(57)【要約】  本発明は、ディスプレイの周りにおいて位置決めされた２つ以上の対向する接触パッド表面を使用した小型のスマート装置上における新しい接触タイプ入力の方法を特徴とするデータ入力装置であり、前記表面は、ハウジングを有する。隆起部又はその他の接触感知形状が、装置上のデジタルディスプレイの周辺部の周りに配列されている。隆起部又はその他の接触感知形状は、指配置用の検出手段と圧力点のシフトを検知するための又は表面に沿った指の運動を検知するためのゾーンの両方を提供しており、好ましい方向におけるシフト又は運動は、表示されたメニューからの選択が指を接触状態から持ち上げることによって実施されたことを通知する。隆起部を指で操作しつつ、その手首バンド又はハンドル又はストラップによって装置を保持する新しい方法は、電話機として且つインターネット対応型のテキスト入力装置として使用される、キー入力機能の変化可能な方法をもたらす。
2015531527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ入力装置であって、
上部表面及びその周りに周辺部を形成する４つの側部表面を有するハウジングと、
前記上部表面上のデジタルディスプレイと、
２つの対向する側部表面に接続された手首バンドであって、前記ハウジングを人間の手首に着脱自在に装着するように機能する手首バンドと、
前記２つの残された、バンドが装着されていない、側部表面のそれぞれの上の少なくとも１つのパネルと、
それぞれの側部上の少なくとも１つのパネルのそれぞれの上の少なくとも２つの隆起部であって、それぞれの隆起部は、指先の接触を受け取るように構成されており、それぞれの隆起部は、前記パネル上の少なくとも２つの好ましい方向のうちの１つに向かう指先圧力に応答できるように、少なくとも前記隆起部を取り囲むゾーン内において、センサ技術によってなされたゾーンを定義している、隆起部と、
前記ハウジング内においてメモリと結合されたプログラミング可能なプロセッサであって、前記センサ技術及び前記デジタルディスプレイとの信号通信状態にあり、且つ、それぞれの隆起部を保存されたメニューと関連付けると共にそれぞれの好ましい方向を機能と関連付けるようにプログラミングされたプロセッサと、
を有し、
それぞれの手の親指及び人差し指が、前記バンドが装着されていない側部表面上においてホバリングする状態において、前記ホバリングする指のうちの１つによって前記隆起部の少なくとも１つに接触してメニューを前記デジタルディスプレイ上において前記統合されたプロセッサによって表示させ、且つ、その後に、前記接触している指を前記メニューによって示されている前記好ましい方向のうちの１つに向かって移動させることにより、機能を選択することができる、データ入力装置。
【請求項２】
前記２つのバンドが装着されていない側部表面のそれぞれの上に上下に積層された２つのパネルが存在しており、前記上部及び下部パネルは、互いに対して、且つ、前記ディスプレイに対して、傾斜している請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項３】
それぞれの上部パネルと、前記下部パネルのうちの１つとは、それぞれ、隆起部によって定義された３つのゾーンを有する請求項２に記載のデータ入力装置。
【請求項４】
前記センサ技術及び前記プロセッサとの信号通信状態にある前記ハウジング内のタイマを更に有する請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項５】
指接触のタイミング設定されたシーケンスが前記タイマによって判定され、且つ、前記プロセッサは、異なる機能を異なるシーケンスと関連付けるようにプログラミングされている請求項４に記載のデータ入力装置。
【請求項６】
前記機能は、前記親指及び人差し指のペンチ運動によって選択される請求項５に記載のデータ入力装置。
【請求項７】
前記選択された機能は、前記接触の解放によって実行される請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項８】
前記機能は、字、数値、又は文字の選択が前記ディスプレイ内のデータフィールドに入力されることを結果的にもたらす請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項９】
前記機能は、動作コマンドを結果的にもたらす請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項１０】
直交するように配列された４つの好ましい方向が存在している請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイは、ホーム状態において、入力部分とグリッド部分とに分割され、前記入力部分は、現在の選択を表示し、前記グリッド部分は、隆起部位置に対応したセルのレイアウトにより、それぞれの隆起部を、前記隆起部に接触することによって利用可能である選択を通知するサブメニューと関連付けており、前記ホーム状態は、接触が発生していない際に、表示状態となる請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項１２】
前記ディスプレイは、ホーム状態において、入力部分とグリッド部分とに分割され、前記入力部分は、現在の選択を表示し、前記グリッド部分は、９つの隆起部位置に対応したセルのレイアウトにより、前記隆起部のそれぞれを、前記隆起部に接触することによって利用可能である選択を通知するサブメニューと関連付けており、行としてのセルのレイアウト及びセルとしてのアルファベットの位置決めは、ＱＷＥＲＴＹキーボードに対応しており、前記ホーム状態は、接触が発生していない際に、表示状態となる請求項３に記載のデータ入力装置。
【請求項１３】
手首配置の手段によってデータを入力する方法であって、
上部表面及びその周りに周辺部を形成する４つの側部表面を有する手首サイズのハウジングと、前記上部表面上のデジタルディスプレイと、２つの対向する側部表面に接続された手首バンドであって、前記ハウジングを人間の手首に着脱自在に装着するように機能する手首バンドと、前記２つの残された、バンドが装着されていない、側部表面のそれぞれの上の少なくとも１つのパネルと、それぞれの側部上の少なくとも１つのパネルのそれぞれの上の少なくとも２つの隆起部であって、それぞれの隆起部は、指先の接触を受け取るように構成されており、それぞれの隆起部は、前記パネル上の少なくとも２つの好ましい方向のうちの１つに向かう指先圧力に応答できるように、少なくとも前記隆起部を取り囲むゾーン内において、センサ技術によってなされている、隆起部と、メモリと結合され、且つ、前記ハウジング内に配置されたプログラミング可能なプロセッサであって、前記センサ技術及び前記デジタルディスプレイとの信号通信状態にあり、且つ、それぞれの隆起部を保存されたメニューと関連付けると共にそれぞれの好ましい方向を機能と関連付けるようにプログラムされたプロセッサと、を有するデータ入力装置を前記手首に提供するステップと、
前記手首から前記データ入力装置を取り外すステップと、
両側部から前記手首バンドを把持するそれぞれの手の中指、薬指、又は小指のうちの少なくとも１つによって読取り位置において前記データ入力装置を保持するステップであって、これにより、人差し指及び親指は、前記少なくとも１つのパネル上においてホバリングするように配置される、ステップと、
選択肢のメニューを前記ディスプレイ上に出現させるべく、親指又は人差し指によって少なくとも１つの隆起部に接触するステップと、
前記メニューによって通知された前記好ましい方向のうちの１つにおいて前記接触している指又は親指を移動させることにより、前記選択肢のうちの１つを選択するステップと、
前記接触を解放することにより、前記選択を入力するステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
前記提供ステップは、前記２つのバンドが装着されていない側部表面のそれぞれの上に上下に積層された２つのパネルを更に有し、前記上部及び下部パネルは、互いに対して、且つ、前記ディスプレイに対して、傾斜しており、且つ、前記ハウジング内のタイマが、前記センサ技術及び前記プロセッサとの信号通信状態にある請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記接触ステップは、少なくとも１つの手の人差し指及び親指の両方による接触を有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記接触は、好ましい時間遅延に従って同時又は逐次的であると判定される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
同時接触は、データ入力モードの間を切り替える請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記データ入力モードは、小文字のアルファ、大文字のアルファ、数値、及び文字を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
逐次的接触は、隆起部位置に対して割り当て可能な機能のメニューの表示を結果的にもたらす請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
無線技術が、リモート装置に対するデータ入力通信について可能とされている請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項２１】
ホスティングされたデータ入力装置であって、
２つの端部、２つの側部、上部表面、及び内部空間を有する電子物品と、
前記２つの側部のそれぞれの上の少なくとも１つのパネルと、
前記パネルのそれぞれの上の少なくとも２つの隆起部であって、それぞれの隆起部は、前記パネル上の少なくとも２つの好ましい方向のうちの１つに向かう指先圧力に応答できるように、少なくとも前記隆起部を取り囲むゾーン内において、センサ技術によってなされている、隆起部と、
前記内部空間内においてメモリと結合されたプログラミング可能なプロセッサであって、前記センサ技術及びユーザーの視野内のデジタルディスプレイとの信号通信状態にあり、それぞれの隆起部を保存されたメニューと関連付けると共にそれぞれの好ましい方向を機能と関連付けるようにプログラミングされたプロセッサと、
を有し、
前記電子物品が、前記側部表面上においてホバリングするように、ユーザーの２つの手の親指及び人差し指を自由にするような方式で、それぞれの端部の近傍において保持された状態で、前記ホバリングしている指のうちの１つによって前記隆起部の少なくとも１つに接触してメニューを前記デジタルディスプレイ上において前記プロセッサによって表示させ、且つ、その後に、前記メニューによって通知される前記好ましい方向のうちの１つに向かって前記接触している指を移動させることにより、機能を選択することができる、データ入力装置。
【請求項２２】
前記デジタルディスプレイは、離れて位置しており、且つ、前記デジタルディスプレイとの通信は、無線手段による請求項２１に記載のデータ入力装置。
【請求項２３】
前記電子物品は、腕時計、テレビのリモコン、ＰＤＡ、携帯電話、又はゲームコントローラである請求項２１に記載のデータ入力装置。
【請求項２４】
データ入力装置であって、
それぞれのエッジ表面が前記前部表面及びそれぞれのその他のエッジ表面から所定の角度において設定されているときに、前部表面と、複数のエッジ表面と、を含むハウジングと、
それぞれのエッジ表面と関連付けられた接触及び運動センサであって、前記接触センサは、前記エッジとの指の接触を検出し、且つ、前記エッジの前記表面に跨る指の摺動運動の方向を更に検出する、センサと、
を有する装置。
【請求項２５】
データ入力装置であって、
上部表面と、複数の側部表面と、を含むハウジングであって、前記側部表面は、複数の線引きされた領域を含む、ハウジングと、
前記線引きされた領域のうちのそれぞれの個々の領域と関連付けられた１つ又は複数のセンサであって、前記センサは、ユーザーの指による接触と、少なくとも２つの方向のうちの１つにおける前記線引きされた領域の表面に沿った摺動運動と、を検出する、センサと、
前記センサに接続されたプロセッサであって、前記プロセッサは、前記線引きされた領域のうちの少なくとも１つに沿った前記摺動運動の方向を検出すると共に前記摺動運動の前記方向をシンボルに変換するように、前記センサのうちの１つ又は複数からの信号を処理する、プロセッサと、
を有する装置。
【請求項２６】
少なくとも１つの線引きされた領域は、前記装置のその他の領域から所定の角度において設定されることにより、線引きされている請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
少なくとも１つの線引きされた領域は、隆起した尾根部によって線引きされている請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
少なくとも１つの線引きされた領域は、前記装置の前記表面内の溝によって線引きされている請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１２年１０月１５日付けで出願された米国仮特許出願第６１／７１３，７２８号明細書に対する米国特許法第１１９条における優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、データ入力装置に関し、且つ、更に詳しくは、手持型物品上におけるキーボード装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子装置の小型化により、電子装置は、益々、更に携帯可能に且つ携行に便利になっている。携帯電話などの無線装置は、いまや、ポケットやハンドバッグに入れて携行されており、財布や鍵と同様の不可欠なアクセサリ用品となっている。先行する技術の世代においてはデスクに縛り付けられていたコンピュータを移動可能なものにしたラップトップコンピュータの実質的な機能が、携帯型オペレーティングシステム及び「Ａｐｐｓ」ソフトウェアが稼働するスマートフォンによって継承されている。小型化プロセスの最終的な目標は、腕時計と同様に着用可能であると共にマウスと呼称される入力装置と同様にユーザーフレンドリーでもある、音声通信とデータ通信の両方の能力を有する多機能装置をもたらすことである。
【０００４】
技術の進歩によって電子ディスプレイのサイズが大幅に小さくなったが、依然として、手作業によるデータ入力が、指のサイズのレイアウトに対する需要を支えている。電話機キーパッドは、標準的なＱＷＥＲＴＹキーボード上のキーの数を低減するが、これらのキーパッドは、テキストを入力するために複数のキーストロークを必要としていることから、ユーザーにとっては不便である。タッチスクリーン技術は、キーボードをディスプレイ自体上に移動させたが、指の制御に伴う精度を得るには、依然として、ある程度の領域的な分離が必要とされている。機械的なキーが取り除かれ得るが、空いたスペースの利益を享受するのは、サイズではなく、表示エリアである。ディスプレイ上における入力エリアを低減する１つの方法は、スタイラスを使用して接触ゾーンをピンポイントで特定するというものである。残念ながら、小さな道具は、失われやすく、且つ、必要とされる際に、ほとんど常に、手元にないものである。キーストロークの反復又は補助的な機器に伴う負担をユーザーに課すことなしに、キーボードを腕時計又は手ほどに小さなその他の装置のサイズまで小型化するには、革新的なアプローチが必要である。
【０００５】
Ｏｌｓｅｎに対する米国特許第４，８４７，８１８号明細書は、腕時計の前面上における機械的なキーの配置について教示している。但し、このような位置決めによれば、情報を表示するための余地がほとんど残らない。Ｃｈｅｎは、米国特許出願公開第２００６／００７７０７３号明細書において、機械的なキーを腕時計のケーシングの周辺部に、且つ、腕時計の前面に隣接した肩部上に、配置している。この構成によれば、表示スペースを巡る競合が除去される。但し、いずれの例においても、正確な指の配置に必要とされる最小限の分離距離により、電話機キーパッドの機能が本質的に制限される。更には、１つの指によるボタンの押下は、低速のデータ入力モードであり、且つ、装置が１つの手首に拘束された状態では、長時間にわたる使用における疲労は言うに及ばず、恐らくは、手の位置決めにおいての、ある程度のぎこちなさが存在するであろう。
【０００６】
小さなサイズにおいてＱＷＥＲＴＹキーボード又はその他のデータ入力方法を動作させるには、選択能力を有する多機能キーが必要である。このような多機能キーによれば、キーと機能の１対１の対応が除去されることになり、且つ、キーボードレイアウトの削減が結果的に得られることになる。Ｈｉｒｓｈｂｅｒｇは、米国特許第６，５９７，３４５号明細書において、二次元表面上におけるいくつかの検出可能な方向のうちの１つにおいて摺動する指の接触を実施することによる解決策を開示している。但し、二次元表面に伴う問題点は、イベントの弁別を可能にするための十分な境界スペースを有する指のサイズの接触ゾーンを収容するという点にある。このスペース要件によれば、レイアウトを腕時計の前面に匹敵するサイズに収縮させることが不可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
腕時計のサイズのＱＷＥＲＴＹキーボード及びその他の入力機能に対する要求が、いまだ満たされていない。このような装置は、次世代の、多機能であり、インターネットにリンクされた、Ａｐｐにも対応したスマートフォンとなり得るであろう。このような機能は、例えば、腕時計の前面周辺における、相対的に少ない数の、狭く囲まれた接触ゾーンからの複数の選択肢を必要とすることになろう。又、このような機能は、従来のキーボードの利点及び速度を整合させるべく、長期間にわたる使用のために快適に構成された手の位置からのキーストローク入力の可変性を必要とすることになろう。本発明は、この要求を満足させるべく、装置及び方法の両方における新しい解決策を提供する。
【０００８】
従って、例えば、ベルトのバックル、懐中時計、ベレー帽、スニーカー、テレビのリモコン、ハンドヘルド型ゲームコントローラ、水筒のキャップ、テーブルコースター、及びこれらに類似したものに組み込まれたスマート装置など、手首への配置に適した、又は着用可能であるか、携行可能であるか、若しくは手で保持可能な携帯型装置用のデータ入力装置を提供することが、本発明の目的である。１つ又は複数の指との接触による対話により、前記装置上においてデータを入力することが、更なる目的である。装置の対向表面上における情報の表示を最適化するべく、装置の側部表面上に制御部を配置することが、更なる目的である。接触ゾーンなどの装置の表面上において入力を検出するための焦点又は感知エリアを十分正確に配置するための手段を提供することが、更なる目的である。それぞれの接触制御部において機能の複数の選択肢を提供することが、更なる目的である。ゾーン内の好ましい方向における圧力点の運動又は指の運動を検知することにより、前記複数の選択肢を提供することが、更なる目的である。必要な場合に、接触ゾーン上における又はこれに跨る圧力点又は指の運動の境界限定を促進することが、更なる目的である。対向する指と親指による操作を促進するべく、複数の三次元の向きにおいて物品ハウジング上に複数の接触表面を提供することが、更なる目的である。片手及び両手の操作の両方を促進することが、更なる目的である。装置を快適に保持及び操作するための手段及び方法を提供することが、更なる目的である。データ入力を更に可変なプロセスにするべく、同時又は逐次的接触モードにおいて複数の指を利用することが、更なる目的である。接触の順序付けにより、機能のライブラリを拡張することが、更なる目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの目的及び以下において明らかとなるその他の目的は、上述の１つ又は複数の手首配置のためのデータ入力装置において実現され、この装置は、第１部分として、上部表面と、その周りにおいて周辺部を形成する４つの側部表面と、を有するハウジングを有し、第２部分として、上部表面上のデジタルディスプレイを有し、第３部分として、２つの対向する側部表面に接続され、ハウジングを人間の手首に着脱自在に装着するように機能する、手首バンド、保持ストラップ、又はハンドルを有し、第４部分として、２つの残された、バンドが装着されていない、側部表面のそれぞれの上の少なくとも１つのパネルを有し、第５部分として、それぞれの側部上の少なくとも１つのパネルのそれぞれの上の少なくとも２つの隆起部、又は１つ若しくは複数の尾根部、凹部、又は接触表面に対する所定の角度、或いは、知覚可能な距離の分離又はその他の分割部（以下、隆起部と呼称する）であって、それぞれの隆起部は、指先の接触を受け取るように、又は指先をセンサに導くための触覚的なキューを提供するように、構成されており、それぞれの隆起部又はそれぞれの隆起部及び取り囲んでいるパネル又はそれぞれの小さなパネルは、パネルの平面内の少なくとも２つの好ましい方向のうちの１つに向かう指先の圧力に応答できるように、少なくとも前記隆起部を取り囲む又はこれに隣接するゾーン内において、センサ技術によってなされている、隆起部を有し、且つ、第６部分として、ハウジング内に存在するメモリと結合されたプログラミング可能なプロセッサであって、センサ技術及びデジタルディスプレイとの信号通信状態にあり、且つ、それぞれの隆起部を保存されたメニューと関連付けると共にそれぞれの好ましい方向を機能と関連付けるようにプログラムされたプロセッサを有する。これらの部分を有するように構成されたデータ入力装置によれば、且つ、バンドが装着されていない側部表面上においてホバリングするそれぞれの手の親指及び人差し指によれば、ホバリングする指のうちの１つにより、又はこの代わりに、上述の方法によって接触表面の正確な又は概ね適切なエリア（例えば、先に列挙した尾根部など）までに案内された指により、隆起部のうちの少なくとも１つに接触して統合されたプロセッサによってデジタルディスプレイ上にメニューを表示させ、且つ、その後に、接触している指をメニューによって示されている好ましい方向のうちの１つに向かって移動させることにより、機能を選択することができる。
【００１０】
好ましい一実施形態において、データ入力装置は、２つのバンドが装着されていない側部表面のそれぞれの上に上下に積層された２つのパネルを有し、上部及び下部パネルは、互いに対して、且つ、ディスプレイに対し、傾斜しており、それぞれの上部パネルと、下部パネルのうちの１つと、は、それぞれ、その上部に、隆起部によって定義された３つのゾーンをセンサ技術によって機能が付与された状態において有する。９つの隆起部の場所は、デジタルディスプレイのグリッドエリアに似たものになっており、グリッドのそれぞれのセルが、対応する隆起部からの利用可能な選択肢に対応したアルファベット文字（ｃｈａｒａｃｔｅｒ）を表示することになろう。アルファベット文字は、ＱＷＥＲＴＹキーボードのレイアウトにほぼ対応した状態で、それぞれのセルに配分される。ディスプレイの別のエリアは、接触が解放される前の有効な隆起部における指向性の圧力操作の結果として得られる個々の文字の選択によって実行された入力を示している。
【００１１】
一代替実施形態において、データを入力する方法は、第１ステップとして、どこにでも携帯できるように人間の手首に上述のデータ入力装置を提供するステップを有し、第２ステップとして、データ入力装置を手首から取り外すステップを有し、第３ステップとして、両側部から手首バンドを把持するそれぞれの手の中指、薬指、又は小指のうちの少なくとも１つによって読取り位置においてデータ入力装置を保持するステップであって、これにより、人差し指及び親指を少なくとも１つのパネル上においてホバリングするように配置することができる、ステップを有し、第４ステップとして、機能選択肢のメニューがディスプレイ上に出現するように、親指又は人差し指によって少なくとも１つの隆起部に接触するステップを有し、第５ステップとして、メニューによって通知された好ましい方向のうちの１つにおいて接触する指又は親指を移動させることにより、選択肢のうちの１つを選択するステップを有し、最後のステップとして、接触を解放することにより、選択を入力するステップを有する。
【００１２】
特定の一代替実施形態において、提供ステップは、２指接触との関係における同時性を弁別するべく、タイマによって改善されている。人差し指及び親指が、装置の反対側の側部上の２つの隆起部を挟むように、クランプ様の方式で配置された状態で、同時又は逐次的デュアル接触により、キー可能な機能の範囲を大幅に拡張することができる。この拡張により、Ａｐｐｓ、テキスト化シンボル及び機能の追加、インターネットブラウジング、又は写真撮影などの高度な用途のために装置を使用することができるようになろう。
【００１３】
２指入力又は任意のその他の入力を使用して示される逐次的な画面により、１つの画面上において利用可能である限られた表面上には見出すことができない関係付けられた選択肢を有する更なる画面を提供できるように、画面をネストさせることが可能であり、これには、例えば、すべての番号を有するタイプ入力キーボード画面からアクセス可能な第２画面、これに続く一般的な数学シンボルを有する第２画面からアクセス可能な第３画面、これに続く一般的ではない数学シンボルを有する第３画面からアクセス可能な第４画面などが含まれる。
【００１４】
レーザー、レーダー、光、及びその他の近接センサなどの接触を伴うことなしに指の存在及び運動の方向を近似し得る任意のその他のセンサシステムの使用を伴うその他の例示用の方式を使用することができる。これは、１指接触入力運動と２指接触入力運動の両方に当て嵌まる。
【００１５】
本発明の更なる実施形態によれば、ベルトのバックル、懐中時計、ベレー帽、スニーカー、テレビのリモコン、ハンドヘルド型ゲームコントローラ、水筒のキャップ、テーブルコースターなどなど）に組み込まれたスマート装置などの、手ほどに小さい、身体上に着用される、保持される、携行される、又は必要に応じた程度に小さい、任意のスマート装置から構成されたデータ入力装置が提供される。定位置において固定され得るように、又は手の下部の３本の指のうちのいずれかを使用して把持され、これにより、１つの又はそれぞれの手の人差し指及び親指を自由にし得るように、ストラップ、ハンドル、形状、又は取付具を有する、このような装置。更には、構造において又は接触の検知について、１つ又は複数の尾根部、凹部、突出部、面取部、接触表面に対する所定の角度、知覚可能な距離の分離、又はその他の分割部により、分割されるか又は分離されている、それぞれの接触表面。センサエリア内の概略的な開始点（接触平面の一部）は、運動の方向を使用したインテリジェントソフトウェアにより、解釈されてもよい。ユーザーは、観察画面上において字（ｌｅｔｔｅｒ）のグループを観察することが可能であり、且つ、その字のグループの概略的なエリア内において隣接した又は適切なセンサが付与された平面に接触することが可能であり、この結果、ソフトウェアは、指に最も近いことを理由として、いずれの字のグループが適切であるのかを判定することになり、且つ、次いで、ソフトウェアは、指が取り除かれる方向から、グループ内のいずれの特定の字が、選択された字であるのかを判定することができる。習熟したユーザーは、指がすべての接触表面に沿って到達する距離を近似することが可能であり、且つ、キーボード画面又は接触表面上の物理的なマーカーを必要としてはおらず、その理由は、ユーザーが、これらの距離に習熟しているからであり、且つ、結果をタイプ入力するべく、キーボードではなく、タッチスクリーンの全体の使用を選好することができるからである。この装置は、ユーザーが、窪み又は隆起部の提供を伴うことなしに、指を面取りされた且つ水平方向の接触表面のそれぞれの上に配置できるようにするための触覚的なキューを提供することができる。面取りされた且つ水平方向の接触表面のエッジが、このキューを提供する。
【００１６】
本明細書は、すべてを網羅した詳述となることを意図したものではないことから、その他の実施形態については、本発明の実施から学習することができ、又はその他の方法で当業者に明らかとなろう。
【００１７】
更なる一実施形態によれば、面取りされ、センサが付与された接触表面にテクスチャを付与することにより、接触表面内のどこで指の運動を開始するべきかについての触覚的なキューを提供することができる。又、それぞれの接触表面内において、（指にとって快適である）非常に小さな尾根部により、接触表面上のどこで指の運動を開始するべきであるのかについての触覚的なキューを提供することもできる。又、それぞれの接触表面内において、（指にとって快適である）非常に小さな凹部により、接触表面上のどこで指の運動を開始するべきであるのかについての触覚的なキューを提供することもできる。又、接触表面は、指が感じ得るように、且つ、ユーザーが、接触表面を分割する小さな隆起した尾根部又は小さな溝などの指の運動を開始するための適切なエリアについて認知し得るように、且つ、指が、接触センサが付与された表面のそれぞれの分割が境界画定されている場所を感じ得るように、任意の物理的マーカーによって分割されてもよい。又、それぞれの接触表面は、完全に平らなものであってもよく、この結果、ユーザーは、キーボードを画面上において観察することが可能であり、且つ、字のグループを観察することにより、ユーザーは、それぞれの結果をタイプ入力するためのそれぞれの接触及び摺動運動を開始するべき場所を判定することができる。習熟したユーザーは、それぞれの指を伸ばす距離を学習することができ、この結果、距離を近似するための視覚的画面からのキューが不要となり得、且つ、これにより、字の配列が記憶されていることから、画面がキーボードから解放され、且つ、これにより、習熟したユーザーは、結果的に得られるテキストのために画面全体を使用できるようになる。
【００１８】
本発明の様々なその他の目的、特徴、及び付随する利点については、添付図面を参照することにより、これらに関する理解が深まることから、十分に理解されよう。いくつかの図においては、同様の参照符号により、同一の又は類似の部分を表記している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のデータ入力装置の斜視図である。
【図２】データ入力装置を保持するための手及び指の位置の斜視図である。
【図３】データ入力画面を示すデータ入力装置の平面図である。
【図４】選択肢である「ｑｗｅｒ」用のサブメニューを示すデータ入力装置の平面図である。
【図５】機能メニューを示すデータ入力装置の平面図である。
【図６】交互に変化する応答を示すデータ入力装置の平面図である。
【図７】本発明の技術によって実現されたテレビのリモコンを保持するための手及び指の位置の斜視図である。
【図８】データ入力装置のシステム図である。
【図９】データ入力装置上においてデータを入力する方法を示すプロセス図である。
【図１０】機能及びデータの選択における論理シーケンスを示すフロー図である。
【図１１】本発明の更なる態様によるデータ入力装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
定義を目的として、本明細書において使用されている「機能」という用語は、データ入力用に選択された物品又はシステムによって実行されるようにプログラミングされたスクリプトによって表現された動作のいずれかを意味するものと解釈されてもよい。本明細書において使用されている「選択」という用語は、接触感知ゾーン内における接触の操作を通じたメニュー選択肢の通知を意味するものと解釈されたい。本明細書において使用されている「入力する」という用語は、ゾーンからの密接な接触の中止を通じたデータフィールド内への入力による又は動作の開始による選択を実行するための命令を意味するものと解釈されたい。
【００２１】
図１を参照すれば、手首に配置されるデータ入力装置１は、ハウジング２を有する。ハウジング２は、上部表面３と、上部表面３の周りに周辺部を形成する４つの側部表面４と、を有する。手首バンド２１が、２つの反対側の側部表面４において、ハウジング２に接続されている。手首バンド２１は、データ入力装置１を人間の手首上において着脱自在に携行するための手段を提供しており、且つ、この結果、この装置は、腕時計とほとんど同様に、どこにでも携帯可能となっている。残りの２つの側部表面４は、上部表面３の両側に位置する、バンドが装着されていない側部表面である。デジタルディスプレイ７が上部表面３を占有している。手首バンド２１は、データ入力装置１を保持する手段の一体的な部分である。バンドが装着されていない側部表面は、データ入力装置１にデータを入力する手段１０の一体的な部分である。デジタルディスプレイ７は、データ１入力装置１内の情報を処理する手段３０の一体的な部分である。
【００２２】
好ましい実施形態において、データを入力する手段１０は、側部表面のうちの少なくとも１つ上に、少なくとも１つのパネル１１を有する。一代替実施形態において、少なくとも１つのパネル１１は、例えば、テレビのリモコン１０３（図７）などの側部表面を有する任意の三次元物品上に配置されてもよい。それぞれのパネル１１は、少なくとも２つの隆起部１２を有する。少なくとも２つの隆起部１２は、後述するように、２つの手の動作に関する対称性を反映している。パネル１１は、平らな表面であってもよいが、好ましくは、曲線を有する表面である。このような表面は、更なる間隔を隆起部１２に対して提供する。隆起部１２は、パネル１１の表面内において、凹部ではなく、凸部である。それぞれの隆起部１２は、それに対する触覚的見当合わせを提供するには十分に、但し、接触する指が表面と接触することを防止するには不十分に、パネル表面の上方において隆起しており、隆起部は、本質的に、点字の形状と同様に、指に没入する。隆起部１２は、任意の幾何学的形態を有してもよいが、好ましい一実施形態において、隆起部は、１インチの約１０分の２の直径を有する円形である。
【００２３】
更なるパネル１１を側部表面５に追加することができる。任意の１つの側部表面５上のパネルを、且つ、それに対して割り当てられた任意の接触感知ゾーンを、弁別するべく、追加されたパネル１１は、互いに離れるように鈍角を有する状態で傾斜している必要がある。これを実行するための１つ方法は、側部表面と上部表面の間のエッジを面取りし、上部表面の両側に位置する面取表面を生成するというものである。好ましい一実施形態において、パネル１１は、面取表面上において位置決めされた２つの上部パネルと、側部５のうちの１つ上の１つの下部パネル１３と、を有する。このように定義された３つのパネル１１のそれぞれには、それぞれ、３つの隆起部１２が提供されており、この結果、隆起部の合計数が９つになっている。９つの隆起部１２の構成は、後述するように、ＱＷＥＲＴＹキーボードとの対応性を反映したものである。
【００２４】
好ましい実施形態において、データを入力する手段１０は、デジタルディスプレイ７及び情報を処理する手段３０と協働している。一代替実施形態において、データを入力する手段１０は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線技術を通じてリモートディスプレイにリンクされてもよい。図８を参照すれば、情報を処理する手段３０は、ハウジング２内に配置されたプログラミング可能なプロセッサ３１から構成されている。プログラミング可能なプロセッサ３１は、メモリ３２と結合されている。プログラミング可能なプロセッサ３１は、デジタルディスプレイ７との信号通信状態にある。又、プロセッサは、それぞれの隆起部１２のサイトに配置されたセンサ技術３４との信号通信状態にもある。好ましい実施形態においては、プロセッサ３１との信号通信状態にあるタイマ３３が、ハウジング構成に含まれている。センサ技術３４は、隆起部のサイト内及びその周りの指の圧力の印加を感知する。感知ゾーンは、好ましい方向１４及びその境界を定義するセクタ３５に分割することができる。好ましい実施形態においては、直交するように配列された４つのセクタ３５が存在している。４つのセクタ３５は、本明細書における説明を目的として、北、南、東、及び西と、便宜的に命名されている。隆起部１２が、当初、接触された際に、中心点（ｌｏｃｕｓ  ｐｏｉｎｔ）がセンサ技術３４によって登録される。指が北、南、東、又は西方向に移動した際に、センサ技術３４は、中心から「コンパス」方向のうちの１つ又は別のものに向かって伸びる指向性を有する経路を検出する。それぞれの隆起部１２は、その隆起した構成に起因し、任意の方向において指を摺動させるための触覚的なフィードバックを提供する。触覚的フィードバックによって提供される認知により、好ましい方向１４における摺動運動は、意図的なものであり、且つ、近隣セクタ３５内へのずれを制限するような方式で、計測される。又、面取角度において交差する隣接パネル１１の平面も、不注意によるセクタの接触を防止している。従って、この新しい隆起部１２の構成は、パネルの角度的な分離は言うに及ばず、欠陥を有する従来技術による接触ゾーンとの比較において、指向性を有する運動を囲い込むための手段を改善している。
【００２５】
図３及び図４を参照すれば、デジタルディスプレイ７は、接触イベントに先行するホーム状態において、入力部分１７と、グリッド部分１８と、を表示する。グリッド部分１８は、セル１９内に配置された選択肢のメニュー１５を表示している。セル１９は、隆起部１２の位置と対応するように位置決めされている。例えば、上部の左セル１９は、左位置において上部パネル１１上に配置された隆起部１２に対応している。好ましい実施形態においては、３つのパネル１１に対応する３つの行内に９つのセル１９が存在している。標準的なＱＷＥＲＴＹキーボードにほぼ対応するように、アルファベットの２６個の字をセル及び行にわたって分配することができる。大部分のキーボードユーザーは、このレイアウトに習熟していることから、この結果、対象である特定のアルファ文字を見出すことが促進される。本明細書における説明を目的として、上部左の隆起部は、番号１として参照することとし、且つ、隆起部の組は、番号ラベル１〜９により、左から右への、且つ、上部から下部への順序で、グリッド位置と対応することになる。例えば、番号１の隆起部１２が接触された際には、図４に示されているように、サブメニュー１６が、グリッド１０部分１８内に出現することになる。サブメニュー１６は、好ましい方向１４を通知する空間的な関係性において、対応するセル内に、文字を示すことになる。又、好ましい方向１４は、接触イベントの中心に対応する中心点から外側を指し示す矢印によって通知されてもよい。好ましい実施形態においては、最大で、北、南、東、及び西に対応する４つの好ましい方向１４が存在している。例えば、番号１の隆起部が接触された際に、「ｑ」、「ｗ」、「ｅ」、及び「ｒ」という字が、それぞれ、西、東、北、及び南方向において表示される。接触が北方向に向かって移動した際には、これに応答して、その選択を確認するべく、文字「ｅ」が変化することになる。応答は、図４に示されているように、色の変化、太字化、又は単なる文字の拡大であってもよい。或いは、この代わりに、図６に示されているように、オリジナルの画面内の字「ｅ」が、サブメニュー１６の出現を伴うことなしに、太字化、フラッシュ、拡大、色の変化、又はその他の通知手段により、通知することになる。番号１の窪みにおいて接触が中止された際に、選択された文字が、ディスプレイの入力部分１７内において入力される。カーソル３６は、選択された文字の入力のための位置を示している。
【００２６】
図２を参照すれば、保持する手段は、ユーザーの両手を必要としている。データ入力装置１は、手首から取り外され、且つ、通常は、手首バンド２１が左及び右に延在する状態で、デジタルディスプレイ７を観察するように方向付けされる。手首バンド２１は、両手内において、保持指２３によって保持される。定義として、保持指２３とは、手の中指、薬指、及び小指である。手首バンド２１は、バンドが２つの部分に分離しているクラスプタイプであってもよく、又はブレスレットタイプであってもよい。いずれのタイプも、保持指が反対の状態で丸くなって読取り可能位置においてデータ入力装置１を支持することができる閉又は開ループを構成する。この方式によって構成された把持状態２２により、作業指２４は、隆起部１２上における接触を開始するために利用可能な状態に残される。定義として、作業指２４とは、それぞれの手の親指及び人差し指である。作業指２４は、保持指２３の把持により、パネル１１上においてホバリングする位置に配置される。又、作業指２４の両側のペアは、１つのイベントにおいて、２つの、又は更に多くの数の隆起部に接触するべく、クランプ又は「ペンチ」のような協働的な動きにおいて動作することができる。把持状態２２は、手の自然な位置であり、手首は、リラックスしており、且つ、作業指２４は、容易な関節運動のために吊り下げられた状態にある。この新しい手の状態は、最大で４本の指をデータ入力装置１の効率的且つ巧みな操作のために利用可能とするのみならず、この状態は、長時間にわたるデータ入力作業における長時間にわたり疲労又は不快感を伴うことなしに、維持され得る。
【００２７】
作業指２４は、好ましくは、単独で又は二重で機能する。その他の動作モードが可能であるが、単一のイベントにおいて一度に最大で４本の指により、１回又は２回接触モードにおいて、最小限の動作の複雑さを伴って、十分に多様な機能が提供される。一度における２回の接触は、同時又は逐次的なものであってもよく、タイマ３３及びプログラミングされた好ましい遅延３７（図示せず）によって判定可能である。好ましい実施形態において、好ましい遅延３７は、１〜２秒であり、且つ、これは、速度及び感度を目的として、調節可能であってもよい。好ましい実施形態において、２つの隣接パネル１１は、関節運動が相対的に優れている親指側に対して方向付けられている。テキスト入力に習熟したユーザーは、親指入力が相対的に自然であることを見出すことになり、従って、優越性を有する隆起部は、親指入力に対して割り当てられる。通常の２回接触操作は、１つの手の人差し指が番号１〜３の隆起部に接触し、且つ、対応する親指が、ペンチ動作においては、番号４〜９の範囲をカバーするというものであってよいであろう。ペンチ接触の数は、９個の隆起部の場合には、１８である。順番に実行される２指接触の順列の数は、７２である。可能な同時及び逐次的接触の両方の数は、１０８である。最大で３６個の選択肢を提供する９つの単一接触と組み合わせられた際に、１回又は２回接触のいずれかにより、大規模な機能のライブラリにアクセスすることができる。
【００２８】
図１１は、本発明による別の実施形態を示している。装置１２１は、ハウジング１２０を含む。ハウジング１２０は、上部表面１２２と、側部表面１２３と、を有する。側部表面１２３は、３つの領域１２４、１２５、及び１２６に分割されている。これらの領域は、それぞれ、上述の実施形態との関係において説明したように、指の圧力及び摺動運動の方向を検出するための圧力及び運動センサを装備している。この実施形態は、上述の実施形態とは異なっており、その理由は、センサを装備した領域に、ユーザー用の触覚的なキューとして提供するための隆起部又は窪みが含まれていないからである。その代わりに、これらの領域は、溝１２７及び１２８により、互いに線引きされている。又、図１１には示されていないが、溝によって分離されると共に接触及び運動センサを装備した領域は、側部１２３とは反対側の装置の側部上に設けることも可能である。
【００２９】
図１１に示されている実施形態に対する代替肢として、表面１２４、１２５、及び１２６を線引きしている溝１２７及び１２８は、隆起した尾根部によって置換される。これらの尾根部は、装置に接触するための適切な場所を見出すための触覚的なキューをユーザーに対して提供する。本発明のその他の態様によれば、ユーザーの指が、隣接する表面の間において所定の角度の向きを検知し得るように、互いに対して所定の角度に設定されることにより、表面１２４、１２５、１２６を相互に線引きすることができよう。接触及び摺動接触の方向を判定可能な１つ又は複数の任意のセンサを使用することができる。装置に安定性を提供すると共に親指及び人差し指の自由な運動を可能にする任意のストラップ、ハンドル、固定装置、ハウジング形状、又はその他の手段を使用することができる。同様に、それぞれの手の親指及び人差し指用の接触表面を提供するようにサイズ設定された任意の形状の装置を使用することができる。
【００３０】
機能を接触イベントに割り当てる多数の方式が可能であるが、以下、図１０を参照し、１つの例示用の方式４０について説明することとする。例示用の方式４０は、センサ技術３４からの検知入力及びメモリ３２内の保存されたデータによって実現されるプロセッサ３１による決定分析から得られる決定点及び経路から構成されている。それぞれの経路は、接触イベントによって始まり、且つ、入力イベントによって終了している。例示用の方式４０は、データ入力経路４１と、モード入力経路４２と、機能入力経路４３と、から構成されている。データ入力経路４１は、単一隆起部接触により、始まり、サブメニュー１６の表示、好ましい方向１４における圧力操作、及び接触の解放によって入力するためのコマンドを通じて、上述のデータ入力シナリオに結び付いている。データ入力経路４１の場合には、解放は、シフトされた圧力点から発生しなければならない。圧力が中心に戻った場合には、これにより、選択が無効とされる。モード経路４２は、２隆起部接触によって始まり、且つ、接触が同時であるという決定に結び付いている。通常、このタイプの接触は、ペンチ操作を伴うことになり、且つ、その後に、経路は、１８個のペアのうちのいずれが通知されるのかに関する分析に進む。データ入力モードは、それぞれのペアに割り当てられ、それぞれのモードは、デジタルディスプレイ７のグリッド部分１８内において異なるメニュー１５を提示する。データ入力モードは、大文字のアルファ、小文字のアルファ、数値、及び１つ又は複数のシンボル又は文字セットに限定されてもよいが、これは、必須ではない。特定のメニュー１の表示の後に、モード経路４２は、単一接触入力に戻ることにより、データ入力経路４１に沿って進む。機能経路４３は、２隆起部接触によって始まり、且つ、接触が逐次的であるという決定に結び付いている。次いで、機能経路４３は、３６個のペアのうちのいずれが通知されるのか並びに通知されたペアのいずれが順番において１番であるのかに関する分析に進み、フィールドは、合計で、７２個の順列を伴っている。異なるメニュー１５が、機能経路４３のそれぞれのペアに割り当てられる。図５には、通常の機能メニューが示されており、これは、例えば、電子メール処理に関係する機能を示している。セル１〜６において、これらの機能は、対応する隆起部に接触すると共にこれを解放することによってトリガされる動作である。接触により、上述のように、且つ、セル１に示されているように、いくつかの視覚的手段による選択の認識がもたらされることになる。但し、セル７〜９には、更なるデータ入力が示されている。これらのセルのうちの１つに接触することにより、図１０の点線矢印によって示されているように、データ入力経路４１にループすることになる。
【００３１】
機能入力経路４３により、隆起部１２に対する単一の接触は、サブメニュー１６を通じた方向的な操作よりも、効率的である。但し、データ入力の場合には、選択の多様性に起因し、モード入力経路４２内のメニュー１５の拡張ライブラリを通じた切り替えよりも、データ入力経路４１のサブメニュー１６を通じた動作のほうが効率的である。同様の方式により、同時接触は、逐次的接触よりも迅速であり、且つ、従って、モード入力経路４２のために同時プロトコルを実装することにより、データ入力が促進される。隆起部１２、パネル１１の特定の構成、把持状態２２、セル１９のＱＷＥＲＴＹレイアウトとしての編成、作業指２４、並びに、例示用の方式４０の異なる経路の構成を含む本明細書において言及されている有益な特徴のそれぞれにより、小型入力装置の技術分野においては、未知の、且つ、いまだ期待された成果を収めていない、データ入力処理の可変性が付加される。
【００３２】
図９に示されているように、本発明の一代替実施形態は、手首配置の手段によってデータを入力する方法５０を有する。データを入力する方法５０は、
遍在的な使用のためにデータ入力装置１を人間の手首に提供するステップ５１と、
データ入力装置１を手首から取り外すステップ５２と、
両側部から手首バンド２１を把持する保持指２３の少なくとも１つにより、読取り可能位置においてデータ入力装置を保持するステップ５３であって、これにより、作業指２４が、少なくとも１つのパネル１１上においてホバリングするように配置される、ステップ５３と、
機能選択肢のメニュー１又はサブメニュー１６をディスプレイ７上に出現させるべく、作業指２４により、少なくとも１つの隆起部１２に接触するステップ５４と、
作動可能な作業指２４をサブメニュー１６によって示されている好ましい方向１４のうちの１つにおいて移動させることにより、選択肢のうちの１つを選択するステップ５５と、
接触を解放することにより、選択を入力するステップ５６と、
を有する。
【００３３】
特定の一代替実施形態において、接触ステップ５３は、作業指２４による同時又は逐次的接触を有する。同時接触は、小文字のアルファ、大文字のアルファ、数値、及び文字を含むデータ入力モードの間を切り替える。逐次的接触は、接触の位置及びシーケンスの両方に従って機能メニュー１５を結果的にもたらす。この後に、機能が、選択され、且つ、別の接触を通じて入力される。
【００３４】
別の代替実施形態において、データ入力装置１は、ホスティングされたデータ入力１０装置１００であってもよく、この場合には、その他の主要な使用法を有する電子物品１０１に対して、本発明の技術により、データ入力という副次的な使用法の機能が付与されている。図７に示されている電子物品１０１は、一例として、テレビのリモコン１０３である。テレビのリモコン１０３には、上述のように、データを入力する手段１０と、情報を処理する手段３０と、が設けられている。無線手段１０２を使用して有効距離内のテレビ（図７には示さず）と通信しており、このテレビは、この場合には、デジタルディスプレイ７として機能している。保持する手段２０は、把持状態２２を利用しており、これは、特に、テレビのリモコン１０３などのようなバー様のものに適合可能である。電子物品１０１は、携帯電話、ＰＤＡ、ゲームコントローラ、又は、場合によっては、フラッシュドライブなどのその他の装置を含んでもよい。
【００３５】
別の実施形態において、把持メカニズムは、腕時計バンドではなく、タイプ入力が必要とされる際に、スマート装置から外に伸びることができるように、例えば、弾性を有する又はヒンジ結合された、１つ又は複数の引込み自在のバンドである。この結果、相対的に小さな着用可能なスマート装置を、ポケット内において携行する、ベルトのバックル上において着用する、長い髪にクリップ結合する、衣服にピン止めする、皮膚に適用する、又はスニーカー上において着用する、ことが可能となり、且つ、使用が望ましい際に、把持メカニズムを、把持を目的として、小さな装置から延伸させることが可能であり、且つ、小さな装置においてタイプ入力することが可能である。
【００３６】
本発明は、その用途において、以上の説明において記述された又は図面に図示された構造の詳細に、コンポーネントの構成に、且つ、使用方法に、限定されるものではないことを理解されたい。例えば、機能の更なる拡張のために、隆起部を第４のパネルに追加することができる。別の例として、腕時計が手首上に留まっている場合に、手首の表面に対して平行である２つの方向と手首の表面に対して垂直である１つの方向という３つの方向の指の運動を受け入れるようにプロセッサが再プログラミングされた場合には、対向する面取りされた表面により、１つの手の２つの指によるデータ入力が可能となる。
【図１】
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【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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