(57)【要約】      （修正有）【課題】アクションが確かに実行されたこと又はアクションが発生したことをユーザに知らせるシステム及び方法を提供する。【解決手段】システムは、表面においてユーザから受信した入力を検出するように構成されたセンサと、表面における摩擦効果を含む第１触覚効果を、ユーザから受信した入力に基づいて表面において生成するように構成された第１触覚出力装置と、振動触覚フィードバックを含む第２触覚効果を生成するように構成された第２触覚出力装置と、センサから入力信号を受信し、第１駆動信号を第１触覚出力装置へと出力して第１触覚効果を生成し、第２駆動信号を第２触覚出力装置へと出力して第２触覚効果を生成するように構成されたプロセッサとを備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面において、ユーザから受信した入力を検出するように構成されたセンサと、
前記表面における摩擦効果を含む第１触覚効果を、前記ユーザから受信した前記入力に基づいて前記表面において生成するように構成された第１触覚出力装置と、
振動触覚フィードバックを含む第２触覚効果を生成するように構成された第２触覚出力装置と、
前記センサから入力信号を受信し、第１駆動信号を前記第１触覚出力装置へと出力して前記第１触覚効果を生成し、第２駆動信号を前記第２触覚出力装置へと出力して前記第２触覚効果を生成するように構成されたプロセッサと、を備えるシステム。
【請求項２】
前記第１触覚出力装置は、静電装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１触覚出力装置は、超音波振動装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２触覚出力装置は、アクチュエータを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータは、圧電アクチュエータ、ボイスコイル、磁気アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、超音波エネルギーアクチュエータ、偏心質量体アクチュエータ、電気活性ポリマーアクチュエータ、又は、形状記憶合金を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記表面を含むタッチスクリーンを更に備える、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記タッチスクリーンは、画像を表示するように構成されるディスプレイを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムは更に、入力装置を備え、
前記第１触覚効果は、前記入力装置の使用のための配向キューを提供するように構成され、
前記第２触覚効果は、前記ディスプレイに表示される前記画像と関連付けられている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１触覚効果は、前記ディスプレイに表示されている前記画像と関連付けられ、
前記第２触覚効果は、前記ディスプレイに表示されている前記画像と関連付けられていないイベントと関連付けられる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記イベントは通知である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１触覚効果は、前記ユーザによる前記画像の移動と関連付けられている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２触覚効果は、前記ディスプレイに表示されている前記画像の、前記ディスプレイの縁部とのインタラクションと関連付けられている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２触覚効果は、前記ユーザによるインタラクションなしの、前記画像の移動と関連付けられている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第２触覚効果は、前記ディスプレイに表示されている前記画像の、前記ディスプレイの縁部とのインタラクションと関連付けられている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１触覚効果は、前記ユーザによる第１設定から第２設定への前記画像の変更と関連付けられ、
前記第２触覚効果は、前記第２設定に保持される前記画像と関連付けられている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１触覚効果は、前記ユーザが前記画像の位置における前記表面をスライドすることにより、前記画像とインタラクションを行う時に生成され、
前記第２触覚効果は、前記ユーザが前記画像の位置における前記表面を押すことにより、前記画像とのインタラクションを行う時に生成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１触覚効果及び前記第２触覚効果は、ほぼ同時に生成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１触覚効果及び前記第２触覚効果は、交互に生成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１触覚効果は、第１の所定時間生成され、
前記第２触覚効果は、第２の所定時間生成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第２触覚効果は、前記ユーザが、前記表面の上方でホバリングする場合に生成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１触覚効果は、第１の周波数レンジで生成され、
前記第２触覚効果は、第２の周波数レンジで生成され、
前記第１の周波数レンジの下端は、前記第２の周波数レンジの下端よりも低く、
前記第１の周波数レンジの上端は、前記第２の周波数レンジの上端よりも低い、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１の周波数レンジは、前記第２の周波数レンジと重なっている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
ユーザインターフェースのタッチ面において、ユーザによる入力を検出する段階と、
検出した前記入力に応答して、摩擦効果を含む第１触覚効果を前記タッチ面において生成する段階と、
振動触覚効果を含む第２触覚効果を、前記ユーザインターフェースにおいて生成する段階と、を備える方法。
【請求項２４】
前記タッチ面を介して画像を表示する段階を更に備える、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記第１触覚効果は、入力装置の使用のための配向キューを提供するように構成され、
前記第２触覚効果は、表示される前記画像と関連付けられている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１触覚効果は、表示されている前記画像と関連付けられ、
前記第２触覚効果は、表示されている前記画像と関連付けられていないイベントと関連付けられる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記イベントは通知である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１触覚効果は、前記ユーザによる、表示されている前記画像の移動と関連付けられている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２触覚効果は、前記ディスプレイに表示されている前記画像の、前記ディスプレイの縁部とのインタラクションと関連付けられている、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２触覚効果は、前記ユーザによるインタラクションなしの、前記画像の移動と関連付けられている、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
表示されている前記画像と同時に第２の画像を表示する段階を更に備え、
前記第２触覚効果は、表示されている画像と、表示されている前記第２の画像とのインタラクションと関連付けられている、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１触覚効果は、第１設定から第２設定への前記ユーザによる前記画像の変更と関連付けられ、
前記第２触覚効果は、前記第２設定に保持される前記画像と関連付けられている、請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１触覚効果は、前記ユーザが前記画像の位置における前記タッチ面をスライドすることにより、前記画像とインタラクションを行う時に生成され、
前記第２触覚効果は、前記ユーザが前記画像の位置における前記タッチ面を押すことにより、前記画像とのインタラクションを行う時に生成される、請求項２４に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１触覚効果及び前記第２触覚効果は、ほぼ同時に生成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１触覚効果及び前記第２触覚効果は、交互に生成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１触覚効果は、第１の所定時間生成され、
前記第２触覚効果は、第２の所定時間生成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第２触覚効果は、前記ユーザが、前記タッチ面の上方でホバリングする場合に生成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１触覚効果は、第１の周波数レンジで生成され、
前記第２触覚効果は、第２の周波数レンジで生成され、
前記第１の周波数レンジの下端は、前記第２の周波数レンジの下端よりも低く、
前記第１の周波数レンジの上端は、前記第２の周波数レンジの上端よりも低い、請求項２３に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の周波数レンジは、前記第２の周波数レンジと重なっている、請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦効果及び振動触覚効果を生成するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
触覚ディスプレイを備えるユーザインターフェースは、アクションが確かに実行されたこと又はアクションが発生したことをユーザに知らせるべく、振動触覚フィードバックの形態で触覚効果を提供するように構成される場合がある。例えば、タッチスクリーンに表示されたボタンが確かに押されたことを知らせる場合に、又は、テキストメッセージ又はｅメールがユーザインターフェースで受信された場合に、振動触覚フィードバックが提供されてもよい。触覚ディスプレイを備えるユーザインターフェースは、指又はスタイラス（ｓｔｙｌｕｓ）が触覚ディスプレイの表面をスライドした時に、摩擦効果の形態で触覚効果を提供するように構成されてもよい。摩擦効果を生成するように構成された触覚ディスプレイは、通知のためのフィードバックを提供しない。摩擦効果型及び振動触覚型の両方の触覚ディスプレイを利用したユーザインターフェースが望まれており、それにより更なる種類の触覚効果をユーザに提供することができ、ユーザエクスペリエンスの向上につながると期待される。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の一側面では、ユーザから受信した入力を表面で検出するように構成されたセンサ、及び、当該ユーザからの入力に基づいて前記表面において第１触覚効果を生成するように構成された第１触覚出力装置を備えるシステムを提供する。第１触覚効果は、表面における摩擦効果を含む。システムはまた、第２触覚効果を生成するように構成された第２触覚出力装置を備える。第２触覚効果は、振動触覚フィードバックを含む。システムはまた、センサから入力信号を受信し、第１駆動信号を第１触覚出力装置へと出力して第１触覚効果を生成し、第２駆動信号を第２触覚出力装置へと出力して第２触覚効果を生成するように構成されたプロセッサを備える。
【０００４】
一実施形態において、第１触覚出力装置は、静電装置を含む。一実施形態において、第１触覚出力装置は、超音波振動装置を含む。
【０００５】
一実施形態において、第２触覚出力装置は、アクチュエータを含む。一実施形態において、アクチュエータとしては、圧電アクチュエータ、ボイスコイル、磁気アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、超音波エネルギーアクチュエータ、偏心質量体アクチュエータ、電気活性ポリマーアクチュエータ、又は、形状記憶合金が含まれる。
【０００６】
一実施形態において、システムは更に、前記表面を有するタッチスクリーンを備える。一実施形態において、タッチスクリーンは、画像を表示するように構成されたディスプレイを含む。
【０００７】
一実施形態において、システムは更に、入力装置を備え、第１触覚効果は、入力装置の使用のための配向キュー（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｃｕｅ）を提供するように構成され、第２触覚効果は、ディスプレイに表示される画像と関連付けられる。
【０００８】
本発明の一側面によれば、ユーザがユーザインターフェースのタッチ面で行った入力を検出する段階と、検出された入力に応答してタッチ面において第１触覚効果を生成する段階とを備える方法を提供する。第１触覚効果は、摩擦効果を含む。方法はまた、ユーザインターフェースにおける第２触覚効果を生成する段階を備える。第２触覚効果は、振動触覚フィードバックを含む。
【０００９】
一実施形態において、方法はまた、タッチ面を介して画像を表示する段階を備える。一実施形態において、方法はまた、画像が表示されるのと同時に第２の画像を表示する段階を備える。第２触覚効果は、表示されている画像の、表示されている第２の画像とのインタラクションと関連付けられる。
【００１０】
一実施形態において、第１触覚効果は、ディスプレイに表示されている画像と関連付けられ、第２触覚効果は、ディスプレイに表示されている画像と関連付けられていないイベントと関連付けられる。一実施形態において、上記イベントは、通知である。
【００１１】
一実施形態において、第１触覚効果は、ユーザによる画像の移動と関連付けられる。
【００１２】
一実施形態において、第２触覚効果は、ディスプレイによって表示される画像の、ディスプレイの縁部とのインタラクションと関連付けられる。一実施形態において、第２触覚効果は、ユーザによるインタラクションなしの、前記画像の移動と関連付けられる。一実施形態において、第２触覚効果は、ディスプレイに表示される画像と、ディスプレイに表示される第２の画像とのインタラクションと関連付けられる。
【００１３】
一実施形態において、第１触覚効果は、第１設定から第２設定へのユーザによる画像の変更と関連付けられ、第２触覚効果は、第２設定に保持される画像と関連付けられる。
【００１４】
一実施形態において、第１触覚効果は、ユーザが画像の位置における表面をスライドすることにより当該画像と、ユーザがインタラクションを行う時に生成され、第２触覚効果は、ユーザが画像の位置における表面を押すことにより画像とのインタラクションを行う時に生成される。
【００１５】
一実施形態において、第１触覚効果及び第２触覚効果は、ほぼ同時に生成される。一実施形態において、第１触覚効果及び第２触覚効果は、交互に生成される。一実施形態において、第１触覚効果は、第１の所定時間生成され、第２触覚効果は、第２の所定時間生成される。
【００１６】
一実施形態において、第２触覚効果は、ユーザが表面の上方でホバリングする場合に生成される。
【００１７】
一実施形態において、第１触覚効果は、第１の周波数レンジで生成され、第２触覚効果は、第２の周波数レンジで生成される。前記第１の周波数レンジの下端は、前記第２の周波数レンジの下端よりも低く、前記第１の周波数レンジの上端は、前記第２の周波数レンジの上端よりも低い。一実施形態において、前記第１の周波数レンジは前記第２の周波数レンジと重なっている。
【００１８】
本発明の上記及び上記以外の目的、特徴、及び性質、並びに、関連する構成要素の動作方法及び機能、そして製造における各部分の組み合わせと経済性については、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明と添付の特許請求の範囲を検討することによってさらに明らかになる。これらはいずれも本明細書の一部を構成する。添付図面は例示及び説明のためのものであり、本発明の発明特定事項の定義として用いることは意図されていない。本明細書及び特許請求の範囲における用法によれば、単数形の「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」には複数のものへの言及が含まれる。ただし、文脈によって別に解すべきことが明白な場合はこの限りでない。
【００１９】
以下の図面の構成要素は、本開示の一般的な原理を強調するように描写されており、必ずしも寸法通りには記載されていない。一貫性及び明瞭性を確保するために、対応する構成要素を指し示す参照番号は、必要に応じ、複数の図面にわたって繰り返し用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るシステムの模式図である。
【００２１】
【図２】図１のシステムのプロセッサの模式図である。
【００２２】
【図３】本発明の実施形態に係るユーザインターフェースの模式図である。
【００２３】
【図４】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【００２４】
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【００２５】
【図６Ａ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【００２６】
【図７Ａ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【００２７】
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【００２８】
【図９】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【００２９】
【図１０】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【００３０】
【図１１】本発明の実施形態に係る、図１のシステムの実装形態を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム１００の模式図である。システム１００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、電子ワークブック、電子ハンドヘルド装置（例えば、携帯電話、スマートフォン、ゲーム装置、携帯情報端末（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ：「ＰＤＡ」）、携帯用電子メール装置、携帯用インターネットアクセス装置、電卓など）、キオスク（例えば、現金自動預け払い機、チケット販売機など）、プリンタ、ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｓａｌｅ）装置、ゲームコントローラ、ウェアラブルデバイス等の電子装置、又は、他の電子装置であってもよい。図示されるように、システム１００は、プロセッサ１１０、記憶装置１２０、及び、入出力装置１３０を備えており、これらはバス１４０を介して相互に接続されている。一実施形態において、入出力装置１３０は、タッチスクリーン装置１５０、触覚出力装置１６０、及び／又は、システム１００のユーザからの入力を受信するその他の装置、及び、システム１００のユーザに情報を出力する出力デバイスを含み得る。一実施形態において、システム１００は、図１に示された構成要素全てを１つの装置に組み込んだユーザインターフェースであってもよい。
【００３２】
タッチスクリーン装置１５０及び触覚出力装置１６０に加えて、入出力装置１３０は、特定の入力機構及び出力機構を有する。例えば、入力機構は、キーボード、キーパッド、カーソルコントロール装置（例えば、コンピュータのマウス）のようなデバイス、その他のデータ入力装置、又は、マイクのようなオーディオ受信装置を含み得る。出力機構は、コンピュータのモニタ、仮想現実ディスプレイ装置、スピーカのような音声出力装置、プリンタ、又は、その他の周辺装置を含む。入出力装置１３０は、ユーザからの入力を受けるだけでなくユーザにフィードバックを提供するように設計された機構を含み、例えば、タッチスクリーン装置の多くの例が該当する。
【００３３】
タッチスクリーン装置１５０は、好適な任意のユーザインターフェース、又は、タッチ／コンタクト表面アセンブリとして構成されてもよい。タッチスクリーン装置１５０は、任意のタッチスクリーン、タッチパッド、タッチセンサー構造体（ｔｏｕｃｈ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、コンピュータモニタ、ラップトップディスプレイ装置、ワークブックディスプレイ装置、キオスクスクリーン、ポータブル電子装置のスクリーン、又は、その他の好適な接触感知装置であってもよい。タッチスクリーン装置１５０は、スタイラスや指などのユーザによって制御された装置との物理的なインタラクションのために構成され得る。実施形態によっては、タッチスクリーン装置１５０は少なくとも１つの出力装置及び少なくとも１つの入力装置を備えている。例えば、タッチスクリーン装置１５０は、例えば、画像を表示するように構成された視覚ディスプレイ１５２及びタッチセンサー式スクリーンと、その表面に重ねて設けられる少なくとも１つのセンサ１５４を備え、ユーザの指又はユーザが制御するスタイラスからの入力を受信する。視覚ディスプレイ１５２は、高解像度ディスプレイスクリーンを含み得る。
【００３４】
様々な実施形態において、触覚出力装置１６０は、システム１００のユーザがシステム１００の少なくとも一部に接触している間に、当該ユーザに触覚フィードバックを提供するように構成され得る。例えば、触覚出力装置１６０は、ユーザが、タッチスクリーン装置１５０及び／又はシステム１００別の部分、例えば、少なくとも入出力装置１３０を収容する筐体に接触している時に、触覚効果を与えるべく、タッチスクリーン装置１５０に触覚フィードバックを提供してもよい。以下に詳細に記載するように、システム１００とのインタラクションが発生する時のユーザエクスペリエンスを向上させるのに、触覚効果を使用してもよい。
【００３５】
触覚出力装置１６０によって提供される触角フィードバックは、振動、変形、運動感覚、静電摩擦又は超音波摩擦等の触覚効果を生成する任意の方法によって生成されてもよい。一実施形態において、触覚出力装置１６０が備え得るアクチュエータは、例えば、偏心質量体がモータにより動かされる偏心回転質量体（「ＥＲＭ」）などの電磁アクチュエータ、ばねに取り付けられた質量体が前後に駆動されるリニア共振アクチュエータ（「ＬＲＡ」）、又は圧電材料、電気活性ポリマー、もしくは形状記憶合金などの「スマートマテリアル」、マクロ複合繊維アクチュエータ、静電気アクチュエータ、電気触感アクチュエータ、及び／又は、例えば、振動触覚フィードバックである物理的フィードバックを提供する他の種類のアクチュエータである。触覚出力装置１６０は、非機械的装置又は非振動装置、例えば、静電摩擦（「ＥＳＦ」）や超音波表面摩擦（「ＵＳＦ」）を用いる装置、超音波触覚トランスデューサを用いて音響放射圧力を生じさせる装置、触覚基板及び可撓性もしくは変形可能な表面を用いる装置、又は、熱的効果を提供する装置、又は、エアジェットを用いた空気の吹きかけなどの発射型の触覚出力を提供する装置などを含んでもよい。以下に更に詳細に説明するように、複数の触覚出力装置１６０を使用して、様々な異なる触覚効果を生成してもよい。
【００３６】
プロセッサ１１０は、汎用又は特殊用途プロセッサ、あるいはシステム１００の動作及び機能を管理又は制御するマイクロコントローラである。例えば、プロセッサ１１０は、触覚効果を提供するために、触覚出力装置１６０への出力信号を制御する特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：「ＡＳＩＣ」）として、特に設計されてもよい。プロセッサ１１０は、プロセッサ１１０が受信した又は決定した触覚信号に基づいてどのような触覚効果が生成されるべきか、当該触覚効果がどのような順序で生成されるべきか、及び、どの程度の大きさ、頻度、持続時間の触覚効果とすべきか、及び／又は、触覚効果のその他のパラメータについて、所定の因子に基づいて決定してもよい。また、プロセッサ１１０は、特定の触覚効果を提供するために触覚出力装置１６０を駆動するのに使用することができるストリーミングコマンドを提供するように構成されてもよい。ある実施形態では、プロセッサ１１０は複数のプロセッサを含み、当該プロセッサの各々がシステム１００の内部で特定の機能を果たすように構成されている。プロセッサ１１０についての詳細は後述する。
【００３７】
メモリデバイス１２０は、内部に固定された１つ又は複数の記憶ユニット、リムーバブル記憶ユニット及び／又はリモートアクセスが可能な記憶ユニットを含む。これら様々な記憶ユニットは、揮発性メモリと不揮発性メモリとのいかなる組合せをも含み得る。記憶ユニットは、情報、データ、命令、ソフトウェアコードなどのいかなる組合せをも記憶し得るように構成されている。より具体的には、記憶ユニットは、触覚効果のプロフィール、触覚出力装置１６０がいかにして駆動されるかを指示する命令又は触覚効果を生成するためのその他の情報を含む。
【００３８】
図２は、プロセッサ１１０の一実施形態をより詳細に例示している。プロセッサ１１０は、一又は複数のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成されてもよい。当該一又は複数のコンピュータプログラムモジュールは、センサモジュール１１２、コンテンツ提供モジュール１１４、判定モジュール１１６、触覚出力装置制御モジュール１１８及び／又はこれら以外のモジュールのうちの一又は複数を備えることができる。プロセッサ１１０は更に、メモリデバイス１２０と同じであってもよい電子記憶装置１１９を備えてもよい、又は、メモリデバイス１２０に加えて当該電子記憶装置を備えてもよい。プロセッサ１１０は、モジュール１１２、１１４、１１６及び／又は１１８を実行する際に、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、及び／又は、ソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアの任意の組み合わせを用いてもよい、及び／又はプロセッサ１１０の処理能力を構成する他の機構を用いてもよい。
【００３９】
図２においてモジュール１１２、１１４、１１６、及び１１８は単一の処理装置内の同じ位置に配置されるものとして示されるが、プロセッサ１１０が複数の処理装置を含む実施形態においては、モジュール１１２、１１４、１１６及び／又は１１８のうちの一又は複数が他のモジュールから離れて配置されてもよい。以下の異なるモジュール１１２、１１４、１１６及び／又は１１８によって提供される機能の記述は説明のためのものであり、限定を意図したものではない。モジュール１１２、１１４、１１６及び／又は１１８はいずれも記述されるよりも多くの、又は少ない機能を提供してもよい。例えば、モジュール１１２、１１４、１１６及び／又は１１８のうちの一又は複数を取り除き、その機能の一部又は全てを、モジュール１１２、１１４、１１６及び／又は１１８のうちの他のモジュールで提供してもよい。他の例として、以下でモジュール１１２、１１４、１１６及び／又は１１８のうちの１つに帰せられる機能の一部又は全てを実行する１つ又は複数の追加的なモジュールを実行するように、プロセッサ１１０が構成されてもよい。
【００４０】
センサモジュール１１２は、センサ１５４がシステム１００のユーザからの入力を検出すると生成されるセンサ１５４からの入力信号を受信するように構成される。複数のセンサが存在する実施形態では、センサモジュール１１２は、複数のセンサからの入力信号を受信及び処理するように構成される。センサモジュール１１２は、入力信号の強度を、所定の閾値強度と比較することによって、検出された入力が、意図した入力なのか又はタッチスクリーン装置１５０に意図せず接触しただけなのかを判定するように構成され得る。この場合、所定の閾値強度は、意図した入力に対応する。センサモジュール１１２はまた、更なる処理のために、信号を判定モジュール１１６に送信するように構成される。
【００４１】
コンテンツ提供モジュール１１４は、タッチスクリーン装置１５０を介して、システム１００のユーザへのコンテンツの提供を制御するように構成される。コンテンツに、コンピュータによって生成された画像（例えば、ビデオゲーム、仮想世界、拡張現実仮想世界、シミュレーションなどにおける画像）を含むメディアファイルが含まれる場合、コンテンツ提供モジュール１１４は、タッチスクリーン装置１５０のディスプレイ１５２を介してユーザに表示される画像及び／又はビューを生成するように構成される。コンテンツに、動画及び／又は静止画を含むメディアファイルが含まれる場合、コンテンツ提供モジュール１１４はこの動画及び／又は静止画にアクセスしてこの動画及び／又は静止画若しくは写真のビューを生成し、タッチスクリーン装置１５０のディスプレイ１５２に表示するように構成される。ユーザに出力すべきコンテンツが、グラフィック画像を含む場合には、コンテンツ提供モジュール１１４は、タッチスクリーン装置１５０のディスプレイ１５２を介して当該画像を生成するように構成される。コンテンツ、又は、コンテンツが読み出されるメディアファイルは、コンテンツ提供モジュール１１４によって、電子記憶装置１１９及び／又はメモリデバイス１２０から取得されてもよい。
【００４２】
判定モジュール１１６は、入力をセンサ１５４に供給する時に、ユーザが何を意図したかを判定するように構成される。例えば、ユーザが、タッチスクリーン装置１５０のある場所をタッチする、又は、タッチスクリーン装置１５０に対して特定のジェスチャを行って、システム１００が特定の機能を実行すべきことを示すことが考えられる。判定モジュール１１６は、複数の予め定められたジェスチャ及びタッチスクリーン装置１５０上の複数のタッチロケーションをライブラリとしてプログラムしていてもよく、ユーザがタッチスクリーン装置１５０の特定の場所をタッチすると、又は、ユーザがタッチスクリーン装置１５０に対してあるジェスチャを行うと、判定モジュール１１５が、対応する出力を判断してもよい。例えば、システム１００がスマートフォンである一実施形態では、ユーザは、指でタッチスクリーン装置１５０上に記号を描いて、判定モジュール１１６は、描かれた記号が特定のコマンドに対応しているかを判定してもよく、例えば、スマートフォンのロックを解除するコマンドに対応している場合には、ユーザは自由にスマートフォンとのインタラクションを行えるようになる。加えて、判定モジュール１１６は、触覚出力装置制御モジュール１１８に信号を出力して、入力が検出されたこと及び／又は受け入れられたことを確認する触覚効果を、ユーザに提供してもよい。
【００４３】
触覚出力装置制御モジュール１１８は、判定モジュール１１６からの出力信号を受信して、判定モジュール１１６が生成する信号に基づいて、触覚出力装置１６０によって生成されるべき触覚効果を判定するように構成される。以下に詳細に説明されるように、触覚効果を判定することは、コンテンツによって提供されるユーザが体験する一つ又は複数の態様を改善するべく、触覚効果の振幅、周波数、期間等を含む１つ又は複数のパラメータ及び触覚効果の種類を判定することを含んでもよい。一実施形態において、タッチスクリーン装置１５０は、剛性を有し、触覚出力装置１６０によって生成された静電摩擦及び超音波表面振動（これらに限定されない）によって摩擦特性を調整するように構成されたディスプレイ表面を備え、以下に詳細に説明するように、これにより、ユーザがディスプレイ上の画像に対応する部分で指又はスタイラスを動かすと、表面レリーフ（例えば、凸と凹）の感覚を得ることができる。
【００４４】
図３には、図１のシステム１００の一実施形態がユーザインターフェース３００として例示されており、ユーザインターフェースは、タッチスクリーン３１０及び当該タッチスクリーン３１０を支持する筐体３２０を備える。ユーザインターフェース３００は、タッチスクリーン３１０の表面３１２に摩擦効果を提供する第１触覚効果３０１、及び、タッチスクリーン３１０及び／又はユーザインターフェース３００の筐体３２０を介してユーザインターフェース３００のユーザに、振動触覚フィードバックを提供する第２触覚効果３０２を提供するように構成される。触覚効果とは刺激又は力を意味し、振動、引力もしくは斥力、電圧もしくは電流、これら以外の機械的な力もしくは電磁的な力、加熱もしくは冷却、又はこれら以外の刺激を含むがこれらには限られない。触覚効果は、本明細書で説明される力もしくは刺激又はこれらの組み合わせを含み得る。複数の触覚効果を組み合わせて、総合的な触覚効果を形成することができる。触覚効果は、ユーザインターフェース３００とインタラクトしているユーザ又は物体にフィードバックを提供するべく出力されてもよい。触覚効果は、機械的な動き、例えば、固体の振動、流体の振動、又はユーザに触れるピンやロッド等の動作誘発物体（ａｃｔｕａｔｉｎｇ  ｏｂｊｅｃｔ）を通じてフィードバックを提供することができる。ピンやロッドは、表面の起伏や輪郭を変化させることによって、当該表面を変形させることができる。総合的な触覚効果は、静電相互作用を通じてフィードバックを提供し、タッチスクリーン３１０の表面３１２にある指Ｆ等の物体に対して力を発生させたり、指の神経やユーザが保持するスタイラスのセンサ等の電気信号を検知可能な物体に電気信号を送信したりすることができる。
【００４５】
本実施形態におけるユーザインターフェース３００は、タッチスクリーン３１０の表面３１２に接触している物体を検出するように構成されたタッチスクリーン３１０を通じてユーザとやりとりする。当該物体は、ユーザの指Ｆ、ユーザの手の平、又はこれら以外のユーザの体の触覚効果を感じることができる部分であってもよい。当該物体は、スクリーン３１０がその存在を検出可能なスタイラス等の装置であってもよい。タッチスクリーン３１０は、例えば、容量結合、抵抗結合又は誘導結合により、物体の存在を検出してもよい。
【００４６】
ユーザインターフェース３００は、タッチスクリーン３１０の表面３１２における、及び／又は、ユーザインターフェース３００の筐体３２０を介した、アクチュエータ３３０、３３２、３３４、静電装置３４０の形態である一の又は複数の触覚出力装置１６０を介した、又は、これらの組み合わせを介した、触覚効果を提供してもよい。アクチュエータ３３０、３３２及び３３４は、スクリーン３１０の表面における及び／又はユーザインターフェース３００の筐体３２０を介した第２触覚効果３０２へと変換されてもよい機械的な動きを生成するように構成されてもよい。アクチュエータは３３０、３３２、３３４、圧電アクチュエータ、ボイスコイル、ソレノイド等の磁気アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、超音波エネルギーアクチュエータ、偏心質量体アクチュエータ、電気活性ポリマーアクチュエータ、形状記憶合金、又はこれら以外の種類のアクチュエータとして実現される。当該アクチュエータ３３０、３３２、３３４は、トルクを振動に変換するモータ、流体圧、物質の形状変化、又はこれら以外の動きを生成する力によって作動するものであってもよい。また、当該アクチュエータ３３０、３３２、３３４によって生成される動きは振動に限られず、横方向の移動、上下方向の移動、回転移動、もしくはこれらの組み合わせ、又は前記以外の動きが含まれる。
【００４７】
一実施形態において、アクチュエータ３３０は、第２触覚効果３０２を生成する振動を生成する圧電アクチュエータ又はボイスコイルアクチュエータであってもよく、アクチュエータ３３２は、第２触覚効果３０２を生成する上下方向の動きを生成するソレノイドであってもよく、アクチュエータ３３４は、第２触覚効果３０２を生成する横方向の動きを生成する空気圧式アクチュエータであってもよい。第２触覚効果３０２を発生させるべき時には、当該アクチュエータ３３０、３３２、３３４の全てをアクティベートしてもよく、省電力のためや様々な触覚効果を生成するためにアクチュエータを１つだけアクティベートしてもよい。また、特定のアクチュエータは、ユーザインターフェース３００全体に対して、ユーザとやりとりするディスプレイスクリーン３１０のみに対して、当該ディスプレイスクリーンの一部のみに対して、又は、筐体３２０のようなユーザインターフェース３００の他の部分に対して、第２触覚効果３０２を生成するように配置及び構成されてもよい。例えば、アクチュエータ３３４は、隅以外の部分における振動の振幅が閾値振幅よりも小さくなるように振動レベルを低く維持することにより、タッチスクリーン３１０の隅にのみ振動を生成するように構成されてもよい。
【００４８】
ユーザインターフェース３００は、静電装置３４０を介して第１触覚効果３０１を提供するように構成されてもよい。この静電装置３４０は、電気振動型ディスプレイ（ｅｌｅｃｔｒｏｖｉｂｒｏｔａｃｔｉｌｅ  ｄｉｓｐｌａｙ）や、これ以外にも、触覚効果を生成するために機械的な動きではなく電圧や電流を加える任意の装置であってもよい。本実施形態において、前記静電装置３４０は、導電層３４２と絶縁層３４４とを少なくとも有する。この導電層３４２は、半導体又は銅、アルミニウム、金、もしくは銀等の任意の導電体であってもよい。この絶縁層３４４は、ガラス、プラスチック、ポリマー、又は前記以外の任意の絶縁物質であってもよい。一実施形態では、静電装置３４０には、物体が導電層３４２に直接接触できるように、絶縁層が備えられていない。触覚効果は、導電層３４２から物体へ電流を通過させることにより生成され得る。一実施形態において、絶縁層３４４は、物体に電流を伝えることができる一の又は複数の電極を含んでもよく、物体が絶縁層３４４を横切って移動すると、電極に接触するように構成される。
【００４９】
ユーザインターフェース３００は、前記導電層３４２に電気信号を加えることによって、前記静電装置３４０を動作させることができる。この電気信号は、前記導電層３４２をタッチスクリーン３１０に近接又は接触する物体と容量結合させる交流信号であってもよい。この交流信号は、高電圧増幅器によって生成されてもよい。ユーザインターフェース３００は、第１触覚効果３０１を生成するために、容量結合以外の原理を用いることもできる。例えば、一実施形態において、超音波振動装置３３６を使用して、タッチ面３１２においてユーザの指が感知することができる超音波摩擦効果を生成してもよい。
【００５０】
また、容量結合を使用して、摩擦のレベルを制御する、及び、タッチスクリーン３１０の表面３１２における摩擦係数又はテクスチャを擬似的に生成して、第１触覚効果３０１を生成してもよい。タッチスクリーン３１０は滑らかであり得るが、前記容量結合がタッチスクリーン３１０の近くにある物体と導電層３４２との間に引力を生成するという点において、摩擦係数は擬似的に生成されたものである。引力を大きくすると、当該表面における物質の構造が変化しなくとも、当該表面における摩擦が増加する。当該物体と導電層３４２との間の引力のレベルを変化させることにより、タッチスクリーン３１０を横切って動く物体の摩擦を変化させることができる。摩擦力を変化させることにより摩擦係数の変化をシミュレートすることができる。触覚効果による摩擦の制御については、２０１１年４月２２日に出願され、２０１２年１０月２５日に米国特許出願公開公報２０１２／０２６８４１２として出願公開された米国特許出願第１３／０９２，２６９号（発明の名称は「Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｖｉｂｒｏｔａｃｔｉｌｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ」）においてより詳細に説明されている。当該出願の内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。シミュレートされる摩擦係数もアクチュエータ３３０、３３２、３３４によって変化させることができる。例えば、アクチュエータは、振動を生成することにより、又は、タッチスクリーン３１０の表面の起伏を変化させて実際の摩擦係数を変化させることにより、摩擦力を増加させることができる。
【００５１】
容量結合は、タッチスクリーン３１０に近接し又は接触しているユーザの指Ｆの皮膚の機械受容器（ｍｅｃｈａｎｏｒｅｃｅｐｔｏｒ）や当該容量結合に応答できるスタイラスの構成部品等の物体の一部分を刺激することによって、第１触覚効果３０１を生成することもできる。皮膚の機械受容器は、例えば、刺激されることにより、振動やより具体的な感覚として容量結合を検知することができる。例えば、導電層３４２は、ユーザの指Ｆの導電性の部分と結合する交流電圧信号を加えられてもよい。ユーザは、ユーザの指Ｆを、タッチスクリーン３１０の表面３１２上で動かすと、とげとげした感じ（プリックリネス、ｐｒｉｃｋｌｉｎｅｓｓ）、ざらざらした感じ（グレインネス、ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ）、こぶのある感じ（バンピネス、ｂｕｍｐｉｎｅｓｓ）、でこぼこした感じ（ラフネス、ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）、ねばねばした感じ（スティッキーネス、ｓｔｉｃｋｉｎｅｓｓ）、又はこれら以外のテクスチャを感じることができる。
【００５２】
一実施形態において、第１触覚効果３０１は、表面の特徴のような、特徴を擬似的に生成（シミュレート）してもよい。例えば、擬似的に生成される表面特徴は、例えば、表面３１２における、空間パターン（ｓｐａｔｉａｌ  ｐａｔｔｅｒｎ）、端部もしくは境界、又はこれら以外の任意の触感（ｔａｃｔｉｌｅ  ｓｅｎｓａｔｉｏｎ）であり、天然のものであるか人工的なものであるかを問わない。空間パターンには、線グリッド（ｇｒｉｄ  ｏｆ  ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｌｉｎｅｓ）、同心円グリッド（ｇｒｉｄ  ｏｆ  ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ  ｃｉｒｃｌｅｓ）、点グリッド（ｇｒｉｄ  ｏｆ  ｐｏｉｎｔｓ）、タイルグリッド（ｇｒｉｄ  ｏｆ  ｔｉｌｅｓ）、これらの任意の組み合わせ、又は前記以外の任意の分布パターンが含まれる。当該物体と導電層３４２との間の引力のレベルを変化させることにより、表面３１２を横切って動く物体の摩擦を変化させることができる。周辺の領域と異なる大きさの摩擦を有する領域は、空間パターン要素、テクスチャ、又はこれら以外の任意の表面特徴を表すことができる。表面特徴の擬似的な生成については、２０１２年１０月３１日に出願された米国特許出願第１３／６６５，５２６号（発明の名称は「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｏｎ  ａ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｈａｐｔｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔｓ」）当該出願の内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。
【００５３】
多くの異なる物体や人に対して同じ引力や同じレベルの刺激を提供するために、電子装置３００は、タッチスクリーン３１０の表面におけるインピーダンスを測定するセンサを更に備えることができる。当該センサは、表面全体にパルスを加えて表面電圧を測定することにより、又は、容量結合の強さを測定することにより、インピーダンスを測定することができる。当該センサは、インピーダンスを測定するために、上記以外の公知の技術を用いることができる。また、大気中の湿度や温度等の変化する環境条件を補正することができる。触覚効果は、人のインピーダンスに基づいて調整してもよい。例えば、高いインピーダンスを有する物体に対してはより力強い触覚効果を加え、低いインピーダンスを有する物体に対してはより弱い触覚効果を加えることができる。
【００５４】
本ユーザインターフェース３００は、擬似的に生成される摩擦係数を測定するセンサを備えても良い。このセンサは、インピーダンスを測定する上記のセンサと同じものでも、これとは異なるものであってもよい。当該センサは、例えばタッチスクリーン３１０に接触している物体から当該スクリーンタッチスクリーン３１０の表面３１２が受けている圧力の測定値に基づいて、及び、その表面における当該物体の動きに基づいて、シミュレートされた係数を測定することができる。当該物体の動きは、表面３１２における圧力の時間変化及び位置変化に基づいて測定可能である。当該センサは、例えば、タッチスクリーン３１０上におけるユーザの指Ｆの加速度及び当該ユーザの指Ｆから当該表面３１２が受けた圧力に基づいてシミュレートされた摩擦係数を表す値を計算することができる。
【００５５】
触覚効果は、アクチュエータ３３０、３３２、３３４、静電装置３４０及び／又は超音波振動装置３３６を、一つずつ又は組み合わせて作動させることにより生成することができる。例えば、スクリーン３１０に接触する指Ｆの皮膚を引き寄せるとともにその皮膚にある小体を刺激できる程度に高い電圧を導電層３４２に印加することができる。この電気振動タクタイル型（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｖｉｂｒｏｔａｃｔｉｌｅ）触覚効果と同時に、当該導電層３４２及び絶縁層３４４に静電気力が生成され、これらの層における機械的な動きが生成される。この触覚効果は、アクチュエータ３３０、３３２、３３４の１つ又はこれらの組み合わせによって生成される動きと組み合わされてもよい。これらの装置は、スクリーン表面の摩擦係数や触感をシミュレートするために協働できる。これらのアクチュエータは、例えば表面の摩擦や触感の変化もシミュレートするために、振動を生成することができる。
【００５６】
当該触覚効果及びセンサは、上記で説明したプロセッサ１１０によって制御可能である。プロセッサ１１０は、インピーダンス、擬似的に生成される摩擦係数、表面圧力、表面で測定された動きの速度、及びこれら以外のファクターを分析し、触覚効果のトリガ条件が満たされているか否か、又は、どの程度強い触覚効果を発生させるかを決定することができる。
【００５７】
本発明の一実施形態では、静電装置又は超音波振動装置によって生成される摩擦効果を含む第１触覚効果３０１、及び、アクチュエータによって生成される振動のような振動触覚効果を含む第２触覚効果３０２が、互いを容易に区別できるような独立した伝達チャネルに提供されてもよく、この場合、認知的な過負荷又は混乱を装置のユーザに与えることなく、多くの情報を伝達することができる。第１触覚効果３０１は、第１伝達チャネルを介して提供され、第２触覚効果３０２は、第１伝達チャネルとは異なる第２伝達チャネルに提供されてもよい。第１触覚効果３０１及び第２触覚効果３０２を異なる伝達チャネルを介して提供することにより、ユーザインターフェース３００のユーザは、両タイプの触覚効果３０１、３０２を知覚することができ、異なる源から提供される触覚効果３０１、３０２を容易に識別することができる。
【００５８】
図４には、タッチスクリーン４１０及び当該タッチスクリーン４１０を支持する筐体４２０を備えるスマートフォンの形態のユーザインターフェース４００の一実施形態が示されている。ユーザインターフェース４００は、上記で図３を参照して説明した実施形態のように、ユーザの指Ｆ又はスタイラスがタッチスクリーン４１０の表面４１２の一部分上を移動すると、タッチスクリーン４１０上に摩擦効果の態様で第１触覚効果４０１が生成されるように構成される。ユーザインターフェース４００はまた、上記で説明したように、ユーザインターフェース４００の筐体４２０を介して振動触覚の態様で第２触覚効果４０２を生成するように構成される。タッチスクリーン４１０に表示されているイベント又はタッチスクリーン４１０とのインタラクションの結果発生するイベントは、第１触覚効果４０１と関連付けされてもよく、電子メール、テキストメッセージ又はスマートフォンが受ける通話のような筐体４２０内で発生するイベントは、第２触覚効果４０２と関連付けされてもよい。
【００５９】
図５Ａには、タッチスクリーン５１０、当該タッチスクリーン５１０を支持する筐体５２０、及び、十字ボタン５３０、ボタン５３２又はジョイスティック５３４のような入力装置を備えるユーザインターフェース５００の一実施形態が示されている。入力装置は、タッチスクリーン５１０に表示されてもよいし、物理的な要素として筐体５２０に支持されてもよい。摩擦効果の態様で生成される第１触覚効果５０１は、入力装置５３０、５３２、５３４を操作するユーザに配向キュー（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｃｕｅ）を提供するべく生成され、振動触覚フィードバックの態様で生成される第２触覚効果５０２は、ゲーム効果を生成するべく生成され、例えば、タッチスクリーン５１０に爆発５４０が表示される時に生成されるように、ユーザインターフェース５００が構成される。２つの異なる種類の触覚効果５０１、５０２は、区別可能に知覚され互いに干渉しないので、配向キュー及びゲーム効果に同じ触覚効果が使用される実施形態と比較すると、触覚効果５０１、５０２を使用した場合ユーザにより多くの情報を提供することができる。図５Ｂには、例えば、ユーザの指がアイコン５５０の境界５５２上をスライドすると、アプリケーションが使用されていることに関連付けられた効果が生成されるべく第１触覚効果５０１が使用され、通知のような外部のイベントについてフィードバックを提供するべく第２触覚効果が使用される一実施形態が示されている。
【００６０】
本発明の実施形態では、摩擦効果及び振動触覚フィードバックの組み合わせを使用して、幅広いメタファをサポートしてもよい。例えば、概念上、筐体の内部で及びユーザインターフェースのタッチスクリーン上で発生するイベントはそれぞれ、振動触覚フィードバック及び摩擦フィードバックによってサポートされてもよい。全体を振動させる振動が、ユーザインターフェースの筐体を通じて知覚されてもよく、また、摩擦効果が、タッチスクリーンを通じて知覚されてもよい。このように区別される複数の触覚効果を使用して、異なるインタラクションメタファをサポートしてもよい。例えば、指とスクリーン上の物体とのインタラクション、又は、例えば、タッチスクリーンに表示されている背景に対してスライドするといったようなスクリーン上の物体を通じて知覚する内部インタラクションを表現するのに、摩擦効果を使用してもよい。一方、例えば、スクリーンの側方にボールが当たるといった筐体内の内部イベント、又は、筐体内で起動されるメカニズムを表現するのに、振動触覚フィードバックを使用してもよい。
【００６１】
例えば、図６Ａには、タッチスクリーン６１０及び当該タッチスクリーン６１０を支持するように構成される筐体６２０を備えるユーザインターフェース６００の一実装形態が示されている。ボール６３０がタッチスクリーン６１０により表示され、ユーザの指Ｆがタッチスクリーン６１０上でスライドされることにより、ユーザの指Ｆとボールとが衝突する場合が図示されている。指Ｆのボール６３０に対する衝撃が、スクリーン上で発生し、この衝撃が摩擦効果６０１によって生成されてもよい。ボール６３０は、タッチスクリーン６１０と筐体６２０との間の境界に位置する壁６４０に衝突するまでタッチスクリーン６１０を横切って移動する。壁６４０にボール６３０がぶつかった衝撃が、振動触覚フィードバック６０２を使用して筐体６２０を通じて知覚されるようにしてもよい。図６Ｂには、タッチスクリーン６１０のディスプレイによってダイヤル式の電話のダイヤル部分６５０の画像が表示され、ユーザの指Ｆが円を描くようにダイヤル部分をドラグして電話番号をダイヤルする一態様が示されている。ユーザの指Ｆによってダイヤル部分６５０がドラグされる時に摩擦効果６０１が使用されてもよく、それにより指Ｆによってダイヤル部分６５０の動きを直接感じることができるようにしてもよい。ダイヤル式電話の指止め６６０に指が到達した時及びダイヤル部分６５０から指を離した後に、振動触覚フィードバック６０２を使用してもよい。電話の後ろを保持する場合に、振動触覚フィードバック６０２が知覚されるようにしてもよい。
【００６２】
本発明の実施形態では、摩擦効果及び振動触覚効果の同期及び／又は組み合わせにより、これら効果単体よりも豊かで強力な触覚効果を生成してもよい。例えば、摩擦効果及び振動触覚効果の両方を使用することにより、より明白な衝撃とすることができる。摩擦及び振動触覚フードバックを組み合わせて、特異な効果を生成してもよい。
【００６３】
例えば、図７Ａには、タッチスクリーン７１０を有するユーザインターフェース７００の一態様が示されており、タッチスクリーン７１０に表示されているオブジェクト７３０を、タッチスクリーン７１０に表示されている別のオブジェクト７４０に対してドラッグして衝撃を生成する場合が示されている。ユーザの指Ｆがタッチスクリーン７０１を横切って移動する場合に生成される摩擦効果７０１と、振動触覚フィードバック７０２とを組み合わせて、これらの効果を単独で生成した場合と比較して、より強い衝撃を生成してもよい。図７Ｂには、装置の触覚出力として、振動フィードバック７０２と摩擦効果７０１とを交互に切り替えて、ユーザに特異な感覚を提供する一態様が示されている。
【００６４】
本発明の実施形態では、摩擦効果及び振動触覚効果を使用して、それぞれの制約を互いに補償してもよい。例えば、摩擦効果を知覚することが必要な触覚ディスプレイの表面を横切ってオブジェクトをスライドする動作がない場合には、振動触覚効果を使用してフィードバックを提供してもよい。例えば、タップ、タップしたまま押さえる動作及び非接触イベントに対するフィードバックを生成するのに、振動触覚フィードバックを使用してもよい。一方、インタラクションの間の継続的なフィードバックとして摩擦効果を使用してもよい。
【００６５】
例えば、図８Ａには、タッチスクリーンに表示されるバネ８１０が擬似的に生成されている一態様が示されており、ユーザの指Ｆによってバネ８１０が圧縮された後、所定の位置で保持される。バネ８１０を圧縮する間は、タッチスクリーンを横切るような移動があることから、摩擦効果８０１が使用されてもよい。移動が終了すると、摩擦効果を触覚効果として使用するのを停止して、張力効果を生成する代わりに振動フィードバック８０２を使用してもよい。図８Ｂには、図の左側に図示されるように、タッチスクリーンに表示されているボタン８２０に対してユーザの指をスライドした時のテクスチャを生成するのに、摩擦効果８０１を使用する態様が示されている。一方、図の右側に図示されるように、ユーザの指がボタン８２０をタップした時のクリック効果を生成するのに、振動触覚フィードバック８０２を使用してもよい。図８Ｃには、ユーザの指Ｆがタッチスクリーンの表面８３０上方をホバリングしている間に振動触覚フィードバック８０２が提供され、ユーザの指Ｆがタッチスクリーンの表面８３０をタッチしている及びスライドしている間には摩擦効果８０１が提供される一態様が示されている。
【００６６】
本発明の実施形態では、摩擦効果及び振動触覚フィードバックをシームレスに組み合わせて、生成される効果の帯域幅を拡げてもよく、例えば、低い周波数に摩擦効果を使用し、高い周波数に振動触覚フィードバックを使用してもよい。例えば、図９には、摩擦効果及び振動触覚効果を組み合わせて、周波数のレンジを拡張することができる一態様が示されている。図に示すように、下端９１１及び上端９１２を有する周波数レンジ９１０内に摩擦効果が位置し、下端９２１及び上端９２２を有する周波数レンジ９２０内に振動触覚効果が位置する。摩擦効果の周波数レンジ９１０の下端９１１は、振動触覚効果の周波数レンジ９２０の下端９２１よりも低く、摩擦効果の周波数レンジ９１０の上端９１２は、振動触覚効果の周波数レンジ９２０の上端９２２よりも低い。周波数レンジの組み合わせは、図９において９３０で示されるように、ユーザに提供されてもよい触覚効果の取り得る周波数範囲は非常に広くなる。例示される実施形態では、摩擦効果の周波数レンジ９１０は、振動触覚効果の周波数レンジ９２０と重複している。例示されている実施形態は、限定することを意図しておらず、周波数レンジ９１０、９２０は重複していなくてもよい。
【００６７】
本発明の実施形態において、摩擦フィードバックは、いわゆる「低解像度」又は「標準解像度（ＳＤ）」アクチュエータ、すなわち、相対的に応答時間が遅いアクチュエータによって生成される効果の知覚品質を向上させるのに使用することができ、効果を「高解像度（ＨＤ）」品質に近づけ、ユーザがより鮮明であると知覚することができる。例えば、ＬＲＡ及びＥＲＭ型アクチュエータのようなＳＤアクチュエータは、触覚効果を生成する周波数レンジが制限されている。一方、圧電型、電気活性ポリマー型及び静電型アクチュエータのようなＨＤアクチュエータは、高速立ち上がり時間及び広いダイナミックレンジで高周波数のコンテンツを出力することができ、ＳＤアクチュエータが生成する効果（「ＳＤ効果」）よりも豊かで実物に近い効果（「ＨＤ効果」）を提供することができる。
【００６８】
振動の形態で、振動触覚フィードバックと摩擦効果とを組み合わせることにより、ＨＤアクチュエータによって生成されるＨＤ効果に近い触覚効果を、おそらくは低コストで、生成することができると考えられる。例えば、図１０には、ユーザの指Ｆがタッチスクリーンに表示されている線１０１０を横切ると、触覚効果が生成される一態様が示されている。図の左側では、ＳＤ振動１００２を利用して触覚効果が生成され、ユーザインターフェースのユーザは、はっきりしないブザーとして、それを知覚する。図の右側では、触覚効果が、同じＳＤ振動１００２を使用して、しかしながら、より複雑な摩擦効果１００１と共に生成される。このように組み合わせて生成される触角効果は、依然として振動として知覚されるが、ＳＤ振動１００２を生成するＳＤアクチュエータがあまり反応しない効果を、摩擦効果１００１が補うことから、ＨＤ振動に近い品質でより豊かに感じられる。
【００６９】
触覚は、特定の刺激に一定期間晒されると刺激に慣れて、感受性が低くなることが知られている。一実施形態では、ユーザに提供される触角効果を、摩擦効果と振動触覚効果とで交互に切り替えて、刺激に慣れるのを防いでもよい。摩擦効果と振動触覚効果とで切り替えることにより、触覚刺激に対する感受性を時間の経過と共に低下させるようにしてもよい。例えば、刺激に慣れるのを防ぐべく、振動触覚フィードバックによって提供される触角効果を、所定期間を経過した後に、摩擦効果へと切り替えてもよい。１１１０として示されている触覚適応のモデルに基づいて、触覚出力装置１６０の出力が、振動触覚効果１１０２と摩擦効果１１０１とで切り替えられる一態様が、図１１に示されている。触覚適応のモデル１１１０は、上記で説明した判定モジュール１１６又は触覚出力装置制御モジュール１１８に格納されてもよい。ユーザの指が、現在の触覚効果の種類に対して鈍感になったと考えられる時に、触覚出力装置１６０は、別の種類の触覚効果を生成してもよく、理想的には、同様な感覚を生成するような態様で生成する。異なる２つの種類の触覚効果の切り替えは、徐々に行われて、ユーザが触覚効果の遷移が円滑であると感じるようにしてもよい。
【００７０】
本発明の実施形態は、摩擦技術と振動触覚技術との組み合わせを利用し、これら技術を単体で用いるよりも、魅力的な触覚効果とすることができる。上記した触覚出力装置は、完全に独立したものであってもよいし、マイクロコントローラや駆動回路のような一部の構成要素を共有したものであってもよい。触覚ディスプレイは、独立して制御されてもよいし、スマートコントローラによって組み合わせとして制御されてもよい。本発明の実施形態によれば、開発者が、意図した効果（例えば、特定の周波数での振動）を指定することができ、摩擦を生成する触覚出力装置又は振動触覚フィードバックを生成する触覚出力装置の何れかを起動するかをコントローラが判定するようにすることができる。
【００７１】
本明細書に記載された実施形態は、実施可能な実装例及び実施例であるが、本発明を特定の実施形態に制限することを必ずしも意図するものではない。むしろ、これらの実施形態には、当該技術分野における当業者に理解できるような変更を加えることができる。このような変更が加えられた態様も本発明の要旨及び範囲に含まれ、そして以下の請求項によって保護されるべきものである。
【図１】
2015111416.tif 000002
【図２】
2015111416.tif 000003
【図３】
2015111416.tif 000004
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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