(57)【要約】  本方法およびデバイスは、ユーザの触覚を介してユーザに情報を伝達し得る触覚出力表面を提供する。触覚出力表面は、デバイスにタッチすることによって理解され得る方式で、様々な情報を表すように活性化され得る複数の触覚要素を含むことができる。モバイルデバイスは、1つまたは複数の表面に触覚出力表面をもたらすことができ、ユーザは、1つまたは複数の触覚出力表面から情報を取得するために、触覚フィードバック機能のデバイスにタッチすることができる。一実施形態では、モバイルデバイスは、情報源から情報を取得し、ユーザが、デバイスを見る必要なく情報を知覚し得るように、その情報を触覚出力表面に提示するように構成され得る。作動可能な触覚要素を作成するために、様々な技術が使用され得る。
2014519098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイルデバイス上でユーザに情報を伝達する方法であって、
前記ユーザに伝達される前記情報を決定するステップと、
触覚出力表面に提示するために前記情報をフォーマットするステップと、
前記フォーマットされた情報に対応するハプティック活性化領域を生成するために触覚出力表面を活性化するステップと
を含み、前記ハプティック活性化領域が、ユーザが前記触覚出力表面にタッチすることによって触知され得る、方法。
【請求項２】
前記ユーザに伝達される前記情報を決定するステップが、
データソースからのデータにアクセスするステップと、
触覚出力表面上の提示に適した情報を生成するために前記アクセスされたデータを処理するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
触覚出力表面上の提示のために前記情報をフォーマットするステップが、
前記触覚出力表面に割り当てられた範囲に合うように前記情報をスケーリングするステップと、
前記スケーリングされた情報を前記触覚出力表面に割り当てられた前記範囲で割ることによって相対的大きさの値を計算するステップと、
前記計算された相対的大きさの値を前記フォーマットされた情報として使用するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記フォーマットされた情報に対応する前記ハプティック活性化領域を生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、3つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
3つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、
第1のフォーマットされた情報に対応する第1のプログレスバーを生成するステップと、
第2のフォーマットされた情報に対応する第2のプログレスバーを生成するステップと、
第3のフォーマットされた情報に対応する第3のプログレスバーを生成するステップと
を含む、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記フォーマットされた情報に対応する前記ハプティック活性化領域を生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、4つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記4つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、
第1のフォーマットされた情報に対応する第1のプログレスバーを生成するステップと、
第2のフォーマットされた情報に対応する第2のプログレスバーを生成するステップと、
第3のフォーマットされた情報に対応する第3のプログレスバーを生成するステップと、
第4のフォーマットされた情報に対応する第4のプログレスバーを生成するステップと
を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記触覚出力表面を活性化するステップが、ユーザが前記触覚出力表面にタッチすることによって触知され得る触覚的効果を作成する少なくとも1つの触覚ユニットを活性化するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
ユーザが触知し得る触覚的効果を作成する少なくとも1つの触覚ユニットを活性化するステップが、前記表面の一部分を押し上げるステップ、前記表面の一部分を押し下げるステップ、前記表面の一部分の粗さを変えるステップ、前記表面の一部分を振動させるステップ、前記ユーザの皮膚で感知され得る静電場を生成するステップ、および前記表面の一部分の温度を変えるステップのうちの1つまたは複数を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記情報をフォーマットするステップが、前記情報の範囲と前記触覚出力表面のサイズとに基づく倍率に従って前記情報をスケーリングするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記情報をフォーマットするステップが、前記情報を触覚ユニットの比で割るステップを含み、前記触覚ユニットの比が、前記情報の範囲と前記触覚出力表面のサイズとに基づいて決定される、請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
前記データソースが前記ユーザによって定義される、請求項2に記載の方法。
【請求項１３】
前記データソースが、内部メモリ、およびネットワークを介してアクセス可能なサーバのうちの一方である、請求項2に記載の方法。
【請求項１４】
ユーザ入力を検出するステップと、
前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するステップと、
前記活性化されたアプリケーションによって指示されたデータソースからのデータにアクセスするステップと、
前記触覚出力表面上の提示に適した情報を生成するために、前記アクセスされたデータを前記活性化されたアプリケーションによって指示されたように処理するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１５】
前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するステップが、
活性化される特定のアプリケーションを前記検出されたユーザ入力から決定するステップと、
前記決定された特定のアプリケーションを活性化するステップと
を含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
プロセッサと、
触覚出力表面と、
触覚ユーザインターフェース表面に結合されたプロセッサであって、
ユーザに伝達される情報を決定するステップと、
前記触覚出力表面に提示するために前記情報をフォーマットするステップと、
前記フォーマットされた情報に対応するハプティック活性化領域を生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップと
を含む動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成されたプロセッサと
を備え、前記ハプティック活性化領域が、ユーザが前記触覚出力表面にタッチすることによって触知され得る、コンピューティングデバイス。
【請求項１７】
前記プロセッサが、前記ユーザに伝達される前記情報を決定するステップが
データソースからのデータにアクセスするステップと、
前記触覚出力表面上の提示に適した情報を生成するために前記アクセスされたデータを処理するステップと
を含むような動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項１８】
前記プロセッサが、前記触覚出力表面に提示するための前記情報をフォーマットするステップが、
前記触覚出力表面に割り当てられた範囲に合うように前記情報をスケーリングするステップと、
前記スケーリングされた情報を前記触覚出力表面に割り当てられた前記範囲で割ることによって相対的大きさの値を計算するステップと、
前記計算された相対的大きさの値を前記フォーマットされた情報として使用するステップと
を含むような動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項１９】
前記触覚出力表面が、3つのプログレスバーを備える、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２０】
前記プロセッサが、
前記3つのプログレスバーのうちの第1のバー上に提示するための第1の情報をフォーマットするステップと、
前記3つのプログレスバーのうちの第2のバー上に提示するための第2の情報をフォーマットするステップと、
前記3つのプログレスバーのうちの第3のバー上に提示するための第3の情報をフォーマットするステップと
を含む動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項19に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２１】
前記触覚出力表面が、4つのプログレスバーを備える、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２２】
前記プロセッサが、前記4つのプログレスバーが、
前記4つのプログレスバーのうちの第1のバー上に提示するための第1の情報をフォーマットすることと、
前記4つのプログレスバーのうちの第2のバー上に提示するための第1の情報をフォーマットすることと、
前記4つのプログレスバーのうちの第3のバー上に提示するための第1の情報をフォーマットすることと、
前記4つのプログレスバーのうちの第4のバー上に提示するための第1の情報をフォーマットすることと
を含むような動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項21に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２３】
前記触覚出力表面が、前記プロセッサによって活性化されると、ユーザが少なくとも1つの触覚ユニットの表面にタッチすることによって触知され得る触覚的効果を作成する、前記少なくとも1つの触覚ユニットを備える、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２４】
ユーザが触知し得る触覚的効果を作成する活性化が、前記表面の一部分を押し上げるステップ、前記表面の一部分を押し下げるステップ、前記表面の一部分の粗さを変えるステップ、前記表面の一部分を振動させるステップ、前記ユーザの皮膚で感知され得る静電場を生成するステップ、および前記表面の一部分の温度を変えるステップから選択されるように、前記触覚出力表面が構成される、請求項23に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２５】
前記プロセッサが、前記情報をフォーマットするステップが、前記情報の範囲と前記触覚出力表面のサイズとに基づく倍率に従って前記情報をスケーリングするステップを含むような動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２６】
前記プロセッサが、前記情報をフォーマットするステップが、前記情報を触覚ユニットの比で割るステップを含むような動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成され、前記触覚ユニットの比が、前記情報の範囲と前記触覚出力表面のサイズとに基づいて決定される、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２７】
前記プロセッサが、前記データソースが前記ユーザによって定義されるような動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項17に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２８】
前記データソースが、内部メモリ、およびネットワークを介してアクセス可能なサーバのうちの一方である、請求項17に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項２９】
前記プロセッサが、
ユーザ入力を検出するステップと、
前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するステップと、
前記活性化されたアプリケーションによって指示されたデータソースからのデータにアクセスするステップと、
前記触覚出力表面上の提示に適した情報を生成するために、前記アクセスされたデータを前記活性化されたアプリケーションによって指示されたように処理するステップと
をさらに含む動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項16に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３０】
前記プロセッサが、前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するステップが、
活性化される特定のアプリケーションを前記検出されたユーザ入力から決定するステップと、
前記決定された特定のアプリケーションを活性化するステップと
を含むような動作を実行ためのプロセッサ実行可能命令で構成される、請求項29に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３１】
ユーザの触覚を介してユーザに情報を伝達するための手段と、
前記ユーザに伝達される前記情報を決定するための手段と、
ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための前記手段上に提示するために前記情報をフォーマットするための手段と、
前記フォーマットされた情報に対応するハプティック活性化領域を生成するために、ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための前記手段を活性化するための手段と
を含む、コンピューティングデバイス。
【請求項３２】
前記ユーザに伝達される前記情報を決定するための手段が、
データソースからのデータにアクセスするための手段と、
ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための前記手段上に提示するのに適した情報を生成するために、前記アクセスされたデータを処理するための手段と
を含む、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３３】
前記情報をフォーマットするための手段が、
ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための前記手段に割り当てられた範囲に合うように前記情報をスケーリングするための手段と、
前記スケーリングされた情報を、ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための前記手段に割り当てられた前記範囲で割ることによって、相対的大きさの値を計算するための手段と、
前記計算された相対的大きさの値を前記フォーマットされた情報として使用するための手段と
を含む、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３４】
ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための手段が、3つのプログレスバーを生成するための手段を含む、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３５】
3つのプログレスバーを生成するための手段が、
第1のフォーマットされた情報に対応する第1のプログレスバーを生成するための手段と、
第2のフォーマットされた情報に対応する第2のプログレスバーを生成するための手段と、
第3のフォーマットされた情報に対応する第3のプログレスバーを生成するための手段と
を含む、請求項34に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３６】
ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための手段が、4つのプログレスバーを生成するための手段を含む、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３７】
4つのプログレスバーを生成するための手段が、
第1のフォーマットされた情報に対応する第1のプログレスバーを生成するための手段と、
第2のフォーマットされた情報に対応する第2のプログレスバーを生成するための手段と、
第3のフォーマットされた情報に対応する第3のプログレスバーを生成するための手段と、
第4のフォーマットされた情報に対応する第4のプログレスバーを生成するための手段と
を含む、請求項36に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３８】
ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための手段が、ユーザが前記手段にタッチすることによって触知され得る触覚的効果を作成するための手段を含む、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項３９】
ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための手段が、表面の一部分を押し上げるための手段、前記表面の一部分を押し下げるための手段、前記表面の一部分の粗さを変えるための手段、前記表面の一部分を振動させるための手段、前記ユーザの皮膚で感知され得る静電場を生成するための手段、および前記表面の一部分の温度を変えるための手段からなる群から選択される、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項４０】
前記情報をフォーマットするための手段が、前記情報の範囲と、ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための前記手段のサイズとに基づく倍率に従って、前記情報をスケーリングするための手段を含む、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項４１】
前記情報をフォーマットするための手段が、前記情報を触覚ユニットの比で割るための手段を含み、前記触覚ユニットの比が、前記情報の範囲と、ユーザの触覚を介して前記ユーザに情報を伝達するための前記手段のサイズとに基づいて決定される、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項４２】
前記データソースが前記ユーザによって定義される、請求項32に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項４３】
前記データソースが、内部メモリ、およびネットワークを介してアクセス可能なサーバのうちの一方である、請求項32に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項４４】
ユーザ入力を検出するための手段と、
前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するための手段と、
前記活性化されたアプリケーションによって指示されたデータソースからのデータにアクセスするための手段と、
触覚出力表面上の提示に適した情報を生成するために、前記アクセスされたデータを前記活性化されたアプリケーションによって指示されたように処理するための手段と
をさらに含む、請求項31に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項４５】
前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するための手段が、
活性化される特定のアプリケーションを前記検出されたユーザ入力から決定するための手段と、
前記決定された特定のアプリケーションを活性化するための手段と
を含む、請求項44に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項４６】
コンピューティングデバイスのプロセッサに動作を実行させるように構成されるプロセッサ実行可能命令を記憶した、非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、前記動作が、
前記コンピューティングデバイスのユーザに伝達される情報を決定するステップと、
前記コンピューティングデバイスの触覚出力表面上に提示するために前記情報をフォーマットするステップと、
前記フォーマットされた情報に対応するハプティック活性化領域を生成するために、前記コンピューティングデバイスの前記触覚出力表面を活性化するステップと
を含み、前記ハプティック活性化領域が、ユーザが前記触覚出力表面にタッチすることによって触知され得る、非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項４７】
前記ユーザに伝達される前記情報を決定するステップが、
データソースからのデータにアクセスするステップと、
前記コンピューティングデバイスの前記触覚出力表面上の提示に適した情報を生成するために前記アクセスされたデータを処理するステップと
を含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項４８】
前記触覚出力表面上の提示のために前記情報をフォーマットするステップが、
前記触覚出力表面に割り当てられた範囲に合うように前記情報をスケーリングするステップと、
前記スケーリングされた情報を前記触覚出力表面に割り当てられた前記範囲で割ることによって相対的大きさの値を計算するステップと、
前記計算された相対的大きさの値を前記フォーマットされた情報として使用するステップと
を含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項４９】
前記フォーマットされた情報に対応する前記ハプティック活性化領域を生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、3つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップを含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５０】
3つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、
第1のフォーマットされた情報に対応する第1のプログレスバーを生成するステップと、
第2のフォーマットされた情報に対応する第2のプログレスバーを生成するステップと、
第3のフォーマットされた情報に対応する第3のプログレスバーを生成するステップと
を含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項49に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５１】
前記フォーマットされた情報に対応する前記ハプティック活性化領域を生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、4つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップを含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５２】
4つのプログレスバーを生成するために前記触覚出力表面を活性化するステップが、
第1のフォーマットされた情報に対応する第1のプログレスバーを生成するステップと、
第2のフォーマットされた情報に対応する第2のプログレスバーを生成するステップと、
第3のフォーマットされた情報に対応する第3のプログレスバーを生成するステップと、
第4のフォーマットされた情報に対応する第4のプログレスバーを生成するステップと
を含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項51に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５３】
前記コンピューティングデバイスの前記触覚出力表面が、ユーザが前記触覚出力表面にタッチすることによって触知され得る触覚的効果を作成する少なくとも1つの触覚ユニットを活性化するステップを含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５４】
ユーザが触知し得る触覚的効果を作成する少なくとも1つの触覚ユニットを活性化するステップが、前記表面の一部分を押し上げるステップ、前記表面の一部分を押し下げるステップ、前記表面の一部分の粗さを変えるステップ、前記表面の一部分を振動させるステップ、前記ユーザの皮膚で感知され得る静電場を生成するステップ、および前記表面の一部分の温度を変えるステップのうちの1つまたは複数を含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項53に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５５】
前記情報をフォーマットするステップが、前記情報の範囲と前記触覚出力表面のサイズとに基づく倍率に従って前記情報をスケーリングするステップを含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５６】
前記情報をフォーマットするステップが、前記情報を触覚ユニットの比で割るステップを含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成され、前記触覚ユニットの比が、前記情報の範囲と前記触覚出力表面のサイズとに基づいて決定される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５７】
前記データソースが前記ユーザによって定義されるような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項47に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５８】
前記データソースが内部メモリ、およびネットワークを介してアクセス可能なサーバのうちの一方であるような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項47に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項５９】
ユーザ入力を検出するステップと、
前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するステップと、
前記活性化されたアプリケーションによって指示されたデータソースからのデータにアクセスするステップと、
触覚出力表面上の提示に適した情報を生成するために、前記アクセスされたデータを前記活性化されたアプリケーションによって指示されたように処理するステップと
をさらに含む動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項46に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【請求項６０】
前記検出されたユーザ入力に基づいてアプリケーションを活性化するステップが、
活性化される特定のアプリケーションを前記検出されたユーザ入力から決定するステップと、
前記決定された特定のアプリケーションを活性化するステップと
を含むような動作を前記プロセッサに実行させるように、前記記憶されたプロセッサ実行可能命令が構成される、請求項59に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、モバイルデバイスのユーザインターフェースシステムに関し、より詳細には、ユーザに情報を提供するハプティクスベースのインターフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナル電子デバイス(たとえば、セル電話、PDA、ラップトップ、ゲーム機)は、ますます増加する機能をユーザに提供している。パーソナル電子デバイスは、パーソナルオーガナイザとしてサービスすることに加えて、インターネットおよび電子メールに対するポータルとして働く。これらのデバイスは、ユーザが、それらのデバイスを通して、複数の口座内のメッセージ、ソーシャルネットワーキングサイト、ならびにGPS受信機を設定されている場合はロケーションおよび地理的な距離の情報など、広範囲にわたる情報にアクセスすることを可能にする。それらの、可搬性、小サイズ、通信可能性、および計算能力によって、モバイルデバイスアプリケーションの開発者およびユーザは、モバイルデバイスに対して新しい使用法および機能を創造している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
様々な実施形態が、視覚表示を生成することなくまたは聴覚出力を発することなくモバイルデバイスユーザに情報が提供される、デバイスおよび方法を提供する。様々な実施形態は、ユーザが、モバイルデバイスによって提供される情報を「触知し」、それにより、デバイスが(たとえば、ポケットまたはバッグの中で)人目につかないままであり得るので、他人がその出力に気づき得ないことを可能にする。例示的な一実施形態では、情報は、モバイルデバイスの表面の、触覚(たとえば、押し上げられたまたはハプティック)出力表面内に表され得る。
【０００４】
様々な実施形態は、モバイルデバイスのプロセッサに結合された触覚出力表面と、様々なデータソースからの情報を触覚出力表面に提示するための方法とを含む。実施形態は、触覚出力表面に割り当てられた範囲に合うように情報をスケーリングすることと、スケーリングされた情報を、触覚出力表面に割り当てられた範囲で割ることによって相対的大きさ(relative magnitude)の値を計算することと、計算された相対的大きさの値をフォーマットされた情報として使用することとによって、触覚出力表面に提示するために情報をフォーマットすることができる。そのような情報は、感知可能なフィーチャを触覚出力表面に作成することによってユーザに提示され得、感知可能なフィーチャの寸法、形状および/または方位が表面に提示される。触覚出力表面に感知可能なフィーチャを作成するステップは、ユーザが触覚出力表面にタッチすることによって触知し得る触覚的効果を作成する少なくとも1つの触覚ユニットを活性化するステップを含むことができる。ユーザが触知し得る触覚的効果を作成するステップは、表面の一部分を押し上げるステップ、表面の一部分を押し下げるステップ、表面の一部分の粗さを変えるステップ、表面の一部分を振動させるステップ、ユーザの皮膚で感知され得る静電場を生成するステップ、表面の一部分の温度を変えるステップ、およびこれらの効果の組合せを伴うことができる。触覚出力表面に提示される情報は、内部もしくは外部のデータ記憶装置から取得され得るかまたは機能によって生成され得る任意のタイプの情報であってよい。
【０００５】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の例示的な態様を示す。上記の概略的な説明および下記の詳細な説明とともに、図面は本発明の特徴を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】一実施形態による触覚出力表面を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図１Ｂ】一実施形態による触覚出力表面の活性化された触覚ユニットを示すモバイルデバイスの正面図である。
【図１Ｃ】一実施形態による、溝付きの境界で囲まれた2つの触覚出力表面を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図１Ｄ】一実施形態による、隆線の(ridged)境界で囲まれた1つの触覚出力表面を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図２Ａ】一実施形態による、4つの触覚出力表面の活性化を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図２Ｂ】一実施形態による、3つの触覚出力表面を有するユーザ対話を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図２Ｃ】一実施形態による、触覚出力表面の2つの、方位を反転された触覚活性化領域を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図３】触覚出力表面を使用して情報を提示するための一実施形態の方法を示すプロセスフロー図である。
【図４】様々な実施形態とともに使用するのに適した、モバイルデバイスのハードウェア/ソフトウェアアーキテクチャ図である。
【図５Ａ】様々な実施形態による、例示的な触覚ユニット構成を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図５Ｂ】様々な実施形態による、例示的な触覚ユニット構成を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図５Ｃ】様々な実施形態による、例示的な触覚ユニット構成を示すモバイルデバイスの正面図である。
【図６Ａ】触覚出力表面を介してユーザに情報を与えるように実装され得る様々なアプリケーションに、異なるユーザ入力を関連付けることを、モバイルデバイスに可能にさせるための一実施形態に対して有用な情報表のデータ構造図である。
【図６Ｂ】複数の触覚出力表面に情報の例示的なタイプを表示することを、モバイルデバイスに可能にさせるための一実施形態に対して有用な情報データ表のデータ構造である。
【図７Ａ】触覚出力表面にユーザに対する電子メール情報とロケーション/距離情報とを提示するための一実施形態の方法を示すプロセスフロー図である。
【図７Ｂ】触覚出力表面にユーザに対する電子メール情報とロケーション/距離情報とを提示するための一実施形態の方法を示すプロセスフロー図である。
【図８Ａ】一実施形態による、触覚出力表面の部分を押し上げることによって情報を伝達する触覚出力表面を示す正面図である。
【図８Ｂ】一実施形態による、触覚出力表面の部分を押し上げることによって情報を伝達する触覚出力表面を示す立面図である。
【図９Ａ】リニアアクチュエータによって駆動されるピンを特徴とする一実施形態において、押し上げられた触覚出力表面の断面図である。
【図９Ｂ】リニアアクチュエータによって駆動されるピンを特徴とする一実施形態において、押し上げられた触覚出力表面の断面図である。
【図９Ｃ】リニアアクチュエータによって駆動されるピンを特徴とする一実施形態において、押し上げられた触覚出力表面の断面図である。
【図９Ｄ】リニアアクチュエータによって駆動されるピンを特徴とする一実施形態において、押し上げられた触覚出力表面の断面図である。
【図１０Ａ】静電力によって作動される一実施形態における、触覚出力表面の断面図である。
【図１０Ｂ】静電力によって作動される一実施形態における、触覚出力表面の断面図である。
【図１０Ｃ】静電力によって作動される一実施形態における、触覚出力表面の断面図である。
【図１１】様々な実施形態とともに使用するのに適した、例示的な携帯デバイスのコンポーネントブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
様々な実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明される。可能な場合には必ず、同じ参照番号は、図面全体にわたって同じまたは同様の部分を指すために使用されることになる。特定の例および実装形態に行われる参照は、説明を目的とし、本発明の範囲または本特許請求の範囲を限定することは意図されない。
【０００８】
「例示的な」という言葉は、「一例、実例または例として」を意味するために本明細書で使用される。本明細書に「例示的」と記載されるいかなる実装形態も、必ずしも他の実装形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。
【０００９】
本明細書で使用する「モバイルデバイス」、「モバイルコンピューティングデバイス」および「コンピューティングデバイス」という用語は、セルラー電話、携帯情報端末(PDA)、パームトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワイヤレス電子メール受信機およびセルラー電話受信機(たとえば、Blackberry(登録商標)およびTreo(登録商標)デバイス)、マルチメディアインターネット対応セルラー電話(たとえば、Black berry toms(登録商標))、ならびに外面に触覚フィードバック表面を含む類似の電子デバイスのうちのいずれか1つまたはすべてを指す。
【００１０】
「タップジェスチャー」という用語は、本明細書では、タッチスクリーンもしくはタッチパッドなどのタッチ感知表面へのタッチに基づいて、または加速度計で測定されたデバイスの加速度に基づいて感知できるモバイルデバイスへのタッチまたはタップを意味するために使用される。
【００１１】
本明細書で使用する「入力事象」は、キープレス、タップジェスチャーまたはモバイルデバイスの空間的方位の変化を含むことがある、検出された、モバイルデバイスへのユーザ入力を指す。たとえば、タッチスクリーンまたはタッチパッドのユーザインターフェースデバイス上で、入力事象は、ユーザが1つまたは複数の指でデバイスにタッチするのを検出することを指す。
【００１２】
ハプティクスは、皮膚感覚データを調査する心理学の部門である。「ハプティック（haptic）」という用語は、本明細書では、人がデバイスにタッチするかまたはほぼタッチすることによって知覚され得る感覚を、皮膚の中に生成するデバイスを指すために使用される。以下で説明するように、たとえ表面が滑らかであっても触覚を引き起こし得る技術が存在する。例には、静電表面と振動表面とが含まれる。
【００１３】
本明細書で使用する「触覚出力表面」という用語は、指先などの触覚を通してユーザが触知し得る表面フィーチャを生成することによって情報を伝達するように構成される、様々な実施形態を指す。様々な実施形態には、触知され得る隆起部分または押し上げられた部分を作成するために表面の一部分を押し上げるように構成された表面、指を通して触知され得るテクスチャまたは感覚(たとえば、静電気)を作成し得るハプティック表面、およびユーザが触知し得る局所振動を生成する振動表面(たとえば、圧電アクチュエータを有する表面)など、異なるタイプの触覚出力表面が含まれる。本明細書で使用する「ハプティック出力表面」は、ハプティック機構を使用するタイプの触覚出力表面である。ハプティック出力表面は例示的なタイプの触覚出力表面であるので、「ハプティック」および「ハプティック出力表面」への言及は、特許請求の範囲に特段に記載される場合を除いて、特許請求の範囲を任意の特定のタイプの触覚技術に限定するものと解釈すべきではない。
【００１４】
本明細書で使用する「ティクセル(tixel)」(「テクスチャ」と「ピクセル」の短縮形による)という用語は、個別に活性化され得るテクスチャベースの触覚出力表面の最小部を指す。たとえば、複数のティクセルからなる触覚表面は、ティクセルが、視覚表示におけるピクセルに概念的に類似する2次元のグリッドまたはアレイに配列されるように構成され得る。ティクセルを個別に作動させることによって、モバイルデバイスのプロセッサは、ユーザの触覚を介してユーザに情報を伝達する触覚パターンを生成することができる。本明細書で説明する様々な実施形態におけるティクセルの参照は、使用され得る触覚出力表面の一例としてなされるだけであり、実施形態または特許請求の範囲の要素を限定することは意図されていない。
【００１５】
本明細書で使用する「ビクセル(vixel)」(「振動」と「ピクセル」の短縮形による)という用語は、個別に振動し得る振動ハプティック表面の最小部を指す。たとえば、複数のビクセルからなる触覚出力表面は、ビクセルが、視覚表示におけるピクセルに概念的に類似する2次元のグリッドまたはアレイに配列されるように構成され得る。ビクセルのパターンを個別に振動させることによって、モバイルデバイスは、ユーザの触覚を介してユーザに情報を伝達し得る触覚パターンを生成することができる。
【００１６】
パーソナルコンピューティングデバイスは、ユーザからコマンドおよびデータ入力を受け取るため、ならびにユーザに出力を与えるために、ユーザインターフェースデバイスに依拠する。キーボード、コンピュータマウス、タッチパッド、タッチスクリーンディスプレイ、およびトラックボールを含む、いくつかの種類のユーザインターフェースデバイスが標準的になっている。そのような従来のユーザインターフェースデバイスは、テキストの入力またはコマンドのタイピング(たとえばキーパッドまたはキーボード)、グラフィカルユーザインターフェース内でのナビゲーション(たとえばコンピュータマウスまたはトラックボール)、情報のグラフィカルな表示(たとえば、LCDモニタ)、およびオーディオフィードバック(たとえば、スピーカ)など、特定のタイプの入力および/または出力のタスクに特化され得る。タッチスクリーンは、ユーザが、ユーザインターフェースをナビゲートし、単一のユーザインターフェース表面を介して入力することを可能にするので、いくつかのコンピューティングデバイスに対して普及してきた。現在、モバイルデバイスは、ユーザが見なければならない表示かまたは近くの誰にも聞こえる可聴音のいずれかを介してユーザに情報を伝達する。これに対する例外は、触覚を通してブライユ点字読取りの習熟者と通信するブライユ点字出力デバイスである。
【００１７】
現在、タッチスクリーンで使用されるようなタッチ感知技術もまた、広く開発されており、ユーザがタッチ入力を使用して様々なタスクを実行することを可能にするためにモバイルデバイスのユーザインターフェースに内蔵されている。しかしながら、そのような技術は、デバイスがユーザに情報および/またはフィードバックを与える方式に対処していない。
【００１８】
今日、音声作動発呼、キー押下ショートカット、タッチスクリーンのタップ、など、最小のユーザ対話によって、モバイルデバイスが機能またはコマンドを実行することを可能にする技術も同様に存在する。たとえば、モバイルデバイスを3回タップすると、それがデバイス内の加速度計によって感知され、mp3プレーヤを次の歌に進行させるためのユーザ入力コマンドとして解釈され得る。そのような最小ユーザインターフェース技法および技術の便益は、ユーザが、所与のタスクを達成するために、モバイルデバイスを彼らのポケットまたはバッグから取り出してそれをロック解除する必要がないことである。今日、ユーザが、事象の警告(たとえば、警報、着呼、新しいテキストメッセージなど)を振動によって出力するようにモバイルデバイスを設定することを可能にする多くのシステムも同様に存在する。たとえば、会議中または静粛な場内など、オーディオ警告が悪影響を与える可能性がある環境において、ユーザは、しばしば彼らのセル電話を振動モードに設定する。
【００１９】
従来の情報出力デバイスおよび機構の欠点は、それらは、ユーザがモバイルデバイスを見るかまたは聴くことを必要とせずに、ユーザに情報を伝達することはできないことにある。さらに、オーディオ警告の代替としての、現在のタイプのデバイスへの振動設定は、振動モードが設定されている事象(たとえば、着信通話)の発生だけをユーザに通知する。したがって、ブライユ点字読取りに習熟していないユーザには、モバイルデバイスのディスプレイを見るか、モバイルデバイスが話すように設定するか、さもなければプライベートでない方式で情報を可聴化する以外に、彼らのモバイルデバイスから情報を受けるための選択肢はない。
【００２０】
これらの制限を克服するために、実施形態は、ユーザが、彼らのモバイルデバイスにタッチすることによって情報を触知することを可能にする、様々な触覚技術またはハプティック技術を利用する。様々な実施形態では、ユーザがモバイルデバイスを見るまたは聴く必要なく情報を伝達するために、触覚出力表面は、ユーザが「触知」できる方式で情報を出力するために、視覚表示と同様に機能することができる。たとえば、デバイスがユーザのポケットの中にあるままでユーザは情報を触知することができ、それにより、ユーザの視覚は運転に集中したままであり、またはユーザが会議中にモバイルデバイスをチェックしていることを知られることがない。モバイルデバイスからのフィードバックが一般化された事(たとえば、新しいメッセージの着信を示す振動)であるのとは違って、様々な実施形態の触覚出力表面は、モバイルデバイスの特定の領域に局所化され得、触覚フィーチャまたはハプティック作動のロケーションが、情報を伝えることができる。さらに、触覚出力表面は、モバイルデバイスの任意の表面に設置され得る。たとえば、触覚出力表面は、モバイルデバイスの裏に位置することができ、したがって、前面にあり得る視覚表示を補うことができる。別の例として、触覚要素は、ユーザの触覚を介すると同時に視覚的にユーザに情報を伝えるために、タッチスクリーンディスプレイなどのディスプレイ上に実装され得る。
【００２１】
触覚は、指先の中などの皮膚感覚受容体(すなわち、感覚ニューロン)によって開始される。様々なタイプの皮膚受容体は、運動、痛み、圧力、振動および温度を感知するために異なる選択的活性化しきい値を有し、したがって、触覚は、体の様々な部分で異なる。触覚を含むあらゆる感覚モダリティ(sensory modality)に対する受容体は、感覚を顕現させるのに必要な刺激の量(絶対しきい値)によって制限される。触知され得る触覚フィーチャの絶対しきい値は、刺激に必要な空間解像度に依存し、触覚的感覚に対する空間解像度は、大部分は皮膚受容体の密度によって決定される。人間の体性感覚系では、指先は、最高の空間解像度の受容体を有する領域の中にあり、脳は、体の他の部分の触覚と比較して高度な識別度で手および指からの感覚入力を処理する。指先における周辺の機械受容性ユニット(peripheral mechanoreceptive unit)(触覚受容体)の解像度はほぼ1mmであり、それにより、これより小さい表面フィーチャは、区別(すなわち、別個の押し上げられた領域として感知)され得ない。表面テクスチャおよび押し上げられたフィーチャに加えて、人間は振動を感知することができる。様々な受容体タイプを考慮すると、振動は10〜1000Hzにおいて触知され得、最適な周波数はほぼ250HZである。これらの触覚に加えて、人間はまた、表面の静電電位と(周囲温度または体温と比較して熱いかまたは冷たい)温度差とを触知することができる。これらの触覚のいずれかまたは組合せが、触覚出力表面内で使用され得る。
【００２２】
様々な感覚モダリティの相対的感度が、一般的なユーザに対する各感覚によって検出され得る刺激の変化の量を比較することによって決定され得る。「丁度可知差異」(jnd)とも呼ばれる差のしきい値は、人が検出し得る2つの刺激状態の間の最小の物理的な差である。ウェーバーの法則によれば、各感覚モダリティに対するjndは第1の刺激のパーセンテージに等しく、そのパーセンテージは、第1の刺激の大きさにかかわらず一定のままである。
【００２３】
人間の明所視のindはほぼ0.017であるが、皮膚に加えられる圧力に対するjndはほぼ0.143であり、振動触覚刺激(vibrotactile stimulation)に対するjndはほぼ0.140である(周波数に基づいてわずかに変動する)。したがって、視覚刺激は、検出可能であるために1.7%の変化しか必要でないのに対して、振動刺激は、確実に検出されるためには14%変化する必要がある。また、触覚的感覚モダリティは、視覚によって与えられる解像度より粗い解像度特性(すなわち、ユーザが知覚し得る2つの触覚フィーチャ間の距離)を有する。したがって、人間において、タッチは視覚に比較して感度がかなり低いので、当然ながら、ユーザが明確に知覚し得る出力を生成し得る触覚出力システムを設計することにおいて、課題が存在する。
【００２４】
様々な実施形態は、特定のタイプの情報を、触覚知覚を介してユーザが容易に理解し得る局所ユニットにフォーマットすることによって、固有の触覚特性を考慮している。具体的には、様々な実施形態は、視覚表示で一般的に使用される絶対的情報形式ではなく、比較的または相対的情報提示形式を使用することができる。たとえば、実施形態は、ブロックのサイズまたはバーの長さによって相対的大きさの情報を伝達するブロックまたはバーの形態で、触覚出力表面に情報を提示することができる。データコンテンツに対するメタデータの転送に類似して、触覚出力表面を介してユーザに提示され得る情報は、情報そのものを表示する視覚表示とは対照的に、データセットのプロパティを伝達することができる。例示的な一実施形態によれば、モバイルデバイスは、ユーザにとって重要な情報を取得し、触覚出力表面に従って情報をフォーマットし、触覚出力表面を適切に作動させてユーザに情報を伝達するように構成され得る。そのような情報は、モバイルデバイス自体に内在してよく、またはインターネットを介するなど、ネットワーク接続を介して取得されてもよい。
【００２５】
様々な実施形態では、触知され得る表面の輪郭(たとえば、隆起または隆線)を作成するか、または触知され得る皮膚に力、振動もしくは静電荷を加える、多種多様な技術を使用して、触覚出力表面がモバイルデバイス内に実装され得る。触覚技術およびハプティック技術の例は、限定はしないがいくつか挙げると、ピーク、隆起、隆線または他の押上げ形状を作成するために表面の一部分を押し上げ得るアクチュエータ、表面内の流体の圧力が増加することに応答して膨れまたは他の形状を押し上げ得る流体アクチュエータ、印加された電気信号に応答して形状を変えるかまたは振動することができる圧電アクチュエータ、感知され得る静電電位を表面に印加し得る容量性表面、電気信号を作動させると形状を変えるかまたは振動することができる電気応答性高分子、静電アクチュエータ、熱出力回路(たとえば、抵抗性ヒータまたは熱電冷却回路要素)を含む。
【００２６】
触覚出力表面の一実施形態は、表面の知覚できる部分(すなわち、ユーザの指で触知するのに十分な大きさの表面の部分)を押し上げるために物理的なアクチュエータを使用する。いくつかの知られているタイプのアクチュエータ技術がそのような表面内で使用され得、それらのいくつかの例を、図8A〜図10Bを参照して以下で説明する。
【００２７】
別の実施形態では、触覚出力表面は、Senseg(フィンランドのヘルシンキ)で開発されたE-Sense(登録商標)技術など、静電技術を使用して構成され得る。E-Sense(登録商標)技術は、モバイルデバイスの液晶ディスプレイ(LCD)または他の表面(たとえば、側面および/または裏面)上に成層され得る正に帯電した膜を使用する。E-Sense(登録商標)技術の膜は、触覚的感覚を生じるために、一般的には負に帯電している人間の皮膚を「引っ張る(tug)」ためにクーロン力を利用する。現在、E-Sense(登録商標)技術は、3インチ×4インチ の出力表面内に10ティクセルを作成することができ、将来はより高い解像度が開発され得る。しかしながら、これは、様々な実施形態で使用され得るハプティック技術の1つにすぎない。
【００２８】
様々な実施形態で使用され得る別の例示的なハプティック技術は、モバイルデバイスの表面に内蔵され得る圧電結晶など、局所振動発生器で小振動を生成することを伴う。適切な周波数の交流電流または交流信号でそのような圧電素子を個別に励起することによって、ユーザが指先で感知し得る小振動のドットまたは「ビクセル」が生成され得る。上述のように、そのような圧電振動に印加される信号の周波数は、約10HZと約1000HZとの間であってよい。
【００２９】
上述のように、温度の感知もまた、触覚出力表面内で使用される。しかしながら、熱触覚の解像度では、微細な解像度の熱出力表面は不可能である。このために、熱素子は、他のタイプの触覚技術またはハプティック技術と組み合わされた補助的または増補的感覚として含まれることがある。
【００３０】
様々な実施形態では、触覚出力表面は、プロセッサによって個別に作動できる移動可能な隆起フィーチャ、バイブレータ、静電フィーチャなど、触覚ユニットの2次元アレイとして構成され得る。個別に作動できる触覚要素のそれぞれは、「ティクセル」または「ビクセル」と呼ばれ得、そのように処理され得る。ティクセルアレイは、プロセッサによって制御される任意の数のティクセルを含むことができる。様々な実施形態では、プロセッサは、ラスタ画像内のピクセルを個別に活性化するのと同様に、各ティクセルを個別に活性化することができる。
【００３１】
ピクセルサイズおよびピクセル密度が視覚表示の解像度を定義する方法と同様に、個別の触覚要素(またはティクセル)のサイズおよび間隔が触覚出力表面の「解像度」を定義し、その解像度は、ユーザが識別できる要素間間隔または1インチ当たりの要素の数である。触覚出力表面の解像度は、一般的に、触覚要素(たとえば、押し上げられた表面、振動、静電力など)の触覚モダリティの解像能力ならびに触覚要素内で使用される機構によって課せられる物理的制限によって制限される。隆起などの表面フィーチャを触知することに関連する触覚は、一般的に、約ミリメートル程度である。Marburg Medium Braille仕様は、ブライユ点字のドットが1.6mmの直径(1.6mmの直径は約0.8mmの高さを暗示する)を有し、そのドットがその中心から中心まで2.5mm離隔され、文字間間隔が6.0mmに設定されていることを必要とする。米国ブライユ点字技術仕様(American Braille Technical specification)は、ドットは0.020インチの高さであり、かつ0.240インチの文字間間隔に対して0.09インチ離れていることを必要とする。したがって、押し上げられた隆起に基づく触覚出力表面は、触覚だけに基づくと、おそらく、約2.3mmすなわち0.09インチまたは11ドット/インチ(DPI)程度の解像度を有することになる。そのような隆起を押し上げるために使用される機構が互いに0.09インチ内に設置され得ない場合、触覚出力表面の解像度は上記より低くなることがある。振動のハプティック知覚は、知覚するためにより大きい面積(すなわち、より大きい振動ドット)を必要とするので、振動による触覚出力表面は、より低い解像能力を有する可能性がある。上述のように、E-Sense(登録商標)技術は、現在、3インチ×4インチの出力表面内に10ティクセルを可能にする解像度を有する。
【００３２】
各ティクセルは、プロセッサがティクセルを作動させるために使用する、ティクセル自体のアドレスを有することができる。たとえば、各ティクセルのアドレスは、ティクセルアレイ内のその座標に対応することができる。触覚出力表面にユーザへの情報を出力するプロセッサは、ユーザに提示される情報に依存する値を各ティクセルに割り当てることができる。例示的な一実施形態では、個別のティクセルは、「オン」か「オフ」のいずれかの値を割り当てられており、1ビット/ティクセルの「ティクセルマップ(tixmap)」を作成することができる。ティクセルマップは、視覚表示上に画像を生成するために使用される表示バッファと同様に、触覚出力バッファ内に記憶され得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、個別の触覚要素は、(ピクセルが輝度と色彩とを変更し得る方法と同様に)2以上の出力設定を行うことができる。たとえば、アクチュエータ、圧電結晶または電気応答性高分子に基づく触覚要素は、ある範囲の高さを有する押し上げられた「隆起」を生成することを可能にし得る。一実施形態では、プロセッサは、要素が押し上げられるべき相対的高さに対応する値をティクセルに割り当てることによって、そのような触覚要素の高さを制御することができる。したがって、触覚出力バッファ内のデータは、触覚要素が作動されるべきかどうかと、作動の程度または大きさの両方を示すことができる。
【００３４】
他の一実施形態では、高さと振動(たとえば、バイアスを有する交流電流を圧電素子に印加することによって)、高さと静電気、高さと温度、振動と静電気、振動と温度、および静電気と温度など、複数のタイプの触覚モダリティが所与のティクセル上で実装され得る。そのような実施形態では、触覚出力バッファ内のデータは、触覚要素の作動に加えて、実装されるべき特定のモダリティおよび大きさを示すことができる。
【００３５】
ティクセルアレイ上に触覚情報を出力するために、プロセッサまたは専用の触覚出力回路が、各ティクセルアドレスに対する触覚出力バッファ内に記憶されている値を読み出し、それに応じて、作動信号を各触覚要素に送ることができる。プロセッサまたは触覚出力回路は、ティクセルアレイ内で選択されたティクセルに対する「オン」の値に対応するような、活性化信号を生成することができる。このようにして、ティクセルアレイ内の複数の活性化されたティクセルが活性化されて、触覚出力表面に異なるサイズの様々な形状を作成することができる。
【００３６】
様々な実施形態では、ユーザに情報を伝達するために、複数のティクセルが、触覚出力表面にパターンまたは群で活性化され得る。ユーザは、触覚出力表面の活性化された部分の触覚特性(たとえば、形状、サイズなど)を触知することによって情報を知覚することができる。寸法、形状および他の特性を伝達されるべき情報と相関させることによって、比較的高度な情報がユーザに伝達され得る。いくつかの図において示す例示的な一実施形態では、伝達するために使用される触覚特性は、触覚出力表面の寸法に対する、触覚出力表面の活性化された部分(「ハプティック活性化領域」)の長さであってよい。ハプティック活性化長さは、たとえば、相対的大きさの情報に対応することができる。したがって、触覚出力表面の半分が活性化される場合、ユーザは、示された値の大きさは、表面の全長で示される最大値の約50パーセントまたは約半分であることを理解する。このようにして、活性化された部分の寸法は、ユーザに相対的大きさの情報を伝達することができる。ユーザが出力表面の全長の意味を知っているとすれば、そのような相対的な表示は、容易に知覚される方式で非常に有用な情報を与えることができる。相対的大きさの情報を伝達するために使用され得る他の例示的な触覚特性には、限定はしないが、ハプティック活性化領域の面積、形状、幅および方位が含まれ得る。
【００３７】
様々な使用事例においてユーザに提示され得る相対的大きさの情報のいくつかの例示的な例には、限定はしないが、データセットが電子メールアカウント内のフォルダのコンテンツであるときの未読メールの相対数、データセットがボイスメールボックスのコンテンツであるときの新しいボイスメールの数、データセットが電子手帳またはカレンダー内の情報であるときのイベントまでに残された時間の量、およびデータセットがデバイスの現在の地理的ロケーションであるときのロケーションに到達するまでの距離または時間が含まれる。触覚出力表面に提示される相対的大きさの情報はまた、モバイルデバイスのステータス、たとえばバッテリ充電の残量、セルラー信号またはワイヤレス信号の強度などに関連付けられ得る。
【００３８】
図1Aは、モバイルデバイス100内に実装される例示的な一実施形態を示す。図示の実施形態では、複数のティクセル102が、モバイルデバイス100のディスプレイ105上に構成された2次元ティクセルアレイの触覚出力表面104内に構成される。上述のように、そのような触覚出力表面104では、各ティクセル102は、触覚的に感知できる出力を作成するために、モバイルデバイス100のプロセッサによって個別に活性化され得る。たとえば、図1Bは、複数の活性化されないティクセル102と複数の活性化されたティクセル106とを有する、モバイルデバイス100の表面の触覚出力表面104を示す。
【００３９】
モバイルデバイス100は、図1Cおよび図1Dに示すように、モバイルデバイス100の裏面に1つまたは複数の触覚出力表面で構成され得る。前に説明したように、触覚出力表面全体と比較した触覚出力表面の活性化部分の特性(たとえば、長さ/高さ)は、ユーザに相対的大きさの情報を伝達することができる。相対的サイズ特性の触覚的知覚は、ユーザが、触覚出力表面の物理的境界を容易に判断する能力を有することを必要とすることがある。触覚出力表面の境界が、たとえばモバイルデバイス上のディスプレイの境界と整合する場合、ユーザは、物理的境界を容易に触知することができる。
【００４０】
しかしながら、触覚出力表面が、裏面など、モバイルデバイスの別の表面上に実装される場合、タッチによって識別可能な唯一の境界は、モバイルデバイスの端部である可能性がある。したがって、モバイルデバイスは、各触覚出力表面を、隆線または溝で形成される境界で囲む触覚境界を含むことができる。図1Cで示す例示的な実施形態では、表面114上の溝108は、触覚出力表面104を囲んで、触覚出力表面の各領域を区分する触覚境界をもたらすことができる。図1Dに示す別の例示的な実施形態では、触覚境界は、触覚出力表面104を囲む隆線110であってよい。溝108および隆線110は、モバイルデバイス100上に設けられ得る実施形態の触覚境界の2つの例にすぎない。
【００４１】
一実施形態では、ユーザは、データを取得し、触覚出力表面を介して要求された情報をユーザに提供する機能を開始するように、モバイルデバイスに入力することができる。モバイルデバイスは、ユーザ入力を認識し、入力のタイプまたはパターンから、実行される機能、または取得される情報のタイプを決定してユーザに提示することができる。ユーザが、モバイルデバイスを見ることなくモバイルデバイスに、特定のボタンを押すこと、モバイルデバイスをタップまたはパットすること、モバイルデバイスを一定のパターンまたは方向に動かすこと、重力に対して特定の方位にモバイルデバイスを保持することなどの形態で、明確にシグナリングすることを可能にするように、ユーザ入力が構成され得る。そのようなユーザ入力は、モバイルデバイスに内蔵され、プロセッサに結合された加速度計によって感知され得る。
【００４２】
様々な実施形態では、ユーザ入力事象は、1つまたは複数のソースからデータを取得し、取得した情報を、デバイスの触覚出力表面に適合する形態で提示するためのアプリケーションを活性化するように、モバイルデバイスにシグナリングすることができる。取得された情報が触覚出力表面に提示される様式は、データのタイプ、ユーザ設定およびデータ内の値または値の大きさに依存することがある。たとえば、モバイルデバイスは、メモリに記憶された設定によって、ユーザ入力によって活性化されたアプリケーションに対して、触覚出力表面に提示される情報のタイプを決定することができる。さらに、触覚出力表面にデータを提示するためのフォーマットは、ユーザインターフェースメニューアプリケーションを介して入力され得るユーザ設定内で、調整または指定され得る。
【００４３】
モバイルデバイス100はまた、他のデバイスからデータを要求し、受信したデータセットに関連する情報を、触覚出力表面内に提示するように構成され得る。この実施形態は、ユーザが、インターネットウェブサイトから、またはインターネットを介してアクセス可能なモバイルデバイスもしくはコンピュータから情報を取得し、その情報を触覚出力表面に提示することを可能にし得る。たとえば、親は、特定のユーザ入力(たとえば、ダブルタップ)を、彼らの子供のセル電話のロケーションを追跡するウェブサイトにアクセスし、彼らの子供の現在のロケーションを要求し、次いでそのデータを、ハプティック活性化領域の形状で、触覚出力表面に提示するアプリケーションを実行するためのコマンドとして認識するように、彼らのモバイルデバイスを構成することができる。この例では、モバイルデバイスは、子供のモバイルデバイスに、または(たとえば、インターネットアクセスサーバにSMSメッセージを送るかまたはデータ呼を行うことによって)セルラーデータネットワークを介して通信することによって、そのデバイスと通信しているサーバに、プルリクエスト(pull request)を送ることができる。子供のモバイルデバイスは、それ自体のGPS座標を送信することによって、または家からの距離など、それの現在の、固定の事前設定された目的地からの距離を送信することによって応答することができる。モバイルデバイスによって受信された距離情報は、触覚出力表面の全長に対応する事前設定された距離のパーセンテージなど、相対的大きさに変換され得る。したがって、受信された情報が5マイルであり、触覚出力表面の100%に対応する事前設定された距離が10マイルである場合、触覚出力表面の半分が、この情報をユーザに伝えるために活性化され得る。個別に作動可能な(ブライユ点字アレイのような)隆起のアレイを含む触覚出力表面で構成されたモバイルデバイスは、人が表面を触知することによって理解できるドットのマップの形態で、ロケーション情報を提示することができる。
【００４４】
さらに、モバイルデバイスは、取得された情報を更新し、ハプティック活性化領域を周期的に更新することによって情報内の変化を反映するように構成され得る。例示的な一実施形態では、モバイルデバイス100は、インターネットとのアクティブワイヤレスリンクを維持し得、ユーザは、事前設定された周期でダウンロードされたデータセットのうちの1つまたは複数を自動的にリフレッシュして、ハプティック活性化領域が更新されたデータを反映するように、モバイルデバイス100を構成することができる。データをリフレッシュすることは、たとえば、モバイルデバイスが新しいデータパケットを要求することによって達成され得る。新しいデータパケットは、以前に送られたデータならびに時間間隔をおいて取得される新しいデータを含むことができる。
【００４５】
触覚出力表面204上で数値情報の表示を可能にするために、モバイルデバイス100は、情報に対してスケーリングファクタを適用することができる。モバイルデバイス100は、触覚出力表面上の現在のスケーリングされた情報に従って、スケーリングされた情報を、特定の触覚ユニットを活性化するための信号に変換するようにさらに構成され得る。触覚出力表面204内で「オン」の値を有する触覚ユニットが、ハプティック活性化領域を構成する。
【００４６】
マップの凡例に示す縮尺率と同様に、情報の各セットに対する値は、触覚出力表面上の表示を可能にするために、「ティクセル比率(tixel ratio)」に対してスケーリングされ得る。例示的な一実施形態では、触覚表示に対する最大値(たとえば、全ティクセルの活性化に対応する数値)が、各触覚出力表面に対して事前設定され得、ティクセル比率がモバイルデバイスのメモリに記憶され得る。代替実施形態では、各触覚出力表面に対するパーセンテージスケールファクタが事前設定され得、モバイルデバイスのメモリに記憶され得る。情報のセットにパーセンテージスケールファクタを適用することにおいて、モバイルデバイスは、最適なティクセル比率を計算し、その比率を用いて触覚出力表面に情報を提示することができる。
【００４７】
デバイス表面のサイズと触覚技術によって与えられる解像度とに応じて、モバイルデバイスは、2つ以上の触覚出力表面を提示することを可能にすることができる。図2Aは、デバイスの裏面の4つの触覚出力表面204a、204b、204cおよび204dで構成された、例示的な実施形態のモバイルデバイス100を示す。たとえば、ハプティック活性化領域206a、206b、206c、206dの長さは、同じかまたは異なるデータセットに関連付けられ得る相対的大きさの情報の4つのセットを表すことができる。ハプティック活性化領域206aの長さは、下端210aから上部212aまでの距離として測定され得、この距離は、各触覚出力表面204a、204b、204cおよび204dの全長に対して、ユーザによって比較可能である。このようにして、相対的大きさの情報は、触覚出力表面204a全体の長さと比較した、ハプティック活性化領域206aの長さで表すことができる。ユーザは、表面がどれだけ押し上げられているかまたは活性化されているかを容易に触知し得るので、ユーザは、モバイルデバイスを見る必要なく、提示されている相対的大きさの情報を速やかに理解することができる。ハプティック活性化領域206aの長さは、触覚出力表面の長さによって表される目標、対象、限界または他の値への現在の進捗など、相対的な情報を容易に伝達し得るので、参照しやすいように、そのような直線的触覚出力表面を、本明細書では「プログレスバー」と呼ぶ。しかしながら、プログレスバーによって伝えられる情報は、進捗または進行の値に限定されない。
【００４８】
例示的な例として、触覚出力表面204aは、ユーザのインボックス内の新しいテキストメッセージの数をユーザに伝達するように構成され得る。図2Aに示す第1の触覚出力表面204aを参照すると、ハプティック活性化領域206aの長さなどの特性は、たとえば、ユーザのインボックス内の新しいテキストメッセージの数を表すことができる。たとえば、触覚出力表面204aは、対応するハプティック活性化領域の長さが、0〜20のメッセージの範囲に相当するように構成され得る。したがって、触覚出力表面のどの部分も活性化されていない場合、このことは、インボックス内にメッセージが存在しないことをユーザに通知し得、一方、活性化領域が触覚出力表面204aの上端まで延びている場合、このことは、インボックス内に20の新しいメッセージが存在することをユーザに通知することができる。したがって、図2Aに示すハプティック活性化領域206aによって表される相対的大きさの情報(すなわち、本例における新しいテキストメッセージの数)は、約10(9〜11)の新しいテキストメッセージが存在することをユーザに通知する。異なるタイプの相対的大きさの情報の例を、図7Aおよび図7Bに関して以下でより詳細に説明する。
【００４９】
図2Bは、プログレスバーの表面上に指214を置き、ハプティック活性化領域206a、206b、206cの長さに沿って指214を動かすことによって、モバイルデバイス100上の触覚出力表面204a、204b、204cから情報を受けているユーザを示す。例示的な一実施形態では、触覚出力表面204a、204b、204cの長さから、および触覚出力表面の長さまたはプログレスバー204a、204b、204cの長さに対するハプティック活性化領域206a、206b、206cの範囲を知ることから、ユーザは、相対的大きさの情報を知覚することができる。図2Bはまた、4つのプログレスバー204a、204b、204cおよび204dをフィーチャする図2Aに示す実施形態とは対照的に、3つのプログレスバー204a、204b、204cをフィーチャする一実施形態を示す。
【００５０】
図2Bはまた、触覚出力表面204a、204b、204cがモバイルデバイス100のディスプレイ105上に位置する一実施形態を示す。上述のように、デュアルモードディスプレイ(すなわち、視覚および触覚ディスプレイ)を提供するためのこのタイプの触覚出力表面は、LCDまたは類似のディスプレイ上に実装され得るE-Sense(登録商標)技術を使用して可能になり得る。
【００５１】
自然の上限を持たない数値情報がユーザに提示される実施形態では、触覚出力表面への相対的大きさの表示は、各触覚出力表面の下端と上端とに所与の範囲の値を割り当てることによって可能となり得る。このようにして、複数の隣接する触覚出力表面(たとえば、図2Aおよび図2Bに示す)は、活性化されている表面のパーセンテージに基づいて数を伝達するために使用され得る。たとえば、ハプティック活性化領域206aが(0を表す)下端から(9を表す)上端まで延びる距離によって、第1の触覚出力表面204aが1の位を表し、ハプティック活性化領域206bが(10を表す)下端から(90を表す)上端まで延びる距離によって、第2の触覚出力表面204bが10の位を表し、ハプティック活性化領域206cが(100を表す)下端から(900を表す)上端まで延びる距離によって、第3の触覚出力表面204cが100の位を表すことによって、0と999との間の数が10進法形式で提示され得る。
【００５２】
別の実施形態では、触覚出力表面の長さに割り当てられた範囲より大きい数は、表面内のハプティック活性化領域の方位を逆にすることによって提示され得る。ハプティック活性化領域を触覚出力表面上で方位を「逆さま」に提示することで、値は正常な方位の表面によって包含される範囲より大きくなり、それにより相対的大きさがより大きい数字の範囲に対し得るということを伝達することができる。図2Cは、逆さまのハプティック活性化領域214、216を提示する触覚出力表面204aおよび204cを有する例示的な実施形態のモバイルデバイス100の一例を示す。「上下関係の正しい(right side up)」ハプティック活性化領域206bは、表面の長さに割り当てられた数の範囲内にある情報を提示することができる。逆さまのハプティック活性化領域214、216は、上部の点210bで表される値を超える数値情報を表すことができる。
【００５３】
ユーザのインボックス内の電子メールメッセージの数についての前の例を継続すると、触覚出力表面(たとえば、表面204b)内の上下関係の正しいハプティック活性化領域206bは、下端212bにおける0から上部210bにおける20までの範囲内の新しいボイスメールメッセージの数を伝え得る一方で、逆さまのハプティック活性化領域214、216は、上端210bにおける21から下端212bにおける40までの電子メールメッセージの数を伝えることができる。このようにして、触覚出力表面に逆さまのハプティック活性化領域を提示することで、解像度を損なうことなく、触覚出力表面204上に表示され得る情報の範囲を拡大することができる。したがって、単一の触覚出力表面は、触覚要素モダリティのタイプの解像度を前提として実現可能な数値情報の2倍にわたる数値情報を提示することができる。
【００５４】
代替実施形態では、逆さまのハプティック活性化領域214、216は、異なる単位、異なるスケールファクタなどに基づく情報を表示するために使用され得る。他の代替実施形態では、ハプティック活性化領域の方位以外のプロパティ(たとえば、形状、幅など)が、異なる範囲内の情報を伝えるために使用され得る。
【００５５】
図3は、モバイルデバイス上の触覚出力表面を使用して情報を伝達するための一実施形態の方法300を示す。能動的に使用しないとき、モバイルデバイス100は、触覚要素が活性化されない低電力状態にあり得、プロセッサは、ボタン押下、またはユーザによるデバイスへのタップまたは加振を示し得る認識可能な加速度など、ユーザ入力を連続的に「リスニング」している。ブロック302で、モバイルデバイスは、ユーザ入力事象(たとえば、キー押下、方位の傾斜、タッチスクリーンへのタップなど)を検出する。決定ブロック304で、モバイルデバイス100は、検出された事象がしきい値を超えているかどうかを判断することができる。検出された事象がしきい値レベルを超えていない(すなわち、決定ブロック304=「No」)場合、モバイルデバイス100は入力を無視し得、ブロック306で非活性状態に留まる。この決定は、モバイルデバイスをぶつけたり落としたりすることによる不慮の活性化から保護することができる。
【００５６】
検出された事象がしきい値レベルを超えている(すなわち、決定ブロック304=「Yes」)場合、決定ブロック308で、モバイルデバイスは、検出された事象が認識されてぃるユーザ入力事象であるかどうかを判断することができる。この決定は、アプリケーション(触覚出力表面上に集められた情報を提示するために、情報を集めるためのアプリケーションなど)を活性化するためのトリガとして認識される入力事象のタイプを指定し得る、ユーザのあらかじめプログラムされた設定に関連するものであってよい。検出された事象がユーザ入力事象として認識されていない(すなわち、決定ブロック308=「No」)場合、モバイルデバイス100は事象を無視し得、ブロック306で低電力状態に留まる。検出された事象がモバイルデバイスによってユーザ入力事象として認識されている(すなわち、決定ブロック308=「Yes」)場合、ブロック310で、モバイルデバイスは、認識されたユーザ入力と相関またはリンクされたアプリケーションを活性化することができる。任意の形態のアプリケーションがこの方式で活性化され得るが、様々な実施形態の態様を示すために、図3の説明は、活性化されたアプリケーションは、データソースからデータを取得し、次いで取得されたデータを、適切なフォーマットで触覚出力表面に提示するものであるとの仮定を継続している。
【００５７】
ブロック312で、活性化されたアプリケーションを実施するモバイルデバイスのプロセッサは、アプリケーションのために定義されるか、または認識されたユーザ入力事象に関連する、事前選択されたソースからのデータにアクセスすることができる。データソースは、内部メモリに記憶される情報のように内部にあるか、通信ネットワークを介してアクセスされるサーバのように外部にあるか、または内部および/または外部のソースから得られた情報に基づいて実行される計算のように、データを生成するために実行されるアルゴリズムもしくは計算であってよい。任意の従来のソフトウェアおよび通信機構が、情報を得るために使用され得る。
【００５８】
ブロック314で、得られたデータを使用して、モバイルデバイスのプロセッサは、得られた情報を再フォーマットもしくはスケーリングするか、または得られた情報に基づいて、触覚出力表面に提示するのに適切な値もしくは相対的大きさを生成することができる。上述のように、所与の範囲内で相対的大きさまたはレベルに関して情報を提示するために、触覚出力表面の粗い解像度がより適することがある。したがって、ブロック314の動作は、多種多様な得られた情報を、そのような相対的フォーマットに変換することができる。ブロック316で、モバイルデバイスのプロセッサはまた、触覚出力表面のサイズ、解像度または所与の値の範囲に合うように情報をスケーリングすることができる。スケーリングプロセスについては、図5Aおよび図5Bを参照して以下でより詳細に説明する。ブロック318で、モバイルデバイスのプロセッサは、スケーリングされた情報を表すパターンを生成するために、触覚出力表面上の触覚ユニットを活性化させる信号を生成することができる。
【００５９】
様々な実施形態では、ユーザ入力はまた、タッチスクリーンを介して行われ得る。さらに、決定ブロック304で、ユーザ入力事象がしきい値を超えているかどうかを判断するステップが、ユーザ入力事象を検出するのと同じステップで実行され得る。たとえば、容量性タッチスクリーンを有するモバイルデバイス100では、ユーザ入力事象は、指が表面にタッチした結果としてキャパシタンスの変化がしきい値の量を超えることに基づいて認識され得、ユーザ入力事象に対するしきい値は、決定ブロック304におけるトリガしきい値でもある。
【００６０】
図4は、様々な実施形態とともに使用するのに適した、モバイルデバイス100のハードウェアおよびソフトウェアアーキテクチャ400を示す。モバイルデバイスのプロセッサは、アプリケーションソフトウェア414、デバイスドライバ404、および触覚出力表面アクチュエータ402を駆動するデータを記憶する触覚出力バッファ405とインターフェースをとるオペレーティングシステム(OS)406で構成され得る。プロセッサは、触覚出力表面を介してユーザに情報を伝達するアプリケーション414でプログラムされ得る。アプリケーション414は、アプリケーションプログラミングインターフェース(API)412を通してオペレーティングシステム406と通信することができる。API 412は、アプリケーションプログラムがライブラリおよび/またはオペレーティングシステム406からサービスを要求する方法を定義するインターフェースである。代替として、触覚出力表面の機能は、アプリケーションがインターフェースをとり得る一連の新しいAPI内で実施され得る。
【００６１】
ユーザは、たとえば、アプリケーションを活性化させること、またはアプリケーションにいくつかの機能を実行させることなどのために、キーパッド410および/または加速度計408を介してアプリケーション414と通信することができる。加速度計408は、たとえば3軸加速度計であってよく、さらにモバイルデバイス内の様々な他のセンサに結合されてよい。アプリケーションを活性化させる例示的なユーザ入力事象には、限定はしないが、物理的なキーを押下すること、またはキーパッド410上でバーチャルキーにタッチすること、および加速度計408によって変化が検出されるようにモバイルデバイスを動かすことが含まれる。
【００６２】
キーパッド410および/または加速度計408を介して受信される情報は、ドライバ404を介してオペレーティングシステム406に伝達され得る。ドライバ404は、キーパッド410および/または加速度計408とオペレーティングシステム406との間で情報およびコマンドを変換する。ドライバ404を介して受信された情報は、アプリケーションプログラミングインターフェース412を介してアプリケーション414に伝達され得る。アプリケーション414は、オペレーティングシステム406とインターフェースをとり、E-Sense(登録商標)素子、表面振動素子、またはいくつかの例について図8Aおよび図8Bを参照して以下でより詳細に説明する表面アクチュエータなど、触覚出力表面アクチュエータ402を作動させて、ユーザに情報を提示することができる。
【００６３】
図5A〜図5Cは、ディスプレイ104上に位置する触覚出力表面504がE-Sense(登録商標)素子など、触覚ユニット502の形態で設けられる一実施形態を示す。図5Aは、3つの触覚出力表面の列504a、504b、504cを提示するように構成されたティクセルのグリッドの中の触覚ユニット502を示す。触覚出力表面504a、504b、504cは、多種多様な数値または相対的大きさの値を提示するために使用され得る。図示の例では、触覚出力表面は、ティクセル502の、5行×3列の2次元グリッドの形態である。
【００６４】
図5Bは、図5Aに示す3つの例示的な触覚出力表面に関連する情報のセットに対する活性化されたティクセルの一例を示す。図5Bはまた、隣接する列など、触覚出力表面の異なる部分が、異なる単位およびスケーリングファクタを有する異なるタイプの情報を、いかにして伝達し得るかを示す。図示の例では、左手の触覚出力表面504aは、次のアポイントメントまでに残された時間を提示しており、各ティクセル502は3分間隔を表し、中央の触覚出力表面504bはユーザのインボックス内の未読電子メールの数を提示しており、各ティクセル502は4つの電子メールメッセージに相当し、右手の触覚出力表面504cは、ユーザの家からの距離を提示しており、各ティクセル502は12マイルに相当する。したがって、この例では、それぞれが2つのティクセル502を囲んでいるハプティック活性化領域506a、506b、506cはそれぞれ、次のアポイントメントは6分以内であり、ユーザのインボックス内に8つの未読電子メールがあり、ユーザは現在、家から24マイル離れていることをユーザに知らせる。
【００６５】
図5Cは、触覚ユニット102のアレイの一代替実施形態を示す。図5Cに示す裏面など、モバイルデバイス100の一面は、単一の触覚出力表面104で構成され得る。小さい円形の触覚ユニット102が、触覚出力表面104上で2次元グリッドアレイ内に配列され得る。触覚ユニット102を選択的に活性化することによって、デバイスプロセッサは、多種多様な形状およびサイズでハプティック活性化領域を形成することができる。たとえば、矩形のハプティック活性化領域507a、507bは、2つの異なる情報のセットを表すことができる。そのようなアレイはまた、活性化領域の幅と高さとを変更することなどによって、2次元以上の情報がハプティック活性化領域によって伝えられることを可能にする。たとえば、ハプティック活性化領域507aは、2つの触覚ユニット106の幅であり、一方ハプティック活性化領域507bは、3つの触覚ユニット106の幅である。ハプティック活性化領域507a、507bの幅は、大きさの範囲、測定値の単位、情報のタイプ、緊急性または重要性のレベルなど、多種多様なタイプの情報を表すために使用され得る。
【００６６】
触覚出力表面に表される情報のタイプは、限定はしないが、ユーザ選択、工場設定、アプリケーションによって定義される設定などを含む、モバイルデバイスへのいくつかの異なる設定に従って決定され得る。例示的な実施形態では、情報は、ユーザによって事前選択され、ユーザプロファイルデータファイル内など、モバイルデバイスのメモリ内に記憶され得る。
【００６７】
例示的な一実施形態では、モバイルデバイスは、多種多様な情報のタイプをユーザに提示し得、モバイルデバイスの触覚出力表面に表示されるタイプを選択するようにユーザにプロンプトを出すことができる。別の例示的な実施形態では、モバイルデバイスは、一度に2つ以上の触覚出力表面を使用するように構成され得、それぞれの触覚出力表面に提示される情報のタイプを選択するようにユーザにプロンプトを出すことができる。さらに、モバイルデバイスは、2つ以上のタイプの触覚出力表面の表示を可能にするハードウェアを含むことができる。たとえば、モバイルデバイスは、ユーザに、多様な触覚特性(たとえば、「振動」、「暖かさ」、「隆起高さ」、「粗さ」など)を表示し得、触覚出力表面内で表示され得る情報の各タイプに対するプロパティを選択するようにユーザにプロンプトを出すことができる。
【００６８】
様々な実施形態では、モバイルデバイスは、メモリに記憶され得るユーザ設定可能なデータ表600を参照することによって、ユーザに提示する情報のタイプを決定するように構成され得、データ表の一例を図6Aに示す。そのようなデータ表600では、データの列602は、認識可能なユーザ入力事象を列挙し得、データの列604は、対応する、触覚出力表面に提示される情報のセットを列挙することができる。加えて、データ表600は、たとえば、列606内の表示範囲および列608内の各触覚ユニットに割り当てられる比率または値(たとえば、ティクセル比率)など、情報の触覚表示を生成するために、関連するパラメータの値を含むことができる。図示の例では、第1の行は、2つのタップの検出(列602に記載)を、ユーザが情報を要求していることを示すものとしてモバイルデバイスが認識することを示し、列604には、ユーザのインボックス内の新しい電子メールの数が、記載される。データ表600は、さらに、列606内の範囲「0〜20」を、触覚出力表面上のハプティック活性化領域の長さによって表示される新しい電子メールの数として確認され、列608に記載されるように、活性化されたティクセルのそれぞれが、ユーザのインボックス内の4つの新しい電子メールを表す。
【００６９】
上記で説明したように、2つ以上の触覚出力表面が、モバイルデバイスの表面上に提示され、それぞれが、異なるデータセットからの情報を提示するために使用され得る。そのような実施形態をサポートするために、構成データ表650は、図6Bに示すように、各データセットに関連するファクタを規定するためにより多くのデータ要素を含むことができる。たとえば、データ表650は、各触覚出力表面に対して、および各タイプのユーザ入力事象に対して、情報または単位604a、604bと、範囲606a、606bと、ティクセル比率608a、608bとを記載するように編成され得る。
【００７０】
図7Aおよび図7Bは、ユーザ入力事象に応答してモバイルデバイス100の2つの触覚出力表面に電子メールの数と距離情報とを表示するアプリケーションのための例示的な方法700を示す。ブロック702で、モバイルデバイスのプロセッサは、加速度計またはタッチスクリーンからのデータを処理することによってデバイスへの2つのタップを検出することができる。決定ブロック704で、モバイルデバイスのプロセッサは、検出された入力(この例ではタップ)があらかじめ定義されたトリガしきい値を超えているかどうかを判断することができる。この判断は、表面圧力の大きさ、最小の持続時間、最小加速度などに基づくことができる。検出された入力がトリガしきい値を超えていない(すなわち、決定ブロック704=「No」)場合、モバイルデバイスのプロセッサは事象を無視し得、非活性状態に留まる。タップがトリガしきい値を超えている(すなわち、決定ブロック704=「Yes」)場合、決定ブロック708で、モバイルデバイスのプロセッサは、2つのタップジェスチャーがユーザのインボックス内の未読電子メールメッセージの数を要求するなど、電子メール情報に関連するユーザ入力事象であるかどうかを判断し得るアプリケーションを活性化させる。この判断は、検出された事象を機能またはアプリケーション機能と相関させるために、図6Aおよび図6Bのそれぞれに示すデータ表600または650などのデータ表を参照することによって行われ得る。ジェスチャーが、電子メール情報に関連するユーザ入力事象ではない(すなわち、決定ブロック708=「No」)であるものとプロセッサが判断する場合、アプリケーションは、図7Bを参照して以下で説明する決定ブロック710に進むことができる。
【００７１】
ユーザ入力事象が電子メール情報に関連する(すなわち、決定ブロック708=「Yes」)ものとプロセッサが認識する場合、ブロック712で、プロセッサは、「インボックス」内に保留しているメッセージについての要求を指定された電子メールサーバに送ることができる。電子メールサーバアドレスは、ユーザによって登録段階であらかじめ定義され得る。この情報についての要求は、ワイヤレスデータネットワークを介してインターネットとワイヤレス通信リンクを確立し、次いでインターネットを介して電子メールサーバに適切なクエリメッセージを送信するプロセッサによって達成され得る。ブロック714で、モバイルデバイスのプロセッサは、サーバから要求されたデータを受信してメモリに記憶することができる。ブロック716で、モバイルデバイスのプロセッサは、未読の電子メールメッセージの数を、受信されたデータから決定することができる。ブロック718で、モバイルデバイスのプロセッサは、ユーザが定義または修正することができるあらかじめ定義された設定に従って、触覚出力表面に適合するように電子メールの数をスケーリングすることができる。ブロック720で、モバイルデバイスのプロセッサは、ユーザのインボックス内の電子メールの数に関するスケーリングされた情報を表示するサイズおよび/または形状を有する第1の触覚出力表面内にハプティック活性化領域を提示するように、触覚ユニットを活性化することができる。
【００７２】
図7Bを参照すると、方法700は、ユーザ入力事象が、家からの距離など、距離情報に関連しているかどうかをプロセッサが判断する決定ブロック710に進むことができる。ジェスチャーが距離情報に関連するユーザ事象ではない(すなわち、決定ブロック710=「No」)場合、モバイルデバイスは、デフォルトの非活性化状態に戻ることができる。ユーザ入力事象が距離情報に関連する(すなわち、決定ブロック710=「Yes」)場合、ブロック724で、モバイルデバイスは、全地球測位システム(GPS)受信機を活性化することができる。デバイスのGPS受信機は、ブロック726で衛星から無線信号を受信し、ブロック728で位置情報を計算することができる。ブロック730で、モバイルデバイスのプロセッサは、GPS受信機から受信されたロケーション情報を、ユーザの家など、現在ロケーションと比較し、これらの2点間の距離を計算することができる。ブロック732で、モバイルデバイスは、計算された家からの距離をティクセル単位(すなわち、触覚出力表面内の各ティクセルに対応する距離単位の数)に基づいてスケーリングすることができる。ブロック734で、モバイルデバイスは、距離情報を表示する第2の触覚出力表面内にハプティック活性化領域を生成するために、相応にティクセルを活性化させることができる。
【００７３】
上記で説明したように、多様な技術が、触覚出力表面に使用され得る。一実施形態では、触覚出力表面は、異なる形状、テクスチャなどを有する仮想オブジェクトを形成するための触覚レンダリング技術で構成され得る。仮想オブジェクトは、人間の脳が現実オブジェクトからの情報をどのように知覚するかに基づいて、力およびジオメトリを触覚の「錯覚」で操作する触覚インターフェースによって生成される力を介して作成され得る。このことは、人間が視覚情報を知覚する方法を操作することによって目の錯覚が生み出され得る方式に類似する。
【００７４】
別の実施形態では、触覚ユニットは、活性化されたときに触覚出力表面から押し上げ/持ち上げられ得る。図8Aは、押し上げられた触覚ユニットで表面116上に情報を表示するように構成されたモバイルデバイス100を示す。触覚ユニット802a〜802dが第1の触覚出力表面804aを形成し、触覚ユニット802e〜802hが第2の触覚出力表面804bを形成することができる。例示的な一実施形態では、押し上げられた触覚ユニット802は、活性化されるとボタンまたはキーの形状になり得る。図8Bに示すように、押し上げられた触覚ユニット802は、ドーム形状であってもよい。流体圧力、静電圧力(たとえば、図10A〜図10B参照)、機械的アクチュエータ(たとえば、図9A〜図9D参照)、圧電アクチュエータ、電気応答性高分子などを含む多様な技術が、触覚ユニット802を押し上げるために使用され得る。例示的な一実施形態では、各触覚ユニット802は、電気信号で活性化されると、寸法を拡大する、図示のように材料を押し上げるなど、形状を変化させる電気応答性高分子から形成され得る。別の例示的な実施形態では、触覚ユニットの端部周りを封止された柔軟なカバー層で形成された膨れの中に流体がポンピングされ得る。モバイルデバイスのプロセッサは、各触覚ユニットの活性化および非活性化を可能にするために、各膨れを流体貯蔵器に接続している弁を開閉するように構成され得る。
【００７５】
図9A〜図9Dは、アクチュエータ機構を使用する一実施形態の触覚ユニットを示す。圧電素子に依存するアクチュエータは、活性化されると、触覚出力表面804の一部分を押し上げることができる。触覚ユニットは、リニアアクチュエータモータ912で個別に駆動される複数のピン906によって押し上げられ得る。この実施形態では、触覚要素アクチュエータ902は、平行な板908および910で横方向に適所に保持され、アクチュエータモータ912で垂直に駆動される下部のピン906によって垂直に変位することができる、曲げやすい表面層904を含むことができる。アクチュエータモータ912は、リニア圧電アクチュエータ、ソレノイドアクチュエータ、リニアモータ、リニアステッパモータなどを含む、任意の適切なリニアアクチュエータであってよい。各アクチュエータモータ912は、モバイルデバイス内のプロセッサに結合され得るコネクタ914によって伝えられるような、個別の電気信号によって駆動され得る。図9Aは、下げられた構成または動力を与えられていない構成における、触覚要素アクチュエータ902を示す。この構成では、曲げやすい表面層904は平らである。図9Bは、上げられた構成または動力を与えられた構成における触覚要素アクチュエータ902を示し、この構成では、曲げやすい表面層904は、ピン906によって与えられる圧力によって押し上げられる。
【００７６】
図9Cおよび図9Dに示すように、複数の触覚要素アクチュエータ902は間隔が密であり、触覚要素のアレイとして構成され得る。そのような構成では、異なる形状およびサイズのハプティック活性化領域を作成するために、プロセッサによってコネクタ914を介して加えられる個別の信号に応答して、曲げやすい表面層904の異なる部分の作動が可能となり得る。図9Cは、いずれの触覚ユニットも活性化されていない触覚出力表面804を示しており、したがって、触覚要素アクチュエータ902はいずれも、動力を与えられていない。図9Dは、複数の押し上げられた触覚ユニットによって、情報が表面上に表示されるモードにあるモバイルデバイス100を示しており、ハプティック活性化領域920は、動力を与えられたアクチュエータ902によって形成される。触覚要素アクチュエータ902を、個別にエネルギーを与えるように、かつそれらをアレイに配列するように編成または構成することによって、多種多様な形状の触覚ユニットが生成され得る。
【００７７】
様々な実施形態では、押し上げられた触覚ユニットは、圧電機構を使用して活性化され得る。圧電材料は、印加された電界が存在する中で、形状を変える(たとえば、伸長する)。圧電素子は、モバイルデバイス100の表面に直接結合されてよく、または、図9Aおよび図9Bに示すように、押し上げられた触覚ユニット902を生成するなどのために、個別の活性化信号に応答して表面に接触する機械的なピンに結合されてもよい。圧電素子を作動させるために用いられる電界は、素子を電源に接続する半導体スイッチのインターフェースなどを通じて、プロセッサによって素子に個々に接続され得る。複数の独立に作動する圧電素子は、プロセッサによって制御されて、様々な押し上げられた表面形状のいずれをも生成することができる。
【００７８】
様々な実施形態で用いられ得る圧電素子の一例は、フロリダ州サラソタのSmart Material社によって製造および販売される、Macro Fiber Composite(MFC)である。MFCは、粘着剤の層と電極付きポリイミドフィルムの層との間に挟まれた、長方形の圧電セラミック棒を含む。このフィルムは、印加された電圧を、リボン型の棒に、かつリボン型の棒から直接伝える、櫛状の電極を含む。この組立体は、面内での極生成、作動、および、密閉され丈夫で、すぐに使えるパッケージ内での感知を、可能にする。表面に組み込まれると、または柔軟な構造物に取り付けられると、MFCは、固体のたわみの分布、および振動の制御、または歪みの測定を行うことができる。
【００７９】
静電気力を利用する触覚要素機構のさらなる例を、図10Aおよび図10Bに示す。例示的な一実施形態では、モバイルデバイス100の表面1002は、上部表面層1004および下部支持層1010を含んでもよく、これらは、電圧(たとえばVcc)を印加するなど、プロセッサによって選択的に電圧を与えられ得る。上部表面層1004と下部支持層1010が絶縁層1008によって分離される場合、上部層および下部層に印加される電荷によって、静電的な斥力または引力が生じ得る。上部表面層1004を曲げやすい部分1006とともに構成することによって、図10Aに示すように、同じ極性の電圧が上部表面層1004と下部支持層1010の両方に印加される場合、静電気力が、曲げやすい部分1006を、上部表面層1004の残りの部分よりも上に盛り上がらせ、触覚出力表面内に押し上げられた触覚ユニット1014をもたらすことができる。図10Bに示すように、触覚ユニット1014は収縮され得、表面1002は、上部表面層1004と下部支持層1010の一方または両方をグラウンドに結合することによって、または上部表面層1004と下部支持層1010とに逆の極性の電圧を印加することによって、平滑状態に戻ることができる。
【００８０】
図10Cに示す別の実施形態では、図10Aおよび図10Bに示す静電機構が、表面の一部分に、押し上げられた部分ではなく、表面の押し下げ(たとえば、ディンプル)をもたらすために使用され得る。この実施形態では、下部表面支持層1010は、押し下げられた部分またはくぼんだ部分1012を設けられ得る。反対の極性の電圧が上部表面層1004と下部支持層1010とに印加されると、上部表面層1004は、下部表面支持層1010のくぼんだ部分1012の方に引かれ、上部表面内にくぼんだ部分を生成する。上部表面層1004内のそのようなくぼみは、ユーザが表面上で指を走らせることによって触知され得る。
【００８１】
他の実施形態では、図10Aおよび図10Cに示す機構は、上部表面が平坦な、押し上げられた、および押し下げられた、3つの触覚構成を有するように組み合わされ得る。
【００８２】
実施形態は、多様なモバイルデバイス、特にモバイルコンピューティングデバイスにおいて実装され得る。様々な実施形態を実装し得るモバイルデバイスの一例は、図11に示すスマートフォン1100である。スマートフォン1100など、マルチプロセッサのモバイルデバイスは、メモリ1102および無線周波数データモデム1105に結合されたプロセッサ1101を含むことができる。モデム1105は、無線周波数信号を受信および送信するためにアンテナ1104に結合され得る。スマートフォン1100はまた、タッチスクリーンディスプレイなどのディスプレイ1103を含むことができる。モバイルデバイスはまた、ユーザ入力を受信するために、ボタン1106などのユーザ入力デバイスを含むことができる。様々な実施形態では、スマートフォン1100は、モバイルデバイス1100のディスプレイ1103上に(たとえば、E-Sense(登録商標)技術を使用して)、裏面1112上に、または別の表面に設置され得る触覚出力表面を含む。
【００８３】
モバイルデバイスのプロセッサ1101は、本明細書で説明した様々な実施形態の機能を含む、様々な機能を実行するためのソフトウェア命令(アプリケーション)によって構成され得る、任意のプログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、または1つもしくは複数の多重プロセッサチップであり得る。
【００８４】
一般に、ソフトウェアアプリケーションは、アクセスされプロセッサ1101にロードされる前に、内部メモリ1102に記憶され得る。一部のモバイルコンピューティングデバイスでは、追加のメモリチップ(たとえば、Secure Data (SD)カード)が、モバイルデバイスに差し込まれ、プロセッサ1101に結合され得る。内部メモリ1102は、揮発性メモリ、またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、または両方の混合であり得る。本明細書では、メモリへの一般的な言及は、内部メモリ1102と、モバイルデバイスに差し込まれるリムーバブルメモリと、プロセッサ1101内のメモリとを含む、プロセッサ1101によってアクセス可能なすべてのメモリを指す。
【００８５】
上記の方法の説明およびプロセスフロー図は、単に説明に役立つ例として提供され、様々な実施形態のステップが提示された順番で実行されなければならないことを求めるまたは暗示するものではない。当業者なら諒解するように、上記の実施形態におけるステップの順番は、任意の順番で実行可能である。「その後」、「次いで」、「次」などの言葉は、前記ステップの順番を限定するものではなく、これらの言葉は読者に本方法の説明を案内するために単に使用される。さらに、たとえば、冠詞「a」、「an」または「the」などを使用した単数形での請求要素への言及は、その要素を単数に限定するものとして解釈されるべきではない。
【００８６】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する、様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、概してそれらの機能に関して上記で説明されている。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
【００８７】
本明細書で開示した実施形態に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実装するために使用されるハードウェアは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。代替的に、いくつかのステップまたは方法が、所与の機能に固有の回路によって実行され得る。
【００８８】
1つまたは複数の例示的な実施形態では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装する場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。本明細書で開示した方法またはアルゴリズムのステップは、有形かつ非一時的なコンピュータ可読媒体またはプロセッサ可読媒体上に常駐し得る、実行されるプロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで具現化され得る。非一時的なコンピュータ可読媒体およびプロセッサ可読媒体は、コンピュータまたはプロセッサによってアクセスされ得る任意の使用可能な媒体であってよい。限定ではなく例として、そのような非一時的コンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または、命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用され得るとともに、コンピュータによってアクセスされ得る任意の他の媒体を含み得る。本明細書で使用する場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク（登録商標）(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザーで光学的にデータを再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。加えて、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、非一時的なプロセッサ可読媒体および/またはコンピュータ可読媒体上のコードおよび/または命令の、1つまたは任意の組合せ、またはそのセットとして常駐し得る。
【００８９】
開示される実施形態の上記の説明は、当業者が本発明を作成または使用できるようにするために、提供される。これらの実施形態への様々な修正は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義する一般的な原理は、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は、本明細書に示す実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴に一致する最大の範囲を与えられるものである。
【符号の説明】
【００９０】
100  モバイルデバイス
102  ティクセル
104  触覚出力表面
105  ディスプレイ
106  ティクセル
108  溝
110  隆線
114  表面
116  表面
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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