(57)【要約】  タッチパッド系デバイス又はタッチスクリーン系デバイスは、タッチセンサ面を有し、指が物理的に該センサ面に接触する位置及び／又は動きによって電気信号及び／又は光信号を発生させることができる。このセンサ面には、少なくとも１つのサブ領域において凹凸面を備え、それにより、ユーザに指の動きに関する２つのモード、即ち第１指圧で移動させる第１モードと、第１指圧より高い第２指圧で動きをガイドする第２モードとを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動きの少なくとも２座標を制御するタッチ式ポインティング・デバイス（１）であり、前記センサ面（２）と物理的に接触状態にある指（１１）の位置及び／又は動きによって、電気信号及び／又は光信号を生成するタッチセンサ面（２）を設けた前記ポインティング・デバイス（１）であって、前記センサ面（２）には、交互に略直線に沿った第１方向に延びる複数の溝部（５）及び隆起部（６）で形成する凹凸領域を備え、隣接する隆起部（６）を、互いから略平行に相互距離ａで配置することを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記凹凸領域が波状断面を有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記凹凸領域が鋸状断面を有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記隣接する隆起部（６）間の距離ａを、前記タッチ式ポインティング・デバイス（１）の使用中に、前記指（１１）を少なくとも３つの隣接する隆起部（６）、望ましくは５つ以上の隣接する隆起部（６）と同時に接触するように選択することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記隣接する隆起部（６）間の距離ａを、０．１ｍｍ〜３ｍｍ、或いは０．２ｍｍ〜２ｍｍ、望ましくは約１ｍｍとすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記凹凸の振幅ｈを、０．０５ｍｍ〜２ｍｍ、或いは０．１ｍｍ〜１ｍｍ、望ましくは約０．５ｍｍとすることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のデバイス。
【請求項７】
前記溝部（５）の幅ｂを、基本的に隆起部（６）の幅ｃと等しくすることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のデバイス。
【請求項８】
コンピュータ・ディスプレイ（７）上のカーソル（８）を、第１カーソル位置（Ｓ）から第２カーソル位置（Ｅ）まで、タッチ式ポインティング・デバイス（１）のタッチセンサ面（２）上での指（１１）の動きに応じて動かす方法であり、前記センサ面（２）には、複数の交互の溝部（５）と隆起部（６）とで形成する凹凸領域を設け、該溝部と隆起部を第１方向に、ほぼ真っ直ぐで互いに平行な線に沿って延ばし、隣接する隆起部（６）を互いからの距離ａで配置する方法であって、前記方法には、ａ）前記指（１１）を、前記センサ面（２）上の第１点（Ａ）で前記センサ面に接触させるステップ、ｂ）前記カーソル（８）を前記第２カーソル位置の第１座標と、前記指（１１）を凹凸領域を横断させてセンサ面（２）上の中間点（Ｐ１、Ｐ２）へ、第１指圧を加えながら動かして、位置合わせするステップ、ｃ）前記カーソル（８）を前記第２カーソル位置へと移動させるが、これを前記指（１１）を前記センサ面（２）の前記中間点（Ｐ１、Ｐ２）から第２点（Ｂ）へ、前記第１指圧より高い第２指圧を加えながら、前記第１方向に前記隆起部（６）に沿ってガイドする動きにおいて行うステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
ステップｂ）において、前記指（１１）を、基本的に前記第１方向と垂直に動かすことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
カーソル線（９）を、前記コンピュータ・ディスプレイ（７）に、キーを押す或いは前記指（１１）を前記センサ面（２）と接触させるときに提供し、前記カーソル線（９）には、前記カーソル（８）の前記第１座標と等しい一定の第１座標を有すること、を特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動きの少なくとも２座標を制御するタッチ式ポインティング・デバイスに関し、該ポインティング・デバイスには、タッチセンサ面を設けており、該センサ面は、センサ面と物理的に接触する指の位置及び／又は動きによって、電気信号及び／又は光信号を生成する。
【０００２】
本発明は更に、コンピュータ・ディスプレイ上のカーソルを、第１カーソル位置から第２カーソル位置へと、タッチ式ポインティング・デバイスのタッチセンサ面での指の動きに応じて、動かす方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
タッチセンサ面、例えばラップトップのタッチパッドやタッチスクリーン等、該センサ面に物理的に接触する指の位置及び／又は動きにより信号を生成するものが、当該技術分野で知られている。指の動きを、方向、速度、及び／又は加速度で規定するかも知れない。指の任意の二次元位置及び／又は動きを記録するよう構成した既知のセンサ面は、略平滑となっている。
【０００４】
多くのコンピュータ・プログラムは、縦方向に動く間は、正確にカーソルを制御するために広くマージンをとる一方、横方向に動く間のカーソル制御については、問題が多い。これは、例えばサブメニューを選択する場合が該当する。
【０００５】
最近の研究により、タッチパッドの使用が、所謂マウス障害とも言える障害に繋がる可能性があり、こうした障害が他の筋や腱にまで及ぶことが、分かっている。タッチパッドを使用するには、マウスを使用するより更に微細な運動技能が必要である。ラップトップで作業する際にタッチパッドを使用せざるを得ない状況では、その結果通常炎症を引き起こす源となる。また、一般的なタッチパッドを使用するのは、障害者には支障がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した欠点を克服する、タッチセンサ面を有するポインティング・デバイス、及びかかるタッチ式ポインティング・デバイスを使用する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これを、上述した種類のタッチセンサ式ポインティング・デバイスによって達成するが、該デバイスにおいて、センサ面には、複数の隆起部と溝部を交互に略直線に沿って第１方向に延在させて形成する凹凸領域を備え、隣接する隆起部を略平行に、互いから相互距離で配置する。
【０００８】
用語「凹凸」には、特定の断面形状とは関係無く、全ての交互になる隆起部と溝部の配置を含む。例えば、適当な凹凸の断面形状としては、波形状、鋸形状、切欠き形状、又は矩形状が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０００９】
用語「タッチ式ポインティング・デバイス」は、入力装置を指し、特に、ヒューマンインターフェース装置であって、ユーザが空間データをコンピュータに入力可能にし、指の動きをポインティング・デバイスのタッチセンサ面との触覚インタラクションで反映させるものを指す。
【００１０】
また、注意すべきは、指とセンサ面との間の物理的な接触については、例えば安全手袋を介して等、間接的でもよい。
【００１１】
センサ面と指とのインタラクションを、光学信号又は磁気信号でもよいが、通常は電気信号とする信号を生成するために、トランスデューサによって検出及び／又は変換する。
【００１２】
このデバイスには、センサから信号を収集、処理する手段と、該信号を、動きを制御する動き命令に変換する手段とを更に備えてもよい。これらの手段を、信号処理部としてもよい。信号を信号処理部に直接送り、該信号処理部で、例えばプログラムによって、タッチパッド式装置で生成した信号を、動きを制御するコマンドに変換してもよい。
【００１３】
本出願によるタッチ式ポインティング・デバイスを、指の位置及び動きを二次元で検出及び／又は記録するよう構成する。典型的な用途では、タッチ式ポインティング・デバイスを、該タッチ式ポインティング・デバイスで制御する少なくとも２つの別々な座標の動き、例えばコンピュータ・ディスプレイ上でのカーソルの二次元の動き等を制御するためのものとする。
【００１４】
こうしたポインティング・デバイスを典型的には、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）と組み合わせて使用し、それによりコンピュータ・ディスプレイ上のカーソル位置及び動きを制御する。また、同様なポインティング・デバイスで、コンピュータ・ディスプレイ上のウィンドウで縦方向及び横方向のスクロールを制御することもできる。
【００１５】
また、こうした制御した動きを、機械制御における動き、工業生産における複数の直線運動軸又は回転運動軸を有する電動作業台、クレーン、ロボットアーム、マイクロ・マニピュレータ、障害者補助器具等に、適合可能な機械的動きとしてもよい。
【００１６】
従って、本発明によるタッチ式ポインティング・デバイスを、コンピュータ又は電子制御装置と接続した入力装置として、例えば独立した装置の形で、キーボードと組み合わせて、或いはタッチスクリーンと組み合わせて、使用してもよい。
【００１７】
タッチセンサ面を有するタッチ式ポインティング・デバイスの一般的な例としては、携帯用コンピュータ機器で使用するようなタッチパッド、又はタッチ式入力装置をディスプレイ前面に設けたタッチスクリーンで、例えば、自動販売機、特定のレジ、又はカーナビゲーションシステムで使用するものが挙げられる。
【００１８】
多数の平行なガイド線を、交互になる隆起部と溝部の形で、該隆起部と溝部との間の距離をセンサ面と接触する指の接触領域より狭くして設けると、指先を一度に複数の隆起部先端で支持できる。指は、センサ面上で容易に自在に、即ち任意の方向に滑走でき、その結果、例えばカーソルの動きを自在に、即ち任意の方向に制御できる一方、それと同時に、いつでもその動きが、ガイド線と平行な方向に指圧を僅かに増大させることで、停止可能となる。
【００１９】
隆起部と溝部の方向と多少垂直な動きを容易に実行可能にするというのは、若干直観では分かりにくい。しかし、指の表面が実質的に変形しない軽い指圧では、動きに対する抵抗は、真に接触する面積が小さいため、実際には同様の滑面でのものより少なくなる。
【００２０】
本発明によるポインティング・デバイスのセンサ面で指を動かすと、加える指圧によって、凹凸領域により、ユーザに、２つの異なる動きのモード、つまり第１の低指圧を加えて、単に指先とセンサ面とを物理的に接触させ、それにより指にセンサ面を自在に移動させる移動用第１モードと、第１指圧より高い第２の指圧を加えて、指先と凹凸との間でガイド相互作用を提供し、それにより指を容易に隆起部に沿って第１方向に動かせるようにする、動きガイド用第２モードとを提供する。
【００２１】
凹凸センサ面の利点は、凹凸の隆起部と溝部を、ガイド線として使用し、その結果ガイド補助となり、ユーザ（障害者であってもよい）を補助して、ユーザ自身の指の動きを特定の方向に、例えば座標系に関連して、好適なスクリーン上のカーソルの方向に、ロボットの様々な動作軸等に、容易に指向させられる点である。  
【００２２】
コンピュータ・ディスプレイ上のカーソルの動きを制御する場合は、ガイド線（隆起部及び／又は溝部）の方向を、望ましくはコンピュータ・ディスプレイのスクリーン座標系方向に対応させる。該隆起部及び／又は溝部の方向（第１方向）に沿った動きが、その後スクリーン上でカーソルの動きによって反映されるが、該カーソルの動きでは、カーソルのスクリーン座標の片方、典型的には垂直座標Ｙを一定に保ちつつ座標のもう片方、典型的には水平座標Ｘのみを変化させる。有利なことには、タッチパッドの第１方向を、コンピュータ・ディスプレイの水平方向のスクリーン座標に対応させる。
【００２３】
本発明によるデバイスによって、ユーザは容易に、例えば、キーを押さずに、一時的に動きを厳密に水平にするよう停止できる。また、カーソルを、水平及び垂直両方に極めて限定されたスクリーン上の領域に導く、微小な最終的な動きに関しては、動きを厳密に水平又は厳密に垂直にするよう停止可能にすると有利であることが判明している。限定された領域に近づくと、ユーザはまずカーソルの第１座標、例えば垂直座標について微調整することに集中し、その後該第１座標の位置合わせを損ねる危険性は無く、第２座標、例えば、水平座標について微調整することに集中できる。この方法では、ユーザの指、手、腕に求められる微細運動技能に関して、それほど厳しくないことが分かっており、該方法は、如何に本発明によるデバイスが、入力装置の人間工学を改善して、運動過多による損傷（例えば、反復運動過多損傷）を軽減する、或いは回避できるかについて例示したものである。
【００２４】
どの程度強く凹凸が機械的に指の動きに影響を与えるかについては、指圧、即ち指がセンサ面に加える圧力、及び／又は凹凸の振幅、即ち隆起部及び溝部の高さ／深さ、ガイド線の高さ／深さに伴って増大する相互作用の程度によって異なる。実際には、指先を隆起部の先端に触れるだけでよい。この場合、ガイド相互作用は、隆起部先端の形状によって異なる。
【００２５】
更に、本発明によるポインティング・デバイスの１実施例によれば、凹凸領域は波状断面を有する。用語「波状」は、基本的に正弦波形、又は隆起部先端を丸めた同様の形の断面を含む。波状断面の利点としては、隆起部先端が丸く、その結果指を、隆起部方向を横切る方向に、第１モードで指を移動させる際に、第２モードで指の動きをガイドする際のガイド相互作用効果を依然として提供しつつ、容易に動かせる点が挙げられる。
【００２６】
更にまた、本発明によるポインティング・デバイスの別の実施例によれば、凹凸領域は、鋸状断面を有する。用語「鋸状」は、三角形、鋸歯状形、鋭い隆起部先端を有する湾曲溝、又は任意の同様な形を有する断面を含む。鋸状の利点としては、鋸状断面の隆起部先端には、尖った又は鋭い縁部を備え、それにより第２モードで指の動きをガイドする際に、ガイド相互作用効果を高められる。
【００２７】
更に、本発明によるポインティング・デバイスの１実施例によれば、隣接する隆起部間の距離を、タッチ式ポインティング・デバイスの使用中に、指が同時に少なくとも３つの隣接する隆起部、望ましくは５つ以上の隣接する隆起部と接触するように選択する。センサ面に指を載せると、接触領域が指先とセンサ面との間にでき、該接触領域では、接触領域の幅寸法を、隣接する隆起部間の距離ａより少なくとも３倍、望ましくは５倍以上長くする。その結果、複数の少なくとも３つ、望ましくは５つ以上の平行な、交互になる隆起部と溝部との形のガイド線により、同時に指先を支持できる。それにより、指で容易に自在に、即ち任意の方向に、センサ面上を滑走でき、センサ面の凹凸トポグラフィーに追従する指が乗り越えるような動きを回避できる。
【００２８】
更に、本発明によるポインティング・デバイスの１実施例によれば、隣接する隆起部間の距離を、０．１ｍｍ〜３ｍｍ、或いは０．２ｍｍ〜２ｍｍ、望ましくは約１ｍｍとする。
【００２９】
更に、本発明によるポインティング・デバイスの１実施例によれば、凹凸の振幅を、０．０５ｍｍ〜２ｍｍ、或いは０．１ｍｍ〜１ｍｍ、望ましくは約０．５ｍｍとする。
【００３０】
更に、本発明によるポインティング・デバイスの１実施例によれば、隆起部の幅を、基本的には溝部の幅と等しくする。
【００３１】
本発明の更なる態様によれば、コンピュータ・ディスプレイ上のカーソルを、第１カーソル位置から第２カーソル位置まで、タッチ式ポインティング・デバイスのタッチセンサ面上での指の動きに応じて動かす方法であり、該センサ面には、複数の交互になる隆起部と溝部とで形成する凹凸領域を設け、該隆起部と溝部を第１方向に、ほぼ真っ直ぐで互いに平行な線に沿って延ばし、隣接する隆起部を互いから離して配置する方法を提供し、該方法には、（ａ）指をセンサ面と接触させるステップ、（ｂ）カーソルを第２カーソル位置の第１座標と、指を第１指圧を加えながら凹凸領域を横切り動かして、位置合わせするステップ、（ｃ）カーソルを第２カーソル位置へと移動させるが、これを、指を第１方向に隆起部に沿って、第１指圧より高い第２指圧を加えながら、ガイドする動きで動かして行うステップを備える。
【００３２】
以上のように、凹凸タッチセンサ面を有するタッチ式ポインティング・デバイスを使用して、コンピュータ・ディスプレイ上のカーソルの動きを制御することで、ユーザは２スクリーン座標を調節するタスクを、一度に１スクリーン座標を調節するタスクに分割できる。スクリーン上のカーソルを、両座標を同時に調節することで位置決めしなければならない代わりに、ユーザはまず第１座標を調節するために、第１モードの移動を使用し、第２座標の変化には注意を払わなくてもよい。次に、ユーザは、第２座標を調節するために、既に調節した第１座標を一定に保ちながら、第２モードのガイドした動きを使用し、それによりカーソルを目的点に移動させられる。
【００３３】
２つの独立したステップに動きを分割して、微調整タスクを簡略化するため、微細運動技能の必要性が大幅に低減し、結果的に、ユーザの指、手及び／又は腕にかかる負担を軽減できる。
【００３４】
更に、本発明による方法の１実施例によれば、指を、ステップ（ｂ）において、基本的に第１方向に垂直に動かす。
【００３５】
有利なことには、指を隆起部と溝部に沿った方向に動かすと、カーソルをコンピュータ・ディスプレイ上で水平方向に動くようにする一方、第１方向に垂直な指の動きで、カーソルの垂直方向の動きを生成するようにする。
【００３６】
それにより、第１指圧での第１動きの最中は、カーソルのＹ座標を、カーソルのＸ座標を基本的に一定に保ったまま変化させられる。カーソルを目的点まで動かす次の動きを、Ｙ方向にカーソルの動きを停止して、カーソルのＸ座標だけを変化させるように、上述したガイド効果を利用して、第１方向で平行に行う。
【００３７】
更に、本発明による方法の１実施例によれば、カーソル線をコンピュータ・ディスプレイに、キーを押す或いは指をセンサ面と接触させる際に提供し、該カーソル線は、カーソルの対応する座標と基本的に等しい一定座標を有する。
【００３８】
この追加のカーソル線は、ユーザがカーソルを、所望するＹ座標に位置合わせするのを助ける位置合わせ補助として機能する。この位置合わせ補助を、元のカーソルに加えて、又は変更後のカーソルに加えて示す。こうした位置合わせ補助を示すようにするカーソルの任意の変化を、例えば特定の種類のアプリケーションで作業する場合、又は１つのアプリケーション内において、特定の領域、フレーム、ウィンドウに焦点を当てる場合に、コンテキスト制御してもよい。
【００３９】
望ましくは、位置合わせ補助を水平方向のカーソル線とし、該カーソル線を、焦点を当てるディスプレイ領域全体に亘り基本的に延ばし、該ディスプレイ領域を、例えばウィンドウ内のフレーム、ウィンドウ又はディスプレイ全体としてもよい。カーソル線は、カーソルの動きに垂直方向に追従する。
【００４０】
別の実施例による変更例では、位置合わせ補助を、タッチ式ポインティング・デバイスのタッチ面上のガイド線の方位によって決まる別の方向を有するカーソル線としてもよい。
【００４１】
更に、本発明によれば、キーボードは、有利なことには、本発明によるタッチパッド式装置を備えてもよい。本発明の１つ以上のデバイスを、他の入力装置とグループ化して、例えばキーボードをスクリーン等のディスプレイ装置とグループ化して、配置すると、有利かもしれない。
【００４２】
その上、本発明によるデバイスを有利なことには、電気信号及び／又は光信号を、指が物理的に面に接触する位置及び／又は動きに従い発生させる仕組みの一部としてもよく、該仕組みには、本発明によるガイド線を有する２つ以上の個別のセンサ面を備えてもよい。これに関する実施例として、例えば微小物を扱うマイクロ・マニピュレータ等の多数の独立した電動装置をグループ化したものを制御する個別のセンサ面の仕組みとすることができ、該センサ面の其々をそれ自体の電動装置に連結して、それによりこの動きを制御する。  
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるタッチパッドの１実施例を、第１方向に平行なガイド線を配置して、上方から見た図である。
【図２】本発明によるタッチパッドの更なる実施例を上から見た図である。
【図３】本発明によるタッチパッドの更なる実施例を、第２方向に平行なガイド線を配置して、上方から見た図である。
【図４】例えば、図１に示したような、タッチパッドの実施例の拡大した断面図であり、断面は図１のＩ-Ｉ線に沿ったものである。
【図５】例えば、図１に示したような、タッチパッドの別の実施例の拡大した断面図であり、断面は図１のＩ-Ｉ線に沿ったものである。
【図６】タッチパッドの好適実施例の断面図であり、断面を、先の図１のＩ-Ｉ線に沿った断面と対応させている。
【図７】従来技術のタッチパッドを使用して、対応するカーソルを第１点Ａから第２点Ｂまで動かした場合の、指の動きを図式的に示している。
【図８】本発明の１実施例によるタッチパッドを使用して、カーソルを第１点Ａから第２点Ｂまで動かした場合の、連続した指の動きを図式的に示している。
【図９】本発明の１実施例によるタッチパッドを使用して、カーソルを第１点Ａから第２点Ｂまで移動させた場合の、異なる連続した指の動きを図式的に示している。
【図１０】ディスプレイ上の位置合わせ補助を有するカーソル。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明について、図面を参照して、以下で詳細に説明する。
【００４５】
図１では、概略的に上から見た、本発明によるセンサ面２を有するタッチパッド１を示しており、該センサ面２の領域には、第１方向に互いに平行に延ばした多数の直線ガイド線３を設けている。ガイド線３を全領域に分布させ、ガイド線の数を、例えば領域の広さと関連してガイド線間の距離ａによって決定してもよい。
【００４６】
第１方向を、タッチパッド１により制御する動きの第１好適方向、例えばカーソルのコンピュータ・スクリーン上での水平方向の動きと対応するよう規定してもよい。
【００４７】
図１で示した実施例では、ガイド線３を有する領域が実質的に全センサ面２に及んでいる。
【００４８】
それとは対照的に、図２では、ガイド線３を有する領域により部分的にのみセンサ面をカバーして、平滑な非凹凸領域を残した実施例について示している。従って、従来の方法でタッチパッド１を使用すること、及び例えばセンサ面２の非凹凸領域で指を自由に動かす、又はコンピュータ・スクリーンのウィンドウでスクロールすることが、任意に可能である。
【００４９】
図３では、ガイド線４を互いに平行に配置し、第１方向と略垂直な第２方向に延ばした、本発明によるタッチパッドの実施例を示している。第２方向を有利なことには、タッチパッド１によって制御する動きの第２好適方向、例えばカーソルのコンピュータ・スクリーン上での垂直方向の動きに対応するよう規定してもよい。
【００５０】
図４〜図６では、センサ面にガイド線３を有するタッチパッド２の様々な実施例の、図１のＩ‐Ｉ線に沿った断面での断面図を示している。ガイド線を、幅ｃ、高さｈの隆起部と、幅ｂと深さｈの溝部を交互にして形成している。隣接するガイド線を、互いに対する相互距離ａ＝ｂ＋ｃで配置している。
【００５１】
図４では、ガイド線３を、幅広の隆起部６で分離した幅狭な溝部５として形成した実施例を示している。
【００５２】
図５では、ガイド線３を、幅広の溝部５で分離した幅狭な隆起部６として形成した実施例を示している。
【００５３】
図６では、交互に溝部５と隆起部６とを、互いに平行に配置して、凹凸センサ面を凹凸の振幅ｈと凹凸の１周期をａ＝ｂ＋ｃとして形成している実施例を示している。図６に示した実施例では、隆起部ｃの幅を、基本的に溝部ｂの幅と等しくしている。
【００５４】
指をタッチパッド１のセンサ面２に載せると、直径ｄを有する触覚インタラクションの接触面が、指がセンサ面２と相互作用する箇所に形成される。
【００５５】
図４では、ガイド線３を形成する溝部５の幅ｂを、その間にある隆起部６の幅ｃより実質的に狭くした実施例を示している。そのようにして、溝部５で、触覚構造をセンサ面２に形成し、該触覚構造を、切欠き状ガイド線３間に略平坦に隆起させたパネルを有する、線模様の形にしている。隆起部６の幅ｃと溝部５の幅ｂとの合計を、隣接するガイド線間の距離ａと等しくする。  
【００５６】
図５では、ガイド線３を形成する隆起部６の幅ｃを、その間の溝部５の幅ｂより実質的に狭くした実施例を示している。そのようにして、隆起部６で、触覚構造をセンサ面２に形成し、該触覚構造を、隆起したガイド線３間で低くした略平坦なパネルを有する線模様の形としている。
【００５７】
図６では、本発明によるタッチ式ポインティング・デバイスの更なる実施例の断面図に加えて、指がセンサ面２と接触して、直径ｄを有する触覚インタラクションの接触領域を形成しているところを示している。センサ面２の触覚構造を、交互になる溝部５と隆起部６で形成しており、凹凸といえるかもしれない。隣接するガイド線３間の距離ａ、隆起部６の幅ｃ、及び溝部５の幅ｂを、接触面の直径ｄより小さくする。そのため、指先を、複数の隆起部先端、即ち図６の場合５つの隆起部先端で、支持する。実際には、指先と接触する隆起部先端の数は様々で、任意のユーザの指の大きさ、及び加えられる指圧によって異なる可能性がある。隣接する隆起部の距離ａの適当な寸法を、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲としてもよく、或いは０．２ｍｍ〜２ｍｍ、望ましくは実際に遭遇する殆どの用途をカバーする約１ｍｍとしてもよい。凹凸の振幅ｈを、０．０５ｍｍ〜２ｍｍ、或いは０．１ｍｍ〜１ｍｍ、望ましくは約０．５ｍｍの範囲から選択してもよい。
【００５８】
指が移動する第１モードでの軽い指圧では、指との接触面が略平坦となり、図６に示すように、隆起部の最先端とのみ接触する。摩擦は、表面構造にかかわらず、運動方向とは殆ど無関係である。指圧が大きくなると、指の接触面は平坦ではなくなり、次第に凹凸の形に適応するようになる。それにより、動きをガイドする第２モードを達成できるが、該第２モードでは、摩擦はガイド線３と平行な方向では最も低くなる。このモードでは、表面がガイド線方向では平滑に感じ、他の方向では起伏があるように感じる。その結果、ガイド線に沿った方向での動きと、他の方向での動きとでの摩擦の違いが、指圧の増大によって大きくなる可能性がある。そのため本デバイスは、殆ど普通のタッチパッドのように機能するが、指の動きをガイド線通りの方向に動くよう容易に停止させてもよいという相違点を有する。
【００５９】
凹凸の適当な断面形状としては、波形状、鋸形状、切欠き形状、矩形状を含むが、これらに限定されない。図６で示した実施例は、基本的に正弦波形の断面形状を有する波状凹凸をしている。
【００６０】
次に、図７〜図１０を参照して、タッチセンサ面上での指の動きを、従来技術のポインティング・デバイスを使用して（図７）、及び本発明によるポインティング・デバイス１を使用して（図８及び図９）、コンピュータ・ディスプレイ７上のカーソル８を、スクリーン座標（Ｘｃ、Ｙｃ）で、スクリーン座標（Ｘｓ、Ｙｓ）の始点Ｓから、スクリーン座標（Ｘｅ、Ｙｅ）の終点Ｅまで、指をセンサ面上で第１点Ａから第２点Ｂまで動かして、説明する。
【００６１】
図７では、従来技術のタッチパッドを使用した場合の、典型的な連続した動き２１、２２、２３、２４を示している。典型的には、従来技術のタッチパッドを使用してカーソルの動きを制御すると、まず長く移動させ（２１）、それによりカーソルを始点Ｓから終点Ｅ付近まで移動させる。カーソルを目的点である終点Ｅまで移動させるのに、図７の点Ｂ付近に示したように、殆ど不規則に行われることが多い、連続した一連の複数の細かい動き２２、２３、２４が必要であり、高レベルの微細運動技能が求められ、それにより、関連する筋肉や腱に、一層繰り返し負担がかかる。
【００６２】
図８では、本発明によるタッチ式ポインティング・デバイス１を使用して、コンピュータ・ディスプレイ７上でカーソルの動きを制御した場合の、連続した動き３１、３２について示している。この連続３１、３２には、点Ａから中間点Ｐ１まで指を移動させて、カーソル８を始点Ｓから終点Ｅ付近まで移動させる第１の一連の動き３１と、中間点Ｐ１から点Ｂまで指をガイドして、カーソル８をその目的点である終点Ｅまで移動させる第２の一連の動き３２とを備える。
【００６３】
指１１をセンサ面２と点Ａで接触させ、第１指圧をセンサ面２に加える。この第１指圧によりユーザに第１移動モードが提供され、該モードでは、指１１は任意の方向にセンサ面２を自在に移動できる。この第１指圧では単に指１１とセンサ面２との物理的な接触を提供する一方、依然としてユーザは指１１を、容易に自在にセンサ面２で殆ど従来技術のタッチパッドでのように、移動できる。
【００６４】
第１の一連の指の動きを、第１指圧で、カーソル８をまず、典型的には終点Ｅと水平方向に位置合わせするために行う。これを、カーソル８の第２座標Ｙｃを終点Ｅの第２座標Ｙｅと等しくする中間点Ｐ１で達成する。
【００６５】
驚いたことに、実際には、ユーザが単一座標に位置合わせするには、要求される微細運動技能は大幅に少なくて済み、単一の第１モードでの動き３１で十分に、カーソル８の終点Ｅとの最初の位置合わせができる可能性がある。
【００６６】
カーソル８を終点Ｅの第２座標と位置合わせすると、指１１をセンサ面２上の中間点Ｐ１で休ませる。
【００６７】
点Ｐ１で、指２を凹凸センサ面２に押す指圧を、第１指圧から第２指圧まで僅かに増大させる。それにより、ガイド線３に沿った、即ち凹凸の隆起部６及び／又は溝部５に沿った方向に指の動きをガイドする効果が得られる。
【００６８】
ガイド線３の方向に沿った第２の一連の動き３２を、第２指圧で、カーソル８の第１スクリーン座標Ｘｃを調節するために行い、それによりカーソル８を中間点Ｐ１から、スクリーン座標（Ｘｅ、Ｙｅ）の終点Ｅに移動させる。
【００６９】
カーソル８を終点ＥのＸｅ座標と位置合わせすると、動きの第２モードを使用した場合、即ち指圧を増大させて加えた場合、Ｙｅ座標を、凹凸センサ面２のガイド効果により容易に維持できる。そのため、ユーザは再びカーソル８を目的点である終点Ｅに移動させるために、単一座標だけ位置合わせすることに集中できる。作業は驚くほど少ない微細運動技能のみを必要とする。従って、この動きを、典型的には単一の第２モードの動き３２で行える。その結果、人間工学的動きをかなり改善でき、ユーザに掛かる肉体的負担を大幅に軽減できる。
【００７０】
図８及び図９では、動きを矢印３１、３２、４１、４２として示しており、第１の低い指圧を破線で示し、第２の増大させた指圧を太実線で示している。
【００７１】
図９では、本発明によるタッチ式ポインティング・デバイス１を使用した場合の一連の動きの特別な例を示している。図９で示すように、第１指圧での第１の動き４１を、ガイド線３の方向と垂直な方向に行い、カーソル８を始点Ｓから終点Ｅの第２座標Ｙｅと位置合わせするよう、基本的にカーソル８の第１座標Ｘｃを一定に維持したまま移動してもよい。次なる動き４２を、前述した第１方向に沿って、即ちガイド線３の方向で、ガイドする方法で行い、それによりカーソル８を終点Ｅに移動させる。
【００７２】
図１０では、どのようにカーソル８に、コンピュータ・ディスプレイ７に表示される追加の位置合わせ補助９を備えて、ユーザがカーソル８をＹｅ座標と位置合わせするのに役立てればよいかについて説明している。ユーザがキーを押した際、或いはセンサ面２が指１１と接触した際に、カーソル８が変化して位置合わせ補助９を示すようにしてもよい。位置合わせ補助９を、元のカーソル８に加えて、又は変更後のカーソルに加えて示している。位置合わせ補助９を示すためのカーソル８の任意の変化を、例えば特定の種類のアプリケーションで作業する場合、又はアプリケーション内で、特定の領域／フレーム／ウィンドウに焦点を合わせる場合に、コンテキスト制御してもよい。望ましくは、位置合わせ補助９を、焦点を合わせるディスプレイ領域全体に亘り基本的に延びる水平線とし、該ディスプレイ領域を、例えばウィンドウ内のフレーム、ウィンドウ又はコンピュータ・ディスプレイ全体７としてもよい。
【００７３】
図９で示したような連続した動きをカーソル線９で補助すると、特に緊張が解かれ、一般的に、又は例えば列車で作業する人や障害者に好まれるであろう。
【符号の説明】
【００７４】
１            タッチ式ポインティング・デバイス
２            センサ面
３            ガイド線
４            ガイド線
５            溝部
６            隆起部
７            コンピュータ・ディスプレイ
８            カーソル
９            カーソル線
１１            指
２１、２２、２３、２４    指の動き
３１、４１        第１モードの指の動き
３２、４２          第２モードの指の動き
ａ            隣接する隆起部／溝部間の距離
ｂ            溝部の幅
ｃ            隆起部の幅
ｈ            凹凸の振幅
ｄ            接触面の直径
Ａ、Ｂ            センサ面上の点
Ｐ１、Ｐ２        センサ面上の中間点
Ｘｃ、Ｙｃ        カーソルのスクリーン座標
Ｘｓ、Ｙｓ        始点のスクリーン座標
Ｘｅ、Ｙｅ        終点のスクリーン座標
【図１】
2010528381.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月12日(2010.1.12)
【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】
タッチパッドの形で、コンピュータ・ディスプレイ上のカーソルの動きの少なくとも２座標、及び／又はコンピュータ・ディスプレイ上のウィンドウで縦方向及び横方向のスクロールを制御するタッチ式ポインティング・デバイス（１）であり、該ポインティング・デバイス（１）にはタッチセンサ面（２）を設け、該センサ面（２）により、該センサ面（２）と物理的に接触状態にある指（１１）の位置及び／又は動きによって、電気信号及び／又は光信号を生成し、前記センサ面（２）には、交互に略直線に沿った第１方向に延在する複数の溝部（５）及び隆起部（６）で形成する凹凸領域を備え、隣接する隆起部（６）を、互いから略平行に相互距離ａで配設するタッチ式ポインティング・デバイス（１）であって、前記隣接する隆起部（６）の間の距離ａを、０．１ｍｍ〜３ｍｍとすることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記凹凸領域が波状断面を有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記凹凸領域が鋸状断面を有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記隣接する隆起部（６）間の距離ａを、前記タッチ式ポインティング・デバイス（１）の使用中に、前記指（１１）を少なくとも３つの隣接する隆起部（６）、好適には５つ以上の隣接する隆起部（６）と同時に接触するように選択することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記隣接する隆起部（６）間の距離ａを、０．２ｍｍ〜２ｍｍ、好適には約１ｍｍとすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記凹凸の振幅ｈを、０．０５ｍｍ〜２ｍｍ、或いは０．１ｍｍ〜１ｍｍ、好適には約０．５ｍｍとすることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のデバイス。
【請求項７】
前記溝部（５）の幅ｂを、基本的に隆起部（６）の幅ｃと等しくすることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のデバイス。
【請求項８】
コンピュータ・ディスプレイ（７）上のカーソル（８）を、第１カーソル位置（Ｓ）から第２カーソル位置（Ｅ）まで、タッチ式ポインティング・デバイス（１）のタッチセンサ面（２）上での指（１１）の動きに応じて動かす方法であり、前記センサ面（２）には、複数の交互の溝部（５）と隆起部（６）とで形成する凹凸領域を設け、該溝部と隆起部を第１方向に、ほぼ真っ直ぐで互いに平行な線に沿って延在させ、隣接する隆起部（６）を互いからの距離ａで配設する方法であって、前記方法には、ａ）前記指（１１）を、前記センサ面（２）上の第１点（Ａ）で前記センサ面に接触させるステップ、ｂ）前記カーソル（８）を前記第２カーソル位置の第１座標と、前記指（１１）を凹凸領域を横断させてセンサ面（２）上の中間点（Ｐ１、Ｐ２）へ、第１指圧を印加しながら動かして位置合わせするステップ、ｃ）前記カーソル（８）を前記第２カーソル位置へと移動させるが、これを前記指（１１）を前記センサ面（２）の前記中間点（Ｐ１、Ｐ２）から第２点（Ｂ）へ、前記第１指圧より高い第２指圧を印加しながら、前記第１方向に前記隆起部（６）に沿ってガイドする動きにおいて行うステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
ステップｂ）において、前記指（１１）を、基本的に前記第１方向と垂直に動かすことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
カーソル線（９）を、前記コンピュータ・ディスプレイ（７）に、キーを押下する或いは前記指（１１）を前記センサ面（２）と接触させるときに提供し、前記カーソル線（９）には、前記カーソル（８）の前記第１座標と等しい一定の第１座標を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【国際調査報告】
2010528381.tif 000013
2010528381.tif 000014