【００２６】
図５は本発明の第二の実施例を示す外観図である。この例はコンピュータ本体にディスプレイ装置、スピーカ、ポインティングデバイス等が組み込まれた携帯型コンピュータ（ラップトップ・パソコン）であり、図において、５１はコンピュータ本体、５２はディスプレイ装置、５３はスピーカ、５４はキーボード、５５はポインティングデバイス、５６は振動発生機構である。振動発生機構５６はコンピュータ本体５１のパームレスト部に装着されており、オペレータの掌へ振動を伝達する。
【００２７】
アミューズメントの場合、この振動の他に警報音を発するようにすると、臨場感を更に高めることが出来る。例えば、空中戦のゲームにおいて、被弾による振動が発生する直前に、敵機が自機に接近したことを知らせる警報音をスピーカ５３から発するようにするとよい。
【００２８】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、更に種々変形して実施することが出来る。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、臨場感向上を目的とした振動をオペレータに伝達するためにソフトウエアに特殊な振動命令信号を必要とせず、且つ取扱いが簡便な小型コンピュータを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】  本発明の小型コンピュータにおける振動発生機構の断面図。
【図３】  図２の振動発生機構の分解図である。
【図４】  本発明の第一の実施例を示す外観図である。
【図５】  本発明の第二の実施例を示す外観図である。
【図６】  従来例を示す外観図である。
【符号の説明】
１１  音響信号入力部
１２  重低音抽出部
１３  プロセッサ部
１４  パルス発生部
１５  Ｄ／Ａ変換部
１６  信号増幅部
１７，４４，５６，６８  振動発生機構
２１，４５  振動伝達部材
２２  振動板
２３  ムービングコイル
２４  ヨーク
２５  ポールピース
２６  永久磁石
２７  支持弾性体
２８  ケース
２９  浮遊弾性体
４１，６４  コントローラ
４２，４３  スイッチ
５１，６１  コンピュータ本体
５２，６２  ディスプレイ装置
５３  スピーカ
５４  キーボード
５５  ポインティングデバイス
６３  ケーブル
６５  基体部
６６  操作部
６７  マウススイッチ
Ｈ  オペレータの手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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