JP2008537187A - ポインタ制御を備えるコンピュータキーボード - Google Patents

Abstract

コンピュータポインタ制御装置は、支持ベースとキーボードを含む。同装置は、支持ベースとその下の横たわる表面との間の摩擦を低減する構造を含む。支持ベースの上面にリストサポートが配置され、リストサポートは、キーボードのキーがユーザーの手の指の下にあり、同時にユーザーが前記リストサポートに横への圧力を加えることによって前記装置を前記横たわる表面の上で滑らせることができる形で、ユーザーの手首をその上に受けるように構成されている。前記装置には位置トラッキング機構が結合され、位置トラッキング機構は、横たわる表面の上の支持ベースの水平の動きを検出し、スクリーン上のポインタを制御するために関連付けされたコンピュータに信号を送るように構成されている。前記装置は、ユーザーの両方の手首を受けるように構成してよく、ユーザーによって独立して制御されるように構成された同様のポインタ制御装置のペアの一つであってもよい。

Description

[関連出願に関する相互参照（CROSS-REFERENCE）]
本出願は、２００４年１０月２０日に出願された、この中に参照として取り込まれた、米国特許仮出願（Provisional application ）第６０／６２１，００６号についての３５Ｕ.Ｓ.Ｃ§１１９（ｅ）に基づく優先権を主張する。
本発明は、一般に、コンピュータ用のスクリーン上のポインタ制御装置の分野に関するもので、特にポインタ制御をキーボードに組み込んだ装置に関する。

ビデオポインタ制御装置（video pointer control devices）は、スクリーン上のポインタ（pointer）を操作するために、多くのパーソナルコンピュータシステム（personal computer systems）とワークステーション（workstations）において一般的に用いられている。マウス（Mice）は、そのような装置のうち、最も知られかつ最も普通に用いられている。大部分のマウスは、２つの一般的なカテゴリー：機械式（mechanical）と光学式（optical）に分類される。機械式のマウスは、マウスの下面の開口部に位置されたローラーボール（roller ball）を使用する。当該装置は、マウスが平らな表面をトラバースし、ローラーボールがマウスの中で回転するように構成されている。マウスの内部の機械式および／または光学式システムは、２つの軸（two axes）においてボールの回転を検出し、検出された回転をコンピュータに送信する信号に変換し、そして、検出した回転に従ってスクリーン上で順番にポインタを動かす。そのような機械式マウスポインタ制御装置が、長年、一般に使用されていた。

光学式マウスポインタは、より最近に開発されたものである。そのような装置は、マウスの下部で互いの近くに置かれる発光体（light emitter）と光学センサー（optical sensor）を使用する。例えば、エミッタ（emitter）、発光ダイオード（light emitting diode）（ＬＥＤ）は、マウスの下で表面を照射する。マウスがユーザーによって動かされて、光学センサーが、前記２つの軸において、反射光における変化としての前記動きを検出する。この検出された動きは、スクリーン上のポインタが反応して動くコンピュータに再び送信される。

もう一つのポインタ制御装置（pointer control device）は、下に横たわる表面（underlying surface）に関係なく、自由空間の中で操作されるような装置の動きを感知するように構成されるジャイロスコープ（gyroscopic）のセンサーを含む。

マウスが最も一般的である間、マウスが実用的でないアプリケーション（applications）のために別のタイプのポインタ制御装置が用いられるようになった。例えば、トラックボール（trackball）は、ユーザーがスクリーンポインタのための制御信号を生成するために直接ボールを操作するように、ローラーボールが装置の上面に配置された装置である。トラックボールは、据え付けであるから、それほど大きいスペースを必要としない。いくつかのケースでは、トラックボールハウジング（trackball housing）はコンピュータキーボードに取り付けられるか、また、いくつかのノートブック（notebook）形式のコンピュータの場合、そのフロント部に結合される。他のシステムでは、特にノートブック形式の場合、タッチ感光式のパッド（touch sensitive pad）がキーボードに結合されるか、あるいは、小さなノブ（knob）がキーボードのキー（keys）の間に配置される。後の装置では、ユーザーは制御信号を生成するためにノブに対して押圧する。

スクリーン上のポインタまたはカーソル（cursor）の制御は、コンピュータキーボードのキーによっても実行される。例えば、いくつかのケースでは矢印キー（arrow keys）が使用される。さらに、ときどきはコーディング（chording）として参照される、ALTまたはCTRLキーと他のキーとの組み合わせの使用が、カーソルの動き、配置、ページのスクロール、その他に影響を及ぼすこともある。

[発明の概要]
発明の一つの実施形態によると、提供されるコンピュータポインタ制御装置は、支持ベース（support base）と、前記支持ベースの上に置かれたコンピュータキーボードを含んでいる。当該装置は、支持ベースと、前記ベースが載置されている、横たわる表面（underlying surface）との間の摩擦（friction）を低減するために構成される一以上の構造（structures）を含んでいる。リストサポート（wrist support）が前記支持ベースの上面に配置され、当該リストサポートは、キーボードのキーがユーザーの手の指の下にあり、同時にユーザーが前記リストサポートに横への圧力（lateral pressure）を加えることによって前記装置を前記横たわる表面の上で滑らせることができるような形で、ユーザーの手首（wrist）をその上に受けるように構成されている。

前記装置は、ユーザーの手首の両方を受けるように構成してよく、また、実質的に完全なアルファベット（alphabetical）のキーボードを含んでもよい。または、各々の装置が一つの完全なコンピュータキーボードの一部を含んで、ユーザーによって独立して制御されるように、同様なポインタ制御装置のペアの1つであって、ユーザーの手首の一つだけを受ける構成としてもよい。

前記装置に結合される位置トラッキング機構（position tracking mechanism）は、前記横たわる表面の上の支持ベースの水平の動き（horizontal movement）を検出するように構成されている。前記トラッキング機構は、支持ベースの不可欠の構成要素としてよく、または、支持ベースに収容されるマウスなどのように、分離のトラッキング装置であってもよい。前記トラッキング機構は、スクリーン上のポインタを制御するために関連付けされたコンピュータに信号を送るように構成されている。

前記キーボードとベースは単一の構造として統合してよい。あるいは、別の実施形態によれば、キーボードはベースの上に取り外し可能に設置することができる。

別の実施形態は、横たわる表面上のゲームコントローラ（game controller）の動きが検出されるように構成されたトラッキング機構を持つゲームコントローラを含んでおり、前記トラッキング機構は、更に前記検出された動きに関連したデータを、関連付けられたゲームシステム（game system）に送信するように構成されている。

更なる実施形態は、横たわる表面上の電子装置（electronic device）の動きを検出するように構成されるトラッキング機構をもつ電子装置を含んでいる。様々な他の実施形態によると、前記電子装置は、ノートブック型コンピュータ、個人用の携帯情報機器（personal digital assistant）、移動式電話（cellular telephone）、携帯型ゲームプレーヤー（portable game player）、デジタルメディアプレーヤ（digital media player）、ポケットコンピュータ（pocket computer）を含む、様々なタイプの装置のどれであってもよい。

以下の説明では、本発明の様々な実施形態の完全な理解を提供するために、ある程度の具体的な詳細が述べられる。しかしながら、その技術分野における熟練者（one skilled in the art）は、これらの詳細な記述なしで本発明を実施できることを理解するであろう。

現在多くのポインタ制御装置が一般に使われている間、そのほとんどが、特に1つの欠点（shortcoming）に悩まされている。前記装置を操作するため、ユーザーはキーボードから手を動かさなければならない。例えば、タッチタイピスト（touch typist）は、これを行うためタイピング（typing）の流れを中断しなければならない。このことは、要求されるポインタ操作量に応じて、生産性（productivity）に重大な影響を与えると言うことができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に従うポインタ制御装置を含むコンピュータキーボードを図示している。前記キーボード１００は、ベース（base）またはハウジング（housing）１０２と、大部分の一般のコンピュータキーボードに見られるように配列された多数のコンピュータキー（computer keys）１０４を含んでいる。スペースバー（space bar）１１４は、明瞭性のため別に表示されている。数字キー（Numeric keys）１０５は、代表的な配列で示されている。前記キーボード１００は、ユーザーの手首をその上に載せるために受けるように構成されるリスト支持パッド（wrist support pads）１０６を更に含んでいる。そのうえ、クリックボタン（click buttons）１０８、１１０およびスクローリングホイール（scrolling wheel）１１２は、それぞれ、光学式コンピュータマウスの左右のクリックボタンおよびスクローリングホイールと同様な方法で操作するように構成されている。制御ケーブル１１５は、制御信号をコンピュータに送信するように構成されている。

図２はコンピュータキーボード１００の底面を示し、図３はその側面を示している。コンピュータキーボード１００は、コンピュータキーボード１００が滑らかな表面の上に設置されたとき、キーボード１００がその表面に沿って任意の方向に簡単にスライドするように構成された多数の摩擦低減機構（friction reduction mechanisms）１１６を含んでいる。当該キーボード１００は、また、代表的なマウスポインタ装置のトラッキング機構と同様な方法で、動きの２つの軸（two axes）におけるキーボード１００の動きを追跡するように構成された位置トラッキング機構（position tracking mechanism）１１８を含んでいる。

前記摩擦低減機構１１６は、ローラーボール（roller balls）として示されている。しかしながら、摩擦低減機構１１６の機能を達成するために使用される多種多様な装置（devices）と機構（mechanisms）が存在することが理解されるであろう。例えば、キーボード１００のベース１０２の底面に多数の低摩擦ブロック（low-friction blocks）、例えばテフロン（登録商標）やその他の適当な材料を備えてもよい。あるいは、キーボード１００の下面の大部分にテフロン（登録商標）のような低摩擦素材（low friction material）の薄いシートまたはコーティング（coating）を備えてもよい。別の実施形態によると、キーボード１００は同じ機能を発揮するように構成される多数の非常に小さなボールベアリング（ball bearings）を備えている。これらと他の摩擦低減機構は、本発明の範囲内に含まれる。

前記位置トラッキング機構１１８は、代表的なマウスポインタ装置における使用と関連して当該技術分野で機能がよく知られたローラーボールを含むことが示されている。それでも、動きおよび相対的な位置を検出するように構成される他のシステムと装置は当該技術分野においてまた周知の技術であり、例えば上記に述べた光学的トラッキング装置を含む。他の位置トラッキングまたは運動検出システム（motion sensing systems）は、ホール効果センサー（hall effect sensors）の使用、ジャイロスコープ（gyroscopes）、直接的な機械式フィードバックシステム（direct mechanical feedback systems）、ディジタイジング・タブレットとペン（digitizing tablets and
pens）のような電気誘導式の結合装置（inductively coupled devices）その他を含む。そして、コンピュータにポインタの位置と運動の制御信号を提供することができる、いかなる構造または装置も発明の範囲内に含まれると考えられる。

操作において、オペレーターは、彼の手首または手がパッド１０６によって支持されるように、そして、彼の親指がスペースバー１１４とクリックボタン１０８、１１０の近くに置かれるように、彼の手の一方または両方を置く。この位置で、オペレーターはキーボード１００の上で、必要に応じて、既知の方法でキー１０４、１１４を叩いて、自由にタイプすることができる。そのうえ、前記オペレーターは、パッド１０６上の手首の圧力でキーボード１００をそれが設置されている表面の上をスライドさせるように、単に彼の両手を協同的に動かすことによって、概して一般のマウスポインタ装置を連想させるように、スクリーン上のポインタの位置を独立してコントロールすることができる。位置トラッキング機構１１８は、前記表面と相対的なキーボード１００の動きを検出し、検出した動きを、ポインタを位置決めするためにコンピュータに送られる信号に変換する。オペレーターの親指をクリックキー１０８、１１０の近くに置いて、オペレーターは彼の手を移動することなく、キー１０８、１１０とスクロールホイール１１２を簡単に操作することができる。このようにして、代表的なコンピュータマウスと代表的なコンピュータキーボードの各機能が、オペレーターがキーボードから彼の両手を移動することなく両方の機能をコントロールすることを許容する方法で、キーボード１００に組み込まれる。

前記コンピュータキーボード１００は、既知の方法でコンピュータに動作制御データを送信するように構成された制御ケーブル１１５を有することが示されている。コンピュータキーボード１００は当該技術分野でよく知られたような無線技術（wireless technology）を使って操作するように構成することができ、その場合には、前記装置は制御ケーブル１１５を必要としないことが認識されるであろう。

図４−図６は、本発明の追加の実施形態に従う、多様なコンピュータキーボードの構成を図示している。図4を参照して、コンピュータキーボード１２０は、その数字キー１０５が、リストパッド１０６と、スペースバー１１４を含むアルファベットキー１０４の間に配置されていることが示されている。キーボード１２０の構成において、キーボード全体の寸法が縮小され、キーボードの様々なキーが、オペレーターの手首を載せる通常の位置の、より間近に配置されている。このことは、さらに、オペレーター側において、キーボード１２０の通常の指位置から離れて手を伸ばすことの必要性を減らすものである。この構成は、数字キーが頻繁に使用されるアプリケーション（applications）において特に有益である。

図５の実施形態によると、キーボード１３０は、図4のボタン１０８、１１０のようなクリックボタンを備えていない。その代わりに、そのコンピュータは、代表的なマウスクリックボタンの機能と分かるように設定されたソフトウェアを有し、それによって、キー１０４の特定の一つまたはキー１０４の組合せがオペレーターによって打たれるとき、関連付けられたコンピュータが、まるで一つあるいは別のマウスクリックキーが押されたかのごとくに応答するように設定されている。コンピュータを前述したように作動させるためのソフトウェアは、当該技術分野においてよく知られている。たとえば、ミカン（Mikan）に発行されたアメリカ特許番号6,469,694は、そのようなソフトウェアの仕組みの一つを開示している。この目的のために別のプログラムを用いることは、当該技術分野における当業者の能力の範囲内である。この実施形態では、組み込まれたスクロールホイール１１２に加えて、1つのリスト支持パッド１０６が、キーボードの基部の全体に配置されている。別の実施形態において、スクロールホイールは、その機能が別のキーまたはキーのコード（chords）によって提供されることで、除去されるかまたは完全に除去される。

図面に描かれない実施形態によると、スクロールホイール１１２もまた具備されない。

キーボード１２０と１３０は、図１−３の実施形態に関して記述された装置と同様の摩擦低減機構と位置トラッキング機構を各々備えている。

図６に関して、キーボード１４０が、支持ベース１０２と多数のキー１０４を各々が有する２つのキーボードセグメント（keyboard segments）１４２、１４４を含んでいる、実施形態が図示されている。各々のキーボードセグメント１４２、１４４もまた、リストパッド１０６、シングルクリックキー１０８、１１０を各々備えている。各々のセグメント１４２、１４４は、図示のように、スクロールホイール１１２を備えてよい。あるいは、スクロールホイール１１２は、セグメントの一つだけに備えてよいし、セグメントのいずれにも備えなくてもよい。もう一つの実施形態によると、オペレーターがどちらか一方の手あるいは両方の手で、どちらか一方の機能あるいは両方の機能を起動できるように、セグメント１４２、１４４の一方または両方に、２つのクリックキー１０８、１１０を備えるようにしてよい。

各々のキーボードセグメント１４２、１４４は、図２および図３に関して記述したように、多数の摩擦低減機構を備えている。各々のセグメント１４２、１４４は、図２および図３に関して記述された位置トラッキング機構１１８のような、位置トラッキング機構も備えている。

分割されたキーボードは、代表的なコンピュータキーボードの全てのキーが２つのキーボードセグメントに分配されたものであるが、それは当該技術分野において周知の技術である。そのような構成は、キーボードセグメントを、特定のユーザーにとって人間工学的に適切であるように置くことをユーザーに許容するものである。

図６の実施形態は、ユーザーに対し、キーボードからその手を動かすことなくスクリーン上のポインタを操作する能力と同様に、切り離されたキーボードの人間工学的なアドバンテージ（ergonomic advantages）を提供する。彼の左手首をキーボードセグメント１４２のリストパッド１０６の上に、彼の右手首をキーボードセグメント１４４のリストパッド１０６の上に、それぞれ置くことによって、オペレーターはどちらの手の動きでも、スクリーン上のポインタを動かすことができる。あるいは、図６のキーボード１４０と協同して、前記オペレーターが各々の手で別々のポインタの位置と動作を操作できるように、ユーザーのコンピュータが追加のスクリーン上のポインタを備えることができる。そのような実施形態をサポートするためのソフトウェアを作成することは、当該技術分野における当業者の能力の範囲内である。

図１および図４−図６において、キーボードの種々の構成が開示された。発明者は、可能性のある全てのキーボードの構成を開示することを試みなかったが、実施可能な多くの構成の二つ、三つを単に説明するだけにすることもしなかった。したがって、発明の範囲は、ここに描写された構成に限られず、そのようなバリエーションは特定の使用またはアプリケーションのための便宜上の課題であるので、キーボードのいかなる構成をも含むものである。例えば、他の構成は、タイピングに従事していないときにユーザーの指を収容するように構成される、指置き用のくぼみ（finger wells）のような、一つ以上の載置表面（resting surface）を含むことができる。さらに、別のアクティブなコンポーネント（active components）や入力装置（input devices）、例えば、タッチパッド（touch pads）のようなものを含んでもよい。

図７Ａと図７Ｂを参照して、平面図および側面図に、本発明の別の実施形態に従うポインタ制御装置１５０が図示されている。ポインタ制御装置１５０は、自身の上にコンピュータキーボード１５２または当該技術分野で周知であるようなノートブック型のコンピュータを収容するように構成されたベース（base）１５４を含んでいる。ベース１５４は、リストパッド１０６、クリックボタン１０８、１１０およびスクロールホイール１１２を含んでいる。ベース１５４の周辺部の周囲には、操作中に、キーボード１５２がベース１５４上を滑るのを防ぐための低いリッジ（low ridge）１５６が備わっている。側面図７Ｂに示されるように、ポインタ制御装置１５０は、摩擦低減機構１１６と位置トラッキング機構１１８を更に含んでいる。ポインタ制御装置１５０は、キーボード１５２に備わる制御ケーブル１５８から分離した制御ケーブル１６０も含んでいる。制御ケーブル１６０は、通常、マウス制御ケーブルを受けるように構成されたコンピュータポートに連結されるように構成されている。ポインタ制御装置１５０は、オペレータの使用のために普通のキーボードを収容するように構成されていることを除き、図１−図３の実施形態を参照して記述されたものと同様の方法で操作されるように構成されている。別の実施形態によると、キーボード１５２とベース１５４との間の不動（nonmoving）の接触を確実にするために、低いリッヂ１５６の代わりに、滑らない（non-skid）表面または接着剤が備わる。

ポインタ制御装置１５０とキーボード１５２の組み合わされた操作は、図1に関して記述されたキーボード１００の操作と実質的に同じである。

図８の実施形態によると、ポインタ制御装置１７０は、図７Ａおよび図７Ｂに関して記述された実施形態と、多くの特徴と機能を共有するものが備わっている。例えば、ベース１７２は、前述したとおり、保持用（retaining）のリッヂ１５６、摩擦低減と位置トラッキング機構１１６、１１８が備わっている。ポインタ制御装置１７０は、サポート１５４の幅方向に沿って実質的に横断するリスト支持パッド１０６を含むことができる。図８の実施形態によると、クリックボタン１０８、１１０とスクロールホイール１１２のようなマウス制御ボタンは、設けられていない。前記装置１７０は、図７Ａおよび図７Ｂに関して記述されたようにキーボード１５２をあるいは他の入力装置を収容するように、そして、同様の方法で操作されるように、構成されている。しかしながら、図8のキーボード制御装置１７０は、図５に関して記述されたように、標準的なキーボードのキーを使って、マウスキーの機能を有効にする能力をユーザーに与えるように構成されたソフトウェアと共に作動するように構成されている。

図９を参照して、本発明の更なる実施形態に従うポインタ制御装置１８０が示されている。ポインタ制御装置１８０は、リスト支持パッド１０６、保持用リッヂ１５６を有するベース１８６が備わっていると共に、図７Ａ−図８に関して記述されたように、キーボード１５２を収容するように構成されている。ポインタ制御装置１８０は、図１−３に関して記述されたような摩擦低減機構も備えている。しかしながら、ポインタ制御装置１８０は、前述の実施形態に関して記述したような位置トラッキング機構を備えていない。従って、前記装置１８０は、装置１８０および関連付けられたコンピュータ間の電気的な接続が存在しないという意味において、前記装置１８０は幾分か受動的である。その代わりに、前記装置１８０は、標準的なコンピュータマウス１８４を収容するように構成されたマウスドック（mouse dock）１８２を含んでいる。

操作において、ベース１８６は、その上にキーボード１５２を収容し、ドック１８２の中にマウス１８４を収容する。オペレーターは、彼の手首をリスト支持パッド１０６の上に置いて、通常の方法でキーボード１５２の上で自由にタイプすることができる。同時に、マウス１８４がベース１８６に機械的に連結されているので、支持表面の上のポインタ制御装置１８０の動きがマウス１８４によって検出され、通常の方法で、関連付けられたコンピュータに送信される。前記ポインタ制御装置１８０に関連付けられたコンピュータは、マウスキーを押すために手を伸ばす必要性をオペレーターから除くために、前記の実施形態に関して記述されたようなマウス・エミュレーション・ソフトウェア（mouse emulation software）を備えてもよい。

図１０の実施形態によると、マウスポインタ装置１９０の機能と動作は、マウスドック１９２が、その中に収容されたマウス１８４のボタンが通常のタイピング位置においてオペレーターの親指により簡単に届くような位置に、配置される点を除いて、図９のマウスポインタ装置１８０のそれと実質的に同じである。

図１１Ａおよび図１１Ｂに本発明の実施形態が図示されている。コンピュータキーボード２４０は、キーボード２４０の中心近くに配置されたALTまたEscキー２４２、CntrlまたはDelキー２４４、Back Spaceキー２４６を備えている。通常、右手と左手によって打たれるキー１０４の各グループの間にそれらのキーを配置することによって、通常のタイピングの動作を邪魔することなく、これらのキーは、左右どちらの手からも、より簡単に届く。前記Back Spaceキー２４６は、概して非常に使用頻度が高いキーでもあって、従って中央に配置されている。キーボード２４０は、ポインタ制御のために、横たわる表面に対する相対的なキーボード２４０の位置をトラッキングする手段を備えた別の実施形態と同様な方法で作動する。しかしながら、コーディング機能（chording function）の使用頻度が高いアプリケーションでは、オペレーターはこれら操作のために手を外のキーへ移動することを強いられ、それによって操作が遅れ、オペレーターの側のより大きな努力を必要とする。

図示された構成において、AltまたはEsc、CntrlまたはDel、Back Spaceキー２４２、２４４、２４６は、他のキー１０４の間隔との衝突（impact）を最小（minimize）にするために狭くなっている。それらは、図１１Ｂに示すように、キーボードの他のキー１０４のレベルより一段高くされている。これは、オペレーターが簡単にそのキーを見つけて、偶然にそれらを打ってしまうのを避けることを可能とする。

代わりの実施形態として、AltまたはEsc、CntrlまたはDel、Back Space のキー２４２、２４４、２４６は、有利な場所に移動される他の任意のキーと同様に、上述の位置や、またはタイピング動作の間、オペレーターの指に便利な他の位置に、配置してよい。例えば、そのようなキーは、リスト支持パッド１０６とスペースバー１１４の間、またはマウスクリックボタンで通常占有されるスペースに配置してよい。

図１２を参照して、本発明の実施形態に従うノートブックコンピュータ２１０の側面が示されている。前記ノートブックコンピュータ２１０は、前記実施形態に関して記述されたように、ユーザーの手首を収容するように構成されたリスト支持面２１２を含んでいる。前記ノートブックコンピュータ２１０は、前述したように、多数の摩擦低減機構１１６および位置トラッキング機構１１８を備えている。従って、オペレーターは、前述したように、滑らかな表面の上でノートブックコンピュータ２１０を動かすことによって、前の実施形態に関して記述されたものと同様の方法で、スクリーン上のポインタを制御することができる。前記ノートブックコンピュータ２１０は、滑らかな表面を利用できない環境で動かすことができるように、上にノートブックコンピュータを収容するような大きさとされ、かつ上にノートブックコンピュータを収容するように構成されたスライディングトレイ（sliding tray）２１４を備えることもできる。

本発明の原理は既知の他のキーボードの構成と組み合わせて使用できることが認識されるであろう。例えば、様々な人間工学的に改良されたキーボードの構成が知られている。一つのそのような構成は、左右に分割されて左右の手によってそれぞれ通常通りに打たれるキーのグループを持ち、そのようなキーのグループがお互いにある角度（an angle）をもって配置され、オペレーターの手と手首をより自然の位置に置くことを許容している。もう一つの人間工学的（ergonomic）な構成では、同様の効果を達成するために、キーボードの表面が、おおよそカーブ（curved）している。一般にドボラック（Dvorak）として知られるもう一つの構成では、より一般のQwerty配列の改善された効率のために、キーがインデックス（index）と薬指（ring fingers）の使用を最大にするために配列されている。本発明の原理は、そのような別の修正と同様に、これらの構成のそれぞれに有利に適用することができる。

発明者によって行われるテストは、多くのアプリケーションにおいて、リストサポートとダイレクトのポインタ制御を備える可動のキーボードが、手および手首への無駄のない動きとより低いストレスによって、キーボードのより効率的な操作を可能とすることを示している。

本発明の実施形態は、キーボードを操作する間、コンピュータのモニター上で一以上のポインタを制御することに関して全般的に記述されたが、本発明の原理は、キーボード、コンソール（consoles）、ジョイスティック（joysticks）、その他、遠隔操作（remote access）、バーチャル（virtual）または身体的装置（physical devices）の制御などと共に、ビデオゲームを含むいかなるスクリーン上の操作に関しても実施することができる。

図１３の実施形態によると、ポインタ制御装置２００は、ジョイスティック装置２０４がマウントされたベース２０２を含んでいる。操作において、ポインタ制御装置２００は、前述の実施形態に関して記述されたように、支持面を横断する２つの軸において、前記装置２００の動きを追跡する能力と共に、代表的なジョイステック装置の機能の全てが組み込まれることができるので、ユーザーに拡張された能力（expanded capabilities）を提供する。トラッキング機構１１８からのデータ信号は、関連付けられたゲームシステムに送信することができる。前記ゲームシステムは、パーソナルコンピュータ、ゲームコンソール、テレビジョンまたは他のタイプのシステムを含んでよい。

イラストされた実施形態はジョイスティックを示しているが、別の実施形態はゲームを制御する入力装置の別のタイプを用いてよい。

代表的なジョイスティックが操作のために1つの手だけを必要とするので、追加のキーを、オペレーターのフリーな手による操作のためにベース２０２の上に備えることができることが認められよう。あるいは、第２のポインタ制御装置２００が、オペレーターのもう一つの手による操作のために用意されることができ、そして、追加のコンピュータの機能を、図6に関して記述されたものと同様の方法によって、第２の装置２００からの信号と関連付けしてもよい。

別の実施形態（図示されず）によると、ポインタ制御ベースが提供され、図７Ａおよび図７Ｂに関して記述されたものと同様の方法で、利用できるコントロールを拡張するために標準的なジョイスティックまたは他のゲームコントローラで操作されるように構成されている。

ゲームコントロールに関して記述されたが、図１３の実施形態と別の実施形態は、工業および軍需システム（industrial and military systems）を含む、別のタイプのシステムを制御するのに用いてもよい。

発明の別の実施形態（図示されず）によると、本発明の原理（principles）は、別の電子装置、特に手のひらサイズ（hand-held）に構成される装置に実施される。例えば、一つの実施形態において、パーソナル・デジタル・アシスタント（personal digital assistant）（PDA）は、その裏面に複数の低摩擦接触表面（low-friction contact surfaces）および表面トラッキング手段（surface tracking means）を備えている。したがって、その装置は表面の上に置くことができ、オペレーターは、その表面を横切ってその装置を様々な方向に単にスライドさせるだけで、スクロール、ポインタ、メニューなどのような様々なファンクションに対し制御を提供することができる。代わりの実施形態では、単に前記装置の上にわずかに増加された圧力で下向きにプレスすることによってオペレーターにクリック機構が提供されるように、前記低摩擦接触表面の少なくとも１つが圧力にすぐ応答してもよい。

これらの特徴は、移動電話（cellular telephones）；ポータブルゲームプレーヤー；ＣＤ、ＤＶＤ、そして他のデジタルメディアプレーヤー；そしてポケットコンピュータ、その他を含む様々な小さい手のひらサイズの電子装置に好適に用いられると認められるであろう。

さらに、または、代わりに、前記手のひらサイズの装置を持っている間、前記トラッキング手段は、装置の裏に１以上の指で行うように、ユーザーの手または指によって操作可能に構成してよく、それによってユーザーは前記装置の機能を制御することができる。そのようなトラッキング手段は、例えば、ローラーボール、光学式トラッキング装置、タッチパッド、可動式プレート、その他を含んでよい。

本発明の実施形態の多くの開示において、一以上のリスト支持パッドが記述された。明確に制限されない限り、説明（description）または主張（claims）中の“手首（wrist）”および“手（hand）”のような用語の使用は、ユーザーの手首、手、手のヒール（heel）、手の側部、またはその組合せのいずれも収容するように構成された面を参照して、包括的に解釈される。さらに、“パッド（pad）”、“支持パッド（support pad）”、“支持面（support surface）”のような用語の使用は、そのように記述された特徴を、保護された構造に制限せず、適当な大きさに設定されるかそのように機能するために輪郭が示された表面に関して用いてよい。

この明細書中に参照されたおよび／または出願データシート中にリストされた上記のＵ.Ｓ.特許、Ｕ.Ｓ.特許出願公開、Ｕ.Ｓ.特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許文献の全ては、この中に参照として取り込まれている。

前述から、発明の特定の実施形態が説明の目的のためにここに記述されたが、様々な変更を、発明の精神と範囲から逸脱せずに実施できることはいうまでもない。したがって、添付された主張（claims）による場合を除いて、本発明は制限されない。

図において、同一の参照番号は、同種の要素または動作を意味する。
図１は平面視において本発明の最初の実施形態に従うコンピュータキーボードを示す。 図２は図1のキーボードの底面を示す。 図３は図1のキーボードのサイドビューを示す。 図４は本発明の追加の実施形態を図示する。 図５は本発明の追加の実施形態を図示する。 図６は本発明の追加の実施形態を図示する。 図７Ａは本発明の追加の実施形態を図示し、図７Ｂはその側面図を示す。 図８は本発明の追加の実施形態を図示する。 図９は本発明の追加の実施形態を図示する。 図１０は本発明の追加の実施形態を図示する。 図１１は本発明の追加の実施形態を図示する。 図１２は本発明の追加の実施形態を図示する。 図１３は本発明の追加の実施形態を図示する。

Claims (19)

1. コンピュータポインタ制御装置，以下を含む：
   1つの支持ベース；
   多数のアルファベットのキーを持つ1つのコンピュータキーボード，当該キーボードは前記支持ベース上に配置される；
   前記支持ベースに結合され、少なくとも前記キーボードの多数のキーのいくつかがユーザーの手の指の下にあるような位置において、当該ユーザーの手首を受けるように構成されている１つのリストサポート；そして、
   前記支持ベースとその下に横たわる表面との間の摩擦を低減するように構成されている１つの構造。
2. 前記横たわる表面の上の前記ベースの動きを検出するように構成されている１つの位置トラッキング機構を更に含む、請求項1のコンピュータポインタ制御装置。
3. 前記位置トラッキング機構が前記支持ベースに結合されている、請求項２のコンピュータポインタ制御装置。
4. 前記位置トラッキング機構が以下を含む、請求項２のコンピュータポインタ制御装置：
   前記支持ベースに回転可能に結合された１つのローラーボール；
   ２つの軸の回りで前記ローラーボールの回転を検出する手段；そして
   前記ローラーボールの検出された回転に応じてスクリーン上のポインタの動きを制御する制御信号をコンピュータに送信する手段。
5. 前記位置トラッキング機構が以下を含む、請求項２のコンピュータポインタ制御装置：
   前記支持ベースに結合され、２つの軸において前記ベースと前記横たわる表面の位置の変化を検出するように構成されている１つの光学的トラッキング機構；そして
   前記２つの軸において検出された位置の変化に応じてスクリーン上のポインタの動きを制御する制御信号をコンピュータに送信する手段。
6. ユーザーの手が支持面に置かれるとき、マウス-クリックボタンおよびスクロール-ホイールが前記ユーザーの手の親指の届く範囲にあるように、前記支持面に隣接して配置される１つのマウス-クリックボタンおよびスクロール-ホイールを更に含む、請求項1のコンピュータポインタ制御装置。
7. さらに以下を含む、請求項1のコンピュータポインタ制御装置：
   １つの追加の支持ベース；
   多数のキーを備え、前記追加の支持ベースの上に配置される１つの追加のコンピュータキーボード；
   前記追加の支持ベースに結合され、少なくとも前記追加のキーボードの多数のキーのいくつかが追加の手の指の下にあるような位置において、ユーザーの両手のうちの追加の手を受けるように構成される１つの追加の支持面；そして
   前記追加の支持ベースと前記横たわる表面との間の摩擦を低減するように構成されている１つの追加の構造。
8. さらに以下を含む、請求項1のコンピュータポインタ制御装置：
   前記支持ベースに結合され、少なくとも前記キーボードの多数のキーのいくつかが追加の手の指の下にあるような位置において、ユーザーの両手首のうちの追加の手首を受けるように構成される１つの追加の支持面。
9. 前記コンピュータキーボードと前記支持ベースが１つのユニットに統合されている、請求項1のコンピュータポインタ制御装置。
10. 前記コンピュータキーボードが前記支持ベースの上に取り外し可能に設置される、請求項1のコンピュータポインタ制御装置。
11. 前記横たわる表面上の前記装置の動きがマウスによって検出されるようなコンピュータマウスを収容するように構成された１つのマウスドッグを含む、請求項1のコンピュータポインタ制御装置。
12. キーボードに電気的に結合された１つのコンピュータを更に含む、請求項1のコンピュータポインタ制御装置。
13. ポインタ制御装置，以下を含む：
    コンピュータキーボードを取り外し可能に収容するように構成されている１つの支持ベース；
    前記支持ベースとその下の横たわる表面との間の摩擦を低減するための手段；そして
    前記支持ベースに結合されて、前記コンピュータキーボードが前記支持ベースの上に正しく置かれているとき少なくとも前記キーボードの多数のキーのいくつかが前記ユーザーの手の指の下にあるような位置でユーザーの手首を受けるように構成されている１つの支持面。
14. 前記横たわる表面に関して前記支持ベースの位置の変化を検出し、そしてそのような変化に関する情報を関連付けされたコンピュータに送信するための検出手段を更に含む、請求項１３の装置。
15. 前記横たわる表面に関して前記支持ベースの位置をトラッキングするためにコンピュータポインタ制御装置を収容するように構成されている１つのマウスドックを更に含む、請求項１３の装置。
16. 電子装置，以下を含む：
    情報を表示するように構成されている１つのスクリーン；
    前記装置が横たわる表面の上に置かれているとき、前記横たわる表面と向かい合わせの関係になるように、前記装置の底面を形成するように構成されている１つの外面；そして
    前記装置の外面に配置されて、前記横たわる表面に関して前記装置の位置の変化を検出するように構成されている１つのトラッキング構造。
17. 前記横たわる表面の上の電子装置の動きがスクリーン上の１つのポインタの動きによって反映されるように、前記トラッキング構造が前記電子装置に信号を送信するように構成されている、請求項１６の電子装置。
18. 前記装置が１つのノートブック型のコンピュータ、１つのパーソナル携帯情報機器、１つの電話、１つの携帯型ゲームプレーヤー、１つのデジタルメディアプレーヤおよび１つのポケットコンピュータの中から選択される、請求項１６の電子装置。
19. ゲームインターフェース装置，以下を含む：
    １つのベースに結合される１つのジョイスティック；そして
    前記ベースの上に配置され、下に横たわる面に関して前記装置の位置の変化を検出し、そして１つの関連付けされたゲームシステムに位置の変化に関するデータを送信するように構成されている１つのトラッキング構造。

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