(57)【要約】本発明の実施形態は、触覚効果を生成するように構成された電子デバイス、および感圧表面のためのハプティック可能フィルムオーバーレイに関する。ハプティック可能フィルムオーバレイのためのシステムおよび方法は、プロセッサおよび複数のセンサと、複数のセンサに結合され、ユーザとの相互作用を検出するように構成された感圧タッチ表面と、ハプティックユーザインターフェースおよび複数のハプティック出力装置を含むオーバレイとを含み、オーバレイは、ユーザとの相互作用に応答してハプティック効果を提供するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサと、
センサを備え、ユーザとの相互作用を検出するように構成された感圧タッチ面と、
触覚ユーザインターフェースおよびハプティック出力装置を備えるオーバーレイであって、前記ユーザとの相互作用に応答してハプティック効果を提供するように構成され、前記ハプティック効果は、前記ユーザとの相互作用から空間的に切り離される、オーバーレイと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記オーバーレイは、前記感圧タッチ面に取り外し可能に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数のハプティック出力装置は、前記オーバーレイ内に一体的に形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ハプティック効果は、ホスト装置のハプティック出力装置と共に表現される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記オーバーレイは、ハプティックおよび入力プロファイルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記オーバーレイは、固有のハプティックプロファイルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
ユーザとの相互作用に基づくハプティック効果を表現する方法であって、
センサを有する感圧タッチ表面上の前記ユーザとの相互作用を検出するステップと、
触覚ユーザインターフェースおよびハプティック出力装置を備えるオーバーレイ上での前記ユーザとの相互作用に応答して前記ハプティック効果を提供するステップであって、前記ハプティック効果は、前記ユーザとの相互作用から空間的に切り離される、ステップと、
を備える方法。
【請求項８】
前記オーバーレイは、前記感圧タッチ表面に取り外し可能に結合される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
複数のハプティック出力装置は、前記オーバーレイ内に一体的に形成される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ハプティック効果は、ホスト装置のハプティック出力装置と共に表現される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記オーバーレイは、ハプティックおよび入力プロファイルをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記オーバーレイは、固有のハプティックプロファイルをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
プロセッサによって実行されるように構成された１以上のプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記１以上のプログラムは、
センサを有する感圧タッチ表面上でユーザとの相互作用を検出することと、
触覚ユーザインターフェースおよびハプティック出力装置を備えるオーバーレイ上での前記ユーザとの相互作用に応答してハプティック効果を提供し、前記ハプティック効果は、前記ユーザとの相互作用から空間的に切り離されることと、
のための命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１４】
前記オーバーレイは、前記感圧タッチ表面に取り外し可能に結合される、請求項１３に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１５】
複数のハプティック出力装置は、前記オーバーレイ内に一体的に形成される、請求項１３に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１６】
前記ハプティック効果は、ホスト装置のハプティック出力装置と共に表現される、請求項１３に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１７】
前記オーバーレイは、ハプティックプロファイルをさらに含む、請求項１３に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１８】
前記オーバーレイは、入力プロファイルをさらに含む、請求項１３に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１９】
前記オーバーレイは、固有のハプティックプロファイルをさらに含む、請求項１３に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明の実施形態は、一般に、電子機器に関し、より詳細には、ハプティック効果を生成する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
電子デバイス製造業者は、ユーザにとって豊富なインターフェースを生産しようと努めている。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および聴覚的キュー（合図）を使用する。いくつかのインターフェースデバイスでは運動感覚フィードバック（例えば、能動および抵抗力フィードバック）および／または触覚フィードバック（例えば、振動、質感、および熱）もまた、ユーザに提供され、より一般的には「ハプティックフィードバック」または「ハプティック効果」として集合的に知られている。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を強化し、単純化する追加のキューを提供することができる。具体的には、振動効果、または振動触覚ハプティック効果は、電子装置のユーザにキューを提供して、ユーザに特定のイベントを警告するか、または現実的なフィードバックを提供して、シミュレートされた環境または仮想環境内により大きな感覚的没入を生成するのに有用であり得る。
【０００３】
スマートフォンおよびタブレットなどのデバイスの数が増加しており、ハプティック効果を生成するためのハードウェア（例えば、アクチュエータ）が含まれる。ハプティック効果は、特に、これらの例示的装置上でのオーディオおよび／またはオーディオ／ビデオの視聴を強化することができ、オーディオ／ビデオトラックへのハプティック効果の伴奏は、視聴者が自動車内で回転しているエンジン、爆発、衝突、および日光の輝く感覚を「感じる」こと可能にすることができる。ユーザがユーザ入力要素と相互作用してアクションを引き起こす他の装置も、ハプティックフィードバックまたはハプティック効果から利益を得ることができる。例えば、このような装置は、医療装置、自動車制御、リモート制御、トラックパッド、および他の類似の装置を含み得る。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の実施形態は、ハプティック効果を生成するように構成された電子装置、および関連技術を実質的に改善する、感圧表面のためのハプティック可能フィルムオーバーレイに関する。
【０００５】
一例では、ハプティック可能フィルムオーバーレイのためのシステムおよび方法は、プロセッサおよび複数のセンサと、複数のセンサに結合され、ユーザとの相互作用を検出するように構成された感圧タッチ表面と、ハプティックユーザインターフェースおよび複数のハプティック出力装置を備えるオーバーレイとを含み、オーバーレイは、ユーザとの相互作用に応答してハプティック効果を提供するように構成され、ハプティック効果は、ユーザとの相互作用から空間的に分離される。
【０００６】
本発明の追加の特徴および利点は、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。本発明の実施形態の利点は、本明細書の記載および特許請求の範囲なら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および達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的および説明的であり、本発明を記載された例に限定することを意図しないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
さらなる実施形態、詳細、利点、および修正は、添付の図面と併せて解釈される好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるのであろう。
【０００８】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態による感圧表面のためのハプティック可能オーバレイのブロック図を示す。
【図２】図２は、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイの断面図を示す。
【図３】図３は、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイの平面図を示す。
【図４】図４は、本発明の例示的な実施形態による、オーバーレイのためのハプティックプロファイルを検索するための機能のフロー図を示す。
【図５】図５は、本発明の別の例示的な実施形態による、オーバレイのためのハプティックプロファイルおよび入力プロファイルを検索するための機能のフロー図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイのユーザインターフェースを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイのユーザインターフェースを示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイのユーザインターフェースを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明
感圧マルチタッチ入力デバイスなどのタッチ対応デバイスは、人気のあるインターフェースとして出現している。例えば、高度な圧力感度を有する大きなタッチパッド表面が開発されている。このような感圧マルチタッチ入力デバイスは、感圧表面の上に文脈的および静的な視覚的ユーザインターフェースを提供する異なる「スキン」または「オーバーレイ」のオーバーレイをサポートすることができる。例えば、制御装置は、ピアノキー、従来のキーボード、または塗料見本を有するアーティストのキャンバスなどのように見える。感圧表面上に重ねることができる関連スキンにハプティック出力装置を適用することによって、ハプティック効果を感圧デバイスに拡張することができ、ハプティック効果を表面全体または定義された領域のいずれかで達成することができる。
【００１０】
次に、添付の図面にその例が示されている実施形態を詳細に参照する。以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細を記載する。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細なしに実施され得ることは、当業者には明らかであろう。他の例では、実施形態の態様を不必要に曖昧にしないように、周知の方法、手順、成分、および回路については詳細に説明していない。可能な限り、同様の要素には同様の参照番号を使用する。
【００１１】
様々な実施形態では、デバイスを使用するための様々なユーザインタフェースおよび方法が説明される。いくつかの実施形態では、デバイスは、ポータブル電子デバイス（例えば、ゲームコントローラ、コンソール、携帯電話、スマートフォン、タブレットなど）である。しかし、ユーザインターフェースおよび関連する方法は、キーボード、マウス、トラックボールなどの１つまたは複数の他の物理的ユーザインターフェースデバイスを含み得るパーソナルコンピュータ、医療デバイス、ラップトップなどの多数の他のデバイスに適用され得ることを理解されたい。
【００１２】
図１は、本発明の例示的な実施形態による、感圧表面のためのハプティック可能オーバレイのためのシステム１００のブロック図を示す。図１に示すように、システム１００は、バス１０６を介してメモリ１０４などの他のハードウェアとインタフェースされたプロセッサ１０２を有するコンピューティング装置１０１を備える。この構成例では、コンピューティング装置１０１は、１つまたは複数のネットワークインターフェース装置１１０、入力／出力（「Ｉ／Ｏ」）インターフェースコンポーネント１１２、追加のストレージ１１４、感圧表面１１６、およびオーバーレイ１１７をさらに含む。
【００１３】
感圧表面１１６またはベースデバイス（例えば、タブレットまたはトラックパッド）は、コンピューティングデバイス１０１と一体化され得るか、またはコンピューティングデバイス１０１に結合され得る。感圧表面１１６は、ユーザの入力を感知するように構成された任意の表面（例えば、タッチパッド、タッチスクリーンなど）を含む。１つ以上のセンサ１０８は、１つ以上の物体（例えば、指、手、スタイラス、ブラシ等）が感圧表面１１６に接触したときに感圧領域での接触を検出し、プロセッサ１０２による使用に適切なデータを提供するように構成される。センサ１０８は、感圧表面１１６上の単一のタッチおよび／または複数の同時タッチのいずれかを感知するように構成され得る。
【００１４】
任意の適切な数、タイプ、および／または配置のセンサ１０８を使用することができる。例えば、抵抗センサおよび／または容量センサは、感圧表面１１６に埋め込まれ、タッチの位置および圧力などの他の情報を決定するために使用されてもよい。別の例では、センサ１０８は、タッチ位置を決定するように構成された光センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、センサ１０８は、ユーザとの相互作用の複数の態様を検出するように構成されてもよい。例えば、センサ１０８は、ユーザとの相互作用の速度および圧力を検出することができる。
【００１５】
感圧表面１１６は、ハプティック可能オーバーレイ１１７に結合されるように構成される。代替構成では、感圧表面１１６およびハプティック可能オーバーレイ１１７は、単一のユニットとして一体化されてもよい。感圧表面１１６の上に文脈的および静的な視覚的ユーザインタフェースを提供することに加えて、オーバーレイ１１７は、そのようなインタフェースと連動してハプティック効果のレンダリングを可能にする。オーバレイ１１７の薄い構造は、一般に、感圧表面１１６の機能を妨げたり、さもなければ損なったりしない。オーバレイ１１７を使用して、ハプティック効果は、インターフェース設計に応じて、感圧表面１１６の表面全体または所定の部分のいずれかに対して表現され得る。例えば、ハプティック効果は、オーバーレイ１１７の１つ以上の分離された領域上に表現され得る。言い換えれば、ハプティック効果の表現は、オーバレイ１１７の領域に対して局所的であっても非局所的であってもよい。場合によっては、ハプティック効果の表現は、ユーザ入力から切り離すことができる。例えば、ハプティック効果は、インターフェースコンポーネント１１２上の１つ以上のユーザ入力に応答して表現され得る。別の例では、ユーザ入力は、オーバーレイ１１７の第１の領域で受信されてもよく、ハプティック効果は、オーバーレイ１１７の第２の領域で表現されてもよい。さらに、ハプティック出力装置を含むオーバーレイ１１７は、感圧表面１１６へのその結合を介して電力を供給され得る。
【００１６】
オーバレイ１１７の厚さは、様々であってよく（例えば、２ｍｍ−１２ｍｍ）、センサ１０８は、オーバレイ１１７の厚さとは無関係にタッチを検出するのに十分な感度を有する可能性がある。いくつかの実施形態では、オーバーレイ１１７は、厚さが変化する１つまたは複数の部分を含むことができる。このような構成では、オーバーレイ１１７のプロファイルは、ある領域（例えば、より厚い部分）におけるタッチの検出を強化するか、またはある領域（例えば、より薄い部分）における感度を減衰させるかのいずれかのためのセンサ１０８のためのデータを含むことができる。また、オーバーレイ１１７のプロファイルは、異なる材料によって引き起こされる異なる感覚を補償するためのオーバーレイ材料および／またはアルゴリズムに関するデータを含むことができる（例えば、ハプティック効果は、より厚い部分ではより強くされ、および／またはより薄い部分ではより弱くされ得る）。
【００１７】
プロセッサ１０２と通信するハプティック出力装置１１８は、オーバーレイ１１７内に形成される。ハプティック出力装置１１８は、単一または複数のアクチュエータ構成のいずれかで配置され得る。追加のハプティック出力装置１１８は、感圧表面１１６および／またはコンピューティング装置１０１の他の構成要素に配置することができる。いくつかの実施形態では、ハプティック出力装置１１８は、オーバーレイ１１７上のテクスチャをシミュレートするハプティック効果を出力するように構成される。例えば、様々な表面テクスチャをシミュレートすることができる。別の例では、オーバーレイ１１７の領域を選択的に変形して（例えば、スクロール可能な表またはページをシミュレートするために）もよい。さらに別の例では、知覚される摩擦係数が異なる周波数でオーバーレイ１１７を振動させることによって変化させることができる。さらに、または代替として、ハプティック出力装置１１８は、オーバーレイ１１７に沿っ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、空間化効果、温度変化、および／または変形ハプティック効果を提供し得る。いくつかのハプティック効果は、コンピューティングデバイス１０１のハウジング（図示せず）に結合されたアクチュエータを利用してもよく、いくつかのハプティック効果は、複数のアクチュエータを順番に、または協調して使用してもよい。
【００１８】
ハプティック出力装置１１８は、例えば、静電表面アクチュエータの使用による静電引力を使用して、オーバーレイ１１７の表面上のテクスチャをシミュレートするか、またはオーバーレイ１１７を横切ってユーザの指を動かすときにユーザが感じる摩擦係数を変化させることができる。例えば、ハプティック出力装置１１８は、ハプティック効果を生成するために機械的運動の代わりに電圧および電流を印加する電気振動ハプティック装置を備えてもよい。このような実施形態では、静電アクチュエータは、導電層および絶縁層を備えることができる。このような実施形態では、導電層は、任意の半導体、または銅、アルミニウム、金、または銀などの他の導電性材料とすることができる。絶縁層は、ガラス、プラスチック、ポリマー、または任意の他の絶縁材料であってもよい。さらに、プロセッサ１０２は、導電層に電気信号を印加することによって静電アクチュエータを動作させることができる。電気信号は、いくつかの実施形態では、導電層をオーバレイ１１７の近くの物体またはオーバレイ１１７に接触する物体と容量結合するＡＣ信号とすることができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、容量結合は、オーバーレイ１１７の表面上の摩擦係数またはテクスチャをシミュレートすることができる。例えば、オーバーレイ１１７の表面は、滑らかであってもよいが、容量結合は、オーバーレイ１１７の表面の近くの物体間に引力を生成してもよい。いくつかの実施形態では、物体と導電層との間の引力のレベルを変化させることによって、オーバーレイ１１７の表面を横切って移動する目的上のシミュレートされたテクスチャを変化させることができる。さらに、いくつかの実施形態では、静電アクチュエータを従来のアクチュエータと組み合わせて使用して、オーバーレイ１１７の表面上のシミュレートされたテクスチャを変化させるか、または他の効果を出力することができる。例えば、アクチュエータは、オーバーレイ１１７の表面のテクスチャの変化をシミュレートするために振動することができ、一方、静電アクチュエータは、オーバーレイ１１７の表面上の異なるテクスチャをシミュレートすることができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、静電アクチュエータを使用して、オーバレイ１１７の近くまたはオーバレイ１１７に接触する身体または物体の一部を刺激することによって、ハプティック効果を生成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、静電アクチュエータは、ユーザの指の皮膚内の神経終末、または静電アクチュエータに応答することができるスタイラス内の構成要素を刺激することができる。皮膚の神経終末は、例えば、刺激され、静電アクチュエータ（例えば、静電結合）を振動またはより特定の感覚として感知する。例えば、一実施形態では、静電アクチュエータの導電層は、ユーザの指の導電性部分と結合するＡＣ電圧信号を受信することができる。ユーザがオーバーレイ１１７に触れ、表面に沿って指を動かすと、ユーザは、しわ、粒状、隆起、粗さ、粘着性、または他の何らかのテクスチャの質感を感知することができる。
【００２１】
ハプティック出力装置１１８として様々なアクチュエータを使用することができ、他の装置を使用することができる。ハプティック出力装置１１８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、電気活性重合体、ソレノイド、偏心回転質量モータ（「ＥＲＭ」）、高調波ＥＲＭモータ（「ＨＥＲＭ」）、直線状共振アクチュエータ（「ＬＲＡ」）、圧電アクチュエータ、高帯域幅アクチュエータ、電気活性重合体（「ＥＡＰ」）アクチュエータ、静電摩擦表示、または超音波振動発生器であってもよい。いくつかの実施形態では、変形がオーバーレイ１１７を使用して達成され得る。例えば、オーバーレイ１１７は、複数の層（例えば、下層が薄いプラスチックであってもよく、上層が順応性のある布であってもよい）を含んでもよく、電磁コイルおよび／または空気袋などがオーバーレイ１１７内に埋め込まれてもよい。これらの構成のいずれにおいても、ハプティック出力装置は、触覚出力駆動回路を含むことができる。さらに、ハプティック出力装置は、一方向または双方向であり得る。
【００２２】
プロセッサ１０２は、システム１００の計算および制御機能を実行するための１つまたは複数の汎用または特定目的のプロセッサを備えることができる。プロセッサ１０２は、マイクロ処理装置などの単一の集積回路を含んでもよく、またはプロセッサ１０２の機能を達成するために協働して動作する複数の集積回路装置および／または回路基板を含んでもよい。さらに、プロセッサ１０２は、メモリ１０４内に格納されたオペレーティングシステムアプリケーションなどのコンピュータプログラムを実行することができる。
【００２３】
場合によっては、プロセッサ１０２は、どの触覚効果が表現されるべきか、および高レベルパラメータに基づいて効果が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パラメータは、大きさ、周波数、および持続時間を含む。ストリーミングモータコマンドなどの低レベルパラメータを使用して、特定のハプティック効果を決定することもできる。ハプティック効果は、ハプティック効果が生成されるときのこれらのパラメータのいくつかの変化量、またはユーザとの相互作用に基づくこれらのパラメータの変化量を含む場合、「動的」とみなすことができる。一実施形態におけるハプティックフィードバックシステムは、システム１００に振動または他のタイプのハプティック効果を生成する。
【００２４】
非一時メモリ１０４は、プロセッサ１０２によってアクセスされ得る様々なコンピュータ可読媒体を含み得る。様々な実施形態では、メモリ１０２は、揮発性および不揮発性リムーバブルメディアおよび非リムーバブル媒体を含むことができる。例えば、メモリ１０４は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、ダイナミックＲＡＭ（「ＤＲＡＭ」）、スタティックＲＡＭ（「ＳＲＡＭ」）、リードオンリメモリ（「ＲＯＭ」）、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、および／または任意の他のタイプの非一時的コンピュータ可読媒体の任意の組合せを含むことができる。
【００２５】
ネットワーク装置１１０は、リモートソースとデータを送信および／または受信するように構成される。ネットワーク装置１１０は、ネットワーク（図示せず）を介してプロセッサ１０２から別の装置に送信されるデータを符号化し、プロセッサ１０２のためにネットワークを介して別のシステムから受信されたデータを復号化することによって、プロセッサ１０２と他の装置との間の接続を可能にすることができる。例えば、ネットワーク装置１１０は、無線ネットワーク通信を提供するように構成されたネットワークインターフェースカードを含むことができる。赤外線通信、無線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信、Ｗｉ−Ｆｉ通信、および／またはセルラ通信を含む様々な無線通信技法を使用することができる。あるいは、ネットワーク装置１１０は、イーサネット（登録商標）／インターネット接続などの有線ネットワーク接続を提供するように構成されてもよい。場合によっては、ネットワーク装置１１０は、リモート触覚装置および／またはＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）ネットワークとデータを交換するように構成され得る。
【００２６】
Ｉ／Ｏコンポーネント１１２は、１つ以上のディスプレイ、キーボード、マウス、スピーカ、マイクロフォン、および／またはデータを入力または出力するために使用される他のハードウェアなどの周辺機器への接続を容易にするために使用されてもよい。ストレージ１１４は、コンピュータ装置１０１に含まれる磁気、光学、または他の記憶媒体などの不揮発性記憶装置を表す。
【００２７】
メモリ１０４に戻ると、例示的プログラムコンポーネント１２４、１２６、および１２８は、オーバーレイ入力を使用してハプティック効果を提供するように装置がいくつかの実施形態でどのように構成され得るかを示すように描かれている。この例では、検出モジュール１２４は、１つ以上のタッチの位置を決定するために、感圧表面１１６およびオーバーレイ１１７をセンサ１０８を介して監視するようにプロセッサ１０２を構成する。例えば、モジュール１２４は、タッチの有無を追跡するためにセンサ１０８をサンプリングすることができる。タッチが存在する場合、センサ１０８は、タッチの位置、経路、速度、加速度、圧力、および／または他の特性のうちの１つまたは複数を追跡することができる。
【００２８】
ハプティック効果決定モジュール１２６は、タッチ特性に関するデータを分析して、表現のためのハプティック効果を選択する。例えば、ハプティック効果は、オーバーレイ１１７の特性によって決定されてもよい。あるいはまたはさらに、この決定は、接触の位置、接触の数、接触時間、接触の圧力、接触の活動、またはハプティック効果に関連する特徴などの、接触の特性に基づいて行われてもよい。オーバーレイ１１７の表面上のテクスチャまたは一般に別のタイプのハプティック効果をシミュレートすることによって特徴の存在をシミュレートするために、各タッチの位置に基づいて異なるハプティック効果を選択することができる。
【００２９】
ハプティック効果生成モジュール１２８は、プロセッサ１０２にハプティック信号を生成させ、ハプティック出力装置１１８に送信させるように構成される。例えば、生成モジュール１２８は、記憶された波形またはコマンドにアクセスして、ハプティック出力装置１１８に送信することができる。別の例として、ハプティック効果生成モジュール１２８は、所望のタイプのテクスチャを受信し、信号処理アルゴリズムを利用して、ハプティック出力装置１１８に送信するための適切な信号を生成することができる。さらに別の例として、所望のテクスチャを、テクスチャのターゲット座標、およびオーバーレイ１１７（および／または他のデバイス構成要素）の適切な変位を生成するために１つまたは複数のアクチュエータに送信される適切な波形とともに示すことができる。
【００３０】
単一のシステムとして示されているが、システム１００の機能は、分散システムとして実装されてもよい。例えば、感圧表面１１６およびオーバーレイ１１７は、複数のオーバーレイ１１７が感圧表面１１６に連結され得るように、取り外し可能であり得る。別の例では、システム１００は、装置（例えば、パーソナルコンピュータ、コンソール、ビデオゲームコンソールなど）の一部であってもよく、システム１００は、装置にハプティック効果機能を提供する。別の実施形態では、システム１００は、装置から分離していてもよく、装置のための前述の機能をリモートで提供してもよい。
【００３１】
図２は、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイ２１７の断面図２００を示す。図２に示されるように、オーバーレイ２１７は、インタフェースコンポーネント２０２、複数のハプティック出力装置２１８．１−２１８．４、および基板２３０を含む。ハプティック出力装置２１８．１−２１８．４は、オーバーレイ２１７の基板２３０の一部として一体的に形成されてもよい。上述したように、オーバーレイ２１７内には様々な材料を使用することができる。場合によっては、材料は、材料／アクチュエータの組み合わせを最適化するために、入力プロファイルおよびハプティックプロファイルに関連付けられてもよい。また、対応するホスト装置のハプティック出力装置を用いてもよい。例えば、オーバーレイ２１７は、コンピューティングデバイス（例えば、図１の要素１０１）の感圧表面（例えば、図１の要素１１６）に結合され得る。インタフェースコンポーネント２０２およびハプティック出力装置２１８．１−２１８．４の多数の構成が実現可能であることを理解されたい。さらに、ハプティック出力装置の各々は、アクチュエータまたは上述した他のハプティック出力装置のいずれかを備えてもよいことを理解されたい。
【００３２】
図３は、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイの平面図３００を示す。図３に示されるように、オーバーレイ３１７．１−３１７．２の各々は、感圧表面３１６に結合されるように構成される。さらに、オーバレイ３１７．１−３１７．２のそれぞれは、インタフェースコンポーネント３０２．１−３０２．２および複数のハプティック出力装置３１８．１−３１８．２を含む。ハプティック出力装置３１８は、オーバーレイ３１７の一部として一体的に形成されてもよい。オーバレイ３１７．１および３１７．２の比較によって示されるように、インタフェース３０２およびハプティック出力装置３１８の多数の構成が実現可能であることを理解されたい。
【００３３】
図４は、本発明の例示的な実施形態による、オーバーレイのハプティックプロファイルを検索するための機能４００のフロー図を示す。場合によっては、図４のフロー図（および下記の図５）の機能は、メモリまたは他のコンピュータ可読媒体または有形媒体に格納されたソフトウェアによって実装され、プロセッサによって実行される。他の例では、機能は、ハードウェア（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」）などの使用を通して）、またはハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実行され得る。
【００３４】
最初に、機能４００は、４１０において、オーバレイが感圧表面に結合されているかどうかを判定する。オーバーレイが検出されない場合、対応するハプティックプロファイルは取り出されない。したがって、４１５において、ハプティックプロファイルはロードされない。
【００３５】
あるいは、４１０でオーバーレイが検出された場合、機能４００は４２０に進む。４２０において、機能４００は、検出されたオーバーレイのハプティックプロファイルを検索し、取り出す。ハプティックプロファイルは、ホストデバイスのメモリ内に格納されてもよい。あるいは、ハプティックプロファイルは、オーバーレイ自体のローカルメモリ内に格納されてもよい。いずれの構成においても、ハプティックプロファイルは、４３０において、ホストデバイスによって取り出される。最後に、４４０で、ハプティック効果を、検索されたハプティックプロファイルに基づいてオーバーレイで表現することができる。いくつかの実装形態では、ハプティックプロファイルは、オーバーレイのハプティック出力装置の位置、ハプティック出力装置のタイプ、および／またはそれらのそれぞれの特徴を識別し得る。
【００３６】
図５は、本発明の別の例示的な実施形態による、オーバレイのためのハプティックプロファイルおよび入力プロファイルを検索するための機能５００のフロー図を示す。
【００３７】
最初に、５０５において、オーバレイが感圧装置に結合される。次に、５１０で、機能５００は、オーバーレイがハプティックおよび入力プロファイルに関連付けられているかどうかを判定する。オーバーレイがハプティックおよび入力プロファイルに関連付けられている場合、機能５００は、検出されたオーバーレイのハプティックおよび入力プロファイルを検索する。ハプティックおよび入力プロファイルは、ホストデバイスのメモリ内に格納することができる。あるいは、ハプティックおよび入力プロファイルは、オーバレイ自体のローカルメモリ内に格納されてもよい。いずれの構成においても、ハプティックおよび入力プロファイルは、５１５において、ホストデバイスによって取り出される。入力プロファイルは、ユーザが相互作用することが期待されるオーバーレイ上のゾーン（例えば、アフォーダンス（ａｆｆｏｒｄｅｎｃｅ）または視覚的／触覚的標識が存在する場所）を識別する。さらに、入力プロファイルは、オーバレイで使用される材料（複数可）、および圧力の基線点（例えば、オーバレイなしのＸニュートン）がそれぞれの材料点でオーバレイとどのように比較するかに関する情報を含むこともできる（例えば、オーバレイなしのＸニュートンの圧力は、材料の特性のためにＸ’ニュートンと読み取ることができる）。ハプティックプロファイルは、オーバーレイに含まれるアクチュエータおよびそれらの特性に関する情報を含むことができる。加えて、ハプティックプロファイルは、入力プロファイルにおいて特定され得るオーバーレイ材料に依存するアクチュエータのための命令を含み得る。
【００３８】
オーバレイが触覚および入力プロファイルに関連付けられていない場合、機能５００は、５２０において、オーバレイのハプティック出力装置を個別にまたは順次起動する。次に、５３０において、ホスト装置は、ハプティック出力装置の位置を決定する。ハプティック出力装置のそれぞれの位置は、ハプティック出力装置が起動されたときに動きを感知することによって決定され得る。
【００３９】
５４０において、機能５００は、オーバーレイが入力プロファイルを有するかどうかを判定する。オーバレイが入力プロファイルに関連付けられていない場合、機能５００は、５４５において、ユーザがオーバレイのユーザ入力要素の位置および機能を設定することを可能にする。例えば、入力プロファイルを生成するためのユーザインタフェースは、アクチュエータ位置の検出と、ユーザが相互作用点を指定する能力とを含むことができる。相互作用点が指定されると、ユーザはさらに、各ポイントについて作動すべきアクチュエータを識別することができる。ユーザインターフェースは、圧力パッド（サンズオーバーレイ）の視覚的表現上に形状を描くようにユーザに促すか、またはアプリケーションが形状を記録している間、指でオーバーレイ部分をトラクトするようにユーザに促すことができる。ここで、機能５５０は、５５０において、ユーザがユーザ入力要素に関連付けられたハプティック効果を有するかどうかをさらに決定する。ユーザがハプティック効果をユーザ入力要素に関連付けていない場合、機能５５０は、５８０で、ユーザ入力要素に最も近いハプティック出力装置で表現されるハプティック効果を選択する。ユーザがユーザ入力要素に関連付けられたハプティック効果を有する場合、機能５５０は、５９０において、選択されたハプティック出力装置または最も近いハプティック出力装置においてユーザが選択したハプティック効果を表現する。いずれの構成においても、ハプティック効果は、ユーザによって作成されてもよいし、ハプティックライブラリから選択されてもよい。
【００４０】
５４０に戻ると、機能５００は、５６０において、オーバーレイが入力プロファイルに関連付けられている場合、入力プロファイルを検索する。次に、５７０において、機能５００は、ユーザが異なるハプティック効果を構成し、選択することを可能にする。次に、機能５００は、上述したように、５５０に進む。
【００４１】
いくつかの実施形態では、オーバーレイは、触覚効果がオーバーレイの識別タグに従って選択され得るように、オーバーレイのコンテキスト（例えば、音楽、芸術、ビデオゲームなど）を識別するタグ（プロファイルの代わりに）を識別することを含み得る。そのような識別タグは、無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）、共通コンタクトポイント、または他の通信技術を介してホストデバイスと交換され得る。
【００４２】
図６Ａ−６Ｃは、本発明の例示的な実施形態によるオーバーレイ６１７．１−６１７．３のユーザインターフェースを示す。図６に示されるように、オーバレイ６１７．１−６１７．３の各々は、インターフェースコンポーネント６０２．１−６０２．３（例えば、ボタン、ノブ、スライダなど）およびハプティック出力装置６１８．１−６１８．３を含む。ハプティック出力装置６１８は、オーバーレイ６１７の一部として一体的に形成することができる。オーバレイ６１７．１−６１７．３によって示されるように、インタフェースコンポーネント６０２およびハプティック出力装置６１８の多数の構成が実現可能であることを理解されたい。
【００４３】
したがって、本明細書で説明する実施形態は、感圧入力装置などのタッチ可能装置用のハプティックオーバレイを提供する。このような感圧入力装置は、感圧表面の上に文脈的および静的視覚的インターフェースを提供する様々なカスタマイズ可能なオーバレイをサポートするように構成される。ハプティック出力装置をオーバーレイに適用することによって、ハプティック効果は、感圧入力装置の表面全体または特定の領域のいずれかにおいて達成され得る。さらに、感圧入力装置の機能性は、オーバーレイの使用によって損なわれない。
【００４４】
当業者は、上記で議論されたような本発明が異なる順序のステップで、および／または開示されたものとは異なる構成の要素で実施され得ることを容易に理解する。したがって、本発明をこれらの好ましい実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の精神および範囲内にとどまりながら、特定の修正、変形、および代替構成が明らかであることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲を決定するために、添付の特許請求の範囲を参照すべきである。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
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