(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報をユーザに提供するためのデバイスであって、
電流に応答して形状が変化する電気的に活性の極性材料をそれぞれが含む、個別にアドレス可能な複数のセルと、
前記個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに接続され、前記個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに前記電流を送達できる電気回路網と、
各セル中の前記電気的に活性の極性材料の形状の前記変化を膜上に伝達できる、前記個別にアドレス可能な複数のセル上の膜と、
前記個別にアドレス可能な複数のセルを使用してユーザへの触覚提示ができる情報を受信するための受信機とを備え、
前記極性材料は油であり、該油は、個々の油分子の電子が、前記電気回路網によって供給された正電流の方に引き寄せられ、個々の油分子の正に帯電した原子核が、正電流から反発されることによって形状が変化し、各セル中において、前記極性材料が液体に支持される、
デバイス。
【請求項２】
前記個別にアドレス可能な複数のセルが配列に構成された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記個別にアドレス可能な複数のセルがブライユ点字法で前記情報を提示することができる、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記個別にアドレス可能な複数のセルがナビゲーション記号として前記情報を提示することができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記膜がシリコーン材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記デバイスの位置を決定するための全地球測位システム（ＧＰＳ）コンポーネントをさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記受信機が、テキスト・メッセージ、電子メール・メッセージ、ボイスメール・メッセージ、およびナビゲーション指示からなるグループから選択された少なくとも１つのフォーマットで情報を受信することができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれが独立して、ある範囲の形状の変化を可能とし、それにより前記膜が、複数の高さを有する断面形状をとることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
情報をユーザに提供するためのシステムであって、
電流に応答して形状が変化する電気的に活性の極性材料をそれぞれが含む、個別にアドレス可能な複数のセルと、
前記個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに接続され、前記個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに前記電流を送達できる電気回路網と、
各セル中の前記電気的に活性の極性材料の形状の前記変化を膜上に伝達できる、前記個別にアドレス可能な複数のセル上の膜と、
前記個別にアドレス可能な複数のセルを使用してユーザへの触覚提示ができる情報を受信するための受信機とを備えるデバイス、ならびに、
前記触覚提示ができる情報を前記デバイスに送信するための送信機を備え、
前記極性材料は油であり、該油は、個々の油分子の電子が、前記電気回路網によって供給された正電流の方に引き寄せられ、個々の油分子の正に帯電した原子核が、正電流から反発されることによってその形状が変化し、各セル中において、前記極性材料が液体に支持される、
システム。
【請求項１０】
前記送信機が、セルラー電話システム送信機、電子メール送達システム、無線送信機、およびインターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）送信機からなるグループから選択される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記デバイスがさらに全地球測位システム（ＧＰＳ）コンポーネントを備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記送信機がＧＰＳ送信機を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記個別にアドレス可能な複数のセルがブライユ点字法で前記情報を提示することができる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記個別にアドレス可能な複数のセルがナビゲーション記号として前記情報を提示することができる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記膜がシリコーン材料を含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記受信機が、テキスト・メッセージ、電子メール・メッセージ、ボイスメール・メッセージ、およびナビゲーション指示からなるグループから選択された少なくとも１つのフォーマットで情報を受信することができる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
前記個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれが独立して、ある範囲の形状の変化を可能とし、それにより前記膜が、複数の高さを有する断面形状をとることができる、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、情報送達のためのデバイスおよびシステムに関し、より詳細には、情報を触知可能な形でユーザに提示するためのデバイスおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の進歩、特に通信技術の領域における進歩は、豊富な情報交換のためのデバイスおよびシステムをユーザにもたらしてきた。しかし、ほぼ全てのこのようなデバイスおよびシステムは視覚ベースであり、その機能を利用するにはユーザがデバイスのいくらかの部分を視認する必要がある。このことは、人口のかなりの部分である視覚障害者を、これらのデバイスおよびシステムを利用する能力のないままの状態に置き去りにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の実施形態は、情報を触知可能な形でユーザに提供するためのデバイスおよびシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様は、情報をユーザに提供するためのデバイスを提供する。このデバイスは、電流に応答して形状または位置あるいはその両方を変化させることのできる電気的に活性の材料をそれぞれが含む、個別にアドレス可能な(addressable)複数のセルと、個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに接続され、個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに電流を送達できる電気回路網と、各セル中の電気的に活性の材料の形状または位置あるいはその両方の変化を膜上に伝達できる、個別にアドレス可能な複数のセル上の膜と、個別にアドレス可能な複数のセルを使用してユーザへの触覚提示ができる情報を受信するための受信機とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様は、情報をユーザに提供するためのシステムを提供する。このシステムは、電流に応答して形状または位置あるいはその両方を変化させることのできる電気的に活性の材料をそれぞれが含む、個別にアドレス可能な複数のセルと、個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに接続され、個別にアドレス可能な複数のセルのそれぞれに電流を送達できる電気回路網と、各セル中の電気的に活性の材料の形状または位置あるいはその両方の変化を膜上に伝達できる、個別にアドレス可能な複数のセル上の膜と、個別にアドレス可能な複数のセルを使用してユーザへの触覚提示ができる情報を受信するための受信機とを備えるデバイス、ならびに、触覚提示ができる情報をこのデバイスに送信するための送信機を備える。
【０００６】
本発明の例示的な態様は、本明細書に述べる問題、および、当業者によって見出すことのできる論じない他の問題を解決するように設計されたものである。
【０００７】
本発明のこれらおよび他の特徴は、本発明の様々な実施形態を描いた添付の図面と共に本発明の様々な態様に関する以下の詳細な記述を読めば、より容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態によるデバイスの概略上面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるデバイスの概略上面図である。
【図３】ブライユ点字を表示する間の、図１および２のデバイスを示す図である。
【図４】ブライユ点字を表示する間の、図１および２のデバイスを示す図である。
【図５】ナビゲーション記号を表示する間の、図１および２のデバイスを示す図である。
【図６】ナビゲーション記号を表示する間の、図１および２のデバイスを示す図である。
【図７】図２のデバイスの垂直断面図である。
【図８】図７のデバイスの一部の詳細な垂直断面図である。
【図９】図７のデバイスの別の部分の詳細な垂直断面図である。
【図１０】送信機および全地球測位システム（ＧＰＳ）衛星と通信する、本発明の一実施形態によるデバイスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の図面は、正確な縮尺ではないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを描いたものとし、したがって、本発明の範囲を限定すると見なすべきではない。図面では、図面間で同じ番号付けは同じ要素を表す。
【００１０】
次に図面を参照するが、図１および２に、情報を触知可能な形でユーザに提示できるデバイス１００の一部の概略図を示す。デバイス１００は基板１０を備え、基板１０上には、行２０〜２９と列Ａ〜Ｊの配列(array)に構成され電気回路網６０に接続された、複数のセルが形成される。電気回路網６０は、複数のセルのそれぞれに独立して電流を送達することができる。
【００１１】
図１では、可撓性の膜３０（部分的な切断図として示す）が、基板１０および複数のセルの上に配置されている。説明上、図２では膜３０は示されていない。複数のセルの各セルは、電気回路網６０によって個別にアドレス可能であり、各セルはまた、電流に応答して形状または位置あるいはその両方を変化させることのできる電気的に活性の材料を含む。このような形状または位置あるいはその両方の変化は、膜３０の下側に伝達され、膜３０の可撓性により膜３０の上面に伝達される。
【００１２】
膜３０は、その下側にかけられた形状または位置あるいはその両方の変化を上面に伝達できる、知られているかまたは後に開発される任意の材料を含んでよい。適切な材料はシリコーン材料およびゴム材料を含むが、これらに限定されない。
【００１３】
例えば図３にデバイス１００を示すが、デバイス１００中では、セル２０Ａ（すなわち行２０、列Ａ）、２０Ｂ、２１Ａ、および２１Ｂ、ならびにセル２０Ｄ、２１Ｅ、および２２Ｄが、電気的に活性化されて、セル中の電気的に活性の材料の形状または位置あるいはその両方の変化を誘発した。図４にデバイス１００を示すが、膜３０が所定位置にあり、したがって、膜３０の上面で、電気的に活性化されたセル２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、および２１Ｂがブライユ点字「Ｇ」を形成し、電気的に活性化されたセル２０Ｄ、２１Ｅ、および２２Ｄがブライユ点字「Ｏ」を形成する。
【００１４】
しかし、ブライユ点字が、デバイス１００を使用して提供できる触覚情報の唯一の形というわけではない。例えば、図５および６に、矢印としてのナビゲーション記号の表現を示す。図５では、セル２１Ｅ、２２Ｅ、２２Ｆ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅ、２３Ｇ、２４Ｈ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｅ、２５Ｇ、２６Ｅ、２６Ｆ、および２７Ｅが、電気的に活性化された。図６には膜３０が所定位置にあるのを示すが、同図では、図５に示すセルの電気的活性化により矢印記号が表示されている。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態では、デバイス１００は、ユーザへの情報提示を容易にするための他のコンポーネントを備えてよい。例えば、デバイス１００は、テキスト・メッセージ、電子メール・メッセージ、ボイスメール・メッセージ、またはナビゲーション指示など、１つまたは複数のフォーマットに含まれる情報を受信できる受信機を備えてよい。本発明の他の実施形態では、デバイス１００は、デバイス１００の位置を決定するための全地球測位システム（ＧＰＳ）コンポーネントを備えてよい。これは、例えばデバイス１００を使用してナビゲーション情報または位置情報あるいはその両方をユーザに中継する場合に、特に有益であろう。
【００１６】
図１〜６には、行と列の配列に構成されたデバイス１００のセルを示すが、これは必要でも必須でもない。当業者に明らかであろうように他のセル構成も可能であり、本発明の範囲内である。図１〜６に示す均一に分布したセル構成は単なる例だが、このような構成は、均一に分布した行と列にわたって分散した構成要素にそれ自体が基づくブライユ点字などを表すのに有利である。
【００１７】
図７に、デバイス１００の行２０にわたる垂直断面図を示す。ここでは、説明および例示のために、膜３０が基板１０の上に持ち上げられているように示されている。使用時は、膜３０は前述のように基板１０上にあることになる。
【００１８】
図７でわかるように、電気的に活性の材料４０Ａ〜Ｊが、基板１０内にあり電気回路網６０と通信するのが示されている。各セルの電気的に活性の材料４０Ａ〜Ｊは、電気回路網６０によって供給される電流に応答して、形状または位置あるいはその両方を変化させることができる。例えば、電気的に活性の材料は、いくつかの実施形態では、ある量の極性材料を含んでよく、この極性材料は、電流がない場合は電気的に中性だが、供給された電流に応答して形状または位置あるいはその両方の変化を帯びることができる。例えば、いくつかの油は、電流に応答して形状変化を帯びることができ、個々の油分子の電子が、電気回路網６０によって供給された正電流の方に引き寄せられ、個々の油分子の正に帯電した原子核が、正電流から反発される。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態では、電気的に活性の固体材料が採用される。適切な材料は、例えば、サマリウムとコバルトの合金を含む。他の材料も、当業者に明らかであろうし、本発明の範囲内である。採用される電気的に活性の材料にかかわらず、結果的に、セル内の電気的に活性の材料の形状または位置あるいはその両方が変化し、したがって、くぼみ３２Ｂ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｈが、膜３０の下側３１上に形成される。これらのくぼみは、膜３０の可撓性質により、隆起形体３４Ｂ、３４Ｄ、３４Ｅ、３４Ｈとして膜３０の表面３３に伝達される。
【００２０】
図８に、図７の膜３０の一部の詳細な図を示す。図８でわかるように、膜３０の下にある電気的に活性の材料の形状または位置あるいはその両方の変化の度合いまたは程度を変動させることによって、様々な高さの隆起形体を膜３０の表面３３に伝達することができる。同様に、この、形状または位置あるいはその両方の変化の度合いまたは程度の変動は、例えば、電気的に活性の材料が受ける電流を改変することによって達成することができる。形状または位置あるいはその両方の変化の度合いまたは程度がこのように変動する結果として、触覚情報のコンター(contoured)表示またはマルチレベル表示をユーザに提供できる膜が得られる。
【００２１】
例えば、図８では、電気的に活性化されていないセルは、膜３０の非隆起（Ｈ０）表面３３となる。活性化された他のセルは、非隆起（Ｈ０）表面３３よりも高い第１の高さＨ１の隆起形体３４Ｂとなる。さらに他のセルは、より高い度合いまたは程度まで活性化され、第１の高さＨ１および非隆起（Ｈ０）表面３３よりも高い第２の高さＨ２の隆起形体３４Ｄ、３４Ｅとなる。図８では、膜３０は、３つの高さを有する表面３３を生み出すことのできる隆起形体３４Ｂ、３４Ｄ、３４Ｅを含むように示されているが、これは例示のために過ぎず、任意の数のレベルを達成してよく、隆起形体の高さの連続体であってよいことを理解されたい。
【００２２】
図９に、図７の基板１０の一部の詳細な図を示す。図９では、個々のセル５０Ａ〜５０Ｅを基板１０内に見ることができ、各セルは、電気的に活性の材料４０Ａ〜Ｅを含む。本発明のいくつかの実施形態では、各セル５０Ａ〜Ｅは、液体などの支持材料を含んでよく、この支持材料は、電気的に活性の材料４０Ａ〜Ｅの形状または位置あるいはその両方の変化を容易にするかまたは促進することができる。
【００２３】
図１〜９の実施形態は、基板１０内の比較的少数の個別セルを示すが、これは例示および説明のために過ぎないことを理解されたい。本発明のいくつかの実施形態では、デバイス１００は、このようなセルをより多く備えることになり、その結果、より多量の、またはより細かい粒度の、あるいはその両方の触覚情報を提示することができる。例えば、現在の製造技法では、個々のセルの中心が４０μｍも近接するような間隔でセルを配置することができ、その結果、膜表面３３の１平方インチ（０．０００６４５１６ｍ２）当たりのセルは４０００００個を超える。この粒度レベルでは、エリアのトポロジの表現、および個々の物体（人間の顔を含む）の形状または輪郭の表現を含めた、非常に複雑な情報を、触知可能な形で提示することができる。
【００２４】
図１０に、ユーザ１１０によって使用されているデバイス１００の概略図を示す。上に言及したように、デバイス１００は、ユーザ１１０への触覚提示ができる情報を受信するための受信機を備える。このような情報は、例えば、送信機２００から送信（１２０）されてよい。送信機２００は、例えば、セルラー電話システム送信機、電子メール送達システム、無線送信機、インターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）送信機などを含んでよい。送信される情報１２０は、送信機２００にアクセス可能なデータベース４００または他の記憶媒体に記憶し、そこから取り出すことができる。
【００２５】
同様に、いくつかの実施形態では、デバイス１００は、少なくとも１つの全地球測位システム（ＧＰＳ）衛星３００と通信できるＧＰＳコンポーネントを備えてよい。このような実施形態では、ＧＰＳコンポーネントは、ＧＰＳ衛星３００との間で情報を送信（１３０）するかまたは受信（１３２）するかあるいはその両方を行うことができる。このような、送信または受信あるいはその両方がなされた情報を使用して、デバイス１００の位置、または他の地形(features)、目的地、もしくは関心ポイント(points of interest)の位置、あるいはその両方、ならびにデバイス１００からのそれらの相対的な距離を決定することができる。
【００２６】
図１０では、デバイス１００をハンドヘルド・デバイスとして示しているが、これは必要でも必須でもない。デバイス１００は、セルラー電話機、スマート・フォン、タブレット・コンピュータ、ラップトップまたはノートブック・コンピュータに統合されてもよいが、デバイス１００はまた、ハンドヘルドであろうと他の形であろうと、スタンドアロン・デバイスとして機能してもよい。例えば、杖など、普通なら視覚障害者ユーザによって使用されるデバイスに、デバイス１００を組み込むことができる。例えば、デバイス１００を杖の柄に組み込むことができ、それにより、ユーザが杖をその通常の方式で使用する間、柄を介して、情報を触知可能な形でユーザに提示することができる。当然、当業者に明らかであろうように他のデバイスにデバイス１００を組み込むこともできる。
【００２７】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態について述べるためのものに過ぎず、本開示を制限する意図はない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明確にそうでないと示さない限り、複数形も含むものとする。さらに、「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅまたはｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇあるいはその両方）」が本明細書で使用されるとき、これは、記述される特徴、整数、ステップ、動作、要素、またはコンポーネント、あるいはその全てが存在することを指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、またはこれらのグループ、あるいはその全ての存在または追加を除外しないことは理解されるであろう。
【００２８】
本発明の様々な実施形態に関する記述を例示のために提示したが、この記述は、網羅的でもなく、開示する実施形態に限定されるものでもないものとする。述べた実施形態の範囲および主旨を逸脱することなく、多くの変更および変形が当業者には明らかであろう。本明細書で使用される用語は、実施形態の原理、実際上の適用、もしくは市場で見られる技術に勝る技術的改善を最もよく説明するために、または本明細書に開示する実施形態を他の当業者が理解できるようにするために選択されたものである。
【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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【図１０】
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