(57)【要約】入力装置の接触表面の動作を認識させるために感知可能なフィードバックを指に提供し、形状記憶金属による細長い少なくとも３つの部材を備える入力システム、方法、および、入力装置。少なくとも３つの部材のそれぞれは、少なくとも１つの付勢手段と協働し、フィードバックが指に付与されたときには、互いに異なる方向に収縮するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置であって、
指の接触を検出する手段と、
前記入力装置の接触表面の動きを認識させるために感知可能な反応を前記指に供給する供給手段とを備え、
前記供給手段は、形状記憶金属による細長い形状をした少なくとも３つの部材を備え、該少なくとも３つの部材部材はそれぞれ、少なくとも１つの付勢手段とともに協働して移動し、前記感知可能な反応を前記指に供給するときに、自己以外他の部材とは異なる方向に収縮するように配置されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記部材は、マッスル・ワイヤであり、
前記マッスル・ワイヤのそれぞれは、異なる方向に収縮し、かつ、該異なる方向へ収縮したことの結果として生じた機械的エネルギーとしての感知可能な反応を、前記指と接触するように配置された前記接触表面に伝達するように、指による接触に応じたエネルギーを供給されることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記マッスル・ワイヤのそれぞれは、前記接触表面に動きを伝達するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記付勢手段のそれぞれは、前記接触表面に動きを伝達するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項５】
前記マッスル・ワイヤのそれぞれと、および、対応するマッスル・ワイヤに接続された前記付勢手段のそれぞれは、互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項６】
４つのマッスル・ワイヤを備え、該４つのマッスル・ワイヤは、独立して制御可能で、かつ、複数のペアを形成するように配置されており、
前記複数のペアのそれぞれは、同一平面上で前記接触表面の動きを伝達するように配置され、前記複数のペアの各平面は互いに直交していることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項７】
前記複数のペアのそれぞれを形成している複数のマッスル・ワイヤは、互いに反対方向に前記接触表面の動きを伝達するように配置されていることを特徴とする請求項１または６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記動きの伝達は、前記マッスル・ワイヤの増加した張力を前記接触表面へ伝達するように、該マッスル・ワイヤの第１端を前記接触表面に取り付け、かつ、該マッスル・ワイヤの第２端を台座に取り付けることにより達成されることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項９】
前記付勢手段の第１端は前記接触表面に取り付けられ、前記付勢手段の第２端は台座に取り付けられ、該付勢手段に接続されている前記マッスル・ワイヤとともに稼働し、かつ、該マッスル・ワイヤとは異なる他方のマッスル・ワイヤの収縮を少なくとも部分的に相殺することを特徴とする請求項８に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記接触表面が接触されたことを判別するための接触判別機器にタッチ・センサが接続されており、
前記接触判別機器は、さらに、制御信号を供給するためにマッスル・ワイヤ加熱器の入力部に接続されており、前記マッスル・ワイヤ加熱器は、前記マッスル・ワイヤを加熱するために十分な電流を供給するために前記マッスル・ワイヤのそれぞれに接続された出力部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記機械的なエネルギーとしての感知可能な反応は、１回の短い引き動作によるパターン、２回以上の短い引き動作によるパターン、１種類または複数種類の周期的振動のパターン、および、振幅が上下する振動するパターン、および、これらのパターンの２つ以上を組み合わせてなるパターンのいずれかとして前記接触表面に伝達されることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項１２】
携帯電子端末に提供される入力システムであって、
接触表面を備える入力装置と、
指の接触を検出する検出手段と、
前記入力装置の接触表面の動きを認識させるために感知可能な反応を前記指に供給する供給手段と、
少なくとも１つの形状記憶金属による部材に電力を供給するように適合した少なくとも１つの電源部と
を備え、
前記供給手段は、少なくとも３つの形状記憶金属による細長い部材を備え、
前記部材のそれぞれは、少なくとも１つの付勢手段とともに稼働し、かつ、自己以外の他の部材とは異なる方向に収縮するように配置されており、
前記部材は、前記電力が供給されると、前記感知可能な反応を前記指に供給するために前記接触表面を駆動するよう前記接触表面に力を作用させることを特徴とする入力システム。
【請求項１３】
前記付勢手段は、スプリングであることを特徴とする請求項１２に記載の入力システム。
【請求項１４】
入力装置が備える接触表面を通して感知可能な反応を指に供給するための方法であって、
前記指の接触を検出するステップと、
前記指の接触をそれに対応する信号に変換するステップと、
前記信号の受信に基づいて前記接触表面に接続された少なくとも１つの形状記憶金属による細長い部材に電力を供給するステップと、
前記接触表面に前記指が接触すると前記指に感知可能な反応を供給するよう、前記部材に供給された前記電力に応じて前記部材により前記接触表面に力を作用させて前記接触表面を駆動するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記接触表面に前記指が接触すると前記指に前記感知可能な反応が供給されるよう、相互に異なる方向を向くように配置された３つの形状記憶金属による部材に電力を供給するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
複数のペアを形成している４つの形状記憶金属による部材に電力を供給することで、一方のペアの平面に対して直交した他方のペアの平面上で前記接触表面を駆動するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ペアを形成している前記形状記憶金属の部材は、互いに反対の方向へ前記動作表面の動きを伝達することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に移動端末に関し、より詳細には情報やコマンドを入力するときに、感知可能な反応（フォースフィードバック）をユーザの指に提供するための入力システム、入力装置、および、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、ラップ・トップ、または、例えばｍｐ３プレイヤーのような音楽再生機等の携帯電子端末には、データや情報をこれらの端末に入力するための、さらにこれらの端末を操作および制御するための機器が使用されている。さらに、ジョイスティックや例えばスライドパッド・ボタン形式のナビゲーティング・パッドを操作し、電子端末ディスプレイ上のカーソルの様々な動作を制御することに、入力装置は使用されている。携帯電子端末の入力や制御等のためのもっと一般的な入力装置としてはキーがあり、すなわち、シングル・キー、ジョイスティック、ナビゲーティング・パッド、キー・パッド、ナビゲーティング・ボード、キーボード、タッチ・センサ、タッチ・センシティブ・ディスプレイ等、または、これらを組み合わせた機器が用いられる。これらの入力装置は、携帯端末のいわゆるマン・マシン・インターフェースを形成している。
【０００３】
現在、多くの入力装置では、キー・パッドやナビゲーティング・パッドを押下したとき、および、スライドパッドやジョイスティックを操作したとき等に、なんらかの感触、または、感覚がともなう。ジョイスティックを備えるラップ・トップ、または、携帯電話機では、ジョイスティックを使用したときに、ユーザはゆっくりとした、緩慢な感触や反応を感じているかもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
入力装置に関する先行技術は以下の不利な点を有している。例えば、ある場合において、十分な耐久性、および、静粛性に欠け、特に高さの面で搭載には大きなスペースが必要である。また、ある場合において、先行技術では手動の動作に応じて入力装置の反応の速度を制御するのが難しい。先行技術におけるこれらの不利な点は、入力装置の取り扱いを難しくし、その形状を拡大させ、しばし、そのコストを増大させている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明において、形状が変形する金属、すなわち、形状記憶金属で作製されたいわゆるマッスル・ワイヤ、付勢手段、および、マッスル・ワイヤを作動させる手段を使用する入力装置を備える携帯電子端末を提供することで、上記の先行技術の不利な点を解決している。このことにより、よりよいコスト効率のキー、キーボード、ジョイスティック、スライドパッド・ボタン、および、タッチ・センサが開発可能である。
【０００６】
本発明によれば、タッチ・センサにおいて、感知可能な反応を指に提供するための問題は、形状記憶合金で細長い形状をしている、少なくとも３つのいわゆるマッスル・ワイヤと、付勢手段と、入力装置が使用されたときにマッスル・ワイヤを作動させる手段を備える入力装置を提供することにより解決している。このことにより、感知可能な反応もしくはフォースフィードバックをユーザに提供可能である。
【０００７】
本発明の１つの観点によれば、指の接触を検出する手段と、前記入力装置の接触表面の動作を認識させるために前記指に感知可能な反応を提供する手段とを備え、前記感知可能な反応を提供する手段は、少なくとも３つの形状記憶金属による細長い部材を備え、前記部材のそれぞれは、少なくとも１つの付勢手段とともに協働し、前記感知可能な反応を前記指に提供するときに、相互に異なる方向に収縮するように構成されていることを特徴とする入力装置を提供している。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、前記形状記憶金属による細長い部材は、マッスル・ワイヤであり、当該マッスル・ワイヤが相互に異なる方向に収縮し、かつ、マッスル・ワイヤが相互に異なる方向に収縮することで結果として生じる機械的なエネルギーの形式をした感知可能な反応が、指と接触するように配置されている前記接触表面に伝達されるよう、指による接触に応じてエネルギーを供給するようにマッスル・ワイヤのそれぞれが構成されている。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、それぞれの前記マッスル・ワイヤは、前記接触表面に動作を伝達するように配置されている。
【００１０】
本発明のさらに他の観点によれば、それぞれの前記付勢手段は、前記接触表面に動作を伝達するように配置されている。
【００１１】
本発明の他の観点によれば、それぞれのマッスル・ワイヤ、および、それに接続された付勢手段は、互いに平行に配置されている。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、入力装置はそれぞれ独立して制御可能な４つのマッスル・ワイヤを備え、４つのマッスル・ワイヤはペアを形成しており、各ペアは、同一平面上で接触表面の動作を伝達するように配置されており、各ペアに対応した各平面は互いに垂直となっている。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、それぞれのペアを形成している複数のマッスル・ワイヤは、前記接触表面の動作を互いに反対方向へ伝達するように配置されている。
【００１４】
本発明の他の観点によれば、それぞれのマッスル・ワイヤの第１端を前記接触表面に取り付け、前記マッスル・ワイヤにおける前記増加した張力を前記接触表面へ伝達可能にするために、それぞれのマッスル・ワイヤの第２端をアンビル（台座）に取り付けることにより、前記動作の伝達が達成される。
【００１５】
本発明の他の観点によれば、それぞれの付勢手段の第１端は、前記接触表面に取り付けられ、付勢手段の第２端は、付勢手段に前記接続されているマッスル・ワイヤとともに稼働し、かつ、他のマッスル・ワイヤの前記収縮を少なくとも部分的に相殺できるようにするために台座に取り付けられている。
【００１６】
本発明の他の観点によれば、タッチ・センサを備える入力装置と、指の接触を検出する手段と、前記入力装置の接触表面の動作を認識させるために感知可能な反応を前記指に提供する手段と、少なくとも１つの形状記憶金属の部材に電力を供給するように適合している少なくとも１つの電源部とを備え、前記感知可能な反応を提供する手段は、形状記憶金属による細長い少なくとも３つの部材を備え、前記少なくとも３つの部材のそれぞれは、少なくとも１つの付勢手段とともに協働し、相互に異なる方向に収縮するように構成されており、前記部材は、電力が供給されたときに前記感知可能な反応を前記指に提供するために、前記接触表面を駆動するために前記接触表面に力が作用するように適合していることを特徴とする携帯電子端末に使用される入力システムを提供している。
【００１７】
本発明の他の観点によれば、それぞれの付勢手段は、スプリングである入力システムを提供している。
【００１８】
本発明の１つの観点によれば、指の接触を検出するステップと、前記指の接触をそれに対応した信号に変換するステップと、前記信号の受信に基づいて接触表面に接続された少なくとも１つの形状記憶金属による細長い部材に電力を供給するステップと、前記接触表面に前記指が接触するときに前記指に感知可能な反応を提供するために、前記形状記憶金属による部材に供給された前記電力に応じて前記接触表面に力を作用させる前記少なくとも１つの形状記憶金属による部材によって、前記接触表面を駆動するステップとを備えることを特徴とする入力装置の接触表面を通して感知可能な反応を指に提供するための方法を提供している。
【００１９】
本発明の他の観点によれば、前記接触表面に接触するときに前記指に前記感知可能な反応が提供されるようにするために、相互に異なる方向を向いている３つの形状記憶金属に電力を供給する。
【００２０】
本発明の他の観点によれば、２つのペアを形成している４つの形状記憶金属に電力を供給し、他方の平面に対して垂直な一方の平面上で、各ペアが前記接触表面の動きを駆動する。
【００２１】
本発明の他の観点によれば、ペアを形成している前記形状記憶金属による部材は、互いに反対の方向に前記接触表面の動きを伝達する。
【００２２】
前記マッスル・ワイヤは、機械的な衝撃に対する優れた耐性を持ち、動作したときに、より良く、より早く、より精密な出力反応を提供する。それゆえに、スライドパッド・ボタンやジョイスティック等に優れた感知可能な反応を提供できる。さらに、マッスル・ワイヤの動作は、静音であり、かさばらず、高速である。そして、力の大きさ、および、力の伝達の速さは、電気的に制御可能である。さらに、振動を変化させることも可能であり、本発明は、機械部品数が少ないので、確実であり、コストが安く済む。
【００２３】
本明細書内で使用されている“備える”という語は、本発明の特徴、不可欠なもの、ステップ、または、構成要素を具体的に挙げるために用いられているが、１つ以上の特徴、要素、不可欠なもの、ステップ、または、構成物等の存在または追加を制限するものではないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明は、以下で図面を参照しながら詳細に説明される。
【図１】図１は本発明の実施形態に従ったマッスル・ワイヤと付勢手段が結合されている入力装置を示した図である。
【図２】図２は他の本発明の実施形態に従ったマッスル・ワイヤと付勢手段が結合されている入力装置を示した図である。
【図３】図３は本発明に従った入力装置を備えている携帯電子端末を示した図である。
【図４】図４は本発明に従った入力装置におけるマッスル・ワイヤのための駆動回路の１つの形式を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
典型的な入力装置は、スライドパッド、キー、キー・パッド、ジョイスティック、タッチ・センシティブ・エリア等の入力手段を備えている。タッチ・センシティブ・エリアとは、例えば、タッチ・センシティブ・ディスプレイ、ラップ・トップ・コンピュータに使われているような、指でストロークすることが可能なエリアもしくはプッシュアブル（押し下げ可能な）ピン等の入力手段のことである。そして、これらの手段は、動きやタッチ（接触）に反応しそれらをアナログ信号またはデジタル信号に変換する制御部、または、プロセッサに接続されている。これは、知られている技術であるので、詳しい説明は省略する。
【００２６】
本明細書では、マッスル・ワイヤという用語は、Ｎｉｔｉｎｏｌ（登録商標）、および、Ｆｌｅｘｉｎｏｌ（登録商標）に見られるような、例えば、ニッケル−チタン（Ｎｉ−Ｔｉ）合金の、形状変化を記憶する合金により形成された細長い部材を意味するように使用している。本発明にしたがったマッスル・ワイヤは、言うまでも無く他の形状であってもよい。形状が変化したときに、ワイヤがコイルのように巻かれたり元の形状に戻ったりするように、例えば、バンド、または、リボンに似たような形状であってもよい。ロッド状や棒状、または、紐状やコード状やケーブル状であって、例えば、円形、三角形、四角形、星形、または、他の適した断面形状のような様々な断面形状をしていてもよい。これらのタイプの形状記憶金属パーツ（部品）またはワイヤの機能、および、性能の詳細については後述する。
【００２７】
図１、２は、携帯電子端末１に情報、コマンドを入力する、または、ディスプレイ上のカーソルを、例えばボタン、キー、または、ジョイスティック等のような、入力機関２０によって動作、および、操作する等ための入力装置１０を使用した入力システムである。実施形態の説明を通して簡略化のために、入力機関２０をボタンとして以後では記載している。ユーザの指がタッチしていない、または、駆動していない等のときに、ボタンが常に中心へ復帰するようにするために、ボタン２０は図示されていないスプリング（ばね）などの手段によって携帯電子端末１に結合されている。さらに、ボタン２０はコマンドやデータ等を入力可能にするために携帯電子端末に結合されているが、これは知られた技術であるので、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図１は形状記憶金属により作製された細長い３つの部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃを備えている入力装置１０の第１の実施形態を示している。図２は形状記憶金属により作製された細長い４つの部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを備えている入力装置１０の第２の実施形態を示している。入力装置１０は携帯電子機器１のユーザが入力するのに適した位置に搭載されている。図３に示されている機器の、例えば、ＬＣＤ・ディスプレイ２の上や下の部分等、または、キー・パッドの付近やキー・パッド３の一部等として搭載されてもよい。
【００２９】
図１に示されている実施形態では、入力装置１０は３つの形状記憶金属部品、すなわち、マッスル・ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃを備えている。入力装置１０には、ボタン２０へのタッチを検出したことに応じてワイヤ３０へ電力を供給して制御するように適合した、制御可能な電源部５０が１つ接続されている。検出されたタッチは信号へと変換される。受信した信号に応じて対応したマッスル・ワイヤに電力が供給される。電源部５０は図４で詳細に説明されている。図４によれば、４つのマッスル・ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの１つ１つに１つの電源部５０が提供されている。他の実施形態として、１つの電源部により複数のワイヤに電力を供給する構成であってもよい。この場合、共通の電源部から電力を供給される複数のワイヤはペアを形成することになる。また、設置スペースを節約するために、ボタンまたはジョイスティック２０の同じ側で複数の電源部が並列に接続されていてもよい。ボタンはどの方向にも移動可能であり、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に移動し、いくつかのアプリケーションにおいてはＺ方向にも移動することが望ましい。マッスル・ワイヤ３０は、それぞれ、本実施形態ではスプリングの形状をしている付勢手段４０に協働可能なように接続され、スプリングと平行に配置されている。さらに、マッスル・ワイヤ３０の第１端はボタン２０に協働可能なように接続され、マッスル・ワイヤ３０の第２端は携帯電子機器１のアンビル（台座）に取り付けられている。この台座は、携帯電子端末１の一部であり、本発明の実施形態では、マッスル・ワイヤの増加した張力をボタン２０の接触表面（タッチ・サーフェス）に伝達することを可能にするために、携帯電子端末１のうちの十分に安定した部分である。スプリング４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、マッスル・ワイヤと同じ方法で搭載されている。
【００３０】
図１と図２のマッスル・ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄとそれに関連したスプリング４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは同一平面上に存在している。すなわち、図１では互いに約１２０°の角度ごとに、図２では約９０°の角度ごとに同一平面に配置され、全体で３６０°の円形のように見える。この角度は、同一の角度である必要はなく、それぞれ異なる角度が選択されてもよい。対照的な配置または分布であってもよいし、非対称な配置や分布であってもよい。すなわち、４つを超える数のマッスル・ワイヤが使用されることを想定してみると、例えば、７２°の角度間隔で５つのマッスル・ワイヤが使用されてもよく、または、６０°の角度で６つのマッスル・ワイヤが使用されてもよい。さらに望むならば、６つのマッスル・ワイヤを使用する場合の１つの例として、図２には、４つのマッスル・ワイヤに加えて、さらなる２つのマッスル・ワイヤを模式的に破線として示している。右上の４分円と左下の４分円に形成されたマッスル・ワイヤはそれぞれの間を９０°の角度で分布しているが、右下の４分円に存在するマッスル・ワイヤは４５°の角度で分布し、左上の４分円も同様である。
【００３１】
ワイヤ３０のそれぞれに電力を供給すると、例えば、ゲームモードのときのような、ユーザに対する警報もしくは振動としてボタン２０を駆動するために、または、ボタン２０の接触表面からユーザの指に感知可能な反応を提供することができるよう、ワイヤが変形してボタン２０に力が作用する。複数のワイヤは、別々に独立して、ペアごとに、交互に、または、他の適した方法で電力を供給されうる。例えば、切り替え効率に関して最良の方法は、変調と力とが対応している、パルス幅変調法（ＰＷＭ）を使用して電力を供給する方法であろう。このとき、変調されたパルスの幅はマッスル・ワイヤにかかる力に対応する。収縮力はワイヤを流れる電流の平均値に比例する。第１のワイヤに電力が供給されると、第１のワイヤは供給された電力により加熱され１つの方向に収縮する。第１のワイヤへの電力供給を中断すると、第１のワイヤは冷却し、第２のワイヤが過熱され収縮するように第２のワイヤは電力を供給される。その結果、第１のワイヤは、第２のワイヤの収縮により、収縮した方向と反対方向に引っ張られ、伸張する。他のワイヤの収縮方法として、ボタン２０の交互動作によってワイヤの収縮がなされてもよい。ボタンの動作による収縮とは反対方向に引っ張られるので、感知できるフィードバックが指に提供される。ワイヤ手段によるボタンの駆動が正確に制御されるよう、ボタン２０の動きが、接続されたワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに、制御部５２を介したフィードバック・ループ手段５１によってフィードバックされる。ボタン２０からの信号は電気的にフィードバックされている。これには可変抵抗が使用されている。その抵抗値は、ボタン２０の動きに応じて調整され、ディスプレイ２上で１つ以上のカーソルの動作や位置を制御および表示するために、電気容量的および静電的なフィードバック、または、光学的なフィードバックがなされる。１つ以上のワイヤが同時に電力を供給さてもよい。すなわち、２つ（１つのペア）以上のワイヤが並列に電力を供給されてもよい。しかし、ワイヤに順々に電力を供給するほうが望ましい。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態における、４つのパワーアンプ５０を備える電源部５０を示している。マッスル・ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄのそれぞれに、パワーアンプ５０が１つずつ接続されている。これらのパワーアンプ５０は別々に電力を供給され、制御部５２によって制御されている。制御部５２は、ワイヤ作動用のパワーアンプ５０のそれぞれと接続されているデジタル／アナログ変換（Ｄ／Ａ）もしくはＰＷＭポート、および、より正確な制御を可能にし、ボタン２０とワイヤの両方に電力を供給するためにフィードバック線５１を介してボタン２０に接続されているアナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ）もしくは入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを備えている。ボタン２０のＸ方向とＹ方向の移動を示す情報を、フィードバック線５１を介してフィードバックしている。すなわち、ボタン２０の図１、図２および図４におけるＸ方向とＹ方向の移動方向および移動位置をＡ／Ｄ変換器、または、Ｉ／Ｏポートを介して制御部５２にフィードバックしている。このように、制御部５２はボタン２０の抵抗、すなわち、ボタンおよびジョイスティックの力のフィードバックおよび応答に応じてワイヤへの電力供給を制御している。
【００３３】
例えば、第１のワイヤ３０ａに電力を供給されたとする。すなわち、第１のワイヤ３０ａがパワーアンプ５０から供給された電力により加熱され、１つの方向に収縮し、ワイヤに接続されているスプリング４０ａも同じ方向に収縮する。そして、第１のワイヤ３０ａへの電力の供給が中断されると、第１のワイヤ３０ａは冷却され、他のスプリング４０ｂならびに４０ｃ、または、他のワイヤ３０ｂならびに３０ｃのうちの少なくとも１つが、第１のワイヤの収縮方向とは異なる方向に引っ張ることにより、第１のワイヤ３０ａを伸長する。さらに、２つのワイヤ、例えば３０ａおよび３０ｂは最初に収縮し、２つのワイヤ３０ａおよび３０ｂが収縮した後に第３のワイヤ３０ｃはそれらを伸長するために収縮してもよい。第１の実施形態において、１２０°の間隔で配置されたワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃはそれぞれの配置方向に沿って収縮し、スプリング４０ａ、４０ｂ、４０ｃは引っ張る。これらは、ペアで同時に、別々に、または、他の規則従う等して伸縮してもよい。第２の実施形態において、ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに様々な方法を用いて電力を供給してもよい。１つの方法は、別々にまたは交互に各ワイヤのそれぞれに電力を供給することである。別の方法は、例えばペアを成すワイヤ３０ａ、３０ｂが、他のペアを成すワイヤ３０ｃ、３０ｄの収縮方向と反対の方向に収縮するように、ペアワイヤ３０ａ、３０ｂに電力を供給することである。もう１つの方法は、第１のペアを成すワイヤ３０ａとワイヤ３０ｃが１つの平面上を非同時に互いに反対方向に収縮するように、第１のペアをなるワイヤ３０ａ、３０ｃに交互に電力を供給することである。一方で、第２のペアを成すワイヤ３０ｂとワイヤ３０ｄも相互に反対方向に収縮する。その結果、ワイヤ３０ａ、３０ｃの第１のペアの平面は、ワイヤ３０ｂ、３０ｄの第２のペアの平面に対して直交した平面となっている。このことは、ワイヤ３０ａ、３０ｃの第１のペアに対応するスプリング４０ａ、４０ｃがこれらのワイヤとともに動作すること、すなわち、スプリング４０ａは、ワイヤ３０ａの反対側のワイヤ３０ｃを相殺するように機能するが、ワイヤ３０ａとはともに稼働するということを意味している。同じことが、スプリング４０ｂ、４０ｄと第２のペアをなすワイヤ３０ｂ、３０ｄとの間にも当てはまる。さらに、他の実施形態では、１つ以上のスプリング４０ａ、４０ｂ、４０ｃのみが１つの方向に引っ張るために使用されてもよい。同時に、１つ以上のワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃのみが他の方向に、例えば、スプリングの引っ張る方向と反対の方向に引っ張ることが可能である。
【００３４】
図１および図２に示した実施形態において、ボタン２０を駆動し、ボタンの接触表面を介して指に感知可能な反応を提供する方法は、まず、タッチ、または、ボタン２０の移動を検出し、この検出を信号に変換し、フィードバック線５１を介してその信号を送信する。次に、タッチに対応したその信号を制御部５２のＡ／ＤまたはＩ／Ｏポートで受信し、この信号を受信したこと、および、制御部５２がこの信号に対応したパワーアンプ５０に電力を供給することによって、１つ以上の形状記憶金属ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに電力を供給し、ワイヤに供給された電力に応じてボタンを駆動する。
【００３５】
図３は、本発明に従った入出力システムおよび機器を備えた携帯電子機器、または、携帯端末１の例示的な模式図である。ここで使用されている“携帯電子機器”または“携帯端末”は、図３に示されているような携帯電話機１を含んでいてもよく、例えば、データ処理、ファクシミリ、および、データ通信機能を備える携帯電話機を組み込み可能なパーソナル・コミュニケーション・システム（ＰＣＳ）端末や、電話、ページャー、インターネット接続、Ｗｅｂブラウザ、オーガナイザ、カレンダー、および、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機等の機能を含むことが可能なパーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）や、簡便なラップ・トップやパーム・トップ受信機など、または、携帯電話機能を備える他の電子機器であってもよい。この携帯端末は「パーベイシブ（広範囲に普及した）・コンピューティング」機器として想定されてもよく、カメラを含んでいてもよい。本発明は、遠隔的に、入力システムと物理的に接触することなく、例えば、ワイヤレスに接続されている入力システム、または、入力装置を含む、他の機器、または、システムにおいても実施可能であることは明らかである。
【００３６】
マッスル・ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、ある特定の温度以上に加熱されたとき、形状、または、サイズを変る物質から製造される。その特定の温度は、形状およびサイズを変えるために必要であり、物質によって異なる。１つの実施形態として、ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが閾値温度を超えて加熱されたとき、収縮するようにデザインされた（すなわち、固定長よりも短くなるような）合金として、それぞれのマッスル・ワイヤが製造されてもよい。付け加えると、合金は低い導電性を持つように（例えば、高い抵抗値を持つように）製造されてもよい。この条件を満たすワイヤは、電力が供給されると、閾値温度を超えて加熱され、それゆえにワイヤの収縮を引き起こす。
【００３７】
本発明に従うワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、閾値温度を越えて加熱されると、３％から５％伸縮しうる。例えば、閾値温度は８８℃から９８℃の範囲であってもよい。本発明に合致しているワイヤは約６２℃から７２℃の範囲の温度で弛緩する（すなわち、加熱前の状態に戻る。）。
【００３８】
以下の表は、本発明に従う実施形態において使用されうるワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの例示的な特性を示している。
【表１】
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【００３９】
典型的な実施例において、マッスル・ワイヤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに供給される電力はプラス５Ｖ、３００ｍＡ、７０ｍｓである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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