JP5702506B2 - 触覚フィードバック装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、電子装置に関するもので、より詳細には、電子装置のための触覚出力装置に関する。

関連出願の相互参照：この特許協力条約の特許出願は、２０１１年６月１７日に出願された“HAPTIC FEEDBACK DEVICE”と題する米国特許出願第１３／１６３，５３２号の優先権を主張するもので、これは、米国特許商標庁において代理人管理番号Ｐ１１０６４ＵＳ１（Ｐ２２２０５２．ＵＳ．０１）でも識別され、全ての目的で参考としてここに援用される。

電子装置は、触覚フィードバックを利用して、ユーザによる特定入力に対する触覚応答又は装置の出力をユーザに与える。例えば、ある移動電子装置は、ユーザが押すのに応答して物理的に沈下するメカニカルボタンを備えている。このメカニカルボタンは、実際のボタンの下にメカニカルドームスイッチを含む積層体を備えている。ユーザに与えられるフィードバックは、ドームスイッチの実際の沈下である。しかしながら、この積層体は、ボタンが上下に移動するように特定の高さをもつためにエンクロージャーを必要とする。同様に、他の触覚装置も、ボタンの表面を（ｘ、ｙ、又はｚ方向のいずれかに）直線的に移動するか又は機械的に振動させることにより触覚応答を発生するアクチュエータを備えている。メカニカルボタンと同様に、フィードバックは、少なくとも１つの次元において装置を移動することを要求するので、特定の方向におけるボタンの移動を受け容れるために装置エンクロージャーの機械的公差が要求される。加えて、ｘ、ｙ、又はｚ方向の移動は、エンクロージャーが、例えば、埃や湿気から密封されるのを妨げる。

本開示の一例は、電子装置のための触知又は触覚フィードバックを与えるように構成された触覚装置の形態をとる。触覚装置は、中心軸の周りでの回転を許すように電子装置に作動的に固定されたプラットホームを備えている。作動部材が、プラットホームに作動的に関連され、ユーザ入力に応答して第１方向にプラットホームを選択的に回転させるように構成される。又、触覚フィードバック装置は、プラットホームに作動的に関連した回復部材であって、選択時間周期又は選択距離の少なくとも１つに対して回転した後にプラットホームを第１位置へ選択的に戻すように構成された回復部材も備えている。

本開示の別の例は、電子装置の形態をとる。電子装置は、エンクロージャー、エンクロージャーに作動的に接続されたプロセッサ、及び触覚装置を備えている。触覚装置は、エンクロージャーを通して触覚装置の少なくとも一部分にアクセスできるようにエンクロージャーに作動的に接続される。触覚装置は、エンクロージャーに作動的に接続されたプラットホーム又は表面を含む。又、触覚装置は、プロセッサと連絡し且つプラットホームに作動的に関連した作動部材と、プラットホームに作動的に関連した回復部材とを備えている。作動部材は、中心軸に沿ってプラットホームを回転するように構成される。

本開示の更に別の例は、触覚フィードバックを与える方法の形態をとる。この方法は、ユーザ入力、例えば、ユーザのタッチを検出することを含む。次いで、ユーザ入力に応答して中心軸の周りで装置を回転させる。装置を回転した後に、選択時間又は選択回転距離の一方の後に、装置を元の位置へ回復させる。

触覚ボタンを含む移動電子装置の概略図である。 図１Ａの移動電子装置の例示的なブロック図である。 図１の２−２線に沿った移動電子装置の断面図で、触覚ボタンの第１の実施形態を示す図である。 図２の触覚ボタンの拡大上面図である。 図１の２−２線に沿った移動電子装置の断面図で、触覚ボタンの第２の実施形態を示す図である。 図４の触覚ボタンの拡大底面図である。

概略
ここに示す幾つかの実施形態では、電子装置用の触覚装置について開示する。触覚装置は、ユーザ入力に応答して又は電子装置の出力としてフィードバックを与える。触覚装置は、直線的又は垂直の感覚フィードバックを与えるように構成されるが、触覚装置は、そのｘ、ｙ又はｚ軸に沿って直線方向に（水平又は垂直方向に）移動しない。むしろ、触覚装置は、中心軸の周りで回転する。触覚装置の回転中にユーザがそれに接触すると、ユーザは、その動きが直線方向であること、即ち水平又は垂直のいずれかの方向に沿ったものであることを感じる。これは、動きが垂直又は水平であるとユーザに思われるに充分なほど、回転が実質的に高速であるか又は小さいからである。それ故、触覚装置は、垂直又は水平に変位している触覚装置と実質的に同じ感覚をユーザに与えるが、ｘ、ｙ又はｚ方向に著しい変位を要求しない。

触覚装置は、装置を回転するための作動力を触覚装置に与えるアクチュエータを備えている。更に、触覚装置は、触覚装置を作動の前にその元の位置へ又は回転後に第２の位置へ戻すための回復力も含む。触覚装置は、その中心軸又は外周の少なくとも一部分に沿って電子装置に固定され、又、触覚装置は、その中心軸の周りで回転するように構成される。この回転は、動きが垂直方向であるかのように触覚感触をユーザに与える。更に、触覚装置は、それがユーザによりタッチされたか又は作動されたか決定するためのセンサも備えている。

１つの例において、アクチュエータは、電磁石と、触覚装置に作動的に接続されるか又はその少なくとも一部分内に埋め込まれる金属性又は磁性材料とを含む。電磁石は、触覚装置の付近で電子装置の側部に固定され、そして触覚装置に作動的に接続された磁性又は金属性材料を選択的に引き付けたり反発したりする。

別の例では、アクチュエータは、印刷された電気的に活性なポリマー材料を含む。電気的に活性なポリマー材料は、装置の下に位置され、特定の電圧又は電流が加えられたときに収縮又は移動する。電気的に活性なポリマー材料は、特定の方向に収縮又は移動するときに装置を回転させる。

又、触覚装置は、回復部材も備えている。回復部材は、触覚装置を、その元の予め作動された位置へ回復させる上で助けとなる。例えば、回復装置は、装置のプラットホームにバイアス力を作用させるスプリングである。バイアス力は、装置を回転できるようにする作動力によって克服される。しかしながら、作動力が減少されるか又は排除されると、バイアス力が触覚装置（又は触覚装置のプラットホーム）をその元の位置へ戻す。別の例では、回復力は、触覚装置の一部分又は周囲を取り巻くジェル又は他の従順な材料である。スプリングと同様に、ジェルは、（ジェルの固着性又は粘着性による）初期力を作用させ、この初期力は、作動力により克服されるが、作動力が減少され又は除去されると、触覚装置をその元の位置又は他の休止位置へ戻す。

詳細な説明
触覚装置は、電子装置に含まれて装置のフィードバックを与える。図１Ａは、触覚装置１０２を含む電子装置１００の概略図である。電子装置１００は、実質上、触覚フィードバックが望まれる任意の形式の装置、例えば、スマートホン（例えば、アップル社によるｉＰｈｏｎｅ）、デジタル音楽プレーヤ（例えば、ＭＰ３プレーヤ）、デジタルカメラ、ビデオゲーム装置、ラップトップ又はタブレットコンピュータ、等である。触覚装置１０２は、電子装置１００のエンクロージャー１０４に作動的に接続されたボタン、スイッチ又は他の入力／出力部材である。

触覚装置１０２に加えて、電子装置１００は、エンクロージャー１０４も備えている。エンクロージャー１０４は、電子装置１００の外部の一部分を形成し、そして電子装置１００の種々の内部コンポーネントを少なくとも部分的に包囲する。

又、電子装置１００は、電子装置１００の出力を与えるディスプレイスクリーン１０５も備えている。ディスプレイスクリーン１０５は、液晶ディスプレイスクリーン、プラズマスクリーン、等である。更に、幾つかの実施形態では、ディスプレイスクリーン１０５は、入力及び出力の両装置として機能することもできる。例えば、ディスプレイスクリーン１０５は、ユーザが自分の指を経て電子装置１００へ入力信号を与えることができるように容量性入力センサを含む。

触覚装置１０２は、入力装置及びフィードバック装置として機能する。一例において、触覚装置１０２は、ユーザが移動コンピューティング装置１００へ入力を与えることができるようにする。触覚装置１０２は、作動されると、電子装置１００へ入力を与える。例えば、触覚装置１０２は、音量を変化させ、ホームスクリーンへ戻るが、これに限定されない。更に、触覚装置１０２は、実質上、いかなるサイズ、形状でもよく、又、電子装置１００のいかなるエリアに配置されてもよい。触覚装置１０２は、電子装置１００の前面、後面又は側面に配置されてもよい。一例において、触覚装置１０２は、電子装置１００の前下面に配置される。

触覚装置１０２は、ユーザがタッチし、押し、又は感じることができるように構成される。一例において、エンクロージャー１０４を通して、例えば、エンクロージャー１０４の孔を通して、触覚装置１０２の一部分にアクセスすることもできるし、或いは触覚装置がエンクロージャー１０４の一部分を形成してもよい。ユーザが触覚装置１０４の動きを実質的に感じるように、エンクロージャー１０４を通して触覚装置１０２にアクセスすることができる。

図１Ｂは、選択電気的コンポーネントを示す電子装置１００の一実施形態のブロック図である。電子装置１００は、プロセッサ１２４、メモリ１２０、ネットワーク／通信インターフェイス１２２、及び入力／出力インターフェイス１１８を備え、それらは、全て、システムバス１２８により一緒に接続される。電子装置１００は、図示されていない付加的な及び／又は別のコンポーネントを含んでもよく、又、図１Ｂは、例示に過ぎない。

ネットワーク／通信インターフェイス１２２は、種々の電気的信号を受信及び送信する。例えば、ネットワーク／通信インターフェイス１２２は、電子装置１００から電話コールを発信するのに使用されるか、ネットワークからデータを受信するのに使用されるか、或いはワイヤレス又はワイヤード接続（例えば、インターネット、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を経て電子信号を送出及び送信するのに使用される。

メモリ１２０は、電子装置１００によって使用される電子データを記憶する。例えば、メモリ１２０は、これに限定されないが、種々のアプリケーションに対応するオーディオファイル、ビデオファイル、及びドキュメントファイルを含む電気的データを記憶する。メモリ１２０は、例えば、不揮発性記憶装置、磁気記憶媒体、光学記憶媒体、磁気−光学記憶媒体、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、消去可能なプログラマブルメモリ、又はフラッシュメモリである。

プロセッサ１１６は、電子装置１００及びその種々のコンポーネントの動作をコントロールする。プロセッサ１１６は、触覚装置１０２と通信し、そして必要なとき又は望ましいときに触覚装置１０２を作動し及び／又はそこから入力を受信する。プロセッサ１１６は、インストラクションを処理、受信及び／又は送信することのできる電子装置である。例えば、プロセッサ１１６は、マイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータである。

入力／出力インターフェイス１１８は、電子装置１００による種々の装置／ソースへの及びそこからの通信を容易にする。例えば、入力／出力インターフェイス１１８は、ユーザからデータを受信し、又は電子装置１００のボタンをコントロールする。この技術で知られた他のオペレーションも、入力／出力インターフェイスにより遂行される。加えて、入力／出力インターフェイス１１８は、例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、又は他のビデオ／オーディオ／データ入力のような外部ドライブからデータを受信し及びそこへデータを送信することもできる。

図２は、図１Ａの電子装置の断面図で、触覚装置１０２の第１の実施形態を示す図である。図３は、図２の触覚装置１０２の上面図である。触覚装置１０２は、回復部材１１０によりエンクロージャー１０４に作動的に接続されるプラットホーム１１２又はボタンを備えている。プラットホーム１１２にはセンサ１１４が作動的に接続される。プラットホーム１１２の一部分には操作部材１０８が作動的に接続され、そしてそれに対応するアクチュエータ１０６がエンクロージャー１０４に作動的に接続されるが、プラットホーム１１２と連通している。

少なくとも１つの実施形態ではタッチ表面であるプラットホーム１１２は、ユーザ相互作用のための表面をなす。例えば、ユーザは、プラットホーム１１２にタッチして、電子装置１００に入力を与えるか、又は電子装置１００からのフィードバックを感じることができる。一例において、プラットホーム１１２は、エンクロージャー１０４と同様の材料又は実質的に他の形式の材料で形成される。プラットホーム１１２は、図２に線Ｃとして示された中心軸の周りで回転するように構成される。この例では、プラットホーム１１２は、その中心点においてエンクロージャー１０４に作動的に接続されるが、その中心点の周りで回転することができる。例えば、プラットホーム１１２は、固定された支持バー又は部材を含み、そしてプラットホーム１１２は、その支持バー又は部材（図示せず）の周りで回転する。別の例では、プラットホーム１１２は、その中心点の周りで回転するが、その外周でエンクロージャー１０４に作動的に接続され、例えば、プラットホーム１１２の外径は、プラットホーム１１２をエンクロージャー１０４に固定するものである。

図２及び３を参照し続けると、触覚装置１０２は、プラットホーム１１２の一部分の周りに作動的に接続された回復部材１１０を更に備えている。この回復部材１１０は、プラットホーム１１２がアクチュエータ１０６により回転された後にプラットホーム１１２を第１の位置又は元の位置へ回復させるように構成される。更に、回復部材１１０は、プラットホーム１１２に初期力を作用させ、プラットホーム１１２が非作動位置又は元の位置に部分的に硬直又は固定されるようにする。例えば、回復部材１１０は、摩擦力又はバイアス力のような力を利用して、触覚装置１０２が不作動にされたときにはプラットホーム１１２をその休止位置に保持し、そしてプラットホーム１１２が回転された後にプラットホーム１１２を休止位置に戻すようにする。

１つの例において、回復部材１１０は、プラットホーム１１２の側部の周りに位置されるシリコン系ジェル又はアルファジェルを含むジェル物質であるが、これらに限定されない。別の構成では、ジェル物質は、プラットホーム１１２の側面及び底面の周りに完全に位置される。換言すれば、プラットホーム１１２は、回復部材１１０の頂部に実質的に支持される。ジェル物質を使用する実施形態では、ジェルは、プラットホーム１１２に作用する初期力を与える固着性を含む。例えば、プラットホーム１１２は、（アクチュエータ１０６により克服される）特定の力のもとにプラットホーム１１２を拘束する高い摩擦係数を有する。

他の例では、回復部材１１０は、プラットホーム１１２に力を能動的に作用させて、プラットホーム１１２を初期位置へ戻すように回転させる。これは、回復部材１１０がユーザに対する付加的な触覚フィードバックを与えることができるようにする。というのは、ユーザがプラットホーム１１２に力を作用させるときに回復力を感じるからである。例えば、回復部材１１０は、電磁石又は電気的に活性なポリマーであり、図４を参照して以下に詳細に述べる操作部材と同様である。

更に別の例では、回復部材１１０は、プラットホーム１１２に作動的に接続されるスプリングである。この例では、初期力がスプリングのバイアス力であり、これは、アクチュエータ１０６の力によって克服される。同様に、回復部材１１０は、操作部材１０８及び／又はプラットホーム１１２のいずれかに初期力を及ぼすガスケット又は磁力である。更に、回復部材１１０は、アクチュエータ１０６に合体されてもよい。例えば、アクチュエータ１０６が電磁石又はプログラム可能な磁石である場合には、極性又は磁界が、プラットホーム１１２を特定位置に保持する初期力と、プラットホーム１１２を回転する作動力との間で交番する。

回復部材１１０によって作用される初期力は、アクチュエータ１０６により作用される回転力が初期力を克服するように構成される。これは、プラットホーム１１２が作動時に回転するのを許すが、作動されないときには実質的に位置固定されたままとなる。回復部材１１０は、更に、プラットホーム１１２がエンクロージャー１０４に作動的に接続されたときに緩み感又はぐらつき感がないようにプラットホーム１１２の触感を助けるが、プラットホーム１１２は、その中心軸に沿ってエンクロージャー１０４に作動的に接続される。

回復部材１１０を例示する図３に示されたように、回復部材１１０は、プラットホーム１１２の外周に露出される。しかしながら、他の実施形態では、エンクロージャー１０４がプラットホーム１１２の外周まで延び、回復部材１１０を実質的に覆うことに注意されたい。換言すれば、エンクロージャー１０４は、プラットホーム１１２の縁で終了となり、回復部材１１０が実質的に見えないようにする。他の実施形態では、回復部材１１０がプラットホーム１１２の内周（図示せず）に位置される。そのような実施形態は、例えば、回復部材１１０がプラットホーム１１２に回復力を与えるところの内面又は外面を有する楕円、ドーナツ又は同様の形状でプラットホームが構成されるときに望ましいものである。

又、触覚装置１０２は、プラットホーム１１２に作動的に接続されたセンサ１１４も備えている。センサ１１４は、プラットホーム１１２と一体化されてもよいし、又はそこに接続された個別のエレメントでもよい。更に、図２及び４に示したように、センサ１１４は、プラットホーム１１２の下に位置されるが、センサ１１４は、ユーザの選択を検出するように位置される限り、装置１００の実質的にいかなる位置に配置されてもよいことに注意されたい。例えば、センサ１４は、プラットホームの頂面に位置されてもよく、例えば、容量性感知リングがプラットホーム１１２の頂面に位置されてもよい。別の例では、センサ１１４は、プラットホーム１１２の側部、又はプラットホームに面したエンクロージャー１０４の側部に位置されてもよい。

センサ１１４は、いつユーザがプラットホーム１１２を選択し、それを押し、さもなければ、それにタッチするか決定する。センサ１１４は、ユーザのタッチ又は選択を検出できるものであれば、実質的に、どんな形式のセンサでもよい。例えば、センサ１１４は、キャパシタンス、熱、光、圧力、水分、等を感知する。センサ１１４は、プロセッサ１２４と電気的に通信する。

操作部材１０８は、プラットホーム１１２の側面又は外面に作動的に接続される。一例において、図２及び３に示すように、２つの操作部材１０８がプラットホーム１１２の両側に作動的に接続される。しかしながら、実際には、いかなる数の操作部材１０８が使用されてもよく、又、操作部材１０８は、実際上、プラットホーム１１２のどこに位置されてもよい。操作部材１０８は、エンクロージャー１０４に作動的に接続された対応するアクチュエータ１０６と連絡することによりプラットホーム１１２をその中心軸の周りで回転させるように構成される。操作部材１０８は、プラットホーム１１２を単一の側部又は複数の側部から駆動する。換言すれば、単一の操作部材１０８があってもよいし、又は複数の操作部材１０８があってもよい。

アクチュエータ１０６は、エンクロージャー１０４に作動的に接続され、そしてプロセッサと連絡する。アクチュエータ１０６は、操作部材１０８を選択的に作動してプラットホーム１１２を回転させるように構成される。アクチュエータ１０６は、プラットホーム１１２が選択時間、距離又は他の変数について回転するように構成される。

１つの例において、操作部材１０８は、金属性表面又は磁性表面であり、そしてアクチュエータ１０６は、電磁石である。この例では、アクチュエータ１０６が選択的に磁化され、これは、操作部材１０８と相互作用する磁力を発生する。磁力は、操作部材１０８をアクチュエータ１０６から強制的に離したりアクチュエータ１０６に強制的に近づけたりする。操作部材１０８は、プラットホーム１１２に作動的に接続されているので、操作部材１０８が特定の方向に強制されると、プラットホーム１１２がその方向に移動する。換言すれば、アクチュエータ１０６が選択的に作動（充電／放電）されるときに、プラットホーム１１２は、アクチュエータ１０６により操作部材１０８に作用される変化する力のために回転する。

別の例では、アクチュエータ１０６は、プラットホーム１１２に作動的に接続されたモータであり、プラットホーム１１２を選択的に回転させるように構成される。例えば、モータは、プラットホーム１１２の中心点に作動的に接続されたドライブシャフトを備え、このドライブシャフトが回転するときに、プラットホーム１１２が回転するようにする。別の例では、１つ又は複数のマイクロモータが、プラットホーム１１２の側部に作動的に接続されて、プラットホーム１１２を回転させる。

図１Ａないし３を参照すれば、動作中に、ユーザは、触覚装置１０２を選択し又はそれを押す。ユーザがプラットホーム１１２及び／又はセンサ１１４にタッチすると、センサ１１４は、ユーザが触覚装置１０２を選択したことを検出する。センサ１０４は、次いで、プロセッサ１２４と通信し、プロセッサは、アクチュエータ１０６を作動する。アクチュエータ１０６が作動されると、操作部材１０８が力を受ける。この力は、プラットホーム１１２の２つの側部に作用し、操作部材１０８をそれに対応するアクチュエータ１０６に強制的に近づかせる（又はそこから強制的に離れさせる）。操作部材１０８がアクチュエータ１０６により引っ張られると（又は押されると）、プラットホーム１１２をその中心軸に沿って回転させる。次いで、プラットホーム１１２が回転して、ユーザに触感を与える。

プラットホーム１１２は、それが回転するときに、実質的に垂直には移動しない。これは、プラットホーム１１２が実質的にｚ方向に移動しないことを意味する。同様に、プラットホーム１１２は、水平方向（ｘ及びｙ軸）にも実質的に移動しない。しかしながら、プラットホーム１１２は、水平方向にも垂直方向にも実質的に移動しないが、ユーザは、プラットホーム１１２が垂直又は水平方向に沿って変位することを（心理学的に）経験する。これは、ある実施形態では、プラットホーム１１２が小さな距離（約１００から２００μｍ）しか回転せず又は非常に迅速に回転し、ユーザが経験することとして、その小さな移動距離が水平又は垂直移動のように感じるからである。

更に、プラットホーム１１２が単一の平面内で回転するので、触覚装置１０２に要求される高さは、フィードバックを発生するための動きを必要とする触覚装置に比して減少される。触覚装置１０２の高さが減少されたことで、エンクロージャー１０４の高さを減少することができ、及び／又は電子装置１００の他の内部コンポーネントにとってはそのサイズを増加することが許される。これは、更に、電子装置１００の内部空洞を実質的に密封するようにエンクロージャー１０４を構成できるようにする。これが可能となるのは、触覚装置１０２で考慮する必要のある移動又は変位の公差が最小だからである。水平又は垂直のいずれかの方向に変位することでフィードバックを与える触覚装置とは異なり、触覚装置１０２は、その表面より広く又は高く移動することがないので、付加的な移動スペースを必要としない。これは、変位の動きを受け容れるために電子装置１００に組み込む必要のある公差を要求することなく、触覚装置１０２がフィードバックを与えることができるようにする。

ある例において、プラットホーム１１２は、直線方向に若干移動できることに注意されたい。これは、ユーザが触覚装置１０２を選択したかどうか決定する上でセンサ１１４を助ける。例えば、センサ１１４は、ユーザによりプラットホーム１１２に作用される力を測定するように構成される。プラットホーム１１２が、例えば、５ないし１０μｍの小さな距離移動するように構成された場合には、センサ１１４は、プラットホーム１１２の変位を感知して、力を決定する。同様に、他の例では、プラットホーム１１２は、直線方向に僅かに移動して、ユーザによるフィードバック触感を更に高めることができる。例えば、プラットホーム１１２は、垂直移動と組み合わされて、ユーザによる「押圧」感を高めることができる。

図４は、触覚装置２０２の第２の実施形態の断面図である。図５は、図４の触覚装置２０２の底面図である。触覚装置２０２は、図３の触覚装置１０２と実質的に同様であるが、操作部材を含まない。これは、アクチュエータ２０６がプラットホーム１１２及びエンクロージャー１０４に作動的に接続されて、アクチュエータ２０６が作動されると、プラットホーム１１２をそれ自身で回転させるからである。

１つの例において、第１のアクチュエータ２０６ａ及び第２のアクチュエータ２０６ｂがある。しかしながら、他の実施形態では、単一のアクチュエータだけでもよいし、又は複数のアクチュエータでもよい。アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、プラットホーム１１２の底面に作動的に接続され（図５に示すように）、そしてエンクロージャー１０４に作動的に接続される。第１のアクチュエータ２０６ａは、プラットホーム１１２の第１の側部に作動的に接続され、そしてプラットホーム１１２の中心点からずらされる。第２のアクチュエータ２０６ｂは、第１のアクチュエータ２０６ａとは実質的に反対側でプラットホーム１１２に作動的に接続される。更に、第２のアクチュエータ２０６ｂは、中心点からずれて位置されるが、第１のアクチュエータ２０６ａの反対方向にずれて位置される。換言すれば、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、プラットホーム１１２の互いに逆の半部分に作動的に接続され、そしてプラットホーム１１２の互いに逆の側部に位置される。

アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、選択入力又は電圧に基づいて直線的に移動するように構成される。１つの例では、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、選択電圧に応答して収縮するか、さもなければ、形状又は寸法が変化する電気的に活性なポリマーである。この例では、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、ほぼ１００μｍの厚みである。しかしながら、（電圧又は電流のような）信号が印加されたときに形状又は寸法を変化させる他の材料が使用されてもよい。

図４及び５に示す実施形態では、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂが収縮するとき、それらは、各々、プラットホーム１１２の中心軸に平行にプラットホーム１１２から離れる力Ｆを作用させる。動作中、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、両方とも、実質的に同時に作動され、従って、両方とも、プラットホーム１１２に互いに逆方向に作動力を作用させる。それ故、各アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、実質的に同様の力をほぼ同時に作用させるので、プラットホーム１１２は、方向Ｒに回転する。これは、プラットホーム１１２が両方の力Ｆを互いに逆方向に経験するが、平均的な力は、互いに逆の各力の成分だからである。例えば、プラットホーム１１２は、その中心軸又は中心点において固定され、それ故、プラットホーム１１２は、各力を互いに逆方向に経験するので、両方の力の成分は、両方の力に比して、ある角度にされる。この成分力がプラットホーム１１２をその軸に沿って回転させる。プラットホーム１１２の回転距離は最小であるが、ユーザに触覚フィードバックを与えることに注意されたい。１つの例では、回転距離は、ほぼ１００ないし２００μｍである。

他の実施形態では、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂが実質的に同じ方向に力を作用させてプラットホーム１１２を回転させるように構成されることに注意されたい。更に、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、互いに変化する力を与える。例えば、作動時に、アクチュエータ２０６ａは、プラットホーム１１２を「引っ張り」、一方、アクチュエータ２０６ｂは、プラットホーム１１２を「押す」。この実施形態では、アクチュエータ２０６ａ、２０６ｂは、互いに別々の時間に作動される。これは、一方のアクチュエータが能動的な回復力として働き、そして他方のアクチュエータがプラットホーム１１２の回転を助成できるようにする。更に、単一のアクチュエータ２０６が使用される場合には、単一の力のみを加えて、プラットホーム１１２を回転させる。

触覚装置の用途
触覚装置１０２は、メカニカルボタンが押圧されるか或いは水平又は垂直に移動されるかのように（ユーザにとって）感じる触覚フィードバックをユーザに与えるのでバーチャルボタンとして働く。触覚装置１０２は、垂直又は水平方向に実質的に移動せずに、特定の方向に変位しているように感じるので、バーチャルである。触覚装置１０２は、触知又は他の触覚フィードバックが望ましい実質的に任意の形式の電子装置に対するボタン又はスイッチとして使用される。例えば、触覚装置１０２は、コンピュータのキーボードのキー、ラップトップコンピュータのトラックパッド、他の入力／出力装置、電源ボタン、等として一体化される。

１つの例において、キーボードは、触覚装置１０２を使用するキーを含む。プラットホーム１１２は、記号、文字、番号、等の視覚指示子を含む。次いで、各キーを押圧するのではなく、ユーザは、プラットホーム１１２の外面に単にタッチし、プラットホーム１１２が回転して、それに対応する触覚フィードバックを与える。これは、キーが押圧されたとユーザが感じられるようにするが、キーは、実質的に同じ垂直位置に保持される。

別の例では、触覚装置１０２は、バッテリ又は電力計、ボリュームスイッチ、等の電子装置１００のインジケータとして使用される。これらの例では、複数の触覚装置１０２が互いに隣接して整列され、ユーザは、自分の指をプラットホーム１１２上に走らせて指示を決定する。例えば、ユーザが各触覚装置１０２にタッチすると、プラットホーム１１２は、回転するか又は静止状態に留まって、ある状態を指示し、例えば、１つの触覚装置１０２が回転する場合には、ある電力レベルに留まることを指示し、一方、２つの触覚装置１０２が回転する場合には、別の電力レベルに留まることを指示する。

結論
以上の説明は、広範囲に応用される。例えば、ここに開示された例は、電子装置に焦点を置いたが、ここに開示された概念は、触覚フィードバックを使用する他の形式の装置にも等しく適用されることが明らかである。同様に、触覚装置は、触覚フィードバックと共に説明したが、ここに開示した装置及び技術は、入力及び出力メカニズムにも等しく適用できる。従って、いずれの実施形態の説明も、単なる例示に過ぎず、請求項を含む開示の範囲がこれらの例に限定されることを示唆するものではない。

全ての方向参照（例えば、近方、遠方、上部、下部、上方、下方、左、右、横方向、長手方向、前方、後方、頂部、底部、上、下、垂直、水平、半径方向、軸方向、時計方向、及び反時計方向）は、本開示についての読者の理解を助ける識別目的で使用されるに過ぎず、特に、位置、向き、又は本開示の使用に関して制限を与えるものではない。接続参照（例えば、取り付け、結合、接続、及び接合）は、広く解釈されるべきもので、特に指示のない限り、ある集合体のエレメント間の中間部材、及びエレメント間の相対的移動を含む。従って、接続参照は、必ずしも、２つのエレメントが互いに固定関係で直接的に接続されることを推定するものではない。添付図面は、例示のためのものに過ぎず、図面に表された寸法、位置、順序及び相対的なサイズは、変更し得るものである。

１００：電子装置
１０２：触覚装置
１０４：エンクロージャー
１０５：ディスプレイスクリーン
１０６：アクチュエータ
１０８：操作部材
１１０：回復部材
１１２：プラットホーム
１１４：センサ
１１８：入力／出力インターフェイス
１２０：メモリ
１２２：ネットワーク／通信インターフェイス
１２４：プロセッサ
１２８：システムバス

Claims (20)

1. 電子装置のための触覚フィードバック装置において、
   前記電子装置に作動的に接続され且つ中心軸の周りでの回転を許すように固定されたプラットホームと、
   前記プラットホームに作動的に関連され且つ前記プラットホームを選択的に第１方向に回転するようにさせるよう構成された作動部材と、
   前記プラットホームに作動的に関連され且つ前記プラットホームを選択的に第１位置へ戻すように構成された回復部材と、
   を備えた触覚フィードバック装置。
2. 前記作動部材は、
   選択的に磁化されるように構成された第１の磁気部材と、
   前記プラットホームに作動的に接続され且つ前記第１の磁気部材と連絡する第２の磁気部材と、
   を含む請求項１に記載の触覚フィードバック装置。
3. 前記第１の磁気部材は、電磁石である、請求項２に記載の触覚フィードバック装置。
4. 前記回復部材は、前記プラットホーム及び電子装置に作動的に接続されたスプリングである、請求項１に記載の触覚フィードバック装置。
5. 前記回復部材は、前記プラットホームの周囲の一部分を実質的に取り巻くジェルである、請求項１に記載の触覚フィードバック装置。
6. 前記作動部材は、前記プラットホーム及び前記電子装置に作動的に接続された電気活性高分子材料を含む、請求項１に記載の触覚フィードバック装置。
7. 前記プラットホームは、ユーザがプラットホームにタッチするのに応答して第１方向に回転するように構成される、請求項１に記載の触覚フィードバック装置。
8. 前記プラットホームに作動的に接続され、且つユーザがボタンを選択するときを決定するように構成されたセンサを更に備えた、請求項１に記載の触覚フィードバック装置。
9. エンクロージャーと、
   前記エンクロージャーに作動的に接続されたプロセッサと、
   前記エンクロージャーに作動的に接続された触覚装置であって、前記エンクロージャーを通して前記触覚装置の少なくとも一部分にアクセスできるようにされた触覚装置と、
   を備え、前記触覚装置は、
   前記エンクロージャーに作動的に接続されたプラットホーム、
   前記プロセッサと連絡し且つ前記プラットホームに作動的に関連した作動部材、及び
   前記プラットホームに作動的に関連した回復部材、
   を含み、前記作動部材は、前記プラットホームを中心軸の周りで回転するように構成される、電子装置。
10. 前記プロセッサと連絡し、且つユーザがプラットホームを選択するときを決定するように構成されたセンサを更に備えた、請求項９に記載の電子装置。
11. 前記センサは、プラットホームの頂面に作動的に接続される、請求項１０に記載の電子装置。
12. 前記作動部材は、
    前記エンクロージャーに作動的に接続され且つ前記プロセッサと連絡する電磁石、及び 前記プラットホームに作動的に接続され且つ前記電磁石と連絡する磁気部材、
    を含み、前記電磁石が第１状態にあるとき、前記プラットホームは、前記プラットホームは、第１方向に回転し、そして前記電磁石が第２状態にあるとき、前記プラットホームは、前記プラットホームは、第２方向に回転する、請求項９に記載の電子装置。
13. 前記作動部材は、前記プラットホーム及びエンクロージャーに作動的に接続されて前記プロセッサと連絡する第１の電気的に活性のポリマーを含み、その第１の電気的に活性のポリマーが活性化されると、前記プラットホームが第１方向に回転する、請求項９に記載の電子装置。
14. 前記プラットホーム及びエンクロージャーに作動的に接続された第２の電気的に活性のポリマーを更に含み、この第２の電気的に活性のポリマーが活性化されると、前記プラットホームが第１方向に回転する、請求項１３に記載の電子装置。
15. 前記回復部材は、前記プラットホーム及びエンクロージャーに作動的に接続されたスプリングである、請求項９に記載の電子装置。
16. 前記回復部材は、前記エンクロージャーに作動的に接続され且つ前記プラットホームの一部分に作動的に関連したジェルである、請求項９に記載の電子装置。
17. 触覚フィードバックを与える方法において、
    センサを介して入力を検出する段階と、
    前記入力に応答して電気活性高分子材料を起動することによって中心軸の周りで触覚フィードバック装置を回転する段階と、
    選択時間及び回転経過の一方の後に前記触覚フィードバック装置を元の位置へ回復させる段階と、
    を含む方法。
18. 前記触覚フィードバック装置は、プラットホームを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記触覚フィードバック装置を元の位置へ回復させる前記段階は、スプリングを使用して前記触覚フィードバック装置を前記元の位置へ回復させることを含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記触覚フィードバック装置を元の位置へ回復させる前記段階は、ジェルを使用して前記触覚フィードバック装置を前記元の位置へ回復させることを含む、請求項１７に記載の方法。

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