(57)【要約】      （修正有）【課題】より直観的で向上したユーザ体験を生み出すために、更なるタイプの触覚フィードバックを提供する。【解決手段】システムは、材料を含むチャンバの境界を画定するエンクロージャと、チャンバの上で結合され且つチャンバを囲む可撓性レイヤとを含む。システムは、第１の触覚信号を受信し、それに応じて、可撓性レイヤを変形させるために材料の特性を変化させることによって第１の触覚効果を出力する第１の作動装置も含む。システムは、第２の触覚信号を受信し、それに応じて、可撓性レイヤに電気信号を加えることによって第２の触覚効果を出力する第２の作動装置も含む。更に、システムは、第１の作動装置及び第２の作動装置と通信するプロセッサを含む。プロセッサは、第１の作動装置に第１の触覚信号を送信し、且つ第２の作動装置に第２の触覚信号を送信する。【選択図】図２Ａ
2017162468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を含むチャンバの境界を画定するように構成されるエンクロージャと、
前記チャンバの上で結合され且つ前記チャンバを囲むように構成される可撓性レイヤと、
第１の触覚信号を受信し、前記第１の触覚信号に応じて、前記可撓性レイヤを変形させるために前記材料の特性を変化させることによって第１の触覚効果を出力するように構成される第１の作動装置と、
第２の触覚信号を受信し、前記第２の触覚信号に応じて、前記可撓性レイヤに電気信号を加えることによって第２の触覚効果を出力するように構成される第２の作動装置と、
前記第１の作動装置及び前記第２の作動装置と通信するプロセッサであって、
前記第１の触覚信号を前記第１の作動装置に送信し、且つ
前記第２の触覚信号を前記第２の作動装置に送信する
ように構成されるプロセッサと
を備える、システム。
【請求項２】
前記可撓性レイヤ上に又は前記チャンバ内に配置されるセンサを更に備え、前記センサは、前記可撓性レイヤとのユーザ相互作用を検出し且つ前記ユーザ相互作用に関係付けられるセンサ信号を送信するように構成され、前記プロセッサは、
前記センサ信号を受信し、且つ前記センサ信号に少なくとも部分的に基づいて前記第１の触覚効果又は前記第２の触覚効果を決定するように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサは、前記可撓性レイヤ内に配置されるスマート材料を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、
前記センサから第１のセンサ信号を受信し、前記第１のセンサ信号は前記可撓性レイヤに対する第１の力を示し、
前記第１の力に基づいて第１の機能を実行し、
前記センサから第２のセンサ信号を受信し、前記第２のセンサ信号は前記可撓性レイヤに対する第２の力を示し、且つ
前記第２の力に基づいて第２の機能を実行する
ように更に構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２の触覚効果は、静電触覚効果、電気触覚効果、熱触覚効果、又は前記可撓性レイヤの変形を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは、
イベントに基づいて複合触覚効果を決定し、前記複合触覚効果は前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果を含み、且つ
前記複合触覚効果を出力するために前記第１の触覚信号及び前記第２の触覚信号を同時に送信する
ように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
ディスプレイ及び複数の触覚セルを更に備え、前記プロセッサは、
前記複数の触覚セルを順番に作動させることによって、仮想オブジェクトが前記ディスプレイを横断して移動することに関係付けられる動的触覚効果を出力するように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは第１のセンサ及び第２のセンサと通信し、前記プロセッサは、
前記第１のセンサから第１のセンサ信号を受信し、
前記第２のセンサから第２のセンサ信号を受信し、且つ
前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号に基づいて前記第１の触覚効果又は前記第２の触覚効果を決定する
ように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記材料はスマート材料、電気活性ポリマー又は圧電性材料を含み、前記第１の作動装置は前記第１の触覚信号に応じて前記材料に刺激を加えるように構成され、前記刺激は前記材料のサイズを変化させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
可撓性レイヤ及び前記チャンバはコンピュータ装置の表面に配置され、前記表面はディスプレイを含まない、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
第１のイベントに基づいて第１の触覚効果を決定するステップであって、前記第１の触覚効果はチャンバを囲む可撓性表面の変形を含むステップと、
第１の作動装置に第１の触覚信号を送信するステップであって、前記第１の作動装置は前記第１の触覚効果を出力するように構成されるステップと、
前記第１の作動装置を介して及び前記第１の触覚信号に応じて、前記チャンバ内に配置された材料の特性を変化させることによって前記第１の触覚効果を出力するステップと、
第２のイベントに基づいて第２の触覚効果を決定するステップと、
第２の作動装置に第２の触覚信号を送信するステップであって、前記第２の作動装置は前記第２の触覚効果を出力するように構成されるステップと、
前記第２の作動装置を介して及び前記第２の触覚信号に応じて、電気信号を前記可撓性レイヤに送信することによって前記第２の触覚効果を出力するステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記可撓性レイヤ上に又は前記チャンバ内に配置されるセンサからセンサ信号を受信するステップであって、前記センサは前記可撓性レイヤとの相互作用を検出するように構成されるステップと、
前記センサ信号に少なくとも部分的に基づいて前記第１の触覚効果又は前記第２の触覚効果を決定するステップと
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記可撓性レイヤとのユーザ相互作用を検出するように構成されるセンサから第１のセンサ信号を受信するステップであって、前記第１のセンサ信号は前記可撓性レイヤに対する第１の力を示すステップと、
前記第１の力に基づいて第１の機能を実行するステップと、
前記センサから第２のセンサ信号を受信するステップであって、前記第２のセンサ信号は前記可撓性レイヤに対する第２の力を示すステップと、
前記第２の力に基づいて第２の機能を実行するステップと
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の触覚効果は、静電触覚効果、電気触覚効果、熱触覚効果、又は前記可撓性レイヤの別の変形を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
イベントに基づいて複合触覚効果を決定するステップであって、前記複合触覚効果は前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果を含むステップと、
前記第１の作動装置に前記第１の触覚信号を送信し、且つ同時に前記第２の作動装置に前記第２の触覚信号を送信するステップと
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
第１のイベントに基づいて第１の触覚効果を決定することであって、前記第１の触覚効果はチャンバを囲む可撓性表面の変形を含むこと、
第１の作動装置に第１の触覚信号を送信することであって、前記第１の作動装置は前記チャンバ内に配置された材料の特性を変化させることによって前記第１の触覚効果を出力するように構成されること、
第２のイベントに基づいて第２の触覚効果を決定すること、
第２の作動装置に第２の触覚信号を送信することであって、前記第２の作動装置は前記可撓性レイヤに電気信号を送信することによって前記第２の触覚効果を出力するように構成されること
を行わせるように構成されるプログラムコードを含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記可撓性レイヤ上に又は前記チャンバ内に配置されるセンサからセンサ信号を受信することであって、前記センサは前記可撓性レイヤとの相互作用を検出するように構成されること、及び
前記センサ信号に少なくとも部分的に基づいて前記第１の触覚効果又は前記第２の触覚効果を決定すること
を行わせるように構成されるプログラムコードを更に含む、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記可撓性レイヤとのユーザ相互作用を検出するように構成されるセンサから第１のセンサ信号を受信することであって、前記第１のセンサ信号は前記可撓性レイヤに対する第１の力を示すこと、
前記第１の力に基づいて第１の機能を実行すること、
前記センサから第２のセンサ信号を受信することであって、前記第２のセンサ信号は前記可撓性レイヤに対する第２の力を示すこと、及び
前記第２の力に基づいて第２の機能を実行すること
を行わせるように構成されるプログラムコードを更に含む、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記第２の触覚効果は、静電触覚効果、電気触覚効果、熱触覚効果、又は前記可撓性レイヤの別の変形を含む、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
イベントに基づいて複合触覚効果を決定することであって、前記複合触覚効果は前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果を含むこと、及び
前記第１の作動装置に前記第１の触覚信号を送信し、且つ同時に前記第２の作動装置に前記第２の触覚信号を送信すること
を行わせるように構成されるプログラムコードを更に含む、請求項１６に記載の非一時的な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、本発明は触覚表面要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間がコンピュータベースの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。より直観的で向上したユーザ体験を生み出すために、このようなシステムは視覚、聴覚及び／又は触覚フィードバックを使用して物理世界における相互作用の態様を再現する場合がある。触覚フィードバックは、軸周りにオフセット（非対称）質量を回転させることによって生成される場合が多い。フィードバックを提供するための更なるタイプの触覚フィードバック及び技術が必要とされている。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の実施形態は、触覚表面要素を含む。一実施形態では、本開示のシステムは、チャンバの境界を画定するように構成されるエンクロージャを備えてもよい。チャンバは、材料を含んでもよい。また、システムは、チャンバの上で結合され且つチャンバを囲むように構成される可撓性レイヤを備えてもよい。また、システムは、第１の触覚信号を受信し、第１の触覚信号に応じて、可撓性レイヤを変形させるために材料の特性を変化させることによって第１の触覚効果を出力するように構成される第１の作動装置を備えてもよい。更に、システムは、第２の触覚信号を受信し、第２の触覚信号に応じて、可撓性レイヤに電気信号を加えることによって第２の触覚効果を出力するように構成される第２の作動装置を備えてもよい。また、システムは、第１の作動装置及び第２の作動装置と通信するプロセッサを備えてもよい。プロセッサは、第１の作動装置に第１の触覚信号を送信するように構成されてもよい。追加的に又は代替的に、プロセッサは、第２の作動装置に第２の触覚信号を送信するように構成されてもよい。
【０００４】
別の実施形態では、本開示の方法は、第１のイベントに基づいて第１の触覚効果を決定するステップを含んでもよく、第１の触覚効果はチャンバを囲む可撓性表面の変形を含む。方法は、第１の作動装置に第１の触覚信号を送信するステップを含んでもよく、第１の作動装置は第１の触覚効果を出力するように構成される。方法は、第１の作動装置を介して及び第１の触覚信号に応じて、チャンバ内に配置された材料の特性を変更することによって第１の触覚効果を出力するステップを含んでもよい。方法は、第２のイベントに基づいて第２の触覚効果を決定するステップを含んでもよい。方法は、第２の作動装置に第２の触覚信号を送信するステップを含んでもよく、第２の作動装置は第２の触覚効果を出力するように構成される。方法は、第２の作動装置を介して及び第２の触覚信号に応じて、電気信号を送信することによって第２の触覚効果を出力するステップを含んでもよい。更に別の実施形態は、このような方法を実装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、本主題を限定し又はその限界を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な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】触覚表面要素のためのシステムの例示の実施形態を示す。
【図２Ａ】触覚表面要素のためのシステムの実施形態を示す。
【図２Ｂ】触覚表面要素のためのシステムの別の実施形態を示す。
【図２Ｃ】触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。
【図２Ｄ】触覚表面要素のためのシステムの別の実施形態を示す。
【図２Ｅ】触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。
【図３】触覚表面要素のためのシステムの実施形態を示すブロック図である。
【図４】触覚表面要素のためのシステムの実施形態を示す。
【図５】触覚表面要素のためのシステムの別の実施形態を示す。
【図６Ａ】触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。
【図６Ｂ】触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。
【図７Ａ】触覚表面要素のためのシステムの実施形態を示す。
【図７Ｂ】触覚表面要素のためのシステムの別の実施形態を示す。
【図８】触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。
【図９Ａ】触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。
【図９Ｂ】触覚表面要素のためのシステムの実施形態を示す。
【図９Ｃ】触覚表面要素のためのシステムの別の実施形態を示す。
【図９Ｄ】触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。
【図１０】一実施形態による触覚表面要素を提供する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１１】別の実施形態による触覚表面要素を提供する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。
【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】
（触覚表面要素の例示）
図１は、触覚表面要素のためのシステムの例示の実施形態を示す。例示の実施形態において、システムは、タブレット、Ｅリーダ又は携帯電話（例えば、スマートフォン）等のコンピュータ装置１００を含む。
【０００９】
例示の実施形態では、コンピュータ装置１００は、触覚出力装置１０２を備える。触覚出力装置１０２は、コンピュータ装置１００の背後に結合されてもよい。触覚出力装置１０２は、コンピュータ装置１００から触覚信号を受信して、ユーザに触覚効果を出力するように構成される。一部の実施形態では、触覚効果は、テクスチャ（例えば、凹凸の有る、円滑な、ゴム質の、波状の、皺を寄せた、及び／又は皺くちゃのテクスチャ）を含む。
【００１０】
例示の実施形態では、触覚出力装置１０２は、１つ以上の触覚セル１０６を備える。各触覚セル１０６は、触覚信号に応じて変形する（例えば、コンピュータ装置１００の背後１０４等の表面から隆起及び／又は下降させる）ように構成されてもよい。触覚セル１０６は、ユーザにより知覚可能な触覚効果を生成するために任意の配置又はパターンで作動され得る。
【００１１】
触覚出力装置１０２は、任意の配置及び構成で任意の数の触覚セル１０６を備えてもよい。触覚セル１０６は図１において円形を有するように示されているが、一部の実施形態では、１つ以上の触覚セル１０６が、三角形、正方形、長方形又は楕円形等の別の形状を含んでもよい。一部の実施形態では、触覚セル１０６は、不規則な及び／又はカスタマイズ可能な形状を含んでもよい。例えば、ユーザは、触覚セル１０６に力を加え、（例えば、触覚セル１０６の上で）形状を含む装置を触覚セル１０６に結合し、及び／又はコンピュータ装置１００に入力を提供することによって触覚セル１０６の形状をカスタマイズしてもよい。コンピュータ装置１００は、入力を受信し、それに応じて、（例えば、触覚セル１０６に力を加えるように構成されるコンポーネントを作動させることによって）触覚セル１０６の形状を操作してもよい。一部の実施形態では、触覚セル１０６は、本開示に記載された任意の実施形態又は実施形態の組み合わせに従って構成されてもよい。
【００１２】
例えば、例示の実施形態では、少なくとも１つ触覚セル１０６が、図２Ａ−Ｅに示されるように構成される。図２Ａに示される実施形態では、触覚セル１０６はエンクロージャ２０２を備える。エンクロージャ２０２は、エンクロージャ２０２の内部にチャンバ２０４の境界を画定するように構成される。例えば、エンクロージャ２０２は、少なくとも５つの側においてチャンバ２０４の境界を示してもよい。可撓性レイヤ２０８（例えば、フィルム又は薄膜等の材料の薄レイヤ）が、チャンバ２０４の上方境界を画定し及び／又はこれを囲むためにエンクロージャ２０２の上方で結合される。エンクロージャ２０２、チャンバ２０４、及び／又は可撓性レイヤ２０８は、例えば、図４に関して記載されているように、任意の数の材料及び／又は技術を使用して形成されてもよい。
【００１３】
例示の実施形態では、コンピュータ装置１００は、少なくとも部分的に、作動装置２０６により、（例えば、微細管等の管を介して）触覚セル１０６のチャンバ２０４に物質（例えば、固体、液体及び／又は気体）を注ぎ込ませることによって、触覚セル１０６を作動させてもよい。物質は、可撓性レイヤ２０８に圧力を加えてもよい。これは、チャンバ２０４から、例えば、図２Ｂに示されている上昇した隆起２１０へと外側に、可撓性レイヤ２０８を膨張、変形（例えば、形状変化）させ、及び／又は屈曲させてもよい。ユーザが可撓性レイヤ２０８と相互作用して（例えば、指を横にスライドさせて）、例えば、円滑な隆起を含む触覚効果を知覚してもよい。
【００１４】
一部の実施形態では、コンピュータ装置１００は、少なくとも部分的に、（例えば、触覚セル１０６のチャンバ２０４内に配置された）別の作動装置２１４に別の触覚信号を送信することによって、触覚セル１０６を作動させる。作動装置２１４は、触覚信号を受信して、可撓性レイヤ２０８に刺激を加えてもよい。このような実施形態では、可撓性レイヤ２０８は、スマート材料、形状記憶合金、及び／又はこのような刺激に応答するように構成される他の材料を含んでもよい。刺激に応答して、可撓性レイヤ２０８は、例えば、図２Ｃに示されるように、更に形状を変形してもよい。ユーザが可撓性レイヤ２０８と相互作用して（例えば、指を横にスライドさせて）、可撓性レイヤ２０８への変形の組み合わせを含む触覚効果を知覚してもよい。例えば、ユーザが波状の隆起２１６を横断して指をスライドさせて、例えば、凹凸の有るテクスチャを含む触覚効果を知覚してもよい。コンピュータ装置１００は、任意の数のやり方で、可撓性レイヤ２０８を任意の適切な形状に変形させるように作動装置２０６、２１４を作動させてもよい。
【００１５】
一部の実施形態では、コンピュータ装置１００は、少なくとも部分的に、作動装置２０６により、触覚セル１０６のチャンバ２０４から物質の少なくとも一部を除去させることによって、触覚セル１０６を作動させてもよい。例えば、コンピュータ装置１００は、作動装置２０６により、チャンバ２０４から物質の少なくとも一部を吸引させてもよい。これは、チャンバ２０４の室内に向かって内側に、例えば、図２Ｄに示された凹形状表面２１２へと可撓性レイヤ２０８を変形及び／又は屈曲させてもよい。ユーザが可撓性レイヤ２０８と相互作用して、例えば、円滑な突起又は裂け目を含む触覚効果を知覚してもよい。追加的に又は代替的に、コンピュータ装置１００は、作動装置２１４により可撓性レイヤ２０８に刺激を加えさせるように構成される別の触覚信号を作動装置２１４に送信してもよい。刺激に応答して、可撓性レイヤ２０８は、例えば、図２Ｅに示されるように、更に形状を変形してもよい。ユーザが可撓性レイヤ２０８と相互作用して（例えば、指を横にスライドさせて）、可撓性レイヤ２０８への変形の組み合わせを含む触覚効果を知覚してもよい。例えば、ユーザが可撓性レイヤ２０８を横断して指をスライドさせて、例えば、凹凸の有るテクスチャを含む触覚効果を知覚してもよい。
【００１６】
例示の実施形態では、コンピュータ装置１００は、ビデオゲームイベント等のイベントに応じて触覚効果を出力するように構成される。例えば、コンピュータ装置１００は、ユーザが仮想自動車を運転することができる運転シミュレータ等のビデオゲームを実行してもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置１００は、仮想自動車が仮想表面（例えば、仮想道路）を通り過ぎると触覚効果を出力するように構成される。触覚効果は、例えば、仮想表面のテクスチャをシミュレートするように構成されてもよい。例えば、コンピュータ装置１００は、凹凸の有る仮想表面上でユーザが仮想自動車を運転することに応じて、触覚出力装置１０２における他の全ての触覚セル１０６に波状隆起２１６等を出力させてもよい。ユーザは、触覚出力装置１０２と相互作用して、触覚セル１０６の波状隆起２１６を感じることが可能であってもよい。ユーザは、この波状隆起２１６を、例えば、凹凸の有るテクスチャを含む触覚効果として知覚してもよい。
【００１７】
上記の例示的な実施形態の記載は、単なる例示として提供される。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。
【００１８】
（触覚表面要素のための例示のシステム）
図３は、一実施形態による触覚表面要素のためのコンピュータ装置３０１を示すブロック図である。コンピュータ装置３０１は、移動装置（例えば、スマートフォン）、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレット、Ｅリーダ、ゲームコントローラ、ゲームパッド、リモートコントロール、及び／又は携帯型ゲーム装置を含んでもよい。
【００１９】
一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１のコンポーネント（例えば、プロセッサ３０２、ネットワークインターフェース装置３１０、触覚出力装置３１８、センサ３３０等）は単一の筐体に組み込まれてもよい。他の実施形態では、コンポーネントは、（例えば、多数の筐体又は場所の間で）分散され且つ互いと電気通信してもよい。コンピュータ装置３０１は、図３に記載の全てのコンポーネントを含んでもよく又は含まなくてもよい。例えば、一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１はセンサ３３０を含まなくてもよい。
【００２０】
コンピュータ装置３０１は、バス３０６を介して他のハードウェアとインターフェース接続されるプロセッサ３０２を含む。ＲＡＭ、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ等の任意の適切な有形の（及び非一時的な）コンピュータ可読媒体を含み得るメモリ３０４が、コンピュータ装置３０１の動作を構成するプログラムコンポーネントを具現化してもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１は、１つ以上のネットワークインターフェース装置３１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースコンポーネント３１２、及び追加の記憶装置３１４を更に備えてもよい。
【００２１】
ネットワークインターフェース装置３１０は、ネットワーク接続を容易にする又は電子装置間での通信を容易にする１つ以上の任意のコンポーネントを表し得る。限定されないが、例示には、イーサネット（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、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、近距離無線通信（ＮＦＣ）インターフェース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。
【００２２】
Ｉ／Ｏコンポーネント３１２は、１つ以上のディスプレイ、タッチセンサ面３１６、キーボード、マウス、スピーカ、マイクロホン、ボタン、及び／又はデータの入力又は出力に使用される他のハードウェア等の装置への接続を容易にするために使用されてもよい。記憶装置３１４は、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ、強誘電性ＲＡＭ（Ｆ−ＲＡＭ）、磁気、光学、又はコンピュータ装置３０１に含まれ若しくはプロセッサ３０２に結合される他の記憶媒体等の不揮発性記憶装置を表す。
【００２３】
コンピュータ装置３０１は、タッチセンサ面３１６を含んでもよい。一部の実施形態では、タッチセンサ面３１６は可撓性が有り又は変形可能である。タッチセンサ面３１６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つ以上のタッチセンサ３０８は、（例えば、物体がタッチセンサ面３１６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３０２に接触に関係付けられる信号を送信するように構成される。任意の適切な数、種類、又は配置のタッチセンサ３０８が使用され得る。例えば、一部の実施形態では、抵抗性及び／又は容量性のセンサが、タッチセンサ面３１６に組み込まれて、タッチの場所及び圧力、速さ、方向及び／又はユーザの指のタッチセンサ面３１６への近接性等の他の情報を決定するために使用されてもよい。このような実施形態では、容量性センサは、（例えば、タッチセンサ面３１６に組み込まれた）タッチセンサ３０８へのユーザの指の近接性を検出してもよい。例えば、タッチセンサ３０８は、ユーザの指がタッチセンサ３０８に接近するときの静電容量の変化を検出するように構成される容量性センサを含んでもよい。タッチセンサ３０８は、静電容量の変化に基づいてタッチセンサ３０８の特定の距離内にユーザの指が有るかどうかを決定してもよい。
【００２４】
タッチセンサ３０８は、追加的に又は代替的に、他のタイプのセンサを含み得る。例えば、タッチ位置を決定するために、タッチセンサ面３１６のビューを備える光学センサが使用されてもよい。別の例示として、タッチセンサ３０８は、ディスプレイの側部に取り付けられるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）指検出器を含んでもよい。一部の実施形態では、タッチセンサ３０８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、タッチセンサ３０８は、ユーザ相互作用の速さ、圧力及び方向を検出して、この情報をプロセッサ３０２に送信される信号に組み込んでもよい。
【００２５】
一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１は、装置のタッチセンサ面３１６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を含んでもよい。タッチセンサ面３１６は、ディスプレイ外部又はディスプレイのコンポーネント上の１つ以上の材料レイヤに対応してもよい。他の実施形態では、コンピュータ装置３０１の特定の構成によっては、タッチセンサ面３１６はディスプレイを含まなくてもよい（さもなければ、ディスプレイに対応しなくてもよい）。
【００２６】
一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１は１つ以上の追加のセンサ３３０を備える。（複数の）センサ３３０は、プロセッサ３０２にセンサ信号を送信するように構成される。（複数の）センサ３３０は、例えば、湿度センサ、周辺光センサ、ジャイロスコープ、ＧＰＳ装置、加速度計、距離センサ又は深度センサ、バイオセンサ、カメラ、湿度センサ、流体センサ、及び／又は温度センサを含んでもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１は、センサ３３０からのセンサ信号に少なくとも部分的に基づいて１つ以上の触覚効果を出力する。例えば、一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１は、ナビゲーションアプリケーションを実行してもよい。このような実施形態では、コンピュータ装置３０１は、ユーザのＧＰＳ位置を決定して、例えば、ユーザに方向情報を提供するように構成される関連触覚効果を出力してもよい。例えば、コンピュータ装置３０１は、複数の触覚セルを作動させて、ユーザが右折しなければならない場合にコンピュータ装置３０１の右側にテクスチャ（例えば、凹凸の有るテクスチャ）を出力し、及び／又はユーザが左折しなければならない場合にコンピュータ装置３０１の左側にテクスチャを出力してもよい。ユーザは、テクスチャを知覚して、どの方向に曲がるべきかを決定してもよい。
【００２７】
コンピュータ装置３０１は、プロセッサ３０２と通信する触覚出力装置３１８を含む。触覚出力装置３１８は、触覚信号に応答して触覚効果を出力するように構成される。一部の実施形態では、触覚効果は、テクスチャ、振動、知覚される摩擦係数の変化、温度の変化、ストロークの感覚、電気触覚効果、及び／又は表面変形（例えば、コンピュータ装置３０１に関係付けられる表面の変形）を含む。
【００２８】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、（例えば、図１に示されている）１つ以上の触覚セルを備える。１つ以上の触覚セルは、例えば、図２及び４−８の何れかに関して記載されているように構成されてもよい。コンピュータ装置３０１は、触覚出力装置３１８の１つ以上の触覚セルを作動させて、触覚効果（例えば、テクスチャ）を生成してもよい。コンピュータ装置３０１は、触覚効果を生成するために、任意のパターン、形状、又は構成で任意の数の触覚セルを作動させることができる。例えば、コンピュータ装置３０１は、天気アプリケーションを実行してもよい。コンピュータ装置３０１は、天気に関係付けられる触覚効果を出力するように構成されてもよい。例えば、天気アプリケーションが高い降水確率を示す場合、コンピュータ装置３０１は、例えば、水滴の形状をシミュレートするように構成されるパターンで複数の触覚セルを作動させてもよい。天気アプリケーションが雷雨の接近を示す場合、コンピュータ装置３０１は、例えば、稲妻の形状をシミュレートするように構成されるパターンで複数の触覚セルを作動させてもよい。ユーザは、触覚出力装置３１８上で指をスライドさせて、このパターンを知覚してもよい。パターンは、それぞれ高い降水確率及び／又は雷雨が有ることをユーザに示してもよい。
【００２９】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、コンピュータ装置３０１の筐体の一部であってもよい。他の実施形態では、触覚出力装置３１８は、コンピュータ装置３０１に関係付けられる表面をオーバレイしてもよい。表面は、例えば、コンピュータ装置３０１の正面、背後及び／又は側部、タッチセンサ面３１６、タッチスクリーンディスプレイ、ボタン又はジョイスティック等のユーザインターフェース装置、及び／又はディスプレイ等の出力装置を含んでもよい。触覚出力装置３１８がディスプレイの少なくとも一部をオーバレイする実施形態において、触覚出力装置３１８は、（例えば、ユーザがディスプレイを見ることができるように）透明な又は透過的な材料を含んでもよい。他の実施形態では、触覚出力装置３１８は、（例えば、コンピュータ装置３０１に調和する又は着色を提供するために）不透明又は有色の材料を含んでもよい。
【００３０】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、コンピュータ装置３０１の外部に有り、（例えば、イーサネット、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の有線インターフェース、及び／又はＩＥＥＥ８０２．１１、ブルートゥース、又はラジオインターフェース等の無線インターフェースを介して）コンピュータ装置３０１と通信してもよい。例えば、触覚出力装置３１８は、遠隔ユーザインターフェース装置（例えば、無線ジョイスティック、ゲームパッド、及び／又は点字インターフェース）に関係付けられ（例えば、結合され）、プロセッサ３０２からの触覚信号に応じて触覚効果を出力するように構成されてもよい。一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、装着可能装置（例えば、指輪、ブレスレット、腕時計、袖、カラー、帽子、シャツ、手袋及び／又はメガネ）に関係付けられ、及び／又はユーザの体に結合され、プロセッサ３０２からの触覚信号に応じて触覚効果を出力するように構成される。
【００３１】
図３には単一の触覚出力装置３１８が示されているが、一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１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３１８を備える。例えば、コンピュータ装置３０１は、（例えば、少なくとも１つ触覚セルを備える）触覚出力装置３１８及び（例えば、振動触覚効果を出力するように構成される）異なる触覚出力装置３１８を備えてもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１は、１つ以上の触覚効果を生成するために同じ又は異なるタイプの複数の触覚出力装置３１８を順番に及び／又は同時に作動させてもよい。
【００３２】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、振動を含む触覚効果を出力するように構成される。触覚出力装置３１８は、例えば、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、偏心回転質量モータ（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。
【００３３】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、触覚出力装置３１８に関係付けられる表面の知覚される摩擦係数を変調する触覚効果を出力するように構成されてもよい。一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、超音波アクチュエータを含む。超音波アクチュエータは、超音波周波数、例えば、２０ｋＨｚで振動して、関係付けられた表面の知覚される係数を増加又は減少させてもよい。一部の実施形態では、超音波アクチュエータは、圧電材料を含んでもよい。
【００３４】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、静電気引力を使用して、例えば、静電アクチュエータを使用することによって、触覚効果を出力する。触覚効果は、シミュレートされるテクスチャ、シミュレートされる振動、ストロークの感覚、又はコンピュータ装置３０１に関係付けられる表面における知覚される摩擦係数の変化を含んでもよい。一部の実施形態では、静電アクチュエータは、導電レイヤ及び絶縁レイヤを含んでもよい。導電レイヤは、任意の半導体又は銅、アルミニウム、金又は銀等の他の導電性材料であってもよい。絶縁レイヤは、ガラス、プラスチック、ポリマー、又は任意の他の絶縁性材料であってもよい。更に、プロセッサ３０２は、導電レイヤに電気信号、例えば、ＡＣ信号を加えることによって静電アクチュエータを動作させてもよい。一部の実施形態では、高電圧増幅器がＡＣ信号を生成してもよい。電気信号は、導電レイヤと触覚出力装置３１８に近接する又は接触するオブジェクト（例えば、ユーザの指又は体の他の部分、又はスタイラス）との間に容量結合を生成してもよい。オブジェクトと導電レイヤとの間の引力レベルの変化は、ユーザによって知覚される触覚効果を変化させることができる。
【００３５】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、変形触覚効果を出力するように構成される変形装置を含む。変形触覚効果は、コンピュータ装置３０１に関係付けられる表面を折り曲げ、折り畳み、丸め、捻り、絞り、屈曲させ、形状変化させ、又はそれ以外の変形をさせることを含んでもよい。例えば、変形触覚効果は、コンピュータ装置３０１（又はコンピュータ装置３０１に関係付けられる表面）に力を加えて、それを折り曲げ、折り畳み、丸め、捻り、絞り、屈曲し、形状変化し、及び／又はそれ以外の変形をすることを引き起こしてもよい。例えば、コンピュータ装置３０１が仮想スケートボードのハーフパイプゲームを実行している場合、変形触覚効果は、仮想ハーフパイプの屈曲に対応する量でコンピュータ装置２０１を曲げることを含んでもよい。これは、ユーザに対して仮想ハーフパイプの特徴をより現実的にシミュレートしてもよい。
【００３６】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、（例えば、コンピュータ装置３０１に関係付けられる表面を折り曲げ又は変形させるために）変形触覚効果を出力するように構成されるゲルを含む。例えば、触覚出力装置３１８はスマートゲルＥＲＭを備えてもよい。スマートゲルは、１つ又は複数の刺激（例えば、電解、磁界、温度、紫外線、振動、又はｐＨ変化）に応じて変化する機械又は構造的特性を有するポリマー・マトリクスの流体を含む。例えば、刺激に応じて、スマートゲルは、剛性、容量、透明性、及び／又は色を変化させてもよい。剛性は、コンピュータ装置３０１に関係付けられる表面の変形に対する抵抗を含んでもよい。一部の実施形態では、１つ以上のワイヤがスマートゲルに組み込まれ又は結合されてもよい。電流がワイヤを流れるので、熱が放射されて、スマートゲルが拡張し、収縮し又はそれ以外に形状を変化させる。これがコンピュータ装置３０１又は触覚出力装置３１８に関係付けられる表面を変形させてもよい。一部の実施形態では、スマートゲルに磁気及び／又は電界を加えるためにスマートゲルの近くに装置（例えば、電磁石）が配置されてもよい。スマートゲルは、磁気及び／又は電界に応じて形状を膨張、縮小又はそれ以外に変化させてもよい。これがコンピュータ装置３０１又は触覚出力装置３１８に関係付けられる表面を変形させてもよい。
【００３７】
別の例示として、触覚出力装置３１８は、レオロジー流体（例えば、磁性流体又は電気流体）を含んでもよい。レオロジー流体は、液体（例えば、油又は水）中に懸濁している金属粒子（例えば、鉄粒子）を含む。電界又は磁界に応じて、流体中の分子の秩序が再編成されて、それにより流体の全体的な制動及び／又は粘度が変更されてもよい。これがコンピュータ装置３０１又は触覚出力装置３１８に関係付けられる表面を変形させてもよい。
【００３８】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、機械変形装置を含む。例えば、一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、変形要素を回転させるアームに結合されるアクチュエータを含んでもよい。変形要素は、例えば、楕円形、星形、又は波形形状を含んでもよい。変形要素は、所定の回転角度で触覚出力装置３１８に関係付けられる表面を動かし、それ以外では動かさないように構成されてもよい。アクチュエータは、圧電アクチュエータ、回転／線形アクチュエータ、ソレノイド、電気活性ポリマーアクチュエータ、ＭＦＣ（ｍａｃｒｏ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）アクチュエータ、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ、及び／又は他のアクチュエータを含んでもよい。アクチュエータが変形要素を回転させると、変形要素は表面を動かして、それにより変形を引き起こしてもよい。このような実施形態では、変形要素は、表面が平坦になる位置で開始してもよい。プロセッサ３０２から信号を受信することに応じて、アクチュエータは変形要素を回転させてもよい。変形要素を回転させることによって、表面の１つ以上の部分が隆起させられ又は下降させられてもよい。一部の実施形態では、変形要素は、元の位置に戻るように変形要素を回転させるようにプロセッサ３０２がアクチュエータに信号を送るまで、この回転した状態で維持されてもよい。
【００３９】
更に、コンピュータ装置３０１に関係付けられる表面を変形させるための他の技術又は方法が用いられ得る。例えば、触覚出力装置３１８は、表面再構成可能な触覚基板（限定されないが、例えば、繊維、ナノチューブ、電気活性ポリマー、圧電要素、又は形状記憶合金を含む）からの接触に基づいて、その表面を変形させ又はそのテクスチャを変化させるように構成される可撓性表面レイヤを含んでもよい。一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、例えば、変形機構（例えば、ワイヤに結合されるモータ）、材料の局部変形、共振機械要素、圧電性材料、微小電気機械システム（“ＭＥＭＳ”）要素、可変多孔性膜（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｐｏｒｏｓｉｔｙ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）、又は層流変調によって変形させられる。
【００４０】
メモリ３０４に関しては、例示のプログラムコンポーネント３２４、３２６及び３２８は、触覚表面要素を提供す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３２４が、タッチの位置を決定するためにタッチセンサ３０８を介してタッチセンサ面３１６を監視するようにプロセッサ３０２を構成する。例えば、検出モジュール３２４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３０８をサンプリングしてもよい。
【００４１】
触覚効果決定モジュール３２６は、生成すべき触覚効果を選択するためにデータを分析するプログラムコンポーネントを表す。特に、触覚効果決定モジュール３２６は、ユーザに出力する触覚効果を決定するコードを含んでもよい。更に、触覚効果決定モジュール３２６は、触覚効果を生成するために、提供する１つ以上の触覚効果、及び／又は作動させる１つ以上の触覚出力装置３１８（例えば、１つ以上の触覚出力装置３１８内の１つ以上の触覚セル）を選択するコードを含んでもよい。
【００４２】
一部の実施形態では、触覚効果決定モジュール３２６は、タッチセンサ面３１６との相互作用に基づいて、出力すべき触覚効果を決定するコード、及び効果を出力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んでもよい。例えば、コンピュータ装置３０１は、ビデオゲームを実行してもよい。コンピュータ装置３０１は、（例えば、タッチセンサ面３１６を含む）タッチスクリーンディスプレイ上でビデオゲームに関係付けられる仮想オブジェクトを出力してもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置３０１は、タッチスクリーンディスプレイ上に出力される仮想オブジェクトとのユーザ相互作用（例えば、タッチセンサ面３１６上でタップ又は２本指のピンチ操作等のジェスチャを行うこと）を検出してもよい。ユーザ相互作用の場所及び／又は仮想オブジェクトの特徴（例えば、テクスチャ、サイズ、色等）に基づいて、触覚効果決定モジュール３２６は生成する触覚効果を選択してもよい。例えば、触覚効果決定モジュール３２６は、仮想オブジェクトがそれぞれ砂状、岩状、水状、波状、又は凹凸の有るテクスチャを含む場合に、砂状、岩状、水状、波状、又は凹凸の有るテクスチャを含む触覚効果を決定してもよい。
【００４３】
一部の実施形態では、触覚効果決定モジュール３２６は、他の種類のイベントに基づいて触覚効果を決定してもよい。例えば、触覚効果決定モジュール３２６は、例えば、バッテリ低下状態等のシステム状態に基づいて触覚効果を決定してもよい。このような実施形態では、触覚効果決定モジュール３２６は、例えば、ユーザがコンピュータ装置３０１を充電する必要が有ることをユーザに示すように構成される特定のテクスチャを含む触覚効果を決定してもよい。一部の実施形態では、触覚効果の特徴は、システム状態の特徴に依存してもよい。例えば、テクスチャを含むコンピュータ装置３０１の面積のサイズは、バッテリ寿命の残量に反比例してもよい。ユーザは、コンピュータ装置３０１の表面で指をスライドさせて、テクスチャを含む面積のサイズに基づいてコンピュータ装置３０１がどのくらいバッテリ寿命を有しているかを決定することが可能であってもよい。
【００４４】
一部の実施形態では、触覚効果決定モジュール３２６は、ユーザに情報を提供するように構成される触覚効果を決定してもよい。例えば、触覚効果決定モジュール３２６は、テクスチャ等を含む触覚効果を決定してもよい。触覚効果は、例えば、ユーザが不在電話着信、テキストメッセージ、Ｅメール、インスタントメッセージ、及び／又は他の通信を有していることをユーザに示すように構成されてもよい。
【００４５】
一部の実施形態では、触覚効果決定モジュール３２６は、プログラムイベント（例えば、エラー通知）に基づいて触覚効果を決定してもよい。一部の実施形態では、触覚効果の特徴は、プログラムイベントの特徴に依存してもよい（例えば、触覚効果の種類はエラーの種類に基づいてもよい）。例えば、プログラムイベントがプログラム障害を含む場合、触覚効果決定モジュール３２６はテクスチャ等を含む関連触覚効果を決定してもよい。テクスチャは、“Ｘ”又はしかめ面
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の形態の上昇した隆起を含んでもよい。一部の実施形態では、ユーザは、テクスチャと相互作用して、テクスチャの特徴に基づいて、プログラムイベント（例えば、プログラム障害）が発生したことを決定してもよい。
【００４６】
触覚効果生成モジュール３２８は、選択された触覚効果を生成するためにプロセッサ３０２に触覚信号を生成させて触覚出力装置３１８へと送信させるプログラミングを表す。例えば、触覚効果生成モジュール３２８は、記憶された波形又はコマンドにアクセスして、触覚出力装置３１８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３２８は、触覚信号を決定するためのアルゴリズムを含んでもよい。触覚効果生成モジュール３２８は、触覚効果に対する目標座標を決定するためのアルゴリズムを含んでもよい。こうした目標座標は、例えば、タッチセンサ面３１６上の又は触覚効果を出力するコンピュータ装置３０１の表面（例えば、テクスチャ）上の場所を含んでもよい。
【００４７】
図４は、触覚表面要素のためのシステムの実施形態を示す。システムは、基材４０２を備える触覚セルを含む。基材４０２は、任意の適切な材料又は材料の組み合わせを含んでもよい。例えば、基材４０２は、ポリマー（例えば、プラスチック及び／又はゴム）及び／又はガラスを含んでもよい。
【００４８】
一部の実施形態では、触覚セルは、チャンバ４０４を備える。チャンバ４０４は、任意の技術又は技術の組み合わせを使用して、基材４０２へとドリルで穴を開け、成形され及び／又は他のやり方で形成されるチャネル又は穴を含んでもよい。例えば、一部の実施形態では、チャンバ４０４は、射出成型によって基材４０２に形成される。このような実施形態では、基材４０２（例えば、ポリマー）は、基材４０２が柔らかくなるか又は液体状態に変化するまで加熱されてもよい。基材４０２は、１つ以上のモールドに注がれて、冷却されてもよい。基材４０２を冷却することは、基材４０２を（複数の）モールドの１つ以上の特徴に適合させて、その周囲で硬化させてもよい。モールドの１つ以上の特徴は、チャンバ４０４を基材４０２に形成するように構成されてもよい。硬化された基材４０２は、モールドから抽出されてもよく、チャンバ４０４を含んでもよい。
【００４９】
別の例示として、一部の実施形態では、チャンバ４０４を生成するためにリソグラフィが使用されてもよい。このような実施形態では、製造業者は、フォトレジスト材料（例えば、エポキシ系ネガティブフォトレジスト材料）又は他の感光性材料をシリコン基板上に配置し得る。基材４０２は、フォトレジスト材料及び／又はシリコン基板を含んでもよい。フォトレジスト材料は、基材４０２内のチャンバ４０４を画定するために、例えば、放射源（紫外光など）を使用してエッチングされてもよい。
【００５０】
更に別の例示として、一部の実施形態では、製造業者は、チャンバ４０４を形成するために、基材４０２をレーザエッチングし、収束イオンビームを加え、及び／又は他の方法を適用してもよい。チャンバ４０４は、任意の適切なサイズ（例えば、長さ、幅、及び／又は直径）を含んでもよい。例えば、チャンバ４０４は、基材４０２に形成されたマイクロチャネルを含んでもよい。
【００５１】
基材４０２内にチャンバ４０４を形成することは、チャンバ４０４を取り囲むエンクロージャ４０６を生成してもよい。エンクロージャ４０６は、チャンバ４０４の外部境界を画定する１つ以上の壁４０８、４１０、４１２を含んでもよい。
【００５２】
一部の実施形態では、触覚セルは、変形（例えば、湾曲、屈曲、又は他の形状変化）するように構成される可撓性レイヤ４１４を備える。可撓性レイヤ４１４は、ポリマーを含んでもよい。一部の実施形態では、可撓性レイヤ４１４は、チャンバ４０４及び／又はエンクロージャ４０６の上方で結合される。可撓性レイヤ４１４は、チャンバ４０４の上方境界を画定し及びこれを密封してもよい。
【００５３】
一部の実施形態では、チャンバ４０４は、（例えば、触覚効果を出力するために）触覚セルを作動するように構成される作動装置４２０を備える。例えば、一部の実施形態では、作動装置４２０は、加熱要素、酸性物質、塩基性物質、光（例えば、発光ダイオード）、電極、及び／又は電磁石を含む。作動装置４２０は、例えば、熱、酸性物質、塩基性物質、光、電気、磁界、電界、電気、及び／又は任意の他の刺激をチャンバ４０４内の１つ以上の物質４１８（例えば、パラフィン蝋、スマートゲル、形状記憶材料、圧電性材料、及び／又は適切な材料）に加えるように構成されてもよい。一部の実施形態では、物質４１８は、膨張し、収縮し、形状変化させ、物理的状態を変化させ、及び／又は他のやり方で作動装置４２０により出力された刺激に応答する。これは、物質４１８により、可撓性レイヤ４１４に圧力を加えさせ又は他のやり方で可撓性レイヤ４１４と相互作用させてもよい。物質４１８と可撓性レイヤ４１４との間の相互作用は、可撓性レイヤ４１４の形状を変形させてもよい。ユーザは、（例えば、可撓性レイヤ４１４を横断して指をスライドさせることによって）変形した可撓性レイヤ４１４と相互作用して、触覚効果を知覚してもよい。
【００５４】
例えば、一部の実施形態では、物質４１８は、スマートゲル等のスマート材料を含む。一部の実施形態では、作動装置４２０は、触覚セルを作動させるためにスマート材料に刺激（例えば、光）を加えてもよい。刺激は、スマート材料を膨張、収縮及び／又は他のやり方で変形させてもよい。一部の実施形態では、スマート材料は、可撓性レイヤ４１４及びエンクロージャ４０６に結合される。例えば、スマート材料は、一端において可撓性レイヤ４１４に結合され、別の端部ではエンクロージャ４０６の壁４０８、４１０、４１２（例えば、底壁４１０）に結合されてもよい。スマート材料の変形（例えば、収縮）は、可撓性レイヤ４１４をエンクロージャ４０６の底壁４１０に向かって引くか又は底壁４１０から遠ざけてもよい。これは、可撓性レイヤ４１４をそれぞれ（例えば、破線４２２で示されるように）内側に曲げるか又は（破線４１６で示されるように）外側に曲げ、及び／又は他のやり方で変形させ得る。
【００５５】
別の例示として、一部の実施形態では、物質４１８は圧電性材料を含む。作動装置４２０は、触覚セルを作動させるためにスマート材料に刺激（例えば、電気）を加えてもよい。刺激は、圧電性材料を膨張、収縮及び／又は他のやり方で変形させてもよい。一部の実施形態では、圧電性材料は、可撓性レイヤ４１４及びエンクロージャ４０６に結合される。例えば、圧電性材料は、一端において可撓性レイヤ４１４に結合され、別の端部ではエンクロージャ４０６の壁４０８、４１０、４１２（例えば、底壁４１０）に結合されてもよい。一部の実施形態では、圧電性材料の変形（例えば、収縮）は、可撓性レイヤ４１４をエンクロージャ４０６の底壁４１０に向かって引くか又は底壁４１０から遠ざけてもよい。これは、可撓性レイヤ４１４をそれぞれ内側に曲げるか又は外側に曲げ、及び／又は他のやり方で変形させ得る。
【００５６】
一部の実施形態では、作動装置４２０は、ロボット（例えば、マイクロロボット）を含む。ロボットは、触覚セルのチャンバ４０４内で移動するように構成されてもよい。一部の実施形態では、ロボットは、ユーザ又はコンピュータ装置により（例えば、無線で又は有線インターフェースを介して）制御可能であってもよい。例えば、ロボットは、１つ以上の制御信号を（例えば、ブルートゥース）又はＷｉＦｉを介して）受信し、それに応じて、チャンバ４０４内で移動し及び／又は可撓性レイヤ４１４を他のやり方で操作してもよい。
【００５７】
一部の実施形態では、作動装置４２２は、可撓性レイヤ４１４に触覚効果を生成させるために可撓性レイヤ４１４に結合されてもよい。例えば、一実施形態では、可撓性レイヤ４１４は、静電アクチュエータの導電レイヤ（例えば、可撓性導電レイヤ）を含んでもよい。絶縁レイヤ４２４（例えば、可撓性絶縁レイヤ）は、例えば、ユーザが導電レイヤに直接接触することから保護するために、可撓性レイヤ４１４の上に配置されてもよい。このような実施形態では、作動装置４２２は、可撓性レイヤ４１４の近くのオブジェクトとの容量結合を含む触覚効果を導電レイヤに生成させるように構成される触覚信号を送信するように構成されてもよい。
【００５８】
一部の実施形態では、可撓性レイヤ４１４は、可撓性レイヤ４１４に接触しているユーザに電気触覚効果を出力するための導体又は他の材料を含んでもよい。他の実施形態では、可撓性レイヤ４１４は、可撓性レイヤ４１４に近い又は接触しているユーザに熱触覚効果（例えば、温度の増加又は減少）を出力するための導体又は他の材料を含んでもよい。作動装置４２２は、電気触覚又は熱触覚効果を引き起こすために可撓性レイヤ４１４に触覚信号を送信するように構成されてもよい。例えば、作動装置４１１は、可撓性レイヤ４１４に熱を発生させるために可撓性レイヤ４１４内の導電材料に高電圧を送信してもよい。ユーザは、この熱を熱触覚効果として知覚してもよい。
【００５９】
一部の実施形態では、センサ４２６は、触覚セルに結合されてもよい。センサ４２６は、例えば、可撓性レイヤ４１４の表面における温度を検出して、コンピュータ装置にセンサ信号を送信するように構成される温度センサを含んでもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置は、センサ４２６からのセンサ信号に基づいて（例えば、可撓性レイヤ４１４が熱触覚効果を出力するように構成されている場合に）可撓性レイヤ４１４における温度を変調することができる。例えば、コンピュータ装置は、オブジェクトの特定のテクスチャ又は機能をシミュレートするように構成される温度等の特定の温度に到達するまで可撓性レイヤ４１４において温度を修正するように作動装置４２２を制御してもよい。例えば、ユーザの仮想キャラクタが疑似溶岩を横断しているビデオゲームイベントに応じて、コンピュータ装置は、疑似溶岩を通り過ぎるように構成される特定の熱量を含む熱触覚効果を作動装置４２２に発生させてもよい。
【００６０】
一部の実施形態では、コンピュータ装置は、複合触覚効果等の触覚効果を生成するために作動装置４２０、４２２を同時に又は順番に作動させてもよい。例えば、コンピュータ装置は、作動装置４２０により可撓性レイヤ４１４を外側に曲げさせて、例えば、隆起の形状にしてもよい。コンピュータ装置は、実質的に同時に、例えば、ゴム質材料をシミュレートするように構成される静電触覚効果を作動装置４２２に生成させてもよい。可撓性レイヤ４１４に接触している（例えば、可撓性レイヤ４１４を横断して指をスライドさせている）ユーザは、例えば、ゴム質の隆起等の触覚効果の組み合わせを知覚してもよい。
【００６１】
一部の実施形態では、可撓性レイヤ４１４自体が、刺激に応じて変形するように構成される。このような実施形態では、触覚セルは、物質４１８を含まなくてもよい。例えば、可撓性レイヤ４１４は、液晶ポリマー、スマート材料、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）、及び／又は形状記憶材料（例えば、形状記憶合金及び／又は形状記憶ポリマー）を含んでもよい。このような実施形態では、作動装置４２０（又は作動装置４２２）は、可撓性レイヤ４１４を変形させるために可撓性レイヤ４１４に刺激を加えてもよい（例えば、可撓性レイヤ４１４に直接刺激を加えてもよい）。例えば、作動装置４２０は、可撓性レイヤ４１４を膨張させるために、可撓性レイヤ４１４に電界、磁界、熱及び／又は別の刺激を加えてもよい。例えば、可撓性レイヤ４１４の端部がエンクロージャ４０６の壁４０８、４１０、４１２に結合され得るので、可撓性レイヤ４１４の膨張は、可撓性レイヤ４１４内に応力を生成してもよい。応力は、可撓性レイヤ４１４を（例えば、破線４１６で示されるように）外側に曲げるか又は（破線４２２で示されるように）内側に曲げ、及び／又は他のやり方で変形させてもよい。
【００６２】
一部の実施形態では、作動装置４２０（又は作動装置４２２）は、可撓性レイヤ４１４を内側に曲げさせるように構成される刺激を可撓性レイヤ４１４に加えてもよく、これは可撓性レイヤ４１４に接触しているユーザの指と可撓性レイヤ４１４との間に吸引力を発生してもよい。ユーザは、この吸引力を触覚効果として知覚してもよい。
【００６３】
作動装置４２０、４２２は、可撓性レイヤ４１４及び／又は物質４１８に刺激を加えるために任意の適切な場所（例えば、チャンバ４０４の内部、チャンバ４０４の外部、エンクロージャ４０６の外部、及び／又は触覚セルの外部）に配置されてもよい。例えば、図４では作動装置４２０がエンクロージャ４０６の底壁４１０上に配置されているが、他の実施形態では、作動装置４２０は、可撓性レイヤ４１４（例えば、チャンバ４０４の内部の可撓性レイヤ４１４の裏面）に直接結合されてもよい。別の例示として、一部の実施形態では、作動装置４２０は、チャンバ４０４及び／又は触覚セルの外部に配置される。
【００６４】
図５は、触覚表面要素のためのシステムの別の実施形態を示す。システムは、図４のエンクロージャ４０６、チャンバ４０４及び可撓性レイヤ４１４とそれぞれ実質的に類似したエンクロージャ５０６、チャンバ５０４及び可撓性レイヤ５１２を備える触覚セルを含む。図５に示されているコンポーネントは、図４に関して検討された任意の方法を使用して形成され得る。
【００６５】
図５に示される実施形態において、チャンバ５０４は、物質５１８（例えば、水又は空気）を備える。また、チャンバ５０４は作動装置５２０も備える。作動装置５２０は、例えば、電気活性ポリマー（例えば、圧電性材料）を含んでもよい。一部の実施形態では、作動装置５２０は、触覚信号を受信し、それに応じて、形状を変形させるように構成される。
【００６６】
例えば、一部の実施形態では、作動装置５２０の長手方向端部がエンクロージャ５０６の底壁５１０（及び／又は側壁）に結合される。触覚出力装置５２０は、触覚信号に応答して長手方向に膨張するように構成されてもよい。例えば、作動装置５２０の長手方向端部がエンクロージャ５０６の底壁５１０に固定され得るので、作動装置５２０の長手方向膨張は、作動装置５２０内に応力を生成してもよい。これは、例えば、破線５１６で示されるように、作動装置５２０を上向きに（例えば、エンクロージャ５０６の底壁５１０から離れるように）曲げるか、又は他のやり方で変形させてもよい。作動装置５２０の変形は、物質５１８をエンクロージャ５０６の底壁５１０から遠ざけ且つ可撓性レイヤ５１２に対して押してもよい。これは、可撓性レイヤ５１２に外向き圧力を加えてもよい。一部の実施形態では、外向き圧力は、例えば、破線５１４で示されるように、可撓性レイヤ５１２を外側に曲げるか又は他のやり方で変形させる。一部の実施形態では、可撓性レイヤ５１２の変形は、作動装置５２０の変形を模倣する。例えば、作動装置５２０が波形状に変形する場合、物質５１８は、可撓性レイヤ５１２が実質的に類似の波形状に変形するように可撓性レイヤ５１２に対して圧力を加えてもよい。ユーザは、変形した可撓性レイヤ５１２と相互作用して、例えば、凹凸の有るテクスチャ、波状テクスチャ、又は別の触覚効果を知覚してもよい。
【００６７】
一部の実施形態では、作動装置５２０は、別の触覚信号に応じて又は触覚信号の除去に応じて（例えば、図５に示されるように）実質的に平坦な形状に戻るように構成される。作動装置５２０が実質的に平坦な形状に戻ると、物質５１８は、可撓性レイヤ５１２にあまり圧力を加えなくてもよい。これは、可撓性レイヤ５１２が、例えば、（図５に示されるように）デフォルトの平坦な形状に戻ることを可能にしてもよい。ユーザは、可撓性レイヤ５１２と相互作用して、例えば、円滑なテクスチャ又は別の触覚効果を知覚してもよい。
【００６８】
図６Ａは、触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。システムは、図４のエンクロージャ４０６、チャンバ４０４及び可撓性レイヤ４１４とそれぞれ実質的に類似したエンクロージャ６０６、チャンバ６０４及び可撓性レイヤ６１２を備える触覚セルを含む。図６Ａ−Ｂに示されているコンポーネントは、図４に関して検討された任意の方法を使用して形成され得る。
【００６９】
図６Ａに示される実施形態において、システムは、少なくとも２つの作動装置６２０、６２２を備える。一方の作動装置６２２が可撓性レイヤ６１２（例えば、チャンバ６０４の内部の可撓性レイヤ６１２の底部）に結合されてもよく、他方の作動装置６２０がシステム内の別の場所に配置されてもよい。例えば、一部の実施形態では、一方の作動装置６２２が（例えば、図６に示されるように）可撓性レイヤ６１２の底面に配置されてもよく、他方の作動装置６２０がエンクロージャ６０６の内壁に配置されてもよい。一部の実施形態では、可撓性レイヤ６１２は、作動装置６２２を備える。例えば、作動装置６２２は、可撓性レイヤ６１２内に配置される磁性粒子を含んでもよい。システムは、任意の適切な構成で任意の数の作動装置６２０、６２２を含み得る。
【００７０】
作動装置６２０、６２２は、互いに引き合い又は反発するように構成されてもよい。例えば、作動装置６２０は磁石、強磁性体材料又は金属成分を含んでもよく、作動装置６２２は電磁石を含んでもよい。別の例示として、作動装置６２２は磁石、強磁性体材料又は金属成分を含んでもよく、作動装置６２０は電磁石を含んでもよい。更に別の例示として、作動装置６２０、６２２は共に電磁石を含んでもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置は、特定の極性を有する磁界を（複数の）電磁石に発生させるように構成される触覚信号を（複数の）電磁石に送信してもよい。磁界は、作動装置６２０、６２２を互いに引き合わせ又は反発させてもよい。こうした引力及び斥力は、可撓性レイヤ６１２を（例えば、破線６１６で示されるように）内側に曲げるか又は（破線６１４で示されるように）外側に曲げ、又は他のやり方で変形させてもよい。
【００７１】
一部の実施形態では、一方又は両方の作動装置６２０、６２２は、導電性電極を備える。導電性電極は、例えば、スパッタリング及び蒸着（例えば、化学又は物理蒸着）を使用して、作動装置６２０、６２２に関係付けられる表面上に形成されてもよい。例えば、導電性電極を備える作動装置６２２は、蒸着によって可撓性レイヤ６１２上に形成され得る。一部の実施形態では、コンピュータ装置は、特定の極性を有する静電界を（複数の）導電性電極に発生させるように構成される触覚信号を（複数の）導電性電極に送信してもよい。静電界は、作動装置６２０、６２２を互いに引き合わせ又は反発させてもよい。こうした引力及び斥力は、可撓性レイヤ６１２を（例えば、破線６１６で示されるように）内側に曲げるか又は（破線６１４で示されるように）外側に曲げ、又は他のやり方で変形させてもよい。
【００７２】
一部の実施形態では、コンピュータ装置は、１つ以上の作動装置６２０、６２２により生成される（複数の）磁界及び／又は（複数の）静電界の極性を反復的に切り替えてもよい。これは、作動装置６２０、６２２を反復的に互いに引き合わせ且つ反発させてもよい。作動装置６２０、６２２の引力及び斥力の循環は、可撓性レイヤ６１２を上下運動で移動させることができる。この上下は、例えば、振動又は別の触覚効果を生成してもよい。
【００７３】
一部の実施形態では、複数の作動装置６２２が（例えば、図６Ｂに示されるように）可撓性レイヤ６１２に結合される。１つ以上の追加の作動装置６２０が、１つ以上の磁界及び／又は電界を複数の作動装置６２２に加えるために配置されてもよい。コンピュータ装置は、触覚効果を生成するために１つ以上の組の作動装置６２０、６２２を選択的に作動させてもよい。
【００７４】
例えば、図６Ｂに示されるように、コンピュータ装置は、可撓性レイヤ６１２を様々な形状に変形させるように作動装置６２３、６２４、６２６の組を作動させてもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置は、第１の組の作動装置６２３が同じ（例えば負の）極性の磁界を生成するように第１の組の作動装置６２３を作動させてもよい。これは、第１の組の作動装置６２３を互いに反発させてもよい。コンピュータ装置は、追加的に又は代替的に、第２の組の作動装置６２４が反対の極性の磁界を生成するように第２の組の作動装置６２４を作動させてもよい。これは、第２の組の作動装置６２４を互いに引き合わせてもよい。コンピュータ装置は、追加的に又は代替的に、第３の組の作動装置６２６が同じ極性の磁界を生成するように第３の組の作動装置６２６を作動させてもよい。これは、第３の組の作動装置６２６を互いに反発させてもよい。引力及び斥力の組の作動装置６２３、６２４、６２６は、可撓性レイヤ６１２を、例えば、（例えば、破線で示されるように）波形状に変形させてもよい。ユーザが可撓性レイヤ６１２と相互作用して、例えば、波状のテクスチャを含む触覚効果を知覚してもよい。コンピュータ装置は、触覚効果を生成するために任意の数の又は構成の組の作動装置６２３、６２４、６２６を作動させてもよい。
【００７５】
図７Ａは、触覚表面要素のためのシステムの実施形態を示す。一部の実施形態では、システムは、複数の触覚セル７００を備える。複数の触覚セル７００は、互いに結合され得る。例えば、各触覚セル７００は、少なくとも１つの側部において、隣接する触覚セル７００に結合してもよい。一部の実施形態では、システムは、単一の触覚セル７００を備える。図７Ａは実質的に同じ形状を含む複数の触覚セル７００を描いているが、他の実施形態では、２つ以上の触覚セル７００が異なる形状、容積、サイズ、及び／又は他の特徴を含んでもよい。
【００７６】
一部の実施形態では、１つ以上の触覚セル７００は、図４のエンクロージャ４０６、チャンバ４０４及び可撓性レイヤ４１４とそれぞれ実質的に類似したエンクロージャ７０２、チャンバ５０４及び可撓性レイヤ７０８を備える。図７Ａ−Ｂに示されているコンポーネントは、図４に関して検討された任意の方法を使用して形成され得る。
【００７７】
システムは、第１の壁７１４を備えてもよい。第１の壁７１４は、例えば、コンピュータ装置の筐体及び／又はコンピュータ装置のコンポーネントを含んでもよい。第１の壁７１４は、（複数の）触覚セル７００に対して固定された位置に有ってもよい。少なくとも１つ触覚セル７００は、第１の壁７１４に結合されてもよい。
【００７８】
システムは、第２の壁７１６を備えてもよい。第２の壁７１６は、例えば、コンピュータ装置の筐体及び／又はコンピュータ装置のコンポーネントを含んでもよい。第２の壁７１６は、（複数の）触覚セル７００に対して固定された位置に有ってもよい。少なくとも１つ触覚セル７００は、作動装置７１８を介して第２の壁７１８に結合されてもよい。
【００７９】
一部の実施形態では、作動装置７１８は、触覚信号に応じて膨張及び／又は収縮（例えば、長手方向に膨張又は収縮）するように構成される材料を含む。例えば、作動装置７１８は、圧電性材料を含んでもよい。コンピュータ装置は、例えば、図７Ｂに示されるように、作動装置７１８を長手方向に膨張させるように構成される触覚信号を作動装置に送信してもよい。膨張する作動装置７１８は、１つ以上の触覚セルを横方向に互いに対して及び／又は第１の壁７１４に対して圧縮させてもよい。例えば、可撓性レイヤ７０８の側部が関連するエンクロージャ７０２に取り付けられて、可撓性レイヤ７０８の中央が自由に移動し得るので、これは、触覚セル７００の可撓性レイヤ７０８を（例えば図７Ｂに示されるように）上方に及び／又は下方に曲げさせてもよい。ユーザは、（複数の）触覚セル７００の（複数の）可撓性表面７０８と相互作用して、凹凸の有るテクスチャ等の１つ以上の触覚効果を知覚してもよい。
【００８０】
一部の実施形態では、コンピュータ装置は、作動装置７１８に別の触覚信号を送信し、又は作動装置７１８から触覚信号を除去してもよい。これは、作動装置７１８を横方向に圧縮させてもよい。作動装置７１８の横方向圧縮は、（複数の）触覚セル７００が横方向に膨張し及び／又は（図７Ａに示されるように）デフォルト形状に変化することを可能にしてもよい。これは、触覚セル７００の可撓性レイヤ７０８を実質的に平坦な形状に戻し及び／又は他のやり方で変形させてもよい。ユーザは、（複数の）触覚セル７００の（複数の）可撓性表面７０８と相互作用して、円滑なテクスチャ等の１つ以上の触覚効果を知覚してもよい。
【００８１】
図８は、触覚表面要素のためのシステムの更に別の実施形態を示す。システムは、可撓性レイヤ８０２を備える触覚セルを含む。可撓性レイヤ８０２は、誘電体エラストマーを含んでもよい。上方可撓性電極８０４が、可撓性レイヤ８０２の上面に結合されてもよい。下方可撓性電極８０６が、可撓性レイヤ８０２の下面に結合されてもよい。
【００８２】
下方可撓性電極８０６の少なくとも１つの横方向端部８０８、８１２が表面８１０（例えば、コンピュータ装置の筐体）に結合されてもよい。一部の実施形態では、下方可撓性電極８０６の両端８０８、８１２が表面８１０に結合される。下方可撓性電極８０６の横方向端部８０８、８１２の間の中央部８１４は表面８１０に結合されなくてもよい。これは、（例えば、破線矢印で示されるように、表面８１０から上方に離れて）触覚セルの側面中央が移動することを可能にしてもよい。
【００８３】
一部の実施形態では、コンピュータ装置は、触覚セルを作動させるために上方可撓性電極８０４及び下方可撓性電極８０６に電圧を加えてもよい。これは、可撓性レイヤの厚み８１６を圧縮する静電力を発生させてもよい。圧縮は、可撓性レイヤ８０２を長手方向に膨張させてもよい。一部の実施形態では、例えば、（可撓性レイヤ８０２が結合される）下方可撓性電極８０６の端部８０８、８１２が表面に取り付けられ得るので、可撓性レイヤ８０２の長手方向膨張は、可撓性レイヤ８０２内に応力を発生させてもよい。応力は、可撓性レイヤ８０２を（例えば、破線８１８で示されるように、表面８１０から離れて）曲げ及び／又は他のやり方で変形させてもよい。
【００８４】
（触覚表面要素の例示的な応用）
様々なコンピュータ装置がコンピュータ装置のユーザに説得力のある触覚フィードバックを提供するために本開示の実施形態を利用し得る。図９Ａ−Ｃは、触覚フィードバックを提供するための触覚表面要素の様々な実装を示す。図９Ａを参照すると、図９Ａは、例えば、コンピュータ装置９００の背後９０４に配置された触覚出力装置９０２を備えるコンピュータ装置９００を示す。
【００８５】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は動的な及び／又は変化する触覚効果を出力するように構成される。例えば、コンピュータ装置９００は、サーフィンのビデオゲームを実行していてもよい。仮想波が（例えば、コンピュータ装置９００の正面に配置された）ディスプレイを横切るとき、コンピュータ装置９００は関連する動的触覚効果を出力してもよい。一部の実施形態では、動的触覚効果は、例えば、波をシミュレートするように構成される動くテクスチャを含んでもよい。例えば、コンピュータ装置９００は、例えば、破線矢印の方向に触覚セル９００の行９０６を順番に作動させてもよい。触覚出力装置９０２に接触しているユーザが、触覚セル９１０の行９０６の順次作動を、例えば、波触覚効果として知覚してもよい。コンピュータ装置９００は、触覚効果を生成するために順番に及び／又は同時に任意の数又は配置の触覚セル９１０を作動させることができる。作動される触覚セル９１０は、互いに隣接し又は非隣接し得る。
【００８６】
一部の実施形態では、システム９００は、ユーザに方向の及び／又は空間的な手掛かりを提供するように構成される動的な及び／又は変化する触覚効果を出力するように構成される。例えば、図９Ｂに示される実施形態では、触覚出力装置９０２は、タッチスクリーンディスプレイにオーバレイされている。コンピュータ装置９００はビデオゲームを実行しており、その中でユーザが仮想岩９１８を仮想水の中に落として、仮想波紋９２０を生成していてもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、仮想岩９１８を落とした場所から外に向かう波紋をシミュレートするために触覚セル９１０を作動させるように構成される。例えば、仮想波紋がディスプレイ上の落とした場所から外に向かって伝播すると、コンピュータ装置９００は、落とした場所により近い触覚セル９１０により強い触覚効果を提供させ、落とした場所に対して徐々に遠くなる触覚セル９１０により弱い触覚効果を提供させてもよい。触覚出力装置９０２の様々な場所に接触するユーザは、例えば、様々な場所で仮想波紋９２０の方向、振幅、及び他の特徴を感知することが可能であってもよい。
【００８７】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は確認触覚効果を出力するように構成される。触覚効果は、例えば、コンピュータ装置９００がユーザ入力を検出したことをユーザに確認してもよい。例えば、コンピュータ装置９００は、例えば、タッチスクリーンディスプレイにグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）の一部として出力される仮想ボタンとのユーザ相互作用を検出してもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、それに応じて、コンピュータ装置９００がユーザ相互作用を検出したことを確認するように構成される触覚効果を出力する。このような実施形態では、触覚効果は、動的触覚効果を含んでもよい。例えば、触覚効果は、触覚出力装置９０２に沿って（例えば、図９Ｃの破線で示されているジグザグパターンで）触覚セル９１０の順次作動を含んでもよい。
【００８８】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、特定の機能を実行する（例えば、ユーザのグリップを改善する又は減らす、コンピュータ装置９００に加えられる力に反作用する）ように構成される触覚効果を出力するように構成される。例えば、コンピュータ装置９００は、センサ（例えば、加速度計）からのセンサ信号に基づいてユーザがコンピュータ装置９００を振っていることを決定してもよい。コンピュータ装置９００は、それに応じて、例えば、良好なグリップをユーザに提供するように構成される触覚効果を出力してもよい。例えば、コンピュータ装置９００は、コンピュータ装置９００に対するユーザのグリップを高めるように構成される凹凸の有るテクスチャを含む触覚効果を出力してもよい。別の例示として、コンピュータ装置９００は、例えば、センサ（例えば、流体センサ又は湿度センサ）からのセンサ信号に基づいて、コンピュータ装置９００が濡れている及び／又は滑りやすいことを決定してもよい。コンピュータ装置９００は、それに応じて、例えば、ユーザのグリップを改善するように構成される触覚効果を出力してもよい。
【００８９】
次に図９Ｄを参照すると、一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ユーザインターフェースを生成するために触覚出力装置９０２の１つ以上の触覚セル９１０を作動させる。例えば、コンピュータ装置９００は、ユーザが相互作用できるボタン９１２、９１４、スライダ９１６及び／又は他のユーザインターフェースコンポーネントの場所の輪郭を示すために１つ以上の触覚セル９１０を作動させてもよい。コンピュータ装置９００は、ユーザインターフェースコンポーネントを生成するために任意の数の又は構成の触覚セル９１０を作動させることができる。
【００９０】
一部の実施形態では、触覚出力装置９０２は、ユーザインターフェースコンポーネントとのユーザ相互作用を検出するように構成されるタッチセンサ（例えば、触覚出力装置９０２の下に配置される容量性タッチセンサ）等のセンサ９０８を備えるか又は他のやり方で結合されてもよい。例えば、センサ９０８は、フォトレジスタ、又は周辺光の変化に関係付けられる電気信号を出力することによって、周辺光の変化に応答するように構成される材料（例えば、スマート材料）を含んでもよい。ユーザが触覚出力装置９０２と相互作用して（例えば、指をスライドさせて）、例えば、ユーザインターフェースコンポーネントの場所、タイプ及び／又は他の特徴を知覚し、及び／又はコンピュータ装置９００への入力を提供してもよい。センサ９０８は、ユーザ相互作用を検出して、ユーザ相互作用に関係付けられる（例えば、圧力、場所、方向等を含む）センサ信号をコンピュータ装置９００に送信することができる。例えば、センサ９０８は、ユーザの指等のオブジェクトが触覚セル９１０上に配置されること（例えば、及びそれによって、周辺光の一部がセンサに到達するのを阻害すること）に応じて周辺光の変化に関係付けられるセンサ信号を送信してもよい。コンピュータ装置９００は、センサ信号を受信して、センサ信号に基づいてユーザ入力を決定してもよい。
【００９１】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、触覚出力装置９０２（例えば、触覚出力装置９０２の触覚セル９１０）内の流体の移動に基づいてコンピュータ装置９００とのユーザ相互作用を検出する。例えば、ユーザは、コンピュータ装置９００を回転させるか又は圧力を加えて、コンピュータ装置９００に入力を提供してもよい。これは、触覚出力装置９０２内に含まれている流体の移動を引き起こしてもよい。コンピュータ装置９００は、例えば、流体の移動を検出するように構成されるセンサ９０８からのセンサ信号に基づいてユーザ入力を検出及び／又は識別してもよい。
【００９２】
一部の実施形態では、触覚セル９１０は、ユーザ入力を検出し且つ触覚効果を提供するために使用されてもよい。例えば、センサ９０８がスマート材料を含む実施形態では、スマート材料は、刺激（例えば、ユーザの指が触覚セル９１０上に配置されて、センサ９０８への周辺光を阻害すること）に応じてユーザ入力に関係付けられる１つ以上のセンサ信号を生成してもよい。コンピュータ装置９００は、センサ信号を受信して、センサ信号に基づいてユーザ入力を決定してもよい。更に、コンピュータ装置９００は、触覚効果を出力するために同じ刺激又は異なる刺激を使用してスマート材料を作動させてもよい。例えば、コンピュータ装置９００は、スマート材料の形状を変形させるためにスマート材料に電圧を加えてもよい。形状の変形は、ユーザに対する触覚効果として知覚可能であってもよい。従って、このような実施形態では、触覚セル９１０は、入力を受信して出力を提供することが可能であってもよい。
【００９３】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、センサ９０８からのセンサ信号に基づいて触覚効果を出力するか又はその特徴を修正する。例えば、コンピュータ装置９００は、ボタン等のユーザインターフェースコンポーネントの一部を画定する上昇した隆起（又は別の隆起した形状）を形成するために触覚セル９１０を作動させてもよい。ユーザは、例えば、ユーザインターフェースコンポーネントを介して入力を提供するために、触覚セル９１０に所定量の力（例えば、圧力）を加えてもよい。センサ９０８は、触覚セル９１０に加えられる力の量を検出して、力の量に関係付けられるセンサ信号を送信してもよい。コンピュータ装置９００は、センサ信号を受信し、センサ信号に応じて、触覚効果（例えば、振動）を出力してもよい。触覚効果は、例えば、入力が受信されたことをユーザに確認してもよい。コンピュータ装置９００は、追加的に又は代替的に、平坦な形状、凹形状、又は小さな隆起等の別の形状に触覚セル９１０を変形させるように触覚セル９１０を作動させてもよい。この変形は、例えば、ユーザが触覚セル９１０と既に相互作用したことをユーザに示してもよい。
【００９４】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、センサ９０８により検出された力の量に関係付けられる触覚効果を出力するように構成される。例えば、コンピュータ装置９００は、ボタン等のユーザインターフェースコンポーネントを画定するように複数の触覚セル９１０を作動させてもよい。ユーザは、例えば、ユーザインターフェースコンポーネントと相互作用するために、触覚セル９１０に異なる量の力を加えてもよい。第１の量の力（例えば、軽い押圧）がユーザにより加えられることに応じて、コンピュータ装置９００は、触覚セル９１０を作動させて、例えば、触覚セル９１０をユーザに対して押し返させてもよい。これは、ボタンのバネ力をシミュレートしてもよい。第２の量の力（例えば、硬い押圧）がユーザにより加えられることに応じて、コンピュータ装置９００は、例えば、振動を出力し及び／又は触覚セル９１０を平坦な（例えば、平面的な）形状に変化させてもよい。これはボタンのクリックをシミュレートしてもよい。一部の実施形態では、触覚効果の組み合わせは、実際のボタンと相互作用することをより現実的にシミュレートしてもよい。
【００９５】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ユーザがユーザインターフェースコンポーネントと相互作用することに応じて（及び／又はセンサ９０８からのセンサ信号に基づいて）、１つ以上の機能を実行する（例えば、電話番号をダイヤルし、テキストを入力し、テキストメッセージを送信し、コンピュータ装置９００を睡眠モード等の特定のモードに入らせ、録音アプリケーション等のアプリケーションを実行する等）。例えば、コンピュータ装置９００は、ユーザが入力を、例えば、セキュリティコードを提供するために相互作用することができるボタン９１２、９１４の場所の輪郭を示すために触覚セル９１０のグループを作動させてもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ボタン９１２、９１４とのユーザ相互作用のシーケンスを検出して、シーケンスが（例えば、メモリに記憶されている）既定のシーケンスと一致するかどうかを決定してもよい。そうであれば、コンピュータ装置９００は、例えば、コンピュータ装置９００のロックを解除すること及び／又はコンピュータ装置９００を睡眠モードから覚醒させること等の関連機能を行ってもよい。
【００９６】
別の例示として、一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ユーザが入力を提供するために相互作用することができるスライダ９１６の場所を画定するために触覚セル９１０のグループを作動させてもよい。コンピュータ装置９００は、スライダ９１６の触覚セル９１０に沿って（例えば、破線矢印で示されるように、上方に）ユーザが指をスライドさせることを検出し、それに応じて、関連機能を行ってもよい。例えば、コンピュータ装置９００は、それに応じて、コンピュータ装置９００で実行されている音楽アプリケーションの音量を修正（例えば、増加又は減少）してもよい。
【００９７】
一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ユーザ相互作用に関係付けられる（例えば、センサ９０８により検出される）力の量に基づいて１つ以上の機能を行ってもよい。例えば、コンピュータ装置９００は、カメラアプリケーションを実行してもよい。コンピュータ装置９００は、カメラアプリケーションに関係付けられるボタン９１２の場所の輪郭を示すために触覚セル９１０を作動させてもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ボタン９１２に対する軽い押圧を（例えば、ボタン９１２を画定する触覚セルに関係付けられるセンサを介して）検出してもよい。軽い押圧に応じて、コンピュータ装置９００は、コンピュータ装置９００のカメラのフォーカスを合わせてもよい。また、コンピュータ装置９００は、例えば、シャッターのフォーカスをシミュレートするように構成される触覚効果を出力してもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ボタン９１２に対する硬い押圧を検出してもよい。硬い押圧に応じて、コンピュータ装置９００は、カメラを使用して写真（又は映像）を撮ってもよい。また、コンピュータ装置９００は、例えば、シャッターのクリックをシミュレートするように構成される触覚効果を出力してもよい。
【００９８】
別の例示として、一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、ディスプレイを介してグラフィカルユーザインターフェースを出力してもよい。触覚出力装置９０２は、ディスプレイの上に配置されてもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、グラフィカルユーザインターフェースに出力されるアイコンに関係付けられる形状を形成するために触覚セル９１０を作動させてもよい。例えば、コンピュータ装置９００は、アイコンの境界又は他の特徴を画定するために特定のアイコンの上に配置される触覚セル９１０を作動させてもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、触覚セル９１０に対する軽い押圧を検出してもよい。軽い押圧に応じて、コンピュータ装置９００は、ディスプレイを介して、アイコンに関係付けられるアプリケーションに関係付けられる情報を出力してもよい。例えば、アイコンが描画アプリケーションに関係付けられる場合、コンピュータ装置９００は、描画アプリケーションに関する情報、最近保存した描画のサムネールサイズのビュー、又は他の情報を出力してもよい。一部の実施形態では、コンピュータ装置９００は、触覚セルに対する硬い押圧を検出してもよい。硬い押圧に応じて、コンピュータ装置９００は、アプリケーションを立ち上げてもよい。従って、ユーザは、異なる量の力を使用して触覚セル９１０と相互作用して、コンピュータ装置９００にアプリケーションに関係付けられる異なる機能を行わせてもよい。
【００９９】
一部の実施形態では、１つ以上の触覚セル９１０により少なくとも部分的に画定されるユーザインターフェースは、コンピュータ装置９００に視覚的に集中しなくてもユーザがコンピュータ装置９００と相互作用することを可能にしてもよい。例えば、ユーザは、コンピュータ装置９００に入力を提供している間、コンピュータ装置をユーザのポケットに入れたままにし及び／又はコンピュータ装置を傍観者の視界の外に置くことが可能であってもよい。
【０１００】
一部の実施形態では、触覚出力装置９０２は、コンピュータ装置９００から物理的に分かれている（例えば、触覚出力装置９０２は、コンピュータ装置９００と共に使用可能な周辺装置であってもよい）。例えば、触覚出力装置９０２は、コンピュータ装置９００から遠隔に有ってもよく、コンピュータ装置９００と有線又は無線通信していてもよい。コンピュータ装置９００は、触覚出力装置９０２を介してユーザから入力を受信し、触覚出力装置９０２を介してユーザに出力を提供してもよい。例えば、触覚出力装置９０２は、（例えば、上記の任意の方法を使用して）ユーザ相互作用を検出して、ユーザ相互作用に関係付けられる信号をコンピュータ装置９００に送信してもよい。コンピュータ装置９００は、信号を受信し、それに応じて、触覚出力装置９０２に触覚信号を送信してもよい。触覚信号は、触覚出力装置９０２に、例えば、１つ以上の触覚効果を生成させ及び／又はユーザインターフェースを修正させてもよい。
【０１０１】
（触覚表面要素のための例示の方法）
図１０は、一実施形態による触覚表面要素を提供する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１０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１０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１０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３に示されたコンピュータ装置３０１に関して記載されたコンポーネントを参照して記載される。
【０１０２】
方法１０００は、ステップ１００２で開始して、プロセッサ３０２は１つ以上のセンサ信号を受信する。プロセッサ３０２は、例えば、センサ３３０、タッチセンサ３０８等からセンサ信号を受信してもよい。例えば、イベント（例えば、ユーザがコンピュータ装置３０１を揺動させること）に応じて、センサ３３０（例えば、加速度計及び／又はジャイロスコープ）がプロセッサ３０２にイベントに関係付けられるセンサ信号（例えば、揺動の速さ及び方向）を送信してもよい。別の例示として、触覚出力装置３１８の表面とのユーザ相互作用に応じて、触覚出力装置３１８に関係付けられるタッチセンサ３０８がユーザ相互作用を検出して、プロセッサ３０２に関連するセンサ信号を送信してもよい。
【０１０３】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、Ｉ／Ｏコンポーネント３１２からセンサ信号を受信する。このような実施形態では、センサ信号は、コンピュータ装置３０１に関係付けられるユーザインターフェース装置（例えば、ボタン、スイッチ、レバー、ノブ、及び／又はタッチセンサ面３１６）とのユーザ相互作用に関係付けられてもよい。例えば、ユーザがタッチセンサ面３１６と相互作用（例えば、タップ、ジェスチャ等）すると、プロセッサ３０２は、Ｉ／Ｏコンポーネント３１２を介してタッチセンサ３０８から信号を受信してもよい。
【０１０４】
方法１０００はステップ１００６に進み、プロセッサ３０２は変形を含む第１の触覚効果を決定する。第１の触覚効果は、少なくとも部分的に、触覚出力装置３１８の触覚セルにより出力されるように構成される。
【０１０５】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、センサ信号に少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果を決定する。例えば、プロセッサ３０２は、センサ信号の１つ以上の特徴（例えば、振幅、持続時間、周波数、波形、及び／又はセンサ信号により運ばれるデータ）を１つ以上の触覚効果にマッピングするためにメモリ３０４に記憶されているルックアップテーブルにアクセスしてもよい。別の例示として、プロセッサ３０２は、センサ信号からのデータを１つ以上のアルゴリズムに適用して、１つ以上の関連触覚効果を決定してもよい。更に別の例示として、プロセッサ３０２は、センサ信号に基づいてユーザ入力（例えば、タッチセンサ面３１６の表面に沿うタッピング、２本指のピンチ操作、及び／又はスワイプ等のユーザ入力のタイプ）を決定してもよい。プロセッサ３０２は、１つ以上のユーザ入力を１つ以上の触覚効果にマッピングするためにメモリ３０４に記憶されたルックアップテーブルにアクセスしてもよい。
【０１０６】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、（複数の）センサ３３０からの複数のセンサ信号に基づいて第１の触覚効果を決定してもよい。例えば、ユーザは夜間に車両を運転していてもよい。プロセッサ３０２は、周辺光検出器から第１のセンサ信号を受信してもよい。第１のセンサ信号は、（例えば、夜間なので）少量の周辺光を示してもよい。プロセッサ３０２は、加速度計から第２のセンサ信号を受信してもよい。第２のセンサ信号は、（例えば、ユーザが車両を運転しているので）高速の速さを示してもよい。プロセッサ３０２は、マイクロホンから第３のセンサ信号を受信してもよい。第３のセンサ信号は、環境雑音（例えば、エンジン音、車のクラクション、及び／又は暴風）に関係付けられてもよい。一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、２つ以上のセンサ信号に基づいてコンピュータ装置３０１が移動中の車両に位置していることを決定してもよい。追加的に又は代替的に、プロセッサ３０２は、例えば、ユーザが低光量で高速移動している環境の車両内でコンピュータ装置を見つけ、識別し及び／又は把持することを容易にするように構成される凹凸の有るテクスチャを含む第１の触覚効果を決定してもよい。
【０１０７】
別の例示として、ユーザは、コンピュータ装置１００をユーザのポケット又は財布に入れていてもよい。プロセッサ３０２は、（例えば、コンピュータ装置１００がユーザのポケット又は財布に有るので）少量の周辺光を示す第１のセンサ信号を周辺光検出器から受信してもよい。プロセッサ３０２は、コンピュータ装置１００が逆さまに又は別の不規則な角度に有ることを示す第２のセンサ信号をジャイロスコープから受信してもよい。一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、センサ信号に基づいてコンピュータ装置３０１が鞄又は別の入れ物の中に位置していることを決定してもよい。追加的に又は代替的に、プロセッサ３０２は、例えば、入れ物からコンピュータ装置３０１を見つける、識別する、及び／又は把持することを簡単にするように構成される第１の触覚効果を決定してもよい。
【０１０８】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、イベントに少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果を決定する。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コンピュータ装置３０１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、ユーザ入力又はユーザ相互作用（例えば、ボタン押し下げ、ジョイスティックを操作すること、タッチセンサ面と相互作用すること、又はコンピュータ装置１００を傾け若しくは方向付けること）、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）、データの送信（例えば、Ｅメールを送信すること）、データの受信（例えば、テキストメッセージを受信すること）、コンピュータ装置３０１を使用して機能を行うこと（例えば、電話呼び出しを掛けること又は受けること）、又はプログラムイベント（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、銃撃、衝突、ゲームキャラクタ間の相互作用、又は新たなレベルに進むこと、又は凹凸のある地形を運転することを含んでもよい）を含んでもよい。
【０１０９】
例えば、プロセッサ３０２は、イベントを１つ以上の触覚効果にマッピングするためにメモリ３０４に記憶されたルックアップテーブルにアクセスしてもよい。例えば、プロセッサ３０２は、Ｅメールアイコンの形状に配置された上昇した隆起を有するテクスチャを含む触覚効果に着信Ｅメールを含むイベントをマッピングしてもよい。別の例示として、プロセッサ３０２は、１つ以上の関連触覚効果又は触覚効果の特徴を決定するために１つ以上のアルゴリズムにイベントに関係付けられるデータ（例えば、イベントが発生した時間、イベントの優先度、イベントに関係付けられる数値）を適用してもよい。例えば、プロセッサ３０２は、動的触覚効果を生成するために使用される１つ以上の触覚セル等を決定するためのアルゴリズムにディスプレイスクリーンを横断する仮想オブジェクトの移動の１つ以上の特徴を適用してもよい。
【０１１０】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、仮想オブジェクトに関係付けられる特徴に少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果を決定する。例えば、コンピュータ装置３０１は、ディスプレイに仮想オブジェクトを出力してもよい。ユーザ４０８は、例えば、タッチセンサ面３１６を介して仮想オブジェクト４０６と相互作用してもよい。一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、それに応じて、高さ、幅、形状、色、場所、機能、テクスチャ、及び／又は仮想オブジェクトに関係付けられる他の特徴に基づいて触覚効果を決定してもよい。例えば、仮想オブジェクトが建築シミュレータにおける大きな石を含む場合、プロセッサ３０２は、岩及び／又は凹凸の有るテクスチャを含む触覚効果を決定してもよい。
【０１１１】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、触覚出力装置３１８の変形（例えば、上昇した隆起のサイズ、形状、及び／又は厚み）の特徴に基づいて触覚効果を決定する。変形は、例えば、過去の触覚効果が原因であってもよい。一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、触覚出力装置３１８のサイズ、タイプ、場所、及び／又は材料（例えば、触覚出力装置３１８内に配置される物質）に送信される電力量に基づいて特徴を決定する。例えば、プロセッサ３０２は、触覚信号に応じて膨張及び／又は収縮した触覚出力装置３１８の圧電性材料の量を推定して、その量を特定のサイズ及び／又は形状の変形と関係付けてもよい。プロセッサ３０２は、触覚出力装置３１８の作動装置により、所望の触覚効果を達成するために任意の数及び／又はタイプの変化を触覚出力装置３１８に適用してもよい。
【０１１２】
例えば、一部の実施形態では、触覚出力装置３１８が既に所望の変形を含むことをプロセッサ３０２が決定する場合、プロセッサ３０２は、例えば、触覚効果が無いことを決定してもよい。一部の実施形態では、触覚出力装置３１８が閾値より低い厚みの変形を有することをプロセッサ３０２が決定する場合、プロセッサ３０２は、例えば、閾値より高く変形の厚みを増加させるように構成される触覚効果を決定してもよい。一部の実施形態では、触覚出力装置３１８が閾値より高い厚みの変形を有することをプロセッサ３０２が決定する場合、プロセッサ３０２は、例えば、閾値より低く変形の厚みを減少させるように構成される触覚効果を決定してもよい。
【０１１３】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、複数の触覚効果を決定する。複数の触覚効果の各々は、仮想オブジェクト及び／又は（例えば、コンピュータ装置３０１との）ユーザ相互作用の異なる特徴に関係付けられてもよい。例えば、コンピュータ装置３０１は、タッチスクリーンディスプレイに仮想銃器を出力してもよい。ユーザが銃器のトリガに関係付けられるタッチスクリーンディスプレイ上の場所に接触すると、プロセッサ３０２は、例えば、トリガのテクスチャ（例えば、金属のテクスチャ）に関係付けられる触覚効果を決定してもよい。プロセッサ３０２は、例えば、タッチセンサ面３１６の上に配置される触覚出力装置３１８の複数の触覚セルを作動させることによって触覚効果を生成してもよい。また、プロセッサ３０２は、例えば、仮想銃器の木製の柄のテクスチャに関係付けられる別の触覚効果を決定してもよい。このような実施形態では、プロセッサ３０２は、例えば、触覚セルの異なる構成を作動させることによって触覚効果を生成してもよい。一部の実施形態では、多数の触覚効果が、仮想オブジェクト（例えば、銃器との相互作用）のより現実的且つ没入感の有る表現を提供してもよい。
【０１１４】
方法１０００はステップ１００８に進み、プロセッサ３０２は触覚出力装置３１８の触覚セルにより出力されるように構成される第２の触覚効果を決定する。プロセッサ３０２は、ステップ１００６に関して先に記載された任意の方法を用いて第２の触覚効果を決定してもよい。
【０１１５】
方法１０００はステップ１０１０に進み、プロセッサ３０２は触覚効果を出力するために触覚セルの形状を変化させるように構成される第１の触覚信号を送信する。
【０１１６】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、第１の触覚信号を決定するために、メモリ３０４に記憶され且つ特定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、触覚信号は、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、触覚出力装置３１８によって復号されるデータを含んでもよい。例えば、触覚出力装置３１８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。
【０１１７】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、第１の触覚信号を作動装置に送信する。作動装置は、本開示に記載の任意の方法を使用して触覚出力装置３１８の可撓性レイヤを変形させるように構成されてもよい。
【０１１８】
方法１０００はステップ１０１２に進み、プロセッサ３０２は触覚セルに第２の触覚効果を出力させるように構成される第２の触覚信号を送信する。プロセッサ３０２は、ステップ１０１０に関して先に記載された任意の方法を用いて触覚信号を決定してもよい。
【０１１９】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、触覚セルに第１の触覚効果及び第２の触覚効果を同時に出力させるために第１の触覚信号及び第２の触覚信号を同時に（例えば、実質的に同時に）送信してもよい。ユーザは、第１の触覚効果及び第２の触覚効果の同時出力を複合触覚効果又は合成触覚効果複合触覚効果として知覚してもよい。
【０１２０】
例えば、一部の実施形態では、ユーザはコンピュータ装置３０１でビデオゲームをプレイしていてもよい。ビデオゲーム内のユーザの仮想キャラクタが鋭い表面（例えば、ピン、ナイフ、又は針）に接触することに応じて、プロセッサ３０２は、複合触覚効果を出力することを決定してもよい。プロセッサ３０２は、複合触覚効果を出力するために触覚セルに第１の触覚効果及び第２の触覚効果を出力させてもよい。例えば、プロセッサ３０２は、触覚セルの可撓性レイヤを隆起形状に変形させるように構成される第１の触覚信号を送信してもよい。また、プロセッサ３０２は、突き刺すような感覚を含む電気触覚効果を出力するように構成される第２の触覚信号を送信してもよい。ユーザが体の一部で触覚セルに接触すると、ユーザは、隆起形状及び突き刺すような感覚の組み合わせを感じてもよい。ユーザは、隆起形状及び突き刺すような感覚の組み合わせを、例えば、鋭い表面をシミュレートする複合触覚効果として知覚してもよい。
【０１２１】
別の例示として、上記のビデオゲームの実施形態において、プロセッサ３０２は、ユーザのキャラクタが岩の多い地形を横断していることに応じて複合触覚効果を決定してもよい。プロセッサ３０２は、複合触覚効果を出力するために触覚セルに第１の触覚効果及び第２の触覚効果を出力させてもよい。例えば、プロセッサ３０２は、触覚セルの可撓性レイヤを隆起形状に変形させるように構成される第１の触覚信号を送信してもよい。また、プロセッサ３０２は、触覚セルの可撓性レイヤをテクスチャ化された表面に更に変形させるように構成される第２の触覚信号を送信してもよい。ユーザが体の一部で触覚セルに接触すると、ユーザは、隆起したテクスチャ化された表面を感じてもよい。ユーザは、隆起したテクスチャ化された表面を、例えば、岩の多い地形のテクスチャ及び他の特徴をシミュレートする複合触覚効果として知覚してもよい。
【０１２２】
一部の実施形態では、触覚出力装置３１８は、図２及び４−８の何れか１つ又は組み合わせに関して記載されたように構成される１つ以上の触覚セルを含む。このような実施形態では、プロセッサ３０２は、１つ以上の触覚セルを順番に及び／又は同時に作動させることによって触覚効果を生成してもよい。例えば、プロセッサ３０２は、図９Ａに関して検討されたような動的触覚効果を生成するために１つ以上の触覚セルを順番に作動させてもよい。一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、図１１の方法１１００の１つ以上のステップに従って１つ以上の触覚セルを作動させることによって触覚効果を生成してもよい。
【０１２３】
図１１は、別の実施形態による触覚表面要素を提供する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１１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１１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１１に示されない追加のステップが実行されてもよい。一部の実施形態では、図１１に示されたステップの１つ以上が、上記方法１０００のステップの１つの中のサブステップであってもよい。以下のステップは図３に示されたコンピュータ装置３０１に関して記載されたコンポーネントを参照して記載される。
【０１２４】
方法１１００はステップ１１０２で開始して、プロセッサ３０２は、触覚出力装置３１８の作動装置により、物質を触覚出力装置３１８（例えば、触覚出力装置３１８のチャンバ）に注ぎ込ませ又は触覚出力装置３１８から物質を取り除かせる。物質は、固体、液体、及び／又は気体を含んでもよい。
【０１２５】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、作動装置により、例えば、（例えば、上昇した隆起を生成するために）触覚出力装置３１８の形状を変化させ及び／又は他のやり方で変形させるために触覚出力装置３１８に物質を注ぎ込ませる。例えば、プロセッサ３０２は、作動装置により、例えば、砂質のテクスチャを含む仮想オブジェクトとのユーザ相互作用に応じて、触覚出力装置３１８に物質を注ぎ込ませてもよい。プロセッサ３０２は、特定の特徴（例えば、特定のサイズ及び／又は形状）を有する上昇した隆起を生成するように構成される触覚出力装置３１８に所定量の物質を注ぎ込ませてもよい。特定の特徴は、例えば、砂の粒子及び／又は砂質のテクスチャをシミュレートするように構成されてもよい。ユーザは、上昇した隆起と相互作用して、例えば、砂質のテクスチャを知覚してもよい。
【０１２６】
一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、作動装置により、例えば、触覚出力装置３１８の形状を変化させ及び／又は他のやり方で変形させるために触覚出力装置３１８から物質の少なくとも一部を取り除かせる。例えば、プロセッサ３０２は、作動装置により、円滑な又はガラスのテクスチャ等を含む仮想オブジェクトとのユーザ相互作用に応じて、触覚出力装置３１８から物質を取り除かせてもよい。プロセッサ３０２は、例えば、表面が実質的に平坦な形状を含むように所定量の物質を取り除かせてもよい。平坦な形状は、例えば、円滑な又はガラスのテクスチャをシミュレートするように構成されてもよい。ユーザは、上昇した隆起と相互作用して、例えば、円滑な又はガラスのテクスチャを知覚してもよい。
【０１２７】
方法１１００はステップ１１０４に進み、プロセッサ３０２は触覚出力装置３１８に関係付けられる物質に刺激を加える。例えば、プロセッサ３０２は、電話呼び出しの着信に応じて、触覚出力装置３１８により、触覚出力装置３１８のチャンバ内のスマート材料に熱を加えさせてもよい。一部の実施形態では、物質は、膨張し、収縮し、形状変化させ、物理的状態を変化させ、及び／又は他のやり方で触覚出力装置３１８により出力された刺激に応答する。これは、物質により、触覚出力装置３１８の表面（例えば、側壁及び／又は可撓性レイヤ）に圧力を加えさせ又はその表面と他のやり方で相互作用させてもよい。例えば、スマート材料は、熱に応じて膨張してもよい。膨張するスマート材料は、触覚出力装置３１８の可撓性レイヤに圧力を加えてもよい。物質と表面との間の相互作用は、触覚出力装置３１８の形状を変形させてもよい。例えば、膨張するスマート材料は、可撓性レイヤに圧力を加えて、可撓性レイヤを外側に膨らませてもよい。ユーザは、触覚出力装置３１８と相互作用して、例えば、電話呼び出しの着信が有ることを決定してもよい。これは、例えば、電話がサイレントである場合に、ユーザが、電話呼び出しの着信を検出することを可能にしてもよい。
【０１２８】
一部の実施形態では、物質は、電磁石及び／又は電極を含む。例えば、物質は、触覚出力装置３１８の可撓性レイヤに結合される電磁石を含んでもよい。このような実施形態では、プロセッサ３０２は、電気信号を含む刺激を物質に加えてもよい。物質は、刺激に応じて、電界及び／又は磁界を放射してもよい。例えば、電磁石は、電気信号の受信に応じて、磁界を放射してもよい。これは、物質を近くの別の磁性材料に引き付けさせ、又はそれから反発させてもよい。引力及び／又は斥力は、触覚出力装置３１８の表面に対する押す力及び／又は引く力を引き起こしてもよい。これは、触覚出力装置３１８の形状を変形させてもよい。
【０１２９】
（触覚表面要素の利点）
触覚表面要素には数多くの利点がある。例えば、このようなシステムは、さもなければ触覚フィードバックを出力できないコンピュータ装置が触覚フィードバックを出力することを可能にしてもよい。例えば、触覚セルは、容易にコンピュータ装置（例えば、コンピュータ装置の外側ケース及び／又は筐体）に結合可能であり、触覚効果を生成するように構成可能であってもよい。
【０１３０】
一部の実施形態では、触覚表面要素は、ユーザにより構成可能であり、カスタマイズ可能な触覚効果を提供することが可能であってもよい。例えば、ユーザは、任意の順番又は構成でコンピュータ装置の表面に任意の数の触覚セルを配置することが可能であってもよい。これは、ユーザが受信する触覚効果のタイプ及び／又は場所をユーザがカスタマイズすることを可能にしてもよい。
【０１３１】
一部の実施形態では、触覚表面要素は、より現実感の有る又は没入間の有るユーザ体験を提供してもよい。例えば、一部の実施形態では、コンピュータ装置は、特定のテクスチャ（例えば、皺くちゃのテクスチャ）を含む仮想オブジェクト（例えば、一枚の皺くちゃの紙）を出力してもよい。コンピュータ装置は、特定のテクスチャをシミュレートするように構成される触覚効果を生成するために（例えば、触覚セルの可撓性表面を隆起又は下降させることによって）１つ以上の触覚セルを作動させてもよい。ユーザは、触覚セルと相互作用して、テクスチャをより現実的に知覚してもよい。別の例示として、一部の実施形態では、コンピュータ装置は、動的触覚効果を生成するために複数の触覚セルを順番に及び／又は同時に作動させてもよい。動的触覚効果は、動作等の１つ以上の任意の数の物理現象をより現実的にシミュレートしてもよい。
【０１３２】
一部の実施形態では、触覚表面要素は、ユーザに情報を提供してもよい。例えば、点字装置及び／又は（盲人のための）他のコンピュータ装置が触覚セルを組み込んでもよい。コンピュータ装置は、例えば、点字文書を生成するために１つ以上の触覚セルを作動させてもよい。ユーザは、作動された触覚セルの場所及び／又は構成を知覚して、例えば、関連する文字を決定することが可能であってもよい。これは、見ることができないユーザが、例えば、本及び記事を読み、ウェブサイトと相互作用し、及び／又は他のタスクを行うことを可能にしてもよい。
【０１３３】
（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、様々な手続き又はコンポーネントが省略、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、本開示又は特許請求の範囲を限定しない。
【０１３４】
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。
【０１３５】
また、構成は、フロー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有るが、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、記憶媒体等の非一時的な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。
【０１３６】
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コンポーネントであってもよく、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。
【０１３７】
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「基づいて」行われる処理、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。
【０１３８】
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で実装され得る。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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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でき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つ以上の構造内に有ってもよく、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。
【０１４１】
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】
2017162468.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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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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