JP2023511804A - 傾斜機能材料によって軟骨伝導技術を改善するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

軟骨伝導システムは、（１）力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、（２）トランスデューサとユーザの外耳に位置する軟骨との間に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースとを含む場合があり、ＦＧＭインターフェースは、（１）ＦＧＭインターフェースの１つの側面からＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、（２）トランスデューサから軟骨への特性の段階的変化にわたる力学的エネルギーの伝達を容易にする。様々な他のシステムおよび方法も開示される。【選択図】図３

Description

本開示は、一般に、傾斜機能材料（ＦＧＭ）によって軟骨伝導技術を改善するためのシステムおよび方法に関する。本開示は、さらに、改善された軟骨伝導技術を使用する人工現実システムに関する。

軟骨伝導技術は、ユーザの（耳介と呼ばれることがある）外耳に位置する耳介軟骨を刺激することを含む場合がある。そのような例では、軟骨の刺激は、ユーザの外耳道を通ってユーザの鼓膜に向かって伝搬する音圧を軟骨に発生させることができる。残念なことに、一部の軟骨伝導技術は、１つまたは複数の欠陥を引き起こすいくつかの欠点および／または設計トレードオフを有する場合がある。言い換えれば、そのような軟骨伝導技術は、いくつかの競合する目標および／または目的（たとえば、高い音声性能対高いユーザ快適性）に対処する解決策を提供することができない場合がある。

たとえば、軟骨伝導システムは、力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、ユーザの外耳にトランスデューサを結合するインターフェースとを含む場合がある。この例では、インターフェースがトランスデューサからユーザの外耳に力学的エネルギーを効果的および／または効率的に伝達することができることを保証するために、インターフェースは、ある特定のレベルの（機械インピーダンスとしても知られている）剛性および／または減衰および／または硬度を有する必要があり得る。インターフェースのこの剛性および／または硬度の不適切な選択は、軟骨伝導システムを装着したときにユーザに痛みおよび／または不快を感じさせる場合がある。結果として、ユーザは、長時間にわたって軟骨伝導システムを利用することをためらい、かつ／または思いとどまる可能性がある。

インターフェースとしてより柔らかく、かつ／またはより順応する材料を使用することの１つのトレードオフは、インターフェースのエネルギー伝達能力の有効性および／または効率の減少であり得る。たとえば、トランスデューサとユーザの外耳との間のより柔らかく、かつ／またはより順応するインターフェースは、よりよいユーザの快適さをサポートすることができるが、このより柔らかく、かつ／またはより順応するインターフェースは、トランスデューサからユーザの外耳に力学的エネルギーを効果的および／または効率的に伝達することができない場合がある。結果として、より柔らかく、かつ／またはより順応するインターフェースは、軟骨伝導システムの音声性能を損ない、かつ／または害する可能性がある。

したがって、本開示は、ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するためのシステムおよび方法に対する必要性を識別し、それに対処する。

一態様では、本発明は、力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、トランスデューサとユーザの外耳に位置する軟骨との間に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースとを備える軟骨伝導システムを参照し、ＦＧＭインターフェースは、ＦＧＭインターフェースの１つの側面からＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、トランスデューサから軟骨への特性の段階的変化にわたる力学的エネルギーの伝達を容易にする。いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースは、ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化を一括して形成する複数の個別材料層を備える場合がある。

いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化は、ＦＧＭインターフェースの１つの次元に沿った１つの側面から別の側面への特性の特定の勾配を含む場合がある。

いくつかの実施形態では、特性は、剛性、損失率、密度、格子間隔、多孔性、ポアソン比、または充填材含有量のうちの少なくとも１つを含む場合がある。いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースの１つの側面はトランスデューサに結合され、ＦＧＭインターフェースの別の側面はユーザの外耳に位置する軟骨に結合されるように寸法が決められ、ＦＧＭインターフェースの１つの側面は第１の剛性係数を有し、ＦＧＭインターフェースの別の側面は第１の剛性係数よりも低い第２の剛性係数を有する。いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースの別の側面は、ユーザの外耳に位置する軟骨に輪郭を合わせる。いくつかの実施形態では、１つの側面はトランスデューサにインピーダンス整合され、別の側面はユーザの外耳に位置する軟骨にインピーダンス整合される。

いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースは、トランスデューサと、ユーザの耳輪の一部分、ユーザの耳珠、ユーザの対耳輪、ユーザの舟状窩、ユーザの舟状骨窩、またはユーザの耳甲介のうちの少なくとも１つとの間に結合されるように寸法が決められる。いくつかの実施形態では、トランスデューサは、ＦＧＭインターフェースによってユーザの外耳に位置する軟骨に伝達され、ユーザの鼓膜に伝搬する音圧を軟骨に生成させる振動を生成する。

いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースは、ＦＧＭインターフェースがトランスデューサから軟骨への方向に第１のレベルの伝達率を表し、ＦＧＭインターフェースが軟骨からトランスデューサへの反対方向に、第１のレベルの伝達率よりも低い第２のレベルの伝達率を表すように異方性である。

いくつかの実施形態では、力学的エネルギーは振動を含み、軟骨は振動から音圧を生成し、ＦＧＭインターフェースは、第２のレベルの伝達率が第１のレベルの伝達率よりも低いことに少なくとも部分的に起因して、振動のうちの少なくともいくらかが反対方向にトランスデューサに戻らないように防止する。

いくつかの実施形態では、軟骨伝導システムは、ＦＧＭインターフェースに結合されたトランスデューサの一部分を少なくとも部分的に包含するＦＧＭサプレッサをさらに備える場合があり、ＦＧＭサプレッサは、ＦＧＭサプレッサの１つの側面からＦＧＭサプレッサの別の側面への少なくとも１つの特性のさらなる段階的変化を表し、トランスデューサによって生成された力学的エネルギーのユーザの環境への漏洩を軽減する。

いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化、およびＦＧＭサプレッサによって表される特性のさらなる段階的変化は、互いに異なる。

いくつかの実施形態では、ＦＧＭサプレッサによって表される特性のさらなる段階的変化は、１つの次元に沿ったＦＧＭサプレッサの１つの側面からＦＧＭサプレッサの別の側面への損失率の特定の勾配を含む。

ＦＧＭインターフェースは３Ｄプリントされてもよい。

別の態様では、本発明は、ヘッドマウントディスプレイと、ヘッドマウントディスプレイに通信可能に結合された軟骨伝導デバイスとを備える人工現実システムを参照し、軟骨伝導デバイスは本明細書に記載された軟骨伝導システムを備える。

したがって、本発明は、ヘッドマウントディスプレイと、ヘッドマウントディスプレイに通信可能に結合された軟骨伝導デバイスとを備える人工現実システムを参照し、軟骨伝導デバイスは、力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、トランスデューサとユーザの外耳に位置する軟骨との間に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースとを備え、ＦＧＭインターフェースは、ＦＧＭインターフェースの１つの側面からＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、トランスデューサから軟骨への特性の段階的変化にわたる力学的エネルギーの伝達を容易にする。

いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースは、ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化を形成する複数の個別材料層を備える。

いくつかの実施形態では、ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化は、ＦＧＭインターフェースの１つの次元に沿った１つの側面から別の側面への特性の特定の勾配を含む。

いくつかの実施形態では、特性は、剛性、損失率、密度、格子間隔、多孔性、ポアソン比、または充填材含有量のうちの少なくとも１つを含む。

別の態様では、本発明は、ＦＧＭインターフェースの１つの側面からＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、ユーザの外耳に位置する軟骨に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースを製造することと、力学的エネルギーを生成して、ＦＧＭインターフェースがトランスデューサから軟骨への特性の段階的変化にわたる力学的エネルギーの伝達を容易にすることを可能にするトランスデューサにＦＧＭインターフェースを結合することとを含む方法を参照する。

本明細書に記載された実施形態からの特徴は、本明細書に記載された一般原理に従って互いに組み合わせて使用される場合がある。本明細書に記載された軟骨伝導システムの実施形態の特徴は、本明細書に記載された方法および人工現実システムに適用されてもよく、反対の組合せも可能である。これらおよび他の実施形態、特徴、および利点は、添付の図面および特許請求の範囲と連携して以下の発明を実施するための形態を読むと、より完全に理解されよう。

添付の図面は、いくつかの例示的な実施形態を示し、本明細書の一部である。以下の説明とともに、図面は本開示の様々な原理を立証し説明する。

傾斜機能材料（ＦＧＭ）によって軟骨伝導技術を改善するための例示的なシステムの図である。 ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するためのシステムの例示的な実装形態の図である。 ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するためのシステムのさらなる例示的な実装形態の図である。 １つの側面から別の側面への少なくとも１つの特性の連続する段階的変化を表す例示的なＦＧＭインターフェースの図である。 少なくとも１つの特性の段階的変化を一括して形成する複数の個別材料層、およびＦＧＭインターフェースに含まれる個別材料層に対応する例示的な段階的変化グラフを含む例示的なＦＧＭインターフェースの図である。 ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するためのシステムのさらなる例示的な実装形態の図である。 ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するためのさらなる例示的なシステムの図である。 ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するための例示的な方法のフローチャートである。 本開示の実施形態とともに使用され得る例示的な人工現実ヘッドバンドの図である。 本開示の実施形態とともに使用され得る例示的な拡張現実グラスの図である。 本開示の実施形態とともに使用され得る例示的な仮想現実ヘッドセットの図である。 本開示の実施形態とともに使用され得る例示的な触覚デバイスの図である。 本開示の実施形態による、例示的な仮想現実環境の図である。 本開示の実施形態による、例示的な拡張現実環境の図である。

本明細書に記載された例示的な実施形態は、様々な修正および代替の形態に影響されやすいが、具体的な実施形態は図面において例として示されており、本明細書において詳細に記載される。しかしながら、本明細書に記載された例示的な実施形態は、開示された特定の形態に限定されるものではない。むしろ、本開示は、本開示に入るすべての修正、組合せ、均等物、および代替物をカバーする。

本開示は、一般に、傾斜機能材料（ＦＧＭ）によって軟骨伝導技術を改善するためのシステムおよび方法に関する。下記でより詳細に説明されるように、これらのシステムおよび方法は、多数の特徴および利益を提供することができる。

いくつかの例では、軟骨伝導技術は、ユーザの（耳介と呼ばれることがある）外耳に位置する耳介軟骨を刺激することを含む場合がある。そのような例では、軟骨の刺激は、ユーザの外耳道を通ってユーザの鼓膜に向かって伝搬する音圧を軟骨に発生させることができる。残念なことに、一部の軟骨伝導技術は、１つまたは複数の欠陥を引き起こすいくつかの欠点および／または設計トレードオフを有する場合がある。言い換えれば、そのような軟骨伝導技術は、いくつかの競合する目標および／または目的（たとえば、高い音声性能対高いユーザ快適性）に対処する解決策を提供することができない場合がある。

たとえば、軟骨伝導システムは、力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、ユーザの外耳にトランスデューサを結合するインターフェースとを含む場合がある。この例では、インターフェースがトランスデューサからユーザの外耳に力学的エネルギーを効果的および／または効率的に伝達することができることを保証するために、インターフェースは、ある特定のレベルの（機械インピーダンスとしても知られている）剛性および／または減衰および／または硬度を有する必要があり得る。インターフェースのこの剛性および／または硬度の不適切な選択は、軟骨伝導システムを装着したときにユーザに痛みおよび／または不快を感じさせる場合がある。結果として、ユーザは、長時間にわたって軟骨伝導システムを利用することをためらい、かつ／または思いとどまる可能性がある。

インターフェースとしてより柔らかく、かつ／またはより順応する材料を使用することの１つのトレードオフは、インターフェースのエネルギー伝達能力の有効性および／または効率の減少であり得る。たとえば、トランスデューサとユーザの外耳との間のより柔らかく、かつ／またはより順応するインターフェースは、よりよいユーザの快適さをサポートすることができるが、このより柔らかく、かつ／またはより順応するインターフェースは、トランスデューサからユーザの外耳に力学的エネルギーを効果的および／または効率的に伝達することができない場合がある。結果として、より柔らかく、かつ／またはより順応するインターフェースは、軟骨伝導システムの音声性能を損ない、かつ／または害する可能性がある。

したがって、本開示は、ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するためのシステムおよび方法に対する必要性を識別し、それに対処する。たとえば、下記でより詳細に記載されるように、本明細書に開示された様々なシステムおよび方法は、ユーザの外耳に位置する軟骨にトランスデューサを結合するためのＦＧＭインターフェースを含み、かつ／または組み込むことができる。この例では、ＦＧＭインターフェースは、１つの側面から別の側面への少なくとも１つの（剛性、硬度、損失率もしくは減衰、密度、格子間隔、多孔性、層の幾何形状および厚さ、ポアソン比、ならびに／または充填材含有量などの）特性の段階的変化を表すことができる。言い換えれば、特性の段階的変化は、１つの次元および／または方向に沿ったＦＧＭインターフェースにわたる特性の特定の勾配を構成および／または表現することができる。このようにしてＦＧＭインターフェースを含めることおよび／または組み込むことにより、これらのシステムおよび方法は、高い音声性能と高いユーザ快適性の両方を実現する軟骨伝導解決策を提供することができ得る。

以下では、図１～図７を参照して、ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善することが可能な様々なシステム、構成要素、および／または実装形態の詳細説明を提供する。図８に対応する説明は、ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するための例示的な方法の詳細説明を提供する。図９～図１４に対応する説明は、ユーザの人工現実体験を容易にし、かつ／またはそれに寄与することができる例示的な人工現実デバイスおよび／またはシステムのタイプの詳細説明を提供する。

図１は、ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善する例示的なシステム１００を示す。いくつかの例では、システム１００は、軟骨伝導デバイス、システム、および／または技術を含み、かつ／または表すことができる。一例では、システム１００は、ウェアラブルデバイスの一部に組み込まれ、かつ／または一部を表すことができる。「ウェアラブル」および「ウェアラブルデバイス」という用語は、衣類、アクセサリ、および／またはインプラントの一部として人工現実システムおよび／または画像表示システムのユーザによって装着される、任意のタイプまたは形態のコンピューティングデバイスを指すことができる。ウェアラブルデバイスの例には、限定なしに、ヘッドセット、ヘッドバンド、ヘッドマウントディスプレイ、グラス、フレーム、前述の１つもしくは複数の変形もしくは組合せ、および／または任意の他の適切なウェアラブルデバイスが含まれる。

図１に示されたように、例示的なシステム１００は、力学的エネルギー１０６を生成するトランスデューサ１０２を含む場合がある。いくつかの例では、トランスデューサ１０２によって生成された力学的エネルギー１０６は、振動、音波、および／または音圧を含み、かつ／または表すことができる。一例では、力学的エネルギー１０６は、システム１００のユーザによって把握および／または識別されることが可能な音声情報および／または音声信号を構成および／または表現することができる。追加または代替として、力学的エネルギー１０６は、ユーザの外耳に位置する軟骨により、ユーザによって把握および／または識別されることが可能な音圧に変換、変形、および／または変更される場合がある。トランスデューサ１０２の例には、限定なしに、触覚トランスデューサ、ラウドスピーカ、ボイスコイルスピーカ、リボンスピーカ、静電スピーカ、圧電トランスデューサ、電気音響トランスデューサ、軟骨伝導トランスデューサ、アクチュエータ、前述の１つもしくは複数の組合せもしくは変形、および／または任意の他の適切なトランスデューサが含まれる。

トランスデューサ１０２は、任意の適切な形状および／またはサイズを有してもよい。いくつかの例では、トランスデューサ１０２は、ユーザの外耳の上および／またはそこに楽になじむようにサイズ変更されてもよい。一例では、トランスデューサ１０２は、長さまたは直径が１センチメートルよりも小さい場合がある。追加または代替として、トランスデューサ１０２は、長さまたは直径が５ミリメートルよりも小さい場合がある。

図１に示されたように、例示的なシステム１００はまた、トランスデューサ１０２とユーザの外耳に位置する軟骨との間に結合されるように寸法が決められたＦＧＭインターフェース１０４を含む場合がある。いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、任意のタイプまたは形態の付着機構によってトランスデューサ１０２に結合される場合がある。追加または代替として、ＦＧＭインターフェース１０４は、任意のタイプまたは形態の付着機構によってユーザの外耳に結合される場合がある。そのような付着機構の例には、限定なしに、接着剤（たとえば、膠および／もしくはシリコーン）、粘着性表面、締め具、圧入締め具、締まりばめ締め具、摩擦ばめ締め具、滑りばめ締め具、磁気締め具、錠、ピン、ネジ、継ぎ手、ひも、クランプ、留め金、ステッチ、ホチキス、ジッパー、前述の１つもしくは複数の変形もしくは組合せ、および／または任意の他の適切な付着機構が含まれる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、１つまたは複数のＦＧＭを含み、かつ／または組み込むことができる。一例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、ＦＧＭインターフェース１０４の１つの側面および／または端部から別の側面および／または端部への少なくとも１つの特性、属性、品質、および／または性状の段階的変化１０８を表すことができる。この例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、段階的変化１０８にわたってトランスデューサ１０２によって生成された力学的エネルギー１０６をユーザの外耳に位置する軟骨に伝達することを容易にすることができる。ＦＧＭインターフェース１０４の傾斜特性の例には、限定なしに、剛性、硬度、係数（たとえば、ヤング係数）、損失率、密度、格子間隔、多孔性、ポアソン比、充填材含有量、前述の１つもしくは複数の変形もしくは組合せ、および／または任意の他の適切な特性が含まれる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、特性の段階的変化１０８を一括して形成、立証、および／または明示する複数の個別材料層を含み、かつ／または組み込むことができる。追加または代替として、ＦＧＭインターフェース１０４は、ＦＧＭインターフェース１０４の１つの側面および／または端部から別の側面および／または端部への特性の特定の連続する勾配（たとえば、線形勾配）を構成および／または表現することができる。一例では、特性の特定の連続する勾配は、ＦＧＭインターフェース１０４の１つの次元に沿っておよび／または１つの方向に走り、広がり、かつ／または伸びることができる。あるいは、１つまたは複数の特性の異なる勾配は、ＦＧＭインターフェース１０４の異なる次元および／または方向に沿って走り、広がり、かつ／または伸びることができる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、様々な異なる材料を含み、かつ／または組み込むことができる。一例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、自然界に存在しないいくつかの特性を表すように人間が作り出した、かつ／または人工的に作り出した１つまたは複数のメタマテリアルを含み、かつ／または組み込むことができる。ＦＧＭインターフェース１０４に組み込まれた材料のさらなる例には、限定なしに、泡、ポリマー、合成物、ゴム、紙、プラスチック、シリコーン、金属、コルク、ネオプレン、繊維ガラス、ポリテトラフルオロエチレン、エラストマジェル、前述の１つもしくは複数の組合せもしくは変形、および／または任意の他の適切な材料が含まれる。ある特定の実施形態では、ＦＧＭインターフェース１０４は、適切な混合比のシリコーンまたはエラストマジェルの混合物を含む場合がある。この実施形態では、シリコーンまたはエラストマ混合物のショア硬度計は、異なる剛性、硬度、および／または減衰の特性を有する材料および／または構造を作成するために変更される場合がある。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、トランスデューサ１０２に結合するために寸法が決められた１つの側面または端部を含み、かつ／または有することができる。そのような例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、ユーザの外耳に位置する軟骨に結合するために寸法が決められた別の側面または端部を含み、かつ／または有することができる。一例では、トランスデューサ１０２に結合するために寸法が決められた１つの側面または端部は、ある特定の最小しきい値および／または限度を上回る剛性係数を表し、かつ／または有することができる。この例では、ユーザの外耳に結合するために寸法が決められた他の側面または端部は、ある特定の最大しきい値および／または限度を下回る剛性係数を表し、かつ／または有することができる。したがって、トランスデューサ１０２に結合するために寸法が決められた側面または端部は、ユーザの外耳に結合するために寸法が決められた側面または端部よりも硬いかつ／または堅い場合がある。別の表現で言うと、ユーザの外耳に結合するために寸法が決められた側面または端部は、トランスデューサ１０２に結合するために寸法が決められた側面または端部よりも柔らかく、かつ／または順応する場合がある。

いくつかの例では、ユーザの外耳に結合するために寸法が決められた側面または端部は、打ち延ばしでき、柔軟で、鋳造でき、かつ／またはユーザの外耳の形状に順応できる。たとえば、ユーザの外耳に結合するために寸法が決められた側面または端部は、ユーザの外耳に位置する軟骨に輪郭を合わせることができ、それにより、システム１００を装着している間ユーザに高いレベルの快適さを提供することができる。結果として、システム１００は、高い音声性能と高いユーザ快適性の両方を実現する軟骨伝導解決策および／または技術を構成および／または表現することができる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、様々な方法および／または状況で製造、機械加工、および／または作成される場合がある。たとえば、ＦＧＭインターフェース１０４は３Ｄプリントされてもよい。追加または代替として、ＦＧＭインターフェース１０４は、上述されたもののいずれかを含む任意のタイプまたは形態の付着機構によって一緒に結合された一組の個別材料層から組み立てられる場合がある。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、任意の適切な形状および／またはサイズを有し、かつ／またはそれに成形される場合がある。そのような形状の例には、限定なしに、円盤、立方体、円柱、直方体、球体、前述の１つもしくは複数の変形もしくは組合せ、および／または任意の他の適切な形状が含まれる。

図２は、ユーザの外耳２０２に結合され、かつ／または取り付けられたシステム１００の例示的な実装形態２００を示す。いくつかの例では、システム１００は、ユーザの耳輪、耳珠、対耳輪、舟状窩、舟状骨窩、耳甲介などを含む、ユーザの外耳２０２の任意の部分に結合され、かつ／または取り付けられる場合がある。図２に示されたように、ユーザの外耳２０２は、耳輪２０４および／または耳珠２０６を含み、かつ／または表すことができる。一例では、実装形態２００は、ＦＧＭインターフェース１０４によってユーザの耳珠２０６に結合され、かつ／または取り付けられたシステム１００を含み、かつ／または表すことができる。この例では、トランスデューサ１０２は、ユーザの耳珠２０６に位置する軟骨に伝達および／または搬送される力学的エネルギー１０６を生成することができる。それに応じて、トランスデューサ１０２から耳珠２０６への途中で、力学的エネルギー１０６は、ＦＧＭインターフェース１０４の特性の段階的変化を交差、横断、および／または通過することができる。

一例では、力学的エネルギー１０６がＦＧＭインターフェース１０４を介して耳珠２０６に到達すると、耳珠２０６に位置する軟骨は、外耳道２０８を通ってユーザの鼓膜まで伝搬および／または通過する音圧２１０に力学的エネルギー１０６を変換および／または変形することができる。この例では、音圧２１０は、ユーザによる聴取および／または消費向けの音声情報および／または音声信号を構成および／または表現することができる。したがって、ユーザは、音圧２１０内で表現された音声情報および／または音声信号を聴くことができる場合がある。

図３は、ユーザの外耳２０２に結合され、かつ／または取り付けられたシステム１００のさらなる例示的な実装形態３００を示す。図３に示されたように、実装形態３００は、ＦＧＭインターフェース１０４によってユーザの耳輪２０４に結合され、かつ／または取り付けられたシステム１００を含み、かつ／または表すことができる。この例では、トランスデューサ１０２は、ユーザの耳輪２０４に位置する軟骨に伝達および／または搬送される力学的エネルギー１０６を生成することができる。それに応じて、トランスデューサ１０２から耳輪２０４への途中で、力学的エネルギー１０６は、ＦＧＭインターフェース１０４の特性の段階的変化を交差、横断、および／または通過することができる。

一例では、力学的エネルギー１０６がＦＧＭインターフェース１０４を介して耳輪２０４に到達すると、耳輪２０４に位置する軟骨は、外耳道２０８を通ってユーザの鼓膜まで伝搬および／または通過する音圧２１０に力学的エネルギー１０６を変換および／または変形することができる。この例では、音圧２１０は、ユーザによる聴取および／または消費向けの音声情報および／または音声信号を構成および／または表現することができる。したがって、ユーザは、音圧２１０内で表現された音声情報および／または音声信号を聴くことができる場合がある。

図４は、ＦＧＭインターフェース１０４の例示的な表現を示す。図４に示されたように、ＦＧＭインターフェース１０４は、側面４０２および側面４０４を含み、かつ／または表すことができる。一例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、側面４０２から側面４０４への少なくとも１つの特性の段階的変化１０８を表現、立証、および／または明示することができる。側面４０２において、ＦＧＭインターフェース１０４は、特性評価４１２を有する場合がある。対照的に、側面４０４において、ＦＧＭインターフェース１０４は、特性評価４１２とは異なる特性評価４１４を有する場合がある。したがって、段階的変化１０８は、側面４０２から側面４０４への（剛性、硬度、損失率、密度、格子間隔、多孔性、ポアソン比、および／または充填材含有量などの）１つまたは複数の特性の変遷および／または変形を含み、かつ／または表すことができる。

具体例として、特性評価４１２は、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０２におけるある特定のレベルの剛性係数を表すことができる。特性評価４１４は、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０４における異なるレベルの剛性係数を表すことができる。この例では、特性評価４１２は、特性評価４１４よりも硬いかつ／または堅い係数に対応することができる。言い換えれば、特性評価４１４は、特性評価４１２よりも柔らかく、かつ／または順応する係数に対応することができる。いくつかの実施形態では、段階的変化１０８は、側面４０２から側面４０４まで連続して変化することができる。

図５は、ＦＧＭインターフェース１０４の例示的な表現を示す。図４に示されたように、ＦＧＭインターフェース１０４は、（個別材料層５１０（１）～（Ｎ）と総称される）一連の個別材料層５１０（１）、５１０（２）、５１０（３）、および５１０（Ｎ）を含み、かつ／または表すことができる。全体として、個別材料層５１０（１）～（Ｎ）は、１つまたは複数の特性および／または性状の段階的変化１０８を表現および／または形成することができる。一例では、個別材料層５１０（１）～（Ｎ）の特性および／または性状は、図５の段階的変化グラフ５０６によって表され、かつ／または特徴付けられる場合がある。

図５に示されたように、段階的変化グラフ５０６は、

によって特徴付けられた構成および／または構造を有するように個別材料層５１０（１）を表すことができる。この例では、段階的変化グラフ５０６はまた、

によって特徴付けられた構成および／または構造を有するように個別材料層５１０（２）を表すことができる。段階的変化グラフ５０６はさらに、

によって特徴付けられた構成および／または構造を有するように個別材料層５１０（３）を表すことができる。さらに、段階的変化グラフ５０６は、

によって特徴付けられた構成および／または構造を有するように個別材料層５１０（４）を表すことができる。

図６は、ユーザの外耳２０２に結合され、かつ／または取り付けられたシステム１００のさらなる例示的な実装形態６００を示す。図６に示されたように、ＦＧＭインターフェース１０４は、ユーザの外耳２０２にトランスデューサ１０２を機械的および／または音響的に結合することを容易にすることができる。一例では、トランスデューサ１０２は、側面４０２においてＦＧＭインターフェース１０４に結合され、かつ／または取り付けられる場合がある。この例では、ユーザの外耳２０２は、側面４０４においてＦＧＭインターフェース１０４に結合され、かつ／または取り付けられる場合がある。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、異方性および／または単向性であり得る。言い換えれば、ＦＧＭインターフェース１０４は、力学的エネルギー１０６の単方向の通信および／または伝達をサポートし、かつ／または容易にすることができる。したがって、ＦＧＭインターフェース１０４は、方向６０８の１つのレベルの伝達率および方向６１０の別のレベルの伝達率を表現、立証、および／または明示することができる。たとえば、ＦＧＭインターフェース１０４は、方向６０８の高伝達率を有する場合があるが、方向６１０の伝達率はかなり小さい。この例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、トランスデューサ１０２から外耳２０２への方向６０８に力学的エネルギー１０６を効果的および／または効率的に伝達、搬送、および／または伝送することができる。しかしながら、ＦＧＭインターフェース１０４は、外耳２０２からトランスデューサ１０２への方向６１０に力学的エネルギー１０６を効果的および／または効率的に伝達、搬送、および／または伝送することができない場合がある。したがって、ＦＧＭインターフェース１０４は、方向６１０の伝達率が方向６０８の伝達率よりも小さいかまたは低いことに少なくとも部分的に起因して、力学的エネルギー１０６の少なくとも一部が方向６１０にトランスデューサ１０２に戻ることを防止することができる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、トランスデューサ１０２から外耳２０２への力学的エネルギー１０６を効率的に結合することができる。追加または代替として、ＦＧＭインターフェース１０４は、力学的エネルギー１０６がトランスデューサ１０２に戻らないように効率的に減結合および／または分離することができる。言い換えれば、ＦＧＭインターフェース１０４は、力学的エネルギー１０６がトランスデューサ１０２に向けて外耳２０２から反映および／または反射しないように効率的に防止することができる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェース１０４は、側面４０２および４０４においてインピーダンス整合される場合がある。たとえば、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０２は、トランスデューサ１０２にインピーダンス整合される場合がある。この例では、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０２およびトランスデューサ１０２は、互いに同様および／または同一のインピーダンスを有する場合がある。追加または代替として、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０２およびトランスデューサ１０２は、エネルギー伝達を最大化することおよび／または信号反射を最小化することを容易にするインピーダンスを有する場合がある。

別の例では、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０４は、外耳２０２にインピーダンス整合される場合がある。この例では、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０４および外耳２０２は、互いに同様および／または同一のインピーダンスを有する場合がある。追加または代替として、ＦＧＭインターフェース１０４の側面４０４および外耳２０２は、エネルギー伝達を最大化することおよび／または信号反射を最小化することを容易にするインピーダンスを有する場合がある。

図７は、ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するためのさらなる例示的なシステム７００を示す。図７に示されたように、例示的なシステム７００は、図１のシステム１００のように、力学的エネルギー１０６を生成するトランスデューサ１０２と、トランスデューサ１０２とユーザの外耳との間を結合するためのＦＧＭインターフェース１０４とを含む場合がある。しかしながら、図１のシステム１００とは異なり、例示的なシステム７００は、ＦＧＭインターフェース１０４に結合されたトランスデューサ１０２の部分を少なくとも部分的に包含するＦＧＭサプレッサ７０４を含む場合もある。一例では、ＦＧＭサプレッサ７０４およびＦＧＭインターフェース１０４は、単一の連接ＦＧＭユニットを表現、構成、および／または形成することができる。あるいは、ＦＧＭサプレッサ７０４およびＦＧＭインターフェース１０４は、互いに隣接する別個または個別のＦＧＭユニットを表現および／または構成することができる。

いくつかの例では、ＦＧＭサプレッサ７０４およびＦＧＭインターフェース１０４は、上述されたもののいずれかを含む共通の１つまたは複数の特性を共有することができる。ＦＧＭインターフェース１０４のように、ＦＧＭサプレッサ７０４は、１つの側面から別の側面への１つまたは複数の特性の段階的変化７０８を表現、立証、および／または明示することができる。しかしながら、一例では、ＦＧＭサプレッサ７０４によって表される段階的変化７０８およびＦＧＭインターフェース１０４によって表される段階的変化１０８は、互いに異なる場合がある。たとえば、図７の例示的なシステム７００に対して、ＦＧＭインターフェース１０４によって表される段階的変化１０８は、１つの次元または方向に沿って（たとえば、図７のｙ軸に沿って）走り、広がり、かつ／または伸びることができるが、ＦＧＭサプレッサ７０４によって表される段階的変化７０８は、別の次元または方向に沿って（たとえば、図７のｘ軸に沿って）走り、広がり、かつ／または伸びることができる。追加または代替として、ＦＧＭサプレッサ７０４およびＦＧＭインターフェース１０４は、互いに対して異なる特性および／または性状の評価を有する場合がある。

いくつかの例では、ＦＧＭサプレッサ７０４は、トランスデューサ１０２によって生成された力学的エネルギー１０６のユーザの環境および／または周囲空気への漏洩を軽減および／または低減することができる。その際、ＦＧＭサプレッサ７０４は、力学的エネルギー１０６をユーザの個人空間に収容および／または抑制することによってユーザプライバシーを高めることができる。一例では、ＦＧＭサプレッサ７０４によって表される段階的変化７０８および／またはＦＧＭインターフェース１０４によって表される段階的変化１０８は、そのようなプライバシーを改善および／または最大化するように設計および／または配向される場合がある。

一例では、ＦＧＭサプレッサ７０４によって表される段階的変化７０８は、ＦＧＭサプレッサ７０４の１つの側面および／または端部から別の側面および／または端部への損失率の特定の勾配（たとえば、線形勾配）を構成および／または表現することができる。この例では、損失率の特定の勾配は、ＦＧＭサプレッサ７０４の１つの次元に沿っておよび／または１つの方向に（たとえば、図７のｘ軸に沿って）走り、広がり、かつ／または伸びることができる。

いくつかの例では、ＦＧＭサプレッサ７０４は、任意の適切な形状および／またはサイズを有し、かつ／またはその中に形成される場合がある。そのような形状の例には、限定なしに、円盤、立方体、円柱、直方体、球体、前述の１つもしくは複数の変形もしくは組合せ、および／または任意の他の適切な形状が含まれる。

図８は、ＦＧＭによって軟骨伝導技術を改善するための例示的な方法８００のフロー図である。一例では、図８に示されたステップは、軟骨伝導システムを組み立てることおよび／または製造することの一部として実行される場合がある。追加または代替として、図８に示されたステップはまた、図１～図７とともに上記で提供された説明と一致する様々なサブステップおよび／または変形形態を組み込み、かつ／または含む場合がある。

図８に示されたように、方法８００は、ＦＧＭインターフェースが製造されるステップ８１０を含む場合がある。一例では、計算装置の製造業者または下請業者は、ＦＧＭインターフェースを作成、構築、および／または製造することができる。たとえば、計算装置の製造業者または下請業者は、ＦＧＭインターフェースを３Ｄプリントすることができる。この例では、ＦＧＭインターフェースは、１つの側面から別の側面への１つまたは複数の特性の段階的変化を表すことができる。追加または代替として、ＦＧＭインターフェースは、ユーザの外耳に位置する軟膏に結合するために寸法が決められる場合がある。

図８に示されたように、方法８００は、ＦＧＭインターフェースが力学的エネルギーを生成するトランスデューサに結合されるステップ８２０を含む場合がある。一例では、計算装置の製造業者または下請業者は、ＦＧＭインターフェースをトランスデューサに結合、付着、および／または接着することができる。たとえば、計算装置の製造業者または下請業者は、（シリコーンなどの）接着剤を用いてＦＧＭインターフェースをトランスデューサに結合することができる。いくつかの例では、ＦＧＭインターフェースとトランスデューサとの間のこの結合は、トランスデューサからユーザの外耳に位置する軟骨への特性の段階的変化にわたって力学的エネルギーをＦＧＭインターフェースが伝達および／または搬送することを可能にすることができる。

図１～図８とともに上述されたように、軟骨伝導システムは、振動を生成するトランスデューサと、トランスデューサとユーザの耳介との間に結合されたＦＧＭインターフェースとを含む場合がある。いくつかの例では、ＦＧＭインターフェースは、１つの側面から別の側面への性状評価を有することができる。そのような例では、ＦＧＭインターフェースは、性状評価にわたってトランスデューサによって生成された振動をユーザの耳介に伝達および／または搬送することができる。振動がユーザの耳介に到達すると、軟骨は、消費および／または聴取のためにユーザの鼓膜に向かってユーザの外耳道を横断する音圧に振動を変換することができる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェースは、ユーザの耳介に振動を結合し、かつ／またはトランスデューサからユーザの耳介に到達する振動を減結合することができる。そのような例では、ＦＧＭインターフェースは、トランスデューサからユーザの耳介に渡る振動を不必要に減衰させることを回避することができる。したがって、ＦＧＭインターフェースは、トランスデューサによって生成された振動の単方向搬送を容易にすることができる。

いくつかの例では、ＦＧＭインターフェースは、その微細構造が次から次へと変化する一連の複合材料を含み、かつ／または表すことができる。微細構造のこの変形形態は、軟骨伝導システムの従来競合する要件（たとえば、高い音声性能および高いユーザ快適性）を満たすために、ＦＧＭインターフェースの性状を効果的に調整することができる。

ＦＧＭインターフェースは、様々な異なる形態をとることができる。たとえば、ＦＧＭインターフェースは、単一の次元および／または方向に沿って性状の段階的変化を特徴付ける均一な幾何形状を有する標準的なＦＧＭを含み、かつ／または表すことができる。あるいは、ＦＧＭインターフェースは、異なる次元および／または方向に沿って異なる性状の段階的変化を特徴付ける複雑な幾何形状を有する不規則なＦＧＭを含み、かつ／または表すことができる。これらの不規則なＦＧＭは、トランスデューサからユーザの耳介への振動の単方向結合をサポートし、かつ／または容易にすることができる。追加または代替として、これらの不規則なＦＧＭは、ユーザの環境への音声および／または雑音の漏洩を最小化することができ、それにより、ユーザのプライバシーが向上および／または増大する。そのような漏洩を最小化する１つの方法は、側壁（たとえば、図７のＦＧＭサプレッサ７０４）の損失率を徐々に評価してそれらをより劣化させることであり得る。これらの劣化した側壁は、ユーザの環境への振動の伝達率を効果的に最小化することができる。最後に、ＦＧＭインターフェースは、自然界では発生しないいくつかの人間が作り出した、かつ／または人工的に作り出したメタマテリアルを含み、かつ／または組み込むことができる。

例示的な実施形態
例１：（１）力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、（２）トランスデューサとユーザの外耳に位置する軟骨との間に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースとを備える軟骨伝導システムであって、ＦＧＭインターフェースが、（１）ＦＧＭインターフェースの１つの側面からＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、（２）トランスデューサから軟骨への特性の段階的変化にわたる力学的エネルギーの伝達を容易にする、軟骨伝導システム。

例２：ＦＧＭインターフェースが、ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化を一括して形成する複数の個別材料層を備える、例１の軟骨伝導システム。

例３：ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化が、ＦＧＭインターフェースの１つの次元に沿った１つの側面から別の側面への特性の特定の勾配を含む、例１の軟骨伝導システム。

例４：特性が、剛性、損失率、密度、格子間隔、多孔性、ポアソン比、または充填材含有量のうちの少なくとも１つを含む、例１の軟骨伝導システム。

例５：（１）ＦＧＭインターフェースの１つの側面がトランスデューサに結合され、（２）ＦＧＭインターフェースの別の側面がユーザの外耳に位置する軟骨に結合されるように寸法が決められ、（３）ＦＧＭインターフェースの１つの側面が第１の剛性係数を有し、（４）ＦＧＭインターフェースの別の側面が第１の剛性係数よりも低い第２の剛性係数を有する、例１の軟骨伝導システム。

例６：ＦＧＭインターフェースの別の側面が、ユーザの外耳に位置する軟骨に輪郭を合わせる、例５の軟骨伝導システム。

例７：（１）１つの側面がトランスデューサにインピーダンス整合され、（２）別の側面がユーザの外耳に位置する軟骨にインピーダンス整合される、例６の軟骨伝導システム。

例８：ＦＧＭインターフェースが、トランスデューサと、（１）ユーザの耳輪の一部分または（２）ユーザの耳珠のうちの少なくとも１つとの間に結合されるように寸法が決められる、例６の軟骨伝導システム。

例９：トランスデューサが、（１）ＦＧＭインターフェースによってユーザの外耳に位置する軟骨に伝達され、（２）ユーザの鼓膜に伝搬する音圧を軟骨に生成させる振動を生成する、例１の軟骨伝導システム。

例１０：ＦＧＭインターフェースが、（１）ＦＧＭインターフェースがトランスデューサから軟骨への方向に第１のレベルの伝達率を表し、（２）ＦＧＭインターフェースが軟骨からトランスデューサへの反対方向に、第１のレベルの伝達率よりも低い第２のレベルの伝達率を表すように異方性である、例１の軟骨伝導システム。

例１１：（１）力学的エネルギーが振動を含み、（２）軟骨が振動から音圧を生成し、（３）ＦＧＭインターフェースが、第２のレベルの伝達率が第１のレベルの伝達率よりも低いことに少なくとも部分的に起因して、振動のうちの少なくともいくらかが反対方向にトランスデューサに戻らないように防止する、例１０の軟骨伝導システム。

例１２：ＦＧＭインターフェースに結合されたトランスデューサの一部分を少なくとも部分的に包含するＦＧＭサプレッサをさらに備え、ＦＧＭサプレッサが、（１）ＦＧＭサプレッサの１つの側面からＦＧＭサプレッサの別の側面への少なくとも１つの特性のさらなる段階的変化を表し、（２）トランスデューサによって生成された力学的エネルギーのユーザの環境への漏洩を軽減する、例１の軟骨伝導システム。

例１３：ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化、およびＦＧＭサプレッサによって表される特性のさらなる段階的変化が互いに異なる、例１２の軟骨伝導システム。

例１４：ＦＧＭサプレッサによって表される特性のさらなる段階的変化が、１つの次元に沿ったＦＧＭサプレッサの１つの側面からＦＧＭサプレッサの別の側面への損失率の特定の勾配を含む、請求項１２の軟骨伝導システム。

例１５：ＦＧＭインターフェースが３Ｄプリントされる、例１の軟骨伝導システム。

例１６：（１）ヘッドマウントディスプレイと、（２）ヘッドマウントディスプレイに通信可能に結合された軟骨伝導デバイスとを備える人工現実システムであって、軟骨伝導デバイスが、（１）力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、（２）トランスデューサとユーザの外耳に位置する軟骨との間に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースとを備え、ＦＧＭインターフェースが、（１）ＦＧＭインターフェースの１つの側面からＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、（２）トランスデューサから軟骨への特性の段階的変化にわたる力学的エネルギーの伝達を容易にする、人工現実システム。

例１７：ＦＧＭインターフェースが、ＦＧＭインターフェースの構造の段階的変化を形成する複数の個別材料層を備える、例１６の人工現実システム。

例１８：ＦＧＭインターフェースによって表される特性の段階的変化が、ＦＧＭインターフェースの１つの次元に沿った１つの側面から別の側面への特性の特定の勾配を含む、例１６の人工現実システム。

例１９：特性が、剛性、損失率、密度、格子間隔、多孔性、ポアソン比、または充填材含有量のうちの少なくとも１つを含む、例１６の人工現実システム。

例２０：（１）（Ａ）ＦＧＭインターフェースの１つの側面からＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、（Ｂ）ユーザの外耳に位置する軟骨に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースを製造することと、（２）力学的エネルギーを生成して、ＦＧＭインターフェースがトランスデューサから軟骨への特性の段階的変化にわたる力学的エネルギーの伝達を容易にすることを可能にするトランスデューサにＦＧＭインターフェースを結合することとを含む、方法。

前述の説明は、本明細書に開示された例示的な実施形態の様々な態様を当業者が最善利用することを可能にするために提供されている。この例示的な説明は、開示された任意のまさにその形態に徹底または限定されるものではない。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、多くの修正形態および変形形態が考えられる。本明細書に開示された実施形態は、あらゆる点で例示的であり、限定的ではないと考えられるべきである。本開示の範囲を決定する際に、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物に対して参照が行われるべきである。

本開示の実施形態は、様々なタイプの人工現実システムを含むか、またはそれらとともに実装される場合がある。人工現実は、たとえば、仮想現実、拡張現実、混合現実、ハイブリッド現実、またはそれらの何らかの組合せおよび／もしくは派生物を含む場合がある、ユーザへの提示の前に何らかの方式で調整されている現実の一形態である。人工現実コンテンツは、取り込まれた（たとえば、現実世界の）コンテンツと組み合わされた完全生成コンテンツまたは生成コンテンツを含む場合がある。人工現実コンテンツは、ビデオ、オーディオ、触覚フィードバック、またはそれらの何らかの組合せを含む場合があり、それらのいずれかは、単一のチャネルまたは（視聴者への３次元（３Ｄ）効果を生成する立体ビデオなどの）複数のチャネルで提示される場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、人工現実は、たとえば、人工現実でコンテンツを作成するために使用され、かつ／またはそうでない場合人工現実で使用される（たとえば、人工現実内で活動を実行する）アプリケーション、製品、アクセサリ、サービス、またはそれらの何らかの組合せと関連付けられる場合もある。

人工現実システムは、様々な異なる形状因子および構成で実装される場合がある。いくつかの人工現実システムは、ニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）なしで動作するように設計される場合があり、その一例が図９の拡張現実システム９００である。他の人工現実システムは、現実世界に可視性も提供するＮＥＤ（たとえば、図１０の拡張現実システム１０００）、または人工現実内のユーザを視覚的に熱中させるＮＥＤ（たとえば、図１１の仮想現実システム１１００）を含む場合がある。いくつかの人工現実デバイスは自己完結型システムであり得るが、他の人工現実デバイスは、外部デバイスと通信および／または調整して人工現実体験をユーザに提供することができる。そのような外部デバイスの例には、ハンドヘルドコントローラ、モバイルデバイス、デスクトップコンピュータ、ユーザが装着するデバイス、１人もしくは複数の他のユーザが装着するデバイス、および／または任意の他の適切な外部システムが含まれる。

図９を参照すると、拡張現実システム９００は、全体的に、ユーザの体の一部（たとえば、頭部）にぴったり合うように寸法が決められたウェアラブルデバイスを表す。図９に示されたように、システム９００は、フレーム９０２と、フレーム９０２に結合され、局所環境を観察することによって局所環境に関する情報を収集するように構成されたカメラアセンブリ９０４とを含む場合がある。拡張現実システム９００は、出力オーディオトランスデューサ９０８（Ａ）および９０８（Ｂ）ならびに入力オーディオトランスデューサ９１０などの、１つまたは複数のオーディオデバイスを含む場合もある。出力オーディオトランスデューサ９０８（Ａ）および９０８（Ｂ）は、オーディオフィードバックおよび／またはオーディオコンテンツをユーザに提供することができ、入力オーディオトランスデューサ９１０は、ユーザの環境内のオーディオを取り込むことができる。

図示されたように、拡張現実システム９００は、ユーザの目の前方に配置されるＮＥＤを必ずしも含まない場合がある。ＮＥＤなしの拡張現実システムは、ヘッドバンド、帽子、ヘアバンド、ベルト、腕時計、リストバンド、足首バンド、指輪、ネックバンド、ネックレス、チェストバンド、眼鏡フレーム、および／または任意の他の適切なタイプもしくは形態の装置などの、様々な形態をとることができる。拡張現実システム９００はＮＥＤを含まない場合があるが、拡張現実システム９００は、他のタイプのスクリーンまたは仮想フィードバックデバイス（たとえば、フレーム９０２の側面に統合されたディスプレイスクリーン）を含む場合がある。

本開示において説明された実施形態は、１つまたは複数のＮＥＤを含む拡張現実システムに実装される場合もある。たとえば、図１０に示されたように、拡張現実システム１０００は、ユーザの目の前方に左ディスプレイデバイス１０１５（Ａ）および右ディスプレイデバイス１０１５（Ｂ）を保持するように構成されたフレーム１０１０を有する眼鏡デバイス１００２を含む場合がある。ディスプレイデバイス１０１５（Ａ）および１０１５（Ｂ）は、画像または一連の画像をユーザに提示するために、一緒にまたは別々に作動することができる。拡張現実システム１０００は２つのディスプレイを含むが、本発明の実施形態は、単一のＮＥＤまたは３つ以上のＮＥＤを有する拡張現実システムに実装されてもよい。

いくつかの実施形態では、拡張現実システム１０００は、センサ１０４０などの１つまたは複数のセンサを含む場合がある。センサ１０４０は、拡張現実システム１０００の動きに応答して測定信号を生成することができ、フレーム１０１０の実質的に任意の部分に位置してもよい。センサ１０４０は、位置センサ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、深度カメラアセンブリ、またはそれらの任意の組合せを表すことができる。いくつかの実施形態では、拡張現実システム１０００は、センサ１０４０を含んでも含まなくてもよく、または２つ以上のセンサを含んでもよい。センサ１０４０がＩＭＵを含む実施形態では、ＩＭＵは、センサ１０４０からの測定信号に基づいて較正データを生成することができる。センサ１０４０の例には、限定なしに、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、動きを検出する他の適切なタイプのセンサ、ＩＭＵの誤差修正に使用されるセンサ、またはそれらの何らかの組合せが含まれる場合がある。

拡張現実システム１０００は、一括して音響トランスデューサ１０２０と呼ばれる複数の音響トランスデューサ１０２０（Ａ）～１０２０（Ｊ）を有するマイクロフォンアレイを含む場合もある。音響トランスデューサ１０２０は、音波によって誘導された空気圧の変動を検出するトランスデューサであり得る。各音響トランスデューサ１０２０は、音を検出し、検出された音を電子フォーマット（たとえば、アナログフォーマットまたはデジタルフォーマット）に変換するように構成される場合がある。図２のマイクロフォンアレイは、たとえば、１０個の音響トランスデューサ：ユーザの対応する耳の内部に置かれるように設計され得る１０２０（Ａ）および１０２０（Ｂ）、フレーム１０１０上の様々な位置に配置され得る音響トランスデューサ１０２０（Ｃ）、１０２０（Ｄ）、１０２０（Ｅ）、１０２０（Ｆ）、１０２０（Ｇ）、および１０２０（Ｈ）、ならびに／または対応するネックバンド１００５上に配置され得る音響トランスデューサ１０２０（Ｉ）および１０２０（Ｊ）を含む場合がある。

いくつかの実施形態では、音響トランスデューサ１０２０（Ａ）～（Ｆ）のうちの１つまたは複数は、出力トランスデューサ（たとえば、スピーカ）として使用される場合がある。たとえば、音響トランスデューサ１０２０（Ａ）および／または１０２０（Ｂ）は、イヤホンまたは任意の他の適切なタイプのヘッドフォンもしくはスピーカであり得る。

マイクロフォンアレイの音響トランスデューサ１０２０の構成は異なる場合がある。拡張現実システム１０００は１０個の音響トランスデューサ１０２０を有するように図１０に示されているが、音響トランスデューサ１０２０の数は１０より多くても少なくてもよい。いくつかの実施形態では、より多い数の音響トランスデューサ１０２０を使用することは、収集されるオーディオ情報の量、ならびに／またはオーディオ情報の感度および精度を増大させることができる。対照的に、より少ない数の音響トランスデューサ１０２０を使用することは、収集されたオーディオ情報を処理するために関連付けられたコントローラ１０５０によって必要とされる計算能力を減少させることができる。加えて、マイクロフォンアレイの各音響トランスデューサ１０２０の位置は異なる場合がある。たとえば、音響トランスデューサ１０２０の位置は、ユーザ上の定義された位置、フレーム１０１０上の定義された座標、各音響トランスデューサ１０２０に関連付けられた方位、またはそれらの何らかの組合せを含む場合がある。

音響トランスデューサ１０２０（Ａ）および１０２０（Ｂ）は、耳介の後ろまたは耳介もしくは窩の中などのユーザの耳の異なるパーツ上に配置される場合がある。または、外耳道内部の音響トランスデューサ１０２０に加えて、耳の上またはまわりに追加の音響トランスデューサ１０２０が存在する場合がある。ユーザの外耳道の近くに音響トランスデューサ１０２０を配置することは、外耳道にどのように音が届くかに関する情報をマイクロフォンアレイが収集することを可能にすることができる。（たとえば、バイノーラルマイクロフォンのように）ユーザの頭部の両側に少なくとも２つの音響トランスデューサ１０２０を配置することにより、拡張現実デバイス１０００は、バイノーラルヒアリングをシミュレートし、ユーザの頭部ほどのまわりの３Ｄステレオ音場を取り込むことができる。いくつかの実施形態では、音響トランスデューサ１０２０（Ａ）および１０２０（Ｂ）は、有線接続１０３０を介して拡張現実システム１０００に接続される場合があり、他の実施形態では、音響トランスデューサ１０２０（Ａ）および１０２０（Ｂ）は、ワイヤレス接続（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続）を介して拡張現実システム１０００に接続される場合がある。さらに他の実施形態では、音響トランスデューサ１０２０（Ａ）および１０２０（Ｂ）は、拡張現実システム１０００とともに全く使用されない場合がある。

フレーム１０１０上の音響トランスデューサ１０２０は、テンプルの長さに沿って、ブリッジにわたって、ディスプレイデバイス１０１５（Ａ）および１０１５（Ｂ）の上もしくは下に、またはそれらの何らかの組合せに配置される場合がある。音響トランスデューサ１０２０は、マイクロフォンアレイが拡張現実システム１０００を装着するユーザを取り囲む広範囲の方向の音を検出することができるように配向される場合がある。いくつかの実施形態では、マイクロフォンアレイ内の各音響トランスデューサ１０２０の相対的な配置を決定するために、拡張現実システム１０００の製造中に最適化プロセスが実行される場合がある。

いくつかの例では、拡張現実システム１０００は、ネックバンド１００５などの外部デバイス（たとえば、ペアデバイス）を含むか、またはそれに接続される場合がある。ネックバンド１００５は、全体的に、任意のタイプまたは形態のペアデバイスを表す。したがって、ネックバンド１００５の以下の説明は、充電ケース、スマートウォッチ、スマートフォン、リストバンド、他のウェアラブルデバイス、ハンドヘルドコントローラ、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、および他の外部コンピュータデバイスなどの、様々な他のペアデバイスに適用されてもよい。

図示されたように、ネックバンド１００５は、１つまたは複数のコネクタを介して眼鏡デバイス１００２に結合される場合がある。コネクタは、有線であってもワイヤレスであってもよく、電気的および／または非電気的（たとえば、構造的）な構成要素を含んでもよい。場合によっては、眼鏡デバイス１００２およびネックバンド１００５は、それらの間のいかなる有線またはワイヤレスの接続もなしに別々に動作することができる。図１０は、眼鏡デバイス１００２およびネックバンド１００５上の例示的な位置に眼鏡デバイス１００２およびネックバンド１００５の構成要素を示しているが、構成要素は眼鏡デバイス１００２および／またはネックバンド１００５上のどこに位置してもよく、かつ／または別々に分散されてもよい。いくつかの実施形態では、眼鏡デバイス１００２およびネックバンド１００５の構成要素は、眼鏡デバイス１００２、ネックバンド１００５、またはそれらの何らかの組合せとペアになる１つまたは複数の追加の周辺デバイス上に位置する場合がある。

ネックバンド１００５などの外部デバイスを拡張現実眼鏡デバイスとペアにすることは、拡張機能のための十分なバッテリおよび計算能力をさらに提供しながら、一対のグラスの形状因子を眼鏡デバイスが実現することを可能にすることができる。拡張現実システム１０００のバッテリ電力、計算リソース、および／またはさらなる機能のうちのいくつかまたはすべては、ペアデバイスによって提供されるか、またはペアデバイスと眼鏡デバイスとの間で共有される場合があり、このように、所望の機能をさらに保持しながら、眼鏡デバイス全体の重量、熱プロファイル、および形状因子が低減される。たとえば、ユーザは自分の頭部で耐えられるよりも重い荷重を自分の肩で耐えることができるので、ネックバンド１００５は、そうでない場合眼鏡デバイス上に含まれるはずの構成要素がネックバンド１００５に含まれることを可能にすることができる。ネックバンド１００５は、周囲環境に熱を拡散および分散させるために、その上により大きい表面積を有することもできる。このように、ネックバンド１００５は、そうでない場合スタンドアロンの眼鏡デバイス上で可能であったかもしれないものよりも大きいバッテリおよび計算能力を可能にすることができる。ネックバンド１００５内で支えられる重量は、眼鏡デバイス１００２内で支えられる重量よりもユーザにとってあまり侵害するものではないので、ユーザは、重いスタンドアロンの眼鏡デバイスを装着することを耐えるよりも長い時間の間、より軽い眼鏡デバイスを装着すること、ならびにペアデバイスを携行および装着することを耐えることができ、それにより、ユーザが人工現実環境を自分の毎日の活動により完全に組み込むことが可能になる。

ネックバンド１００５は、眼鏡デバイス１００２および／または他のデバイスと通信可能に結合される場合がある。これらの他のデバイスは、拡張現実システム１０００にいくつかの機能（たとえば、追跡、位置特定、深度マッピング、処理、記憶など）を提供することができる。図１０の実施形態では、ネックバンド１００５は、マイクロフォンアレイの一部である（またはそれら自体のマイクロフォンサブアレイを潜在的に形成する）２つの音響トランスデューサ（たとえば、１０２０（Ｉ）および１０２０（Ｊ））を含む場合がある。ネックバンド１００５は、コントローラ１０２５および電源１０３５を含む場合もある。

ネックバンド１００５の音響トランスデューサ１０２０（Ｉ）および１０２０（Ｊ）は、音を検出し、検出された音を電子フォーマット（アナログまたはデジタル）に変換するように構成される場合がある。図１０の実施形態では、音響トランスデューサ１０２０（Ｉ）および１０２０（Ｊ）は、ネックバンド１００５上に配置される場合があり、それにより、ネックバンド音響トランスデューサ１０２０（Ｉ）および１０２０（Ｊ）と眼鏡デバイス１００２上に配置された他の音響トランスデューサ１０２０との間の距離が増大する。場合によっては、マイクロフォンアレイの音響トランスデューサ１０２０間の距離が増大すると、マイクロフォンアレイを介して実行されるビームフォーミングの精度が向上する場合がある。たとえば、音響トランスデューサ１０２０（Ｃ）および１０２０（Ｄ）によって音が検出され、音響トランスデューサ１０２０（Ｃ）と１０２０（Ｄ）との間の距離が、たとえば、音響トランスデューサ１０２０（Ｄ）と１０２０（Ｅ）との間の距離よりも大きい場合、検出された音の特定されたソースの位置は、音が音響トランスデューサ１０２０（Ｄ）および１０２０（Ｅ）によって検出された場合よりも正確であり得る。

ネックバンド１００５のコントローラ１０２５は、ネックバンド１００５および／または拡張現実システム１０００上のセンサによって生成された情報を処理することができる。たとえば、コントローラ１０２５は、マイクロフォンアレイによって検出された音を記述するマイクロフォンアレイからの情報を処理することができる。検出された音ごとに、コントローラ１０２５は、到来方向（ＤＯＡ）推定を実行して、検出された音がマイクロフォンアレイにどの方向から到達したかを推定することができる。マイクロフォンアレイが音を検出するにつれて、コントローラ１０２５は情報を有するオーディオデータセットを集めることができる。拡張現実システム１０００が慣性測定ユニットを含む実施形態では、コントローラ１０２５は、眼鏡デバイス１００２上に位置するＩＭＵからすべての慣性および空間の計算を算出することができる。コネクタは、拡張現実システム１０００とネックバンド１００５との間、および拡張現実システム１０００とコントローラ１０２５との間で情報を伝達することができる。情報は、光データ、電気データ、ワイヤレスデータの形態、または任意の他の伝送可能なデータの形態であり得る。拡張現実システム１０００によって生成された情報の処理をネックバンド１００５に移動させると、眼鏡デバイス１００２内の重量および熱が低減され、眼鏡デバイス１００２がユーザにとってより快適になる場合がある。

ネックバンド１００５内の電源１０３５は、眼鏡デバイス１００２および／またはネックバンド１００５に電力を供給することができる。電源１０３５には、限定なしに、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、一次リチウム電池、アルカリ電池、または任意の他の形態の蓄電池が含まれる場合がある。場合によっては、電源１０３５は有線の電源であってもよい。眼鏡デバイス１００２上ではなくネックバンド１００５上に電源１０３５を含めると、電源１０３５によって発生する重量および熱をよりよく分散させる助けになり得る。

言及されたように、いくつかの人工現実システムは、人工現実を実際の現実と混合させるのではなく、現実世界のユーザの知覚のうちの１つまたは複数を仮想体験と実質的に置き換えることができる。このタイプのシステムの一例は、ユーザの視界をほとんどまたは完全に覆う、図１１の仮想現実システム１１００などの頭部装着ディスプレイシステムである。仮想現実システム１１００は、前方剛体１１０２と、ユーザの頭部にぴったり合うように成形されたバンド１１０４とを含む場合がある。仮想現実システム１１００は、出力オーディオトランスデューサ１１０６（Ａ）および１１０６（Ｂ）を含む場合もある。さらに、図１１に示されていないが、前方剛体１１０２は、１つもしくは複数の電子ディスプレイ、１つもしくは複数の慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、１つもしくは複数の追跡エミッタもしくは検出器、および／または人工現実体験を生み出すための任意の他の適切なデバイスもしくはシステムを含む、１つまたは複数の電子要素を含む場合もある。

人工現実システムは、様々なタイプの視覚フィードバック機構を含む場合がある。たとえば、拡張現実システム１０００および／または仮想現実システム１１００内のディスプレイデバイスには、１つまたは複数の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、および／または任意の他の適切なタイプのディスプレイスクリーンが含まれる場合がある。人工現実システムは、両目用の単一のディスプレイスクリーンを含む場合もあり、可変焦点調整用またはユーザの屈折異常を矯正するためのさらなる柔軟性を可能にすることができる目ごとのディスプレイスクリーンを提供する場合もある。いくつかの人工現実システムは、それらを通してユーザがディスプレイスクリーンを視ることができる、１つまたは複数のレンズ（たとえば、従来の凹レンズまたは凸レンズ、フレネルレンズ、調整可能液体レンズなど）を有する光学サブシステムを含む場合もある。

ディスプレイスクリーンを使用することに加えて、またはその代わりに、いくつかの人工現実システムは、１つまたは複数の投影システムを含む場合がある。たとえば、拡張現実システム１０００および／または仮想現実システム１１００内のディスプレイデバイスは、周辺光が通り抜けることを可能にする明結合レンズなどの、（たとえば、導波管を使用して）光をディスプレイデバイスに投影するマイクロＬＥＤプロジェクタを含む場合がある。ディスプレイデバイスは、投影された光をユーザの瞳孔に向けて屈折させることができ、ユーザが人工現実コンテンツと現実世界の両方を同時に視ることを可能にすることができる。人工現実システムは、任意の他の適切なタイプまたは形態の画像投影システムを用いて構成される場合もある。

人工現実システムは、様々なタイプのコンピュータビジョンの構成要素およびサブシステムを含む場合もある。たとえば、拡張現実システム９００、拡張現実システム１０００、および／または仮想現実システム１１００は、２次元（２Ｄ）カメラもしくは３Ｄカメラ、飛行時間型深度センサ、シングルビームもしくは掃引レーザーのレンジファインダ、３Ｄ ＬｉＤＡＲセンサ、および／または任意の他の適切なタイプもしくは形態の光学センサなどの、１つまたは複数の光学センサを含む場合がある。人工現実システムは、これらのセンサのうちの１つまたは複数からのデータを処理して、ユーザの位置を識別し、現実世界をマッピングし、現実世界環境に関するコンテキストをユーザに提供し、かつ／または様々な他の機能を実行することができる。

人工現実システムは、１つまたは複数の入力および／または出力のオーディオトランスデューサを含む場合もある。図９および図１１に示された例では、出力オーディオトランスデューサ９０８（Ａ）、９０８（Ｂ）、１１０６（Ａ）、および１１０６（Ｂ）には、音声コイルスピーカ、リボンスピーカ、静電型スピーカ、圧電スピーカ、骨伝導トランスデューサ、軟骨伝導トランスデューサ、および／または任意の他の適切なタイプもしくは形態のオーディオトランスデューサが含まれる場合がある。同様に、入力オーディオトランスデューサ９１０には、コンデンサマイクロフォン、ダイナミックマイクロフォン、リボンマイクロフォン、および／または任意の他のタイプもしくは形態の入力トランスデューサが含まれる場合がある。いくつかの実施形態では、オーディオ入力とオーディオ出力の両方に単一のトランスデューサが使用される場合がある。

図９～図１１に示されていないが、人工現実システムは、ヘッドウェア、グローブ、ボディスーツ、ハンドヘルドコントローラ、環境デバイス（たとえば、椅子、フロアマットなど）、および／または任意の他のタイプのデバイスもしくはシステムに組み込まれる場合がある、触知（すなわち、触覚）フィードバックシステムを含む場合がある。触覚フィードバックシステムは、振動、力、けん引、テクスチャ、および／または温度を含む、様々なタイプの皮膚のフィードバックを提供することができる。触覚フィードバックシステムは、動きおよび伸展性などの様々なタイプの運動感覚フィードバックを提供することもできる。触覚フィードバックは、モーター、圧電アクチュエータ、流体システム、および／または様々な他のタイプのフィードバック機構を使用して実施される場合がある。触覚フィードバックシステムは、他の人工現実デバイスと無関係に、他の人工現実デバイス内で、かつ／または他の人工現実デバイスと連携して実装される場合がある。

触感、可聴コンテンツ、および／または可視コンテンツを提供することにより、人工現実システムは、全体的な仮想体験を生み出し、または様々な状況および環境におけるユーザの現実世界体験を高めることができる。たとえば、人工現実システムは、特定の環境内のユーザの知覚、記憶、または認識を支援または拡張することができる。いくつかのシステムは、現実世界における他の人々とのユーザの対話を高めることができるか、または仮想世界における他の人々とのより没入感がある対話を可能にすることができる。人工現実システムは、教育目的（たとえば、学校、病院、政府組織、軍隊組織、企業などにおける教育もしくは訓練用）、娯楽目的（たとえば、ビデオゲームをプレイするため、音楽を聴くため、ビデオコンテンツを視るためなど）、および／または（たとえば、補聴器、視覚教材などのような）アクセシビリティ目的に使用される場合もある。本明細書に開示された実施形態は、これらの状況および環境ならびに／または他の状況および環境のうちの１つまたは複数におけるユーザの人工現実体験を可能にするか、または高めることができる。

言及されたように、人工現実システム９００、１０００、および１１００は、より魅力がある人工現実体験を提供するために、様々な他のタイプのデバイスとともに使用される場合がある。これらのデバイスは、触覚フィードバックを提供し、かつ／または環境とのユーザの相互作用に関する触覚情報を収集するトランスデューサを有する触覚インターフェースであり得る。本明細書に開示された人工現実システムは、触知フィードバック（たとえば、皮膚のフィードバックと呼ばれる場合もある、ユーザが皮膚の中の神経を介して検出するフィードバック）ならびに／または運動感覚フィードバック（たとえば、ユーザが筋肉、関節、および／もしくは腱の中に位置する受容体を介して検出するフィードバック）を含む、様々なタイプの触覚情報を検出または伝達する様々なタイプの触覚インターフェースを含む場合がある。

触覚フィードバックは、ユーザの環境（たとえば、椅子、テーブル、フロアなど）内に配置されたインターフェース、および／またはユーザによって装着もしくは携行され得る物品（たとえば、グローブ、リストバンドなど）上のインターフェースによって提供される場合がある。一例として、図１２は、ウェアラブルグローブ（触覚デバイス１２１０）およびリストバンド（触覚デバイス１２２０）の形態の振動触覚システム１２００を示す。触覚デバイス１２１０および触覚デバイス１２２０は、それぞれ、ユーザの手および手首に対して配置するために成形および構成された可撓性の着用できる繊維材料１２３０を含むウェアラブルデバイスの例として示されている。本開示は、指、腕、頭、胴、足、または脚などの他の人間の体の一部に対して配置するために成形および構成され得る振動触覚システムも含む。例として、かつ限定なしに、本開示の様々な実施形態による振動触覚システムは、他の可能性の中でも、グローブ、ヘッドバンド、アームバンド、袖、かぶり物、ソックス、シャツ、またはパンツの形態でもあり得る。いくつかの例では、「繊維」という用語は、織布、不織布、皮革、布地、可撓性ポリマー材料、複合材料などを含む、任意の可撓性の着用できる材料を含む場合がある。

１つまたは複数の振動触覚デバイス１２４０は、振動触覚システム１２００の繊維材料１２３０内に形成された１つまたは複数の対応するポケット内に少なくとも部分的に配置される場合がある。振動触覚デバイス１２４０は、振動触覚システム１２００のユーザに振動感覚（たとえば、触覚フィードバック）を提供するために各場所に配置される場合がある。たとえば、振動触覚デバイス１２４０は、図１２に示されたように、ユーザの指、親指、または手首に対するように配置される場合がある。振動触覚デバイス１２４０は、いくつかの例では、ユーザの対応する体の一部に適合するか、またはそれとともに曲がるのに十分な可撓性であり得る。

その活性化のために振動触覚デバイス１２４０に電圧を印加するための電源１２５０（たとえば、電池）は、導電性の配線１２５２などを介して、振動触覚デバイス１２４０に電気的に結合される場合がある。いくつかの例では、振動触覚デバイス１２４０の各々は、それぞれの活性化のために電源１２５０に別々に電気的に結合される場合がある。いくつかの実施形態では、プロセッサ１２６０は、電源１２５０に動作可能に結合され、振動触覚デバイス１２４０の活性化を制御するように構成（たとえば、プログラム）される場合がある。

振動触覚システム１２００は、様々な方法で実装される場合がある。いくつかの例では、振動触覚システム１２００は、他のデバイスおよびシステムから独立した、動作用の統合サブシステムおよび構成要素を有するスタンドアロンシステムであり得る。別の例として、振動触覚システム１２００は、別のデバイスまたはシステム１２７０と相互作用するために構成される場合がある。たとえば、振動触覚システム１２００は、いくつかの例では、他のデバイスまたはシステム１２７０との間で信号を送受信するための通信インターフェース１２８０を含む場合がある。他のデバイスまたはシステム１２７０は、モバイルデバイス、ゲーミングコンソール、人工現実（たとえば、仮想現実、拡張現実、混合現実）デバイス、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットワークデバイス（たとえば、モデム、ルータなど）、ハンドヘルドコントローラなどであり得る。通信インターフェース１２８０は、ワイヤレス（たとえば、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、セルラー、無線など）リンクまたは有線リンクを介して、振動触覚システム１２００と他のデバイスまたはシステム１２７０との間の通信を可能にすることができる。存在する場合、通信インターフェース１２８０は、振動触覚デバイス１２４０のうちの１つまたは複数を活性化または非活性化するために、プロセッサ１２６０に信号を提供するなどの、プロセッサ１２６０と通信することができる。

振動触覚システム１２００は、タッチセンサ式パッド１２９０、圧力センサ、モーションセンサ、位置センサ、照明要素、および／またはユーザインターフェース要素（たとえば、オン／オフボタン、振動制御要素など）などの、他のサブシステムおよび構成要素を任意選択的に含む場合がある。使用中、振動触覚デバイス１２４０は、ユーザのユーザインターフェース要素との対話、モーションセンサまたは位置センサからの信号、タッチセンサ式パッド１２９０からの信号、圧力センサからの信号、他のデバイスまたはシステム１２７０からの信号などに応答して、様々な異なる理由で活性化されるように構成される場合がある。

電源１２５０、プロセッサ１２６０、および通信インターフェース１２８０は、触覚デバイス１２２０内に配置されているように図１２に示されているが、本開示はそのように限定されない。たとえば、電源１２５０、プロセッサ１２６０、または通信インターフェース１２８０のうちの１つまたは複数は、触覚デバイス１２１０内または別の着用できる繊維内に配置されてもよい。

図１２に示され、図１２とともに記載されたものなどの触覚ウェアラブルは、様々なタイプの人工現実システムおよび環境内に実装される場合がある。図１３は、１つのヘッドマウント仮想現実ディスプレイおよび２つの触覚デバイス（すなわち、グローブ）を含む例示的な人工現実環境１３００を示し、他の実施形態では、これらの構成要素および他の構成要素の任意の数および／または組合せが人工現実システムに含まれる場合がある。たとえば、いくつかの実施形態では、各々が関連付けられた触覚デバイスを有する複数のヘッドマウントディスプレイが存在する場合があり、各ヘッドマウントディスプレイおよび各触覚デバイスは、同じコンソール、ポータブルコンピューティングデバイス、または他のコンピューティングシステムと通信している。

ヘッドマウントディスプレイ１３０２は、概して、図１０の仮想現実システム１０００などの任意のタイプまたは形態の仮想現実システムを表す。触覚デバイス１３０４は、概して、ユーザに触覚フィードバックを提供して、仮想オブジェクトと物理的に関与していることの知覚をユーザに与える、人工現実システムのユーザによって装着される任意のタイプまたは形態のウェアラブルデバイスを表す。いくつかの実施形態では、触覚デバイス１３０４は、ユーザに振動、動作、および／または力を加えることにより、触覚フィードバックを提供することができる。たとえば、触覚デバイス１３０４は、ユーザの動きを制限するか、または増大させることができる。具体例を与えるために、触覚デバイス１３０４は、ユーザの手が前方に動くことを制限することができ、その結果、ユーザは、自分の手が仮想の壁と物理的に接触する知覚をもつ。この具体例では、触覚デバイス内の１つまたは複数のアクチュエータは、触覚デバイスの空気注入式の袋に流体をポンプで注入することにより、物理的な動き制限を実現することができる。いくつかの例では、ユーザは、触覚デバイス１３０４を使用してコンソールにアクション要求を送ることもできる。アクション要求の例には、限定なしに、アプリケーションを開始し、かつ／もしくはアプリケーションを停止する要求、および／またはアプリケーション内の特定のアクションを実行する要求が含まれる。

触覚インターフェースは、図１３に示されたように仮想現実システムとともに使用される場合があるが、触覚インターフェースは、図１４に示されたように拡張現実システムとともに使用される場合もある。図１４は、拡張現実システム１４００と対話するユーザ１４１０の斜視図である。この例では、ユーザ１４１０は、１つまたは複数のディスプレイ１４２２を有し、触覚デバイス１４３０とペアになる一対の拡張現実グラス１４２０を装着することができる。触覚デバイス１４３０は、複数のバンド要素１４３２と、バンド要素１４３２を互いに接続する張力機構１４３４とを含むリストバンドであり得る。

バンド要素１４３２のうちの１つまたは複数は、触覚フィードバックを提供するのに適した任意のタイプまたは形態のアクチュエータを含む場合がある。たとえば、バンド要素１４３２のうちの１つまたは複数は、振動、力、けん引、テクスチャ、および／または温度を含む、様々なタイプの皮膚のフィードバックのうちの１つまたは複数を提供するように構成される場合がある。そのようなフィードバックを提供するために、バンド要素１４３２は、様々なタイプのアクチュエータのうちの１つまたは複数を含む場合がある。一例では、バンド要素１４３２の各々は、様々なタイプの触感のうちの１つまたは複数をユーザに提供するために、一斉にまたは別々に振動するように構成された振動触覚器（たとえば、振動触覚アクチュエータ）を含む場合がある。あるいは、単一のバンド要素のみまたはバンド要素のサブセットが振動触覚器を含む場合がある。

触覚デバイス１２１０、１２２０、１３０４、および１４３０は、任意の適切な数および／またはタイプの触覚トランスデューサ、センサ、および／またはフィードバック機構を含む場合がある。たとえば、触覚デバイス１２１０、１２２０、１３０４、および１４３０は、１つまたは複数の機械式トランスデューサ、圧電トランスデューサ、および／または流体トランスデューサを含む場合がある。触覚デバイス１２１０、１２２０、１３０４、および１４３０は、ユーザの人工現実体験を高めるために一緒にまたは別々に動作する異なるタイプおよび形態のトランスデューサの様々な組合せを含む場合もある。一例では、触覚デバイス１４３０のバンド要素１４３２の各々は、様々なタイプの触感のうちの１つまたは複数をユーザに提供するために、一斉にまたは別々に振動するように構成された振動触覚器（たとえば、振動触覚アクチュエータ）を含む場合がある。

本明細書に記載および／または図示されたプロセスパラメータおよびステップの順番は、例としてのみ与えられ、所望により変化することができる。たとえば、本明細書に図示および／または記載されたステップは、特定の順序で図示または説明される場合があるが、これらのステップは、必ずしも図示または説明された順序で実行される必要はない。本明細書に記載および／または図示された様々な例示的な方法は、本明細書に記載および／または図示されたステップのうちの１つまたは複数を省略してもよく、開示されたステップに加えて追加のステップを含んでもよい。

特に断りのないかぎり、本明細書および特許請求の範囲で使用される「に接続された」および「に結合された」という用語（ならびにそれらの派生語）は、直接接続と間接（すなわち、他の要素または構成要素を介した）接続の両方を可能にするものと解釈されるべきである。加えて、本明細書および特許請求の範囲で使用される「ａ」または「ａｎ」という用語は、「少なくとも１つ」を意味するものと解釈されるべきである。最後に、使いやすくするために、本明細書および特許請求の範囲で使用される「含む」および「有する」という用語（ならびにそれらの派生語）は、「備える」という単語と交換可能であり、同じ意味を有する。

Claims (15)

1. 力学的エネルギーを生成するトランスデューサと、
   前記トランスデューサとユーザの外耳に位置する軟骨との間に結合されるように寸法が決められた傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースであって、前記ＦＧＭインターフェースが、
   前記ＦＧＭインターフェースの１つの側面から前記ＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、
   前記トランスデューサから前記軟骨への前記特性の前記段階的変化にわたる前記力学的エネルギーの伝達を容易にする、
   ＦＧＭインターフェースと
   を備える、軟骨伝導システム。
2. 前記ＦＧＭインターフェースが、前記ＦＧＭインターフェースによって表される前記特性の前記段階的変化を一括して形成する複数の個別材料層を備える、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
3. 前記ＦＧＭインターフェースによって表される前記特性の前記段階的変化が、前記ＦＧＭインターフェースの１つの次元に沿った前記１つの側面から前記別の側面への前記特性の特定の勾配を含む、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
4. 前記特性が、
   剛性、
   損失率、
   密度、
   格子間隔、
   多孔性、
   ポアソン比、または
   充填材含有量
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
5. 前記ＦＧＭインターフェースの前記１つの側面が前記トランスデューサに結合され、
   前記ＦＧＭインターフェースの前記別の側面が前記ユーザの前記外耳に位置する前記軟骨に結合されるように寸法が決められ、
   前記ＦＧＭインターフェースの前記１つの側面が第１の剛性係数を有し、
   前記ＦＧＭインターフェースの前記別の側面が前記第１の剛性係数よりも低い第２の剛性係数を有する、
   請求項１に記載の軟骨伝導システム。
6. 前記ＦＧＭインターフェースの前記別の側面が、前記ユーザの前記外耳に位置する前記軟骨に輪郭を合わせる、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
7. 前記１つの側面が前記トランスデューサにインピーダンス整合され、
   前記別の側面が前記ユーザの前記外耳に位置する前記軟骨にインピーダンス整合される、
   請求項１に記載の軟骨伝導システム。
8. 前記ＦＧＭインターフェースが、前記トランスデューサと、
   前記ユーザの耳輪の一部分、
   前記ユーザの耳珠、
   前記ユーザの対耳輪、
   前記ユーザの舟状窩、
   前記ユーザの舟状骨窩、または
   前記ユーザの耳甲介
   のうちの少なくとも１つとの間に結合されるように寸法が決められる、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
9. 前記トランスデューサが、
   前記ＦＧＭインターフェースによって前記ユーザの前記外耳に位置する前記軟骨に伝達され、
   前記ユーザの鼓膜に伝搬する音圧を前記軟骨に生成させる
   振動を生成する、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
10. 前記ＦＧＭインターフェースが、
    前記ＦＧＭインターフェースが前記トランスデューサから前記軟骨への方向に第１のレベルの伝達率を表し、
    前記ＦＧＭインターフェースが前記軟骨から前記トランスデューサへの反対方向に、前記第１のレベルの伝達率よりも低い第２のレベルの伝達率を表す
    ように異方性である、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
11. 前記力学的エネルギーが振動を含み、
    前記軟骨が前記振動から音圧を生成し、
    前記ＦＧＭインターフェースが、前記第２のレベルの伝達率が前記第１のレベルの伝達率よりも低いことに少なくとも部分的に起因して、前記振動のうちの少なくともいくらかが反対方向に前記トランスデューサに戻らないように防止する、
    請求項１０に記載の軟骨伝導システム。
12. 前記ＦＧＭインターフェースに結合された前記トランスデューサの一部分を少なくとも部分的に包含するＦＧＭサプレッサをさらに備え、前記ＦＧＭサプレッサが、
    前記ＦＧＭサプレッサの１つの側面から前記ＦＧＭサプレッサの別の側面への少なくとも１つの特性のさらなる段階的変化を表し、
    前記トランスデューサによって生成された前記力学的エネルギーの前記ユーザの環境への漏洩を軽減し、
    ならびに任意選択的に、前記ＦＧＭインターフェースによって表される前記特性の前記段階的変化、および前記ＦＧＭサプレッサによって表される前記特性の前記さらなる段階的変化が互いに異なり、
    ならびに／または任意選択的に、前記ＦＧＭサプレッサによって表される前記特性の前記さらなる段階的変化が、１つの次元に沿った前記ＦＧＭサプレッサの前記１つの側面から前記ＦＧＭサプレッサの前記別の側面への損失率の特定の勾配を含む、
    請求項１に記載の軟骨伝導システム。
13. 前記ＦＧＭインターフェースが３Ｄプリントされる、請求項１に記載の軟骨伝導システム。
14. ヘッドマウントディスプレイと、
    前記ヘッドマウントディスプレイに通信可能に結合された軟骨伝導デバイスであって、前記軟骨伝導デバイスが請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステムを備える、軟骨伝導デバイスと
    を備える、人工現実システム。
15. 傾斜機能材料（ＦＧＭ）インターフェースの１つの側面から前記ＦＧＭインターフェースの別の側面への少なくとも１つの特性の段階的変化を表し、
    ユーザの外耳に位置する軟骨に結合されるように寸法が決められた
    前記ＦＧＭインターフェースを製造することと、
    力学的エネルギーを生成して、前記ＦＧＭインターフェースがトランスデューサから前記軟骨への前記特性の前記段階的変化にわたる前記力学的エネルギーの伝達を容易にすることを可能にする前記トランスデューサに前記ＦＧＭインターフェースを結合することと
    を含む、方法。

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