(57)【要約】  双方向制御システム、これを製造する方法、及びこれを組み込んだデバイスの多くの実施形態が開示される。一実施形態において、システムは、耐光性材料と、透光パターンでこの耐光性材料を貫通する透光孔と、透光パターンに隣接して配置されるレンズとを備えている。
2015531906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐光性材料と、
透光パターンで前記耐光性材料を貫通する透光孔と、
前記透光パターンに隣接して配置されるレンズと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記耐光性材料は、金属、セラミック、及びポリマーからなる群から選択される少なくとも１つのものである、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記透光孔の少なくとも一部は実質的に目に見えない、請求項１のシステム。
【請求項４】
前記透光孔のすべては実質的に目に見えない、請求項３のシステム。
【請求項５】
前記透光孔の少なくとも一部は実質的に目に見える、請求項１のシステム。
【請求項６】
前記透光孔のすべては実質的に目に見える、請求項５のシステム。
【請求項７】
前記耐光性材料は、少なくとも１つの機能を実現するように構成されたデバイスの外表面を少なくとも部分的に規定する、請求項１のシステム。
【請求項８】
前記レンズ及び前記透光孔の少なくとも１つを通過する光路に沿って光を投影可能な投影システムをさらに備える、請求項７のシステム。
【請求項９】
前記レンズは、前記透光パターンと前記投影システムとの間の前記光路に沿って配置されている、請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記投影システムは、前記パターンから離れて位置する対象面上に前記光を投影して前記対象面上に画像に形成するように構成されている、請求項８のシステム。
【請求項１１】
前記システムは、前記投影システムに連結されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記少なくとも１つの機能に基づいて前記投影システムの動作を制御するように構成されている、請求項１０のシステム。
【請求項１２】
前記レンズ及び前記透光孔の少なくとも１つを通過する光路に沿って伝搬される光を検出するように構成された感知システムをさらに備える、請求項１のシステム。
【請求項１３】
前記レンズは、前記透光パターンと前記感知システムとの間の前記光路に沿って配置されている、請求項１２のシステム。
【請求項１４】
前記感知システムは、前記パターンから離れて位置する面で反射した前記光を検出するように構成されている、請求項１２のシステム。
【請求項１５】
前記システムは、前記感知システムに連結されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記検出された光に基づいてデバイスの動作を制御するように構成されている、請求項１４のシステム。
【請求項１６】
耐光性材料と、
透光パターンで前記耐光性材料を貫通する透光孔と、
前記透光孔の少なくとも１つを通過させて光を投影可能な投影システムと、
前記投影された光を修正して前記パターンから離れて位置する対象面上に画像を形成するように構成された光修正システムと、
を備える、システム。
【請求項１７】
前記耐光性材料は、少なくとも１つの機能を実現するように構成されたデバイスの外表面を少なくとも部分的に規定する、請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記システムは、前記投影システムに連結されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記デバイスによってサポートされる前記少なくとも１つの機能に基づいて前記投影システムの動作を制御するように構成されている、請求項１７のシステム。
【請求項１９】
耐光性材料と、
透光パターンで前記耐光性材料を貫通する透光孔と、
視野を有し、面で反射して画像から前記透光孔の少なくとも１つを通って伝搬される光を検出可能な感知システムと、
前記感知システムに連結されたコントローラであって、前記視野内に位置する対象物の前記画像に対する位置を決定するように構成されたコントローラと、
を備える、システム。
【請求項２０】
前記耐光性材料は、少なくとも１つの機能を実現可能なデバイスの外表面を少なくとも部分的に規定する、請求項１９のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラは、さらに、前記決定された位置に基づいて前記デバイスの動作を制御するように構成されている、請求項２０のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して双方向制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
民生用デバイス、特に民生用電子機器の世界においては、外観の改善、機能性の改善、及び審美性の改善に対する要望が常に存在している。工業デザインは、この民生製品の外観、機能性、及び審美性を高めるという要望を満たすことに注力する技術性の高い専門分野となってきている。
【０００３】
改良に対して常に大きな注目を浴びている分野は、ユーザインタフェイスの分野である。このユーザインタフェイスは、例えば、デバイスによりサポートされる機能を開始し、調整し、あるいは制御するためにユーザがどのようにデバイスと対話するのかを一般的に決定している。様々なタイプのユーザインタフェイスとして、タッチスクリーン（例えば、液晶ディスプレイのようなディスプレイにより視覚的にユーザに提供される画像インタフェイス特徴部）、音声インタフェイス、触覚インタフェイス（例えば、ボタン、ノブ、スライダ、スイッチ、キーボードなどのインタフェイス特徴部）、ジェスチャーインタフェイス（例えば、コンピュータマウスやスタイラスなどのインタフェイス特徴部）などが挙げられる。「スマートフォン」のような多くの民生用電子デバイスは、携帯可能で使い易いように設計する必要のないタッチスクリーンを組み込んでいる。そのため、デバイスのサイズを最小にするためにキーボードを含んでいないことが多い。しかしながら、民生用製品が継続してより小さくなるとともにより多くの機能をサポートできるようになるにつれて、ユーザがデバイスと直感的かつ簡単に対話できるようにするだけではなく、形態と外観の面でも整っており、デバイスの美的アピールにダメージを与えてしまうことのないユーザインタフェイスを提供することが益々難しくなる。
【０００４】
触覚インタフェイス特徴部が多すぎる場合、画像インタフェイス特徴部が占めるディスプレイ領域が大きすぎる場合、あるいは、一連の命令やスクリーンを介したナビゲーションがないとあるインタフェイス特徴部にアクセスできない場合には、民生用電子デバイスの美的アピールの多くについて簡単に妥協してしまうことがある。触覚インタフェイス特徴部は、典型的には、それらがどれほど頻繁に使用されようとされまいと、常にユーザに見えるようにされる。これは美的観点から不快であるだけではなく、気が散る厄介なものとなってデバイスの取扱及び操作に干渉し得る。触覚インタフェイス特徴部によっては、長い時間の間に、壊れたり、亀裂が入ったり、動かなくなったり、デバイスを壊してしまったりすることもある。最後に、触覚インタフェイス特徴部がデバイス本体に完全には適合していないことがある。そのような不完全な適合により、液体や埃、他のデブリがデバイスの本体に入ってしまい、潜在的にデバイスにダメージが生じるか、あるいはデバイスの美的外観が少なくとも損なわれてしまう。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一実施形態は、耐光性材料と、透光パターンで上記耐光性材料を貫通する透光孔と、上記透光パターンに隣接して配置されるレンズとを含むシステムとして例示的に特徴付けることができる。
【０００６】
本発明の他の実施形態は、耐光性材料と、透光パターンで上記耐光性材料を貫通する透光孔と、上記透光孔の少なくとも１つを通過させて光を投影可能な投影システムと、上記投影された光を修正して上記パターンから離れて位置する対象面上に画像を形成するように構成された光修正システムとを備えるシステムとして例示的に特徴付けることができる。
【０００７】
本発明のさらに他の実施形態は、耐光性材料と、透光パターンで上記耐光性材料を貫通する透光孔と、視野を有し、面で反射して画像から上記透光孔の少なくとも１つを通って伝搬される光を検出可能な感知システムと、上記感知システムに連結されたコントローラであって、上記視野内に位置する対象物の上記画像に対する位置を決定するように構成されたコントローラとを備えるシステムとして例示的に特徴付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態における双方向制御システムを組み込んだ例示デバイス及び遠隔制御システムにより実現される双方向制御システムを模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、一実施形態における、図１に示される外表面のアクティブ領域を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、ある実施形態における双方向制御システムの他の構成要素とともに、図２に示される外表面のアクティブ領域を示す部分断面図である。
【図４】図４〜図６は、図３に示される双方向制御システムのいくつかの実施形態を示す模式図である。
【図５】図４〜図６は、図３に示される双方向制御システムのいくつかの実施形態を示す模式図である。
【図６】図４〜図６は、図３に示される双方向制御システムのいくつかの実施形態を示す模式図である。
【図示された実施形態の詳細な説明】
【０００９】
以下の実施形態では当業者が本発明を製造及び使用できるのに十分な詳細が述べられる。本開示に基づいて他の実施形態が明らかになるであろうし、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲を逸脱することなくプロセス的及び機械的な変更が可能であることを理解すべきである。
【００１０】
以下の説明では、本発明を完全に理解できるように、たくさんの具体的な詳細が述べられる。しかしながら、これらの具体的な詳細がなくても本発明を実施することができることは明らかであろう。本発明を不明瞭にすることを避けるために、既知のシステム構成及プロセス工程は、詳細には述べられていない場合がある。同様に、本システムの実施形態を示す図面は、半図解であり、縮尺が一致していない。特に、一部の寸法は、説明を簡略化するためのものであり、図面において非常に誇張されて示されている。同様に、説明を容易にするための図面は類似の方向配置を示しているが、図における表示は多くの部分で任意のものである。一般に、本発明は、任意の方向配置で動作可能である。加えて、複数の実施形態が共通の特徴を有するように開示され述べられているが、図示、説明、及びその理解を簡単かつ容易にするために、通常、互いに同様の又は類似の特徴は類似の参照番号にて説明される。
【００１１】
図１は、一実施形態における双方向制御システムを組み込んだ例示デバイス及び双方向制御システムにより実現される双方向制御システムを模式的に示す斜視図である。
【００１２】
図１を参照すると、デバイス１００（例えば、携帯メディアプレーヤ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ナビゲーションデバイス、ウェブブラウザ、電話、携帯コンピュータなどとして機能し得る「スマートフォン」）のようなデバイス（本明細書においては「デバイス」ともいう）が示されている。図示はしないが、このデバイスは、電源、マイクロプロセッサ（「ＣＰＵ」）、コンピュータメモリ、加速度計、アンテナなどの従来の構成要素を含み得る。図示されているように、デバイス１００は、例えば、ディスプレイ１０２（例えばタッチ反応スクリーン）と、電源／データ伝送ポート１０４と、スピーカ１０６と、マイク１０８とを含み得る。ディスプレイ１０２は、ボタンやキーパッドなどの画像インタフェイス特徴部をユーザに提示し得る。したがって、ディスプレイ１０２がタッチ反応式の場合、画像インタフェイス特徴部をユーザが操作する（例えば触る）ことにより、デバイス１００によりサポートされる１以上の機能を開始することができる。また、デバイス１００は、ボリューム制御ボタン１１０やバイブレートオン／オフボタン１１２などの物理インタフェイス特徴部を含み得る。再度、これらの物理インタフェイス特徴部をユーザが操作する（例えば、押す、スライドするなど）ことにより、デバイス１００によりサポートされる１以上の機能（例えば、スピーカ１０６により生成される音のボリュームを下げる）を開始することができる。また、デバイス１００は、用途によっては、ユーザの体に対して十分近く（例えば、約１インチ以内）にデバイス１００を持ってきた場合に、ディスプレイ１０２を非アクティブ化することができる近接インタフェイス特徴部１１４を含み得る。
【００１３】
また、デバイス１００は、対象面（例えば対象面１２０）上に画像インタフェイス特徴部１１８（本明細書においては単に「画像１１８」ともいう）を投影するように構成された双方向制御システム１１６を含み得る。画像１１８は、典型的には、ユーザと対話しやすいようにデバイス１００から十分な距離に投影される。実施形態によっては、画像１１８が投影される距離は、双方向制御システム１１６内に組み込まれた光源のパワーや使用されるレンズの種類などに対応する。一実施形態においては、デバイス１００から１インチの距離〜約５フィートの距離の範囲だけ離れた位置に画像１１８を投影することができる。他の実施形態では、デバイス１００から６インチの距離〜約１フィートの距離の範囲だけ離れた位置に画像１１８を投影することができる。一般的に、対象面１２０に投影された画像１１８は、デバイス１００によりサポートされるいくつかの機能に対応している。例えば、画像１１８は、ディスプレイ１０２の明るさを調整可能な輝度調整機能に対応していてもよく、また、（例えば、それぞれ「明」及び「暗」の明るさを示すための）相対値表示１２２ａ及び１２２ｂ、（例えば、「明」と「暗」との間で可能な明るさレベルを示すための）縮尺表示１２４、及び（ディスプレイ１０２の現在の明るさレベルを示すための）現在値表示１２６を含んでいてもよい。しかしながら、画像１１８を所望の形又は有利な形で任意の方法により構成してもよく、デバイス１００によりサポートされる任意の機能に所望の形又は有利な形で対応させてもよいことは理解されよう。例えば、画像１１８は、キーボード、スイッチ、制御トグル、オブジェクトがマウスとして使用される領域など、又はこれらの組み合わせを視覚的に表していてもよい。
【００１４】
一実施形態においては、双方向制御システム１１６の遠隔感知領域１２８（本明細書においては「視野」ともいう）内に画像１１８が投影される。一般に、遠隔感知領域１２８のサイズ及び形状は、画像１１８のサイズ及び形状に対応している。以下により詳細に述べるように、遠隔感知領域１２８内での画像１１８に対する対象物（ユーザの指先、スタイラスなど）の位置を決定するように双方向制御システム１１６を構成することもできる。この実施形態においては、この決定された位置に基づいてデバイス１００の動作を初期化、調整、あるいは制御することができる。このように、図示された実施例においては、ユーザは、例えば、遠隔感知領域１２８内であって現在値表示１２６に隣接する対象面１２０の一部又はその近傍に指先を置き、所望の距離だけ縮尺表示に沿って（例えば相対値表示１２２ｂに向かって）指を動かすことができる。このとき、双方向制御システム１１６によりユーザの指の位置を決定することができる。そして、決定されたユーザの指の位置を用いてデバイス１００の動作を制御することができる（例えば、縮尺表示１２４に対するユーザの指の位置に対応した量だけディスプレイ１０２の明るさを増やすことができる）。しかしながら、画像１１８に対する遠隔感知領域１２８内の対象物の位置を決定することにより、デバイス１００によりサポートされる任意の機能を所望の形又は有利な形で開始し、調整し、あるいは制御することができることは理解できよう。
【００１５】
図１に示される例示の実施形態では、デバイス１００が「スマートフォン」であるものとして述べたが、外表面を有しユーザにより開始、動作、制御、あるいは利用可能な機能をサポートする任意のデバイスであってもよいことは理解できよう。このように、双方向制御システム１１６は、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末、携帯メディアプレーヤ、テレビ、コンピュータモニタ、電話、携帯電話、サーモスタット、電子書籍、ドアアクセスセキュリティシステム、ドアベル、腕時計などのデバイスに組み込み、あるいはそのようなデバイスにより実現し、あるいは利用することができる。図１に示され、そして以下により詳細に述べるように、双方向制御システム１１６はデバイス１００の本体に物理的に一体化されている。しかしながら、双方向制御システム１１６をデバイス１００の本体から物理的に別個の構成要素とし、有線手段（例えばＵＳＢケーブル）や無線手段（例えばＷｉＦｉ）によりデバイス１００と通信可能に連結されていてもよいことは理解できよう。
【００１６】
一実施形態においては、双方向制御システム１１６を作動させて画像１１８を投影し、投影された画像１１８に対して対象物の位置を任意の方法により決定することができる。例えば、近接インタフェイス特徴部１１４と同様の方法により対象物（例えば、ユーザの指やスタイラスなど）が外表面１３０のアクティブ領域（例えばアクティブ領域１３０ａ）に十分に近づいたときに双方向制御システム１１６を作動させることができる。
【００１７】
図２は、一実施形態における、図１に示される外表面１３０のアクティブ領域１３０ａを示す模式図である。図３は、ある実施形態における双方向制御システム１１６の他の構成要素とともに、図２に示される外表面１３０のアクティブ領域１３０ａを示す部分断面図である。
【００１８】
図２を参照すると、アクティブ領域１３０ａは、一般的に、外表面１３０（例えば、図示された点線により囲まれた外表面１３０の領域）に形成された透光孔２００の間に延びる外表面１３０の領域として特定することができる。透光孔２００は、一般的に八角形を規定する透光パターン内に配置されているものとして示されているが、透光孔２００を所望の方法又は有利な方法により配置してもよいことは理解できよう。
【００１９】
裸眼の人間の目にはそれぞれの透光孔２００が見えないという意味において図に示される透光孔２００は目に見えない。例えば、人間の目の分解能の限界は、目から１メートルの距離で約０．１ｍｍである。子供の場合は、分解能は少し高い場合があり、例えば０．０４ｍｍである。このように、見ることが予定されている人や見る距離によって、透光孔２００のサイズが分解能の限界未満となるように選択され、したがって、「目に見えない孔」という語はこの上限を意味していることは理解できよう。このように、本明細書において定義されるように、「目に見えない孔」は、裸眼の人間の目により分解可能なものよりも小さい透光孔２００を意味する。一実施形態においては、透光孔２００の外表面１３０での直径は約３０μｍである。透光孔２００の中心間の間隔、すなわち透光孔２００間のピッチは名目上約２００μｍであり得る。しかしながら、アクティブ領域１３０ａ自体のサイズは、所望の形又は有利な形となるように１ｍｍの何分の一から数ｍｍにわたって変化し得る。
【００２０】
図３を参照すると、外表面１３０は、外表面１３０と反対側の裏面３０２を有する本体３００により規定される。本体３００は、任意の好適な材料（例えば、金属、セラミック、ガラス、プラスチックなど、又はこれらの組み合わせ）により形成し得る。ある実施形態においては、本体３００は、耐光性材料により形成される。一実施形態においては、本体３００は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、耐光性材料（例えば、塗料やフィルムなど）によりコーティングされたガラス、色のついたプラスチックなど、又はこれらの組み合わせにより形成される。本明細書において用いられるように、「耐光性」材料は、実質的に不透明な材料、光を吸収する半透明な材料、反射材料、又はある程度の光減衰性を有するものから完全に不透明なものまでを含むその他の材料を意味している。本体３００の一部は薄くなっており、薄肉本体領域３０４及び凹部３０６を形成している。薄肉本体領域３０４には透光孔２００が貫通している。一実施形態においては、薄肉本体領域３０４は、その薄肉本体領域３０４が耐光性を有するのに十分な厚さ（例えば、少なくとも約４００μｍ〜約５００μｍ）を有している。オプションとして、透光孔２００に（例えば、部分的に又は完全に）透光材料３０８を充填して埃や水、他の好ましくないデブリが透光孔２００の中に入るのを防止してもよい。所望の方法で、本体３００を薄くすることができ、また透光孔２００を形成することができる。例えば、米国特許第7,968,820号、第7,880,131号、及び第7,884,315号のいずれかで例示的に述べられているように、本体３００を薄くすることができ、透光孔２００を形成することができ、透光材料３０８を設けることができる。
【００２１】
一般に、透光孔２００は、双方向制御システム１１６が画像１１８を適切に対象面１２０に投影できるように、また遠隔感知領域１２８内で投影画像１１８に対して対象物の位置を決定するように、本体３００内に構成され、向きが合わされている。このため、本体３００内の透光孔２００の構造及び向きは、外表面１３０のアクティブ領域１３０ａに対して予定されている対象面１２０の向きに対応している。例えば、図３に示されるように、アクティブ領域１３０ａに実質的に平行となるように対象面１２０の向きが合わされることが予定されており、透光孔２００の軸が実質的に外表面１３０のアクティブ領域１３０ａに対して実質的に垂直となるように透光孔２００の向きが合わされる。
【００２２】
図３に示されるように、双方向制御システム１１６は、投影システム３１０と感知システム３１２を含んでおり、これらはともにデバイス１００内に配置されている。矢印３１４により模式的に示されているように、投影システム３１０は、光路に沿って透光孔２００の少なくとも１つ（又は少なくとも実質的にすべて）に光を通過させて画像１１８を対象面１２０上に投影するように構成されている。同様に、矢印３１６により模式的に示されているように、感知システム３１２は、対象面１２０で反射した画像１１８（又はその一部）から光路に沿って透光孔２００の少なくとも１つ（又は少なくとも実質的にすべて）を通過した光を検出するように構成されている
【００２３】
一般に、投影システム３１０は、光を生成するように構成された光源（図示せず）を含んでいる。投影システム３１０により生成される光は、偏光されていてもよいし、偏光されていなくてもよいし、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。一実施形態においては、投影システム３１０から出射された光は、（例えば、約３８０ｎｍ〜約７４０ｎｍの波長を有する）可視光、赤外光（例えば、約７４０ｎｍ〜約１．４μｍの波長を有する近赤外光、約１．４μｍ〜約３μｍの波長を有する短波長赤外光、約３μｍ〜約８μｍの波長を有する中間波長赤外光、約８μｍ〜約１５μｍの波長を有する長波長赤外光）など、又はこれらの組み合わせである。
【００２４】
一実施形態においては、投影システム３１０は、単一波長（又は単一の比較的狭い波長領域）の光を投影して裸眼の人間の目に見える画像１１８を形成してもよく、感知システム３１２が可視光に感応するようにしてもよい。しかしながら、他の実施形態では、投影システム３１０は、複数の別個の波長（又は単一の比較的広い波長領域、又は複数の別個の波長領域）の光を投影して可視成分と不可視成分（すなわち、裸眼の人間の目に見えない成分）とを有する画像１１８を形成してもよい。そのような実施形態では、感知システム３１２が画像１１８の不可視成分に感応するようにしてもよい。さらに、投影システム３１０は、可干渉性光、非干渉性光、又はこれらの組み合わせを投影してもよい。さらに他の実施形態では、投影システム３１０は、可干渉性光及び非干渉性光を投影して画像１１８を形成してもよく、感知システム３１２が可干渉性光に感応するようにしてもよい。この実施形態では、可干渉性光は、裸眼の人間の目に見えてもよく、あるいは見えなくてもよい。
【００２５】
光源は、１以上の白熱電灯、１以上のアーク灯、１以上の蛍光灯、１以上のガス放電灯、１以上の半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）、１以上の有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、１以上の量子ドットＬＥＤ（ＱＤ−ＬＥＤ）、１以上のレーザダイオード（例えば、量子井戸レーザダイオード、量子カスケードレーザダイオード、分離閉じ込めヘテロ構造レーザダイオード、分布帰還レーザダイオード、垂直キャビティ面発光レーザダイオード、垂直外部キャビティ面発光レーザダイオード、外部キャビティレーザダイオードなど）など、又はこれらの組み合わせを含み得る。一実施形態においては、光源は、画像を表示可能な発光型ディスプレイ（emissive display）（例えば、ＬＥＤアレー、ＯＬＥＤアレー、垂直外部キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレーなど）であってもよい。一実施形態においては、投影システム３１０は、オプションとして、光源により生成された光の一部を少なくとも部分的にブロックし、反射し、又は散乱させるなどして画像１１８を形成するように構成される光修正システム（図示せず）を含み得る。この光修正システムは、開口プレート、機械的絞り、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、ミラー、ミラーアレー、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイス、グレーティングなど、又はこれらの組み合わせを含み得る。
【００２６】
一般的に、感知システム３１２は、対象面１２０から透光孔２００を通って伝搬される光の少なくとも一部に対して感応する光検出器（図示せず）を含んでいる。したがって、光検出器は、透光孔２００を通って伝搬される光の少なくとも一部を検出することができる。光検出器は、１以上のアクティブピクセルセンサ（ＡＰ）、１以上の電荷結合素子（ＣＣＤ）、１以上の低温検出器、１以上のフォトダイオード、１以上のフォトレジスタ、１以上の光電池、１以上の光電陰極、１以上のフォトトランジスタ、１以上の量子ドット光伝導体、１以上のボロメータ、１以上の光電子倍増管など、又はこれらの組み合わせであり得る。感知システム３１２の空間的及びスペクトル的分解能は、所望の形又は有利な形で選択又は取得することができることは理解できよう。
【００２７】
所望の場合又は有利な場合には暗騒音（例えば、薄肉本体領域３０４の裏面からの反射光によるものや本体３００と対象面１３０との間の外来光線によるものなど）を抑えたり除去したりしてもよい。例えば、ＤＣゼロ化や差動センサアレー比較器（数学的に実現される比較を行うものやアナログ回路を有するものなど）や光学干渉構造を実現することなど、又はこれらの組み合わせを含む多くの差動技術により暗騒音を抑えたり、低減したり、除去したりすることができる。
【００２８】
また、双方向制御システム１１６は、投影システム３１０に連結されたコントローラ３１８又は感知システム３１２又はその両方を含んでいてもよい。一実施形態においては、投影システム３１０の動作を制御するようにコントローラ３１８を構成してもよい。例えば、投影システム３１０がデバイス１００によりサポートされる機能に対応する画像１１８を投影するようにコントローラ３１８を構成することができる。他の例においては、例えば、投影された画像１１８に対するユーザの対象物（例えば、ユーザの指やスタイラスなど）に対する相互作用に対応するように投影システム３１０により投影された画像１１８を（例えば、光修正システムの動作を制御することにより）修正するようにコントローラ３１８を構成することができる。他の実施形態においては、遠隔感知領域１２８内に配置された対象物の画像１１８に対する位置を決定するようにコントローラ３１８を構成してもよい。他の実施形態では、この決定された位置に基づいてデバイス１００の動作を制御するようにコントローラ３１８を構成してもよい。
【００２９】
コントローラ３１８は、デジタル回路又はアナログ回路又はその両方をはじめとする１以上の構成要素からなる電子回路であり得る。コントローラ３１８は、ソフトウェア及び／又はファームウェアによりプログラミング可能なもの、ハードウェアによって組み込まれた専用装置、又はその組み合わせであり得る。一実施形態においては、コントローラ３１８は、メモリと１以上の中央処理装置を含むプログラミング可能なマイクロコントローラ固体集積回路である。（存在する場合には）コントローラ３１８に関連づけられたメモリは、１以上の構成要素からなり、揮発性又は不揮発性のいずれのタイプであってもよく、固体の形態、光学メディアの形態、磁気の形態、これらの組み合わせの形態、又は当業者が考えるであろう異なる構成を含み得る。さらに、コントローラ３１８は、本明細書において例示的に述べられる１以上の制御プロセス等を規定するソフトウェア命令、ハードウェア命令、専用ハードウェアなどの形態の動作ロジックを含んでいてもよい。一実施形態においては、オプションとして、コントローラ３１８は、デバイス１００のマイクロプロセッサであってもよく、あるいはデバイス１００のマイクロプロセッサ内で具現化されてもよい。
【００３０】
図４〜図６は、図３に示される双方向制御システムのいくつかの実施形態を示す模式図である。
【００３１】
ここで、図４により例示された実施形態を参照すれば、双方向制御システム１１６は、上記で例示的に説明したように、投影システム３１０及び感知システム３１２を含んでいてもよく、さらに（例えば、凹部３０６内の）透光パターンに隣接するレンズ４００を含んでいてもよい。レンズ４００は単一の構成要素として示されているが、レンズ４００は、対象面１２０上の画像１１８のサイズを大きくしたり、小さくしたり、一定にしたりするように構成された構成要素を任意の数だけ含んでいてもよい。レンズ４００は、レンズの光軸が透光孔２００の少なくとも１つの軸と実質的に平行となるように向けられているように示されているが、レンズ４００は凹部３０６内に所望の形態で又は有利な形態で載置されていても方向付けられていてもよい。
【００３２】
図示された実施形態においては、双方向制御システム１１６は、投影システム３１０と感知システム３１２のそれぞれの光路とともに配置されるビームスプリッタ４０２を含んでいてもよい。ビームスプリッタ４０２は、第１の面４０４とこの第１の面の反対側の第２の面４０６とを有する「半鍍銀鏡」として知られているものである。しかしながら、他の実施形態においては、ビームスプリッタ４０２は、所望の形態又は有利な形態の任意のビームスプリッタ（例えば、偏光ビームスプリッタ、プリズムビームスプリッタ、ダイクロイックミラープリズムなど）であってもよい。
【００３３】
投影システム３１０及びビームスプリッタ４０２は、（例えば、矢印３１４により示されるように）光が投影システム３１０からビームスプリッタ４０２を通過した（例えば、第１の面４０４と第２の面４０６を順番に通過した）後、透光孔２００のうちの１以上の透光孔２００に投影されるように構成されている。感知システム３１２及びビームスプリッタ４０２は、透光孔２００のうちの１以上の透光孔２００を通過した光がビームスプリッタ４０２（例えば第２の面４０６）で反射して（例えば矢印３１６で示されるように）感知システム３１２に入射するように構成されている。
【００３４】
図５に例示的に示される実施形態を参照すると、双方向制御システム１１６は、上記で例示的に述べた投影システム３１０、レンズ４０４、及びビームスプリッタ４０２とを含み得る。しかしながら、図示された実施形態においては、感知システム３１２は、例えば、基準レッグ（reference leg）を構成するミラー５００と、感知レッグ（sensing leg）を構成する光検出器５０４とを含むマイケルソン干渉計であってもよい。感知システム３１２が所望の形態又は有利な形態の任意の光干渉システム（例えば、トワイマン−グリーン干渉計、マッハ−ツェンダー干渉計、ミロー干渉計など）であってもよいことは理解できよう。
【００３５】
図４及び図５に示される実施形態においては、投影システム３１０により投影され感知システム３１２により検出された光は、同一の透光孔２００を通って又は同一のパターンの透光孔２００を通って伝搬される。しかしながら、他の実施形態においては、投影する光を通過させることができる透光孔２００は、検出する光を通過させることができる透光孔２００と異なっていてもよい。例えば、図６を参照すると、双方向制御システム１１６は、上記で例示的に述べた投影システム３１０及び感知システム３１２を含み得る。さらに、双方向制御システム１１６は、（凹部３０６に類似する）第１の凹部５００ａ内に配置されるレンズ４００と、（凹部３０６に類似する）第２の凹部５００ｂ内に配置される別のレンズ４００とを含み得る。（例えば、矢印３１４により示されるように）レンズ４００を通過して透光孔の第１の透光パターン５０２ａ内の１以上の透光孔を通過した光を投影するように投影システム３１０を構成してもよい。（例えば、矢印３１６により示されるように）レンズ４００を通過して透光孔の第２の透光パターン５０２ｂ内の１以上の透光孔を通過した光を検出するように感知システム３１２を構成してもよい。
【００３６】
図４〜図６に関して上記で例示的に述べた実施形態においては、双方向制御システム１１６が１以上のレンズ４００を含むものとして述べたが、投影システム３１０及び感知システム３１２がレンズ４００がなくても適切に画像１１８を投影して光を検出できるのであれば、レンズ４００を省略してもよいことは理解できよう。
【００３７】
上記は本発明の実施形態を説明するものであって、本発明を限定するものと解釈すべきではない。本発明のいくつかの例示的な実施形態について述べたが、本発明の新規な教示及び効果から大きく逸脱することなくそれらの例示実施形態の中で多くの改変が可能であることは、当業者であれば容易に理解できよう。したがって、そのようなすべての改変は、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれることを意図されている。このように、上記は本発明を説明するものであって、開示された本発明の具体的な例示実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、開示された例示実施形態及び他の実施形態に対する改変は、添付した特許請求の範囲に含まれることを意図されているものであることを理解すべきである。本発明は、以下の特許請求の範囲とこれに含まれるであろう均等物により画定される。
【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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【国際調査報告】
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