(57)【要約】【課題】１つ以上の触覚効果をレンダリングするように構成される触覚対応システムを提供すること。【解決手段】触覚対応システムは、触覚テストパターンをレンダリングするように構成されるアクチュエーターと、触覚テストパターンのレンダリング中に内蔵加速度計のサンプリングレートに従って加速度データを収集するように構成される当該内蔵加速度計と、加速度データに基づいて触覚プロファイルを計算するように構成されるプロセッサとを備える。触覚効果は触覚プロファイルに従ってレンダリングされる。【選択図】図１
2019079521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の触覚効果をレンダリングするように構成された触覚対応システムであって、
プロセッサと、
アクチュエーターと、
内蔵加速度計と、
前記プロセッサによって実行される１つ以上のプログラムを記憶するメモリであって、該１つ以上のプログラムが、
前記内蔵加速度計に対するサンプリングレートを決定する命令と、
触覚テストパターンをレンダリングする命令と、
前記触覚テストパターンの前記レンダリング中に前記サンプリングレートに従って加速度データを収集する命令と、
前記加速度データに基づいて触覚プロファイルを計算する命令と、
を含む、メモリと、
を備え、
前記触覚効果は、前記触覚プロファイルに従ってレンダリングされる、触覚対応システム。
【請求項２】
前記触覚プロファイルは、前記アクチュエーターに対する立ち上がり時間及び立ち下がり時間を含む、請求項１に記載の触覚対応システム。
【請求項３】
前記触覚テストパターンは、前記アクチュエーターに対する一続きのＯＮ期間及びＯＦＦ期間を含む、請求項１に記載の触覚対応システム。
【請求項４】
前記加速度データは複数のデータセットを含み、前記加速度データから重複する加速度データが削除される、請求項１に記載の触覚対応システム。
【請求項５】
前記加速度データは、ローパスフィルターにより、前記アクチュエーターの応答包絡線を求めるように処理される、請求項１に記載の触覚対応システム。
【請求項６】
前記加速度データ内の各データ点は、タイムスタンプに関連付けられたｘ軸加速度値、ｙ軸加速度値及びｚ軸加速度値を含む、請求項１に記載の触覚対応システム。
【請求項７】
前記触覚プロファイルは、単一の加速度データセットから取得される、請求項１に記載の触覚対応システム。
【請求項８】
プロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを記憶する非一時的コンピューター可読記憶媒体であって、該１つ以上のプログラムは、
内蔵加速度計に対するサンプリングレートを決定する命令と、
触覚対応デバイスのアクチュエーターにおいて、触覚テストパターンをレンダリングする命令と、
前記内蔵加速度計において、前記触覚テストパターンの前記レンダリング中に前記サンプリングレートに従って加速度データを収集する命令と、
プロセッサにおいて、前記加速度データに基づいて触覚プロファイルを計算する命令と、
を含み、
触覚効果が、前記触覚対応デバイスにおいて前記触覚プロファイルに従ってレンダリングされる、非一時的コンピューター可読記憶媒体。
【請求項９】
前記触覚プロファイルは、前記アクチュエーターに対する立ち上がり時間及び立ち下がり時間を含む、請求項８に記載の非一時的コンピューター可読記憶媒体。
【請求項１０】
前記触覚テストパターンは、前記アクチュエーターに対する一続きのＯＮ期間及びＯＦＦ期間を含む、請求項８に記載の非一時的コンピューター可読記憶媒体。
【請求項１１】
前記加速度データは複数のデータセットを含み、前記加速度データから重複する加速度データが削除される、請求項８に記載の非一時的コンピューター可読記憶媒体。
【請求項１２】
前記加速度データは、ローパスフィルターにより、前記アクチュエーターの応答包絡線を求めるように処理される、請求項８に記載の非一時的コンピューター可読記憶媒体。
【請求項１３】
前記加速度データ内の各データ点は、タイムスタンプに関連付けられたｘ軸加速度値、ｙ軸加速度値及びｚ軸加速度値を含む、請求項８に記載の非一時的コンピューター可読記憶媒体。
【請求項１４】
前記触覚プロファイルは、単一の加速度データセットから取得される、請求項８に記載の非一時的コンピューター可読記憶媒体。
【請求項１５】
１つ以上の触覚効果をレンダリングする方法であって、
内蔵加速度計に対するサンプリングレートを決定することと、
触覚対応デバイスのアクチュエーターにおいて、触覚テストパターンをレンダリングすることと、
前記内蔵加速度計において、前記触覚テストパターンの前記レンダリング中に前記サンプリングレートに従って加速度データを収集することと、
プロセッサにおいて、前記加速度データに基づいて触覚プロファイルを計算することと、
触覚効果が、前記触覚対応デバイスにおいて前記触覚プロファイルに従ってレンダリングされる、方法。
【請求項１６】
前記触覚プロファイルは、前記アクチュエーターに対する立ち上がり時間及び立ち下がり時間を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記触覚テストパターンは、前記アクチュエーターに対する一続きのＯＮ期間及びＯＦＦ期間を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記加速度データは複数のデータセットを含み、前記加速度データから重複する加速度データが削除される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記加速度データは、ローパスフィルターにより、前記アクチュエーターの応答包絡線を求めるように処理される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記加速度データ内の各データ点は、タイムスタンプに関連付けられたｘ軸加速度値、ｙ軸加速度値及びｚ軸加速度値を含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、包括的には電子デバイスに関し、より詳細には、触覚（haptic）効果を生成する電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスメーカーは、ユーザーのために豊富なインターフェースを製造する努力をしている。従来のデバイスは、視覚キュー及び聴覚キューを用いてユーザーにフィードバックを提供する。幾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（能動フィードバック又は抵抗力フィードバック等）及び／又は触知性（tactile）フィードバック（振動、触感及び熱等）もまたユーザーに提供され、それはより一般的には、まとめて「触覚フィードバック」又は「触覚効果」として知られている。触覚フィードバックは、ユーザーインターフェースを改善しかつ簡略化するキューを提供することができる。具体的には、振動効果又は振動触知性触覚効果は、電子デバイスのユーザーに、特定のイベントについて注意を喚起する、又は現実的なフィードバックを提供して疑似環境又は仮想環境内でより深い感覚的没入感（sensory immersion）を生成するように、ユーザーにキューを提供するのに有用である可能性がある。
【０００３】
デバイスは、触覚効果の出力を、音声又は映像等の他のコンテンツの出力と統合して、触覚効果が他のコンテンツ内に組み込まれるように構成することができる。例えば、音声効果設計者は、機関銃の発射、爆発又は車の衝突等、デバイスによって出力することができる音声効果を開発することができる。さらに、映像効果等、他のタイプのコンテンツを開発して、その後、デバイスによって出力することができる。
【０００４】
触覚効果設計者は、デバイス用に触覚効果をオーサリングすることができ、デバイスは、触覚効果を他のコンテンツとともに出力するように構成することができる。しかしながら、他のコンテンツを正確に補足する触覚効果をオーサリングする触覚効果設計者の能力は、ユーザーのデバイス上にある可能性がある多くのタイプのアクチュエーターによって制限される。他の効果を補足しない触覚効果は、触覚効果が他の音声効果又は他のコンテンツと「かみ合わ」ない、全体的に不調和な効果を生成する可能性がある。この種のユーザー体験は、一般に望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、関連技術を実質的に改良する、触覚効果を生成するように構成された電子デバイスに関する。
【０００６】
実施形態の特徴及び利点は、続く説明に示されており、又は説明から明らかとなり、又は本発明の実施により理解することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの例では、１つ以上の触覚効果をレンダリング（表現、演出）するように構成される触覚対応デバイスが提供される。触覚対応デバイスは、触覚テストパターンをレンダリングするように構成されるアクチュエーターと、触覚テストパターンのレンダリング中に内蔵加速度計のサンプリングレートに従って加速データを収集するように構成される当該内蔵加速度計と、加速度データに基づいて触覚対応デバイスに対する触覚プロファイルを計算するように構成されるプロセッサとを備える。触覚効果は、触覚プロファイルに従ってレンダリングされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態例による触覚対応システム／デバイスのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルを生成する機能のフロー図である。
【図３】本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルを生成するために使用される加速度データを収集する機能のフロー図である。
【図４】本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルのアクチュエーター応答包絡線を生成する機能のフロー図である。
【図５】本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルの立ち上がり時間を計算する機能のフロー図である。
【図６】本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルの立ち下がり時間を計算する機能のフロー図である。
【図７】本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルの最短ＯＮ時間を計算する機能のフロー図である。
【図８】本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルの最短ＯＦＦ時間を計算する機能のフロー図である。
【図９】本発明の実施形態例による、アクチュエータードライバー回路がＯＦＦ期間中に何らかの追加の制動を加えているか否かを判断する機能のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
更なる実施形態、詳細、利点及び変更は、添付図面とともに行われる、好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、明らかとなろう。
【００１０】
ここで、実施形態について詳細に参照し、それら実施形態の例を添付図面によって例示する。以下の詳細な説明では、本発明が完全に理解されるために、多くの具体的な詳細を示す。しかしながら、当業者であれば、これらの具体的な詳細なしに本発明を実施することができることが明らかとなろう。他の場合では、実施形態の態様を不必要に不明瞭にしないように、よく知られた方法、手順、構成要素及び回路については詳細に記載していない。可能な場合はいつでも、同様の要素に対して同様の参照符号を使用する。
【００１１】
本発明の実施形態は、内蔵（又は「搭載」）加速度計を含むモバイルデバイスの触覚プロファイル又は触覚性能特性を測定し確定するシステム、方法及び命令を提供する。モバイルデバイスの触覚プロファイルは、アクチュエーター、アクチュエータードライバー、アクチュエーター増幅器、ソフトウェア、オペレーティングシステム、又は加速度計を含むモバイルデバイスの他の構成要素のタイプを含む、種々の要素に応じて異なる可能性がある。実施形態の実施態様は、内蔵加速度計を用いてモバイルデバイスの触覚プロファイルをオンデマンドで確定することにより、各モバイルデバイスに対する触覚性能特性を手動で確定するための外部測定機器の従来の使用をなくす。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態例による触覚対応システム／デバイス１０のブロック図である。システム１０は、ハウジング１５内に取り付けられたタッチセンシティブ面１１又は他のタイプのユーザーインターフェースを備え、機械式キー／ボタン１３を備えることができる。
【００１３】
システム１０の内部には触覚フィードバックシステムがあり、この触覚フィードバックシステムは、システム１０において触覚効果を発生させ、コントローラー又はプロセッサ１２を備える。プロセッサ１２には、メモリ２０と、アクチュエーター１８に結合された触覚駆動回路１６とが結合されている。プロセッサ１２は、任意のタイプの汎用プロセッサとすることができ、又は、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）等、触覚効果を提供するように特に設計されたプロセッサとすることができる。プロセッサ１２は、システム１０全体を動作させるものと同じプロセッサとすることができ、又は別個のプロセッサとすることができる。プロセッサ１２は、種々のパラメーター（例えば、大きさ、周波数及び持続時間）とデバイスの触覚プロファイルとに基づき、何の触覚効果がレンダリングされるべきであるかと、触覚効果がレンダリングされる順序とを決定する。触覚フィードバックシステムは、１つの実施形態では、システム１０において振動３０、３１又は他のタイプの触覚効果を発生させる。
【００１４】
プロセッサ１２は、触覚駆動回路１６に制御信号を出力し、触覚駆動回路１６は、意図された触覚効果をもたらすために必要な電流及び電圧（すなわち、「モーター信号」）をアクチュエーター１８に提供するために使用される、電子部品及び回路を備える。システム１０は、２つ以上のアクチュエーター１８を備えることができ、各アクチュエーターは、別個の触覚駆動回路１６を備えることができ、それらは全て共通のプロセッサ１２に結合されている。
【００１５】
メモリ２０は、プロセッサ１２がアクセスすることができる、種々の一時的若しくは非一時的記憶又はコンピューター可読媒体を含むことができる。種々の実施形態において、メモリ２０及び本明細書に記載する他のメモリデバイスは、揮発性媒体及び不揮発性媒体、取外し可能媒体及び取外し不能媒体を含むことができる。例えば、メモリ２０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」）、リードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ及び／又は他の任意のタイプの非一時的コンピューター可読媒体の任意の組合せを含むことができる。メモリ２０は、プロセッサ１２が実行する命令を記憶する。後により詳細に開示するように、メモリ２０は、命令の中で、触覚プロファイル確定モジュール２２を含み、触覚プロファイル確定モジュール２２は、プロセッサ１２が実行すると、内蔵加速度計２４を用いてシステム１０の触覚プロファイルを確定する命令である。メモリ２０はまた、プロセッサ１２の内部に配置することもでき、又は内部メモリ及び外部メモリの任意の組合せとすることもできる。
【００１６】
システム１０は、携帯電話、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、スマートフォン、コンピュータータブレット、ゲーミングコントローラー／コンソール、リモート制御装置、又は１つ以上のアクチュエーターを含む触覚効果システムを含む他の任意のタイプのデバイス等、任意のタイプのハンドヘルド／モバイルデバイスとすることができる。システム１０は、リストバンド、ヘッドバンド、眼鏡、指輪、レッグバンド、衣類等に組み込まれるアレイ、又は、ユーザーが身体の上に装着することができるか若しくはユーザーが保持することができ、かつ触覚対応である、他の任意のタイプのデバイス等、ウェアラブルデバイスとすることができる。アクチュエーター１８及び内蔵加速度計２４を除き、システム１０の要素又は機能のうちの幾つかは、リモートに配置することができ、又は、システム１０の残りの要素と通信する別のデバイスによって実施することができる。
【００１７】
アクチュエーター１８は、触覚効果を発生させることができる、任意のタイプのアクチュエーター又は触覚出力デバイスとすることができる。概して、アクチュエーターは、触覚出力デバイスの一例であり、そこでは、触覚出力デバイスは、駆動信号に応答して、振動触知性触覚効果、静電摩擦触覚効果、温度変動及び／又は変形触覚効果等の触覚効果を出力するように構成されたデバイスである。詳細な説明を通してアクチュエーターという用語を用いる場合があるが、本発明の実施形態は、種々の触覚出力デバイスに容易に適用することができる。アクチュエーター１８は、例えば、電気モーター、電磁アクチュエーター、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ー（「ＥＲＭ」）、ハーモニックＥＲＭモーター（「ＨＥＲＭ」）、リニア共振アクチュエーター（「ＬＲＡ」）、ソレノイド共振アクチュエーター（「ＳＲＡ」）、圧電アクチュエーター、マクロファイバーコンポジット（「ＭＦＣ」）アクチュエーター、高帯域幅アクチュエーター、電気活性ポリマー（「ＥＡＰ」）アクチュエーター、静電摩擦ディスプレイ、超音波振動発生器等とすることができる。幾つかの場合では、アクチュエーター自体が触覚駆動回路を含むことができる。
【００１８】
システム１０は、システム１０がインターネット／クラウド５０を介して通信するのを可能にする通信インターフェース２５をさらに備える。インターネット／クラウド５０は、システム１０にリモート記憶及び処理を提供することができ、システム１０が同様のタイプ又は異なるタイプのデバイスと通信するのを可能にする。さらに、本明細書に記載する処理機能のうちの任意のものを、システム１０からリモートのプロセッサ／コントローラーによって実行し、インターフェース２５を介して通信することができる。システム１０の様々な構成要素は、アクチュエーター１８及び内蔵加速度計２４を除き、インターネットベースのクラウドデバイス（図示せず）における等、システム１０からリモートのサーバーに配置することができる。
【００１９】
触覚設計者は、多くのモバイルデバイスの触覚プロファイル又は触覚性能特性が既知ではなく、又は性能の大きい変動を受ける可能性があるため、制限を受けることが多い。例えば、同様に格付けされるアクチュエーターの間に高度のばらつきがある。ばらつきは、アクチュエーターメーカー間で特に大きいが、単一メーカーによって製造されるアクチュエーターの間でも依然として著しい。さらに、同様に格付けされるアクチュエーターは、異なる取付構造、ドライバー回路、アプリケーション及びオペレーティングシステムソフトウェア等を使用する結果としてさらに変化する。少なくともこれらの理由により、同様に格付けされたアクチュエーターであっても、一貫しない触覚応答を頻繁にもたらす。
【００２０】
既知の解決法は、最も一般に市販されているモバイルデバイスに対して触覚性能特性を手動で確定しようと試みる。その結果、既知の解決法は、モバイルデバイスの特定のモデル内で発生するばらつきを考慮することができない。さらに、こうした技法は、一般に、外部加速度計の使用によって制限を受け、そうした外部加速度計は、より高いサンプリングレート、より大きい処理電力を必要とし、さらには、非常に複雑かつ非常に時間がかかる手動プロセスを必要とする。従って、各市販のモバイルデバイスに対して触覚性能特性を手動で確定することは、非常に厄介である。さらに、モバイルデバイスの単一モデルでさえもその触覚性能特性が、例えばそれが販売されている国に応じて異なる可能性がある。対照的に、本発明の実施形態は、任意の特定のモバイルデバイスの触覚プロファイルをオンデマンドで又は「オンザフライで」確定するように内蔵加速度計を使用することに関する。本発明の実施形態を実施することにより、任意の特定のモバイルデバイスに対する触覚プロファイルを容易に確定することができる。
【００２１】
触覚設計者の意図と一貫する触覚効果を確実にレンダリングするために、モバイルデバイスの触覚プロファイルが確定される。触覚効果のレンダリングは、触覚プロファイルに基づいて調整することができる。幾つかの実施形態では、触覚プロファイルは、モバイルデバイスに通信可能に結合されているサーバーにおいて計算することができる。触覚プロファイルは、改良された触覚効果をレンダリングするように使用されるために取り込まれると、複数のモバイルアプリケーション（例えば、複数のゲーミングアプリケーション）に利用可能である。触覚プロファイルは、限定されないがＡｎｄｒｏｉｄ  ＯＳを含む、触覚効果のレンダリングをサポートする任意のオペレーティングシステム（「ＯＳ」）で使用するのに利用可能である。従って、改良された触覚効果は、ホストモバイルデバイスの全てのモバイルアプリケーションに利用可能である。モバイルデバイスの触覚プロファイルの一部として、種々の変数又は特性を指定することができる。変数例としては、立ち上がり時間、立ち下がり時間、立ち上がり曲線、立ち下がり曲線、線形化曲線、最短キック、制動時間及び最短効果再生制限時間が挙げられる。立ち上がり時間は、アクチュエーターが、停止状態から開始して定常状態ピーク加速度の９５％に達するためにかかる、ミリ秒単位の時間である。立ち下がり時間は、アクチュエーターが、９０％ピーク加速度から停止状態に達するためにかかる、ミリ秒単位の時間である。立ち上がり曲線は、アクチュエーターが停止状態から開始してピーク加速度の９５％に達する速度を特定する。立ち下がり曲線は、アクチュエーターが９０％ピーク加速度から停止状態に達する速度を特定する。線形化曲線は、動き出したアクチュエーターの応答の包絡線である。線形化技法は、一般に、様々な強度でアクチュエーターを作動させることによって求めることができる包絡線に沿った点を分解する。例えば、アクチュエーターは、種々の大きさ及び／又は種々の持続時間を有する駆動信号によって駆動することができる。Ａｎｄｒｏｉｄ  ＯＳを用いるデバイス等、幾つかの場合では、触覚テストパターンは最大強度値しか使用しないため、線形化曲線は使用されない可能性がある。他のオペレーティングシステム及びＡｎｄｒｏｉｄ  ＯＳのより新しいバージョンは、１つ以上のサポート強度パラメーターを含む追加のアプリケーションプログラミングインターフェース（「ＡＰＩ」）をサポートする。最短キックは、触覚体験に対してアクチュエーターを作動させるためにアクチュエーター駆動信号が生成されなければならない、ミリ秒単位の時間である。制動がアクチュエーターによってサポートされている場合、制動時間は、９０％ピーク加速度からアクチュエーターを停止させるために必要な、ミリ秒単位の最短時間である。アクチュエーターのストップ又は停止状態は、０．０４ｇ未満のごくわずかな振動強度として定義することができる。最短効果再生制限時間は、アクチュエーター駆動信号が、システムにより触覚効果をレンダリングするために生成される、ミリ秒単位の最短時間である。最短効果再生制限時間は、アクチュエーター駆動回路、システムにおける実施態様とともに、システムソフトウェアがドライバー回路を制御するために使用する構成によって決まる可能性がある。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルを発生させる機能２００のフロー図を示す。幾つかの場合では、図２（及び以下の図３〜図９）のフロー図の機能は、メモリ又は他のコンピューター可読媒体若しくは有形の媒体に記憶されたソフトウェアによって実施され、プロセッサによって実行される。他の場合では、上記機能は、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」）等を使用することによる）、又は図１のシステム１０によって機能的に実施されるハードウェア及びソフトウェアの任意の組合せによって実行することができる。
【００２３】
最初に、機能２００は、任意選択的に、２０１において、図１のシステム１０等、モバイルデバイスを初期化することができる。例えば、機能２００は、モバイルデバイスの様々な構成要素及びモバイルデバイスの内蔵アクチュエーターのそれぞれの構成を決定するか又は他の方法で初期化することができる。例えば、アクチュエーター、加速度データ収集及び分析モジュールとともに、モバイルデバイスの様々な構成要素の状態を、モバイルアプリケーション又は設定メニューを用いて初期化するか又は他の方法で構成することができる。
【００２４】
次に、２０２において、モバイルデバイスにおいて触覚テストパターンがレンダリングされる。触覚テストパターンは、モバイルアプリケーション、モバイルデバイス設定メニューの一部として記憶することができ、又は、図１のインターネット／クラウド５０に通信可能に結合されたデバイス等、クラウドベースのデバイスから取り込むことができる。例えば、触覚テストパターンは、アクチュエーターに対する一連のＯＮ／ＯＦＦ期間を含むことができる。ここで、ＯＮ期間は、可変であるそれぞれの大きさの値を更に含むことができる。触覚テストパターンは、テキストフォーマット又はバイナリフォーマットで指定することができる。
【００２５】
例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ  Ｖｉｂｒａｔｏｒを使用するモバイルデバイスでは、触覚テストパターンは、触覚効果が最大駆動信号電圧でレンダリングされるアクチュエーターＯＮ／ＯＦＦ期間を定義することができる。ここで、ＯＮ／ＯＦＦ期間の各々は、５００ｍｓの持続時間を有することができる。５００ｍｓのＯＮ期間により、アクチュエーターは、定常状態作動に達することができる。様々なアクチュエーターが定常状態に達するために観察される典型的な時間は、２００ｍｓ〜３５０ｍｓである。さらに、５００ｍｓのＯＦＦ期間により、アクチュエーターが、先行する振動コマンドの結果としての残留強度による振動測定値のいかなるカスケード効果もなくすように、停止又はゼロ振動状態（すなわち、０．０４ｇ未満のごくわずかな振動強度）に達することが確実になる。
【００２６】
同時に、触覚テストパターンがレンダリングされている際、機能２００は、２０３において、図１の内蔵加速度計２４等、内蔵加速度計によって検出される加速度データを収集する。幾つかの構成では、機能２００は、加速度計から一貫した加速度データが収集されるのを確実にするために、所定の反復回数、２０２及び２０３を繰り返すことができる。加速度データ内の各データ点は、タイムスタンプに関連付けられるｘ軸加速度、ｙ軸加速度及びｚ軸加速度を含むことができ、タイムスタンプは、２０２及び２０３が繰り返されるときにそれぞれのデータ点を比較するために使用することができる。代替的に、各データ点は、ピーク加速度を含む単一の軸（ｘ、ｙ又はｚ）に沿った加速度データを含むことができる。さらに、加速度データは、デバイスモデル番号、デバイスシリアル番号及びオペレーティングシステムのバージョンに関連付けられる。
【００２７】
幾つかの実施態様では、機能２００は、収集された又は統合された加速度データにおいて１ｋＨｚ分解能を達成するために、２０２及び２０３を繰り返すことができる。従って、２０２及び２０３は、加速度データに対して達成することができる最大サンプリングレートによって決まる反復回数、繰り返すことができる。代替的に、反復回数を、２００回の反復等、加速度データに十分な冗長性を提供する所定数に設定することができる。より少ない反復回数、単一回の反復でさえも使用することができるが、結果としての触覚プロファイルは、より多い反復回数の使用と比較して同様に正確ではない可能性がある。
【００２８】
加速度計は、４ｍｓ毎〜２５ｍｓ毎等、所定のサンプリングレートで加速度データをサンプリングするように構成されている。サンプリングレートは、加速度計が加速度センサーを検知し、加速度データをシステムに提供する時点である。サンプリングレートは、モバイルデバイス、オペレーティングシステム又は加速度計に応じて異なる可能性がある。異なるモバイルデバイスは、種々のサンプリングレートで本発明の実施形態を利用することができる。しかしながら、より低いサンプリングレートで、追加の加速度データを収集することができる。収集された又は統合された加速度データにおいて１ｋＨｚ分解能を達成するために、より多くの数のデータセット又はより多くの回数の反復が必要である場合がある。例えば、５ｍｓのサンプリングレートを有するモバイルデバイスは、１ｋＨｚ分解能を達成するために５つのデータセットを利用することができ、一方で、１０ｍｓのサンプリングレートを有する別のモバイルデバイスは、同じ１ｋＨｚ分解能を達成するために１０個のデータセットを利用することができる。幾つかの実施形態では、機能２００は、加速度プロファイルを十分な精度で再構成するために使用することができる、最小サンプリングレートを決定することができる。他の実施形態では、機能２００は、市販のモバイルデバイスにわたって少なくとも好ましい分解能（例えば、１ｋＨｚ）が達成されるのを確実にするように、所定数（例えば、２００）のデータセットを利用することができる。
【００２９】
その後、２０４において、モバイルデバイスの触覚プロファイルが確定される。１つ以上の計算アルゴリズムを用いて、加速度データを使用してモバイルデバイスに対する触覚プロファイルが生成される。デバイスの触覚プロファイルは、モバイルデバイス自体において、又は代替的に、図１のインターネット／クラウド５０によりモバイルデバイスに通信可能に結合されているサーバーにおいて、確定することができる。幾つかの実施形態では、触覚プロファイル確定モジュールに対するソフトウェアアップデートに使用される計算資源を低減させるために、サーバーにおいて触覚プロファイルを確定することが好ましい。
【００３０】
モバイルデバイスの触覚プロファイルを確定するために、立ち上がり時間、立ち下がり時間、立ち上がり曲線、立ち下がり曲線、線形化曲線、最短キック、制動時間及び最短効果再生制限時間が確定される。様々な触覚プロファイルパラメーターの値は、触覚システムソフトウェア、駆動回路及びアクチュエーターに応じて異なる可能性がある。例えば、ＬＲＡ等、高速応答時間を有するアクチュエーターの場合、最短立ち上がり時間は５ｍｓ程度以下の可能性があり、それより低速のアクチュエーターでは、最短立ち上がり時間は１００ｍｓ〜２００ｍｓの範囲程度に長くなっているであろう。触覚プロファイルは、モバイルデバイス自体において確定することができ、又は、図１のインターネット／クラウド５０に通信可能に結合されたデバイスにおいてリモートに確定することができる。最後に、２０５において、触覚効果は、モバイルデバイスにおいてその触覚プロファイルに従ってレンダリングされる。
【００３１】
従って、機能２００を用いて、モバイルアプリケーションは、触覚テストパターンをレンダリングし、タイムスタンプ付き加速度データを収集する。加速度データは、ユーザーのモバイルデバイスに特定である触覚プロファイルを生成するために、収集され使用される。機能２００は、触覚プロファイルの一部として、加速度プロファイルの包絡線を確定し、それもまた、立ち上がり時間、立ち下がり時間、立ち上がり曲線、立ち下がり曲線、線形化曲線、最短キック、制動時間及び最短効果再生制限時間を含む。機能２００を使用して収集され処理される加速度データは、モバイルデバイス自体が使用することができ、又は、後に使用されるためにリモートデバイスに送信することができる。さらに又は代替的に、機能２００の２０４は、クラウドベースのデバイス等、リモートデバイスにおいて実行することができる。
【００３２】
図３は、本発明の実施形態例によってモバイルデバイスの触覚プロファイルを生成するために使用される加速度データを収集する機能３００のフロー図を示す。
【００３３】
最初に、機能３００は、加速度計サンプリングレートを決定するために、３０１において、図１のシステム１０等、モバイルデバイスを、加速度データ収集に対して初期化する。例えば、機能３００は、モバイルデバイスの様々な構成要素及びモバイルデバイスの内蔵アクチュエーターのそれぞれの構成を決定し又は他の方法で初期化することができる。例えば、アクチュエーター、加速度データ収集及び分析モジュール、ＡＰＩとともに、モバイルデバイスの様々な構成要素の状態を、モバイルアプリケーション又は設定メニューを用いて初期化し又は他の方法で構成することができる。別の例では、モバイルデバイスは、サーバーへの接続に応じて加速度データ収集に対して初期化される。
【００３４】
その後、機能３００は、３０２において、図１の内蔵加速度計２４等の内蔵加速度計によって検出される加速度データを収集し始める。最初に、加速度データは、加速度計のサンプリングレートを決定するために使用される。幾つかの実施形態では、加速度計のセンサーデータＡＰＩが呼び出されて、加速度データの収集を開始する。加速度データ内の各データ点は、タイムスタンプが関連付けられるｘ軸加速度、ｙ軸加速度及びｚ軸加速度を含むことができる。代替的に、各データ点は、ピーク加速度を含む、単一の軸（ｘ、ｙ又はｚ）に沿った加速度データを含むことができる。さらに、加速度データは、デバイスモデル番号、デバイスシリアル番号及びオペレーティングシステムのバージョンに関連付けられる。加速度データは、先入れ先出し（「ＦＩＦＯ」）バッファ等のバッファ内に記憶することができる。
【００３５】
３０３において、所定数の加速度データセットが収集される。図３に示す実施形態例では、２５の加速度データセットが最初に収集される。次に、３０４において、平均サンプル収集時間が計算される。その後、３０５において、計算されたサンプル収集時間を用いて、加速度計がどれくらいの頻度で加速度データを収集するかを指定する時間遅延オフセットアレイが決定され、サンプリングレートが決定される。例えば、収集された加速度データから、連続したサンプルの間のタイムスタンプ差が計算され、これらの値の平均が、時間差の全てを足し合わせたものを、サンプルの数から１引いたもので割ることにより計算される。加速度データは、同じサンプリングレートを維持しながら、初期タイムシフト（すなわち、アクチュエーターのタイプによって決まる、１ｍｓ又は実現可能な場合はそれ未満のインクリメント）で取得することができる。
【００３６】
サンプリングレートが決定された後、触覚テストパターンを用いて、追加の加速度データを収集し、モバイルデバイスの触覚プロファイルを確定することができる。上述したように、データセットの数又は反復の回数は、サンプリングレートに従って変更することができる。代替的に、加速度データを収集するソフトウェア及びプロセス態様を簡略化するために、固定数の加速度データセットを使用することができる。図３に示す実施形態例では、３０６において、収集される加速度データセットは２００回の反復を含む（「ＡＣＱＳｅｔ」＝２００）。３０７において、収集された加速度データセットの数を追跡する反復カウンター（「Ｉ」）もまた設定される。
【００３７】
次に、３０８において、触覚テストパターンがレンダリングされる。３０９において、触覚テストパターンのレンダリングの開始を遅延させるか又はオフセットすることができる。例えば、ミリ秒単位の反復の回数に対応する遅延時間等、反復の回数の数に従って遅延時間を決定することができる。その後、３１０において、反復の各々の間に、加速度データが収集される。
【００３８】
３１１において、反復変数がデクリメントされる。３０７において初期化された反復変数を用いて、３０９における触覚パターン開始時点に対するデータサンプリング開始遅延が決定される。代替的に、幾つかの実施形態では、データサンプリング開始遅延を用いて、反復変数が決定されるか又は設定される。反復変数がゼロ値までデクリメントされると、収集変数（「Ａｃｑｓｅｔ」）を用いて、異なる開始遅延で加速度データの収集が続けられる。機能３００は、３１２において、所定数のデータセットが収集されたか否かを判断する。反復変数及び収集変数に従って、所定数のデータセットが未だ収集されていない場合、機能３００は３１３に進む。３１３において、反復変数がゼロより大きい場合、機能３００は続いて、３０８において、触覚テストパターンをレンダリングする。そうでない場合、反復変数がゼロである場合、機能３００は、３０７において、続いて反復変数をリセットする。言い換えれば、収集変数は、加速度データ収集セットを表し、反復変数は、データ収集開始遅延を表す。所定数のデータセットが収集されると、機能３００は３１４に進み、収集された加速度データがフィルタリングされかつ分析されて、モバイルデバイスの触覚プロファイルが確定される。
【００３９】
図４は、本発明の実施形態例によるモバイルデバイスの触覚プロファイルのアクチュエーター応答包絡線を生成する機能４００のフロー図を示す。最初に、４０１において、加速度データが収集される。加速度データは、上述したように、触覚テストパターンに応じて収集することができる。例えば、触覚パターンがレンダリングされる回数と、加速度データが収集される回数とを指す２００回の反復等、触覚テストパターンの所定の反復回数に対する加速データを収集することができる。言い換えれば、触覚パターンを２００回レンダリングして、２００セットの加速度データを収集することができる。
【００４０】
次に４０２において、加速度データにおける各データ点は、そのそれぞれのタイムスタンプに従って配置されるか又はソートされる（例えば、昇順、降順、加速度軸による等）。その後、４０３において、重複するデータ点を結合するか又は他の方法で削除することができる。例えば、重複する加速度データ点の中央（median）（すなわち、中央（middle））又は平均（mean）（すなわち、平均（average））加速度値を用いることによって、同じタイムスタンプ値を有するデータ点を削除することができる。別の例では、タイムスタンプ付きデータに従って、収集された加速度を結合するか又はインターリーブして、加速度プロファイルを再構成することができる。
【００４１】
最後に、加速度データにローパスフィルター（例えば、２００Ｈｚ）が適用されて、モバイルデバイスのアクチュエーター応答包絡線が生成される。ローパスフィルターは、相対的に低い周波数範囲にある加速度信号において、いかなるノイズも除去する。視覚的比較のために、対応するグラフ４１２及び４１４は、それぞれ、４０４において生成されたフィルタリングされたデータと比較して４０２において収集された加速度データ（例えば、一連のデータ点）を示す。さらに、グラフ４１２及び４１４の各々は、外部加速度計及び内部加速度計を用いて取得された一貫した加速度データを示す。様々な実施形態において、追加のフィルター、ピーク検出及び他のアルゴリズムを用いて、立ち上がり時間及び立ち上がり曲線を見つけるために使用された触覚開始イベントとともに、立ち下がり時間及び立ち下がり曲線を見つけるために使用された停止イベントを考慮しながら、アクチュエーター応答包絡線が生成される。
【００４２】
図５は、本発明の実施形態例によるモバイルデバイスの触覚プロファイルの立ち上がり時間を計算する機能５００のフロー図を示す。最初に、機能５００は、５０１において、図４の機能４００によって生成された包絡線等、アクチュエーター応答包絡線を取り込む。次に、機能５００は、５０２において、３次元加速度データのベクトル和を求めるか、又は、ピーク加速度の軸を求める。５０３において、加速度のピーク値とそのピークが発生した時点とが求められる。５０４において、加速度が最大値の９５％に達した時点が求められる。その後、５０５において、加速度の大きさが最小閾値（例えば、０．０４ｇ未満のごくわずかな振動強度を有するアクチュエーター停止状態）より大きくなった時点が求められる。最後に、加速度が最大値の９５％に達した時点と最小閾値に達した時点との差として、立ち上がり時間が計算される。
【００４３】
対応するグラフ５１４は、加速度が最大値の９５％に達した時点を視覚的に示し、この時点は、この例では約５０ｍｓである。さらに、グラフ５１４は、外部加速度計及び内部加速度計を用いて取得された一貫した加速度データを示す。
【００４４】
図６は、本発明の実施形態例によるモバイルデバイスの触覚プロファイルの立ち下がり時間を計算する機能６００のフロー図を示す。最初に、機能６００は、６０１において、図４の機能４００によって生成された包絡線等、アクチュエーター応答包絡線を取り込む。次に、６０２において、機能６００は、３次元加速度データのベクトル和を求めるか、又は、ピーク加速度の軸を求める。６０３において、加速度のピーク値とそのピークが発生した時点とが求められる。６０４において、加速度が最大値に達した後に最大値の９０％に達した時点が求められる。その後、６０５において、加速度の大きさが最小閾値（例えば、０．０４ｇ未満のごくわずかな振動強度を有するアクチュエーター停止状態）未満となった時点が求められる。最後に、加速度が最大値の９０％に達した時点と最小閾値に達した時点との差として、立ち下がり時間が計算される。
【００４５】
図７は、本発明の実施形態例による、モバイルデバイスの触覚プロファイルの最短ＯＮ時間を計算する機能７００のフロー図を示す。最短ＯＮ時間又は最短効果再生制限時間は、アクチュエーターが触覚効果をレンダリングするように構成されているミリ秒単位の最短時間である。
【００４６】
最初に、機能７００は、７０１において、アクチュエーター応答包絡線とタイムスタンプ付き加速度データとを取り込む。次に、機能７００は、７０２において、３次元加速度データのベクトル和を求めるか、又はピーク加速度の軸を求める。７０３において、加速度データの大きさ及び時間の値に従って、ピーク点及び谷点が計算される。その後、７０４において、加速度データのピーク点及び谷点が触覚テストパターンと比較される。触覚テストパターン例は、「３００、２００、４０、１６０、３５、１６５、３０、１７０、２５、１７５、２０、１８０、１５、１８５、１０、１９０、５、１９５」等、ＯＮ期間（単位ｍｓ）とそれに続くＯＦＦ期間（単位ｍｓ）とを示すことができる。グラフ７１４は、この触覚テストパターン例をグラフィカルに示す。幾つかの実施形態では、この例での最初の３００ｍｓ等、最初のＯＮ期間は、任意選択的に基準時間として作用することができる。テストパターン例から見ることができるように、最短ＯＮ時間は、相対的に短いＯＮ期間（例えば、４０、３５、３０、２５、．．．）を反復して適用することによって求められる。
【００４７】
機能７００は、７０５において最初に計算されたピークにおいて開始する反復プロセスを用いて、７０６において、ピークの数が触覚テストパターンにおけるＯＮ期間の数に等しいか否かを判断する。ピークの数が触覚テストパターンにおけるＯＮ期間の数に等しくない場合、機能７００は７０７に進み、ユーザーに対して、アクチュエーター、ドライバー回路及び対応するハードウェア／ソフトウェアが全てのＯＮ期間に応答しているわけではないことを通知するために、エラー表示を提供することができる。７０７におけるエラー表示にも関わらず、機能７００は、それにも関わらず、７０３において計算されたピークの数に基づいて、７０８に進むことができる。また、ピークの数が触覚テストパターンにおけるＯＮ期間の数に等しい場合、機能７００は７０８に進む。７０８において、機能７００は、現ピーク（「Ｎ」）と後続するピーク（「Ｎ＋１」）との大きさの差が、所定許容値の範囲（例えば、±２％）内でゼロより大きいか否かを判断する。現ピークと後続するピークとの大きさの差がゼロ以下である場合、最短ＯＮ時間が現ピークに対するＯＮ時間であると判断され、機能７００は７０９で終了する。現ピークと後続するピークとの大きさの差がゼロより大きい場合、機能７００は、７１０において、モバイルデバイスが後続するピークに正しく応答するという結果を記録することができる。
【００４８】
次に、７１１において、機能７００は、追加のピークがあるか否かを判断する。追加のピークがある場合、機能７００は７０８に戻り、各後続するピークに対して７０９又は７１０を進む。最後に、追加のピークがない場合、機能７００は、７１２において、最短ＯＮ時間が触覚テストパターンにおける最後のＯＮ期間であると判断する。
【００４９】
図８は、本発明の実施形態例によるモバイルデバイスの触覚プロファイルの最短ＯＦＦ時間を計算する機能８００のフロー図を示す。
【００５０】
最初に、機能８００は、８０１において、アクチュエーター応答包絡線とタイムスタンプ付き加速度データとを取り込む。次に、機能８００は、８０２において、３次元加速度データのベクトル和を求めるか、又はピーク加速度の軸を求める。８０３において、加速度データの大きさ及び時間の値に従って、ピーク点及び谷点が計算される。その後、８０４において、加速度データのピーク点及び谷点が触覚テストパターンと比較される。テストパターン例は、「３５、３５、３５、３０、３５、２５、３５、２０、３５、１５、３５、１０、３５、５、３５、１０００」等、ＯＮ期間（単位ｍｓ）とそれに続くＯＦＦ期間（単位ｍｓ）とを示すことができる。テストパターン例から見ることができるように、最短ＯＦＦ時間は、相対的に短いＯＦＦ期間（例えば、３５、３０、２５、１５…）を反復して適用することによって求められる。
【００５１】
機能８００は、８０５において最初に計算された谷において開始する反復プロセスを用いて、８０６において、谷の数が触覚テストパターンにおけるＯＦＦ期間の数に等しいか否かを判断する。谷の数が触覚テストパターンにおけるＯＦＦ期間の数に等しくない場合、機能８００は８０７に進み、ユーザーに対して、アクチュエーター、ドライバー回路及び対応するハードウェア／ソフトウェアが触覚パターンの最後のＯＦＦ期間より長い最短ＯＦＦ時間を計算することを通知するために、エラー表示を提供することができる。８０７におけるエラー表示にも関わらず、機能８００は、それにも関わらず、８０３において計算された谷の数に基づいて、８０８に進むことができる。また、谷の数が触覚テストパターンにおけるＯＦＦ期間の数に等しい場合、機能８００は８０８に進む。８０８において、機能８００は、現谷（「Ｎ」）と後続する谷（「Ｎ＋１」）との大きさの差が、所定許容値の範囲（例えば、許容差値例±２％を提供されたい）内でゼロより大きいか否かを判断する。現谷と後続する谷との大きさの差がゼロ以下である場合、最短ＯＦＦ時間が現谷に対するＯＦＦ時間であると判断され、機能８００は８０９で終了する。現谷と後続する谷との大きさの差がゼロより大きい場合、機能８００は、８１０において、モバイルデバイスが後続する谷に正しく応答するという結果を記録することができる。
【００５２】
次に、８１１において、機能８００は、追加の谷があるか否かを判断する。追加の谷がある場合、機能８００は８０８に戻り、各後続する谷に対して８０９又は８１０に進む。最後に、追加の谷がない場合、機能８００は、８１２において、最短ＯＦＦ時間が触覚テストパターンにおける最後のＯＦＦ期間であると判断する。
【００５３】
図９は、アクチュエータードライバー回路が、本発明の実施形態例に従ってＯＦＦ期間中に任意の追加の制動を加えているか否かを判断する機能９００のフロー図を示す。
【００５４】
最初に、機能９００は、連続するピークの間の時間差を計算する。次に、９０２において、機能９００は、連続するピークの間の時間差が、触覚テストパターンにおけるＯＮ期間の間の時間差と同じであるか否かを判断する。連続するピークの間の時間差が触覚テストパターンにおける時間差と同じでない場合、機能９００は９０３に進む。ここで、機能９００は、各ピーク及び後続するピークに対して、触覚テストパターンの予期された時間差とピークの間の実際の時間差との差を計算する。その後、機能９００は、予期された時間差と実際の時間差との差が一貫している（例えば、均一な又は５ｍｓの固定されたギャップ）か否かを判断する。予期された時間差と実際の時間差との間の差が一貫していない場合、機能９００は、９０５において、特別のキック／制動又は他の時間が触覚テストパターンの幾つかの部分に部分的に適用された可能性があると判断する。予期された時間差と実際の時間差との差が一貫している場合、９０６において、特別のギャップ又は制動時間がアクチュエータードライバー回路によって適用されていると判断される。グラフ９１０は、挿入された制動時間の計算をグラフィカルに示す。図示するように、加速度レベルは、５ｍｓ、１０ｍｓ及び１５ｍｓのＯＮ期間に一貫したままである。
【００５５】
９０２に戻ると、連続したピークの間の時間差が触覚テストパターンにおける時間差と同じである場合、機能９００は９０７に進む。９０７において、機能９００は、最短ＯＮ時間が触覚テストパターン内のＯＮ期間と同じであるか否かを判断する。最短ＯＮ時間が触覚テストパターン内のＯＮ期間と同じでない場合、９０８において、ＯＮ／ＯＦＦ時間の触覚効果レンダリングを調整するために、１つ以上のパラメーターを使用することができる。最短ＯＮ時間が触覚テストパターン内のＯＮ期間と同じである場合、機能７００は、９０９において、最短ＯＮ時間が触覚テストパターンにおける最後のＯＮ期間であると判断する。対応するグラフ９１１及び９１２は、それぞれ、触覚テストパターンを用いる最短ＯＮ時間及び最短ＯＦＦ時間の計算を示す。
【００５６】
内蔵加速度計を備える任意のモバイルデバイスに対して触覚プロファイルを確定することができる結果として、触覚効果のレンダリングが改良される一方で、広範囲のモバイルデバイスに対して、意図された触覚設計が依然として維持される。さらに、収集され処理されたデータは、後続する使用のためにデータベースの一部として収集するために、デバイスタイプ識別子とともにクラウドに送信することができる。例えば、モバイルデバイスのアプリケーションが、サーバーから事前に設計されたイベントに対して触覚効果をレンダリングするように要求する場合、サーバーは、モバイルデバイスと一致する触覚プロファイルの既存のバージョンを有するか否かを判断することができる。有する場合、モバイルデバイスは、レンダリングする前に触覚効果を変更するように触覚プロファイルを取り込むことができる。従って、デバイスの特定のモデルに対する既存の触覚プロファイルにより、個々のデバイスを再度特徴付けることなく同じモデルの全てのデバイスの使用が可能になる。
【００５７】
当業者であれば、上述した本発明を、異なる順序のステップで、及び／又は開示されたものとは異なる構成の要素で実施することができることが容易に理解されよう。従って、これらの好ましい実施形態に基づいて本発明について記載しているが、当業者には、本発明の趣旨及び範囲内にありながら幾つかの変更、変形及び代替構成が明らかとなることが明らかとなろう。従って、本発明の境界線を決定するために、添付の特許請求の範囲を参照するべきである。
【００５８】
本発明は、２０１７年１０月２０日に出願された米国特許出願第１５／７８９，３２３号明細書の利益を主張し、この出願の開示内容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。
【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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