特許 6997798 容量性タッチパッドを用いたハンドコントローラ

(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】

(24)【登録日】2021-12-21

(45)【発行日】2022-01-18

(54)【発明の名称】容量性タッチパッドを用いたハンドコントローラ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/0354 20130101AFI20220111BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20220111BHJP

【ＦＩ】

G06F3/0354

G06F3/01 510

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019557362

(86)(22)【出願日】2017-06-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-07-09

(86)【国際出願番号】 US2017037638

(87)【国際公開番号】W WO2018194698

(87)【国際公開日】2018-10-25

【審査請求日】2020-01-24

(31)【優先権主張番号】15/493,062

(32)【優先日】2017-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】515046968

【氏名又は名称】フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＦＡＣＥＢＯＯＫ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110002974

【氏名又は名称】特許業務法人Ｗｏｒｌｄ ＩＰ

(72)【発明者】

【氏名】ブリストル， ピーター ウェズリー

(72)【発明者】

【氏名】チェン， イー－ヤン

(72)【発明者】

【氏名】トンプキンス， グレン ジェイソン

【審査官】木内 康裕

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３６１６３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３６４９１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特許第６１１７４１４（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４１ － ３／０４８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハンドコントローラであって、
長手方向に延び、ユーザの手により把持されるように成形および寸法設定されたハンドルと、
前記ハンドルの端部に取り付けられ、前記長手方向に対して所定の角度をなす平面を画定する環状面を有し、容量性タッチパッドの一部を囲むリングと、
前記ハンドルの前記端部に取り付けられ、前記ユーザの手の指からの触覚入力を受けるタッチ面を有し、前記ユーザの手の前記指からの前記触覚入力を受けていることに応答してセンサ信号を生成するように構成された前記容量性タッチパッドと、
を備え、
前記所定の角度は、４５°～１３５°であり、
前記容量性タッチパッドは、平坦であり、前記長手方向に対して１５°～４５°の角度をなす、ハンドコントローラ。

【請求項2】

前記タッチ面が、円形状または楕円形状を有する、請求項１に記載のハンドコントローラ。

【請求項3】

前記触覚入力が、前記ユーザの手の前記指が前記タッチ面に触れることを含む、請求項１または２に記載のハンドコントローラ。

【請求項4】

前記触覚入力が、前記ユーザの手の前記指が前記タッチ面を横切って移動することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のハンドコントローラ。

【請求項5】

前記ハンドルが、円筒形状を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のハンドコントローラ。

【請求項6】

前記容量性タッチパッドが、ガラス、プラスチック、または金属で構成された、請求項１から５のいずれか一項に記載のハンドコントローラ。

【請求項7】

前記ハンドルが、エンジニアリングプラスチック製である、請求項１から６のいずれか一項に記載のハンドコントローラ。

【請求項8】

前記容量性タッチパッドにより受けた前記触覚入力を表す無線信号を送信するように構成された無線通信インターフェースをさらに備えた、請求項１から７のいずれか一項に記載のハンドコントローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般的に、バーチャルリアリティ（ＶＲ）コントローラに関し、具体的には、容量性タッチパッドを用いたハンドコントローラに関する。

【背景技術】

【0002】

ＶＲシステムは、ユーザの身体の動きを仮想世界の具体的な動作に変換するコントローラを含み得る。一部のコントローラは、運動ベースのゲームに用いるＡｎｄｒｏｉｄまたはｉＯＳ ＶＲヘッドセットに対して振動フィードバックを与える。コントローラは、運動をゲームに戻すジャイロスコープ、加速度計、または地磁気センサを備えている場合があり、プレイヤがゲーム内にいるような直感的なゲームプレイを可能にする。

【発明の概要】

【0003】

実施形態は、ユーザの手の運動、位置、自然なジェスチャ、および指の動きを追跡して、より現実的かつ触覚性のＶＲのためのハンドプレゼンス感を生成するハンドコントローラに関する。コントローラは、指差し、手振り、および親指を立てる仕草のようなソーシャルジェスチャまたは仮想空間における物体の操作、直感的で自然な手の動きによる玩具の持ち上げもしくはレーザガンの発射をユーザに行わせることができる。

【0004】

一実施形態において、ハンドコントローラは、長手方向に延びたハンドルを備える。ハンドルは、ユーザの手により把持されるように成形および寸法設定されている。リングがハンドルの端部に取り付けられ、環状面を有する。環状面は、長手方向に対して所定の角度をなす平面を画定する。容量性タッチパッドがハンドルの端部に取り付けられ、ユーザの手の指からの触覚入力を受けるタッチ面を有する。容量性タッチパッドは、ユーザの手の指からの触覚入力を受けていることに応答してセンサ信号を生成する。

【0005】

一実施形態において、タッチ面は、円形状または楕円形状を有する。

【0006】

一実施形態において、触覚入力は、ユーザの手の指がタッチ面に触れることを含む。

【0007】

一実施形態において、触覚入力は、ユーザの手の指がタッチ面を横切って移動することを含む。

【0008】

一実施形態において、リングは、容量性タッチパッドの一部を囲む。

【0009】

一実施形態において、ハンドルは、円筒形状を有する。

【0010】

一実施形態において、容量性タッチパッドは、ガラスまたはプラスチック製である。

【0011】

一実施形態において、ハンドルは、エンジニアリングプラスチック製である。

【0012】

一実施形態において、タッチ面は、平坦であり、長手方向に対して１５°～４５°の角度をなす。

【0013】

一実施形態において、このハンドコントローラは、容量性タッチパッドにより受けた触覚入力を表す無線信号を送信するように構成された無線通信インターフェースを備える。

【0014】

本発明に係る実施形態は、ハンドコントローラ／システムを対象とする添付の特許請求の範囲に詳しく開示しているが、あるクレームカテゴリ（たとえば、システム）に記載の如何なる特徴も、別のクレームカテゴリ（たとえば、方法、記憶媒体、コンピュータプログラム製品）において同様に特許請求可能である。添付の特許請求の範囲における従属または前方参照は、形式的な理由で選定しているに過ぎない。ただし、任意の先行請求項に対する意図的な前方参照（特に、マルチ従属）の結果としての如何なる主題も、同様に特許請求可能であるため、請求項およびその特徴の任意の組み合わせが開示され、添付の特許請求の範囲において選定した従属にかかわらず特許請求可能である。特許請求可能な主題は、添付の特許請求の範囲に記載の特徴の組み合わせのみならず、特許請求の範囲の特徴のその他任意の組み合わせを含むことができ、特許請求の範囲に記載の各特徴は、特許請求の範囲のその他任意の特徴または他の特徴の組み合わせと結合可能である。さらに、本明細書に記載または図示の実施形態および特徴のいずれも、別個の請求項における請求ならびに／または本明細書に記載もしくは図示の任意の実施形態もしくは特徴あるいは添付の特許請求の範囲の特徴のいずれかとの任意の組み合わせでの請求が可能である。

【0015】

上記実施形態の教示内容は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することにより容易に理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施形態に係る、ハンドコントローラの例示的な概略斜視図である。

【図2】一実施形態に係る、ハンドコントローラの例示的な概略側面図である。

【図3】一実施形態に係る、ハンドコントローラの例示的な概略平面図である。

【図4】一実施形態に係る、ハンドコントローラの例示的な概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図面は、例示のみを目的として、種々実施形態を示す。

【0018】

以下の実施形態の説明においては、多くの具体的詳細を示して、より徹底した理解を可能にする。ただし、実施形態は、これら具体的詳細のうちの１つまたは複数なく実現可能である。他の例では、説明の無用な複雑化を避けるため、周知の特徴について詳しく説明していない。

【0019】

本明細書においては、図面を参照して実施形態を説明するが、同等の参照番号は同一または機能的に類似の要素を示す。また、図面において、各参照番号の最左桁は、当該参照番号が最初に使われた図に対応する。

【0020】

実施形態は、ユーザの指の運動を追跡する容量性タッチパッドを有するハンドコントローラに関する。このハンドコントローラは、長手方向に延びたハンドルを具備する。リングがハンドルの端部に取り付けられ、環状面を有する。容量性タッチパッドがハンドルの端部に取り付けられ、ユーザの手の指からの触覚入力を受けるタッチ面を有する。追跡面は、ＶＲ環境におけるユーザの位置または向きを追跡するのに用いられるようになっていてもよい。

【0021】

ハンドコントローラの例示的な概略斜視図
図１は、一実施形態に係る、ハンドコントローラ１００の例示的な概略斜視図である。ハンドコントローラ１００は、「ハンドプレゼンス」すなわちユーザの仮想的な手が実際にユーザ自身のものであるという感覚をユーザに与える独立型コントローラまたは一対の追跡コントローラの一部としての、ＶＲシステムの一部であり得る。ハンドコントローラ１００によれば、ユーザは、正確で直感的かつ自然な手の動きにより、仮想空間において物体を操作可能となり得る。

【0022】

ハンドコントローラ１００は、長手方向１０８に延びたハンドル１０４を具備する。ハンドル１０４は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、またはポリアミド（ナイロン）等のエンジニアリングプラスチック製であってもよい。他の実施形態において、ハンドル１０４は、木材または金属製であってもよい。ハンドル１０４は、衝撃および摩耗に耐性を有していてもよい。ハンドル１０４の材料は、耐熱性、機械的強度、または剛性を示していてもよい。

【0023】

ハンドル１０４は、ユーザの手により把持されて、自然なジェスチャおよび指の動きを追跡することにより、より現実的かつ触覚性のＶＲを生成するように成形および寸法設定されている。たとえば、ハンドルは、円筒形状を有していてもよい。ハンドコントローラ１００のハンドル１０４は、ユーザの手のひらの最上部またはユーザの指の屈曲部に自然に収まるように、屈曲または湾曲して、コントローラ１００の重量をバランスさせるようにしてもよい。したがって、ユーザは、ハンドコントローラ１００を落とすことなく快適に保持可能である。ユーザがハンドコントローラ１００を正常に保持している場合に手を完全に開こうとしても、ユーザの指がリング１１２に引っ掛かって、ハンドコントローラ１００の重量を支えることができる。リング１１２は、ハンドル１０４の端部に取り付けられ、環状面１２０を有する。リングは、エンジニアリングプラスチック製であってもよい。

【0024】

容量性タッチパッド１２４がハンドル１０４の端部に取り付けられている。リング１１２は、容量性タッチパッド１２４の一部を囲む。容量性タッチパッド１２４は、ユーザの手の指からの触覚入力を受けるタッチ面１２８を有する。容量性タッチパッド１２４は、タッチ面１２８上のユーザの指の運動および位置を、コンピュータ画面またはヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に出力されるＶＲ環境中の相対位置に変換する触覚センサを有していてもよい。容量性タッチパッド１２４は、ユーザの指の容量性仮想グランドエフェクトの検知等、容量性検知によって動作し得る。

【0025】

容量性タッチパッド１２４は、ガラス、ガラス状ポリマー、プラスチック、または金属製であってもよい。一実施形態において、容量性タッチパッド１２４は、シリコーンゴムに埋め込まれた可撓性ヒドロゲル製であってもよい。

【0026】

図２は、一実施形態に係る、ハンドコントローラ１００の例示的な概略側面図である。図１を参照して図示および上述したリング１１２の環状面１２０は、ハンドル１０４が延伸する長手方向１０８に対して所定の角度２１６をなす平面２２４を画定する。所定の角度２１６は、４５°～１３５°であってもよい。図１を参照して図示および上述した容量性タッチパッド１２４のタッチ面１２８は、図２に示すように平坦であり、長手方向１０８に対して１５°～４５°の角度２２０をなしていてもよい。

【0027】

図３は、一実施形態に係る、ハンドコントローラ１００の例示的な概略平面図である。図３に示すように、容量性タッチパッド１２４のタッチ面１２８は、円形状または楕円形状を有していてもよい。容量性タッチパッド１２４のタッチ面１２８により検知される触覚入力は、ユーザの手の指がタッチ面１２８に触れることを含んでいてもよい。容量性タッチパッド１２４のタッチ面１２８により検知される触覚入力は、ユーザの手の指がタッチ面１２８を横切って移動することを含んでいてもよい。

【0028】

一実施形態において、容量性タッチパッド１２４は、マルチタッチパッドであってもよく、これは、ユーザが２本以上の指を用いることにより、容量性タッチパッド１２４を介してジェスチャに基づくコマンドを有効化し得ることを意味する。容量性タッチパッド１２４およびその関連するデバイスドライバソフトウェアは、タッチ面のタップを「クリック」として解釈するようにしてもよい。タッチ面１２８をタップした後の連続的な指差し運動は、ドラッグを示し得る。

【0029】

容量性タッチパッド１２４は、高度な機能に用いられるタッチ面１２８上の場所である「ホットスポット」を有していてもよい。たとえば、タッチ面１２８の縁部に沿ってユーザの指を移動させることは、スクロールホイールとして作用し得る。また、容量性タッチパッド１２４は、２本指ドラッグによるスクロールをサポートしていてもよい。容量性タッチパッド１２４のドライバは、たとえばＶＲゲームの中断またはアプリケーションの起動等の機能をタップによって実行する領域であるタップゾーンをサポートしていてもよい。

【0030】

図４は、一実施形態に係る、ハンドコントローラ１００の例示的な概略ブロック図である。ハンドコントローラ１００は、容量性タッチパッド１２４、無線通信インターフェース４１２、中央演算処理装置４０８、およびバス４２４を具備する。代替構成においては、メモリ、バッテリ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈコンポーネント、ＵＳＢ入力等の異なる構成要素および／または付加的な構成要素がハンドコントローラ１００に含まれていてもよい。

【0031】

容量性タッチパッド１２４は、ユーザの手の指からの触覚入力を受けていることに応答してセンサ信号４０４を生成する。容量性タッチパッド１２４は、タッチ面１２８に接触した際のユーザの指の電流を検出することによって、センサ信号４０４を生成するようにしてもよい。一実施形態において、センサ信号４０４は、容量性タッチパッド１２４から中央演算処理装置４０８に送信されるようになっていてもよい。

【0032】

ハンドコントローラ１００は、容量性タッチパッド１２４から受けた触覚入力４１６を示す無線信号４２８を送信する無線通信インターフェース４１２を具備していてもよい（デジタル、アナログ、または混合信号回路であってもよい）。無線通信インターフェース４１２は、ケーブルをハンドコントローラ１００に接続する必要なく、無線ネットワークを介してデータを送受信可能である。一実施形態において、無線通信インターフェース４１２は、最大１１Ｍｂｐｓのデータ転送速度のＵＳＢ１．１および８０２．１１ｂ無線ネットワーク規格をサポートしていてもよい。一実施形態において、無線通信インターフェース４１２は、最大５４Ｍｂｐｓのデータ転送速度のＵＳＢ２．０および８０２．１１ｇ規格をサポートしていてもよい。一実施形態において、無線通信インターフェース４１２は、ハンドコントローラ１００とコンピュータ等との間のデータ交換のためのコンパクトフラッシュ（ＣＦ）無線ネットワークアダプタ使用赤外線技術であってもよい。無線信号４２８は、ヘッドマウントディスプレイ、コンピュータ、ＶＲシステム等に送信されるようになっていてもよい。無線通信インターフェース４１２および中央演算処理装置４０８は、バス４２４を介して通信可能である。

【0033】

実施形態に関する上記説明は、例示を目的として提示しており、何ら包括的でもなければ、実施形態を開示の詳細な形態に限定するものでもない。当業者には当然のことながら、上記開示内容に照らして、多くの改良および変形が可能である。

【0034】

最後に、本明細書において使用する表現は主として、読みやすさおよび教示の目的で選択したものであり、本発明に係る主題の規定または制限のために選択したものではない。したがって、本発明の範囲は、この詳細な説明ではなく、それに基づく出願に由来する任意の請求項によって限定されることになる。以上から、実施形態の開示は、以下の特許請求の範囲に記載の範囲を示すものであって、何ら限定的なものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】