(57)【要約】【課題】機械的入力のようなユーザ入力に触覚フィードバックを与える。【解決手段】電子装置が開示される。電子装置は、機械的入力における入力に応答して第１方向に移動するように構成された機械的入力を備えている。この機械的入力には機械的入力センサが結合され、これは、第１方向における機械的入力の移動に基づいて機械的入力における入力を感知するように構成される。又、機械的入力には機械的入力アクチュエータが結合され、これは、第１方向とは異なる第２方向に機械的入力を変位するように構成される。ある例において、第２方向は、第１方向に直交する。ある例において、機械的入力は、入力に応答して第１方向に回転するように構成されたロータリー入力を含む。ある例において、機械的入力アクチュエータは、機械的入力が第１方向に移動している間に機械的入力を第２方向に変位させるように構成される。【選択図】図４
2017016643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的入力における入力に応答して第１方向に移動するように構成された機械的入力；
前記機械的入力に結合され且つ前記第１方向における機械的入力の移動に基づいて機械的入力における入力を感知するように構成された機械的入力センサ；及び
前記機械的入力に結合され且つ前記第１方向とは異なる第２方向に前記機械的入力を変位するように構成された機械的入力アクチュエータ；
を備えた電子装置。
【請求項２】
前記第２方向は、前記第１方向に直交する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記機械的入力は、前記入力に応答して前記第１方向に回転するように構成されたロータリー入力を含む、請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記機械的入力アクチュエータは、前記機械的入力が前記第１方向に移動している間に前記機械的入力を前記第２方向に変位するよう構成される、請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
前記機械的入力センサ及び機械的入力アクチュエータは、個別コンポーネントであり、そして前記機械的入力アクチュエータは、前記機械的入力センサを前記第２方向に変位することにより前記機械的入力を前記第２方向に変位するように構成される、請求項１に記載の電子装置。
【請求項６】
前記機械的入力アクチュエータは、
前記機械的入力に結合されたシャフト；及び
前記シャフトに結合された圧電素子；
を備え、前記圧電素子に印加される電圧は、前記シャフト及び機械的入力を前記第２方向に変位させる、請求項１に記載の電子装置。
【請求項７】
前記機械的入力アクチュエータは、
前記機械的入力に結合されたシャフトであって、磁気素子と磁気素子との間に１つ以上の磁界を生成するように構成された複数の磁気素子を含むものであるシャフト；及び
前記１つ以上の磁界を変調するように構成された１つ以上のコイル；
を備え、前記１つ以上のコイルに付与される電流は、前記１つ以上の磁界を変調させると共に、前記シャフト及び機械的入力を前記第２方向に変位させる、請求項１に記載の電子装置。
【請求項８】
前記機械的入力センサ及び機械的入力アクチュエータに結合されたプロセッサを更に備え、このプロセッサは、前記第２方向における前記機械的入力の変位の１つ以上の特性を前記電子装置の状況に基づいて調整することができる、請求項１に記載の電子装置。
【請求項９】
前記プロセッサに結合されたディスプレイを更に備え、
前記プロセッサは、更に、
第１のアプリケーションが前記ディスプレイに表示されるという決定に従って、前記機械的入力における入力に基づいて第１の特性で前記機械的入力を前記第２方向に変位するように前記機械的入力アクチュエータを制御し；及び
前記第１のアプリケーションとは異なる第２のアプリケーションが前記ディスプレイに表示されるという決定に従って、前記機械的入力における入力に基づいて前記第１の特性とは異なる第２の特性で前記機械的入力を前記第２方向に変位するように前記機械的入力アクチュエータを制御する；
ことができる請求項８に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記変位の１つ以上の特性は、変位の振幅、変位の時間巾、変位の頻度、及び変位の速度、の１つ以上を含む、請求項８に記載の電子装置。
【請求項１１】
入力を受け取りそしてその入力に応答して第１の方向に移動するように構成された機械的入力手段；
前記第１方向の前記機械的入力手段の移動に基づいて前記機械的入力手段における入力を感知するための機械的入力センサ手段；及び
前記第１方向とは異なる第２の方向に前記機械的入力手段を変位するための機械的入力アクチュエータ手段；
を備えた電子装置。
【請求項１２】
前記第２方向は、前記第１方向に直交する、請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記機械的入力手段は、前記入力に応答して前記第１方向に回転するように構成される、請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１４】
前記機械的入力アクチュエータ手段は、前記機械的入力が前記第１方向に移動している間に前記機械的入力を前記第２方向に変位させる、請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１５】
前記機械的入力センサ手段及び機械的入力アクチュエータ手段は、個別コンポーネントであり、そして前記機械的入力アクチュエータ手段は、前記機械的入力センサ手段を前記第２方向に変位することにより前記機械的入力手段を前記第２方向に変位させる、請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１６】
前記第２方向における前記機械的入力手段の変位の１つ以上の特性を電子装置の状況に基づいて調整できるプロセッサ手段を更に備えた、請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１７】
ディスプレイ手段を更に備え、
前記プロセッサは、更に、
第１のアプリケーションが前記ディスプレイ手段に表示されるという決定に従って、前記機械的入力手段における入力に基づいて第１の特性で前記機械的入力手段を前記第２方向に変位するように前記機械的入力アクチュエータ手段を制御し；及び
前記第１のアプリケーションとは異なる第２のアプリケーションが前記ディスプレイ手段に表示されるという決定に従って、前記機械的入力手段における入力に基づいて前記第１の特性とは異なる第２の特性で前記機械的入力手段を前記第２方向に変位するように前記機械的入力アクチュエータ手段を制御する；
ことができる、請求項１６に記載の電子装置。
【請求項１８】
前記変位の１つ以上の特性は、変位の振幅、変位の時間巾、変位の頻度、及び変位の速度、の１つ以上を含む、請求項８に記載の電子装置。
【請求項１９】
機械的入力において入力を受け取り、その機械的入力は、入力に応答して第１の方向に移動するように構成され；
前記第１の方向における前記機械的入力の移動に基づいて前期機械的入力において入力を感知し；及び
前記第１の方向とは異なる第２の方向に前記機械的入力を変位させる；
ことを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、機械的入力のようなユーザ入力に関するもので、より詳細には、そのような入力に触覚フィードバックを与えることに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピューティングシステムの動作を遂行するため、現在、多くの形式の入力装置、例えば、ボタン又はキー、マウス、トラックボール、ジョイスティック、タッチセンサパネル、タッチスクリーン、等を利用することができる。特に、タッチスクリーンは、動作し易く、多様性があり、価格も下がっていることから、益々一般的になりつつある。タッチスクリーンは、タッチ感知面を伴う透明なパネルであるタッチセンサパネルと、このパネルの後方に部分的に又は完全に配置できる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイ装置であって、このディスプレイ装置の可視エリアの少なくとも一部分がタッチ感知面で覆われるようにしたディスプレイ装置と、を備えている。タッチスクリーンは、ユーザが、ディスプレイ装置に表示されるユーザインターフェイス（ＵＩ）によってしばしば指示される位置において指、スタイラス又は他の物体を使用してタッチスクリーンパネルにタッチすることで、種々の機能を遂行することができる。一般的に、タッチスクリーンは、タッチセンサパネルにおけるタッチ及びタッチ位置を認識することができ、次いで、コンピューティングシステムは、タッチ時に現れる表示に基づいてタッチを解釈し、その後、タッチに基づいて１つ以上のアクションを遂行することができる。あるタッチ感知システムの場合、ディスプレイ上の物理的なタッチは、タッチを検出する必要がない。例えば、ある容量性タイプのタッチ感知システムでは、タッチを検出するのに使用されるフリンジ電界がディスプレイの表面を越えて延び、表面付近に接近する物体は、実際上、表面にタッチすることなく表面付近で検出される。しかしながら、容量性タッチ入力のような非機械的入力を受け容れる装置は、しばしば、ユーザに触覚フィードバックを与えない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
タッチパネル／タッチスクリーンに加えて、多くの電子装置は、ボタン及び／又はスイッチのような機械的入力も有している。これらの機械的入力は、他の機能の中で電子装置の電源（即ち、オン／オフ）及びボリュームを制御する。しかしながら、これらの機械的入力は、機械的な目覚し時計をノブで巻く「カチカチ(click-click-click)」感触のような触覚フィードバックをユーザに与えない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ある電子装置は、ボタン及び／又はスイッチのような機械的入力を備えている。これらの機械的入力は、他の機能の中で、電子装置の電源（即ち、オン／オフ）及びボリュームを制御することができる。しかしながら、これらの機械的入力は、機械的な目覚し時計をノブで巻く「カチカチ」感触のような触覚フィードバックをユーザに与えることができない。電子装置の機械的入力と相互作用するユーザに触覚又は触感フィードバックを与えて、装置との豊富な相互作用経験をユーザに与えることが有益である。又、タッチ入力のような非機械的入力を受け容れる装置は、非機械的入力メカニズムを経て（例えば、タッチスクリーンを経て）触覚又は触感フィードバックを伴う良好なユーザ経験をユーザに与えることもできる。ある実施例では、そのような触覚フィードバックは、滑らかな表面上の山、隆起又は谷の特徴部を経てユーザの指が移動している感覚をユーザに与えることで構成される。このタイプの感覚は、内部ギアの歯に対して機械的なノブをユーザが回転する感触（例えば、機械式の時計を巻くときの「カチカチ」感触のような、ロータリー入力を回転するときの感触）を模擬することができる。上述した触覚フィードバックは、ユーザのロータリー入力に応答して装置に表示されるコンテンツのズームスケールを変更するような電子装置に対するユーザ入力の作用に関するフィードバックをユーザに与えることができる。ある例において、前記触覚フィードバックは、ユーザによって与えられる機械的入力の移動方向に直交する機械的入力の変位（例えば、ロータリー入力の回転移動に直交するロータリー入力の変位）を経てユーザに与えることができる。ある例では、前記触覚フィードバックは、タッチ感知面におけるユーザの指の回転移動の方向に直交するタッチ感知面の変位を経てユーザに与えることができる（例えば、ユーザがタッチ感知面上での円形ジェスチャーでバーチャルノブ又はスクロールホイールを回転するか又はその他操作するとき）。前記の種々の例を本開示において述べる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】本開示の触覚フィードバックを実施できる例示的装置を示す。
【図１Ｂ】本開示の触覚フィードバックを実施できる例示的装置を示す。
【図１Ｃ】本開示の触覚フィードバックを実施できる例示的装置を示す。
【図２】本開示の実施例による例示的装置の拡大図である。
【図３】本開示の実施例により表面上の突出特徴部に載せられる例示的な指を示す。
【図４】本開示の実施例により回転方向に回転できると共に回転方向に直交する方向に変位できる例示的なロータリー入力を示す。
【図５】本開示の実施例により回転方向に沿って回転できると共に回転方向に直交する方向に沿って変位できるロータリー入力を含む例示的な装置を示す。
【図６】本開示の実施例による機械的な入力センサ及び機械的な入力アクチュエータを含む例示的な装置を示す。
【図７】本開示の実施例による図５の機械的な入力センサ及びアクチュエータ又は図６の機械的な入力アクチュエータの例示的な圧電実施を示す。
【図８】本開示の実施例による図５の機械的な入力センサ及びアクチュエータ又は図６の機械的な入力アクチュエータの例示的な磁気実施を示す。
【図９Ａ】本開示の実施例による例示的なロータリー入力を示す。
【図９Ｂ】本開示の実施例による例示的なロータリー入力を示す。
【図９Ｃ】本開示の実施例による例示的なロータリー入力を示す。
【図９Ｄ】本開示の実施例による例示的なロータリー入力を示す。
【図１０】本開示の実施例による機械的入力の変位を実施するための例示的なコンピューティングシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
実施例の以下の説明において、実施できる特定例を示した添付図面を参照する。他の例も使用できると共に、ここに開示される例の範囲から逸脱せずに構造上の変更もなし得ることを理解されたい。
【０００７】
ある電子装置は、ボタン及び／又はスイッチのような機械的入力を備えている。これらの機械的入力は、他の機能の中で、電子装置の電源（即ち、オン／オフ）及びボリュームを制御することができる。しかしながら、これらの機械的入力は、機械的な目覚し時計をノブで巻く「カチカチ」感触のような触覚フィードバックをユーザに与えることができない。電子装置の機械的入力と相互作用するユーザに触覚又は触感フィードバックを与えて、装置との豊富な相互作用経験をユーザに与えることが有益である。又、タッチ入力のような非機械的入力を受け容れる装置は、非機械的入力メカニズムを経て（例えば、タッチスクリーンを経て）触覚又は触感フィードバックを伴う良好なユーザ経験をユーザに与えることもできる。ある実施例では、そのような触覚フィードバックは、滑らかな表面上の山、隆起又は谷の特徴部を経てユーザの指が移動している感覚をユーザに与えることで構成される。このタイプの感覚は、内部ギアの歯に対して機械的なノブをユーザが回転する感触（例えば、機械式の時計を巻く「カチカチ」感触のような、ロータリー入力を回転するときの感触）を模擬することができる。上述した触覚フィードバックは、ユーザのロータリー入力に応答して装置に表示されるコンテンツのズームスケールを変更するような電子装置に対するユーザ入力の作用に関するフィードバックをユーザに与えることができる。ある例において、前記触覚フィードバックは、ユーザによって与えられる機械的入力の移動方向に直交する機械的入力の変位（例えば、ロータリー入力の回転移動に直交するロータリー入力の変位）を経てユーザに与えることができる。ある例では、前記触覚フィードバックは、タッチ感知面におけるユーザの指の回転移動の方向に直交するタッチ感知面の変位を経てユーザに与えることができる（例えば、ユーザがタッチ感知面上での円形ジェスチャーでバーチャルノブ又はスクロールホイールを回転するか又はその他操作するとき）。前記の種々の例を本開示において述べる。
【０００８】
図１Ａ−１Ｃは、本開示の触覚フィードバックを実施できる例示的装置を示す。図１Ａは、タッチスクリーン１２４を備えた例示的な移動電話１３６を示す。図１Ｂは、タッチスクリーン１２６を備えた例示的なデジタルメディアプレーヤ１４０を示す。図１Ｃは、タッチスクリーン１２８を備えた例示的な時計１４４を示す。前記タッチスクリーンは、タブレットコンピュータのような他の装置でも実施できることを理解されたい。更に、前記装置は、図２を参照して述べる機械的入力を備えることもできる。
【０００９】
ある実施例において、タッチスクリーン１２４、１２６及び１２８は、自己キャパシタンスをベースとする。自己キャパシタンスベースのタッチシステムは、タッチピクセル電極とも称される導電性材料の小さな個々のプレートのマトリクスを備えている。例えば、タッチスクリーンは、複数の個々のタッチピクセル電極を備え、各タッチピクセル電極は、タッチ又は接近（即ち、タッチ又は接近事象）を感知すべきタッチスクリーン上の独特の位置を識別し又は表し、且つ各タッチピクセル電極は、タッチスクリーンの他のタッチピクセル電極から電気的に分離される。そのようなタッチスクリーンは、ピクセル化された自己キャパシタンスタッチスクリーンとも称される。動作中、タッチピクセル電極は、ＡＣ波形で刺激を受け、そしてタッチピクセル電極の接地に対する自己キャパシタンスを測定することができる。物体がタッチピクセル電極に接近するにつれて、タッチピクセル電極の接地に対する自己キャパシタンスが変化する。タッチピクセル電極の自己キャパシタンスのこの変化は、複数の物体がタッチスクリーンにタッチするか又は接近するときにそれらの位置を判定するためにタッチ感知システムにより検出され、測定される。ある例において、自己キャパシタンスベースのタッチシステムの電極は、導電性材料の行列から形成され、そして行列の接地に対する自己キャパシタンスの変化を、前記と同様に検出することができる。ある例において、タッチスクリーンは、複数タッチ、単一タッチ、投影スキャン、全画像形成の複数タッチ、容量性タッチ、等である。
【００１０】
ある例では、タッチスクリーン１２４、１２６、及び１２８は、相互キャパシタンスをベースとする。相互キャパシタンスベースのタッチシステムは、異なる層において互いに交差するか又は同じ層において互いに隣接するドライブ線及びセンス線を含む。交差又は隣接位置は、タッチピクセルと称される。動作中に、ドライブ線は、ＡＣ波形で刺激を受け、そしてタッチピクセルの相互キャパシタンスを測定することができる。物体がタッチピクセルに接近するにつれて、タッチピクセルの相互キャパシタンスが変化する。タッチピクセルの相互キャパシタンスのこの変化は、複数の物体がタッチスクリーンにタッチするか又は接近するときにそれらの位置を判定するためにタッチ感知システムにより検出され、測定される。
【００１１】
図２は、本開示の例による例示的装置２００の拡大図である。装置２００は、移動電話１３６、デジタルメディアプレーヤ１４０、時計１４４、又は他のウェアラブル装置及び／又は電子装置のいずれかである。装置２００は、境界領域２０８によって取り巻かれたタッチスクリーン２０６を含む。境界領域２０８は、タッチスクリーン２０６と装置２００の縁との間の領域である。ある例において、装置２００は、境界領域２０８を有しておらず、実質的にタッチスクリーン２０６より成る表面を有する。又、装置２００は、ボタン２０２、スライドスイッチ２０３、及びロータリー入力２０４のような機械的入力も含む。ボタン２０２は、例えば、動作中に直線的に装置２００へ及び装置２００からスライドできるリニアボタンである。ロータリー入力２０４は、例えば、ノブである。スライドスイッチ２０３は、例えば、装置２００の縁に沿って垂直方向にスライドするスイッチである。ボタン２０２、スライドスイッチ２０３、及びロータリー入力２０４は、装置２００と種々の仕方で相互作用するようにユーザにより操作される。例えば、ロータリー入力２０４は、装置２００に含まれたスピーカにより出力されるボリュームをユーザが増減できるようにするノブ；タッチスクリーン２０６に表示されるコンテンツを通してスクロールアップ／スクロールダウンするのに使用されるノブ；及び／又はタッチスクリーンに表示されるコンテンツにズームイン／ズームアウトするのに使用されるノブ；である。ボタン２０２は、ユーザが装置２００をターンオン又はターンオフすることのできる電源ボタンである。スライドスイッチ２０３は、装置をミュートするためのスライドスイッチである。ボタン２０２、スライドスイッチ２０３及びロータリー入力２０４は、一例として示されているに過ぎない。装置２００は、図示されたものより多数又は少数の機械的入力を含んでもよいことが理解されよう。更に、装置２００は、ボタン、スライドスイッチ又はロータリー入力以外の機械的入力、例えば、オン／オフのプッシュ／プッシュボタン及び多位置ロータリー入力（例えば、設定を選択するためのロータリー型スライドスイッチ）を含んでもよいことが理解されよう。他の形式の機械的入力も、本開示の範囲内である。非機械的入力、例えば、タッチ入力をタッチスクリーン２０６に設けることもできる。
【００１２】
ある例において、装置と相互作用しているユーザに触覚又は触感フィードバックを与えて（例えば、装置に機械的入力を与えて）、装置との豊富な相互作用経験をユーザに与えることが有益である。ある例では、そのような触覚フィードバックは、内部ギアの歯に対してユーザが機械的なノブを回転している感触を模擬するように、滑らかな表面上の山、隆起又は谷の特徴部を経てユーザの指が移動している感覚をユーザに与えることで構成される。図３は、本開示の例により表面３１０上の突出特徴部３１２に載せられる例示的な指３１４を示している。特徴部３１２は、表面３１０からｚ方向に突出する任意の特徴部である。ある例において、特徴部３１２は、表面３１０の凹んだ特徴部（例えば、谷）でもよく、以下の説明は、そのような凹んだ特徴部にも同様に適用できる。
【００１３】
指３１４は、特徴部３１２及び表面３１０に載せられ又は押し付けられる。特徴部３１２は、他のものの中でも、特徴部によって変形される指３１４の領域３１６及び３１８の伸張及び／又は圧縮を引き起こす。ユーザは、少なくとも一部分は、特徴部３１２から生じるユーザの指３１４の伸張及び／又は圧縮の結果として、表面３１０上の特徴部３１２の存在を感知する。従って、ある例では、（例えば、ユーザが内部ギアの歯に対して機械的なノブを回転しているという感触を模擬するように）＋ｚ又は−ｚ方向の特徴部が表面３１０に存在するという感覚をユーザに与えるため、表面３１０は、＋ｚ又は−ｚ方向にそらされ又は移動されてユーザにそのような触覚フィードバックを与えることができる。
【００１４】
しかしながら、ある例では、＋ｚ又は−ｚ方向の特徴部の存在は、ユーザの指が載せられる表面を、ｚ軸に直交する方向にそらせ又は移動させる（例えば、ｘ又はｙ軸に沿った移動）ことにより、模擬されてもよい。そのような移動は、ｚ軸に沿ったものでないために、ｚ軸に沿った移動により生じる伸張及び／又は圧縮を実質的に模倣できるユーザの指の部分の伸張及び／又は圧縮を引き起こし、従って、ユーザは、＋ｚ又は−ｚ方向の特徴部と実質的に同じ感覚をユーザに与える。更に、ある例では、ｚ方向の変位よりも容易に直交変位を与えることができ、従って、電子装置の機械的入力メカニズムの設計をより簡単にすることができる。上述したように、この直交変位は、ユーザが内部ギアの歯に対して機械的なノブを回転しているという感触を模擬することができる。
【００１５】
図４は、本開示の例により、回転方向４２２に回転できると共に、回転方向に直交する方向４２４に変位できる例示的なロータリー入力４０４を示す。指４１４は、ロータリー入力４０４に載せられ、そして回転方向４２２にロータリー入力に回転入力を与えることができる。回転方向４２２に回転できるのに加えて、ロータリー入力は、回転方向４２２及び指４１４の移動に直交する方向４２４（図４のｙ軸に沿った移動に対応する）に沿って変位できる能力も有する。方向４２４に沿ったロータリー入力の変位は、ロータリー入力４０４にタッチする指４１４の部分４１６の伸張及び／又は圧縮を引き起こし、そしてロータリー入力に関連した隆起又はツメ（例えば、ロータリー入力の止め）の感触を模擬することができる。ある例では、方向４２４に沿ったロータリー入力４０４の変位を比較的小さな変位（例えば、１ｍｍ以下）に制限することで、前記隆起又はツメを最も効率的に模擬することができる。方向４２４に沿ったロータリー入力４０４の変位の速度、時間巾、強度、密度及び他の特性は、ロータリー入力の個々の止め又は隆起に対する連続的な手触り状の感覚から、ロータリー入力の滑らかな回転を与えるための触覚フィードバック皆無まで、ある範囲の触覚フィードバックをユーザに与えるように、動的に調整することができる。更に、本開示の例は、ロータリー入力に関して述べるが、本開示の例は、第１の方向に沿ってスライドし且つ第２の直交方向に変位するスライダのような他の機械的入力に関しても同様に実施でき、且つユーザに触覚フィードバックを与えるための非機械的入力（例えば、タッチ感知面を経て与えられる入力）に関しても実施することができる。
【００１６】
図５は、本開示の実施例により回転方向５２２に沿って回転できると共に、回転方向に直交する方向５２４に沿って変位できるロータリー入力５０４を含む例示的な装置５００を示す。ある例では、装置５００は、例えば、装置のボリューム出力を増加又は減少し、装置に表示されるコンテンツを通してスクロールアップ／ダウンし、及び／又は装置に表示されるコンテンツをズームイン／アウトする、等の種々の入力機能を発揮するロータリー入力５０４を備え、他の機能も同様に意図される。ロータリー入力５０４は、装置５００の機械的入力センサ及びアクチュエータ５２６に結合され、これは、回転方向５２２に沿ったロータリー入力の回転運動を感知すると共に、方向５２４に沿ったロータリー入力の変位を与えることもできる。機械的入力センサ及びアクチュエータ５２６は、方向５２４に沿ったロータリー入力５０４の変位の多数の特性を必要に応じて調整できるようにプログラム可能である。例えば、変位の振幅、変位の時間巾、変位の頻度（例えば、３０度ごとの回転）、変位の速度、及び変位の他の特性を動的に変化させて、装置５００に対する希望のユーザ経験を与えることができる。
【００１７】
ある例において、方向５２４に沿ったロータリー入力５０４の変位の特性は、装置５００の状況に基づくものである。例えば、装置５００がマッピングアプリケーションを実行し且つ表示する場合には、ロータリー入力５０４は、表示されたマップのズームイン及びアウトを行うのに使用される。そのような環境では、ロータリー入力の回転入力（例えば、５マイルスケールから１マイルスケールへの切り換え）に応答してマップのスケールが変更されるたびに、機械的入力センサ及びアクチュエータ５２６が方向５２４に沿ったロータリー入力５０４の直線的変位を与えて、ロータリー入力の止め（例えば、ツメ）を模擬すると共に、マップのスケールが変更されたという触覚フィードバックをユーザに与えることができる。
【００１８】
別の例として、装置５００がタイミングアプリケーションを実行し且つ表示する場合、ロータリー入力５０４は、タイマーの時間巾をセットするのに使用される。そのような環境では、ロータリー入力の回転入力に応答してタイマーの時間巾が所定量変更されるたびに（例えば、１分ごと、５分ごと、等）、機械的入力センサ及びアクチュエータ５２６が方向５２４に沿ったロータリー入力５０４の直線的変位を与えて、ロータリー入力の止め（例えば、ツメ）を模擬すると共に、タイマーの時間巾が所定量変更されたという触覚フィードバックをユーザに与えることができる。方向５２４に沿ったロータリー入力５０４の変位の特性が装置５００の状況（例えば、装置の現在状態、どんなアプリケーションが装置で実行されるか、どんなユーザインターフェイスが装置に表示されるか、等）に基づく他の環境も、同様に、本開示の範囲内に含まれる。非機械的な例では、素子５２６は、あるタイプのタッチ入力（例えば、回転又は円形タッチ入力）が検出されることを示すコントローラ（図示せず）からの信号に応答するアクチュエータである。これらの例では、アクチュエータは、装置全体に触覚フィードバックを与えるか、又は装置の構造的素子により許される場合には局所的な触覚フィードバックを与える。
【００１９】
ある例において、装置は、個別の機械的入力センサ及び個別の機械的入力アクチュエータを有する。図６は、本開示の実施例による機械的入力センサ６２８及び機械的入力アクチュエータ６３０を備えた例示的装置６００を示す。図５の単一の機械的入力センサ及びアクチュエータ５２６に代って、装置６００は、個別の機械的入力センサ６２８及び個別の機械的入力アクチュエータ６３０を備えている。機械的入力センサ６２８は、ロータリー入力６０４に結合され、そして回転方向６２２に沿ったロータリー入力の回転移動を感知する。機械的入力アクチュエータ６３０は、機械的入力センサ６２８に結合され、そして方向６２４に沿って、機械的入力センサ６２８、従って、ロータリー入力６０４の変位を与えることができる。機械的入力アクチュエータ６３０は、機械的入力センサ６２８と通信し、機械的入力アクチュエータがロータリー入力６０４の回転により与えられる入力情報にアクセスできるようにする。機械的入力アクチュエータ６３０及び／又は機械的入力センサ６２８は、図５を参照して上述したように、方向６２４に沿ったロータリー入力６０４の変位の多数の特性を調整できるようにプログラム可能である。
【００２０】
図７は、本開示の実施例による図５の機械的入力センサ及びアクチュエータ５２６又は図６の機械的入力アクチュエータ６３０の例示的な圧電実施を示す。機械的入力アクチュエータ７３０（又は機械的入力センサ及びアクチュエータ）は、シャフト７３２に結合された圧電素子７３４を含む。シャフト７３２は、ロータリー入力７０４に直接的に、又は間接的に（例えば、図６の機械的入力センサ６２８を経て）結合される。圧電素子７３４は、１つ以上の圧電層を含む。圧電素子７３４の１つ以上の圧電層にまたがって電圧を印加すると、圧電層が膨張又は収縮して、方向７２４に沿ったシャフト７３２の変位を生じさせる。圧電層に印加される電圧の大きさは、シャフト７３２の変位の大きさを制御する。シャフト７３２のこの変位は、上述したように、方向７２４に沿ったロータリー入力７０４の変位を生じさせる。
【００２１】
図８は、本開示の例による図５の機械的入力センサ及びアクチュエータ５２６又は図６の機械的入力アクチュエータ６３０の例示的な磁気実施を示す。機械的入力アクチュエータ８３０（又は機械的入力センサ及びアクチュエータ）は、シャフト８３２を含む。シャフト８３２は、ロータリー入力８０４に直接的に、又は間接的に（例えば、図６の機械的入力センサ６２８を経て）結合される。シャフト８３２は、１つ以上の磁石８３６を備え、これら磁石は、同じ極が互いに対向するように配置される（例えば、磁石のＮ極が隣接磁石のＮ極に隣接し、そして磁石のＳ極が隣接磁石のＳ極に隣接する）。磁石８３６の同じ極が互いに対向するので、磁石と磁石との間には比較的強度の高い磁界８４０が存在する。機械的入力アクチュエータ８３０は、シャフト８３２が中性（即ち、非変位）位置にあるとき磁界８４０と実質的に整列する位置にあるコイル８３８を備えている。１つ以上のコイル８３８に流れる電流が磁界８４０を変調し、そして方向８２４に沿ってシャフト８３２を変位させる。コイル８３８に流れる電流の大きさは、シャフト８３２の変位の大きさを制御できる。シャフト８３２のこの変位は、上述したように、方向８２４に沿ったロータリー入力８０４の変位を生じさせる。
【００２２】
本開示のロータリー入力の変位は、多数の変位プロフィールを有する。図９Ａ−９Ｄは、本開示の例による例示的なロータリー入力変位プロフィールを示す。図９Ａは、例示的な段階的パルス変位プロフィール９００を示す。この段階的パルス変位プロフィール９００では、ロータリー入力の全変位が実質的に直ちに発生し、その後、比較的短期間（例えば、数十ミリ秒）内にロータリー入力が非変位状態に戻る。ある例において、段階的パルス変位プロフィール９００、及び図９Ｂ−９Ｄの変位プロフィールは、ロータリー入力の変位を駆動するのに使用される電圧（例えば、図７に使用される）又は電流（例えば、図８に使用される）プロフィールに対応する。
【００２３】
図９Ｂは、例示的な段階的変位プロフィール９０２を示す。この段階的変位プロフィール９０２において、ロータリー入力の全変位が実質的に直ちに発生するが、このロータリー入力は、比較的長期間（例えば、数秒）、非変位状態に復帰しない。ある例において、非変位状態へのロータリー入力の復帰は、ロータリー入力に触覚フィードバックを要求する別の触覚事象のために、それ自身、取っておかれる。
【００２４】
図９Ｃは、例示的な三角形パルス変位プロフィール９０４を示す。この三角形パルス変位プロフィール９０４では、ロータリー入力の全変位が徐々に発生し、そしてロータリー入力は、全変位に到達したとき実質的に直ちに非変位状態に復帰する。
【００２５】
図９Ｄは、例示的なガウスのパルス変位プロフィール９０６を示す。このガウスのパルス変位プロフィール９０６では、ロータリー入力の全変位がガウス関数に基づいて徐々に発生し、そして同様に、ロータリー入力は、ガウス関数に基づいて非変位状態へと徐々に復帰する。図９Ａ−９Ｄに示された変位プロフィールは、例示に過ぎず、本開示の範囲内で他の変位プロフィールも使用できることを理解されたい。
【００２６】
図１０は、本開示の例により機械的入力変位を実施するための例示的なコンピューティングシステム１０００を示す。コンピューティングシステム１０００は、例えば、機械的入力メカニズム（例えば、ロータリー入力２０４）を備えた移動電話１３６、メディアプレーヤ１４０、時計１４４又は移動又は非移動コンピューティング装置及び／又はウェアラブル装置に含まれる。コンピューティングシステム１０００は、１つ以上のタッチプロセッサ１００２、タッチコントローラ１００６及びタッチスクリーン１００４を含むタッチ感知システムを備えている。タッチスクリーン１００４は、本開示で述べたように、タッチ入力感知するためのタッチスクリーンである。タッチコントローラ１００６は、タッチスクリーン１００４上にタッチ入力を感知するように構成された回路及び／又はロジックを含む。ある例において、タッチコントローラ１００６及びタッチプロセッサ１００２は、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に一体化される。
【００２７】
又、コンピューティングシステム１０００は、タッチプロセッサ１００２から出力を受け取り、そしてその出力に基づいてアクションを遂行するためのホストプロセッサ１０２８も備えている。ホストプロセッサ１０２８は、プログラムストレージ１０３２に接続される。例えば、ホストプロセッサ１０２８は、（例えば、タッチスクリーン上にユーザインターフェイス（ＵＩ）の画像を表示するようにディスプレイコントローラを制御することにより）タッチスクリーン１００４上に画像を発生することに貢献し、そしてタッチプロセッサ１００２及びタッチコントローラ１００６を使用して、タッチスクリーン１００４上又はその付近における１つ以上のタッチを検出する。又、ホストプロセッサ１０２８は、この開示で述べたように、機械的入力１００８（例えば、ロータリー入力２０４）を感知し及び／又は処理し、そして機械的入力アクチュエータ１０１０（例えば、ロータリー入力変位）を制御することに貢献する。タッチスクリーン１００４及び／又は機械的入力１００８からのタッチ入力は、タッチ及び／又は機械的入力に応答してアクションを遂行するためにプログラムストレージ１０３２に記憶されたコンピュータプログラムにより使用される。例えば、タッチ入力は、カーソル又はポインタのようなオブジェクトを移動し、スクロール又はパンを実行し、制御設定を調整し、ファイル又はドキュメントをオープンし、メニューを見、選択を行い、インストラクションを実行し、ホスト装置に接続された周辺装置を動作し、電話コールに応答し、及び電話コールを発信することを含むアクション、並びにタッチ入力に応答して実行できる他のアクションを遂行するためにプログラムストレージ１０３２に記憶されたコンピュータプログラムにより使用される。機械的入力１００８は、ボリュームレベルを変更し、タッチスクリーンを見、タッチスクリーンをターンオンし、及び写真を撮ることを含むアクション、並びに機械的入力に応答して遂行できる他のアクションを遂行するためプログラムストレージ１０３２に記憶されたコンピュータプログラムにより使用される。ホストプロセッサ１０２８は、上述したように、機械的入力及び／又はコンピューティングシステム１０００の状況（例えば、コンピューティングシステムにおいてどんなアプリケーションが実行されているか、コンピューティングシステムによりどんなユーザインターフェイスが表示されているか、等）に基づいて機械的入力アクチュエータ１０１０により機械的入力１００８の変位を生じさせる。又、ホストプロセッサ１０２８は、タッチ及び／又は機械的入力処理に関連していない付加的な機能を遂行することもできる。
【００２８】
上述した機能の１つ以上は、コンピューティングシステム１０００のメモリに記憶され且つタッチプロセッサ１００２により実行されるか、又はプログラムストレージ１０３２に記憶され且つホストプロセッサ１０２により実行されるファームウェアにより遂行できることに注意されたい。このファームウェアは、コンピュータベースのシステム、プロセッサ収容システムのようなインストラクション実行システム、装置又はデバイス、或いはそのインストラクション実行システム、装置又はデバイスからインストラクションをフェッチしてそれらインストラクションを実行する他のシステムにより使用するために又はそれらに関連して使用するために、非一時的コンピュータ読み取り可能なストレージ媒体に記憶され及び／又はその中において搬送される。本書において、「非一時的コンピュータ読み取り可能なストレージ媒体」とは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するために又はそれらに関連して使用するためにプログラムを収容し又は記憶できる媒体（信号を除外する）である。コンピュータ読み取り可能なストレージ媒体は、電子、磁気、光学、電磁、赤外線又は半導体システム、装置又はデバイス、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（磁気）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）（磁気）、消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）（磁気）、ポータブル光学ディスク、例えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ−ＲＷ、或いはフラッシュメモリ、例えば、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、セキュアなデジタルカード、ＵＳＢメモリデバイス、メモリスティック、等を含むが、それらに限定されない。
【００２９】
又、ファームウェアは、コンピュータベースのシステム、プロセッサ収容システムのようなインストラクション実行システム、装置又はデバイス、或いはそのインストラクション実行システム、装置又はデバイスからインストラクションをフェッチしてそれらインストラクションを実行する他のシステムにより使用するために又はそれらに関連して使用するために、搬送媒体内で伝播することもできる。本書において、「搬送媒体」とは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するために又はそれらに関連して使用するためにプログラムを通信し、伝播し、又は搬送できる媒体である。又、搬送媒体は、電子、磁気、光学、電磁又は赤外線のワイヤード又はワイヤレス伝播媒体を含むが、それらに限定されない。
【００３０】
従って、本開示の例は、機械的入力を一方向に変位させて別の方向の触覚特徴を模擬することによりユーザに触覚フィードバック与える種々の仕方を提供する。
【００３１】
それ故、以上に基づき、本開示の幾つかの例は、機械的入力における入力に応答して第１の方向に移動するように構成された機械的入力；機械的入力に結合され且つ第１方向における機械的入力の移動に基づいて機械的入力における入力を感知するように構成された機械的入力センサ；及び機械的入力に結合され且つ第１方向とは異なる第２方向に機械的入力を変位するように構成された機械的入力アクチュエータ；を備えた電子装置に向けられる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、第２方向は、第１方向に直交する。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力は、入力に応答して第１方向に回転するように構成されたロータリー入力を含む。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力アクチュエータは、機械的入力が第１方向に移動している間に機械的入力を第２方向に変位するように構成される。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力センサ及び機械的入力アクチュエータは、個別コンポーネントであり、そして機械的入力アクチュエータは、機械的入力センサを第２方向に変位することにより機械的入力を第２方向に変位するように構成される。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力アクチュエータは、機械的入力に結合されたシャフト；及びシャフトに結合された圧電素子；を備え、圧電素子に印加される電圧は、シャフト及び機械的入力を第２方向に変位させる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力アクチュエータは、機械的入力に結合されたシャフトであって、磁気素子と磁気素子との間に１つ以上の磁界を生成するように構成された複数の磁気素子を含むものであるシャフト；及び１つ以上の磁界を変調するように構成された１つ以上のコイル；を備え、１つ以上のコイルに付与される電流は、１つ以上の磁界を変調させると共に、シャフト及び機械的入力を第２方向に変位させる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、電子装置は、更に、機械的入力センサ及び機械的入力アクチュエータに結合されたプロセッサを備え、このプロセッサは、第２方向における機械的入力の変位の１つ以上の特性を電子装置の状況に基づいて調整することができる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、電子装置は、更に、プロセッサに結合されたディスプレイを備え、プロセッサは、更に、第１のアプリケーションがディスプレイに表示されるという決定に従って、機械的入力における入力に基づいて第１の特性で機械的入力を第２方向に変位するように機械的入力アクチュエータを制御し；及び第１のアプリケーションとは異なる第２のアプリケーションがディスプレイに表示されるという決定に従って、機械的入力における入力に基づいて第１の特性とは異なる第２の特性で機械的入力を第２方向に変位するよう機械的入力アクチュエータを制御する；ことができる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、前記変位の１つ以上の特性は、変位の振幅、変位の時間巾、変位の頻度、及び変位の速度、の１つ以上を含む。
【００３２】
本開示の幾つかの例は、入力を受け取りそしてその入力に応答して第１の方向に移動するように構成された機械的入力手段；第１方向の機械的入力手段の移動に基づいて機械的入力手段における入力を感知するための機械的入力センサ手段；及び第１方向とは異なる第２の方向に機械的入力手段を変位するための機械的入力アクチュエータ手段；を備えた電子装置に向けられる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、第２方向は、第１方向に直交する。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力手段は、入力に応答して第１方向に回転するように構成される。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力アクチュエータ手段は、機械的入力が第１方向に移動している間に機械的入力を第２方向に変位させる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、機械的入力センサ手段及び機械的入力アクチュエータ手段は、個別のコンポーネントであり、そして機械的入力アクチュエータ手段は、機械的入力センサ手段を第２方向に変位することにより機械的入力手段を第２方向に変位させる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、電子装置は、更に、第２方向における機械的入力手段の変位の１つ以上の特性を電子装置の状況に基づいて調整できるプロセッサ手段を備えている。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、電子装置は、更に、ディスプレイ手段を備え、プロセッサは、更に、第１のアプリケーションがディスプレイ手段に表示されるという決定に従って、機械的入力手段における入力に基づいて第１の特性で機械的入力手段を第２方向に変位するように機械的入力アクチュエータ手段を制御し；及び第１のアプリケーションとは異なる第２のアプリケーションがディスプレイ手段に表示されるという決定に従って、機械的入力手段における入力に基づいて第１の特性とは異なる第２の特性で機械的入力手段を第２方向に変位するように機械的入力アクチュエータ手段を制御する；ことができる。前記例の１つ以上に加えて又はそれとは別に、ある例では、前記変位の１つ以上の特性は、変位の振幅、変位の時間巾、変位の頻度、及び変位の速度、の１つ以上を含む。
【００３３】
本開示の幾つかの実施形態は、機械的入力において入力を受信し、その機械的入力は、入力に応答して第１の方向に移動するように構成され；第１の方向における機械的入力の移動に基づいて機械的入力において入力を感知し；及び第１の方向とは異なる第２の方向に機械的入力を変位させる；ことを含む方法に向けられる。
【００３４】
本開示の実施例は、添付図面を参照して詳細に述べたが、種々の変更や修正が当業者に明らかであろう。そのような変更や修正は、特許請求の範囲により定義される本開示の実施例の範囲内に包含されることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３５】
１２４：タッチスクリーン
１２６：タッチスクリーン
１２８：タッチスクリーン
１３６：移動電話
１４０：メディアプレーヤ
１４６：時計のストラップ
１４４：時計
２００：装置
２０２：ボタン
２０３：スライドスイッチ
２０４：ロータリー入力
２０６：タッチスクリーン
２０８：境界領域
３１０：表面
３１２：突出特徴部
３１４：指
３１６、３１８：領域
４０４：ロータリー入力
４１４：指
４２２：回転方向
４２４：直交方向
５００：装置
５０４：ロータリー入力
５２２：回転方向
５２４：直交方向
５２６：機械的入力センサ及びアクチュエータ
６００：装置
６０４：ロータリー入力
６２８：機械的入力センサ
６３０：機械的入力アクチュエータ
７０４：ロータリー入力
７３０：機械的入力アクチュエータ
７３２：シャフト
７３４：圧電素子
８０４：ロータリー入力
８３０：機械的入力アクチュエータ
８３２：シャフト
８３６：磁石
８３８：コイル
８４０：磁界
９００、９０２、９０４、９０６：変位プロフィール
１０００：コンピューティングシステム
１００２：タッチプロセッサ
１００４：タッチスクリーン
１００６：タッチコントローラ
１００８：機械的入力
１０１０：機械的入力アクチュエータ
１０２８：ホストプロセッサ
１０３２：プログラムストレージ
【図１Ａ】
2017016643.tif 000003
【図１Ｂ】
2017016643.tif 000004
【図１Ｃ】
2017016643.tif 000005
【図２】
2017016643.tif 000006
【図３】
2017016643.tif 000007
【図４】
2017016643.tif 000008
【図５】
2017016643.tif 000009
【図６】
2017016643.tif 000010
【図７】
2017016643.tif 000011
【図８】
2017016643.tif 000012
【図９Ａ】
2017016643.tif 000013
【図９Ｂ】
2017016643.tif 000014
【図９Ｃ】
2017016643.tif 000015
【図９Ｄ】
2017016643.tif 000016
【図１０】
2017016643.tif 000017
【外国語明細書】
2017016643000001.pdf