(57)【要約】      （修正有）【課題】触覚出力装置に対して出力コマンドに基づいて触覚効果を出力するように構成されたユーザインタフェース装置を提供する。【解決手段】ハウジング１１２、ハウジング１１２に支持されているユーザ入力部１１４ａ〜１１４ｂ、及びハウジング１１２に支持されている触覚出力装置１１６を備える。触覚出力装置１１６は、ユーザインタフェース装置１１０の表面に触覚効果を生成するように構成される。表面は、ハウジング１１２および／またはユーザ入力部１１４の一部分である。プロセッサ１１８がハウジング１１２内に配置される。プロセッサ１１８は、ユーザ入力部１１４から入力コマンドを受信し、入力コマンドをホストコンピュータに伝達し、ホストコンピュータから出力コマンドを受信し、出力コマンドに基づいて触覚出力装置１１６に対して触覚信号を出力して表面に触覚効果を生成する。【選択図】図２
2014206970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザインタフェース装置であって、
ハウジングと、
当該ハウジングによって支持されるユーザ入力部と、
当該ハウジングによって支持され、前記ハウジングおよび／または前記ユーザ入力部の一部分である前記ユーザインタフェース装置の表面に触覚効果を生成するように構成された触覚出力装置と、
前記ハウジングに支持されるプロセッサと、を備え、当該プロセッサは、
前記ユーザ入力部から入力コマンドを受信し、
前記入力コマンドをホストコンピュータに伝達し、
前記ホストコンピュータから出力コマンドを受信し、
前記表面に前記触覚効果を生成するために、前記触覚出力装置に対して前記出力コマンドに基づいて触覚効果を出力する、ように構成された、
ユーザインタフェース装置。
【請求項２】
前記表面は導電性材料を有し、前記触覚出力装置は、前記触覚効果の少なくとも一部分として静電摩擦を生成するように構成される、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項３】
前記ユーザによる前記表面への接触位置を検出し、当該位置を前記プロセッサに出力するように構成されたセンサをさらに備え、前記プロセッサは、前記静電摩擦を調整して局所的な表面特徴の錯覚を生成する、請求項２に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項４】
前記触覚出力装置は、前記表面に動作可能に接続されたアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記触覚効果の少なくとも一部分として振動を生成するように構成される、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、超音波周波数で振動し、前記触覚効果の少なくとも一部分として超音波摩擦を生成するように構成された圧電アクチュエータを備える、請求項４に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項６】
前記触覚効果出力装置は、前記表面に配置され、前記触覚効果の少なくとも一部分として前記表面を変形させるように構成された変形可能なアクチュエータを備える、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項７】
前記変形可能なアクチュエータは、マクロ繊維複合材を含む、請求項６に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項８】
前記触覚効果出力装置は、前記表面に配置され、前記触覚効果の少なくとも一部分として電気触覚的な刺激を生成するように構成された電極アレイを備える、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項９】
前記触覚効果出力装置は、前記触覚効果の少なくとも一部分として前記表面の温度を変化させるように構成されたサーマル装置を備える、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項１０】
前記表面は前記ユーザ入力部の一部分であり、当該ユーザ入力部は、ボタン、十字ボタン、アナログジョイスティック、引き金、タッチスクリーン、及び接触感知式表面から成る群より選択される、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項１１】
ユーザインタフェース装置はコンピュータマウスである、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項１２】
ユーザインタフェース装置はゲーム周辺装置である、請求項１に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項１３】
前記ゲーム周辺装置は、ゲームパッド、ワンドコントローラ、リモートコントローラ、感圧プレート、ハンドル、及びコンピュータマウスから成る群より選択される、請求項１２に記載のユーザインタフェース装置。
【請求項１４】
動画コンテンツを表示するように構成されたディスプレイと、
前記動画コンテンツを前記ディスプレイに出力するように構成された第１のプロセッサを有するホストコンピュータと、
前記ホストコンピュータに接続されたユーザインタフェース装置と、を備え、
前記ユーザインタフェース装置は、
ハウジングと、
当該ハウジングによって支持されるユーザ入力部と、
当該ハウジングによって支持され、前記ハウジングおよび／または前記ユーザ入力部の一部分である前記ユーザインタフェース装置の表面に触覚効果を生成するように構成された触覚出力装置と、
前記ハウジングに支持される第２のプロセッサと、を備え、
当該第２のプロセッサは、
前記ユーザ入力部から入力コマンドを受信し、
前記入力コマンドを前記ホストコンピュータに伝達し、
前記ホストコンピュータから出力コマンドを受信し、
前記表面に前記触覚効果を生成するために、前記触覚出力装置に対して前記出力コマンドに基づいて触覚効果を出力する、
ように構成されたシステム。
【請求項１５】
前記出力コマンドは、前記ディスプレイに表示されている前記動画コンテンツに基づいて定められ、前記触覚効果は、前記ディスプレイにおいて前記ユーザに対して表示されている動画コンテンツに関する情報を伝達するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ホストコンピュータは、前記入力コマンドを受信し、前記ディスプレイに表示されている前記動画コンテンツを変化させるように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記表面は導電性材料を含み、前記触覚出力装置は前記触覚効果の少なくとも一部分として静電摩擦を生成するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ユーザインタフェース装置は、前記ユーザによる前記表面への接触位置を検出し、当該位置を前記プロセッサに出力するように構成されたセンサをさらに備え、前記プロセッサは、前記静電摩擦を調整して局所的な表面特徴の錯覚を生成する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記触覚効果出力装置は、前記表面に動作可能に接続され、前記触覚効果の少なくとも一部分として振動を生成するように構成されたアクチュエータを備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記アクチュエータは、超音波周波数で振動し、前記触覚効果の少なくとも一部分として超音波摩擦を生成するように構成された圧電アクチュエータを備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記触覚効果出力装置は、前記表面に配置され、前記触覚効果の少なくとも一部分として前記表面を変形させるように構成された変形可能なアクチュエータを備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
前記変形可能なアクチュエータは、マクロ繊維複合材を含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記触覚効果出力装置は、前記表面に配置され、前記触覚効果の少なくとも一部分として電気触覚的な刺激を生成するように構成された電極アレイを備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２４】
前記触覚効果出力装置は、前記触覚効果の少なくとも一部分として前記表面の温度を変化させるように構成されたサーマル装置を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２５】
前記表面は前記ユーザ入力部の一部分であり、当該ユーザ入力部は、ボタン、十字ボタン、アナログジョイスティック、引き金、タッチスクリーン、及び接触感知式表面から成る群より選択される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ユーザインタフェース装置はコンピュータマウスである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ユーザインタフェース装置はゲーム周辺装置であり、前記ホストコンピュータはゲームコンソールである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ゲーム周辺装置は、ゲームパッド、ワンドコントローラ、リモートコントローラ、感圧プレート、ハンドル、及びコンピュータマウスから成る群より選択される、請求項２７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面触覚感覚を有するユーザインタフェース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばゲームの周辺機器等の現時点でのユーザインタフェース装置の入力部の多くは、その材質に応じた一定の変化しない感触を有することが多い。例えば、ゲームパッド等のゲーム周辺機器は、幅広いゲームにおいて用いられており、様々なゲームの状況においてコントロールのために用いられる。ゲーム内でゲームパッドが用いられる状況が多様であるにもかかわらず、ジョイスティック、ボタン、十字ボタン、及び引き金等の従来のユーザ入力部はいずれも、その製造に用いられる材質によって決まる一定の機械的な表面感触を有している。また、現在の標準的なゲーム周辺機器は、触知的フィードバックをユーザに提供するために、そのボディ全体が振動するようになっている。
【発明の概要】
【０００３】
ゲームプレイヤーに非常に新しい体験を提供するために、ユーザインタフェース装置の表面、例えばゲーム周辺機器のユーザ入力部の表面、の表面特性の感触を変化させることが望まれる。例えば、ユーザがコントロールしている機能またはユーザが体験しているゲームの状況に応じて装置の表面特性を変化させられるようにし、ゲームへの没入感を向上させることが望ましい。例えばプログラム可能な摩擦感覚（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｓｅｎｓａｔｉｏｎ）を有するゲーム周辺機器のユーザ入力部の表面を提供することにより、当該ユーザ入力部は、ゲームステータス等の追加的な情報をユーザに伝達することができる。これにより、ゲームシステムのコントローラがプレイ中のゲームシナリオに適応し、ゲームパッドやワンドコントローラ（ｗａｎｄ）等のゲーム周辺機器がユーザによって体験されている仮想物体により近い感触となるようにすることができる。
【０００４】
本発明の一態様によれば、ハウジング、当該ハウジングに支持されているユーザ入力部、及び当該ハウジングに支持されている触覚出力装置を備えるユーザインタフェース装置が提供される。当該触覚出力装置は、前記ユーザインタフェース装置の表面に触覚効果を生成するように構成される。当該表面は、ハウジングおよび／またはユーザ入力部の一部分である。当該ユーザインタフェース装置は、当該ハウジング内に配置されるプロセッサを備える。当該プロセッサは、上記ユーザ入力部から入力コマンドを受信し、当該入力コマンドをホストコンピュータに伝達し、当該ホストコンピュータから出力コマンドを受信し、当該出力コマンドに基づいて上記触覚出力装置に対して触覚信号を出力して当該表面に上記の触覚効果を生成するように構成される。
【０００５】
本発明の一態様によれば、以下の構成を備えるシステムが提供される。すなわち、当該システムは、動画コンテンツを表示するように構成されたディスプレイと、前記動画コンテンツを前記ディスプレイに出力するように構成された第１のプロセッサを有するホストコンピュータと、前記ホストコンピュータに接続されたユーザインタフェース装置と、を備える。当該ユーザインタフェース装置は、ハウジング、当該ハウジングに支持されているユーザ入力部、及び当該ハウジングに支持されている触覚出力装置を備える。当該触覚出力装置は、前記ユーザインタフェース装置の表面に触覚効果を生成するように構成される。当該表面は、ハウジングおよび／またはユーザ入力部の一部分である。当該ユーザインタフェース装置は、当該ハウジング内に配置される第２のプロセッサを備える。当該プロセッサは、上記ユーザ入力部から入力コマンドを受信し、当該入力コマンドをホストコンピュータに伝達し、当該ホストコンピュータから出力コマンドを受信し、当該出力コマンドに基づいて上記触覚出力装置に対して触覚信号を出力して当該表面に上記の触覚効果を生成するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
以下の図面の構成要素は、本開示の一般的な原理を強調するように描写されており、必ずしも寸法通りには記載されていない。一貫性及び明瞭性を確保するために、対応する構成要素を指し示す参照番号は、必要に応じ、複数の図面にわたって繰り返し用いられる。
【０００７】
【図１】本発明の実施形態にかかるシステムを模式的に示す。
【０００８】
【図２】本発明の実施形態に従って、図１のシステムのユーザインタフェース装置を模式的に示す。
【０００９】
【図３】本発明の実施形態に従って、図１のシステムのプロセッサを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態にかかるシステム１００の一実施形態を模式的に示す。図示するように、システム１００は、ユーザインタフェース装置１１０と、ホストコンピュータ１４０と、ディスプレイ１６０とを備える。一実施形態において、当該システム１００はゲームシステムであり、ユーザ入力装置１１０はゲーム周辺機器またはコントローラであり、ホストコンピュータ１４０はゲームコンソールである。これらについては以下で詳細に説明する。
【００１１】
図２にさらに詳細に図示されているように、ユーザインタフェース装置１１０は、ハウジング１１２と、このハウジング１１２に支持されたユーザ入力部１１４と、当該ハウジング１１２に支持された触覚出力装置１１６（図２）と、当該ハウジング１１２内に配置されたプロセッサ１１８（図２）と、を備える。一実施形態において、ユーザインタフェース装置１１０はコンピュータマウスであってもよい。一実施形態において、ユーザインタフェース装置１１０は、ゲーム周辺機器であってもよい。このゲーム周辺機器は、ゲームパッドやワンドコントローラ（ｗａｎｄ）等のゲーム周辺機器、リモートコントローラ、感圧プレート（ｆｏｒｃｅ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｐｌａｔｅ）、ハンドル、コンピュータマウス、又はユーザがホストコンピュータ１４０に対して入力を提供でき触覚出力装置１１６から触覚効果を受け取ることができるようにする前記以外の任意の装置であってもよい。例えば、ユーザインタフェース１１０は、ユーザがホストコンピュータ１４０に入力を提供することができ、および／または、触覚出力装置１１６から触覚効果を受け取ることができるように構成された眼鏡等のウェアラブルデバイスであってもよい。
【００１２】
ハウジング１１２は、ユーザインタフェース装置１１０に異なる機能性を提供する一又は複数の材料から形成されてもよい。例えば、ハウジング１１２の一部分は、ユーザ入力部１１４、触覚出力装置１１６、及びプロセッサ１１８を支持するために適した硬い高分子材料（ｓｔｉｆｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を含んでもよい。一実施形態において、ハウジング１１２の一部分は、触覚出力装置１１６が以下に詳述するユーザに特定の種類の触覚効果を提供できるようにするために導電性材料を含んでもよい。
【００１３】
ユーザ入力部１１４は、図２に示すように、ボタン１１４ａ、十字ボタン１１４ｂ、アナログジョイスティック１１４ｃ、引き金１１４ｄ、タッチスクリーン１１４ｅ、及び接触感知式表面（ｔｏｕｃｈ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）１１４ｆを備えてもよい。以下に詳述するように、ユーザは、ユーザ入力部１１４の各々によって、プロセッサ１１８を介してホストコンピュータ１４０に入力コマンドを提供することができる。
【００１４】
触覚出力装置１１６は、触覚効果または触覚的な感覚（ｈａｐｔｉｃ  ｓｅｎｓａｔｉｏｎ）をユーザインタフェース装置１１０のユーザに対して生成するように構成される。触覚出力装置１１６によって生成される触覚効果又は触覚的な感覚は、振動、変形、運動感覚、静電摩擦または超音波摩擦等の効果を生成する任意の方法を用いて生成され得る。一実施形態において、触覚出力装置１１６が含み得るアクチュエータは、例えば、偏心質量体がモータにより動かされる偏心回転質量体（「ＥＲＭ」）などの電磁アクチュエータ、ばねに取り付けられた質量体が前後に駆動されるリニア共振アクチュエータ（「ＬＲＡ」）、または圧電材料、電気活性ポリマー、もしくは形状記憶合金などの「スマートマテリアル」、マクロ繊維複合材アクチュエータ、静電気アクチュエータ、電気触感アクチュエータ、および／または触覚（例えば、振動触知）フィードバックなどの物理的フィードバックを提供する他の種類のアクチュエータ、である。触覚出力装置１１６は、非機械的または非振動装置、例えば、静電摩擦（「ＥＳＦ」）や超音波表面摩擦（「ＵＳＦ」）を用いる装置、超音波触覚トランスデューサを用いて音響放射圧力を生じさせる装置、触覚基板および可撓性もしくは変形可能な表面を用いる装置、エアジェットを用いた空気の吹きかけなどの発射型の触覚出力を提供する装置、または温度的な効果（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｅｆｆｅｃｔｓ）を提供するサーマル装置など、を含んでもよい。一実施形態において、異なる触覚効果を生成するために、ユーザインタフェース装置１１０に含まれる複数の触覚出力装置を用いてもよい。
【００１５】
図１に戻って、ホストコンピュータ１４０は、図３に関連して以下で詳述するように、一又は複数のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサを備える。ホストコンピュータ１４０は、任意の種類のコンピュータ装置であり、例えば、パーソナルコンピュータ、上述したようにシステム１００がゲームシステムである場合にはゲームコンソール、または、タッチスクリーン式ハンドヘルドデバイス等のハンドヘルドデバイス（携帯デバイスであってもよい）であってもよい。図１に示すように、ホストコンピュータ１４０は、ホストコンピュータ１４０の通信ポート１４１とユーザインタフェース装置１１０の通信ポート１１１との間で確立された有線または無線の通信チャネル１７０を通して、ユーザインタフェース装置１１０と通信することができる。
【００１６】
図３に示されるように、プロセッサ１５０は、一又は複数のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。当該一又は複数のコンピュータ・プログラム・モジュールは、コンテンツ提供モジュール１５２、触覚効果決定モジュール１５４、触覚出力装置制御モジュール１５６、及び／又はこれら以外のモジュールの一又は複数を備えることができる。プロセッサ１５０は、モジュール１５２、１５４、及び／または１５６を実行する際に、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、何らかの方法で組み合わされたソフトウェア、ハードウェア、及び／またはファームウェア、及び／またはプロセッサ１５０の処理能力を構成する他の機構を用いてもよい。
【００１７】
図３においてモジュール１５２、１５４、及び１５６は単一の処理装置内の同じ位置に配置されるものとして示されるが、ホストコンピュータ１５０が複数のプロセッサを備える実施形態においては、モジュール１５２、１５４、及び／または１５６のうちの一または複数を他のモジュールと別の場所に配置してもよい。例えば、以下に詳述するように、ユーザインタフェース装置１１０のプロセッサ１１８がモジュール１５２、１５４、及び／または１５６のうちの一または複数を備えることができる。図示した実施形態は、いかなる限定をも意味するものではない。
【００１８】
以下の異なるモジュール１５２、１５４、及び／または１５６によって提供される機能の記述は説明のためのものであり、限定を意図したものではない。モジュール１５２、１５４、及び／または１５６はいずれも記述されるよりも多くの、または少ない機能を提供してもよい。例えば、モジュール１５２、１５４、及び／または１５６のうちの一または複数を取り除き、その機能の一部またはすべてを、モジュール１５２、１５４、及び／または１５６のうちの他のモジュールで提供してもよい。他の例として、以下でモジュール１５２、１５４、及び／または１５６のうちの１つに帰せられる機能の一部またはすべてを実行する１つまたは複数の追加的なモジュールを実行するように、プロセッサ１５０が構成されてもよい。
【００１９】
コンテンツ提供モジュール１５２は、ディスプレイ１６０を介するシステム１００のユーザへのコンテンツの提供を制御するように構成される。コンテンツにコンピュータによって生成された画像（例えば、ビデオゲーム、仮想世界、拡張現実仮想世界、シミュレーションなどにおける画像）が含まれる場合、コンテンツ提供モジュール１５２は、ディスプレイ１６０を介してユーザに表示される画像および／またはビューを生成するように構成される。コンテンツに動画及び／または静止画が含まれる場合、コンテンツ提供モジュール１５２はこの動画及び／または静止画にアクセスしてこの動画及び／または静止画のビューを生成し、ディスプレイ１６０に表示するように構成される。コンテンツに音声コンテンツが含まれる場合、コンテンツ提供モジュール１５２はスピーカを駆動する電子信号を生成して、対応する音を出力するように構成される。このスピーカはディスプレイ１６０の一部であってもよい。コンテンツあるいはそのコンテンツの発生元である情報は、コンテンツ提供モジュール１５２によって、電子記憶装置１５８から取得されてもよい。この電子記憶装置１２９は、図３に示すようにプロセッサ１５０の一部であってもよく、またはプロセッサ１５０とは別体であってもよい。
【００２０】
触覚効果決定モジュール１５４は、コンテンツ提供モジュール１５２もしくはユーザ入力部１１４から受信した情報又はユーザの意図を決定するための前記以外の任意の入力に基づいて、ユーザインタフェース装置１１０の触覚出力装置１１６によってユーザのために生成されるべき触覚効果又は触覚的な感覚を決定するように構成される。前記触覚効果の決定には、当該感覚の振幅、周波数、持続時間等を含む一又は複数のパラメータを決定することを含む。触覚効果は触覚効果決定モジュール１５６によって決定され、コンテンツによってユーザに提供される体験の１つまたは複数の態様を向上させる。例えば、コンテンツの現実性、コンテンツの楽しさ、ユーザによるコンテンツの認識、および／またはディスプレイ１６０を介してユーザに伝達されるコンテンツによって提供される体験の他の態様のうちの１つまたは複数を向上させるように、触覚効果が決定されてもよい。
【００２１】
触覚出力装置制御モジュール１５８は、触覚出力装置１１６を制御して触覚効果決定モジュール１５６が決定した触覚効果を生成するように構成される。この中で、プロセッサ１５０によって生成されるべき触覚出力信号が触覚出力装置１１６に伝達される。この生成されるべき触覚効果は、有線通信リンク、無線通信リンク、および／またはプロセッサ１５０と触覚出力装置１６０との間にある前記以外の通信リンク、例えばホストコンピュータ１４０の通信ポート１４１とユーザインタフェース装置１１０の通信ポート１１１との間に確立された有線もしくは無線の通信チャネル１７０によって伝達されてもよい。一実施形態において、少なくとも触覚出力装置制御モジュール１５８の機能の少なくとも一部分は、ユーザインタフェース装置１１０に備えられるプロセッサ１１８に配置されてもよく、プロセッサ１５０に配置された触覚効果決定モジュール１５６からのデータは、有線もしくは無線の通信チャネル１７０を介してプロセッサ１１８内の触覚出力装置制御モジュール１５８に伝達されてもよい。
【００２２】
触覚出力装置１１６は、触覚出力装置制御モジュール１５８からの触覚信号を受信し、ユーザ入力装置１１０を通してユーザに対して触覚効果を出力するように構成されている。ユーザが感じる触覚的な感覚は、ホストコンピュータ１４０によってユーザに伝達される情報に応じたものでもよい。例えば、触覚的な感覚は、ゲーム情報を伝達するために用いられる。このゲーム情報は、例えば、オブジェクトのインタラクション（ｏｂｊｅｃｔ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）、キャラクタの動き（ｃｈａｒａｃｔｅｒ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ）、キャラクタのステータス、および／またはキャラクタの種類を含む。この触覚的な感覚は、キャラクタを動かすことや特定の武器を持つことのようなインタラクションの現在のモードを示すためにも用いられ得る。この触覚的な感覚は、ユーザが特定の情報の決定やチェックを行うためにハウジング１１２および／またはユーザ入力部１１４の表面を探ることができるように、問い合わせされてもよい。
【００２３】
ユーザインタフェース装置１１０のハウジング１１２および／またはボタン１１４ａ、十字ボタン１１４ｂ、およびジョイスティック１１４ｃ等のキーユーザ入力部１１４の表面は、プログラム可能な摩擦（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ）、溝や突起の手触り等の感触、又はこれら以外の触覚的な感覚を有する。この触覚的な感覚は、静電的摩擦，超音波摩擦、局所的な表面変形、皮膚電気刺激等の電気触覚的な刺激、熱的な効果、および／または振動によって形成される。
【００２４】
一実施形態において、表面における触覚的な感覚は、プログラム可能な感触または変化する摩擦の感覚の形態であってもよい。例えば、十字ボタン１１４ｂの表面は、その４つの部分の一又は複数に埋め込まれた電極１２０を備えてもよい。ユーザがその親指やそれ以外の指を十字ボタン１１４ｂの表面上を動かしたときに、電極１２０を時間的に変化するようにチャージすることにより、ユーザの指に静電力を生成してデテント（ｄｅｔｅｎｔ）の感覚、感触、またはプログラム可能な摩擦の感覚を生成することができる。十字ボタンはゲームに方向に関する情報を入力するためによく用いられる。典型的には、ユーザは、静電的な触覚的感覚を提供するために特に適したタイプのユーザ入力部１１４にそって親指をスライドさせる。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、表面の触覚的な感覚は、以下のユーザ入力部１１４、すなわちボタン１１４ａ、十字ボタン１１４ｂ、アナログジョイスティック１１４ｃ、引き金１１４ｄ、タッチスクリーン１１４ｅ、及び接触感知式表面１１４ｆの少なくとも１つにおいて、並びに／又は、ハウジング１１２の表面、すなわち正面、背面、もしくは側面のうちの少なくとも１つの面において生成される。
【００２６】
一実施形態において、ユーザ入力部１１４の摩擦はプログラムにより調整可能であってもよい。例えば、ゲームアプリケーションでアクティブなボタン１１４ａは所定の摩擦感覚を有し、当該ゲームアプリケーションで使用されないボタン１１４ａは別の強度の摩擦感覚を有していてもよい。これにより、ユーザは、触覚フィードバックによってアクティブなボタンを感知することができる。
【００２７】
一実施形態において、ユーザは、ボスの強さやキャラクタのステータス等の情報を問い合わせるために、ハウジングの背面に沿って指を動かすことができる。
【００２８】
一実施形態において、プログラム可能な表面のデテントは、ユーザのキャラクタがゲーム内において異なる表面とインタラクトするときに十字ボタン１１４ｂに配置される。例えば、ユーザのキャラクタが泥の中を走るときには硬い地面を走るときとは異なる感覚が感知される。
【００２９】
一実施形態において、アナログジョイスティック１１４ｃの上端は、ゲーム環境やインタラクションモード（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｅ）を示すプログラム可能な触感を有する。例えば、異なる触感によって、ユーザが異なる車両を運転する場合や異なる武器を使用する場合を表すことができる。
【００３０】
一実施形態において、引き金１１４ｄは、武器の種類、射撃率（ｆｉｒｉｎｇ  ｒａｔｅ）等によって異なる触感又は摩擦を有する。一実施形態において、ユーザは、好みに応じて触覚効果の感覚を設定することができる。
【００３１】
一実施形態において、ユーザインタフェース装置１１０は、武器の種類やオブジェクトがインタラクトする特定の方法を示すプログラム可能な触感や摩擦をハウジング１１２に有するワンドコントローラまたはワンドコントローラ状のモーションコントローラであってもよい。例えば、アイスソード（ｉｃｅ  ｓｗｏｒｄ）のシミュレートされた摩擦係数は、通常のソードの摩擦係数よりも低くなる。
【００３２】
一実施形態において、上述したユーザ入力部１１４例えばボタン１１４ａのうちの１つや、ユーザインタフェース装置１１０の前記以外のユーザ入力部は、例えば十字ボタン１１４ｂ上での摩擦の大きさを調整することができる。
【００３３】
一実施形態において、ユーザインタフェース装置１１０には、触覚出力装置制御モジュールの出力に基づいて触覚出力装置１１６を制御するための電子回路が備えられる。例えば、増幅器を用いることにより、所定の種類のアクチュエータによって所望の触覚効果を生成するために必要な電圧を得ることができる。
【００３４】
本発明の実施形態に従って、触覚出力装置１１６は、所望の触覚効果に応じて、表面ハプティクス（ｓｕｒｆａｃｅ  ｈａｐｔｉｃｓ）で拡張される表面と直接結合され、または、当該表面と一体に形成される。
【００３５】
触覚効果の少なくとも一部分が静電摩擦を含む実施形態においては、ハウジング１１２の外表面または拡張されるユーザインタフェース装置１１０の表面となる入力部１１４の表面は、薄い絶縁体で被覆された導電性材料から成る。例えば、ボタン１１４ａの１つを金属で形成し、薄いプラスチック層で被覆してもよい。導電層は、触覚出力装置１１６によって提供される駆動電気信号と接続される。当該実施形態において、ユーザの体は、装置の他の表面（例えばハウジング１１２の背面）や例えばユーザが身に着けているブレスレットやユーザが座っている接地されている椅子等の前記以外の方法によって、共通グラウンドに接続されていなければならない。一実施形態において、接地及び表面の役割は入れ替えることもできる。これは、反転されたエレクトロバイブレーション（ｅｌｅｃｔｒｏｖｉｂｒａｔｉｏｎ）によって実現される。
【００３６】
触覚効果の少なくとも一部分が超音波摩擦を含む一実施形態において、拡張される表面は超音波周波数で振動する。かかる効果は、圧電アクチュエータ等のアクチュエータを用いて実現される。当該実施形態において、表面は、振動が抑制されないようにするため、振動ノード（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｎｏｄｅ）で浮かされている。例えば、圧電アクチュエータは、バネの上で浮遊している十字ボタンに取り付けられても良い。
【００３７】
触覚効果の少なくとも一部分が局所的な表面変形を含む実施形態において、マクロ繊維複合材（ＭＦＣ）アクチュエータ等の変形可能なアクチュエータは、駆動される表面において用いられ、表面を直接変形させるか、または、中間物体を動かすことにより表面を変形させる。例えば、変形可能なアクチュエータは、十字ボタンの表面で曲がり、凹状の表面を形成することができる。表面の感触は、表面に小突起を設けることによっても調整可能である。
【００３８】
触覚効果が電気触覚的な刺激（ｅｌｅｃｔｒｏｔａｃｔｉｌｅ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）である実施形態においては、触覚効果を生成する表面に電極が配置される。例えば、ハウジング１１２は電極アレイを含む膜で覆われもよく、または、十字ボタン１１４ｂ等のユーザ入力部１１４の選択表面（ｓｅｌｅｃｔ  ｆｕｒａｆａｃｅｓ）は上述のように電極１２０のアレイを含む膜によって被覆されてもよい。一実施形態においては、当該電極は、表面の材料内に組み込まれていてもよい。
【００３９】
触覚効果が熱的な効果である実施形態においては、ペルチェクーラー等のサーマル装置が表面において用いられ、その熱的特性を直接にまたは適当な熱伝導率を有する中間面を通じて制御する。
【００４０】
触覚効果が振動である実施形態においては、上述した超音波摩擦の場合と同様に、表面に接続されたアクチュエータを介して振動が表面に加えられる。このアクチュエータは、偏心回転質量体（「ＥＲＭ」）アクチュエータ、リニア共振アクチュエータ（「ＬＲＡ」）、圧電アクチュエータ、または前記以外の任意の振動アクチュエータである。
【００４１】
一実施形態において、ユーザインタフェース装置１１０は、拡張される表面にタッチセンサ１２２を備えてもよい。当該タッチセンサ１２２は、ユーザによる表面への接触位置を検出し、触覚効果を調整するために当該位置をプロセッサ１１８に伝達するように構成される。例えば、静電摩擦は表面全体に適用されることが多いが、局所的な特徴の錯覚を生成するために指の表面に対する動きに応じて調整されてもよい。かかる触覚効果は、表面にレンダリングされる触覚効果を調整するために、指の位置を検出し、検出した測定値を触覚出力装置制御モジュール１５６またはコンテンツ提供モジュール１５２に伝達することを必要とする。
【００４２】
本発明の実施形態のゲーム環境における実装態様について以下で説明する。一実装態様において、ボタン１１４ａのうちの１つの触感は、ゲーム中にアクションを取る正しいタイミングを末間、ユーザによって繰り返し感知される。例えば、ゲーマーは、レーザー銃が再充電されるのを待つことができ、または、タイミングが重要な操作を実行するためのゲームからのキューを待つことができる。ボタン１１４ａの触感は、進展を示すために徐々に変化し、突然の変化を示すために突然に変化し、または、見逃しやすいキューを提供するためにごく短時間で変化するように構成される。
【００４３】
一実装態様において，ゲームは、プレイヤを妨害してゲームの難易度を高くするために、十字ボタン１１４ｂ等のコントローラの表面における摩擦を変化させることができる。例えば、損傷した車は、予期不可能な摩擦を有する十字ボタンによってコントロールされる。
【００４４】
ゲームは、十字ボタンの左右を繰り返し押したりゲームパッドを繰り返し振る等の繰り返しのジェスチャーをしばしば伴う。一実装態様において、十字ボタン１１４ｂまたはハウジング１１２の表面の触感は、アクションの実行に関するフィードバック、例えばドアの破壊または繰り返しのジェスチャを必要とする前記以外のアクションの進展を提供するために変化してもよい。
【００４５】
ゲームは開始時に操作を段階的に説明するためのチュートリアルを有することが多い。一実装態様において、表面における効果は、チュートリアルで示されるボタン１１４ａやそれ以外のユーザ入力部１１４をハイライトするために用いられる。例えば、チュートリアルは、特定のボタンが押される必要があることを説明し、そのボタンを発見しやすくするために当該ボタンに触感を加えることができる。これは、「初心者」モードにおいてプレイヤーを助けるために、例えば所定の状況においてどのボタンを押せばよいかを示すために用いることもできる。例えば、触覚効果は、次に使用される可能性が最も高いと予想されるユーザ入力部１１４に提供されてもよい。
【００４６】
触覚出力装置１１６としてサーマル装置を用いる実装態様において、ハウジングの表面は、ゲームにおける爆発や発砲のようなイベントに対応して熱くなってもよい。
【００４７】
一実装態様において、表面ハプティクスは、例えば接触感知式表面１１４ｆ上にボタンやスライダ等の仮想的なコントローラの存在を示し、当該仮想的なコントローラの使用中に物理的なインタラクションをシミュレートするためにも用いられ得る。例えば、ゲームは、ハウジング１１２の背面において、別個の入力要求がある別のミニゲーム等の現在のコンテクストに応じて異なる仮想的なコントローラを用いることができる。接触感知式表面は、入力確認及び追加的なフィードバックを提供する触覚的な感触及び触覚効果を有するジェスチャー入力のためにも使用することができる。これは、空間的な触知的効果を可能にするために追加的なセンサが表面において使用される場合に特に関連がある。一実装態様において、接触感知式表面は、フリースペースジェスチャー入力（ｆｒｅｅ  ｓｐａｃｅ  ｇｅｓｔｕｒａｌ  ｉｎｐｕｔ）のために用いることもできる。例えば、装置の表面の感触は、当該装置の位置、向き、および／または速度によって変化してもよい。一実装態様において、表面ハプティクスは、ユーザがボタンを持ち上げや押し下げを感じることができる仮想的なボタンを生成するために用いることができる。この仮想的なボタンの硬さは表面ハプティクスによって調整可能であり、ボタンの押下を容易にしたり難しくしたりすることができる。
【００４８】
一実装態様において、ハウジング１１２またはユーザ入力部１１４の少なくとも１つの表面の触覚的な状態は、ユーザインタフェース１１０の現在の状態に関する環境情報を伝達することができる。例えば、ユーザインタフェース装置がバッテリ駆動される実装態様においては、表面の少なくとも一部における異なる触感によって、微妙で目立たない方法でバッテリレベルを示すことができる。
【００４９】
図面および上述の説明における実施形態は、いかなる点においても限定的なものではなく、また本発明の実施形態は、タッチ・スクリーン・ハンドヘルド装置（モバイル装置、ＰＤＡ、およびナビゲーション・システム）、自動車アプリケーションなどの様々な電子装置における触覚フィードバックを実現するために用いることができる。
【００５０】
本明細書で説明される多くの例はゲーム装置に関するものであるが、本発明には、タッチ感知構造体を含む他の種類のヒューマン・コンピュータ・インターフェースが含まれることを理解されたい。さらに、本発明の全般的な原理を読んで理解すれば、他の特徴および利点は、当該分野の通常の技能を有する者には明らかとなるであろう。これら他の特徴および利点も、本発明に含まれるものとする。
【００５１】
本明細書に記載された実施形態は、実施可能な実装例および実施例であるが、本発明を特定の実施形態に制限することを必ずしも意図するものではない。むしろ、これらの実施形態には、当該技術分野における当業者に理解できるような変更を加えることができる。このような変更が加えられた態様も本発明の要旨及び範囲に含まれ、そして以下の請求項によって保護されるべきものである。
【図１】
2014206970.tif 000003
【図２】
2014206970.tif 000004
【図３】
2014206970.tif 000005
【外国語明細書】
2014206970000001.pdf