(57)【要約】入力エレメント（１０）によりディスプレイユニット上のカーソルを操作可能であり、入力エレメント（１０）の基準面に対する運動が運動検出ユニットによって検出される、ディスプレイユニットを制御する入力エレメント（１０）を有する装置（３０）において、入力エレメント（１０）は変形可能に構成されており、入力エレメント（１０）が変形した状態でスイッチングエレメント（１４）が操作され、ディスプレイユニットでの機能が制御される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力エレメント（１０）によってディスプレイユニット上のカーソルを操作可能であり、入力エレメント（１０）の基準面に対する運動が運動検出ユニットによって検出される
ディスプレイユニットを制御する入力エレメント（１０）を備えた装置（３０）において、
入力エレメント（１０）は変形可能に構成されており、
入力エレメント（１０）が変形した状態でスイッチングエレメント（１４）が操作され、ディスプレイユニットでの機能が制御される
ことを特徴とする入力エレメントを備えた装置。
【請求項２】
入力エレメント（１０）は支承部（１２）内に支承されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
入力エレメント（１０）は少なくとも２つの異なる形態に変形可能であり、変形の形態に応じてスイッチングエレメント（１４）が異なって操作され、ディスプレイユニットでそれぞれ異なる機能が調整される、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
入力エレメント（１０）は球体状または楕円体状に構成されている、請求項１からまでのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
入力エレメント（１０）は変形可能な材料から成る閉鎖されたカバーを有しており、該カバー内に変形可能な物質を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記物質は気体または液体の凝集状態を有する、請求項５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念記載の情報入力装置に関する。
【０００２】
グラフィック面の操作はたいてい直接には行われず、別の入力補助手段、例えばいわゆるマウスを介して行われる。マウスは面に対して運動する。この運動が検出され、ディスプレイユニット（例えば画面）上のカーソルの運動へ変換される。マウスの運動の検出は例えばマウスの下側に運動可能に支承された球体を介して行われる。つまりこのボールの運動がマウス内部の機械センサエレメントおよび／または光学センサエレメントによって検出される。所定の機能を選択するために（例えばデータを開くために）、マウスに設けられているキーを用いて、例えばオブジェクト（データ）をクリックする。
【０００３】
モバイル機器とは別個の制御ユニットとしてのマウスを使用するのではなく、制御ユニットを機器に集積して使用することもある。ラップトップコンピュータではしばしば制御ユニットとしてキーボード内に回転可能に支承された球体、すなわちトラックボールが使用される。トラックボールは自由なポジショニングとカーソル制御とが可能である。これはトラックボールの運動を機械センサおよび／または光学センサによってピックアップし、入力信号として処理することができるからである。これらのセンサはたいていの場合球体を支承する支承部の領域に配置されている。
【０００４】
機能の確認などのために、この場合にもコンピュータマウスと同様に、１つまたは複数の付加的なキーが使用される。このキーは空間的にトラックボールから分離された個別のキーとして構成されている。
【０００５】
こうした手段の欠点は、個別の構成のために入力エレメント全体の面積またはかさが大きくなってしまうことである。またユーザはそのつどキーを操作しなければならないため、直接の目視（Sichtkontakt）なしの操作が困難である。また機能を呼び出すときなどは、複数の異なる入力エレメント、例えばトラックボールおよび付加的なキーエレメントの双方を操作しなければならない。
【０００６】
したがって本発明の課題は、小さな空間または面積しか占めず簡単に操作可能な入力エレメントを提供することである。
【０００７】
本発明によれば、相応の装置内の入力エレメントは運動可能なだけではなく変形も可能なように構成される。入力エレメントの運動によりディスプレイユニット上のカーソルが運動する。通常ユーザ面でのボタンクリックなどによって行われる機能選択は入力エレメントの変形によって行われる。すなわち入力エレメントの変形によりスイッチングエレメントが操作され、これを介して相応の制御命令が形成され、ディスプレイユニットへ伝送される。スイッチングエレメントは例えば入力エレメントを支承する支承部の領域に配置される。
【０００８】
こうした入力エレメントの利用は直観的であり、これにより例えば目視なしに情報を入力することができる。
【０００９】
本発明の有利な実施形態では、入力エレメントは複数の形態に変形可能であり、各変形の形態が異なるスイッチングエレメント状態、ひいてはディスプレイユニットでの各機能に対応している。
【００１０】
本発明の別の有利な実施形態では、入力エレメントは球体状に形成され、有利にはカバーを有している。このカバーには変形可能な物質、例えばゼリー状体が充填されている。
【００１１】
本発明の別の利点および別の実施形態を図に即して説明する。図１のａ〜ｃには変形可能な入力エレメントの操作方法が示されている。図２のａ〜ｃにはポータブル機器内の入力エレメントの構造と操作方法とが示されている。
【００１２】
図１のａには入力エレメントとしてのトラックボール１０が示されている。このトラックボールは支承部１２内に配置されており、ここに例えばコンタクトとして構成されたスイッチングエレメント１４が設けられている。トラックボール１０は変形可能な球体として構成されている。これは例えば液体状またはゼリー状の物質によって実現されており、この物質を膨張可能なメンブレインがカバーしている。つまりトラックボール１０は外部から圧力を加えることによって容易に変形しうる。変形していない状態ではトラックボール１０は球体であり、種々の回転方向１６へ自由に回転する。ここでこの回転運動が例えば他のエレクトロメカニカルセンサおよび／または光学センサによって検出され、ディスプレイユニットでのカーソルの自由なポジショニングに用いられる。
【００１３】
図１のｂにはトラックボール１０の変形していない状態と変形した状態１８とが示されている。変形方向２０が矢印によって示されている。トラックボールの変形状態１８でスイッチングエレメント１４が操作される。スイッチングエレメント１４が操作されるとディスプレイユニットでの所定の機能がトリガされる。ここでの機能は例えばスイッチング面の選択、すなわちいわゆるボタンの押圧である。したがってカーソルのポジショニングおよび機能選択（例えばボタン押圧）は、このようなトラックボール１０によれば唯一の入力エレメントのみで行うことができる。トラックボール１０の操作は直観的であり、機能選択のために近傍の機能操作キーを叩く必要はない。このためこの種の入力エレメントは入力エレメントに対する目視なしの適用分野に適している。
【００１４】
トラックボール１０をカバーしているメンブレインの表面は任意に構成することができるので、例えばグリップ性を高めることもできる。
【００１５】
スイッチングエレメント１４はコンタクトまたはマイクロスイッチ素子である。またスイッチングエレメントとして圧力感応性素子、例えばいわゆるＦＳＲセンサ（Force Sensitive Resistor）を設けることもできる。これによりトラックボール１０にかかる圧力の大きさをアナログ値として検出し、これを付加的な制御情報として利用することができる。これは特にゲームなどの適用分野で有利である。どれだけの圧力がトラックボール１０に働いているかをより良く監視するために、さらに付加的に、エレクトロメカニカルエフェクタによって押し返し圧力を形成してもよい。こうすると例えば変形の度合が大きくなるにしたがって押し返し圧力も増大し、ユーザはその時点でトラックボール１０へどれだけの圧力がかかっているかについて正確に評価することができる。
【００１６】
図１のｃにはトラックボールの変形していない状態と変形した状態とが示されている。圧力方向２２へ圧力が作用する場合、トラックボール１０は変形方向２０へ変形する。変形状態１８では、トラックボールは上から見ると変形していない状態２６よりも大きな同心周を有しているので、このようにしてスイッチングエレメント１４へのコンタクトが形成される。
【００１７】
さらに変形のグレードによってディスプレイユニットでそれぞれ異なる機能をトリガしてもよい。このためには支承部１２に複数のスイッチングエレメント１４を設け、変形軸線２０の方向での変形状態の各グレードに依存して、これらのエレメントを個別にまたは相互の組み合わせによって操作する。
【００１８】
種々の変形状態は種々の変形方向によって実現される。例えば支承部１２に対して垂直な圧力方向での加圧はトラックボール１０の“扁平変形”をもたらす。これに対して垂直な圧力方向、すなわち支承部の表面に対してほぼ平行な圧力方向での加圧はトラックボールを挟み込むことにより実現され、“縦長変形”をもたらす。
【００１９】
図２にはモバイル機器に良好に適する入力エレメントを備えた装置の構成が示されている。図２のａのトラックボール１０は支承部１２内に配置されており、成形されたグリップ領域２８とともに入力装置３０として構成されている。グリップ領域２８はエルゴノミックに構成されていてよく手に馴染む。図２のｂに示されているように、トラックボール１０は圧力方向２２で容易に圧縮することができる。
【００２０】
図２のｃにはトラックボール１０が部分的に露出している入力装置３０の構成が示されている。トラックボール１０へかかる圧力はこの場合入力装置３０を押圧することにより支持部、例えばテーブルプレートへも作用する。
【００２１】
もちろん本発明は前述の実施例のみに限定されるものではなく、図示していない他の種々の実施例も可能である。特に弾性材料、気体または液体を用いた入力エレメントの他の変形状態も実現可能である。入力エレメントは球体状でない別の形状、例えば棒状（スティック状）であってもよい。本明細書の情報に基づいて当該の技術分野の技術者は本発明を実用のために種々に修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】変形可能な入力エレメントの操作方法を示す図である。
【００２３】
【図２】ポータブル機器内の入力エレメントの構造と操作方法とを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  トラックボール
１２  支承部
１４  スイッチングエレメント
１６  回転方向
１８  変形した状態のトラックボール
２０  変形方向
２２  圧力方向
２４  変形した状態の同心周
２６  同心周
２８  グリップ領域
３０  入力装置
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【国際調査報告】
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