(57)【要約】      （修正有）【課題】仮想現実の長距離相互作用のためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】システムは、ハンドヘルドインターフェース装置と、ハンドヘルドインターフェース装置の動きを検出し、その動きに関連するセンサ信号を送信するように構成されたセンサと、センサに結合され、センサ信号に部分的に基づいて触覚信号を決定し、触覚信号に基づいて、ハンドヘルドインターフェース装置から離れた電磁気源を制御して、ハンドヘルドインターフェース装置内の磁性材料に力を加えるように磁場を出力し、ハンドヘルドインターフェース装置のユーザに触覚効果を出力するように構成されたプロセッサとを含む。【選択図】図２
2019121388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドヘルドインターフェース装置と、
前記ハンドヘルドインターフェース装置の動きを検出し、前記動きに関連するセンサ信号を送信するように構成されたセンサと、
前記センサに結合され、
前記センサ信号に部分的に基づいて触覚信号を決定し、
前記触覚信号に基づいて、前記ハンドヘルドインターフェース装置から離れた電磁気源を制御して、前記ハンドヘルドインターフェース装置内の磁性材料に力を加えるように磁場を出力し、ハンドヘルドインターフェース装置のユーザに触覚効果を出力する
ように構成されたプロセッサと
を含むシステム。
【請求項２】
前記センサは、前記ハンドヘルドインターフェース装置の向きを検出するようにさらに構成され、前記プロセッサは、前記ハンドヘルドインターフェース装置の向きに部分的に基づいて前記触覚信号を決定するようにさらに構成された請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサは、前記電磁気源と前記ハンドヘルドインターフェース装置との間の距離を検出するようにさらに構成され、前記プロセッサは、前記距離に部分的に基づいて前記触覚信号を決定するようにさらに構成された請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ハンドヘルドインターフェース装置は、仮想現実システム用のユーザーインターフェース装置を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサ及び前記センサは、前記ハンドヘルドインターフェース装置内に結合された請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ハンドヘルドインターフェース装置は携帯電話を含む請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ハンドヘルドインターフェース装置は、仮想現実システムに通信可能に結合されている請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記電磁気源は、前記ハンドヘルドインターフェース装置の近くに１つ以上のパネルを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
ハンドヘルドインターフェース装置の動きを検出し、
前記ハンドヘルドインターフェース装置の動きに部分的に基づいて触覚信号を決定し、
前記触覚信号に基づいて、前記ハンドヘルドインターフェース装置から離れた電磁気源を制御して、前記ハンドヘルドインターフェース装置内の磁性材料に力を加えるように磁場を出力し、前記ハンドヘルドインターフェース装置のユーザに触覚効果出力すること
を含む方法。
【請求項１０】
前記ハンドヘルドインターフェース装置の向きを検出することと、前記ハンドヘルドインターフェース装置の向きに部分的に基づいて前記触覚信号を決定することとをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電磁気源と前記ハンドヘルドインターフェース装置との間の距離を検出することと、前記距離に部分的に基づいて前記触覚信号を決定することとをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記ハンドヘルドインターフェース装置は、仮想現実システム用のユーザーインターフェース装置を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記動きは、前記ハンドヘルドインターフェース装置内に結合されたセンサによって検出される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ハンドヘルドインターフェース装置は、携帯電話を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ハンドヘルドインターフェース装置は、仮想現実システムに通信可能に結合されている請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記電磁気源は、前記ハンドヘルドインターフェース装置の近くに１つ以上のパネルを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
プログラムコードを含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、プロセッサによって実行されると、
ハンドヘルドインターフェース装置の動きを検出し、
前記ハンドヘルドインターフェース装置の動きに部分的に基づいて触覚信号を決定し、
前記触覚信号に基づいて、前記ハンドヘルドインターフェース装置から離れた電磁気源を制御して、ハンドヘルドインターフェース装置内の磁性材料に力を加えように磁場を出力し、前記ハンドヘルドインターフェース装置のユーザに触覚効果を出力すること
を前記プロセッサに行わせるように構成された非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記ハンドヘルドインターフェース装置は、仮想現実システム用のユーザーインターフェース装置を含む請求項１７に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記動きは、前記ハンドヘルドインターフェース装置内に結合されたセンサによって検出される請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記電磁気源は、前記ハンドヘルドインターフェース装置の近くに１つ以上のパネルを含む請求項１７に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ユーザーインターフェース装置の分野に関する。より詳しくは、本願は触覚を有する仮想現実制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
仮想現実（「ＶＲ」）アプリケーションはますます普及してきている。タッチ対応デバイスを含むハンドヘルドコントローラは、そのようなアプリケーションと相互作用するためによく使用されている。いくつかのそのようなデバイスは、ＶＲアプリケーションのユーザに振動触覚効果を提供する触覚アクチュエータで構成されることがあるが、そのようなデバイスは、運動感覚フィードバックを提供する能力を欠くことがあった。したがって、仮想現実環境において運動感覚触覚効果が求められている。
【発明の概要】
【０００３】
仮想現実の長距離相互作用のためのシステム及び方法について様々な例が記載される。一実施形態では、本開示によるシステムは、ハンドヘルドインターフェース装置、ハンドヘルドインターフェース装置の動きを検出し、その動きに関連するセンサ信号を送信するように構成されたセンサ、センサに結合され、センサ信号に部分的に基づいて触覚信号を決定し、触覚信号に基づいて、ハンドヘルドインターフェース装置から離れた電磁気源を制御して、ハンドヘルドインターフェース装置内の磁性材料に力を加え、ハンドヘルドインターフェース装置のユーザに触覚効果を出力するように構成されたプロセッサを含んでいる。
【０００４】
別の実施形態では、本開示による方法は、ハンドヘルドインターフェース装置の動きを検出し、ハンドヘルドインターフェース装置の動きに部分的に基づいて触覚信号を決定し、触覚信号に基づいて、ハンドヘルドインターフェース装置から離れた電磁気源を制御してハンドヘルドインターフェース装置内の磁性材料に力を加え、ハンドヘルドインターフェース装置のユーザに触覚効果を出力させるように制御することを含んでいる。
【０００５】
さらに別の実施形態では、コンピュータ可読媒体は、プロセッサによって実行されると、ハンドヘルドインターフェース装置の動きを検出し、ハンドヘルドインターフェース装置の動きに部分的に基づいて触覚信号を決定し、触覚信号に基づいて、ハンドヘルドインターフェース装置から離れた電磁気源を制御して、ハンドヘルドインターフェース装置内の磁性材料に力を加え、ハンドヘルドインターフェース装置のユーザに触覚効果を出力するように制御することをプロセッサが可能にするように構成されたプログラムコードを含んでもよい。
【０００６】
これらの例示的な実施形態は、本主題の制限を限定又は定義するためではなく、その理解を助けるための例を提供するために言及されている。例示的な実施形態は、詳細な説明において論じられ、そしてさらなる説明がそこで提供される。様々な実施形態によって提供される利点は、本明細書を検討することによって、及び／又は特許請求の範囲の主題の１つ以上の実施形態を実施することによってさらに理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
完全で可能にする開示は、本明細書の残りの部分においてより詳細に説明される。本明細書は以下の添付の図面を参照する。
【０００８】
【図１Ａ】本開示の一実施形態による、仮想現実の長距離相互作用のための例示的なシステムを示す図である。
【０００９】
【図１Ｂ】本開示の一実施形態による、仮想現実の長距離相互作用のための別の例示的システムを示す図である。
【００１０】
【図２】本開示の一実施形態による、仮想現実の長距離相互作用のための別の例示的システムを示す図である。
【００１１】
【図３】本開示のいくつかの実施形態による、仮想現実の長距離相互作用のためのシステムの実施形態によって出力される力を説明するグラフを示す。
【００１２】
【図４】本開示の一実施形態による、仮想現実の長距離相互作用のための例示的なシステムを制御するための一例示的実施形態のための方法ステップのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、様々な代替の例示的な実施形態及び添付の図面を詳細に参照する。各例は説明のために提供されたものであり、限定のためではない。当業者には明らかなように、修正及び変形が可能である。例えば、一実施形態の一部として図示又は説明されている特徴を別の実施形態で使用して、さらに別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本開示は添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内に入るような修正及び変形を含むことを意図している。
【００１４】
（仮想現実のための長距離相互作用の実例）
例示的な一実施形態は、１つ以上のＶＲインターフェース装置と無線通信する仮想現実（ＶＲ）ゲームシステムである。本明細書で使用されているように、仮想現実という用語は、仮想環境又は拡張環境、例えば拡張現実（ＡＲ）を含んでいる。ＶＲインターフェース装置は、ユーザが仮想環境及び仮想環境内のオブジェクトと相互作用することを可能にする。例えば、ユーザがＶＲインターフェース装置を動かすと、１つ以上のセンサが動きを検出し、この動きが仮想環境内の対応する動きに変換される。ＶＲゲームシステムは、ＶＲインターフェース装置のユーザに触覚効果を出力してもよい。これらの触覚効果は、触感又は感触に基づく効果を含み、仮想環境における相互作用の現実性を高めることがある。本開示の例示的実施形態は、磁場を使用して長距離触覚効果を出力するように構成されている。
【００１５】
例示的な実施形態では、ＶＲインターフェース装置はＶＲ制御システムと無線通信している。ユーザが（例えば、それを動かすことによって）ＶＲインターフェース装置と相互作用すると、センサが動きを検出し、動きに関連するデータをＶＲ制御システムに送信する。次に、ＶＲ制御システムは、ユーザに出力するための触覚効果を決定する。いくつかの実施形態では、触覚効果は、ＶＲインターフェース装置の動き、ＶＲインターフェース装置の位置、ＶＲインターフェース装置の向き、ＶＲインターフェース装置から磁場発生装置までの距離、及び／又はＶＲ環境内の装置、物体、又は相互作用の１つ以上に部分的に基づいて決定されてもよい。
【００１６】
例示の実施形態では、ＶＲ制御システムは、磁場を介して１つ以上の触覚効果をＶＲインターフェース装置に出力している。ＶＲインターフェース装置は、１つ以上の磁性材料（例えば、永久磁石又は強磁性コーティング）をさらに含んでいる。ＶＲ制御システムは、１つ以上の磁場発生装置（例えば、磁場を出力するように構成された１つ以上のコイルを含むプレート）を制御するように構成されている。これらの磁場は、ＶＲインターフェース装置内の磁性材料と相互作用し、ＶＲインターフェース装置の使用者によって知覚される力を出力する。
【００１７】
ＶＲインターフェース装置への力は、複数の触覚効果をシミュレートしてもよい。例えば、一実施形態では、ユーザは仮想環境内のドア又は他の物体を押してもよい。ユーザがドアを押すと、ＶＲ制御装置は触覚効果を決定し、磁場を出力するように磁場発生装置に信号を出力してもよい。この磁場はＶＲインターフェース装置に力を加え、実際のドアを押すときにユーザが感じることになる力をシミュレートする。さらに、ユーザが仮想ドアを動かすと、ＶＲ制御装置は、異なる触覚効果が出力されるべきであることを決定してもよい。この決定に基づいて、ＶＲ制御装置は、異なる又は追加の磁場を出力してもよく、それによってユーザに仮想ドアを押している間に異なる力を感じさせる。このことによって、実際のドアの動きの感覚をより現実的にシミュレートしてもよい。これは、出力されてもよい力のほんの一例である。他の実施形態では、追加の力が、例えば、ユーザが仮想的な水を通して自分の手を動かすときの抵抗力、又はユーザが仮想的なボールを持ち上げるときの重量をシミュレートする力のような他の種類の相互作用をシミュレートしてもよい。
【００１８】
例示の実施形態では、磁場発生装置は複数の装置（例えば、ＶＲインターフェース装置の周囲に配置された複数のプレート）を含んでもよい。例示の実施形態では、これにより、複数の異なる力をＶＲインターフェース装置に出力することが可能になる。さらに、いくつかの実施形態では、ＶＲ制御装置はＶＲインターフェースに統合されてもよく、例えば、ＶＲ制御装置及びＶＲインターフェースは両方ともスマートフォンに統合されてもよい。そのような実施形態では、磁場発生装置は、ＶＲインターフェース装置の外部にあり、有線又は無線ネットワーク接続を介して制御されるであろう。
【００１９】
例示の実施形態では、ＶＲインターフェース装置は、振動に基づく触覚効果をユーザに出力するようにさらに構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、アクチュエータ又は他の装置がＶＲインターフェース装置に含まれ、振動に基づく効果を出力するように制御されてもよい。あるいは、いくつかの実施形態では、より広い範囲の触覚効果を出力するために、他の種類の触覚出力装置がＶＲインターフェース装置に含まれてもよい。
【００２０】
この例示的な例は、本明細書で論じる一般的な主題を読者に紹介するために与えられており、本開示はこの例に限定されない。以下の節は、様々なさらなる非限定的な例及び本開示の例を説明する。
【００２１】
（仮想現実感のための長距離インタラクションのための例示的システム）
図１Ａ及び図１Ｂは、仮想現実の長距離相互作用のための例示的なシステム１００の２つの図を示す。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、システム１００は、２つの磁場発生装置１０２、ＶＲインターフェース装置１０４、及び磁性材料１０６を含んでいる。
【００２２】
磁場発生装置１０２は、ＶＲインターフェース装置１０４の両側に配置された２枚のプレートを含んでいる。磁場発生装置の各々は、電流が流されたときに磁場を発生するように構成された複数のコイル（例えば、１つ以上のループに形成された導体）を含んでいる。いくつかの実施形態において、これらのコイルは、空芯コイル又はフェライトコアコイルを含んでもよい。他の実施形態では、例えば、ＶＲインターフェース装置１０４の上又は下、又はＶＲインターフェース装置１０４から奥に離れた磁場発生装置のような追加の磁場発生装置が含まれてもよい。さらに、磁場発生装置１０２は移動可能であってもよく、例えば関節式アームに取り付けられてもよい。そのような実施形態では、コントローラは、磁場発生装置１０２とＶＲインターフェース装置１０４との間に実質的に一定の距離を維持するように磁場発生装置１０２を移動させてもよい。
【００２３】
ＶＲインターフェース装置１０４は、ＶＲ又はＡＲ環境で相互作用するためにユーザによって使用されるインターフェース装置を含んでいる。ユーザがＶＲインターフェース装置１０４と相互作用すると、１つ以上のセンサがＶＲインターフェース装置１０４の動きを検出し、動きに関連する信号をＶＲ制御装置に送信する。次いで、ＶＲ制御装置はこれらの動きを解釈し、それらを仮想環境に適用し、例えば、ユーザがＶＲインターフェース装置１０４を動かすと、ＶＲ制御装置は仮想環境内の対応する動きを示す。
【００２４】
いくつかの実施形態では、ＶＲインターフェース装置１０４は、ハンドヘルドコントローラ（例えば、仮想環境で相互作用するための１つ以上のセンサ、ボタン、及びマニピュレータを含むコントローラ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ＶＲインターフェース装置１０４は、仮想環境の態様を生成するための処理能力を含み、例えば、ＶＲインターフェース装置は、磁場発生装置１０２と有線又は無線通信するスマートフォン又はタブレットコンピュータを含んでもよい。
【００２５】
ＶＲインターフェース装置１０４は、磁性材料１０６をさらに含み、磁性材料１０６は、強磁性材料、磁性材料、又は電磁材料のうちの１つ以上を含んでいる。いくつかの実施形態では、磁性材料１０６は固定された永久磁石を含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、磁性材料１０６は、ＶＲインターフェース装置１０４上の強磁性コーティングを含んでもよい。いくつかの実施形態では、磁性材料１０６は、磁場によってＶＲインターフェース装置１０４に出力される力を増大させ、又は力のトルクを修正するように構成される形状を含んでもよい。図１Ａに示す実施形態では、磁性材料１０６は円形フープを含んでいる。他の実施形態では、磁性材料１０６は、例えば正方形、立方体、又は磁場によってＶＲインターフェース装置１０４に出力される力又は力のトルクを修正するための他の形状のような異なる形状を含んでもよい。
【００２６】
ユーザがＶＲインターフェース装置１０４と相互作用すると、ＶＲコントローラ内のプロセッサは、出力する１つ以上の力を決定する。そして、プロセッサは磁場を出力するように磁場発生装置１０２を制御する。磁場は磁性材料１０６に作用し、力をＶＲインターフェース装置１０４に加える。ユーザは、ＶＲインターフェース装置１０４に力を感じることになる。この力は、仮想環境における相互作用、例えばユーザが物体を持ち上げるか、エリア内を移動するときの重量又は抵抗をシミュレートしてもよい。さらに、これらの力は、ユーザの動きを補助してもよく、例えば、磁場は、ある方向に押されたり引かれたりしているという感覚をシミュレートしてもよい。
【００２７】
ここで図２を見ると、図２は、仮想現実の長距離相互作用のための別の例示的システムを示している。図２に示されているように、システムは、インターフェース装置２００を含み、インターフェース装置２００は、プロセッサ２０２、メモリ２０４、ネットワークインターフェース２０６、センサ２０８、及び磁性材料２１０を含んでいる。システムはＶＲ制御システム２１４及び磁場発生器２１２をさらに含んでいる。
【００２８】
図２に示すように、プロセッサ２０２は、メモリ２０４と通信し、メモリ２０４は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、リードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）などの適切な有形の（かつ非一時的な）コンピュータ可読媒体を含み、コンピューティングデバイスの動作を構成するプログラムコンポーネントを具現化している。
【００２９】
プロセッサ２０２はさらに、１つ以上のネットワークインターフェース２０６と通信し、ネットワークインターフェース２０６は、例えばゲームシステム又はＶＲコントローラなどの制御装置のような遠隔装置との通信を容易にしてもよい。ネットワークインターフェース２０６は、ネットワーク接続を容易にする任意の構成要素のうちの１つ以上を表してもよい。例としては、イーサネット（登録商標）、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４などの有線インターフェース、及び／又はＩＥＥＥ８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線インターフェース、又は携帯電話ネットワーク（例えば、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳ、又は他のモバイル通信ネットワークにアクセスするための送受信機／アンテナ）にアクセスするための無線インターフェースを含むが、これらに限定されない。
【００３０】
プロセッサ２０２はさらに、１つ以上のセンサ２０８と通信する。センサ２０８は、インターフェース装置２００の動きを検出するように構成された１つ以上のセンサを含んでいる（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、カメラ、ＧＰＳ、又は他のセンサ）。これらのセンサは、Ｘ、Ｙ、又はＺ平面内でインターフェース装置２００を動かすユーザ相互作用を検出するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ２０２は、センサ２０８から受信したデータに基づいて動き及び位置に関する決定を下すように構成される。さらに、いくつかの実施形態では、プロセッサ２０２はセンサ２０８から受信したデータを例えばネットワークインターフェース２０６を用いて遠隔装置（ＶＲ制御システムなど）に送信するように構成されている。いくつかの実施形態では、この遠隔装置は、触覚効果を決定し、それらの触覚効果に関連する信号をプロセッサ２０２に送り返すように構成された仮想現実システムを含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、１以上のセンサ２０８は、インターフェース装置２００の外部にあってもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ２０８は、ユーザ相互作用の複数の態様を検出するように構成されている。例えば、センサ２０８は、ユーザとの相互作用の速度及び圧力を検出し、この情報をセンサ信号に組み込んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、ユーザ相互作用は、装置から離れた多次元ユーザ相互作用を含んでいる。例えば、いくつかの実施形態では、装置に関連したカメラは、例えば手、指、体、頭、目、又は足の動き又は他の人又は物との相互作用のようなユーザの動きを検出するように構成されてもよい。
【００３２】
図２に示すように、インターフェース装置２００は磁性材料２１０をさらに含んでいる。磁性材料２１０は、インターフェース装置２００内又はインターフェース装置２００に結合された永久磁石又は電磁石を含んでもよい。あるいは又はさらに、磁性材料２１０は、インターフェース装置２００の全部又は一部に設けられた強磁性コーティングを含んでもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、インターフェース装置２００は、プロセッサ２０２と通信する１つ以上の触覚出力装置をさらに含んでもよい。触覚出力装置は、振動触覚触覚効果を提供してもよい。いくつかの触覚効果は、装置のハウジングに結合されたアクチュエータを利用してもよく、いくつかの触覚効果は、順番に及び／又は協調して複数のアクチュエータを使用してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、表面テクスチャは、表面を異なる周波数で振動させることによってシミュレートされてもよい。そのような実施形態では、触覚出力装置は、例えば、圧電アクチュエータ、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、電気活性ポリマー、ソレノイド、偏心回転質量モータ（ＥＲＭ）、又は線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）の１つ以上を含んでもよい。いくつかの実施形態において、触覚出力装置は、例えばＥＲＭ及びＬＲＡのような複数のアクチュエータを含んでもよい。さらに他の実施形態では、触覚出力装置は、より粗い表面を搬送するための手段として抵抗を提供する非作動触覚（例えば、空気、流体、又は超音波出力）を使用してもよい。
【００３４】
図２に示すように、システムは制御システム２１２をさらに含んでいる。制御システム２１２は仮想現実システム用の制御装置を含むことができる。制御システム２１２は、ネットワークインターフェースを介してセンサ２０８によって捕捉されたデータを受信することができるネットワークインターフェースを含んでいる。さらに、いくつかの実施形態では、制御システム２１２は、インターフェース装置２００の移動及び位置決めに関するデータを検出するための追加のセンサを含んでもよい。制御システム２１２は、インターフェース装置２００への出力に対する触覚効果を決定する。いくつかの実施形態において、触覚効果は、ＶＲインターフェース装置の動ぉ、ＶＲインターフェース装置の位置、ＶＲインターフェース装置の向き、ＶＲインターフェース装置から磁場発生装置までの距離、及び／又はＶＲ環境内の物体又は相互作用の１つ以上に基づいて決定されてもよい。
【００３５】
図２に示すように、制御システム２１２は、１つ以上の磁場発生器２１４に通信可能に結合されている。１つ以上の磁場発生器２１４は、電流が流れたときに磁場を発生させる１つ以上のコイル（例えば、１つ以上のループに形成された導体）を含んでいる。いくつかの実施形態において、これらのコイルは、空芯又はフェライトコアコイルを含んでもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の磁場発生器２１４は移動可能であってもよく、例えば関節式アームに取り付けられてもよい。そのような実施形態では、コントローラは、インターフェース装置２００との間に実質的に一定の距離を維持するように磁場発生器２１４を移動させてもよい。
【００３６】
制御システム２１２は、磁場を出力するように磁場発生器２１４を制御する。これらの磁場は磁性材料２１０に作用して力をインターフェース装置２００に出力し、インターフェース装置２００の使用者は触覚効果として知覚することになる。いくつかの実施形態において、制御システム２１２の構成要素又は機能は、インターフェース装置２００の一部であってもよい。例えば、インターフェース装置２００は、仮想現実環境及び触覚効果を決定するための処理能力を有するスマートフォン又はテーブルを含んでもよい。そのような実施形態では、インターフェース装置２００は、磁場発生器２１４と有線又は無線で通信し、インターフェース装置２００に力を出力するようにそれらを制御してもよい。
【００３７】
ここで図３に目を向けると、図３は、仮想現実の長距離相互作用のためのシステムの実施形態によって出力される力を説明するグラフを示している。グラフは、物体が磁場発生装置（例えば、コイル）から遠くなるように離れるときに物体に出力される磁力を比較している。グラフは、コイルの厚さ１ｍあたりのキロアンペアの４つの異なる値、１００ＫＡ／ｍ、２００ＫＡ／ｍ、５００ＫＡ／ｍ、及び１，０００ＫＡ／ｍでの値の減少を示している。
【００３８】
（仮想現実のための長距離インタラクションのための例示的方法）
次に図４を参照すると、図４は、仮想現実のための長距離相互作用のための方法４００の例を示している。いくつかの実施形態では、図４のステップは異なる順序で実行されてもよい。あるいは、いくつかの実施形態では、図４に示されるステップのうちの１つ以上がスキップされてもよく、又は図４に示されない追加のステップが実行されてもよい。以下のステップは、図２に示されたシステムに関して上述された構成要素を参照して説明される。
【００３９】
方法は、ステップ４０２において制御システム２１２がセンサ２０８からインターフェース装置２００の動きに関連する信号を受信したときに始まる。センサ２０８は、センサデータを制御システム２１２に送信するインターフェース装置２００の内部のセンサを含んでいる。あるいは、いくつかの実施形態において、制御システムは、インターフェース装置２００を追跡するためのそれ自体のセンサを含んでもよい。
【００４０】
ステップ４０４において、制御システム２１２は、センサ２０８からインターフェース装置２００の向きに関連する信号を受信する。いくつかの実施形態において、インターフェース装置２００の向きは、インターフェース装置２００の磁性材料２１０の向きを含んでもよい。磁性材料２１０の向きは、磁場が出力されるときにインターフェース装置２００に出力される力の種類に影響を与えてもよい。
【００４１】
ステップ４０６において、制御システム２１２は、センサ２０８からインターフェース装置２００の距離に関連する信号を受信する。この距離は、インターフェース装置２００と磁場発生器２１４との間の距離を含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態においては、磁場発生器２１４は移動可能であってもよく、例えばそれらは関節式アームに取り付けられてもよい。そのような実施形態では、制御システム２１２は、磁場発生器２１４とインターフェース装置２００との間に実質的に一定の距離を維持するように磁場発生器２１４を動かしてもよい。
【００４２】
ステップ４０８において、制御システム２１２は触覚信号を決定する。いくつかの実施形態では、制御システム２１２は、インターフェース装置２００の動き、インターフェース装置２００の位置、インターフェース装置２００の向き、インターフェース装置２００から磁場発生器２１４までの距離、及び／又は仮想環境内の物体又は相互作用の１つ以上に部分的に基づいて触覚信号を決定してもよい。例えば、インターフェース装置２００が磁場発生器２１４から遠く離れている場合、より強い磁場を発生させるためにより高い電流が必要とされることがある。さらに、いくつかの実施形態では、制御システム２１２はユーザが動くにつれて変化する触覚効果を決定してもよく、例えば、ユーザに様々な速度で吹く風をシミュレートし、したがって強度が連続的に変化している磁場を決定してもよい。
【００４３】
次に、ステップ４１０において、制御システム２１２は、１つ以上の磁場発生器２１４を用いて磁場を出力する。磁場は磁性材料２１０に作用して、ユーザが知覚する力を出力する。この力は触覚効果として働き、仮想環境における相互作用をシミュレートしてもよい。
【００４４】
本開示の実施形態は、様々な異なる用途に利用してもよい。例えば、実施形態は、カーレースシミュレータ、ノブを回すシミュレータ、又は物体を回転させることを含むシミュレーションなどの様々なゲームアプリケーションで使用してもよい。例えば、実施形態は、手術又は無重力環境での作業などの商業的シミュレーションにおいても同様に有用であるかも知れない。他の例は、果物を拾うこと又はブレンダーのような装置と相互作用することのような動作がシミュレートされ得る調理環境をシミュレートすることにあるかも知れない。他の例は自動車又は航空機整備士として働くことを含むかも知れない。
【００４５】
（一般的な考慮事項）
上述の方法、システム、及び装置は例である。様々な構成は、必要に応じて様々な手順又は構成要素を省略、置換、又は追加してもよい。例えば、代替構成では、方法は説明されたものとは異なる順序で実行されてもよく、及び／又は様々な段階が追加、省略、及び／又は組み合わされてもよい。また、特定の構成に関して説明された特徴は、他の様々な構成において組み合わせてもよい。構成の異なる態様及び要素は同様の方法で組み合わされてもよい。また、技術は進化しており、したがって、要素の多くは例であり、本開示又は特許請求の範囲を限定するものではない。
【００４６】
例示的な構成（実施を含む）の徹底的な理解を提供するために、説明において具体的な詳細が与えられる。しかしながら、構成はこれらの具体的な詳細がなくても実施しえもよい。例えば、構成を不明瞭にすることを回避するために、不必要な詳細なしに、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、及び技法が示されている。この説明は例示的な構成のみを提供するものであり、特許請求の範囲、適用性、又は構成を限定するものではない。むしろ、構成に関する前述の説明は、説明された技法を実施するための実施可能な説明を当業者に提供することになる。本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、要素の機能及び配置に様々な変更を加えてもよい。
【００４７】
また、構成は、流れ図又はブロック図として示されるプロセスとして説明されてもよい。それぞれが動作を逐次プロセスとして説明することがあるが、動作の多くは並行して又は同時に実行することができる。さらに、動作の順序は並べ替えられてもよい。プロセスには、図に含まれていない追加のステップがあってもよい。さらに、方法の例は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、又はそれらの任意の組み合わせによって実装されてもよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、又はマイクロコードで実施されるとき、必要なタスクを実行するためのプログラムコード又はコードセグメントは、記憶媒体などの非一時的コンピュータ可読媒体に格納されてもよい。プロセッサは説明されたタスクを実行してもよい。
【００４８】
いくつかの例示的な構成を説明してきたが、本開示の精神から逸脱することなく、様々な修正形態、代替構造、及び等価物を使用しえもよい。例えば、上記の要素は、より大きなシステムの構成要素としてもよく、その場合、他の規則が本開示の適用よりも優先されるか、そうでなければ本開示の適用を修正してもよい。また、上記の要素が考慮される前、その間、又はその後に、いくつかのステップを踏んでもよい。したがって、上記の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。
【００４９】
本明細書における「適合」又は「構成」の使用は、追加のタスク又はステップを実行するように構成又は構成された装置を排除しない、包括的で包括的な記載として意味されている。さらに、「基づく」の使用は、プロセス、ステップ、計算において、開放的かつ包括的であることを意味し、又は１つ以上の規定された条件又は値に「基づく」又は他の動作は、実際には、追加の条件又は規定されたことを超えた値に基づいてもよい。本明細書に含まれる見出し、リスト、及び番号付けは、説明を容易にするためだけのものであり、限定することを意味するものではない。
【００５０】
本主題の態様による実施形態は、デジタル電子回路内、コンピュータハードウェア内、ファームウェア内、ソフトウェア内、又はそれらの組み合わせ内で実装することができる。一実施形態では、コンピュータは１つ以上のプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、プロセッサに結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのコンピュータ可読媒体を有するか、又はそれへのアクセスを有する。プロセッサは、センササンプリングルーチン、選択ルーチン、及び他のルーチンを含む１つ以上のコンピュータプログラムを実行するなど、メモリに格納されたコンピュータ実行可能プログラム命令を実行して、上記の方法を実行する。
【００５１】
そのようなプロセッサは、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び状態機械を含んでもよい。そのようなプロセッサは、ＰＬＣ、プログラマブル割り込みコントローラ（ＰＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電子的プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ）、又は他の同様なデバイスのようなプログラマブル電子デバイスをさらに含んでもよい。
【００５２】
そのようなプロセッサは、プロセッサによって実行されると、本明細書に記載されたステップをプロセッサに実行させる、又はプロセッサによって支援されるようにプロセッサを動作させることができる命令を格納してもよい媒体、例えば有形のコンピュータ可読媒体を含むか、又はそれと通信してもよい。コンピュータ可読媒体の実施形態は、限定はしないが、ウェブサーバ内のプロセッサなどのプロセッサにコンピュータ可読命令を提供することができるすべての電子、光学、磁気、又は他の記憶装置を含んでもよい。媒体の他の例は、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、メモリチップ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、構成されたプロセッサ、すべての光媒体、すべての磁気テープ又は他の磁気媒体、又は他の任意のものを含むがこれらに限定されない。コンピュータプロセッサが読み取ることができる媒体。また、他の様々な装置は、ルータ、プライベート又はパブリックネットワーク、又は他の伝送装置などのコンピュータ可読媒体を含んでもよい。記載されたプロセッサ及び処理は、１つ以上の構造内にあってもよく、１つ以上の構造を通して分散されてもよい。プロセッサは、本明細書に記載の方法（又は方法の一部）のうちの１つ以上を実行するためのコードを含んでもよい。
【００５３】
本主題をその特定の実施形態に関して詳細に説明してきたが、当業者であれば、前述の理解に達すると、そのような実施形態の変更、変形、及び均等物を容易に生み出すことができることを理解されるであろう。したがって、本開示は、限定ではなく例示を目的として提示されたものであり、当業者には容易に明らかとなるように本主題へのそのような修正、変形及び／又は追加を含むことを排除しないことが理解されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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