JP2011192277A - プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムは、ユーザ相互作用を検出して、第１のインターフェース信号を送信するように構成されるタッチセンサ式インターフェースを有する。また、システムは、タッチセンサ式インターフェースと通信し、第１のインターフェース信号に基づいて触覚効果を決定するように構成されるプロセッサを有する。プロセッサは、触覚効果に関連付けられる触覚信号を事前ロードするようにさらに構成される。また、システムは、プロセッサと通信し、且つ所定期間にわたり事前ロードされた触覚信号を記憶してから、触覚信号を送信するように構成されるキャッシュと、キャッシュと通信し、且つキャッシュから触覚信号を受信し、それに応じて、触覚信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、触覚フィードバックに関し、より詳細には、プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステム及び方法に関する。

（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０１０年３月１６日付けで出願の「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｒｅ−Ｔｏｕｃｈ ａｎｄ Ｔｒｕｅ Ｔｏｕｃｈ」と題された米国仮特許出願第６１／３１４，３３７号への優先権を主張する。その全体は参照により本明細書に援用される。

近年、あらゆる種類のハンドヘルド装置の使用が急増している。こうした装置は、携帯型オーガナイザ、電話、音楽プレーヤ、及びゲームシステムとして使用される。現在、多くの最新式ハンドヘルド装置は、何らかの種類の触覚フィードバックを組み込んでいる。いくつかのハンドヘルド装置において、触覚フィードバックは、望ましい迅速さでは出力されない。よって、プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法が必要とされる。

本発明の実施形態は、プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法を提供する。例えば、一実施形態では、プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムは、ユーザ相互作用を検出して、ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいて第１のインターフェース信号を送信するように構成されるタッチセンサ式インターフェースと、タッチセンサ式インターフェースと通信し、且つ第１のインターフェース信号を受信して、第１のインターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を決定するように構成されるプロセッサであって、触覚効果に関連付けられる触覚信号を事前ロードするようにさらに構成されるプロセッサと、プロセッサと通信し、且つ所定期間にわたり事前ロードされた触覚信号を記憶してから、触覚信号を送信するように構成されるキャッシュと、キャッシュと通信し、且つキャッシュから触覚信号を受信して、触覚信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器とを備える。

この例示のシステムは、本発明を限定又は定義するのではなく、その理解を容易にする例示を提供するために言及される。例示のシステム及び方法は、発明の詳細な説明において検討され、そこでは発明のさらなる説明が提供される。本発明の多様な実施形態によって提供される利点は、本明細書を吟味することでさらに理解され得る。

本発明のこれらの及び他の特徴、側面、及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解される。

本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムのブロック図である。 本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムを利用する例示的な装置である。 本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムの例示である。 本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムの例示である。 本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのための方法の流れ図である。 本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムの例示である。

本発明の実施形態は、プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステム及び方法を提供する。

（プレタッチ及びトゥルータッチの例示的な実施形態）
本発明の例示の実施形態は、例えば、携帯電話等のハンドヘルド装置を含む。例示のハンドヘルド装置は、以前はＩｍｍｅｒｓｉｏｎ社のＶｉｂｅＴｏｎｚ（ｒ）振動触覚フィードバックシステムとして知られていた、Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ社のＴｏｕｃｈＳｅｎｓｅ（ｒ）３０００、ＴｏｕｃｈＳｅｎｓｅ（ｒ）４０００、又はＴｏｕｃｈＳｅｎｓｅ（ｒ） ５０００振動触覚フィードバックシステムを搭載した「Ｓａｍｓｕｎｇ Ｈａｐｔｉｃ Ｐｈｏｎｅ」（ＳＣＨ−Ｗ４２０）を含む。他の実施形態では、異なるハンドヘルド装置及び触覚フィードバックシステムが利用されてもよい。

例示のハンドヘルド装置は、ディスプレイ、スピーカ、ネットワークインターフェース、メモリ、キャッシュ、及びこうした各要素と通信するプロセッサを備える。また、例示のハンドヘルド装置は、タッチセンサ式インターフェース及び触覚効果生成器も備える。これらは共にプロセッサと通信する。タッチセンサ式インターフェースは、ハンドヘルド装置とユーザの相互作用を感知するように構成され、触覚効果生成器は、触覚効果を出力するように構成される。例示のハンドヘルド装置は、例えば、スクロールホイール、キーボード、又はボタン等のユーザ相互作用を検出してユーザ相互作用に関連付けられるインターフェース信号をプロセッサに送信するように構成される操作子をさらに備える。

例示のハンドヘルド装置において、ディスプレイは、グラフィカルユーザインターフェースをユーザに対して表示するように構成される。グラフィカルユーザインターフェースは、仮想オブジェクト、例えば、アイコン、ボタン、又は仮想キーボードを含んでもよい。例示のハンドヘルド装置は、例えば、ディスプレイの上に搭載されたタッチスクリーン等のタッチセンサ式インターフェースをさらに備える。タッチセンサ式インターフェースは、ユーザがグラフィカルユーザインターフェースに表示された仮想オブジェクトと相互作用することを可能にする。例えば、グラフィカルユーザインターフェースは、仮想キーボードを含んでもよい。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェースは、ユーザがキーを押すために仮想キーボード上のそのキーに触れることを可能にする。この機能性は、メッセージをタイプし、又はグラフィカルユーザインターフェース内のオブジェクトと相互作用するために使用されてもよい。

例示のハンドヘルド装置は、触覚信号を受信して、触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器をさらに備える。触覚効果は、例えば、振動、ノッキング、うなり、衝撃、又はトルクをハンドヘルド装置に与える等の当技術分野で周知の複数の触覚効果のうちの１つを含んでもよい。例示のハンドヘルド装置において、触覚効果は、ユーザ相互作用に関連付けられた信号をタッチセンサ式インターフェースからプロセッサが受信したことの確認として作用してもよい。例えば、グラフィカルユーザインターフェースは、ボタンを含んでもよく、タッチセンサ式インターフェースは、ボタンを押すことに関連付けられたユーザ相互作用を検出して、プロセッサにインターフェース信号を送信してもよい。これに応じて、プロセッサは、インターフェース信号を受信したことを確認するための触覚効果を決定してもよい。次に、プロセッサは、触覚効果に関連付けられる触覚信号をキャッシュに事前ロードするであろう。キャッシュは、所定期間にわたって触覚信号を記憶してから、触覚効果を出力する触覚効果生成器に触覚信号を送信するであろう。

例示のハンドヘルド装置において、タッチセンサ式インターフェース又は関連したセンサは、ユーザがタッチセンサ式インターフェースの表面に触れる前にユーザ相互作用を検出することが可能である。タッチスクリーンとの物理的接触を行わないユーザ相互作用は、本明細書においてプレタッチ（ｐｒｅ−ｔｏｕｃｈ）と呼ばれる場合がある。プレタッチに基づいて、タッチスクリーンは、第１のインターフェース信号をプロセッサに送信する。また、例示のハンドヘルド装置において、タッチスクリーンは、ユーザがタッチスクリーンとの物理的接触を行うのを検出するように構成される。タッチスクリーンとの物理的接触を行うユーザ相互作用は、本明細書においてトゥルータッチ（ｔｒｕｅ ｔｏｕｃｈ）と呼ばれる場合がある。トゥルータッチに基づいて、タッチスクリーンは、第２のインターフェース信号をプロセッサに送信する。

例示のハンドヘルド装置において、プロセッサがプレタッチに関連付けられる第１のインターフェース信号を受信すると、プロセッサは、触覚効果を決定するように構成される。次に、プロセッサは、触覚効果に関連付けられる触覚信号を、触覚信号を記憶するように構成されるキャッシュに送信する。次に、プロセッサがトゥルータッチに関連付けられる第２のインターフェース信号を受信すると、プロセッサは、キャッシュに信号を送信する。この信号は、キャッシュによって触覚効果を触覚効果生成器に送信させる。キャッシュを使用してプレタッチに基づく触覚効果を事前ロードしてからトゥルータッチに基づく触覚効果を出力することによって、例示のハンドヘルド装置は、ユーザがタッチスクリーンとの物理的接触を行う時間に非常に接近して触覚効果を出力することが可能になる。この機能性は、ユーザがタッチスクリーンにもはや触れていないときになって例示のハンドヘルド装置が「遅延した効果」を出力する危険性を低減する。これにより、例示のハンドヘルド装置は、当技術分野で周知の他の装置よりもより説得力のある触覚効果を出力することが可能になる。

この例示は、本明細書で検討される一般的な主題を読者に紹介するために与えられる。本発明は、この例示には限定されない。以下の段落は、プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステム及び方法の追加の非限定的な実施形態及び例示を記載する。

（プレタッチ及びトゥルータッチのための例示のシステム）
次に、複数の図面を通じて同様の番号が同様の要素を示す図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムのブロック図である。図１に示されるように、システム１００は、例えば、携帯電話、ＰＤＡ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯型メディアプレーヤ、携帯型コンピュータ、メッセージング装置、又は携帯型ゲーム装置等のハンドヘルド装置１０２を備える。幾つかの実施形態では、ハンドヘルド装置１０２は、より大きな装置、例えば、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ、テレビ、又はモニタを備える。ハンドヘルド装置１０２は、ネットワークインターフェース１１２、タッチセンサ式インターフェース１１４、ディスプレイ１１６、触覚効果生成器１１８、スピーカ１２０、メモリ１２２、キャッシュ１２４、及びセンサ１２６と通信するプロセッサ１１０を備える。プロセッサ１１０は、ディスプレイ１１６に示されるグラフィカルユーザインターフェースを生成するように構成される。

プロセッサ１１０は、メモリ１２２に記憶されるコンピュータ実行可能プログラム命令を実行するように構成される。例えば、プロセッサ１１０は、メッセージング又は触覚フィードバック生成のために１つ以上のコンピュータプログラムを実行してもよい。プロセッサ１１０は、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、１つ以上のＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、又は状態機械を備えてもよい。プロセッサ１１０は、例えば、ＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＰＩＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ若しくはＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、又は他の類似の装置等のプログラム可能電子装置をさらに備えてもよい。

メモリ１２２は、プロセッサ１１０によって実行されると、本明細書に記載したような様々なステップをプロセッサ１１０に実行させる命令を記憶するコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体の実施形態は、限定されないが、電子、光学、磁気、又はプロセッサ１１０にコンピュータ実行可能命令を記憶及び提供可能な他の記憶装置若しくは伝送装置を備えてもよい。媒体の他の例は、限定されないが、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、構成プロセッサ、全ての光学媒体、全ての磁気テープ若しくは他の磁気媒体、又はコンピュータプロセッサが読取り可能な任意の他の媒体を含む。さらに、様々な他の装置は、例えば、ルータ、プライベート若しくはパブリックネットワーク、又は他の伝送装置等のコンピュータ可読媒体を含んでもよい。記載されたプロセッサ１１０及び処理は、１つ以上の構造内にあってもよく、１つ以上の構造にわたって分散されてもよい。

プロセッサ１１０は、ネットワークインターフェース１１２と通信する。ネットワークインターフェース１１２は、例えば、赤外線、無線、Ｗｉ−Ｆｉ又はセルラネットワーク通信等の１つ以上の移動式通信方法を備えてもよい。他の変形では、ネットワークインターフェース１１２は、例えば、イーサネット（登録商標）等の有線ネットワークインターフェースを備える。ハンドヘルド装置１０２は、例えば、セルラネットワーク及び／又はインターネット等のネットワークを介して他の装置（図示せず）とメッセージ又は仮想メッセージを交換するように構成され得る。装置間で交換されるメッセージの実施形態は、音声メッセージ、テキストメッセージ、データメッセージ、又は他の形態のデジタルメッセージを含んでもよい。

また、プロセッサ１１０は、１つ以上のタッチセンサ式インターフェースとも通信する。タッチセンサ式インターフェース１１４は、タッチセンサ式インターフェース１１４（例えば、タッチスクリーン、タッチパッド）又は当技術分野で周知の何らかの他の種類の物理的装置インターフェースを含んでもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサは、単一のタッチセンサ式インターフェース１１４と通信する。他の実施形態では、プロセッサは、複数のタッチセンサ式インターフェース、例えば、タッチスクリーン及びタッチパッドと通信する。タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザ相互作用を検出し、ユーザ相互作用に基づいて、プロセッサ１１０にインターフェース信号を送信するように構成される。

また、図１に示される実施形態では、プロセッサ１１０は、ディスプレイ１１６とも通信する。プロセッサ１１０は、ディスプレイ１１６に示されるユーザインターフェースの図形表現を生成して、ディスプレイ１１６に表示信号を送信するように構成され得る。他の実施形態では、ディスプレイ１１６は、別の装置から表示信号を受信するように構成される。例えば、幾つかの実施形態では、ディスプレイ１１６は、例えば、コンピュータモニタ等の外部ディスプレイを含んでもよい。ディスプレイ１１６は、表示信号を受信して、その表示信号に関連付けられる画像を出力するように構成される。幾つかの実施形態では、表示信号はＶＧＡ、ＨＤＭＩ、ＳＶＧＡ、ＶＩＤＥＯ、Ｓ−ＶＩＤＥＯ、又は当技術分野で周知の他の種類の表示信号を含んでもよい。幾つかの実施形態では、ディスプレイ１１６は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）又はプラズマスクリーンディスプレイ等のフラットスクリーンディスプレイを含む。他の実施形態では、ディスプレイ１１６は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、又は当技術分野で周知の他の種類のディスプレイを含む。幾つかの実施形態では、ディスプレイ１１６は、タッチセンサ式インターフェース１１４を含んでもよい。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ディスプレイ１１６の上に搭載されるタッチスクリーンを含んでもよい。幾つかの実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４及びディスプレイ１１６は、例えば、タッチスクリーンＬＣＤ等の単一の一体型構成要素を含んでもよい。

幾つかの実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４から受信される信号は、ディスプレイ１１６に示されるグラフィカルユーザインターフェースとの相互作用に関連付けられてもよい。例えば、一実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、タッチスクリーンを含んでもよく、グラフィカルユーザインターフェースは、仮想キーボードを含んでもよい。このような実施形態では、ユーザがキーボードのキーの１つを覆うタッチスクリーンの一部と相互作用すると、タッチスクリーンは、ユーザ相互作用に対応する信号をプロセッサ１１０に送信する。この信号に基づいて、プロセッサ１１０は、ユーザが仮想キーボード上でキーの１つを押したことを判断するであろう。幾つかの実施形態では、この機能性は、例えば、テキストメッセージ及びＥメール等のメッセージをタイプするために使用されてもよい。このような実施形態は、ユーザがディスプレイ上の他のアイコン及び仮想オブジェクトと相互作用することをさらに可能にしてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、ユーザは、タッチスクリーンをフリックして仮想ボールを移動させ、又はタッチスクリーン上の仮想つまみを回してもよい。図１に示されていない幾つかの実施形態では、ハンドヘルド装置は、例えば、ユーザとグラフィカルユーザインターフェースとの間の同様の相互作用を容易にするスクロールホイール、ローラボール、又はボタン等の追加の操作子を備えてもよい。

タッチセンサ式インターフェース１１４は、２種類のユーザ相互作用を検出するように構成される。第１のタッチセンサ式インターフェース１１４は、プレタッチを検出するように構成される。プレタッチは、ユーザがタッチセンサ式インターフェース１１４との物理的接触を行う前のユーザ相互作用を含んでもよい。幾つかの実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザがその表面から数センチメートル以内にいる場合にプレタッチを、例えば３ｃｍ以内の任意の相互作用を検出してもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザがユーザインターフェースに、例えば１／２ｃｍ以内に接近すると、プレタッチを検出してもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザが最初にタッチセンサ式インターフェースと接触したものの、タッチセンサ式インターフェース１１４に圧力を加えていない場合にプレタッチを検出してもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザがタッチセンサ式インターフェース１１４と接触したものの、皮膚の閾値表面に満たない領域がタッチセンサ式インターフェース１１４に接触しているに過ぎない場合に、プレタッチを検出してもよい。例えば、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザがタッチセンサ式インターフェース１１４と接触したものの、皮膚の．２ｃｍ^２以下がタッチセンサ式インターフェース１１４に接触しているに過ぎない場合に、プレタッチを検出してもよい。さらに他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザがタッチセンサ式インターフェース１１４と接触したものの、接触が閾値時間長にわたって持続しなかった場合に、プレタッチを検出してもよい。例えば、ユーザがタッチセンサ式インターフェースに接触したものの、タッチセンサ式インターフェース１１４と．０２秒間も接触を保たなかった場合である。幾つかの実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、静電容量の変化を検出することによりプレタッチを検出してもよい。例えば、このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、容量性タッチスクリーンを備えてもよい。別の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、抵抗の変化を検出することによりプレタッチを検出してもよい。例えば、このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、抵抗性タッチスクリーンを備えてもよい。タッチセンサ式インターフェース１１４は、プレタッチを検出すると、プロセッサ１１０に第１のインターフェース信号を送信する。

また、幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、１つ以上のセンサ１２６とも通信する。センサ１２６は、タッチセンサ式インターフェース１１４又はディスプレイ１１６の表面上で、例えば、プレタッチを含むユーザ相互作用等のユーザ相互作用を検出するように構成されるセンサを含む。このユーザ相互作用に基づいて、センサ１２６は、対応するセンサ信号をプロセッサ１１０に送信するであろう。センサ１２６は、例えば、光学、赤外線、モーションセンサ、又は当技術分野で周知の他の何らかのセンサを含んでもよい。

また、タッチセンサ式インターフェース１１４は、トゥルータッチを検出するように構成される。トゥルータッチは、タッチセンサ式インターフェースとの物理的接触を行うユーザ相互作用を含んでもよい。例えば、一実施形態において、ユーザが自身の指をタッチセンサ式インターフェース１１４の表面に置くと、トゥルータッチが生じる。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４と接触している皮膚表面領域の閾値を超える場合、例えば、皮膚の．２ｃｍ^２以上がタッチセンサ式インターフェース１１４に接触している場合、タッチセンサ式インターフェース１１４は、トゥルータッチを検出してもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザが最初にタッチセンサ式インターフェースと接触すると、プレタッチを検出してもよい。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザがタッチセンサ式インターフェース１１４に所定量の力、例えば、．２Ｎを加えると、トゥルータッチを検出してもよい。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、例えば、機械式又は空気圧力センサ等の力センサをさらに備えてもよい。例えば、このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、プレタッチを検出するように構成される容量性タッチスクリーンを備え、トゥルータッチを検出するように構成される圧力センサをさらに備えてもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、複数の操作子、例えば、ボタン又はスイッチ及びタッチスクリーンを備えてもよい。このような実施形態では、ボタンは、プレタッチを検出するように構成されてもよく、タッチスクリーンは、トゥルータッチを検出するように構成されてもよい。他の実施形態では、タッチスクリーンは、プレタッチを検出するように構成されてもよく、ボタンは、トゥルータッチを検出するように構成されてもよい。タッチセンサ式インターフェース１１４は、トゥルータッチを検出すると、プロセッサ１１０に第２のインターフェース信号を送信する。

また、図１に示されるように、プロセッサ１１０は、キャッシュ１２４とも通信する。キャッシュ１２４は、プロセッサ１１０から触覚信号を受信して、所定期間にわたり触覚信号を記憶又は事前ロードするように構成される。幾つかの実施形態では、所定期間は、固定されており、例えば、１０ｍｓの時間である。他の実施形態では、所定期間は、プレタッチとトゥルータッチとの間の時間長によって定義される。例えば、このような実施形態では、プロセッサ１１０は、タッチセンサ式インターフェースがプレタッチを検出した後、キャッシュ１２４に触覚信号を送信する。次に、キャッシュ１２４は、プロセッサ１１０がトゥルータッチに関連付けられるインターフェース信号をタッチセンサ式インターフェース１１４から受信するまで、触覚信号を記憶する。幾つかの実施形態では、キャッシュは、メモリ、例えば、ＲＡＭ、Ｆｌａｓｈ、ＲＯＭ、又は当技術分多で周知の他の何らかのメモリを含んでもよい。他の実施形態では、キャッシュ１２４は、機械式エネルギを記憶する手段、例えば、弾み車又はバネを含んでもよい。このような実施形態では、触覚効果の記憶は、弾み車を回転させることを含み、触覚効果の出力は、弾み車にブレーキをかけることを含む。さらに他の実施形態では、キャッシュ及び触覚効果生成器は、単一の構成要素を含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、触覚効果生成器が知覚可能な触覚効果を出力する点の直下のレベルにまで触覚効果生成器に電力を供給することを含んでもよい。例えば、このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、アクチュエータモータの静止摩擦係数を破るのに必要なレベルの直下の点まで偏心回転質量アクチュエータに電力を供給することを含んでもよい。さらに、このような実施形態では、触覚信号の送信は、アクチュエータに追加の電力を加えることで、アクチュエータに触覚効果を出力させることを含んでもよい。このような実施形態では、追加の電力は、実質的に全出力の触覚信号を含んでもよい。幾つかの実施形態では、キャッシュ１２４はコンデンサを含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、触覚効果生成器をジャンプスタートするために使用され得る電力でコンデンサを充電することを含んでもよい。他の実施形態では、コンデンサは、既に動作中の触覚効果生成器にエネルギ増加又は「オーバードライブ」を提供するために使用され得る。

図１に示されるように、ハンドヘルド装置１０２は、１つ以上の触覚効果生成器１１８を備える。プロセッサ１１０は、触覚効果を決定して、触覚効果に対応する触覚信号をキャッシュ１２４に事前ロード又は送信するように構成される。キャッシュ１２４は、所定期間にわたって触覚信号を記憶してから、触覚効果生成器１１８に触覚信号を送信するように構成される。触覚効果生成器１１８は、触覚信号を受信して、触覚効果を出力するように構成される。幾つかの実施形態では、触覚効果生成器１１８は、キャッシュ１２４の放出後、触覚効果を出力するようにさらに構成される。例えば、幾つかの実施形態では、触覚効果生成器１１８は、キャッシュを放出してから、触覚効果の出力を停止させる信号をプロセッサ１１０から受信するまで、触覚効果を出力し続けてもよい。触覚効果生成器１１８は、アクチュエータ、例えば、圧電アクチュエータ、電気モータ、電磁アクチュエータ、音声コイル、リニア共振アクチュエータ、形状記憶合金、電気活性ポリマ、ソレノイド、偏心回転質量モータ（ＥＲＭ）又はリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）であってもよい。別の実施形態では、触覚効果生成器１１８は、触覚効果を生成するように構成される静電気生成器又は静電気ディスプレイを含んでもよい。例えば、このような実施形態では、触覚効果生成器１１８は、ユーザの指を触覚効果生成器の表面に引き付ける力を生成する周期的な静電気帯電を出力するために１つ以上の容量性シートのフィルムを使用してもよい。例えば、ユーザの指とディスプレイの表面又はタッチセンサ式インターフェース１１４の表面との間に帯電差を生成することによる。幾つかの実施形態では、静電気力は、ユーザの指と触覚効果生成器との間の摩擦を制御するように構成されてもよい。この摩擦は、ディスプレイの表面のテクスチャ、又は他の何らかの触覚効果をシミュレートしてもよい。

幾つかの実施形態では、プレタッチを検出した後、タッチセンサ式インターフェース１１４は、トゥルータッチを検出することがなくてもよい。このような実施形態では、プロセッサ１１０は、既定の期間待機してから、如何なる効果も装置１００のユーザに知覚可能とならないように徐々に触覚効果を放出する命令をキャッシュ１２４に送信するように構成されてもよい。例えば、プロセッサ１１０は、コンデンサの容量を徐々に放出し、弾み車の速度を低減させ、又はメモリに記憶された触覚信号を消去するように構成されてもよい。このような実施形態では、キャッシュ１２４は、触覚効果を出力せずに放出される。

また、図１に示されるように、プロセッサ１１０は、スピーカ１２０とも通信する。スピーカ１２０は、プロセッサ１１０から音声信号を受信して、ユーザに出力するように構成される。幾つかの実施形態では、音声信号は、触覚効果生成器１１８によって出力される触覚効果、又はディスプレイ１１６によって出力される画像に関連付けられてもよい。他の実施形態では、音声信号は、触覚効果又は画像に対応しなくてもよい。

図２は、本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムを利用する例示のハンドヘルド装置である。図２は、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、携帯型メディアプレーヤ、グローバルポジショニングシステム、又は携帯型ゲーム装置等のハンドヘルド装置２００を含む。ハンドヘルド装置２００は、例えば、セルラネットワーク又はインターネット等のネットワークを介して、音声メール、テキストメッセージ、及び他のデータメッセージのような信号を送信及び受信するように構成される。ハンドヘルド装置２００は、無線ネットワークインターフェース及び／又は有線ネットワークインターフェース（図２には示されない）を備えてもよい。図２には装置２００がハンドヘルド移動装置として例示されるが、他の実施形態は、例えば、ビデオゲームシステム及び／又はパーソナルコンピュータ等の異なる装置を含んでもよい。

図２に示されるように、ハンドヘルド装置２００は、筐体２０２及びディスプレイ２０６を備える。幾つかの実施形態では、ディスプレイ２０６は、ＬＣＤディスプレイを含んでもよい。他の実施形態では、ディスプレイ２０６は、プラズマディスプレイ、又は当技術分多で周知の他の種類のディスプレイを含んでもよい。図２に示される実施形態では、ディスプレイ２０６は空白である。しかし、ディスプレイ２０６は、プロセッサから表示信号を受信して、ユーザに出力するように構成される。例えば、幾つかの実施形態では、こうした信号は、グラフィカルユーザインターフェースを含んでもよい。このような実施形態では、ディスプレイ２０６は、グラフィカルユーザインターフェースを含む表示信号を受信して、グラフィカルユーザインターフェースを含む画像を出力するように構成される。

さらに図２を参照すると、ハンドヘルド装置２００は、操作子２１４をさらに備える。図２に示される実施形態では、操作子２１４は、ローラボール及びボタンを備える。また、ハンドヘルド装置２００は、タッチセンサ式インターフェース２０４も備える。図２に示される実施形態では、タッチセンサ式インターフェースは、ディスプレイ２０６の上に配置されるタッチスクリーンを備える。幾つかの実施形態では、ディスプレイ２０６及びタッチスクリーンは、例えば、タッチスクリーンディスプレイ等の単一の一体型構成要素を含んでもよい。

操作子２１４及びタッチセンサ式インターフェース２０４は、ユーザ相互作用を検出して、ユーザ相互作用に対応するインターフェース信号をプロセッサに送信するように構成される。幾つかの実施形態では、ユーザ相互作用は、ディスプレイ２０６に示されるグラフィカルユーザインターフェースに関連付けられる。このような実施形態では、プロセッサは、インターフェース信号を受信して、インターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて、グラフィカルユーザインターフェースを操作する。例えば、ユーザは、グラフィカルユーザインターフェースに表示される仮想ボタンを押すために操作子２１４又はタッチセンサ式インターフェース２０４を使用してもよい。別の実施形態では、ユーザは、グラフィカルユーザインターフェース内の１組のメニューを操作するために操作子２１４又はタッチセンサ式インターフェース２０４を使用してもよい。

タッチセンサ式インターフェース２０４は、２種類のユーザ相互作用を検出するように構成される。第１のタッチセンサ式インターフェース２０４は、プレタッチを検出するように構成される。プレタッチは、ユーザがタッチセンサ式インターフェース２０４の表面との物理的接触を行う前のユーザ相互作用を含んでもよい。このユーザ相互作用は、タッチセンサ式インターフェース２０４と接触する皮膚の所定の閾値領域をもたらさず、又は所定閾値時間長の間持続していないユーザ相互作用である。例えば、タッチセンサ式インターフェース２０４は、その表面の数ミリメートルから数センチメートルまで上のユーザ相互作用を検出し、又はユーザがタッチセンサ式インターフェース２０４と接触したものの、皮膚の．２ｃｍ^２以下がタッチセンサ式インターフェース２０４に接触しているに過ぎない場合に、プレタッチを検出してもよい。タッチセンサ式インターフェース２０４は、プレタッチを検出すると、プロセッサに第１のインターフェース信号を送信する。また、タッチセンサ式インターフェース２０４は、トゥルータッチを検出するようにも構成される。トゥルータッチは、タッチセンサ式インターフェースの表面との物理的接触を行うユーザ相互作用を含んでもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、皮膚の所定の閾値領域がタッチセンサ式インターフェース２０４と接触している場合に、トゥルータッチを検出してもよい。例えば、ユーザがタッチスクリーンの表面に自身の指を置く場合、又はタッチスクリーンが皮膚の．２ｃｍ^２以上との接触を検出する場合である。タッチセンサ式インターフェース２０４は、トゥルータッチを検出すると、プロセッサに第２のインターフェース信号を送信する。

幾つかの実施形態では、プレタッチ及びトゥルータッチは、タッチセンサ式インターフェース２０４によって検出される２つの閾値として解釈され得る。例えば、一実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、容量性タッチスクリーンを備える。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、第１の静電容量を検出すると、プレタッチを検出してもよい。さらに、このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、第１の静電容量より大きい又は小さい第２の静電容量を検出すると、トゥルータッチを検出してもよい。別の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、抵抗性タッチスクリーンを含んでもよい。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、第１の抵抗を検出すると、プレタッチを検出してもよい。さらに、このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、第１の静電容量より大きい又は小さい第２の抵抗を検出すると、トゥルータッチを検出してもよい。他の実施形態では、閾値は、異なる種類、例えば、電圧、電流、磁気、温度、又はデータに基づく閾値であってもよい。

プロセッサがプレタッチに関連付けられる第１のインターフェース信号を受信すると、プロセッサ１１０は、触覚効果を決定する。次に、プロセッサは、触覚効果を事前ロードするように構成されるキャッシュ（図２には示されない）に触覚信号を送信する。次に、プロセッサは、トゥルータッチに関連付けられる第２のインターフェース信号を受信すると、キャッシュに信号を送信する。この信号を受信すると、キャッシュは、触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器（図２には示されない）に触覚信号を送信する。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、キャッシュと直接通信する。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース２０４は、トゥルータッチに関連付けられる信号をキャッシュに直接送信するように構成される。

幾つかの実施形態では、プレタッチを検出した後、タッチセンサ式インターフェース２０４は、トゥルータッチを検出することがなくてもよい。このような実施形態では、プロセッサは、既定の期間待機してから、徐々に触覚効果を放出する命令をキャッシュに送信するように構成されてもよい。例えば、コンデンサの容量を徐々に放出し、弾み車の速度を徐々に低減させ、又はメモリに記憶された触覚信号を消去する。このような実施形態では、キャッシュは、触覚効果を出力せずに放出される。

図３Ａは、本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムの例示である。図３Ａは、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、携帯型メディアプレーヤ、又は携帯型ゲーム装置等のハンドヘルド装置３００を備える。ハンドヘルド装置３００は、例えば、セルラネットワーク又はインターネット等のネットワークを介して、音声メール、テキストメッセージ、及び他のデータメッセージのような信号を送信及び受信するように構成される。ハンドヘルド装置３００は、無線ネットワークインターフェース及び／又は有線ネットワークインターフェース（図３Ａには示されない）を備える。図３Ａには装置３００がハンドヘルド移動装置として例示されるが、他の実施形態は、例えば、ビデオゲームシステム及び／又はパーソナルコンピュータ等の異なる装置を含んでもよい。

図３Ａに示されるように、ハンドヘルド装置３００は、筐体３０２及びディスプレイ３１６を備える。幾つかの実施形態では、ディスプレイ３１６は、ＬＣＤディスプレイを含んでもよい。他の実施形態では、ディスプレイ３１６は、プラズマディスプレイ、又は当技術分多で周知の他の種類のディスプレイを含んでもよい。ディスプレイ３１６は、プロセッサから表示信号を受信して、ユーザに出力するように構成される。図３Ａに示される実施形態では、ディスプレイ３１６は、仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード、ハート、及びテキストボックスを含むグラフィカルユーザインターフェースを備える。

さらに図３Ａを参照すると、ハンドヘルド装置３００は、タッチセンサ式インターフェース３１４をさらに備える。図２に示される実施形態では、タッチセンサ式インターフェース３１４は、ディスプレイ３１６の上に配置されるタッチスクリーンを備える。タッチセンサ式インターフェース３１４は、２種類のユーザ相互作用を検出して、ユーザ相互作用に対応するインターフェース信号をプロセッサ１１０に送信するように構成される。第１のタッチセンサ式インターフェース３１４は、プレタッチを検出するように構成される。プレタッチは、ユーザがタッチセンサ式インターフェース３１４の表面との物理的接触を行う前のユーザ相互作用を含んでもよい。例えば、図３Ａに示されるように、ユーザの指３０４は、タッチセンサ式インターフェース３１４に向かって移動している。図３Ａに示される実施形態では、タッチセンサ式インターフェース３１４は、ユーザの指３０４がタッチセンサ式インターフェース３１４との物理的接触を行う前のユーザ相互作用を検出してもよい。例えば、幾つかの実施形態では、タッチセンサ式インターフェース３１４は、タッチセンサ式インターフェース３１４の表面上の僅か数ミリメートル、例えば５ｍｍ以内にある場合、ユーザの指３０４を検出してもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース３１４は、タッチセンサ式インターフェース３１４の表面上の数センチメートル、例えば５ｃｍ以内にある場合、ユーザの指３０４を検出するであろう。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース３１４は、ユーザがタッチセンサ式インターフェース３１４と接触したものの、皮膚の閾値領域以下がタッチセンサ式インターフェース３１４と接触している場合に、プレタッチを検出してもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェースは、所定の閾値期間以下、例えば、．０２秒以下の間ユーザ相互作用を検出する場合、プレタッチを検出してもよい。タッチセンサ式インターフェース３１４は、プレタッチを検出すると、プロセッサ１１０に第１のインターフェース信号を送信する。

プロセッサ１１０がプレタッチに関連付けられる第１のインターフェース信号を受信すると、プロセッサ１１０は、触覚効果を決定する。次に、プロセッサ１１０は、触覚信号を事前ロードするように構成されるキャッシュ（図３Ａには示されない）に触覚信号を送信する。幾つかの実施形態では、キャッシュは、メモリ、例えば、ＲＡＭ、Ｆｌａｓｈ、ＲＯＭ、又は当技術分多で周知の他の種類のメモリを含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、メモリに触覚信号を記憶することを含んでもよい。他の実施形態では、キャッシュは、バッテリ、コンデンサ、インダクタ、又は他の何らかのエネルギ記憶手段を含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、触覚効果の生成に必要なエネルギを記憶することを含んでもよい。さらに他の実施形態では、キャッシュは、機械式エネルギを記憶する手段、例えば、弾み車又はバネを含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、弾み車を回転させること又はバネに事前負荷をかけることを含んでもよい。さらに他の実施形態では、キャッシュは、触覚効果生成器自体を含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、ユーザが触覚効果を感じることが出来る点の直下の点にまで触覚効果生成器に電力を供給することを含む。例えば、触覚信号の事前ロードは、触覚効果生成器内の静止摩擦係数を破る電力の直下の点まで触覚効果生成器に電力を供給することを含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の送信は、触覚効果生成器に追加の電力を加えることで、触覚効果生成器に触覚効果を出力させることを含んでもよい。このような実施形態では、追加の電力は、実質的に全出力の触覚信号を含んでもよい。

図３Ｂは、本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムの例示である。図３Ｂは、図３Ａにも示されるハンドヘルド装置３００の側面図を含む。図３Ｂに示される実施形態では、ユーザの指３０４は、タッチセンサ式インターフェース３１４と物理的接触を行っている。ユーザの指３０４がタッチセンサ式インターフェース３１４と物理的接触を行うと、それはトゥルータッチを検出する。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース３１４は、皮膚の所定の閾値領域がタッチセンサ式インターフェース３１４と接触するまで、トゥルータッチを検出しなくてもよい。例えば、．２ｃｍ^２以上がタッチセンサ式インターフェース３１４と接触する場合である。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース３１４は、ユーザがタッチセンサ式インターフェース３１４と所定の閾値期間以上の間、例えば、．０２秒以上接触している場合に、トゥルータッチを検出してもよい。タッチセンサ式インターフェースは、トゥルータッチを検出すると、プロセッサ１１０に第２のインターフェース信号を送信する。

プロセッサ１１０が第２のインターフェース信号を受信すると、プロセッサ１１０は、触覚効果生成器に触覚信号を送信するように構成されるキャッシュに信号を送信して、触覚効果生成器が触覚効果を出力する。キャッシュがメモリを含む実施形態では、触覚信号の送信は、触覚効果生成器に触覚信号を送信することを含む。キャッシュがバッテリ、インダクタ又はコンデンサ等のエネルギ貯蔵装置を含む実施形態では、触覚信号の送信は、触覚効果生成器にエネルギを出力することを含む。キャッシュが弾み車を含む実施形態では、触覚信号の送信は、触覚効果生成器の速度を遅くするように構成されるブレーキに信号を送信して、ハンドヘルド装置にトルクを出力することを含む。キャッシュが触覚効果生成器を含む実施形態では、触覚効果生成器に触覚信号を送信することは、触覚効果を生成するのに必要な電力で触覚効果生成器を作動させることを含む。

幾つかの実施形態では、プレタッチを検出した後、タッチセンサ式インターフェース３１４は、トゥルータッチを検出することがなくてもよい。このような実施形態では、プロセッサ１１０は、既定の期間待機してから、徐々に触覚効果を放出する命令をキャッシュに送信するように構成されてもよい。例えば、コンデンサの容量を徐々に放出し、弾み車の速度を徐々に遅くし、又はメモリに記憶された触覚信号を消去する。このような実施形態では、キャッシュは、触覚効果を出力せずに放出される。

（プレタッチ及びトゥルータッチのための例示の方法）
図４は、本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチの方法の流れ図である。図４に示される方法４００は、図１に示されるシステムを参照して記載される。方法４００は、ユーザ相互作用を検出して、ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいてインターフェース信号を送信するように構成されるタッチセンサ式インターフェース１１４から、プロセッサ１１０がインターフェース信号を受信すると開始する（４０２）。幾つかの実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、タッチパッド又はタッチスクリーンを含む。幾つかの実施形態では、タッチセンサ式インターフェースは、ディスプレイの上に搭載される。タッチセンサ式インターフェース１１４は、２種類のユーザ相互作用、プレタッチ及びトゥルータッチを検出するように構成される。プレタッチは、タッチセンサ式インターフェース１１４の表面との接触を行わないタッチセンサ式インターフェース１１４の表面上方のユーザ相互作用を含んでもよい。例えば、一実施形態では、ユーザは、仮想キーボードと相互作用するためにタッチセンサ式インターフェースを使用してもよい。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザの指がタッチスクリーンの表面上方の数ミリメートル、例えば、５ミリメートル以内にある場合にプレタッチを検出してもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、表面から離れたユーザ相互作用を検出してもよい。例えば、ユーザ相互作用が３センチメートル以内又はそれ以上である場合である。さらに他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、所定の閾値期間にわたって、例えば、．０２秒以下の間しか続かなかったユーザの接触を検出する場合に、プレタッチを検出してもよい。さらに別の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザの接触を検出するが、皮膚の閾値領域以下、例えば、皮膚の．２ｃｍ^２以下がタッチセンサ式インターフェース１１４と接触している場合に、プレタッチを検出してもよい。

次に、タッチセンサ式インターフェース１１４は、第２のインターフェース信号を送信して、プロセッサ１１０が、第２のインターフェース信号を受信する（４０４）。タッチセンサ式インターフェース１１４は、トゥルータッチに少なくとも部分的に基づいて、プロセッサ１１０に第２のインターフェース信号を送信するように構成される。トゥルータッチは、例えば、ユーザがタッチセンサ式インターフェースの表面に指を置く場合に、ユーザとタッチセンサ式インターフェースとの間の物理的接触をもたらすユーザ相互作用を含んでもよい。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、皮膚の所定の閾値領域がタッチセンサ式インターフェース１１４と接触するまで、トゥルータッチを検出しなくてもよい。例えば、．２ｃｍ^２以上がタッチセンサ式インターフェース１１４と接触する場合である。他の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ユーザがタッチセンサ式インターフェース１１４と所定の閾値期間以上の間、例えば、．０２秒以上接触している場合に、トゥルータッチを検出してもよい。

次に、プロセッサ１１０は、第１のインターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を決定する（４０６）。例えば、一実施形態では、プロセッサ１１０は、適切な触覚効果を決定するために一連のアルゴリズムを実行してもよい。別の実施形態では、プロセッサ１１０は、触覚効果を決定するためにルックアップテーブルを使用してもよい。触覚効果は、当技術分野で周知の複数の触覚効果、例えば、振動、トルク、ノッキング、クリッキング、又はテクスチャ若しくは摩擦を生成するように構成される触覚効果のうちの任意の１つを含んでもよい。

次に、プロセッサ１１０は、触覚効果に関連付けられる触覚信号を、所定期間にわたり触覚信号を記憶するように構成されるキャッシュ１２４に事前ロードする（４０８）。幾つかの実施形態では、所定期間は、固定されており、例えば、１０ｍｓの時間である。他の実施形態では、所定期間は、１０ｍｓより長い又は短い固定期間であってもよい。さらに他の実施形態では、所定期間は、プレタッチとトゥルータッチとの間の時間長によって定義される。例えば、幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、タッチセンサ式インターフェースがプレタッチを検出した後、キャッシュ１２４に触覚信号を送信する。次に、キャッシュ１２４は、プロセッサ１１０がトゥルータッチに関連付けられるインターフェース信号をタッチセンサ式インターフェース１１４から受信するまで、触覚信号を記憶する。幾つかの実施形態では、キャッシュは、メモリ、例えば、ＲＡＭ、Ｆｌａｓｈ、ＲＯＭ、構成プロセッサ又は当技術分多で周知の他の何らかのメモリを含んでもよい。他の実施形態では、キャッシュ１２４は、機械式エネルギを記憶する手段、例えば、バネ又は弾み車を含んでもよい。このような実施形態では、触覚効果の記憶は、弾み車を回転させることを含み、触覚効果の出力は、弾み車にブレーキをかけることを含む。さらに他の実施形態では、キャッシュ及び触覚効果生成器は、単一の構成要素を含んでもよい。このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、触覚効果生成器が知覚可能な触覚効果を出力する点の直下のレベルにまで触覚効果生成器に電力を供給することを含んでもよい。例えば、このような実施形態では、触覚信号の事前ロードは、触覚効果生成器の静止摩擦係数を破るのに必要なレベルの直下の点まで触覚効果生成器に電力を供給することを含んでもよい。

最後に、キャッシュ１２４は、触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器１１８に触覚信号を送信する（４１０）。幾つかの実施形態では、キャッシュ１２４は、タッチセンサ式インターフェース１１４から第２のインターフェース信号を受信した後、触覚効果生成器１１８に触覚信号を送信する。例えば、タッチセンサ式インターフェース１１４がトゥルータッチを検出した後である。幾つかの実施形態では、触覚効果生成器１１８は、圧電アクチュエータ、電気モータ、電磁アクチュエータ、音声コイル、リニア共振アクチュエータ、形状記憶合金、電気活性ポリマ、ソレノイド、偏心回転質量モータ（ＥＲＭ）又はリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）であってもよい。幾つかの実施形態では、キャッシュは、プロセッサ１１０から信号を受信し、その信号に基づいて、触覚効果生成器に触覚信号を送信してもよい。他の実施形態では、キャッシュは、タッチセンサ式インターフェース１１４と通信してもよい。このような実施形態では、タッチセンサ式インターフェースは、トゥルータッチに関連付けられる第２のインターフェース信号をキャッシュに送信してもよい。このような実施形態では、キャッシュは、第２のインターフェース信号を受信すると、触覚効果生成器に触覚信号を送信するであろう。

キャッシュが異なる構成要素を含む実施形態では、触覚信号の送信は、異なる動作を含んでもよい。例えば、キャッシュがメモリを含む実施形態では、触覚信号の送信は、触覚効果生成器に触覚信号を送信することを含む。キャッシュがバッテリ、インダクタ又はコンデンサ等のエネルギ貯蔵装置を含む実施形態では、触覚信号の送信は、触覚効果生成器にエネルギを出力することを含む。キャッシュが弾み車を含む実施形態では、触覚信号の送信は、触覚効果生成器の速度を遅くするように構成されるブレーキに信号を送信して、ハンドヘルド装置にトルクを出力することを含む。キャッシュが触覚効果生成器を含む実施形態では、触覚効果生成器に触覚信号を送信することは、触覚効果を生成するのに必要な電力で触覚効果生成器を作動させることを含む。

（プレタッチ及びトゥルータッチのための例示的実施形態のシステム）
図５は、本発明の一実施形態によるプレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムの例示である。図５は、本発明の一実施形態によるハンドヘルド装置の筐体内に搭載されるように構成されるシステム５００を含む。システム５００は、プロセッサ１１０から触覚信号を受信し、それに応じて触覚効果を出力するように構成される。システム５００は、駆動軸５０２に接続されるアクチュエータ５１８、及び弾み車５０４を備える。システム５００は、制動機構５０６及び弾み車を停止させるように構成されるブレーキ５０８をさらに備える。

本発明の一実施形態によると、プロセッサ１１０がプレタッチに関連付けられる第１のインターフェース信号を受信すると、プロセッサ１１０は、触覚効果を決定するであろう。次に、プロセッサ１１０は、触覚信号を記憶するように構成されるキャッシュに触覚信号を事前ロードするであろう。図５に示される実施形態では、キャッシュは、弾み車５０４を含み、キャッシュへの事前ロードは、弾み車５０４を回転させることを含む。従って、プロセッサ１１０が触覚信号をキャッシュに送信又は事前ロードすると、アクチュエータ５１８は、駆動軸５０２を回転させて、次に弾み車５０４を回転させる。ハンドヘルド装置がトルクを受けることを防ぐために、アクチュエータ５１８は、弾み車５０４を徐々に加速することにより、ハンドヘルド装置に対する顕著なトルクを防ぐように構成されてもよい。

プロセッサ１１０がタッチセンサ式インターフェースからトゥルータッチに関連付けられる第２のインターフェース信号を受信すると、プロセッサ１１０は、制動機構５０６に第２の信号を送信する。それに応じて、制動機構５０６は、弾み車５０４に対抗してブレーキ５０８を引いて、弾み車５０４を減速させる。弾み車５０４は、減速させられると、アクチュエータ５１８が搭載される筐体にトルクを出力する。トルクの強度は、どれくらい急に弾み車５０４が減速されられるかに関連付けられる。よって、制動機構５０６は、様々なレベルのトルクを提供するために弾み車５０８に様々な圧力を加えるように構成されてもよい。例えば、プロセッサ１１０は、弱い触覚効果を決定してもよい。このような実施形態では、制動機構は、弾み車５０４を僅かに減速させることで、最小のトルクを出力してもよい。他の実施形態では、プロセッサ１１０は、強い触覚効果を決定してもよい。このような実施形態では、制動機構は、１回転以内で弾み車を完全停止させるように減速することにより、非常に強いトルクを出力してもよい。

（プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステムの利点）
プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法は多くの利点をもたらす。例えば、プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法は、ハンドヘルド装置がより迅速に触覚効果を出力することを可能にするので、装置はより説得力のある触覚効果を出力することが可能になる。これにより、効果が出力されるときに、ユーザが装置から指を既に外してしまっている危険性が低減される。さらに、プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法は、触覚装置における構成要素選択のより大きな柔軟性をもたらす。例えば、ユーザがシステムへの接触を止めた後で、プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法を利用するシステムが触覚効果を出力する危険性が少ないという理由で、低速のプロセッサが使用されてもよい。同様に、プレタッチ及びトゥルータッチのシステム及び方法が定時に触覚効果を生成するために触覚効果生成器からの加速をあまり必要としないという理由で、強力な触覚効果生成器が必要とされなくてもよい。こうした利点の全ては、プレタッチ及びトゥルータッチのためのシステム及び方法を組み込む装置の大きな満足度及び早期の採用をもたらし得る。

（概論）
本明細書における「するように適合される」又は「するように構成される」は、追加のタスク又はステップを実行するように適合され又は構成される装置を排除しない開放型及び包括型の言語の意味で用いられる。さらに、「に基づく」は、１つ以上の記載された条件又は値「に基づく」プロセス、ステップ、計算、又は他の動作が、実際には、こうした記載以上の追加の条件又は値に基づいてもよいという点で、開放型及び包括型の意味で用いられる。本明細書に含まれる見出し、リスト、及び番号付けは、説明の簡略化のみを目的としており、限定することを意図していない。

本発明の態様による実施形態は、デジタル電子回路で、又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、若しくはこれらの組み合わせで実装され得る。一実施形態では、コンピュータは、１つ又は複数のプロセッサを備えてもよい。プロセッサは、例えば、プロセッサに結合されるＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータ可読媒体を備え又はアクセスを有する。プロセッサは、センササンプリングルーチン、触覚効果選択ルーチン、及び上記の選択された触覚効果を発生させるための信号を生成する適切なプログラミングを含む１つ以上のコンピュータプログラムを実行するように、メモリに記憶されるコンピュータ実行可能プログラム命令を実行する。

このようなプロセッサは、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、及び状態機械を含んでもよい。このようなプロセッサは、ＰＬＣ、ＰＩＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、又は他の類似の装置等のプログラム可能電子装置をさらに備えてもよい。

このようなプロセッサは、プロセッサによって実行されるときに、プロセッサによって実行され又は支援される本明細書に記載のステップをプロセッサに実行させ得る命令を記憶し得る媒体、例えば有形のコンピュータ可読媒体を備え又はそれと通信してもよい。コンピュータ可読媒体の実施形態は、限定されないが、全ての電子、光学、磁気、又はコンピュータ可読命令をウェブサーバ内のプロセッサ等のプロセッサに提供可能な他の記憶装置を含んでもよい。媒体の他の例は、限定されないが、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、構成プロセッサ、全ての光学媒体、全ての磁気テープ若しくは他の磁気媒体、又はコンピュータプロセッサが読取り可能な任意の他の媒体を含む。また、様々な他の装置は、例えば、ルータ、プライベート若しくはパブリックネットワーク、又は他の伝送装置等のコンピュータ可読媒体を含んでもよい。記載されたプロセッサ及び処理は、１つ以上の構造内にあってもよく、１つ以上の構造にわたって分散されてもよい。プロセッサは、本明細書に記載の１つ以上の方法（又は方法の一部）を実行するためのコードを備えてもよい。

本願の主題は特定の実施形態に関して詳細に記載されてきたが、先述の理解を達成することにより、当業者であれば、このような実施形態への代替、変形、及び均等物を容易に製造し得ることが理解されるであろう。従って、本開示は、限定ではなく例示を目的として提示されているのであって、当業者には自明の本主題への修正、変形及び／又は追加の包含を除外しないことが理解されるべきである。

Claims (23)

1. ユーザ相互作用を検出して、前記ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいて第１のインターフェース信号を送信するように構成されるタッチセンサ式インターフェースと、
   前記タッチセンサ式インターフェースと通信し、且つ前記第１のインターフェース信号を受信して、前記第１のインターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を決定するように構成されるプロセッサであって、前記触覚効果に関連付けられる触覚信号を事前ロードするようにさらに構成されるプロセッサと、
   前記プロセッサと通信し、且つ所定期間にわたり前記事前ロードされた触覚信号を記憶してから、前記触覚信号を送信するように構成されるキャッシュと、
   前記キャッシュと通信し、且つ前記キャッシュから前記触覚信号を受信して、前記触覚信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器と
   を備えることを特徴とするシステム。
2. 前記タッチセンサ式インターフェースが、タッチスクリーンを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記タッチセンサ式インターフェースが、
   物理的接触の前に前記ユーザ相互作用を検出し、且つ
   前記物理的接触を検出するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
4. 前記タッチセンサ式インターフェースが、前記物理的接触の前に前記ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいて前記第１のインターフェース信号を送信するように構成され、前記タッチセンサ式インターフェースが、前記物理的接触に少なくとも部分的に基づいて第２のインターフェース信号を送信するように構成されることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
5. 前記プロセッサが、前記第１のインターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて前記触覚効果を決定するように構成され、
   前記キャッシュが、前記第２のインターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて前記触覚信号を出力するように構成されることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
6. 前記所定期間が、ユーザ相互作用を検出してから前記物理的接触を検出するまでの時間であることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
7. 前記物理的接触の検出後に、前記キャッシュが、前記触覚効果生成器に前記触覚信号を送信することを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
8. 前記所定期間が、予め決められていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
9. 前記キャッシュが、メモリを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
10. 前記キャッシュが、コンデンサ、インダクタ又はバッテリの１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
11. 前記キャッシュが、弾み車を含み、
    前記触覚信号を記憶することが、前記弾み車を回転させることを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
12. 弾み車のブレーキをさらに含み、前記触覚効果を出力することが、前記弾み車を減速させることを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記タッチセンサ式インターフェースの表面の上方でユーザ相互作用を検出して、前記ユーザ相互作用に対応するセンサ信号を前記プロセッサに送信するように構成されるセンサをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
14. 前記センサが、光学センサ、赤外線センサ、又はモーションセンサの１つを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記プロセッサ、前記キャッシュ、及び前記触覚効果生成器を含むように構成される筐体をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
16. 前記筐体が、ハンドヘルド装置の筐体を含むことを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記触覚効果生成器が、前記筐体に前記触覚効果を出力するように構成されることを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
18. 触覚効果を生成する方法であって、
    ユーザ相互作用を検出して、前記ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいてインターフェース信号を送信するように構成されるタッチセンサ式インターフェースから第１のインターフェース信号を受信するステップと、
    前記第１のインターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を決定するステップと、
    前記触覚効果に関連付けられる触覚信号を、所定期間にわたり前記触覚信号を記憶するように構成されるキャッシュに事前ロードするステップと、
    前記触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器に前記触覚信号を送信するステップと
    を備えることを特徴とする方法。
19. 前記タッチセンサ式インターフェースが、物理的接触の前に前記ユーザ相互作用を検出して、前記物理的接触を検出するように構成されることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 前記所定期間が、前記ユーザ相互作用を検出してから物理的接触を検出するまでの期間であることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 前記タッチセンサ式インターフェースから第２のインターフェース信号を受信するステップをさらに備え、前記タッチセンサ式インターフェースが、前記物理的接触の前に前記ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいて前記第１のインターフェース信号を送信して、前記物理的接触に少なくとも部分的に基づいて前記第２のインターフェース信号を送信するように構成されることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
22. 前記第２のインターフェース信号の受信後に、前記触覚信号が、前記触覚効果生成器に送信されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
23. プロセッサ実行可能プログラムコードが符号化されるコンピュータ可読媒体であって、
    ユーザ相互作用を検出するように構成され、前記ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいてインターフェース信号を送信するようにさらに構成されるタッチセンサ式インターフェースからインターフェース信号を受信するプログラムコードと、
    前記インターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて触覚効果を決定するプログラムコードと、
    所定期間にわたり前記触覚信号を記憶するように構成されるキャッシュに、前記触覚効果に関連付けられる触覚信号を事前ロードするプログラムコードと、
    前記触覚効果を出力するように構成される触覚効果生成器に、前記記憶された触覚信号を送信するプログラムコードと
    を備えることを特徴とするコンピュータ可読媒体。