(57)【要約】      （修正有）【課題】表面ベースの触覚効果を生成する誘導型ＥＳＦ（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ；静電摩擦）アクチュエータを備えるコンピュータ装置を提供する。【解決手段】システム１００において、プロセッサと通信するＥＳＦコントローラ１２０は、触覚信号を受信し、触覚信号に少なくとも部分的に基づいてＥＳＦ信号を決定し、ＥＳＦ信号を送信するように構成される。更に、ＥＳＦ信号を受信して被誘導電極に電荷を誘導するように構成される誘導電極を有する。誘導電極は、被誘導電極と接触しない。被誘導電極は、ＥＳＦベースの触覚効果を表面に出力するように構成される。【選択図】図１
2016001470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＳＦベースの触覚効果を決定し、且つ前記ＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられる触覚信号を送信するように構成されるプロセッサと
前記プロセッサと通信するＥＳＦコントローラであって、
前記触覚信号を受信し、
前記触覚信号に少なくとも部分的に基づいてＥＳＦ信号を決定し、且つ
前記ＥＳＦ信号を送信するように構成されるＥＳＦコントローラと、
前記ＥＳＦ信号を受信して被誘導電極に電荷を誘導するように構成される誘導電極と
を備え、前記誘導電極は前記被誘導電極と接触せず、前記被誘導電極は前記ＥＳＦベースの触覚効果を表面に出力するように構成される、システム。
【請求項２】
前記表面はディスプレイを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記誘導電極は複数の誘導電極を含み、前記被誘導電極は複数の被誘導電極を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記被誘導電極は、第１の絶縁体に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の絶縁体は、透明材料又は誘電材料を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記被誘導電極と前記誘導電極との間に配置される第２の絶縁体を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の絶縁体は、ガラス、樹脂、グラスファイバー、又は複合材料の１つ以上を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＥＳＦベースの触覚効果は、前記表面において知覚される摩擦係数を変化させるように構成される効果を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記表面は、前記ユーザにより着用されるように構成される物品又は把持可能装置に関係付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
ＥＳＦベースの触覚効果を決定するステップと、
前記ＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられる触覚信号をＥＳＦコントローラに送信するステップと、
前記触覚信号に少なくとも部分的に基づいてＥＳＦ信号を決定するステップと、
被誘導電極に電荷を誘導するように構成される誘導電極に前記ＥＳＦ信号を送信するステップであって、前記誘導電極は前記被誘導電極と接触しないステップと、
前記ＥＳＦベースの触覚効果を表面に出力するステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記ＥＳＦベースの触覚効果は、前記タッチ面において知覚される摩擦係数を変化させるように構成される効果を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記被誘導電極は第１の絶縁体に結合され、前記被誘導電極及び前記第１の絶縁体は共に前記表面の内側に配置される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記表面は、前記ユーザにより着用されるように構成される物品又は把持可能装置に関係付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の絶縁体は、透明材料を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記被誘導電極は、前記被誘導電極と前記誘導電極との間に配置される第２の絶縁体に結合される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに
ＥＳＦベースの触覚効果を決定すること、及び前記ＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられる触覚信号をＥＳＦコントローラに送信することを行わせるように構成されるプログラムコードを含む、一時的でないコンピュータ可読媒体であって、
前記ＥＳＦコントローラは前記触覚信号に関係付けられるＥＳＦ信号を誘導電極に出力するように構成され、前記誘導電極は被誘導電極に電荷を誘導するように構成され、前記被誘導電極は前記ＥＳＦベースの触覚効果を表面に出力するように構成される、一時的でないコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記被誘導電極は第１の絶縁体に結合され、前記被誘導電極及び前記第１の絶縁体は共に前記表面の内側に配置される、請求項１６に記載の一時的でないコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記表面は、前記ユーザにより着用されるように構成される物品又は把持可能装置に関係付けられる、請求項１７に記載の一時的でないコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記第１の絶縁体は、透明材料を含む、請求項１７に記載の一時的でないコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記ＥＳＦベースの触覚効果は、前記タッチ面において知覚される摩擦係数を変化させるように構成される効果を含む、請求項１６に記載の一時的でないコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザインターフェース装置の分野に関する。より詳細には、本発明は、誘導静電触覚効果に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータベースのシステムがより普及してきており、人間がこうしたシステムと相互作用するインターフェースの品質がますます重要になってきている。直感的且つ相互作用可能な特性のため人気があるインターフェースはタッチスクリーンディスプレイである。タッチスクリーンディスプレイを介して、ユーザの指でタッチスクリーンの領域に接触することによりユーザは様々なタスクを実行することができる。より直感的且つ向上したユーザ体験を生み出すために、設計者は多くの場合、物理的相互作用によるユーザ体験を利用する。これは、一般には、視覚、聴覚及び／又は触覚フィードバックを通して物理世界との相互作用の一部の態様を再現することによって行われる。触覚フィードバックは、機械的振動の形態をとる場合が多い。触覚フィードバックを生成するための更なるシステム及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の実施形態は、表面ベースの触覚効果を生成する誘導型ＥＳＦ（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ；静電摩擦）アクチュエータを備えるコンピュータ装置を含む。一実施形態では、本開示のシステムは、ＥＳＦベースの触覚効果を決定して、ＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられる触覚信号を送信するように構成されるプロセッサを備えてもよい。また、システムはプロセッサと通信するＥＳＦコントローラを備え、ＥＳＦコントローラは、触覚信号を受信し、触覚信号に少なくとも部分的に基づいてＥＳＦ信号を決定し、ＥＳＦ信号を送信するように構成される。更に、システムは、ＥＳＦ信号を受信して被誘導電極に電荷を誘導するように構成される誘導電極を備えてもよく、誘導電極は被誘導電極と接触せず、被誘導電極はＥＳＦベースの触覚効果を表面に出力するように構成される。
【０００４】
別の実施形態では、本開示の方法は、ＥＳＦベースの触覚効果を決定するステップと、ＥＳＦコントローラにＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられる触覚信号を送信するステップと、触覚信号に少なくとも部分的に基づいてＥＳＦ信号を決定するステップと、被誘導電極に電荷を誘導するように構成される誘導電極にＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられるＥＳＦ信号を送信するステップとを含み、誘導電極は被誘導電極と接触しない。方法は、ＥＳＦベースの触覚効果を表面に出力するステップを更に含む。更に別の実施形態は、このような方法を実行するためのコンピュータ可読媒体を含む。
【０００５】
こうした例示の実施形態は、本主題の限界を限定又は定義するためではなく、その理解を支援するための例示を提供するために言及される。例示の実施形態は、詳細な説明において検討され、そこでは更なる説明が提供される。本明細書を吟味することによって、及び／又は請求項に記載の主題の１つ以上の実施形態を実施することによって、様々な実施形態によってもたらされる利点が更に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本明細書の以下の部分には完全且つ実施可能な開示が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。
【図１】一実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムを示すブロック図である。
【図２】誘導静電触覚効果のためのシステムの別の実施形態を示す。
【図３】一実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムを示す。
【図４】誘導静電触覚効果のためのシステムの一実施形態を示す。
【図５】別の実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムを示す。
【図６】一実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムとのユーザ相互作用を示す。
【図７】一実施形態による誘導静電触覚効果のための方法を実行するためのステップのフローチャートである。
【図８】別の実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次に、多様な及び代替的な例示の実施形態及び添付の図面を詳細に参照する。各例示は、限定としてではなく、説明目的で提供される。修正及び変更が行われ得ることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示され又は記載された特徴は、更なる実施形態をもたらすために別の実施形態において使用されてもよい。従って、本開示は、添付の請求項及び均等物の範囲に入る修正及び変形を含むことが意図されている。
【０００８】
（誘導静電触覚効果の例示）
本開示の例示の実施形態はスマートフォンを含む。スマートフォンは、タッチスクリーンディスプレイ、メモリ、及びこうした要素の各々と通信するプロセッサを備える。例示の装置のタッチスクリーンディスプレイは、本例示におけるスマートフォンのスクリーンに対応して、表示領域に対するタッチの場所を決定するための１つ以上のセンサを備える。
【０００９】
例示的な実施形態では、スマートフォンは、ユーザに触覚効果を提供するように構成される１つ以上の触覚出力装置を備える。少なくとも１つの触覚出力装置は、静電引力を介して触覚効果を出力する誘導型ＥＳＦアクチュエータを含む。
【００１０】
例示の実施形態では、誘導型ＥＳＦアクチュエータは、第２の電極（以下、「被誘導電極（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）」と呼ばれる）の下に配置される第１の電極（以下、「誘導電極（ｉｎｄｕｃｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）」と呼ばれる）を備え、誘導電極と被誘導電極との間には間隔が空けられる。被誘導電極は、スマートフォンのタッチスクリーンディスプレイの背部に結合される。このようなシステムでは、スマートフォンは、電気信号、例えば、ＡＣ信号を誘導電極に印加する。電気信号によって、誘導電極は被誘導電極に電荷を生成し、これはタッチスクリーンディスプレイの表面に接触する又は近いオブジェクト（例えば、ユーザの手又はスタイラス）との容量結合をもたらしてもよい。その後、ユーザは、例えば、タッチスクリーンディスプレイの表面におけるシミュレートされるテクスチャ又は知覚される摩擦係数の変化を含む触覚効果としてこの容量結合を感知してもよい。
【００１１】
例示の実施形態では、誘導型ＥＳＦアクチュエータは、イベントに応じて触覚効果を出力する。本明細書で使用されるイベントは、関連する触覚効果を含む可能性がある装置の動作の間に発生する任意の相互作用、アクション、衝突、又は他のイベントである。一部の実施形態では、イベントは、ユーザ入力（例えば、実際の又は仮想のボタンとの相互作用、ジョイスティックを操作すること、タッチ面と相互作用すること、コンピュータ装置を傾け又は方向付けること、又はコンピュータ装置を折り曲げ、折り畳み、ねじり、伸縮させ、又は屈曲させること）、システム状態（例えば、バッテリ低下、メモリ低下、又はシステムが着呼を受信することに基づいて生成される通知等のシステム通知）、送信データ、受信データ、又はプログラムイベントを含んでもよい（例えば、プログラムがゲームであれば、プログラムイベントは爆発、衝突又はゲームオブジェクト間の相互作用、又は新たなレベルに進むことを含んでもよい）。
【００１２】
上記の例示の実施形態の説明は、単なる例示であり、本願の主題を限定し又はその限界を定義するものではない。本発明の他の様々な実施形態が本明細書に記載されており、このような実施形態の変形は当業者によって理解されるであろう。本明細書を吟味することによって、及び／又は請求項に記載の主題の１つ以上の実施形態を実施することによって、様々な実施形態によってもたらされる利点が更に理解され得る。
【００１３】
（誘導静電触覚効果の例示的なシステム）
図１は、一実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムを示すブロック図である。図示の実施形態では、システム１００は、バス１０６を介して他のハードウェアと通信するプロセッサ１０２を有するコンピュータ装置１０１を含む。コンピュータ装置は、例えば、スマートフォン、タブレット、又は携帯型ゲーム装置を含んでもよい。コンピュータ装置１０１は図１において単一の装置として示されているが、他の実施形態では、コンピュータ装置はゲームコンソール及び１つ以上のゲームコントローラ等、多数の装置を含んでもよい。ＲＡＭ、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ等の任意の適切な有形の（及び一時的でない）コンピュータ可読媒体を含み得るメモリ１０４が、コンピュータ装置１０１の動作を構成するプログラム要素を具現化する。この例示では、コンピュータ装置１０１は、１つ以上のネットワークインターフェース装置１１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース要素１１２、及び記憶装置１１４を更に含む。
【００１４】
ネットワーク装置１１０は、ネットワーク接続を容易にする１つ以上の任意の構成要素を表し得る。限定されないが、例示には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の有線インターフェース、及び／又はＩＥＥＥ８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線インターフェース、又は携帯電話ネットワークにアクセスするための無線インターフェース（例えば、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳ又は他の移動通信ネットワーク）が含まれる。
【００１５】
Ｉ／Ｏ構成要素１１２は、１つ以上のディスプレイ、ゲームコントローラ、キーボード、マウス、スピーカ、マイクロホン、及び／又はデータの入力若しくは出力に使用される他のハードウェア等の装置への有線又は無線の接続を容易にするために使用されてもよい。記憶装置１１４は、装置１０１に含まれ又はプロセッサ１０２に結合される磁気、光学、又は他の記憶媒体等の不揮発性記憶装置を表す。
【００１６】
システム１００は、この例示では、コンピュータ装置１０１に統合されるタッチ面１１６を更に含む。タッチ面１１６は、ユーザの触覚入力を感知するように構成される任意の表面を表す。１つ以上のセンサ１０８は、物体がタッチ面に接触する場合に接触領域における接触を検出して、プロセッサ１０２によってユーザに適切なデータを提供するように構成される。センサの任意の適切な数、種類、又は配置が使用され得る。例えば、抵抗性及び／又は容量性のセンサが、タッチ面１１６に組み込まれて、タッチの場所並びにユーザの体とタッチスクリーンとの間の接触表面積のサイズ及び／又は圧力等の他の情報を検出するために使用されてもよい。別の例示として、タッチ位置を決定するために、タッチ面１１６のビューを備える光学センサが使用されてもよい。
【００１７】
他の実施形態では、センサ１０８は、ＬＥＤ検出器を含んでもよい。例えば、一実施形態では、タッチ面１１６は、ディスプレイの側部に取り付けられるＬＥＤ指検出器を含む。一部の実施形態では、プロセッサ１０２は単一のセンサ１０８と通信し、他の実施形態では、プロセッサは複数のセンサ１０８、例えば、第１のタッチスクリーン及び第２のタッチスクリーンと通信する。センサ１０８は、ユーザ相互作用を検出し、ユーザ相互作用に基づいて、プロセッサ１０２に信号を送信するように構成される。一部の実施形態では、センサ１０８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もよい。例えば、センサ１０８は、ユーザ相互作用の速度及び圧力を検出して、この情報をインターフェース信号に組み込んでもよい。
【００１８】
一部の実施形態では、センサ１０８及びタッチ面１１６は、タッチスクリーン又はタッチパッドを含んでもよい。例えば、一部の実施形態では、タッチ面１１６及びセンサ１０８は、表示信号を受信して、ユーザに画像を出力するように構成されるディスプレイの上（ｏｖｅｒｔｏｐ）に取り付けられるタッチスクリーンを含んでもよい。
【００１９】
図示の実施形態において、コンピュータ装置１０１は１つ以上の追加のセンサ１３０を備える。センサ１３０は、プロセッサ１０２にセンサ１３０の信号を送信するように構成される。一部の実施形態では、センサ１３０は、ジャイロスコープ、加速度計、磁力計、ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）装置、温度センサ、周辺光センサ、及び／又は動き、位置及び／又は環境特性を検出するための他のセンサを含んでもよい。一部の実施形態では、プロセッサ１０２は単一のセンサ１３０と通信し、他の実施形態では、プロセッサ１０２は複数のセンサ１３０、例えば、ジャイロスコープ又は加速度計と通信する。センサ１３０は図１においてコンピュータ装置１０１の内部にあるように描かれているが、一部の実施形態では、センサ１３０はコンピュータ装置１０１の外部にあってもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置１０１の外部にある電子装置（例えば、第２のコンピュータ装置１０１）がセンサ１３０を備えてもよい。一部の実施形態では、電子装置は、センサ１３０からコンピュータ装置１０１内のプロセッサ１０２に信号を送信するように構成されてもよい。
【００２０】
触覚出力装置１１８は、ユーザによって感知され得る効果を出力するように構成される。一部の実施形態では、触覚出力装置１１８は、ＥＳＦ信号に応じてタッチ面１１６におけるテクスチャ又は知覚される摩擦係数の変化をシミュレートする触覚効果を出力するように構成される。触覚出力装置１１８は、剛性又は可撓性であってもよい。
【００２１】
触覚出力装置１１８は、誘導型ＥＳＦアクチュエータを含む。誘導型ＥＳＦアクチュエータは、誘導電極及び被誘導電極を含む。誘導電極は、被誘導電極に電界を誘導するように構成される。一部の実施形態では、被誘導電極は、タッチ面１１６に結合されて、１つ以上の触覚効果をタッチ面１１６に出力するように構成されてもよい。
【００２２】
被誘導及び誘導電極は、導電材料、例えば、銅、スズ、鉄、アルミニウム、金、銀、ＣＮＴ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ）、またはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）を含む。被誘導及び／又は誘導電極の導電性が減少すると、一部の実施形態では、ユーザは弱い触覚効果を知覚してもよい。一部の実施形態では、被誘導及び／又は誘導電極は透明であってもよい。一部の実施形態では、被誘導電極は接地されてもよい。更に、一部の実施形態では、絶縁層、空隙又は両方が誘導電極と被誘導電極との間に配置されてもよい。誘導及び被誘導電極間に絶縁層、空隙又は両方を配置することは、ユーザの指と誘導電極を介して伝達される電圧との間の電気的絶縁を改善することにより触覚出力装置１１８の安全性を改善し得る。一部の実施形態では、電気的絶縁は、ユーザの指と誘導電極を介して伝達される電圧との間の距離を増加することにより改善されてもよい。更に、一部の実施形態では、電気的絶縁は、ユーザの指と誘導電極との間に誘電材料を導入することにより改善されてもよい。一部の実施形態では、絶縁層は、例えば、ガラス、磁器、樹脂、ポリマー、グラスファイバー、窒素、六フッ化硫黄、又はＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）を含んでもよい。
【００２３】
図１に示される実施形態では、誘導電極は、ＥＳＦコントローラ１２０に通信可能に結合される。ＥＳＦコントローラ１２０は、プロセッサ１０２から触覚信号を受信して、ＥＳＦ信号を触覚出力装置１１８に出力するように構成される。ＥＳＦ信号は、電源からのＡＣ電圧を含む。一部の実施形態では、ＥＳＦ信号は触覚信号に関係付けられてもよい。一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、１つ以上のオペアンプ、トランジスタ、及び／又は信号を増幅するための他のデジタル若しくはアナログ構成要素を含んでもよい。例えば、一実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、高圧増幅器を含む。更に、一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、プロセッサ、マイクロコントローラ、マルチプレクサ、トランジスタ、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、フリップフロップ、及び／又は他のデジタル若しくはアナログ回路を含んでもよい。
【００２４】
一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、触覚信号をＥＳＦコントローラ１２０に出力してもよい。この触覚信号に基づいて、ＥＳＦコントローラ１２０は、ＥＳＦ信号を触覚出力装置１１８に出力する。触覚出力装置１１８は、誘導電極でＥＳＦ信号を受信する。ＥＳＦ信号が誘導電極を通ると、それは被誘導電極に電荷を誘導してもよい。この電荷は、次に、タッチ面１１６において又は表面の付近でオブジェクトとの容量結合をもたらして、触覚効果を提供してもよい。
【００２５】
一部の実施形態では、タッチ面１１６の表面は円滑であってもよいが、触覚出力装置１１８は、タッチ面１１６の表面の付近のオブジェクト又は体の部分の間に引力を生ずるＥＳＦ触覚効果を出力してもよい。このような実施形態では、引力は、誘導型ＥＳＦアクチュエータに応答することができるスタイラスの構成要素又はユーザの指の皮膚の神経終端をシミュレートしてもよい。例えば、皮膚の神経終端は、刺激されて、振動又は何らかのより具体的な感覚として誘導型ＥＳＦアクチュエータ（例えば、容量結合）を感知してもよい。例えば、このような実施形態では、ユーザがタッチ面１１６に沿って指を動かすと、被誘導電極はその指と容量結合して、ユーザはテクスチャを感知し又はタッチ面１１６における摩擦係数の変化を知覚してもよい。一部の実施形態では、タッチ面１１６に接触した又は付近のオブジェクトと被誘導電極との間の引力のレベルを変化させることは、ユーザにより知覚される触覚効果及び／又は知覚される摩擦係数を変化させ得る。
【００２６】
一部の実施形態では、触覚出力装置１１８は、他の種類の触覚出力装置に加えて上記のタイプのＥＳＦアクチュエータを含んでもよい。例えば、一部の実施形態では、触覚出力装置１１８は、タッチ面１１６の表面又はコンピュータ装置１０１の他の部分、例えば、コンピュータ装置１０１の筐体を振動させるように構成されるアクチュエータを更に含んでもよい。また、このような実施形態では、誘導型ＥＳＦアクチュエータは、触覚効果、例えば、タッチ面１１６の表面において知覚される摩擦係数を変化させるように構成される触覚効果を出力してもよい。
【００２７】
更に他の実施形態では、触覚出力装置１１８は、異なる周波数でコンピュータ装置１０１の筐体又はタッチ面１１６を振動させることにより追加の触覚効果を出力してもよい。例えば、触覚出力装置１１８は、圧電アクチュエータ、電気モータ、電磁アクチュエータ、音声コイル、形状記憶合金、電気活性ポリマー、ソレノイド、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。更に、一部の触覚効果は、装置の筐体に結合されるアクチュエータを利用してもよい。また、一部の触覚効果は、順番に及び／又は同時に同じ又は異なる種類の多数のアクチュエータを使用してもよい。本明細書には単一の触覚出力装置１１８が示されているが、実施形態では、触覚効果を生ずるために同じ又は異なるタイプの複数の触覚出力装置１１８が使用されてもよい。
【００２８】
メモリ１０４に関しては、例示のプログラム構成要素１２４、１２６及び１２８は、誘導静電触覚効果を与えるために一部の実施形態では、装置がどのように構成され得るかを示すように描かれている。この例示では、検出モジュール１２４が、タッチの位置を決定するためにセンサ１０８を介してタッチ面１１６を監視するようにプロセッサ１０２を構成する。例えば、モジュール１２４は、タッチの存在又は不存在を追跡して、タッチが存在する場合、場所、経路、速度、加速度、圧力及び／又は経時的なタッチの他の特性を追跡するためにセンサ１０８をサンプリングしてもよい。
【００２９】
触覚効果決定モジュール１２６は、生成すべき触覚効果を選択するためのタッチ特性に関するデータを分析するプログラム構成要素を表す。特に、モジュール１２６は、タッチの場所に基づいて、タッチ面の表面に出力すべき触覚効果を決定するコード、及び効果をシミュレートするために提供すべき１つ以上の触覚効果を選択するコードを含む。一部の実施形態では、触覚効果は、静電触覚効果を含んでもよい。例えば、タッチ面１１６の一部又は全部の領域が、グラフィカルユーザインターフェースにマッピングされてもよい。特徴の対応表現がインターフェースに見られるときに特徴が感じられるように、接触面１１６の表面においてテクスチャをシミュレートすることによって特徴の存在をシミュレートするために、タッチの場所に基づいて異なる触覚効果が選択されてもよい。しかしながら、触覚効果は、対応要素がインターフェースに表示されなくても、タッチ面１１６を介して与えられてもよい（例えば、インターフェースの境界を横断する場合に、境界が表示されていなくても、触覚効果が与えられてもよい）。一部の実施形態では、触覚効果決定モジュール１２６は、他の種類のイベント、例えば、他の種類の入力（例えば、ボタン押し下げ、ジョイスティック操作、及び／又はコンピュータ装置１０１を傾け若しくは移動させること）、ゲームアクティビティ（例えば、銃撃、爆発、ジャンプ、落下、又はレベル若しくはミッションの達成）、バックグラウンドシステム１００のアクティビティ、及び／又はシステム１００の状態通知（例えば、バッテリ低下、メモリ低下、ネットワーク接続問題、又はハードウェア若しくはソフトウェアの問題）に基づいて触覚効果を決定してもよい。
【００３０】
触覚効果生成モジュール１２８は、少なくともタッチが起こっているときに選択された静電触覚効果を生成するためにプロセッサ１０２に触覚信号を生成させてＥＳＦコントローラ１２０へと送信させるプログラミングを表す。例えば、生成モジュール１２８は、記憶された波形又はコマンドにアクセスして、ＥＳＦコントローラ１２０に送信してもよい。別の例示として、触覚効果生成モジュール１２８は、所望の種類のテクスチャを受信して、適切な信号を生成してＥＳＦコントローラ１２０に送信するために、信号処理アルゴリズムを利用してもよい。更なる例示として、テクスチャに関する目標座標及び適切な位置にテクスチャを生成するためにＥＳＦコントローラ１２０に送信される適切な波形と連動して所望のテクスチャが示されてもよい。一部の実施形態は、一致協力して特徴をシミュレートするために複数の触覚出力装置１１８を利用してもよい。例えば、テクスチャの変化がインターフェース上で仮想ボタン間の境界を横断することをシミュレートしてもよい。一方で、振動効果が、ボタンを押したときの応答をシミュレートする。
【００３１】
システム１００の特定の実施形態によっては、タッチ面がディスプレイを覆ってもよく、又は覆わなくてもよい（或いは、対応しても、対応してなくてもよい）。例えば、図２は、誘導静電触覚効果のためのシステムの別の実施形態を示す。コンピュータ装置２０１は、装置のタッチ面及びディスプレイを組み合わせたタッチ可能ディスプレイ２１６を含む。タッチ面は、ディスプレイ外部又は実際のディスプレイ構成要素上の１つ以上の材料層に対応してもよい。
【００３２】
図３は、一実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムを示す。この例示では、タッチ面３１６は、ディスプレイ３２２を覆わない。むしろ、コンピュータ装置３０１は、装置３０１とインターフェース接続されたコンピュータシステム３２０に含まれるディスプレイ３２２に設けられるグラフィカルユーザインターフェースにマッピングされ得るタッチ面３１６を含む。例えば、コンピュータ装置３０１は、マウス、トラックパッド、又は他の装置を含んでもよいが、コンピュータシステム３２０は、デスクトップ若しくはラップトップコンピュータ、セットトップボックス（例えば、ＤＶＤプレーヤ、ＤＶＲ、ケーブルテレビボックス）、又は別のコンピュータシステムを含んでもよい。別の例示として、ディスプレイ３２２を備えるラップトップコンピュータにおけるタッチ可能トラックパッド等、タッチ面３１６及びディスプレイ３２２は同じ装置に配置されてもよい。ディスプレイ３２２と統合されるか否かに関わらず、本明細書の例示における平面的なタッチ面３１６の描写は、限定することを意図していない。他の実施形態は、表面ベースの触覚効果を与えるように更に構成される湾曲した又は不規則なタッチ面３１６を含む。
【００３３】
図４は、誘導静電触覚効果のためのシステムの一実施形態を示す。この例示では、コンピュータ装置４０１は、タッチ可能ディスプレイ４１８を備える。コンピュータ装置４０１は図１のコンピュータ装置１０１と同様に構成され得るが、プロセッサ、メモリ及びセンサ等は明確のためこの図面には示されていない。
【００３４】
コンピュータ装置４０１は、タッチ面４１６及び被誘導電極４２２を備える。一部の実施形態では、ディスプレイ４１８が、タッチ面４１６及び被誘導電極４２２を備える。他の実施形態では、タッチ面４１６及び被誘導電極４２２は、ディスプレイ４１８の上部の材料層等、ディスプレイ４１８に直接結合されてもよい。この例示では、ディスプレイ４１８の領域はタッチ面４１６に対応するが、ディスプレイ４１８とは完全に分離したタッチ面４１６にも同じ原理が適用され得る。
【００３５】
コンピュータ装置４０１は、被誘導電極４２２と接触せず且つ被誘導電極４２２に電荷を誘導するように構成される誘導電極４２０を備える。図４に示される例示は、誘導電極４２０は、被誘導電極４２２の下に配置される。しかしながら、他の実施形態では、誘導電極４２０は、被誘導電極４２２の上又は側部に配置されてもよい。一部の実施形態では、空隙４２４が、誘導電極４２０と被誘導電極４２２との間にあってもよい。他の実施形態では、絶縁体が、誘導電極４２０と被誘導電極４２２との間に配置されてもよい。更に他の実施形態では、誘導電極４２０と被誘導電極４２２との間に配置される空隙及び１つ以上の絶縁体の両方があってもよい。一部の実施形態では、誘導電極４２０は、装置４０１の筐体に結合されてもよい。
【００３６】
一部の実施形態では、図５に示されるように、コンピュータ装置５０１が、異なる場所でタッチ面５１６に結合される複数の被誘導電極５２４及び５２６、並びに複数の被誘導電極５２４及び５２６に電荷を誘導するための複数の誘導電極５２８及び５３０を備えてもよい。この構成は、異なる場所でタッチ面５１６に静電触覚効果を出力することを可能にしてもよい。
【００３７】
このような実施形態では、コンピュータ装置５０１は、タッチ面５１６の左側下方に配置される第１の被誘導電極５２４及びタッチ面５１６の右側下方に配置される第２の被誘導電極５２６を備えてもよい。このような実施形態では、第１の誘導電極５２８及び第２の誘導電極５３０が第１及び第２の被誘導電極５２４及び５２６の下方にそれぞれ配置されて、空隙５３２又は他の絶縁体が被誘導電極５２４及び５２６と誘導電極５２８及び５３０との間にあってもよい。ユーザがタッチ面と相互作用すると、コンピュータ装置５０２は１つ以上のＥＳＦ触覚効果を決定して出力してもよい。
【００３８】
例えば、一部の実施形態では、こうした静電触覚効果は、タッチ面５１６の左側におけるテクスチャ及びタッチ面５１６の右側における知覚される摩擦係数の増加を含んでもよい。このような実施形態では、コンピュータ装置５０１のＥＳＦコントローラは、第１の被誘導電極５２４に第１の電荷を誘導するために第１の誘導電極５２８に第１のＥＳＦ信号を出力し、第２の被誘導電極５２６に第２の電荷を誘導するために第２の誘導電極５３０に第２のＥＳＦ信号を出力してもよい。誘導された電荷は、第１及び第２の被誘導電極５２４及び５２６をユーザの指の導電部分と結合してもよい。ユーザがタッチ面５１６と相互作用してタッチ面５１６に沿って指を動かすと、ユーザはタッチ面５１６の左側においてテクスチャを知覚し、及び／又はタッチ面５１６の右側において摩擦係数の変化を知覚してもよい。
【００３９】
図６は、一実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムとのユーザ相互作用を示す。図６に示されるように、ディスプレイ６１８は、タッチ面６１６及び被誘導電極６２２を備える。更に、コンピュータ装置６０１は、被誘導電極６２２と接触せず且つ被誘導電極６２２に電荷を誘導するように構成される誘導電極６２０を備える。一部の実施形態では、コンピュータ装置６０１は、誘導電極６２０と被誘導電極６２２との間に空隙６２４又は別の絶縁体も備える。誘導電極６２０と被誘導電極６２２との間に空隙６２４、絶縁体又は両方を配置することは、ユーザの指６０４と誘導電極６２０を介して伝達される電圧との間の電気的絶縁を改善することによりコンピュータ装置６２０の安全性を改善し得る。一部の実施形態では、電気的絶縁は、ユーザの指６０４と誘導電極６２０を介して伝達される電圧との間の距離を増加することにより改善されてもよい。更に、一部の実施形態では、電気的絶縁は、ユーザの指６０４と誘導電極６２０との間に誘電材料を導入することにより改善されてもよい。
【００４０】
一部の実施形態では、ユーザがタッチ面６１６と相互作用すると、コンピュータ装置６０１はＥＳＦ触覚効果を決定して出力してもよい。例えば、このような実施形態では、ディスプレイ６１８は、ＧＵＩの一部としてボタンを出力してもよい。ユーザがタッチ面６１６におけるボタンの位置に指６０４を置くことによりボタンと相互作用すると、コンピュータ装置６０１はＥＳＦ触覚効果を決定してもよい。例えば、一実施形態では、この触覚効果は、タッチ面６１６において知覚される摩擦係数の増加を含む。このような実施形態では、コンピュータ装置６２０はＥＳＦコントローラに触覚信号を出力して、それから触覚信号に基づいてＥＳＦ信号を誘導電極６２０に出力してもよい。他の実施形態では、コンピュータ装置６２０は、触覚信号を誘導電極６２０に直接出力してもよい。ＥＳＦ又は触覚信号に基づいて、誘導電極６２０は、被誘導電極６２２に電荷を誘導してもよい。このような実施形態では、被誘導電極６２２に誘導された電荷は、ユーザの指６０４をタッチ面６１６に容量結合して、タッチ面６１６の表面に知覚される摩擦係数の増加をシミュレートする静電触覚効果を生み出してもよい。
【００４１】
（誘導静電触覚効果のための例示的な方法）
図７は、一実施形態による誘導静電触覚効果のための方法を実行するためのステップのフローチャートである。一部の実施形態では、図７のステップは、例えば、汎用コンピュータ、移動装置又はサーバにおけるプロセッサによって実行されるプログラムコードで実装されてもよい。一部の実施形態では、こうしたステップは一群のプロセッサによって実装されてもよい。一部の実施形態では、図７に示される１つ以上のステップは省略され又は異なる順番で行われてもよい。同様に、一部の実施形態では、図７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１に示されたシステムに関して記載された構成要素を参照して記載される。
【００４２】
方法７００はステップ７０６で開始し、プロセッサ１０２がＥＳＦベースの触覚効果を決定する。一部の実施形態では、ＥＳＦベースの触覚効果は、シミュレートされるテクスチャ又は知覚される摩擦係数の変化を含む。
【００４３】
一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、触覚出力装置１１８に出力する静電触覚効果を決定するために触覚効果決定モジュール１２６に含まれるプログラミングを利用してもよい。例えば、一部の実施形態では、触覚効果決定モジュール１２６は、ルックアップテーブルを含んでもよい。このような実施形態では、特定のユーザ入力が特定の静電触覚効果に関係付けられてもよい。例えば、一実施形態では、タッチ面１１６上の仮想キーボードで“ｆｒｉｃｔｉｏｎ”という単語をタイピングするのに応じて、触覚効果決定モジュール１２６は、触覚出力装置１１６がタッチ面１１６において知覚される摩擦係数を増加させるＥＳＦベースの触覚効果を関連付ける。
【００４４】
一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、タッチセンサ面１１６とのユーザ相互作用に部分的に基づいてＥＳＦベースの触覚効果を決定してもよい。一部の実施形態では、センサ１０８は当技術分野で周知の複数のセンサの１つ以上を含む。例えば、抵抗性及び／又は容量性のセンサが、タッチセンサ面１１６に組み込まれて、タッチの場所及び圧力等の他の情報を検出するために使用されてもよい。相互作用を検出すると、センサ１０８は、その相互作用に関係付けられる信号をプロセッサ１０２に送信してもよい。センサ１０８の信号は、そのユーザ相互作用の速度、圧力又は方向に関係付けられるデータを含んでもよく、プロセッサ１０２はそれを使用して少なくとも部分的に触覚効果を決定してもよい。一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、実ボタン若しくは仮想ボタン、ジョイスティックとのユーザ相互作用、及び／又はコンピュータ装置１０１を傾け若しくは動かすことに部分的に基づいて触覚効果を決定してもよい。例えば、一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、ユーザがボタンを押すことに基づいて、知覚される摩擦係数の増加を含む触覚効果を決定してもよい。
【００４５】
一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、動作、方向、ＧＰＳ位置、周辺光の量、温度、又はユーザがコンピュータ装置１０１と接触しているかどうかの１つ以上を検出するように構成されるセンサ１３０からの信号に部分的に基づいてＥＳＦベースの触覚効果を決定してもよい。例えば、一実施形態では、プロセッサ１０２は、ユーザがコンピュータ装置１０１を傾けることを知覚される摩擦係数の増加を含むＥＳＦベースの触覚効果と関連付ける。
【００４６】
一部の実施形態では、ルックアップテーブルは、ユーザインターフェースの特徴及び複数の利用可能な触覚効果に関係付けられるデータを含んでもよい。例えば、このような実施形態では、ルックアップテーブルは、仮想ボタン上でユーザの指をスライドさせること等のユーザインターフェースとのユーザ相互作用、及び複数の利用可能なＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられるデータを含む。例えば、このような実施形態では、ユーザが仮想ボタン上で指をスライドさせることに応じて、プロセッサ１０２は、ルックアップテーブルを調べて、触覚出力装置１１８により出力されるＥＳＦベースの触覚効果を関連付けてもよく、タッチ面１１６において知覚される摩擦係数が増加される。一部の実施形態では、複数の利用可能なＥＳＦベースの触覚効果は複数のテクスチャを含んでもよい。例えば、複数のテクスチャは、砂、ガラス、氷、ゴム、水、又は任意の他の利用可能なテクスチャの１つ以上を含んでもよい。例えば、一実施形態では、特定のテクスチャ、例えば、ガラスのテクスチャがボタンに関係付けられる。このような実施形態では、プロセッサ１０２は、ルックアップテーブルを調べて、タッチ面１１６の表面で知覚される摩擦係数がガラスのボタンの感覚を生成するために減少するＥＳＦベースの触覚効果を決定してもよい。
【００４７】
他の実施形態では、プロセッサ１０２は、触覚効果を決定するために電子ゲーム（例えば、タブレット、コンピュータ、又はコンソール等の専用ゲームシステムでプレーされるゲーム）に関係付けられるアクティビティを使用してもよい。例えば、一部の実施形態では、ＥＳＦベースの触覚効果は、ゲーム内のキャラクタが横断している仮想地形に関係付けられてもよい。例えば、一実施形態では、ＥＳＦベースの触覚効果は、ビデオゲーム内のキャラクタが歩行している砂に関係付けられる。このような実施形態では、プロセッサ１０２は、タッチ面１１６の表面で知覚される摩擦係数が砂の感覚を生成するために増加するＥＳＦベースの触覚効果を決定してもよい。
【００４８】
一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、触覚効果を決定するためにシステム状態メッセージ、システム通知、及び／又は他のイベントを使用してもよい。例えば、バッテリ低下若しくはメモリ低下等のシステム状態メッセージ、又はシステムが着呼を受信することに基づいて生成される通知等のシステム通知が、特定のＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられてもよい。このような実施形態では、システムが着呼を受信すると、プロセッサ１０２は、触覚効果決定モジュール１２６と連絡して、シミュレートされた振動を含むＥＳＦベースの触覚効果と着呼を関連付けてもよい。
【００４９】
一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、ＥＳＦベースの触覚効果を決定するためにユーザ入力からのデータをアルゴリズムに適用してもよい。例えば、このような実施形態では、ユーザは、ゲームの一部として数字を入力してもよい。これに応じて、プロセッサ１０２はＥＳＦベースの触覚効果を決定し、触覚出力装置１１８がユーザが入力した数字の大きさに反比例する量でタッチ面１１６の表面において知覚される摩擦係数を増加させる。
【００５０】
更に、一部の実施形態では、ユーザは「触覚プロファイル」を有してもよく、ユーザは、特定のイベントに関係付けられることを希望する触覚効果の「プロファイル」を決定してメモリ１０４に保存することができる。例えば、一部の実施形態では、ユーザは、どの触覚効果がユーザインターフェース上のボタンに関係付けられることを希望するかをオプションのリストから選択することができる。一部の実施形態では、リストは、例えば、高摩擦係数、低摩擦係数、摩擦係数のパターン変化等のＥＳＦベースの触覚効果、又は凹凸がある、弾力がある、若しくは円滑であるテクスチャ等を含んでもよい。このような実施形態では、プロセッサ１０２は、どのＥＳＦベースの触覚効果を生成すべきかを決定するためにユーザの触覚プロファイルを調べてもよい。例えば、ユーザの触覚プロファイルがボタンとの相互作用を例えば円滑なテクスチャと関連付ける場合、ユーザがボタン上に指を配置することに応じて、プロセッサ１０２は、タッチ面１１６の表面でユーザが低摩擦係数を知覚するＥＳＦベースの触覚効果を決定してもよい。
【００５１】
方法７００はステップ７０８に進み、プロセッサ１０２はＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられる触覚信号を送信する。プロセッサ１０２は、触覚信号をＥＳＦコントローラ１２０に送信してもよい。一部の実施形態では、プロセッサ１０２は、メモリ１０４内に記憶され且つ特定のＥＳＦベースの触覚効果に関係付けられる駆動信号にアクセスしてもよい。一実施形態では、信号は、効果に関係付けられる記憶済みアルゴリズム及び入力パラメータにアクセスすることによって生成される。例えば、このような実施形態では、アルゴリズムは、振幅及び周波数パラメータに基づいて駆動信号を生成するのに使用されるデータを出力してもよい。別の例として、触覚信号は、アクチュエータによって復号されるデータを含んでもよい。例えば、アクチュエータ自体が、振幅及び周波数等のパラメータを特定するコマンドに応答してもよい。
【００５２】
方法７００はステップ７１０に進み、ＥＳＦコントローラ１２０は触覚信号を受信する。一部の実施形態では、触覚信号は、デジタル信号を含んでもよい。他の実施形態では、触覚信号は、アナログ信号を含んでもよい。一部のこのような実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、アナログ・デジタル変換を実行してもよい。
【００５３】
方法７００はステップ７１２に進み、ＥＳＦコントローラ１２０はＥＳＦ信号を決定する。一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、触覚信号に少なくとも部分的に基づいてＥＳＦ信号を決定してもよい。
【００５４】
一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、プロセッサ又はマイクロコントローラを含んでもよい。プロセッサ又はマイクロコントローラは、触覚出力装置１１８に出力するＥＳＦ信号を決定するためにメモリに含まれるプログラミングを利用してもよい。一部の実施形態では、メモリに含まれるプログラミングは、ルックアップテーブルを含んでもよい。一部の実施形態では、プロセッサ又はマイクロコントローラは、触覚信号を出力するＥＳＦ信号に関係付けるためにルックアップテーブルを使用してもよい。例えば、一部のこのような実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、増幅され、反転され、又は周波数偏移されたバージョンの触覚信号を含むＥＳＦ信号と触覚信号を関係付けるためにルックアップテーブルを使用してもよい。他の実施形態では、メモリに含まれるプログラミングは、アルゴリズムを含んでもよい。一部のこのような実施形態では、プロセッサ又はマイクロコントローラは、触覚信号からのデータをアルゴリズムに適用することによりＥＳＦ信号を決定してもよい。
【００５５】
一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、水晶発振器、リレー、マルチプレクサ、増幅器、スイッチ、及び／又はＥＳＦ信号を生成するための他の手段を含んでもよい。一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、触覚出力装置１１８の誘導電極を高電圧源に結合するスイッチを含んでもよい。このような実施形態では、高電圧を含むＥＳＦ信号が所望のＥＳＦベースの触覚効果を生成するように構成されるパターンで誘導電極に送信されるように、触覚信号はＥＳＦコントローラ１２０にスイッチを振動させてもよい。更に他の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、触覚出力装置１１８の１つ以上の誘導電極を高電圧源に結合するマルチプレクサを含んでもよい。触覚信号に基づいて、高電圧を含むＥＳＦ信号が所望のＥＳＦベースの触覚効果を生成するように構成されるパターンで誘導電極に送信されるように、ＥＳＦコントローラ１２０はマルチプレクサを制御してもよい。
【００５６】
方法７００はステップ７１４に進み、ＥＳＦコントローラ１２０が触覚信号に関係付けられるＥＳＦ信号を触覚出力装置１１８に送信する。一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、ＥＳＦ信号として、増幅され、周波数偏移され又は反転されたバージョンの触覚信号を触覚出力装置１１８の誘導電極に出力してもよい。一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、ＥＳＦ信号として高電圧を触覚出力装置１１８に出力してもよい。一部の実施形態では、ＥＳＦコントローラ１２０は、メモリ内に記憶され且つ特定のＥＳＦベースの触覚効果又は触覚信号に関係付けられる駆動信号にアクセスしてもよい。一実施形態では、信号は、効果に関係付けられる記憶済みアルゴリズム及び入力パラメータにアクセスすることによって生成される。例えば、このような実施形態では、アルゴリズムは、振幅及び周波数パラメータに基づいて駆動信号を生成するのに使用されるデータを出力してもよい。別の例として、ＥＳＦ信号は、アクチュエータによって復号されるデータを含んでもよい。例えば、アクチュエータ自体が、振幅及び周波数等のパラメータを特定するコマンドに応答してもよい。
【００５７】
方法７００はステップ７１６に進み、触覚出力装置１１８がＥＳＦベースの触覚効果を出力する。一部の実施形態では、ＥＳＦベースの触覚効果は、シミュレートされる振動、シミュレートされるテクスチャ又は知覚される摩擦係数の変化を含む。
【００５８】
触覚出力装置１１８は誘導電極及び被誘導電極を備え、誘導電極と被誘導電極との間には間隔が空けられる。ＥＳＦ信号は誘導電極に印加される電気信号を含み、これが誘導電極を帯電させる。電気信号は、一部の実施形態では、高電圧増幅器により生成され得るＡＣ信号である。電気信号を誘導電極に印加することにより、誘導電極は被誘導電極に電荷を誘導してもよい。誘導、より詳細には静電誘導は、帯電した物体が帯電していない導電性の物体に接近させられると発生し得る。この物体には等しい数の陽子と電子が存在している。どのように帯電させられたかによって、帯電した物体は、帯電していない物体の陽子又は電子のいずれかを引き寄せて、陽子と電子を分離させてもよい。この分離は、帯電していない物体の一領域を負に帯電させ、帯電していない物体の別の領域を正に帯電させ、即ち、電荷を誘導し得る。例えば、一部の実施形態では、ＥＳＦ信号は、被誘導電極（帯電していない物体）に電荷を誘導するように、誘導電極（帯電した物体）を帯電させてもよい。被誘導電極は導電性であり休止状態では帯電していないので、一部の実施形態では、誘導された電荷の支配を受け得る。一部の実施形態では、被誘導電極に誘導された電荷は、ユーザの指等の物体をタッチ面１１６に容量結合してもよい。容量結合は、一部の実施形態では、ユーザが知覚する触覚効果をもたらしてもよい。
【００５９】
（誘導静電触覚効果のためのシステムの更なる実施形態）
図８は、別の実施形態による誘導静電触覚効果のためのシステムを示す。システム８００は、電子装置８０２を含む。電子装置８０２は、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、キオスク、スマートフォン、タブレット、Ｅリーダ、アラームシステム、医療装置、ペン、ゲームシステム、携帯型ゲームシステム、又はテレビを含んでもよい。電子装置８０２は、誘導電極８０４を含む。一部の実施形態では、誘導電極８０４は、誘導電極８０４の範囲内に静電界を生成するように構成されてもよい。
【００６０】
システム８００は、被誘導電極８０２を更に含む。一部の実施形態では、被誘導電極８０２は、装着可能又は把持可能装置に関連付けられてもよい。例えば、一部の実施形態では、被誘導電極８０２は、帽子、袖、ジャケット、カラー、メガネ、手袋、指輪、衣類、宝石類、ゲームシステムコントローラ、ハンドル、他の移動装置、移動装置ホルダ、タブレット、Ｅリーダ、ラップトップ、ゲームパッド、ジョイスティック、及び／又は変速装置に関連付けられてもよい。
【００６１】
一部の実施形態では、電子装置８０２は、電気信号、例えば、ＡＣ信号を誘導電極８０４に印加してもよい。電気信号は、誘導電極８０４に静電界を生成させる。一部の実施形態では、被誘導電極８０６が静電界の範囲内にある場合、誘導電極８０４は被誘導電極８０６に電荷を生成してもよい。被誘導電極８０６における電荷は、被誘導電極８０６の表面に近い又は接触している物体（例えば、ユーザの体の一部、例えば、腕、足、胸、頭、手、背中又は指）との容量結合をもたらしてもよい。ユーザは、例えば、被誘導電極８０６の表面においてシミュレートされたテクスチャ又はシミュレートされた振動を含む触覚効果としてこの容量結合を感知してもよい。
【００６２】
一部の実施形態では、ユーザにより知覚される触覚効果の強度は、誘導電極８０４と被誘導電極８０６との間の距離に依存してもよい。例えば、一部の実施形態では、誘導電極８０４と被誘導電極８０６との間の距離が減少すると、ユーザは強度が増加する触覚効果を知覚してもよい。一部の実施形態では、被誘導電極８０６が誘導電極８０６によって生成された静電界の範囲にない場合、ユーザは触覚効果を感じなくてもよい。
【００６３】
一部の実施形態では、システム８００は、イベントの発生（例えば、ゲームレベルの完了）に応じて触覚効果を出力してもよい。一部の実施形態では、イベントは、被誘導電極８０６が誘導電極８０４により生成される静電界の範囲内に入ることを含んでもよい。例えば、一部の実施形態では、ユーザは、被誘導電極８０６を備える衣類（例えば、帽子）を着用していてもよい。誘導電極８０４は、例えば、ユーザにより着用される衣類を製造した店において配置されてもよい。電子装置８０２は、静電界を生成し得る誘導電極８０６に電気信号を適用していてもよい。ユーザが誘導電極８０６により生成される静電界の範囲に入ると、誘導電極８０４は被誘導電極８０６に電荷を生成してもよい。被誘導電極８０６における電荷は、ユーザの体（例えば、ユーザの頭）との容量結合をもたらしてもよい。ユーザは、この容量結合を触覚効果として知覚してもよい。一部の実施形態では、ユーザと誘導電極８０４との間の距離が減少すると（例えば、ユーザが店に入った場合）、ユーザはより強い触覚効果を知覚してもよい。
【００６４】
別の例示として、一部の実施形態では、被誘導電極８０６は、把持可能装置、例えば、車のハンドルに関係付けられてもよい。ユーザは、例えば、ハンドルを握って操縦しながら、ハイウェイで車を走らせてもよい。一部の実施形態では、誘導電極８０４は、例えば、ハイウェイに沿ったポイントに配置されてもよい。例えば、一部の実施形態では、誘導電極８０４は、有料道路料金所に配置されてもよい。電子装置８０２は、静電界を生成し得る誘導電極８０６に電気信号を適用していてもよい。ユーザが誘導電極８０６により生成される静電界の範囲に入ると、誘導電極８０４は被誘導電極８０６に電荷を生成してもよい。被誘導電極８０６における電荷は、ユーザの手との容量結合をもたらしてもよい。ユーザは、この容量結合を触覚効果として知覚してもよい。一部の実施形態では、触覚効果は、例えば、ユーザが料金を支払わなくてはならないという情報をユーザに知らせてもよい。
【００６５】
（誘導静電触覚効果の利点）
誘導静電触覚効果には多くの利点が存在する。例えば、このようなシステムは、従来のＥＳＦベースのアクチュエータよりもユーザにとって安全であり得る。従来のＥＳＦベースのアクチュエータは、ユーザと電極との間に単一の絶縁体のみで１００ボルトより多くの電気を伝達する電極を備える場合がある。更に、絶縁体は、ユーザにＥＳＦ効果を感じさせるために典型的には薄い。絶縁体が故障した場合、ユーザは高電圧に直接曝される可能性がある。逆に、誘導型ＥＳＦアクチュエータは、ユーザと高電圧との間に第１の絶縁体、電極（即ち、被誘導電極）及び第２の絶縁体（又は第２の絶縁体及び空隙）を備えてもよく、ユーザを高電圧から遠ざけ、電気的に更に絶縁することができる。
【００６６】
更に、一部の実施形態では、誘導型ＥＳＦ触覚出力装置は、従来のＥＳＦベースの触覚出力装置よりも簡単に実装し得る。従来、タッチ面は、タッチ入力センサとして使用され、ＥＳＦ触覚効果を出力するためにも使用される電極を含む場合がある。マルチプレクサ、トランジスタ、及び／又は他のハードウェアが、電極の入力モードと出力モードを切り替えるために使用される場合がある。出力するように構成される場合、切り替え用ハードウェアは、ＥＳＦ触覚効果を生成するために高電圧源と電極を結合してもよい。入力するように構成される場合、切り替え用ハードウェアは、高電圧源から電極を分離してもよい。逆に、一部の実施形態では、入力モードと出力モードとを切り替える必要が無いので、このような切り替え用ハードウェアは不要であってもよい。一部の実施形態では、被誘導電極がユーザ入力のみを検出するように構成されてもよく、一方で、被誘導電極を高電圧源に直接結合することなく、誘導電極がＥＳＦ触覚効果を出力するために被誘導電極に電荷を誘導してもよい。
【００６７】
一部の実施形態では、誘導型ＥＳＦアクチュエータは、以前は触覚フィードバックを提供することができなかった装置に配置されてもよい。例えば、実施形態は、ペン、靴下、指輪、袖、変速装置、又は触覚フィードバックを提供するための実質的に任意の他の装着可能若しくは把持可能装置の表面に配置されてもよい。このような実施形態において触覚フィードバックを提供することは、例えば、装置に焦点を合わせなくても、ユーザが装置と相互作用することを可能にすることにより、ユーザ満足度を全体的に向上させ、多くの利益をもたらし得る。
【００６８】
（概論）
上記の方法、システム及び装置は例示である。様々な構成によって、適宜、様々な手続き又は構成要素が省略、置換、又は追加されてもよい。例えば、代替的な構成では、方法は記載されたものとは異なる順序で実行されてもよく、及び／又はステージが追加、省略及び／又は結合されてもよい。また、所定の構成に関して記載された機能は、様々な他の構成に結合されてもよい。構成の異なる態様及び要素が、同様に結合されてもよい。また、技術は進歩するものであり、そのため要素の多くは例示であり、本開示又は請求項の範囲を限定しない。
【００６９】
例示的な構成（実装を含む）の十分な理解を与えるために説明の中で特定の詳細が与えられている。しかしながら、こうした構成は特定の詳細無しで実施されてもよい。例えば、周知の回路、工程、アルゴリズム、構造及び技術が、構成を不明確にするのを避けるために不要な詳細無しで示されている。この説明は、例示的な構成のみを提供するものであり、請求項の範囲、応用性又は構成を限定しない。むしろ、構成の上記説明は、記載された技術を実装するための実施可能な説明を当業者に提供するであろう。本開示の精神又は範囲から逸れることなく、要素の機能及び配置の様々な変更が行われてもよい。
【００７０】
また、構成は、流れ図又はブロック図として描かれる処理として記載されてもよい。各々が連続した工程として操作を説明している場合があるが、こうした操作の多くは並列的又は同時に行われ得る。更に、操作の順序は並び替えられてもよい。工程は、図面に含まれない追加のステップを有してもよい。更に、方法の例示は、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、又はこ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装される場合、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、記憶媒体等の一時的でないコンピュータ可読媒体に記憶されてもよい。プロセッサは、記載されたタスクを実行してもよい。
【００７１】
複数の例示的な構成が記載されているが、本開示の精神から逸脱することなく、様々な修正、代替構造及び均等物が使用されてもよい。例えば、上記の要素は、より大きなシステムの構成要素であってもよく、他の規則が本発明のアプリケーションに優先し又はそれを修正してもよい。また、上記の要素が検討される前、間、又は後で多くのステップが行われてもよい。従って、先の記載によって請求項の範囲は縛られない。
【００７２】
本明細書における「適合される」又は「構成される」の使用は、追加のタスク又はステップを実行するように適合又は構成される装置を排除しない開放的且つ包括的な言語を意図している。更に、「基づいて」の使用は開放的且つ包括的であることが意図されており、即ち、１つ以上の記載された条件又は値に「基づく」処理、ステップ、計算、又は他の動作が、実際には、記載されたものを超える追加の条件又は値に基づいてもよい。本明細書に含まれる表題、リスト及び番号は、単に説明を容易にするためのものであって、限定することを意図していない。
【００７３】
本主題の態様に従う実施形態は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせに実装され得る。一実施形態では、コンピュータは、１つ又は複数のプロセッサを備えてもよい。プロセッサは、プロセッサに結合されるＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータ可読媒体を備え、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、及び上述の方法を実行する他のルーチン等、メモリに記憶されたコンピュータ実行可能プログラム命令を実行する。
【００７４】
このようなプロセッサは、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、及び状態機械を含む。このようなプロセッサは、ＰＬＣ、ＰＩＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、又は他の類似の装置等のプログラム可能電子装置を更に備えてもよい。
【００７５】
このようなプロセッサは、媒体、例えば、プロセッサによって実行されると、プロセッサによって遂行又は支援される本明細書に記載のステップをプロセッサに実行させることが出来る命令を記憶し得る有形のコンピュータ可読媒体を備え、又はこ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、限定されないが、プロセッサ、例えばウェブサーバ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全ての電子、光学、磁気、又は他の記憶装置を備えてもよい。媒体の他の例は、限定されないが、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、メモリチップ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、構成プロセッサ、全ての光学媒体、全ての磁気テープ若しくは他の磁気媒体、又はコンピュータプロセッサが読み取り可能な任意の他の媒体を含む。また、様々な他の装置は、ルータ、プライベート若しくはパブリックネットワーク、又は他の伝送装置等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つ以上の構造を通じて分散されてもよい。プロセッサは、本明細書に記載の１つ以上の方法（又は方法の一部）を実行するためのコードを備えてもよい。
【００７６】
本主題はその特定の実施形態に関して詳細に記載されているが、上記のことを理解すると、このような実施形態の変形、変化、及び均等物を当業者であれば容易に生み出し得ることが理解されるであろう。従って、本開示は、限定ではなく例示を目的として提示されており、当業者には容易に明らかとなる本主題への修正、変更及び／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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【外国語明細書】
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