(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ユーザーに触覚フィードバックを与えるとともに、触覚タッチスクリーン用の改善されたコンプライアントサスペンションシステムを有するタッチスクリーンを提供することである。【解決手段】本明細書に開示されている装置が備えるサスペンションシステムは、第１の剛性の第１の部材及び第２の剛性の第２の部材を有し、第１の剛性は第２の剛性よりも剛い。サスペンションシステムは、このサスペンションシステムの第１の部材によって、第１の方向におけるタッチ素子とハウジング構成部品と間の運動を制限するように構成されており、また一方で、サスペンションシステムの第２の部材によって、反対の第２の方向におけるハウジング構成部品に対するタッチ素子の運動を可能にするように構成されている。【選択図】図３
2019049997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重剛性サスペンションシステムを備える装置であって、
ハウジング構成部品と、
タッチスクリーンと、
前記ハウジング構成部品に対して前記タッチスクリーンを運動させ、それにより、前記タッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーターと、
前記タッチスクリーンが前記ハウジング構成部品に対して可動であるように前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品とを一緒に連結する、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムであって、該少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、第１の剛性の第１の部材及び第２の剛性の第２の部材を有し、前記第１の剛性は前記第２の剛性よりも剛く、該少なくとも１つのサスペンションシステムは、該二重剛性サスペンションシステムの前記第１の部材によって、少なくとも第１の方向における前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品との間の運動を制限するように構成されており、また一方で、該二重剛性サスペンションシステムの前記第２の部材によって、前記第１の方向とは反対の第２の方向における前記ハウジング構成部品に対する前記タッチスクリーンの移動を可能にするように構成されている、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は第２のエラストマー材料から形成され、前記第１のエラストマー材料は前記第２のエラストマー材料とは異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は第２のエラストマー材料から形成され、前記第１のエラストマー材料は前記第２のエラストマー材料と同じである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のエラストマー材料は、前記第２のエラストマー材料とは異なるデュロメーター硬さを有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の部材は第１の形状を有し、前記第２の部材は第２の形状を有し、前記第１の形状は前記第２の形状とは異なる、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の形状は円筒形であり、前記第２の形状は切頭円錐部を有する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ハウジング構成部品は、前記二重剛性サスペンションシステムの前記第２の部材を受けるウェルを画定している側壁延長部を有し、該側壁延長部は、前記第２の方向における前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品との間の余剰な運動を制限する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材はコイルばね又は板ばねのうちの一方である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、ポスト及びベースプレートを有する支持マウントを備え、前記ポストの第１の端部は、前記タッチスクリーンの下側面に結合され、前記ポストの第２の端部は前記ベースプレートに結合され、前記支持マウントの前記ポストは、前記ハウジング構成部品の一部を通して、また前記少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムの前記第１の部材及び前記第２の部材を通して形成されているチャネルを通って延在し、前記第１の部材は前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品の前記一部分との間に挟み込まれ、前記第２の部材は前記ハウジング構成部品の前記一部と前記ベースプレートとの間に挟み込まれるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ハウジング構成部品の一部が、前記少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムの前記第１の部材及び前記第２の部材により挟み込まれている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
二重剛性サスペンションシステムを備える装置であって、
ハウジング構成部品と、
タッチスクリーンと、
前記ハウジング構成部品に対して前記タッチスクリーンを運動させ、それにより、前記タッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーターと、
前記タッチスクリーンが前記ハウジング構成部品に対して可動であるように前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品とを一緒に連結する、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムであって、該少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、第１の剛性を有する第１のエラストマー材料から形成されている第１の部材と、第２の剛性を有する第２のエラストマー材料から形成されている第２の部材とを有し、前記第１の剛性は前記第２の剛性よりも剛く、該二重剛性サスペンションシステムの前記第１の部材は、少なくとも第１の方向における前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品との間の運動を制限するように構成されており、その一方で、該二重剛性サスペンションシステムの前記第２の部材は、前記第１の方向とは反対の第２の方向における前記ハウジング構成部品に対する前記タッチスクリーンの運動を可能にするように構成されている、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムと、
を備える、装置。
【請求項１２】
前記第１の部材は前記第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は前記第２のエラストマー材料から形成され、前記第１のエラストマー材料は前記第２のエラストマー材料とは異なる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の部材は前記第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は前記第２のエラストマー材料から形成され、前記第１のエラストマー材料は前記第２のエラストマー材料と同じである、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の部材は第１の形状を有し、前記第２の部材は第２の形状を有し、前記第１の形状は前記第２の形状とは異なる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ハウジング構成部品は、前記二重剛性サスペンションシステムの前記第２の部材を受けるウェルを画定している側壁延長部を有し、該側壁延長部は、前記第２の方向における前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品との間の余剰な運動を制限する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、ポスト及びベースプレートを有する支持マウントを備え、前記ポストの第１の端部は前記タッチスクリーンの下側面に結合され、前記ポストの第２の端部は前記ベースプレートに結合され、前記支持マウントの前記ポストは、前記ハウジング構成部品の一部を通して、また前記少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムの前記第１の部材及び前記第２の部材を通して形成されているチャネルを通って延在し、前記第１の部材は前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品の前記一部との間に挟み込まれ、前記第２の部材は前記ハウジング構成部品の前記一部と前記ベースプレートとの間に挟み込まれるようになっている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
二重剛性サスペンションシステムを備える装置であって、
ハウジング構成部品と、
タッチスクリーンと、
前記ハウジング構成部品に対して前記タッチスクリーンを運動させ、それにより、前記タッチスクリーンのユーザーに該装置の第１の軸に沿う触覚効果を与える触覚アクチュエーターと、
前記タッチスクリーンが前記ハウジング構成部品に対して可動であるように前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品とを一緒に連結する、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムであって、該少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、第１の剛性の第１の部材及び第２の剛性の第２の部材を有し、前記第１の剛性は前記第２の剛性よりも剛く、該少なくとも１つのサスペンションシステムは、該二重剛性サスペンションシステムの前記第１の部材によって、少なくとも第１の方向における前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品との間の運動を制限するように構成されており、また一方で、該二重剛性サスペンションシステムの前記第２の部材によって、第２の方向における前記ハウジング構成部品に対する前記タッチスクリーンの運動を可能にするように構成されており、前記第１の方向と前記第２の方向とは、互いに反対であるとともに該装置の前記第１の軸に沿って広がる、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムと、
を備える、装置。
【請求項１８】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は第２のエラストマー材料から形成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材はコイルばね又は板ばねのうちの一方である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、ポスト及びベースプレートを有する支持マウントを備え、前記ポストの第１の端部は前記タッチスクリーンの下側面に結合され、前記ポストの第２の端部は前記ベースプレートに結合され、前記支持マウントの前記ポストは前記ハウジング構成部品の一部を通して、また前記少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムの前記第１の部材及び前記第２の部材を通して形成されているチャネルを通って延在し、前記第１の部材は前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品の前記一部との間に挟み込まれ、前記第２の部材は前記ハウジング構成部品の前記一部と前記ベースプレートとの間に挟み込まれるようになっており、前記チャネルは、少なくとも前記装置の第２の軸に沿う前記タッチスクリーンと前記ハウジング構成部品との間の運動を制限するサイズになっている、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、ユーザーに触覚フィードバックを与える部品及び／又はシステムに関し、より詳細には、ユーザーに触覚フィードバックを与えるタッチスクリーン及びタッチ面に関する。
【背景技術】
【０００２】
新世代の消費者向け機器は、物理的な入力部の代替として、スクリーン上に表示される仮想ボタン及び仮想スライダー等のタッチスクリーン入力部にますます依拠している。ユーザーは、ほぼ、１本又は複数の指を用いてスクリーン上の仮想ボタン、仮想スライダー、仮想スクローラー等にタッチすること、及び／又は、上記仮想ボタン、仮想スライダー、仮想スクローラー等を別様に操作することのみにより、そのような機器とインターフェースすることができる。スクリーン上のグラフィックディスプレイは、そのような操作に応答して視覚フィードバックを与える。いくつかのより最近のタッチスクリーン装置では、ユーザーの指がタッチスクリーン上の仮想物体とインタラクトする際、一般に総称して触覚フィードバックとして既知である力覚フィードバック又は触知フィードバックをユーザーに与えることもできる。これは、通常、スクリーンに結合されている触覚アクチュエーターを用いて、スクリーンを運動又は振動させることにより達成される。
【０００３】
触覚タッチスクリーンを触覚アクチュエーターに応答して運動させ、それにより触覚効果をスクリーンに隔離することを可能にするために、触覚タッチスクリーンは、この触覚タッチスクリーンが内部に存在する電子機器内でコンプライアントに懸架されてきた。ただし、懸架されたスクリーンは、触覚アクチュエーターが作動された場合には運動可能でなければならないが、そうであっても、タッチされた場合には実質的に堅固に取り付けられているかのような感覚をユーザーに与えなければならないことが重要である。他では、サスペンションを用いないことにより課題に対処してきたが、サスペンションを用いないことは、触覚効果を得ることができるシステムの質量を制限する。
【０００４】
タッチスクリーン及びタッチ面をハウジング内に取り付けるのにコンプライアントなグロメットを用いるサスペンションは、２０１１年３月１６日に出願されたOlien他による米国特許出願第１３／０４９２６５号に示されているように既知である。この米国特許出願は、引用することにより、その全体が本明細書の一部をなす。より詳細には、Olien他から複製された図１は、タッチスクリーン１０２に触覚フィードバックを与える電子タッチスクリーンシステム１００の種々の構成部品の分解図を示している。タッチスクリーン１０２は、コンプライアントサスペンションシステムにおいて複数のグロメット懸架部材１０４を使用する。タッチスクリーン１０２に加えて、タッチスクリーンシステム１００は、キャリア１０６と、モーターすなわち触覚アクチュエーター１０８と、ダストシール１１０と、ＬＣＤ素子１１２と、主ハウジング部品１１４とを備える。グロメット懸架部材１０４は、ｘ軸等の或る特定の軸に沿うタッチスクリーン１０２の選好的運動を可能にし、その一方で、ｙ軸又はｚ軸等に沿う他の方向における運動を制限するように構成されている。
【０００５】
コンプライアントなグロメット部品に加えて、他のサスペンションがタッチスクリーン用途に提案されている。これは、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすRosenberg他に対する米国特許第８，０５９，１０５号、及び、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすOlien他による米国特許出願公開第２０１０／０２４５２５４号に示されている。Rosenberg他から複製された図２は、１つ又は複数のばね部材２０４が、タッチパッド又はタッチスクリーン２０２と主ハウジング部品２１４との間に結合されている、タッチスクリーンシステム２００を示している。ばね部材２０４は、螺旋状すなわちコイル状部材として示されているが、ゴム、発泡体、又はフレキシャ等のコンプライアントな材料とすることができる。ばね部材２０４は、タッチスクリーン２０２をシステム２００の堅固なハウジング２１４に連結し、タッチスクリーン２０２がｚ軸に沿って運動するのを可能にする。図２の実施形態では、１つ又は複数の圧電アクチュエーター２０８が、タッチスクリーン２０２の下側に結合されており、タッチスクリーン２０２上に、また、ユーザーがタッチスクリーンに接触している場合はユーザーに対して、小さいパルス、振動、又は触感を出力する役目を果たす。
【０００６】
当該技術分野では、触覚タッチスクリーン用の改善された及び／又は代替のコンプライアントサスペンションシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、二重剛性サスペンションシステム（dual stiffness suspension system）を有する装置に関する。本装置は、ハウジング構成部品と、タッチスクリーンと、タッチスクリーンをハウジング構成部品に対して運動させ、それによりタッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーターと、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーンとハウジング構成部品とを一緒に連結する、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムとを備える。少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、第１の剛性の第１の部材及び第２の剛性の第２の部材を有し、第１の剛性は第２の剛性よりも剛い。少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、この二重剛性サスペンションシステムの第１の部材によって、少なくとも第１の方向におけるタッチスクリーンとハウジング構成部品と間の運動を制限するように構成されており、また一方で、二重剛性サスペンションシステムの第２の部材によって、第１の方向とは反対の第２の方向におけるハウジング構成部品に対するタッチスクリーンの運動を可能にするように構成されている。
【０００８】
本発明の別の実施形態において、本装置は、ハウジング構成部品と、タッチスクリーンと、ハウジング構成部品に対してタッチスクリーンを運動させ、それによりタッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーターと、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーンとハウジング構成部品とを一緒に連結する、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムとを備える。少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、第１の剛性を有する第１のエラストマー材料から形成されている第１の部材と、第２の剛性を有する第２のエラストマー材料から形成されている第２の部材とを有し、第１の剛性は第２の剛性よりも剛い。二重剛性サスペンションシステムの第１の部材は、少なくとも第１の方向におけるタッチスクリーンとハウジング構成部品と間の運動を制限するように構成されている。その一方で、二重剛性サスペンションシステムの第２の部材は、第１の方向とは反対の第２の方向におけるハウジング構成部品に対するタッチスクリーンの運動を可能にするように構成されている。
【０００９】
本発明の別の実施形態において、本装置は、ハウジング構成部品と、タッチスクリーンと、ハウジング構成部品に対してタッチスクリーンを運動させ、それによりタッチスクリーンのユーザーに本装置の第１の軸に沿って触覚効果を与える触覚アクチュエーターと、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーンとハウジング構成部品とを一緒に連結する、少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムとを備える。少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、第１の剛性の第１の部材及び第２の剛性の第２の部材を有し、第１の剛性は第２の剛性よりも剛い。少なくとも１つの二重剛性サスペンションシステムは、この二重剛性サスペンションシステムの第１の部材によって、少なくとも第１の方向におけるタッチスクリーンとハウジング構成部品と間の運動を制限するように構成されており、また一方で、二重剛性サスペンションシステムの第２の部材によって、第２の方向におけるハウジング構成部品に対するタッチスクリーンの運動を可能にするように構成されている。第１の方向と第２の方向とは互いに反対であるとともに本装置の第１の軸に沿って広がる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】触覚フィードバックを与える従来技術の触覚装置の種々の部品を示す分解斜視図であり、懸架にグロメットが使用されている。
【図２】触覚フィードバックを与える従来技術の触覚装置の側面図であり、懸架にばねが使用されている。
【図３】本発明の一実施形態に係る触覚フィードバックを与える触覚装置の側断面図であり、懸架に二重剛性サスペンションシステムが使用されており、二重剛性サスペンションシステムは、第１のエラストマー部材すなわち部品及び第２のエラストマー部材すなわち部品を備える。
【図３Ａ】ｚ軸に沿う下方への力が図３の触覚装置のタッチスクリーンに印加されている様子を示す図である。
【図３Ｂ】ｚ軸に沿う上方への力が図３の触覚装置のタッチスクリーンに印加されている様子を示す図である。
【図４】専ら例示の目的で触覚装置から取り外されている、図３の触覚装置の二重剛性サスペンションシステムの第１のエラストマー部材の斜視図である。
【図５】専ら例示の目的で触覚装置から取り外されている、図３の触覚装置の二重剛性サスペンションシステムの第２のエラストマー部材の斜視図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る触覚フィードバックを与える触覚装置の側断面図であり、懸架に二重剛性サスペンションシステムが使用されており、二重剛性サスペンションシステムは、第２のエラストマー部材すなわち部品とは代替の形状又は構成を有する第１のエラストマー部材すなわち部品を備える。
【図７】専ら例示の目的で触覚装置から取り外されている、図６の触覚装置の二重剛性サスペンションシステムの第１のエラストマー部材の斜視図である。
【図８】専ら例示の目的で触覚装置から取り外されている、図６の触覚装置の二重剛性サスペンションシステムの第２のエラストマー部材の斜視図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る触覚フィードバックを与える触覚装置の側断面図であり、懸架に二重剛性サスペンションシステムが使用されており、二重剛性サスペンションシステムは、第１のエラストマー部材すなわち部品及び第２の非エラストマーばね部材すなわち部品を備える。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る触覚フィードバックを与える触覚装置の側断面図であり、ｘ軸に沿う懸架に二重剛性サスペンションシステムが使用されている。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る触覚フィードバックを与える触覚装置の側断面図であり、懸架に二重剛性サスペンションシステムが使用されており、二重剛性サスペンションシステムは、第１のエラストマー部材すなわち部品及び第２のエラストマー部材すなわち部品を備え、この実施形態の触覚装置のキャリアはウェル又はボアを有していない。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る触覚フィードバックを与える触覚装置の斜視図であり、懸架に二重剛性サスペンションシステムが使用されており、二重剛性サスペンションシステムは、第１のエラストマー部材すなわち部品及び第２のエラストマー部材すなわち部品を備え、この実施形態の触覚装置のキャリアの一部が、第１のエラストマー部品と第２のエラストマー部品とにより挟み込まれている。
【図１３】本発明の別の実施形態に係る触覚フィードバックを与える触覚装置の側断面図であり、懸架に二重剛性サスペンションシステムが使用されており、二重剛性サスペンションシステムは、第１のエラストマー部材すなわち部品及び第２のエラストマー部材すなわち部品を備え、この実施形態の触覚装置のキャリアの一部が、第１のエラストマー部品と第２のエラストマー部品とにより挟み込まれている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の前述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付図面に示されている本発明の実施形態の以下の説明から明らかとなる。さらに、本明細書に援用されるとともに本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の原理を説明するとともに、当業者が本発明を実施及び使用することを可能にする役目を果たす。図面は縮尺どおりではない。
【００１２】
これより、図を参照しながら本発明の具体的な実施形態を記載する。図では、同様の参照符号は、同一又は機能的に類似の要素を示している。以下の詳細な説明は、本来単に例示であり、本発明、すなわち本発明の適用及び使用を限定することを意図していない。本発明の実施形態の説明は電子タッチスクリーン用のサスペンションシステムに関しているが、本発明は、有用であるとみなされる任意の他の用途において用いられてもよい。さらに、前述の技術分野、背景技術、概要、又は以下の詳細な説明に提示されているいかなる明示的又は暗示的理論による限定の意図はない。
【００１３】
本発明の実施形態は、タッチスクリーン及びタッチ面をハウジング内に取り付ける二重剛性サスペンションシステムに関する。二重剛性サスペンションシステムは、グラフィックディスプレイがタッチ面又はタッチ素子の背後に配置されているタッチスクリーンに関して以下に記載される。しかしながら、本発明は、そのようなタッチスクリーン用のサスペンションに限定されず、触覚的に励起される任意のタッチ面又はタッチ素子に等しく適用可能であることが理解される。例えば、本サスペンションシステムは、ディスプレイスクリーンがタッチパッドと併置されないコンピューターのタッチパッドを懸架するのに適用することができる。本サスペンションシステムは、静電容量センサー、近接場効果センサー、圧電センサー、又は他のセンサー技術により作り出すことができる、少なくとも１つのタッチ感知領域又はタッチ感知領域のアレイを有するタッチ素子を懸架するのに適用することができる。グラフィック素子は、タッチ素子の背後若しくはタッチ素子から離れた場所に配置されているディスプレイとし、ホストコンピューターにより更新することができるか、又は、グラフィック素子は、単に、関連付けられているタッチ素子のタッチ感知領域を示す特徴（例えば、グラフィック）を有するプラスチック面とすることができる。したがって、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲において用いられる場合、タッチスクリーンという用語は、従来のタッチスクリーン、並びに、触覚効果が印加される場合があるいかなるタッチ面又はタッチ素子及び関連付けられているグラフィック素子も包含するように解釈するべきである。
【００１４】
本発明の実施形態は、二重剛性サスペンションシステムを有する触覚装置に関する。より詳細には、図３は、タッチ面又はタッチスクリーン３０２と、キャリア又はハウジング構成部品３０６と、タッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーター３０８と、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーン３０２とハウジング構成部品３０６とを一緒に連結する、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂとを備える触覚装置３００を示している。キャリア又はハウジング構成部品３０６は、鋼若しくはアルミニウム等の薄板金属又はポリカーボネート若しくはＰＣ−ＡＢＳ等のプラスチック材料から形成することができる。キャリア又はハウジング構成部品３０６は、図３に仮想線で示されている主ハウジング３１４に、限定はしないが、ねじ切り締結具、スナップフィット締結具、プレス嵌め締結具、及び接着剤を含む当該技術分野において既知の任意の好適な手段により、堅固に又は固定して連結されている。主ハウジング３１４は、通常、コンパートメント又はケースとみなされるが、任意の型のベース部品とすることができる。一実施形態において、触覚装置３００は、例えば、７インチのタッチスクリーンディスプレイを備える医療用装置としてもよい。触覚装置３００は、例えば、コンピューター、携帯電話、ＰＤＡ、ポータブルゲーム装置、メディアプレーヤー、プリンター、局線電話機等のような、自動インターフェース（すなわち、タッチスクリーン、タッチパッド、又はタッチパネル）を有する任意の数の装置としてもよい。触覚アクチュエーター３０８は、タッチスクリーン３０２の下側面に結合されており、限定はしないが、圧電アクチュエーター、ボイスコイルアクチュエーター、偏心質量アクチュエーター、Ｅコア型アクチュエーター、ソレノイド、移動磁石アクチュエーター、又は所望のように他の型のアクチュエーターを含む、任意の数の既知のアクチュエーター型とすることができる。当業者には、触覚アクチュエーター３０８の配置は、図示の場所から変更することができ、図３に示されている場所に限定されないことが理解される。ソフトウェアを用いて、触覚装置３００のユーザーに触覚フィードバックを与える。一実施形態において、タッチスクリーン３０２は、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）等、実行しているアプリケーションプログラム及び／又はオペレーティングシステムに基づきグラフィック環境を表示することができる。グラフィック環境は、例えば、バックグラウンド、ウィンドウ、データリスト、カーソル、ボタン等のアイコン、及びＧＵＩ環境に関してよく知られている他のグラフィックオブジェクトを含むことができる。ユーザーは、タッチスクリーン３０２の種々の領域をタッチすることにより触覚装置３００とインタラクトして、スクリーンに表示されている仮想グラフィックオブジェクトをアクティベートし、移動させ、フリップし、進め、又は別様に操作し、それにより、装置に入力を与える。そのようなタッチスクリーン及びＧＵＩは上記で引用することにより本明細書の一部をなしたRosenberg他に対する米国特許第８，０５９，１０５号に例示されているように、よく知られている。図示されていないが、触覚装置３００は、任意の好適な方法で主ハウジング構成部品３１４に固定されるＬＣＤ素子（不図示）を備えることもできる。タッチスクリーン３０２とＬＣＤ素子との間に塵芥が侵入するのを防止するように、ダストシール（不図示）が設置されている。
【００１５】
図３の実施形態では、２つの別個であるが同一の二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂが、タッチスクリーン３０２とハウジング構成部品３０６とを連結しているが、当業者には、より多い二重剛性サスペンションシステムを使用することができるか、又は１つのみの二重剛性サスペンションシステムを使用することができることが理解される。例えば、本発明の別の実施形態において（不図示）、触覚装置は、タッチスクリーン３０２とハウジング構成部品３０６との間の効果的な場所に延在する複数の別個の二重剛性サスペンションシステムを含むことができる。効果的な場所は、限定はしないが、触覚装置の角部及び／又は触覚装置の１つ又は複数の縁部に沿う場所等である。本発明のまた別の実施形態において（不図示）、１つのみの二重剛性サスペンションシステムが、タッチスクリーンの全体又は一部の下方に間断なく延在することができる。
【００１６】
触覚装置３００のタッチスクリーン３０２は、触覚アクチュエーター３０８と、アクチュエーターに信号を与え、ユーザーのタッチに対応して、アクチュエーターにタッチスクリーン３０２の所望の運動を誘起させる関連付け制御ハードウェア及びソフトウェアを備える点で、触覚タッチスクリーンとみなすことができる。信号を与えて、例えば、仮想ボタンの押下又は仮想エレメント間の衝突に伴うジョルト、若しくは、スクリーンを横切る仮想エレメントの移動に伴う振動、又は他の種類のスクリーンの運動を誘起することができる。これは、上記で引用することにより本明細書の一部をなしたRosenberg他に対する米国特許第８，０５９，１０５号においてより詳細に記載されている。そのような触覚フィードバック又は触覚効果は、触知フィードバック、タッチフィードバック、振動触知フィードバックとしても既知であり、より直感的で没入感のある自然な経験を触覚装置３００のユーザーに与え、ひいては、触覚効果により与えられる触知フィードバックによってユーザーと触覚装置３００とのインタラクションが大幅に向上することができる。
【００１７】
この実施形態では、アクチュエーター３０８によりタッチスクリーン３０２に生成又は出力される力は、直線的であるとともにｚ軸に沿い、タッチスクリーン３０２の平坦面に対して垂直である、すなわち該平坦面の法線に平行である。ユーザーがアクチュエーター３０８により生成又は出力される力を感じるのを可能にするために、本発明の実施形態に係る二重剛性サスペンションシステムが設置され、タッチスクリーン３０２が触覚フィードバックに要求されるコンプライアンスを有し、アクチュエーター３０８により出力される力により運動することを可能にする。しかしながら、ユーザーが、タッチスクリーン３０２の操作中にタッチスクリーン３０２に力を印加する場合、ｚ軸に沿うタッチスクリーンの運動すなわち移動が可能であることにより、ユーザーが壊れやすさ又は不安定さを感じる場合がある。換言すると、触覚フィードバック中にｚ軸に沿うタッチスクリーンの運動が可能であることは望ましいが、タッチスクリーンのユーザー操作又はユーザー制御中に、ｚ軸に沿うタッチスクリーンの運動が可能であることは望ましくない。したがって、本発明の実施形態に係る二重剛性サスペンションシステムは、異なる方向に異なる剛性特性を有するように構成又は形成されている。異なる剛性の２つの部材すなわち部品を含むことにより、サスペンションシステムの性能を、そのサスペンションシステムが設置されるシステムに適合するように設計又は構成することができる。例えば、サスペンションシステムの剛性は、異なる方向において変動する。すなわち、１つの方向ではより大きく、別の方向ではより小さく、所望の触覚効果の方向にタッチスクリーンを運動させることを可能にするが、他の方向では非常に硬直している。このように、本発明の実施形態に係る二重剛性サスペンションシステムは、第１の方向におけるハウジング構成部品３０６に対するタッチスクリーン３０２の選好的運動を可能にし、その一方で、少なくとも反対の第２の方向における運動を制限するように構成されている。本明細書において用いられる「互いに反対の方向」という用語は、互いから背くように広がる若しくは互いに向かない１対の方向、又は、互いから１８０度反対に広がる若しくは向く１対の方向を含む。
【００１８】
より詳細には、各二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂは、第１の剛性の第１の部材すなわち部品３２０及び第２の剛性の第２の部材すなわち部品３２２を有する。第１の部材３２０の第１の剛性は、第２の部材３２２の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きい。１つの実施形態において、必要というわけではないが、第２の部材３２２は、容易に圧縮できる、すなわちコンプライアントである。下方向矢印３４０を含む図３Ａに示されているように、ユーザーが、タッチスクリーン３０２の操作中にタッチスクリーン３０２を押下すると、各二重剛性サスペンションシステムのより剛い第１の部材３２０が、この例ではｚ軸内にあるこの装置の並進軸に沿う、第１の方向におけるハウジング構成部品３０６に対するタッチスクリーン３０２の運動を制限すなわち制約する。そのため、ユーザーはタッチスクリーン３０２がハウジング構成部品３１４内で堅固に取り付けられているかのように感じるようになっている。しかしながら、アクチュエーター３０８により生成される力に反応して、各二重剛性サスペンションシステムのよりコンプライアントな第２の部材３２２が、ｚ軸に沿う第２の方向すなわち反対方向におけるハウジング構成部品３０６に対するタッチスクリーン３０２の運動を可能にする。これは、上方向矢印３４２を含む図３Ｂに示されている。このように、本発明の実施形態に係る二重剛性サスペンションシステムは、特定の方向すなわち第１の方向における運動すなわち移動を制約し、その一方で、第２の方向すなわち反対方向における運動は依然として可能にするために、互いに反対の作動方向において異なる剛性を有する。二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂは、ｚ軸に沿う選好的運動を可能にするように構成されているが、そのような二重剛性サスペンションシステムは、ｘ軸又はｙ軸に沿う方向等の他の作動方向における選好的運動を可能にするように構成することができる。これは、本明細書において図１０に関してより詳細に論じられる。
【００１９】
触覚装置３００から取り外された二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材３２０及び第２の部材３２２の斜視図を示す図４及び図５を参照すると、第１の部材３２０及び第２の部材３２２は円筒形部品又は筒形部品であり、各円筒形部品又は筒形部品は、内腔すなわちチャネル３２１、３２３を内部にそれぞれ画定している。円筒形部品又は筒形部品は、平らな頂面及び底面を有してもよいし、環状Ｏリングに類似して丸みの付いた頂面及び底面を有してもよい。円形の内腔すなわちチャネル３２１、３２３を画定して図示しているが、第１の部材及び第２の部材は、代替の断面形状を有してもよい。例えば、別の実施形態において（不図示）、第１の部材及び第２の部材は、星形断面押出形状、又は全体のコンプライアンスを変化させる場合がある任意の断面形状を有するＯリングとしてもよい。第１の部材３２０及び第２の部材３２２は、同じ構成又は形状を有し、双方とも、限定はしないが、シリコーンゴム、天然ゴム、及び熱可塑性エラストマー（ThermoPlastic Elastomer：ＴＰＥ）等の、１０ショアＡ乃至９５ショアＡの範囲のデュロメーター硬さを有するエラストマー材料から形成されている。１つの実施形態において、第１の部材３２０及び第２の部材３２２は、第１の部材３２０の第１の剛性が第２の部材３２２の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きいように、同じエラストマー材料から形成されているが異なるデュロメーター硬さを有する。別の実施形態において、第１の部材３２０及び第２の部材３２２は、第１の部材３２０の第１の剛性が第２の部材３２２の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きいように、異なるデュロメーター硬さを有する異なるエラストマー材料から形成されている。例えば、本発明の１つの実施形態において、第１の部材３２０は、ショア５０のブナＮ製Ｏリングであり、一方で、第２の部材３２２は、ショア２０のシリコーンエラストマー製Ｏリングである。
【００２０】
第１の方向におけるハウジング構成部品３０６に対するタッチスクリーン３０２の選好的運動を可能にし、その一方で、少なくとも反対の第２の方向における運動を制限することに加えて、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂのエラストマー部品は、更なる部品又はガスケットを要求せずに、防水という更なる利益を提供する。より詳細には、１つ又は複数の防水ガスケットは、通常、タッチスクリーン３０２とハウジング構成部品３０６との間に備えられて、触覚装置３００の外部の水又は他の液体が触覚装置の内部に浸入し、触覚装置に収容されている電子部品を損傷する可能性を防止する。そのような防水ガスケットは、通常、タッチスクリーン３０２とハウジング構成部品３０６との間のギャップ領域３４４に配置される。しかしながら、エラストマー材料から形成されている第１の部品３２０は防水ガスケットとしての役目を果たし、したがって、更なる部品すなわち構成部品が要求されない。それにより、触覚装置３００に要求される全部品数が減少する。
【００２１】
各二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂは、支持マウント又はホルダー３２４によってタッチスクリーン３０２とハウジング構成部品３０６との間に設置される。各支持マウント３２４は、円筒形ポスト又はロッド３２６及びベースプレート３２８を含む。ポスト３２６の第１の端部は、タッチスクリーン３０２の下側面に結合され、ベースプレート３２８は、ポスト３２６の第２の端部に結合される。ポスト３２６は、それぞれ第１の部材３２０の内腔３２１及び第２の部材３２２の内腔３２３を通して、またハウジング構成部品３０６を通って延在するチャネルすなわち内腔３３４を通して配置されるサイズになっている。ポスト３２６の外径は、それぞれ、第１の部材３２０の内腔３２１及び第２の部材３２２の内腔３２３の直径、並びにハウジング構成部品３０６を通って延在する内腔３３４の直径と等しいか又はこれらの直径よりも僅かに小さい。組み立てられると、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材３２０及び第２の部材３２２は、それぞれ、各支持マウント３２４のポスト３２６上に位置し、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材すなわち部品３２０は、タッチスクリーン３０２とハウジング構成部品３０６の一部との間に延在するか又は挟み込まれ、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第２の部材すなわち部品３２２は、ハウジング構成部品３０６の一部とベースプレート３２８との間に延在するか又は挟み込まれている。第１の部材３２０及び第２の部材３２２は、触覚装置の任意の他の構成部品に必ずしも接着又は固定されず、むしろ、タッチスクリーンとハウジング構成部品との間、若しくは、ハウジング構成部品とベースプレートとの間に配置されるか又は挟み込まれている。本発明の別の実施形態において、第１の部材３２０及び第２の部材３２２のそれぞれの１つの表面が、触覚装置の隣接する構成部品に接着又は固定されてもよい。
【００２２】
ポスト３２６がハウジング構成部品３０６のチャネルすなわち内腔３３４を通して延在するか又は配置されていることによって、ｘ軸に沿うとともにｙ軸に沿うタッチスクリーン３０２の横方向の運動が実質的に許されない、すなわち制約される。さらに、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材３２０は、ｚ軸に沿う、すなわち、触覚装置３００及びタッチスクリーン３０２に対して垂直の、タッチスクリーン３０２の下方への運動も制約するのに十分剛い材料から形成されている。本発明の１つの実施形態において、ｚ軸に沿うタッチスクリーン３０２の下方への運動は、ｘ軸に沿うとともにｙ軸に沿う運動ほど制約すなわち制限されていない。ｚ軸に沿うタッチスクリーン３０２の下方への運動は、押下した場合にタッチスクリーンが動いている感覚がないように十分制約すなわち制限されているだけである。しかし、そのような下方への運動は、触覚効果である振動中には許され、すなわち可能であることができる。こうして、ユーザーが、ｘ軸に沿って任意の方向に、ｙ軸に沿って任意の方向に、及び／又はｚ軸に沿って下方向に、タッチスクリーン３０２に力を印加する場合、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂは、これらの方向におけるタッチスクリーン３０２の運動を可能にせず、そのため、ユーザーは、タッチスクリーン３０２が触覚装置３００の主ハウジング３１４内に堅固に取り付けられているかのように感じる。しかしながら、アクチュエーター３０８がｚ軸に沿って力を出力する場合、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第２の部材３２２は、ユーザーに触覚効果を与えるために、ｚ軸に沿うタッチスクリーン３０２の上方への運動、また、いくつかの実施形態において、ｚ軸に沿うタッチスクリーン３０２の下方への運動も許されるのに十分コンプライアントな材料から形成されている。このように、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第２の部材３２２は、ユーザーが振動、ジョルト、及びアクチュエーター３０８により生成される類似の触感フィードバックを感じることを可能にし、その一方で、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材３２０がタッチスクリーン３０２のユーザー操作中にタッチスクリーン３０２に安定性を与える。
【００２３】
上述したｘ軸及びｙ軸に沿うタッチスクリーン３０２の運動の制約に加えて、キャリア若しくはハウジング構成部品３０６の幾何形状又は構成も、図３の実施形態では、ｚ軸に沿う上方向における余剰な運動すなわち移動を制限する。より詳細には、上述したように、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第２の部材３２２は、アクチュエーター３０８がｚ軸に沿う力を出力する場合、ユーザーに触覚効果を与えるために、ｚ軸に沿うタッチスクリーン３０２の上方への運動が許されるのに十分コンプライアントな材料から形成されている。しかしながら、ｚ軸に沿うタッチスクリーン３０２の余剰な上方への運動を制限すなわち制約することが望ましい場合がある。図３の実施形態では、キャリア又はハウジング構成部品３０６は、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第２の部材３２２がハウジング構成部品３０６の側壁延長部３３２により画定されているウェルすなわちボア３３０内に収容されるように形状付け又は構成されている。本質的に、タッチスクリーン３０２の上方への運動が、アクチュエーター３０８がｚ軸に沿って方向矢印３４２により示されている上方向に印加する力によって可能になることを示している図３Ｂを参照すると、第２のエラストマー部材３２２は、タッチスクリーン３０２の上方への運動の結果として圧縮又は押し潰される場合、径方向に伸張する。ハウジング構成部品３０６の側壁延長部３３２は、第２のエラストマー部材のそれぞれを径方向に囲み、それにより、アクチュエーター３０８がｚ軸に沿って力を出力する場合、第２のエラストマー部材の軸方向圧縮及び径方向伸張の量を制限する。第２のエラストマー部材３３２のそれぞれがウェル又はボア３３０内で圧縮する場合、ハウジング構成部品３０６の側壁延長部３３２のより剛い材料は、径方向における第２のエラストマー部材３３２の余剰の圧縮を制約又は阻止し、それにより、ｚ軸の上方向におけるタッチスクリーン３０２による余剰な運動すなわち移動を制限する。換言すると、ハウジング構成部品３０６の側壁延長部３３２は、触覚装置３００の運動構造により、第２のエラストマー部材３３２がｚ軸に沿って上方向に最大歪みに達すると、タッチスクリーン３０２に対するハードストップ、すなわち物理的リテーナーとして機能する。余剰の運動すなわち移動に対する制限の量又は度合いは、第２のエラストマー部材と側壁延長部３３２との間に与えられる距離すなわち間隙を変更することにより選択することができる。
【００２４】
上述したように、二重剛性サスペンションシステムの第１の部材及び第２の部材は、第１の部材の第１の剛性が第２の部材の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きいように、異なるデュロメーター硬さを有するエラストマー材料から形成することができる。しかしながら、本発明の別の実施形態において、二重剛性サスペンションシステムの第１のエラストマー部材及び第２のエラストマー部材は、第１の部材の第１の剛性が第２の部材の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きいように、異なる形状又は構成を有することができる。換言すると、二重剛性サスペンションシステムの上記部材のうちの一方の幾何形状又は形状の変更により、個々の軸に沿う上記部材の剛性を変化させることができる。より詳細には、図６は、タッチ面又はタッチスクリーン６０２と、キャリア又はハウジング構成部品６０６と、タッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーター６０８と、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーン６０２とハウジング構成部品６０６とを一緒に連結する、二重剛性サスペンションシステム６０４Ａ、６０４Ｂとを備える触覚装置６００を示している。図示されていないが、当業者には、キャリア又はハウジング構成部品６０６が図３の実施形態において図示及び記載されている主ハウジング（不図示）に堅固に又は固定して連結されていることが理解される。
【００２５】
二重剛性サスペンションシステム６０４Ａ、６０４Ｂは、上述した二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂと同様に動作するが、ただし、特定の方向すなわち第１の方向におけるハウジング構成部品６０６に対するタッチスクリーン６０２の運動すなわち移動を制約し、その一方で、第２の方向すなわち反対の方向における運動を依然として可能にするために、互いに反対の作動方向において異なる剛性の２つの部材すなわち部品を備える触覚装置６００を提供するために、二重剛性サスペンションシステムの部品の少なくとも一部が異なる形状又は構成を有する。より詳細には、各二重剛性サスペンションシステム６０４Ａ、６０４Ｂは、第１の剛性の第１の部材すなわち部品６２０及び第２の剛性の第２の部材すなわち部品６２２を有する。第１の部材６２０の第１の剛性は、容易に圧縮可能、すなわちコンプライアントである第２の部材６２２の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きい。ユーザーがタッチスクリーン６０２の操作中にタッチスクリーン６０２を押下する場合、各二重剛性サスペンションシステムのより剛い第１の部材６２０は、この例ではｚ軸にあるこの装置の並進軸に沿う、第１の方向におけるハウジング構成部品６０６に対するタッチスクリーン６０２の運動を制限すなわち制約する。そのため、ユーザーは、タッチスクリーン６０２が主ハウジング構成部品内に堅固に取り付けられているかのように感じる。しかしながら、アクチュエーター６０８により生成される力に反応して、各二重剛性サスペンションシステムのよりコンプライアントな第２の部材６２２は、ｚ軸に沿う第２の方向すなわち反対の方向におけるハウジング構成部品６０６に対するタッチスクリーン６０２の運動を可能にする。
【００２６】
図７及び図８は、触覚装置６００から取り外されている二重剛性サスペンションシステム６０４Ａ、６０４Ｂの第１の部材６２０及び第２の部材６２２の斜視図を示している。図３の前述の実施形態とは異なり、第１の部材６２０及び第２の部材６２２は、第１の部材６２０の剛性及び第２の部材６２２の剛性を異ならせるために、異なる形状及び構成を有する。第１の部材６２０は、第１の部材３２０に類似しており、内腔すなわちチャネル６２１を内部に画定している円筒形部品又は筒形部品である。第２の部材６２２も、内腔すなわちチャネル６２３を内部に画定しているが、第２の部材６２２は、第２の部材６２２の剛性を変える切頭円錐形の部分８３８を有し、そのため、第２の部材６２２は第１の部材６２０よりも剛性が小さい。第１の部材６２０及び第２の部材６２２は、双方とも、限定はしないが、シリコーンゴム、天然ゴム、及び熱可塑性エラストマー（ThermoPlastic Elastomer：ＴＰＥ）等のエラストマー材料から形成されており、１０ショアＡ乃至９５ショアＡの範囲の硬さを有する。この実施形態では、第１の部材及び第２の部材の形状又は構成が異なることで、第１の部材及び第２の部材の剛性が異なってくるので、第１の部材６２０及び第２の部材６２２は、同じデュロメーター硬さを有する同じエラストマー材料から形成してもよい。代替的に、第１の部材６２０及び第２の部材６２２は、異なるエラストマー材料から形成してもよい。さらに、第２の部材６２２の部分８３８は、部分８３８の剛性を変えるために切頭円錐ではない形状又は構成を有してもよい。例えば、第２の部材６２２の部分８３８は、長円形、ボウル形、ピラミッド形、又は、そこを通る水平の線に沿った表面積が減少する任意の他の構成とすることができる。
【００２７】
別の実施形態において、第１の部材の第１の剛性を、第２の部材の第２の剛性よりも剛く、すなわち大きく設定するために、二重剛性サスペンションシステムの第１の部材及び第２の部材のうちの一方又は双方を非エラストマーばね部品とすることができる。より詳細には、図９は、タッチ面又はタッチスクリーン９０２と、キャリア又はハウジング構成部品９０６と、タッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーター９０８と、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーン９０２とハウジング構成部品９０６とを一緒に連結する、二重剛性サスペンションシステム９０４Ａ、９０４Ｂとを備える触覚装置９００を示している。図示していないが、当業者には、図３の実施形態において示し記載されているように、キャリア又はハウジング構成部品９０６が主ハウジング（不図示）に堅固に又は固定して連結されていることが理解される。
【００２８】
二重剛性サスペンションシステム９０４Ａ、９０４Ｂは、上述した二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂと同様に動作するが、ただし、特定の方向すなわち第１の方向におけるハウジング構成部品９０６に対するタッチスクリーン９０２の運動すなわち移動を制約し、その一方で、第２の方向すなわち反対の方向における運動を依然として可能にするために、部材のうちの少なくとも一方が非エラストマーばね部品であり、それにより、互いに反対の作動方向において異なる剛性を有する２つの部材すなわち部品を備える触覚装置９００を提供する。より詳細には、各二重剛性サスペンションシステム９０４Ａ、９０４Ｂは、第１の剛性の第１のエラストマー部材すなわち部品９２０及び第２の剛性の第２の非エラストマーばね部材すなわち部品９２２を有する。第１の部材９２０の第１の剛性は、容易に圧縮可能、すなわちコンプライアントである第２の部材９２２の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きい。ユーザーがタッチスクリーン９０２の操作中にタッチスクリーン９０２を押下する場合、各二重剛性サスペンションシステムのより剛い第１の部材９２０が、この例ではｚ軸にあるこの装置の並進軸に沿う、第１の方向におけるハウジング構成部品９０６に対するタッチスクリーン９０２の運動を制限すなわち制約する。そのため、ユーザーは、タッチスクリーン９０２が主ハウジング構成部品内に堅固に取り付けられているかのように感じる。しかしながら、アクチュエーター９０８により生成される力に反応して、各二重剛性サスペンションシステムのよりコンプライアントな第２の部材９２２は、ｚ軸に沿う第２の方向すなわち反対の方向におけるハウジング構成部品９０６に対するタッチスクリーン９０２の運動を可能にする。
【００２９】
第１のエラストマー部材９２０は、第１の部材３２０と類似しており、内腔すなわちチャネル（図９には示さず）を内部に画定している円筒形部品又は筒形部品である。図９の実施形態では、第２の部材９２２は、同様に内腔すなわちチャネル（図９には図示せず）を内部に画定している螺旋状すなわちコイル状のばね部材である。第２の部材９２２の螺旋状すなわちコイル状のばね部材は、第１のエラストマー部材９２０よりも剛性が小さい、すなわちよりコンプライアントである。当業者には理解されるように、螺旋状すなわちコイル状の部材ではない他の非エラストマーばね部材を第２の部材９２２として使用してもよい。例えば、第２の非エラストマーばね部材９２２は、第１のエラストマー部材９２０よりも剛性が小さい、すなわちよりコンプライアントであるフレキシャ又は板ばねとしてもよい。さらに、本発明の別の実施形態において（不図示）、本二重剛性サスペンションシステムの第１の部材は、異なるばね部材と置き換えてもよい。異なるばね部材とは、すなわち、本二重剛性サスペンションシステムの、コンプライアントなエラストマー、螺旋状すなわちコイル状のばね部材、又は板ばね部材とすることができる第２の部材よりも剛い、螺旋状すなわちコイル状のばね部材、又は板ばね部材である。本質的に、二重剛性サスペンションシステムの一方の部材又は双方の部材は、限定はしないが、エラストマー、螺旋状すなわちコイル状のばね、板ばね、平板ばね、ウェーブワッシャ、スナップ式ドームばねを含む任意の種類のばね部材とすることができる。これは、特定の方向すなわち第１の方向におけるハウジング構成部品に対するタッチスクリーンの運動すなわち移動を制約し、その一方で、第２の方向すなわち反対の方向における運動を依然として可能にするために、２つの部材すなわち部品が互いに反対の作動方向において異なる剛性を有する場合に限る。
【００３０】
二重剛性サスペンションシステムに使用されるばね部材の種類を変更することに加えて、二重剛性サスペンションシステムは、ｚ軸に沿うのではない作動方向における選好的運動を可能にするように構成することができる。より詳細には、図１０は、タッチ面又はタッチスクリーン１００２と、キャリア又はハウジング構成部品１００６と、タッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーター１００８と、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーン１００２とハウジング構成部品１００６とを一緒に連結する、二重剛性サスペンションシステムｌ００４Ａ、１００４Ｂとを備える触覚装置１０００を示している。図示していないが、当業者には、キャリア又はハウジング構成部品１００６が、図１０に仮想線で示されている主ハウジング１０１４に堅固に又は固定して連結されていることが理解される。この実施形態では、アクチュエーター１００８によりタッチスクリーン１００２に生成又は出力される力は、タッチスクリーン１００２の平坦面に対して平行に、直線的であるとともにｘ軸に沿う。
【００３１】
二重剛性サスペンションシステム１００４Ａ、１００４Ｂの第１の部材１０２０及び第２の部材１０２２は、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材３２０及び第２の部材３２２に類似しているが、ただし、サスペンションシステムは、ｘ軸に沿う特定の方向すなわち第１の方向におけるハウジング構成部品１００６に対するタッチスクリーン１００２の運動すなわち移動を制約し、その一方で、ｘ軸に沿う第２の方向すなわち反対の方向における運動を依然として可能にするように向き付けられている。より詳細には、各二重剛性サスペンションシステム１００４Ａ、１００４Ｂは、第１の剛性の第１の部材すなわち部品１０２０及び第２の剛性の第２の部材すなわち部品１０２２を有する。第１の部材１０２０の第１の剛性は、容易に圧縮可能、すなわちコンプライアントである第２の部材１０２２の第２の剛性よりも剛い、すなわち大きい。ｚ軸ではなくｘ軸に沿ってサスペンションシステムとして向き付けられている場合、二重剛性サスペンションシステム１００４Ａの第１の部材及び第２の部材の位置と、二重剛性サスペンションシステム１００４Ｂの第１の部材及び第２の部材の位置とは、互いに対して入れ換わっていることが留意される。より詳細には、二重剛性サスペンションシステム１００４Ａのより剛い第１の部材１０２０はタッチスクリーン１００２とハウジング構成部品１００６との間に延在し、その一方で、二重剛性サスペンションシステム１００４Ｂのより剛い第１の部材１０２０は、ハウジング構成部品１００６と、ハウジング構成部品１００６の支持マウントのベースプレートとの間に延在している。同様に、二重剛性サスペンションシステム１００４Ａの剛性がより小さい第２の部材１０２２は、ハウジング構成部品１００６と、ハウジング構成部品１００６の支持マウントのベースプレートとの間に延在する。その一方で、二重剛性サスペンションシステム１００４Ｂの剛性がより小さい第２の部材１０２２は、タッチスクリーン１００２とハウジング構成部品１００６との間に延在する。このように、このシステムの向きが勝手反対（left to right）である場合、各懸架部材の右側部材は同じであり、各懸架部材の左側部材は同じである。したがって、ユーザーが、タッチスクリーン１００２の操作中、タッチスクリーン１００２に摺動をかけること等により、ｘ軸に沿う横方向の力をタッチスクリーン１００２に印加する場合、二重剛性サスペンションシステム１００４Ａ、１００４Ｂのより剛い第１の部材１０２０は、本例ではｘ軸であるこの装置の並進軸に沿う第１の方向における、ハウジング構成部品１００６に対するタッチスクリーン１００２の運動を制限すなわち制約するように協働する。しかしながら、アクチュエーター１００８によりｘ軸に沿って生成される力に反応して、二重剛性サスペンションシステム１００４Ａ、１００４Ｂのよりコンプライアントな第２の部材１０２２は、ｘ軸に沿う第２の方向すなわち反対の方向におけるハウジング構成部品１００６に対するタッチスクリーン１００２の運動を可能にするように協働する。本明細書には示していないが、二重剛性サスペンションシステムは、ｙ軸に沿う選好的移動も可能にするように構��することができる。
【００３２】
種々の実施形態を上述したが、これらの実施形態は、限定としてではなく、本発明の説明及び例としてのみ提示されていることを理解すべきである。当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、これらの実施形態において形態及び細部の種々の変更を行うことができることが明らかとなる。
【００３３】
例えば、ハウジング構成部品又はキャリアは、二重剛性サスペンションシステムの部材を、ハウジング構成部品又はキャリアの側壁延長部により画定されているウェル又はボア内に収容するように形状付け又は構成することが必ずしも必要とされない。サスペンションシステムの余剰な運動を制限すなわち制約するウェル又はボアは必ずしも必要とされない。これは図１１の実施形態において示されているようなことである。図１１の実施形態は、タッチ面又はタッチスクリーン１１０２と、キャリア又はハウジング構成部品１１０６と、タッチスクリーンのユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーター１１０８と、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーン１１０２とハウジング構成部品１１０６とを一緒に連結する、二重剛性サスペンションシステム１１０４Ａ、１１０４Ｂとを備える触覚装置１１００を含む。二重剛性サスペンションシステム１１０４Ａ、１１０４Ｂの第１の部材１１２０及び第２の部材１１２２は、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材３２０及び第２の部材３２２と同一である。さらに、触覚装置１１００は触覚装置３００と同一であるが、ただし、キャリア又はハウジング構成部品１１０６は、二重剛性サスペンションシステムｌｌ０４Ａ、１１０４Ｂの第２の部材すなわちよりコンプライアントな部材１１２２を収容するウェル又はボアを画定している側壁延長部を有しない。
【００３４】
さらに、本明細書に示されている実施形態に係る二重剛性サスペンションシステムは、上記で示したのとは異なる様式で主ハウジングに連結してもよい。例えば、図１２及び図１３は、タッチ面又はタッチスクリーン１２０２と、キャリア又はハウジング構成部品１２０６と、タッチスクリーンがハウジング構成部品に対して可動であるようにタッチスクリーン１２０２とハウジング構成部品１２０６とを一緒に連結する、二重剛性サスペンションシステム１２０４Ａ、１２０４Ｂとを備える触覚装置１２００を示している。二重剛性サスペンションシステム１２０４Ａ、１２０４Ｂの第１の部材１２２０及び第２の部材１２２２は、二重剛性サスペンションシステム３０４Ａ、３０４Ｂの第１の部材３２０及び第２の部材３２２と同一である。さらに、触覚装置１２００は触覚装置３００と類似しているが、ただし、キャリア又はハウジング構成部品１２０６は異なる形状又は構成を有し、触覚装置１２００は、図３に関して上述したようにタッチスクリーンに二重剛性サスペンションシステムを連結する、ポスト及びベースプレートを有する支持マウントを備えない。より詳細には、ハウジング構成部品１２０６は、ハウジング構成部品の対向縁部においてハウジング構成部品と連結又は一体形成されているＬ字形ブラケット１２４６を含む。二重剛性サスペンションシステム１２０４Ａ、１２０４Ｂの第１の部材１２２０及び第２の部材１２２２は、Ｌ字形ブラケット１２４６の平坦部１２４８を挟み込む。換言すると、より剛い第１の部材１２２０は、Ｌ字形ブラケット１２４６の平坦部１２４８の下方又は平坦部１２４８下に配置され、第２のコンプライアントな部材１２２２は、Ｌ字形ブラケット１２４６の平坦部１２４８の上方又は平坦部１２４８上に配置されている。
【００３５】
このように、本発明の広さ及び範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきでなく、添付の特許請求の範囲及びその均等物に従ってのみ規定されるべきである。本明細書において論じられている各実施形態の各特徴及び本明細書に引用されている各参照文献の各実施形態の各特徴は、任意の他の実施形態の特徴と組み合わせて用いることができることも理解される。本明細書において論じられている全ての特許及び刊行物は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【図１】
2019049997.tif 000003
【図２】
2019049997.tif 000004
【図３】
2019049997.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019049997.tif 000010
【図７】
2019049997.tif 000011
【図８】
2019049997.tif 000012
【図９】
2019049997.tif 000013
【図１０】
2019049997.tif 000014
【図１１】
2019049997.tif 000015
【図１２】
2019049997.tif 000016
【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月7日(2018.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションシステムを備える装置であって、
ハウジング構成部品と、
タッチ素子と、
前記ハウジング構成部品に対して前記タッチ素子を運動させ、それにより、前記タッチ素子のユーザーに触覚効果を与える触覚アクチュエーターと、
前記タッチ素子が前記ハウジング構成部品に対して可動であるように前記タッチ素子と前記ハウジング構成部品とを一緒に連結する、少なくとも１つのサスペンションシステムであって、該少なくとも１つのサスペンションシステムは、第１の剛性の第１の部材及び第２の剛性の第２の部材を有し、前記第１の剛性は前記第２の剛性よりも剛く、該少なくとも１つのサスペンションシステムは、該サスペンションシステムの前記第１の部材によって、少なくとも第１の方向における前記タッチ素子と前記ハウジング構成部品との間の運動を制限するように構成されており、また一方で、該サスペンションシステムの前記第２の部材によって、前記第１の方向とは反対の第２の方向における前記ハウジング構成部品に対する前記タッチ素子の移動を可能にするように構成されている、少なくとも１つのサスペンションシステムと、
を備え、
前記第１の部材及び前記第２の部材が互いに軸方向に整列するように、前記第１の部材は、前記ハウジング構成部品の一部の第１の表面に隣接し且つ接触するように配置されており、前記第２の部材は、前記ハウジング構成部品の前記一部の反対側の第２の表面に隣接し且つ接触するように配置されている、装置。
【請求項２】
前記タッチ素子は、タッチパッドである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は第２のエラストマー材料から形成され、前記第１のエラストマー材料は前記第２のエラストマー材料とは異なる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は第２のエラストマー材料から形成され、前記第１のエラストマー材料は前記第２のエラストマー材料と同じである、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のエラストマー材料は、前記第２のエラストマー材料とは異なるデュロメーター硬さを有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の部材は第１の形状を有し、前記第２の部材は第２の形状を有し、前記第１の形状は前記第２の形状とは異なる、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の形状は円筒形であり、前記第２の形状は切頭円錐部を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ハウジング構成部品は、前記サスペンションシステムの前記第２の部材を受けるウェルを画定している側壁延長部を有し、該側壁延長部は、前記第２の方向における前記タッチ素子と前記ハウジング構成部品との間の余剰な運動を制限する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材はコイルばね又は板ばねのうちの一方である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのサスペンションシステムは、ポスト及びベースプレートを有する支持マウントを備え、前記ポストの第１の端部は、前記タッチ素子の下側面に結合され、前記ポストの第２の端部は前記ベースプレートに結合され、前記支持マウントの前記ポストは、前記ハウジング構成部品の前記一部を通して、また前記少なくとも１つのサスペンションシステムの前記第１の部材及び前記第２の部材を通して形成されているチャネルを通って延在し、前記第１の部材は前記タッチ素子と前記ハウジング構成部品の前記一部との間に挟み込まれ、前記第２の部材は前記ハウジング構成部品の前記一部と前記ベースプレートとの間に挟み込まれるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記タッチ素子は、タッチパッドである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材は第２のエラストマー材料から形成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の部材は第１のエラストマー材料から形成され、前記第２の部材はコイルばね又は板ばねのうちの一方である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ハウジング構成部品の前記一部は、前記ハウジング構成部品の外縁部に連結されているＬ字形ブラケットの平坦部である、請求項１に記載の装置。