JP5862782B2 - タッチ・センサ・ディスプレイ画面による差圧の利用 - Google Patents

Description

本発明は、一般に個人用電子機器に関し、より詳細にはタッチ・センサ・ディスプレイ画面のユーザ・インタフェースに関する。

タッチ・センサ・ディスプレイ画面は、多くの個人用電子機器のよく知られている構成要素である。ユーザのタッチ（通常、指またはスタイラスによる）を認識し、それに応答することによって、この画面は、ユーザ入力の収集と装置出力の表示の両方を多くのアプリケーションにおいて非常に訴求的な統一された手法で行う。

最初の一般的なタッチ・センサ・ディスプレイ画面は、一時に１つのタッチ場所を確実に認識できるのみであった。複数の同時タッチが行われた場合、このディスプレイ画面は、混乱し、その結果は予測できなかった。しかしながら、いまでは、多くの装置がいくつかの同時タッチを確実に追跡し、ユーザによって加えられた全圧力を測定することができる画面を組み込んでいる。

タッチ・センサ・ディスプレイ画面の魅力的な特徴の１つは、それが、少なくとも場合によっては、より従来型のパソコンに見られるキーボードとポインティング・デバイス（例えば、マウスまたはトラックボール）の両方に代わり得ることである。これによって、仮にキーボードを配置したとしても、それは１０本の指による操作のためには小さすぎるスマートフォンなどの非常に小さい装置にとって、この画面が特に有益なものとなる。

当然のことながら、タッチ・センサ画面のユーザ・インタフェース方式の開発は、固定キーボードおよびマウスによって新たに作り上げられた利用方法に従うものであった。ディスプレイ画面上のカーソルを制御するためにマウスを使用することから、単に画面にタッチし、必要に応じてカーソルをドラッグすることへの移行は非常に容易であった。

上記およびその他の検討事項は、明細書、図面および請求項を参照することによって理解することができる本発明によって対処されるものである。本発明の特徴に従って、圧力差に応答する一部の最新式タッチ・センサ画面の機能を使用して装置のユーザ・インタフェースを強化する。ユーザは画面に「軽く」タッチすることによってある種類のユーザ・インタフェース動作を選択し、次により強い圧力を加えて別の種類の動作を選択する。例えば、軽いタッチは、従来のマウス・ボタンからの「１回のクリック」として解釈することができる一方、より強いタッチは「ダブル・クリック」として機能することができる。別の例では、ドローイングの応用として、ユーザは軽いタッチで描画し、より強いタッチで消去する。

一部のタッチ画面は、ユーザの圧力の範囲について信頼性を持って報告する。本発明の実施形態は、画面を押す強さに対応する３種類以上の別々の動作をユーザが選択することを可能にすることによって、この範囲を活用することができる。例えば、ユーザがメディア提示を早送りしているとき、加えた圧力の大きさに正比例して早送りの速度を変えることができる。

本発明の態様は、単一タッチ方式に限られない。むしろ、実施形態は、単一タッチ、タッチ・センサ画面の表面に広がるジェスチャ・タッチ、およびユーザの加える圧力がタッチ中に変化するタッチに応答することができる。一部の実施形態は、加える圧力の大きさをユーザがどれくらい速く変えるかに応じる。

一部の実施形態では、ユーザの入力の場所および圧力を、記憶されているジェスチャ・プロファイルと比較する。入力が記憶ジェスチャ・プロファイルと「十分に近く」一致した場合のみ、動作が実行される。例えば、ユーザが自分の名前を署名した場合、その署名は記憶されている署名プロファイルと比較される。署名が一致した場合、ユーザは管理下の情報にアクセスすることができる。

一部の実施形態では、軽いプレスと強いプレスとの間の閾値を圧力が超えた場合、ユーザに通知が送られる。例えば、圧力が強い場合、画面にアイコンを示すことができる（これは、従来のキーボードで時々示される「大文字ロック（ＣＡＰＳ ＬＯＣＫ）」アイコンに似ている）。音響を出力すること、または触覚フィードバック（ユーザによって感知される「ブザー」）を与えることもできる。

種々のタッチ・センサ画面は種々の技術を具現化し、したがってそれらは差圧を測定・報告する方法において異なる。本発明の態様は、圧力検出画面で働く。特に、一部の画面は、タッチ中に一連のデータポイントを報告する。各データポイントは、例えば、瞬間的圧力に関する振幅およびタッチに関するサイズを含む。本発明の一部の実施形態では、この一連のデータポイントが安定するまで、一定の方法によってこの一連のデータポイントを監視する。データポイントが安定した後、安定したデータポイントの値（「ベースライン」と呼ばれる）を将来のデータポイントとともに使用してこのタッチに関連付けられる圧力を決定する。この方法は、タッチ入力を「安定化」し、より一貫性のあるユーザ・インタフェース体験を提供する。

添付請求項は本発明の特徴を具体的に規定するものであるが、本発明は、その目的および利点とともに、以下の詳細説明および添付図面から最もよく理解され得る。

本発明で利用できる例示的な個人用電子装置の略図。 差圧に応答するタッチ・センサ画面の定型化された表現を示す図。 差圧に応答するタッチ・センサ画面の定型化された表現を示す図。 タッチ・センサ画面による圧力報告を活用する第１の例示的なユーザ・インタフェースのフローチャート。 タッチ・センサ画面による圧力報告を活用する第１の例示的なユーザ・インタフェースのフローチャート。 図３ａおよび図３ｂのユーザ・インタフェース方法の特定の実施形態のフローチャート。 図３ａおよび図３ｂのユーザ・インタフェース方法の特定の実施形態のフローチャート。 タッチ圧力の変化速度に応答する例示的なユーザ・インタフェースのフローチャート。 本発明の教示を利用してユーザのタッチ入力を、記憶されているジェスチャ・プロファイルと比較する例示的なユーザ・インタフェースのフローチャート。 タッチ・センサ画面からの圧力入力を「安定化」する例示的な方法のフローチャート。

図面を参照すると、図面では、同様な参照数字は、同様な要素を指す。この発明は、適切な環境において実装されるものとして示されている。以下の記述は、本発明の実施形態に基づいており、本出願において明示的に記述されない代案実施形態に関して本発明を限定するものと解するべきではない。

図１は、本発明の実施形態を組み込む代表的な個人用電子装置１００（例えば、携帯電話機、携帯情報端末またはパーソナル・コンピュータ）を示す。図１は、メイン画面１０２をユーザに提示している携帯電話機として装置１００を示している。一般にメイン画面１０２は、ユーザとの最も忠実度の高い相互作用（対話）のために使用される。例えば、メイン画面１０２はビデオまたは静止画像を示すために使用され、構成設定を変更するユーザ・インタフェースの一部であり、通話記録および連絡先リストを見るために使用される。これらの相互作用をサポートするために、メイン画面１０２は高い解像度を有し、装置１００内に無理なく収容できる最大限の大きさである。状況によっては、ユーザからメイン画面１０２よりかなり大きい画面にアクセスすることが有益である。このような状況では、より大きな外部表示装置に接続し、それを電子装置１００によって制御することができる（例えば、ドッキング・ステーション経由）。装置１００には、状況メッセージを提示するために第２の画面、場合によっては第３の画面を設けることができる。これらの画面は、一般にメイン画面１０２より小さい。以下の説明においては、これらは無視しても問題はない。

画面１０２は、タッチ・センサ画面である。装置のユーザが画面１０２の１つの点または複数の点に圧力を加えると、画面１０２は、タッチの場所を報告する。タッチの圧力も報告される。装置によっては、画面１０２自体が圧力センサを含んでおり、各点に加えられた圧力を測定することができる。他の装置では、別の圧力センサ（図示せず）が局部圧力測定値または画面１０２に加えられた圧力の全体としての合計を報告する。余分な文言を用いることなくこれらの場合のすべてを記述するために、以下の説明では、装置１００のいずれの構成要素が実際に圧力を測定・報告するか否かに関係なく、簡潔な表現、「画面１０２は、圧力を報告する」を使用する。

ここで、留意すべきは、本発明は、表示機能をもたないタッチ・パッドなどの、タッチ・センサ・ディスプレイ画面でないタッチ・センサ画面にも適用されることである。これらは、今日、あまり一般的でなくなりつつあるため、以下の説明は、タッチ・センサ・ディスプレイ画面の例に焦点を置くこととする。

今日、種々の技術がタッチ・センサ画面１０２を実現するために使用されている。本発明は、すべての既存およびこれから開発されるタッチ・センサ技術と連携することを意図している。

個人用電子装置１００の一般的なユーザ・インタフェースは、タッチ・センサ画面１０２のほかに、キーパッドおよび他のユーザ入力装置を含んでいる。キーパッドは実在のものまたは仮想のものとすることができ、タッチ・センサ画面１０２上に表示される仮想キーを含む。一部の装置１００は、装置のユーザに通知する音声出力および触覚装置を含んでいる。

図１は、個人用電子装置１００のより重要な内部構成要素の一部を示す。ネットワーク・インタフェース１０４は、メディア提示、関連情報およびダウンロード要求を送受する。プロセッサ１０６は、装置１００の動作を制御し、特に、図３〜図７に示し、これから説明する本発明の特徴をサポートする。プロセッサ１０６は、その動作においてメモリ１０８を使用する。以下において、必要に応じて、特定の装置によるこれらの構成要素の特定の使用について論ずる。

図２ａは、タッチ・センサ画面１０２が中程度の圧力の複数のタッチに応答する方法を示す。黒の領域２００ａ、２０２ａ、および２０４ａは、ユーザが画面１０２に登録されるほど十分に強く押した場所を表す（領域２００ａ、２０２ａ、および２０４ａが画面１０２のユーザに表示されるという要件は存在しない）。円形の領域２００ａは、スタイラス先端の結果の場合もあり、ユーザの指先の結果の場合もある。領域２０２ａは細長く、スタイラスまたは指をある角度で押し下げた結果であろう。２０４ａは、時間を通じて延びている痕跡である。これは、画面１０２の出力に応答するソフトウェアによっては「ドラッグ」動作またはジェスチャとして解釈される。

一部の実施形態では、画面１０２は、タッチ２００ａ、２０２ａ、および２０４ａのそれぞれの実際の空間的広がりを報告する。それらの実施形態では、図２ａは、画面１０２によって報告される内容そのままの表示である。他の実施形態では、画面１０２は、加えられた圧力を報告するが、タッチの実際の領域は報告しない。例えば、タッチ２００ａは、画面１０２上の単一の点として特定の圧力の大きさと関連付けて報告される。それらの実施形態では、図２ａは、画面１０２の報告する内容そのままの表現ではなく、それを示唆するものと解釈される。

図２ｂでは、図２ａのタッチが繰り返されるが、圧力はより大きい。円形のタッチ２００ａは、より強い圧力によって、円形領域２００ｂに広がっている。より強い圧力によって、細長いタッチ２０２ｂは面積が広くなったばかりでなく、その形状も変化し、より強い圧力によって、いくらか細長さが減少している。痕跡２０４ｂの出発点および終了点は痕跡２０４ａと同じであるものの、痕跡２０４ｂの幅は、圧力がより強いために相当大きい。タッチの面積を実際には報告しない画面の実施形態では、痕跡２０４ｂは痕跡２０４ａと同じ場所（時間を通じて）で報告されるが、より大きな圧力値と関連付けられて報告される。

図３ａおよび３ｂは、ユーザ・インタフェースのタッチ・センサ画面１０２によって与えられる圧力情報を使用する第１の例示的な方法を示す。図３ａのステップ３００において、個人用電子装置１００のプロセッサ１０６は、画面１０２上のタッチに関する情報を受け取る。本説明は当然のことながらタッチに関連付けられる圧力情報に焦点を置くが、しかしながら、従来と同様に、タッチに関する情報は一般に少なくとも１つのタッチの場所を含んでいる（ステップ３０２）。図２ａにおける痕跡２０４ａなどのジェスチャ・タッチの場合、タッチ情報は、画面上の空間経路を含んでいる（ステップ３０４）(空間経路は、一般に一連のタッチ場所として報告される)。

図２ａの痕跡２０４ａへの言及は、「タッチ」が意味し得ることを説明するための良いポイントとなる。痕跡２０４ａは、時間および空間を通じて延びている１つのタッチと考えることができる。これに代えて、痕跡２０４ａは、次々に生じる長い一連のタッチであって、それぞれのタッチがタッチ・センサ画面１０２上の特定の点と、特定の時点とに関連付けられると考えることもできる。以下の説明では、ユーザが１つの圧力値で押すことによって開始し、次に圧力を完全に除くことなく、別の圧力値に変える場合を区別することが重要であることがある。一部のユーザ・インタフェースでは、これを時間とともに圧力の変わる単一のタッチと見なす一方、他のユーザ・インタフェースでは、これを近接した時間における、一定の圧力値を各々有する少なくとも２つのタッチと見なす。ユーザのジェスチャを１つまたは複数の「タッチ」に分割する様々な定義は、ユーザがどのような信号を送出したかを理解する上で重要であるが、本発明は、そうしたいずれの定義にも対応する。

ステップ３０６において、圧力値は、受け取られたタッチ情報に関連付けられる。これを行い得る方法は多数あり、それらの間の差異は、通常、タッチ・センサ画面１０２を具体化する際に使用できる種々の技術に基づいている。

ステップ３０６ａは、画面１０２自体が圧力値を報告する場合を対象としている。タッチが画面１０２上の複数の点にわたっている場合、一部の画面１０２は、タッチ中の各点の圧力値を報告する。他の画面１０２は、単にこのタッチ圧力値の合計または平均を与える。図２ａの２０４ａのような痕跡は、痕跡に沿った各点について１つずつの個々の圧力値に関する長いリストを含むことができる。

ステップ３０６ａは、タッチ・センサ画面１０２に関連付けられている構成要素（例えば、圧力センサ）が圧力値を報告する場合も対象としている。非常に簡単な場合、画面１０２全体を圧電式の圧力センサとすることができる。画面１０２がタッチされると、圧力センサは、加えられた圧力の合計を報告する。この非常に単純なシステムは、当然ながら、空間的に広がるタッチの各点に加えられた圧力を報告することはできない。別の例では、「スマート」スタイラスは、ユーザが加えている圧力を測定し、その情報を個人用電子装置１００に報告する。一般に、スタイラスは、合計圧力のみを報告する。

ステップ３０６ｂでは、タッチに関連付けられた圧力は直接報告されないが、圧力を計算できる十分な情報が与えられる場合も対象としている。一部のタッチ・センサ画面１０２は、タッチに含まれる「点」の個数を報告する。これは、タッチを登録するために十分な圧力を受け取った画面１０２の面積である。これらの画面１０２の場合、図２ａの軽いタッチ２００ａおよび図２ｂの強いタッチ２００ｂは、強いタッチ２００ｂによって影響を受けた面積がより広いという事実によって区別される。一部の画面１０２では、面積は、タッチによって影響を受けたチャネル（または点）の個数として報告される。一部の画面１０２は、タッチの圧力にある程度比例するより強い信号を報告する。画面１０２がタッチの面積（または影響を受けたチャネルの個数）と合計圧力に比例する信号の両方を報告する場合、これらの２つの値を比較することによって平均圧力を計算することができる。したがって、画面１０２の広い領域にわたる非常に軽いタッチは、狭い領域に集中された強いタッチから区別されるが、これらの２つの場合に画面１０２全体によって受け取られた合計圧力は同じであり得る。

なお、多くの技術の場合、報告される圧力は相対値であり、実際のニュートン毎平方メートルの値ではない。本発明は、実際の圧力測定値および相対的な圧力測定値のいずれに対しても完全に機能する。実際、ステップ３０６においてタッチに関連付けられる圧力値は、以下の群から選択することができる：「閾値より大きい」および「閾値より小さい」。当然ながら、タッチ・センサ画面１０２は、問い合わせられた場合にゼロ圧力値も報告できるが（すなわち、「現在、検出されるタッチなし」）、その場合、図３ａおよび３ｂの方法は起動されない。

ステップ３０８において、タッチに関連付けられた圧力は、非ゼロ閾値と比較される（この閾値が非ゼロであるのは、本発明では軽いタッチと強いタッチとを区別するためである。ゼロ閾値では単にタッチとタッチなしとが区別される）。なお、実際の閾値は、タッチを処理するアプリケーションによって異なる（図３ｂのステップ３１０および３１２）。しかしながら、どれほどの圧力を加えると閾値を跨ぐのかをユーザが「感じる」ことができるように、一定である閾値の使用が推奨される。

ユーザ・インタフェースの最も単純な実施形態は、図３ｂのステップ３１０および３１２のみを含む。要するに、圧力が閾値より低い場合、１つの動作が実行される（ステップ３１０）。そうでない場合、別の動作が実行される（ステップ３１２）。ユーザ・インタフェース動作は、例えば、タッチ・センサ画面１０２上に表示されたアイコンを選択すること、画面１０２上に表示されたアイコンに関連付けられているファイルを開くこと、画面１０２上に表示されたアイコンに関連付けられているプログラムを実行すること、および制御パラメータの値を変更することを含むことができる。特殊な例として、描画アプリケーションが現在タッチに応答している場合、この描画アプリケーションは、画面１０２上の描画によって閾値未満のタッチに応答することができ、一方、強いタッチは既に描かれているものを消去することができる。

別の例として、タッチをメディア・プレイバック・アプリケーションに送ることができる。早送りアイコン上の軽いタッチはメディアの提示を第１の速度で早送りするのに対し、強いタッチはメディアの提示をより高速な速度で早送りする。図３ａのステップ３０６においてタッチに関連付けられた圧力が単純な「閾値より大きい」または「閾値より小さい」よりも多くの情報を含む場合、ステップ３１２ａにおけるその応答を関連付けられた圧力と閾値との間の差に比例させることによって、この２種類の速度の早送り制御をさらに改良変更することができる。すなわち、２つの速度の間を単に切り替えるのではなく、ユーザが強く押すほどに速度を大きくし続けることができる。当然ながら、この種類の圧力センサ制御は、ユーザが制御ボタンを押し続けるのに応じて速度を上げる既知の技術と容易に組み合わせることができる。この例によって、ユーザ・インタフェース設計者がタッチ・センサ画面に従来から関連付けられてきたものを超える可能性を与えられ、本発明の真の長所が示されるに至る。

一部の実施形態は、増大する圧力に応じて応答を直線的に増大するのではなく、ただ単に、さらなる少なくとも１つの非ゼロ閾値を含むことができる（ステップ３１２ｂ）。これは、上記例の２速度の早送り制御を３速度の速度制御等に変えることになる。

いずれの実施形態においても、ユーザ・インタフェース設計者は、ユーザに、そのユーザの圧力が閾値を跨いだ旨の通知が与えられるステップ３１２ｃの実装を選択することができる。例えば、圧力が閾値より大きい旨のアイコンをタッチ・センサ画面上に示したり、音を再生したり、またはおそらくは最も有用な方法として、物理的ボタンがそのスプリングに対して強く押されるほどに経験される応答を模倣する触覚応答を与えたりできる。種々のユーザ・インタフェースは、同様に種々の通知を実装してよい。

上述の例においては、加えられる圧力と選択されるユーザ・インタフェース動作との間に先験的な論理的な繋がりは存在しないことが留意される。反例によってこの点を明らかにするために、描画アプリケーションにおけるユーザのタッチをタッチ・センサ画面１０２上に図式的に示す。ユーザが図２ａの痕跡２０４ａなどの痕跡を作成すると、画面１０２上に線が描かれる。物理的な筆は強く押されるとより幅の広い線を描くので、描画アプリケーションが、図２ｂの２０４ｂに示されているように、圧力が強いときに、より広い幅の線を表示することは論理的である。この例では、したがって、ユーザの意識において、加えた圧力と画面１０２上に示されている痕跡の幅との間には先験的な論理的な繋がりが存在する。しかしながら、前の例で示したように、本発明は、これらの先験的な論理的実装に限定されるものではない。

前述の説明は、非常に一般的であることおよび多数の可能な実施形態を対象とすることを意図している。具体的な一例として、図４ａおよび図４ｂに示した例を考える。この方法は、図４ａのステップ４００から始まる。このステップ４００は、現実の世界のタッチが時間的および空間的に（タッチ・センサ・ディスプレイ画面１０２上を）広がることを強調している。この場合、画面１０２は、周期的なメッセージを送り（またはプロセッサ１０６によって周期的に問い合わせられ）、その結果は、場所の値および関連付けられる圧力の列である。すなわち、ステップ４００は、タッチが続く限り続く処理ループ（ステップ４０８まで）を導入する。一般に、画面１０２から報告される圧力値がゼロに下がると、タッチは完了したと見なされ、ループは４１０に出る。

タッチに関する情報が受け取られると、プロセッサ１０６は、ステップ４０２から開始してこの情報を評価する。ここで、１つの圧力値が、現在の時点におけるタッチに関連付けられる。上述における図３ａのステップ３０６についての説明がここでも当てはまる。現在の圧力値をステップ４０４において圧力閾値と比較する。

プロセッサ１０６は、タッチに含まれる距離を追跡する。一般にプロセッサ１０６は、周期的なタッチ場所の報告から、この距離を計算する。ステップ４０６において、このタッチに現在関連付けられている合計距離を距離閾値と比較する。距離閾値が超えられた場合、かつ、このタッチが既に「ハード・プレス」（ステップ４０８参照）として分類されていない場合、このタッチを「スワイプ」として分類する。

同様に、ステップ４０８において、現在の圧力を圧力閾値と比較する（上述において説明した図３ａのステップ３０８の場合と同様）。圧力閾値が超えられた場合、かつ、このタッチが既に「スワイプ」として分類されていない場合（ステップ４０６参照）、このタッチを「ハード・プレス」として分類する。

処理ループ（ステップ４００〜４０８）は、タッチの継続中、継続する。タッチが完了すると、タッチが別の種類に分類されていない場合、ステップ４１０でそのタッチを「タップ」として分類する。

ステップ４０６〜４１０の結果、各タッチは正確に「ハード・プレス」、「スワイプ」、および「タップ」の１つとして分類されることである。「ハード・プレス」と「スワイプ」のうち、最初に起動された方（該当閾値を超えることによって）が他方に勝る。例えば、タッチが「ハード・プレス」に分類されると、そのタッチは「スワイプ」にはなり得ない。いずれの閾値も超えられない場合、デフォルトの分類は、「タップ」である。これらの３つの分類を使用する他の実装が選択可能であることは、明らかである。

最後に、図４ｂのステップ４１２において、タッチによってユーザ・インタフェース動作が起動され、この特定の動作はこのタッチの分類に基づく。なお、多くの場合、ステップ４１２の動作は、タッチが完了するまで待機する必要はない。例えば、タッチが「ハード・プレス」として分類されると、そのタッチは「スワイプ」または「タップ」として再分類されることはなく、したがってユーザ・インタフェースは、タッチが完了する前に該当する動作を実行することができる。

この点の一例として、図２ｂの痕跡２０４ｂを考察する。ユーザが圧力閾値を超えるために十分な強さで押すことによって、痕跡２０４ｂを開始した場合を考える。次に、この痕跡２０４ｂが「ハード・プレス」として分類される（図４ａのステップ４０８）。一実施形態では、起動されるユーザ動作（図４ｂのステップ４１２）は、「ドラッグ・アンド・ドロップ」である。この痕跡が分類される（ステップ４０８）と直ちに痕跡２０４ｂの開始点に位置する画面アイコンが「掴まれて」、痕跡２０４ｂの経路に沿って動かされ、痕跡２０４ｂが終了すると定置される。

図５は、前の例とともに使用できる改良変更を示す。前例は、すべて、タッチ圧力を監視する。図５の方法は、圧力値の変化の時間割合も監視する。この方法は、タッチ・センサ画面１０２から「データポイント」を受け取るステップ５００で始まる（データポイントは前の方法から逸脱するものではない。データポイントは、画面１０２とユーザ・インタフェースとの間の関係を説明する別の方法に過ぎない）。図４ａおよび４ｂの拡張タッチと同じく、図５の方法は、タッチが続く限り続くループで始まる。ステップ５００において、画面１０２は、周期的にタッチ位置を報告する。

ステップ５０２において、圧力値を少なくともいくつかのデータポイントと関連付ける。このステップは、図３ａのステップ３０６および図４ａのステップ４０２と同様である。

ステップ５０４は、この方法の新しいところである。圧力の変化速度を一連の受け取ったデータポイントに関連付ける。一般に、プロセッサ１０２は、ステップ５０２の関連付けられた圧力をデータポイント（ステップ５００から）のタイムスタンプにマッピングすることによって変化速度を計算する。次にこの変化速度をステップ５０６においてユーザ・インタフェースへの入力として使用する。一例に過ぎないが、ユーザがタッチの圧力を非常に急速に増加した場合にのみ、一定のユーザ・インタフェース動作が起動されることもできる。

任意選択のステップ５０８は、ユーザに圧力の変化速度を通知する。これは、圧力が閾値を超えたことをユーザに通知する（図３ｂのステップ３１２ｃ）ことと類似しているが、実際のところ、変化速度の通知は、軽い圧力と強い圧力との間の転換を示す指示より価値が低いと思われる。

最後の具体的な例は、本説明を完了するのに十分である。図６は、上述した機能に基づくユーザ・インタフェース方法を示す。この方法は、前述した方法のうちの一部で実行されるように、拡張されたタッチを分析する。処理ループは、タッチ・センサ画面１０２からデータポイントを受け取るステップ６００で始まる。ステップ６０２で圧力値をデータポイントに関係付ける。これらの２つのステップは、図３ａのステップ３００と３０６、図４ａの４００と４０２、および図５のステップ５００と５０２とまったく同じである。

次にステップ６０４でデータポイント情報を記憶されているジェスチャ・プロファイルと比較する。例えば、各データポイント（または、より可能性の高い、代表的なデータポイント）の圧力および位置を記憶されているジェスチャ・プロファイル中の同様なデータポイントと比較する。

記憶されているジェスチャ・プロファイルは、例えば、ユーザにタッチ・センサ画面１０２の上に自分の名前を数回署名させることによって作成することができる。ユーザの署名を特徴付けるプロファイルは、場所と圧力の情報の両方を使用して作成する。一実施形態では、署名同士を比較し、最も安定している部分のみプロファイル中に表現する。プロファイルは、このユーザが自分の名前を署名するときに位置決め情報および圧力情報をどの程度変更するかを正確に示す非常に詳しい閾値を含むことができる。図５の技法は、位置および圧力値の情報とともに圧力の変化速度を記憶することによって記憶ジェスチャ・プロファイルにも適用することができる。

ステップ６０６において、比較のそれぞれが閾値以内である場合（または比較のうち所定の割合が閾値以内である場合）、一連のデータポイントは、記憶されているジェスチャ・プロファイルと一致したと見なされる。署名の例を続ける。ユーザに自分の名前を署名するように求めることができる。ユーザの署名は、ステップ６００〜６０６において受け取られ、分析されたタッチである。ユーザの現在の署名が記憶されているジェスチャ・プロファイルに一致した場合、ユーザは本人であることを認証され、管理されている情報を利用することができる。図６の方法は、したがって、標準的な文字入力機構より、はるかに危険にさらされにくく、標準署名に基づく（すなわち、純粋に場所に基づく）セキュリティ機構より相当優れたレベルのパスワード・セキュリティを提供する。

図６の方法は、ユーザによって作成されたジェスチャを認識・検証するために利用することができる。この方法は、例えば、手書き文字認識プログラムの信頼性を改善することができる。

前述の例は、実行される実際の動作はユーザ・インタフェースの設計者によって選択され、圧力値は個人用電子装置１００のユーザからユーザ・インタフェースに送られる単なる信号であることを示している。

上記の方法は良好に機能するが、これらは、すべて、ユーザがタッチ・センサ画面１０２と相互作用する状況の調査に基づいて改良変更することができる。典型的なユーザは、タッチ中にタッチの特徴をしばしば意図せずして変更することが分かっている。ユーザは、例えば、加える圧力の大きさをわずかに変えることがある。または、ユーザは、指を回転させて画面１０２に接触している指の「柔らかい」部分（例えば、指の腹）が「より硬い」部分（例えば、指の実際の先端）に変わったり、またはその反対の変化を示したりすることがある。画面１０２は、圧力および接触されている面積の変化値を報告することよりユーザの変化を反映する。しかしながら、これらの意図しない変化は、ユーザ・インタフェースの観点からは重要ではなく、これらの変化を厳格に追跡することは、ユーザにとって曖昧かつ不確実なインタフェース体験を作り出す。これらの意図しない変化を平滑化することによってタッチ入力を「安定化する」ことがより良い。

図７は、まさにこれを行う方法を示している。図７の方法は、図３ａのステップ３０６の改良変更と見ることができる。すなわち、特定の圧力値をタッチに関連付ける方法の改良変更である。

図７の処理ループは、タッチが時間的に延びることを強調するステップ７００で始まる（図４の例と同様に、処理ループは、タッチ・センサ画面１０２によって報告される圧力値がゼロに下がるまで続く）。

ステップ７０２において、タッチ・センサ画面１０２は、データポイントを送ることによってその瞬間的状態を報告する。図３のステップ３０６ｂを参照して上述したように、一部の実施形態ではデータポイントは、振幅値（タッチの圧力にある程度比例する）およびサイズ（タッチを記録するために十分な圧力を受け取った画面１０２の面積にある程度比例する）を含む。サイズは、タッチの面積（場合によってタッチを記録した画面１０２上の点の個数で表現される）またはその領域に関連する線の寸法（例えば、タッチされた領域の幅または直径）とすることができる（前述したように、データポイントは、一般にタッチ位置情報も含むが、その情報は現在の考察に関係しない）。

ステップ７０４は、一連のデータポイントの値を相互に比較する。一般的なタッチは、ユーザの指（またはスタイラス）がタッチ・センサ画面１０２に初めて触れたときに小さな圧力振幅で始まると考えられる。圧力は、ユーザの意図している値まで急速にランプアップし、次にほぼ一定の値に留まる。この典型的なタッチ・パターンを受け入れるために、連続する値の比較は、値の変化が所定の「安定性」基準を満たすまで続く。一部の実施形態は、これらの比較において振幅とサイズの両方を使用するが、他の実施形態はこれらの値の一方のみ使用する。１つの基準は、一連のデータポイントの振幅値がお互いに等しいこと、またはそれらの相違がわずかな大きさであることとすることができる。別の基準は、これらの振幅が、タッチの開始から立ち上がり、下がり始めることとすることができる。サイズの値も同様な基準を使用して比較することができる。

いずれにせよ、一連のデータポイント中の変動が安定性基準を満たした後、ステップ７０６において現在のデータポイントを「ベースライン」データポイントと見なす。
ステップ７０６において設定したベースラインに依拠し、このタッチに関連付けられている圧力を後続のデータポイント中にベースライン・データポイントの関数として、場合によって現在のデータポイントの値も使用して、設定する（ステップ７０８）。一実施形態では、例えば、関連圧力は、現在のデータポイントの振幅をベースラインの寸法の平方根で除することによって計算する。他の計算も可能である。

ベースラインのこの使用は、現在報告されている振幅および現在報告されているサイズの関数として関連圧力を計算するより簡単な方法と比較した場合、タッチ・インタフェースについてより一貫した「感覚」をユーザに与える。

（ステップ７１０は、図７の一般的な改良変更に対する任意選択の改良変更を提供する。所定の基準が満たされた場合、タッチ中にベースラインをリセットすることができる。例えば、現在のデータポイント中のサイズが前に設定されているベースラインのサイズより小さい場合、ベースライン・サイズを現在のサイズにリセットする。）
図７の技法は、インタフェースを「安定化」するために上記の例のいずれにも適用することができることに留意すべきである。すなわち、図７は、図４のステップ４０２、図５のステップ５０２、および図６のステップ６０２を改良変更するために使用することができる。

本発明の原理を適用できる多数の可能な実施形態を考慮して、本出願において添付図面を参照して記述した実施形態は説明のみを意図していること、および本発明の範囲を限定するものとしてそれらを解するべきではないことを認識するべきである。例えば、本発明の種々様々な利用が種々のユーザ・インタフェースについて種々の状況において考えられる。したがって、本出願において記述された発明は、すべてのかかる実施形態が以下の請求項およびその均等物の範囲内に属するであろうことを予期する。

Claims (10)

1. 個人用電子装置（１００）のタッチ・センサ画面（１０２）から一連のデータポイントを受け取るステップ（５００）であって、前記一連のデータポイントの各データポイントは、それぞれの振幅とそれぞれのサイズとを有する、前記ステップと、
   前記一連のデータポイントのうちの複数のデータポイントの各データポイントについて、前記個人用電子装置が、
   前記一連のデータポイントのうちの第１のデータポイントの値と後続のデータポイントの値との間の差が所定基準を満たすまで、前記一連のデータポイントのデータポイントの値を相互に比較するステップ（７０４）と、
   前記所定基準が満たされると判定されることに応じて、前記第１のデータポイントの値と等しいものとしてベースライン・データポイントの値を規定するステップ（７０６）と、
   前記複数のデータポイントの各データポイントに関連付けられている圧力を前記ベースライン・データポイントの振幅と前記ベースライン・データポイントのサイズとのうちの少なくとも一方の関数として計算する圧力計算ステップ（７０８）と、
   前記データポイントの少なくとも一部の前記関連付けられている圧力に基づき、前記データポイントの前記一部に関連付けられている少なくとも１つの圧力の変化速度を決定するステップと、
   少なくとも一部は前記圧力の変化速度に基づき、ユーザ・インタフェース動作を実行するステップ（５０６）と、
   を含む、方法。
2. 前記所定基準は、比較される連続するデータポイントの振幅間の差が閾値未満であるときに満たされる、請求項１に記載の方法。
3. 前記所定基準は、比較される連続するデータポイントのサイズ間の差が閾値未満であるときに満たされる、請求項１に記載の方法。
4. 前記所定基準は、現在のデータポイントの振幅が前のデータポイントの振幅未満であるときに満たされる、請求項１に記載の方法。
5. 前記所定基準は、現在のデータポイントのサイズが前のデータポイントのサイズ未満であるときに満たされる、請求項１に記載の方法。
6. 前記圧力計算ステップは、前記ベースライン・データポイントの振幅と、比較される前記一連のデータポイントのうちの現在のデータポイントの振幅とのうちの一方を、前記ベースライン・データポイントのサイズの平方根で除するステップを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記所定基準は、第１の所定基準であり、前記方法は、
   前記ベースライン・データポイントが規定された後、前記一連のデータポイントの現在のデータポイントとその後続のデータポイントとの値を比較するとき：
   第２の所定基準が満たされると判定されることに応じて、現在のデータポイントの値に等しいものとして前記ベースライン・データポイントの値を再規定するステップを含む請求項１に記載の方法。
8. 個人用電子装置（１００）であって、
   タッチ・センサ画面（１０２）と、
   前記タッチ・センサ画面（１０２）に接続されて動作するプロセッサ（１０６）と、を備え、該プロセッサ（１０６）は、
   タッチ・センサ画面（１０２）から一連のデータポイントを受け取るステップ（５００）であって、前記一連のデータポイントの各データポイントは、それぞれの振幅とそれぞれのサイズとを有する、前記ステップと、
   前記一連のデータポイントのうちの複数のデータポイントの各データポイントについて、
   前記一連のデータポイントのうちの第１のデータポイントの値と後続のデータポイントの値との間の差が所定基準を満たすまで、前記一連のデータポイントのデータポイントの値を相互に比較するステップ（７０４）と、
   前記所定基準が満たされると判定されることに応じて、前記第１のデータポイントの値と等しいものとしてベースライン・データポイントの値を規定するステップ（７０６）と、
   前記複数のデータポイントの各データポイントに関連付けられている圧力を前記ベースライン・データポイントの振幅と前記ベースライン・データポイントのサイズとのうちの少なくとも一方の関数として計算するステップ（７０８）と、
   前記データポイントの少なくとも一部の前記関連付けられている圧力に基づき、前記データポイントの前記一部に関連付けられている少なくとも１つの圧力の変化速度を決定するステップと、
   少なくとも一部は前記圧力の変化速度に基づき、ユーザ・インタフェース動作を実行するステップ（５０６）と、
   を実行するように構成されている、個人用電子装置（１００）。
9. 個人用電子装置（１００）のタッチ・センサ画面（１０２）から一連のデータポイントを受け取るステップ（６００）であって、前記一連のデータポイントの各データポイントは、それぞれの振幅とそれぞれのサイズとそれぞれの位置情報とを有する、前記ステップと、
   前記一連のデータポイントのうちの複数のデータポイントの各データポイントについて、前記個人用電子装置が、
   前記一連のデータポイントのうちの第１のデータポイントの値と後続のデータポイントの値との間の差が所定基準を満たすまで、前記一連のデータポイントのデータポイントの値を相互に比較するステップ（７０４）と、
   前記所定基準が満たされると判定されることに応じて、前記第１のデータポイントの値と等しいものとしてベースライン・データポイントの値を規定するステップと（７０６）、
   前記複数のデータポイントの各データポイントに関連付けられている圧力を前記ベースライン・データポイントの振幅と前記ベースライン・データポイントのサイズとのうちの少なくとも一方の関数として計算するステップ（７０８）と、
   前記関連付けられている圧力が計算された前記複数のデータポイントについて、前記位置情報および前記関連付けられている圧力を、記憶されているジェスチャ・プロファイルに関連付けられている位置情報および圧力と比較するステップ（６０４）と、
   比較された前記位置情報および前記関連付けられている圧力が前記記憶されているジェスチャ・プロファイルに関連付けられている１つまたは複数の閾値内にある場合、少なくとも一部は前記複数のデータポイントのうちの１つ以上に基づき、ユーザ・インタフェース動作を実行するステップ（６０６）と、
   を含む方法。
10. 個人用電子装置（１００）であって、
    タッチ・センサ画面（１０２）と
    前記タッチ・センサ画面（１０２）に接続されて動作するプロセッサ（１０６）と、を備え、該プロセッサ（１０６）は、
    タッチ・センサ画面（１０２）から一連のデータポイントを受け取るステップ（６００）であって、前記一連のデータポイントの各データポイントは、それぞれの振幅とそれぞれのサイズとそれぞれの位置情報とを有する、前記ステップと、
    前記一連のデータポイントのうちの複数のデータポイントの各データポイントについて、
    前記一連のデータポイントのうちの第１のデータポイントの値と後続のデータポイントの値との間の差が所定基準を満たすまで、前記一連のデータポイントのデータポイントの値を相互に比較するステップ（７０４）と、
    前記所定基準が満たされると判定されることに応じて、前記第１のデータポイントの値と等しいものとしてベースライン・データポイントの値を規定するステップと（７０６）、
    前記複数のデータポイントの各データポイントに関連付けられている圧力を前記ベースライン・データポイントの振幅と前記ベースライン・データポイントのサイズとのうちの少なくとも一方の関数として計算するステップ（７０８）と、
    前記関連付けられている圧力が計算された前記複数のデータポイントについて、前記位置情報および前記関連付けられている圧力を、記憶されているジェスチャ・プロファイルに関連付けられている位置情報および圧力と比較するステップ（６０４）と、
    比較された前記位置情報および前記関連付けられている圧力が前記記憶されているジェスチャ・プロファイルに関連付けられている１つまたは複数の閾値内にある場合、少なくとも一部は前記複数のデータポイントのうちの１つ以上に基づき、ユーザ・インタフェース動作を実行するステップ（６０６）と、
    を含む個人用電子装置（１００）。

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