(57)【要約】  装置は、処理システム、ディスプレイ、および複数の触力覚アクチュエータを含む。ディスプレイおよび触力覚アクチュエータは処理システムに結合される。処理システムは、ディスプレイにおける視覚描写での特定の方向の動きに対応する特定の方向の動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータを制御するように構成される。【選択図】      図３
2013516708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理システムと、
前記処理システムに結合されたディスプレイと、
前記処理システムに結合された複数の触力覚アクチュエータと
を含み、前記処理システムは、前記ディスプレイにおける視覚描写での特定の方向の動きに対応する前記特定の方向の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータを制御するように構成される、装置。
【請求項２】
前記触力覚アクチュエータの第１のセットは、第１の方向の動きをシミュレートし、前記触力覚アクチュエータの第２のセットは、前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向の動きをシミュレートし、前記処理システムは、前記第１の方向および前記第２の方向の任意の組み合わせの２次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットを制御するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記触力覚アクチュエータの第３のセットは、前記第１の方向および前記第２の方向にほぼ垂直な第３の方向の動きをシミュレートし、前記処理システムは、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向の任意の組み合わせの３次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第１のセット、前記第２のセット、および前記第３のセットを制御するように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記触力覚アクチュエータは、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向の各々に層を成し、前記触力覚アクチュエータの前記第１のセット、前記第２のセット、および前記第３のセットの各々は、少なくとも２つの触力覚アクチュエータを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記処理システムは、前記ディスプレイにおける視覚描写での特定の方向の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの各々のアクチュエーションおよび振幅を同期させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記触力覚アクチュエータは、振動フィードバック、フォースフィードバック、質感フィードバック、または温度フィードバックのうちの少なくとも１つを提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記処理システムに結合された少なくとも１つのセンサーをさらに含み、前記処理システムは、前記特定の方向を示すために、前記少なくとも１つのセンサーによって提供された情報に対応する前記触力覚アクチュエータを制御するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのセンサーは、方位センサー、カメラ、ヒートセンサー、タッチセンサー、および近傍センサーから構成されるグループのうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ディスプレイにおける視覚描写を提供することと、
前記視覚描写での動きをシミュレートするために、前記視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御することと
を含む、装置の方法。
【請求項１０】
前記触力覚アクチュエータが、第１の方向に層を成す、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御することは、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記第１の方向に前記触力覚アクチュエータの各々を連続的にアクティブ化および非アクティブ化することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御することは、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータが前記第１の方向において層を成す順番で、前記触力覚アクチュエータの各々の触力覚出力の振幅を変更することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記触力覚アクチュエータの第１のセットは、第 １の方向の動きをシミュレートし、前記触力覚アクチュエータの第２のセットは、前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向の動きをシミュレートし、前記制御することは、前記視覚描写での特定の方向の２次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットを同時に制御することを含み、前記特定の方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
触力覚アクチュエータの第３のセットは、前記第１の方向および前記第２の方向にほぼ垂直な第３の方向の動きをシミュレートし、前記制御することは、前記視覚描写での特定の方向の３次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第３のセットを前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットと同時に制御することをさらに含み、前記特定の方向は、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記触力覚アクチュエータの前記第１のセット、前記第２のセット、および前記第３のセットは、それぞれ、層を成した少なくとも２つの触力覚アクチュエータを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記触力覚アクチュエータは、振動フィードバック、フォースフィードバック、質感フィードバック、または温度フィードバックのうちの少なくとも１つを提供する、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
ディスプレイにおける視覚描写を提供するための手段と、
前記視覚描写での動きをシミュレートするために、前記視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御するための手段と
を含む装置。
【請求項１８】
前記触力覚アクチュエータが、第１の方向に層を成す、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御するための手段は、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記第１の方向に前記触力覚アクチュエータの各々を連続的にアクティブ化および非アクティブ化することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記制御するための手段は、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータが前記第１の方向に層を成す順番で、前記触力覚アクチュエータの各々の触力覚出力の振幅を変更することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記触力覚アクチュエータの第１のセットは、第１の方向の動きをシミュレートし、前記触力覚アクチュエータの第２のセットは、前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向の動きをシミュレートし、前記制御するための手段は、前記視覚描写での特定の方向の２次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットを同時に制御し、前記特定の方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
触力覚触覚アクチュエータの第３のセットは、前記第１の方向および前記第２の方向にほぼ垂直な第３の方向の動きをシミュレートし、前記制御するための手段は、前記視覚描写での特定の方向の３次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚触覚アクチュエータの前記第３のセットを前記触力覚触覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットと同時に制御し、前記特定の方向は、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記触力覚アクチュエータの前記第１のセット、前記第２のセット、および前記第３セットは、それぞれ、層を成した少なくとも２つの触力覚アクチュエータを含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記触力覚アクチュエータは、振動フィードバック、フォースフィードバック、質感フィードバック、または温度フィードバックのうちの少なくとも１つを提供する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
ディスプレイにおける視覚描写を提供し、
前記視覚描写での動きをシミュレートするために、前記視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御する
ためのコードを含むコンピュータ可読媒体
を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２６】
前記触力覚アクチュエータは、第１の方向に層を成す、請求項２５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
前記制御するためのコードは、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記第１の方向に前記触力覚アクチュエータの各々を連続的にアクティブ化および非アクティブ化することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させる、請求項２６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２８】
前記制御するためのコードは、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータが前記第１の方向に層を成す順番で、前記触力覚アクチュエータの各々の触力覚出力の振幅を変更することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させる、請求項２６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
前記触力覚アクチュエータの第１のセットは、第１の方向の動きをシミュレートし、前記触力覚アクチュエータの第２のセットは、前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向の動きをシミュレートし、前記制御するためのコードは、前記視覚描写での特定の方向の２次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットを同時に制御し、前記特定の方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項２５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３０】
触力覚アクチュエータの第３のセットは、前記第１の方向および前記第２の方向にほぼ垂直な第３の方向の動きをシミュレートし、前記制御するためのコードは、前記視覚描写での特定の方向の３次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第３のセットを前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットと同時に制御し、前記特定の方向は、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項２９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３１】
前記触力覚アクチュエータの前記第１のセット、前記第２のセット、および前記第３のセットは、それぞれ、層を成した少なくとも２つの触力覚アクチュエータを含む、請求項３０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３２】
前記触力覚アクチュエータは、振動フィードバック、フォースフィードバック、質感フィードバック、または温度フィードバックのうちの少なくとも１つを提供する、請求項２５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３３】
処理システムと、
前記処理システムに結合されたディスプレイと、
前記処理システムに結合された複数の触力覚アクチュエータと
を含み、前記処理システムは、
前記ディスプレイにおける視覚描写を提供し、
前記視覚描写での動きをシミュレートするために、前記視覚描写に対応する前記触力覚アクチュエータを制御する
ように構成される、装置。
【請求項３４】
前記触力覚アクチュエータは、第１の方向に層を成す、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記触力覚アクチュエータを制御するために、前記処理システムは、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記第１の方向に前記触力覚アクチュエータの各々を連続的にアクティブ化および非アクティブ化することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させるように構成される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記触力覚アクチュエータを制御するために、前記処理システムは、前記視覚描写での前記第１の方向の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータが前記第１の方向に層を成す順番で、前記触力覚アクチュエータの各々の触力覚出力の振幅を変更することによって、前記触力覚アクチュエータを同期させるように構成される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記触力覚アクチュエータの第１のセットは、第１の方向の動きをシミュレートし、前記触力覚アクチュエータの第２のセットは、前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向の動きをシミュレートし、前記触力覚アクチュエータを制御するために、前記処理システムは、前記視覚描写での特定の方向の２次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットを同時に制御するように構成され、前記特定の方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項３３に記載の装置。
【請求項３８】
触力覚アクチュエータの第３のセットは、前記第１の方向および前記第２の方向にほぼ垂直な第３の方向の動きをシミュレートし、前記触力覚アクチュエータを制御するために、前記処理システムは、前記視覚描写での特定の方向の３次元の動きをシミュレートするために、前記触力覚アクチュエータの前記第３のセットを前記触力覚アクチュエータの前記第１のセットおよび前記第２のセットと同時に制御するようにさらに構成され、前記特定の方向は、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせを含む方向である、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記触力覚アクチュエータの前記第１のセット、前記第２のセット、および前記第３のセットは、それぞれ、層を成した少なくとも２つの触力覚アクチュエータを含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記触力覚アクチュエータは、振動フィードバック、フォースフィードバック、質感フィードバック、または温度フィードバックのうちの少なくとも１つを提供する、請求項３３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記の説明は、一般的には触力覚（haptics）に関し、より具体的には、触力覚（three-dimensional (3D) touch sensation）を使用して３次元（３Ｄ）の触覚をシミュレートするための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
触力覚アクチュエータは、ほとんどのハンドヘルドデバイスで容易に利用でき、典型的には、通知、または触力覚イネーブルのゲームでのゲーミング効果のように、タッチ操作可能なディスプレイでのタッチイベントに応答して、触力覚フィードバックを表現する。仮想３Ｄグラフィカル・ユーザ・インターフェースおよびゲームが、ハンドヘルドデバイス（handhelds）に存在するが、ユーザが同一の仮想平面で動くグラフィカル３Ｄオブジェクトに対応するｘ、ｙ、およびｚ平面において触力覚応答を体験するように、３Ｄの触覚をシミュレートする方法は、現在周知ではない。仮想３Ｄユーザインターフェース（または仮想３Ｄゲーム）を有するハンドヘルドデバイスは、触力覚アクチュエータを使用して奥行の錯覚を作り出すことにより３次元の現実性および感覚を向上させることで、メリットを得ることができる。そのようなものとして、触力覚を使用して３Ｄの触覚をシミュレートするための装置および方法が当技術分野において必要とされている。
【発明の概要】
【０００３】
開示の一態様において、装置は、処理システム、処理システムに結合された（coupled）ディスプレイ、および処理システムに結合された複数の触力覚アクチュエータを含む。処理システムは、ディスプレイにおける視覚描写での特定の方向の動きに対応する特定の方向の動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータを制御するように構成される。
【０００４】
開示の一態様において、装置の方法は、ディスプレイにおける視覚描写を提供することと、その視覚描写での動きをシミュレートするために視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御することとを含む。
【０００５】
開示の一態様によると、装置は、ディスプレイにおける視覚描写を提供するための手段と、その視覚描写での動きをシミュレートするために視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御するための手段とを含む。
【０００６】
開示の一態様において、コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、ディスプレイにおける視覚描写を提供するためのコードと、その視覚描写での動きをシミュレートするために視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御するためのコードとを含む。
【０００７】
開示の一態様において、装置は、処理システム、処理システムに結合されたディスプレイ、および処理システムに結合された複数の触力覚アクチュエータを含む。処理システムは、ディスプレイにおける視覚描写を提供するように構成され、その視覚描写での動きをシミュレートするために、視覚描写に対応する触力覚アクチュエータを制御するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、例示的な装置のためのハードウェアの構成を示す概念ブロック図である。
【図２】図２は、複数の触力覚アクチュエータを有するユーザ機器（ＵＥ）を示す概念図である。
【図３】図３は、複数の触力覚アクチュエータを有するＵＥを示す別の概念図である。
【図４】図４は、例示的な装置のためのハードウェアの構成を示す別の概念ブロック図である。
【図５】図５は、例示的な装置のハードウェアの構成を示すさらに別の概念ブロック図である。
【図６】図６は、例示的な方法のフローチャートである。
【図７】図７は、例示的な装置のモジュラー図である。
【詳細な説明】
【０００９】
新しいシステム、装置、および方法のさまざまな態様が、付属の図面を参照して下記により十分に説明される。しかしながら、教示開示は、多くの異なる形態で具現化されることができ、この開示を通して提示されている任意の特定の構造または機能に限定されると解釈されるべきではない。そうではなく、これらの態様は、この開示が完全かつ徹底されたものであり、当業者に開示の範囲を十分に示唆するように提供されている。ここでの教示に基づいて、当業者は、開示の範囲が、発明の任意の他の態様と別々に実現されようと、組み合わせられようと、ここで開示された新しいシステム、装置、および方法の任意の態様をカバーするように意図されているということを理解すべきである。たとえば、ここで説明される任意の数の態様を使用して、装置が実現されることができ、方法が実行されることができる。さらに、発明の範囲は、他の構造、機能、または、ここに説明される発明のさまざまな態様に追加された、またはそれ以外の構造および機能を使用して実行される、そのような装置または方法をカバーするように意図されている。ここに開示される任意の態様は、請求項の１つ以上の要素によって具現化され得ることを理解すべきである。
【００１０】
発明のさまざまな態様を組み込むのに適切な装置の例は、ワイヤレスネットワークにおいて動作可能なＵＥを含むが、それに限定されない。ＵＥは、携帯電話、ユーザ端末、移動局、モバイルデバイス、加入者局、ワイヤレスデバイス、端末、アクセス端末、ノード、ハンドヘルドデバイス、またはいくつかの他の適切な専門用語で呼ぶことができる。この開示を通して説明されるさまざまな概念は、それらの特定の学術用語に関係なく、すべての適切な装置に適用されるものとする。
【００１１】
装置のさまざまな態様は、ここで図１を参照して提示される。図１は、装置のためのハードウェアの構成を示す概念ブロック図である。装置１００は、プロセッサ１０４、プロセッサ１０４に結合された機械可読媒体（メモリ）１０８、プロセッサ１０４に結合された複数の触力覚アクチュエータ１０６、およびプロセッサ１０４に結合されたディスプレイ１１４を含む。プロセッサ１０４および機械可読媒体１０８は、合わせて処理システム１１０と呼ばれることができる。しかしながら、処理システム１１０は、特定のプロセッサ１０４の構成では、機械可読媒体１０８なしで、プロセッサ１０４を含むことができる。
【００１２】
処理システム１１０は、１つ以上のプロセッサを含むことができる。１つ以上のプロセッサは、計算または他の情報操作を実行できる、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、状態機械（state machines）、ゲート論理、離散ハードウェアコンポーネント、または任意の他の適切なエンティティの任意の組み合わせで実現され得る。
【００１３】
処理システム１１０は、また、ソフトウェアを記憶するための機械可読媒体１０８を含むことができる。ソフトウェアは、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と呼ばれようと呼ばれなかろうと、任意のタイプの命令を意味するように広く解釈されるべきである。命令は、コード（たとえば、インソースコードフォーマット、バイナリコードフォーマット、実行可能なコードフォーマット、または任意の他の適切なコードのフォーマット）を含むことができる。命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合、処理システム１１０に、以下に説明されるさまざまな機能だけでなく、他のプロトコル処理機能を実行させる。
【００１４】
機械可読媒体１０８は、プロセッサの１つ以上に組み込まれた記憶装置を含むことができる。機械可読媒体１０８は、また、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、または任意の他の適切な記憶装置のような、１つ以上のプロセッサの外部にある記憶装置を含むことができる。さらに、機械可読媒体１０８は、データ信号を符号化する伝送路または搬送波を含むことができる。当業者は、処理システムに関し、説明される機能が、いかにして最適に実現するかを理解するだろう。
【００１５】
触力覚アクチュエータ１０６は、ユーザの皮膚感覚または運動感覚を通して、ＵＥ１００のユーザにフィードバックを提供する。触力覚アクチュエータ１０６は、ユーザの皮膚感覚を通して、振動、質感、温度、または他のタッチフィードバックを、ユーザに提供することができる。触力覚アクチュエータ１０６は、振動、質感、または温度フィードバックを提供するための電気活性高分子アクチュエータ、圧電アクチュエータ、表面静電アクチュエータ（electrostatic surface actuators）、ペルチェ素子、または他のアクチュエータ／デバイスであり得る。あるいは、またはさらに、触力覚アクチュエータ１０６は、ユーザの運動感覚を通して、ユーザにフォースフィードバックを提供することができる。フォースフィードバックを提供するために、触力覚アクチュエータ１０６の各々は、特定の加速度または速度で、２つの方向のうちの一方へ移動できる質量（mass）を含み得る。移動質量は、力（force）の方向に対応する特定の方向にＵＥ１００を動かすことによって、ユーザにフォースフィードバックを提供する。ユーザはその後、筋肉の動きを通して力の方向および振幅を感知することができる。
【００１６】
図２は、複数の触力覚アクチュエータ１０６ｘ、１０６ｙ、１０６ｚを有するＵＥ１００を示す概念図である。ＵＥ１００は、少なくとも２次元におけるフィードバックを提供するために、触力覚アクチュエータ１０６ｘ、１０６ｙ、１０６ｚのうちの少なくとも２つを含むことができる。触力覚アクチュエータ１０６ｘはｘ方向を向き、触力覚アクチュエータ１０６ｙはｙ方向を向き、触力覚アクチュエータ１０６ｚはｚ方向を向いている。触力覚アクチュエータ１０６ｘ、１０６ｙ、１０６ｚは、それぞれフォースフィードバックを提供する。ｘ、ｙ、およびｚ方向を向いている触力覚アクチュエータは、触力覚アクチュエータを同時に制御することによって、組み合わせたフォースフィードバックが任意の方向に提供されることを可能にする。上記のように、触力覚アクチュエータは、フォースフィードバックを提供することができ、それぞれが、特定の速度または加速度で特定の方向に移動できる質量を含むことができる。そのような構成において、触力覚アクチュエータ１０６ｘ、１０６ｙ、１０６ｚは、触力覚アクチュエータ１０６ｘ、１０６ｙ、１０６ｚの各々に関連づけられた質量を同時に移動させることによって、ｘ、ｙ、およびｚ方向の任意の組み合わせのフォースフィードバックを提供するように制御されることができる。
【００１７】
図３は、複数の触力覚アクチュエータ２０６ｘ、２０６ｙ、２０６ｚを有するＵＥ２００を示す概念図である。図３に示すように、触力覚アクチュエータは、ｘ、ｙ、およびｚ方向に層を成し、触力覚アクチュエータ２０６ｘはｘ方向に層を成し、触力覚アクチュエータ２０６ｙはｙ方向に層を成し、触力覚アクチュエータ２０６ｚはｚ方向に層を成す。特定の方向を示すために、触力覚アクチュエータは、その特定の方向に連続的にアクティブ化および非アクティブ化されることができる。特定の方向は、また、触力覚アクチュエータを同時にアクティブ化することと、その特定の方向に増減する振幅を有する触力覚アクチュエータの各々の振幅を変更することと、によって示されることができる。たとえば、触力覚アクチュエータ２０６ｚについては、仮想３Ｄオブジェクトがディスプレイの仮想前面の最も近くに現れた（すなわち、ユーザの最も近くに現れた）ときに触力覚応答が最大であるように、（振動、質感、温度、または別の触覚として体験される）最上位（top-most）のアクチュエータの振幅が、変えられることができる。仮想３Ｄオブジェクトが仮想ｚ方向に向かってユーザから離れて動くように見えるにつれ、最上位の触力覚アクチュエータの振幅は段階的に減衰することができ、３Ｄオブジェクトが前面から離れ、ディスプレイの中間（middle）または後方に向かって動くように見えるにつれ、中間または最下位（bottom-most）の触力覚アクチュエータ（単数または複数）が段階的に増幅することができ、このようにして、触力覚の奥行の錯覚を作り出す。すべてのアクチュエータのためのアクチュエーションの振幅およびタイミングは、仮想３Ｄオブジェクトがディスプレイの前面から後方へと動くように見える際の、最良の触力覚の奥行の錯覚のために、同期させられることができる。アクティブ化／非アクティブ化間のタイミング遅延および／または同期させた振幅の調整は、３Ｄオブジェクトがディスプレイの仮想前面から仮想後方へと動くのにかかる時間をシミュレートすることができる。たとえば、仮想３Ｄオブジェクトが、仮想後方へと「押され」、仮想３Ｄオブジェクトが仮想後方に到達した場合に、最後方（back-most）アクチュエータのみをアクチュエートさせることにより、後壁への仮想衝突の触力覚体験をシミュレートする。
【００１８】
図３に示すように、ＵＥ１００は、ｘ、ｙ、およびｚ方向の各々における動きを示すための触力覚アクチュエータを含むので、触力覚アクチュエータに、ｘ、ｙ、およびｚの方向の任意の組み合わせにおける動きをシミュレートさせることを可能にする。そのような構成において、触力覚アクチュエータは、動く３Ｄオブジェクトに対応する３つの平面における動きおよび奥行の錯覚を作り出すために、振幅を変動させることと連続して励起され得る。すなわち、触力覚アクチュエータ２０６ｘ、２０６ｙ、２０６ｚは、組み合わせたフィードバックを提供するために同時に使用されることができ、たとえば、ＵＥ２００の上、右、および前方の角から、ＵＥ２００の下、左、および後方の角への動きを示す。振動性フィードバックの方向に結合された振幅におけるそのような変化は、たとえば、小さな雪玉が、坂を転がり落ち、さらなる雪をまとうにつれて質量を増加させることを示し得る。
【００１９】
図４は、例示的な装置のためのハードウェアの構成を示す別の概念ブロック図である。ＵＥ１００は、さらに、プロセッサ１０４に結合された１つ以上の方位センサー１１２を含むことができる。方位センサー１１２は、ジャイロスコープを含むことができる。あるいは、またはさらに、方位センサー１１２は、レベルセンサーおよびコンパスを含むことができる。さらに、方位センサー１１２は、重力に対するＵＥ１００の傾き、高さ、または傾斜を測るための傾斜計を含むことができる。方位センサー１１２は、ＵＥ１００の特定の方位についてプロセッサ１０４に情報を提供する。プロセッサ１０４は、触力覚アクチュエータ１０６をどのように制御するかを決定するために、方位情報を使用することができる。すなわち、プロセッサ１０４は、ＵＥ１００の方位に対応するフィードバックを提供し、またはＵＥ１００の方位に基づいて、ディスプレイに対応する、提供されたフィードバックを変更するように、触力覚アクチュエータ１０６を制御するように構成され得る。
【００２０】
触力覚アクチュエータがフォースフィードバックを提供した場合、フォースフィードバックはＵＥ１００の方位に依存して変更され得る。たとえば、プロセッサ１０４は、ディスプレイと協調して特定のフォースフィードバックを提供するように、触力覚アクチュエータ１０６を制御するように構成され、さらに、方位センサー１１２によって提供されたＵＥ１００の方位に基づいて、提供されたフォースフィードバックを変更するように構成され得る。そのようなものとして、プロセッサ１０４は、３Ｄディスプレイと協調して特定の方向、速度および／または加速度を有するフォースフィードバックを提供するように構成され得る。さらに、プロセッサ１０４は、ＵＥ１００の特定の方位に基づいてフォースフィードバックの方向、速度、および／または加速度を変更することによって、提供されたフォースフィードバックを調整するように構成され得る。そのような構成は、ＵＥ１００が特定の方位に保持されることを必要とせずに、パス（path）をたどるように特定の方向を示すことに有用であることができる。たとえば、ＵＥ１００がユーザのポケットの中で任意の方位に保持される一方で、フォースフィードバックが前方向を示すためにユーザに提供され得る。
【００２１】
図５は、例示的な装置のためのハードウェアの構成を示すさらに別の概念ブロック図である。ＵＥ１００は、さらに、プロセッサ１０４に結合された、１つ以上のカメラ、ヒートセンサー、タッチセンサー、および／または近傍センサーのような追加センサー１１６を含むことができる。追加センサー１１６は、環境を感知し、プロセッサ１０４に情報を中継する。プロセッサ１０４は、追加センサー１１６から提供された感知情報に対応して触力覚アクチュエータ１０６のコントロールを制御または変更することができる。たとえば、追加センサー１１６は、ＵＥ１００がどのように運ばれているのか、右手でなのか、左手でなのか、ポケットの中にあるのか、ユーザが最も近いのはどちら側か、を決定することができ、ユーザの方向のフィードバックを提供するように触力覚アクチュエータ１０６を制御することができる。別の例において、プロセッサ１０４は、ディスプレイ１１４における描写と協調して触力覚フィードバックを提供することができ、ＵＥ１００が左手に保持されるか右手に保持されるかに依存して、たとえば、どのようにマウスが左手のアクティブ化と右手のアクティブ化との間で変換され得るかに依存して、フィードバックの方向を変更することができる。
【００２２】
図６は、例示的な方法のフローチャート５００である。方法は、ディスプレイにおける視覚描写を提供することを含む（５０２）。さらに、方法は、視覚描写での動きをシミュレートするために、視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御することを含む（５０４）。一構成において、触力覚アクチュエータは第１の方向に層を成す。一構成において、ステップ５０４における制御することは、視覚描写での第１の方向の動きをシミュレートするために、第１の方向に触力覚アクチュエータの各々を連続的にアクティブ化および非アクティブ化することによって、触力覚アクチュエータを同期させることを含む。一構成において、ステップ５０４における制御することは、視覚描写での第１の方向の動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータが第１の方向において層を成す順番で、触力覚アクチュエータの各々の触力覚出力の振幅を変更することによって、触力覚アクチュエータを同期させることを含む。一構成において、触力覚アクチュエータの第１のセットは、第１の方向の動きをシミュレートし、触力覚アクチュエータの第２のセットは、第１の方向にほぼ垂直な第２の方向の動きをシミュレートする。さらに、ステップ５０４における制御することは、視覚描写での特定の方向の２次元（２Ｄ）の動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータの第１のセットおよび第２のセットを同時に制御することを含む。特定の方向は、第１の方向および第２の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせである。
【００２３】
別の構成において、触力覚アクチュエータの第３のセットは、第１の方向および第２の方向にほぼ垂直な第３の方向の動きをシミュレートする。さらに、ステップ５０４における制御することは、視覚描写での特定の方向の３Ｄの動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータの第３のセットを触力覚アクチュエータの第１のセットおよび第２のセットと同時に制御することを含む。特定の方向は、第１の方向、第２の方向および第３の方向のうちの少なくとも１つの組み合わせである。
【００２４】
一構成において、触力覚アクチュエータの第１のセット、第２のセット、および第３のセットは、それぞれ、層を成した少なくとも２つの触力覚アクチュエータを含む。別の構成において、触力覚アクチュエータは、振動フィードバック、フォースフィードバック、質感フィードバック、または温度フィードバックのうちの少なくとも１つを提供する。
【００２５】
図７は、例示的な装置のモジュラー図６００である。例示的な装置は、ＵＥ１００またはＵＥ２００であり得る。例示的な装置は、ディスプレイにおける視覚描写を提供するモジュール６０２を含む。例示的な装置は、さらに、視覚描写での動きをシミュレートするために、視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御するモジュール６０４を含む。モジュール６０２およびモジュール６０４は処理システム１１０である。ディスプレイは、処理システムに結合される。さらに、複数の触力覚アクチュエータは処理システムに結合される。処理システムは、ディスプレイにおける視覚描写での特定の方向の動きに対応する特定の方向の動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータを制御するように構成される。
【００２６】
一構成において、触力覚アクチュエータの第１のセットは、第１の方向の動きをシミュレートし、触力覚アクチュエータの第２のセットは、第１の方向にほぼ垂直な第２の方向の動きをシミュレートする。処理システムは、第１の方向および第２の方向の任意の組み合わせの、２Ｄの動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータの第１のセットおよび第２のセットを制御するように構成される。たとえば、第１の方向がｘ方向であり、第２の方向がｙ方向である場合、触力覚アクチュエータは、ｘｙ平面における任意の方向の２Ｄの動きをシミュレートできる。
【００２７】
一構成において、触力覚アクチュエータの第３のセットは、第１の方向および第２の方向にほぼ垂直な第３の方向の動きをシミュレートする。触力覚アクチュエータの第１、第２、および第３のセットは、それぞれ、フォースフィードバックを提供する触力覚アクチュエータに関連して、図２に示されたように、１つの触力覚アクチュエータのみを含むことができる。あるいは、触力覚アクチュエータの第１、第２、および第３のセットは、それぞれ、振動、質感、温度、または他のタッチフィードバックを提供する図３に示されたような層を成した複数の触力覚アクチュエータを含むことができる。処理システムは、第１の方向、第２の方向、および第３の方向の任意の組み合わせの、３Ｄの動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータの第１のセット、第２のセット、および第３のセットを制御するように構成される。
【００２８】
一構成において、触力覚アクチュエータは、第１の方向、第２の方向、および第３の方向の各々に層を成す。触力覚アクチュエータの第１のセット、第２のセット、および第３のセットの各々は、少なくとも２つの触力覚アクチュエータを含む。一構成において、処理システムは、ディスプレイにおける視覚描写での特定の方向の動きをシミュレートするために、触力覚アクチュエータの各々のアクチュエーションおよび振幅を同期させるように構成される。一構成において、触力覚アクチュエータは、振動フィードバック、フォースフィードバック、質感フィードバック、または温度フィードバックのうちの少なくとも１つを提供する。
【００２９】
一構成において、例示的な装置は、処理システムに結合された少なくとも１つの方位センサーをさらに含む。そのような一構成において、処理システムは、さらに、特定の方向を示すために、少なくとも１つの方位センサーによって提供された情報に対応する触力覚アクチュエータを制御するように構成される。
【００３０】
一構成において、装置（ＵＥ１００またはＵＥ２００）は、ディスプレイにおける視覚描写を提供するための手段と、その視覚描写での動きをシミュレートするために、視覚描写に対応する複数の触力覚アクチュエータを制御するための手段とを含む。前述の手段は、前述の手段の各々において識別される機能を実行するように構成される、処理システム１１０である。特に、プロセッサ１０４における前述の手段は、前述の手段の各々において識別される機能を実行するように構成される。
【００３１】
先の説明は、いずれの当業者にも本開示の全範囲を十分に理解することを可能にさせるために提供されている。ここに開示されたさまざまな構成に対する変更は、当業者に容易に理解されるだろう。したがって、請求項は、ここに説明された開示のさまざまな態様に限定されることは意図しておらず、請求項の言語と一致する全範囲が付与されることを意図し、単数における要素への言及は、特にそうであるとの記載がない限り、「１つ、および１つのみ」という意味を意図するのではなく、「１つ以上の」という意味を意図する。特にそうでないとの記載がない限り、「いくつかの」という用語は、「１つ以上の」を意味する。当業者に周知の、または後に周知になる、この開示を通して説明されるさまざまな態様の要素の構造上および機能上のすべての同等物は、引用によってここに明確に組み込まれ、請求項によって含まれることを意図する。さらに、ここに開示されたものはいずれも、そのような開示が請求項において明確に記載されているかどうかに関わらず、公に献呈されるものと意図されない。請求項の要素はいずれも、要素が「〜のための手段」というフレーズを使用して明確に記載されない限り、または、方法の請求項の場合には要素が「〜のためのステップ」というフレーズを使用して記載されない限り、３５ Ｕ.Ｓ.Ｃ. §１１２、第６段落の規定のもとで解釈されるべきではない。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月22日(2013.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
新しいシステム、装置、および方法のさまざまな態様が、付属の図面を参照して下記により十分に説明される。しかしながら、教示および開示は、多くの異なる形態で具現化されることができ、この開示を通して提示されている任意の特定の構造または機能に限定されると解釈されるべきではない。そうではなく、これらの態様は、この開示が完全かつ徹底されたものであり、当業者に開示の範囲を十分に示唆するように提供されている。ここでの教示に基づいて、当業者は、開示の範囲が、発明の任意の他の態様と別々に実現されようと、組み合わせられようと、ここで開示された新しいシステム、装置、および方法の任意の態様をカバーするように意図されているということを理解すべきである。たとえば、ここで説明される任意の数の態様を使用して、装置が実現されることができ、方法が実行されることができる。さらに、発明の範囲は、他の構造、機能、または、ここに説明される発明のさまざまな態様に追加された、またはそれ以外の構造および機能を使用して実行される、そのような装置または方法をカバーするように意図されている。ここに開示される任意の態様は、請求項の１つ以上の要素によって具現化され得ることを理解すべきである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図３に示すように、ＵＥ２００は、ｘ、ｙ、およびｚ方向の各々における動きを示すための触力覚アクチュエータを含むので、触力覚アクチュエータに、ｘ、ｙ、およびｚの方向の任意の組み合わせにおける動きをシミュレートさせることを可能にする。そのような構成において、触力覚アクチュエータは、動く３Ｄオブジェクトに対応する３つの平面における動きおよび奥行の錯覚を作り出すために、振幅を変動させることと連続して励起され得る。すなわち、触力覚アクチュエータ２０６ｘ、２０６ｙ、２０６ｚは、組み合わせたフィードバックを提供するために同時に使用されることができ、たとえば、ＵＥ２００の上、右、および前方の角から、ＵＥ２００の下、左、および後方の角への動きを示す。振動性フィードバックの方向に結合された振幅におけるそのような変化は、たとえば、小さな雪玉が、坂を転がり落ち、さらなる雪をまとうにつれて質量を増加させることを示し得る。
【国際調査報告】
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