(57)【要約】【課題】可動パックを介して可視光を提供することのできるポインティングデバイスを提供する。【解決手段】本発明の一形態によれば、ポインティングデバイス１０はベース面１５を含む。ポインティングデバイスは、パックの移動領域内でベース面上を移動するように制限された可動パック１１を含む。ポインティングデバイスはパックの位置を識別する位置検出器５９を含む。ポインティングデバイスはパックを介して可視光を提供する第１の光源１７を含む。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース面と、
前記ベース面上で、パックの移動領域内で動くように限定された可動パックと、
前記パックの位置を識別する位置検出器と、
前記パックを介して可視光を提供する第１の光源と、
を備えているポインティングデバイス。
【請求項２】
前記パックを該パックの移動領域内の所定の領域に戻す復元機構をさらに備えている、請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記復元機構が前記パックに接続されたばねを備えている、請求項２に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記ばねが、前記第１の光源に光制御信号を搬送する、請求項３に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記第１の光源が前記パックの中に配置されている、請求項４に記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
前記ばねが、前記第１の光源から前記パックに光を導くライトパイプを備えている、請求項３に記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
前記第１の光源が前記パックを介して可視光を提供し、ユーザに通知を提供する、請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項８】
可動ポインタを表示するディスプレイ画面と、
前記可動ポインタの位置を制御する装置であって、ベース面と、該ベース面上で移動領域内で動くように限定された可動パックと、該パックの位置を識別する位置検出器と、前記パックを介して可視光を提供する光源と、を有する装置と、
を備えている携帯電子機器。
【請求項９】
前記装置が、前記パックを前記移動領域内の所定の領域に戻すばねをさらに備え、
電源が前記ばねを介して前記光源に供給される、請求項８に記載の機器。
【請求項１０】
前記装置が、前記パックを前記移動領域内の所定の領域に戻すばねをさらに備え、
前記ばねが、前記光源からの光を前記パックに導くライトパイプを備えている、請求項８に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画面上のカーソル等の位置を制御するためのポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポインティングデバイスは、典型的にはコンピュータディスプレイなどのディスプレイ上のカーソルまたはポインタの位置を制御するために使用する。デスクトップパソコン（ＰＣ）では、一般に使用されるポインティングデバイスは「マウス」である。マウスは、コンピュータディスプレイ上のカーソルの動きを制御するためにキーボードの近くの平らな面の上で動かされる、手で操作する物体である。マウスが動く方向と距離は、カーソルがディスプレイ上で動く方向と距離を決定する。
マウスはデスクトップＰＣ市場でポインティングデバイス問題に満足な解決法を提供しているが、ポータブルコンピュータ、および、携帯コンピュータ、他の携帯電子機器に関して同様に成功したデバイスはない。ラップトップコンピュータ、および、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、ページャ、携帯音楽プレーヤ（ＭＰ３プレーヤなど）、その他の装置などの携帯電子機器については、機械式マウスまたは光学式マウスなどの外部ポインティングデバイスを装置に結合して使用することは望ましくない。追加の装置を持ち歩くことはしばしば不便であり、これらの携帯電子機器はしばしば、マウスが移動できる十分に大きな平らな面のない環境で使用される。
【０００３】
現在、ラップトップ市場でポインティングデバイス問題を解決する方法として、Ｓｙｎａｐｔｉｃｓ  ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ＴｏｕｃｈＰａｄ（商標）とＩＢＭ  ＴｒａｃｋＰｏｉｎｔ（商標）という２つの主な解決法がある。他の会社は、これらの装置と同様の機能を備えたバージョンを作製している。ＴｒａｃｋＰｏｉｎｔ（商標）は、典型的には、ラップトップキーボードの中心に位置する小さなボタンである。ボタンは、ボタンの上に指で横方向の力を加えることによって、「ジョイスティック」と同様な方法で動かすことができる。残念ながら、ボタンはわずかな量しか動くことができない。したがって、ボタンの移動はコンピュータディスプレイ上のカーソルの位置の移動に直接マッピングできない。その代わりに、ボタンの移動は、カーソルが移動する方向と速度を制御する。ユーザがこのタイプの速度制御を使用してカーソルの位置を決める精度は、従来のマウスで可能な精度に比べて著しく劣る。この制約は、コンピュータグラフィックスプログラムで絵を描くなど、小さくて正確な動きを必要とする作業では特に顕著である。
【０００４】
ＴｏｕｃｈＰａｄ（商標）は、典型的には横が５０から１００ｍｍでほとんどのラップトップでキーボードの前に配置されるブランクの四角形のパッドである。このデバイスは、デバイスの縁に対する四角形の面上の指の位置を検知する。この検知は、絶縁性で低摩擦の材料の下にある一連の電極にユーザの指が置かれることによって導入されるキャパシタンスの変化を測定することで行われる。ＴｏｕｃｈＰａｄ（商標）もＴｒａｃｋＰｏｉｎｔ（商標）と同様に、精度が劣る。ユーザの回路に対する電位は不明なので、ユーザが導入する容量変化の測定は本来的に困難である。さらに、ユーザの指の接触面積は比較的広い。指位置の正確な測定を提供するために、デバイスは典型的には指とパッドの間の接触面の中心など所定のパラメータを決定する。残念ながら、接触領域は、ユーザが加える力によって大きさと形状が変化する。したがって、このような決定の精度はどうしても限定されてしまう。実際、ユーザは正確な動きを反復して実行することができない。また、ユーザが指または手首で不注意にパッドに触れると、間違った信号が出されるという問題もある。
【０００５】
一部の携帯電子機器は、ユーザが電子メールメッセージまたはボイスメールメッセージを受信したことの通知など、所定のタイプの通知をユーザに提供する、点滅ライトや可聴インジケータなどのインジケータを含む。たとえば、一部の電話は、ユーザがボイスメールメッセージを受信したことをユーザに通知する点滅ライトを含む。このようなインジケータは典型的には、デバイス上の独立した発光ダイオード（ＬＥＤ）によって提供されるか、デバイスのディスプレイ画面上に提供されるか、またはオーディオサブシステムによって提供され、典型的にはポインティングデバイスには組み込まれていない。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の一形態は、ベース面を含むポインティングデバイスを提供する。ポインティングデバイスは、パックの移動領域内でベース面上を移動するように制限された可動パックを含む。ポインティングデバイスはパックの位置を識別する位置検出器を含む。ポインティングデバイスはパックを介して可視光を提供する第１の光源を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次の詳述では、本明細書の一部を形成し、本発明が実行できる特定の実施形態を説明する意味で示されている、付随する図面を参照する。この点に関して、「上」「下」「前」「後」などの方向を示す用語は、説明する図面（複数可）の方向に関して使用する。本発明の実施形態の構成要素はいくつかの異なる方向で配置できるので、方向を示す用語は説明のために使用するものであり、限定の意味はない。本発明の範囲から離れることなく、他の実施形態を使用することもでき、また構造的または論理的な変更も可能であることを理解されたい。したがって次の詳述は限定的な意味で捉えるべきではなく、本発明の範囲は付随する請求項によって定義される。
【０００８】
図１Ａは、本発明の一実施形態によるポインティングデバイス１０の上面図を示す。図１Ｂは、本発明の一実施形態による、図１Ａに示すポインティングデバイス１０の切断線１Ｂ−１Ｂに沿った断面図を示す。図１Ａと図１Ｂに示すように、ポインティングデバイス１０は、パック１１に加えられた横力に応答して、円形のパックの移動領域１９内で基板１５の面１２上を動くパック１１を含む。典型的には、ユーザの指、指先、親指、親指の先、多数の指によってパック１１に力が加えられる。パック１１は、パック１１に加えられた垂直の圧力を測定する圧力検知機構を含む。さらに、ポインティングデバイス１０は、面１２上のパック１１の位置を決定する検知機構を含む。
【０００９】
ユーザが既定の閾値より大きな鉛直力をパック１１に加えると、面１２上のパック１１の位置の変化は、ポインティングデバイス１０が一部を形成するホスト装置に報告される。この位置の変化を使用し、パック１１に鉛直力が加えられている間のパック１１の動きの大きさと方向とに依存する大きさと方向とにより、ホスト装置のディスプレイ上のカーソルが動く。
【００１０】
ユーザがユーザの指１６を放してパック１１を開放すると、パック１１はパック１１をパックの移動領域１９の側部１４に接続するばね１３によって中心の位置に戻る。パック１１が戻るときにはユーザの指１６はパック１１に鉛直力を加えていないので、この戻りの動きに関連する位置の変化はホストデバイスには報告されない。すなわち、カーソルは現在の位置にとどまる。これにより、典型的には、マウスではマウスを持ち上げて移動領域の中心に戻すことによって達成される、便利な「再センタリング」機能が提供される。再センタリングは、移動領域が制約されるラップトップコンピュータ、携帯機器、その他の小型の用途で特に重要である。
【００１１】
本発明の１つの好ましい実施形態では、パック１１内の圧力センサは２つの既定の圧力レベルを検知する。第１のレベルは、上述の、ディスプレイ上のカーソルのトラッキングを作動するために使用する。第２のレベルは、従来のマウスに関連した「クリック」機能を実装するために使用する。従って、ユーザは、パック１１に加える圧力を増加することによりカーソルの現在位置でクリックできる。機械的なクリックを実装し、「クリック」閾値に関する触覚のフィードバックを提供することもできる。
【００１２】
図１Ａと図１Ｂに示すように、ポインティングデバイス１０はパック１１の中に位置する光源１７も含む。一実施形態では、光源１７は１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。本発明の一形態では、光源１７は複数のＬＥＤを含み、各ＬＥＤは異なる色の光を放射する。光源１７はパック１１の上面を介して可視光を放射し、パック１１を点灯するかまたは輝かせる。一実施形態では、ポインティングデバイス１０は、ユーザがパック１１に触れるとパック１１が点灯するように構成される。本発明の一形態では、パック１１は点灯し、ユーザが電子メールメッセージまたはボイスメールメッセージを受信したという通知、または、呼の着信または他の通信の着信を示す通知、低バッテリ通知、その他の通知など、所定のタイプの通知をユーザに提供する。一実施形態では、ポインティングデバイス１０は、パック１１を点滅させる、異なるレートで点滅させる、異なる色の可視光を放射させるなどによって、パック１１が種々の異なる通知を備えるように構成される。一実施形態では、パック１１が提供する各タイプの視覚的な指示は、特定のタイプの通知に対応する。たとえば、本発明の一形態では、パック１１は連続的に迅速に２回点滅し、短い期間の間点滅が停止し、ついで再び連続的に迅速に２回点滅するなどにより、ユーザが２通のボイスメールメッセージまたは電子メールメッセージを有していることを示す。次に、図３から図６を参照して、本発明の実施形態が提供する照明についてさらに詳しく説明する。
【００１３】
面１２上のパック１１の位置を検出する位置検出器の実施形態は、図２を参照するとより容易に理解できる。図２は、パック１１が本発明の一実施形態によって動く、図１Ａに示す面１２の一部５０の上面図を示す。面５０は、外部回路に接続する端子を有する４つの電極５１から５４を含む。図面を簡単にするために、これらの端子は省略した。パック１１は、図の中では影として示される電極５５を含む底面を有する。電極５１から５５は、互いに絶縁される。たとえば、電極５５は、電極５５が他の電極５１〜５４の上を滑動することを可能にしつつ絶縁を提供する誘電層でカバーすることができる。電極５５と電極５１から５４の各々の間の重複は、電極５１から５４に対するパック１１の位置に依存する。電極５５と電極５１から５４の間の重複は、図２ではそれぞれ文字ＡからＤによって識別される。
【００１４】
図３は、本発明の一実施形態による、図２に示す電極５１から５５の等価回路を示す図である。図３では、電極５１から５４と重複する電極５５の部分は、それぞれ電極５５Ａから５５Ｄによって表わされる。電極５１と重複する電極５５の部分は、重複部分Ａに比例するキャパシタンスを有する平行平板キャパシタを形成する。同様に、電極５２と重複する電極５５の部分は、重複部分Ｂに比例するキャパシタンスを有する平行平板キャパシタを形成する。以下同様である。すべてのキャパシタが電極５５の一部を共有するので、等価の回路は、５８で示す共通電極に接続された４つのキャパシタを含む。この電極５８は図２の電極５５に対応する。電極５５と各電極５１から５４の間のキャパシタンスを測定することにより、電極５１から５４に対する電極５５の位置（これに対応してパック１１の位置）が決定できる。一実施形態では、この位置決定はコントローラ５９が行う。コントローラ５９はポインティングデバイス１０の一部であってもよいし、ポインティングデバイス１０が一部となっているホストデバイスの一部であってもよい。一実施形態では、コントローラ５９は入出力線６１を介して、パック１１の現在位置を識別する二次元位置情報を出力する。
【００１５】
パックの移動領域１９がパック１１の直径よりも実質的に大きな実施形態では、基板１５の上に４つ以上の電極を配置することができる。上記のように、これらの電極の各々とパック１１の間のキャパシタンス測定値を使用してパックの位置を決定することができる。
【００１６】
本発明の一形態では、パック１１の位置を計算することに追加して、コントローラ５９はさらに光源制御線６０を介して光制御信号を光源１７に送信する（図１Ａから図１Ｂ）。光制御信号はパック１１の点灯を制御する。一実施形態では、制御線６０はアース線と電源線を含み、これらは各々ばね１３のうち１つに結合される（図１Ａから図１Ｂ）。この実施形態では、制御線６０に結合された２つのばね１３は導電性であり、光源１７に電気結合される。この実施形態では、電源線上の信号はコントローラ５９によって変化し、ばね１３を介して光源１７に供給される駆動信号を変え、これに対応して光源１７が出力する光の強度を変える。この中には、光源１７の選択的なターンオフとターンオンが含まれる。一実施形態では、コントローラ５９は、光源１７がパック１１を介して出力する光の強度および／または色を、ポインティングデバイス１０の状態に基づいて変えるか（たとえばポインティングデバイス１０の現在の動作モードに基づいて変える）、時間の関数として変えるか、または、パック１１の現在の位置に基づいて変えるように構成される。
【００１７】
当業者であれば、コントローラ５９が行う機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、これらの任意の組み合わせで実施できることが理解されるであろう。実施は、マイクロプロセッサ、プログラマブルロジックデバイス、ステートマシンを介して行ってもよい。本発明の構成要素は、１つまたは複数のコンピュータ読取可能媒体上のソフトウェア内に常駐してもよい。本発明で使用される用語、コンピュータ読取可能媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、および、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリなど、揮発性または不揮発性の任意の種類のメモリを含むものとして定義される。
【００１８】
本発明の一実施形態によるポインティングデバイスは、従来のマウスの代わりとなるスタンドアロンのポインティングデバイスとして実施できる。また本発明の実施形態は、ポインティングデバイスのためのスペースが限定されているラップトップコンピュータまたは他のホスト装置上での実装に特に適している。図４は、本発明の一実施形態によるポインティングデバイス１０を有する携帯電子機器７０の上面図を示す。図４に示す実施形態では、携帯電子機器７０はラップトップコンピュータである。他の実施形態では、機器７０は、携帯電話、または、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、ページャ、携帯音楽プレーヤ、その他のデバイスを含む、ディスプレイ画面を有する任意のタイプの携帯電子機器であってもよい。図４を簡単にするために、装置７０のディスプレイは図示しない。図示された実施形態では、ポインティングデバイス１０は機器７０のキーボード７２に隣接した位置にある。この実施形態では、ポインティングデバイス１０と機器７０の接続はポインティングデバイスの下に備えられる。
【００１９】
一実施形態では、機器７０は機器７０の状態に基づくか（たとえば機器７０の現在の動作モードに基づく）、または、時間の関数として、ポインティングデバイス１０の光源１７（図１Ａから図１Ｂ）が出力する光の強度および／または色を変えるように構成される。本発明の一形態では、機器７０は機器７０の音が消されているときに光源１７がリンガーとして作用するように構成された携帯電話である。この実施形態の一形態では、ベル音などの可聴信号を提供してユーザに呼の着信を通知するのではなく、機器７０は光源１７を点滅させて呼の着信をユーザに通知するように構成される。別の実施形態では、機器７０は可聴信号と可視信号（すなわち光源１７を介して）の両方を提供して、ユーザに呼の着信を通知するように構成される。
【００２０】
図５Ａは、本発明の別の実施形態によるポインティングデバイス１００の上面図を示す。図５Ｂは、本発明の一実施形態による、図５Ａに示すポインティングデバイス１００の切断線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図を示す。図示された実施形態では、ポインティングデバイス１００はポインティングデバイス１０（図１Ａから図１Ｂ）と実質的に同じように構成されるが、ポインティングデバイス１００のパック１１は光源を含んでいない。その代わりに、ポインティングデバイス１００は移動領域１９の周囲に位置する４つの光源１０２Ａ〜１０２Ｄを含む。光源１０２Ａ〜１０２Ｄの各々は、ばね１３のうち１つに隣接した位置にある。本発明の一形態では、ばね１３はプラスチックで形成され、可視光を光源１０２Ａ〜１０２Ｄからパック１１に導くライトパイプとして構成される。本発明の別の形態では、光ファイバ線をばね１３に接着するかばね１３を介して挿入し、光を光源１０２Ａ〜１０２Ｄからパック１１に導く。
【００２１】
一実施形態では、光源１０２Ａ〜１０２ＤはＬＥＤである。本発明の一形態では、光源１０２Ａ〜１０２Ｄは各々、異なる色の可視光を出力する。光源１０２Ａ〜１０２Ｄが放射する光は、ばね１３によってパック１１に導かれる。パック１１に供給される光は、パック１１の上面を介して出力され、パック１１を点灯させるかパック１１が輝いているように見せる。一実施形態では、ユーザがパック１１に接触しているときにパック１１が点灯するようにポインティングデバイス１００を構成する。本発明の一形態では、パック１１が点灯して、たとえばユーザが電子メールメッセージまたはボイスメールメッセージを受信したという通知、または、呼の着信を示す通知、他の通知など、ユーザに所定のタイプの通知を提供する。図示した実施形態では、４つの光源１０２Ａ〜１０２Ｄを示すが、他の実施形態では、使用する光源は４つより多くても少なくてもよい。同様の方法で、図１Ａに示す１つの光源１７の代わりに多数の光源をパック１１に含めてもよい。
【００２２】
図６Ａは、本発明の別の実施形態によるポインティングデバイス１１０の上面図を示す。図６Ｂは、本発明の一実施形態による、図６Ａに示すポインティングデバイス１１０の切断線６Ｂ−６Ｂに沿った断面図を示す。図示された実施形態では、ポインティングデバイス１１０はポインティングデバイス１０（図１Ａから図１Ｂ）と実質的に同様に構成されるが、ポインティングデバイス１１０のパック１１は光源を含まず、ばね１３は滑動可能なベゼル１１２によって覆われる。ベゼル１１２はパック１１と共に動くように構成される。
【００２３】
ポインティングデバイス１１０は光源１１４を含む。光源１１４は基板１５の中または隣に位置する。一実施形態では、光源１１４はＬＥＤである。一実施形態では、矢印１１６に示すように光源１１４は基板１５を介して実質的に水平の方向に可視光を放射する。本発明の一形態では、基板１５は粗い上面１２を含む。矢印１１８に示すように、粗い上面１２により、光源１１４が放射する光の一部はパック１１とベゼル１１２に向かう上向きの方向に偏向される。一実施形態では、パック１１の一部または全部は透明または実質的に透明で、パック１１に向かう光はパック１１の上面を介して透過し、パック１１は点灯するか、または輝いたように見える。本発明の一形態では、ベゼル１１２に向かう光はベゼル１１２によって遮断されるので、ポインティングデバイス１１０が放射する可視光はパック１１を介して提供された光だけとなる。本発明の別の形態では、ベゼル１１２は使用されないか透明であり、可視光はパック１１とパック１１を囲む領域を介して提供される。本発明のさらに別の実施形態では、光源１７（図１Ａから図１Ｂ）などの第１の光源はパック１１を照明するためにパック１１の内側に提供され、光源１１４などの第２の光源はパック１１を囲む領域を照明するために基板１５の中に提供される。
【００２４】
本発明の一形態では、光源１１４は、基板１５の中または周囲の異なる位置に配置された複数のＬＥＤを含む。各ＬＥＤは異なる色の光を放射する。一実施形態では、ポインティングデバイス１１０は、ユーザがパック１１に触れるとパック１１が点灯するように構成される。本発明の一形態では、パック１１が点灯して、たとえばユーザが電子メールメッセージまたはボイスメールメッセージを受信したという通知、または、呼の着信を示す通知、他の通知など、所定のタイプの通知をユーザに提供する。
【００２５】
本発明の実施形態に備えられる照明は多くの利点を提供する。その中には、ユーザの暗闇や薄暗い状態でのポインティングデバイス（またはポインティングデバイスが一部となっている機器）の位置確認および／または操作を補助すること、および、種々の通知と状態情報をユーザに通信することなどが含まれる。色、および、輝度、照明パターンなどの、ポインティングデバイスが提供する照明の特性または性質により、特徴的な外見が形成され、個人は自分の機器をすぐに認識でき、また、会社は自社の製品と他社の製品を区別することができる。
【００２６】
本明細書には特定の実施形態を示し、説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から離れることなく、示され説明された特定の実施形態の代わりに種々の代替および／または等価の実施が可能であることが理解されるであろう。本出願は本明細書に論じた特定の実施形態の任意の適応例および変形例をカバーすることを目的としている。したがって、本発明は請求項およびその等価物によってのみ制限されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態によるポインティングデバイスを示す上面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による図１Ａに示すポインティングデバイスの切断線１Ｂ−１Ｂに沿った断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１Ａに示す、パックが動く面の一部を示す上面図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図２に示す電極の等価の回路を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるポインティングデバイスを有する携帯電子機器を示す上面図である。
【図５Ａ】本発明の別の実施形態によるポインティングデバイスを示す上面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、図５Ａに示すポインティングデバイスの切断線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施形態によるポインティングデバイスを示す上面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、図６Ａに示すポインティングデバイスの切断線６Ｂ−６Ｂに沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０：ポインティングデバイス
１１：パック
１２：面
１３：ばね
１７：光源
５１、５２、５３、５４：電極
５５：電極
５９：コントローラ
１１２：ベゼル
【図１Ａ】
2006178986.tif 000003
【図１Ｂ】
2006178986.tif 000004
【図２】
2006178986.tif 000005
【図３】
2006178986.tif 000006
【図４】
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【図５Ａ】
2006178986.tif 000008
【図５Ｂ】
2006178986.tif 000009
【図６Ａ】
2006178986.tif 000010
【図６Ｂ】
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