(57)【要約】【課題】ユーザインタフェースの提供装置、提供方法、及び記録媒体に関し、特に、ユーザがポインティングオブジェクトで携帯用端末機に印加した作用力（Ｆｉｎ）の強度により、様々なインタフェースを提供する。【解決手段】ユーザが、ポインティングオブジェクトを用いて位置命令又は動作命令を入力し、ポインティングオブジェクトの作用力（Ｆｉｎ）によって位置情報を認識する媒体であるタッチ入力部と、タッチ入力部の下に位置し、作用力（Ｆｉｎ）を感知して所定の信号を発生させる触覚センサと、触覚センサで発生された信号から、伝達媒体の表現値を決める制御部と、制御部の表現値に基づいて伝達媒体を出力することにより、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現する表現部とを含むことを特徴とする作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供装置に関する。また、作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供方法、及びその記録媒体も提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザがポインティングオブジェクト（１）を用いて位置命令又は動作命令を入力し、前記ポインティングオブジェクト（１）の作用力（Ｆｉｎ）が与えられ、与えられた位置情報を認識するタッチ入力部（２１０）と、
前記タッチ入力部（２１０）の下に位置し、前記作用力（Ｆｉｎ）を感知して所定の信号を発生させる触覚センサ（２２０）と、
前記触覚センサ（２２０）で発生された信号から、伝達媒体の表現値を決める制御部（２３０）と、
前記制御部（２３０）の表現値に基づいて前記伝達媒体を出力することにより、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現する表現部（２４０）とを含むことを特徴とする作用力によるユーザインタフェースの提供装置。
【請求項２】
前記伝達媒体は、インジケータアイコン、音響、及び振動の少なくとも何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供装置。
【請求項３】
前記インジケータアイコンは、レベル計アイコン、７−セグメントデジタルアイコン、バーアイコン、又は、ゲージアイコンであることを特徴とする請求項２に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供装置。
【請求項４】
前記ユーザインタフェースの提供装置は、前記ユーザが予め設定した最小力（Ｆｍ）以上の作用力（Ｆｉｎ）が与えられる際、作動することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供装置。
【請求項５】
作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供方法であって、
触覚センサ（２２０）が前記作用力（Ｆｉｎ）を検出して、前記作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生するステップ（Ｓ２０）と、
制御部（２３０）が前記触覚センサ（２２０）の発生信号から、伝達媒体の表現値を決めるステップ（Ｓ３０）と、
前記表現値に基づき、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度をインジケータアイコンで表現するステップ（Ｓ４０′）とを含むことを特徴とする作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項６】
前記インジケータアイコン（３１０ａ′）は、携帯用端末機（３００）のディスプレイ部（２１２）の予め指定された位置に表示されることを特徴とする請求項５に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項７】
前記インジケータアイコン（３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ）は、前記作用力（Ｆｉｎ）が与えられる位置に数秒間、表示されてから消えることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項８】
前記作用力（Ｆｉｎ）の検出及び信号発生ステップ（Ｓ２０）の前に、レベル計アイコン、７−セグメントデジタルアイコン、バーアイコン、又は、ゲージアイコンのインジケータアイコンの表示型式のうち、いずれか１つを、ユーザに選択するようにするステップを、含むことを特徴とする請求項５乃至請求項７に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項９】
前記インジケータアイコン表現ステップ（Ｓ４０′）において、前記インジケータアイコンは、所定の区間に分割され、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度により、互いに異なる色彩で表示されることを特徴とする請求項５乃至請求項８に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１０】
前記インジケータアイコン表現ステップ（Ｓ４０′）において、所定の効果音、又は、所定の振動が共に出力されることを特徴とする請求項５乃至請求項９に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１１】
前記所定の効果音又は前記所定の振動の周波数（ｆ）又は振幅（Ａ）は、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度に比例することを特徴とする請求項１０に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１２】
前記インジケータアイコン表現ステップ（Ｓ４０′）は、前記作用力（Ｆｉｎ）の印加によるクリックイベント発生の作動変化状態も、共に表示することを特徴とする請求項５乃至請求項１１に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１３】
作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供方法であって、
触覚センサ（２２０）が前記作用力（Ｆｉｎ）を検出して、前記作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生するステップ（Ｓ２０）と、
制御部（２３０）が前記触覚センサ（２２０）の発生信号から、音響の表現値を決めるステップ（Ｓ３０）と、
前記表現値に基づき、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度を音響で表現するステップ（Ｓ４０′′）とを含むことを特徴とする作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１４】
前記音響の振幅（Ａ）又は周波数（ｆ）は、作用力（Ｆｉｎ）の強度に比例することを特徴とする請求項１３に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１５】
前記作用力（Ｆｉｎ）を所定の区間に分割し、前記区間別に前記作用力（Ｆｉｎ）の強度が増加することにより、前記音響の振幅（Ａ）又は周波数（ｆ）が階段関数形で増加することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１６】
前記音響表現ステップ（Ｓ４０′′）において、前記作用力（Ｆｉｎ）の印加によるクリックイベント発生の作動変化状態も、視覚的に共に表現することを特徴とする請求項１３乃至請求項１５に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１７】
作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供方法であって、
ユーザが前記作用力（Ｆｉｎ）を印加するステップ（Ｓ１０）と、
触覚センサ（２２０）が前記作用力（Ｆｉｎ）を検出して、前記作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生するステップ（Ｓ２０）と、
制御部（２３０）が前記触覚センサ（２２０）の発生信号から、振動の表現値を決めるステップ（Ｓ３０）と、
前記表現値に基づき、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度を振動で表現するステップ（Ｓ４０′′′）とを含むことを特徴とする作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１８】
前記振動の振幅（Ａ′）又は周波数（ｆ′）は、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度に比例することを特徴とする請求項１７に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項１９】
前記作用力（Ｆｉｎ）を所定の区間に分割し、前記区間別に前記作用力（Ｆｉｎ）の強度が増加することにより、前記振動の振幅（Ａ′）又は周波数（ｆ′）が階段関数形で増加することを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項２０】
前記振動表現ステップ（Ｓ４０′′′）において、前記作用力（Ｆｉｎ）の印加によるクリックイベント発生の作動変化状態も、視覚的に共に表現することを特徴とする請求項１７乃至請求項１９に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項２１】
前記音響は、前記作用力（Ｆｉｎ）が所定の閾値（Ｆｃｒ）以上の場合に出力されることを特徴とする請求項１３乃至請求項１６に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項２２】
前記振動は、前記作用力（Ｆｉｎ）が所定の閾値（Ｆｃｒ）以上の場合に出力されることを特徴とする請求項１７乃至請求項２１に記載の作用力によるユーザインタフェースの提供方法。
【請求項２３】
作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供装置に含まれたコンピュータシステムにより読取可能であり、
作用力（Ｆｉｎ）の印加を感知する作用力感知ステップ、
触覚センサ（２２０）で発生された作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を格納する信号格納ステップ、
前記信号から、伝達媒体表現値を決める表現値決定ステップ、
前記決められた表現値に基づき、インジケータアイコン、音響、又は、振動で作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現する表現ステップを実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【請求項２４】
前記作用力（Ｆｉｎ）の印加を感知することに先立って、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現するための媒体として、インジケータアイコン、音響、及び振動の少なくともいずれか１つを、前記ユーザに予め選択するようにする媒体選択ステップを実行させるためのプログラムを、更に含むことを特徴とする請求項２３に記載の記録媒体。
【請求項２５】
前記作用力（Ｆｉｎ）の強度をインジケータアイコンで表現する場合、レベル計アイコン、７−セグメントデジタルアイコン、バーアイコン、及びゲージアイコンのインジケータアイコンの表示形式のうち、いずれか１つを、前記ユーザに予め選択するようにするアイコン選択ステップを実行させるためのプログラムを、更に含むことを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザインタフェース（Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の提供装置、提供方法、及び記録媒体に関し、特に、ユーザがポインティングオブジェクト（例えば、ユーザの指、スタイラスチップなど）で携帯用端末機に与えた作用力（Ｆｉｎ）の強度による様々なインタフェースが提供される装置、方法、及び記録媒体に関する。更に詳しくは、ユーザが、ポインティングオブジェクト１を用いて位置命令又は動作命令を入力し、ポインティングオブジェクト１の作用力（Ｆｉｎ）が与えられ、与えられた位置情報を認識する媒体であるタッチ入力部２１０と、タッチ入力部２１０の下に位置し、作用力（Ｆｉｎ）を感知して所定の信号を発生させる触覚センサ２２０と、触覚センサ２２０で発生された信号から、伝達媒体の表現値を決める制御部２３０と、制御部２３０の表現値に基づいて伝達媒体を出力することにより、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現する表現部２４０と、を含むことを特徴とするユーザインタフェースの提供装置と、これを用いたユーザインタフェースの提供方法、及びその記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザインタフェースは、一般の使用者が、コンピュータ、電子／通信機器のプログラムでデータ入力や動作を制御するための技法であって、ユーザがコンピュータプログラムと意思疎通することにおいて、便利で容易に使用できるようにすることを目的とする。
そして、今日、コンピュータ、電子／通信機器は、ユーザの創造性をより高める道具であり、ユーザインタフェースは、このような活動を支援し、ユーザの操作性の向上に多大な寄与をしている。
従来のユーザインタフェースは、マウスを使う方式であり、マウスをクリックすると、「カチッ」という音でＯＮ／ＯＦＦを表現する方式であった。即ち、動作命令が入力されたという旨をユーザに報知することにおいて、一定の大きさと音調を有する音（例えば、カチッという音）だけで表現した。
【０００３】
今日のコンピュータ、電子／通信機器（特に、携帯用端末機）などは、ユーザの創造性をより高める道具であるにもかかわらず、従来のユーザインタフェースは前述したように、その表現方式が単純であるため、コンピュータ、電子／通信機器の様々な活動を支援することに当り、制限要素となるという問題があった。
【０００４】
また、ＯＮ／ＯＦＦ状態だけを表現するので、ユーザの満足度には限界があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２００１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記のような問題点を解決するため、触感装置が装着された電子／通信機器、特に、携帯用端末機において、ユーザがポインティングオブジェクトで与えられた作用力（Ｆｉｎ）の強度に応じて、様々なユーザインタフェースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための本発明の具体的な手段として、ユーザインタフェースの提供装置は、ユーザがポインティングオブジェクト１を用いて位置命令又は動作命令を入力し、ポインティングオブジェクト１の作用力（Ｆｉｎ）が与えられ、与えられた位置情報を認識するタッチ入力部２１０と、タッチ入力部２１０の下に位置し、作用力（Ｆｉｎ）を感知して所定の信号を発生させる触覚センサ２２０と、触覚センサ２２０で発生された信号から、伝達媒体の表現値を決める制御部２３０と、制御部２３０の表現値に基づいて伝達媒体を出力することにより、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現する表現部２４０とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、伝達媒体は、インジケータアイコン、音響、及び振動の少なくとも何れか１つであることを特徴とする。
【０００９】
更に、インジケータアイコンは、レベル計アイコン、７−セグメントデジタルアイコン、バーアイコン、又は、ゲージアイコンである。
【００１０】
なお、ユーザインタフェースの提供装置は、前記ユーザが予め設定した最小力（Ｆｍ）以上の作用力（Ｆｉｎ）が与えられる場合、作動されるのが望ましい。
【００１１】
本発明の他の手段として、作用力によるユーザインタフェースの提供方法は、触覚センサ２２０が作用力（Ｆｉｎ）を検出して、作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生するステップ（Ｓ２０）と、制御部２３０が触覚センサ２２０の発生信号から、伝達媒体の表現値を決めるステップ（Ｓ３０）と、表現値に基づき、作用力（Ｆｉｎ）の強度をインジケータアイコンで表現するステップ（Ｓ４０′）とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、インジケータアイコン３１０ａ′は、携帯用端末機のディスプレイ部２１２の予め指定された位置に表示される。
【００１３】
更に、インジケータアイコン３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄは、作用力（Ｆｉｎ）が与えられる位置に数秒間、表示されてから消える。
【００１４】
なお、作用力（Ｆｉｎ）の検出、及び信号発生ステップ（Ｓ２０）の前に、レベル計アイコン、７−セグメントデジタルアイコン、バーアイコン、又は、ゲージアイコンのインジケータアイコンの表示形式のうち、何れか１つを、ユーザに選択するようにするステップが、含まれるのが望ましい。
【００１５】
また、インジケータアイコン表現ステップ（Ｓ４０′）において、前記インジケータアイコンは、所定の区間に分割され、前記作用力（Ｆｉｎ）の強度により、互いに異なる色彩で表示される。
【００１６】
更に、インジケータアイコンだけではなく、所定の効果音、又は、所定の振動が共に出力される。
【００１７】
なお、所定の効果音又は所定の振動の周波数（ｆ，ｆ′）又は振幅（Ａ，Ａ′）は、作用力（Ｆｉｎ）の強度に比例する。
【００１８】
また、インジケータアイコンを表現するとき、作用力（Ｆｉｎ）の印加によるクリックイベント発生の作動変化状態も、共に表示することが望ましい。
【００１９】
本発明のさらに他の実施として、ユーザインタフェースの提供方法は、触覚センサ２２０が作用力（Ｆｉｎ）を検出して、作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生するステップ（Ｓ２０）と、制御部２３０が触覚センサ２２０の発生信号から、音響の表現値を決めるステップ（Ｓ３０）と、表現値に基づき、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現するステップ（Ｓ４０′′）とを含むことを特徴とする。
【００２０】
更に、音響の振幅（Ａ）又は周波数（ｆ）は、作用力（Ｆｉｎ）の強度に比例する。
【００２１】
なお、作用力（Ｆｉｎ）を所定の区間に分割し、区間別に作用力（Ｆｉｎ）の強度が増加することにより、音響の振幅（Ａ）又は周波数（ｆ）が階段関数形で増加する。
【００２２】
また、音響表現ステップ（Ｓ４０′′）において、作用力（Ｆｉｎ）の印加によるクリックイベント発生の作動変化状態も、視覚的に共に表現することが望ましい。
【００２３】
本発明のさらに他の実施として、ユーザインタフェースの提供方法は、ユーザが作用力（Ｆｉｎ）を印加するステップ（Ｓ１０）と、触覚センサ２２０が作用力（Ｆｉｎ）を検出して、作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生するステップ（Ｓ２０）と、制御部２３０が触覚センサ（２２０）の発生信号から、振動の表現値を決めるステップ（Ｓ３０）と、表現値に基づき、作用力（Ｆｉｎ）の強度を振動で表現するステップ（Ｓ４０′′′）とを含むことを特徴とする。
【００２４】
更に、振動の振幅（Ａ′）又は周波数（ｆ′）は、作用力（Ｆｉｎ）の強度に比例する。
【００２５】
なお、作用力（Ｆｉｎ）を所定の区間に分割し、区間別に作用力（Ｆｉｎ）の強度が増加するにより、振動の振幅（Ａ′）又は周波数（ｆ′）が階段関数形で増加するように構成する。
【００２６】
また、振動表現ステップ（Ｓ４０′′′）において、作用力（Ｆｉｎ）の印加によるクリックイベント発生の作動変化状態も、視覚的に共に表現することが望ましい。
【００２７】
そして、ユーザインタフェースの提供方法において、音響は、作用力（Ｆｉｎ）が所定の閾値（Ｆｃｒ）以上の場合に出力されて、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現することが望ましい。
【００２８】
更に、ユーザインタフェースの提供方法において、振動は、作用力（Ｆｉｎ）が所定の閾値（Ｆｃｒ）以上の場合に出力されて、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現することが望ましい。
【００２９】
本発明のユーザインタフェースの提供のための記録媒体は、作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供装置に含まれたコンピュータシステムにより読取可能であり、作用力（Ｆｉｎ）の印加を感知する作用力感知ステップ、触覚センサ２２０で発生された作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を格納する信号格納ステップ、信号から、伝達媒体の表現値を決める表現値決定ステップ、決められた表現値に基づき、インジケータアイコン、音響又は、振動で作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現する表現ステップを実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００３０】
望ましくは、作用力（Ｆｉｎ）の印加を感知することに先立って、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現するための媒体として、インジケータアイコン、音響、及び振動の少なくとも何れか１つを、ユーザに予め選択するようにする媒体選択ステップを実行させるためのプログラムが、更に含まれる。
【００３１】
また、作用力（Ｆｉｎ）の強度をインジケータアイコンで表現する場合、レベル計アイコン、７−セグメントデジタルアイコン、バーアイコン、及びゲージアイコンのインジケータアイコンの表示形式のうち、何れか１つを、ユーザに予め選択するようにするアイコン選択ステップを実行させるためのプログラムが、更に含まれる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの装置、方法、及び記録媒体は、触感装置が搭載された電子／通信機器、特に、携帯用端末機において、ポインティングオブジェクトが印加した作用力（Ｆｉｎ）により、多様なユーザインタフェースを提供し、作用力（Ｆｉｎ）の強度を認識することを可能にする。
【００３３】
また、多様なユーザインタフェースを通じて、ユーザの満足度、及び、携帯用端末機の操作性の向上にも寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳しく説明する。
［ユーザインタフェースの提供装置］
本発明の作用力（Ｆｉｎ）によるユーザインタフェースの提供装置は、図１に示すように、ポインティングオブジェクト１（図２参照）によって作用力（Ｆｉｎ）が与えられ、与えられた位置情報を認識する媒体であるタッチ入力部２１０と、タッチ入力２１０の下に位置し、作用力（Ｆｉｎ）を感知して所定の信号を発生させる触覚センサ２２０と、触覚センサ２２０で発生された信号から、伝達媒体の表現値を決める制御部２３０と、前記制御部２３０の表現値に基づいて伝達媒体を出力することにより、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現する表現部２４０とから構成される。
【００３５】
タッチ入力部２１０は、作用力（Ｆｉｎ）が与えられる媒体であって、タッチパッド、タッチスクリーンなどがある。タッチ入力部２１０がノート型パソコンに主に使用されるタッチパッドである場合は、触覚センサ２２０が図２ａに示すようにマトリックス状に配列される。タッチ入力部２１０が携帯電話などのタッチスクリーンである場合は、図２ｂに示すように周縁に配列されて、タッチスクリーンのディスプレイ機能を損なわないことが望ましい。
【００３６】
触覚センサ２２０は、タッチ入力部２１０に与えられた作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生させる。この信号は、ユーザが印加した作用力（Ｆｉｎ）に比例する値を持つ。触覚センサ２２０は、タッチ入力部２１０の下に存在し、図２ａ及び図２ｂに示すように、複数の触覚センサ２２０を配列することが望ましい。複数の触覚センサ２２０により、ポインティングオブジェクト１、１′をマルチタッチ又はドラッグする方式で、複数の地点から作用力（Ｆｉｎ）を印加する場合も、作用力（Ｆｉｎ）の検出が可能であるからである。
【００３７】
図３は、触覚センサ２２０の構成を示したもので、所定の厚さの高分子フィルム１０１上に、コーティング層１０２と金属層１０３とが順に形成され、金属層１０３上に抵抗体１０４を形成して製造された上板と、所定の厚さの高分子フィルム１１１上にコーティング層１１２と金属層１１３とが順に形成され、金属層１１３上に抵抗体１１４を形成して製造された下板とからなり、上板の抵抗体１０４と下板の抵抗体１１４とが対向するように、スペーサ１１５を介してポンディングされて構成される。触覚センサ２２０の具体的な配線は、当業者の範囲で自明なものであるので、ここで詳細な説明は、省略する。
【００３８】
制御部２３０は、触覚センサ２２０で発生した信号により、伝達媒体の表現値を決める。本発明において、「伝達媒体」とは、与えられた作用力（Ｆｉｎ）の強度をユーザに表現するための手段であって、視覚的な要素として、インジケータアイコン、聴覚的な要素として、音響、触覚的な要素として振動、を含む上位概念である。そして、伝達媒体の表現値は、伝達媒体がインジケータアイコンである場合、アイコンの表現方式（バーアイコン、ゲージアイコン、７−セグメントデジタルアイコン、レベル計アイコン）と、作用力（Ｆｉｎ）の強度とにより決められる。そして、伝達媒体が音響である場合、伝達媒体の表現値は、音響の振動数（ｆ）又は振幅（Ａ）と作用力（Ｆｉｎ）との関係により決められ、伝達媒体が振動である場合、伝達媒体の表現値は、振動の振幅（Ａ）と、振動数（ｆ）と、作用力（Ｆｉｎ）との関係により決められる。
【００３９】
表現部２４０（図１参照）は、制御部２３０での各伝達媒体別の表現値に基づいて、伝達媒体を出力する。伝達媒体の出力により、ユーザは、作用力（Ｆｉｎ）の強度を認識することできる。伝達媒体がインジケータアイコンの場合、表現部２４０は、携帯用端末機のディスプレイ部２１２になり、伝達媒体が音響の場合、表現部２４０は、スピーカ装置になり、伝達媒体が振動の場合、表現部２４０は、アクチュエータ又は、一般の携帯電話端末機に備えられた公知の振動モータになる。なお、圧電アクチュエータ、ボイスコイルアクチュエータ、高分子アクチュエータなどが使用されるが、これらの属性及び特徴は、当業者の範囲で公知であるため、詳細な説明は、省略する。
【００４０】
また、触覚センサ２２０で発生された信号は、制御部２３０に伝達される前に、触覚センサ２２０で発生された信号を順次検出するマルチプレクサー２２２の信号を所定のレベルで増幅する増幅器２２４を介して、信号が処理される。
【００４１】
ここで、増幅器２２４は、アナログ増幅器、デジタル増幅器、電圧増幅器などの様々な種類の増幅器が使用される。また、触覚センサ２２０の発生信号中に含まれたノイズを取り除くためのノイズ除去部（図示せず。例えば、フィルターなど）を更に付加することが望ましい。デジタル増幅器は、電力の消耗が小さく、またサイズが小さいので、コンピュータ、携帯用電子製品などに容易に内装することができ、一つの注文型半導体として製作が可能であり、安価で大量生産が可能であるという利点がある。デジタル増幅器を用いる場合は、アナログ信号とデジタル信号の間に信号を変換するためのコンバータ（図示せず）、ＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）又は、ＤＡＣ（ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ））を更に付加することが望ましい。
【００４２】
また、ユーザインタフェースの提供装置は、作用力（Ｆｉｎ）が最小力（Ｆｍ）以上の場合に作動されるのが望ましい。最小力（Ｆｍ）とは、ユーザが、携帯用端末機３００の位置命令、又は、動作命令を入力するため、意図的に印加する最小の作用力（Ｆｉｎ）のことをいう。作用力（Ｆｉｎ）が位置命令、又は、動作命令のため与えられたものではない場合（例えば、偶然指がタッチ入力部に接触した場合）に、携帯用端末機３００が作動することを防止するためである。即ち、最小力（Ｆｍ）未満の作用力（Ｆｉｎ）が与えられる場合は、携帯用端末機３００は、作動しない。
【００４３】
［ユーザインタフェースの提供方法］
本発明のユーザインタフェースの提供方法は、図４に示すように、触覚センサ２２０が作用力（Ｆｉｎ）を検出して、作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生するステップ（Ｓ２０）と、制御部２３０が触覚センサ２２０での発生信号から、伝達媒体の表現値を決めるステップ（Ｓ３０）と、表現値に基づき、作用力（Ｆｉｎ）の強度を伝達媒体に表示するステップ（Ｓ４０）とから構成される。
【００４４】
［信号発生ステップ：Ｓ２０］
ユーザが、タッチ入力部２１０に作用力（Ｆｉｎ）を印加すると、ユーザインタフェースの提供装置の触覚センサ２２０は、作用力（Ｆｉｎ）に対する信号を発生させる。図２ａのように、触覚センサ２２０が、タッチ入力部２１０の下にマトリックス状に配列された場合は、作用力（Ｆｉｎ）が与えられた該当位置の触覚センサ２２０が作用力（Ｆｉｎ）を感知して、該当信号を発生させる。図２ｂのように、触覚センサ２２０がタッチ入力部２１０の周縁に配列された場合は、作用力（Ｆｉｎ）が与えられた位置の近傍に置かれた触覚センサ２２０が作用力（Ｆｉｎ）を感知して、該当信号を発生させる。この場合は、図２ａとは異なり、作用力（Ｆｉｎ）が与えられた位置近傍の触覚センサ２２０が、作用力（Ｆｉｎ）を間接的に検出する方式である。それで、作用力（Ｆｉｎ）に対する信号値が有効な値を持つためには、それぞれの触覚センサ２２０で発生された信号の最大値、平均値又は、３ｄＢ値を使用するのが望ましい。
【００４５】
［伝達媒体の表現値の決定ステップ：Ｓ３０］
ユーザインタフェースの提供装置の制御部２３０は、触覚センサ２２０が発生した信号に基づいて、伝達媒体の表現値を決める。表現値とは、伝達媒体がインジケータアイコンの場合、アイコンの表示形式（バーアイコン、ゲージアイコン、７−セグメントデジタルアイコン、レベル計アイコン）と、作用力（Ｆｉｎ）の強度とが表示される、色彩、バー又はゲージの表示程度を意味する。また、ユーザが作用力（Ｆｉｎ）を入力して、特定文字又はアイコンなどを選択する場合、選択された特定文字又はアイコンの表示サイズ等を意味する。
【００４６】
そして、伝達媒体が音響の場合における表現値とは、音響の種類と作用力（Ｆｉｎ）による振動数（ｆ）又は振幅（Ａ）値などを意味する。また、伝達媒体が振動の場合における表現値とは、作用力（Ｆｉｎ）による振動の振幅（Ａ′）と振動数（ｆ′）の値を意味する。
【００４７】
伝達媒体は、前述したように、インジケータアイコン、音響、及び振動などがある。以下伝達媒体別に説明する。
【００４８】
［作用力の強度をインジケータアイコンで表現するステップ：Ｓ４０′］
作用力（Ｆｉｎ）の強度をインジケータアイコンで表現するステップにおいて、ユーザインタフェースの提供装置の表現部２４０は、ディスプレイ部２１２になる。
【００４９】
インジケータアイコンは、例えば、一般に、携帯電話バッテリーの残量を表示するアイコンがディスプレイ部２１２の上に固定されている場合、図５ｄに示すように、作用力（Ｆｉｎ）が与えられる地点によらず、ディスプレイ部２１２の予め指定された位置に表示される。図５ｄは、インジケータアイコン３１０ａ′がバー形式で、作用力（Ｆｉｎ）が与えられる位置によらず、予め指定された位置（例えば、ディスプレイ部の上）に表示されることを示したものである。
【００５０】
また、図５ａ乃至図５ｃに示すように、作用力（Ｆｉｎ）が与えられる当該地点に表示後、消滅する方式を採用してもよい。このような方式は、ディスプレイ部２１２のサイズが小さい携帯用端末機３００の環境を考えると、ディスプレイ部２１２の使用効率が良い。
【００５１】
そして、インジケータアイコンは、各種形式で表現可能であり、携帯用端末機３００でユーザが予め様々なアイコンの表現形式のいずれかを選択し、選択されたインジケータアイコン形式を感知し、その形式により、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表示することが望ましい。この際、ユーザにより選択されるインジケータアイコンの表示形式は、図５ａ乃至図５ｄ、及び図６ａ又は図６ｂに示すように、バーアイコン３１０ａ、３１０ａ′、ゲージアイコン３１０ｂ、７−セグメントデジタルアイコン３１０ｃ又は、レベル計アイコン３１０ｄなどがある。
【００５２】
また、図６ａ及び図６ｂに示すように、作用力（Ｆｉｎ）の強度により所定の区間を設定し、互いに異なる色彩で表現可能である。一例として、（イ）区間は黄色、（ロ）区間は橙色、（ハ）区間は赤色で構成して、作用力（Ｆｉｎ）の強度が増加することを視覚的に表現することができる。
【００５３】
そして、インジケータアイコンは、図６ａ及び図６ｂに示すように、作用力（Ｆｉｎ）の強度だけではなく、作用力（Ｆｉｎ）の印加によるクリックイベント発生による作動変化状態（クリック、画面スクロールなど）も共に表示することが望ましい。一例として、図６ｂを参照して、画面スクロールについて考察してみる。作用力（Ｆｉｎ）が２Ｎ未満であると、画面は上下左右にスクロールし、作用力（Ｆｉｎ）が２Ｎ以上であると、クリックイベント発生により、ハイパーリンクされた他のウェブサイトに画面が切り替えられたと設定されたとき、インジケータアイコンは、図６ｂに示すように、作用力（Ｆｉｎ）の強度の表示とともに、「画面移動」又は「ハイパーリンク」などの文言も共に表示されることが望ましい。他の例として、図６ａに示すように、「クリック」と「ダブルクリック」の場合も、作用力（Ｆｉｎ）の強度変化で具現することができ、これを共に表示して、ユーザに視覚的に訴えることが望ましい。
【００５４】
インジケータアイコンで作用力（Ｆｉｎ）の強度を表示する際、ユーザにクリック感を与えるため、所定の効果音又は振動が共に表現されることが望ましい。効果音又は振動の振幅（Ａ，Ａ′）又は、周波数（ｆ，ｆ′）は、作用力（Ｆｉｎ）に比例することが望ましい。効果音の場合、作用力（Ｆｉｎ）に比例して、高音（周波数増加）を出力する。また、作用力（Ｆｉｎ）に比例して、大きな音（音量増加）を出力する。これにより、インジケータアイコン３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄによる視覚的な表現だけではなく、聴覚的な表現の提供も可能である。
【００５５】
［作用力の強度を音響で表現するステップ：Ｓ４０′′］
作用力（Ｆｉｎ）の強度を音響で表現する場合、表現部２４０は、携帯用端末機３００のスピーカを使用する。音響は、音の高低、大きさなどを異ならせて、多様な表現が可能であるという特徴があり、これを利用すると、作用力（Ｆｉｎ）の強度が多様に表現される。音響を決めるパラメータとしては、振幅（Ａ）と周波数（ｆ）がある。図７ａ及び図７ｂは、作用力（Ｆｉｎ）による音響の周波数（ｆ）、及び振幅（Ａ）の関係グラフである。グラフ上のＸ軸は、作用力（Ｆｉｎ）を示し、Ｙ軸は、振幅（Ａ）と周波数（ｆ）の相対的な大きさを示す。
【００５６】
図７ａに示すように、音響の周波数（ｆ）又は音響の振幅（Ａ）は、作用力（Ｆｉｎ）に線形的に比例する関係を有する。作用力（Ｆｉｎ）に比例して、周波数（ｆ）が増加することにより、高音が出力されたり、振幅（Ａ）が増加することにより、大音量が出力されたりする。これにより、ユーザは、作用力（Ｆｉｎ）の強度を認知することができる。
【００５７】
図７ｂに示すように、音響の周波数（ｆ）又は音響の振幅（Ａ）は、作用力（Ｆｉｎ）との関係により、階段関数の形態を有する。グラフに示すように、作用力（Ｆｉｎ）を所定の区間に分割して、区間別に音響の振幅（Ａ）又は周波数（ｆ）が増加して、作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現することができる。
【００５８】
一般に、携帯用端末機３００は、作用力（Ｆｉｎ）の印加により、クリックイベントが発生する。また、クリックイベントは、前述したように、画面移動及びハイパーリンク、クリック及びダブルクリックなどの例示の他にも、多様に構成することができる。また、前記の音響を出力すると共に、クリックイベント発生による作動変化状態をディスプレイ部２１２に視覚的に表現することが、ユーザビリティの向上の方法として望ましい。
【００５９】
［作用力の強度を振動で表現するステップ：Ｓ４０′′′］
作用力（Ｆｉｎ）の強度が振動で表現されるステップにおいて、表現部（２４０）は、アクチュエータ又は一般の携帯電話端末機に装着された公知の振動モータになる。振動も、音響と同様に、振幅（Ａ′）及び周波数（ｆ′）のパラメータにより、多様なパターンが存在するという利点がある。このような音響の特性を利用すると、作用力（Ｆｉｎ）の強度に対して、多様な表現が可能である。
【００６０】
音響の場合と同様に、図７ａに示すように、振動の周波数（ｆ′）又は振動の振幅（Ａ′）は、作用力（Ｆｉｎ）と比例する関係を有する。作用力（Ｆｉｎ）の強度に比例して、周波数（ｆ′）が増加して、ユーザに微細な振動を伝導するか、振幅（Ａ）の増加で強い振動を伝導することができる。これにより、ユーザは、触覚を通じて、作用力（Ｆｉｎ）の強度を認識することができる。
【００６１】
振動の周波数（Ａ′）又は振幅（ｆ′）は、図７ｂに示すように、作用力（Ｆｉｎ）との関係で階段関数の形態を有する。前述の、音響で表現するステップ（Ｓ４０′′）と同様であるので、説明は省略する。
そして、振動の周波数（ｆ′）と振幅（Ａ′）は、図８に示すように、作用力（Ｆｉｎ）の増加により反比例する関係を有する。（イ）領域は、柔らかい感じをユーザに伝導することができ、相対的に（ロ）領域は、硬い感じを伝導することができる。作用力（Ｆｉｎ）が比較的弱いと、（イ）領域の振動を表現し、作用力（Ｆｉｎ）が比較的強いと、（ロ）領域の振動を表現して、ユーザが作用力（Ｆｉｎ）の強度を認識できるようにする。
【００６２】
一方、振動は、タッチ入力部２１０又は、携帯用端末機３００の全体を媒介として伝達可能である。即ち、ユーザに表現される振動は、ユーザが作用力（Ｆｉｎ）を印加した当該地点にのみ表現されるか、一般の携帯電話端末機の振動のように、携帯用端末機３００の全体に対して表現される。
【００６３】
そして、音響又は／及び振動でユーザに作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現するステップ（Ｓ４０′′，Ｓ４０′′′）において、伝達媒体は、作用力（Ｆｉｎ）が所定の閾値（Ｆｃｒ）以上である場合に出力されることが望ましい。作用力（Ｆｉｎ）の強度により携帯用端末機３００の作動状態が異なるように設定された場合、ユーザにとって容易に区別できるようにするためである。閾値（Ｆｃｒ）とは、ユーザが位置又は動作命令のため印加した作用力（Ｆｉｎ）のうち、携帯用端末機３００の作動状態を別の状態に遷移させる為の判断の閾値を意味する。従って、前記の最小力（Ｆｍ）よりは、大きい値となる。
【００６４】
例えば、以下の通りである。作用力（Ｆｉｎ）が１Ｎ未満の場合は、ユーザが作用力（Ｆｉｎ）を印加した方向に画面がスクロールし、作用力（Ｆｉｎ）が１Ｎ以上の場合、クリックされるように設定されたと仮定する（即ち、閾値（Ｆｃｒ）が１Ｎである）。この場合、ユーザが印加した作用力（Ｆｉｎ）が１Ｎ未満であると、画面はスクロールし、作用力（Ｆｉｎ）の強度はユーザには表現されない。但し、ユーザが印加した作用力（Ｆｉｎ）が１Ｎ以上である場合は、クリックされると共に、音響又は／及び振動の出力により、作用力（Ｆｉｎ）の強度が表現される。よって、ユーザは、単純な画面スクロールとクリックを視覚、聴覚又は／及び、触覚で区別することができる。但し、作用力（Ｆｉｎ）が与えられる間は、その程度をインジケータアイコンで表現して、ユーザが印加する作用力（Ｆｉｎ）の強度がどれくらいであるか分かるようにすることが望ましい。また、閾値（Ｆｃｒ）未満の作用力（Ｆｉｎ）の印加により、音響又は振動の伝達媒体が出力されない場合でも、吹き出し形式などで画面スクロール状態（例えば、左に移動）を画面に表示することが、ユーザビリティの向上を考えると、好適である。
【００６５】
図９ａ及び図９ｂを参照して、更に他の実施例として、ユーザが携帯用端末機３００に文字を入力する場合を挙げて説明する。この場合も、閾値（Ｆｃｒ）は、１Ｎであると仮定する。ユーザが、１Ｎ未満の作用力（Ｆｉｎ）を加えて、ディスプレイ部２１２に示す文字入力窓４００から「Ｙ」を選択すると、音響又は振動が出力することなく、「Ｙ」が選択されたことを、ユーザに拡大画面（４０１、例えば、吹き出し形式）で表示する。このように、ユーザは、自分の意図に合わせて文字が選択されたかを確認することができる（図９ａ）。次に、ユーザは、１Ｎ以上の作用力（Ｆｉｎ）（即ち、閾値（Ｆｃｒ）以上の作用力（Ｆｉｎ））を印加して文字（Ｙ）を選択入力する。この際、選択された文字（Ｙ）が入力されると共に、所定の音響または振動が出力される。図９ｂは、所定の音響が出力されることを示す。
【００６６】
前記の最小力（Ｆｍ）及び閾値（Ｆｃｒ）は、ユーザが携帯用端末機３００の環境設定モードで予め設定可能である。また、設定後の変更などの制御が可能であることは勿論である。
【００６７】
［記録媒体］
前記のユーザインタフェースの提供のための記録媒体は、作用力（Ｆｉｎ）の印加を感知する作用力感知ステップ、触覚センサ２２０で発生された信号を格納する信号格納ステップ、発生された信号から、伝達媒体の表現値を決める表現値決定ステップ、決められた表現値により、インジケータアイコン、音響又は振動で表現する表現ステップを実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００６８】
また、このような記録媒体は、ユーザインタフェースの提供装置が装着された携帯用端末機３００に含まれたコンピュータシステムにより読取可能である。このようなコンピュータシステムは、制御部２３０に含まれるか、制御部２３０と別の装置で構成される。
【００６９】
そして、記録媒体には、作用力（Ｆｉｎ）の印加を感知するに先立って、ユーザが作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現するための媒体として、インジケータアイコン、音響、及び振動の少なくとも何れか１つを選択するようにする媒体選択ステップを実行させるためのプログラムを更に加えて、ユーザの好みに合うユーザインタフェースを提供することが望ましい。
【００７０】
また、作用力（Ｆｉｎ）をインジケータアイコンで表現する場合、レベル計アイコン、７−セグメントデジタルアイコン、バーアイコン、及びゲージアイコンのインジケータアイコンの表示形式のうち、何れか１つを、ユーザに予め選択するようにするアイコン選択ステップを実行させるためのプログラムを、有することが望ましい。
【００７１】
［変形例］
本発明のユーザインタフェースの提供装置、提供方法、及び記録媒体は、携帯電話端末機、ポケット用又は、ユーザが片手でも使用可能な個人携帯情報機器（例えば、ＰＤＡ、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ））、コンピュータ、ノート型パソコンなど、位置命令又は動作命令をタッチ方式で入力する全ての電子／通信機器で使用可能である。
【００７２】
他の実施例として、インジケータアイコンとして作用力（Ｆｉｎ）を表現するステップ（Ｓ４０′）において、区間を分割して互いに異なる色彩で作用力（Ｆｉｎ）の程度を表示する場合は、図６ａ及び図６ｂに示すレベル計アイコンで表示する場合のみならず、バーアイコン、ゲージアイコン、７−セグメントデジタルアイコンなどでも適用可能である。
【００７３】
他の実施例として、作用力（Ｆｉｎ）の強度を伝達媒体に表現すると共に、クリックイベント発生による動作の変化は、吹き出しが生成される方式などでも表現可能である。また、動作の変化は、図６ａ及び図６ｂに示すように、クリック及びダブルクリック、画面移動及びハイパーリンクの他にも、画面の拡大、縮小など、多様に行うことが可能である。
【００７４】
本発明の他の実施例として、前記作用力（Ｆｉｎ）をインジケータアイコンで表現するステップ（Ｓ４０′）と、音響で表現するステップ（Ｓ４０′′）と、振動で表現するステップ（Ｓ４０′′′）とがそれぞれ説明されているが、３つの伝達媒体に同時に作用力（Ｆｉｎ）の強度を表現することも可能である。
【００７５】
本発明の好適な実施例に関して説明したが、発明の要旨と範囲から逸脱することなく、様々な修正や変形をすることが可能である。従って、本発明の特許請求の範囲は、本発明の要旨に属する限り、このような修正や変形を含む。
【００７６】
本明細書に添付される以下の図面は、本発明の好適な実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明と共に、本発明の技術思想を更に理解させる役目をするので、本発明は、それらの図面に記載した事項に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る作用力によるユーザインタフェースの提供装置のブロック図である。
【図２】図２ａ及び図２ｂは、本発明に係る触覚センサの配列状態図である。
【図３】本発明に係る触覚センサの構成断面図である。
【図４】本発明に係る作用力によるユーザインタフェースの提供方法のフローである。
【図５】図５ａ乃至図５ｄは、本発明に係るインジケータアイコンの種類による画面状態図である。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、本発明に係る作用力の強度と動作変化状態を示すインジケータアイコンの例示図である。
【図７】図７ａ、図７ｂは、本発明に係る作用力による音響又は振動の周波数（ｆ）又は振幅（Ａ）の相対的な大きさを示したグラフである。
【図８】本発明に係る作用力による音響又は振動の周波数（ｆ）又は振幅（Ａ）の相対的な大きさを示したグラフである。
【図９】図９ａは、本発明に係る作用力が所定の閾値の未満の場合の画面状態図である。図９ｂは、本発明に係る作用力が所定の閾値の以上の場合の画面、及び作動状態図を示す図面。
【符号の説明】
【００７８】
１０１  高分子フィルム
１０２  コーティング層
１０３  金属層
１０４  抵抗体
１１１  高分子フィルム
１１２  コーティング層
１１３  金属層
１１４  抵抗体
１１５  スペーサ
２１０  タッチ入力部
２１２  ディスプレイ部
２２０  触覚センサ
２２２  マルチプレクサー
２２４  増幅器
２３０  制御部
２４０  表現部
２５０  基準面
３００  携帯用端末機
３１０ａ、３１０ａ′、３１０ｂ、３１０ｃ  インジケータアイコン
４００  文字入力窓
４０１  吹き出し
４０２  文字入力画面
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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