JPH11312037A - ユ―ザインタフェ―スにおけるレイヤ―のナビゲ―ト技術 - Google Patents

ユ―ザインタフェ―スにおけるレイヤ―のナビゲ―ト技術

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JPH11312037A
JPH11312037A JP3055999A JP3055999A JPH11312037A JP H11312037 A JPH11312037 A JP H11312037A JP 3055999 A JP3055999 A JP 3055999A JP 3055999 A JP3055999 A JP 3055999A JP H11312037 A JPH11312037 A JP H11312037A
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Jakob Nielsen
ニールセン ジャコブ
B J Fogg
フォッグ ビージェー
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Sun Microsystems Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】グラフィカルユーザインタフェースにより、多
数のスタック状のウィンドゥレイヤー或いはイメージプ
レーンのナビゲートが可能とする。 【解決手段】一形態では、あるイメージプレーンからそ
の下方のイメージプレーンへの移動を、弾性膜を破裂す
るまで押圧することにシュミレートする。他の形態で
は、異なる深さにて選択したレイヤーにアクセスするた
め、虫食い孔を使用する。他の実施形態では、厚さに似
たプロパティをイメージプレーンと結びつけて、イメー
ジプレーンを通過するために要する時間或いは力覚を厚
さの関数として関連づける。さらに別の形態では、3つ
の自由度を有する力覚フィードバック入力/出力装置を
使用して、複数のスタック状レイヤーを通過している物
理的な感覚をユーザに提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テム及びソフトウェアに関し、より詳細には、オーバー
ラップする複数のウィンドゥレイヤー、特にオーバーラ
ップする複数の確認可能なウィンドゥレイヤーをナビゲ
ートするためのグラフィカルユーザインタフェースに関
する。
【0002】
【従来の技術】ウィンドゥをオーバーラップさせるユー
ザインタフェースが公知である。ユーザは、部分的に隠
れたウィンドゥの端部をクリックし、メニューコマンド
を使用してウィンドゥを循環し、或いはドロップダウン
メニューを使用してウィンドゥを最前面に配置するな
ど、様々な方法でウィンドゥレイヤーをナビゲートする
ことができる。典型的には、ウィンドゥの見えている端
部をクリックできるようにするために、ウィンドゥは、
タイルを重ね合わせるようにして配列される。この結
果、マウスで制御するカーソルを前述の“タイル状配
列”にて確認できるウィンドゥ端部上に配置して、マウ
スをクリックすることで、ウィンドゥを手前に移動する
ことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ソフトウェアアプリケ
ーションはより複雑になりつつあると同時に、特定のコ
ンピュータデバイスはより小型化している。このような
傾向が結びついて、問題が生じている。即ち、スクリー
ンの表示領域の不足である。この問題は、携帯インタラ
クティブ技術の分野だけでなく、例えば携帯電話、デジ
タル時計或いはウェブキオスク(web kiosk)といったサ
イズに制限のあるビジュアル表示を採用するいかなる技
術についても当てはまる。
【0004】関連する特許出願に、ユーザインタフェー
スにおいてオーバーラップする1つの確認可能なレイヤ
ーを使用するコンセプトを説明したものがある。しかし
ながら、特定のレイヤーにおいてのみ使用できる機能に
アクセスするためには、1つ以上の確認可能なレイヤー
或いはオーバーラップする膨大なレイヤーをナビゲート
する必要性が生じてくる。
【0005】地球物理マッピング(geophysical mappin
g) のような一定のアプリケーションでは、情報に関す
る多数のイメージプレーンをユーザに対して同時に表示
することが切望されている。同時に、個々のイメージプ
レーンにアクセスして、視聴できることも望まれてい
る。
【0006】上述の従来技術は、それぞれが欠点を有す
る。ウィンドウをタイル状に並べると、スクリーンの表
示領域を不必要に消費する。メニューコマンドを利用す
る場合には、メニューにアクセスしてレイヤーを循環す
るために多数のステップが要求される。
【0007】
【課題を解決するための手段及び効果】本願は、Jakob
Nielsen による 1997 年 9月17日提出の米国特許出願第
08/932239号「不可視−単ピクセルスクロールバー」に
関連するものであり、これを、本願全体において、参照
する。
【0008】本発明は、ユーザインタフェースを構成す
るオーバーラップするレイヤーのナビゲーションを可能
にする方法、装置、システム及びコンピュータプログラ
ム製品に関し、特に、1つ以上の確認可能なレイヤーの
ナビゲーションに関する。第1の実施形態では、カーソ
ルがウィンドゥレイヤーの非応答部(non-reactive por
tion)に配置されて、マウスクリック或いは他の何らか
のコマンドによって、最上層にあったウィンドゥレイヤ
ーを、オーバーラップするウィンドゥのスタックの最下
層に移動させる。第2の実施形態では、マウスボタンを
押したままにするなどしてサイクル機能(cycle functi
on)が立ち上げられると、その次のウィンドゥレイヤー
への循環が、マウスボタンが長く押される程増大する速
度で、発生する。ここでは、グラフィカルユーザインタ
フェースがナビゲートする1秒毎のレイヤー数が、マウ
スボタンが押されている間に増加する。ユーザは、レイ
ヤーを循環する際の加速度と最高瞬間速度の両方を設定
することができる。
【0009】他の実施形態では、ウィンドゥレイヤー
は、“厚さ”に似たプロパティを付される。厚いレイヤ
ーをナビゲートするために要する時間或いは力覚のうち
少なくとも一方を、薄いレイヤーをナビゲートするため
に要するものより長く或いは大きくする。本発明の好ま
しい形態では、各レイヤーは、ユーザが最上層のレイヤ
ーに隠れたレイヤーに向けて“打ち抜こう”としたとき
に“歪む”形状を有する“膜”として処理されている。
ある実施形態では、サウンドが膜状レイヤーの通過に伴
い、そのサウンドのプロパティは、膜のブレイクポイン
トが近付いたときに変化する。本発明の幾つかの形態で
は、ユーザが膜状レイヤーを通過するときにユーザが感
じる触感のフィードバックも同様に変化する。本発明の
他の実施形態では、最上層のレイヤーの下方にある多重
レイヤースタックを構成する種々のレイヤーへの迅速な
アクセスを可能にするため、最上層のレイヤーの多様な
箇所に虫食い孔が設けられる。本発明の他の形態では、
ある特定の膜状レイヤーに要する通過時間が、ユーザが
与える力覚と、その膜状レイヤーの厚さのプロパティと
の関数として調整される。
【0010】本発明の上記の及び他の特徴、形態、及び
利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明によ
りさらに明らかとなる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下の詳細な説明は、コンピュー
タ或いはコンピュータネットワークで実行されるプログ
ラム手順に関して示される。これらの手順的な説明或い
は表現は、当該技術分野に精通する他の者に対し、これ
らの手順の内容を最も効果的に伝えるために、当該技術
分野に精通する者により使用される手段である。
【0012】手順はここで、一般的に、所望の結果を導
く自己調和型(Self-consistent)の連続ステップである
と考えられる。これらのステップは、物理量の物理的操
作を要するものである。通常、必ずしもそうではない
が、これらの量は、格納、転送、組合せ、比較、さらに
さもなくば操作ができる電気信号或いは磁気信号の形態
をなす。これらの信号をビット、値、要素、記号、文
字、用語、数等として見做すことは、共通使用の理由に
より、原則として時には便利である。しかしながら、こ
れらの全て、さらに類似の用語は、適宜な物理量と関連
しており、さらに、これらの量に対して適用される単な
る便宜上のラベルに過ぎないことに留意するべきであ
る。
【0013】さらに、実行された操作は、しばしば付加
或いは比較等の用語で参照され、これは、一般に操作者
により実行された精神的操作と関連する。本発明の一部
を形成する、ここで説明されるあらゆる操作において、
たいていの場合は、操作者のこのような能力は不要であ
り、或いは望まれない。操作は機械操作である。本発明
の操作を実行するために有効な機械は、汎用デジタルコ
ンピュータ或いは類似の装置を含んで構成される。
【0014】本発明は、また、これらの操作を実行する
ための装置に関する。この装置は、必要な目的のために
特別に構成されるか、或いはコンピュータ内部に格納さ
れるコンピュータプログラムにより選択的に起動または
再構築されるような汎用コンピュータを含んで構成され
てもよい。ここで示される手順は、本来的に特定のコン
ピュータ或いは他の装置と関連するものではない。様々
な汎用機械が、ここでの説明に応じて書かれるプログラ
ムと共に使用されてよく、または、必要な方法ステップ
を達成するために、より特殊化された装置を構成するこ
とがさらに便利であることが明らかである。これらの機
械の多様性に対して要求される構造は、以下の説明より
明らかとなる。
【0015】図1は、本発明の実施に適するタイプのコ
ンピュータを示している。図1を外部から見ると、コン
ピュータシステムは、ディスクドライブ110A 及び1
10B を有する中央処理装置100を有する。ディスク
ドライブの表示110A 及び110B は、単にコンピュ
ータシステムによって収納可能な多数のディスクドライ
ブの符号に過ぎない。一般的に、これらは、110A の
ようなフロッピィディスクドライブ、ハードディスクド
ライブ(外部には図示せず)及びスロット110B によ
り示される CD-ROM ドライブを含んで構成される。ドラ
イブの数及びタイプは、一般的に、異なるコンピュータ
構成に応じて変更する。コンピュータは、情報が表示さ
れるディスプレイ120を有する。入力装置として、一
般的にキーボード130及びマウス140が利用でき
る。図1に示すコンピュータはサンマイクロシステムズ
インコーポレーテッドの SPARCワークステーションであ
ることが好ましい。
【0016】図2は、図1のコンピュータの内部ハード
ウェアのブロック図を示す。バス250は、コンピュー
タの他の構成要素を相互接続する主情報ハイウェイとし
ての役割をする。CPU 255は、システムの中央処理装
置であり、プログラムの実行に要求される計算及び論理
演算を実行する。リードオンリメモリ(260)及びラ
ンダムアクセスメモリ(265)は、コンピュータの主
メモリを構成する。ディスクコントローラ270は、シ
ステムバス250に1つ以上のディスクドライブをイン
タフェースする。これらのディスクドライブは、273
のようなフロッピィディスクドライブ、272のような
内部若しくは外部ハードドライブ又は271のような C
D-ROM ドライブ或いは DVD (Digital Video Disks)ドラ
イブであってよい。ディスプレイインタフェース225
は、ディスプレイ120をインタフェースして、バスか
らの情報をディスプレイ上に表示させる。外部装置との
通信は、通信ポート275を介して実行可能である。触
感フィードバック入力/出力装置280は、触感フィー
ドバックインタフェース279を介して、バス250に
インタフェースされる。
【0017】図3は、図2の273或いは図1の110
A のようなドライブと共に使用できるメモリ媒体例を示
す。一般的に、フロッピィディスク、 CD-ROM 或いはデ
ジタルビデオディスクのようなメモリ媒体は、本発明に
係る機能を実行できるようにコンピュータを制御するプ
ログラム情報を含む。そのような媒体からのプログラム
及びデータ情報は、搬送波の形態をなす伝送リンクを介
して、本発明に従って伝送される。
【0018】図4は、図1及び図2に示すタイプのコン
ピュータのネットワーク環境における使用例を示す。こ
のようなコンピュータは、時に構成上の若干の差異を伴
い、ユーザコンピュータ(494、489)或いはサー
バ(487)として使用できる。ユーザコンピュータ
は、直接(489)に或いはインターネットサービスプ
ロバイダ490のようなネットワークサービスプロバイ
ダを介して、ネットワーク485と接続してよい。本発
明の実施に使用されるプログラム及びデータ情報は、ネ
ットワークを介して、搬送波として伝送できる。
【0019】図5は、本発明の実施形態を有効に適用で
きるポータブルデバイスの正面図である。デバイス59
6は、例えば時計、計算機、携帯電話或いはパーソナル
デジタルアシスタント等、相当数の大衆消費デバイスの
形態をなしてよい。これらに共通なのは、サイズが制限
されたスクリーン領域597である。598のように多
様な形態をなすキーは、一般的にデータを入力するため
に提供される。ディスプレイスクリーン597が圧力に
敏感である場合は、このようなキーに代えて又はこのよ
うなキーとともに、電子ペンが時に使用される。このタ
イプのデバイスとともに利用する場合は、キー598の
うち1つをレイヤーの循環を開始するために利用でき、
又は代わりに電子ペン、タッチパッド或いは接触感知ス
クリーンを、オーバーラップした複数のウィンドゥレイ
ヤーのナビゲーションを起動するために、マウスで操作
するカーソルと類似した方法で利用することができる。
【0020】図6は、本発明を実施するためのプロセス
の高レベルな例を示すフローチャートである。高レベル
な実施では、ユーザが、表示されているウィンドゥレイ
ヤーの非応答部にカーソルを移動するなどして、ウィン
ドゥ循環機構を準備する(600)。実際のウィンドゥ
レイヤー或いはイメージプレーンの循環(610)は、
図7、8、11及び16を参照して示される多彩な方法
でなされる。
【0021】図7は、本発明の第1の実施形態によって
オーバーラップするウィンドゥレイヤーを循環するため
のプロセスの一例を示すフローチャートである。これ
は、本発明の実施のうち最も単純な形態といえる。カー
ソルがスクリーン上の非応答部、即ち、そうでなければ
機能を起動することのないスクリーンの一部に配置され
た場合は、マウスクリック或いは他のコマンドが、最上
層のウィンドゥを最下層へ移動して、重なり合う多数の
ウィンドゥレイヤー或いはイメージプレーンのスタック
の下方における次のレイヤーを、そのレイヤーの機能に
アクセスするために、表示し起動する要求と解される
(710)。
【0022】図8は、本発明の第2の実施形態によって
オーバーラップするウィンドゥレイヤーを循環するため
のプロセスの一例を示すフローチャートである。この特
定のプロセスは、重なり合うウィンドゥレイヤー或いは
イメージプレーンが膨大な場合に有効である。マウスボ
タンが押されている間(800)は、次のウィンドゥレ
イヤーへの循環が行われる(810)。所望のレイヤー
に到達したかを識別するための時間をユーザに与える場
合は、一定のディレイ時間が有効である(820)。し
かしながら、ウェイト時間Ti を任意に調整して(83
0)、マウスボタンを長く押して、循環時間を速くする
ことができる。このことは、他の関連のない膨大なウィ
ンドゥレイヤーを迅速に移動するために、ウィンドゥレ
イヤーを循環するプロセスを、どれ程長くマウスボタン
が押されたかについての関数として加速することを可能
にする。
【0023】図9は、ユーザ若しくはプロセスが、どの
ようにして循環時間の加速度を制御するとともにオーバ
ーラップするウィンドゥレイヤーを継起する循環時間を
調整するのかを説明するときに有効な曲線群のうち、代
表的なものを示す図である。図の縦座標に示す1分毎の
レイヤー数は、本例ではマウスボタンが押されている時
間量である変数Tの関数であると共に、ユーザが設定す
るパラメタKの関数でもある。換言すれば: レイヤー数/分=f(KT) ・・・(1) である。
【0024】上述の例では、KTの関数は、KT2 であ
ってもよい。ユーザが加速度を曲線900に従って設定
したとすれば、1分毎のレイヤー数は非常に緩やかに変
化し始める。しかし、マウスボタンが長く押される程、
ある最大値に到達するまで、1分毎のレイヤー数は曲線
900に沿って増加する。パラメタKを設定して、曲線
群のうち他の曲線を選択することにより、ユーザは加速
度をユーザの好みに合うように制御することができる。
この特定の図9は、1分毎のレイヤー数について連続し
た関数を示している。しかし、不連続の関数を使用する
こともできる。図8に示すように、ウィンドゥが循環さ
れるつど、ディレイ時間Ti から不連続な値を減じるこ
とによって、ディレイ時間の増分変化量を調整すること
ができる(830)。これにより、ユーザによって設定
されるパラメタKの値の関数である特定の曲線で、図9
に示されるような曲線に沿った、一連の不連続なディレ
イ時間の増加を効果的に導くことができる。
【0025】図10は、オーバーラップする多数のウィ
ンドゥレイヤーを、異なる“厚さ”プロパティを有する
幾つかのウィンドゥレイヤーで示した図である。図10
では、ウィンドゥレイヤー或いはイメージプレーン 100
0 及び 1030 が、ウィンドゥレイヤー 1010 及び 1020
より大きな“厚さ”を有するように示されている。この
厚さとは、例え(メタファ)である。イメージプレーン
及びウィンドゥレイヤーは、いかなる物理的な“厚さ”
をも有しない。しかしながら、“厚さ”に似たプロパテ
ィをウィンドゥ或いはイメージプレーンに付すことによ
り、幾つかの効果的な結果を導くことができる。第1
に、ナビゲーションの観点として、スタックのウィンド
ゥレイヤー或いはイメージプレーンを下層へ通過するた
めに要する時間量を、“厚さ”プロパティの関数として
設定することが可能となる。従って、一定のイメージプ
レーンについて、次へ通過する前に、より長い時間をか
けて考慮することができる。“厚さ”に似たプロパティ
を付すことにより、ディレイを制御することができる。
加えて、以下において更に開示するように、イメージプ
レーンを表す膜を使用する場合は、“厚み”量は、イメ
ージプレーンを通過するために入力/出力装置に付され
る力覚に影響する。
【0026】図11は、異なる“厚さ”プロパティを有
するウィンドゥレイヤーを循環するためのプロセスの一
例を示すフローチャートである。図11に示すように、
マウスダウンによって示される場合など循環が起動する
(1100)と、最上層のレイヤーの“厚さ”プロパティを
判定する(1110)。レイヤーを“通過する”ための時間
(通過時間)は、“厚さ”プロパティの関数として設定
される(1120)。従って、一定のレイヤーは、次のウィ
ンドゥレイヤーへ循環する前にスクリーン上により長い
時間に渡って表示されることによって、スクリーン上で
強調される。この方法によれば、より重要なウィンドゥ
レイヤー或いはイメージプレーンを、それらより重要で
はないイメージプレーンと区別することができる。
【0027】図12は、上層の膜がブレイクポイントま
で変形されて下層の膜へのアクセスを可能とする場合の
2つの膜の側面図を示す。図12は、グラフィカルユー
ザインタフェースにおける膜状体を実現するためのメタ
ファとしての役割をする物理モデルである。レイヤー1
(1200)がレイヤー2(1220)の上方において平行に配
置された弾性膜であり、また上部の膜を、例えばカーソ
ル位置を構成する点Pにおいて押圧し始めたとすると、
膜は解放位置から変形位置までの変位量の関数として歪
む。Tactualが、変形中の任意の特定時期における変形
位置を表すとし、Tbreak が、ブレイクする位置まで膜
が変形したときの位置を表すとすれば、Tactualが無変
形状態からブレイク状態に至る間には、多様な中間状態
が存在する。このことは、風船の表面を尖った物体で押
圧することと類似している。表面が変形し始め、圧力が
増大するに従って、弾性膜はブレイクポイントに達する
までさらに変形する。このとき、風船が破裂するごとく
膜が破れると、破れた弾性膜の下方の空間にアクセスで
きる。
【0028】図13A 、13B 及び13C は、それぞれ
原点時、破裂前の中間変形時及び最大変形時における膜
の平面図である。前述の弾性膜メタファをコンピュータ
化された形態で実行するため、点 1300 が、カーソル位
置或いは弾性膜が押圧される位置を表す。便宜上、また
計算上、最大半径Rmax (1310) があると仮定する。R
max を超えては、点 1300 におけるいかなる変形の影響
も意味をなさず、また顕著とはならない。これはコンピ
ュータスクリーンにて実行されるため、弾性膜の変形に
よるスクリーンのXY位置における歪みは、ピクセルの
XY位置を変形の程度に応じて点 1300 方向へ移動する
ことによってシミュレートされる。図13A に示す例で
は、変形は何ら生じておらず、それゆえピクセルの変位
はない。図13B に移ると、中間変形が示されている。
この例では、Tactualが非変形と最大変形の中間にある
と仮定している。ブレイク前に達する最大変形が 1/4イ
ンチであるとすると、図13B におけるTactualは、1/
8 インチである(例えば、入力/出力装置の1方向或い
は1自由度に沿った変位)。このモデルの実行において
膜が変形したときは、点 1300 を取り囲む全てのピクセ
ルは点 1300 の方向へ幾らか変位する。このことは、膜
を伸張して、元は解放状態の膜上にあった一定の点を点
1300 方向へ引っ張る状態をもたらす。このような性質
の何らかの変形を生じるようなプロセスでは、このメタ
ファによる例を実行した場合に、点Pのごく近傍のピク
セル、即ち、点 1300 についての半径Rmin 内部のピク
セルは、点自体に折り重なることとなる。Rmin とR
max との間のピクセルは、Rmax近傍では比較的小さい
変位をもって、またRmin 近傍では比較的大きい変位を
もって、比例的に変位する。ブレイクポイントでは、R
min 内のピクセル数は最大値に達する。この最大値は、
設定パラメタとすることができる。Rmax 内であってR
min 外のピクセルは、点 1300 に向かう半径方向に以下
に述べる量で変位する。Rmin の値と、Rmax とRmin
との間のピクセルの変位量とは、それぞれ式2及び3に
よって説明される。
【0029】
【数1】
【0030】これらの方程式は、システム或いはユーザ
のいずれかによって設定されるパラメタ dRmax を含
む。また、同様にして設定されるパラメタであるT
break 及びRmax を含む。
【0031】一定の変形位置Tactualの下で、様々な距
離Ractualにおけるピクセルの変位の算出について式2
及び3の適用を示す2例を以下に掲げる。 d Rmax = 10 pixels tbreak = 1/4 ″ Rmax = 100 pixels と仮定すると、 例1: tactual = 1/16 ″ Rmin = 2.5 pixels Ractual dRmin minmax 0 30 pixels 1.79 pixels 例2: tactual = 1/4 ″ Rmin = 10 pixels Ractual dRmin minmax 0 30 pixels 7.78 pixels 図14は、膜がブレイクポイント近傍で歪むときの変形
関数としてピッチ等のサウンドプロパティ或いはユーザ
に対する抵抗のフィードバックを説明する関数の一例を
示す図である。変形がブレイクポイントへ向けて進行し
ているのをユーザが確認できるように、ユーザに音声に
よるフィードバックを提供することが望ましい。これ
は、ブレイクポイントTbreak に達するまでピッチが低
い値から比較的高い値に上昇するトーンとして、ユーザ
に提供されるのが好ましい。膜がブレイクすると、トー
ンは次のレイヤーに関するフィードバックを提供するた
めにより速やかに低い値に戻る。ブレイクポイントで
は、ブレイクポイントにおけるトーンが、膜がブレイク
したことを示すポップサウンドを伴うことが好ましい。
【0032】図14にて使用した図は、例えばテーブル
等の平坦面で構成するXY平面と、そのXY平面に垂直
な深さ方向とにおける3次元での動作が可能な触覚装置
等の触感フィードバック装置を使用するときに付され
る、ユーザの押圧に対する抵抗の大きさを示すのにも適
することに着目すべきである。膜がブレイクポイント
(Tbreak )へ向けて変形される過程では、触覚装置を
押圧したときにユーザが感じる抵抗は、通常の膜を押圧
した場合のように増大する。膜をより変形させようとす
るほど、感じる抵抗は、膜がブレイクするまで増大す
る。ここで、通過によってユーザが次の膜を確認するま
でに、ユーザが感じる抵抗が、低い値まで幾らか急激に
減少する。膜のブレイクには、通過するウィンドゥレイ
ヤーの破裂を表現するアニメーションが伴う。
【0033】図15は、ウィンドゥ或いはイメージプレ
ーンの多重レイヤースタックを構成する異なるレイヤー
へのダイレクトアクセスを可能とする虫食い孔を設けた
スクリーンディスプレイを示す。図15は、オーバーラ
ップする複数のレイヤーへアクセスしようとするディス
プレイスクリーンを基本的に示している。最上層のレイ
ヤー1は、アイテム 1510 にて表示されている。スタッ
クにはQのレイヤーが存在しており、QはN+Tより大
きい。一定のレイヤーレベルまで通過する多数の孔が確
認できる。例えば、孔 1520 は、レイヤーNまで直接到
達している。孔1530 はレイヤーN+Pに直接到達し、
孔 1540 はレイヤーN+Qに到達し、また孔 1570 も同
様である。図示の例では、N、P、Q、R、S及びTの
数は、前の数より累進的に大きくなる。換言すると、図
に示す孔 1520 から孔 1570 までの各孔は、スタック状
の複数のレイヤーを、漸進的により深くまで貫通してい
るのである。これらの孔を設けたことにより、ユーザは
孔の内部にカーソルを配置し、カーソル上でクリック
し、また孔の底部にあるレイヤーをアクティブにし或い
はスクリーンの最上層に配置することができる。この方
法によれば、超高層ビルにおける45階或いはそれ以上
までしか到達しないエレベータと異なり、スタックの所
定の部分へ迅速にアクセスすることができる。
【0034】図16は、膜状レイヤーを通過するとき
に、付加される力覚を検出して、ユーザに触感のフィー
ドバックを提供できる入力/出力装置を使用するための
プロセス例を示すフローチャートである。マウスボタン
をダウンしている間(1600)、又は、他の方法によって
サイクル機能が起動されている間に、次のレイヤーの厚
さが判定されて(1610)、当該レイヤーについての通過
時間が、ユーザにより付加された力覚と厚さプロパティ
との関数として調整される (1620) 。触感のフィードバ
ックを介してユーザに提供される抵抗は、レイヤーの厚
さプロパティの関数である (1630) 。ブロック 1640 及
び 1650 は、それぞれ図11におけるブロック 1130 及
び 1140 に相当しており、同様に利用される。この方法
によれば、ユーザは、より大きな力覚を付することで、
所定の厚さのレイヤーをより短い時間で通過することが
できる。
【0035】本例では、最上層のレイヤーから重なり合
うレイヤーで構成されるスタックの内部へ移動する例に
ついて説明したが、レイヤーのスタックにおけるある一
定の場所から引き返すこともできる。これは、移動の方
向を反転するシフト等のキー或いはファンクションキー
を起動することによってなされるのが好ましい。あるレ
イヤーから前のレイヤーに移動する場合は、アニメーシ
ョンの全態様を反転させる。即ち、図14に示すよう
に、レイヤーの破裂に伴うサウンドのピッチが反転され
て、Tactual軸についての最右端から原点に向かって変
化する。このことは、サウンドがローピッチから始まっ
てハイピッチなTbreak 点に向けて非常に急激に上昇し
た後、反転するアニメーションが原点方向に表示される
のに合わせて、緩やかに減少することを意味している。
ポップサウンドも反転されて、区別の目安となる“アン
ポップ”サウンドを提供することができる。従って、膜
のブレイクに関するサウンドが方向性を有することによ
って、Tactualが変化するときのこれらのサウンドの順
方向及び逆方向の表示が、音声で区別できるのが好まし
い。さらに、同様に図14に関連して、前にブレイクさ
れたレイヤーへ引き返す場合に触覚装置に付される抵抗
は、基本的には図14に示す通りであるが、T actual
最右端から原点方向へ変動させる。同様に、膜のアンブ
レイクについてのピクセルの変形は、(例えば、図13
C に示すように)Tbreak に対応する変位値にて開始
し、中間値を介して、図13A に示すように、膜の歪み
がない状態における位置へ戻る。この方法によれば、あ
る特定の時期にてスクリーンで最も眼を引いたレイヤー
がユーザにより選択されたものであることを確実にする
ために、一連のレイヤーを順方向に通過することもで
き、また引き返すこともできる。
【0036】図17は、多様な厚さを有する複数のウィ
ンドゥレイヤー或いはイメージプレーンを通過する場合
において、力覚感知式の触感フィードバック入力/出力
装置を使用したときのユーザの感覚を表す図である。こ
の図の縦座標は、3つの量を別々に考慮している。第1
に、力覚によるフィードバック量を示している。第2は
音声によるフィードバックのピッチ値であり、第3はレ
イヤーを移動するときの触覚装置のZ変位である。前述
の多重レイヤーメタファによれば、Tactualが増加した
ときに、ユーザは複数のレイヤーを通過する。力覚によ
るフィードバックのスケール(これは、音声によるフィ
ードバックのピッチについての曲線の形状と実質的に同
一である。)においてハイピークで示されているレイヤ
ー 1700及び 1720 は、比較的厚いレイヤーのブレイク
ポイントを示している。各レイヤー 1700 及び 1720 が
ブレイクすると、ユーザが感じる抵抗は、低い値まで減
少する。 1730 に示す複数のドットは、Z変位について
参照のために示したものである。任意のレイヤーを移動
する前の開始時には、Z変位はあるニュートラル値1730
にある。ユーザが各レイヤーをブレイクする毎に、触
覚装置は連続点 1740 で示すように少々下降して、ユー
ザに、多重レイヤースタック内部のより深くへ進行して
いる感覚を提示する。ユーザが 1700 における力覚のピ
ークによって示されるレイヤーをブレイクすると、レイ
ヤー 1700 及び 1720 より薄いプロパティを有する複数
のレイヤー 1710 が続く。これらはより少ない労力でブ
レイクでき、そのため、ユーザへはより少ない力覚のフ
ィードバックが返される。触感のフィードバック及びこ
れに伴う音声のフィードバックは、ユーザが多重レイヤ
ー空間を極めて容易に且つ便利に、従来技術の問題点を
克服してナビゲートすることを可能にする。従って、ユ
ーザは、レイヤーの数にかかわりなく、詳しく見たいレ
イヤーを速やかに識別して、最全面に移動することがで
きる。
【0037】本発明は、詳細に説明され、また図示され
てきたが、本発明は図示及び例のみにより説明されたも
のであって、これに限定されるものではなく、本発明の
趣旨及び範囲は、添付の請求項及びその均等物によって
のみ限定されることが明らかに理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施に適するタイプのコンピュータ
を示す図である。
【図2】 本発明の実施に適するバスアーキテクチャの
一例を示すブロック図である。
【図3】 本発明の実施において使用するプログラム情
報及びデータを搬送するためのメモリ媒体の一例を示す
図である。
【図4】 本発明の実施に有効なプログラム及びデータ
情報の搬送に適するネットワークの一例を示すブロック
図である。
【図5】 本発明の実施形態を有効に適用できるポータ
ブルデバイスの正面図である。
【図6】 本発明を実施するプロセスの高レベルな例を
示すフローチャートである。
【図7】 オーバーラップするウィンドゥレイヤーを循
環するプロセス例を示す第1の実施形態のフローチャー
トである。
【図8】 オーバーラップするウィンドゥレイヤーを循
環するプロセス例を示す第2の実施形態のフローチャー
トである。
【図9】 ユーザ若しくはプロセスが、どのようにして
循環時間の加速度を制御すると共にオーバーラップする
ウィンドゥレイヤーを継起する循環時間を調整するのか
を説明するときに有効な曲線群のうち代表的なものを示
す図である。
【図10】オーバーラップする多数のウィンドゥレイヤ
ーを異なる“厚さ”プロパティを有する幾つかのレイヤ
ーで示した図である。
【図11】異なる“厚さ”プロパティを有するウィンド
ゥレイヤーを循環するためのプロセスの一例を示すフロ
ーチャートである。
【図12】上層の膜がブレイクポイントまで変形されて
下層の膜へのアクセスを可能とする場合の2つの膜の側
面図である。
【図13】原点時、破裂前の中間変形時及び最大変形時
における膜の平面図である。
【図14】膜がブレイクポイント近傍で歪むときの変形
関数としてピッチ等のサウンドプロパティ或いはユーザ
に対する抵抗のフィードバックを説明する関数の一例を
示す図である。
【図15】ウィンドゥレイヤー或いはイメージプレーン
の多重レイヤースタックを構成する異なるレイヤーへの
ダイレクトアクセスを可能とする虫食い孔を設けたスク
リーンディスプレイを示す図である。
【図16】膜状レイヤーを通過するときに、付加される
力覚を検出してユーザに触感のフィードバックを提供で
きる入力/出力装置を使用するためのプロセス例を示す
フローチャートである。
【図17】多様な厚さを有する複数のウィンドゥレイヤ
ーを通過する場合に、力覚感知式の触感フィードバック
入力/出力装置を使用したときのユーザの感覚を表す図
である。
【符号の説明】
100 中央処理装置 110A ディスクドライブ 110B CD-ROMドライブ 120 ディスプレイ 130 キーボード 140 マウス 150 システムバス 155 CPU 179 触感フィードバックインタフェース 180 触感フィードバック入力/出力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591064003 901 SAN ANTONIO ROAD PALO ALTO,CA 94303,U. S.A. (72)発明者 ビージェー フォッグ アメリカ合衆国、カリフォルニア 94309、 スタンフォード、ボックス 8338

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディスプレイと、 前記ディスプレイを制御するディスプレイインタフェー
    スと、 前記ディスプレイインタフェースを使用するグラフィカ
    ルユーザインタフェースを提供するとともに、ウィンド
    ゥ循環機構の選択を構成するユーザアクションと、別の
    ディスプレイ平面を表示するウィンドゥ循環機構の起動
    とに応答して、ユーザにスタック状のディスプレイ平面
    のうち所望のものへの選択的なアクセスを提供するため
    に構成されたコンピュータデバイスと、 を含んで構成される複数のオーバーラップするディスプ
    レイ平面をナビゲートする装置。
  2. 【請求項2】前記ユーザアクションが、カーソルをスク
    リーンディスプレイの非応答部に配置することを含んで
    構成される請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】前記起動が、マウスクリック或いはコマン
    ドのいずれか一方を含んで構成されることを特徴とする
    請求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】前記起動が、ユーザ起動型の制御を一定の
    状態に保持し、制御がその状態にあるときに、異なるデ
    ィスプレイ平面がディスプレイにて所定の順序で最も際
    立って表示されるようにスタック状のディスプレイ平面
    を循環することを含んで構成される請求項1記載の装
    置。
  5. 【請求項5】スタック状のディスプレイ平面を循環する
    速さを、前記ユーザ起動型の制御が前記一定の状態にあ
    る時間に基づいて、変化させることを特徴とする請求項
    4記載の装置。
  6. 【請求項6】前記循環の速さを変化させる比率をユーザ
    が設定できることを特徴とする請求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】前記循環の最初の速さをユーザが設定でき
    ることを特徴とする請求項5記載の装置。
  8. 【請求項8】各ディスプレイ平面が、ディスプレイ平面
    が循環の間で最も際立って表示される時間量に影響を及
    ぼす厚さに似たプロパティを有することを特徴とする請
    求項4記載の装置。
  9. 【請求項9】前記ディスプレイ平面のうち少なくとも1
    つが、弾性膜に準えて表示されることを特徴とする請求
    項1記載の装置。
  10. 【請求項10】前記ディスプレイ平面をナビゲートする
    ことが、前記ディスプレイ平面上のイメージ情報が弾性
    膜を貫通するときに生じる歪みを再現するように修正さ
    れるアニメーションとして、表示されることを特徴とす
    る請求項9記載の装置。
  11. 【請求項11】前記弾性膜に生じる歪みが弾性限界に達
    したときに、相対的な識別性の観点から、前記ディスプ
    レイ平面を異なるディスプレイ平面で置き替えることを
    特徴とする請求項10記載の装置。
  12. 【請求項12】前記イメージ情報を修正することが、前
    記イメージプレーンから、イメージプレーンが弾性を有
    し且つイメージプレーンが通過のプロセスで歪む場合に
    イメージピクセルが占める配置に相当する位置へ、イメ
    ージピクセルをマップすることを含んで構成される請求
    項9記載の装置。
  13. 【請求項13】前記ピクセルをマップすることが、ピク
    セルを、カーソル位置に向けて半径方向に、移動するこ
    とを含んで構成される請求項12記載の装置。
  14. 【請求項14】個々のピクセルを移動する量が、カーソ
    ル位置からのその距離の関数であることを特徴とする請
    求項13記載の装置。
  15. 【請求項15】力覚フィードバック入力/出力装置をさ
    らに含んで構成されることを特徴とする請求項9記載の
    装置。
  16. 【請求項16】前記各ディスプレイ平面が、次のレイヤ
    ーへ通過する際に前記入力/出力装置に付することを要
    する力覚に影響を及ぼす厚さに似たプロパティを有する
    ことを特徴とする請求項15記載の装置。
  17. 【請求項17】前記プロパティが、ディスプレイ平面が
    循環の間で最も際立って表示される時間量に影響を及ぼ
    すことを特徴とする請求項16記載の装置。
  18. 【請求項18】前記力覚フィードバック入力/出力装置
    を介してユーザに提供される抵抗が、弾性膜の表面を押
    圧したときに感じるものに近似した関数であることを特
    徴とする請求項15記載の装置。
  19. 【請求項19】前記各レイヤーを通過するときに、前記
    力覚フィードバック入力/出力装置の垂直方向の変位が
    変化することを特徴とする請求項18記載の装置。
  20. 【請求項20】前記歪み量に応じて変化するサウンド
    が、前記アニメーションを伴うことを特徴とする請求項
    10記載の装置。
  21. 【請求項21】前記ディスプレイ平面をナビゲートする
    ことが、膜が貫通時に破裂するように前記ディスプレイ
    平面上のイメージ情報が修正されるアニメーションとし
    て、表示されることを特徴とする請求項9記載の装置。
  22. 【請求項22】前記ユーザアクションが、前記スタック
    の最上層以外のレイヤーへのダイレクトアクセスを提供
    する1以上の虫食い孔の開口部にビジュアルインジケー
    タを配置することを含んで構成されるとともに、 前記ウィンドゥ循環機構が、前記虫食い上でユーザ起動
    型の制御を起動して、前記スタックの最上層以外のレイ
    ヤーをより際立たせて表示することを含んで構成される
    請求項1記載の装置。
  23. 【請求項23】ビジュアル要素を、ディスプレイ平面の
    非応答部に配置するステップと、 ユーザ起動型の制御を起動するステップと、 前記ユーザ起動型の制御の起動に応答して、ディスプレ
    イ平面の表示に係る識別性を、他のレイヤーに関連して
    変化させるステップと、 を含んで構成されるオーバーラップするディスプレイ平
    面の多重レイヤーをナビゲートする方法。
  24. 【請求項24】前記識別性を変化させることが、前記デ
    ィスプレイ平面に関連する機能へのアクセスを可能にす
    ることを特徴とする請求項23記載の方法。
  25. 【請求項25】前記多重レイヤーを1度に1つずつ循環
    するステップと、 循環の間の時間を、循環が実行された時間量の関数とし
    て減少するステップと、 を含んで構成されるオーバーラップするディスプレイ平
    面の多重レイヤーをナビゲートする方法。
  26. 【請求項26】前記レイヤーのうち1つ以上に厚さに似
    たプロパティを付するステップと、 前記厚さプロパティに基づいて、1つのレイヤーからそ
    の下方のレイヤーへ循環するために要する時間量を制御
    するステップと、 を含んで構成されるオーバーラップするディスプレイ平
    面の多重レイヤーをナビゲートする方法。
  27. 【請求項27】前記レイヤーのうち1つ以上に厚さに似
    たプロパティを付するステップと、 前記厚さプロパティに基づいて、1つのレイヤーからそ
    の下方のレイヤーへ循環するために入力/出力装置に付
    すことを要する力覚を制御するステップと、 を含んで構成されるオーバーラップするディスプレイ平
    面の多重レイヤーをナビゲートする方法。
  28. 【請求項28】ディスプレイ平面をナビゲートするとき
    に、物体により貫通される弾性膜の形状を付するよう
    に、前記平面のディスプレイを修正するステップを含ん
    で構成されるオーバーラップするディスプレイ平面の多
    重レイヤーをナビゲートする方法。
  29. 【請求項29】見かけの貫通量に基づいて変化するサウ
    ンドに、前記ディスプレイ内の変化が伴うことを特徴と
    する請求項28記載の方法。
  30. 【請求項30】ビジュアルインジケータを、前記スタッ
    クの最上層以外のレイヤーへのダイレ クトアクセスを提供する虫食い孔の開口部に配置するス
    テップと、前記虫食い孔上でユーザ制御を起動して、前
    記スタックの最上層以外のレイヤーをより際立たせて表
    示するステップと、 を含んで構成されるオーバーラップするディスプレイ平
    面の多重レイヤーをナビゲートする方法。
  31. 【請求項31】弾性膜への押圧及び弾性膜の貫通に準え
    た抵抗を提供しつつ、入力/出力装置を1方向に押圧す
    るステップを含んで構成される力覚フィードバックを伴
    う入力/出力装置を使用したオーバーラップするディス
    プレイ平面の多重レイヤーをナビゲートする方法。
  32. 【請求項32】異なるレイヤーについての最小抵抗位置
    を、前記方向に沿う異なる物理的変位位置にて設けるス
    テップをさらに含んで構成される請求項31記載の方
    法。
  33. 【請求項33】メモリ媒体と、前記メモリ媒体に格納さ
    れるコンピュータプログラムとを含んで構成されるコン
    ピュータプログラム製品であって、 前記コンピュータプログラムが、ユーザに、ディスプレ
    イに表示されるディスプレイ平面の非応答部にビジュア
    ル要素を配置させ、ユーザがユーザ起動型の制御を起動
    したときに、ディスプレイ平面の表示に係る識別性を、
    他のレイヤーに関連して変更する命令を含むことを特徴
    とするコンピュータプログラム製品。
  34. 【請求項34】メモリ媒体と、前記メモリ媒体に格納さ
    れるコンピュータプログラムとを含んで構成されるコン
    ピュータプログラム製品であって、 前記コンピュータプログラムが、それぞれが1つのイメ
    ージプレーンを含んで構成される多重のレイヤーを、1
    つのレイヤーのみを際立たせて表示するために1度に1
    つずつ循環するとともに、循環の間の時間を、循環が実
    行された時間量の関数として減少する命令を含むことを
    特徴とするコンピュータプログラム製品。
  35. 【請求項35】メモリ媒体と、前記メモリ媒体に格納さ
    れるコンピュータプログラムとを含んで構成されるコン
    ピュータプログラム製品であって、 前記コンピュータプログラムが、イメージプレーンのス
    タックのうち1つ以上のイメージプレーンに厚さに似た
    プロパティを付するとともに、1つのレイヤーから異な
    るレイヤーへナビゲートするために要する時間量を、前
    記厚さプロパティに基づいて制御する命令を含むことを
    特徴とするコンピュータプログラム製品。
  36. 【請求項36】メモリ媒体と、前記メモリ媒体に格納さ
    れるコンピュータプログラムとを含んで構成されるコン
    ピュータプログラム製品であって、 前記コンピュータプログラムが、イメージプレーンのス
    タックのうち1つ以上のイメージプレーンに厚さに似た
    プロパティを付するとともに、1つのレイヤーから異な
    るレイヤーへナビゲートするために要する力覚を、前記
    厚さプロパティに基づいて制御する命令を含むことを特
    徴とするコンピュータプログラム製品。
  37. 【請求項37】メモリ媒体と、前記メモリ媒体に格納さ
    れるコンピュータプログラムとを含んで構成されるコン
    ピュータプログラム製品であって、 前記コンピュータプログラムが、1つ以上のイメージプ
    レーンをナビゲートするときに、物体により貫通される
    弾性膜の形状を付するように、イメージプレーンのディ
    スプレイを修正する命令を含むことを特徴とするコンピ
    ュータプログラム製品。
  38. 【請求項38】メモリ媒体と、前記メモリ媒体に格納さ
    れるコンピュータプログラムとを含んで構成されるコン
    ピュータプログラム製品であって、 前記コンピュータプログラムが、ユーザに、ビジュアル
    インジケータを、イメージプレーンのスタックの最上層
    以外のイメージプレーンへのダイレクトアクセスを提供
    する1つ以上の虫食い孔の開口部に、配置させるととも
    に、前記虫食い孔上でユーザ制御を起動して、前記スタ
    ックの最上層以外のイメージプレーンを、より際立たせ
    て表示する命令を含むことを特徴とするコンピュータプ
    ログラム製品。
  39. 【請求項39】メモリ媒体と、前記メモリ媒体に格納さ
    れるコンピュータプログラムとを含んで構成されるコン
    ピュータプログラム製品であって、 前記コンピュータプログラムが、ユーザが複数のスタッ
    ク状のイメージプレーンのうち1つをナビゲートしよう
    としたときに、力覚フィードバック入力/出力装置に弾
    性膜への押圧及び弾性膜の貫通に準えた抵抗を提供する
    命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製
    品。
  40. 【請求項40】異なるレイヤーについての最小抵抗位置
    を、前記力覚フィードバック入力/出力装置の動作の1
    方向に沿う異なる物理的変位位置にて設けるステップを
    さらに含んで構成される請求項36記載のコンピュータ
    プログラム製品。
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