(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央処理ユニットと、メモリと、ディスプレイと、入力デバイスと、を備えたコンピュータであって、
前記入力デバイスは、
（１）複数のキーを有し、各キーが複数の英数字および句読点符号の中の１つに対応し、前記キーが第１組と第２組とに配列され、各組が複数の列を有し、オペレータの指先を受けるホームキーの列を各組が有し、前記第１組と第２組とが互いに離間するキーボードであって、前記キーと関連して働き且つオペレータによって操作されるキーに対応するコンピュータ入力信号を生成するスイッチマトリクスを有するキーボードと、
（２）前記キーの前記第１組と前記第２組との間の空間に配置され、前記ホームキーのうちの１つから１本の人差し指を移動させるだけで接触可能な接触感知入力パッドと、
を備え、
前記接触感知入力パッドは、オペレータによってパッド上に加えられた第１の押圧力と当該第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力の異なる押圧力にそれぞれ対応する二つの信号を生成し、
前記接触感知入力パッドによる前記第１の押圧力の検知により前記入力デバイスに接続されたディスプレイ上のカーソルの位置制御をオペレータが行なえるカーソル捕捉信号が形成され、前記第２の押圧力の検知により前記ディスプレイ上における領域の選択信号が形成され、
前記ディスプレイが複数の四辺形領域に分割され、前記接触感知入力パッドが感知エッジ領域を有し、前記カーソルは、オペレータによって前記感知エッジ領域に加えられる圧力に応じて、前記複数の四辺形領域のうちの第１の四辺形領域から、前記複数の四辺形領域のうちの第２の四辺形領域へと移動する、
ことを特徴とするコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータに関し、特に入力デバイスに特徴を有するコンピュータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のコンピュータシステムには、多くの入力デバイスが使用されている。最も汎用な入力デバイスは標準のキーボードである。この標準のキーボードにおいては、最低限４列のキーとテンキーが含まれる。通常オペレータの指が下の第２列にあるそれぞれの４つのキーに置かれ、このキーはホームキーと称されている。また、オペレータの親指は第５列と称されるスペースバーに置かれる。もう１つの通常のコンピュータの入力デバイスはマウスである。マウスにはハウジングが含まれ、このハウジングに回転可能なボールがある。このボールは、マウスパッド上で動く。マウスの上表面に１つまたはこれ以上のボタンがある。操作において、マウスはコンピュータのディスプレイ上のカーソルを制御するのに使用される。マウスは矢印表示またはマウスポインタを含む。マウスポインタをディスプレイ上のある点に移動させて、またマウスのボタンを一回クリックすると、ディスプレイのカーソルはマウスポインタで指されている位置に自動的に移動する。またこのマウスは他の機能を有する。マウスポインタが１つまたは幾つかのディスプレイ上に表示されているグラフィックユーザインターフェースに置かれる場合には、グラフィックユーザインターフェースに表示される機能はマウスをクリックすることにより選択される。またマウスのもう１つの機能としては、他の操作のためディスプレイの一部分を選択することである。一般的なワープロ操作において、マウスは選択されるテキストの開始に置かれて、マウスボタンが押されたまま、マウスポインタが選択されたテキストをドラッグする。この選択されたテキストに対して、キーボードからのコマンドの入力またはマウスの使用でグラフィックユーザインターフェイスをさらに用いて、他の操作を行う。例えば、テキストはアンダーライン付けされたり、コピーされたり、他のフォントに変更されたりされる。
【０００３】
マウスの操作と相似した他の入力デバイスもある。これらのデバイスにはトラックボールやタッチパッドや操作レバーなどが含まれる。操作レバーは、最も一般的にコンピュータゲームに使用される。操作レバーのすべての制御を操作するためには、通常、２本の手を必要とする。ラップトップコンピュータの中には、ポインタを制御するために、キーボードに小さな操作レバーを使用しているものもある。他の入力デバイスには、トラックボールとタッチパッドが含まれる。トラックボールは、そのボールがキーボードから離れて配置されること、あるいは、一端に固定されること、また、１本または何本かの指の操作により移動されることを除いて、マウスと同様に動作する。タッチパッドもキーボードの片側または下部に取り付けられるか、マウスのように離れた入力デバイスとして提供される。タッチパッドは多くのオペレータにとって操作しやすい入力システムを提供する。このタッチパッドの利点の１つとしては、直感的に人差し指が所望の項目を指すことができることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、高度に直感的なタッチパッド入力デバイスを有するコンピュータを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のコンピュータは、中央処理ユニットと、データ及びオペレーティングシステムを記憶するメモリと、接触感知入力パッドからなる入力デバイスとを含む。特に、この入力デバイスには複数のキーを有するキーボードが含まれる。各キーは、英数字または句読点の１つに対応する。キーは第１組と第２組に分けられている。組は互いに離れて配置される。接触感知入力パッドは組間のスペースに配置されている。各組のキーは、少なくとも一般的なキーボードの４列を含んだ複数の列を含む。ホームキーに対応する位置にオペレータが指を置くことにより、オペレータの人差し指がホームキー列から１キーのみ離れたタッチパッドにアクセスすることが可能となる。このようにして、カーソルの位置及び／またはタッチパッドポインタを捕捉するために、オペレータはホームキー位置から人差し指を動かして、タッチパッドに指を移動させる。タッチパッドに指を移動すると、第１回の押しでタッチパッドポインタを捕捉する。ディスプレイ上のポインタは、人差し指をタッチパッドの上でスライドすることにより、簡単にディスプレイ上の所望の最終位置にタッチパッドポインタを移動させる。このとき、第２回の強い押しがタッチパッド上で行われると、タッチパッドポインタにより表示された位置にカーソルが設定される。第２回の押しはポインタをドラッグしてディスプレイの大きな領域を選択するのに使用される。
【０００６】
このようにして、接触感知パッドは、オペレータの操作によりパッドに与えた異なるタッチまたは異なる圧力に対応する１つまたは幾つかの信号を生成する。第１タッチまたは第１圧力は捕捉信号を生成して、オペレータがディスプレイ用のタッチパッドポインタの位置制御を捕捉することを可能にする。第２タッチは一般的に第１タッチより大きな圧力で行われて、それによりカーソルをタッチパッドポインタにより表示される位置に設定する。タッチパッドポインタがグラフィックユーザインターフェースのアイコン上にあれば、このアイコンはタッチパッド上の２回の快速タッチにより選択される。この操作はマウスのダブルクリックによく似ている。
【０００７】
本発明の接触感知パッドはマトリックス状の接触感知要素を含み、それはパッドの異なる接触に対応する異なる信号を生成する。タッチパッドは、スケールファクタ制御を用いてカーソルの絶対的または相対的な位置指定のいずれかを提供する。絶対的位置指定を使用する場合には、好ましいスケールファクタは１から４までである。タッチパッドは、ディスプレイを幾つかの四辺形領域に分割することにより、タッチパッドポインタの相対的制御を提供する。相対的位置制御を使用する場合には、タッチパッドのマージンはマージン信号を形成して、ユーザがタッチパッドポインタを１つの四辺形領域からはみ出して他の四辺形領域に入ることを表示する。マージンに指を持続することにより、タッチパッドポインタは選択されたマージン位置にある隣接の四辺形領域に非連続的に移動される。
【０００８】
本発明のもう１つの特徴としては、タッチパッドは移動可能なテーブルに配置されることである。この移動可能なテーブルはオペレータの人差し指の配置に移動または回転される。オペレータの所望の配置に設定されると、保持制御はテーブルをこの所望の位置に保持させる。テーブルを所望の位置に移動させることにより、オペレータはその左手または右手の人差し指によるアクセスの設定をカスタマイズすることができる。タッチパッドは１つまたは幾つかの圧電式、キャパシタ式、抵抗式または光式の変換器を含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はコンピュータ１０を示す。コンピュータ１０には、複合キーボード及び入力デバイス１２と、中央処理ユニット３０と、ディスプレイ４０とが含まれる。入力デバイス１２は、入力バス３１によりＣＰＵ３２とＲＡＭ３４に接続されている。ＲＯＭ３３は、ＣＰＵ３２のオペレーティングシステムのプログラムを含み、ＲＡＭ３４とＣＰＵ３２間のデータの送信、受信も行う。ＣＰＵ３２は、入力ライン３５を含んだ幾つかの出力を有する。この入力ライン３５は、制御信号を、ディスプレイ４０上のカーソル４４とタッチパッドポインタ４２に伝送する。入力デバイス１２は、第１と第２のキー組１４と１６を含む。タッチパッド２０は、この二つのキー組の間に配置されている。各キー組１４と１６は、少なくとも４列のキーを含む。各キー組１４と１６は、一般的に通常のタイプライタのキーボードの半分のキーを含む。当然のことながら、入力デバイス１２はファンクションキー、数値キー、矢印キーを含んだ他のキーを含んでもよい。タッチパッド２０は、オプションとして移動可能テーブル２２の上に搭載される。移動可能テーブル２２は、その中心に関して回転することが可能で、タッチパッドをオペレータの右手または左手の人差し指にあわせる。オペレータの指は、通常、第３列目の両端にある４つの外側のキーを含むホームキー上に置かれる。移動可能テーブル２２は、保持機構により保持されている。この保持機構にはストッパ２４が含まれ、このストッパ２４はスプリング２６の作用で移動可能テーブル２２の外周を支えている。ストッパ２４とスプリング２６は、入力デバイス１２の表面に隣接したチャンバ２８内に配置されている。ストッパ２４は、その位置で移動可能テーブル２２を解放可能に保持するために、移動可能テーブル２２の外周円表面に接触している。
【００１０】
図２は、本発明の他の実施例を示し、キーボードはＶ字型となっている。Ｖ字型キーボード１１２も、第１と第２のキー組１１４と１１６及びこの２つのキー組の間に配置されたタッチパッドを含む。Ｖ字型キーボード１１２は、オペレータの手と指をもっと自然に各々のキー組１１４、１１６に移動させることを可能にした人間工学的利点を有する。さらに、キー組１１４、１１６をその頂上２１０を関節として、オペレータがキー組１１４、１１６の角度を調節することのできる修正例のＶ字型キーボード１１２も実現することができる。
【００１１】
さらに、図１に示すように、コンピュータのディスプレイ４０のカーソル４４は、タッチパッドポインタ４２を所望の位置に移動させることにより、ディスプレイ４０の任意の位置に置かれる。タッチパッドポインタ４２は、人差し指をタッチパッド２０に置いて、カーソル４４の所望の移動と比例になる距離で指をスライドすることにより、所望の位置に移動される。タッチパッドポインタ４２がカーソル４４の所望の位置に移動されると、第２回の強い押しをタッチパッド２０にかける。第２回の押しがタッチパッド２０にかけられるとき、カーソル４４はタッチパッドポインタ４２の位置に移動する。このような操作を実現するソフトウェアドライバはＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されている。
【００１２】
このようにして、本発明は、オペレータに、人差し指でディスプレイ４０上のカーソル４４を所望の位置に指定する自然的な方法を提供する。２つの指を必要とする従来のデバイス、例えば、親指と他の１つの指を必要とするトラックボールや、アームと２本の指と親指を必要とする非集積のマウスやトラックボールと比べて、本発明はオペレータの人差し指のみの使用を必要としている。
【００１３】
タッチパッド２０は、位置感知マトリックスを含み、それはタッチパッドポインタ４２による所望のディスプレイを提供する。タッチパッド２０の下部に配置されたスイッチが、ＣＰＵ３２に位置の承認を提供するするために使用される。そのため、本発明は同一のタッチを用いて、位置及び、この位置が簡単にタッチパッド２０に対する少し強い押しにより停止された承認を提供する。そのため、本発明は正確な位置指定を実現できる。それは、このような入力による位置指定では、ユーザの承認の際のエラーが少なくなるからである。
【００１４】
本発明は、また、タッチパッドポインタ４２の絶対的及び相対的位置指定を提供する。図３において、タッチパッド２０は、点ｐ1、ｐ2、…ｐnのｘ、ｙマトリックスを含むよう示されている。同様の方法で、ディスプレイ４０も点Ｐ1、Ｐ2のマトリックスを含む。絶対的位置指定システムにおいては、タッチパッド２０とディスプレイ４０との比が存在し、１：Ｋで表される。ここで、Ｋは、ディスプレイのサイズマトリックスに等しい。タッチパッドポインタを移動させる通常のソフトウェアルーチンでは、タッチパッド２０のマトリックスをタッチパッドポインタ４２の移動に変換する。例えば、ディスプレイが６ｘ８インチ（１５．２４ｘ２０．３２ｃｍ）で、タッチパッド２０が１．５ｘ２インチ（３．８１ｘ５．０８ｃｍ）であるとすれば、タッチパッド２０対ディスプレイ４０の比は、１：４となり、タッチパッドポインタ４２は、指の１インチ（２．５４ｃｍ）の移動で４インチ（１０．１６ｃｍ）移動することになる。このため、ユーザは、ディスプレイ４０上の指のスライドの移動及び絶対的位置指定関係に従ったタッチパッドポインタ４２の対応する移動を体験する。実際において、ユーザは最初タッチパッドに点ｐ1で接触する。このｐ1は、タッチパッドポインタ４２の既存の位置に対応する。そして、人差し指がタッチパッド２０を軽く押し続けて、点ｐ1から点ｐ2にスライドする。このような操作は、ディスプレイにおいてタッチパッドポインタ４２の点Ｐ1から点Ｐ2までの移動を引き起こす。タッチパッドポインタ４２がディスプレイの所望の位置Ｐ2に到達すると、ユーザはタッチパッド２０の押しを強くする。この強い押しは、ＣＰＵ３２によりカーソル４４をディスプレイ４０の点Ｐ2の位置に置くと解釈される。
【００１５】
図４は、より高い解像度を提供する相対的位置指定の本発明の操作を示す。図４に示す実施例においては、指とスクリーンとの関係はＱ位置の１：Ｋで表される。ここで、Ｑは四辺形のスクリーンを表し、Ｋは位置マトリックスのゲインを表す。この関係においては、人差し指がタッチパッドポインタ４２を移動させ、現行の１対１の関係を実現させる。また、必要ならば、この関係は１対１より小さい関係を実現することもできる。
【００１６】
ここで、図３で述べた関係において、タッチパッド２０とディスプレイ４０は同一サイズを持っていると仮定する。さらに、ディスプレイ４０は１６個の四辺形領域Ｑ1…Ｑ16に分割されていると仮定する。また、タッチパッド２０は、仮想エッジ２１、２３、２５、２７を有するように修正される。次に、ディスプレイ４０上の各四辺形領域Ｑは１．５ｘ２インチ（３．８１ｘ５．０８ｃｍ）で、タッチパッド２０と同様なサイズを有する。ユーザが、四辺形領域Ｑ1から操作を開始して、四辺形領域Ｑ4に移動しようと仮定する場合、ユーザはタッチパッド２０をタッチして、右へ移動したいのでエッジ２１に移動する。ＲＯＭ３３またはＲＡＭ３４に記憶された適切なソフトウェアは、ユーザが領域の変更を要求するとの仮想エッジ２１の感知信号を受信する。それ故に、タッチパッドポインタ４２は１つの領域を越えて右へ移動して、最後に所望の領域に移動する。他の四辺形領域への移動は、他の仮想感知エッジ２３、２５、２７の感知センサーをタッチすることにより行われ、この仮想感知エッジに関連する矢印により表される方向に移動する。すなわち、下に移動するためには、ユーザは仮想感知エッジ２７に移動する。左の領域に移動するためには、ユーザは仮想感知エッジ２５をタッチする。また、上へ移動するためには、ユーザは仮想感知エッジ２３をタッチする。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のコンピュータ１０は、人間工学的に入力デバイス１２に配置されたタッチパッド２０を提供する。このタッチパッド２０は、ユーザが他の指をキーボードから離さずにユーザの人差し指一本で操作される。そのため、本発明のコンピュータ１０は、ディスプレイ４０上のカーソル４４を位置指定するためにもっと自然なヒューマンインターフェースを提供する。本発明はタッチパッドポインタ４２を提供し、このタッチパッドポインタ４２は入力デバイス１２上の可能なスペースにサイズ変更される。本発明は、メインフレームコンピュータ、ミニコンピュータ、デスクトップコンピュータ及びワークステーション、ラップトップコンピュータ及び手上コンピュータなどに適用される。このタッチパッド２０は、一般的なマウスとよく相似して動作する。ここでは、ただ１つの「ボタン」が必要であり、ユーザがただタッチパッド２０に対して第１と第２の異なる圧力の押しを提供するだけで、その異なる機能が補償される。また、本発明は、ユーザがその手を入力デバイス１２から離すことなく、高速にカーソルを制御する人間工学的な方法を提供した。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスプレイ及び本発明の入力デバイスを有するコンピュータを表す図。
【図２】本発明の入力デバイスの他の実施例を表す図。
【図３】本発明のの絶対的位置指定の制御を表す図。
【図４】本発明のの相対的位置指定の制御を表す図。
【符号の説明】
１０  コンピュータ
１２  入力デバイス
１４、１６  キー組
２０  タッチパッド
２１、２３、２５、２７  仮想感知エッジ
２２  移動可能テーブル
２４  ストッパ
２６  スプリング
２８  チャンバ
３０  中央処理ユニット
３１  入力バス
３２  ＣＰＵ
３３  ＲＯＭ
３４  ＲＡＭ
３５  入力ライン
４０  ディスプレイ
４２  タッチパッドポインタ
４４  カーソル
１１２  Ｖ字型キーボード
１１４、１１６  キー組
１２０  タッチパッド
２１０  頂上
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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