(57)【要約】      （修正有）【課題】新規かつ有用な人間コンピュータインタフェースシステムを提供する。【解決手段】人間コンピュータインタフェースシステムは、タッチセンサ面１１２上への第１の入力の印加及び第１の入力の第１の力の大きさを検出し、第１の力の大きさが第１の閾値の大きさを超えることに応答して、第１のクリックサイクル中にタッチセンサ面に連結された振動子１２０を作動させるとともに、第１のクリックサイクル中にオーディオドライバ１４０を起動してクリック音を出力し、タッチセンサ面からの第１の入力の後退及び第１の入力の第２の力の大きさを検出する。第２の力の大きさが、第１の閾値の大きさよりも小さい第２の閾値の大きさを下回ることに応答して、第２のクリックサイクル中に振動子を作動させるとともに、第２のクリックサイクル中にオーディオドライバを起動してクリック音を出力する。【選択図】図１
2020181591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムとユーザをインタフェースするためのシステムであって、
・剛性バッキングを含むタッチセンサであって、前記剛性バッキング上に配置された検知電極および駆動電極のペアのアレイを含み、前記検知電極および駆動電極のペアのアレイ上に延びるタッチセンサ面を規定するタッチセンサと、
・前記タッチセンサに結合され、前記タッチセンサ面に平行な平面内で前記タッチセンサを振動させるように構成された振動子と、
・シャーシと、
・前記タッチセンサと前記シャーシとの間に介装されたカプラであって、前記振動子の作動中に、前記タッチセンサ面に平行な、前記シャーシに対する前記タッチセンサの変位を吸収するように構成されたカプラと、
・コントローラとを備え、
前記コントローラが、
−前記タッチセンサの第１の検知電極と駆動電極のペア間の第１の抵抗変化に基づき、第１の時間において、前記タッチセンサ面上への第１の入力の印加および前記第１の入力の第１の力の大きさを検出し、
−前記第１の力の大きさが第１の閾値の大きさを超えることに応答して、前記振動子を駆動して前記シャーシ内で前記タッチセンサを振動させることによって、第１のクリックサイクルを実行し、
−ほぼ第１の時間に、前記タッチセンサ面上の前記第１の入力の第１の位置および前記第１の力の大きさを示す第１のタッチ画像を出力する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、
・前記第１の検知電極と駆動電極のペア間の第２の抵抗変化に基づき、前記第１の時間に続く第２の時間において、前記タッチセンサ面からの前記第１の入力の後退および前記第１の入力の第２の力の大きさを検出し、
・前記第２の力の大きさが、前記第１の閾値の大きさより小さい第２の閾値の大きさを下回ることに応答して、第２のクリックサイクルを実行する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、
・前記振動子を第１の振動周波数で駆動することによって、第１のクリックサイクルを実行し、
・前記第１の振動周波数よりも大きい第２の振動周波数で前記振動子を駆動することによって、第２のクリックサイクルを実行する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、
・前記タッチセンサ面上の第１の入力の第１の入力領域を検出し、
・前記第１の入力領域および前記第１の力の大きさに基づいて、前記第１の入力の第１の圧力を計算し、
・前記第１の圧力が前記第１の閾値の大きさを超えることに応答して、第１のクリックサイクルを実行する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、
・前記第１の閾値の大きさと、前記第１の位置を含む前記タッチセンサ面の第１の領域に割り当てられた第１のコマンドとにアクセスし、
・前記第１の閾値の大きさを超える第１の力の大きさの前記タッチセンサ面への第１の入力の印加を検出することに応答して、ほぼ第１の時間に第１のコマンドを出力し、
・前記タッチセンサの第２の検知電極と駆動電極のペア間の第２の抵抗変化に基づき、第２の時間において、前記タッチセンサ面上への第２の入力の印加および前記第２の入力の第２の力の大きさを検出し、
・前記第１の閾値の大きさよりも大きい第２の閾値の大きさにアクセスするとともに、第２の位置を含む前記タッチセンサ面の第２の領域であって、前記第１の領域とは異なる第２の領域に割り当てられた第２のコマンドにアクセスし、
・前記第２の閾値の大きさを超える第２の力の大きさの前記タッチセンサ面への第２の入力の印加を検出することに応答して、ほぼ第２の時間に前記第２のコマンドを出力する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、
・キーボード表面を規定する前記タッチセンサ面の第１の領域に割り当てられたキーストローク入力を規定する第１のコマンドのために、ユーザにより設定された第１の閾値の大きさにアクセスし、
・トラックパッド面を規定する前記タッチセンサ面の第２の領域に割り当てられた左クリック入力を表す第２のコマンドのために、ユーザにより設定された第２の閾値の大きさにアクセスする
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、前記第１のクリックサイクル中に、前記第１の時間の直後の第２の時間に、前記第１の入力が前記タッチセンサ面に印加されている間に、前記振動子の作動を開始するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、前記第１のクリックサイクル中に、約２５０ミリ秒間、方形波信号で前記振動子を駆動するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムにおいて、
・前記シャーシが、モバイルコンピューティングデバイスのハウジングを備えるとともに、レセプタクルを規定し、
・前記カプラが、前記レセプタクル内に前記タッチセンサを配置し、
・前記タッチセンサ面が、前記レセプタクルのエッジからインセットされるトラックパッド面を規定し、それによりギャップを形成することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムにおいて、
・前記シャーシが、モバイルコンピューティングデバイスのハウジングを備えるとともに、レセプタクルを規定し、
・前記カプラが、前記レセプタクル内に前記タッチセンサを配置し、
・前記コントローラが、前記第１のクリックサイクル中に、前記振動子を駆動して前記レセプタクル内で前記タッチセンサを振動させるように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムにおいて、
・前記振動子が、
−前記タッチセンサの中心の近傍で前記剛性バッキングに結合され、かつ、
−線形アクチュエータを含み、この線形アクチュエータが、前記タッチセンサ面に平行でかつ前記タッチセンサのエッジに平行なベクトルに沿って前記タッチセンサを振動させるように構成され、
・前記カプラがグロメットを含み、このグロメットが、
−前記シャーシから延びて、前記剛性バッキングの取付ボアを通過し、
−前記シャーシに対して前記剛性バッキングを垂直方向に拘束するように構成され、かつ、
−前記タッチセンサ面に平行な方向に弾力性を示すことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
・前記振動子が、前記タッチセンサ面の第１の領域の下に配置され、
・前記タッチセンサ面の第１の領域に隣接しかつ第１の領域とは別個の前記タッチセンサ面の第２の領域の下に配置された第２の振動子をさらに備え、
・前記コントローラが、
−前記タッチセンサ面の第１の領域内に含まれる第１の位置における前記第１の入力の印加の検出に応答して、前記振動子を駆動して前記シャーシ内で前記タッチセンサを振動させることによって、第１のクリックサイクルを実行し、
−前記タッチセンサの第２の検知電極と駆動電極のペア間の第２の抵抗変化に基づき、第２の時間において、前記タッチセンサ面上への第２の入力の印加および前記第２の入力の第２の力の大きさを検出し、
−前記タッチセンサ面の第２の領域内に含まれる第２の位置における前記第２の入力の印加の検出に応答して、前記第２の振動子を作動させて前記シャーシ内で前記タッチセンサを振動させることによって、第２のクリックサイクルを実行するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
システムであって、
・剛性バッキングを含むタッチセンサであって、前記剛性バッキング上に配置された検知電極および駆動電極のペアのアレイを含み、前記検知電極および駆動電極のペアのアレイ上に延びるタッチセンサ面を規定するタッチセンサと、
・前記タッチセンサに結合され、前記タッチセンサ面に平行な平面内で前記タッチセンサを振動させるように構成された振動子と、
・コントローラとを備え、
前記コントローラが、
−前記タッチセンサの第１の検知電極と駆動電極のペア間の第１の抵抗変化に基づき、第１の時間において、前記タッチセンサ面上への第１の入力の印加および前記第１の入力の第１の力の大きさを検出し、
−前記第１の力の大きさが第１の閾値の大きさを超えることに応答して、前記振動子を作動させることによって、第１のクリックサイクルを実行し、
−前記第１の検知電極と駆動電極のペア間の第２の抵抗変化に基づき、前記第１の時間に続く第２の時間において、前記タッチセンサ面からの前記第１の入力の後退および前記第１の入力の第２の力の大きさを検出し、
−前記第２の力の大きさが、前記第１の閾値の大きさより小さい第２の閾値の大きさを下回ることに応答して、前記振動子を作動させることによって、第２のクリックサイクルを実行する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記コントローラが、
・前記振動子を第１の振動周波数で駆動することによって、第１のクリックサイクルを実行し、
・前記第１の振動周波数よりも大きい第２の振動周波数で前記振動子を駆動することによって、第２のクリックサイクルを実行する
ように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
−レセプタクルを規定するモバイルコンピューティングデバイスのシャーシと、
−前記剛性バッキングと前記シャーシとの間に介装されたカプラであって、前記レセプタクル内に前記タッチセンサを配置するように構成されるとともに、前記振動子の作動中に、前記タッチセンサ面に平行な前記シャーシに対する前記剛性バッキングの変位を吸収するように構成されたカプラとをさらに備え、
・前記タッチセンサ面が、前記レセプタクルのエッジからインセットされるトラックパッド面を規定し、それによりギャップを形成することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
オーバーレイをさらに備え、このオーバーレイが、
・３次元人間工学的マウス形態を規定し、
・前記タッチセンサ面の上に一時的に取り付けられるように構成され、かつ、
・前記３次元人間工学的マウス形態の表面に加えられた力を、前記タッチセンサ面上へと下方に伝達するように構成された弾性材料を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１７】
コンピュータと人間のインタフェースの方法であって、
・第１の時間に、タッチセンサ面上への第１の入力の印加および前記第１の入力の第１の力の大きさを検出するステップと、
・前記第１の力の大きさが第１の閾値の大きさを超えることに応答して、第１のクリックサイクル中に、前記タッチセンサ面に連結された振動子を作動させるステップと、
・前記第１の時間に続く第２の時間に、前記タッチセンサ面からの前記第１の入力の後退および前記第１の入力の第２の力の大きさを検出するステップと、
・前記第２の力の大きさが、前記第１の閾値の大きさよりも小さい第２の閾値の大きさを下回ることに応答して、前記第１のクリックサイクルとは異なる第２のクリックサイクル中に、前記振動子を作動させるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
・前記第１の時間に前記第１の入力の印加および前記第１の力の大きさを検出することが、前記第１の時間に前記タッチセンサ面の下方の第１の検知電極と駆動電極のペア間の第１の抵抗変化に基づいて、前記第１の入力の印加および前記第１の力の大きさを検出することを含み、
・前記第１のクリックサイクル中に前記振動子を作動させることは、前記第１の力の大きさが、前記第１の閾値の大きさと前記第１の閾値の大きさより大きい第３の閾値の大きさとの間にあることに応答して、
−第１の期間にわたって前記第１のクリックサイクルを実行し、かつ、
−前記第１の入力を第１の入力タイプとして分類することを含み、
・さらに、
−第３の時間に、前記タッチセンサ面の下方の第３の検知電極と駆動電極のペア間の第３の抵抗変化に基づいて、前記タッチセンサ面上への第３の入力の印加および前記第３の入力の第３の力の大きさを検出すること、
−前記第３の力の大きさが前記第３の閾値の大きさを超えることに応答して、
前記第１の期間を超える第３の期間にわたって第３のクリックサイクルを実行し、かつ、
前記第１の入力タイプとは異なる第３の入力タイプとして前記第３の入力を分類すること
を含む特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法において、
・前記第１のクリックサイクル中に前記振動子を作動させることが、第１の振動周波数で前記振動子を駆動することを含み、
・前記第２のクリックサイクル中に前記振動子を作動させることが、前記第１の振動周波数よりも大きい第２の振動周波数で前記振動子を駆動することを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してタッチセンサの分野に関し、より詳細には、タッチセンサの分野における新規かつ有用な人間コンピュータインタフェースシステムに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１６年３月３１日出願の米国仮出願第６２／３１６，４１７号および２０１６年５月３１日出願の米国仮出願第６２／３４３，４５３号の利益を主張するものであり、それらは全体が引用により援用される。
【０００３】
本願は、２０１４年９月２６日出願の米国特許出願第１４／４９９，００１号に関連するものであり、その全体が引用により援用される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、システムの概略図である。
【図２】図２は、システムの一変形例の概略図である。
【図３】図３は、方法のフローチャートである。
【図４】図４は、方法の一変形例のフローチャートである。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、システムの一変形例の概略図である。
【図６】図６は、システムの一変形例の概略図である。
【図７】図７は、システムの一変形例の概略図である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、方法の変形例のフローチャートである。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは、システムの変形例の概略図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、方法の変形例の概略図である。
【図１１】図１１は、システムの一変形例の概略図である。
【図１２】図１２は、システムの一変形例の概略図である。
【図１３】図１３Ａ−図１３Ｈは、システムの変形例の概略図である。
【図１４】図１４は、方法の一変形例の概略図である。
【図１５】図１５Ａ−図１５Ｆは、システムの変形例の概略図である。
【図１６】図１６は、システムの一変形例の概略図である。
【図１７】図１７Ａおよび図１７Ｂは、システムの変形例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の本発明の実施形態の説明は、本発明をそれらの実施形態に限定することを意図したものではなく、当業者が本発明を実施および使用できるようにすることを意図したものである。本明細書に記載の変形例、構成、実施例、例示的実施形態および例は任意選択的であり、それらが説明する変形例、構成、実施例、例示的実施形態および例のみに限定されるものではない。本明細書に記載の発明は、それらの変形例、構成、実施例、例示的実施形態および例のうちの何れかおよびすべての入れ替えを含むことができる。
【０００６】
１．システムと方法
図１および図２に示すように、人間コンピュータインターフェースシステム（以下、「システム」と称する）は、タッチセンサ１１０、ハウジング１６０、オーディオドライバ１４０（以下、「スピーカ」と称する）、振動子１２０およびコントローラ１５０を含む。タッチセンサ１１０は、基板上にわたってパターン化された検知電極（sense electrode）および駆動電極（drive electrode）のペア１１６のアレイと、検知電極および駆動電極のペアと接触する状態で基板上に配置された抵抗層とを含み、この抵抗層が、基板と反対側のタッチセンサ面１１２を規定するとともに、タッチセンサ面１１２に加えられる力の大きさの変化に応じて局所的バルク抵抗の変化を示す材料を規定する。ハウジング１６０は、タッチセンサ１１０に結合され、スピーカおよび振動子１２０を収容する。コントローラ１５０は、閾値の力の大きさを超える力がタッチセンサ面１１２上に加えられることに応答して、クリックサイクル中に、スピーカを起動してクリック音を再生させるとともに、振動子１２０を起動してハウジング１６０を振動させるように構成され、かつ、閾値の力の大きさを超える力がタッチセンサ面１１２上に加えられることに応答して、コマンドを出力するように構成されている。
【０００７】
システムの一変形例は、タッチセンサ面１１４を含むタッチセンサ１１０であって、タッチセンサ面１１４上にわたって配置された検知電極および駆動電極のペア１１６のアレイを有し、検知電極および駆動電極のペア１１６のアレイ上に延びるタッチセンサ面１１２を規定するタッチセンサと、タッチセンサ１１０に結合された振動子１２０であって、タッチセンサ面１１２と平行な面内で質量体を振動させるように構成された振動子と、シャーシ１３０に結合されたオーディオドライバ１４０と、コントローラ１５０とを含む。この変形例において、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０の第１の検知電極および駆動電極のペア間の第１の抵抗変化に基づき、第１の時間において、タッチセンサ面１１２への第１の入力の印加（application）および第１の入力の第１の力の大きさを検出し；第１の力の大きさが第１の閾値の大きさを超えることに応答して、振動子１２０を駆動するとともに、オーディオドライバ１４０を起動してクリック音を出力することによって、第１のクリックサイクルを実行し；第１の検知電極と駆動電極のペア間の第２の抵抗変化に基づき、前記第１の時間に続く第２の時間において、タッチセンサ１１２面からの第１の入力の後退（retraction）および第１の入力の第２の力の大きさを検出し；第２の力の大きさが、第１の閾値の大きさより小さい第２の閾値の大きさを下回ることに応答して、振動子１２０を駆動するとともに、オーディオドライバ１４０を起動してクリック音を出力することによって、第２のクリックサイクルを実行するように構成されている。
【０００８】
図８Ａに示すように、一変形例では、システムが、タッチセンサ面１１２上の入力に応答する方法Ｓ１００を実行し、この方法が、ブロックＳ１１０において、第１の時間に、タッチセンサ面１１２上への第１の入力の印加および第１の入力の第１の力の大きさを検出するステップと、ブロックＳ１２０において、第１の力の大きさが第１の閾値の大きさを超えることに応答して、第１のクリックサイクル中にタッチセンサ面１１２に連結された振動子１２０を作動させるとともに、第１のクリックサイクル中にタッチセンサ面１１２近傍のオーディオドライバ１４０を起動してクリック音を出力するステップと、ブロックＳ１１２において、第１の時間に続く第２の時間に、タッチセンサ面１１２からの第１の入力の後退および第１の入力の第２の力の大きさを検出するステップと、ブロックＳ１２２において、第２の力の大きさが、第１の閾値の大きさよりも小さい第２の閾値の大きさを下回ることに応答して、第１のクリックサイクルとは異なる第２のクリックサイクル中に振動子１２０を作動させるとともに、第２のクリックサイクル中にオーディオドライバ１４０を起動してクリック音を出力するステップとを含む。
【０００９】
１．１  アプリケーション
概して、システムは、（人間の）ユーザによる入力を検出し、それら入力を機械可読コマンドに変換し、それらコマンドをコンピューティングデバイスに伝達し、入力が検出されたことを示すフィードバックをユーザに与える人間コンピュータインタフェースデバイスとして機能する。具体的には、システムは、入力を検出するタッチセンサ１１０と、フィードバックをユーザに与えるハプティックフィードバックモジュール（例えば、スピーカおよび振動子１２０）と、タッチセンサ１１０で検出された入力に基づいて、コンピューティングデバイスにコマンドを出力するコントローラ１５０であって、ハプティックフィードバックモジュールを介してハプティックフィードバックをトリガするコントローラとを含み、システムは、タッチセンサ面１１２上の入力を検出して応答するための方法のブロックを実行することができる。
【００１０】
一実施例において、システムは、コンピューティングデバイスに接続されたときに、閾値力（または圧力）の大きさを超えるタッチセンサ面１１２上のタッチ入力に応答して、クリックイベントをコンピューティングデバイスに伝達するハンドヘルドコンピュータポインティングデバイス（または「マウス」）を規定することができる。この実施例では、システムは、そのようなタッチ入力に応答して、聴覚的および振動的（以下「ハプティック」と称する）フィードバックをユーザに発して、押下または解放されるときの機械的スナップボタンの聴覚および触覚応答を模倣することができる。具体的には、システムは、タッチセンサ面１１２に印加された入力が第１の閾値力（または圧力）の大きさを超えたときに、振動子１２０を作動させるとともに、オーディオドライバ１４０を起動してクリック音を出力し、それにより機械的ボタンが押下されるときの触覚感覚および可聴音を再現することができ、その後、タッチセンサ面１１２上の同入力が持ち上げられて第１の閾値の大きさより小さい第２の閾値未満となったときに、振動子１２０を作動させるとともに、オーディオドライバ１４０を起動して（より低い周波数の）クリック音を出力し、それにより、押下された機械的ボタンが解放されるときの触覚感覚および可聴音を再現することができる。このため、システム自体は、外部の動く部品または表面（例えば、ボタン）を有していない実質的に固定されたエキソ構造を規定するにもかかわらず、当該システムは、ボタンが押下および解放された触感をユーザに提供することができる。さらに、この実施例では、システムは、動きセンサ１７０（例えば、光学的または機械的動きセンサ１７０）を含むことができ、コントローラ１５０は、動きセンサ１７０により検出された隣接面に対するシステムの動きに基づいて、カーソルの移動ベクトルまたは他のコマンドを出力することができる。
【００１１】
上記実施例において、システムは、システムが面上に置かれる向きまたはユーザの手に保持される向きに基づいて、リモートコントローラ１５０またはゲームパッドとして機能するように、再構成可能であってもよい。特に、システムは、その長さおよび幅の全部または一部にわたるタッチセンサ面１１２を規定することができ、コントローラ１５０は、システムの現在の機能に基づいて、異なるコマンド、ジェスチャおよび他の出力タイプをタッチセンサ面１１２の別個のサブ領域にマッピングすることができる。さらに、システムは、様々な構成におけるタッチセンサ面１１２の様々なサブ領域上の入力に応じて、ハプティック（例えば、可聴および触覚）フィードバックを選択的に出力することができ、それにより、機械的変更をデバイスに加えることなく、単一デバイスで機械的スナップボタンの複数の組合せおよび配置構成を模倣することができる。
【００１２】
本明細書では、システムは、ユーザ入力を検出し、ユーザ入力に応答してユーザにハプティックフィードバックを提供し、それらユーザ入力に基づいて、接続されたコンピューティングデバイスにコマンドを出力するスタンドアロンの人間コンピュータインタフェースコンポーネントとして説明されている。しかしながら、システムは、以下に説明するようにコンピューティングデバイスに統合されるものであってもよく、あるいは他の方法で１または複数のコンピューティングデバイスと連動するものであってもよい。
【００１３】
１．２  タッチセンサ
図１および図２に示すように、タッチセンサ１１０は、基板（例えば、ガラス繊維ＰＣＢ）にわたってパターン化された検知電極および駆動電極のペア１１６のアレイと、検知電極および駆動電極のペア（または「センサ素子」）と接触するように基板上に配置され、上のカバー層に加えられる力の変化に応じて局所的なバルク抵抗および／または局所的な接触抵抗の変化を示す力感知材料を規定する力感知層とを含む。米国特許出願第１４／４９９，００１号に記載されているように、抵抗性タッチセンサ１１０は、基板にわたってパターン化された、互いに組み合わされた駆動電極と検知電極のグリッドを含むことができる。力感知層は、基板にわたって、各検知電極および駆動電極のペア間のギャップに跨り、それにより、局所的な力がカバー層に加えられたときに、その加えられた力の大きさに、隣接する駆動電極および検知電極のペア間の抵抗が比例（例えば、直線的に比例、反比例、二次的に比例など）して変化するようになっている。以下に述べるように、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０内の各駆動電極および検知電極のペア間の抵抗値を読み取ることができ、それらの抵抗値を、カバー層に印加される１または複数の別個の力入力の位置および大きさに変換することができる。
【００１４】
一実施例では、システムは、硬質ＰＣＢ（例えば、ガラス繊維ＰＣＢ）の形態のような硬質基板またはタッチセンサ面１１４上のＰＣＢ（例えば、アルミニウムバッキングプレート）を含み、駆動電極および検知電極の横列および縦列が、基板の上面にわたってパターン化されて、センサ素子のアレイを形成する。力感知層は、センサ素子のアレイの上に取り付けられ、その外周の周りに基板が接続されている。代替的には、システムは、可撓性ＰＣＢなどの可撓性基板を含むことができ、可撓性ＰＣＢ上にセンサ素子を加法的または減法的に作製することができる。しかしながら、このシステムは、他の任意の方法または技術に従って他の任意のやり方で作製することができる。
【００１５】
１．３  コントローラ
概して、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１０、Ｓ１１２において、タッチセンサ１１０を駆動し、スキャンサイクル中に駆動電極と検知電極との間の抵抗値を読み取り、タッチセンサ１１０からの抵抗データをタッチセンサ１１０上の力入力の位置および大きさに変換するように機能する。また、コントローラ１５０は、２以上のスキャンサイクルにわたって検知された力の位置および／または大きさをジェスチャ（図１０Ｂに示す）、カーソルの移動ベクトル（図１０Ａに示す）または他のコマンドに変換して、そのようなコマンドを、有線接続または無線接続などを介して接続されたコンピューティングデバイスに出力するように機能することもできる。例えば、コントローラ１５０は、システム内のメモリに記憶された予めプログラムされたコマンド機能にアクセスすることができ、そのようなコマンド機能には、接続されたコンピューティングデバイスにより読み取り可能なマウスおよびキーボードの値の組合せが含まれ、それにより、後述するように、例えば、仮想カーソルを移動させ、テキスト文書をスクロールし、ウィンドウを拡大し、あるいはウィンドウ内で２Ｄまたは３Ｄの仮想グラフィックリソースを平行移動および回転させることができる。
【００１６】
一実施例では、コントローラ１５０は、米国特許出願第１４／４９９，００１号に記載されているように、アレイカラムドライバ（ＡＣＤ）、カラムスイッチングレジスタ（ＣＳＲ）、カラム駆動源（ＣＤＳ）、アレイローセンサ（ＡＲＳ）、ロースイッチングレジスタ（ＲＳＲ）およびアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。この実施例では、タッチセンサ１１０は、可変インピーダンスアレイ（ＶＩＡ）を含むことができ、この可変インピーダンスアレイが、ＡＣＤに結合された相互接続されたインピーダンスカラム（ＩＩＣ）と、ＡＲＳに結合された相互接続されたインピーダンスロー（ＩＩＲ）とを規定する。抵抗スキャン期間中、ＡＣＤはＣＳＲを介してＩＩＣを選択して、ＩＩＣをＣＤＳで電気的に駆動することができ、ＶＩＡは、駆動されるＩＩＣから、ＡＲＳにより検知されたＩＩＣに電流を伝達することができ、ＡＲＳは、タッチセンサ１１０内のＩＩＲを選択して、ＲＳＲを介してＩＩＲの状態を電気的に検知することができ、コントローラ１５０は、ＡＲＳからの検知した電流／電圧信号を付け加えて、単一のサンプリング期間中の抵抗スキャン期間において、タッチセンサ１１０上の個別の力入力の近接、接触、圧力および／または空間位置の実質的に正確な検出を達成することができる。
【００１７】
例えば、タッチセンサ１１０の駆動電極の横列を直列に接続することができ、同様に、抵抗性タッチセンサ１１０の検知電極の縦列を直列に接続することができる。サンプリング期間中、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１０において、他のすべての横列の駆動電極をフローティングさせる間に、第１の横列の駆動電極を基準電圧に駆動し、他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、第１の縦列の検知電極の電圧を検知し、他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、第２の縦列の検知電極の電圧を検知し、・・・他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、最後の縦列の検知電極の電圧を検知し、他のすべての横列の駆動電極をフローティングさせる間に、第２の横列の駆動電極を基準電圧に駆動し、他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、第１の縦列の検知電極の電圧を検知し、他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、第２の縦列の検知電極の電圧を検知し、・・・他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、最後の縦列の検知電極の電圧を検知し、・・・最後に、他のすべての横列の駆動電極をフローティングさせる間に、最後の横列の駆動電極を基準電圧に駆動し、他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、第１の縦列の検知電極の電圧を検知し、他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、第２の縦列の検知電極の電圧を検知し、・・・他のすべての縦列の検知電極をフローティングさせる間に、最後の縦列の検知電極の電圧を検知することができる。このため、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１０において、抵抗性タッチセンサ１１０の横列の駆動電極を順次駆動することができ、抵抗性タッチセンサ１１０の縦列の検知電極から抵抗値（例えば、電圧）を順次読み取ることができる。
【００１８】
このため、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１０において、サンプリング期間中に駆動電極および検知電極のペア（または「センサ素子」）をスキャンすることができる。その後、コントローラ１５０は、ブロックＳ１３０において、１つのサンプリング期間中にタッチセンサ１１０から読み取った抵抗値を、タッチセンサ面１１２に加えられる力（または圧力）の位置および大きさを示す単一のタッチ画像にマージすることができる。コントローラ１５０は、ブロックＳ１３０において、（例えば、ブロブ検出を実行してタッチ画像を処理することにより）タッチセンサ面１１２上の個別の入力領域を特定し、入力領域にわたって加えられる全体の力に基づいて、入力領域上の圧力の大きさを計算し、個別の入力領域に対応する入力タイプ（例えば、指、スタイラス、手のひらなど）を特定し、個別の入力領域を様々なコモンに関連付け、かつ／または、圧力の大きさ、入力タイプ、コマンドなどを用いて、タッチ画像の個別の入力領域を分類することもできる。コントローラ１５０は、このプロセスを繰り返して、システムの動作中の各サンプリング期間中に（分類された）タッチ画像を生成することができる。
【００１９】
１．４  ハプティックフィードバックモジュール
システムは、ハプティックフィードバックモジュールを含み、それには、図１および図３に示すように、ハウジング１６０内に配置された振動子１２０およびスピーカが含まれる。通常は、閾値力（または閾値圧力）を超えるタッチセンサ面１１２上のタッチ入力に応答して、コントローラ１５０は、ブロックＳ１２０において、振動子１２０を起動して振動信号を出力すると同時に、スピーカを起動して可聴信号を出力し、機械的なスナップボタンの操作の感触および音をそれぞれ模擬することができる（以下「クリックサイクル」と称する）。
【００２０】
振動子１２０は、振動線形アクチュエータ、線形共振アクチュエータ上の質量体、回転アクチュエータ上の偏心質量体、振動ダイアフラム、圧電アクチュエータ、形状記憶合金アクチュエータまたは他の任意の適切なタイプの振動アクチュエータ上の質量体を含むことができる。振動子１２０は、共振周波数（例えば、自然周波数）を呈することができ、コントローラ１５０は、クリックサイクル中にアクチュエータがこの共振周波数で振動するように起動することができる。例えば、システムに最初に電源が投入されると、コントローラ１５０は、テストルーチンを実行することができ、それには、振動子１２０を低周波数から高周波数にランピングすること、低周波数と高周波数との間の共振周波数を検出すること、並びに、この共振周波数を現在の使用セッション中の振動子１２０の動作周波数として記憶することが含まれる。振動子１２０は、ハウジング１６０の底面とタッチセンサ１１０との間のハウジング１６０内に配置することができる。例えば、タッチセンサ１１０は、ＰＣＢの第１の面にわたってパターン化された検知電極および駆動電極のペア１１６のアレイを含むことができ、振動子１２０は、ＰＣＢの反対側の面の中心近傍に配設することができる。
【００２１】
ハプティックフィードバックモジュールは、複数の振動子を含むこともでき、例えば、タッチセンサ面１１２の各半分または各象限の下にそれぞれ１つずつ振動子を配置することができる。この実施例では、コントローラ１５０が、クリックサイクル中にセット内のすべての振動子を作動させることができる。代替的には、コントローラ１５０は、現在のスキャンサイクルと最後のスキャンサイクルとの間でタッチ面で検出された最新のタッチ入力の重心に最も近い単一の振動子１２０など、クリックサイクル中に振動子の１つまたはサブセットを選択的に作動させることができる。しかしながら、ハプティックフィードバックモジュールは、他の任意の構成の他の任意の数の振動子を含むことができ、クリックサイクル中に他の１または複数の振動子を作動させることができる。
【００２２】
ハプティックフィードバックモジュールは、クリックサイクル中に「クリック」音を置き換えるように構成されたスピーカ（またはブザーまたは他のオーディオドライバ）も含む。また、一実施例では、ハウジング１６０は、スピーカグリル、例えば、タッチセンサ面１１２とは反対側のハウジング１６０の底面の領域にわたる開口領域または穿孔の形態であるスピーカグリルであって、スピーカにより出力される音をハウジング１６０の外部に伝達するためのスピーカグリルと、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、隣接面によりスピーカから出力される音の減衰を制限するために、スピーカグリルとシステムを配置する平坦面との間のオフセット（例えば、０．０８５インチの）ギャップを維持するように機能する底面上のパッド１６２（または「脚部」）のセットとを含む。特に、このシステムは、タッチセンサ１１０、振動子１２０、オーディオドライバ１４０およびコントローラ１５０を含むハウジング１６０であって、オーディオドライバ１４０に隣接しかつタッチセンサ面１１２とは反対側を向くスピーカグリルを規定するハウジングと、１または複数のパッドとを含むことができ、各パッドが、タッチセンサ面１１２とは反対側にハウジング１６０から延び、テーブル面に沿ってスライドするように構成されたベアリング面を規定し、かつ目標ギャップ距離だけテーブル面の上方にスピーカグリルをオフセットするように構成されている。このため、システムを実質的に平坦な面に置くと、スピーカとスピーカグリルが協働して、ハウジング１６０の底面と隣接する面との間で反射される音を出力することができ、この音は、ハウジング１６０から横方向および縦方向に外側に分散することができ、その結果、ユーザは、システムに対する自身の向きに実質的に関係なく、この音を聴覚的に知覚することができる。代替的には、ハウジング１６０は、その側部を横断する、タッチセンサ面１１２に隣接する上面を横断する、あるいはその他の位置または向きで横断する、１または複数のスピーカグリルを規定することができる。さらに代替的には、ハプティックフィードバックモジュールはスピーカキャビティを含むことができ、このスピーカキャビティは、スピーカが駆動されてシステムから「クリック」音を出力するときに、スピーカとともに振動する。
【００２３】
１．５  ハプティクス
閾値力（または圧力）の大きさを超えるタッチセンサ面１１２上のタッチ入力に応答して、コントローラ１５０は、図３に示すように、「クリックサイクル」において振動子１２０およびオーディオドライバ１４０の両方を実質的に同時に駆動して、機械的なスナップボタンの操作を触覚的かつ聴覚的に模倣する。例えば、そのようなタッチ入力に応答して、コントローラ１５０は、スピーカにより「クリック」音バイトを同時に再生しながら、モータドライバを起動して、目標クリック持続時間（例えば、２５０ミリ秒）振動子１２０を方形波で駆動することができる。クリックサイクルの間、コントローラ１５０は、クリックサイクル中に特定のハプティック応答を達成するために、例えば、＋／−５０ミリ秒、振動ルーチンに対するクリック音バイトの再生を遅延させるか、またはリードすることもできる。
【００２４】
さらに、クリックサイクルの間、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１２において、振動子１２０がピーク出力パワーまたはピーク振動振幅に到達する時間に対応する「オンセット時間」だけ、クリックサイクルの音および振動成分を同じイベントに対応するものとして人間が知覚することができる最大時間（例えば、数ミリ秒）の範囲内において、スピーカにより出力される音を遅らせることができる。例えば、１０ミリ秒のオンセット時間によって特徴付けられる振動子１２０の場合、コントローラ１５０は、クリックサイクル中に振動子１２０を起動した後、５−１０ミリ秒だけ、スピーカによる音の出力を遅延させることができる。このため、ブロックＳ１１０において、コントローラ１５０が第１の時間にタッチセンサ面１１２上の第１の閾値力（または圧力）の大きさを超える力の印加を検出したときに、コントローラ１５０は、ブロックＳ１２０において、第１の時間の直後の第２の時間（例えば、第１の時間の５０ミリ秒以内、かつタッチセンサ面１１２への第１の入力の印加中）に、振動子１２０の作動を開始し、振動子１２０が最小振動振幅に達する振動子１２０のオンセット時間に相当する遅延時間（例えば、１０ミリ秒）だけ第２時間よりも後の第３時間に、オーディオドライバ１４０の作動を開始することができる。
【００２５】
上述したように、コントローラ１５０は、ブロックＳ１２０において、１または複数のプリセットパラメータを満たすか又は超えるタッチセンサ面１１２上のタッチ入力に応答してクリックサイクルを実行することができる。例えば、コントローラ１５０は、機械的マウスボタン（または後述する機械的トラックパッドボタンまたはスナップドーム）を押すのに必要な共通の力または圧力に対応する閾値力または圧力を超えるタッチセンサ面１１２上のタッチ入力の検出に応答して、クリックサイクルを開始することができる。このため、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上の検出されたタッチ入力の圧力を、予め設定された固定の力または圧力閾値と比較して、入力を識別し、または明らかにすることができる。
【００２６】
代替的には、コントローラ１５０は、システムに接続されたコンピューティングデバイス上で実行されるグラフィカルユーザインターフェースを介して設定される、例えば、（より低い圧力閾値に対応する）より高い入力感度に対するユーザの好みまたは（より高い圧力閾値に対応する）より低い入力感度に対するユーザの好みに基づいて、ユーザがカスタマイズした圧力閾値を実施することができる。この実施例では、システムは、（接続または一体化された）コンピューティングデバイスを介してアクセス可能な仮想制御パネルによりユーザに設定された、カスタムスピーカ音量、カスタム振動子振動周波数または振幅、カスタム振動子波形および／または他のカスタムハプティックパラメータを追加的に記録することができる。代替的には、それらのパラメータは製造者が設定することができ、かつソフトウェア更新によって製造者が調整することができる。別の実施例では、コントローラ１５０は、後述するように、例えばシステムの現在のモードまたは向きに基づいて、タッチセンサ面１１２を２以上のアクティブ領域および／または非アクティブ領域に分割することができ、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の非アクティブ領域上の入力を捨てることができ、タッチセンサ面１１２のアクティブ領域内に十分な大きさのタッチ入力が検出されたときにクリックサイクルを開始することができる。
【００２７】
この実施例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の個別の領域に固有の閾値力（または圧力）の大きさを付加的または代替的に割り当てて、その割り当てた閾値の大きさを超えるタッチセンサ面１１２の様々な領域上の力（または圧力）の印加に応答して、共通のハプティックフィードバックモジュールによるクリックサイクルを選択的に実行することができる。例えば、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の左クリック領域に第１の閾値の大きさを割り当てるとともに、タッチセンサ面１１２上の異常な右クリックを拒絶するために、タッチセンサ面１１２の右クリック領域に、第１の閾値の大きさよりも大きい第２の閾値の大きさを割り当てることができる。また、この実施例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上の異常なスクロール入力を拒絶するために、第１の閾値の大きさよりも大きい第３の閾値の大きさをタッチセンサ面１１２の中央スクロール領域に割り当てるが、スクロールイベントを持続させるために、第１の閾値の大きさよりも小さい第４の閾値の大きさに中央スクロール領域をリンクすることができる。
【００２８】
１．６  標準クリックおよびディープクリック
一変形例では、コントローラ１５０は、図８Ｂおよび図１０Ｃに示すように、第１の力の大きさを超えるが第２の力閾値未満のままである力の印加（以下「標準クリック入力」と称する）に応答して、ブロックＳ１１０およびＳ１２０において「標準的なクリックサイクル」を実行し、第２の力閾値を超える力の印加（以下「ディープクリック入力」と称する）に応答して、ブロックＳ１１４およびＳ１２４において「ディープクリックサイクル」を実行する。この変形例では、ディープクリックサイクル中、コントローラ１５０は、ディープクリック入力が検出および処理されたことを触覚的にユーザに示すために、振動子１２０を長時間（例えば、７５０ミリ秒）にわたって駆動することができる。また、コントローラ１５０は、ディープクリックサイクル中に、スピーカを非アクティブにしたり、あるいはスピーカを長時間にわたって駆動することもできる。一実施例では、コントローラ１５０は、標準クリック入力に応答して、左クリックマウス制御機能（または後述するように、左クリックトラックパッド制御機能）を出力することができ、ディープクリック入力に応答して、右クリックマウス制御機能を出力することができる。このため、システムは、タッチセンサ面１１２上の異なる力の大きさの入力を検出し、入力のタイプをその大きさに基づいて入力に割り当て、入力の割り当てたタイプに基づいて振動子１２０およびスピーカにより異なるハプティックフィードバックを提供し、入力の割り当てたタイプに基づいて異なる制御機能を出力することができる。
【００２９】
一実施例では、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１０において、タッチセンサ面１１２下方の第１の検知電極および駆動電極のペア間の第１の抵抗変化に基づき、第１の時間において、タッチセンサ面１１２への第１の入力の印加および第１の入力の第１の力の大きさを検出し、ブロックＳ１２０において、第１の力の大きさが第１の閾値の大きさと第２の閾値の大きさとの間であることに応答して、第１の持続時間（例えば、標準クリックサイクル）にわたって第１のクリックサイクルを実行し、第１の入力を第１の入力タイプとして分類する。また、この実施例では、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１４において、タッチセンサ面１１２下方の第２の検知電極および駆動電極のペア間の第２の抵抗変化に基づき、第２の時間において、タッチセンサ面１１２への第２の入力の印加および第２の入力の第２の力の大きさを検出し、ブロックＳ１２４において、第２の力の大きさが第２の閾値の大きさを上回ることに応答して、第１の持続時間を超える第２の持続時間（例えば、ディープクリックサイクル）にわたって第２のクリックサイクルを実行し、第２の入力を第１の入力タイプとは異なる第２の入力タイプとして分類する。
【００３０】
別の実施例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上のディープクリック入力に応答して、入力モード間の遷移または切り替えを行うことができ、例えば、コントローラ１５０が相対位置変更コマンドを出力してカーソルを移動させる第１のモードと、コントローラ１５０が（例えば、デスクトップ上の）ビューウィンドウ内のカーソルの位置を規定する絶対位置コマンドを出力する第２のモードとの間で遷移または切り替えを行うことができる。
【００３１】
コントローラ１５０は、同様に、タッチセンサ面１１２上で検出される入力の力の大きさが増加するに連れて、３回、４回またはそれ以上のクリックサイクルを実行するなど、複数レベルのクリックサイクルを実施することができる。また、コントローラ１５０は、複数の予め設定された力の大きさの範囲のうちの１つに含まれる力のタッチセンサ面１１２上への印加に応じて、様々なコマンドを出力することもできる。例えば、システムがモバイルコンピューティングデバイスに組み込まれている後述する変形例におけるように、タッチセンサ面１１２の領域上の入力が削除キーに対応する場合に、タッチセンサ面１１２上に加えられる力の大きさがより高い別の力の範囲に入るのに応じて、コントローラ１５０は、コマンドを出力して、一つの記号を削除し、一つの単語を削除し、一つの文章を削除し、あるいは段落全体を削除することができる。
【００３２】
コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２に同時にまたは間断なく印加される複数の個別の入力に応じて、それらのハプティック効果を実現することができる。例えば、ユーザが複数の指をタッチセンサ面１１２に接触させると、コントローラ１５０は、重複する複数のクリックサイクル内で、タッチセンサ面１１２上の各指の検出に応答して、それら指の各々により加えられる力の大きさが共通の閾値の大きさを超える（またはタッチセンサ面１１２の対応する領域に割り当てられた閾値の大きさを超える）時間に基づいて、クリックサイクルを起動することができる。コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２と接触している各指について、ユーザの各指による様々な力（または圧力）の大きさの遷移に応じて、「ダウン」クリックサイクル、「アップ」クリックサイクル、「ディープ」クリックサイクル、複数レベルのクリックサイクルなどを含む、前述した方法および技術を実施することができる。
【００３３】
１．７  ヒステリシス
図８Ａに示す一変形例では、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１１２およびＳ１２２において、タッチセンサ面１１２上の単一の力入力の印加および後退中に複数のクリックサイクルを起動するヒステリシスを実行する。特に、この変形例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２に力が加えられたとき、並びに、タッチセンサ面１１２から力が解放されたときに、振動子１２０およびスピーカを選択的に作動させることにより、機械的なボタンが押下されるときと、その後解放されるときの感触と音を触覚的および聴覚的に再現する。コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２への力の印加が第１の閾値の大きさに達したときに「バウンシング」を防ぐために、入力がタッチセンサ面１１２から解放されるまで、この入力に対して、機械式ボタンの押下を示唆する単一の「ダウン」クリックサイクルを実行することができる。しかしながら、コントローラ１５０は、同じ入力によって加えられる力が第２のより低い閾値の大きさまで減少する際に、押下された機械的ボタンの解放を示唆する「アップ」クリックサイクルを実行することもできる。このため、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上の入力に対するハプティック応答における「バウンシング」を防止して、タッチセンサ面１１２に加えられた力が検知されている（すなわち、第１の閾値の大きさに達している）ことをハプティック応答を介してユーザに示すとともに、ユーザの選択がクリアされてタッチセンサ面１１２に加えられた力が検知されている（すなわち、加えられた力が低下して第２の閾値の大きさを下回る）ことを追加的ハプティック応答を介してユーザに示すために、ヒステリシス技術を実行することができる。
【００３４】
例えば、コントローラ１５０は、ブロックＳ１１０およびＳ１２０において、数グラムを超える力の大きさのタッチセンサ面１１２上の入力の印加を検出することに応答して、「ダウン」クリックサイクルを起動することができ、ブロックＳ１１２およびＳ１２２において、入力がタッチセンサ面１１２から解放されて、この入力からのタッチセンサ面１１２に加えられる力が６０グラム未満に低下したときに、「アップ」クリックサイクル（例えば、ダウンクリックサイクルより短く、高い周波数の変形例）を起動することができる。この実施例では、コントローラ１５０は、「アップ」クリックサイクルの場合よりも振動子１２０が大きな振幅および／または周波数で駆動されて、スピーカが低い周波数の音を出力する「ダウン」クリックサイクルを実行することができる。このため、コントローラ１５０は、移行力を超える力の印加を必要とする機械的ボタンの押下を触覚的および聴覚的に再現する「ダウン」クリックサイクルを実行することができ、また、コントローラ１５０は、機械的ボタンに加えられた力が低下して移行力を大幅に下回るときにのみ元の位置に戻る機械的ボタンの解放を触覚的かつ聴覚的に再現する「アップ」クリックサイクルを実行することができる。さらに、機械的ボタンと機械的ボタンを押す指との間の接触は、押下された機械的ボタンの戻る音と速度の両方を抑えることから、物理的ボタンが解放されるときよりも速くて低ピッチの「スナップダウン」感触および音を与えることができる。このため、コントローラ１５０は、「ダウン」クリックサイクルを実行することにより、押下されたときの機械的ボタンの感触および音を模倣することができ、コントローラ１５０は、一定期間にわたってタッチセンサ面１１２と接触する物体によって加えられる力の変化に応じて、「アップ」クリックサイクルを実行することにより、押下された機械的ボタンが解放されるときの感触および音を模倣することができる。
【００３５】
１．８  ハウジング
ハウジング１６０は、図１および図２に示すように、コントローラ１５０、振動子１２０、スピーカおよびタッチセンサ１１０の検知電極および駆動電極などのシステムの構成要素を収容および支持するように機能する。前述したように、ハウジング１６０は、システムが起立して置かれる平面上でハウジング１６０の底面を支持するように機能する脚部１６０のセット（または「パッド」）を規定することができる。この実施例では、各脚部は、システムを隣接面から機械的に分離するように機能する圧縮性材料または他の振動減衰材料を含むことができ、それによりクリックサイクル中にガタガタ鳴るのを低減し、システムの振動を実質的に抑制する。
【００３６】
さらに、周辺ヒューマンインターフェースデバイス（または「マウス」）を規定するシステムの場合、各脚部は、先端が滑らかで、剛性でかつ／または比較的低摩擦の材料（例えば、テフロンフィルム、ナイロンブッシュ）であり、その結果、平坦面上に起立状態で置かれたときに、システムが相対的に最小限の抵抗で平坦面上を滑らかに動くことが可能となっている。例えば、前述した実施例では、ハウジング１６０は、直線で特徴付けられる射出成形された不透明ポリマー構造体を規定することができ、構造体の矩形底面の各角部に１つずつの独立気泡発泡体のインサートを含むことができる。しかしながら、ハウジング１６０は、他の任意の形態を規定することができ、他の任意の材料から形成することができる。
【００３７】
周辺ヒューマンインターフェースデバイスを規定するシステムの場合、ハウジング１６０は、タッチセンサ面１１２と反対側のその底面に、ＬＥＤまたはレーザベースの光学的動きセンサ１７０または機械的動きセンサ１７０などの１または複数の動きセンサを支持することもできる。コントローラ１５０は、動作全体にわたって（または、後述するように「マウスモード」にあるとき）、動きセンサ１７０をサンプリングして、隣接面上のシステムの相対移動を追跡することができる。また、システムは、カーソルベクトルにおけるそのような相対的な動きまたは他のコマンドをほぼリアルタイムで変換し、このカーソルベクトルまたは他のコマンドを、接続されたコンピューティングデバイスに送信することもできる。
【００３８】
１．９  マウスジェスチャ
システムは、ブロックＳ１３０において、タッチ面で検出された入力を、タッチ面上の入力の初期位置、最終位置、速度、力（または圧力）の大きさなどに基づいて、様々なコマンドのうちの１つに変換することができる。例えば、コントローラ１５０は、タッチ面上の入力を、右クリック、左クリック、中央クリック、スクロールおよびズームなどの様々なマウスコマンドの１つとして解釈することができる。
【００３９】
システムがマウスモードで動作する一実施例では、コントローラ１５０は、タッチ面の領域を右クリック、左クリックおよび中央クリックのコマンドと選択的に関連付ける。例えば、図３に示すように、ユーザがシステムの上に手のひらを置き、システム前端の近傍のタッチセンサ面１１２に接触する状態で１本の指（例えば人差し指）を置くと、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０と連動して、タッチセンサ面１１２の前半部上のこの単一のタッチ入力を検出することができ、この入力を左クリックコマンドに割り当てることができ、かつ、この入力の大きさがタッチセンサ面１１２のこの領域に割り当てられた閾値力の大きさを超えることに応答して、クリックサイクルを開始し、左クリックコマンドを出力することができる。しかしながら、ユーザがタッチセンサ面１１２の前半部に２本の指（例えば、人差し指と中指）を置くと、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０と連動して両方のタッチ入力を検出し、タッチセンサ面１１２の前半部の最も左のタッチ入力を左クリックコマンドに関連づけ、タッチセンサ面１１２の前半部の最も右のタッチ入力を右クリックコマンドに関連づけ、それらタッチ入力の力の大きさが共通の力の大きさの閾値またはタッチセンサ面１１２のそれらの領域に割り当てられた固有の力の大きさの閾値を超えることに応答して、左クリックコマンドおよび右クリックコマンドを選択的に出力することができる。さらに、ユーザがタッチセンサ面１１２上に３本の指（例えば、人差し指、中指および薬指）を載せた場合、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０と連動して３つのタッチ入力をすべて検出し、タッチセンサ面１１２の前半部の最も左のタッチ入力を左クリックコマンドに関連づけ、横方向において最も左のタッチ入力と最も右のタッチ入力との間のタッチセンサ面１１２の前半部のタッチ入力を中央クリックまたはスクロールコマンドと関連付け、タッチセンサ面１１２の前半部の最も右のタッチ入力を右クリックコマンドに関連づけ、それらタッチ入力の力の大きさがタッチセンサ面１１２のそれらの領域に割り当てられた力の大きさの閾値を超えることに応答して、左クリックコマンド、中央クリックまたはスクロールコマンドおよび右クリックコマンドを選択的に出力することができる。このため、コントローラ１５０は、例えばタッチセンサ面１１２上の他のタッチ入力の数および位置に基づいて、タッチセンサ面１１２上のタッチ入力を様々なコマンドタイプに動的に関連付けることができる。代替的には、コントローラ１５０は、例えば、タッチセンサ面１１２の第１（Ｉ）象限に右クリックコマンドを割り当て、タッチセンサ面１１２の第２（ＩＩ）象限に左クリックコマンドを割り当てることにより、固定コマンドをタッチセンサ面１１２のサブ領域に割り当てることができる。
【００４０】
別の実施例では、コントローラ１５０は、図４および図９Ａに示すように、スクロールコマンドで、タッチセンサ面１１２上で検出されたタッチ入力を解釈する。この実施例では、コントローラ１５０は、第１の時間に、タッチセンサ１１０と連動して、タッチセンサ面１１２の第１の位置で、ユーザの指またはスタイラス先端などからのタッチ入力を検出し；第２の時間に、タッチセンサ１１０と連動して、タッチセンサ面１１２上の第２の位置へのタッチ入力の移行を検出し；閾値距離を超える第１の位置と第２の位置との間の距離に基づいて、タッチ入力をスクロール入力として識別し；第１の位置から第２の位置へのベクトルの方向に基づいてスクロール入力の方向（例えば、左、右、上、下）を判定し；それに応じてスクロールコマンドを開始する。（この実施例では、コントローラ１５０は、タッチ入力が第１の位置でタッチセンサ面１１２上の閾値力または圧力の大きさを超えることに応答して、第１の位置のタッチ入力を意図的な入力として確認することもできる。）その後、ユーザが、指またはスタイラスを、タッチセンサ面１１２との接触を維持したまま、タッチセンサ面１１２に沿って移動させると、コントローラ１５０は、第１（または第２）の位置から横断する距離に対応するスクロール距離またはスクロール速度を含むスクロールコマンドを出力することができる。しかしながら、スクロールコマンドがこうして開始されると、コントローラ１５０は、タッチ入力の力の大きさに対応するスクロール距離またはスクロール速度を含むスクロールコマンドを追加的または代替的に出力することができる。例えば、スクロールの方向を含むスクロールコマンドが開始されると、コントローラ１５０は、タッチ入力の力の大きさに比例するスクロール速度コマンド（最大スクロール速度まで）を出力することができる。さらに、ユーザが、タッチセンサ面１１２との接触を断つことなく、タッチセンサ面１１２を横切って指またはスタイラスを動かすと、コントローラ１５０は、スピーカおよび振動子を一定の間隔で起動して、例えばスクロールイベントによってカバーされる距離または速度に比例する頻度で、追加的なクリックサイクルを実行し、スクロールイベントが現在のものであることをユーザに示すこともできる。
【００４１】
このため、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の領域にわたるタッチ入力のトラバースに基づいてスクロールコマンドを開始することができ、その後、ユーザがタッチセンサ面１１２を押下する力の大きさに基づいて、スクロールコマンドを修正することができ、それにより、図４に示すように、スクロールコマンドが開始されると、接続されたコンピューティングデバイス上で見られる文書または他のリソースを操作するときに、ユーザがタッチセンサ面１１２を押下する強さを変更することにより、ユーザがスクロール速度を調整することが可能になる。コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０をサンプリングし続けることができ、タッチセンサ面１１２からタッチ入力が除かれると（例えば、タッチ入力の力または圧力の大きさが低い閾値を下回ると）、スクロールコマンドを終了することができる。
【００４２】
別の実施例では、ユーザがタッチセンサ面１１２上で人差し指を押し下げて揺する（例えば、縦に揺らす）と、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０と連動して、第１の時間に、ほぼ卵形のタッチ領域によって特徴付けられる対応するタッチ入力を検出し；第１の時間において卵形のタッチ領域内の最大の力を識別し；卵形のタッチ領域の位置および卵形のタッチ領域内の最大の力の位置を第１の時間から第２の時間まで追跡することができる。この実施例では、第１の時間から第２の時間まで、卵形のタッチ領域の重心位置、向きまたは周囲の幾何学形状などが閾値未満で変化し、かつ、卵形のタッチ領域内の最大の力の位置が閾値距離より大きく変化する場合に、コントローラ１５０は、このタッチ入力をスクロールコマンドと解釈することができ、第１の時間における最大の力の位置から第２の時間における最大の力の位置までのベクトルの方向に対応する方向を含むスクロールコマンドを開始することができる。こうしてスクロールコマンドが開始されると、コントローラ１５０は、卵形タッチ領域における力の大きさの合計に基づいて、または卵形タッチ領域内の最大の力の大きさに基づいて、スクロールコマンドのスクロール速度またはスクロール距離を調整することができる。
【００４３】
別の実施例では、コントローラ１５０は、ズームコマンドを用いてタッチセンサ面１１２上で検出されたタッチ入力を解釈する。この実施例では、コントローラ１５０は、第１の時間に、タッチセンサ１１０と連動して、タッチセンサ面１１２上の第１の位置および第２の位置におけるユーザの親指および人差し指などからの第１のタッチ入力および第２のタッチ入力をそれぞれ検出し；第２の時間に、タッチセンサ１１０と連動して、タッチセンサ面１１２上における第１のタッチ入力の第３の位置への移行および第２のタッチ入力の第４の位置への移行を検出し；第１の位置と第２の位置間の第１の長さと、第３の位置と第４の位置間の第２の長さとの差が閾値距離または比率よりも大きく異なることに基づいて、タッチ入力をズーム入力と識別し；第１の距離が第２の距離を超えるか否かに基づいて、ズーム入力の方向（例えば、ズームイン、ズームアウト）を判定し（例えば、第１の距離が第２の距離を超える場合にはズームイン、第２の距離が第１の距離を超える場合にはズームアウト）；それに応じてズームコマンドを開始する。（この実施例では、コントローラ１５０は、第１および第２の位置におけるタッチ入力の一方または両方がタッチセンサ面１１２上の閾値力または圧力の大きさを超えることに応答して、第１および第２の位置におけるタッチ入力を意図的な入力として確認することもできる。）その後、ユーザが、タッチセンサ面１１２と接触を断つことなく、指を互いに引き寄せるか、または指を引き離すと、コントローラ１５０は、第１（または第２）の長さからのユーザの指間の距離の変化に対応する、ズーム方向、ズーム距離および／またはズーム速度を含むズームコマンドを出力することができる。しかしながら、こうしてズームコマンドが開始されると、コントローラ１５０は、タッチ入力の力の大きさに対応するズーム距離またはズーム速度を含むズームコマンドを追加的または代替的に出力することができる。例えば、ズーム方向を含むズームコマンドが開始されると、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上のタッチ入力の一方または両方の力の大きさに比例するズーム速度コマンド（最大ズーム速度まで）を出力することができる。このため、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の領域にわたる２つのタッチ入力のトラバースに基づいてズームコマンドを開始することができ、その後、ユーザがタッチセンサ面１１２を押下する力の大きさに基づいて、ズームコマンドを修正することができ、それにより、図８Ｂに示すように、ズームコマンドが開始されると、接続されたコンピューティングデバイス上で見られる文書または他のリソースを操作するときに、ユーザがタッチセンサ面１１２を押下する強さを変更することにより、ユーザがズーム速度を調整することが可能になる。コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０をサンプリングし続けることができ、タッチセンサ面１１２からタッチ入力が除かれると、ズームコマンドを終了することができる。
【００４４】
また、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上の入力に基づいて、カーソルベクトルを規定し、それらのカーソルベクトルを、接続されたコンピューティングデバイスに出力することができる。例えば、タッチセンサ面１１２の前縁に沿ったタッチセンサ面１１２の押下に応答して、コントローラ１５０は、出力カーソルベクトルを垂直軸にロックすることができる。同様に、タッチセンサ面１１２の左縁または右縁に沿ったタッチセンサ面１１２の押下に応答して、コントローラ１５０は、出力カーソルベクトルを水平軸にロックすることができる。また、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の右前コーナおよび左前コーナにおける押下に応答して、４５°ベクトルおよび１３５°ベクトルに沿って出力カーソルベクトルをそれぞれロックすることもできる。
【００４５】
さらに、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の選択領域におけるカーソル制御を選択的にアクティブ化および非アクティブ化することができる。例えば、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の前半部上のタッチ入力を選択（例えば、「クリック」）、スクロールおよびズームコマンドとして解釈することができるが、この領域内のカーソルベクトル制御を非アクティブ化して、タッチセンサ面１１２の前半部をタッチすることにより、ユーザが仮想オブジェクトを選択し、仮想メニューにアクセスし、仮想リソースをスクロールし、あるいは接続されたコンピューティングデバイス上の仮想リソースにズームインまたはズームアウトすることを可能にする。しかしながら、この実施例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の後半部におけるカーソルベクトル制御をアクティブ化することができ、その結果、隣接する面に対してシステムを動かし、かつ、タッチセンサ面１１２の後半部を横切るように指、スタイラスまたは他の器具を引くことによって、ユーザが、接続されたコンピューティングデバイス上のグラフィカルユーザインターフェース内のカーソルの位置を制御することが可能になる。この実施例では、コントローラ１５０は、複合カーソルベクトルを生成するために、隣接面に対するシステムの動きに第１のスケール（例えば、１：１、または相対的に高い位置感度）を適用することができ、タッチセンサ面１１２の後半部のタッチ入力位置の変化に第２のスケール（例えば、１：５、または相対的に低い位置感度）を適用することができる。このため、コントローラ１５０は、システムを隣接面に対して相対的に移動させることによって、ユーザがグラフィカルユーザインターフェース内の相対的に大きな仮想距離にわたってカーソルを迅速に移動させることが可能となり、また、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の後端にわたって指、スタイラスまたは他の器具を引くことによって、ユーザが相対的に高度なカーソル位置制御を行うことも可能になる。
【００４６】
しかしながら、コントローラ１５０は、ブロックＳ１３０において、他の任意の静的または動的スケジュールに従ってタッチセンサ面１１２の領域を分割することができ、それらの領域を他の任意のコマンドまたは機能と関連付けることができる。
【００４７】
１．１０  コンテキストを意識したジェスチャ
一変形例では、システムは、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、マウスモード、リモートコントローラ１５０モードおよびゲームパッドモードなど、２以上のモードで選択的に動作する。一実施例では、動きセンサ１７０が、隣接面、例えばハウジング１６０の底面から単位時間当たりの閾値距離以上に深度が変化しない表面を検出した場合に、システムは、マウスモードで動作し、上述した方法および技術を実行する。この実施例では、隣接面が存在しないこと、または単位時間当たりの閾値距離以上に隣接面の近接性の変化を動きセンサ１７０が検出した場合に、システムは、マウスモードを終了して、リモートコントローラ１５０モードまたはゲームコントローラ１５０モードの何れかに入る準備を行うこともできる。
【００４８】
また、システムは、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計または他の運動センサを含むこともでき、動きセンサの出力に基づいて選択モードに入ることができる。例えば、システムが直立姿勢にあること（または、（０°，０°）のピッチおよびロールの向きから＋／−１０°ピッチおよびロールなど、直立姿勢の範囲にあること）を動きセンサの出力が示す場合に、システムは、マウスモードに入って留まることができる。しかしながら、システムが縦向きに保持されている場合（かつ動きセンサ１７０が隣接面または信頼できる面を検出しない場合）、システムはリモートコントローラ１５０モードに入ることができる。同様に、システムが横向きに保持されている場合（かつ動きセンサ１７０が隣接面または信頼できる面を検出しない場合）、システムはゲームパッドモードに入ることができる。
【００４９】
さらに、動きセンサ１７０が隣接面または信頼できる表面を検出した場合、システムは、タッチセンサ面１１２上のタッチ入力の位置に基づいて、リモートコントローラ１５０モードおよびゲームパッドモードに選択的に入ることができる。例えば、システムがマウスモードから移行したら、システムは、タッチセンサ面１１２上で単一のタッチ入力（例えば、親指）が検出された場合に、リモートコントローラ１５０モードに入ることができ、タッチセンサ面１１２上で２つのタッチ入力（例えば、２本の親指）が検出された場合に、ゲームパッドモードに入ることができる。しかしながら、システムは、システム内の他の任意の機械的、光学的、音響的または他のセンサの出力に基づいて、２以上のモードに選択的に入り、かつそれらモードから出ることができる。その後、コントローラ１５０は、上述した方法および技術を実行して、システムの現在の動作モードに基づいて、タッチセンサ面１１２上の入力をコマンドまたは他の機能（例えば、システム上に予め規定およびロードされたコマンド）に変換することができる。
【００５０】
代替的には、システムは、タッチセンサ面１１２上で検出された１または複数のタッチ入力に基づいてモード間で遷移することができる。例えば、システムは、タッチセンサ面１１２の前部領域上で２つの（上述した）ディープクリック入力を検出することに応答して、マウスモードに入ることができ；タッチセンサ面１１２の横方向および縦方向の中心近傍で１つのディープクリック入力を検出することに応答して、リモートコントローラ１５０モードに入ることができ；タッチセンサ面１１２の前部領域の１つのディープクリック入力と、タッチセンサ面１１２の後部領域の１つのディープクリック入力とを実質的に同時に検出することに応答して、ゲームパッドモードに入ることができる。
【００５１】
ゲームコントローラ１５０モードの一実施例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上の入力の位置および力の大きさを結合して、ジョイスティックベクトルにすることができる。例えば、ゲームパッドモードでは、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２のサブ領域（例えば、円形のサブ領域）をジョイスティック領域として指定することができる。このジョイスティック領域内の入力の検出に応答して、コントローラ１５０は、タッチ入力領域の重心を計算し（またはタッチ入力領域内に入力された最大力点を特定し）；ジョイスティック領域の中心を中心とする座標系内のタッチ入力領域重心（または入力された最大力点）の角度オフセットを計算し；この角度オフセットによって規定される方向と、タッチ入力の最大力、平均力または合計力の大きさに対応する大きさとを含むジョイスティックベクトルを生成することができる。この実施例では、コントローラ１５０は、ジョイスティック領域の中心（例えば、座標系の原点）からタッチ入力の重心（または最大力点）までの距離に基づいて、ジョイスティックベクトルの大きさを拡大縮小することもできる。このため、コントローラは、ゲームパッドモードにおいて、タッチ入力の位置とタッチ入力の力（または圧力）の大きさの両方をジョイスティックベクトルにマージし、その後、例えば、ウィンドウ内のカーソル位置や、コンピューティングデバイス上のゲームインターフェース内の第１の人の観察位置を制御するために、このジョイスティックベクトルを、接続されたコンピューティングデバイスに出力することができる。
【００５２】
１．１１  可動スタイラス面
一変形例では、システムは、隣接面に対するシステムの位置の変化と、タッチセンサ面１１２上のタッチ入力の位置の変化の両方に基づいてカーソルベクトル（またはカーソル位置コマンドなど）を出力する。この変形例では、システムは、ハウジング１６０の底面において横方向および／または縦方向にオフセットする２（またはそれより多く）の動きセンサを含むことができ、コントローラ１５０は、動作全体にわたって各動きセンサ１７０をサンプリングし、それら動きセンサの出力に基づいて動作中のシステムの横方向（例えば、Ｘ軸）位置、縦方向（例えば、Ｙ軸）位置およびヨー（例えば、Ｚ軸を中心とする円弧位置）の変化を追跡することができる。さらに、動作全体にわたって、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０をサンプリングし、例えば指またはスタイラスなどによる、タッチセンサ面１１２を横切る連続的なタッチ入力を追跡することができる。その後、コントローラ１５０は、連続する２つのサンプリング期間の間のタッチ入力の位置の変化を、動きセンサの出力を比較することによって決定される、同じサンプリング期間の間のハウジング１６０の位置の変化に射影して、２つのサンプリング期間の間の隣接面に対するタッチ入力の位置のグローバル変化を判定し、このグローバル位置変化をカーソルベクトル（またはカーソル位置コマンドなど）として、接続されたコンピューティングデバイスに出力することができる。
【００５３】
この一変形例では、システムが表面を上にして机のような平坦面上に置かれた状態において、右手にスタイラスを保持するユーザは、右の手のひらをタッチセンサ面１１２の後半部に置くことができ、その後、タッチセンサ面１１２の前半分の上にスタイラスの先端を引き出すことができる。コントローラ１５０は、例えばＨｚの速度でタッチセンサ１１０を系統的にサンプリングすることができ、パターンマッチング、エッジ検出、物体認識またはその他の技術を使用して、タッチセンサ１１０で読み取られた各「フレーム」において、ユーザの手のひらおよびスタイラスの先端を識別することができる。その後、コントローラ１５０は、入力としてユーザの手のひらを拒絶し、その代わりに、タッチセンサ面１１２の前半分上のスタイラスの位置の変化に基づいてカーソルベクトルを出力することができる。しかながら、ユーザがタッチセンサ面１１２を横切ってスタイラスを引き続けると、ユーザは、下の机に対してシステムを動かす可能性もある。このため、コントローラ１５０は、動きセンサの出力に基づいて、机に対するシステムのそのような動きを追跡し；机に対するスタイラス先端のグローバル位置変化を計算するために、実質的に同一の期間（例えば、サンプリング期間の間に８ミリ秒の継続時間）にわたって生じるタッチセンサ面１１２上のスタイラス先端の位置の変化と、上記のようにして検出したシステムの位置の変化とをマージし；それに応じてカーソルベクトル（または他のカーソル移動コマンド）を出力することができる。このため、システムは、片手でより大きな（例えば、約２４平方インチの机の）領域上でタッチセンサを移動させながらも、相対的に小さい（例えば、幅１．８インチ、長さ３．６インチの）タッチセンサ面１１２上でユーザが描くことを可能にする。特に、システムは、スタイラスのグローバル位置変化を計算するために、システムに対するスタイラス先端のミクロの位置変化と、机に対するシステムのマクロ位置変化とをマージすることができ、それにより、ユーザは、相対的に小さなタッチセンサ面１１２を介して、接続されたコンピューティングデバイス上で実行されるアプリケーション内の相対的に大きな仮想領域内でユーザが描くことを可能にする。例えば、システムは、幅約１．８インチのタッチセンサ面１１２上の８インチ幅の文字列の手書き線を、接続されたコンピューティングデバイスにユーザが入力すること、または幅１．８インチ、長さ３．６インチのタッチセンサ面１１２を介して仮想スケッチウィンドウ内に約１２平方インチのスケッチのラインをユーザが入力することを可能にすることができる。
【００５４】
１．１２  カバー層
一変形例では、システムは、タッチセンサ面１１２上に配置されたカバー層を含む。この変形例では、カバー層は、（平面）タッチセンサ１１０上に曲線状および／または変形可能な（例えば、「柔らかい」低デュロメータ）制御面を規定することができ、制御面上の入力をタッチセンサ面１１２に機械的に伝達することができる。
【００５５】
一実施例では、カバー層は、テキスタイル（例えば、織物、皮革）の第１の面を向き、かつ反対側がタッチセンサ１１０上に取り付けられた、均一な厚さ（例えば、０．０２５インチ）および均一なデュロメータ（例えば、ショア２５）の発泡体パッドを含む。この実施例では、タッチセンサ１１０が、相対的に硬い構造体（例えば、ショア８０以上）を規定することができ、カバー層は、タッチセンサ１１０上に相対的に柔軟な（例えば、変形可能な、柔軟な、弾力性のある、圧縮性の）層を規定することができる。テキスタイルは、発泡体パッドによってタッチセンサ面１１２上にオフセットされた制御面を規定することができ、発泡体パッド（およびテキスタイル）は、ユーザが指で制御面を押下したときに指とタッチセンサ面１１２との間で圧縮することができる。タッチセンサ１１０は、タッチセンサ面１１２に加えられる力の大きさの範囲を検出するように構成されているため、タッチセンサ１１０は、そのような入力を検出することができる。また、発泡体パッドは、制御面からタッチセンサ面１１２へと、より大きな接触領域にわたってユーザの指の印加力を分散させることができるが、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０上の個別のセンサピクセルで計算された入力された力を合計して、制御面に加えられる合力を計算することができる。コントローラ１５０は、加えられた力の変化を検知した、個別のセンサピクセルの隣接クラスタの重心を計算して、入力の力中心を判定することもできる。
【００５６】
前述した実施例では、カバー層の制御層は、エンボス領域、デボス領域、デカールなどを含むこともでき、それによりタッチセンサ１１０のアクティブ領域、タッチセンサ１１０の非アクティブ領域、制御面のそのような領域上の入力に応答してシステムにより出力される機能の触覚インジケータを規定することができる。
【００５７】
別の実施例では、カバー層は厚さの変化するパッドを含み、このパッドは、テキスタイルの第１の面を向き、反対側がタッチセンサ１１０上に取り付けられている。一実施例では、パッドは、均一デュロメータの発泡体構造を含み、タッチセンサ１１０の後端に近い厚い部分からタッチセンサ１１０の前端に近い薄い部分に向かってテーパが付けられたくさび形の輪郭を規定する。この実施例では、パッドの厚さが変化するため、パッドは、制御面の後端付近に加えられた力を、制御面の前端付近に加えられる力より広い領域で、タッチセンサ１１０へと伝達することができ、よって、システムは、制御面の後端よりも前端に近い制御面に加えられるタッチ入力に対してより大きな感度を呈することができる。別の実施例では、パッドは、同様に、（例えば、図５Ｂに示すように）タッチセンサ１１０の後端に近い厚い部分からタッチセンサ１１０の前端に近い薄い部分に向かってテーパが付けられたくさび形の輪郭を規定する発泡体構造または他の圧縮可能な構造を含む。しかしながら、この実施例では、発泡体構造は、その後端から前端まで増加するデュロメータを示すことができ、それにより、システムが制御面の各位置のタッチ入力に対して実質的に均一な感度を示すように、パッドの厚さの変化を相殺することができる。
【００５８】
しかしながら、カバー層は、タッチセンサ面１１２上に他の任意の均一な厚さまたは可変厚さを規定することができる。例えば、カバー層は、（平面）タッチセンサ面１１２上にドーム状または半球状の輪郭を規定することができる。また、カバー層は、他の任意のテキスタイルまたは他の材料に向けることもできる。その後、システムは、上述した方法および技術を実行して、カバー層によってタッチセンサ面１１２上に変換された制御面上の入力を検出し、それらの入力に従って制御機能を出力することができる。
【００５９】
１．１３  マウスオーバーレイ
一変形例では、システムは、図５Ａ、図５Ｂ、図６および図７に示すように、スタンドアロンのタッチセンサ１１０を規定し、システムの異なる動作モードに対応する２以上の異なるオーバレイと物理的にインタフェースをとる。この変形例では、システムおよびオーバーレイが、人間コンピュータインタフェース「キット」を規定することができる。
【００６０】
一実施例では、キットがマウスオーバーレイ１６４を含み、このマウスオーバーレイが、システムを一時的に受け入れるように構成されるとともに、上述したように、平面状、ドーム状、半球状または波形輪郭の制御面などの制御面をタッチセンサ面１１２上に規定する。例えば、マウスオーバーレイ１６４は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、その後端に近い第１の厚さから、その前端に向かって第２のより薄い厚さに先細になり、ユーザの人差し指および中指がマウスオーバーレイ１６４の前端に延びる状態でユーザの手のひらの内部で受けるようにサイズ設定された曲線状輪郭を規定することができる。この実施例では、マウスオーバーレイ１６４は、エンボス加工、デボス加工、または様々なテクスチャまたは表面プロファイル（例えば、左クリック領域、右クリック領域およびスクロールホイール領域の周りのデボス加工された外周部）の制御面を規定することができ、それにより、マウスオーバーレイ１６４に関連する様々なコマンドに対応する様々な入力領域を触覚的に示すことができる。
【００６１】
マウスオーバーレイ１６４は、図５Ｂに示すように、システムと一時的に（すなわち、取り外し可能に）係合するように構成されたキャビティをさらに規定することができる。例えば、マウスオーバーレイ１６４は、制御面と反対側のキャビティと、システムがキャビティ内に「スナップ留め」されたときにシステムをキャビティ内に保持するように構成されたキャビティ外周の周りの保持リングまたはアンダーカットとを規定することができる。代替的には、マウスオーバーレイ１６４は、キャビティに隣接する１または複数の磁石（または鉄要素）を含むことができ、それら磁石（または鉄要素）が、ハウジング１６０内に配置された鉄要素（または磁石）に磁気的に結合して、キャビティ内にシステムを保持するように構成されている。しかしながら、マウスオーバーレイ１６４は、マウスオーバーレイ１６４の上または中にシステムを一時的に保持するように構成された任意の機構または特徴を含むことができる。
【００６２】
さらに、マウスオーバーレイ１６４は、キャビティの下方に垂直方向にオフセットされた一体的滑り脚部を含むことができる。マウスオーバレイ１６４およびシステムが組み立てられた状態で、一体的滑り脚部は、システム底部の動きセンサ１７０と、アセンブリが配置および操作される面との間のギャップを設定および維持することができる。上述したように、各一体的滑り脚部は、先端が滑らかで剛性かつ／または相対的に低摩擦の材料とされて、アセンブリが比較的小さな抵抗で隣接する平坦面を滑らかに動くことを可能にする。また、各一体的滑り脚部は、上述したように、アセンブリを隣接する平坦面から機械的に分離するように構成された圧縮可能な（例えば、発泡体）構造も含むことができる。
【００６３】
このため、この実施例では、オーバーレイ１６４は、三次元の人工工学的マウス形態を規定することができ；タッチセンサ面１１２上に一時的に取り付けるように構成することができ；オーバーレイ１６４の表面に加えられた力をタッチセンサ面１１２へと下方に伝達するように構成された弾性材料を含むことができる。
【００６４】
別の実施例では、キットは、図７に示すように、リモートコントローラ１５０オーバーレイ１６４を含む。このリモートコントローラオーバーレイは、ユーザの親指がリモートコントローラオーバーレイの前端に向かって制御面上に延びる状態において、縦方向の向きでユーザの手のひらの中で握るようにサイズ設定された直線的または曲線的なプロファイルを規定することができる。また、リモートコントローラオーバーレイは、例えば音量アップおよび音量ダウン領域、左、右、上、下のスクロール領域、一時停止／再生領域および／または選択領域などの様々な入力タイプに対応する領域のためのインジケータで、エンボス加工、デボス加工または他の触覚的または視覚的に標識される制御面を規定することもできる。マウスオーバーレイ１６４と同様に、リモートコントローラオーバレイは、システムを一時的に受け入れるように構成されたキャビティをさらに規定することができる。代替的には、リモートコントローラオーバーレイは、タッチセンサ面１１２上に貼付するように構成されたフィルムを含むことができる。例えば、リモートコントローラオーバーレイは、対応するコマンドタイプを示す、エンボス加工、デボス加工および／またはインクラベル付けされた領域を有するシリコーンフィルムと、シリコーンフィルムをシステムのタッチセンサ面１１２に一時的に接着するように構成された接着性バッキングとを含むことができる。
【００６５】
キットは、ゲームパッドオーバーレイをさらに含むことができ、このゲームパッドオーバーレイは、同様に、図６に示すように、ユーザの親指がゲームパッドオーバーレイの左側または右側に向かって制御面上に延びた状態において、横向きでユーザの両手の間で把持するようにサイズ設定された平面または曲線的なプロファイルを規定する。ゲームパッドオーバレイは、左右のアナログジョイスティック、Ｄパッド、フェイスボタンのセット、左右の肩ボタンのセット、選択／戻るボタン、選択／進むボタン、メニューボタンおよび／またはホームボタンなど、様々なコマンドに対応する領域のための触覚または視覚インジケータを含む、エンボス加工、デボス加工等された制御面を規定することができる。マウスオーバーレイおよびリモートコントローラオーバーレイと同様に、ゲームパッドオーバレイは、システムを一時的に受け入れて保持するように構成されたキャビティを規定することができる。代替的には、ゲームパッドオーバーレイは、上述したように、タッチセンサ面１１２上に一時的に貼付されるように構成されたフィルムを規定することができる。
【００６６】
また、コントローラ１５０は、一時的に取り付けられたオーバーレイを識別し、識別したオーバーレイのタイプに基づいて、制御面からタッチセンサ面１１２に伝達される入力に応答して、その出力を再構成することもできる。例えば、システムは、磁場（例えば、ホール効果）センサのセットを含むことができ、そのセットの各オーバーレイは、システムがオーバーレイ内に取り付けられたときに磁場センサを向く磁石の固有の配置を含むことができ、システムは、磁場センサの出力に基づいて、システムが取り付けられたオーバーレイを識別し、システム内のローカルメモリに記憶された対応する出力構成を読み出し、その後、制御面上の入力に応答して、その出力構成に従い信号を出力することができる。他の実施例では、各オーバーレイは、オーバーレイタイプで符号化された集積回路を含むことができ、システムは、有線接続または無線通信プロトコルを介して、接続されたオーバーレイからオーバーレイタイプをダウンロードし、オーバーレイタイプに対応する出力構成を選択し、それに応じて、システムがオーバーレイから取り外されるまで信号を出力することができる。同様に、各オーバーレイは、完全なタッチセンサ出力構成で符号化された集積回路を含むことができ、システムは、有線または無線通信プロトコルを介して、接続されたオーバーレイからその完全な出力構成をダウンロードし、それに応じて、システムがオーバーレイから取り外されるまで、その出力構成を実行することができる。
【００６７】
キット内のシステムおよびオーバーレイは、システムおよびオーバレイを単一の向きで組み立てることを許容する方向的特徴を規定することもできる。例えば、システムは、その後端の左コーナにノッチを有する押出矩形形状を規定することができ、オーバーレイは、後端の左コーナに対応するノッチを有する押出矩形キャビティを規定することができ、それにより、システムを一方向のみからキャビティ内に取り付けること可能となっている。このため、コントローラは、システムに対するオーバレイのこの既知の向きに基づいて、オーバレイの制御面上の入力を解釈することができる。代替的には、システムは、（例えば、オーバーレイに一体化された磁石からの磁場の検出に基づいて）オーバーレイに対するシステムの向きを検出する１または複数のセンサ（例えば、ホール効果センサ）を含むことができ、コントローラは、システムに対するオーバーレイのこの検出した向きに基づいて、タッチセンサ面１１２のコマンド領域レイアウトを設定することができる。
【００６８】
２．一体化されたトラックパッド
図１１に示すように、人間コンピュータインターフェースのためのシステムの一変形例は、タッチセンサ１１０、カプラ１３２、振動子１２０、スピーカ（すなわち、オーディオドライバ１４０）およびコントローラ１５０を含む。タッチセンサ１１０は、基板と、基板上にパターン化された検知電極および駆動電極のペア１１６のアレイと、基板の上方に配置されて、基板の反対側にタッチセンサ面１１２を規定する抵抗層であって、タッチセンサ面１１２に加えられる力の大きさの変化に応じて局所的バルク抵抗の変化を示す材料を含む抵抗層とを含む。カプラ１３２は、基板をコンピューティングデバイスのシャーシ１３０に取り付けるとともに、基板の広い平面に平行な振動面内での基板の動きを許容するように構成されている。振動子１２０は、クリックサイクル中に振動面内で基板を振動させるように構成されている。スピーカは、クリックサイクル中にクリック音を再生するように構成されている。コントローラ１５０は、タッチ面上に閾値力の大きさを超える力が加えられたことに応答して、クリックサイクル中にスピーカを起動してクリックを再生するとともに、振動子１２０を起動してハウジング１６０を振動させ、さらに、タッチ面上に閾値力の大きさを超える力が加えられたことに応答して、コマンドを出力する。
【００６９】
コンピュータシステムとユーザをインタフェースするシステムの同様の変形例は、タッチセンサ面１１４を含むタッチセンサ１１０であって、タッチセンサ面１１４上に配置された検知電極および駆動電極のペア１１６のアレイを含み、検知電極および駆動電極のペア１１６上に延在するタッチセンサ面１１２を規定するタッチセンサと、タッチセンサ１１０に結合され、タッチセンサ面１１２に平行な面内で質量体を振動させるように構成された振動子１２０と、シャーシ１３０と、タッチセンサ１１０とシャーシ１３０との間に設けられ、振動子１２０の作動時にタッチセンサ面１１２と平行なシャーシ１３０に対するタッチセンサ１１０の変位を吸収するように構成されたカプラ１３２と、シャーシ１３０に結合されたオーディオドライバ１４０と、コントローラ１５０とを含む。この変形例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０の第１の検知電極および駆動電極のペア間の第１の抵抗変化に基づき、第１の時間において、タッチセンサ面１１２への第１の入力の印加および第１の入力の第１の力の大きさを検出し；第１の力の大きさが第１の閾値の大きさを超えることに応答して、振動子１２０、シャーシ１３０内のタッチセンサ１１０を駆動し、オーディオドライバ１４０を起動してクリック音を出力することによって、第１のクリックサイクルを実行し；ほぼ第１の時間に、タッチセンサ面１１２上の第１の入力の第１の位置および第１の力の大きさを示す第１のタッチ画像を出力する。
【００７０】
２．１  アプリケーション
この変形例では、通常、システムは、（人間の）ユーザによる入力を検出し、それら入力を機械可読コマンドに変換し、それらコマンドをコンピューティングデバイスに伝達し、入力が検出されたことを示すフィードバックをユーザに与える人間コンピュータインタフェースデバイスを規定するための要素を含み、上述した方法および技術を実行する。具体的には、システムは、入力を検出するタッチセンサ１１０と、フィードバックをユーザに与えるハプティックフィードバックモジュール（例えば、スピーカおよび振動子１２０）と、タッチセンサ１１０で検出された入力に基づいて、接続されたコンピューティングデバイスにコマンドを出力するコントローラ１５０であって、ハプティックフィードバックモジュールを介してハプティックフィードバックをトリガするコントローラとを含む。
【００７１】
システムは、図１２、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１５Ｄおよび図１５Ｆに示すように、コンピューティングデバイスに統合されて、一体化されたトラックパッドおよび／または一体化されたキーボードにまたがるような、タッチセンサ面１１２を規定することができる。システムは、閾値最小印加力または圧力を超える指またはスタイラスによる印加など、タッチセンサ面１１２上の入力を検出し、そのような入力に応答して、聴覚的および振動的（以下「ハプティック」と称する）フィードバックをユーザに発して、押下および解放されるときの機械的スナップボタンの聴覚的および触覚的な応答を模倣することができる。このため、システムは、垂直方向に拘束されたタッチセンサ面１１２を規定するが、機械的ボタンが押下および解放されたという印象をユーザに提供することができる。システムは、ラップトップコンピュータなどのコンピューティングデバイスに組み込まれた場合、タッチセンサ面１１２で検出された入力に基づいて、キーストローク、カーソルベクトルおよび／またはスクロールコマンドなどを出力することができ、コンピューティングデバイスは、システムから受信したそのようなコマンドに基づいて、処理を実行すること、あるいは一体化されたディスプレイ上に与えられるグラフィックユーザインターフェースをアップデートすることができる。代替的には、システムは、周辺機器キーボードまたは一体化されたトラックパッドを有する周辺機器キーボードなどの周辺装置に統合することができる。
【００７２】
本明細書では、システムは、ユーザ入力を検出し、ユーザ入力に応答してユーザにハプティックフィードバックを提供し、それらユーザ入力に基づいて、統合されたコンピューティングデバイス内の別の処理ユニットまたはコントローラ１５０にコマンドを出力する統合された人間コンピュータインタフェースコンポーネントとして説明されている。しかしながら、システムは、コンピューティングデバイスに対して接続および切断されるスタンドアロンデバイスまたは周辺装置を代わりに規定することができ、接続されたときに、タッチセンサ面１１２上で検出された入力に基づいてコンピューティングデバイスにコマンドを出力することができる。例えば、システムは、リモートコントローラ１５０、ゲームコントローラ１５０、固定電話、スマートフォンまたはウェアラブル装置などを規定することができる。
【００７３】
２．２  統合
この変形例では、システムは（例えば、コンピューティングデバイスに一時的に接続するように構成された周辺インターフェースデバイスを規定するのではなく）コンピューティングデバイスに統合される。一実施例では、システムは、ラップトップコンピュータのキーボードに隣接する一体化されたトラックパッドとして機能することができる。この実施例では、タッチセンサ面１１２および振動子１２０は、クリックサイクル中にタッチセンサ面１１２を通る振動の伝達を実質的に維持するために、コンピューティングデバイスの構造から機械的に分離されている。例えば、振動子１２０、検知電極および駆動電極を含み、タッチセンサ１１０を支持するハウジング１６０は、ハウジング１６０を吊り下げる圧縮可能な発泡体パッドによって、その頂面、底面および／または側面をコンピューティングデバイスの筐体から分離することができる。別の実施例では、ハウジング１６０は、流体で満たされたダンパによってコンピューティングデバイスの筐体に結合することができる。したがって、この実施例では、シャーシ１３０は、モバイルコンピューティングデバイスのハウジング１６０を含み、レセプタクル１３４を規定することができ、カプラ１３２は、レセプタクル１３４内でタッチセンサ１１０を位置決めすることができる。この実施例では、システムは、ハウジング１６０内に配置され、よってコンピューティングデバイスの構造から機械的に分離された、上述のオーディオドライバ１４０を含むことができる。コンピューティングデバイスは、主スピーカ（または主スピーカのセット）を含むことができるとともに、副スピーカを含むシステムを含むことができ、副スピーカは、主スピーカとは独立に、クリックサイクル中にクリック音を再生して、作動された機械的スナップボタンの音を模倣する。代替的には、この実施例では、システムは、スピーカを除くことができ、コントローラ１５０は、コンピューティングデバイスに組み込まれた１または複数の主スピーカを介してクリック音を再生することができる。
【００７４】
２．３  タッチセンサ＋コントローラ
この変形例では、タッチセンサ１１０およびコントローラ１５０は、タッチセンサ１１０の検知電極と駆動電極のペア間の抵抗の変化などに基づいて、タッチセンサ面１１２上の入力および入力の大きさを検出するための要素を含み、上述したものと同様の機能を実行することができる。
【００７５】
さらに、コントローラ１５０は、タッチセンサ１１０の基板上に配置されて、完全に収容されたタッチセンサ１１０を形成することができ、このタッチセンサは、接続されたコンピューティングデバイスから電力を受け取り、タッチセンサ面１１２上の入力を検出し、検出した入力に応答して機械的な振動および音などの形態のハプティックフィードバックを出力し、タッチセンサ面１１２上で検出した入力に対応するコマンドを出力する。代替的には、コントローラ１５０のすべてまたは一部が基板から離れていてもよく、例えば、接続されたコンピューティングデバイス内に配置され、かつ／またはコンピューティングデバイス内の他のコントローラとともに１または複数のプロセッサと物理的に同一の広がりを有するようにしていもよい。
【００７６】
２．４  ハプティックフィードバックモジュール
この変形例では、システムは、上述したように、振動子１２０およびスピーカを含む。例えば、振動子１２０は、振動線形アクチュエータに接続された質量体を含むことができ、このアクチュエータは、作動時に質量体を単一の作動軸に沿って振動させる。この実施例では、振動子１２０の作動軸をシステムの振動面と平行にして、振動子１２０を基板に結合させることができ、カプラ１３２は、振動子１２０の作動軸と実質的に平行な移動の１角度（one degree）を除いて基板を拘束することができる。別の実施例では、振動子１２０は、回転アクチュエータに結合された偏心質量を含み、このアクチュエータが、作動時に回転軸を中心に偏心質量を回転させる。この実施例では、振動子１２０の回転軸をシステムの振動面に対して垂直にして、振動子１２０を基板に結合させることができ、カプラ１３２は、振動子１２０の回転軸に対して垂直な移動の２角度を除いて、基板を拘束することができる。代替的には、振動子１２０は、振動ダイヤフラムまたは他の任意の適切なタイプの振動アクチュエータ上の質量体を含むことができる。また、振動子１２０は、圧電アクチュエータ、ソレノイド、静電モータ、ボイスコイル、または質量体を振動させるように構成された他の任意の形態またはタイプのアクチュエータを含むことができる。
【００７７】
上述したように、システムは、クリックサイクル中に「クリック」音を出力するように構成されたスピーカ（またはブザーまたは他のオーディオドライバ１４０）も含む。この変形例では、スピーカを基板上に配置して、クリックサイクル中に基板とともに移動させることができる。この実施例では、抵抗層は、スピーカ上のスピーカグリルを規定する１または複数の穿孔を含むことができ、スピーカは、穿孔を介してユーザに音を出力することができる。代替的には、抵抗層の外周が、コンピューティングデバイスと抵抗層との間にギャップを形成するために、基板と抵抗層を収容するコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４内でオフセットされるようにしてもよく、スピーカは、このギャップを介してユーザに伝達される音を出力することができる。例えば、スピーカは、タッチセンサ面１１２の反対側の基板上に配置することができ、タッチセンサ面１１２は、スピーカにより出力される音を通過させるように構成されたギャップを形成するために、レセプタクル１３４の１または複数の縁部からインセットされるトラックパッド面を規定することができる。
【００７８】
代替的には、スピーカを基板から離して配置することができる。例えば、スピーカは、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０内に配置された別個のスピーカ（例えば、主スピーカ）を規定することができる。それらの実施例において、コンピューティングデバイスは、主スピーカ（または主スピーカのセット）を含むことができ、コンピューティングデバイスに統合されたシステムは、副スピーカを含むことができ、副スピーカは、主スピーカとは独立に、クリックサイクル中にクリック音を再生して、作動された機械的スナップボタンの音を模倣する。代替的には、スピーカは、コンピューティングデバイスの主スピーカと物理的に同一の広がりを持つことができ、主スピーカは、「クリック」音と、録音されたライブオーディオ（例えば、音楽、コンピューティングデバイスで再生されるビデオのオーディオトラック、ビデオまたはボイスコール中の生の音声）を実質的に同時に出力することができる。
【００７９】
さらに、コンピューティングデバイス内のオーディオシステムがユーザによってミュートされると、コンピューティングデバイスは、タッチセンサ面１１２上の入力に応答して、「クリック」音を除き、コンピューティングデバイスからのすべてのオーディオ出力をミュートすることができる。同様に、コンピューティングデバイスは、コンピューティングデバイスによって実行され、コンピューティングデバイス上で設定される様々な他の機能にもかかわらず、タッチセンサ面１１２上の入力の実質的に均一な「感触」を維持するために、コンピューティングデバイスで設定されたオーディオレベルに関係無く、スピーカを起動して一定のデシベルレベル（または「音の大きさ」）で「クリック」音を出力することができる。このため、スピーカがコンピューティングデバイスに組み込まれて（例えば、タッチセンサ１１０から離れてシャーシ１３０に取り付けられて）モバイルコンピューティングデバイスにおいて主スピーカを規定するこの実施例では、コントローラ１５０は、モバイルコンピューティングデバイスのグローバル音量設定とは無関係に、オーディオドライバ１４０を起動して固定の予め設定された音量でクリック音を出力するように構成されている。
【００８０】
２．５  カプラ
カプラ１３２は、基板をコンピューティングデバイスのシャーシ１３０に取り付けるとともに、基板の広い平面に平行な振動面内での基板の動きを許容するように構成されている。一般に、カプラ１３２は、コンピューティングデバイス（例えば、ラップトップコンピュータ）のシャーシ１３０に対して基板を拘束するが、基板、振動子１２０および抵抗層がクリックサイクル中に、タッチセンサ面１１２に対して実質的に平行な平面内で振動することを許容する。
【００８１】
Ｚ軸に対して垂直で振動面に対して平行なシステムのＸ軸に沿って振動子１２０が直線的に質量体を振動させる一実施例では、カプラ１３２は、何れかの軸周りの回転およびシステムのＹ軸およびＺ軸の両方に沿った移動を含む５自由度で、基板を（ほぼ）拘束することができ、カプラ１３２は、クリックサイクル中に振動子１２０が作動されるときに、基板が（実質的に）システムのＸ軸に沿ってのみ移動することを許容することができる。振動子１２０が回転アクチュエータの出力軸に結合された偏心質量体を含み、回転アクチュエータの出力軸がタッチセンサ面１１２に対して垂直である（すなわち、システムのＺ軸に平行である）別の実施例においては、カプラ１３２は、何れかの軸周りの回転およびシステムのＺ軸に沿った移動を含む４自由度で、基板を（ほぼ）拘束することができ、カプラ１３２は、クリックサイクル中に振動子１２０が作動されるときに、基板がシステムのＸ軸およびＹ軸に沿って（すなわち、タッチセンサ面１１２に平行な面において）移動することを許容することができる。
【００８２】
一実施例では、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０は、システムを受け入れるように構成されたレセプタクル１３４（例えば、キャビティ）を規定し、カプラ１３２は、レセプタクル１３４内の基板および抵抗層を位置決めするように機能する。また、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０は、レセプタクル１３４の上および中に延在してキャビティの周りにアンダーカットを形成するオーバーハングも規定することができ、カプラ１３２は、例えば、１または複数の機械的ファスナー、グロメットまたは接着剤などを介して、オーバーハングの下側に基板を取り付けることができる。
【００８３】
一変形例では、タッチセンサ１１０がタッチセンサ面１１４を含み、このタッチセンサ面が、基板の裏面にわたって延在し、タッチセンサ面１１２に加えられる下向きの力などによる振動面からの偏向に対して、基板を支持するように機能する。この変形例では、タッチセンサ面１１４は、ガラス繊維プレート、金属（例えば、アルミニウム）プレート、繊維充填ポリマープレートまたは他の任意の材料からなるプレートを含むことができ、機械的ファスナまたはグロメットなどにより基板に結合すること又は取り付けることができ、タッチセンサ面１１４は、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０に結合または固定して、レセプタクル１３４内に基板および抵抗層を取り付けることができる。
【００８４】
代替的には、典型的な荷重がタッチセンサ面１１２に加えられたときに、振動面からの実質的な変形に抵抗するのに十分な剛性を基板が有するように、基板を剛性材料から形成し、かつ／または厚さとすることができる。例えば、基板は、厚さ３ｍｍのガラス繊維または炭素繊維のＰＣＢを含むことができる。追加的または代替的には、基板は、基板の剛性を改善するために、１または複数の鋼、銅またはアルミニウムのリブを含むことができ、それらが、基板の裏面にはんだ付けまたはリベット止めされて、基板の長さおよび／または幅にわたっている。このため、基板は、ある材料および形状からなるものであってもよく、かつ／または、基板および抵抗層アセンブリに実質的な質量を追加することなく振動面における基板の剛性を増加させる追加的な補強要素を含むことができ、それにより、剛性基板による振動の吸収の減少によるシステムの応答性を改善することができるとともに、クリックサイクル中の振動子１２０の１ストローク当たりの基板および抵抗層アセンブリの変位を増加させることができる。
【００８５】
２．５．１  グロメット
一実施例では、カプラ１３２は、弾性グロメット（例えば、「振動減衰スナップイン非ネジ式スペーサ」）を介して、コンピューティングデバイスのレセプタクル１３４に基板（またはタッチセンサ面１１４）を取り付ける。図１３Ｄ、図１３Ｅ、図１７Ａおよび図１７Ｂに示す一実施例では、カプラ１３２は、２つのネック部を含む１つの円筒形グロメットを含み、グロメットの上側ネック部が基板の対応するボアと係合した状態で、グロメットが基板の各コーナでボアに挿入されている。この実施例では、各グロメットについて、カプラ１３２は、金属またはガラス繊維のタブなどの剛性タブも含み、この剛性タグが、グロメットの下側ネック部と係合する第１のボアと、第１のボアから横方向にオフセットした第２のボアであって、ネジ、ナットまたはリベットなどのファスナを介してコンピューティングデバイスのシャーシ１３０に取り付けられるように構成された第２のボアとを含む。この実施例では、剛性タブが、例えば基板の周囲を取り囲む剛性フレームを形成するように、あるいは基板の裏面にまたがる剛性プレートの形態に連結されるものであってもよい。この実施例では、各グロメットは、上側ネック部と下側ネック部との間の拡大部分を含み、その拡大部分が、タブの上方（または剛性フレームの上方、剛性プレートの上方）で基板を垂直方向にオフセットさせるとともに、基板を垂直方向に支持しながら基板がタブ（または剛性フレーム、剛性プレート）に対して横方向に移動することを許容する。この実施例では、各グロメットは、シリコーン、ゴムまたは他の任意の可撓性または弾性材料から形成することができ、さらに、クリックサイクル中の振動子１２０の振動に起因するグロメットの横方向の撓みを許容するが、タッチセンサ面１１２上に人間の片手または両手が置かれているとき、および／またはタッチセンサ面１１２にわたって両手がキーストローク（例えば、「タイプ」）を入力しているときなど、典型的な荷重におけるグロメットの圧縮を制限するのに十分なデュロメータによって特徴付けることができる。
【００８６】
図１３Ｆに示す別の実施例では、カプラ１３２は、単一のネック部を含む円筒形グロメットを含み、このグロメットが基板の各コーナのボアに一つずつ挿入されている。この実施例では、カプラ１３２は、グロメットごとに１つの剛性タブまたは基板にまたがる剛性フレームまたは剛性プレートも含む。タブ、フレームまたはプレートは、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０に対して垂直方向にグロメットを拘束するために、基板の背部に取り付けられている。クリックサイクル中、グロメットは、振動子１２０が作動されるときに、曲がりまたは屈曲して、基板が振動面内を移動することを可能にする。コンピューティングデバイスのシャーシ１３０および／またはタブ、フレームまたはプレートは、グロメット凹部も含むことができ、このグロメット凹部は、グロメットの端部を受け入れて、グロメットをコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４内で横方向および縦方向に位置決めするように構成されている。各グロメット凹部は、円筒状グロメットには大き過ぎる円筒状凹部を規定することができ、それによりグロメットが横方向および縦方向の両方に移動することを可能にして、クリックサイクル中に基板が振動面内で横方向および縦方向の両方に移動することを可能にする。同様に、各グロメット凹部は、グロメットがグロメット凹部内で横方向にのみ（または縦方向にのみ）移動することを可能にする細長い（または「菱形」）凹部を規定することができ、それにより、クリックサイクル中に基板が振動面内で横方向（または縦方向）に移動するのを可能にすることができる。
【００８７】
この実施例では、グロメットは中実の可撓性本体を規定することができる。代替的には、グロメットは、剛性または弾性本体と、本体の内側（または外側）に配置された屈曲部とを含むことができる。この実施例では、グロメットは、基板（またはタッチセンサ面１１４）をコンピューティングデバイスのシャーシ１３０に結合させることができ、屈曲部は、本体に対して相対的に移動して、それによりシャーシ１３０に対して基板が横方向および／または縦方向にシフトすることを可能にするように構成されている。代替的には、システムは、より大きな圧縮およびコンプライアンスを許容する１または複数の流体で満たされかつ／またはリブ付きのグロメットを含むことができる。例えば、グロメットは、振動面からの撓みよりも振動面内におけるより大きな撓みを許容する内部半径方向リブのセットを含むことができる。
【００８８】
このため、この実施例では、振動子１２０は、タッチセンサ１１０のタッチセンサ面１１４（例えば、タッチセンサ１１０の中心付近）に結合させることができるとともに、タッチセンサ面１１２に平行でかつタッチセンサ１１０の縁部に平行なベクトルに沿って質量体を振動させるように構成された線形アクチュエータを含むことができ、カプラ１３２は、モバイルコンピューティングデバイスのシャーシ１３０から延びてタッチセンサ面１１４内の取付ボアを通り抜けるグロメットであって、シャーシ１３０に対してタッチセンサ面１１４を垂直方向に拘束するように構成されるとともに、タッチセンサ面１１２と平行な方向に弾性を示すグロメットを含むことができる。しかしながら、この実施例では、カプラ１３２は、他の任意の構成の他の任意の数のグロメットを含むことができる。例えば、カプラ１３２は、三角形構成の３つのグロメットと；基板またはタッチセンサ面１１４の各コーナに１個ずつ設けられた四角形構成の４つのグロメットと；基板（またはタッチセンサ面１１４）の各コーナに１個ずつ設けられたグロメットおよび基板の各長辺（またはタッチセンサ面１１４の各長辺）の中心に１個ずつ設けられたグロメットを含む６つのグロメットとを含むことができる。このため、システムは、限定された数のファスナまたは接着剤でコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４に取り付けることができる完全な人間コンピュータインタフェースサブシステムを規定することができる。
【００８９】
２．５．２  アイソレータ
図１３Ａに示す別の実施例では、カプラ１３２は、基板の裏面側（またはタッチセンサ面１１４の裏面側）およびコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４内の表面に接合された弾性アイソレータを含む。一実施例では、カプラ１３２は、一方の側でタッチセンサ面１１４の裏面に結合され、かつコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４の底部に結合された（例えば４つの）シリコーンボタンのセットを含む。この実施例では、タッチセンサ面１１２に力が加えられたときにシリコーンボタンを圧縮状態とすることができ、このため、シリコーンボタンは、タッチセンサ面１１２に力が加えられるときに圧縮に実質的に抵抗するのに十分な弾性率および幾何学的形状を規定することができるが、クリックサイクル中に振動面において基板が平行移動することを可能にする。代替的には、この実施例では、カプラ１３２は弾性アイソレータを含むことができ、この弾性アイソレータが、基板の上面（またはタッチセンサ面１１４の上面）に接合されるとともに、コンピューティングデバイスのレセプタクル１３４内に延びるコンピューティングデバイスのＣサイド（C-side）の上面の下側に接合され、弾性アイソレータは、レセプタクル１３４内で基板を吊り下げることができる。
【００９０】
２．５．３  バネクリップ
図１３Ｃに示す別の実施例では、カプラ１３２は、基板（またはタッチセンサ面１１４）をコンピューティングデバイスのシャーシ１３０に結合するバネクリップのセットを含む。一実施例では、カプラ１３２は（例えば、４つ）のバネ鋼のバネクリップのセットを含み、それぞれが実質的に水平な２つのタブの間に介装された実質的に垂直なセクションを規定して、ＺセクションまたはＣセクションを形成する。この実施例では、各バネタブの上側タブがコンピューティングデバイスのシャーシ１３０に固定され（例えば、リベット留めされ）、各バネタブの下側タブが同様に、基板の１つのコーナに固定され、バネクリップのセットのすべての中央セクションの広い面が平行に配置される。この実施例では、バネクリップに張力をかけることができ、バネクリップがシャーシ１３０から基板を吊り下げることができるが、基板を振動面内の単一軸に沿って動くのを許容することができる。
【００９１】
２．５．４  発泡体ラップ
図１３Ｇに示す別の実施例では、カプラ１３２は、基板の一縁部に沿って基板の上面から基板の底面に巻き付けられた第１の発泡体部分と、基板の反対側の縁部に沿って基板の上面から基板の底面に巻き付けられた第２の発泡体部分と、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０に対して固定され、発泡体部分をシャーシ１３０に対して拘束するクランプのセットとを含む。例えば、各発泡体部分は、独立気泡シリコーン発泡体を含むことができ、基板の上面および底面の両方で基板（またはシリコーンバッキング）に接着することができる。代替的には、基板は、発泡体部分から引き離すことができ（例えば、接着されておらず）、クリックサイクル中に発泡体部分に対して平行移動することができる。各クランプはクリップを含むことができ、このクリップが、リベット、ネジまたは他の機械的ファスナを用いて、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０に固定して、基板の縁部の周りに巻き付けられた隣接する発泡体部分を、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０に対して圧縮するように構成されている。さらに、この実施例では、レセプタクル１３４によって基板が過度に拘束されずに、クリックサイクル中に基板が振動面内を移動することができるように、コンピューティングデバイスのレセプタクル１３４の長さおよび／または幅を大きくすることができる。
【００９２】
２．５．５  ベアリング
図１３Ｂに示すさらに別の実施例では、カプラ１３２は、ベアリングのセットを介して基板（またはタッチセンサ面１１４）をコンピューティングデバイスのシャーシ１３０に取り付ける。一実施例では、コンピューティングデバイスのレセプタクル１３４は、複数のベアリング受けを含むことができ、基板は、各ベアリング受けと垂直方向に整列され、かつタッチセンサ面１１２とは反対側の基板の裏面側に配置される１つのベアリング面を含むことができ、カプラ１３２はボールベアリングを含むことができ、ボールベアリングは各ベアリング受けに１個ずつ配置され、基板の裏面側の対応するベアリング面で基板を垂直方向に支持するように構成されている。
【００９３】
別の実施例では、コンピューティングデバイスのレセプタクル１３４は、基板の裏面に沿って間隔を置いて配置された３×８グリッドアレイに配置された２４個のベアリング受けを規定し、カプラ１３２は各ベアリング受けに１個ずつ配置されたボールベアリングを含む。この実施例では、ベアリングは、（典型的な大きさの）荷重がタッチセンサ面１１２に加えられたときに基板の局所的な撓みを制限するために、隣接するベアリング間の限られた最大スパンで基板（またはタッチセンサ面１１４）を支持することができる。このため、カプラ１３２は、基板を垂直方向に支持するスラストベアリングとして機能する複数のベアリングを含むことができる。しかしながら、この実施例では、コンピューティングデバイスは、他の任意の方法で配置された他の任意の数のベアリングを含むことができる。
【００９４】
この実施例では、各ベアリング受けは、平行移動においてボールベアリングを拘束する半球形のカップを規定することができ、基板は、鋼またはポリマーの平坦なベアリング面を含むことができ、このベアリング面は、基板の裏面（またはタッチセンサ面１１４の裏面）にはんだ付けされ、接着され、または取り付けられ、図１３Ｈに示すように、接触点で隣接するボールベアリングと係合するように構成されている。代替的には、基板（またはタッチセンサ面１１４）に取り付けられた各ベアリング面は、線形トラック（例えば、Ｖ溝）を規定することができ、ベアリング面のセットのすべての線形トラックは、図１３Ｂに示すように、平行となっていて、クリックサイクル中に線形トラックに平行な単一方向に振動平面内で基板が平行移動することができる（またはその逆となっている）。また、ベアリング受けおよびベアリング面は、単一の軸に沿って平行移動するように基板を拘束する同様の平行な線形トラックを規定することもでき、あるいはベアリング受けおよびベアリング面は、振動プレート内の２つの軸に沿って基板が平行移動することを可能にする、同様であるが、垂直方向の線形トラックを規定することができる。さらに、各ベアリング受けには、湿潤または乾式潤滑剤（例えば、グラファイト）を充填することができる。
【００９５】
この実施例では、カプラ１３２は、代替的に、１つまたは２つの軸のみに沿って平行移動するように基板を同様に拘束する１または複数の線形ベアリングまたは線形スライドを含むことができる。
【００９６】
さらに、カプラ１３２は、基板（またはタッチセンサ面１１４）に追加の支持を提供するために、上述した実施例の何れかを備えた１または複数のベアリングを組み込むことができる。例えば、基板がレセプタクル１３４内に配置されて、基板（またはタッチセンサ面１１４）の厚さおよび剛性（例えば、弾性率）に対して大きな幅および／または大きな長さにわたる場合、コンピューティングデバイスのレセプタクル１３４は、１または複数のベアリング受けを含むことができ、基板は、抵抗層とは反対側の基板の裏側にあるコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４内の各ベアリング受けと整列されたベアリング面をそれぞれ含むことができ、カプラ１３２は、シャーシ１３０からの基板の四隅の各々を吊り下げる４つのバネクリップと、各ベアリング受けに１個ずつ配置されて、基板の裏面の対応するベアリング面で基板を垂直方向に支えるように構成されたボールベアリングとを含むことができる。
【００９７】
２．５．６  屈曲部
図１３Ｈに示す別の実施例では、カプラ１３２は屈曲部を規定し、この屈曲部が、基板（またはタッチセンサ面１１４）に結合されるか、または組み込まれている。例えば、基板の外周に沿った部分を、例えばルータ加工により取り除いて、基板の中心部分から延びる蛇行したビームまたはブストロフェディック（boustrophedic）なビームのセットを形成することができる。この実施例では、基板をシャーシ１３０に結合するが、コンピューティングデバイスに対して振動面内で基板を横方向および／または横方向に平行移動させるために、各ビームの遠位端をコンピューティングデバイスのシャーシ１３０にリベットまたはネジ付きファスナなどで固定することができる。この実施例では、カプラ１３２は、上述したように、タッチセンサ面１１２に力が加えられたときに、内向きの撓みに対して基板の中心部分を垂直方向に支持するための１または複数のベアリングも含むことができる。
【００９８】
２．６  振動子の変形例
図１６に示す一変形例では、振動子１２０は、基板（またはタッチセンサ面１１４）に取り付けられた磁気コイルと、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０に結合された磁気（または鉄）要素とを含むか、またはその反対に取り付けられた磁気コイルおよび磁気要素を含む。例えば、磁気要素は、システムおよびコンピュータシステムの合計高さを低減するために、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０の凹部内に埋め込むことができる。代替的には、振動子１２０は、ブロックＳ１２０において、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０の凹部内に配置された磁気コイルと、基板に固定（例えば、リベット留め、接着、はんだ付け）された磁気要素とを含むことができる。クリックサイクル中、コントローラ１５０は、磁気コイルを交流で駆動して、ボイスコイルと同様に磁気要素に磁気的に結合する交番磁界を磁気コイルに出力させ、それにより振動面において基板をシャーシ１３０に対して相対的に振動させる。この変形例では、基板（またはタッチセンサ面１１４）は、上述したようにシャーシ１３０から吊り下げられている。
【００９９】
代替的には、システムは、図１７Ａに示すように、基板（またはタッチセンサ面１１４）とコンピューティングデバイスのシャーシ１３０との間に配置され、かつ振動面内で横方向（または縦方向）に基板を振動させるように構成された、圧電アクチュエータ、ソレノイド、静電モータ、ボイスコイル、スピーカまたは他の任意のタイプのアクチュエータを含むことができる。
【０１００】
２．７  タッチセンサ面の接合部
一実施例では、抵抗層は、基板の外周を越えて延び、コンピュータデバイスのシャーシ１３０の外面と接触する。例えば、コンピューティングデバイスのＣサイドにわたって連続的な表面を形成するために、抵抗層は、基板の外周から、基板とコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４との間の接合部を越えて、コンピューティングデバイスのシャーシ１３０の上面の外周まで延びるようにしてもよい。この実施例では、抵抗層が基板とコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４との間の接合部に及ぶ場合に、クリックサイクル中に基板の振動を減衰させ、かつ／またはクリックサイクル中の振動面内での基板の平行移動に対する機械的抵抗を制限するために、抵抗層は、薄い領域または「ネック」を規定することもできる。
【０１０１】
別の実施例では、抵抗層は基板の外周まで延びるが、基板の外周を（実質的に）越えることはない。この実施例では、システムは、基板の外縁部とコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４の内壁との間に配置された軟質シール（例えば、成形シリコーンリング）をさらに含むことができ、それによりシステムとコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４との間に埃、湿気および／または他のゴミが侵入するのを防止することができる。代替的には、抵抗層の外周に成形された隆起部または蛇腹部などのような形態のシールを抵抗層と一体化することができ、基板とコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４との間の接合部を橋渡ししてシールするのに十分な短い距離だけ、基板の外周を越えて抵抗層を延ばすことができる。
【０１０２】
しかしながら、システムは、基板とコンピューティングデバイスのレセプタクル１３４との間の接合部を閉鎖またはシールするための他の任意の要素または特徴を含むことができる。
【０１０３】
２．８  トラックパッド＋キーボード
コンピューティングデバイスがラップトップコンピュータを規定する一変形例では、図１２、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１５Ｄおよび図１５Ｆに示すように、コンピューティングデバイスは、そのＣサイドの実質的に全幅および全長にわたるレセプタクル１３４を含み、システムが、トラックパッド領域およびキーボード領域の両方を規定することができる。この変形例では、コントローラ１５０は、クリックサイクルを起動し、クリックコマンド、カーソルベクトルまたはスクロールコマンドなどを出力することによって、トラックパッド領域上の入力に応答する前述した方法および技術を実行することができる。この変形例では、コントローラ１５０は、キーボードの個別のキー領域（例えば、２６個のアルファベットキー領域、１０個の数字キー領域および様々な句読点および制御キー）を指定することもでき、キーボードの対応する個別のキー領域上で検出された入力に応答して、クリックサイクルを起動してキーストロークコマンドを出力することができる。
【０１０４】
一実施例では、タッチセンサ面１１２は、キーボード領域およびトラックパッド領域にわたって連続面を規定し、システムは、タッチセンサ面１１２にわたってスクリーン印刷された白インクのような、タッチセンサ面１１２のキーボード領域における個別のキー領域に印刷または貼付されるキー指定子（例えば、英数字キャラクタ、句読点キャラクタ）を含む。この実施例では、システムは、そのようなインクで指定された個別のキー領域および／またはトラックパッド領域のための境界も含むことができる。システムは、追加的または代替的に、タッチセンサ面１１２にわたってエンボス加工またはデボス加工されたキー指定子および／または領域指定子を含み、それによりユーザが、タッチセンサ面１１２の様々な領域を触覚的に区別することを可能にする。さらに代替的には、システムは、タッチセンサ面１１２のキーボード領域上に取り付けられ、かつ視覚的にまたは機械的に区別された個別のキー領域を含むキーボードオーバーレイ１６４を含むことができ、それにより、キーボード領域内の様々な個別の入力領域にリンクされたコマンドまたは入力を規定することができる。この実施例では、キーボードオーバーレイ１６４は、タッチセンサ面１１２のキーボード領域に一時的に（すなわち取り外し可能に）取り付けることができ、それにより例えば、ユーザがＱＷＥＲＴＹキーボードレイアウトを規定する第１のキーボードオーバーレイ１６４を、ＡＺＥＲＴＹキーボードレイアウトを規定する第２のキーボードオーバーレイ１６４と交換することを可能にすることができる。この実施例では、タッチセンサ面１１２のキーボード領域上に配置されたオーバーレイ１６４の個別のキー領域を押し下げることにより、抵抗層を局所的に圧縮することができ、それにより駆動電極および検出電極上の抵抗層のバルク抵抗および／または接触抵抗を変更することができ、また、コントローラ１５０は、そのような抵抗層のバルク抵抗および／または接触抵抗の変化を入力として検知し、入力の位置に基づいて特定のキーストロークをその入力に関連付け、コンピューティングデバイス内の処理ユニットにそのキーストロークを出力し、クリックサイクルを起動することができる。
【０１０５】
この変形例では、コンピューティングデバイスのＣサイドの近端部とキーボード領域との間にトラックパッド領域を介在させることができ、ユーザがキーボードをタイプするときにトラックパッド上に手のひらを置くことができるように、トラックパッド領域がキーボード領域の幅のかなりの部分に沿って広がるものであってもよい。動作中、コントローラ１５０は、ユーザがキーボード領域上でタイプしているときに、カーソル移動ではなく、キーストロークを検知するために、トラックパッド上の入力を手のひらと特徴付けて、そのような入力を拒絶し、キーボード領域上の入力を選択することができる。例えば、コントローラ１５０は、パターンマッチングまたはテンプレートマッチング技術を実行して、タッチセンサ面１１２のトラックパッド領域上で検出された１または複数の入力領域を、１または２の手のひらと一致させることができ、コントローラ１５０はそれらの入力を拒絶することができる。この実施例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２のキーボード領域上の１入力または一連の入力（例えば、「キーストローク」）の検出に応答して、置いている手のひらに対応するものとして入力領域の特定を確認することができ（例えば、入力領域と分類された手のひらテンプレートとの間のマッチングを確認することができ）、その反対を行うこともできる。また、システムは、トラックパッド領域上の入力領域をキャプチャし、それらの入力領域を新しいテンプレート画像として記憶し、トラックパッド領域上の入力領域の検出の閾値時間（例えば、３秒）以内に続くキーボード領域上のキーストロークの検出に基づいて、それらの新しいテンプレート画像を、置いている手のひらを示すものとして、または置いている手のひらを示すものではないとして、分類することもできる。しかしながら、コントローラ１５０は、手のひらを排除する他の任意の方法または技術を実行することができ、手のひらの排除モデルを自動的に教育するための他の任意の方法または技術を実行することができる。
【０１０６】
さらに、システムは、タッチ面のトラックパッド領域内で検出された入力を、タッチ面上の入力の初期位置、最終位置、速度、力（または圧力）の大きさなどに基づいて、様々なコマンドの１つとして変換することができる。例えば、コントローラ１５０は、上述した方法および技術に基づいて、クリック、ディープクリックスクロール、ズームおよびカーソル移動のコマンドのうちの１つとしてタッチ面上の入力を解釈することができる。この実施例では、コントローラ１５０は、トラックパッド領域内のクリック入力を規定する第１の押下閾値の大きさまでの第１の力がトラックパッド領域に加えられ、その後にトラックパッド領域から第１の力が解放された（すなわち、第１の押下閾値の大きさより小さい第１の解放閾値の大きさ未満となった）場合に、選択（または「左クリック」）入力として解釈することができる。その後、コントローラ１５０は、選択（または「左クリック」）コマンドを出力し、それに応じて、タッチセンサ面１１２のトラックパッド領域の下にある第１の振動子１２０などを介して、「ダウン」クリックサイクルを実行し、次に「アップ」クリックサイクルを実行することができる。
【０１０７】
同様に、コントローラ１５０は、トラックパッド領域内の「ディープ」（または「右クリック」）クリック入力を規定する第２の押下閾値の大きさまでの第２の力がトラックパッド領域に加えられ、その後にトラックパッド領域から第２の力が解放された（すなわち、第１の解放閾値の大きさ未満となった）場合に、「ディープクリック」入力として解釈することができる。その後、コントローラ１５０は、ディープクリック（または「右クリック」）コマンドを出力し、それに応じて、第１の振動子１２０を介して「ディープダウン」クリックサイクルを実行し、次に「アップ」クリックサイクルを実行することができる。
【０１０８】
さらに、コントローラ１５０は、キーボード領域内のクリック入力を規定する（例えば、第１の押下閾値の大きさよりも小さい）第３の押下閾値の大きさまでのキーボード領域に加えられる第３の力を、タッチセンサ面１１２上の第３の力の位置に割り当てられたキャラクタのキーストロークとして解釈することができ、その後、コントローラ１５０は、このキーストロークを出力し、タッチセンサ面１１２のキーボード領域の下にある第２の振動子１２２を介して、単一の「ダウン」クリックサイクルを実行することができる。コントローラ１５０は、キーボード領域からの第３の力の解放が検出されるまで（すなわち、第２の押下閾値の大きさより小さい第２の解放閾値の大きさ未満となるまで）、キーストロークを繰り返し出力し、その後、それに応じて「アップ」クリックサイクルを実行することができる。
【０１０９】
また、コントローラ１５０は、２つの異なるタッチ入力、すなわち、タッチセンサ面１１２上で互いに向かって移動するタッチ入力または互いに離れるように移動するタッチ入力を、ズームアウト入力またはズームイン入力としてそれぞれ解釈することもできる。さらに、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２に沿って移動する入力の速度および方向に基づいて、カーソルベクトルを生成し、それらのカーソルベクトルをコンピューティングデバイス内の処理ユニットまたは他のコントローラ１５０にほぼリアルタイムで出力することができる。
【０１１０】
しかしながら、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上の他の任意の形態またはタイプの他の任意の入力を検出し、それら入力に他の任意の方法で応答することができる。
【０１１１】
２．９  マルチ振動子
前述した実施例では、システムは、複数のスピーカおよび複数の振動子を含むことができ、トラックパッド領域およびキーボード領域の両方の入力に応答してスピーカおよび振動子でクリックサイクルを選択的に起動することができる。クリックサイクル中にコントローラ１５０がモータドライバを起動して、２５０ミリ秒の目標クリック持続時間だけ振動子１２０を駆動する一実施例では、システムは、１分間に４８０キーストローク（すなわち、８Ｈｚのキーストローク入力速度）までの人間のキーストローク速度をサポートするために、タッチセンサ面１１２の反対側で基板に接続された３つの振動子を含むことができる。この実施例では、振動子１２０は、基板の中心付近のような基板の裏側の狭いクラスタ内に配置することができ、コントローラ１５０は、キーボード領域の次の入力に応答して、一次振動子１２０を起動してクリックサイクルを実行することを行わないようにすることができる。しかしながら、タッチセンサ面１１２上の次の入力が検出されたときに一次コントローラ１５０がクリックサイクルを完了している場合、または次の入力を受け取って閾値休止時間（例えば、数ミリ秒）未満で一次振動子１２０がクリックサイクルを完了した場合には、コントローラ１５０は、この次の入力に応答して、二次振動子１２０を起動してクリックサイクルを実行することができる。この実施例では、コントローラ１５０は、次の入力を受けたときに一次および二次振動子がクリックサイクルを完了している場合、次の入力に応答して、同様の方法を実行し、三次振動子１２０を起動してクリックサイクルを実行する。代替的には、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上で入力が検出されると、第１の振動子１２０、第２の振動子１２２および第３の振動子１２０を順次作動させることができる。さらに代替的には、この実施例では、振動子を基板の裏面全体にわたって分散配置させることができ、例えば、基板の裏面の３つの等幅の縦列領域の各々に１つずつの振動子１２０を配置させることができ、コントローラ１５０は、入力の検出に応答して、タッチセンサ面１１２上で検出された入力に最も近く現在静止中で休止時間外にある振動子１２０を選択的に起動して、クリックサイクルを実行することができる。
【０１１２】
コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上で検出された入力に応答して、同様の方法および技術を実行して、システム内またはコンピューティングデバイス内の１または複数のスピーカを起動してクリックサイクルを実行することができる。例えば、システムは、基板に結合された（例えば、取り付けられた）１または複数の別個のスピーカを含むことができる。代替的には、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２上で検出された入力に応答して、コンピューティングデバイスに組み込まれた１または複数のスピーカ（例えば、１または複数のオーディオモニタ）または基板から離れた別のスピーカまたはオーディオドライブを起動してクリックサイクルを実行することができる。
【０１１３】
別の実施例では、システムは、タッチセンサ面１１２の第１の領域の下に配置された第１の振動子１２０と、タッチセンサ面１１２の第２の領域の下に配置された第２の振動子１２２とを含み、第２の領域が、タッチセンサ面１１２の第１の領域に隣接し、第１の領域とは異なる。この実施例では、コントローラ１５０は、第１の領域に割り当てられた第１の閾値の大きさを超えるタッチセンサ面１１２上の第１の力の検出に応答して第１の振動子１２０を選択的に作動させ、第２の領域に割り当てられた第２の閾値の大きさを超えるタッチセンサ面１１２上の第２の力の検出に応答して第２の振動子１２２を選択的に作動させ、第１および第２の閾値は同一であるか、または固有であり、例えば、ユーザによって手動で設定されるか、または第１および第２の領域に割り当てられた固有のコマンドに基づいてコントローラ１５０によって自動的に設定される。この実施例では、コントローラ１５０は、第１および第２の領域の両方のそのような入力に応答して、単一のスピーカを起動してクリック音を出力することもできる。代替的には、システムは、タッチセンサ面１１２の第１の領域に隣接する第１のスピーカと、タッチセンサ面１１２の第２の領域に隣接する第２のスピーカとを含むことができ、コントローラ１５０は、そのような入力がタッチセンサ面１１２の左右の領域でそれぞれ検出されたときに、第１および第２のスピーカを選択的に起動してクリック音を再生することができる。この実施例では、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２の左右の領域に加えられた検出された力が、それら領域に割り当てられた共通または固有の後退閾値よりも低くなったときに、「アップ」クリックサイクル中に前述したヒステリシス法を実行して左右の振動子を選択的に作動させることもできる。
【０１１４】
しかしながら、コントローラ１５０は、他の任意の方法または技術を実行して、トラックパッドおよびキーボード領域上の入力を検出し、それに応答することができる。さらに、システムは、前述した方法または技術を実行して、タッチセンサ面１１２に対して実質的に垂直な方向（すなわち、上述した振動面から外れる方向）に基板を振動させることができる。
【０１１５】
２．１０  追加検知
一変形例では、システムは、シャーシ１３０および／または基板に結合された、容量性センサ、光学センサ、磁気変位センサ、歪みゲージ、ＦＳＲまたは他の任意のセンサを含み、タッチセンサ面１１２に加えられる力に応じた振動（例えば、Ｘ−Ｙ）面における基板の変位を検出するように構成されている。その後、コントローラ１５０は、タッチセンサ面１１２に加えられる力またはそのような面内変位に基づいてコマンドを出力することができる。
【０１１６】
同様に、システムは、図１３Ｂに示すように、シャーシ１３０および／または基板に結合されるとともに振動面からの（すなわち、Ｚ軸に沿った）基板の絶対変位を検出するように構成された、容量性センサ、光学センサ、磁気変位センサ、歪みゲージ、ＦＳＲまたは他の任意のセンサを含むことができる。この変形例では、コントローラ１５０は、カプラ１３２の既知のばね定数に基づいて、求めた基板の絶対変位を、タッチセンサ面１１２に加えられる絶対的な力の大きさに変換することができる。その後、コントローラ１５０は、この絶対的な力の大きさと、タッチセンサ面１１２と接触している物体の相対的な力の大きさとを比較して、タッチセンサ面１１２と接触している各物体の絶対的な力の大きさをいつでも計算することができる。その後、コントローラ１５０は、それに応じて、タッチセンサ面１１２上の１または複数のタッチ入力に対するコマンドを出力することができる。
【０１１７】
例えば、静電容量検知アレイは、タッチセンサ上に作製または配設され、タッチセンサ面が静電容量検知アレイ上に規定される。この実施例では、コントローラは、静電容量検知アレイとタッチセンサの両方を定期的にサンプリングし、タッチセンサ面近傍の（例えば、近傍で停止しているが接触していない）物体およびタッチセンサ面に軽い力（例えば、タッチセンサのセンサ素子のダイナミックレンジのローエンドの近傍または外側の力または圧力）を加える物体を検出し、静電容量検知アレイを介して検出された物体の位置および軽い力を、タッチセンサによって検出された力の位置とマージして、タッチセンサ面上の入力の検出位置の精度を向上させることができる。その後、コントローラは、振動子およびスピーカ（例えば、検出および確認された入力の位置に最も近い振動子およびスピーカ）を選択的に起動してクリックサイクルを実行することができる。システムは、それらの検出および確認された入力の位置に基づいてカーソルおよび入力コマンドを出力することもできる。
【０１１８】
しかしながら、このシステムは、他の任意のタイプのコンピューティングデバイスに他の任意の方法で組み込むことができる。
【０１１９】
本明細書に記載のシステムおよび方法は、コンピュータ可読命令を格納するコンピュータ可読媒体を受け入れるように構成されたマシンとして少なくとも部分的に具現化および／または実行することができる。命令は、アプリケーション、アプレット、ホスト、サーバ、ネットワーク、ウェブサイト、通信サービス、通信インタフェース、ユーザコンピュータまたはモバイルデバイス、リストバンド、スマートフォンのハードウェア／ファームウェア／ソフトウェア要素またはそれらの任意の適切な組合せと統合されたコンピュータ実行可能コンポーネントにより実行することができる。実施形態の他のシステムおよび方法は、コンピュータ可読命令を格納するコンピュータ可読媒体を受け入れるように構成されたマシンとして少なくとも部分的に具現化および／または実行することができる。命令は、上述したタイプの装置およびネットワークと統合されたコンピュータ実行可能コンポーネントにより統合されたコンピュータ実行可能コンポーネントによって実行することができる。コンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、光学デバイス（ＣＤまたはＤＶＤ）、ハードドライブ、フロッピードライブまたは任意の適切なデバイスなど、任意の適切なコンピュータ可読媒体に格納することができる。コンピュータ実行可能コンポーネントはプロセッサであってもよいが、任意の適切な専用ハードウェアデバイスが（代替的にまたは追加的に）命令を実行することができる。
【０１２０】
当業者であれば、上述した詳細な説明および図面および特許請求の範囲から認識するように、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態に修正および変更を加えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【図１３−３】
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【図１４】
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【図１５−１】
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【図１５−２】
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【図１５−３】
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【図１６】
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【図１７】
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