(57)【要約】このグローブ（Ｇ１）は、このグローブのフィンガ（１）が連続的な電界を放射する少なくとも１つの領域（３１、３２、３３）を含むスクリーン（Ｅ１）に触れるときはいつでも、手触りで情報を読み取るために使用される。このグローブは、  ユーザの指（２８）に適応することが可能な柔軟な誘電性の内壁（２４）と、  柔軟かつ誘電性の外壁（２３）と、  これらの２つの壁の間の少なくとも１つの空間内に含まれた液体（２５）と、  この液体内に配置された微粒子（６、７）であって、同じ電極で荷電されており、電界の作用を受けて、その液体内で移動することが可能な微粒子（６、７）とを含む少なくとも１本のフィンガ（１）を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グローブのフィンガ（１）が連続的な電界を放出する少なくとも１つの領域（３１、３２、３３）を含むスクリーン（Ｅ１）に触れるとき、手触りで情報を読み取るために使用されるグローブ（Ｇ１）であって、前記グローブの少なくとも１本のフィンガ（１）が、
ユーザの指（２８）に適応することが可能な柔軟な誘電性の内壁（２４）と、
柔軟かつ誘電性の外壁（２３）と、
前記２つの壁の間の少なくとも１つの空間内に含まれた液体（２５）と、
前記液体内に配置された微粒子（２６、２７）であって、同じ電極で荷電されており、電界の作用を受けて、前記液体内で移動することが可能な微粒子（２６、２７）とを含むグローブ（Ｇ１）。
【請求項２】
前記外壁（２３）に対して、かつ前記内壁（２４）に対して直角であり、前記微粒子を前記内壁（２４）に向けて、または前記外壁（２３）に向けて自由に移動させ、かつ前記外壁（２３）と前記内壁（２４）とに並行する方向に前記微粒子が移動するのを抑制するように、前記外壁（２３）と前記内壁（２４）とによって定められた前記空間を区画に分割する壁（２９）を含む、請求項１に記載のグローブ。
【請求項３】
前記グローブのユーザの前記指（２８）の先端を電気的に拡張するように、グローブフィンガの先端において前記内壁（２４）と前記外壁（２３）とを横断する導電性ブリッジ（３４）も含む、請求項１に記載のグローブ。
【請求項４】
手触りで情報を読み取るために使用されるタッチスクリーン（Ｅ１）であって、
少なくとも１つの電極（２）と、
少なくとも１つの電圧源（４）と、
前記電極から電界を生み出すために、前記電極（２）に接続された切替手段（３）であって、情報発信源（５）によって制御されている切替手段とを含み、
前記切替手段（３）が、前記電極に２つの反対符号を利用できる直流電圧を印加するように制御され、その符号が前記情報発信源（５）によって提供される２進情報に依存するタッチスクリーン（Ｅ１）。
【請求項５】
それぞれの電極（２）が透明であり、前記透明電極を介して、画像を表示するために使用される従前の手段も含む、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
前記スクリーンに触れることによってコマンドを入力するために使用される手段も含む、請求項５に記載のタッチスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手触りで情報を読み取るために使用されるグローブおよびタッチスクリーンに関し、前記グローブは、ユーザがグローブを装着して、このグローブの指でスクリーンの表面に触れたとき、そのスクリーンによってそのグローブに提供された情報を触覚の形で送信する。
【背景技術】
【０００２】
多くの移動体デバイスは、現在、ユーザ向けのグラフィカルインターフェースを構成するタッチスクリーンを含み、ユーザは、このスクリーン上のアイコンまたはメニューを読み取り、アイコンまたは少数の用語を表示するスクリーンの領域に指またはスタイラスを用いて触れることによってコマンドを入力する。したがって、タッチスクリーンを使用するためには、所与のコマンドを入力する目的でスクリーンのどこを触れるかを知るために、スクリーンを見ることが必要である。しかし、ある特定の状況において、例えば、デバイスがユーザのポケットもしくはバッグの中に残っている場合、またはユーザの目が不自由である場合、ユーザは、スクリーン上に何が表示されているかを見ることができない。これらの状況において、ユーザはスクリーン上の敏感な領域の位置を確かめることができず、そのスクリーン上で応答して表示される情報を見ることができないため、ユーザはタッチスクリーンを使用することができない。
【０００３】
目の不自由な人々および弱視の人々を支援するために、テキストスピーチ会話ソフトウェアを使用することが知られているが、この解決法は、十分満足の行くものではない。かかるソフトウェアは、テキスト以外のものを記述することができない。例えば、アイコンまたは幾何学的図形を用語に直接変換することはできない。さらに、表示された用語を読み取ることは、スクリーン上の前記用語の位置を表示しない。この解決法は、したがって、表示された主な用語の読取りがそのスクリーン上で触れるべき領域を表示しないため、タッチスクリーンでコマンドが選択されることを可能にしない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２６２８３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、タッチスクリーンのこの欠点を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の目的は、グローブのフィンガが連続的な電界を放射する少なくとも１つの領域を含むスクリーンに触れるとき、手触りで情報を読み取るために使用されるグローブであって、
ユーザの指に適応することが可能な柔軟な誘電性の内壁と、
柔軟かつ誘電性の外壁と、
それらの２つの外壁の間の少なくとも１つの空間内に含まれた液体と、
この液体内に配置された微粒子であって、同じ極性で荷電されており、電界の作用を受けて、その液体内で移動することが可能な微粒子とを含む少なくとも１本のグローブフィンガを含むグローブである。
【０００７】
このように特徴付けられるグローブは、指の動きが荷電された微粒子に印加された電界を変化させるとき、ユーザの指のうちの１本に対する圧力に変化を加えるため、このグローブは、手触りで情報を認知するために使用される。実際には、荷電された微粒子に印加される電界の変化は、これらの微粒子を移動させる。この移動は、グローブの壁上の圧力を変化させる。スクリーンに触れることによって認知される圧力のこの変化は、ユーザが手触りによってグラフィックスを理解することを可能にする。
【０００８】
本発明の第２の目的は、手触りで情報が読み取られることを可能にするタッチスクリーンであって、
少なくとも１つの電極と、
少なくとも１つの電圧源と、
この電極から電界を生み出すために、この電極に接続された切替手段であって、情報発信源によって制御されている切替手段とを含み、
前記切替手段が、この電極に２つの反対符号を利用できる直流電圧を印加するように制御され、その符号が情報発信源によって提供される２進情報に依存するタッチスクリーンである。
【０００９】
このように特徴付けられるスクリーンは、２進情報が、連続的な電界上で、スクリーンの一領域上にこの２進情報の値によって決まる意味内容となって転写されることを可能にする。したがって、このスクリーンは、ユーザが指でそのスクリーンの表面に触れるとき、本発明によるグローブをアクティブ化することができる電子画像のようなものを提供する。
【００１０】
このスクリーンの第１の応用例は、目の不自由な人々のために、特に点字文字で、グラフィックスを表示することである。第２の応用例は、視力が正常で、代替として、自らの目と指を用いて、情報を読み取ることが可能であることを望む人々に関する。この応用例の場合、スクリーンは、少なくとも１つの透明電極を含み、この透明電極を介して、画像を表示するために使用される従前の手段も含む。
【００１１】
このスクリーンは、スクリーン上の領域に触れることによってコマンドを入力するために使用される従前の手段と組み合わせることも可能である。
【００１２】
本発明は、下の説明および添付の図面を用いて、より良好に理解され、その他の特徴が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるグローブの第１の実施形態および本発明によるスクリーンの第１の実施形態の正面図である。
【図２】本発明による、スクリーンの前記第１の実施形態およびグローブの前記第１の実施形態の指の断面図である。
【図３】本発明によるグローブの第２の実施形態の指の断面図である。
【図４】本発明によるスクリーンの第３の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
様々な実施形態において、同一の要素には同じ参照番号が与えられる。
【００１５】
図１は、本発明によるグローブのこの第１の実施形態Ｇ１および本発明によるスクリーンのこの第１の実施形態Ｅ１の正面図を示す。この例では、ユーザは、グローブＧ１のフィンガ１でタッチスクリーンＥ１の電極のうちの１つに触れる。
【００１６】
タッチスクリーンＥ１は、
行列の形に構成された複数の電極２と、
基準電圧に対して正電圧と負電圧とを提供するための２つの電圧源４と、
これらの２つの電圧源４に接続され、これらの電極２に接続され、２進情報の発信源５に接続された切替回路３とを含む。
【００１７】
例えば、スクリーンＥ１の表面は、スクリーン上の２５６個のゾーンに対応する１６×１６個の電極２の行列を含む。ユーザは、これにより、グローブＧ１のフィンガ１でスクリーンに触れることによって、２５６個の異なる２進値を手触りで認知することが可能である。
【００１８】
切替回路３は、手触りで認知すべき情報を受信するために、２進情報の発信源５に接続された入力を有する。その入力は、発信源４によって提供される２つの直流電圧のうちの１つを所与の電極に加えるように制御される。電極２に印加される電圧の符号は、情報の発信源５によって提供される２進情報項目に依存し、この符号は、この電極に対応し、すなわち、スクリーンの所与の領域に対応する。
【００１９】
この例では、２進情報の発信源は、２５６個の電極にそれぞれ対応する２５６個の２進値を連続的に提供する。切替回路３は、次いで、表示すべき新しい情報が存在しない限り、２５６個の電圧を継続的に提供する。
【００２０】
図２は、本発明によるグローブのこの第１の実施形態のグローブフィンガ１の断面図と、本発明によるタッチスクリーンのこの第１の実施形態Ｅ１の一部とを示す。このグローブフィンガ１は、
グローブフィンガ１の先端がユーザの指２８と完全に接触するように、ユーザの指２８に隣接するように適合された弾性とサイズとを有する柔軟な内壁２４と、
２つの壁２３〜２４の間におよそ一定の厚さの空間を定めるように、内壁２４にほぼ平行な柔軟な外壁２３と、
指１の先端を除いて、グローブフィンガ１の長さの最大部分に沿ってこの空間を埋める柔軟素材２２と、
指１の先端に位置する部分の、この空間の残りを埋める誘電性の液体２５と、
この液体２８内を自由に移動する微粒子２６、２７とを含む。微粒子２６、２７は、同じ極性、例えば、陽極で恒久的に荷電される。
【００２１】
壁２３〜２４は、スクリーンＥ１とユーザの指２８との間に電界を送るために、誘電性材料で作られる。さらに、壁２３〜２４は、少なくとも液体２５に接触する領域に漏れないものでなければならない。例えば、壁２３〜２４は、ゴム、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン、ビニールなどで作ることができる。壁２３〜２４は、ユーザの指２８上の圧力の変化を良好に認知するのを可能にするために、極めて薄くなければならない（例えば、１０分の１ミリメートル）。
【００２２】
微粒子２６〜２７は、例えば、直径約１ミクロンのチタンビーズである。誘電性の液体は、例えば、アセトンであってよい。
【００２３】
電気泳動ディスプレイデバイス内で使用することで知られているその他の素材を使用することが可能である。米国特許第６２６２８３３号の文書は、電気泳動ディスプレイデバイス内で使用可能な微粒子および流体を説明する。電気泳動ディスプレイデバイスの場合、マイクロビーズが透明なマイクロカプセル内にカプセル化される。しかし、本発明によるグローブを作成するためには、２つの壁２３〜２４の間に微粒子を導入する前に、それらの微粒子はカプセル化されない。
【００２４】
柔軟な充填素材２は、例えば、ネオプレンであってよい。
【００２５】
示される例では、スクリーンＥ１の領域３２の電極は、基準電位に対して負電圧を受け、他方で、領域３１および３３の電極は正電圧を受ける。グローブフィンガ１の先端は、領域３２内でスクリーンＥ１の表面に触れる。領域３１、３２、３３内でスクリーンＥ１の電極によって生み出される電界の作用を受けて、正電荷を有する微粒子２６〜２７は、液体２５内で微粒子２６〜２７を動かす静電力を受ける。グローブフィンガ１の先端は電極が負電圧を受ける領域３２に近いため、微粒子２７は、グローブフィンガ１の先端で外壁２３に引き寄せられる。反対に、領域３１および３２の反対に位置する他の微粒子２６は、内壁２４に対して押し戻されて、ユーザの指２８の一部を圧迫し、この部分はほぼ冠の形をとる。結果として、指２８の先端が領域３２を通過するとき、ユーザは指２８の先端周辺の圧力の上昇を感じる。ユーザの指２８が領域３２から離れて、領域３１または領域３３に触れるとき、ユーザは圧力の低下を感じる。
【００２６】
アイコンまたはメニューオプションを表示するために使用されるそれぞれの領域は、ユーザが、本発明によるグローブを使用して、このアイコンまたはこのオプションの位置を正確に検出できるように、本発明によるスクリーンの１つの電極または全ての数の電極とぴったりと一致するように設計されることが好ましい。
【００２７】
スクリーンのサイズと電極の数とが十分である場合、本発明によるグローブを用いて認知できるグラフィックを示すことが可能である。詳細には、点字文字を構成するレリーフに類似した一連のパルスを認知することが可能である。
【００２８】
図３は、本発明によるグローブの第２の実施形態の指の断面図を示す。これは、壁２３〜２４の間に位置し、微粒子２６〜２７を含む空間が外壁２３と内壁２４とに対して直角ないくつかの壁２９を有する点で、第２の例とは異なる。これらの壁２９は、電界の方向に応じて、微粒子を内壁２４に向けて、または外壁２３に向けて自由に移動に移動させながら、外壁と内壁とに並行する方向に微粒子が移動するのを低減するように、この空間を区画に分割する。さらに、これらの壁２９は、壁２３〜２４の間におよそ一定の間隔を維持する空間を構成する。これらの壁２９は、したがって、この空間内に微粒子のほぼ均一な分散を、すべて指１の先端周辺に維持する。
【００２９】
目の不自由な人々だけを対象とする一実施形態では、スクリーンは、本発明によるグローブに情報を送信することが意図される電極だけを含む。
【００３０】
あるいは、本発明によるグローブの有無にかかわらず使用されることが意図されるその他の実施形態では、電極は、従前のディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイを閲覧するのを可能にするために、透過的であり、かつ従前のディスプレイスクリーンの前に配置される。この場合、スクリーンは、あるいは、視覚によってまたは手触りで情報を認知するために使用可能である。
【００３１】
このスクリーンは、本発明によるグローブの有無にかかわらず、グローブおよびこれらの接触制御用手段が一緒に動作することが可能なように適合される限り、従前のタッチスクリーンとして使用されることを可能にする手段を含むことも可能である。接触制御を生み出すための様々な既存の技術が存在する。これらの技術の大部分は、グローブを着用することと両立可能であるが、静電容量技術とは両立しない。これは、ユーザの指がスクリーン内に組み込まれた電極に非常に近いとき、既存の容量を使用する。グローブの厚さは、指の先端がスクリーンからさらに離れていることを意味するため、ユーザがグローブを着用している場合、この技術は通常機能しない。本発明による第３の実施形態は、静電容量技術を実装するタッチスクリーンが使用されるのを可能にする。
【００３２】
図４は、本発明によるグローブのこの第３の実施形態の断面図を示す。これは、内壁２４と、外壁２３と、これら２つの壁の間の空間とを横断する導電性ブリッジ３４とを含むという点で第２の例と異なる。このブリッジは、円錐台の形をとる。一方の先端において、このブリッジは、フィンガ１の先端部分で、壁２３の表面に触れ、もう一方の端において、このブリッジは、内壁２４の表面に触れる。したがって、グローブのフィンガ１がスクリーンＥ１に触れるとき、このブリッジは、ユーザの指２８と接触しており、かつスクリーンＥ１の表面と接触している。この導電性ブリッジは、電気的な観点から、ユーザの指２８の先端を拡張する効果を有する。これは、タッチスクリーンが静電容量効果を使って制御されることを可能にし、同時に本発明による、接触によって情報を読み取るためにユーザの指２８がグローブによって覆われているときに、操作するためには不十分な感度を伴う。
【００３３】
このブリッジ３４は、柔軟な導電材料または剛性の導電材料、例えば、カーボン担持ポリマーで作ることが可能である。
【００３４】
本発明によるスクリーンの電極は、静電容量効果による従前の触覚制御機能のための電極を構成することも可能である。例えば、これらの２つの機能は、それぞれ交互に、また周期的にアクティブ化されることも可能である。
【００３５】
当然、第３の実施形態は、第２の例の場合のように、微粒子を区画内に含む空間を分割する壁を含むことも可能である。
【００３６】
その他の実施形態では、グローブは、先に説明されたように作成された複数のグローブフィンガを含むことが可能である。
【００３７】
反対に、本発明によるグローブの簡素化された改変形態は、１本のフィンガだけを含み、その他には何も含まず、手の残りの部分はカバーされない状態であってもよい。
【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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