(57)【要約】      （修正有）【課題】多タッチ触感タッチパネルに適したアクチュエータのための制御方法と装置を提供する。【解決手段】触覚効果のアクチュエータ制御機構の方法と装置を開示する。この装置はアクチュエータと触覚セルを制御する制御器を備えることができる。システムの減衰特性のみならず所望の触覚効果のタイプに従って、制御器は主パルスが後続するキックインパルスを発生できて増加加速度応答をつくり、かつまたはブレーキパルスを発生できて短い機械的タイプの触覚効果のための減衰効果を提供する。【選択図】図１
2010287231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触覚フィードバックを生成する方法であって、
アクチュエータを駆動するように構成された入力パルスを監視すること；
該入力パルスに従って触覚フィードバックを生成すること；
アクチュエータから入力パルスの除去を検出すること；
該入力パルスの除去に応答してアクチュエータを始動すること；及び
該アクチュエータにより生成された触覚フィードバックの減衰効果を減らすようにブレーキパルスを発生することを含む、前記生成方法。
【請求項２】
触感タッチ面の押下を検出すること、及び該押下に応答して入力パルスを発生することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項３】
触感タッチ面の押下を検出することが、指と触覚タッチスクリーン間接触を検出することをさらに含む、請求項２の方法。
【請求項４】
入力パルスに従って触覚フィードバックを生成することが、入力パルスに応答して予め定義された触覚フィードバックを生成するようにアクチュエータを活性化することを含む、請求項１の方法。
【請求項５】
アクチュエータを始動することが、該アクチュエータにより発生された入力パルス周波数があるアクチュエータにより発生された入力パルス周波数に類似することを確認することを含む、請求項１の方法。
【請求項６】
アクチュエータからの入力パルスの除去を検出することが、入力パルスを不活性化することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項７】
アクチュエータにより生成された触覚フィードバックの減衰効果を減らすようにブレーキパルスを発生することが、減衰感覚を減少するようアクチュエータをゆっくり解除することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項８】
触覚セルに結合されたアクチュエータと、触覚効果が触覚セルから生成されるようにアクチュエータの制御信号をアサートするように構成された制御器を含む装置であって、該制御器が、アクチュエータの一部を移動するための制御信号の立ち上がりエッジを発生し；かつ中心対象が静止位置に自然に戻る前にアクチュエータの一部を停止するための制御信号パルスのブレーキパルスを発生するように構成された、前記装置。
【請求項９】
制御信号の立ち上がりエッジは０Ｖから３０Ｖまでの範囲を有する請求項８の装置。
【請求項１０】
触覚効果が機械的クリックを模擬する触覚感覚を生成する請求項８の装置。
【請求項１１】
ブレーキパルスが、第１期間中第１電圧レベルまでの制御信号の部分放電を含む、請求項８の装置。
【請求項１２】
ブレーキパルスが、第１期間後制御信号の下降傾斜を含む、請求項１１の装置。   
【請求項１３】
下降傾斜は０．２４Ｖ／ｍｓのスリューレートを含む、請求項１２の装置。
【請求項１４】
触覚セルのためのアクチュエータを制御する方法であって、
触覚セルから生成されるべき所望の触覚効果のタイプを決めること；
該所望の触覚効果が加速度応答に関係付けされているとき、アクチュエータのための制御信号の第１パルスと第２パルスを発生し、該第１パルスと第２パルスが実質的に共振周波数にあり、かつアクチュエータの金属対象が静止位置に戻る戻りの前に第２パルスがアサートされること；及び
所望の触覚効果が鮮鋭な機械的応答であるとき、制御信号の立ち上がりエッジを発生し、その後にアクチュエータの金属対象が静止位置に自然に戻る前に該金属対象を停止させるための制御信号のブレーキパルスを発生することを含む、前記方法。
【請求項１５】
ブレーキパルスの発生は、第１期間中第１電圧レベルに制御信号の電圧レベルを部分的に減少させ、それに続き制御信号の電圧レベルを下降傾斜することを含む、請求項１４の方法。
【請求項１６】
所望の触覚効果が連続振動であるとき第１パルスと第２パルスを反復することをさらに含む、請求項１４の方法。
【請求項１７】
触覚フィードバックを生成する装置であって、
アクチュエータを駆動するように構成された入力パルスを監視するための手段；
該入力パルスに従って触覚フィードバックを生成するための手段；
アクチュエータから入力パルスの除去を検出するための手段；
該入力パルスの除去に応答してアクチュエータを始動するための手段；及び
アクチュエータにより生成された触覚フィードバックの減衰効果を減らすようにブレーキパルスを発生するための手段を含む、前記装置。
【請求項１８】
触感タッチ面の押下を検出すること、及び該押下に応答して入力パルスを発生するための手段をさらに含む、請求項１７の装置。
【請求項１９】
入力パルスに従って触覚フィードバックを生成するための手段は、入力パルスに応答して予め定義された触覚フィードバックを生成するようにアクチュエータを活性化するための手段を含む、請求項１７の装置。
【請求項２０】
アクチュエータを始動するための手段は、アクチュエータにより発生された入力パルス周波数があるアクチュエータにより発生された入力パルス周波数に類似することを確認するための手段を含む、請求項１７の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子的インタフェース装置の分野に関し、特に触覚インタフェース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータを基にしたシステムとして、電気器具、自動化窓口機（ＡＴＭ）、ポイントオブセール（ＰＯＳ）端末等が広く普及しており、人間対機械インタフェースの使い易さが益々重要になっている。このようなインタフェースは事実上誰でも使用できるように直感的に操作すべきであり、かつ殆どかまたは全く訓練を要しない。キーボードやマウス、マウススティック、ジョイスティック及びタッチスクリーンのような多くの便利なユーザインタフェース装置が市場で入手可能である。周知の直感的かつ対話的なインタフェース装置の１つがタッチパネルであり、タッチパネルはタッチスクリーンまたはタッチパッドであってよい。
【０００３】
タッチスクリーンは、タッチ感応入力パネルと表示装置を含み、通常サンドイッチ構造をとり、ユーザタッチに感応するパネルに接触すること及びユーザが「タッチする」内容を表示することを通してユーザにマシーンインタフェースを提供する。従来のタッチパッドは、小さな平板矩形パッドであり、表示装置の近傍、コンピュータ、自動車ＡＴＭ機械等上に設置することが可能である。従来のタッチパネルのタッチ感応部品は、様々なタイプのタッチ感知技術を採用しており、その部品には容量センサ、圧力センサ等があり、パネルの押圧される場所を検出するために当業界では周知のものである。例えば、ユーザは指先と共通にタッチスクリーンの領域と接触してボタンプレスを模倣し、かつまたはパネル上の指を表示装置のパネルの背後に表示されたグラヒィクスに応じてユーザの指を移動する。
【０００４】
従来のタッチ感応入力パネルに関連する問題は触感遅延効果である。例えば、典型的なアクチュエータは一般に全振動触感効果に達するには若干の時間をとる。同様に、従来のアクチュエータは振動効果を停止するには通常やはり若干の時間をとる。
【発明の概要】
【０００５】
多タッチ触感タッチパネルに適したアクチュエータのための制御方法と装置を開示する。該装置はアクチュエータと触覚セルを制御する制御装置を含むことが可能である。システムの減衰特性のみならず所望の特定タイプの触覚効果にも依存して、制御装置は、主パルスが追従するブレーキパルスかつまたはキックインパルス（ｋｉｃｋ−ｉｎ  ｐｕｌｓｅ）を発生し加速度応答を増加させ、かつまたはブレーキパルスを発生して短い機械的タイプの触覚効果に対する減衰効果を提供することができる。
【０００６】
本発明の更なる特徴及び利点は、以下に述べる詳細な記述、図及び請求項から自明になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は以下の詳細な説明から、また本発明のさまざまな実施例の添付図面からさらに完全に理解されよう。しかしながら、これらは本発明を特定実施例に限定するようにとられるべきでなく、説明と理解のためのみにある。
【図１】本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータを用いて歯切れのよい触感フィードバックを提供することができる触覚インタフェースまたはシステムの例を示す。
【図２】本発明の例示実施例による、リレー機構を用いる歯切れのよい触覚効果を生成することができるアクチュエータを例示する。
【図３】本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータのキックインパルスのグラフ表示の例示である。
【図４】本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータのキックインパルスのグラフ表示の例示である。
【図５】本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータのキックインパルスのグラフ表示の例示である。
【図６Ａ】本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータのためのブレーキ動作のパルスグラフ表示の例示である。
【図６Ｂ】本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータのためのブレーキ動作のパルスグラフ表示の例示である。
【図６Ｃ】本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータのためのブレーキ動作のパルスグラフ表示の例示である。
【図７】本発明の１つの例示実施例による、発振アクチュエータ応答のグラフ表示の例示である。
【図８】本発明の例示実施例による、連続振動動作のグラフ表示の例示である。
【図９】本発明の例示実施例による、アクチュエータの動作方法の例のフロー図を示す。
【図１０】本発明の例示実施例による、アクチュエータを用いるキックインパルスの動作方法のフローチャートを示す。
【図１１】本発明の例示実施例による、アクチュエータを用いるブレーキパルスの動作方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
多タッチ触感タッチパネルのためのアクチュエータ制御の方法、システム及び装置の文脈で本発明の実施例を説明する。本発明の以下の詳細な記述は例示に過ぎず、いかなる限定も意図しないことを当業者は認識するであろう。本発明の他の実施例は、それ自体で本開示の利益を有することを当業者に容易に示唆するであろう。
【０００９】
ここで添付図面に例示される本発明の実施例の実施手段について詳細に言及する。
同じ参照符号は、図面と次の詳細な説明を通して同一な、または同様な部品を指すものとして使用される。
【００１０】
明快のために、ここに記載する実施手段の標準ハードウエアとルーチンの特徴のかならずしも全てが図示かつ記述されない。いかなるかかる実際の実施手段の開発において、アプリケーション関係及び業務関係の制約へのコンプライアンスのような、開発者の特定ゴールを達成する目的で沢山の実施手段を特定する決定を行ってよいこと、及びこれらの特定ゴールはある開発者から他の開発者ごとに１つの実施手段から変わることが当然理解されよう。さらに、かかる開発努力は複雑でありかつ時間を費やすが、それにも拘わらず、本開示の利益を享受する当業者にとっては工学のルーチンワークであることが理解されよう。
【００１１】
本発明の例示実施例は、広範囲の触覚フィードバック効果を生成する、多タッチ・アクチュエータ・タッチパネルへの使用に適したアクチュエータを開示する。これらの効果のなかで、歯切れのよい触覚フィードバックを生成することができる。それは、例えば急速に全触覚容量に到達するかまたは急速に触覚効果を停止する能力を有する強化された区別化できる触覚フィードバックである。例えば、センサを有するインタフェース装置（例えばタッチ感知面、タッチパネル等）は、触覚効果の可能化時に多接触に応答して多数触覚フィードバックを同時に提供することが可能である。タッチ感知面を介するかかる触覚フィードバックは、触感効果、触感フィードバック、触覚効果、強制フィードバックまたは振動触感フィードバックと参照されてもよい。触感タッチパネルは、触覚タッチパッド、ビブリオタッチパネル、強制フィードバックタッチパネル、触覚タッチパネル等と称することもできる。
【００１２】
１実施例におけるアクチュエータはコイル、中心対象（例えば金属）及びバネから作られている。コイルは金属の回りに巻きつけられ、（ここで、コイルと金属の部品の両者は｛ソレノイド｝と称してよい）かつ、コイルが磁界を生成するとき（例えば、電流がコイル端子間を流れる時）金属は移動する。バネは次いで、電流がコイルから除去されるとき移動金属または他の中心対象を静止位置に戻すように用いてよい。  
【００１３】
例えば、アクチュエータが一方向電流かつまたは電圧を介して付勢されかつ制御されている間に、電力（例えば一方向電圧）が除去されると、バネにより金属移動部品が元の位置即ち静止位置に戻される。その応答時間、バンド幅及び他のアクチュエータ特徴はソレノイドとバネ定格によってつくられる力に依存する。例えば、触感キューを発生するリレーシステムは比較的小さい変位（例えば約０．５ｍｍより小さい中心対象の変位）で比較的大きな力を発生する特性を有してもよい。さらに、固有共振周波数はアクチュエータと物理的特性（例えば中心対象質量、バネ特性等）と関連付けることが可能である。
【００１４】
触覚アプリケーションとしては、「閉」型アクチュエータおよび「解除」型アクチュエータのような異なる種類のアクチュエータが利用できる。閉型アクチュエータでは、バネが完全圧縮時バネに蓄えられた力より大きな力を発生する。このアクチュエータがその全容量に達し、衝突を生じ、かつかかる衝突で通常アクチュエータの最高加速度値を生じるとき、触覚効果の一部が生じる。アクチュエータを解除するとソレノイドが、完全圧縮時にバネに累積された力より小さいかまたは等しくなるかもしれない力をつくる。ここで、ソレノイドは、解除時に所望の触覚効果を生成するようバネを圧縮するように用いてもよい。
【００１５】
１つの実施例では、歯切れのよい触覚フィードバックを生成するためのアクチュエータを配置する触覚プロセスは、接触に応じて入力パルスを監視するように構成される。例えば、接触は触感タッチパネルをユーザの指が押下するときに起きる可能性がある。入力パルスを検出したとき、そのプロセスは入力パルスに応答してアクチュエータを始動する。触覚フィードバックを生成する入力パルスに応じて出力パルスを発生した後、プロセスはピーク対ピーク加速度値を増大することができるキックインパルスを発生し触覚フィードバックの感覚を向上する。代替として、触覚プロセスはアクチュエータの振動停止を支援するようブレーキパルスをさらに発生することができる。
【００１６】
図１は、本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータを用いて歯切れのよい触覚フィードバックを生成することができる触覚インタフェース即ちシステム１００の例を例示する。システム１００は、タッチ感応パネルまたはタッチパネル１０２、表示パネル１０４及びケース１０６を含む。タッチ感応パネル１０２は１つの例では、ほぼ透明材料から作られ、かつ表示装置１０４の対象即ち像がタッチ感応パネル１０２を通して見ることができるように光を伝導できる。タッチ感応パネル１０２は絶縁層と独立して制御可能な触覚セル１２０のアレイ即ち網状体を含むことが可能であり、触覚セル１２０は境界線１２４により分離されている。表示装置１０４は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、フラットパネル表示装置、フレキシブル表示装置等の任意の種類の表示装置であってもよい。タッチ感応パネル１０２と表示装置１０４の両者はケース１０６と一緒に装備され、かつまたは、同じユニットまたは装置に一体化されてもよい。若干のアプリケーションでは、表示像が不要な場合表示装置１０４はシステム１００から除いてもよい。例えば、表示像を要求しないラップトップ上または車両のダッシュボード上で使われるタッチパッドは不透明でもよい。本発明の例示実施例の基本的な概念は、もし１つまたはそれ以上のブロック（回路または層）がシステム１００に付加されたかまたはシステム１００から除去されたとしても変わらないことにさらに注目されたい。
【００１７】
図２は本発明の１つの例示実施例による、アクチュエータを用いて歯切れのよい触覚効果を生成することができるアクチュエータ３００の例を例示する。アクチュエータ３００は２つのＬ形状のポール・ピース３１０−３１２、構造的要素３０２−３０４及び第１、第２バイアス要素３０６−３０８を含む。ポール・ピース３１０−３１２は、高透過率の標準磁性鋼または、高透磁率の軟磁性材料（例えば、鉄、ニッケル、磁性合金）のような強磁性材料でつくればよい。ポール・ピース３１０−３１２は同じ材料でつくる必要はなく、またこれらポール・ピースはさらにコイル３１４ａ、３１４ｂと結合され電磁装置（「磁気装置」）を形成する。別の実施例では、ポール・ピースの１つは強磁性材料で形成されている限りコイルを含む必要はない。
【００１８】
アクチュエータ３００は構造的要素３０２−３０４及び第１、第２バイアス要素３０６−３０８を含みアクチュエータのフレームを形成する。第１の構造的要素３０２は図２に図示されるように、ハウジング、表示装置またはタッチ感応パネルに結合または固着された開口３２０−３２２を含む。同様に、構造的要素３０４も同様な結合用開口３２４−３２６を含む。バイアス要素３０６，３０８は、バネ、たわみバネ、可とう性ブレード、可とう性部材、弾性部品、発泡部品等であってよく、予め定義された範囲内で圧縮及びまたは伸長が可能な弾性または比較的に可とう性の材料でつくられる。
【００１９】
再度図２を参照すると、ポール・ピース３１０と３１２はそれぞれ構造的要素３０２と３０４に結合されている。ポール・ピース３１０はポール・ピース３１２に隣接し、ポール・ピース３１０と３１２間に３個の磁気ギャップ３４０，３４２，３４４を有して置かれている。ギャップ３４０，３４２の幅は１実施例では、約０．２５ｍｍから約０．７５ｍｍまでの範囲にある。任意の形状でよいエアポケット３３０，３３２は、ポール・ピース３１０，３１２が移動するスペースを提供している。ギャップ３４０，３４２はギャップ３４４よりきわめて小さいのでギャップ３４０，３４２における磁気吸引力はギャップ３４４を横切る任意の磁気吸引力を凌ぐ。
【００２０】
動作において、バイアス要素３０６，３０８は、コイル３１４に流れる電流がなくかつ（従って）アクチュエータが休止状態にあると最小限の力を与える。この電力状態のもとでは、アクチュエータは例えば図２に図示されるように第１の平衡位置を得る。コイル３１４ａ−３１４ｂに電力が印加されると入力電流がコイルに流れ、磁束線３５０をポール・ピース３１０−３１２においてかつギャップ３４０，３４２に発生する。電磁効果を互いに打ち消さないようにコイルが巻回されているとき、このプロセスはポール・ピース３１０−３１２間で吸引力または磁気吸引力を発生する。用語吸引力と磁気吸引力はここでは互いに入れ替え可能に使用される。磁気吸引力はバイアス要素３０６−３０８に抗して作用し、かつギャップ３４０−３４２で一緒にポール・ピース３１０−３１２をより近くに引く。図２に図示の実施例に従えば、磁気吸引力の下では、固定保持された構造的要素３０２により、ポール・ピース３１２はポール・ピース３１０に向かって、右から左の方向（矢印３３８によって示されるように）に移動する。この実施例では、ポール・ピース３１０は構造的要素３０２にしっかり固定または固着してもよく、その構造的要素はさらにハウジング、タッチ感応パネルまたは表示装置に固着してもよい。ポール・ピース３１０−３１２の１つがギャップ３４０−３４２内で充分な距離変位していない場合、バイアス要素３０６−３０８により増大するバネ力が反対方向に加えられるにつれ第２の平衡位置に到達する。バイアス要素３０６−３０８は、次いで電力が減らされまたは除かれると前に述べたような第１平衡位置として知られたポール・ピースの元の無電力位置にポール・ピース３１０−３１２を戻す。ここには、触覚効果生成用アクチュエータを制御するのに用いられる技術であって、他の技術と組み合わせて他の触覚効果を生成してもよい技術を記述している。
【００２１】
特定の例示実施例において、主パルスの前に設けられるパルスである「キックイン」パルスは結果として生じるピーク対ピーク加速度値を増大させるために用いることができる。その代わりに、アプリケーションに応じて、入力パルスの後にキックインパルスを適用することも可能である。図３、図４及び図５を参照すると、本発明の例示実施例に従うアクチュエータのためのキックインパルス動作の例のグラフ表示が図示されている。さらに、アクチュエータの例を用いて特定実施例を記述するけれども、他の型式のアクチュエータ（例えばピエゾ・アクチュエータ）も若干の案件で使用可能である。
【００２２】
図３において、関連の出力加速度５０４に沿う単一制御信号パルス５０２が図示されている。例えば、信号パルス５０２は約０Ｖの低レベルから約２４Ｖの高レベルまで立ち上がってもよい（例えば駆動電圧）、そうして、約５ｍｓの間高レベルに保持された後放電されてもよい。さらに、信号パルス５０２のデューティサイクルは約５０％であり、延長した低レベルに続く。アクチュエータ閉（例えば信号５０２が高レベル時）と解除（例えば、信号５０２が低レベル時）とから生じる出力５０４におけるある大きさの力即ち加速度がこうして得られる。
【００２３】
図４に図示されるように、２つの順次パルスから出力の、より強力な効果が生じる。ここで、アクチュエータ制御パルス５０６は連続２回パルス化されて（キックインパルス後に主パルスが続く）図示のような加速度出力信号５０８を与える。例えば、制御信号５０６の各パルスは約０Ｖの低レベルから約２４Ｖの高レベルまで立ち上がりかつ約５ｍｓの間高レベルに保持された後放電されてよい。これらのパルスサイクルの各デューティサイクルは約５０％であり、周期は約１０秒で延長した低レベルに引き継がれる。しかしながら、任意の適当な低レベル、高レベル、及びまたはデューティサイクルは特定の実施例において配慮してよい。図５は（キックインパルス＋主パルスから生じる）出力５０８のピーク対ピーク加速度の比較を図示し、該加速度は（単パルスから生じる）出力５０４の対応ピーク対ピーク加速度よりも大きい。
【００２４】
所望の特定触覚効果に依存して、関連のアクチュエータに対する１個、２個またはそれ以上の制御信号パルスが利用可能である。２個より多くのパルスを使えば比較的に短い即ち歯切れのよい機械的タイプの感覚とは対照的に、さらに明確で持続的な即ちより長い触覚感覚またはいろいろな感覚のパレットをもたらすことができる。特定の実施例では、機械的ボタンの感触を基本的に複製する比較的鮮鋭な触覚効果は、図４に図示されるように２個の制御信号パルスを用いることによって得ることができる。議論されるように、いろいろなデューティサイクルや電圧レベルおよびまたは波形形状をアクチュエータ制御信号として用いていろいろな触覚効果を得ることができる。
【００２５】
動作において、制御信号パルスによってアクチュエータを閉開させて力を生じるようにしている。特定実施例は（例えば図４の制御信号の）２個のパルスを実質的に同じ共振周波数で駆動している。この共振周波数は関連のアクチュエータにおけるバネと質量を関係付けすればよい。この共振周波数でパルス化した制御信号は、共振周波数では動作しないさらに大きい大きさをもつパルスと比較して強い加速度を生むことができる。重要なこととして、制御信号の第１パルスがアクチュエータの金属質量を移動させ、続いてその質量が静止位置に戻り始める。第２のパルスはこの静止位置に完全に戻る前に活性化させて質量の加速度をスピードアップさせてもよい。
【００２６】
特定実施例において、アクチュエータ制御信号用の若干の案件では沢山の電圧源を利用することも可能である。たとえば、第１（キックイン）パルスは約２４Ｖの振幅をもってよいし、また第２（主）パルスは約３０Ｖから約５０Ｖまでの範囲の最大振幅をもつかまたは、さらに特定的には比較的短い期間（例えば約１ｍｓから約３ｍｓ）約４０Ｖの最大振幅をもち、次いで約５ｍｓから約１０ｍｓまでは２４Ｖに減少されてもよい。この特定例では、関連のより鮮鋭な触覚効果を生成する目的でシステム共振は必ずしも用いられない。
【００２７】
図６Ａから図６Ｃは本発明の例示実施例によるアクチュエータのブレーキ動作についてパルス例のグラフ表示を図示する。アクチュエータ、従って、若干の不足減衰（ｕｎｄｅｒ−ｄａｍｐｅｄ）システムは発振出力を停止するよう比較的僅かの減衰の共振応答を持ってもよい。その結果、システム加速度応答（例えば図６Ａの出力６０４）は制御信号入力がアクチュエータから除去されたとき（例えば制御信号パルス６０２が低レベル状態にされたとき）若干の時間（例えば約１００ｍｓ）発振を続けてもよい。このタイプのアクチュエータによって鮮鋭で単一の機械的クリック効果を生成する目的のため、連続発振応答を適切に減衰するか、またはさもなければ停止する必要がある。
【００２８】
図６Ｂに図示されるように、制御信号パルスは制御信号６０６に示される「ブレーキ」パルス部に引き継がれてよい。加速度応答６０８は従って図示のように初期発振（例えば約２０ｍｓより短い期間を有する）後、全く発振を含まない。図６Ｃは、第１パルスがアクチュエータのバネを圧縮できること、及びブレーキ効果が全く採用されない場合（例えば制御信号６０２）パルスの除去時バネは解除し（信号６０２は放電される）かくしてバネ解除時に当然判る発振を起こす（例えば出力加速度６０４）ことを図示する。しかしながら、アクチュエータ制御信号入力がブレーキパルス部（例えば制御新信号６０６）を採用する場合バネは、原位置即ち静止位置に戻るようにできる前に解除してよい。このやり方で、ブレーキパルスは基本的にバネを保持でき、かくして発振を吸収する。
【００２９】
制御信号６０６の最終ランプダウン（下降傾斜）はアクチュエータバネを比較的ゆっくりと静止位置に戻す。例えば、制御信号６０６はランプダウン（例えば、約０．２４Ｖ／ｍｓのような、約０．２Ｖ／ｍｓから約０．３Ｖ／ｍｓまでのスリューレート（ｓｌｅｗ  ｒａｔｅで）前に約５０ｍｓ間約１２Ｖのレベルに保持してよい。その結果、単発発振（例えば出力加速度６０８）が比較的短時間（例えば２０ｍｓ）起きかつ触覚効果を鮮鋭にすることができる。さらに、アクチュエータの例を用いて特定実施例を記述しているけれども、他の種類のアクチュエータ（例えばＬＲＡ）も若干の案件では使用できる。他の電圧レベルやその持続期間のみならず形状及びまたはスリューレートも制御信号６０６に対して利用可能である。特定実施例では、かかるブレーキ効果は、他の触覚効果によりつくられるいかなる適当な不減衰または不足減衰応答（ｕｎ−ｄａｍｐｅｄ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ−ｄａｍｐｅｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を除去するために用いてよい。従って、例えばこのブレーキ効果は図３、図４および図５を参照して上述したキックイン方法と組み合わせることが可能であり、比較的高いピーク対ピーク加速度を有する比較的短く鮮鋭な減衰出力を与える。
【００３０】
比較的鮮鋭な加速度を得るためにアクチュエータ装置を閉じる必要があり、このブレーキ方法を用いてアクチュエータ装置は比較的ゆっくりと解除され鮮鋭な触覚効果を提供する。（例えば出力加速度６０８からの）全体の触覚効果は比較的短い（例えば約２０ｍｓ長）機械的パルス即ちクリックを生成して（例えば出力加速度６０４の約１００ｍｓの）長い「バズ（ｂｕｚｚ）」感触を与える。例えば入力制御信号パルス６０６は、アクチュエータを閉じるため約５ｍｓ間約２４Ｖの高い大きさをもつことができ、そこではアクチュエータは（例えば約１２Ｖのレベルに減少させ、続いてランプダウン部によって）比較的ゆっくりと解除され潜在的に長い「バズ（ｂｕｚｚ）」感触の触覚効果を実質的に回避する。
【００３１】
図７は本発明の実施例による発振アクチュエータ応答の例のグラフ表示を図示する。この例では、共振システムは入力制御信号７０２が１個より多い発振を持つにつれ出力加速度７０４が増加する場合である。従って、共振システムは時間とともにモーメントを立ち上げて予め決められた限界（例えば約＋／−１Ｇ）まで加速度信号を増加させる。従って図７においては、発振制御信号入力７０２に対するシステム応答７０４は、より多くの発振（パルス）がシステムに入力されるにつれ時間とともに増加する。図示のように、制御信号７０２の第１パルスから第２パルスまで出力加速度７０４は増加し、それは図４を参照し議論した応答（キックインパルス先行の主パルス）に類似している。
【００３２】
図８は本発明の実施例による連続振動動作の例のグラフ表示を図示する。一般にアクチュエータの真性の１方向性駆動特徴は、「最大」電圧（例えば約２４Ｖ）と５０％周期信号デューティサイクルでの連続振動の発生を容易にしなくてよい。これはアクチュエータが、バネが充分に高速で戻ることができないためにアクチュエータを実質的に閉位置にかつバネを負荷状態に保持する状態に達するからである。図８に図示の例では、所望の振動及び周波数（例えば対応する出力信号８０４）を発生するため、バネ力が後退し（無負荷状態）また前進（バネを圧縮するソレノド）できるようにシステムが平衡するまで高レベル電圧を駆動する入力８０２は（例えば１２Ｖまで）減少させてよい。連続振動を発生する別の例では、制御信号（例えば入力信号８０６）のデューティサイクルは、対応する出力加速度８０８を与えるため（例えば約１８Ｖに減少された）駆動電圧に従い（例えば約１２Ｖに）減少することができる。このデューティサイクルはいろいろな触覚効果を与える目的のため適当に変えることができる。
【００３３】
特定実施例は様々な処理ステップを含み、該ステップの例を以下に陳述する。かかるステップはマシン実行またはコンピュータ実行命令で具現することができる。特定実施例のステップを実行するため、命令でプログラムされた汎用システムまたは専用システムをつくるように該命令を用いてよい。代替として特定実施例のステップはステップを実行するためのハードワイヤロジックを含む特定のハードウエア部品により実行するか、またはプログラムされたコンピュータ部品とカスタムハードウエア部品との組み合わせにより実行することができる。
【００３４】
図９は本発明の実施例によるアクチュエータの動作方法例のフローチャート９００を図示する。該フローが開始し（ステップ９０２）、触覚セルから生成されるべき所望の触覚効果のタイプの判定ができる（ステップ９０４）。例えば、比較的短い機械的ボタンタイプ即ちクリックタイプの効果が所望される。所望の触覚効果が加速応答と関係付けされる場合、アクチュエータに対して制御信号の第１パルスと第２パルスを発生することができる（ステップ９０６）。例えば、該第１、第２パルスは実質的に同一共振周波数であってもよい。第２パルスは静止位置に戻るときアクチュエータ内の金属対象の復帰前にアサート即ち有効にされてよい。所望の触覚効果が鮮鋭な機械的応答であるとき（即ち減衰が必要とされるとき）制御信号の立ち上がりエッジが発生し、それに続き制御信号のブレーキパルスが発生し、そのブレーキパルスが、アクチュエータの金属対象が静止位置に自然に戻る前にその金属対象を停止し（ステップ９０８）、従ってフローを終了する（ステップ９１０）。
【００３５】
図１０は本発明の実施例によるアクチュエータを用いるキックインパルスの動作方法例のフローチャート１０００を図示する。ブロック１００４において、キックインパルスを操作できるプロセスが接触に従って入力パルスを監視する。その接触はユーザによってつくられる入力である。例えば、そのプロセスはユーザの指によって触覚タッチスクリーンを押下した時接触を検出できる。
【００３６】
ブロック１００６において、プロセスは入力パルスに応答してアクチュエータを始動する。１つの例では、プロセスはアクチュエータにより発生されたパルス周波数が予め決められたパルス周波数（例えば別のアクチュエータにより発生したもの）と一致するか否かを確認することができる。
【００３７】
ブロック１００８において、プロセスは入力パルスに従って出力パルスを発生し触覚フィードバックを駆動する。例えば、プロセスは入力パルスに従ってアクチュエータを活性化することができる。
【００３８】
ブロック１０１０において、プロセスは歯切れのよい触覚フィードバックを生成するためのピーク対ピーク加速度値を増加できるキックインパルスを発生する。例えば、触感タッチパッド上の押下の検出時にその押下に応答した入力パルスを発生する。プロセスはさらに触覚加速度のモーメントを立ち上げることができる。プロセスはキックインパルスによって進行した入力パルスに応答して歯切れのよい触感感覚を提供できることに注目されたい。代替として、プロセスはキックインパルスにより引き継がれる入力パルスに応答して歯切れのよい触感感覚を提供できる。
【００３９】
図１１は本発明の実施例によるアクチュエータを用いるブレーキパルスの動作方法例のフローチャート１１００を図示する。ブロック１１０４において、ブレーキパルスを提供することができるプロセスはアクチュエータを駆動するように構成された入力パルスを監視することができる。
【００４０】
ブロック１１０６では、入力パルスに従って触覚フィードバックを生成する。例えば、プロセスは入力パルスに従って予め定義された触覚フィードバックを生成するようにアクチュエータを活性化することができる。
【００４１】
ブロック１１０８では、プロセスはアクチュエータから入力パルスの除去を検出できる。例えば、入力パルスは不活性化される。
【００４２】
ブロック１１１０では、プロセスは入力パルスの除去に応答してアクチュエータを始動する。１つの実施例では、プロセスは、アクチュエータにより発生したパルス周波数はあるアクチュエータにより発生したパルス周波数に類似することを確認する。
【００４３】
ブロック１１１２では、プロセスはブレーキパルスを発生してアクチュエータにより発生した触覚フィードバックの減衰効果を減らす。プロセスはさらに触感タッチパネルの押下を検出しかつその押下に応答して入力パルスを発生することができる。例えば、触感タッチパネル上の押下を検出したときプロセスはさらに指と触覚タッチスクリーン間接触を検出することを含む。１つの実施例では、プロセスはアクチュエータをゆっくり解除して減衰感覚を減らすこともできる。
【００４４】
本発明の特定実施例を図示しかつ陳述してきたが、本願における教示に基づいて、本発明とその広い態様から逸脱することなく数々の変更及び修正がなしうることが当業者には自明であろう。それ故、添付の請求項は、その範囲内で本発明の真の精神と範囲内にあるすべてのかかる変更及び修正を包括することを意図する。
【符号の説明】
【００４５】
１００  触覚インタフェース（システム）
１０２  タッチ感応パネル
１０４  表示装置
１０６  ケース
１２０  触覚セル
３００  アクチュエータ
５０２  単一制御信号パルス
５０４  アクチュエータ閉開時出力
５０６  アクチュエータ制御信号（キックインパルス付単一パルス）
５０８  出力信号加速度
６０２  制御信号パルス
６０４  システム加速度応答（出力加速度）
６０６  ブレーキパルス部
６０８  ブレーキパルス付パルスへの加速度応答
【図１】
2010287231.tif 000003
【図２】
2010287231.tif 000004
【図３】
2010287231.tif 000005
【図４】
2010287231.tif 000006
【図５】
2010287231.tif 000007
【図６Ａ】
2010287231.tif 000008
【図６Ｂ】
2010287231.tif 000009
【図６Ｃ】
2010287231.tif 000010
【図７】
2010287231.tif 000011
【図８】
2010287231.tif 000012
【図９】
2010287231.tif 000013
【図１０】
2010287231.tif 000014
【図１１】
2010287231.tif 000015
【外国語明細書】
2010287231000001.pdf