(57)【要約】【課題】フレキシブルな電子デバイスのための補償された触覚レンダリングに関する。【解決手段】デバイスが、筐体と、センサと、コントローラと、アクチュエータとを備える。センサは、筐体にかけられた接触力を検出するように構成される。コントローラは、センサに通信可能に結合され、接触力によって引き起こされた触覚効果の変化を決定するように構成される。コントローラは追加的に、変化を補正するように動作可能な補償された形の触覚効果を送達するための出力命令を生成するように構成される。アクチュエータは、出力命令を受け取り、補償された触覚効果を筐体において送達するように構成される。【選択図】図１
2018041463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体にかけられた接触力を検出するように構成されたセンサと、
前記センサに通信可能に結合され、前記接触力によって引き起こされた触覚効果の変化を決定するように構成され、追加的に、補償された形の前記触覚効果を送達するための出力命令を生成するように構成されたコントローラであって、前記補償された形が前記変化を補正するように動作可能である、コントローラと、
前記出力命令を受け取り、前記補償された触覚効果を前記筐体において送達するように構成されたアクチュエータと、
を備えるデバイス。
【請求項２】
前記センサがタッチセンサを含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記タッチセンサが、静電容量式センサ、力感応抵抗器、歪みゲージ、または圧電センサを含む、請求項2に記載のデバイス。
【請求項４】
前記接触力が前記筐体上の場所を示す、請求項1に記載のデバイス。
【請求項５】
前記補償された触覚効果が振動補償を含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項６】
前記振動補償が、前記接触力によって引き起こされた、前記触覚効果についての振動の周波数の変化を評価するように動作可能な振動モデルに基づく、請求項5に記載のデバイス。
【請求項７】
前記振動モデルが、振動補償を決定する際に前記触覚効果の開始点を考慮するように動作可能である、請求項6に記載のデバイス。
【請求項８】
前記振動モデルが、振動補償を決定する際に前記センサの場所を考慮するように動作可能である、請求項6に記載のデバイス。
【請求項９】
筐体と、
前記筐体にかけられた接触力を検出するように構成された第1のセンサと、
前記筐体の変形によって生み出された変形力を検出するように構成された第2のセンサと、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサに通信可能に結合され、前記接触力と前記変形力との両方によって引き起こされた触覚効果の変化を決定するように構成され、追加的に、補償された形の前記触覚効果を送達するための出力命令を生成するように構成されたコントローラであって、前記補償された形が前記変化を補正するように動作可能である、コントローラと、
前記出力命令を受け取り、前記補償された触覚効果を前記筐体において送達するように構成されたアクチュエータと、
を備えるデバイス。
【請求項１０】
前記変形力が、前記筐体の変形の量、前記筐体の変形の角度、前記変形によって生み出された圧力、または前記筐体内の温度の変化、を示す、請求項9に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記補償された触覚効果が追加的に、前記筐体の自然触覚フィードバックによって引き起こされた前記触覚効果の変化を補正するように動作可能である、請求項9に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第1のセンサがタッチセンサを含む、請求項9に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記タッチセンサが、静電容量式センサ、力感応抵抗器、歪みゲージ、または圧電センサを含む、請求項12に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記接触力が筐体上の場所を示す、請求項9に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記補償された触覚効果が振動補償を含む、請求項9に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記振動補償が、前記接触力によって引き起こされた、前記触覚効果についての振動の周波数の変化を評価するように動作可能な振動モデルに基づく、請求項15に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記振動モデルが、振動補償を決定する際に前記触覚効果の開始点を考慮するように動作可能である、請求項16に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記振動モデルが、振動補償を決定する際に前記第1のセンサの場所を考慮するように動作可能である、請求項16に記載のデバイス。
【請求項１９】
触覚効果を補償する方法であって、
筐体に対する接触力を検出するステップと、
前記接触力によって引き起こされた、前記筐体において送達されることになる触覚効果の変化を決定するステップと、
前記触覚効果に対する補償を決定するステップであって、前記補償が、前記接触力によって引き起こされた前記触覚効果の前記変化を補正するように動作可能である、ステップと、
前記補償を前記触覚効果に適用するステップと、
前記補償された触覚効果を前記筐体において送達するステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
前記筐体の変形によって生み出された変形力を検出するステップと、
前記変形力によって引き起こされた、前記筐体において送達されることになる前記触覚効果の変化を決定するステップと、
をさらに含み、
前記補償が追加的に、前記変形力によって引き起こされた前記触覚効果の前記変化を補正するように動作可能である、請求項19に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許文書は、触覚効果に関し、より詳細には、フレキシブルな電子デバイスのための補償された触覚レンダリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの設計は、加えられた力に応答してデバイスが屈曲または湾曲するのを可能にする設計を含めて、進化し続けている。ユーザの接触または変形によってかけられる力の影響を受ける様々なデバイスパラメータが変動することになるように、ユーザが電子デバイスに触れたり電子デバイスを握ったりすることは、デバイスの屈曲および湾曲に従って変動することになる。したがって、所望の触覚効果がデバイスを通してユーザに送達される場合、この送達は、デバイス接触とデバイス変形とのうちの一方または両方によって阻害または改変される可能性があり、その結果、触感が不十分になるか、さらには検出不可能になる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本特許文書は、フレキシブルな電子デバイスのための補償された触覚レンダリングに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本特許文書は、筐体と、センサと、コントローラと、アクチュエータとを備えるデバイスを対象とする。センサは、筐体にかけられた接触力を検出するように構成される。コントローラは、センサに通信可能に結合され、接触力によって引き起こされた触覚効果の変化を決定するように構成される。コントローラは追加的に、変化を補正するように動作可能な補償された形の触覚効果を送達するための出力命令を生成するように構成される。アクチュエータは、出力命令を受け取り、補償された触覚効果を筐体において送達するように構成される。
【０００５】
別の態様では、本特許文書は、筐体と、第1のセンサと、第2のセンサと、コントローラと、アクチュエータとを備えるデバイスを対象とする。第1のセンサは、筐体にかけられた接触力を検出するように構成される。第2のセンサは、筐体の変形によって生み出された変形力を検出するように構成される。コントローラは、第1および第2のセンサに通信可能に結合され、接触力と変形力との両方によって引き起こされた触覚効果の変化を決定するように構成される。コントローラは追加的に、変化を補正するように動作可能な補償された形の触覚効果を送達するための出力命令を生成するように構成される。アクチュエータは、出力命令を受け取り、補償された触覚効果を筐体において送達するように構成される。
【０００６】
さらに別の態様では、本特許文書は、触覚効果を補償する方法を対象とし、この方法は、(a)筐体にかけられた接触力を検出すること、(b)接触力によって引き起こされた、筐体において送達されることになる触覚効果の変化を決定すること、(c)触覚効果に対する補償を決定することであって、補償が変化を補正するように動作可能であること、(d)補償を触覚効果に適用すること、および、(e)補償された触覚効果を筐体において送達すること、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本明細書において開示される様々な実施形態による、触覚効果を送達するように構成されたフレキシブルな電子デバイスの概略図である。
【図２】フレキシブルな電子デバイスの別の可能な実施形態の概略図である。
【図３】フレキシブルな電子デバイスの別の可能な実施形態の概略図である。
【図４】触覚効果を補償する方法を示すフローチャートである。
【図５】触覚効果を補償する方法を示すフローチャートである。
【図６Ａ】フレキシブルな電子デバイスを握る構成を示す図である。
【図６Ｂ】フレキシブルな電子デバイスを握る構成を示す図である。
【図６Ｃ】フレキシブルな電子デバイスを握る構成を示す図である。
【図６Ｄ】フレキシブルな電子デバイスを握る構成を示す図である。
【図６Ｅ】フレキシブルな電子デバイスを握る構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照しながら様々な実施形態について詳細に述べるが、いくつかの図を通して、同じ参照番号は、同じ部分および組立品を表す。様々な実施形態への参照は、本明細書に添付された特許請求の範囲を限定しない。加えて、本明細書において示されるどんな例も、限定として意図されるものではなく、添付の特許請求の範囲に関する多くの可能な実施形態のうちのいくつかを示すにすぎない。
【０００９】
適切なときは常に、単数形で使用される用語は複数形も含むことになり、またその逆でもある。本明細書における「a」の使用は、別段の記載がない限り、あるいは「1つまたは複数の」の使用が明らかに不適切でない限り、「1つまたは複数の」を意味する。「または(もしくは、あるいは)(or)」の使用は、別段の記載がない限り、「および/または(もしくは、あるいは)」を意味する。「含む、備える、有する(comprise、comprises、comprising、include、includes、including、has、having)」の使用は、交換可能であり、限定として意図されるものではない。用語「など」もまた、限定として意図されるものではない。例えば、用語「含む」は、「含むが限定されない」を意味するものとする。
【００１０】
一般に、本特許文書は、フレキシブルな電子デバイスのための補償された触覚レンダリングに関する。
【００１１】
図1を参照すると、フレキシブルな電子デバイス100が、触覚効果システム102を備える筐体101を提示しており、触覚効果システム102は、入力デバイス110、接触感知デバイス120、変形感知デバイス130、アクチュエータ140、およびコントローラ150を有する。本明細書で使用される用語「フレキシブルな電子デバイス」は、形状をその元の形状から変化させることができる任意の電子デバイスであり、この変化は、屈曲、湾曲、拡張、収縮、伸長することによって、または他の方法で外力に屈することによって行われ、結果的に元の形状が改変される。フレキシブルな電子デバイスの例は、コンピュータ、タブレット、スマートフォン、電子リーダ、キーボード、トラックパッド、医療デバイス、ペン/スタイラス、リモートコントロール、ゲーミングコントローラ、ジョイスティック、ステアリングホイール、ギアシフタ、ホームアプライアンスを含む。
【００１２】
入力デバイス110は、信号をコントローラ150に入力する任意のデバイスである。入力デバイス110の例は、スイッチなどの制御デバイスである。入力デバイス110の別の例は、信号をコントローラ150に入力するトランスデューサを含む。入力デバイス110として使用できるトランスデューサの例は、アンテナおよびセンサを含む。様々な実施形態は、単一の入力デバイス、または、同じもしくは異なるタイプの2つ以上の入力デバイスを含むことができる。さらに、図1は入力デバイス110をフレキシブルな電子デバイス100の内部にあるものとして示すが、様々な他の実施形態では、入力デバイス110は、フレキシブルな電子デバイス100の外部にあってもよい。
【００１３】
接触感知デバイス120は、デバイス100との直接的接触または間接的接触のいずれかを通してユーザによってフレキシブルな電子デバイス100にかけられた力を感知するかまたは他の方法で検出する、任意のデバイスとすることができる。接触感知デバイス120は、この検出の通知をコントローラ150への入力として提供する。ユーザによってフレキシブルな電子デバイス100にかけられる接触力の例は、デバイスとの直接的接触を通してかけられる力を含む(例えば、ユーザが片手または両手でデバイスを握る、1本の指でデバイスに触れる、複数の指でデバイスに触れる、または他のユーザ身体部分でデバイスに触れる)。ユーザによってフレキシブルな電子デバイス100にかけられる接触力の例はさらに、インタフェーシング媒体を通してユーザからデバイスに伝達される力など、デバイスとの間接的接触を通してかけられる力を含む(例えば、ユーザの腕の屈曲は、腕時計バンドを通して、バンドに搭載された腕時計筐体に力が伝達される。腕時計筐体は、間接的なユーザ接触を受けている)。接触感知デバイス120として使用できるセンサの例は、圧力センサ、振動センサ、および本明細書に記載の他のセンサを含む。様々な実施形態は、単一の接触感知デバイス120または複数の接触感知デバイス120を含むことができ、複数の接触感知デバイス120は、個別にまたはアレイ構成で提示される場合がある。複数の接触感知デバイス120は、フレキシブルな電子デバイス100の周りで等距離に分散されてもよく、またはデバイス100の周りで非等距離に分散されてもよい。
【００１４】
変形感知デバイス130は、フレキシブルな電子デバイス100自体の変形(例えば、屈曲、湾曲、ねじり)によって引き起こされた力を感知するかまたは他の方法で検出し、この検出の通知をコントローラ150への入力として提供する、任意のデバイスとすることができる。様々なタイプのセンサを変形感知デバイス130として使用することができ、これらは、圧力センサ、振動センサ、および本明細書に記載の他のセンサを含む。様々な実施形態は、単一の変形感知デバイス130または複数の変形感知デバイス130を含むことができ、複数の変形感知デバイス130は、個別にまたはアレイ構成で提示される場合がある。複数の変形感知センサ130は、フレキシブルな電子デバイス100の周りで等距離に分散されてもよく、またはデバイス100の周りで非等距離に分散されてもよい。様々な例示的な実施形態で、接触感知デバイス120、または別法として変形感知デバイス130は、接触感知と変形感知との両方の機能を実施することができる。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、変形感知デバイス130は除去され、接触感知デバイス120のみが使用されてデータがコントローラ150に提供されるが、一方、他の例示的な実施形態では、接触感知デバイス120は除去され、変形感知デバイス130のみが使用されてデータがコントローラ150に提供される。
【００１５】
アクチュエータ140は、触覚効果の送達のための動きを開始する任意の被制御メカニズムまたは他の構造とすることができる。触覚効果は、フレキシブルな電子デバイス100からユーザに送達される任意のタイプの触感とすることができる。アクチュエータ140の例は、モータ、リニアアクチュエータ(例えばソレノイド)、磁気または電磁メカニズム、などのメカニズムを含む。アクチュエータ140の追加の例は、形状記憶合金、圧電材料、電気活性ポリマ、および、スマート流体を含有する材料など、スマート材料を含む。アクチュエータ140は、フレキシブルな電子デバイス100内に設けられた単一のアクチュエータまたは複数のアクチュエータを含むことができる。複数のアクチュエータ140の場合、アクチュエータは、アクチュエータアレイ中で提供されてもよく、または個別に位置決めされてもよく、アクチュエータ140は等距離または非等距離に間隔があけられる。触覚効果は、例えば、振動触知の触覚効果、静電摩擦(ESF)触覚効果、または変形触覚効果として送達することができる。
【００１６】
コントローラ150は、入力デバイス110、接触感知デバイス120、および変形感知デバイス130から信号またはデータを受け取ることに基づいてアクチュエータ140の動作を制御する、任意のタイプの回路である。データは、任意のタイプのパラメータ(例えば、条件、イベント、接触関連パラメータ、および変形関連パラメータ)、命令、フラグ、または他の情報とすることができ、これらは、プロセッサ、プログラムモジュール、および本明細書において開示される他のハードウェアによって処理される。
【００１７】
動作時、入力デバイス110、接触感知デバイス120、および変形感知デバイス130は、刺激され、各デバイスは、入力信号をコントローラ150に提供する。これに応答して、コントローラ150は、アクチュエータ140を動作させて、フレキシブルな電子デバイス100を介して触覚効果をユーザに送達する。送達される触覚効果は、デバイス100に対するユーザ接触力または変形力を補償するように構成される。触覚効果は、直接的または間接的にユーザに送達される任意のタイプの触感とすることができる。触覚効果は、合図、通知、またはより複雑な情報など、メッセージを具現する。
【００１８】
図2は、筐体201と触覚効果システム202とを有するフレキシブルな電子デバイス200の可能な一実施形態のより詳細な概略図を示す。この実施形態では、フレキシブルな電子デバイス200の触覚効果システム202は、入力センサ210、複数の接触センサ220、複数の変形センサ230、複数のアクチュエータ240、およびコントローラ250を備える。接触センサ220、変形センサ230、およびアクチュエータ240は、デバイス200の全体にわたって位置決めされている。入力センサ210、接触センサ220、および変形センサ230は、コントローラ250と電気的に通信する。1つまたは複数のアクチュエータ駆動回路260が、コントローラ250および1つまたは複数のアクチュエータ240と電気的に通信する。図を簡単にするために、コンポーネント間の少数の例示的な接続のみが提供されていることに留意されたい。コンポーネント間の他の接続も、概略図に含まれると考えられるべきである。
【００１９】
入力センサ210は、刺激を受け取るのに応答して信号を出力する任意の機器または他のデバイスとすることができる。入力センサを使用して、様々な異なる条件またはイベントを検出または感知することができる。入力センサ210は、コントローラ250に結線接続されてもよく、またはコントローラ250にワイヤレス接続されてもよい。さらに、入力センサ210は、フレキシブルな電子デバイス200内に備わるかまたはフレキシブルな電子デバイス200の外部にある、単一のセンサまたは複数のセンサを含むことができる。
【００２０】
接触センサ220は、フレキシブルな電子デバイス200とのユーザの直接的または間接的な接触によってかけられた接触力を感知または検出するのに応答して信号を出力する、任意の機器または他のデバイスとすることができる。接触センサ220を使用して、様々な接触関連パラメータを検出または感知することができる。接触センサ220は、コントローラ250に結線接続されてもよく、またはコントローラ250にワイヤレス接続されてもよい。様々な例示的な実施形態で、接触センサ220は、フレキシブルな電子デバイス200のほぼすべての表面の裏にある複数のタッチセンサ(例えば、静電容量式センサまたは力感応抵抗器)を含む。フレキシブルな電子デバイス200の表面は、例えば、デバイス筐体の表面、デバイスタッチスクリーンの表面、デバイスディスプレイ画面の表面、およびデバイスボタンまたはスイッチの表面を含むことができる。
【００２１】
変形センサ230は、フレキシブルな電子デバイス200の筐体201の変形(例えば、屈曲、湾曲、ねじり)によって引き起こされた力を感知するのに応答して信号を出力する、任意の機器または他のデバイスとすることができる。変形センサ230を使用して、様々な変形関連パラメータを検出または感知することができる。変形センサ230は、コントローラ250に結線接続されてもよく、またはコントローラ250にワイヤレス接続されてもよい。様々な例示的な実施形態で、変形センサ230は、フレキシブルな電子デバイス200のほぼすべての表面の裏にある、歪みゲージ、力感応抵抗器、または圧電センサを含む。様々な例示的な実施形態で、センサが、接触力感知と変形力感知との両方の機能を実施することができる。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、変形センサ230は除去され、接触センサ220のみが使用されてデータがコントローラ250に提供されるが、一方、他の実施形態では、接触センサ220は除去され、変形センサ230のみが使用されてデータがコントローラに提供される。
【００２２】
入力センサ210、接触センサ220、および変形センサ230の様々な他の例は、音響または音センサ(マイクロフォンなど);振動センサ;化学および粒子センサ(呼気分析計、一酸化炭素および二酸化炭素センサ、ならびにガイガー計数管など);電気および磁気センサ(電圧検出器またはホール効果センサなど);フローセンサ;ナビゲーションセンサまたは機器(GPS受信機、高度計、ジャイロスコープ、または加速度計など);位置、近接、および動きに関係するセンサ(圧電材料、距離計、走行距離計、速度計、衝撃検出器など);撮像および他の光学センサ(電荷結合素子(CCD)、CMOSセンサ、赤外線センサ、および光検出器など);圧力センサ(気圧計、ピエゾメータ、および触知センサなど);力センサ(圧電センサおよび歪みゲージなど);温度および熱センサ(温度計、熱量計、サーミスタ、熱電対、および高温計など);近接および存在センサ(動き検出器、三角測量センサ、レーダ、光電池、ソナー、およびホール効果センサなど);バイオチップ;生物測定センサ(血圧センサ、パルス/酸素濃度センサ、血糖センサ、および心臓モニタなど)を含む。加えて、センサは、圧電ポリマなどのスマート材料を用いて形成されてもよく、これらのスマート材料は、いくつかの実施形態では、センサとアクチュエータとの両方として機能する。
【００２３】
コントローラ250は、入力センサ210、接触センサ220、および変形センサ230から信号またはデータを受け取ることに基づいてアクチュエータ240の動作を制御する、任意のタイプの回路である。データは、任意のタイプのパラメータ(例えば、条件、イベント、接触関連パラメータ、および変形関連パラメータ)、命令、フラグ、または他の情報とすることができ、これらは、プロセッサ、プログラムモジュール、および本明細書において開示される他のハードウェアによって処理される。
【００２４】
1つまたは複数のアクチュエータ駆動回路260は、触覚信号をコントローラ250から受け取る回路である。触覚信号は触覚データを具現し、触覚データは、アクチュエータ駆動回路260が触覚駆動信号を生成するために使用するパラメータを定義する。触覚データによって定義できるパラメータの例は、周波数、振幅、位相、反転、持続時間、波形、アタック時間、立ち上がり時間、減退時間、および、イベントに対して相対的な遅れまたは先行時間を含む。触覚駆動信号は、アクチュエータ240に加えられ、アクチュエータ240内の動きを引き起こす。
【００２５】
動作時、入力センサ210は、イベントまたは条件を検出し、接触センサ220は、筐体201との直接的または間接的なユーザ接触を介してかけられた力を検出し、変形センサ230は、筐体201の実際の変形によってかけられた力を検出する。検出されたイベントまたは条件に応答して、コントローラ250は、(a)送達すべき適切な触覚効果と、(b)接触力および変形力によって引き起こされた触覚効果の変化とを決定する。次いで、コントローラ250は、触覚効果を修正して、触覚効果に対する接触力および変形力に対して補正または補償するように動作する。次いで、コントローラ250は、補償された触覚効果を送達するための命令を1つまたは複数の駆動回路260に提供して、アクチュエータ240の所望の作動を開始する。補償により、ユーザに送達される触覚効果は、ユーザにとっては、デバイスに対する接触力または変形力が、送達された触覚効果にほぼどんな影響も有さなかったかのように感じられる。
【００２６】
図3は、触覚効果システム302を備える筐体を有するフレキシブルな電子デバイス300の可能な一実施形態のより詳細な概略図を示す。この実施形態では、フレキシブルな電子デバイス300の触覚効果システム302は、入力センサ310、接触センサ320、変形センサ330、アクチュエータ340、およびコントローラ350を備える。入力センサ310、接触センサ320、および変形センサ330は、コントローラ350と電気的に通信する。アクチュエータ駆動回路360が、コントローラ350およびアクチュエータ340と電気的に通信する。
【００２７】
入力センサ310、接触センサ320、変形センサ330、およびアクチュエータ340は、本明細書において述べた入力センサ210、接触センサ220、変形センサ230、およびアクチュエータ240にそれぞれ対応する。
【００２８】
コントローラ350は一般に、バス352、プロセッサ354、入出力(I/O)コントローラ356、およびメモリ358を備える。バス352は、I/Oコントローラ356およびメモリ358を含めた、コントローラ350の様々なコンポーネントを、プロセッサ354に結合する。バス352は通常、制御バス、アドレスバス、およびデータバスを含む。しかし、バス352は、コントローラ350中のコンポーネント間でのデータ転送に適した、任意のバス、またはバスの組合せであってよい。
【００２９】
プロセッサ354は、情報を処理するように構成された任意の回路を含むことができ、適切なアナログまたはディジタル回路を含むことができる。プロセッサ354はまた、命令を実行するプログラムマブル回路を含むこともできる。プログラマブル回路の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、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)、または、命令の実行に適したいずれか他のプロセッサもしくはハードウェアを含む。様々な実施形態で、プロセッサ354は、単一のユニット、または2つ以上のユニットの組合せを含むことができ、2つ以上のユニットは、単一のコントローラ350中または別々のデバイス中に物理的に位置する。
【００３０】
I/Oコントローラ356は、コントローラ350の動作、および、入力センサ310や接触センサ320や変形センサ330やアクチュエータ駆動回路360などの周辺または外部デバイスの動作を監視する回路を含む。I/Oコントローラ356はさらに、コントローラ350と周辺デバイスとの間のデータフローを管理し、周辺デバイスの監視および制御に関連する詳細からプロセッサ354を解放する。I/Oコントローラ356がインタフェースできる他の周辺または外部デバイス359の例は、外部記憶デバイス、モニタ、入力デバイス(キーボード、マウス、またはプッシュボタンなど)、外部コンピューティングデバイス、モバイルデバイス、および送信機/受信機を含む。
【００３１】
メモリ358は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取専用メモリ(ROM)、電気的に消去可能プログラム可能な読取専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、磁気メモリ、光学メモリ、またはいずれか他の適切なメモリ技術など、揮発性メモリを含むことができる。メモリ358はまた、揮発性メモリと不揮発性メモリとの組合せを含むこともできる。
【００３２】
メモリ358は、プロセッサ354によって実行されるためのいくつかのプログラムモジュールを記憶するように構成され、これらのプログラムモジュールは、イベント検出モジュール361、接触検出モジュール362、変形検出モジュール364、効果決定モジュール366、および効果制御モジュール368を含む。各プログラムモジュールは、データ、ルーチン、オブジェクト、呼出し、および、1つまたは複数の特定のタスクを実施する他の命令、の集まりである。本明細書では特定のプログラムモジュールを開示するが、各モジュールについて述べる様々な命令およびタスクは、様々な実施形態で、単一のプログラムモジュールによって、またはモジュールの異なる組合せによって、または本明細書において開示されるもの以外のモジュールによって、またはコントローラ350と通信するリモートデバイスによって実行されるモジュールによって、実施される可能性がある。
【００３３】
イベント検出モジュール361は、イベントデータを入力センサ310から受け取り、受け取ったイベントデータを評価して、イベントデータが触覚効果に関連するかどうかを決定するようにプログラムされる。入力センサ310がフレキシブルな電子デバイス300の内部にある場合は、入力センサ310からのイベントデータは、デバイス300においてまたはデバイス300中で発生したイベントによって生成されたデータを含むことができる。別法として、入力センサ310がフレキシブルな電子デバイス300の外部にある場合は、入力センサ310からのイベントデータは、フレキシブルな電子デバイス300とは別個のデバイスまたはシステムによって生成されたデータを含むことができる。イベントは、例えば、個別の入力(例えば、ボタン押下、ジョイスティックの操作、タッチセンシティブ面とのユーザ対話、またはユーザインタフェースとのいずれか他の対話)を含むことができる。別の例では、イベントは、システムステータス(例えば、低バッテリ、低メモリ、および入来呼)、データの送信、データの受信、またはプログラムイベント(例えば、ゲームプログラムが、爆発、砲撃、衝突、登場人物間の対話、でこぼこのある地形を生じさせる)を含むことができる。
【００３４】
接触検出モジュール362は、フレキシブルな電子デバイス300内の接触センサ320から接触データを受け取り、このデータを評価して、ユーザによるデバイス300の直接的または間接的な接触に関係するパラメータを確立するようにプログラムされる。接触関連パラメータの例は、場所、エリア、および、ユーザとデバイス300との間の接触点における加えられた圧力、を含む。接触関連パラメータのさらに他の例は、例えば、デバイス300を握るかもしくは触るのに使用されている指の数;デバイス300の配向にかかわらず、もしくは配向に関係して、ユーザがデバイス300を(直接的もしくは間接的に)握っているかもしくは触っている位置;ユーザがデバイス300を(直接的もしくは間接的に)握るかもしくは触ることによってかけられている圧力;ユーザが(直接的もしくは間接的に)握ることもしくは触ることからデバイス300に伝達されている熱;ユーザがデバイス300を(直接的もしくは間接的に)握るかもしくは触ることによって引き起こされた温度変化;ユーザがデバイス300を(直接的もしくは間接的に)握るかもしくは触ることの導電率;ユーザがデバイス300を(直接的もしくは間接的に)握るかもしくは触ることの振動;または、ユーザがデバイス300を(直接的もしくは間接的に)握るかもしくは触ることによって引き起こされたデバイス300の表面の変形、を含む。
【００３５】
接触データは、センサごとに得られてもよく、または複数の接触センサ320の代表であってもよい。例えば、フレキシブルな電子デバイス300の表面の領域を識別するものとして複数の接触センサ320が定義されて、領域ごとの接触データが提供されてよい。他の例では、接触データは複数の接触センサ320から得られてよく、この場合、接触データは指ごとに得られる。様々な例示的な実施形態で、接触検出モジュール362は、例えば、手の機械的制約のモデルと、異なる複数の指腹の相対的なエリアとに基づいて、接触データを使用してユーザの手の姿勢を推測することができる。接触検出モジュール362は、例えば、接触データに基づいて、フレキシブルなデバイス300が片手で保持されているか両手で保持されているか、デバイス300が親指で触れられているか他の指で触れられているか、またはデバイス300がユーザによって直接に触れられているか間接的に触れられているかを決定することができる。
【００３６】
変形検出モジュール364は、フレキシブルな電子デバイス300内の変形センサ330から変形データを受け取り、変形データを評価して、デバイスの変形に関係するパラメータを決定するようにプログラムされる。変形関連パラメータの例は、デバイス300の屈曲/湾曲の角度の量、デバイス300の屈曲/湾曲によって生み出された圧力、またはデバイス300の屈曲/湾曲によって引き起こされた温度の変化、を含む。
【００３７】
イベントデータが触覚効果に関連するとイベント検出モジュール361が決定すると、効果決定モジュール366は、アクチュエータ340を通して送達すべき触覚効果を選択する。触覚効果を選択するために効果決定モジュール366が使用できる例示的な技法は、触覚効果の選択の決定を行うようにプログラムされた規則を含む。触覚効果を選択するために効果決定モジュール366によって使用できる別の例示的な技法は、触覚効果をイベントデータに関係付けるルックアップテーブルまたはデータベースを含む。
【００３８】
効果決定モジュール366は追加的に、選択された触覚効果の送達に接触データおよび変形データがどのように影響を及ぼすことになるかを決定する。様々な実施形態で、例えば、効果決定モジュール366は、接触関連パラメータまたは変形関連パラメータが、アクチュエータ340の振動伝導プロパティと、フレキシブルな電子デバイス300自体の振動伝導プロパティとを変化させることによって、送達される触覚効果の振幅または周波数に影響を及ぼすことになる、と認識するようにプログラムされる。
【００３９】
したがって、様々な例示的な実施形態で、効果決定モジュール366は、接触データまたは変形データ(例えば、握るまたは触れる力、握るまたは触れる場所、変形など)を振動伝導のモデルにマッピングして、データの影響を確認するようにプログラムされる。様々な例示的な実施形態で、振動伝導モデルは伝達関数の形であり、この伝達関数は、アクチュエータ340の振動の種々の周波数が筐体301との接触または筐体301の変形によってどのように減衰または増幅されるかを示す。様々な例示的な実施形態で、この振動伝導モデルは追加的に、触覚効果振動の開始点(例えば、アクチュエータ340が触覚効果の送達を開始することになる場所)、ならびに接触センサ320の場所(例えば、接触またはタッチ入力の場所)を考慮に入れる。複数アクチュエータ340構成の場合、振動伝導のモデルを各アクチュエータ340または一群のアクチュエータ340につき開発して、選択された触覚効果に対する接触または変形の影響を確認することができる。様々な例示的な実施形態で、選択された接触効果に対するユーザ接触または変形の影響を確認するための他の方式が使用されるが、これらの方式は、例えば代替的なシステムモデルまたはルックアップテーブルを使用することによるものである。
【００４０】
効果決定モジュール366が、送達するための触覚効果を選択して、選択した触覚効果に対するユーザ接触および変形の影響を確認すると、効果制御モジュール368は、この接触または変形の影響に対して補正または補償するために、選択された触覚効果をどのように修正するかを決定するように動作し、それにより、最終的にユーザに送達される触覚効果が接触または変形の影響を受けないように感じられるようにする。単一のアクチュエータの場合、例えば、本明細書に記載の振動伝導モデルを反転して、触覚信号に対するフィルタとして使用することができる。さらに説明すると、デバイス300との接触またはデバイス300の変形力が、アクチュエータ340の振動を例えば50Hzで減衰させるように作用する場合、効果制御モジュール368は、同じ周波数50Hzでアクチュエータ340を増幅して減衰に対して補正し、ユーザに対してレンダリングするための補償された触覚効果を生じさせることができる。
【００４１】
追加的にまたは別法として、様々な例示的な実施形態で、効果制御モジュール368は、本明細書に記載の振動伝導モデルを分析して補正措置を適用するための、1つまたは複数のスマートアルゴリズムを含むことができる。例えば、50Hzの振動が減衰されることがわかっている場合、効果制御モジュール368は、アクチュエータ動作を100Hzに変更することによって減衰を補正することができ、その結果、振動の伝導が改善される。したがって、補正は、例えばアクチュエータ340の動作の周波数を変更することによって接触または変形の影響に対処するための、1対1のオフセット補正または他の方式を含むことができる。接触または変形の影響がほぼ気付かれないような触覚効果レンダリングをもたらす補正ならどんな補正も、ある形の補償として使用することができ、また、ある形の補償と見なすことができる。
【００４２】
選択された触覚効果に対する適切な補償を効果制御モジュール368が決定すると、コントローラ350は、デバイス300を通しアクチュエータ駆動回路360を介して補償された触覚効果を送達するために、1つまたは複数のアクチュエータ340のアクティブ化を指示するための触覚命令信号を生成する。アクチュエータ駆動回路360は、対応するアクチュエータ駆動信号を生成し、この信号は、アクチュエータ340に送達されてアクチュエータ動作を開始する。結果として、補償された触覚効果がユーザに送達されるが、この補償された触覚効果は、ユーザにとって、デバイス300との現在の接触またはデバイス300の現在の変形が触覚レンダリングにどんな影響も有さなかったかのように感じられる。
【００４３】
図4は、触覚効果システムを組み込んだフレキシブルな電子デバイスにおける補償された触覚効果レンダリングのための単純化された方法400を示すフローチャートを提供する。方法400は、前述の様々な実施形態または実施形態の組合せのいずれかと共に利用することができる。方法400では、電子デバイスとの接触、または電子デバイスの変形が検出される(S410)。次いで、選択された触覚効果に対する接触または変形の影響が確認される(S412)。次いで、選択された触覚効果は、影響に対して補正するように補償される(S414)。その後、補償された触覚効果はデバイスにおいて送達される(S416)。方法400のステップは、所望の触覚効果の送達という最終結果を達成するように任意の適切な順序で実施されてよい。
【００４４】
図5は、フレキシブルな電子デバイスにおける補償された触覚効果レンダリングのための方法500を示すより詳細なフローチャートを提供する。方法500は、前述の様々な実施形態または実施形態の組合せのいずれかと共に利用することができる。方法500では、フレキシブルな電子デバイスがユーザに提供される(S510)。デバイスはすでにその元の形状からの変形を組み込んでいる場合もあり、または、ユーザが、屈曲させるか湾曲させるかまたは他の方法でデバイスを変形させることによって、デバイスをその元の形状から変形させる場合もある。フレキシブルなデバイスは、条件またはイベントの発生に基づいて触覚効果を送達するよう命令される(S512)。次に、条件またはイベントに基づいて、触覚効果が送達のために選択される(S514)。その後、デバイスの接触関連データまたは変形関連データが決定され、データに基づいて、選択された触覚効果に対する接触または変形の影響が決定される(S516)。次いで、選択された触覚効果は、デバイスとの接触またはデバイスの変形に対して補正するように補償される(S518)。最後に、補償された触覚効果は、デバイスを介してユーザに送達される(S520)。補償された触覚効果はユーザに対してレンダリングされるが、これは、デバイスとの接触またはデバイスの変形によって引き起こされたはずの触覚効果送達におけるどんな変化も、今やユーザによってほぼ検出不可能であるように、行われる。方法500のステップは、所望の触覚効果の送達という最終結果を達成するように任意の適切な順序で実施されてよい。
【００４５】
本明細書に記載のような触覚効果システムを有するフレキシブルな電子デバイスの様々な実施形態は、デバイスとのユーザ接触またはデバイスの変形を検出できることを含む。さらに、様々な実施形態は、触覚効果のレンダリングに対するこの接触または変形の影響を決定できること、および、接触または変形を補償するようにこの触覚効果のレンダリングを修正できることを含む。本明細書に記載の様々な実施形態は、多くの応用例を有する。ユーザが自分のフレキシブルな電話機を湾曲させてテレビジョン上の音量を制御する場合の例示的な応用例を考えてみる。ユーザが電話機を湾曲させるのに伴い、ユーザは、音量が増加するにつれて明確な停止感を感じる。あらゆる停止感は、ユーザにとって同じに感じられる。ユーザは補正を意識しないが、実際には、フレキシブルな電話機内のコントローラが、ユーザが電話機を湾曲させるのに伴って振動の強度を調整しており、したがって、屈曲によって引き起こされる電話機の剛性の変化にかかわらず、フレキシブルな電話機を通して送達される振動パルスはユーザにとって同じに感じられる。
【００４６】
ユーザがフレキシブルなタブレットに対する自分の握りを変化させてタスクの達成を可能にする場合の、別の例示的な応用例を考えてみる。ユーザがタブレット上でタイプ入力するとき、ユーザは、一方の手でタブレットの背を保持し、他方の手でタイプ入力する。しかし、ユーザがゲームをするとき、ユーザは、より容易にタブレットを湾曲させることができるように、両手でタブレットを保持する。タブレットを通して提供される触覚フィードバックは、一貫しているように感じられる。すなわち、ユーザは、ユーザがどのようにタブレットを保持するかに応じた補正または補償のために異なるアクチュエータが異なる強度でアクティブ化されることに気付かない。
【００４７】
図6A〜図6Eに、ユーザ接触または変形(例えばユーザの握り)に関係するフレキシブルな電子デバイス600の様々な例が示される。各図はデバイス600の独特な握りまたは変形を示し、デバイス600の触覚効果システム(例えば、102、202、302)は、触覚効果をユーザに送達するとき、この握りまたは変形に対して補正するように動作する。当然、触覚効果システムが補正できるデバイス600との接触またはデバイス600の変形としては、多くの他のタイプの接触または変形も可能である。
【００４８】
図6A〜図6Eに示される様々な握りは、例えば第1の手602のみを使用してデバイス600を支持する片手握りと、例えば第1の手602と第2の手604との両方を使用してデバイス600を支持する両手握りとを含む。図6Aは、片手握りの例、例えば第1の手602のみを使用してデバイス600を保持する例を示す。手602の親指606がデバイス600の下縁を支持し、一方、手602の指先608がデバイス600の上縁を掴む。図6Aはまた、デバイス600の変形が、デバイスをユーザの手602から外向きに曲げることを含むことも示す。本明細書において開示される触覚効果システムの様々な実施形態は、触覚効果をユーザに送達するときにデバイス600の顕著な握りまたは変形に対して触覚的に補正するように構成される。
【００４９】
図6Bは、フレキシブルな電子デバイス600の別の片手握りを示す。この例では、デバイス600の背面が、第1の手602のてのひら610の中で支持され、一方、親指606および指先608が、デバイス600の側縁を支持する。ユーザの第2の手604が、デバイス600のユーザインタフェース612と対話するのに使用される。図6Bはデバイス600の変形も示し、デバイスはユーザの手602の方に内向きに曲げられている。本明細書において開示される触覚効果システムの様々な実施形態は、触覚効果をユーザに送達するときにデバイス600の顕著な握りまたは変形に対して触覚的に補正するように構成される。
【００５０】
図6Cは、第1の手602と第2の手604との両方が共に動作してデバイス600を支持および保持する場合の、両手握りの例を示す。図示のように、第1の手の親指606が、デバイス600の底縁を支持するのに使用され、一方、第1の手の指先608が、デバイス600の上縁および側縁を掴む。さらに、第2の手604の指先608が、デバイス600の背面を支持し、一方、第2の手の親指606が、デバイス600の前縁を掴む。図6Cはまた、ねじる形でデバイス600の変形も示し、デバイス600の上方後部の隅が、デバイスの下方前部の隅によって画定される平面からさらに後方にある。本明細書において開示される触覚効果システムの様々な実施形態は、触覚効果をユーザに送達するときにデバイス600の顕著な握りまたは変形に対して触覚的に補正するように構成される。
【００５１】
図6Dは、第1の手602がデバイス600を支持し、第2の手604がデバイス600の上方の隅を掴んでねじる場合の、両手握りの例を示す。図示のように、第1の手602の指先が、デバイス600の背面を支持し、一方、第1の手の親指606が、デバイス600の前面を掴む。第2の手604の親指606および指先が、デバイスの前面および背面を掴みデバイスの隅をねじるのに使用される。本明細書において開示される触覚効果システムの様々な実施形態は、触覚効果をユーザに送達するときにデバイス600の顕著な握りまたは変形に対して触覚的に補正するように構成される。
【００５２】
図6Eは、第1の手602がデバイス600の第1の半分を支持し、第2の手604がデバイス600の開かれた第2の半分を支持する場合の、両手握りの例を示す。図示のように、第1の手602の指先608が、デバイス600の開かれた第2の半分の面を支持し、一方、第1の手602の親指606が、デバイス600の開かれた第2の半分の側縁を掴む。第2の手604の指先608が、デバイス600の第1の半分の背面を支持し、一方、親指がデバイス600の第1の半分の前面を掴む。図6Eは、デバイス600の一部が開かれるようにして中央で折られた形の、デバイス600の変形を示す。本明細書において開示される触覚効果システムの様々な実施形態は、触覚効果をユーザに送達するときにデバイス600の顕著な握りまたは変形に対して触覚的に補正するように構成される。
【００５３】
本明細書に記載の触覚効果システムの様々な実施形態は、追加的にまたは別法として、フレキシブルな電子デバイスを通して触覚効果を送達する際に、自然触覚フィードバックに対して補正することができる。自然触覚フィードバックは、フレキシブルなデバイスが変形に対抗する力を生じさせるときに発生する。例として、ユーザが、フレキシブルな電子デバイスを湾曲させて、デバイス中でのスクロールを制御する。ユーザがデバイスを湾曲させるのに伴い、デバイス自体が湾曲に対抗する。フレキシブルなデバイスが生じさせる対抗力は、デバイスの湾曲または屈曲の量、ならびに、フレキシブルな材料のプロパティ(例えば剛性)に依存する。フレキシブルなデバイスが生じさせるこの対抗力または自然触覚フィードバックは、プログラム可能ではなく、むしろ設計の物理プロパティの結果である。
【００５４】
デバイスの自然触覚フィードバックに対して補正するように、選択された触覚効果を補償することは、本明細書に記載のような1つまたは複数の変形センサを使用してデバイスの変形を検出することによって達成することができる。変形センサは、この場合、変形を表す信号を触覚効果システムコントローラに提供することができ、それにより、コントローラは、モデル、例えば本明細書に記載のような振動伝導モデルを利用するかまたはルックアップテーブルを利用して、デバイスが生じさせることが予想される自然触覚フィードバックを決定することができる。予想される自然触覚フィードバックを学習し、選択された触覚効果に対するその影響を確認した後、コントローラは、選択された触覚効果を補償することができる。選択された触覚効果の補償は、予想される自然触覚フィードバックに対して補正し、したがって、補償された触覚効果がユーザに送達されたとき、ユーザは、フレキシブルなデバイスおよびその触覚効果システムに対する自然触覚フィードバック力の影響をほぼ意識しない。
【００５５】
例えば、触覚効果の送達における特定の力に対する要求が受け取られると、自然触覚フィードバックが生じさせる力がその特定の力から引かれてよく、モデルを使用して、残りの力を生じさせるためにどんな信号をアクチュエータに送るべきかが決定されてよい。例えば、アプリケーションが、デバイスを外向きに湾曲させることによって1Nの力が触覚効果を介してユーザに加えられるよう要求することができる。コントローラは、変形センサによって提供されたデータに基づいて、デバイスの現在の変形が自然触覚フィードバックを通してすでに0.2Nの力を生じさせているはずであると決定することができる。したがって、コントローラからアクチュエータへの出力命令は、追加の0.8Nの力のみを生じさせるようアクチュエータに命令する。ユーザに送達される補償された触覚効果は、ユーザにとっては、ユーザから投入された力に対してデバイスがどんな抵抗も有さなかったかのように感じられる。
【００５６】
前述の様々な実施形態は、例として提供されるものにすぎず、本明細書に添付された特許請求の範囲を限定すると解釈されるべきではない。本明細書において例証および記述された例示的な実施形態および応用例に従うことなく、また後続の特許請求の範囲の真の趣旨および範囲を逸脱することなく加えることができる様々な修正および変更を、当業者ならすぐに認識するであろう。
【符号の説明】
【００５７】
100  フレキシブルな電子デバイス
101  筐体
102  触覚効果システム
110  入力デバイス
120  接触感知デバイス
130  変形感知デバイス
140  アクチュエータ
150  コントローラ
200  フレキシブルな電子デバイス
201  筐体
202  触覚効果システム
210  入力センサ
220  接触センサ
230  変形センサ
240  アクチュエータ
250  コントローラ
260  アクチュエータ駆動回路
300  フレキシブルな電子デバイス
301  筐体
302  触覚効果システム
310  入力センサ
320  接触センサ
330  変形センサ
340  アクチュエータ
350  コントローラ
352  バス
354  プロセッサ
356  入出力(I/O)コントローラ
358  メモリ
359  周辺または外部デバイス
360  アクチュエータ駆動回路
361  イベント検出モジュール
362  接触検出モジュール
364  変形検出モジュール
366  効果決定モジュール
368  効果制御モジュール
600  フレキシブルな電子デバイス
602  第1の手
604  第2の手
606  親指
608  指先
610  てのひら
612  ユーザインタフェース
【図１】
2018041463.tif 000003
【図２】
2018041463.tif 000004
【図３】
2018041463.tif 000005
【図４】
2018041463.tif 000006
【図５】
2018041463.tif 000007
【図６Ａ】
2018041463.tif 000008
【図６Ｂ】
2018041463.tif 000009
【図６Ｃ】
2018041463.tif 000010
【図６Ｄ】
2018041463.tif 000011
【図６Ｅ】
2018041463.tif 000012
【外国語明細書】
2018041463000001.pdf