JP2015028821A - 追加された機能を持つ移動可能なタッチパッド - Google Patents

Abstract

【課題】入力デバイスを提供する。【解決手段】入力デバイスは、その近傍にある物体を検出できる可動タッチパッドを含むことによって、第１制御信号を発生する。入力デバイスは、また可動タッチパッドの動きを検出できる動きインジケータを含むことによって、１つ以上の別個の第２制御信号を発生する。制御信号は、入力デバイスに動作可能に接続される電子機器中のアクションを実行するのに用いられる。【選択図】図５

Description

本発明は、大きくはタッチパッドに関する。より具体的には本発明は、タッチパッドの機能を増すために移動させることができるタッチパッドに関する。

今日、家電製品における操作を行う入力デバイスには多くのスタイルが存在する。この操作は一般にカーソルを動かし、ディスプレイスクリーン上で選択を行うことに対応する。例として、入力デバイスは、ボタン、スイッチ、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ジョイスティック、タッチスクリーンなどを含む。これらデバイスのそれぞれには、家電製品を設計するときに考慮される長所および短所がある。携帯コンピューティングデバイスにおいて、入力デバイスは、ボタンおよびスイッチから一般に選択される。ボタンおよびスイッチは、一般にはもともと機械的であり、カーソル（または他のセレクタ）の動きおよび選択を行うことに関して、制御が制限されている。例えば、それらは、一般に、特定の方向にカーソルを移動させるための（例えば矢印キー）、または特定の選択を行うための（例えばエンター、デリート、ナンバーなど）専用である。ハンドヘルド携帯情報端末（ＰＤＡ）の場合、入力デバイスは、タッチセンシティブディスプレイスクリーンを利用する傾向がある。タッチスクリーンを用いるとき、ユーザは、スタイラスまたは指を用いてスクリーン上のオブジェクトを直接に指すことによってディスプレイスクリーン上で選択を行う。

ノートパソコンのような携帯コンピューティングデバイスにおいては、入力デバイスは、ふつうタッチパッドである。タッチパッドでは、入力ポインタ（すなわちカーソル）の動きは、指がタッチパッドの表面に沿って動かされるときのユーザの指（またはスタイラス）の相対的な動きに対応する。タッチパッドは、１つ以上のタップがタッチパッドの表面上で検出されるとき、ディスプレイスクリーン上での選択を行うこともできる。ある場合には、タッチパッドの任意の部分がタッピングされえ、他の場合にはタッチパッドの専用の部分がタッピングされえる。デスクトップコンピュータのような固定装置では、入力デバイスは一般にマウスおよびトラックボールから選ばれる。マウスでは、入力ポインタの動きは、ユーザがマウスを表面に沿って動かすときのマウスの相対的な動きに対応する。トラックボールの場合、入力ポインタの動きは、ユーザがハウジング内でボールを回転させるときのボールの相対的な動きに対応する。マウスもトラックボールも一般には、ディスプレイスクリーン上での選択を行うための１つ以上のボタンを含む。

ディスプレイスクリーン上で提示されるＧＵＩについて入力ポインタの移動および選択を可能にすることに加えて、入力デバイスは、ユーザが水平または垂直方向にディスプレイスクリーンにわたってスクロールすることを可能にしえる。例えば、マウスは、スクロールアクションを実行するためにユーザがスクロールホイールを前に、または後ろに簡単に回転させることを可能にするスクロールホイールを含みえる。加えて、タッチパッドは、ユーザが彼のまたは彼女の指を直線的にアクティブ領域にわたってｘおよびｙ方向に動かすときにスクローリングを実現する専用のアクティブ領域を提供しえる。両方のデバイスは、ＧＵＩの一部として水平および垂直スクロールバーを介してスクローリングを実現しえる。この技術を用いて、所望のスクロールバー上で入力ポインタを位置付けること、所望のスクロールバーを選択すること、および垂直スクローリングのためにはマウスまたは指をｙ方向に（前後に）、水平スクローリングのためにはｘ方向に（左右に）動かすことによってスクロールバーを移動させて、スクローリングは実現される。

タッチパッド、マウスおよびトラックボールについて、指、マウスおよびボールがそれぞれ動かされるときのそれらの位置をモニタするためにはデカルト座標系が用いられる。デカルト座標系は一般に、２次元座標系（ｘ，ｙ）として定義され、ここではある点の座標（例えば指、マウスまたはボールの位置）は、２つの交差する、しばしば直交する直線からのその距離であり、この距離は、互いに平行な直線に沿って測られる。例えば、マウス、ボールおよび指のｘ，ｙ位置がモニタされえる。ｘ，ｙ位置は、ディスプレイスクリーン上での入力ポインタをそれに対応して位置付け、かつ移動させるためにそれから用いられる。

さらに説明するために、タッチパッドは、それに対する指の近接度を検出するための１つ以上のセンサを一般に含む。例として、このセンサは、抵抗性検出、表面弾性波検出、圧力検出、光学検出、容量性検出などに基づきえる。このセンサは、それぞれのセンサがｘ，ｙ位置を表すように一般にタッチパッドに散りばめられる。たいていの場合、センサは、カラムおよびロウのグリッドに配置される。よって、指がタッチパッド内のセンサ群のグリッドにわたって移動されるとき、ディスプレイスクリーン上のポインタデバイスのｘ，ｙの動きを制御する別個のｘおよびｙ信号が発生される。簡単のために、これ以降の説明は、容量性検出技術の説明についてとなる。しかし他の技術も同様の特徴を有することに注意されたい。

容量性検出タッチパッドは、一般にいくつかの材料のレイヤを含む。例えば、タッチパッドは、保護シールド、１つ以上の電極レイヤおよび回路基板を含みえる。保護シールドは、典型的には電極レイヤ（群）を覆い、電極レイヤ（群）は一般に回路基板の前面上に配置される。一般によく知られるように、保護シールドは、ディスプレイスクリーン上でのカーソルの動きを実現するためにユーザによって触られるタッチパッドの一部である。一方、電極レイヤ（群）は、ユーザの指が保護シールド上で止まるか動いているかするときに、ユーザの指のｘ，ｙ位置を解釈するために用いられる。電極レイヤ（群）は、典型的には、グリッドアレイを形成するようカラムおよびロウに配置される複数の電極からなる。カラムおよびロウは一般にデカルト座標系に基づき、よってロウおよびカラムはｘおよびｙ方向に対応する。

タッチパッドは、電極に関連付けられる信号を検出するための検出電子回路も含みえる。例えば、検出電子回路は、指がグリッド上を動くときに電極のそれぞれにおける容量の変化を検出するよう構成されえる。検出電子回路は、一般に回路基板の裏に位置する。例として、検出電子回路は、電極のそれぞれにおける容量の大きさを測り、電極のそれぞれにおける容量に基づいて指の動きの位置を計算するよう構成される特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含みえる。このＡＳＩＣは、この情報をコンピューティングデバイスにレポートするようにも構成されえる。

図１を参照して、タッチパッド１０がさらに詳細に説明される。タッチパッドは、一般に、保護シールド１２および保護シールドレイヤ１２の下に配置される複数の電極１４を含む小さな四角形の領域である。説明を簡単にするために、保護シールドレイヤ１２の一部は、電極１４を見せるために除去されている。電極１４のそれぞれは、異なるｘ，ｙ位置を表す。ある構成では、指１６が電極グリッド１４に近づくと、小さな容量が指１６および指１６に近接する電極１４の間に形成される。回路基板／検出電子回路は、容量を測り、アクティブ電極１４に対応するｘ，ｙ入力信号１８を作り、それはディスプレイスクリーン２２を有するホストデバイス２０に送られる。ｘ，ｙ入力信号１８は、ディスプレイスクリーン２２上のカーソル２４の動きを制御するよう用いられる。

示されるように、入力ポインタは、検出されたｘ，ｙの指の動きと同様のｘ，ｙ方向に移動する。

本発明は大きくは、その近傍にある物体を検出することができるタッチパッドに関する。より具体的には、本発明は、タッチパッドの機能性を増すために動くことができるタッチパッドに関する。例えば、このタッチパッドは、さらなるボタン機能を提供するために押下可能でありえる。

本発明は、ある実施形態においては入力デバイスである。この入力デバイスは、可動タッチパッドが動かされるときに第１制御信号を発生し、前記可動タッチパッド上で物体が位置付けられるときに第２制御信号を発生するよう構成される。

本発明は他の実施形態において入力デバイスに関する。この入力デバイスはフレームを含む。入力デバイスは、前記フレームに動けるように制限された剛性のあるタッチパッドを含む。前記剛性タッチパッドは、前記剛性タッチパッド上に物体が位置するときにトラッキング信号を発生するよう構成される。この入力デバイスはさらに、前記ハウジング内に含まれる１つ以上の動きインジケータを含む。前記動きインジケータは、前記剛性のあるタッチパッドが前記フレームに対して動かされるとき１つ以上のボタン信号を発生するよう構成される。

本発明は、他の実施形態において入力デバイスに関する。この入力デバイスは、タッチパッドアセンブリおよびハウジングアセンブリを含む。タッチパッドアセンブリは、第１面および第２面を有する回路基板、前記回路基板の前記第１面上に位置する電極レイヤ、前記電極レイヤ上に位置する化粧板、前記回路基板の前記第２面上に位置する１つ以上のスイッチ、および前記回路基板の前記第２面上に位置する補強板を含む。ハウジングアセンブリは、前記タッチアセンブリの少なくとも一部を前記ベース板、フレームおよび１つ以上の保持板によって定義されるスペース内で動くことができるように制限するよう協働するベース板、フレームおよび１つ以上の保持板を含む。

本発明は、他の実施形態においては、コンピューティングシステムに関する。このコンピュータシステムは、データを受け取り、処理し出力することができるコンピューティングデバイスを含む。コンピュータシステムはまた、前記コンピューティングデバイス中のアクションを実行するために前記コンピューティングデバイスにデータを送るよう構成される入力デバイスを含む。前記入力デバイスは、トラッキング信号を発生するよう構成される押下可能なタッチパッド、および前記タッチパッドが押下されるとき１つ以上のボタン信号を発生するよう構成される１つ以上の動きインジケータを含む。

タッチパッドおよびディスプレイの簡略化された図である。 本発明のある実施形態による入力デバイスの透視図である。 本発明のある実施形態によるボタンタッチパッドを有する入力デバイスの簡略化された側面図である。 本発明のある実施形態によるボタンタッチパッドを有する入力デバイスの簡略化された側面図である。 本発明のある実施形態によるコンピューティングデバイスに接続される入力デバイスの簡略化されたブロック図である。 本発明のある実施形態による入力デバイスの簡略化された透視図である。 本発明のある実施形態による複数のボタンゾーンタッチパッドの側面正面図である。 本発明のある実施形態による使用中の図６のタッチパッドを示す図である。 本発明のある実施形態による使用中の図６のタッチパッドを示す図である。 本発明のある実施形態による使用中の図６のタッチパッドを示す図である。 本発明のある実施形態による使用中の図６のタッチパッドを示す図である。 本発明のある実施形態による入力デバイスの透視図である。 本発明のある実施形態による入力デバイスの分解透視図である。 本発明のある実施形態による断面における側面正面図である。 本発明のある実施形態による断面における側面正面図である。 本発明のある実施形態によるその背面においてスイッチを有するタッチパッドの透視図である。 本発明のある実施形態によるメディアプレーヤーの透視図である。 本発明のある実施形態によるラップトップコンピュータの透視図である。 本発明のある実施形態によるそれに接続された周辺入力デバイスを持つデスクトップコンピュータの透視図である。 本発明のある実施形態による入力デバイスを利用するリモートコントロールの透視図である。 本発明のある実施形態によるメディアプレーヤーおよび入力デバイスの分解透視図である。 本発明のある実施形態による入力デバイスを含むメディアプレーヤーの底部の側面正面図である。 本発明のある実施形態によるリモートコントロールの簡略化されたブロック図である。 本発明の代替の実施形態による入力デバイスの断面における側面正面図である。 本発明の代替の実施形態による入力デバイスの断面における側面正面図である。

本発明は、添付の図面中の図において限定によってではなく例示によって示され、これら図においては同様の参照番号は同様の要素を指す。

本発明は、添付図面に示されるそのいくつかの実施形態を参照して以下に詳細に説明される。以下の記載において、多くの具体的な詳細は、本発明の完全な理解を与えるために述べられている。しかし、当業者には本発明は、これら具体的な詳細の一部または全てがなくても実施できることは明らかだろう。あるいは、よく知られた部分および方法は、本発明を不必要にぼかさないために記載されていない。

図２は、本発明のある実施形態による入力デバイス３０の簡略された透視図である。入力デバイス３０は、ディスプレイスクリーン上でのアクションを実行するために（例えばグラフィカルユーザインタフェースを介して）情報またはデータを電子装置に送るよう一般に構成される。例えば、入力ポインタを移動させ、選択を行い、命令を与えるなどである。入力デバイスは、有線（例えばケーブル／コネクタ）または無線（例えばＩＲ、ブルートゥースなど）の接続を通じて電子装置と相互作用する。入力デバイス３０は、スタンドアローンユニットであってもよく、またはそれは電子装置内に一体化されていてもよい。スタンドアローンユニットであるときは、入力デバイスは典型的にはそれ自身の筐体を有する。電子装置と一体化されているときは、入力デバイスは典型的には電子装置の筐体を用いる。いずれにしても、入力デバイスは、例えば、ネジ、はめ込み、固定機構、接着剤などを通じて、構造的に筐体へ結合されえる。場合によっては、入力デバイスは、例えばドッキングステーションを通じて取り外し可能に電子装置に結合されえる。入力デバイスが結合される電子装置は、任意の家電関係の電子製品に対応しえる。例として、電子装置は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータまたはＰＤＡのようなコンピュータ、ミュージックプレーヤーのようなメディアプレーヤー、携帯電話のような通信デバイス、キーボードのような他の入力デバイスなどに対応しえる。

図２に示されるように、入力デバイス３０は、フレーム３２（または支持構造）およびタッチパッド３４を含む。フレーム３２は、入力デバイスの要素を支持する構造を提供する。筐体の形態をとるフレーム３２は、入力デバイスの要素群を封入または包含しえる。これら要素群は、タッチパッド３４を含み、入力デバイス３０を操作する電子的、光学的および／または機械的要素群に対応しえる。

タッチパッド３４は、それが取り付けられた電子装置に関連付けられるさまざまなアプリケーションを制御する１つ以上の制御機能を提供するよう構成された直感的なインタフェースを提供する。例として、触ることで起動される制御機能（touch initiated control function）は、オブジェクトを移動させたり、ディスプレイスクリーン上のアクションを実行したり、選択を実行したり、電子装置に関連する命令を発行するために用いられえる。触ることで起動される制御機能を実現するために、タッチパッド３４は、タッチパッド３４の表面にわたって移動する（例えば直線に、半径方向に、回転してなど）指（または物体）から、タッチパッド３４上で特定の位置を保持する指から、および／またはタッチパッド３４の特定の位置上で指でタップすること（finger tapping）によって、入力を受け取るよう構成されえる。理解されるように、タッチパッド３４は、容易な片手操作を提供し、すなわち、ユーザは、電子装置と１つ以上の指で対話することを可能にする。

タッチパッド３４は、広く変えられえる。例えば、タッチパッド３４は、デカルト座標系に基づく従来のタッチパッドでありえ、あるいはタッチパッド３４は、極座標系に基づくタッチパッドでありえる。極座標系に基づくタッチパッドの例は、２００２年７月１日に出願された「TOUCH PAD FOR HANDHELD DEVICE」と題された米国特許出願第１０／１８８，１８２号に見られ、ここで参照によって援用される。さらに、タッチパッド３４は、相対的および／または絶対的モードで用いられえる。絶対的モードにおいて、タッチパッド３４は、触られている絶対座標をレポートする。例えば、デカルト座標系の場合のｘ，ｙ、または極座標系の場合の（ｒ，θ）である。相対的モードにおいて、タッチパッド３４は、変化の方向および／または距離をレポートする。例えば、右／左、上／下などである。たいていの場合、タッチパッド３４によって作られた信号は、タッチパッド３４の表面にわたって指が動くにつれ、その指の向きと同様の向きにディスプレイスクリーン上での動きを導く。

タッチパッド３４の形状は大きく変わりえる。例えば、タッチパッド３４は、円形、楕円、正方形、長方形、三角形などでありえる。一般に、タッチパッド３４の外周は、タッチパッド３４の動作領域を定義する。示される実施形態において、タッチパッドは円形である。円形のタッチパッドは、ユーザが連続的に自由に指を回すことを可能にし、すなわち指は止まることなく３６０度の回転を通じて回転されえる。さらに、ユーザは、自分の指を全ての側から接線方向に回転でき、それによってより多くの指の位置の範囲を与える。これらの特徴の両方は、スクロール機能を行うときに役立ちえる。さらに、タッチパッド３４のサイズは、一般に、ユーザによって容易に操作されることを可能にするサイズに対応する（例えば、指先のサイズと同じか、それより大きい）。

タッチパッド３４は、堅い平面のプラットフォームの形状を一般にとり、タッチパッドの操作のために指（または物体）を受けるタッチ可能な外側表面を含む。図２においては示されないが、タッチ可能な外側表面３６の下には、その上にある指の圧力および動きのようなものに感応性があるセンサ構成がある。センサ構成は典型的には、それらの上に指があり、それらの上でタップし、またはそれらの上にわたって横切るときにアクティベートするよう構成される複数のセンサを含む。最も簡単な場合において、電気信号は、指がセンサの上に位置するたびに作られる。与えられた時間フレーム中の信号の数は、タッチパッド３４上の指の位置、方向、速度および加速度を示しえ、すなわちより多くの信号があると、ユーザはその指をより多く動かしたことになる。たいていの場合、信号は、信号の数、組み合わせおよび周波数を位置、方向、速度および加速度情報に変換する電子的インタフェースによってモニタされる。それからこの情報は、ディスプレイスクリーン上の所望の制御機能を実行するために電子装置によって用いられえる。センサ構成は大きく変わりえる。例として、センサは、抵抗検出、表面弾性波検出、圧力検出（例えばストレインゲージ）、光学検出、容量検出などに基づきえる。

示される実施形態において、タッチパッド３４は、容量検出に基づく。広く知られるように、容量に基づくタッチパッドは、ユーザが指のような物体をタッチパッドの周りで動かすときの容量の変化を検出するよう構成される。たいていの場合、容量性タッチパッドは保護シールド、１つ以上の電極レイヤ、回路基板および特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む関連する電子回路を含む。保護シールドは、電極上に置かれ、電極は回路基板の上部表面上にマウントされ、ＡＳＩＣは回路基板の下部表面上にマウントされる。保護シールドは、下層レイヤを保護し、指がその上を滑ることを可能にするよう機能する。この表面は、指が動かされるときに引っかからないように一般に滑らかである。保護シールドは、指および電極レイヤ間の絶縁レイヤをも提供する。電極レイヤは、複数の空間的に分かれた電極を含む。電極の任意の適切な個数が用いられえる。たいていの場合、より高い解像度を提供するためには電極の個数を増すことが望ましく、すなわちより多くの情報が加速度のようなもののために用いられえる。

容量性検出は、容量の原則に従って働く。理解されるように、２つの電気的に伝導性のある部材が実際には接触せずに互いに近づくと、それらの電界は容量を形成するよう相互作用する。上述の構成においては、第１導電部材は、１つ以上の電極であり、第２導電部材は、ユーザの指である。したがって、指がタッチパッドに近づくにつれ、指および指の近傍にある電極の間には小さい容量が形成される。電極のそれぞれにおける容量は、回路基板の裏側上に位置するＡＳＩＣによって計測される。それぞれの電極における容量の変化を検出することによって、ＡＳＩＣは、指がタッチパッドにわたって動かされるときに指の位置、方向、速度および加速度を決定できる。またＡＳＩＣは、この情報を電子装置によって用いられえる形でレポートする。

ある実施形態によれば、タッチパッド３４は、他のセットの信号をトリガするために（単に信号を追跡する以外に）フレーム３２に対して移動可能である。例として、堅い平面プラットフォームの形態をとるタッチパッド３４は、フレーム３２に対して、回転し、ピボットし、スライドし、平行移動し、屈曲するなどしえる。タッチパッド３４は、フレーム３２に結合されえ、および／または移動可能にフレーム３２によって動きが制限されえる。例として、タッチパッド３４は、アクセル、ピンジョイント、スライダジョイント、ボールおよびソケットジョイント、フレキシャジョイント、磁石、クッションなどを通じてフレーム３２に結合されえる。またタッチパッド３４は、フレームの空間内でフロート（例えばジンバル）されえる。入力デバイス３０は、動きの範囲を増す（例えば自由度を増す）ために、ピボット／平行ジョイント、ピボット／フレキシャジョイント、ピボット／ボールおよびソケットジョイント、平行／フレキシャジョイントなどをさらに含みえることに注意されたい。動かされるとき、タッチパッド３４は、１つ以上の信号を発生する回路をアクチュエートするよう構成される。回路は、一般に、スイッチ、センサ、エンコーダなどのような１つ以上の動きインジケータを含む。タッチパッドを含むよう改変されえる回転プラットフォームの例は、２００２年２月７日に出願された「MOUSE HAVING A ROTARY DIAL」と題された米国特許出願第１０／０７２，７６５号に見られ、ここで参照によって援用される。

示される実施形態において、タッチパッド３４は、１つ以上の機械的クリックアクションを実行する押下可能なボタンの形態をとる。すなわち、一部または全体のタッチパッド３４は、タッチパッド上のタップや別個のボタンを用いることなく、１つ以上のさらなるボタン機能が、タッチパッド３４上で押すことによって実現されえるように、単一の、または複数のボタンのように振る舞う。図３Ａおよび３Ｂに示されるように、本発明のある実施形態によれば、タッチパッド３４は、指３８、手のひら、手または他の物体からのある程度の力がタッチパッド３４に印加されるとき、直立位置（図３Ａ）および押下位置（図３Ｂ）の間で動くことができる。タッチパッド３４は、典型的には、例えばバネ部材を通して直立位置にスプリングバイアスがかけられている。タッチパッド３４は、タッチパッド３４上で押す物体によってスプリングバイアスが克服されるときに押下位置に移動する。

図３Ａに示されるように、直立位置において、タッチパッド３４は、ユーザの指のような物体がタッチパッドの上部表面上をＸ，Ｙ平面で移動するとき、トラッキング信号を発生する。図３Ｂに示されるように、押下位置（Ｚ方向）において、タッチパッド３４は、１つ以上のボタン信号を発生する。ボタン信号は、以下に限定されないが、電子機器に関連付けられる選択を行い、または命令を発行することを含むさまざまな機能のために用いられえる。例として、ミュージックプレーヤーの場合、ボタン機能は、メニューをオープンすること、曲をプレイすること、曲を早送りすること、メニューを通して探すことなどに関連付けられえる。場合によっては入力デバイス３０は、トラッキング信号およびボタン信号の両方を同時に提供するよう構成されえ、すなわちタッチパッド３４がｚ方向に押下されるのと同時に、ｘ，ｙ方向において平面的に移動しえる。他の場合には、入力デバイス３０は、タッチパッド３４が押下されるときは、ボタン信号だけを提供し、タッチパッド３４が直立位置にあるときにはトラッキング信号だけを提供するよう構成されえる。後者の場合は一般に、図３Ａおよび３Ｂに示される実施形態に対応する。

詳細には、タッチパッド３４は、１つ以上の動きインジケータをアクチュエートするように構成され、これらインジケータは、タッチパッド３４が押下位置に移動されるときにボタン信号を発生することができる。動きインジケータは、典型的には、フレーム３２内に位置し、タッチパッド３４および／またはフレーム３２に結合されえる。動きインジケータは、スイッチおよびセンサの任意の組み合わせでありえる。スイッチは、アクティベート（オン）またはディアクティベート（オフ）のようなパルス状の、つまり２値のデータを提供するよう一般に構成される。例として、タッチパッド３４の下側部分は、ユーザがタッチパッド３４上で押下するときに、スイッチに接触または係合（よってアクティベート）するよう構成されえる。一方、センサは、連続的な、つまりアナログのデータを提供するよう一般に構成される。例として、センサは、ユーザがタッチパッド３４上で押下するときに、フレームに対するタッチパッド３４の位置または傾きの量を計測するよう構成されえる。任意の適切な機械的、電気的、および／または光学スイッチまたはセンサが用いられえる。例えば、タクトスイッチ、力感応性抵抗、圧力センサ、近接センサなどが用いられえる。場合によっては、タッチパッド３４を直立位置に置くバネバイアスが、スプリングアクションを含む動きインジケータによって提供される。

図４は、本発明のある実施形態によるコンピューティングシステムの簡略化されたブロック図である。コンピューティングシステムは、一般に、コンピューティングデバイス４２に動作可能に結合された入力デバイス４０を含む。例として、入力デバイス４０は、図２、３Ａおよび３Ｂに示される入力デバイス３０に一般に対応しえ、コンピューティングデバイス４２は、コンピュータ、ＰＤＡ、ミュージックプレーヤーなどに対応しえる。示されるように、入力デバイス４０は、押下可能なタッチパッド４４および１つ以上の動きインジケータ４６を含む。タッチパッド４４は、トラッキング信号を発生するよう構成され、動きインジケータ４６は、タッチパッドが押下されるときボタン信号を発生するよう構成される。タッチパッド４４は大きく変わりえるが、この実施形態では、タッチパッド４４は、容量センサ４８およびセンサ４８から位置信号を得て、その信号をコンピューティングデバイス４２に供給する制御システム５０を含む。制御システム５０は、センサ４８からの信号をモニタし、モニタされた信号の角度位置、方向、速度および加速度を計算し、この情報をコンピューティングデバイス４２のプロセッサにレポートするよう構成される特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含みえる。動きインジケータ４６も大きく変わりえる。しかしこの実施形態においては、動きインジケータ４６は、タッチパッド４４が押下されるときにボタン信号を発生するスイッチの形態をとりえる。スイッチ４６は、機械的、電気的または光学的タイプのスイッチに対応しえる。ある特定の実現例において、スイッチ４６は、ボタン信号を発生するためにタッチパッド４４によって押されえる突出アクチュエータ５２を含む機械的タイプのスイッチである。例として、スイッチはタクトスイッチでありえる。

タッチパッド４４およびスイッチ４６は、通信インタフェース５４を通してコンピューティングデバイス４２に動作可能に結合される。通信インタフェースは、入力デバイスおよび電子デバイス間の直接または間接接続のための接続ポイントを提供する。通信インタフェース５４は、有線（例えばワイヤ、ケーブル、コネクタ）であってもよく、または無線（例えば送信機／受信機）であってもよい。

コンピューティングデバイス４２を参照して、コンピューティングデバイス４２は、命令を実行し、コンピューティングデバイス４２に関連付けられる操作を実行するよう構成されるプロセッサ５４（例えばＣＰＵまたはマイクロプロセッサ）を一般に含む。例えば、メモリから例えば取り出された命令を用いて、プロセッサはコンピューティングデバイス４２の要素間での入力および出力データの受け取りおよび操作を制御しえる。たいていの場合、プロセッサ５４は、オペレーティングシステムまたは他のソフトウェアの制御の下で命令を実行する。プロセッサ５４は、シングルチッププロセッサであってもよく、または複数の要素で実現されてもよい。

またコンピューティングデバイス４２は、プロセッサ５４に動作可能に結合された入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ５６を含む。このＩ／Ｏコントローラ５６は、プロセッサ５４と統合されえ、またはこれは示されるように別個の要素でありえる。Ｉ／Ｏコントローラ５６は、例えば入力デバイス４０のようなコンピューティングデバイス４２に結合されえる１つ以上のＩ／Ｏデバイスとの対話を制御するよう一般に構成される。Ｉ／Ｏコントローラ５６は、コンピューティングデバイス４２およびコンピューティングデバイス４２と通信をしたいＩ／Ｏデバイスの間でデータを交換することによって一般に動作する。

またコンピューティングデバイス４２は、プロセッサ５４に動作可能に結合されるディスプレイコントローラ５８を含む。ディスプレイコントローラ５８は、プロセッサ５４に統合されえ、またはそれは示されるように別個の要素でありえる。ディスプレイコントローラ５８は、ディスプレイスクリーン６０上にテキストおよびグラフィックスを生成するために表示コマンドを処理するよう構成される。例として、ディスプレイスクリーン６０は、モノクロディスプレイ、カラーグラフィックスアダプタ（ＣＧＡ）ディスプレイ、エンハンストグラフィックスアダプタ（ＥＧＡ）ディスプレイ、バリアブルグラフィックスアレイ（ＶＧＡ）ディスプレイ、スーパーＶＧＡディスプレイ、液晶ディスプレイ（例えば、アクティブマトリクス、パッシブマトリクスなど）、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイなどである。示される実施形態においては、ディスプレイデバイスは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に対応する。

たいていの場合、プロセッサ５４は、オペレーティングシステムと共に、コンピュータコードを実行し、データを作り用いるよう動作する。コンピュータコードおよびデータは、プロセッサ５４に動作可能に結合されるプログラム記憶領域６２内に常駐しえる。プログラム記憶領域６２は、コンピューティングデバイス４２によって用いられているデータを保持する場所を一般に提供する。例として、プログラム記憶領域は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブなどを含みえる。またコンピュータコードおよびデータは、取り外し可能なプログラム媒体上に存在しえ、必要なときにコンピューティングデバイスにロードまたはインストールされえる。ある実施形態において、プログラム記憶領域６２は、入力デバイスによって発生されるトラッキングおよびボタン信号がどのようにコンピューティングデバイス４２によって用いられるかを制御する情報を記憶するよう構成される。

図５は、本発明のある実施形態による入力デバイス７０の簡略化された透視図である。図３の実施形態に示される入力デバイスと同様、この入力デバイス７０は、ボタン（またはボタン群）の機能を直接にタッチパッド７２に組み込み、すなわち、タッチパッドはボタンのように振る舞う。しかしこの実施形態においては、タッチパッド７２は、複数の独立した、空間的に分かれたボタンゾーン７４に分割されている。ボタンゾーン７４は、ユーザによって別個のボタン機能を実現するために動かされえる、タッチパッド７２の領域群を表す。点線は、個別のボタンゾーンを構成するタッチパッド７２の領域群を表す。任意の個数のボタンゾーン群が用いられえる。例えば、２つ以上や、４個、８個などである。示される実施形態においてはタッチパッド７２は、４個のゾーン７４Ａ〜７４Ｄを含む。

理解されるように、それぞれのボタンゾーン上で押下することによって発生されるボタン機能は、スクリーン上でアイテムを選択すること、ファイルまたはドキュメントを開くこと、命令を実行すること、プログラムを始めること、メニューを見ることなどを含む。またボタン機能は、例えば、ズームし、スクロールし、異なるメニューを開き、入力ポインタをホーム位置に戻し、エンター、デリート、インサート、ページアップ／ダウンのようなキーボード関連のアクションを実行するなど、電子システムを通してナビゲートすることを容易にする機能を含みえる。ミュージックプレーヤーの場合、ボタンゾーンのうちの１つは、ディスプレイスクリーン上でメニューにアクセスするのに用いられえ、第２ボタンゾーンは、曲のリストを通して前方に探したり、現在再生中の曲を通して前方に早送りしたりするために用いられえ、第３ボタンゾーンは、曲のリストを通して後方に探したり、現在再生中の曲を通して後方に早送りしたりするために用いられえ、第４ボタンゾーンは、再生中の曲をポーズまたは停止するために用いられえる。

詳細には、タッチパッド７２は、ボタンゾーン７４Ａ〜Ｄのそれぞれについてクリックアクションを作るためにフレーム７６に対して動くことができる。フレーム７６は、単一の要素から形成されてもよく、または組み立てられた要素群の組み合わせであってもよい。クリックアクションは、フレーム７６の中に含まれる１つ以上の動きインジケータをアクチュエートするよう一般に構成される。すなわち、第１位置（例えば直立した）から第２位置（例えば押下された）へ動く特定のボタンゾーンは、動きインジケータをアクチュエートするようにされる。この動きインジケータは、クリックアクションのあいだのボタンゾーンの動きを検出し、この動きに対応する信号を電子機器に送るよう構成される。例として、動きインジケータは、スイッチ、センサなどでありえる。

動きインジケータの構成は大きく変わりえる。ある実施形態においては、入力デバイスは、それぞれのボタンゾーン７４について動きインジケータを含みえる。すなわち、それぞれのボタンゾーン７４に対応する動きインジケータが存在しえる。例えば、もし２つのボタンゾーンがあれば、２つの動きインジケータがある。他の実施形態において、動きインジケータは、それぞれのボタンゾーン７４についての動きインジケータの存在をシミュレートするよう構成されえる。例えば、２つの動きインジケータは、３つのボタンゾーンを形成するよう用いられえる。他の実施形態において、動きインジケータは、より大きな、またはより小さなボタンゾーンを形成するよう構成されえる。例として、これは、動きインジケータを注意深く配置することによって、またはそれぞれのボタンゾーンについて１つより多い動きインジケータを用いることによって達成されえる。上述の実施形態は、限定ではなく、動きインジケータの構成はそれぞれのデバイスの特定の要求に従って変わりえることに注意されたい。

それぞれのボタンゾーン７４の動きは、さまざまな回転、ピボット、平行移動、撓みなどによって提供されえる。ある実施形態において、タッチパッド７２は、フレーム７６に対してジンバルで支えられる（gimbal）よう構成されることによって、それぞれのボタンゾーンについてクリックアクションを発生する。ジンバルとは、タッチパッド７２がフレーム７６に対して浮いていつつ、そこに制約されることを一般に意味する。ジンバルは、タッチパッド７２が筐体に対して単一の、または複数の自由度（ＤＯＦ）で動くことを可能にしえる。例えば、ｘ，ｙおよび／またはｚ方向における動きおよび／またはｘ，ｙ、および／またはｚ軸についての回転（θ_xθ_yθ_z）である。

図６を参照して、図５の複数ボタンゾーンタッチパッド７２の特定の実現例が説明される。この実施形態において、入力デバイス７０は、図５に示されるそれぞれのボタンゾーン７４Ａ〜Ｄについての動きインジケータ７８を含む。すなわち、ボタンゾーン７４Ａ〜Ｄのそれぞれの下に配置された動きインジケータ７８が存在する。さらに、タッチパッド７２は、それぞれのボタンゾーン７４Ａ〜Ｄについてのクリックアクションを提供するために、フレーム７６に対してジンバルで支えられるよう構成される。このジンバルは、タッチパッド７２をフレーム７６内で動けるように制約することによって一般には達成される。

図６に示されるように、タッチパッド７２は、堅いプラットフォーム８０および指の動きを追跡する（track、トラック）ためのタッチセンシティブな表面８２を含むさまざまなレイヤを含む。ある実施形態において、タッチパッド７２は、容量性検出に基づき、よって堅いプラットフォーム８０は、回路基板８４を含み、タッチセンシティブな表面８２は電極レイヤ８６および保護レイヤ８８を含む。電極レイヤ８６は、回路基板８４の上部表面上に配置され、保護レイヤ８８は、電極レイヤ８６の上に配置される。図６には示されないが、堅いプラットフォーム８０は、回路基板８４を堅くさせる補強板も含みえる。

動きインジケータ７８は、大きく変わりえるが、この実施形態においては、それらは機械的なスイッチの形態をとる。機械スイッチ７８は、プラットフォーム８０およびフレーム７６の間に典型的には配置される。機械スイッチ７８は、フレーム７６に、またはプラットフォーム８０に取り付けられえる。示される実施形態においては、機械スイッチ７８は、プラットフォーム８０の回路基板８４の裏側に取り付けられ、よって一体化されたユニットを形成する。これらは、適切なボタンゾーン７４Ａ〜Ｄの下に置かれるような位置に一般に取り付けられる。示されるように、機械スイッチ７８は、回路基板８４から離れて延びるようにバネでバイアスがかけられるアクチュエータ９０を含む。よって機械スイッチ７８は、フレーム７６内でタッチパッド７２をその直立位置に支持する脚部として働く（すなわちアクチュエータ９０はフレーム７６上に留まる）。例として、機械スイッチは、タクトスイッチに対応しえ、より具体的には封止されたＳＭＴドームスイッチ（ＳＭＴのためにパッケージングされたドームスイッチ）に対応しえる。

続いて、タッチパッド７２およびスイッチ７８の一体化されたユニットは、フレーム７６内で提供されたスペース９２内で制限されている。一体化されたユニット７２／７８は、スペース９２内で動くことができる一方で、フレーム７６の壁を介してスペース９２から完全に外に移動することが妨げられている。スペース９２の形状は、一体化されたユニット７２／７８の形状におおまかに一致する。したがって、ユニットは、フレーム７６の側壁を介してＸおよびＹ軸に沿って、フレーム７６の上壁９６および底壁１００を介してＺ軸に沿ってとＸおよびＹ軸について回転方向にと動きが実質的に制限される。タッチパッドがその４つの位置へ障害なく動くことを可能にするために側壁およびプラットフォーム間には小さなギャップ（例えば小量の遊び）が提供されえる。場合によっては、プラットフォーム８０は、ＸおよびＹ軸に沿って延びることによって、Ｚ軸についての回転を防ぐタブを含みえる。さらに、上壁９６は、タッチパッド７２のタッチセンシティブ表面８２へのアクセスを提供する開口１０２を含む。機械スイッチ７８によって提供されるバネの力は、タッチパッド７２をフレーム７６の上壁９６に噛み合って係合する（例えば直立位置）ようにし、ジンバルは、それらの間に見られるギャップおよび隙間を実質的になくす。

図７Ａ〜７Ｄを参照し、ある実施形態によれば、ユーザは、所望のボタンゾーン７４Ａ〜Ｄの下に配置されたスイッチ７８をアクティベートするために、所望のボタンゾーン７４Ａ〜Ｄの位置におけるタッチパッド７２の上部表面上で単に押下する。アクティベートされると、スイッチ７８は、電子機器によって用いられえるボタン信号を発生する。これらの全ての図において、指によって提供される力は、スイッチ７８のバネの力に対してスイッチ７８がアクティベートされるまで働く。プラットフォーム８０は、フレーム７６のスペース内で本質的に浮いているが、ユーザがタッチパッド７２の１つの側を押下するとき、反対側は、上壁９６に接触し、よってタッチパッド７２は、その接触点についてピボットし、反対側のスイッチ７８をアクチュエートすることはない。要約すると、タッチパッド７２は、４つの異なる軸についてピボットし、軸のうちの２つは実質的に互いに平行である。図７Ａに示されるように、タッチパッド７２は、ユーザがボタンゾーン７４Ａを選択するとき、接触点１０４Ａについてピボットし、それによって機械スイッチ７８Ａがアクティベートされるようにする。図７Ｂに示されるように、タッチパッド７２は、ユーザがボタンゾーン７４Ｄを選択するとき、接触点１０４Ｄについてピボットし、それによって機械スイッチ７８Ｄがアクティベートされるようにする。図７Ｃに示されるように、タッチパッド７２は、ユーザがボタンゾーン７４Ｃを選択するとき、接触点１０４Ｃについてピボットし、それによって機械スイッチ７８Ｃがアクティベートされるようにする。図７Ｄに示されるように、タッチパッド７２は、ユーザがボタンゾーン７４Ｂを選択するとき、接触点１０４Ｂについてピボットし、それによって機械スイッチ７８Ｂがアクティベートされるようにする。

図８〜１１は、本発明のある実施形態による入力デバイス１２０の図である。図８は、組み立てられた入力デバイス１２０の透視図であり、図９は、分解された入力デバイス１２０の分解透視図である。図１０および１１は、その組み立てられた状態にある入力デバイス１２０の断面における（それぞれ線１０ー１０’および１１−１１’における）側面正面図である。例として、入力デバイス１２０は、図５〜７で記載された入力デバイスに大きくは対応しえる。しかし図５〜７の入力デバイスとは異なり、これら図で示される入力デバイス１２０は、４つのボタンゾーン１２６Ａ〜Ｄを有するタッチパッド１２４の中央に配置された別個の機械ボタン１２２を含む。この別個の機械ボタン１２２は、入力デバイス１２０のボタンの機能をさらに増す（例えば４つから５つに）。

図９〜１１を参照して、入力デバイス１２０は、円形タッチパッドアセンブリ１３０およびハウジング１３２を含む。円形タッチパッドアセンブリ１３０は、化粧ディスク１３４、回路基板１３６、補強板１３８およびボタントップ１４０によって形成される。回路基板１３６は、上側上に電極レイヤ１４８を、裏側上に４つの機械スイッチ１５０を含む（図１２を参照）。スイッチ１５０は、大きく変わりえる。一般に、これらはタクトスイッチに対応しえる。より具体的には、これらはパッケージされた、または封止されたＳＭＴマウントされたドームスイッチに対応する。例として、日本のＡＬＰＳによって製造されるドームスイッチが用いられえる。図示されないが、回路基板１３６の裏側は、タッチパッドのための補助回路（例えばＡＳＩＣ、コネクタなど）も含む。化粧ディスク１３４は、回路基板１３６の上側に取り付けられ、その上に配置された電極レイヤ１４８を保護するよう構成される。化粧ディスク１３４は、任意の適切な材料から形成されえるが、典型的には容量性検出が用いられるときには非電導性材料から形成される。例として、化粧ディスクは、プラスチック、ガラス、木などから形成されえる。さらに、化粧ディスク１３４は、以下に限定されないが、接着剤、ノリ、はめ込み機構、ネジなどを含む任意の適切な取り付け手段を用いて回路基板１３６に取り付けられえる。ある実施形態においては、化粧ディスク１３４を回路基板１３６に取り付けるために、両面テープが回路基板１３６および化粧ディスク１３４の間に置かれる。

補強板１３８は、回路基板１３６の裏側に取り付けられ、回路基板１３６に剛性を付加するよう構成される。理解されるように、回路基板は、ある程度の可撓性を典型的には有する。補強板１３８は、撓みの量を減らすことによって、強固な構造を形成する。補強板１３８は、複数の穴を含む。穴１５２の一部は、４つの機械スイッチ１５０をその中を通して受け入れるよう構成され、一方、穴１５４および１５６のような他の穴は、要素間隙（または他のスイッチ）のために用いられえる。補強板１３８は、補強板１３８の外周端から延びる複数のイヤー（ears）１５８も含む。これらイヤーは、タッチパッドアセンブリ１３０をハウジング１３２内に保持するためと共に、ボタンゾーン１２６Ａ〜Ｄのそれぞれについてクリックアクションを形成するために、タッチパッドアセンブリ１３０がピボットする軸を確立するよう構成される。補強板は、任意の剛性のある材料から形成されえる。例えば、補強板は、鋼、プラスチックなどから形成されえる。場合によっては、この鋼はコーティングされえる。さらに補強板１３８は、以下に限定されないが、接着剤、ノリ、はめ込み機構、ネジなどを含む任意の適切な取り付け手段を用いて回路基板１３６に取り付けられえる。ある実施形態においては、補強板１３８を回路基板１３６に取り付けるために、両面テープが回路基板１３６および補強板１３８の間に置かれる。

さらに、ボタンキャップ１４０が化粧ディスク１３４および回路基板１３６の上側の間に配置される。ボタンキャップ１４０の一部は、化粧ディスク１３４中の開口を通して突出するよう構成され、一方、他の部分は、化粧ディスク１３４および回路基板１３４の上側表面の間に形成されたスペースに保持される（図１０および１１を参照）。ボタンキャップ１４０の突起部は、ボタンキャップ１４０の下に位置するスイッチ１５０Ｅをアクティベートするために押下されえる。スイッチ１５０Ｅは、ハウジング１３２に取り付けられ、補強板１３８、回路基板１３６および化粧ディスク１３４内の開口を通る。組み立てられると、スイッチ１５０Ｅのアクチュエータは、バネ要素を介してボタンキャップ１４０を図１０および１１に示される直立位置に位置付ける。

ハウジング１３２は一方、ベース板１４２、フレーム１４４および保持板１４６のペアによって形成される。組み立てられると、保持板１４６、ベース板１４２およびフレーム１４４は、補強板１３８をハウジング１３２に移動可能に保持するためのスペース１６６を定義する。フレーム１４４は、補強板１３８を受け入れる開口１６８を含む。示されるように、開口１６８の形状は、補強板１３８の形状に一致する。実際、開口１６８は、補強板１３８のイヤー１５８を受け入れるためのアライメントノッチ１７０を含む。アライメントノッチ１７０は、イヤー１５８と協働し、タッチパッドアセンブリ１３０をＸおよびＹ平面において位置付け、Ｚ軸について回転することを防ぎ、それぞれのボタンゾーン１２４Ａ〜Ｄに関連付けられるクリックアクションを形成するためのピボット領域を確立する。ベース板１４２は、開口１６８の底部を閉じ、保持板１４６の角は、イヤー１５８およびアライメントノッチ１７０上に位置し、よって補強板１３８をハウジング１３２のスペース１６６内に保持する。

図１０および１１に示されるように、フレーム１４４は、ベース板１４２に取り付けられ、保持板１４６はフレーム１４４に取り付けられる。以下に限定されないが、ノリ、接着剤、はめ込み機構、ネジなどを含む任意の適切な取り付け手段が用いられえる。ある実施形態においては、保持板１４６は、フレーム１４４に両面テープを介して取り付けられ、フレーム１４４は、フレーム／ベース板の角に位置するネジを介してベース板１４２に取り付けられる。ハウジング１３２の部品は、金属、プラスチックなどのようなさまざまな構造材料から形成されえる。

この構成において、ユーザがボタンゾーン１２６を押下するとき、アライメントノッチ１７０内に保持されているボタンゾーン１２６の反対側上のイヤー１５８は、保持板１４６に当たって動かなくなる。動かなくなると、イヤー１５８と保持板１４６との接触点は、タッチパッドアセンブリ１３０がハウジング１３２に対してピボットする軸を定義する。例として、イヤー１５８Ａおよび１５８Ｂは、ボタンゾーン１２６Ａについての軸を確立し、イヤー１５８Ｃおよび１５８Ｄは、ボタンゾーン１２６Ｄについての軸を確立し、イヤー１５８Ａおよび１５８Ｃは、ボタンゾーン１２６Ｃについての軸を確立し、イヤー１５８Ｂおよび１５８Ｄは、ボタンゾーン１２６Ｄについての軸を確立する。さらに説明するなら、ユーザがボタンゾーン１２６Ａ上で押下するとき、タッチパッドアセンブリ１３０は、ボタンゾーン１２６Ａの領域において下向きに動く。ボタンゾーン１２６Ａがスイッチ１５０Ａのバネの力に逆らって下向きに動くとき、反対側のイヤー１５８Ａおよび１５８Ｂは、保持板１４６の角に当たって動かなくなる。

図示されないが、タッチパッドアセンブリ１３０は、場合によってはバックライトが施されてもよい。例えば、回路基板は、ボタンゾーンを示したり、さらなるフィードバックを提供したりするなどのために、いずれかの側において発光ダイオード（ＬＥＤ）が設けられてもよい。

前述のように、ここで記載された入力デバイスは、電子機器と一体化されてもよく、またはそれらは別個のスタンドアローンのデバイスであってもよい。図１３および１４は、電子機器と一体化された入力デバイス２００のいくつかの実現例を示す。図１３において、入力デバイス２００は、ミュージックプレーヤー２０２と一体化される。図１４において、入力デバイス２００は、ラップトップコンピュータ２０４と一体化される。図１５および１６は一方、スタンドアローンのユニットとしての入力デバイス２００の実現例を示す。図１５において、入力デバイス２００は、デスクトップコンピュータ２０６に接続される周辺機器である。図１６において、入力デバイス２００は、そこにドッキングされているメディアプレーヤー２１０を持つドッキングステーション２０８に無線で接続するリモートコントロールである。しかし、リモートコントロールは、メディアプレーヤー（または他の電子機器）と直接に相互作用し、それによってドッキングステーションの必要をなくすよう構成されてもよいことに注意されたい。メディアプレーヤーのためのドッキングステーションの例は、２００３年４月２５日に出願された「MEDIA PLAYER SYSTEM」と題された特許出願第１０／４２３，４９０号に見られ、ここで参照によって援用される。これら特定の実施形態は限定ではなく、多くの他の機器および構成が用いられえることに注意されたい。

図１３に戻り、メディアプレーヤー２０２がより詳細に説明される。「メディアプレーヤー」という語は、オーディオ、ビデオまたは他の画像のようなメディアを処理する専用の、例えばミュージックプレーヤー、ゲームプレーヤー、ビデオプレーヤー、ビデオレコーダー、カメラなどのようなコンピューティングデバイスを一般に指す。場合によっては、メディアプレーヤーは、単一の機能を備え（例えば音楽を再生する専用のメディアプレーヤー）、他の場合には、メディアプレーヤーは複数の機能を備える（例えば音楽を再生し、ビデオを表示し、写真を記憶するなどできるメディアプレーヤー）。いずれの場合においても、これらデバイスは一般に携帯可能であり、ユーザはユーザが行く所どこででも音楽を聴き、ゲームやビデオをプレイし、ビデオを録画し、または写真を撮ることができる。

ある実施形態において、メディアプレーヤーは、ユーザのポケットの中に入れるサイズであるハンドヘルドデバイスである。ポケットサイズであることによって、ユーザは、直接にそのデバイスを持つことがなく、よってデバイスはユーザが移動する場所どこででも持っていける（ユーザは、ラップトップつまりノートブックコンピュータのように大きく、かさばり、しばしば重たいデバイスを運ぶことによって制限されない）。例えば、ミュージックプレーヤーの場合、ユーザは、ジムで運動しながらデバイスを使用できる。カメラの場合、ユーザは、山登りをしながら使用できる。ゲームプレーヤーの場合、ユーザは、車で移動しながら使用できる。さらにデバイスは、ユーザの手によって操作できるので、デスクトップコンピュータのように基準面が必要とされない。示される実施形態において、メディアプレーヤー２０２は、ユーザが大きな曲のコレクションを記憶できる（例えば場合によってはＣＤ品質の曲、４，０００曲に達する）ポケットサイズのハンドヘルドＭＰ３ミュージックプレーヤーである。例として、ＭＰ３ミュージックプレーヤーは、カリフォルニア州、クパチーノのApple Computerによって製造されるｉＰｏｄ ＭＰ３プレーヤーに対応しえる。音楽を記憶および演奏するために主に用いられるが、ここで示されるＭＰ３ミュージックプレーヤーは、カレンダーおよび電話帳を記憶したり、ゲームを記憶およびプレイしたり、写真を記憶したりするなど、さらなる機能をも含みえる。実際、場合によっては、それは高度に携帯可能な記憶装置として振る舞いえる。

図１３に示されるように、ミュージックプレーヤー２０２は、メディアプレーヤー２０２のためのコンピューティング操作を提供するために、内部にさまざまな電気要素（集積回路チップおよび他の回路を含む）を含むハウジング２２２を含む。加えて、ハウジング２２２は、メディアプレーヤー２０２の形状および形態も定義しえる。すなわち、ハウジング２２２の輪郭は、メディアプレーヤー２０２の外に対しての物理的外観を実現しえる。ハウジング２２２内に収められた集積回路チップおよび他の回路は、マイクロプロセッサ（例えばＣＰＵ）、メモリ（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）、電源（例えば電池）、回路基板、ハードドライブ、他のメモリ（例えばフラッシュ）および／またはさまざまな入力／出力（Ｉ／Ｏ）サポート回路を含みえる。電気要素はまた、マイク、アンプおよびディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）のような音楽または音を入力または出力する要素も含みえる。電気要素はまた、画像をキャプチャするための画像センサ（電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ））または光学系（例えばレンズ、スプリッタ、フィルタ）のような要素も含みえる。

示される実施形態において、メディアプレーヤー２０２は、ハードドライブを含むことによって、メディアプレーヤーに大量の記憶容量を与える。例えば、２０ＧＢのハードドライブは、４０００に達する曲、つまり約２６６時間の音楽を記憶できる。対照的に、フラッシュベースのメディアプレーヤーは、平均で１２８ＭＢまで、つまり約２時間の音楽を記憶する。ハードドライブの容量は大きく変わりえる（例えば５、１０、２０ＧＢなど）。ハードドライブに加えて、ここで示されるメディアプレーヤー２０２は、充電可能なリチウムポリマー電池のような電池も含む。これらのタイプの電池は、メディアプレーヤーに約１０時間の連続再生時間を提供することができる。

メディアプレーヤー２０２は、ディスプレイスクリーン２２４および関連する回路も含む。ディスプレイスクリーン２２４は、ユーザへの他の情報（例えばテキスト、オブジェクト、グラフィックス）とともにグラフィカルユーザインタフェースを表示するために用いられる。例として、ディスプレイスクリーン２２４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）でありえる。ある特定の実施形態において、ディスプレイスクリーンは、暗い状況と共に昼光においても明瞭な視認性を与えるために、白色ＬＥＤバックライトを持つ１６０×１２８ピクセルの高解像度ディスプレイに対応する。示されるように、ディスプレイスクリーン２２４は、メディアプレーヤー２０２のユーザにはハウジング２２２の開口２２５を通して、開口２２５の前に配置された透明壁２２６を通して見える。透明ではあるが、透明壁２２６は、それがメディアプレーヤー２０２の形状または形態を定義するのに役立つことから、ハウジング２２２の一部と考えられえる。

メディアプレーヤー２０２は、前述のもののうち任意のもののようなタッチパッド２００も含む。タッチパッド２００は、タッチパッド２３０上での操作のために指を受け入れるための触ることができる外側表面２３１から大きくは構成される。図１３では示されないが、触ることができる外側表面２３１の下には、センサ構成がある。センサ構成は、それらの上で指が位置し、タップし、または動くときにアクティベートするよう構成される複数のセンサを含む。最も簡単な場合、電気信号は、指がセンサ上に位置するたびに発生する。与えられた時間フレーム中の信号の個数は、タッチパッド上の指の位置、方向、速度および加速度を示しえ、すなわち信号が多いほど、ユーザはその指を多く動かしたことになる。たいていの場合、信号は、信号の個数、組み合わせおよび周波数を位置、方向、速度および加速度情報に変換する電子インタフェースによってモニタされる。この情報は、ディスプレイスクリーン２２４上の所望の制御機能を実行するためにそれからメディアプレーヤー２０２によって用いられえる。例えば、ユーザは、タッチパッド２００の周りに指を回すことによって曲のリストを通して容易にスクロールできる。

上に加えて、タッチパッドは、センターボタンＥと共に１つ以上のボタンゾーンＡ〜Ｄを含みえる。ボタンゾーンは、メディアプレーヤー２０２を操作するのに関連付けられる選択を行い、または命令を発行するために１つ以上の専用の制御機能を提供するよう構成される。例として、ＭＰ３ミュージックプレーヤーの場合、ボタン機能は、メニューを開き、曲を再生し、曲を早送りし、メニューを通して探し、選択をすることなどに関連付けられえる。たいていの場合、ボタン機能は、機械的クリックアクションを介して実現される。

ハウジング２２２に対するタッチパッド２００の位置は、大きく変わりえる。例えば、タッチパッド２００は、メディアプレーヤー２０２の操作のあいだにユーザにアクセス可能なハウジング２２２の任意の外部表面（例えば上、横、前、または後ろ）に配置されえる。たいていの場合、タッチパッド２００のタッチセンシティブ表面２３１は、ユーザに完全に露出されている。示される実施形態において、タッチパッド２００は、ハウジング２２２の下部、前面領域に配置される。さらにタッチパッド２３０は、ハウジング２２２の表面からへこんでいても、面一にされても、または突出されてもよい。示される実施形態においては、タッチパッド２００のタッチセンシティブ表面２３１は、ハウジング２２２の外部表面と実質的に面一である。

タッチパッド２００の形状も大きく変わりえる。円形で示されているが、タッチパッドは、正方形、四角形、三角形などでありえる。より具体的には、タッチパッドは、環状、すなわちリング形状、または輪を形成する。よって、タッチパッドの内側および外側周囲は、タッチパッドの動作境界を定義する。

メディアプレーヤー２０２は、ホールドスイッチ２３４を含みえる。ホールドスイッチ２３４は、それに関連するタッチパッドおよび／またはボタンをアクティベートまたはディアクティベートするよう構成される。これは、例えばメディアプレーヤーがユーザのポケットの中に収められているときに、タッチパッドおよび／またはボタンによる不要な命令を防ぐために一般になされる。ディアクティベートされると、ボタンおよび／またはタッチパッドからの信号は送られないか、またはメディアプレーヤーによって無視される。アクティベートされると、ボタンおよび／またはタッチパッドからの信号は送られ、よってメディアプレーヤーによって受け取られ処理される。

さらに、メディアプレーヤー２０２は、１つ以上のヘッドホンジャック２３６および１つ以上のデータポート２３８も含みえる。ヘッドホンジャック２３６は、メディアデバイス２０２によって出力されている音を聴くよう構成されるヘッドホンに関連するヘッドホンコネクタを受け取ることができる。データポート２３８は、一方、汎用コンピュータ（例えばデスクトップコンピュータ、携帯コンピュータ）のようなホストデバイスへ、およびそれからのデータを送信および受信するよう構成されるデータコネクタ／ケーブルアセンブリを受け入れることができる。例として、データポート２３８は、オーディオ、ビデオおよび他の画像をメディアデバイス２０２へ、およびそれからアップロードまたはダウンロードするために用いられえる。例えば、データポートは、曲およびプレイリスト、オーディオブック、ｅブック、写真などをメディアプレーヤーの記憶メカニズムへダウンロードするために用いられえる。

データポート２３８は、大きく変わりえる。例えば、データポートは、ＰＳ／２ポート、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢポート、ファイヤワイヤポートなどでありえる。場合によってはデータポート２３８は、ケーブルの必要をなくすために無線周波数（ＲＦ）リンクまたは光学赤外（ＩＲ）リンクである。図１２には示されないが、メディアプレーヤー２０２は、メディアプレーヤー２０２に電源を供給する電源コネクタ／ケーブルアセンブリを受け入れる電源ポートを含みえる。場合によっては、データポート２３８は、データおよび電源ポートの両方として働きえる。示される実施形態において、データポート２３８は、データおよび電源機能の両方を有するファイヤワイヤポートである。

１つしかデータポートは示されないが、これは限定ではなく、複数のデータポートがメディアプレーヤーに組み込まれてもよいことに注意されたい。同様の文脈で、データポートは、複数のデータ機能を含みえ、すなわち複数のデータポート機能が単一のデータポートに統合されえる。さらに、筐体上のホールドスイッチ、ヘッドホンジャックおよびデータポートの位置は大きく変わりえることに注意されたい。すなわち、これらは図１３に示される位置に限定されない。それらはハウジング上のほとんどどこへでも（例えば前面、背面、側面、上部、底部に）配置されえる。例えば、データポートは、示されるように上部表面よりはハウジングの底部表面上に配置されえる。

図１７および１８は、本発明のある実施形態によるメディアプレーヤー２５２への入力デバイス２５０の取り付けを示す図である。例として、入力デバイス２５０は、前述のもののうちの任意のものに対応しえ、メディアプレーヤー２５２は、図１３に示されるものに対応しえる。示されるように、入力デバイス２５０は、ハウジング２５４およびタッチパッドアセンブリ２５６を含む。メディアプレーヤー２５２は、シェルまたはエンクロージャ２５８を含む。シェル２５８の前壁２６０は、入力デバイス２５０がメディアプレーヤー２５２に導入されるとき、タッチパッドアセンブリ２５６へのアクセスを可能にする開口２６２を含む。前壁２６０の内側２６４は、入力デバイス２５０をメディアプレーヤー２５２のシェル２５８内部へ受け入れるためのチャネルまたはトラック２６４を含む。チャネル２６４は、入力デバイス２５０のハウジング２５４のエッジを受け入れるよう構成され、それによって入力デバイス２５０がシェル２５８内のその所望の位置に滑り込めるようにする。チャネルの形状は、ハウジング２５４の形状と概ね一致するような形状を有する。アセンブリのあいだ、タッチパッドアセンブリ２５６の回路基板２６６は、開口２６２にアラインされ、化粧ディスク２６８およびボタンキャップ２７０が回路基板２６６の上側上にマウントされる。示されるように、化粧ディスク２６８は、開口２６２に概ね一致する形状を有する。入力デバイスは、ネジ、はめ込み機構、接着剤、押し嵌め機構、クラッシュリブなどのような保持機構を介してチャネル内で保持されえる。

図１９は、本発明のある実施形態による、入力デバイス２８２をその中に組み込んだリモートコントロール２８０の簡略化されたブロック図である。例として、入力デバイス２８２は、前述の入力デバイスの任意のものに対応しえる。この特定の実施形態において、入力デバイス２８２は、図７〜１１に示される入力デバイスに対応し、よって入力デバイスはタッチパッド２８４および複数のスイッチ２８６を含む。タッチパッド２８４およびスイッチ２８６は、無線送信機２８８に動作可能に結合される。無線送信機２８８は、無線通信リンク上で情報を送信するよう構成され、それによって受信機能を有する電子機器が無線通信リンク上で情報を受け取れるようにする。無線送信機２８８は、大きく変わりえる。例えばそれは、ＦＭ、ＲＦ、ブルートゥース、８０２．１１ＵＷＢ（ウルトラワイドバンド）、ＩＲ、磁気リンク（誘導）などのような無線技術に基づきえる。示される実施形態において、無線送信機２８８はＩＲに基づく。ＩＲは、データを赤外放射を通じて運ぶ無線技術を一般に指す。よって、無線送信機２８８はＩＲコントローラ２９０を一般に含む。ＩＲコントローラ２９０は、タッチパッド２８４およびスイッチ２８６からのレポートされる情報を取り、この情報を例えば発光ダイオード２９２を用いて赤外放射に変換する。

図２０Ａおよび２０Ｂは、本発明のある実施形態による入力デバイス３００の図である。この実施形態は、図５〜１２に示されるものと似ているが、スイッチのバネ要素に依る代わりに、入力デバイス３００は、別個のバネ要素３０６を利用する。示されるように、入力デバイス３００は、そのさまざまなレイヤの全てを含むタッチパッド３０２を含む。タッチパッド３０２は、フレーム３０４または入力デバイス３００のハウジングにバネ要素３０６を介して結合される。バネ要素３０６（つまり撓み）は、力がタッチパッド３０２に印加されるときにタッチパッド３０２が複数の向きにピボットすることを可能にし、よって複数のボタンゾーンが作られるようにする。バネ要素３０６も、前述の実施形態と同様にタッチパッド３０２を直立位置へ押す。タッチパッド３０２が特定のボタンゾーンにおいて押下されると（バネの力に打ち勝って）、タッチパッド３０２は、タッチパッド３０２のボタンゾーンの下に位置するスイッチ３０８と接触するよう動く。接触すると、スイッチ３０８はボタン信号を発生する。スイッチ３０８は、タッチパッド３０２またはハウジン３０４に取り付けられえる。この実施形態において、スイッチ３０８は、ハウジング３０２に取り付けられる。場合によっては、タッチパッド３０２およびハウジング３０４間に見られる割れ目およびギャップをなくすためにシール３１０が提供されえる。バネ要素３０６は大きく変わりえる。例えば、それは１つ以上の従来のバネ、ピストン、磁石または圧縮性部材から形成されえる。示される実施形態において、バネ要素３０６は、ラバーまたは発泡剤から形成される圧縮性バンパーの形態をとる。

本発明は、いくつかの好ましい実施形態について説明されてきたが、本発明の範囲に入る改変物、組み合わせ、および等価物が存在する。また本発明の方法および装置を実現する多くの代替の方法が存在ことに注意されたい。したがって以下の添付の特許請求の範囲は、そのような全ての代替物、組み合わせ、および等価物が本発明の真の精神および範囲に入るものとして含むよう解釈されると意図される。

Claims (31)

1. 入力デバイスであって、
   前記可動タッチパッドが動かされるときに第１制御信号を発生し、前記可動タッチパッド上で物体が位置付けられるときに第２制御信号を発生するよう構成される可動タッチパッド
   を備える入力デバイス。
2. 請求項１に記載の入力デバイスであって、前記タッチパッドは、直立位置および押下位置の間で動き、前記可動タッチパッドは、前記押下位置に動かされるときに前記第１制御信号を発生する入力デバイス。
3. 請求項１に記載の入力デバイスであって、前記第１制御信号はボタン信号であり、前記第２制御信号はトラッキング信号である入力デバイス。
4. 請求項１に記載の入力デバイスであって、フレーム要素をさらに含み、前記可動タッチパッドは前記フレーム要素に対して動くよう構成される入力デバイス。
5. 請求項４に記載の入力デバイスであって、前記可動タッチパッドは、前記フレーム要素に対してジンバルで支えられる入力デバイス。
6. 請求項４に記載の入力デバイスであって、前記可動タッチパッドは、前記フレーム要素に対して、回転し、ピボットし、スライドし、平行移動し、または撓む入力デバイス。
7. 請求項４に記載の入力デバイスであって、前記フレーム要素内に含まれる動きインジケータをさらに含み、前記動きインジケータは、前記可動タッチパッドの動きを検出するよう構成され、前記第１制御信号は、前記動きインジケータの前記検出された動きに基づく入力デバイス。
8. 請求項７に記載の入力デバイスであって、前記動きインジケータは、スイッチまたはセンサである入力デバイス。
9. 請求項１に記載の入力デバイスであって、前記可動タッチパッドは、前記可動タッチパッド上に位置する物体を検出するよう構成されるセンサ構成を含み、前記第２制御信号は、前記可動タッチパッドに対する前記検出された物体の前記位置に基づく入力デバイス。
10. 請求項１に記載の入力デバイスであって、前記センサ構成は、抵抗性検出、表面弾性波検出、光学検出または容量性検出に基づく入力デバイス。
11. 入力デバイスであって、
    フレーム、
    前記フレームに動けるように制限された剛性のあるタッチパッドであって、前記剛性タッチパッドは、前記剛性タッチパッド上に物体が位置するときにトラッキング信号を発生するよう構成される、タッチパッド、
    前記ハウジング内に含まれる１つ以上の動きインジケータであって、前記動きインジケータは、前記剛性のあるタッチパッドが前記フレームに対して動かされるとき１つ以上のボタン信号を発生するよう構成される動きインジケータ
    を備える入力デバイス。
12. 請求項１に記載の入力デバイスであって、前記タッチパッドは、複数の空間的に分かれたボタンゾーンに分割され、前記ボタンゾーンのそれぞれは、前記剛性のあるタッチパッドが前記ボタンゾーンの領域において動かされるとき、別個のボタン信号を発生する対応する動きインジケータを有する入力デバイス。
13. 請求項１１に記載の入力デバイスであって、前記タッチパッドは、前記タッチパッドの前記要素を支持する剛性のあるプラットフォームおよびその上の物体の動きをトラックするタッチセンシティブ表面を含む入力デバイス。
14. 請求項１３に記載の入力デバイスであって、前記剛性のあるプラットフォームは回路基板である入力デバイス。
15. 請求項１４に記載の入力デバイスであって、前記剛性のあるプラットフォームは補強板である入力デバイス。
16. 請求項１３に記載の入力デバイスであって、前記タッチセンシティブ表面は、検出レイヤを含む入力デバイス。
17. 請求項１３に記載の入力デバイスであって、前記検出レイヤは、容量性検出に基づく入力デバイス。
18. 請求項１１に記載の入力デバイスであって、前記動きインジケータはタクトスイッチに対応する入力デバイス。
19. 請求項１８に記載の入力デバイスであって、前記タクトスイッチは、前記タッチパッドおよび前記対応するボタンゾーンの下の前記フレームの間に位置する入力デバイス。
20. 入力デバイスであって、
    第１面および第２面を有する回路基板、前記回路基板の前記第１面上に位置する電極レイヤ、前記電極レイヤ上に位置する化粧板、前記回路基板の前記第２面上に位置する１つ以上のスイッチ、および前記回路基板の前記第２面上に位置する補強板を含むタッチパッドアセンブリ、および
    前記タッチアセンブリの少なくとも一部を前記ベース板、フレームおよび１つ以上の保持板によって定義されるスペース内で動くことができるように制限するよう協働するベース板、フレームおよび１つ以上の保持板を含むハウジングアセンブリ
    を備える入力デバイス。
21. コンピューティングシステムであって、
    データを受け取り、処理し出力することができるコンピューティングデバイス、および
    前記コンピューティングデバイス中のアクションを実行するために前記コンピューティングデバイスにデータを送るよう構成される入力デバイスであって、前記入力デバイスは、トラッキング信号を発生するよう構成される押下可能なタッチパッド、および前記タッチパッドが押下されるとき１つ以上のボタン信号を発生するよう構成される１つ以上の動きインジケータを含む入力デバイス
    を備えるコンピューティングシステム。
22. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記コンピューティングデバイスはメディアプレーヤーであるコンピューティングシステム。
23. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記入力デバイスは前記コンピューティングデバイスに有線接続を通して動作可能に接続されるコンピューティングシステム。
24. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記入力デバイスは前記コンピューティングデバイスに無線接続を通して動作可能に接続されるコンピューティングシステム。
25. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記入力デバイスは前記コンピューティングデバイスと別個であるコンピューティングシステム。
26. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記入力デバイスは前記コンピューティングデバイスと一体化されているコンピューティングシステム。
27. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記入力デバイスは、前記コンピューティングデバイスに取り外し可能に結合されるコンピューティングシステム。
28. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記コンピューティングデバイスは、プロセッサ、入力／出力コントローラ、ディスプレイコントローラ、ディスプレイ、およびプログラム記憶領域を含むコンピューティングシステム。
29. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記トラッキング信号はデカルト座標系に基づくコンピューティングシステム。
30. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記トラッキング信号は極座標系に基づくコンピューティングシステム。
31. 請求項２１に記載のコンピューティングシステムであって、前記タッチパッドは、絶対モードまたは相対モードにおいてデータをレポートできるコンピューティングシステム。

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