(57)【要約】【課題】本発明の目的は、触覚効果がユーザー入力素子に隔離されるように、特定の動作又はロケーションについて、対象とする触覚感覚をユーザーに提供することが可能なデバイスを提供することである。【解決手段】ユーザー入力デバイスは、ハウジングと、ユーザーが操作するのに適合されているとともにユーザーによって操作されるとプロセッサに信号を送信するように構成されたユーザー入力素子と、このユーザー入力素子に結合されたアクチュエーターとを備える。アクチュエーターは、プロセッサからの制御信号を受信し、プロセッサからの制御信号に応答してユーザー入力素子に触覚効果を出力するように構成されている。振動隔離バリアが、ユーザー入力素子とハウジングとの間に配置され、この振動隔離バリアは、ユーザー入力素子をハウジングから実質的に機械的に隔離する。ユーザー入力素子は、ジョイスティック、ボタン、又はトリガーとすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザー入力デバイスであって、
ハウジングと、
信号をプロセッサに送信するように構成されたユーザー入力素子と、
前記ユーザー入力素子に結合されたアクチュエーターであって、前記プロセッサから制御信号を受信し、該プロセッサからの該制御信号に応答して前記ユーザー入力素子に触覚効果を出力するように構成されている、アクチュエーターと、
前記ユーザー入力素子と前記ハウジングとの間に配置された振動隔離バリアであって、該ユーザー入力素子を該ハウジングから実質的に機械的に隔離する、振動隔離バリアと、
を備える、ユーザー入力デバイス。
【請求項２】
前記振動隔離バリアは、発泡材料、ウレタンフォーム、ポリウレタン、粘弾性材料、及びゴムを含む群から選択された材料である、請求項１に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項３】
前記材料はウレタンフォームである、請求項２に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項４】
前記振動隔離バリアはばねである、請求項１に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項５】
前記ユーザー入力素子はジョイスティックである、請求項１に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項６】
前記ジョイスティックは、ステム及びキャップを備える、請求項５に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項７】
前記アクチュエーターは、前記キャップの第１の部分に結合され、前記振動隔離バリアは、該キャップの第１の部分と該キャップの第２の部分との間に配置されている、請求項６に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項８】
前記振動隔離バリアは、前記ステムと前記ハウジングとの間に配置されている、請求項５に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項９】
前記ユーザー入力素子はボタンである、請求項１に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項１０】
前記アクチュエーターは、前記ボタンの第１の部分に結合され、前記振動隔離バリアは、該ボタンの第１の部分と該ボタンの第２の部分との間に配置されている、請求項９に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項１１】
前記振動隔離バリアは、前記ボタンと前記ハウジングとの間に配置されている、請求項９に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項１２】
前記ユーザー入力素子はトリガーである、請求項１に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項１３】
前記アクチュエーターは、前記トリガーの第１の部分に結合され、前記振動隔離バリアは、該トリガーの第１の部分と該トリガーの第２の部分との間に配置されている、請求項１２に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項１４】
前記振動隔離バリアは、前記トリガーと前記ハウジングとの間に配置されている、請求項１２に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項１５】
前記ユーザー入力デバイスはゲームコントローラーである、請求項１に記載のユーザー入力デバイス。
【請求項１６】
ユーザー入力デバイスであって、
信号をプロセッサに送信するように構成されたユーザー入力素子であって、ユーザーが該ユーザー入力素子を操作するために接触するように構成された第１の部分と、該第１の部分に隣接した第２の部分とを備える、ユーザー入力素子と、
前記ユーザー入力素子の前記第１の部分に結合されたアクチュエーターであって、前記プロセッサからの制御信号を受信し、該プロセッサからの該制御信号に応答して前記ユーザー入力素子の前記第１の部分に触覚効果を出力するように構成されている、アクチュエーターと、
前記ユーザー入力素子の前記第１の部分と前記ユーザー入力素子の前記第２の部分との間に配置された振動隔離バリアであって、該第１の部分を該第２の部分から実質的に機械的に隔離する、振動隔離バリアと、
を備える、ユーザー入力デバイス。
【請求項１７】
ゲーミングシステムであって、
ホストコンピューターと、
プロセッサと、
ハウジング、ユーザー入力素子、及び該ユーザー入力素子に取り付けられたアクチュエーターを有するコントローラーであって、該ユーザー入力素子は、操作されると、前記プロセッサに信号を送信するように構成され、前記アクチュエーターは、前記プロセッサからの制御信号を受信し、該プロセッサからの該制御信号に応答して前記ユーザー入力素子に触覚効果を出力するように構成されている、コントローラーと、
前記ユーザー入力素子と前記ハウジングとの間に配置された振動隔離バリアであって、該ユーザー入力素子を該ハウジングから実質的に機械的に隔離する、振動隔離バリアと、
を備える、ゲーミングシステム。
【請求項１８】
前記ホストコンピューターはタブレットコンピューターであり、前記コントローラーは、ハンドルと、前記タブレットコンピューターを収容するように構成されたドッキングステーションとを備え、前記ユーザー入力素子は前記ハンドル上に配置されている、請求項１７に記載のゲーミングシステム。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記コントローラーに配置されている、請求項１７に記載のゲーミングシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサは、前記ホストコンピューターに配置されている、請求項１７に記載のゲーミングシステム。
【請求項２１】
前記アクチュエーターは、前記ユーザー入力素子の第１の部分に結合され、前記振動隔離バリアは、該ユーザー入力素子の該第１の部分と該ユーザー入力素子の第２の部分との間に配置されている、請求項１７に記載のゲーミングシステム。
【請求項２２】
ユーザー入力素子は、ボタン、トリガー、及びジョイスティックを含む群から選択される、請求項１７に記載のゲーミングシステム。
【請求項２３】
前記振動隔離バリアは、発泡材料、ウレタンフォーム、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及びばねを含む群から選択される、請求項１７に記載のゲーミングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、触覚効果がユーザー入力素子に隔離されるように、ユーザー入力素子に取り付けられたアクチュエーターを有するデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオゲーム及びビデオゲームシステムは、カジュアルゲーマー向けのマーケティング及びその結果としてのカジュアルゲーマーの参加によってより一層普及している。従来のビデオゲームデバイス又はコントローラーは、視覚的合図（cue：キュー）及び聴覚的合図を用いて、フィードバックをユーザーに提供する。インターフェースデバイスの中には、運動感覚フィードバック（作用力及び抵抗力のフィードバック等）及び／又は触感フィードバック（振動、テクスチャ、及び熱等）をユーザーに提供するものもあり、これらのフィードバックは、より一般的には、ひとまとめにして「触覚フィードバック」（haptic feedback）又は「触覚効果」として知られている。触覚フィードバックは、ユーザーインターフェースを強化及び単純化する合図を提供することができる。具体的には、振動効果、すなわち振動触覚効果は、特定のイベントをユーザーに通知する合図、又は現実感のあるフィードバックを提供してシミュレートされた環境若しくは仮想環境内へのより大きな感覚没入を生み出す合図を電子デバイスのユーザーに提供する際に役立つことができる。
【０００３】
ユーザーがユーザー入力素子と相互作用して動作を生じさせる医療デバイス、自動車制御、リモコン、及び他の同様のデバイス等の他のデバイスも、触覚フィードバック又は触覚効果から利益を得る。限定としてではなく例えば、医療デバイスのユーザー入力素子は、ユーザーが、患者の体外で医療デバイスの近位部分において操作して、患者の体内で医療デバイスの先端部において動作を生じさせることができる。触覚フィードバック又は触覚効果は、ユーザーに特定のイベントを通知する、又は医療デバイスの先端部における医療デバイスと患者との相互作用に関する現実感のあるフィードバックをユーザーに提供するためにデバイスにおいて用いることができる。
【０００４】
ゲーミングデバイス及び他のデバイスのための従来の触覚フィードバックシステムは、一般に、コントローラー／周辺機器のハウジングに取り付けられた、触覚フィードバックを生成するためのアクチュエーターを備える。しかしながら、これらの従来の触覚フィードバックシステムは、デバイス／コントローラーの本体全体に沿って触覚感覚を生み出す。そのようなデバイスは、特定の動作又はロケーションについて、対象とする触覚感覚をユーザーに提供しない。また、触覚感覚がコントローラー全体にわたって分配される場合には満足な触覚感覚を生み出すには、比較的大きなアクチュエーターが必要とされる。限定としてではなく例えば、（図１に示すような）ゲーミングタブレットは、一般に、ジョイスティック、ボタン、及びトリガー等のユーザー入力素子を有するハンドルと、タブレットスタイルコンピューターを収容するためのドッキング部分とを備えたコントローラーを備える。しかしながら、そのようなゲーミングタブレットは、タブレットコンピューターがコントローラー内に設置されているので、１キログラムを超える重量を有する場合がある。そのようなデバイスに対して触覚感覚を生成するには、大きなアクチュエーターが必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、ユーザーが把持するのに適合されたハウジングと、ユーザーが操作するのに適合されているとともにユーザーによって操作されると信号をプロセッサに送信するように構成されたユーザー入力素子と、このユーザー入力素子に結合されたアクチュエーターとを備えるユーザー入力デバイスを対象とする。このアクチュエーターは、プロセッサからの制御信号を受信し、このプロセッサからの制御信号に応答して触覚効果をユーザー入力素子に出力するように構成されている。振動隔離バリアがユーザー入力素子をハウジングから実質的に機械的に隔離するように、振動隔離バリアをユーザー入力素子とハウジングとの間に配置することができる。この振動隔離バリアは、発泡材料、ウレタンフォーム、ポリウレタン、粘弾性材料、及びゴム等の材料とすることができる。他の実施形態では、振動隔離バリアは、単数又は複数のばねとすることができる。ユーザー入力素子は、ボタン、ジョイスティック、又はトリガーとすることができる。振動隔離バリアは、ユーザー入力素子をハウジングから隔離することもできるし、ユーザー入力素子の第１の部分をユーザー入力素子の残りの部分から隔離し、それによって、ユーザー入力素子のその部分をハウジングからも隔離することもできる。アクチュエーターの触覚効果をユーザー入力素子又はユーザー入力素子の一部分に隔離することによって、その触覚効果はユーザーがユーザー入力デバイスに接触するロケーションに向けられ、アクチュエーターは、ユーザー入力素子に隔離されていないアクチュエーターの触覚効果と同等の触覚効果を生み出すのに、より小さくすることができる。ユーザー入力デバイスは、ゲームコントローラー、タブレット、電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピューター、ゲーミング周辺機器、入力デバイスを備えるウェアラブルユーザーアイテム、又はユーザー入力素子を備える他のデバイスとすることができる。
【０００６】
本発明の実施形態は、ホストコンピューターと、プロセッサと、コントローラーとを備えるゲーミングシステムも対象としている。ゲームコントローラーは、ユーザーが把持するのに適合されたハウジングと、ユーザーが操作するのに適合されているとともにユーザーによって操作されると信号をプロセッサに送信するように構成されたユーザー入力素子と、このユーザー入力素子に結合されたアクチュエーターとを備える。このアクチュエーターは、プロセッサからの制御信号を受信し、このプロセッサからの制御信号に応答して触覚効果をユーザー入力素子に出力するように構成されている。振動隔離バリアが、ユーザー入力素子をハウジングから実質的に機械的に隔離するように、ユーザー入力素子とハウジングとの間に配置されている。プロセッサは、ホストコンピューター又はコントローラーに配置することができる。振動隔離バリアは、発泡材料、ウレタンフォーム、ポリウレタン、粘弾性材料、及びゴム等の材料とすることができる。他の実施形態では、振動隔離バリアは、単数又は複数のばねとすることができる。ユーザー入力素子は、ボタン、ジョイスティック、又はトリガーとすることができる。振動隔離バリアは、ユーザー入力素子をハウジングから隔離することもできるし、ユーザー入力素子の一部分をユーザー入力素子の残りの部分から隔離し、それによって、ユーザー入力素子のその部分をハウジングからも隔離することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ゲーミングタブレットの一実施形態の概略図である。
【図２】コントローラーの一実施形態の概略図である。
【図３】図２のコントローラーの別の視点での概略図である。
【図４】図１のゲーミングタブレットのハンドルを隔離するための振動隔離デバイスの一実施形態の概略図である。
【図５】図１のゲーミングタブレットのハンドルを隔離するための振動隔離デバイスの別の実施形態の概略図である。
【図６】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのジョイスティックの概略図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿って取られた断面図の一実施形態の概略図である。
【図８】図６のＡ−Ａ線に沿って取られた断面図の別の実施形態の概略図である。
【図９】図６のＢ−Ｂ線に沿って取られた断面図の一実施形態の概略図である。
【図１０】図６のＢ−Ｂ線に沿って取られた断面図の別の実施形態の概略図である。
【図１１】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのボタンの概略図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線に沿って取られた断面図の一実施形態の概略図である。
【図１３】図１１のＣ−Ｃ線に沿って取られた断面図の別の実施形態の概略図である。
【図１４】図１１のＣ−Ｃ線に沿って取られた断面図の一実施形態の概略図である。
【図１５】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのトリガーの断面図の一実施形態の概略図である。
【図１６】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのトリガーの断面図の別の実施形態の概略図である。
【図１７】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのトリガーの断面図の別の実施形態の概略図である。
【図１８】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのトリガーの断面図の別の実施形態の概略図である。
【図１９】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのハウジングの一部分の断面図の一実施形態の概略図である。
【図２０】アクチュエーターが取り付けられたコントローラーのハウジングの一部分の断面図の別の実施形態の概略図である。
【図２１】図１のゲーミングタブレットのブロック図である。
【図２２】ホストコンピューター及びディスプレイを伴った図２のコントローラーのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［本発明を機能させる構成］
本発明の上述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付の図面に示されるような本発明の実施形態の以下の説明から明らかであろう。本明細書に組み込まれるとともに本明細書の一部をなす添付の図面は更に、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割を果たす。図面は一定縮尺ではない。
【０００９】
ここで本発明の特定の実施形態を、同様の参照符号が同一又は機能的に類似した要素を示す図面を参照して説明する。
【００１０】
以下の詳細な説明は本来例示的なものでしかなく、本発明又は本発明の用途及び使用を限定するように意図されていない。さらに、前述の技術分野、背景技術、発明の概要又は以下の詳細な説明に提示されている、明示又は暗示されるいかなる理論にも制限されることは意図されていない。さらに、以下の説明は、ゲーミングデバイスと、ゲーミングデバイスのためのコントローラーとを対象とするが、当業者であれば、この説明が、ユーザー入力素子を有する他のデバイスにも等しく適用されることを認識するであろう。
【００１１】
本発明の実施形態は、図１に示すようなゲーミングタブレット１００、図２及び図３に示すようなゲーミングシステムのためのコントローラー２００、又はユーザー入力（ＵＩ）素子を有する他のコントローラーに関する。これらの他のコントローラーは、電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット、コンピューター、ゲーミング周辺機器、及び当業者に既知のゲーミングシステムのための他のコントローラー等であるが、これらに限定されるものではない。
【００１２】
図１に示すゲーミングタブレット１００は、タブレットコンピューター１０２及びコントローラー１０４を備える。タブレットコンピューター１０２は、Ｒａｚｅｒ社から入手可能であるような特にゲーム活動用に設計されても良いし、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｉｐａｄ（登録商標）、Ｋｉｎｄｌｅ（登録商標）Ｆｉｒｅ（登録商標）、及びＳａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ｇａｌａｘｙ  Ｔａｂ（登録商標）等の、よく知られており市場において入手可能なタブレットコンピューターであっても良い。コントローラー１０４は、タブレットコンピューター１０２を収容するように構成されたドッキング部分１０５と、ユーザーがタブレットコンピューター１０２上のゲームを制御するためのユーザー入力素子が配置されたハンドル１０６、１０８とを備える。ドッキング部分１０５は、コントローラー１０４をタブレットコンピューター１０２に接続し、それによって、ボタンの押下、ジョイスティックの移動、トリガーの押下等のハンドル１０６、１０８上でのユーザーによる動作の結果、ゲーム上での動作がタブレットコンピューター１０２上でプレイされるようになる。
【００１３】
ハンドル１０６、１０８は、コントローラー上に備え付けの一般的なユーザー入力素子を備える。これらのユーザー入力素子は、ハンドル１０６に関して説明される。しかしながら、当業者であれば、同じ又は類似のユーザー入力素子をハンドル１０８上でも用いることができることを認識するであろう。特に、ハンドル１０６は、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８を備える。図１に見て取ることができ、また当業者に知られているように、これらのユーザー入力素子をそれぞれ２つ以上、各ハンドル１０６、１０８上に備えることができる。したがって、例えば、ジョイスティック１１０の本説明は、ハンドル１０６又はコントローラー１０４を単一のジョイスティックに限定するものではない。図１に示す実施形態では、ジョイスティック１１０は取り付けられたアクチュエーター１１２を備え、ボタン１１４は取り付けられたアクチュエーター１１６を備え、トリガー１１８は取り付けられたアクチュエーター１２０を備える。さらに、ハンドル１０６は、ユーザーの手が一般に位置するロケーションに取り付けられたアクチュエーター１２２を備える。他のアクチュエーター及びユーザー入力素子をコントローラー１０４上に備えることもできる。
【００１４】
アクチュエーター１１２、１１６、１２０、１２２は、電磁モーター、偏心質量がモーターによって移動される偏心回転質量（「ＥＲＭ」）アクチュエーター、ばねに取り付けられた質量が前後に駆動されるリニア共振アクチュエーター（「ＬＲＡ」）、形状記憶合金、信号に応答して変形する電気活性ポリマー、剛性を変化させるためのメカニズム、振動触覚アクチュエーター、慣性アクチュエーター、圧電アクチュエーター、又は他の好適なタイプの作動デバイスを含むことができる。１つの実施形態では、アクチュエーター１１２、１１６、１２０、１２２は、振動触覚フィードバックをユーザーに提供する慣性アクチュエーターとして実施することができる。別の実施形態では、これらのアクチュエーターは、例えば、ハンドル１０６の剛性／減衰（damping：制動）を変化させるソレノイド、ハンドル１０６のサイズを変化させる小さなエアバッグ、又は形状変化材料を備える運動感覚触覚フィードバックを用いることができる。
【００１５】
図２１は、一実施形態による図１のゲーミングタブレットのブロック図を示している。図２１に示すように、コントローラー１０４は、ドッキング部分１０５を介してタブレットコンピューター１０２と通信するローカルプロセッサ１０７を備える。ドッキング部分１０５の代わりに、有線又は無線接続等の他の接続を用いることができる。この実施形態におけるタブレットコンピューター１０２は表示画面を備える。コントローラー１０４は、代替的に、ローカルプロセッサ１０７を備えないように構成することができ、それによって、コントローラー１０４からの全ての入力／出力信号は、タブレットコンピューター１０２によって直接ハンドリング及び処理される。
【００１６】
プロセッサ１０７は、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８と、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８にそれぞれ結合することができるセンサー１１１、１１５、及び１１９とに結合されている。図２１のブロック図は、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８をそれぞれ１つだけ示している。しかしながら、当業者であれば、上記で説明したように、複数のジョイスティック、ボタン、及びトリガー、並びに他のユーザー入力素子を用いることができることを理解するであろう。アクチュエーター１１２、１１６、及び１２０は、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８に結合されている。アクチュエーター１１２、１１６、１２０は、プロセッサ１０７にも結合され、このプロセッサは、タブレットコンピューター１０２からの高レベル監視コマンド又はストリーミングコマンドに基づいて触覚効果信号をアクチュエーター１１２、１１６、１２０に提供する。ストリーミングの実施形態では、電圧の大きさ及び継続時間がコントローラー１０４にストリーミングされ、このコントローラーにおいて、情報がタブレットコンピューター１０２によってアクチュエーターに提供される。動作中、タブレットコンピューター１０２は、１つ又は複数の選択されたアクチュエーターによって出力されるべき触覚効果のタイプ（例えば、振動、ジョルト、デテント、ポップ等）等の高レベルコマンドをプロセッサ１０７に提供することができ、それによって、プロセッサ１０７は、出力されるべき触覚効果の特定の特性（例えば、大きさ、周波数、継続時間等）についてアクチュエーターに伝える。プロセッサ１０７は、触覚効果のタイプ、大きさ、周波数、継続時間、又は他の特性を、プロセッサ１０７に結合されたメモリ１０９から取り出すことができる。触覚効果は、複数のモダリティ、例えば、ビデオ、オーディオ、及び触覚が同時に関与しているので、ゲームへのより大きな没入感をユーザーに提供する。
【００１７】
図２及び図３は、コンピューター、携帯電話機、テレビ、又は他の同様のデバイスに接続することができるゲーミングシステムとともに一般に用いられるコントローラー２００を示している。そのようなゲーミングシステムは、プロセッサ（図示せず）を備える。当業者に知られているように、コントローラー２００は、無線で、又はコントローラー２００上のポート（図示せず）及びプロセッサ内のポートに接続された有線を用いてプロセッサに接続されている。当業者であれば、コントローラー２００が、コントローラーの一例示の実施形態にすぎないこと、及びユーザー入力素子の他の構成、形状、及びサイズを有するコントローラーを用いることができることを認識するであろう。
【００１８】
コントローラー２００は、ジョイスティック２１０、ボタン２１４、及びトリガー２１８を備える。図２及び図３に見て取ることができ、また当業者に知られているように、ユーザー入力素子及び追加のユーザー入力素子をそれぞれ２つ以上、コントローラー２００上に備えることができる。したがって、例えば、ジョイスティック２１０の本説明は、コントローラー２００を単一のジョイスティックに限定するものではない。図２及び図３に示す実施形態では、ジョイスティック２１０は取り付けられたアクチュエーター２１２を備え、ボタン２１４は取り付けられたアクチュエーター２１６を備え、トリガー２１８は取り付けられたアクチュエーター２２０を備える。さらに、コントローラー２００のハウジング２０２は、ユーザーの手が一般に位置するロケーションに取り付けられたアクチュエーター２２２、２２４を備える。他のアクチュエーター及びユーザー入力素子をコントローラー２００上に備えることもできる。
【００１９】
アクチュエーター２１２、２１６、２２０、２２２、２２４は、電磁モーター、偏心質量がモーターによって移動される偏心回転質量（「ＥＲＭ」）アクチュエーター、ばねに取り付けられた質量が前後に駆動されるリニア共振アクチュエーター（「ＬＲＡ」）、形状記憶合金、信号に応答して変形する電気活性ポリマー、剛性を変化させるためのメカニズム、振動触覚アクチュエーター、慣性アクチュエーター、圧電アクチュエーター、又は他の好適なタイプの作動デバイスを含むことができる。１つの実施形態では、アクチュエーター２１２、２１６、２２０、２２２、２２４は、振動触覚フィードバックをユーザーに提供する慣性アクチュエーターとして実施することができる。別の実施形態では、これらのアクチュエーターは、例えば、ハンドル１０６の剛性／減衰を変化させるソレノイド、ハンドル１０６のサイズを変化させる小さなエアバッグ、又は形状変化材料を備える運動感覚触覚フィードバックを用いることができる。
【００２０】
図２２は、一実施形態による図２及び図３のコントローラー２００のブロック図を示している。図２２に示すように、コントローラー２００は、接続２０５を介してホストコンピューター２０４と通信するローカルプロセッサ２０７を備える。コントローラー２００は、代替的に、ローカルプロセッサ２０７を備えないように構成することができ、それによって、コントローラー２００からの全ての入力／出力信号は、ホストコンピューター２０４によって直接ハンドリング及び処理される。接続２０５は、有線接続、無線接続、又は当業者に知られている他のタイプの接続とすることができる。ホストコンピューター２０４は、表示画面２０６に結合されている。一実施形態では、当該技術分野において知られているように、ホストコンピューター２０４はゲーミングデバイスコンソールであり、表示画面２０６はこのゲーミングデバイスコンソールに結合されたモニターである。別の実施形態では、当業者に知られているように、ホストコンピューター２０４及び表示画面２０６は、単一のデバイスに組み合わせることができる。
【００２１】
プロセッサ２０７は、ジョイスティック２１０、ボタン２１４、及びトリガー２１８と、ジョイスティック２１０、ボタン２１４、及びトリガー２１８にそれぞれ結合することができるセンサー２１１、２１５、及び２１９とに結合されている。図２２のブロック図は、ジョイスティック２１０、ボタン２１４、及びトリガー２１８をそれぞれ１つだけ示している。しかしながら、当業者であれば、上記で説明したように、複数のジョイスティック、ボタン、及びトリガー、並びに他のユーザー入力素子を用いることができることを理解するであろう。アクチュエーター２１２、２１６、及び２２０は、それぞれジョイスティック２１０、ボタン２１４、及びトリガー２１８に結合されている。アクチュエーター２１２、２１６、２２０は、プロセッサ２０７にも結合され、このプロセッサは、ホストコンピューター２０４からの高レベル監視コマンド又はストリーミングコマンドに基づいて触覚効果信号をアクチュエーター２１２、２１６、２２０に提供する。ストリーミングの実施形態では、電圧の大きさ及び継続時間がコントローラー２００にストリーミングされ、このコントローラーにおいて、情報がホストコンピューター２０４によってアクチュエーターに提供される。動作中、ホストコンピューター２０４は、１つ又は複数の選択されたアクチュエーターによって出力されるべき触覚効果のタイプ（例えば、振動、ジョルト、デテント、ポップ等）等の高レベルコマンドをプロセッサ２０７に提供することができ、それによって、プロセッサ２０７は、出力されるべき触覚効果の特定の特性（例えば、大きさ、周波数、継続時間等）についてアクチュエーターに伝える。プロセッサ２０７は、触覚効果のタイプ、大きさ、周波数、継続時間、又は他の特性を、プロセッサ２０７に結合されたメモリ２０９から取り出すことができる。触覚効果は、複数のモダリティ、例えば、ビデオ、オーディオ、及び触覚が同時に関与しているので、ゲームへのより大きな没入感を、そのコントローラー２００の感触を用いてユーザーに提供する。
【００２２】
図４及び図５は、図１のコントローラー１０４の一部分を示している。特に、図４及び図５は、ハンドル１０６がアーム又はコネクター１４０を通じてドッキング部分１０５に接続される、図１のコントローラー１０４の部分を示している。図４及び図５に示すように、アーム１４０は、ハンドル１０６をドッキング部分１０５から実質的に機械的に隔離する振動隔離バリア１４４、１４６を備える。特に、図４は、ハンドル１０６をドッキング部分１０５から実質的に機械的に隔離する振動隔離バリア１４４を示している。図４に示すような振動隔離バリア１４４は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、コントローラー１０４の外側ハウジングの感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。さらに、コントローラー１０４が連続した外観を有するように、ハウジング（図示せず）が振動隔離バリア１４４を取り囲むことができる。しかしながら、このハウジング（図示せず）は、ハンドル１０６からドッキング部分１０５への大きな振動の伝達を可能にしないことに留意すべきである。
【００２３】
同様に、図５に示す振動隔離バリア１４６は、複数のばねである。振動隔離バリア１４６は、ハウジングの外観を維持するために当該振動隔離バリアを取り囲むハウジング１４８（図５に明示）を備えることができる。ハウジング１４８は、振動がハンドル１０６からハウジング１４８を通ってドッキング部分１０５に伝達されないように、図４に関して上記で説明した材料等の、一般に振動をフィルタリングする材料から作製することができる。振動隔離バリア１４６は、複数のばねとして示されているが、当業者であれば、ばねとして機能する他の材料及び設計を利用することができることを認識するであろう。
【００２４】
図６〜図１８は、ユーザー入力素子又はその幾つかの部分をコントローラーハウジングから隔離する様々な隔離デバイスを有するユーザー入力素子に取り付けられたアクチュエーターのための様々な実施形態を示している。図６〜図１８は、図１に示すコントローラー１０４に関して説明される。したがって、図６〜図１８は、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、及びトリガー１１８等の図１からの参照符号を用いている。しかしながら、図６〜図１８に示す実施形態は、図２及び図３に示すユーザー入力素子においても等しく用いることができる。したがって、ジョイスティック１１０、ボタン１１４、トリガー１１８、及びそれらの対応するアクチュエーター１１２、１１６、１２０は、代わりに、ジョイスティック２１０、ボタン２１４、トリガー２１８、及びそれらの対応するアクチュエーター２１２、２１６、２２０とすることができる。図面を明確にするとともに図面を繰り返さないようにするために、図１からの参照符号が用いられている。
【００２５】
図６は、ジョイスティック１１０をクローズアップした図を示している。ジョイスティック１１０は、基部すなわちステム１５０と、キャップすなわち上部１５２と、キャップ１５２に結合されたアクチュエーター１１２とを備える。アクチュエーター１１２はキャップ１５２に結合され、一般に、この場合、ユーザーは、ジョイスティック１１０のキャップ１５２に接触して、ゲームのプレイヤー又はオブジェクトの移動等のゲーム内での動作を生じさせることになる。基部１５０は一般に形状が円筒形であり、キャップ１５２は一般に円板形状であるが、他の形状を利用することができる。ジョイスティック１１０の移動及び／又は押下によって、ゲーム内で動作を行わせるための信号がプロセッサ１０７に送信される。さらに、ゲームの動作に応じて、プロセッサ１０７は、時に、振動するか又は他の或る機械的触覚効果を生じさせる信号をジョイスティック１１０のアクチュエーター１１２に送信することができる。アクチュエーター１１２がキャップ１５２に結合されていることと、以下で説明する振動隔離／減衰とによって、比較的小さなアクチュエーターを用いて触覚効果を提供することができる。
【００２６】
図７は、アクチュエーター１１０のキャップ１５２の一実施形態を示している。図７に見て取ることができるように、アクチュエーター１１２は、キャップ１５２の隔離部分１５４に結合されている。キャップ１５２の隔離部分１５４は、振動隔離バリア１５８で満たされた溝又はギャップ１５７によってキャップ１５２の本体１５６から分離され、それによって、キャップ１５２の隔離部分１５４は、キャップ１５２の本体１５６から実質的に機械的に隔離される。図７に示すような振動隔離バリア１５８は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、キャップ１５２の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。
【００２７】
図８に示す別の実施形態では、アクチュエーター１１２は、キャップ１５２の隔離部分１５４に取り付けられている。隔離部分１５４は、ギャップ１５７によってキャップ１５２の本体１５６から分離されている。図８の実施形態では、振動隔離バリアは、隔離部分１５４を本体１５６に結合する単数又は複数のばね１５９を含む。ばね１５９は、アクチュエーター１１２の振動又は他の機械的影響が、隔離部分１５４に実質的に機械的に隔離され、これにより、本体１５６に伝達されないように、隔離部分１５４と本体１５６との間で振動をフィルタリングする。ばね１５９は、振動をフィルタリングするが、ジョイスティック１１０の移動がゲームにおける移動に正確に変換されるように十分な感触をジョイスティック１１０において維持するように選択される。図８の振動隔離バリアは、複数のばねとして示されているが、当業者であれば、振動をフィルタリングするばねのように機能する他の材料及び設計を利用することができることを認識するであろう。
【００２８】
図７及び図８は、振動を減衰／フィルタリングする振動減衰材料及びばねを示している。これらは別々の実施形態として示されているが、当業者であれば、振動隔離は、減衰及びフィルタリングの双方を含むことができ、一般的には、それらの双方を含むであろうことを認識するであろう。したがって、これらの実施形態を組み合わせることもできるし、振動の減衰及びフィルタリングの双方を行う材料を利用することもできる。
【００２９】
図９及び図１０に示す別の実施形態では、キャップ１５２をジョイスティック１１０の残りの部分、したがってハンドル１０６の残りの部分から実質的に機械的に隔離するのではなく、基部１５０がハンドル１０６に結合されている場合に、ジョイスティック１１０がハンドル１０６から実質的に機械的に隔離される。図９及び図１０に示すように、ギャップ１５５が、基部１５０をハンドル１０６から分離する。図９に示す１つの実施形態では、振動隔離バリア１５１が、ギャップ１５５を満たし、それによって、ジョイスティック１１０の基部１５０をハンドル１０６から実質的に機械的に隔離する。図９に示すような振動隔離バリア１５８は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、ジョイスティック１１０の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。
【００３０】
図１０に示す別の実施形態では、振動隔離バリアは複数のばね１５３であり、そのため、ギャップ１５５は、基部１５０をハンドル１０６に結合するようにばね１５３によってブリッジされる。ばね１５３は、アクチュエーター１１２の振動又は他の機械的影響が、ジョイスティック１１０に実質的に機械的に隔離され、これにより、ハンドル１０６に伝達されないように、基部１５０とハンドル１０６との間で振動をフィルタリングする。ばね１５３は、機械的振動をフィルタリングするが、ジョイスティック１１０の移動がゲームにおける移動に正確に変換されるように感触をジョイスティック１１０において維持するように選択される。
【００３１】
図９及び図１０は、振動を減衰／フィルタリングする振動減衰材料及びばねを示している。これらは別々の実施形態として示されているが、当業者であれば、振動隔離は、減衰及びフィルタリングの双方を含むことができ、一般的には、それらの双方を含むであろうことを認識するであろう。したがって、これらの実施形態を組み合わせることもできるし、振動の減衰及びフィルタリングの双方を行う材料を利用することもできる。
【００３２】
図１１〜図１４は、ボタン１１４に結合されたアクチュエーター１１６の振動を実質的に機械的に隔離する実施形態を示している。図１１に示すように、ボタン１１４は、アクチュエーター１１６が結合されたハンドル１０６に結合されている。ボタン１１４を押下することによって、信号がプロセッサ１０７に送信され、この信号は、処理されて、ゲームにおける動作を生じさせる。さらに、ボタン１１４及びゲームの動作の目的に応じて、プロセッサ１０７は、上記で説明したように、振動するか又は他の或る触覚効果を生じさせる信号をアクチュエーター１１６に送信することができる。
【００３３】
図１２は、図１１のＣ−Ｃ線に沿って取られた、ハンドル１０６に結合されたボタン１１４の一実施形態を示している。図１２に見て取ることができるように、ギャップ１６０が、ボタン１１４とハンドル１０６との間に配置されている。ギャップ１６０は、振動隔離バリア１６２で満たされ、それによって、ボタン１１４をハンドル１０６から実質的に機械的に隔離する。図１２に示すような振動隔離バリア１６２は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、ボタン１１４の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。
【００３４】
図１３に示す別の実施形態では、ボタン１１４は、ギャップ１６０によってハンドル１０６から分離されている。振動隔離バリアは、ボタンをハンドル１０６に結合する単数又は複数のばね１６４である。ばね１６４は、アクチュエーター１１６の振動又は他の機械的影響が、ボタン１１４に実質的に機械的に隔離され、これにより、ハンドル１０６に伝達されないように、ボタン１１４とハンドル１０６との間で振動をフィルタリングする。ばね１６４は、振動をフィルタリングするが、ボタン１１４の移動がゲームにおける移動に正確に変換されるように十分な感触をボタン１１４において維持するように選択される。
【００３５】
図１４に示す別の実施形態では、アクチュエーター１１６は、ボタン１１４の隔離部分１６８に結合されている。ボタン１１４の隔離部分１６８は、振動隔離バリア１６７で満たされた溝又はギャップ１６６によってボタン１１４の本体１６９から分離され、それによって、ボタン１１４の隔離部分１６８は、ボタン１１４の本体１６９から実質的に機械的に隔離される。図１４に示すような振動隔離バリア１６７は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、ボタン１１４の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。図１４に示すように、ボタン１１４の本体１６９も、ギャップ１６０及び振動隔離バリア１６２によってハンドル１０６から実質的に機械的に隔離される。しかしながら、当業者であれば、ギャップ１６０及び振動隔離バリア１６２は必要とされないこと、及び本体１６９をハンドル１０６に結合するのに従来の取り付け方法及びデバイスを用いることができることを認識するであろう。さらに、図１４は、隔離部分１６８と本体１６９との間に振動隔離バリア材料１６７を示しているが、当業者であれば、ばね又は複数のばね等の他の振動隔離バリアを用いることができることを認識するであろう。
【００３６】
図１２〜図１４は、振動を減衰／フィルタリングする振動減衰材料及びばねを示している。これらは別々の実施形態として示されているが、当業者であれば、振動隔離は、減衰及びフィルタリングの双方を含むことができ、一般的には、それらの双方を含むであろうことを認識するであろう。したがって、これらの実施形態を組み合わせることもできるし、振動の減衰及びフィルタリングの双方を行う材料を利用することもできる。
【００３７】
図１５〜図１８は、トリガー１１８に結合されたアクチュエーター１２０の振動を実質的に機械的に隔離する実施形態を示している。図１５に示すように、トリガー１１８は、接続部１７４を通じてハンドル１０６に結合されている。接続部１７４は、ヒンジ接続部又は当業者に知られている他のタイプの接続部とすることができる。ボタン１１８を押下することによって、信号がプロセッサ１０７に送信され、この信号は、処理されて、ゲームにおける動作を生じさせる。さらに、トリガー１１８及びゲームの動作の目的に応じて、プロセッサ１０７は、上記で説明したように、振動するか又は他の或る触覚効果を生じさせる信号をアクチュエーター１２０に送信することができる。限定としてではなく例えば、幾つかのゲームでは、トリガー１１８を絞ることによって、ゲーム内の銃又は他の武器を発射させる信号をプロセッサ１０７に送信することができる。プロセッサ１０７は、発射されている武器の感触をシミュレートするような振動、ポップ、デテント、又は他の機械的触覚効果を生じさせる信号をアクチュエーター１２０に送信することができる。
【００３８】
図１５は、ハンドル１０６に結合されたトリガー１１８の一実施形態を示している。図１５に見て取ることができるように、ギャップ１７０が、トリガー１１８とハンドル１０６との間に配置されている。振動隔離バリアは、ギャップ１７０にわたってトリガー１１８をハンドル１０６に結合する単数又は複数のばね１７２である。ばね１７２は、アクチュエーター１２０の振動又は他の機械的影響が、トリガー１１８に実質的に機械的に隔離され、これにより、ハンドル１０６に伝達されないように、トリガー１１８とハンドル１０６との間で振動をフィルタリングする。ばね１７２は、振動をフィルタリングするが、トリガー１１８の移動がゲームにおける移動に正確に変換されるように十分な感触をトリガー１１８において維持するように選択される。
【００３９】
図１６は、ハンドル１０６に結合されたトリガー１１８の別の実施形態を示している。図１６に見て取ることができるように、ギャップ１７０は、振動隔離バリア１７３で満たされ、それによって、トリガー１１８をハンドル１０６から実質的に機械的に隔離する。図１６に示すような振動隔離バリア１７３は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、トリガー１１８の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。
【００４０】
図１７に示す別の実施形態では、アクチュエーター１２０は、トリガー１１８の隔離部分１７７に結合されている。トリガー１１８の隔離部分１７７は、振動隔離バリア１７８で満たされた溝又はギャップ１７６によってトリガー１１８の本体１７５から分離され、それによって、トリガー１１８の隔離部分１７７は、トリガー１１８の本体１７５から実質的に機械的に隔離される。図１７に示すような振動隔離バリア１７８は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、トリガー１１８の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。図１７に示すように、トリガー１１８の本体１７５も、図１５及び図１６に示すようなギャップ１７０及び振動隔離バリアによってハンドル１０６から実質的に機械的に隔離することができる。しかしながら、当業者であれば、そのような振動隔離バリアは必要とされないこと、及び本体１７５をハンドル１０６に結合するのに従来の取り付け方法及びデバイスを用いることができることを認識するであろう。
【００４１】
図１８に示す別の実施形態では、アクチュエーター１２０は、トリガー１１８の隔離部分１７７に結合されている。図１８における振動隔離バリアは、ギャップ１７６にわたって隔離部分１７７を本体１７５に結合する単数又は複数のばね１７９である。ばね１７９は、アクチュエーター１２０の振動又は他の機械的影響が、隔離部分１７７に実質的に機械的に隔離され、これによって、本体１７５を通ってハンドル１０６に伝達されないように、隔離部分１７７と本体１７５との間で振動をフィルタリングする。ばね１７９は、機械的振動をフィルタリングするが、トリガー１１８の移動がゲームにおける移動に正確に変換されるように感触をトリガー１１８において維持するように選択される。図１８に示すように、トリガー１１８の本体１７５も、図１５及び図１６に示すようなギャップ１７０及び振動隔離バリアによってハンドル１０６から実質的に機械的に隔離することができる。しかしながら、当業者であれば、そのような振動隔離バリアは必要とされないこと、及び本体１７５をハンドル１０６に結合するのに従来の取り付け方法及びデバイスを用いることができることを認識するであろう。
【００４２】
図１５〜図１８は、振動を減衰／フィルタリングする振動減衰材料及びばねを示している。これらは別々の実施形態として示されているが、当業者であれば、振動隔離は、減衰及びフィルタリングの双方を含むことができ、一般的には、それらの双方を含むであろうことを認識するであろう。したがって、これらの実施形態を組み合わせることもできるし、振動の減衰及びフィルタリングの双方を行う材料を利用することもできる。
【００４３】
図１９及び図２０は、ハンドル１０６の一部分に結合されたアクチュエーター１２２をハンドル１０６の残りの部分から実質的に機械的に隔離する実施形態を示している。アクチュエーター１２２に関して説明されるが、図１９及び図２０の実施形態は、アクチュエーター１２４、又はハンドル１０６上の他の箇所に配置されたアクチュエーターにも等しく適用することができる。特に、図１９は、ハンドル１０６の隔離部分１８４に結合されたアクチュエーター１２２を示している。ハンドル１０６の隔離部分１８４は、振動隔離バリア１８２で満たされた溝又はギャップ１８０によってハンドル１０６の本体１８８から分離され、それによって、ハンドル１０６の隔離部分１８４はハンドル１０６の本体１８８から実質的に機械的に隔離される。図１９に示すような振動隔離バリア１８４は、発泡材料、ウレタンフォーム（Ｐｏｒｏｎ（登録商標）フォーム）、ポリウレタン、粘弾性材料、ゴム、及び一般に振動を隔離するが、ハンドル１０６の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持する他の材料等の振動減衰材料である。
【００４４】
図２０に示す別の実施形態では、アクチュエーター１２２は、ハンドル１０６の隔離部分１８４に結合されている。図２０の振動隔離バリアは、ギャップ１８０にわたって隔離部分１８４を本体１８８に結合する単数又は複数のばね１８６である。ばね１８６は、アクチュエーター１２２の振動又は他の機械的影響が、隔離部分１８４に実質的に機械的に隔離され、これにより、本体１８８すなわちハンドル１０６の残りの部分に伝達されないように、隔離部分１８４と本体１８８との間で振動をフィルタリングする。ばね１８６は、機械的振動をフィルタリングするが、ハンドル１０６の感触及び完全性が維持されるように相対剛性を維持するように選択される。
【００４５】
図１９及び図２０は、振動を減衰／フィルタリングする振動減衰材料及びばねを示している。これらは別々の実施形態として示されているが、当業者であれば、振動隔離は、減衰及びフィルタリングの双方を含むことができ、一般的には、それらの双方を含むであろうことを認識するであろう。したがって、これらの実施形態を組み合わせることもできるし、振動の減衰及びフィルタリングの双方を行う材料を利用することもできる。
【００４６】
本発明による種々の実施形態を上述してきたが、これらの実施形態は、限定としてではなく単なる説明及び例として提示されていることを理解すべきである。形式及び細部における種々の変更は本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明内で行うことができることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲（breadth and scope）は、上述の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はなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ規定されるべきである。本明細書において論考された各実施形態、及び本明細書において引用された各引用文献の各特徴は、他の任意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であろう。本明細書において論考された全ての特許及び刊行物はその全体が、引用することにより本明細書の一部をなす。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【外国語明細書】
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