JP6588951B2 - テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法 - Google Patents

テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法 Download PDF

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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、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法に関する。
（関連出願への相互参照）
本特許出願は、２００９年３月１２日に提出された“Ｌｏｃａｔｉｎｇ Ｆｅａｔｕｒｅｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ”と題された米国仮特許出願第６１／１５９，４８２号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２００９年１１月１７日に提出された“Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｈａｐｔｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｉｎ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ”と題された米国仮特許出願第６１／２６２，０４１号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２００９年１１月１７日に提出された“Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｒｏｔａｒｙ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｈａｐｔｉｃ Ｆｅｅｄｂａｃｋ”と題された米国仮特許出願第６１／２６２，０３８号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２０１０年１月２９日に提出された“Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｆｅａｔｕｒｅｓ Ｉｎ Ａ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ”と題された米国特許出願第１２／６９６，８９３号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２０１０年１月２９日に提出された“Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ａｎｄ Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｈａｐｔｉｃ Ｅｆｆｅｃｔｓ”と題された米国特許出願第１２／６９６，９００号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２０１０年１月２９日に提出された“Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ Ｆｅａｔｕｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｂａｓｅｄ Ｈａｐｔｉｃ Ｅｆｆｅｃｔｓ”と題された米国特許出願第１２／６９６，９０８号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２０１０年１月２９日に提出された“Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ａ Ｔｅｘｔｕｒｅ Ｅｎｇｉｎｅ”と題された米国特許出願第１２／６９７，０１０号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２０１０年１月２９日に提出された“Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｕｓｉｎｇ Ｔｅｘｔｕｒｅｓ Ｉｎ Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｗｉｄｇｅｔｓ”と題された米国特許出願第１２／６９７，０３７号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２０１０年１月２９日に提出された“Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ｔｏ Ｒｅａｌｉｚｅ Ｔｅｘｔｕｒｅｓ”と題された米国特許出願第１２／６９７，０４２号への優先権を主張する。その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
過去数年にわたり、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には、何らかの種類の触覚フィードバックが組み込まれている。触覚技術が進歩するにつれて、装置にはテクスチャを含む触覚フィードバックが組み込まれる場合がある。こうした装置は、複数のアクチュエータから利益を享受し得る。従って、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法が必要とされる。
本発明の実施形態は、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法を提供する。例えば、一実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、第１の触覚信号を受信して第１の触覚信号に少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果を出力するように構成される第１のアクチュエータと、第２の触覚信号を受信して第２の触覚信号に少なくとも部分的に基づいて第２の触覚効果を出力するように構成される第２のアクチュエータと、組み合わされると１つのテクスチャを出力するように構成される第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定し、第１のアクチュエータに第１の触覚信号を送信し且つ第２のアクチュエータに第２の触覚信号を送信するように構成されるプロセッサとを備えるシステムを含む。
こうした例示の実施形態は、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。例示の実施形態は、発明の詳細な説明において検討され、そこでは本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、態様、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テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる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テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムの例示である。 本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムの別の例示である。 本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムの別の例示である。 本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムの別の例示である。 本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる方法の流れ図である。 本発明の一実施形態により複数のアクチュエータを用いて実現され得るテクスチャの１つの例示である。 本発明の一実施形態により複数のアクチュエータを用いて実現され得るテクスチャの１つの別の例示である。 本発明の一実施形態により複数のアクチュエータを用いて実現され得るテクスチャの１つの別の例示である。 本発明の一実施形態により複数のアクチュエータを用いて実現され得るテクスチャの１つの別の例示である。 本発明の一実施形態により複数のアクチュエータを用いて実現され得るテクスチャの１つの別の例示である。 本発明の一実施形態により複数のアクチュエータを用いて実現され得るテクスチャの１つの別の例示である。
本発明の実施形態は、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法を提供する。
（テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる例示的な実施形態）
本発明の１つの例示の実施形態は、例えば、携帯電話等のメッセージング装置を含む。例示の実施形態では、メッセージング装置は、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という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、異なるメッセージング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。
例示のメッセージング装置は、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、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、例示のメッセージング装置は、タッチセンサ式インターフェース及び少なくとも２つのアクチュエータアクチュエータも備える。これらは全て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、メッセージング装置とユーザの相互作用を感知するように構成され、アクチュエータは、触覚効果を出力するように構成される。例示のメッセージング装置は、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てもよい。
例示のメッセージング装置において、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。例示のメッセージング装置は、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、一実施形態では、グラフィカルユーザインターフェースは、仮想キーボードを備えてもよい。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、ユーザが仮想キーボード上のキーに触れてそのキーを押すことを可能にする。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。
例示のメッセージング装置において、プロセッサは、第１の触覚効果を決定して、第１の触覚効果を出力するように構成される第１のアクチュエータに第１の触覚効果に対応する第１の触覚信号を送信するように構成される。また、プロセッサは、第２の触覚効果を決定して、第２の触覚効果を出力するように構成される第２のアクチュエータに第２の触覚効果に対応する第２の触覚信号を送信するようにも構成される。それぞれのアクチュエータによって出力される触覚効果は、例えば、振動、ノッキング、うなり、衝撃、又はトルクをメッセージング装置に与える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。例示のメッセージング装置において、こうした触覚効果は、タッチセンサ式インターフェースの表面でユーザが感知するテクスチャをシミュレートする。シミュレートされるテクスチャは、ディスプレイ上に示されるユーザインターフェースに関連付けられてもよい。例えば、ディスプレイは、岩の形状を含むアイコンを示してもよい。このような実施形態では、プロセッサは、タッチセンサ式インターフェースの表面上で岩のテクスチャをシミュレートするように構成される触覚効果を決定してもよい。次に、プロセッサは、第１のアクチュエータに第１の触覚信号を送信するであろう。第１のアクチュエータは、触覚信号を受信すると、タッチセンサ式インターフェースの表面を岩のテクスチャに近似させるように構成される周波数で振動のような触覚効果を出力するであろう。
幾つかの実施形態では、プロセッサは、実現するために複数のアクチュエータを必要とするより複雑な触覚効果を決定してもよい。例えば、岩石のテクスチャは、ユーザインターフェース上で指を動かすときにユーザが感知する裂け目及び隆起を含んでもよい。このような実施形態では、プロセッサは、裂け目及び隆起をシミュレートするように構成される第２の触覚効果をさらに決定してもよい。次に、プロセッサは、第２の触覚効果に関連付けられる第２の触覚信号を第２のアクチュエータに送信するようにも構成される。第２のアクチュエータは、第２の触覚信号を受信すると、第２の触覚効果を生成するであろう。
幾つかの実施形態では、第１及び第２の触覚効果は、組み合わされると、単一の触覚効果を形成するように構成される。例えば、第１及び第２の触覚効果は、組み合わされるとタッチセンサ式インターフェースの表面においてテクスチャをシミュレートする調和を形成する２つの振動を含んでもよい。他の実施形態では、２つの触覚効果は、別々に感知されてもよい。例えば、一方の触覚効果は、タッチセンサ式インターフェースの表面に砂のテクスチャをシミュレートするように構成される振動を含んでもよい。そして、第２の触覚効果は、小石又は砂中の他の材料のテクスチャをシミュレートするように構成されるパルス性の振動を含んでもよい。
例示の実施形態では、プロセッサは、第１及び第２の触覚効果を決定するために触覚マップを実装してもよい。例えば、例示の実施形態では、プロセッサは、各々が色彩に関連付けられる複数のピクセルを含む表示信号を受信してもよい。例えば、例示の実施形態では、表示信号における各ピクセルは、赤、緑又は青の色彩に関連付けられてもよく、さらにその色彩に対する強度に関連付けられてもよい。例示の実施形態では、プロセッサは、各色彩に対して触覚値を割り当て、さらに各色彩の強度に関連付けられる触覚強度を割り当てるであろう。次に、プロセッサは、第１のアクチュエータに触覚値及び触覚強度の一部を含む第１の触覚信号を送信するであろう。また、プロセッサは、第２のアクチュエータに追加の触覚値及び触覚強度を含む第２の触覚信号を送信してもよい。例示の実施形態では、プロセッサは、１つの色彩、例えば、赤の色彩に関連付けられる全ての触覚値を第１のアクチュエータに送信し、他の色彩に関連付けられる全ての触覚値を第２のアクチュエータに送信してもよい。
幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、触覚マップを利用して触覚効果を決定し、それからディスプレイ１１６に表示信号を出力してもよい。他の実施形態では、プロセッサ１１０は、触覚マップを用いて触覚効果を決定し、それからディスプレイ１１６に表示信号を送信しなくてもよい。このような実施形態では、アクチュエータ１１８及び１２４が触覚効果を出力している間に、ディスプレイ１１６は、暗色又は休止のままであってもよい。例えば、このような実施形態では、プロセッサ１１０は、メッセージング装置１０２に関連付けられるデジタルカメラから表示信号を受信してもよい。幾つかの実施形態では、バッテリを節約するために、ユーザは、ディスプレイ１１６を非活性化していてもよい。このような実施形態では、プロセッサは、触覚マップを利用して、ディスプレイの表面にテクスチャをシミュレートする触覚効果をユーザに提供してもよい。このテクスチャは、カメラの焦点が合っているとき、又は他の何らかのイベントが発生したときに、ユーザに通知するために使用されてもよい。例えば、プロセッサ１１０は、顔認識ソフトウェアを用いて、ディスプレイ１１６が活性化された場合に、ディスプレイ１１６上の複数の場所で顔に関係付けられるであろうテクスチャをシミュレートする触覚効果を決定してもよい。
例示の実施形態では、プロセッサは、さらに外部トリガに基づいて第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定してもよい。例えば、例示の実施形態では、プロセッサは、ユーザ相互作用を検出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インターフェース信号を受信するように構成される。次に、例示の実施形態では、プロセッサは、インターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定するであろう。例えば、プロセッサは、インターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて各触覚効果の触覚値又は触覚強度を修正してもよい。例示の実施形態では、タッチセンサ式インターフェースが高速又は高圧のユーザ相互作用を検出する場合、プロセッサはより高強度の触覚効果を決定するであろう。
例示のメッセージング装置は、多くの目的で触覚効果を出力してもよい。例えば、一実施形態では、触覚効果は、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い。例えば、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すると、プロセッサにインターフェース信号を送信するであろう。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。このような実施形態では、触覚効果は、タッチセンサ式インターフェースの表面でテクスチャをシミュレートするように構成されてもよい。例示の実施形態では、プロセッサは、他の目的で触覚効果をさらに決定してもよい。例えば、例示のメッセージング装置は、ユーザにディスプレイの境界を通知し、又はディスプレイの表面のアイコン等のオブジェクトに対する識別としてタッチセンサ式インターフェースの表面においてテクスチャをシミュレートしてもよい。
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、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法の様々な追加の非限定的な実施形態及び例示を記載する。
（テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる例示的なシステム）
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テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる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、携帯型ゲーム装置又は他の何らかの移動装置等のメッセージング装置１０２を備える。幾つかの実施形態では、メッセージング装置１０２は、ラップトップ、タブレット、又はデスクトップＰＣ等の完全なコンピュータを含んでもよい。さらに他の実施形態では、メッセージング装置は、ＰＣ又は他の何らかの装置と共に使用される外部モニタを含んでもよい。メッセージング装置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、２つのアクチュエータ１１８及び１２４、スピーカ１２０、並びにメモリ１２２と通信するプロセッサ１１０を備える。
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にコンピュータ可読命令を提供可能な他の記憶装置若しくは伝送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。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。プロセッサ１１０及び記載された処理は、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。メッセージング装置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オブジェクト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１１４とも通信する。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、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、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、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搭載さ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、タッチセンサ式インターフェース１１４は、光学センサ又は別の種類のセンサを備えてもよい。一実施形態では、タッチセンサ式インターフェースは、ＬＥＤ検出器を備えてもよい。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、ディスプレイ１１６の側部に取り付けられるＬＥＤ指検出器を備えてもよい。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、ボタン、スイッチ、スクロールホイール、ローラーボール、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と通信し、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ローラーボールと通信する。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に信号を送信するように構成される。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、複数の態様のユーザ相互作用を検出するように構成されてもよい。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。
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から、ディスプレイ１１６にこの図形表現を含む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、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（登録商標）、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。さらに他の実施形態では、ディスプレイ１１６は、タッチセンサ式インターフェース１１４を含んでもよく、例えば、ディスプレイ１１６は、タッチスクリーンＬＣＤを含んでもよい。さらに他の実施形態では、ディスプレイ１１６は、フレキシブルスクリーン又はフレキシブルディスプレイを含んでもよい。例えば、幾つかの実施形態では、ディスプレイ１１６は、その表面の下側に取り付けられる触角基板を備えてもよい。このような実施形態では、ディスプレイ１１６は可撓性材料から作られ、プロセッサ１１０から受信される信号に応答して、触覚基板が曲がることで、ディスプレイ１１６の表面に隆起、谷間、又は他の特徴を形成する。幾つかの実施形態では、触覚基板は、プラズマアクチュエータ、圧電アクチュエータ、電気活性ポリマ、微小電気機械システム、形状記憶合金、流体グリッド又はガス充填セルを含んでもよい。
幾つかの実施形態では、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との相互作用に関連付けられる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。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、ディスプレイ１１６上の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、ユーザが仮想キーボードのキーの１つと重なる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、この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に送信するであろう。このインターフェース信号に基づいて、プロセッサ１１０は、ユーザが仮想キーボード上でキーの１つを押したことを決定するであろう。この機能性は、ユーザがディスプレイ１１６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可能にする。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仮想つまみを回してもよい。別の実施形態では、メッセージング装置１０２は、例えば、スクロールホイール、ローラーボール、又はボタン等の別のタッチセンサ式インターフェース１１４を備えてもよい。このような実施形態では、追加のタッチセンサ式インターフェース１１４は、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してもよい。
また、図１に示されるように、プロセッサ１１０は、少なくとも２つのアクチュエータ１１８及び１２４、各アクチュエータ用のサスペンションシステム、並びに各アクチュエータ用の電力及び制御配線を備える作動システムとも通信する。幾つかの実施形態では、メッセージング装置１０２は、１つ以上の作動システムを備える。プロセッサ１１０は、第１の触覚効果を決定して、第１の触覚効果に対応する第１の触覚信号をアクチュエータ１１８に送信するように構成される。また、プロセッサ１１０は、第２の触覚効果を決定して、第２の触覚効果に対応する第２の触覚信号をアクチュエータ１２４に送信するようにも構成される。幾つかの実施形態では、触覚効果は、ディスプレイ１１６、タッチセンサ式インターフェース１１４、又はメッセージング装置１０２の筐体の表面で感知される振動触覚テクスチャをシミュレートする。幾つかの実施形態では、各触覚効果を決定することは、一連の計算を実行することを含んでもよい。他の実施形態では、各触覚効果を決定することは、ルックアップテーブルにアクセスすることを含んでもよい。さらに他の実施形態では、各触覚効果を決定することは、ルックアップテーブルと計算との組み合わせを含んでもよい。
幾つかの実施形態では、触覚効果を決定することは、触覚マップを含んでもよい。このような実施形態では、触覚効果を決定することは、表示信号をアクチュエータ１１８及び１２４にマッピングすることを含んでもよい。例えば、表示信号は、各々が色彩に関連付けられる複数のピクセルを含んでもよい。このような実施形態では、各ピクセルは、赤、緑又は青の色彩に関連付けられてもよい。さらにその色彩は、強度、例えば、１−８の強度に関連付けられてもよい。このような実施形態では、触覚効果を決定することは、各色彩に触覚効果を割り当てることを含んでもよい。幾つかの実施形態では、触覚効果は、動作の方向及び強度を含んでもよい。例えば、一実施形態では、触覚信号は、回転アクチュエータを半分の力で時計回りに回転させるように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、動作の強度は、色彩の強度に関連付けられてもよい。プロセッサ１１０は、触覚効果を決定すると、触覚効果を含む触覚信号をアクチュエータに送信する。幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、表示信号における一部のピクセルのみに触覚効果を割り当ててもよい。例えば、このような実施形態では、触覚効果は、表示信号の一部のみに関連付けられてもよい。他の実施形態では、プロセッサ１１０は、一部の表示信号を一方のアクチュエータにマッピングし、残りの表示信号を他方のアクチュエータにマッピングするように構成される。例えば、このような実施形態では、プロセッサ１１０は、赤の色彩に関連付けられる触覚効果をアクチュエータ１１８にマッピングし、他の全ての触覚効果をアクチュエータ１２４にマッピングするように構成されてもよい。
幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、ユーザ相互作用又はトリガに少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定してもよい。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１１４からインターフェース信号を受信して、こ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第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定する。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１１４によって検出されるユーザ相互作用の場所に基づいて第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定してもよい。例えば、このような実施形態では、プロセッサ１１０は、ディスプレイ１１６上の仮想オブジェクトのテクスチャをシミュレートするために触覚効果を決定してもよい。他の実施形態では、プロセッサ１１０は、インターフェース信号に少なくとも部分的に基づいて各触覚効果の強度を決定してもよい。例えば、タッチセンサ式インターフェース１１４が高圧のユーザ相互作用を検出すると、プロセッサ１１０は、高強度の触覚効果を決定してもよい。別の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４が低圧のユーザ相互作用を検出すると、プロセッサ１１０は、低強度の触覚効果を決定してもよい。さらに他の実施形態では、プロセッサ１１０は、第１のテクスチャをシミュレートする持続性の振動であって、第１のアクチュエータによって出力される第１の触覚効果を決定してもよい。このような実施形態では、プロセッサは、第１のテクスチャ内のテクスチャをシミュレートするための短いパルス性の振動であって、第２のアクチュエータによって出力される第２の触覚効果を決定してもよい。例えば、一実施形態では、第１の触覚効果は、砂のテクスチャをシミュレートするように構成され、第２の触覚効果は、砂中の岩のテクスチャをシミュレートするように構成されてもよい。
プロセッサ１１０は、第１及び第２の触覚効果を決定すると、第１の触覚効果に関連付けられる第１の触覚信号をアクチュエータ１１８に送信し、第２の触覚効果に関連付けられる第２の触覚信号をアクチュエータ１２４に送信する。アクチュエータ１１８及び１２４は、プロセッサ１１０から第１及び第２の触覚信号を受信して、対応する触覚効果を出力するように構成される。アクチュエータ１１８及び１２４は、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、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）、固定圧電アクチュエータ（ＦＰＡ）、リニア圧電アクチュエータ（ＬＰＡ）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、アクチュエータ１１８及び１２４は、異なる種類のアクチュエータを含んでもよい。例えば、アクチュエータ１１８は、偏心回転質量モータを含んでもよく、アクチュエータ１２４は、リニア共振アクチュエータを含んでもよい。
アクチュエータ１１８及び１２４によって出力される触覚効果は、例えば、振動、ノッキング、うなり、衝撃、又はトルクをメッセージング装置に与える当技術分野で周知の複数の触覚効果のうちのいずれかを含んでもよい。幾つかの実施形態では、触覚効果は、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の表面にユーザが感知するテクスチャをシミュレートするように構成される。このテクスチャは、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に関連付けられてもよい。例えば、ディスプレイ１１６は、革製の鞄を表示してもよい。このような実施形態では、プロセッサ１１０は、革のテクスチャをシミュレートする触覚効果をアクチュエータ１１８及び１２４に出力させるように構成される触覚信号をアクチュエータ１１８及び１２４に送信してもよい。他の実施形態では、アクチュエータ１１８及び１２４は、水、氷、砂、砂利、雪、皮膚、毛皮、又は別の表面のテクスチャをシミュレートする触覚効果を出力するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、触覚効果は、メッセージング装置１０２の異なる部分に、例えば、その筐体上に出力されてもよい。
幾つかの実施形態では、アクチュエータ１１８及び１２４は、組み合わされると単一の触覚効果を形成する別個の振動を出力するように構成される。例えば、アクチュエータ１１８及びアクチュエータ１２４は、異なる周波数で触覚効果をそれぞれ出力してもよい。幾つかの実施形態では、こうした２つの触覚効果が組み合わされると、それらはユーザが１つの触覚効果として感知する調和を形成する。例えば、幾つかの実施形態では、こうした調和は、タッチセンサ式インターフェース１１４の表面にユーザが感知するテクスチャをシミュレートしてもよい。他の実施形態では、アクチュエータ１１８及び１２４の一方は、テクスチャをシミュレートする持続性の触覚効果を出力するように構成される。このような実施形態では、他のアクチュエータは、そのテクスチャの撹乱をシミュレートする第２の触覚効果を出力するように構成されてもよい。例えば、 このような実施形態では、アクチュエータ１１８は、水のテクスチャをシミュレートする触覚効果を出力するように構成されてもよい。このような実施形態では、アクチュエータ１２４は、水中のオブジェクト、例えば、魚、海草、又は流木のテクスチャを表す触覚効果を周期的に出力するように構成されてもよい。さらに他の実施形態では、アクチュエータ１１８及びアクチュエータ１２４は、同じ触覚効果を出力するように構成されてもよいが、ユーザがタッチセンサ式インターフェース１１４の表面を移動すると触覚効果の周波数応答を増加するように構成されてもよい。例えば、一実施形態では、ディスプレイ１１６は仮想キーボードを含んでもよい。ユーザが各キーに触れると、プロセッサ１１０は、ユーザの入力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。このような実施形態では、プロセッサは、触覚効果相互間の遅延時間を減らすためにアクチュエータ１１８及び１２４の両方を利用してもよい。例えば、プロセッサは、ユーザがキーボードをタイプすると、アクチュエータ１１８及び１２４を交互に繰り返してもよい。これにより、各アクチュエータが触覚効果を出力し、別の触覚信号を受信して別の触覚効果を出力する前に初期化することが可能になる。
プロセッサ１１０は、様々な理由で触覚効果を決定してもよい。幾つかの実施形態では、触覚効果は、ユーザ相互作用に関連付けられた信号をプロセッサ１１０がタッチセンサ式インターフェース１１４から受信したことの確認として作用してもよい。例えば、一実施形態では、グラフィカルユーザインターフェースはボタンを備えてもよく、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ボタンを押すことに関連付けられるユーザ相互作用を検出してもよい。タッチセンサ式インターフェース１１４が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１１０に送信すると、プロセッサ１１０は、インターフェース信号の受信を確認するための触覚効果を決定してもよい。このような実施形態では、触覚効果は、タッチセンサ式インターフェース１１４の表面でテクスチャをユーザに感知させてもよい。例えば、プロセッサは、プロセッサ１１０がユーザ入力を受信したことを確認するために砂のテクスチャが用いられてもよい。他の実施形態では、異なるテクスチャ、例えば、水、氷、油、岩、又は皮膚のテクスチャが用いられてもよい。幾つかの実施形態では、触覚効果は、異なる目的を果たしてもよく、例えば、ユーザにディスプレイ１１６の境界を通知し、又はユーザにディスプレイ１１６上の画像に関する触覚情報を提供してもよい。例えば、ディスプレイ１１６上の各アイコンは、異なるテクスチャを含んでもよい。例えば、一実施形態では、ディスプレイ１１６は複数のアイコンを含んでもよい。このような実施形態では、プロセッサ１１０は、ユーザが各アイコンに触れると異なる触覚効果を決定してもよい。例えば、ユーザが１つのアイコンに触れると、プロセッサ１１０は、皮膚のテクスチャを含む触覚効果を決定してもよい。また、ユーザが別のアイコンに触れると、プロセッサ１１０は、水のテクスチャを含む触覚効果を決定してもよい。さらなる実施形態では、プロセッサは、ユーザの指がアイコンとの接触からディスプレイの背景との接触に移動すると、テクスチャを変化させ、それによりユーザがもはやアイコンに触れていないことを通知してもよい。
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、アクチュエータ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。
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、例えば、ＧＰＳセンサ、画像センサ、加速度計、場所センサ、回転速度センサ、光センサ、カメラ、マイクロホン、または他の何らかの種類のセンサをさらに含んでもよい。センサは、加速、傾斜、慣性、又は場所の変化を検出するように構成されてもよい。例えば、メッセージング装置１０２は、メッセージング装置の加速を測定するように構成される加速度計を備えてもよい。センサは、プロセッサ１１０にセンサ信号を送信するように構成される。
センサ信号は、メッセージング装置１０２の位置、移動、加速、又は「急な動き（ｊｅｒｋ）」（すなわち、加速の派生）に関連付けられる１つ以上のパラメータを含んでもよい。例えば、一実施形態では、センサは、複数のパラメータを含むセンサ信号を生成及び送信してもよい。各パラメータは、一つの測定された並進又は回転軸に沿った又はその周囲の運動に関連付けられる。幾つかの実施形態では、センサは、プロセッサ１１０が１つ以上の軸に沿った運動を示すように解釈するようにプログラムされる電圧又は電流を出力する。
幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、センサ信号を受信して、仮想ワークスペースを活性化し且つ仮想ワークスペースの「中」の仮想的運動に対応するようにＸ、Ｙ、又はＺ方向にメッセージング装置１０２の感知された運動を解釈するべきことを決定するであろう。次に、ユーザは、仮想ワークスペース内で装置１０２を動かして、仮想スペース内でジェスチャを行なうことにより機能又はファイルを選択してもよい。例えば、仮想ワークスペース内の機能の上でＺ軸にメッセージング装置１０２を動かすことによって選択してもよい。幾つかの実施形態では、ユーザは、仮想ワークスペースでジェスチャを用いてメッセージング装置１０２によって出力される触覚効果を変更してもよい。
図２は、本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムの例示である。図２は、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、携帯型メディアプレーヤ、携帯型ゲーム装置、又は携帯型コンピュータ等のメッセージング装置２００を含む。メッセージング装置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。メッセージング装置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がハンドヘルドメッセージング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、メッセージング装置２００は、筐体２０２及びディスプレイ２１６を備える。幾つかの実施形態では、ディスプレイ２１６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２１６は、プラズマディスプレイ、又は当技術分野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２１６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。図２に示される実施形態では、ディスプレイ２１６はテクスチャ化されたボール２０４を含む。
さらに図２を参照すると、メッセージング装置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、ローラーボール及びボタンを備える。また、メッセージング装置２００は、タッチセンサ式インターフェース２１８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２１６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２１６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２１８は、ユーザ相互作用を検出して、この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１１０は、インターフェース信号を受信して、こ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、グラフィカルユーザインターフェース上に示される画像を操作する。例えば、図２に示される実施形態では、ユーザは、テクスチャ化されたボール２０４と相互作用するために操作子２１４又はタッチセンサ式インターフェース２１８のいずれかを用いてもよい。ユーザがテクスチャ化されたボール２０４と相互作用すると，プロセッサは、テクスチャ化されたボール２０４の表面におけるテクスチャをシミュレートするように構成される触覚効果を決定するであろう。このテクスチャは、当技術分野で周知の多くのテクスチャの１つ、例えば、砂、岩、ガラス、水、又は革を含んでもよい。
メッセージング装置２００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少なくとも２つのアクチュエータをさらに備える（図２には示されない）。幾つかの実施形態では、各アクチュエータによって出力される触覚効果は、メッセージング装置２００のユーザによって感知される振動触覚テクスチャをシミュレートするように構成される。プロセッサ１１０は、第１の触覚効果を決定して、第１の触覚効果に対応する第１の触覚信号を第１のアクチュエータに送信するように構成される。さらに、プロセッサ１１０は、第２の触覚効果を決定して、第２の触覚効果に対応する第２の触覚信号を第２のアクチュエータに送信するように構成される。第１及び第２のアクチュエータは、それぞれの触覚信号を受信すると、決定された触覚効果を出力するように構成される。ユーザは、ディスプレイ２１６の表面を介して又はメッセージング装置２００の他の一部を通じて、例えば、操作子２１４又は筐体２０２を介して各アクチュエータの触覚効果を感知してもよい。
図２に示される実施形態では、ディスプレイ２１６は、テクスチャ化されたボール２０４を含み、それはバスケットボールを含んでもよい。バスケットボールは、バスケットボールの外面中に継ぎ目を形成する浅い隆起を持つ一様な凹凸のあるテクスチャを含む。ユーザがテクスチャ化されたボール２０４と相互作用すると、プロセッサ１１０は、バスケットボールの一様な凹凸のあるテクスチャをシミュレートするための穏やかな振動を含む第１の触覚効果を決定してもよい。次に、プロセッサ１１０は、第１のアクチュエータに第１の触覚信号を送信してもよい。プロセッサ１１０は、バスケットボールにある隆起をシミュレートするための急峻なパルスを含む第２の触覚効果をさらに決定してもよい。このような実施形態では、プロセッサ１１０は、ユーザがバスケットボールの継ぎ目に関連付けられる部分と相互作用すると、第２の触覚効果を含む第２の触覚信号を出力してもよい。他の実施形態では、プロセッサは、ディスプレイ２１６の表面において異なるテクスチャをシミュレートするために異なる触覚効果を決定してもよい。
（テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる例示的なシステム）
図３ａは、本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる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、携帯型ゲーム装置、又は携帯型コンピュータ等のメッセージング装置３００を含む。メッセージング装置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メッセージを含む信号を送信及び受信するように構成される。メッセージング装置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）を備えてもよい。図３ａには装置３００がハンドヘルドメッセージング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、メッセージング装置３００は、ディスプレイ３１６を備える。ディスプレイ３１６は、表示信号を受信して、この表示信号に少なくとも部分的に基づいて画像を出力するように構成される。メッセージング装置３００は、表示信号をディスプレイ３１６に送信するように構成されるプロセッサ（図３ａには示されない）をさらに備える。メッセージング装置３００は、ディスプレイ３１６の上に取り付けられるタッチセンサ式インターフェース３１４をさらに備える。タッチセンサ式インターフェース３１４は、ユーザ相互作用を検出して、この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。ディスプレイ３１６は、２つのアイコン３０２及び３０４を備える。ユーザがアイコン３０２及び３０４の一方と相互作用すると、タッチセンサ式インターフェース３１４は、ユーザ相互作用を検出して、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であろう。このインターフェース信号に基づいて、プロセッサは、ユーザが一方のアイコンに結び付けられたファイルを開き、又は当技術分野で周知の他の何らかの動作を実行したことを決定してもよい。
図３ａに示されるように、アイコン３０２及び３０４の各々は、テクスチャを含む。図示の実施形態では、アイコン３０２は、煉瓦のテクスチャを含み、アイコン３０４は、岩のテクスチャを含む。他の実施形態では、異なるテクスチャ、例えば、砂、水、油、草、毛皮、皮膚、革、氷、木、又は当技術分野で周知の他の何らかのテクスチャが使用されてもよい。図３ａに指３０６として示されるユーザが各アイコンに関連付けられるディスプレイ３１６の一部と相互作用すると、プロセッサは、そのアイコンのテクスチャをシミュレートするように構成される触覚効果を決定するであろう。次に、プロセッサは、触覚効果を出力するように構成される少なくとも２つのアクチュエータ（図３ａには示されない）に触覚効果に関連付けられる信号を出力するであろう。
例えば、図３ａに示される実施形態では、ユーザがディスプレイのアイコン３０２に関連付けられる部分と相互作用すると、プロセッサは、煉瓦の粗いテクスチャをシミュレートするように構成される第１の触覚効果を決定してもよい。このような実施形態では、プロセッサは、煉瓦間の粗いモルタルをシミュレートするように構成される第２の触覚効果をさらに決定してもよい。次に、ユーザがアイコン３０２と相互作用すると、プロセッサは、第１の触覚信号を第１のアクチュエータに出力して、ディスプレイ３１６の表面に煉瓦のテクスチャをシミュレートするであろう。さらに、ユーザがアイコン３０２上に指を動かすと、プロセッサは、モルタルのテクスチャをシミュレートするために第２の触覚信号を第２のアクチュエータに周期的に送信してもよい。
他の実施形態では、プロセッサは、互いに関連していない触覚効果を決定してもよい。例えば、図３ａに示されるように、ディスプレイ３１６は、岩のテクスチャを含む第２のアイコン３０４も含む。このような実施形態では、プロセッサは、アイコン３０２のテクスチャをシミュレートするように構成される第１の触覚効果及びアイコン３０４のテクスチャをシミュレートするように構成される第２の触覚効果を決定してもよい。次に、ユーザがアイコン３０２と相互作用すると、プロセッサは、第１の触覚信号を第１のアクチュエータに出力してもよい。そして、ユーザがアイコン３０４と相互作用すると、プロセッサは、第２の触覚信号を第２のアクチュエータに出力してもよい。他方のアクチュエータが動作中に各アクチュエータは減速して初期化する時間を有するので、このような実施形態は、アクチュエータがより説得力のある触覚効果を出力することを可能にし得る。
図３ｂは、本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムの例示である。図３ｂに示される実施形態では、触覚効果を決定することは、表示信号を少なくとも２つのアクチュエータにマッピングすることを含む。図３ｂに示される実施形態は、ディスプレイ３５０の拡大部分を含む。ディスプレイ３５０は、プロセッサから表示信号を受信するように構成される。表示信号は、各々が色彩及びその色彩の強度に関連付けられる複数のピクセルを含む。ディスプレイ３５０は、この表示信号を受信して、この表示信号に関連付けられる画像を出力する。図３ｂに示される実施形態では、ディスプレイ３５０の拡大部は、６個のピクセル３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、及び３５６を含む。各ピクセルは、色彩及び１−１０の範囲でその色彩に対する強度に関連付けられる。例えば、ピクセル３５５は、緑の色彩及び１０のうちの３の色彩強度に関連付けられる。このように、ディスプレイ３５０は、ピクセル３５５の場所において強度３で緑の色彩を出力するであろう。
図３ｂに示される実施形態では、プロセッサは、表示信号及びディスプレイ３５０上に取り付けられるタッチセンサ式インターフェースから受信される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であろう（図３ｂには示されない）。例えば、図３ｂに示される実施形態では、プロセッサは、触覚効果を各ピクセルに関連付け、又は「マッピング」するために表示信号を使用する。図３ｂに示される実施形態では、プロセッサは、色彩ごとに異なる周波数の触覚効果を決定してもよい。プロセッサは、各ピクセルにおける触覚効果の強度を各ピクセルにおける色彩の強度にさらに関連付けてもよい。例えば、プロセッサは、色彩強度８のピクセルが同様に触覚強度８を有することを決定してもよい。プロセッサがディスプレイ上のピクセルを覆う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受信すると、プロセッサは、ユーザが相互作用するピクセルに関連付けられる触覚信号を出力するであろう。この触覚効果は、ディスプレイの表面でユーザにテクスチャを感知させるように構成される。
例えば、図３ｂに示される実施形態では、プロセッサは、青のピクセルがノッキングの触覚効果に関連付けられ、赤のピクセルがパルス性の振動に関連付けられ、緑のピクセルがクリックの触覚効果に関連付けられることを決定してもよい。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ユーザの指がピクセル３５１上を通過したことを検出すると、プロセッサは、強度１のノッキングを決定するであろう。次に、ユーザの指がピクセル３５２上に移動すると、プロセッサは、強度５のパルス性の振動を決定するであろう。そして、ユーザの指がディスプレイ３５０上をピクセル３５３まで移動し続けると、プロセッサは、強度３のクリック効果を決定してもよい。
こうした触覚効果は、ユーザがディスプレイ３５０の表面上で自身の指を動かすと、ディスプレイ３５０の表面上でユーザにテクスチャを感知させるように構成される。幾つかの実施形態では、プロセッサは、触覚信号をどのアクチュエータに出力するかを決定するように構成されてもよい。例えば、一実施形態では、メッセージング装置は、異なる強度の触覚効果を出力するように構成される２つのアクチュエータを備えてもよい。このような実施形態では、プロセッサは、３未満の強度を有する全ての触覚効果が第１のアクチュエータによって出力されるべきであり、３以上の強度を有する全ての触覚効果が第２のアクチュエータによって出力されるべきであることを決定してもよい。他の実施形態では、各色彩は、特定のアクチュエータにマッピングされてもよい。例えば、このような実施形態では、青の色彩に関連付けられる全ての触覚効果は、第１のアクチュエータによって出力されてもよく、赤の色彩に関連付けられる全ての触覚効果は、第２のアクチュエータによって出力されてもよく、緑の色彩に関連付けられる全ての触覚効果は、第３のアクチュエータによって出力されてもよい。他の実施形態では、メッセージング装置は、ディスプレイの表面で様々なテクスチャをシミュレートするために、色彩、強度、触覚効果、及びアクチュエータの異なる組み合わせを実装してもよい。
図４は、本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムの別の例示である。図４は、ディスプレイ４１６を備えるメッセージング装置４００を含む。ディスプレイ４１６は、タッチセンサ式インターフェースの下側に配置される。タッチセンサ式インターフェースは、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（図４には示されない）。図４に示されるように、ディスプレイ４１６は、仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード４０２を備える。ユーザは、仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード４０２を用いて、メッセージング装置４００にテクスチャ情報を入力してもよい。
ユーザが仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード４０２のキーと相互作用すると、メッセージング装置４００は、プロセッサが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したことをユーザに通知するために触覚効果を出力するように構成される。例えば、プロセッサは、ユーザが仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード上のキーを押したことを示す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から受信すると、第１の触覚効果を決定してから、第１のアクチュエータに第１の触覚効果に対応する信号を送信してもよい。次に、第１のアクチュエータは、第１の触覚効果を出力する。プロセッサは、ユーザが仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード上の別のキーを押したことを示すインターフェース信号を受信すると、第２の触覚効果を決定して、第２の触覚効果に対応する第２の信号を第２のアクチュエータに送信する。次に、第２のアクチュエータは、第２の触覚効果を出力する。
幾つかの実施形態では、第１及び第２の触覚効果は、同じ触覚効果を含むように構成されてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、第１及び第２の触覚効果は共に、タッチセンサ式インターフェースの表面に砂のテクスチャをシミュレートするように構成されてもよい。他の実施形態では、第１及び第２の触覚効果は異なってもよい。例えば、第１の触覚効果は、砂のテクスチャをシミュレートするように構成されてもよく、第２の触覚効果は、草のテクスチャをシミュレートするように構成されてもよい。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の一部は第１の触覚効果に関連付けられてもよく、タッチセンサ式インターフェースの残りの部分は、第２の触覚効果に関連付けられてもよい。
これまでの段落で検討された機能性は、単一のアクチュエータを用いても実装され得る。しかし、図４は、２つ以上のアクチュエータを用いることの利点を例示する。図４に示される実施形態は、ハンドヘルド装置を含むメッセージング装置４００を含む。ユーザは、親指と他の指とで仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード４０２と相互作用してもよい。図４に示される実施形態では、仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード４０２のキーは約６ｍｍスクエアである。他の実施形態では、仮想ＱＷＥＲＴＹキーボード４０２のキーは、６ｍｍスクエアより大きく又は小さくてもよい。図４に示される実施形態では、仮定のユーザは、７キー毎秒の速度で仮想キーボードを弄るかもしれない。このような仮定のユーザの指は、約４２ｍｍ毎秒（７キー＊６ｍｍ毎キー）で動くであろう。幾つかの実施形態では、触覚効果は、キーごとに２つの別個の端部をシミュレートするように構成される。例えば、触覚効果は、各キーに対する左端及び右端のテクスチャをシミュレートするために用いられてもよい。よって、別個の端部を含むテクスチャを各キーに適用するために、単一のアクチュエータであれば、１秒に最大１４個の端部（７キー毎秒＊２端部毎キー）を生成しなければならず、これは約７１ミリ秒毎端部（１秒／１４端部）に相当するであろう。
幾つかの実施形態では、単一の高周波数のアクチュエータは、１４キー端部毎秒をシミュレート可能な応答速度で触覚効果を出力し得る。別の実施形態は、各アクチュエータに要求される応答時間を減らすために２つ以上のアクチュエータを実装してもよい。２つ以上のアクチュエータを含む実施形態は、各アクチュエータが出力を下げて、各触覚効果の間に初期化するのにより多くの時間を提供するので、１つのアクチュエータによって出力される触覚効果が渾然一体となる危険性を低減する。これは図表４０４及び４０６によって明示されている。図表４０４は、２個アクチュエータシステムにおける第１のアクチュエータ用のタイミングチャートを示す。図表４０６は、２個アクチュエータシステムにおける第２のアクチュエータ用のタイミングチャートを示す。図表４０４及び４０６に示されるように、２個アクチュエータシステムにおいて、プロセッサは、互いに重複しない２つの別個の触覚信号を出力することが出来る。よって、第２のアクチュエータが触覚効果を出力している間に、第１のアクチュエータは、出力を下げて初期化することが出来る。そして、第１のアクチュエータが触覚効果を出力している間に、第２のアクチュエータは、出力を下げて初期化することが出来る。これにより、アクチュエータの一方によって出力された触覚効果が出力したばかりの触覚効果に渾然一体となる危険性が低減される。幾つかの実施形態では、この機能性は、より速い応答速度で同じ触覚効果を出力するために使用されてもよい。他の実施形態では、この機能性は、互いの直後に異なる触覚効果を出力するために使用されてもよい。
２つ以上のアクチュエータを含む実施形態では、各アクチュエータは、同時に異なる触覚効果を出力してもよいので、利用可能な触覚効果の豊富度が増加する。例えば、各アクチュエータは、異なるテクスチャをシミュレートするように構成される異なる周波数又は種類の触覚効果を出力してもよい。幾つかの実施形態では、ユーザは、メッセージング装置４００上でこうしたテクスチャを同じ時間における異なる場所で感知してもよい。例えば、一実施形態では、第１のアクチュエータは、第１のアイコン上のテクスチャをシミュレートするように構成される第１の触覚効果を出力してもよい。一方で同時に、第２のアクチュエータが第２のアイコン上の第２のテクスチャをシミュレートするように構成される第２の触覚効果を出力してもよい。このような実施形態では、ユーザは、第１のアイコン上で第１のテクスチャを感知し、同時に、第２のアイコン上で第２のテクスチャを感知してもよい。他の実施形態では、双方のアクチュエータは、組み合わされると単一のテクスチャをシミュレートするように構成される別個の触覚効果を出力するように構成されてもよい。
（テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる例示的な方法）
図５は、図１に示された装置について検討される本発明の一実施形態によるテクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いる方法の流れ図である。図５に示されるように、方法５００は、プロセッサ１１０が複数のピクセルを含む表示信号を受信すると開始する（５０２）。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。表示信号は、メッセージング装置がディスプレイ１１６を介してユーザに表示するグラフィカルユーザインターフェース又は他の画像を含んでもよい。
次に、タッチセンサ式インターフェース１１４はプロセッサ１１０にインターフェース信号を送信して、プロセッサ１１０はインターフェース信号を受信する（５０４）。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、タッチスクリーン又はタッチパッドを含んでもよい。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１１４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１１６の上に搭載さ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、タッチセンサ式インターフェース１１４は、ボタン、スイッチ、スクロールホイール、ローラーボール、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１１０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１１０は、複数のタッチセンサ式インターフェース１１４、例えば、タッチスクリーン及びローラーボールと通信する。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に信号を送信するように構成される。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、複数の態様のユーザ相互作用を検出するように構成されてもよい。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。
次に、プロセッサ１１０は、第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定する。第１及び第２の触覚効果は、組み合わされるとテクスチャをシミュレートするように構成される（５０６）。第１の触覚効果及び第２の触覚効果は共に、タッチセンサ式インターフェース１１４の表面又は操作子を介してユーザが感知する振動を含んでもよい。幾つかの実施形態では、こうした振動は、タッチセンサ式インターフェース１１４の表面でテクスチャをユーザに感知させてもよい。例えば、テクスチャは、革、雪、砂、氷、皮膚、又は他の何らかの表面である。幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、アルゴリズムを用いて触覚効果を決定してもよい。他の実施形態では、プロセッサ１１０は、適切な触覚効果を決定するためにルックアップテーブルにアクセスしてもよい。さらに他の実施形態では、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にアクセスし且つアルゴリズムを実装してもよい。
幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、各触覚効果を決定するために触覚マップを実装してもよい。このような実施形態では、プロセッサ１１０は、表示信号を２つ以上のアクチュエータにマッピングしてもよい。例えば、表示信号は、各々が色彩に関連付けられる複数のピクセルを含んでもよい。このような実施形態では、プロセッサ１１０は、表示信号における各色彩に触覚値を割り当てることによって触覚効果を決定してもよい。次に、プロセッサ１１０は、触覚値を含む触覚信号を出力するであろう。幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、表示信号における一部のピクセルのみに触覚値を割り当ててもよい。例えば、このような実施形態では、触覚効果は、表示信号の一部のみに関連付けられてもよい。
幾つかの実施形態では、プロセッサ１１０は、ユーザ相互作用又はトリガに少なくとも部分的に基づいて触覚効果を決定してもよい。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１１４からインターフェース信号を受信して、こ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。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１１４から受信されるインターフェース信号に基づいて異なる強度の触覚効果を決定してもよい。例えば、タッチセンサ式インターフェース１１４が高圧のユーザ相互作用を検出すると、プロセッサ１１０は、高強度の触覚効果を決定してもよい。別の実施形態では、タッチセンサ式インターフェース１１４が低圧のユーザ相互作用を検出すると、プロセッサ１１０は、低強度の触覚効果を決定してもよい。
次に、プロセッサ１１０は、第１の触覚効果に関連付けられる第１の触覚信号を第１のアクチュエータ１１８に送信し、第１のアクチュエータ１１８は、触覚信号を受信して第１の触覚効果を出力するように構成される（５０８）。アクチュエータ１１８は、プロセッサ１１０から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。アクチュエータ１１８は、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。触覚効果は、例えば、振動、ノッキング、うなり、衝撃、又はトルクをメッセージング装置に与える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。
最後に、プロセッサ１１０は、第２の触覚効果に関連付けられる第２の触覚信号を第２のアクチュエータ１２４に送信し、第２のアクチュエータ１２４は、第２の触覚信号を受信して第２の触覚効果を出力するように構成される（５１０）。アクチュエータ１２４は、プロセッサ１１０から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。アクチュエータ１２４は、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又はリニア共振アクチュエータであってもよい。触覚効果は、例えば、振動、ノッキング、うなり、衝撃、又はトルクをメッセージング装置に与える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。幾つかの実施形態では、アクチュエータ１２４は、アクチュエータ１１８と同じ種類のアクチュエータを含んでもよい。例えば、各アクチュエータは、偏心回転質量モータを含んでもよい。他の実施形態では、アクチュエータ１１８及びアクチュエータ１２４は、２つの異なる種類のアクチュエータを含んでもよい。例えば、アクチュエータ１１８は、リニア共振アクチュエータを含んでもよく、アクチュエータ１２４は、偏心回転質量モータを含んでもよい。
幾つかの実施形態では、アクチュエータ１１８によって出力される第１の触覚効果及びアクチュエータ１２４によって出力される第２の触覚効果は、組み合わされると単一の触覚効果を形成するように構成される。例えば、各触覚効果は、組み合わされるとタッチセンサ式インターフェース１１４の表面においてテクスチャをシミュレートする調和を形成する振動を含んでもよい。他の実施形態では、２つの触覚効果は、別々に感知されてもよい。例えば、触覚効果の１つは、タッチセンサ式インターフェース１１４の表面に草のテクスチャをシミュレートするように構成される振動を含んでもよい。そして、第２の触覚効果は、小石又は草の中の他の材料のテクスチャをシミュレートするように構成されるパルス性の振動を含んでもよい。
図６ａは、本発明の一実施形態によりメッセージング装置がシミュレートし得るテクスチャの１つの例示である。図６ａに示される実施形態は、煉瓦を含む。煉瓦のテクスチャは、モルタルが砂利の谷間の感覚により区切られる、煉瓦の粗い不規則なテクスチャにより特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、ユーザの指が動いている間に、中程度から高程度の最大変動で変化するランダム信号を用いて、リニア共振アクチュエータ、リニア圧電アクチュエータ又は固定圧電アクチュエータ等の第１のアクチュエータを駆動することにより煉瓦のテクスチャをシミュレートしてもよい。幾つかの実施形態では、この変化は、異なる粗さに調節されてもよい。このような実施形態では、煉瓦からモルタルへの移行は、第２のアクチュエータによるシミュレーションであってもよい。例えば、偏心回転質量モータによって生成される高継続性のポップ（ｐｏｐ）による。さらに、モルタルが十分に厚い場合は、煉瓦のテクスチャを出力するアクチュエータを駆動するために使用されたものよりも変化の大きい低振幅信号で第１のアクチュエータを駆動することによって、ディスプレイのモルタルに関連付けられる部分に、繊細なテクスチャがレンダリングされてもよい。
図６ｂは、本発明の一実施形態によりメッセージング装置がシミュレートし得るテクスチャの１つの例示である。図６ｂに示される実施形態は、岩を含む。岩のテクスチャは、ユーザが岩から岩へと動くときの移行で区切られる滑らかな表面により特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、ディスプレイ上に低摩擦の区分を生成するように構成される触覚信号を用いて、固定圧電アクチュエータ等の第１のアクチュエータを駆動することにより岩のテクスチャをシミュレートしてもよい。このような実施形態では、個々の岩は、表示された画像の非視覚エッジマップによってレンダリングされ、タッチセンサ式インターフェースがユーザの動作を検出すると、例えば、リニア圧電アクチュエータ又は偏心回転質量モータ等の第２のアクチュエータに高振幅の触覚信号を出力してもよい。例えば、ユーザの指がある岩から別の岩へと移行していることをタッチセンサ式インターフェースが検出する度に触覚効果を出力する。
図６ｃは、本発明の一実施形態によりメッセージング装置がシミュレートし得るテクスチャの１つの例示である。図６ｃに示される実施形態は、砂又はサンドペーパーを含む。砂は、粗い砂利の感覚に加えて、砂粒子の山がユーザの指の前方に積もる感覚によって特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、ユーザの指が動いている間に、高程度の最大変動を有するランダム信号を用いて、リニア共振アクチュエータ、リニア圧電アクチュエータ又は固定圧電アクチュエータ等の第１のアクチュエータを駆動することにより砂のテクスチャをシミュレートしてもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサは、異なる程度の粗さを生成するために信号の変動を調節してもよい。砂が積み上がる感覚をシミュレートするために、システムは、固定圧電アクチュエータ等の第２のアクチュエータを用いてもよい。このような実施形態では、ユーザがタッチスクリーン上で指を動かすと、プロセッサは、低強度で開始して、ユーザがある方向に指を動かすにつれて増加する信号によりアクチュエータを駆動する。
別の実施形態では、図６ｃに示されるテクスチャはサンドペーパーを含んでもよい。サンドペーパーは、粗い砂利の感覚を有することにより特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、高程度の最大変動を有する第１の触覚信号を、リニア共振アクチュエータ、リニア圧電アクチュエータ又は固定圧電アクチュエータ等の第１のアクチュエータに送信することにより粗い砂利の感覚をシミュレートしてもよい。幾つかの実施形態では、この信号は、ユーザの指がタッチセンサ式インターフェースの表面上を動いている間にのみ出力される。幾つかの実施形態では、プロセッサは、粗さのレベルを変えるために信号の変動を調節する。
図６ｄは、本発明の一実施形態によりメッセージング装置がシミュレートし得るテクスチャの１つの例示である。図６ｄに示される実施形態では、テクスチャは草のテクスチャを含む。草は、ユーザの指を擽るような周期的な軽い感覚によって特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、草の区分で覆われた低摩擦の区分を生成するように構成される第１の触覚信号を、固定圧電アクチュエータ等の第１のアクチュエータに送信することにより草のテクスチャをシミュレートしてもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサは、表示された画像の非視覚エッジマップを用いて、リニア圧電アクチュエータ又はＬＲＭ等の第２のアクチュエータを駆動することにより個々の草の葉をレンダリングしてもよい。
図６ｅは、本発明の一実施形態によりメッセージング装置がシミュレートし得るテクスチャの１つの例示である。図６ｅに示される実施形態では、テクスチャは革のテクスチャを含む。革は、革の表面の隆起及び谷間を含む包括的で滑らかな感覚によって特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、ユーザの指がタッチセンサ式インターフェースの表面を移動すると摩擦を低減する触覚効果を出力するように構成される第１の触覚信号を、固定圧電アクチュエータ等の第１のアクチュエータに送信することによりテクスチャをシミュレートしてもよい。プロセッサは、タッチセンサ式インターフェースが革を横切るユーザの指の動きを検出すると、非常に短い低振幅の触覚信号で第２のアクチュエータを駆動することにより革の表面にある隆起及び谷間をシミュレートしてもよい。
図６ｆは、本発明の一実施形態によりメッセージング装置がシミュレートし得るテクスチャの１つの例示である。図６ｆに示される実施形態では、テクスチャは木のテクスチャを含む。木は、ユーザが板から板へと動くと鋭い移行によって区切られる不規則な凹凸のあるテクスチャにより特徴付けられてもよい。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、表示された画像の非視覚エッジマップを用いてリニア共振アクチュエータ、リニア圧電アクチュエータ又は固定圧電アクチュエータ等の第１のアクチュエータを駆動することにより不規則な凹凸のあるテクスチャをシミュレートしてもよく、ユーザの指が動くと何度も非常に短い低振幅の振動で第１のアクチュエータをさらに駆動してもよい。厚板から厚板への移行を出力するために、プロセッサは、第２のアクチュエータに高振幅の短い持続時間のポップ振動を出力させるように構成される第２の触覚信号を出力してもよい。
他の実施形態では、異なるテクスチャに関連付けられる触覚効果が出力されてもよい。例えば、一実施形態では、プロセッサは、氷のテクスチャに関連付けられるテクスチャをシミュレートするように構成される触覚効果をアクチュエータに出力させるように構成される触覚信号を送信してもよい。氷は、低摩擦により特徴付けられる。幾つかの実施形態では、氷は完全に滑らかなテクスチャを有する。他の実施形態では、氷は、微細な低振幅の砂利のようなテクスチャを含む。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、出来るだけディスプレイの表面で摩擦を低減するように構成される触覚信号で第１のアクチュエータを駆動することにより氷のテクスチャをシミュレートしてもよい。プロセッサは、ユーザの指が動いている間に低振幅の効果を第２のアクチュエータに出力させるように構成される第２の触覚信号で、リニア圧電アクチュエータ又はリニア共振アクチュエータ等の第２のアクチュエータを駆動することにより氷の中の不完全性又は砂利をシミュレートしてもよい。こうした低振幅の効果は、氷の表面の不完全性又は砂利に関連付けられてもよい。
別の実施形態では、プロセッサは、トカゲの皮のテクスチャに近似する触覚効果をアクチュエータに出力させるように構成される触覚信号でアクチュエータを駆動してもよい。トカゲの皮は、皮にある隆起から隆起への移行によって区切られる包括的で滑らかな感覚によって特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、タッチセンサ式インターフェース上に低摩擦の区画をアクチュエータにシミュレートさせるように構成される触覚信号で第１のアクチュエータを駆動することによりトカゲの皮のテクスチャをシミュレートしてもよい。プロセッサは、タッチセンサ式インターフェースが表面を横切るユーザの指の動きを検出すると、第２の触覚信号で第２のアクチュエータを周期的に駆動することにより皮の表面にある裂け目をレンダリングしてもよい。
さらに別の実施形態では、プロセッサは、毛皮のテクスチャに近似する触覚効果をアクチュエータに出力させるように構成される触覚信号でアクチュエータを駆動してもよい。毛皮は、手触りが非常に柔軟な周期的な軽い感覚によって特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、タッチセンサ式インターフェースの表面でユーザが感知する摩擦を低減させるように構成される触覚効果を第１のアクチュエータに出力させるように構成される第１の触覚信号で第１のアクチュエータを駆動することにより、毛皮のテクスチャをシミュレートしてもよい。プロセッサは、低振幅のパルス信号を含む第２の触覚信号で第２のアクチュエータを駆動することにより個々の髪をさらにレンダリングしてもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサは、タッチセンサ式インターフェースがユーザの動きを検出するときだけ第２の触覚信号を出力するであろう。
さらに別の実施形態では、プロセッサは、金属のテクスチャをシミュレートするように構成される触覚信号でアクチュエータを駆動してもよい。金属は、幾つかの実施形態では、軽い砂利を含む滑らかな低摩擦の表面により特徴付けられる。幾つかの実施形態では、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステムは、タッチセンサ式インターフェースの表面でユーザが感知する摩擦を低下させるように構成される信号で第１のアクチュエータを駆動することによりテクスチャの金属をシミュレートしてもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサは、短い高振幅の触覚信号を含む第２の触覚信号で第２のアクチュエータを駆動することにより個々の隆起をレンダリングしてもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサは、タッチセンサ式インターフェースが表面にユーザの動きを検出するときだけ第２の触覚信号を出力するであろう。
（テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法の利点）
テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法には多くの利点がある。例えば、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法は、以前に使用されていなかった触覚効果を移動装置に付加する。この新しい効果は、ユーザがメッセージング装置のディスプレイを見なくても、ユーザがメッセージング装置から情報を受信するための新しい手段を提供する。例えば、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法は、ユーザが異なるテクスチャを異なるアイコン、ボタン、又はディスプレイの他の要素に割り当てることを可能にしてもよい。従って、ユーザは、アイコンを見なくても、どのアイコンに触っているかを決定することが可能であってもよい。これにより、装置の利便性が高まり、視覚障害者にとってより便利な装置となり得る。
さらに、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法は、低速で、場合により安価なアクチュエータを用いて装置がテクスチャをレンダリングすることを可能にする。例えば、複数のアクチュエータを用いることで、プロセッサは、両方のアクチュエータが同じ触覚信号を用いて同時に駆動される場合に、より強い効果を出力することが出来る。さらに、アクチュエータの１つは、残りのアクチュエータが初期化される間に、触覚効果と共に駆動されてもよいので、触覚効果が変更され得る周波数が増加される。これは、アクチュエータによって出力される触覚効果が混ざる可能性を低減する。さらに、複数のアクチュエータは、メッセージング装置上の複数の場所に取り付けられてもよい。それにより、触覚効果がメッセージング装置上の複数の場所に出力されることを可能にする。
さらに、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法は、他の仕事からユーザの気を散らさずに、ユーザにより多くの情報を提供し得る。従って、それはユーザによるエラーの可能性を減らすであろう。例えば、ユーザは、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法を利用している場合、誤ったアイコンを押し又は誤ったキーを押すことがあまり起こらないであろう。この機能性は、ユーザ満足度を高めると共に、テクスチャを実現するために複数のアクチュエータを用いるシステム及び方法を組み込む技術の普及率を増加させることに役立ってもよい。
（概論）
本明細書における「適合される」又は「構成される」という用語は、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、「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。
本願の主題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プロセッサへのアクセスを有する。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。
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。
本願の主題はその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と、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、当業者には容易に自明である本主題への修正、変形及び／又は追加を含むことを除外しないことが理解されるべきである。

Claims (24)

  1. 触覚テクスチャを出力するためのシステムであって、
    第１の触覚信号を受信して前記第１の触覚信号に少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果を出力するように構成される第１のアクチュエータと、
    第２の触覚信号を受信して前記第２の触覚信号に少なくとも部分的に基づいて第２の触覚効果を出力するように構成される第２のアクチュエータと、
    タッチセンサ式インターフェースの表面においてユーザが感じる１つのテクスチャをシミュレートするように構成される第３の触覚効果を決定し、組み合わされると前記テクスチャをシミュレートする前記第３の触覚効果を出力するように調和を形成するように構成される第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定し、前記第１のアクチュエータに前記第１の触覚信号を送信し且つ前記第２のアクチュエータに前記第２の触覚信号を送信するように構成されるプロセッサと
    を備え、前記第１の触覚信号は前記第２の触覚信号とは異なり、
    前記タッチセンサ式インターフェースには、前記テクスチャに対応する画像が表示され、
    前記第１の触覚効果は、前記画像をシミュレートするために前記第１のアクチュエータを駆動することにより出力されるように構成され、
    前記第２の触覚効果は、前記ユーザが前記画像上で指を所定方向に動かすにつれて前記テクスチャの変化を感じるべく前記第２のアクチュエータを駆動することにより出力されるように構成されることを特徴とするシステム。
  2. 前記テクスチャは、振動触覚効果を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータは、異なる種類のアクチュエータを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果は、異なる触覚効果を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記第１のアクチュエータは、偏心回転質量アクチュエータを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記第１のアクチュエータは、低振幅の触覚信号に基づく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５に記載のシステム。
  7. 前記第２のアクチュエータは、リニア共振アクチュエータを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  8. 前記第２のアクチュエータは、高振幅の触覚信号に基づく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７に記載のシステム。
  9. 前記第１のアクチュエータは、圧電アクチュエータ、電気活性ポリマ又は形状記憶合金の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。
  10. 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。
  11. 前記筐体は、移動装置の筐体を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
  12. 前記筐体は、コンピュータモニタの筐体を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
  13. 前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの少なくとも一方は、前記筐体に結合されることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
  14. 前記プロセッサは、複数のピクセルを含む表示信号を受信して、前記表示信号に少なくとも部分的に基づいて前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果を決定することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  15. 前記表示信号を受信して、前記表示信号に少なくとも部分的に基づいて画像を出力するように構成されるディスプレイをさらに備えることを特徴とする、請求項１４に記載のシステム。
  16. 前記テクスチャは、前記ディスプレイの表面で感知され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。
  17. 前記第１のアクチュエータ又は前記第２のアクチュエータの少なくとも一方は、前記ディスプレイに結合されることを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
  18. 前記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をさらに備え、
    前記タッチセンサ式インターフェースは、ユーザ相互作用を検出して前記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前記プロセッサに送信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。
  19. 前記第３の触覚効果は、前記インターフェース信号に少なくとも部分的に基づくことを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
  20. 触覚テクスチャを出力する方法であって、
    タッチセンサ式インターフェースの表面においてユーザが感じる１つのテクスチャをシミュレートするように構成される第３の触覚効果を決定するステップと、
    組み合わされると前記テクスチャをシミュレートする前記第３の触覚効果を出力するように調和を形成するように構成される第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定するステップと、
    第１のアクチュエータに前記第１の触覚効果に関連付けられる第１の触覚信号を送信するステップであって、前記第１のアクチュエータは前記第１の触覚信号を受信して前記第１の触覚効果を出力するように構成されるステップと、
    第２のアクチュエータに前記第２の触覚効果に関連付けられる第２の触覚信号を送信するステップであって、前記第２のアクチュエータは前記第２の触覚信号を受信して前記第２の触覚効果を出力するように構成されるステップと
    を含み、前記第１の触覚信号は前記第２の触覚信号とは異なり、
    前記タッチセンサ式インターフェースには、前記テクスチャに対応する画像が表示され、
    前記第１の触覚効果は、前記画像をシミュレートするために前記第１のアクチュエータを駆動することにより出力されるように構成され、
    前記第２の触覚効果は、前記ユーザが前記画像上で指を所定方向に動かすにつれて前記テクスチャの変化を感じるべく前記第２のアクチュエータを駆動することにより出力されるように構成されることを特徴とする方法。
  21. 前記テクスチャは、タッチセンサ式インターフェースの表面で感知されるように構成されることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
  22. 複数のピクセルを含む表示信号を受信するステップをさらに含み、
    前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果を決定するステップは、前記表示信号に少なくとも部分的に基づくことを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
  23. ユーザ相互作用を検出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インターフェース信号を受信するステップをさらに含み、
    前記第１の触覚効果及び前記第２の触覚効果を決定するステップは、前記インターフェース信号に少なくとも部分的に基づくことを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
  24. 触覚テクスチャを出力するためのシステムであって、
    第１の触覚信号を受信して前記第１の触覚信号に少なくとも部分的に基づいて第１の触覚効果を出力するように構成される第１のアクチュエータと、
    第２の触覚信号を受信して前記第２の触覚信号に少なくとも部分的に基づいて第２の触覚効果を出力するように構成される第２のアクチュエータと、
    複数のピクセルを含む表示信号を受信し、タッチセンサ式インターフェースの表面においてユーザが感じる１つのテクスチャをシミュレートするように構成される第３の触覚効果を決定し、組み合わされると前記テクスチャをシミュレートする前記第３の触覚効果を出力するように調和を形成するように構成される第１の触覚効果及び第２の触覚効果を決定し、前記第１のアクチュエータに前記第１の触覚信号を送信し且つ前記第２のアクチュエータに前記第２の触覚信号を送信するように構成されるプロセッサと、
    前記表示信号を受信して前記表示信号に少なくとも部分的に基づいて画像を出力するように構成されるディスプレイと、
    前記第１のアクチュエータ、前記第２のアクチュエータ、前記プロセッサ、及び前記ディスプレイを含むように構成される移動装置の筐体と
    を備え、前記第１の触覚信号は前記第２の触覚信号とは異なり、前記テクスチャは前記ディスプレイの表面で感知され、
    前記タッチセンサ式インターフェースには、前記テクスチャに対応する画像が表示され、
    前記第１の触覚効果は、前記画像をシミュレートするために前記第１のアクチュエータを駆動することにより出力されるように構成され、
    前記第２の触覚効果は、前記ユーザが前記画像上で指を所定方向に動かすにつれて前記テクスチャの変化を感じるべく前記第２のアクチュエータを駆動することにより出力されるように構成されることを特徴とするシステム。
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