(57)【要約】【解決手段】携帯型電子デバイスが開示される。デバイスは、一つ以上の主要面を有するケースと、一つの主要面に配置されたタッチスクリーンと、タッチスクリーンに動作可能に接続されたプロセッサと、タッチスクリーンに近接して配置された一つ以上の触覚ピクセルとを備えてもよい。各触覚ピクセルは、アクチュエータに接続された可動部とセンサを備える。アクチュエータおよびセンサはプロセッサに接続される。アクチュエータはプロセッサからの命令に応答して作動するよう構成され、センサは、可動部に圧力が加えられたとき、プロセッサによって実行される一つ以上のプログラムへの入力として信号を生成するよう構成される。可動部は第１位置と第２位置との間で作動可能である。可動部の触感は、第１位置と第２位置とで異なっている。【選択図】図１Ａ
2011510403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の主要面を有するケースと、
少なくとも一つの主要面に配置されたタッチスクリーンと、
前記タッチスクリーンに動作可能に接続されたプロセッサと、
前記タッチスクリーンに近接して配置された一つ以上の触覚ピクセルと、を備え、
前記一つ以上の触覚ピクセルのそれぞれがアクチュエータに接続された可動部とセンサを備え、
前記アクチュエータは前記プロセッサに接続され、
前記アクチュエータは前記プロセッサからの命令に応答して作動するよう構成され、
前記センサは、前記可動部に圧力が加えられたとき、前記プロセッサによって実行される一つ以上のプログラムへの入力として信号を生成するよう構成され、
前記可動部は、前記プロセッサによる一つ以上の命令の実行に応答して第１位置と第２位置との間で前記アクチュエータによって作動可能であり、
前記第１位置における前記可動部の触感が、前記第２位置における前記可動部の触感と異なることを特徴とする、携帯型電子デバイス。
【請求項２】
前記一つ以上の触覚ピクセルが、前記タッチスクリーンと同一の前記ケースの主要面上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項３】
前記一つ以上の触覚ピクセルが、前記タッチスクリーンが配置される前記主要面に近接する前記ケースの側端に設置されることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項４】
前記ケースは、前記タッチスクリーンが配置される前記主要面と側端との間に傾斜端部を備え、前記一つ以上の触覚ピクセルが該傾斜端部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項５】
前記タッチスクリーンの所定の状態に応答して、ユーザに触覚フィードバックを与えおよび／またはユーザからの入力を受け取れるように前記一つ以上の触覚ピクセルが配置されることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項６】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が選択的に作動して、前記タッチスクリーン上に表示される画像のスクロールの終点を指し示すように構成されることを特徴とする請求項５に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項７】
前記タッチスクリーンの状態変化に応答して、前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が振動するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項８】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち前記特定の一つ以上の振動周波数が、タッチパッドになされるジェスチャの状態に関係することを特徴とする請求項７に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項９】
タッチパッドで入力されたジェスチャに応答して、ユーザに触覚フィードバックを与えおよび／またはユーザからの入力を受け取れるように、前記一つ以上の触覚ピクセルが配置されることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１０】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が、携帯型電子デバイスへの特定のコマンド入力に関連づけられたボタンとして機能するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１１】
前記タッチスクリーンが、前記特定の一つ以上の触覚ピクセルに近接して、前記特定のコマンド入力を識別する情報を表示するよう構成されることを特徴とする請求項１０に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１２】
携帯型電子デバイスの配向の変化を検知するように構成されたセンサをさらに備える請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１３】
携帯型電子デバイスの配向の変化に応答して、前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が前記第１位置と前記第２位置との間で作動するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１４】
ゲーム装置、電話機、携帯型メディアプレーヤ、電子メール装置、ウェブブラウザ装置またはナビゲーション装置として使用されるように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１５】
ゲーム装置として使用されるように構成され、かつゲーム状態の変化またはゲームイベントに応答して前記一つ以上の触覚ピクセルの状態を変化させるように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１６】
当該携帯型電子デバイスと一つ以上の他のデバイスとの間の通信を容易にするよう適合された通信インタフェースをさらに備える請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１７】
当該携帯型電子デバイスと通信する一つ以上の他のデバイスの状態変化に応答して前記一つ以上の触覚ピクセルの状態が変化するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子デバイス。
【請求項１８】
電子デバイスの主要面に配置されるタッチスクリーンと、
前記タッチスクリーンと動作可能に接続されたプロセッサと、を備え、
前記タッチスクリーンは触覚ピクセルのアレイを備え、
前記アレイ内の前記触覚ピクセルのそれぞれがアクチュエータに接続された可動部とセンサを備え、
前記プロセッサにトランスデューサが接続され、
前記アクチュエータは前記プロセッサからの命令に応答して作動するよう構成され、
前記センサは、前記可動部に圧力が加えられたとき、前記プロセッサによって実行される一つ以上のプログラムへの入力として信号を生成するよう構成され、
前記可動部は、前記プロセッサによる一つ以上の命令の実行に応答して第１位置と第２位置との間で前記アクチュエータによって作動可能であり、
前記第１位置における前記可動部の触感が、前記第２位置における前記可動部の触感と異なることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１９】
タッチスクリーンと、該タッチスクリーンに近接して配置される一つ以上の触覚ピクセルとを有する携帯型デバイスを作動させる方法であって、
前記一つ以上の触覚ピクセルのそれぞれがアクチュエータに接続された可動部とセンサを備え、
前記可動部は前記アクチュエータによって第１位置と第２位置との間で作動可能であり、
前記第１位置における前記可動部の触感が、前記第２位置における前記可動部の触感と異なっており、
当該方法は、
前記タッチスクリーンでユーザ入力を追跡し、
前記タッチスクリーンの状態を決定し、
ディスプレイの所定の状態の検出に応答して前記一つ以上の触覚ピクセルの状態を変更することを含む方法。
【請求項２０】
前記ユーザ入力を追跡することが、前記タッチスクリーンでユーザの指の動きを追跡することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記タッチスクリーンの状態を決定することが、前記タッチスクリーン上でユーザが特定のジェスチャを入力したか否かを決定することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記タッチスクリーンへの前記ユーザ入力が、ビデオゲームに対するユーザ入力に対応することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記所定の状態が、ビデオゲーム状態の変化または一つ以上の特定のゲームイベントを反映することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記所定の状態が、前記携帯型デバイスと通信する一つ以上の他のデバイスの状態変化に対応することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記携帯型デバイスが傾きセンサを備え、前記所定の状態が前記傾きセンサの状態変化に対応することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記触覚ピクセルの状態を変更することが、バブルレベルをシミュレートする方法で、前記傾きセンサにより検知された前記携帯型デバイスの傾きに応答して一つ以上の特定の触覚ピクセルを選択的に作動させることを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記触覚ピクセルの状態を変更することが、ユーザが一つ以上の特定のピクセルを感じられるように特定のピクセルを選択的に作動させ、前記特定のピクセルが前記携帯型デバイスのスクロールホイールとして機能するように特定のピクセルを構成することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記触覚ピクセルの状態を変更することが、ユーザが一つ以上の特定のピクセルを感じられるように前記タッチスクリーン上に表示されるコマンドに近接する一つ以上の特定のピクセルを選択的に作動させ、前記携帯型デバイスで前記コマンドを実行するためのボタンとして前記特定のピクセルが機能するように構成することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２９】
前記一つ以上の特定の触覚ピクセルを振動させることをさらに含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記触覚ピクセルの状態を変更することが、ユーザが前記タッチスクリーンのスクロール限界に到達したとき、ユーザが一つ以上の特定のピクセルを感じられるように一つ以上の触覚特定のピクセルを選択的に作動させることを含む請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔優先権主張〕
この出願は、同一出願人により２００８年１月２１日に出願された米国特許出願第１２／０１７，２９８号の優先権の利益を主張し、その全体の開示内容が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明の実施形態は携帯型デバイスに関し、より詳細にはタッチスクリーンを利用する携帯型デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
タッチスクリーンは、ディスプレイ領域内での接触位置を検出する能力を有するディスプレイである。これにより、ディスプレイのコンテンツと相互作用するための主要な入力デバイスとしてのキーボードおよび／またはマウスが取り除かれた入力デバイスとしてディスプレイを使用することが可能になる。このようなディスプレイをコンピュータに接続することができ、または端末としてネットワークに接続することができる。タッチスクリーンはまた、携帯情報端末（personal digital assistant：ＰＤＡ）、衛星ナビゲーションデバイスおよび携帯電話デバイスの設計における近年の変化に貢献しており、これらの装置をより使いやすくしている。
【０００４】
１９７１年にサミュエル・Ｃ・ハースト博士による電子タッチインタフェースの発明以来、タッチスクリーンは当たり前のものとなっている。それらは、小売りの環境で、販売システムのポイントで、現金自動預入支払機（ＡＴＭ）で、およびグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を操作しデータを入力するためにスタイラスが使用されることのあるＰＤＡで見慣れたものとなっている。スマートフォン、ＰＤＡ、携帯ゲーム機および多くの種類の情報家電の人気が、タッチスクリーンの需要および採用を後押ししている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存のタッチスクリーンは、機械的な入力を受け取り視覚的な出力を与えるように構成される。しかしながら、既存のタッチスクリーンは、視覚的出力と機械的出力の両方を与えるようには構成されていない。
【０００６】
本発明の実施形態はこの文脈の範囲内で生じる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の教示内容は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解することができる。
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による携帯型デバイスのブロック図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による携帯型デバイスの三次元図である。
【図１Ｃ】本発明の別の代替実施形態による携帯型デバイスの三次元図である。
【図１Ｄ】本発明の別の代替実施形態による携帯型デバイスの三次元図である。
【図１Ｅ】本発明の別の代替実施形態による携帯型デバイスの側面図である。
【図２】図１Ａ−１Ｅに示されたタイプの携帯型デバイスの動作を説明するフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態による携帯型デバイスのコマンドボタンとして触覚アレイの一部を用いることを説明する三次元図である。
【図４】本発明の一実施形態による携帯型デバイスのスクロールホイールとして触覚アレイの一部を用いることを説明する三次元図である。
【図５】本発明の一実施形態による携帯型デバイスでスクロールの終わりを指示するために触覚アレイの一部を用いることを説明する三次元図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による携帯型デバイスでレベルインジケータとして触覚アレイの一部を用いることを図解する三次元図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による携帯型デバイスでレベルインジケータとして触覚アレイの一部を用いることを図解する三次元図である。
【図７】本発明の代替実施形態による電子装置の三次元図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、説明のために多数の特定の詳細を含むが、当業者の誰もが、以下の詳細についての多くの変形例および変形例が本発明の範囲内にあることを認めるだろう。したがって、請求項に係る発明の一般性を損なうことなく、また請求項に係る発明に限定を課することなく、以下に述べる本発明の例示的な実施形態が説明される。
【００１０】
図１Ａに示す本発明の一実施形態によると、携帯型電子デバイス１００は、ケース１０１と、ケース１０１の主要な面に形成されたタッチスクリーン１０２とを備える。ケースは、ユーザの手で保持可能である十分に小さなサイズであってもよい。一つまたは複数のデジタル触覚ピクセル１０４のアレイが、タッチスクリーン１０２のエッジに端部に近接して設置されてもよい。デバイスはコントローラ１０３を備えてもよく、コントローラ１０３の構成要素はケース１０１の内部に配置されてもよい。コントローラ１０３は、タッチスクリーン１０２に操作可能に接続されたプロセッサ１０６を備える。一部の実施形態では、パラレル処理が実装される場合、デバイス１００が複数のプロセッサ１０６を備えてもよい。デバイス１００は、ゲーム装置、電話、ポータブルメディアプレーヤ、電子メール装置、ウェブブラウザ装置等として使用されるように構成されてもよい。
【００１１】
タッチスクリーン１０２は、スタイラスの先端の位置を定めるために、任意の適切なタッチスクリーン技術、例えば抵抗、表面音響波（ＳＡＷ）容量、赤外線、歪みゲージ、光学イメージング、分散信号技術、音響パルス認識、減衰全内部反射（frustrated total internal reflection）または磁歪技術に基づくグラフィクスタブレットなどに基づいていてもよい。一例として、抵抗タッチスクリーンパネルは、二つの薄い金属導電層と薄い空間で分離された抵抗層とを含む複数の層で構成されてもよい。何らかの物体がこの種のタッチパネルに接触すると、層が特定の点で接続される。続いて、接続された出力を持つ二つの分圧器と同様にパネルが電気的に作動する。これにより、タッチイベントとして検知される電流に変化が生じ、処理のためにタッチイベントがプロセッサ１０６に送られる。
【００１２】
表面音響波技術は、タッチスクリーンパネルを通過する超音波を使用する。パネルがタッチされると、波の一部が吸収される。超音波におけるこの変化がタッチイベントの位置を検知し、この情報を処理のためにコントローラに送る。
【００１３】
容量性タッチスクリーンパネルは、センサを横切る連続電流を伝達するインジウムスズ酸化物などの材料でコーティングされてもよい。したがって、センサは水平軸および垂直軸の両方で、保存された電子の正確に制御された領域となる。容量性タッチスクリーンの「通常の」容量フィールド（その基準状態）が外的に（例えばユーザの指から）印加された電界によって変更されると、パネルの各コーナーに設置された電子回路が基準フィールドの特性における合成された「歪み」を測定し、イベントについての情報を処理のためにプロセッサ１０６に送る。
【００１４】
赤外線タッチスクリーンパネルは、二つの異なる方法のうち一つを採用してもよい。一つの方法は、熱的に誘起された表面抵抗の変化を使用する。もう一つの方法は、スクリーンの表面近くで変調された光線の中断を検出する垂直方向および水平方向のＩＲセンサのアレイである。
【００１５】
歪みゲージ構成では、スクリーンは４つのコーナーに取り付けられたスプリングであり、歪みゲージを用いてスクリーンがタッチされたときのたわみを測定する。この技術は、Ｚ軸に沿ったスクリーン１０２の動きを測定してもよい。
【００１６】
光学イメージングに基づくタッチスクリーン技術では、スクリーン端部（ほぼコーナー）の周囲に二つ以上の画像センサが配置されてもよい。スクリーンの別の側には、カメラの視界内に収まる赤外線バックライトが配置されてもよい。タッチは影として現れ、各組のカメラを三角測定してタッチの位置を定めることができる。
【００１７】
分散信号技術は、タッチにより生じるガラス内の機械的エネルギーを検出するセンサを用いてもよい。続いて、複雑なアルゴリズムがこの情報を解釈し、タッチの実際の位置が求められる。
【００１８】
音響パルス認識に基づくタッチスクリーンは、スクリーンの一部に配置されタッチの機械的エネルギー（振動）を電気信号に変換する三つ以上の圧電トランスデューサを用いてもよい。続いて、この信号が音響ファイルに変換され、スクリーン上のあらゆる位置に対する事前に作成された音響プロファイルと比較されてもよい。
【００１９】
減衰全内部反射に基づくタッチスクリーンは、屈折媒質を光で満たすための全内部反射の原理を使用する。指または他の柔らかいオブジェクトが表面に対して押し付けられると、内部反射光経路が断絶されて媒質の外側で光が反射するので、媒質の背後のカメラで観察することができる。
【００２０】
図１Ａを参照すると、触覚ピクセル１０４のそれぞれは、アクチュエータ１０７に接続された可動部１０５とセンサ１０９とを備える。アクチュエータ１０７およびセンサ１０９はプロセッサ１０６に接続される。アクチュエータ１０７はプロセッサ１０６からの命令に応答して作動するように構成され、センサ１０９は、可動部１０５に対して圧力が加えられたときに、プロセッサ１０６により実行される一つ以上のプログラムに対する入力としての信号を生成するように構成される。アクチュエータ１０７は、任意の適切な電気機械アクチュエータであってよい。適切なアクチュエータの例は、圧電アクチュエータ、ＭＥＭＳアクチュエータおよび磁石コイルアクチュエータを含む。センサ１０９は、容量性ゲージセンサ、圧電センサ、抵抗センサ、歪みゲージ等の任意の適切なセンサであってよい。圧電デバイスの特別な場合などのように、同じデバイスをアクチュエータ１０７とセンサ１０９の両方として使用できることもある。
【００２１】
可動部１０５は、第１位置と第２位置との間でアクチュエータ１０７によって動作可能である。可動部１０５の触感は、第１位置と第２位置とでは異なる。例えば、図１Ａの差し込み図に示すように、可動部１０５は、第１位置でケース１０１の表面と平坦（flush）になるか、表面の下方まで凹んでもよい。一例として、可動部１０５は、平坦から突出へと変化してもよいし、またはその逆に変化してもよい。あるいは、平坦から凹みへと変化してもよいし、またはその逆に変化してもよい。可動部は十分な広さを持ち、ユーザの指によって感知可能である十分な量だけ突出することが好ましい。近接する触覚ピクセルは、区別できるように十分に離れた間隔で配置されることが望ましいこともある。一例として、約０．５ミリメートルの突出および約２．５ミリメートルのドット間隔があれば、点字（Braille）セルを構成する隆起したドットを検知し区別するのに十分である。
【００２２】
デジタル触覚ピクセル１０４について多数の異なる可能な構成が存在する。一例として、一般性を損なうことなく、図１Ｂに示すように、タッチスクリーン１０２と同一のデバイス面上に、タッチスクリーン１０２の周囲に沿って一つ以上のデジタル触覚ピクセルが設置されてもよい。この例では、ユーザは右手でデバイス１００を保持し、左手の人差し指でタッチスクリーン１０２を動かしてもよい。触覚ピクセル１０４が左手の指によって検知されてもよい。代替実施形態では、図１Ｃに示すように、デバイス１００の側端１２２に沿って触覚ピクセル１０４が設置されてもよい。別の代替実施形態では、図１Ｄに示すように、携帯型デバイスの傾斜のついた端面１２４に一つ以上のデジタル触覚ピクセル１０４が設置配置されてもよい。
【００２３】
さらに、本発明の特定の実施形態では、デバイス１００は、ケース１０１の両面に配置された二つのタッチスクリーンと、側端および一つ以上の斜面とともに一つ以上の主要面に設置された触覚ピクセル１０４とを備えてもよいことに注意する。例えば、図１Ｅに示すように、携帯型デバイス１００は、第１主要面１２５Ａに配置された第１タッチスクリーン１０２Ａと、第２主要面１２５Ｂに配置された第２タッチスクリーン１０２Ｂとを有してもよい。触覚ピクセル１０４は、第１タッチスクリーン１０２Ａの端に近接する第１主要面１２５Ａ上に配置されてもよいし、または第２タッチスクリーン１０２Ｂの端に近接する第２主要面１２５Ｂ上に配置されてもよい。加えて、触覚ピクセル１０４は、第１および第２主要面の間の側端１２２に設置されてもよい。さらに、触覚ピクセル１０４は、第１主要面１２５Ａと側端１２２との間にある第１傾斜端１２４Ａ上に配置されてもよいし、および／または側端１２２と第２主要面１２５Ｂとの間にある第２傾斜端１２４Ｂ上に配置されてもよい。
【００２４】
携帯型デバイス１００は、メモリ１０８（例えば、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭなど）をさらに備えてもよい。メモリ１０８は、プロセッサ１０６上で実行するためのプログラム命令１１０を格納してもよい。プログラム命令１１０は、デバイス上の一つ以上の入力源（例えば、タッチスクリーン１０２または触覚ピクセル１０４）、またはデバイスに接続された遠隔入力源からの入力に応答するように構成されてもよい。プログラム命令１１０は、タッチスクリーン１０２からの入力に応答し、タッチスクリーン１０２上に表示される画像を生成するように構成されたタッチスクリーンドライバー命令１１２を含んでもよい。命令１１０は、別の触覚ピクセルドライバー命令１１４をさらに含んでもよい。プログラム命令の実行が所定の状態に達するとき、後者の命令は、一つ以上の触覚ピクセル１０４を選択的に作動させるか、および／または一つ以上の触覚ピクセル１０４からの入力を受け取るように構成されてもよい。触覚ピクセル１０４は、プログラムコマンドまたはタッチスクリーン１０２上で生じていることの状態に応答してデバイスの触感を動的に変更できるような態様で、タッチスクリーン１０２に近接して配置される。
【００２５】
携帯型デバイス１００は、入出力（Ｉ／Ｏ）素子１１１、パワーサプライ（Ｐ／Ｓ）１１３、クロック（ＣＬＫ）１１５およびキャッシュ１１７などの周知の支援機能を備えてもよい。デバイス１００は、プログラムおよび／またはデータを格納するために、ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フラッシュドライブなどの大容量記憶デバイス１１９を選択的に備えてもよい。図１Ａに示すように、タッチスクリーン１０２、触覚ピクセル１０４、プロセッサ１０６、メモリ１０８およびデバイス１００の他の構成要素は、システムバス１２０を介して互いに信号（例えば、コード命令およびデータ）を交換してもよい。一部の実施形態では、デバイス１００は、ネットワークを介して他のデバイスと信号を交換できるように構成されたネットワークインタフェース１１６を備えてもよい。さらに、携帯型デバイス１００は、一つ以上のセンサ１１８を備えてもよい。このようなセンサは、例えば、加速度計や傾きセンサなどの慣性センサ、光学センサ、マイクロフォンまたはマイクロフォンアレイのような音響センサを含んでもよい。センサは、携帯型デバイスが作動する環境を反映するプログラム命令１１０への入力を生成してもよい。
【００２６】
本発明の実施形態では、触覚ピクセルドライバー命令１１４は、タッチスクリーン１０２の状態に基づき、所与の触覚ピクセルが第１位置または第２位置のいずれにあるか、例えばピクセルが上にあるか下にあるかを制御するように構成されてもよい。これによって、タッチスクリーンに表示される画像によって表されているもの（例えば、携帯型ゲーム機であれば、ゲームイベント）に応答するように触覚ピクセルの状態を作ることができる。一例として、特定の触覚ピクセルを「上」から下へと次々に選択的に変化させることによって、タッチスクリーン１０２を取り囲む触覚ピクセル１０４のアレイが、ゲームイベントに応答してデジタル追跡ライト表示効果と等価の触覚を生成することができる。
【００２７】
加えて、本発明の特定の実施形態によると、触覚ピクセルドライバー命令１１４は、特定の触覚ピクセルまたは触覚ピクセルのグループが押されたときにいずれの機能が実行されるかを動的に構成してもよい。一例として、図２は、図１Ａから図１Ｄに示したタイプの携帯型デバイスの作動方法２００を示す。２０２で示されるように、タッチスクリーン１０２によってユーザ入力が追跡されてもよい。タッチスクリーンは、タッチスクリーンに近接しているかタッチスクリーンを押しているユーザの指またはスタイラスによってなされる入力を追跡してもよい。２０４で、タッチスクリーンの状態が決定される。タッチスクリーンの状態は、通常、タッチスクリーンに表示される画像と、タッチスクリーンで受け取られる入力との反映である。一例として、デバイス１００がビデオゲーム機として構成されてもよい。この場合、タッチスクリーン１０２の状態は、ゲームの状態またはゲームの文脈の範囲内で発生するイベントを反映してもよい。タッチスクリーン上に表示される画像およびタッチスクリーンから受け取られる入力を、既知の状態に対応する既知の画像および入力の対応リストと比較することによって、状態が決定されてもよい。
【００２８】
他の実施形態では、携帯型デバイスと通信するいくつかの他のデバイスの状態の変化によって状態の変更が引き起こされてもよい。例えば、デバイス１００が移動電話、例えば携帯電話として動作するよう構成されている場合、別の遠隔デバイスへのコールまたは遠隔デバイスからのコールが開始するか終了すると、触覚ピクセル１０４は状態を変更する。
【００２９】
一例として、２０６で示すように、入力は、タッチスクリーンでなされる所定のジェスチャに対応する既知の入力と選択的に比較されてもよい。例えば、タッチスクリーン上に指で「Ｘ」を描くことが、プログラム命令１１０の実行の文脈の範囲内で何らかの特定のコマンドに対応してもよい。多数の方法のうち任意の方法でジェスチャ認識を実装することができる。ジェスチャ認識の例は、例えば、２００８年１月１１日に出願され、発明者Thomas Miller IVの「GESTURE CATALOGING AND RECOGNITION（ジェスチャの目録作成および認識）」と題された同一出願人による米国仮特許出願第６１／０２０，６６９号に述べられており、参照により本明細書に援用される。
【００３０】
２０８で示すように、一つ以上の触覚ピクセル１０４の状態が、ディスプレイの所定の状態の検出に応答して変更されてもよい。一例として、ある所定の状態が検出されたとき、特定の選択された触覚ピクセルが「上」状態にセットされ、他のピクセルが「下」状態にセットされてもよい。ある実施形態では、プログラム命令１１０の部分の実行のための入力ボタンとして選択された触覚ピクセルが機能するように触覚ピクセルが作動されてもよい。
【００３１】
一例として、図３に示すように、タッチスクリーン１０２の状態がコマンド領域１２６が表示されるとき、コマンド領域１２６に近接する一つ以上の特定の触覚ピクセル１０４が作動してもよい。作動した状態では、コマンド領域１２６に近接する特定の触覚ピクセル１０４が「上」位置にあってもよい。このときユーザは触覚ピクセルを容易に感じることができ、触覚ピクセルがボタンとして機能する。コマンド領域に表示されたコマンドに対応する特定のコマンドの入力に、特定の触覚ピクセルが対応づけられていてもよい。この状態が検出されたとき、ユーザが一つ以上の触覚ピクセル１０４を感じることができるように、また特定のピクセルが携帯型デバイス１００でそのコマンドを実行するためのボタンとして機能するように、タッチスクリーン上に表示されたコマンド領域１２６に近接する一つ以上の特定の触覚ピクセル１０４を選択的に作動させることによって、触覚ピクセル１０４の状態を変更しもよい。一部の実施形態では、触覚ピクセルドライバー命令１１４が、一つ以上の特定の触覚ピクセルを振動させてユーザの注意を触覚ピクセルに向かわせるように構成されていてもよい。触覚ピクセルの振動を用いて、コマンド領域１２６に向けて指を案内することができる。タッチスクリーン１０２上に表示された画像またはタッチスクリーン１０２から受け取られた入力に応答して、触覚ピクセルが振動するように構成することができる。例えば、スクロールが終点に近づいたとき、ある触覚ピクセルをより大きな振幅で振動させてもよい。代替的に、タッチパッド１０２上で指を用いてなされるジェスチャの状態と、触覚ピクセルの振動周波数とを関係づけてもよい。
【００３２】
いくつかのタッチスクリーンについては、スクリーンの端がどこに位置するかを見分けることが困難である場合がある。本発明のある実施形態では、触覚ピクセル１０４を、スクリーンの端の位置の案内として用いることができる。例えば、図４に示すように、触覚ピクセル１０４の状態の変更が、ユーザが触覚ピクセルを感じられるように、および特定のピクセル１０４を携帯型デバイス１００のスクロールホイールとして機能させるように、一つ以上の特定のピクセル１０４を選択的に作動させることを含んでもよい。所定の状態は、タッチスクリーン１０２上にスクロールバー１２８が表示される状態であってもよい。スクロールバー１２８に近接する選択された触覚ピクセル１０４が、スクロールホイールとして使用するために隆起した状態となってもよい。ユーザは、親指または人差し指で触覚ピクセルを次々になでることで、選択された触覚ピクセル１０４を操作してもよい。触覚ピクセルドライバー１１４は、選択された触覚ピクセル１０４が特定の順序で押されることを、スクロール命令と関連づけるように構成されていてもよい。その結果、タッチスクリーンで表示された特定の画像がスクロールされてもよい。
【００３３】
さらに別の実施例では、図５に示すように、触覚ピクセル１０４の状態の変更が、選択された触覚ピクセル１０４を用いてスクロールの終点をマークすることを含んでもよい。タッチスクリーン１０２のコーナーにある特定の触覚ピクセル１０４が、スクロールの終点に到達したときに「上」状態に作動されてもよい。隆起した触覚ピクセル１０４が、スクロールの終わりに到達したことの触覚的な合図をユーザに与えてもよい。
【００３４】
一部の実施形態では、触覚ピクセル１０４の状態の変更が、一つ以上のセンサ１１８の状態変化によって引き起こされてもよい。例えば、触覚ピクセル１０４の構成が傾きセンサに反応してもよい。例えば、図６Ａ、図６Ｂに示すように、デバイス１００は、ケース１０１内に取り付けられた傾きセンサ１２１を備えてもよい。傾きセンサ１２１は、プロセッサ１０６に接続されていてもよい。傾きセンサ１２１は、ケース１０１の相対配向に応じた信号出力を生成してもよく、またこの信号を用いて触覚ピクセル１０４の状態を変更してもよい。例えば、図６Ａに示すように、ケース１０１が水平に保持されていることを傾きセンサ１２１が検知すると、触覚ピクセル１０４の特定のサブセットが上昇してもよい。この場合、回転軸Ｙに最も近い二つの触覚ピクセル１０４Ａ、１０４Ｂが上昇してもよい。ケース１０１が傾いていると、傾きセンサ１２１は傾きの大きさに比例し、傾きの方向に反応する信号を生成してもよい。図６Ｂに示すように、触覚ピクセルドライバー１１４は、軸Ｙに最も近い二つの触覚ピクセル１０４Ａ、１０４Ｂを下降させ、軸から離れた一つ以上の触覚ピクセル１０４Ｃ、１０４Ｄを上昇させるように構成されていてもよい。図６Ａ、図６Ｂに示すように、傾きセンサ１２１からの信号に応答して触覚ピクセルを選択的に上昇および下降させることで、バブルレベルの効果をシミュレートすることができる。
【００３５】
本発明の一部の実施形態では、上述した種類の電子−機械触覚ピクセルのアレイを、タッチスクリーンの等価物として用いることができる。例えば、図７に示すように、デバイス７００はケース７０１を備えてもよく、触覚ピクセル７０４のアレイで形成されるタッチスクリーン７０２がケース７０１の主要面に配置されてもよい。触覚ピクセル７０４は、例えば圧電アクチュエータ／センサを用いて、触覚ピクセル１０４について上述したように実装されてもよい。プロセッサ７０６は、タッチスクリーンに動作可能に接続されてもよい。デバイス７００は、ゲーム装置、電話、携帯型メディアプレーヤ、電子メール装置、ウェブブラウザ装置等として動作するように構成されてもよい。
【００３６】
アレイ内の触覚ピクセル７０４の各々は、アクチュエータ７０７に接続された可動部７０５とセンサ７０９とを備える。アクチュエータおよびセンサは、プロセッサ７０６に接続される。アクチュエータ７０７は、プロセッサ７０６からの命令に応答して作動するよう構成される。センサ７０９は、可動部７０５に圧力が加えられると信号を生成するように構成される。メモリ７０８に格納されプロセッサ７０６によって実行される一つ以上のプログラム７１０への入力として、信号が機能してもよい。プログラム７１０は、特別に構成された触覚ピクセルアレイドライバー７１４を備えてもよい。可動部７０５は、プロセッサ７０６による一つ以上の命令の実行に応答して、アクチュエータ７０７により第１位置と第２位置の間で作動可能である。可動部７０５の触感は、第１位置と第２位置とで異なる。
【００３７】
デバイス７００は、入出力（Ｉ／Ｏ）素子７１１、パワーサプライ（Ｐ／Ｓ）７１３、クロック（ＣＬＫ）７１５およびキャッシュ７１７などの周知の支援機能を備えてもよい。デバイス７００は、プログラムおよび／またはデータを格納するためのディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭデバイス、フラッシュドライブなどの大容量記憶デバイス７１９を選択的に備えてもよい。図７に示すように、触覚ピクセル７０４、プロセッサ７０６、メモリ７０８およびデバイス７００の他の構成要素は、システムバス７２０を介して互いに信号（例えば、コード命令およびデータ）を交換してもよい。一部の実施形態では、デバイス７００は、ネットワークを介して他のデバイスと信号を交換できるように構成されたネットワークインタフェース７１６を備えてもよい。さらに、携帯型デバイス７００は、一つ以上のセンサ７１８を備えてもよい。このセンサは、例えば、加速度計または傾きセンサなどの慣性センサ、光学センサ、マイクロフォンまたはマイクロフォンアレイなどの音響センサを備えてもよい。センサは、携帯型デバイスが作動する環境を反映するプログラム命令７１０への入力を生成してもよい。
【００３８】
携帯型デバイス１００について上述した特徴の全ては、デバイス７００についても適用することができる。
【００３９】
上記は本発明の好適な実施形態の完全な説明であるが、様々な変形、修正、および等価物を用いることが可能である。したがって、上記の説明を参照して本発明の範囲を決定すべきではなく、代わりに、添付の特許請求の範囲とその等価物の完全な範囲とを参照して本発明の範囲を決定すべきである。本明細書に記載した特徴は、好適であるか否かに関わらず、本明細書に記載した他の任意の特徴と組み合わせることができる。特許請求の範囲では、不定冠詞「Ａ」または「Ａｎ」は、明示的に述べた場合を除いて、冠詞の後に続く一つ以上の項目の量のことを指している。所与の請求項内で「means for」のフレーズを使用して限定が明示的に述べられていない限り、添付の請求項がミーンズプラスファンクションの限定を含むものとして解釈されるべきでない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2011510403.tif 000006
【図１Ｅ】
2011510403.tif 000007
【図２】
2011510403.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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