(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザインタフェースシステムであって、
・所定量の流体と、
・触覚層であって、ユーザが触れることができる外側触覚面と、当該触覚面と反対側の背面とを具え、第１の領域と第２の領域を具え、当該第２の領域が、
前記第２の領域が前記第１の領域と実質的に同一面となる収縮状態と、
前記第２の領域が前記第１の領域より実質的に高くなる拡張状態と、の間で動作可能である触覚層と、
・前記流体を実質的に透過しない保持壁と、
・前記触覚層と前記保持壁の間に配置された浸透層であって、前記第１の領域の背面に結合された取付領域を規定するとともに、前記第２の領域の下方に支持面を規定し、かつ前記取付領域および前記支持面にわたって実質的に均一な密度の流体口を具え、前記第１の領域が、前記取付領域内の流体口を通る流体の流れをブロックし、前記支持面内の流体口が、前記流体の一部を前記浸透層を介して前記第２の領域の背面に通す、浸透層と、
・前記保持壁と協力して前記流体の一部を前記流体口を通して前記触覚層の背面へと案内し、前記第２の領域を前記収縮状態から前記拡張状態へと推移させる変位デバイスと、
・前記浸透層に連結され、前記触覚層の前記触覚面へのユーザの接触を検知するタッチセンサと、を具えることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記支持面が実質的に硬質であり、前記ユーザにより前記触覚面にかけられた力による前記触覚層の内側への変形を制限するハードストップを提供することを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項３】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記変位デバイスが、前記流体口から前記流体の一部を引き出して、前記第２の領域を前記拡張状態から前記収縮状態へと推移させることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項４】
請求項３のユーザインタフェースシステムにおいて、前記支持面が前記第２の領域の下に凹状の輪郭を規定しており、前記第２の領域がさらに窪んだ状態で動作可能であり、前記変位デバイスが、前記流体口から前記流体の一部を引き出し前記第２の領域を前記凹状の輪郭に引っ張って窪んだ状態とすることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項５】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、さらに、前記所定量の流体の一部が入るリザーバを具え、前記変位デバイスが前記流体を前記リザーバから前記浸透層の流体口へと移動させることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項６】
請求項５のユーザインタフェースシステムにおいて、前記リザーバは少なくとも部分的に、一方の側が前記保持壁により規定され、反対側が前記浸透層により規定されていることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項７】
請求項６のユーザインタフェースシステムにおいて、前記変位デバイスは前記浸透層に対する前記保持壁の一部の向きを変更して、前記リザーバから前記流体口へと流体を案内することを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項８】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記変位デバイスは、前記浸透層内で電位差を生じさせる電気ポンプであり、前記流体口を通る電気浸透流体を引き起こして前記第２の領域を外側に拡張させることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項９】
請求項８のユーザインタフェースシステムにおいて、前記変位デバイスは、前記支持面上に構成された第１の伝導トレースと、前記浸透層の前記支持面の反対側に構成された第２の伝導トレースとにわたって電位差を生じさせることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１０】
請求項９のユーザインタフェースシステムにおいて、前記タッチセンサは、前記変位デバイスの伝導トレースの一部を組み込んだ容量性センサであることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１１】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記変位デバイスは、前記保持壁に近い前記浸透層の流体圧を増大させる機械式ポンプであり、前記保持壁は前記流体圧の増大による変形に対抗して、前記第２の領域を拡張させるために前記流体を前記流体口の一部へと流すことを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１２】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記触覚層の第１および第２の領域が隣接して実質的に連続する触覚層を形成していることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１３】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、ユーザが前記触覚面をタッチしても前記流体口を触感的に気づかない程度に、前記浸透層が前記流体口の実質的に小さな直径を規定していることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１４】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記触覚層の第２の領域の外側への変形がボタンを形成し、前記タッチセンサが当該ボタンの実質的に近くのユーザのタッチを検出することを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１５】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記タッチセンサが容量性のタッチセンサであることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１６】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記保持壁が前記タッチセンサと物理的に一体であることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１７】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、さらに、前記保持壁に結合され前記ユーザに画像を視覚的に出力するデジタルディスプレイを具え、前記画像は前記第２の領域と実質的に整列した入力キーの画像であることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１８】
請求項１７のユーザインタフェースシステムにおいて、前記デジタルディスプレイは、前記保持壁と物理的に一体であることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項１９】
請求項１８のユーザインタフェースシステムにおいて、前記タッチセンサの一部が、実質的に前記浸透層内に配置されていることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２０】
請求項１７のユーザインタフェースシステムにおいて、前記流体、前記浸透層、および前記触覚層が協力して前記ディスプレイからユーザに画像を伝達することを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２１】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記浸透層が第２の支持面を規定し、前記触覚層が、前記収縮状態と拡張状態において動作可能であり、かつ前記第２の支持面の上方に配置されて前記第２の支持面から切り離される第３の領域を規定しており、前記変位デバイスが前記保持壁と協力して前記流体の一部を前記第２の支持面内の流体口を通して案内し、前記第２の領域とは別個に前記第３の領域を前記収縮状態から拡張状態へと推移させることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２２】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、さらに、前記ユーザインタフェースシステム近傍の環境気圧を検出する圧力センサを具え、前記収縮状態において前記変位デバイスが、前記第２の領域の背面の流体圧を環境気圧に合致させるよう前記流体の一部を案内することを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２３】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記浸透層が実質的に多孔性材料であり、前記流体口を構成する一連の相互接続された空洞を具えることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２４】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記浸透層が複数の流体口を規定しており、これらは断面が概ね円形の概ね平行な穴であり、前記支持面にほぼ垂直に前記浸透層を貫通していることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２５】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、さらに、前記浸透層の周辺を実質的に囲んでおり、前記保持壁および前記触覚層と協力して前記流体を前記浸透層内に保持する周辺壁を具えることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２６】
請求項２５のユーザインタフェースシステムにおいて、前記周辺壁と浸透層がさらに、前記流体の一部を収容するリザーバを部分的に規定することを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【請求項２７】
請求項１のユーザインタフェースシステムにおいて、前記流体口は前記所定量の流体以外の流体を含まず、前記流体口が前記流体で実質的に満たされていることを特徴とするユーザインタフェースシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１０年１０月２０日提出の米国暫定出願番号６１／４０５，１４０の利益を主張するものであり、その全体を参照により組み込むものである。
【０００２】
本願は２００８年１月４日提出の米国出願番号１１／９６９，８４８「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒａｉｓｅｄ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｃｒｅｅｎｓ」、２００９年１月５日提出の米国出願番号１２／３１９，３３４「Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」、および２００９年７月３日提出の米国出願番号１２／４９７，６２２「Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」に関連するものであり、これらの全体を参照により組み込むものである。
【０００３】
本発明は一般にユーザインタフェースの分野に関し、より具体的には、タッチ型インターフェースの分野における新規で有用なユーザインタフェースに関する。
【背景技術】
【０００４】
接触感応型ディスプレイ（例えばタッチスクリーン）は、ユーザがコマンドやデータを直接的にディスプレイに入力することができ、多様な用途に特に有用である。タッチスクリーンの一般的な応用例は携帯電話などの消費者製品や、工業加工制御のユーザインタフェースを含む。特定の応用例によっては、これらの接触感応型ディスプレイは一般に小型の手持ち型ＰＤＡから中程度のサイズのタブレットコンピュータ、大型の工業機器にわたる装置で使用されている。ユーザにとっては同じディスプレイ上でデータの入力と読み取りができると往々にして便利である。個別の明確なキーを有するキーパッドなどの専用入力デバイスと異なり、多くの接触感応型ディスプレイは通常平坦である。その結果、接触感応型スクリーンは１以上の制御「ボタン」についてはっきりした触覚ガイダンスを提供しない。代わりに、接触感応型ディスプレイはユーザ入力を示すために視覚的な合図を利用している（例えば画像表示など）。
【０００５】
このため、接触感応型ディスプレイの重大な問題は、隣のボタンが感触により区別できないためデータ入力の際にユーザが直面する内在的な困難性である。キーストロークが不規則であると、往々にしてユーザは（次のキーストロークを適切に入力するため）キーパッドと（エラーチェックのため）テキスト入力ラインの双方に集中する必要があり、一般医ユーザはディスプレイ上から彼または彼女の目を離せない。触覚ガイダンスの重要性は、アップル社のアイフォーンとＲＩＭ社のブラックベリー８８００の競争で既に明らかになっている。接触感応型ディスプレイと物理ハードボタンはそれぞれ利点と欠点があり、デジタルデバイスは通常これらの一方を組み込んでいる。
【０００６】
このように、タッチ式インタフェースにおいてデジタルディスプレイ用の、１またはそれ以上の制御ボタンへの触覚ガイダンスを組み込んだ新規で有用なインターフェースを創造する要求があった。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、ユーザインタフェースシステムの好適な実施例の概略図であり、近位リザーバを具えている。
【図２】図２は、ユーザインタフェースシステムの実施例の概略図であり、伸ばした状態を示す。
【図３】図３は、ユーザインタフェースシステムの実施例の概略図であり、第２領域の近くの輪郭を有する支持面を規定する浸透層を有する。
【図４】図４Ａ、４Ｂは、ユーザインタフェースシステムの実施例の概略図であり、多孔性の浸透層と、それぞれリザーバを具えるものと具えないものを示す。
【図５】図５は、ユーザインタフェースシステムの実施例の概略図であり、近位リザーバと遠隔リザーバを示す。
【図６】図６は、ユーザインタフェースシステムの実施例の概略図であり、近位リザーバと、電気ポンプである変位デバイスを示す。
【図７】図７は、ユーザインタフェースシステムの好適な実施例の多様な動作状態を示す概略図である。
【図８】図８は、好適な実施例の斜視図であり、デジタルディスプレイ付の電子デバイスに組み込まれたものと、そこにおける好適な実施例の動作のフローチャートを示す。
【図９】図９は、好適な実施例の斜視図と、そこにおける好適な実施例の動作のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の好適な実施例についての以下の説明は、本発明をこれらの好適な実施例に限定するものではなく、むしろ当業者が本発明を製造し使用できるようにするものである。
【０００９】
図１に示すように、好適な実施例のユーザインタフェースシステム１００は、一定量の流体１１０と、触覚層１２０と、保持壁１３０と、浸透層１４０と、変位デバイス１５０と、タッチセンサ１６０とを具える。触覚層１２０は、ユーザが接触可能な触覚面１２４と、当該触覚面１２４の反対の背面１２５とを有し、触覚層１２０はさらに第１の領域１２１と第２の領域１２２を具え、第２の領域１２２は、当該第２の領域１２２が前記第１の領域１２１と実質的に同一面となる収縮状態と、第２の領域１２２が第１の領域１２１より有意に高い拡張状態との間で動作可能である。保持壁１３０は、流体１１０に実質的に不浸透である。浸透層１４０は、触覚層１２０と保持壁１３０の間に配置され、前記第１の領域１２１の背面１２５と結合して第２の領域１２２の下の支持層１４２を規定しており、この浸透層１４０はさらに、流体１１０の一部を浸透層１４０を通って第２の領域１２２の背面１２５に連絡する複数の流体ポート１４４を具える。変位デバイス１５０は保持壁１３０と協力して、流体１１０の一部を流体ポート１４４を通して背面１２５へ案内し、第２の領域１２２を収縮状態から拡張状態へと遷移させる。タッチセンサ１６０は保持壁１３０と結合されており、触覚面１２４へのユーザのタッチを検知する。ユーザインタフェースシステム１００はさらに、流体１１０の量の一部を含むリザーバ１７０と、画像をユーザに送るデジタルディスプレイ１９０と、触覚層１２０を浸透層１４０に合流させる取付点１８０と、および／または、ユーザインタフェースシステム１００近傍の環境気圧を検出する圧力センサとを具える。
【００１０】
ユーザインタフェースシステム１００は、触覚層１２０の第２の領域１２２を変形させて、ユーザインタフェースが連結されたデバイスの操作時にユーザに触覚ガイダンスを提供する。ユーザインタフェースシステム１００は実質的に米国特許出願番号１２／３１９，３３４「Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」および／または米国特許出願番号１２／４９７，６２２「Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」と似ており、これらは参照により全体が組み込まれる。ユーザインタフェースシステム１００は、視覚案内（例えば、デジタルディスプレイ１９０が出力し触覚面１２４を介して送られる画像）と協働して、メッセージ、選択肢、または他の適切な通信の種類をユーザに提供するのが好ましいが、代替的に視覚案内と独立して動作してもよい。ユーザインタフェースシステム１００は、装置の使用に実質的に適合した触覚ガイダンスを提供することが好ましい。ユーザインタフェースシステム１００は、第２の領域１２２から独立して、および／または、協働して、触覚層１２０のさらなる領域を変形して、装置の使用にさらなる適合性を提供してもよい。図７Ｂ、７Ｃは、独立して変形された第２の領域１２２と第３の領域１２３を図示している。ユーザインタフェースシステム１００は、静的（例えばラベル）または動的（例えばデジタルディスプレイ１９０から）な画像の上に適用されることが好ましく、ユーザインタフェースは好適には実質的に透明であり、ユーザインタフェースシステム１００を通して画像を送ることができる。しかしながら、ユーザインタフェースシステム１００は他の様々な適切な光学特性を有してもよい。図８に示すように、好適な実施例のユーザインタフェースシステム１００は、例えば車両コンソール、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、テレビ、ラジオ、デスク電話、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、パーソナルナビゲーション装置、パーソナルメディアプレイヤー、カメラ、または腕時計といったデジタルディスプレイを有する電子デバイスに組み込まれる。好適な実施例のユーザインタフェースシステム１００はまた、例えば車両のステアリングホイール、リモートコントロール、またはキーパッドといったデジタルディスプレイのない電子デバイスに組み込まれてもよい。しかしながら、ユーザインタフェースシステム１００は、ユーザに触覚および／または視覚インタフェースを与える様々な適切な装置に組み込むことができる。
【００１１】
好適な実施例の流体１１０の量は、第２の領域１２２の背面１２５の液圧を、第２の領域１２２の変形を促すように機能する。流体１１０はまた、ユーザが変形した第２の領域１２２に力を加えたときに、変形した（例えば拡張した）第２の領域１２２を指示するよう機能することが好ましい。流体１１０は、例えば油、水、アルコール、および／または液状パラフィンなどの実質的に圧縮できない流体であることが好ましいが、気体などの圧縮可能な流体であってもよい。しかしながら、流体１１０は他の様々な適切な種類の流体であってもよい。流体１１０の一部は好適には浸透層１４０内に包含され、例えば浸透層１４０の流体ポート１４４内や、浸透層１４０が規定する空洞（すなわちリザーバ）内である。図１、図５に示すように、ユーザインタフェースシステム１００はまた、近位のおよび／または遠隔のリザーバを具え、それぞれが流体１１０の一部を保存する。しかしながら、流体はユーザインタフェースシステム１００内の他の適切な構成物内に配置されてもよい。触覚層１２０、浸透層１４０、変位デバイス１５０、タッチセンサ１６０、リザーバ１７０、および／または、流体１１０と接触するユーザインタフェースシステム１００の他の様々な要素の存在下では流体１１０は実質的に化学的に不活性であることが好ましく、特に、流体１１０は腐食せず、流体１１０と接触するユーザインタフェースシステム１００の様々な要素によって腐食しないことが好ましい。流体１１０の特性は、ユーザインタフェースシステム１００または当該ユーザインタフェースシステム１００が適用されるデバイスの通常の動作環境下では実質的に変化しないことが好ましい。例えば、ユーザインタフェースシステム１００が航空機内で使用される場合、流体１１０の特性は海面レベルと高々度の間で実質的に変化しないことが好ましい。しかしながら、流体１１０は他の適切な化学的特性を有してもよい。
【００１２】
図２、図５に示すように、好適な実施例の触覚層１２０は、ユーザにより接触可能な触覚面１２４を提供し、触覚方式でユーザとインタフェースする。触覚層１２０は好適には連続的であり、触覚面１２４を押した（swipe）場合に、ユーザがそこに妨害や継ぎ目を感じないようにする。触覚層１２０はまた、収縮状態では平坦（フラット）であることが好ましいが、代替的に平坦でない（湾曲している）面を形成してもよい。触覚層１２０は単一面で構成されてもよいし、代替的に第１の面と第２の面に沿って構成されてもよい。例えば、触覚層１２０の一部は装置の第１の面上に構成され、触覚層１２０の第２の面は、前記第１の面の近くであるが接してはいない装置の第２の面上に構成されてもよい。
【００１３】
図９に示すように、触覚層１２０はさらに、第２の領域１２２の背面１２５へと流体が転位したときに、収縮状態から拡張状態へと外形が変形する第２の領域１２２を規定するよう機能し（すなわち、第２の領域１２２の背面１２５の流体圧が環境気圧より高く増大する）、この第２の領域１２２は拡張状態において第１の領域１２１より高くなることが好ましく、これによりユーザが第１の変形可能領域１２１から触覚的に識別可能となる。触覚層１２０はまた、第２の領域１２２の状態に拘わらず実質的に変形しないままとなる第１の領域１２１を規定するよう機能する。第２の領域１２２は、流体１１０が第２の領域１２２の背面１２５から注がれた（あるいは流体圧が開放された）場合に収縮状態へと「弛緩する」または「非変形となる」ことが好ましい。この収縮状態では、第２の領域１２２は好ましくは触覚面１２４の第１の領域１２１と同一面となる。窪んだ状態では、触覚層１２０はまた、浸透層１４０により規定される凹状の輪郭へと変形および／または適合する（図３参照）。第２の領域１２２の背面１２５から排出された流体は、好適に第２の領域１２２を凹状の輪郭へと引っ張る。この窪んだ状態は好適にユーザにさらなる触覚フィードバックを提供し、これが収縮状態と拡張状態から識別可能である。第２の領域１２２は好適に、拡張状態と収縮状態の間で動作可能であるが、さらに単に拡張状態から窪んだ状態の間で、あるいは拡張状態、収縮状態、そして窪んだ状態のすべての間で動作可能である。第２の領域１２２は、しかしながら、他の様々な状態で動作してもよい。
【００１４】
好適には、触覚層１２０は、第２の領域１２２を多様な状態に変形できるよう弾力性がある。第１のバリエーションでは、触覚層１２０は特定の領域（すなわち第２の領域１２２の近傍）で比較的に弾性が高く、他の領域（すなわち第１の領域１２１の近傍）では比較的に弾性が低い。このため触覚層１２０は好適には、比較的弾性が高い領域ではより変形可能である。第２のバリエーションでは、触覚層１２０はほぼ均一の弾力性である。第３のバリエーションでは、触覚層１２０は、ニッケルチタン（一般に「ニチノール」と称される）などのスマート材料を含むかスマート材料で構成される。触覚層１２０はまた、実質的に光学的に透明であることが好ましいが、代替的に半透明または不透明であってもよい。触覚層１２０は、好適に以下の特性を有する：高い光透過性、曇りが少なく、広い視野角、背面反射が最小（例えば、ユーザインタフェースシステム１００が光を放つデジタルディスプレイ１９０に適用される場合）、耐摩擦性、耐薬品性、耐変色性、気体および／または液体に不浸透性、および平滑（すなわち粘着性でないか、感触が粗くない）。付加的または代替的に、表面がこれらの所望の特性のいずれかを提供するコーティングを具えてもよい。好適に触覚層１２０は適切な弾性材料でなり、例えば重合体や、および／またはシリコンベースのエラストマでなる。これらの適切な材料は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ＲＴＶシリコーン（例えばＲＴＶシリコーン６１５）、ポリウレタン、熱硬化性樹脂（例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、および光硬化性（photocurable）耐溶剤性エラストマ（例えば過フルオロポリエーテル）を含む。しかしながら触覚層１２０は、様々な適切な材料で製造することができる。一例では、触覚層１２０は単一かつ均質の（すなわち全体が同じ材料の）層であり、１ｍｍ以下の厚さであり、好適な礼では、触覚層１２０は５０μｍから２００μｍの厚さである。別の例では、触覚層１２０は、同一か異なる適切な材料と厚さの複数の層および／またはコーティングを用いて構成されてもよい。
【００１５】
好適には触覚層１２０は浸透層１４０に近接しており、触覚層１２０の第１の領域１２１は好適に浸透層１４０に選択的に取り付けられるか接着されるか他の方法で合流しており、触覚層１２０の第１の領域１２１が浸透層１４０に対して保持されている。しかしながら、触覚層１２０は、浸透層１４０と触覚層１２０の間に挟まれたタッチセンサ１６０（すなわち電極）の一部で浸透層１４０に合流してもよい。タッチセンサ１６０は触覚層１２０に合流しており、これにより触覚センサと触覚面１２４の間の距離が実質的に保持されるように触覚層１２０とともに変形する。これは特にタッチセンサ１６０が容量性のタッチセンサ１６０である場合に重要となる。
【００１６】
第１の領域１２１は好適に、第２の領域１２２との境界を規定する。流体が流体口１４４から触覚層１２０の方へ変位すると、浸透層１４０に接着されていない触覚層１２０の部分（すなわち第２の領域１２２）の方へ案内された流体のみが、浸透層１４０を出て触覚層１２０の自由な部分を外側に拡張させ、表面の変形領域を形成する。この変形領域は好適には第２の領域１２２であり、好適にボタンを形成する。（浸透層１４０に合流している）第１の領域１２１は好適に、流体１１０が第１の領域１２１の近くの流体口１４４を出るのを制限する。第１の領域１２１（および浸透層１４０に合流する他の領域）はこのため、好適に流体口１４４を通り流れる流体によって変形しない。このため、第２の領域１２２の外辺部は好適に、浸透層１４０に取り付けられた触覚層１２０の背面１２５の部分（すなわち第１の領域１２１）により部分的に規定される。
【００１７】
触覚層１２０の第１の領域１２１は好適に、取付点１８０（または複数の取付点）を介して浸透層１４０に対して保持されている。この取付点１８０は、線、曲線、あるいは面といった連続的な点の連なりであってもよいし、代替的に不連続の点の連なりであってもよい。取付点１８０は粘着ボンディング、化学ボンディング、溶接、拡散接合、あるいは他の様々な適切な取付材料および／または方法により構成されてもよい。取付点１８０は、触覚層１２０と浸透層１４０の間に配置された一定量の粘着材か他の材料を含んでもよい。代替的に、取付点１８０は触覚層１２０の背面１２５と浸透層１４０の実質的な間を化学ボンディングで形成してもよい。取付点１８０を構成する方法および／または材料により、触覚層１２０および／または浸透層１４０と実質的に類似の光学特性を有する取付点が得られることが好ましい。取付点１８０は好適に、第１の領域１２１と第２の領域１２２の間の境界を規定し、ここで第１の領域１２１は浸透層１４０に対して保持され、第２の領域１２２は自由なままとなり第２の領域１２２の背面１２５の流体圧の変化により変形する。
【００１８】
好適な実施例の浸透層１４０は、第２の領域１２２を指示する支持面１４２を規定し、さらに浸透層１４０を通って第２の領域１２２の背面１２５へと流体１１０の一部を連通させる複数の流体口１４４を規定するよう機能する。流体１１０の一部は、いずれかの流体口１４４を通って触覚面１２４の方へ案内され、好適に第２の領域１２２を外側に変形させる。
【００１９】
浸透層１４０の流体口１４４は好適に、例えば保持壁１３０、触覚層１２０、および／または周辺壁によって実質的に周辺環境から閉塞されている。流体口１４４はまた好適に流体１１０で実質的に満たされており、汚染や流体１１０の他の流体との望ましくない混合が好適に合資される。流体１１０が液状パラフィンである実施例では、流体口１４４は実質的にパラフィンで満たされ、浸透層１４０が保持壁１３０と浸透層１４０により実質的に環境から遮断され、流体口１４４に空気が入らないようにしている。このような流体１１０の汚染は、液状パラフィン内に気泡を生じさせ、ユーザインタフェースシステム１００において透明度が低下したり、および／または光伝達（すなわち画像）の干渉が増大する。ユーザに動画を出力するデジタルディスプレイ１９０を具える例では、このような透明度の低下と干渉の増大は、特にユーザインタフェースシステム１００に有害となる。
【００２０】
浸透層１４０は、いくつかのバリエーションのうちの一つであってもよい。第１の例では、図４に示すように、浸透層１４０は実質的に多孔性の材料であり、流体口１４４を形成する一連の相互接続された空洞を規定する。これらの空洞は好適に流体１１０の一部を包含し、浸透層１４０を通して流体を案内する。浸透層１４０はこのため流体１１０を浸透させることができる。この多孔性の浸透層１４０の例では、浸透層１４０の一部にわたって適用される電解が浸透層１４０の小孔を変化させるよう作用する。本例では、浸透層１４０はこのため第２の領域１２２へ、または第２の領域１２２からの流体１１０の流れを開閉するバルブとしての機能を果たす。しかしながら、代替的に加熱部材が浸透層１４０の一部を加熱して、浸透層１４０の一部の小孔、および／または流体１１０の一部の粘性を変化させるよう作用してもよい。浸透層１４０により少なくとも部分的に規定されるリザーバ１７０を具える例では、図４Ｂに示すように、リザーバ１７０へ開いた空洞が、リザーバ１７０と触覚層１２０の間に流体１１０を連絡させうる。本例の浸透層１４０は実質的にスポンジ状である。ユーザインタフェースシステム１００は好適に、実質的に透明であり、ユーザインタフェースシステム１００を通して画像を伝達することができる。したがって、本例の浸透層１４０は好適に、実質的に透明な多孔性材料であり、例えば透明シリカエーロゲル、透明な重合体、および／または透明なセラミックなどである。しかしながら、この第１の例の浸透層１４０は、他の様々な適切な種類の多孔性材料であってもよい。
【００２１】
図３に示す第２の例では、浸透層１４０は流体口１４４を形成する一連のチャネルを規定する。これらのチャネルは好適に実質的に筒状の形状であり、特に、浸透層１４０を貫通する実質的に断面円形のほぼ平行な穴であるチャネルによって規定される流体口１４４は好適に、支持面１４２にほぼ垂直である。しかしながら、チャネル（すなわち流体口１４４）は他の様々な形状または断面であってもよい。これらのチャネルは好適に、ユーザが触感で気づかないくらい実質的に小さい。チャネルはまた、光学的にユーザには見えず、したがって浸透層１４０を介して伝送される画像の光学的歪曲が最小限となるが、にも拘わらず流体１１０の屈折率は浸透層１４０のものとほぼ同じとして、このような光学的歪曲を最小限にしてもよい。チャネルは、浸透層１４０の光学特性（すなわち屈折率）と異なる特性の流体（例えば気体、空気、液体）で満たされた場合でも、人間の目で検出できない程度に小さくてもよい。ほぼ円筒形のチャネルを具える例では、各チャネルは好適であれば５００μｍ未満の直径であり、各チャネルを通して好適には最大１００μｍの直径であるか、触感や裸眼で判別可能な最大特徴サイズより小さい。これらのチャネルは、レーザアブレーション、バルク加工、従来型の穿孔、またはエッチングなどで浸透層１４０に加工される。代替的に、チャネルは、チャネルを形成する構造を有する鋳型で浸透層１４０を処理することによるなどして、浸透層１４０の製造中に形成されてもよい。代替的に、浸透層１４０は、纏められて粘着材といった保持部材で保持された一連の個別チャネル（例えばチューブ）を具えてもよい。しかしながら、様々な他の方法でチャネルを浸透層１４０内に形成してもよい。ユーザインタフェースシステム１００は好適にユーザに画像を伝達するため、第２の例の浸透層１４０は好適に実質的に透明材料でなり、例えばガラス、エラストマ、例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）といったシリコンベースの有機ポリマ、あるいは他の重合体、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）といった熱硬化性樹脂、または過フルオロポリエーテルといった光硬化性で耐溶剤性のエラストマなどを含む。しかしながら、浸透層１４０は他の任意の適切な材料または形状であってもよい。
【００２２】
好適な実施例の浸透層１４０はまた、第２の領域１２２の近傍の支持面１４２を規定するよう機能する。支持面１４２は好適に硬質であり、ユーザにより触覚面１２４に加えられる力によって第２の領域１２２が内側に変形するのに限界を設ける「ハードストップ」を提供する。このように支持面１４２はユーザが触覚面１２４を「押しすぎる」のを防ぐ。支持面１４２は第２の領域１２２を越えて延在し、触覚面１２０の他の任意の領域または面積を同様に指示する。浸透層１４０が第１の領域１２１を実質的に平らな形で保持し、（第２の領域１２２の下の）支持面１４２もまたほぼ平坦な例では、支持面１４２はユーザによって触覚面１２４に加えられる力により第２の領域１２２が第１の領域１２１の面を越えて内側に変形するのを防ぐ。さらに、浸透層１４０は好適に触覚層１２０と協働して、特に第２の領域１２２が収縮状態の場合に、「ディボット」のサイズおよび／または数や、ユーザが触覚層１２４を指で打ったときに妨害する触感を実質的に低減する。これらのディボットは好適に流体口１４４で規定され、触覚層１２０は好適に流体口１４４の断面より実質的に大きな厚みを有し、触覚層１２０が流体口の開口部内に顕著に変形できないようになっている。流体口１４４はこのためユーザによって目に見えない。しかしながら、浸透層１４０と触覚層１２０の他の適切な構造を用いることができる。
【００２３】
好適な実施例における保持壁１３０は、浸透層１４０を支持し、流体がユーザインタフェースシステム１００の浸透層１４０の反対側から逃げてしまうのを防ぐ。好適な実施例の保持壁１３０はこのため、好適に変位デバイス１５０と協力して、流体口１４４を通って第２の領域１２２の背面１２５へと流体１１０の一部を案内する。特にこの保持壁１３０の構造は、浸透層１４０へと移動した流体１１０が、浸透層１４０の触覚層と反対側から出てしまうのを防ぐ。保持壁１３０はこのように流体１１０を案内し、潜在的な流体の出口を閉じて、流体１１０を触覚層の方へ案内する。保持壁１３０は実質的に流体透過不能であり、流体１１０は保持壁１３０を通過することができない。第１の例では、保持壁１３０は浸透層１４０の支持面１４２の反対側に直接合流している。本例では、保持壁１３０は流体口１４４の支持面１４２の反対側を閉じており、変位デバイス１５０が浸透層１４０の流体圧を増大させたときに、流体が浸透層１４０の支持面１４２の反対側から逃げないようにする。流体口１４４の浸透層１４０側を閉じることにより、浸透層１４０内の増大した流体圧が流体１１０を支持面１４２の方へ押しやり、第２の領域１２２を外側に拡張させる。例えば、浸透層１４０の第２の例では、浸透層１４０に規定される流体口１４４は流体１１０の一部を実質的に包含するように機能しない。このため、保持壁は浸透層１４０に規定された流体口１４４の各々の定壁を提供するよう機能して、浸透層１４０の支持面と反対側から流体の望まない流出を防ぐ。保持壁１３０はこのように浸透層１４０内に流体１１０の一部を包含するのを実現する。第２の例では、保持壁１３０は浸透層１４０の支持面１４２の反対側に結合されるがここからオフセットしており、これにより浸透領域と協力して浸透層１４０と保持壁１３０の間のリザーバ１７０を部分的に規定する。リザーバ１７０はさらに、部分的に、周辺壁によって規定される。この第２の例では、保持壁１３０は、（変位デバイス１５０によって発生する）リザーバ１７０内で増大する流体圧による変形に実質的に対抗し、流体が保持壁１３０を越えて逃げるのを防ぎ、したがって流体を浸透層１４０を介して第２の領域１２２の背面１２５の方へと案内し、第２の領域１２２を拡張する。しかしながら、保持壁１３０は他の様々な形状および／または構造であってもよい。
【００２４】
保持壁１３０は、浸透層１４０の触覚層１２０の反対側に適用されたコーティングであってもよく、そこに堆積された実質的に透明なシーラントなどであるが、代替的に、デジタルディスプレイの上に設けられ浸透層１４０に接着されたガラスやポリカーボネート基板といった有意の厚さの個別の層であってもよい。保持壁１３０はまた、浸透層１４０に合流しており保持壁１３０を浸透層１４０から実質的にずらして保持するスタンドオフおよび／またはピラーを具えてもよい。しかしながら、保持壁１３０は他の様々な形状であってもよく、他の任意の方法で浸透層１４０に結合されてもよい。
【００２５】
変位デバイス１５０は好適に、流体口１４４内の流体を第２の領域１２２の背面１２５の方へ変位させて、第２の領域１２２を拡張状態へと外側に変形させるよう機能する。この変位デバイス１５０はいくつかのバリエーションのいずれかであってよく、これには機械的ポンプ（例えば容積式ポンプ、衝撃ポンプ、速度ポンプなど）、電気ポンプ（例えば電気浸透ポンプ）、クランプ、プランジャ式変位デバイス（図９参照）、または流体を変位させうる他の任意の適切な装置が含まれる。第２の領域１２２を収縮状態から拡張状態に遷移させるには、変位デバイス１５０は好適に浸透層１４０内で支持面１４２から実質的に離れた領域において比較的高圧を発生させる。これが好適に第２の領域１２２の背面１２５の近くに比較的定圧の領域を導出し（すなわち圧力勾配）、これにより第２の領域１２２が拡張する。第２の領域１２２を拡張状態から収縮状態（あるいは拡張状態から窪んだ状態）へと遷移させるには、変位デバイス１５０が好適に、浸透層１４０の支持面１４２から実質的に離れた領域で比較的低圧を発生させ、これにより好適に第２の領域１２２の背面１２５から流体が離れて、第２の領域１２２を収縮させる。このように、変位デバイス１５０は流体１１０の一部を流体口１４４を介して背面１２５に案内して第２の領域１２２を収縮状態から拡張状態へ変位させ、変位デバイス１５０は流体１１０の一部を流体口１４４から案内して第２の領域１２２を拡張状態から収縮状態へと、および／または収縮状態から窪んだ状態へと遷移させる。
【００２６】
変位デバイス１５０が流体１１０を動かす流体圧勾配を生成する例では、第２の領域１２２が変形すると圧力勾配が好適に拡散して圧力変化を吸収する。ユーザインタフェースシステム１００内の流体圧は、第２の領域１２２が所望の状態（すなわち拡張、収縮、または窪んだ状態）になると好適に安定、一定状態へ到達する。変位デバイス１５０は好適に、この流体圧をシステム内に保持し、第２の領域１２２を所望の状態に保持する。ユーザインタフェースシステム１００がリザーバ１７０を具える例では、変位デバイス１５０はリザーバ１７０と流体口１４４にわたって圧力勾配を生成し、流体１１０をリザーバ１７０から流体口１４４へ、またはその逆へと動かす。
【００２７】
変位デバイス１５０は好適には容積式マイクロポンプであり、例えばドイツ国ツヴァイブリュッケンのＴｈｉｎＸＸｓ  Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＡＧからのポンプ＃ＭＤＰ２２０５、またはドイツ国ドルトムントのＢａｒｔｅｌｓ  Ｍｉｋｒｏｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨからのポンプ＃ｍｐ５などである。しかしながら、変位デバイス１５０は他の任意の適切な種類であってもよい。容積式ポンプの適切な種類は、ロータリー、往復運動、ギヤ、スクリュ、進展キャビティ（progressing cavity）、ルーツ式、蠕動、プランジャ、ダイヤフラム、またはロープポンプを含む。衝撃ポンプの適切な種類は、水撃ポンプを含み、速度ポンプの適切な種類は放射流および軸流の遠心ポンプと、エデュケータジェットポンプを含む。
【００２８】
代替的に、ユーザインタフェースシステム１００が浸透層１４０と保持壁１３０の間にリザーバ１７０を具える例では、図１と図４に示すように、機械的ポンプは浸透層１４０と支持面１４２に結合されたクランプを具えてもよく、この場合クランプは保持壁１３０の一部の向きを浸透層１４０に対して変更する。これは好適にリザーバ１７０の容積を低減（または増大）させ、したがってリザーバ１７０内の流体圧を増大（または低減）させ、流体を流体口１４４の方へ（または流体口１４４から）移動させて第２の領域１２２を拡張（または収縮）させる。
【００２９】
同様に、変位デバイス１５０は浸透層１４０を変形させて流体１１０の一部を変位させる。例えば、変位デバイス１５０は浸透層１４０の一部を圧縮し、これにより浸透層１４０の容積を低減させて流体を流体口１４４を通して動かし、第２の領域１２２を外側に変形させる。このように変位デバイス１５０は流体１１０を浸透層１４０から触覚層１２０の方へ「絞り出す」。浸透層１４０は均一に変形してもよい。例えば、変位デバイス１５０は浸透層１４０の支持面１４２と反対側を実質的にわたって配置されたクランプであってもよく、ここでクランプは保持壁１３０を触覚層１２０の方へ動かすことにより浸透層１４０を圧縮する。代替的に、変位デバイス１５０は浸透層１４０の一部のみを圧縮して、浸透層１４０のこの部分が第２の領域１２２に実質的に近くなるようにしてもよい。この例では、変位デバイス１５０は浸透層１４０を実質的に一方口に圧縮するが、代替的に浸透層１４０を例えば垂直と水平など１より多い方向へ圧縮しても良く、あるいは浸透層１４０を絞ることにより変形させてもよい。しかしながら、流体１１０の一部を浸透層１４０から変位させて第２の領域１２２を変形させる浸透層１４０の他の適切な変形もまた可能である。
【００３０】
変位デバイス１５０はまた、浸透層１４０の一部にわたって電圧勾配を生成して流体口１４４を通る電気浸透流体を導出する電気ポンプであってもよい。粘性力が実質的に小さなチャネルを通る流体の流れを実質的に妨害するため、電気浸透で駆動される流体の流れが、流体口１４４の断面が実質的に小さいユーザインタフェースシステム１００の例では有利となる。図２に示すように、変位デバイス１５０は、支持面１４２の実質的に透明な伝導トレース１５２に第１の電圧を生成し、（異なる）第２の電圧を透明な伝導トレースにおいて浸透層１４０の反対側に生成することにより、浸透層１４０にわたって電圧勾配を生成する。この電圧勾配で流体が流体口１４４を通る。ユーザインタフェースシステム１００のタッチセンサ１６０が、実質的に浸透層１４０と触覚層１２０の間、浸透層１４０内、または浸透層１４０と保持壁１３０の間の容量センサである例では、タッチセンサ１６０の電極はまた、電気式変位デバイス１５０の伝導トレース１５２の一部として機能する。しかしながら、変位デバイス１５０はユーザインタフェースシステム１００の他の適切な部分または部材に電圧勾配を生じさせて、電気浸透流体流を生じさせてもよい。
【００３１】
さらに、変位デバイス１５０は、（例えば浸透層１４０内の）流体１１０の一部を加熱して流体１１０の部分を膨張させ、したがって第２の領域１２２を拡張させる加熱部材を具えてもよい。本例では、ユーザインタフェースシステム１００にヒートシンクを設けて、このヒートシンクが流体１１０の部分の熱を奪って流体を冷却し、第２の領域１２２を収縮させてもよい。
【００３２】
好適な実施例のタッチセンサ１６０は、触覚面１２４の近くでユーザ動作の表示出力を生成するよう機能してもよい。この出力は好適にはプロセッサまたはユーザインタフェースシステム１００が設けられた装置内の他の要素によって可読であってもよい。タッチセンサ１６０は好適にユーザ動作すなわち触覚面１２４への指の接触を認識するが、タッチセンサ１６０は他の任意の物体の接触を認識してもよく、これには例えばスタイラス、ユーザの掌、ユーザの複数の指などがある。タッチセンサ１６０は好適に第２の領域１２２における接触面１２４の近傍のユーザ動作を検出するが（ユーザが拡張した第２の領域１２２を押した場合）、タッチセンサ１６０はまた触覚層１２０の他の任意の領域の近傍におけるユーザ動作を検出するようにしてもよい。
【００３３】
タッチセンサ１６０は、第２の領域が単独で収縮状態となった場合に、単独で拡張状態になった場合、単独で窪んだ状態になった場合のユーザ動作を検出してもよい。しかしながら、探知センサ１６０は好適に、第２の領域１２２の状態に拘わらず第２の領域１２２のユーザのタッチを検出してもよく、タッチセンサ１６０はまた収縮状態と拡張状態（および窪んだ状態）のそれぞれにおいて第２の領域１２２近傍のユーザのタッチについてユニークな出力を生成するようにしてもよい。上述したように、タッチセンサ１６０の一部の向きは、第２の領域１２２の多様な状態を通してタッチセンサ１６０のこの部分と触覚層１２０の間の距離を保持するように工夫されている。これは好適に、図７に示すように、タッチセンサ１６０の一部を触覚層１２０の背面１２５に合流させることにより実現する。図７Ａでは、第２の領域１２２が収縮状態にあり、タッチセンサ１６０の一部が浸透層１４０の支持面１４２近傍にある。図７Ｂでは、第２の領域１２２が拡張状態にあり、タッチセンサ１６０の部分が第２の領域１２２の背面に合流して変形している。
【００３４】
図８、９に示すように、タッチセンサ１６０は好適には容量式タッチセンサ１６０であり、ここでタッチセンサ１６０は駆動線（driving line）である第１の伝導トレース１５２Ａと、検知線（sensing line）である第２の伝導トレース１５２Ｂとなる。これにより触覚面１２４にユーザがタッチすると、タッチセンサ１６０によりトレース１５２Ａ、１５２Ｂで捕捉される。しかしながら、タッチセンサ１６０は他の任意の適切な技術でユーザのタッチを検知してもよく、これには光学、抵抗、表面弾性波、赤外線、分散信号、音波パルス認識センサ技術などが含まれる。
【００３５】
タッチセンサ１６０は好適に浸透層１４０の反対側の保持壁１３０に合流しており、このタッチセンサ１６０は保持壁１３０、浸透層１４０、および触覚層１２０を介してユーザ動作を検出する。しかしながら、タッチセンサ１６０は様々な部分がユーザインタフェースシステム１００の他の任意の要素の間に挟まれ、取り付けられ、および／または物理的に一体化していてもよい。このためタッチセンサ１６０は保持壁１３０に直接的または間接的に結合している。タッチセンサ１６０が１以上の電極層を具える容量性タッチセンサ１６０である例では（自己容量性タッチセンサ１６０）、タッチセンサ１６０の一部が浸透層１４０内に配置されてもよい。第１の例では、浸透層１４０はタッチセンサ１６０の電極層の周りに射出形成される。第２の例では、浸透層１４０がタッチセンサ１６０の電極層の両側に一枚ずつ２枚の接着された浸透シートを具え、これにより浸透層１４０とタッチセンサ１６０の部分と物理的に一体構成となっている。タッチセンサ１６０はまた、片側が保持壁１３０に接着され反対側が浸透層１４０に接着された層を具えてもよいし、タッチセンサ１６０は保持壁１３０に結合された接触感応式ディスプレイであってもよい（すなわち、タッチセンサ１６０とディスプレイ１９０が物理的に一体型）。上記の例では、電極層は好適には流体浸透性であり、例えば貫通口、穴、またはスロットを具える。しかしながら、タッチセンサ１６０は他の任意の種類や形状または構造であってもよく、例えば２００９年１月５日提出の米国特許出願番号１２／３１９，３３４「Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」、２００９年７月３日提出の米国特許出願番号１２／４９７，６２２「Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」に記載された検出システムであってもよく、これらは参照により全体として本書に組み込まれる。
【００３６】
ユーザインタフェースシステム１００はさらに、保持壁１３０に結合されたディスプレイ１９０を具え、これがユーザに画像を視覚的に出力してもよい。ユーザに視覚ガイダンスを提供するには、画像は好適に第２の領域１２２と整列された入力キーであることが好ましい。ディスプレイ１９０は好適にはデジタルディスプレイであり、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＥＬＰ、または車両コンソール、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、テレビ、ラジオ、机上電話、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、パーソナルナビゲーション装置、パーソナルメディアプレイヤー、カメラ、または腕時計のいずれかに通常設けられる他の種類のデジタルディスプレイであってもよい。デジタルディスプレイ１９０は、浸透層１４０の反対側の保持壁１３０に合流するのが好ましいが、代替的に保持壁１３０、タッチセンサ１６０、および／または浸透層１４０と一体であってもよい。ディスプレイ１９０は好適に画像を生成し、浸透層１４０と触覚層１２０は協働してディスプレイ１９０からユーザに画像を伝達する。保持壁１３０および／またはタッチセンサ１６０もまた、協働してユーザに画像を伝達してもよい。浸透層１４０と触覚層１２０（および、保持壁１３０および／またはタッチセンサ１６０）は、このため実質的に透明であり、実質的に光を妨害せず、実質的に内部反射が最小限である。
【００３７】
ユーザインタフェースシステム１００はさらに、浸透層１４０の周辺を実質的に囲む周辺壁を具え、これが保持壁１３０および触覚層１２０と協力して流体１１０を実質的に浸透層１４０内に保持する。触覚層１２０と保持壁１３０は好適に、浸透層１４０の対抗する幅広い面の間に封入し、周辺壁は好適に浸透層１４０を取り囲んで流体が浸透層１４０の周辺側から漏れないようにしている。これは特に、（図４に示すように、相互接続する空洞を有するほぼスポンジ状材料を具える）浸透層１４０の第１の例において重要である。触覚層１２０の変形しない（第１の）領域に向けられた流体は相互接続する空洞を通って実質的に横向きに再配向される。流体１１０は好適に触覚層１２０の変形可能な（第２の）領域へと押しやられ、流体１１０はさらに浸透層１４０の周辺側へ外に向けられ、これにより浸透層１４０内の圧力を開放して触覚層１２０の変形可能な領域の外側への変形を制限する。（しかしながら、好適に、本例および流体口１４４が流体１１０の一部を支持面１４２のほぼ垂直方向に連絡させる他の例では、変位デバイス１５０は第１の領域１２１と第２の領域１２２近傍の浸透層１４０内の流体圧を増大させるが、第２の領域１２２の方へのみ流体１１０を流し、このため第２の領域１２２のみが変形する。）周辺壁はこのように流体圧の開放を防ぎ、好適に本例（および潜在的に他の例）の浸透層１４０内に組み込まれる。他の例では、周辺壁は保持壁１３０、浸透層１４０、および電子デバイスのいずれかと協力してリザーバ１７０を規定する。周辺壁は実質的に浸透層１４０から独立しているが、浸透層１４０と一体であっても、保持壁１３０と物理的に一体であってもよい。しかしながら、保持壁はさらに触覚層１２０、保持壁１３０、またはユーザインタフェースシステム１００の他の任意の要素と物理的に一体であってもよい。変位デバイスが保持壁１３０の一部の向きを変更する例では、周辺壁は好適に、向きの変更を実現すべく必要に応じて変形する。
【００３８】
上述したように、ユーザインタフェースシステム１００は、流体１１０の一部が入るリザーバ１７０を具えてもよい。このリザーバ１７０は好適には、図１、図５に示すように浸透層１４０に実質的に隣接した近接リザーバであるが、図５に示すような遠隔のリザーバであってもよい。流体１１０が触覚層１２０の方へ変位すると、さらなる流体が好適にリザーバ１７０により浸透層１４０へと提供される。流体１１０が触覚層１２０から離れて移動すると、流体１１０は好適にリザーバ１７０に再び回収される。リザーバ１７０は、流体１１０の漏れや他の消失を補って浸透層１４０の流体を補充し、さらにリザーバ１７０は他の任意の適切な機能のためにさらなる流体を提供してもよい。リザーバ１７０は好適には変位デバイス１５０を介して浸透層１４０に結合されており（すなわち、変位デバイス１５０がリザーバ１７０と浸透層１４０の間に配置される）、変位デバイス１５０がリザーバ１７０から浸透層１４０の方へ流体を流し、あるいは逆へ流す。さらに、リザーバ１７０は実質的に硬質であり、リザーバ１７０は流体１１０がここから流れ出たときに実質的に変形しないが、このリザーバ１７０は代替的に実質的に変形可能であり、リザーバ１７０から流体が流出するか流れ込んだときに変形する柔軟な小袋（例えばプラスチック、シリコーン、またはラバー）のリザーバ１７０のバリエーションであってもよい。しかしながら、リザーバ１７０は他の任意の適切な方法で他の任意の形状で配置されてもよい。
【００３９】
リザーバ１７０が近接リザーバ１７０である場合、図１、図５に示すように好適に浸透層１４０と直接的に流体接触する。近接リザーバ１７０は、浸透層１４０の支持面１４２の反対側に結合し（あるいは、部分的にこれにより規定され）るが、代替的に浸透層１４０内の大きな空洞であって任意の数の流体口１４４からアクセス可能な流体を含んでもよい。近接リザーバ１７０はさらに、図５の支持ピラー１３９のように、近接リザーバ１７０を支持するとともに実質的にリザーバ１７０の形状を維持する支持ピラー１３９を具えてもよい。浸透層１４０が多孔性の例では、浸透層１４０は様々な側から流体を受け付け、したがって近接リザーバ１７０は任意の適切な配置で流体１１０を浸透層１４０の様々な側に連絡する。リザーバ１７０が遠隔リザーバである例では、好適にはチャネルを介して浸透層１４０（または他の近接リザーバ）に連結されるが、他の適切な部材または方法を用いて連結されてもよい。
【００４０】
リザーバ１７０はまた、ユーザインタフェースシステム１００内で流体１１０を移動させる第２の変位デバイス１５０を具えてもよい。これは好適に変位デバイス１５０の負荷を低減し、特に流体１１０が結構な距離を移動する必要がある遠隔リザーバを具える例で有用である。例えば、遠隔リザーバはクランプである第２の変位デバイス１５０に接続され、このクランプが手動で操作されて流体を浸透層１４０の方へ移動させてもよい。本例では、クランプは携帯電話または他の任意の適切なデバイスのヒンジおよび／またはスライダーであり、作動時に、流体は遠隔リザーバから排出されて浸透層１４０の方へ移動される（またはその逆）。しかしながら、第２の変位デバイス１５０の他の任意の適切な種類を用いてもよく、変位デバイス１５０と実質的に類似であってもなくてもよい。第２の変位デバイス１５０はまた、変位デバイス１５０の代わりに用いることができる。
【００４１】
ユーザインタフェースシステム１００はさらに、ユーザインタフェースシステム１００の近くの環境気圧（または圧力あるいは大気圧）を検出する圧力センサを具えてもよい。この圧力センサは任意の種類の圧力センサであってもよく、これには圧電抵抗式、容量式、電磁式、光学式、または電位差式のセンサが含まれる。収縮状態において、変位デバイス１５０は好適に第２の領域１２２の背面１２５における流体圧を調整して、第２の領域１２２が望まない変形（すなわち、第１の領域１２１との同一面から外れる）をしないように環境気圧と実質的に合致させる。例えば、収縮状態において、ユーザインタフェースシステム１００がほぼ海面レベルから実質的に高々度に移動された場合に変位デバイス１５０は好適に第２の領域１２２の背面１２５の流体圧を低減して、第２の領域１２２が高々度の低い環境気圧の存在により外側に変形しないようにする。この圧力センサはまた、変位デバイス１５０の基準としても作用し、拡張（または窪んだ）状態において、変位デバイス１５０は第２の領域１２２の背面１２５の圧力を環境気圧より予め規定されただけ上（または下）に増大（または低減）させて、第２の領域１２２が多様な環境気圧においてほぼ同じ変形となるようにする。しかしながら、圧力センサは他の任意の方法で機能し、および／または変位デバイス１５０と協力してもよい。
【００４２】
当業者は、以上の詳細な説明および図面並びに特許請求の範囲から、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の好適な実施例に変形および変更を施せることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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