(57)【要約】    【課題】  表面にプラスチックの導電フィルム等を用いたタッチ式ディスプレイに代わるユーザ・インターフェースを提供する。    【解決手段】  ＰＤＡなどの装置１００のユーザ・インターフェース１０４上で押し圧が加えられる領域に対して側方に間隔を置いて複数の入力センサ１０８が配置される。これらの入力センサ１０８を用いて、ユーザ・インターフェース１０４に押し圧が加えられているのを検出する。また、押し圧が加えられた場所を、これらの入力センサ１０８から収集された圧力、振動等の情報を用いて求める。装置１００は、求められた場所からユーザの入力（操作）を解釈し、実行する。    【選択図】    図１
2004348725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押し圧が加えられるポイントに対して側方に間隔を置いて配置される複数の入力センサを用いて、ユーザ・インターフェースに押し圧が加えられているのを検出することと、
前記押し圧が加えられている場所を、前記複数の入力センサから収集された情報を用いて比較して算出することと、
前記算出された場所から、所期のユーザ入力を解釈することと、
を有することを特徴とする、ユーザ入力を識別する方法。
【請求項２】
前記の、押し圧が加えられているのを検出することは、押し圧が加えられているのを、前記ユーザ・インターフェースの周囲に配設された前記複数の入力センサを用いて検出することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の、押し圧が加えられている場所を算出することは、前記複数の入力センサで測定された押し圧から前記場所を算出することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記の、押し圧が加えられている場所を算出することは、前記複数の入力センサで測定されたたわみから前記場所を算出することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記の、押し圧が加えられている場所を算出することは、前記複数の入力センサで測定された振動から前記場所を算出することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記の、押し圧が加えられている場所を算出することは、振動が前記複数の入力センサで検出されるタイミングに基づいて前記場所を算出することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記の、所期のユーザ入力を解釈することは、ユーザ・インターフェースのマップを用いて、前記計算された場所を相関させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ユーザ入力を行うために、押し圧が加えられる可能性のあるユーザ・インターフェースと、
前記ユーザ・インターフェースの、前記押し圧が加えられる可能性のあるエリアに対して側方に間隔を置いて配置される複数の入力センサと、
前記ユーザ・インターフェースに対して押し圧が加えられている場所を、前記複数の入力センサから収集された情報を用いて算出し、また、前記押し圧が加えられた前記算出された場所から、所期のユーザ入力を解釈するように構成されている入力分析マネージャと、
を備えることを特徴とする、ユーザ入力を識別するシステム。
【請求項９】
前記ユーザ・インターフェースが、ディスプレイ、および少なくとも１つの模擬ボタンを具備するコントロールパネルのうち、いずれかを備え、また、前記入力センサが、前記ディスプレイまたは前記コントロールパネルの周囲に配設されることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記入力センサが、前記ユーザ・インターフェースを通じて伝えられる押し圧を測定する押し圧センサ、前記ユーザ・インターフェースの個別部分の変位を測定する変位センサ、前記ユーザ・インターフェースを通じて伝播する振動を測定する振動センサ、および前記ユーザ・インターフェースを通じて伝播する振動の到達を検出する振動センサ、の少なくとも１つを備えることと、前記入力分析マネージャが、それぞれの振動センサに前記振動が到達したタイミングを特定するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ式ディスプレイなどの、ユーザ入力を識別するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの装置は、ユーザが入力情報（例えば、選択および／またはデータ）を装置に入れるときに用いるユーザ・インターフェースを含む。このようなインターフェースは、通常、機械式ボタンや、１つのタッチ式ディスプレイ（ｔｏｕｃｈ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｄｉｓｐｌａｙ、接触感知式ディスプレイ）などのうちの１つまたは複数から成っている。
【０００３】
機械式ボタンに関しては、ユーザによるボタンの選択を登録する（ボタン操作を受け付ける）ために、それぞれのボタンに対して、物理スイッチが必要となる。このようなスイッチは、ユーザによる選択を登録できない事態などエラーを起こしやすい。例えば、ほこり、および他の屑が、スイッチ上にたまって、スイッチ、それゆえスイッチを働かせるボタンの適正な動作を妨げることもある。さらに、スイッチ上に液体がこぼれると、スイッチが短絡し、それにより、スイッチを含むユーザ・インターフェース、もしくは装置全部も取り替える必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タッチ式ディスプレイは、常態では、タッチ式ディスプレイが使用される外部環境から密閉されているという点で、ほこり、屑、または他の異物が入りやすいものではないが、タッチ式ディスプレイは比較的に壊れやすい。特に、代表的なタッチ式ディスプレイ（例えば、抵抗方式のディスプレイ）を形成するプラスチック層は、容易に、引っ掻かれるか、えぐられるか、あるいは、引き裂かれることがある。さらに、ディスプレイを接触感知可能にするのに用いられる構成要素（導電フィルム、保護層など）は、ディスプレイの輝度を低下させることが多い。それゆえ、その表示された情報は、見にくいことがあり、すなわち、接触感知可能な構成要素の暗くする作用（それにより、電力を無駄にする）を克服しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ユーザ入力を識別するシステムおよび方法が開示されている。一実施形態では、システムおよび方法は、押し圧が加えられるポイントに対して側方に間隔を置いて配置される複数の入力センサを用いて、ユーザ・インターフェースに押し圧（ｆｏｒｃｅ、力、圧力）が加えられているのを検出し、その押し圧が加えられた場所を、これらの入力センサから収集された情報を用いて算出することにかかわる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ユーザ・インターフェースの一例としては、装置ハウジング内、例えば装置コントロールパネル内またはディスプレイ内に設けられて、ユーザが押し圧を加えているのを検出する入力センサを含む。次に、センサが収集した情報を分析して、その押し圧が加えられた場所を決定し、それにより、ユーザ入力を識別する。
【０００７】
この開示されたユーザ・インターフェースを取り入れているシステムおよび方法の様々な実施形態が、本明細書に述べられている。特定の実施形態が開示されているが、これらの実施形態は、開示されたシステムおよび方法を説明し易くするために、例示目的でのみ与えられている。よって、他の実施形態も可能である。
【０００８】
次に、対応する部分が同じ数字で確認できる（同様の構成要素に対して同じ符号を付してある）図をさらに詳しく参照すると、図１は、ユーザ入力を識別するように構成されている第１の装置１００の一実施形態を示している。この実施形態では、装置１００は、ＰＤＡ（携帯情報端末）である。図１に示されるように、装置１００は、タッチ式ディスプレイ１０４を支持するハウジング１０２を含む。タッチ式ディスプレイ１０４は、他の構成も可能であるが、通常、スタイラス１０６などの適切な入力器具を用いて入れられたユーザ入力を受け取る液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含む。
【０００９】
入力センサ１０８は、ハウジング１０２内、例えば、タッチ式ディスプレイ１０４の下側または内部に設けられる。図１の実施形態では、上記の３個の入力センサ１０８が用いられ、これらのセンサは、タッチ式ディスプレイ１０４の左上の隅と左下の隅のそれぞれに１個と、タッチ式ディスプレイ１０４の右側縁の中央付近に１個、設けられている。３個のセンサ１０８が図示され、また、３個のセンサ用の特定の場所が描かれているが、代替配置が使用されることもある。例えば、３個以上のセンサが用いられ、かつ／または、タッチ式ディスプレイ１０４の側縁の外側に位置づけられることもある。
【００１０】
入力センサ１０８（その例証構成は、以下に述べられる）が上記のように設けられているために、タッチ式ディスプレイ１０４は、従来のタッチ式ディスプレイの場合のように、フレキシブル・プラスチックの層を含む必要はない。よって、ガラスまたは引っ掻きに耐えるプラスチックのような、さらに硬い材料を、タッチ式ディスプレイ１０４の構造に用いることがある。このような場合には、タッチ式ディスプレイ１０４は、さらに堅牢であって、しかも、明るい画像をユーザに提供するのに必要なエネルギーがさらに減らされる。
【００１１】
図２は、ユーザ入力を識別するように構成されている第２の装置２００の一実施形態を示している。このような場合、装置２００は、ユーザ入力を識別するように構成されたイメージング装置、例えば、コピー機、スキャナ、ファクシミリ機、プリンタ、または他の電子装置である。装置２００は、コントロールパネル２０４を含むハウジング２０２を備えている。さらに、コントロールパネル２０４は、ディスプレイ２０６と「キーパッド」２０８を含む。図１に示される装置１００のディスプレイ１０４と同様に、ディスプレイ２０６は、通常、ＬＣＤを含む。キーパッド２０８は、複数の模擬（疑似）ボタン（ｍｏｃｋ  ｂｕｔｔｏｎ）２１０を含む。「ボタン」という語が用いられてはいるが、模擬ボタン２１０は、実際の機械式のボタンから成っているのではなく、模擬ボタン２１０は、このような機械式のボタンを単に描いているにすぎない。よって、模擬ボタン２１０は、模擬ボタンの境界線に関する表示だけでなく、模擬ボタン２１０を押すと選択できる所与の機能（例えば、「印刷」、「コピー」など）を特定する１つまたは複数の指標も含む。ときには、この境界線表示は、模擬ボタン２１０の周界を連絡する凹みおよび／または隆起部分（例えば、隆起側縁）を含むこともある。
【００１２】
模擬ボタン２１０のそれぞれに対して専用スイッチを設けるのではなくて、比較的に少数の入力センサ２１２を設けて、それらの入力センサを用いて、ユーザ選択を検出する。これらの入力センサ２１２は、コントロールパネル２０４の内側で、キーパッド２０８付近に取り付けられている。さらに具体的に言えば、図２の実施形態では、キーパッド２０８の周縁の周りに４個の入力センサ２１２を設け、それぞれの入力センサが、キーパッド２０８のそれぞれの隅付近に設けられている。図２には４個の入力センサ２１２が示されているが、別の個数のセンサが用いられる場合もある。さらに、必要に応じ、装置ハウジング２０２内の他の場所に、入力センサ２１２が設けられることもある。
【００１３】
図３は、図１に示される装置１００と図２に示される装置２００の一方または両方の例証アーキテクチャを示すブロック図である。図３に示されるように、装置１００、２００は、一般に、ローカル・インターフェース３０８にそれぞれ接続されている処理装置３００、メモリ３０２、ユーザ・インターフェース３０４（ディスプレイ１０４か、キーパッド２０８のいずれか）、入出力（Ｉ／Ｏ）装置３０６から成っている。
【００１４】
処理装置３００は、汎用プロセッサ、マイクロプロセッサ、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、適切に構成された複数のデジタル論理ゲート、あるいは、装置１００、２００の総合動作を調整する個別要素から成る他の電気的構成の任意の１つから成っている。メモリ３０２は、揮発性記憶素子（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））および／または不揮発性記憶素子（例えば、フラッシュメモリ、ハードディスクなど）の任意の１つまたは、それらを組み合わせたものを含む。
【００１５】
ユーザ・インターフェース３０４の構成は、それを使用する装置の種類によって決まる。しかしながら、とにかく、ユーザ・インターフェース３０４は、ユーザ・インターフェース３０４に対して押し圧が加えられたポイントを捜し出すのに使用される限られた数（例えば、３個ないし４個）の入力センサ３０５を含むか、あるいは、それらの入力センサに結合される。これらの入力センサ３０５は、押し圧が加えられるポイントから側方に間隔を置いている。例えば、入力センサ３０５は、ユーザ・インターフェース３０４の周界の所に、あるいは、その周界の周りに配置されることもあり、それゆえ、周囲入力センサから成っている。本明細書中に用いられる「入力センサ」という語は、ユーザ・インターフェースに加えられる押し圧を検出するように構成されている任意のセンサを表わす。それゆえ、入力センサ３０５は、ひずみゲージまたは押し圧変換器（ｆｏｒｃｅ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のようなユーザ・インターフェース３０８を通じて伝えられる押し圧を測定するように構成された押し圧センサ、圧力センサ（ｆｏｒｃｅ  ｓｅｎｓｏｒ）を含むこともある。代替配置構成では、入力センサ３０５は、ユーザ・インターフェース３０４のたわみを測定するように構成されることがある。このような場合、入力センサ３０５は、装置ディスプレイまたはコントロールパネルの個別部分のたわみを測定する光センサ（例えば、光変換器）を含む。
【００１６】
さらに他の配置構成では、入力センサ３０５は、ユーザ・インターフェース３０４を通じて伝播する振動（例えば、音波）の到達を検出し、かつ／または、その振動の強さを測定するように構成されることがある。例えば、入力センサ３０５は、振動測定計を備える。この振動測定計は、例えば、振動が伝えられるとたわむビームを含む。他の例を引用すると、入力センサ３０５は、マイクロホンを備える。振動の単なる検出を利用して、振動がセンサに到達した様々な時間を特定して、加えられた押し圧の場所を算出できるようにすることもある。同様に、振動の強さ測定も、同一目的で用いられることがある。下記のように、振動（例えば、音波）の到達を検出するセンサは、スタイラスまたはペンのような硬質の器具を用いて、ユーザ・インターフェース（例えば、ディスプレイまたはコントロールパネル）に加えられる衝撃力（例えば、「タップ」）の印加を検出するのに特によく適している。
【００１７】
Ｉ／Ｏ装置３０６は、装置１００、２００と別の装置とのやり取りを可能にする装置から成っている。よって、Ｉ／Ｏ装置３０６は、例えば、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ）コネクタ、無線（例えば、赤外線（ＩＲ）または無線周波数（ＲＦ））トランシーバ、またはネットワークカードから成ることもある。
【００１８】
メモリ３０２は、とりわけ、オペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）３１０と入力分析マネージャ３１２を含む様々なプログラム（ソフトウェアおよび／またはファームウェアの形式）を含む。Ｏ／Ｓ３１０は、他のプログラムの実行を制御して、スケジューリング、入出力制御、ファイルとデータの管理、メモリ管理、および、通信制御と関連サービスを提供する。例えば、印加押し圧位置決定アルゴリズム３１４を用いる入力分析マネージャ３１２は、ユーザ・インターフェース３０４の入力センサ３０５（例えば、センサ１０６または２１２）により収集された情報を評価して、装置（例えば、ディスプレイ１０４またはコントロールパネル２０８）にユーザが押し圧を加えた正確な場所を算出する。入力分析マネージャ３１２の動作例が、図４に述べられている。
【００１９】
様々なプログラムが上に説明された。これらのプログラムは、コンピュータ関連の任意のシステムまたは方法により、あるいは、そのようなシステムまたは方法に関連して用いられる任意のコンピュータ読取り可能媒体に格納されることもある。本明細書に関連して、コンピュータ読取り可能媒体は、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線式、または半導体式のシステム、装置、デバイス、または伝播媒体であることもある。コンピュータ読取り可能媒体のさらに具体的な例には、１本または複数本の電線を有する電気接続部、携帯用コンピュータ・ディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能、プログラム可能なリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯用ＣＤ−ＲＯＭ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｋ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）がある。コンピュータ読取り可能媒体は、例えばプログラムが印刷されている紙または他の適切な媒体の光学的なスキャニングを通じてプログラムを電子的に取り込み、次に、そのプログラムを、コンパイルし、翻訳し、あるいは、必要であれば他の適切なやり方で処理した後で、コンピュータ・メモリに格納することができるから、このような紙または他の媒体である場合もある。
【００２０】
例証装置が上に記述されたが、次に、ユーザ入力を識別するときの装置動作を、図４の流れ図を参照して説明する。この流れ図中のプロセス工程またはブロックはどれも、このプロセスにおいて、特定の論理機能または工程を実施するのに１つまたは複数の実行命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部を表わすことがある。特定の例証プロセス工程が述べられているが、代替処理も可能である。さらに、関係する機能に応じて、ほぼ同時または逆の順序を含め、図示または説明されるものとは異なる順序で実行されてもよい。
【００２１】
図４は、装置へのユーザ入力を識別する方法の一実施形態を示している。ブロック４００からスタートして、入力分析マネージャ３１２を起動する。このような起動は、ユーザ・インターフェースに押し圧が加えられたことを入力センサの少なくとも１つが検出する動作に応答して行われるものであって、おそらく、ユーザが入力情報（例えば、選択またはデータ）を入れようと試みていることを示している。例えば、ユーザが、画面上の「ボタン」を押すか、または叩き、あるいは、スタイラスを用いて何かを書き込んだかもしれない。他の例では、ユーザが、装置コントロールパネル内に設けられた模擬ボタンを押し下げたかもしれない。
【００２２】
入力分析マネージャ３１２を起動すると、入力分析マネージャ３１２は、ブロック４０２に示されるように、入力センサにより収集された情報を識別する。この情報の種類は、この情報を収集した入力センサの種類によって決まる。実際押し圧センサを使用する場合には、この情報は、測定された押し圧と相関させることのできる電圧を含むことがある。たわみセンサを使用する場合には、この情報は、ユーザ・インターフェースの個別部分におけるユーザ・インターフェースのたわみ測定値を含むことがある。入力センサが、ユーザ・インターフェースを通じて伝播する振動（例えば、音波）を検出および／または測定するように構成されている場合には、この情報は、振動到達の確認、あるいは振動の強さの示度を含む。
【００２３】
次に、ブロック４０４に示されるように、収集された情報は、この情報の種類に関係なく、入力分析マネージャ３１２により評価される。この評価の間、個々の入力センサにより収集された情報を分析し、それぞれの入力センサの間隔を知った上で、ユーザが押し圧を加えた場所と、その押し圧の強さを算出する。これらの間隔から、ブロック４０６に示されるように、押し圧が加えられた正確な場所を算出できる。この情報が、それぞれのセンサにより測定された押し圧を含む場合には、これらの押し圧差を利用して、印加押し圧位置決定アルゴリズム３１４を使って入力センサの間隔を算出する。同様に、たわみ差情報または振動強さ情報を利用して、押し圧位置決定アルゴリズム３１４を使って、それぞれの入力センサの間隔と、押し圧を加えたポイントを算出することもある。
【００２４】
センサにより収集された情報が、振動（例えば、音波）の到達の単なる指標を含む場合には、この情報の評価は、この振動が入力センサのそれぞれに到達した時間の確認と、このような時間を、押し圧を加えたポイントからの距離と相関させることを含む。
【００２５】
加えられた押し圧の場所が決定されると、ブロック４０８に示されるように、この場所を利用して、所期のユーザ入力を解釈する。例えば、押し圧が、画面上のボタン、またはコントロールパネルの模擬ボタンの境界線内に加えられたと判定される場合には、これらのボタンに関連する機能の選択が推測される。同様に、押し圧がテキスト入力枠内に加えられたと判定される場合には、その押し圧印加は、データ入力（例えば、英数字の入力）を含むものと解される。このような解釈は、対応づけにより、すなわち、場所を、関連する機能と相関させるユーザ・インターフェースの「マップ」を用いて、容易に行われる。
【００２６】
ここで、判断ブロック４１０に示されるように、他の押し圧印加が入力センサにより検知されたかどうか判定する。もし検知されない場合には、入力分析マネージャ３１２用の流れが終了する。その一方、他の押し圧印加が検知される場合には、流れはブロック４０２に戻り、すべてのユーザ入力を識別するように、上述のプロセスが継続する。
【００２７】
上の説明において、入力センサは、装置ディスプレイまたはコントロールパネルのような特定のユーザ・インターフェース内で押し圧を加えたのを検出するのに利用されるものとして述べられている。しかしながら、本明細書に述べられるシステムおよび方法を用いると、このようなインターフェースを用いて登録したものとは異なるユーザ入力を特定することができる。例えば、装置ハウジングにおける所与の場所での絞り出すような動作（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ）を検出し、所与のコマンド（例えば、装置ディスプレイをスクロールする）を入力するために用いることもできる。それゆえ、「ユーザ・インターフェース」という語は、広い意味で、加えられた押し圧が検出され、かつ解釈される可能性のある装置ハウジング上の任意の場所に当てはまる。
【００２８】
開示されたシステムおよび方法は、図１〜図４を参照すれば、さらに良く理解できる。これらの図面中の構成要素は、必ずしも、一定の縮尺であるとは限らない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ユーザ入力を識別するように構成されている第１の装置の例示的な実施形態を示す図である。
【図２】ユーザ入力を識別するように構成されている第２の装置の例示的な実施形態を示す図である。
【図３】図１に示される装置と図２に示される装置の一方または両方のアーキテクチャの例示的な実施形態を示すブロック図である。
【図４】ユーザ入力を識別する方法の例示的な実施形態を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  第１の装置
１０２、２０２  ハウジング
１０４  ディスプレイ
１０６  スタイラス
１０８、２１２  入力センサ
２００  第２の装置
２０４  コントロールパネル
２０８  キーパッド
２１０  模擬ボタン
３００  処理装置
３０４  ユーザ・インターフェース
３０５  入力センサ
３１２  入力分析マネージャ
【図１】
2004348725.tif 000003
【図２】
2004348725.tif 000004
【図３】
2004348725.tif 000005
【図４】
2004348725.tif 000006