(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイと、
前記ディスプレイに動作可能に接続されたプロセッサと、
前記ディスプレイの少なくとも一つの端部に沿って該ディスプレイに近接して配置された一つ以上の触覚ピクセルのアレイであって、該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を有し、該可動部が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前記アクチュエータによって作動され、前記可動部の触感が前記アクチュエータによる該可動部の作動の結果として変化し、前記アクチュエータが前記プロセッサからの命令に応答して作動するように構成される、アレイと、
前記ディスプレイ上にまたは前記ディスプレイを少なくとも部分的に包囲するように配置された一つ以上のセンサのアレイであって、該一つ以上のセンサのそれぞれが、指またはスタイラスがセンサに接近するか接触したときに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に構成される、アレイと、
を備える電子デバイス。
【請求項２】
前記ディスプレイ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に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ディスプレイ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２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が、当該デバイスのスクロールホイールとして機能するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が、前記ディスプレイに表示される画像のスクロールの終点をマークするように選択的に作動するよう構成されることを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記ディスプレイ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２に記載のデバイス。
【請求項７】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上の振動周波数が、前記ディスプレイ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６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記ディスプレイがタッチスクリーンディスプレイであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
前記タッチスクリーンディスプレイに入力された入力に応答して、前記一つ以上の触覚ピクセルが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るように、当該デバイスが構成されることを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記タッチスクリーンディスプレイ上でユーザが特定のジェスチャを入力したか否かを判定することによって、前記ディスプレイの状態を判定するように構成されることを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記プロセッサが、前記タッチスクリーンへのユーザ入力を追跡し、前記タッチスクリーンの状態を判定し、前記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ように構成されることを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記タッチスクリーンへの前記ユーザ入力が、ビデオゲームへのユーザ入力に対応することを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記所定の状態が、ビデオゲームの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１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
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の変化に対応することを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記携帯型デバイスが傾きセンサを備え、前記所定の状態が該傾きセンサの状態の変化に対応することを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記傾きセンサにより検出された携帯型デバイスの傾きに応答して一つ以上の特定のピクセルを選択的に作動させることによって、バブルレベルを模倣した状態変化をするように前記触覚ピクセルが構成されることを特徴とする請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
一つ以上の特定のピクセルをユーザが感知できるように選択的に作動させることによって前記触覚ピクセルが状態を変更し、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特定のピクセルを構成することを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記タッチスクリーンディスプレイ上に表示されたコマンドに近接する一つ以上の特定の触覚ピクセルを、ユーザが感知できるように選択的に作動させることによって状態を変更するように前記触覚ピクセルが構成されており、前記携帯型デバイスのコマンドを実行するためのボタンとして機能する特定のピクセルを構成することを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記一つ以上の特定の触覚ピクセルが振動するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項２０】
一つ以上の主要面を有するケースをさらに備え、前記ディスプレイが前記主要面のうち少なくとも一つに配置されることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２１】
前記一つ以上の触覚ピクセルが、前記ディスプレイが配置されているのと同じ主要面に配置されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記一つ以上のセンサが、前記ディスプレイが配置されているのと同じ主要面に配置されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記一つ以上の触覚ピクセルが、前記ディスプレイが配置されている主要面に近接する前記ケースの側端に配置されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記一つ以上のセンサが、前記ディスプレイが配置されている主要面に近接する前記ケースの側端に配置されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記ケースが、前記ディスプレイが配置されている主要面と側端との間に傾斜端を有しており、前記一つ以上の触覚ピクセルが前記傾斜端に配置されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２６】
ユーザが前記タッチスクリーンディスプレイを用いてスクロール限界に到達したとき、一つ以上の特定のピクセルをユーザが感知できるように選択的に作動させることによって、前記触覚ピクセルが状態を変更するように構成されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が、当該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ないし２６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２８】
前記特定の一つ以上の触覚ピクセルに近接する前記特定のコマンド入力を識別する情報を提供するように前記ディスプレイが構成されることを特徴とする請求項２７に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記特定の一つ以上の触覚ピクセルに近接する前記特定のコマンド入力を識別する情報を提供するように前記ディスプレイが構成されることを特徴とする請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
当該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ないし２９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３１】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が当該デバイスの配向の変化に応答して作動するように構成されることを特徴とする請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
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１ないし３１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３３】
ゲーム装置として使用されるように構成され、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１ないし３２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３４】
当該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構成された通信インタフェースをさらに備える請求項１ないし３３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３５】
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ないし３４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３６】
前記一つ以上の触覚ピクセルが、前記ディスプレイの端の位置の案内として機能するよう構成されることを特徴とする請求項１ないし３５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３７】
前記一つ以上の触覚ピクセルのサブセットが、前記ディスプレイ上のコマンド領域に近接して、ユーザが感知できるように選択的に作動されることを特徴とする請求項１ないし３６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３８】
前記一つ以上の触覚ピクセルのアレイが直線配列であることを特徴とする請求項１ないし３７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３９】
前記一つ以上のセンサのアレイが直線配列であることを特徴とする請求項１ないし３８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４０】
前記一つ以上の触覚ピクセルのアレイが二次元配列であることを特徴とする請求項１ないし３９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４１】
前記一つ以上のセンサのアレイが二次元配列であることを特徴とする請求項１ないし４０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４２】
前記一つ以上のセンサが、抵抗センサ、表面音響波（ＳＡＷ）容量センサ、赤外線センサ、歪みゲージセンサ、光学イメージングセンサ、分散信号センサ、音響パルス認識センサ、減衰全内部反射センサまたは磁歪センサを含むことを特徴とする請求項１ないし４１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４３】
前記一つ以上の触覚ピクセルのアレイ内の各接触ピクセルが、前記一つ以上のセンサのアレイ内の一つ以上のセンサのうちの対応する一つをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし４２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４４】
前記一つ以上のセンサのアレイが、前記一つ以上の触覚ピクセルのアレイと分離していることを特徴とする請求項１ないし４３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４５】
前記プロセッサが、前記ディスプレイに対するユーザの指またはスタイラスの動きを追跡するように構成されることを特徴とする請求項１ないし４４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４６】
タッチスクリーンディスプレイと、
前記タッチスクリーンディスプレイ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ディスプレイの少なくとも一つの端部に沿って該ディスプレイに近接して配置された一つ以上の触覚ピクセルのアレイであって、該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を有し、該可動部が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前記アクチュエータによって作動され、前記可動部の触感が前記アクチュエータによる該可動部の作動の結果として変化し、前記アクチュエータが前記プロセッサからの命令に応答して作動するように構成される、アレイと、
を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項４７】
前記タッチスクリーンディスプレイに入力された入力に応答して、前記一つ以上の触覚ピクセルがユーザに触覚フィードバックを与えることを特徴とする請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記プロセッサが、前記タッチスクリーンへのユーザ入力を追跡し、前記タッチスクリーンの状態を判定し、前記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ように構成されることを特徴とする請求項４６または４７に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記タッチスクリーンへの前記ユーザ入力が、ビデオゲームへのユーザ入力に対応することを特徴とする請求項４８に記載のデバイス。
【請求項５０】
前記所定の状態が、ビデオゲームの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４９に記載のデバイス。
【請求項５１】
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の変化に対応することを特徴とする請求項４８に記載のデバイス。
【請求項５２】
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の変化に対応することを特徴とする請求項４６ないし５１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５３】
前記傾きセンサにより検出された携帯型デバイスの傾きに応答して一つ以上の特定のピクセルを選択的に作動させることによって、バブルレベルを模倣した状態変化をするように前記触覚ピクセルが構成されることを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項５４】
一つ以上の特定のピクセルをユーザが感知できるように選択的に作動させることによって前記触覚ピクセルが状態を変更し、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特定のピクセルを構成することを特徴とする請求項４６ないし５３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５５】
前記タッチスクリーンディスプレイ上に表示されたコマンドに近接する一つ以上の特定の触覚ピクセルを、ユーザが感知できるように選択的に作動させることによって状態を変更するように前記触覚ピクセルが構成されており、前記携帯型デバイスのコマンドを実行するためのボタンとして機能する特定のピクセルを構成することを特徴とする請求項４６ないし５４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５６】
前記一つ以上の特定の触覚ピクセルが振動するように構成されることを特徴とする請求項４６ないし５５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５７】
前記タッチスクリーンディスプレイの所定の状態に応答して、前記一つ以上の触覚ピクセルがユーザに触覚フィードバックを与えることを特徴とする請求項４６ないし５６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５８】
前記タッチスクリーンディスプレイの所定の状態に応答して、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５７に記載のデバイス。
【請求項５９】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が、当該デバイスのスクロールホイールとして機能するように構成されることを特徴とする請求項５７に記載のデバイス。
【請求項６０】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が、前記ディスプレイに表示される画像のスクロールの終点をマークするように選択的に作動するよう構成されることを特徴とする請求項５９に記載のデバイス。
【請求項６１】
前記ディスプレイ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５９に記載のデバイス。
【請求項６２】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上の振動周波数が、前記ディスプレイ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６１に記載のデバイス。
【請求項６３】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が、当該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４６ないし６２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６４】
前記特定の一つ以上の触覚ピクセルに近接する前記特定のコマンド入力を識別する情報を提供するように前記ディスプレイが構成されることを特徴とする請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６５】
前記特定の一つ以上の触覚ピクセルに近接する前記特定のコマンド入力を識別する情報を提供するように前記ディスプレイが構成されることを特徴とする請求項６４に記載のデバイス。
【請求項６６】
当該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４６ないし６５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６７】
前記一つ以上の触覚ピクセルのうち特定の一つ以上が当該デバイスの配向の変化に応答して作動するように構成されることを特徴とする請求項６６に記載のデバイス。
【請求項６８】
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４６ないし６７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６９】
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４６ないし６８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７０】
当該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構成された通信インタフェースをさらに備える請求項４６ないし６９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７１】
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４６ないし７０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７２】
前記一つ以上の触覚ピクセルが、前記ディスプレイの端の位置のガイドとして機能するよう構成されることを特徴とする請求項４６ないし７１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７３】
前記一つ以上の触覚ピクセルのサブセットが、前記ディスプレイ上のコマンド領域に近接して、ユーザが感知できるように選択的に作動されることを特徴とする請求項４６ないし７２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７４】
前記一つ以上の触覚ピクセルのアレイが直線配列であることを特徴とする請求項４６ないし７３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７５】
前記一つ以上の触覚ピクセルのアレイが二次元配列であることを特徴とする請求項４６ないし７４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７６】
前記一つ以上のセンサが、抵抗センサ、表面音響波（ＳＡＷ）容量センサ、赤外線センサ、歪みゲージセンサ、光学イメージングセンサ、分散信号センサ、音響パルス認識センサ、減衰全内部反射センサまたは磁歪センサを含むことを特徴とする請求項４６ないし７５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７７】
前記プロセッサが、前記ディスプレイに対するユーザの指またはスタイラスの動きを追跡するように構成されることを特徴とする請求項４６ないし７６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７８】
前記プロセッサが、前記タッチスクリーンディスプレイ上でユーザが特定のジェスチャを入力したか否かを判定することによって、前記ディスプレイの状態を判定するように構成されることを特徴とする請求項４６ないし７７のいずれかに記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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】
【０００２】
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。
【０００３】
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】
【０００４】
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。
【０００５】
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】
【０００６】
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。
【０００７】
【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】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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】
0005113300.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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