特許 6954989 材料を作動させるための触覚システム

(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】6954989

(24)【登録日】2021年10月4日

(45)【発行日】2021年10月27日

(54)【発明の名称】材料を作動させるための触覚システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20211018BHJP

   G06F 3/0484 20130101ALI20211018BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/01 560

   G06F3/0484 120

【請求項の数】19

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2019-503273(P2019-503273)

(86)(22)【出願日】2017年7月21日

(65)【公表番号】特表2019-527431(P2019-527431A)

(43)【公表日】2019年9月26日

(86)【国際出願番号】US2017043374

(87)【国際公開番号】WO2018018003

(87)【国際公開日】20180125

【審査請求日】2020年6月11日

(31)【優先権主張番号】62/365,960

(32)【優先日】2016年7月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592051453

【氏名又は名称】ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】ボーランガー， アダム

(72)【発明者】

【氏名】ヴァーベック， ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】ディ センソ， ダヴィデ

(72)【発明者】

【氏名】マルティ， ステファン

【審査官】 星野 裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０２８７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３０１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６５７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２８４４８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２２２３１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３２０４０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１０−５１８５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１８７９７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｆ ３／０４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

共振面上にインターフェースを生成するためのシステムであって、前記システムは、
１つまたは複数の命令を記憶するメモリと、
プロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記１つまたは複数の命令を実行して、
インターフェース要素のセットに対応する共振パターンを判断することと、
前記共振面上に前記共振パターンを作成する触覚出力を生成するように１つまたは複数の触覚出力デバイスを構成することと
を実行するように構成され、
前記共振面は、複合表面を含み、前記複合表面は、非共振材料が組み入れられている共振材料を含む、システム。

【請求項2】

前記プロセッサはさらに、
前記共振面上に作成された前記共振パターンとの相互作用に対応する相互作用データを受信することと、
前記相互作用データを解析して、前記インターフェース要素のセットの少なくとも１つと関連付けられた入力イベントを判断することと
を実行するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記プロセッサはさらに、前記１つまたは複数の命令を実行して、１つまたは複数の制御ユニットからインターフェースデータを受信するように構成され、前記インターフェースデータは、前記共振面上に作成するためのインターフェースのタイプを指示し、前記インターフェース要素のセットは、前記インターフェースのタイプに対応する、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記プロセッサはさらに、前記１つまたは複数の命令を実行して、前記共振パターンを作成する前記共振面上の場所を選択するように構成される、請求項２に記載のシステム。

【請求項5】

前記プロセッサはさらに、前記１つまたは複数の命令を実行して、前記場所において前記共振面上に触覚出力ホットスポットを生成するように前記触覚出力デバイスを構成することによって前記触覚出力を生成するように前記１つまたは複数の触覚出力デバイスを構成するように構成される、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記プロセッサはさらに、前記１つまたは複数の命令を実行して、前記共振面上にせん断力を加えるために前記触覚出力ホットスポットを生成するように前記１つまたは複数の触覚出力デバイスを構成することによって前記共振面上に前記触覚出力ホットスポットを生成するように構成され、
前記せん断力に応答して、前記共振面は、前記共振パターンを生成するように共振する、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記共振パターンは、前記共振面の形状、及び前記共振面の触感のうちの少なくとも１つの変化を含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記プロセッサはさらに、前記１つまたは複数の命令を実行して、前記複合表面上に触覚出力を生成するように前記１つまたは複数の触覚出力デバイスを構成することによって前記共振面上に前記共振パターンを作成する前記触覚出力を生成するように前記１つまたは複数の触覚出力デバイスを構成するように構成され、
前記触覚出力は、前記複合表面に含まれる前記共振材料を共振させ、
前記共振材料を共振させることによって、前記複合表面における前記共振材料上に前記共振パターンが生成され、
前記複合表面における前記共振材料上の前記共振パターンは、前記複合表面上に広範囲の共振パターンを生成する、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記プロセッサはさらに、前記１つまたは複数の命令を実行して、ある時間間隔後に前記触覚出力を生成することをやめるように前記触覚出力デバイスを構成するように構成され、前記共振パターンは、前記時間間隔後に前記共振面上に残る、請求項２に記載のシステム。

【請求項10】

前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、超音波変換器デバイスを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

共振面上にインターフェースを生成するためのシステムであって、前記システムは、
インターフェース要素のセットに対応する共振パターンを判断することと、
前記共振面上に前記共振パターンを作成する触覚出力を生成することと
を実行するように構成される１つまたは複数の触覚出力デバイスを含み、
前記共振面は、複合表面を含み、前記複合表面は、非共振材料が組み入れられている共振材料を含む、システム。

【請求項12】

前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、超音波変換器デバイスを含む、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、１つまたは複数の制御ユニットからデータを受信するように構成され、前記データは、前記共振面上に作成するためのインターフェースのタイプを指示し、前記インターフェース要素のセットは、前記インターフェースのタイプに対応する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項14】

前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、前記共振パターンを作成する前記共振面上に触覚出力ホットスポットを生成するように構成される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項15】

前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、前記共振面上に第２の共振パターンを作成する第２の触覚出力を生成するように構成され、前記第２の共振パターンは、形状、サイズ、触感、及び密度のうちの１つまたは複数において前記共振パターンと異なっている、請求項１１に記載のシステム。

【請求項16】

前記第２の共振パターンは、前記共振パターンとの相互作用に応答して生成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

共振面上にインターフェースを生成するための方法であって、前記方法は、
インターフェース要素のセットに対応する共振パターンを判断することと、
前記共振面上に前記共振パターンを作成する触覚出力を生成するように１つまたは複数の触覚出力デバイスを構成することと
を含み、
前記共振面は、複合表面を含み、前記複合表面は、非共振材料が組み入れられている共振材料を含む、方法。

【請求項18】

前記共振面上に作成された前記共振パターンとの相互作用に対応する相互作用データを受信することと、
前記相互作用データを解析して、前記インターフェース要素のセットの少なくとも１つと関連付けられた入力イベントを判断することと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記共振パターンは、前記共振面の形状、及び前記共振面の触感のうちの少なくとも１つの変化を含む、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１６年７月２２日出願の米国特許仮出願第６２／３６５，９６０号の利益を主張するものである。

【0002】

実施形態の分野
さまざまな実施形態は、一般的に、ヒューマンマシンインターフェースに関し、より具体的には、材料を作動させるための触覚システムに関する。

【背景技術】

【0003】

関連技術の説明
インターフェースは、ユーザエクスペリエンス設計、スマートデバイス設計、周辺デバイス設計、及びマルチデバイス設計を含む、さまざまな技術分野全体を通して普及している方法で実装される。操作時に、インターフェースは、２つ以上のエンティティまたはデバイスの間の情報の転送を容易にする。例えば、入力／出力インターフェースは、１つまたは複数のセンサと１つまたは複数の処理ユニットとの間のデータ及び制御信号の転送を加減することが可能である。さらに、インターフェースは、ユーザとコンピュータまたはマシンとの間の情報の転送を加減してもよい。このようなインターフェースはヒューマンマシンインターフェースと呼ばれる。

【0004】

従来、ヒューマンマシンインターフェースは、表示装置、ヘッドアップディスプレイ、及び音声警報などを含む、ユーザに対して情報を送出するためのさまざまなタイプの出力要素を含む。ヒューマンマシンインターフェースはまた、ボタン、スライダ、ハンドル、及びタッチスクリーンなどのさまざまなタイプの入力要素を含んでもよい。典型的には、ユーザは１つまたは複数の出力要素を介して通知を受信する。ユーザは次いで、１つまたは複数の入力要素の位置を調節することによってその通知に応答することが可能である。例えば、音声警報は、ナビゲーションデバイスがオンになる時生成可能である。ユーザは、次いで、ナビゲーションデバイスに含まれるタッチスクリーン上に表示される仮想キーボード上に目的地を手動で入れることができる。

【0005】

これらのタイプの従来のインターフェースの１つの欠点は、これらの限定されたコンフィギュアビリティである。とりわけ、従来のインターフェースは、デバイスに組み込まれる利用可能なタイプの出力要素及び入力要素が限定されている。例えば、ナビゲーションデバイスは、入力要素としてタッチスクリーンを含む場合があるが、入力要素として物理キーボードを含まない場合がある。ユーザは、ある特定の１日の間に物理キーボードを使用することを選ぶ場合があり、他の１日の間に仮想キーボードを使用することを選ぶ場合がある。従来のタイプのインターフェースは物理インターフェース及び仮想インターフェース両方を含まない。さらに、タッチスクリーンレイアウト及び物理キーボードレイアウト両方を含むことは、これらのタイプのデバイスのサイズを増大させる場合がある。とりわけ、さらなる入力要素及び出力要素をサイズが制限されたデバイスに追加することによって、これらのタイプのデバイスはこれらの最大サイズ限度を超えることになり得る。さらに、単一のデバイスに冗長型のインターフェース要素を含むことはまた、このようなデバイスの製造コストを増大させる場合がある。

【0006】

前述の例証のように、インターフェースをより効果的に設計するための技法が有用であると思われる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の実施形態は、共振面上にインターフェースを生成するための方法を示している。方法は、インターフェース要素のセットに対応する共振パターンを判断することを含む。方法は、１つまたは複数の触覚出力デバイスが、共振面上に共振パターンを作成する触覚出力を生成するように構成することをさらに含む。

【0008】

さらなる実施形態は、とりわけ、上に示される技法を実装するように構成されるシステム及び非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を提供する。

【0009】

本明細書に説明される技法の少なくとも１つの利点は、ユーザが対象の方を見る必要なく、ユーザがインターフェースと対話できることである。それゆえに、ユーザ（例えば、ドライバ）は、道路から自身の視線を逸らすことなく、インターフェースと対話し、かつメニューにおけるオプションを選択することができる。さらに、共振面は、ユーザの視覚及び聴覚が追加の情報で圧倒されないように、ユーザと通信するための代替手段とすることができる。

【0010】

上に示される１つまたは複数の実施形態の記載された特徴が詳細に理解可能となるように、上で簡潔に要約された１つまたは複数の実施形態のより詳細な説明は、ある特定の具体的な実施形態を参照することによってなされ得るものであり、これら実施形態の一部は添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面が典型的な実施形態のみを示しているため、いかなるやり方でもこの範囲を限定するとみなされるものではなく、さまざまな実施形態の範囲について、他の実施形態も同様に包含することは留意されたい。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
共振面上にインターフェースを生成するためのシステムであって、
１つまたは複数の命令を記憶するメモリと、
前記１つまたは複数の命令を実行して、
インターフェース要素のセットに対応する共振パターンを判断するように、及び
１つまたは複数の触覚出力デバイスが前記共振面上に前記共振パターンを作成する触覚出力を生成するように構成するように構成されるプロセッサと、を備える、システム。
（項目２）
前記プロセッサは、前記共振面上に作成された前記共振パターンとの相互作用に対応する相互作用データを受信するように、及び、前記相互作用データを解析して、前記インターフェース要素のセットの少なくとも１つと関連付けられた入力イベントを判断するようにさらに構成される、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記プロセッサは、１つまたは複数の制御ユニットからインターフェースデータを受信するために前記１つまたは複数の命令を実行するようにさらに構成され、前記インターフェースデータは前記共振面上に作成するためのインターフェースのタイプを指示し、前記インターフェース要素のセットは前記インターフェースのタイプに対応する、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記プロセッサは、前記共振パターンを作成する前記共振面上の場所を選択するために前記１つまたは複数の命令を実行するようにさらに構成される、項目２に記載のシステム。
（項目５）
前記プロセッサは、前記触覚出力デバイスが、前記場所において前記共振面上に触覚出力ホットスポットを生成するように構成することによって、前記１つまたは複数の触覚出力デバイスが前記触覚出力を生成するように構成するために前記１つまたは複数の命令を実行するようにさらに構成される、項目４に記載のシステム。
（項目６）
前記プロセッサは、前記１つまたは複数の触覚出力デバイスが、前記共振面上にせん断力を加えるために前記触覚出力ホットスポットを生成するように構成することによって、前記共振面上に前記触覚出力ホットスポットを生成するために前記１つまたは複数の命令を実行するようにさらに構成され、前記せん断力に応答して、前記共振面は前記共振パターンを生成するように共振する、項目５に記載のシステム。
（項目７）
前記共振パターンは、前記共振面の形状、及び前記共振面の触感のうちの少なくとも１つの変化を含む、項目６に記載のシステム。
（項目８）
前記共振面は複合表面を含み、前記複合表面は共振材料及び非共振材料を含む、項目２に記載のシステム。
（項目９）
前記プロセッサは、前記１つまたは複数の触覚出力デバイスが前記複合表面上に触覚出力を生成するように構成することによって、前記１つまたは複数の触覚出力デバイスが前記共振面上に前記共振パターンを作成する前記触覚出力を生成するように構成するために前記１つまたは複数の命令を実行するようにさらに構成され、前記触覚出力は前記複合表面に含まれる前記共振材料を共振させ、前記共振材料を共振させることによって、前記複合表面における前記共振材料上に前記共振パターンが生成され、前記複合表面における前記共振材料上の前記共振パターンは前記複合表面上に広範囲の共振パターンを生成する、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
前記プロセッサは、前記触覚出力デバイスが、ある時間間隔後に前記触覚出力を生成することをやめるように構成するために前記１つまたは複数の命令を実行するようにさらに構成され、前記共振パターンは前記時間間隔後に前記共振面上に残る、項目２に記載のシステム。
（項目１１）
前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは超音波変換器デバイスを含む、項目１に記載のシステム。
（項目１２）
共振面上にインターフェースを生成するためのシステムであって、
インターフェース要素のセットに対応する共振パターンを判断するように、かつ、前記共振面上に前記共振パターンを作成する触覚出力を生成するように構成される、１つまたは複数の触覚出力デバイスを含む、システム。
（項目１３）
前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは超音波変換器デバイスを含む、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）
前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、１つまたは複数の制御ユニットからデータを受信するように構成され、前記データは前記共振面上に作成するためのインターフェースのタイプを指示し、前記インターフェース要素のセットは前記インターフェースのタイプに対応する、項目１２に記載のシステム。
（項目１５）
前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、前記共振パターンを作成する前記共振面上に触覚出力ホットスポットを生成するように構成される、項目１２に記載のシステム。
（項目１６）
前記１つまたは複数の触覚出力デバイスは、前記共振面上に第２の共振パターンを作成する第２の触覚出力を生成するように構成され、前記第２の共振パターンは、形状、サイズ、触感、及び密度のうちの１つまたは複数において前記共振パターンと異なっている、項目１２に記載のシステム。
（項目１７）
前記第２の共振パターンは前記共振パターンとの相互作用に応答して生成される、項目１６に記載のシステム。
（項目１８）
共振面上にインターフェースを生成するための方法であって、
インターフェース要素のセットに対応する共振パターンを判断することと、
１つまたは複数の触覚出力デバイスが、前記共振面上に前記共振パターンを作成する触覚出力を生成するように構成することと、を含む、方法。
（項目１９）
前記共振面上に作成される前記共振パターンとの相互作用に対応する相互作用データを受信することと、前記相互作用データを解析して、前記インターフェース要素のセットの少なくとも１つと関連付けられた入力イベントを判断することと、をさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記共振パターンは、前記共振面の形状、及び前記共振面の触感のうちの少なくとも１つの変化を含む、項目１９に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】さまざまな実施形態に従って、触覚出力によってインターフェースを生成するように材料を作動させるためのシステム環境を示す図である。

【図2】さまざまな実施形態に従って、本開示の１つまたは複数の態様を実装するように構成されるコンピューティングデバイスのブロック図である。

【図3】本開示のさまざまな実施形態を実装するための第２のシステム構成を示す図である。

【図4】さまざまな実施形態に従って、共振面上に共振パターンを生成する時に触覚フィードバックアプリケーションが表面メモリを実装する技法を示す図である。

【図5】さまざまな実施形態に従って、触覚出力によって共振面上に生成される複雑な共振パターンを示す図である。

【図6】さまざまな実施形態に従って、図６Ａは共振面上の共振パターンによってシミュレーションされるキーパッドインターフェースを示す図であり、図６Ｂは在来のキーパッドインターフェースを示す図である。

【図7】さまざまな実施形態に従って、ユーザ入力に応答するマルチレベルメニューに類似している、共振面上に生成される共振パターンを示す図である。

【図8】さまざまな実施形態に従って、共振面上にインターフェースを生成するための方法ステップのフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、さまざまな実施形態に従って、触覚出力によってインターフェースを生成するように材料を作動させるためのシステム環境を示す。示されるように、システム環境１０５は、コンピューティングデバイス１００、制御ユニット１６０、及びセンサ１４０の視野１４５を含む。さらに、システム環境１０５は、触覚出力１５５を生成する触覚出力デバイス１５０、共振面１７０、及び共振面１７０上の共振パターン１７５を含む。

【0013】

共振面１７０は、波動が共振面１７０と相互作用する時に形状または構造を変化させる任意のタイプの材料及び／または媒体を含む。共振面１７０は、ゴム、ゲル、液体、及び半粘性材料などを含む。共振面１７０はさまざまな形状及びサイズを有してもよい。例えば、共振面１７０は、平坦、湾曲、大型、小型、矩形、円形、楕円形、及び自由形式などとすることが可能である。さらに、共振面１７０は、発泡体表面及びゲル状表面など、軟質及び／または屈曲可能であってもよい。触覚出力１５５が共振面１７０と相互作用する時、共振面１７０の１つまたは複数の物理的性質及び／もしくは化学的性質は変化する。このような変化によって、共振面１７０は形状及び／または触感を変化させる。共振面１７０のこのような形状及び／または触感の変更は、本明細書では共振パターン１７５と称される。

【0014】

いくつかの実施形態では、触覚出力１５５が共振面１７０と相互作用する時、共振面１７０の状態及び／または温度を含む、共振面１７０のさまざまな物理的性質は変化する。共振面１７０の物理的性質が変化することによって、共振面１７０の形状及び／または触感は変化し、それによって、共振パターン１７５が生じる。例えば、触覚出力が共振面１７０と相互作用する時、共振面１７０は、横に変位する、縦に変位する、及び振動するなどといったことが起こり得る。このような変化は共振面１７０全体にわたって生じる場合がある、または共振面１７０において局所的に生じる可能性がある。例えば、共振面１７０は、触覚出力が共振面１７０の一区分のみと相互作用する時、局所的に変形する可能性がある。

【0015】

１つの実施形態では、触覚出力は、共振面１７０にせん断力を加えることによって共振面１７０と相互作用する。せん断力によって、共振面１７０は触覚出力と共振面１７０との間の相互作用の場所における形状及び／または触感を変化させ、それによって共振面１７５を生成する。例えば、触覚出力は、共振面１７０上の方向を交互に入れ替えるせん断力を加えることが可能である。このようなせん断力によって、表面１７０を共振させることで、共振パターン１７５を生成する。

【0016】

さまざまな実施形態では、共振パターン１７５は小さくてもよい。例えば、共振パターン１７５は直径をおよそ１ミリメートルとすることができる。別の実施形態では、共振パターン１７５は中型であってもよい。例えば、共振パターン１７５は直径をおよそ１センチメートルとすることができる。他の実施形態では、共振パターン１７５は大きい可能性がある。例えば、共振パターン１７５は直径をおよそ１０センチメートルとすることができる。さまざまな実施形態では、共振面１７０は異なるサイズの共振パターン１７５を含む領域を含むことが可能である。例えば、共振面１７０は、共振パターン１７５が直径０．５〜５センチメートルである１つの領域、及び、共振パターン１７５が直径５〜１５センチメートルである別の領域を含んでもよい。

【0017】

共振面１７０は、共振パターン１７５が直径０．５〜５ミリメートルである第３の領域を含むことも可能である。さらに、共振パターン１７５は、共振パターン１７５がさまざまな密度で埋められた領域を含んでもよい。例えば、共振パターン１７５は、密集して埋められた領域、適度に埋められた領域、及び緩く埋められた領域を含むことができる。１つの実施形態では、共振パターン１７５は、あけられる間隔を密にし、かつ小さな直径（例えば、０．５〜５ミリメートルの直径）を有してもよい。このような共振パターン１７５は粗面をシミュレーションしてもよい。別の実施形態では、共振パターン１７５は、あけられる間隔を緩くし、かつ中程度の直径（例えば、０．５〜５センチメートルの直径）を有してもよい。このような共振パターン１７５はキーボードタイプのインターフェースに類似している場合がある。別の領域では、共振パターン１７５は大きな直径（例えば、５〜１５センチメートルの直径）を有してもよい。

【0018】

さらに、共振面１７０は、複合材料を含んでもよい。複合材料は、１つまたは複数の共振面１７０を非共振面に埋め込むことによって形成される材料である。このような実施形態では、触覚出力が複合表面と相互作用する時、共振パターン１７５は共振面の一区分を含有する複合材料の一区分に生成される。このような複合表面を実装することで、共振面１７０上に複雑な共振パターン１７５を生成してもよい。

【0019】

触覚出力デバイス１５０は、共振面１７０に形状及び／または触感を変化させ得る触覚出力を生成することが可能な任意のタイプのデバイスを含む。例えば、触覚出力デバイス１５０は、超音波変換器を含むことができる。超音波変換器は超音波の形態で触覚出力を生成する。さまざまな実施形態では、触覚出力デバイス１５０は、触覚出力デバイス１５０の１つまたは複数のパラメータがどのように構成されるべきかを指示する１つまたは複数の制御信号をコンピューティングデバイス１００から受信する。これらのパラメータは触覚出力１５５の強度及び位相を含む。制御信号（複数可）に基づいて、触覚出力デバイス１５０は、共振面１７０に特定のタイプの共振パターン１７５を生成させる触覚出力１５５を生成する。例えば、触覚出力デバイス１５０は、ある特定の周波数、位相、強度などを有する触覚出力１５５を生成することが可能である。その特定の触覚出力１５５は、共振面１７０を共振させることによって、特定の形状及びサイズを有する特定の共振パターン１７５を生成することができる。特定の共振パターン１７５はインターフェースの形態とすることができる。

【0020】

示されるように触覚出力デバイス１５０は直線的に配置されるが、触覚出力デバイス１５０の他の配置構成は本発明の概念の範囲内にある。例えば、触覚出力デバイス１５０は、列として、輪状にまたは楕円状に配置可能である、または、共振面１７０の周りに無作為に置かれてもよい。触覚出力デバイス１５０の配置構成にかかわらず、触覚出力１５５は、さまざまな形状及びサイズを有する共振パターン１７５を生成するように、共振面１７０を共振させてもよい。例えば、５×５配列で配置された触覚出力デバイス１５０は、共振面１７０に、円形、楕円形、自由形式、矩形、及び／または任意の他のタイプの形状を有する共振パターン１７５を生成させる触覚出力１５５を生成してもよい。示されるように、触覚出力１５０は、共振面１７０より下に配置されるが、触覚出力デバイス１５０は、共振面１７０の周りのさまざまな位置に共振面１７０から離れて位置することができる。例えば、触覚出力デバイス１５０は、共振面１７０より上に位置することができる、及び、共振面１７０に対するさまざまな角度で位置することができるなどとする。

【0021】

センサ１４０は、ユーザがどのように共振面１７０と相互作用したかを指示する相互作用データを生成する。例えば、ユーザは、共振面１７０の特定エリアをタッチすることができる。センサ１４０は、ユーザがタッチした共振面１７０のエリアを指示する相互作用データを生成することが可能である。センサ１４０はまた、ユーザが共振面１７０とどのように相互作用したかについての１つまたは複数の特性をさらに指示する相互作用データを生成してもよい。例えば、センサ１４０は、共振面１７０をタッチする及び／またはスワイプするためにユーザが１本の指または２本の指を使用したかどうかを指示することが可能である。センサ１４０はまた、ユーザが共振面１７０上でジェスチャを実行したかどうかを反映する相互作用データを生成してもよい。センサ１４０は相互作用データをコンピューティングデバイス１００に送信する。センサ１４０は、相互作用データを、コントローラエリアネットワーク、ローカル相互接続ネットワーク、及びＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などを介して送信してもよい。

【0022】

センサ１４０は、画像センサ、音響センサ、及びハイブリッド機械／共振センサを含んでもよい。画像センサは、視覚センサ（例えば、ＲＧＢ画像センサ）、赤外線センサ、飛行時間センサ（例えば、深度カメラ）、温度センサ、レーダを用いたセンサ（例えば、短距離及び長距離センサ）、レーザを用いたセンサ（例えば、ＬＩＤＡＲ）、超音波を用いたセンサ、マイクロ波を用いたセンサ、及びドライバ対面カメラなどを含む。画像センサは、センサ１４０に、ユーザが相互作用する共振面１７０の一部分を結像させることが可能である共振面１７０の周りの任意の位置に位置してもよい。音響センサは、接触型マイクロホン、及びユーザの手と共振面１７０との相互作用によって出される音を検出できる他のタイプのセンサを含んでもよい。さらに、センサ１４０は、共振面１７０に埋め込まれるハイブリッド機械／共振センサを含んでもよい。このようなセンサは、共振面１７０をタッチする及び／またはスワイプするユーザの手及び／または指の圧力を検出する。このようなセンサは、容量センサ及び圧電センサなどを含んでもよい。さらに、センサ、容量性素子、及び／または圧電材料は、共振面１７０に埋め込まれてもよい。これらのタイプのセンサは、ユーザが共振面１７０をタッチする時に電気エネルギー及び／または電気信号を放出してもよい。二次センサ１４０は、放出された電気エネルギー及び／または電気信号を検出してもよく、相互作用データを生成してもよい。相互作用データは、ユーザが相互作用した共振面１７０のエリア、及び、ユーザが共振面１７０と相互作用したやり方（例えば、スワイプ、タッチなど）を含んでもよい。

【0023】

制御ユニット１６０は、車載インフォテインメントシステム及びドライバ支援システムなどを含んでもよい。さまざまな実施形態では、制御ユニット１６０は、共振面１７０を介してユーザに送出するための１つまたは複数のインターフェースを判断する。制御ユニット１６０は、共振面１７０上でシミュレーションするための特定のタイプのインターフェースを指示する制御信号をコンピューティングデバイス１００に送信する。例えば、制御ユニット１６０は、キーパッドインターフェース、キーボードインターフェース、マルチレベルメニューなどが共振面１７０上でシミュレーションされるべきであることを指示する制御信号を生成することが可能である。さらに、制御ユニット１６０は、ユーザがインターフェース上で選択したインターフェース制御を指示するインターフェースデータをコンピューティングデバイス１００から受信する。例えば、インターフェースデータは、ユーザが、共振面１７０によってシミュレーションされたキーボードインターフェース上の文字「ｋ」を選択したことを指示することができる。

【0024】

コンピューティングデバイス１００は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びシステムオンチップ（ＳｏＣ）などであってもよい。示されるように、コンピューティングデバイス１００は、制御ユニット１６０から独立していてもよい。代替的な実施形態では、コンピューティングデバイス１００は、制御ユニット１６０に埋め込まれてもよい、及び／または１つまたは複数の処理ユニット、Ｉ／Ｏインターフェース、及び／または表面メモリデバイス（例えば、データベース）を制御ユニット１６０と共有してもよい。上記のように、さまざまな実施形態では、コンピューティングデバイス１００は、触覚出力デバイス１５０からのフィードバックデータ、センサ１４０からの相互作用データ、及び制御ユニット１６０からの制御信号を受信する。さらに、コンピューティングデバイス１００は、触覚出力デバイス１５０が特定のタイプの触覚出力１５５を生成するように構成するための制御信号を生成しかつ送信する。さらに、コンピューティングデバイス１００は、センサ１４０からの相互作用データを処理して、ユーザが選択したインターフェース制御を指示するインターフェースデータを生成する。コンピューティングデバイス１００はインターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１００は、センサ１４０のうちの１つまたは複数を作動させる、及び／またはセンサ１４０からのデータ転送を開始するための制御信号を生成する。コンピューティングデバイス１００はセンサ１４０からの相互作用データを処理して、ユーザと共振面１７０との間で生じた入力イベントといった、ユーザによる相互作用のタイプを含む、インターフェースデータを生成する。コンピューティングデバイス１００はインターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。

【0025】

図２は、さまざまな実施形態に従って、本開示の１つまたは複数の態様を実装するように構成されるコンピューティングデバイス１００のブロック図を示す。示されるように、システム環境２００は、コンピューティングデバイス１００、センサ１４０、触覚出力デバイス１５０、及び制御ユニット１６０を含む。操作時に、コンピューティングデバイス１００は、触覚出力デバイス１５０が共振面１７０上で触覚出力１５５を生成するように構成する。触覚出力１５５は、ユーザが相互作用することができる共振面１７０上に共振パターン１７５を生成する。センサ１４０は、共振面１７０とのユーザによる相互作用を指示するデータを生成し、かつ相互作用データをコンピューティングデバイス１００に送信する。コンピューティングデバイス１００は、相互作用データを解析して、ユーザが共振面１７０とどのように相互作用したかについての１つまたは複数の特性を判断する。コンピューティングデバイス１００は、ユーザが相互作用データに基づいて選択したインターフェース制御を指示するインターフェースデータを生成し、かつインターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。

【0026】

入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２２０は、センサ１４０、触覚出力デバイス１５０、制御ユニット１６０、及び処理ユニット２１０の間のデータ、制御信号、及び通知の転送を調整する１つまたは複数のインターフェースを含んでもよい。Ｉ／Ｏインターフェース２２０は、センサ１４０からの相互作用データの受信、及び制御ユニット１６０へのインターフェースデータの送信を調整する。Ｉ／Ｏインターフェース２２０は、コントローラエリアネットワーク、ローカル相互接続ネットワーク、及びＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などを介してさまざまなタイプのデータを送信及び／または受信してもよい。

【0027】

処理ユニット２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理ユニット（ＤＳＰ）、センサ処理ユニット、及びコントローラユニットなどを含んでもよい。処理ユニット２１０は、コンピューティングデバイス１００に物理的に埋め込まれてもよい、クラウドベースコンピューティング環境の一部分であってもよい、及び／またはモバイルデバイスまたはウェアラブルデバイスなどにおいて、ユーザによってコンピューティングデバイス１００に物理的に導入されてもよい。いくつかの実施形態では、処理ユニット２１０は、車載インフォテインメントシステムまたはドライバ支援システム内のマイクロプロセッサといった、制御ユニット１６０の要素であってもよい。さまざまな実施形態では、処理ユニット２１０はメモリ２３０に含まれるアプリケーションを実行するように構成される。

【0028】

メモリ２３０は、データベース２３４と通信するように構成される触覚フィードバックアプリケーション２３２を含む。処理ユニット２１０は、コンピューティングデバイス１００の機能性全体を実装するために触覚フィードバックアプリケーション２３２を実行する。処理ユニット２１０と同様のやり方で、メモリデバイス１３０は制御ユニット１６０に埋め込まれてもよい、またはユーザによってコンピューティングデバイス１００に導入されてもよい。さらに、メモリ２３０は、クラウドベースコンピューティング環境に含まれてもよい。

【0029】

データベース２３４は、ユーザ嗜好データ（例えば、ユーザが好む触覚的な感覚のタイプ）、センサ１４０及び触覚出力デバイス１５０のうちの１つまたは複数のためのさまざまなあらかじめ設定された構成、及びユーザによって設定された構成などを含む、さまざまなタイプのデータを記憶してもよい。例えば、データベース２３４は、共振面１７０上で生成するためのさまざまなタイプの共振パターン１７５を特定する共振面１７０に対するユーザ構成を記憶可能である。データベース２３４はまた、ルックアップテーブル、アルゴリズムなどを記憶して相互作用データを解析することで、触覚出力デバイス１５０が、共振面１７０を共振させる特定のタイプの触覚出力１５５を生成することによって、共振面１７０上の特定のタイプの共振パターン１７５を生成するように構成するさまざまなやり方を特定する。データベース２３４はまた、ルックアップテーブル及びアルゴリズムを記憶して、ユーザの共振パターン１７５との相互作用を指示する相互作用データを解析し、かつ制御ユニット１６０に送信するためのインターフェースデータを生成してもよい。

【0030】

触覚フィードバックアプリケーション２３２は、Ｉ／Ｏインターフェース２２０を介して制御ユニット１６０から制御信号を受信する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面１７０上で生成するための共振パターン１７５のタイプを判断するために制御信号を解析する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面１７０上で生成するための共振パターン１７５のタイプを判断する時にデータベース２３４からデータにアクセスしてもよい。例えば、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、制御ユニット１６０から１つまたは複数の制御信号を受信することに応答して、共振面１７０上でシミュレーションするためのメニューのタイプを判断するためにデータベース２３４におけるルックアップテーブルにアクセスすることが可能である。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、選択されたタイプのメニューをシミュレーションする共振面１７０上で生成するための共振パターン１７５のタイプをさらに判断することができる。

【0031】

触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振面１７０に共振パターン１７５を生成させる触覚出力１５５を生成するように構成する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、それぞれの触覚出力デバイス１５０からの触覚出力の周波数、強度、及び位相を含む触覚出力１５５のさまざまなパラメータを判断する。さらに、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力１５５からのホットスポットが方向づけられるべき共振面１７０上の１つまたは複数の場所を判断する。ホットスポットは、１つまたは複数の触覚出力デバイスからの触覚出力１５０が建設的に干渉する場所であり、それによって、その場所で、触覚出力１５５をまた受信する他の場所よりも高い強度の触覚出力１５５を生成する。さらに、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が共振面１７０の特定の場所においてホットスポットを生成することで、共振面１７０上に指定されたタイプの触角パターン１７５を生成するように構成する。

【0032】

とりわけ、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、さまざまなサイズを有する共振面１７０上で共振パターン１７５を生成する触覚出力１５５を生成するように構成してもよい。例えば、触覚出力１５５は、大きな直径（例えば、５〜１５センチメートルの直径）、中程度の直径（例えば、０．５〜５ミリメートルの直径）、及び／または小さな直径（例えば、０．５〜５ミリメートルの直径）のうちの１つまたは複数の領域を有する共振パターン１７５を生成することが可能である。さらに、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、特定の領域内で、密に埋められた、適度に埋められた、または緩く埋められた共振パターン１７５を生成する触覚出力１５５を生成するように構成してもよい。

【0033】

触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面１７０を共振させる触覚出力１５５の周波数（単数または複数）を判断するためにデータベース２３４にアクセスすることによって、共振パターン１７５を生成してもよい。さらに、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面１７０のさまざまな部分が異なる周波数によってトリガされるかどうかを判断するためにデータベース２３４にアクセスしてもよい。さらに、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０の場所、向き、周波数範囲、及び強度範囲を判断するためにデータベース２３４にアクセスしてもよい。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、このようなデータを使用して、触覚出力デバイス１５０が、共振面１７０に共振パターン１７５を生成させる触覚出力１５５を生成するように構成してもよい。

【0034】

先に記したように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、データベース２３４から、触覚出力デバイス１５０の位置、向き、及びタイプを受信する。さまざまな実施形態では、触覚出力デバイス１５０は超音波変換器を含んでもよい。超音波変換器は、列状に配置される（例えば、４×４、８×８、１６×１６など）。それぞれの超音波変換器は、ある特定の周波数、位相、及び強度の超音波を出す。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、２つ以上の超音波変換器によって生成される触覚出力が特定の時間に空間の特定の場所を占有するように超音波変換器を構成する。これが生じる時、それぞれの超音波変換器の触覚出力は、１つまたは複数の他の超音波変換器の触覚出力に、建設的に及び／または破壊的に干渉する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力が共振面１７０と相互作用する場所で建設的及び／または破壊的干渉が生じるように超音波変換器を構成することによって、共振面１７０を特定のやり方で共振させる。それぞれの超音波変換器の触覚出力の強度、位相、及び周波数を修正することによって、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力の強度ピークの場所を移行させる、触覚出力の強度ピークの数を増加させるもしくは減少させる、及び／または触覚出力の１つまたは複数の強度ピークの形状及び／または大きさを調節する。このように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、超音波変換器及び／または触覚出力デバイス１５０が、一般的に、共振面１７０を特定のやり方で共振させることによって、特定のタイプの共振パターン１７５を生成するように構成する。

【0035】

１つの実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、制御ユニット１６０から１つまたは複数の制御信号を受信することに応答して、共振面１７０上に共振パターン１７５を生成する触覚出力１５５を生成するように構成する。別の実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２が、触覚出力デバイス１５０が触覚出力１５５を生成するように構成する時、触覚フィードバックアプリケーション２３２はまた、センサ１４０が、ユーザの任意の一部分が共振面１７０に近接しているかどうか、及び／またはユーザが共振面１７０と相互作用しているかどうか指示する相互作用データを生成するように構成する。例えば、視覚センサは、共振面１７０に近接しているエリアを結像し、かつユーザが共振面１７０をタッチしているかどうかを指示する相互作用データを生成することができる。さらに、または代替的に、接触センサは、共振面１７０に埋め込まれ、かつユーザが共振面１７０をタッチしたかどうかを指示する相互作用データを生成する。

【0036】

触覚フィードバックアプリケーション２３２は、センサ１４０から相互作用データを受信し、かつ相互作用データを処理して、ユーザが共振面１７０と相互作用したやり方の１つまたは複数の相互作用パラメータを判断する。相互作用パラメータは、手が共振面１７０及び／または共振パターン１７５をタッチしたかどうかにかかわらず、共振パターン１７５の位置に対する手の位置、及び、素早いタッチ、１回または２回の指のスワイプ、長く延ばしたタッチ、及びダブルタッチなどを含む、ユーザが共振面１７０にどのようをタッチしたかなどのさまざまなタイプのユーザによる相互作用を含んでもよい。いくつかの実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、ユーザが共振面１７０及び／または共振パターン１７５の一部分にわたって特定のジェスチャを実行したかどうかを判断するために相互作用データを解析してもよい。このようなジェスチャは、触覚フィードバックアプリケーション２３２が、生成された共振パターン１７５のタイプ、及び／または共振パターン１７５を生成する触覚出力１５５の強度を修正するべきであることを指示してもよい。

【0037】

触覚フィードバックアプリケーション２３２は、相互作用データを解析する時、データベース２３４におけるデータにアクセスしてもよい。例えば、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、１つまたは複数のタイプのユーザによる相互作用を１つまたは複数のタイプの入力イベントと関連付けるためにデータベース２３４におけるルックアップテーブルにアクセスすることが可能である。このような入力イベントは、ボタンを選択すること、及び情報を入力フィールドに入力することなどを含むことができる。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、ユーザによる相互作用を共振面１７０の特定の一部分と関連付けることで、ユーザによる相互作用を共振パターン１７５によってシミュレーションされているインターフェース（例えば、スライダまたはボタン）と関連付けられた特定のインターフェース制御と関連付ける。

【0038】

触覚フィードバックアプリケーション２３２は、相互作用データに基づいてインターフェースデータを生成する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、インターフェースデータをＩ／Ｏインターフェース２２０を介して制御ユニット１６０に送信する。１つの実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面１７０の特定の一部分上の特定のタイプのユーザによる相互作用を特定の入力イベントと関連付けるためにデータベース２３４におけるルックアップテーブルにアクセスする。例えば、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面１７０上の共振パターン１７５をタッチするユーザをキーボードインターフェース上で「ｒ」という文字を選択するユーザの入力イベントと関連付けることができる。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、インターフェースデータにおける入力イベントを含み、かつインターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。別の実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、インターフェースデータにおける共振面１７０及び／または共振パターン１７５に対するユーザによる相互作用のタイプ及びユーザによる相互作用の場所を含む。触覚フィードバックアプリケーション２３２はインターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。

【0039】

本明細書に開示されるさまざまな実施形態は、車両環境（例えば、車両環境１００）において実装されると説明されている。一般的に、車両は、車、トラック、オートバイ、ボート、潜水艦、パーソナルウォータークラフト、スノーモービル、航空機、及び宇宙船などを含むがこれらに限定されない任意のタイプの輸送デバイスを含んでもよい。本明細書に開示される実施形態は、任意のタイプの環境内で触覚出力デバイスの機能性を実装するように構成される任意の技術的に実現可能なシステムを検討するものである。例えば、限定することなく、本明細書に説明される技法は、自動車またはドローンを制御するシステムといった、遠隔車両制御システムで実装可能である。とりわけ、共振面１７０は車両におけるさまざまな場所に含まれてもよい。例えば、共振面１７０は、肘掛け、ダッシュボード、中央表示操作卓の周りのエリア、変速レバーのノブ、ハンドルの縁及び中央を含むハンドルのさまざまな部分において含まれ得る。

【0040】

さらに、さまざまな技法はユーザの手の上で行われるように説明されているが、本明細書に開示される技法のいずれも、ユーザの手、腕、足、足首、指、及び指先などを含む、ユーザの任意の一部分の上で触覚出力を生成するために使用可能である。さらに、ある特定の技法はある特定のタイプの触覚出力デバイス（例えば、超音波変換器）によって行われると説明されているが、本明細書に開示されるそれぞれの技法によって、共振面１７０に共振パターン１７５を生成させることができる任意のタイプの触覚出力デバイスを実装してもよい。とりわけ、共振面１７０と直接的な物理的接触を行わずに共振パターン１７５を生成する触覚出力デバイスは、本明細書に開示される任意の実施形態において実装可能である。

【0041】

図３は、本開示のさまざまな実施形態を実装するための第２のシステム構成を示す。示されるように、触覚出力３５０は、共振面３１０を共振させることによって、共振パターン３２０を生成する。さらに、触覚出力デバイス１５０は触覚出力３５０を生成する。示されるように、ユーザの手は、触覚出力３５０が、ユーザの手の下にある共振面３１０の一部分と相互作用するのを遮る。さまざまな実施形態では、触覚出力３５０は、ユーザの手及び／または体を取り囲む共振面３１０の一部分とのみ相互作用可能としてもよい。しかしながら、ユーザの手の下にある共振面３１０の一部分は、ユーザの手の周りにある共振面３１０の一部分とつながっている。よって、触覚出力３５０がユーザの手を取り囲む共振面３１０の一部分を共振させる時、ユーザの手の下にある共振面３１０の一部分も共振する。手は共振パターン３２０に対して減衰効果を与える場合があるが、共振パターン３２０は依然ユーザの手の下に生成される。

【0042】

この効果により、触覚出力デバイス１５０は、触覚出力３５０がユーザの体によって部分的に遮られる場合があっても、共振面３１０に対する任意の位置に位置することができる。例えば、触覚出力デバイス１５０は、共振面３１０の側部に、共振面３１０より上に、及び共振面３１０より下などに位置することができる。ユーザの体の場所は、触覚出力３５０が共振面３１０上に共振パターン３２０を生成するのを妨げることはない。

【0043】

図４は、さまざまな実施形態に従って、共振面４３０上に共振パターンを生成する時に表面メモリを実装する技法を示す。示されるように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が触覚出力４２０を生成するように構成する制御信号４１０を生成する。触覚出力４２０は共振面４３０を共振させることによって、共振パターンを生成する。時間ｔ_０の時、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が触覚出力４２０を生成するように構成する制御信号４１０を生成する。示されるように、制御信号４１０は、触覚出力４２０を生成する触覚出力デバイス１５０に対応する「オン」位置にある。触覚出力４２０は共振面４３０を共振させる。共振面４３０が共振するため、共振面４３０の形状は変化する。示されるように、時間ｔ_１の時、共振面４３０は三日月形を呈する。時間ｔ_２の時、三日月形はより顕著になる。時間ｔ_２の時、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が触覚出力４２０を生成するのをやめるように構成する。ｔ_２の時に示されるように、制御信号４１０は「オフ」位置にあり、触覚出力デバイス１５０は触覚出力４２０を生成するのを停止する。触覚出力デバイス１５０は触覚出力４２０を生成していないが、共振面４３０は共振し続ける。示されるように、時間ｔ_３の時、共振面４３０は三日月形を呈し続け、これによって、共振面４３０が依然共振していることが指示される。しかしながら、触覚出力デバイス１５０が十分長い期間触覚出力４２０を生成するのを停止した後、共振面４３０の共振は最小になる。示されるように、時間ｔ_４の時、共振面４３０は平坦な形状を呈し、これによって、共振面４３０は触覚出力４２０に応答してもはや共振していないことが指示される。

【0044】

触覚出力デバイス１５０が触覚出力４２０をもはや生成しなくなった後に共振面４３０が共振する傾向は、表面メモリと定義される。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が共振面４３０上に共振パターンを生成する触覚出力４２０を生成するように構成する時表面メモリを利用する。さまざまな実施形態では、ユーザは、触覚出力デバイス１５０が触覚出力４２０をもはや生成しなくなった後、共振面４３０上の共振パターン１７５を感じることができる。表面メモリは、ユーザによる相互作用後の一定の期間にインターフェース上で利用可能なオプションについてユーザが自身で容易に気付くようにしてもよい。

【0045】

図５は、さまざまな実施形態に従って、触覚フィードバックアプリケーション２３２が、触覚出力デバイス１５０が、触覚出力１５５を介して共振面５１０上に生成するように構成する複雑な共振パターンを示す。上述されるように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振パターンを生成する、共振面５１０と相互作用する触覚出力１５５を生成するように構成する。示されるように、外部共振パターン５２０及び内部共振パターン５２５は、共振面５１０上で生成される。

【0046】

上述されるように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力１５５からのホットスポットが共振面５１０とどこで相互作用するべきなのかを判断する。このように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面５１０によってもたらされた共振パターンのタイプを制御する。システム環境５００では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振面５１０上で異なる半径を有する２つの同心円の円周を表す触覚出力１５５を生成するように構成する。触覚出力１５５は、共振面５１０上に外部共振パターン５２０及び内部共振パターン５２５を生成する。

【0047】

さまざまな実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振面５１０の１区分がもう一方の１区分より大きい変形を示すようにする触覚出力１５５を生成するように構成する。システム環境５００に示されるように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、外部共振パターン５２０が内部共振パターン５２５より大きくなるように共振面５１０を共振させる触覚出力１５５を生成するように構成する。このような共振パターンは、共振面５１０の外縁と内縁とをユーザが区別する助けとなる場合がある。

【0048】

図６Ａは、さまざまな実施形態に従って、共振面上の共振パターンによってシミュレーションされるキーパッドインターフェースを示し、図６Ｂは、在来のキーパッドインターフェースを示す。上述されるように、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、共振面６００上で生成するためのインターフェースのタイプを指示する制御信号を制御ユニット１６０から受信する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振面６００を共振させる触覚出力１５５を生成するように構成する。さまざまな実施形態では、共振面６００は、特定の周波数の触覚出力１５５が共振面６００と相互作用する時共振するが、別の周波数の触覚出力１５５が共振面６００と相互作用する時共振しないセグメントを含有する複合表面である。上述されるように、複合表面によって、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、さまざまなタイプのインターフェースをシミュレーションする複雑な共振パターン６１０を容易に生成することができる。

【0049】

１つの実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が触覚出力１５５を生成するように構成する。触覚出力１５５は、共振面６００を、共振パターン６１０を生成するように共振させるホットスポットを共振面６００上に生成する。共振パターン６１０は、図６Ｂに図示される在来のキーパッドインターフェースに類似している。

【0050】

別の実施形態では、共振面６００は複合表面である。複合表面において、共振面材料には非共振面材料が組み入れられている。１つの実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が共振面６００上に触覚出力１５５を生成するように構成する。触覚出力１５５が共振面６００と相互作用する時、複合表面における共振面材料のみが共振する。図６Ｂでは、共振面材料は、共振面６００がキーパッドインターフェースに類似している共振パターン６１０を生成するように配置される。

【0051】

他の実施形態では、共振面６００は共振面材料のみを含有する。このような実施形態では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振面６００における具体的な場所を対象にするホットスポットによって触覚出力１５５を生成するように構成する。これらの場所は、共振パターン６１０の場所に対応する。

【0052】

上述されるように、１つまたは複数のセンサ１４０は、共振面６００の周りに位置してもよい、及び／または共振面６００内に埋め込まれてもよい。ユーザが（例えば、第４番に対応する共振面６００の領域をタッチすることによって）共振面と相互作用する時、センサ１４０は相互作用データを生成し、かつ相互作用データを触覚フィードバックアプリケーション２３２に送信する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、相互作用データを解析して、ユーザによる相互作用のタイプ及びユーザによる相互作用の場所を判断する。例えば、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、ユーザが第「４」番に対応する共振面６００のエリアをタッチしたと判断することができ、ここで、第「４」番を選択することは入力イベントである。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、その入力イベントを反映するインターフェースデータを生成し、かつインターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。

【0053】

図７は、さまざまな実施形態に従って、ユーザ入力に応答するマルチレベルメニューに類似している、共振面７００上に生成される共振パターンを示す。示されるように、システム環境７００は、共振面７１０、共振パターン７２０、７３０、及び７４０を含む。共振パターン７２０はメインメニューに類似しており、共振パターン７３０はサブメニューレベルＩに類似しており、共振パターン７４０はサブメニューレベルＩＩに類似している。

【0054】

触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が共振面７００を共振させる触覚出力１５５を生成するように構成する。表面の共振によって、共振面７１０上にメインメニュー共振パターン７２０が生成される。センサ１４０は、メインメニュー共振パターン７２０に対するユーザの手の位置を指示する相互作用データを生成する。ユーザがメインメニュー共振パターン７２０におけるオプションを選択する時、触覚フィードバックアプリケーション２３２は入力イベントを指示する相互作用データを受信する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、相互作用データを解析して、ユーザが選択したそのメニューオプションを判断する。触覚フィードバックアプリケーション２３２はユーザの選択をインターフェースデータとして制御ユニット１６０に送信する。制御ユニット１６０は、共振パターンによってシミュレーションするためのサブメニューのタイプを指示する制御信号を触覚フィードバックアプリケーション２３２に送信する。

【0055】

メインメニューと同様に、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振面７００を共振させる触覚出力１５５を生成することによって、サブメニューレベルＩの共振パターン７３０を生成するように構成する。再び、センサ１４０は、ユーザの手の位置を指示する相互作用データを生成する。触覚フィードバックアプリケーション２３２は、ユーザの手の位置を解析して、ユーザが選択したメニューオプションを判断し、ユーザの選択を指示するインターフェースデータを生成し、インターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。このプロセスは後続のメニューレベルを通して続く。

【0056】

いくつかの実施形態では、ユーザが多層メニューのレベルを通して進行するため、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、共振面７１０のさまざまな部分で強度を変動させる触覚出力１５５を生成するように構成する。例えば、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、メインメニューの共振パターン７１０を生成する触覚出力１５５がサブメニューレベルＩＩの共振パターン７４０を生成する触覚出力１５５より小さい共振パターンを有するように、触覚出力デバイス１５０が触覚出力１５５を生成するように構成することが可能である。このような技法は、ユーザが、多層触覚インターフェースの２つ以上の層の間を区別する助けとなる可能性がある。さらに、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、ユーザが選択したメニューオプションと関連付けられた共振パターンが、ユーザが選定しなかったメニューオプションと関連付けられた共振パターンより大きくなるように、触覚出力デバイス１５０が触覚出力１５５を生成するように構成することが可能である。他の実施形態において、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、１つまたは複数の共振パターンがより多く振動する、より高い、より大きいなどとなるように、共振面７００を共振させることによって、メニューレベルの間を区別可能である。

【0057】

図８は、さまざまな実施形態に従って、共振面上にインターフェースを生成するための方法ステップのフロー図を示す。方法ステップは図１〜図７のシステムと併せて説明されるが、方法ステップを任意の順序で行うように構成される任意のシステムが本開示の範囲内にあることを、当業者は理解するであろう。

【0058】

図８に示されるように、方法８００はステップ８１０で始まり、ここで、触覚フィードバックアプリケーション２３２は制御ユニット１６０から１つまたは複数の制御信号を受信する。上に記されるように、制御ユニット１６０は、共振面１７０を介してユーザに送出するための１つまたは複数のインターフェースを判断する。さまざまな実施形態では、制御ユニット１６０は、共振面１７０上で生成するためのインターフェースのタイプを指示する制御信号を生成し、かつそれらの制御信号を触覚フィードバックアプリケーション２３２に送信する。次いで、ステップ８２０では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、制御信号によって指示されるインターフェースのタイプに基づいて共振面１７０上で生成する共振パターン１７５のタイプを判断する。ステップ８３０では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０が、判断されたタイプの共振パターンに基づいて触覚出力１５５を生成するように構成するための制御信号を生成する。

【0059】

いくつかの実施形態では、ステップ８２０において、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、触覚出力デバイス１５０及び共振面１７０の１つまたは複数のパラメータを判断するためにデータベース２３４にアクセスする。触覚出力デバイス１５０のパラメータは、タイプ、場所、向き、周波数範囲、及び強度範囲を含む。共振面１７０のパラメータは、タイプ、場所、及び周波数応答を含む。

【0060】

触覚出力デバイス１５０が触覚出力１５５を生成すると、触覚出力１５５は共振面１７０を共振させることによって、共振面１７０上に共振パターン１７５を生成する。共振パターン１７５は、制御ユニット１６０からの制御信号によって指示されるインターフェースをシミュレーションする。センサ１４０を含まない実施形態では、方法はステップ８２０で終了する。センサ１４０を含む実施形態では、センサ１４０は、共振面１７０に対するユーザの手の場所を指示する相互作用データを生成する。センサ１４０は、相互作用データを触覚フィードバックアプリケーション２３２に送信する。

【0061】

ステップ８４０では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、１つまたは複数のセンサ１４０から相互作用データを受信する。ステップ８５０では、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、相互作用データを解析して、入力イベントのタイプを判断する。入力イベントは、１回または２回の指のタッチ、１回または２回の指のスワイプ、及び、共振面１７０より上で行われるジェスチャなどを含む、さまざまなタイプのユーザによる相互作用を含んでもよい。さらに、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、ユーザによる相互作用のタイプ及び場所を特定の入力イベントにマッピングするためにデータベース２３４におけるルックアップテーブルにアクセスしてもよい。

【0062】

ステップ８６０において、触覚フィードバックアプリケーション２３２は、入力イベントに基づいてインターフェースデータを生成し、かつインターフェースデータを制御ユニット１６０に送信する。

【0063】

要するに、触覚フィードバックアプリケーションは、共振面上にインターフェースを生成するための制御信号を制御ユニットから受信する。触覚フィードバックアプリケーションは、１つまたは複数の触覚出力デバイスが共振面の方へ方向づけられる触覚出力を生成するように構成する。触覚出力は共振面を共振させることによって、共振面上に共振パターンを生成する。共振パターンは、制御ユニットからの制御信号によって表されるインターフェースをシミュレーションする。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンサは、共振面とのユーザによる相互作用を指示する相互作用データを生成する。触覚フィードバックアプリケーションは、相互作用データを解析して、生成されるインターフェースのタイプ及びユーザによる相互作用に対応する入力イベントのタイプを判断する。触覚フィードバックアプリケーションは、入力イベントに基づいてインターフェースデータを生成し、かつインターフェースデータを制御ユニットに送信する。

【0064】

本明細書に説明される技法の少なくとも１つの利点は、ユーザがインターフェースを見ることなく、インターフェースと対話することができることである。それゆえに、ユーザ（例えば、ドライバ）は、道路から自身の視線を逸らすことなく、インターフェースと対話し、かつメニューにおけるオプションを選択することができる。共振面を利用することによって、視覚及び音声通信に対する代替的な通信経路が開かれ、これは、現在の複雑な車内コンピューティング環境において次第に過度に使用されてきている。

【0065】

さまざまな実施形態の説明は例示の目的で提示されており、開示される実施形態に対して包括的であるまたはこれに限定されることを意図していない。説明した実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、多くの修正及び変形が当業者には明らかとなるであろう。

【0066】

本実施形態の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化されてもよい。それゆえに、本開示の態様は、完全にハードウェアの環境、完全にソフトウェアの環境（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または、全てが一般的に本明細書では、「回路」、「モジュール」、または「システム」と称される場合がある、ソフトウェア態様及びハードウェア態様を組み合わせた一実施形態の形態を取ってもよい。さらに、本開示の態様は、コンピュータ可読プログラムコードが組み入れられている１つまたは複数のコンピュータ可読媒体（複数可）において具現化されたコンピュータプログラム製品の形態を取ってもよい。

【0067】

１つまたは複数のコンピュータ可読媒体（複数可）の任意の組み合わせを利用してもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、もしくは半導体システム、装置、またはデバイス、あるいは、前述の任意の適した組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（包括的でないリスト）として、以下：１つまたは複数の電線を有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセス表面メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用表面メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用表面メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ表面メモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用表面メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または前述の任意の適した組み合わせが挙げられる。本明細書の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによってまたはこれらに関連して使用するためのプログラムを含有または記憶することができる任意の有形的表現媒体であってもよい。

【0068】

本開示の態様は、本開示の実施形態による、方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／またはブロック図を参照して上述されている。フローチャート図及び／またはブロック図のそれぞれのブロック、及びフローチャート図及び／またはブロック図のブロックの組み合わせがコンピュータプログラム命令によって実施可能であることは理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または機械を製造するための他のプログラマブルデータ処理装置に提供されてもよいことで、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行する命令によって、フローチャート及び／またはブロック図のブロック（単数または複数）において指定される機能／動作の実施が可能になる。このようなプロセッサは、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、特定用途向けプロセッサ、またはフィールドプログラマブルプロセッサもしくはゲートアレイであってもよいが、限定はされない。

【0069】

これらの図におけるフローチャート及びブロック図は、本開示のさまざまな実施形態によるシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実施態様のアーキテクチャ、機能性、及び操作を示している。この点に関して、フローチャートまたはブロック図におけるそれぞれのブロックは、指定された論理機能（複数可）を実施するための１つまたは複数の実行可能命令を含むコードのモジュール、セグメント、または一部を表現してもよい。また、いくつかの代替的な実施態様では、ブロックに記される機能は、これらの図に記される順序以外の順序で行ってもよいことは留意されるべきである。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、略同時に実行されてもよい、またはこれらのブロックは、関わる機能性に応じて、逆の順序で実行されることもあってよい。また、ブロック図及び／またはフローチャート図のそれぞれのブロック、及びブロック図及び／またはフローチャート図におけるブロックの組み合わせは、指定された機能または動作を行う専用ハードウェアベースシステムによって、または専用ハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせによって実施可能であることは留意されたい。

【0070】

先述したものは、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の及びさらなる実施形態は、本開示の基本的範囲から逸脱することなく案出されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲により判断される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】