(57)【要約】      （修正有）【課題】洗浄が容易であり、ユーザが事象の付勢をせずに表面上に手または指を置くことを可能にする平滑なタッチ感知性表面を提供する。【解決手段】タッチ感知性表面はタッチ容量センサ１３０および振動センサ１４０を有する。この表面はユーザが指をキー上に置くことを可能にし、ユーザが通常のキーボード上でキー打ちするようにキー打ちすることを可能にする。ユーザが指をキー上に置くとき、タッチ容量センサ１３０（１つのキーにつき１つ）はタッチされた各キーの信号強度レベルをプロセッサ１１０に報告するが、対応する「タップ」（即ち振動）が検出されるまではキーストロークはプロセッサ１１０によって発生されない。タップが検出されたとき、プロセッサ１１０はタップが発生した時間の瞬間前、瞬間中および／または瞬間直後にタッチ容量センサ１３０の状態を参照する。【選択図】図１
2015222580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ入力の位置を決定するために固体の平坦なタッチ感知性表面におけるユーザの入
力を検出する方法において、
前記タッチ感知性表面に含まれる複数のタッチセンサに基づいて前記タッチ感知性表面
のユーザのタッチを記録し、
１以上の振動センサにより感知されたタップ事象に基づいて前記タッチ感知性表面に結
合されている前記１以上の振動センサから前記タップ事象信号を受信し、
前記タップ事象信号が受信された後、記録されたユーザタッチに基づいて選択をアサー
トするステップを含んでいる方法。
【請求項２】
前記表面は対応するタッチセンサに関連される複数の英数字のキーを具備している請求
項１記載の方法。
【請求項３】
前記タッチ感知性表面は各キーの位置を識別する第１の触覚マーカーを具備している請
求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の触覚マーカーはタッチ感知性表面上の浅い凹みである請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記第１の触覚マーカーから弁別される第２の触覚マーカーが予め指定されたホームキ
ー上に置かれる請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記第１の触覚マーカーから弁別される前記第２の触覚マーカーは外部に位置するキー
上に置かれる請求項３記載の方法。
【請求項７】
さらに、選択がアサートされるとき可聴音を発生する請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記タッチセンサの一つが滑動運動にしたがってタッチされるときそれを決定する請求
項１記載の方法。
【請求項９】
前記アサートされる選択は、前記滑動運動にしたがって最近タッチされていることが決
定されない前記タッチセンサの一つに関連される請求項８記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記記録されたユーザタッチに基づいて拭取り運動を検出し、
前記拭取り運動が検出されたときアサーションを中断することを含んでいる請求項１記
載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記拭取り運動の検出前にアサートされた１以上の選択を除去する請求項１０
記載の方法。
【請求項１２】
さらに、有線又は無線方法によりホストコンピュータと通信する請求項２記載の方法。
【請求項１３】
前記表面はマウス指向装置の機能を行う請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記表面はダイナミック表示コンピュータ装置上のタッチスクリーンである請求項１記
載の方法。
【請求項１５】
前記表面は数字のキーパッドを具備している請求項１記載の表面。
【請求項１６】
前記表面はユーザ規定可能である請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記タッチセンサの感度は調節可能である請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記振動センサの前記感度は調節可能である請求項１記載の方法。
【請求項１９】
さらに、前記ユーザが前記表面を使用しようとするときそれを感知し、
前記ユーザが前記表面を使用しようとすることを感知したとき、前記表面の低電力消費
状態をフル電力動作状態へ変更することを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項２０】
アサートはキーの組合せがアサートされた後にコマンド信号を発生する請求項２記載の
方法。
【請求項２１】
さらに、予め規定された状態以降に記録されたユーザがタッチの数を決定し、
決定された記録されたユーザのタッチがしきい値を超過したならば警告インジケータを
エネーブルするステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項２２】
さらに、第１の汚染しきい値に到達するまでユーザの前記タッチ表面との相互動作のレ
ベルを累積的に記録するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項２３】
さらに、前記第１の汚染しきい値に到達したとき警報をアサートするステップを含んで
いる請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記警報は警報灯、可聴音、振動またはホストコンピュータ端末へ送信されるコマンド
の少なくとも１つである請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
累積的記録は第１のユーザ洗浄しきい値が超過されるまで継続される請求項２３記載の
方法。
【請求項２６】
前記第１のユーザ洗浄しきい値は拭取り回数と拭取られるタッチ表面領域に基づいてい
る請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
さらに、前記洗浄レベルしきい値が超過されるとき警報のアサートを解除するステップ
を含んでいる請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のユーザ洗浄しきい値は前記タッチセンサのアレイに基づいている請求項２３
記載の方法。
【請求項２９】
前記ユーザ相互動作のレベルは１以上の記録されたユーザタッチ、受信されたタップ事
象、前記表面の感知された動きまたは前記ユーザが前記装置に近接しているときの決定を
含んでいる請求項２３記載の方法。
【請求項３０】
キーは前記キーの前記位置の前記表面をタップし、上昇させ、迅速に連続して再度タッ
プし、押した状態を維持することにより押されていることをアサートされる請求項１記載
の方法。
【請求項３１】
押されていることをアサートされた前記キーは前記キーを上げることにより解除される
請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
単一のキー、２以上の同時的なキー付勢、または一連の２以上の逐次的なキー押しのう
ちの１つのディスエーブルキーの組合せを付勢することにより前記表面の動作を中断する
ステップを含んでいる請求項２記載の方法。
【請求項３３】
ユーザ設定は前記タッチ表面上で変更可能である請求項２記載の方法。
【請求項３４】
前記ユーザ設定は複数のＬＥＤインジケータ上で表示される請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
さらに、前記タッチ表面の動きを感知し、
前記感知された動きが予め規定されたしきい値よりも大きいならば前記表面の動作を中
断するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３６】
さらに、第２のタップ事象信号を受信し、
前記受信された第２のタップ事象信号と、先にアサートされた選択に関連付けられる同
じキーにおける記録されたユーザのタッチとに基づいて、キー押しと維持事象をアサート
するステップを含んでいる請求項２記載の方法。
【請求項３７】
タッチセンサのみが前記ユーザ入力の位置を決定するために含まれている固体の平坦な
タッチ感知性表面におけるユーザの入力を検出する方法において、
前記タッチ感知性表面に含まれる複数のタッチセンサに基づいて前記タッチ感知性表面
のユーザのタッチを記録し、
予め規定された変化しきい値にしたがって記録されたユーザタッチが変化したか否かを
決定し、
ユーザタッチが前記予め規定された変化しきい値にしたがって変化したことが決定され
たならば選択をアサートするステップを含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は洗浄が容易であり、ユーザが事象の付勢をせずに表面上に手または指を置くこ
とを可能にする平滑なタッチ感知性表面に関する。特にタッチ表面はテキスト又はコマン
ドを入力するためのコンピュータのキーボードとして使用されることができる。
【背景技術】
【０００２】
本願は参考文献として含まれている2007年9月19日提出の米国特許暫定出願第60/973,69
1号明細書の特典を主張している。
【０００３】
テキストおよびデータを人間から機械へ入力するための主要な方法としての新型のキー
ボードの起源は１９世紀の初期のタイプライターに逆戻る。コンピュータの開発につれて
、タイプライターのキーボードがテキストおよびデータを入力するための主要な方法とし
て使用されるようにそれを適合することは自然な進化である。タイプライター上のキーお
よびしたがってコンピュータのキーボードの構成は機械的から電気的に、最終的には電子
的に進化しているが、キー自体のサイズ、配置、機械的特性はほとんど変化していない状
態である。
【０００４】
コンピュータ、およびそれらに付随するキーボードは多数の産業にわたる環境で普及し
ており、それら産業の多くは厳しい条件を有し、本来はコンピュータおよびキーボードの
設計には考えられていなかった。例えばコンピュータは現代、レストランの厨房、製造設
備の製造フロア、石油採掘装置で使用されている。これらは過剰な汚染条件のために伝統
的なキーボードが洗浄なしに非常に長期間運転を可能にすることはできない。
【０００５】
コンピュータは極度の清浄度が必要とされる環境でも使用されている。病院のナースス
テーション、手術室、検査室、歯科治療室、診察設備は全て共通してコンピュータを現在
使用している。これらは感染制御が非常に重要な環境である。キーボードはこれらの洗浄
において提起される難点のために消毒環境の実現において解決が特に困難な問題になる。
このことはハワイ州ホノルルのTripler Army Medical Centerにより行われた研究により
証明され、病院で使用されるキーボードのほぼ２５％が全ての院内感染病の９５％の原因
となるタイプのバクテリアを有することを発見した。
【０００６】
伝統的なキーボード上のキーの機械的特性のために、これらは多くの可動部を含み、こ
れらは埃および汚染物質が集まる可能性がある割れ目および空洞を生じる。さらにキーボ
ードは汚れ、バクテリア、ウイルス、その他の感染体の最も共通した輸送媒体の１つであ
る人間の手と繰返しタッチする。伝統的な機械的キーボードの洗浄は困難な挑戦課題を与
える。典型的なキーボードにおいて、（各キーの上面および側面をカウントして）５００
を超える洗浄するための個々の表面が存在する。多くのこれらの表面は特にキーを押さず
には効率的なアクセスおよび洗浄が非常に困難であり、キーボードがディスエーブルされ
るかコンピュータがオフに切り換えられている間に洗浄されることが必要であることを意
味している。
【０００７】
幾つかの過去の発明はキーボード上のシールを施されたゴムのキーを使用することによ
り洗浄能力の問題の解決を模索している。これらのキーボードはモールドされ電気キーコ
ンタクト上を密封して湿気のバリアを与えるソフトで柔軟なゴム（典型的にはシリコンゴ
ム）から作られている。これは例えばキーボードを洗浄するために流水に浸すことを可能
にする。キーは依然として機械的運動および触覚を有し、これは通常高速で効率的なタイ
ピングには好ましいと考えられている。
【０００８】
この方法はキーボードを洗浄することを可能にするが、ゴム引きされたキーボードの使
用に関する多くの問題が依然として存在する。第１に、ゴムは有孔性であり、汚れおよび
他の汚染物質が微生物レベルではさらに容易に集まる傾向があり、拭取り洗浄がより困難
であり、しばしばゴムから汚染物質を分離するための摩擦および／または溶剤を必要とす
る。第２に、典型的な構造ではゴムのキーはゴムのベースから突出し、したがってキー間
に小さいギャップが依然として存在し、到達および拭取りによる洗浄が困難である。
【０００９】
幾つかのゴム構造は通常のキーボードのキーボード領域全体にわたってシリコンゴムの
平滑な薄いシートを伸張し、ゴムカバー上のグラフィック画像でキー位置をマークするこ
とによりキー間のギャップの問題を回避している。この方法は拭取りによるキーボードの
洗浄を可能にし、（ゴムカバーによりやや弱められるが）カバー下の機械的キーの運動お
よびクリックの触覚を依然として維持する。しかしながら、ゴムの有孔性特性の問題が存
在する。ゴム膜はソフトでひび、割れ、深い傷を受けやすい。これらは潜在的な汚染につ
いてさらに問題点を生じる可能性がある。
【００１０】
別のタイプの洗浄可能な構造はメンブレンキーボード（またはキーパッド）である。こ
れらは典型的に（プラスティックのような）硬い平坦な表面とビニルまたはマイラー（商
標名）から作られるトップカバーとの間でセンサ膜を挟むことにより作られる。これらの
ユニットはトップカバーにより完全に包まれ、これらが洗浄されることを許容する。セン
サ膜は典型的にそれぞれ上に導電グリッドを有する２つの薄いシートから作られ、膜が共
に堅く押されるとき相互にタッチする。これを行うのに必要な機械的運動の量は非常に小
さく、実質的に人間のタッチでは知覚できず、キーが押されるときに触覚のフィードバッ
クがないことを意味する。幾つかのメンブレンキーボードは完全に平滑で平坦であり、他
方でその他は各キーの輪郭を示すためにトップカバーに小さい突出を有する。
【００１１】
メンブレンキーボードの利点は平坦でありキー間にギャップが存在せず、拭取りと洗浄
を容易にすることである。メンブレンキーボードの主要な欠点は効率的にタイプすること
が困難であることである。しばしばキーを感じることは難しく、ユーザがキーボードを見
る必要がある。触覚フィードバックがないことはタイピングも遅くする。最後に、メンブ
レンキーを付勢するための力の量は通常、通常のキーボードの力の量よりも非常に高く、
ユーザをより速く疲れさせる。
【００１２】
洗浄能力問題を解決するためのさらに別の方法は各キーにわたって適合するようにモー
ルドされている市場で入手可能なプラスティックフィルムでキーボードを被覆することで
ある。プラスティックフィルムは柔軟であり、ユーザが各キーの動きを感じることを可能
にし、したがってユーザは見ずにタイプすることが可能である。カバーは除去され洗浄さ
れ、その後再びキーボード上に戻すことができる。幾つかの例では、ユーザはさらに容易
に洗浄可能にするために伸縮性のあるプラスティックラップ（市場ではサラン（商標名）
ラップとして知られている）でキーボードを被覆する。
【００１３】
モールドされたカバーは各キーのための窪みを有するので、キーがその位置にある状態
で洗浄することは依然として困難であり、通常はキーを洗浄するためにカバーを除去する
ことが必要である。モールドされたプラスティックフィルムはキーの運動および感触を妨
げ、キーがその位置にあるときにタイプすることをやや困難にする。
【００１４】
キーボードの洗浄能力の問題を克服するため、キーボードの表面自体が平坦又はほぼ平
坦な平面であるならば、キーボードを洗浄するための拭取りは非常に容易になることは直
感的に理解できるであろう。しかしながらこれはキーボードの物理的機械的またはメンブ
レンキーに対する代替を発見する必要があることを意味している。
【００１５】
それ故、洗浄が容易で、ユーザがキーを知覚することを可能にし、ユーザがキー上に指
を置くことを可能にし、標準的なキーボード上と同じ又はそれ以下の力でキー打ちするこ
とを必要とし、人間のタッチに応答し、ユーザが標準的なキーボード上と同じ速度又はよ
り速くタイプすることを可能にする方法で、前述のキーボード入力方法における改良を必
要とする。
【発明の概要】
【００１６】
本発明の方法はタッチ容量および振動センサの両者が一方が他方と共に使用されるとい
う事実によりその優秀さが認められる。この方法はユーザが指をキー上に置くことを可能
にし、ユーザが通常のキーボード上でキー打ちするようにキー打ちすることを可能にする
。ユーザが指をキー上に置くとき、タッチ容量センサ（１つのキーにつき１つ）はタッチ
された各キーの信号強度レベルをプロセッサに報告するが、対応する「タップ」（即ち振
動）が検出されるまではキーストロークはシステムによって発生されない。タップが検出
されたとき、本発明はタップが発生した時間の瞬間前、瞬間中、瞬間直後にタッチ容量セ
ンサの状態を参照する。ほぼタップの瞬間時にキーがアサートされたことが決定され、そ
のタッチセンサはオンからオフに循環し、その後再度（ユーザが指を置いているキー）オ
ンにし、または（ユーザが指を置いていないキー）オフからオンに循環する。本発明はさ
らに意図的なキー押しと（実際のキータップと反対に）ユーザが１つのキーから次のキー
へ指を滑られたときとの差を検出できる。例えばユーザが１つのキーに達し人差し指でそ
れをタップしたときにユーザの中指が１つの行から次の行へ滑る可能性がある。本発明は
したがって偶発的および意図的なキー付勢を弁別できる。
【００１７】
指が既に置かれているキーをユーザが押す必要がある例が存在する。ユーザは２つの方
法のうちの一方でそれを行うことができる。第１にユーザは指を上げ、ユーザが指を置い
ていた任意の別のキーと同じキーを再度タップすることができる。代わりにユーザは指を
完全にキーから上げずにキー上を強く押すことができ、この場合、そのキーのタッチセン
サは指がキー上に軽く置かれているときよりも強い信号を発する。より強い信号が検出さ
れ、キー押しが断言される。
【００１８】
本発明の方法はChienとArnonにより開示されているような従来のフラットキーボードシ
ステムよりも多くの非常に優れた利点を有する。１つの利点はキーボードが触覚キー表面
を有することができることであり、それによってユーザはキーボード上に手の位置を維持
することができる（およびしたがって手を見ずにタイプすることができる）。好ましい実
施形態では、タッチ表面には各キー上の浅い凹みまたはキー「窪み」により実現される。
キーの窪みは拭取り洗浄が容易であり、さらに指による感覚が十分である深さであるよう
に漸進的な勾配が付けられている。別の好ましい実施形態では、典型的に人差し指により
タッチされる「ホーム」キー（ｆとｊのキー）上に小さい突出が存在する。さらに別の好
ましい実施形態では、キーの窪みはホームキーおよび典型的に小指が置かれるキー（“ａ
”と“，”キー）よりも僅かに深い。このことはユーザの手の位置をキーボードに固定す
るために通常使用されるキー上の点をユーザがより強く固定することを可能にする。
【００１９】
ChienまたはZiemkowskiにより記載されている振動専用システムと対照的に、本発明は
（圧力のような）センサの付加的なモードを必要とせずに各キー上のタッチ容量センサを
使用することにより２以上のキー間で同時にキーを押すことを可能にする。類似の方法で
、ユーザが延長された期間キーを押し続けることにより生じるキーの反復も得られる（ho
nored）。
【００２０】
本発明の方法はDanishにより開示されたような従来の容量キーボードよりも優れた利点
を有する。１つのこのような利点はユーザはキーの付勢を行わずにキー上に指を置くこと
ができることである。別の利点はユーザはキーボードを見る必要なく触れることによりタ
イプすることができることである。
【００２１】
本発明のシステムはユーザが透明な上部の平坦面を通してキーの仮想イメージを見るこ
とを可能にする。好ましい実施形態では、仮想イメージはキーの窪みを有している（また
は有していない）透明な上部平面下に位置される平坦なラベル上に印刷されている。
【００２２】
本発明のシステムは無線の電池付勢構造に適合することができる。電池の寿命を節約す
るために多数の技術が使用される。１つの新しい技術はユーザの手がキーボードに接近す
るときそれを検出できる近接センサ（又はセンサ）を除いて、システムを低電力モード（
または「スリープ」モード）にすることができる。前記ユーザの手の存在を検出するとき
、近接センサはシステムの残りの部分を「起動させる」。このようにすることによってシ
ステムは使用されていない間は低電力モードである。さらに別の電力節約技術はタッチ容
量センサを低電力モードにし、その後各キーの状態を迅速に抽出するためにこれらを定期
的に起こすことによって実現される。この方法のデューティーサイクルでは、タッチセン
サはほとんどの時間、キーボードが使用されているときでもスリープモードであり、した
がってシステムの電池の寿命を延長する。
【００２３】
本発明のシステムは無線であることができるので、装置が動作している間に動かされる
ことが一般的である。これは意図的ではないキーのアサーションを生じる可能性がある。
この問題を緩和するため、振動センサ（加速度計としても知られる）は装置が動かされる
ときそれを検出し、その期間中に一時的に動作を中断することができる。キーボードが動
きを停止すると、動作は自動的に回復されることができる。
【００２４】
本発明のシステムは、ユーザがキーを付勢するときに音響フィードバックを行うための
スピーカを含んでいる。音声はクリック、ビープ音、実際のキークリックのデジタル化記
録又は任意の他の短い音であってもよい。
【００２５】
本発明の方法はキーボード自体から調節されることができる多数のユーザ設定を可能に
する。これらはタッチ容量感度、タップ感度、可聴フィードバックの音量に対する調節を
含んでいる。
【００２６】
本発明の方法はキーボードが拭取られるときも検出する。キーボードを「休止」するた
めに割当てられた２キーの組合せが存在し、それによってキーボードは洗浄されることが
できる。ユーザの中にはこれを行うことを忘れて、その動作を最初に休止せずに単にキー
ボードを洗浄するために拭取りを行う人もいる。これは意図しないキーストロークを生じ
る可能性がある。したがって本発明は拭取り運動が行われていることを検出し、自動的に
ユーザによるキーボード動作を休止する。拭取りの検出直前に行われ、後に拭取り運動の
一部であると考えられる任意のキーストロークはシステムが各意図しないキーアサーショ
ンに対してバックスペースまたは削除キーを発生することにより自動的に無効にされるこ
とができる。キーボードは光フラッシュを休止し、ユーザがその洗浄を終えると２キーの
組合せによりキーボードの動作を再度可能にするようにユーザに気づかせる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図２に示されている本発明を実施しているシステムの典型的なハードウェアコンポーネントを示しているハードウェアのブロック図である。
【図２】本発明の平坦な表面のキーボードの１実施形態の概略図である。
【図３】アセンブリの層を示す本発明の平坦な表面のキーボードの１実施形態の断面図である。
【図４Ａ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｃ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｄ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｅ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｆ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｇ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｈ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図４Ｉ】有効なキー押しと拭取りのジェスチャーを検出するために本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図５Ａ】装置の表面の汚染および清浄状態を検出するため本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】装置の表面の汚染および清浄状態を検出するため本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図５Ｃ】装置の表面の汚染および清浄状態を検出するため本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図５Ｄ】装置の表面の汚染および清浄状態を検出するため本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【図５Ｅ】装置の表面の汚染および清浄状態を検出するため本発明の方法を実行するためのソフトウェアアルゴリズムの１実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の好ましい代わりの例を図面を参照して以下詳細に説明する。  
図１は、タッチ／タップ感知性の洗浄可能なキーボード100の１実施形態のハードウェ
アコンポーネントの簡単化されたブロック図を示している。装置100は近接センサ120、容
量性タッチセンサ130、振動センサ140、音声スピーカ150、ＬＥＤ視覚インジケータ160を
収納する平坦な平面を含んでいる。センサコンポーネント120、130、140はＣＰＵ（プロ
セッサ）110へ入力を与え、キーボード表面にユーザの手が接近するか接触するときに、
典型的にはセンサから受信された生の信号を解釈してその情報を利用可能なデータポート
を介して既知の通信プロトコルを使用してＣＰＵ110へ通信するハードウェア制御装置に
より中継されるとき接触事象を通知する。同様に、ＣＰＵ110はＬＥＤインジケータをオ
ンに切換えて適切な超各信号をスピーカへ出力するためのハードウェア制御装置と通信す
る。プロセッサ110はメモリ170へアクセスし、メモリ170は一時的および／または永久記
憶および読取り専用と書込み可能なメモリ（ランダムアクセスメモリまたはＲＡＭ）、読
取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリのような書込み可能な不揮発性メモリ、ハ
ードドライブ等の両者の組合せを含むことができる。メモリ170はオペレーティングシス
テム181、タッチタップ検出ソフトウェア182、任意の他のアプリケーションプログラム18
3のような全てのプログラム及びソフトウェアを含んだプログラムメモリ180を含んでいる
。メモリ170は各キーのタッチ容量センサ状態のデータアレイと、ユーザ選択肢及び嗜好1
92の記録を維持する記憶装置と、装置100の任意の素子により必要とされる任意の他のデ
ータ193とを含んだデータメモリ190を含んでいる。装置100は既知の通信プロトコルを使
用して利用可能なデータ接続（ワイヤ接続または無線）を介してユーザ入力に対応する機
能をホストコンピュータ端末194へ通信する。
【００２９】
バッテリの寿命を最大にして電力を節約するために、装置100は使用されていないとき
には低電力の動作モードを有することが重要である。典型的な使用シナリオでは、ユーザ
が手を装置と接触させるとき、近接センサ120はこれを検出し、（低電力または「スリー
プ」モードにあっても、そうでなくてもよい）ＣＰＵ110をウェイクアップするための信
号を送信し、それによりＣＰＵ110はシステム100の残りの部分をウェイクアップさせる。
【００３０】
ユーザの指が平坦な平面と接触するとき、容量タッチセンサ130がアサートされる。周
期的に、ＣＰＵ110は各タッチセンサの状態を抽出し、データメモリ191にその結果を記録
する。オペレーティングシステムソフトウェア181の支援の下で、ＣＰＵはアサートされ
た各タッチセンサの位置を確かめ、その位置を機能（典型的にはキーボードキー）にマッ
プする。それと独立して、ＣＰＵ110とタッチ／タップ検出ソフトウェア182は振動センサ
140の状態を監視する。ユーザが平面上を叩くとき、すなわち典型的にはキーをタイプす
るとき、対応する振動が振動センサ140により検出されるシステムを通して発せられる。
有効なタップが検出されるとき、ソフトウェア182によりサポートされるＣＰＵ110は平面
のいずれの領域がタップされたかを決定するためにメモリ191に含まれるセンサデータの
アルゴリズム解析を行う。有効なタップタッチがアルゴリズムにより決定されたならば（
図４Ａ−Ｈ参照のこと）その位置のマップされた機能はホストコンピュータ端末194へ送
信される。
【００３１】
１実施形態では、振動センサは運動を検出できる加速度計でもある。これは装置が動か
されたときそれを検出するために使用され、運動を停止するまで装置の動作を一時的に停
止させる選択肢を可能にする。この方式はキーボードが動かされている間に意図しないキ
ーストロークの発生を防止する助けをし、さらにキーボードの表面上の任意の場所をユー
ザが動かしながらタッチすることも可能にする。
【００３２】
図２は典型的なホストコンピュータ端末205と本発明200を表す概略図を示している。平
坦な、またはほぼ平坦な平面200がユーザに与えられ、これにおいてユーザは手または指
で選択を行う。１実施形態では、平面200はキーボードキー210、230、240等の画像と、対
応する左280および右270マウスボタンを有するマウスポインタタッチパッド260が設けら
れている。特別な機能キー290は他のキーと同時に押されるときにキーボード上にユーザ
の嗜好を設定するための手段として設けられている。例えば機能キー290はキーボードの
動作を一時的に中断するためにポーズキー240と同時に押される（典型的には、洗浄と呼
ばれることができる）。特別なキー上の他のＬＥＤインジケータはユーザにキャップスロ
ック、ナムロック、休止状態を示すためにフィードバックを与える。
【００３３】
さらに別の実施形態では、他のユーザ設定はキーボード上で直接設定されることができ
る。ＬＥＤ215の別の行は０から５の一般的なレベルを示すために使用される。設定モー
ドに入るため、ユーザは機能キー290を複数の他のキー235のうちの１つと同時に押し、ユ
ーザがポーリング又は変化しようとする設定を示す。ＬＥＤインジケータは選択された設
定キー235上で点灯し、同時に設定の現在のレベルは一般的なレベルＬＥＤ上で０から５
で示される。ユーザはその後、通常のレベルのＬＥＤ下の所望のキーを押すことにより設
定のレベルを変更できる。設定モードを終了するため、ユーザは再度機能キーと設定キー
を同時に押し、或いは予め定められた量の時間を待機し、その後システムは自動的に通常
モードへ戻る。実施形態では、ユーザはポーリングを行い、次の設定、即ち音量、タッチ
感度、タップ感度、洗浄レベル、無線信号の強度、バッテリの強度、近接センサの感度を
設定する。
【００３４】
さらに別の実施形態では、装置の上部平面は、キーの位置を示す触覚を与えるために浅
い凹みまたは「キーの窪み」を有する。キーの窪みは人間の指がそれを感じることができ
るのに十分な深さであるが、表面の拭取り及び洗浄が容易であるような浅さである。ホー
ムキー（典型的には英語のキーボード上の“ｆ”と“ｊ”）と共通して呼ばれる２つのキ
ーは標準的なキーボードで共通して見られるような小さい突出部のようにそれらの上に付
加的な触覚マーカーを有する。さらに別の実施形態では、キーの窪みはホームキー230上
および小指を載せるキー210（“ａ”と“，”キー）では僅かに深い。このことはユーザ
が典型的に指を載せることが研究で示されているキー上にユーザがさらに強く点を固定す
ることを可能にする。
【００３５】
図３は本発明の実施形態の上位層を作るコンポーネントの断面を示している。上部の透
明な平面層300はユーザが接触する最も外側の層である。浅い凹みまたはキーの窪み340が
各キー上に位置されている。キーボードのキーの画像310が印刷、塗装、彫込みまたはラ
ベルの貼付により上部平面300の底面上に与えられている。印刷回路板320はタッチセンサ
を構成する導電性トレース330を有する平面300の底面に接着されている。ＬＥＤおよび振
動センサ350のような他の電子コンポーネントは印刷回路板320の底面上に位置されている
。
【００３６】
図４Ａ乃至４Ｉは、洗浄可能なタッチおよびタップ感知性キーボードを構成するための
ソフトウェア182の１実施形態のプロセスのフローチャートを示している。図４Ａは洗浄
可能なタッチおよびタップ感知性キーボードソフトウェア182の主処理ルーチン4100の１
実施形態のフローチャートを示している。ブロック4105で、プロセスが最初に開始される
とき、タッチセンサ（Ｑ）のデジタル状態とタッチセンサ（Ａ）のアナログレベルを含め
た種々のシステム変数は初期化される。ブロック4110で、プロセスは予め定められたポー
リング期間待機し、その後ブロック4115で全てのタッチ容量センサの値を捕捉する。図４
Ｂのキー解除検出ルーチンがブロック4120で呼び出され、先にアサートされたキーが解除
されているかを決定する。図４Ｆの拭取り検出ルーチンがブロック4130で呼び出され、拭
取り動作がキーボードで検出されているかを決定し、検出されているならば、キーボード
の動作を自動的に中断する。拭取り検出ルーチンはキーボードが適切に洗浄されているか
を決定するためにも使用される。
【００３７】
図４Ｂはキー解除検出ルーチン4200の１実施形態のフローチャートを示している。ブロ
ック4205で現在のサンプル（Ｎ）について記憶されている各キーセンサ状態が捕捉され、
ブロック4210で先のサンプル（Ｎ−１）からの同じキーの状態と比較される。先のサンプ
ルでキーがアサートされる（即ち値＝１）が、現在のサンプルではアサートされない（即
ち値＝０）ならば、キーはブロック4215で有効なキー解除状態を丁度経過したことが決定
される。全てのキーはしたがってブロック4220で評価され、その後ルーチンはブロック42
25で戻る。
【００３８】
図４Ｃはキー押し検出ルーチン4300の１実施形態のフローチャートを示している。この
ルーチンはブロック4305で、振動センサ140により検出されたとき有効なタップが生じて
いるかを決定することにより開始する。タップが検出されないならば、ルーチンはブロッ
ク4310の図４Ｉの押し検出ルーチンへ進む。有効なタップが検出されたならば、プロセス
は候補キー（即ちアサートされていない状態からアサートされた状態へ変更されたキー）
と有効なキー（即ちタップされたことが決定されたキー）の２つのデータコンテナをクリ
アすることにより開始する。タップセンサとタッチセンサは正確に時間弐おける同じ瞬間
にアサートされない可能性があるので、各キーの状態の比較はブロック4320とブロック43
25で現在のサンプルと過去の２つ（又はそれ以上）のサンプルにより括弧でくくられる。
ブロック4330で、検査されている現在のキーがアサートされていない状態からアサートさ
れた状態へ変更されているかを決定し、変更されているならば、ブロック4335で候補キー
としてマークされる。全てのキーが検査されるまでプロセスはブロック4340で続く。識別
された候補キーが存在しないならば、プロセスはブロック4350で図４Ｄに続く。候補キー
が存在するならば、待ち行列中の全てのキーが検査されるまでプロセスはブロック4335で
継続し、ルーチンはブロック4360で戻る。
【００３９】
図４Ｄはブロック4400で図４Ｃのキー押し検出ルーチンの続きの１実施形態のフローチ
ャートを示している。このルーチン点で、少なくとも１つ（又はそれ以上）のキーが候補
キーとして識別される（即ちキーのタッチセンサ状態はアサートされていない状態からア
サートされた状態へ変更されている）。タッチ容量キーボードに関する共通の問題はユー
ザが別の指でタイプしているときに１つの行から隣接する量へ指を滑らした結果である「
ファントム」キーストロークである。偶発的な滑りが生じたとき、指が２つのキー間で滑
るのと同時に両者の隣接キーがアサートされる時間における瞬間が典型的に存在する。ル
ーチンはブロック4405で各候補キーを検査し、ブロック4410でその状態を異なる行のキー
の状態と比較する。ブロック4415で、隣接キーがアサートされた候補キーの現在のサンプ
ルと同時にアサートされたならば、または隣接キーがアサートされた候補キーの現在のサ
ンプルの直前にアサートされたならば、その状況は指が滑った結果であると考えられ、候
補キーは無視される。ブロック4416は候補キーと隣接する行キーが時間において同じ瞬間
にアサートされているためにキーの滑りが決定された場合のサンプルデータセットの表を
示している。この表では、候補のアサートされた状態は０から１へ動きながら（候補キー
としてみなされる）、隣接行キーはアサートされた状態からアサートされていない状態へ
転移され、少なくとも１つのサンプルセットｎ−１を有し、ここでは候補キーと隣接行キ
ーの両者は同時にアサートされた。ブロック4417は、候補キーがアサートされたときの時
間的瞬間の丁度前に隣接行キーがアサートされているために、キーの滑りが決定された場
合のサンプルデータセットの表を示している。第２の指を隣接行キーへ置くと同時に第１
の指を候補キー上に置くことは非常に不自然であり難しいので、4415でイエスであること
が判明された状況はユーザが同じ指を１つのキーから隣接行の別のキーへ滑らせた結果と
して生じる可能性が大きいことが仮定される。タッチタップの洗浄可能なキーボードの前
提は、キーが有効であるように（単に滑るのではなく）叩かれるか押されなければならな
いので、4415でイエスであると判明される状況は有効なキー押しとして除外される。この
プロセスはブロック4420で各隣接行キーで継続する。候補キーが滑りの結果として生じた
ものではないことが判明したならば、ブロック4425で有効キーのセットに付加される。こ
のプロセスはブロック4430で各候補キーで継続する。滑り解析が各候補キーで行われると
、プロセスは図４Ｅに示されているフローチャートへ進む。
【００４０】
図４Ｅはブロック4500で図４Ｄのキー押し検出ルーチンの続きの１実施形態のフローチ
ャートを示している。ブロック4505は有効なキーの総数を検査し、その数が許容可能なし
きい値を超えているかを決定する。超えているならば、キー押しは無視される。ユーザが
明らかにタイプしていなくても、例えばユーザが手のひら全体でキーボードを打ち、それ
によって多数の有効なキーを生じる可能性がある。そのような場合には、ルーチンはブロ
ック4515で戻る。そうでなければ、ルーチンはブロック4520で有効キーが押されたことを
決定しコマンドをホストコンピュータ端末194へ送信する。プロセスはブロック4525で各
有効キーで継続し、ブロック4530で戻る。
【００４１】
図４Ｆは拭取り検出ルーチン4600の１実施形態のフローチャートを示している。ユーザ
がキーボードを洗浄する前にそのキーボードの動作をディスエーブル（または“休止”）
することを忘れることはありふれている。それ故、拭取り動作がキーボードの表面上で行
われたときを検出し、自動的にそれをディスエーブルして、ユーザにおける不慮のキース
トロークがホストコンピュータ端末194へ発生されることを防止する。図４Ｈのセンサフ
ットプリント検出ルーチンはセンサの現在の「フットプリント」の大きさを決定するため
にブロック4605で呼び出される（用語「フットプリント」は同時にアサートされた隣接キ
ーセンサのグループを示すために使用される）。ブロック4610は新たに形成されたフット
プリントまたは動かされた以前のフットプリントのみを検出する解析の準備のために全て
のフットプリントの記録の更新フラグをクリアする。ブロック4615、4620、4625は各検出
されたフットプリントと各既存のフットプリントを検索し、それらの寸法と位置を比較す
る。フットプリントがサイズ及び位置において類似であるならば、ブロック4630はサイズ
の変更とそれらの間の移動ベクトルを決定し、ブロック4635でＦを更新し、その更新され
たフラグを4650で真に設定する。ＤＦとＦフットプリントはサイズにおいて類似ではない
ので、プロセスはブロック4640で他のフットプリント記録を検査し続ける。全てのフット
プリントが比較されると、プロセスはブロック4655で新しいフットプリント記録を生成し
、その更新されたフラグを真に設定する。プロセスはブロック4655で他の検出フットプリ
ントで継続する。全ての検出されたフットプリントが処理されると、更新されたフラグが
誤である全てのフットプリント記録はブロック4600で除去され、プロセスはブロック4665
で図４Ｇに示されているフローチャートへ続き、新たに形成されたフットプリントおよび
移動された予め存在しているフットプリントを転送する。
【００４２】
図４Ｇはブロック4700で図４Ｆからの拭取り検出ルーチンの続きの１実施形態のフロー
チャートを示している。各フットプリント記録（Ｆ）はブロック4705で検査される。ブロ
ック4710は拭取り検出ルーチンを進めるために十分なフットプリント記録が存在するか否
かを決定する。存在するならば、ブロック4715はフットプリントの動作が同じ方向にある
か否かおよびフットプリントのサイズが比較的一定であるか否かを決定する。イエスなら
ば、有効な拭取りがブロック4720で宣言され、プロセスはブロック4725で終了する。解析
されたフットプリントが拭取りとして認められないならば、ルーチンはブロック4730で全
ての残りのフットプリントを検査し続け、ブロック4730で戻る。
【００４３】
図４Ｈはセンサフットプリント検出ルーチン4800の１実施形態のフローチャートを示し
ている。このルーチンの目的は複数の近接タッチセンサが同時にアサートされる場所（即
ち「フットプリント」）を発見することである。ルーチンはブロック4805でタッチ容量セ
ンサ経歴アレイ191の各キーセンサを検査することにより開始する。各キー（ｋ）はブロ
ック4810で処理され、これがブロック4815で現在アサートされているかを調べるためのチ
ェックが行われる。アサートされているならば、新しい潜在的なフットプリントがブロッ
ク4820で生成される。ブロック4825はキー（ｋ）に隣接する各キー（ｊ）を検査し、ブロ
ック4830でアサートされるかをチェックする。隣接キー（ｊ）がアサートされるならば、
ブロック4835はそれが既に潜在的なフットプリントに含まれるかを調べるためにチェック
を行う。含まれていないならば、ブロック4840は隣接キー（ｊ）をキー（ｋ）の潜在的な
フットプリントへ付加する。ブロック4845はキー（ｋ）とキー（ｊ）の両者が相互に参照
されることを確実にする。ブロック4850は処理されたとして隣接キー（ｊ）をマークする
。プロセスは全ての潜在的なキーが検査されるまでブロック4855で継続し、その後ブロッ
ク4860はキー（ｋ）を処理されたとしてマークする。全体的なプロセスは全てのキーが検
査されるまでブロック4865で反復する。
【００４４】
図４Ｉはレスト検出後の押しルーチンの１実施形態のフローチャートを示している。プ
ロセスはブロック４８１０で有効キー（Ｖ）のセットをクリアすることにより開始する。
ブロック4820は現在のサンプル（Ｎ）から予め定められた先のサンプル（この例ではＮ−
２として示されている）まで待ち行列（ｅ）の各エントリを検査する。ブロック4830は各
キー（ｋｅ）のタッチセンサのアナログ信号値（Ａ）を検索する。ブロック4840はアナロ
グ信号値ｋｅがレストしきい値（即ち典型的な載せられている指のセンサ読取）よりも上
であるか否かを決定する。アナログ信号値ｋｅがレストしきい値よりも上ではないならば
、プロセスはブロック4870へ進み、次のキーが処理される。アナログ信号値ｋｅがレスト
しきい値よりも上であるならば、ブロック4850はｋｅと先のサンプルｋｅ−１との間のア
ナログ信号値の変化が（ＳＬＯＰＥ（ｋｅ，ｋｅ−１）に示されている）押ししきい値を
超えるか否かを決定する。ブロック4850はさらに（押し動作をアサートする直前に、ユー
ザがキーから指を完全に離さずに指を１つのキー上で僅かに上げたときの例を考慮するた
め）ｋｅ−１の直前の変化が僅かなリフトであり、その後に押されたか否かも決定する。
これらの条件のいずれかが存在するならば、プロセスはブロック4860でｋｅを有効キー（
Ｖ）のセットへ付加する。これらの条件のいずれかが存在しないならば、プロセスはブロ
ック4870で次のキーＡ（ｅ）を検査することにより継続する。全てのキーがブロック4880
で考慮されると、プロセスはブロック4890で図４Ｅに示されているフローチャートへ出る
。
【００４５】
ここで説明されているように、キーボードの随意選択的に有効な特性が多数存在する。
随意選択的に有効な特性の１例のセットを次に明細に示す。上部表面には硬化アクリル、
アニールガラス、又は他の傷防止の透明材料の使用と、エンクロージャのベースとして（
成形された、機械加工された等の）アルミニウムの使用と、エンクロージャのベースとし
て抗菌性の固体表面材料の使用と、透明な上部表面をベースに接着し、エンクロージャの
内部への液体又は埃の侵入に対してエンクロージャを密封する方法と、タッチセンサの導
電性の透明なトレースを与えるためイリジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の使用および／または
ＩＴＯ技術の使用によりガラスの底面に対してキー画像をエッチング又はその他の方法で
貼ることによりキーボードを完全に透明にする能力およびＩＴＯトレースと、上部表面の
置換可能なスナップ方式の透明カバーの使用である。
【００４６】
キーボードは容易な洗浄と殺菌に適していることが理想的である。前述したように、キ
ーボードの動作はキーの組合せ又は拭取り検出とその後の消毒又は殺菌のいずれかにより
一時的に休止されることができる。別の特性では、システムはタッチ表面が洗浄されるべ
き点まで汚染された可能性があるときを検出することができる。最後の洗浄以降にタッチ
表面上で行われた累積的活動のトラックを維持することによりこれを行う。活動レベルは
次の１以上のファクタの組合せにより決定され、ファクタは（タッチセンサ130を使用す
る）表面上のタッチ数と、（タッチセンサ130を使用する）表面上の滑り数と、（振動セ
ンサ140を使用する）表面上のタップ数と、（振動センサ140を使用する）キーボード上の
動作量と、（近接センサ120を使用する）近接センサが付勢された回数である。活動レベ
ルがユーザ設定可能なしきい値に到達したとき、汚染警告が付勢される（これは単独また
は一連の発光灯、可聴音、またはホストコンピュータ端末への電子通知である）。
【００４７】
１実施形態では、ホストコンピュータ端末はコンピュータネットワークの一部であり、
このネットワークを介して管理者はホストコンピュータ端末に接続される各キーボードの
汚染状態を監視できる。例えば院内感染制御者は任意のキーボードが汚染しきい値を超え
たならば通知されてこれらの装置を迅速に殺菌する対策を講じることができ、それによっ
て完全な感染制御環境を維持する。
【００４８】
別の特徴では、システムはタッチ表面が汚染の警告をクリアするのに十分に拭取られた
ときを検出できる。拭取り動作が行われるとき「フットプリント」または多数の付勢され
た近接タッチセンサが表面／キーボードの平面を横切る。フットプリントの通過はシステ
ムにより観察され、それによって拭取り行為がキーボードの表面全体にわたって行われた
か否か、および行われた往復の拭取り回数を検出することが可能になる。拭取り行為がユ
ーザ規定可能なしきい値に到達すると、以下の図５Ａ乃至５Ｅで説明されているように、
汚染警告は消勢される。
【００４９】
図５Ａ乃至５Ｅは汚染及び洗浄検出プロセスを実行するためのソフトウェア182の１実
施形態のプロセスフローチャートを示している。図５Ａは洗浄可能なタッチ＆タップ感知
性キーボードソフトウェア182の汚染および洗浄検出ルーチンの種処理ルーチン5100の１
実施形態のフローチャートを示している。ブロック5110は「活動レベル」変数ＡＬを初期
化する。この変数はその汚染を導く可能性のあるキーボード表面上の活動量を追跡するた
めに使用される。ブロック5120は汚染しきい値が超過されたか否かを調べるためにチェッ
クを行う（図５Ｂ参照）。しきい値が超過されていないならば、ルーチンは汚染しきい値
が超過されるまでループで継続し、しきい値の超過ではブロック5130で汚染警告を付勢す
る。ブロック5140はキーボードのユーザ設定が洗浄拭取り検出ルーチンを使用するように
設定されているか否かを決定する。設定されていないならば、プロセスはブロック5150で
キーボードの休止を待機し、休止を解除し、その後汚染警告をクリアする。キーボードの
ユーザ設定が洗浄拭取り検出ルーチンを使用するように設定されているならば、プロセス
は洗浄しきい値が超過されるまでブロック5160で待機する（図５Ｃ参照）。洗浄しきい値
が到達されると、プロセスはブロック5170で汚染警告をクリアし、ブロック5110の開始か
ら再度プロセスを開始するためにループバックする。
【００５０】
図５Ｂは洗浄可能なタッチ＆タップ感知性キーボードの汚染検出ルーチン5200の１実施
形態のフローチャートを示している。ブロック5205は各タッチセンサを検査し、5210でア
サートされているかを決定する。アサートされているならば、活動レベルカウンタがブロ
ック5220でインクリメントされ、ブロック5230で他のキーをチェックするためにループバ
ックする。ブロック5235は（加速度計としても知られている振動センサを介して）装置が
動かされているかを決定する。動かされているならば、活動レベルカウンタはブロック52
50でインクリメントされる。ブロック5255は（近接センサ120を介して４）ユーザの手が
キーボードに接近しているかを決定する。接近しているならば、活動レベルカウンタはブ
ロック5260でインクリメントされる。全ての活動トリガーの加重和は所定の時間スライス
ｎの汚染レベルを決定するためにブロック5265で計算される。
【００５１】
図５Ｃは洗浄可能なタッチ＆タップ感知性表面装置の洗浄検出ルーチン5300の１実施形
態のフローチャートを示している。ブロック5305は存在するならばいずれのセンサ「フッ
トプリント」が存在するかを決定する（図５Ｅ参照）。この図面の残りのフローチャート
は識別されたフットプリントが有効な移動しているフットプリントであるか否かを決定し
、それは図４Ｆの説明と同様である（前述の図４Ｆの説明を参照）。プロセスはその後ブ
ロック5365を介して図５Ｄへ続く。
【００５２】
図５Ｄは洗浄可能なタッチ＆タップ感知性表面装置の洗浄検出ルーチン5400の続きの１
実施形態のフローチャートを示している。ブロック5405は図５Ｃにおける解析から決定さ
れた各フットプリント記録（Ｆ）を検査する。ブロック5410はフットプリントがタッチ表
面のエッジ又はそのエッジ近くにあるかを決定する。ノーであるならば、プロセスは他の
フットプリントを調べ続ける。ブロック5415は、同じ通常方向で移動されるフットプリン
トを作る全てのセンサと、通常一貫して維持されるフットプリントのサイズを確証する。
ノーであるならば、有効な移動中のフットプリントではないことが決定され「Ｆ」はブロ
ック5420で候補フットプリントから除去される。そうでなければ（拭取りはタッチ表面の
エッジへ横断してから）洗浄レベルカウンタはブロック5425でインクリメントされる。こ
れはブロック5430で全てのフットプリント記録で継続し、その後ブロック5435で戻る。メ
モリ192に記憶されているユーザ設定は洗浄レベルしきい値を決定する。洗浄レベルしき
い値が超過されると、汚染警告がクリアされ、表面は適切に洗浄されていると考えられる
。
【００５３】
別の特徴では、システムはタッチ表面が汚染警告をクリアするのに十分拭取られている
ときそれを決定できる。拭取り行為が行われるとき、「フットプリント」または多数の付
勢された近接タッチセンサはキーボードの平面を横切る。フットプリントの通過はシステ
ムにより観察され、それによって拭取り行為がキーボードの表面全体にわたって行われた
か否か、および行われた往復の拭取り回数を検出することが可能になる。拭取り行為がユ
ーザ規定可能なしきい値に到達すると、汚染警告は消勢される。
【００５４】
別の特徴では、キーボードは（通常「オートクレーブ」と呼ばれる）殺菌装置に置かれ
ることができる。
【００５５】
別の特徴では（ＬＣＤまたは「電子インク」ディスプレイのような）ダイナミックディ
スプレイが上部平面の下に置かれることができ、それによって各キーの機能割当て及び関
連される視覚的表示がダイナミックに変更されることができ、これを以下「ソフトキー」
と呼ぶ。
【００５６】
別の特徴では、ダイナミックキー割当てはホストコンピュータ上の文脈の変化にしたが
ってユーザによって手作業で、又はシステムにより自動的に決定されることができる。例
えばソフトキーの１セットは現在のアプリケーションで表示されることができるが、新し
いアプリケーションがアクチブになるときに自動的に変化する。個々のキーは後続するワ
ークフローにしたがってアプリケーション自体内で変化することもできる。この特性の実
行はホストコンピュータ端末（例えばウィンドウズ（登録商標）オペレーティングシステ
ムで提供されているWidgetおよびSideshow）上でオペレーティングシステムにより提供さ
れるあるツール（例えばウィンドウズ（登録商標）オペレーティングシステムで提供され
ているWidgetおよびSideshow）を使用できる。
【００５７】
ユーザにはキーの触感及び付勢に対する幾つかの種類の触覚フィードバックが与えられ
ることが望ましい。これは「ストライカー」を含むがそれに限定されない複数の方法で実
現されることができ、ストライカーは下からガラス表面を打ち、キー押しに対する触覚的
応答を与えるキーを通して散在される（即ちユーザはユーザがキーに触れるときは何時で
もガラスにヒットするストライカーの鋭い振動を感じる）。
【００５８】
別の実施形態では、キーボードはキーが付勢されるときに振動する（セル電話機または
ページャが振動する方法に類似する）。
【００５９】
さらに別の実施形態では、触覚アクチュエイタはタッチ表面とキーボードの支持表面と
の間に位置される。キーが押されるとき、全体的な上部表面は触覚アクチュエイタに対し
て僅かに押し下げられ、これが触覚応答を発生する（これは簡単な「クリッキング」スイ
ッチの感覚及び構造と類似する）。
【００６０】
装置の表面は連続的であるので、個々のキーは（伝統的なキーボード上のような）それ
ら固有の機械的移動構造をもたない。それ故、（例えば２つのキーの間の）誤りに対する
余地が小さいことによりユーザが所望のキーのタッピングをミスする可能性がある。この
ような場合、システムは依然としてタップを検出できるが、タップのキー位置は曖昧であ
る。正確性の改良を助けるため、共通語、共通の文字対、共通の次の語のデータベースを
含めた、語彙ベースのデータベースがシステムに記憶されることができる。曖昧なキー付
勢が生じたとき、アルゴリズムは全ての候補の曖昧文字の最も可能性の高い文字を見つけ
るためにデータベースを参照することによって選択肢の曖昧性を解消できる。この曖昧性
の解消は（従来技術とは区別して）表示機構を介してユーザへ任意の代わりの選択肢を提
示せずに字順を基礎として行われる。
【００６１】
表面はタッチ感知性であり、ユーザはキーの表面上に指を置くことを許容されるので、
ユーザがキーが押し下げるときにアサートされることを意図するときと、ユーザがキーを
タップした後に単にキー上に指を置いているときとの違いを決定することが困難である。
この問題はキーの反復（またはキー押しおよび固定）を初期化するための特別なジェスチ
ャーを実行することにより解決される。ユーザはすばやく連続的に、最初に所望のキー上
をタップし、迅速にキーから指を上げ、その後再度タップし、キー上に指を固定する。そ
のときから、ユーザは指をキー上に保持する限り、アサートされた（又は押された）と考
えられる。キーのアサートを終了するため、ユーザは指をキーから上げる。
【００６２】
さらに別の実施形態では、タッチ表面の汚染レベルは光学的方法を使用して決定される
ことができる。例えば、透明な上部表面は光チャンネルを構成し、それを通して赤外線ま
たは可視光が１つの面から別の面へ透過され、フォトダイオードが伝播される光のレベル
を検出する。油状の指紋のような汚染がタッチ表面の外部で生じたとき、ある量の光が（
スネルの法則を使用して）チャンネルから逃れる。さらに別の実施形態では、レーザは汚
染を検出するためにタッチ表面を走査するのに使用されることができる。
【００６３】
ここで説明された実施形態の焦点はキーボード応用に対するものであるが、当業者はシ
ステムが任意のタイプのタッチスクリーン装置に適切に応用可能であることを認識するで
あろう。
【００６４】
本発明の好ましい実施形態を示し説明したが、前述したように本発明の技術的範囲を逸
脱せずに多くの変更が行われることができる。したがって本発明の技術的範囲は好ましい
実施形態の説明により限定されない。代わりに、本発明は特許請求の範囲を参照して全体
的に決定されるべきである。
【図１】
2015222580.tif 000003
【図２】
2015222580.tif 000004
【図３】
2015222580.tif 000005
【図４Ａ】
2015222580.tif 000006
【図４Ｂ】
2015222580.tif 000007
【図４Ｃ】
2015222580.tif 000008
【図４Ｄ】
2015222580.tif 000009
【図４Ｅ】
2015222580.tif 000010
【図４Ｆ】
2015222580.tif 000011
【図４Ｇ】
2015222580.tif 000012
【図４Ｈ】
2015222580.tif 000013
【図４Ｉ】
2015222580.tif 000014
【図５Ａ】
2015222580.tif 000015
【図５Ｂ】
2015222580.tif 000016
【図５Ｃ】
2015222580.tif 000017
【図５Ｄ】
2015222580.tif 000018
【図５Ｅ】
2015222580.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月4日(2015.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ入力を検出する方法であって、
前記方法は、
複数のタッチセンサを有するタッチセンシティブ表面において、
前記タッチセンシティブ表面上にキーボードの複数のキーを表示するステップと、
前記複数のタッチセンサにより生成された複数の信号に基づいて、前記タッチセンシティブ表面におけるユーザ入力を検出するステップと、
前記ユーザ入力に対応する前記複数のキーの候補キーであって、前記生成された複数の信号に基づいて信号強度レベルと関連付けられた前記候補キーを識別するステップと、
前記信号強度レベルが、指を載せる閾値より高いことの決定に応じて、前記信号強度レベルが前記指を載せる閾値と異なる押し閾値より高いかを決定するステップと、
前記信号強度レベルが前記押し閾値より高いことの決定に応じて、前記候補キーを作動させるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記信号強度レベルが前記押し閾値より高いことの決定は、前記候補キーに関連付けられた以前の信号強度レベルと比較して、前記信号強度レベルの変化が前記押し閾値を超えたことの決定を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーザ入力は、キー押し及び保持を初期化するためのジェスチャを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記キー押し及び保持を初期化するための前記ジェスチャは、前記候補キーの作動を起こさない前記候補キー上での第１のタップ、続いて前記タッチセンシティブ表面から前記第１のタップが上がること、及び前記候補キーを継続して作動させる、前記候補キー上での第２のタップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のタップが前記候補キーと接触したままである限り前記候補キーの作動を継続するステップ、を更に含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、
省電力モードで前記タッチセンシティブ表面を動作させるステップと、
前記タッチセンシティブ表面から予め定められた距離内にあるユーザの手の存在を検出するステップと、
前記タッチセンシティブ表面から前記予め定められた距離内における前記ユーザの手の存在を検出した場合、前記省電力モードでの前記タッチセンシティブ表面の動作を終了するステップと、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記候補キーと隣接し、かつ前記候補キーと異なる、更なる候補キーが前記ユーザ入力の間にアサートされたことを識別するステップと、
前記ユーザ入力の間の前記タッチセンシティブ表面上での偶発的な滑りによって前記更なる候補キーがアサートされたことの決定に応じて、前記更なる候補キーを無視するステップと、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記候補キーを作動させたときに、前記タッチセンシティブ表面のユーザにフィードバックを提供するステップ、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記フィードバックを提供するステップは、前記タッチセンシティブ表面を振動させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィードバックを提供するステップは、音響フィードバックを提供することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記音響フィードバックは、クリック、ビープ音、又はキーのクリックのデジタル化された記録を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記信号強度レベルが、前記指を載せる閾値より高くないことの決定に応じて、前記候補キーを作動させないステップ、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記指を載せる閾値は、前記タッチセンシティブ表面上に載っている指のセンサ読取に対応している、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記信号強度レベルは、前記複数のタッチセンサの少なくとも１つのタッチセンサから受信したアナログ信号値である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記タッチセンシティブ表面における更なるユーザ入力に基づいて、前記タッチセンシティブ表面に対する拭取り運動を検出するステップ、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記更なるユーザ入力に基づいて前記拭取り運動を検出したことに応じて、前記キーボードのユーザ入力機能を停止するステップ、
を更に含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記拭取り運動を検出するステップは、前記更なるユーザ入力を受信する前に生成されたユーザタッチの記録の１つ以上をクリアすることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
タッチセンシティブ表面であって、
複数のタッチセンサと、
プロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記タッチセンシティブ表面上にキーボードの複数のキーを表示し、
前記複数のタッチセンサにより生成された複数の信号に基づいて、前記タッチセンシティブ表面におけるユーザ入力を検出し、
前記ユーザ入力に対応する前記キーボードの前記複数のキーの候補キーであって、前記生成された複数の信号に基づいて信号強度レベルと関連付けられた前記候補キーを識別し、
前記信号強度レベルが、指を載せる閾値より高いことの決定に応じて、前記信号強度レベルが前記指を載せる閾値と異なる押し閾値より高いかを決定し、
前記信号強度レベルが前記押し閾値より高いことの決定に応じて、前記候補キーを作動する、
ように構成されたタッチセンシティブ表面。
【外国語明細書】
2015222580000001.pdf