JP5480145B2 - 携帯装置のための指向性触覚効果 - Google Patents

Description

一実施形態は、携帯装置に関する。より詳細には、一実施形態は、指向性触覚効果を有する携帯装置に関する。

電子装置の製造者は、ユーザにとって豊富なインタフェースを製造しようと努力している。従来の装置は、ユーザにフィードバックを提供するために、視覚的及び聴覚的キュー(cue)を用いている。いくつかのインタフェース装置において、より一般的には総括して「触覚フィードバック」又は「触覚効果」として知られる、運動感覚フィードバック（作用力及び抵抗力フィードバック等）及び／又は触知フィードバック（振動、触感、及び熱等）もまた、ユーザに提供される。触覚フィードバックは、ユーザインタフェースを強化及び単純化するキューを提供し得る。具体的に、振動効果、すなわち振動触知触覚効果は、ユーザに特定のイベントを通知するために、電子装置のユーザへキューを提供するのに有用であり得るか、又は擬態環境若しくは仮想環境内でより大きく感覚を集中させるために、現実的なフィードバックを提供し得る。

また、触覚フィードバックは、携帯電話、携帯情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）、携帯ゲーム機、及び様々な他の携帯装置等の携帯電子装置に、増大的に組み込まれてきた。例えば、触覚フィードバックを提供するように構成される、より大きな規模のゲームシステムで使用される制御装置（例えば、ジョイスティック等）と同様の方法で振動することが可能な携帯ゲームアプリケーションもある。さらに、携帯電話及びＰＤＡ等の装置は、振動によりユーザに様々な通知を提供することが可能である。例えば、携帯電話は、振動によりユーザに着信を通知することができる。同様に、ＰＤＡは、ユーザに予定されている予定事項を通知するか、又はユーザに「やるべきこと」（to do）一覧事項若しくは予定されている約束事項の注意を喚起することができる。

いくつかの用途に関して、方向（たとえば、左、右等）をユーザに示すことができるように、携帯装置が指向性フィードバックを含むことが必要とされている。指向性フィードバックを生むための１つの既知の方法は、一方のアクチュエータを携帯装置のずっと右へ配置し、他方のアクチュエータをずっと左へ配置し、双方を携帯装置のハウジングに配置させることである。しかしながら、ほとんどの携帯装置は概して剛性のハウジングを有するため、いずれのアクチュエータが装置を実際に動かしているのかを見分けるのは困難であり、またユーザが装置のいずれのアクチュエータが振動をもたらしているのかを判断するのも困難である。

上記に基づき、タッチスクリーンの触覚効果を生成するための改良された指向性触角システム及び方法が必要とされている。

一実施形態は、実質的に機械的に隔離されている少なくとも２つのセクションを備える携帯装置である。各セクションは、触覚効果を生成するアクチュエータを含む。一方のセクションにおいてアクチュエータによって生成される触覚効果は他方のセクションに対して実質的に隔離されて、従って、たとえば、指向性触覚効果を携帯装置上で生成することができる。

一実施形態による携帯装置の上面のブロック図である。 アクチュエータを備える触覚フィードバックシステムのブロック図である。 図１の線Ａ−Ａに沿った携帯装置の断面図のブロック図である。

一実施形態は、触覚効果を生成するための複数のアクチュエータを備える携帯装置である。各アクチュエータは、該装置の残りの部分から機械的に隔離されている、該装置のセクションに配置される。したがって、各アクチュエータによって発生する振動は、該装置の特定の部分に対して隔離される。

図１は、一実施形態による携帯装置１０の上面のブロック図である。携帯装置１０は、タッチスクリーン１１又は他のユーザインタフェースを含み、機械的キー／ボタンも含み得る。装置１０の内部には、２つのアクチュエータ１４及び１５がある。アクチュエータ１４は装置１０の左側に配置されており、アクチュエータ１５は右側に配置されている。アクチュエータ１４及び１５は、振動を装置１０上で発生させる触覚フィードバックシステムの一部である。装置１０は、２つのアクチュエータを含んでいるが、他の実施形態では、装置１０はさらなるアクチュエータを含んでもよい。一実施形態では、装置１０は、左右に加えて、前後にもアクチュエータを備える。

図２は、アクチュエータ１４を備える触覚フィードバックシステム３０のブロック図である。触覚フィードバックシステム３０は、メモリ２０に結合されているプロセッサ１２と、振動アクチュエータ１４に結合されているアクチュエータ駆動回路１６とを備える。プロセッサ１２は、任意のタイプの汎用プロセッサであり得るか、又は特定用途向け集積回路（Application-Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）等の、触覚効果を提供するように特別に設計されたプロセッサであり得る。プロセッサ１２は、装置１０全体を操作するプロセッサと同一であってもよいし、又は別個のプロセッサであってもよい。プロセッサ１２は、高レベルパラメータに基づいて、どのような触覚効果を発生させるか、及び、触覚効果が発生される順番を決定し得る。一般に、特定の触覚効果を定義する高レベルパラメータは、強度、周波数、及び持続時間を含む。また、ストリーミングモータコマンド等の低レベルパラメータも、特定の触覚効果を決定するために使用され得る。

プロセッサ１２は、駆動回路１６に制御信号を出力し、駆動回路１６は、所望の触覚効果をもたらすために必要とされる電流及び電圧をアクチュエータ１４に供給するために使用される電子構成要素及び回路を含む。アクチュエータ１４は、携帯装置１０上で振動を発生させる触覚装置である。アクチュエータ１４は、装置１０のユーザに振動触知力を印加することが可能な、１つ又は複数の力印加機構を含み得る。アクチュエータ１４は、たとえば、電磁アクチュエータ、偏心質量体がモータによって動く偏心回転質量体（Eccentric Rotating Mass：ＥＲＭ）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（Linear Resonant Actuator：ＬＲＡ）、又は圧電ポリマー、電気活性ポリマー若しくは形状記憶合金等の「スマート材料」であり得る。

メモリ装置２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は読み取り専用メモリ（Read-Only Memory：ＲＯＭ）等の、任意のタイプの記憶装置又はコンピュータ可読媒体であり得る。メモリ２０は、プロセッサ１２によって実行される命令を記憶する。また、メモリ２０は、プロセッサ１２の内部に位置していてもよいし、内部メモリ及び外部メモリの任意の組み合わせであってもよい。

１つのプロセッサ１２及び駆動回路１６は、装置１０内のアクチュエータ毎に装置１０に含めることができるし、又は触覚制御信号を生成してアクチュエータ１４及び１５等の複数のアクチュエータに送信することができる。

図３は、図１の線Ａ−Ａに沿った携帯装置１０の断面図のブロック図である。携帯装置１０は、各自がアクチュエータ１４及び１５の一方をそれぞれ含む、別個の「実質的に機械的に隔離されている」セクション４６及び４４を備える。セクション４６、４４はそれぞれ振動隔離障壁４３によって互いから実質的に隔離されている。一実施形態の振動隔離障壁４３は、ポロン発泡体から形成されるが、概して振動を隔離するが装置１０の外側ハウジングの感触及び完全性が維持されるように相対的な剛性を維持する、任意の材料から形成してもよい。

隔離障壁４３は、セクション４６内のアクチュエータによって引き起こされる振動がセクション４４に伝わる（またその逆も同様である）のを実質的に低減することによってセクション４６及び４４を実質的に機械的に隔離する。一実施形態では、セクション４６内の１００％の強度の振動がセクション４４内では約３０％の強度の振動まで低減する。障壁４３を通していくらか振動が伝わる場合であっても、その振動はアクチュエータ１４が発生させるものでしかない場合、ユーザが、この振動はセクション４４からではなくセクション４６から生じるものであると容易に判断することができるように、振動は実質的に低減される。

セクション４６及び４４は、振動隔離障壁４５によって装置１０の共通セクション４２からさらに隔離される。一実施形態では、共通セクション４２は、装置１０の上部であり、タッチスクリーン１１及び他の任意のユーザインタフェースを含む。一実施形態では、障壁４５は、障壁４３と同一の材料から形成される。障壁４５は、能動アクチュエータを含む特定のセクション内への振動をさらに隔離する。

他の実施形態では、装置１０は、アクチュエータ１４及び１５よりも多くの数のアクチュエータを備える。たとえば、一実施形態では、装置１０は、４つのアクチュエータを、すなわち前後に１つずつ、また左右に１つずつ備える。これらの実施形態では、各アクチュエータは別個のセクションに収容されており、各セクションは共通セクション４２を含む他のすべてのセクションから振動隔離障壁によって分離されている。別の実施形態では、タッチスクリーン１１を含む共通セクション４２内の振動が実質的に隔離され得るようにアクチュエータが共通セクション４２に含まれる。

それぞれが別個の実質的に機械的に隔離されているセクションに配置されている４つのアクチュエータ（すなわち、左方、右方、前方及び後方）を備える一実施形態では、携帯装置を用いてユーザに指向性基準を提供することができる。たとえば、触覚効果は、以下の方法を用いて生成することができる：（１）左方アクチュエータ、続いて右方アクチュエータを起動して左方から右方への動きを擬態する。これは、ユーザに右方へ移動するように指示する。（２）右方アクチュエータ、続いて左方アクチュエータを起動して右方から左方への動きを擬態する。これは、ユーザに左方へ移動するように指示する。（３）前方アクチュエータ、続いて後方アクチュエータを起動して前方から後方への動きを擬態する。これは、ユーザに方向転換して進む、すなわち後退するように指示する。（４）後方アクチュエータ、続いて前方アクチュエータを起動して後方から前方への動きを擬態する。これは、ユーザに前進するように指示する。（５）触覚効果の強度又は持続時間を変えて、目指す目的地への相対的な近さを示す。たとえば、触覚効果が強くなるにつれ、ユーザは目的地に近くなる。

一実施形態では、携帯装置１０はテレビゲームコントローラであり、４つのアクチュエータ上で生成される触覚効果によって、効果を高めることができるようになる。たとえば、ビデオカー（video car）のタイヤ下の道路感覚を擬態する場合、そのビデオカーの前方タイヤは前方アクチュエータを通して道路の感触を得ることができ、後方タイヤは後方アクチュエータを通して道路感覚を感じる。したがって、車が道路の凹凸の上を通る場合、その車が凹凸の上を進行するにつれ、またその車が平坦な舗装路面から凹凸を有する砂利道を走行するにつれ、触覚効果は前方アクチュエータから後方アクチュエータへ伝達され得る。後者の場合、触覚効果は路面の種類の変化に基づいて変化し得る。さらに、ビデオ車両（video vehicles）の位置通知、特徴、シールド、武器又は損傷を、異なるアクチュエータ上での触覚効果を用いて起動することができる。たとえば、武器を発射する場合、後方アクチュエータを左方／右方アクチュエータと共に起動してロケット弾の発射を擬態することができ、次いで前方アクチュエータを単独で又は左方／右方アクチュエータと共に起動して、遠く離れたよりかすかな爆発を感じとることができる。テレビゲームのための「ジェスチャリング（Gesturing）」を強化することができる。たとえば、ゴルフゲームでゴルフクラブを「スイングする」ジェスチャリングは、異なるアクチュエータを起動させて方向指示を提供することができる。

別の実施形態では、異なるアクチュエータ上で演奏する異なる振動ベースのＭＩＤＩ楽器を生成することによって、複数の「チャネル」着信音を生成することができる。たとえば、バスドラムを下部アクチュエータ上で生成することができ、歌声を上部アクチュエータ上で生成することができ、メロディ又は他のサポートビート（supporting beat）楽器を左方／右方アクチュエータ上で生成することができる。さらに、単一のアクチュエータを用いる代わりに、複数のアクチュエータによって、振動ベースの発信者番号の種類をはるかに増やすことができるようになる。さらに、ＭＰ３ファイル等の音楽ファイルの再生中に、異なる周波数帯域を、隔離したアクチュエータを含む異なる領域へ方向付けることができる。

開示されたように、実施形態による携帯装置が、それぞれが実質的に機械的に隔離しているセクションに包囲されている、複数のアクチュエータを備える。複数のアクチュエータ上で生成される触覚効果は、装置の有用性を高める指向性情報をユーザに提供することができる。

いくつかの実施形態が、本明細書において具体的に説明及び／又は記載されている。しかしながら、本発明の精神及び意図する範囲から逸脱することなく、それらの実施形態の改良形態及び変形形態は上記の教示により包含され、添付の特許請求の範囲内にあることが理解されるであろう。

Claims (18)

1. 携帯装置であって、
   第１のセクションであって、該第１のセクションに結合されている第１のアクチュエータを備えており、且つ第１の振動隔離障壁とは別個であると共に該第１の振動隔離障壁に結合されている、第１のセクションと、
   第２のセクションであって、該第２のセクションに結合されている第２のアクチュエータを備えており、且つ前記第１の振動隔離障壁とは別個であると共に前記第１の振動隔離障壁に結合されている、第２のセクションと、
   前記第１のセクション及び前記第２のセクションに対して少なくとも部分的に同一の広がりを持つ第３のセクションと、
   前記第３のセクションに結合されているユーザインタフェースと、
   前記第１のセクション、前記第２のセクション、及び前記第３のセクションとは別個であると共に前記第１のセクション、前記第２のセクション及び前記第３のセクションに結合されている第２の振動隔離障壁と、
   を備え、
   前記第１のセクション及び前記第２のセクションは、前記第１の振動隔離障壁によって互いに離れており、それにより前記第１のセクション及び前記第２のセクションは、互いに実質的に機械的に隔離されており、
   前記第３のセクションは、前記第２の振動隔離障壁によって前記第１のセクション及び前記第２のセクションから離れており、それにより前記第１のセクション及び前記第２のセクションは、前記第３のセクションから実質的に機械的に隔離されている、携帯装置。
   
2. 前記ユーザインタフェースはタッチスクリーンを備える、請求項１に記載の携帯装置。
   
3. 前記第１の振動隔離障壁はポロン発泡体から成る、請求項１に記載の携帯装置。
   
4. 前記第１のアクチュエータに第１の触覚効果を提供させ、且つ前記第２のアクチュエータに第２の触覚効果を提供させるように構成されるプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の携帯装置。
   
5. 前記第１の振動隔離障壁は、前記第１のアクチュエータによって発生する振動の強度を、前記第２のセクションにおいて実質的に低減させるようになっている、請求項１に記載の携帯装置。
   
6. 前記第３のセクションに結合されている第３のアクチュエータをさらに備える、請求項１に記載の携帯装置。
   
7. 触覚効果を生成する装置であって、
   第１のセクションであって、該第１のセクションに結合されている第１のアクチュエータを備えており、且つ第１の振動隔離障壁とは別個であると共に該第１の振動隔離障壁に結合されている、第１のセクションと、
   第２のセクションであって、該第２のセクションに結合されている第２のアクチュエータを備えており、且つ前記第１の振動隔離障壁とは別個であると共に前記第１の振動隔離障壁に結合されている、第２のセクションと、
   前記第１のセクション及び前記第２のセクションとは別個であると共に前記第１のセクション及び前記第２のセクションに結合されている第２の振動隔離障壁と、
   前記第２の振動隔離障壁とは別個であると共に前記第２の振動隔離障壁に結合されている、第３のセクションと、
   前記第１のアクチュエータに第１の触覚効果を提供させ、且つ前記第２のアクチュエータに第２の触覚効果を提供させるように構成されるプロセッサと、
   を備え、
   前記第１のセクション及び前記第２のセクションは、前記第１の振動隔離障壁によって互いに実質的に機械的に隔離されており、
   前記第３のセクションは、ユーザインターフェースを備えており、且つ前記第３のセクションは、前記第１のセクション及び前記第２のセクションに対して少なくとも部分的に同一の広がりを持つ、装置。
   
8. 前記ユーザインタフェースはタッチスクリーンを備える、請求項７に記載の装置。
   
9. 前記第１の振動隔離障壁はポロン発泡体から成る、請求項７に記載の装置。
   
10. 前記第１の振動隔離障壁は、前記第１のアクチュエータによって発生する振動の強度を、前記第２のセクションにおいて実質的に低減させるようになっている、請求項７に記載の装置。
    
11. 前記第３のセクションに結合されている第３のアクチュエータをさらに備える、請求項７に記載の装置。
    
12. 前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果は、指向性情報を示す、請求項７に記載の装置。
    
13. 前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果は、指向性情報を示す、請求項４に記載の携帯装置。
    
14. 一連の前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果は、前記第１のセクションから前記第２のセクションへ指向性触覚効果をもたらす、請求項４に記載の携帯装置。
    
15. 一連の前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果は、前記第１のセクションから前記第２のセクションへ指向性触覚効果をもたらす、請求項７に記載の装置。
    
16. 前記携帯装置は、テレビゲームコントローラである、請求項１に記載の携帯装置。
    
17. 前記プロセッサは、テレビゲームにおいて起きる事象に基づいて指向性触覚効果をもたらすように構成される、請求項４に記載の携帯装置。
    
18. 前記プロセッサは、音楽出力に基づいて、前記第１のアクチュエータに前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果を出力させるようにさらに構成される、請求項７に記載の装置。

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