JP2011528826A - タッチスクリーンのキーシミュレーションに対する触覚フィードバック - Google Patents

Abstract

方法は、タッチセンシティブディスプレイにキーの画像を表示することと、第１の場所においてタッチセンシティブディスプレイ上でタッチを検出することとを含む。第１の場所がキーに関係する所定の領域に位置を定められる場合、物理的なキーの特性をシミュレートする触覚フィードバックが提供される。タッチセンシティブディスプレイは、ポータブル電子機器の一部であり得る。ポータブル電子機器は、タッチを検出するように配置され、組み立てられるタッチセンシティブディスプレイと、マイクロプロセッサおよびメモリであって、タッチセンシティブディスプレイにキーの画像を表示することと、タッチがキーに関連付けられる所定の領域に位置を定められるとき、物理的なキーの特性をシミュレートする触覚フィードバックを提供することとを行うように配置され、組み立てられる、マイクロプロセッサおよびメモリとを備えている。

Description

（関連出願の参照および優先権主張）
本出願は、２００８年７月２３日出願された米国仮出願第６１／０８３，０８７号および２００９年２月２７日出願された米国特許出願第１２／３９４，９５１号の優先権の利益を主張し、これらの出願は、参照によって本明細書に明確に援用される。

（分野）
本開示は、ポータブル電子機器に関連するものであり、タッチスクリーンディスプレイおよびそのコントロールを備えるポータブル電子機器を含むがそれに限定されない。

（背景）
ポータブル電子機器を含め、電子機器は広く用いられており、例えば電話電子メッセージング、その他のパーソナルインフォメーションマネージャー（ＰＩＭ）アプリケーション機能を含む、さまざまな機能を提供し得る。ポータブル電子機器は、例えば、単純な携帯電話、スマートテレフォン、ワイヤレスパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、および８０２．１１もしくはブルートゥース機能を有するラップトップコンピュータなど、複数の種類のモバイルステーションを含む。これらの機器は、Ｍｏｂｉｔｅｘ（登録商標）、ＤａｔａＴＡＣ（登録商標）ネットワークなどのデータオンリーネットワークから、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００ネットワークなどの複雑なボイスデータネットワークまで、さまざまなネットワークで機能する。

ＰＤＡもしくはスマートテレフォンなどのポータブル電子機器は、一般に、手で持って使用すること、および携帯が容易であることを意図されている。一般に、携帯にはより小型の装置が望ましい。タッチスクリーンディスプレイとしても知られる、タッチセンシティブディスプレイは、小型で、ユーザ入力および出力のための制限されたスペースを有するハンドヘルド機器の上では特に有益である。タッチセンシティブディスプレイ上に表示される情報は、作動している機能および操作に依存して修正され得る。ポータブル電子機器の小型化に対する需要は続くため、タッチセンシティブディスプレイのサイズは小型化し続ける。

よって、タッチセンシティブ機器の改良は望ましいことである。

（詳細な説明）
通信ネットワークのポータブル電子機器３００のブロックダイアグラムが図１に示されている。電子機器１００は、通信を促進し、グラフィカルユーザインターフェイスを提供し、プログラムを実行するなど、電子機器１００の動作をコントロールするマイクロプロセッサ３３８を含む。通信サブシステム３１１は、ワイヤレスネットワーク３１９と通信の送受信を行う。マイクロプロセッサ３３８はさらに、機器１００に接続され得る補助入力／出力（Ｉ／Ｏ）サブシステム３２８と接続され得る。加えて、少なくとも一実施態様において、マイクロプロセッサ３３８は、シリアルポート３３０を通して他の機器もしくはシステムとのコミュニケーションを促進するシリアルポート（例えばユニバーサルシリアルバスポート）３３０に接続され得る。ディスプレイ３２２は、機器１００のオペレータへの情報表示を容易にするために、マイクロプロセッサ３３８に動作可能に接続される。電子機器１００が、キーボード３３２（物理的なものまたは仮想的なもの（すなわち表示されたもの）であり得る）を備えているとき、キーボード３３２はマイクロプロセッサ３３８に動作可能に接続される。電子機器１００は、マイクロプロセッサに有利に動作可能に接続され得る、スピーカ３３４およびマイクロホン３３６を含み得る。加えて、バイブレータ１３２は、バイブレータモータであり得て、電子機器１００に振動を起こすためにマイクロプロセッサ３３８に動作可能に接続され得る。その他、同様の構成要素は、機器上もしくは機器内部に備えられ得て、オプションとしてマイクロプロセッサ３３８に動作可能に接続される。他の通信サブシステム３４０および他の通信機器サブシステム３４２は、一般にマイクロプロセッサ３３８と機能的に接続されるように示される。通信サブシステム３４０の例は、ブルートゥース（登録商標）通信モジュールもしくはワイファイ（登録商標）通信モジュール（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに従う通信モジュール）および関連する回路および構成要素などのショートレンジ通信システムである。加えて、マイクロプロセッサ３３８は、オペレーティングシステムの機能を実行し、電子機器１００上でプログラムもしくはソフトウェアアプリケーションを実行する。いくつかの実施態様では、上記の構成要素のすべてが電子機器１００に含まれるわけではない。補助Ｉ／Ｏサブシステム３２８は、一つ以上の異なるナビゲーションツール（マルチ指向性もしくは単一指向性）、キーボードなどの外部ディスプレイ機器、およびその他、入力の提供または電子機器１００からの出力の受信が可能なサブシステムの形態を取り得る。

電子機器１００は、図１に示されるように、さまざまなプログラムの動作を可能にする構成要素を備えている。図１の実施態様に示されるように、メモリ３２４はオペレーティングシステム３５７、機器プログラム３５８、データなどのための記憶を提供する。オペレーティングシステム３５７は一般に、メモリ３２４にも記憶されてプロセッサ３３８で実行可能な他のプログラム３５８を管理するよう構成される。オペレーティングシステム３５７は、あらかじめ定められたプログラム３５８インターフェイスを通じてプログラム３５８によってなされるサービスの要求を処理する。さらに詳細には、オペレーティングシステム３５７は、一般的に、複数のプログラム３５８がプロセッサ３３８で実行される順番および各プログラム３５８に割り当てられた実行時間を決定し、複数のプログラム３５８の中でメモリ３２４の共有を管理し、他の機器サブシステム３４２との入力および出力を処理するなどする。加えて、オペレータは、一般には、キーボード３３２およびディスプレイスクリーン３２２を含むユーザーインターフェイスを通して、オペレーティングシステム３５７に直接相互作用し得る。オペレーティングシステム３５７、プログラム３５８、データ、およびその他の情報は、メモリ３２４、ＲＡＭ３２６、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、もしくはその他適切な記憶要素（示されていない）に記憶され得る。アドレスブック３５２、パーソナルインフォメーションマネージャー（ＰＩＭ）３５４、およびその他の情報３５６もまた記憶され得る。

電子機器１００は、音声、データ、もしくは音声データ通信システム内の双方向通信が可能になり得る。加入者識別モジュール（ＳＩＭ）もしくはリムーバブルユーザー識別モジュール（ＲＵＩＭ）は、通信ネットワーク３１９との通信を許可するために用いられ得る。電子機器１００内のＳＩＭ／ＲＵＩＭインターフェイス３４４は、ＳＩＭ／ＲＵＩＭカードをマイクロプロセッサ３３８にインターフェイスし、ＳＩＭ／ＲＵＩＭカード（示されていない）の出し入れを容易にする。ＳＩＭ／ＲＵＩＭカードは、メモリを備えており、キーコンフィギュレーション３５１、および、識別および加入者関連の情報などその他の情報を保持する。電子機器１００は、信号を通信ネットワーク３１９に送信するアンテナ３１８および通信ネットワーク３１９からの通信を受信するアンテナ３１６を備えている。あるいは、単一アンテナ（示されていない）は、信号を送受信するために用いられ得る。通信サブシステム３１１は、トランスミッタ３１４およびレシーバー３１２、１つ以上のアンテナ３１６、３１８、ローカル発振器（ＬＯ）３１３、およびデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）３２０などの処理モジュール３２０を含む。

図１は、本開示に従う、通信ネットワークにおけるポータブル電子機器のブロック図である。 図２は、本開示に従う、タッチセンシティブディスプレイの側面図を例示する。 図３は、アクチュエータが本開示に従って作動されたときのタッチセンシティブディスプレイの側面図を例示する。 図４は、本開示に従ってタッチセンシティブディスプレイに対して位置を定められるアクチュエータおよび圧力センサの場所を例示する。 図５は、本開示に従ってタッチセンシティブディスプレイに対して位置を定められる４つのアクチュエータおよび４つの圧力センサを例示する。 図６は、本開示に従って、表示されるキーボードの各々のキーに対して配置される複数のアクチュエータおよび力センサを例示する。 図７は、本開示に従ってポータブル電子機器のタッチセンシティブディスプレイに表示されるキーボードを例示する。 図８は、本開示に従ってタッチセンシティブディスプレイに表示されるキーボードに関する触覚フィードバックに関係するパターンを例示する。 図９は、本開示に従ってタッチセンシティブディスプレイに表示されるキーボード上の２つの連続したタッチ場所を例示する。 図１０は、本開示に従ってタッチセンシティブディスプレイに表示されるキーボードのキー上の触覚フィードバック場所のパターンを例示する。 図１１は、本開示に従ってタッチセンシティブディスプレイに触覚フィードバックを提供する方法のフローチャートを例示する。

電子機器１００は、例えば図２および図３に示されるように、１つ以上のタッチロケーションセンサ１１０とオーバーレイ１１４と液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイなどのディスプレイ３２２とを含むタッチセンシティブディスプレイ１１８を含む。タッチロケーションセンサ１１０は、容量性、抵抗性、赤外線、表面音波（ＳＡＷ）、もしくは他の種類のタッチセンシティブセンサーであり得て、オーバーレイ１１４に統合され得る。オーバーレイ１１４、もしくはカバーは、ラミネートされたガラス、プラスチック、または他の適切な材料で構成され得て、有利に半透明もしくは透明である。タッチ、もしくはタッチ接触は、タッチセンシティブディスプレイ１１８によって検出され得て、例えば、タッチの場所を決定するために、プロセッサ３３８によって処理され得る。タッチロケーションデータは、接触の領域の中心もしくは、さらなる処理のための接触の全領域を含み得る。タッチは、タッチロケーションセンサの性質に応じて、例えば親指以外の手の指および親指といったユーザの体の部分、もしくは例えばタッチペン、ペン、他のポインタといった他の物体などの接触部材から検出され得る。

ポータブル電子機器１００は、ロケーションセンサ１１０から受信した接触ロケーション情報を処理し、オーバーレイ１１４上の接触の一つの位置あるいはタッチ接触の２つ以上の同時位置を決定する。接触の２つの同時位置は、例えば、ポータブル電子機器１００へのデータ入力に親指以外の指もしくは親指の２本が使われたときに起こり得る。

電子機器１００が、１つ以上の圧力センサ１４０を含むとき、圧力センサ１４０は、２つの検出された同時タッチのうちどちらがより大きい接触圧力を有しているかを決定するために、ポータブル電子機器１００にデータを提供し得る。この決定は、どのタッチが、データ、機能、もしくはタッチに関連するコマンドの選択を決定するのかを選択するのに用いられ得る。タッチの時間もまた、どのタッチが選択をコントロールしているのかを決定するのに１つの要素として用いられ得る。

１つ以上のアクチュエータもしくはスイッチ１３０、および１つ以上の圧力センサ１４０もまた、タッチセンシティブディスプレイ１１８と関連して配置して示される。タッチロケーションセンサ１１０は、ディスプレイ３２２の上に位置して示されるが、タッチロケーションセンサ１１０は、ディスプレイ３２２の下に位置し得る。アクチュエータ１３０は、プリント基板（ＰＣＢ）を含み得る、背面、サポート、もしくはベース２０２に付属され得る。あるいは、アクチュエータ１３０は、アクチュエータ１３０とベース２０２の間の仲介板もしくは取り付け構造に付属され得る。

圧力センサ１４０は、ディスプレイ３２２の下に取り付けられ得て、オプションとしてアクチュエータ１３０に付属され得る。オプションとして圧力センサ１４０は、オーバーレイ１１４の下に取り付けられ得る。オプションとして圧力センサ１４０は、アクチュエータ１３０と並行な構成で配置され得る。例えば、圧力センサ１４０は、アクチュエータ１３０の上よりむしろ、アクチュエータ１３０に隣接して配置され得る。表面に印加される力の計測もしくは検出を容易にする他のロケーションが使用され得る。

圧力センサ１４０は、マイクロプロセッサ３３８によって処理される接触圧力データの生成を促進する。圧力センサ１４０は、ひずみ計、圧電抵抗機器、微少電気機械システム（ＭＥＭＳ）機器、可変容量機器、圧力センシティブ抵抗器、誘導性ベースの圧力センサ、ホール効果圧力センサなどであり得る。圧力センサ１４０は、オーバーレイ１１４との接触を通して、タッチセンシティブディスプレイ１１８に印加される圧力もしくは圧力の変化を検出および計測する。

オプションとして、力センサは圧力センサの代わりに用いられ得る。力センサの例には、力センシティブ抵抗器、ひずみ計、圧電抵抗機器を含むが、それに限定されない。アクチュエータ１３０は、複数の圧力抵抗機器で構成され得る。アクチュエータ１３０は、印加電圧／電流、印加力のいずれかもしくは両方に依存して拡張および縮小する圧電抵抗機器であり得る。圧電抵抗機器の例は、拡張された状態および縮小された状態で、それぞれ図２および図３に示されている。アクチュエータ１３０は、以下に述べられるように、タッチセンシティブディスプレイのオーバーレイ１１４との接触を通して感じられ得るように、触覚フィードバックを提供するために有利に用いられ得る。

アクチュエータ１３０が、圧電（ピエゾ）ディスクのような圧電アクチュエータであるとき、それぞれのディスクは電荷／電圧の蓄積によって縮小もしくは屈曲する。オーバーレイ１１４を通してそれぞれのピエゾディスクに印加される力もまたピエゾディスクを屈曲する。オーバーレイ１１４に印加される外部の力がなければ、および、ピエゾディスク上に電荷がなければ、ピエゾディスクは機械的な事前の負荷のためにわずかに屈曲する。ピエゾディスクの作動に先立って、タッチセンシティブディスプレイ１１８に印加される力は、ピエゾディスクのさらなる屈曲を起こし、ピエゾディスクはタッチセンシティブディスプレイ１１８に対してバネ力を印加する。ピエゾディスクはベース２０２とディスプレイ３２２の間に配置され得る。その結果、ピエゾディスクの充電はオーバーレイ１１４への方向つまりベース２０２と反対の方向に力を印加する。ピエゾディスクが充電されたとき、それは縮み、ピエゾディスクがタッチセンシティブディスプレイ１１８にさらなる力を印加し、外部印加力に対抗する。ピエゾディスク上の電荷は、ピエゾディスクによって印加された力、およびその結果としてのオーバーレイ１１４の動きおよび／またはオーバーレイ１１４への力をコントロールするように調整され得る。電荷は印加された電圧もしくは電流を変更することによって調整される。ピエゾディスク上の増加した電荷はピエゾディスクを縮小させ、結果、オーバーレイ１１４上で外部からの印加力に対抗する力となる。ピエゾディスク上の電荷はまた電流のコントロールされた放電によって取り除かれ得る。その結果、ピエゾディスク３１６が拡張し、電荷によって起こった力を放出し、ピエゾディスクによって印加されたタッチスクリーンディスプレイ１１８への力を減少させる。

タッチセンシティブディスプレイ１１８は、同様の方法で物理的なキーに触覚フィードバックを提供し得る。それによって物理的なキーの押下および解放をシミュレーションする。圧力センサ１４０によって提供されたタッチ接触による圧力データは少なくとも部分的にこのようなフィードバックを容易にし得る。例えば、１ニュートンの力がキーの選択に必要な力として使われる場合、しきい値は１ニュートンでの選択が設定され得る。

アクチュエータ１３０および圧力センサ１４０はさまざまな異なるレイアウトもしくは構成で配置され得る。例えば図４および図５では、４つのアクチュエータ１３０および４つの圧力センサ１４０がオーバーレイ１１４の角の近くに配置して示されている。アクチュエータ１３０および圧力センサ１４０は互いに対して同心的に配置して示されている。アクチュエータ１３０および圧力センサ１４０は、必ずしも、一定の縮小比で示されているわけではないし、さまざまな構成要素の特定の細部に焦点を当てるためにいくつかの特徴が誇張もしくは最小限にされている場合もある。１つ以上のアクチュエータ１３０および１つ以上の圧力センサ１４０が用いられ得る。それぞれのアクチュエータ１３０は圧力センサ１４０と一対になる必要はない。例えば、２つの圧力センサ１４０は反対の角の近くに配置され得て、一方、２つのアクチュエータ１３０は他の角に配置される。複数のアクチュエータ１３０がキーもしくはボタンが表示されることが多い場所に配置され得る。例えばアクチュエータ１３０は図６などに示されるように仮想のキーボード３３２の表示されたキーそれぞれに配置され得る。２つ以上のキーがアクチュエータ１３０を共有し得る。示されている例では、２つの圧力センサ１４０が仮想キーの一番下の列の両端に示されており、他の２つの圧力センサ１４０がアプリケーションインターフェイスもしくは他の情報が表示されるオーバーレイ１１４の反対部分に配置されている。

例示的な電子機器１００が図７に示される。図に描かれている実施態様は例を示しているにすぎない。当業者は特定のネットワーク環境における電子機器１００を作動するのに必要な追加要素および修正を理解している。電子機器１００はハンドヘルド通信機器を含むが、電子機器１００は、ハンドヘルドワイヤレス通信機器、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、サーバ、他の通信機器、もしくは他のポータブルな計算機器を含み得る。

「キー」という語は以下に用いられるように、タッチセンシティブディスプレイに表示されたイメージである、仮想もしくは表示されたキーもしくはボタンを含む。キーは以下のような文字と関連があり得る。例えば文字、数字、スペース、句読点、シフト、コントロール、アルファ、ニューメリック、シンボル、オルト、デリート、リターン、エンター、パワーなどのＡＮＤ／ＯＲ機能、例えばプレイ、ストップ、メディアプレーヤの一時停止、ウェブブラウザの巻き戻しおよび先送りなどのアクションもしくは動作を示すＡＮＤ／ＯＲシンボルがある。よって、ここに示される例はキーボードのキーのコンテクストで示されているが、「キー」という語はキーボードからのキーに限定されない。

ポータブル電子機器１００は、例えばほんの数例を挙げると、ノートパッド、タスクブック、アドレスブック、Ｅメール、テキストメッセージプログラムなど、テキストもしくはデータの入力プログラム、もしくはサブルーチンを使用するプログラムを含み得る。ＥメールプログラムのＥメールコンポーザーセグメントが図７に示されている。示されているＥメールコンポーザーは新たなＥメールの作成を提供する仮想キーを含む。他の選択肢も提供され得るが、単純化のために示されていない。

テキスト入力を助けるために、表示されたキーボード３３２は図７に示されるように、ディスプレイ３２２上の物理的キーの仮想代表示を構成するキー７０２の複数のイメージを含む。１つ以上の物理的キーもまた含まれ得る（示されていない）、および、仮想キーと関連して用いられ得る。それぞれのキーイメージ７０２は外側の境界線もしくはフレーム７０４を含み得る。それぞれのキーは、例えば文字、コマンド、もしくは機能の入力など、少なくとも１つのアクションと関連する。文字には、例えばアルファベット、シンボル、数字、句読点、印、アイコン、写真、空白を含む。イラストに示されたキーボード３３２は、例えば表示のためのオルトキーを大文字キーおよびシンボルキーなど、他の機能に加えて、簡略化したＱＷＥＲＴＹキーボードのレイアウトで配置されたアルファベットおよび数字の文字がある。デリートキーおよびエンターキーもまた示されている。他の実施態様では、完全なＱＷＥＲＴＹ、ＱＷＥＲＴＺ、ＡＺＥＲＴＹ、Ｄｖｏｒａｋ、もしくは他の配列も提供され得る。

物理的なキーボードにタイプするとき、ユーザはキーを見ることおよびタッチすることの両方に利点を持っている。ユーザは、例えば物理的なキーの端を感知することによって、キーボードを見ずにタイプするようになり得る。仮想キーボードが表示されるとき、キーイメージ７０２そのものは触った感覚もフィードバックも提供しない。

本開示は触った感覚がタッチセンシティブディスプレイ１１８に提供されるテキストもしくはデータの入力など、情報の入力に助けとなるため、アクチュエータ１３０は、タッチがタッチセンシティブディスプレイ１１８の事前に定められた領域で検出されたとき、触覚フィードバックを提供する。フィードバックは１つ以上のアクチュエータ１３０によって起こされる振動、パルス、もしくは他の感覚を含み得る。それのフィードバックはタッチセンシティブディスプレイ１１８の外表で感じられ得る。例えば、振動は、超音波周波数範囲において生成され得、その結果、ユーザは、エッジ、こぶ、隆起部、うね、溝、または摩擦などの表面特性または手触りを感じる。超音波周波数振動が利用される場合、ユーザは、個々の振動またはパルスを感じるよりはむしろ表面特性または手触りを感じ得る。タッチが検出された場合、この触覚フィードバックの装備は、タッチセンシティブディスプレイ１１８のオーバーレイ１１４の誘電変調（ｉｎｄｕｃｉｎｇ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）として説明され得る。超音波周波数振動の使用は公知である。本明細書において用語「振動」が用いられているが、類似した触覚的に識別可能な表面を生成する他のタイプの変調は本開示の範囲内であると考えられる。

本明細書において説明されるような触覚フィードバックは、図に示されるようなものなどの仮想キーボード３３２を表示するプログラム中に適用され得る。触覚フィードバックは、タッチが仮想キーボード３３２の１つ以上のキー画像７０２の境界においてまたはその近くで検出された場合、触覚フィードバックを提供することによって物理的なキーの外側エッジをシミュレートするような方法で適用され得る。触覚フィードバックが仮想キーボード３３２の各キーに提供される場合、キーの外側エッジを囲むパターン８０２が形成され、パターンは、図８に示されるようなものなどの、キー間の領域もまた含み得る。タッチセンシティブディスプレイ１１８上でタッチが検出された場合、タッチの場所は、例えばマイクロプロセッサ３３８と結合しているタッチロケーションセンサ１１０によって決定される。タッチがパターン８０２の陰影付け領域に位置を定められていると決定された場合、触覚フィードバックは、例えばアクチュエータ１３０のマイクロプロセッサ３３８制御によって提供される。パターン８０２は目に見えないが、パターン８０２は、１つ以上のキー画像７０２と一部重なり合い得、その結果、触覚フィードバックは、触れられているキーの境界７０４の内側で感じられ得る。オプションで、パターン８０２はキーの目に見える境界７０４から離れて設定され得、従って、触覚フィードバックは境界７０４のいくらか外側で感じられ得る。

作成中のｅメールメッセージが図９に示される。語「ｍｅｅｔｉｎｇ」が入力されようとしていて、ユーザが「ｍｅｅｔｉｎｇ」の第２の「ｅ」を入力し終わったと仮定すると、「ｔ」を入力するためにユーザの指は、「１ＥＲ」キーから「２ＴＹ」キーに動く。ポータブル電子機器１００がパターン８０２の領域においてタッチの場所を検出した場合、触覚フィードバックが提供される。そのような検出は、例えば、タッチセンシティブディスプレイ１１８に接触している間に「１ＥＲ」キー画像７０２の上に位置を決められた指が「２ＴＹ」キー画像７０２に動くとき、起こり得る。例えば、ユーザは、図９の第１のタッチ接触領域９０２からパターン８０２の領域を介して第２のタッチ接触領域９０４に、スワイプとしても公知のスライド接触を利用し得る。代わりに、タッチは、第１のタッチ接触領域９０２から第２のタッチ接触領域９０４への複数の接触から成り得、それらの接触のうちの１つ以上は、パターン８０２の領域に位置を定められ、従って、触覚フィードバックの生成を引き起し得る。

触覚フィードバックは、指または他の接触部材に対する振動または力のパルスなど、単純であり得る。代わりに、ポータブル電子機器１００によって提供される触覚フィードバックは、例えばパターン８０２が示されているところにおいて２つのキーの境界間において、こぶ、エッジ、うね、または溝をユーザに感じさせ得る。従って、触覚フィードバックは、パターン８０２が形成されている領域において、物理的なエッジ、隆起部、または溝をシミュレートし得る。例えば、ユーザは、キー画像間において単一のこぶまたは隆起部、または２つの異なるこぶまたは隆起部であって、そのうちの１つが各キー境界に対応する、２つの異なるこぶまたは隆起部を感じ得る。別の例において、ユーザは、キー画像７０２間において単一の溝、または２つの異なる溝であって、そのうちの１つが各キー境界に対応する、２つの異なる溝を感じ得る。アクチュエータ１３０出力を変調することによって、種々の手触り、特性、または感覚が触覚フィードバックとして提供され得る。触覚フィードバックは、例えば、物理的なキーに関連付けられる力変位曲線に基づき得る。フィードバックは、局部的に、すなわちタッチが検出されるところに提供され得るか、または、オーバーレイ１１４のほとんどもしくはすべてにわたり提供され得る。複数の同時のタッチが検出された場合、異なるフィードバックが各検出されたタッチロケーションにおいて局部的に提供され得る。

代わりに、触覚フィードバックは、ユーザが人差し指を置くことを助けるように利用されるＱＷＥＲＴＹキーボード上の「ｆ」および「ｋ」キー上に見つけられるロケータなどのキー画像７０２の中心または中間にまたはキー画像７０２の近くに接触部材があるとき、提供され得る。図１０に示されるように、触覚フィードバックが提供される領域のパターン１００２は、例えば仮想キーボード３３２の各表示されるキーの中心近くなど、エッジから離れて位置を定められる。触覚フィードバックは、隆起部またはこぶをシミュレートするように提供され得るが、代わりにオーバーレイ１１４の表面に沿って追加の摩擦という形態で提供され得る。パターン１００２はキーの各々に示されるが、パターン１００２はキーボード３３２のキーのすべてより少ないキーに提供され得る。パターン１００２はまた、「Ｎｅｗ」、「Ｓｅａｒｃｈ」、および「Ｃｌｏｓｅ」ボタン（図示されていない）に拡張され得る。フィードバックロケーションの２つのパターン８０２、１００２の組み合わせもまた、利用され得る。例えば、インターキーパターン８０２は、１つ以上のキーに関連付けられた内部パターン１００２のサブセットである１つ以上のロケータに結合して利用され得る。例えば、パターン１００２の個々のロケータは、いくつかのオプションの名前をあげれば、「５ＧＨ」キーもしくは「８ＢＮ」キー、「２ＴＹ」キーおよび「０−ＳＰＡＣＥ」キー、または「２ＴＹ」キー、「５ＧＨ」キー、「８ＢＮ」キー、および「０ＳＰＡＣＥ」キーであり得る。このパターン１００２は、図１０に示されるフィードバックの領域よりも小さいフィードバックの領域から成り得、領域は、ユーザから見て各ディスプレイキーの下部または上部などの各表示されたキーの一エッジの近くかまたは一エッジに沿って位置を定められ得る。パターン１００２は、ユーザによって見られるように、水平領域の代わりにまたは水平領域に加えて、垂直領域から成り得る。パターン１００２の個々の構成要素は、１つ以上のこぶ、正方形、円、三角形などの異なる形状を有し得る。

この触覚フィードバックの装備は、キー画像７０２を見ることなくユーザがデータ入力することを容易にする。例えば、ユーザの指のスワイプまたはジェスチャーとして公知のスウィープ接触、スワイプ接触、またはスライド接触は、「ＱＷ」キー画像７０２において開始し、「ＣＡＰＳ−ＯＰ」キー画像７０２において終了し、触覚フィードバックは、５つのキーに関連付けられた境界７０４における４つのキー変化の各々のために提供される。同様にユーザは、水平方向に２回、垂直方向に３回フィードバックを検出することによって、「ＱＷ」キーから「０−ＳＰＡＣＥ」キーを見つけ得、この場合、水平および垂直は、オーバーレイ１１４のユーザの視点のみをいう。

圧力センサ１４０およびまたはタッチロケーションセンサ１１０は、スウィープ接触、スワイプ接触、またはスライド接触を示すタッチロケーションデータを決定するために利用され得る。そのような情報は、２つ以上の検出された同時のタッチ場所の中から選択するのに有用であり得る。そのような決定は、例えば接触フィードバックを提供するタッチ場所を選択するために利用され得る。例えば、タッチ接触の圧力は、スライド接触、スワイプ接触、またはスウィープ接触が検出されたとき、追跡すべき同時接触場所のうちのどれかを決定するために用いられ得る。

タッチセンシティブディスプレイに触覚フィードバックを提供する方法を例示するフローチャートは、図１１に示される。ポータブル電子機器１００は、フローチャートのプロセスを実行し、当該分野において公知のように、プロセッサ３３８を利用して、ステップのうちのいくつかまたはすべてを実行するためにソフトウェアを実行させる。ソフトウェアは、例えば図１においてメモリ３２４に格納され示されるタッチセンシティブディスプレイプログラム３５９の一部であり得る。図１１のフローチャートを実行することに加えて、タッチセンシティブディスプレイプログラム３５９はまた、ディスプレイ３２２に情報を表示すること、グラフィカルユーザインターフェイスを提供すること、アプリケーション情報に関するタッチの場所を決定すること、アクチュエータ１３０および圧力センサ１４０と相互に作用することなどを行い得る。

キーボードのキーなどの１つ以上のキーが、タッチセンシティブディスプレイ１１８に表示される１１０２。タッチセンシティブディスプレイ１１８上でタッチが検出された場合１１０４、プロセッサ３３８または他のデバイスは、タッチの場所が図８の外部パターン８０２または図１０の内部パターン１００２などのフィードバック領域内にあるかどうかを判定する。場所が１１０６において１つ以上のパターン８０２、１００２の所定の領域のうちの１つの領域内にある場合、物理的なキーの特性をシミュレートする触覚フィードバックが提供される１１０８。物理的なキーの特性は、上記に説明されるように、境界、こぶ、隆起部、うね、溝、または摩擦などの表面特性または手触りであり得る。従って、物理的なキーのエッジ、手触り、または物理的なロケータは、例えば上記に説明されるようにシミュレートされ得る。場所がパターン８０２、１００２の所定の領域のうちの１つの領域内にない場合、プロセスは、ステップ１１０４によって継続する。

図はｅメールコンポーザプログラムを例示するが、本開示は、他のテキストまたはデータ入力アプリケーションおよび選択可能項目がタッチセンシティブディスプレイ１１８に表示される他のアプリケーションに適用され得る。

上記の実施形態は表示されるキーに関係して説明されるが、触覚フィードバックは、１つ以上のアクチュエータ１３０によって提供されるように、ディスプレイ１１８上の他の画像または項目に関連して提供され得る。山の画像がディスプレイ画面３２２に表示される場合、触覚フィードバックは、上記に説明されるようにタッチロケーションデータを用いてディスプレイ上の山の画像に表示される手触りをシミュレートし得る。表示された山の尾根および谷をシミュレートするために、オーバーレイ１１４の触覚フィードバックは、表示された山の画像に関係する接触の場所に基づいて提供され得る。触覚画像シミュレーションは、花、浜辺、または崖の手触りなど、他の表示された画像に基づいて生成され得る。そのような触覚フィードバックは、インターネットブラウザ、ｅメールプログラム、メッセージングプログラムおよび触覚の知覚がユーザによって有用であり得る他のプログラムなどの他のプログラムと共に提供され得る。本開示に基づくさらなる実施形態は、当業者によって容易に認識可能であり得る。

ポータブル電子機器は、タッチを検出するように配置され、組み立てられるタッチセンシティブディスプレイと、タッチセンシティブディスプレイにキーの画像を表示するように配置され、組み立てられるマイクロプロセッサおよびメモリとを備え、タッチがキーに関連付けられる所定の領域に位置を定められるとき、物理的なキーの特性をシミュレートする触覚フィードバックを提供する。所定の領域は、キーの画像の境界の近くかまたは境界の外側にあり得る。所定の領域は、キーの画像の境界の内側にあり得る。特性は、キーのエッジであり得る。特性は、キーに配置されるロケータであり得る。複数のキーがタッチセンシティブディスプレイに表示され、所定の領域は、複数のキーの各々に関連付けられた複数の領域から成り得る。少なくとも１つのアクチュエータは、触覚フィードバックを提供する圧電アクチュエータであり得る。超音波周波数範囲で振動する少なくとも１つのアクチュエータは、触覚フィードバックを提供し得る。触覚フィードバックは、エッジ、こぶ、隆起部、および溝のうちの少なくとも１つをシミュレートし得る。少なくとも１つの圧力センサは、検出されたタッチに関連付けされる圧力データを提供し得る。

方法は、タッチセンシティブディスプレイにキーの画像を表示することと、第１の場所においてタッチセンシティブディスプレイ上でタッチを検出することと、第１の場所がキーに関係する所定の領域に位置を定められる場合、物理的なキーの特性をシミュレートする触覚フィードバックを提供することとを包含する。

触覚フィードバックは、物理的なキーのエッジをシミュレートし得る。触覚フィードバックは、物理的なキーに配置されるロケータをシミュレートし得る。アクチュエータは、超音波周波数範囲において振動させられ得、触覚フィードバックを提供し得る。触覚フィードバックは、エッジ、こぶ、隆起部、および溝のうちの少なくとも１つをシミュレートし得る。圧力データは、２つの同時タッチ場所から選択するために利用され得、触覚フィードバックを提供し得る。所定の領域は、キーの画像の境界の近くかまたは境界にあり得る。所定の領域は、キーの画像の境界の内側にあり得る。複数のキーがタッチセンシティブディスプレイに表示され、所定の領域は、複数のキーの各々に関連付けられた複数の領域から成り得る。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能媒体において実施されるコンピュータ読み取り可能コードを有し得、コンピュータ読み取り可能コードは、ポータブル電子機器のプロセッサによって実行可能であり、方法を実行し得る。

触覚フィードバックは、タッチセンシティブディスプレイ上のキーの画像の境界にかつ／または境界の近くに備え付けられ得、タッチセンシティブディスプレイは、キーの画像間に領域を含み得る。代わりに、触覚フィードバックはキーの画像の内側、すなわちキーの中心領域にまたは中心領域の近くに備え付けられ得る。そのような触覚フィードバックは、物理的なキーエッジ、キー間の隆起部もしくは溝、またはキー上の場所隆起部をシミュレートし得、表示されたキーにおける接触部材のリテンションをより良くし得る。その結果、ユーザは、タッチセンシティブディスプレイ上でより迅速にかつ／または正確にタイプし得る。触覚フィードバックは、物理的な構造を提供することなく、物理的な構造をシミュレートし得る。仮想キーボードは、種々の配向で、種々の数のキーを用いて、種々のサイズで、肖像画書式または風景画書式などの様々なレイアウトで、ディスプレイ上の固定された場所における隆起部または溝などの物理的な構造によって制限されることなく、与えられ得る。

本開示は、本開示の精神または本質的な特性から逸脱することなく他の特定の形態において実施され得る。説明される実施形態は、すべての点において例示としてのみであると考えられるべきであり、制限するものではないと考えられるべきである。従って、本開示の範囲は、上記の説明によるよりはむしろ添付の特許請求の範囲によって指示される。特許請求の範囲の意味および均等性の範囲内に入るすべての変更は、特許請求の範囲内に包含されるべきである。

Claims (20)

1. タッチを検出するように配置され、構成されるタッチセンシティブディスプレイと、
   マイクロプロセッサおよびメモリと
   を備え、該マイクロプロセッサおよびメモリは、
   該タッチセンシティブディスプレイ上にキーの画像を表示することと、
   該タッチが該キーに関連付けられる所定の領域に位置を定められるとき、物理的なキーの特性をシミュレートする触覚フィードバックを提供することと
   を行うように配置され、構成される、ポータブル電子機器。
2. 前記所定の領域は、前記キーの前記画像の境界の近くかまたは該境界の外側にある、請求項１に記載のポータブル電子機器。
3. 前記所定の領域は、前記キーの前記画像の境界の内側にある、請求項１に記載のポータブル電子機器。
4. 前記特性は、キーのエッジである、請求項１に記載のポータブル電子機器。
5. 前記特性は、キーに配置されるロケータである、請求項１に記載のポータブル電子機器。
6. 複数のキーが前記タッチセンシティブディスプレイ上に表示され、前記所定の領域は、該複数のキーの各々に関連付けられた複数の領域で構成される、請求項１に記載のポータブル電子機器。
7. 前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記触覚フィードバックを提供する圧電アクチュエータである、請求項６に記載のポータブル電子機器。
8. 超音波周波数範囲で振動し、触覚フィードバックを提供する少なくとも１つのアクチュエータをさらに備えている、請求項１に記載のポータブル電子機器。
9. 前記触覚フィードバックは、エッジ、こぶ、隆起部、および溝のうちの少なくとも１つをシミュレートする、請求項１に記載のポータブル電子機器。
10. 検出されたタッチに関連付けされる圧力データを提供する少なくとも１つの圧力センサをさらに備えている、請求項１に記載のポータブル電子機器。
11. タッチセンシティブディスプレイ上にキーの画像を表示することと、
    第１の場所において該タッチセンシティブディスプレイ上でタッチを検出することと、
    該第１の場所が該キーに関係する所定の領域に位置を定められる場合、物理的なキーの特性をシミュレートする触覚のフィードバックを提供することと
    を包含する、方法。
12. 前記触覚のフィードバックは、物理的なキーのエッジをシミュレートする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記触覚のフィードバックは、物理的なキーに配置されるロケータをシミュレートする、請求項１１に記載の方法。
14. 超音波周波数範囲においてアクチュエータを振動させることにより、触覚フィードバックを提供することをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
15. 前記触覚フィードバックは、エッジ、こぶ、隆起部、および溝のうちの少なくとも１つをシミュレートする、請求項１１に記載の方法。
16. 圧力データを利用して、２つの同時タッチ場所から選択し、触覚フィードバックを提供することをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
17. 前記所定の領域は、前記キーの前記画像の境界の近くかまたは該境界にある、請求項１１に記載の方法。
18. 前記所定の領域は、前記キーの前記画像の境界の内側にある、請求項１１に記載の方法。
19. 複数のキーが前記タッチセンシティブディスプレイ上に表示され、前記所定の領域は、該複数のキーの各々に関連付けられた複数の領域で構成される、請求項１１に記載の方法。
20. 請求項１１に記載の方法を実行するために前記ポータブル電子機器の少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコンピュータ読み取り可能コードを有するコンピュータ読み取り可能媒体。

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