(57)【要約】  高分解能タッチセンサレイ（ＴＳＡ）の物理的増強を可能にする、触覚タッチセンサ（ＴＴＳ）システム及び方法が、開示される。物理的増強は、ＴＳＡの上に配置されたＴＳＡ物理的オーバーレイ（ＴＰＯ）を使用して達成される。ＴＰＯは、その下にあるＴＳＡに力を伝達するように構成される。力伝達は、可撓性を有するオーバーレイを使用して、又はオーバーレイに加えられたユーザの力をその下にあるＴＳＡに伝達する硬質の機械的オーバーレイを用いて達成される。ＴＰＯ内へのＴＰＯ識別子（ＴＰＩ）の組み込みは、ユーザ・コンピューティング・デバイス（ＵＣＤ）によって現在適用されているＴＰＯ構造に適合するように、ＴＳＡの動作特性が自動的に再構成されることを可能にする、ＴＰＯ検出器（ＴＰＤ）によるＴＰＯの識別を可能にする。ＵＣＤは、現在適用されているＴＰＯからＴＰＤによって読まれたＴＰＩに応答して、適切なアプリケーション・ソフトウェア・ドライバ（ＡＳＤ）を自動的にロードするように構成され得る。
2017525030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）タッチセンサアレイと、
（ｂ）タッチセンサアレイ圧力オーバーレイと
からなり、
前記タッチセンサアレイは、行−列力検出を具現する感圧面を備え、
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイは、圧力接触面を備え、
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイは、前記感圧面の上に重なり合い、
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイは、圧力を前記圧力接触面を介して前記感圧面に伝達するように構成され、
前記タッチセンサアレイは、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが前記感圧面上に存在するか否かを判定するように構成され、
前記タッチセンサアレイは、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を検出するように構成されたタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器を備え、
前記タッチセンサアレイは、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの前記検出されたタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報に基づいて、前記伝達された圧力を解釈するように構成される、
触覚タッチセンサシステム。
【請求項２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が透明である、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が半透明である、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、射出成形、３Ｄ印刷、エンボス加工、無地のオーバーレイからのレーザ切断、及び既製のオーバーレイ材料からのレーザ切断からなる群から選択される製造工程を介して形成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ロジャース・コーポレーションのＰＯＲＯＮ（登録商標）ブランドのマイクロセルラ・ウレタン、ウレタン、発泡ウレタン、シリコーン、発泡シリコーン、発泡ネオプレン、ゴム、熱可塑性ポリウレタン、及び印刷された紙のシートを保持する透明なオーバーレイ材料からなる群から選択される材料からなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、可撓性を有するオーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を有するキー／ボタン、エッジにくぼみを有するキー／ボタン、エッジにうねを有するキー／ボタン、盛り上がったオーバーレイを有するキー／ボタン、凹んだ／下がったオーバーレイを有するキー／ボタン、盛り上がった突起状の印を有するキー／ボタン、ドーム状のオーバーレイを有するキー／ボタン、ならびにドーム状のオーバーレイ及びキー・キャップを有するキー／ボタンからなる群から選択されるキー／ボタン・フィーチャを備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、硬質の機械的オーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ＱＷＥＲＴＹキーボード、ＤＶＯＲＡＫキーボード、法廷速記者用キーボード、数字キーパッド・キーボード、ピアノ鍵盤、楽器キーボード、及び音楽サンプラ・プレーヤ・キーボードからなる群から選択されるキーボードを備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサア
レイに接触した場合に、特有の力プロファイルを加えるように構成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグをさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって可読な光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報をさらに含み、前記光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、バー・コード、ＱＲコード（登録商標）、及びテキストからなる群から選択される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、１つ又は複数の磁石の使用を介して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、外縁エッジ挿入、サイド・エッジ挿入、磁石利用ベゼル、及びヒンジ利用ベゼルからなる群から選択される機構を使用して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内に位置付けられた磁石の検出を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記圧力接触面内に存在する表面の突起の検出を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグの存在を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、スライダ、ノブ、トグル・スイッチ、プッシュボタン・スイッチ、ジョイスティック、ジョイスティック／プッシュボタンの組み合わせ、及びマウス／パックからなる群から選択される物理的圧力発生デバイスを備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、マウス／パックからなり、前記感圧面に前記マウス／パックによって与えられる、位置、回転、及び差分傾斜圧力のうちの少なくとも１つが、前記タッチセンサアレイによって感知される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、交換可能な接触面プレートに組み合わされるマウス／パック・シェルをさらに備えるマウス／パックからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器が、磁力計、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・アレイ・リーダ、カメラ、光学センサ、キャパシタンス・センサ、インダクタンス・センサ、及びコンダクタンス・センサからなる群から選択される検出器からなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたキャパシタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたコンダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたインダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、複数のタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ構造のモジュラ組み合わせの編成を可能にするために、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイのＸ軸及びＹ軸に沿って対称的なラッチ・アンド・クラスプ機構を備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２７】
前記タッチセンサアレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイと関連付けられた前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報の前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器による検出に応答して、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバをユーザ・コンピューティング・デバイス上に自動的にロードするために、前記ユーザ・コンピューティング・デバイスとやり取りするように構成されたハードウェア・コンピュータ・インターフェースをさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、圧電要素、空気圧要素、及び加熱要素からなる群から選択される変形アクチュエータからアクティブ化されるプログラム可能で変形可能な膜をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ内の光源からのサイド照明を受け入れるように構成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項３０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、電力ハーベスティング・コイルの使用を介して電気エネルギーを収集するように構成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項３１】
（１）圧力接触面を備えるタッチセンサ物理的オーバーレイ内に、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの機能を一意的に識別するために、オーバーレイ識別情報（ＴＰＩ）をエンコードする工程と、
（２）圧力の前記圧力接触面を介する前記感圧面への伝達を可能にするために、行−列力検出を具現する感圧面を備えるタッチセンサアレイの表面に前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイを重ね合わせる工程と、
（３）タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器を用いて前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を読む工程と、
（４）ユーザ・コンピューティング・デバイスを使用して、ハードウェア・コンピュータ・インターフェースを介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報について質問する工程と、
（５）前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって読まれた前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報に基づいて、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバを前記ユーザ・コンピューティング・デバイス上にロードする工程と、
（６）前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって読まれた前記ＴＳＩに基づいて、ソフトウェア・アプリケーション／インターフェースをユーザに提示する工程と、
（７）前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって読まれた前記ＴＳＩに基づいて、前記タッチセンサアレイ入力からの前記ハードウェア・コンピュータ・インターフェース経由の入力を解釈する工程と、
（８）前記ＴＳＯが変更又は置換されていない場合、工程（６）に進み、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器が前記タッチセンサアレイ上に配置された前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの変更を検出した場合、工程（２）に進む工程と
からなる触覚タッチセンサ方法。
【請求項３２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が透明である、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が半透明である、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、射出成形、３Ｄ印刷、エンボス加工、無地のオーバーレイからのレーザ切断、及び既製のオーバーレイ材料からのレーザ切断からなる群から選択される製造工程を介して形成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ロジャース・コーポレーションのＰＯＲＯＮ（登録商標）ブランドのマイクロセルラ・ウレタン、ウレタン、発泡ウレタン、シリコーン、発泡シリコーン、発泡ネオプレン、ゴム、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、及び印刷された紙のシートを保持する透明なオーバーレイ材料からなる群から選択される材料からなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、可撓性を有するオーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を有するキー／ボタン、エッジにくぼみを有するキー／ボタン、エッジにうねを有するキー／ボタン、盛り上がったオーバーレイを有するキー／ボタン、凹んだ／下がったオーバーレイを有するキー／ボタン、盛り上がった突起状の印を有するキー／ボタン、ドーム状のオーバーレイを有するキー／ボタン、ならびにドーム状のオーバーレイ及びキー・キャップを有するキー／ボタンからなる群から選択されるキー／ボタン・フィーチャを備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、硬質の機械的オーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ＱＷＥＲＴＹキーボード、ＤＶＯＲＡＫキーボード、法廷速記者用キーボード、数字キーパッド・キーボード、ピアノ鍵盤、楽器キーボード、及び音楽サンプラ・プレーヤ・キーボードからなる群から選択されるキーボードを備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイに接触した場合に、特有の力プロファイルを加えるように構成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグをさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって可読な光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報をさらに含み、前記光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、バー・コード、ＱＲコード（登録商標）、及びテキストからなる群から選択される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、１つ又は複数の磁石の使用を介して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、外縁エッジ挿入、サイド・エッジ挿入、磁石利用ベゼル、及びヒンジ利用ベゼルからなる群から選択される機構を使用して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内に位置付けられた磁石の検出を介して、前記タッチセ
ンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記圧力接触面内に存在する表面の突起の検出を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグの存在を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、スライダ、ノブ、トグル・スイッチ、プッシュボタン・スイッチ、ジョイスティック、ジョイスティック／プッシュボタンの組み合わせ、及びマウス／パックからなる群から選択される物理的圧力発生デバイスを備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、マウス／パックからなり、前記感圧面に前記マウス／パックによって与えられる、位置、回転、及び差分傾斜圧力のうちの少なくとも１つが、前記タッチセンサアレイによって感知される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、交換可能な接触面プレートに組み合わされるマウス／パック・シェルをさらに備えるマウス／パックからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器が、磁力計、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・アレイ・リーダ、カメラ、光学センサ、キャパシタンス・センサ、インダクタンス・センサ、及びコンダクタンス・センサからなる群から選択される検出器からなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたキャパシタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたコンダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたインダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、複数のタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ構造のモジュラ組み合わせの編成を可能にするために、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイのＸ軸及びＹ軸に沿って対称的なラッチ・アンド・クラスプ機構を備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５７】
前記タッチセンサアレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイと関連付けられた前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報のタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器による検出に応答して、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバをユーザ・コンピューティング・デバイス上に自動的にロードするために、前記ユーザ・コンピューティング・デバイスとやり取りするように構成されたハードウェア・コンピュータ・インターフェースをさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、圧電要素、空気圧要素、及び加熱要素からなる群から選択される変形アクチュエータからアクティブ化されるプログラム可能で変形可能な膜をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサア
レイ内の光源からのサイド照明を受け入れるように構成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項６０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、電力ハーベスティング・コイルの使用を介して電気エネルギーを収集するように構成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、タッチセンサデバイスの分野におけるシステム及び方法に関し、マルチタッチ及び／又は感圧タッチセンサのための触覚オーバーレイに対して特定の応用を有する。特定の本発明の実施形態は、感圧面に加えられた力の場所及び量を決定するためのタッチベースの力センシング・デバイス及び方法に対して、特定の適用性を有することができる。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンサは、入力デバイスであり、したがって、一般に、ユーザに何らかの形式のフィードバックを提供する補足的な出力デバイスとペアにされる。現代の電子デバイスでは、このフィードバックは、一般に、視覚的（すなわち、ディスプレイ）である。スマートフォンでは、例えば、タッチセンサは、オンスクリーン・ユーザ・インターフェースの直接的操作を可能にするために、ディスプレイ上に直接的に配置される。ディスプレイは、視覚フィードバックを提供し、対話を通してユーザをガイドする。
【０００３】
力センシング・タッチ・ソリューションを使用する場合、視覚フィードバックは、タッチ面上に視覚的インジケータを実際に印刷することによって実施され得る。例えば、ランニングマシンは多くの場合に、可撓性を有する膜の背後に力感知ボタンを有する。この膜は、ボタンの場所及び機能を示すパターンを印刷される。これらの膜のいくつかは、ボタン間の境界を示す盛り上がったエッジも有する。これは、ユーザに対する触覚フィードバックを追加し、インターフェースの使いやすさを高める。膜が可撓性を有するので、ユーザは、膜を通して力を伝達し、その下にある力感知ボタンをアクティブ化することができる。膜は、視覚／触覚フィードバックをユーザに提供し、ディスプレイを不要にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この背景を適用状況として用いて、本発明の開示は、高分解能力感知タッチセンサの物理的増強が、いかにして次世代ユーザ・インターフェースの開発を可能にするかについて説明する。個別の力感知ボタンからなるセットを、力センサからなる高分解能２次元アレイで置き換えることによって、オーバーレイを介した物理的増強を用いることで、はるかに有力な応用方法及びユーザ体験を提供する。ボタンの固定されたセットを固定された膜とともに有する代わりに、異なるユーザ体験を追加すべく、各々の膜がセンサを増強する無数の膜と適合する、１つのタッチセンサを有することが可能である。タッチは、センサ全体にわたって依然として追跡され得るので、はるかに多くのデータが、全体的なユーザ体験を方向付けるアプリケーション・ソフトウェアから利用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
高分解能の力感知タッチセンサ（ＦＳＴＳ）の物理的増強を提供する、触覚タッチセンサシステム及び方法が、開示される。この物理的増強は、力感知タッチセンサの上に配置される物理的オーバーレイの使用を通して可能にされる。これらのオーバーレイは、その下にある力感知タッチセンサに力を伝達するように構成され得る。この力伝達は、可撓性を有するオーバーレイを使用することによって、又はユーザによってオーバーレイに加えられた力がその下にある力感知タッチセンサに伝達されるような硬質の機械的オーバーレイを作ることによって達成される。力感知タッチセンサによる個々のオーバーレイの識別は、現在適用されているオーバーレイ・フォーマットに適合するように、力感知タッチセンサの動作特性が自動的に再構成されることを可能にする。様々な方法が、これらの物理
的オーバーレイの構成について教示しており、力感知タッチセンサモジュール及び力感知タッチセンサシステムの機能性及びモジュール性を高めるために、このタイプの物理的増強がどのように使用され得るかについて説明している。これらのシステムは、いくつかの実施形態では、力感知タッチセンサに適用される物理的オーバーレイを自動的に識別するために、又はそれとやり取りするために、追加的な抵抗性及び／又は容量性センサを用いて増強され得る。
【０００６】
本発明は、物理的オーバーレイを高分解能マルチタッチ力感知タッチセンサと結合することを含む。物理的オーバーレイは、視覚／触覚フィードバックをユーザに提供するように設計され、機能的ユーザ・インターフェースを作成するために、一致するソフトウェアと結合され得る。物理的オーバーレイは、ユーザとタッチセンサとの間に配置されるので、オーバーレイは、ユーザからセンサにもたらされる力を伝達するように、設計されなければならない。これらのオーバーレイは、可撓性及び／又は共形になる性質の材料から成形された、平坦な又は３次元の膜とすることができる。オーバーレイが、可撓性を有する場合、オーバーレイは、ユーザからタッチセンサに自然に力を伝達する。代替的に、ユーザによって供給された力を下にあるタッチセンサに伝達するように設計された、硬質の機械的部品（ボタン、スライダ、ノブなど）を構成することが可能である。最後に、プログラム可能で変形可能な物理的インターフェースが、広範な用途固有のユーザ・インターフェースをサポートするために使用され得る。
【０００７】
本発明の特性及び利点
今日、タッチ・インターフェースは、主に、スマートフォン及びタブレット上に見出される。これらのインターフェースに伴う問題の１つは、それらが触覚フィードバックを有さないことである。ハプティクスの使用を通して、これらのインターフェースにおいて触覚フィードバックを「アド・バック（ａｄｄ  ｂａｃｋ）」するための、業界的な取り組みが行われてきた。これは、多種多様な課題を有し、多くの取り組みが、適切な触覚フィードバックを効果的に提供することに失敗している。力感知タッチセンサを物理的に増強することによって、触覚及び視覚フィードバックの両方を提供する、物理的及び直感的なインターフェースを作成することが可能であり、それが、タッチセンサの使いやすさを高める。ボタンの感覚を「アド・バック」しようと試みる代わりに、実際にボタンを有する、力感知タッチセンサのためのオーバーレイを設計することができる。異なる材料から、異なる弾性／コンプライアンスを有する、オーバーレイを作成することができる。「非常に柔らかい」材料を用いれば、ユーザは、センサに加えている力のレベルをより良く決定することができる。
【０００８】
開示される本発明の主な利点は、１つのタッチセンサが多種多様な物理的に可撓性を有するオーバーレイと適合するように、モジュラ手法を使用する構成を可能にすることである。これは、エンドユーザにとってはるかに費用効果の良いものになり、単一用途のために設計されたセンサ・インターフェースをエンドユーザが購入する必要をなくす。例えば、ミュージシャンは、力感知タッチセンサを有し、加えて、２つのオーバーレイ、すなわち、ピアノ鍵盤オーバーレイと、ドラム・パッド・オーバーレイとを有することができる。このモジュラ手法は、ミュージシャンが、（相対的に安価な）より多くのオーバーレイを購入し、それらを自分の１つのタッチセンサ上で使用することを可能にする。代替的に、エンドユーザは、複数のタッチセンサを有し、任意の与えられた時間にどのオーバーレイを自分が使用するかについてミックス・アンド・マッチ（ｍｉｘ  ａｎｄ  ｍａｔｃｈ）を行うことができる。
【０００９】
例示的な本発明の適用状況
本発明の最も明白な使用事例の１つは、標準的なＱＷＥＲＴＹキーボード機能性の実施である。フラットなタッチセンサ上でタイピングを行うことは、非常に不快であり、ほと
んどの人は、正確かつ効率的にタイピングを行うために、触覚フィードバックを必要とする。物理的なＱＷＥＲＴＹキーボード・オーバーレイを作成することは、これらの問題のいくつかを解決し、タッチセンサ上でのタイピングをはるかに楽しいものにする。標準的なＱＷＥＲＴＹキーボードに加えて、単にオーバーレイを変更することによって、（フランス語など）異なる言語及び（ＤＶＯＲＡＫなど）異なるキー配列のためのキーボードが作られ得る。法廷速記者用キーボード、ならびに従来とは大きく異なるレイアウト及びインターフェース方式を使用するキーボードなどの、普通でないキーボードでさえも、単にオーバーレイを変更することによって作成され得る。
【００１０】
無数の楽器が、本発明を使用して作られ得る。例えば、本発明の教示を使用して、ドラム・パッドを、又はピアノ鍵盤でさえも作ることが可能である。ドラム・パッドの場合、可撓性を有した材料を用いて３Ｄ印刷を行い、任意のタイプのドラム・キット又はレイアウトを作成することが可能である。ピアノの場合、ピアノの鍵の場所を示すオーバーレイを作り上げることが可能である。タッチは、センサ全体にわたって追跡されるので、センサは、ユーザが与えられた鍵内のどこをタッチしているかが分かる。このデータは、ピアノの機能性を拡張するために、使用され得る。例えば、ソフトウェアは、ユーザが演奏している現在の音をピッチベンド（ｐｉｔｃｈ−ｂｅｎｄ）するために、与えられた鍵内における指の位置を使用することができる。このアイデアをさらに利用すれば、異なるボタン・レイアウト、サイズ、及び形状を有する新規な形態の楽器が、単にカスタム・オーバーレイを作成することによって、作成され得る。
【００１１】
センサ全体を覆うモノリシックなオーバーレイを有する代わりに、複数のより小さいオーバーレイを用いて、タッチ・インターフェースを増強することが可能である。オーバーレイをタッチセンサに固定するために、各オーバーレイをセンサの表面に接するように保持する磁石の使用を利用することが可能である。これは、ユーザが、ユーザ・インターフェース構築ブロックを作成し、新しいインターフェースを臨機応変にユーザが開発することを可能にすることを可能にする。これらの磁石利用の構築ブロックは、センサの特別なエリアを画する長方形程度の単純さであることができる。これは、センサ上においてユーザが描画することができる場所を示す長方形を有する、ドローイング・ソフトウェア・アプリケーションを含むことができる。他の構築ブロックは、物理的なスライダ・バーなど、より複雑であることができる。このスライダは、それが力をタッチセンサに伝達するように、作り上げられ得る。これは、描画長方形の隣にスライダを追加し、それを使用して、描線の幅又は他のスケッチ・パラメータを制御することを可能にする。スライダ及び描画エリアに加えて、多くの他の機械的構築ブロックが、ノブ、物理的ボタン、トグル・スイッチ、及びジョイスティックなどの物理的インターフェースをエミュレートするために作成され得る。このモジュラ手法を用いれば、単純な物理的インターフェース及び非常に複雑な物理的インターフェースの両方を開発することが可能である。物理的インターフェースを作り上げるためのこのモジュラ手法は、専用機器のためのカスタム制御が非常に高価なものになり得る医療及び工業分野において、大きな意味合いを有することができる。
【００１２】
本発明によって提供される利点をより十分に理解するために、以下の詳細な説明に対する言及が、添付の図面と一緒に行われるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】好適な例示的な本発明のシステムの実施形態の概要ブロック図。
【図２】好適な例示的な本発明の方法の実施形態の概要フローチャート。
【図３】好適な例示的な本発明のシステムの実施形態のブロック図。
【図４】好適な例示的な本発明の方法の実施形態のフローチャート。
【図５】好適な例示的な接触／イベント・マッピング方法の実施形態のフローチャート。
【図６】いかにしてシステム・ソフトウェアがタッチ・データを読み、特定のタッチがオーバーレイ上の関心領域をアクティブ化したか否かを最終的に判定するかを示す、好適な例示的なイベント発生方法の実施形態のフローチャート。
【図７】いかにしてシステム・ソフトウェアがタッチ・データを読み、特定のタッチがＴＰＯオーバーレイ上の関心領域をアクティブ化したか否かを最終的に判定するかを示す図。
【図８】磁石がＴＳＡ／ＴＰＯ構造内に組み込まれる得る様々な方法を示す図。
【図９】磁力計を使用するＴＰＯ識別情報の検出を示す概略図。
【図１０】磁石を用いてエンコードされたオーバーレイを使用するＴＰＯ識別情報の検出を示す図。
【図１１】ＴＰＯオーバーレイの存在を検出するための磁石／磁力計の使用を示す図。
【図１２】磁力計を使用するＴＰＯオーバーレイの自動検出のための方法を示すフローチャート。
【図１３】ＴＰＯオーバーレイ内の埋め込まれたＲＦＩＤデバイス及びＴＳＡ内のＲＦＩＤアンテナを使用する、ＴＰＯオーバーレイの自動検出のための方法を示すフローチャート。
【図１４】ＴＰＯオーバーレイ内の埋め込まれたＲＦＩＤデバイス及びＴＳＡ内のＲＦＩＤアンテナを使用する、任意に配置されたＴＰＯオーバーレイの自動検出のための方法を示すフローチャート。
【図１５】ＴＰＯオーバーレイ内の埋め込まれたＲＦＩＤデバイスを使用する、ＴＰＯオーバーレイの自動識別を目的とした、ＴＳＡ内に配置された垂直及び水平アンテナを示すフローチャート。
【図１６】ＲＦＩＤ通信を使用するＴＰＯオーバーレイの自動検出のための方法を示すフローチャート。
【図１７】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図１８】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上後方からの斜視図。
【図１９】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右下前方からの斜視図。
【図２０】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右下後方からの斜視図。
【図２１】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図。
【図２２】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の底面図。
【図２３】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右側面図。
【図２４】本発明のいくつかの実施形態を実施する際に役立つ、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の後方側面図。
【図２５】第１の例示的なカスタムＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図２６】第１の例示的なカスタムＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図２７】第２の例示的なカスタムＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図２８】第２の例示的なカスタムＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図２９】第３の例示的なカスタムＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図３０】第３の例示的なカスタムＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図３１】第１の例示的なタイプライタ・キーボードＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図３２】第１の例示的なタイプライタ・キーボードＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図３３】第２の例示的なタイプライタ・キーボードＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図３４】第２の例示的なタイプライタ・キーボードＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図３５】第３の例示的なタイプライタ・キーボードＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図３６】第３の例示的なタイプライタ・キーボードＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図３７】第１の例示的なピアノ鍵盤ＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図３８】第１の例示的なピアノ鍵盤ＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図３９】第２の例示的なピアノ鍵盤ＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の右上前方からの斜視図。
【図４０】第２の例示的なピアノ鍵盤ＴＴＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）を有する、好適な例示的なタッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）の上面図及び右／前断面斜視図。
【図４１】圧電要素によってアクティブ化される例示的な変形可能な膜の斜視図及び断面図。
【図４２】空気／流体がポンプで注入される要素によってアクティブ化される例示的な変形可能な膜の斜視図及び断面図。
【図４３】熱膨張要素によってアクティブ化される例示的な変形可能な膜の斜視図及び断面図。
【図４４】ＴＰＯ構造を照明するために光パイピングが使用される例示的なＴＳＡ／ＴＰＯ構成を示す図。
【図４５】ＴＰＯ構造を照明するために使用される光パイピングが例示的なＴＳＡ／ＴＰＯ構成を示す図。
【図４６】ＴＰＯ構造によって使用するためにエナジー・ハーベスティングを実施する例示的なＴＳＡ／ＴＰＯ構成を示す図。
【図４７】ＴＰＯ構造によって使用するためにエナジー・ハーベスティングを実施する例示的なＴＳＡ／ＴＰＯ構成を示す図。
【図４８】様々なＴＰＯ要素がその上に取り付けられる例示的なＴＳＡタブレット構造を示す図。
【図４９】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯ外縁エッジ挿入取り付け機構の上方からの斜視図及び上方からの斜視断面図。
【図５０】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯ外縁エッジ挿入取り付け機構シーケンスの前方からの斜視断面図。
【図５１】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯサイド・エッジ挿入取り付け機構の上方からの斜視図及び上方からの斜視断面図。
【図５２】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯサイド・エッジ挿入取り付け機構の、本発明のオープン・エッジ異形及びクローズド・エッジ異形を示す、上方からの斜視図及び下方からの斜視図。
【図５３】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯ磁石利用ベゼル取り付け機構の上方からの斜視図。
【図５４】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯ磁石利用ベゼル取り付け機構の下方からの斜視図。
【図５５】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯヒンジ利用ベゼル取り付け機構の上方からの斜視分解図。
【図５６】ＴＰＯとＴＳＡアセンブリとの間のＴＰＯヒンジ利用ベゼル取り付け機構の上方からの斜視組み立て図。
【図５７】本発明によって教示されるＴＰＯ識別方法を説明する際に使用するための例示的なＴＰＯ及びＴＳＡアセンブリの斜視図。
【図５８】磁石利用の取り付け手段を含む例示的なＴＰＯの斜視図。
【図５９】磁石利用の取り付け手段及び磁石利用のＴＰＯ識別手段を含む例示的なＴＰＯの斜視図。
【図６０】磁石利用の取り付け手段及び盛り上がった印を用いる識別手段を含む例示的なＴＰＯの斜視図。
【図６１】バー・コード識別手段及びＱＲコード（登録商標）識別手段とともに磁石利用の取り付け手段を含む例示的なＴＰＯの底面図。
【図６２】盛り上がったバー・コード利用の識別手段を含む例示的なＴＰＯの斜視図。
【図６３】磁石利用の取り付け手段及びＲＦＩＤ利用の識別手段を含む例示的なＴＰＯの底面図及び斜視図。
【図６４】磁石利用の取り付け手段ならびにＴＰＯ上の短絡ストリップ及びＴＳＡの表面上の対応するスイッチ接点を使用する切り換えられるＴＰＯ識別情報含む例示的なＴＰＯの斜視図。
【図６５】例示的なＴＰＯキーの実施形態の上方からの斜視図及び下方からの斜視図。
【図６６】キーが押下されていない状態にある、例示的なＴＰＯキーの実施形態の上前方からの斜視図及び前断面図。
【図６７】キーが押下された状態にある、例示的なＴＰＯキーの実施形態の上前方からの斜視図及び前断面図。
【図６８】キーが押下されていない状態にあり、また取り付け磁石構造を示した、例示的なＴＰＯキーの実施形態の上方からの対角斜視図及び対角断面図。
【図６９】例示的なＴＰＯロッカ・スイッチの実施形態の上前方からの斜視図及び上後方からの斜視図。
【図７０】例示的なＴＰＯロッカ・スイッチの実施形態の下前方からの斜視図及び下前方からの断面斜視図。
【図７１】第１のスイッチ位置にある、例示的なＴＰＯロッカ・スイッチの実施形態の側断面斜視図及び側断面図。
【図７２】第２のスイッチ位置にある、例示的なＴＰＯロッカ・スイッチの実施形態の側断面斜視図及び側断面図。
【図７３】例示的なＴＰＯスライダの実施形態の上方からの斜視図。
【図７４】例示的なＴＰＯスライダの実施形態の下方からの斜視図。
【図７５】例示的なＴＰＯスライダの実施形態の上面図及び底面図。
【図７６】例示的なＴＰＯスライダの実施形態の前断面、側断面、及び対角断面斜視図。
【図７７】例示的なＴＰＯダイアル・ノブの実施形態の上方からの斜視図及び下方からの斜視図。
【図７８】例示的なＴＰＯダイアル・ノブの実施形態の前断面図。
【図７９】例示的なＴＰＯダイアル・ノブの実施形態の側断面図。
【図８０】例示的なＴＰＯダイアル・ノブの実施形態の対角断面図。
【図８１】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態の右上前方からの斜視図。
【図８２】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態の右下前方からの斜視図。
【図８３】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態の前面図、後面図、及び側面図。
【図８４】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態の上面図及び底面図。
【図８５】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態の組み立て図。
【図８６】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態におけるマウス／パック・シェルの斜視分離図。
【図８７】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態におけるマウス／パック接触面の斜視分離図。
【図８８】例示的なツーピースのＴＰＯマウス／パックの実施形態におけるマウス／パック接触面の異形の斜視分離図。
【図８９】例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の上方からの斜視図及び下方からの斜視図。
【図９０】例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の前面図、上面図、及び底面図。
【図９１】例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の斜視前断面図及び前断面図。
【図９２】例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の斜視側断面図及び側断面図。
【図９３】例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の斜視対角断面図。
【図９４】様々なジョイスティック位置及びばね状態を示す、例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の側断面図。
【図９５】プッシュボタン・セレクタを含む、例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の上方からの斜視図及び下方からの斜視図。
【図９６】プッシュボタン・セレクタを含む、例示的なＴＰＯジョイスティックの実施形態の斜視前断面図及び前断面図。
【図９７】例示的なＴＰＯトラックパッドの実施形態の上方からの斜視図。
【図９８】例示的なＴＰＯトラックパッドの実施形態の下方からの斜視図。
【図９９】例示的なＴＰＯトラックパッドの実施形態の上方からの斜視前断面図。
【図１００】例示的なＴＰＯトラックパッドの実施形態の上方からの斜視対角断面図。
【図１０１】例示的なＴＰＯキーパッドの実施形態の上方からの斜視図。
【図１０２】例示的なＴＰＯキーパッドの実施形態の下方からの斜視図。
【図１０３】例示的なＴＰＯキーパッドの実施形態の上方からの斜視前断面図。
【図１０４】例示的なＴＰＯキーパッドの実施形態の上方からの斜視対角断面図。
【図１０５】その構成と関連付けられた印刷されたテキスト又はキー表面の手触りを有しても又は有さなくてもよい、基本的でフラットなトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１０６】ボタン／キーの周りにくぼみ状のエッジを含むトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１０７】ボタン／キーの周りにうね状のエッジを含むトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１０８】キー／ボタンが盛り上がったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１０９】キー／ボタンが凹んだ／下がったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１１０】盛り上がった突起状の印を有する、キー／ボタンが凹んだ／下がったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１１１】キー／ボタンがドーム状になったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１１２】キー・キャップを有する、キー／ボタンがドーム状になったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイの上方からの斜視図及び上方からの斜視前／側断面図。
【図１１３】モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の右上前方からの斜視図及び左上後方からの斜視図。
【図１１４】モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の右下前方からの斜視図及び左下後方からの斜視図。
【図１１５】モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の上面図及び底面図。
【図１１６】モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の前面図及び側面図。
【図１１７】モジュラ構成フィーチャを含む例示的な組み立てられたＴＰＯキーボード構造の右上前方からの斜視図及び左上後方からの斜視図。
【図１１８】モジュラ構成フィーチャを含む例示的な組み立てられたＴＰＯキーボード構造の上方からの前側断面斜視図。
【図１１９】モジュラ構成フィーチャを含む例示的な組み立てられたＴＰＯキーボード構造の上方からの右側断面斜視図。
【図１２０】モジュラ構成フィーチャを含む例示的な組み立てられたＴＰＯキーボード構造の上方からの前側断面斜視詳細図。
【図１２１】統合された自動識別機構を有する、モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の上面図及び底面図。
【図１２２】統合された自動識別機構を有する、モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の右下前方からの斜視図及び左下後方からの斜視図。
【図１２３】統合された自動識別機構を有する、モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の前面図。
【図１２４】統合された自動識別機構を有する、モジュラ構成フィーチャを含む例示的なＴＰＯキー構造の側面図。
【図１２５】統合された自動識別機構を有する、モジュラ構成フィーチャを含む例示的な組み立てられたＴＰＯキーボード構造の底面図、右上前方からの斜視図、及び右下前方からの斜視図。
【図１２６】数々のＴＰＯキーボード構造と組み合わされた例示的なＴＳＡタブレットの右上前方からの斜視図。
【図１２７】数々のＴＰＯキーボード構造と組み合わされた例示的なＴＳＡタブレットの上面図。
【図１２８】自動的に識別されるＴＰＯキーボード構造のＴＳＡ上への配置と関連付けられた、アプリケーション・ソフトウェア及びデバイス・ドライバの自動ローディングを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、多くの異なる形態の実施形態を許すことができるが、本開示は、本発明の原理の例示であると見なされるべきであり、本発明の広範な態様を説明された実施形態に限定することを意図してはいないという理解の下で、図面に示され、本明細書では本発明の詳細な好適な実施形態で説明される。
【００１５】
本出願の数々の革新的な教示は、目下のところ好適な実施形態を特に参照して説明され、これらの革新的な教示は、触覚タッチセンサシステム及び方法（ＴＡＣＴＩＬＥ  ＴＯＵＣＨ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ）の特定の問題に有利に適用される。しかしながら、この実施形態は、本明細書の革新的な教示の多くの有利な使用のただ１つの例にすぎないことが理解されるべきである。一般に、本出願の本明細書で行われる記載は、様々な特許請求される本発明のいずれかを必ずしも制限しない。さらに、いくつかの記載は、いくつかの本発明の特徴に適用することができるが、他の特徴には適用することができない。
【００１６】
タッチセンサアレイ（ＴＳＡ）定義
本発明の文脈内では、「タッチセンサアレイ（ＴＳＡ）」という用語は、本出願において援用される上で言及された特許及び特許出願において説明されているような、補間高分解能力感知タッチセンサ（ＦＳＴＳ）システムとして定義される。
【００１７】
ＴＰＯ製造、非限定的
本発明は、多くの好適な実施形態では、射出成形及び／又は３ＤプリンティングによってＴＰＯオーバーレイを生産する手段を予期している。しかしながら、本発明は、ＴＰＯオーバーレイが無地のオーバーレイ又は既製のオーバーレイ材料からレーザ切断され得ることも予期している。
【００１８】
ＴＰＯオーバーレイ透明性、非限定的
本発明によって予期されるオーバーレイの追加的なタイプは、紙の印刷シートを保持する透明なオーバーレイである。このＴＰＯオーバーレイは、３Ｄプリンタ又はレーザ・カッタを利用することができないエンドユーザが、新しいオーバーレイ設計を速やかにプロトタイプし、それらを透明なオーバーレイの前面又は後面に適用することを可能にする。
【００１９】
ＴＰＯオーバーレイ材料、非限定的
ＴＰＯオーバーレイの製造に関して、ＴＰＯオーバーレイは、発泡ウレタン（ロジャース・コーポレーション（Ｒｏｇｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のＰＯＲＯＮ（登録商
標）ブランドのマイクロセルラ・ウレタンが例として提供される）、発泡シリコーン、発泡ネオプレン、及び（熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含む）任意の普通の（非発泡）シリコーン又はゴムなどの、非常に柔らかい材料から作成され得ることが留意されるべきである。
【００２０】
マウス、非限定的
「マウス」という用語が、移動可能又は移動不可能なＴＰＯオーバーレイの文脈において使用される場合、その上にボタン又はスクロール・ホイールを有さないことさえある任意の種類の「パック」を包含するように、広範な解釈を与えられるべきである。したがって、「マウス」という用語は、本明細書で使用される場合、文字通り、ユーザが動かし、ＴＳＡセンサが追跡する物体であり得る。この文脈内では、本発明を用いて、ＴＳＡが、（マウス／パックに加えられた傾斜圧力を検出することができるように）マウス／パックの回転の向き及び力分布を追跡することも可能である。
【００２１】
ＴＰＯ自動識別、非限定的
ＴＰＯオーバーレイの識別に関する本明細書の説明は、これらの構造の自動識別に集中するが、（自家製の３Ｄプリンタ・オーバーレイなど、）ＴＰＯオーバーレイのいくつかのタイプが、オーバーレイＩＤ及び／又はＴＳＡ表面上の場所をユーザが手動で指定することを可能にするシナリオも予期している。
【００２２】
ＴＳＡ／ＴＰＯの磁石利用の結合、非限定的
本明細書で説明される多くの実施形態は、ＴＳＡとＴＰＯとの間に機械的結合機構を提供するために、ＴＳＡ及びＴＰＯ構造内でペアにされた磁石を利用する。いくつかの実施形態では、これらの磁石の一方は、結合されるペアにおける残りの磁石に磁気的に結合される強磁性材料（鉄、鋼鉄など）によって置き換えられてよい。これは、例えば、ＴＳＡ内の磁石と組み合わされる強磁性ＴＰＯもしくはＴＰＯベゼル、又は代替的に、ＴＳＡもしくはＴＳＡを保持するベゼルの周辺内に埋め込まれた強磁性材料と組み合わされるＴＰＯもしくはＴＰＯベゼル内の磁石の使用を提供する。したがって、「磁石」という用語及び類似の用語は、本明細書で使用される場合、多種多様な磁気的に結合される組み合わせ方法を包含する。
【００２３】
ＴＳＡ構成
本明細書で説明されるＴＳＡは、行−列力検出及び／又は行−列力補間検出を具現する感圧面（ＰＳＳ）を備えることができる。
【００２４】
センサ技術の適用状況
本発明の主要コンポーネントの１つは、高分解能マルチタッチ力感知タッチセンサである。この技術は、他のタッチ技術とは異なり、力を加える任意の物体を用いて、タッチセンサがアクティブ化され得るので、物理的増強に完全に適している。容量性タッチ技術を用いた場合、導電性物体を用いるセンサをアクティブ化することができるだけである。これは、オーバーレイの構成をより難しくし、製作のために特殊な材料を必要とする。多くの光学的なソリューションも、ほとんどのソリューションは、センサの側からの光信号を送信／受信するので、役に立たない。オーバーレイをセンサ上に配置した場合、それが、この光が伝わる経路をブロックする可能性があり、オーバーレイ自体の上でやり取りを感知することができない。マルチタッチ力感知タッチセンサが、本発明の好適な実施形態において使用される。本開示の残りの部分では、「タッチセンサ」は、マルチタッチ力感知タッチセンサであると理解されるべきである。
【００２５】
システム概要（０１００）
本発明のシステムの一般的な概要が、図１のブロック図（０１００）に示されている。
ここでは、触覚タッチセンサシステム（ＴＴＳ）（０１１０）は、上で識別され、参照によって本明細書に援用される、特許及び特許出願において一般的に説明されたような、タッチセンサレイ（ＴＳＡ）（０１１１）を備える。このＴＳＡ（０１１１）に、ＴＳＡ物理的オーバーレイ（ＴＰＯ）（０１１２）が、適用される。このＴＰＯ（０１１２）は、多種多様な物理的形態を含むことができ、その多くは、本出願において例によって提供され、以下でさらに詳細に説明される。ＴＰＯ（０１１２）は、固定された統合された形態を取ることができるが、カスタマイズされた物理的形態を形成するために一緒に組み合わされる異種の形態を取ることもできる。
【００２６】
ＴＰＯ（０１１２）の各々は（統合された形態か、それとも異種の形態かに関わらず）、オーバーレイ構造を構成するＴＰＯ（０１１２）のタイプを一意的に識別する、ＴＰＯ識別子（ＴＰＩ）（０１１３）を含むことができる。このＴＰＩ（０１１３）は、その後、この情報をバイナリ識別情報フォーマット（ＢＩＦ）に変換する、ＴＰＯ検出器（ＴＰＤ）（０１１４）によって読まれる。このＢＩＦは、ＴＴＳハードウェア・コンピュータ・インターフェース（ＨＣＩ）（０１１５）による解釈に適しており、その後、ユーザ・コンピューティング・デバイス（ＵＣＤ）（０１０１）に送信される。
【００２７】
ＵＣＤ（０１０１）は、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバ（ＡＳＤ）（０１０２）データベースから、適切なソフトウェア及び／又はデバイス・ドライバをロードし、次いでそれらは、ユーザ（０１０３）がＴＰＯ（０１１２）とやり取りするときに、ＴＳＡ（０１１１）から取り出された接触／圧力情報を解釈するために使用される。ＴＰＤ（０１１４）によって検出されたＴＰＩ（０１１３）と、ＡＳＤ（０１０２）からＵＣＤ（０１０１）によってロードされたその後のソフトウェア・ドライバに応じて、様々なグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）（０１０４）が、ユーザ（０１０１）に提示され得る。
【００２８】
方法概要（０２００）
本発明の方法の一般的な概要が、図２のフローチャート（０２００）に示されている。この触覚タッチセンサ（ＴＴＳ）方法は、以下の工程を含む。
【００２９】
（１）タッチセンサ物理的オーバーレイ（ＴＰＯ）内に、ＴＰＯの機能を一意的に識別するために、ＴＰＩオーバーレイ識別情報をエンコードする（０２０１）。
（２）ＴＰＯをタッチセンサアレイ（ＴＳＡ）の表面に適用する（０２０２）。
【００３０】
（３）ＴＰＯ検出器を用いてＴＰＩを読む（０２０３）。
（４）ユーザ・コンピューティング・デバイス（ＵＣＤ）を使用して、ＴＴＳハードウェア・コンピュータ・インターフェース（ＨＣＳ）を使用して、ＴＰＩについて質問する（０２０４）。
【００３１】
（５）前記ＴＰＤによって読まれたＴＰＩに基づいて、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバ（ＡＳＤ）を前記ＵＣＤにロードする（０２０５）。
（６）ＴＰＤによって読まれたＴＳＩに基づいて、ソフトウェア・アプリケーション／インターフェースをユーザに提示する（０２０６）。
【００３２】
（７）ＴＰＤによって読まれたＴＳＩに基づいて、ＴＳＡ入力からのＨＣＩ経由の入力を解釈する（０２０７）。
（８）ＴＳＯが変更又は置換されていない場合、工程（６）に進み、ＴＰＤがＴＳＡに適用されたＴＰＯの変更を検出した場合、工程（２）に進む。
【００３３】
この一般的な方法は、因子の数に応じて、大きく変更されることがあり、工程の再配置
及び／又は追加／削除は、本発明の範囲によって予期されている。本明細書で説明される様々な好適な例示的な実施形態のシステムと関連して、上述及び他の好適な例示的な実施形態の方法を統合することは、本発明の範囲全体によって予期されている。
【００３４】
システム詳細（０３００）
本発明のシステムの詳細な概要が、図３のフローチャート（０３００）に示されている。タッチセンサレイ検出器（ＴＳＡ）（０３０１）は、感圧面からの圧力センサ情報の収集のための基礎を形成し、参照によって含まれる参照される特許文献において説明されている。ユーザ（０３０２）は、ＴＰＯ検出器（ＴＰＤ）（０３０５）を用いて検出及び識別される、物理的ＴＳＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）（０３０４）と関連付けられた、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（０３０３）と対話する。接触／イベント・マッピングのデータベース（０３０６）が、その後、ソフトウェア機能をＴＳＡから受信された原タッチセンサデータ（０３０７）と関連付けるために使用される。原タッチセンサデータ（０３０７）は、その後、ＴＰＯ（０３０４）の自動ＴＰＤ検出（０３０５）によって構成された、接触／イベント・マッピング及びイベント発生器（０３０９）によって構成されるような、接触場所抽出工程（０３０８）によって解釈される。イベント発生器（０３０９）によって発生させられたイベントは、その後、ＵＳＢ／ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）複合ソフトウェア・インターフェース（０３１０）によって、適切なプロトコル（ＭＩＤＩプロトコル（０３１１）、シリアル・プロトコル（０３１２）、ＨＩＤマウス・プロトコル（０３１３）、ＨＩＤキーボード・プロトコル（０３１４）、ＨＩＤデジタイザ・プロトコル（０３１５）、ＨＩＤジョイスティック・プロトコル（０３１６）など）に変換され、適切なソフトウェア・ドライバ（（０３２１）、（０３２３）、（０３２５））及び関連するソフトウェア・アプリケーション（（０３２２）、（０３２４）、（０３２６））による解釈のために、ＵＳＢ／ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ホスト（０３２０）に送られる。
【００３５】
このシステムの１つの利点は、特定のＴＰＯオーバーレイ（０３０４）を自動的に識別し（０３０５）、この識別工程に基づいて、適切なソフトウェア・ドライバ／アプリケーションをロードする（０３０９）ことが可能なことである。
【００３６】
ソフトウェア・インターフェース
物理的タッチセンサ増強は、効果的なユーザ・インターフェースを可能にするソフトウェア・コンポーネントを必要とすることに留意することが重要である。タッチ・データが、オーバーレイによって示された機能に変換され得るように、どのＴＰＯオーバーレイがＴＳＡタッチセンサ上に存在するかを知っているソフトウェアが存在しなければならない。例えば、ピアノ鍵盤オーバーレイが、センサ上に配置される場合、ユーザは、タッチをピアノの鍵押下に変換することが可能なソフトウェアも有さなければならない。アプリケーション・ソフトウェアは、可聴音を直接的に発生させることができ、又はＭＩＤＩなどの標準的なフォーマットを使用して、鍵押下イベントを他のソフトウェアに送信することができる。
【００３７】
オーバーレイをソフトウェアと「同期」させておくことも重要である。先に言及されたピアノ鍵盤オーバーレイをドラム・パッドで置き換えたときに、ピアノ・ソフトウェアがまだ動作中の場合、ドラム・パッドは、まったく予想外の結果を有する（ドラム・パッドの演奏が、ピアノ・ソフトウェアにおいて鍵をアクティブ化する）。本発明の開示は、ソフトウェアをオーバーレイと「同期」させておくためのいくつかの方法を教示する。これらの方法は、後のセクションで説明される。
【００３８】
方法詳細（０４００）
本発明の方法の詳細な概要が、図４のフローチャート（０４００）に示されている。こ
の触覚タッチセンサ（ＴＴＳ）方法は、以下の工程を含む。
【００３９】
（１）ＴＳＡタッチセンサからタッチセンサデータを読む（０４０１）。
（２）タッチセンサデータから接触場所を抽出する（０４０２）。
（３）検出された接触場所に基づいて、接触／イベント・マッピングを構成する（０４０３）。
【００４０】
（４）検出された接触場所に基づいて、イベントを発生させる（０４０４）。
（５）イベント・データを指定されたＡＰＩインターフェースを通して関連するソフトウェア・アプリケーションに送信する（０４０５）。
【００４１】
（６）さらなるタッチセンサデータを読むために、工程（１）にループする（０４０６）。
図４（０４００）〜図７（０７００）は、いかにしてシステム・ソフトウェアがタッチ・データを読み、特定のタッチがオーバーレイ上の関心領域をアクティブ化したか否かを最終的に判定するかを示している。図４（０４００）は、システム動作の概要を提供する。図５（０５００）は、接触／イベント・マッピングの構成を詳述する。図６（０６００）は、接触場所に基づいたイベントの発生を詳述する。
【００４２】
この例におけるオーバーレイは、図７（０７００）において提供され、２つの関心領域、又は２つの「フィーチャ」を有する。基礎をなすソフトウェアは、この特定のオーバーレイとともに動作させられ、そのため、それは、これらの２つのフィーチャがタッチセンサ上のどこに存在するかを知っていることにもなる。指が、ＴＰＯオーバーレイにタッチしたとき、力が、可撓性を有するオーバーレイを通して、その下にある力感知タッチセンサに伝達される。これが、この特定のタッチに対するものとセンサが見なす力応答を発生させる。センサは、この応答を使用して、接触位置を計算することができる。ソフトウェアは、２つのフィーチャについての知識を使用して、このタッチがこれらの領域の一方の内にあるか否かを判定する。このケースでは、ソフトウェアは、左側のフィーチャがアクティブ化されたことを検出する。ソフトウェアは、その後、左側フィーチャのアクティブ化に関連付けられたイベントをトリガすることができる。
【００４３】
接触／イベント・マッピングを構成する方法の詳細（０５００）
本発明の接触／イベント構成マッピング方法の詳細な概要が、図５のフローチャート（０５００）に示されている。この触覚タッチセンサ（ＴＴＳ）方法は、以下の工程を含む。
【００４４】
（１）ＴＰＯオーバーレイが検出されたか否かを判定し、検出された場合、工程（３）に進む（０５０１）。
（２）デフォルトの接触／イベント・マップをロードし、工程（４）に進む（０５０２）。
【００４５】
（３）ＴＰＯオーバーレイと関連付けられた接触／イベント・マップをロードする（０５０３）。
（４）ユーザがＧＵＩを介して接触／イベント・マップを手動で定義するか否かを判定し、定義しない場合、工程（６）に進む（０５０４）。
【００４６】
（５）ロードされた接触／イベント・マップをＧＵＩからのユーザ仕様によって調整する（０５０５）。
（６）接触／イベント・マップをセーブする（０５０６）。
【００４７】
（７）呼び出しを行った手順に戻る（０５０７）。
この一般的な方法は、因子の数に応じて、大きく変更されることがあり、工程の再配置及び／又は追加／削除は、本発明の範囲によって予期されている。
【００４８】
接触場所の上でイベントを発生させる方法（０６００）
本発明の接触場所イベント発生方法の詳細な概要が、図６のフローチャート（０６００）に示されている。この触覚タッチセンサ（ＴＴＳ）方法は、以下の工程を含む。
【００４９】
（１）接触場所を検査する（０６０１）。
（２）接触／イベント・マップにおける「アクティブ領域」を検査する（０６０２）。
（３）接触場所が接触イベント／マップにおける「アクティブ領域」内に存在するか否かを判定し、存在する場合、工程（６）に進む（０６０３）。
【００５０】
（４）検査されるさらなる「アクティブ領域」が接触イベント・マップにおいて存在するか否かを判定し、存在しない場合、工程（７）に進む（０６０４）。
（５）接触イベント／マップにおけるすべての「アクティブ領域」について工程（２）〜（４）を繰り返す（工程（２）に進む）（０６０５）。
【００５１】
（６）接触／イベント・マッピングを通して現在のアクティブ領域によって指定されるイベントを発生させる（０６０６）。
（７）検査するさらなる接触が存在するか否かを判定し、存在しない場合、工程（９）に進む（０６０７）。
【００５２】
（８）検出されたすべての接触について工程（１）〜（８）を繰り返す（工程（１）に進む）（０６０８）。
（９）呼び出しを行った手順に戻る（０６０９）。
この一般的な方法は、因子の数に応じて、大きく変更されることがあり、工程の再配置及び／又は追加／削除は、本発明の範囲によって予期されている。
【００５３】
接触場所の上でイベントを発生させる（０７００）
接触場所に基づいてイベントがいかにして発生させられるかについての例が、図７の図（０７００）に示されている。ここでは、２つのアクティブ・エリア（１及び２）が示されており対応するアクティブ・エリア接触／イベント・マッピングが詳述されている。この図は、図４（０４００）〜図６（０６００）の手順がそれによって動作することができる、例示的なフレームワークを提供する。
【００５４】
ＴＳＡ／ＴＰＯ磁石配置技法（０８００）
磁石がＴＳＡ／ＴＰＯ構造内に組み込まれ得る様々な方法が、図８の図（０８００）に全体的に示されている。ここでは、数々の予期される磁石配置技法を組み合わせた包括的なＴＳＡ／ＴＰＯ構造（０８１０）が、説明の目的で提示されている。この包括的な見本となる文脈内では、磁石は、ＴＳＡ／ＴＰＯ構造（０８１０）内に内部的に配置される／埋め込まれること（０８１１）、構造全体を通して位置付けられること（０８１２）、構造の表面に平らに配置されること（０８１３）、又は構造の表面から突出することができる（０８１４）。これらの状況のいずれにおいても、磁石は、射出成形工程中にオーバーレイ内部に配置されること、又は射出成形工程が完了した後に接着／挿入されることができる。これらの状況のいずれにおいても、磁石は、任意の物理的な形態で構成され、ＴＳＡ／ＴＰＯ膜（０８１０）が射出成形されるときに配置されること、又はいくつかの状況では、射出成形工程が完了した後に挿入されることができる。射出成形後に磁石が挿入されるそれらの状況の場合、磁石キャビティ内に挿入されたときに磁石を捕えるように、磁石よりも僅かに小さい外表面外縁エッジ直径を有する磁石キャビティを有するＴＳＡ／Ｔ
ＰＯを製作することが可能なことがある。
【００５５】
加えて、ＴＳＡ／ＴＰＯ（０８１０）の表面に対してフラットな（０８１５）、及び／又はＴＳＡ／ＴＰＯ（０８１０）の表面から突出した（０８１６）、可撓性のある磁気ストリップの使用も、これらのシナリオにおいて予期されている。全体的に示されるように、示された磁石利用の構造のいずれも、ＴＳＡ／ＴＰＯ（０８１０）表面に対して突出するように（０８１７）、又はフラットに（０８１８、０８１９）位置付けられ得る。
【００５６】
磁力計ＴＰＯ識別（０９００）〜（１２００）
本発明は、図９（０９００）〜図１２（１２００）に全体的に示されるように、磁力計センサによるＴＰＯの識別を実施することができる。図９（０９００）は、識別目的でＴＰＯ内に配置された磁石を個別に検出するために、ＴＳＡ構造内で使用される典型的なハードウェア・インターフェースを示している。図１０（１０００）は、デコードされたＴＰＯオーバーレイ識別情報を提供するために、ＴＳＡ内の磁力計がＴＰＯ内の対応する埋め込まれた磁石の位置と一致する、典型的なＴＳＡ／ＴＰＯペアを示している。図１１（１１００）に全体的に示されるように、磁力計は、ＴＰＯオーバーレイの存在を検出するためにも使用され得、ＴＳＡ内の磁力計は、対応するＴＰＯ位置に検出された磁石が存在するときにアクティブ化される。
【００５７】
ＴＰＯオーバーレイの自動磁石検出のための一般的な方法が、図１２（１２００）に全体的に示されており、以下の工程を含む。
（１）ＴＳＡにおいて磁力計をスキャンする（１２０１）。
【００５８】
（２）いずれかの磁石が検出されたか否かを判定し、検出されない場合、工程（７）に進む（１２０２）。
（３）ＴＰＯオーバーレイの安定を可能にするために、事前決定された長さの時間だけ待つ（１２０３）。
【００５９】
（４）ＴＳＡにおいて磁力計をスキャンする（１２０４）。
（５）ＴＰＯにおいて検出された磁石の数が変化したか否かを判定し、変化した場合、工程（３）に進む（１２０５）。
【００６０】
（６）ＴＰＯオーバーレイＩＤをＴＳＡ内の磁力計によってデコードされた通りに報告し、工程（８）に進む（１２０６）。
（７）ＴＰＯオーバーレイが検出されなかったことを報告する（１２０７）。
【００６１】
（８）呼び出しを行った手順に戻る（１２０８）。
この一般的な方法は、因子の数に応じて、大きく変更されることがあり、工程の再配置及び／又は追加／削除は、本発明の範囲によって予期されている。
【００６２】
ＲＦＩＤ  ＴＰＯ識別（１３００）〜（１６００）
本発明は、図１３（１３００）〜図１６（１６００）に全体的に示されるように、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ／センサによるＴＰＯの識別を実施することができる。図１３（１３００）は、ＴＳＡによるＴＰＯの識別及び存在検出を可能にするために、ＴＳＡ内のアンテナがいかにしてＴＰＯ内の対応するＲＦＩＤタグと組み合わされ得るかを示している。図１４（１４００）は、様々なＴＰＯ構造内でのＲＦＩＤタグの使用を介して、ＴＳＡ表面上の数々のＴＰＯ構造の位置を特定するために、ＴＳＡ内のＲＦＩＤアンテナのアレイがいかに使用され得るかを示している。図１５（１５００）は、水平／垂直アンテナがＴＳＡ及びＴＰＯ内にいかに配置され得て、ＴＰＯ検出及びこれら２つの構造間の通信を提供するかを示している。
【００６３】
ＴＰＯオーバーレイの自動ＲＦＩＤ検出のための一般的な方法が、図１６（１６００）に全体的に示されており、以下の工程を含む。
（１）ＴＳＡにおいて単一のＲＦＩＤコイルをスキャンする（１６０１）。
【００６４】
（２）いずれかのＲＦＩＤが検出されたか否かを判定し、検出されない場合、工程（４）に進む（１６０２）。
（３）ＴＰＯオーバーレイＩＤをＲＦＩＤから読まれた通りに報告する（１６０３）。
【００６５】
（４）ＴＳＡ内のすべての残りのＲＦＩＤコイルについて工程（１）〜（３）を繰り返す（工程（１）に進む）（１６０４）。
（５）呼び出しを行った手順に戻る（１６０５）。
この一般的な方法は、因子の数に応じて、大きく変更されることがあり、工程の再配置及び／又は追加／削除は、本発明の範囲によって予期されている。
【００６６】
ＴＳＡタブレット・インターフェース（ＴＴＩ）（１７００）〜（２４００）
本発明は、図１７（１７００）〜図２４（２４００）に全体的に示されるように、タッチ・センシティブ・アレイ（ＴＳＡ）タブレット・インターフェース（ＴＴＩ）を使用して、説明された触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。このＴＴＩは、多くの好適な本発明の実施形態がその上で構成され得る基礎を提供する。以下で説明されるような多種多様なＴＰＯオーバーレイが、ＴＴＩアクティブＴＳＡ感圧面に取り付けられ、様々な有線及び無線通信プロトコルを使用して、ＴＳＡ電子機器及びリモート・ホスト・コンピュータと通信することができる。
【００６７】
これらの図に示されるタブレットは、任意のタイプの外周形態で構成され得る。加えて、以降の図には、定められた数のキーが示されているが、本発明は、適用状況に基づいて、任意の数のキーを組み込むことができる。図に表されたキーは、（エンボス製造工程を介する）エンボス加工された印を含むことができるが、これは、本発明を限定するものではない。
【００６８】
例示的な３Ｄオーバーレイ（２５００）〜（４０００）
ＴＰＯオーバーレイは、それらが３次元であるように構成され得る。これは、可撓性を有する材料を成形、又は３Ｄ印刷して、３次元オーバーレイにすることによって達成され得る。ピアノの場合、オーバーレイは、黒鍵が白鍵よりも高くなるように作成され得る。オーバーレイは、ユーザがピアノのキーがどこで開始／終了するのかを感じることができるように、鍵間にギャップを有することもできる。このタイプのオーバーレイは、視覚及び触覚フィードバックの両方をユーザに提供する。図２５（２５００）〜図４０（４０００）は、３次元オーバーレイ製造工程を使用する場合にオーバーレイに追加され得る、様々なフィーチャの断面図を示している。多種多様な全体的なＴＰＯの厚さが、これらの構成技法を使用して可能であり、これらの異形のいくつかは、図２５（２５００）〜図４０（４０００）に示される例示的な実施形態において提供されていることが留意されるべきである。
【００６９】
ＴＰＯの第１の汎用キーパッド・インターフェース（２５００）〜（２６００）
本発明は、図２５（２５００）〜図２６（２６００）に全体的に示されるように、第１の汎用キーパッド形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。この例は、典型的なカスタム・キーパッド・インターフェース・レイアウトを表す。
【００７０】
ＴＰＯの第２の汎用キーパッド・インターフェース（２７００）〜（２８００）
本発明は、図２７（２７００）〜図２８（２８００）に全体的に示されるように、第２の汎用キーパッド・インターフェース形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。
【００７１】
ＴＰＯの第３の汎用キーパッド・インターフェース（２９００）〜（３０００）
本発明は、図２９（２９００）〜図３０（３０００）に全体的に示されるように、第３の汎用キーパッド・インターフェース形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。
【００７２】
ＴＰＯの第１のキーボード・インターフェース（３１００）〜（３２００）
本発明は、図３１（３１００）〜図３２（３２００）に全体的に示されるように、第１のキーボード形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。これらの図は、力感知タッチセンサを物理的に増強するフラットなオーバーレイを示している。このケースでは、オーバーレイは、可撓性を有する材料からなるフラットな部品である。このオーバーレイは、視覚フィードバックをユーザに提供するために、その上に印刷されたＱＷＥＲＴＹキーボードを有する。
【００７３】
ＴＰＯの第２のキーボード・インターフェース（３３００）〜（３４００）
本発明は、図３３（３３００）〜図３４（３４００）に全体的に示されるように、第２のキーボード形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。ＴＰＯオーバーレイは、自由自在に置き換えられ得るので、キーボード面上の文字は、ユーザによって所望される言語に応じて、置き換えられ得る。
【００７４】
ＴＰＯの第３のキーボード・インターフェース（３５００）〜（３６００）
本発明は、図３５（３５００）〜図３６（３６００）に全体的に示されるように、第３のキーボード形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。この実施形態は、先の実施形態よりも厚いキー形態を使用し、選択されるＴＰＯオーバーレイに基づいて、キーボードの「感触」がいかに変更され得るかを示している。したがって、単一のＴＳＡタブレットが、ユーザ・エルゴノミクスのための多数の「感触」をサポートすることができる。
【００７５】
ＴＰＯの第１のピアノ鍵盤インターフェース（３７００）〜（３８００）
本発明は、図３７（３７００）〜図３８（３８００）に全体的に示されるように、第１のピアノ鍵盤形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。これは、ＴＳＡタブレット・インターフェースのためのＴＰＯオーバーレイとして形成され得る、多数の音楽キーボード及び音楽サンプラ・プレーヤ・キーボードのうちの例にすぎない。
【００７６】
ＴＰＯの第２のピアノ鍵盤インターフェース（３９００）〜（４０００）
本発明は、図３９（３９００）〜図４０（４０００）に全体的に示されるように、第２のピアノ鍵盤形態で、説明される触覚タッチセンサシステム／方法を実施することができる。ここでは、鍵の浮き上がりは、先のバージョンにおけるよりも高く、ミュージシャンのエルゴノミクスに適するように、ＴＰＯオーバーレイが多種多様な形態でいかに構成され得るかを示している。
【００７７】
プログラム可能で変形可能な膜（４１００）〜（４３００）
本明細書で説明されるＴＰＯ構造は、図４１（４１００）〜図４３（４３００）に全体的に示されるように、プログラム可能で変形可能な膜を使用して構成され得る。これらの図は、３つの異なるプログラム可能で変形可能な膜の断面図を示している。成形された機械的オーバーレイに加えて、物理的なタッチセンサ増強のために、プログラム可能で変形
可能な膜も使用することができる。これらの膜は、アクティブ化されたときに変形してオーバーレイ自体の変形をもたらす要素を、可撓性を有するオーバーレイ内に埋め込むことによって構成され得る。
【００７８】
プログラム可能な膜は、システムが任意の与えられた時間にどの変形要素がアクティブになるかについてのプログラム制御を有し、アプリケーション・ソフトウェアがオーバーレイの外観及び触覚レイアウトを動的に制御することができる場合に、非常に強力になる。これは、システムにおいて様々なオーバーレイを実際に交換する必要をなくす。様々な形状を取り、異なるインターフェースをユーザに提供する、単一のプログラム可能な膜を有することが可能である。このソリューションの場合、膜は、タッチセンサ表面上に直接的に重ね合わされ得る。
ピエゾ変形（４１００）
図４１（４１００）は、可撓性を有するオーバーレイ内に埋め込まれたピエゾ又はポリマベースの変形要素を示している。電圧が変形要素に印加された場合、埋め込まれたピエゾ／ポリマ要素が変形する。この変形は、ＴＰＯオーバーレイ表面を変形させる。変形要素は、電圧が印加されたときに変形するピエゾ要素及び／又はポリマを使用して構成され得る。
空気／流体／真空変形（４２００）
変形要素を作り上げる別の方法は、空気又は流体のポケットをオーバーレイ内に埋め込むことである。これらのポケットは、これらのポケット内の空気／流体の量を制御することができる加圧ポンピング・システムにつながれる。空気／流体が、これらのポケットにポンプで注入されるにつれて、オーバーレイは、膨張する。空気／流体が、これらのポケットから解放されるにつれて、オーバーレイは、収縮する。
【００７９】
図４２（４２００）は、流体又は気体が膜内に埋め込まれたポケットにポンプで注入される、変形可能な膜システムを示している。これらのポケットにポンプで注入される、又はこれらのポケットからポンプで排出される流体／気体の量は、ＴＰＯオーバーレイ表面がどれくらい変形するかを決定する。
熱変形（４３００）
この効果を達成するための最後の方法は、熱／低温にさらされたときに変形する感熱要素を埋め込むことである。これらの変形要素をアクティブ化するために、加熱要素が、オーバーレイ内に組み込まれ得る。
【００８０】
図４３（４３００）は、熱によってアクティブ化される変形要素を使用する、変形可能な膜を示している。加熱要素が、変形要素の近くに配置され、電流が、加熱要素を通って流れる。これが、加熱要素を熱くさせ、それが、変形要素を膨張させ、それが、膜を変形させる。
【００８１】
ＴＰＯ光パイピング（４４００）〜（４５００）
暗い環境におけるオーバーレイの使いやすさを改善する１つの方法は、オーバーレイを照明することである。この手法の場合、サイド取り付けＬＥＤが、タッチセンサのベゼルの周囲に配置され得る。ＴＰＯオーバーレイは、それが、これらのサイド照明ＬＥＤのための光誘導として機能するように設計され得る。各オーバーレイは、光がオーバーレイ内のどこを伝わるかを、またオーバーレイのどのエリアが照明されて見える、又は暗く見えるかも厳密に制御することができる。各オーバーレイは、この光誘導技法を使用して、オーバーレイによって提示される特定の機能を強調することができるので、これは、ユーザに対する視覚フィードバックを改善する。
【００８２】
本明細書で説明されるＴＰＯ構造は、図４４（４４００）〜図４５（４５００）に全体的に示されるように、光パイピングを具現することができる。これらの図によって分かる
ように、ＴＳＡタブレット構造によって供給されるＴＰＯの特定の部分の照明は、サイドＬＥＤ及びＴＰＯ構造内の光学的光パイピングによって提供される。
【００８３】
これらの図は、様々な環境においてオーバーレイの可視性を高めるために、オーバーレイが光誘導としていかにして使用され得るかを示している。サイド取り付けＬＥＤは、タッチセンサのエッジの周囲に取り付けられ得、光を発して、タッチセンサの上に配置されたオーバーレイ内に入射させることができる。オーバーレイの側面から注入された光は、拡散し、指定されたエリアから出て行くことができる。図面から分かるように、いくつかのエリアは、光が通過して、オーバーレイから出て行くことを可能にし（これらのエリアは、照明されて見える）、他の区画は、光がオーバーレイ内部に留まるように設計される（これらのエリアは、暗く見える）。異なるＬＥＤが、ＴＰＯ構造の異なるセットを照明するために使用され得る。
【００８４】
アクティブＴＰＯエナジー・ハーベスティング（４６００）〜（４７００）
これまでは、オーバーレイは、純粋に受動的で給電されないものとして説明された。しかしながら、オーバーレイがセンサから電力を受け取ることができる場合、より高性能のオーバーレイが作成され得る。これは、センサ上に配置されたオーバーレイを誘導的に給電することによって可能にされる。伝送される電力の量に応じて、これらのオーバーレイは、給電されるＬＥＤ、セグメント・ディスプレイを有すること、又は小型スピーカを通して可聴音を鳴らすことさえできる。これらのオーバーレイは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）又はＢＬＥを介して、アプリケーション・ソフトウェアと直接的に通信することが可能な、小型マイクロコントローラを有することさえできる。
【００８５】
モジュラ・オーバーレイは、誘導充電器から電力を受け取ることが可能な、誘導コイルを含むことができる。磁界に対して透過的なタッチセンサは、これらのモジュラ・オーバーレイの充電／給電をサポートするために、誘導充電コイルを取り付けられ得る。
【００８６】
本明細書で説明されるＴＰＯ構造は、図４６（４６００）〜図４７（４７００）に全体的に示されるように、エナジー・ハーベスティングを実施することができる。これらの図によって分かるように、環境及びＴＳＡタブレットからのエネルギーの収集は、ＴＰＯ内の電子機器が、ＴＳＡ表面への圧力のアクティブ化と関連して、様々な機能を実行することを可能にすることができる。
【００８７】
例示的なＴＳＡ／ＴＰＯ統合（４８００）
これまでは、オーバーレイは、タッチセンサの全体を覆う、モノリシックなエンティティとして説明された。しかしながら、センサの異なるエリア内に配置され得るより小さいオーバーレイを作り上げることは、等しく有益である。タッチセンサの底部が、強磁性材料と重ねられる場合、各オーバーレイを高い信頼性でセンサに取り付けるために、磁石利用の取り付け方法が使用され得る。力プロファイル、ＲＦＩＤ、光学的、容量性、誘導性、又は抵抗性識別方式が実施される場合、様々なオーバーレイが、センサにわたって識別され、追跡され得る。これは、ソフトウェアが、タッチ・データをオーバーレイ依存の機能出力に変換するように自らを自動的に構成することができるようにするのに、重要である。このモジュラ・オーバーレイ手法を用いれば、新しいカスタム・インターフェースを作成するために、フラットな、３Ｄの、機械的な、及び変形可能なオーバーレイを混合し、調和させることができる。これらのモジュラ・オーバーレイは、図６５（６５００）〜図１２８（１２８００）においてより詳細に説明される。
【００８８】
本明細書で説明されるような様々なモジュラＴＰＯ構造とインターフェースを取るＴＳＡタブレットの例が、図４８（４８００）に全体的に示されている。ＴＳＡタブレットの表面は、この説明のために、スケールが縮小されているが、いくつかの応用例では、非常
に大きいことができ、何平方フィートもの表面積を有する表面を含むことができる。示されるように、ＴＰＯ構造は、表面上で任意の向きに揃えられ得、ＴＰＯ構造を操作する何人もの異なる個人がいるいくつかの応用例では、ＴＰＯ構造は、唯一の大きいＴＳＡタブレット上で協力する各個人にとって適切な向きに揃えられ得る。
【００８９】
ＴＳＡ／ＴＰＯ取り付け機構（４９００）〜（５６００）
本明細書で説明されるＴＰＯ構造は、図４９（４９００）〜図５６（５６００）に全体的に示されるように、様々な技法を使用して、ＴＳＡに取り付けられ得る。オーバーレイをタッチセンサと結合するための多くの異なる方法が存在する。最も簡単な方法は、単にオーバーレイをセンサの上に配置することである。しかしながら、この方法は、オーバーレイが自由に動き回るので、あまり信頼性が高くない。以下のセクションは、オーバーレイをセンサに取り付けるためのより良い方法について説明する。
ＴＰＯ外縁エッジのＴＰＡへの挿入（４９００）〜（５０００）
タッチセンサ筐体は、そのベゼルが硬質であるが、オーバーレイを所定の位置に保持するのに十分な張り出しを有するように構成され得る。図４９（４９００）〜図５０（５０００）は、オーバーレイがそのような設計にいかにして統合され得るかを示している。図４９（４９００）〜図５０（５０００）に全体的に示されるように、ＴＰＯ（４９１０）は、ＴＳＡ（４９２０）を覆うベゼル内への外縁エッジの挿入を可能にするように曲げられ得る。この挿入シーケンスは、図５０（５０００）において詳述されており、ＴＰＯ（５０１０）のエッジは、ＴＳＡ表面を覆うベゼル（５０２２）内の凹所（５０２１）内に挿入される。
【００９０】
上で説明されたように、ベゼルは、ヒンジ又は磁石を用いずに、オーバーレイを保持するように設計され得る。この構成は、可撓性を有するオーバーレイを保持することが可能な張り出しを有するように設計された、硬質のベゼルを具現することができる。この構成では、オーバーレイのエッジが、ベゼルの張り出しの下に収まるように、オーバーレイは、曲げられ、筐体内に滑り込まされ得る。この構成は、可撓性を有するオーバーレイには有効であるが、硬質のオーバーレイには有効でない。
ＴＰＯサイド・エッジのＴＰＡへの挿入（５１００）〜（５２００）
タッチセンサ筐体は、そのベゼルが硬質であるが、オーバーレイを所定の位置に保持するための十分な張り出しを有するように構成され得る。図５１（５１００）〜図５２（５２００）は、オーバーレイがそのような設計にいかにして統合され得るかを示している。図５１（５１００）〜図５２（５２００）に全体的に示されるように、ＴＰＯ（５１１０）は、ＴＳＡ（５１２０）を覆うベゼル内へのサイド・エッジの挿入を可能にするように構成され得る。図５２（５２００）において詳述されるようなこのＴＰＯ取り付け実施形態内では、ＴＳＡベゼルは、クローズド・エンド（５２２２）を有するか、又はオープン・エンド型（５２２３）であるように構成され得る。図５１（５１００）の描写は、クローズド・エンド型ベゼル（５２２２）の構成を示しているが、本発明の範囲を狭めることなく、オープン・エンド型ベゼル（５２２３）の構成が、代わりに用いられ得る。ＴＰＯ（５１１０）のエンボス加工されたキーの高さに応じて、ベゼル・タイプの選択は、応用例固有であり、いくつかの状況では、ベゼルは、別々の構造又は単一の構造としてＴＰＯと組み合わされ得る。
【００９１】
図５１（５１００）〜図５２（５２００）は、可撓性を有するオーバーレイ及び硬質のオーバーレイの両方に有効な取り付け方法を示している。このタッチセンサ筐体は、３つのサイドに硬質のベゼルを有する。これは、センサが、筐体内に滑り込むことを可能にする。任意選択的に、オーバーレイをそれが筐体内に挿入されたサイドにおいて固定するために、ベゼルは、所定の場所にスナップ留めされ得る。このスナップ取り付けフィーチャの詳細は、示されていないが、多くのプラスチック製スナップによる取り付け方法が、この実施形態の教示に適合することを当業者は認識するであろう。
ＴＰＯの磁石利用ベゼルによるＴＰＡへの取り付け（５３００）〜（５４００）
オーバーレイを磁石を用いてタッチセンサに取り付けることも可能である。これらの磁石は、センサ／オーバーレイ・アライメントに役立つように、デバイスのベゼル内に配置され得る。タッチセンサ筐体は、ベゼルが筐体から完全に外れるようにも構成され得る。これは、両サイドが外れることを除いて、ヒンジ利用のフレーム手法と同様である。ドロップイン・フレームを用いれば、ベゼルは、センサ筐体にスナップ留めされること、又はオーバーレイの上部に磁石を介してつながることができる。
【００９２】
図５３（５３００）〜図５４（５４００）に全体的に示されるように、ＴＰＯ（５３１０）は、ＴＰＯ磁石利用保持ベゼル（５３３０）を使用する、ＴＳＡ（５３２０）への取り付けを可能にするように構成され得る。これらの図は、オーバーレイをタッチセンサに固定するために、ドロップイン・フレーム（５３３０）がいかに使用され得るかを示している。ドロップイン・フレームは、センサ筐体に確実に結合するために、磁石又はプラスチック製スナップ／インデントを使用することができる。ＴＰＯオーバーレイは、タッチセンサの上に配置され得、ドロップイン・フレームは、オーバーレイをタッチセンサに固定するために、オーバーレイの上に置かれる。
【００９３】
ＴＳＡ（５３２０）内に含まれる磁石（５３２１）は、磁石利用ＴＰＯ保持ベゼル（５４３０）内の対応する磁石（５４３１）と組み合わさる。これらの図面に示されるＴＰＯ（５３１０、５４１０）は、エッジにおいてＴＰＯ磁石利用保持ベゼル（５３３０、５４３０）によって保持されるように設計される。
スルーホール磁石を使用するＴＰＯの取り付け（５５００）〜（５６００）
図５５（５５００）〜図５６（５６００）に示される代替的な実施形態に全体的に示されるように、この構成技法の他の異形は、ＴＰＯ（５５１０、５６１０）の保持が、ＴＰＯ（５５１０、５６１０）及びＴＰＯ磁石利用保持ベゼル（５５３０、５６３０）の角隅における磁石（５５２１、５５３１）によって達成されるように、ＴＳＡ（５５２０、５６２０）の磁石（５５２１）とＴＰＯ磁石利用保持ベゼル（５５３０、５６３０）内の磁石（５５３１）とに対応するＴＰＯ（５５１０、５６１０）内のホール（５５１１）を含むことができる。この異形は、ＴＰＯ（５５１０、５６１０）、ＴＳＡ（５５２０、５６２０）、及びＴＰＯ磁石利用保持ベゼル（５５３０、５６３０）の角隅において、磁石（５５２１、５５３１）の重なり合いを可能にする、ＴＰＯ（５５１０、５６１０）についてのより大きいフットプリントを必要とする。
ＴＰＯのヒンジ利用ベゼルによるＴＰＡへの取り付け（５５００）〜（５６００）
タッチセンサ筐体は、ベゼルのエリアがヒンジ上に広がるように構成され得る。オーバーレイは、タッチセンサの上に配置され得、ベゼルは、元の位置に閉じられて、オーバーレイをその下にあるセンサに固定することができる。図５５（５５００）〜図５６（５６００）に全体的に示されるように、ＴＰＯ（５５１０）は、ＴＰＯヒンジ利用保持ベゼル（５５３０）を使用したＴＳＡ（５５２０）への取り付けを可能にするように構成され得る。ＴＳＡアセンブリ（５６２０）内に含まれるヒンジ（５６２１）は、ＴＰＯ保持ベゼル（５６３０）内の対応するヒンジ要素（５６３１）と組み合わさる。先に説明された実施形態と同様に、ＴＰＯ保持ベゼル（５６３０）は、示されるようにアセンブリの角隅の１つ又は複数に配置され得る磁石を使用して、ＴＳＡアセンブリ（５６２０）に固定され得る。いくつかの代替的な実施形態は、ＴＰＯ保持ベゼル（５６３０）を固定するために、ＴＳＡアセンブリ（５６２０）の前側においてラッチング機構を利用することができる。
【００９４】
図５５（５５００）〜図５６（５６００）は、オーバーレイをタッチセンサに固定するために、ヒンジ利用フレームがいかに使用され得るかを示している。オーバーレイを設置するためには、単に、フレームを開け、タッチセンサの上に新しいオーバーレイを置き、フレームを閉じるだけである。オーバーレイは、それがタッチセンサに接して確実に保持
されるように、ヒンジ利用フレームの下に広げられる。ヒンジ利用フレームは、１つのサイドにおいてはヒンジを介して固定され得、他のサイドにおいては磁石を用いて固定され得る。タッチセンサは、この筐体内に統合され、取り外し可能ではない（オーバーレイだけが取り外し可能である）ことに留意されたい。ヒンジ利用フレームは、磁石の代わりに、フック／キャッチ・システムを用いて固定され得る。フックを滑らせて外したときに、ヒンジ利用フレームが跳ねるように開くように、ばねが使用され得る。この構成を用いれば、取り外し可能なフレームを作成するために、ヒンジは、タブでも置き換えられ得る。
【００９５】
ＴＰＯ識別機構（５７００）〜（６４００）
概要
先にソフトウェア・セクションにおいて言及されたように、アプリケーション・ソフトウェアを、現在ＴＳＡセンサの上にあるＴＰＯオーバーレイと「同期」させておくことが重要である。ソフトウェアが、オーバーレイと一致していない場合、オーバーレイは、ユーザが期待するようには機能しない。アプリケーション・ソフトウェアが現在のオーバーレイと常に確実に一致するようにすることは、困難な仕事であり得る。この問題を解決する１つの方法は、どのオーバーレイが現在タッチセンサ上にあるかを見出すための検査をソフトウェアが行うことができる、システムを作り上げることである。この機能性を達成するための方法は、以下のセクションにおいて説明される。
【００９６】
図５７（５７００）〜図６４（６４００）は、どのオーバーレイが今現在センサの上に配置されているかをセンサが検出することができるようにするために、オーバーレイがいかに構成され得るかを示している。力プロファイル・オーバーレイ識別方法とともに使用されるドット・パターン。埋め込まれたＲＦＩＤタグを有するオーバーレイも、使用され得る。先に説明されたように、タッチセンサは、このタグからＩＤを読むことが可能なＲＦＩＤリーダを有するように構成され得る。また、ＲＦＩＤタグは、アンテナ及び汎用マイクロコントローラで置き換えられ得、汎用マイクロコントローラは、ＲＦＩＤリーダから送信された電磁波を変調するようにプログラムされる。マイクロコントローラは、ＲＦＩＤリーダから電力を受け取り、ＩＤ要求に応答することができる。ＴＰＯの光学的識別は、バー・コードを使用することであり、及び／又はＱＲコード（登録商標）も、予期されている。キャパシタンス、コンダクタンス、又はインダクタンス測定を使用する識別のために、導電性パターンも、使用され得る。光学的又は容量性識別マーカが、オーバーレイのどちらかのサイドに配置され得ることが留意されるべきである。これらのマーカは、同様にオーバーレイのエッジにも配置され得る。マーカ位置は、ＩＤ感知電子機器がセンサ筐体内にいかに位置付けられるかに依存する。
【００９７】
多くの好適な本発明の実施形態におけるＴＰＯ構造は、図５７（５７００）〜図６４（６４００）に全体的に示されるように、一意的な識別機構の何らかの形態を具現することができる。これらのＴＰＯ一意識別子（ＴＰＩ）は、所定のＴＰＯがＴＳＳの表面に適用されたときに、ＴＳＳを制御するソフトウェアが、動作を自動的に再構成することを可能にする。様々なＴＰＩ識別方法が、本発明によって予期されており、今から説明される。例示的なＴＰＯ／ＴＳＡアセンブリ（５７００）
図５７（５７００）は、ＴＳＡタブレット（５７２０）と組み合わさるように構成された、例示的なＴＰＯ（５７１０）を示している。この例示的なＴＳＡ＋ＴＰＯ構成は、以下で説明される様々なＴＰＯ識別方法のための基本となる例として使用される。
ＴＰＯ内に埋め込まれた磁石（５８００）
図５８（５８００）は、ＴＳＡ上に配置されたときにＴＰＯを一意的に識別するための、ＴＰＯ内に埋め込まれた磁石の使用を示している。ここでは、磁石は、ＴＳＡ内に埋め込まれた対応する磁石（図示されず）に組み合わさるように、ＴＰＯ内に位置付けられ得る。これは、ＴＰＯとＴＳＡ表面との位置合わせアライメントを可能にするように、ＴＰＯ構造が、ＴＳＡ表面に確実に組み合わされることを可能にする。この図は、磁石がオー
バーレイ自体内にいかに埋め込まれ得るかを示している。タッチセンサ筐体が、同じ位置に相補的な磁石を有する場合、オーバーレイは、センサの上部に直接的に取り付けられ得る。
ＴＰＯの磁石利用の識別（５９００）
図５９（５９００）は、上で説明されたようなＴＰＯ位置付け用の磁石の場所（５９１１）を含み、ＴＳＡ内の対応する磁力計（例えば、ホール効果センサ又は同等の検出器）によって検出される磁石を装着され得る、数々のＴＰＩ識別用の磁石の場所（５９１２）も含む、ＴＰＯ構造（５９１０）を示している。ＴＰＩ識別用の磁石の場所（５９１２）に選択的に装着することによって、ＴＳＡの磁力計は、特定のＴＰＯに特有のビット・ストリームを識別し、したがって、ＴＳＡによって感知された押下圧力から受け取った情報を処理するための適切なソフトウェア・ドライバ及びアプリケーション・ソフトウェアをロードすることができる。この識別機構は、ＴＰＩ識別用の磁石の場所（５９１２）の各々に対応する磁石をＴＳＡ内に埋め込み、各ＴＰＩの場所において検出された圧力を測定することによって、磁力計を使用しなくても利用され得る。設置された磁石を有さないＴＰＩ位置は、検出される圧力を僅かしか又はまったく示さず、一方、設置された磁石を有するＴＰＯ内のＴＰＩの場所は、対応するＴＰＩ識別ビット・ストリームに変換され得る、ＴＳＡ圧力の測定可能な増加を検出する。
ＴＰＯ内の加圧用の盛り上がった印（力プロファイル識別）（６０００）
オーバーレイは、力感知タッチセンサに接して配置されるので、オーバーレイがセンサに対して特有の力プロファイルを加えるように、オーバーレイを変更することが可能である。この力プロファイルを、それが特有であるように形成することが可能であり、それは、ソフトウェアが、異なるオーバーレイを互いに区別することを可能にする。図６０（６０００）は、オーバーレイの底側に小さい突起を配置することによってこれを達成するための１つの方法を示している。これらの突起は、タッチセンサに押し入り、検出可能な力プロファイル・パターンを生成する。すべてのオーバーレイがこれらの突起が存在するセンサの指定された領域を有する方式が、生み出され得る。これが成り立つ場合、一意的なＩＤを各オーバーレイに割り当てるために、バイナリ・エンコーディングを使用することができる。突起の存在は、「１」にマッピングすることができ、突起の非存在は、「０」とすることができる。このバイナリ方式は、オーバーレイＩＤにデコードされ得る。新しいオーバーレイが、センサ上に配置された場合、センサは、新しいオーバーレイのＩＤを読み、オーバーレイにおいて提示される機能性に一致する正しいソフトウェアをインテリジェントにロードすることができる。
【００９８】
例として、図６０（６０００）は、上で説明されたようなＴＰＯ位置付け用の磁石の場所（６０１１）を含み、ＴＰＯの平面よりも上に盛り上がった様々な形状を含むことができ、ＴＳＡの表面に対して定められた圧力プロファイルを加える、数々の盛り上がったＴＰＩ識別用の印の場所（６０１２）も含む、ＴＰＯ構造（６０１０）を示している。正しい形状及び／又はＴＰＩ識別用の印の場所（６０１２）の位置を提供することによって、ＴＳＡは、感圧面のこのエリアを検査し、ＴＰＯ（６０１０）の後面の平面よりも上に提示される特有の圧力プロファイルのおかげで、ＴＰＯ（６０１０）の識別情報を決定することができる。ここでは、圧力プロファイル形状及び／又はＴＰＩ識別用の印の場所（６０１２）の位置が、この識別工程において使用され得ることに留意されたい。したがって、特定の形状は、ＴＰＯを一意的に識別することができ、及び／又は圧力プロファイルからのデータのバイナリ・エンコーディングが、この識別を達成するために使用され得る。圧力プロファイルの外周情報の使用による識別のこの技法は、また、図５９（５９００）において詳述された磁石利用の手法とともに使用され得ることも留意されるべきである。
【００９９】
ＴＰＯ構造の加圧用の印による識別を使用するさらなる例が、図１２１（１２１００）〜図１２５（１２５００）にさらに詳細に示されており、対応する識別の方法が、図１２８（１２８００）のフローチャートに提供されている。
触覚バー・コード利用の識別（６１００）〜（６２００）
図６１（６１００）〜図６２（６２００）は、ＴＰＯ（６１１０）を識別するための触覚バー・コード（６１１２）の使用を示している。触覚バー・コード（６１１２）は、それがＴＰＯ上の任意の位置に配置され得、位置合わせ磁石（６１１１）を必要とせずに依然としてＴＳＡによって適切に認識されるように、十分な内部的な位置合わせ情報を一般に含むことは別として、この感圧手法は、図６０（６０００）において説明されたものと同様であり、任意選択的に位置合わせ磁石（６１１１）を含む。いくつかの状況では、ＴＰＯ認識工程は、バー・コードをＴＳＡの表面に押し付け、その結果として、ＴＳＡスキャニング・ロジックによるバー・コードの識別に影響するように、ＴＰＯを「スワイプ」することによって、強化され得る。図６１（６１００）には、ＴＰＯ識別情報、ならびに場合によってはＴＰＯ構成のためのアプリケーション・ソフトウェア及び／又はドライバについてのソース情報を提供するために、説明されたバー・コードと同様の方法でやはり使用され得る、盛り上がった手触りのクイック・レスポンス（ＱＲ）コード（６１１３）の使用も、示されている。
光学的な識別（６１００）〜（６２００）
代替的に、光学的なソリューションが、センサの上に置かれているオーバーレイを識別するために利用され得る。例えば、バー・コード又はＱＲコード（登録商標）が、ＴＰＯオーバーレイの底側に配置され得る（図６１（６１００）〜図６２（６２００））。ＴＳＡ力センサは、一意的なバー／ＱＲコード（登録商標）を読み、どの特定のＴＰＯオーバーレイがセンサの上にあるかを決定する、バー・コード・スキャナ／カメラを有するように装備され得る。異なるオーバーレイを識別するために、ＴＳＡセンサを見下ろすように取り付けられたカメラを使用することも可能である。
ＴＰＯのＲＦＩＤ利用の識別（６３００）
どのオーバーレイがセンサの上にあるかを識別するための別の方法は、ＲＦＩＤタグを各オーバーレイ内に埋め込むことである。タッチセンサが、磁界に対して透過的である限り、ＲＦＩＤアンテナは、タッチセンサの下に直接的に配置され得る。このアンテナは、オーバーレイ内のＲＦＩＤタグを読むことが可能な電子機器に接続され得る。成形されたオーバーレイの場合、ＲＦＩＤタグは、成形物自体の内に埋め込まれ得る。機械的な変形可能なオーバーレイの場合、ＲＦＩＤタグは、オーバーレイの底部に配置され得る。ＲＦＩＤレイヤが、その下にあるタッチセンサへの力の伝達を可能にし続けるように、配慮されなければならない。
【０１００】
図６３（６３００）は、ＴＳＡ内に存在する対応するＲＦＩＤ通信インターフェースにＴＰＯ（６３１０）の識別情報を受動的に伝達することができる、ＴＰＯ（６３１０）内に埋め込まれたＲＦＩＤ（６３１２）を含む、ＴＰＯ（６３１０）を示している。ＲＦＩＤ（６３１２）のフォーム・ファクタは、適用状況及び特定のＲＦＩＤ技術の選択に基づいて多様であり得ることを、当業者は認識するであろう。ＲＦＩＤ（６３１２）は、示されるように別個のコンポーネントとすることができ、又はいくつかの好適な実施形態では、それは、ＴＰＯ（６３１０）の内部構成内に組み込まれ得る。
ＴＰＯの短絡バー利用の識別（６４００）
図６４（６４００）は、ＴＳＡ（６４２０）表面内の対応するスイッチ接点（６４２２）と組み合わさるＴＰＯ（６４１０）内に存在する短絡バー（６４１２）の結果としてＴＰＯ識別が生じる、ＴＳＡ（６４２０）と組み合わされたＴＰＯ（６４１０）を示している。ＴＰＯ（６４１０）上における短絡バー（６４１２）の適切な配置は、バイナリ・コードがＴＳＡ（６４２０）によって解釈されること、及びＴＰＯ（６４１０）の識別が生じることを可能にする。
ＴＰＯの容量的及び／又は誘導的な識別（６４００）
加えて、導電性電極が、ＴＰＯオーバーレイに取り付けられ、印刷され、又は埋め込まれ得る。キャパシタンス及び／又はインダクタンス・センサのアレイが、タッチセンサのエッジに沿って配置され得る。これらのキャパシタンス及び／又はインダクタンス・セン
サは、これらの電極の存在／非存在を検出することができる。今度も、これらの電極は、異なるオーバーレイを区別するためのバイナリ・エンコーディングとして使用され得る。
【０１０１】
例として、図６４（６４００）に示された構成の他の異形は、ＴＰＯ（６４１０）内に存在する導電性バー（６４１２）の存在／非存在による、ＴＰＯ（６４１０）がＴＳＡ（６４２０）に組み合わされたときのキャパシタンス及び／又はインダクタンスの変化を検出して、エンコードされたＴＰＯ識別情報を識別するために、ＴＳＡ（６４２０）内の接点（６４２２）とＴＰＯ（６４１０）内に存在する対応する導電性バー（６４１２）との間の容量性及び／又は誘導性結合の差を使用することができる。キャパシタンス及び／又はインダクタンスのこれらの変化は、表面上又はＴＰＯ内に埋め込まれた導電性材料における差を使用して検出され得る。
【０１０２】
例示的なＴＰＯ検出ハードウェア
ＴＰＯオーバーレイの自動検出に影響する、数々のハードウェア手法が利用され得るが、例示的で非排他的なハードウェアの以下のリストは、多くの本発明の実施形態とともに使用され得る、典型的なインターフェーシング・ハードウェアを提供する。
容量性検出
・ＡＮＡＬＯＧ  ＤＥＶＩＣＥＳモデルＡＤ７１４７Ａ−単一電極キャパシタンス・センサのためのＣａｐＴｏｕｃｈプログラマブル・コントローラ
・ＡＴＭＥＬモデルＡＴ４２ＱＴ２１２０−ＱＴｏｕｃｈ  １２チャネル・タッチセンサＩＣ
誘導性検出
・ＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳモデルＬＤＣ１０００−インダクタンス−デジタル・コンバータ
・ＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳモデルＬＤＣ１３１２／１３１４−誘導性センシングのためのマルチチャネル１２ビット・インダクタンス−デジタル・コンバータ（ＬＤＣ）
磁気的検出
・ＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳモデルＤＲＶ５０５３−アナログ−バイポーラ・ホール効果センサ
・ＴＯＳＨＩＢＡモデルＴＣＳ２０ＤＬＲ−ＣＭＯＳデジタル集積回路シリコン・モノリシック・デジタル出力磁気センサ
例示的なＴＰＯ形態
以下の説明は、様々な予期される例示的なＴＰＯ形態を詳述する。当業者は、疑いなく、提示される教示を使用して、多種多様な構造を含むように、これらの機能的な形態をさらに展開することができる。提示される形態は、本明細書の概念を説明する目的で、誇張された水平及び垂直寸法で提供されているが、これらの寸法及び比率は、本発明の範囲を限定しない。多くの適用状況は、薄いカスタム・コンソール構造、又は薄いポータブル・フォーム・ファクタを有する事前定義されたコンソール・インターフェースをサポートするために、開示されるＴＰＯ構造の機能性をよりコンパクトなフォーム・ファクタ内に含む。
【０１０３】
機械的オーバーレイ
先に説明されたタイプのオーバーレイ（フラット及び３Ｄ）はともに、ユーザからタッチセンサに効果的に力を伝達するために、可撓性を有する材料の使用を必要とする。しかしながら、オーバーレイを硬質な材料を用いて作り上げる方法が存在する。このタイプのオーバーレイは、本発明の開示において、機械的オーバーレイと呼ばれる。このタイプのオーバーレイは、それが、対象ユーザ入力を下にあるタッチセンサに効果的に移す限り、任意の材料から作成され得る。例えば、物理的なボタン、スイッチ、ノブ、スライダ、及びジョイスティックを有するオーバーレイは、これらのフィーチャとのやり取りが、タッ
チセンサ上における区別可能な入力に変換可能なように構成され得る。機械的ＴＰＯオーバーレイの例は、図６５（６５００）〜図１０４（１０４００）に示されており、以下で詳細に説明される。
【０１０４】
図６５（６５００）〜図１０４（１０４００）は、機械的オーバーレイの例を示している。これらの例では、可撓性を有する材料は、使用されない。代わりに、機械的ウィジェット（スライダ、ノブ、トグル・スイッチ、及びボタン）が、それらがユーザの入力からの力を下にあるタッチセンサに伝達するように設計される。様々な図が、機械的オーバーレイの断面を示しており、これらの実施形態において、スライダ及びボタンがいかに実施されるかを示している。スライダは、スライディング要素の底部が、タッチセンサと常に接触するように構成される。これは、センサが、スライダ位置を継続的に読むことを可能にし、スライダ位置は、ユーザがスライダを前後に動かした場合、更新される。他方、ボタンは、デフォルトでは、センサに触れていない。ユーザがボタンを押下したとき、タッチセンサは、移動するボタン・シャフトによって加えられた力を感知することによって、ボタンのアクティブ化を検出することができる。
【０１０５】
これらの図は、モジュラ・オーバーレイがいかにして作成され得るかを示している。これらのオーバーレイは、各々が、磁石を含み、背後に強磁性体材料を有するタッチセンサに取り付けられ得る。これは、オーバーレイが、タッチセンサ上のどこにでも配置されることを可能にする。いくつかの状況では、平坦で可撓性を有するモジュラ・オーバーレイの実施が予期される。このオーバーレイは、包括的なタッチ入力を示すために使用され得、又はセンサのある領域が線描用に指定されていることを示すことができる。後者のケースでは、このオーバーレイの上部材料は、筆記エクスペリエンスを高めるように特別に選択され得る。図４８（４８００）及び図１２６（１２６００）〜図１２７（１２７００）は、タッチセンサが、様々な異なるモジュラ・オーバーレイを装着されたときに、どのように見えるかを示している。これらのオーバーレイは、磁石を利用したものなので、任意の方法で再配置され得る。これは、ユーザが、カスタムの強力な、それでいて直感的な物理的なインターフェースを作成することを可能にする。
【０１０６】
ＴＰＯプッシュボタン（６５００）〜（６８００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図６５（６５００）〜図６８（６８００）に全体的に示されるように、ＴＰＯプッシュボタン形態で実施され得る。この一般的なタイプのプッシュボタンは、多種多様な形態を有することができるが、示されるように、デバイスの底部の４隅にある磁石と、ＴＳＡ上における圧力の読み取りを開始させるばね装備の圧力接触とを含むことができる。
【０１０７】
ＴＰＯロッカ・スイッチ（６９００）〜（７２００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図６９（６９００）〜図７２（７２００）に全体的に示されるように、ＴＰＯロッカ・スイッチ形態で実施され得る。示される実施形態は、ロッカ・スイッチをＴＳＡに固定するための４つの磁石と、ＴＳＡの表面に圧力を提供するばね装備の接触器を明確に位置付ける２位置のロッカとを提供する。ボール・ベアリングが、ロッカ・スイッチ位置の変化と関連付けられる摩擦抵抗を低減するために、示されるように組み込まれ得る。
【０１０８】
ＴＰＯスライダ（７３００）〜（７６００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図７３（７３００）〜図７６（７６００）に全体的に示されるように、ＴＰＯスライダ形態で実施され得る。このスライダは、運動の自由度が１であるアナログ直線接触器を提供する。これは、ＴＳＡ圧力センサによって解釈されるような様々な直線的なデジタル入力を実施することができる。
【０１０９】
ＴＰＯノブ（７７００）〜（８０００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図７７（７７００）〜図８０（８０００）に全体的に示されるように、ＴＰＯノブ形態で実施され得る。ＴＰＯノブの実施形態は、ノブの回転軸の周りで半径方向の圧力をＴＰＡに提供するために、回転するノブ・インジケータが使用されることを除いて、スライダのそれと同様の方法で動作する。スペーシング発泡ワッシャ及び保持ファスナが、一度回転された後でノブ位置を維持するために必要な摩擦を提供する。スライダと同様に、任意選択的なボール・ベアリング接触点を有するばね駆動の接触器が、ノブ変位を検出するのに必要なＴＰＡ圧力を提供する。
【０１１０】
示されるようなノブは、回転軸の周りで十分に線的な円形移動を提供する。しかしながら、従来のポテンショメータ機能性と比較して、ロータリ・スイッチ機能を提供するために、位置付け機構内に戻り止めを含むことが可能である。
【０１１１】
ＴＰＯマウス／パック（８１００）〜（８８００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図８１（８１００）〜図８８（８８００）に全体的に示されるように、ＴＰＯマウス／パック形態で実施され得る。この例示的なＴＰＯの実施形態は、マウス／パック・シェル（８５１０）が、底面上の突起を介してＴＳＡ表面と圧力接触を行う交換可能な接触面プレート（８５２０）に組み合わされる、ツーピースのマウス／パック・アセンブリを示している。図８５（８５００）に全体的に示されるように、マウス／パック・シェル（８５１０）は、マウス／パック・シェル（８５１０）の本体内の押し出されたスライディング・チャネルを介して、対応するインデックス付けされた交換可能な接触面プレート（８５２０）を受け入れるように設計される。
【０１１２】
図８７（８７００）〜図８８（８８００）に示される異形において示されるように、接触面プレートは、マウス／パックを一意的に識別する数々の異なる圧力パターンを提供するように、多種多様な方法で構成され得る。もちろん、これらの教示を使用して、シングルピースのマウス／パック構成を生み出すことが可能である。しかしながら、エルゴノミックなマウス・シェル（８５１０）を選択し、これを数々の交換可能な接触面プレート（８５２０）を用いて再構成する能力は、ゲーム・アプリケーションなどのソフトウェアとインターフェースを取る場合に、ユーザに大きな自由度を可能にする。
【０１１３】
図８１（８１００）〜図８８（８８００）に示されるようなマウス／パックＴＰＯの形成は、マウス／パックの上部における横方向の圧力差が、ＴＳＡ上において感知される圧力差に変換されることを可能にする。例えば、圧力は、交換可能な接触面プレート（８５２０）の底部の様々な表面接触パッド（８５２１、８５２２、８５２３）の間で再分配されるので、これは、等価のマウス・クリック又は他のＧＵＩメッセージング情報のように、ソフトウェアによって解釈され得る。図８８（８８００）に示されるような他の接触パッドの形成は、圧力差が、接触プレートの底面上に提供される接触パッドの数及びタイプに応じて、２つ以上の軸において検出されることを可能にする。様々な接触点の数及び配置の変化は、ユーザ入力活動と関連付けられた多種多様なアクションを提供する。
【０１１４】
ＴＰＯジョイスティック（８９００）〜（９６００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図８９（８９００）〜図９６（９６００）に全体的に示されるように、ＴＰＯジョイスティック形態で実施され得る。これらの図面は、磁気引力を介してＴＳＡ表面に組み合わされ、ジョイスティックが多種多様な位置に明確に位置付けられることを可能にし得るジョイスティックを開示している。ＴＳＡとジョイスティックとの間の接触点は、最適には、任意選択的な統合されたボール・ベアリングを有するばね装備の接触器とすることができる。図９５（９５００）〜図９６（９６００）に全体的に示されるように、ジョイスティックは、与えられたジョイスティック位置においてセレクタとしての機能を果たすことができる、ばね装備のプッシュボタン（及び
対応する圧力接触シャフト）も含むことができる。このアクションは、マウス・キーの機能をまねることができる。ジョイスティックの座標位置は、ジョイスティックの半径方向の角度の非線形関数であるので、測定されたＴＳＡ圧力位置とユーザが位置付けたジョイスティックの角度との間の関係を補正するために、ソフトウェアが使用され得る。
【０１１５】
ＴＰＯトラックパッド（９７００）〜（１００００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図９７（９７００）〜図１００（１００００）に全体的に示されるように、ＴＰＯトラックパッド形態で実施され得る。この形態のＴＰＯは、ＴＰＯの表面上に応用例固有の特別な印又は他の触覚形態を有することができる。そのため、それは、ソフトウェア固有の機能性をＴＳＡ内に組み込む非常に汎用的な方法を表す。
【０１１６】
ＴＰＯキーパッド（１０１００）〜（１０４００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図１０１（１０１００）〜図１０４（１０４００）に全体的に示されるように、ＴＰＯキーパッド形態で実施され得る。ここでは、上で説明されたＴＰＯトラックパッドが、カスタム・オーバーレイと、キーパッド・オーバーレイ内の各キーと関連付けられた接触点を用いて構成される関連するカスタムのインデックス付けされた圧力接触器（ＩＰＣ）とを用いて増強され得る。
【０１１７】
フラットなオーバーレイ（１０５００）
物理的なタッチセンサ増強の最も簡単な形態は、平坦で可撓性を有するオーバーレイを用いて達成される。このオーバーレイは、異なるセンサ機能を示すマーキングを有するように印刷され得る。例えば、ＱＷＥＲＴＹキーボード・オーバーレイは、単に、その上面にキーボード・パターンが印刷された、薄く、可撓性を有するプラスチック製の膜とすることができる。センサ上に配置された場合、センサは、（正しいソフトウェアも有効であることを前提として）タッチ・データをキーボードのキーストロークに変換することが可能な、機能的キーボードになることができる。オーバーレイは、ユーザに視覚フィードバックを提供し、キーボード機能性の使いやすさを高める。数々の触覚表面パターンを有するこれらのフラットなＴＰＯオーバーレイの様々な例が、図１０５（１０５００）に示されている。
【０１１８】
ＴＰＯトラックパッド／キーパッド・オーバーレイ構成（１０５００）〜（１１２００）
本発明は、図１０５（１０５００）〜図１１２（１１２００）に全体的に示されるように、ＴＰＯトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを多種多様に実施することができる。これらの図において提供される例は、正方形構成で示されているが、任意のタイプの外周形態で構成され得る。加えて、９つのキーが、図には示されているが、本発明は、適用状況に基づいて、任意の数のキーを含むことができる。図に表されたキーは、エンボス加工された印を含むが、これは、本発明を限定するものではない。
【０１１９】
これらの図は、３次元の可撓性を有するオーバーレイを使用して可能にされる、様々なフィーチャを有するオーバーレイの断面を示している。ユーザに触覚フィードバックを提供するために、手触りが追加され得る。使いやすさを高めるために、フィーチャの周囲にくぼみ又はうねを追加することも可能である。独立した盛り上がった／下がったボタンを作成することも可能である。微妙なインジケータが、小さい盛り上がった突起を用いて実施され得る。最後に、デバイスを使用するときに、ユーザにボタンの「フィール」を与えるために、３次元オーバーレイを用いて、ドーム・スイッチ・ボタンが成形され得る。
【０１２０】
図１０５（１０５００）は、その構成と関連付けられた印刷されたテキスト及び／又はキー表面の手触りを有しても又は有さなくてもよい、基本的でフラットなトラックパッド
／キーパッド・オーバーレイを示している。図１０６（１０６００）は、ボタン／キーの周りにくぼみ状のエッジを含むトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを示している。図１０７（１０７００）は、ボタン／キーの周りにうね状のエッジを含むトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを示している。図１０８（１０８００）は、キー／ボタンが盛り上がったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを示している。図１０９（１０９００）は、キー／ボタンが凹んだ／下がったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを示している。図１１０（１１０００）は、盛り上がった突起状の印を有する、キー／ボタンが凹んだ／下がったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを示している。
【０１２１】
図１１１（１１１００）は、キー／ボタンがドーム状になったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを示している。図１１２（１１２００）は、キー・キャップを有する、キー／ボタンがドーム状になったトラックパッド／キーパッド・オーバーレイを示している。３Ｄオーバーレイを用いれば、オーバーレイの裏側を非フラットにすることが可能である。これは、オーバーレイが、センサをアクティブ化するために必要とされる力のレベルを制御することを可能にする。例えば、実際に力をセンサに伝達するために、最小限のレベルの力しか必要とされないように、ドーム・スイッチ構成が作成され得る（図１１１（１１１００）〜図１１２（１１２００））。
【０１２２】
モジュラＴＰＯ構成（１１３００）〜（１２０００）
本発明は、いくつかの好適な実施形態では、図１１３（１１３００）〜図１２０（１２０００）に全体的に示されるように、モジュラ構成形態でＴＰＯを実施することができる。これらの例示的な実施形態は、ＴＰＯ構造のＸ軸及びＹ軸に沿って、対称的なラッチ・アンド・クラスプ機構を含む。これらの対称的なラッチ・アンド・クラスプ構造は、ＴＳＡへの統合された触覚タッチセンサインターフェースを形成するために、様々なＴＰＯ構造が、組み合わされ、ＴＳＡ上に配置されることを可能にする。
【０１２３】
図１１３（１１３００）〜図１１６（１１６００）の単一キーの図に示されるように、各ＴＰＯ構造は、隣接するＴＰＯ構造内の対応する雌部と組み合わさる、水平／垂直ラッチ・アンド・クラスプの雄部を含む。図１１６（１１６００）に示されるように、これらのラッチ・アンド・クラスプの雄部は、見映え上の目的で、これらの構造を含むＴＰＯアレイの外縁エッジにおいては、切り取られ又は切除され得る。ラッチ・アンド・クラスプの対応する雄部と雌部が組み合わせされた場合、一体化されたＴＰＯ構造が形成され得、そこでは、ここで定義されたような様々なＴＰＯ構造が組み合わされて、ＴＳＡへの単一のインターフェースを形成することができる。これの３×３の例が、図１１７（１１７００）〜図１２０（１２０００）に提供されている。
【０１２４】
自動識別されるモジュラＴＰＯ構成（１２１００）〜（１２８００）
いくつかの好適な実施形態では、本発明は、図１２１（１２１００）〜図１２８（１２８００）に全体的に示されるように、統合された自動識別機構を有するＴＰＯを実施することができる。これらの例示的な実施形態は、ＴＰＯがＴＳＡの表面に磁石を利用して取り付けられたときにＴＳＡによって感知される、ＴＰＯ識別子（ＴＰＩ）のビットベースの識別コードを各ＴＰＯの底部に含む。この方法では、ＴＳＡに質問するソフトウェアは、ＴＳＡの表面上において特定の圧力ビット・シーケンスを探し、その特定のＴＳＡ位置において見出されるＴＰＯのタイプを自動的に識別することができる。この自動ＴＰＯ識別は、その後、ユーザ介入の必要なしに、適切なソフトウェア・ドライバ及び／又はアプリケーション・ソフトウェアを自動的にロードすることができる。
【０１２５】
図１２１（１２１００）〜図１２８（１２８００）に示される例示的なＴＰＯ構造は、上で説明されたモジュラＴＰＯ接続フィーチャを利用するが、エンコードされたビット・パターンのＴＳＡによる圧力センシングに基づいたＴＰＯ構造の自動識別は、このフィー
チャを必要としない。しかしながら、これらの図の実施形態は、本発明の好適な実施形態を表していると考えられる。
【０１２６】
例示的なＴＳＡ＋ＴＰＯ組み立てキーボード（１２６００）〜（１２７００）
図１２６（１２６００）〜図１２７（１２７００）に全体的に示されるように、上で説明された技法は、単にＴＰＯ要素を感圧ＴＳＡ表面上に配置することによって、任意の構成のキーボードを組み立てるために使用され得る。自動識別フィーチャと組み合わされた場合、ＴＰＯアレイは、単に任意の数の異なるＴＰＯオーバーレイをユーザ定義のアレイ・パターンで組み合わすことによって、カスタム・キーボード構造を生み出すための強力な方法を提示する。ＴＳＡ上へのＴＰＯアレイの配置は、その後、ＴＳＡ内のＴＰＤによって読まれたＴＰＩ識別情報に基づいて、各個別ＴＰＯオーバーレイを適切に解釈するために必要な、適切なアプリケーション・ソフトウェア及びドライバを有するように、ソフトウェアを自動的に構成する。
【０１２７】
例示的なＴＳＡ＋ＴＰＯ識別方法（１２８００）
上で説明された自動ＴＰＯ識別用の印は、多くの本発明の実施形態では、自動ＴＰＯ識別方法と関連付けられ得る。図１２８（１２８００）のフローチャートに全体的に示されるように、例示的な本発明の自動ＴＰＯ識別方法は、以下の工程を含むものとして、一般に説明され得る。
【０１２８】
（１）ＴＰＯオーバーレイＩＤをビットベースのＴＰＯ物理的識別子（ＴＰＩ）としてＴＰＯの底面上にエンコードする（１２８０１）。
（２）自動識別されるＴＰＯをＴＳＡ表面に適用する（１２８０２）。
【０１２９】
（３）自動識別されるＴＰＯと関連付けられた圧力点を見出すために、ＴＳＡの表面をスキャンする（１２８０３）。
（４）新しいＴＰＯ圧力点がＴＳＡ表面上で検出されたか否かを判定し、検出されない場合、工程（１０）に進む（１２８０４）。
【０１３０】
（５）ＴＳＡの表面上で自動識別フィールドを示すＴＰＩ圧力登録パターン（ＴＲＰ）を見出す（１２８０５）。
（６）識別されたＴＲＰ登録パターンの場所を使用して、ＴＰＯ  ＩＤフィールド（ＴＰＩ）を見出す（１２８０６）。
【０１３１】
（７）ＴＳＡの表面上で見出されたＴＰＩフィールドをＴＰＩ内のバイナリ圧力点からＴＰＩインデックス（ＴＰＸ）値にデコードする（１２８０７）。
（８）ＴＰＸインデックスを検索用インデックス・キーとして用いて、現在の検出されたＴＰＯ用のＴＰＯサポート・ソフトウェアをアプリケーション／ドライバ・ソフトウェア・データベース（１２８１１）から取り出す（１２８０８）。
【０１３２】
（９）アプリケーション／ドライバ・ソフトウェア・データベース（１２８１１）からロードされたＴＰＸインデックス付けされたソフトウェアを使用して、ソフトウェア・アプリケーション／ユーザ・インターフェースをユーザに提示する（１２８０９）。
【０１３３】
（１０）既存のソフトウェア・ドライバ／アプリケーション、又はアプリケーション／ドライバ・ソフトウェア・データベース（１２８１１）からロードされた動的にロードされたソフトウェア・ドライバ／アプリケーションに基づいて、ＴＳＡの表面上に配置されたＴＰＯからのＴＳＡ入力を解釈し、工程（３）に進む（１２８１０）。
この一般的な方法は、因子の数に応じて、大きく変更されることがあり、工程の再配置及び／又は追加／削除は、本発明の範囲によって予期されている。本明細書で説明される様
々な好適な例示的な実施形態のシステムと関連して、上述及び他の好適な例示的な実施形態の方法を統合することは、本発明の範囲全体によって予期されている。
【０１３４】
好適な実施形態のシステムについての要約
本発明の好適な例示的なシステムの実施形態は、構成の基本テーマにおける多種多様な変形を予期しているが、
（ａ）タッチセンサアレイ（ＴＳＡ）と、
（ｂ）ＴＳＡ圧力オーバーレイ（ＴＰＯ）と
を備える触覚タッチセンサシステムとして一般化され得、ここで、
ＴＳＡは、行−列力検出を具現する感圧面（ＰＳＳ）を備え、
ＴＰＯは、圧力接触面（ＰＣＳ）を備え、
ＴＰＯは、ＰＳＳの上に重なり合い、
ＴＰＯは、圧力をＰＣＳを介してＰＳＳに伝達するように構成され、
ＴＳＡは、ＴＰＯがＰＳＳ上に存在するか否かを判定するように構成され、
ＴＳＡは、ＴＰＯの識別情報（ＴＰＩ）を検出するように構成されたＴＰＯ検出器（ＴＰＤ）を備え、
ＴＳＡは、ＴＰＯの検出されたＴＰＩに基づいて、伝達された圧力を解釈するように構成される。
【０１３５】
この一般的なシステムについての要約は、この全体的な設計についての説明と矛盾しない多種多様な本発明の実施形態を生成するために、本明細書で説明された様々な要素によって増強され得る。
【０１３６】
好適な実施形態の方法についての要約
本発明の好適な例示的な方法の実施形態は、実施の基本テーマにおける多種多様な変形を予期しているが、
（１）圧力接触面（ＰＣＳ）を備えるタッチセンサ物理的オーバーレイ（ＴＰＯ）内に、ＴＰＯの機能を一意的に識別するために、オーバーレイ識別情報（ＴＰＩ）をエンコードする工程と、
（２）圧力のＰＣＳを介するＰＳＳへの伝達を可能にするために、行−列力検出を具現する感圧面（ＰＳＳ）を備えるタッチセンサアレイ（ＴＳＡ）の表面にＴＰＯを重ね合わせる工程と、
（３）ＴＰＯ検出器（ＴＰＤ）を用いてＴＰＩを読む工程と、
（４）ユーザ・コンピューティング・デバイス（ＵＣＤ）を使用して、ハードウェア・コンピュータ・インターフェース（ＨＣＩ）を介して、ＴＰＩについて質問する工程と、
（５）ＴＰＤによって読まれたＴＰＩに基づいて、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバ（ＡＳＤ）をＵＣＤ上にロードする工程と、
（６）ＴＰＤによって読まれたＴＳＩに基づいて、ソフトウェア・アプリケーション／インターフェースをユーザに提示する工程と、
（７）ＴＰＤによって読まれたＴＳＩに基づいて、ＴＳＡ入力からのＨＣＩ経由の入力を解釈する工程と、
（８）ＴＳＯが変更又は置換されていない場合、工程（６）に進み、ＴＰＤがＴＳＡ上に配置されたＴＰＯの変更を検出した場合、工程（２）に進む工程と
を含む触覚タッチセンサ方法として一般化され得る。
これらの方法の工程は、本発明の教示を限定することなく、増強又は再配置され得ることを当業者は認識するであろう。この一般的な方法についての要約は、この全体的な設計についての説明と矛盾しない多種多様な本発明の実施形態を生成するために、本明細書で説明された様々な要素によって増強され得る。
【０１３７】
システム／方法の変形
本発明は、構成の基本テーマにおいて多種多様な変形を予期している。先に提示された例は、可能な使用の全範囲を表していない。それらは、ほとんど限りない可能性のうちのいくつかに言及することを意図している。
【０１３８】
この基本的なシステム及び方法は、限定することなく、以下のものを含む、様々な補助的な実施形態を用いて増強され得る。
・ＴＰＯの少なくとも一部が透明である実施形態。
【０１３９】
・ＴＰＯの少なくとも一部が半透明である実施形態。
・ＴＰＯが、射出成形、３Ｄ印刷、エンボス加工、無地のオーバーレイからのレーザ切断、及び既製のオーバーレイ材料からのレーザ切断からなる群から選択される製造工程を介して形成される実施形態。
【０１４０】
・ＴＰＯが、ロジャース・コーポレーションのＰＯＲＯＮ（登録商標）ブランドのマイクロセルラ・ウレタン、ウレタン、発泡ウレタン、シリコーン、発泡シリコーン、発泡ネオプレン、ゴム、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、及び印刷された紙のシートを保持する透明なオーバーレイ材料からなる群から選択される材料からなる実施形態。
【０１４１】
・ＴＰＯが、可撓性を有するオーバーレイからなる実施形態。
・ＴＰＯが、平板でない手触りの表面を備える可撓性を有するオーバーレイからなる実施形態。
【０１４２】
・ＴＰＯが、平板でない手触りの表面を有するキー／ボタン、エッジにくぼみを有するキー／ボタン、エッジにうねを有するキー／ボタン、盛り上がったオーバーレイを有するキー／ボタン、凹んだ／下がったオーバーレイを有するキー／ボタン、盛り上がった突起状の印を有するキー／ボタン、ドーム状のオーバーレイを有するキー／ボタン、ならびにドーム状のオーバーレイ及びキー・キャップを有するキー／ボタンからなる群から選択されるキー／ボタン・フィーチャを備える可撓性を有するオーバーレイからなる実施形態。
【０１４３】
・ＴＰＯが、硬質の機械的オーバーレイからなる実施形態。
・ＴＰＯが、ＱＷＥＲＴＹキーボード、ＤＶＯＲＡＫキーボード、法廷速記者用キーボード、数字キーパッド・キーボード、ピアノ鍵盤、楽器キーボード、及び音楽サンプラ・プレーヤ・キーボードからなる群から選択されるキーボードを備える実施形態。
【０１４４】
・ＴＰＯが、ＴＳＡに接触した場合に、特有の力プロファイルを加えるように構成される実施形態。
・ＴＰＯが、ＴＰＩを含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグをさらに備える実施形態。
【０１４５】
・ＴＰＯが、ＴＰＤによって可読な光学的なＴＰＩをさらに含み、光学的なＴＰＩが、バー・コード、ＱＲコード（登録商標）、及びテキストからなる群から選択される実施形態。
・ＴＰＯが、１つ又は複数の磁石の使用を介して、ＴＳＡに取り付けられる実施形態。
【０１４６】
・ＴＰＯが、外縁エッジ挿入、サイド・エッジ挿入、磁石利用ベゼル、及びヒンジ利用ベゼルからなる群から選択される機構を使用して、ＴＳＡに取り付けられる実施形態。
・ＴＰＩが、ＴＰＯ内に位置付けられた磁石の検出を介して、ＴＰＤによって決定される実施形態。
【０１４７】
・ＴＰＩが、ＰＣＳ内に存在する表面の突起の検出を介して、ＴＰＤによって決定される実施形態。
・ＴＰＩが、ＴＰＯ内の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグの存在を介して、ＴＰＤによって決定される実施形態。
【０１４８】
・ＴＰＯが、スライダ、ノブ、トグル・スイッチ、プッシュボタン・スイッチ、ジョイスティック、ジョイスティック／プッシュボタンの組み合わせ、及びマウス／パックからなる群から選択される物理的圧力発生デバイスを備える実施形態。
【０１４９】
・ＴＰＯが、マウス／パックからなり、ＰＳＳにマウス／パックによって与えられるその位置、回転、及び／又は差分傾斜圧力が、ＴＳＡによって感知される実施形態。
・ＴＰＯが、交換可能な接触面プレートに組み合わされるマウス／パック・シェルをさらに備えるマウス／パックからなる実施形態。
【０１５０】
・ＴＰＤが、磁力計、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・アレイ・リーダ、カメラ、光学センサ、キャパシタンス・センサ、インダクタンス・センサ、及びコンダクタンス・センサからなる群から選択される検出器からなる実施形態。
【０１５１】
・ＴＰＯが、事前決定されたキャパシタンス・プロファイルをＴＳＡの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える実施形態。
・ＴＰＯが、事前決定されたコンダクタンス・プロファイルをＴＳＡの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える実施形態。
【０１５２】
・ＴＰＯが、事前決定されたインダクタンス・プロファイルをＴＳＡの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える実施形態。
・ＴＰＯが、複数のＴＰＯ構造のモジュラ組み合わせの編成を可能にするために、ＴＰＯのＸ軸及びＹ軸に沿って対称的なラッチ・アンド・クラスプ機構を備える実施形態。
【０１５３】
・ＴＳＡが、ＴＰＯと関連付けられたＴＰＩのＴＰＤによる検出に応答して、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバ（ＡＳＤ）をユーザ・コンピューティング・デバイス（ＵＣＤ）上に自動的にロードするために、ＵＣＤとやり取りするように構成されたハードウェア・コンピュータ・インターフェース（ＨＣＩ）をさらに備える実施形態。
【０１５４】
・ＴＰＯが、圧電要素、空気圧要素、及び加熱要素からなる群から選択される変形アクチュエータからアクティブ化されるプログラム可能で変形可能な膜をさらに備える実施形態。
【０１５５】
・ＴＰＯが、ＴＳＡ内の光源からのサイド照明を受け入れるように構成される実施形態。
・ＴＰＯが、電力ハーベスティング・コイルの使用を介して電気エネルギーを収集するように構成される実施形態。
【０１５６】
上述の本発明の説明内で教示された要素の組み合わせに基づいて、他の実施形態が可能であることを、当業者は認識するであろう。
汎用的なコンピュータ使用可能媒体
様々な代替的な実施形態では、本発明は、コンピュータ化されたコンピューティング・システムとともに使用するためのコンピュータ・プログラム製品として実施され得る。当業者は、本発明によって定義される機能を定義するプログラムが、任意の適切なプログラミング言語で書かれ、限定することなく、（ａ）書き込み不可能な媒体（例えば、ＲＯＭもしくはＣＤ−ＲＯＭディスクなどのリードオンリー・メモリ・デバイス）上に永続的に記憶される情報、（ｂ）書き込み可能な記憶媒体（例えば、フロッピ・ディスク、ハード
・ディスク、及びＵＳＢサム・ドライブ）上に変更可能に記憶される情報、ならびに／又は（ｃ）ローカル・エリア・ネットワーク、電話ネットワーク、もしくはインターネットなどの公衆ネットワークなどの通信媒体を通してコンピュータに伝達される情報を含む多くの形態で、コンピュータに送られ得ることを、容易に理解するであろう。本発明の方法を実施するコンピュータ可読命令を搬送する場合、そのようなコンピュータ可読媒体は、本発明の代替的な実施形態を表す。
【０１５７】
本明細書で一般的に説明されたように、本発明のシステムの実施形態は、その中に具体化されたコンピュータ可読コード手段を有するコンピュータ使用可能媒体を含む、様々なコンピュータ可読媒体を含むことができる。当業者は、本明細書で説明される様々な工程と関連付けられたソフトウェアが、ソフトウェアがそこからロードされ、アクティブ化される、多種多様なコンピュータ・アクセス可能な媒体内に具体化され得ることを認識するであろう。ボーレガード（Ｂｅａｕｒｅｇａｒｄ）に関する３５  ＵＳＰＱ２ｄ  １３８３（米国特許第５７１０５７８号）に従って、本発明は、このタイプのコンピュータ可読媒体を予期しており、本発明の範囲内に含む。ナウテン（Ｎｕｉｊｔｅｎ）に関する５００  Ｆ．３ｄ  １３４６（連邦巡回区控訴裁判所２００７）（米国特許出願第０９／２１１９２８号）に従って、本発明の範囲は、媒体が有形及び非一時的の両方である、コンピュータ可読媒体に限定される。
【０１５８】
結論
高分解能タッチセンサアレイ（ＴＳＡ）の物理的増強を可能にする触覚タッチセンサ（ＴＴＳ）システム及び方法が、開示された。物理的増強は、ＴＳＡの上に配置されるＴＳＡ物理的オーバーレイ（ＴＰＯ）を使用して達成される。ＴＰＯは、その下にあるＴＳＡに力を伝達するように構成される。力伝達は、可撓性を有するオーバーレイを使用して、又はオーバーレイに加えられたユーザの力をその下にあるＴＳＡに伝達する硬質の機械的オーバーレイを用いて達成される。ＴＰＯ内へのＴＰＯ識別子（ＴＰＩ）の組み込みは、ユーザ・コンピューティング・デバイス（ＵＣＤ）によって現在適用されているＴＰＯ構造に適合するように、ＴＳＡの動作特性が自動的に再構成されることを可能にする、ＴＰＯ検出器（ＴＰＤ）によるＴＰＯの識別を可能にする。ＵＣＤは、現在適用されているＴＰＯからＴＰＤによって読まれたＴＰＩに応答して、適切なアプリケーション・ソフトウェア・ドライバ（ＡＳＤ）を自動的にロードするように構成され得る。
【０１５９】
特許請求の範囲の解釈
本発明の特許請求の範囲を解釈する場合、以下の規則が適用される。
・クレームのプリアンブルは、特許請求される発明の範囲を限定すると見なされるべきである。
【０１６０】
・「ＷＨＥＲＥＩＮ」節は、特許請求される発明の範囲を限定すると見なされるべきである。
・「ＷＨＥＲＥＢＹ」節は、特許請求される発明の範囲を限定すると見なされるべきである。
【０１６１】
・「ＡＤＡＰＴＥＤ  ＴＯ（〜に適合された）」節は、特許請求される発明の範囲を限定すると見なされるべきである。
・「ＡＤＡＰＴＥＤ  ＦＯＲ（〜に適合された）」節は、特許請求される発明の範囲を限定すると見なされるべきである。
【０１６２】
・「ＭＥＡＮＳ（手段）」という用語は、米国特許法第１１２条（ｆ）項に言及されたミーンズ・プラス・ファンクション・クレームの限定を明確に引き起こし、そのようなクレームは、明細書及びそれの同等物において説明された対応する構造、材料、又は行為を
包含すると解釈されるものとする。
【０１６３】
・「ＭＥＡＮＳ  ＦＯＲ（〜のための手段）」という句は、米国特許法第１１２条（ｆ）項に言及されたミーンズ・プラス・ファンクション・クレームの限定を明確に引き起こし、そのようなクレームは、明細書及びそれの同等物において説明された対応する構造、材料、又は行為を包含すると解釈されるものとする。
【０１６４】
・「ＳＴＥＰ  ＦＯＲ（〜のための工程）」という句は、米国特許法第１１２条（ｆ）項に言及されたステップ・プラス・ファンクション・クレームの限定を明確に引き起こし、そのようなクレームは、明細書及びそれの同等物において説明された対応する構造、材料、又は行為を包含すると解釈されるものとする。
【０１６５】
・米国特許法第１１２条（ｆ）項に言及されたステップ・プラス・ファンクション・クレームの限定は、そのようなクレームが、「ＭＥＡＮＳ  ＦＯＲ」、「ＭＥＡＮＳ」、又は「ＳＴＥＰ  ＦＯＲ」という句を含む場合に限って、明細書及びそれの同等物において説明された対応する構造、材料、又は行為を包含すると解釈されるものとする。
【０１６６】
・「Ｘ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｙ（Ｘ及び／又はＹ）」という表現の文脈における「ａｎｄ／ｏｒ」という句は、エクス・パルテ・グロス（Ｅｘ  Ｐａｒｔｅ  Ｇｒｏｓｓ）（ＵＳＰＴＯ特許公判審判部、上訴２０１１−００４８１１、Ｓ／Ｎ  １１／５６５４１１）によって解釈されるように、「（Ｘ  ｏｒ  Ｙ）」の集合と合併された「（Ｘ  ａｎｄ  Ｙ）」の集合を定義すると解釈されるべきである（「『ａｎｄ／ｏｒ』は、要素Ａを単独で、Ｂを単独で、又は一緒に取られた要素ＡとＢを有する実施形態を包含する」）。
【０１６７】
・本明細書に提示される特許請求の範囲は、本明細書に提示される明細書及び図面を踏まえて、どのような抽象的なアイデアでも無効にしないなど、十分に狭い範囲で解釈されるべきである。
【０１６８】
・本明細書に提示される特許請求の範囲は、本明細書に提示される明細書及び図面を踏まえて、どのようなアイデアの適用もすべては排除しないなど、十分に狭い範囲で解釈されるべきである。
【０１６９】
・本明細書に提示される特許請求の範囲は、本明細書に提示される明細書及び図面を踏まえて、人の心の中で完全に実行され得るどのような基本的な心理過程も排除するなど、十分に狭い範囲で解釈されるべきである。
【０１７０】
・本明細書に提示される特許請求の範囲は、本明細書に提示される明細書及び図面を踏まえて、人の手動労力によって完全に実行され得るどのような工程も排除するなど、十分に狭い範囲で解釈されるべきである。
【０１７１】
特許請求の範囲
本発明の好適な実施形態が、添付の図面において図説され、上述の詳細な説明において説明されたが、本発明は、開示された実施形態に限定されず、数々の再配置、変更、及び置き換えが、以下の特許請求の範囲によって説明され、定義される本発明の主旨から逸脱することなく可能であることが理解されるであろう。
【図１】
2017525030.tif 000003
【図２】
2017525030.tif 000004
【図３】
2017525030.tif 000005
【図４】
2017525030.tif 000006
【図５】
2017525030.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017525030.tif 000009
【図８】
2017525030.tif 000010
【図９】
2017525030.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
2017525030.tif 000102
【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
2017525030.tif 000112
【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
2017525030.tif 000115
【図１１４】
2017525030.tif 000116
【図１１５】
2017525030.tif 000117
【図１１６】
2017525030.tif 000118
【図１１７】
2017525030.tif 000119
【図１１８】
2017525030.tif 000120
【図１１９】
2017525030.tif 000121
【図１２０】
2017525030.tif 000122
【図１２１】
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【図１２２】
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【図１２３】
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【図１２４】
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【図１２５】
2017525030.tif 000127
【図１２６】
2017525030.tif 000128
【図１２７】
2017525030.tif 000129
【図１２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月25日(2016.4.25)
【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】
（ａ）タッチセンサアレイと、
（ｂ）タッチセンサアレイ圧力オーバーレイと
からなり、
前記タッチセンサアレイは補間高分解能力感知タッチセンサを含んでなり、
前記タッチセンサアレイは、行−列力検出を具現する感圧面を備え、
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイは、圧力接触面を備え、
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイは、前記感圧面の上に重なり合い、
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイは、圧力を前記圧力接触面を介して前記感圧面に伝達するように構成され、
前記タッチセンサアレイは、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが前記感圧面上に存在するか否かを判定するように構成され、
前記タッチセンサアレイは、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を検出するように構成されたタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器を備え、
前記タッチセンサアレイは、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの前記検出されたタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報に基づいて、前記伝達された圧力を解釈するように構成される、
触覚タッチセンサシステム。
【請求項２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が透明である、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が半透明である、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、射出成形、３Ｄ印刷、エンボス加工、無地のオーバーレイからのレーザ切断、及び既製のオーバーレイ材料からのレーザ切断からなる群から選択される製造工程を介して形成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ロジャース・コーポレーションのＰＯＲＯＮ（登録商標）ブランドのマイクロセルラ・ウレタン、ウレタン、発泡ウレタン、シリコーン、発泡シリコーン、発泡ネオプレン、ゴム、熱可塑性ポリウレタン、及び印刷された紙のシートを保持する透明なオーバーレイ材料からなる群から選択さ
れる材料からなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、可撓性を有するオーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を有するキー／ボタン、エッジにくぼみを有するキー／ボタン、エッジにうねを有するキー／ボタン、盛り上がったオーバーレイを有するキー／ボタン、凹んだ／下がったオーバーレイを有するキー／ボタン、盛り上がった突起状の印を有するキー／ボタン、ドーム状のオーバーレイを有するキー／ボタン、ならびにドーム状のオーバーレイ及びキー・キャップを有するキー／ボタンからなる群から選択されるキー／ボタン・フィーチャを備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、硬質の機械的オーバーレイからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ＱＷＥＲＴＹキーボード、ＤＶＯＲＡＫキーボード、法廷速記者用キーボード、数字キーパッド・キーボード、ピアノ鍵盤、楽器キーボード、及び音楽サンプラ・プレーヤ・キーボードからなる群から選択されるキーボードを備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイに接触した場合に、特有の力プロファイルを加えるように構成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグをさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって可読な光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報をさらに含み、前記光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、バー・コード、ＱＲコード（登録商標）、及びテキストからなる群から選択される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、１つ又は複数の磁石の使用を介して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、外縁エッジ挿入、サイド・エッジ挿入、磁石利用ベゼル、及びヒンジ利用ベゼルからなる群から選択される機構を使用して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内に位置付けられた磁石の検出を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記圧力接触面内に存在する表面の突起の検出を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグの存在を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項１９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、スライダ、ノブ、ト
グル・スイッチ、プッシュボタン・スイッチ、ジョイスティック、ジョイスティック／プッシュボタンの組み合わせ、及びマウス／パックからなる群から選択される物理的圧力発生デバイスを備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、マウス／パックからなり、前記感圧面に前記マウス／パックによって与えられる、位置、回転、及び差分傾斜圧力のうちの少なくとも１つが、前記タッチセンサアレイによって感知される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、交換可能な接触面プレートに組み合わされるマウス／パック・シェルをさらに備えるマウス／パックからなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器が、磁力計、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・アレイ・リーダ、カメラ、光学センサ、キャパシタンス・センサ、インダクタンス・センサ、及びコンダクタンス・センサからなる群から選択される検出器からなる、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたキャパシタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたコンダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたインダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、複数のタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ構造のモジュラ組み合わせの編成を可能にするために、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイのＸ軸及びＹ軸に沿って対称的なラッチ・アンド・クラスプ機構を備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２７】
前記タッチセンサアレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイと関連付けられた前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報の前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器による検出に応答して、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバをユーザ・コンピューティング・デバイス上に自動的にロードするために、前記ユーザ・コンピューティング・デバイスとやり取りするように構成されたハードウェア・コンピュータ・インターフェースをさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、圧電要素、空気圧要素、及び加熱要素からなる群から選択される変形アクチュエータからアクティブ化されるプログラム可能で変形可能な膜をさらに備える、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項２９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ内の光源からのサイド照明を受け入れるように構成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項３０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、電力ハーベスティング・コイルの使用を介して電気エネルギーを収集するように構成される、請求項１に記載の触覚タッチセンサシステム。
【請求項３１】
（１）圧力接触面を備えるタッチセンサ物理的オーバーレイ内に、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの機能を一意的に識別するために、オーバーレイ識別情報（ＴＰＩ）をエンコードする工程と、
（２）圧力の前記圧力接触面を介する前記感圧面への伝達を可能にするために、行−列力検出を具現する感圧面を備えるタッチセンサアレイの表面に前記タッチセンサアレイ圧
力オーバーレイを重ね合わせる工程と、
（３）タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器を用いて前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を読む工程と、
（４）ユーザ・コンピューティング・デバイスを使用して、ハードウェア・コンピュータ・インターフェースを介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報について質問する工程と、
（５）前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって読まれた前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報に基づいて、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバを前記ユーザ・コンピューティング・デバイス上にロードする工程と、
（６）前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって読まれた前記ＴＳＩに基づいて、ソフトウェア・アプリケーション／インターフェースをユーザに提示する工程と、
（７）前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって読まれた前記ＴＳＩに基づいて、前記タッチセンサアレイ入力からの前記ハードウェア・コンピュータ・インターフェース経由の入力を解釈する工程と、
（８）前記ＴＳＯが変更又は置換されていない場合、工程（６）に進み、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器が前記タッチセンサアレイ上に配置された前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの変更を検出した場合、工程（２）に進む工程と
からなり、前記タッチセンサアレイは補間高分解能力感知タッチセンサを含んでなる、触覚タッチセンサ方法。
【請求項３２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が透明である、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの少なくとも一部が半透明である、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、射出成形、３Ｄ印刷、エンボス加工、無地のオーバーレイからのレーザ切断、及び既製のオーバーレイ材料からのレーザ切断からなる群から選択される製造工程を介して形成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ロジャース・コーポレーションのＰＯＲＯＮ（登録商標）ブランドのマイクロセルラ・ウレタン、ウレタン、発泡ウレタン、シリコーン、発泡シリコーン、発泡ネオプレン、ゴム、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、及び印刷された紙のシートを保持する透明なオーバーレイ材料からなる群から選択される材料からなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、可撓性を有するオーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、平板でない手触りの表面を有するキー／ボタン、エッジにくぼみを有するキー／ボタン、エッジにうねを有するキー／ボタン、盛り上がったオーバーレイを有するキー／ボタン、凹んだ／下がったオーバーレイを有するキー／ボタン、盛り上がった突起状の印を有するキー／ボタン、ドーム状のオーバーレイを有するキー／ボタン、ならびにドーム状のオーバーレイ及びキー・キャップを有するキー／ボタンからなる群から選択されるキー／ボタン・フィーチャを備える、可撓性を有したオーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項３９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、硬質の機械的オーバーレイからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、ＱＷＥＲＴＹキーボード、ＤＶＯＲＡＫキーボード、法廷速記者用キーボード、数字キーパッド・キーボード
、ピアノ鍵盤、楽器キーボード、及び音楽サンプラ・プレーヤ・キーボードからなる群から選択されるキーボードを備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイに接触した場合に、特有の力プロファイルを加えるように構成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報を含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグをさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって可読な光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報をさらに含み、前記光学的なタッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、バー・コード、ＱＲコード（登録商標）、及びテキストからなる群から選択される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、１つ又は複数の磁石の使用を介して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、外縁エッジ挿入、サイド・エッジ挿入、磁石利用ベゼル、及びヒンジ利用ベゼルからなる群から選択される機構を使用して、前記タッチセンサアレイに取り付けられる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内に位置付けられた磁石の検出を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４７】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記圧力接触面内に存在する表面の突起の検出を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報が、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ内の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグの存在を介して、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器によって決定される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項４９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、スライダ、ノブ、トグル・スイッチ、プッシュボタン・スイッチ、ジョイスティック、ジョイスティック／プッシュボタンの組み合わせ、及びマウス／パックからなる群から選択される物理的圧力発生デバイスを備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、マウス／パックからなり、前記感圧面に前記マウス／パックによって与えられる、位置、回転、及び差分傾斜圧力のうちの少なくとも１つが、前記タッチセンサアレイによって感知される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５１】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、交換可能な接触面プレートに組み合わされるマウス／パック・シェルをさらに備えるマウス／パックからなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５２】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器が、磁力計、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ・アレイ・リーダ、カメラ、光学センサ、キャパシタンス・センサ、インダクタンス・センサ、及びコンダクタンス・センサからなる群から選択される検出器からなる、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５３】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたキャパシタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５４】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたコンダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５５】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、事前決定されたインダクタンス・プロファイルを前記タッチセンサアレイの選択された領域に提示するように構成された導電性電極をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５６】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、複数のタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ構造のモジュラ組み合わせの編成を可能にするために、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイのＸ軸及びＹ軸に沿って対称的なラッチ・アンド・クラスプ機構を備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５７】
前記タッチセンサアレイが、前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイと関連付けられた前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイの識別情報のタッチセンサアレイ圧力オーバーレイ検出器による検出に応答して、アプリケーション・ソフトウェア・ドライバをユーザ・コンピューティング・デバイス上に自動的にロードするために、前記ユーザ・コンピューティング・デバイスとやり取りするように構成されたハードウェア・コンピュータ・インターフェースをさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５８】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、圧電要素、空気圧要素、及び加熱要素からなる群から選択される変形アクチュエータからアクティブ化されるプログラム可能で変形可能な膜をさらに備える、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項５９】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、前記タッチセンサアレイ内の光源からのサイド照明を受け入れるように構成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【請求項６０】
前記タッチセンサアレイ圧力オーバーレイが、電力ハーベスティング・コイルの使用を介して電気エネルギーを収集するように構成される、請求項３１に記載の触覚タッチセンサ方法。
【国際調査報告】
2017525030.tif 000131