(57)【要約】  タッチセンサと、タッチ生成パッドと、触覚ボタンとを含む触覚タッチ感知システム。タッチセンサはタッチに応答して電気信号を生成するように構成されている。タッチ生成パッドはタッチセンサの少なくとも一部を覆うとともに、起動される前にタッチセンサ上にタッチを生じないように構成されている。ユーザはタッチ生成パッドと関連する触覚ボタンを押圧することによりタッチ生成パッドを起動することができる。押圧されたことに応答して、触覚ボタンは触覚フィードバックをユーザに提供するように構成されている。タッチ生成パッドは触覚ボタンによって起動された時にタッチセンサ上にタッチを生じる。
2007510977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ入力に応答して電気信号を生成するように構成されたタッチセンサと、
前記タッチセンサの少なくとも一部分に近接したタッチ生成パッドと、
前記タッチ生成パッドに関連する触覚ボタンとを備え、前記触覚ボタンがユーザによる起動時に触覚フィードバックを提供するとともに前記タッチ生成パッドに結合するように構成され、前記タッチセンサが前記触覚ボタンの前記タッチ生成パッドとの結合を検出するように構成されたタッチ感知システム。
【請求項２】
前記触覚ボタンがユーザにより押圧されたことに応答して応答力を提供するように構成され、前記応答力がユーザへ触覚フィードバックを提供するように作動する、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項３】
前記触覚ボタンの前記タッチ生成パッドとの結合が、前記タッチ生成パッドを前記タッチセンサに電気的に結合させる、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項４】
前記触覚ボタンが前記タッチパッドから遠隔配置される、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項５】
前記触覚ボタンが前記タッチセンサの背後に配置される、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項６】
前記触覚ボタンが前記タッチ生成パッドの電位とは異なる電位を有し、前記触覚ボタンが前記タッチ生成パッドに電気的に接続するとともに前記タッチ生成パッドの前記電位を変化させることにより前記タッチ生成パッドを起動する、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項７】
前記触覚ボタンの前記電位が回路グランドである、請求項６に記載のタッチ感知システム。
【請求項８】
前記触覚ボタンが前記タッチ生成パッドに結合した時に、前記タッチ生成パッドが、前記タッチセンサ上に検出可能なタッチを生じるのに十分に前記タッチセンサに機械的に接触するように構成される、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項９】
前記触覚ボタンが前記タッチ生成パッドに結合した時に、前記タッチ生成パッドが、前記タッチセンサ上に検出可能なタッチを生じるのに十分に前記タッチセンサにより発せられた光線を遮断するように構成される、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項１０】
前記触覚ボタンが前記タッチ生成パッドに結合した時に、前記タッチ生成パッドが、前記タッチセンサ上に検出可能なタッチを生じるのに十分に弾性波のエネルギーを吸収するように構成される、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項１１】
前記触覚ボタンが前記タッチ生成パッドに結合した時に、前記タッチ生成パッドが、前記タッチセンサ上にタッチとして検出可能な振動を生成するように構成される、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項１２】
前記タッチ生成パッドが前記タッチセンサに着脱可能に取り付けられる、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項１３】
前記タッチ生成パッドが前記タッチセンサに恒久的に取り付けられる、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項１４】
前記触覚ボタンが、ユーザが触覚によって前記触覚ボタンに関連する入力の機能を判断することができる凹凸模様を含む、請求項１に記載のタッチ感知システム。
【請求項１５】
ディスプレイスクリーンと、
前記ディスプレイスクリーンの前に位置し、タッチ入力に応答して信号を生成するように構成されたタッチセンサと、
前記タッチセンサの前に位置し、起動されていない時に前記タッチセンサ上に検出可能なタッチを生じることなく、且つ起動された時に前記タッチセンサ上に検出可能なタッチを生じるように構成されたタッチ生成パッドと、
前記タッチ生成パッドと関連し、ユーザにより押圧された時に前記タッチ生成パッドを起動するように構成された触覚ボタンとを備える、ユーザと対話するシステム。
【請求項１６】
前記触覚ボタンがユーザにより押圧されたことに応答して応答力を提供するように構成され、前記応答力がユーザへの触覚フィードバックを提供するのに十分である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記触覚ボタンがスナップドームボタンである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記触覚ボタンがシリコーンエラストマーボタンである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記触覚ボタンがロッカースイッチである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記触覚ボタンがカーボンボタンである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記タッチセンサが容量式タッチセンサである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
起動されていない時、前記タッチ生成パッドが前記タッチセンサと容量結合しないように構成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
起動されたことに応答して、前記タッチ生成パッドが前記タッチセンサと容量結合するように構成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記タッチセンサが抵抗式タッチセンサである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２５】
動作中でない場合には、前記タッチ生成パッドが前記抵抗式タッチセンサに機械的に接触しないように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
起動されたことに応答して、前記タッチ生成パッドが前記抵抗式タッチセンサに機械的に接触するように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記タッチセンサが光学式タッチセンサである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２８】
動作中でない時に、前記タッチ生成パッドが前記光学式タッチセンサによって発せられた光線を遮断しないように構成される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
起動されたことに応答して、前記タッチ生成パッドが前記光学式タッチセンサによって発せられた光線を遮断するように構成される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記タッチセンサが表面弾性波式タッチセンサである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項３１】
動作中でない時に、前記タッチ生成パッドが前記表面弾性波式タッチセンサによって発せられた弾性波のエネルギーを吸収しないように構成される、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
起動されたことに応答して、前記タッチ生成パッドが、前記表面弾性波式タッチセンサによって発せられた前記弾性波の十分なエネルギーを吸収するように構成される、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３３】
前記タッチセンサが振動感知式タッチセンサである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項３４】
動作中でない時に、前記タッチ生成パッドが前記振動感知式タッチセンサ内に振動を生じないように構成される、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
起動されたことに応答して、前記タッチ生成パッドが前記振動感知式タッチセンサによって感知できる振動を生じるように構成される、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３６】
起動されていない時にタッチセンサ上にタッチを生じないようにタッチ生成パッドをタッチセンサ上に取り付けるステップと、
ユーザが前記タッチ生成パッドに関連する触覚ボタンを押圧したこと応答して、前記タッチ生成パッドを起動するとともにユーザに触覚フィードバックを提供するステップと、
前記タッチ生成パッドを起動したことに応答して、前記タッチセンサ上にタッチを生じるステップとを含む、タッチセンサを含むタッチ感知システムのユーザに触覚フィードバックを提供する方法。
【請求項３７】
ユーザが前記触覚ボタンを押圧したこと応答して、ユーザに触覚フィードバックとして応答力を提供する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記タッチセンサ上に前記タッチを生じるステップが、前記タッチ生成パッドを前記タッチセンサと容量結合することにより行われる、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記タッチセンサ上に前記タッチを生じるステップが、前記タッチ生成パッドと前記タッチセンサとの間の機械的接触により行われる、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記タッチセンサ上に前記タッチを生じるステップが、前記タッチセンサによって発せられた光線を前記タッチ生成パッドで遮断することにより行われる、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記タッチセンサ上に前記タッチを生じるステップが、前記タッチセンサによって発せられた弾性波のエネルギーを前記タッチ生成パッドを用いて吸収することにより行われる、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記タッチセンサ上に前記タッチを生じるステップが、前記タッチセンサ内に検出可能な振動を生じるのに十分なように前記タッチセンサに衝撃を与えることにより行われる、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
コンピュータおよび他の電子デバイスが定着するにつれてタッチ感知システムがデータを入力するための手段としてより広く普及してきている。例えばタッチ感知システムは今日、工場、倉庫、製造設備、レストラン内、個人用携帯情報端末、現金自動預け払い機、カジノゲーム機上等で見られる。
【０００２】
タッチ感知システムはタッチセンサと表示装置とを含むことが多い。表示装置は通常ユーザに図形情報を提示するディスプレイスクリーンを含んでいる。タッチセンサは普通ディスプレイスクリーン上に配置されたスクリーン上のタッチの位置を感知する透明な感知回路を含んでいる。タッチ感知ディスプレイを従来のハードウェア入力装置の代わりに用いることが多い。例えばディスプレイスクリーンを用いてボタンのように見えるアイコンを図示し得る。ユーザはアイコンの場所でスクリーンにタッチすることがボタンに対応する信号になる。この結果ユーザがボタンを「押圧」したようになる。
【０００３】
いろいろな意味でタッチ感知システムはボタンとスイッチとを有する従来の入力システムより優れている。例えばタッチ感知システムは通例可動部分がわずかしかまたはまったくないため、従来の入力システムより信頼性が高い。さらにタッチ感知システムをボタン手段をダイナミックに変化させるようにプログラムすることができる。これにより特定の用途または状況に合わせて特注できる柔軟且つユーザフレンドリな入力機構を提供される。ユーザに多層のメニューで入力選択肢を提供することによりタッチ感知システム内の制御機構を統合して、スペースおよび製造コストを節約し得る。
【０００４】
タッチ感知システムは多くの用途において徐々に従来の入力システムに取って代わりつつあるが、なおタッチ感知システムが容認可能なものとして見られていない用途がある。タッチ感知システムの批判の１つは触覚フィードバックを提供できないことである。触覚フィードバックによりユーザは触覚によって正しい入力機構の位置を突き止めたか、あるいは入力の実行に成功したかを知ることができる。電子デバイスの多くの動作環境および用途において、触覚フィードバックはユーザへフィードバックを提供する唯一の安全且つ有効な手段であることが多い。視覚および聴覚フィードバックが用いられる場合もある。しかし周囲騒音が激しいまたは照明が限られている環境で電子デバイスを用いる場合には、聴覚または視覚フィードバックは有効ではないことがある。同様に触覚フィードバックは視覚または聴覚機能障害を患っているユーザに対する唯一の実行可能な選択肢であり得る。
【０００５】
触覚スイッチはタッチスクリーンも含むシステム内でそれ自体の関連する電子素子および制御回路を有する別体の素子として提供されてきた。他の用途において抵抗式タッチスクリーンはタッチスクリーンの個々の領域が触覚スイッチのように機能するように変更された。スペーサ接着剤を４線抵抗式タッチスクリーンの上基板と下基板との間に且つ能動領域の一部分を覆うように配置した。円形アパーチャをスペーサ接着剤内に作製して個々の領域を規定し、ここで十分なタッチ力があれば上基板と下基板との間に接触が行えるようにした。金属スナップドームをアパーチャ領域の上に配置するとともに正しい位置に固定した。スナップドームを押圧すると、スナップドームの中心のくぼみがタッチスクリーンの上基板の導電面を特定の場所で下部導電面と接触させることができる。スペーサ接着剤により覆われた領域の外側のタッチスクリーンの部分を従来の抵抗式タッチスクリーンとして用いることもできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
簡潔に言えば本発明はタッチセンサと、タッチ生成パッドと、触覚ボタンとを含む触覚タッチ感知システムを対象とする。タッチセンサはタッチに応答して電気信号を生成するように構成されている。タッチ生成パッドはタッチセンサに近接して配置されるとともに、タッチ生成パッドが起動されるまでタッチセンサ上に検出可能なタッチを生じないように構成されている。ユーザはタッチ生成パッドに関連する触覚ボタンを押圧することによりタッチ生成パッドを起動することができる。触覚ボタンはタッチ生成パッドに近接近していても、またはタッチ生成パッドから離れて位置しているがタッチ生成パッドを起動可能であってもよい。触覚ボタンとタッチ生成パッドとの１対１対応は必要ない。タッチ生成パッドを、タッチパッドの起動をタッチセンサ上のタッチとして検出できるタッチスクリーンに近接した任意の箇所に配置することができる。例えばパッドをタッチセンサの前、タッチセンサの背後、タッチセンサの周縁に沿って配置等することができる。
【０００７】
触覚ボタンは押圧されたことに応答して触覚フィードバックをユーザに提供するとともにタッチ生成パッドを起動するように構成されている。タッチ生成パッドは触覚ボタンによって起動された時に、タッチセンサ上に検出可能なタッチを生じる。このように触覚ボタンに関連する別体の回路によってのみ検出するのとは対照的に、触覚ボタンの起動をタッチセンサによって検出することができる。設計によってはタッチセンサによっておよびタッチパッド専用の回路によってタッチパッドの起動を検出可能であることが望ましい。これにより較正、診断、冗長用にもしくはさらなる機能にアクセスするために用いることができるさらなる信号を提供し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はユーザに触覚フィードバックを提供するタッチ感知システムを構成する簡単な方法を提供する。従来のタッチ感知システムは通例タッチを受容する平滑な１片の表面を有するとともに基本的には触覚フィードバックを提供しない。本発明の触覚タッチ感知システムは、従来のボタンおよびスイッチを有する制御回路を普通のタッチ感知システムに追加することに付随するコストおよび煩雑さなしに触覚フィードバックをユーザに提供する。
【０００９】
本発明の様々な実施形態の以下の詳細な説明を添付の図面と共に鑑みれば本発明をより完全に理解できよう。
【００１０】
図面は概略的且つ例証的であり様々な要素の機能的関係を示しているが、必ずしもこれらの様々な要素間の特定な位置関係にある必要はない。本発明は様々な変更例および代替形状が可能であるが、それらの詳細を一例として図に示すとともに詳細に説明する。しかし本発明を説明する特定の実施形態に限定しようとするものではないことは理解されよう。逆に本発明の要旨および範囲内にあるすべての変更例、同等物および代替例を網羅しようとするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は例示的触覚タッチ感知システム１００を示す本発明の一実施の概略図である。触覚タッチ感知システム１００はユーザのコンピュータ１６０などの電子デバイスへの入力を可能にするとともに、ユーザに触覚フィードバックを提供する。通例触覚タッチ感知システム１００によりコンピュータ１６０はユーザと対話するための情報を表示することができる。
【００１２】
触覚タッチ感知システム１００は図２とともにより詳細に説明する多数の構成要素を含み得る。通例触覚タッチ感知システム１００はタッチセンサ上のタッチに応答して信号を生成するように構成されたタッチセンサを含む。触覚タッチ感知システム１００の場合、ユーザは直接または図２とともに詳述するタッチ生成パッドを介して間接的にタッチセンサにタッチすることができる。触覚タッチ感知システム１００は、信号を処理するとともにその結果をさらに処理するためにコンピュータ１６０に送信するように構成された制御回路も含み得る。
【００１３】
図２は触覚タッチ感知システム１００の例示的実施形態の分解組立図である。図２は触覚タッチ感知システム１００の主要構成要素を図示しているに過ぎない。本発明の原理から逸脱することなく他の構成要素を追加してもよい。
【００１４】
触覚タッチ感知システム１００により電子デバイスはユーザへの情報を表示することができるとともにユーザから入力を受け取ることができる。この実施形態では触覚タッチ感知システム１００はディスプレイスクリーン１１０と、タッチセンサ１１５と、タッチ生成パッド１２１〜１２６と、触覚ボタン１３１〜１３６とを含む。触覚タッチ感知システム１００は制御回路（図示せず）も含み得る。
【００１５】
ディスプレイスクリーン１１０はユーザへの情報を表示するための触覚タッチ感知システム１００の構成要素である。例えばディスプレイスクリーン１１０は冷陰極管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、ＯＬＥＤ、または任意の他の好適なディスプレイであり得る。ディスプレイスクリーン１１０により触覚タッチ感知システム１００は電子デバイスからの情報を表示することができる。情報はユーザが触覚タッチ感知システム１００を介して行う入力の選択を含み得る。図２はタッチセンサ１１５を介してディスプレイスクリーン１１０を視認する構成を示しているが、本発明はタッチセンサが透明ではないまたはディスプレイ上に配置されていない構成にも適用可能である。
【００１６】
タッチセンサ１１５はタッチを検出する触覚タッチ感知システム１００の構成要素である。タッチセンサ１１５は多数のタイプのタッチ感知スクリーン技術のうちの１つであり得る。例えばタッチセンサ１１５は容量式タッチセンサ（例えばアナログ容量式センサまたは予想容量式センサ）、抵抗式タッチセンサ、光学式タッチセンサ、音響式タッチセンサ、力タッチセンサ、振動タッチセンサ、もしくは現在既知のまたは今後開発される任意の他の好適なタッチセンサ）であり得る。これらの様々な技術を以下に簡単に説明する。
【００１７】
容量式タッチセンサは少なくとも１つの導電層を含む。導電層は通常発振回路により励起される。ユーザがディスプレイスクリーンにタッチすると、ユーザと導電層との間の容量結合の結果として信号が生成される。信号は感知回路によってタッチの場所に変換される。
【００１８】
抵抗式タッチセンサは通例スペーサドットによって分離された２つの透明な導電層を含む。タッチが２つの導電層を接触させると、その結果生じた電圧が感知されてタッチの場所が計算される。
【００１９】
光学式タッチセンサは通常一連の発光体と受光素子対とを含む。発光体および受光素子はディスプレイスクリーンの両側の縁部に載置されている。発光体の各々はディスプレイスクリーンを超えて反対側の対応する受光素子に対して光線を発する。ユーザがディスプレイスクリーンにタッチすると、１つまたは複数の光線が遮断されて信号を発生させる。その信号からタッチの位置が計算される。
【００２０】
表面誘導弾性波式タッチセンサはスクリーンの表面上を正確な速度で直線的に進行する弾性波を利用する。送信トランスデューサがスクリーンの水平および垂直縁部に沿って配置されている。対応する受信トランスデューサがスクリーンの反対側縁部に沿って配置されている。反射アレイがスクリーンの縁部に沿って印刷されている。動作時にはトランスデューサが反射体アレイの軸に沿って進行する表面弾性波を生成する。各反射素子において弾性波中の少量のエネルギーがその弾性波の直角方向に屈折され、ガラスの表面上を進行して、鏡像反射素子によって受信トランスデューサに向けて再度直角に屈折される。反射アレイの長さを進行するにつれて弾性波のエネルギーが低下するため、反射素子は低下エネルギーレベルを補償するように互いにより近接して配置されている。ユーザがスクリーンにタッチすると、エネルギーの一部がタッチによって吸収される。この低下エネルギーレベルを検出するとともに、受信信号の速度をスクリーン上の表示面弾性波の既知の速度と比較することによりタッチ場所が計算される。
【００２１】
振動感知式タッチセンサは圧電センサなどの振動感知素子を用いてタッチの衝撃により生成された振動を検出する。タッチ入力はタッチプレート内にタッチの場所から振動センサへ伝播する信号を生じることができる。振動信号が振動センサの各々において受信された時間差に関する情報からタッチの場所を計算することができる。代替的には振動発生体を用いてタッチイベントの影響により変化する既知の振動をタッチプレート内に発生することができる。変化した振動を振動センサによって同様に検出してタッチ場所を決定することができる。振動感知式タッチセンサの例には国際公開第０１／４８６８４号パンフレットに開示されたものがある。
【００２２】
上記のタイプのタッチセンサは当該技術において既知であり、さらに詳細に説明はしない。簡略化のため以下の説明は容量式センサを有する触覚タッチ感知システムに焦点を当てる。
【００２３】
タッチセンサ１１５はディスプレイスクリーン１１０の前に位置している。タッチセンサ１１５がディスプレイスクリーン１１０全体の大部分を覆っていることが好ましい。ある実施形態においてタッチセンサ１１５はディスプレイより大きく、表示領域の外側の境界領域を規定している。ある実施形態では触覚ボタンおよび／またはタッチ生成パッドをこのような境界領域内に配置して、表示の視認性を損なわないようにすることが望ましい場合がある。タッチに応答してタッチセンサ１１５はタッチを感知するとともにタッチに関連する信号を電子デバイスに送信する。それらの信号から触覚タッチ感知システム１００の制御回路によってタッチの位置を計算し得る。
【００２４】
タッチ生成パッド１２１〜１２６はタッチセンサ１１５上にタッチを生成する触覚タッチ感知システム１００の構成要素である。タッチ生成パッド１２１〜１２６の各々は対応する触覚ボタン１３１〜１３６に関連している。タッチ生成パッド１２１〜１２６をタッチセンサ１１５の表面上に印刷してもよい。タッチ生成パッド１２１〜１２６はタッチセンサ１１５に着脱可能にまたは恒久的に取り付けられた別体の構成要素であってもよい。休止状態ではタッチ生成パッド１２１〜１２６を、いかなる特定の信号原にも拘束されていないことを意味する「浮動する」ように構成し、そのため感知電子素子に対して「見えない」ように構成することができる。容量式タッチセンサを有するシステム上で用いるために、タッチ生成パッド１２１〜１２６は起動されたときに、「タッチ」としてタッチセンサにより検出可能な電位変化または駆動周波数変化などの電気的変化するように構成されている。タッチ生成パッド１２１〜１２６は対応する触覚ボタン１３１〜１３６に結合されているときにこのように起動することができる。
【００２５】
触覚ボタン１３１〜１３６は触覚フィードバックをユーザに提供する触覚タッチ感知システム１００の構成要素である。ボタン１３１〜１３６の各々はユーザによって押圧されたときにボタンがその対応するタッチ生成パッド１２１〜１２６と電気的に結合することにより、タッチ生成パッド１２１〜１２６をある既知の電位にまたはある既知の周波数で駆動して、タッチセンサ１１５上に「タッチ」を生じるように構成されている。触覚ボタン１３１〜１３６によって提供される触覚フィードバックを図４とともに詳細に説明する。簡単に言えば触覚フィードバックによりユーザは触覚ボタンが正しく起動されたかどうかを知ることができる。
【００２６】
触覚ボタン１３１〜１３６はメンブレンスイッチで用いられているスナップドーム、シリコーンエラストマーボタン、ロッカースイッチ、カーボンボタン等などの多数のタイプの機構を含み得る。触覚ボタン１３１〜１３６はキーキャップ、印刷または隆起記号等と嵌合させて、触覚ボタン１３１〜１３６の機能性を向上させることができる。例えばボタンを、低照明環境での用途のためにボタンを照明するライトパイプとともに構成し得る。他の例ではボタンを様々なタイプの知覚フィードバック、キーライト、音、ソレノイドヒット等を提供するように構成し得る。任意の従来の触覚スイッチまたはボタンに好適に追加可能な任意の他の特徴も本発明に組み込むことができる。
【００２７】
容量式タッチセンサと共に用いる場合、触覚ボタン１３１〜１３６の各々を対応するタッチ生成パッドをタッチセンサ１１５と容量結合させるように構成する。一実施形態において触覚ボタン１３１〜１３６は、休止状態の対応するタッチ生成パッド１２１〜１２６の電位とは異なる電位に電気的に接続される。例えば触覚ボタン１３１〜１３６を電気的に接地し得る。他の実施形態ではカーボン触覚ボタンを用いてユーザの指をタッチセンサ１１５に直接短絡し得るとともにタッチ生成パッドなしに用い得る。
【００２８】
動作時には触覚ボタン１３１〜１３６のうちの１つが押圧されると、触覚ボタンとその対応するタッチ生成パッドとが接触して電気的に接続する。その結果タッチ生成パッドの電気的状態は休止状態からタッチセンサによって検出可能な状態に変化する。例えばタッチ生成パッドの電位をタッチセンサに見えない電位から他の電位に変化させることができる。電位の変化がタッチセンサ１１５とタッチ生成パッドとの間の容量結合を生じ、それを人間のタッチと同様のタッチセンサ１１５上のタッチとして検出することができる。ボタンの座標はタッチセンサ１１５上の通常のタッチと同様に報告される。この座標を用いて電子デバイス上の押圧されたボタンを示し得る。
【００２９】
タッチ生成パッド１２１〜１２６および触覚ボタン１３１〜１３６を容量式タッチセンサのほかに他のタイプのタッチセンサと共に動作するように構成してもよい。例えば抵抗式タッチセンサまたは力タッチセンサ用のタッチ生成パッド１２１〜１２６および触覚ボタン１３１〜１３６は、タッチを生じるのに十分なタッチセンサとの確実な機械的接触を行うことができる機構を含んでもよい。光学式センサの場合タッチ生成パッド１２１〜１２６を、休止状態でセンサ光線を通過させるとともに触覚ボタン１３１〜１３６によって起動されたときにその光線を遮断できるように構成してもよい。同様に表面弾性波式センサ用のタッチ生成パッド１２１〜１２６は触覚ボタン１３１〜１３６によって起動されたときにのみ生成された弾性波のエネルギーを吸収し得る。振動感知式タッチセンサ用のタッチ生成パッド１２１〜１２６は、タッチとして検出可能な振動をタッチセンサ内で生じるのに十分な衝撃をタッチセンサで確保する機構を含み得る。他の例ではタッチ生成パッドは起動されたときに振動を発するように構成された圧電素子などのトランスデューサを含むことができる。
【００３０】
図３は図２に示した触覚タッチ感知システム１００の正面図である。図に示すように、タッチ生成パッド１２１〜１２６はタッチセンサ１１５の一部分を覆っている。触覚ボタン１３１〜１３６はタッチ生成パッド１２１〜１２６上に配置されているように示しているが、ボタンとパッドとの間の直接または１つまたは複数の他の素子を介する結合を可能にしてボタンの起動が関連のパッドを起動できるようにする任意の構成を用いることができる。図示の実施形態においてタッチセンサ１１５の大部分は未被覆のままであり、これを従来のタッチスクリーンのように用いることができる。ある実施形態では未被覆部分を十分に大きく取ってディスプレイスクリーン全体の視認を可能にすることができる。タッチ生成パッド１２１〜１２６および触覚ボタン１３１〜１３６はユーザに触覚フィードバックを提供することによりタッチセンサ１１５の実用性を向上させる。タッチ生成パッド１２１〜１２６および触覚ボタン１３１〜１３６は用途に応じて製造時に選択的に設置し得る。これにより多数の用途に対しても製造工程が単純化できる。またタッチ生成パッド１２１〜１２６および触覚ボタン１３１〜１３６をユーザによる設置用に構成することにより汎用性を最大化し得る。
【００３１】
触覚タッチ感知システム１００がユーザに触覚フィードバックを提供するためのタッチ感知システムを構成する単純な方法を提供することは理解されよう。従来のタッチスクリーンは通例タッチを受容するための、基本的には触覚フィードバックを提供しない平滑面を提供する。いくつかの電子デバイスは従来の制御回路を有するタッチ感知システムをボタンおよびスイッチと組み合わせて、触覚フィードバックを有する上記の利点を達成している。しかしこれらのタイプの複合構成は単に１つのタッチセンサを有するよりも製造および構成するのにかなり複雑であるとともに高価である。
【００３２】
また触覚ボタンはその表面上に凹凸模様を提供するように構成し得る。凹凸模様のお陰でユーザは模様にタッチすることによってボタンの機能を判断することができる。例えば触覚ボタン１３４および１３６は隆起記号を有する凹凸模様が付いて示されており、ボタンの機能を触覚によって直感的にユーザに伝える。ユーザが視覚または聴覚機能障害を患っている場合の用途では、点字（Ｂｒａｉｌｌｅ）凹凸模様付きボタン１３１〜１３３および１３５を用い得る。
【００３３】
図４および５は例示的触覚ボタン４０３およびタッチ生成パッド４０７の極めて概略化した断面図である。図示の簡略化のため触覚ボタン４０３はスナップドームボタンとして示されている。しかしながら同様な触覚特性を提供する多くの他のタイプのボタンは本発明によって網羅される。また図４および５は触覚ボタン４０３および容量式タッチセンサ４１０を有するタッチ生成パッド４０７の構成を図示している。同様な触覚ボタンおよびタッチ生成パッドを他のタイプのタッチセンサ上に構成してユーザに触覚フィードバックを提供し得ることは理解されよう。
【００３４】
図４は休止状態の触覚ボタン４０３およびタッチ生成パッド４０７を示している。この状態でタッチ生成パッド４０７は浮動しているため、タッチセンサ４１０上にタッチを生成しない。容量式タッチセンサの場合、タッチ生成パッド４０７はタッチセンサ４１０上で信号を生成する電位に拘束されていないときには浮動可能である。他の例として容量式タッチセンサにおいてタッチ生成パッドを制御装置により無視されるガードまたはシールド信号で駆動することができる。他のタイプのタッチセンサの場合、タッチ生成パッド４０７が休止状態のときにタッチ生成パッド４０７がタッチセンサ４１０上にタッチを生成しないような構成は浮動しており本発明の範囲内にあると考えられる。
【００３５】
図５は起動状態のタッチ生成パッド４０７を示す。触覚ボタン４０３はこの例では接地されて示しているが、タッチ生成タッチ生成パッド４０７の電位とは異なる電位を有する。図に示すように触覚ボタン４０３がユーザにより押圧され、それによって触覚ボタン４０３をタッチ生成タッチ生成パッド４０７に電気的に接続させる。この接続の結果タッチ生成パッド４０７の電位に変化が生じるためタッチセンサ４１０上にタッチが発生する。
【００３６】
触覚ボタン４０３の機械的特性はこの例ではスナップドームボタンとして示しているがユーザによりボタン４０３に与えられた力とは反対方向の応答力４１５を生じる。応答力４１５はスナップボタン４０３を休止状態に戻す性質を有し、ユーザによって触覚フィードバックとして感じ取られる。同様な触覚フィードバック特性を有するボタンが当該技術では周知であり、さらに詳細には説明しないことは理解できよう。しかしこれらのボタンはすべて本発明の範囲内にある。
【００３７】
上記の明細書、実施例およびデータは本発明の完全に説明を提供する。本発明の要旨と範囲とから逸脱することなく本発明の多数の実施形態をなすことができるため本発明は添付の特許請求の範囲に存する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】例示的触覚タッチ感知システムを示す本発明の一実施の概略図である。
【図２】触覚タッチ感知システムの例示的実施形態の分解組立図である。
【図３】図２に示した触覚タッチ感知システムの正面図である。
【図４】例示的触覚ボタンの断面図である。
【図５】図４に示した例示的ボタンの他の断面図である。
【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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【国際調査報告】
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