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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024161000
(43)【公開日】2024-11-15
(54)【発明の名称】触覚対応ゲーミングコントローラ
(51)【国際特許分類】
G06F 3/01 20060101AFI20241108BHJP
A63F 13/285 20140101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
G06F3/01 560
A63F13/285
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024074662
(22)【出願日】2024-05-02
(31)【優先権主張番号】63/500,344
(32)【優先日】2023-05-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】18/515,745
(32)【優先日】2023-11-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】515233476
【氏名又は名称】シラス ロジック インターナショナル セミコンダクター リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】ジャンコ，マルコ
(72)【発明者】
【氏名】スミス，ジェームズ
(72)【発明者】
【氏名】スキナー，ニコラス
(72)【発明者】
【氏名】カーティス，グラハム
【テーマコード（参考）】
5E555
【Ｆターム（参考）】
5E555AA08
5E555BA20
5E555BB20
5E555DA24
5E555FA00
(57)【要約】 （修正有）
【課題】本開示は、触覚対応デバイス及びシステム、特に触覚対応ゲーミングコントローラに関する。
【解決手段】ゲーミングコントローラであって、触覚アクチュエータ、及び触覚ドライバを備え、触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で触覚アクチュエータを駆動し、駆動信号が触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、ゲーミングコントローラ。
【選択図】図５Ａ
【解決手段】ゲーミングコントローラであって、触覚アクチュエータ、及び触覚ドライバを備え、触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で触覚アクチュエータを駆動し、駆動信号が触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、ゲーミングコントローラ。
【選択図】図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゲーミングコントローラであって、
触覚アクチュエータ、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で前記触覚アクチュエータを駆動し、前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、前記ゲーミングコントローラ。
触覚アクチュエータ、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で前記触覚アクチュエータを駆動し、前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、前記ゲーミングコントローラ。
【請求項2】
Ｆ２は前記触覚アクチュエータの共振周波数Ｆ０またはその付近であり、及び／または
Ｆ２は１００Ｈｚを超え、さらに好ましくは１５０Ｈｚを超え、及び／または
Ｆ１は１００Ｈｚ未満、さらに好ましくは２０～８０Ｈｚの範囲であり、及び／または
Ｆ１及びＦ２は、Ｆ１における駆動信号から触覚アクチュエータ応答までのゲインがＦ２よりもＡ倍低くなるように設定され、この場合Ａ＞２、任意選択でＡ＞５、任意選択でＡ＞１０である、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
Ｆ２は１００Ｈｚを超え、さらに好ましくは１５０Ｈｚを超え、及び／または
Ｆ１は１００Ｈｚ未満、さらに好ましくは２０～８０Ｈｚの範囲であり、及び／または
Ｆ１及びＦ２は、Ｆ１における駆動信号から触覚アクチュエータ応答までのゲインがＦ２よりもＡ倍低くなるように設定され、この場合Ａ＞２、任意選択でＡ＞５、任意選択でＡ＞１０である、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項3】
前記制御は、
前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにいつ印加され、いつされないかを制御すること、
前記印加される駆動信号の大きさを制御すること、
前記印加される駆動信号の位相を制御すること、
前記印加される駆動信号の極性を制御すること、
Ｆ２の値を制御し、任意選択でＦ０を追跡すること、
前記印加される駆動信号の離散パルスの先端が急峻なアタックプロファイルを有するように、及び／または前記印加される駆動信号の離散パルスの後端が急峻な制動プロファイルを有するように、前記駆動信号を修正すること、及び
前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのごとく前記触覚アクチュエータが動作するように、前記駆動信号を修正すること、の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにいつ印加され、いつされないかを制御すること、
前記印加される駆動信号の大きさを制御すること、
前記印加される駆動信号の位相を制御すること、
前記印加される駆動信号の極性を制御すること、
Ｆ２の値を制御し、任意選択でＦ０を追跡すること、
前記印加される駆動信号の離散パルスの先端が急峻なアタックプロファイルを有するように、及び／または前記印加される駆動信号の離散パルスの後端が急峻な制動プロファイルを有するように、前記駆動信号を修正すること、及び
前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのごとく前記触覚アクチュエータが動作するように、前記駆動信号を修正すること、の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項4】
前記触覚アクチュエータは、
リニア共振アクチュエータ、ＬＲＡ、及び
ボイスコイルモーター、ＶＣＭのうちの少なくとも１つである、またはそれを含む、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
リニア共振アクチュエータ、ＬＲＡ、及び
ボイスコイルモーター、ＶＣＭのうちの少なくとも１つである、またはそれを含む、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項5】
前記制御は、前記印加される駆動信号が所望の駆動信号を少なくとも部分的にエミュレートするように前記駆動信号を制御することを含み、前記所望の駆動信号は前記優勢な周波数Ｆ１を有し、前記所望の触覚効果を生成するように構成される、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項6】
前記優勢な周波数Ｆ１を有する前記所望の駆動信号及び／または前記所望の触覚効果は、
周期的な波形、
正弦波、三角波、方形波、長方形波、正ランプ鋸歯状波、または負ランプ鋸歯状波、
緩やかな上昇と急速な下降を有する修正された正弦波形、
不規則な波形、及び
任意選択で１つ以上のカスタムパラメータによって定義されるカスタマイズされた波形、の少なくとも１つを有する、請求項５に記載のゲーミングコントローラ。
周期的な波形、
正弦波、三角波、方形波、長方形波、正ランプ鋸歯状波、または負ランプ鋸歯状波、
緩やかな上昇と急速な下降を有する修正された正弦波形、
不規則な波形、及び
任意選択で１つ以上のカスタムパラメータによって定義されるカスタマイズされた波形、の少なくとも１つを有する、請求項５に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項7】
前記制御は、前記駆動信号を一連の離散パルスとして印加することを含み、任意選択で、各離散パルスは、前記駆動信号の１つ以上の振動を含む、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項8】
前記制御は、
各離散パルスの先端は急峻なアタックプロファイルを有し、及び／または各離散パルスの後端は急峻な制動プロファイルを有する、及び／または
前記触覚アクチュエータは、前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのように動作するように前記駆動信号を修正することを含む、請求項７に記載のゲーミングコントローラ。
各離散パルスの先端は急峻なアタックプロファイルを有し、及び／または各離散パルスの後端は急峻な制動プロファイルを有する、及び／または
前記触覚アクチュエータは、前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのように動作するように前記駆動信号を修正することを含む、請求項７に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項9】
前記パルスのタイミング、大きさ、及び／または極性は、前記パルスがタイミング、大きさ、及び／または極性において前記所望の駆動信号のサンプルに対応するように構成され、及び／または
前記パルスの前記タイミングと前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号のサンプリングされたバージョンを再現するように選択される、請求項７に記載のゲーミングコントローラ。
前記パルスの前記タイミングと前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号のサンプリングされたバージョンを再現するように選択される、請求項７に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項10】
前記パルスは、前記所望の駆動信号の正及び負のピークのサンプルとタイミングが一致する、及び／または
前記パルスの前記タイミング及び前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号の極大値及び／または極小値に対応するように選択される、請求項９に記載のゲーミングコントローラ。
前記パルスの前記タイミング及び前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号の極大値及び／または極小値に対応するように選択される、請求項９に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項11】
前記パルスは、所望の駆動信号の前記優勢な周波数Ｆ１のナイキストレートに対応するレートで生成される、請求項７に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項12】
前記制御は、前記印加される駆動信号の包絡線が前記所望の駆動信号の少なくとも一部を含むように、前記駆動信号の振幅を変調することを含む、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項13】
前記所望の駆動信号の前記一部が、前記所望の駆動信号の周期または振動の少なくとも３０％、４０％、または５０％を含む、請求項１２に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項14】
前記所望の触覚効果及び／または前記優勢な周波数Ｆ１及び／または前記所望の触覚効果の波形を示すコマンド信号を受信すること、及び前記コマンド信号に基づいて、前記触覚アクチュエータに前記駆動信号がどのように印加されるかを制御することを含む、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項15】
前記触覚アクチュエータが第１の触覚アクチュエータであり、前記駆動信号が第１の駆動信号であり、
前記ゲーミングコントローラは第２の触覚アクチュエータを備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２ｂを有する第２の駆動信号で前記第２の触覚アクチュエータを駆動し、前記第２の駆動信号が前記第２の触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１ｂを有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２ｂ＞Ｆ１ｂである、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
前記ゲーミングコントローラは第２の触覚アクチュエータを備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２ｂを有する第２の駆動信号で前記第２の触覚アクチュエータを駆動し、前記第２の駆動信号が前記第２の触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１ｂを有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２ｂ＞Ｆ１ｂである、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項16】
Ｆ２ｂは、Ｆ２と実質的に同じであるか、またはＦ２とは異なる、及び／または
Ｆ１ｂはＦ１と実質的に同じであるか、またはＦ１と異なる、請求項１５に記載のゲーミングコントローラ。
Ｆ１ｂはＦ１と実質的に同じであるか、またはＦ１と異なる、請求項１５に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項17】
前記印加される第１の駆動信号及び前記印加される第２の駆動信号が、
互いに同期する、または
互いに実質的に位相が異なっており、好ましくは互いに実質的に１８０°位相が異なっており、及び／または相互に相補的な信号である、または
互いに実質的に同位相であり、好ましくは互いに実質的に同じである、または
互いの間に目標位相差を有し、任意選択で、前記目標位相差が制御可能であるように制御される、請求項１５に記載のゲーミングコントローラ。
互いに同期する、または
互いに実質的に位相が異なっており、好ましくは互いに実質的に１８０°位相が異なっており、及び／または相互に相補的な信号である、または
互いに実質的に同位相であり、好ましくは互いに実質的に同じである、または
互いの間に目標位相差を有し、任意選択で、前記目標位相差が制御可能であるように制御される、請求項１５に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項18】
前記第１の触覚アクチュエータ及び前記第２の触覚アクチュエータは、それらの振動軸が２次元または３次元で、
同一線上にある、または
互いに平行である、または
互いに垂直である、または
同一直線上になく、互いに平行でも互いに垂直でもないように取り付けられる、請求項１５に記載のゲーミングコントローラ。
同一線上にある、または
互いに平行である、または
互いに垂直である、または
同一直線上になく、互いに平行でも互いに垂直でもないように取り付けられる、請求項１５に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項19】
前記ゲーミングコントローラは、Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘを備え、この場合ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧２であり、
前記触覚ドライバは、対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動するように構成され、
前記触覚ドライバは、前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１より大きい、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
前記触覚ドライバは、対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動するように構成され、
前記触覚ドライバは、前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１より大きい、請求項１に記載のゲーミングコントローラ。
【請求項20】
ゲーミングコントローラであって、
Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘ、この場合ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧１である、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、
対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動し、
前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１より大きい、前記ゲーミングコントローラ。
Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘ、この場合ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧１である、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、
対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動し、
前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１より大きい、前記ゲーミングコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、触覚対応デバイス及びシステム、特に触覚対応ゲーミングコントローラに関する。このようなデバイス及びシステムは、触覚アクチュエータと、触覚アクチュエータを駆動するための触覚ドライバとを備え得る。
【背景技術】
【0002】
振動トランスデューサは、触覚フィードバックの分野を含む、さまざまな技術分野で使用されている。よく知られているように、触覚（またはハプティクス）テクノロジーは、ユーザに力、振動、または動きを加えることによって、接触体験、または触覚体験を作り出す。触覚トランスデューサを使用すると、ユーザに力を加えて触覚体験（触覚フィードバックとも呼ばれる）を与えることができ、それは、オーディオまたはビジュアル体験などの別のユーザ体験を伴い、及び／または強化し、または進行中のプロセスの状態に関する触覚情報を単にユーザに提供する。例えば、触覚振動は、ゲームアプリケーションでの没入感を付与することができる。
【0003】
リニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）は、共振または共振付近の狭帯域で動作するとき電力効率が高くなる。ＬＲＡはまた比較的高速であり、そのため、正確な触覚効果に有用である。これらの理由により、ＬＲＡは通常、モバイルフォンつまり携帯電話などのバッテリ駆動のモバイルデバイスで使用され、電力効率が高く、強力かつ正確な触覚フィードバックをユーザにもたらし、例えば、機械的なボタン押しの効果を再現する。ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）はＬＲＡに似ているが、周波数応答範囲がより広い。
【0004】
偏心回転質量モーター（ＥＲＭ）は通常、ＬＲＡ及びＶＣＭよりもはるかに低速であり、ランブルタイプ－またはその他の低周波数－の触覚フィードバックに、より適している。これらの理由により、ＥＲＭは通常、ゲーミングコントローラにて低周波の触覚効果をもたらすために使用される。ゲーミングコントローラまたはゲームコントローラは、ビデオゲームまたはビデオゲームに入力をするエンターテイメントシステムで使用するためのデバイスとみなされ得る。コントローラは、エンターテイメントシステムに入力をするだけの入力デバイス、またはエンターテイメントシステムからデータを受信して応答（例えば、ランブルなどの触覚応答、または音声応答）を生成する入出力デバイスであり得る。
【0005】
ただし、ゲーミングコントローラではＥＲＭの代わりにＬＲＡまたはＶＣＭを採用することが所望されている。一方ではＬＲＡとＶＣＭ、他方ではＥＲＭの周波数特性が大きく異なることを考えると、これは課題を作り出す。
【0006】
このような課題に対処することが望ましい。
【発明の概要】
【0007】
本開示の第１の態様によれば、ゲーミングコントローラであって、触覚アクチュエータ、及び触覚ドライバを備え、触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で触覚アクチュエータを駆動し、駆動信号が触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、ゲーミングコントローラが提供される。
【0008】
Ｆ２はＦ１よりも大幅に大きくなり得、例えば、前者は１５０Ｈｚを超え（例えば、触覚アクチュエータの共振周波数またはその付近）、後者は１００Ｈｚ未満（触覚アクチュエータの駆動効率が特に不良）になる。
【0009】
本開示の第２の態様によれば、ゲーミングコントローラであって、Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘであって、ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧１であるＮ個の触覚アクチュエータＨＡｘ、及び触覚ドライバであって、対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘでＮ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動し、Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１より大きい、触覚ドライバを備えるゲーミングコントローラが提供される。
【0010】
本開示の第３の態様によれば、ゲーミングコントローラまたは自動車システムの触覚アクチュエータを駆動するための触覚ドライバであって、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で触覚アクチュエータを駆動し、駆動信号が触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、触覚ドライバが提供される。
【0011】
本開示の第４の態様によれば、触覚効果生成方法であって、触覚アクチュエータを、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で駆動すること、及び優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するために、駆動信号がどのように触覚アクチュエータに印加されるかを制御することを含み、この場合、Ｆ２＞Ｆ１である方法が提供される。
【0012】
本開示の第５の態様によれば、共振周波数を有するアクチュエータ、好ましくはＬＲＡまたはＶＣＭなどの触覚アクチュエータを駆動するためのシステム及び方法であって、アクチュエータ（例えば、触覚振動）によって出力する所望の効果の指示を受信することであって、所望の効果は比較的低い周波数を有し、好ましくは、所望の効果は、アクチュエータの共振周波数よりも低い主要なまたは優勢な周波数Ｆ１を有する、受信すること、受信された指示に基づいて触覚駆動信号を生成することであって、触覚駆動信号は比較的高い周波数を有し、好ましくは触覚駆動信号は主要なまたは優勢な周波数Ｆ２を有し、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、生成すること、及び触覚駆動信号を使用してアクチュエータを駆動することであって、触覚駆動信号は、ユーザに対する所望の効果の感覚をエミュレートするために生成される、駆動すること、を含むシステム及び方法が提供される。
【0013】
本開示の第６の態様によれば、集積回路（ＩＣ）であって、触覚アクチュエータと結合される触覚ドライバ出力段と、触覚ドライバ出力段によって出力される触覚駆動信号を生成するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であって、結合された触覚アクチュエータによって生成される触覚効果の指示を受信し、受信した指示を触覚ドライバ出力段によって出力される触覚駆動信号に変換するＤＳＰとを含む、集積回路（ＩＣ）が提供される。好ましくは、触覚駆動信号は、生成される触覚効果の主要なまたは優勢な周波数よりも高い主要なまたは優勢な周波数を有する。
【0014】
対応する装置／デバイスの態様、方法の態様、コンピュータプログラムの態様、及び記憶媒体の態様が想定される。ある態様の特徴を別の態様に適用することも、その逆も可能である。
【0015】
これより、単なる例として、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】ＬＲＡの例示的な周波数応答を示すグラフである。
【図2】本発明を具体化するホストの概略図である。
【図3】例示的な触覚アクチュエータとしてのＬＲＡの制御を理解するのに有用である概略図である。
【図4】所望の駆動信号と、駆動信号の印加を制御することによって形成される一連のＬＲＡパルスとを示すグラフである。
【図5A】第１及び第２の触覚アクチュエータを有する、本発明を具体化するホストの概略図である。
【図5B】第１及び第２の触覚アクチュエータを有する、本発明を具体化するホストの概略図である。
【図7】所望の駆動信号と、その包絡線が所望の駆動信号に対応するように振幅変調された駆動信号とを示すグラフである。
【図9】対応するホストにおける触覚アクチュエータの異なる構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下の説明では、本開示による例示的な実施形態を説明する。さらなる例示的な実施形態及び実装形態は、当業者には明らかであろう。さらに、当業者は、後に論じる実施形態の代わりに、またはそれに関連して、様々な等価な技術を適用することができ、そのような等価物はすべて本開示に包含されるものとみなすべきであることを認識するであろう。
【0018】
前述したように、ＬＲＡ／ＶＣＭとＥＲＭの周波数特性は大きく異なる。
【0019】
ＬＲＡを例にとると、図１はＬＲＡの例示的な周波数応答を示すグラフであり、この例では約１８０Ｈｚの共振周波数Ｆ０で特徴的な「鋭い」共振ピークを示している。
【0020】
しかしながら、ゲーミングコントローラに展開される触覚アプリケーションは、通常、図１に示すように、２０～８０Ｈｚ帯域の周波数Ｆ１での触覚効果を求め、これは、ＬＲＡの応答が通常不良／低い共振周波数から遠く離れている。例えば、Ｆ１での駆動信号からＬＲＡ応答までのゲインは、Ｆ０の場合よりも５分の１、または１０分の１にさえもなる可能性がある。Ｆ１などの低周波で強い感覚を作り出すためにＬＲＡに通電するには、多大な電力が必要であり、ＬＲＡの駆動コイルを損傷する可能性がある。これを念頭に置いて、ゲーミングコントローラでは通常ＬＲＡではなくＥＲＭが採用されている、なぜならそれらが、このような周波数では電力効率が高く効果的だからである。
【0021】
ここでは、実行例として、周波数Ｆ１は、所望の低周波触覚効果の周波数として取り上げられ、周波数Ｆ２は、通常ＬＲＡ／ＶＣＭ共振周波数Ｆ０またはその近くで、ＬＲＡまたはＶＣＭを駆動するのに適した比較的高い周波数として取り上げられる。概観すると、本発明者らは、第１のアプローチにおいて、高周波インパルスまたはパルスを使用して、対応する低周波駆動信号を「サンプリング」することにより、所望の低周波触覚効果の「感覚」を作り出すことを提案している。パルス間の間隔は、所望の低周波駆動信号に適合し得る。第２のアプローチとして、本発明者らは、高周波信号を低周波包絡線で振幅変調することにより、所望の低周波触覚効果の「感覚」を作り出すことを提案する。実際、ユーザの皮膚／身体はフィルタ（ローパスフィルタ）として機能し、所望の触覚効果が感じられる。
【0022】
図２は、本発明を具体化するホスト１００の概略図である。ホスト１００はホストシステムまたはホストデバイスと見なされ得るが、簡潔にするために単にホストと称される。本開示は、その状況に応じて理解されるであろう。
【0023】
ホスト１００は、触覚対応ホストとも呼ばれることがあり、消費者向けデバイスまたはシステムである場合がある。実行例として、ホスト１００はゲーミングコントローラと見なされる。
【0024】
図２に示すように、ホスト１００は、エンクロージャ１０１、触覚ドライバ１１０、触覚アクチュエータ１２０、及び任意選択でセンサ１３０を含むことができる。ホスト１００は、触覚アクチュエータ１２０なしで設けられて、その後、触覚アクチュエータ１２０に取り付けることができる。触覚ドライバ１１０は、例えばホスト１００の製造中に取り付けられるように、ホスト１００とは独立して設けてもよい。
【0025】
エンクロージャ１０１は、ホスト１００のさまざまなコンポーネントを収容するための任意の適切なハウジング、ケース、シャーシ、またはその他のエンクロージャを備え得る。エンクロージャ１０１は、プラスチック、金属、布地、及び／または他の任意の適切な材料から構築され得る。さらに、エンクロージャ１０１は、いくつかの構成において、ホスト１００がユーザ（つまり、人、消費者）によって容易に使用可能となるように適合される（例えば、サイズ決めされる、及び形作られる）場合がある。
【0026】
触覚ドライバ１１０は、コントローラ、信号発生器、及び／または増幅器であるか、またはこれらを含んでもよい。触覚ドライバ１１０は、示されているように、駆動信号で触覚アクチュエータ１２０を駆動するように構成されている。具体的には、触覚ドライバ１１０は、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で触覚アクチュエータ１２０を駆動し、駆動信号が触覚アクチュエータ１２０にどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする、または、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果のように感じる触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２≠Ｆ１である。実行例では、Ｆ２＞Ｆ１、またはＦ２＞＞Ｆ１である。
【0027】
触覚ドライバ１１０は、信号発生器（例えば、後述するデジタル信号プロセッサ、ＤＳＰ）と触覚ドライバ出力段（例えば、信号の増幅を実行する）の組み合わせとして設けられ得る。このような信号発生器は触覚駆動信号を生成でき、触覚駆動出力段は触覚アクチュエータ１２０に接続され、触覚駆動信号を増幅することができる。本開示はその状況に応じて理解されるであろう。
【0028】
ここで、触覚アクチュエータ１２０を効率的かつ確実に駆動するために、優勢な周波数Ｆ２は触覚アクチュエータ１２０の共振周波数Ｆ０と同じかそれに近い値であり、優勢な周波数Ｆ１は優勢な周波数Ｆ２よりも低いか、大幅に低いか、または優勢な周波数Ｆ２から大きく離れていることが理解されるであろう。Ｆ０及びＦ２は１００Ｈｚを超えてもよく、さらに好ましくは１５０Ｈｚを超えてもよい。例えば、Ｆ０及びＦ２は、１７０～１８５Ｈｚの範囲にあってもよいし、１８０Ｈｚであってもよい。Ｆ１は１００Ｈｚ未満である場合もあれば、２０～８０Ｈｚの範囲にある場合もある。
【0029】
触覚アクチュエータ１２０（または単にアクチュエータまたはトランスデューサ）は、ＬＲＡ及び／またはＶＣＭであるか、またはそれらを備え得る。触覚アクチュエータ１２０は、いくつかの構成では複数の実際のアクチュエータとして実装され得る。Ｆ１での駆動信号から触覚アクチュエータ応答までのゲインは、Ｆ０またはＦ２よりもＡ倍低くなる場合があり、それにおいてＡ＞２、任意選択でＡ＞５、任意選択でＡ＞１０である。
【0030】
触覚ドライバ１１０は、エンクロージャ１０１内に収容することができ、駆動信号で触覚アクチュエータ１２０を駆動するように構成された任意のシステム、デバイス、または装置を含むことができる。
【0031】
触覚ドライバ１１０の制御機能は、デジタル回路またはアナログ回路として、ハードウェアまたはプロセッサで動作するソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせとして実装することができる。このような制御機能には、プログラム命令またはコードを解釈及び／または実行し、及び／またはデータを処理するように構成された任意のシステム、デバイス、または装置が含まれる場合があり、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、またはプログラム命令を解釈及び／または実行し、及び／またはデータを処理するように構成されたいずれかの他のデジタルまたはアナログ回路が含まれ得るが、これらに限定されない。したがって、コードは、プログラムコードまたはマイクロコード、または例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡをセットアップまたは制御するためのコードを含むことができる。コードはまた、再プログラム可能な論理ゲートアレイなどの再構成可能な装置を動的に構成するためのコードを含むこともできる。同様に、コードは、Ｖｅｒｉｌｏｇ ＴＭまたはＶＨＤＬなどのハードウェア記述言語のコードを含むことができる。当業者に理解されるように、コードは、互いに通信する複数の結合されたコンポーネント間で分散され得る。必要に応じて、そのような態様は、アナログハードウェアを構成するために、フィールド（再）プログラム可能なアナログアレイまたは同様のデバイス上で実行されるコードを使用して実装することもできる。実行用のプロセッサ制御コードは、ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭなどの不揮発性キャリア媒体、読み取り専用メモリ（ファームウェア）などのプログラムされたメモリ、または光信号キャリアまたは電気信号キャリアなどのデータキャリアで提供され得る。触覚ドライバ１１０またはその制御回路は、ＩＣチップなどの集積回路として、またはその一部として設けられ得る。
【0032】
触覚ドライバ１１０の制御機能は、触覚効果生成方法とみなすことができる。そのような方法は、触覚アクチュエータ１２０を、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で駆動すること、及び優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するために、駆動信号がどのように触覚アクチュエータに印加されるかを制御することを含むことができ、この場合、Ｆ２≠Ｆ１である。再度、実行例では、Ｆ２＞Ｆ１、またはＦ２＞＞Ｆ１である。
【0033】
図１には示されていないが、ホスト１００は、ホスト１００の動作を全体的に制御するように構成されたアプリケーションプロセッサなど、触覚ドライバ１１０とは別であるが触覚ドライバ１１０と通信するさらなるコントローラを備え得る。あるいは、そのようなさらなるコントローラの機能は、触覚ドライバ１１０によって設けられ得る。ホスト１００は、ユーザ及び／または他のデバイスとの対話のための入力及び／または出力ユニット（Ｉ／Ｏユニット）と、メモリとを備えることもできる。メモリは、例えば触覚ドライバ１１０（及び任意のさらなるコントローラ）のためのプログラム命令及び／またはデータを一定期間保持するように構成され得る。
【0034】
駆動信号が触覚アクチュエータ１２０にどのように印加されるかという制御は、いつ駆動信号が触覚アクチュエータ１２０に印加される、及びされないか（すなわち、タイミング）、例えば経時的な印加される駆動信号の大きさ、例えば経時的な印加される駆動信号の位相、例えば経時的な印加される駆動信号の極性、及び例えば経時的なＦ２の値（例えば、Ｆ０の追跡）のいずれかを制御することを含んでもよい。つまり、駆動信号のこれらの特徴または特性はいずれも、経時的に変化、制御、または調整され得る。
【0035】
一般に、駆動信号が触覚アクチュエータ１２０にどのように印加されるかという制御は、印加される駆動信号の離散パルスの先端が急峻なアタックプロファイルを有するように、及び／または印加される駆動信号の離散パルスの後端が急峻な制動プロファイルを有するように、駆動信号を修正することを含んでもよい。制御は、触覚アクチュエータ及び／または触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのごとく触覚アクチュエータが動作するように、駆動信号を修正することを含んでもよい。これに関して、センサ１３０は、触覚アクチュエータのパフォーマンスを監視できるようにし、触覚アクチュエータ１２０の閉ループ制御を実行できるようにするために設けられ得る。センサ１３０の例示的な使用をよりよく理解するために、図３を参照する。
【0036】
図３は、左側に、ＬＲＡの質量バネシステム２０１の電気的に等価なモデルを含む、線形システムとしてモデル化されたＬＲＡの例（触覚アクチュエータ１２０の例として）を示す。この例では、ＬＲＡは電気的要素と機械的要素をもつ３次システムとしてモデル化されている。特に、ＲｅとＬｅはそれぞれコイル－磁石システムのＤＣ抵抗とコイルインダクタンスであり、Ｂｌはコイルの磁力係数である。駆動アンプ（触覚ドライバ１１０に対応）は、出力インピーダンスＲｏを有する電圧波形Ｖ（ｔ）を出力する。端子電圧ＶＴ（ｔ）は、例えばセンサ１３０を介して、触覚トランスデューサ（触覚アクチュエータ１２０）の端子間で検知され得る。質量バネシステム２０１は速度ｕ（ｔ）で移動する。
【0037】
図３の左側にも示されているように、ＬＲＡなどの電磁負荷は、コイルインピーダンスＺコイルと機械的インピーダンスＺｍｅｃｈの和として見られるように、インピーダンスＺＬＲＡによって特徴付けることができる。コイルインピーダンスＺコイルは、インダクタンスＬｅと直列に接続された直流（ＤＣ）抵抗Ｒｅとしてモデル化できる。同様に、機械インピーダンスＺｍｅｃｈは、共振時の抵抗ＲＲＥＳ、静電容量ＣＭＥＳ、及びインダクタンスＬＣＥＳを含む３つのパラメータによって定義され得る。合計の機械インピーダンスと電気的に等価であるのは、ＲＲＥＳ、ＣＭＥＳ、ＬＣＥＳの並列接続である。
【0038】
ＵＳ １１，２８３，３３７ Ｂ２でより詳細に説明されているように、エネルギーがＬＲＡに伝達されるにつれて、ＬＲＡの逆ＥＭＦのアタック時間が遅くなり得、ＬＲＡに蓄えられた機械エネルギーが放出されて、駆動信号が終了した後に逆ＥＭＦのいくばくかの「リンギング」が発生する可能性がある。触覚ＬＲＡのコンテキストでは、そのような動作特性により、「鮮明な」触覚応答ではなく、「鈍い」感覚のクリックまたはパルスが生じる可能性がある。この問題は、トランスデューサの共振周波数Ｆ０でインピーダンスの鋭いピークを伴う高品質係数Ｑを有するＬＲＡに起因する可能性がある（図１の周波数応答を参照）。
【0039】
図３の右側に示されているように、ＬＲＡは、修正された触覚トランスデューサ３０１として左側と同じようにモデル化できるが、ただし、触覚トランスデューサ３０１と直列に挿入された負のインピーダンスＲｅ＿ｎｅｇを備える負性抵抗抵抗器６０６を含んでいる。負のインピーダンスＲｅ＿ｎｅｇを追加することは、それが効果的にＤＣ抵抗Ｒｅから減算されてそれにより全体のＤＣ電気インピーダンスが低下するため、品質係数Ｑを低下させる可能性がある。
【0040】
実際には、負の抵抗器は存在しない。代わりに、負のインピーダンスフィルタ（図示されていないが、触覚ドライバ１１０にて実装される）は、右側に示される回路と実質的に同様に動作するように構成されたデジタルフィルタを備えることができ、これには、触覚トランスデューサ３０１の数学的モデルと直列の負のインピーダンスＲｅ＿ｎｅｇの数学的モデルが含まれる。動作中、負のインピーダンスフィルタは、図示するように、触覚トランスデューサ３０１にかかる電圧及び／または触覚トランスデューサ３０１によって引き出される電流に基づいて（センサ１３０によって測定されるように）、負のインピーダンスＲｅ＿ｎｅｇとＤＣ抵抗Ｒｅの接続点で発生する電圧Ｖｍを実質的に計算し得る（実際に、負のインピーダンスＲｅ＿ｎｅｇの物理的な抵抗器を触覚トランスデューサ３０１と直列に配置することができた場合）。次いで、計算された電圧Ｖｍを使用して、触覚トランスデューサ３０１（触覚アクチュエータ１２０）を駆動することができる。この点に関するさらなる詳細及び関連する技術は、ＵＳ １１，２８３，３３７ Ｂ２（上記）、ＵＳ １１，１２１，６６１ Ｂ２、及びＵＳ １０，８２８，６７２ Ｂ２にて提示されており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0041】
したがって、センサ１３０は、例えば、触覚アクチュエータ１２０にわたる電圧及び／または触覚アクチュエータ１２０によって引き出される電流を検出できる任意のセンサであってよい。センサ１３０は、いくつかの構成では、触覚アクチュエータ１２０の機械的パフォーマンスを検出するように構成され得る。例えば、センサ１３０は、電圧計、電流計、抵抗、マイクロフォン、加速度計、慣性測定ユニット、モーションセンサ、スピーカ、圧電センサ、温度センサ、及び力センサのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【0042】
いくつかの構成では、センサ１３０は、触覚ドライバ１１０の一部として実装され得る。したがって、触覚ドライバ１１０及び／またはセンサ１３０は、アクチュエータ特性、例えば、電圧、電流、逆ＥＭＦ、温度、及び／またはアクチュエータ共振周波数を監視及び追跡するように構成された監視回路を備え得る。触覚ドライバ１１０は、監視された特性に基づいて駆動信号を制御または調整するように構成され得る。
【0043】
したがって、触覚ドライバ１１０は、駆動信号が触覚アクチュエータ１２０にどのように印加されるかを制御するように構成され得、印加される駆動信号が、優勢な周波数Ｆ１を有し、所望の触覚効果を生成するように構成された所望の駆動信号を少なくとも部分的にエミュレートするようにする。優勢な周波数Ｆ１を有する所望の駆動信号及び／または所望の触覚効果は、周期性の波形、正弦波、三角波、方形波、長方形波、正ランプ鋸歯状波、または負ランプ鋸歯状波、緩やかな上昇と急速な下降を有する修正された正弦波形、不規則な波形、及び任意選択で１つ以上のカスタムパラメータによって定義されるカスタマイズされた波形のうちの少なくとも１つを有し得る。この時点で、経時的に変化する触覚効果を提供するために、経時的にＦ１の値を変更、制御、または調整できることに留意されたい。
【0044】
前述の第１のアプローチに合わせて、図４を参照すると、これは、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の駆動信号と、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号の印加を制御することによって形成される一連のＬＲＡパルスとを示すグラフである。駆動信号の大きさ（例えば、ｍＶ）は時間（例えば、ｍｓ）にわたって示され、後述する図６～図８においても同様である。前述のように、本発明者らは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号の高周波インパルスまたはパルスを使用して、所望の駆動信号（所望の触覚効果を作り出す）を「サンプリング」することによって、所望の低周波触覚効果の「感覚」を作り出すことを提案する。
【0045】
図４の最初の２つのパルスに示されているように、このような各パルスは離散パルス（つまり、駆動信号の非適用によって、または駆動信号がゼロの大きさである期間によって効果的に分離されている）であり得、駆動信号の１つ以上の振動を含むことができる。戻って図３を参照すると、また最初の２つのパルスに関して図４に示されているように、駆動信号は、各離散パルスの先端が急峻なアタックプロファイルを有するように、及び／または各離散パルスの終端が急峻な制動プロファイルを有するように修正することができる（図４から明らかなように）。他のパルスも状況に応じて理解できる。例えば、駆動信号は、触覚アクチュエータ１２０及び／または触覚ドライバ１１０のインピーダンスが修正されたかのように触覚アクチュエータが動作するように修正することができる。
【0046】
図４にも示されているように、パルスのタイミング、大きさ及び／または極性は、パルスがタイミング、大きさ及び／または極性において所望の駆動信号のサンプルに対応するように構成される。例えば、図４に示すように、パルスは、その正及び負のピークにおける所望の駆動信号のサンプルにタイミング的に対応し得、印加される駆動信号の極性は、最初の２つのパルスに明示的に示されるように、正及び負のピーク（極大値及び極小値）に合うように交互になる。
【0047】
別の構成では、図示するように、パルスは、所望の駆動信号の正のピークと負のピークのサンプルとタイミングが一致するが、印加される駆動信号の極性は、正のピークと負のピークに合うように交互に変化してはいない。例えば、パルスは（タイミングは所望の駆動信号の正と負のピークのサンプルに一致しながら）、図示のように交互の極性を有するのではなく、すべて正の極性を有するか、すべて負の極性を有する場合がある。例えば、振動の方向は人間の触覚では知覚できず、大きさだけが知覚できるため、極小値と極大値の位置に一致するタイミングで「正」極性のみのパルスを使用できるが、これは、上で説明したサンプリング概念に沿って極性が交互に変化するパルスと同じ効果をもたらす。
【0048】
また、図４から明らかなように、生成されたパルス間の間隔は、所望の駆動信号、すなわち低周波のパターンに適応するように選択され得る。パルスは、所望の駆動信号の優勢な周波数Ｆ１のナイキストレートに対応するレートで生成され得る。このようにして、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で触覚アクチュエータを駆動しているにもかかわらず、所望の低周波効果の「感触」を生成することができる。
【0049】
もちろん、任意の数のパルスを使用することができ、所望の駆動信号（必ずしも極性が異なるとは限らない）のサンプルとして機能し、そのためユーザに対して所望の触覚効果の「感覚」を作り出す。この点で、異なるパルス／インパルスは異なる振幅を有する可能性がある。一連のパルスは、極性の観点から、正及び負のパルス、または正のパルスのみ、または負のパルスのみを含むことができる。また、所望の駆動信号は任意の波形を有し、パルス／インパルスがその波形をサンプリングして、そのため対応する所望の触覚効果を作り出すまたはエミュレートすることができることも理解されよう。
【0050】
所望の触覚効果は、複数の触覚アクチュエータを使用して生成することができる。
【0051】
図５Ａは、本発明を具体化するホスト１００Ｍ－１の概略図である。ホスト１００Ｍ－１は、複数の触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂと、任意選択で対応する複数のセンサ１３０ａ及び１３０ｂを備えることを除いて、ホスト１００と同じである。触覚ドライバ１１０Ｍは、複数の触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂを駆動するように構成されている点を除き、触覚ドライバ１１０と一致する。そのため、重複した説明は省略され得る。
【0052】
図２を参照すると、触覚アクチュエータ１２０ａは、第１の触覚アクチュエータとみなされ、触覚アクチュエータ１２０ａの駆動信号（第１の駆動信号）が触覚アクチュエータ１２０の駆動信号と同じである触覚アクチュエータ１２０に対応していてよい。このとき、触覚アクチュエータ１２０ｂは、第２の駆動信号で第２の触覚アクチュエータを駆動するように構成された触覚ドライバ１１０Ｍを備えた第２の触覚アクチュエータとみなされてもよい。具体的には、触覚ドライバ１１０Ｍは、優勢な周波数Ｆ２ｂを有する第２の駆動信号で第２の触覚アクチュエータ１２０ｂを駆動し、優勢な周波数Ｆ１ｂを有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するために、第２の駆動信号が第２の触覚アクチュエータ１２０ｂにどのように印加されるかを制御するように構成され得、この場合Ｆ２ｂ≠Ｆ１ｂである。実行例では、Ｆ２ｂ＞Ｆ１ｂ、またはＦ２ｂ＞＞Ｆ１ｂである。Ｆ２ｂはＦ２と実質的に同じである、及び／またはＦ１ｂはＦ１と実質的に同じである可能性がある。
【0053】
図５Ｂは、本発明を具体化するホスト１００Ｍ－２の概略図である。ホスト１００Ｍ－２は、触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂが、それぞれの触覚ドライバ１１０Ｍａ及び１１０Ｍｂによって駆動され、各々が触覚ドライバ１１０に対応する点を除いて、ホスト１００Ｍ－１と同じである。このように、触覚ドライバ１１０Ｍａは第１の駆動信号を生成し、触覚ドライバ１００Ｍｂは第２の駆動信号を生成する。触覚ドライバ１１０Ｍａと１１０Ｍｂの組み合わせは触覚ドライバ１００Ｍに対応するため、重複する説明は省略され得る。
【0054】
第１のアプローチに関連する例として、図６は、図４に対応するグラフを示しており、１つは第１の触覚アクチュエータ１２０ａを駆動するためのものであり、もう１つは第２の触覚アクチュエータ１２０ｂを駆動するためのものである。この例では、Ｆ２＝Ｆ２ｂ、Ｆ１＝Ｆ１ｂである。また、第１の触覚アクチュエータ１２０ａに対する第１の駆動信号は、触覚アクチュエータ１２０に対する駆動信号と同一であり（したがって、重複した説明は省略する）、第２の触覚アクチュエータ１２０ｂに対する第２の駆動信号は、第１の駆動信号に対する相補信号になる。すなわち、印加される第１の駆動信号と印加される第２の駆動信号は、互いに実質的に位相が異なるように、好ましくは互いに実質的に１８０°位相が異なるように、及び／または相互に相補的な信号となるように制御される。これは一連のパルスの対をもたらし、図４と図６の比較から分かるように、各対において２つのパルスは相補的な信号であるか、または反対の極性を有する。
【0055】
別の構成では、第１駆動信号と第２駆動信号は、実質的に互いに同位相であり得、実質的に互いに同じである場合さえもある。一般に、第１の駆動信号と第２の駆動信号は互いに同期していてもよい。他の位相差、例えば４５°または９０°も可能である。
【0056】
第１の触覚アクチュエータ１２０ａと第２の触覚アクチュエータ１２０ｂは、振動軸が同一直線上、相互に平行、相互に垂直、または互いに対して任意の角度（２次元または３次元）で配置されるように取り付けることができる。軸が同一線上にある場合、第１の駆動信号と第２の駆動信号は互いに実質的に同位相である可能性があるが、構成によっては、これらの信号は互いに同位相でなくてもよく、逆位相になることさえあり得る。一般に、振動軸は互いに対して構成され得、第１の駆動信号と第２の駆動信号の位相は、様々な適用について異なるように互いに対して構成され得る。
【0057】
もちろん、ホスト１００Ｍ－１または１００Ｍ－２には任意の数の触覚アクチュエータを有し得、その触覚ドライバ１１０Ｍまたは触覚ドライバ１１０Ｍａ及び１１０Ｍｂは、対応する駆動信号でそれらを駆動するように構成できる。したがって、振動の相対的な軸と駆動信号の相対的な位相に関する考慮事項は、任意の数の触覚アクチュエータに適用され、適用ごとに異なる構成が存在し得る。図９に、いくつかの例が示されており、以下でさらに詳しく説明する。
【0058】
前述の第２のアプローチに合わせて、また図２のホスト１００に戻り、図７が参照され、これは、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の駆動信号と、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号とを示すグラフであり、駆動信号は、その包絡線が所望の駆動信号に対応するように振幅変調されている。前述のように、本発明者らは、高周波信号（アクチュエータの共振周波数またはその付近）を低周波包絡線で振幅変調することにより、所望の低周波触覚効果（所望の駆動信号に対応）の「感覚」を作り出すことを提唱している。振幅変調は、所望の低周波効果の信号包絡線に対応するように制御することができる。
【0059】
図７に示すように、駆動信号は、印加される駆動信号の包絡線が所望の駆動信号の少なくとも一部を構成するように変調され得る。例えば、所望の駆動信号の部分は、所望の駆動信号の周期または完全な振動の少なくとも３０％、４０％、または５０％を構成することができる。つまり、駆動信号が所望の駆動信号の一部に対してのみ振幅変調されている場合でも、ユーザは所望の触覚効果を体験することができ、または生成された触覚効果は十分である可能性がある。一般に、変調信号（つまり、所望の駆動信号）は、所望の低周波効果と同じ周期で繰り返されるべきである。図８に関連して説明したように、波形の「形状」は任意であり得るが、有利にも滑らかにしてアーチファクトを避けるようにする。
【0060】
図８は、図７に相応するが、所望の駆動信号が任意の波形形状を有し得ることを理解するのに有用であるグラフである。簡単にするために、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号は示されていないが、示されている所望の駆動信号にその包絡線が対応するように存在し、振幅変調されていることが理解されるであろう。この理解を助けるために、補足的な包絡線も破線で示されている。前述のように、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の駆動信号及び／または所望の触覚効果は、周期性の波形、正弦波、三角波、方形波、長方形波、正ランプ鋸歯状波、または負ランプ鋸歯状波、緩やかな上昇と急速な下降を有する修正された正弦波形、不規則な波形、及び任意選択で１つ以上のカスタムパラメータによって定義されるカスタマイズされた波形のうちの少なくとも１つを有し得る。
【0061】
図５Ａのホスト１００Ｍ－１（または図５Ｂのホスト１００Ｍ－２）に合わせて、この第２のアプローチにも複数の触覚アクチュエータを使用でき、例えば、第１及び第２の触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂが対応する駆動信号によって駆動されることが理解されよう。第１の触覚アクチュエータ１２０ａに対する第１の駆動信号は、図７に示すように図２の触覚アクチュエータ１２０に対する駆動信号と同一であり得（したがって、重複した説明は省略する）、第２の触覚アクチュエータ１２０ｂに対する第２の駆動信号は、第１の駆動信号に対する相補信号になり得る。すなわち、印加される第１の駆動信号と印加される第２の駆動信号は、互いに実質的に位相が異なるように、好ましくは互いに実質的に１８０°位相が異なるように、及び／または相互に相補的な信号となるように制御され得る。
【0062】
上記の最初のアプローチと同様に、これは単なる例であり、２番目のアプローチでも同相駆動信号が想定されている。また、第１及び第２の触覚アクチュエータ１２０ａ、１２０ｂの振動軸も同様に、同一直線上、相互平行、相互直交、または（二次元または三次元で）互いに任意の角度で配置されてもよい。ホスト１００Ｍ－１または１００Ｍ－２には任意の数の触覚アクチュエータを有し得、その触覚ドライバ１１０Ｍまたは触覚ドライバ１１０Ｍａ及び１１０Ｍｂは、対応する駆動信号でそれらを駆動するように構成できる。したがって、振動の相対的な軸と駆動信号の相対的な位相に関する考慮事項は、同等にこの第２のアプローチに対して任意の数の触覚アクチュエータに適用され、適用ごとに異なる構成が存在し得る。図９に、やはりいくつかの例が示されており、以下でさらに詳しく説明する。
【0063】
図面には示されていないが、触覚ドライバ１１０または１１０Ｍ、あるいは触覚ドライバ１１０Ｍａ及び１１０Ｍｂは、所望の触覚効果及び／または優勢な周波数Ｆ１及び／または所望の触覚効果の波形を示すコマンド信号を受信するように構成され得、どのようにしてコマンド信号に基づいて駆動信号が触覚アクチュエータに印加されるかを制御するように構成され得る。すなわち、触覚ドライバ１１０または１１０Ｍ、あるいは触覚ドライバ１１０Ｍａ及び１１０Ｍｂは、触覚アクチュエータ（複数可）によって出力される所望の触覚効果の指示を受信することができ、その触覚効果は触覚アクチュエータ（複数可）の共振周波数とは異なる周波数を有する。
【0064】
所望の触覚効果の指示は、もともと異なるアクチュエータタイプ（例えば、ＥＲＭ）を意図した時変信号を含んでもよいし、または生成される特定のタイプの効果を指定するデータを含んでもよい（例えば、定められた期間３０Ｈｚトーンを生成する）。コマンド信号に基づいて、所望の低周波効果または所望の駆動信号は、本明細書に開示された技術に基づいて、調整された（高周波）駆動信号または駆動信号のセットにマッピングまたは変換され得、調整された高周波駆動信号（複数可）は、ユーザに対して所望の低周波効果をエミュレートまたは再現する。このようなコマンド信号は、ホスト１００または１００Ｍ－１または１００Ｍ－２内で生成される場合もあれば、別のデバイスまたはシステムから受信される外部信号である場合もある。
【0065】
複数の触覚アクチュエータが使用される場合、それらのアクチュエータを組み合わせて使用して、所望の触覚効果を生成できることが理解されるであろう。ホスト１００Ｍ－１を例にとると、ホスト１００Ｍ－１はＮ個の触覚アクチュエータＨＡｘを備えていると考えられ、この場合ｘ＝１～Ｎ、Ｎ≧２である。触覚ドライバ１１０Ｍ－１は、Ｎ個の触覚アクチュエータ１２０ｘ（アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂは例である）のそれぞれを、対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで駆動するように構成され得る。さらに、触覚ドライバ１１０Ｍ－１は、Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され得、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１とは異なる（例えば、Ｆ１より大きい、またははるかに大きい）。この意味において、Ｎ個の触覚アクチュエータは、所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を集合的に作り出すことができる。
【0066】
上述の図９は、対応する例示的なホスト１００Ｍ－Ａ、１００Ｍ－Ｂ、１００Ｍ－Ｃ、及び１００Ｍ－Ｄにおける触覚アクチュエータの異なる構成例を示す概略図である。
【0067】
ホスト１００Ｍ－Ａ、１００Ｍ－Ｂ、１００Ｍ－Ｃ、及び１００Ｍ－Ｄのそれぞれは、ホスト１００Ｍ－１または１００Ｍ－２の詳細な実装形態と考えることができるため、重複した説明は省略する。ホスト１００Ｍ－Ａ、１００Ｍ－Ｂ、１００Ｍ－Ｃ、及び１００Ｍ－Ｄは、単に振動軸及び駆動信号の位相に関して複数の触覚アクチュエータ間の相対的な構成をより良く理解するために提供される。
【0068】
各ホスト１００Ｍ－Ａ、１００Ｍ－Ｂ、１００Ｍ－Ｃ、及び１００Ｍ－Ｄには、図５Ａ及び５Ｂに合わせて２つの触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂが示されているが、任意の数の触覚アクチュエータを使用することができる。また、ホスト１００Ｍ－Ａ、１００Ｍ－Ｂ、１００Ｍ－Ｃ、及び１００Ｍ－Ｄのそれぞれにおいて、触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂの各々に対して、振動軸の向きの方向は、矢印の向きによって示されている。また、矢印の相対的な方向は、駆動信号の位相が同相（矢印が同じ方向を向いている）か、逆相（矢印が反対方向を向いている）かを示す。さらに、方向は２次元で互いに対して相対的に示されているが、相対的な方向は３次元であり得ることが認識される。
【0069】
ホスト１００Ｍ－Ａでは、触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂは、任意の相対的な位置を有すると考えることができ、それらの振動軸も同様に、任意の相対的な方向を有すると考えることができる。エンクロージャ１０１は、相対的な位置／方向が適切であり得る特定の形状（概略的に示される）を有するように示されている。
【0070】
ホスト１００Ｍ－Ｂでは、エンクロージャ１０１は、図２、図５Ａ、及び図５Ｂにあるように、（三次元で）任意の形状を有することが理解される。触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂは、それらの振動軸が同一直線上にある（同軸に取り付けられている）ように取り付けられていると考えることができる。触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂの駆動信号は、図示のように同位相であってもよい。これにより、例えば、一方のアクチュエータが他方の効果を減衰させることを回避できる。
【0071】
ホスト１００Ｍ－Ｃでは、エンクロージャ１０１は任意の形状（三次元を有することが理解される。触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂは、それらの振動軸が同一直線上にある（同軸に取り付けられている）ように取り付けられていると考えることができる。触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂの駆動信号は、図示のように逆位相であってもよい。これは、一部の適用で適切な場合がある。
【0072】
ホスト１００Ｍ－Ｄで、エンクロージャ１０１はやはり、任意の形状（三次元）を有することが理解される。触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂは、それらの振動軸が相互に直交するように（垂直に取り付けられている）取り付けられていると考えることができる。触覚アクチュエータ１２０ａ及び１２０ｂの駆動信号は、図示のようであってもよい。
【0073】
実行例では、本明細書で開示されたホストはゲーミングコントローラであった。しかしながら、本発明は他の分野、例えば自動車業界にも適用可能である。ホストは、例えば、シート、シートバック、ヘッドレスト、ハンドル、車載コンソールまたはコントローラ、またはヒューマンマシンインターフェース、ギアスティック、ステアリングホイール、またはＨＶＡＣ（暖房、換気、及び空調）制御などの自動車システムである可能性がある。本発明は、時計を含むウェアラブル技術の分野に適用できる可能性がある。ホストは、例えば触覚対応のウェアラブルデバイスであってもよい。本発明は、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレットコンピュータ、及びノートブックの分野に適用可能である。ホストは、例えば触覚対応のトラックパッドであり得る。一般的に、ホストは、電気または電子デバイス、または触覚対応デバイスの場合がある。
【0074】
当業者は、上述の装置（回路）、デバイス、及び方法のいくつかの態様は、プロセッサ制御コードとして、例えば、ディスク、ＣＤ－ＲＯＭまたはＤＶＤ－ＲＯＭ、読み取り専用メモリ（ファームウェア）などのプログラムされたメモリなどの不揮発性キャリア媒体、または光または電気信号キャリアなどのデータキャリアに具体化され得ることを認識するであろう。例えば、触覚ドライバ１１０及び１１０Ｍのいずれも、プロセッサ制御コードに基づいて動作するプロセッサとして実装され得る。
【0075】
一部のアプリケーションでは、このような態様はＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、またはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）に実装される。したがって、コードは、従来型のプログラムコードまたはマイクロコード、または例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡをセットアップまたは制御するためのコードを含むことができる。コードはまた、再プログラム可能な論理ゲートアレイなどの再構成可能な装置を動的に構成するためのコードを含むこともできる。同様に、コードは、Ｖｅｒｉｌｏｇ ＴＭまたはＶＨＤＬなどのハードウェア記述言語のコードを含むことができる。当業者には理解されるように、コードは、互いに通信する複数の結合されたコンポーネント間で分散されてもよい。必要に応じて、そのような態様は、アナログハードウェアを構成するために、フィールド（再）プログラム可能なアナログアレイまたは同様のデバイスで実行されるコードを使用して実装することもできる。
【0076】
なお、上述の実施形態は本発明を限定するものではなく例示するものであり、当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの代替実施形態を設計することができると留意するべきである。「含む」という言葉は、特許請求の範囲に挙げられているもの以外の要素またはステップの存在を排除するものではなく、「ａ」または「ａｎ」は複数を排除するものではなく、単一の特徴または他のユニットが、特許請求の範囲にて記載された複数のユニットの機能を果たすことができる。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号またはラベルも、その範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【0077】
本明細書で使用される場合、２つ以上の要素が互いに「結合されている」と言及されている場合、そのような用語は、そのような２つ以上の要素が、介在する要素の有無にかかわらず、間接的または直接的に接続されて、該当する場合、電子通信または機械的通信にあることを示す。
【0078】
本開示は、当業者が理解できる、本明細書の例示的な実施形態に対するすべての変化、置換、変形、変更、及び改変を包含する。同様に、適切な場合には、添付の請求項には、当業者が理解できる本明細書の例示的な実施形態に対するすべての変化、置換、変形、変更、及び修正が含まれる。さらに、添付の請求項において、特定の機能を実行するように適合、配置、可能、構成、有効化、動作可能、または作動可能にされている装置またはシステム、あるいは装置またはシステムのコンポーネントについて言及することは、その装置、システム、またはコンポーネントまたはその特定の機能がアクティブ化、オン、またはロック解除されているかどうかに関係なく、その装置、システム、またはコンポーネントがそのように適合、配置、可能、構成、有効化、動作可能、または作動可能である限り、その装置、システム、またはコンポーネントを包含する。したがって、開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載のシステム、装置、及び方法に修正、追加、または省略を行うことができる。例えば、システム及び装置のコンポーネントは統合されてもよいし、分離されてもよい。さらに、本明細書に開示されるシステム及び装置の動作は、より多くの、より少ない、または他のコンポーネントによって実行され得て、記載される方法は、より多くの、より少ない、または他のステップを含んでもよい。さらに、ステップは任意の適切な順序で実行することができる。この文書で使用される「各々」は、セットの各メンバー、またはセットのサブセットの各メンバーを指す。
【0079】
例示的な実施形態が図に示され、下部で説明されているが、本開示の原理は、現在公知であるかどうかに関係なく、任意の数の技術を使用して実装することができる。本開示は、図面に示され、上記で説明された例示的な実装形態及び技術に決して限定されるべきではない。
【0080】
特に明記しない限り、図面に描かれている品目は必ずしも原寸に比例して描かれているわけではない。
【0081】
本明細書に列挙したすべての例及び条件付き言語は、本開示、及び本技術を促進するために本発明者らが寄与する概念を読者が理解するのを補助するための教育的目的を意図したものであり、そのような具体的に列挙した例及び条件に限定されるものではないと解釈される。本開示の実施形態は詳細に説明されているが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、さまざまな変更、置換、及び修正が可能であることは理解されるべきである。
【0082】
特定の利点を上に列挙したが、様々な実施形態は、列挙した利点の一部を含むことも、まったく含まないことも、すべてを含むこともできる。さらに、他の技術的利点は、前述の図及び説明を概観した後、当業者にとって容易に明らかになるであろう。
【0083】
特に本開示の恩恵を受ける当業者によって、本明細書で特に図に関連して説明されるさまざまな動作は、他の回路または他のハードウェアコンポーネントによって実装され得ることが理解されるべきである。所与の方法の各動作が実行される順序は変更されてもよく、本明細書に示されるシステムのさまざまな要素は、追加、並べ替え、結合、省略、修正などが可能である。本開示は、そのような修正及び変更をすべて包含することが意図されており、したがって、上記の説明は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で考えられるべきである。
【0084】
同様に、本開示は特定の実施形態について言及しているが、本開示の範囲及び対象から逸脱することなく、それらの実施形態に対して特定の修正及び変更を行うことができる。さらに、特定の実施形態に関して本明細書で説明されているいずれかの恩恵、利点、または問題に対する解決は、重要な、必要な、または不可欠な特徴または要素として解釈されることを意図するものではない。同様に、本開示の恩恵により、さらなる実施形態も当業者には明らかであり、そのような実施形態は本明細書に包含されるものとみなされるべきである。
【0085】
特許庁（ＵＳＰＴＯ）及び本出願に基づいて発行されたいずれかの特許のいずれかの読者が本出願に付された請求項を解釈するのを支援するために、出願人は、特定の請求項で「手段」または「ステップ」という語が明示的に使用されない限り、付された請求項または請求項の要素のいずれも、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． § １１２（ｆ）を発動する意図はないことに留意することを希望する。
【0086】
本明細書では、振幅変調を使用して高周波共振を有するアクチュエータで低周波効果を作り出す方法が検討されている。変調された信号（駆動信号）は、アクチュエータの共振周波数に等しい周波数を有することができる（電力節約）。変調信号は、所望の効果の低周波数に一致する正弦波であり得る。変調信号は、所望の効果を生成するために任意に適合させることができる。
【0087】
本明細書では、高周波パルス／インパルスを使用して高周波共振を有するアクチュエータで低周波効果を作り出す方法も考慮される。ＬＦ（低周波）の「感覚」を実現するために、任意の数のインパルス（同じまたは異なる振幅）を使用できる。パルスは、所望の駆動信号のサンプルとして機能し得る。インパルス（パルス）は、アクティブな制動で制御できる。インパルスは、例えば速度制御システムを使用して、閉ループ（すなわち、図３の右側に一致）で駆動されてもよい。
【0088】
本明細書では、高周波共振を有する複数のアクチュエータを使用して低周波効果を作り出す方法も考慮される。２つ以上のアクチュエータを同期して使用することができる。異なるアクチュエータが再生される波形の異なる部分を再現する（時間多重化）。
【0089】
本開示は以下の記述まで拡張される。
【0090】
１．共振周波数を有するアクチュエータ、好ましくはＬＲＡまたはＶＣＭなどの触覚アクチュエータを駆動するためのシステム及び方法であって、
アクチュエータによって出力される所望の効果（例えば触覚振動）の指示を受信することであって、所望の効果は比較的低い周波数を有し、好ましくは所望の効果はアクチュエータの共振周波数よりも低い主要なまたは優勢な周波数Ｆ１を有する、受信すること、
受信した指示に基づいて触覚駆動信号を生成することであって、
触覚駆動信号は比較的高い周波数を有し、好ましくは触覚駆動信号は主要なまたは優勢な周波数Ｆ２を有し、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、生成すること、及び
触覚駆動信号を使用してアクチュエータを駆動することであって、触覚駆動
信号がユーザに所望の効果の感覚をエミュレートするため生成される、駆動すること、を含むシステム及び方法が提供される。
アクチュエータによって出力される所望の効果（例えば触覚振動）の指示を受信することであって、所望の効果は比較的低い周波数を有し、好ましくは所望の効果はアクチュエータの共振周波数よりも低い主要なまたは優勢な周波数Ｆ１を有する、受信すること、
受信した指示に基づいて触覚駆動信号を生成することであって、
触覚駆動信号は比較的高い周波数を有し、好ましくは触覚駆動信号は主要なまたは優勢な周波数Ｆ２を有し、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、生成すること、及び
触覚駆動信号を使用してアクチュエータを駆動することであって、触覚駆動
信号がユーザに所望の効果の感覚をエミュレートするため生成される、駆動すること、を含むシステム及び方法が提供される。
【0091】
２．好ましくは、触覚駆動信号は、アクチュエータの共振周波数またはその付近の主要なまたは優勢な周波数（Ｆ２）を有するように生成される。
【0092】
３．好ましくは、所望の効果は、１００Ｈｚ未満の主要なまたは優勢な周波数（Ｆ１）を有し、さらに好ましくは２０～８０Ｈｚの範囲である。
【0093】
４．好ましくは、触覚駆動信号は、１００Ｈｚを超える、さらに好ましくは１５０Ｈｚを超える主要または優勢な周波数（Ｆ２）を有する。
【0094】
５．好ましくは、生成するステップは、低周波信号を調整された高周波信号にマッピングまたは変換することを含み、調整された高周波信号は、システム及び方法のユーザに対する低周波信号の効果をエミュレートまたは再現する。
【0095】
６．一態様では、触覚駆動信号を生成するステップは、一連の高周波インパルス、好ましくは正及び負のインパルスを生成することを含む。
【0096】
７．好ましくは、高周波インパルスの間隔及び大きさは、インパルスの最大限大きい値が所望の低周波信号のサンプリングされたバージョンを再現するように選択される。
【0097】
８．好ましい態様では、インパルスの間隔及び大きさは、インパルスの最大限の大きさが所望の低周波信号の極大値または極小値に対応するように選択される。一態様では、インパルスは、低周波信号のナイキストレートと同等のレートで生成される。
【0098】
９．代替の態様では、触覚駆動信号を生成するステップは、高周波信号を振幅変調することを含み、振幅変調は、触覚駆動信号が所望の低周波効果の信号包絡線に対応するように調整される。
【0099】
１０．好ましい態様では、触覚駆動信号は、所望の低周波効果の信号包絡線の一部、好ましくは信号包絡線の開始部分に対してのみ生成され得る。
【0100】
１１．上述のシステム及び方法を実装するように構成された集積回路（ＩＣ）が提供される。
【0101】
１２．さらに、集積回路（ＩＣ）であって、
触覚アクチュエータと結合される触覚ドライバ出力段と、
触覚駆動出力段から出力される触覚駆動信号を生成するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）とを備え、
ＤＳＰは、結合された触覚アクチュエータによって生成される触覚効果の指示を受信し、受信した指示を触覚ドライバ出力段によって出力される触覚駆動信号に変換する、集積回路（ＩＣ）を提供する。好ましくは、触覚駆動信号は、生成される触覚効果の主要なまたは優勢な周波数よりも高い主要なまたは優勢な周波数を有する。
触覚アクチュエータと結合される触覚ドライバ出力段と、
触覚駆動出力段から出力される触覚駆動信号を生成するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）とを備え、
ＤＳＰは、結合された触覚アクチュエータによって生成される触覚効果の指示を受信し、受信した指示を触覚ドライバ出力段によって出力される触覚駆動信号に変換する、集積回路（ＩＣ）を提供する。好ましくは、触覚駆動信号は、生成される触覚効果の主要なまたは優勢な周波数よりも高い主要なまたは優勢な周波数を有する。
【0102】
１３．さらに、携帯電話、ラップトップ、タブレットコンピュータ、ゲーミングコントローラ、またはウェアラブルデバイスなどのモバイルデバイスが提供され、モバイルデバイスは、触覚アクチュエータと、触覚アクチュエータを駆動するための上述のＩＣとを備える。
【0103】
１４．別の態様では、触覚ドライバＩＣと結合されるコントローラＩＣが提供され、コントローラＩＣは、別個の触覚ドライバＩＣと組み合わせて上記のシステム及び方法を実行するように構成される。
【0104】
１５．好ましくは、触覚アクチュエータは、線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）またはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）である。
【0105】
Ｓ１．ゲーミングコントローラであって、
触覚アクチュエータ、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で前記触覚アクチュエータを駆動し、前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、前記ゲーミングコントローラ。
触覚アクチュエータ、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で前記触覚アクチュエータを駆動し、前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、前記ゲーミングコントローラ。
【0106】
Ｓ２．
Ｆ２は前記触覚アクチュエータの共振周波数Ｆ０またはその付近であり、及び／または
Ｆ２は１００Ｈｚを超え、さらに好ましくは１５０Ｈｚを超え、及び／または
Ｆ１は１００Ｈｚ未満、さらに好ましくは２０～８０Ｈｚの範囲であり、及び／または
Ｆ１及びＦ２は、Ｆ１における駆動信号から触覚アクチュエータ応答までのゲインがＦ２よりもＡ倍低くなるように設定され、この場合Ａ＞２、任意選択でＡ＞５、任意選択でＡ＞１０である、陳述Ｓ１に記載のゲーミングコントローラ。
Ｆ２は前記触覚アクチュエータの共振周波数Ｆ０またはその付近であり、及び／または
Ｆ２は１００Ｈｚを超え、さらに好ましくは１５０Ｈｚを超え、及び／または
Ｆ１は１００Ｈｚ未満、さらに好ましくは２０～８０Ｈｚの範囲であり、及び／または
Ｆ１及びＦ２は、Ｆ１における駆動信号から触覚アクチュエータ応答までのゲインがＦ２よりもＡ倍低くなるように設定され、この場合Ａ＞２、任意選択でＡ＞５、任意選択でＡ＞１０である、陳述Ｓ１に記載のゲーミングコントローラ。
【0107】
Ｓ３．前記制御は、
前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにいつ印加され、いつされないかを制御すること、
前記印加される駆動信号の大きさを制御すること、
前記印加される駆動信号の位相を制御すること、
前記印加される駆動信号の極性を制御すること、
Ｆ２の値を制御し、任意選択でＦ０を追跡すること、
前記印加される駆動信号の離散パルスの先端が急峻なアタックプロファイルを有するように、及び／または前記印加される駆動信号の離散パルスの後端が急峻な制動プロファイルを有するように、前記駆動信号を修正すること、及び
前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのごとく前記触覚アクチュエータが動作するように、前記駆動信号を修正すること、の少なくとも１つを含む、陳述Ｓ１またはＳ２に記載のゲーミングコントローラ。
前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにいつ印加され、いつされないかを制御すること、
前記印加される駆動信号の大きさを制御すること、
前記印加される駆動信号の位相を制御すること、
前記印加される駆動信号の極性を制御すること、
Ｆ２の値を制御し、任意選択でＦ０を追跡すること、
前記印加される駆動信号の離散パルスの先端が急峻なアタックプロファイルを有するように、及び／または前記印加される駆動信号の離散パルスの後端が急峻な制動プロファイルを有するように、前記駆動信号を修正すること、及び
前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのごとく前記触覚アクチュエータが動作するように、前記駆動信号を修正すること、の少なくとも１つを含む、陳述Ｓ１またはＳ２に記載のゲーミングコントローラ。
【0108】
Ｓ４．前記触覚アクチュエータは、
リニア共振アクチュエータ、ＬＲＡ、及び
ボイスコイルモーター、ＶＣＭのうちの少なくとも１つである、またはそれを含む、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
リニア共振アクチュエータ、ＬＲＡ、及び
ボイスコイルモーター、ＶＣＭのうちの少なくとも１つである、またはそれを含む、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0109】
Ｓ５．前記制御は、前記印加される駆動信号が所望の駆動信号を少なくとも部分的にエミュレートするように前記駆動信号を制御することを含み、前記所望の駆動信号は前記優勢な周波数Ｆ１を有し、前記所望の触覚効果を生成するように構成される、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0110】
Ｓ６．前記優勢な周波数Ｆ１を有する前記所望の駆動信号及び／または前記所望の触覚効果は、
周期的な波形、
正弦波、三角波、方形波、長方形波、正ランプ鋸歯状波、または負ランプ鋸歯状波、
緩やかな上昇と急速な下降を有する修正された正弦波形、
不規則な波形、及び
任意選択で１つ以上のカスタムパラメータによって定義されるカスタマイズされた波形、の少なくとも１つを有する、陳述Ｓ５に記載のゲーミングコントローラ。
周期的な波形、
正弦波、三角波、方形波、長方形波、正ランプ鋸歯状波、または負ランプ鋸歯状波、
緩やかな上昇と急速な下降を有する修正された正弦波形、
不規則な波形、及び
任意選択で１つ以上のカスタムパラメータによって定義されるカスタマイズされた波形、の少なくとも１つを有する、陳述Ｓ５に記載のゲーミングコントローラ。
【0111】
Ｓ７．前記制御は、前記駆動信号を一連の離散パルスとして印加することを含む、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0112】
Ｓ８．各離散パルスは、前記駆動信号の１つ以上の振動を含む、陳述Ｓ７に記載のゲーミングコントローラ。
【0113】
Ｓ９．前記制御は、
各離散パルスの先端は急峻なアタックプロファイルを有し、及び／または各離散パルスの後端は急峻な制動プロファイルを有する、及び／または
前記触覚アクチュエータは、前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのように動作するように前記駆動信号を修正することを含む、陳述Ｓ７またはＳ８に記載のゲーミングコントローラ。
各離散パルスの先端は急峻なアタックプロファイルを有し、及び／または各離散パルスの後端は急峻な制動プロファイルを有する、及び／または
前記触覚アクチュエータは、前記触覚アクチュエータ及び／または前記触覚ドライバのインピーダンスが修正されたかのように動作するように前記駆動信号を修正することを含む、陳述Ｓ７またはＳ８に記載のゲーミングコントローラ。
【0114】
Ｓ１０．
前記パルスのタイミング、大きさ、及び／または極性は、前記パルスがタイミング、大きさ、及び／または極性において前記所望の駆動信号のサンプルに対応するように構成され、及び／または
前記パルスの前記タイミングと前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号のサンプリングされたバージョンを再現するように選択される、Ｓ７からＳ９のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
前記パルスのタイミング、大きさ、及び／または極性は、前記パルスがタイミング、大きさ、及び／または極性において前記所望の駆動信号のサンプルに対応するように構成され、及び／または
前記パルスの前記タイミングと前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号のサンプリングされたバージョンを再現するように選択される、Ｓ７からＳ９のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0115】
Ｓ１１．
前記パルスは、前記所望の駆動信号の正及び負のピークのサンプルとタイミングが一致する、及び／または
前記パルスの前記タイミング及び前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号の極大値及び／または極小値に対応するように選択される、陳述Ｓ１０に記載のゲーミングコントローラ。
前記パルスは、前記所望の駆動信号の正及び負のピークのサンプルとタイミングが一致する、及び／または
前記パルスの前記タイミング及び前記大きさは、前記パルスの最大限大きい値が前記所望の駆動信号の極大値及び／または極小値に対応するように選択される、陳述Ｓ１０に記載のゲーミングコントローラ。
【0116】
Ｓ１２．前記パルスは、所望の駆動信号の前記優勢な周波数Ｆ１のナイキストレートに対応するレートで生成される、Ｓ７からＳ１１のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0117】
Ｓ１３．前記制御は、前記印加される駆動信号の包絡線が前記所望の駆動信号の少なくとも一部を含むように、前記駆動信号の振幅を変調することを含む、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0118】
Ｓ１４．前記所望の駆動信号の前記一部が、前記所望の駆動信号の周期または振動の少なくとも３０％、４０％、または５０％を含む、陳述Ｓ１３に記載のゲーミングコントローラ。
【0119】
Ｓ１５．前記所望の触覚効果及び／または前記優勢な周波数Ｆ１及び／または前記所望の触覚効果の前記波形を示すコマンド信号を受信すること、及び前記コマンド信号に基づいて、前記触覚アクチュエータに前記駆動信号がどのように印加されるかを制御することを含む、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0120】
Ｓ１６．前記触覚アクチュエータが第１の触覚アクチュエータであり、前記駆動信号が第１の駆動信号であり、
前記ゲーミングコントローラは第２の触覚アクチュエータを備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２ｂを有する第２の駆動信号で前記第２の触覚アクチュエータを駆動し、前記第２の駆動信号が前記第２の触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１ｂを有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２ｂ＞Ｆ１ｂである、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
前記ゲーミングコントローラは第２の触覚アクチュエータを備え、
前記触覚ドライバは、優勢な周波数Ｆ２ｂを有する第２の駆動信号で前記第２の触覚アクチュエータを駆動し、前記第２の駆動信号が前記第２の触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１ｂを有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２ｂ＞Ｆ１ｂである、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0121】
Ｓ１７．
Ｆ２ｂは、Ｆ２と実質的に同じであるか、またはＦ２とは異なる、及び／または
Ｆ１ｂはＦ１と実質的に同じであるか、またはＦ１と異なる、陳述Ｓ１６に記載のゲーミングコントローラ。
Ｆ２ｂは、Ｆ２と実質的に同じであるか、またはＦ２とは異なる、及び／または
Ｆ１ｂはＦ１と実質的に同じであるか、またはＦ１と異なる、陳述Ｓ１６に記載のゲーミングコントローラ。
【0122】
Ｓ１８．前記印加される第１の駆動信号及び前記印加される第２の駆動信号が、
互いに同期する、または
互いに実質的に位相が異なっており、好ましくは互いに実質的に１８０°位相が異なっており、及び／または相互に相補的な信号である、または
互いに実質的に同位相であり、好ましくは互いに実質的に同じである、または
互いの間に目標位相差を有し、任意選択で、前記目標位相差が制御可能であるように制御される、陳述Ｓ１６またはＳ１７に記載のゲーミングコントローラ。
互いに同期する、または
互いに実質的に位相が異なっており、好ましくは互いに実質的に１８０°位相が異なっており、及び／または相互に相補的な信号である、または
互いに実質的に同位相であり、好ましくは互いに実質的に同じである、または
互いの間に目標位相差を有し、任意選択で、前記目標位相差が制御可能であるように制御される、陳述Ｓ１６またはＳ１７に記載のゲーミングコントローラ。
【0123】
Ｓ１９．前記第１の触覚アクチュエータ及び前記第２の触覚アクチュエータは、それらの振動軸が２次元または３次元で、
同一線上にある、または
互いに平行である、または
互いに垂直である、または
同一直線上になく、互いに平行でも互いに垂直でもないように取り付けられる、陳述Ｓ１６からＳ１８のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
同一線上にある、または
互いに平行である、または
互いに垂直である、または
同一直線上になく、互いに平行でも互いに垂直でもないように取り付けられる、陳述Ｓ１６からＳ１８のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0124】
Ｓ２０．
前記ゲーミングコントローラは、Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘを備え、この場合ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧２であり、
前記触覚ドライバは、対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動するように構成され、
前記触覚ドライバは、前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１より大きい、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
前記ゲーミングコントローラは、Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘを備え、この場合ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧２であり、
前記触覚ドライバは、対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動するように構成され、
前記触覚ドライバは、前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１より大きい、先行する陳述のいずれかに記載のゲーミングコントローラ。
【0125】
Ｓ２１．ゲーミングコントローラであって、
Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘ、この場合ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧１である、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、
対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動し、
前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１（またはＦ１ｘ）を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１（またはＦ１ｘ）より大きい、前記ゲーミングコントローラ。
Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘ、この場合ｘ＝１～Ｎであり、Ｎ≧１である、及び
触覚ドライバ、を備え、
前記触覚ドライバは、
対応する優勢な周波数Ｆ２ｘを有する対応する駆動信号ＤＳｘで前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれを駆動し、
前記Ｎ個の触覚アクチュエータＨＡｘのそれぞれについて、その駆動信号ＤＳｘがその触覚アクチュエータＨＡｘにどのように印加されるかを制御して、前記Ｎ個の触覚アクチュエータを用いて、少なくとも部分的に、優勢な周波数Ｆ１（またはＦ１ｘ）を有する所望の触覚効果をエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、各優勢な周波数Ｆ２ｘはＦ１（またはＦ１ｘ）より大きい、前記ゲーミングコントローラ。
【0126】
Ｓ２２．ゲーミングコントローラまたは自動車システムの触覚アクチュエータを駆動するための触覚ドライバであって、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で前記触覚アクチュエータを駆動し、前記駆動信号が前記触覚アクチュエータにどのように印加されるかを制御して、優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するように構成され、この場合Ｆ２＞Ｆ１である、前記触覚ドライバ。
【0127】
Ｓ２３．触覚効果生成方法であって、
触覚アクチュエータを、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で駆動すること、及び
優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するために、前記駆動信号がどのように前記触覚アクチュエータに印加されるかを制御することを含み、この場合、Ｆ２＞Ｆ１である、前記方法。
触覚アクチュエータを、優勢な周波数Ｆ２を有する駆動信号で駆動すること、及び
優勢な周波数Ｆ１を有する所望の触覚効果を少なくとも部分的にエミュレートする触覚効果を生成するために、前記駆動信号がどのように前記触覚アクチュエータに印加されるかを制御することを含み、この場合、Ｆ２＞Ｆ１である、前記方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【外国語明細書】