(57)【要約】【課題】ソース信号を処理し、ソース信号に基づいて様々なハプティック装置のための１以上のハプティック効果を生成するシステムが提供される。【解決手段】システムは、各ハプティック装置の異なるアーキテクチャと一致させるためにソース信号を変換するように動作し、異なるハプティック装置の低いレベルの詳細にかかわらず、ハプティックデータを作成することを可能にする。【選択図】図１
2020107320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハプティック出力装置を用いてハプティック効果を生成する方法であって、
外部ソースから信号を受信するステップであって、前記信号は、前記ハプティック出力装置のために構成されない、ステップと、
前記信号を処理し、信号バッファを作成するステップと、
前記信号バッファに基づいて前記ハプティック出力装置と互換性があるハプティック信号を生成するステップと、
前記ハプティック信号を前記ハプティック出力装置に印加し、それにより前記ハプティック効果を提供するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記信号を解析セグメントに処理するステップと、前記解析セグメントの少なくとも１つに対して前記信号バッファを生成するステップと、を更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号の主要周波数を決定するステップを更に備える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記信号の包絡線を決定するステップを更に備える請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記信号の主要周波数を決定するステップと、
前記信号の包絡線を決定するステップと、を更に備え、
前記信号バッファは、前記信号の解析セグメントの少なくとも１つの包絡線に応じたマグニチュードを有する前記主要周波数において生成される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
キャリア周波数を選択するステップと、
前記信号の包絡線を決定するステップと、を更に備え、
前記信号バッファは、前記信号の包絡線に応じたマグニチュードを有するように生成され、前記キャリア周波数で送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記キャリア周波数を選択するステップは、
前記ハプティック出力装置の周波数限界を識別するステップと、
前記信号の周波数が前記周波数限界よりも大きいかを判定するステップと、
前記判定に基づいてキャリア周波数を選択するステップと、を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記キャリア周波数は、１６０Ｈｚから３２０Ｈｚで選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記信号をダウンサンプルするステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記信号は、オーディオ信号、ビデオ信号、加速度信号又は１以上のセンサにより取り込まれる他の信号のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ハプティック効果を生成する装置であって、
アクチュエータと、
前記アクチュエータを動作するように構成されるアクチュエータ駆動回路と、
前記アクチュエータ駆動回路に接続された処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
外部ソースから信号を受信し、前記信号が前記アクチュエータのために構成されず、
前記信号を処理し、信号バッファを作成し、
前記信号バッファに基づいて前記アクチュエータと互換性があるハプティック信号を生成し、
前記ハプティック信号を前記アクチュエータ駆動回路へ送信し、前記ハプティック信号は、前記アクチュエータ駆動回路が前記アクチュエータを制御することを可能にし、それによりハプティック効果を提供するように構成される、
装置。
【請求項１２】
前記処理装置は、前記信号をダウンサンプルするように更に構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記処理装置は、
前記信号を解析セグメントに処理し、
前記解析セグメントの少なくとも１つに対して前記信号バッファを生成し、
前記信号の主要周波数を決定し、前記信号の包絡線を決定するように更に構成され、
前記信号バッファは、前記信号の前記解析セグメントの少なくとも１つの包絡線に応じたマグニチュードを有する前記主要周波数において生成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記処理装置は、
キャリア周波数を選択し、
前記信号の包絡線を決定するように更に構成され、
前記信号バッファは、前記信号の包絡線に応じたマグニチュードを有するように生成され、前記キャリア周波数で送信される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記キャリア周波数を選択することは、
前記アクチュエータの周波数限界を識別することと、
前記信号の周波数が前記周波数限界よりも大きいかを判定することと、
前記判定に基づいてキャリア周波数を選択することと、を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
仮想現実システムであって、
固定信号周波数を有するハプティック出力装置と、
前記ハプティック出力装置と結合されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
信号周波数を有する外部ソースから信号を受信し、
前記信号を解析セグメントに処理し、前記解析セグメントが前記信号の区切りに対応し、出力信号を作成し、
前記ハプティック出力装置の固定周波数に実質的に合致させるために、前記信号周波数を圧縮し、
前記解析セグメントの包絡線のマグニチュードを決定し、
前記解析セグメントのマグニチュードを調整して、前記包絡線のマグニチュードを合致させ、調整された解析セグメントを作成し、
前記調整された解析セグメントをバッファし、
前記調整された解析セグメントに基づいてハプティック信号を生成し、前記ハプティック信号を前記ハプティック出力装置へ送るように構成される、
システム。
【請求項１７】
前記解析セグメントは、前記ハプティック出力装置の速度に対応する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記信号周波数は、主要周波数である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記信号周波数は、主要周波数であり、前記バッファは、前記信号の解析セグメントの包絡線信号に応じたマグニチュードを有する前記主要周波数で生成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記バッファは、包絡線信号で設定されたマグニチュードを含み、キャリア周波数を維持する、請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ハプティクス（ｈａｐｔｉｃｓ）は、振動、動き並びに他の力及び刺激等のようなハプティック効果によってユーザの検知を利用する触覚及び力フィードバックの技術である。モバイルデバイス、ゲーミングデバイス、タッチスクリーンデバイス及びパーソナルコンピュータ等のような装置は、ハプティック効果を生成するように構成されうる。ハプティックフィードバックは、運動触覚フィードバック（能動及び抵抗フォースフィードバック）及び／又は触覚フィードバック（例えば、振動、振動触覚フィードバック、質感、熱等）をユーザに提供しうる。ハプティック効果は、ユーザを特定のイベントに対して警告する又は現実的なフィードバックを提供するために有益であり、シミュレート又は仮想環境内でより大きな感覚没入を形成する。
【背景技術】
【０００２】
ハプティック効果開発者は、異なる装置のハプティック効果を生み出すことができる。このような装置は、異なるアーキテクチャを有し、単一のハプティック信号は、典型的には、全ての装置で互換性はなく、異なるハプティックは、各装置に特有となるように設計される必要がある。したがって、ハプティック効果設計者が、異なる装置の特定のアーキテクチャにかかわらず、広範囲のハプティック効果を作成することができることが望まれている。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の実施形態は、概して、ハプティック信号変換についての技術に向けられる。
【０００４】
例示的な実施形態では、ハプティック出力装置を用いてハプティック効果を生成する方法、装置及び命令が提供される。信号は、外部ソースから受信され、信号は、一般的である又はハプティック出力装置のために構成されない。信号は、信号バッファを作成するために処理される。ハプティック出力装置と互換性があるハプティック信号は、信号バッファに基づいて生成される。ハプティック信号は、ハプティック出力装置に印加され、それにより、ハプティック効果を提供する。一部の構成では、非限定的な実施例により、ハプティック信号変換は、異なるハプティックアーキテクチャを有する装置のための１以上のハプティック効果を生成するために信号をトランスコードすることを含む。
【０００５】
本発明の追加の特徴及び利点は、以下の説明に記載され、一部は説明から明らかになり、あるいは本発明の実践によって分かることもある。本発明の目的及び他の利点は、本明細書の記載及び特許請求の範囲並びに添付の図面において特に指摘される構造によって実現及び達成されるであろう。
【０００６】
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的であり、クレームされたような本発明の更なる説明を提供することが意図されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック信号変換システムを示す。
【図２】図２は、本開示の例示的な実施形態に係るプロセッサシステム及びインターフェース装置を有するシステムのブロック図である。
【図３】図３は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック可能装置のブロック図を示す。
【図４】図４は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック信号変換システムのアーキテクチャ図を示す。
【図５】図５は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック効果を生成する方法のフローチャートである。
【図６】図６は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック効果を生成する別の方法のフローチャートである。
【図７】図７は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック信号変換システムを動作する方法のフローチャートである。
【図８】図８は、本開示の例示的な実施形態に係る、ソース信号をハプティック装置の特定のアーキテクチャに変換する方法のフローチャートである。
【図９】図９は、本開示の例示的な実施形態に係る、ソース信号をハプティック装置の特定のアーキテクチャに変換する別の方法のフローチャートである。
【図１０】図１０は、本開示の例示的な実施形態に係る図９のキャリア周波数を選択する方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、本開示の例示的な実施形態に係るソース信号を解析する方法を示す。
【図１２】図１２は、本開示の例示的な実施形態に係るデジタル信号に基づいて作成されたハプティック効果のマグニチュードの計算を示す。
【図１３】図１３は、本開示の例示的な実施形態に係るソース信号の包絡線の計算を示す。
【図１４】図１４は、本開示の例示的な実施形態に係る周波数コンテンツに基づくソース信号の包絡線の計算を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
様々な実施形態が、いくつかの図のすべてにわたって類似した参照符号が類似した部分及び組立品を表す、図面を参照して詳細に説明される。様々な実施形態について述べることは、本明細書に添付される特許請求の範囲を限定しない。更に、本明細書において説明されるいずれの例も、限定することは意図しておらず、添付の特許請求の範囲に関する可能な多くの実施形態のうちのいくつかを説明するに過ぎない。
【０００９】
概して、システムは、ソース信号に基づいて１以上のハプティック効果を自動的に提供するように提供される。各種実施形態では、信号は、信号と関連付けられた又は信号によって伝えられたデータを表すために用いられる。一部の実施形態では、ソース信号は、ハプティック効果を生成する装置に直接的には用いられない。別の実施形態では、ソース信号は、一般的である又は異なるアーキテクチャを有する異なるハプティック装置のために構成されない。ソース信号は、オーディオ信号、ビデオ信号又は他の非ハプティック信号等のような様々な種類の信号のものである。他の実施形態では、ソース信号は、任意の信号である。更に別の実施形態では、ソース信号は、ハプティック効果設計者によって作成されるハプティック信号（又はハプティックデータ）であってもよい。本明細書で説明されるように、本開示の実施形態は、このようなハプティック信号を変換して、各ハプティック装置の異なるアーキテクチャに合致させる解決手段を提供する。また、本開示の実施形態は、異なるハプティック装置の低いレベルの詳細にかかわらず、ハプティック効果設計者が、ハプティックデータを作成することを可能にする。
【００１０】
図１は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック信号変換システム１００を示す。
【００１１】
ハプティック信号変換システム１００は、ソースデータを表すソース信号１０２を受信するために動作し、受信したソースデータをハプティック情報に自動変換する。ハプティック信号変換システム１００からのハプティック情報は、異なるハプティック装置に特有であるハプティック信号１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃを含む）を含んでもよい。装置特有ハプティック信号１０４は、異なるアクチュエータ駆動回路１０６（１０６Ａ、１０６Ｂ及び１０６Ｃを含む）により使用可能となるように構成される。
【００１２】
アクチュエータ駆動回路１０６は、ハプティック信号変換システム１００からハプティック信号１０４（これは、制御信号とも呼ばれる）を受信する回路である。ハプティック信号１０４は、１以上のハプティック効果と関連付けられたハプティックデータを含み、ハプティックデータは、アクチュエータ駆動回路１０６がアクチュエータ駆動信号を生成するために用いる１以上のパラメータを定義する。例示的な実施形態では、このようなパラメータは、電気特性に関連する又は関連付けられる。ハプティックデータにより定義されてもよい電気特性の例は、周波数、振幅、位相、反転、持続期間、波形、アタックタイム、ライズタイム、フェードタイム、及びイベントに関するラグ又はリードタイムを含む。アクチュエータ駆動信号１０６は、ハプティックアクチュエータ１０８（１０８Ａ、１０８Ｂ及び１０８Ｃを含む）に印加され、１以上のハプティック効果を生じる。
【００１３】
本明細書ではアクチュエータ又はハプティック出力装置とも呼ばれるハプティックアクチュエータ１０８は、ハプティック効果を生成するために動作する。受信したハプティック信号１０５に基づいて、アクチュエータ駆動回路１０６は、アクチュエータ駆動信号を生成し、アクチュエータ１０８へ印加し、アクチュエータ１０８を駆動する。アクチュエータ１０８へ印加されたとき、アクチュエータ駆動信号は、アクチュエータ１０８を起動及び制動することによってアクチュエータ１０８にハプティック効果を生じさせる。
【００１４】
アクチュエータ１０８は、様々な種類のものがあってもよい。示された実施形態では、アクチュエータは、ばねに取り付けられた質量が前後に駆動される線形共鳴アクチュエータ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ａｃｔｕａｔｏｒ（ＬＲＡ））等のような共鳴アクチュエータである。共鳴アクチュエータは、例示的なアクチュエータとして説明されるが、実施形態は、そのようには限定されず、実施形態は、本明細書で説明されるもののような様々なハプティック出力装置に明示的に適用されてもよい。
【００１５】
偏心質量がモータにより動かされる偏心回転質量（Ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ  Ｒｏｔａｔｉｎｇ  Ｍａｓｓ  （ＥＲＭ））、又は圧電、電気活性ポリマー又は形状記憶合金等のような他の種類の電磁アクチュエータも用いられる。アクチュエータ１０８は、静電気摩擦（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ（ＥＳＦ））、超音波摩擦（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ（ＵＳＦ））を用いるもの、又は超音波ハプティックトランスデューサにより音響放射圧力を誘起するもの、又はハプティック基板及びフレキシブル又は変形可能面を用いるもの、又はエアジェットを用いる空気のパフ等のような投射ハプティック出力を提供するもの等のような非機械又は非振動装置も広く含む。
【００１６】
一部の実施形態では、ソース信号１０２は、特定のハプティック装置に使用可能となるようにはフォーマットされない。別の実施形態では、ソース信号１０２は、一般的である又は異なるアーキテクチャを有する異なるハプティック装置のために構成されない。それに加えて又はそれに替えて、ソース信号１０２は、外部ソースから提供されてもよい。ソース信号は、オーディオ信号、ビデオ信号、検知信号又は他の非ハプティック信号等のような様々な種類の信号のものであってもよい。別の実施形態では、ソース信号は、任意の信号であってもよい。更に別の実施形態では、ソース信号は、ハプティック効果設計者により作成されるハプティック信号（又はハプティックデータ）であってもよい。本明細書で説明されるように、ハプティック信号変換システム１００は、設計者が作成したハプティック信号を変換して、各ハプティック装置の異なるアーキテクチャに一致させる解決手段を提供してもよい。したがって、システム１００は、ハプティック効果設計者が、各ハプティック装置の異なる性能及び／又は要求にかかわらず、ハプティックデータを作成することを可能にする。
【００１７】
一部の実施形態では、ソースデータ１０２は、オーディオデータ、ビデオデータ、加速度データ又はセンサにより取り込まれる別の種類のデータ等のようなデータを含んでもよい。ハプティック信号変換システム１００は、ソースデータを分析し、ソースデータ１０２と関連付けられた１以上のハプティック効果を識別するために動作してもよい。システム１００は、識別されたハプティック効果のためのハプティック信号１０４を出力してもよい。一部の実施形態では、ソースデータ１０２は、メモリに記憶され、ソースデータ１０２は、ソースデータ１０２がハプティック情報に自動変換される前に、読み出されてもよい。それに替えて、ソースデータ１０２は、ソースデータ１０２がハプティック情報に自動変換される前に、ストリームされてもよい。
【００１８】
例として、本明細書の実施形態は、例えば、ハプティック効果信号を生成するために、任意の信号（つまり、ソース信号１０２）を特定の商業アーキテクチャへ変換することに関する。例えば、ハプティック効果は、一般的に、Ｏｃｕｌｕｓ（登録商標）、タッチゲームコントローラ、及びＨＴＣ  Ｖｉｖｅ（登録商標）、又はＩｍｍｅｒｓｉｏｎ（登録商標）ＴｏｕｃｈＳｅｎｓｅ  Ｆｏｒｃｅ（ＴＳＦ）ゲームパッド等のような異なる種類のゲームコントローラをサポートするゲーム（ゲームプログラム又はゲームアプリケーションとも呼ばれる）におけるランタイム中に行われる。これらのプレーヤーは、例えば、３２０Ｈｚ又は１６０Ｈｚのハプティック信号を生成することができる。異なる周波数を有する信号が必要とされるとき、プレーヤーは、その周波数を出力できない。
【００１９】
本明細書の実施形態は、入力をゲームに現在提供しているゲームコントローラの種類を識別し、識別されたゲームコントローラの種類と関連付けられたハプティックトラックを読み出し、ハプティック効果のためのゲームコントローラ特有値を読み出すことによって、異なる種類のゲームコントローラ（又はより一般的には異なる種類のユーザ入力装置）もサポートする。例えば、プレーヤーは、商業的に実装されたプレーヤーアーキテクチャ／商業的に取得可能なゲームコントローラの性能に応じてハプティック信号を生成してもよい。
【００２０】
一部の実施形態では、ハプティック信号の値は、単にハプティックアクチュエータに特有又はハプティックアクチュエータタイプに特有ではなく、ゲームコントローラに特有又はゲームコントローラタイプに特有である。なぜなら、２つの種類のゲームコントローラは、同一種類のハプティックアクチュエータを有していたとしても、ゲームコントローラ自体の種類は、異なる質量、形状、アクチュエータ配置、及びハプティック効果の生成に影響を与える他の要因を有しているためである。よって、変換された信号を生成することは、ハプティック効果を生成するために用いられるハプティックアクチュエータの種類と併せて又はその代わりに、ゲームコントローラの種類に依存してもよい。一部の例では、変換された信号を生成することは、ハプティック変換システムの制御を超えるソフトウェア／ファームウェアに依存してもよい。例えば、入力信号は、サードパーティアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）がハプティック信号を生成するように、サードパーティＡＰＩの関数呼び出しに変換されてもよい。この機能は、ハプティック変換システムが、入力信号から、サードパーティＡＰＩへデータを供給する一連のＡＰＩ呼び出しを構成する信号又は命令へ変換するように、ハプティック変換システムの一部又は別の部品として提供される。
【００２１】
図２は、本開示の例示的な実施形態に係るプロセッサシステム１１０及びインターフェース装置１８０を有するシステムのブロック図である。
【００２２】
図２に示されるシステムは、インターフェース装置１８０と接続されたプロセッサシステム１１０を含む。プロセッサシステム１１０は、例えば、商業的に取得可能なパーソナルコンピュータ又は１以上の特定のタスクを行うことに専用のより複雑でない計算又は処理装置であってもよい。例えば、プロセッサシステム１１０は、ゲーミングシステム又は同様のもののようなインタラクティブ仮想現実環境を提供することに専用の端末であってもよい。
【００２３】
プロセッサシステム１１０は、プロセッサ１２０を含み、本開示の１以上の実施形態に係る、商業的に取得可能なマイクロプロセッサであってもよい。それに替えて、プロセッサ１２０は、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ））又はＡＳＩＣの組み合わせであってもよく、これは、１以上の特定の機能を実現する、又は１以上の特定の装置又はアプリケーションを可能にするように設計されてもよい。更なる代替では、プロセッサ１２０は、アナログ又はデジタル回路若しくは複数回路の組み合わせであってもよい。
【００２４】
それに替えて又はそれに加えて、プロセッサ１２０は、付加的に、１以上の分割サブプロセッサ又はコプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサは、グラフィックレンダリングを可能にするグラフィックコプロセッサ、１以上の装置を制御することを可能にするコントローラ、１以上の検知装置からの感覚入力を受信することを可能にするセンサ等を含んでもよい。
【００２５】
プロセッサシステム１１０は、また、メモリ部品１４０を含む。図２に示されるように、メモリ部品１４０は、１以上の種類のメモリを含んでもよい。例えば、メモリ部品１４０は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）部品１４２及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）部品１４４を含んでもよい。メモリ部品１４０は、また、プロセッサ１２０により読み出し可能な形式でデータを記憶することに適した図２に示されない他の種類のメモリを含んでもよい。例えば、電子的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、消去可能で電子的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリや、他の好適な形式のメモリは、メモリ部品１４０内に含まれてもよい。プロセッサシステム１１０は、また、プロセッサシステム１１０の機能に依存する様々な他の部品を含んでもよい。
【００２６】
プロセッサ１２０は、メモリ部品１４０と通信し、メモリ部品１４０内にデータを記憶する又はメモリ部品１４０に事前に記憶されたデータを読み出してもよい。プロセッサシステム１１０の部品は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）部品１６０によりプロセッサシステム１１０の外部の装置と通信してもよい。本開示の１以上の実施形態によれば、Ｉ／Ｏ部品１６０は、様々な適切な通信インターフェースを含んでもよい。例えば、Ｉ／Ｏ部品１６０は、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、Ｓ−ビデオポート、広域ネットワーク（ｌａｒｇｅ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ））ポート、スモールコンピュータシステムインターフェース（ｓｍａｌｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＳＣＳＩ））ポート、オーディオポート等のような有線接続を含んでもよい。また、Ｉ／Ｏ部品１６０は、例えば、赤外線ポート、光学ポート、ブルートゥース（登録商標）無線ポート、無線ＬＡＮポート等のような無線接続を含んでもよい。
【００２７】
Ｉ／Ｏ部品１６０により、プロセッサシステム１１０は、インターフェース装置１８０等のような他の装置と通信してもよい。インターフェース装置１８０は、ハプティックフィードバックを提供するように構成されてもよい。各インターフェース装置１８０は、プロセッサシステム１１０のＩ／Ｏ部品１６０と同様であるＩ／Ｏ部品１６０によりプロセッサシステム１１０と通信してもよく、当該Ｉ／Ｏ部品１６０と接続する上述された有線又は無線通信ポートのいずれかを含んでもよい。よって、プロセッサシステム１１０のＩ／Ｏ部品１６０とインターフェース装置１８０のＩ／Ｏ部品１６０との通信リンクは、例えば、有線通信リンク、無線通信リンク（例えばＲＦリンク）、光学通信リンク又は他の適切なリンクを含む様々な形式を取ってもよい。
【００２８】
インターフェース装置１８０は、プロセッサ１８２、ハプティック装置１８４及びセンサ１８６等のような複数の部品を含む。プロセッサ１１０の部品と同様に、インターフェース装置１８０は、追加部品を含んでもよい。例えば、インターフェース装置は、図２に示される部品の追加複製を含んでもよい（例えば、インターフェース装置１８０は、複数のプロセッサ１８２、ハプティック装置１８４、センサ１８６及び／又はコントローラ１３６等を含んでもよい）。また、インターフェース装置１８０は、図示されない他の部品を含んでもよい。例えば、Ｉ／Ｏ部品１６０を介してインターフェース装置１８０により受信されたデータを記憶することが望ましく、適切なメモリ部品又はバッファメモリ部品が用いられてもよい。
【００２９】
インターフェース装置１８０のプロセッサ１８２は、上述された、プロセッサシステム１１０のプロセッサ１２０と同様であってもよく、インターフェース装置１８０の機能のために特別に設計される（例えばＡＳＩＣ）又はプログラムされてもよい。プロセッサシステム１１０のプロセッサ１２０と同様に、インターフェース装置１８０のプロセッサ１８２は、例えば並列で用いられる様々なサブプロセッサを含んでもよい。
【００３０】
上述されたように、インターフェース装置１８０は、ハプティック装置１８４を含み、インターフェース装置１８０のユーザに触覚又はハプティックフィードバックを提供するために用いられる。一部の実施形態では、ハプティック装置１８４は、図１に示されるアクチュエータ１０８等のような１以上のアクチュエータを含む。本開示の実施形態によれば、ハプティックフィードバックは、ハウジング、マニピュランダム等のような物理オブジェクトにより提供されてもよい。ハプティック装置１８４は、各々が、複数の対応周波数範囲と関連付けられた複数の動作モードを含む１以上のハプティック装置を含む様々な形式を取ってもよい。本開示の１以上の実施形態に従って用いられるハプティック装置１８４構成の一部の例は、以下により詳細に説明される。しかしながら、以下に与えられるハプティック装置１８４の例は、インターフェース装置１８０に含まれる全ての種類のハプティック装置１８４の包括的リストを形成することは意図されず、例示のみであることが意図される。
【００３１】
インターフェース装置１８０のセンサ１８６は、インターフェース装置１８０のユーザからの入力を検知するように構成される。例えば、センサ１８６は、インターフェース装置１８０の、マニピュランダムのような物理オブジェクトの操作又は移動を検知するために用いられてもよい。センサ１８６は、また、圧力、速度、加速度、トルク、光又は他の測定可能な量等のようなユーザ入力の他の形式を検知するために用いられてもよい。例えば、センサ１８６は、圧力を検知するための圧電センサ、加速度計等のような様々な形式の動きを検知するための慣性計測装置（ｉｎｅｒｔｉａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｕｎｉｔ（ＩＭＵ））、光レベルでの変化を検知するための光起電センサ及び／又は他のセンサを組み込んでもよい。センサ１８６は、また、例えば、ハプティック装置１８４からのフィードバック（例えば位置及び／又は速度を含む状態情報）等のような他の入力を検知してもよい。
【００３２】
図２に示されるように、インターフェース装置１８０の各種部品は、互いに、及び（Ｉ／Ｏ部品１６０を介して）プロセッサシステム１１０の部品と通信する。インターフェース装置１８０のプロセッサ１８２は、例えば、センサ１８６から受信された情報に基づいて、ハプティック装置１８４を制御するために用いられてもよい。同様に、プロセッサシステム１１０のプロセッサ１２０は、インターフェース装置１８０のセンサ１８６から受信された情報に基づいてインターフェース装置１８０のハプティック装置１８４を制御するために用いられてもよく、このような実施形態では、プロセッサ１８２は、付加的であり、存在する必要はない。それに替えて、プロセッサシステム１１０のプロセッサ１２０（「ホストプロセッサ」とも呼ばれる）は、センサ１８６から受信されたデータを解釈するために、及び／又はハプティック装置１８４を制御するために、インターフェース装置１８０のプロセッサ１８２（「ローカルプロセッサ」とも呼ばれる）と協調して用いられてもよい。
【００３３】
プロセッサシステム１１０及びインターフェース装置１８０は、付加的に、１以上のコントローラ１３０、１３２、１３４、１３６（これは、以下、集合的に、個別に又はサブセットとしてコントローラ１３０と呼ばれてもよい）を使用してもよい。図２に示されるように、コントローラ１３０は、プロセッサシステム１１０のプロセッサ１２０（例えば、制御アルゴリズムの形式で）及び／又はインターフェース装置１８０のプロセッサ１８２の一部として構成されてもよい。また、コントローラ１３０は、バス又は他の適切な接続を介してプロセッサシステム１１０及び／又はインターフェース装置１８０の他の部品に接続された別々の部品であってもよい。各種実施形態によれば、インターフェース装置１８０は、その独自のプロセッサ及び／又はコントローラ１３４，１３６を有するので、プロセッサシステム１１０とは独立して機能してもよく、プロセッサシステム１１０を全く使用しなくてもよいことが理解されるべきである。例えば、インターフェース装置１８０は、プロセッサシステム１１０に接続するように構成される又は構成されないパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）又は携帯電話等のようなスタンドアローン装置であってもよい。
【００３４】
ゲームコントローラ１３６は、Ｏｃｕｌｕｓ（登録商標）Ｔｏｕｃｈコントローラ、ＨＴＣ  Ｖｉｖｅ（登録商標）コントローラ、Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ（登録商標）ＴＳＦゲームパッド又は他の同様のコントローラであってもよい。各種類のゲームコントローラは、異なる数及び／又は種類のハプティックアクチュエータを有してもよい。一例では、ゲームコントローラ１３６は、ハプティックアクチュエータを有してもよく、その１つは、ゲームコントローラ１３６のトリガを押す及び引く運動感覚アクチュエータ（例えばモータ）であってもよく、他のものは、ランブル又は他の形式の振動を生成するために用いられる偏心回転質量（ＥＲＭ）アクチュエータ等のようなランブルアクチュエータであってもよい。この例では、ゲームコントローラは、各々が、例えば線形共鳴アクチュエータ（ＬＲＡ）であるハプティックアクチュエータを有してもよい。更に、ゲームコントローラは、複数（例えば４つ）のアクチュエータを有してもよく、複数のアクチュエータの各々は、運動感覚アクチュエータ、ＥＲＭアクチュエータ、ＬＲＡ、静電気アクチュエータ又は他の種類のハプティックアクチュエータであってもよい。
【００３５】
実施形態では、ゲーム又はハプティック設計者は、特定のハプティック効果のための様々な異なるハプティックトラックを設計してもよい。それに加えて又はそれに替えて、ゲーム又はハプティック設計者は、特定のゲームコントローラ又はある種のゲームコントローラ等に用いられるために装置の性能に従ったハプティックトラックを生成してもよい。ここで、ゲーム又はハプティック設計者は、その機能的な性能に従う各装置のためのソース信号を生成してもよい。ソース信号は、その後、ハプティック信号を生じるために、トランスコーディング、データ変換、パルストレイン挿入、サードパーティＡＰＩコール等を含む、対象装置に適した形式に変換されてもよい。各ゲームコントローラ又は各種のゲームコントローラは、エンドポイントとしてゲームプログラムと呼ばれる又は表されてもよい。例えば、ハプティック効果は、武器を発射するとき、又はユーザがダメージを受けるときに生じてもよい。ゲーム又はハプティック設計者は、各ハプティック効果のために、ゲームによりサポートされる各種のゲームコントローラのための各ハプティックトラックを設計及び記憶してもよい。
【００３６】
非一時的メモリは、プロセッサによりアクセスされる様々なコンピュータ可読媒体を含んでもよい。各種実施形態では、本明細書で説明されるメモリ及び他のメモリ装置は、揮発性及び不揮発性媒体、取り出し可能又は非取り出し可能媒体を含んでもよい。例えば、メモリは、いずれかの組み合わせ又はランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、動的ＲＡＭ（「ＤＲＡＭ」）、静的ＲＡＭ（「ＳＲＡＭ」）、リードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ及び／又は他の別の種類の非一時的コンピュータ可読媒体を含んでもよい。メモリは、プロセッサにより実行される命令を記憶する。命令のうち、メモリは、ハプティック効果設計モジュールのための命令を含む。ハプティック効果設計モジュールは、以下により詳細に開示されるように、プロセッサにより実行されたときに、ハプティック編集アプリケーションを可能にし、アクチュエータを用いてハプティック効果を更に表現する命令を含む。メモリは、また、プロセッサの内部に配置される、又は内部及び外部メモリの組み合わせであってもよい。
【００３７】
アクチュエータは、ハプティック効果を生成する任意の種類のアクチュエータ又はハプティック出力装置であってもよい。概して、アクチュエータは、ハプティック出力装置の例であり、ハプティック出力装置は、駆動信号に応じて、振動触覚ハプティック効果、静電摩擦ハプティック効果、温度変化、及び／又は変形ハプティック効果等のようなハプティック効果を出力するように構成される装置である。用語アクチュエータは、詳細な説明全体で用いられるが、本開示の実施形態は、様々なハプティック出力装置に明示的に適用されてもよい。アクチュエータは、例えば、電気モータ、電磁アクチュエータ、ボイスコイル、形状記憶合金、電気活性ポリマー、ソレノイド、偏心回転質量モータ（「ＥＲＭ」）、ハーモニックＥＲＭモータ（「ＨＥＲＭ」）、線形共鳴アクチュエータ（「ＬＲＡ」）、ソレノイド共鳴アクチュエータ（「ＳＲＡ」）、圧電アクチュエータ、マクロファイバ合成（「ＭＦＣ」）アクチュエータ、電気活性ポリマー（「ＥＡＰ」）アクチュエータ、静電摩擦ディスプレイ、超音波振動発生器等であってもよい。一部の例では、アクチュエータ自体は、ハプティック駆動回路を含んでもよい。
【００３８】
概して、アクチュエータは、単一周波数で振動ハプティック効果を生成する標準解像度（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ「ＳＤ」）アクチュエータとして特徴付けられてもよい。ＳＤアクチュエータの例は、ＥＲＭ及びＬＲＡを含む。ＳＤアクチュエータとは対照的に、圧電アクチュエータ又はＥＡＰアクチュエータ等の高解像度（ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ（“ＨＤ”））アクチュエータ又は高忠実度アクチュエータは、複数の周波数で高帯域／解像度ハプティック効果を生成することができる。ＨＤアクチュエータは、可変振幅及び過渡駆動信号への高速応答を有する高帯域触覚効果を生じるために、それらの性能により特徴付けられる。本開示の実施形態は、（例えば、ＡｃｔｉｖｅＦＯＲＣＥゲームコントローラトリガーエレメント上で）押す／引く効果を提供する双方向アクチュエータ又は周波数変調可能なアクチュエータ等のような高品質アクチュエータにより指示されるが、実施形態は、そのようには限定されず、任意のハプティック出力装置に明示的に適用されてもよい。
【００３９】
リモートソースからデータを送信及び／又は受信する実施形態では、システムは、赤外線、無線、Ｗｉ−Ｆｉ、セルラーネットワーク通信等のようなモバイルワイヤレスネットワーク通信を提供するために、ネットワークインターフェースカード等のような通信装置を更に含んでもよい。別の実施形態では、通信装置は、イーサネット（登録商標）接続、モデム等のような有線ネットワーク接続を提供する。
【００４０】
図３は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック可能装置２００のブロック図を示す。
【００４１】
様々な構成において、ハプティック可能装置２００は、図２に示されるようなインターフェース装置１８０の少なくとも一部を実装してもよい。ハプティック可能装置２００は、セルラーフォン、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ポータブル音楽プレーヤー、ポータブルビデオプレーヤー、ゲームシステム、仮想現実（ＶＲ）システム、仮想現実ヘッドセット、３６０度ビデオヘッドセット、自動車システム、ナビゲーションシステム、デスクトップ、ラップトップコンピュータ、電子機器（例えば、テレビジョン、オーブン、ウォッシャー、ドライヤー、冷蔵庫、照明システム）、座席、ヘッドセット又はハプティック効果を有する他の装置を有するＩＭＡＸ（登録商標）シアター等のようなムービーシアター、又はハプティックアクチュエータを有する他の装置、ハプティックフィードバックを提供すると共に情報処理を可能にする他の電子又は計算装置等のようなハプティック効果を伝達するために用いられる任意の種類の装置であってもよい。
【００４２】
一部の実施形態では、ハプティック可能装置２００は、単一装置であってもよい。別の実施形態では、ハプティック可能装置２００は、集合的に、共に接続された装置のセットであってもよい。
【００４３】
この例示的な実施形態では、ハプティック可能装置２００は、バス２４０、プロセッサ２４２、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ２４４、メモリ２４６、ネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）２４８、ユーザインターフェース２５０、モニタリング装置２５２、アクチュエータ駆動回路２５４、ハプティックアクチュエータ２５６及びデータベース２５８を含む。
【００４４】
一部の実施形態では、図３に示されるような装置２００の要素、装置及び部品は、単一装置に組み込まれ、これは、ユーザによって身に着けられる又は運ばれてもよい。別の実施形態では、図示された要素、装置及び部品の少なくとも１つは、他とは別々に配置され、互いに無線又は有線で接続される。
【００４５】
バス２４０は、プロセッサ２４２、Ｉ／Ｏコントローラ２４４、メモリ２４６、ＮＩＣ２４８、モニタリング装置２５２及びアクチュエータ駆動回路２５４を含む装置２００における部品間でデータを伝達するために経路を提供するための導体又は伝送線を含む。バス２４０は、典型的には、制御バス、アドレスバス及びデータバスを含む。しかし、バス２４０は、装置２００における部品間でデータを伝達することに適したバス又はバスの組み合わせであってもよい。
【００４６】
プロセッサ２４２は、情報を処理するように構成された回路を含んでもよく、適切なアナログ又はデジタル回路を含んでもよい。プロセッサ２４２は、また、命令を実行するプログラム可能な回路を含んでもよい。プログラム可能な回路の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルゲートアレイ（ＰＬＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は命令を実行するための他のプロセッサ又はハードウェアを含む。各種実施形態では、プロセッサ２４２は、単一ユニット又は２以上のユニットの組み合わせであってもよい。プロセッサ２４２が、２以上のユニットを含む場合、ユニットは、単一コントローラ又は別々の装置に物理的に配置されてもよい。
【００４７】
プロセッサ２４２は、装置２００の全体を動作する同一プロセッサであってもよく、別々のプロセッサであってもよい。プロセッサ２４２は、どのハプティック効果が再生されるか、及び効果が１以上のパラメータに基づいて再生される順序を決定してもよい。例えば、特定のハプティック効果を定義するパラメータは、マグニチュード（大きさ）、周波数及び持続期間を含む。ストリーミングモニタコマンド等のような他のパラメータは、また、特定のハプティック効果を決定するために用いられてもよい。
【００４８】
プロセッサ２４２は、入力装置２６２から信号又はデータを受信し、アクチュエータ駆動回路２５４を駆動するために制御信号を出力する。プロセッサ２４２により受信されるデータは、任意の種類のパラメータ、命令、フラグ、又はプロセッサ、プログラムモジュール及び本明細書で説明される他のハードウェアにより処理される他の情報であってもよい。
【００４９】
Ｉ／Ｏコントローラ２４４は、装置２００及びユーザインターフェース２５０等のような周辺又は外部装置の動作を監視する回路である。Ｉ／Ｏコントローラ２４４は、また、装置２００と周辺装置とのデータフローを管理し、周辺装置を監視及び制御することに関連付けられた演算からプロセッサ２４２を緩和する。Ｉ／Ｏコントローラ２４４がインターフェース接続する他の周辺又は外部装置の例は、外部記憶装置、モニタ、コントローラ、キーボード及びポインティングデバイス等のような入力装置、外部演算装置、アンテナ、人によって身に着けられる他の物品、及び他のリモート装置を含む。
【００５０】
メモリ２４６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能で電子的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気メモリ、光学メモリ又は他の適切なメモリ技術等のような任意の種類の記憶装置又は非一時的コンピュータ可読媒体であってもよい。メモリ２４６は、また、揮発性及び不揮発性メモリの組み合わせを含んでもよい。メモリ２４６は、プロセッサ２４２により実行される命令を含む。メモリ２４６は、また、プロセッサ２４２の内部に配置されてもよく、又は内部及び外部メモリの組み合わせであってもよい。
【００５１】
ネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）２４８は、装置２００とリモート装置との間の通信（有線又は無線）を提供するためにネットワークにより電気通信される。通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、セルラー標準（例えば、ＣＤＭＡ、ＧＰＲＳ、ＧＳＭ（登録商標）、２．５Ｇ、３Ｇ、３．５Ｇ、４Ｇ）ＷｉＧｉｇ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（例えばＷｉＭａｘ）等のような標準を含む任意の無線伝送技術に従ってもよい。ＮＩＣ２４８は、また、データを送信し、かつＲＳ  ２３２、ＵＳＢ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ，イーサネット（登録商標）、ＭＩＤＩ、ｅＳＡＴＡ又はサンダーボルト等のような適切な通信標準に従う適切なポート及びコネクタを用いて、有線接続を通じて装置２００とリモート装置との間の有線通信を提供してもよい。
【００５２】
ユーザインターフェース２５０は、入力装置２６２と、出力装置２６４と、を含んでもよい。入力装置２６２は、ユーザが、入力パラメータ、コマンド及び他の情報を装置２００へ入力する装置又は機構を含む。少なくとも一部の実施形態では、入力装置２６２は、ハプティック可能装置２００と関連付けられた１以上のイベント、ハプティック可能装置２００のユーザ、又はユーザによって行われる１以上のイベントを監視又は検出するように構成され、そのユーザは、ハプティックフィードバックで知らせられる。入力装置２６２は、信号をプロセッサ２４２に入力する任意の装置である。
【００５３】
入力装置２６２の例は、タッチスクリーン、タッチ検知面、カメラ、ボタン及びスイッチ等のような機械的な入力、及びマウス、タッチパッド、ミニジョイスティック、スクロールホイール、トラックボール、ゲームパッド又はゲームコントローラ等のような他の種類の入力部品を含む。入力装置２６２の他の例は、キー、ボタン、スイッチ又は他の種類のユーザインターフェース等のような制御装置を含む。入力装置２６２の更に他の例は、信号をプロセッサ２４２へ入力するトランスデューサを含む。入力装置２６２として用いられるトランスデューサの例は、１以上のアンテナ及びセンサを含む。例えば、入力装置２６２は、本明細書で説明されるようなモニタリング装置２５２を含む。別の例では、モニタリング装置２５２は、入力装置２６２を含む。入力装置２６２の更に別の例は、フラッシュメモリ、磁気メモリ、光学メモリ又は他の適切なメモリ技術等のようなポータブルメモリのための取り外し可能なメモリリーダを含む。
【００５４】
出力装置２６４は、視覚及び可聴フォーマット等のような様々なフォーマットでユーザに情報を提示する装置又は機構を含む。出力装置２６４の例は、ディスプレイスクリーン、スピーカ、ライト及び他の種類の出力部品を含む。出力装置２６４は、また、取り外し可能なメモリリーダを含んでもよい。実施形態では、入力装置２６２及び出力装置２６４は、タッチ検知ディスプレイスクリーン等のように集積形成される。
【００５５】
図３を参照すると、モニタリング装置２５２は、装置２００及び／又は装置２００を含む動的システムのパラメータを監視するために動作する。
【００５６】
モニタリング装置２５２は、様々な種類の１以上のセンサを含み、これは、装置２００に組み込まれる又は装置２００に接続される。一部の実施形態では、モニタリング装置２５２は、装置２００の入力装置２６２を含んでもよい。モニタリング装置２５２は、また、入力装置と呼ばれてもよい。センサは、刺激を受信したことに応じて信号を出力する任意の機器又は他の装置であってもよい。センサは、プロセッサに配線接続されてもよく、又は無線でプロセッサに接続されてもよい。センサは、異なる種類の条件、イベント、環境条件、装置２００の動作又は条件、他の人又は物体の存在、若しくは任意の他の条件又はセンサを刺激することができるものを検出又は検知するために用いられてもよい。
【００５７】
センサの例は、マイクロフォン等のような音響又は音センサ、振動センサ、ブレサライザー等のような化学及び粒子センサ、一酸化炭素及び二酸化炭素センサ、ガイガーカウンタ、検電器又はホール効果センサ等のような電気及び磁気センサ、フローセンサ、ＧＰＳレシーバ、高度計、ジャイロスコープ、磁気メータ又は加速度計等のようなナビゲーショナルセンサ又は機器、圧電材料、レンジファインダー、オドメーター、スピードメーター、衝撃検出器等のような位置、近接及び移動関連センサ、電荷結合装置（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳセンサ、赤外線センサ及び画像及び光検出器等のような他の光学センサ、バロメータ、圧電メータ及び触覚センサ等のような圧力センサ、圧電センサ及び歪ゲージ等のような力センサ、温度計、熱量計、サーミスタ、熱電対及び高温計等のような温度及び熱センサ、モーション検出器、三角測量センサ、レーダー、フォトセル、ソナー及びホール効果センサ等のような近接及び存在センサ、バイオチップ、血圧センサ、パルス／オキシセンサ、血液グルコースセンサ及び熱モニタ等のような生体センサを含む。また、センサは、圧電ポリマー等のようなスマート材料で形成されてもよく、これは、一部の実施形態では、センサ及びアクチュエータの両方として機能する。
【００５８】
各種実施形態は、単一センサを含んでもよく、又は同一又は異なる種類の２以上のセンサを含んでもよい。また、各種実施形態は、異なる種類のセンサを含んでもよい。
【００５９】
アクチュエータ駆動回路２５４は、アクチュエータ駆動モジュール２７８からハプティック信号（これは、本明細書において制御信号とも呼ばれる）を受信する回路である。一部の実施形態では、アクチュエータ駆動回路２５４は、図１に示されるようなハプティック駆動回路１０６を少なくとも部分的に実施する。ハプティック信号は、ハプティック効果と関連付けられたハプティックデータを具体化し、ハプティックデータは、アクチュエータ駆動回路２５４がアクチュエータ駆動信号を生成するために用いるパラメータを定義する。例示的な実施形態では、このようなパラメータは、電気特性に関連する又は関連付けられる。ハプティックデータにより定義される電気特性の例は、周波数、振幅、位相、反転、持続期間、波形、アタックタイム、ライズタイム、フェードタイム及びイベントに関するラグ又はリードタイムを含む。アクチュエータ駆動信号は、１以上のハプティック効果を生じるためにアクチュエータ２５６に印加される。
【００６０】
本明細書でハプティックアクチュエータ又はハプティック出力装置とも呼ばれるアクチュエータ２５６は、ハプティック効果を生成するために動作する。一部の実施形態では、アクチュエータ２５６は、図１に示されるようなハプティックアクチュエータ１０８を少なくとも部分的に実施する。アクチュエータ２５６は、アクチュエータ駆動モジュール２７８を実行するプロセッサ２４２により制御され、ハプティック信号をアクチュエータ駆動回路２５４へ送信する。アクチュエータ駆動回路２５４は、その後、アクチュエータ駆動信号を生成し、アクチュエータ２５６へ印加し、アクチュエータ２５６を駆動する。アクチュエータ２５６へ印加されたとき、アクチュエータ駆動信号は、アクチュエータ２５６を起動及び制動することによってアクチュエータ２５６にハプティック効果を１以上生成させる。
【００６１】
アクチュエータ２５６は、様々な種類のものであってもよい。示された実施形態では、アクチュエータは、ばねに取り付けられた質量が前後に駆動される線形共鳴アクチュエータ（ＬＲＡ）等のような共鳴アクチュエータである。別の実施形態では、アクチュエータは、ソレノイド共鳴アクチュエータ（ＳＲＡ）である。
【００６２】
例えば、偏心回転質量（ＥＲＭ）等のような他の種類の電磁アクチュエータも用いられ、偏心質量は、モータ、又は圧電素子、電気活性ポリマー又は形状記憶合金等のような「スマート材料」により移動される。アクチュエータ２５６は、また、静電摩擦（ＥＳＦ）、超音波表面摩擦（ＵＳＦ）又は超音波ハプティックトランスデューサによる音響放射圧力を誘起するもの、ハプティック基板及びフレキシブル又は変形可能面を用いるもの、又はエアジェットを用いる空気のパフのような投射ハプティック出力を提供するもの等のような非機械又は非振動装置を含む。
【００６３】
装置２００は、１より多いアクチュエータ２５６を含んでもよく、各アクチュエータは、全てがプロセッサ２４２に結合された別々のアクチュエータ駆動回路２５４を含んでもよい。１より多いアクチュエータを有する実施形態では、各アクチュエータは、装置上で広範囲のハプティック効果を生じるために、異なる出力性能を有してもよい。
【００６４】
データベース２５８は、ハプティック信号変換モジュール２７４及び／又はハプティック効果レンダリングモジュール２７６から様々なデータを記憶するために動作する。
【００６５】
一部の実施形態では、データベース２５８は、デジタルデータを記憶するための二次的記憶装置（ハードディスクドライブ、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、コンパクトディスクリードオンリーメモリ、デジタルバーサタイルディスクリードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、又はリードオンリーメモリ）として構成される。二次的記憶装置は、バス２４０に接続される。二次的記憶装置及びそれらと関連するコンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読命令（アプリケーションプログラム及びプログラムモジュールを含む）、データ構造及び装置２００のための他のデータの不揮発性ストレージを提供する。データベース２５８のための二次的記憶装置は、装置２００に含まれることが説明されたが、二次的記憶装置は、別の実施形態では、装置２００とは別の装置であってもよいことが理解される。更に別の実施形態では、データベース２５８は、メモリ２４６に含まれる。
【００６６】
更に図３を参照すると、メモリ２４６は、プロセッサ２４２による実行のための複数のプログラムモジュールを記憶するように構成され、ユーザ入力取得モジュール２７２、ハプティック信号変換モジュール２７４、ハプティック効果レンダリングモジュール２７６、アクチュエータ駆動モジュール２７８及び通信モジュール２８０を含む。各モジュールは、データ、ルーチン、オブジェクト、コール及び１以上の特定のタスクを行う他の命令の集合である。特定のモジュールが本明細書で開示されるが、本明細書で説明される様々な命令及びタスクは、単一のモジュール、モジュールの異なる組み合わせ、本明細書で開示されるものとは異なるモジュール、又は装置２００により無線又は有線で通信されるリモート装置により実行されるモジュールにより行われる。
【００６７】
ユーザ入力取得モジュール２７２は、プロセッサ２４２により実行されたとき、プロセッサ２４２に、ハプティック効果又はハプティック効果モディファイアと関連付けられた１以上のパラメータのユーザ入力を受信させる命令である。ユーザ入力取得モジュール２７２は、ユーザインターフェース２５０の入力装置２６２と通信し、入力装置２６２を通じてこのようなパラメータをユーザが入力することを可能にする。例として、ユーザ入力取得モジュール２７２は、ユーザがハプティック効果のための１以上のパラメータを入力又は選択することを可能にするディスプレイスクリーン（つまり、入力装置２６２）上にグラフィカルユーザインターフェースを提供する。
【００６８】
ハプティック信号変換モジュール２７４は、プロセッサ２４２により実行されたとき、プロセッサ２４２に、本明細書のハプティック信号変換システム１００の各種機能を行わせる命令を含む。
【００６９】
ハプティック効果レンダリングモジュール２７６は、プロセッサ２４２により実行されたとき、プロセッサ２４２に、ハプティック可能装置２００上にハプティック効果を表現させる命令を含む。少なくとも一部の実施形態では、ハプティック効果レンダリングモジュール２７６は、ハプティックデータ又はハプティック効果レンダリングモデルを生成し、これは、アクチュエータ駆動回路２５４がアクチュエータ駆動信号を生成するため使用するハプティックデータパラメータを定義する。例示的な実施形態では、このようなハプティックデータパラメータは、周波数、振幅、位相、反転、持続期間、波形、アタックタイム、ライズタイム、フェードタイム、及びイベントに関するラグ又はリードタイム等のようなハプティック駆動信号の特性に関連する又は関連付けられる。アクチュエータ駆動信号は、１以上のハプティック効果を生じるためにアクチュエータ２５６に印加される。
【００７０】
アクチュエータ駆動モジュール２７８は、プロセッサ２４２により実行されたとき、プロセッサ２４２に、アクチュエータ駆動回路２５４の制御信号を生成させる命令を含む。アクチュエータ駆動モジュール２７８は、また、アクチュエータ２５６からのフィードバックを判定し、それに従って制御信号を調整してもよい。例えば、アクチュエータ駆動モジュール２７８は、アクチュエータ（例えばＬＲＡ）の移動質量からの位置又は速度情報を受信し、フィードバックは、それに従って調整されてもよい。この例では、移動質量の速度は、所望の速度又は所望のハプティック効果を実現するために増加又は減少されてもよい。
【００７１】
通信モジュール２８０は、装置２００とリモート装置との通信を容易にする。リモート装置の例は、コンピューティング装置、センサ、アクチュエータ、ルーター及びホットスポット等のようなネットワーク設備、車両、エクササイズ設備及びスマート家電を含む。コンピューティング装置の例は、サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、ホームオートメーションコンピュータ及びコントローラ、並びにプログラム可能な他の装置を含む。通信は、無線又は有線信号又はデータパスに亘る通信を含むデータ通信に適した形式を取ってもよい。各種実施形態では、通信モジュールは、システム又は他のリモート装置の集中型コントローラ、他のコンピューティング装置又は他のリモート装置と通信するピア、又はコントローラが一部の状況では集中型コントローラとして動作し、別の状況ではピアとして動作するハイブリッド集中型コントローラ及びピアとして装置２００を構成してもよい。
【００７２】
プログラムモジュールの代替の実施形態も可能である。例えば、一部の代替の実施形態は、図３に示されるモジュールよりも多い又は少ないプログラムモジュールを有してもよい。一部の取りうる実施形態では、プログラムモジュールの１以上は、リモートコンピューティング装置又は他のウェアラブル物品のようなリモート装置にある。
【００７３】
一部の実施形態では、図１に示されるようにハプティック信号変換システム１００は、図３を参照して説明されるハプティック可能装置２００の要素、装置及び部品の１以上を含む。例えば、ハプティック信号変換システム１００は、プロセッサ２４２、モジュール２７２，２７４，２７６，２７８及び２８０の少なくとも１つを含むメモリ２４６、モニタリング装置２５２、アクチュエータ駆動回路２５４及びアクチュエータ２５６を含んでもよい。他の例では、ハプティック信号変換システム１００は、図３に示されるよりも多い又は少ない要素、装置及び部品を含んでもよい。
【００７４】
別の実施形態では、ハプティック信号変換システム１００は、ハプティック可能装置２００とは別に構成されてもよい。例えば、ハプティック信号変換システム１００は、ネットワークを介してハプティック可能装置２００と通信するサーバコンピューティング装置の一部として構成される。
【００７５】
図４は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック信号変換システム１００のアーキテクチャ図を示す。
【００７６】
ハプティック信号変換システム１００は、ハプティック変換モジュール３３０を含む。一部の実施形態では、ハプティック変換モジュール３３０は、図３に示されるようなハプティック信号変換モジュール２７４を少なくとも部分的に実施する又はハプティック信号変換モジュール２７４により実施される。図示された実施形態では、ハプティック変換モジュール３３０は、ダウンサンプリングモジュール３３１、包絡線生成モジュール３３２及び解析モジュール３３３を含む。別の実施形態では、ハプティック変換モジュール３３０は、別のサブモジュールを含んでもよく、又はハプティック変換モジュール３３０は、単一のモジュールであってもよい。
【００７７】
一部の実施形態では、ハプティック信号変換システム１００は、また、ハプティック効果プレーヤーモジュール３４０及びアクチュエータ３５０を含む。ハプティック効果プレーヤーモジュール３４０は、図３に示されるようにハプティック効果レンダリングモジュール２７６、アクチュエータ駆動モジュール２７８及び／又はアクチュエータ駆動回路２５４を少なくとも部分的に実施する又はハプティック効果レンダリングモジュール２７６、アクチュエータ駆動モジュール２７８及び／又はアクチュエータ駆動回路２５４によって実施されてもよい。一部の実施形態では、ハプティック効果プレーヤーモジュール３４０は、装置（例えばモバイルデバイス）内に埋め込まれたモジュールであり、１以上のハプティック信号をアクチュエータに送ることによりアクチュエータで１以上のハプティック効果を再生するように構成される。ハプティック効果プレーヤーモジュール３４０の例は、Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるＴｏｕｃｈＳｅｎｓｅ（登録商標）Ｐｌａｙｅｒモジュール、Ｏｃｕｌｕｓ（登録商標）Ｔｏｕｃｈ及びＨＴＣ  Ｖｉｖｅ（登録商標）コントローラを含む。
【００７８】
アクチュエータ３５０は、１以上のハプティック信号を受信するように構成され、かつ１以上のハプティック信号を出力するように構成されるアクチュエータである。一部の実施形態では、アクチュエータ３５０は、図３に示されるように、アクチュエータ２５６及び／又はアクチュエータ駆動回路２５４を少なくとも部分的に実施する又はアクチュエータ２５６及び／又はアクチュエータ駆動回路２５４により実施される。特定の実施形態では、アクチュエータ３５０は、波形を受信するように構成されるアクチュエータであり、ここで波形は、アクチュエータにより再生されるとき、波形効果のマグニチュード及び正確さを制御するために用いられる。アクチュエータ３５０は、例えば、圧電アクチュエータ、高帯域アクチュエータ、又はＥＡＰアクチュエータであってもよい。
【００７９】
実施形態によれば、ダウンサンプリングモジュール３３０は、信号をダウンサンプルする（つまり、信号のサンプルレートを下げた結果）ように構成される。用語ダウンサンプリングは、少なくとも１つの情報ベアリングキャリア信号を、ベースバンド信号等のような少なくとも１つの低周波数信号に変換する任意の種類の装置、システム及び／又はアルゴリズムを示す。ダウンサンプリングは、任意の種類の復調方法を示す。ダウンコンバータは、包絡線検出器、サンプラー、アンダーサンプラー、フィルタ（例えばマッチドフィルタ、ローパスフィルタ及び／又はアンチエイリアシングフィルタ）、ミキサー又は少なくとも１つのキャリア信号から情報信号を抽出する他の種類の装置、システム又はアルゴリズムを含んでもよい。ダウンサンプラーは、インテグレータ、決定システム、フィードバックシステム、デコーダ、相関器、ディレイ、システム、イコライザー、フィルタ、マイクロプロセッサ、タイマ、ローカルオシレーター、パルスシェイパー及び整流器を含む１以上の信号処理装置及び／又はアルゴリズムを含んでもよい。
【００８０】
別の実施形態では、信号は、アップサンプルされてもよい。アップサンプリングは、任意の種類の復調方法を示す。アップコンバータは、包絡線検出器、サンプラー、アンダーサンプラー、フィルタ（例えばマッチドフィルタ、ローパスフィルタ及び／又はアンチエイリアシングフィルタ）、ミキサー又は少なくとも１つのキャリア信号から情報信号を抽出する他の種類の装置、システム又はアルゴリズムを含んでもよい。アップサンプラーは、インテグレータ、決定システム、フィードバックシステム、デコーダ、相関器、ディレイ、システム、イコライザー、フィルタ、マイクロプロセッサ、タイマ、ローカルオシレーター、パルスシェイパー及び整流器を含む１以上の信号処理装置及び／又はアルゴリズムを含んでもよい。
【００８１】
特定の別の実施形態では、後続のフレームが同一周波数コンテンツを含む場合、未処理フレームの大きさが再生される、又は処理済みフレームのマグニチュードが再生される、又はおそらく小さい一定振動が、フレームが同一周波数コンテンツを有する限り再生される、又はマグニチュードは、周波数帯域におけるパワーコンテンツに基づいて変更される。特定の別の実施形態では、異なる周波数コンテンツを有するフレームが見つかった時、異なるハプティック効果が再生されてもよい。
【００８２】
更に、振動及び／又は運動感覚フォースフィードバックの触覚知覚と共に、人間の音の知覚は、線形ではなく、周波数に依存する。音声及びハプティック効果の知覚は、異なるスケールのマグニチュードで生じ、知覚差が存在する。例えば、指向性の力の変化は、一定の変化しない力よりも気付きやすい。また、人間は、高周波数よりも低周波数を感知しやすい。性別及び年齢も知覚に影響する。よって、特定の実施形態では、ブーストする補償要因が存在する（例えば、ハプティック信号の変換中の特定の周波数）。ブースト要因は、人間の知覚又はユーザの好みに基づき、一部の周波数帯域が手動で強化される。一部の構成では、ハプティック信号は、可聴範囲を避ける（又は可聴しにくくする）ために周波数シフトされてもよい。ここで、周波数は、可聴ノイズを低減する間にハプティックコンテンツを維持するために、ブーストではなくフィルタされてもよい。ソフトウェアは、概して、ユーザが音に対して感度が低いことが知られている高周波数コンテンツを強化する。これは、特定の帯域のためのハプティック効果がより大きな強さとなることを可能にし、よって、ユーザの聴覚系により感知及び気付かれるが、十分なパワーを有さない音を強化する。別の例では、アルゴリズム的に検出される音を用いるが、人間には感知することが非常に困難であり、ハプティック効果は、音声自体を変更することなく、より気付きやすいイベントを表現するためにその音を強調するように生成される。
【００８３】
特定の実施形態によれば、オーディオ信号の包絡線は、包絡線生成モジュール３３２により生成される。包絡線は、元のオーディオ信号又は元のオーディオ信号のフィルタされたバージョンの全ての周波数を用いて抽出されてもよい。しかし、包絡線自体は、元のオーディオ信号と同一の周波数コンテンツを有さない。
【００８４】
データ解析モジュール３３３は、インターフェースから複数のデータセグメントへ伝えられるデータを解析するために機能する。実施形態では、ハプティック変換モジュール３３０は、アクチュエータ３５０に渡すには長すぎる信号を受信する。信号は、その後、解析モジュール３３３によって、より小さい信号セグメントに解析又は分割される。どのように信号が解析されるかについての詳細は、以下により詳細に説明される。
【００８５】
図５は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック効果を生成する方法４００を示すフローチャートである。一部の実施形態では、方法４００は、ハプティック信号変換システム１００により少なくとも部分的に行われる。方法４００は、本明細書で説明される様々な実施形態のいずれか又は実施形態の組み合わせにより使用されてもよい。
【００８６】
方法４００は、ハプティック信号変換システム１００が任意の信号等のようなソース信号１０２を受信する動作４０２で開始する。例えば、任意の信号は、設計者により生成される所望のハプティック波形を含んでもよい。動作４０４において、ハプティック信号変換システム１００は、ソース信号１０２に対応するハプティック効果を決定するために動作し、ハプティック効果を伝えるための命令を発する。一部の実施形態では、ハプティック効果は、メモリに記憶され、決定のために読み出されてもよい。動作４０６において、ハプティック信号変換システム１００は、（ハプティック効果を有する）ソース信号１０２をハプティック装置のアーキテクチャへ変換するために動作する。動作４０８において、ハプティック信号変換システム１００は、ハプティック装置を作動することによりハプティック効果を伝えるために動作する。
【００８７】
図６は、本開示の例示的な実施形態に係るソース信号１０２からハプティック効果を生成するための別の方法４５０を示すフローチャートである。一部の実施形態では、方法４５０は、ハプティック信号変換システム１００により少なくとも部分的に行われる（図１）。別の実施形態では、方法４５０は、プロセッサシステム１１０（図２）、インターフェース装置１８０（図２）、及び／又はハプティック可能装置２００（図３）により少なくとも部分的に行われ、ハプティック信号変換システム１００を少なくとも部分的に実施する。方法４５０は、本明細書で説明される様々な実施形態のいずれか又は実施形態の組み合わせにより使用されてもよい。
【００８８】
動作４５２において、方法４５０は、ソース信号１０２（例えば、任意の信号）を受信するために行われる。一部の実施形態では、ハプティック信号変換システム１００は、ソース信号１０２を受信する。動作４５４において、方法４５０は、（図１に示される）装置特有ハプティック信号１０４を生成するためにハプティック信号変換システム１００を用いるハプティック信号変換システム１００を用いて動作４５４を行うための例示的な方法は、例えば図７−１４を参照して本明細書でより詳細に説明される。
【００８９】
一部の実施形態では、装置特有ハプティック信号１０４は、所定の期間ごとに複数の個別の値を含む。例として、ソース信号１０２に基づいてハプティック効果を生成するハプティック装置のアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）は、２５５バイト長の最大バッファを有する３．１２５ミリ秒スペーシングを有する０から２５５のマグニチュードのアレイを有し、装置特有ハプティック信号１０４は、１８．７６ミリ秒ごとに値「６」を送るように構成される。装置特有ハプティック信号１０４の他の構成もありうる。他の実施形態では、装置特有ハプティック信号１０４は、アナログ信号を含む。
【００９０】
動作４５６において、方法４５０は、ハプティック装置のＡＰＩを呼び出し、ハプティック装置にアクセスし、装置特有ハプティック信号１０４に基づいてハプティック効果を生成する。一部の実施形態では、装置特有ハプティック信号１０４の値は、バッファされてもよい。動作４５８において、方法４５０は、装置特有ハプティック信号１０４をハプティック装置へ送信するために行われる。上記の例では、装置特有ハプティック信号１０４は、バッファ値と等しいパルス高さを有する３．１２５ミリ秒における１ミリ秒単方向パルストレインのようなパルストレインを有するハプティック装置に送信される。例えば、信号は、非線形であり、０から２．７ボルトであってもよい。
【００９１】
動作４６０において、装置特有ハプティック信号１０４は、様々な構成で変更されてもよい。一部の実施形態では、装置特有ハプティック信号１０４は、増幅されてもよい。例えば、装置特有ハプティック信号１０４は、ローパスフィルタで変更されてもよい。動作４６２において、方法４５０は、装置特有ハプティック信号１０４に基づいてハプティック効果を生成するために、ハプティック装置（例えば、そのアクチュエータ）を作動するように行われる。アクチュエータを作動するための例示的な方法は、例えば図１−４を参照して本明細書で説明される。例として、アクチュエータは、線形共鳴アクチュエータ（ＬＲＡ）等のような共鳴アクチュエータを含み、ハプティック装置のアクチュエータは、１６０Ｈｚ及び３２０Ｈｚ等のような２つのモードからの加速により動作されてもよい。
【００９２】
図７は、本開示の例示的な実施形態に係るハプティック信号変換システム１００を動作するための方法５００を示すフローチャートである。一部の実施形態では、方法５００は、図６の動作４５４を少なくとも部分的に実施するために用いられる。この例では、ハプティック信号変換システム１００は、装置特有ハプティック信号１０４を表す信号値のバッファを生成する。
【００９３】
動作５０２において、ハプティック信号変換システム１００は、ハプティック装置（例えば、インターフェース装置１８０又はハプティック可能装置２００）で表現されるソース信号１０２（例えば、任意の信号）を受信するために動作する。動作５０４において、ハプティック信号変換システム１００は、１以上の所定の関数を受信又は読み出すために動作する。一部の実施形態では、所定の関数は、ハプティック信号変換システム１００及び／又は１以上の他のコンピューティング装置におけるメモリに格納されてもよい。これらの関数は、タイムライン、アニメーション又は他の同様の位置に配置される電気特性を含む。関数の一例は、例えば、マグニチュード、周波数、アタックタイム、ディレイタイム、及び／又は制御ポイントを有する任意の包絡線に対して周期的な関数を含む。関数の別の例は、異なる周波数の組み合わせ等のような混合周期関数を含む。
【００９４】
動作５０６において、ハプティック信号変換システム１００は、ソース信号１０２に基づいて信号値のバッファを生成するために動作する。信号値のバッファは、図１に示されるような装置特有ハプティック信号１０４を含む、又は装置特有ハプティック信号１０４により表されてもよい。信号値のバッファは、ソース信号を分析及びマッピングすることにより決定されてもよい。一部の実施形態では、信号値のバッファは、所定の後続期間の所定数の値を含む。上記の例では、信号値のバッファは、次の所定量の時間のハプティック効果を生成するために続いて用いられる値「６」を含む。他の数の値も可能であり、例えば２から１２サンプルの範囲である。各バッファの値の数は、ハプティック装置（例えばそのアクチュエータ）の性能に依存する。ソース信号１０２から信号値を生成する例示的な方法は、図８及び９を参照して本明細書でより詳細に説明される。他の実施形態では、基本関数も信号値のバッファを生成するために用いられてもよい。
【００９５】
動作５０８において、ハプティック信号変換システム１００は、値のバッファ（例えば、装置特有ハプティック信号１０４）を対応するハプティック装置へ送信するために動作し、ハプティック装置が、値のバッファに基づいてハプティック効果を表現する。例えば、値のバッファは、設計されたハプティック効果を生じるためにハプティック装置のアクチュエータへ印加されるアクチュエータ駆動信号を生成するために用いられる。
【００９６】
図８は、本開示の例示的な実施形態に係る、ソース信号１０２をハプティック装置の特定のアーキテクチャへ変換する方法５１０のフローチャートである。一部の実施形態では、方法５１０は、図７に説明されるような信号値のバッファを生成する。方法５１０は、ソース信号１０２の周波数をハプティックアクチュエータ１０８の周波数に一致させることにより、少なくとも部分的にソース信号１０２から、信号値（例えば、装置特有ハプティック信号１０４）のバッファを生成するように構成される（図１）。
【００９７】
動作５１２において、ハプティック信号変換システム１００は、ソース信号１０２（例えば、任意の信号）を受信する。動作５１４において、ハプティック信号変換システム１００は、ソース信号１０２をダウンサンプルするために動作する。ソース信号１０２をダウンサンプルするために様々な方法が用いられてもよい。例えば、最大値は、ダウンサンプルのために用いられてもよい。他の例では、平均値は、ダウンサンプルのために用いられてもよい。
【００９８】
動作５１６において、ハプティック信号変換システム１００は、解析セグメントにおいてダウンサンプルされたソース信号１０２を処理するために動作する。一部の実施形態では、信号のセグメントは、サイズで予め決定されてもよい。例えば、セグメントのサイズは、信号が所定のサイズのセグメントに解析されるように、同等に予め設定される。他の実施形態では、セグメントのサイズは、自動的に決定される。信号を解析する例は、例えば図１１を参照してより詳細に図示及び説明される。
【００９９】
動作５１８において、信号変換システム１００は、ソース信号１０２の主要周波数（例えば最高又は他のピークマグニチュードを有する周波数）を決定するために動作する。動作５２０において、信号変換システム１００は、ソース信号１０２から包絡線信号を決定するために動作する。
【０１００】
動作５２２において、信号変換システム１００は、値のバッファを生成するために動作する。一部の実施形態では、値のバッファは、選択されたセグメントの包絡線に応じたマグニチュードを有する主要周波数で生成されてもよい。セグメントが長い場合、セグメントは、サブセグメントに分割されてもよく、サブセグメントのそれぞれは、同様に分析されてもよい。値のバッファは、他の実施形態において異なって作成されてもよい。
【０１０１】
図９は、本開示の例示的な実施形態に係る、ソース信号１０２をハプティック装置の特定のアーキテクチャへ変換する別の方法６００のフローチャートである。一部の実施形態では、方法６００は、図７で説明されるような信号値のバッファを生成するために用いられてもよい。方法６００は、少なくとも部分的にソース信号１０２から信号値（例えば装置特有ハプティック信号１０４）のバッファを生成し、固定周波数のキャリア信号を有するバッファを送信するように構成される。一部の実施形態では、方法６００は、ハプティックアクチュエータの性能に依存するキャリア周波数を選ぶことを含む。
【０１０２】
動作６０２において、信号変換システム１００は、ソース信号１０２（例えば、任意の信号）を受信する。動作６０４において、信号変換システム１００は、ソース信号１０２をダウンサンプルするために動作する。ソース信号１０２をダウンサンプルするために様々な方法が用いられてもよい。例えば、最大値は、ダウンサンプルするために用いられてもよい。他の例では、平均値は、ダウンサンプルするために用いられてもよい。
【０１０３】
動作６０６において、信号変換システム１００は、ダウンサンプルされたソース信号１０２で変調されるキャリア信号のためのキャリア周波数（例えばパルストレイン周波数）を選択するために動作する。様々な周波数がキャリア周波数のために用いられてもよい。一部の実施形態では、１６０Ｈｚ及び３２０Ｈｚ等のような２つの異なる周波数、及びそれらのうちの１つは、１以上の分類に基づいてキャリア周波数のために選択される。例えば、キャリア周波数は、ソース信号１０２に基づいてハプティック効果を生成するためのものであるハプティックアクチュエータの周波数限界に基づいて選択される。キャリア周波数を選択する例は、例えば、図１０を参照して本明細書でより詳細に説明される。
【０１０４】
動作６０８において、信号変換システム１００は、ソース信号１０２から包絡線信号を決定するために動作する。動作６１０において、信号変換システム１００は、値のバッファを生成するために動作する。一部の実施形態では、値のバッファは、包絡線信号に応じたマグニチュードを有するように生成される。例えば、マグニチュードは、各タイムステップのパルス幅にマップされる。一部の実施形態では、マグニチュードは、キャリア周波数の半分を超えないように構成される。値のバッファは、キャリア周波数で送信される。一部の実施形態では、値のバッファは、キャリア周波数を常に維持する。
【０１０５】
図１０は、本開示の例示的な実施形態に係る図９のキャリア周波数を選択する方法６３０のフローチャートである。この例では、方法６３０は、ハプティックアクチュエータの性能に基づいてキャリア周波数を選ぶために用いられる。様々な種類の信号がキャリア周波数のために用いられうる。一部の実施形態では、パルストレインは、キャリア信号のために用いられる。他の波形は、他の実施形態においてキャリア信号のために用いられてもよい。
【０１０６】
動作６３２において、ハプティック信号変換システム１００は、ハプティック効果を生成するように構成されるハプティックアクチュエータ１０８の周波数限界を識別するために動作する。動作６３４において、ハプティック信号変換システム１００は、ソース信号１０２（又はそのダウンサンプルされた信号）の周波数が、ハプティックアクチュエータ１０８の周波数限界よりも大きいかを判定するために動作する。ソース信号１０２（又はそのダウンサンプルされた信号）の周波数がハプティックアクチュエータ１０８の周波数限界よりも大きい（この動作で「Ｙｅｓ」）場合、方法６３０は、キャリア周波数（例えばパルストレイン）が第１の周波数に設定される動作６３６へ移動する。そうでない（この動作で「Ｎｏ」）場合、方法６３０は、キャリア周波数（例えば、パルストレイン）が第２の周波数に設定される動作６３８へ続く。例として、第１の周波数及び第２の周波数は、１６０Ｈｚ及び３２０Ｈｚから選択される。ハプティックアクチュエータの周波数限界に応じて、パルストレインは、１６０Ｈｚ及び３２０Ｈｚのいずれかに設定される。ハプティックアクチュエータの性能に応じて他のキャリア周波数も想定される。
【０１０７】
一部の用途では、１つのハプティック出力装置（例えばアクチュエータ）は、ＨＤアクチュエータと呼ばれる設計者又はプログラマーによって特定されるような正確な周波数（例えば変調されたキャリア周波数）で共鳴してもよい。別の装置（例えば非ＨＤ又はＳＤアクチュエータ）は、一連のパルス（つまり、パルストレイン）を実行するように構成される。パルスのレートは、ユーザに周波数の知覚を与える。
【０１０８】
設計ツールは、効果の感知された周波数から隔てた周期的パルシングを顕在化する。これを固定する手法は、ピッチをシミュレートするために、高周波数ピッチデータ又は高周波数パルストレインのいずれかでパルスを充填することである。装置特徴化データと組み合わせられたアルゴリズムは、高周波数充填を用いる、又はピッチをパルストレインでシミュレートするのいずれかを決定するように構成される。
【０１０９】
ほとんどの装置は、特定の個別の周波数を実現するように構成される。これは、ハードウェア性能、ファームウェア及び／又はソフトウェアに依存する。本開示の例示的な実施形態に係る設計ツールは、達成可能な周波数を設計者に対して顕在化する。
【０１１０】
図１１は、本開示の例示的な実施形態に係るソース信号１０２を解析又は分割する方法７００を示す。一部の実施形態では、ハプティック信号変換システム１００は、ソース信号１０２を複数のセグメント７１２（７１２Ａ、７１２Ｂ及び７１２Ｃを含む）に分割するために動作する。一部の実施形態では、ブランク信号７１４（７１４Ａ、７１４Ｂ及び７１４Ｃ）（ダミーデータとも呼ばれる）は、所望の周波数を有する信号を生成するためにセグメント７１２間に挿入される。ハプティック信号変換システム１００は、固定バッファサイズが生成されるまで挿入されるブランク信号あり又はなしで、信号セグメントを収集することを継続する。
【０１１１】
図１２は、本開示の例示的な実施形態に係るデジタル信号に基づいて作成されるハプティック効果のマグニチュードの計算８００を示す。図１２において、ソース信号８１０は、４４．１ｋＨｚでサンプルされ、最大値８２０は、２０ｍｓのフレーム長で計算され、パルス８３０は、マグニチュードフィルタリングによって得られる。実施形態によれば、パルス８３０は、ソース信号１０２の包絡線を取り込み、パルス８３０は、１以上のハプティック効果を通じてユーザにこの情報を伝えるように構成される。
【０１１２】
図１３は、本開示の例示的な実施形態に係るソース信号の包絡線の計算９００を示す。図１３において、ソース信号１０２は、オーディオ信号である。ソース信号１０２の包絡線９２０は、ソース信号１０２の絶対値をローパスフィルタリングすることによって得られてもよい。別の包絡線９３０は、この場合２０ｍｓで、特定のフレームに亘って絶対値の最大を計算することによって得られてもよい。
【０１１３】
特定の持続期間（例えば、ミリ秒の持続期間）の各フレームは、周波数ドメインで処理される。よって、特定の実施形態では、フレームの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）は、周波数コンテンツを抽出するために用いられてもよい。他の実施形態では、バンドパスフィルタは、周波数コンテンツを抽出するために用いられてもよい。
【０１１４】
図１４は、本開示の例示的な実施形態に係る周波数コンテンツに基づくソース信号の包絡線の計算１０００を示す。実施形態によれば、最大値は、信号データフレーム（例えばオーディオデータフレーム）が前述されたように処理されると得られる。実質的に、３つの最大値が得られ、１つは低周波数帯域、１つは中周波数帯域、１つは高周波数帯域である。
【０１１５】
図１４に示されるように、グラフ１０４０は、未処理最大値を表し、これはソース信号１０２全体に基づく。グラフ１０５０は、ソース信号１０２の低周波数範囲に対応する最大値を表す。グラフ１０６０は、ソース信号１０２の中周波数範囲に対応する最大値を表す。グラフ１０７０は、ソース信号１０２の高周波数範囲に対応する最大値を表す。
【０１１６】
実施形態によれば、信号が、処理されることを開始するとき、得られた最大値が低周波数帯域（例えばグラフ１０５０）と高周波数帯域（例えば１０７０）の周波数値より大きいとすると、第１のフレームは、より中央の周波数コンテンツ（例えば１０６０）を含む。
【０１１７】
実施形態によれば、ハプティック効果は、フレームのコンテンツ周波数が、以前のフレームの周波数コンテンツとは異なるときに再生されうる。図１４に示されるように、ハプティック効果は、矢印１０２０，１０２２，１０２４，１０２６，１０２８，１０３０，１０３２により明示された位置で再生される。例えば、フレーム及び後続フレームが同一周波数コンテンツを有する場合、未処理フレームのマグニチュードが再生される、又は処理済みのフレームのマグニチュードが再生される、又はおそらく小さい一定の振動が、同一周波数コンテンツを有する限り再生される、又はマグニチュードは、周波数帯域におけるパワーコンテンツに基づいて変更される。それに替えて、フレーム及び後続フレームが異なる周波数コンテンツを有する場合、異なるハプティック効果が再生されてもよい。
【０１１８】
上記で説明された様々な例及び教示は、例示によってのみ提供され、本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない。当業者は、本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく、本明細書で例示及び説明された後の実施例及び用途なしに、様々な変更及び変更がなされることを明示的に認識するであろう。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
2020107320000001.pdf