(57)【要約】【課題】  従来のタイプライター類似のキーボード使用に伴う、様々な苛立ちや衰弱性筋肉症候群などの、キーボード関連の指および手の動作に関する問題を解決するため、手、手首、さらに指の動作全体に主な焦点をおき、過度の使用から生ずる傷害を回避するための、人間工学に基づいたコンピュータ・インタフェース装置を提供すること。【解決手段】  リラックスした状態の手の形に合うように、かつ使用者の広げられた手下面からの圧力を分散させるように形作られた一組の半球体を備え、わずかな腕または手の動きだけでキーストローク動作を可能とする入力動作を採用し、従来のキーボードレイアウトに関連付けることが可能なキーボードレイアウトを備えた、人間工学原理に従って構成をなすことを特徴とするデータ信号生成装置。【選択図】  図１
2008503805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動操作デバイスであって、
本体と、
該本体と一体となり対称的に配置され、該手動操作デバイスを持つユーザーの各親指でそれぞれ操縦できる１組の親指コントローラと、
該１組の親指コントローラそれぞれに動作可能に連結され、該ユーザーの該１組の親指コントローラそれぞれの操縦に応じて、それぞれの電気信号を生成する１組の感知手段と、
該１組の感知手段の１方の親指コントローラの操縦に応じて該感知手段により生成された電気信号の第１セット、および他方の親指コントローラの操縦に応じて該感知手段により生成された電気信号の第２セットを解決し、生成される英数字を決定する手段をプログラムされた処理モジュールと、
該処理モジュールにより解決された該英数字を示すデータ信号の第１セットを生成する手段と、
該手動操作デバイスから該データ信号の第１セットを送信し、受信デバイスに受信されるようにする手段と、
を備えることを特徴とする手動操作デバイス。
【請求項２】
該１組の感知手段は第１および第２ジョイスティックを備え、該第１および第２ジョイスティックの少なくとも片方は、軸方向に移動されている各ジョイスティックに応じて電気信号を生成することを特徴とする請求項１記載のデバイス。
【請求項３】
受信デバイスが実行可能な機能の決定のため、軸方向に移動中のジョイスティックに応じて生成された電気信号の第３セットと、該電気信号の第１セットおよび該電気信号の第２セットの少なくとも１つと、を決定するための手段が処理モジュールにプログラムされていることを特徴とする請求項２記載のデバイス。
【請求項４】
該１組の親指コントローラの少なくとも１つを複数の方向へ誘導する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
【請求項５】
本体の環状カラー内部に形成された複数の凹部と、
該複数の凹部と噛み合う、親指コントローラの下部部分から周囲に伸びる複数の突起と、
を備えることを特徴とする請求項４記載の誘導手段。
【請求項６】
該手動操作デバイスの左親指コントローラ隣接に取り付けられた第１テンプレートであって、左親指コントローラの操縦に応じた英数字生成に対して、ユーザーにとって有益なしるしを有する該第１テンプレートと、
該手動操作デバイスの右親指コントローラ隣接に取り付けられた第２テンプレートであって、右親指コントローラの操縦に応じた英数字生成に対して、ユーザーにとって有益なしるしを有する該第２テンプレートと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
【請求項７】
該第１テンプレートの該しるしが該ユーザーに、左親指コントローラの、５つの色分けされた方向のうちの１つへの移動に関して指示し、かつ該第２テンプレートの該しるしが、各八分円が５つのそれぞれ色分けされた英数字位置を備える八分円に分割されることを特徴とする請求項６記載のデバイス。
【請求項８】
該第１テンプレートの５つに色分けされた該方向の時計回りかつ連鎖配列が、５つのそれぞれ色分けされた該英数字位置の時計回りかつ連鎖配列と同じであることを特徴とする請求項７記載のデバイス。
【請求項９】
該第２テンプレートが、時計回りかつアルファベット順にアルファベットの文字を備えることを特徴とする請求項６記載のデバイス。
【請求項１０】
線形回帰モデルを備える電気信号の該第１セットおよび電気信号の該第２セットを決定するための手段を備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
【請求項１１】
該決定手段は感知手段の角偏位を決定することを特徴とする請求項１記載のデバイス。
【請求項１２】
学習の簡便性、処理速度、および快適度に関する一連の利用者選好に基づいて再プログラムが可能な再プログラム可能モジュールを、さらに備える請求項１記載のデバイス。
【請求項１３】
アスキー文字コードおよびマウス機能を示すコードの少なくとも１つを決定するための、電気信号の該第１および該第２セットを決定するための手段が該処理モジュールにプログラムされており、
該アスキー文字コードおよびマウス機能を示す該コードを示すデータ信号の第２セットを生成する手段と、
受信デバイスに受信可能なよう該手動操作デバイスからデータ信号の該第２セットを送信するための手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
【請求項１４】
データ信号を生成する装置であって、
本体と、
ユーザーが第１信号を触覚生成するための、該本体と一体となった第１手段と、
ユーザーが第２信号を触覚生成するための、該本体と一体となった第２手段と、
該第１信号に関連した第１基準位置、および該第２信号に関連した第２基準位置の決定のために組み込まれた処理手段と、
英数字に該第１基準位置および該第２基準位置の少なくとも１つを関連づけ、かつ英数字を示すデータ信号を生成するために組み込まれた処理手段と、
該ユーザーが英数字を触覚生成するのに有益な第１パターンであって、該第１信号を生成する手段に隣接した該第１パターンと、
該ユーザーが英数字を触覚生成するのに有益な第２パターンであって、該第２信号を生成する手段に隣接した該第２パターンと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１５】
８つの可能位置のセットから該第１基準位置を決定するよう、かつ８つの可能位置のセットから該第２基準位置を決定するよう組み込まれた線形回帰モジュールを備え、
前記処理手段は該第１信号に関連した第１基準位置、および該第２信号に関連した第２基準位置の決定のために組み込まれたことを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
携帯型のキーボード・デバイスであって、
本体と、
自らの動作に応じ、連続的な電気信号の第１セットを生成する１組の電位差計を備える第１ジョイスティックと、
自らの動作に応じ、連続的な電気信号の第２セットを生成する１組の電位差計を備える第２ジョイスティックと、
該第１のジョイスティックを複数の方向へ移動させる該第１のジョイスティックに連結された第１親指コントローラと、
該第２のジョイスティックを複数の方向へ移動させる該第２ジョイスティックに連結された第２親指コントローラと、
該手動操作デバイスにより生成される英数字を決定するため連続的な電気信号の該第１第及び該２セットと所定の意思決定レファレンスとを相関するように構成され、内部で該所定の意思決定レファレンスが電気信号の定義済みパターンと英数字とを関連づける処理モジュールと、
を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１７】
左親指コントローラの隣接で該デバイスに取り付けられた第１テンプレートであって、第１方向への該左親指コントローラの移動に応じた英数字生成に対して、該ユーザーにとって有益なしるしを有する該第１テンプレートと、
右親指コントローラの隣接で該デバイスに取り付けられた第２テンプレートであって、第２方向への該右親指コントローラの移動に応じた英数字生成に対して、該ユーザーにとって有益なしるしを有する該第２テンプレートと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ入力用の人間コンピュータ・インタフェースに関し、特に、コンピュータ・デバイスへデータ信号を生成する及び／またはデータ入力する際の人間の手、手首、さらに腕の構造および機能に関係する人間工学に基づき設計されたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間工学に基づいて設計されたキーボードの開発は、従来のタイプライター類似のキーボード使用に関連した物理的障害に対する認識と意識の高まりに起因している。人間工学に基づいて設計されたキーボードは、指の移動と疲労とを低減するキー・レイアウトの作成、デザインとサポート構造による、手、手首、さらに腕の、より自然なタイピング姿勢の促進、あるいはタイピング・パフォーマンス向上のためのキー起動スキーマの採用を試みている。
【０００３】
コンピュータ・システムの急増および有用性により、キーボード・デバイスの利用には動的成長がある。この「コンピュータ・システム」という用語は一般的に、例えばパソコン、マッキントッシュ、パーム・パイロット（登録商標）、ソニー・プレイステーション、任天堂ゲームボーイ（登録商標）、ゲームステーション、マイクロソフトＸボックスあるいは他のビデオゲーム・ステーションなどの、あらゆるマイクロプロセッサベースの装置を指すために用いられる。従来のタイプライター類似のキーボードには手、腕、さらに指の反復的で疲れる動作が要求されることから、様々な苛立ちや衰弱性筋肉症候群が、この成長に伴った。事務職員、ジャーナリスト、コンピュータプログラマ、さらにはコンピュータあるいはタイプライターを広範囲にわたって使用する人々の中で、神経筋の損傷に対する懸念が高まっている。広く公表されたものの一つは手根管症候群であるが、これらの損傷は、冒されたユーザーの苦痛および潜在的な障害になるだけでなく、深刻な金銭的、時間的、そしてビジネスにおける生産力の損失に形を変える。革新的なキーボード・レイアウトおよび構造設計を通じて、キーボード使用による「損傷」を緩和しようという真剣な試みは多く、そのため、これらの問題への配慮は技術的に新しいものという事でないのは明らかである。
【０００４】
力、反復、姿勢、休息、およびストレスは、キーボード関連の被害（ＫＲＩｓ：Ｋｅｙｂｏａｒｄ−Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｉｎｊｕｒｉｅｓ）を抑制し排除する上で考慮される主な要因である。各要因の分析を別々に及び相互に関連させてする事は、人間工学に基づいて設計されたキーボードの開発において恐らく最も重要な、ＫＲＩｓ、力さらに反復を排除または低減するキーボード設計では、不可欠である。力は、指と手の筋肉組織および構成に関係し、与えられた作業を行なうそれらの能力に制限を課す。様々な筋骨格障害に頻繁に悩まされる人々は、標準的なキーボードを使用したパソコンへのデータ入力などの定型業務を行なうため、特別のニーズを持っている。
【０００５】
多数のヒューマン・コンピュータ・インタラクション文献は、最近高度に発展した英数字入力デバイスのうちのいくつかが、従来のタイプライター類似のキーボードより、効率的で、習得が容易で、さらに身体外傷を引き起こしにくいであろうことを、示唆した。これらの最近設計されたキーボードの大半には、タイピングパフォーマンスを向上させ、疲労あるいは負傷を低減または排除する１つまたは複数の設計特微が組込まれている。これらの設計特微は以下のものを含んでいる：
（１）手首の屈曲を最小限にするためのキーボードの分割、
（２）指の移動を最小限にするためのキーの輪郭削りおよび融通性のあるキーマッピング、
（３）備えつけの手および腕の支持部、
（４）タイプをするのにキーが前後に揺れ動く、ターナリ・ケーパビリティ、
（５）いくつものポジションへデバイスを回転・傾斜する事が出来る性能、
（６）一文字を出力するのに、１個以上のキーを押さなければならない調和的な性能。
【０００６】
力と反復の疲労因子の排除または低減に関して、３つの方法が、アインバインダに与えられた米国特許第４，３３２，４９３号、ドレンクに与えられた米国特許第４，８４９，７３２号、及びガンバロに与えられた米国特許第５，１７８，４７７号で例証されている。アインバインダは、人間の手の「手跡」に一致するように、キーが配列されたタイプライター型キーボードを示している。キーの配置は、手と指の動作全般を最小限にするために局所的に高さと角度を分化した操作パッドを用いて設計されている。アインバインダのデバイスは、指を置く元となる指先の「ホームポジション」を有する事の重要性を強調しており、それ故に手は、典型的なタイピング作業を行なうためには、かなり移動しなければならない。したがってアインバインダデバイスは、従来のキーボードが直面した動作障害の解決において、その問題の一部だけしか排除していない。
【０００７】
同じく安全性関連への配慮を動機として、ドレンクは、長方形の並びの中に分配され扇状配置された複数キーを有し、手の指による独特の操作のために構成された片手キー・レイアウトを示した。ドレンクのデバイスは、指の動作ではなく手の動作を最小限にする事に配慮がなされている。事実ドレンクは、このような型の配列にキーを構成することに関して、「手のそれぞれの指の動作および範囲」を考慮に入れたと述べる。このようにドレンクは明らかに各キーの指先の操作を考えている。ドレンクは手の動作を最小限にする問題に取り組んだが、示されたシステムは指動作あるいは関連する手首動作の最小限化にあまり貢献していない。さらに、このデバイスは、アインバインダの特許に述べられたもののような、個々のキーの角度・局所的な区別に取り組んでいない。加えてドレンクは、アインバインダが行ったような、指先の「ホームポジション」を確立していない。
【０００８】
ガンバロは、概して「ユーザーの広げられた手下面の構造を補足する」ように配置されたキー配列で構成され、人間工学に基づいて設計されたキーボードを示す。その内部に、各配列が「向かい合う各手の指の一部のわずかなジェスチャ」による相対的開閉のみによってキー操作が可能なように配置された各指の入力キー群を有する、両手用のインプリメンテーションが開示されている。さらにこの設計では、調整可能な「手の形」に形作られたくぼみ内に配列されたキーセットによって、人間工学の問題を解決しようとしている。指先からすぐ下の第一関節までの、指の大きな動作は必要ではなく、各指が、中指、薬指、および小指用の各４個のキー、人差し指用の８個のキー、および親指用の多くのキーにアクセス可能である。これもまた、たとえ大幅に低減されたと言っても、指の動きはまだ必要であり、また全ての指がフルキー一式の操作には必要となる。
【０００９】
データ信号に応答するコンピュータ及び他のデバイスは、年齢および能力に関わらず、全ての人々に比較的長期に渡り繰り返し使用される。従って、デバイスを長期の使用に適応させ、物理的にそれを要求されている又は身体的に障害を持っている人々の、特別の必要性を考慮に入れることが、ますます重要になっている。先行技術のデバイスには、概して操作において相当なマニュアル及び指先の器用さが要求され、それらの広範囲の使用、および一部の人々の効率的及び効果的な使用を、比較的困難なものとする。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，３３２，４９３号
【特許文献２】米国特許第４，８４９，７３２号
【特許文献３】米国特許第５，１７８，４７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記背景に鑑みてなされてものであり、指摘した困難性、欠点又は問題等を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
キーボード関連の指および手の動作に関する問題に対し高まる懸念から、本発明の側面は、手、手首、さらに指の動作全体に主な焦点をおき、過度の使用から生ずる傷害を回避するための、人間工学に基づいた人間コンピュータ・インタフェース装置を備える。出願人は、以前に人間工学に基づいて設計されたデータ入力デバイスにおいて、米国特許第５，６３８，０６２号および第５，４７３，３２５号を得た。これらの特許は両方とも、ドーム型部材の異なる円セクタへのスライドによる、データ入力信号生成のため使用可能な、手あるいは手の平で操作するデバイスを明示している。タイピングあるいは他の英数字生成に、そのような部材二つを用いることも可能で、それが各手でコントロールされることにより、２つの信号が生成および結合され、従来のタイプライター型キーボードによって生成されるのと同数のキーストローク入力が生成される。
【００１３】
本発明の側面に従った装置の典型的な実施形態では、各手に一つずつの、１組の入力デバイスを有してもよい。本機器は、基部と、リラックス状態にあるユーザーの手の掌の構造と密接な補完関係にある各々がドーム形状の、２つの掌の係合支持材とを、有してもよい。それにより、ユーザーの手および手首は最もリラックスした位置に維持されることが可能で、典型的な実施形態では、その半球体は、ユーザーの左右中央面から下方及び遠方に傾斜される。各半球体は移動手段を通じて、各半球体を収用するための１組の浅い凹部が形作られている装置基部へ連結することが可能であり、それにより各半球体の下小口が、各凹部を定める周端部上に位置できる。典型的な実施形態では、応力を受けていない状態時には、半球体はそれぞれ「ホーム」あるいは「センター」姿勢で維持される。半球体に滑動が課される場合、例えばコイルばねなどのような付勢手段を、半球体の位置または動作を感知するために用いてもよい。この感知手段は、「ホーム」ポジションから所定方向に移動する半球体の動作および（または）位置を感知するために備えてもよい。典型的な実施形態では、付勢手段は、各半球体の動作を１対１で相関させる動作および（または）位置の感知手段に、切線分力を出すことが可能な８脚のスプリングである。下記でより詳しく述べられる、花ペダル形圧痕のような各半球体の誘導手段を備えてもよい。
【００１４】
典型的な実施形態では、人間工学に基づいたハンドピース（または半球体）は、上部に位置し動作電機子と連結する運動学的マップ・プレートと、連結してもよい。運動学的マップ・プレートは、深さ調整可能な運動学的花形圧痕などの、半球体の誘導手段を有してもよく、その花ペダル形圧痕には多くの離散ペダルがある。典型的な実施形態では、運動学的マップ・プレートが、上部管理プレート上の１組のガイドポストに沿って垂直に始動または移動する４本の支柱スパイダ構造と、結合ができるよう考慮がなされている。半球体の８つの基本移動位置への誘導手段を与えるため、４本のスパイダ支柱のそれぞれが、運動学的マップ・プレートの花ペダル形圧痕のそれぞれの中央に連結しうる。半球体が線形距離を充分に移動した場合、花ペダル形圧痕の末端を明示する花ポイントの一つまで移動することができる。半球体の移動を記録するための手段は、順番に位置信号を生成する、花ペダル形ポイントとそれぞれのスパイダ支柱の連結を通じて行われうる。位置信号が、各入力デバイスあるいは半球体によって、連続または同時に生成されると、一組の位置信号は固有の「キーストローク」信号に変換されうる。有効な固有キーストローク信号の可能数が、各入力デバイスの花ペダルの数に関係しているということが認識できるであろう。すなわち、それは、右手の入力デバイスの花ペダル数×左手の入力デバイスの花ペダル数と、少なくとも同等であるということである。固有キーストロークを生成する信号の本組み合わせを以下「コーディング」とする。コーディングは、例えば一連のユーザ定義可能な英数字あるいは機能で、例えばその後コンピュータやその他の電子デバイスへの伝送に適した形に処理されるものを、生成するために用いることができる。
【００１５】
典型的な実施形態では、単独あるいは連帯使用される各入力デバイスまたは半球体の、位置あるいは動作を示す信号を生成することにより、一連のキーストロークへのアクセスが可能である。色分けされた環帯は、本発明の側面に従って各半球体に設置可能で、各環帯が、半球体姿勢とキーストロークの一致を示すしるしを有することができる。各環帯はそれぞれ装置基盤表面の上端に備え付けることができる。他の典型的な実施例では、「ナンバーロック」モード、「シフト」モード、「シフトロックおよび（または）キャップスロック」モードなどの様々なオペレーティング・モード間の装置の切り替えによる、１つまたは複数の半球体の動作の結合によって、キーストロークを示すデータ信号生成ができるよう考慮がなされている。様々なモードと、片方あるいは両方の半球体の動作または姿勢を組み合わせて使用することにより、英数字あるいは他の特殊文字または機能の生成を可能とするキーストローク数を増加させる。
【００１６】
ここに述べられた発明の様々な実施形態では、手や手首の大きな動作、および指の動作を必要としない。代わりに必要とされる動作は比較的小さく、ユーザーの腕のわずかな動作だけが、所望するキーストロークを出力するのに必要とされる。具体的には、様々な実施形態の使用には、休息ポジションからのわずかな手の移動しか必要とせず、従来のキーボード上で行なわれる指による技術的操作のための手首の回転を必要としない。タイピングにおける技術的操作が指に必要とされないので、指先の起動に焦点を置く代わりに、本発明の様々な実施形態では、キーストローク動作における腕および（または）手のわずかな動作を必要とする。さらに典型的な実施形態では、左手および右手の半球体は、様々なキーボード機能を起動するため、異なるスイッチを有しうる。例えば、左手半球体では、スイッチは上部管理プレートの天面部の位置に備えられてもよい。半球体に垂直の圧力を加えることでスイッチを起動することができる。スイッチがプレスされていないと、前記に記述されているように、固有キーストローク信号の第１セットが有効となりうる。半球体のシングルプレス及びリリースにより、第１セットと数が等しいであろうキーストローク信号の第２セットへのアクセスが可能となる。例えば、左半球体をプレスしホールドすることにより「シフト」機能にアクセスすることが可能で、リリースすることにより「シフトロック」機能を起動させることが可能である。
【００１７】
本発明の他の側面では、切替手段は、半球体の一つを「マウス」モードに入れることにより、カーソルの位置を選択的に変更あるいはコントロールするため行われる。例えば、右手半球体のシングル順次プレス及びリリースは、その半球体が位置決めカーソルあるいは「マウス」として働くことを可能にする。カーソル移動制御のための半球体の自由動作を可能とするため、この垂直動作は半球体からスパイダ機構を解放しうる。この点から、スパイダ機構は右手半球体により、垂直動作における二つの位置の一つに、垂直に移動することが可能となる。係合位置では、半球体誘導を補助するため、スパイダ部材は花ペダル形圧痕に堅く固定されうる。非係合位置では、花ペダル形圧痕に固定されない位置にスパイダ機構は置かれうる。該非係合位置では、運動学的マップ・プレートがカーソル移動制御のために約３６０度自由になることが可能である。この性能を果たすため、典型的な実施形態では、反対のランプ・ジオメトリあるいはカミング機構がスパイダ機構の中心開孔部内に固定されうる。典型的な実施形態では、スパイダ機構が半球体にプレスされるとともに、開孔部内の複数のカミング突出部はランプあるいはカミング表面に係合可能で、結果として運動学的マップ・プレートからスパイダ機構を解放させ、およそ４５度回転させることになる。半球体をプレスすることにより、さらにマウスモードの作動スイッチも起動されうる。スパイダ機構は、半球体の回転およびリリースの後、運動学的マップ・プレート下面の花ペダル形圧痕がなされていないポイントで係合しうる。凹面圧痕は、半球体の自由動作を可能にするスパイダ機構の支柱を受けるために、運動学的マップ・プレートの下面で形成してもよい。半球体が再びプレスされリリースされると、スパイダ機構は回転し、そして再度花ペダル圧痕と係合し、キーボードモードの作動が可能となる。
【００１８】
他の典型的な実施形態では、スパイダ機構は、半球体のプレスにより運動学的マップ・プレートより下の位置へ、回転せずに引き下げられ、その位置に保持されうる。この点において、半球体が「フリーフォーム」ポジションに位置出来るようマウスモードを起動しスパイダ機構を運動学的マップ・プレート下に保持するため、カミング機構はカミング突起および表面によって運動学的マップ・プレートに形成された開孔部内部で回転することできる。カミング機構が回転し、マウス・スイッチが起動されると、マウスモードが始動する。一旦始動されると、コントロール処理モジュールの電子ロジックが該モードを感知し、右手半球体を用いたマウス・カーソルの移動が可能となる。典型的な実施形態では、その後、左手半球体は左、右、および中間クリックに用いられ、またある実施形態では１６の異なるクリックを装置にプログラムすることが可能である。この種の内蔵型カーソルあるいは「マウス」起動およびコントロールは、ユーザーが、両手でのオンボード・タイピングおよびカーソル移動制御のため、それぞれの手を半球体に置き続けることを可能としてくれる。典型的な実施形態では、右スイッチは右手半球体アセンブリー上の上部管理プレート天面に付設が可能である。半球体に垂直の圧力を加えることにより、このスイッチは起動できる。スイッチがプレスされていないと、固有キーストローク信号の第１セットが有効となりうる。半球体のシングルプレスおよびリリースにより、マウスナビゲーション信号へのアクセスが可能である。
【００１９】
本発明の他の典型的な側面では、単に静止中の手の形に合った輪郭をとるだけではなく、片方あるいは両方の半球体上に、それぞれの半球体を移動させる際の動作中の手と接触しサポートする手のひら及び指の台あるいはパッドを備えることも可能である。本発明の様々な側面が装置の、文字位置の指定、アクティベーションフォース、アクティベーションディスプレイスメントおよび身体的方位の最大自在性を可能にする。例えば、個人固有の肉体的必要条件に適応することが可能なので、身体障害がある者でも用いることができる。さらに、指の動きが全く不要になったので、部分的に手が、または指が、麻痺あるいは欠如した者でも今までどおり機器を操作することができる。さらなる適応性としては、あらゆるユーザーに適応するよう、可変的な半球体サイズが作られる点がある。「フリーサイズ」アプローチの認識では、標準的なサイズよりはるかに大きい、または小さい手を持つユーザーに対処するには完全に適切であるとはいえず、本発明の様々な実施形態においては、様々な手のサイズおよび指の長さに適応するための異なる半球体サイズが可能となっている。加えて、例えば球体あるいは水平ボードのような、半球体輪郭以外の人間工学的に申し分のない形が利用可能であることは、当業者によって十分に識別することが可能であろう。
【００２０】
従来のキーボードの小型化は、人間の指に適応させる必要があることから、困難な課題だった。ここに述べられた本発明の典型的な実施形態は、小型化が容易にでき、機器の操作には、各手の親指など指１本しか使用する必要がない。例えば、ここに示された親指でコントロールする機構の典型的な実施形態は、パーム・パイロットあるいはゲームボーイなどの手動操作ユニットのように、コンピュータデバイスの目の前で一組の親指で操作出来るエレメントのように実施することができる。さらに本発明の様々な実施形態が、独立した移動を必要とする単一のキーを有していないので、不良環境に対応しうる耐候性をつけるための完全密閉された装置を作ることが可能である。そのデザインにより、完全密閉された筐体となることが可能なので、水、汚れ、ほこりなどからの保護が可能としうる。
【００２１】
本発明の他の代替実施形態が、片手操作について前述したように、一体型入力装置を有しえることは認識出来る。キーストロークのいくつかのセットは、半球体を有効な信号生成セクタへ動かすことによりアクセス可能であり、有効なキーストロークの数は、セクタの数と等しくなっている。さらに、コーディングは上記切替手段で使用可能である。この典型的な実施形態では、ユーザーは切替手段を起動するため、半球体を十分にプレスするのと同時に、１つのセクタへ半球体を動かしてもよい。半球体に対する垂直の圧力を維持している間に、半球体は「ホーム」ポジションに戻ることができ、次に、別のセクタへ移動する。それから、半球体の動作によって生成された信号は、デュアルインプットデバイス実施形態の中で利用されたものと同様の方法でコーディングされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１および図２では、参照数字１０により、人間のオペレータがコンピュータなどの適当な電子装置（示されない）へデータあるいは情報入力するための、人間工学に基づいて設計されたインターフェース機器が概して示される。継手方式は電子英数字デバイスを備えた電子装置を必要とし、装置あるいはキーボード１０と従来のコンピュータとのそれは、当業者に広く知られており、ケーブル、赤外線、無線送信機／レシーバーあるいは別の適切な手段を用いた通信リンクでありうる。
【００２３】
本発明の側面に従って、キーボード１０は、休息中の人間の手の、典型的な掌の構造を厳密に補うよう意図して形作られてもよい。それに伴い、キーボード１０は、使用者の左手に一致する左手デバイスあるいはコントローラ１０２、および使用者の右手に一致する右手デバイスあるいはコントローラ１０４を、図２にあるように左右相称に有してもよい。典型的な実施形態では、様々な手型の半球体または起伏が、位置調整及び快適さの向上を支援するため各デバイス１０２および１０４に形成可能である。デバイス１０２および１０４は、筺体２８に動作可能に固定してもよく、またこれらの構造は成型プラスチックで作られてもよい。
【００２４】
簡易化のため、インターフェース・キーボード１０の構造および操作は主として右手用の入力デバイス１０４に関連して以下に述べられ、デバイス１０２については本発明の側面に従ってここに述べられるいくつかの例外と、構造上及び動作上、同一ではないかと考えられている。キーボード１０は、図２Ａでより明確に示されるように、上半分２９および下半分３１で作られた筺体２８を有しうる。筺体２８は曲線状の側壁２９４及び曲線状の隣接端２９６から形成されうる。筺体２８の下半分３１は、下記で十分に述べられる各コントローラあるいは半球体１０２、１０４の下に取り付けられたベースプレートの下部部分を受けるために寸法を測られた、１組の浅い凹部３３を有しうる。筺体２８の上半分２９は、ベースプレートを受け入れ、かつ図２Ｂで示された上部管理プレート１３５の下面周辺端３７を、それぞれの環状リム３６に合致させられるよう寸法を測られた２つの開口部３５を有しうる。典型的な実施形態では、環状リム３６が下方へ傾斜し、それぞれの側壁２９４に向かい左右相称に相互から離れることができるような開口部３５の形成が可能である。この点から、筺体２８の上半分２９の中央近くの開口部３５の周辺端は、側壁２９４近くのそれらの周辺端より高くなっている。これによりユーザーの手および腕が実質的に休んでいる状態のポジションに、半球体１０２および１０４が人間工学的に一致することが可能である。
【００２５】
本発明の側面は、各半球体１０２および１０４それぞれの基準または「固有の北」方向を選択するための手段を備えており、そのため各半球体がそのエンド・ユーザーのニーズまたは選好に合うように「固有の北」方向を選択することが可能である。例えば、ユーザーの手が半球体に置かれた場合、「固有の北」または基準方向は、エンド・ユーザーがそれぞれの半球体を移動させる最も容易な方向でありえる。半球体１０２および１０４はそれぞれ、エンド・ユーザーによって選択された「固有の北」位置へ向かって、異なった方向に移動されてもよい。上部の管理プレート１３５は、半球体１０２および１０４それぞれの動きに応じて、それぞれの「固有の北」位置へ移動してもよく、後に詳しく述べられるように、相応して動作電機子を移動することも可能である。選択の手段には、環状リム３６に形成された対向くぼみ３９一式に噛合する、上部管理プレート１３５下面の対向歯３８一式が含まれてもよい。この点から、それぞれの上部管理プレート１３５が、ユーザーに選択された「固有の北」位置にある筺体２８の上半分２９に取り付けられた場合に、歯３８およびくぼみ３９の対応するものが係合しうる。この選択の手段は、各半球体が、それぞれの上部管理プレート１３５に取り付けられた時に、「固有の北」位置にスライドさせる方向を個人ユーザが別々に調節できる自由度を与えるという点で、効果的である。この自由度が、各半球体のスライドにユーザーの特定の手および腕の位置を適応させる。代替手段は当業者に見分けられるであろう。
【００２６】
本発明の側面では、ユーザーの半球体１０２および１０４それぞれのスライドまたは動作に対して、別の自由度を与えることが可能である。図３および図６は、エンド・ユーザーが、半球体が移動しうる方向と関連して半球体の位置を選択できるよう、各運動学的マップ・プレート１２７と関連して各半球体の回転位置を調節する手段を示す。この調節の手段には、各運動学的マップ・プレート１２７上面に形成され、対応する歯車歯１２５と噛合する、半球体１０２および１０４それぞれの下面内部に形成された複数の歯車歯１１２を含んでもよい。この点から、ユーザーは、データ信号生成のため半球体が移動しうる方向に関連して、各半球体の回転アライメントを調節することができる。これは、後で詳しく述べられるように、「固有の北」位置など様々なコンパス位置にその半球体をスライドさせるために特定のユーザーが半球体１０２および１０４それぞれに手を置く時の掌の構造および（または）腕アライメントに適応する。「固有の北」方向の選択と、半球体１０２および１０４それぞれの回転位置調整の選択の、この組み合わせは、エンド・ユーザーに人間工学的利点を提供する。
【００２７】
不良環境に適応する典型的な実施形態では、キーボード１０は完全に密閉および気密にしてもよい。これは、半球体１０２および１０４それぞれの下小口のまわりでゴム引きされた拡張可能な括帆索（示されない）の１つの端と、括帆索の別の端を、筺体２８の天面部へ取り付けることにより、可能となる。括帆索は半球体を動かすのに十分な融通性を持ちえており、例えば、アコーディオンプリーツ括帆索などの使用により達成しうる。
【００２８】
図５および半球体１０４（示されない）に関して、典型的な実施形態では、半球体１０４が、突起した上部端１０８を含む隆起された環帯１０６を通して、筺体２８と連結することが可能である。半球体１０２および１０４それぞれが筺体２８から取り除かれ、共にあるいは独立して使用できるよう、図５および図５  Ａの典型的な実施形態は、筺体２８と可撤性結合が可能な単一制御装置を成形可能であると考えられる。環帯と半球体を嵌合するため、半球体１０４下面は突起した上部端１０８に連結してもよい。典型的な実施形態では、突起した上部端１０８は、半球体１０４下面１１４にある歯１１２（図６を参照）の内側反対のレセプタクルパターンと噛合する、円周配置された複数の歯（示されない）を有してもよい。上蓋プレート１０５は、軸体あるいは中央支柱１４２上端部に係合し、中央ポスト１４２上部端に形成された周溝部に留められた保持環１０３（図３に示される）によって適所に保持されてもよい。図５に示されるように、スプリング１１１のような付勢手段は、環帯１０６下面と上部管理プレート１２４の上面との間に位置してもよい。これにより環帯１０６に取り付けられた場合の半球体１０４の鉛直変位に応じて、環帯１０６、その結果として典型的な運動学的マップ・プレート１２６と、図３Ｃおよび３Ｄでより明確に典型的な実施形態が示されるスパイダ機構１３０とをプレス及びリリースができる。スプリング１１１は、運動学的マップ・プレート１２６に対するスパイダ機構１３０の付勢手段として機能してもよい。この点から、半球体１０４がプレスされた場合、環帯１０６に形成された開口１１３は、図５  Ａで示されるようなアクチュエーター電機子１１０の典型的な実施形態の対応支柱１１５をその内部に受け入れることが可能である。半球体１０４がプレスされるとともに、スパイダ機構１３０が回転でき、それによりスパイダ機構１３０の各支柱１３１が運動学的マップ・プレート１２６下面に形成された複数の圧痕１２８から遊離できる。半球体１０４の３６０°内の自由な移動を可能にさせる手段が備えられてもよい。この手段によりスパイダ機構１３０を圧痕１２８から遊離させることが可能で、典型的な実施形態は、中央の支柱１４２と係合するランプあるいは歯車配列１０７を含んでいてもよい。この点から、半球体１０４を一度プレスしリリースすることで、スパイダ機構１３０をほぼ４５°回転させることが可能で、それにより、半球体１０４がリリースされると、圧痕１２８内の非係合位置で、支柱１３１は運動学的マップ・プレート下面１２６に突き当たることが可能となる。再度、半球体１０４をプレスしリリースすることで、スパイダ機構をほぼ４５°回転させることが可能で、それにより半球体の移動を誘導するため運動学的マップ・プレート１２６下面で支柱１３１の先端が各圧痕１２８と再度係合できる。半球体１０４のプレスおよびリリースに従い、該半球体の機能の、以下に詳細を述べる「マウス」モードおよび「キーボード」モード間の切り替えを行うため、スパイダ機構１３０はスイッチ・ボタン１２０に突き当たることが可能となる。
【００２９】
半球体１０４の滑り運動に関係するテンションパラメータは、図５及び図５Ａで示されるスプリング１１６のような付勢手段を用いてアクチュエーター電機子１１０内で修正可能である。スプリング１１６は、図３に示される本発明の他の典型的な実施形態でより明確に示される電機子１１０の基部内中央に形成された穴１１８に留めても、あるいは嵌合してもよい。スプリング１１６は、位置感知手段１２２上のスプリング１１６にはまり留め置かれる中央に位置した凹部あるいはレセプタクルを、有していてもよい。この点から、アクチュエーター電機子１１０が半球体１０４の動作に応じて移動するとともに、スプリング１１６は位置感知手段１２２に対して圧力をかける。より重い付勢手段あるいはスプリングの取り付けにより、微動アクチュエータ電機子１１０および結果的に半球体１０４のスライドに関係する引張力が増加可能であると認められる。この点について、スプリング１１６の引張力を増加または減少させることは、位置感知手段１２２を起動するのに必要な力の変更にはつながらない。典型的な実施形態では、図３に示されるようにスプリング１１６がコイルスプリングであってもよい。別の典型的な実施形態では、スプリング１１６が、全部あるいは一部分が市販のプラスチックダーリン、あるいはダーリンの合成物、ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）、テトラフロオルエチレン（「テフロン（登録商標）」）、および（または）他の適当な合金あるいはポリマーから形造可能な多重脚スプリングとして、形成されることが可能である。図２Ｃは、ホイールスポーク型に対称的に配置された８体の曲線脚体１１７を有する典型的なスプリング１１６を示す。この８脚スプリングは、花ペダル配列あるいは圧痕１２８によって誘導された半球体の８つの動作に１対１で相関する位置感知手段への接線分力と圧縮力を出す。この点から、各半球体１０２および１０４が圧痕１２８によって定められた８つの位置の１つへ移動した場合、３体の脚体１１７の各グループが位置感知手段１２２上で作動しうる。これらの位置および対応する脚体１１７はコンパスのポイントと呼ばれてもよい。例えば、各半球体１０２および１０４が、エンドユーザによって選択可能な、その「固有の北部」位置へ移動されると、脚体１１９は位置感知手段１２２に圧縮力を出し、脚体１１９に隣接しているそれぞれの脚体１１７は位置感知手段１２２に接線力を出すことができる。これらの脚体によって位置感知手段に出された合力は、各半球体１０２および１０４の動作及び位置に関して、正確な指示を与えることができる。スプリング１１６が、各半球体が移動可能なポジションの数に相当する分、例えばスプリング１１６を形成する材料の感応性および（または）各脚体１１７の剛性に応じて、８以外の脚を有していてもよいことは、当業者によって見分けられるであろう。典型的な実施形態では、位置感知手段１２２は、セムテックからピクシーポイントとして市販されているもののような変換器あるいは歪みゲージ、またはＩＢＭのトラックポイントデバイスのようなポインター杖装置であってもよい。例えばスプリング１１６が、半球体１０４の位置変更を示す位置感知手段１２２に力を加えると、該当データ信号は、半球体の位置を示すキーボード１０の制御処理装置あるいは回路基板のような処理手段に送信されうる。位置感知手段１２２が、物理的に移動しているコントローラあるいは半球体１０４を必要とせずに、手段１２２への圧力に応じてデータ信号を生成可能なよう、代替実施形態は構成されてもよい。この側面では、半球体１０４は手段１２２と直接結合可能で、それにより、半球体１０４に対して相応の圧力をかけるユーザーによってなされた、手段１２２にかけられた圧力に応じ、データ信号が生成できる。この側面も、以下に詳細が述べられる携帯コンピュータ・デバイスのオペレーションをコントロールするよう構成された本発明の様々な実施形態に使用可能である。
【００３０】
図５について、半球体１０４が筺体２８と連結された場合に、それをスライドするためユーザーの手がその上に置かれると、中央支柱１４２に対し実質上垂直な水平面における半球体の動作は、環帯１０６の相応する動作を引き起こすであろう。これは、典型的な上部管理プレート１２４下のスプリング１１６を介して位置感知手段１２２に取り付けられるアクチュエーター電機子１１０の相応する動作を引き起こすように見える。アクチュエーター電機子１１０は、位置感知手段１２２に連結される変換器構造の一部を形成しうる。位置感知手段１２２あるいは半球体１０４移動の感知手段は、ベースプレート２９９の底部２９８に取り付けられてもよい。典型的な実施形態では、運動学的マップ・プレート１２６は図５に示されるように環帯１０６下に配置されてもよい。運動学的マップ・プレート１２６下面は複数の圧痕１２８を有してもよい。各圧痕１２８は、８つの対称的に整列された小穴を有してもよく、例えばそれは、図３Ｂで示される運動学的マップ・プレート１２７の代替実施形態の下面図で最もよく示される花ペダルに類似している。典型的な実施形態では、運動学的マップ・プレート１２６下面は、図３Ｂに示されるように配置された４つの花ペダル形圧痕１２８を有している。スパイダ機構１３０が運動学的マップ・プレート１２６に係合する場合に、４つの圧痕１２８それぞれがスパイダ機構１３０の４つの支柱１３１それぞれと噛合できるよう、運動学的マップ・プレート１２６はスパイダ機構１３０上に配置されてもよい。この点から、半球体１０４が、その中央休止位置あるいはニュートラル・ポジションにある場合、４つのポスト１３１は各圧痕の中央欠刻に嵌合しうる。スプリング１１１は、図５および図５Ａに示される実施形態の運動学的マップ・プレート１２６に対するスパイダ機構１３０を付勢するための手段として機能する。中央欠刻は、半球体１０４がそのニュートラル・ポジションにあるユーザーに、触覚フィードバックを提供するため花ペダル圧痕よりわずかに深くてもよい。
【００３１】
典型的な実施形態では、８つの花ペダル形圧痕１２８が、半球体１０４の可能な平面動作を定める。この点から、半球体１０４が、中央支柱１４２に垂直な平面の中央休止位置から直線的にあるいは横に移動された場合、対応する置換が運動学的マップ・プレート１２６内で起きる。代替実施形態において、半球体１０４が中央支柱１４２に傾いた面に移動可能であることは、当業者には見分けられるであろう。花ペダル形圧痕１２８は、スパイダ機構１３０と嵌合した時の半球体１０４の動作が、圧痕１２８に許容された動作のみに制限されるよう、誘導手段として機能してもよい。圧痕１２８の代替実施形態は、以下に詳細が述べられる「マウス」モードにおいて、ユーザーが運動学的マップ・プレート１２６から半球体１０４を遊離させ移動可能となるように、より浅くしてもよい。圧痕１２８は、静的に位置付けられたスパイダ先端１３１に係合し、ともに移動あるいは誘導されうる。例えばこれは、圧痕１２８に定められた８つの位置の１つへの半球体１０４の誘導を行う。運動学的マップ・プレート１２６の直線変位は、スパイダ支柱あるいは先端１３１が、圧痕１２８の各小穴末端に定められるポイント１３２に達するまでの範囲で生じうる。このように、各ポイント１３２は、運動学的マップ・プレート１２６動作に「停止」を与える。これらの「停止」の１つに達するのに必要とされる運動学的マップ・プレート１２６の移動範囲により、位置感知手段１２２が、各半球体１０４の位置を示す位置信号を出力可能なポイントの範囲が決まる。代替実施形態では、例えば、八位置圧痕１２８を、０から１２までのポイント１３２を持つ開孔部に取り替えることが可能であり、サイズにおいては当業者に認められるものに変更してもよい。位置信号への直線変位の導入はソフトウェアにより制御されているので、このシステムには実質的に無制限の固有適応性がある。
【００３２】
典型的な実施形態では、運動学的マップ・プレート１２６が、上部管理プレート１２４に関連して、垂直および水平方向両方に移動することが可能である。図５および図５Ａについて、運動学的マップ・プレート１２６の垂直移動は、スパイダ機構１３０を媒介として、スイッチ・ボタン１２０の起動を可能にする。スイッチ・ボタン１２０は、例えば各半球体１０２および（または）１０４を「マウス」モードおよび「キーボード」モードに切り替えたり、あるいは他の操作信号の生成ができうる。水平方向への半球体１０４の移動は、半球体１０４が「キーボード」モードである場合に英数字をタイプし、半球体１０４が「マウス」モードである場合にはカーソルをコントロールすることができうる。スイッチ・ボタン１２０は、上部管理プレート１２４の上に、およびスパイダ機構１３０のすぐ下に取り付けられてもよいが、スパイダ機構の底面と接触してはならない。運動学的プレート１２６が、下方に押圧される半球体１０４によってプレスされると、スパイダ機構１３０は下方へ移動し、上部管理プレート１２４に付設されたボタン１２０をプレスすることができる。続いて、ボタン１２０は「マウス」あるいは「キーボード」モードの起動登録をなしえる。スパイダ機構１３０が「マウス」モードを起動し、半球体１０４がリリースされると、スパイダ機構１３０の支柱１３１は、半球体１０４がカーソル動作のコントロールのため自由に全方向移動できるよう、運動学的マップ・プレート１２６の下面に形成された圧痕１２８と係合しない。半球体１０４が再びプレスされリリースされると、スイッチ１２０は「キーボード」モードを起動、支柱１３１は再度圧痕１２８と係合することができ、それにより半球体１０４が本発明の側面に従い英数字及び他の文字生成に使用可能となる。典型的な実施形態では、半球体１０４は「マウス」及び「キーボード」モードの切り替えに使用されてもよく、半球体１０２については、スパイダ機構１３０を回転させることなく使用可能で、スイッチ・ボタン１２０のシングルプレスにより「シフト」機能起動のための制御処理装置への信号を出力でき、シングルクリック（プレス後にリリース）起動では「シフトロック」機能を作動させ、ダブルクリックでは「ナンバーロック」機能を起動させることが可能である。例えば片手用手動操作デバイスなどのシングル入力デバイス実施形態では、スイッチ・ボタン１２０のような切替手段は、後で詳細が述べられるように、ユーザーが、キーストロークをするため、１つの入力デバイスから二つの位置信号を「コード」することを可能にしうる。
【００３３】
本発明の他の典型的な実施形態は図３に示される。この点において、図５と図５Ａの中で示される環帯１０６および運動学的マップ・プレート１２６は、単一部品、あるいは図３と図３Ａの中で示されるような運動学的マップ・プレート１２７として構成されてもよい。図３の典型的な実施形態は、筺体２８と可撤性結合が可能な単一制御装置を形成しており、結果として各半球体１０２および１０４が、筺体２８から取り外し可能であるとともに、併用あるいは独立して使用できると認識される。図３Ａは、図３に示される運動学的マップ・プレート１２７の典型的な実施形態の下部透視図を示す。運動学的マップ・プレート１２７は、その底面に形成された複数の圧痕１２８を有してもよく、また、ある実施形態では、４つの対称的に配置された圧痕１２８がそこに形成される。また運動学的マップ・プレート１２７は、上部管理プレート１３５の対応開孔部１３３に遊挿され、アクチュエーター電機子１３９上に形成された複数の対応レセプタクル１３７内部に連結する、複数の支柱１２９を有してもよい。支柱１２９が各レセプタクル１３７に内挿された場合に付勢関係が確立されるよう、各支柱には上部にスプリング（示されない）が挿入されており、それにより例えば運動学的マップ・プレート１２７が、上あるいは休息位置と下あるいは半球体１０４にプレスされる位置のあいだで、垂直に移動しうる。半球体１０４は、図６に示されるその歯１１２をプレート１２７の上部側面に形成された円周歯１２５に挿入することにより、運動学的マップ・プレート１２７に噛合することが可能である。
【００３４】
図３の実施形態は、次の方法で「マウス」モードと「キーボード」モードを切り替えることが可能なスイッチ８５を有していてもよい。これはどちらかの半球体によって遂行されうる。ランピングまたはカミング機構８６はスパイダ機構１３０の中心開孔部内部に挿入されてもよく、それによりスパイダの中心開孔部内の複数のカミング突起８８が、カミング機構８６に形成されている各カミング表面あるいはランプ８９と係合しうる。図３Ｅは、カミング機構８６の正面図を示す。図３の実施形態が組み立てられる際、カミング機構８６の下部は、上部管理プレート１３５の中央部９０に設置されてもよく、それにより中央支柱１４２がカミング機構８６の中心開孔部を貫通して挿入されうる。上部管理プレート１３５は、スパイダ機構１３０に形成された対応開孔部９２に係合する２本のばね仕掛けの支柱９１を有してもよく、それにより、スパイダ機構１３０が支柱９１上に設置された時に、上向付勢がなされうる。スイッチ８５は上部管理プレート１３５の基部に取り付けられてもよく、それによりカミング機構８６がセンター部９０に設置された場合に、カミング機構８６が中央支柱１４２を中心として回転すると、カミング機構８６下部に取り付けられたそれぞれのスイッチ起動部９３は、「マウス」モードと「キーボード」モード間のスイッチ８５を切り替えうる。この点から、図３の実施形態が組み立てられると、例えば半球体１０４の下方への或いは垂直移動により、カミング突起８８がカミング表面８９に係合し、カミング機構８６が中央ポスト１４２を中心として回転することとなる。
【００３５】
図３Ｅで示されるカミング表面８９の形状から識別することができるように、カミング機構８６の回転により、スパイダ機構１３０は下部位置と解除位置の間を移動することとなる。スパイダ機構１３０は、カミング表面８９の各ポイント９４で留められているカミング突起８８、およびバネ仕掛けの支柱９１によってスパイダ機構１３０に形成された上向付勢により、その下部位置で保持されることとなる。カミング機構８６がその下部位置に向かい回転すると、スイッチ起動部９３はエンゲージ・スイッチ８５に係合し、半球体１０４を「マウス」モードへ切り替えることができる。このモードでは、スパイダ機構１３０は運動学的マップ・プレート１２７下に保持され、それにより半球体１０４がカーソルのコントロールのため自由に全方向に移動可能となる。半球体１０４が再度プレスされリリースされると、カミング機構８６が回転し、それによりカミング突起８８は、上部チャネル９５内に向けてカミング表面８９に追随できる。これにより、スパイダ機構１３０上にある上向付勢が、スパイダ支柱１３１の先端と運動学的マップ・プレート１２７の下面に形成された圧痕１２８とを、再度係合することが可能となる。この位置では、スイッチ起動部９３はスイッチ８５から遊離することとなり、それにより半球体１０４は、本発明の側面に従って英数字および他の文字を生成するため、「キーボード」モードになりえる。図３はさらに、典型的なアクチュエーター電機子９７に係合する典型的なガイド板９６を示す。レセプタクル９８はベースプレート８３内部に取り付けられてもよく、それにより各制御装置または「ポッド」は、例えば車椅子の各アームを掴みっぱなしの状態などのユーザーのニーズに適応するために、筺体２８から取り外され様々な位置に置かれることが可能となる。例えば、特定のエンド・ユーザーのニーズに適応するために、例えば各半球体１０２および１０４を互いから離隔し、異なった位置で別々に固定できるよう、多様な筺体が使用されてもよいことは、当業者には認識されるであろう。
【００３６】
図４に関して、文字定義リング１３８には、単独あるいは左手用入力デバイス１０２上の文字定義リング１４０と併用された場合、半球体姿勢あるいは位置と生成されたキーボードストロークとの一致を示すしるしを有した右手用入力デバイス１０４が備えられてもよい。
リング１３８および１４０はそれぞれ、図１に示されるキーボード１０上のそれぞれの半球体１０２および１０４にかぶせてもよい。これらのリングは、図１０に示される典型的な実施形態と共に使用されてもよいと考えられる。典型的な実施形態では、文字定義リング１３８および１４０はそれぞれ、圧痕１２８または３４６の８つの花ペダル形ポイント１３２に対応する、８つの放射状のセクタに分けられてもよい。この点から、文字定義リング１４０は８つのラジアルセクタ４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３および５４を有してもよく、各セクタは文字定義リング１３８の色分けあるいはパターニングに相応するため色識別あるいはパターン化されてもよい。リング１３８は、英数字のしるしを有する８つの放射状に伸びた列と（または）、放射状に伸びた各列が８つの花ペダル形ポイント１３２の１つに対応するキーボード機能とを備えていてもよい。放射状に伸びた列の各文字および（または）機能はさらに、ユーザーのキーストローク生成を支援するため文字定義リング１４０のラジアルセクタの色分けあるいはパターニングに対応するよう色分けまたはパターン化された、例えば５つのコンセントリック・リング１４４、１４６、１４８、１５０および１５２などの複数のコンセントリック・リングの１つにあってもよい。典型的な実施形態では、リング１３８に８つのコンセントリック・リングがあってもよく、そこでは各リングが、文字定義リング１４０の８つのラジアル・セクタ４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、および５４の１つに対応するよう色分けされる。この色分けとリング１３８および１４０のしるしとの併用とともに、２つの動作が、例えば英数字を生成するあるいはキーボード機能を実行するシングル・キーストロークの生成のために、使われうる。これは、キーボードの通常操作において、手が腕に対してオフセットの関係にあらなければならない従来のキーボードと対照的である。本発明の様々な実施形態の１つの使用により、手首、及び手首、腕、手の相互連結する筋骨部に対する圧力およびストレスを最小限にすること、または完全に排除してしまうことが可能である。さらに、半球体操作技術と同様に、円形のキー・レイアウトを習得することもより容易になり、その正確さも時間が経てば増すだろうと予想することができる。半球体１０２および１０４を使用して、デュアル入力デバイス実施形態が利用されると、２つの方法（例えば、圧痕１２８に沿った半球体の移動に応じて、各デバイスから有効な８つのキーストロークの１つにアクセスする、シングル半球体の使用、あるいは調和的な動作の使用）の少なくとも１つで、キーストロークあるいは英数字の生成のためのデータ信号を生成することが可能である。２つの信号の組み合わせを「コーディング」する際に、各デバイス１０２および１０４からの信号１つは、１組のキーストローク信号の信号１つと固有に一致する単一信号に変換されうる。例えば、処理モジュールには、該データ信号を解釈し、それらを関連する英数字に変換するためのファームウェアおよび（または）ソフトウェアを組み込むことが可能である。処理モジュールが、ユーザーが必要に応じて特別な文字組または直接デジタル制御信号の形成ができるよう、文字位置および定義に関してプログラム可能であることは、当業者によって見分けられるだろう。
【００３７】
キーストローク信号を出すためのデータ信号生成については図１および４に関連して述べられる。そのようなデータ信号を生成する方法は、使用デバイス１０２および１０４の連続または同時の使用、つまり「コーディング」によって達成されうる。文字定義リングあるいはセレクター・リング１４０の８つの色分けされたセクタの１つに半球体１０２をスライドさせることにより、キーストローク信号を出力するために必要とされる「コード」の半分が与えられ、文字定義リングあるいはセレクター・リング１３８上の、相応して色づけあるいはパターン化されたコンセントリック・リングの、どの文字組がアクセス可能あるいは生成可能であるかを、色分けまたはパターン化された様式でユーザーに示す。例えば、図４の文字セレクターリング１４０の赤セクタ（斜交平行）５３によって示された赤色が、左手半球体１０２で選択されると、右手半球体の赤いコンセントリック・リング（斜交平行）１４３に示される文字組１４２が有効になる。動作の順序を反対にして同じ文字を生成してもよい。しかしながら、希望により、半球体移動の順序を反対にすることで、異なった文字および（または）キーボード機能を生成することも可能であることは、当業者によって見分けられるだろう。リング１４０上に８つのセクタを、そしてリング１３８上に８つの同心円（実例の簡易化のため５つだけが図４に示される）を有する典型的な実施形態には、６４個の使用可能な固有キーストロークがあり、例えば「シフト」機能が有効となった場合には１２８個まであることが認識されるであろう。代替実施形態では、片方をその「ホーム」位置に残し、半球体１０２および１０４の一つを花ペダル形ポイント１３２にスライドさせることにより、半球体１０２および１０４の単体を使用するだけで、キーストロークの生成が可能である。位置感知手段１２２は、上記で論じたように半球体１０２および（または）１０４の移動に応じてデータ信号の生成が可能であり、その信号はコントロール処理モジュールに送信され、そこから各データ信号が対応するキーストローク生成のためにコンピュータ・デバイスに送信されうる。
【００３８】
このデザインの利点の一つは、ユーザーが、他のものに比べて高い精度を必要とせずに、片手でキーボード１０を上手に活用できることである。この点から、もしユーザーの左手が右手と比べて不器用であれば、図４に示された実施形態は、左手半球体１０２をリング１４０の１つのラジアル位置に一度滑り込ませるだけで、右手でリング１３８の対応するコンセントリック・リング内に８つの文字を生成可能なようにできる。本発明の様々な実施形態で、活字生成用の半球体１０２および１０４の連続または同時の動作が可能なように、考慮がなされている。さらに、文字定義（ファームウェアおよび（または）ソフトウェアにコントロールされているもの）については、例えば右手と比べ左手の精度が必要とされない位置など、最も頻繁に使用される文字を適当な位置に配置することにより、ユーザーの左利きあるいは右利きへの配慮がなされていることが見てとれる。８つのラジアル・セクタを備えた文字定義リング１４０と、８つの対応するコンセントリック・リングおよび８つの文字ラジアル列を備えた文字定義リング１３８との併用は、６４の固有キーストロークを可能にする。典型的な実施形態では、この数を２倍の１２８までにしうるスイッチ１２０を起動可能で、この点から文字定義リング１３８および１４０にあるしるしは、例えば「シフト」モード状態のキーボード１０で生成されるキーストロークを示す第２文字セットをさらに備えることが可能である。典型的な実施形態では、大文字をタイプ入力するコーディングは、半球体１０２および１０４の２つの連続または同時の直線運動によって実施可能で、さらにスイッチ・ボタン１２０も伴いうる。例えば、頭文字「Ｅ」を示すデータ信号を生成するには、スイッチ・ボタン１２０起動のため半球体１０２をプレスし、スイッチ１２０への垂直圧力を開放しないまま、その半球体をセレクター・リング１４０にある斜めセクタ４９に直線的に移動させてもよい。それから半球体１０４は、頭文字「Ｅ」を「タイプ入力する」ため、斜め同心円１４６にある文字「ｅ」に向かって、左または「西」へ移動してもよい。
【００３９】
図７では、本発明の代替実施形態の透視図が示されており、それは半球体あるいは手のひら制御機器１０２および１０４が親指コントローラ１６０および１６２の形で実施可能な携帯デバイス１５９でありうる。このタイプのキーボード１０は一般的に、例えばＰＣ、パルムパイロット、あるいはゲームボーイなどの、ユーザーが両手で機器を握り締め、かつ各手の親指を使用して各親指コントローラ１６０および１６２をコントロールすることが可能な携帯用コンピュータ・デバイスと共に使用されうる。親指コントローラの基礎となる構造は本発明の様々な実施形態の小型化したバージョンでもよい。
【００４０】
図８は、図７の実施形態で使用される親指制御機器の典型的な実施形態の断面図であり、図９は、図７の実施形態で使用される親指制御機器の典型的な実施形態の分解組立図である。図９では、露出した親指コントロール１６０が、上部筺体部１６４を貫通して、スイッチング装置１６６に係合することが見て取れる。切替デバイス１６６には、スイッチ１６６のプレスの感知を可能にするため取り付けられる起動スイッチを有してもよく、その感知方法は図５および５Ａのスイッチ１２０あるいは図１０のスイッチ３３４に関するそれと類似している。歪みゲージ圧力スイッチ１６８などの位置感知手段は、下部弾力板１７２の凹部１７０に嵌合しうる。プレート１７２は、スイッチ１６６の底部に係合可能で、スイッチ１６６の並進動作を感知する。歪みゲージ１６８は、位置感知手段１２２に関して前述されているように、例えばいくつかのノートパソコンでカーソル移動のコントロールに使用されているもののような、市販のタイプでもよい。弾力板１７２が親指コントロール１６０の動きに応じて揺れ動いた場合に、センサは電気信号を記録し、プレート１７２の移動方向を検知するロジック・ボードへ送信することが可能である。前述の花ペダル形模様１２８および３４６は、上部筐体１６４の１つまたは複数の場所１６５に圧印されてもよい。親指コントロール１６０のガイド機構を提供するために、これらの圧痕はそれぞれのナブ１６７に係合してもよい。これにより、例えば本発明の様々な側面に従った活字生成シーケンスを実施するためのデータ信号を生成するため、親指コントローラ１６０が花ペダル形圧痕によって定められた８つの位置に誘導されることが可能となりうる。この典型的な実施形態の代替側面では、例えばコンピュータゲームなどの携帯用コンピュータ・デバイスの動作コントロールなどのような、広範囲の用途に適合するデータ信号を生成することが可能である。
【００４１】
図９Ａでは、第１そして第２コントローラ２０４および２０６を収容可能な上部筺体２００および下部筺体２０２を有する、携帯デバイス１５９の他の典型的な実施形態が示される。上部筺体２００の下面は、本発明の側面に従って、複数位置の各コントローラを誘導するため各コントローラ基片２１２の上部側面に付設された各ナブ２１０と、係合しうる各花ペダル形圧痕２０８を有してもよい。上部筺体２００およびコントローラ基片２１２は、デバイス１５９が組み立てられる際、噛合するように形成されてもよく、また、典型的な実施形態では、図９Ｂで示されるように、上部筺体２００は、適合する曲線または半球面で形成された基片２１２に係合する、曲線または半球面で形成されてもよい。機器１５９は、図９Ａで示される円盤のような別の形で形成されてもよい。コントローラ２０４および２０６は、各軸体２１６によって、ベースプレート２１５に取り付けられた各感知手段２１４に動作可能なように係合されてもよい。感知手段２１４は、本発明の側面に従う動作検知のための適切な感知手段を有する、例えば「ジョイスティック」アッセンブラージュのような市販のデバイスでもよい。コントローラ２０４および２０６は下面に、各軸体２１６を受けるため中央に整列した凹部を有してもよく、それにより軸体２１６はコントローラの動作または「揺れ動き」に連動可能となる。感知手段２１４は、各コントローラ２０４および２０６の動作記録のために１組の電位差計を有してもよく、また本発明の様々な側面に従って、データ信号を生成するためのロジック・ボードに電子データ信号を送信することも可能である。さらに感知手段２１４は、コントローラ２０４および２０６それぞれをプレスすることにより起動、停止される、軸体２１６の下に位置する、内設のスイッチ（示されない）を有してもよい。該スイッチは、本発明の様々な側面に従ってモード間の切り替えができるように、デバイス１５９の制御論理を変更するよう設定可能である。例えばこのスイッチにより、デバイス１５９は、例えば「ナンバーロック」、「キャップスロック」および「シフト」モードを切り替えることが可能となる。図９Ｂは、実例の簡易化のため、各コントローラ２０４および２０６から離れて設置された上部筺体２００を示す。デバイス１５９が組み立てられる際、圧痕２０８は、図９Ｃで最もよく示される各ナブ２１０に係合してもよい。
【００４２】
図９Ｄは、下部筺体２１９及び上部筺体２２２内部に設置されたコントローラ２２０を有する、デバイス１５９の制御装置の別の典型的な実施形態を示しており、それによりコントローラ２２０が、本発明の様々な側面に従って、ホームポジションから放射状に伸びる複数の方向であって花ペダル形圧痕２３０によって定められる、ホームあるいはニュートラル・ポジションから移動可能となる。図９Ｄでは１台の制御装置を示しており、そのデバイス１５９が、図示されてはいない同等の機能を持つ別制御装置を包含していることは認識されるであろう。コントローラ２２０は、前述した下部筺体２１９に付設されている感知手段２１４から、動作可能なように伸びている軸体２２８の上に位置した、ボール２２６を受けるために中央に設置された、凹部２２４を有してもよい。コントローラ２２０の下面は、下部筺体２１９に取り付けられた、ばね仕掛けボール・プランジャ３３６上部に取り付けられた、玉軸受３３８と係合する花ペダル形圧痕２３０を有してもよい。コントローラ２２０の下面は、下部筺体２１９に取り付けられた、上記の止め輪配列を含むことが可能なばね仕掛けボール・プランジャ３３６上部に取り付けられた、玉軸受３３８と係合するくぼみの凹部２３２をさらに有してもよい。この点から、コントローラ２２０は、圧痕２３０によって定められたホームポジションおよび放射状に伸びた位置の、実質的に平らな表面内をスライドすることが可能であり、それにより、本発明の側面に従って、感知手段２１４がコントローラ２２０の位置を検知し、例えば英数字を表示可能なデータ信号を生成しうる。さらにコントローラ２２０は、感知手段２１４内のスイッチを起動及び停止し、上述のデバイス１５９に様々なモード間の切り替えを行わせるため、プレスされうる。一組の摩擦低減ナブ２３４は、上部筺体２２２の下面と係合するようコントローラ２２０に付設されてもよい。
【００４３】
図９Ｅは、コントローラ２２０が、上部筺体２４４の実質的に平らな表面内を複数方向に移動できるよう、下部筺体２４０と、上部筺体２４４に内設されたコントローラ２４２とを有するデバイス１５９の、別の典型的な実施形態を示している。図９Ｅは１台の制御装置を示し、そのデバイス１５９が、図示されてはいない同等の機能を持つ第２制御装置を包含していることは認識されるであろう。上部筺体２４４および下部筺体２４０が組み立てられる際、コントローラ２４２は内部に、ボール２４８を受ける挿入部２４６を有してもよい。典型的な実施形態では、コントローラ２４２が使用された場合に挿入部２４６が回転するのを防ぐため、挿入部が立方体として形成されるか、あるいはコントローラ２４２の中央に設置された環部２５０の内側表面に形成され、対応する平坦面に隣接する少なくとも１つの平坦面を有することが可能である。挿入部２４６は、内部に花ペダル形圧痕２５４など複数の圧痕の形成が可能な、半球性の内面２５２を有してもよい。この点から、花ペダル形圧痕２５４は半球性の内面２５２の曲線から成る表面内部に形成され、ガイドボール２５８の上に形成されたガイド・ノブ２５６と係合可能である。上部筺体２４４は、実例の簡易化のため下部筺体２４０からの切り欠きで示されており、図９Ｅのデバイス１５９が組み立てられる際、花ペダル形圧痕２５４によって定められた方向へのコントローラ２４２の誘導のため、及びコントローラ２４２の動作に相応する方向にガイドボール２５８を動かすため、ガイド・ノブ２５６およびボール２５８を花ペダル形圧痕２５４内に嵌合可能であると考えられる。ガイドボール２５８は、下部筺体２４０に付設された上述の感知手段２１４から伸びる軸体２６０に取り付け可能である。コントローラ２４２が移動するに従って、ガイドボール２５８の相応する動作により、および結果として軸体２６０により、感知手段２１４がコントローラ２４２の移動方向を示すデータ信号を生成する。
【００４４】
図９Ｅで示されるデバイス１５９の典型的な実施形態では、挿入部２４６で下方付勢を形成するため、挿入部２４６を内部に設置する前に、圧縮バネなど付勢手段をコントローラ２４２の環部分２５０内部に挿入することが可能で、結果として、デバイス１５９が組み立てられる際、それはガイド・ノブ２５６およびガイドボール２５８とともに係合部分に保持される。ベースプレート２６２は、接着のような方法によりコントローラ２４２に付設され、そしてコントローラ２４２の環部２５０と並び、内部に挿入部２４６が収まる、中央に設置された開孔部２６４を有していてもよい。例えばコントローラ２４２およびベースプレート２６２は実質的に円形でもよいし、当業者によって認められる他の形でもよい。図９Ｅの典型的な実施形態では、上部筺体２４４の上側面および下側面で、各摩擦低減ナブを通じ定着されるコントローラ２４２およびベースプレート２６２を示す。代替実施形態では、ガイド・ノブ２５６およびボール２５８が花ペダル圧痕２５４に係合した際、コントローラ２４２は上部筐体２４４上部表面の十分上方に位置することが可能で、その結果、コントローラ２４２のプレスおよびリリースが可能となり、本発明の側面に従いデバイス１５９のモード切り替えを行う感知手段２１４内設のスイッチを起動できる。典型的な実施形態では、コントローラ２４２の移動を記録するため、コントローラ２４２の移動距離を定める円周ギャップ２６６は、コントローラ２４２の環部２５０まわりに形成されてもよい。ギャップ２６６は、コントローラ２４２周囲に広がる、コントローラ２４２周端部から突起した隆起部２６８への距離よりも、わずかに小さいサイズにされてもよい。ギャップ２６６はユーザーに、コントローラ２４２が、その動作を記録するために十分な距離移動されたという触覚フィードバックを提供する。突起した隆起部２６８は、使用中のコントローラ２４２の回転を防ぐ手段または提供されうる代替手段として機能してもよい。
【００４５】
図９Ｆでは、図９Ｅのデバイス１５９の別の典型的な配置が示されており、その配置は、その下側面から下方へ伸びる複数の拡張部分２７０を有するコントローラ２４２を含んでもよい。圧縮バネ２７２など付勢手段は中心に配置された拡張２７０によってその上部端で捕らえられ、デバイス１５９が組み立てられる際、挿入部２４６の上に置かれてもてもよい。挿入部２４６は、デバイス１５９が組み立てられる際または組み立て中に、挿入部２４６が、ベースプレート２６２の中央開孔部２６４を貫通するのを防ぐため、対応する隆起部２７６に突き当たる隆起部２７４を有してもよい。コントローラ２４２は、外部拡張部２７０により下部筺体２４０と連結されてもよい。コントローラ２４２および下部筺体２４０がデバイス１５９内部で連結され組み立てられる場合、挿入部２４６内部に形成された圧痕２５４は、図９Ｅに示されるガイド・ノブ２５６およびガイドボール２５８に噛合させてもよい。図９Ａ−９Ｆで示す典型的な実施形態の様々な側面が、例えば携帯型のコンピュータゲーム筺体のような、広範囲の電子デバイス筺体に合うよう改造または変更されてもよく、また、他のデバイスにおいて特定のデバイスあるいはインターフェースを作動させる固有特性を持つデータ信号を生成することも可能であることは、当業者に見分けられるであろう。
【００４６】
図１０は、本発明の別の典型的な実施形態の分解組立図を示す。キーボード１０の典型的な実施形態の筺体を形成するため、上部筺体３００は下部筺体３０２と接合されてもよい。図１０の典型的な実施形態の構造および機能性は、キーボード１０の右手側面に関して述べられ、左手側面の構造および機能性については、ここに述べられる違いを除いては同一であると考えられる。キーボード１０の左手側面は、右手側面のために記述された特定の相応する構造で、示される。ユーザーの実際に休息中の右手掌の構造に合うよう形成可能な、右半球体３０４が提供される。右半球体３０４は、ユーザーが使用中に小指などを休ませられる溝部または欠刻３０６を有してもよい。半球体３０４は、上部筺体３００と連結した場合に「スプリングバック」効果を生み出すため、複数の対称的に配列された片持梁３１０などの付勢手段を有しうる、図１１で明確に示される半球体プレート３０８に取り付けられてもよい。後に詳細が述べられるように、制御回路基板３１２へのデータ信号を生成中、この「スプリングバック」効果はユーザーに触覚フィードバックを与える。この触覚フィードバックは、データ信号生成のため半球体３０４が十分にプレスされたことをユーザーに示す。複数の片持梁３１０の各遠位端部の下面は、半球体３０４が上部筺体３００と連結される際に、上部筺体３００の表面３１１に支えらうる１つまたは複数の突起またはナブ３０９を有してもよい。ナブ３０９は、半球体３０４が様々な方向に移動する際の、片持梁３１０の遠位端部と表面３１１の間の摩擦を低減することが可能である。
【００４７】
管理プレート３１４は、半球体プレート３０８と係合し上部筺体３００に半球体３０４を連結するための、アーチ形片持梁３１８上で支持された支柱３１６を有してもよい。この点から管理プレート３１４は、半球体プレート３０８の下面に付設された図１１に示される各係止タブ３２１を受け取るための、オフセット幅を持つ少なくとも１つのスロット３２０を有してもよい。各係止タブ３２１は、その遠位端部上に形成されるフランジ３２３を有してもよく、それは図１２に最もよく示される対応スロット３２０のより広い部分を通じて差し込まれ、その結果、半球体プレート３０８が管理プレートに関連して回転すると、係止タブ３２１が対応スロット３２０のより狭い部分へスライドし、関連するフランジ３２３が管理プレート３１４の底部真下にスライドする。この方法で管理プレート３１４を半球体プレート３０８に連結する場合、係止タブ３２１が各スロット３２０のより広い部分に最初に挿入されると、支柱３１６は管理プレート３１４下面に突き当たる。この位置で、半球体プレート３０８が管理プレート３１４に関連して回転するとともに、支柱３１６の上部端が管理プレート３１４下面に沿ってスライドし、管理者プレート３１４に形成された各開孔部３２２内に向かって上方に押されるよう、片持梁３１８は上向付勢を生み出す。支柱３１６が各開孔部３２２内に留まると、半球体３０４は上部筺体３００と連結される。
【００４８】
各ガイド壁３２６に支えられうるガイド板３２４が提供され、それにより半球体３０４は上部筺体３００と接合された場合に横あるいは「東」および「西」にスライド可能となる。対応するガイドレール（示されない）はガイド板３２４下面に形成可能で、それぞれのガイド壁３２６に係合する。ボタン・プランジャ３２８が対応するプランジャ支柱３３２に取り付けられる場合、ボタン・プランジャ３２８はその先端中央に取り付けられる玉軸受３３０を有してもよい。圧縮バネ（示されない）は、プランジャ・ボタン３２８に上向付勢を生み出すため、プランジャ支柱３３２に挿入されてもよく、それにより半球体３０４のプレス及びリリースに応じて、スイッチ３３４を起動するプレスおよびリリースがされうる。１組のボール・プランジャ３３６は、下部筺体３０２と連結される際、先端にそれぞれの玉軸受を取り付けて提供されてもよい。後で詳細が述べられるように、キーボード１０が組み立てられる際、玉軸受３３８は、管理プレート３１４下面に係合させてもよい。ボール・プランジャ３３６は、各筺体３４０内部に設置されてもよく、ボール・プランジャ３３６に上向付勢を生み出すため、それぞれが内部に圧縮バネ３４２を有する。ボール・プランジャ３３６のうちの１つは、各ボール・プランジャ３３６上方から設置されうるスナップリテーナ３４１および止め輪３４２を有してもよく、プランジャ３３６の一部は、筺体３４０に挿入されると、スナップリテーナ３４１上部を越える。スナップリテーナーと止め輪は、本発明の側面に従って半球体３０４がキーストロークの終わりを示すに十分な距離移動されたことの、聴覚および（または）触覚フィードバックをユーザーに提供可能である。この点から、図１２に関連して、管理プレート３１４の下面は、キーボード１０が組み立てられる際に、スナップリテーナ及び止め輪配列を有するプランジャ３３６を、中央に受け取る凹面圧痕３４４を有してもよい。プランジャ３３６は半球体３０４の移動に応じて、圧痕３４４の湾曲によってプレスされる。プランジャ３３６は、スナップリテーナと止め輪がユーザーへフィードバックの「急速」提供をする時点でデータ信号を生成をするため、例えばその全移動の約四分の三を移動する半球体３０４と一致する距離を下方へ移動させてもよい。凹面圧痕３４４と関連するプランジャ３３６の係合は、さらに、データ信号生成後に再度半球体３０４を中央に置く支援をする。
【００４９】
半球体３０４を誘導するための手段は、もう一つのボール・プランジャ３３６を受けるため管理プレート３１４下面で形成された、パターン化された圧痕３４６として提供されてもよい。圧痕３４６は、本発明の側面に従って、英数字生成のため複数方向に半球体３０４を誘導するために、内部で各玉軸受３３８を受けうる８つの溝を有する花ペダル形配列でもよい。例えば管理プレート３１４の同様にパターン化された開孔部などのような、半球体３０４を誘導するための代替手段は、当業者によって見分けられるであろう。開孔部３４８および関連する円筒拡張部３４９は、キーボード１０が組み立てられる際、位置感知手段３５２から垂直に伸びるアーム上部に取り付けられたガイドボール３５０を受けるために、管理プレート３１４に形成されてもよく、この点から、ガイドボール３５０は円筒拡張部３４９内に係合可能で、それゆえ、半球体３０４の動作に応じて移動することができる。ガイドボール３５０は、位置感知手段３５２内部で基部に枢軸的に連結する、垂直に伸びるアームあるいは軸体を順番に動かす。位置感知手段３５２は、半球体３０４の移動および（または）位置を示す垂直に伸びるアームの動作に応じて、制御回路基板３１２へのデータ信号を生成することが可能である。制御回路基板３１２は、生成される英数字および（または）実行されるキーボード機能を示す該当データ信号を生成するため、位置感知手段３５２から受信したデータ信号を解釈するようにプログラム可能である。管理プレート３１４下面はさらに、キーボード１０が組み立てられる際、「北」および「南」方向に半球体３０４を誘導することを可能にするガイド板３２４の、各スロット３５６内部に嵌合する１組のガイドポスト３５４を有してもよい、
【００５０】
図１３および図１４は、本発明の側面に従ったキーボード・レイアウトの典型的な実施形態を示す。典型的な実施形態では、レイアウトは、半球体３０３と３０４の動作間の関連性、同様に本発明のもう１つの実施形態の半球体、及び従来のクワーティ・レイアウトで使用される手の動作に、少なくとも一部分基づくことが可能である。クワーティ・キーボード・レイアウト以外のキーボード・レイアウトと、本発明の典型的な実施形態との間で、本発明の側面に従って、関連性が持たれてもよいことは当業者に見分けられるであろう。例えば本発明の側面は、カスタマイズされた及び（または）ユーザーに定義されたアルファベット、および（または）英数字のレイアウト、どれにでも使用が可能である。クワーティ・キーボードにおいては、キャラクター出力係数への１：１入力が採用されており、１キャラクターが、押されている１個のキーによって生成される。本発明の典型的な実施形態では、各手から一つずつ生じる二つの入力が、１キャラクタの出力を生成するデータ信号生成に使用されうるような、キャラクタ出力係数への２：１入力をすることが可能である。クワーティ・レイアウトを本配置の典型的な実施形態へ関連させるために、半球体３０３および３０４の移動は、一部分が、クワーティ・キーボード・レイアウトのタイピング運動感覚に基づいている。この方法は、従来のタイピング方法論に従ったクワーティ・キーボード・レイアウトの使用に関連した指動作と、本発明の典型的な実施形態との間に、運動感覚の高相関性があるという点で効果的である。この点から、各レイアウトの文字生成に使用される手と指の動作は関連づけられる。これにより、クワーティ・キーボードを使用することに精通しているユーザーが、ここに示された典型的なレイアウトを速く習得することが可能となり、トレーニング時間が最小限のものとなる。この２つのキーボード・レイアウトの総運動感覚の多くは維持され、それによりユーザーがクワーティ・レイアウトの使用に戻っても、この運動感覚関係を保つことが可能である。
【００５１】
従来のタイピング方法論に従うクワーティ・キーボードの「ホーム列」キーは、左手の指では「ａ、ｓ、ｄおよびｆ」であり、右手の指では「ｊ、ｋ、ｌ、および；」である。これらの「ホーム列」キーを除けば、クワーティ・ユーザーは、キーボードの他のキーにアクセスするためとして、特定方向に各指を動かすことになる。本発明の側面に従って、クワーティ・ユーザーが指を動かす各方向は方位点に関連付けられてもよい。例えば、クワーティ・キーボードで文字「ｑ」をタイプする場合、左の小指は「北西」に移動する。図１３および図１４の典型的なレイアウトで同文字をタイプする際に、左の半球体、結果として左手もまた、「北西」方向に動いてもよい。この点から本発明の典型的なレイアウトを使用する場合には、クワーティ・キーボード上で指が移動する方向を熟知しているユーザーの感覚が保持される。同様に、クワーティ・キーボードの「ホーム列」キー上のユーザーの手の位置を基準点として使用すると、すべてのキーが該キーボードの相対的位置を有しており、そしてユーザーの片手または両手から離れた方向に位置される。例えば、たとえ左手が「ｈ」を打つために使用されなくても、文字「ｈ」は、ユーザーの左手の右または「東」に位置する。本発明の側面では、半球体を動かすその手はクワーティ・キーボード上では文字生成に使用されないとしても、キーストロークを生成するデータ信号生成のために、半球体をクワーティ・キーボード・レイアウト上の文字位置の方向に移動しうる。例えば、図１３および図１４の典型的なレイアウトを使用して、文字「ｈ」のキーストロークを生成するには、左の半球体は右または「東」に移動し、また右の半球体は左または「西」に移動してもよい。それはユーザーがクワーティ配列の「ｈ」をタイプする「人指し」指を移動させる方向なのである。さらに、左の半球体の「東」への、そして右の半球体の「西」への移動は、「Ｈ」の水平棒を作るようにエンド・ユーザーには視覚化される可能性があり、それはユーザーに対して、半球体移動と文字生成との間で別の運動感覚連関を作る。左の半球体を「南東」に、そして右の半球体を「南西」に移動させ、文字「ｖ」を示すデータ信号を生成することは、ユーザーに同様の運動感覚連関を作る。また半球体は、クワーティ・キーボードのキーの相対的位置に基づいた方向に移動されてもよい。パソコンに或いはパソコンのインタフェイス・デバイスとして使用される、通常クワーティ・レイアウトセクションを含む標準キーボード・レイアウトの、いかなるキーにおいても、データ信号生成のための１つまたは複数の半球体３０３および３０４の移動に関連付ける場合には、同じ事が言える。
【００５２】
本発明の別の側面では、クワーティ・レイアウトにおける文字の一般的なコンパス方位への第１半球体３０３および３０４の移動と、少なくとも半球体移動の簡便性および（または）その文字の使用頻度に関する機能の方向への第２半球体の移動とにより、キーストロークの生成が可能である。この点から、高い使用相対度数がある文字のキーストロークを生成する場合、１つの側面では、半球体の１つを、ユーザーが使用するのに比較的より簡単なコンパス方位へ移動させることが可能である。ユーザーにとっては、半球体を「北西」、「北東」、「南東」、または「南西」方向へ移動あるいは指示することよりも、半球体を「北」、「南」、「東」、あるいは「西」方向の１つへ移動または指示することのほうが、通常簡単であることは分かっている。低い使用相対度数しかない英数字を生成するためのデータ信号を生成する場合、半球体は、「北西」、「北東」、「南東」、または「南西」方向の１つに移動または指示されてもよい。これらの４つの位置または方向は、ユーザーが半球体を移動するのが通常さほど容易でなく、それ故に、より少ない頻度で使用されてもよい。例えば、文字「ｅ」は、英語のアルファベットの中で、最も一般的にまたは頻繁に使用される文字である。図１３および図１４の典型的なレイアウトでは、上または「北」への左手動作、および上または「北」への右手動作により、文字「ｅ」を生成するキーストロークを生成することが可能である。この点から、左半球体の移動は、それがクワーティ・キーボード上で「ｅ」キーを起動するために行われるかのように、ユーザーの左手の運動感覚に対応付けられる。すなわち、左半球体は、「ｅ」キーを起動するためにユーザーの中指が移動するであろう方向に動くということである。これは通常、上または「北」方向である。右半球体の移動もまた上あるいは「北」にであり、これはユーザーが「北」、「南」、「東」、あるいは「西」方向の半球体を移動させるのに、「北」位置あるいは方向は一般的に最も簡単であり、および「ｅ」は、高い使用相対度数がある文字であると考えられているからである。
【００５３】
文字「ａ」もまた高い使用相対度数を持つ文字である。文字「ａ」生成のためのデータ信号あるいはキーストロークを生成するために、典型的なレイアウトでは、左手は左または「西」へ動き、そして右手は上あるいは「北」方向へ動きうる。文字「ａ」が「ホーム列」キーであるため、クワーティ・キーボードでそれを生成するには、ユーザーの左手小指で「ａ」を押すこと以外、ユーザーの指の動きは必要とされない。この点から、左半球体の移動とクワーティ・キーボード・レイアウトの関連性は、クワーティ・キーボード上における文字「ａ」のこの相対的位置、つまり「ａ」がクワーティ・キーボード上で位置する、左側ということになる。結果的に、文字「ａ」は高い使用相対度数があり、「北」方向はユーザーが半球体を移動させるのに比較的容易であることから、半球体の左手の動きは左または「西」方向となり、右手の動きまたは動作は上または「北」方向となるのである。
【００５４】
図１３および図１４の典型的なレイアウトの側面では、左手と左半球体を「南西」方向に移動させ、右手と右半球体を同方向あるいは「南西」方向に移動させることにより、文字「ｚ」生成のためのキーストロークを生成することが可能である。この点においては、それがクワーティ・キーボードのその文字位置の相対方向であることから、半球体の片方１つは「南西」方向に移動しうる。つまり、文字「ｚ」がクワーティ・キーボードの「南西」隅に位置しているからである。また、文字「ｚ」が低い使用相対度数を持ち、「南西」方向がユーザーが半球体を移動させるのに比較的容易でない方向であることから、もう一つの半球体も「南西」方向に移動しうるのである。例えば、図１３と図１４の典型的なレイアウトから認識されるであろうが、例えば標準パソコンのインタフェース・デバイスとして使用される標準コンピュータキーボードに見られるような、英数字文字生成のためのキーストロークを生成するため、本発明の側面に従って半球体動作の組み合わせが決定された。この典型的なレイアウトではさらに、例えば「シフト」モード、「マウス」モード、「キャップスロック」モード、「ナンバーロック」モードのような、標準コンピュータキーボードに見られる機能の実行が可能である。典型的なレイアウトで示されるように、これらの機能のいくつかは、さらに半球体３０３および３０４の１つをプレスあるいは「クリック」することを必要としうる。この点から、本発明の実施形態に従い、これらの機能を起動、停止するには、半球体３０３および３０４がプレスされうる。
【００５５】
図１３と図１４に示された典型的なキーボード・レイアウトは、ユーザー参照の容易化のため左向矢印を黄色に、および右向矢印を青色にコード化するなど、該レイアウトの各キーに関連した矢印の色コーディングを含んでいてもよい。相応して色づけしたマーキングは、各半球体３０３および３０４が移動可能な８つの方位点またはコンパス方位であり、各外面３１１の周囲に有されてもよい。この色コーディングは、ユーザーが、それぞれの半球体３０３および３０４と、英数字生成のための所望データ信号を生成するために、それが移動されられることになっている方向とを、容易に関連づけることを可能にする。図１０に例証され、図１３および１４に示された機器の典型的な実施形態では、半球体３０３は「ナンバーロック」モードに入るためのスイッチ３３４を起動可能であり、それをダブルクリックすることにより、該モードに入りうる。制御回路基板３１２は、機器の制御論理の「ナンバーロック」モードへの切り替え、および該モードからの切り替えを行うスイッチ３３４から、データ信号を受け取るようプログラム可能である。「ナンバーロック」モードでは、右半球体３０４など１つの半球体だけを移動させることにより、テンキーの英数字生成のためのデータ信号を生成することが可能である。「シフト」モードは左半球体３０３を押圧し、そのまま保持することにより起動が可能であり、「キャップス・ロック」モードは左半球体３０３をシングルクリックすることで起動が可能であり、「マウス」モードは右半球体３０４をシングルクリックすることで起動が可能である。これらの各動作により各スイッチ３３４を起動することが可能であり、該スイッチは、これらの機能の制御論理切替のため順番に制御回路基板３１２と情報をやりとりすることが可能である。代替実施形態では、例えば「キャプス・ロック」モードへ入るための各半球体３０３および３０４のシングルクリックなどのように、様々な機能を起動および停止する半球体「クリック」の様々な組み合わせが可能である。「マウス」モードが起動されると、制御回路基板３１２は制御論理を切り替え、それにより半球体３０３および３０４がカーソル移動制御のため機能可能となる。この点から、一方の半球体は、カーソルの移動をコントロールし、また、もう一方は、図１３および図１４の典型的な配置で示されるような従来のマウスの中央、左、右クリックを実行することが可能である。カーソル移動制御に関して、自由にカーソルの動作をコントロールするため、ユーザーが圧痕の外または上にそれぞれの玉軸受３３８を「ジャンプ」させられるよう、管理プレート３１４下面に形成された圧痕３４６は、十分に浅くてもよい。これにより、位置感知手段３５２から垂直に伸びるアームが、カーソル移動をコントロールするため自由に３６０°回転することができる。
【００５６】
パソコンに使用される当技術分野で周知の特定のキーボードおよび関連するソフトウェアは、一般に「複合キー」と呼ばれる機能を採用している。「複合キー」機能の作動により、それらのキーを同時にプレスしホールドするといった、関節炎の手を持つようなユーザーにとっては困難であろう作業ではなく、ユーザーが機能を実行するキーの組み合わせを順次にプレスすることが可能となる。いくつかのバージョンのウィンドウズ（登録商標）のオペレーティングシステムでは、例えば標準キーボードの「Ｃｔｒｌ」、「アルト」、および「デリート」キーをプレスしホールドすることにより、タスクマネージャーが呼び出されるであろう。「複合キー」起動中は、ユーザーは、タスクマネージャーの呼び出しのために、順にこれらのキーを押し、リリースすることが可能である。本発明の典型的な実施形態はこの「複合キー」機能を有しうる。この点から、図１１または図１２に関連して、「複合キー」機能は、「Ｃｔｒｌ」および（または）「アルト」機能のため提供されてもよい。典型的な実施形態では、コントローラを各ホームポジションへ戻りうる状態にして、半球体３０３などの第１コントローラを「南東」に、半球体３０４などの第２コントローラを「北」に移動させることにより、「Ｃｔｒｌ」機能の起動が可能である。「Ｃｔｒｌ」機能が起動されると、ユーザーはそれから、図１１または図１２の典型的なレイアウトで示された、コマンドあるいは他の指示など実行可能な機能を表わす方向に、それぞれのコントローラを移動させることにより、一連の英数字入力が可能となる。これらの英数字を入力後、前述の各方向に第１および第２コントローラを移動させて「Ｃｔｒｌ」機能を停止することにより、ユーザーは機能の実行が可能となる。「アルト」機能も同様に実行することが可能である。他の機能と同様に「Ｃｔｒｌ」および「アルト」機能がこの方法で作動すると、各「複合キー」機能の起動をユーザーに示すため、それぞれのＬＥＤはデバイス１０の表面で照明する。
【００５７】
図１５から図１８は、ユーザーが各親指で、第１親指コントローラ４０２および第２親指コントローラ４０４それぞれを操縦できるように、ユーザーの手に握られやすく曲線を付けて作られた本体４００を有する、典型的な携帯デバイス３９０の様々な透視図を示す。第１および第２親指コントローラ４０２および４０４は、以下で詳細が述べられるように、ユーザーの各親指コントローラへの接触により電子信号を生成する様々な手段と結合しうる。図１９および図２０は、組み立てられる際に本体４００（図１５から１８）を形成する上部筺体４１０および下部筺体４１２を備える、デバイス３９０の典型的な実施形態の分解斜視図である。
【００５８】
上部筺体４１０は、各親指コントローラ４０２および４０４を内設可能な、１組の環状カラー４１４を備えてもよい。各環状カラー４１４の内部周面には、各親指コントローラ４０２および４０４の下部周面に形成可能な各複数突起４１８を受ける、複数凹部４１６が形成されてもよい。典型的な実施形態では、親指コントローラ４０２および４０４の８つの各突起４１８に対応する各カラー４１４内部に、デバイス３９０の機能性の側面に関する説明簡易化のため、８つの位置が主な方位点あるいはコンパス位置を表わす８つの凹部４１６があってもよい。ここに示された全ての典型的な実施形態に対する機能性が、別の典型的な実施形態に使用されてもよいことは理解されるであろう。
【００５９】
凹部４１６は上方部が下部部分より広い先細でもよく、各突起４１８の端部分４１９（図２１）は、各凹部４１６の内表面に定められた曲率半径に実質的に一致する曲率半径に定めてもよい。先細りの凹部４１６および（または）実質的に一致する曲率は、親指コントローラ４０２および４０４が、８つの方位点または位置の１つの中に正確に誘導されることを可能にする。下部より上部のほうが広い凹部４１６を形成することにより、ユーザーが親指コントローラ４０２および４０４の移動を開始した時の、方向性の変化に適応することができる。親指コントローラ４０２および４０４が開始した経路を続けるとともに、その経路に関連する各突起４１８は、各先細りの凹部４１６によって捕らえられ、関連するコンパス位置の方へ誘導される。この関係は、コンパス位置に向かう親指コントローラ４０２および４０４の初期移動が、毎回全く同じ向きである必要がないという点で、ユーザーに動作自由の触覚を提供する。代わりに、ユーザーは、所望コンパス位置の一般的な方向に親指コントローラ４０２および４０４の移動を開始し、各先細りの凹部４１６および突起４１８は、その位置に親指コントローラを正確に誘導する。
【００６０】
図１９および図２０に再度関連して、プラットフォーム４２０は、各親指コントローラ４０２および４０４の位置ロケーションあるいは動作を感知する１組の手段４２４および４２６を付設可能な、回路基板４２２を有していてもよい。典型的な実施形態では、４２４および４２６の感知手段は、発明の側面に従い回路基板４２２に動作可能なよう連結された、各１組の電位差計あるいはディジタル・ジョイスティックでもよい。代替手段は当業者に見分けられるであろうし、例えばそれは、モメンタリまたはタクトスイッチ、粘着テープタッチパッドおよびタッチスクリーン、磁気リードスイッチおよびセンサ、電気コンタクトポイント、フォトトランスミッタ、フォトインターラプタ、受光センサ、歪みゲージ、マウスあるいはトラックボールなど光学または機械的なエンコーダがある光学ウィール、電子ボール・プランジャ、ホール効果センサ、レーザー、電気光学センサ、電気機械的センサ、加速度計、反射オブジェクト・センサ、反射オブジェクト・フォトインターラプタ、およびロータリーとスライドスイッチなどを有していてもよい。
【００６１】
プラットフォーム４２０には、オン・オフスイッチ４２３の起動に応じて電力を回路基板４２２に供給するバッテリを収納する、筺体４２１を組み込むことが可能である。ユーザーに対して、デバイス３９０が１つまたは複数の運転モードにあることを示すか、あるいは他の情報を伝えるために、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの一連のインディケータ４２６が、プラットフォーム４２０に設置されてもよい。４２４と４２６の感知手段は、各ジョイスティックが各支柱４３０および４３２を有する部分に、回路基板４２２と動作可能なように連結された、各１組の電位差計あるいはディジタル・ジョイスティックでもよい。親指コントローラ４０２および４０４は、親指による方位点位置への各親指コントローラ４０２および４０４の移動など、ユーザーが親指コントローラ４０２および４０４との接触に応じて支柱を移動できるよう、各支柱４３０および４３２に連結されてもよい。例えば８つの方位点位置など複数の位置ロケーションの１つに、各親指コントローラ４０２および４０４を誘導するための手段として、各凹部４１６および突起４１８は機能する。データ信号は、位置ロケーションあるいは一方向への各支柱４３０および４３２のしきい値動作の解決に応じて、感知手段４２４および４２６により生成が可能である。これらの信号は、英数字を生成し、かつ様々な機能を実行するために、本発明の側面に従って処理されてもよい。
【００６２】
ユーザーが人差し指でそれらを起動できるように、デバイスの正面両側に置かれるような、１個以上のスイッチ（示されない）が、運転モードの切り替えに必要な親指コントローラ４０２および４０４のパターンの変更のため、あるいは実行する機能の信号生成のために、デバイス３９０には不可欠であろう。例えば、そのようなスイッチは、プレスやリリースのようなコントローラ４０２および４０４の軸方向移動によって決定される運転モードを、変更しうる。
【００６３】
図２１−図２４に関連して、デバイス３９０の代替実施形態は、親指コントローラとの接触を容易にするための、ユーザーの親指を適応させる圧こん４４０あるいは凹面部分を有する、親指コントローラ４０２および４０４を有してもよい。デバイス３９０の他の実施形態は、図２３および２４に示されるように突起４１８なく形成された１つまたは２つの親指コントローラ４４２を有してもよい。この実施形態では、その中に凹部４１６を形成するカラー４１４と共に使用されてもよく、該カラー４１４の内部の周面は平滑でもよい。デバイス３９０の実施形態は、動力がデバイス３９０に供給されている間、連続的に各電気信号を生成する各感知手段４２４および４２６に、動作可能なように連結する１組の典型的な親指コントローラ４４２を採用してもよい。代替実施形態は、使用される感知手段に応じて、電気信号あるいは別のデータ・ストリームを生成する別の感知手段を備えてもよい。
【００６４】
そのような信号またはデータ・ストリームは、各ジョイスティックの電位差計を起動させるために支柱４３０および４３２を移動させるなど、ユーザーの１組の親指コントローラ４４２それぞれへの接触を示すことが可能である。他の典型的な実施形態では、各１組のタッチパッド上で親指をスライドさせるユーザーは、電気的信号の各ストリームを生成することが可能である。この点において、電気信号は、３動作度を示す各感知手段４２４および４２６に対して連続的に生成される。例えばジョイスティックに対して、支柱４３０および４３２の移動により、各ジョイスティックの電位差計から、各支柱の「ＸＹ」面の動作または位置を示す電気信号の生成がなされる。例えば支柱をプレスしホールドするなどの、支柱４３０および４３２の軸方向移動は、ｚ軸に沿った動作または位置を示すデータ信号を生成するであろう。デバイス３９０の実施形態は、コントローラをプレスしリリースする、あるいはプレスしホールドするなど、親指コントローラ４４２によって起動または停止可能な切替手段を含んでもよい。これは、キーボードモードからマウスモードへの切り替え、機能の起動および停止、例えば「Ｃｔｒｌ」または「アルト」機能などの機能の組み合わせ、あるいはカーソルのコントロールなど、デバイス３９０のオペレーションモードの切り替えを可能にする。
【００６５】
標準ＰＣおよび他のキーボードは、キーの起動を感知するため、一般的にスイッチ、伝導性膜、および様々な他の２進法手段を使用する。そのような２進法手段は、電源が入っている或いは起動している時には信号を生成するが、電源が切れている或いは終了している時には信号を生成しない。発明の側面は、各感知手段４２４および４２６からの電気信号または他のデータ信号ストリームを絶えず生成し、監視し、分析することを可能にする。これは、以下に詳細が述べられる広範囲のタスクあるいはアクションを実行するための、意思決定基準、評価またはルックアップテーブル、信号一式の識別、および信号またはデータ・ストリームの分析あるいは融和に対する、相関信号の増加を可能にする。これらの信号は、様々なデバイスと互換性をもつ英数字あるいは実行可能な機能を示すデータ信号生成のため、解決されうる。これは、標準のキーボードまたは既知の手動操作デバイスと比べて、キーボード・レイアウト、モード切り替え、および実行可能な機能に関してデバイス３９０をプログラムおよび再プログラムする融通性を、著しく拡張する。回路基板４２２に内蔵されているものなどのような、コントロールあるいは処理モジュールは、新しいハードウェアの追加なく再プログラムし、デバイス３９０の機能性および特性を変更することが可能である。
【００６６】
デバイス３９０の使用中、発明のさらなる側面は、各「ＸＹ」面の支柱４３０および４３２の移動を示す連続データ収集を可能にし、該面では該データは各ｚ軸に沿った支柱の移動あるいは位置を示すデータとともに解決されうる。デバイス３９０の典型的な実施形態では、親指コントローラ４３４は４つのモード：
（１）プレスとホールド、
（２）「オン」を示すためのプレスとリリース（「クリックする」）、
（３）「オフ」を示すためのクリック、
（４）そのｚ軸の周りのねじり又は回転、
を示すために軸方向に移動させてもよい。この点から、デバイス３９０の制御論理は、生成される英数字または実行される機能を決定するため、１つまたは複数の各ｚ軸信号を持った１組のコントローラ４３４からの、各「ＸＹ」平面信号または座標情報を解決することが可能である。信号処理の別の側面は、支柱４３０と４３２を移動させるのに、または特定の文字を生成または入力するためにどれくらいかかるかを示すことが可能な、信号伝達のタイミングを決定することが可能である。デバイス３９０の使用中、信号処理は連続的に実行可能なので、機器の制御論理は、英数字の生成、モード切替、あるいは実行可能な機能のため、親指コントローラ４３４によって得られた物理パスの決定が可能である。これは、コントローラ４３４の移動に伴うベクトル方向および長さの先立って測定された関連性を修正するため、線形回帰などユーザーの長時間にわたるアクションおよびアルゴリズムの適用を示す回路基板４２２のデータベースのデータの、備蓄をさらに可能にする。連続的なデータ収集により、デバイス３９０の実施形態は、収集および分析されたヒストリカル信号データに基づいた、人工的に知的および論理的な決定を可能にさせる。収集されたデータは、ユーザーのコントローラ４３４の移動あるいはそれへの接触に対するパターンを検知するため、分析されうる。これらのパターンは、デバイス３９０から他のデバイスへの、英数字を生成するか運転モードを変更するか機能またはコマンドを実行するための出力信号の生成に、ユーザーの選好を適合させるため、デバイス３９０の制御論理を再プログラムするために使用されてもよい。
【００６７】
デバイス３９０の実施形態には、信号プロセッサあるいはプロセッサが、電気的信号を分析し、それらの信号のどの部分が監視され、マッチされ、そしてマッチした英数字あるいは機能的な出力に変換されるかの決定を、可能にする制御論理がプログラムされてもよい。信号は、例えば、英数字を生成するＡＳＣＩＩテーブル、あるいはユーザーの習慣を判定するユーザーの一連のヒストリカルデータなどの、レファレンスにマッチしうる。他のレファレンスは所望出力の程度によって使用されてもよい。回路基板４２２は、収集されたデータのパターンを、そのデータをデバイス３９０から出力される所望データ信号に変換するための、様々なレファレンスにマッチするように設定された制御処理装置を有していてもよい。該データは、デバイス３９０が使用されているあいだ、連続的に監視および収集され、あるいは周期的にサンプリングされる。この機能性はすべて、デバイス３９０に内蔵された回路基板４２２に存してもよい。上位システムの信号伝達要求事項（コンピュータ用のＡＳＣＩＩなど）が認識されると、デバイス３９０の制御論理には、ホスト・システムへ入力される際に、英数字、オペレーション機能またはモードに変換されるデータ信号を生成するための、適合するレファレンスあるいは一連の変換指示がプログラムされうる。方向あるいはベクトルデータ信号、ジョイスティック振れ角データ信号、および様々なモード感知データは、デバイス３９０の実施形態の中で絶えず獲得され、コンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ゲーム機、家庭用装置、テレビ、または電気データ信号を受け取るように構成された他のデバイスを含む、様々なデバイスへの英数字およびコントロール出力を可能にするため、モデル化されうる。
【００６８】
発明の側面は、凹部４１６および突起４１８などの機械的なガイド手段を有していない１組の親指コントローラ４４２を使用する実施形態など、デバイス３９０の様々な実施形態で使用可能な、親指コントローラの移動方向を決定する手段を、提供する。コントローラ４４２は、デバイス３９０内部に収容された、１組の感知手段４２４および４２６（ジョイスティック）の各支柱４３２および４３０に連結が可能である。ジョイスティックは、９０度対向する２つの電位差計の使用を通じて電圧（抵抗）信号を生成する。これらの電圧は、各親指コントローラ４３４が移動する方向を決定または予測するため、線形回復モデルに取り込まれ、記録され、そして使用されうる。
【００６９】
図２８から図３０に関連して、典型的な実施形態で親指コントローラ４３４が移動する８つの方向は、各ジョイスティックから生成された特定電圧によって導き出し定めることが可能である。図３０は、各スロープが、文字を記録するために電圧に対してどうあれば最適であるかを示す。回帰モデルは、ユーザーに移動されたときのジョイスティックによって生成される一連の信号と、プロットされたときの各八分円を二分する既知等式とから決定される、第１ラインの等式比較に使用されてもよい。回帰分析は、既知の八分円分割のスロープを、ユーザー入力から派生した回帰線のそれと比較することにより、直線性の測定を可能とする。各ユーザー入力は、８つの定義されたスロープと比較またはマッチされてもよい。ユーザーの入力が最もマッチするスロープは、文字入力のためそのゾーンを起動しうる。図２８から図３０に示された８つのゾーンは、８つの主な方位点位置と一致しうる。
【００７０】
各コントローラ４３４の動作または方向性を決定する他の側面では、北「Ｎ」位置にジョイスティックを移動すると耐電圧が記録される。例えば、１０オームと３０オームの間の値は、図２９に示される典型的な電圧に記録されるであろう。この値は、親指コントローラ４３４と、各支柱４３０、４３２とが移動するのに従って変わりうる。なぜなら特定のゾーンに動作を誘導するガイダンス機構がないことにより、ユーザーのコントローラのコントロールは、直線的に移動することができないからである。例えば一旦電圧が１０００Ｈｚで取り込まれ記録されれば、回帰分析は電圧データを介して最良適合するラインを決定しうる。この点において、例えば２２オームの親指コントローラ動作の平均電圧と、親指コントローラ４３４がその中央点から北位置のその停止点まで移動した際のデータ点を経由する直線のスロープとが分かる。この情報は、ユーザーがコントローラ４３４を移動しようとしていたゾーンを決定するか予測するために使用されうる。平均値２２オームは、電圧入力が親指コントローラ４３４の動作を北八分円内に置くことを示す。さらに、電圧データの回帰は、スロープが＋１００、あるいは図３０の垂直線（北）のわずかに右であることを示す。これらの２つのデータは共に、北へ親指コントローラ４３４を移動させるつもりだったユーザーに、許容できる信頼水準を提供する。スロープと平均電圧が同一の八分円の動作を予測しなければ、直線回帰は、意図した入力として使用される値でありうる。収集された信号に基づいて、コントローラ４３４の意図された動作を決定または予測するために、ニューラル・ネットワーク、ファジイ論理、多変量回帰および他の既知の統計的方法などの他の手段が使用可能であることは、認識されるであろう。
【００７１】
携帯型キーボード・デバイス３９０の様々な実施形態は、個人ユーザの一連の選好を適合させるようプログラム及び再プログラム可能である。例えばユーザーの快適度、および、（ａ）所望出力生成のためのデータ信号を入力するため、キーボードの使用を早く（つまり可能なかぎり最短時間で）学ぶことと、（ｂ）所望された速さを満たすか越えるタイピングスピードあるいは長期処理能力を習得することとの、どちらかの必要度である。親指コントローラ４０２、４０４、または４４２を操縦する、または「タイプ入力」をする場合、選好する快適さ、学習の簡便性、および処理能力、これらの３つのパラメーターは、多くの場合相反する。例えば、学びやすい入力方法は、多くの場合最速のスピードまたは処理能力を可能にするものではない。同じく、高速の処理能力またはタイピングスピードを達成する方法は、習得するのが最も簡単なものではないかもしれない。これらの３つのユーザーの選好の最適化は数学的なアルゴリズムを使用して達成可能である。
【００７２】
従来のキーボードはそのキー各々に文字が印刷されている。キーはその固有配置の形成のため、キーボードの一定位置に位置付けられている。該キーボード内のハードコーディングは、その特定キーのロジックである。キーボード・レイアウトは、特定キーの交換か追加、あるいはウィンドウズ（登録商標）・オペレーティングシステムのコントロールパネルなどのソフトウェア制御により、または他の同様の手段を通じて、物理的および機能的に変更が可能である。これらの方法は、キーボードが、ＰＣなどコンピュータ・システムへの操作可能な接続なくして、プログラムされた配置ロジックを保持することを許さない。コンピュータ・システムは、そのメモリ内のキーボード再マッピングをコントロールしなければならず、またキーボードは、作動のためコードおよびチップレベルでプログラムされなければならない。これらの方法は困難であり、通常ユーザーには遂行されない。このように、標準キーボードを再プログラムし、個人ユーザのニーズまたは選好に適応させる融通性というものは、制限されている。
【００７３】
キーボード・デバイス３９０の実施形態は、英数字および機能を生成するためのカスタム・キーボード・レイアウトあるいは接触パターンを形成するため、複数のユーザー主観および客観的な選好を評価するように設定された、キーボード制御論理を備えてもよい。実施形態では、物理的な動作に対するユーザーの快適さレベルは、ユーザーが、出力スピードが制限されても速く習得することを望むか、あるいは習得時間にかかわらず出力を最大限にするかに相応して最適化されてもよい。簡単に学習することの相関としての最大出力は数学的なアルゴリズムあるいはモデル、または他の適切な手段を用いて決定可能である。
【００７４】
平均的なユーザーの親指の生体力学は、ユーザーが親指コントローラ４０２、４０４または４２４を、デバイス３９０にデータ信号を生成するために必要とされる全方向に移動させることを可能にする動作範囲を有している。しかしながら、どの特定ユーザーにも、選好する特定方向への動作というものがありがちである。これらの選好は、他の活動における親指使用、手の器用さ、遺伝学、または障害で作られるであろう。発明の側面は、ユーザーに定められた一連の選好に適合するようキーボード・レイアウトをカスタマイズし、カスタマイズされたレイアウトにデバイス３９０が対応するよう再プログラムすることが可能である。キーボード・レイアウトは特定のユーザーに関連してではなく独自のテストを通じてでも、決定および配置可能である。
【００７５】
指示された処理能力を達成するためにユーザーにどれだけの時間がかかるかによって示されうる学習の簡便性とは、ユーザーがデバイス３９０の実施形態の使用を、どれくらい速く学ぶことができるかによって決めることができる。習得には、図２５から２７に示される典型的なキーボード・レイアウトまたはテンプレートなどのキーボード・レイアウトの認知および熟知が必要であり、それはデバイス３９０に付けられてもよいし、個別のユーザーガイド・カードに表示されてもよい。ユーザーが知っている文字パターン、数パターン、および色パターンは、そのユーザーの習得が容易になるよう支援しうる。キーボード・レイアウトは、より見分けやすく、親しみ深く、理解しやすく、論理的であればあるほど、習得が簡単になる。例えば、アルファベットは見分けやすく親しみ深いため、初めてのタイピストはアルファベットの配置は習得しやすいと感じるであろう。
【００７６】
デバイス３９０の処理速度を最大限にすることは文字配置を最適化する機能でありうる。「ｅ」、「ｔ」、「ｎ」、「ｏ」、「ａ」、あるいは他の文字など、一般的に最もタイプ入力される文字は、方位点位置と一致するキーボード・レイアウトに位置づけされてもよく、特定のユーザーにとってそこは、右の親指を最も速く移動させられるのと同時に左の親指に必要とされる動作数を最小限にする位置である。この側面、および右親指コントローラ４０２あるいは４４２を有するデバイス３９０では、右の親指で親指コントローラ４０４または４４２に相応の接触をすることにより、左の親指の位置２つで、１６の最も頻繁に用いられている文字をタイプ入力することが可能である。これらの１６文字は、タイプされる文字の大部分を占める。
【００７７】
発明の側面は、特定のユーザーにキーボード・レイアウトのカスタマイズを決定する手段を提供する。これは、特定のユーザーの親指が、各親指コントローラの８つの各方位点位置など、親指コントローラ４０２、４０４または４４２の１つまたは複数の位置に、どれくらい速くまたはどれくらいの速度の割合で移動するかの決定を含みうる。ユーザーが選好する、デバイス３９０の親指コントローラを移動あるいは操縦する際の、最も簡単な、最も速い、最も快適な位置に関して、データセットが収集されうる。これらのデータセットはユーザーの選好に従ってランク付けされうる。データセットは、ＰＣモニターとインターフェース・デバイス３９０などによって、一連のオンスクリーン操作を通じて収集が可能である。ユーザーにとって最も簡単な位置と最も快適な位置は、主観的で、非常に相関している。ユーザーは、多くの親指コントローラ動作を実行し、それから、それらをランク付けるように要求される。ユーザーにとっての最も速い位置は、ユーザーが様々な位置に親指コントローラ４０２、４０４または４２４を複数回移動あるいは操縦するようにデザインされた様々なテストを用いて、コンピュータが入力時間を取り込み、それによって客観的に測定されうる。ユーザーにとって、最も速く、最も簡単で、最も快適な位置が相関していない場合、より大きな重みづけは、ユーザーが最優先と考えるユーザー選好のどれに割り当てられてもよい。例えば、速度が最重要事項あるいは最優先事項であるとしてユーザーが選択した場合、そのユーザーのキーボード・レイアウトをカスタマイズまたは最適化するときに、「最も速い」変数あるいは選好が、高く重みづけされてもよい。
【００７８】
ユーザーの学習の簡便性、速度、およびユーザーが親指コントローラ４０２、４０４または４２４を移動または操縦する快適さに関して、データセットを収集した後、ユーザーにマッチした、あるいはカスタマイズされたキーボード・レイアウトが決定されうる。１つの側面では、５段階リッカートスケールが、ユーザーが、タイピングの簡便性およびタイピングスピードに対して持つ、相対的重要度あるいは優先度を決定するために使用されてもよい。ユーザーは、これら２つの変数または選好１から５をそれぞれ、１は重要でなく、３は中間、５は非常に重要であるというようにランク付けしてもよい。例えば、学習の簡便性を１に位置付け、速度を５に位置付けた場合には、親指コントローラ４３４が最も速く置かれる場所で文字あるいはキーボード・レイアウトが形成可能で、それによりユーザーは、その配置への認識度あるいは熟知度にかかわらず、そこに関連付けられた最も頻繁に使用される文字を得る。学習の簡便性を５に位置付け、速度を１に位置付けた場合には、親指コントローラ４３４の移動位置用に最適化された均一色のアルファベット順レイアウトを使用して、文字あるいはキーボード・レイアウトが形成されてもよく、それに応じて速度に影響が生じる。一般に、タイピング速度のランクが１から５へ上がるにつれて、文字あるいはキーボード・レイアウトは、頻度に基づいた文字配置と同様、急速にコントローラ４３４移動の快適さとスピードにかかわるデザインになりうる。
【００７９】
文字またはキーボード・レイアウトをカスタマイズする他の典型的な手段は、ユーザーが選好する学習の簡便性およびタイピングスピードのランキングに基づいてもよい。例えば、ユーザーが学習の簡便性あるいはタイピングスピードに関心がなければ、ランキングは１対１となり、広範囲のレイアウトを作り出しうる。５対５のランキングは、学習の簡便性およびタイピングスピード両方のために文字が最適化されているレイアウトを作り出しうる。このレイアウトは、特定のユーザーによって部分的にでも認識可能なパターンあるいは順序に配置された文字を有してもよい。文字は、ユーザーにとって最適な文字パターンおよび親指コントローラの最も速い動作に基づいた使用に従って、最適化されうる。
【００８０】
ユーザーにより文字配置あるいはキーボード・レイアウトが決定された後、ユーザーデバイスのレイアウトを実施するのに必要なコードまたは指示は、様々なメディア上に電子的に送信され、ユーザーデバイスの各回路基板に内蔵されていたメモリに充填される。例えばＵＳＢまたは他のケーブル接続、ワイヤレスまたはリムーバブルメモリカードが使用されてもよい。ユーザーの能力が変わるか、ユーザーにより再評価が必要とされた場合、分析は再び実行されてもよく、該カードあるいはユニットはいかなる変更にも対応し再プログラムされる。
【００８１】
図２５は、左親指コントローラ４０２など、デバイス３９０の親指コントローラで使用可能な、典型的なキーボード・レイアウトテンプレート４５０を示す。テンプレート４５０は、選択された方位点位置に対応して色分け及び配置可能な、複数のインジケータ４５２から４６２を有していてもよい。典型的な実施形態では、インジケータ４５２は「南西」位置に、４５４は「北東」位置に、４５６は「北」位置に、４５８は「北東」位置に、４６０は「南東」位置に、４６２は「南」位置にあってもよい。インディケータ４５２から４６０は、それぞれが他と異なる色を有していてもよく、それによりユーザーは、左親指コントローラ４０２の移動を右親指コントローラ４０４の移動に関連づけて、英数字、運転モード、あるいは機能の実行を示すデータ信号を生成することが可能となる。インジケータ４５２から４６０の位置は、一般のユーザーがそれらの位置にコントローラ４０２を移動できる簡便性に基づいて、ランク付けられてもよい。位置４５６は最も容易であり、４５８は２番目に容易であり、４５４は３番目に容易であり、４６０は４番目に容易であり、そして４５２は５番目に容易である。
【００８２】
図２６は、典型的なキーボード・レイアウトテンプレート４７０を示しており、それは８つの主な方位点位置に配列された八分円４７２から４８６に分割しうる。典型的な実施形態では、八分円はそれぞれ、外リング４９０の各部周囲に配置された５つの英数字ポジションを含んでもよい。１つまたは複数の八分円が、内リング５００に同じく配置された「スペース」、「メニュー」、「エンター」および「ｂスペース」などの実行可能な機能のしるしを有していてもよい。インジケータ４５２から４６０の色分けおよび連鎖配列には、各八分円内の５つの英数字位置を関連付けてもよい。例えば、インジケータはそれぞれ異なった色でもよく、それによりユーザーが「南西」位置のインジケータ４５２から「南東」位置のインジケータ４６０に時計回りに移動するに従って、インジケータからインジケータに順次に色が変わることが可能になる。また、この色の時計回り配列は、各八分円内の機能ポジションの５つの英数字を示してもよい。このように、各八分円４７２から４８６内の５つのポジションに関連づけた５つのインジケータ４５２から４６０がある。
【００８３】
この点から、八分円４８４は、５つの英数字または機能ポシションに、時計回りの配列で「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」および「Ｅ」を有していてもよく、これら５つのポジションには、インジケータ４５２から４６０と同じように、時計回りの色分け配列がなされている。例えば、４５２から４６０までのインジケータは、それぞれオレンジ、黄色、赤、青、および緑に色分けされてもよい。同様に、各八分円内の５つのポジションは、第１のポジションから５番目のポジションへ右回りにオレンジ、黄色、赤、青および緑と色分けされてもよい。左右の親指コントローラ４０２および４０４における、この時計回りの動作と色分けの連係は、ユーザーが、テンプレート４７０に含まれる英数字生成に必要なパターンを習得するのに有益である。図２６に示される典型的な実施形態では、アルファベットの文字は、八分円４８４から八分円４７８の最初の英数字ポジションまで、時計回りにアルファベット順で配列され、数字の１から０は八分円４７８から４８２に同様に配列される。インジケータ４６２は、八分円４７２、４７６、４８０および４８４が内リング５００に示された機能を生成する際に、用いられてもよい。
【００８４】
テンプレート４５０および４７０の代替実施形態は、例えばコントローラの移動の簡便性及び文字の使用頻度、または他のユーザーの特定の選好など他の集団に基づいてもよい。例えば、インジケータ４５６は位置を移動させるのに最も容易なところ（北）にあるため、５つの最も頻繁に使用されている文字は、５つの連続した八分円の最初の英数字ポジションにあると推測できる。さらにテンプレート４５０および４７０は、デバイス３９０の実施形態によるコントローラ４０２、４０４、または４３４の動作とデータ信号生成との、別の色分けされた連係を示し、それは様々なデバイスへの接続に使用可能である。該動作は、最新のキーボード・レイアウト、または英数字、機能、あるいはコマンドを表わす別のレイアウトにある、クワーティ、ドヴォラク、チューボン、フィタリに関連付け或いはマッピングされてもよい。テンプレート４５０および４７０は、上部筺体４１０の表面にエンボス加工されてもよいし、そうでなければそのイラストが入れられてもよく、これは、ユーザーが例えば装飾挿入物と、テンプレート４５０および４７０を備える指示挿入物との間で挿入物を交換できるよう、取外し可能な挿入物として形成可能である。
【００８５】
図２７は、左親指コントローラ４０２、テンプレート５１０、および右親指コントローラ５２０の、別の典型的な実施形態を示しており、これはコントローラ動作および色分けに基づいて、標準のクワーティ・キーボード配置５３０にマッピング可能である。この側面では、少なくとも片方一つのコントローラ４０２および４０４の動作を、クワーティ・キーボード上の、英数字あるいは機能の位置、またはそのグループに関連付けることが可能である。例えば、数字の１から５、および「ｑ」、「ｗ」および「ｅ」が、グループとして同じ色に色分けされてもよい。このグループのキーは、クワーティ・キーボードの「北西」部位に位置する。これらの文字のうちの１つを生成するために、ユーザーは、このグループが位置するのと同じ方向、つまりこの文字グループと同一色で色分けされた、テンプレート５１０に示された「北西」方向または八分円に、左親指コントローラ４０２を移動させる。右親指コントローラ４０４は、ユーザーが生成することを所望する特定文字に示された方向に移動する。図２７に示されるように、数字の「１」を生成するのに、ユーザーは「北東」方向に右親指コントローラ４０４を移動させてもよい。コントローラ４０２および４０４は、これらの方向に連続的にまたは同時に移動させてもよい。
【００８６】
図２７は、数字の「１」から「５」に対する右親指コントローラ４０４移動の方向が、「北東」方向から「南西」方向への時計回りのパターンを作ることを示す。同様に、数字の「６」から「０」に対しては、「南」方向から「北西」方向への反時計回りのパターンが形成される。このようなパターンは、所望する文字や機能などを生成するための、ユーザーのコントローラ０２および４０４動作の学習および記憶の促進に、有益である。コントローラ４０２および４０４の動作とクワーティなどのキーボード・レイアウトの関連付け又はマッピングは、例えばユーザー選好、文字の使用頻度、コントローラ動作の簡便性およびキー位置に基づいてもよいことは、認識されるであろう。
【００８７】
デバイス３９０の様々な実施形態は、ブルートゥースが使用可能で、デバイス３９０から受信デバイスにデータ信号を送信するシングルアンテナが組み込まれてもよい。これらのデータ信号は、デバイス３９０がキーボードモードおよびマウスモードにおいて、単一ユニットとして受信デバイスと共同で作業することを可能にする。デバイス３９０の実施形態はまた、ディスプレイ・デバイスと接続された場合に、ユーザーのコントローラ４０２、４０４、または４３４の移動、あるいはそれへの接触に応じて、オンスクリーンガイドが表示されるよう、設定が可能である。例えば、図２５および図２６に関連して、左親指コントローラ４０２がインジケータ４５４の方向に移動すると、オンスクリーンガイドは、４７２から４８６までの各八分円の第２文字ポジションからの英数字あるいは機能と、各々を生成するのに右親指コントローラ４０４が移動すべき方向とを示すことが可能である。表示された英数字あるいは機能は、右親指コントローラ４０４を必要な方向へ移動させることにより、ユーザーが選択して生成できるものである。
【００８８】
キーボード１０およびデバイス３９０などのインターフェース・デバイスの様々な実施形態は、様々な機能の実行に使用可能な電子データ信号を生成するために用いることができ、生成される英数字、および／または標準キーボード機能を実行するために使用されるデータ信号に限られないことは、当業者によって見分けられるだろう。例えば、ソフトウェアおよび（または）ファームウェアは、本発明の側面に従って生成されたデータ信号を解析、および／またはコンピュータ・ゲーム、シミュレータ、ロボット、通信機器または電子データ信号に反応する他のデバイスなど様々な電子装置をコントロールするように設定されてもよい。キーボード１０の実施形態は、当業者によって見分けられるであろうが、無線通信メディアにデータ信号を送信するようにも構成可能である。
【００８９】
本発明の典型的な実施形態が、データ信号および／またはコンピュータあるいは通信環境の英数字または特殊文字の形成、または様々な電子、電気機械、または他のデバイスの操縦装置への、および／またはそのための入力データ信号などの、様々な用途での使用が求められるような、指定された特性を持つ指示を生成可能であることは、さらに当業者によって見分けられるだろう。例えば、典型的な実施形態では、親指コントローラを特定方向に移動あるいは操縦することにより、音素が選択されるように設定されてもよい。例えば、親指コントローラを移動あるいは接触させることと、選択された音素との連係は、エンド・ユーザーの物理的な能力または制限の機能でありうる。代替実施形態は、自動車システムなどを通じて、携帯電話のダイヤル、ラジオ機能、ＡＣコントロール、ラジオ・チューナーなどのような様々な機能をコントロールするため、例えば自動車のハンドルなどと一体となっていてもよい。様々な他の実施形態は、産業、航空機またはロボットコントロール、電動車椅子のコントロール、電気を点けたり消したりするなどオートメーション化した住宅の管理機能、英数字に対する画像通信用の文字またはアイコンの生成などに使用可能で、また声合成した実施形態は、例えば、音素とアイコンを組み合わせて読出するのに使用されてもよい。ＬＣＤパネルは、タイピング指導、トラブルシューティングの指示、音声プログラミングまたは他の設定のため、本発明の様々な実施形態の筺体に組み込まれてもよい。代替実施形態は例えば、インスタント・メッセージング機能またはウエブブラウザーの一番上のボタンをコントロールするために使用されてもよい。
【００９０】
本発明の典型的な実施形態は具体例を通じて示され述べられたので、多数のバリエーション、変形および代替がここに記載された本発明から離れることなく、当業者に思い浮かぶであろう。従って、本発明は、添付された特許請求の範囲の精神および範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、休息中の手の自然な形に合うように形作られた２つの半球体を使用した、本発明の典型的な実施形態を示すキーボードの透視図である。
【図２】図２は、キーボードの全体的な形を示す図１のキーボードの平面視である。
【図２−２】図２Ａは、図１および図２のキーボード筐体の上半分および下半分の典型的な実施形態の透視画法による分解組立図である。図２Ｂは典型的な上部管理プレートの透視画法による底面図である。図２Ｃは、本発明の側面に従った典型的なスプリングの平面図を示す。
【図３】図３は、基礎的な構造を組織する構成要素の典型的な配置を示す、図１のキーボードの一部の分解組立図である。
【図３−２】図３Ａは、図１のキーボードの上部管理プレートと連結した運動学的マップ・プレートの典型的な実施形態の平面図である。
【図３−３】図３Ｂは、図３  Ａの運動学的マップ・プレートの透視画法による底面図を示す。図３Ｃは、図３に示されるスパイダ機構の典型的な実施形態の平面図を示す。図３Ｄは、図３Ｃのスパイダ機構の側面視を示す。図３Ｅは、本発明の側面に従った典型的なランプまたはカミング機構の正面図を示す。
【図４】図４は、キーボードの典型的な文字定義リング一組を示す。
【図５】図５（と図５Ａ）は、本発明の側面に従った２つの各位置の制御装置の典型的な実施形態の、断面図詳細かつ筐体からの切り欠を示す図面である。
【図５−２】（図５と）図５Ａは、本発明の側面に従った２つの各位置の制御装置の典型的な実施形態の、断面図詳細かつ筐体からの切り欠を示す図面である。
【図６】図６は、１つの半球体下面の典型的な実施形態を示す。
【図７】図７は、本発明の側面に従った携帯可能な装置の典型的な実施形態を示す。
【図８】図８は、図７の装置の断面図を示す。
【図９】図９は、図７の装置の分解組立図をそれぞれ示す。
【図９−２】図９Ａは、本発明の側面に従った携帯可能な装置の典型的な実施形態の透視図を示す。図９Ｂは、図９Ａの実施形態の断面視を異なる形の筺体で示す；図９Ｃは、図９Ａの装置の典型的なコントローラの正面図を示す。
【図９−３】図９Ｄは、本発明の側面に従った携帯可能な機器の典型的な実施形態の断面図を示す。図９Ｅは、本発明の側面に従った携帯可能な機器の他の典型的な実施形態を示す。図９Ｆは、本発明の様々な実施形態と共に使用可能なアッセンブラージュの典型的な実施形態の断面図を示す。
【図１０】図１０は、本発明の他の典型的な実施形態の分解組立図を示す。
【図１１】図１１は、図１０の半球体プレートの典型的な実施形態を示す。
【図１２】図１２は、図１０に示される管理プレートの典型的な実施形態の下部透視図を示す。
【図１３】図１３は、本発明の側面に従ったキーボード・レイアウトの典型的な実施形態を示す。
【図１４】図１４は、図１３のキーボード・レイアウトの他の実施形態を示す。
【図１５】図１５は、本発明の携帯型の実施形態の側面透視図を示す。
【図１６】図１６は、図１５の携帯型の実施形態の上部透視図を示す。
【図１７】図１７は、図１５の携帯型の実施形態の上部透視図を示す。
【図１８】図１８は、図１５の携帯型の実施形態の下部透視図を示す。
【図１９】図１９（および図２０）は、図１５の携帯型の実施形態の各部の関連を示す透視図である。
【図２０】（図１９および）図２０は、図１５の携帯型の実施形態の各部の関連を示す透視図である。
【図２１】図２１は、親指コントローラの典型的な実施形態を示す。
【図２２】図２２は、親指コントローラの典型的な実施形態を示す。
【図２３】図２３は、親指コントローラの典型的な実施形態を示す。
【図２４】図２４は、親指コントローラの典型的な実施形態を示す。
【図２５】図２５は、英数字配置の典型的な実施形態を示す。
【図２６】図２６は、英数字配置の典型的な実施形態を示す。
【図２７】図２７は、英数字配置の典型的な実施形態を示す。
【図２８】図２８は、線形回復モデルに関連した典型的な概略図を示す。
【図２９】図２９は、線形回復モデルに関連した典型的な概略図を示す。
【図３０】図３０は、線形回復モデルに関連した典型的な概略図を示す。
【符号の説明】
【００９２】
１０２  第１手段（半球体）
１０４  第２手段（半球体）
１４０  第１パターン（文字定義リング）
１５２  第２パターン（コンセントリック・リング）
２０４  第１親指コントローラ
２０６  第２親指コントローラ
２１６  第１及び第２ジョイスティック（軸体）
２１４  処理モジュール（感知手段）
４００  本体
４０２、４０４  親指コントローラ
４１４  環状カラー
４１６  複数の凹部
４１８  複数の突起
４２２  処理モジュール（回路基盤）
４２４、４２６  感知手段
４３０  第１ジョイスティック
４３２  第２ジョイスティック
４５０  第１テンプレート（キーボード・レイアウトテンプレート）
４７０  第２テンプレート（キーボード・レイアウトテンプレート）
【図１】
2008503805.tif 000003
【図２】
2008503805.tif 000004
【図２−２】
2008503805.tif 000005
【図３】
2008503805.tif 000006
【図３−２】
2008503805.tif 000007
【図３−３】
2008503805.tif 000008
【図４】
2008503805.tif 000009
【図５】
2008503805.tif 000010
【図５−２】
2008503805.tif 000011
【図６】
2008503805.tif 000012
【図７】
2008503805.tif 000013
【図８】
2008503805.tif 000014
【図９】
2008503805.tif 000015
【図９−２】
2008503805.tif 000016
【図９−３】
2008503805.tif 000017
【図１０】
2008503805.tif 000018
【図１１】
2008503805.tif 000019
【図１２】
2008503805.tif 000020
【図１３】
2008503805.tif 000021
【図１４】
2008503805.tif 000022
【図１５】
2008503805.tif 000023
【図１６】
2008503805.tif 000024
【図１７】
2008503805.tif 000025
【図１８】
2008503805.tif 000026
【図１９】
2008503805.tif 000027
【図２０】
2008503805.tif 000028
【図２１】
2008503805.tif 000029
【図２２】
2008503805.tif 000030
【図２３】
2008503805.tif 000031
【図２４】
2008503805.tif 000032
【図２５】
2008503805.tif 000033
【図２６】
2008503805.tif 000034
【図２７】
2008503805.tif 000035
【図２８】
2008503805.tif 000036
【図２９】
2008503805.tif 000037
【図３０】
2008503805.tif 000038
【国際調査報告】
2008503805.tif 000039
2008503805.tif 000040