JP2018136958A - 触覚効果によってシミュレートされる物理相互作用のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】システム100は、タッチ面とのユーザ相互作用を検出し、ユーザ相互作用に関係付けられるセンサ信号を送信するように構成されるセンサと、センサと通信し、センサ信号に基づいてユーザ相互作用の位置を決定し、ユーザ相互作用の位置に関係付けられる特徴を決定し、特徴に関係付けられる装置を制御し、ユーザ相互作用に部分的に基づいて表示信号を修正し、ユーザ相互作用及び位置に少なくとも部分的に基づいて生成すべき、特徴をシミュレートするような触覚効果を選択し、触覚効果を生成するために触覚信号を送信するように構成されるプロセッサと、プロセッサと通信し、且つ、タッチ面に結合され、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出力装置とを含む。
【選択図】図1A
Description
本願は、2012年11月20日に提出され、“Systems and Methods for Providing Mode or State Awareness with Programmable Surface Texture”と題された仮出願第61/728,665号、2012年11月20日に提出され、“System
and Method for Feedforward and Feedback with Electrostatic Friction”と題された仮出願第61/728,661号、2012年11月20日に提出され、“System and Method for Simulated Physical Interactions with Electrostatic Friction”と題された仮出願第61/728,727号、及び2013年3月14日に提出され、“System and
Method For Simulated Physical Interactions With Haptic Effects”と題された正規の出願第13/830,087号への優先権を主張し、これらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
設計者は、デジタルインターフェースをより効率よく快適に使用するために物理相互作用によるユーザ体験を利用することが多い。これは、一般には、視覚及び/又は聴覚フィードバックを通して物理世界との相互作用の一部の側面を再現することによって行われる。こうした種類の相互作用は、タッチスクリーンにおいて特に強力であり得る。一部の実施形態では、静電摩擦(Electrostatic Friction、ESF)フィードバックを使用して、タッチセンサ式システムにおいてシミュレートされる物理相互作用の現実性及び有用性を増すことができる。例えば、本開示の一部の実施形態では、ESF又はアクチュエータを使用して、物理相互作用に関係付けられる感覚を部分的に再現するための現実的な触覚フィードバックを出力することができる。更に、一部の実施形態では、ESF又はアクチュエータによって抽象的触覚フィードバック(abstracttactile feedback)も可能である。
図1Aは、触覚効果によってシミュレートされる物理相互作用を提供するための例示的なシステム100を示す。この例示では、システム100は、バス106を介して他のハードウェアとインターフェース接続されるプロセッサ102を有するコンピュータ装置101を含む。RAM、ROM又はEEPROM等の任意の適切な有形の(及び非一時的な)コンピュータ可読媒体を含み得るメモリ104が、コンピュータ装置の動作を構成するプログラム要素を具現化する。この例示では、コンピュータ装置101は、1つ以上のネットワークインターフェース装置110、入力/出力(I/O)インターフェース要素112、及び追加の記憶装置114を更に含む。
1つ以上のセンサ108は、物体がタッチ面に接触する場合に接触領域における接触を検出して、プロセッサ102によってユーザに適切なデータを提供するように構成される。センサの任意の適切な数、種類、又は配置が使用され得る。例えば、抵抗性及び/又は容量性のセンサが、タッチ面116に組み込まれて、タッチの場所及び圧力等の他の情報を検出するために使用されてもよい。別の例示として、接触位置を決定するためにタッチ面のビューを備える光学センサが使用されてもよい。一部の実施形態では、センサ108及びタッチ面116は、タッチスクリーン又はタッチパッドを含んでもよい。例えば、一部の実施形態では、タッチ面116及びセンサ108は、表示信号を受信して、ユーザに画像を出力するように構成されるディスプレイの上に取り付けられるタッチスクリーンを含んでもよい。他の実施形態では、センサ108は、LED検出器を含んでもよい。例えば、一実施形態では、タッチ面116は、ディスプレイの側部に取り付けられるLED指検出器を含んでもよい。一部の実施形態では、プロセッサは単一のセンサ108と通信し、他の実施形態では、プロセッサは複数のセンサ108、例えば、第1のタッチスクリーン及び第2のタッチスクリーンと通信する。センサ108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102に信号を送信するように構成される。一部の実施形態では、センサ108は、ユーザ相互作用の複数の態様を検出するように構成されてもよい。例えば、センサ108は、ユーザ相互作用の速度及び圧力を検出して、この情報をインターフェース信号に組み込んでもよい。
例えば、図3Aに示された実施形態では、コンピュータ装置301は、コントローラ304及びコントローラ306として図3Aに示された1つ以上のウィジェット又は仮想インターフェースを備える。このような実施形態では、コントローラ304は、ミュージックプレーヤの設定を制御するように構成されるノブの画像、例えば、ラジオ局を同調し、新しい歌を選択し、又は音量を調節するためのノブを含んでもよい。同様に、コントローラ306は、ミュージックプレーヤの別の特徴を調節するように構成されるスライダの画像を含んでもよい。他の実施形態では、コンピュータ装置301は、タッチ可能ディスプレイ上に複数の他の仮想コントローラを含んでもよい。仮想コントローラの各々は、システムの他の側面、例えば、ミュージックプレーヤ又は他のアプリケーションを制御するように構成されてもよい。
トグルが閾値xT以下に移動すると、トグルは切り替わってOFF状態に戻り、触覚出力は低下して最小値に戻る。一部の実施形態では、トグルが方向を変更すると、同様の工程が繰り返されてもよい。
図6は、触覚効果によってシミュレートされる物理相互作用を提供するための例示的な方法600を示すフローチャートである。一部の実施形態では、図6のステップは、例えば、汎用コンピュータ、移動装置又はサーバにおけるプロセッサによって実行されるプログラムコードで実装されてもよい。一部の実施形態では、こうしたステップは一群のプロセッサによって実装されてもよい。以下のステップは図1に示されたシステムに関して記載された構成要素を参照して記載される。
例えば、ユーザが仮想ダイヤルを回すと、触覚効果は、砂の粗さの変化をシミュレートするように構成されてもよい。従って、ユーザが仮想ダイヤルを一方に回すと、ユーザは砂利をシミュレートする触覚効果を感じてもよい。また、ユーザが仮想ダイヤルを他方に回すと、ユーザは粉末の感覚をシミュレートする触覚効果を感じてもよい。
本開示の一部の実施形態では、物理相互作用は、ユーザを楽しませ、動転させ又は落ち着かせる以外の任意の特定の目的なしで装置上で使用されてもよい。例えば、一実施形態では、壁紙、例えば、“Live Wallpaper”がユーザのタッチに反応してもよい。本開示の一部の実施形態では、物理相互作用は、触覚効果、例えば、静電摩擦効果に適合させることで補強され得る。一部の実施形態では、こうした触覚効果は、触覚のみの体験を生成するために他の効果に完全に取って代わることができる。更に、一部の実施形態では、タッチスクリーンアプリケーションにおいて類似の相互作用が使用され得る。例えば、一実施形態では、タッチスクリーンアプリケーションは、ユーザを熱中させ又はユーザの気を逸らせる効果を含んでもよい。
Hzの方形周期波(square periodic wave)及び振幅50%で速度200 Hzの確率波形(stochastic waveform)を含む触覚信号によってこの触覚効果が出力されてもよい。更に、一部の実施形態では、魚908は、鱗に関係付けられる触覚効果を含んでもよい。従って、ユーザは、魚908の表面で異なる方向に指を動かすと異なる触覚効果を感じてもよい。一部の実施形態では、魚908の表面で右に動くときに25ピクセルのピッチ及び魚908の表面で左に動くときに振幅75%で500Hz方形周期波を有する空間格子(例えば、ユーザの動きに基づいて触覚効果の周波数及び/又は振幅を変化させること)を含む触覚信号によってこの触覚効果が出力されてもよい。更に、このような実施形態では、アルマジロ910は、殻に関係付けられる触覚効果を含んでもよい。一部の実施形態では、50ピクセルのピッチを有する空間格子を含む触覚信号によってこの触覚効果が出力されてもよい。
触覚効果によってシミュレートされる物理相互作用には数多くの利点がある。触覚効果によってシミュレートされる物理相互作用は、ユーザが装置を見なくても状態判断(例えば、装置の現在のモードの決定)を行うことを可能にしてもよい。従って、ユーザは、他の仕事に集中を維持することができてもよい。例えば、ユーザは、ディスプレイに焦点を合わせなくても、ユーザインターフェースで利用可能な操作に関する判断を行うことができてもよい。同様に、触覚効果は、操作が利用可能である、完了している、又は所定レベルの重要度を有することの確認として機能してもよい。
上記の方法、システム及び装置は例示である。様々な構成が、適宜、様々な手続き又は構成要素を省略、置換、又は追加してもよい。例えば、代替的な構成では、方法は記載されたものとは異なる順序で実行されてもよく、及び/又はステージが追加、省略及び/又は結合されてもよい。また、所定の構成に関して記載された機能は、様々な他の構成に結合されてもよい。構成の異なる態様及び要素が、同様に結合されてもよい。また、技術は進歩するものであり、そのため要素の多くは例示であり、本開示又は請求項の範囲を限定しない。
Claims (21)
- タッチ面とのユーザ相互作用を検出して、前記ユーザ相互作用に関係付けられるセンサ信号を送信するように構成されるセンサと、
前記センサと通信するプロセッサであって、
前記センサ信号に基づいて前記ユーザ相互作用の位置を決定し、
前記ユーザ相互作用の前記位置に関係付けられる特徴を決定し、
前記特徴に関係付けられる装置を制御し、
前記ユーザ相互作用に部分的に基づいて表示信号を修正し、
ユーザ相互作用及び前記位置に少なくとも部分的に基づいて生成すべき触覚効果を選択し、前記触覚効果は前記特徴をシミュレートするように選択され、且つ
前記触覚効果を生成するために触覚信号を送信するよう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前記タッチ面に結合される触覚出力装置であって、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出力装置と
を備える、システム。 - 前記触覚効果は、シミュレートされるテクスチャ又は前記タッチ面において摩擦係数を変化させるように構成される効果を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記触覚出力装置は、静電界を生成するように構成される装置を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ディスプレイが前記センサを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記特徴は、仮想デスクトップのファイルに関係付けられる、請求項1に記載のシステム。
- 前記触覚効果は、前記ファイルを移動することに関係付けられる、請求項5に記載のシステム。
- 前記特徴は、ゲーム内のオブジェクトに関係付けられる、請求項1に記載のシステム。
- 前記触覚効果は、前記オブジェクトの移動に関係付けられる、請求項7に記載のシステム。
- 前記特徴は、シミュレートされる入力装置に関係付けられる、請求項1に記載のシステム。
- 前記シミュレートされる入力装置は、仮想スイッチ、仮想スライダ、仮想ボタン、仮想ジョイスティック、仮想マウス、又は仮想ダイヤルの1つ以上を含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記シミュレートされる入力装置は、前記システムの機能を制御するように構成される、請求項9に記載のシステム。
- タッチ面とのユーザ相互作用を検出するステップと、
前記ユーザ相互作用に関係付けられるセンサ信号を送信するステップと、
前記ユーザ相互作用の位置に関係付けられる特徴を決定するステップと、
前記特徴に関係付けられる装置を制御するステップと、
前記ユーザ相互作用に部分的に基づいて表示信号を修正するステップと、
ユーザ相互作用及び前記位置に少なくとも部分的に基づいて生成すべき触覚効果を選択するステップであって、前記触覚効果は前記特徴をシミュレートするように選択されるステップと、
触覚出力装置に前記触覚効果に関係付けられる触覚信号を送信するステップと
を含む、方法。 - 前記触覚効果は、シミュレートされるテクスチャ又は前記タッチ面において摩擦係数を変化させるように構成される効果の1つを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記特徴は、仮想デスクトップのファイルに関係付けられる、請求項12に記載の方法。
- 前記触覚効果は、前記ファイルを移動することに関係付けられる、請求項13に記載の方法。
- 前記特徴は、ゲーム内のキャラクタに関係付けられる、請求項12に記載の方法。
- 前記触覚効果は、前記キャラクタの移動に関係付けられる、請求項16に記載の方法。
- 前記特徴は、シミュレートされる入力装置に関係付けられる、請求項12に記載の方法。
- 前記シミュレートされる入力装置は、仮想スイッチ、仮想スライダ、仮想ボタン、仮想ジョイスティック、仮想マウス、又は仮想ダイヤルを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記シミュレートされる入力装置は、システムの機能を制御するように構成される、請求項18に記載の方法。
- プロセッサによって実行されると、
タッチ面とのユーザ相互作用を検出すること、
前記ユーザ相互作用に関係付けられるセンサ信号を送信すること、
前記ユーザ相互作用の位置に関係付けられる特徴を決定すること、
前記特徴に関係付けられる装置を制御すること、
前記ユーザ相互作用に部分的に基づいて表示信号を修正すること、
前記ユーザ相互作用に少なくとも部分的に基づいて生成すべき触覚効果を選択することであって、前記触覚効果は前記特徴をシミュレートするように選択され、前記触覚効果はシミュレートされるテクスチャ又は前記タッチ面において摩擦係数を変化させるように構成される効果を含むこと、及び
触覚出力装置に前記触覚効果に関係付けられる触覚信号を送信すること
を前記プロセッサに行なわせるように構成されるプログラムコードを含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。
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