本実施形態は、パーソナルメディア再生のための装置および方法を備える。
本発明の例示的一実施形態によれば、メディア信号、たとえば1曲の音楽または映画のサウンドトラックのオーディオ信号、MP4フォーマットで符号化されたビデオクリップの信号、ビデオストリームなどが受信される。
次いで、メディア信号から2つ以上の信号、たとえば低周波信号が得られる。得られた信号は類似していても、互いに異なっていてもよい。以下にさらに詳細に説明されるように、得られた信号の各々は、利用者の特定の身体部分に向けられる。
本発明の一実施形態では、以下にさらに詳細に説明されるように、得られた信号の各々は、たとえば専用プロセッサチップを使用して、得られた信号が向けられるユーザの特定の身体部分に対して適合させられる。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、メディア信号から得られた信号の1つが、骨が皮膚に近接している特定の身体部分、たとえば片方の脚に対して適合させられてもよく、一方では、得られた信号の別の1つが、より肉質の身体部分、たとえば腰に対して適合させられてもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、適合させることは、メディア信号から得られた信号の中に、ある種の信号シーケンスを挿入すること、得られた信号波形を改変すること、得られた信号の一定の部分を圧縮することなどを含んでもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、適合させられた信号の各々は、1つまたは複数の振動デバイス(以下、「振動変換器」とも呼ばれる)に送信され、信号が適合させられた特定の身体部分上に導入される。
したがって、振動デバイスの各々は、特定の身体部分に対して適合させられた信号に従って特定の身体部分上で振動する。
他の実施形態では、メディア信号から得られた信号の各々は、特定の身体部分に向けられる。しかしながら、得られた信号は、利用者の特定の身体部分上に配置された1つまたは複数の振動デバイスに、改変されずに送信される。送信された低周波信号を受信すると、振動デバイスは、身体部分に最適な方法で、身体部分上で振動する。以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイスは、たとえば、特定の身体部分に最適な振動デバイス設計によって、または振動デバイス自体の中に埋め込まれた信号適合機能(たとえば信号処理用の専用電気回路を使用する)により、身体部分に最適な方法で振動する。
さらに他の実施形態では、得られた信号の各々が、特定の身体部分に対して特別に適合させられ、特定の身体部分上に配置された振動デバイスに送信される。
振動デバイスは、特別に適合させることによって身体部分上に部分特有の振動を加える、振動デバイス設計が特定の身体部分に最適化される、または両方である。
すなわち、以下にさらに詳細に説明されるように、得られた信号の適合および振動デバイスの設計は一緒になって、特定の身体部分上に加えられる振動を最適化するのに役立つことがある。
本発明の例示的一実施形態による方法が、その方法のために特にミキシングされたメディア項目と共に使用されてもよい。しかしながら、信号を適合させることにより、最初に記録されたメディアを使用して、何百万もの現在利用可能なメディア項目、たとえばビデオクリップまたは映画のサウンドトラックに、利用者の新しい体験を加えてもよい。
すなわち、従来のプラットフォーム用に、たとえば標準的ステレオシステムまたは通常のMP3ドライバ用に最初にミキシングされたレガシーメディア項目は、本実施形態の少なくとも一部が動作するように、メディアの製作者により修正されるまたは再度ミキシングされる(追加チャネルを伴う、または記録チャネルが修正されて配布されることを伴う)必要がない。
本発明のいくつかの実施形態に従って得られたまたは適合させられた低周波信号は、典型的には、人間の耳には感受性が非常に低いが、人体の他の部分には感受性が非常に高い周波数の信号である。
たとえば、人間の耳は、周波数範囲220Hz〜250Hz以下では、聴力が徐々に低下するのを体験する。したがって、220Hz〜250Hzの範囲以下の低周波信号は、本発明の一部の実施形態に従って、特定の身体部分用に適合させられてもよい。特に関心があるのが、通常、人間の聴覚の限界以下である20Hz未満の周波数により特徴付けられる超低周波信号などの低周波信号である。
以下にさらに詳細に説明されるように、適合させられた低周波信号に基づき、利用者の身体に加えられる低周波(またはさらには超低周波)振動は、低周波感覚、たとえば振動、打撃音、身震い、地震に似た感覚、移動感覚、音響および振動に関連する複合感覚などを生成することができる。
本発明による装置および方法の原理および動作は、図面および付随する説明を参照してよりよく理解することができる。
本発明の少なくとも一実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、本発明を適用する際に、以下の説明で示されるまたは図面で示される構造、および構成要素の配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能である、またはさまざまな方法で実施もしくは実行可能である。また、本明細書で使用される表現および専門用語は説明の目的のためのものであり、限定しているとみなされるべきではないことを理解されたい。
次に、図1を参照すると、図1は、本発明の例示的一実施形態による第1のパーソナルメディア再生装置を概略的に示す簡易構造図である。
本発明の例示的一実施形態による例示的なパーソナルメディア再生装置1000は、ハードウェアとして、またはハードウェアおよびソフトウェアの組合せとして実装されてもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、装置1000(または装置の少なくともいくつかの部分)は、装置1000の利用者により装着されてもよい。
装置1000は信号受信機110を含む。
信号受信機110は、たとえば映画のサウンドトラック、MP3プレーヤで再生されるビデオクリップ、ビデオストリームなどのメディア信号を受信する。
従来技術で公知のように、信号受信機110は、音源から、たとえばMP3プレーヤ(たとえばプレーヤのヘッドホンソケットを介して)、コンピュータ、ゲーム機、CD−ROMドライブまたはDVD(Digital Video Disk)ドライブなどのメディアリーダ、スマートホン(たとえばApple(商標)のi−Phone)などからメディア信号を受信する。
以下にさらに詳細に説明されるように、信号受信機110は、音源への無線接続を介して、音源への有線接続を介して、音源のUSBソケットなどのソケットを介して、またはこれらの任意の組合せを介して、メディア信号を受信してもよい。
装置1000は、信号受信機110と通信状態にある信号発生器120をさらに含む。
従来技術で公知のように、任意選択で、信号発生器120は、専用デジタル信号処理(DSP)チップ上に、デスクトップコンピュータ上に、ラップトップコンピュータ上に、携帯型スマートホン上などに実装される。
信号発生器120は、信号受信機110から受信されたメディア信号から2つ以上の信号を得る。得られた信号は類似していても、互いに異なっていてもよい。
任意選択で、得られた信号は低周波信号である。低周波信号は、人間の耳には感受性が非常に低いが、人体の他の部分には感受性が非常に高い(たとえば触覚による)周波数の信号である。
以下にさらに詳細に説明されるように、信号発生器120は、得られた信号の各々を装置1000の利用者の複数の身体部分の個々の1カ所に対して適合させる。
任意選択で、信号発生器120は、事前設定された数の、たとえば装置1000の利用者または製造業者により事前設定された数の身体部分に対して信号を得るが、メディア信号の記録は、異なった数のチャネルに基づいてもよい。
一例では、メディア信号は、2チャネルを有する携帯型ステレオ・メディア・プレーヤから発生し、信号発生器120は、利用者の8カ所の身体部分に対してメディア信号から8つのチャネルを得る。
以下にさらに詳細に説明されるように、本例では、信号発生器120は、得られた信号一方を骨が皮膚に近接している特定の身体部分(たとえば片方の脚)に対して適合させてもよいが、得られた信号の他方を腰などのより肉質の身体部分に対して適合させる。
装置1000は、有線接続または無線接続を介して信号発生器120と通信状態にあり、装置1000の利用者により装着される2つ以上の振動デバイス150をさらに含む。
任意選択で、振動デバイス150の少なくとも1つは無線であり、信号発生器120は、1つの無線通信周波数を使用して、無線接続を介して振動デバイス150と通信する。あるいは、たとえば多くの利用者が互いに近接して類似の装置1000を使用するとき、信号発生器120は、2つ以上の無線通信周波数を使用して振動デバイス150と通信する。
いくつかの実施形態では、無線接続は限られた範囲の通信であり、有効範囲が5m〜6m、または2m〜3mでさえある。いくつかの他の実施形態では、無線接続は限られた範囲の通信であり、有効範囲が10m〜20m、または30mである。
振動デバイス150の各々の1つ(または振動デバイス150のサブグループ)は、利用者の身体部分の個々の1カ所の上に配置され、個々の身体部分に対して適合された信号に従って、身体部分上で振動してもよい。
得られた信号の適合は、さまざまな信号操作のうち1つまたは複数を含んでもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、信号操作は:得られた信号の中にある種の信号シーケンスを挿入すること、得られた信号の波形を改変すること、得られた信号の一定部分を圧縮すること、特定の周波数範囲のフィルタリングおよび等化を行うこと、異なる身体部分に対して、メディア信号から得られた信号間に遅延を導入することなどを含んでもよいが、これらに限定されない。
すなわち、以下にさらに詳細に説明されるように、信号発生器120は、特定の身体部分に対して適合された信号の各々を最適化してもよい。
任意選択で、信号発生器120は、身体部分に最適な波形を用いて、メディア信号から得られた信号を適合させてもよい。
たとえば、信号発生器120は、比較的急激な振幅上昇(アタックとも呼ばれる)および比較的緩慢な振幅減衰、またはこの逆により特徴付けられる非対称波形を用いて、利用者の一方の手に向けられた、得られた信号を適合させてもよい。
したがって、以下にさらに詳細に説明されるように、非対称波形を用いて適合させられた信号に基づき利用者の手の上に振動を加えると、動きに似た感覚が利用者の手の上に生成される。さらに、動きに似た感覚は、動きに似た感覚と反対の方向に(押す感覚に対する)または感覚の方向に(引く感覚に対する)現実のフィードバックの動きで利用者に応答させる可能性が高い。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、信号発生器120は、メディア信号から得られた信号を、その信号が向けられる身体部分に最適な周波数または周波数範囲を用いて適合させる。
任意選択で、信号発生器120は、得られた信号にあらかじめ定義されたシーケンスを挿入することにより、メディア信号から得られた信号を適合させる。
たとえば、信号発生器120が、メディア信号の中にあらかじめ定義されたシーケンス(たとえば爆発に特有な音響)を識別したときはいつでも、信号発生器120は、振動効果の専用データベースに格納された特定の信号シーケンス(たとえばブーム(boom)効果に特有なシーケンス)を、得られた信号に挿入してもよい。
任意選択で、信号発生器120は、特定の環境、たとえば野外環境、閉ざされたホールの環境、大音量の低周波スピーカを備える車、木製の床を備える環境、コンクリートの床を備える環境などをシミュレートするために、得られた信号を適合させる。
たとえば、信号発生器120は、得られた信号に床の振動のシーケンスを挿入してもよい。
任意選択で、信号発生器120は、特定の環境の中でライブサウンド体験中に利用者の身体の位置で行われた測定に基づき、特定の振幅、遅延または位相差を用いてあらかじめ構成される。信号発生器120は、特定の環境で測定された特定の振幅、遅延または位相差を使用して、得られた信号を特定の環境に対して適合させてもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、装置1000の利用者は、得られた信号を信号発生器120が適合させるために、たとえばコントロールパネルを使用して、環境の1つを選択することができるようになる。
メディア信号は、標準の再生時に、すなわち音楽クリップ、ビデオクリップ、または映画のサウンドトラックなどの現在利用可能な何百万ものメディア項目の1つの再生時に生成される信号でもよい。
すなわち、信号発生器120は、最初に記録されたメディア項目を使用して、得られた信号を適合させてもよい。
本装置1000が動作するために、メディア項目の製作者が、特別な振動チャネルを用いてもしくは記録チャネル間で新たに配分を行って、メディアをリミックスする、または振動チャネルの補充ミキシングを提供する必要はない。
すなわち、従来のプラットフォーム、たとえば標準的なステレオシステムまたは通常のMP3ドライバ用に最初にミキシングされたメディア項目は、例示の装置1000が動作するために、修正されるまたはリミックスされる必要がない。
任意選択で、振動デバイス150は、身体部分に最適な方法で、身体部分上で振動する。
たとえば、振動デバイス150は、身体部分に最適な方向で振動してもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、本例では、振動デバイス150は、振動デバイス150が配置された特定の身体部分に最もよく適合する方向に、たとえば、装置1000の携帯者の肉質の身体部分に対して垂直方向に、または携帯者の骨質の身体部分に対して横方向に振動してもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、振動デバイス150自体は、信号適合機能(たとえば信号処理用の専用電気回路または周波数選択性増幅器)をさらに含む。
以下にさらに詳細に説明されるように、信号適合機能を使用して、振動デバイス150は、たとえば、受信された信号の波形をさらに改変することにより、または低周波数範囲の信号の一部だけを増幅することにより、振動デバイス150により受信された、特定の部分に対して適合させられた信号を、さらに適合させてもよい。
任意選択で、信号発生器120は、たとえば、下半身部分から上半身部分へ上昇するまたはその逆の感覚を生成するために、利用者の異なる身体部分に対して得られ、適合させられた少なくとも2つの信号間に位相差をさらに導入する。
任意選択で、信号発生器120は、得られた信号を適合させるために、あらかじめ定義されたプロトコルに従って、受信されたメディア信号の中に埋め込まれた制御データをさらに使用する。たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、信号発生器は、信号受信機110により受信されたメディア信号の中にある種のトーンを識別したとき、メディア信号から得られた信号にある種の信号シーケンスを導入してもよい。
任意選択で、装置1000は、信号発生器120と通信状態にあるコントロールパネル、たとえば設定スイッチまたはタッチスクリーンをさらに含む。
コントロールパネルは、信号発生器120を制御するための、装置1000の利用者が操作してもよいユーザインタフェースを提供する。
以下にさらに詳細に説明されるように、利用者は、特定の身体部分(たとえば利用者の胸)に対して適合させられた信号の振幅を調節し、それにより、利用者の胸の上で感じられる振動を加減するためにコントロールパネルを使用し、一般に適合させられた信号の振幅を全体として調節するなどしてもよい。
任意選択で、装置1000は、信号受信機110と通信状態にあるオーディオ信号発生器(図示せず)をさらに含む。
オーディオ信号発生器は、受信されたメディア信号からオーディオ信号を得て、それにより、利用者が聞くために、メディア信号の少なくとも一部を再生する。
任意選択で、オーディオ信号発生器は、メディア信号から得られたオーディオ信号を、装置1000を装着する利用者が使用するスピーカまたはヘッドホンに転送する。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、オーディオ信号発生器は、MP4メディア信号内のオーディオ信号を識別し、識別されたオーディオ信号をスピーカまたはヘッドホンに転送してもよい。
次に、図2を参照すると、図2は、本発明の例示的一実施形態による第2のパーソナルメディア再生装置を概略的に示す簡略構成図である。
本発明の例示的一実施形態による、例示的パーソナルメディア再生装置2000は、ハードウェアとして、またはハードウェアおよびソフトウェアの組合せとして実装されてもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、装置2000(または装置の少なくともいくつかの部分)は、装置2000の利用者により装着されてもよい。
装置2000は信号受信機210を含む。
信号受信機210は、メディア信号、たとえば音楽クリップ、映画のサウンドトラック、ビデオクリップ、コンピュータゲームのサウンドトラック、ビデオストリームなどを受信する。
当技術分野で公知のように、信号受信機210は、音源から、たとえばMP3プレーヤ(たとえば、プレーヤのヘッドホンソケットを介して)、コンピュータ、ゲーム機、CD−ROMドライブまたはDVD(Digital Video Disc)ドライブなどのメディアリーダ、スマートホン(たとえばApple(商標)のi−Phone)などからメディア信号を受信する。
以下にさらに詳細に説明されるように、信号受信機210は、音源への無線接続を介して、音源への有線接続を介して、音源のUSBソケットなどのソケットを介して、またはこれらの任意の組合せを介してメディア信号を受信してもよい。
装置2000は、信号受信機210と通信状態にある信号発生器220をさらに含む。
当技術分野で公知のように、任意選択で、信号発生器220は、専用デジタル信号処理(DSP)チップ上に、デスクトップコンピュータ上に、ラップトップコンピュータ上に、携帯型のスマートホン上などに実装される。
信号発生器220は、受信されたメディア信号から信号を得る。
任意選択で、得られた信号は低周波信号である。低周波信号は、人間の耳には感受性が非常に低いが、人体の他の部分には感受性が非常に高い(たとえば触覚による)周波数の信号である。
装置2000は、有線接続または無線接続を介して信号発生器220と通信状態にあり、装置2000の利用者により着用される2つ以上の振動デバイス250をさらに含む。
任意選択で、振動デバイス250の少なくとも1つは無線であり、信号発生器220は、1つの無線通信周波数を使用して、無線接続を介して振動デバイス250と通信する。あるいは、信号発生器220は、たとえば、多くの利用者が互いに近接して類似の装置2000を使用するとき、2つ以上の無線通信周波数を使用して振動デバイス250と通信する。
いくつかの実施形態では、無線接続は、限られた範囲の接続であり、有効範囲が5m〜6m、または2m〜3mでさえある。いくつかの他の実施形態では、無線接続は、限られた範囲の接続であり、有効範囲が10m〜20m、または30mである。
振動デバイス250の1つ(または振動デバイス250のサブグループ)が、利用者の身体部分の特定の1カ所の上に配置され、特定の身体部分に最適な方法で、得られた信号に従って特定の身体部分上で振動してもよい。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイス250は、振動デバイス250が配置された特定の身体部分に最もよく適合する方向に、たとえば装置2000の携帯者の肉質の身体部分に対して垂直方向に、または携帯者の骨質の身体部分に対して横方向に振動してもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイス250は、特定の身体部分に最適な振動デバイス設計により、振動デバイス250が配置された特定の身体部分に最適な方法で振動する。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、振動デバイス250は、信号適合機能(たとえば、信号処理用の専用電気回路または周波数選択性増幅器)をさらに含む。
信号適合機能を使用して、振動デバイス250は、たとえば、受信された信号の波形を改変することにより、または低周波範囲の得られた信号の一部だけを増幅することにより、振動デバイス250により受信されたときに、得られた信号を特定の部分に対して適合させてもよい。
すなわち、振動デバイス250は、特定の身体部分に最適化された振動デバイス設計、振動デバイス250に埋め込まれた適合機能、または両方によって、特定の身体部分に最適な方法で振動を加えてもよい。
任意選択で、装置2000は、信号発生器220と通信状態にあるコントロールパネル、たとえば設定スイッチまたはタッチスクリーンをさらに含む。
コントロールパネルは、利用者が信号発生器220を制御するための、たとえば得られた信号の振幅を全体として調節するためのユーザインタフェースを提供する。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、利用者はまた、得られた信号の振幅を特定の身体部分、たとえば利用者の胸の上に配置された振動デバイスに送信されたときに調節して、それにより、特定の身体部分上で感じられる振動を加減するために、コントロールパネルを使用してもよい。
任意選択で、装置2000は、信号受信機210と通信状態にあるオーディオ信号発生器(図示せず)をさらに含む。
オーディオ信号発生器は、受信されたメディア信号からオーディオ信号を得て、それにより、利用者が聞くために、メディア信号の少なくとも一部を再生する。
任意選択で、オーディオ信号発生器は、装置2000を装着する利用者が使用するスピーカまたはヘッドホンに、メディア信号から得られたオーディオ信号を転送する。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、オーディオ信号発生器は、MP4メディア信号内のオーディオ信号を識別し、識別されたオーディオ信号をスピーカまたはヘッドホンに転送してもよい。
次に、図3を参照すると、図3は、本発明の例示的一実施形態による第3のパーソナルメディア再生装置を概略的に示す簡易構造図である。
本発明の例示的一実施形態による第3の例示的装置は、人300により装着されるいくつかのユニットを含む。
各ユニットは、1つまたは複数の振動デバイス、たとえば以下にさらに詳細に説明される例示の振動デバイス(以下、「振動変換器」とも呼ばれる)の1つを収容する。
ここで、図3は、本発明の例示的一実施形態による装置を人が使用する1つの例示的方法を示すため、および装置の可能な携帯性、ならびにクラブでの音響体験とは対照的な、装置により提供される可能なパーソナル音響体験を示すために提示された。
人300は、ヘッドホンを装着しているところが示されていないが、本発明のいくつかの実施形態では、ヘッドホン用のオーディオ接続を実際に含むことに留意されたい。
以下にさらに詳細に説明されるように、人300は、人の靴底の周囲に適合して、足の振動デバイス310に送信された低周波信号に従って振動を生成するように意図される、第1のタイプの足の振動デバイス310の例示の1対を着用しているところが描かれている。
人300はまた、人の靴の上部に適合するように意図される第2のタイプの足の振動デバイス315を着用しているところが描かれている。第2のタイプの足の振動デバイス315はまた、対で使用されるが、簡単に描くために、図3では片方だけが示されている。
第1のタイプの足の振動デバイス310および第2のタイプの足の振動デバイス315は通常、一緒に使用されない。例示目的のためだけに、図3では両方が描かれている。
本発明のいくつかの実施形態では、足の振動デバイスは、弾性のあるバンド(図示せず)を用いて足に、弾性のあるソックス(図示せず)などに取り付けるように設計される。
本発明のいくつかの実施形態では、足の振動デバイスは、整形外科用挿入物に類似する靴の中敷き(図示せず)として作られることにより、足のすぐそばに配置されるように設計される。
以下にさらに詳細に説明されるように、人300は、腰の振動デバイス320に送信された低周波信号に従って振動を生成するように意図される、腰の振動デバイス320を装着しているところが描かれている。
人300は、他の腰の振動デバイス321を装着しているところが描かれている。本発明のいくつかの実施形態では、2つ以上の腰の振動デバイスが使用される。他の実施形態では、1つの腰の振動デバイス321だけが使用され、腰の振動デバイス321は、腰の周囲の異なる場所に配置されてもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、人300は、胸の振動デバイス325に送信された低周波信号に従って振動を生成するように意図される胸の振動デバイス325を着用しているところが描かれている。胸の振動デバイス325は、任意選択で、胸骨または胸の骨(breast bone)のすぐそばに配置される。
本発明のいくつかの実施形態によれば、高感度な身体部分に振動感覚を与えるために、高感度な身体部分、たとえば尾椎(尾骨)または他の脊椎部分の上に振動デバイスが配置される。
本発明のいくつかの実施形態によれば、振動デバイスは、利用者の好みに従って選択される身体部分、既知の身体の聴覚経路および圧覚位置などに配置されてもよい。
実施形態のいくつかでは、部分に特有な振動が、利用者の注意深く選択された身体部分の中の個々の部分にそれぞれ与えられる。
以下にさらに詳細に説明されるように、振動は、部分に特有な特徴、たとえば特定の方向(たとえば身体表面に対して特別に選択された方向に)、位置に特有な波形などを有してもよい。
使用してもよい追加の身体部分が、たとえば任意選択で利用者の胸と真反対の位置にある脊椎に対する背中である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、利用者は、振動を体験するためにどの身体部分を使用すべきか選りすぐる。限定しない一例として、利用者は、ジョギングしている間には、足の振動デバイスなしで出かけることを選択してもよい。
次に、図4を参照すると、図4は、本発明の例示的一実施形態による振動デバイスを配置するための可能な身体部分を概略的に示す簡易図である。
図4は、本発明の例示的一実施形態による、人間の骨格440に関して振動デバイスを配置するためのいくつかの例示的位置を描く。
図4は、振動デバイスを配置するための有利な位置が、骨格に近接するまたは骨格440を押しつける身体部分に限定されることを意味するものではないことが留意される。
任意選択で、振動デバイスは、選択された身体の聴覚経路に沿って配置される。以下にさらに詳細に説明されるように、選択された経路に沿った身体部分では、人体が、本発明の例示的実施形態の振動デバイスを用いて生成されたときの、低周波音響の現実の全身感覚に寄与する方法で、振動を感知する。
例示的部分は:胸骨442;胸骨の真後ろの脊椎(図示せず);骨盤の最上部444;大腿骨の最上部446;腰背部448;片手または両手の橈骨450および/または尺骨451の近傍(左手の位置は図4に図示せず);頸骨452の近傍;および足首454を含むがこれらに限定されない。
次に、図5を参照すると、図5は、本発明の例示的一実施形態による第4のパーソナルメディア再生装置を概略的に示す簡易構造図である。
以下にさらに詳細に説明されるように、例示的な第4の装置5000は、メディア信号受信機510、信号発生器520およびいくつかの振動デバイス531〜534を含む装着可能な装置である。
振動デバイス531〜534は:右足の振動デバイス531、左足の振動デバイス532、1つまたは複数の腰の振動デバイス533および1つまたは複数の胸の振動デバイス534のうち1つまたは複数を含んでもよいが、これらに限定されない。
以下にさらに詳細に説明されるように、装置5000は、携帯者が、携帯者の身体に加えた振動と同時にオーディオ信号を聞くことができるようにするために、オーディオ信号発生器(図示せず)だけでなく1つまたは複数のヘッドホンまたはスピーカ540をさらに含んでもよい。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、音響信号源へのダムコネクタ(dumb connector)を含む。信号源は、低周波チャネルだけを含んでも、低周波チャネルおよび1つまたは複数の通常の帯域幅のオーディオチャネルの両方を含んでもよい。ダムコネクタは、メディアドライブの信号出力(たとえばヘッドホンソケット)に対するものでも、他のアナログ、デジタル、金属ワイヤ、光、または他の信号出力に対するものでもよい。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、無線送信機からの音響信号の伝送を受信する無線受信機を含む。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、周囲の音を拾い上げるマイクロホンを含む。いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、高周波音響信号を除去し、低周波だけを通過させる。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、高周波音響信号を分離して、ヘッドホンに渡し、低周波音響信号を分離して、信号発生器520に渡す。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、周囲の音を拾い上げて、拾い上げた周囲の音を使用して、音響信号から周囲ノイズを取り除くマイクロホンを含む。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、周囲の音を拾い上げて、任意選択で音響信号に周囲のノイズを加えるマイクロホンを含む。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、低周波ピックアップ用マイクロホンを含む。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、実際の音響信号源、たとえば限定しない例としてパーソナル・オーディオ・プレーヤ、ラジオ受信機などを含む。
メディア信号受信機510は、低周波チャネルだけを含んでも、低周波チャネルおよび1つまたは複数の通常の帯域幅のオーディオチャネルの両方を含んでもよい。
当技術分野で公知のように、いくつかの実施形態では、低周波チャネルは、標準的なLFE(Low Frequency Effects)チャネルである。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、これまで説明された1つまたは複数の低周波チャネルへのパススルーを提供する。いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510は、受信された音響信号から低周波をフィルタリングする。
メディア信号受信機510は、信号発生器520に接続され、受信された音響信号またはその低周波部分を信号発生器520に転送する。
信号発生器520は、メディア信号受信機510から受信された1つまたは複数の信号から低周波信号を得て、得られた低周波信号の各々を利用者の身体上の特定部分に対して適合させる。
以下にさらに詳細に説明されるように、本例では、信号発生器は、振動デバイス531〜534が配置された腰、胸、右足および左足に対して低周波信号を適合させる。
次いで、信号発生器520は、適合させられた信号を個々の振動デバイス531〜534に送信する。
任意選択で、信号発生器520は、利用者の身体上の複数の位置で位置特有の振動を誘発するために適合させられた、連係した低周波信号を生成する。
いくつかの実施形態では、信号発生器520は、メディア信号受信機510により提供された信号から低周波をフィルタリングする。
いくつかの実施形態では、信号発生器520は、メディア信号受信機510により提供された信号から低周波をフィルタリングしない。
任意選択で、振動デバイス531〜534は、フィルタリングされていない信号を受け入れ、振動デバイス531〜534内部の増幅器が、低周波信号だけをフィルタリングし、増幅する。あるいは、以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイスの増幅器は、フィルタリングされていない信号をすべて増幅し、振動デバイス531〜534が、デバイス531〜534の機械的応答によって低周波で振動する。
当技術分野で公知のように、信号受信機510および信号発生器520の間、ならびに信号発生器520および振動デバイス531〜534の各々の間の接続の各々が、無線であっても、むしろ有線であってもよい。
いくつかの実施形態では、無線である接続については、信号発生器520は、異なるRF周波数間を任意選択で切り換える機構を含む。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、振動デバイス531〜534の各々は、振動デバイスが配置された特定の身体部分に低周波振動を与えるように設計される。
任意選択で、振動デバイスの少なくとも1つが、振動デバイスが配置された特定の身体部分に最適化された特徴を有する。たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイスは特定の身体部分に最適な方向に振動してもよい。
ヘッドホン/スピーカユニット540は、通常の全帯域幅の音響を1つまたは複数の標準的なヘッドホンおよび/またはスピーカに与えるように設計される。
腰の振動デバイス533の各々は任意選択であり、いくつかの実施形態では、腰の振動デバイス533をまったく含まない。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数の腰の振動デバイス533は、腰の部分に着用された衣類の物品、たとえばベルト、ズボン、スカートなどに取り付けるように設計されている。
いくつかの実施形態では、腰の振動デバイス533は、鼓動モニタに類似するストラップにより腰の部分に取り付けるように設計される。いくつかの実施形態では、ストラップはゴムまたはシリコーンのストラップ、たとえば脈拍数モニタストラップに類似するストラップでもよい。いくつかの実施形態では、腰の振動デバイス533は、ベルトの中に組み込まれるように設計される。
以下にさらに詳細に説明されるように、いくつかの実施形態では、腰の振動デバイス533により与えられる振動は、腰の部分に最適化された方向の、たとえば携帯者の身体の表面または皮膚に対して横方向の方向性振動である。
胸の振動デバイス534の各々は任意選択であり、いくつかの実施形態では、胸の振動デバイス534をまったく含まない。いくつかの実施形態では、胸の振動デバイス534は、胸の部分に着用された衣類の物品、たとえばシャツ、ジャケット、肌着、ブラジャー、ストラップなどに取り付けるように設計されている。
胸の振動デバイス534は、ライブステージなどの大音量のオーディオ環境に推奨してもよいことが留意される。生演奏などの高ノイズ環境で使用されるとき、胸の振動デバイス534および任意選択でさらに腰の振動デバイス533も、携帯者の身体に、よりきつく取り付けてもよい。当技術分野で公知のように、胸の振動デバイス534は、ストラップ、ベルト、接着性ストラップ、半剛体の接着性ストラップ、ベルクロ(Velcro)(商標)ストラップのような面ファスナー(loop and hook)締め具などのうち1つまたは複数を使用して、携帯者の身体に取り付けてもよい。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510および信号発生器520は、1つのユニット570の中に一緒にパッケージ化される。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510、信号発生器520、および腰の振動デバイス533の1つまたは複数が、1つのユニット580の中に一緒にパッケージ化される。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510、信号発生器520および胸の振動デバイス534の1つが、単一ユニット(図示せず)の中に一緒にパッケージ化される。
いくつかの実施形態では、メディア信号受信機510、信号発生器520および足の振動デバイス531、532の1つが、単一ユニット(図示せず)の中に一緒にパッケージ化される。任意選択で、1つのユニットは、靴の上に取り付けられるのではなく任意選択で靴の中に組み込まれる靴ユニットである。
装置5000の一部の各々は、電気エネルギー源を必要とすることがある。
電気エネルギー源は電池でもよく、電池は通常のものでも、再充電可能でもよい。装置5000の一部に電気エネルギーを供給する他の方法が;人の動きを利用して電気エネルギーを発生させること、エネルギー送信機から放射されたエネルギーを受け取る誘導コイルを使用すること、またはたとえば大容量のコンデンサを備える再充電可能な電池を使用することを含むが、これらに限定されない。
装置5000の一部にエネルギーを供給する他の方法が、機械的エネルギーを蓄積し、解放すること、たとえば機械ばね(図示せず)を巻いて、解放することを含んでもよい。
本発明のいくつかの例示的実施形態によれば、振動デバイス531〜534のうちの異なる1つにより各特定の身体部分に加えられる振動は、部分特有の特徴を有してもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、部分特有な特徴は:たとえば身体表面に対して特別に選択された角度の特定の方向、異なる身体部分間で変化する振動位相、部分特有な波形などを含んでもよいが、これらに限定されない。
たとえば、典型的には、横方向の振動は、肉質の場所では垂直方向の振動よりも局在化していないとして感じられ、脳が全身の振動感覚を生成する手助けをする。
典型的には、垂直方向の振動は、肉質の場所ではより局在化しており、広がらないと感じられる。
いくつかの身体部分では、典型的には骨の近傍では、垂直方向の振動は、より局在化しておらず、より広がらないと感じられる。
したがって、本発明の振動デバイスの各々は、振動デバイスが配置された所期の身体部分に従って、携帯者の身体表面もしくは皮膚に対して横方向に、または携帯者の身体表面または皮膚全体に実質的に傾いた角度で振動を加えるように設計されてもよい。
すなわち、以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイスの特定の設計および配置が、特定の身体部分に対して振動を最適化するのに役立つことがある。
従来の方法では、脳が全身感覚を得るのを手助けするために、できるだけ広い身体部分に振動を加えなければならない。
対照的に、本実施形態の例示的一実施形態では、利用者の身体の注意深く選択された部分の中の個々の部分それぞれに特有の振動が加えられる。以下にさらに詳細に説明されるように、振動は、位置特有の特徴、たとえば特定の方向(たとえば身体表面に特別に選択された角度で)、位置特有の波形などを有してもよい。したがって、少数の振動デバイスが、全身感覚を生成することができる。
たとえば、装置5000の足の振動デバイス531、532は、骨に対して垂直方向の振動を生成することができる。以下にさらに詳細に説明されるように、骨質の部分では、垂直方向の振動が、より局在化しておらず、より広がると感じられる。
したがって、足に、たとえば足底に加えられる振動は、振動する環境が足全体に与える現実の影響をシミュレートする助けとなることがある。
足は脳に振動感覚の多くを提供するので、腰に加えられる振動と一緒に足に加えられる振動は、脳が全身感覚を提供するのにほぼ十分な振動感覚を提供することができる。
いくつかの実施形態では、信号発生器520は、動きに似た感覚、たとえば、野外劇場、閉ざされたダンスクラブ、大音量の低音スピーカを有する車などの中で感じられる感覚を模倣する振動を誘導するための波形を用いて低周波信号を適合させる。
たとえば、信号発生器520は、振動デバイスが配置された身体部分に非対称鋸歯状波の振動を加えるように低周波信号を適合させてもよい。したがって、利用者の脳により、方向感覚が感じられる。
他の例では、信号発生器520は、振動デバイスが配置された身体部分に、2つ以上の非対称鋸歯状(または他の)パターン間で交替する波形の振動を加えるように低周波信号を適合させる。したがって、利用者の脳により、方向が変わる感覚が感じられる。
いくつかの実施形態では、信号発生器520は、身体部分の各々で異なる感度を補償するために、異なる身体部分に配置された振動デバイスに送信される信号に対して異なる増幅を適合させる。
いくつかの実施形態では、信号受信機520は、身体部分の各々に対して、異なる信号または形状が類似した異なる振幅の信号を生成する。
任意選択で、信号発生器520は、携帯者の身体上の異なる振動デバイス間の距離に少なくとも一部は基づき、異なる身体部分に送信された信号間に遅延または位相のずれを導入する。
いくつかの実施形態では、遅延は、筋肉組織に並置されたときの身体の中、すなわち骨の中の音速に基づく。
いくつかの実施形態では、遅延は、空中での音速および木製の床またはコンクリート製の床などの固体媒体中の音速の間の差に基づく。
いくつかの実施形態では、信号発生器520は、信号がどの身体部分に向けられるかに少なくとも一部は基づき、異なる信号を身体部分の各々に対して適合させる。
いくつかの実施形態では、全身の音響感覚については、波形が類似する異なる信号に対して身体部分特有の振幅を生成することが十分な場合がある。異なる振幅は、身体部分間のバランスを保つことができ、その結果、どの身体の一部も他の身体の一部により生成された感覚と重複する感覚を生成しない。
したがって、身体の一部により生成された感覚は、バランスをよく保つことができる。
信号発生器520はまた、信号が向けられる特定の身体部分に最適な周波数範囲で信号の各々を適合させてもよい。
限定しない一例として、胸骨は、同じエネルギーを受け取ったとき、40Hzの振動については足よりもよく反応する。音響体験のバランスを保つためには、胸骨は足より増幅されていない40Hzの信号を受け取ってもよい。
いくつかの実施形態では、信号発生器520または信号受信機510は、ブラウンノイズ(brown noise)周波数およびその低調波を信号から除去する、または実質的に減衰させる。
いくつかの実施形態では、信号発生器520または信号受信機510は、ブラウンノイズ周波数およびその低調波を信号から除去する、または実質的に減衰させる。
いくつかの実施形態では、信号発生器520または信号受信機510は、イエローノイズ(yellow noise)周波数およびその低調波を信号から除去する、または実質的に減衰させる。
いくつかの実施形態では、信号発生器520または信号受信機510は、グリーンノイズ(green noise)周波数およびその低調波を信号から除去する、または実質的に減衰させる。
他の限定しない例として、音響体験が音楽体験であるとき、振動デバイスは、任意選択で、胸、背中、腰および足などの身体部分に、身体聴覚経路に沿って置かれる。
次に、図6を参照すると、図6は、本発明の例示的一実施形態によるコントロールパネルを概略的に示す簡易構造図である。
以下にさらに詳細に説明されるように、利用者が、信号発生器120または220により得られたまたは適合させられた信号の特定の増幅を調節し、それにより、特定の身体部分で感じられる振動を加減するために、信号発生器120または220を制御することができるようにすることが可能な1つの方法を図示するのに、例示的コントロールパネル670が役立つことがある。
例示的コントロールパネル670は、1つまたは複数の増幅制御手段675、680を含む。
いくつかの実施形態では、増幅制御手段675、680は、増幅を設定するためのスライダ676を含む。いくつかの実施形態(図示せず)では、増幅制御手段は、増幅を設定するための回転ボタンを含む。
当技術分野で公知のように、いくつかの実施形態(図示せず)では、増幅制御手段は、仮想制御手段、たとえばスライダ、ラジオボタンなどを備えるタッチスクリーンを含む。
いくつかの実施形態では、コントロールパネル670は、全体的な増幅のための増幅制御手段680を含む。
いくつかの実施形態では、コントロールパネル670は、異なる身体部分での増幅を設定するための2つ以上の増幅制御手段675を含む。
コントロールパネル670は、どの増幅制御手段675がどの身体部分に対する増幅を設定するかを利用者に示すためのラベル677、および全体的な増幅制御手段680のためのラベル681を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、コントロールパネル670は、信号発生器120または220および振動デバイス150または250の間で無線通信用に使用される周波数間をそれぞれ切り換えるための制御手段(図示せず)をさらに提供する。
任意選択で、コントロールパネル670は、利用者がいくつかの環境の中から選択することができるユーザインタフェース、たとえば1つまたは複数のボタン691 692、ノブ、またはタッチインタフェースをさらに含む。
たとえば、利用者が、「ライブコンサート」692、「野外」691などの環境の中から選択することができるようになっていてもよい。したがって、以下にさらに詳細に説明されるように、信号発生器120は、利用者が選択した環境に従って信号を適合させる。
次に、図7を参照すると、図7は、本発明の例示的一実施形態による第1のパーソナルメディア再生方法を概略的に示す流れ図である。
第1の例示的方法では、以下にさらに詳細に説明されるように、たとえば装置1000の信号受信機110により、メディア信号、たとえば映画のサウンドトラックもしくは音楽クリップ、ビデオクリップまたはビデオストリームが受信される710。
メディア信号は、従来技術で公知のように、音源から、たとえばMP3プレーヤ(たとえばプレーヤのヘッドホンソケットを介して)、コンピュータ、ゲーム機、CD−ROMドライブまたはDVD(Digital Video Disc)ドライブなどのメディアリーダ、スマートホン(たとえばApple(商標)のi−Phoneなど)などから受信してもよい710。
以下にさらに詳細に説明されるように、メディア信号は、音源への無線接続を介して、音源への有線接続を介して、音源のUSBソケットなどのソケットを介してまたはこれらの任意の組合せを介して受信してもよい710。
次いで、たとえば装置1000の信号発生器120により、受信された710メディア信号から2つ以上の信号が得られる720。得られた720信号は、類似していても、互いに異なっていてもよい。
任意選択で、得られた720信号は低周波信号である。低周波信号は、人間の耳には感受性が非常に低いが、人体の他の部分には感受性が非常に高い(たとえば触覚による)周波数の信号である。
任意選択で、事前設定された数の、たとえば利用者または装置1000の製造業者により事前設定された数の身体部分に対して、信号が得られ720、一方では、メディア信号の記録が、異なった数のチャネルに基づいてもよい。
一例では、メディア信号は、2チャネルを有する携帯型ステレオ・メディア・プレーヤから発生し、メディア信号から8つの低周波信号が、すなわち利用者の8カ所の身体部分の各1カ所に対して1つの信号が得られる720。
他の例では、メディア信号は7つのチャネルを有するDVDプレーヤから発生し、メディア信号から5つの低周波信号が、すなわち利用者の5カ所の身体部分の各1カ所に対して1つの信号が得られる720。
以下にさらに詳細に説明されるように、得られた720信号の各々は、装置1000の利用者の2カ所以上の身体部分の各1カ所に対してさらに適合させられる730。
たとえば、信号発生器120は、たとえば骨質の部分に最適な周波数(または周波数範囲)を用いて、骨が皮膚に近接する特定の身体部分(たとえば片方の脚)に対して、得られた720信号の一方を適合させてもよい730。
同様に、信号発生器120は、腰などのより肉質の部分に最適な周波数(または周波数範囲)を用いて、得られた720信号の他方を適合させてもよい730。
最後に、適合させられた730信号は、たとえば特定の身体部分上に配置された1つまたは複数の振動デバイス150を使用して、特定の身体部分に振動を加える750ために使用される。振動デバイス150は、特定の身体部分に対して適合させられた730信号に従って身体部分上で振動する。
得られた720信号の適合730は、さまざまな信号操作のうち1つまたは複数を含んでもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、信号操作は:得られた720信号の中に、ある種の信号シーケンスを挿入すること、得られた720信号の波形を改変すること、得られた720信号の一定部分を圧縮すること、フィルタリングおよび等化を行うこと、利用者の異なる身体部分に対して得られた720信号間に遅延を導入することなどを含んでもよいが、これらに限定されない。
すなわち、以下にさらに詳細に説明されるように、適合させられた730信号の各々は、特定の身体部分に対して最適化することができる。
任意選択で、得られた720信号は、特定の身体部分に最適な波形(たとえば鋸歯状)を用いて適合させられる730。
たとえば、利用者の片手に向けられた、得られた720信号は、比較的急激な振幅上昇(アタックとも呼ばれる)および比較的緩慢な振幅減衰、またはこの逆により特徴付けられる非対称波形を用いて適合させられてもよい730。
したがって、非対称波形を用いて適合させられた730信号に基づき、振動を利用者の片手に加える750と、利用者の片手の上に動きに似た感覚が生成される。さらに、動きに似た感覚により、動きに似た感覚と反対の方向に(押す感覚に対する)または感覚の方向に(引く感覚に対する)、現実のフィードバック動作で片手に応答させられることができる。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、得られた720信号は、身体部分に最適な周波数または周波数範囲を用いて適合させられる730。
任意選択で、得られた720信号は、あらかじめ定義されたシーケンスを低周波信号に挿入することにより適合させられる730。
一例では、以下にさらに詳細に説明されるように、メディア信号内にあらかじめ定義された信号シーケンス(たとえば爆発に特有な音響)が識別されたときはいつでも、振動効果の専用データベースに蓄積されたさまざまな信号シーケンスの中から選択された特定の信号シーケンス(たとえばブーム効果に特有なシーケンス)が挿入されてもよい。
任意選択で、信号は、特定の環境、たとえば野外の環境、閉ざされたホールの環境、大音量の低周波スピーカを備える車、木製の床を備える環境、コンクリート製の床を備える環境などをシミュレートするために適合させられる730。
たとえば、木製の床の環境に適合させられた730信号に、木製の床の振動シーケンスが挿入されてもよく、一方では、コンクリート製の床に適合させられた730信号に、コンクリート製の床の振動シーケンスが挿入されてもよい。
任意選択で、信号発生器120は、特定の環境でライブサウンド体験中の利用者の身体位置の測定に基づき、特定の振幅、遅延または位相差を用いてあらかじめ構成される。
信号発生器120は、特定の環境で測定された特定の振幅、遅延または位相差を使用して、得られた720信号を特定の環境に対して適合させてもよい730。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、利用者は、環境の中から選択するために、たとえばコントロールパネルを使用して環境の1つを選択することができるようになる。
メディア信号は、標準を再生したときに、すなわちビデオクリップまたは映画のサウンドトラックなどの、何百万もの現在利用可能なメディア項目の1つを再生したときに生成される信号でもよい。
本例示的方法が動作するために、メディア項目の製作者が、特定の振動チャネルを用いてもしくはチャネル間の信号配分を修正して、メディアをリミックスする、または振動チャネルの補充ミキシングを提供する必要はない。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、たとえば振動デバイス750により特定の身体部分に最適な方法で、特定の身体部分上に振動が加えられる750。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイス150は、身体部分に最適な方向で振動してもよい750。
本例では、以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイス150は、振動デバイス150が配置された特定の身体部分に最もよく適合する方向に、たとえば装置1000の携帯者の肉質の身体部分に対して垂直方向に、または骨質の身体部分に対して横方向に振動する。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、振動デバイス150自体は、信号適合機能(たとえば信号処理用の専用電気回路または周波数選択性増幅器)をさらに含む。
以下にさらに詳細に説明されるように、信号適合機能を使用して、振動デバイス150は、受信した信号の波形をさらに改変することにより、または低周波範囲内の受信された信号の一部だけを増幅することにより、振動デバイス150により受信された信号をさらに適合させてもよい。
任意選択で、たとえば下半身部分から上半身部分へ上昇するまたはその逆の感覚を生成するために、利用者の異なる身体部分に対して適合させられた730少なくとも2つの信号間に位相差がさらに導入される。
任意選択で、低周波信号を適合させる730ために、あらかじめ定義されたプロトコルに従って、受信された710メディア信号に埋め込まれた制御データがさらに使用される。たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、信号発生器120は、信号受信機により受信された710メディア信号内にある種のトーンを識別したとき、メディア信号から得られた720信号にある種の信号シーケンスを導入してもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、本方法は、利用者が、たとえばコントロールパネルを使用して、信号の適合720を制御することができるようにすることをさらに含む。
たとえば、利用者は、特定の身体部分(たとえば腰)に対して適合させられた730、得られた720信号の振幅を調節するために、コントロールパネルを使用してもよい。したがって、以下にさらに詳細に説明されるように、特定の身体部分上で感じられる振動が加減されてもよい。同様に、以下にさらに詳細に説明されるように、利用者は、得られた720信号振幅を全体として調節する、または特定の環境を選択することができるようになってもよい。
任意選択で、本方法は、利用者が聞くために、受信されたメディア信号からオーディオ信号を得て、これにより、受信された710メディア信号の少なくとも一部を再生することをさらに含む。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、装置1000のオーディオ信号発生器は、MP4メディア信号内の、人間の耳に感受性が高い周波数でオーディオ信号を識別し、識別されたオーディオ信号を、利用者が装着したスピーカまたはヘッドホンに転送してもよい。
次に、図8を参照すると、図8は、本発明の例示的一実施形態による第2のパーソナルメディア再生方法を概略的に示す流れ図である。
第2の例示的方法では、以下にさらに詳細に説明されるように、たとえば装置2000の信号受信機210により、メディア信号、たとえば映画のサウンドトラック、音楽クリップ、ビデオクリップまたはビデオストリームが受信される810。
当技術分野で公知のように、メディア信号は、音源から、たとえばMP3プレーヤ(たとえばプレーヤのヘッドホンソケットを介して)、コンピュータ、ゲーム機、CD−ROMドライブまたはDVD(Digital Video Disc)ドライブなどのメディアリーダ、スマートホン(たとえばApple(商標)のi−Phoneなど)などから受信されてもよい810。
以下にさらに詳細に説明されるように、メディア信号は、音源への無線接続を介して、音源への有線接続を介して、音源のUSBソケットなどのソケットを介してまたはこれらの任意の組合せを介して受信してもよい810。
次いで、たとえば装置2000の信号発生器220により、受信された810メディア信号から信号が得られる820。
任意選択で、得られた820信号は低周波信号である。低周波信号は、人間の耳には感受性が非常に低いが、人体の他の部分には感受性が非常に高い(たとえば触覚による)周波数の信号である。
最後に、以下にさらに詳細に説明されるように、たとえば利用者の特定の身体部分上に配置された振動デバイス250により、特定の身体部分に最適な方法で、得られた820信号に従って2カ所以上の身体部分の特定の各1カ所に振動が加えられる850。
任意選択で、振動は、特定の身体部分に最適な方向に、特定の身体部分上に加えられる850。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、振動デバイス250は、振動デバイス250が配置された特定の身体部分に最もよく適合する方向に、たとえば、装置2000の携帯者の肉質の身体部分に対して垂直方向に、または携帯者の骨質の身体部分に対して横方向に振動してもよい。
任意選択で、以下にさらに詳細に説明されるように、得られた820信号は、たとえば振動デバイス250に含まれる信号処理用の専用電気回路または周波数選択性増幅器を使用して適合させられる。
任意選択で、本方法は、利用者が聞くために、受信されたメディア信号からオーディオ信号を得て、それによって、メディア信号の少なくとも一部を再生することをさらに含む。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、本方法は、メディア信号から得られたオーディオ信号をスピーカまたはヘッドホンに転送することをさらに含む。
たとえば、以下にさらに詳細に説明されるように、装置2000のオーディオ信号発生器220は、MP4メディア信号内の、人間の耳に感受性が高い周波数でオーディオ信号を識別し、識別されたオーディオ信号を利用者が装着したスピーカまたはヘッドホンに転送してもよい。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、本方法は、利用者の胸または他の特定の身体部分に配置された振動デバイスに信号を送信する前に、利用者が、信号の取得820を制御する、または得られた820信号の振幅を調節することができるようにすることをさらに含む。したがって、以下にさらに詳細に説明されるように、利用者の特定の身体部分上で感じられる振動を加減することができる。
次に、図9を参照すると、図9は、本発明の例示的一実施形態による第3のパーソナルメディア再生方法を概略的に示す流れ図である。
第3の例示的方法では、オーディオ信号が受信される950。
受信された950オーディオ信号に少なくとも一部は基づき、人の身体の異なる部分で位置特有の振動を誘発するために適合させられた、連係した信号が生成される955。
次いで、生成された955連係した信号の各々は、身体部分の個々の1カ所に配置された個々の振動デバイスに提供される960。最後に、振動デバイスは、振動デバイスに提供された960連係した信号に少なくとも一部は基づき、身体部分上に低周波振動を加える965ために使用される。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、加えられた965振動は、人の身体上の個々の部分に最適化された特徴を有する。
振動を誘発するために信号を連係させることは、以下の基準の1つまたは複数に基づき任意選択で行われる:
−信号がどの身体部分に向けられるかに基づく、限定しない例として、身体部分の感受性に基づく、振動デバイスが骨質の身体部分に取り付けられたか、むしろ肉質の身体部分に取り付けられたかに基づくなど、信号の各々に対して異なる振幅;
−以下にさらに詳細に説明されるように、コントロールパネルを使用して、人により設定された振幅に基づく、信号の少なくとも1つに対して異なる振幅;および
−音源からの距離、人の頭からの距離、人の足からの距離、振動デバイス間の距離などに基づく、信号の各々に対して異なる遅延(したがって、さらに位相の変化)。遅延は、任意選択で、空中の音速、および骨または人体の他の部分の音速の間の差などに従って設定さてれもよい。
次に、図10を参照すると、図10は、本発明の例示的一実施形態による第4のパーソナルメディア再生方法を概略的に示す流れ図である。
第4の例示的方法は:
−オーディオ信号に1つまたは複数の低周波信号を埋め込む1005ことにより、高度なメディア信号、たとえば高度なオーディオ信号を生成するステップ;
−高度なオーディオ信号を受け入れる装置に高度なオーディオ信号を送信する1010ステップ;
−埋め込まれた1005低周波信号の1つに少なくとも一部は基づき、利用者の1カ所または複数カ所の身体部分で位置特有の振動を誘発するために適合させられた信号を装置に生成させる1015ステップ;
−生成された信号の各々を特定の身体部分上に配置された個々の1つ(または複数)の振動デバイスに提供する1020ステップ;および
−提供された1020低周波信号に少なくとも一部は基づき、振動デバイスに低周波振動を特定の身体部分に与えさせる1025ステップ
を含む。
任意選択で、低周波信号は専用チャネルに埋め込まれる。
任意選択で、低周波信号はいくつかの専用チャネルに埋め込まれる。そのような場合、任意選択で、チャネルは、それらの所期の身体部分に適合させられてもよい。一例として、足に対して振動を誘発することが、特定の周波数または周波数範囲で符号化されてもよく、腰または胸などの異なる身体部分に対して振動を誘発することが、異なる特定の周波数または周波数範囲で符号化されてもよい。
任意選択で、埋め込まれた信号は、音楽業界が採用することができるプロトコルに準拠する制御データを含む。いくつかの実施形態では、異なる専用チャネルがあり、各専用チャネルは、異なる身体部分に対する制御データを符号化する。
いくつかの実施形態では、身体部分の少なくとも1カ所に対する符号化は、振動をいつ与えるべきかおよび振動をどの振幅で与えるべきかに関する符号化を含む。
いくつかの実施形態では、専用チャネルはビデオストリーム内部に、たとえば垂直帰線消去期間中に、符号化されたビデオイメージなどの内部に、パッケージ化してもよい。
本発明の例示的一実施形態による装置が、特定の身体部分に最適な方法で特定の身体部分に振動を加えるためにそれぞれ設計された振動デバイスを含んでもよい。
以下の図は、本発明の例示的実施形態による振動デバイス(以下、「振動変換器」とも呼ばれる)のためのいくつかの新規で進歩性のある設計を例示するために使用される。
次に、図11Aを参照すると、図11Aは、本発明の例示的一実施形態による振動変換器を備える靴底を概略的に示す簡易構造図である。
図11Aは、組み込まれたまたは改造された1対の振動変換器1102を含む靴底1100を描く。
図11Aの例では、振動変換器1102は、磁石1105およびコイル1110を含む。コイル1110は交流電流を受け入れ、交流電流は、低周波で磁石1105を振動させ、靴の携帯者の足に振動を与えさせる。
当技術分野で公知のように、磁石1105は、永久磁石、電磁石などでもよい。
いくつかの実施形態では、側面、前および後ろ、または両方であろうとなかろうと、足底に対して横方向に、足底に振動が与えられる。
足底に対して横方向に足底に振動を与えることにより、人が足底に与える圧力に対する依存性がより少ない振動感覚を生成することができる。足ユニットが、人の体重に、それぞれの足にどれくらいの体重がかかるかに、人が振動を感知しながら歩き回ることなどに、より依存しなくなり得る。
いくつかの実施形態では、足の振動変換器1102は、足底に対して垂直方向に振動を足底に与える。
足底に対して垂直方向に振動を足底に与えると、床へのエネルギー損失があることがあり、歩いている間に振動感覚が一様でなくなることがある。
いくつかの実施形態では、振動変換器1102は、足底で圧力を測定するための1つまたは複数の圧力感知ユニットを含む。感知された圧力により、感知された圧力に少なくとも一部は基づき、低周波振動の振幅を修正可能にすることができる。任意選択の修正は、足底への圧力とは無関係に、実質的に同等の振動感覚を生成するために行われる。
いくつかの実施形態では、靴底1100は、床に対する靴底の接触域をたとえば特定のストリップまたはスポットまで低減するように修正される。床に対する靴底の接触域はまた、利用者の足を押す。振動変換器1102は、任意選択で、靴底をそれほど大きく押さない最小の接触域で振動を生成するように配置される。
いくつかの実施形態では、靴底1100は、歩いている間の、足底に対する圧力変化を減らすように構築されたショックアブソーバまたは他の処置デバイスまたは構成要素を有し、それによって、振動変換器1102により与えられた振動がよりよく、よりバランスがとれた方法で感じられるようになる。
次に、図11Bおよび図11Cを参照すると、図11Bおよび図11Cは、本発明の例示的実施形態による第1の振動変換器の上面図および側面図を概略的にそれぞれ示す簡易構造図である。
図11Bおよび図11Cは、図11Aの靴底に組み込まれた振動変換器1102の磁石1105およびコイル1110、ならびにこれらの相対位置を描く。
図11A〜図11Cの新規な振動変換器1102は、従来型のスピーカ、ボイスコイルおよびソレノイドとは異なって作動することが留意される。スピーカ、ボイスコイルおよびソレノイドは、コイルを使用して、これらの電気コイルの中心により規定される軸に沿って直線的に質量を動かすが、振動変換器1102は、その軸に沿って磁石1105を「小刻みに振り動かす」。以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、振動変換器1102は小型設計であり、可動部分(たとえば磁石1105)がコイル1110を実質的に越えて伸びていない。
いくつかの実施形態では、磁石1105およびコイル1110は、弾性部材により互いに接続される。以下にさらに詳細に説明されるように、弾性部材のいくつかの限定しない例には、弾性膜、任意選択で非導電性膜、いくつかの弾性アームなどが含まれる。
いくつかの実施形態では、磁石1105およびコイル1110は、支持フレーム(図示せず)に接続される。任意選択で、磁石1105、コイル1110または両方は、弾性部材(図示せず)により支持フレームに接続される。
次に、図12A、図12Bおよび図12Cを参照すると、図12A、図12Bおよび図12Cは、本発明の例示的実施形態による第2の、第3のおよび第4の振動変換器を概略的にそれぞれ示す簡易構造図である。
図12Aは、振動変換器の平坦な設計の一例を描く。
図12Aの例示的振動変換器は、コイル1215の内部に磁石1220を含む。任意選択で、磁石1220もコイル1215も平坦な設計を有し、限定しない例として、高さが1cm以下、高さが5mm、またはさらには高さが3mm以下である。
図12Bは、2つの磁石1220および1つのコイル1215を使用する振動変換器の一例を描く。
図12Cは、2つのコイル1215および単一の磁石1220を使用する振動変換器のさらに他の例を描く。
図12Bおよび図12Cの振動変換器は、任意選択で、より大きな縦幅が利用できる場合に、特により大きなエネルギーが必要とされるときに使用される。
次に、図13を参照すると、図13は、本発明の例示的一実施形態による第5の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
図13の例示的振動変換器1310は、弾性要素、たとえば一方の末端で支持フレーム1313に、他方の末端でコイル1312に接続されたばね1311、任意選択で同一支持フレーム1313に接続された1つまたは複数の磁石1314を含む。ばね1311は、任意選択で、実質的に堅いワイヤ、板ばねまたは同様に弾性があり屈曲に対してある程度抵抗性のある構造物である。任意選択で、ばね1311は、フレーム1313自体の一部またはフレーム1313全体を形成する。
いくつかの実施形態では、コイル1312および磁石1314は、上述のばね1311を有してまたは有しないで、可撓性のある基板(図示せず)に、たとえばゴムに、可撓性のあるシリコーンパッドに、ゲルにまたは類似の構造物に埋め込まれる。
任意選択で、ばね1311、磁石1314およびコイル1312は一緒になって、特徴的な共振周波数を有する「ばね上質量」の役割を果たす。
以下にさらに詳細に説明されるように、いくつかの実施形態では、振動を励起する信号に強く効果的に応答できるように、振動変換器1310により受信された信号により誘発された振動周波数の範囲の機械的共振周波数を有するばね1311が設計される。
したがって、変換器1310を装着する利用者が体験する感覚を強化することができ、変換器1310は、よりエネルギー効率の高い方法で動作することができる。
すなわち、振動を励起する信号に効果的に結合できるようするために、誘発された振動周波数の範囲内に入るように設定された機械的共振周波数を有する変換器1310が設計される。したがって、以下にさらに詳細に説明されるように、より少ない励起エネルギーでより強い振動が生成される。
そのような実施形態では、入力音響信号は、振動変換器1310を駆動するために複雑な操作を必要とせず、振動は変換器のばね1311の機械的共振によりさらに増幅されるので、任意選択でいくらかの増幅だけを必要とする。そのような変換器1310で生成された振動はまた、原音響に対して良好な忠実度を提供することができる。
さらに、そのような実施形態では、振動変換器の周波数応答も、任意選択であるがかならずしも増幅されない通常の音響信号により誘発された振動を可能にすることがある。振動を励起する信号(すなわち通常の音響信号)の調和およびばね1311の機械的共振周波数により、十分で効果的な振動性の応答を生成することができる。
動作については、任意選択で、コイル1312は、任意選択で増幅された変化する電流を受け取り、1つまたは複数の磁石1314により生成された磁場に対して移動する。
当技術分野で公知のように、磁石1314は、通常の永久磁石、ネオジム磁石、電磁石などでもよい。
次に、図14を参照すると、図14は、本発明の例示的一実施形態による第6の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
図14の振動変換器1420は、ばね1422などの弾性要素により支持フレーム1423に接続されたコイル1421を、支持フレーム1423に同じく接続された磁石1424の上方に含む。
本例のコイル1421に交流電流を加えると、本例のコイル1421は、少し小さめの上部空間によって図13の振動変換器1310のコイル1312の動きに類似する方法で動き、本変換器1420は、靴の中および/または靴の下で使用するのにより適したものになる。
次に、図15を参照すると、図15は、本発明の例示的一実施形態による第7の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
図15の振動変換器1530は、支持フレーム1532に接続されたコイル1531を含む。
例示的変換器1530はまた、コイル1431の上方に配置された磁石1533を含む。磁石1533は、弾性要素、たとえばばね1534に取り付けられる。
交流電流をコイル1531に加えると、変化する磁場がコイル1531内に生成される。変化する電場が、コイル1531の上で磁石1533を前後に動かす。したがって、少し小さめの上部空間によって図13の振動変換器1310の振動に類似する振動が生成され、機構および電子部品を任意選択で靴底に埋め込むことができるので、振動変換器1531は、靴の中および/または靴の下で使用するのにより適したものになる。
図13、図14および図15に示される例示的振動変換器は、従来のスピーカ、ボイスコイルおよびソレノイドと異なって作動する新規な変換器である。スピーカ、ボイスコイルおよびソレノイドは、コイルを使用して、これらの電気コイルの中心により規定される軸に沿って直線的に質量を動かすが、図13、図14および図15の新規な振動変換器は、むしろ磁石またはコイルを「小刻みに揺り動かす」。
振動変換器1310、1420および1530は、これらのコイルが任意選択でこれらの磁石と同一平面上にあってもよい平坦な設計を有してもよい。
振動変換器1310、1420および1530は、任意選択で、これらの磁石およびこれらのコイルがフレームに沿って縦方向に配置されない短い設計を有してもよい。
次に、図16を参照すると、図16は、本発明の例示的一実施形態による第8の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
例示的振動変換器1640は、ゼロ交差構成(zero−cross configuration)で配置された1つのコイル1641および2つの磁石1642を含む。ゼロ交差構成では、2つの磁石1642は、第1の磁石のN極が第2の磁石のS極と向き合うアレイの形で配置される。以下にさらに詳細に説明されるように、コイル1641の軸は、2つの磁石1642間のほぼ中間部に、すなわち磁石1642の磁場強度が最大になる地点に対向して向けられる。したがって、コイル1641および磁石1642の間の磁気力が最大になり、振動変換器1640の効率を高めることができる。
本発明の例示的一実施形態による代替のゼロ交差構成では、単一の磁石が1つまたは複数のコイルと一緒に使用される。代替のゼロ交差構成では、1つまたは複数のコイルの軸は、磁極間のほぼ中間部に、すなわち磁石の磁場強度が最大になる中点に対向して向けられる。したがって、1つまたは複数のコイルおよび磁石の間の磁気誘導が最適化され、振動変換器の効率を高めることができる。
上述のように、コイル1641、磁石1642または両方は、弾性部材(図示せず)により互いに(または両方とも)支持フレーム(図示せず)に接続されてもよい。
コイル1641に加えられた信号により誘発された動きが、コイル1641または磁石1642を加速させることがある。
以下にさらに詳細に説明されるように、加速により、たとえば、振動変換器1640が配置された身体部分に最適な方向に振動を与えるために、1つの方向または他の方向に任意選択で制約することができる動きが引き起こされる。
たとえば、磁石1642は、図16の矢印1644により示されるように、コイル1641の上を水平方向だけに、または特定の接線方向の移動だけで動くように、任意選択でフレームによりまたはコイル1641および磁石1642の間の接続により、任意選択で制約することができる。
次に、図17を参照すると、図17は、本発明の例示的一実施形態による第9の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
例示的振動変換器1750が、ゼロ交差構成で配置された1つのコイル1751および2対の磁石1752、1753を含む。ゼロ交差構成では、磁石の各対1752、1753は、第1の磁石のN極が第2の磁石のS極と向き合うように配置される。さらに、2対の磁石1752、1753は、これらのN極およびS極に同一方向を向かせるように配置される。
図16と同様に、磁石の両方の対1752、1753は(たとえばフレームを使用して)制約され、水平方向にまたは特定の接線方向の移動で動く。しかしながら、一方の対1752が一方の方向(たとえば左から右)に動いたとき、第2の対1753は反対方向(たとえは右から左)に動く。
次に、図18を参照すると、図18は、本発明の例示的一実施形態による第10の振動変換器を概略的に示す簡易構成図である。
例示的振動変換器1860は、1つのコイル1861および2対の磁石1862、1863を含み、第1の磁石のN極が第2の磁石のS極と向き合うように各対の磁石1862、1863が配置されるゼロ交差構成で配置される。2対の磁石1862、1863は、これらのN極およびS極に反対方向を向かせるように配置される。
図16と同様に、たとえばフレームを使用して制約される、磁石の両方の対1862、1863は、水平方向にまたは特定の接線方向の移動で動く。しかしながら、一方の対1862が一方の方向(たとえば左から右)に動いたとき、第2の対1863は同一方向(同様に左から右)に動く。
次に、図19を参照すると、図19は、本発明の例示的一実施形態による第11の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
例示的振動変換器1970が、ゼロ交差構成で配置された2つのコイル1975および3つの磁石1976を含む。図19は、磁石1976の数が同じである必要がないことを実証するのに役立つ。また、コイル1975の数もまた同じである必要がないことが留意される。
任意選択で、磁石1976は、各磁石およびコイルの回転方向が、その他の磁石またはコイルの回転方向と異なってもよいように、変換器1970の内側に分散させられる。したがって、以下にさらに詳細に説明されるように、変換器1970はさまざまな方向に回転することができる。
次に、図20を参照すると、図20は、本発明の例示的一実施形態による第12の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
例示的振動変換器2080が、部分的に弾性のあるフレーム2083の対辺に固定された2つのコイル2081、2082を含む。フレーム2083は、コイル2081、2082の動きを水平方向の動きまたは特定の接線方向の動きに制限する。
コイル2081、2082に交流電流を供給すると、2つのコイルは反対方向に、前後に動く。たとえば、一方のコイル2081が左から右に動く場合、第2のコイル2082は右から左に動く。
次に、図21を参照すると、図21は、本発明の例示的一実施形態による第13の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
図21に示される例示的振動変換器は、フレーム2115に取り付けられたコイル2105および1つまたは複数の磁石2110を含む。
フレーム2115、またはフレーム2115の少なくとも一部は弾性がある。すなわち、フレーム2115自体は弾性要素である。
図21の例示的変換器では、磁石2110もコイル2105もフレーム2115(すなわち弾性要素)の内面に取り付けられる。
以下にさらに詳細に説明されるように、磁石2110は、ゼロ交差構成で、たとえば、第1の磁石のN極が第2の磁石のS極と向き合う2つの磁石2110のアレイの形で配置される。
任意選択で、磁石2110の各々は、フレーム2115の外面に配置された対向する磁石2111に対してさらに対にされる。
したがって、対にされた磁石2110、2111は互いに固着し、その間のフレーム2115に取り付けられたままとなる。したがって、図21の例示的変換器は、ねじを使用して磁石2110をフレーム2115に接着させるまたは締結することなく製造することができ、したがって、変換器の製造工程がより速く、より安価になる。
低周波で交番する電流(すなわち信号)をコイル2105に供給すると、コイル2105は、コイル2105のコアに対して垂直で、かつコイル2105の軸に平行な反対の分極方向間で交番する磁場を生成する。コイル2105の軸は、磁石2110の間のほぼ中間部を向く。
すなわち、コイル2105の交番する磁場は、磁石2110のアレイにほぼ垂直方向に、かつ磁石2110の間の中間部にほぼ対向して向く。以下にゼロ交差構成について説明するように、中間点は、磁石2110の磁場強度が最大になる地点である。したがって、コイル2105および磁石2110の間の力が最適化される。
任意選択で、フレーム2115は、磁石2110の特定のサイズ、コイル2105の特定の直径、磁石2110の磁場の特定の強度、コイル2105により生成された磁場の平均強度、コイル2105により生成された磁場の最大強度などまたはこれらの任意の組合せに対して最適化された距離でコイル2105および磁石2110を整列させるように設計される。
たとえば、コイル2105および磁石2110は、中間点、および磁石2110の磁場が最大になるコイル2105のコアの間の地点で、コイル2105の交番する磁場が最大になるように整列してもよい。
任意選択で、中間点、および磁石2110の磁場が最大になるコイル2105のコアの間の地点で、コイル2105の交番する磁場が最大になるように、最適な直径を有するコイル2105が設計される。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、メディア信号から得られ、振動変換器により受信された低周波信号に特徴的な低周波範囲の電流で最大になる磁場誘導を有するコイル2105が設計される。
フレーム2115は、コイル2105の上での磁石2110の水平移動を制止するように設計される。したがって、磁石2110の動きは、利用者の特定の身体部分に最適な方向に振動を加えるために、特定の直線的な動きまたは接線方向の動きに制約することができる。
以下にさらに詳細に説明されるように、任意選択で、図21の変換器に送信された信号に対して強く効果的に応答(振動)できるように、変換器500に送信された信号により誘発された振動周波数の範囲内の機械的共振周波数を有するフレーム2115が設計される。
すなわち、フレーム2115は、図21の変換器に送信された信号により誘発された振動周波数の範囲内の機械的共振周波数を有する弦として機能する。
振動を励起する信号(すなわち単純な音響信号)およびフレーム2115自体の機械的共振周波数の調和により(当技術分野で公知のように、波の重ね合わせによる)、増幅された振動応答が生成される。
したがって、振動はフレーム2115の機械的共振により増幅されるので、入力音響信号が、図21の振動変換器を駆動するために複雑な操作を必要としない。さらに、変換器により生成された振動はまた、原音響に対して良好な忠実度を提供する。
すなわち、振動を励起する信号への効果的な機械的結合を可能にするために、誘起された振動の周波数の範囲内に入るように設定された機械的共振周波数を有する変換器のフレーム2115が設計される。したがって、より少ない励起エネルギーでより強い振動が生成される。
交番する磁流がコイル2105に加えられたとき、交番する磁流が、コイル2105に対して磁石2110を反発するまたは引きつけるように作動する磁場をコイル2105のコア内に生成する。
しかしながら、フレーム2115は、コイル2105から一定の垂直距離で磁石2110を保持するように設計される。フレーム2115の垂直抵抗係数は、磁石をコイル2105から離して一定の垂直距離で保持するのに十分大きい。すなわち、フレーム2115は、コイル2105内に誘発された磁場の下でコイル2105に向かう(またはから離れる)磁石2110のいかなる大きな動きも防止することができる。
したがって、フレーム2115は、磁石2110の動きをほぼ水平線に制限する。
フレーム2115の設計により、コイル2105上の磁石2110の水平移動が可能になる。したがって、コイル2105内に誘発された磁場は、コイル2105の上で磁石2110を水平に動かす。
しかしながら、コイル2105の上の中心位置に磁石2110を戻すように作動する弾性を有するフレーム2115が設計され、中心位置では、磁石2110間の中間部がコイル2105のコアとほぼ対向する。
磁石2110を一方の水平方向に動かす、コイル2105内に誘発される磁場が変化したとき、フレーム2115は、磁石2110を中心位置まで押し戻す傾向がある反対方向の機械的力を生成する。
当技術分野で公知のように、フレーム2115を特徴付けるばねに似た速度係数に基づき、フックの法則(Hook’s law)により規定されるように、磁気力が、フレーム2115により生成された反対方向の機械的力に釣り合う、中心位置から離れた一定の距離まで磁石2110の水平移動が制限される。
同様に、コイル2105の磁場分極が変化したとき、フックの法則(Hook’s law)により規定されるように、磁気力が、フレーム2115により生成された反対方向の機械的力に釣り合う、中心位置から離れた一定の距離に磁石2110が到達するまで、磁石2110は反対方向の水平線内で動かされる。
したがって、磁石2110の振動は、水平であることだけでなく(変換器のサイズが比較的小さいにもかかわらず)低周波により特徴付けられる。
次に、図22を参照すると、図22は、本発明の例示的一実施形態による第14の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
図22を使用して示される例示的変換器が、図21のコイル2105、磁石2110およびフレーム2115を含む。
図22に示される変換器では、図21の振動変換器と同様に、磁石2110もコイル2105も、フレーム2115(すなわち弾性要素)の内面に取り付けられる。
しかしながら、図22の例示的変換器では、磁石2110は、図21の対向する磁石2111によるのではなく、接着剤を使用してまたは留め具(たとえばねじ)を使用してフレーム2115に取り付けられる。
次に、図23を参照すると、本発明の例示的一実施形態による第15の振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
図23の例示的変換器は、図21のコイル2105、磁石2110およびフレーム2115を含む。しかしながら、図23の例示的変換器では、磁石2110は、図21の対向する磁石2111によるのではなく、接着剤を使用してまたは留め具(たとえばねじ)を使用してフレーム2115に取り付けられる。
図23の例示的変換器は、フレーム2115に取り付けられた磁石2110に磁気によって取り付けられた第2の1対の磁石2312をさらに含む。
以下にさらに詳細に説明されるように、2対2110および2312は一緒になって、少なくとも一部は弾性フレーム2115に取り付けられたより強力な磁石のアレイを形成し、この磁石のアレイは、コイル2105に交流電流を供給すると、コイル2105の上で前後に水平方向に動く。
本発明のいくつかの例示的実施形態によれば、2つ以上の磁石および/またはコイルが、振動変換器が配置された身体位置に最適な1つまたは複数の方向に振動を発生するように設計されたアレイの形で単一の振動変換器の内部に配置される。
以下にさらに詳細に説明され、図24および図25を使用して示されるように、本発明のいくつかの例示的実施形態では、2つ以上の磁石および/または2つ以上のコイルが、2つまたは3つの空間次元で、2つ以上の方向に振動を発生することができる方法で、単一の振動変換器内で一緒に使用される。
次に、図24を参照すると、図24は、本発明の例示的一実施形態による第1の多方向振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
例示的多方向振動変換器2491が4つのコイル2492を含む。
多方向振動変換器2491は、正方形に似たフレーム2494に固定された4対の磁石2493をさらに含む。
以下にさらに詳細に説明されるように、磁石対2493の各々は、フレーム2494の個々の側面に固定され、第1の磁石のN極が第2の磁石のS極と向き合うゼロ交差構成で配置される。
フレーム2494は、フレーム2494の中心に配置された弾性要素2495に、たとえばスポンジまたは1組のばねに接続される。
あるいは、フレーム2494の角またはフレーム2494の側面が、フレーム2494の垂直移動および水平移動を可能にする1組の弾性要素(図示せず)、たとえばフレーム2494の周囲に配置されたばねに接続されてもよい。
コイル2492の各々は、フレーム2494の側面の対向する1つに配置される。
以下にさらに詳細に説明されるように、より詳細には、コイル2492は、側面に固定された1対2493を形成する2つの磁石間のほぼ中間部の地点に対向して配置され、したがって、磁場がコイル2492内に形成されたとき、磁石対2493に加えられる磁気力を最大にする。
したがって、交番する磁場をコイル2492のいずれかに供給すると、コイル2492に対向する側面に固定された1対の磁石2493が、コイル2492に対向する側面に対して並行に(またはほぼ並行に)動く。
より詳細には、フレーム2494の左側またはフレーム2494の右側に対向して配置されたコイル2492に電流が供給されたとき、その側面上の磁石2493が垂直に(すなわち上下に)動く。
同様に、フレーム2494の上側またはフレーム2494の下側に対向して配置されたコイル2492に電流が供給されたとき、その側面上の磁石2493が水平に(すなわち左右に)動く。
すなわち、図24の振動変換器2491は、振動を水平方向に、垂直方向にまたは両方向に誘発するために使用することができる。
弾性要素上に装着された(またはフレーム2494の側面で1組の弾性要素に接続された)立方体のフレームとフレーム2494を交換し、1対の磁石を立方体のフレームの各側面に配置し、コイルを対の磁石に対向して配置することにより、3つの空間方向に振動を誘発することができるようになる。たとえば、振動は、左右の方向でも、上下の方向でも、前方および後方でも、これらの任意の組合せでもよい。
次に、図25を参照すると、図25は、本発明の例示的一実施形態による第2の多方向振動変換器を概略的に示す簡易構造図である。
例示的多方向振動変換器2596が4つのコイル2597を含む。
多方向振動変換器2596は、磁石2598の磁場により一緒に保持される4つの磁石2598をさらに含む。磁石2598は、円の中心に配置された弾性要素2599(たとえばスポンジまたは1組のばね)の周囲に円を形成する。
あるいは、磁石2598は円を形成するが、むしろ、磁石2598の外側で(すなわち円の周囲で)、磁石2598の垂直移動および水平移動を可能にする1組の弾性要素(図示せず)、たとえばばねに接続される。
以下にさらに詳細に説明されるように、図25に示すように、コイル2597の各々が、ゼロ交差構成で配置された磁石2598のうち2つの隣接する磁石間の中間部の地点に対向して配置される。
交番する磁場をコイル2597のいずれかに提供すると、コイル2597に対向する磁石2598の対が、コイル2597のコアに並行に(またはほぼ並行に)動く。
より詳細には、円の左側または円の右側に対向して配置されたコイル2597に電流が提供されると、側面の磁石2598は垂直に(すなわち上下に)動く。
同様に、フレームの円の上側または円の下側に対向して配置されたコイル2597に電流が与えられると、側面の磁石2598は水平に(すなわち左右に)動く。
すなわち、図25の振動変換器2596は、水平方向に、垂直方向にまたは両方向に振動を誘発するために使用することができる。
弾性材料の周囲に球体を一緒になって形成する(または球体の表面で1組の弾性要素に接続された)磁石と磁石2598を交換することにより、3つの空間方向に振動を誘発することができるようになる。たとえば、振動は、左右の方向でも、上下の方向でも、前方および後方でも、これらの任意の組合せでもよい。
本発明のいくつかの実施形態では、多くの小型振動変換器を使用することが望ましいことがあることが留意される。そのように使用する一例が靴底の中でもよく、この場合、靴の大部分にわたり振動を広げるために、靴の内側に合うような小型であるが、十分多くの数で、いくつかの小型振動変換器を使用することができる。
本発明のいくつかの実施形態では、比較的強力な振動変換器を使用することが望ましいことがあることが留意される。比較的強力な振動変換器は、強力な磁石、および/または比較的大きな磁石、および/または比較的大きな1つまたは複数のコイルを使用することにより達成される。そのように使用する一例が胸に取り付けられてもよく、この場合、振動が任意選択で胸の骨に影響を及ぼすことが意図される。
本発明のいくつかの例示的用途
本発明は、そのいくつかの実施形態では、大音響の低音スピーカおよびサブ・ウーファ・スピーカの代わりに、またはそのようなスピーカに加えて、映画館(movie theater、cinema)であれ、ライブショーであれ、パブリックショーの会場での音響体験を強化することができる。そのような用途は、そのような音響がパブリックショーの近傍で作り出す騒乱を低減することができる。
音響技師、すなわち舞台の演奏家が、ヘッドホンを装着していない人には聞こえない信号を受信するために「ヘッドホンクリック(headphone click)」と称されるものを使用する。本発明は、そのいくつかの実施形態では、「ヘッドホンクリック」を補足するまたは置き換える身体振動を提供することができる。
本発明は、そのいくつかの実施形態では、映画、動画、ゲーム、シミュレータ、オーディオビジュアルおよび非ビジュアルのシミュレーション環境およびシステム、ならびに仮想現実システムと共に、人により使用されるパーソナルデバイスでの音響体験を完全なものにすることができる。限定しない一例として、本発明の実施形態は、ゲームが射撃を含むとき、ほぼ現実の反動感覚を生成するために使用することができる。
本発明のいくつかの実施形態では、直線的な移動感覚が利用者に与えられる。この感覚の源泉を理解するためには、信号が前後の動きを含むことが留意される。動きの感覚を生成する一実施形態では、前後の動きの一方の方向で粗暴な動きが生成され、ほぼゆるやかな戻る動きが反対方向に生成される。利用者が、ゆるやかな戻りよりも、粗暴な動きを感じ、この感覚は、利用者がまるで一方向に動くようなものである。以下にさらに詳細に説明されるように、そのような感覚を生成するのに適した信号の限定しない一例が、急激な上昇およびゆるやかな降下、またはゆるやかな上昇および急激な降下を有する非対称鋸歯状に似た信号である。
本発明のいくつかの実施形態に従って構築された振動変換器は、任意選択で、指示および/または触覚フィードバックの目的のために、たとえば耳の不自由な利用者が警告音および/または車両後退警告を感じることができるようにするため、およびたとえば振動感覚の振幅または周波数に基づき設備を制御するための触覚フィードバックのために使用することができる。
本発明は、そのいくつかの実施形態では、任意選択で、聴覚環境をシミュレートすることができる。シミュレーションは、現実的な環境に関するものでも、実生活に特有ではない人工的な環境に関するものでもよい。シミュレーションは、音楽環境を変えて、野外でコンサートホール効果を可能にする、およびその逆でもよい。
本発明は、そのいくつかの実施形態では、任意選択で、人間の反応に関する研究目的で、医療目的などで、ある種の振動により特徴付けられる聴覚または環境をシミュレートすることができる。限定しない一例として、具体的には、ブラウン、イエローおよび/またはグリーンの周波数が増幅され、減衰されないことがある。
本発明は、そのいくつかの実施形態では、任意選択で、聴覚環境、たとえば揺りかご、車、飛行機などをシミュレートすることができる。
本発明は、そのいくつかの実施形態では、任意選択で、環境音響を拾い上げて、環境音響により生成された振動感覚を相殺することにより、聴覚環境を静めることができる。
本発明は、そのいくつかの実施形態では、任意選択で、真空もしくはほぼ真空の環境、または水中、または音が生成しにくいもしくはうまく伝わらない環境で、振動感覚を生成することができる。音源は、任意選択で、有線または無線で提供され、生成された振動は、音および/または振動が伝導するために空気に依存することなく、利用者の身体、および/または衣服、および/または取り付けられたアクセサリに直接誘導される。
本発明のいくつかの実施形態に従って構築された振動変換器は、任意選択で、心理音響学的療法、音波および/または低周波振動を使用する、組織および骨の治療、理学療法、めまいおよび/または平衡の治療、ならびに消化不良の治療などの医療目的のために使用することができる。
低周波用の任意選択の符号化方式
本発明の例示的一実施形態によれば、異なる身体の場所で身体に加えられた振動を符号化する低周波信号が、音楽業界のベンダにより作成されることがある業界標準に従ってフォーマットされる。
以下にさらに詳細に説明されるように、本発明のいくつかの実施形態では、標準的なLFE(Low Frequency Effect)チャネルがシステムの音源用入力として使用される。
本発明のいくつかの実施形態では、上記に説明されるように、新しい低周波信号が特定の範囲の周波数に埋め込まれる。任意選択で、新しい低周波信号はほぼ0Hz〜30Hzにわたる。
新しい信号は、本符号化では異なる位置に配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、LFEがサブウーファに供給されないという理解の下で、新しい信号は任意選択でLFE信号を置換する。任意選択で、音響システムは、LFEチャネルが新しい信号を運んでいることを識別するために改造されてもよい。
本発明のいくつかの実施形態では、低周波信号はオーディオスペクトルのより高周波部分のスライスに埋め込まれる。任意選択で、低周波信号は、オーディオスペクトルの高周波部分に、たとえばほぼ19kHz以上に、典型的には人間の聴覚の能力よりも高い周波数部分に埋め込まれてもよい。低周波は、高周波の中に埋め込まれたとき、比較的低いデータ速度を提供するので、1つまたは複数の低周波チャネルが、任意選択で、より高い周波数の中に埋め込まれてもよい。任意選択で、低周波信号は減衰させられる。任意選択で、低周波信号は、高周波スライス内に存在する高周波信号と位相がずれて埋め込まれる。
本発明の有効期間中に、多くの関連するデバイスおよびシステムが開発され、本明細書の用語の範囲、特に用語「デジタル信号処理(DSP)」、「チップ」、「電気回路」、「増幅器」、「フィルタ」、「磁石」、「LFE(Low Frequency Effect)」、「チャネル」、「送信機」および「受信機」の範囲は、すべてのそのような新しい技術を先験的に含むことが意図されることが想定される。
明確にするために別個の実施形態に関連して説明された本発明の特定の特徴はまた、単一の実施形態の中に組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡潔にするために単一の実施形態に関連して説明された本発明のさまざまな特徴はまた、別個にまたは任意の適切な部分的組合せの形で提供されてもよい。
本発明は、その特定の実施形態に関連して説明されたが、多くの代替形態、修正形態および変形形態が当業者に明らかであることは明白である。したがって、添付の特許請求の範囲の精神および広い範囲に入るすべてのそのような代替形態、修正形態および変形形態を包含することが意図される。本明細書で言及されるすべての刊行物、特許および特許出願は、個々の刊行物、特許または特許出願がそれぞれ、参照により本明細書に組み入れられると具体的に個々に示された場合と同一程度に、その全体が参照により本明細書の中に組み入れられる。さらに、本出願における任意の参照の引用または識別は、そのような参照が本発明に従来技術として利用可能であることを認めることであると解釈されるものではない。