特許 5668076 電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5668076

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20150122BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 480

   G06F3/041 530

   G06F3/041 595

【請求項の数】23

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-539970(P2012-539970)

(86)(22)【出願日】2010年11月16日

(65)【公表番号】特表2013-511108(P2013-511108A)

(43)【公表日】2013年3月28日

(86)【国際出願番号】US2010056829

(87)【国際公開番号】WO2011062895

(87)【国際公開日】20110526

【審査請求日】2013年8月29日

(31)【優先権主張番号】61/262,041

(32)【優先日】2009年11月17日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500390995

【氏名又は名称】イマージョン コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＩＭＭＥＲＳＩＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(72)【発明者】

【氏名】クルス−ヘルナンデス、 ファン マヌエル

【審査官】 田川 泰宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１９９９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８４４１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０１〜０４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のアクチュエータと、
第２のアクチュエータと、
前記第１及び第２のアクチュエータと結合されるプロセッサであり、第１のスタート時刻から第１のストップ時刻に第１の触覚効果を出力するために、前記第１のアクチュエータに第１の命令信号を供給するように構成され、さらに第２のスタート時刻から第２のストップ時刻に第２の触覚効果を出力するために、前記第２のアクチュエータに第２の命令信号を供給するように構成される前記プロセッサと、
前記プロセッサに結合されるタッチ感応部品であり、グラフィカルオブジェクトを表示するように構成される前記タッチ感応部品と、
前記タッチ感応部品及び前記プロセッサに結合されるセンサであり、前記タッチ感応部品上のユーザ入力の位置を検出するように構成される前記センサとを備え、
前記プロセッサは、前記グラフィカルオブジェクトにおける触覚可能領域上の前記ユーザ入力を示す前記センサのセンサ出力に基づいて前記グラフィカルオブジェクトに関する触覚効果を出力するように、前記第１及び第２のアクチュエータを駆動するように構成される装置。

【請求項2】

前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果は、振動である請求項１記載の装置。

【請求項3】

前記第１のアクチュエータは、偏芯回転質量である請求項１記載の装置。

【請求項4】

前記第２のアクチュエータは、偏芯回転質量である請求項１記載の装置。

【請求項5】

前記第１のアクチュエータは、線形共振アクチュエータである請求項１記載の装置。

【請求項6】

前記第２のアクチュエータは、線形共振アクチュエータである請求項１記載の装置。

【請求項7】

前記プロセッサは、触覚イベントが生じたことを示すソフトウェアプログラムにより前記第１及び第２のアクチュエータを駆動するように構成される請求項１記載の装置。

【請求項8】

前記プロセッサに結合される第３のアクチュエータをさらに備え、前記第３のアクチュエータは、前記第１及び第２の触覚効果とは異なる第３の触覚効果を出力する請求項１記載の装置。

【請求項9】

前記第３のアクチュエータは、タッチ感応部品に結合され、前記第３の触覚効果は、手触り効果を提供するために、前記タッチ感応部品に供給される高周波数振動である請求項８記載の装置。

【請求項10】

前記プロセッサは、前記第１のアクチュエータにおける速度の所望の変化を実現するために、ＡＣ電圧を前記第１の命令信号の少なくとも一部に供給する請求項１記載の装置。

【請求項11】

前記プロセッサは、前記第２のアクチュエータにおける速度の所望の変化を実現するために、ＡＣ電圧を前記第２の命令信号の少なくとも一部に供給する請求項１記載の装置。

【請求項12】

グラフィカル環境内にて生じる、触覚効果に対応する対話のプロセッサにて対話信号を受信するステップと、
第１の触覚効果を出力するために、第１の時刻で始まり、第２の時刻で終わる前記第１の触覚効果を出力する第１のアクチュエータに第１の入力信号を供給するステップと、
第２の触覚効果を出力するために、前記第２の時刻の後に生じる、第３の時刻で始まる前記第２の触覚効果を出力する第２のアクチュエータに第２の入力信号を供給するステップと、
前記プロセッサに結合されるタッチ感応部品を通して前記グラフィカル環境を表示するステップと、
前記グラフィカル環境における触覚領域のユーザ入力による選択を検出するステップと、
前記触覚領域の選択に対応する対話信号を前記プロセッサに送信するステップと、
検出された前記グラフィカル環境における触覚領域のユーザ入力に基づいて前記グラフィカル環境に関する触覚効果を、前記第１及び第２のアクチュエータを駆動して発生させるステップと
を備える方法。

【請求項13】

前記第２の触覚効果は第４の時刻で終わり、
前記方法は、
前記第４の時刻の後に生じる第５の時刻にて始まる前記第１の触覚効果を出力するために、前記第１の入力信号を前記第１のアクチュエータに供給するステップをさらに備える請求項１２記載の方法。

【請求項14】

前記プロセッサからの対応する入力命令信号の受信に応じて第３のアクチュエータを介して、前記第１及び第２の触覚効果とは異なる第３の触覚効果を出力するステップをさらに備える請求項１２記載の方法。

【請求項15】

本体と、
前記本体内のプロセッサと、
前記本体内にあって前記プロセッサに結合される複数のアクチュエータであり、各アクチュエータは前記プロセッサからのそれぞれの入力信号を受信することにより対応する触覚効果を出力するために形成される前記アクチュエータと、
前記プロセッサ及び前記本体に結合されるタッチ感応部品であり、グラフィカルオブジェクトを表示するように構成される前記タッチ感応部品と、
前記タッチ感応部品及び前記プロセッサに結合されるセンサであり、前記タッチ感応部品上におけるユーザ入力の位置を検出するように構成される前記センサと、
を備え、
前記プロセッサは、
触覚効果に対応する対話を示す対話信号を受信し、
第１の触覚効果を出力するために前記複数のアクチュエータのうちの、第１の時刻で始まりかつ第２の時刻で終わる前記第１の触覚効果を出力する第１のアクチュエータに第１の入力信号を供給し、
第２の触覚効果を出力するために前記複数のアクチュエータのうちの、前記第２の時刻の後に生じる第３の時刻で始まる前記第２の触覚効果を出力する第２のアクチュエータに第２の入力信号を供給し、
さらに前記プロセッサは前記グラフィカルオブジェクトにおける触覚可能領域上の前記ユーザ入力を示す前記センサに基づいて前記グラフィカルオブジェクトに関する触覚効果を出力するように、少なくとも前記第１及び第２のアクチュエータを駆動するように構成される、電子デバイス。

【請求項16】

前記プロセッサは、触覚効果が生じたのを示すソフトウェアプログラムに基づいて前記第１及び第２のアクチュエータを駆動するように構成される請求項１５記載のデバイス。

【請求項17】

前記プロセッサに結合される第３のアクチュエータであって、前記第１及び第２の触覚効果とは異なる第３の触覚効果を出力する前記第３のアクチュエータをさらに備える請求項１５記載のデバイス。

【請求項18】

第１のアクチュエータと、
ピエゾ電気アクチュエータと、
前記第１のアクチュエータと前記ピエゾ電気アクチュエータと通信するプロセッサであり、
約１００−３００Ｈｚの間の振動を引き起こすように構成される第１のアクチュエータ信号を生成し、
約２０ｋＨｚよりも高い周波数にて振動を引き起こすように形成される第２のアクチュエータ信号を生成し、
前記第１のアクチュエータ信号を前記第１のアクチュエータに送信し、
前記第２のアクチュエータ信号を前記ピエゾ電気アクチュエータに送信する
ように構成された前記プロセッサと、
前記プロセッサに接続されるタッチ感応入力デバイスであり、グラフィカルオブジェクトを表示するように構成され、かつ前記第１のアクチュエータ及び前記ピエゾ電気アクチュエータに結合される前記タッチ感応入力デバイスと、
前記タッチ感応入力デバイス及び前記プロセッサに結合されるセンサであり、前記タッチ感応入力デバイス上のユーザ入力の位置を検出するように構成される前記センサを備え、
前記プロセッサは、前記グラフィカルオブジェクトにおける触覚可能領域上の前記ユーザ入力を示す前記センサのセンサ出力に基づいて前記グラフィカルオブジェクトに関する触覚効果を出力するように、前記第１のアクチュエータ及び前記ピエゾ電気アクチュエータを駆動するように構成されるシステム。

【請求項19】

第１のアクチュエータ情報及び第２のアクチュエータ情報を格納するように構成されたコンピュータ読み取り可能媒体であり、前記第１のアクチュエータ情報は前記第１のアクチュエータの特徴を記述する少なくとも一つのパラメータを備え、さらに前記第２のアクチュエータ情報は前記ピエゾ電気アクチュエータの特徴を記述する少なくとも一つのパラメータを備える、前記コンピュータ読み取り可能媒体をさらに備える請求項１８記載のシステム。

【請求項20】

前記プロセッサは、
命令を受信し、
前記命令に基づいて触覚効果を判断し、
前記触覚効果、前記第１のアクチュエータ情報、及び前記第２のアクチュエータ情報の少なくとも一部に基づいて前記第１のアクチュエータ、及び前記ピエゾ電気アクチュエータを選択するように構成され、
前記第１のアクチュエータが選択されると、前記第１のアクチュエータ信号を生成し、前記第１のアクチュエータ信号を前記第１のアクチュエータに送信し、
前記ピエゾ電気アクチュエータが選択されると、前記第２のアクチュエータ信号を生成し、前記第２のアクチュエータ信号を前記ピエゾ電気アクチュエータに送信する、
請求項１９記載のシステム。

【請求項21】

前記プロセッサは、さらに、
コマンドを受信し、
前記コマンドの少なくとも一部に基づいて触覚効果を判断し、
前記触覚効果が振動触覚効果を含むと、前記第１のアクチュエータ信号を前記第１のアクチュエータに送信し、
前記触覚効果が手触り触覚効果を含むと、前記第２のアクチュエータ信号を前記ピエゾ電気アクチュエータに送信する
ように構成される、請求項１８記載のシステム。

【請求項22】

前記第１のアクチュエータは、偏芯回転質量アクチュエータ、線形共振アクチュエータ、又はピエゾ電気アクチュエータのうちの一つを備える請求項１８記載のシステム。

【請求項23】

第２のピエゾ電気アクチュエータを含む第３のアクチュエータをさらに備え、
前記ピエゾ電気アクチュエータは第１のピエゾ電気アクチュエータであり、第１の方向に触覚効果を出力するように構成され、
前記第２のピエゾ電気アクチュエータは前記第１方向とは異なる第２の方向に触覚効果を出力するように構成される、
請求項１８記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の参照）
本発明は、２００９年１１月１７日に提出された、発明の名称「電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム及び方法」という米国仮出願特許番号61/262,041の優先権を主張するものであり、本明細書に参照として組み込む。

【0002】

本発明は、全般的に電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

タッチ感応サーフェース（すなわち、タッチスクリーン）を有する特にモバイルフォンのようなハンドヘルドデバイスの人気の増加に伴って、機械的なボタンが伝統的に設けられている物理的な触覚感覚は、このデバイスの新世代分野に、もはや適用されないかもしれない。触覚による確認は、一般的に取り組まれてきたし、或いは振動モータのような単一のアクチュエータをせいぜい用いることによるプログラマブルな機械的クリック効果を代わりに用いてきた。そのような従来の触覚効果は、着信又はテキストメッセージを示すか、或いはエラー状態を示すための振動を含む。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の具現化例は、電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム及び方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

例えば、一具現化例にあって、システムは、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、及び前記第１のアクチュエータと第２のアクチュエータに結合されるプロセッサとを備える。前記プロセッサは第１のスタート時刻から第１のストップ時刻に第１の触覚効果を出力するため前記第１のアクチュエータに第１の命令信号を供給するように構成され、さらに前記プロセッサは第２のスタート時刻から第２のストップ時刻に第２の触覚効果を出力するため前記第２のアクチュエータに第２の命令信号を供給するように構成される。

【0006】

方法の一具現化例にあって、その方法はグラフィカル環境内にて生じる、触覚効果に対応する対話のプロセッサにて対話信号を受信するステップと、第１の触覚効果を出力するために、第１の時刻で始まり、第２の時刻で終わる前記第１の触覚効果を出力する第１のアクチュエータに第１の入力信号を供給するステップと、第２の触覚効果を出力するために、前記第２の時刻の後に生じる、第３の時刻で始まる前記第２の触覚効果を出力する第２のアクチュエータに第２の入力信号を供給するステップを有する。他の具現化例にあって、コンピュータ読取可能媒体は、プロセッサにそのような方法を行わせるためのプログラムコードを含む。

【0007】

これらの例示的な具現化例は、発明を制限したり、定義することに言及するものではなく、本発明の理解を助けるための具現化例を提供している。例示の具現化例は、本発明の他の説明を提供する発明の詳細な説明の中で考察される。本発明の様々な具現化例によって得られる効果は、この明細書を検証することによって理解される。

【0008】

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、一つ以上の具現化例を、具体例の説明と共に例示し、具現化例の原理及び実装を説明する機能を果たす。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一具現化例に係る電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステムを示す図である。

【図2】周波数５及び１０Ｈｚのそれぞれにおけるパルス信号へのアクチュエータの反応を示す図である。

【図3】周波数５及び１０Ｈｚのそれぞれにおけるパルス信号へのアクチュエータの反応を示す図である。

【図4】本発明の一具現化例に対応する電子デバイスのブロック図である。

【図5】本発明の一具現化例に対応する触覚領域を有するＱＷＥＲＴＹキーボードを示す図である。

【図6】本発明の一具現化例に対応する図５のＱＷＥＲＴＹキーボードの対話に反応する複数アクチュエータの予定される起動を示す図である。

【図7】本発明の一具現化例に対応する電子デバイスにおける触覚帯域を増加するための触覚効果を出力する方法を示すフローチャートである。

【図8】一具現化例に対応する電子デバイスにおける触覚帯域を増加するための触覚効果を出力する方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

複数の具現化例が、電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム及び方法のコンテキストのなかで説明される。当業者であれば、以下の説明は例示であり、いかなる制限を意図するものではいことを理解できるであろう。他の具現化例は、この開示の利益を有する当業者に前記システム及び方法を容易に示唆するであろう。参照は、添付の図面にあって例示されるような具現化例の実行によって明らかになる。同様の参照符号が、図面全体及びその説明を通して、同一或いは類似の構成を参照するために用いられる。

【0011】

分かりやすくするために、本明細書に記述されている実行の所定の特徴のすべてを示し、説明することはしない。もちろん、いかなる実際の実行の展開にあって、多くの詳細な実行の判断は、開発者の詳細な目標、アプリケーションを伴うコンプライアンス及びビジネス関連の制限を達成するために成され、さらにこれらの詳細な目標は、一つの実行から他の実行に、さらには一つの開発者から他に、変化するであろう。

【0012】

電子デバイスにおける触覚帯域を増加するための例示システム
まず、図１を参照すると、図１は本発明の一具現化例に係る電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム５０を示す。図１に示される具現化例にあって、携帯電話６０は、タッチスクリーン６６と、携帯電話６０に様々な触覚効果を出力するためのいくつかのアクチュエータ７０−７６を備える。この例示の具現化例にあっては、二つのアクチュエータ７０、７２は、ピエゾ電気アクチュエータであり、さらに他の二つのアクチュエータ７４、７６は、偏芯回転質量を有する回転モータ（一般的に「ＥＲＭ」として参照される）である。これらの部品に加えて、携帯電話６０はプロセッサ６２、メモリ６４、センサ６８を有する。

【0013】

通常の動作の間、前記プロセッサ６２は、メモリ６４に格納されたソフトウェアを実行し、タッチスクリーン６６上にグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）要素を表示する。ユーザは、一つ以上のＧＵＩ要素を選択するためにタッチスクリーン６６に触れるか或いはタッチスクリーン６６上でジェスチャをすることによって、携帯電話６０と対話する。センサ６８は、タッチスクリーン６６への様々な接触を検出し、検出信号をプロセッサ６２に供給する。プロセッサ６２は、タッチスクリーン６６上に表示されたＧＵＩ要素の位置に及び検出されたジェスチャに基づいて前記検出信号を解釈する。

【0014】

動作のある時点で、プロセッサ６２は、一つ以上の触覚効果がユーザの入力或いはＧＵＩ内にて生じるイベント或いはプロセッサ６２にて実行される、テキストメッセージングソフトウェアのような他のアプリケーションに基づいて携帯電話６０に出力されるのを判断する。出力される一つ以上の触覚効果が判断された後、プロセッサ６２は一つ以上のアクチュエータ７０−７６を、触覚効果を出力するのに用いるために、選択する。図１に示される例にあって、メモリ６４は各アクチュエータについての、周波数範囲、共振周波数、スタートアップ時刻及びストップ時刻、電力消費を含むパラメトリック（媒介変数）情報、或いはそれらのアクチュエータが携帯電話６０のハウジング、タッチスクリーン６６、或いは物理的なキー或いはボタン（図示せず）のような携帯電話６０の他の部分に結合するか否かのような物理的な結合情報を格納する。前記アクチュエータ情報に応じて、プロセッサ６２は、触覚効果のためのアクチュエータ信号を生成し、触覚効果を出力する単一或いは複数のアクチュエータを選択し、さらに前記アクチュエータ信号を所望の触覚効果を発生するための適切な時刻にて前記単一或いは複数のアクチュエータに送信する。

【0015】

例えば、ユーザがタッチスクリーン６６上に表示された仮想キーボードでタイピングをすると、ユーザによって「押された」各キーは触覚効果を生じる。この具現化例にあって、プロセッサ６２は、鋭い、高周波数の触覚効果が各キー押圧に必要か否かを判断する。例えば、プロセッサ６２は、前記ＥＲＭアクチュエータ７４、７６が大きさが大きい力を発生することができるか、さらには前記ＥＲＭアクチュエータ７４、７６が各アクチュエータ７０−７６の前記メモリ６４に格納されたアクチュエータ特性に基づいて携帯電話６０のハウジングに結合されるのを判断する。さらに、プロセッサ６２は、キーの押圧が素早く連続して起こるので、前記ＥＲＭアクチュエータ７４、７６のスタートアップ及びストップ特徴が次の触覚効果が出力される前に、ひとつの触覚効果を完全にストップするために長すぎて採られるので、両方のアクチュエータ７４、７６が用いられるべき、さらには交互に用いられるべきと判断する。つまり、個々のＥＲＭアクチュエータ７４、７６がキーストロークと同じに素早く発生する触覚効果をサポートするのには不十分な帯域を有する。

【0016】

振動モータアクチュエータの帯域を定義する一つの方法は、アクチュエータによって出力される、弱々しい継続する振動として知覚できるところのパルスの前のアクチュエータから得られる最大周波数である。例えば、図２に示されるように、パルス１０は、不連続或いはパルス信号２０に反応する単一の振動アクチュエータによって生成され、そのパルス信号２０は約５Ｈｚである。前記５Ｈｚのパルス信号のため、前記アクチュエータによって出力される反応或いは減速は、アクチュエータがしばらくの間振動することができ、再度加速が指示される前にだいたい完全にストップ（ポイントＡ）することができるようである。図３は、パルス信号が１０Ｈｚの周波数におけるのと同じアクチュエータを示す。図２に示されるように、アクチュエータによって出力されるパルス振動３０の大きさは、パルス信号４０が再加速を始めるのを指示する前に、０値にアプローチできない（図２におけるポイントＢ参照）。すなわち、前記アクチュエータが最大の大きさに再び向かって加速され始まる前に、前記アクチュエータが触覚効果の大きさが検知されないところの大きさに減速できない。これは、各触覚効果が、ユーザの体験を下げがちな次の効果と区別するのが困難になりがちな「柔らかな」触角効果に導くことができる。このように、触覚帯域を増加するため、図１における例示システムは、複数のアクチュエータとそれらのアクチュエータを作動する新しい方法を利用する。

【0017】

キーボードの押圧がＥＲＭアクチュエータ７４、７６によって発生されるべきことを決定した後、プロセッサは付加的な触覚効果が必要であることを判断するかもしれない。例えば、ユーザが「送る」ボタンを押すと、プロセッサ６２は触覚効果が、前記送るボタンが押されたことを示すために、出力されるべきと判断する。この具現化例にあって、プロセッサ６２は振動効果に加えて手ざわりの触覚効果が出力されるべきと判断する。そのような具現化例にあって、プロセッサ６２は、信号を交互に一つのＥＲＭアクチュエータ７４に、その後、他のＥＲＭアクチュエータ７６に、送信することによって振動効果を生成する。詳細については、後述される。

【0018】

さらに、プロセッサ６２は、高周波数（例えば２０ｋｚより大きい,＞２０ｋＨｚ）アクチュエータ信号を生成し、前記ＥＲＭアクチュエータが既に使用されてるのか、前記ＥＲＭアクチュエータがそのような高周波を生成するのが適切でないのか、さらにピエゾ電子アクチュエータ７０、７２が一次元のみの触覚効果を出力するように構成されるのか、及び二つのピエゾ電子アクチュエータ７０、７２が直交軸に沿って向けられているのかを判断する。それゆえ、この具現化例にあって、プロセッサ６２は、二つのピエゾ電気アクチュエータ７０、７２のそれぞれが前記手触り効果を生成するように作動されるべきかを判断する。このように、プロセッサ６２は、高周波アクチュエータ信号を二つのピエゾ電気アクチュエータ７０、７２のそれぞれに、タッチスクリーン６６上の手に触れる表面をシミュレートするための触覚効果を生成するために、送信する。

【0019】

図示されたような具現化例は、携帯電話のメモリ６４に蓄積されたアクチュエータの能力特性に基づいてアクチュエータ７０−７６を選択的に作動させることによって増加された触覚帯域を提供する。さらに、複数の異なるアクチュエータが提供されることにより、複数の効果が同時に出力される（再生される）か、或いは出力される触覚効果のためには一つ以上のアクチュエータ７０−７６が不十分な能力特性であるにもかかわらずに高再現性を出力することができる。例えば、大きさが大きい正確な振動が、前記二つのＥＲＭアクチュエータ７４、７６の間で繰り返し振動を出力することによって、前記ＥＲＭアクチュエータ７４、７６の一つのピーク帯域よりも大きな比率で出力される。

【0020】

この例示された具体例は、本明細書において考察される発明の主題を読者に紹介するために与えられている。本発明は、この具体例によって制限されるものではない。以下のセクションは、電子デバイスにおける触覚効果を増加するためのシステム及び方法の様々な付加的な非制限具現化例及び具体例を説明する。

【0021】

図４を参照すると、図４は一具現化例に対応する電子デバイスのブロック図を示している。特に、図４は、本体或いはハウジング１０２と、前記本体１０２内にありメモリ１０６に結合されるプロセッサ１０４を有している電子デバイス１００を示している。プロセッサ１０４は、情報をメモリ１０６に格納し、さらに検索することができる。そのような情報は、制限されるものではないが、アクチュエータの特性、触覚効果の特性、触覚効果出力時刻シーケンス、アクチュエータに送るプログラムされた電圧、ゲームデータ、ソフトウェアデータなどを含む。

【0022】

電子デバイス１００は、一つ以上の任意のタッチスクリーン、タッチパッド或いは、プロセッサ１０４に結合される他のタッチ感応部品１０８を有して示される。本発明のいくつかの具現化例はタッチ感応部品１０８を備えないかもしれないことに気づくべきである。例えば、本発明のいくつかの具現化例は、ジョイスティック、回転可能なノブ、スタンドアロンキオスク、コンピュータマウス、仮想現実シミュレーション、コンピュータ周辺機器、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、ゲーム周辺機器などの他のタイプのデバイスに適用される。しかし、説明の目的のため、タッチ感応部品１０８は、電子デバイスにおける触覚帯域を増加するためのシステム及び方法の具体例を説明するために用いられるであろう。

【0023】

さらに、図４に示されるように、電子デバイス１００は、タッチスクリーン１０８及びプロセッサ１０４に結合されるセンサ１１０を備える。センサ１１０は、タッチ感応部品１０８との対話の間のユーザの１本の指或いは複数の指、スタイラス或いは他の入力手段の位置、圧力、及び／又は動きを監視する。センサ１１０は、ユーザの入力の圧力、位置、及び／又は動きを示すための信号をプロセッサ１０４に供給し、ソフトウェアプログラムを実行するプロセッサ１０４はその信号に応答してタッチ感応部品１０８を介して示される表示を更新する。一具現化例にあって、タッチ感応部品１０８は一体化部品としてセンサ１１０を組み込むのでセンサ１１０は分離の部品ではない。しかし、説明の目的のため、センサ１１０は、本明細書では分離の部品として言及される。

【0024】

加えて、電子デバイス１００は、複数のアクチュエータ１１２、１１４、１１６を本体内に備える。図４には３つのアクチュエータが示されるが、２つ以下のアクチュエータでも、あるいは３つより多いアクチュエータを備えることも可能であることに留意すべきである。一具現化例にあって、複数のアクチュエータ１１２、１１４、１１６は、電子デバイス１００の本体１０２に全て取り付けられ、触角効果を伝える。一具現化例にあって、一つ以上のアクチュエータがタッチ感応部品１０８或いは他のそれぞれのユーザ入力デバイスに局所的な触覚効果を伝えるために取り付けられる。一つ以上のアクチュエータがタッチ感応部品１０８或いは他のそれぞれのユーザ入力デバイスに取り付けられ、さらに残りのアクチュエータが本体１０２或いは一つ以上の物理的ボタン（図示せず）に取り付けられてもよい。一具現化例にあって、少なくとも一つのアクチュエータが本体１０２内に収納され、触覚効果をタッチ知覚部品１０８及び／又は本体１０２に伝えるように構成されてもよい。前記アクチュエータは、アクチュエータから作り出される触覚効果を増幅するために柔軟な或いは剛性材料を用いるように設計されてもよい。一具現化例にあって、一つ以上のアクチュエータは、外部デバイス或いは本体１０２に触覚効果を出力するために外付けされる周辺機器の一部でもよい。

【0025】

図に示される具現化例は、アクチュエータ１１２−１１６が、プロセッサ１０４からの入力コマンド信号を受信することで一つ以上の触覚効果を出力するように構成される。前記入力コマンド信号は、ユーザとソフトウェアプログラムによって駆動されるグラフィカル環境内のグラフィカルオブジェクトとの間で生じる対話からなり、それによってソフトウェアプログラムはローカルプロセッサ或いは前記電子デバイスから分離されたホストコンピュータによって駆動される。その対話は、ユーザのアクションが対話を引き起こさない（例えば、テキストメッセージ受信、ゲームにおけるユーザ車両をヒットするアステロイド）ユーザの独立的なものあるかもしれない。しかし、対話は、触覚効果を生じさせ、触覚領域を選択するユーザの製品であり、それらは後述される。

【0026】

前述されたアクチュエータは、様々なタイプであることができ、制限されるものではないが、偏芯回転質量（ＥＲＭ）アクチュエータ、線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）、ピエゾエエレクトリックアクチュエータ、ボイスコイルアクチュエータ、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）アクチュエータ、形状記憶合金、ページャ或いはＤＣモータ、ＡＣモータ、ムービング磁気アクチュエータ、Ｅコアアクチュエータ、スマートジェル、静電気アクチュエータ、電気触覚アクチュエータなどである。

【0027】

前述の記述によれば、アクチュエータ１１２−１１６は、グラフィカル環境に生じる一つ以上の触覚イベントに反応してそれぞれ触覚効果を出力する。触覚イベントは、ここでは、いかなる対話、アクション、衝突、或いは前記装置に関連する触覚効果を潜在的に有し、前記触覚効果の様式にあってユーザに出力される前記電子デバイスの動作の間に発生する他のイベントである。

【0028】

例えば、ユーザがコントロールしているグラフィカルな車両がゲームプレイ中に強い風を受けると、一つの触覚効果が生じて、それに関連する具体例の触覚イベントが振動であるに違いない。他の例では、ゲーム中にユーザのキャラクタにミサイルが衝突すると、触覚イベントが生じ、それによる前記触覚イベントに関連する具体的な触覚イベントは揺れ或いはパルスである。触覚イベントは、ゲームプレイには関係しないかもしれないが、ユーザがゲームをプレイしている間ユーザに大切なデバイス情報を提供する（例えば、テキストメッセージを受信したこと、歌のダウンロードが完了したこと、バッテリーレベルが低くなったことなど）ことがある。

【0029】

前述されたように、対話はユーザがディスプレイスクリーン上にて対話するグラフィカル環境の一つのグラフィカルオブジェクトと相関がある。例えば、触覚効果は、ユーザがグラフィカル環境にて指定された、ここでは、表示される触覚可能領域或いは単に「触覚領域」として言及されるところの、領域を選択した対話に反応して前記システムによって出力されるかもしれない。図５に示される、具現化例にあって、キーボードの表示されたキーの境界は、それぞれ触覚領域が指定されている。図５にあって、「シフトShiftキー」の左側の境界２０２、右側の境界２０４、下側の境界２０６及び上側の境界２０８は、それぞれ触覚領域が指定されており、そこにあって、センサ１１０がユーザの指或いはスタイラスが表示された一つ以上の境界或いは複数境界に動くのを検出するとプロセッサ１０４がアクチュエータにそれぞれの触覚効果を出力するように指示する。「シフトShiftキー」内の境界２０２−２０８の間の領域は触覚領域を指定されることが予想されもする。いくつかの具現化例にあって、触覚領域は、電子デバイス１００にて駆動されるソフトウェアを開発するとき明示される。しかし、いくつかの具現化例にあって、ユーザは触覚領域の存在をカスタマイズするか、「お気に入り」或いは「オプション」メニューを介して新しい触角領域を開発／指定することもできる。

【0030】

図４を再度参照すると、本システム及び方法は、対話が発生する間の時間長さにて連続する命令を動作するため複数のアクチュエータを使用する。複数のアクチュエータの時差のある出力が短い間隔にてアクチュエータの出力帯域を増加させ、さらに別の、ユーザに識別可能な不連続の触覚効果を作り出す。一つの具現化例にあって、一つの触覚効果が生じると（或いは一つの触覚領域が選択されると）、プロセッサ１０４は指定された電圧及び電流を示す入力コマンド信号をアクチュエータ１１２にスタート時刻にて、対応する触覚効果を出力するためアクチュエータ１１２に最大の大きさを加速させるように、供給する。その後、プロセッサ１０４は、アクチュエータ１１２が最大大きさからストップに減速するところの、ストップ時刻にて入力コマンド信号を終わらせる（メモリに格納された触覚効果のプログラムされたパラメータに応じるように）。プロセッサ１０４は、その後、それぞれのスタート時刻で指定された電圧及び電流を、前記第２のアクチュエータ１１４が対応する触覚効果を出力するために最大の指定された大きさに加速されるように、前記第２のアクチュエータ１１４に供給する。前記第２のアクチュエータ１１４用の入力コマンド信号のストップ時刻に達すると、プロセッサ１０４は、前記第２のアクチュエータ１１４にその最大の大きさからストップに向けて減速させるために、前記アクチュエータ１１２へのパルス信号を止める。プロセッサ１０４は、その後、触覚効果の出力をスタートして継続するため前記第１のアクチュエータ１１２に入力コマンド信号を再び送信する。

【0031】

この具現化例にあって、前記処理はアクチュエータ１１２、１１４の間で繰り返され、これによりアクチュエータ１１２、１１４は繰り返し、さらには連続的にそれぞれの触覚効果を出力できる。いくつかの具現化例にあって、特定のアクチュエータは、他のアクチュエータによる触覚効果出力がユーザによって認識可能なほどに知覚できないような少なくとも大きさ及び／又は周波数まで、動作を始めない。しかし、いくつかの具現化例にあって、特定のアクチュエータは、他のアクチュエータによる触覚効果出力が零の大きさ及び／又は零の周波数になるまで、動作を始めない。

【0032】

一具現化例にあって、各アクチュエータへの入力コマンド信号のスタート及びストップ時刻のスケジューリングは、予め決められさらにメモリに格納されている。これにより、プロセッサは迅速に前記スケジューリングデータを検索でき、触覚効果が出力されたときコンピュータによる負荷を緩和することができる。格納されたスケジューリング情報は、ルックアップテーブル、或いは他のアクチュエータと関連する、各アクチュエータのスタート及びストップ時刻が既に確立され、さらにプロセッサ１０４が単に前記格納された情報を処理する構成の形態にあり、したがって指定されたスケジューリング指示に基づいて前記アクチュエータを起動する。前記スケジューリング指示は、用いられるアクチュエータのタイプ（例えば、ＥＲＭ、ＬＲＡ、ピエゾエレクトリック、など）、前記アクチュエータによって出力される所望の最大の及び最小の大きさ、前記アクチュエータが動作する電圧及び周波数、出力される触覚効果のタイプ（例えば振動、ポップ、クリックなど）、及び前記アクチュエータの全体的な動作特性（例えば重い或いは軽いアクチュエータなど）に基づいている。

【0033】

一具現化例にあって、アクチュエータ１１２の特定の動作特性はプロセッサ１０４に知られている。プロセッサ１０４には、アクチュエータがストップされた位置から、供給された電圧及び電流に基づいて所望された大きさ及び周波数まで、どのくらいの長さ加速するのかという情報が提供される。さらに、メモリ１０６は、アクチュエータ１０２を最大動作大きさ及び周波数からストップされる位置に戻すのにどのくらいの長さ減速するのかに関する情報も格納している。一具現化例にあって、電流のタイプ（すなわち、ＡＣ対ＤＣ）に基づいてアクチュエータ１１２の加速及び減速時間が既に知られ、メモリ１０６にデータ或いはプロセッサによって読まれ、つまりアクチュエータに提供される指示として、格納される。例えば、一具現化例にあって、メモリ１０６は、アクチュエータ１１２−１１６に関連する一つ以上の特性を含む。一具現化例にあって、前記アクチュエータ特性は、前記複数のアクチュエータに関する、スタートアップ時刻、ストップ時刻、最小及び最大周波数、最大大きさ、共振周波数、触覚効果のタイプ、動作軸、或いは電力消費のような複数のパラメータを含む。プロセッサ１０４は、その後、どのアクチュエータに、どのくらいのアクチュエータを、一つ以上の触覚効果を生成させるために起動するのかを判断するために前記アクチュエータ特性にアクセスする。

【0034】

図６は、一具現化例に対応したシステムにおける二つのアクチュエータによって出力されるスケジュールされた触覚効果を例示するグラフを示す。図６に示すように、上のグラフ３００は第１のアクチュエータ１１２によって出力されるパルス化された触覚効果を例示し、下のグラフ４００は第２のアクチュエータ１１４によって出力されるパルス化された触覚効果を例示している。図６に示すように、発生する触覚効果或いは判断される触覚領域に応じてプロセッサ１０４はその命令信号をアクチュエータ１１２に、そのアクチュエータが動作をスタートする時刻ｔ_０にて送信する。この具現化例に示されるように、入力命令信号は、プロセッサ１０４がその命令信号を時刻ｔ_Ａ１にて終わらせる矩形波信号である。その時刻ｔ_Ａ１はｔ_１の前に生じる。この具現化例にあって、前記プロセッサ１０４は、時刻ｔ_Ａ１をメモリに格納されたアクチュエータパラメータに基づいて判断する。例えば、一具現化例にあって、前記プロセッサ１０４は、アクチュエータ１１２、１１４のために、一つのアクチュエータ信号が新しい信号がスタートされるまえに終わらせられた後、待つための最小の合計時間を判断するためにストップ時間のパーセンテージを判断する。

【0035】

具現化例にあって、前記プロセッサ１０４は、同一タイプの触覚効果をスタートする前に、アクチュエータ信号が終わらされる後、待つための合計時間を判断する。例えば、一具現化例にあって、一つのデバイスはＥＲＭアクチュエータ、ＤＣモータ、ピエゾ電気アクチュエータ、ＬＲＡｓなどのような複数の異なるタイプのアクチュエータを含んでもよい。そのような具現化例にあって、プロセッサは振動効果或いはねじれ効果に関係なく出力される手触り効果を引き起こしてもよい。そのような具現化例にあって、プロセッサ１０４は、第１の触覚効果が出力されて実質的に同時に第２の触覚効果が、それら二つの触覚効果が干渉せずに、待ち時間がないことが要求されることを判断する。

【0036】

時刻ｔ_A1あたりで、アクチュエータ１１２はユーザが知覚できる認識可能な触覚効果がないような大きさに減速する。一具現化例にあって、アクチュエータ１１２は時刻ｔ_A1あたりで0の大きさに減速する。いくつかの具現化例にあって、異なる入力命令信号又はアクチュエータ信号が矩形波とは別のものを用いる。例えば、アクチュエータ信号は、２００５年１１月３０日に提出された、「振動触覚効果を発生する共振デバイスを制御するシステム及び方法」という名称のその全体が本出願に参照として組み込まれている米国特許番号7,639,232に開示されているような高い忠実度の触覚効果を提供するためのアクチュエータを加速或いは減速するように発生される。

【0037】

時刻ｔ１で、プロセッサ１０４は、アクチュエータ１１４がその動作をスタートし、さらに最大の大きさに加速させる入力命令信号をアクチュエータ１１４に送信する。この具現化例に示されるように、前記命令信号は矩形波信号であり、プロセッサ１０４が時刻ｔ_B1にてその矩形波信号を終わらせる前記命令信号であり、それによって時刻ｔ_B1は時刻ｔ２の前に生じる。時刻ｔ_B1付近で、アクチュエータ１１４はプロセッサ１０４が次のアクチュエータが作動されるかもしれないことを判断するために充分減速する。例えば、この具現化例にあって、プロセッサ１０４は、メモリ内にアクチュエータ１１４のパラメータとして格納されるストップ時刻の一部を判断する。一具現化例にあって、アクチュエータ１１４は、時刻ｔ_B1あたりで完全にストップするか、ほとんどストップする。いくつかの具現化例にあって、プロセッサ１０４は、次のアクチュエータ１１２が作動する前に所定時間遅延する。その後、プロセッサ１０４は、アクチュエータ１１２に時刻ｔ２で動作をスタートするように命令する。複数のアクチュエータからのこの交互の出力パターンは、以前の触覚効果からのパルスが次のパルスが知覚される前に充分に減衰される感覚をユーザに提供するための時差のある仕様にて動作するように前記アクチュエータがスケジュールされているので、ユーザによって知覚されるとき明瞭に認識される分離の触覚効果を発生することができる。いくつかの具現化例にあって、単一のアクチュエータは１０Hzあたりよりも高い周波数でのこの結果を達成できないかもしれないと考えられているが、複数のアクチュエータのスケジューリングが高い周波数でその結果を達成する。

【0038】

他の具現化例にあって、ＱＷＥＲＴＹキーボードは、約６ミリメータ幅のキーを有する。プロセッサ１０４がユーザの指（或いはスタイラス）が特定のキーの一つの境界上に位置していることを示すセンサに応じて触覚効果を出力することを単一アクチュエータに命令する。別の具現化例にあって、ユーザの指が１秒に７キーというレートで、連続したキー（特に、キー「ｚ」から「ｍ」）を横切って走る。１秒に７キーというレートでは、アクチュエータは、１秒毎に約１４キー境界（或いは境界毎に７１．４ミリ秒）で伝達する、７０ｍｓ毎に１キー境界のオーダで触覚効果を出力することが要求される。触覚領域のそれぞれのために、振動を出力するために仕事が課される単一のアクチュエータは、連続した、或いはほとんど連続した振動を発生するので、ユーザはキーの境界の間のいかなる区別も知覚しない。このため、単一のアクチュエータは、次のパルスが出力される前に完全にストップする時間を有しない。

【0039】

キー境界での明瞭な、はっきりしたさらには識別可能な触覚効果はもちろん、適切な触覚効果をトリガリングするのを保証するため、複数のアクチュエータがこの触知情報を提供するのに触覚効果を連続的に出力するために用いられる。センサ１１０が「shift」キー（図５参照）の左側境界２０２を越えるユーザの入力を検出すると、プロセッサ１０４は第１の命令信号をアクチュエータ１１２に供給する。つまり、センサ１１０が「shift」キーの右側境界２０４を越えるユーザの入力を検出すると、プロセッサ１０４は第２の命令信号をアクチュエータ１１４に供給する。同じように、センサ１１０がキー「ｚ」の左側境界をユーザの指による入力が越えるのを感知すると、プロセッサ１０４は第３の命令信号をアクチュエータ１１２に供給する。複数のアクチュエータ１１２、１１４の間の交互のパターンは、ユーザによって区別されることができる限定的で明瞭な触覚効果を作りだす。

【0040】

単一のアクチュエータ（アクチュエータ１１２のような）は、トリガする触覚効果及び／又は触覚領域の間の時間の長さが、アクチュエータが完全なストップ或いは少なくともユーザに知覚されない大きさへの減速に達するのを要求される時間の長さより長いとき、複数の触覚効果を出力するために用いられてもよいのにも留意されたい。しかし、いくつかの具現化例にあって、プロセッサ１０４は、トリガする触覚効果及び／又は触覚領域の間の時間の長さがアクチュエータが完全なストップ或いは少なくともユーザに知覚されない大きさへの減速に達するのを要求される時間の長さより短いとき、複数のアクチュエータ（例えば、２、３、或いはそれよりも多い）を連続的に起動する。必要な時間長さは、動作するパラメータ、及びアクチュエータに供給される電流及び電圧量はもちろん、用いられるアクチュエータのタイプに基づいている。

【0041】

アクチュエータによって作り出される触覚効果は、スタート及びストップ時刻はもとより電流、電圧及び周波数に依存して変動する。そのような触覚効果は、制限されるものではないが、振動、パルス、ポップ、クリック、ダンピング特性、及び手触りの変化を含む。一具現化例にあって、複数のアクチュエータは、異なるアプリケーション用に異なる触覚効果を発生するために用いられる。例えば、二つのアクチュエータは、前述したように、グラフィカルオブジェクト（例えば、キーボードキー）の境界を越えるユーザの指或いはスタイラスに依存して振動或いはポップを提供するように構成される。加えて、タッチ感応部品に結合される一つ以上のアクチュエータは、ユーザが手触りの触覚効果を生成する境界内で検出されるときに、起動される。

【0042】

一具現化例にあって、前記アクチュエータは、連続的なＤＣ電圧を用いて駆動される偏芯回転質量（ＥＲＭ）アクチュエータであり、前記ＥＲＭアクチュエータはプロセッサによって前記触覚効果を出力するため、及び低周波数にて相対的に短いスタート時刻及びストップ時刻を達成するためにパルス化される。しかし、比較的高い周波数（すなわち、＞５０Ｈｚ）での動作にあって、前記ＥＲＭアクチュエータの反応、特に所望される大きさに十分であるように迅速に加速及び減速するための能力は、前述された明瞭な触角効果を作り出すために必要とされるよりも遅くてもよい。与えられる一定のＤＣ駆動電圧のため、前記アクチュエータの反応は、所定の大きさ及び周波数である。つまり、ＤＣ駆動電圧の大きさを増加することは、それに比例して、大きな大きさ及び高い加速度を伴う加速反応という結果となる。同じ意味で、ＤＣ駆動電圧の大きさを低減することは、比例して小さな大きさ及び低減速を伴う減速反応という結果になる。

【0043】

例えば、ＥＲＭアクチュエータは、明瞭かつはっきりしている振動であり、前記アクチュエータにＤＣ電圧のみを適用するプロセッサに依存し、１２０Ｈｚで０．４Ｇｐｐの大きさを有する振動を、生成することができないかもしれない。ＤＣモードのみで前記アクチュエータを駆動する代わりに、プロセッサ１０４はＡＣ信号を前記アクチュエータに供給し、それにより前記アクチュエータは、前記入力信号と同じ周波数を有する加速特性にて駆動信号に反応する。これは、一般的なＤＣ駆動ＥＲＭアクチュエータよりもかなり高い加速反応を有するＥＲＭアクチュエータをもたらす。このＡＣ（両極）モードにて前記アクチュエータをオーバードライブする技術は、前記周波数領域でのアクチュエータの帯域を大幅に改善する。前記アクチュエータは、これにより、前記ＡＣ及びＤＣ入力信号を重ねることによって特定の大きさ及び加速にて異なる振動効果を発生することができる。

【0044】

ＡＣモードにて複数アクチュエータを用いる主要な利点は、全体的なシステムが重ね合わせの原理を達成することができることである。各入力信号が異なる周波数及び大きさのパラメータを有する、二つの異なる入力信号を複数のアクチュエータに適用することは、それらの周波数及び比例した大きさを有する振動効果という結果をもたらす。単一のアクチュエータは、単一のアクチュエータがＡＣモードで駆動されるときにそのような高い周波数が得られるように元々意図されていないから、重ね合わせ効果を発生することができない。この重ね合わせの原理は、高忠実度の振動フィードバック（手触り、ポップ及び振動も同時に）を発生するときに重要である。

【0045】

前述のアクチュエータはＥＲＭアクチュエータではあるが、前記アクチュエータは線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）でもあってもよい。前記ＬＲＡは、質量が一次の方向で前後に線形に作動される共振質量スプリングシステムを有するＤＣモータである。前記ＬＲＡは、例えば１７５Ｈｚのような特定の周波数にて高加速反応を発生することができる。しかし、他の周波数にて、前記加速は同じ入力大きさで０に近い。しかし、前記入力信号の大きさがそのような領域、つまり前記反応が弱くなる領域で増加すると、結果的に得られる加速は良好な振動効果を提供できるに充分な強さであり、駆動信号の大きさに依存する大きさを伴う。いくつかの具現化例では、他のタイプのアクチュエータが用いられてもよい。例えば、精密で高度なジェルアクチュエータは、キーボード上のキーのような、タッチスクリーンによって示されるオブジェクトに対応する、タッチスクリーン上の手触り或いは物理的境界を提供するために用いられてもよい。

【0046】

前述したように、本発明のいくつかの具現化例は、複数の異なるタイプのアクチュエータを備えてもよい。例えば、一具現化例にあっては、アクチュエータ１１２−１１６は、ＥＲＭ或いはＬＲＡアクチュエータ及びピエゾ電気アクチュエータを備えてもよい。以前に留意したように、ピエゾ電気アクチュエータは、ＥＲＭ或いはＬＲＡとは異なるタイプの触覚効果を提供する。例えば、ピエゾ電気アクチュエータは、小さな大きさの効果を提供するが、効果が出力される広い周波数の範囲を有する。いくつかの具現化例にあって、ピエゾ電気アクチュエータは、触覚効果をタッチスクリーンに適用するのに適切である。

【0047】

一具現化例にあって、メモリ１０６は各アクチュエータ１１２−１１６に関連するパラメータを含んでもよい。そのような具現化例にあって、メモリ１０６は、最小及び最大動作周波数、最小及び最大動作マグニチュード（大きさ）、スタートアップ及びストップ時刻、さらには動作軸のような、各アクチュエータについてのパラメトリック（媒介変数）な情報を備える。例えば、この具現化例にあって、ＥＲＭアクチュエータは、約１００及び３００Ｈｚの最小及び最大動作周波数をそれぞれ有し、ピエゾ電気アクチュエータは１００から２５，０００Ｈｚの最小及び最大動作周波数を有する。

【0048】

この具現化例にあって、プロセッサ１０４は、振動触覚効果が約２００Ｈｚで出力されることを判断し、２００Ｈｚで振動を生じさせるように構成される第１のアクチュエータ信号を発生する。前記アクチュエータパラメータ情報の少なくとも一部に基づいて、前記プロセッサ１０４は、ＥＲＭアクチュエータの一つを選択する。前記プロセッサ１０４は、その後、前記第１のアクチュエータ信号を前記選択されたＥＲＭアクチュエータに送信する。前記プロセッサ１０４は、手触り触覚効果が約２５，０００Ｈｚで出力されることを判断し、２５，０００Ｈｚで振動を生じさせるように構成される第２のアクチュエータ信号を発生する。前記アクチュエータパラメータ情報の少なくとも一部に基づいて、前記プロセッサ１０４は、ピエゾ電気アクチュエータの一つを選択する。前記プロセッサ１０４は、その後、前記第２のアクチュエータ信号を前記選択されたピエゾ電気アクチュエータに送信する。この具現化例にあっては、前記二つの触覚効果がおおよそ同じ時刻に出力されてもよい。したがって、前述されたアクチュエータの順番の並びは、実行を必要とされない。しかし、複数の触覚効果が迅速に続いて出力されると、前記プロセッサ１０４は前記第１のアクチュエータ信号を、本発明の具現化例に係る二つのＥＲＭアクチュエータに交互に出力する。

【0049】

前述の開示された具現化例はＥＲＭ及びピエゾ電気アクチュエータの組み合わせであるが、他のアクチュエータの組み合わせが用いられてもよい。例えば、一具現化例にあって、ＥＲＭとＬＲＡアクチュエータの組み合わせが用いられてもよい。例えば、個別或いは同時に作動される異なるサイズの複数のＥＲＭ或いはＬＲＡアクチュエータは、広い範囲の振動周波数を提供するために含まれてもよい。そのような具現化例にあって、メモリ１０６は、最小及び最大動作周波数、最小及び最大動作マグニチュード、スタートアップ及びストップ時刻、及び動作軸を含む、各アクチュエータに関連するパラメータを含む。前記パラメータは、前記それぞれのアクチュエータが前記特徴を有するならば、さらに各アクチュエータに関連する共振周波数を備える。したがって、前記プロセッサ１０４は、所望される触覚効果を発生するために適切な一つのアクチュエータ又は複数のアクチュエータを選択する。

【0050】

ピエゾ電気及びＥＲＭアクチュエータの組み合わせの各具現化例にて考察したように、前記プロセッサ１０４は出力される触覚効果に基づいた適切な一つのアクチュエータ或いは複数のアクチュエータ、及び各アクチュエータを特定するパラメータを選択する。いくつかの具現化例にあって、前記プロセッサ１０４は、さらに、前記アクチュエータが使用状態かもうストップしたかというようなアクチュエータの動作状態に基づいて一つのアクチュエータを選択してもよい。

【0051】

図７を参照すると、図７は電子デバイスにおけるアクチュエータの触覚帯域を増加するための触覚効果を出力する方法に基づいたフローチャートを例示する。特に、ステップ５０２にて、前記プロセッサには、触覚イベントが発生したか否か（例えばビデオゲームにて衝突）及び／又は触覚効果が選択されたか否か（例えば、ユーザの指或いはスタイラスが表示されたキーの境界を越えて動いた）情報が提供される。この情報は、センサ１１０から供給されるか、及び／又は前記プロセッサによって駆動されるソフトウェアから供給されるか、分離されているホストコンピュータから供給される。触覚効果が出力されることが前記プロセッサ１０４に認識されたことに応じて、前記プロセッサ１０４は、ステップ５０４にて、所定のスタート及びストップ時刻で入力命令信号を前記第１のアクチュエータに供給する。この後、前記プロセッサ１０４は、入力命令信号をステップ５０６にて所定のスタート及びストップ時刻で前記第２のアクチュエータに供給すると、前記第２のアクチュエータのスタート時刻は第１のアクチュエータへの前記入力命令信号のストップ時刻の後まで生じない。いくつかの具現化例にあって、この処理は、ステップ５０６のように、所定の時間長さで、前記第１及び第２のアクチュエータ１１２、１１４の間で繰り返される。

【0052】

プロセッサ１０４は、ステップ５０８のように、所定の時間長さが過ぎると、触覚イベント及び／又は触覚領域が依然として起動されているか、つまり対話が依然として生じているのかを確認する。前記所定の時間長さで、触覚イベントを引き起こしている対話が依然として生じているのであれば、プロセッサ１０４はアクチュエータ間で、ステップ５０４のように、交互に動作する。言い換えると、前記所定の時間長さが終わるとき、前記対話が終わると、プロセッサ１０４はステップ５１０のように入力命令信号を終わらせる。前記対話が前記時間長さの終了前に止まると、プロセッサ１０４が、出力された触覚効果を止めるために前記入力命令信号の前記アクチュエータへ早まって終わらせることをプロセッサ１０４が告知されることが予想できる。

【0053】

図８を参照すると、図８は電子デバイスにおけるアクチュエータの触覚帯域を増加するための触覚効果を出力する方法に基づいた他のフローチャートを例示する。図７及び８の方法は完全に或いは部分的に合成されることができ、さらに方法は相互に排他的ではないことに留意すべきである。図７に示されるように、前記プロセッサは、二つ以上の明瞭な触覚効果が、ステップ６０２に示されるように、触覚効果が要求されるアクションが結果として出力されるか否かを判断する。二つの明瞭な触覚要求よりも少ない触覚要求が判断されると、プロセッサ１０４は単一のアクチュエータのみに触覚効果を出力することを図８のステップ６０４に示すように指示する。再び、この判断は、特定のアクションのために割り当てられた触覚効果はもちろんのこと、センサ情報及び／又はソフトウェアの指示に基づいている。例えば、衝突のために指定された触覚効果が単一の振動であるところの表示が生じると、プロセッサ１０４は振動を起こすために一つのアクチュエータのみに振動を出力するために指示を出す。プロセッサが一つのアクチュエータを同時に、順番に、選択したときに、ステップ６０４は任意であることに留意すべきである。

【0054】

しかし、二つ以上の明瞭な触覚効果が前記触覚イベント／触覚領域に基づいて生成されるのが判断されると、触覚効果が明瞭ではなくさらにユーザに個別に識別されないように、前記複数のアクチュエータがある周波数及び大きさで動作されるか否かが判断される。図８のステップ６０６に示されるように単一のアクチュエータのみが用いられると、二つ（あるいは以上）の触覚効果は、異なるタイプのアクチュエータが用いられるであるように（例えば、ＥＲＭ及びピエゾ電気）、異なるタイプのものである。例えば、前記入力命令信号の周波数及び大きさに基づいて、最大の大きさに再度加速することが要求される前に、ＥＲＭアクチュエータがわずかな大きさ、或いはメモリ１１４に格納されたアクチュエータ特性のストップ時刻の充分なパーセンテージに減速できないと、結果的に得られる触覚効果は、前述されたように弱々しく不明瞭に感じる。つまり、そのような場合、プロセッサ１０４は、ステップ６０８に示されるように、複数のアクチュエータに入力命令信号を送信し、図７に示される具現化例のように、クリア、明瞭、及び識別可能な触覚効果をアクチュエータから出力するように、それによって前記入力命令信号は交互の仕様にてアクチュエータを選択的に起動する。対照的に、アクチュエータ及び触覚効果の特徴を記述するパラメータに基づいて単一のアクチュエータにより複数の効果が出力されることが判断されると、プロセッサ１０４は前記触覚効果に基づいて入力命令信号を発生し、前記入力命令信号を前記触覚効果を出力するために一つのアクチュエータのみに供給する。いくつかの具現化例にあって、プロセッサ１０４はこれらの判断を実時間にて行う。しかし、いくつかの具現化例にあって、割り当てられた各触覚効果は、メモリ１０６に格納された周波数、大きさ、スタート及びストップ時刻データ、アクチュエータのパラメータ及び単一或いは複数のアクチュエータが出力されるのかという命令とともに、メモリ１０６に格納されており、プロセッサ１０４はその命令を容易に処理し、さらにどのアクチュエータを起動するかを命令することができる。再度、この判断は、特定のアクション用に割り当てられた触覚効果と同様に、メモリ１０６に格納されたセンサ情報、アクチュエータパラメータ、及び／又はソフトウェアの命令に基づいている。例えば、衝突用の指定された触覚効果が単一の振動であるとき、ディスプレイ上で生じるように、プロセッサ１０４は前記単一の振動を出力するために一つのアクチュエータに命じる。

【0055】

他の具現化例にあって、プロセッサ１０４は、複数の触覚効果が出力される触覚効果のタイプに基づいて複数のアクチュエータによって出力される。例えば、ステップ６００にて、プロセッサ１０４は、振動の触覚効果が仮想キーボード上のキーの端部に接触するユーザに基づいて出力され、手触りの触覚効果がキーボードの感覚をシミュレートするために出力されるべきことを判断する。そのような具現化例にあって、ステップ６０２にて、プロセッサ１０４は、複数の触覚効果が出力されるのを判断し、さらに方法はステップ６０６に進む。

【0056】

ステップ６０６にあって、プロセッサはどの効果が出力されるのかを判断し、判断によってどのアクチュエータが触覚効果を出力できるのかを判断する。例えば、一具現化例にあって、手触り効果は、約２０ＫＨｚよりも大きな周波数で振動を出力すること、及び振動の大きさを調整すること、最大の大きさのパーセンテージとして振動の大きさを設定すること、或いは、サイン波或いは他の周期的或いは非周期的な波形のような、第２の信号に係る大きさを変更することによって出力される。例えば、一具現化例にあって、振動の大きさは触覚領域の０％外側に設定され、さらに触覚領域内の接触のため５０％或いは１００％に設定される。一具現化例にあって、第２の或いは変調された周波数は、２０ＫＨｚの振動の大きさが０から１００％にて１０Ｈｚのレートで変化するように、１０Ｈｚの周波数を有する。いくつかの具現化例にあって、１００Ｈｚ、５００Ｈｚ、或いは１０００Ｈｚのような、それよりも高い変調周波数が用いられてもよい。プロセッサ１０４は、各アクチュエータに関連するメモリ１０６に格納されたパラメータを分析する。前記パラメータに基づいて、プロセッサ１０４はＥＲＭアクチュエータがそのような触覚効果を生成することができないと判断する。それゆえ、プロセッサ１０４は、ピエゾ電気アクチュエータが前記手触りの効果を出力するために選択されるべきであると判断する。

【0057】

同様に、仮想キーボード上のキーの端部を示す振動は、例えば２００Ｈｚのような約１００−３００Ｈｚの間の、ハイマグニチュードの振動周波数を有する。そのような場合にあって、プロセッサ１０４は触覚効果を出力するためにＥＲＭアクチュエータを選択する。プロセッサ１０４は、さらに複数の振動効果が出力され、複数のＥＲＭアクチュエータが用いられることを、前述した技術を用いることによって、判断する。各触覚効果に関連するのはどのアクチュエータかを判断したのち、ステップ６０８に進む。

【0058】

ステップ６０８にあって、手触り効果を生成するために、プロセッサは約２０ｋＨｚより大きい周波数で振動を引き起こすように構成される第１のアクチュエータ信号を発生する。プロセッサは２００Ｈｚで振動を引き起こすように構成される第２のアクチュエータ信号も発生する。プロセッサは、その後、第１のアクチュエータ信号をピエゾ電気アクチュエータに、第２のアクチュエータチュエータ信号をＥＲＭアクチュエータに送信する。一具現化例にあって、プロセッサ１０４は、第２のアクチュエータ信号を複数のＥＲＭアクチュエータに前述したように交互に送信する。

【0059】

本明細書の方法及びシステムは、様々な機械上で実行されるソフトウェアということで記載されたが、前記方法及びシステムは、様々な方法を特に実行するためフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のような、特別に構成されたハードウェアにて実行されてもよい。例えば、図１及び２を参照すると、具現化例は、ディジタル電子回路にて、或いはコンピュータのハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、或いはそれらの組み合わせにて実行されてもよい。一具現化例にあって、コンピュータは一つのプロセッサ或い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ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなコンピュータ読取可能媒体を備える。プロセッサは、画像を編集するために一つ以上のコンピュータプログラムを実行するように、メモリに格納されたコンピュータ実行可能なプログラム命令を実行する。そのようなプロセッサは、マイクロプロセッサ、デジタル信号処理（ＤＳＰ）、専用集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、及びステートマシンを含む。そのようなプロセッサは、ＰＬＣｓ、プログラマブルインタラプトコントローラ（ＰＩＣｓ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤｓ）、プログラマブルリードオンリィメモリ（ＰＲＯＭｓ）、電気的プログラマブルリードオンリィメモリ（ＥＰＲＯＭｓ或いはＥＥＰＲＯＭｓ）などのようなプログラマブル電気デバイスをさらに含む。

【0060】

そのようなプロセッサは、例えば、プロセッサによって実行されるときに、本明細書に記載されたステップを、プロセッサによって実行され、アシストされる、命令を格納するコンピュータ読取可能な媒体を備える。コンピュータ読取可能な媒体の具体例は、制限されるものではないが、電気的、光学的、磁気的、或いはコンピュータ読取可能な命令を、ウェブサーバにおけるプロセッサのようなプロセッサに提供することのできる他のストレージ媒体を含む。媒体の他の具体例は、制限されるものではないが、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、コンピュータに適するように構成されたプロセッサ、全ての光学媒体、全ての磁気テープ或いは他の磁気媒体、コンピュータプロセッサが読み出すことのできる他のいかなる媒体であってもよい。説明されてきたプロセッサ及び処理は、一つ以上の構成であり、一つ以上の構成を通して分散されてもよい。プロセッサは、本明細書にあって説明される一つ以上の方法（或いは方法の一部）を実行するためのコードを含んでもよい。

【0061】

本発明のいくつかの具現化例の前述の説明は、例示及び説明の目的のみで行われてきたものであり、網羅的なことを意図しても、あるいは説明された明確な仕様に発明を制限することを意図したものでもない。多くの変更と適用が、本発明の思想及び範囲からはずれることなく、当業者によって適切に理解されるであろう。

【0062】

「一具現化例」或いは「一つの具現化例」として本明細書での参照は、前記具現化例に関連して説明された、特別な特徴、構造、動作、或いは他の特徴が本発明の少なくとも一つの実装に含まれることを意味している。本発明は、そのように記述された特定の具現化例を制限するものではない。本明細書の様々な箇所における、「一つの具現化例にあって」或いは「一具現化例にあって」というフレーズの記載は、同一の具現化例を必ずしも参照するものではない。本明細書にあって「一つの具現化例」として説明される、いかなる特別な特徴、構造、動作、或いは他の特徴は、いくつかの他の具現化例に関して記述されている他の特徴、構造、動作或いは他の特性に組み合わされる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】