JP2016219008A - ユーザ・インターフェースと対話するユーザに触覚効果を与えるためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ・インターフェースに接触するユーザ入力要素を介したユーザによる入力の確認として、触覚効果を提供する。【解決手段】システム１００は、システムのユーザからの入力を受け取るように構成されるユーザ・インターフェースと、ユーザ・インターフェースに対するユーザ入力要素の位置を感知するように構成されるセンサと、ユーザ・インターフェースに対するユーザ入力要素の位置に基づくセンサからの入力信号を受け取り、入力信号に基づいて触覚効果を決定し、決定された触覚効果に基づいて触覚効果発生信号を出力するように構成されるプロセッサと、を含む。触覚出力デバイスは、プロセッサから触覚効果発生信号を受け取り、決定された触覚効果をユーザに対して発生させるように構成され、決定された触覚効果がユーザ・インターフェースから離れて発生されるように、ユーザ・インターフェースとは別個の位置にある。【選択図】図１

Description

本発明は、概して、ユーザ・インターフェースと対話するユーザに触覚効果を与えるためのシステムおよび方法に関する。

自動車のセンター・コンソールに位置する自動車用ユーザ・インターフェースなどの多くのユーザ・インターフェースが、温度調節の前に空調機ボタンを押すなど、特定の機能を起動するために複数の対話が必要とされるように設計されている。このような対話に伴う１つの問題は、ユーザ・インターフェースのタッチ・スクリーン上のどこにボタンがあるかを、タッチ・スクリーンを見ることなくユーザが識別する方法がないかもしれないということである。どこにボタンがあるかタッチ・スクリーンを見る必要なくユーザが識別するのを支援するためにユーザ・インターフェースにおいて触覚効果が発生され得るが、触覚効果が発生されることができ且つユーザによって伝播されることができるためには、ユーザは、しばらくの間タッチ・スクリーンに接触し続ける必要があるであろう。

ユーザ・インターフェースから情報を受け取るために、ユーザ・インターフェースに接触し続けなければならないことによってユーザが気を取られなくてよいように、ユーザが通常、接触するであろう位置に触覚効果を提供することが望ましい。

本発明の一態様によれば、システムのユーザからの入力を受け取るように構成されるユーザ・インターフェースと、ユーザ・インターフェースに対するユーザ入力要素の位置を感知するように構成されるセンサと、ユーザ・インターフェースに対するユーザ入力要素の位置に基づくセンサからの入力信号を受け取り、入力信号に基づいて触覚効果を決定し、決定された触覚効果に基づいて触覚効果発生信号を出力するように構成されるプロセッサと、を含むシステムが提供される。システムは、また、プロセッサから触覚効果発生信号を受け取り、決定された触覚効果をユーザに対して発生させるように構成され、決定された触覚効果がユーザ・インターフェースから離れて発生されるように、ユーザ・インターフェースとは別個の位置にある触覚出力デバイスを含む。

一実施形態では、システムは、また、ユーザに装着されるように構成されるウェアラブル・デバイスを含み、ウェアラブル・デバイスは触覚出力デバイスを含む。

一実施形態では、ウェアラブル・デバイスはスマートウォッチである。一実施形態では、ウェアラブル・デバイスはフィットネス・バンドである。

一実施形態では、システムは、また、ユーザによって携行されるように構成される手持ち式電子デバイスを含み、手持ち式電子デバイスは触覚出力デバイスを含む。

一実施形態では、手持ち式電子デバイスは、スマートフォンである。

一実施形態では、ユーザ・インターフェースは第２の触覚出力デバイスを含み、第２の触覚出力デバイスは、ユーザからの入力の確認として、ユーザに対してユーザ・インターフェースにおいて第２の触覚効果を発生させるように構成される。

一実施形態では、触覚出力デバイスは、ユーザに対して、ユーザ・インターフェースから離れた位置で第３の触覚効果を発生させるように構成される。一実施形態では、第２の触覚効果および第３の触覚効果は同一の触覚効果である。

一実施形態では、システムは、また、ユーザによって携行されるように構成される手持ち式電子デバイスを含み、手持ち式電子デバイスはユーザ・インターフェースを含む。

本発明の一態様によれば、システムのユーザに対して触覚効果を発生させるための方法が提供される。方法は、センサを用いて、ユーザからの入力を受け取るように構成されるユーザ・インターフェースの近くに位置するユーザ入力要素を感知することと、プロセッサを用いて、感知することに基づいて、ユーザに対して発生させる触覚効果を決定することと、プロセッサを用いて、決定された触覚効果に基づいて、触覚効果発生信号を触覚出力デバイスに出力することと、触覚出力デバイスを用いて、ユーザ・インターフェースから離れた位置で、決定された触覚効果を発生させることと、を含む。

一実施形態では、方法は、また、ユーザがユーザ入力要素を介してユーザ・インターフェースに接触することによる入力を、第２のセンサを用いて感知することと、プロセッサを用いて、感知された入力に基づいて、ユーザに対して発生させる第２の触覚効果を決定することと、第２の触覚出力デバイスを用いて、ユーザからの入力の確認として、ユーザに対してユーザ・インターフェースにおいて第２の触覚効果を発生させることと、を含む。

一実施形態では、第２の触覚効果は、ユーザ入力要素がユーザ・インターフェースに接触する間、発生される。

一実施形態では、方法は、また、プロセッサを用いて、感知された入力に基づいて、ユーザに対して発生させる第３の触覚効果を決定することと、触覚出力デバイスを用いて、ユーザに対してユーザ・インターフェースから離れた位置で第３の触覚効果を発生させることと、を含む。一実施形態では、第２の触覚効果および第３の触覚効果は同一の触覚効果である。

本発明の、これらのおよび他の態様、特徴、および特性、ならびに動作の方法および構造の関連要素の機能、および部品と製造の経済性との組合せは、本明細書の一部を形成する、添付の図面を参照する以下の説明および添付の特許請求の範囲の全てを考慮すると、より明らかとなるであろう。しかしながら、図面は、例示および説明のみを目的とし、本発明の範囲を定義することを意図するものではない。本明細書および特許請求の範囲において使用されるように、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈で明確に指示しない限り、複数の対象を含む。

本発明の一実施形態によるシステムの概略図である。 図１のシステムのプロセッサの概略図である。 図１のシステムの実装の一部の概略図である。 図１のシステムの実装の概略図である。 図１のシステムの実装の一部の概略図である。 図１のシステムの実装の一部の概略図である。 図１のシステムの実装の一部の概略図である。 図１のシステムの実装の一部の概略図である。 図１のシステムの実装の概略図である。 本発明の一実施形態による方法を概略的に示すフローチャートである。

図面の構成要素は、本開示の一般原理を強調するために示され、必ずしも縮尺通りには描かれていない。対応する構成要素を指定する参照文字は、一貫性および明確性のために、図面全体を通して必要に応じて繰り返される。

図１は、本発明の実施形態によるシステム１００の概略図である。システム１００は、電子デバイス（デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子ワークブック、販売時点情報管理デバイス、ゲーム・コントローラ、など）、手持ち式電子デバイス（携帯電話、スマートフォン、タブレット、タブレット型ゲーム・デバイス、携帯情報端末（「ＰＤＡ」：（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ））、携帯電子メール・デバイス、携帯インターネット・アクセス・デバイス、計算器、など）、ウェアラブル・デバイス（スマートウォッチ、フィットネス・バンド、眼鏡、ヘッドマウント・ディスプレイ、スマート靴下、スマート・シューズなどの衣類、など）、もしくは他の電子デバイスのうちの一部であってもよく、またはそれらのうちの１つもしくは複数を含んでもよい。いくつかの実施形態では、システム１００またはシステム１００の一部は、以下のシステム１００の実装で説明されるように、車両などのより大きな装置に組み込まれてもよい。

図示するように、システム１００は、プロセッサ１１０、メモリ・デバイス１２０、および入力／出力デバイス１３０を含み、それらは、バスおよび／または通信ネットワーク１４０を介して相互に接続されることができる。一実施形態では、入力／出力デバイス１３０は、ユーザ・インターフェース１５０、少なくとも１つの触覚出力デバイス１６０、少なくとも１つのセンサ１７０、および／または他の入力／出力デバイスを含んでもよい。

プロセッサ１１０は、システム１００の動作および機能を管理または制御する、汎用のまたは特定目的用の、プロセッサまたはマイクロコントローラであってよい。例えば、プロセッサ１１０は、具体的には、入力／出力デバイス１３０のユーザに対する出力信号を制御して触覚フィードバックまたは触覚効果を提供するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として設計されてもよい。プロセッサ１１０は、プロセッサ１１０によって受け取られ、または決定される触覚信号に基づいてどの触覚フィードバックまたは触覚効果が発生されるべきか、触覚効果が発生される順序、ならびに触覚効果の大きさ、周波数、期間、および／または他のパラメータを、予め定義された要因に基づいて決定するように構成されてもよい。プロセッサ１１０は、また、特定の触覚効果を提供する、触覚出力デバイス１６０を駆動するために使用され得るストリーミング・コマンドを提供するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、各プロセッサ１１０がシステム１００内のある機能を実行するように構成される、２つ以上のプロセッサ１１０がシステム１００に含まれることができる。プロセッサ１１０の一実施形態について、以下でさらに詳細に説明する。

メモリ・デバイス１２０は、１つまたは複数の内部固定記憶ユニット、取り外し可能な記憶ユニット、および／または遠隔アクセス可能な記憶ユニットを含むことができる。様々な記憶ユニットは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリのいかなる組合せも含むことができる。記憶ユニットは、情報、データ、命令、ソフトウェア・コードなどのいかなる組合せも記憶するように構成されることができる。より具体的には、記憶ユニットは、触覚効果のプロファイル、入力／出力デバイス１３０の触覚出力デバイス１６０がどのように駆動されるかについての命令、および／または触覚フィードバックもしくは触覚効果を発生させる他の情報を含むことができる。

バスおよび／または通信ネットワーク１４０は、システム１００の様々な構成要素間の信号通信を可能にするように構成され、また、別の通信ネットワークを通じて遠隔コンピュータまたはサーバから情報にアクセスするようにも構成されることができる。通信ネットワークは、ワイヤレス通信ネットワーク、インターネット、パーソナル・エリア・ネットワーク（「ＰＡＮ」：ｐｅｒｓｏｎａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ローカル・エリア・ネットワーク（「ＬＡＮ」：ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（「ＭＡＮ」：ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ワイド・エリア・ネットワーク（「ＷＡＮ」：ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）などのうちの１つまたは複数を含んでもよい。通信ネットワークは、ローカル無線周波数、セルラー（ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＣＤＰＤ、２．５Ｇ、３Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ、など）、超広帯域無線通信（「ＵＷＢ」：Ｕｌｔｒａ−ＷｉｄｅＢａｎｄ）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、および／または他のアドホック／メッシュ・ワイヤレス・ネットワーク技術などを含んでもよい。

ユーザ・インターフェース１５０は、任意の適切なユーザ・インターフェースまたはタッチ／接触面アセンブリとして構成され得るタッチ感知デバイス１５２と、画像を表示するように構成される視覚ディスプレイ１５４とを含むことができる。視覚ディスプレイ１５４は、高解像度ディスプレイスクリーンを含むことができる。タッチ感知デバイス１５２は、任意のタッチ・スクリーン、タッチ・パッド、タッチ感知構造体、コンピュータ・モニタ、ラップトップ・ディスプレイ・デバイス、ワークブック・ディスプレイ・デバイス、携帯電子デバイススクリーン、または他の適切なタッチ感知デバイスであってもよい。タッチ感知デバイス１５２は、スタイラス、または手のひらや指（例えば、親指以外の指もしくは親指）などユーザの手の一部などの、ユーザ入力要素との物理的対話のために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、タッチ感知デバイス１５２は、視覚ディスプレイ１５４を含んでもよく、その上に重ね合わせた、ユーザ入力要素からの入力を受け取る少なくとも１つのセンサを含んでもよい。

触覚出力デバイス１６０は、システム１００のユーザに触覚フィードバックを提供するように構成される。触覚出力デバイス１６０によって提供される触覚フィードバックは、振動、変形、力覚（ｋｉｎｅｓｔｈｅｔｉｃ ｓｅｎｓａｔｉｏｎｓ）、静電摩擦または超音波摩擦などの、触覚効果を生成する方法のうちのいずれかによって生成されることができる。一実施形態では、触覚出力デバイス１６０は、アクチュエータを含んでもよく、例えば、偏心質量体がモータにより動かされる偏心回転質量体（「ＥＲＭ」：Ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｍａｓｓ）などの電磁アクチュエータ、ばねに取り付けられた質量体が前後に駆動されるリニア共振アクチュエータ（「ＬＲＡ」：Ｌｉｎｅａｒ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ａｃｔｕａｔｏｒ）、もしくは圧電材料、電気活性ポリマー、もしくは形状記憶合金などの「スマートマテリアル」、マクロ繊維複合材アクチュエータ、静電気アクチュエータ、電気触知（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔａｃｔｉｌｅ）アクチュエータ、および／または振動触知（ｖｉｂｒｏｔａｃｔｉｌｅ）フィードバックなどの物理的フィードバックを提供する別の種類のアクチュエータを含んでもよい。触覚出力デバイス１６０は、静電摩擦（「ＥＳＦ」：ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｒｉｃｔｉｏｎ）や超音波摩擦（「ＵＳＦ」：ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｆｒｉｃｔｉｏｎ）を用いるデバイス、または超音波触覚トランスデューサで音響放射圧を生じさせるデバイス、または触覚基板および可撓性のもしくは変形可能な表面を用いるデバイス、または熱効果を提供するデバイス、またはエアジェットを用いた空気のパフ（ｐｕｆｆ）などの発射型の触覚出力を提供するデバイスなどの、非機械的デバイスまたは非振動デバイスを含んでもよい。様々な触覚効果を発生させるために複数の触覚出力デバイス１６０が使用されてもよく、複数の触覚出力デバイス１６０は、変形、振動などの広範囲に及ぶ効果を生成するために使用されてもよい。

一実施形態では、触覚出力デバイス１６０の特定の位置に基づいて、様々な情報がユーザに通信され得るように、複数の触覚出力デバイス１６０がシステム１００内の様々な位置に配置されてもよい。例えば、以下でさらに詳細に説明するように、車両における実装では、運転者に常に接触し、または運転者によって触れられる表面が、動きまたは振動して、運転者に触覚フィードバックを提供することができるように、ハンドル、運転者のシートおよび／もしくは運転者のシートベルト、または運転者が車両の運転中に日常的に接触する任意の他の表面において、またはその中などの、センター・コンソール内のユーザ・インターフェース１５０から離れた所に、触覚出力デバイス１６０のうち少なくとも１つが配置されてもよい。一実施形態では、触覚出力デバイス１６０は、運転者またはシステム１００の任意のユーザに装着されるウェアラブル・デバイス内に位置してもよい。ウェアラブル・デバイスは、例えば、スマートウォッチ、フィットネス・バンドなどのリストバンド、ブレスレット、指輪、アンクレット、スマート靴下またはスマート・シューズを含むスマート衣類、眼鏡、ヘッドマウント・ディスプレイなどの形式であってもよい。システム１００の車両以外の実装の場合、ユーザ・インターフェース１５０は、例えば、タブレットまたはスマートフォンの一部であってもよい。

図１に戻って、センサ１７０は、以下の種類のセンサのうちの１つまたは複数を含んでもよい。一実施形態では、センサ１７０は、ユーザの手、もしくは指などのユーザの手の一部、またはスタイラスなどのユーザ入力要素の、ユーザ・インターフェース１５０などの入力デバイスに対する位置を感知するように構成される、近接センサを含んでもよい。一実施形態では、センサ１７０は、カメラおよび画像プロセッサを含み、ユーザ・インターフェース１５０に対するユーザ入力要素の位置を感知するように構成されてもよい。一実施形態では、センサ１７０は、ユーザ・インターフェース１５０に位置するか、またはユーザ・インターフェース１５０の一部であってもよい。一実施形態では、センサ１７０は、スマートウォッチまたはリストバンドなどの、ユーザに装着されるウェアラブル・デバイス内に位置してもよい。一実施形態では、センサ１７０は、システム１００内の触覚出力デバイス１６０（複数可）を含む電子デバイス（複数可）の位置を感知するように構成されてもよい。一実施形態では、センサ１７０は、ユーザ・インターフェース１５０の一部であり、かつ、ユーザ・インターフェース１５０のタッチ位置、例えば、ユーザ・インターフェース１５０のタッチ感知デバイス１５２におけるタッチ位置に加えられる圧力を測定するように構成される、圧力センサを含んでもよい。一実施形態では、センサ１７０は、環境条件を測定するように構成される、温度センサ、湿度センサ、および／または気圧センサを含んでもよい。一実施形態では、センサ１７０は、ユーザの心拍数などの生体測定値をキャプチャするように構成される、生体認証センサを含んでもよい。一実施形態では、センサ１７０は、ユーザの顔の表情および関連する生体情報をキャプチャするように構成される、画像センサおよび／またはカメラを含んでもよい。一実施形態では、センサ１７０は、触覚フィードバックを受け取るべき人を識別するために使用されてもよい。

図２は、プロセッサ１１０の一実施形態をより詳細に示す。プロセッサ１１０は、１つまたは複数のコンピュータ・プログラム・モジュールを実行するように構成されることができる。１つまたは複数のコンピュータ・プログラム・モジュールは、位置モジュール１１２、入力モジュール１１４、決定モジュール１１６、触覚出力デバイス制御モジュール１１８、および／または他のモジュールのうち１つまたは複数を含むことができる。プロセッサ１１０は、また、電子記憶装置１１９も含んでもよく、電子記憶装置１１９は、メモリ・デバイス１２０と同一であってもよく、またはメモリ・デバイス１２０に追加するものであってもよい。プロセッサ１１０は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、および／もしくはファームウェアの何らかの組合せ、ならびに／またはプロセッサ１１０上の処理能力を構成する他のメカニズムによって、モジュール１１２、１１４、１１６および／または１１８を実行するように構成されてもよい。

モジュール１１２、１１４、１１６および１１８は、単一の処理ユニット内に共に位置しているものとして図２に示されるが、システムが複数のプロセッサを含む実施形態では、モジュール１１２、１１４、１１６および／または１１８のうち１つまたは複数が、他のモジュールから遠隔設置されてもよいと理解すべきである。後述の異なるモジュール１１２、１１４、１１６および／または１１８によって提供される機能性の説明は、例示の目的のためであって、限定を意図するものではなく、モジュール１１２、１１４、１１６および／または１１８のいずれかが、説明されるものよりも多くのまたは少ない機能性を提供するものであってもよい。例えば、モジュール１１２、１１４、１１６および／または１１８のうち１つまたは複数が除外されてもよく、その機能性のうちのいくつかまたは全てが、モジュール１１２、１１４、１１６および／または１１８のうちの他のモジュールによって提供されてもよい。別の例として、プロセッサ１１０は、モジュール１１２、１１４、１１６および／または１１８のうち１つの下に帰属する機能性のうちのいくつかまたは全てを実行し得る、１つまたは複数の追加的なモジュールを実行するように構成されてもよい。

位置モジュール１１２は、ユーザの手やユーザの手の一部などのユーザ入力要素が、ユーザ・インターフェース１５０付近にあることを、センサ１７０が検知するときに生成される入力信号を、センサ１７０から受け取るように構成され、またはプログラムされる。位置モジュール１１２は、また、さらなる処理のために、位置信号を決定モジュール１１６に送るように構成され、またはプログラムされる。

入力モジュール１１４は、ユーザ入力要素を介したユーザからの入力をユーザ・インターフェース１５０が検知するときに生成される入力信号を、ユーザ・インターフェース１５０から受け取るように構成され、またはプログラムされる。例えば、システム１００またはシステム１００がその一部である装置の機能を動作させるボタンを表す、ユーザ・インターフェース１５０の一部に、例えば、接触することによって、ユーザは入力を示してもよい。例えば、車両におけるシステム１００の実装では、運転者は、ボタンまたは視覚ディスプレイ１５４のボタンが表示される部分を押して、運転者が、車両内の空調機をオンにして、車両についての目標温度に設定したいということを示すことができる。入力モジュール１１４は、ユーザ・インターフェース１５０から入力信号を受け取り、入力信号に基づいてシステム１００がさらにどの機能を実行するかを決定し、さらなる処理のために決定モジュール１１６に機能信号を送るように構成され、またはプログラムされる。

決定モジュール１１６は、センサ１７０からの出力に基づく位置モジュール１１２からの位置信号と、ユーザ・インターフェース１５０からの出力に基づく入力モジュール１１４からの機能信号とに従って、どの種類のアクションがシステム１００によって取られるべきか、およびどの種類の触覚フィードバックが触覚出力デバイス１６０によって発生されるべきかを決定するように構成され、またはプログラムされる。決定モジュール１１６は、もしあれば、システム１００が利用可能な位置情報および機能情報ならびに対応する触覚効果のライブラリを伴ってプログラムされてもよく、その結果、決定モジュール１１６は対応する出力を決定することができる。空調機をオンにするなどの、特定のアクションがとられるように命令する信号を送ることに加えて、決定モジュール１１６は、適切な触覚効果がユーザに提供され得るように、触覚出力デバイス制御モジュール１１８に信号を出力してもよい。

触覚出力デバイス制御モジュール１１８は、決定モジュール１１６によって生成される信号に基づいて、触覚出力デバイス１６０に出力する触覚制御信号を決定するように構成され、またはプログラムされる。触覚制御信号を決定することは、システム１００に対する全ての入力に基づいて、１つまたは複数のパラメータを決定することを含んでもよく、１つまたは複数のパラメータは、ユーザに所望の効果を提供するために、触覚出力デバイス１６０によって発生されるであろう、触覚フィードバックの振幅、周波数、持続時間などを含む。

車両においてシステム１００が提供される、本発明の一実施形態の実装では、車両は図３に示すハンドルＳＷを装備してもよい。図示するように、ハンドルＳＷは、矢印Ａ１で示した、単一の変形点を発生させるように構成される第１の触覚出力デバイス３１０、ならびに／または矢印Ａ２で示した、複数の変形点を時間的および空間的パターンで発生させるように構成される第２の触覚出力デバイス３２０（複数可）、ならびに／または運転者の手とハンドルＳＷとの間の接触点の堅さ／柔らかさ／材質特性の変化を発生させるように構成される第３の触覚出力デバイス３３０を含むことができる。一実施形態では、様々な種類の触覚効果が、車両の運転者に提供されて運転者に様々な情報を伝達してもよく、触覚出力デバイス３１０、３２０、３３０のうちいずれかは、運転者に対して振動を発生させるように構成されてもよい。

本発明の一実施形態の実装では、嵐の状態で車両を運転する運転者は、道路から目を離したくないかもしれないが、車両内部の温度を変更したいかもしれない。図４は、センター・コンソール内に位置するユーザ・インターフェース４５０付近に置かれた、運転者の右手ＲＨを示す。運転者の右手ＲＨがユーザ・インターフェース４５０付近にあるか、または近接していることを、上述のセンサ１７０が感知すると、ハンドルＳＷ内の触覚出力デバイス３３０を介して、運転者の左手ＬＨに触覚効果が提供されてもよい。これにより、運転者は、ユーザ・インターフェース４５０ではなく、前方の道路に注目することができるようになる。運転者の右手ＲＨが近くにある、または近接しているのがユーザ・インターフェース４５０のどの部分であるかに応じて、異なる触覚効果がハンドルＳＷ内に位置する少なくとも１つの触覚出力デバイスにより発生され得る。空調機などの車両のサブシステムの調節が行われ得るように、ハンドルＳＷ内の触覚出力デバイス３３０によって発生される触覚効果は、運転者がシステムに入力を提供するために接触する必要があるユーザ・インターフェース４５０の部分の位置を、運転者が特定するのに役立つように変化してもよい。異なる触覚効果を提供することによって、運転者は、いつユーザ・インターフェース４５０を押すべきか、いつ運転者が指などのユーザ入力要素でユーザ・インターフェース４５０に接触するかをより素早く決定することができ、触覚効果は、ユーザ・インターフェース１５０およびハンドルＳＷにおいて、同時にまたは順次再生されることができる。

図５Ａおよび５Ｂは、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４で示される４つのゾーンを有し、各ゾーンが車両のサブシステムのあるパラメータを制御するように構成される、ユーザ・インターフェース５５０の一実施形態を示す。例えば、Ｚ１は、ステレオ・システムの音量を制御するために使用される第１のゾーンを表し、Ｚ２は、音楽トラックやラジオ局を選択するために使用される第２のゾーンを表し、Ｚ３は、ナビゲーション・システムを制御するために使用される第３のゾーンを表し、Ｚ４は、車両の内部温度を制御するために使用される第４のゾーンを表し得る。運転者が、車両の内部温度を変更したい場合、図５Ａに示すように、運転者は、第４のゾーンＺ４の、ユーザ・インターフェース５５０上またはユーザ・インターフェース５５０の真上に、彼／彼女の右手ＲＨを置いてもよい。運転者の手が第４のゾーンＺ４に位置すること、または近接していることを上述のセンサ１７０が感知すると、ユーザ・インターフェース５５０は、温度制御に関してより多くのオプションが運転者に利用可能になるように、第４のゾーンＺ４を拡大させて、他のゾーンＺ１、Ｚ２およびＺ３を縮小させてもよい。例えば、第４のゾーンＺ４が拡大されたこと、および空調機をオンまたはオフにする、または温度もしくはファン速度を調節するなどの温度制御に、運転者が今アクセスしていることの証明として、ハンドルＳＷ内に位置する触覚出力デバイス３３０を用いて、触覚効果が運転者に提供されてもよい。次いで、運転者は、取る必要のあるアクションに対応する、拡大した第４のゾーンＺ４の部分の上に彼／彼女の指を置いてもよい。ハンドルＳＷ上の触覚出力デバイス３３０によって提供される触覚効果は、結果的に運転者がユーザ・インターフェース５５０を見る必要なく温度調節を行うことができるように、異なる機能に対応する、拡大した第４のゾーンＺ４内の様々な位置に運転者を導くような方法で発生されてもよい。

次いで、上述のセンサ１７０は、ユーザ・インターフェース５５０に対する運転者の指の位置、または運転者により提供されるジェスチャを検知し、車両のサブシステムが取る必要があるアクションを決定するために、上述のプロセッサ１１０に信号を送ることができる。一実施形態では、ユーザが、ユーザの指などのユーザ入力要素で、ユーザ・インターフェース５５０のタッチ感知デバイスに接触するとき、ユーザ・インターフェース５５０のタッチ感知デバイスの一部である第２のセンサ（図示せず）が、ユーザからの入力を検知するために使用されてもよい。この場合も、運転者により行われた命令の確認として、対応する触覚効果が、運転者が接触しているハンドルＳＷにおいて、ユーザ・インターフェース５５０から離れて発生されてもよい。一実施形態では、ユーザ・インターフェース５５０内の、またはユーザ・インターフェース５５０に接続される触覚出力デバイスが、運転者がユーザ・インターフェース５５０に触れているとき最初の確認の触覚効果を提供し、次いで、ハンドルＳＷ内の触覚出力デバイス３３０を用いて別の触覚効果を提供するために、使用されてもよい。一実施形態では、ユーザ入力要素がユーザ・インターフェース５５０に接触している間、ユーザ・インターフェースにおける触覚効果が発生されてもよい。

図３に示す、触覚対応した（haptically enabled）ハンドルＳＷと同様に、一実施形態では、車両の運転者のシートＳは、図６に示す運転者の背中を支えるシートの直立部分などの、運転者Ｄが常に接触するであろう位置にある触覚出力デバイス６１０を含んでもよい。上述の実施形態では、矢印Ａ３で示す運転者の背中に向かうシートＳの振動または動きなどの触覚効果は、ハンドルＳＷによって提供される触覚効果の代わりに、またはそれに加えて、シートＳ内の触覚出力デバイス６１０によって提供されてもよい。

一実施形態では、１つまたは複数の触覚出力デバイスは、シートベルトＳＢに取り付けられ、または埋め込まれて、運転者Ｄに対して運動感覚フィードバックおよび／または振動触知フィードバックを発生させるように構成されてもよい。図７に示すように、１つまたは複数の触覚出力デバイス７１０は、多くのシートベルトに既に存在する引張力制御メカニズムの一部であってもよく、シートベルトＳＢの張力を調節することによって、運動感覚フィードバックを伝達するように構成されてもよい。振動触知フィードバックを発生させるように構成される追加の触覚出力デバイス７２０は、シートベルトＳＢに埋め込まれ、または取り付けられて、触覚出力デバイス７１０によって提供される運動感覚フィードバックに加えて、振動触知フィードバックを提供してもよい。触覚効果が運転者の脚に提供され得るように、床板、ならびに／またはアクセルおよびブレーキペダルなどの、典型的に運転者が恒常的に接触する車両の他の部分にも、触覚出力デバイスが含まれてもよい。いずれにしても、図示する実施形態は、限定を意図するものではない。

図７は、運転者Ｄに触覚効果を提供するために使用され得る、ウェアラブル・デバイスの一実施形態を示す。一実施形態では、ウェアラブル・デバイスは、リストバンド７３０の形式であってもよく、リストバンド７３０は、スマートウォッチまたはフィットネス・バンドであってもよい。一実施形態では、ウェアラブル・デバイスは、眼鏡７４０の形式であってもよく、眼鏡７４０は、ＧＯＯＧＬＥ ＧＬＡＳＳ（登録商標）、またはＢＭＷのＭｉｎｉ拡張現実ゴーグル（Ｍｉｎｉ ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｒｅａｌｉｔｙ ｇｏｇｇｌｅｓ）などの、サングラスまたはヘッドマウント・ディスプレイであってもよい。一実施形態では、触覚効果は、上述の触覚出力デバイス３１０、３２０、３３０、６１０、７１０、７２０などの車両内の他の触覚出力デバイスの代わりに、またはそれに加えて、ウェアラブル・デバイス７３０、７４０のうちの１つまたは複数を介して運転者に提供されてもよい。

本発明の一実施形態の実装では、車両は、タッチ・スクリーンを有するユーザ・インターフェースを含む可能性があるが、触覚対応したハンドル、シート、またはシートベルトを含まないかもしれない。本実装における車両の運転者は、少なくとも１つの触覚出力デバイスを含み、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ワイヤレス接続を介して、ユーザ・インターフェースと対になる、スマートウォッチなどのウェアラブル・デバイスを装着していてもよい。ユーザ・インターフェースは、触覚出力デバイスを含んでも含まなくてもよい。ユーザ・インターフェースに対する入力の確認は、ウェアラブル・デバイスによって車両の運転者に提供されることができる。同様に、一実施形態では、触覚出力デバイスを含み、運転者のポケット内にあるスマートフォンが、ユーザ・インターフェースと対になり、ユーザ入力要素を介する運転者とユーザ・インターフェースとの間の対話、および／またはユーザ・インターフェースにより出力される信号に基づいて触覚効果を発生させてもよい。

一実施形態では、車両内のセンサは、触覚出力デバイスを含むスマートフォンの位置を感知するために使用されてもよく、プロセッサは、感知されたスマートフォンの位置に部分的に基づいて、ユーザに対して発生されるべき触覚効果を決定してもよい。少なくとも１つの触覚出力デバイスを有する２つ以上の電子デバイスを含むシステムの実施形態では、プロセッサがユーザに対して触覚効果を発生させる理想的な位置を決定することができるように、車両内のセンサは各デバイスの位置を感知するために使用されてもよい。例えば、運転者が、ユーザ・インターフェースを使用して車両の左のミラーを調節している場合、触覚効果は、運転者の左のポケットの中のスマートフォンなど、車両の左のミラーに最も近い電子デバイスによって発生されてもよい。運転者が、ユーザ・インターフェースを使用して車両の右のミラーを調節している場合、触覚効果は、運転者の右腕のスマートウォッチなど、右のミラーに最も近い電子デバイスによって発生されてもよい。同様に、モータ性能に関する触覚効果が発生される場合、プロセッサは、触覚対応したアンクレットなどの、運転者の脚および車両のペダルに最も近い触覚出力デバイスを含む電子デバイスで、触覚効果を発生させることを決定してもよい。

図８は、車両環境以外で用いられ得る、本発明の一実施形態の実装を示す。図示するように、システム８００は、手持ち式電子デバイス８１０、およびウェアラブル・デバイス８２０を含み、手持ち式電子デバイス８１０は、例えば、スマートフォンまたはタブレットであってもよく、ウェアラブル・デバイス８２０は、例えば、スマートウォッチであってもよい。手持ち式電子デバイス８１０は、上述のユーザ・インターフェース１５０およびセンサ１７０を含み、ウェアラブル・デバイス８２０は、上述の触覚出力デバイス１６０を含む。手持ち式電子デバイス８１０およびウェアラブル・デバイス８２０は、ワイヤレス通信ネットワーク８４０を介して互いに通信する。ユーザは、手持ち式電子デバイス８１０のディスプレイを見ないで、彼／彼女の右手ＲＨを用いて手持ち式電子デバイス８１０と対話し、ウェアラブル・デバイス８２０上の触覚出力デバイス１６０を介して触覚効果を受け取り、手持ち式電子デバイス８１０との対話を確認することができる。

図９は、上述のシステム１００などのシステムのユーザに対して触覚効果を発生させるための方法９００のフローチャートを示す。９１０では、指などのユーザの手の一部またはスタイラスであってもよいユーザ入力要素が、上述のセンサ１７０などのセンサによって、上述のユーザ・インターフェース１５０などのユーザ・インターフェース付近で感知される。９２０では、上述のプロセッサ１１０などのプロセッサが、ユーザ・インターフェース付近のまたは近接するユーザ入力要素を感知することに基づいて、発生させる触覚効果を決定する。９３０では、決定された触覚効果に基づく触覚効果発生信号が、プロセッサによって、上述の触覚出力デバイス１６０などの触覚出力デバイスに出力される。９４０では、決定された触覚効果が、触覚出力デバイスによって、ユーザ・インターフェースから離れた位置で発生される。次いで、方法は、９１０に戻るか、終了してもよく、または方法の一部としてさらなるアクションが取られてもよい。

例えば、一実施形態では、ユーザ・インターフェースに接触するユーザ入力要素を介したユーザによる入力は、タッチ感知デバイスの一部であるセンサなどの、ユーザ・インターフェースの一部であるセンサによって感知されてもよく、感知された入力に基づく、ユーザに対して発生されるべき第２の触覚効果が、プロセッサで決定されてもよい。次いで、第２の触覚効果は、ユーザによる入力の確認として、ユーザ・インターフェースにおいて、第２の触覚出力デバイスを用いてユーザに対し発生されてもよい。一実施形態では、ユーザ入力要素がユーザ・インターフェースに接触する間、第２の触覚効果が発生されてもよい。一実施形態では、感知された入力に基づく、ユーザに対し発生される第３の触覚効果がプロセッサで決定され、第３の触覚効果は、ユーザ・インターフェースから離れた位置で、触覚出力デバイスを用いてユーザに対し発生されてもよい。一実施形態では、第２の触覚効果および第３の触覚効果は、同一の触覚効果、または実質的に同一の触覚効果であってもよい。

本明細書で述べた実施形態は、いくつかの可能な実装および例を表し、必ずしも本開示を任意の特定の実施形態に限定することを意図するものではない。様々な修正がこれらの実施形態に対してなされることができ、それは、当業者によって理解されるであろう。そのようないかなる修正も、本開示の精神と範囲内に含まれ、かつ以下の特許請求の範囲により保護されると意図される。

Claims (15)

1. システムのユーザからの入力を受け取るように構成されるユーザ・インターフェースと、
   前記ユーザ・インターフェースに対するユーザ入力要素の位置を感知するように構成されるセンサと、
   前記ユーザ・インターフェースに対する前記ユーザ入力要素の前記位置に基づく前記センサからの入力信号を受け取り、前記入力信号に基づいて触覚効果を決定し、決定された前記触覚効果に基づいて触覚効果発生信号を出力するように構成されるプロセッサと、
   前記プロセッサから前記触覚効果発生信号を受け取り、決定された前記触覚効果を前記ユーザに対して発生させるように構成され、決定された前記触覚効果が前記ユーザ・インターフェースから離れて発生されるように、前記ユーザ・インターフェースとは別個の位置にある触覚出力デバイスと、を備えるシステム。
2. 前記ユーザに装着されるように構成されるウェアラブル・デバイスをさらに備え、前記ウェアラブル・デバイスは前記触覚出力デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ウェアラブル・デバイスはスマートウォッチである、請求項２に記載のシステム。
4. 前記ウェアラブル・デバイスはフィットネス・バンドである、請求項２に記載のシステム。
5. 前記ユーザによって携行されるように構成される手持ち式電子デバイスをさらに備え、前記手持ち式電子デバイスは前記触覚出力デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
6. 前記手持ち式電子デバイスはスマートフォンである、請求項５に記載のシステム。
7. 前記ユーザ・インターフェースは第２の触覚出力デバイスを備え、前記第２の触覚出力デバイスは、前記ユーザからの前記入力の確認として、前記ユーザに対して、前記ユーザ・インターフェースにおいて第２の触覚効果を発生させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記触覚出力デバイスは、前記ユーザに対して、前記ユーザ・インターフェースから離れた位置で第３の触覚効果を発生させるように構成される、請求項７に記載のシステム。
9. 前記第２の触覚効果および前記第３の触覚効果は同一の触覚効果である、請求項８に記載のシステム。
10. 前記ユーザによって携行されるように構成される手持ち式電子デバイスをさらに備え、前記手持ち式電子デバイスは前記ユーザ・インターフェースを備える、請求項１に記載のシステム。
11. システムのユーザに対して触覚効果を発生させるための方法であって、
    センサを用いて、前記ユーザからの入力を受け取るように構成されるユーザ・インターフェースの近くに位置するユーザ入力要素を感知することと、
    プロセッサを用いて、前記感知することに基づいて、前記ユーザに対して発生させる触覚効果を決定することと、
    前記プロセッサを用いて、決定された前記触覚効果に基づいて、触覚効果発生信号を触覚出力デバイスに出力することと、
    前記触覚出力デバイスを用いて、前記ユーザ・インターフェースから離れた位置で、決定された前記触覚効果を発生させることと、を含む方法。
12. 第２のセンサを用いて、前記ユーザが、前記ユーザ入力要素を介して前記ユーザ・インターフェースに接触することによる入力を感知することと、
    前記プロセッサを用いて、感知された前記入力に基づいて、前記ユーザに対して発生させる第２の触覚効果を決定することと、
    第２の触覚出力デバイスを用いて、前記ユーザによる前記入力の確認として、前記ユーザに対して、前記ユーザ・インターフェースにおいて前記第２の触覚効果を発生させることと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２の触覚効果は、前記ユーザ入力要素が前記ユーザ・インターフェースに接触する間、発生される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記プロセッサを用いて、感知された前記入力に基づいて、前記ユーザに対して発生させる第３の触覚効果を決定することと、
    前記触覚出力デバイスを用いて、前記ユーザに対して、前記ユーザ・インターフェースから離れた位置で前記第３の触覚効果を発生させることと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第２の触覚効果および前記第３の触覚効果は同一の触覚効果である、請求項１４に記載の方法。

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