(57)【要約】【課題】ユーザが目をコンピュータ・モニタからそらす必要なしに複数のキャラクタ又はデータをユーザが入力できる入力装置を提供する。【解決手段】複数の入力装置及びプロセッサを備えるコンピュータ・システムである。各入力装置は、基部、制御部、該制御部に配設されユーザがプロセッサへのデータ入力を要求するのを可能にする複数の入力キー、制御部を基部に接続し且つユーザが制御部を基部に対して第１及び第２の方向において複数の第１及び第２の不連続の位置にわたり自在に移動させるのを可能にするユニバーサル接続器、及び制御部の第１及び第２の不連続の位置及びユーザのデータ入力要求を示す信号を発生する信号発生器を備える。【選択図】図３
2009187530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部面、低部面、及び、当該上部面を当該低部面と接続する端部（edge）部分、を有するハウジング、
前記ハウジングの前記上部面の上（on）に、実質的に同じ平面上において配置され、ユーザの複数の指から入力を受け取るようにされる、複数の指入力メカニズムであって、当該複数の指入力メカニズムの各々が、それぞれの複数の所定の（possible）入力値を有するもの、
前記ハウジングの上（on）に配置され、前記ユーザの親指からの入力を受け取るようにされた親指入力メカニズムであって、当該親指入力メカニズムが、前記ユーザが、前記複数の所定の入力値の中から、前記複数の指入力メカニズムの少なくとも１つに割り当てるために、前記所定の入力値を選択することを可能とするもの、
前記親指入力メカニズムの駆動（actuation）に応じて第１の信号を生成するため、及び、複数の指入力メカニズムの１つの駆動に応じて第２の信号を生成するための信号生成手段であって、当該第１の信号と第２の信号の組み合わせが、当該駆動された指入力メカニズムに割り当てられた前記入力値のユーザ・データ入力要求を表すもの、及び、
前記ユーザ・データ入力要求に関連する情報を作動可能に（operatively）、当該情報を受け取るようにされた対象装置（object device）に提供するための手段、
を備える入力装置。
【請求項２】
前記複数の指入力メカニズムが、前記ユーザによって押し下げられ得る４つの入力キーを備える、請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記親指入力メカニズムが、複数の位置を有する、少なくとも１つのスライダーを備える、請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのスライダーが、ジョイ・スティックを備える、請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスライダーが、トラック・ボールを備える、請求項３に記載の入力装置。
【請求項６】
前記親指入力メカニズムが、前記ハウジングの前記端部部分の１つの上（on）に配置される、請求項１に記載の入力装置。
【請求項７】
割り当てのための前記所定の入力値が文字であり、前記ユーザ・データ入力要求が、当該文字の１つを入力するための要求を示す、請求項１に記載の入力装置。
【請求項８】
割り当てのための前記所定の入力値が、プログラムであり、前記ユーザ・データ入力要求が、当該プログラムの１つをオープンするための要求を示す、請求項１に記載の入力装置。
【請求項９】
少なくとも１つの入力装置を備えるコンピュータ・システムであって、
当該入力装置が、
上部面、低部面、及び、当該上部面を当該低部面と接続する端部部分、を有するハウジング、
前記ハウジングの前記上部面の上（on）に、実質的に同じ平面上において配置され、ユーザの複数の指から入力を受け取るようにされる、複数の指入力メカニズムであって、当該複数の指入力メカニズムの各々が、それぞれの複数の所定の（possible）入力値を有するもの、
前記ハウジングの上（on）に配置され、前記ユーザの親指からの入力を受け取るようにされた親指入力メカニズムであって、当該親指入力メカニズムが、前記ユーザが、前記複数の所定の入力値の中から、前記複数の指入力メカニズムの少なくとも１つに割り当てるために、前記所定の入力値を選択することを可能とするもの、
前記親指入力メカニズムの駆動（actuation）に応じて第１の信号を生成するため、及び、複数の指入力メカニズムの１つの駆動に応じて第２の信号を生成するための信号生成手段であって、当該第１の信号と第２の信号の組み合わせが、当該駆動された指入力メカニズムに割り当てられた前記入力値のユーザ・データ入力要求を表すもの、及び、
前記ユーザ・データ入力要求に関連する情報を作動可能に（operatively）、当該情報を受け取るようにされた対象装置（object device）に提供するための手段、及び、
前記情報を受け取り、処理する対象（object）装置、
を含む、コンピュータ・システム。
【請求項１０】
複数の入力装置及び対象（object）装置を備えるコンピュータシステムにおける方法であって、
各入力装置が、
上部面、低部面、及び、当該上部面を当該低部面と接続する端部部分、を有するハウジング、
前記ハウジングの前記上部面の上（on）に、実質的に同じ平面上において配置され、ユーザの複数の指から入力を受け取るようにされる、複数の指入力メカニズムであって、当該複数の指入力メカニズムの各々が、それぞれの複数の所定の（possible）入力値を有するもの、
前記ハウジングの上（on）に配置され、前記ユーザの親指からの入力を受け取るようにされた親指入力メカニズムであって、当該親指入力メカニズムが、前記ユーザが、前記複数の所定の入力値の中から、前記複数の指入力メカニズムの少なくとも１つに割り当てるために、前記所定の入力値を選択することを可能とするもの、及び、
信号生成装置、
を備え、
前記方法が、
親指入力メカニズムの駆動（actuation）及び前記複数の指入力メカニズムの１つの駆動に応じて、ユーザ入力のための情報を生成するステップであって、当該情報が、駆動された指入力メカニズムに割り当てられた値を入力するための要求を示すものであり、
作動可動（operatively）に前記情報を前記対象装置に提供するステップ、及び、
前記情報を受信し、処理するステップ、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、特にコンピュータ・システムと使用する入力装置に関する。詳細には、本発明は、データをコンピュータ・システム及び他の入力受け取りシステムに入力するためのユニバーサル入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイプライタの開発から今日のパーソナル・コンピュータまで、唯一つの形式の入力フォーマットが用いられてきた。タイプライタＱＷＥＲＴＹのキー配置は、コンピュータに対してＥＳＣＡＰＥ（エスケープ）キー、ファンクション・キー、方向キー、数字パッド・キー等のような種々の他のキーが増加した。全部で、最近のパーソナル・コンピュータと使用の大部分のキーボードは５０以上の種々のキーを備える。多くの他のキーは熟練のユーザにとって望ましいかも知れないが、追加のキーは、益々大きくなるキーボードを必要とする追加のスペースを必要とし、その見込みは美的にも機能的にも実際的でない。
【０００３】
更に、キーボードを唯一の入力装置として使用するのは、特にワード・プロセッシング及びグラフィック機能を実行するソフトウエアが益々複雑化するにつれ、これら機能を実行するコンピュータの有効性を制限する。そのように、マウスのような第２の入力装置は、ユーザがカーソルや他の位置決定装置のソフトウエア・パッケージでこれらの位置決定装置を配置しまた再配置するのを助けるため開発された。キーボードとマウスとの組合わせは、ユーザによる広範囲の色々の入力及び制御を可能にする。しかしながら、選択の数が増すことはまた、ユーザがこれらの選択を動作し利用できるようにする点で一層複雑さをもたらす。
【０００４】
この問題は更に、情報にアクセスすること、ビジネスをすること、製品を発注すること等のためコンピュータを用いることができるようにするための必要性の増大により倍加させられている。多くの人々は、ＱＷＥＲＴＹキーボード・システム、ファンクション・キーは何を行うのか、あるいはどのようにマウスは動くかを決して学ばなかった。これらの人々にとって、マウスに加えてキーボード上の５０以上のキーの使用を学習する見込みは、特にこれらの装置の複雑さが増大するので少ない。
【０００５】
キーボードの使用の学習は、ＱＷＥＲＴＹ整列システムに精通していることを必要とする。更に、キーボード配置は、指がキーボード上の各キーに有効的且つ効率的に達して押すことができる器用さをユーザが開発することを要求する。１０本の指と５０以上のキーとにより、キーボードを横切る手及び指の動きは熟練と練習を必要とする。しばしば、ユーザは、例えばキーボード上の｝キーや−キーのような余り使わないキーの位置を思い出すためキーボードを見なければならない。更に、ユーザは、他のキーを押すため指を「ホーム」ポジションから動かさなければならないので、指を正しいキー上に再び置くという間違いは一般的である。
【０００６】
また、マウスの追加は、ユーザがマウスを配置するため又はマウスの使用後に自分の手をキーボード上に再び置くためしばしば下を見ることを要求する。これは、自分の手を配置する又は特定のキーを再配置するため自分の目をスクリーンからそらし、次いで自分の目をスクリーン上の正しい位置に再び焦点合わせすることをユーザに要求する。複雑化されたソフトウエア・パッケージにおいて、正しい場所をスクリーン上に再配置することは、困難である場合があり、ソフトウエアの動作に一層実効的に費やすことができる時間を無駄に消費する場合がある。
【特許文献１】特開昭５５−０８７２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したことから、ユーザがコンピュータ・スクリーンから注意をそらす必要なしにユーザにデータを継ぎ目なく入力させるコンピュータ入力装置に対する必要性が生じたことが認められた。更に、自分の指を予め指定された位置から動かすことなしに極めて多数のキャラクタ及び他のデータをユーザに心地よく入力させるコンピュータ入力装置に対する必要性が生じた。
【０００８】
従って、本発明の１つの目的は、前述の必要性に適合することにある。
【０００９】
本発明の一目的は、ユーザが目をコンピュータ・モニタからそらす必要なしに複数のキャラクタ又はデータをユーザが入力できる入力装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、ユーザが自分の手を予め指定された位置から動かす必要なしに複数のキャラクタをユーザが入力できる入力装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、コンピュータ・スクリーン上の表示によりユーザに入力を視覚的に理解させるコンピュータ・システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、ユーザの２つの手の各々に対して１つの入力装置を備えるコンピュータ・システムを提供することにある。
【００１３】
本発明の更に別の目的は、データを入力し且つカーソルを再配置又は配置インディケータを再位置決めするよう動作し得る入力装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更なる目的は、ソフトウエア環境においてカーソル又は他のポインタを正確に位置決めし得る入力装置の組合わせを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従って、本発明の一実施形態は、複数の入力装置及びプロセッサを含むコンピュータ・システムを備える。各入力装置は、基部、制御部、制御部に配設されユーザが前記プロセッサへのデータ入力を要求できる複数の入力キー、前記制御部を前記基部に接続し且つユーザが前記制御部を前記基部に対して第１及び第２の方向において複数の第１及び第２の不連続の位置にわたり自在に移動するのを可能にするユニバーサル接続器、及び前記制御部の第１及び第２の不連続の位置及びユーザのデータ入力要求を示す信号を発生する信号発生器を備える。プロセッサは、データ入力要求及び位置信号を受け取って処理する。ディスプレイは、プロセッサにより発生されたイメージを表示する。キャラクタ選択ユニットは、キャラクタ表示グラフィックを前記ディスプレイ上に表示する。キャラクタ表示グラフィックは複数の行及び複数の垂直クラスタを備え、各行及び各垂直クラスタは５個以下のキャラクタ選択アイコンを備え、各第１の不連続の位置は行に対応し、各第２の不連続の位置は垂直クラスタに対応し、前記キャラクタ選択ユニットは、前記制御部の第１及び第２の不連続の位置とユーザの入力データ要求を生じる入力キーとに対応するキャラクタ選択アイコンと関連した機能を選択して実行する。回動機構は、ユーザが前記制御部を前記基部に対して回動できるようにする。
【００１６】
従って、本発明の別の実施形態は、ユーザによる入力要求を示す信号を発生する入力装置を備える。当該入力装置は、基部、制御部、前記制御部に配設されユーザが要求を入力できる複数の入力キー、前記制御部を前記基部に接続し且つユーザが前記制御部を前記基部に対して自在に移動できるユニバーサル接続器、及び前記制御部の位置を示す位置信号を発生し且つユーザが前記複数の入力手段の１つを選択することにより発生したユーザのデータ入力要求を示す信号を発生する信号発生器を備える。
【００１７】
従って、本発明の別の実施形態は、複数の入力装置及びプロセッサを備え、各入力装置は、基部、制御部、前記制御部に配設された複数の入力キー、前記制御部を前記基部に接続するユニバーサル接続器、及び信号発生器を備えるコンピュータ・システムにおける方法を構成する。当該方法は、同時に前記入力装置の１つを選択し且つ前記制御部を前記基部に対して自在に位置決めすることによりプロセッサ装置へのデータ入力を要求するステップ、当該選択された入力装置及び前記制御部のその時の位置を示す信号及び発生するステップ、及びデータ入力要求及び位置信号を受け取って処理するステップを備える。
これら及び他の利点及び目的は、本明細書及び図面から認められ得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に従って、コンピュータ・システムと使用のユニバーサル入力装置が提供される。図１は、本発明に従ったコンピュータ・システム１０の一実施形態を示す。コンピュータ・システム１０は、コンピュータ１２、モニタ１４、及び１つ以上のユニバーサル入力装置（ＵＩＤ）１６を備える。コンピュータ１２は、パーソナル・コンピュータ、スーパーコンピュータ、メインフレーム・コンピュータ等のいずれのタイプのコンピュータを含み得る。例えば、コンピュータ１２は、インテル社により商標（ＰＥＮＴＩＵＭ）で市販されているマイクロプロセッサを利用するパーソナル・コンピュータを含み得る。
【００１９】
モニタ１４は、ＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ又は類似のものを含むコンピュータ１２と使用のいずれのディスプレイ装置を備え得る。モニタ１４は、コンピュータ１２に、例えば標準ケーブルにより接続される。
【００２０】
図２のブロック図に示されるように、コンピュータ１２は、マイクロプロセッサ１８、入力／出力装置２０、及びメモリ装置２２を備える。メモリ装置２２は、ＵＩＤ解釈（interpretation）ユニット２４、キャラクタ表示ユニット２６、オペレーティング・システム２８、及びタスクベースのソフトウエア要素３０を備える。ＵＩＤ解釈ユニット２４は、ＵＩＤ１６から受け取られた信号をオペレーティング・システム２８のため解釈する命令を記憶している。ＵＩＤ解釈ユニット２４は、例えば、マウスの動きやジョイスティックの動きを解釈するためのソフトウエアと同様に機能する。キャラクタ表示ユニット２６は、図１に示されるように、モニタ１４にキャラクタ選択グラフィック１０６を表示するよう動作する。
【００２１】
キャラクタ選択グラフィック１０６は、ユーザが選択し得る１組のキャラクタ又はファンクションの視覚的表示を備える。キャラクタ選択グラフィック１０６は、１つのタスクベース要素（task based component）３０により与えられるドキュメント又はウィンドウ上にオーバセット（overset）されるのが好ましい。例えば、タスクベース要素３０は、編集されつつあるドキュメントを表示するワード・プロセッシング要素を構成し得る。キャラクタ選択グラフィック１０６は、例えば、図１に示されるようにその時のカーソル位置を含む行より僅かに下又は僅かに上に提示され得る。キャラクタ選択グラフィック１０６及びＵＩＤ１６の機能は以下により詳細に説明される。
【００２２】
ＵＩＤ１６は、複数のＵＩＤトリガ３４、ＵＩＤ信号発生器３６を備える。ＵＩＤトリガ３４は、機械的活動をＵＩＤ信号発生器３６へ中継するための電気的信号に変換する電気機械的装置を備える。ＵＩＤ信号発生器３６は、電気的信号をＵＩＤトリガ３４から受け取り、ＵＩＤトリガ３４から受け取られた信号を示す信号を発生する。これらの信号は、マイクロプロセッサ２２へ中継するためのコンピュータ１２内のＩ／Ｏ装置２０に送られる。コンピュータ・システム１０の幾つかの構成要素の機能的接続を記述したが、ＵＩＤ１６及びキャラクタ選択グラフィック１０６のより詳細な記載は、本発明の動作を説明する。
【００２３】
ＵＩＤ１６は、ユーザに自分の指を予め指定された位置から動かすことを要求しないで、殆ど無限の量のデータを入力するのに用いられ得る入力装置を容易に学習し動作させる。図３に示されているように、ＵＩＤ１６は、制御部３８及び基部４０を備える。制御部３８は、基部４０に、例えば軸機構４２により結合され得る。各ＵＩＤ１６が単一の基部４０に接続されているように示されているが、複数の制御部３８が単一の基部に接続されてもよい。他の変形もあり得る。
【００２４】
制御部３８は、掌部４４及び複数のフィンガ部４６を備える。好適な実施形態において、制御部３８は５つのフィンガ部４６ａ−ｅを備え、ユーザの手の各指に対して１つのフィンガ部を備えている。図３（左手用）に示されるように、ユーザの親指のためのフィンガ部４６ａは、フィンガ部４６ｂ−ｅから僅かに離間している。フィンガ部４６ａ−ｅ及び掌部４４は、人間工学的に心地よい構造を与えるよう構成されているのが好ましい。例えば、フィンガ部４６ａ−ｅは、ユーザの手が掌部４４上に心地よく置かれる一方、自分の指（親指、人差し指、薬指、小指）がそれぞれフィンガ部４６ａ−ｅの上に心地よく置かれるように離間されているのが好ましい。右手のため、フィンガ部４６ａ−ｅは、反対に構成されてよい。
【００２５】
各フィンガ部４６は、掌部４４に接続され、スイッチング・デバイスとして動作し得る。例えば、フィンガ部４６は、接続端部４８及び押し端部５０を備える。接続端部４８は掌部４４に向かって配設され、一方押し端部５０は掌部４４から僅かに変位していてもよい。例えば、接続端部４８は、掌部４４に蝶番式に接続されていてもよい。
【００２６】
押し端部５０は、電気機械的スイッチ（図示せず）に接続されているのが好ましい。電気機械的スイッチは、電気的インパルスを発生するいずれのタイプのコンタクト・スイッチであってもよい。一つの好適な実施形態において、一方のリードが掌部４４に接続され、他方のリードが押し端部５０の下側に接続されている２リード・コンタクト・スイッチが用いられ、それによりユーザが押し端部５０を押すと、当該２つのリードが接触状態になり、従って電気機械的スイッチがインパルスを発生するようにしてもよい。各フィンガ部４６ａ−ｅは電気機械的スイッチ（図６参照）を備え、こられのスイッチはＵＩＤトリガ３４の電気機械的トリガを５個備える。
【００２７】
フィンガ部４６はまたキーボード・キーであってもよい。別の実施形態において、フィンガ部４６は通常のキーボードの右手側上の通常の「ＳＨＩＦＴ（シフト）」キーのような長いキーボード・キーであり、当該キーは、それが手の指と同じ方向に延在するよう構成されている。他のキーもまた用いてもよい。
【００２８】
基部４０は、ユニバーサル接続部品５４及びハウジング５６を備える。ハウジング５６は、ユニバーサル接続部品５４を支持するよう働く。一実施形態において、ユニバーサル接続部品５４は、軸４２を受ける軸受け部品５２を備える。従って、制御部３８は、ユニバーサル接続部品５４に接続されている。ユニバーサル接続部品５４により、図３に示されるようにユーザは制御部３８をハウジング５６に対してｘ方向及びｙ方向に動かすことができる。更に、ユニバーサル接続部品５４は、ユーザがハウジング５６に対して制御部３８を経路６０に沿って回動できるようにする回動部品５８を備える。
【００２９】
好適な実施形態において、ユニバーサル接続部品５４は、制御部３８をハウジング５６に対して個々の位置にわたり移動させるのを可能にする。好適な実施形態において、例えば、制御部３８は、正のｘ方向の５個の位置及び負のｘ方向の５個の位置に移動でき、こうして１１個の個々の位置をｘ方向軸に沿って提供する。同様に、好適な実施形態において、例えば、制御部３８は、正のｙ方向の５個の位置及び負のｙ方向の５個の位置に移動でき、こうして１１個の個々の位置をｙ方向軸に沿って提供する。また、好適な実施形態において、例えば、制御部３８は、経路６０に沿って合計１１個の回転位置のため経路６０に沿ったいずれの方向においても５個の位置に回動できる。
【００３０】
個々の位置は、好適な実施形態において、例えば、指定されたインデント部分へ経路に沿って回動されるボール・ベアリングを保持するバネ鋼を用いることにより与えられ得る。個々の位置を与える他の方法を用いてもよい。それらの位置は、ユーザが種々の位置を感知し得るように十分区別されているのが好ましい。これにより一層良くユーザがＵＩＤ１６を動作させることができるようになる。
【００３１】
各方向（ｘ，ｙ及び経路６０に沿って）における個々の位置の各々で、ユニバーサル接続部品５４は、個々の位置への動きを示す電気的インパルスを与える感知装置を備える。これらの感知装置はＵＩＤトリガ３４を備える。
【００３２】
前述の好適な実施形態において、各方向に対して１１個の感知装置があり、従って合計３３個の感知装置がＵＩＤトリガ３４として設け得る。
【００３３】
別の実施形態において、制御部３８のハウジング５６に対する相対的動きを示すためユニバーサル接続部品５４と共にポテンショメータを用いてもよい。
【００３４】
図４は基部４０の上面図である。ユニバーサル接続部品５４は、例えば、ジンバル機構を備え得る。この実施形態において、ジンバル機構は、第１の交差部６０及び」第２の交差部６２を備え得る。各交差部は、それぞれ、軸４２が交差部の一部を通過して交差部の主軸に沿って移動できるようにするためスロット６４及び６６を備える。例えば、第１の交差部６０は、ｘ軸に沿って配設され、スロット６４を備え得る。ユーザが制御部３８（従ってそれに装着された軸４２）をｘ方向において移動させるとき、軸４２は、第１の交差部６０のいずれの部分により拘束されることなくスロット６４に沿って通る。しかしながら、同時に、軸４２は、ｙ方向において移動するとき、第２の交差部６２のスロット６６の側壁に当接する。従って、軸４２がｙ方向に移動するにつれ、第２の交差部６２はまたその軸の回りにｙ方向において回動する。
【００３５】
第２の交差部６２の回動が、図５に関してより詳細に記載される。図５は、図４のラインＡ−Ａに沿ってみた図である。第２の交差部６２は、バネ・ハウジング７０に軸７０を介して接続されている。第２の交差部６２及びバネ・ハウジング７０は、第２の交差部６２と共にベアリング経路７４に沿って回動するボール・ベアリング７２により分離されている。ベアリング経路７４は、複数のインデント７６を第２の交差部６２又はバネ・ハウジング７０のいずれかの上に備える。バネ・ハウジング７０は、第２の交差部６２のその垂直位置からの動きに抵抗するよう動作するバネ機構７８を収容する。ユーザが制御部３８を解放すると、バネ機構７８は、図５に示されるように第２の交差部６２を垂直位置に戻すよう動作する。この機能を実行するため、例えば、鋼バネのような任意の形式のバネ機構７８を用いてもよい。
【００３６】
第１の交差部６０は、同様に軸４２をｙ軸に沿って移動させるよう動作する。
第１の交差部６０は、ベアリング経路８６に沿ったボール・ベアリング８４により分離されている軸８２を介してバネ・ハウジング８０に接続する。ベアリング経路８６は、複数のインデント８８を第１の交差部９０又はバネ・ハウジング８０のいずれかの上に備える。
【００３７】
好適な実施形態において、インデント７６及び８８は、それぞれベアリング経路７４及び８６に沿って約１０度離間して配置され、それにより制御部３８に関する位置を表すインデントの１１個全て（好適な実施形態において）は、予め指定された開始位置７７の３０度以内にあり得る。代替として、インデント７６及び８８の分離の他の度数が、制御部３８をこれらの位置にわたり移動させるときユーザの手、手首、腕の楽さに従って与えられてもよい。例えば、２度の分離は望ましく又は３０度の分離は望ましいと決定し得る。      
【００３８】
更に、分離の度数は、ユーザの熟練レベル又は設けられている位置の数に応じてもよい。多くの位置が設けられる場合、インデント７６をより近接して離間するのが望ましく、そのため予め指定された開始位置７７からの分離の全度数は、例えば９０度又は６０度のような所定量を越えないようにし得る。
【００３９】
ユニバーサル接続部品５４はまた、図１１を参照して記載されるように、例えばトラック・ボール機構を備え得る。少なくとも２方向にわたり且つ複数の位置（個別の位置が好ましい）にわたり移動を可能にする他のユニバーサル接続装置を用いてもよい。
【００４０】
別の実施形態において、基部４０はまた、回動機構９２（図４の切り欠き部に図示）を備え得る。回動機構９２は、制御機構３８の基部４０に対する回動（即ち、孤θに沿って）を可能にするよう動作する。回動機構９２は、支持部９４及びバネ部９６を備え、これらは回動方向における軸４２の動きに対して抵抗を与えるよう動作する。複数のインデント９８は、軸４２が孤θに沿って回動するにつれ与えられる。好適な実施形態において、合計１１個のインデントが与えられる。
【００４１】
図６は、ラインＢ−Ｂに沿ってみた（制御部３８を含む）ＵＩＤ１６を示す。図６に示されるように、回動機構９２に関連して、ボール・ベアリングバネ装置１００を設け得る。ボール・ベアリングバネ装置１００は、複数のインデント９８を設け得る。ＵＩＤ１６の各インデントに、電気的インディケータ１０２を設けてもよい。これらの電気的インディケータ１０２は、ＵＩＤ信号発生器３６に例えばワイヤ１０５を介して接続している。ｘ方向、ｙ方向及び孤θに沿った各位置に設けられた電気的インディケータ１０２は、制御部３８のそれらの位置への動きを感知し、その動きをＵＩＤ信号発生器３６に信号で知らせるＵＩＤトリガ３４を備える。次いで、ＵＩＤ信号発生器３６は、更に処理するためこの動きをコンピュータ１２に信号で知らせる。その点で、ＵＩＤ１６は、例えば、制御部３８の動きを信号で知らせることにより、ジョイスティックのように動作し得る。
【００４２】
図６に更に示されるように、各フィンガ部４６は、ワイヤ１０５によりＵＩＤ信号発生器３６に接続され得る電気機械的スイッチ機構１０４（ＵＩＤトリガ３４を備える）を備える。従って、ＵＩＤ１６は、ＵＩＤトリガ３４により複数の個々の位置にわたり三次元の動きを与え、これらの位置にわたる動き並びにフィンガ部４６の押しを検出する。好適な実施形態において、１１個の位置はｘ方向、ｙ方向及び孤θに沿って設けられ、これらの各々はＵＩＤトリガ３４により感知され、コンピュータ１２に示される。追加の又は数個の位置が、所望に応じ、ＵＩＤを用いる条件に適合するよう設けられてもよい。ＵＩＤ１６は、フィンガ部４６ａ−ｅの押しを介して及び／又は個々の位置の一つを介する制御部３８の動きによる入力装置として動作する。他のＵＩＤトリガ３４を備える電気的インディケータ１０２に接続するためワイヤ１０５を設けてもよい。
【００４３】
好適な実施形態において、５個のワイヤ対が５個のフィンガ部の各々に対して設けられている。また、４本のワイヤの組の３組が電気的インディケータ１０２のため設けられている(各電気的インディケータに対して１組)。次いで、これらのワイヤは、ハウジング５６からＵＩＤ信号発生器３４に延在する単一の鞘内にパッケージされ得る。代替として、ＵＩＤ信号発生器３４はハウジング５６内に配設されてもよい。次いで、ＵＩＤ信号発生器３４は、標準ワイヤ及び入力装置コネクタ構成を介してコンピュータ１２に接続され得る。電気的インディケータ１０２はまた、ＲＦ、マイクロ波及び類似のものような無線技術を用いてＵＩＤ信号発生器３４と通信してもよい。
【００４４】
他の実施形態においては、ＵＩＤ１６は、ユニバーサル接続機構５４に関するトラック・ボール機構を備えることができる。図１５は、このような機構を有する本発明の一実施形態のＵＩＤ１６を示している。この実施形態においては、制御部３８が球体すなわちトラック・ボールを備えている。例えば、直径が４インチのプラスチィック球体が制御部３８の外殻として用いられる。２つのロッド５０２、５０４が、制御部３８を基部５４に接続している。上部のロッド５０２と下部のロッド５０４との間には、ジンバル機構５００が配置されている。ジンバル機構５００は、図４に関連して説明したジンバル機構とほぼ同様に動作する。下部のロッド５０４は、ジンバル機構５００を支持しており、また制御部３８の底部に着脱自在に配置されたプレート５０６上に取り付けられている。複数の検出デバイス５１４がジンバル機構５００に備えられており、ベース４０に対する制御部３８の相対移動を指示する。複数の電子的読み取り器（リーダ）５１６が検出デバイス５１４と関連して備えられている。他の電子的読み取り器５１０、５１２もまた、基部４０上に配置されている。これらの読み取り器は、基部４０を介しての球状体からなる制御部の自在な動きを検出する。プレート５０６は、回動機構１００を動作状態又は非動作状態とするために、凹部５１８に対して押圧され、かつ該凹部から押圧解除される。このように、トラック・ボール機構は、ＵＩＤの内部動作を「隠蔽」し、また制御部３８の別のフォーマットを提供するよう設けられている。
【００４５】
ＵＩＤ１６は、入力を受け取るための多数のデバイスを動作させるために用いられる。例えば、ＵＩＤ１６は、コンピュータ・ソフトウエア、車両等の機械的装置、通信機器、対話型テレビジョン機器、オーディオ機器等を動作させるために用いられる。ＵＩＤ１６は、キーボード、マウス、又はジョイスティックが使用されているシステムであれば任意のシステムを使用するために動作される。しかしながら、本発明の他の実施形態においては、表示の目的で、ＵＩＤ１６はある１つのシステムにおいて用いられる。
【００４６】
図１及び図２に示されているように、例えば、２つのＵＩＤ１６がコンピュータ１２と通信状態にある。図示されているように、これらのＵＩＤ１６はワイヤ接続されている。また、ＵＩＤとコンピュータ１２との間をワイヤレス通信接続にすることも可能である。例えば、ＲＦ、マイクロ波、及び他の無線通信手法を採用することができる。
【００４７】
さらに、コンピュータ１２は、ＵＩＤ解釈ユニット２４を含んでいるメモリ２２を備えている。本発明の一実施形態において、ＵＩＤ解釈ユニット２４は、Ｉ／Ｏ装置２０及びマイクロプロセッサ１８を介してＵＩＤ信号発生器３６から信号を受け取る。ＵＩＤ解釈ユニット２４は、これらの信号から命令を発生して、該命令をオペレーティング・システム２８及びタスクベース要素３０に提供する。メモリ２４はまた、キャラクタ表示ユニット２６を格納している。キャラクタ表示ユニット２６は、システム１０のディスプレイ１４上に、キャラクタ選択グラフィック１０６を提供するよう動作する。好適な実施形態においては、キャラクタ表示ユニット２６は、ＵＩＤ１６のフィンガ部４６の配置に対応する配置関係で、複数のキャラクタを表示する。好適な実施形態においては、例えば、好適な実施形態においては、キャラクタ選択グラフィック１０６は少なくとも１０列のキャラクタを表し、その１列が（２つのＵＩＤ１６からの）１０個のフィンガ部の１つに対応している。さらに、多数の行、追加の列及び追加の特徴を表示することも可能である。
【００４８】
図７は、キャラクタ選択グラフィック１０６の一例を表している。キャラクタ選択グラフィック１０６は、複数のキャラクタ選択アイコン１０８で構成されている。キャラクタ選択アイコン１０８は、複数の行１０９ａ−１０９ｄ及び複数の垂直クラスタ（群）１１１ａ−１１１ｆに配置されている。図７に示したように、キャラクタ選択グラフィック１０６は、その時点でアクティブ状態のカーソル位置の下方に表示される。ユーザがキャラクタの入力を継続すると、キャラクタ選択グラフィック１０６はスクリーンを下方にスクロールし、これにより、その時点でカーソル位置の上方に常に表示される。このようにする代わりに、その時点でアクティブ状態のカーソル位置が、キャラクタ選択グラフィック１０６を通ってスクロールするようにしても良い。
【００４９】
好適な実施形態においては、キャラクタ選択グラフィック１０６の１つの行が、ホーム行、例えば行１０９ｃを構成している。ホーム行は、各ＵＩＤ１６の制御部３８の予め指定された開始位置に対応している。制御部３８の開始位置は、例えば、制御部３８がユニバーサル接続機構５４に接続される当然の位置に指定される。他の行は、基部４０に関する制御部３８の他の位置に対応している。例えば、行１０９ｂは、ｘ方向に１つ分ずらした位置に対応する。行１０９ａは、ｘ方向に２つ分ずらした位置に対応する。行１０９ｄは、−ｘ方向に１つ分ずらした位置に対応する。好適な実施形態においては、ＵＩＤ１６は、ｘ方向に５つ分の位置を移動することができ、また−ｘ方向に５つ分の位置を移動することができる。したがって、１１行がキャラクタ選択グラフィック１６に備えられる。
このようにする代わりに、図７に示したように、４行だけを備えるようにしても良い。他の配列の複数の行を採用しても良い。
【００５０】
各行は、左側の部分行１１３と右側の部分行１１５とに分割されていることが好ましい。各行に関するキャラクタ選択アイコン１０８は、左側の部分行１１３及び右側の部分行１１５に分配される。左側の部分行１１３に分配されたキャラクタ選択アイコン１０８は、一方のＵＩＤ１６（例えば、左側のＵＩＤ）の使用により選択され、これに対して、右側の部分行１１５に分配されたキャラクタ選択アイコン１０８は、他方のＵＩＤ１６（例えば、右側のＵＩＤ）の使用により選択される。各キャラクタ選択アイコン１０８は、ＵＩＤ１６上のフィンガ部４６に対応している好適な実施形態においては、各部分行は少なくとも５つのキャラクタ選択アイコン１０８を含んでおり、そして、各キャラクタ選択アイコンは一方のＵＩＤ１６上の５つのフィンガ部４６の１つに対応している。
【００５１】
更に、各部分行（sub-row）は、キャラクタ選択アイコン１０８の複数の垂直クラスタ１１１ａ−ｆに分割され得る。例えば、図７に示すように、左の部分行１１３は垂直クラスタ１１１ａ−ｃからなり、右の部分行１１５は垂直クラスタ１１１ｄ−ｆからなる。垂直クラスタの各々は複数のキャラクタ選択アイコン１０８を含み得て、垂直クラスタにおける各キャラクタ選択アイコンは１つのフィンガ部４６に対応する。更に、キャラクタ選択アイコン１０８の各垂直クラスタは、ｙ軸に沿った制御部３８の位置に対応する。
【００５２】
例えば、垂直クラスタ１１１ｅは右手ＵＩＤのホーム位置に対応し、垂直クラスタ１１１ｄはｙ方向に沿った左位置に対応し、垂直クラスタ１１１ｆはｙ方向に沿った右位置に対応する。同様に、垂直クラスタ１１１ｂは左手ＵＩＤのホーム位置に対応し、垂直クラスタ１１１ａはｙ方向に沿った左位置に対応し、垂直クラスタ１１１ｃはｙ方向に沿った右位置に対応する。
【００５３】
更に、各キャラクタ制御アイコン１０８は、それに関連する複数のファンクション及びキャラクタを有し得る。例えば、文字ｔに対するキャラクタ選択アイコン１０８は、小文宇のｔ、大文字のＴ、イタリック体のｔ、下つき文字のt、上つき文字のtその他に関連する。特定のキャラクタ選択アイコン１０８に関連する種々のキャラクタは、弧θに沿った種々の位置にわたり制御部３８を回動させることにより選択され得る。このようにして、アークθに沿って７つの位置が与えられている一つの好適実施形態において、各キャラクタ選択アイコン１０８は７つのキャラクタに関連し得る。
【００５４】
例えば、各部分行は１１の垂直クラスタを備え、各垂直クラスタは５以上のキャラクタ選択アイコン１０８を含む。従って、各部分行は、５つのフィンガ部４６とｙ軸に沿った１１の位置とを用いるときに、５５までのキャラクタ選択アイコン１０８を含むことができる。また、ｘ方向の１１の位置を用いることにより、５５のキャラクタ選択アイコンを１１行可能とし、１つのＵＩＤについて合計６０５のキャラクタ選択アイコンが可能となる。更に、回動機構９２を用いて回動による選択を用いることにより、１１のキャラクタ及びファンクションを各キャラクタ選択アイコンと関連付けることができ、合計６６５５キャラクタが可能となる。更に、２つのＵＩＤを用いることにより、ユーザは彼の指をＵＩＤ１６から離さずとも、また、彼の目をスクリーンから外さずとも、１３３１０キャラクタを選択することが可能となる。
【００５５】
常に、ＵＩＤ１６の各々に対する部分行の１つは「アクティブ」であり、ＵＩＤ１６の各々に対する垂直クラスタの１つは「アクティブ」であり、各キャラクタ選択アイコン１０８に対する１つのキャラクタは「アクティブ」である。換言すると、ユーザがフィンガ部４６の１つを押すと、アクティブの部分行及びアクティブの垂直クラスタに対するそのフィンガ部４６に対応するキャラクタ選択アイコン１０８に対するアクティブのキャラクタが選択される。それと関連して、そのキャラクタ選択アイコン１０８と関連するキャラクタ又はファンクションが入力される。なぜなら、フィンガ部４６の１つを押すこと及び制御部３８をｘ方向の位置の１つ及びｙ方向の位置の１つに移動させることにより、ＵＩＤ信号発生器３６がそられら３つの値の信号を発生させるインパルスが与えられるからである。キャラクタ表示ユニット２６は信号を解釈し、所望されたキャラクタ選択アイコン１０８と関連するキャラクタ又はファンクションを入力するためにコマンドを生成する。
【００５６】
ＵＩＤ１６と、キャラクタ選択グラフィック１０６と、ＵＩＤ信号発生器３６と、キャラクタ表示ユニット２６との間のインタラクションの例を更に示すために、図７に示されるキャラクタを考慮する。以下の表は、左と右のＵＩＤ１６の位置と、本発明の一実施形態に従って、どのフィンガ部４６が、図７に示された例示のキャラクタ選択アイコンを選択するために用いられるかを示す。
【００５７】
【表１】
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各キャラクタ選択アイコンは、従って、ｘ方向位置と、ｙ方向位置と、１つのＵＩＤのフィンガ部の１つとに対応する。従って、例えば、ユーザが、左手のＵＩＤ１６をｙ方向に１位置上げるように配置し、彼の人差し指の下のフィンガ部４６ｂを押すと、ＵＩＤ解釈ユニット２４及びキャラクタ表示ユニット２６が動作して、文宇ｄがユーザによって選択されたことを判定する。キャラクタ表示ユニット２６は、キャラクタ／ファンクションに対するｘ方向位置、ｙ方向位置、及びＵＩＤの各々のフィンガ部に対応するルックアップ・テーブルを備える。キャラクタ表示ユニット２６は、次に、ｘ方向、ｙ方向及びフィンガ部を示す信号をＵＩＤ解釈ユニット２４から受信し、それらの値をルックアップ・テーブルへのインデックスとして用いる。ルックアップ・テーブルから正しい値を決定すると、キャラクタ表示ユニット２６は次にオペレーティング・システム１６に対して、入力されるキャラクタ又は実行されるファンクションを示す信号を生成する。
【００５８】
ユーザが、或るフィンガ部と或るキャラクタ選択アイコンとの対応関係を理解することを支援するために、「アクティブ」な各ＵＩＤ１６に対する部分行及び垂直クラスタが、他の部分行と区別されるようにしてもよい。例えば、アクティブな部分行のキャラクタ選択アイコンを、陰影をつけたり、色を変えたり、フォントを変えたり、ポイント数を変えたり、浮き上がるように見せたり、またはその他の様式で、ハイライト化してもよい。更に、ユーザが制御部３８を種々の位置に移動させたときに、その新しい位置に対応する部分行及び垂直クラスタが区別可能となるようにしてもよい。また、キャラクタ選択アイコン１０８は、アクティブなキャラクタに依存して区別されるようにしてもよい。例えば、キャラクタ選択アイコン１０８において太文字のｇがアクティブである場合に、文字ｇがアイコンにおいて太文字になるようにしてもよい。また、アクティブのキャラクタ又はファンクションを表示するための他の方法も備えられてよい。従って、常に、ユーザは、スクリーン１４上のキャラクタ選択グラフィック１０６を見ることによって、フィンガ部４６を用いてどのキャラクタが選択されるかを判断することができる。
【００５９】
１つの実施形態によるキャラクタ表示ユニット２６による動作の全体的な流れ図が図８に示されている。キャラクタ表示ユニット２６は、キャラクタ選択グラフィック１０６をディスプレイ１４上に表示する(ステップ２００)。キャラクタ選択グラフィック１０６は、キャラクタ表示ユニット２６とのインターフェースを介して、ユーザが望むフォーマットの要件を満たすように修正することができる。例えば、１１個の異なる垂直クラスタを表示するのではなく、一度に、ただ１つの垂直クラスタを表示することもできる。その例では、キャラクタ表示ユニット２６は、制御部３８がその垂直クラスタに対応する位置に移動したとの指示によって、別の垂直クラスタを表示し得る。
【００６０】
次に、ステップ２０２では、キャラクタ表示ユニット２６は、ＵＩＤ信号発生器３６からの入力信号の検出を待機する。ＵＩＤ信号発生器３６は、電気的インジケータによって、フィンガ部４６（電気機械式スイッチ１０４によって指示される）４６の押しと制御部３８による種々の位置への移動とを示す信号を発生する。入力信号が検出されると、キャラクタ表示ユニット２６は、この信号が、電気機械的スイッチ１０４からであるのか電気的インジケータ１０２からであるのかを判断する(ステップ２０４)。入力が電気機械的スイッチ１０４からである場合には、ＵＩＤ１６の中の１つに設けられたボタンの１つが押されており、ユーザがキャラクタを入力することを望んでいることを示している。
【００６１】
次に、キャラクタ表示ユニット２６は、ＵＩＤ信号発生器３６からの入力パラメータ値を判断し、フィンガ部４６が押下された値と制御部３８の３次元座標位置とを導出する(ステップ２０６)。キャラクタ表示ユニット２６は、次に、これらの値を用いて、キャラクタ選択グラフィック１０６に示されているように、これらの値に対応するキャラクタまたはファンクションを決定する(ステップ２０８)。キャラクタ表示ユニット２６は、次に、オペレーティング・システム２８およびタスクベース要素と共に動作し、ユーザによって要求されたキャラクタの入力またはファンクションの実行を要求する(ステップ２１０)。キャラクタ表示ユニット２６は、次に、ステップ２０２に戻り、新たな入力信号を待機する。
【００６２】
キャラクタ表示ユニット２６が、ステップ２０４において、信号が電気的インジケータ１０２の信号であると判断する場合には、ユーザは、部分行、垂直クラスタ、またはキャラクタのどれかを切り換えることを望む。従って、ステップ２１２においては、キャラクタ表示ユニット２６は、キャラクタ選択グラフィック１０６において表示されるまたは弁別される新たな部分行、垂直クラスタ、またはキャラクタを決定し、その変更を実行する。キャラクタ表示ユニット２６は、次に、ステップ２０２に戻り、新たな入力信号を待機する。
【００６３】
本発明の別の実施形態によると、それぞれのＵＩＤ１６はまた、カーソルの移動に対して、すなわち、マウス、ジョイスティックまたはそれ以外の場所識別デバイスに代わって動作可能である。ＵＩＤ１６は、ｘ方向、ｙ方向および弧θに沿っての移動および移動の信号送出を許容するので、ＵＩＤ１６は、マウスやジョイスティックと同じように機能する。キャラクタ表示ユニット２６に対してこれらの信号がカーソルの移動に対する信号を表すことを指示するために、例えば、図９に示されているような入力選択機構２５０を設けることができる。入力選択機構２５０は、スイッチまたはそれ以外の電気信号発生器を備え、ワイヤ１０５を介して、ＵＩＤ信号発生器３４に接続され得る。そして、ＵＩＤ１６が、キャラクタ選択モードで動作しているのか、カーソル移動モードで動作しているのかを、信号が入力選択機構２５０からのものであるかどうかに基づいて、キャラクタ表示ユニット２６が判断する。信号に基づいて、キャラクタ表示ユニット２６は、ＵＩＤがキャラクタ選択モードにある場合には制御部３８の移動に従ってキャラクタ表示グラフィック１０６を修正し、ＵＩＤがカーソル移動モードにある場合には、カーソル移動信号を発生する。このようにして、ＵＩＤ１６は、キーボード、マウスおよびジョイスティックのすべての機能を提供することができることになり、従って、ユニバーサル入力装置である。
【００６４】
入力選択機構２５０はまた、ハウジング５６の底部に設けられているスナッピング機構３００を備えている。この実施形態では、ユーザは、制御部３８をハウジング５６の内部方向に押下することによって、２つの動作モードの一方を選択できる。制御部３８を再度押下すれば、他方の動作モードを選択できる。電気的コネクタ３０２を設けて、どちらの動作モードをユーザが選択したのかを告知させることもできる。スナッピング機構３００は、電子技術分野において通常用いられている任意の押しボタン機構を備えている。また、スナッピング機構３００は、トグル・スイッチや戻り止め（detent）などを備えている。
【００６５】
更に別の実施形態によると、本発明のＵＩＤは、図１１（上からの図）に示されているような５つの入力ボタン４０２ａ−ｅを有するＵＩＤマウスを用いて実現することができる。また、４つの入力ボタンのＵＩＤマウス４００を提供することもできる。これ以外の数の入力ボタンも、本発明の範囲内で用いることができる。
【００６６】
ＵＩＤマウス４００を移動させ、入力ボタン４０２ａ−ｅを選択すると、それぞれのマウスに対して部分行および垂直クラスタ内のキャラクタを選択する部分行、垂直クラスタおよび入力ボタン４０２ａ−ｅを指示するＵＩＤマウス４００の移動によって、ＵＩＤ１６に対しても同様に動作が実行される。より正確には、図１２（下方からの図）に示されているように、例えば、３つのマウス・ホイール４０６、４０８および４１０を設け、１マウス当たり３つのセンサ信号が提供されるようにすることもできる。
【００６７】
また、２つのＵＩＤマウス４００および４０１を組み合わせて用い、位置決め目的を有する信号を提供するのにマウス・ホイールを用いるのではなく、２つのＵＩＤマウスの間の相対位置を提供する電気信号を発生させるようにすることもできる。２つのＵＩＤの相対位置を指示する信号を提供することによって、正確な位置信号が提供され得る。図１３には、本発明の１つの実施形態が示されており、この実施形態では、２つのＵＩＤマウス４００および４０１が、コネクタ機構４１２によって機械的に接続されている。コネクタ機構４１２は、ブレース、ストラップ、ベルトなどを備えている。レベリング・センサ４１４を設け、２つのＵＩＤマウス４００および４０１の相対位置を指示することもできる。レベリング・センサ４１４は、例えば、コネクタ機構４１２の内部に配置することができる。この相対位置は、カーソルを再度位置決めし、キャラクタ表示グラフィック１０６上に、異なる部分行または垂直クラスタを提供するのに用いることができる。
【００６８】
また、相対位置信号を、ＵＩＤマウス４００および４０１の間の通信デバイス４１６から提供することもできる。通信デバイス４１６は、音声または光ベースの信号送出デバイスを含み得る。例えば、通信デバイス４１６は、図１４に示されているように、赤外線信号送出およびセンサ機構を含み得る。図１４では、それぞれのＵＩＤマウス４００および４０１には、赤外線信号送出機構４１８および４１９と赤外線受信機構４２０および４２１とが設けられている。赤外線信号送出機構４１８が断続的に信号を出力し、赤外線受信機構４２１がその信号を受信する。同様にして、赤外線信号送出機構４１９が断続的に信号を出力し、赤外線受信機構４２０がその信号を受信する。そして、赤外線受信機構４２０および４２１は、信号がどの方向から受信されたのかを示す方向情報を提供する。このようにして、２つのＵＩＤマウスの間の相対位置が導かれる。また、単一の赤外線信号送出機構及び受信機構を用いることも可能である。
【００６９】
２つのＵＩＤマウスの相対位置を指示する信号を提供するそれ以外の機構を用いることもできる。本質的には、相対位置を用いることにより、マウスの移動を示す一層正確な信号が提供されるのであるが、その理由は、これら複数のマウスは、表面の摩擦力、ユーザがマウスにかける重力、原点の方向などのようなしばしば変動する条件には依存しないからである。
【００７０】
この発明の他の実施形態によると、ＵＩＤ１６は調節可能なフィンガ部を備える。図１６は、赤外線信号伝達・感知機構を有するＵＩＤマウス４００の他の実施形態を示している。フィンガ部４６は、１つ以上の支持部６０２によって制御部３８に取り付けられたフィンガ部バー６００上に配置される。フィンガ部バー６００は、制御部３８に対して接近し又は遠ざかる方向、上下方向又は左右方向に移動してユーザーの特定の心地良さレベルに合致するように、３方向において調節可能である。制御部３８上、又は制御部３８に取り付けられた別個のバー上に親フィンガ部４６ａが配置される。また、別のボタン又は部分６０４が回動機構１００を活動化させ又は非活動化するために設けられている。
【００７１】
図１７は、この発明の他の実施形態を示している。制御部１７２が設けられ、自在に基部１７４に接続される。基部１７４はＵＩＤ１７０をテーブル等への取り付けを容易にするためにサクションカップ（図示せず）を備える。制御部１７２は自在に基部１７４に取り付けられる。好ましい実施形態においては、これは２つのジンバルと回動機構とによって達成される。制御部１７２は４個の入力キー１７６ａ−ｄを有する。入力キー１７６ａ−ｄはコンピュータ・キーであってよい。好ましい実施形態においては、入力キー１７６ａ−ｄは標準キーボードの右下側にある長い「ＳＨＩＦＴ」キーである。それぞれのキーには指が割り当てられる。例えば、キー１７６ａには人差し指が割り当てられ、キー１７６ｂには中指が割り当てられ、キー１７６ｃには薬指が割り当てられ、キー１７６ｄには小指が割り当てられる。キー１７６ｅは親指のために設けられる。キー１７６ｅはボタン、キーその他の適切な入力手段であってよい。
【００７２】
異なる形式のスライダー１７６ｆを設けることができる。図１８ａ及び図１８ｂを参照すると、１つの実施形態においては、このスライダーはｘ方向に移動することができる。スライダー１８６ｆには２つの位置１８６ｆ1，１８６ｆ2がある。スライダー１８６ｆは２位置スイッチ又は同様の装置である。図１８ｂに示す他の実施形態においては、スライダー１９６ｆもｘ方向に、１９６ｆ1、１９６ｆ2、…１９６ｆnで示す複数の位置を有する。スライダー１９６ｆは多位置スイッチ、ポテンショメータ又は同様の装置であってよい。他の実施形態においては、スライダー１７６ｆはジョイスティックのように動作し、複数の方向と該方向に沿う複数の位置とを与える。図１８ｃを参照すると、好適な実施形態においては、スライダー１９９ｆには４つの移動方向（１９９ｆ2，１９９ｆ3，１９９ｆ4，１９９ｆ5）が与えられ、それぞれの方向が１つの位置を有する。こうして、ホームポジション１９９ｆ1を含み、図１８ｃのスライダーは全部で５個の位置を与える。更に他の実施形態においては、トラックボール機構をスライダー１７６ｆの代わりに使用することができる。
【００７３】
スライダー１７６ｆは、それぞれの手の人差し指によって作動される。動作において、スライダー１７６ｆは、ユーザーに対してマクロのような他のオプションへのアクセスを提供する。また、スライダー１７６ｆはファイル管理及びアプリケーションの処理をランするために使用することができる。
【００７４】
代わりの実施形態においては、スライダー１７６ｆはキー１７６ａの一部として設けられる。これにより、ユーザーは人差し指をキー１７６ａから移動させる必要なくスライダー１７６ｆの機能を用いることができる。
【００７５】
制御部１７２は基部１７４に関して２次元的に移動することができる。好ましい実施形態においては、制御部１７２は正のｘ方向及び負のｘ方向に移動する。また、制御部１７２は正のｙ方向と負のｙ方向に移動する。更に、制御部１７２は基部１７４に関してθ方向において捻じられている。それぞれの方向（ｘ、ｙ、θ）における全位置数は、それぞれの方向における１１−５とホームポシションとである。実際の位置数はユーザーの特定のニーズに基づいて変化する。他の位置数を設けることができる。
【００７６】
図１９及び図２０を参照すると、ＵＩＤ１７０の他の実施形態が与えられる。
スライダー１７６ｇが設けられ、図１７のボタン１７６ｅとスライダー１７６ｆとの組み合わせとして機能する。図２０を参照すると、スライダー１７６ｇはｘ方向及びｚ方向に移動でき、負のｙ方向に押される。また、スライダー１７６ｆは他のキー１７６ａ−ｄに設けられてもよい。
【００７７】
ユーザーは、スライダー１７６ｆ又はスライダー１７６を用いることなく、図２１に示す２次元マトリクスを自由に使えることになる。１つの実施形態においては、キーボードのレイアウトは標準キーボードのそれと同じである。他の実施形態においては、図２１に示すように、標準キーボードのレイアウトの代わりにＡＢＣＤ ＲＳＴＵレイアウトが用いられる。制御部１７２をθ方向に捩じることなく、それぞれの指はマトリクスにおけるキーに対応する。例えば、文字Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは左手の小指、薬指、中指、人差し指に対応し、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕは右手の人差し指、中指、薬指、小指に対応する。Ｍは左の親指に対応し、Ｖは右手の親指に対応する。Ｅの左及びＵの右の文字又はキャラクタはｙ方向におけるスライドによってアクセスされる。また、他のフォント形式は制御部１７２をθ方向に捩じることによって達成される。「ホーム行」、即ち、アクティブであって実線で図示されている行の上及び下の文字又はキャラクタは、制御部１７２をｘ方向に移動させることによってアクセスされる。
【００７８】
スライダー１７６ｅが用いられるとき、図２２の２次元マトリクスは図２３に示す３次元マトリクスへ変更される。簡単にするために、図２３における３次元マトリクスの３つの行しか描かれていない。行数はずっと多い。ブロック２１０−２１２が与えられ、それぞれには、プログラムの特定のジャンルが割り当てられる。例えば、ブロック２１０ａはワードプロセッサを含み、ブロック２１１はスプレッドシートを含む。これらのブロックはスライダー１７６ｆ又は１７６ｇを用いて選択可能である。スライダー１７６ｆ又は１７６がブロックを選択すると、キー１７６ａ−ｄがデータ入力のために使用される。
【００７９】
好ましい実施形態においては、ユーザーは、その好みにしたがって、キー１７６ａ−ｅ及びスライダー１７６ｆ又は１７６ｇの機能を定義することができる。こうして、それぞれのキーはシステムの性能と効率を最大化するために個別にプログラムされる。
【００８０】
キー１７６ａ−ｅ及びスライダー１７６ｆ又は１７６ｇの位置は特定のユーザーに対して調節可能とすることができる。これらの要素の調節はユーザーの手、ユーザーの経験、ユーザーの疲労等を補償するために必要とされる。こうして、キー１７６ａ−ｄはｘ方向にスライドし、キー１７６ｅはＸ方向又はｚ方向に移動し、スライダー１７６ｆはｘ方向に移動することができる。スライダー１７６ｇは、もし設けられるならば、キー１７６ｅと同様に、ｘ方向又はｚ方向に移動する。
【００８１】
この発明の好ましい実施形態は、１３，０００を越す完全に直観的な単指コマンドを提供する。例えば、データ入力のために押す１０個のキーが存在する。ｘ方向に１１個の位置があり、ｙ方向に１１個の位置があり、θ方向に１１個の位置がある。こうして、これらの移動の組み合わせを使用すると、１３，３１０個の完全に直観的な単指コマンドが利用可能である。また、スライダー１７６ｅがｘ方向又はｚ方向に移動されるとき、４つの追加の位置が与えられるので、全部で５３，２４０個の完全に直観的な単指コマンドが利用可能である。
【００８２】
若干の実施形態を提示したが、この発明は特に記述された実施形態に限定されるものではない。この発明の範囲から逸脱することなく、種々の修正及び向上を行うことができる。この発明は、請求の範囲によって定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に従ったコンピュータ・システムの一実施形態を示す。
【図２】本発明に従ったコンピュータ・システムの一実施形態のブロック図を示す。
【図３】本発明の一実施形態に従ったユニバーサル入力装置の斜視図を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従ったユニバーサル入力装置の部分の上面図を示す。
【図５】図４に示される前記部分のラインＡ−Ａに沿った断面図を示す。
【図６】図３のユニバーサル入力装置の図４のラインＢ−Ｂに沿った断面図を示す。
【図７】本発明の一実施形態に従ったキャラクタ選択グラフィックを示す。
【図８】本発明の一実施形態に従ったコンピュータ・システムの動作のフローダイアグラムを示す。
【図９】本発明の一実施形態に従ったユニバーサル入力装置の斜視図を示す。
【図１０】本発明の更に別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の断面図を示す。
【図１１】本発明の別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の上面図を示す。
【図１２】本発明の別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の下面図を示す。
【図１３】本発明の一実施形態に従ったユニバーサル入力装置の上面図を示す。
【図１４】本発明の別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の上面図を示す。
【図１５】本発明の更に別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の断面図を示す。
【図１６】本発明の一実施形態に従ったユニバーサル入力装置の上面図を示す。
【図１７】本発明の別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の斜視図を示す。
【図１８】本発明の一実施形態に従ったスライダーの上面図を示す。
【図１９】本発明の別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の斜視図を示す。
【図２０】本発明の別の実施形態に従ったユニバーサル入力装置の側面図を示す。
【図２１】本発明の一実施形態に従った二次元コマンド・マトリックスを示す。
【図２２】本発明の別の実施形態に従った三次元コマンド・マトリックスを示す。
【符号の説明】
【００８４】
３８  制御部
４０  基部
４２  軸機構
４４  掌部
４６  フィンガ部
４８  接続端部
５０  押し端部
５２  軸受け部品
５４  ユニバーサル接続部品
６０  経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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