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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-22
(45)【発行日】2024-05-30
(54)【発明の名称】力覚波決定装置、力覚波決定方法及び力覚波決定プログラム
(51)【国際特許分類】
G06F 3/01 20060101AFI20240523BHJP
A63F 13/285 20140101ALI20240523BHJP
【ＦＩ】
G06F3/01 560
A63F13/285
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2022555282
(86)(22)【出願日】2021-08-06
(86)【国際出願番号】 JP2021029305
(87)【国際公開番号】W WO2022074929
(87)【国際公開日】2022-04-14
【審査請求日】2023-04-05
(31)【優先権主張番号】P 2020169576
(32)【優先日】2020-10-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100126480
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 睦
(72)【発明者】
【氏名】松浦 俊
【審査官】塚田 肇
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１８－５２８５３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２６５２８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０４２７９９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／０８０４３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／１５３１１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００３－１９９９７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－００３７００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３／０１，３／０４８－３／０４８９５
Ａ６３Ｆ １３／２８５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される単位力覚波の候補である第１候補単位力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補単位力覚波と異なる第２候補単位力覚波を示す第２候補情報を取得する候補情報取得部と、前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、連続する少なくとも２つの前記第１候補単位力覚波を含む第１候補力覚波及び連続する少なくとも２つの前記第２候補単位力覚波を含む第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成する変調部と、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させる振動発生部と、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する選択結果取得部と、
前記結果に基づいて前記単位力覚波を決定する決定部と、を備え、
前記第１候補単位力覚波及び前記第２候補単位力覚波は、周期を有し、
前記第１候補単位力覚波の波形と前記第２候補単位力覚波の波形とは同じ形状を有し、
前記第１候補単位力覚波の基本周波数と前記第２候補単位力覚波の基本周波数とは異なる、
力覚波決定装置。
【請求項2】
対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される単位力覚波の候補である第１候補単位力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補単位力覚波と異なる第２候補単位力覚波を示す第２候補情報を取得する候補情報取得部と、前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、連続する少なくとも２つの前記第１候補単位力覚波を含む第１候補力覚波及び連続する少なくとも２つの前記第２候補単位力覚波を含む第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成する変調部と、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させる振動発生部と、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する選択結果取得部と、
前記結果に基づいて前記単位力覚波を決定する決定部と、を備え、
前記第１候補単位力覚波及び前記第２候補単位力覚波は、周期を有し、
前記第１候補単位力覚波の基本周波数と前記第２候補単位力覚波の基本周波数とは同じであり、
前記第１候補単位力覚波の波形と前記第２候補単位力覚波の波形とは異なる形状を有する、
力覚波決定装置。
【請求項3】
対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される力覚波の候補である第１候補力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補力覚波と異なる第２候補力覚波を示す第２候補情報を取得する候補情報取得部と、前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成する変調部と、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させる振動発生部と、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する選択結果取得部と、
前記結果に基づいて前記力覚波を決定する決定部と、を備え、
前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波は、周期を有し、
前記第１候補力覚波の基本周波数と前記第２候補力覚波の基本周波数とは同じであり、
前記第１候補力覚波の波形と前記第２候補力覚波の波形とは同じ形状を有し、
前記第１候補力覚波の波形の形状の滑らかさと前記第２候補力覚波の波形の形状の滑らかさとは異なり、
前記第２候補力覚波は、前記第１候補力覚波から高周波成分を減じた前記力覚波である、
力覚波決定装置。
【請求項4】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の力覚波決定装置であって、前記選択結果取得部は、前記第１候補振動及び前記第２候補振動について、使用者による選択結果を取得する、
力覚波決定装置。
【請求項5】
請求項１又は請求項２に記載の力覚波決定装置であって、
前記第１候補単位力覚波及び前記第２候補単位力覚波は、前記包絡線の発生期間において振動する波である、
力覚波決定装置。
【請求項6】
請求項３に記載の力覚波決定装置であって、前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波は、前記包絡線の発生期間において振動する波である、
力覚波決定装置。
【請求項7】
力覚波決定装置における力覚波決定方法であって、対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される単位力覚波の候補である第１候補単位力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補単位力覚波と異なる第２候補単位力覚波を示す第２候補情報を取得するステップと、
前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、連続する少なくとも２つの前記第１候補単位力覚波を含む第１候補力覚波及び連続する少なくとも２つの前記第２候補単位力覚波を含む第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成するステップと、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させるステップと、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得するステップと、
前記結果に基づいて前記単位力覚波を決定するステップとを含み、
前記第１候補単位力覚波及び前記第２候補単位力覚波は、周期を有し、
前記第１候補単位力覚波の波形と前記第２候補単位力覚波の波形とは同じ形状を有し、
前記第１候補単位力覚波の基本周波数と前記第２候補単位力覚波の基本周波数とは異なる、
力覚波決定方法。
【請求項8】
力覚波決定装置における力覚波決定方法であって、対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される単位力覚波の候補である第１候補単位力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補単位力覚波と異なる第２候補単位力覚波を示す第２候補情報を取得するステップと、
前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、連続する少なくとも２つの前記第１候補単位力覚波を含む第１候補力覚波及び連続する少なくとも２つの前記第２候補単位力覚波を含む第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成するステップと、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させるステップと、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得するステップと、
前記結果に基づいて前記単位力覚波を決定するステップとを含み、
前記第１候補単位力覚波及び前記第２候補単位力覚波は、周期を有し、
前記第１候補単位力覚波の基本周波数と前記第２候補単位力覚波の基本周波数とは同じであり、
前記第１候補単位力覚波の波形と前記第２候補単位力覚波の波形とは異なる形状を有する、
力覚波決定方法。
【請求項9】
力覚波決定装置における力覚波決定方法であって、対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される力覚波の候補である第１候補力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補力覚波と異なる第２候補力覚波を示す第２候補情報を取得するステップと、
前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成するステップと、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させるステップと、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得するステップと、
前記結果に基づいて前記力覚波を決定するステップとを含み、
前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波は、周期を有し、
前記第１候補力覚波の基本周波数と前記第２候補力覚波の基本周波数とは同じであり、
前記第１候補力覚波の波形と前記第２候補力覚波の波形とは同じ形状を有し、
前記第１候補力覚波の波形の形状の滑らかさと前記第２候補力覚波の波形の形状の滑らかさとは異なり、
前記第２候補力覚波は、前記第１候補力覚波から高周波成分を減じた前記力覚波である、
力覚波決定方法。
【請求項10】
力覚波決定装置において用いられる力覚波決定プログラムであって、コンピュータを、
対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される単位力覚波の候補である第１候補単位力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補単位力覚波と異なる第２候補単位力覚波を示す第２候補情報を取得する候補情報取得部、
前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、連続する少なくとも２つの前記第１候補単位力覚波を含む第１候補力覚波及び連続する少なくとも２つの前記第２候補単位力覚波を含む第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成する変調部、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させる振動発生部、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する選択結果取得部、及び
前記結果に基づいて前記単位力覚波を決定する決定部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記第１候補単位力覚波及び前記第２候補単位力覚波は、周期を有し、
前記第１候補単位力覚波の波形と前記第２候補単位力覚波の波形とは同じ形状を有し、
前記第１候補単位力覚波の基本周波数と前記第２候補単位力覚波の基本周波数とは異なる、
力覚波決定プログラム。
【請求項11】
力覚波決定装置において用いられる力覚波決定プログラムであって、コンピュータを、
対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される単位力覚波の候補である第１候補単位力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補単位力覚波と異なる第２候補単位力覚波を示す第２候補情報を取得する候補情報取得部、
前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、連続する少なくとも２つの前記第１候補単位力覚波を含む第１候補力覚波及び連続する少なくとも２つの前記第２候補単位力覚波を含む第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成する変調部、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させる振動発生部、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する選択結果取得部、及び
前記結果に基づいて前記単位力覚波を決定する決定部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記第１候補単位力覚波及び前記第２候補単位力覚波は、周期を有し、
前記第１候補単位力覚波の基本周波数と前記第２候補単位力覚波の基本周波数とは同じであり、
前記第１候補単位力覚波の波形と前記第２候補単位力覚波の波形とは異なる形状を有する、
力覚波決定プログラム。
【請求項12】
力覚波決定装置において用いられる力覚波決定プログラムであって、コンピュータを、
対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される力覚波の候補である第１候補力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補力覚波と異なる第２候補力覚波を示す第２候補情報を取得する候補情報取得部、
前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成する変調部、
前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させる振動発生部、
前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する選択結果取得部、及び
前記結果に基づいて前記力覚波を決定する決定部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波は、周期を有し、
前記第１候補力覚波の基本周波数と前記第２候補力覚波の基本周波数とは同じであり、
前記第１候補力覚波の波形と前記第２候補力覚波の波形とは同じ形状を有し、
前記第１候補力覚波の波形の形状の滑らかさと前記第２候補力覚波の波形の形状の滑らかさとは異なり、
前記第２候補力覚波は、前記第１候補力覚波から高周波成分を減じた前記力覚波である、
力覚波決定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、力覚波決定装置、力覚波決定方法及び力覚波決定プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
使用者（ユーザ）が手で保持したり、使用者の身体に装着したりして使用する振動デバイスがある。このような振動デバイスでは、リニア共振アクチュエータなどの振動機構が内蔵され、この振動機構が動作することによって使用者に振動を提示する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１９／０３８８８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の振動デバイスは、何らかの物体に触れたかのような触感を使用者に感じさせる触感振動の内容を表す触感振動データと、疑似力覚振動データとが合成されたデータの内容に応じた振動を発生させる。ここで、疑似力覚振動データは、使用者に特定の方向の牽引力を感じさせる疑似力覚振動、具体的には、正弦波、三角波、鋸波または矩形波によって構成される特定パターンの基本波形を所定周期で繰り返す振動の内容を表すデータである。振動デバイスでは、使用者から受け付けた設定情報の内容に応じて、疑似力覚振動及び触感振動のいずれか少なくとも一方の強さが調整できるようになっている。
【0005】
しかしながら、振動デバイスの振動の感じ方（力覚）は、使用者によって異なるため、振動の強度を変更できても、使用者の趣向に合った力覚を実現することができないことがある。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、使用者の趣向に合った力覚を実現することが可能な力覚波決定装置、力覚波決定方法及び力覚波決定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一側面に係る力覚波決定装置は、対象物に振動を発生させるための波形信号の包絡線によって変調される力覚波の候補である第１候補力覚波を示す第１候補情報、及び前記候補であって前記第１候補力覚波と異なる第２候補力覚波を示す第２候補情報を取得する候補情報取得部と、前記第１候補情報及び前記第２候補情報に基づいて、前記第１候補力覚波及び前記第２候補力覚波をそれぞれ前記包絡線によって変調して第１波形信号及び第２波形信号を生成する変調部と、前記第１波形信号に基づく第１候補振動及び前記第２波形信号に基づく第２候補振動をそれぞれ前記対象物に発生させる振動発生部と、前記第１候補振動及び前記第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する選択結果取得部と、前記結果に基づいて前記力覚波を決定する決定部と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、使用者の趣向に合った力覚を実現することが可能な力覚波決定装置、力覚波決定方法及び力覚波決定プログラムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を極力省略する。
【0011】
［第１実施形態］
第１実施形態に係るゲームシステムについて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るゲームシステムの概略を示す図である。図１に示すように、ゲームシステム３は、コンピュータ１１と、ディスプレイモニタ２０と、コントローラ２１（対象物）と、を主に備える。
第１実施形態に係るゲームシステムについて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るゲームシステムの概略を示す図である。図１に示すように、ゲームシステム３は、コンピュータ１１と、ディスプレイモニタ２０と、コントローラ２１（対象物）と、を主に備える。
【0012】
コンピュータ１１は、例えば、ゲームプログラムを実行し、ゲームプログラムが展開する仮想現実をディスプレイモニタ２０に表示する。ユーザ６は、例えば、ゲームプログラムの作成者またはゲームのプレーヤである。ユーザ６は、例えば、ディスプレイモニタ２０に映し出された仮想現実におけるキャラクターの状況を認識し、その状況に応じてキャラクターに動きを与えるようにコントローラ２１を操作する。コンピュータ１１は、コントローラ２１に対して行われた操作内容に応じてゲームプログラムを実行する。
【0013】
また、コンピュータ１１は、ハプティクスによる「力覚」、「圧覚」及び「触覚」の少なくとも１つのユーザ６への提示（以下、ハプティクス提示と称することがある。）を行う。ここで、「力覚」は、例えば、引っ張られたり、押されたりされたときの感触及びギューと押さえたり、プッチンと弾けたときの手ごたえ感である。「圧覚」は、例えば、物体に接触したとき、または物体の堅さもしくは柔らかさを感じたときなどの接触感である。「触覚」は、例えば、物体の表面の触り心地、または物体の表面の凹凸度合いなどの触感及び粗さ感である。
【0014】
コンピュータ１１におけるソフトウェア及びハードウェアの階層は、例えば、アプリケーション層のゲームプログラム、中間層のＳＤＫ（Software Development Kit）、システム及びゲームエンジン、ならびに物理層のＨＷ（Hardwere）によって構成される。
【0015】
ＳＤＫは、例えば、プラグインまたはオーサリングツールと、ミドルウェアと、を含む。ミドルウェアには、「力覚」、「圧覚」及び「触覚」の少なくとも１つをユーザ６に与えるようにコントローラ２１を振動させるプログラム（以下、対象プログラムと称することがある。）が含まれる。ゲームプログラムは、例えば、キャラクターに特定のイベントが発生すると、ＡＰＩ（Application Programming Interface）に従って対象プログラムを呼び出す。このとき、ゲームプログラムは、例えば、イベントの内容及び当該イベントの開始時刻（第１事象または第２事象の開始タイミング）を示すイベント情報を対象プログラムに渡す。イベントの内容は、例えばＩＤによって特定される。
【0016】
特定のイベントは、例えば、仮想現実内において、引っ張ったり押したりする外力がキャラクターに加わったこと、キャラクターが銃を撃ったこと、キャラクターが打撃を受けたこと、及びキャラクターが音楽に合わせて踊っていることなどである。
【0017】
対象プログラムは、イベント情報に基づいて、イベント情報の示すイベントの内容に応じた感覚のハプティクス提示をするための波形信号を生成する。対象プログラムは、生成した波形信号を、ゲームエンジン、オペレーティングシステム及びハードウェアを通じてコントローラ２１へ送信する。
【0018】
コントローラ２１は、波形信号に基づいて振動する。ユーザ６は、例えば、振動するコントローラ２１を手で持つことで、仮想現実におけるキャラクターの状況を、視覚及び聴覚だけでなく、「力覚」、「圧覚」及び「触覚」の少なくとも１つによって認識することができる。
【0019】
図２は、本発明の第１実施形態に係るゲームシステムのハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、ゲームシステム３は、コンピュータ１１と、スピーカ１９と、ディスプレイモニタ２０と、コントローラ２１と、を備える。コンピュータ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２と、メモリ１３と、ディスク１４と、オーディオインターフェース（Ｉ／Ｆ）１５と、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）１６と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１７と、バス１８と、を含む。コントローラ２１は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）２２と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２３と、ハプティクス出力駆動器２４と、ハプティクス素子２５と、センサ入力駆動器２６と、センサ素子２７と、を含む。
【0020】
コンピュータ１１では、ＣＰＵ１２、メモリ１３、ディスク１４、オーディオインターフェース１５、ＧＰＵ１６及び通信インターフェース１７は、互いにデータの送受信が可能なようにバス１８を通じて接続される。
【0021】
本実施形態では、ディスク１４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの読み書きが可能な不揮発性の記憶装置であり、ゲームプログラム及びＳＤＫなどのプログラム（コード）が保存されている。なお、ディスク１４は、ＨＤＤ及びＳＳＤに限定するものではなく、メモリーカードまたは読み込み専用のＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）若しくはＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-Read Only Memory）などであってもよい。また、対象プログラムなどのプログラムは、外部からインストールすることができる。また、対象プログラムなどのプログラムは、ディスク１４のようなコンピュータ１１によって読み取り可能な記憶媒体に格納された状態で流通する。なお、対象プログラムなどのプログラムは、通信インターフェースを経由して接続されたインターネット上で流通するものであってもよい。
【0022】
メモリ１３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置である。通信インターフェース１７は、コントローラ２１における通信インターフェース２３と各種データの送受信を行う。この通信は、有線及び無線のいずれで実行されてもよく、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。通信インターフェース１７は、ＣＰＵ１２からの指示に従って各種データをコントローラ２１へ送信する。また、通信インターフェース１７は、コントローラ２１から送信された各種データを受信し、受信したデータをＣＰＵ１２へ出力する。
【0023】
ＣＰＵ１２は、プログラムの実行時において、ディスク１４に保存された当該プログラム及び当該プログラムの実行に必要なデータをメモリ１３に転送する。ＣＰＵ１２は、プログラムの実行に必要な処理命令及びデータをメモリ１３から読み出し、処理命令の内容に従って演算処理を実行する。このとき、ＣＰＵ１２は、プログラムの実行に必要なデータを新たに生成してメモリ１３に保存する場合がある。なお、ＣＰＵ１２は、プログラム及びデータをディスク１４から取得する構成に限らず、インターネットを経由してサーバなどから取得する構成であってもよい。
【0024】
具体的には、ＣＰＵ１２は、例えば、ゲームプログラムの実行時において、ユーザ６のコントローラ２１に対する操作内容を受けて、操作内容に応じた処理命令を実行し、仮想現実内のキャラクターに動きを与える。このとき、ＣＰＵ１２は、仮想現実内のキャラクターの状況に応じて、ハプティクス提示、映像表示及び音声出力を行うための処理を行う。
【0025】
より具体的には、ＣＰＵ１２は、例えば、仮想現実内において引っ張ったり押したりする外力がキャラクターに加わったときに、当該外力が加わったときに感じる力覚感のハプティクス提示をするための波形信号を生成する。
【0026】
また、ＣＰＵ１２は、例えば、仮想現実内においてキャラクターが銃を撃ったときに、銃を撃ったときなどに感じる反動感のハプティクス提示をするための波形信号を生成する。
【0027】
また、ＣＰＵ１２は、例えば、仮想現実内においてキャラクターが打撃を受けたときに、打撃を受けたときなどに感じる衝撃感のハプティクス提示をするための波形信号を生成する。
【0028】
また、ＣＰＵ１２は、例えば、仮想現実内においてキャラクターが音楽に合わせて踊っているときに、音楽的なビートやリズムなどに対して感じる躍動感のハプティクス提示をするための波形信号を生成する。
【0029】
ＣＰＵ１２は、生成した波形信号をデジタル符号化することによってハプティクス情報を生成し、生成したハプティクス情報を通信インターフェース１７経由でコントローラ２１へ送信する。
【0030】
また、ＣＰＵ１２は、仮想現実内で動くキャラクター及び背景などの映像表示に必要な画面情報を生成し、生成した画面情報をＧＰＵ１６へ出力する。ＧＰＵ１６は、例えば、ＣＰＵ１２から画面情報を受けて、画面情報に基づいてレンダリングなどを行い、３Ｄグラフィクスなどの映像を含むデジタル映像信号を生成する。ＧＰＵ１６は、生成したデジタル映像信号をディスプレイモニタ２０へ送信することによって、ディスプレイモニタ２０に３Ｄグラフィクスなどを表示させる。
【0031】
また、ＣＰＵ１２は、仮想現実内のキャラクターの環境、動き及び状況などに応じた音声を示す音声情報を生成し、生成した音声情報をオーディオインターフェース１５へ出力する。オーディオインターフェース１５は、例えば、ＣＰＵ１２から音声情報を受けて、受けた音声情報に基づいてレンダリングなどを行い、音声信号を生成する。オーディオインターフェース１５は、生成した音声信号をスピーカ１９へ送信することによって、スピーカ１９から音声を出力させる。
【0032】
コントローラ２１におけるハプティクス素子２５は、電気信号を力学的な振動に変換する振動アクチュエータであり、例えば、振動緩和の周波数帯域が広いボイスコイルアクチュエータである。なお、ハプティクス素子２５は、偏心モータ、リニア共振アクチュエータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、超音波アクチュエータ、静電アクチュエータまたは高分子アクチュエータなどであってもよい。
【0033】
ＭＣＵ２２は、ハプティクス出力駆動器２４及びセンサ入力駆動器２６を制御する。具体的には、ＭＣＵ２２は、例えば、電源の供給を受けたときに、ＲＯＭ（図示しない）に保存されたプログラムを読み出し、当該プログラムの内容に従って演算処理を実行する。
【0034】
本実施形態では、ＭＣＵ２２は、例えば、コンピュータ１１から通信インターフェース２３経由でハプティクス情報を受信すると、受信したハプティクス情報に基づいてハプティクス出力駆動器２４を制御し、ハプティクス素子２５によってハプティクス提示を行う。
【0035】
具体的には、ＭＣＵ２２は、ハプティクス情報をハプティクス出力駆動器２４へ出力する。ハプティクス出力駆動器２４は、ＭＣＵ２２からハプティクス情報を受けて、受けたハプティクス情報に基づいて、波形信号に応じた電気信号であって、ハプティクス素子２５を駆動可能なアナログの電気信号を生成してハプティクス素子２５へ出力する。これにより、ハプティクス素子２５が電気信号に基づいて振動し、ハプティクス提示が行われる。
【0036】
センサ素子２７は、例えば、コントローラ２１に設けられているジョイスティック及びボタンといったユーザ６の操作を受ける操作部の動きを検知し、検知結果を示すアナログの電気信号をセンサ入力駆動器２６へ出力する。
【0037】
センサ入力駆動器２６は、例えば、ＭＣＵ２２の制御に従って動作し、駆動に必要な電力をセンサ素子２７に供給するとともに、センサ素子２７から電気信号を受けて、受けた電気信号をデジタル信号に変換する。センサ入力駆動器２６は、変換したデジタル信号をＭＣＵ２２へ出力する。ＭＣＵ２２は、センサ入力駆動器２６から受けるデジタル信号に基づいて、ユーザ６のコントローラ２１に対する操作内容を示す操作情報を生成して通信インターフェース２３経由でコンピュータ１１へ送信する。
【0038】
図３は、本発明の第１実施形態に係る波形信号の一例を示す図である。なお、図３において、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示す。図３に示すように、波形信号７５は、例えば、一定の時間継続する周期的な矩形波である。本実施形態では、波形信号７５は、時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間Ｔ１の間、継続する矩形波である。なお、波形信号７５の振幅は、時間とともに変化してもよい。また、期間Ｔ１の長さは、任意に設定することが可能である。
【0039】
［課題その１］
例えば、イベントごとにハプティクス提示が行われる場合において、１番目のハプティクス提示が終了する前に、２番目のハプティクス提示が行われると、ユーザ６は、期待通りのハプティクス提示を受けることができないことがある。
例えば、イベントごとにハプティクス提示が行われる場合において、１番目のハプティクス提示が終了する前に、２番目のハプティクス提示が行われると、ユーザ６は、期待通りのハプティクス提示を受けることができないことがある。
【0040】
図４は、課題その１を説明するための図である。図４に示すように、例えば、仮想現実内のキャラクターが、時刻ｔｓａにおいて前側に引っ張られ、時刻ｔｓａより後の時刻ｔｓｂにおいてさらに前側に引っ張られる状況を想定する。ユーザ６は、キャラクターが前側に引っ張られた後、さらに前側に引っ張られるので、２段階で前側に引っ張られる力覚を期待するものと考えられる。
【0041】
しかしながら、キャラクターが時刻ｔｓａにおいて前側に引っ張られる場合の参考波形信号９１ａと、キャラクターが時刻ｔｓｂにおいて前側に引っ張られる場合の参考波形信号９１ｂとを単純に重ね合わせて合成する構成では、以下の問題が発生する。
【0042】
すなわち、参考波形信号９１ａの開始時刻ｔｓａと参考波形信号９１ｂの開始時刻ｔｓｂとの差が参考波形信号９１ａにおける矩形波の半周期に相当する場合、参考波形信号９１ａ及び９１ｂが弱め合いの干渉をし、時刻ｔｓｂから参考波形信号９１ａの終了時刻ｔｅａまで振幅がゼロの参考合成波形信号９２に基づく振動がユーザ６に提示されてしまう。ユーザ６は、２段階で前側に引っ張られる力覚を期待していたものの、弱い力覚しか感じないので、違和感を感じてしまう。
【0043】
一方、図示しないが、仮に、時刻ｔｓａと時刻ｔｓｂとの差が参考波形信号９１ａにおける矩形波の１周期に相当する場合、参考波形信号９１ａ及び９１ｂが強め合いの干渉をし、ユーザ６は、期待通りの力覚を受けることができる。すなわち、ユーザ６が受ける力覚は、１回目のイベントの開始時刻と２回目のイベントの開始時刻との差に応じて、違和感を感じたり、期待通りであったりするので、参考波形信号９１ａと参考波形信号９１ｂとを単純に重ね合わせて合成する構成では、ユーザ６が受ける力覚を安定させることが困難である。
【0044】
［課題その２］
図５は、課題その２を説明するための図である。図５に示すように、例えば、仮想現実内のキャラクターが、時刻ｔｓａにおいて前側に引っ張られ、時刻ｔｓａより後の時刻ｔｓｂにおいて前側の逆方向である後側に引っ張られる状況を想定する。ユーザ６は、キャラクターが前側に引っ張られた後、後側に引っ張られるので、前側及び後側のいずれにも引っ張られない弱い力覚を期待するものと考えられる。
図５は、課題その２を説明するための図である。図５に示すように、例えば、仮想現実内のキャラクターが、時刻ｔｓａにおいて前側に引っ張られ、時刻ｔｓａより後の時刻ｔｓｂにおいて前側の逆方向である後側に引っ張られる状況を想定する。ユーザ６は、キャラクターが前側に引っ張られた後、後側に引っ張られるので、前側及び後側のいずれにも引っ張られない弱い力覚を期待するものと考えられる。
【0045】
しかしながら、キャラクターが時刻ｔｓａにおいて前側に引っ張られる場合の参考波形信号９１ａと、キャラクターが時刻ｔｓｂにおいて後側に引っ張られる場合の参考波形信号９１ｃとを単純に重ね合わせて合成する構成では、以下の問題が発生する。
【0046】
すなわち、参考波形信号９１ｃは、参考波形信号９１ａと比べて符号が逆になっているので、時刻ｔｓａと時刻ｔｓｂとの差が参考波形信号９１ａにおける矩形波の半周期に相当する場合、参考波形信号９１ａ及び９１ｃが強め合いの干渉をする。このため、参考波形信号９１ｃの開始時刻ｔｓｂから参考波形信号９１ａの終了時刻ｔｅａまで大振幅の参考合成波形信号９３に基づく振動がユーザ６に提示されてしまう。ユーザ６は、前側及び後側のいずれにも引っ張られない弱い力覚を期待していたものの、強い力覚を受けるので、違和感を感じてしまう。
【0047】
一方、図示しないが、仮に、時刻ｔｓａと時刻ｔｓｂとの差が参考波形信号９１ａにおける矩形波の１周期に相当する場合、参考波形信号９１ａ及び９１ｃが弱め合いの干渉をし、ユーザ６は、期待通りの弱い力覚を受けることができる。すなわち、ユーザ６が受ける力覚は、１回目のイベントの開始時刻と２回目のイベントの開始時刻との差に応じて、違和感を感じたり、期待通りであったりするので、参考波形信号９１ａと参考波形信号９１ｃとを単純に重ね合わせて合成する構成では、ユーザ６が受ける力覚を安定させることが困難である。
【0048】
［信号生成装置の構成］
図６は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置の構成を示すブロック図である。信号生成装置１は、例えば、コンピュータ１１におけるＣＰＵ１２において、対象プログラムの一例である信号生成プログラムを実行させることによって構成されるものである。信号生成装置１は、機能ブロックとして、イベント受付部３１と、包絡線生成情報取得部３２（包絡線情報取得部及び重みづけ情報取得部）と、現在振幅算出部３３（合成部）と、カウンタ３４と、変調部３５と、単位力覚波情報取得部３６と、出力部３７と、を備える。
図６は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置の構成を示すブロック図である。信号生成装置１は、例えば、コンピュータ１１におけるＣＰＵ１２において、対象プログラムの一例である信号生成プログラムを実行させることによって構成されるものである。信号生成装置１は、機能ブロックとして、イベント受付部３１と、包絡線生成情報取得部３２（包絡線情報取得部及び重みづけ情報取得部）と、現在振幅算出部３３（合成部）と、カウンタ３４と、変調部３５と、単位力覚波情報取得部３６と、出力部３７と、を備える。
【0049】
カウンタ３４は、例えば、水晶振動子を用いた発振回路等により生成されるクロックパルスをカウントし、カウントした値を保持する。このカウント値は、たとえば現在時刻を示す。
【0050】
イベント受付部３１は、例えば、仮想現実内のキャラクターに特定のイベントが発生したときに、ゲームプログラムからイベント情報を受け付ける。
【0051】
本実施形態では、イベント受付部３１は、例えば、仮想現実内においてキャラクターが前側に引っ張られるイベント（以下、イベントＥ１と称することがある。）が発生したとき、イベントＥ１のＩＤ及びイベントＥ１の開始時刻を示すイベント情報（以下、イベント情報ＥＭ１と称することがある。）をゲームプログラムから受ける。
【0052】
また、イベント受付部３１は、例えば、仮想現実内においてキャラクターが後側に引っ張られるイベント（以下、イベントＥ２と称することがある。）が発生したとき、イベントＥ２のＩＤ及びイベントＥ２の開始時刻を示すイベント情報（以下、イベント情報ＥＭ２と称することがある。）をゲームプログラムから受ける。
【0053】
イベント受付部３１は、イベント情報ＥＭ１またはイベント情報ＥＭ２をゲームプログラムから受けるごとに、イベント情報ＥＭ１またはイベント情報ＥＭ２を包絡線生成情報取得部３２へ出力する。
【0054】
図７は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置におけるディスクが保持する対応情報を示す図である。図８及び図９は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置が保持する包絡線波形情報の示すイベント別力覚振幅エンベロープの一例を示す図である。なお、図８及び図９において、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示す。
【0055】
図７～図９に示すように、対応情報１０１は、「イベントの内容」及び「イベントＩＤ」と「包絡線生成情報」との対応関係を示す。「包絡線生成情報」は、包絡線すなわちエンベロープを生成するための情報であり、「包絡線波形情報」、「開始時刻オフセット情報」及び「重みづけ情報」を含む。
【0056】
「イベントの内容」は、例えば、「キャラクターが前側に引っ張られる」、「キャラクターが後側に引っ張られる」、「キャラクターが銃を撃つ」、「キャラクターが前側から打撃を受ける」、「キャラクターが後側から打撃を受ける」及び「キャラクターがＢＧＭに合わせて踊る」などである。
【0057】
「イベントＩＤ」は、イベントの内容に固有の番号である。本実施形態では、例えば、「キャラクターが前側に引っ張られる」及び「キャラクターが後側に引っ張られる」に対してそれぞれ「００１」及び「００２」が割り当てられている。
【0058】
「包絡線波形情報」は、イベントの内容に対応する波形信号のエンベロープ（以下、イベント別力覚振幅エンベロープと称することがある。）の波形を作成するためのデータである。イベント別力覚振幅エンベロープは、例えば、イベントの内容（イベントＩＤ）ごとに異なる波形を有する。具体的には、「包絡線波形情報」は、例えば、時刻と当該時刻における振幅との組を時系列順に並べたデータである。なお、「包絡線波形情報」は、例えば、イベント別力覚振幅エンベロープの波形をスプライン曲線によって生成する場合において、当該スプライン曲線に用いる制御点の時刻と当該時刻における振幅との組を示すデータであってもよい。
【0059】
本実施形態では、包絡線波形情報Ｅｎｖ１は、「イベントＩＤ」が「００１」のイベントに対応し、図８に示すイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐを示す。本実施形態では、「キャラクターが前側に引っ張られる」イベントＥ１に対して、正の振幅を有するようにイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐが設定されている。
【0060】
包絡線波形情報Ｅｎｖ２は、「イベントＩＤ」が「００２」のイベントに対応し、図９に示すイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍを示す。本実施形態では、「キャラクターが後側に引っ張られる」イベントＥ２に対して、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐの振幅の符号と異なる符号の振幅すなわち負の振幅を有するようにイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍが設定されている。本実施形態では、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐとイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍとは、振幅ゼロの軸すなわち時間軸に対して対称な形状を有する。なお、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐとイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍとは、時間軸に対して非対称な形状を有してもよい。
【0061】
「開始時刻オフセット情報」は、例えば、イベント別力覚振幅エンベロープの開始時刻と、イベント情報の示すイベントの開始時刻との差を示す。例えば、仮想現実内におけるキャラクターにイベントが発生した時刻で、コントローラ２１における振動を開始させたい場合、開始時刻オフセット情報の示す値は、ゼロに設定される。
【0062】
また、力覚の知覚特性を考慮して、仮想現実内におけるキャラクターにイベントが発生した時刻に対して、コントローラ２１における振動の開始時刻を早めたり、遅らせたりしたい場合、開始時刻オフセット情報の示す値は、ゼロでない値に設定される。本実施形態では、例えば、開始時刻オフセット情報の示す値が正の値に設定された場合、コントローラ２１における振動の開始時刻が、仮想現実内におけるキャラクターにイベントが発生した時刻より遅れる。一方、開始時刻オフセット情報の示す値が負の値に設定された場合、コントローラ２１における振動の開始時刻が、仮想現実内におけるキャラクターにイベントが発生した時刻より早くなる。
【0063】
「重みづけ情報」は、例えば、イベント別力覚振幅エンベロープの振幅に与える重みを示す。具体的には、例えば、「００１」及び「００２」の「イベントＩＤ」にそれぞれ対応する重みづけ情報ｗ１及びｗ２がともに１を示す場合、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐ（図８参照）及びイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍ（図９参照）をそのまま用いる。
【0064】
一方、例えば、イベントＩＤが００３に対応する重みづけ情報ｗ３の示す値が３である場合、振幅を３倍にして、包絡線波形情報Ｅｎｖ３によって表されるイベント別力覚振幅エンベロープを用いる。また、例えば、イベントＩＤが００４に対応する重みづけ情報ｗ４の示す値が０．５である場合、振幅を０．５倍にして、包絡線波形情報Ｅｎｖ４によって表されるイベント別力覚振幅エンベロープを用いる。
【0065】
図６に示すように、包絡線生成情報取得部３２は、イベント受付部３１からイベント情報ＥＭ１を受けると、ディスク１４に保存された対応情報１０１（図７参照）を参照する。そして、包絡線生成情報取得部３２は、イベント情報ＥＭ１に基づいて、「００１」の「イベントＩＤ」に対応する包絡線生成情報すなわち包絡線波形情報Ｅｎｖ１、開始時刻オフセット情報Ｔｓ１及び重みづけ情報ｗ１をディスク１４から取得する。
【0066】
包絡線生成情報取得部３２は、イベント情報ＥＭ１の示すイベントＥ１の開始時刻及び開始時刻オフセット情報Ｔｓ１の示す値に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐを開始すべき時刻（以下、第１設定時刻と称することがある。）を算出する。
【0067】
包絡線生成情報取得部３２は、第１設定時刻、包絡線波形情報Ｅｎｖ１及び重みづけ情報ｗ１を含む第１包絡線設定情報を生成して現在振幅算出部３３へ出力する。
【0068】
また、包絡線生成情報取得部３２は、イベント受付部３１からイベント情報ＥＭ２を受けると、ディスク１４に保存された対応情報１０１を参照する。そして、包絡線生成情報取得部３２は、イベント情報ＥＭ２に基づいて、「００２」の「イベントＩＤ」に対応する包絡線生成情報すなわち包絡線波形情報Ｅｎｖ２、開始時刻オフセット情報Ｔｓ２及び重みづけ情報ｗ２をディスク１４から取得する。
【0069】
包絡線生成情報取得部３２は、イベント情報ＥＭ２の示すイベントＥ２の開始時刻及び開始時刻オフセット情報Ｔｓ２の示す値に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍを開始すべき時刻（以下、第２設定時刻と称することがある。）を算出する。
【0070】
包絡線生成情報取得部３２は、第２設定時刻を示す設定時刻情報、包絡線波形情報Ｅｎｖ２及び重みづけ情報ｗ２を含む第２包絡線設定情報を生成して現在振幅算出部３３へ出力する。
【0071】
現在振幅算出部３３は、包絡線生成情報取得部３２から第１包絡線設定情報を受けると、受けた第１包絡線設定情報に含まれる第１設定時刻及び包絡線波形情報Ｅｎｖ１に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐ（図８参照）の開始時刻及び終了時刻を算出する。そして、現在振幅算出部３３は、当該開始時刻から当該終了時刻までの発生期間（以下、波形信号発生期間Ｔｐと称することがある。）を設定する。
【0072】
また、現在振幅算出部３３は、第１包絡線設定情報に含まれる重みづけ情報ｗ１に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐの振幅を重みづけする処理を行う。本実施形態では、重みづけ情報ｗ１の示す値が１なので、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐの振幅は、当該処理の前後で同じである。
【0073】
現在振幅算出部３３は、包絡線生成情報取得部３２から第２包絡線設定情報を受けると、受けた第２包絡線設定情報に含まれる第２設定時刻及び包絡線波形情報Ｅｎｖ２に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍ（図９参照）の開始時刻及び終了時刻を算出する。そして、現在振幅算出部３３は、当該開始時刻から当該終了時刻までの発生期間（以下、波形信号発生期間Ｔｍと称することがある。）を設定する。
【0074】
また、現在振幅算出部３３は、第２包絡線設定情報に含まれる重みづけ情報ｗ２に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍの振幅を重みづけする処理を行う。本実施形態では、重みづけ情報ｗ２の示す値が１なので、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍの振幅は、当該処理の前後で同じである。
【0075】
現在振幅算出部３３は、例えば、所定時間ごとの確認時刻を設定する。現在振幅算出部３３は、カウンタ３４におけるカウント値すなわち現在時刻を監視し、確認時刻が到来すると、波形信号発生期間の重なりが存在するか否かを確認する。
【0076】
ここで、波形信号発生期間の重なりが存在するということは、波形信号発生期間ＴｐまたはＴｍが終了する前に、次の波形信号発生期間ＴｐまたはＴｍが開始することを意味する。一方、波形信号発生期間の重なりが存在しないということは、波形信号発生期間ＴｐまたはＴｍが終了した後に、次の波形信号発生期間ＴｐまたはＴｍが開始することを意味する。
【0077】
現在振幅算出部３３は、波形信号発生期間の重なりが存在しないことを確認した場合、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐまたは７１Ｍの現在時刻における振幅（以下、包絡線現在振幅と称することがある。）の値を取得し、取得した包絡線現在振幅の値を変調部３５へ出力する。
【0078】
【0079】
図１０には、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａ（第１包絡線）と、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂ（第２包絡線）と、が示される。ここで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａは、イベントＥ１（第１事象）に対応する波形信号７５ｄ（第１波形信号）の包絡線である。イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂは、当該イベントＥ１より後に発生した、別のイベントＥ１（第２事象）に対応する波形信号７５ｅ（第２波形信号）の包絡線である。図１０では、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの符号とイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの符号とは同じである。
【0080】
イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの生成に用いた第１包絡線設定情報に含まれる第１設定時刻及び包絡線波形情報Ｅｎｖ１が、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａを示す第１包絡線情報Ｐ１である。イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの生成に用いた第１包絡線設定情報に含まれる第１設定時刻及び包絡線波形情報Ｅｎｖ１が、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂを示す第２包絡線情報Ｐ２である。この場合、第１包絡線情報Ｐ１と第２包絡線情報Ｐ２とでは、第１設定時刻が異なる。
【0081】
イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの波形信号発生期間Ｔｐｂの開始時刻ｔ２（第２タイミング）は、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの波形信号発生期間Ｔｐａの開始時刻ｔ１（第１タイミング）と波形信号発生期間Ｔｐａの終了時刻ｔ３との間にある。なお、図１０では、開始時刻ｔ２は、開始時刻ｔ１に対して、波形信号７５ｄの半周期分だけ後の時刻となっている。
【0082】
図６及び図１０に示すように、現在振幅算出部３３は、波形信号発生期間の重なりが存在することを確認した場合、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａとイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂとを合成する（重ね合わせる）ことにより合成エンベロープ（合成包絡線）７２ａを生成する。
【0083】
ここで、合成エンベロープ７２ａは、開始時刻ｔ１から開始時刻ｔ２まで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの振幅と同じ振幅を有する。また、合成エンベロープ７２ａは、開始時刻ｔ２から終了時刻ｔ３まで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの振幅とイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの振幅とを足し合わせた振幅すなわちイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの振幅の２倍の振幅を有する。また、合成エンベロープ７２ａは、終了時刻ｔ３から波形信号発生期間Ｔｐｂの終了時刻ｔ４まで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの振幅と同じ振幅を有する。
【0084】
現在振幅算出部３３は、合成エンベロープ７２ａの包絡線現在振幅の値を取得し、取得した包絡線現在振幅の値を変調部３５へ出力する。
【0085】
【0086】
図１１には、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃ（第１包絡線）と、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａ（第２包絡線）と、が示される。ここで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃは、イベントＥ１（第１事象）に対応する波形信号７５ｆ（第１波形信号）の包絡線である。イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａは、当該イベントＥ１より後に発生した、イベントＥ２（第２事象）に対応する波形信号７５ｇ（第２波形信号）の包絡線である。図１１では、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの符号とイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの符号とは異なる。
【0087】
イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの生成に用いた第１包絡線設定情報に含まれる第１設定時刻及び包絡線波形情報Ｅｎｖ１が、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃを示す第１包絡線情報Ｑ１である。イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの生成に用いた第２包絡線設定情報に含まれる第２設定時刻及び包絡線波形情報Ｅｎｖ２が、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａを示す第２包絡線情報Ｑ２である。この場合、第１包絡線情報Ｐ１と第２包絡線情報Ｐ２とでは、第１設定時刻及び包絡線波形情報の両方が異なる。
【0088】
イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの波形信号発生期間Ｔｍａの開始時刻ｔ６（第２タイミング）は、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの波形信号発生期間Ｔｐｃの開始時刻ｔ５（第１タイミング）と波形信号発生期間Ｔｐｃの終了時刻ｔ７との間にある。なお、図１１では、開始時刻ｔ６は、開始時刻ｔ５に対して、波形信号７５ｆの半周期分だけ後の時刻となっている。
【0089】
図６及び図１１に示すように、現在振幅算出部３３は、波形信号発生期間の重なりが存在することを確認した場合、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃとイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａとを合成する（重ね合わせる）ことにより合成エンベロープ（合成包絡線）７２ｂを生成する。
【0090】
ここで、合成エンベロープ７２ｂは、開始時刻ｔ５から開始時刻ｔ６まで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの振幅と同じ振幅を有する。また、合成エンベロープ７２ｂは、開始時刻ｔ６から終了時刻ｔ７まで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの振幅とイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの振幅とを足し合わせた振幅すなわちゼロを有する。また、合成エンベロープ７２ｂは、終了時刻ｔ７から波形信号発生期間Ｔｍａの終了時刻ｔ８まで、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの振幅と同じ振幅を有する。
【0091】
現在振幅算出部３３は、合成エンベロープ７２ｂの包絡線現在振幅の値を取得し、取得した包絡線現在振幅の値を変調部３５へ出力する。
【0092】
図１２は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置が保持する単位力覚波の一例を示す図である。図１３は、本発明の第１実施形態に係る波形信号発生期間の重なりない場合の波形信号の一例を示す図である。なお、図１２及び図１３において、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示す。
【0093】
図１２及び図１３に示すように、本実施形態では、力覚波７４は、周期Ｐｕを有する。また、力覚波７４は、波形信号発生期間Ｔｐ、Ｔｐａ、Ｔｐｂ、Ｔｐｃ及びＴｍａにおいて振動する波である。図１２には、１周期分の力覚波（以下、単位力覚波７３と称することがある。）が示される。本実施形態では、力覚波７４は、周期Ｐｕを有する矩形波である。なお、単位力覚波７３の形状は、矩形波に限らず、任意の形状を有してもよい。
【0094】
図６及び図１２に示すように、単位力覚波７３の周期及び形状を示す単位力覚波情報は、例えば、ディスク１４に予め保存されている。単位力覚波情報は、力覚波の波形を作成するためのデータであり、具体的には、例えば、時刻と当該時刻における振幅との組を時系列順に並べたデータである。なお、単位力覚波情報は、例えば、力覚波の波形をスプライン曲線によって生成する場合において、当該スプライン曲線に用いる制御点の時刻と当該時刻における振幅との組を示すデータであってもよい。単位力覚波情報取得部３６は、ディスク１４から単位力覚波情報を取得し、取得した単位力覚波情報を変調部３５へ出力する。
【0095】
図１３には、例えば、現在振幅算出部３３が波形信号発生期間の重なりが存在しないことを確認した場合において、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐ（図８参照）の包絡線現在振幅の値が変調部３５へ出力されるときの、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐ、力覚波７４及び波形信号７５ａが示される。
【0096】
図１４は、本発明の第１実施形態に係る波形信号発生期間の重なりがある場合における波形信号の一例を示す図である。なお、図１４において、各横軸は時間を示し、各縦軸は振幅を示す。図１４には、例えば、現在振幅算出部３３が波形信号発生期間の重なりが存在することを確認した場合において、合成エンベロープ７２ａ（図１０参照）の包絡線現在振幅の値が変調部３５へ出力されるときの、合成エンベロープ７２ａ、力覚波７４及び波形信号７５ｂが示される。
【0097】
図１５は、本発明の第１実施形態に係る波形信号発生期間の重なりがある場合における波形信号の一例を示す図である。なお、図１５において、各横軸は時間を示し、各縦軸は振幅を示す。図１５には、例えば、現在振幅算出部３３が波形信号発生期間の重なりが存在することを確認した場合において、合成エンベロープ７２ｂ（図１１参照）の包絡線現在振幅の値が変調部３５へ出力されるときの、合成エンベロープ７２ｂ、力覚波７４及び波形信号７５ｃが示される。
【0098】
図６及び図１２～図１５に示すように、変調部３５は、合成エンベロープによって周期的な力覚波を変調して波形信号を生成する。本実施形態では、変調部３５は、単位力覚波情報取得部３６から単位力覚波情報を受けて、受けた単位力覚波情報に基づいて単位力覚波７３を生成する。変調部３５は、単位力覚波７３を周期Ｐｕごとに生成することにより、単位力覚波７３が連続する力覚波７４を生成する（図１３～図１５参照）。
【0099】
変調部３５は、現在時刻の経過とともに、現在振幅算出部３３から受けるイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐ、合成エンベロープ７２ａまたは合成エンベロープ７２ｂの包絡線現在振幅の値によって力覚波７４を変調し、波形信号７５ａ、７５ｂまたは７５ｃをそれぞれ生成する。変調部３５における変調は、例えばデジタル変調である。なお、変調部３５における変調は、アナログ変調であってもよい。変調部３５は、生成した波形信号７５ａ、７５ｂまたは７５ｃの現在時刻における振幅（以下、信号現在振幅と称することがある。）の値を取得して出力部３７へ出力する。
【0100】
出力部３７は、変調部３５から信号現在振幅の値を受けると、受けた信号現在振幅の値をデジタル符号化することによってハプティクス情報を生成し、生成したハプティクス情報を通信インターフェース１７経由でコントローラ２１へ送信する。
【0101】
図１０に示すように、波形信号７５ｄと波形信号７５ｅとを単純に重ね合わせて合成する構成では、波形信号７５ｄと波形信号７５ｅとは弱め合いの干渉をしてしまう。これに対して、波形信号発生期間Ｔｐｂの開始時刻ｔ２が、波形信号発生期間Ｔｐａの開始時刻ｔ１より遅く、かつ終了時刻ｔ３より早い場合、開始時刻ｔ２と開始時刻ｔ１との差にかかわらず、合成エンベロープ７２ａは、正方向に尖った凸形状を維持することができる。
そして、図１４に示すように、このような合成エンベロープ７２ａによって力覚波７４を変調する構成により、波形信号７５ｂを生成することができるので、１回目のイベントの開始時刻と２回目のイベントの開始時刻との差にかかわらず、ユーザ６は、期待通りの２段階で前側に引っ張られる力覚を受けることができる。すなわち、課題その１を解決することができる。
そして、図１４に示すように、このような合成エンベロープ７２ａによって力覚波７４を変調する構成により、波形信号７５ｂを生成することができるので、１回目のイベントの開始時刻と２回目のイベントの開始時刻との差にかかわらず、ユーザ６は、期待通りの２段階で前側に引っ張られる力覚を受けることができる。すなわち、課題その１を解決することができる。
【0102】
また、図１１に示すように、波形信号７５ｆと波形信号７５ｇとを単純に重ね合わせて合成する構成では、波形信号７５ｆと波形信号７５ｇとは強め合いの干渉をしてしまう。
これに対して、波形信号発生期間Ｔｍａの開始時刻ｔ６が、波形信号発生期間Ｔｐｃの開始時刻ｔ５より遅く、かつ終了時刻ｔ７より早い場合、開始時刻ｔ６と開始時刻ｔ５との差にかかわらず、合成エンベロープ７２ｂは、開始時刻ｔ６と終了時刻ｔ７との間における振幅がゼロとなる形状を維持することができる。そして、図１５に示すように、このような合成エンベロープ７２ｂによって力覚波７４を変調する構成により、波形信号７５ｃを生成することができるので、１回目のイベントの開始時刻と２回目のイベントの開始時刻との差にかかわらず、ユーザ６は、期待通りの弱い力覚を受けることができる。すなわち、課題その２を解決することができる。したがって、２つ以上のイベントの開始時刻にかかわらず、ユーザ６が受ける力覚を安定させることができる。
これに対して、波形信号発生期間Ｔｍａの開始時刻ｔ６が、波形信号発生期間Ｔｐｃの開始時刻ｔ５より遅く、かつ終了時刻ｔ７より早い場合、開始時刻ｔ６と開始時刻ｔ５との差にかかわらず、合成エンベロープ７２ｂは、開始時刻ｔ６と終了時刻ｔ７との間における振幅がゼロとなる形状を維持することができる。そして、図１５に示すように、このような合成エンベロープ７２ｂによって力覚波７４を変調する構成により、波形信号７５ｃを生成することができるので、１回目のイベントの開始時刻と２回目のイベントの開始時刻との差にかかわらず、ユーザ６は、期待通りの弱い力覚を受けることができる。すなわち、課題その２を解決することができる。したがって、２つ以上のイベントの開始時刻にかかわらず、ユーザ６が受ける力覚を安定させることができる。
【0103】
［信号生成処理］
図１６は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置がイベント情報処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
図１６は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置がイベント情報処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
【0104】
図１６に示すように、まず、信号生成装置１におけるイベント受付部３１は、ゲームプログラムからイベント情報を受けるまで待機する（ステップＳ１０２でＮＯ）。
【0105】
次に、イベント受付部３１は、ゲームプログラムからイベント情報を受けると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、受けたイベント情報を包絡線生成情報取得部３２へ出力する。包絡線生成情報取得部３２は、イベント受付部３１からイベント情報を受けると、受けたイベント情報の示すイベントのＩＤに対応する包絡線生成情報をディスク１４から取得する（ステップＳ１０４）。
【0106】
次に、包絡線生成情報取得部３２は、取得した包絡線生成情報及びイベント情報に基づいてイベント別力覚振幅エンベロープを開始すべき時刻を算出する（ステップＳ１０６）。
【0107】
次に、包絡線生成情報取得部３２は、包絡線生成情報に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープを開始すべき時刻、包絡線波形情報及び重みづけ情報を含む包絡線設定情報を生成して現在振幅算出部３３へ出力する（ステップＳ１０８）。
【0108】
次に、現在振幅算出部３３は、包絡線生成情報取得部３２から包絡線設定情報を受けると、包絡線設定情報に基づいて波形信号発生期間を設定する（ステップＳ１１０）。
【0109】
次に、現在振幅算出部３３は、包絡線設定情報に含まれる重みづけ情報に基づいて、包絡線設定情報に含まれる包絡線波形情報の示すイベント別力覚振幅エンベロープの振幅を重みづけする（ステップＳ１１２）。
【0110】
次に、イベント受付部３１は、ゲームプログラムから新たなイベント情報を受けるまで待機する（ステップＳ１０２でＮＯ）。
【0111】
なお、上記ステップＳ１１０およびＳ１１２の順番は、上記に限らず、順番を入れ替えてもよい。
【0112】
図１７は、本発明の第１実施形態に係る信号生成装置が波形信号生成処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
【0113】
図１７に示すように、まず、信号生成装置１における現在振幅算出部３３は、確認時刻が到来すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、互いに重なっている波形信号発生期間が存在しているか否かを確認する（ステップＳ２０４）。
【0114】
現在振幅算出部３３は、互いに重なっている波形信号発生期間が存在していない場合（ステップＳ２０４でＮＯ）、イベント別力覚振幅エンベロープの包絡線現在振幅を取得し、包絡線現在振幅の値を変調部３５へ出力する（ステップＳ２０６）。
【0115】
一方、現在振幅算出部３３は、互いに重なっている波形信号発生期間が存在している場合、合成エンベロープを生成して当該合成エンベロープの包絡線現在振幅を取得し、包絡線現在振幅の値を変調部３５へ出力する合成処理を行う（ステップＳ２０８）。合成処理の詳細については後述する。
【0116】
次に、変調部３５は、確認時刻が到来していない場合（ステップＳ２０２でＮＯ）、または包絡線現在振幅の値が変調部３５へ出力された場合（ステップＳ２０６及びＳ２０８）、単位力覚波情報取得部３６から受けた単位力覚波情報に基づいて、単位力覚波７３を周期Ｐｕごとに生成することにより力覚波７４を生成する（ステップＳ２１０）。
【0117】
次に、変調部３５は、現在振幅算出部３３から受けた包絡線現在振幅の値によって力覚波７４を変調し、波形信号を生成する。変調部３５は、波形信号の信号現在振幅の値を取得して出力部３７へ出力する（ステップＳ２１２）。
【0118】
次に、出力部３７は、変調部３５から信号現在振幅の値を受けると、受けた信号現在振幅の値をデジタル符号化することによってハプティクス情報を生成し、生成したハプティクス情報を通信インターフェース１７経由でコントローラ２１へ送信する（ステップＳ２１４）。
【0119】
ステップＳ２１０～Ｓ２１４の処理は、現在振幅算出部３３が新たな確認時刻が到来したことを確認するまで（ステップＳ２０２でＮＯ）、繰り返される。
【0120】
【0121】
図１８に示すように、例えば、Ｎ（２以上の整数）個の波形信号発生期間が互いに重なっている状況を想定する。Ｎ個の波形信号発生期間には、Ｎ個のイベント別力覚振幅エンベロープがそれぞれ対応する。
【0122】
まず、信号生成装置１における現在振幅算出部３３は、例えば、整数ｉを１に設定するとともに、合成振幅値をゼロにリセットする初期値設定処理を行う（ステップＳ３０２）。
【0123】
次に、現在振幅算出部３３は、Ｎ個の波形信号発生期間のうちのｉ番目の波形信号発生期間に対応するｉ番目のイベント別力覚振幅エンベロープを選択する（ステップＳ３０４）。
【0124】
次に、現在振幅算出部３３は、ｉ番目のイベント別力覚振幅エンベロープの包絡線現在振幅を取得する（ステップＳ３０６）。
【0125】
次に、現在振幅算出部３３は、取得した包絡線現在振幅を合成振幅値に加える加算処理を行う（ステップＳ３０８）。
【0126】
次に、現在振幅算出部３３は、整数ｉをインクリメントする（ステップＳ３１０）。
【0127】
次に、現在振幅算出部３３は、Ｎ個のイベント別力覚振幅エンベロープのすべてを選択したか否かを確認する（ステップＳ３１２）。具体的には、現在振幅算出部３３は、整数ｉがＮより大きいか否かを確認する。
【0128】
次に、現在振幅算出部３３は、Ｎ個のイベント別力覚振幅エンベロープのすべてを選択していない場合、すなわち整数ｉがＮ以下である場合（ステップＳ３１２でＮＯ）、残りの波形信号発生期間のうちのｉ番目の波形信号発生期間に対応するｉ番目のイベント別力覚振幅エンベロープを選択する（ステップＳ３０４）。
【0129】
一方、現在振幅算出部３３は、Ｎ個のイベント別力覚振幅エンベロープのすべてを選択した場合、すなわち整数ｉがＮより大きい場合（ステップＳ３１２でＹＥＳ）、合成振幅値すなわち合成エンベロープの包絡線現在振幅の値を変調部３５へ出力する（ステップＳ３１４）。これにより、合成処理が終了する。
【0130】
なお、本実施形態の信号生成装置１では、重みづけ情報は、予めディスク１４に保存された対応情報１０１に含まれる静的な情報として説明したが、重みづけ情報は、動的な情報であってもよい。具体的には、例えば、ゲームプログラムが重みづけ情報を書き換え可能な構成であってもよい。この場合、ゲームの状況に応じて重みづけ情報の示す値を変更することができるので、ハプティクス提示の優先度をイベントごとに設定し、その優先度をゲームの状況に応じて変更したり、ゲームの状況に応じて力覚の強度の調整をしたりすることができる。
【0131】
また、本実施形態の信号生成装置１では、包絡線生成情報取得部３２が、ディスク１４から包絡線生成情報を取得してイベント別力覚振幅エンベロープを生成する構成について説明したが、包絡線生成情報取得部３２は、複数パターンのイベント別力覚振幅エンベロープを予め生成してメモリ１３に保持させておき、必要に応じてイベント別力覚振幅エンベロープをメモリ１３から読み出す構成であってもよい。
【0132】
また、本実施形態の信号生成装置１では、現在振幅算出部３３が、重みづけされた、２つのイベント別力覚振幅エンベロープを合成して合成エンベロープを生成し、生成した合成エンベロープに基づいて包絡線現在振幅の値を取得する構成について説明したが、これに限定するものではない。現在振幅算出部３３は、重みづけせずに２つのイベント別力覚振幅エンベロープを合成して合成エンベロープを生成し、生成した合成エンベロープから包絡線現在振幅の値を取得するときに、以下の処理を行ってもよい。すなわち、現在振幅算出部３３は、当該合成エンベロープを構成する各イベント別力覚振幅エンベロープの現在時刻における振幅をそれぞれ重みづけし、重みづけされた各振幅を足し合わせることによって包絡線現在振幅の値を取得する構成であってもよい。
【0133】
また、本実施形態の信号生成装置１では、現在振幅算出部３３が、重みづけされた、２つのイベント別力覚振幅エンベロープを合成して合成エンベロープをそのまま用いる構成について説明したが、これに限定するものではない。現在振幅算出部３３は、例えば、合成エンベロープの上限を制限するリミッタ処理を行ったり、合成エンベロープの形状を調整する処理を行ったりしてもよい。
【0134】
また、本実施形態の信号生成装置１では、変調部３５が、生成した波形信号をそのまま出力部３７へ出力する構成について説明したが、これに限定するものではない。変調部３５は、例えば、波形信号の上限を制限するリミッタ処理を行ってもよい。
【0135】
また、本実施形態の信号生成装置１では、信号生成装置１が出力する合成エンベロープに基づく波形信号に他の波形信号が重畳してもよい。
【0136】
また、本実施形態の信号生成装置１は、仮想現実内におけるイベントに応じた振動をコントローラ２１に発生させる波形信号を生成する構成について説明したが、これに限定するものではない。信号生成装置１は、例えば、建設機械、車両及び飛行機などの操作対象を遠隔からコントローラで操作する場合において、当該操作対象における現実のイベントに応じた振動を当該コントローラに発生させる波形信号を生成する構成であってもよい。
【0137】
また、本実施形態の信号生成装置１では、現在振幅算出部３３が、例えば、第１包絡線情報Ｐ１及び第２包絡線情報Ｐ２に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａ及び７１Ｐｂを合成した合成エンベロープ７２ａを生成する構成について説明したが、これに限定するものではない。現在振幅算出部３３は、３つ以上の包絡線情報に基づいて、３つ以上の包絡線情報のそれぞれ示す３つ以上のイベント別力覚振幅エンベロープを合成して合成エンベロープを生成する構成であってもよい。
【0138】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るゲームシステムについて説明する。第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
第２実施形態に係るゲームシステムについて説明する。第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
【0139】
第１実施形態に係るゲームシステムでは、ディスク１４に予め保存された単位力覚波７３を用いて力覚波７４を生成する構成について説明したが、第２実施形態に係るゲームシステムでは、力覚波の生成に用いる単位力覚波を変更できる点で第１実施形態に係るゲームシステムと異なる。
【0140】
［課題］
第１実施形態に係るゲームシステム３では、所定の単位力覚波７３に基づく力覚波７４によって波形信号を生成していたので、ユーザ６によっては満足な力覚を得ることが困難な場合がある。
第１実施形態に係るゲームシステム３では、所定の単位力覚波７３に基づく力覚波７４によって波形信号を生成していたので、ユーザ６によっては満足な力覚を得ることが困難な場合がある。
【0141】
詳細には、矩形波の単位力覚波７３を用いて波形信号を生成した場合と、矩形波の単位力覚波７３と異なる形状を有する単位力覚波を用いて波形信号を生成した場合とでは、ユーザ６に与える力覚が異なる。
【0142】
また、ユーザ６の力覚についての満足度は、例えば、手の敏感さ、皮膚の厚さ、年齢、性別、体調及び心理状態ならびに朝、昼及び晩などの使用時間帯によって異なる。また、ユーザ６には、力覚感、刺激の強弱、静音性及び電力消費について趣向及び好みがある。
【0143】
すなわち、第１実施形態に係るゲームシステム３では、満足度の高い力覚を与える単位力覚波がユーザ６ごとに異なるにもかかわらず、波形信号の生成に用いる単位力覚波が固定されていたので、当該単位力覚波に基づく力覚に不満を有するユーザ６に対し、満足度を向上させることが困難であった。
【0144】
図１９は、本発明の第２実施形態に係るディスクに保存された候補単位力覚波の一例を示す図である。なお、図１９において、各横軸は時間を示し、各縦軸は振幅を示す。図１９には、波形信号の包絡線によって変調される力覚波を生成するための単位力覚波の候補である候補単位力覚波として、単位力覚波７３、７３ａ及び７３ｂが示される。
【0145】
図１９に示すように、単位力覚波７３、７３ａ及び７３ｂは、同じ形状を有する。ここで、２つの単位力覚波が「同じ形状を有する」とは、一方の単位力覚波を、時間軸方向及び振幅軸方向についてそれぞれ独立に伸縮させて、伸縮後の一方の単位力覚波の波形と他方の単位力覚波の波形とを一致させることが可能なことを意味する。本実施形態では、単位力覚波７３、７３ａ及び７３ｂは、矩形波である。一方、単位力覚波７３、７３ａ及び７３ｂは、基本周波数が異なる。
【0146】
詳細には、単位力覚波７３は、図１２に示す単位力覚波７３と同じ矩形波である。単位力覚波７３ａは、単位力覚波７３の周期Ｐｕより短い周期Ｐｕ１を有する。言い換えると、単位力覚波７３ａは、単位力覚波７３の基本周波数より高い基本周波数を有する。
【0147】
単位力覚波７３ｂは、単位力覚波７３の周期Ｐｕより長い周期Ｐｕ２を有する。言い換えると、単位力覚波７３ｂは、単位力覚波７３の基本周波数より低い基本周波数を有する。
【0148】
図２０は、本発明の第２実施形態に係るディスクに保存された候補単位力覚波の一例を示す図である。なお、図２０において、各横軸は時間を示し、各縦軸は振幅を示す。図２０には、候補単位力覚波として、単位力覚波７３、８３及び８４が示される。
【0149】
図２０に示すように、単位力覚波７３、８３及び８４は、同じ周期Ｐｕを有する、すなわち同じ基本周波数を有する。一方、単位力覚波７３、８３及び８４は、異なる形状を有する。ここで、２つの単位力覚波が「異なる形状を有する」とは、一方の単位力覚波を、時間軸方向及び振幅軸方向についてそれぞれ独立に伸縮させて、伸縮後の一方の単位力覚波の波形と他方の単位力覚波の波形とを一致させることができないことを意味する。具体的には、単位力覚波７３、８３及び８４は、それぞれ矩形波、鋸波及び三角波である。
【0150】
なお、単位力覚波は、周期的な波であれば、任意の形状を有してもよい。例えば、単位力覚波の形状は、鋸波、矩形波、三角波及び正弦波の一部または全部を組み合わせた波形の形状としてもよい。
【0151】
図２１は、本発明の第２実施形態に係るディスクに保存された候補単位力覚波の一例を示す図である。なお、図２１において、各横軸は時間を示し、各縦軸は振幅を示す。図２１には、候補単位力覚波として、単位力覚波７３、７３ｃ及び７３ｄが示される。
【0152】
図２１に示すように、単位力覚波７３、７３ｃ及び７３ｄは、同じ周期Ｐｕを有する、すなわち同じ基本周波数を有する。また、単位力覚波７３、７３ｃ及び７３ｄは、同じ形状を有する。本実施形態では、単位力覚波７３、７３ｃ及び７３ｄは、矩形波である。一方、単位力覚波７３、７３ｃ及び７３ｄは、波形の形状の滑らかさが異なる。
【0153】
詳細には、単位力覚波７３は、図１２、図１９及び図２０に示す単位力覚波７３と同じ矩形波である。単位力覚波７３ｃは、例えば、単位力覚波７３から高周波成分を減じることで角が丸くなった矩形波である。単位力覚波７３ｄは、例えば、単位力覚波７３ｃから高周波成分を減じることで角がさらに丸くなった矩形波である。
【0154】
なお、本実施形態では、矩形波の形状の滑らかさが異なる場合について説明したが、滑らかさを異ならせる単位力覚波は、矩形波に限らず、周期的な波であれば、任意の形状を有してもよい。
【0155】
図２に示すように、ディスク１４には、例えば、単位力覚波７３、７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、８３及び８４をそれぞれ示す７つの候補情報が保存されている。各候補情報は、例えば、インデックスによって管理される。なお、ディスク１４には、これら７つの候補情報に限らず、他の単位力覚波を示す候補情報が保存されてもよい。また、候補情報は、例えば、単位力覚波情報と同様のデータ形式を有する。
【0156】
［力覚波決定装置の構成］
図２２は、本発明の第２実施形態に係る力覚波決定装置の構成を示すブロック図である。力覚波決定装置２は、例えば、コンピュータ１１におけるＣＰＵ１２において、対象プログラムの一例である力覚波決定プログラムを実行させることによって構成されるものである。力覚波決定装置２は、機能ブロックとして、コマンド受付部５１と、候補情報処理部５２（候補情報取得部及び決定部）と、提示処理部５３と、包絡線波形情報取得部５５と、操作情報受付部５７（選択結果取得部）と、を備える。
図２２は、本発明の第２実施形態に係る力覚波決定装置の構成を示すブロック図である。力覚波決定装置２は、例えば、コンピュータ１１におけるＣＰＵ１２において、対象プログラムの一例である力覚波決定プログラムを実行させることによって構成されるものである。力覚波決定装置２は、機能ブロックとして、コマンド受付部５１と、候補情報処理部５２（候補情報取得部及び決定部）と、提示処理部５３と、包絡線波形情報取得部５５と、操作情報受付部５７（選択結果取得部）と、を備える。
【0157】
ゲームプログラム（図１参照）は、例えば、ユーザ６に単位力覚波を選択させるために、ＧＰＵ１６を制御し、ハプティクスチューニングするためのゲームコンテンツ設定画面またはゲームシステムの設定画面をディスプレイモニタ２０に表示させる。このとき、ゲームプログラムは、力覚波決定処理実行命令をコマンド受付部５１へ出力する。
【0158】
コマンド受付部５１は、ゲームプログラムから力覚波決定処理実行命令を受けると、力覚波決定プログラムを起動し、力覚波決定処理実行命令を候補情報処理部５２へ出力する。
【0159】
候補情報処理部５２は、コマンド受付部５１から力覚波決定処理実行命令を受けると、ディスク１４に保存された複数の候補情報の中から、２つの候補情報をディスク１４から取得する。
【0160】
２つの候補情報は、例えば、大きく異なる刺激を与える波形信号を生成するための候補情報である。具体的には、２つの候補情報は、例えば、強い刺激を与える波形信号を生成するための第１候補情報、及び弱い刺激を与える波形信号を生成するための第２候補情報である。なお、２つの候補情報は、大きく異なる静音性を与える波形信号を生成するための候補情報であってもよい。また、２つの候補情報は、刺激及び静音性に限らず、大きく異なる、消費電力、基本周波数または波形の形状の滑らかさを与える波形信号を生成するための候補情報であってもよい。
【0161】
候補情報処理部５２は、例えば、第１候補情報を提示処理部５３に出力する。なお、このとき、候補情報処理部５２は、ＧＰＵ１６を制御し、第１候補情報の示す単位力覚波に基づく振動（以下、第１候補振動と称することがある。）をコントローラ２１に発生させている旨をディスプレイモニタ２０に表示させてもよい。
【0162】
包絡線波形情報取得部５５は、ディスク１４に保存された対応情報１０１（図７参照）を参照し、包絡線波形情報をディスク１４から取得する。包絡線波形情報取得部５５が取得する包絡線波形情報は、例えば、初期設定で定められたイベントＩＤに対応する包絡線波形情報である。なお、包絡線波形情報は、ゲームプログラムによって指定されたものであってもよい。包絡線波形情報取得部５５は、取得した包絡線波形情報を提示処理部５３へ出力する。
【0163】
提示処理部５３は、候補情報処理部５２から第１候補情報を受けると、第１候補情報及び包絡線波形情報取得部５５から受ける包絡線波形情報に基づいてハプティクス情報を生成し、生成したハプティクス情報を通信インターフェース１７経由でコントローラ２１へ送信する。これにより、コントローラ２１には、第１候補振動が発生する。
【0164】
候補情報処理部５２は、第１候補情報を提示処理部５３に出力してから所定の待機時間Ｗが経過すると、第２候補情報を提示処理部５３に出力する。これにより、コントローラ２１には、第２候補情報の示す単位力覚波に基づく振動（以下、第２候補振動と称することがある。）が発生する。なお、このとき、候補情報処理部５２は、ＧＰＵ１６を制御し、第２候補振動をコントローラ２１に発生させている旨をディスプレイモニタ２０に表示させてもよい。
【0165】
ここで、待機時間Ｗは、例えば、包絡線波形情報の示すイベント別力覚振幅エンベロープの波形信号発生期間の長さより長く設定される。これにより、第１候補振動と第２候補振動とが同時に発生してしまうことを抑制することができる。
【0166】
候補情報処理部５２は、第２候補情報を提示処理部５３に出力してから待機時間Ｗが経過すると、ＧＰＵ１６を制御し、最初に発生した第１候補振動及び最後に発生した第２候補振動のいずれか一方の選択をユーザ６に促進する旨をディスプレイモニタ２０に表示させる。
【0167】
図２３は、本発明の第２実施形態に係る力覚波決定装置における提示処理部の構成を示すブロック図である。図２４は、本発明の第２実施形態に係るイベント別力覚振幅エンベロープ、第２候補力覚波及び波形信号の一例を示す図である。なお、図２４において、各横軸は時間を示し、各縦軸は振幅を示す。図２４には、図１３に示したイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐと、力覚波７４ｄと、波形信号７５ｈと、が示される。
【0168】
【0169】
現在振幅算出部６３は、包絡線波形情報取得部５５から包絡線波形情報を受けると、カウンタ３４におけるカウント値すなわち現在時刻を監視し、確認時刻が到来すると、包絡線波形情報の示すイベント別力覚振幅エンベロープ（例えば、図１３及び図２４に示すイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐ）の包絡線現在振幅の値を取得する。現在振幅算出部６３は、取得した包絡線現在振幅の値を変調部３５へ出力する。
【0170】
変調部３５は、候補情報処理部５２から第１候補情報を受けると、第１候補情報の示す単位力覚波（例えば、図１３に示す単位力覚波７３）をその周期（例えば周期Ｐｕ）ごとに生成することにより、当該単位力覚波が連続する力覚波（以下、第１候補力覚波と称することがある。）（例えば、図１３に示す力覚波７４）を生成する。
【0171】
変調部３５は、現在時刻の経過とともに、現在振幅算出部６３から受ける包絡線現在振幅の値によって第１候補力覚波を変調し、波形信号（以下、第１波形信号と称することがある。）（例えば、図１３に示す波形信号７５ａ）を生成する。変調部３５は、第１波形信号の信号現在振幅の値を出力部３７へ出力する。
【0172】
また、変調部３５は、候補情報処理部５２から第２候補情報を受けると、第２候補情報の示す単位力覚波（例えば、図２１及び図２４に示す単位力覚波７３ｄ）をその周期（例えば周期Ｐｕ）ごとに生成することにより、当該単位力覚波が連続する力覚波（以下、第２候補力覚波と称することがある。）（例えば、図２４に示す力覚波７４ｄ）を生成する。
【0173】
変調部３５は、現在時刻の経過とともに、現在振幅算出部６３から受ける包絡線現在振幅の値によって第２候補力覚波を変調し、波形信号（以下、第２波形信号と称することがある。）（例えば、図２４に示す波形信号７５ｈ）を生成する。変調部３５は、第２波形信号の信号現在振幅の値を出力部３７へ出力する。
【0174】
出力部３７は、第１波形信号に基づく振動すなわち第１候補振動、及び第２波形信号に基づく振動すなわち第２候補振動をそれぞれコントローラ２１に発生させる。本実施形態では、出力部３７は、変調部３５から信号現在振幅の値を受けると、受けた信号現在振幅の値をデジタル符号化することによってハプティクス情報を生成し、生成したハプティクス情報を通信インターフェース１７経由でコントローラ２１へ送信する。
【0175】
図２２に示すように、操作情報受付部５７は、第１候補振動及び第２候補振動について、ユーザ６による選択結果を取得する。
【0176】
本実施形態では、ユーザ６は、例えば、コントローラ２１を手で持ちながらディスプレイモニタ２０を見ている。ユーザ６は、コントローラ２１に最初に発生する第１候補振動、及び最後に発生する第２候補振動に基づいて、第１候補振動による力覚（以下、第１力覚と称することがある。）及び第２候補振動による力覚（以下、第２力覚と称することがある。）をそれぞれ認識する。
【0177】
ユーザ６は、第１力覚及び第２力覚のうち、自己の趣向及び好みに合った力覚を発生させた振動を選択する操作をコントローラ２１に対して行う。具体的には、ユーザ６は、最初に発生した第１候補振動及び最後に発生した第２候補振動のいずれか一方を選択する操作をコントローラ２１に対して行う。
【0178】
コントローラ２１は、ユーザ６による操作結果を示す操作情報を生成して操作情報受付部５７へ送信する。操作情報受付部５７は、コントローラ２１から操作情報を受信すると、受信した操作情報を候補情報処理部５２へ出力する。
【0179】
候補情報処理部５２は、操作情報受付部５７によって取得された操作情報に基づいて力覚波を決定する。本実施形態では、候補情報処理部５２は、例えば、最初に発生した第１候補振動がユーザ６によって選択されたことを操作情報が示す場合、弱い刺激を与える波形信号を生成するための第２候補情報を破棄する。そして、候補情報処理部５２は、ディスク１４に保存された複数の候補情報の中から、当該弱い刺激と比べて少し強い刺激を与える波形信号を生成するための新たな第２候補情報をディスク１４から取得する。
【0180】
候補情報処理部５２は、破棄しなかった第１候補情報を提示処理部５３に出力する。そして、候補情報処理部５２は、第１候補情報を提示処理部５３に出力してから待機時間Ｗが経過すると、新たな第２候補情報を提示処理部５３に出力する。
【0181】
一方、候補情報処理部５２は、例えば、最後に発生した第２候補振動がユーザ６によって選択されたことを操作情報が示す場合、強い刺激を与える波形信号を生成するための第１候補情報を破棄する。そして、候補情報処理部５２は、ディスク１４に保存された複数の候補情報の中から、当該強い刺激と比べて少し弱い刺激を与える波形信号を生成するための新たな第１候補情報をディスク１４から取得する。
【0182】
候補情報処理部５２は、新たな第１候補情報を提示処理部５３に出力する。そして、候補情報処理部５２は、新たな第１候補情報を提示処理部５３に出力してから待機時間Ｗが経過すると、破棄しなかった第２候補情報を提示処理部５３に出力する。
【0183】
また、候補情報処理部５２は、所定条件を満たした場合、単位力覚波の選択が十分に絞られたと判断し、ゲームプログラムで使用すべき単位力覚波を決定する。そして、候補情報処理部５２は、当該単位力覚波を示す候補情報を単位力覚波情報としてディスク１４に保存（登録）するとともに、力覚波を決定した旨を示す決定情報をゲームプログラムへ出力する。ゲームプログラムは、例えば、候補情報処理部５２から決定情報を受けると、ＧＰＵ１６を制御し、ディスプレイモニタ２０の表示内容をゲームコンテンツ設定画面またはゲームシステムの設定画面からゲームの実行画面に切り替える。
【0184】
ここで、所定条件は、例えば、ユーザ６の趣向及び好みに合った刺激を与える波形信号を生成する候補情報が決定できたことである。なお、所定条件は、ディスク１４に保存された複数の候補情報の中に、新たに提示すべき候補情報がなくなったことであってもよい。
【0185】
［力覚波決定処理］
図２５は、本発明の第２実施形態に係る力覚波決定装置が力覚波決定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
図２５は、本発明の第２実施形態に係る力覚波決定装置が力覚波決定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
【0186】
図２５に示すように、まず、力覚波決定装置２におけるコマンド受付部５１がゲームプログラムから力覚波決定処理実行命令を受け付け、力覚波決定プログラムが起動した状況を想定する。
【0187】
候補情報処理部５２は、コマンド受付部５１から力覚波決定処理実行命令を受けると、ディスク１４に保存された複数の候補情報の中から、２つの候補情報をディスク１４から取得する（ステップＳ４０２）。
【0188】
次に、候補情報処理部５２は、取得した２つの候補情報のうちの第１候補情報を提示処理部５３に出力する。提示処理部５３は、候補情報処理部５２から第１候補情報を受けると、第１候補情報及び包絡線波形情報に基づいてコントローラ２１に第１候補振動を発生させる。これにより、第１候補振動に基づくハプティクス提示が行われる（ステップＳ４０４）。
【0189】
次に、候補情報処理部５２は、第１候補情報を提示処理部５３に出力してから待機時間Ｗが経過すると、取得した２つの候補情報のうちの第２候補情報を提示処理部５３に出力する。提示処理部５３は、候補情報処理部５２から第２候補情報を受けると、第２候補情報及び包絡線波形情報に基づいてコントローラ２１に第２候補振動を発生させる。これにより、第２候補振動に基づくハプティクス提示が行われる（ステップＳ４０６）。
【0190】
次に、候補情報処理部５２は、第２候補情報を提示処理部５３に出力してから待機時間Ｗが経過すると、ＧＰＵ１６を制御し、最初に発生した第１候補振動及び最後に発生した第２候補振動のいずれか一方の選択をユーザ６に促進する旨をディスプレイモニタ２０に表示させる（ステップＳ４０８）。
【0191】
次に、操作情報受付部５７は、コントローラ２１から操作情報を受信するまで待機する（ステップＳ４１０でＮＯ）。そして、操作情報受付部５７は、コントローラ２１から操作情報を受信すると（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、受信した操作情報を候補情報処理部５２へ出力する。
【0192】
次に、候補情報処理部５２は、操作情報受付部５７から操作情報を受けると、操作情報に基づいて、単位力覚波の選択が十分に絞られたか否かを判断する（ステップＳ４１２）。
【0193】
候補情報処理部５２は、単位力覚波の選択が十分に絞られていないと判断した場合（ステップＳ４１２でＮＯ）、ユーザ６に選択されなかった候補情報を破棄し、新たな候補情報をディスク１４から取得する（ステップＳ４１６）。
【0194】
次に、候補情報処理部５２は、新たな候補情報とユーザ６に選択された候補情報とのうちの第１候補情報を提示処理部５３に出力する。提示処理部５３は、候補情報処理部５２から第１候補情報を受けると、第１候補情報及び包絡線波形情報に基づいてコントローラ２１に第１候補振動を発生させる。これにより、第１候補振動に基づくハプティクス提示が行われる（ステップＳ４０４）。
【0195】
一方、候補情報処理部５２は、単位力覚波の選択が十分に絞られたと判断した場合（ステップＳ４１２でＹＥＳ）、ゲームプログラムで使用すべき単位力覚波を決定し、当該単位力覚波を示す候補情報を単位力覚波情報としてディスク１４に保存する（ステップＳ４１４）。
【0196】
候補情報処理部５２が、単位力覚波を決定した旨を示す決定情報をゲームプログラムへ出力することにより、力覚波決定処理が終了する。
【0197】
図２６は、本発明の第２実施形態に係る力覚波決定装置がインデックスを用いて力覚波決定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図２６に示すフローチャートは、単位力覚波の選択が十分に絞られたか否かの判断にインデックスが用いられる点で図２５に示すフローチャートと異なる。
【0198】
図２６に示すように、まず、例えば、Ｍ（２以上の整数）個の候補情報がディスク１４に保存されており、これらの候補情報が１～Ｍのインデックスによって管理されている状況を想定する。
【0199】
力覚波決定装置２における候補情報処理部５２は、コマンド受付部５１から力覚波決定処理実行命令を受けると、整数ｊを１に設定する初期値設定処理を行う（ステップＳ５００）。
【0200】
次に、候補情報処理部５２は、ディスク１４に保存されたＭ個の候補情報の中から、インデックスがｊの候補情報とインデックスがｊ＋１の候補情報とをディスク１４から取得する（ステップＳ５０２）。
【0201】
次に、候補情報処理部５２は、インデックスがｊの候補情報を第１候補情報として提示処理部５３に出力する。提示処理部５３は、候補情報処理部５２から第１候補情報を受けると、第１候補情報及び包絡線波形情報に基づいてコントローラ２１に第１候補振動を発生させる。これにより、第１候補振動に基づくハプティクス提示が行われる（ステップＳ５０４）。
【0202】
次に、候補情報処理部５２は、第１候補情報を提示処理部５３に出力してから待機時間Ｗが経過すると、インデックスがｊ＋１の候補情報を第２候補情報として提示処理部５３に出力する。提示処理部５３は、候補情報処理部５２から第２候補情報を受けると、第２候補情報及び包絡線波形情報に基づいてコントローラ２１に第２候補振動を発生させる。
これにより、第２候補振動に基づくハプティクス提示が行われる（ステップＳ５０６）。
これにより、第２候補振動に基づくハプティクス提示が行われる（ステップＳ５０６）。
【0203】
次に、候補情報処理部５２は、第１候補情報を提示処理部５３に出力してから待機時間Ｗが経過すると、ＧＰＵ１６を制御し、最初に発生した第１候補振動及び最後に発生した第２候補振動のいずれか一方の選択をユーザ６に促進する旨をディスプレイモニタ２０に表示させる（ステップＳ５０８）。
【0204】
次に、操作情報受付部５７は、コントローラ２１から操作情報を受信するまで待機する（ステップＳ５１０でＮＯ）。そして、操作情報受付部５７は、コントローラ２１から操作情報を受信すると（ステップＳ５１０でＹＥＳ）、受信した操作情報を候補情報処理部５２へ出力する。
【0205】
次に、候補情報処理部５２は、操作情報受付部５７から操作情報を受けると、整数ｊとＭとが等しいか否かを判定する（ステップＳ５１２）。
【0206】
候補情報処理部５２は、整数ｊとＭとが等しくないと判定した場合（ステップＳ５１２でＮＯ）、整数ｊをインクリメントする（ステップＳ５１６）。
【0207】
次に、候補情報処理部５２は、ユーザ６に選択されなかった候補情報を破棄し、インデックスがｊ＋１の候補情報をディスク１４から取得する（ステップＳ５１８）。
【0208】
次に、候補情報処理部５２は、インデックスがｊ＋１の候補情報とユーザ６に選択された候補情報とのうちの一方である第１候補情報を提示処理部５３に出力する。提示処理部５３は、候補情報処理部５２から第１候補情報を受けると、第１候補情報及び包絡線波形情報に基づいてコントローラ２１に第１候補振動を発生させる。これにより、第１候補振動に基づくハプティクス提示が行われる（ステップＳ５０４）。
【0209】
一方、候補情報処理部５２は、整数ｊとＭとが等しいと判定した場合（ステップＳ５１２でＹＥＳ）、ゲームプログラムで使用すべき単位力覚波を決定し、当該単位力覚波を示す候補情報を単位力覚波情報としてディスク１４に保存する（ステップＳ５１４）。
【0210】
候補情報処理部５２が、単位力覚波を決定した旨を示す決定情報をゲームプログラムへ出力することにより、力覚波決定処理が終了する。
【0211】
なお、本実施形態の力覚波決定装置２では、ユーザ６が、最初に発生した第１候補振動及び最後に発生した第２候補振動のいずれか一方を選択する構成について説明したがこれに限定するものではない。例えば、ユーザ６の趣向及び好みを学習したＡＩ（Artificial Intelligence）が、最初に発生した第１候補振動及び最後に発生した第２候補振動のいずれか一方を選択する構成であってもよい。これにより、ユーザ６に負担をかけることなく、ユーザ６の趣向及び好みに合った単位力覚波を短時間で決定することができる。
【0212】
また、本実施形態の力覚波決定装置２では、候補情報及び単位力覚波情報が、単位力覚波を示す構成について説明したが、これに限定するものではない。候補情報及び単位力覚波情報は、複数の当該単位力覚波が連続する力覚波を示す構成であってもよい。
【0213】
また、本実施形態の力覚波決定装置２では、最初に発生した第１候補振動及び最後に発生した第２候補振動の２つをユーザ６に提示する構成について説明したが、これに限定するものではない。力覚波決定装置２は、３つ以上の候補振動をユーザ６に提示し、ユーザ６がこれらの候補振動の中から選択する構成であってもよい。
【0214】
また、第１実施形態の信号生成装置１及び本実施形態の力覚波決定装置２では、力覚波が周期的な波である構成について説明したが、これに限定するものではない。力覚波は、周期を有さない波であってもよい。具体的には、力覚波は、例えば、周期Ｐｕの単位力覚波７３（図１９参照）がＫ（Ｋは２以上の整数）個連続した後、周期Ｐｕ１の単位力覚波７３ａ（図１９参照）がＬ（Ｌは２以上の整数）個連続するような、力覚波の一部が周期的な波である構成であってもよい。つまり、力覚波は、周期を有する波を含む構成であってもよい。また、力覚波は、例えば、単位力覚波７３の周期Ｐｕがランダムに変化する構成であってもよい。
【0215】
また、本実施形態の力覚波決定装置２では、単位力覚波が、鋸波の単位力覚波８３、矩形波の単位力覚波７３及び三角波の単位力覚波８４（図２０参照）のような、１周期分の波形の形状が点対称及び回転対称となっている構成について説明したが、これに限定するものではない。図２７は、本発明の第２実施形態に係るディスクに保存された候補単位力覚波の変形例を示す図である。図２７に示すように、候補単位力覚波は、単位力覚波８５のように、１周期分の波形の形状が、点対称、回転対称または線対称などの対称性を有しない構成すなわち１周期分の波形の形状が非対称となっている構成であってもよい。また、単位力覚波７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、８３、８４及び８５は、第１実施形態の信号生成装置１に用いることが可能である。
【0216】
また、第１実施形態の信号生成装置１及び本実施形態の力覚波決定装置２では、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐ（図８参照）及び７１Ｍ（図９参照）のように、イベント別力覚振幅エンベロープの振幅の符号が、正及び負のいずれか一方となっている構成について説明したが、これに限定するものではない。イベント別力覚振幅エンベロープは、振幅の符号が正となる部分と、振幅の符号が負となる部分とを含む構成であってもよい。
図２８は、本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係るイベント別力覚振幅エンベロープの変形例を示す図である。図２８に示すように、例えば、イベント別力覚振幅エンベロープ１１１は、波形信号発生期間Ｔｐｍにおいて、振幅の符号が正となる部分１１１ｐと、振幅の符号が負となる部分１１１ｍとを有する。例えば、イベント別力覚振幅エンベロープ１１１によって力覚波７４が変調されたとき、波形信号１１５が生成される。
図２８は、本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係るイベント別力覚振幅エンベロープの変形例を示す図である。図２８に示すように、例えば、イベント別力覚振幅エンベロープ１１１は、波形信号発生期間Ｔｐｍにおいて、振幅の符号が正となる部分１１１ｐと、振幅の符号が負となる部分１１１ｍとを有する。例えば、イベント別力覚振幅エンベロープ１１１によって力覚波７４が変調されたとき、波形信号１１５が生成される。
【0217】
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。信号生成装置１は、イベントに応じた振動をコントローラ２１に発生させるための波形信号を生成する。信号生成装置１では、包絡線生成情報取得部３２は、イベントＥ１に対応する波形信号７５ｄのイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａを示す第１包絡線情報Ｐ１、及びイベントＥ１に対応する波形信号７５ｅのイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂを示す第２包絡線情報Ｐ２を取得する。現在振幅算出部３３は、第１包絡線情報Ｐ１及び第２包絡線情報Ｐ２に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａ及び７１Ｐｂを合成した合成エンベロープ７２ａを生成する。変調部３５は、合成エンベロープ７２ａによって力覚波７４を変調して波形信号７５ｂを生成する。
【0218】
このように、波形信号７５ｄの時間変化より小さい時間変化を有するイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａと、波形信号７５ｅの時間変化より小さい時間変化を有するイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂとを合成した合成エンベロープ７２ａを生成する構成により、波形信号７５ｄの開始時刻と波形信号７５ｅの開始時刻との差による合成エンベロープ７２ａの形状の変化を抑制することができる。これにより、２つのイベントの発生時刻がばらつく場合においても、合成エンベロープ７２ａの形状の変化が抑制されるので、コントローラ２１を振動させるための波形信号７５ｂの形状の変化を抑制することができる。したがって、イベントに応じた振動をコントローラ２１に発生させるための波形信号を生成する構成において、２つのイベントが発生したときのコントローラ２１における振動の態様を安定させることができる。これにより、ユーザ６は期待通りの力覚を受けることができるとともに、良好な力覚によって臨場感を向上させることができる。
【0219】
また、信号生成装置１では、包絡線生成情報取得部３２は、イベントＥ１に対応する波形信号７５ｆのイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃを示す第１包絡線情報Ｑ１、及びイベントＥ２に対応する波形信号７５ｇのイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａを示す第２包絡線情報Ｑ２を取得する。現在振幅算出部３３は、第１包絡線情報Ｑ１及び第２包絡線情報Ｑ２に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃ及び７１Ｍａを合成した合成エンベロープ７２ｂを生成する。変調部３５は、合成エンベロープ７２ｂによって力覚波７４を変調して波形信号７５ｃを生成する。
【0220】
このように、波形信号７５ｆの時間変化より小さい時間変化を有するイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃと、波形信号７５ｇの時間変化より小さい時間変化を有するイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａとを合成した合成エンベロープ７２ｂを生成する構成により、波形信号７５ｆの開始時刻ｔ５と波形信号７５ｇの開始時刻ｔ６との差による合成エンベロープ７２ｂの形状の変化を抑制することができる。これにより、２つのイベントの発生時刻がばらつく場合においても、合成エンベロープ７２ｂの形状の変化が抑制されるので、コントローラ２１を振動させるための波形信号７５ｃの形状の変化を抑制することができる。したがって、イベントに応じた振動をコントローラ２１に発生させるための波形信号を生成する構成において、２つのイベントが発生したときのコントローラ２１における振動の態様を安定させることができる。これにより、ユーザ６は期待通りの力覚を受けることができるとともに、良好な力覚によって臨場感を向上させることができる。
【0221】
また、信号生成装置１では、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの符号とイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの符号とは同じである。
【0222】
このような構成により、合成エンベロープ７２ａの振幅を、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａ及び７１Ｐｂの振幅以上にすることができるので、例えば、同一方向から２回引っ張られたときのように、２つのイベントが重なったときに強め合う効果が求められるイベントに適した波形信号７５ｂを生成することができる。これにより、２つの当該イベントの発生時刻がばらつく場合においても、同一方向に２段階で引っ張られる力覚をユーザ６に安定して与えることができる。
【0223】
また、信号生成装置１では、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの符号とイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの符号とは異なる。
【0224】
このような構成により、合成エンベロープ７２ｂの振幅を、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃ及び７１Ｍａの振幅以下にすることができるので、例えば、ある方向から引っ張られた後に、反対方向から引っ張られたときのように、２つのイベントが重なったときに弱め合う効果が求められるイベントに適した波形信号７５ｃを生成することができる。これにより、２つの当該イベントの発生時刻がばらつく場合においても、互いに反対方向から引かれた結果として生ずる弱い力覚をユーザ６に安定して与えることができる。
【0225】
また、信号生成装置１では、波形信号７５ｄは、第１包絡線情報Ｐ１の生成に用いたイベント情報の示すイベントの開始時刻に基づく時刻ｔ１に開始する。波形信号７５ｅは、第２包絡線情報Ｐ２の生成に用いたイベント情報の示すイベントの開始時刻に基づく時刻ｔ２に開始する。現在振幅算出部３３は、時刻ｔ１に開始されるイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａ、及び時刻ｔ２に開始されるイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂを合成した合成エンベロープ７２ａを生成する。
【0226】
このような構成により、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの開始時刻ｔ１を、対応のイベントの開始時刻と同時にしたり、当該開始時刻から遅らせたり早めたりすることができる。同様に、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの開始時刻ｔ２を、対応のイベントの開始時刻と同時にしたり、当該開始時刻から遅らせたり早めたりすることができる。これにより、イベントの内容に対応する力覚の知覚特性を考慮し、当該内容に合った違和感のない力覚をユーザ６に与えることができる。
【0227】
また、信号生成装置１では、波形信号７５ｆは、第１包絡線情報Ｑ１の生成に用いたイベント情報の示すイベントの開始時刻に基づく時刻ｔ５に開始する。波形信号７５ｇは、第２包絡線情報Ｑ２の生成に用いたイベント情報の示すイベントの開始時刻に基づく時刻ｔ６に開始する。現在振幅算出部３３は、時刻ｔ５に開始されるイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃ、及び時刻ｔ６に開始されるイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａを合成した合成エンベロープ７２ｂを生成する。
【0228】
このような構成により、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの開始時刻ｔ５を、対応のイベントの開始時刻と同時にしたり、当該開始時刻から遅らせたり早めたりすることができる。同様に、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの開始時刻ｔ６を、対応のイベントの開始時刻と同時にしたり、当該開始時刻から遅らせたり早めたりすることができる。これにより、イベントの内容に対応する力覚の知覚特性を考慮し、当該内容に合った違和感のない力覚をユーザ６に与えることができる。
【0229】
また、信号生成装置１では、包絡線生成情報取得部３２は、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａ及び７１Ｐｂの重みづけを示す重みづけ情報ｗ１を取得する。現在振幅算出部３３は、重みづけ情報ｗ１に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａ及び７１Ｐｂを合成した合成エンベロープ７２ａを生成する。
【0230】
このような構成により、例えば、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの振幅及びイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの振幅の少なくとも一方を調整して合成エンベロープ７２ａを合成することができる。これにより、ユーザ６に与える力覚をイベントの内容に応じて調整することができる。また、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの振幅及びイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの振幅の少なくとも一方を動的に調整して合成エンベロープ７２ａを合成することができる。これにより、ゲームの進行状況またはイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａと７１Ｐｂとの重なり具合などに応じて、ユーザ６に与える力覚を調整することができる。
【0231】
また、信号生成装置１では、包絡線生成情報取得部３２は、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃ及び７１Ｍａの重みづけをそれぞれ示す重みづけ情報ｗ１及びｗ２を取得する。現在振幅算出部３３は、重みづけ情報ｗ１及びｗ２に基づいて、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃ及び７１Ｍａを合成した合成エンベロープ７２ｂを生成する。
【0232】
このような構成により、例えば、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの振幅及びイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの振幅の少なくとも一方を調整して合成エンベロープ７２ｂを合成することができる。これにより、ユーザ６に与える力覚をイベントの内容に応じて調整することができる。また、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの振幅及びイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの振幅の少なくとも一方を動的に調整して合成エンベロープ７２ｂを合成することができる。これにより、ゲームの進行状況またはイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃと７１Ｍａとの重なり具合などに応じて、ユーザ６に与える力覚を調整することができる。
【0233】
また、信号生成装置１では、力覚波７４は、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐａの波形信号発生期間Ｔｐａ及びイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｂの波形信号発生期間Ｔｐｂ、またはイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐｃの波形信号発生期間Ｔｐｃ及びイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｍａの波形信号発生期間Ｔｍａにおいて振動する波である。
【0234】
このような構成により、力覚波７４を合成エンベロープ７２ａ及び７２ｂによって適切に変調し、良好な波形信号７５ｂ及び７５ｃを生成することができる。
【0235】
また、信号生成装置１では、力覚波７４は、周期Ｐｕを有する。
【0236】
このような構成により、データ数の少ない単位力覚波７３を連続させる簡易な処理で力覚波７４を生成することができる。
【0237】
また、力覚波決定装置２では、候補情報処理部５２は、コントローラ２１に振動を発生させるための波形信号のイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐによって変調される力覚波７４の候補である第１候補力覚波を示す第１候補情報、及び当該候補であって第１候補力覚波と異なる第２候補力覚波を示す第２候補情報を取得する。変調部３５は、第１候補情報及び第２候補情報に基づいて、第１候補力覚波及び第２候補力覚波をそれぞれイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐによって変調して波形信号７５ａ及び７５ｈを生成する。出力部３７は、波形信号７５ａに基づく第１候補振動及び波形信号７５ｈに基づく第２候補振動をそれぞれコントローラ２１に発生させる。操作情報受付部５７は、第１候補振動及び第２候補振動のいずれか一方に選択された結果を取得する。そして、候補情報処理部５２は、当該結果に基づいて力覚波を決定する。
【0238】
このように、第１候補力覚波に基づく波形信号７５ａと、第１候補力覚波と異なる第２候補力覚波に基づく波形信号７５ｈとを生成する構成により、波形信号７５ａに基づく第１候補振動と、波形信号７５ｈに基づく、第１候補振動と異なる第２候補振動とをコントローラ２１に発生させることができる。これにより、第１候補振動及び第２候補振動によって異なる力覚を生じさせることができるので、第１候補振動及び第２候補振動のいずれか一方に選択された結果に基づいて、第１候補振動及び第２候補振動のいずれがユーザ６の趣向に合っているかを判断することができる。したがって、ユーザ６の趣向に合った力覚を実現することができる。
【0239】
また、力覚波決定装置２では、力覚波７４及び７４ｄは、周期Ｐｕを有する。
【0240】
このような構成により、データ数の少ない単位力覚波７３及び７３ｄを連続させる簡易な処理で単位力覚波７３及び７３ｄを生成することができる。
【0241】
また、力覚波決定装置２では、第１候補力覚波は、例えば、単位力覚波７３が連続する力覚波であり、第２候補力覚波は、単位力覚波７３ａが連続する力覚波である。第１候補力覚波の波形と第２候補力覚波の波形とは同じ形状を有する。そして、第１候補力覚波の基本周波数と第２候補力覚波の基本周波数とは異なる。
【0242】
このように、第１候補力覚波の基本周波数と第２候補力覚波の基本周波数とを異ならせる構成により、ユーザ６の趣向に合う力覚を与える基本周波数を決定することができる。
【0243】
また、力覚波決定装置２では、第１候補力覚波は、例えば、単位力覚波７３が連続する力覚波であり、第２候補力覚波は、単位力覚波８３が連続する力覚波である。第１候補力覚波の基本周波数と第２候補力覚波の基本周波数とは同じである。そして、第１候補力覚波の波形と第２候補力覚波の波形とは異なる形状を有する。
【0244】
このように、第１候補力覚波の波形と第２候補力覚波の波形とが異なる形状を有する構成により、ユーザ６の趣向に合う力覚を与える力覚波の形状を決定することができる。
【0245】
また、力覚波決定装置２では、第１候補力覚波は、例えば、単位力覚波７３が連続する力覚波であり、第２候補力覚波は、単位力覚波７３ｄが連続する力覚波である。第１候補力覚波の基本周波数と第２候補力覚波の基本周波数とは同じである。第１候補力覚波の波形と第２候補力覚波の波形とは同じ形状を有する。そして、第１候補力覚波の波形の形状の滑らかさと第２候補力覚波の波形の形状の滑らかさとは異なる。
【0246】
このように、第１候補力覚波の波形の形状の滑らかさと第２候補力覚波の波形の形状の滑らかさとが異なる構成により、例えば、基本周波数及び波形のパラメータについて最適化された力覚波について、高周波成分の割合を調整することによって力覚波をさらに最適化し、ユーザ６の趣向に合う力覚を与える力覚波を決定することができる。
【0247】
また、力覚波決定装置２では、操作情報受付部５７は、第１候補振動及び第２候補振動について、ユーザ６による選択結果を取得する。
【0248】
このような構成により、第１候補振動及び第２候補振動の選択に、ユーザ６の趣向を直接反映させることができるので、ユーザ６の趣向に合わない力覚を与える力覚波を決定することを抑制することができる。
【0249】
また、力覚波決定装置２では、力覚波７４及び７４ｄは、イベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐの波形信号発生期間Ｔｐにおいて振動する波である。
【0250】
このような構成により、力覚波７４及び７４ｄをイベント別力覚振幅エンベロープ７１Ｐによって適切に変調し、良好な波形信号７５ａ及び７５ｈを生成することができる。
【0251】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【0252】
１…信号生成装置
２…力覚波決定装置
３…ゲームシステム
１１…コンピュータ
１９…スピーカ
２０…ディスプレイモニタ
２１…コントローラ
３１…イベント受付部
３２…包絡線生成情報取得部
３３…現在振幅算出部
３４…カウンタ
３５…変調部
３６…単位力覚波情報取得部
３７…出力部
５１…コマンド受付部
５２…候補情報処理部
５３…提示処理部
５５…包絡線波形情報取得部
５７…操作情報受付部
６３…現在振幅算出部
７１…イベント別力覚振幅エンベロープ
７２…合成エンベロープ
７３…単位力覚波
７４…力覚波
７５…波形信号
８３、８４、８５…単位力覚波
１０１…対応情報
１１１…イベント別力覚振幅エンベロープ
１１５…波形信号
２…力覚波決定装置
３…ゲームシステム
１１…コンピュータ
１９…スピーカ
２０…ディスプレイモニタ
２１…コントローラ
３１…イベント受付部
３２…包絡線生成情報取得部
３３…現在振幅算出部
３４…カウンタ
３５…変調部
３６…単位力覚波情報取得部
３７…出力部
５１…コマンド受付部
５２…候補情報処理部
５３…提示処理部
５５…包絡線波形情報取得部
５７…操作情報受付部
６３…現在振幅算出部
７１…イベント別力覚振幅エンベロープ
７２…合成エンベロープ
７３…単位力覚波
７４…力覚波
７５…波形信号
８３、８４、８５…単位力覚波
１０１…対応情報
１１１…イベント別力覚振幅エンベロープ
１１５…波形信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】