(57)【要約】      （修正有）【課題】タッチスクリーン入力デバイスに対するフィードバックの提供。【解決手段】ハプティック効果を生成するシステムは、接触子／対象物によるインターフェースにおける接触を検知する。次いでそのシステムは、接触子の１つまたは複数の特性を決定し、接触に応答してハプティック効果のタイプを生成する。ハプティック効果のタイプは１つまたは複数の特性に少なくとも基づく。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス（１０）においてハプティック効果を生成する方法であって、
接触子による前記デバイスとの接触を検知するステップと、
前記接触子の１つまたは複数の特性を決定するステップと、
前記接触に応答してハプティック効果のタイプを生成するステップであって、前記ハプティック効果のタイプは少なくとも前記１つまたは複数の特性に基づく、ステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記ハプティック効果のタイプは、ハプティック効果のパラメータを決定することにより生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハプティック効果は振動ハプティック効果であり、前記パラメータは大きさ、周波数または持続時間のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ハプティック効果のタイプは、ハプティック効果のための複数のハプティック出力デバイスから１つのハプティック出力デバイス（１８）を選択することによって生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のハプティック出力デバイスは、振動デバイス、静電摩擦デバイス、または変形可能な表面のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記１つまたは複数の特性は、前記接触子が、指球、指の爪または指関節のうちの１つであることを示し、前記ハプティック効果のタイプは前記接触子の１つまたは複数の特性に対して正規化される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ハプティック効果のタイプはさらに、少なくとも前記接触子の正確な検出の確認に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記検知するステップは、前記デバイスに対する前記接触子の近接性を決定することを含み、前記検知するステップは接触の前に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記検知するステップは、前記デバイスのタッチ表面（１１）からの信号を受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
保存された命令を有するコンピュータ読み取り可能媒体であって、プロセッサにより実行される場合、前記プロセッサに、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実施させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１１】
接触子による接触を検知するインターフェース（１１）と、
前記接触子の１つまたは複数の特性を決定する接触子特性モジュール（３１０）と、
接触に応答してハプティック効果のタイプを生成する前記インターフェースに接続されるハプティック出力デバイス（１８）であって、前記ハプティック効果のタイプは少なくとも前記１つまたは複数の特性に基づく、ハプティック出力デバイス（１８）と、
を備えるシステム。
【請求項１２】
プロセッサ（１２）と、
前記プロセッサ（１２）に接続される請求項１０に記載のコンピュータ読み取り可能媒体と、
をさらに含む、請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一実施形態は、概して、ハプティックフィードバックシステム、特に接触子の特性に基づいたハプティックフィードバックシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造者はユーザにとって豊かなインターフェースを製造することに注力している。従来のデバイスは、ユーザにフィードバックを提供するために、視覚的及び聴覚的合図を用いている。一部のインターフェースデバイスにおいて、総括して「ハプティック（触覚）フィードバック」又は「ハプティック（触覚的）効果」として知られる、運動感覚フィードバック（作用力及び抵抗力フィードバック等）及び／又はタクタイル（触知的）フィードバック（振動、触感、及び熱等）もまた、ユーザに提供される。ハプティックフィードバックは、ユーザインターフェースを強化及び単純化するきっかけを提供し得る。具体的に、振動効果、すなわち振動ハプティック効果は、ユーザに特定のイベントを通知するために、電子デバイスのユーザへの合図を提供するのに有用であり得るか、又はシミュレート環境もしくは仮想環境内でより大きく感覚を集中させるために、現実的なフィードバックを提供し得る。
【０００３】
ハプティックフィードバックはまた、携帯電話、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、スマートフォン、ポータブルゲーム機器および様々な他のポータブル電子機器などのポータブル電子機器に次第に組み込まれている。例えば、一部のポータブルゲームアプリケーションは、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る、より大きなスケールのゲームシステムと共に使用されるコントロールデバイス（例えばジョイスティックなど）と同じように振動できる。さらに、携帯電話およびＰＤＡなどのデバイスは振動によりユーザに様々なアラートを提供できる。例えば、携帯電話は、着信している電話を振動によりユーザにアラートできる。同様に、ＰＤＡまたはスマートフォンは、予定したカレンダー項目をユーザにアラートまたは「ｔｏ  ｄｏ」リストの項目もしくはスケジュール表についてのリマインダーをユーザに提供できる。
【０００４】
ますます、ポータブル機器は、タッチスクリーンのみのインターフェースを好んで物理的ボタンから離れていっている。この変化により、高い柔軟性、減少した部品コスト、および故障する傾向のある機械的ボタンに対する低い依存度が可能となり、製品設計の最新動向に沿う。タッチスクリーン入力デバイスを使用する場合、ボタンを押すことまたは他のユーザインターフェース作用などの機械的確認がハプティックを用いてシミュレートされ得る。
【０００５】
振動効果を生成するために、多くのデバイスがいくつかの種類のアクチュエータまたはハプティック出力デバイスを利用する。この目的のために使用されるアクチュエータには、偏心体がモータにより動かされる偏心回転体（「ＥＲＭ」）、バネに取り付けられた本体が前後に駆動される線形共鳴アクチュエータ（「ＬＲＡ」）などの電磁アクチュエータ、または圧電物質、電気活性高分子もしくは形状記憶合金などの「スマート材料」が含まれる。ハプティック出力デバイスはまた、静電気摩擦（「ＥＳＦ」）デバイスまたは超音波表面摩擦（「ＵＳＦ」）デバイスなどのデバイス、あるいは超音波ハプティック変換器を備える音響放射圧を誘導するデバイスであってもよい。他のデバイスは、ハプティック基板およびフレキシブルまたは変形可能な表面、ならびに空気ジェットを使用した一吹きの空気などの突出したハプティック出力を提供するデバイスを使用する。これらのアクチュエータは強い大きさのハプティック出力を生成することができる。これらのアクチュエータはまた、タッチスクリーンデバイスのタッチセンサ式入力を作動する場合、ユーザにフィードバックを提供するために使用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態はハプティック効果を生成するシステムである。このシステムは、接触子／対象物によるインターフェース上の接触を検知する。次いでこのシステムは、接触子の１つまたは複数の特性を決定し、接触に応答してハプティック効果のタイプを生成する。ハプティック効果のタイプは１つまたは複数の特性に少なくとも基づく。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るハプティックイネーブルドシステムのブロック図である。
【図２】図２ａ〜ｄは、本発明の実施形態に係る接触子の特性に基づいて生成された例示的なハプティック効果の図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るハプティックフィードバック生成システムのブロック図である。
【図４】図４は、一実施形態に係るデバイスの入力領域と接触する対象物に応答してハプティック効果を生成する場合の図１のシステムの機能のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
一実施形態は、「接触子（コンタクタ、ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）」（すなわち、インターフェースと接触する本体部分または対象物）により接触されるインターフェースを備えるシステムである。このシステムは、接触子の特性を決定し、その特性に基づいて変化し得るハプティック効果を生成する。したがって、このハプティック効果は、対象物／接触子がシステムと接触する場合はいつでも適応可能である。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態を実装し得るハプティックイネーブルド（ハプティック動作可能、ｈａｐｔｉｃａｌｌｙ−ｅｎａｂｌｅｄ）モバイルデバイスまたはシステム１０のブロック図である。システム１０は、ハウジング１５内に装着されたタッチセンサ式表面１１または他のタイプのユーザインターフェースを含み、かつ機械的キー／ボタン１３を含んでもよい。システム１０に振動を生成するハプティックフィードバックシステムはシステム１０内部にある。一実施形態において、振動は、タッチ表面１１またはシステム１０の任意の他の部分上で生成される。
【００１０】
ハプティックフィードバックシステムはプロセッサまたは制御装置１２を含む。メモリ２０およびアクチュエータ駆動回路１６はプロセッサ１２に接続され、その駆動回路１６はアクチュエータ１８に連結されている。プロセッサ１２は任意のタイプの汎用目的のプロセッサであってもよく、あるいは、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）等、ハプティック効果を提供するように特定的に設計されたプロセッサであってもよい。プロセッサ１２はシステム１０全体を作動させる同じプロセッサであってもよく、または別個のプロセッサであってもよい。プロセッサ１２は、何のハプティック効果が再生されるかを決定することができ、かつ、そうした効果が高レベルのパラメータに基づいて再生される順序を決定することができる。一般に、特定のハプティック効果を定義する高レベルのパラメータは、大きさ（強さ）、頻度（周波数）、および持続時間を含む。ストリーミングモーターコマンド等の低レベルパラメータもまた、特定のハプティック効果を決定するために用いられることができる。ハプティック効果は、そのハプティック効果が生成された場合にそれがこれらのパラメータの一部のバリエーションを含む場合、あるいはユーザのやり取りに基づいたこれらのパラメータのバリエーションを含む場合、動的であると想定してよい。
【００１１】
プロセッサ１２はアクチュエータ駆動回路１６に制御信号を出力し、この駆動回路１６は電子構成要素および回路を備え、これらはアクチュエータ１８に必要な電流および電圧（すなわち「モータ信号」）を供給するために使用されて、所望のハプティック効果を生じさせる。システム１０は２つ以上のアクチュエータ１８を備えてよく、各々のアクチュエータは別個の駆動回路１６を備えてよく、それら全ては共通のプロセッサ１２に連結される。メモリデバイス２０は任意のタイプの保存デバイス、あるいはランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）または読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）等のコンピュータ可読媒体であってもよい。メモリ２０は、作動システム命令などのプロセッサ１２によって実行される命令を保存する。命令の中でも、メモリ２０は、プロセッサ１２によって実行される場合に、以下により詳細に開示するように、接触子に基づいたハプティック効果を生成する命令であるハプティック効果生成モジュール２２を含む。メモリ２０はまたプロセッサ１２内部に位置してよく、または、内部メモリおよび外部メモリの任意の組み合わせであってもよい。
【００１２】
タッチ表面１１はタッチを認識し、また、表面上のタッチの位置および大きさも認識できる。タッチに対応するデータはプロセッサ１２、またはシステム１０内の別のプロセッサに送信され、プロセッサ１２はタッチを解釈し、応答してハプティック効果信号を生成する。タッチ表面１１は、容量検知、抵抗検知、表面音波検知、圧力検知、光学検知などを含む、任意の検知技術を使用してタッチを検知できる。タッチ表面１１は、マルチタッチ接触を検知でき、同時に起こる複数のタッチを識別できる。タッチ表面１１は、キー、ボタン、ダイアルなどとやり取りするユーザのための画像を生成し、表示するタッチスクリーンであってもよく、または最小の画像を有するもしくは画像を有さないタッチパッドであってもよい。
【００１３】
システム１０は、携帯電話、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、スマートフォン、コンピュータタブレット、ゲーム機などの携帯用デバイスであってもよく、またはユーザインターフェースを提供し、１つ以上のアクチュエータを含むハプティック効果システムを含む任意の他の種類のデバイスであってもよい。ユーザインターフェースは、タッチ高感度表面であってもよく、またはマウス、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、ドアノブ、ゲームパッドまたはゲームコントローラなどの任意の他の種類のユーザインターフェースであってもよい。
【００１４】
アクチュエータ１８は、偏心体がモータにより動かされる偏心回転体（Ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ  Ｒｏｔａｔｉｎｇ  Ｍａｓｓ）（「ＥＲＭ」）、バネに取り付けられた本体が前後に駆動される線形共鳴アクチュエータ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ａｃｔｕａｔｏｒ）（「ＬＲＡ」）を含む、任意の種類のアクチュエータ、または圧電物質、電気活性高分子もしくは形状記憶合金などの「スマート材料」であってもよい。デバイス１０は、振動ハプティックフィードバックを生成するために使用されるアクチュエータ１８を例示しているが、ハプティック出力デバイスはまた、静電摩擦（「ＥＳＦ」）、超音波表面摩擦（「ＵＳＦ」）を使用するデバイス、超音波ハプティック変換器を有する音響放射圧を含むデバイス、ハプティック基板およびフレキシブルもしくは変形可能な表面を使用するデバイス、空気ジェットを使用した一吹きの空気などの突出したハプティック出力を提供するデバイス、または非機械的もしくは非振動性デバイスの任意の種類であってもよい。
【００１５】
システム１０はさらに１つ以上のセンサ２８を含む。センサ２８は、全体のデバイス加速度、ジャイロ情報、周囲情報または近接情報（例えば、インターフェース１１に対する対象物の近接性）などのセンサデータおよびデバイスセンサ信号をプロセッサ１２に提供する。デバイスセンサ信号は、加速度計もしくはジャイロスコープなどからの、デバイスにより有効にされる任意の種類のセンサ入力、またはマイクロフォン、光度計、温度計もしくは高度計などからの、任意の種類の周囲センサ信号、または皮膚もしくは体温、血圧（「ＢＰ」）、心拍モニタ（「ＨＲＭ」）、脳波計（「ＥＥＧ」）、もしくは電気皮膚反応（「ＧＳＲ」）などの任意の種類のバイオモニタ、または離れて接続されたデバイスから受信される情報もしくは信号であってもよい。
【００１６】
上記のように、一実施形態において、システム１０は、インターフェース１１と接触する接触子または対象物のいくつかの特性を検出する。このプロセスは、センサ２８により物理量を検知することおよびプロセッサ１２による検知されたデータの解釈を含む。その特性を検知する１つの目的は接触子または接触子の態様を識別することである。
【００１７】
一実施形態において、デバイスの入力領域と接触する接触子／対象物の特性は、入力領域に対する対象物の衝突の音を分類することにより決定される。このアプローチは、ペンまたはタッチペンなどの受動的ツールを識別でき、それはまた、指の先端、指球、指関節、および爪などの指の異なる部分を識別できる。異なる物質が異なる音響学的特性を生じ、異なる共鳴周波数を有する。この実施形態の１つのコンポーネントは、光学、抵抗、および容量タッチスクリーンのうちの１つまたは複数を使用して対象物の位置を検出し、追跡する。この実施形態の第２のコンポーネントは、音響特性を使用して入力領域に対する対象物の衝突を聞き、セグメント化し、分類する。入力の分類が行われた後、それは入力領域からの最後の事象と対にされる。一実施形態は、対象物を識別するために表面音響伝達を使用する。
【００１８】
別の実施形態は、対象物を識別するために容量タッチ検知を使用する。電磁信号周波数掃引が対象物からの周波数の範囲をキャプチャするために使用される。結果として、実施形態は、一本の指、複数の指、または掌全体などのデバイスを保持する指の構造を決定できる。拡散した赤外線照射が、指の方向および手の形状などのタッチ寸法をキャプチャできる。
【００１９】
これらおよび他の実施形態は、デバイスの入力領域と接触する対象物を識別するために使用され、続いてユーザにハプティックフィードバックを提供する。ハプティックフィードバックは、デバイスの入力領域と接触する対象物の検知した特性に基づいて修正されてもよい。これは、一定のハプティック刺激を提供するか、または特定の事象の通知などの同じ目的の効果を生成する。以下の例は本発明の実施形態のいくつかの概念および特徴を示し、生成されたハプティック効果のタイプは接触子の特性に少なくとも部分的に基づく。
【００２０】
デバイスの入力領域は指球または指間接と接触でき、それらの両方は振動触覚フィードバックを生成する。しかしながら、指関節は指球より感受性が低くなり得るので、振動の強度は、図２ａに示すように、その低い触覚感度を補償するために指関節について高くなってもよい。指関節についての波長はまた、平滑な波長を生成するように修正されてもよく、それによりフィードバックは、指関節においてネガティブに認識されることはない。なぜならいくつかの効果は、肉厚がある体の部分と対照的に骨ばった体の部分に適用されると不快であると知られているからである。
【００２１】
デバイスの入力領域は、指部分の代わりにペンシルまたはタッチペンと接触されてもよい。例えば、タブレットは、それに応じてフィードバックを適応するために触覚感度のその認識を使用できる。ペンシルまたはタッチペンは振動を減衰し得るので、より強いフィードバックを必要とする。他方で、他の振動パターンは、入力領域に対してタッチペンを不快に跳ね返らせてもよい。
【００２２】
さらに、接触子の特性により、ＥＳＦタイプのハプティック効果を感じることができず、減衰された振動を感じる、手袋をはめた手または指の検出が可能となる。一実施形態において、手袋は、可能な場合、接触子の音から、または容量タッチスクリーンへのタッチ入力を必要とせずに音もしくは振動による接触子の検出から検出されてもよい。この実施形態において、接触子の特性は手袋の特徴を含み、ハプティック効果はこの特性に基づいて選択されてもよい（例えば、振動に基づいたハプティック効果のみを選択し、大きさを増加させるので、振動は手袋を通して感じられる）。
【００２３】
ドアノブの形態の実施形態（すなわち、ドアノブが「インターフェース」である）が、例えば、ドアが緊急のためにのみ開かれなければならないことを示唆するために、ドアおよびその後の部屋の状態を示すようにハプティックフィードバックを生成してもよい。ドアノブは、ユーザの把持を検知でき、ドアノブで生成したハプティックフィードバック（例えば、振動）を適応できる。例えば、２つの指による緩い把持は、手全体による強い把持より弱いハプティック効果の力を必要としてもよい。あるいは、２つの指を使用する場合、フィードバックが開始してもよく、または手全体を使用する場合、フィードバックは辛うじて認識されてもよい。
【００２４】
本発明の実施形態は、ハプティックフィードバックを正規化でき、それにより同じ認識されるフィードバックが、使用される接触子に関わらず、ユーザにより受けられる。結果として、ハプティックフィードバックは、事象または特定の結果の通知などの同じ目的とする効果を生成する。
【００２５】
反対に、デバイスの入力領域と接触する対象物の検知した特性、または測定したパラメータはまた、適切で異なるハプティック効果を生成するためにアプリケーションのユーザインターフェースと併せて使用されてもよい。一例として、スマートフォンでのビデオゲームが、タップと指の爪または指関節とを識別してもよい。各対象物は、図２ｂに示すように、ユーザに対して異なるハプティックフィードバックを生成し、振動を生じる「ボタンを押す」シミュレーションのハプティック効果が、指の先端のタッチに応答して生成され、変形可能な表面に基づいたハプティック効果が指関節のタップに応答して生成される。より具体的な例において、指の爪を用いて、タッチスクリーンディスプレイ上に示された「バナナ」を薄く切ることは、指関節を用いて、タッチスクリーンディスプレイ上に示された「ココナッツ」を割る感覚と異なる感覚を感じる。なぜなら、２つの異なるタイプのハプティック効果が生成されるからである。したがって、ユーザに与えられる目的とする認識は、ユーザインターフェースにより生成される場合、各々の目的とする作用に関して異なる。
【００２６】
ハプティック効果はまた、対象物の正確な検出を確認するために使用されてもよい。一例として、指関節のタップが大きなハプティック効果を生成してもよく、一方で、指の爪のタップが連続した激しい振動を生成してもよい。したがって、入力の誤った解釈が、図２ｃに示すようにユーザに即座に明らかになり、ハプティック効果は、検出したタッチのタイプを示し、指関節のタップと間違えて指球のタップが検出された場合に気づくことを容易にする。別の例として、スライドするジェスチャーが、ＥＳＦを使用して異なるテクスチャ効果を生成してもよい。これは、適切または不適切に解釈される入力としてユーザにより即座に認識される。
【００２７】
デバイスの入力領域と接触する接触子／対象物のパラメータが測定され、解釈されて、フィードバックのための適切なモダリティを決定できる。一例として、フィードバック生成システムは、図２ｄに示すように、入力領域が指球またはタッチペンにより接触したかどうかに応じて、ＥＳＦと振動触覚フィードバックとの間でスイッチできる。入力領域が典型的なタッチペンにより接触された場合、ＥＳＦは使用されなくてもよい。なぜなら、ＥＳＦは、指、またはいくつかのタイプの専用のタッチペンもしくは無生物のみにより感じることができるからである。反対に、フィードバック生成システムは、タッチペンが振動触覚ハプティックフィードバックを感じることができないと決定する場合、視覚または聴覚フィードバックを使用できる。
【００２８】
図３は、本発明の実施形態に係るハプティックフィードバック生成システム３００のブロック図である。一実施形態において、システム３００の機能は図１のシステム１０により実装される。ハプティックフィードバック生成システム３００は、接触子検知コンポーネント３１０、解釈およびフィードバックコンポーネント３２０、ならびにハプティック出力コンポーネント３３０を含む。接触子検知コンポーネント３１０は、デバイスの入力領域または任意の他の領域と接触する接触子／対象物の特定の特性を検出できる。プロセッサは、接触子パラメータの物理量から送信されたデータを受信し、解釈する。実施形態は図３に示した一部または全てのコンポーネントを含んでもよい。
【００２９】
接触子検知コンポーネント３１０は、掃引周波数容量検知コンポーネント３１１を含む。容量検知は、単一周波数において信号を印加し、対象物の容量結合により引き起こされる帰還信号において任意の歪みを測定することにより対象物からの接触を検出する。掃引周波数容量検知は、周波数の範囲を走査し、結果を測定して容量プロファイルを得る。プロファイルの形状は、対象物と入力面との間の接触についての情報を提供し、それにより対象物を識別する。このプロファイルの形状は、手と機器を備えた表面との間の接触についての情報を提供できる。例えば、ドアノブは、単一の指のタッチ、２本の指のつまみ、円形の把持または完全な把持の間の相違を検出できる。スマートフォンは、単一の指のタッチ、２本の指のつまみまたは５本全ての指でのつまみの間の相違を検出できる。
【００３０】
接触子検知コンポーネント３１０は、聴覚検知コンポーネント３１２を含む。対象物と入力領域との間の接触により発せられる音は、マイクロフォンによりキャプチャされ、分析され得る。指球、指の先端、指関節、指の爪、およびペンの両端の間の相違が検出されてもよい。
【００３１】
接触子検知コンポーネント３１０は、振動検知コンポーネント３１３を含む。対象物と入力領域との間の接触により引き起こされる振動は、キャプチャされ、１つまたは複数の加速度計により分析される。
【００３２】
接触子検知コンポーネント３１０は、容量検知コンポーネント３１４を含む。容量センサは、指球と表面との間の接触の領域を決定できる。領域のサイズおよび形状の経時的な変化が指の姿勢を推定するために使用されてもよい。例えば、一端からゆっくり収縮する楕円領域により、指が平坦な向きから角度付けられた向きまで動いていることが示され得る。
【００３３】
接触子検知コンポーネント３１０は、指紋検知コンポーネント３１５を含む。指紋センサは、表面と接触する指球の部分を示すことができ、指の位置を推測するために使用され得る。例えば、指球の右側上の渦により、指球の左側が表面と接触していることを示すことができる。
【００３４】
ハプティックフィードバック生成システム３００はまた、接触子の特性を解釈し、それらがハプティック出力に影響を与える方法を決定する、解釈およびフィードバックコンポーネント３２０を含む。解釈およびフィードバックコンポーネント３２０は、接触子の触覚特性（すなわち、対象物がデバイスの入力領域と接触する）に基づいて出力を修正する正規化コンポーネント３２１を含む。正規化コンポーネント３２１は、ハプティックフィードバックが均一であることを保証する。したがって、振動の強度は、一貫したハプティックフィードバックに戻すように接触子の異なる部分の触覚感度に基づいて修正され得る。例えば、振動の強度は、指−指球、指関節、爪などの異なる部分の触覚感度に基づいて修正されてもよい。同様に、感情的結果が、爪および指球についての刺激が両方、知覚の相違にもかかわらず、ポジティブとして認識されることを確実にするように考慮に入れられてもよい。ＥＳＦを使用する例において、指球の異なる部分の伝導性および乾燥度が、均一な応答を確実にするように考慮に入れられてもよい。
【００３５】
解釈およびフィードバックコンポーネント３２０は、ユーザインターフェースコンポーネント３２２を含む。ハプティックフィードバックの出力は、通常のユーザインターフェース操作と結びついている。ハプティックフィードバックは、ユーザインターフェースの接触子に応じた特性により変化することを必要とする。したがって、異なるユーザインターフェースの結果および状態は、それぞれの異なるハプティックフィードバックを導く。
【００３６】
解釈およびフィードバックコンポーネント３２０は、確認コンポーネント３２３を含む。検出された接触子は、異なるハプティック効果およびテクスチャに戻して反映され、誤った接触子検出に対する補正を容易にする。確認コンポーネント３２３は、検出誤差の影響を減少させ、現在の入力モードの改善された認識を提供し、それにより認知的負荷を減少させる。
【００３７】
解釈およびフィードバックコンポーネント３２０は、モダリティ選択コンポーネント３２４を含む。出力モダリティは、異なるコンテキストにおける接触子と好ましいモダリティとの間のマッピングに基づいて選択される。したがって、モダリティ選択コンポーネント３２４は、ハプティック認識の相違にかかわらず、全ての接触子に最適なフィードバックを提供する。
【００３８】
ハプティックフィードバック生成システム３００はまた、ハプティック出力コンポーネント３３０を含む。ハプティック出力コンポーネント３３０（図１のアクチュエータ１８など）のハプティックフィードバックは、限定されないが、振動アクチュエータ、ＥＳＦディスプレイ、電気触覚アレイ、および力フィードバックデバイスを含む。ハプティックフィードバックは、電子機器および関連するソフトウェア、例えば、デバイスの操作システムに対して内部または外部に存在し得るレンダリングエンジンを駆動する、１つまたは複数の物理的アクチュエータにより生成される。
【００３９】
図４は、一実施形態に係るデバイスの入力領域と接触する対象物に応答してハプティック効果を生成する場合の図１のシステム１０の機能のフローチャートである。一実施形態において、図４のフローチャートの機能は、メモリまたは他のコンピュータ可読もしくは有形的表現媒体に保存されたソフトウェアにより実装され、プロセッサにより実行される。他の実施形態において、機能は、ハードウェアにより（例えば、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、プログラマブルゲートアレイ（「ＰＧＡ」）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）などの使用により）、またはハードウェアとソフトウェアの任意の組み合わせにより実施され得る。
【００４０】
４０２において、システム１０は接触子によるデバイスとの接触を検知する。例えば、指またはタッチペンがタッチスクリーンと接触できる。
【００４１】
４０４において、システム１０は接触子の１つまたは複数の特性を決定する。例えば、システムは、接触子が指球、指の爪もしくは指関節、またはタッチペン、ペンシル消しもしくはペンチップなどの無生物であるかどうかを決定できる。
【００４２】
４０６において、システムは接触に応答してハプティック効果のタイプを生成し、そのハプティック効果のタイプは１つまたは複数の特性に少なくとも基づく。ハプティック効果のタイプは、振動ハプティックデバイス、ＥＳＦデバイス、または変形可能なハプティックデバイスの間の選択などのハプティック出力デバイスの選択（すなわち、モダリティ）に基づいて他のハプティック効果と異なっていてもよい。さらに、ハプティック効果のタイプは、大きさ、周波数または持続時間パラメータなどのハプティック効果のパラメータを変化させることにより他のハプティック効果と異なっていてもよい。ハプティック効果が、接触子のタイプ／特性にかかわらず、ユーザに同じものを感じることを正規化されるように、パラメータは変化してもよい。
【００４３】
上記のように、タッチスクリーンと接触する場合、接触子の特性がハプティック効果を生成するために使用されてもよい。他の実施形態において、接触子の仮定される特性は、接触子が接触する前に使用されてもよい。ハプティック効果のタイプを生成する場合、現実的なハプティック効果のレンダリングが多くの場合、空間運動についての効果の進行を同期することにより行われる。例えば、機械的ボタンがその移動範囲内で動くと、運動感覚ハプティックが特定の力プロファイルを追跡してもよい。これは典型的に力の増加を含み、続いてボタンがトリガされると急速に低下する。同様の効果が振動触覚アクチュエータを用いて生成され得る。
【００４４】
他方で、タッチスクリーン上で、スクリーンに対して垂直に概念的に発生するシミュレートされたウィジェットの動作から生じるハプティック効果は、一般に、実際の移動の欠如に起因して一時的プロファイルに制限される。したがって、一実施形態において、図１のセンサ２８は、デバイスのインターフェースと接触する前に接触子を検出するために使用され得る近接センサである。例えば、指球が表面に近づくにつれて、近位検知が空間偏向プロファイルを生成するために使用される。その効果は、タッチスクリーンに対する実際の影響が、偏向プロファイルの臨界時点において発生するように空間的に提示され得る。例えば、振動は、指がスクリーンに近づくにつれて徐々に増加し得、タッチスクリーンに対する影響が、ボタンが実際にトリガされた時点で発生し得る。
【００４５】
別の実施形態において、近接センサが、処理遅延を回避するために接触の前にハプティック出力デバイスをアクティブにするために使用される。例えば、ＥＳＦテクスチャが、指球がスクリーンと接触する前にアクティブにされてもよく、それにより、接触が発生するとすぐに、処理遅延を生じずに正確な効果が感じられる。この実施形態において、作動遅延ではなく、接触検出と出力のアクティブ化との間の処理遅延が計算され、これにより、ＥＳＦの場合、ほぼ即時になる。
【００４６】
別の実施形態において、システムは、近接センサにより決定される場合、接触事象の前の時間を使用して、接触入力の前に複雑な計算を実施する。例えば、接触される表面のモデルをロードするための時間が使用されてもよく、物理的シミュレーションを実施し、波形などのハプティック効果を作成する。
【００４７】
別の実施形態において、接触子がインターフェースと接触する前に接触子の特性が決定されるように、デフォルト接触子が決定される。上記で説明したように、近接センサは、次いで、ハプティック効果を決定するために接触子の特性と併せて使用されてもよい。接触子が、デフォルト接触子以外の何かであることがわかる場合、システムは対象物およびそれに応じた応答を適切に識別できる。例えば、第１のアクチュエータが、接触子の予測される接触に応答してアクティブにされてもよい。接触子が入力領域と接触する場合、第２のアクチュエータが、実際の接触子がデフォルトまたは仮定される接触子と異なる場合、実際の入力に応答してアクティブにされてもよい。
【００４８】
開示したように、接触子の特性は、接触子による接触に応答して生成するためにハプティック効果のタイプを決定するために使用される。そのタイプは、ハプティック効果が、接触子にかかわらず同様のものを認識されるように選択されてもよいか、または接触子の特性に応じた情報を提供するように選択されてもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態を本明細書において具体的に示し、および／または記載している。しかしながら、開示された実施形態の修飾および変更は、上記の教示に含まれ、本発明の精神および意図した範囲から逸脱せずに添付の特許請求の範囲の範囲内であることは理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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