(57)【要約】【課題】ユーザー入力エレメントに結合されるターゲットアクチュエーターを備え、触覚効果を該エレメントに伝える装置を提供する。【解決手段】触覚周辺装置は、ハウジング、ユーザー入力エレメント、該エレメントに結合される位置センサー、ハウジング内に位置するとともに該エレメントに結合されるアクチュエーターを備える。位置センサーは、ユーザー入力エレメントの位置を検出し、その位置をプロセッサに送信する。アクチュエーターは、プロセッサから触覚効果駆動信号を受信し、プロセッサからの触覚効果駆動信号に応答して力を出力する。この力は、ユーザー入力エレメントに運動触覚効果として伝達される。触覚周辺装置は、アクチュエーターに結合されるとともにアクチュエーターによって出力された力を増幅させる機械的増幅システムを備えてもよい。増幅された力は、機械的増幅システムからユーザー入力エレメントに運動触覚効果として伝達される。【選択図】図４
2014216017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触覚周辺装置であって、
ハウジングと、
ユーザー入力エレメントと、
前記ユーザー入力エレメントに結合される位置センサーであって、該位置センサーは、前記ユーザー入力エレメントの位置を検出するように構成されているとともに、前記位置をプロセッサに送信するように構成されている、位置センサーと、
前記ハウジング内に位置するとともに前記ユーザー入力エレメントに結合されるアクチュエーターであって、該アクチュエーターは、前記プロセッサから触覚効果駆動信号を受信するように構成されているとともに、前記プロセッサからの前記触覚効果駆動信号に応答して力を出力するように構成されている、アクチュエーターと、
前記アクチュエーターに結合されるとともに該アクチュエーターによって出力された前記力を増幅させるように構成されている機械的増幅システムであって、前記増幅された力は、該機械的増幅システムから前記ユーザー入力エレメントに運動触覚効果として伝達される、機械的増幅システムと、
を備える、触覚周辺装置。
【請求項２】
前記ユーザー入力エレメントは、ボタン、トリガー、及びジョイスティックからなる群から選択される、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、該触覚周辺装置の前記ハウジング内に位置する、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、該触覚周辺装置の前記ハウジングから遠隔に位置する、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項５】
前記アクチュエーターは、回転可能シャフトを介して前記ユーザー入力エレメントに結合され、前記アクチュエーターは、前記回転可能シャフトの回転を介して前記触覚効果駆動信号を前記ユーザー入力エレメントに印加する、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項６】
前記機械的増幅システムは、前記アクチュエーターに結合されるギアシステムである、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項７】
前記アクチュエーターは双方向モーターである、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項８】
前記運動触覚効果は、デテント、振動、又はテキスチャからなる群から選択される、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項９】
前記位置センサーは、軸の回りに回転可能であるとともに、レバーアームを介して前記ユーザー入力エレメントに結合される、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項１０】
前記触覚効果駆動信号は、前記ユーザー入力エレメントの前記位置に応答して前記プロセッサによって生成される、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項１１】
前記ハウジングに結合されるランブルアクチュエーターであって、該ランブルアクチュエーターは、前記プロセッサから第２の触覚効果制御振動を受信して、前記第２の触覚効果制御信号に応答して前記ハウジングに第２の触覚効果を出力するように構成されている、ランブルアクチュエーターを更に備える、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項１２】
前記ユーザー入力エレメントの第１の位置の結果として、前記アクチュエーターが第１の触覚効果駆動信号を生成して前記ユーザー入力エレメントに印加し、前記ユーザー入力エレメントの第２の位置の結果として、前記アクチュエーターが第２の触覚効果駆動信号を生成して前記ユーザー入力エレメントに印加し、前記第１の位置は前記第２の位置とは異なり、前記第１の触覚効果駆動信号は前記第２の触覚効果駆動信号とは異なる、請求項１に記載の触覚周辺装置。
【請求項１３】
触覚周辺装置であって、
ハウジングと、
軸の回りに回転可能であるトリガーと、
ヒンジ結合される第１の端部と、可動な第２の端部とを有するレバーアームであって、前記トリガーが該レバーアームの前記可動な第２の端部に取り付けられる、レバーアームと、
前記レバーアームの前記ヒンジ結合される第１の端部に取り付けられる位置センサーであって、該位置センサーは、前記トリガーの回転位置の変化を運動イベントとして検出するように構成されているとともに、該運動イベントをプロセッサに送信するように構成されている、位置センサーと、
前記ハウジング内に位置する双方向モーターであって、該モーターは、前記プロセッサから触覚効果駆動信号を受信するように構成されているとともに、前記プロセッサからの前記触覚効果駆動信号に応答して力を出力するように構成されている、双方向モーターと、
前記モーターに取り付けられるとともに、該モーターから前記レバーアームの前記ヒンジ結合される第１の端部まで延びる回転可能シャフトであって、該回転可能シャフトは、該回転可能シャフトの回転が前記レバーアーム及び前記トリガーの運動を引き起こすように、前記レバーアームの前記ヒンジ結合される第１の端部に取り付けられる、回転可能シャフトと、
を備え、
前記モーターによって出力される前記力は、前記回転可能シャフトを介して前記トリガーに、運動触覚効果として伝達される、触覚周辺装置。
【請求項１４】
前記モーターと前記回転可能シャフトとの間に配置されるギアシステムであって、該ギアシステムは、前記モーターによって出力された前記力を増幅するように構成されており、該増幅された力は、該ギアシステムから前記トリガーに運動触覚効果として伝達される、ギアシステムを更に備える、請求項１３に記載の触覚周辺装置。
【請求項１５】
ゲーミングシステムであって、
ホストコンピューターと、
プロセッサと、
ハウジングと、ユーザー入力エレメントと、該ユーザー入力エレメントに結合される位置センサーと、機械的増幅システムを介して前記ユーザー入力エレメントに結合されるアクチュエーターとを有するコントローラーであって、前記位置センサーは、前記ユーザー入力エレメントの位置を検出して、該位置を前記プロセッサに送信するように構成されており、前記アクチュエーターは、前記プロセッサから触覚効果駆動信号を受信するとともに、前記プロセッサからの前記触覚効果駆動信号に応答して力を出力するように構成されており、前記機械的増幅システムは、前記アクチュエーターによって出力された前記力を増幅するように構成されており、該増幅された力は、前記機械的増幅システムから前記ユーザー入力エレメントに運動触覚効果として伝達される、コントローラーと、
を備える、ゲーミングシステム。
【請求項１６】
前記ホストコンピューターはタブレットコンピューターであり、前記コントローラーは、ハンドルと、内部に前記タブレットコンピューターを収めるようになっているドッキングステーションとを備え、前記ユーザー入力エレメントは前記ハンドル上に配置される、請求項１５に記載のゲーミングシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサは前記コントローラー内に配置される、請求項１５に記載のゲーミングシステム。
【請求項１８】
前記プロセッサは前記ホストコンピューター内に配置される、請求項１５に記載のゲーミングシステム。
【請求項１９】
前記ユーザー入力エレメントは、ボタン、トリガー、及びジョイスティックからなる群から選択される、請求項１５に記載のゲーミングシステム。
【請求項２０】
前記コントローラーは、前記ハウジングに結合されるランブルアクチュエーターも備え、該ランブルアクチュエーターは、前記プロセッサから第２の触覚効果制御信号を受信して、前記第２の触覚効果制御信号に応答して、前記ハウジングに第２の触覚効果を出力するように構成されている、請求項１５に記載のゲーミングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザー入力エレメントに結合されるターゲットアクチュエーターを備え、触覚効果をユーザー入力エレメントに伝えるようになっている装置に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年４月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／８１４６２８号の利益を主張する。この米国仮特許出願は、引用することにより、全ての目的についてその全体が本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００３】
ビデオゲーム及びビデオゲームシステムは、カジュアルゲーマーに向けたマーケティング及びその結果のカジュアルゲーマーによる関与によって、更にいっそう一般的になっている。従来のビデオゲーム機器又はコントローラーは、視覚キュー及び聴覚キューを使用して、ユーザーにフィードバックを提供する。一部のインターフェース装置では、運動感覚フィードバック（アクティブな抵抗力覚フィードバック等）及び／又は触感フィードバック（振動、テキスチャ、及び熱等）もユーザーに提供される。これらのフィードバックは、より一般的には「触覚フィードバック」又は「触覚効果」として総称的に知られている。触覚フィードバックは、ユーザーインターフェースを向上させ単純化するキューを提供することができる。具体的には、振動効果、すなわち振動触覚効果が、電子装置のユーザーに特定のイベントを知らせるようにそのユーザーにキューを提供するときに有用であるか、又はシミュレート環境若しくはバーチャル環境内でより高い知覚没入感をもたらすように現実的なフィードバックを提供する場合がある。
【０００４】
また、ユーザーがユーザー入力エレメントとインターフェースして動作を引き起こす医療装置、自動車制御装置、遠隔制御装置、及び他の同様の装置等の他の機器が、触覚フィードバック又は触覚効果によって利益を受ける。例えば、限定するのではないが、医療装置のユーザー入力エレメントは、ユーザーによって医療装置の近位部において患者の体外で操作され、医療装置の遠位端部において患者の体内で動作を引き起こしてもよい。触覚フィードバック又は触覚効果を機器において用いて、ユーザーに特定のイベントを知らせるか、又は医療装置の遠位端部における医療装置と患者との相互作用に関する現実的なフィードバックをユーザーに提供してもよい。
【０００５】
ゲーミング機器又は他の機器に用いられる従来の触覚フィードバックシステムは、一般的に、１つ又は複数のアクチュエーターを備える。１つ又は複数のアクチュエーターは、コントローラーのハウジングに取り付けられ、触覚フィードバックを生成する。しかし、これらの従来の触覚フィードバックシステムは、コントローラーの本体全体を伝って触感（haptic sensation）を生じさせる。このような装置は、特定の動作又はロケーションに関するターゲット触感又は指向性触感をユーザーに提供しない。
【０００６】
本発明の実施形態は、運動触覚効果をユーザー入力エレメントに提供する触覚フィードバックシステムに関する。さらに、本発明の実施形態は、装置／コントローラーの本体全体を伝って生じる全体触覚効果（general haptic effects）に対して弁別可能又は区別可能である触覚効果をユーザー入力エレメントにもたらす触覚フィードバックシステムに関する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、ハウジングと、ユーザー入力エレメントと、該ユーザー入力エレメントに結合される位置センサーと、前記ハウジング内に位置するとともに前記ユーザー入力エレメントに結合されるアクチュエーターとを備える触覚周辺装置に関する。該位置センサーは、前記ユーザー入力エレメントの位置を検出するように構成されているとともに、前記位置をプロセッサに送信するように構成されている。該アクチュエーターは、前記プロセッサから触覚効果駆動信号を受信するように構成されているとともに、前記プロセッサからの前記触覚効果駆動信号に応答して力を出力するように構成されている。前記力は、前記ユーザー入力エレメントに運動触覚効果として伝達される。該触覚周辺装置は、前記アクチュエーターに結合されるとともに該アクチュエーターによって出力された前記力を増幅させるように構成されている機械的増幅システムを備えてもよい。そのような実施形態では、前記増幅された力は、該機械的増幅システムから前記ユーザー入力エレメントに運動触覚効果として伝達される。
【０００８】
触覚周辺装置は、ゲームコントローラー、タブレット、電話、個人情報端末（ＰＤＡ）、コンピューター、ゲーミング周辺装置、マウス、入力装置を備える装着使用アイテム（wearable user items）、又はユーザー入力エレメントを備える他の装置としてもよい。触覚周辺装置のハウジングは、ユーザーによって保持されるようになっている。ユーザー入力エレメントは、ボタン、ジョイスティック、又はトリガーとしてもよく、ホストコンピューターと相互作用するようにユーザーによって操作される。プロセッサは、ホストコンピューター又はコントローラー内に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】コントローラーの一実施形態の概略図である。
【図２】図１のコントローラーの別の視点の概略図である。
【図３】ホストコンピューター及びディスプレイを伴った図１のコントローラーのブロック図である。
【図４】コントローラーの内部構成部品を示すようにコントローラーのハウジングが取り除かれている、図１のコントローラーの一部分の概略図である。
【図５】コントローラーの内部構成部品を示すようにコントローラーのハウジングが取り除かれている、本発明の別の実施形態によるコントローラーの一部分の概略図である。
【図６】ゲーミングタブレットの一実施形態の概略図である。
【図７】図６のゲーミングタブレットのブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態による、触覚信号を判定してホスト装置から送信する方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による、触覚効果をコントローラーのユーザーに提供する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の前述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付の図面に示されている本発明の実施形態の以下の説明から明らかになる。さらに、本明細書に援用されるとともに本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の原理を説明するとともに、当業者が本発明を実現及び使用することを可能にする役割を果たす。図面は縮尺どおりではない。
【００１１】
ここで、図面を参照しながら本発明の特定の実施形態を記載する。図面において、同様の参照符号は、同一又は機能的に同様の要素を指す。
【００１２】
以下の詳細な説明は、本質的に単なる例示であり、本発明又は本発明の適用及び使用を限定することを意図していない。さらに、前述の技術分野、背景技術、概要、又は以下の詳細な説明において提示されている明示的な又は黙示的な理論によって限定することは意図されていない。さらに、以下の説明はゲーミング機器及びゲーミング機器向けのコントローラーに関するが、その説明はユーザー入力エレメントを有する他の装置に等価に当てはまることが当業者には認識される。
【００１３】
本発明の実施形態は、触覚フィードバックシステムの触覚周辺装置に関する。この触覚周辺装置は、ユーザー入力エレメントに結合されるターゲットアクチュエーター又はモーターを備える。このターゲットアクチュエーター又はモーターは、ターゲット運動触覚効果又は指向性運動触覚効果をユーザー入力エレメントに直接提供する。本明細書で用いられるとき、「運動」触覚効果は、ターゲットアクチュエーターがユーザー入力エレメントに力を印加して、ユーザーによって動かされる方向にユーザー入力エレメントを動かし（抵抗力フィードバックがアクティブである）、それによってユーザーが運動触覚効果を感じ取る効果を含む。運動触覚効果は慣性触覚効果に対して区別可能である。慣性触覚効果では、慣性アクチュエーターが力を出力又は生成し、ユーザーがその力を間接的に感じ取る場合がある。すなわち、ターゲットはアクチュエーターによって動かされず、ユーザーが出力された力を間接的に知覚する、すなわち感じ取る場合がある。慣性触覚効果をユーザー入力エレメントに提供する１つの触覚フィードバックシステムが、２０１３年１１月１２日に出願された本発明と同じ発明者らのうちの１人による米国特許出願第１４／０７８４７８号に開示されている。この特許出願は、引用することにより、その全体が本明細書の一部をなす。このシステムは、デテント又は振動等の過渡的慣性効果をユーザー入力エレメントに提供するように、ユーザー入力エレメントに取り付けられる慣性アクチュエーターを呈している。慣性触覚効果をユーザー入力エレメントのターゲット領域に隔離するために、振動隔離／減衰装置が慣性アクチュエーターとともに利用される。しかし、本発明の実施形態によって生成される運動触覚効果は、アクチュエーターがユーザー入力エレメントを直接駆動する、すなわち押し／引きし、ユーザー入力エレメントの運動を引き起こすことにより、ユーザーによって感じ取られる。さらに、本発明の実施形態において開示されているユーザー入力エレメント上に生成される運動触覚効果は、全体触覚効果に対して弁別可能又は区別可能である。全体触覚効果は、ランブル効果とも呼ばれ、触覚周辺装置の本体又はハウジング全体を伝って生成される。触覚周辺装置は、例えば、図１及び図２に示されているようなゲーミングシステム向けのハンドヘルドゲーミングコントローラー１００、図６に示されているようなゲーミングタブレットコントローラー６００、又は、限定はしないが、電話、個人情報端末（ＰＤＡ）、タブレット、コンピューター、ゲーミング周辺装置、及び当業者に既知であるゲーミングシステム向けの他のコントローラー等の、ユーザー入力（ＵＩ）エレメントを有する他のコントローラーとしてもよい。
【００１４】
コントローラー１００は、一般的に、コンピューター、移動電話、テレビ、又は他の同様の装置に接続してもよいゲーミングシステムとともに用いられる場合がある。図１及び図２は、コントローラー１００の異なる斜視図を示しており、その一方で図３は、ホストコンピューター１０４及びディスプレイ１０６を更に備えるゲーミングシステム１０１において用いられるコントローラー１００のブロック図を示している。図３のブロック図に示されているように、コントローラー１００は、接続１０５を介してホストコンピューター１０４と通信するローカルプロセッサ１０８を備える。接続１０５は、有線接続、無線接続、又は当業者に既知である他のタイプの接続としてもよい。代替的には、コントローラー１００は、ローカルプロセッサ１０８を備えずに構成してもよく、それにより、コントローラー１００からの全ての入力／出力信号は、ホストコンピューター１０４によって直接ハンドリング及び処理される。ホストコンピューター１０４は、ディスプレイ１０６に結合される。一実施形態において、ホストコンピューター１０４はゲーミング装置コンソールであり、ディスプレイスクリーン１０６は、当該技術分野において既知のようなゲーミング装置コンソールに結合されるモニターである。当業者には既知であるように、別の実施形態において、ホストコンピューター１０４及びディスプレイ１０６は組み合わせて単一の装置にしてもよい。
【００１５】
コントローラー１００のハウジング１０２が、左利きユーザーによっても右利きユーザーによっても、装置を把持する両手に容易に適合する形状になっている。当業者には以下のことが認識される。コントローラー１００は、単に、ビデオゲームコンソールシステムに現在利用可能な多数の「ゲームパッド」と同様の形状及びサイズのコントローラーの例示的な一実施形態である。ユーザー入力エレメントの他の構成、形状、及びサイズを有するコントローラーを用いてもよい。コントローラーとしては、限定はしないが、Ｗｉｉ（商標）リモートコントローラー又はＷｉｉ（商標）Ｕコントローラー、ソニー（登録商標）ＳｉｘＡｘｉｓ（商標）コントローラー又はソニー（登録商標）Ｗａｎｄコントローラー等のコントローラー、並びに実在の物体（例えばテニスラケット、ゴルフクラブ、野球のバット等）の形状及び他の形状になっているコントローラーを含む、ユーザー入力エレメントの他の構成、形状、及びサイズを有するものを用いてもよい。
【００１６】
コントローラー１００は、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８を含む、いくつかのユーザー入力エレメント又はマニピュランダムを備える。本明細書で用いられるとき、「ユーザー入力エレメント」は、ユーザーによって操作されてホストコンピューター１０４と相互作用する、例えばトリガー、ボタン、ジョイスティック等のインターフェース装置を指す。図１及び図２において見て取ることができるとともに当業者に既知であるように、各ユーザー入力エレメント及び追加のユーザー入力エレメントの２つ以上をコントローラー１００上に備えてもよい。したがって、例えば、トリガー１１８の本説明は、コントローラー１００を単一のトリガーに限定しない。さらに、図３のブロック図は、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８のそれぞれを１つのみ示している。しかし、上述したように、多数のジョイスティック、ボタン、及びトリガー並びに他のユーザー入力エレメントを用いてもよいことが当業者には理解される。
【００１７】
図３のブロック図において見て取ることができるように、コントローラー１００は、自身のユーザー入力エレメントのそれぞれを直接駆動するターゲットアクチュエーター又はモーターと、ユーザーの手が概ね置かれる場所においてハウジング１０２に結合される１つ又は複数の全体アクチュエーターすなわちランブルアクチュエーター１２２、１２４とを備える。より具体的には、ジョイスティック１１０は、自身に結合されるターゲットアクチュエーター又はモーター１１２を備え、ボタン１１４は、自身に結合されるターゲットアクチュエーター又はモーター１１６を備え、トリガー１１８は、自身に結合されるターゲットアクチュエーター又はモーター１２０を備える。複数のターゲットアクチュエーターに加えて、コントローラー１００は、自身のユーザー入力エレメントのそれぞれに結合される位置センサーを備える。より具体的には、ジョイスティック１１０は、自身に結合される位置センサー１１１を備え、ボタン１１４は、自身に結合される位置センサー１１５を備え、トリガー１１８は、自身に結合される位置センサー１１９を備える。ローカルプロセッサ１０８が、ターゲットアクチュエーター１１２、１１６、１２０と、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８の位置センサー１１１、１１５、１１９とにそれぞれ結合される。本明細書においてより詳細に説明されるように、位置センサー１１１、１１５、１１９から受信される信号に応答して、ローカルプロセッサ１０８は、ターゲットアクチュエーター１１２、１１６、１２０に対して、指向性運動効果又はターゲット運動効果をジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８にそれぞれ直接提供するように命令する。このようなターゲット運動効果は、全体アクチュエーター１２２、１２４によってコントローラーの本体全体を伝って生成される全体触覚効果、すなわちランブル触覚効果に対して弁別可能又は区別可能である。複数の種類の感覚（multiple modalities）、例えば、映像、音声、及び触感（haptics）が同時に関与するとき、総合した触覚効果は、ゲームへのより高い没入感をユーザーにもたらす。
【００１８】
ここで、図４を参照する。図４は、コントローラー１００の内部構成部品を示すようにハウジング１０２が取り除かれているコントローラー１００の一部分の概略図である。トリガー１１８と、位置センサー１１９と、ターゲットアクチュエーター又はモーター１２０との構造的関係がより詳細に説明される。図示されていないが、トリガー１１８と、位置センサー１１９と、ターゲットアクチュエーター又はモーター１２０とが、ハウジング１０２内に配置又は収容されることが当業者には理解される。さらに、図４にはトリガー１１８のみが示されているが、ターゲット触覚効果又は指向性触覚効果を選択されたユーザー入力エレメントに生成するために、同様の構造関係を、ジョイスティック１１０、位置センサー１１１、及びターゲットアクチュエーター又はモーター１１２に関して、並びに、ボタン１１４、位置センサー１１５、及びターゲットアクチュエーター又はモーター１１６に関して用いてもよいことが当業者には理解される。
【００１９】
位置センサー１１９は、トリガー１１８の位置を検出するように構成されるとともに、この位置をローカルプロセッサ１０８（図４には示していない）に送信するように構成される。図４の実施形態では、トリガー１１８は、自身の内部に収容されるばね部材１１７を含み、ばね部材１１７は、ユーザーによる力がトリガーに加えられることなく、トリガーを基準位置に戻す。位置センサー１１９は、レバーアーム１２６を介してトリガー１１８に結合される。レバーアーム１２６は、ヒンジ結合される第１の端部１２５と、可動な第２の端部１２７とを有する。トリガー１１８は、レバーアーム１２６の可動な第２の端部１２７に取り付けられ、位置センサー１１９は、レバーアーム１２６のヒンジ結合される第１の端部１２５に取り付けられる。ユーザーがトリガー１１８を動かすと、すなわち押圧すると、ばね部材１１７が圧縮し、トリガー１１８がトリガー軸ＴＡの周囲すなわち回りに回転する。レバーアーム１２６の第２の端部１２７もトリガー１１８とともに運動し、すなわち回転し、レバーアーム１２６が、ヒンジ結合される第１の端部１２５の周囲すなわち回りに回転する。位置センサー１１９は、レバーアーム１２６及びトリガー１１８の回転位置の変化を運動イベントとして検出し、この運動イベントをローカルプロセッサ１０８に送信する。本明細書においてより詳細に説明されるように、異なるトリガー位置及び運動イベントの結果として、異なる触覚効果がターゲットアクチュエーター又はモーター１２０によって印加されてもよい。一実施形態において、位置センサー１１９はポテンショメーターであるが、例えば、限定はしないが、光学センサー、光学エンコーダー、ホール効果センサー、静電容量式センサー等の、当該技術分野において既知の他のタイプの位置センサーとしてもよい。本発明の別の実施形態（図示していない）において、位置センサー１１９はトリガー１１８に直接結合してもよく、この場合、位置センサー１１９とトリガー１１８との間に延在するレバーアームは存在しない。
【００２０】
位置センサー１１９はレバーアーム１２６及びトリガー１１８の回転位置の変化を検出するものであるが、ボタン１１４に結合される位置センサー１１５及びジョイスティック１１０に結合される位置センサー１１１は、トリガー１１８に関して示したような回転運動ではなく、特定のユーザー入力エレメントの運動イベントを検出するように構成しても良いことは当業者には理解されるであろう。例えば、ボタン１１４の位置センサー１１５は、ボタン１１４の直線運動又は並進運動（すなわちボタン１１４が押下される状況）を検出するように構成しても良い。ジョイスティック１１０の位置センサー１１１は、１つ又は複数の自由度内でのジョイスティック１１０の運動（すなわちジョイスティック１１０が前方、後方、左、又は右に物理的に動かされる状況）を検出するように構成しても良い。
【００２１】
ターゲットアクチュエーター又はモーター１２０は、回転シャフト１２８を介してトリガー１１８に結合される。より具体的には、回転シャフト１２８は、ターゲットアクチュエーター１２０に取り付けられるとともに、ターゲットアクチュエーター１２０からレバーアーム１２６の第１の端部１２５まで延びる。回転シャフト１２８は、シャフト１２８の回転がレバーアーム１２６の運動を引き起こすように、レバーアーム１２６の第１の端部１２５に取り付けられる。ターゲットアクチュエーター１２０はローカルプロセッサ１０８（図４には示していない）から触覚効果駆動信号を受信する。触覚効果駆動信号は、位置センサー１１９によって測定されるトリガー１１８の位置に応答して生成される。次に、ターゲットアクチュエーター１２０は、ローカルプロセッサ１０８からの触覚効果駆動信号に応答して、触覚効果をトリガー１１８に出力する。より具体的には、ターゲットアクチュエーター１２０は、回転シャフト１２８を直接駆動する、すなわち回転シャフト１２８の作動すなわち回転を引き起こす。また、回転シャフト１２８の回転により、レバーアーム１２６及びトリガー１１８の回転及び運動が引き起こされる。この場合、ユーザーはトリガー１１８の運動を感じ取る。このように、回転シャフト１２８の作動すなわち回転がトリガー１１８に伝達される。
【００２２】
本発明の一実施形態において、ターゲットアクチュエーター１２０は、トリガー１１８を押し引きする、すなわちトリガー１１８を双方向に動かす場合がある双方向モーターである。モーターに加えて、ターゲットアクチュエーター１２０は、形状記憶合金、信号に応答して変形する電気活性ポリマー、堅さを変化させるメカニズム、振動触覚アクチュエーター、慣性アクチュエーター、圧電アクチュエーター、又は、運動触覚効果をユーザー入力エレメントに直接生成するのに好適な他のタイプの作動装置としてもよい。一実施形態において、ターゲットアクチュエーター１２０は、１６ｍｍのＭａｘｏｎモーターであるが、当該技術分野において既知かつ利用可能な他のタイプのブラシ付電気ＤＣモーター及びブラシレス電気ＤＣモーターとしてもよい。ターゲットアクチュエーター１２０の停動トルクに応じて、トリガー１１８に印加することができる力の最大量が決まる。この場合、停動トルクは、静止状態からのターゲットアクチュエーター１２０の最大推力として測定される。ターゲットアクチュエーター１２０は０．５ｍＮｍ〜４０ｍＮｍの停動トルクを有してもよい。本発明の一実施形態において、ターゲットアクチュエーター１２０は、１２Ｖで駆動される場合には３４．５ｍＮｍの停動トルク、又は、５Ｖで駆動される場合には１４．４ｍＮｍの停動トルクを有する。当業者には理解されるように、強力なモーターすなわち高トルクモーターは、明確に感じ取られるとともに、全体触覚効果すなわちランブル触覚効果に対して区別される場合がある、比較的より強力な触覚効果を生成してもよい。さらに、高トルクモーター（１２Ｖで駆動される場合には３４．５ｍＮｍの停動トルク、又は、５Ｖで駆動される場合には１４．４ｍＮｍの停動トルクを有するモーター等）は、機械的増幅を行わなくても、トリガー１１８上で明確に感じ取られるとともに、互いに区別される場合がある、より多様な触覚効果を生成してもよい。しかし、力の弱いモーター、すなわち低トルクモーターは、通常、より安価でサイズがより小さい。図５に関して以下でより詳細に説明されるように、ギアシステム等の機械的増幅システムを低トルクモーターとともに使用して、より強力な触覚効果及びより多様な触覚効果を生成してもよい。
【００２３】
動作の際、ローカルプロセッサ１０８が、位置センサー１１９からトリガー位置及び／又は運動イベントを検出又は受信して、このトリガー位置及び／又は運動イベントをホストコンピューター１０４に送信する。次に、ローカルプロセッサ１０８は、ホストコンピューター１０４からの高水準監視コマンド又はストリーミングコマンドに基づき、触覚効果駆動信号をターゲットアクチュエーター１２０に提供する。例えば、動作しているとき、電圧の大きさ及び継続時間は、ホストコンピューター１０４からコントローラー１００にストリーミングされ、コントローラー１００において、ローカルプロセッサ１０８を介してターゲットアクチュエーター１２０に情報が提供される。ホストコンピューター１０４は、ターゲットアクチュエーター１２０によって出力される触覚効果のタイプ（例えば、振動、ジョルト、デテント、ポップ等）等の高水準コマンドをローカルプロセッサ１０８に提供してもよい。それにより、ローカルプロセッサ１０８は、出力される触覚効果の特定の特徴（例えば、大きさ、周波数、継続時間等）に関してターゲットアクチュエーター１２０に命令する。ローカルプロセッサ１０８は、自身に結合されるメモリ１０９（図３のブロック図に示されている）から触覚効果のタイプ、大きさ、周波数、継続時間、又は他の特徴を索出してもよい。
【００２４】
多様な運動触覚効果又は触感をトリガー１１８に出力してもよい。より具体的には、ターゲットアクチュエーター１２０は、トリガー１１８を直接駆動し、すなわち押し／引きし、トリガー１１８の運動を引き起こす。ターゲットアクチュエーター１２０は、トリガー１１８上に抵抗力を出力して、それによりユーザーがトリガー１１８を押下し難くなるようにしてもよい。このような抵抗力は可変としてもよい、すなわち、トリガー位置又はビデオゲームにおけるユーザーアクションに応じて変化してもよい。本発明の一実施形態において、ターゲットアクチュエーター１２０は、トリガー１１８のロックアウトモードにおいてユーザーの運動全てを妨げる最大抵抗力を出力してもよい。別の例において、ターゲットアクチュエーター１２０は、トリガー１１８上に抵抗力を出力することにより、トリガー１１８上にデテントを出力してもよい。上記抵抗力は１つ又は複数の特定のトリガー位置又はロケーションにおいて取り除かれる。このように、ユーザーが感じ取るデテントはボタンを押す感覚（button click）に似ている。本発明の更に別の実施形態において、ターゲットアクチュエーター１２０は、トリガー１１８を高速で往復して押し引きすることによりトリガー１１８上に振動を出力してもよい。
【００２５】
本発明の一実施形態において、上述した運動触覚効果は過渡的な短い触覚効果である。すなわち、その運動触覚効果は一時的でしかなく、継続時間が短い。例えば、このような効果は、１０ミリ秒〜１００ミリ秒の継続時間をそれぞれ有してもよい。このように、ターゲットアクチュエーター１２０は、全運動感覚ジョイスティックにおいて用いられるアクチュエーターと比較して、小さい力及び制限された出力を有する。全運動感覚ジョイスティックは、触覚効果をジョイスティックに提供するために、電力を連続して消費する。しかし、上述したように、運動触覚効果をユーザー入力エレメントに直接提供するターゲットアクチュエーターを有するコントローラーは、触覚効果が印加又は変更される必要があるときにのみ電力を消費する。換言すると、本発明の実施形態による、過渡的運動触覚効果をユーザー入力エレメントに直接提供するターゲットアクチュエーターを有するコントローラーに関しては、ターゲットアクチュエーター１２０は、触覚効果が印加又は変更される必要があるときにのみエネルギーを必要とする。これは、全運動感覚ジョイスティックとは反対である。全運動感覚ジョイスティックでは、ジョイスティックに関する触覚効果を生成するのに、直接又は連続的に電力すなわちエネルギーが供給される。このように、本発明の実施形態による、過渡的運動触覚効果をユーザー入力エレメントに直接提供するターゲットアクチュエーターを有するコントローラーは、比較的低い電力要件を有し、それにより、コスト、体積、及び電力消費が低減される。さらに、本発明の実施形態において用いられるアクチュエーターは、供給される必要があるピーク電力がより小さいため、このアクチュエーターのサイズは、全運動感覚ジョイスティックにおいて用いられるアクチュエーターのサイズよりも比較的小さく安価である。
【００２６】
ターゲット触覚フィードバックが有利である例示的な用途としては、ファーストパーソンシュータービデオゲーム又はレーシングビデオゲームが挙げられる。そのようなビデオゲームでは、ターゲットアクチュエーター１２０は、シュータービデオゲーム例ではユーザーがターゲットをヒットするとき、又は、レーシングビデオゲーム例ではユーザーがマイルストーン若しくは目印を通過するときに、振動、ジョルト、又はポップ等の触覚効果を出力してもよい。別の例において、ターゲットアクチュエーター１２０は、レーシングビデオゲーム例では種々のロケーションにおいてデテントを出力してもよいし、シュータービデオゲーム例では繰返しの発砲のフィードバックとしてデテントを出力してもよい。テキスチャフィードバックは、限定はしないが粒度合成（granular synthesis）等の位置依存触覚アルゴリズムを用いて生成してもよい。別の例において、ターゲットアクチュエーター１２０を用いて、ビデオゲームの、弾薬切れ、武器の不正確な照準決め、使用中の武器、及び／又は発砲レート等のステータスを示す触覚フィードバックを出力してもよい。複数の武器が使用される場合があるビデオゲームにおいて、このようなステータス表示は、ユーザーが各武器の最適な発砲レート及びトリガー位置／地点を知ることを支援する。他の例として以下のことが挙げられる。ターゲットアクチュエーター１２０は、様々なトリガー位置又はロケーションにおいてデテントを出力してもよく、各武器についてのプラグラム可能な「感触（feel）」又は抵抗を出力してもよく、フィードバックにおいて発砲した感覚（firing result）を出力してもよく、印加される抵抗を増大又は減少させることによってブレーキフィードバック又はスロットルフィードバックを出力してもよく、テキスチャフィードバックを出力してもよく、ばね１１７、ひいてはトリガー１１８の堅さを増大又は減少させてもよく、慣性をシミュレートしてもよい。
【００２７】
前述したように、異なるトリガー位置及び運動イベントの結果として、ターゲットアクチュエーター１２０によって印加される運動触覚効果が異なってもよい。例えば、トリガー１１８の第１の位置の結果として、ターゲットアクチュエーター１２０が第１の触覚効果駆動信号を生成してトリガー１１８に印加し、トリガー１１８の第２の位置の結果として、ターゲットアクチュエーター１２０が第２の触覚効果駆動信号を生成してトリガー１１８に印加する。より具体的には、ローカルプロセッサ１０８は、ゲームアクション及び位置センサー１１９によって示されるトリガー１１８の位置に応じて、触覚効果駆動信号をターゲットアクチュエーター１２０に送信し、振動、デテント、テキスチャ、ジョルト、又はポップを含む多様な触覚効果又は触感のうちの１つを出力してもよい。さらに、触覚効果又は触感の強度又はレベルは、位置センサー１１９によって示されるトリガー１１８の位置に応じて変化してもよい。
【００２８】
また、運動触覚効果は、ユーザー入力エレメントに応じて変化してもよい。例えば、いくつかのシューティングゲームは、別個の又は対応するターゲットアクチュエーターを有する２つのトリガーを有する。第１の触覚効果駆動信号が、第１のターゲットアクチュエーターによって第１のトリガーに印加されてもよく、第２の触覚効果駆動信号が、第２のターゲットアクチュエーターによって第２のトリガーに印加されてもよい。例えば、限定はしないが、Ｔｉｔａｎｆａｌｌ等のいくつかのビデオゲームにおいて、各トリガー（すなわち、左トリガー及び右トリガー）向けの触覚効果駆動信号は、コンピューター制御キャラクター又はオブジェクトの左手及び右手によって保持されている異なるタイプの武器に対応する。別の例において、各トリガー（すなわち、左トリガー及び右トリガー）向けの触覚効果駆動信号は、コンピューター制御キャラクター又はオブジェクトの左側及び右側に発生する指向性イベント（例えば、ビデオゲームにおいてキャラクターの左側に何かが衝突するか又は当たる）に対応する。
【００２９】
ターゲットアクチュエーター１２０は、全体アクチュエーター１２２、１２４によって生成される全体触覚フィードバックすなわちランブル触覚フィードバックとは独立しているとともに全体触覚フィードバックすなわちランブル触覚フィードバックと相補的である多様な運動触覚効果又は触感を、トリガー１１８に提供することが有利である。全体アクチュエーター１２２、１２４は、コントローラー１００のハウジング１０２に結合され、全体触覚フィードバックすなわちランブル触覚フィードバックをコントローラー１００のハウジング全体に提供する役割を果たす。全体アクチュエーター１２２、１２４は、ターゲットアクチュエーター又はモーター１２０と同様に、プロセッサ１０８に結合されるとともにプロセッサ１０８から制御信号を受信する。この場合、ローカルプロセッサ１０８は、ホストコンピューター１０４からの高水準監視コマンド又はストリーミングコマンドに基づき、触覚効果制御信号を全体アクチュエーター１２２、１２４に提供する。例えば、動作しているとき、電圧の大きさ及び継続時間が、ホストコンピューター１０４からコントローラー１００にストリーミングされ、コントローラー１００において、ローカルプロセッサ１０８を介して全体アクチュエーター１２２、１２４に情報が提供される。ホストコンピューター１０４は、全体アクチュエーター１２２、１２４によって出力される触覚効果のタイプ（例えば、振動、ジョルト、デテント、ポップ等）等の高水準コマンドをローカルプロセッサ１０８に提供してもよい。それにより、ローカルプロセッサ１０８は、出力される触覚効果の特定の特徴（例えば、大きさ、周波数、継続時間等）に関して全体アクチュエーター１２２、１２４に命令する。
【００３０】
全体アクチュエーター１２２、１２４は、電磁モーター、モーターによって偏心質量体が動かされる偏心回転質量（「ＥＲＭ」）アクチュエーター、ばねに取り付けられた質量体が往復して駆動されるリニア共振アクチュエーター（「ＬＲＡ」）、形状記憶合金、信号に応答して変形する電気活性ポリマー、堅さを変えるメカニズム、振動触覚アクチュエーター、慣性アクチュエーター、圧電アクチュエーター、又は他の好適なタイプの作動装置を含んでもよい。１つの実施形態において、アクチュエーター１２２、１２４は、慣性アクチュエーターとして実施され、振動触覚フィードバックをユーザーに提供することができる。別の実施形態において、アクチュエーターは、例えば、ハウジング２０２の堅さ／振動減衰度を変えるソレノイド、ハウジング２０２内でサイズが変わる小型エアバッグ、又は形状変化材料を含む運動触覚フィードバックシステムを用いてもよい。
【００３１】
上述したように、低停動トルクモーターがターゲットアクチュエーターとして用いられる本発明の実施形態では、ギアシステム等の機械的増幅システムを用いて、ユーザーが感じ取ることができる十分な触覚効果を生成してもよい。図５は、本発明の別の実施形態を示している。この実施形態では、コントローラー５００が、ターゲットアクチュエーター又はモーター５２０の停動トルクと触覚強度とを増大させるギア機構５３０を備える。モーター５２０及びギア機構５３０に加えて、コントローラー５００は、トリガー５１８と、位置センサー５１９と、位置センサー５１９からトリガー位置及び運動イベントを受信するとともに、触覚効果駆動信号をモーター５２０に出力するプロセッサ（図５には示していない）とを備える。図示していないが、トリガー５１８と、位置センサー５１９と、ターゲットアクチュエーター又はモーター５２０とは、ハウジング内に配置又は収容されることが当業者には理解される。図４と同様に、図５は、コントローラーの内部構成部品を示すようにコントローラーのハウジングが取り除かれている状態のコントローラー５００の一部分の概略図である。
【００３２】
ギア機構５３０は、少なくとも、歯すなわちコグ５３４を自身の外周に有する第１の回転可能ギア５３２と、歯すなわちコグ５３８を自身の外周に有する第２の回転可能ギア５３６とを備える。第１のギア５３２は、回転シャフト５２９を介してモーター５２０に結合され、回転シャフト５２９はモーター５２０に取り付けられるとともにモーター５２０から延びる。第２のギア５３６は、レバーアーム５２６の第１の端部５２５に結合され、レバーアーム５２６は第２の回転可能シャフト５２８を介してトリガー５１８に取り付けられる。第１のギア５３２は第２のギア５３４よりも比較的小さく、第１のギア５３２の歯５３４は、第２のギア５３６の歯５３８と噛み合う。当業者には理解されるように、ギア５３２、５３６は、モーター５２０から生成されるトルクを変化又は増大させるためにギア比の機械的倍率（mechanical advantage）を生成する。ギア機構５３０の高ギア比により、モーターの停動トルクの大幅な増大又は変化が生じ、これはモーター５２０からの伝達力の増大に対応する。しかし、高ギア比は、ギア機構５３０の出力において大きい慣性ももたらし、これはシステム応答時間及び触覚効果の知覚を低減させる可能性がある。したがって、ギア機構５３０に必要とされるモーター５２０及び対応するギア比を選択するとき、コスト、サイズ、所望の停動トルク、所望の応答時間、及び触覚効果の所望の強度を含む種々の要因を考慮しなければならない。本発明の一実施形態において、２：１〜２８：１のギア比が用いられる。例えば、２．１ｍＮｍの停動トルクを有するモーターには、９：１のギア比が必要とされる。図５は、ギア機構を低停動トルクモーターの機械的増幅手段として示しているが、限定はしないがプーリー機構等の他の機械的増幅手段を用いてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態が、本明細書に具体的に図示及び／又は記載される。しかし、開示される実施形態の変更形態及び変形形態が、本発明の趣旨及び意図される範囲から逸脱することなく、上記教示により包含されること及び添付の特許請求項の範囲内にあることが理解される。例えば、図１〜図３は触覚周辺装置を示しており、この触覚周辺装置は、ビデオゲームコンソールシステムに現在利用可能な多くの「ゲームパッド」と同様の形状及びサイズのハンドヘルドゲーミングコントローラーである。しかし、このコントローラーは、触覚周辺装置の例示的な一実施形態にすぎず、他の構成、形状、及びサイズの触覚周辺装置を用いてもよいことが当業者には認識される。例えば、図６〜図７は本発明の別の実施形態を示しており、この実施形態では、触覚周辺装置は、タブレットコンピューター６０４とともに用いてもよいゲーミングタブレットコントローラー６００である。タブレットコンピューター６０４は、Razer社から利用可能であるように、ゲーミングアクティビティに向けて特に設計してもよいし、Ａｐｐｌｅ（登録商標）、Ｉｐａｄ（登録商標）、Ｋｉｎｄｌｅ（登録商標）Ｆｉｒｅ（登録商標）、及びＳａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ｇａｌａｘｙ  Ｔａｂ（登録商標）等のよく知られているとともに市販されているタブレットコンピューターとしてもよい。
【００３４】
ゲーミングタブレットコントローラー６００は、タブレットコンピューター６０４を収めるように構成されているドッキング部６０５と、ハンドル６４０、６４２とを有し、ハンドル６４０、６４２上には、ユーザーがタブレットコンピューター６０４上のゲームの制御に用いるユーザー入力エレメントが配置される。ドッキング部６０５は、ゲーミングタブレットコントローラー６００をタブレットコンピューター６０４に接続し、例えば、ボタンを押す、ジョイスティックを動かす、トリガーを押す等のハンドル６４０、６４２上でのユーザーによる動作が、タブレットコンピューター６０４上でプレイされているゲーム上でのアクションを生じるようになっている。
【００３５】
ハンドル６４０、６４２は、コントローラー上にある通常のユーザー入力エレメントを備える。ユーザー入力エレメントはハンドル６４２に関して記載される。しかし、同じ又は同様のユーザー入力エレメントをハンドル６４０上に用いてもよいことが当業者には理解される。特に、ハンドル６４２は、ジョイスティック６１０、ボタン６１４、及びトリガー６１８を備える。図６に見て取ることができるとともに当業者に既知であるように、これらのユーザー入力エレメントのそれぞれを２つ以上、各ハンドル６４０、６４２上に備えてもよい。さらに、ハンドル６４２は、全体アクチュエーターすなわちランブルアクチューター６２４を備える。全体アクチューターすなわちランブルアクチューター６２４は、ハンドル６４２の、ユーザーの手が概ね配置される場所に取り付けられ、全体アクチュエーターすなわちランブルアクチュエーター１２２、１２４に関して上述したように、全体触覚効果すなわちランブル触覚効果をゲーミングタブレットコントローラー６００に提供する。
【００３６】
図７は、一実施形態による図６のゲーミングタブレットコントローラーのブロック図を示している。図７に示されているように、ゲーミングタブレットコントローラー６００は、ドッキング部６０５を介してタブレットコンピューター６０４と通信するローカルプロセッサ６０８を備える。ドッキング部６０５の代わりに、有線接続又は無線接続等の他の接続を用いてもよい。この実施形態のタブレットコンピューター６０４はディスプレイスクリーンを備える。代替的には、ゲーミングタブレットコントローラー６００は、ローカルプロセッサ６０８を備えないように構成してもよく、それにより、ゲーミングタブレットコントローラー６００からの全ての入力／出力信号はタブレットコンピューター６０４によって直接ハンドリング及び処理される。
【００３７】
ローカルプロセッサ６０８は、ジョイスティック６１０、ボタン６１４、及びトリガー６１８と、位置センサー６１１、６１５、及び６１９とに結合される。位置センサー６１１、６１５、及び６１９は、ジョイスティック６１０、ボタン６１４、及びトリガー６１８にそれぞれ結合してもよい。図７のブロック図は、ジョイスティック６１０、ボタン６１４、及びトリガー６１８のそれぞれ１つのみを示している。しかし、上述したように、複数のジョイスティック、ボタン、及びトリガー、並びに他の入力エレメントを用いてもよいことが当業者には理解される。ターゲットアクチュエーター又はモーター６１２、６１６、及び６２０は、ジョイスティック６１０、ボタン６１４、及びトリガー６１８にそれぞれ結合される。また、ターゲットアクチュエーター６１２、６１６、６２０、及び全体アクチュエーター６２２、６２４は、ローカルプロセッサ６０８に結合される。ローカルプロセッサ６０８は、タブレットコンピューター６０４からの高水準監視コマンド又はストリーミングコマンドに基づき、触覚効果駆動信号をアクチュエーター６１２、６１６、６２０、６２２、６２４に提供する。ストリーミングを用いる実施形態において、電圧の大きさ及び継続時間がゲーミングタブレットコントローラー６００にストリーミングされ、この場合、タブレットコンピューター６０４によってアクチュエーターに情報が提供される。動作の際、タブレットコンピューター６０４は、１つ又は複数の選択されたアクチュエーターによって出力される触覚効果のタイプ（例えば、振動、ジョルト、デテント、ポップ等）等の高水準コマンドをローカルプロセッサ６０８に提供してもよい。それにより、ローカルプロセッサ６０８は、出力される触覚効果の特定の特徴（例えば、大きさ、周波数、継続時間等）に関してアクチュエーターに命令する。ローカルプロセッサ６０８は、ローカルプロセッサ６０８に結合されるメモリ６０９から、触覚効果のタイプ、大きさ、周波数、継続時間、又は他の特徴を索出してもよい。複数の種類の感覚、例えば、映像、音声、及び触感が同時に関与するとき、触覚効果は、ゲームへのより高い没入感をユーザーにもたらす。
【００３８】
図８は、本発明の１つの実施形態による、ホストコンピューターシステム、すなわちホストコンピューター１０４又はタブレットコンピューター６０４から触覚効果駆動信号を生成することのフロー図である。例示のために、フロー図はホストコンピューター１０４及びコントローラー１００に関して記載する。一実施形態において、図８のフロー図の機能は、ホストコンピューター１０４のメモリ内に記憶されるとともにホストコンピューター１０４のプロセッサによって実行されるソフトウェア、及び／又はコントローラー１００のメモリ１０９内に記憶されるとともにコントローラー１００のローカルプロセッサ１００によって実行されるソフトウェアによって実施される。他の実施形態において、上記機能は、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」）、又はハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せの使用を通してハードウェアによって実施してもよい。
【００３９】
ステップ８４４において、ホストコンピューター１０４がトリガー１１８の運動イベントを判定又は検出する。より具体的には、ホストコンピューター１０４は、トリガー１１８に取り付けられている位置センサー１１９によって検知された位置信号に基づき、運動イベントが発生したか否かを判定する。一例として、シューティングゲーム例では武器を発砲するために、又は、レーシングビデオゲーム例では車を加速させるために、ユーザーがトリガー１１８を押下する、すなわち押し下げる場合がある。トリガー１１８の運動イベントは、上述した例に限定されないことが当業者には理解される。
【００４０】
次に、ステップ８４６において、ホストコンピューター１０４がその運動イベントに関連付けられている触覚効果が存在するか否かを判定する。例えば、シューティングビデオゲームのシナリオにおいて、武器の発砲が、振動、ジョルト、又はポップ等の関連付けられた触覚効果を有してもよく、繰返しの発砲が、デテント等の関連付けられた触覚効果を有してもよい。別の例として、レーシングビデオゲームのシナリオにおいて、車の加速又は制動が、テキスチャの変化等の関連付けられた触覚効果を有してもよく、マイルストーン又は目印の通過が、振動、ジョルト、ポップ、又はデテント等の関連付けられた触覚効果を有してもよい。
【００４１】
運動イベントに関連付けられている触覚効果が存在するか否かを判定するために、ホストコンピューター１０４は、その運動イベントを、ターゲットアクチュエーター１２０向けの触覚効果信号にマッピングする。より具体的には、ホストコンピューターは、運動イベントと触覚効果との事前定義マッピングにアクセスする。運動イベントが関連付けられた触覚効果を有すると判定される場合、触覚信号が送信される。運動イベントが関連付けられた触覚効果を有しない場合、触覚信号は送信されない。
【００４２】
ステップ８４８において、ホストコンピューター１０４が、触覚効果信号に基づき触覚効果駆動信号を生成及び送信することにより、触覚制御情報をコントローラー１００に送信する。触覚効果駆動信号の送信は、前述したように、有線通信によっても無線通信によっても行うことができる。
【００４３】
図８は、運動イベントの検出に基づき、ホストコンピューターシステムから触覚効果駆動信号を生成する１つの方法を示している。しかし、本発明の一実施形態において、運動イベントの検出は、ホストコンピューターシステムから触覚効果駆動信号を生成するのに必須ではない。換言すると、ホストコンピューターシステムは、運動イベントの検出を行わずに、触覚効果駆動信号を生成してコントローラー１００に送信してもよい。例えば、ホストコンピューターシステムは、コンピューター制御キャラクター又はオブジェクトに関するイベントに基づき、触覚効果駆動信号を生成してコントローラー１００に送信してもよい（すなわち、ビデオゲームにおいて、キャラクターの手に何かが衝突するか又は当たり、このイベントを示すように触覚効果がユーザー入力エレメントに出力される）。
【００４４】
図９は、本発明の１つの実施形態による、ホストコンピューターシステムから触覚情報を受信して、触覚効果をコントローラーに印加することのフロー図である。一実施形態において、図９のフロー図の機能は、ホストコンピューター１０４のメモリに記憶されるとともにホストコンピューター１０４のプロセッサによって実行されるソフトウェア、及び／又はコントローラー１００のメモリ１０９に記憶されるとともにコントローラー１００のローカルプロセッサ１０８によって実行されるソフトウェアによって実施される。他の実施形態において、上記機能は、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」）、又はハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せの使用を通してハードウェアによって実施してもよい。
【００４５】
ステップ９５０において、触覚周辺装置がホストコンピューター１０４から信号を受信する。信号が受信されると、ステップ９５２において、ローカルプロセッサ１０８が、その信号が触覚信号であるか又は何らかの他の非触覚関連信号であるかを判定する。信号が触覚信号でないと判定される場合、ローカルプロセッサ１０８はいかなる触覚効果もユーザーに与えることなく機能し続け、ホストコンピューターから別の信号を受信するのを待つ。信号が触覚信号であると判定される場合、ローカルプロセッサ１０８は、どの構成要素、すなわちハウジング１０２又はユーザー入力エレメントに信号を送信しなければならないかを判定しなければならない。
【００４６】
ステップ９５４において、ローカルプロセッサ１０８は、触覚関連信号が全体アクチュエーター触覚信号であるのかターゲットアクチュエーター触覚信号であるのかを判定しなければならない。信号が、全体アクチュエーター１２２、１２４のうちの一方が全体触覚効果すなわちランブル触覚効果をユーザーに提供することを要求する場合、ローカルプロセッサ１０８は、ステップ９６０において、その信号を適切な全体アクチュエーター１２２、１２４に送信する。次に、ステップ９６２において、全体アクチュエーターが命令された触覚効果を出力する。全体アクチュエーターによって出力される触覚効果としては、限定はしないが、様々な程度の振動又は他のタイプの触覚効果を挙げることができる。例示的な一例として、ユーザーがキャラクター又は何らかの他のグラフィカルオブジェクトを制御しており、そのときそのバーチャル環境において衝突に遭遇する場合、関連付けられる触覚効果は振動としてもよい。この場合では、ローカルプロセッサ１０８は、コントローラー１００のハウジング１０２が振動するべきであることを示す信号を受信する。結果として、ローカルプロセッサ１０８が、適切な触覚効果を提供するように適切なアクチュエーター１２２、１２４に信号を送信する。この例では、適切な触覚効果は振動である。
【００４７】
一方、その信号が、ターゲットアクチュエーター１１２、１１６、１２０のうちの１つがターゲット触覚効果をボタン１１０、ジョイスティック１１４、トリガー１１８それぞれに出力することを要求する場合、ローカルプロセッサ１０８は、ステップ９５６において、その信号をターゲットアクチュエーターに送信する。次に、ステップ９５８において、ターゲットアクチュエーターが命令された触覚効果を出力する。ターゲットアクチュエーターによって出力される触覚効果としては、限定はしないが、様々な程度の振動、様々な程度のデテント、又は他のタイプの触覚効果を挙げることができる。
【００４８】
実行及びユーザーに提供される触覚効果のタイプを判定する際、高水準触覚パラメーター又はストリーミング値がソフトウェアコードに生成され、触覚エンジン（図示していない）に送信される。触覚エンジンにおいて高水準触覚パラメーター又はストリーミング値が処理され、適切な電圧レベルがアクチュエーターに対して生成される。これにより、コントローラーが、適切な触覚フィードバックをユーザーに提供することと、アクチュエーターに対して生成される異なる電圧レベルによる触覚フィードバックの大きさ又はタイプを変化させることとが可能になる。さらに、ゲーミングソフトウェア及び触覚ソフトウェアは、同じプロセッサ上又は複数のプロセッサ上に存在することができる。
【００４９】
本発明による種々の実施形態が上述されているが、それらの実施形態は、限定ではなく説明及び例のために提示されているにすぎないことが理解されるべきである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態及び細部の種々の変更をそれらの実施形態において行うことができることが当業者には明らかである。例えば、全体アクチュエーター、すなわちランブルアクチュエーターを有するコントローラーとの併用に関して記載されているが、本明細書に記載されているようなターゲット触覚効果又は指向性触覚効果をユーザー入力エレメントに出力するターゲットアクチュエーター又はモーターは、触覚効果をコントローラーのハウジングに出力する全体アクチュエーター又はランブルアクチュエーターを備えないコントローラーにおいて用いてもよいことが当業者には理解される。このように、本発明の広さ及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ規定されるべきである。また、本明細書において論じられている各実施形態の各特徴と、本明細書に引用されている各参照文献の各実施形態の各特徴とは、任意の他の実施形態の特徴と組み合わせて用いることができる。本明細書において論じられている全ての特許及び刊行物は、本明細書に引用することにより、その全体が本明細書の一部をなす。
【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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【外国語明細書】
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