(57)【要約】  本発明は、ユーザの押圧の少なくとも１つの特徴を検出可能なタクト面と、触覚フィードバックを前記タクト面に伝達するために構成された少なくとも１つの触覚フィードバックアクチュエータと、前記タクト面と前記少なくとも１つのアクチュエータとに連結される制御処理ユニットと、を有する触覚フィードバックタクトインターフェースモジュールに関する。前記制御処理ユニットは、第１タイムウィンドウ（Ｔ１）において、前記タクト面全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして知覚され得る少なくとも１つの力学的波を誘導するように、前記触覚フィードバックアクチュエータを作動させるように、且つ、第２タイムウィンドウ（Ｔ２）において、前記力学的波を減衰するために、前記力学的波に対して位相のずれた少なくとも１つの力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）を生成するように構成される。
2018536224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
‐ユーザの押圧の少なくとも１つの特徴を検出可能なタッチ面（３）と、
‐触覚フィードバックを前記タッチ面（３）に伝達するために構成された少なくとも１つの触覚フィードバックアクチュエータ（７）と、
‐一方で前記タッチ面（３）に連結され、他方で前記少なくとも１つのアクチュエータ（７）に連結される制御処理ユニット（８）と、
を備える触覚フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュール（１）において、
前記制御処理ユニット（８）は、
第１タイムウィンドウ（Ｔ１）において、前記タッチ面（３）全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波を誘導するように、前記触覚フィードバックアクチュエータ（７）を作動させる（１００）ように、且つ、
第２タイムウィンドウ（Ｔ２）において、前記力学的波を減衰するために、前記力学的波に対して位相のずれた少なくとも１つの力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）を生成する（１０２）ように構成される
ことを特徴とするインターフェースモジュール（１）。
【請求項２】
前記制御処理ユニット（８）は、前記力学的波を減衰するために、前記触覚フィードバックアクチュエータ（７）を第２タイム（Ｔ２）において作動させて、前記力学的波に対して位相のずれた複数の力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０３‐３）を生成するように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項３】
前記アクチュエータ（７）を作動させて位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）を生成するために前記制御処理ユニット（８）により送信される少なくとも１つの制御信号は、前記アクチュエータ（７）を作動させて前記タッチ面（３）全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波を誘導するために前記制御処理ユニット（８）により送信される制御信号（２００‐１、２００‐２）より短い、
ことを特徴とする請求項２に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項４】
前記アクチュエータ（７）を作動させて位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）の生成を可能とするための前記制御信号は、孤立信号である、
ことを特徴とする請求項３に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項５】
前記アクチュエータ（７）の作動を制御して一連の位相のずれた力学的パルスの生成を可能とするための前記連続的な信号（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）は、反対方向に交互にバイアスされる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項６】
前記位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）のエネルギーが減少する、
ことを特徴とする請求項５に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）は、前記力学的波に対して逆位相である、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアクチュエータ（７）は、
‐触覚フィードバックを前記タッチ面（３）に伝達するために、前記タッチ面（３）に接触壁（１３）を介して接触することが意図されたシャーシ（１１）と、
‐前記シャーシ（１１）に連結されるステータ（１５）と、
‐少なくとも１つの弾性要素（２１）を介して前記シャーシ（１１）に連結されるとともに、触覚フィードバックを生成するために前記ステータ（１５）によって移動するように駆動されることが意図された可動コア（１９）と、
‐電磁石（１７）及び少なくとも１つの永久磁石（２０）であって、一方が前記ステータ（１５）によって支承され、他方が前記可動コア（１９）によって支承される、電磁石（１７）及び少なくとも１つの永久磁石（２０）と、
前記可動コア（１９）と前記接触壁（１３）との間に配置されるダンパ（２３）と、
を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項９】
前記弾性要素（２１）は、前記電磁石（１７）の非給電状態において、前記可動コア（１９）が支持力を前記接触壁（１３）の方向に印加し、前記電磁石（１７）が所定のバイアスを以て給電される給電状態において、前記可動コア（１９）が前記接触壁（１３）から離間するような寸法とされる、
ことを特徴とする請求項８に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項１０】
前記ダンパ（２３）のバネ定数は、前記弾性要素（２１）のバネ定数より、７．５乃至１２．５倍、具体的には１０倍大きい、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項１１】
前記ダンパ（２３）は、エラストマーからなる層、具体的にはシリコーン層の形状を取る、
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項１２】
前記ダンパ（２３）は、２５乃至３５に含まれる、具体的には３０ショアＡの硬度を有する、
ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１）。
【請求項１３】
ユーザーの押圧を検出可能なタッチ面（３）を備える請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の接触フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュール（１）において触覚フィードバックを生成するための方法において、
前記方法は、
‐第１ステップ（１００）において、前記タッチ面（３）全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波が誘導されること、及び
‐第２ステップ（１０２）において、前記力学的波を減衰するために、前記力学的波に対して位相のずれた少なくとも１つの力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）が生成されることを有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記第２ステップにおいて、前記力学的波を減衰するために、前記力学的波に対して位相のずれた複数の力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）が生成される、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記アクチュエータ（７）の作動を制御して位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）の生成を可能とするための信号は、前記アクチュエータ（７）の作動を制御して前記タッチ面（３）全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波の誘導を可能とするための信号より短い、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記アクチュエータ（７）を作動させて位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）の生成を可能とするための信号は、孤立信号である、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記アクチュエータ（７）を作動させて一連の位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）の生成を可能とするための前記連続的な信号は、反対方向に交互にバイアスされる、
ことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）のエネルギーが減少する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの位相のずれた力学的パルス（２０２‐１、２０２‐２、２０２‐３）は、前記力学的波に対して逆位相である、
ことを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ・インターフェースモジュール、及び触覚フィードバックをユーザに伝達することを目的として触覚フィードバックを生成するための方法に関する。
【０００２】
自動車用業界において、例えば、ジョイスティックや回転ボタンの形状を取る多機能制御モジュールが、空調システムやオーディオシステム、更にはナビゲーションシステム等の電子又は電気システムを制御するために、ますます使用されるようになっている。
【０００３】
このようなモジュールは、表示スクリーンと関連付けられてもよく、制御されるべきシステムに関する種々のコマンドを含むドロップダウンメニューによるナビゲーションを可能としている。
【０００４】
しかしながら、非常に複雑な多くの機能が存在することにより、このようなモジュールが倍増している。したがって、統合された機能の個数を増加させ、且つ人間‐装置間のインターフェースの人間工学性を改良するために、制御面又はタッチ面を有するタッチスクリーンを備えるインターフェースモジュールの使用が有利なことであると考えられる。
【０００５】
ユーザがこのようなセンサのタッチ面に圧力を加えたとき、負荷された圧力又は力を計測し、及び／又はこの圧力又は力が加えられた場所の位置を特定することができる。この場合、ユーザの押圧は、例えばコマンドの選択に関連する。
【０００６】
更に、通常の運転又は停止状態にあっても、悪状態（操作が見えない、又は実質的な認知的負担時）にあっても、ユーザにそのコマンドが実際に登録されたことを合図するために、ユーザが触覚フィードバックを受けることが重要である。これにより、ユーザは道路に集中し続けることができるとともに、タッチ面に対するユーザの行為が登録されたかの確認に関する認知的努力を削減することができる。
【０００７】
この目的を達成するために、振動を伝達して、これにより、ユーザにそのコマンドが実際に登録されたという触覚フィードバックを受信できるようにインターフェースモジュールに連結された、電磁アクチュエータ等のアクチュエータを有する触覚フィードバックを提供する制御モジュールが既に知られている。
【０００８】
このような電磁アクチュエータは、電磁石を支承するステータと、単数又は複数の永久磁石を支承する可動コアとを有する。コアは、ステータに対して並進移動し得る。ステータの電磁石に給電することにより、可動コアが移動させられ、この移動がタッチスクリーンに伝達される。
【０００９】
これに対し、拡声器の技術原理に関連付けられていることを理由として「音声コイル」と称される第２のタイプのアクチュエータは、電磁石を単数又は複数の固定永久磁石に対して移動可能であるように装着することにより得られる。
【００１０】
本件出願人のバージョンであるこのような触覚フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュールのアクチュエータが特に公知である。インターフェースモジュールは、ユーザの押圧を検出可能なタッチ面と、タッチ面に固着されたアクチュエータとを備える。アクチュエータは、
‐シャーシと、
‐シャーシと相互作用する可動コアであって、触覚フィードバックを生成するために端位置同士の間で移動するように駆動されることが意図される可動コアと、
‐前後に並進移動するように可動コアを駆動することが可能であるように構成された、電磁石を備えるステータと、を備える。
【００１１】
慣性効果によって、ステータから可動コアに付与された移動はシャーシに伝達され、シャーシは、次いで振動をアクチュエータが固着されたタッチ面に伝達する。
【００１２】
静止した状態において、バネ装着された可動コアは、遊離静止位置を取る。
【００１３】
電磁石にＡＣ電力が供給されると、前後並進移動の動作の振幅が増大し、最大値に達する。その後、電磁石へのＡＣ電力の供給が停止する。
【００１４】
しかしながら、電磁石への給電が停止しても、誘導された力学的波がタッチ面全体に伝播し続け、振動は徐々にしか消えていかない。
【００１５】
本件出願人による研究によれば、このような消失性の振動の持続時間は２０ミリ秒に達する場合があり、このような振動は非常に長い間ユーザに知覚され得る、ということがわかっている。
【００１６】
これは、近接した連続時間間隔で、特に２０ミリ秒未満の非常に短い間隔で、ユーザに触覚フィードバックを伝達することが必要である場合、不利である。
【００１７】
また、明瞭な衝撃による触覚フィードバックの方が、無駄に長い触覚フィードバックよりもユーザに知覚されやすいことが実証されている。
【発明の概要】
【００１８】
本発明は、改良された、具体的にはより明瞭な触覚感覚を生成する触覚フィードバックを提供するタッチ・インターフェースを特に提供することにより、上述の欠点を少なくとも部分的に解消することを目的とする。
【００１９】
この目的のために、本発明の１つの主題は、
‐ユーザの押圧の少なくとも１つの特徴を検出可能なタッチ面と、
‐触覚フィードバックを前記タッチ面に伝達するために構成された少なくとも１つの触覚フィードバックアクチュエータと、
‐一方で前記タッチパネルに連結され、他方で前記少なくとも１つのアクチュエータに連結される制御処理ユニットと、
を備える触覚フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュールにおいて、
前記制御処理ユニットは、
第１タイムウィンドウにおいて、前記タッチ面全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波を誘導するように、前記触覚フィードバックアクチュエータを作動させるように、且つ、第２タイムウィンドウにおいて、前記力学的波を減衰するために、前記力学的波に対して位相のずれた少なくとも１つの力学的パルスを生成するように構成されることを特徴とするインターフェースモジュールである。
【００２０】
前記触覚フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュールは、以下の単数又は複数の特徴を単独で又は組み合わせて更に有し得る。
【００２１】
一態様によれば、前記制御処理ユニットは、前記力学的波を減衰するために、前記触覚フィードバックアクチュエータを第２タイムにおいて作動させて、前記力学的波に対して位相のずれた複数の力学的パルスを生成するように構成される。
【００２２】
前記アクチュエータを作動させて位相のずれた力学的パルスを生成するために前記制御処理ユニットにより送信される少なくとも１つの制御信号は、前記アクチュエータを作動させて前記タッチ面全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波を誘導するために前記制御処理ユニットにより送信される制御信号より短いことが想定され得る。
【００２３】
一態様によれば、前記アクチュエータを作動させて位相のずれた力学的パルスの生成を可能とするための前記制御信号は、孤立信号である。
【００２４】
一態様によれば、前記アクチュエータの作動を制御して一連の位相のずれた力学的パルスの生成を可能とするための前記連続的な信号は、反対方向に交互にバイアスされる。
【００２５】
更に他の一態様によれば、前記位相のずれた力学的パルスのエネルギーが減少する。
【００２６】
前記少なくとも１つの位相のずれた力学的パルスは、前記力学的波に対して逆位相である。
【００２７】
また、前記少なくとも１つのアクチュエータは、
‐触覚フィードバックを前記タッチ面に伝達するために、前記タッチ面に接触壁を介して接触することが意図されたシャーシと、
‐前記シャーシに連結されるステータと、
‐少なくとも１つの弾性要素を介して前記シャーシに連結されるとともに、触覚フィードバックを生成するために前記ステータによって移動するように駆動されることが意図された可動コアと、
‐電磁石及び少なくとも１つの永久磁石であって、一方が前記ステータによって支承され、他方が前記可動コアによって支承される、電磁石及び少なくとも１つの永久磁石と、
前記可動コアと前記接触壁との間に配置されるダンパと、
を有し得る。
【００２８】
前記弾性要素は、前記電磁石の非給電状態において、前記可動コアが支持力を前記接触壁の方向に及ぼし、前記電磁石が所定のバイアスを以て給電される給電状態において、前記可動コアが前記接触壁から離間するような寸法とされ得る。
【００２９】
前記ダンパのバネ定数は、前記弾性要素のバネ定数より、７．５乃至１２．５倍、具体的には１０倍大きい。
【００３０】
前記ダンパは、例えば、エラストマーからなる層、具体的にはシリコーン層の形状を取る。
【００３１】
他の態様によれば、前記ダンパは、２５乃至３５に含まれる、具体的には３０ショアＡの硬度を有する。
【００３２】
本発明は、また、ユーザーの押圧を検出可能なタッチ面を備える上述の接触フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュールにおいて触覚フィードバックを生成するための方法において、
前記方法は、
‐第１ステップにおいて、前記タッチ面全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波が誘導されること、及び
‐第２ステップにおいて、前記力学的波を減衰するために、前記力学的波に対して位相のずれた少なくとも１つの力学的パルスが生成されること、
を有することを特徴とする方法に関する。
【００３３】
前記第２ステップにおいて、前記力学的波を減衰するために、前記力学的波に対して位相のずれた複数の力学的パルスが生成され得る。
【００３４】
一態様によれば、前記アクチュエータの作動を制御して位相のずれた力学的パルスの生成を可能とするための信号は、前記アクチュエータの作動を制御して前記タッチ面全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波の誘導を可能とするための信号より短い。
【００３５】
一態様によれば、前記アクチュエータを作動させて位相のずれた力学的パルスの生成を可能とするための信号は、孤立信号である。
【００３６】
前記アクチュエータを作動させて一連の位相のずれた力学的パルスの生成を可能とするための前記連続的な信号は、反対方向に交互にバイアスされる。
【００３７】
更に他の一態様によれば、前記位相のずれた力学的パルスのエネルギーが減少する。
【００３８】
前記少なくとも１つの位相のずれた力学的パルスは、前記力学的波に対して逆位相である。
【００３９】
他の利点及び特徴が、非制限的な例として挙げられる以下の図面の説明を読むことで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】アクチュエータを有するタッチ・インターフェースモジュールの一実施形態の概略側面図。
【図２】図１のアクチュエータの概略斜視図。
【図３】図２のアクチュエータの分解概略斜視図。
【図４】図２のアクチュエータの概略長手方向断面図。
【図５】アクチュエータに印加される制御信号のグラフ。
【図６】触覚フィードバックを生成するための方法の一実施形態のフローチャート。
【図７】時間の関数として示すタッチ面の振動を示すグラフ。
【図８】時間の関数として示すタッチ面の別の場合の振動を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
全ての図面において、同一の要素は同一の参照符号にて示される。
【００４２】
いくつかの図面において、要素の互いに対する配向をより良く把握できるようにデカルト座標系Ｘ、Ｙ、Ｘが表示される。本明細書において、タッチ面が平面的であり、且つＸ‐Ｙ平面がこのタッチ面の平面に平行である場合、Ｚ方向はタッチ面に略垂直である。
【００４３】
記載される実施形態は例である。本明細書は１つ以上の実施形態について参照するが、このことは、それぞれの参照が同一の実施形態に関する、又は特徴が単独の実施形態にのみ適用されるということをかならずしも意味しない。種々の実施形態の単独の特徴が組み合わされて他の実施形態が作成され得る。
【００４４】
図１は、ユーザの例えば指５による押圧を検出可能なタッチ面３と、少なくとも１つの触覚フィードバックアクチュエータ７と、を備える、触覚フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュール１の一実施形態を概略的に示す。アクチュエータ７の個数は、２、３、４、又はそれ以上であってもよく、具体的にはタッチ面３のサイズに応じる。
【００４５】
例えば自動車両のダッシュボード用、又は自動車両の中央コンソール用の触覚フィードバックを提供するタッチ・インターフェースモジュール１により、車両の電子又は電気システムが制御され得るとともに、例えばコマンドを変更又は選択したユーザに、コマンドの選択又は変更が登録されたことをユーザに再確認させるべく、触覚フィードバックが伝達され得る。
【００４６】
タッチ面３は平面的であり得るが、外方に湾曲した又は上方に反った形状、更には凹んだ形状であることが想定され得る。少なくともタッチ面３上の指５の位置や、選択的に指５の移動に沿った経路、及び／又は指５がタッチ面３に加える圧力を検出するように、タッチ面３は、例えば抵抗又は容量センサを設けられる。
【００４７】
指５の位置の検出は、例えば、絵文字を含むディスプレイメニューに関連付けられるとともに、例えば、車両の装備の種々の部品、特に、空調システム、オーディオシステム、電話システム等を制御するための制御信号を生成する。
【００４８】
図１の実施形態は、いわゆる「吊り下げアクチュエータ」タイプと言うことができる。吊り下げとは、アクチュエータ７はタッチ・インターフェースモジュール１のケースに連結されておらず、タッチ面３に取り付けられているだけである、ということを意味する。
【００４９】
当然ながら、本発明の範囲を逸脱せずに、アクチュエータ７を他の態様で装着することも想定され得る。
【００５０】
このように、アクチュエータ７は、インターフェースモジュール１に容易に取り付けられ且つ取り外される、特定の機能ユニットを形成している。具体的には、この機能ユニットは、タッチ面３に単にネジ留め又はクリップ固定され、したがって迅速に交換され得る。アクチュエータ７は、選択的に、交換性を犠牲にして、接着結合によってより低いコストで固着され得る。
【００５１】
インターフェースモジュール１は、一方でタッチ面３に、他方でアクチュエータ７に連結される制御処理ユニット８を更に備える。
【００５２】
例えば、制御処理ユニット８は、プロセッサと、ランダムアクセスメモリと、記憶メモリとを備えるプログラミング可能な部品であり、記憶したソフトウエアパッケージのインストラクションの実行を可能とする。それは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は更にはミニＰＣタイプの装備のうちのプログラミング可能な部品であり得る。
【００５３】
制御処理ユニット８は、車両の装備の種々の部品の制御メニューの表示を可能とするように、ディスプレイ（図示せず）、例えばＬＥＤ又はＬＣＤパネル等のディスプレイスクリーンにも連結され得る。
【００５４】
目前の道路から注意を逸らしてはならないユーザに触覚フィードバックを与えるように、アクチュエータ７を起動することによりコマンドの登録が合図され、その移動がタッチ面３に伝達される。
【００５５】
図２乃至４は、アクチュエータ７の例示的な一実施形態を示すが、他のアクチュエータの種類や構造も想定され得る。
【００５６】
アクチュエータ７は、触覚フィードバックを伝達するために、タッチ面３に対して固着される接触壁１３を有するシャーシ１１を備える。
【００５７】
また、アクチュエータ７は、例えばクリップによりシャーシ１１に連結されるステータ１５を備える。ステータ１５は、電線、特に銅からなる電線を捲回することにより形成された電磁石１７を支承する。
【００５８】
触覚フィードバックを生成することを目的として、可動コア１９が、Ｚ方向に沿って、接触壁１３に対して垂直な２つの対向方向において並進的に移動可能であるように、ステータ１５は可動コア１９を取り囲む。特に、可動コア１９は、シートの形状を取る複数の永久磁石２０を備える。これらの永久磁石２０は、例えばプラスチックからなり、断面において「Ｅ」形状を有するホルダ２２内に示される。
【００５９】
ホルダ２２のアームは、可動コア１９の運動エネルギーを増加させることを目的として可動コア１９の重量を増加させるように、且つ永久磁石２０によって生成される磁力線を集結させるように、強磁性金属プレート２４をも支承する。
【００６０】
可動コア１９は、接触壁１３とステータ１５との間に閉じ込められ、少なくとも１つの、本例において２つの弾性要素２１の力を受ける。
【００６１】
例えば、本実施形態において、これらの弾性要素２１は、可動コア１９の２つの対向する側面にそれぞれ配置されたバネ、具体的には螺旋圧縮バネである。より正確には、各バネの一端がホルダ２２に当接するとともに、他端がステータ１５に当接する。
【００６２】
弾性要素２１に弾性材料、すなわち、ウレタンタイプの発泡ポリエチレン、イオノマー（イオン架橋ポリマー）、又はゴム等の弾性材料を使用することも可能である。
【００６３】
電磁石１７の巻線を支承するステータ１５の中央環状部は、「Ｅ」形状のホルダ２２のアームと相互作用し、可動コア１９の並進移動をＺに沿ってガイドする。
【００６４】
アクチュエータ７は、可動コア１９と接触壁１３との間に配置されたダンパ２３を有し得る。
【００６５】
ダンパ２３は、例えば、エラストマー、具体的にはシリコーンからなる層又はシートの形状を取る。ダンパ２３は、可動コア１９にオーバーモールドされ得る、及び／又は図３に示すように可動コア１９に形状係合により接合され得る。図２乃至４に示すように、ダンパ２３は、「Ｅ」形状ホルダ２２の後部に固着される。
【００６６】
一変形例（図示せず）によれば、ダンパー２３は接触壁１３に固着される。しかしながら、ダンパ２３を可動コア１９に固着することが好ましい。この目的は、移動部品であるこのグループの重量を、ひいてはこれが接触壁１３に衝突する際に伝達される運動エネルギーを増加させることである。
【００６７】
特に、ダンパ２３は、２５乃至３５に含まれる、具体的には３０ショアＡの硬度を有する。
【００６８】
単数又は複数の弾性要素２１は、電磁石１７の非給電状態において、ダンパ２３が接触壁１３に圧接するように、可動コア１９が接触壁１３の方向に支持力を印加するような寸法とされて加圧される。電磁石が所定のバイアスを以て給電される給電状態において、可動コア１９は接触壁１３から離間する。
【００６９】
ダンパ２３のバネ定数は、前記弾性要素２１のバネ定数より７．５乃至１２．５倍、具体的には１０倍大きい。
【００７０】
図５は、時間を関数とするアクチュエータ７に印加される制御信号のグラフであり、図６は、一実施形態による触覚フィードバックを生成するための方法のフローチャートを示す。
【００７１】
ステップ１００において、タイムウィンドウＴ１の間に、指５の押圧により生じた信号をタッチ面３から受信すると、制御処理ユニット８は、例えば、第１サブステップ１００‐１において、第１制御信号２００‐１を送信する。第１制御信号２００‐１は、第１の所定のバイアスを有し、例えば、電磁石１７にＺ方向に沿う第１方向において電流を供給し、これにより、弾性要素２１の力に抗して（圧縮バネは圧縮する）可動コア１９をフレーム１１の接触壁１３から離間させる方形波の形状を取る。
【００７２】
したがって、弾性要素２１は、このフェーズにおいて、可動コア１９に伝達された運動エネルギーのうちの一部を保存する。
【００７３】
当然ながら、ユニット８は、電磁石１７に直接給電するように構成され得る。しかしながら、一変形例によれば、例えば、制御信号をリレーに送信してもよい。リレーを介して電力が電磁石１７に供給される。
【００７４】
この第１制御信号２００‐１の持続時間は、可動コア１９の離間が最大となるように十分に長い。例えば、持続時間は、４ミリ秒乃至６ミリ秒に含まれ、具体的には５ミリ秒である。
【００７５】
次に、第２サブステップ１００‐２において、制御処理ユニット８は、第１バイアスと反対の第２の所定のバイアスを有する第２制御信号２００‐２を送信する。この信号も、例えば方形波である。この第２制御信号２００‐２は、磁界を逆にするために電流の方向を逆にし、これにより、可動コア１９をシャーシ１１の接触壁１３の方向に進ませ、可動コア１９をこの接触壁１３に対して当接した状態に維持する。弾性要素２１は、このフェーズにおいて、可動コア１９の移動を支援する（圧縮バネは弛緩する）。
【００７６】
ここで、可動コア１９は一往復するだけであるため、ユーザの指５によって容易に感じられ得る衝突等の「衝撃的な」触覚フィードバックがこうして得られる。
【００７７】
第２制御信号２００‐２の持続時間は、４ミリ秒乃至６ミリ秒に含まれ、具体的には５ミリ秒である。
【００７８】
当然ながら、制御信号２００‐１及び２００‐２の持続時間は異なってもよい。本発明の範囲を逸脱せずに、異なる制御信号の形状や異なる振幅も想定され得る。
【００７９】
この第１ステップ１００は、タッチ面３全体に伝播するとともに触覚フィードバックとして感じられ得る少なくとも１つの力学的波を誘導するように、触覚フィードバックアクチュエータ７を作動させる役割を果たす。
【００８０】
図７は、この第１ステップ１００のみが実施される場合のタッチ面３での振動を示す。
【００８１】
理解されるように、ステップ１００により誘導された力学的波に対応する信号がタイムウィンドウＴ１で観察される一方、他方で振幅が徐々に小さくなる不利であり得る消失性の力学的波がタイムウィンドウＴ２において観察される。
【００８２】
したがって、可能であればこの消失性の力学的波を減衰することが非常に強く望まれる。
【００８３】
このために、第２ステップ１０２において、タイムウィンドウＴ２の間に、触覚フィードバックアクチュエータ７を作動させて、力学的波を減衰するために、この力学的波に対して位相のずれた少なくとも１つの力学的波を、本例において、３つの力学的波を生成する。この位相のずれは、最大の減衰を得るために、特に逆位相を達成するように設定される。
【００８４】
この目的のために、制御処理ユニット８は、例えば、第１サブステップ１０２‐１において、第２の所定のバイアスを有する第１信号２０２‐１を送信する。可動コア１９をダンパ２３とともに接触壁１３に対して押圧するように、この信号は、例えば、電磁石１７に電流をＺ方向に沿った第２方向において供給する方形波の形状を取る。理解されるように、第1制御信号２０２‐１は、第２制御信号２００‐２と同一のバイアス及び同一の振幅を有するが、長さにおいてはこれよりも短く、例えば、１．５ミリ秒乃至３ミリ秒、典型的には２ミリ秒である。
【００８５】
制御信号２０２‐１は、孤立していることを理解されたい。すなわち、制御信号２０２‐１の直前及び直後において、アクチュエータ７は給電されない。
【００８６】
次に、第２サブステップ１０２‐２において、第１の所定のバイアスを有する第２制御信号２０２‐２が、電磁石１７に送信される。これは、弾性要素２１に抗して可動コア１９をシャーシ１１の接触壁１３から離間させる効果を有するが、制御信号２０２‐２がより小さい振幅を有することを考慮すれば、第１サブステップ１００‐１におけるより程度は小さい。したがって、制御信号２０２‐２は、制御信号２０２‐１に対して逆のバイアスと、制御信号２０２‐１より絶対値において小さい振幅を有する。制御信号２０２‐２も孤立信号である。
【００８７】
最後に、第３サブステップ１０２‐３において、第２の所定のバイアスを有する第３信号２０２‐３が電磁石１７に送信される。これは、可動コア１９をダンパ２３とともに接触壁１３に対して押圧する効果を有する。理解されるように、制御信号２０２‐３は、制御信号２０２‐１と同一のバイアスを有するが、振幅は小さい。制御信号２０２‐３も孤立信号である。
【００８８】
したがって、制御信号２０２‐１、２０２‐２、及び２０２‐３は、交互に反対方向にバイアスされるパルスであって、パルスの面積に相当するエネルギーが減少するパルスであることが理解されるであろう。
【００８９】
消失性の力学的波に対する第２ステップ１０２の制御信号２０２‐１、２０２‐２、及び２０２‐３の効果を図８に示す。図７に対して、消失性の力学的波に対応する信号が顕著に減少しているということが明瞭に理解され得る。
【００９０】
従って、ユーザにとって、触覚フィードバックはより衝撃的で短く感じられる。
【００９１】
これにより、位相のずれた力学的パルスにより、より明瞭でユーザにとってより認識しやすい触覚フィードバックが得られることが理解される。
【００９２】
当然ながら、制御信号２０２‐１、２０２‐２、及び２０２‐３の位置は、例えばタッチ面３のサイズ、タッチ面３が製造される材料、タッチ面３が吊り下げられているか否か等の種々のパラメータに依存する。
【００９３】
触覚フィードバックを提供するインターフェースモジュール１の任意の構成に対する制御信号２０２‐１、２０２‐２、及び２０２‐３の時間における位置及びそれらの振幅は、以下の方法において反復的に獲得され得る。
【００９４】
例えば、タッチ面３上の単数又は複数の波を測定可能とすべく、加速度計をタッチ面３に配置し、加速度計の出力をオシロスコープにプラグ接続する。
【００９５】
次に、タッチ面３上に力学的波を誘導するように第１ステップ１が実施され、図７のようなグラフが得られる。
【００９６】
次に、電磁石１７に給電し、且つ第１ステップ１００によって誘導された力学的波に対して逆位相である第1力学的パルス２０２‐１を生成するように、第１制御信号２０２‐１が送信される。
【００９７】
力学的波の谷の新しい時間的位置を決定するように、力学的波の減衰が観察される。次に、電磁石１７に第２制御信号２０２‐２が供給される。この第２制御信号２０２‐２は、事前に観察した力学的波の谷の時間的位置に対して、消失性の力学的波に対して逆位相であるように配置される。２つの制御信号２０２‐１及び２０２‐２によって誘導された力学的波の減衰効果が、力学的波の谷の新しい時間的位置を決定するように再度観察される。このプロセスは、電磁石１７に第３制御信号２０２‐３を供給することにより再び開始される。消失性の力学的波に対して逆位相であるように、第３信号２０２‐３は、力学的波の谷の時間的位置、すなわち事前に観察された時間的位置に対して配置される。
【００９８】
制御信号のパルスの値及び時間的位置が特定されたら、それらを、制御処理ユニット８のメモリのうちの１つにおいて制御インストラクションとしてプログラミングすることが可能となる。
【００９９】
タイムウインドウＴ２の間のアクチュエータ７の特定の励起により、タッチ面３上の消失性の力学的波が顕著に減少し得るとともに、ユーザの触覚フィードバックの知覚が改善され得ることが理解される。
【０１００】
更に、複数のアクチュエータ７がタッチ面３に設けられている場合、消失性の力学的波の十分な減衰を得るために、１つのアクチュエータ７をタイムウインドウＴ２の間に作動させれば一般に十分である。
【０１０１】
しかしながら、Ｔ２の間に複数のアクチュエータ７を作動させること、更にはアクチュエータを順に１つずつ作動させる、例えば、あるものを制御信号２０２‐１に対して、別のものを制御信号２０２‐２に対して、そして３つ目を制御信号２０２‐３に対して作動させることも更に想定され得る。
【０１０２】
当然ながら、本発明の範囲を逸脱せずに他の変形例も想定されされ得る。したがって、電磁石１７を可動コア１９によって支承してもよいし、永久磁石２０を「音声コイル」構成用のステータによって支承してもよい。
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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