(57)【要約】触覚インタフェースから触覚感覚を生成する方法であって、触覚インタフェースは、回転可能なボタンと、当該ボタンと共に動き、粘度が外部刺激の関数として変化する流体と相互作用する要素と、見掛け粘度が磁界の関数として変化し、流体と相互作用する要素を取り囲む流体と、前記流体内に指令により磁界を生成するシステムと、を備える。前記方法は、ボタンの現在位置を評価するステップと、ボタンの回転方向を決定するステップと、現在位置が触覚ストップゾーン内にあり、且つボタンの回転方向が触覚ストップと関連付けられた方向のときに、ボタンの回転方向が修正されない限り、現在位置の値を変更するステップとを含む。
2017539022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触覚インタフェースから触覚感覚を生成する方法であって、
前記触覚インタフェースは、
第１の方向と第２の方向に移動可能なユーザ相互作用要素（１）と、
前記ユーザ相互作用要素（１）と少なくとも並進可能又は少なくとも回転可能に一体となる流体相互作用要素（１２）と、ここで、前記流体の粘度は、外部刺激の関数として変化し、
見掛け粘度が外部の刺激の関数として変化する流体と、前記流体内に指令により前記刺激を生成する生成システム（６）とを備えた制動装置と、ここで、前記流体相互作用要素（１２）は、前記流体内に配置され、
前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を決定する手段（１４）と、
前記ユーザ相互作用要素の動き又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする意図を決定する手段と、
前記刺激を生成する前記生成システムに前記指令を送信可能な制御ユニットと、
を備え、
前記方法は、
ａ）前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を測定するステップと、
ｂ）前記ユーザ相互作用要素（１）の回転方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向を決定するステップと、
ｃ）前記ユーザ相互作用要素（１）の位置測定から現在位置情報を評価するステップと、
ｄ）前記現在位置情報が、触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、且つ、前記ユーザ相互作用要素（１）の回転方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向が、前記触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、前記ユーザ相互作用要素の移動方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向が修正されない限りにおいて、前記刺激を生成する前記生成システム（６）を制御するために考慮される前記現在位置情報は、前記触覚ストップとして規定されたゾーンに対応する現在位置値に設定されるステップと、
ｅ）前記現在位置情報が、前記触覚ストップとして規定されたゾーン以外のゾーン内にある場合に、前記刺激を生成する前記生成システム（６）を制御するために考慮される前記現在位置情報は、前記ユーザ相互作用要素（１）の位置測定から評価されるステップと、
ｆ）前記現在位置に基づいて、前記刺激を生成する前記生成システム（６）に指令を生成するステップと、
ｇ）前記流体の粘度を修正するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記現在位置が、触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、且つ、前記ユーザ相互作用要素（１）の回転方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向が、前記触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、考慮される前記現在位置情報の値は、前記ユーザ相互作用要素がストップゾーンとして規定されたゾーンに入り次第、前記測定位置から評価される、請求項１に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項３】
前記現在位置値セットは、前記触覚ストップとして規定されたゾーン進入位置に対応する、請求項１又は２に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項４】
前記回転方向を決定するステップは、ステップａ）の測定値の微分を計算するステップを含む、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項５】
前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を決定するステップは、回転移動可能なユーザ相互作用要素の場合にユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる前記トルクを検出するステップを含む、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項６】
前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を決定するステップは、並進可能なユーザ相互作用要素の場合にユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる歪みを検出するステップを含む、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項７】
前記実装された流体が磁気粘性流体である場合に、ステップｆ）は、磁界を印加するステップを含む、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項８】
触覚インタフェースであって、
第１の方向と第２の方向に移動可能なユーザ相互作用要素（１）と、
前記ユーザ相互作用要素（１）と少なくとも並進可能又は少なくとも回転可能に一体となる流体相互作用要素（１２）と、ここで、前記流体の粘度は、外部刺激の関数として変化し、
見掛け粘度が外部の刺激の関数として変化する流体と、前記流体内に指令により前記刺激を生成する生成システム（６）とを備えた制動装置と、ここで、前記流体相互作用要素（１２）は、前記流体内に配置され、
前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を決定する手段（１４）と、
前記ユーザ相互作用要素の移動方向を決定する手段及び／又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする移動方向を決定する手段と、
前記刺激を生成する前記生成システムに指令を送信可能であると共に、所定の触覚パターンから、前記ユーザ相互作用要素の位置と前記ユーザ相互作用要素の移動方向及び／又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする方向の関数として前記刺激を生成する手段とを備える制御ユニットとを備え、前記所定の触覚パターンは、所定の移動ゾーン並びに所定の移動方向に関して規定された少なくとも１つの触覚ストップを含み、
前記制御ユニットは、
前記相互作用要素の位置測定から現在位置情報を評価し、
前記現在位置が触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、且つ前記ユーザ相互作用要素の移動方向が前記触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、前記ユーザ相互作用要素の移動方向が修正されない限りにおいて、前記現在位置情報を修正された現在位置として指定され、触覚ストップとして規定されたゾーンに対応する現在位置値に設定し、
前記修正された現在位置に基づいて、前記刺激を生成する前記生成システムに指令を生成する、
触覚インタフェース。
【請求項９】
前記制御ユニットによって前記現在位置情報に設定された前記現在位置値は、前記触覚ストップとして規定されたゾーン進入位置に対応する、請求項８に記載の触覚インタフェース。
【請求項１０】
前記ユーザ相互作用要素の動きを決定する手段は、前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を決定する前記手段（１４）によって提供される測定値の微分を計算する手段を備える、請求項８又は９に記載の触覚インタフェース。
【請求項１１】
前記ユーザ相互作用要素を動かす意図を決定する前記手段は、
回転移動可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる前記トルクを検出する手段を備え、又は、
並進可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる歪みを検出する手段を備える、
請求項８〜１０のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【請求項１２】
前記流体は、磁気粘性流体であり、
前記刺激は、磁界であり、
前記生成された命令は、電流強度である、
請求項８〜１１のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【請求項１３】
前記ユーザ相互作用要素（１）は、回転移動可能であって、
前記流体相互作用要素（１２）が一体となった縦軸（Ｘ）を有する回転シャフト（２）と一体であって、
前記角度位置を測定する前記手段は、角度位置センサである、
請求項８〜１２のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【請求項１４】
前記ユーザ相互作用要素（１）は、並進移動可能である、請求項８〜１２のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にストップの再現において改善された触覚フィードバックを有する触覚インタフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
触覚インタフェースは、ユーザによって操作される回転ボタンの形を取ることができ、角度位置センサが、ボタンの角度位置を決定する。この場合、インタフェースは、ボタンの角度位置とユーザによって加えられた動きとの関数としてユーザに抵抗トルクを提供し、これにより、ユーザがボタンを回転させたときにユーザが感じる触覚パターンが規定されうる。
【０００３】
抵抗トルクは、磁気粘性流体によってボタンに伝達されてもよく、その流体の見掛け粘度が、所定の触覚パターンを規定するために磁界の印加によって修正される。触覚感覚がボタンの位置の角度関数であるこの構成では、幾つかの触覚パターンの生成が、知覚される触覚品質にとって有害な好ましくない影響を受ける。
【０００４】
例えば、ボタンが、触覚ストップとして規定された角度ゾーンに入ったことを位置センサが検出した場合、インタフェースは、このストップを再現しなければならない。それにより、ボタンは、触覚ストップとして規定された角度ゾーンに入ったときに大きい抵抗トルクを生成しなければならない。更に、ユーザがボタンに力を加え、ユーザがボタンにトルクをかけ続けるとき、ボタンの角度位置は、ストップとして規定された角度ゾーンから出るまで修正されうる。その結果、仮想ストップが交差される。この交差は、ストップとして規定されたゾーンが狭すぎる場合に慣性効果によっても起こりうる。更に、ボタンの角度位置が、ストップとして規定された角度ゾーンから出るように修正される場合、角度位置センサは、ストップとして規定されたゾーン外の角度位置を測定し、インタフェースは、加えられる抵抗トルクを修正し、必然的にその抵抗トルクがストップのものでなくなる。その結果、「ストップ」パターンに対応するトルクがボタンに加えられなくなり、触覚フィードバックが不十分なものになるというリスクが生じる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明の１つの目的は、特にストップを再現する場合に、改善された触覚フィードバックを提供する触覚インタフェースを提供することである。
【０００６】
前述の目的は、ユーザ相互作用部材と流体相互作用部材を備え、流体の粘度が制御刺激の関数として変化し、両方の部材が、少なくとも回転可能又は少なくとも並進可能に一体であり、ユーザ相互作用部材を第１の方向と第２の方向に移動でき、可変刺激を生成する手段と、ユーザ相互作用要素の位置を検出する位置センサと、ユーザ相互作用要素の移動方向及び／又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を検出する手段と、位置センサの情報からボタンの現在位置の内部表現を実現し、少なくとも実現された現在位置がストップゾーンに対応するときと移動方向がストップゾーンと関連付けられたときに、ストップに対応する抵抗歪みを流体相互作用部材に加える指令を生成する制御ユニットとを備えた触覚インタフェースによって達成される。制御ユニットは、刺激を生成する手段を制御するための現在位置値を、ユーザ相互作用部材の移動方向がストップゾーンと関連付けられた移動方向のままである限り保持し、刺激を生成する手段を制御するための位置センサの情報からの現在位置値を、ユーザ相互作用部材の移動方向がストップゾーンと関連付けられた方向と逆方向のときに再び実現する。
【０００７】
換言すると、ボタンの位置センサによって提供された信号から、制御ユニットによって考慮されるボタンの現在位置に対応する変数が実現され、現在位置のこの値を、現在位置値がストップゾーンに対応し且つボタンの動きがストップに対応する方向になり次第変更することによって、通過できないストップが作成される。次に、インタフェースは、抵抗歪みを生成する手段を制御するための信号として、ストップゾーンに対応する変更された現在位置値を、ユーザ相互作用部材の移動方向が調整されない限り、また位置センサがボタンの動きを検出した場合でも考慮する。制御ユニットは、位置センサによって提供された信号を用いてボタンの実際位置ではなくその相対位置を知る。
【０００８】
実際には、ユーザ相互作用部材が、触覚感覚が信頼できる所定の方向の触覚ストップとして規定されたゾーンに達したとき、ユーザは、ユーザがユーザ相互作用要素と逆方向に動かない限りストップを感じる。したがって、インタフェースが、ストップとして規定されたゾーンの強制的又は不適当な交差によって混乱されるリスクがない。
【０００９】
したがって、本発明によって、ユーザ相互作用要素は、ストップゾーンと機械的に交差できるが、インタフェースは、ユーザ相互作用要素の現在位置がストップゾーン内の値に設定され、加えられる制動歪みがストップゾーンに対応するものなので、ユーザ相互作用要素がストップゾーンから出たことを知りえない。ボタンが逆方向に動かされるとき、制御ユニットは、ボタンがストップゾーンから出たとみなす。
【００１０】
特定の例では、実装される流体は、磁気粘性流体であり、刺激を生成する手段は、可変磁界を生成する手段である。
【００１１】
したがって、本発明の１つの内容は、触覚インタフェースから触覚感覚を生成する方法であって、触覚インタフェースが、
第１の方向と第２の方向に動かしうるユーザ相互作用要素と、
流体相互作用要素であって、流体の粘度が外部刺激の関数として変化し、ユーザ相互作用要素と少なくとも並進可能又は少なくとも回転可能に一体の流体相互作用要素と、
見掛け粘度が外部刺激の関数として変化する流体と、前記刺激を前記流体内に指令により生成する生成システムとを備えた制動装置と、ここで、流体相互作用要素が流体内に配置され、
ユーザ相互作用要素の位置を決定する手段と、
ユーザ相互作用要素の動き又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする意図を決定する手段と、
前記刺激を生成する前記システムに指令を送信可能な制御ユニットと、
を備え、
前記方法は、
ａ）ユーザ相互作用要素の位置を測定するステップと、
ｂ）ユーザ相互作用要素の回転方向又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を決定するステップと、
ｃ）ユーザ相互作用要素の位置測定から現在位置情報を評価するステップと、
ｄ）現在位置情報が、触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、ユーザ相互作用要素の回転方向又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向が、触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、ユーザ相互作用要素の移動方向又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向が修正されない限りにおいて、刺激を生成するシステムを制御するために考慮される現在位置情報が、触覚ストップとして規定されたゾーンに対応する現在位置値に設定されるステップと、
ｅ）現在位置情報が、触覚ストップとして規定されたゾーン以外のゾーンにある場合に、前記刺激を生成するシステムを制御するために考慮される現在位置が、ユーザ相互作用要素の位置測定から評価されるステップと、
ｆ）現在位置に基づいて、前記刺激を生成するシステムに指令を生成するステップと、
ｇ）流体の粘度を修正するステップとを含む。
【００１２】
例えば、現在位置が、触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、ユーザ相互作用要素の回転方向又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向が、触覚ストップと関連付けられた方向である場合、考慮される現在位置情報の値は、ユーザ相互作用要素がストップゾーンとして規定されたゾーンに入り次第、測定位置から評価される。
【００１３】
例えば、回転方向を決定するステップは、ステップａ）の測定値の微分を計算するステップを含む。
【００１４】
１つの例示的実施形態では、ユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を決定するステップは、回転移動可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザによってユーザ相互作用要素に加えられるトルクを検出するステップを含む。
【００１５】
別の例示的実施形態では、ユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を決定するステップは、並進移動可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザによってユーザ相互作用要素に加えられる歪みを検出するステップを含む。
【００１６】
実装された流体が磁気粘性流体のとき、ステップｆ）は、磁界を印加するステップを含む。
【００１７】
本発明の別の内容は、触覚インタフェースであり、触覚インタフェースは、
第１の方向と第２の方向に動かしうるユーザ相互作用要素と、
流体相互作用要素であって、流体の粘度が外部刺激の関数として変化し、ユーザ相互作用要素と少なくとも並進移動可能又は少なくとも回転移動可能に一体の流体相互作用要素と、
見掛け粘度が外部刺激の関数として変化する流体と、前記流体内に指令で前記刺激を生成する生成システムとを備え、流体相互作用要素が流体内に配置された制動装置と、
ユーザ相互作用要素の位置を決定する手段と、
ユーザ相互作用要素の移動方向を決定する手段及び／又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする移動方向を決定する手段と、
前記刺激を生成する前記システムに指令を送信可能な制御ユニットとを備え、制御ユニットが、前記指令を、所定の触覚パターンからユーザ相互作用要素の位置とユーザ相互作用要素の移動方向及び／又はユーザがユーザ相互作用要素を動かそうとする方向との関数として生成する手段を備え、触覚パターンが、所定の移動ゾーン及び所定の移動方向に関して規定された少なくとも１つの触覚ストップを含み、制御ユニットは、現在位置情報を相互作用要素の位置測定から評価し、現在位置が触覚ストップとして規定されたゾーン内にありかつユーザ相互作用要素の移動方向が触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、制御ユニットが、現在位置情報を、ユーザ相互作用要素の移動方向が修正されない限り、修正現在位置として指定された触覚ストップとして規定されたゾーンに対応する現在位置値に設定し、当該修正された現在位置に基づいて刺激を生成するシステムに指令を生成するようなものである。
【００１８】
設定される現在位置値は、例えば、触覚ストップとして規定されたゾーンの進入ゾーンに対応する。
【００１９】
ユーザ相互作用要素の動きを決定する手段は、ユーザ相互作用要素の位置を決定する手段によって提供される測定値の微分を計算する手段を備えうる。
【００２０】
１つの例示的実施形態では、ユーザ相互作用要素を動かす意図を決定する手段は、回転移動可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザがユーザ相互作用要素に加えるトルクを検出する手段、又は並進移動可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザがユーザ相互作用要素に加える歪みを検出する手段を備える。
【００２１】
流体は、有利には、磁気粘性流体であり、刺激は、磁界であり、生成される指令は電流強度である。
【００２２】
一例では、ユーザ相互作用要素は、回転移動可能であり、かつ流体相互作用要素が一体となる縦軸を有する回転シャフトと一体である。角度位置を測定する手段は、角度位置センサである。
【００２３】
別の例では、ユーザ相互作用要素は、並進移動可能である。
【００２４】
本発明は、以下の説明と添付図面に基づいてよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明で実現されうる回転式触覚インタフェース装置の例示的実施形態の断面図である。
【図２】本発明を実現する回転インタフェースの概略図である。
【図３】本発明で実現されうる直線触覚インタフェース装置の例示的実施形態の概略図である。
【図４】図１のインタフェースの平面Ａ−Ａに沿った横断面図である。
【図５】図１のインタフェースで実現されたプルーフ体（proof body）の例示的実施形態の斜視図である。
【図６】図１のインタフェースで実現されうるプルーフ体の別の例示的実施形態の斜視図である。
【図７】別の例示的触覚インタフェースの側面図である。
【図８Ａ】図７のインタフェースで実現されたプルーフ体の様々な図である。
【図８Ｂ】図７のインタフェースで実現されたプルーフ体の様々な図である。
【図８Ｃ】図７のインタフェースで実現されたプルーフ体の様々な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の説明では、回転ボタンを備えた触覚インタフェースの例を詳細に説明するが、本発明が、カーソル型直線移動触覚インタフェースにも適用できることを理解されよう。更に、説明されるインタフェースは、磁気粘性流体（即ち、その見掛け粘度が、印加される磁界の関数として変化する）を実装するが、電気粘性流体（即ち、見掛け粘度が、印加される電界に依存する流体）の実装は、本発明の範囲から逸脱しない。
【００２７】
図１に、本発明による回転式触覚インタフェースＩＨのための装置Ｄの例示的実施形態の縦断面図が見える。
【００２８】
装置Ｄは、ユーザによって操作され以下で「ボタン」と呼ばれる要素１であって、このボタンが軸Ｘのまわりに回動可能なシャフト２と回転可能に一体となった要素１と、シャフト２の回転を制限する抵抗歪み又は磁気粘性制動を生成する装置４とを備える。
【００２９】
制動装置４は、特性を磁界によって修正可能な流体と、ケーシング８内に収容された磁界を生成するシステム６とを備える。流体は、例えば、磁気粘性液である。ケーシング、流体及び磁界を生成するシステムを備える組立体が、磁気粘性制動装置を構成する。
【００３０】
ケーシング８は、磁気粘性流体を収容する密閉室９の範囲を定める。この密閉室の全て又は一部が、システム６によって生成された磁界を受ける。ケーシング８は、側壁８．１、下底８．２及び上底８．３を備える。
【００３１】
シャフト２は、上底８．３を貫通し、小室９を貫通し、下底８．２を貫通する。シャフト２の端部２．１は、その反対側でボタン１を支持し、ハウジング８の下底内に収容され、下底８．２内に取り付けられた軸受１１によって回転可能にガイドされる。リング１３（例えば、Ｏリング）が、シャフトと、下底及び上底との間の封止を保証する。
【００３２】
ケーシング８は、磁気粘性流体を収容する密閉室の範囲を定める。
【００３３】
制動装置４は、また、シャフト２と回転可能に一体になり密閉室１０に収容された要素１２を備える。この要素は、磁気粘性流体と相互作用でき、要素１２の回転は、磁気粘性流体によってその見掛け粘度の関数としてある程度制動される。
【００３４】
図示された例では、要素１２は、底１２．３と一体で円形横断面を有する２つの同心側壁１２．１，１２．２を備え、底１２．３は、シャフトと回転可能に一体である。
【００３５】
変形例として、要素１２は、１つの側壁だけを備えてもよく、３つ以上の同心側壁を備えてもよい。更に、代替として、要素１２は、円盤によって構成されうる。一方、相互作用要素は、動きに対する抵抗を高めるために、開口及び／又は突出若しくは中空部分を備えうる。
【００３６】
図示された例では、ケーシング８の下底８．２は、密閉室９の内容積が相互作用要素１２の形状に対応する形状を有するような形状を有し、これにより、必要な流体量を減少できる。図示された例では、ケーシングと一体の円形断面を有する円筒形要素１３は、両方の側壁１２．１，１２．２の間に挟まれ、これより、側壁１２．１及び１２．２が回転しているときの磁気粘性流体の剪断効果が高まる。
【００３７】
要素１２の側壁１２．１，１２．２は、磁性材料又は非磁性材料のものでよい。
【００３８】
図示された例では、可変磁界を生成するシステム６は、ケーシングに固定され相互作用要素１２内に配置されたコイルと、ボタンの操作と事前記録パターンの関数として制御ユニットによって制御される電流源（図示せず）とを備える。
【００３９】
図２に概略的に表わされた触覚インタフェースは、装置Ｄと、ユーザ相互作用要素のための位置センサ１４とを備え、位置センサ１４は、図示された例では、ケーシングの外側に配置され、シャフト２と部分的に一体化し、ケーシングの下底８．２に形成された空洞内に収容される。位置センサ１４は、制御ユニットが、ボタンの現在位置を計算することを可能にし、この位置は、図示された例では現在角度位置である。位置センサ１４は、インクリメンタル光学コーダやアブソリュート位置センサなどの相対位置センサでよいが、以下では、ボタンの絶対位置の知識がアルゴリズムを妨げないことが分かるであろう。図示された例では、装置は、また、ケーシング８が中に配置されたハウジング１６を備える。ハウジング１６は、第１及び第２の端フランジ１８，２０と、両方のフランジ１８，２０に結合された側壁２２とを備え、回転シャフトが、第１のフランジ１８を貫通する。位置センサ１４は、ハウジングの第１のフランジに取り付けられる。
【００４０】
インタフェースは、また、位置センサによって提供された情報に基づいて磁界を生成する前記システムに対する指令を生成して、再現されるパターンの値を適用するようにする制御ユニットＣＵを備える。
【００４１】
図３に、本発明による線形インタフェース内に実装されうる装置が概略的に表されている例の分解図が見られる。
【００４２】
装置は、軸１０２が軸Ｘに沿って軸方向に移動可能に取り付けられたケーシング１０８を備え、軸１０２は、その長手方向端の少なくとも一端にユーザ相互作用要素（図示せず）を支持し、可変磁界を生成する手段１０６が、ケーシング内に配置される。ケーシングは、磁気粘性流体を収容し軸１０２が通る密閉室の範囲を定める。シール１１３が、室内のシャフトの気密摺動を保証する。
【００４３】
インタフェースは、また、軸１０２の現在長手方向位置を測定することを可能にする位置センサ（図示せず）を備える。
【００４４】
制動装置は、ユーザ相互作用要素の動きを制限する抵抗歪みを加えるためのものである。この抵抗歪みは、所定の触覚パターンから、再現したい触覚フィードバックの関数として決定され、そのようなパターンは、データベースに記録される。
【００４５】
パターンは、以下のデータの関数として適用する制動歪みによって規定される。
・ボタンの現在角度位置
・ボタンの現在回転方向
【００４６】
したがって、触覚パターンは、ボタンに適用される制動歪み値の集合（即ち、パターンを規定する値の集合）であり、触覚パターンの各値は、ボタンの所定角度位置及びボタンの回転方向と関連付けられる。各制動歪み値は、磁界を生成するシステム（例えば、コイル）に供給する電流強度に対応する磁界値に対応する見掛け粘度値に対応する。
【００４７】
異なる角度位置、又は線形インタフェースの場合には複数の異なる直線位置に、同じパターン値を割り当てうることを理解されよう。
【００４８】
好ましくは、強い振幅を有する触覚パターンによって仮想ストップが規定され、即ち、仮想ストップでは、所定方向のボタンの動きを止めるために、流体相互作用要素にきわめて高い制動歪みが加えられる。仮想ストップは、触覚パターンが適用される角度ゾーンと、ボタンの所定の回転方向とによって規定される。
【００４９】
この場合、特に、触覚ストップとして規定されたゾーンにボタンが入ったことを位置センサが検出した場合と、ユーザがストップに作用する歪みを加え続ける場合が検討される。
【００５０】
制御ユニットＣＵは、角度位置センサからの情報を使って制動装置が生成すべき抵抗トルクを決定する。
【００５１】
使用されるパラメータは、以下の通りである。
【００５２】
パラメータＶＩＲＴＵＡＬ＿ＳＴＯＰ＿ＺＯＮＥは、角度ゾーンを、触覚ストップを形成する角度ゾーンとして規定する。
【００５３】
パラメータＳＴＯＰ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮは、ＶＩＲＴＵＡＬ＿ＳＴＯＰ＿ＺＯＮＥとして定義された角度ゾーンが、実際に、ボタンがＳＴＯＰ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮである所定方向に動かされたときにストップであることを規定する。ボタンが逆方向に動かされたとき、ボタンは、ストップから遠ざかる。
【００５４】
使用される変数は、以下の通りである。
【００５５】
変数ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮは、ボタンの回転方向である。
【００５６】
変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮは、位置センサの情報から制御ユニットによって実現されるボタン位置値である。変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの値の実現は、正か負かにかかわらずボタン位置の変化から行われる。
【００５７】
指標ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹは、空であるか、又はゾーンＶＩＲＴＵＡＬ＿ＳＴＯＰ＿ＺＯＮＥ内にある位置値に等しい変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮを含む。
【００５８】
優先的には、パラメータＶＩＲＴＵＡＬ＿ＳＴＯＰ＿ＺＯＮＥは、触覚パターンの制動値の集合として定義されてもよく、この制動値は、所定のしきい値より高く、ストップ感覚のシミュレーションを保証する。同様に、パラメータＳＴＯＰ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮは、触覚パターンの制動値の集合に影響される方向と関連付けられてもよく、この制動値は、所定のしきい値より高く、パラメータＶＩＲＴＵＡＬ＿ＳＴＯＰ＿ＺＯＮＥを構成する。
【００５９】
制御ユニットは、ボタン位置センサによって提供される情報と、制御ユニットの電子手段によって実行されるアルゴリズムとに基づいて、磁界を生成する手段に指令を出すためのものである。アルゴリズムは、以下の通りである。
【００６０】
適用される第１のアルゴリズムＡＬ１は、以下の通りである。
【００６１】
ひとつのステップで、角度位置センサによって提供された情報から実現される値は、変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの影響を受ける。
【００６２】
別のステップで、ボタンが回転される方向を表わす値は、ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ変数の影響を受ける。例えば、この値は、角度位置センサによって提供された情報の時間微分から設定される。
【００６３】
以下のステップでは、変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの値が、ストップとして規定された角度ゾーンＶＩＲＴＵＡＬ＿ＳＴＯＰ＿ＺＯＮＥ内にあるかどうかが確認される。また、変数ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮが、状態ＳＴＯＰ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮと等しいかどうかも確認される。前述したように、ボタンがストップゾーン内にあることを制御ユニットが決定するには、これらの両方の条件が満たされなければならない。
【００６４】
これらの両方の条件が満たされた場合に、ストップをシミュレートしなければならない。制御ユニットは、ボタンがストップにあることを決定する。次に、以下のステップで、指標ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹが空の場合、変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの値は、この指標の影響を受け、即ち、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹ＝ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮである。第１のアルゴリズムはこれで終わる。
【００６５】
これらの２つの上記条件のうち少なくとも１つが満たされない場合、第１のストップは、シミュレートされなくてもよい。制御ユニットは、ボタンがストップにないことを決定する。指標ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹが空の場合は、空のままである。その他の場合、標識は、影響を受ける値を取り消す。
【００６６】
次に、第２のアルゴリズムＡＬ２が適用される。
【００６７】
第１ステップで、指標ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹが値を含むかどうか確認される。
【００６８】
値を含む場合、変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮは、指標ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹの値をとり、即ち、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＝ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹである。したがって、制御ユニットは、磁界を生成する手段に送られる指令を生成し、この現在位置値は、ストップとして記録され、ボタンに対する高抵抗の印加をトリガし、したがって磁界の生成をトリガし、その結果、磁気粘性流体の見掛け粘度が、ストップをシミュレートするのに十分な抵抗トルクを流体相互作用要素に加えるものになる。これは、第３のアルゴリズムと関連して説明される。現在位置値は、ストップとして記録され、例えば、触覚ストップとして規定されたゾーン進入位置に対応しうる。
【００６９】
これで第２のアルゴリズムが終わる。
【００７０】
指標ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹが値を含まない場合、第２のアルゴリズムが終わる。即ち、ストップはシミュレートされない。
【００７１】
次に、加えられる制動歪みを決定する第３のアルゴリズムＡＬ３が適用される。
【００７２】
第１ステップで、ボタンの移動方向が考慮される。
【００７３】
変数ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮが、厳密に正方向の動きに対応する場合、制御ユニットは、正方向とＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮによって決定された位置に関して規定されたように制動歪みを加える指令を生成する。
【００７４】
あるいは、変数ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮが、厳密に負方向の動きに対応する場合、制御ユニットは、負方向とＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮによって決定された位置に関して規定されたように制動歪みを加える指令を生成する。
【００７５】
ボタンがストップゾーン内あり、ストップの方向として規定された方向に動かされる場合は、変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの値が、アルゴリズムＡＬ２によって既に変更されており、またストップとして規定された位置値と等しい指標ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮ＿ＭＥＭＯＲＹに等しく人為的に設定されるので、ボタンが、ユーザの強要又は慣性によりストップゾーンから物理的に出された場合でも、制御ユニットは、ストップに対応する歪みを加え、したがって磁気粘性流体の粘度を十分に高める磁界を生成する指令を生成する。
【００７６】
その他の場合、即ち、変数ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮがゼロで、ボタンが動かされない場合、歪みを加えない指令が生成される。
【００７７】
ストップがシミュレートされたが、ボタンの移動方向の変化が検出された場合、即ち、変数ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮが、ストップとして規定された変数と異なることが検出された場合は、２つの前述の条件のうち１つが満たされなくなる。ストップゾーンに対応しない変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮが実現される。制御ユニットは、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮのこの値を考慮して、磁界生成手段に、所定の抵抗を加え始めなければならないか抵抗を加えない現在位置値を送る指令を生成する。
【００７８】
ボタンの角度位置に関する情報の調整は、周期的順序のアルゴリズムＡＬ１，ＡＬ２，ＡＬ３を実行することによって優先的に行われる。
【００７９】
本発明により、変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの値の変更が熟考されるが、特にボタンの回転方向が分かるときに位置センサによって提供される実際情報は、制御ユニットによって考慮され続けることを理解されよう。
【００８０】
変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの値は、ボタンの所定の実際位置の影響を受けないが、ボタンの相対移動の測定に基づいて実現されることを理解されよう。例えば、所定の瞬間におけるストップに対応する実際角度ゾーンが、別の瞬間におけるストップゾーンに対応できなくなり、その理由は、ボタンがストップゾーンの中間にあり、例えばユーザがボタンを押した場合でも、移動方向が反転されるとすぐにボタンがストップゾーンから出るので、仮想ストップゾーンの位置が、ボタンがストップから出た角度位置の関数として決定しなおされるからである。
【００８１】
また、これは、回転ボタンを使用する外部アプリケーションに戻された変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの値であって、位置センサによって提供された実際値ではないことを理解されよう。したがって、ユーザアプリケーションは、回転ボタンが、ストップにブロックされたままであり、これは、ユーザがストップを感じることによる歪み感覚と一致すると考える。
【００８２】
好ましい方式で述べた例では、ボタン位置の変更は、計算手段によって行われ、固定値は変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＵＴＴＯＮ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮの影響を受ける。しかし、同様の結果が得られる位置センサの動作を機械的に変更することが意図されうる。
【００８３】
回転方向の決定は、位置センサの情報を得ることによって行われたが、回転方向は、別の方法、例えば、ユーザの「動作意図」の決定で後述されるような、ユーザがボタンに加えたトルクの方向に関する情報を使って決定されてもよい。
【００８４】
上述した例では、制御ユニットは、この動きを検出することによって、ボタンが実際に回転される方向を考慮する。しかし、ボタンを回転させるユーザの動作意図が考慮されうる。触覚フィードバックの改善を可能にする回転方向に関する情報が、初期段階で有利に検出されうる。ユーザの動作意図のこの決定は、インタフェース要素の変形によりボタンに加えられた力を測定することによって行われうる。この測定は、回転ボタンの場合にはトルクの測定である。
【００８５】
また、ユーザの動作意図の決定は、ストップとして規定されたゾーンからボタンが出るときの固着作用を減少させうる。
【００８６】
図１、図４及び図５に図示された例で、そのようなシステムが実現され、このシステムは、プルーフ体２６を備え、ユーザが加えたトルクによって引き起こされたプルーフ体２６の変形が、歪みセンサによって検出される。プルーフ体は、図５に単独で表される。プルーフ体２６は、縦方向端２６．１によってハウジング１６に取り付けされ、他の縦方向端２６．２によって、磁気粘性制動装置（示された例ではケーシング８）に取り付けられる。歪みセンサは、ケーシング８に固定された縦方向端２６．２で、プルーフ体と接触する。
【００８７】
図１、図４及び図５に図示された例では、プルーフ体２６は、縦方向端２６．２にある底２８によって閉じられた円形断面を有する円筒形状体を備える。環状カラー３０が、他の縦方向端２６．１で半径方向外方に延在する。
【００８８】
プルーフ体の内径は、ケーシング８の外径にバックラッシュを加えたものと一致する。プルーフ体の底は、ケーシングと、ハウジング１６の第２のフランジ２０との間に配置される。
【００８９】
プルーフ体は、フランジ１８とカラー３０を貫通する少なくとも１本のねじ３２によってハウジングに固定される。示された例では、ねじ３２は、フランジ１８を側壁２８に接続するためにも使用される。
【００９０】
プルーフ体の底２８は、少なくとも１本のねじ３４によってケーシング８に固定される。
【００９１】
また、プルーフ体２６は、ケーシングと接触している端と反対側で縦方向端２６．２から突出する要素３６を備える。要素３６は、ハウジングのフランジ２０内に設けられた空所３８内に収容される。
【００９２】
図示された例では、突出要素３６は、縦軸を中心とする角度部分の形である。角度部分３６は、２つの面３６．１，３６．２によって範囲が定められる。空所３８は、角度部分３６の形状に対応する形状を有し、角度部分３６の面３６．１，３６．２にそれぞれ面する２つの面３８．１，３８．２によって範囲が定められる。歪みセンサ４０．１は、角度部分の面３６．１と接する空所の面３８．１に取り付けられ、歪みセンサ４０．２は、角度部分３６の面３６．２に接する空所の面３８．２に取り付けられる。各歪みセンサ４０．１，４０．２とプルーフ体２６との間のポイント型機械接触が保証される。歪みセンサ４０．１，４０．２は、プレストレスされ取り付けられると有利である。
【００９３】
したがって、ボタンにトルクがかけられたとき、そのトルクによって、ケーシング８を介してプルーフ体２６のねじれ歪みが生じ、ケーシング８自体が流体と相互作用し、流体自体が相互作用要素１２と相互作用し、相互作用要素１２自体がシャフト２に接続される。この変形は、ボタンの回転方向に沿って歪みセンサ４０．１，４０．２のどれかによって検出される。
【００９４】
プルーフ体は、例えば、ＡＢＳなどのプラスチック材料のものである。
【００９５】
プルーフ体の材料とその形状は、加えられる最小トルクと最大トルク、歪みセンサの感度、及び所望の検出しきい値に従って決定されうる。更に、プルーフ体の歪みは、ユーザが知覚できないようなものである。例えば、ユーザはプルーフ体の数マイクロメートルの歪みを知覚できないと考えられうる。
【００９６】
あるいは、歪みをケーシング８又は回転シャフト上で直接測定でき、そのためにはトルクセンサが実装されるべきである。しかしながら、トルクセンサは、力センサよりも高コストでかなりかさばる。他方、トルクセンサは、正確で較正されたトルク値を提供するが、この情報は、本発明の範囲内で有効ではない。
【００９７】
歪みセンサは、例えば、ホイートストンブリッジとして組み立てられたピエゾ抵抗素子を使用して作成され、ピエゾ抵抗素子は、数十ｍＶ／ニュートン程度の感度を、最大負荷での動きを数十マイクロメートルに限定する十分に高い剛性で可能にする。変形として、歪みセンサは、例えばプルーフ体に直接適用されてその歪みを検出する歪みゲージによって構成された１つ以上の変形センサと置き換えられうる。
【００９８】
図６に、プルーフ体１２６の別の例が見え、その概略形状は、プルーフ体２６のものと同一であるが、更に、プルーフ体１２６の側壁に縦方向開口１２７を備える。好ましくは、開口１２７は、均一角度で分散される。プルーフ体は、この実施形態では、より大きい変形性を有する。例えば、プルーフ体は、アルミニウム合金で作成される。
【００９９】
縦軸に対して傾けられかつ／又は直線以外の形状（例えば、湾曲形状）を有する開口は、本発明の範囲から逸脱しない。他方、必ずしも全ての開口が同じ寸法を有するとは限らない。
【０１００】
有利には、軸方向捻り応力下でプルーフ体の変形を増幅すると同時に本発明の範囲内の他の無関係応力（例えば、ユーザが付随的にボタンに加える半径方向の応力として）のためのプルーフ体の変形を減少させる手段を提供できる。これにより、検出感度が改善され、外乱又は誤検出が除去されうる。
【０１０１】
図１、図４〜図６の例示的なプルーフ体は、できるだけ大きい直径のセンサを有することによって測定装置の感度を高めることを可能にする。
【０１０２】
図示された例では、有利には、突出要素の壁３６．１及び３６．２は、互いから９０°離される。歪みセンサ４０．１及び４０．２における点接触と関連したこの位置決めは、プルーフ体の変形歪みを分解し、ハウジング１６の平面内にある２つの直角構成要素に沿った歪みに対する感度を支援することを可能にする。したがって、例えば、ハウジング１６の平面に対して垂直に加えられる寄生歪みの感度が大幅に低下される。更に、例えば、負荷プレストレスを有するセンサの優先的組み立ての場合に両方のセンサの測定共通成分によって重み付けされた両方のセンサ間の測定差に基づく計算として、センサ４０．１及び４０．２によって測定された直交力成分に関する計算又はアルゴリズム処理によって、ハウジング１６の平面に平行に加えられる寄生歪みに対する感度をある程度減少できる。
【０１０３】
図７及び図８Ａ〜図８Ｃに、本発明によるインタフェースＩ２の別の例示的実施形態が見える。このインタフェースＩ２は、ハウジング２１６と、制動装置２０４と、ホイールの形を有するプルーフ体２２６と、ユーザ相互作用要素２０１とを備え、流体相互作用要素は見えない。
【０１０４】
ホイールは、ハブ２２８と、外部リング２３２と、及びハブ２２８を外部リング２３２に接続するスポーク２３０とを備える。
【０１０５】
この例では、ハブ２２８は、例えばハブ２２８を軸方向に通るねじによってインタフェースのケーシングに固定され、外部リング２３２は、例えば外部リングを軸方向に通るねじによってハウジングに固定される。
【０１０６】
２つの歪みセンサ２４０．１及び２４０．２は、それぞれスポーク２３０上に搭載され、プルーフ体２２６がある回転方向に付勢されたときにセンサの１つだけが付勢されるようにスポークに対して配置される。歪みセンサは、ハウジング２１６に取り付けられ、スポーク２３０の一面に搭載される。あるいは、歪みセンサは、負荷プレストレスされた状態で組み立てられてもよく、前述したように、プルーフ体上に配置されて、例えば、ねじりトルクの作用下でスポークの変形を検出する伸長ゲージと置き換えられうる。より一般には、歪みセンサは、変形センサと置き換えられうる。
【０１０７】
機械応力をプルーフ体に加えることを可能にする手段を、回転又は並進ガイド手段として有利に追加でき、それにより、プルーフ体を負荷プレストレスされた状態でセンサと組み立てることによって力センサの数を減らしうる。
【０１０８】
変形センサのこれらの力からのデータが、電子システムによって処理されて、ユーザがインタフェースに加えたトルクが、所定のしきい値を超えるかどうかが決定される。また、トルク符号が決定され、ユーザがボタンを動かそうとする方向を知ることができる。
【０１０９】
アルゴリズムＡＬ１、ＡＬ２及びＡＬ３は、変数ＢＵＴＴＯＮ＿ＤＩＲＥＣＴＩＯＮの代わりに、ユーザがボタンを動かそうとする方向の知識を使用する。
【０１１０】
インタフェースの動作は、前述のボタンの回転方向を考慮することによってインタフェースの動作と類似している。
【０１１１】
有利には、インタフェースは、回転方向とユーザの動作意図に関する情報を使用して触覚ストップを生成する。
【０１１２】
例えば、図３に表されたような線形並進装置に適用されるユーザの動作意図を検出する手段が、本発明の範囲から逸脱しないことを理解されよう。
【０１１３】
したがって、本発明は、ユーザが仮想ストップとして規定されたゾーンから自発的又は非自発的に出る場合でも、仮想ストップを行うために規定された制動トルクを維持することが可能となる。好ましくは、ボタン位置の処理がボタンに一体化されて、回転式触覚インタフェースを使用する外部ソフトウェア又はハードウェアアプリケーション（仮想現実（ＶＲ）ソフトウェア、ゲーム、グラフィックＩＨＭ、．．．）に当該ボタン位置の処理が実装されない。このように、処理時間が短縮されると共に、触覚品質を改善することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  ユーザ相互作用要素
２  回転シャフト
６  刺激生成システム
１２  流体相互作用要素
１４  位置センサ
【図１】
2017539022.tif 000003
【図２】
2017539022.tif 000004
【図３】
2017539022.tif 000005
【図４】
2017539022.tif 000006
【図５】
2017539022.tif 000007
【図６】
2017539022.tif 000008
【図７】
2017539022.tif 000009
【図８Ａ】
2017539022.tif 000010
【図８Ｂ】
2017539022.tif 000011
【図８Ｃ】
2017539022.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月27日(2017.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触覚インタフェースから触覚感覚を生成する方法であって、
前記触覚インタフェースは、
第１の方向と第２の方向に移動可能なユーザ相互作用要素（１）と、
前記ユーザ相互作用要素（１）と少なくとも並進可能又は少なくとも回転可能に一体となる流体相互作用要素（１２）と、ここで、前記流体の粘度は、外部刺激の関数として変化し、
見掛け粘度が外部の刺激の関数として変化する流体と、前記流体内に指令により前記刺激を生成する生成システム（６）とを備えた制動装置と、ここで、前記流体相互作用要素（１２）は、前記流体内に配置され、
前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を決定する手段（１４）と、
前記ユーザ相互作用要素の動き又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする意図を決定する手段と、
前記刺激を生成する前記生成システムに前記指令を送信可能な制御ユニットと、
を備え、
前記方法は、
ａ）前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を測定するステップと、
ｂ）前記ユーザ相互作用要素（１）の回転方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向を決定するステップと、
ｃ）前記ユーザ相互作用要素（１）の位置測定から現在位置情報を評価するステップと、
ｄ）前記現在位置情報が、触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、且つ、前記ユーザ相互作用要素（１）の回転方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向が、前記触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、前記ユーザ相互作用要素の移動方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向が修正されない限りにおいて、前記刺激を生成する前記生成システム（６）を制御するために考慮される前記現在位置は、前記触覚ストップとして規定されたゾーンに対応する現在位置値に設定されるステップと、
ｅ）前記現在位置情報が、前記触覚ストップとして規定されたゾーン以外のゾーン内にある場合に、前記刺激を生成する前記生成システム（６）を制御するために考慮される前記現在位置は、前記ユーザ相互作用要素（１）の位置測定から評価されるステップと、
ｆ）前記現在位置に基づいて、前記刺激を生成する前記生成システム（６）に指令を生成するステップと、
ｇ）前記流体の粘度を修正するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記現在位置情報が、触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、且つ、前記ユーザ相互作用要素（１）の回転方向又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素（１）を動かそうとする方向が、前記触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、考慮される前記現在位置は、前記ユーザ相互作用要素が触覚ストップゾーンとして規定されたゾーンに入ったときに、前記ユーザ相互作用要素の位置に対応する現在位置値に設定される、請求項１に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項３】
前記現在位置値セットは、前記触覚ストップとして規定されたゾーン進入位置に対応する、請求項１又は２に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項４】
前記回転方向を決定するステップは、ステップａ）の測定値の微分を計算するステップを含む、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項５】
前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を決定するステップは、回転移動可能なユーザ相互作用要素の場合にユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる前記トルクを検出するステップを含む、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項６】
前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする方向を決定するステップは、並進可能なユーザ相互作用要素の場合にユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる歪みを検出するステップを含む、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項７】
前記実装された流体が磁気粘性流体である場合に、ステップｆ）は、磁界を印加するステップを含む、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の触覚感覚を生成する方法。
【請求項８】
触覚インタフェースであって、
第１の方向と第２の方向に移動可能なユーザ相互作用要素（１）と、
前記ユーザ相互作用要素（１）と少なくとも並進可能又は少なくとも回転可能に一体となる流体相互作用要素（１２）と、ここで、前記流体の粘度は、外部刺激の関数として変化し、
見掛け粘度が外部の刺激の関数として変化する流体と、前記流体内に指令により前記刺激を生成する生成システム（６）とを備えた制動装置と、ここで、前記流体相互作用要素（１２）は、前記流体内に配置され、
前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を決定する手段（１４）と、
前記ユーザ相互作用要素の移動方向を決定する手段及び／又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする移動方向を決定する手段と、
前記刺激を生成する前記生成システムに指令を送信可能であると共に、所定の触覚パターンから、前記ユーザ相互作用要素の位置と前記ユーザ相互作用要素の移動方向及び／又は前記ユーザが前記ユーザ相互作用要素を動かそうとする方向の関数として前記刺激を生成する手段とを備える制御ユニットとを備え、前記所定の触覚パターンは、所定の移動ゾーン並びに所定の移動方向に関して規定された少なくとも１つの触覚ストップを含み、
前記制御ユニットは、
前記相互作用要素の位置測定から現在位置情報を評価し、
前記現在位置情報が触覚ストップとして規定されたゾーン内にあり、且つ前記ユーザ相互作用要素の移動方向が前記触覚ストップと関連付けられた方向である場合に、前記ユーザ相互作用要素の移動方向が修正されない限りにおいて、前記現在位置を修正された現在位置として指定され、触覚ストップとして規定されたゾーンに対応する現在位置値に設定し、
前記修正された現在位置に基づいて、前記刺激を生成する前記生成システムに指令を生成する、
触覚インタフェース。
【請求項９】
前記ユーザ相互作用要素が触覚ストップゾーンとして規定されたゾーンに入ったときに、考慮される前記現在位置は、前記制御ユニットによって、前記ユーザ相互作用要素の位置に対応する現在位置値に設定される、請求項８に記載の触覚インタフェース。
【請求項１０】
前記ユーザ相互作用要素の動きを決定する手段は、前記ユーザ相互作用要素（１）の位置を決定する前記手段（１４）によって提供される測定値の微分を計算する手段を備える、請求項８又は９に記載の触覚インタフェース。
【請求項１１】
前記ユーザ相互作用要素を動かす意図を決定する前記手段は、
回転移動可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる前記トルクを検出する手段を備え、又は、
並進可能なユーザ相互作用要素の場合にはユーザによって前記ユーザ相互作用要素（１）に加えられる歪みを検出する手段を備える、
請求項８〜１０のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【請求項１２】
前記流体は、磁気粘性流体であり、
前記刺激は、磁界であり、
前記生成された命令は、電流強度である、
請求項８〜１１のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【請求項１３】
前記ユーザ相互作用要素（１）は、回転移動可能であって、
前記流体相互作用要素（１２）が一体となった縦軸（Ｘ）を有する回転シャフト（２）と一体であって、
前記位置を測定する前記手段は、角度位置センサである、
請求項８〜１２のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【請求項１４】
前記ユーザ相互作用要素（１）は、並進移動可能である、請求項８〜１２のうちいずれか一項に記載の触覚インタフェース。
【国際調査報告】
2017539022.tif 000013
2017539022.tif 000014
2017539022.tif 000015
2017539022.tif 000016