JP2009545817A - 高くされた接触面を有する感圧式入力装置 - Google Patents
高くされた接触面を有する感圧式入力装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009545817A JP2009545817A JP2009522855A JP2009522855A JP2009545817A JP 2009545817 A JP2009545817 A JP 2009545817A JP 2009522855 A JP2009522855 A JP 2009522855A JP 2009522855 A JP2009522855 A JP 2009522855A JP 2009545817 A JP2009545817 A JP 2009545817A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- input device
- sensing
- sensitive input
- projection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
- G06F3/04142—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position the force sensing means being located peripherally, e.g. disposed at the corners or at the side of a touch sensing plate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
与えられた圧力を受け取る形態とされた突き出した又は高くされた接触要素と、接触要素に対して異なる平面内に配置された検知要素と、与えられた圧力に応答して変位するよう作動可能に支持された検知部分とを備える投影型感圧式入力装置である。検知要素は、与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう作動可能な複数のセンサを更に備え、センサデータは、時間にわたって与えられた圧力のプロファイル(例えば、波形)別言すれば、圧力プロファイルとして知られたプロファイルのみならず、接触要素の回りにて生ずる、与えられた圧力の位置を決定することを容易にする。1つ以上の伝達要素が存在するようにしてもよく、この伝達要素は、接触要素を検知要素の検知部分に関係させて与えられた圧力の実質的に全てを接触要素から検知要素まで伝達する機能を果たす。任意の取り付け又はその他の構造体又は物体との干渉を防止し且つ、入力装置が適正に作動するのを許容し得るよう、高くされた接触要素、伝達要素及び検知要素の間の十分な剛性が維持されることを意図する。
Description
本出願は、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、2006年7月31日付けで出願された、「投影型感圧式入力装置(Projected Force−based Input Device)」という名称の米国仮特許出願第60/834,663号明細書の利益を主張するものである。
本発明は、全体として、タッチパネル、タッチスクリーン等のような入力装置、より詳細には、これらの感圧式入力装置に関する。
入力装置(例えば、タッチスクリーン又はタッチパッド)は、物体が触れたことを検出し且つ、入力装置に作用する物体の位置、物体により誘発されたものとして入力装置に伝達された圧力の大きさ、時間にわたって与えられた圧力のプロファイル(例えば、波形)及び(又は)これらの組み合わせ等のような、入力装置に関係するものとして物体の又は物体に関する1つ以上の特定の性質を決定する設計とされている。入力装置が一般に使用されている異なる使用例の幾つかの例は、コンピュータディスプレイ装置、キオスク端末、ゲーム機、POS、販売機、医療装置、キーパッド、キーボード及びその他のものを含む。
現在、市場にて入手可能な多岐にわたる異なる型式の入力装置がある。幾つかの例は、抵抗式入力装置、容量式入力装置、弾性表面波式入力装置、感圧式装置、赤外線式装置、及びその他のものを含む。これらの先行技術に関係した型式の入力装置の各々は、現在の形態とされており、幾つかの有用な機能上の特徴を提供するが、1つ以上の分野にて欠点がある。
抵抗式入力装置は、典型的に、それらの間にて接触が為される迄、共に押し付ける必要のある2つの伝導性板を備えている。抵抗型センサは、入力パッドからの光の約75%の透過のみを許容し、ディスプレイのコントラストを低下させ、これによりかかる装置を高輝度の用途にて使用することを困難にする。更に、かかる装置の前面層は、典型的に、車のキー、ペン等のような硬く又は鋭利な物体によって容易に傷付き易い、ポリエステルのような柔軟な材料から成っている。従って、このことは、これらを殆ど一般の人がアクセスする用途にて不適当なものにする。
容量式入力装置は、圧力を接地に与える物体の容量を測定し又は異なるセンサ間の変換器容量(transcapacitance)の変化を測定することにより作動する。容量型センサは、典型的に、大きい物体は十分な容量対接地比を提供するから、そのような大きい物体のみを検出することができる。換言すれば、容量型センサは、典型的に、適宜な伝導率の性質を有する物体が触れることのみを整合し又は検出することができ、これによりスタイラス及びその他の同様のタッチ又は圧力を与える物体を検出する能圧力のような、多岐にわたる潜在的に有用な用途にて使用できない。更に、容量型センサは、入力パッドの光の約90%の透過を許容する。
弾性表面波式入力装置は、入力パッドの表面に沿って音を放出し且つ、物体が触れることと音との相互作用を測定することにより作動する。更に、表面音響波式入力装置は、入力パッドの光のほぼ100%の透過を許容し、また、触れた物体が伝導性の性質を有する必要はない。しかし、弾性表面波式入力装置は、ペン先のような硬く且つ小さい物体が触れることを整合し且つ検出することはできず、また、これらの装置は、通常、あらゆる型式の入力装置の内で最も高価なものである。更に、その正確さ及び機能性は、水滴のような表面の汚染物による影響を受ける。
赤外線式装置は、装置の入力パッドの表面の回りにて放出された赤外光線により作動する。しかし、これらの装置は、全て、その正確さに影響を与える、太陽光又はその他の光のみならず、塵のような、塵埃に対して敏感である。
感圧式入力装置は、入力パッドに付与され且つ入力パッドにより伝達された圧力の位置及び大きさを測定する形態とされている。感圧式入力装置は、その他の型式の入力装置に優る有利な効果を提供する。例えば、これらの入力装置は、典型的に、極めて堅牢で且つ耐久性があり、このことは、これらの装置は落下又は衝撃衝突により容易に損傷されないことを意味する。事実、入力パッド(例えば、タッチスクリーン)は、破損、引き掻き傷等に対して抵抗性のある、厚い透明な材料片とすることができる。入力パッド内には光を吸収し、拡散させ又は反射する介在層が存在せず、このため、利用可能な入力パッドの光のほぼ100%を透過させることができる。これらの装置は、典型的に、入力パッド上における塵、埃、油、水分又はその他の異物の塵埃の蓄積物に対して不透性である。
感圧式入力装置は、典型的に、与えられた圧力を測定する形態とされた1つ以上の圧力センサを備えている。感圧式入力装置は、手袋をした指、素手の指、スタイラス、ペン、鉛筆又は入力パッドに圧力を与えることのできる任意の物体にて作動させることができる。それらの有利な効果にも拘らず、既存の感圧式入力装置は、典型的に、多くのタッチスクリーンの用途にて効果的に使用するには、大き過ぎ又は嵩張り過ぎる。更に、殆どのその他の型式の入力装置のみならず、従来の感圧式入力装置は、一方向からのみ、すなわち換言すれば、入力パッドの一側部からのタッチのみを整合することができ、これにより感圧式入力装置をモニター又はスクリーン型の用途にのみ制限することになる。
感圧式入力装置と関係した1つの特別な問題点は、タッチ面又は入力部分に対して平行な圧力として説明することができる、偏心軸線の圧力に関するものである。これらの圧力は、望ましくなく且つ、全ての結果に誤差を生じさせる傾向となる。これらの偏心軸の圧力を取り扱い且つ最小にするため使用される手段の例は、ボール継手、先の尖った支持体及びばねである。しかし、これらの手段は製造が困難で且つ、コスト高であり、また、格別、良好に作動するものではない。
感圧式入力装置が直面する別の問題点は、圧力を与える方向及び位置の双方を解像することが必要であることが多いため、入力部材を規制し又は過剰に規制することである。
更に、別の問題点は、振動であり、かかる振動は、入力部材(例えば、タッチスクリーン)の典型的な質量のため問題を招来する。圧力は、支持体が振動を経験するとき、支持体から入力部材に伝達され、このことは、不正確な測定及び読み取りを招来する可能性がある。慣性圧力がこの振動と関係し、このとき、センサの基準出力は入力部材の向きに依存するであろう。入力部材の質量は、その向きに依存して、異なる圧力を発生させる。これらの異なる圧力に対応することは困難である。
上述した問題点に加えて、現在の感圧式入力装置は、与えられた圧力を受け取る形態とされた実際の接触要素上に又はその内部にセンサを配置することを必要とする。従って、かかる現在の感圧式入力装置が使用可能である潜在的な用途は制限される。
具体化し且つ本明細書に広く記載した本発明に従って、本発明は、与えられた圧力を受け取る形態とされた突き出した又は高くされた接触要素と、接触要素に対して異なる平面内に配置された検知要素と、与えられた圧力に応答して変位するよう作動可能に支持された検知部分とを備える投影型感圧式入力装置を特徴とする。検知要素は、与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう作動可能な複数のセンサを更に備え、センサデータは、時間にわたって与えられた圧力のプロファイル(例えば、波形)、別言すれば、圧力プロファイルとして知られたプロファイルのみならず、接触要素の回りにて生ずる、与えられた圧力の位置を決定することを容易にする。1つ以上の伝達要素が存在するようにしてもよく、この伝達要素は、接触要素を検知要素の検知部分に関係させて与えられた圧力の実質的に全てを接触要素から検知要素まで伝達する機能を果たす。高くされた接触要素、伝達要素及び検知要素の間の十分な剛性は、任意の取り付け又はその他の構造体又は物体との干渉を防止し且つ、入力装置が適正に作動するのを許容し得るように維持することを目的とする。
本発明は、取り付け部分と与えられた圧力を検出し且つ測定するよう作動可能な検知部分とを有する検知要素と、検知部分内にて作動して与えられた圧力の形成される特徴を測定し且つその形成される特徴に相応するセンサデータを出力する複数の圧力センサと、検知要素から少なくとも部分的に持ち上げられ、また、与えられた圧力を最初に受け取るよう作動可能な接触面を有する接触要素と、接触要素から与えられた圧力の実質的に全てを検知要素の検知部分に投影して、与えられた圧力が検知要素に直接、作用するかのように、形成された特徴がセンサにより検出され且つ測定されるようにする手段と、センサデータを受け取り且つ処理すると共に、接触要素の接触面に作用する与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定するよう作動可能な処理手段とを備える、投影型感圧式入力装置である。
本発明は、また、与えられた圧力を受け取る接触面を有する接触平面と、接触平面からずらされて、また、検知部分を有する検知要素を備える検知平面と、与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう検知部分内にて作動可能な複数のセンサであって、該センサデータは接触平面の回りにて生ずる与えられた圧力の位置及びプロファイルの決定を容易にする、上記の複数のセンサと、接触平面の回りにて生ずる与えられた圧力の実質的に全てを検知平面の検知部分に伝達する少なくとも1つの圧力伝達要素とを備える、投影型感圧式入力装置でもある。
本発明は、接触平面内に保持されて、与えられた圧力を受け取る形態とされた接触面を有する接触要素と、検知平面内に保持されて、与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう作動可能な複数のセンサを有する検知要素であって、該センサデータは接触要素の回りの与えられた圧力の位置及びプロファイルの決定を容易にする、上記の検知要素と、接触平面を検知平面から突き出し且つ、与えられた圧力の実質的に全てを接触要素から検知要素まで伝達する形態とされた伝達要素を備える、投影型感圧式入力装置である。
本発明の投影型感圧式入力装置は、接触要素の接触面に与えられた圧力の位置及びプロファイルを識別し又は決定することができる。与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定する方法は、入力装置の異なる可能な設計形態に依存してかなり複雑である。その位置が検知要素の周縁外にある場合、センサにより受け取った圧力の方向は、単純に逆になる。この方向の逆転は、計算アルゴリズムに対し検知要素の周縁外にあることを表示する。従って、本発明は、投影型感圧式入力装置にて、与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定すると共に、1つ以上の作動を実行する方法であって、高くされた接触要素の接触面の回りにて与えられた圧力を受け取る工程と、与えられた圧力を接触要素に対して異なる高さに支持された検知要素の検知部分まで伝達する工程とを備え、検知要素は与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう作動可能な複数のセンサを有し、また、与えられた圧力の特徴を測定する工程と、測定した特徴に基づいてセンサデータを発生させる工程と、接触要素の回りにて生ずる与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定し得るようセンサデータを処理する工程とを備える上記方法である。
本発明は、投影型感圧式入力装置を製造する方法であって、取り付け部分と与えられた圧力を検出するよう作動可能な検知部分とを有する検知要素を提供する工程と、検知要素の取り付け部分を固定する工程と、検知要素の検知部分を取り付け部分に対して可動であるよう支持する工程と、与えられた圧力の形成される特徴を測定し且つ、その形成される特徴に相応するセンサデータを出力し得るよう検知部分内にて作動可能な複数の圧力センサを提供する工程と、与えられた圧力を最初に受け取るよう作動可能な接触面を有する接触要素を検知要素に対して異なる高さに配置する工程と、与えられた圧力の実質的に全てを接触要素から検知要素まで伝達し得るよう、十分な剛性にて検知要素を接触要素と関係付ける工程とを備え、接触要素は、与えられた実質的に全ての圧力を検知要素の検知部分まで投影し、その与えられた圧力が検知要素の回りにて直接、生ずるかのように形成される特徴がセンサにより検出され且つ測定されるようにし、また、センサデータを受け取り且つ処理すると共に、接触要素の接触面に作用する与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定するよう作動可能な処理手段を提供する工程を備える上記の方法に更に関する。
本発明は、添付図面と共に参照したとき、以下の説明及び特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。これらの図面は、単に、本発明の一例としての実施の形態を示すものであると理解し、このため、これらは、その範囲を限定するものとみなすべきではない。全体として説明し且つ図面に示した本発明の構成要素は、多岐にわたる異なる形態にて配置し且つ設計することが可能であることが容易に理解されよう。しかし、本発明は、添付図面を使用することを通じて更に具体的に、詳細に記述し且つ説明する。
本発明の一例としての実施の形態に関する以下の詳細な説明は、本明細書の一部を構成し、また、単に一例として、本発明が実施可能である一例としての実施の形態を示す添付図面に関するものである。これら一例としての実施の形態は、当該技術の当業者が本発明を実施することを可能にするのに十分詳細に説明するが、その他の実施の形態が具体化可能であり、また、本発明の思想及び範囲から逸脱せずに、本発明に対し色々な変更を為すことが可能であることを理解すべきである。このため、本発明の実施の形態に関する以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、単に説明の目的のために記載したものであり、本発明の特徴及び特性を説明し、本発明の最良の作用形態を記載し、また、当該技術の当業者が本発明を実施するのを十分可能にすることにのみ限定されるものではない。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ規定されるべきものである。
本発明の以下の詳細な説明及び一例としての実施の形態は、本発明の要素及び特徴を全体を通して参照番号で表示した、添付図面を参照することにより最も良く理解されよう。
全体的に説明して、本発明は、突き出した又は高くされた接触要素/面と、検知要素とを有し、これらが互いにずらして又は互いに異なる平面内に配置される、感圧式入力装置を記載するものである。突き出した又は高くされた接触要素が取り付けられた検知要素を提供することは、接触要素の回りにて作動する1つ以上の圧力を検知要素まで突き出す機能を果たし、これらの圧力は、突き出した位置にて検知される。適正な向き及び正確さは、検知要素、任意の取り付け装置及び突き出した接触要素の間の十分に剛性な構造体又は組立体に依存する。
本発明は、1つ以上の接触点又は接触位置にて発する与えられた圧力にて生じるような、高くされた接触面の回りのタッチ又は衝撃を決定する方法であって、与えられた圧力は検知要素に伝達され、与えられた圧力の相応する特徴は、検知要素と共に作動可能な1つ又はより多くのセンサによって測定される、上記方法を更に説明する。センサは、測定された圧力に相応する信号をプロセッサに出力する形態とされており、このプロセッサは、信号を受け取り且つ処理して接触要素にて生ずる正確な接触位置及びプロファイルを決定する形態とされている。接触要素の回りにて与えられ且つ、検知要素及びセンサにより測定された圧力は、単一の与えられた圧力とし、系統的に又は無作為に且つ同時に又は連続的に与えられた多数の圧力とし、又は連続的に与えられた圧力とすることができる。
本発明の入力装置は、検知要素の隅部付近に配置された、圧力センサを使用して作動する。センサは、接触要素に与えられ且つ検知要素に伝達された圧力を検出し、また、処理手段に対して信号を出力し、与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定する。正確に作動するためには、検知要素は、与えられた圧力により誘発された形成される圧力をタッチ位置に比例してセンサに分散させるのに十分、剛性でなければならない。接触要素を検知要素に取り付けることは、接触要素におけるタッチ圧力を検知要素まで伝達することを許容する。接触要素、任意の圧力伝達及び検知要素が十分に剛性な組立体を形成する場合、接触要素に与えられた圧力は、検知要素に直接、与えられた圧力として同一のx−y位置にて検知されよう。与えられた圧力の偏心軸線(横方向)圧力成分は、突き出した形態により増幅されるであろう。接触要素が圧力センサのx−yの隔間距離の比にて検知要素からずれる程度が大きければ大きい程、偏心軸線の圧力の増幅程度は益々、大きくなる。
接触要素に付与される正及び負の垂直方向圧力(z−軸線)を検出することのできる圧力センサを使用することは、必ずしも必要なことではないが、かかる使用は意図するところである。この場合、高くされた接触要素は、センサの位置のx−y寸法内に規制されない。センサの位置境界外にて高くされた又は突き出した接触要素にて与えられた圧力は、幾つかのセンサにて負のz軸線圧力を発生させ、その他のセンサにて正のz−軸線圧力を発生させる。適正な計算をすれば、センサ位置又は境界のx−y寸法外であるときでさえ、与えられた圧力の真の位置及びプロファイルが得られるであろう。突き出した接触要素がx−yセンサ境界を超えて伸びる距離は、センサが与えられた圧力を正確に測定することが可能な圧力の範囲に依存するであろう。極めて長い距離は、てこ効果を発生させ、Xニュートンのタッチは幾つかのセンサにてXニュートンの倍数の圧力を発生させるであろう。
これら着想の各々については、以下に更に詳細に説明する。
本発明は、その幾つかについて、以下により詳細な説明の全体にわたって言及する、先行技術の関連する感圧式入力装置に優る幾つかの顕著な優位性を提供する。例えば、突き出した又は高くされた接触要素の場合、その他の場合では利用不可能な多数の有用な用途が利用可能となる。更に、先行技術の関連する入力装置ではその他の場合に利用できない、多岐にわたる独創的で且つ斬新な審美性又はユーザインターフェースが可能である。本明細書にて言及した有利な点の多くは、何ら限定的な意味をもつものではない。事実、当該技術の当業者は、本発明を実施するとき、その他の有利な効果が実現可能であることが理解されよう。
図1及び図2を参照すると、本発明の一例としての実施の形態に従った全体的な投影型感圧式入力装置が示されている。図示したように、投影型感圧式入力装置10は、検知要素54から外方に又は離れる方向に突き出した又は高くされた接触要素14を備えており、ここで、接触要素14は、伝達要素94として示した、1つ以上の圧力伝達要素(以下、「伝達要素」と称する)により支持されている。別言すれば、接触要素14は、検知要素54が位置する1つ以上の検知平面と異なる1つ以上の接触平面内に位置している。以下に説明するように、接触平面は、検知平面と異なる形態とされ且つそのように意図され、これにより接触要素14を検知要素54から離れて突き出した又は高くされた位置に配置することを可能にする。突き出した又は高くされた接触要素14を提供するが、入力装置10の全体は、単一構造として機能する形態とされており、このことは、それぞれの接触及び検知要素の面を通って伸びる同一の軸線に沿って検知要素に直接与えられたかのように、持ち上がり又は突き出した接触要素へのタッチが検知要素により測定されることを意味する。持ち上がり又は突き出した接触要素の回りの与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定するときの正確さは、主として、接触要素と検知要素との間の相対的な横方向への動きに依存する。更に、入力装置の色々な構成要素は、十分な剛性を備える設計とされており、このため、入力装置の如何なる構成要素が入力装置を支持する任意の取り付け構造と接触することはなく、又は、検知要素の捩れ(存在するならば)は、許容可能な制限内に維持される。これらのパラメータが殆どの設計を決定する。別言すれば、入力装置、特に、入力装置の1つ以上の構成要素は、剛性、半剛性又は多少可撓性とし、その可撓性の程度は上記のパラメータにより制限される。単一構造と同様に作動することにより、入力装置10は、全体として同一のものを構成し、又は作動可能な均一さを備えるかのように機能する。入力装置が十分に剛性である場合、与えられた圧力の垂直方向でない圧力により形成された曲げモーメント又はトルクは、入力装置の作動に対して何ら顕著な効果を与えることはない。モーメント又はトルクが発生される場合、それらが要求される解像機能にとって十分に小さい場合、これらは作動に影響せず、また、色々な出力信号を処理するため対処する必要はない。
接触要素
接触要素14は、ユーザ又は物体と投影型感圧式入力装置10との間のインターフェースとして機能し、検知要素54から分離し且つ独立的な構造体を構成することを意図するものである。より詳細には、突き出した又は高くされた接触要素14は、素手の指、手袋をした指、スタイラス、ペン、鉛筆、又は圧力を接触要素18に与え又は圧力が接触要素18に与えられるかのようにし又は圧力を与えることを促進することのできる任意のその他の物のような、1つ以上の物から与えられた圧力をその面18の回りにて受け取ることを意図する。
接触要素14は、ユーザ又は物体と投影型感圧式入力装置10との間のインターフェースとして機能し、検知要素54から分離し且つ独立的な構造体を構成することを意図するものである。より詳細には、突き出した又は高くされた接触要素14は、素手の指、手袋をした指、スタイラス、ペン、鉛筆、又は圧力を接触要素18に与え又は圧力が接触要素18に与えられるかのようにし又は圧力を与えることを促進することのできる任意のその他の物のような、1つ以上の物から与えられた圧力をその面18の回りにて受け取ることを意図する。
圧力が接触面18に与えられたとき、また、与えられた圧力を受け取ったとき、接触要素14は、与えられた圧力の全て又は実質的に全て、また、何れの場合でも、比例的な量にて1つ以上の伝達要素94に伝達し又は伝導する機能を果たす一方、伝達要素は、その圧力の全て又は実質的に全てを検知要素54に伝達する機能を果たす。接触面18の回りにて生ずる与えられた圧力を伝達要素94まで伝達し又は伝導するため、接触要素14自体又はその少なくとも一部分は、十分に剛性であり、このため、与えられた圧力の受け取り及び伝達に干渉するであろう取り付け又はその他の固定した構造体と接触要素14との接触の可能性を最小にし又は解消することを意図する。接触要素に与えられた圧力の全てが検知要素に伝達され又は伝導されないようにする1つの方法は、入力装置を取り付けるために使用される取り付け構造体のような、何らかの物体又は構造体と干渉することである。入力装置が完全に剛性である場合でも、圧力伝達装置は、明確に、何らかの型式の機械的な干渉がない限り完全であることを意図する。
図示した一例としての実施の形態において、接触要素14は、1つ以上の接触点又は接触箇所にて生じるもののような、与えられた圧力を受け取る形態とされた接触面18に外接する周縁22を有する中実な頂部又は板状の部材を備えている。接触要素14は、任意の厚さ、寸法、表面輪郭等を含むが、これらにのみ限定されない任意の形態を備えることができる。更に、接触要素14は、異なる審美的外観又はデザインを有する形態としてもよい。
このように、この特定の図面にて図示したが、接触要素14は、単一の中実又は単一物の構造である必要はない。事実上、接触要素は、共に連結し又は連結しなくてもよく、又は直接又は間接的に接続し又は接続しなくてもよく、その各々が検知要素54の回りにて突き出す態様にて支持される、幾つかの構造的要素を備えることができると考えられる。更に、接触要素14は、1つ以上の穴、開口、凹所等を備えることができる。何れの場合でも、接触要素は、入力装置が適正に作動するのを許容し得るよう十分な剛性を備えることを意図するものである。例えば、1つの形態において、接触要素14は、1つの接触面を構成する構造的要素の格子構造物又はグリッドを備えることができる。別の形態において、接触要素14は、その各々が十分に剛性である、複数の中間の又は二次的な構造的要素により共に連結し又は結合された複数の主要な中実の構造的要素を備えることができる。更に別の形態において、幾つかの独立的な接触要素は、単一の投影型感圧式入力装置内にて作動可能に支持することができ、その各々は、同一の又は異なる検知要素と共に作動可能である。
更に、接触要素14は、除去可能及び(又は)互換可能な構成要素を備えており、このため、接触要素14が必要とされ又は望まれる異なる寸法、形状、審美性等を有することを可能にすることができる。この場合にも、これらの又は少なくとも伝達要素及び(又は)検知要素は、入力装置の適正な作動を許容するのに十分剛性であることを意図する。この場合にも、1つ以上の接触要素に作用する入力又は与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定するときの正確さは、その数又は共に結合されているかどうかを問わず、最小に維持されることが好ましい、接触要素間の相対的な横方向への動きに依存することが分かる。
一例としての実施の形態において、投影型感圧式入力装置10の構成及び所期の機能に基づいて、接触要素14の接触面18の回りにて与えられた圧力は、単一のタッチ点のような単一の接触点にて発し且つその単一の接触点から成るものとし、その単一の接触点は単一の位置又は点にて発するようにすることができる。その位置及び(又は)大きさを決定すべきはこの単一の接触点である。決定したとき、投影型感圧式入力装置10は、接触要素14の回りにおける特定の接触位置に相応する入力に基づいて信号の出力、信号の処理及びユーザフィードバックのような、1つ以上の機能を実行する形態とされている。多数の接触点又はタッチ点についても同じことがいえる。
図1に示した特定の実施の形態において、接触要素14は、その表面積が検知要素54の表面積よりも小さいすなわち換言すれば、その周縁が検知要素54の周縁を超えて伸びないような寸法及び形態とされている。接触要素14は、四角形の形状、及び平坦、平面状の接触面18を有するものとして示されている。本明細書の説明から明らかであるように、接触要素14は、点、線、曲線及びこれらの任意の組み合わせを特徴とする任意の幾何学的形態を有することができる。事実、随意的な形状、多角形、任意の湾曲形状又はこれらの任意の組み合わせのような、任意の形状とすることが可能である。更に、接触要素は、色々な表面輪郭又は構造的特徴を有し、また、このため、多数の平面内に位置する接触面を有することができる。更に、多くの異なる寸法の接触要素とすることが考えられる。当該技術の当業者に明らかであるように、これらの各々は、投影型感圧式入力装置を使用する特定の用途のみならず、色々な設計上の制約に大部分、依存するであろう。
与えられた圧力を受け取る設計とされた領域は、上側接触面18の全体とすることができる。これと代替的に、接触要素14は、選択的に、接触面18の回りにて仮想線で示したように、特定され又は限界付けた入力領域26を備えるようにしてもよい。
接触要素14は、与えられた圧力を受け取り且つ伝達することのできる任意の材料から成るものとすることができる。従って、接触要素14は、その接触面18の回りにて受け取った与えられた圧力を伝達要素94まで伝達するのに十分、剛性な材料にて製造することを意図する。金属、セラミック、プラスチック、ガラス、石、大理石、木等及びこれらの組み合わせのような色々な材料を使用することが考えられる。接触要素14は、接触面18の全て又は一部分の回りにて支持された布、織地、発泡材、ゴム等のような、1つ以上の可撓性の材料に共に作用可能であるようにすることができる。
接触要素14を製造する材料は、単一の均質な材料にのみ規制されない。事実、接触要素14は、材料の組み合わせから成るものとしてよい。例えば、接触要素は、ガラス又はアクリル樹脂構成要素のような、透明な構成要素を受け取り且つ支持する形態にて形成された開口を有するアルミニウムにて出来たものとし、アルミニウム及びガラス又はアクリル樹脂の双方が接触要素を構成し且つ、接触面を提供するようにすることができる。
圧力伝達要素
本発明は、与えられた圧力の実質的に全てを接触要素から検知要素の検知部分に投影し、その与えられた圧力が検知要素に直接、作用するかのように、形成される特徴が圧力センサにより検出され且つ測定されるようにする手段を備えている。突き出す手段は、独立的な圧力伝達要素(図1−図5参照)と、検知部分が形成され且つ該検知部分から上方に伸びる突出部(図12−A及び図12−Bを参照)と、接触要素が形成され且つ該接触要素から下方に伸びる突出部と、検知要素と接触要素(図16参照)との間の直接的な接触関係と、又はこれらの任意の組み合わせとを含むことができる。最も一般的なものは、多分、検知要素及び接触要素の双方に取り付ける個別の圧力伝達要素であろう。
本発明は、与えられた圧力の実質的に全てを接触要素から検知要素の検知部分に投影し、その与えられた圧力が検知要素に直接、作用するかのように、形成される特徴が圧力センサにより検出され且つ測定されるようにする手段を備えている。突き出す手段は、独立的な圧力伝達要素(図1−図5参照)と、検知部分が形成され且つ該検知部分から上方に伸びる突出部(図12−A及び図12−Bを参照)と、接触要素が形成され且つ該接触要素から下方に伸びる突出部と、検知要素と接触要素(図16参照)との間の直接的な接触関係と、又はこれらの任意の組み合わせとを含むことができる。最も一般的なものは、多分、検知要素及び接触要素の双方に取り付ける個別の圧力伝達要素であろう。
図1に示した、一例としての投影型感圧式入力装置10がその4つを備える伝達要素94は、突き出し型接触要素14を検知要素54に作用可能に関係付ける機能を果たし、そのことは、検知要素54は、与えられた圧力を直接、受け取らないが、与えられた圧力が検知要素54に直接、作用するかのように、接触要素14に又はその回りにて作用する与えられた圧力の特徴を測定するようにされることを意味する。別言すれば、伝達要素94は、接触要素14の面18に与えられ又はその面に作用する圧力の全て又は実質的に全てを検知要素54まで伝達し又は伝導する態様にて突き出す接触要素14及び検知要素54の双方に連結され、その与えられた圧力を検知することができるようにする。検知要素54まで伝達される結果として、検知された圧力の全ての不一致は、圧力が伝達されず、また、接触要素が検知要素としても機能する1つの形態と比較したとき、与えられた圧力の位置、プロファイル及び(又は)大きさを決定する際、処理手段により実行される計算に対処し、識別し且つその計算に含めることができる。しかし、かかる圧力の劣化は、色々な伝達要素間にて等しく又は均一に配分することが意図され、従って、問題とはならない。伝達要素間の圧力の比が変化しないようにするため、伝達要素は圧力の全てを伝達するか、又は、伝達要素の各々に比例的に等しくなるようにすることを意図する。
構造的観点からして、伝達要素94は、接触要素14に対する支持体を提供し、接触要素14が検知要素54に対して異なり又は突き出した平面内に作動可能に配置されることを可能にする形態とされる。この圧力に関して、伝達要素は、離間板と全く同様に作用する。更に、伝達要素は、任意の異なる寸法及び(又は)形状を有する形態とすることができ、その寸法及び(又は)形状の多くは、投影型感圧式入力装置が意図する特定の用途に依存するものとし、また、材料の組成及び使用中、伝達要素の性能特性を考慮する処理手段の圧力及び(又は)接触要素を突き出した位置にて支持するため使用される伝達要素の数に依存するものとなろう。図示したように、伝達要素94は、接触要素を検知要素54の接触面58からの距離hに配置する寸法とされた中実な細長い円筒状部材を備えている。この距離又は高さは、必要に応じて変更することができ、任意の特定の測定値にのみ限定されるものではない。
1つの形態において、伝達要素94は、スチールボルト、ねじ等のような、任意の剛性な構造体を備えることができる。別の形態において、伝達要素94は、ばねのような、半剛性又は半可撓性の構造体を備えることができる。この場合にも、これらの伝達要素は、接触要素又は検知要素が任意の取り付け又はその他の構造体と接触するのを許容しないよう十分、剛性でなければならない。離間板又は座金は、伝達要素と更に組み合わせることができる。
伝達要素は、接触要素及び検知要素の面に装着し又は取り付け得る形態とすることができ、又は、これらの伝達要素は、これらを通って侵入し又は伸び且つ装着し得る形態としてもよい。伝達要素は、ねじ無し又はねじ付き離間板又はねじ付きナットを使用して接触要素及び検知要素から特定の距離に保持することができる。検知要素及び(又は)接触要素がねじ付き穴を有する場合、伝達要素は、反対側にてその穴内にねじ込み且つナットにより固定されるボルトとすることができる。検知要素及び(又は)接触要素が無ねじ穴を有する場合、片側のナットは、伝達要素(ボルトの形態をしている)を所要位置に固定するため使用することができる。理解し得るように、伝達要素は、一般に知られた締結手段を使用して取り付けることができる。殆どの場合、伝達要素は、小さい方の検知要素又は接触要素の周縁の回りに配置し又は位置決めされよう。
検知要素に対する接触要素の投影距離及び入力装置の所期の用途に依存して、伝達要素を検知要素及び接触要素の双方に装着するため接着剤を使用することができる。
伝達要素の性質及び設計は、審美性(これらが視認できる場合のように)、機能性(組立体に対し十分な剛性を提供する)、その他の装置の制約(例えば、突き出したパネルに対する照明を提供すること)、及び(又は)伝達要素を構成する材料を最良に固定する方法のような、その他の考慮事項により決まるであろう。
伝達要素は、薄板金属、機械加工し又は成形したプラスチック、又は入力装置の設計及び審美性に適したその他の材料にて製造した1つ以上の中実又は中空の要素を備えることができる。一例としての実施の設計において、伝達要素は、ねじ付き締結具(例えば、ボルト及びナット組立体)を使用して検知要素に装着し又は連結し且つ接着剤を使用して突き出した接触要素に装着し又は連結し得るように製造した薄板金属ボックスを備えることができる。薄板金属は、接着剤を施し且つ使用することのできる十分な表面積を提供し且つ、接触要素と検知要素との間にて照明を使用し易くするような、色々な有利な効果を提供する。
伝達要素は、伝達要素と接触要素又は検知要素の何れかとの間にて締結具(例えば、ねじ、ボルト等)及び(又は)接着剤を受容し得るように機械加工したアルミニウム又は剛性なプラスチックのブロックのような機械加工した要素とすることができる。穴のようなその他の造作部を伝達要素に機械加工し、1つ以上の目的の配線を外部から視認できない箇所に配置することを許容することができる。
伝達要素のその他の材料は、突き出した接触要素に使用するものと同一の材料(例えば、花崗岩)を含むことができ、この材料は、入力装置の全体的な審美性に付与する。
伝達要素の寸法、幾何学的形態及び材料の組成は、与えられた圧力を接触要素から検知要素まで適正に伝達し、接触要素14上の与えられた圧力の位置、プロファイル及び(又は)大きさを正確に決定することを保証するその能力に大きく影響するであろう。図示したように、処理手段は、使用される任意の型式の伝達要素の性能特性を識別し且つ考慮する形態とすることができる。
機能について説明すれば、伝達要素94は、この場合にも、接触要素及び検知要素を作動可能に関係付ける形態とし、即ち、接触要素14上に作用する任意の与えられた圧力の全て又は少なくとも十分な量を検知要素54まで伝達し、与えられた圧力又はその特徴的な又は相応する特性が与えられた圧力の位置、プロファイル及び(又は)大きさを決定するため使用することのできるセンサデータを出力する目的のため、検知要素54により検知することができるようにする。説明したように、伝達要素94は、その内部にて受け取った任意の圧力を接触要素14から検知要素54まで伝達し又はその伝達を容易にすることを目的とする。別言すれば、接触要素14に付与される圧力の大きさを問わず、同一又は可能な限り多くの圧力が伝達要素94を通して検知要素54に間接的に与えられることを意図する。このため、伝達要素は、伝達要素の各々にわたって圧力を等しく比例的に小さくする形態とすることができる。
図示したように、伝達要素94は、任意の適宜な又は作用可能な形態、寸法及び(又は)形状とすることができるが、これらの各々は、突き出した接触要素14の全て又は一部分を検知要素54から離間させることが望まれ又は要求される距離のような、1つ以上の作動パラメータにより規制することができる。1つの形態において、伝達要素94は、図1及び図2に示した幾つかの剛性なロッド状の部材のような、独立的な剛性な部材とすることができ、これらの剛性な部材は、突き出した接触要素14と検知要素54との間にて所定の又は特定の距離だけ伸びている。別の形態において、伝達要素は、接触要素、検知要素又はその双方が形成され又はこれらと一体的である1つ以上の突出物を備えることができる。
図示した一例としての感圧式入力装置10は4つの伝達要素を備えているが、単一の投影型感圧式入力装置は、任意の数の突き出した又は高くされた検知要素のみならず、任意の数の伝達要素を備えることができる。事実、投影型感圧式入力装置は、戦略的に配置された複数の伝達要素を備えることができ、その伝達要素の幾つかは、異なる寸法、形状、材料の組成及び(又は)形態とすることができる。例えば、以下に説明するように、接触要素及び(又は)検知要素は、多数の高さ位置にて多数の平面内に存在するようにしてよい。従って、使用される色々な伝達要素は、接触要素の異なる高さ位置の変化又はその他の特徴を補正し且つ、1つ又は複数の接触要素を1つ又は複数の検知要素の回りにて突き出す態様にて適正に支持するため異なる長さとすることができる。
検知要素
検知要素54は、接触平面と異なる検知平面内に配置されたとき、伝達要素94を介して伝達された、接触要素14上にて生じる与えられた圧力を検出し、また、その与えられた圧力の1つ以上の特徴的な又は相応する性質を測定することができる任意の感圧式検知装置を備えている。
検知要素54は、接触平面と異なる検知平面内に配置されたとき、伝達要素94を介して伝達された、接触要素14上にて生じる与えられた圧力を検出し、また、その与えられた圧力の1つ以上の特徴的な又は相応する性質を測定することができる任意の感圧式検知装置を備えている。
検知要素54は、接触要素14に作動可能に関係付けられ、接触要素14に作用し又は接触要素14上にて生ずる与えられた圧力の全て又は実質的に全てが伝達要素94を通して検知要素54に伝達されるようにし、また、検知要素54は、与えられた圧力又はこの圧力に関係する特徴的な又は相応する性質を検出し且つ測定し、これにより接触要素14の回りの与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定することを容易にする。詳細には、検知要素54は、この要素と共に作用可能である1つ以上のセンサ(図示せず)を備えており、これらのセンサは、与えられた圧力の特徴又は相応する性質を検知し又は測定し、また、これらのセンサは、1つ以上の処理手段により受け取り且つ処理することのできる色々なデータ信号を出力し得る形態とされている。これらのデータ信号は、与えられた圧力の位置及びプロファイルを計算すべく処理手段が使用する必要なデータを提供することにより、接触要素14の回りの与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定することを容易にすることを意図するものである。
図示した実施の形態において、検知要素54は、接触面58に外接する周縁又は外周62を備えている。検知要素54は、投影型感圧式入力装置10の作動を容易にすることのできる支持構造体(図示せず)に対して検知要素54を固定する形態とされた取り付け部分66を更に備えている。取り付け部分66は、検知要素54の回りの任意の箇所に配置することができる。更に、取り付け部分66は、単一の構成要素又は多数の異なる構成要素を備えることができる。例えば、図1に示した一例としての実施の形態において、取り付け部分66は、内側取り付け部分68と、外側取り付け部分70とを備えることができ、これらの取り付け部分の各々については、以下により詳細に説明する。
取り付け部分66は、検知要素54を固定する形態とされており、取り付け部分66は検知部分72に対して定位置にあり、この検知部分72は、与えられた圧力が検知要素54の検知部分72まで伝達されることに応答して取り付け部分66に対して変位することができる。検知部分72には、1つ以上の伝達要素94に連結されており、このため、伝達されたとき、突き出した接触要素14に作用する与えられた圧力を受け取る検知要素54の一部分として機能する。検知要素54は、センサと共に作動して与えられた圧力の1つ以上の特徴又は相応する性質を測定することができ、該センサは、次に、接触面14上の与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定するプロセッサに対し相応するデータを出力する。
上述したように、検知要素は、多くの異なる型式の検知装置を備えることができる。例えば、本発明の検知要素は、2006年4月11日付けで出願された「感圧式入力装置(Force−based Input Device)」という名称の同時出願係属中の米国特許出願第11/402,694号明細書(代理人事件番号24347.NP)、2006年12月14日付けで出願された「モジュラー式又は非モジュラー式検知構成要素を利用する感圧式入力装置(Force−based Input Device Utilizing a Modular or Non−Modular Sensing Component)」という名称の米国仮特許出願第60/875,108号明細書(代理人事件番号02089−32349.PROV)に記載されたものの任意の1つのような、感圧式検知装置を備えることができ、これら米国特許出願の各々は、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含められている。
より詳細には、図3及び図4を参照すると、一例としての実施の形態に従った感圧式検知装置110が示されている。一例としての検知装置110は、外周縁118を有する基部支持体114を備えるものとして示されている。複数の開口120、122、124、126は、周縁118内にて基部支持体114内に形成することができる。開口120、122、124、126は、周縁118に沿って配置することができ、また、図1に示したように、検知装置110の検知部分として機能する、図3に破線で示した実質的に矩形の入力部分150に外接し且つその入力部分を画成することができる。複数の開口は、検知部分172の側部に対して平行に、検知部分172の周縁118と隅部との間に配置された、隔離したビームセグメント130、132、134、136として示した、複数の隔離したビームセグメントを画成することもできる。
色々なセンサは、それぞれ、隔離したビームセグメントの各々に又はその回りに配設することができる。図示したように、隔離したビームセグメント130、132、134、136の各々は、隔離したビームセグメント130上に配置され且つ該ビームセグメント130と共に作動可能なセンサ138−a、138−bとして示した2つのセンサと、隔離したビームセグメント132上に配置されたセンサ140−a、140−bと、隔離したビームセグメント134上に配置され且つ該ビームセグメント134と共に作動可能なセンサ142−a、142−bと、隔離したビームセグメント136上に配置され且つ該ビームセグメント136と共に作動可能なセンサ144−a、144−bとを備えている。特定のセンサは、上述し且つ図1、図2に示した伝達要素を介して伝達された、検知部分172に与えられた圧力又はその形成される特徴を検出し且つ測定し得る形態とされている。更に、センサは、センサデータを含む電子信号をセンサに装着されたすなわち別言すれば、センサと関係付けられた伝達装置146を通して出力する形態とされており、該信号は、センサにより検出された与えられた圧力に相応する。
一例としての実施の形態において、センサの各々は、それぞれの隔離したビームセグメントの各々内にて又はそのセグメントをわたる歪みを測定する形態とされた歪み計を備えている。更に、隔離したビームセグメントの各々は、その上に配置され又は配設された2つのセンサを備えるものとして示されているが、本発明は、この形態にのみ限定されるものではない。装置の制約及びその他の因子に依存して、2つ又は2つ以上のセンサを隔離したビームセグメントの各々に沿って配設することもできると考えられる。更に、隔離したビームセグメント自体がセンサとしての形態とされるようにすることも考えられる。センサについては、以下に詳細に説明する。
伝達装置146は、センサの出力信号及びセンサデータを信号処理装置147として示した1つ以上の信号処理装置まで伝導する形態とされており、この信号処理装置は、信号を1つ以上の目的のため1つ以上の方法にて処理する機能を果たす。例えば、信号処理装置は、増幅器、フィルタ、及びアナログ対デジタル交換器のような、アナログ信号プロセッサを備えることができる。更に、信号処理装置は、図4に示したように、処理した信号をコンピュータ148に供給するマイクロコンピュータプロセッサとすることができる。または、信号処理装置は、コンピュータ148自体としてもよい。更に、上記及びその他の型式の信号処理装置の任意の組み合わせを組み込み且つ利用することができる。典型的な信号処理装置及び方法は、当該技術にて既知であり、このため、本明細書にては具体的に説明しない。
感圧式タッチパッドに与えられた圧力の座標を決定するためのような、1つ以上の目的のため、信号を処理するため信号処理装置により採用される処理手段及び方法も当該技術にて既知である。色々な処理手段及び方法について、以下に更に詳細に説明する。
図3及び図4を再度参照すると、実質的に平坦又は平面状のパッド又は板を備える基部支持体114が示されている。基部支持体114は、静止状態にて同一の平面内に実質的に位置することが可能な、外側取り付け部分170と、内側取り付け部分168とを有することができる。外側取り付け部分170は、周縁118と開口120、122、124、126との間に配置することができる。内側取り付け部分168は、検知部分172と開口120、122、124、126との間に配置することができる。隔離したビームセグメント130、132、134、136は、内側取り付け部分168を外側取り付け部分170と作用可能に接続することができる。外側取り付け部分170は、検知装置110を支持する形態とされた任意の適宜な静止取り付け構造体に、また、これと共に作動可能な突き出した接触面(図示せず)に取り付けることができる。検知部分172は、内側取り付け部分168に取り付けられた別個の構造体とし、又は、内側取り付け部分168と一体的に形成された一体的な構成要素となる形態とすることができる。検知部分が別個の構造体である実施の形態において、検知部分の1つ以上の構成要素は、内側取り付け部分から除去可能な形態とすることができる。例えば、検知部分172は、基部支持体114に形成された大きい開口と、開口内に挿入し且つ開口内にて支持する形態とした除去可能な圧力パネルとを備えることができ、圧力パネルは、何れかの方向から伝達した与えられた圧力を受け取る形態とすることができる。
基部支持体114は、アルミニウム又はスチールのような金属の如き任意の適宜に非弾性的な材料にて形成することができ、又は、該支持体は、当該技術にて既知であるように、適宜に非弾性的な硬化したポリマー材料にて形成することができる。更に、基部支持体114は、ガラス、セラミック及びその他の同様の材料にて形成することができる。基部支持体114は、任意の型式の適宜なインターフェースの用途に適する形状及び形態とすることができる。
検知装置110の性能は、基部支持体114の外側取り付け部分のような、取り付け部分の剛性に依存することが分かる。従って、基部支持体114又はその少なくとも適宜な部分は、検知装置が適正に、特に、該検知装置と共に作動可能な伝達要素及び接触要素と共に機能することを可能にするのに適した剛性及び強度を有するよう形成する必要がある。これと代替的に、基部支持体114を剛性に形成することに代えて、基部支持体114又は少なくともその適宜な部分は、何らかの型式の剛性な支持体に装着することができる。適正な剛性は、より正確な入力の読み取りを容易にする機能を果たすことが認識される。
検知部分150は、実質的に平坦、又は平面状のパッド又は板とすることができ、また、基部支持体114と同一の平面内に位置するようにすることができる。検知部分172は、開口120、122、124、126が外接するようにすることができる。
検知部分172は、与えられた圧力が接触部分(図示せず)に作用し且つ、検知要素に伝達されることに起因して、検知部分172内にて誘発された色々な応圧力に応答して変位する形態とされる。検知部分172は、与えられた圧力により誘発された応力を内側取り付け部分168に伝達し、また、最終的に、隔離したビームセグメント130、132、134、136まで伝達する更なる形態とされ、これらの隔離したビームセグメント内にて形成される歪みが誘発され且つ1つ以上のセンサにより測定される。
基部支持体114及び検知部分172は、第一の側部180と、第二の側部182とを有することができる。本発明の投影型感圧式入力装置は、検知部分172の第一の側部180又は第二の側部182の何れかに圧力を伝達することが望ましく、また、検知部分172は、基部支持体114を与えられた圧力に応答して何れかの方向に向けて平面から外に変位させる形態とすることができる。
検知部分172は、与えられた圧力をセンサまで伝導し又は伝達することのできる任意の適宜に剛性な材料にて形成することができる。かかる材料は、当該技術にて既知であるように、金属、ガラス、又は硬化したポリマーとすることができる。
隔離したビームセグメント130、132、134、136は、基部支持体114に形成することができ、また、複数の開口120、122、124、126により画成することができる。隔離したビームセグメント130、132、134、136は、静止状態にあるとき、基部支持体114及び検知部分172と実質的に同一の平面内に位置するようにすることができる。幾つかの実施の形態において、開口120、122、124、126は、基部支持体114を通る全経路にわって伸びる形態とすることができる。例えば、開口120、122、124、126は、貫通スロット又は貫通穴とすることができる。その他の実施の形態において、隔離したビームセグメント130、132、134、136は、基部支持体114を通って部分的にのみ伸びる形態とすることができる。
図3に示したように、隔離したビームセグメント130は、開口122、124により形成し又は画成することができる。開口122は、周縁118の一部分に沿って伸び、また、2つの端部122−a、122−bを有することができる。開口124は、周縁の別の部分に沿って伸び、また、2つの端部124−a、124−bを有することができる。2つの開口122、124の部分は、開口122の一端122−bが開口124の一端124−aに重なり合う周縁118の共通の部分に重なり合い且つその共通の部分に沿って伸びることができる。2つの端部122−b、124−a、及び周縁118の共通の部分に沿って伸びる開口122、124の部分は、所定の距離だけ基部支持体114上にて離間分離させることができる。周縁118の共通部分に沿って伸びる開口122の部分は、周縁118の共通の部分に沿って伸びる開口124の部分よりも、周縁118に近くなるようにすることができる。開口122と開口124との間、及び端部122−bと端部124−aとの間の基部支持体114の面積は、隔離したビームセグメント130を画成することができる。
隔離したビームセグメント132、134、136は、隔離したビームセグメント130について上述したものと同様に形成し且つ画成することができる。隔離したビームセグメント132は、開口124、126の間、及び端部124−b、126−bの間にて基部支持体114の面積によりそれぞれ形成することができる。隔離したビームセグメント134は、開口120、122の間、及び端部120−a、122−bの間にて基部支持体114の面積によりそれぞれ形成することができる。隔離したビームセグメント136は、開口120、126の間、及び端部120−b、126−aの間にて基部支持体114の面積により形成することができる。このように、隔離したビームセグメントの全ては、基部支持体114に形成された色々な開口により画成することができる。更に、隔離したビームセグメントは、上述したように、検知部分172及び基部支持体114の平面と同一の平面内に位置する形態とすることができる。
複数の開口120、122、124、126は、互いに入れ子式に嵌り、ここで、開口122、126は、矩形の基部支持体114の側部190、192に沿ってそれぞれ伸び、また、短い側部190、192に対し垂直に方向変更し、また、基部支持体114の側部194、196の少なくとも一部分に沿って伸びることができる。開口120、124は、基部支持体114の側部196、194の一部分に沿って且つ、開口122、126よりも検知部分172により近い位置にそれぞれ配置することができる。このように、開口120、124は、開口122、126内に配置し又は保持することができる。別言すれば、開口の各々は、別の開口のセグメントに重なり合い且つそのセグメントに対して平行に伸びて隔離したビームセグメントを画成し、これにより、隔離したビームセグメントが任意の所望の長さを有することを許容するセグメントを備えることができる。
図5に図示したように、隔離したビームセグメント130は、基部支持体114の外側取り付け部分170が形成された外側又は周縁接続部154と、基部支持体114の内側取り付け部分168が形成された内側接続部156とを備えることができる。内側接続部156及び外側接続部154は、与えられた圧力により基部支持体114上にて誘発された応力を受け取り、また、反対方向に撓み又は屈曲することにより、その応力を隔離したビームセグメント130に集中させる形態とされている。突き出した接触要素(図示せず)から検知部分172まで圧力を伝達したとき、形成される圧力の少なくとも一部分は、隔離したビームセグメント130の、特に、内側接続部154及び外側接続部156の検知部分172及び内側取り付け部分168に対する形態の結果として、検知部分172を通して又は検知部分172から隔離したビームセグメント130まで伝達される。例えば、圧力が伝達要素を介して接触要素から検知部分172まで伝達されたとき、検知部分172は、検知部分172内にて変位し且つ応力を誘発させる。これら応力の一部分は、検知部分172から内側取り付け部分168まで、また、最終的に、隔離したビームセグメント130まで伝達することができ、この隔離したビームセグメントにおいて、センサ138−a、138−bは、隔離したビームセグメント130内の応力を検出し且つ測定する機能を果たす。センサデータは、この与えられた圧力の測定された特徴又は性質を含む。図5に図示されていないが、上述したその他の隔離したビームセグメント(図3及び図4参照)の各々は、同様の態様にて機能する。
図3及び図4を再度、参照すると、圧力又は応力を受け取ったとき、隔離したビームセグメント130、132、134、136は、検知部分172に与えられた圧力が接触要素(図示せず)から伝達されることに応答して検知部分172の変位に対応して撓む形態とされている。このように、検知部分172に伝達され且つ与えられた圧力、及び検知部分172内にて誘発された形成される応力は、隔離したビームセグメント130、132、134、136に向け且つその内部に集中させることができる。応力が集中する結果、隔離したビーム130、132、134、136のセグメントは撓み、また、その撓みは、センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b及び144−a、144−bによりそれぞれ測定することができる。
センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b及び144−a、144−bは、静止状態にあるとき、基部支持体114及び検知部分172と実質的に同一の平面内にて隔離したビームセグメント130、132、134、136の各々に沿ってそれぞれ配置することができる。詳細には、図3及び図4に示したように、センサの各々は、隔離したビームセグメントの各端部に配置することができる。このように、センサ138−aは、開口124の端部124−aの付近にて隔離したビームセグメント130上に配置することができる。同様に、別のセンサ138−bは、開口122の端部122−b付近にて隔離したビームセグメント130上に配置することができる。センサ140−aは、開口126の開口端部126−b付近にて隔離したビームセグメント132上に配置することができ、また、センサ140−bは、開口124の開口端部124−b付近にて隔離したビームセグメント132上に配置することができる。センサ142−aは、開口120の開口端部120−b付近にて隔離したビームセグメント134上に配置することができ、また、センサ142−bは、開口122の開口端部122−b付近にて隔離したビームセグメント134上に配置することができる。センサ144−aは、開口126の開口端部126−a付近にて隔離したビームセグメント136上に配置することができ、また、センサ144−bは、開口120の開口端部120−b付近にて隔離したビームセグメント136上に配置することができる。
センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b、144−a、144−bは、静止状態にあるとき、基部支持体114及び検知部分172と異なる平面内にて隔離したビームセグメント130、132、134、136の各々に沿って配置することもできる。センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b、144−a、144−bは、必ずしも検知部分172と同一の平面内にある必要はなく、また、これらのセンサは互いに同一の平面内に位置する必要もない。図示した実施の形態において、センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b、144−a、144−bは、センサ又は検知平面と称することのできる同一の平面内に位置する。例えば、検知部分172と同一の平面内に側部を有し、また、検知部分172からずらした平面内に側部を有する隔離したビームセグメントは、検知部分172と同一の平面内にある側部に配置されたセンサ平面を有し、又は、検知部分172の平面に対してずらした側部に配置されたセンサ平面を有する。その何れの場合でもセンサは、共通のセンサ平面内に位置する形態とされている。
これと代替的に、検知要素は、非平面状の形態を有し、又は、その表面に沿って異なる高さ位置を有する形態とされた構造体を備えることができる。この場合、センサは、互いに対して異なる平面内に位置することができ、このため、検知要素は、多数の異なるセンサ平面を備えることができる。検知要素の複雑さ、及びこれに伴うセンサの位置の複雑さは、与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定するため使用される処理手段にて対処することができる。
センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b、144−a、144−bは、与えられた圧力が伝達要素を介して接触要素から検知部分172に伝達され且つ、該検知部分172に作用することに起因して生じる、隔離したビームセグメント130、132、134、136の撓みをそれぞれ測定する形態とされている。センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b、144−a、144−bは、隔離したビームセグメント130、132、134、136の変位に関係した性質を測定可能な任意の型式のセンサとすることができる。例えば、センサは、歪み計、容量計、液位計、レーザレベル計、圧電センサ又は当該技術にて既知の任意の適宜なセンサとすることができる。センサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b、144−a、144−bは、隔離したビームセグメント130、132、134、136の変位に相応するセンサデータを含む電気信号を発生させることができる。電気信号は、1つ以上の伝達手段を介してセンサ138−a、138−b、140−a、140−b、142−a、142−b、144−a、144−bから伝達することができる。
伝達手段は、例えば、図4に示したもののような、電線146、無線送信機、光通信装置及び(又は)当該技術にて既知のその他のものを含む有線又は無線の通信手段を備えることができる。伝達手段は、色々なセンサの各々により出力された信号を信号処理器147として示した、信号プロセッサ又は信号処理手段まで運ぶ形態とされており、また、電気信号及び相応するセンサデータを受け取り且つ分析して、突き出した接触要素及び検知部分172上の圧力の位置、プロファイル及び(又は)大きさを決定する形態とされている。処理手段及び分解方法は、当該技術にて既知の任意のものとすることができる。
図6には、本発明の更に別の実施の形態に従った感圧式検知装置210が示されている。この特定の実施の形態において、検知装置210は、外周縁218を有する基部支持体214を備えている。複数の開口220、222、224、226を周縁218内にて基部支持体214に形成することができる。開口220、222、224、226は、周縁218に沿って配置し、また、図6にて破線で表したように、周縁218の回りに形成された実質的に矩形の検知部分272を画成することができる。複数の開口は、検知部分272の隅部付近にて且つ検知部分272の側部に対して平行に、複数の隔離したビームセグメント230、232、234、236を画成することもでき、これら複数のビームセグメントの各々は、図示したように1つ以上のセンサと共に作動可能である。
基部支持体214は、実質的に平坦又は平面状のパッド又は板を備えるものとして示されている。基部支持体214は、静止状態にあるとき、同一の平面内に実質的に位置することのできる外側取り付け部分270と、内側取り付け部分268とを有することができる。外側取り付け部分270は、入力パッド250と色々な開口との間のみならず、周縁218と開口220、222、224、226との間に配置することができる。換言すれば、入力パッド250は、外側取り付け部分270に外接する形態とすることができる。内側取り付け部分268は、色々な開口220、222、224、226の内側に配置することができ、又は、換言すれば、色々な開口220、222、224、226が外接するようにしてもよい。隔離したビームセグメント230、232、234、236は、内側取り付け部分268を外側取り付け部分270と接続することができる。外側取り付け部分270は、検知装置210を支持する形態とされた任意の適宜な静止した取り付け構造体に取り付けることができる。検知部分272は、外側取り付け部分270に取り付けられた別個の構造体とし、又は、外側取り付け部分270と一体的に形成された一体的な構成要素となる形態とすることができる。
検知部分272は、周縁218の回りにて且つ周縁218と一体的に支持されたとき、突き出した接触要素(図示せず)上に作用し且つ、検知部分272に伝達された圧力が作用することにより生じる、検知部分272内に誘発された色々な応力に応答して変位する形態とされている。検知部分272は、与えられた圧力により誘発された応力を外側取り付け部分270に、また、最終的に、隔離したビームセグメント230、232、234、236に伝達する更なる形態とされており、この隔離したビームセグメントにて、この隔離したビームセグメント内に生じる歪みが誘発され、この歪みは、図3に示した実施の形態に関して上述したのと同様の態様にて1つ以上のセンサにより測定される。
実質的に、図6に示した検知装置の実施の形態は、図6の検知部分272が検知装置の外周又は周縁の回りに配置され、内側及び外側取り付け部分が検知部分272の内部に又は内側に配置される点を除いて、図3に示したものと同様である。換言すれば、図6の検知装置は、図3に示した検知装置の逆の構造的形態を備えるものとみなすことができる。この特定の実施の形態は、本発明が固定位置に支持された第一の構造的要素と、第一の構造的要素と共に作動可能である第二の構造的要素とを備えるものとして検知装置の幾つかの実施の形態を広義に考えることを示すことを意図するものであり、第二の構造的要素は、第一の構造的要素に対して可動であり、与えられた圧力の下、変位する形態とされた検知部分を画成するよう動的に支持されている。
図示した実施の形態にて示し且つ、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、上述の特許出願に記載したその他の実施の形態に関して、検知部分と実質的に同一の平面内に位置する隔離したビームセグメント又はモジュラー型の隔離したビームセグメント又は異なる平面内に位置するビームセグメントのような隔離したビームセグメントを提供する工程と、検知部分内にて生ずる応力を隔離したビームセグメントまで/その内部に導き且つ集中させる検知部分の形態とする工程とを組み合わせること、また、検知部分に対してセンサが同一平面状又は実質的に同一平面状又は非平面状の関係にあることは、先行技術の関連した感圧式検知装置に優る顕著な有利な効果を提供する。これらの有利な効果は、開口を材料に適正に形成し且つ配置することにより、取り付け要素又は部分を含む検知装置の全体を単一の材料片から形成することができ、また、検知部分に伝達された長手方向圧力又はモーメントに対する検知装置の敏感性を低下させることができ、機械的に単純であり、予荷重ばねを不要にし、検知装置を環境から保護する堅牢で且つ丈夫な設計を提供し、センサを検知部分と一体的に且つ同一平面状に形成することにより寸法及び重量を最小にすることができ、また、検知装置の両側部からの圧力を整合させることができることを含むが、これらにのみ限定されるものではない。更に、極の軸線に対して垂直に且つ電極に対して平行に与えられた歪みを有するより敏感な長手方向モードにて配備されたセラミック圧電変換器は、センサが伸び又は歪みに対してより敏感であり、せん断圧力及び横方向圧力に対しては敏感でないようにし、これにより変換器を望ましくない圧力から隔離するための巧緻な機構の必要性を軽減する。
本発明の検知要素は、幾つかのその他の実施の形態又はその他の型式の感圧式検知装置を備えることができ、これらの装置の幾つかは、上述し又は参考として引用し本明細書に含めた一例としての感圧式検知装置と同様の態様にて機能するようにし又は機能しないようにしてもよい。従って、説明し又は参考として引用し本明細書に含めたものは、何らかの仕方にても限定的であることを意図するものではない。事実、その他の実施の形態又はその他の型式の検知要素(例えば、その他の型式の感圧式検知装置)は、本明細書にて具体的に説明しない本発明の範囲に属するものと考えられる。例えば、本発明の突き出した又は高くされた接触要素と共に使用することのできる幾つかの追加的な感圧式検知装置は、ペロンノウ(Peronneau)その他の者への米国特許第3,657,475号明細書、ロエベル(Roeber)への米国特許第4,121,049号明細書、デコスタ(DeCosta)その他の者への米国特許第4,340,777号明細書、ホッタ(Hotta)その他の者への米国特許第4,389,711号明細書、ガーウィン(Garwin)その他の者への米国特許第4,511,760号明細書、モリ(Mori)その他の者への米国特許第4,558,757号明細書に開示されている。更にその他の型式の感圧式検知装置とすることが考えられる。
検知要素54は、特定の用途にて作動可能であるのに十分な強度を提供し、また、センサにより検出すべき圧力の下、十分な弾性的変形を提供し、環境条件(例えば、圧力、温度等)の下、反復可能な応答を提供する任意の材料から成るものとすることができる。歪み計の場合、この材料は、多くの金属(例えば、アルミニウム、スチール、青銅等)を含み、また、多岐にわたるポリマー(例えば、ポリカーボネート)を含む。圧電センサの場合、より厚い焼鈍したスチールのような遥かに低弾性の材料を使用することができる。殆どのセンサは、金属にて(その弾性対変形比が大きいため)、又はポリマーにて(その低廉な製造コストのため)製造されよう。
図2を再度参照すると、全体的に投影型感圧式入力装置10は、接触要素14の接触面18の回りの1つ以上の与えられた圧力を受け取る形態とされ、入力装置10、特に、接触要素14は、その接触面18に沿った任意の箇所にて与えられた圧力を受け取る形態とすることができ、この与えられた圧力は圧力Fとして示されている。これと代替的に、接触面18は、1つ以上の境界により画成することのできる特定の入力部分又は領域26を備えることができ、該入力部分26は、接触面18に沿った任意の箇所に存在するようにしてもよい。更に、特定の入力部分26は、接触面18の回りにて領域の全て又はその一部分のみを備えるようにしてもよい。
上述した接触要素18は、与えられた圧力を実際に検知する形態とされた要素である、検知要素54に対して突き出した又は高くされた要素である。従って、突き出した接触要素14は、かかる突き出した又は高くされた位置に支持され、また、その接触面18に与えられた圧力を検知要素54まで適正に伝達し得るような態様にて検知要素54に関係付けることを意図する。これは、圧力及び(又は)その1つ以上の測定可能な特性を正確に測定し得るような態様にて与えられた圧力を接触要素14から検知要素54まで伝達するための導管を提供するのみならず、接触要素14を突き出した位置に支持することの双方の機能を果たす1つ以上の伝達要素94を使用して行われる。接触要素18、検知要素54及び伝達要素94の各々は、圧力の全て又は実質的に全てが検知要素54に伝達されるような設計とされている。
接触要素14及び検知要素54に連結された伝達要素94は、各々、中央取り付け箇所と、貫通して伸びる長手方向中心軸線とを備えている。全体的に云って、圧力は、接触要素14上の任意の位置にて与えることができ、この圧力は、伝達要素94の中央取り付け個所及び長手方向軸線からずらすことができる。伝達要素94の位置に対する与えられた圧力の位置は、検知要素54に伝達される圧力に影響を与えるであろう。図2にて示したように、圧力F1は、伝達要素94の位置及び長手方向軸線に対する接触要素14の回りのその相対的な圧力付与箇所のため、圧力F2と比較して、接触要素14、伝達要素94及び検知要素54に逆転効果を誘発させるであろう。圧力及びその与えられたときの圧力の位置については、以下により詳細に説明する。
本発明の投影型感圧式入力装置は、相応する伝達要素により支持されたように、検知要素から離れた突き出した又は高くされた位置に配置された多数の突き出した接触要素を更に備えることができる。図2に仮想線で示したように、入力装置10は、第二の突き出した接触要素14−aと、該第二の接触要素14−aを支持する、相応する1つ以上の伝達要素94−aとを備えている。単一の検知要素54は、その回りの対向する突き出した位置にそれぞれ配置された、第一及び第二の接触要素14、14−aを有するものとして示されており、これらの要素の各々は、1つ以上の伝達要素により支持されている。この形態において、検知要素54は、接触要素の一方又は双方に作用する任意の与えられた圧力を検知し且つ、色々な接触要素上に作用する与えられた圧力の位置及びプロファイルを決定する形態とされている。この両側部付きの形態は1つ以上の用途に適しているであろう。
1つ以上の圧力が接触要素に与えられたとき、接触要素の面の回りの与えられた圧力の位置に関係なく、与えられた圧力は、伝達要素に、また、その後、検知要素の検知部分に伝達された圧力として伝え又は伝達され、ここで、これらの圧力は、検知要素の検知部分内のセンサ要素により検知され、与えられた圧力の位置、プロファイル及び(又は)大きさを決定する。
次の図7−A−図9−Bには、1つ以上の適宜に剛性な構成要素を有する投影型又は高くされた型式の感圧式入力装置に対する色々な一例としての代替的な設計が示されている。図7−A及び図7−Bを特に参照すると、一例としての実施の形態に従った突き出した又は高くされた型式の感圧式入力装置のそれぞれの頂面図及び側面図が示されている。図示したように、投影型感圧式入力装置310は、検知要素354から異なる高さ位置に支持された突き出した接触要素314を備えている。接触要素314は、接触要素314上にて又はその回りにて作動する圧力の全て又は実質的に圧力の全てを上述したように、受け取り且つ、検知要素354に伝達するのみならず、接触要素314をその突き出した位置又は高くされた位置に支持する形態とされた幾つかの伝達要素394(4つとして図示)を介して検知要素354に作動可能に関係付けられる。
この特定の実施の形態において、接触要素314は、矩形の幾何学的形態を有する平坦、平面状の構造体を備えており、その周縁又は外周322の全体は、検知要素354の端縁内に保持されている(頂面図にて見たとき)。換言すれば、図7−Aにて示したように、頂部から見たとき、又は、図7−Bにて示したように、側部から見たとき、検知要素354を超えて伸びる接触要素314の部分は無い。更に、頂部から見たとき、検知要素354の検知部分372を超えて伸びる接触要素314の部分は無いことも示されている。
接触要素314は、周縁又は外周321を有する切欠き部分320を備えることが更に示されている。切欠き部分320は、任意の寸法とすることができ、また、接触要素314は、任意の数の切欠きを備えることができる。切欠き部分320は、与えられた圧力を受け取り且つ整合させることのできる接触要素314の面318の部分に影響を与えることはない。切欠き部分320は、多岐にわたる目的のため使用することができる。例えば、切欠き部分は、ディスプレイとして使用されるガラス又はアクリル樹脂スクリーンを支持することができる。切欠き部分320は、色々な物品を接触要素314に取り付けるのを容易にすべく使用することもできる。別の用途にて、切欠き部分は、「仮想タッチ」領域を形成すべく使用することができる。この意味にて、圧力を接触要素に与えて、入力装置314が効果的に、接触要素が切欠き領域内にて構造体又は表面構造体を備えるかのように、その切欠き範囲内の1つの位置にてタッチを整合させる形態とすることができる。別言すれば、本発明は、同時に与えられた多数の圧力位置を平均化し、これら圧力の合計によって装置が切欠き領域内の座標の位置にて整合されるようにすることができる。例えば、仮想のタッチが切欠き領域320の中心にて整合されることが望まれる場合、多数の同時的な圧力を接触要素314の接触面318に与えることができ、その多数の同時的な圧力は、同一の軸線に沿って切欠き領域の中心から等距離にあり且つ同一の大きさである。この背景となる着想は、入力装置は、装置を作動させるため安全性の機能を必要する用途にて使用することができる(例えば、一方の手が装置の内部にあるのを防止し、また、装置が偶発的に作動するのを防止するため、装置を作動させるためには両手が必要とされる場合)。
検知要素354は、矩形の幾何学的形態を有する、平坦、平面状の構造体を備えるものとしても示されている。検知要素354は、上述し且つ図3−図5に関して説明したものと同様の態様の形態とし且つ機能する検知部分372を備えている。
図7−A及び図7−Bには、同一の長さを有し、このため、平坦、平面状の接触要素314を平坦、平面状の検知要素354により画成された平面に対して平行な持ち上がり又は突き出した平面にて平坦、平面状の接触要素314を支持するものとして伝達要素394が更に示されている。伝達要素394は、検知要素354の検知部分372の回りにて、すなわちその端縁又は周縁付近に戦略的に配置されるが、これは、伝達要素が接触要素及び検知要素の間にて色々な位置にて伸びるため、必要ではない。伝達要素394の各々は、上方に伸び且つ、突き出した接触要素314と接触し、また、その端縁又は周縁322付近にて接触要素314の下側に連結され、このため、与えられた圧力の大部分は、伝達要素394内又はその内部の位置にて接触要素314の面上にて又はその回りにて生じ、また、伝達要素394と入力装置310の中心軸線との間にて生じる。より詳細には、伝達要素394は、接触要素314の4隅の各々に位置決めされ又は配置されるものとして示されている。
圧力を伝達する形態とされた伝達要素394は、ある程度の剛性を有する形態とされている。幾つかの実施の形態において、伝達要素は、その他の実施の形態におけるよりも剛性である。このことは、特定の用途、与えられる荷重又は圧力の型式、また、その他の因子に依存する。伝達要素に必要とされる剛性を決定することのできる別の因子は、伝達要素394の高さにより決定された、突き出した接触要素が検知要素から離れる距離である。全体的に云って、伝達要素394の長さ、及び検知要素354に対する接触要素314の形成される突き出した高さが増せば増す程、接触要素又は検知要素が取り付け構造体又は別の物品(例えば、壁、トリム板又はパネルのような間仕切り)と干渉するのを避けるため、伝達要素394はより剛性であることが必要とされる。要するに、また、殆んどの場合、伝達要素394は、接触要素314に作用する与えられた圧力の全て又は実質的に全てが圧力伝達要素394を介して検知要素354に伝達されるような設計とすることを意図するものである。伝達要素自体の高さが必ずしも圧力の伝達に影響しないが、それらの高さは、それらの全体的な可撓性に寄与するものとすることができる。伝達要素394の材料の組成のみならず、入力装置310が使用される特定の用途を当該技術の当業者が考えるとき、その特定の設計又は形態を決定することができる。接触要素314が検知要素354から更に離間されるに伴い、検知要素354は、検知要素354に対して平行な圧力又は偏心軸線圧力(入力装置のx−y座標又はその軸線又は平面に沿って又はその内部にて作動する圧力)の成分に対し益々、敏感となり、この圧力は、場合によっては、接触要素314が分離し又は突き出す距離に対して実際的な制限を課すことがある。
図7−Bには、接触要素314と検知要素354との間にて支持され且つ、入力装置間の色々な位置に配置された1つ以上の照明手段又は光源386が更に示されている。接触要素314と検知要素354との間(又は、接触要素と間仕切りとの間(図13参照))に照明灯を設置することにより、色々な審美的効果又は機能上の能力を実現することができる。光源386は、LED、白熱灯、光ファイバ、光パイプ及びその他のような当該技術にて任意の既知のものとすることができる。更に、光源386は、任意の色とすることができ、また、連続的に点灯し、明滅し、強力に点滅し、減光し、音楽と同調する等のような、異なる効果を提供する形態とすることができる。光源は、接触要素におけるオン/オフタッチ領域により、又は物理的スイッチのような、より従来型式の手段により制御することができる。
図示したように、光源は、検知要素314に取り付けられるが、これらの光源は、接触要素354、伝達要素394、又は入力装置310により作用する任意のその他の構造体に取り付けることもできる。
図8を参照すると、別に一例としての実施の形態に従った投影型感圧式入力装置が図示されている。図示したように、投影型感圧式入力装置410は、検知要素454から異なる高さ位置に支持された突き出した接触要素414を備えている。接触要素414は、幾つかの(4つにて図示)伝達要素494を介して検知要素454に作用可能に関係付けられており、これらの伝達要素は、上述したように、接触要素414上に又はその回りにて作用する圧力の全て又は実質的に全てを受け取り且つ検知要素454まで伝達するのみならず、接触要素414をその突き出した位置に支持する形態とされている。
この特定の実施の形態において、接触要素414は、任意の幾何学的形態を有する平坦、平面状の構造体を備えており、異なる湾曲したセグメントと真直ぐなセグメントとの組み合わせは、接触要素414の周縁422を画成する。この特定の実施の形態の目的は、接触要素414は検知要素の外周内にて又はその外側にて(頂面図から見たとき)、又はその双方にある外周を画成するのみならず、任意の随意的な形状を備えることができることを示すことである。従って、図8に示した特定の任意の形状は、何らの意味にても限定することを意図するものではない。
図8には、検知要素454の端縁又は外周のみならず、検知部分472の外周を超えて伸びる接触要素414の色々な部分が更に示されている。従って、同様に、検知部分472及び検知要素454を超えて伸びる接触要素414の面の色々な部分又はセグメントが提供され、該面は、圧力を受け取ることができる。伝達要素494が検知部分472の端縁の回りに又はより具体的には、実質的にその隅部内に配置され、また、接触要素414の色々な部分が検知部分472を超えて伸びる表面積を提供する状態にて、接触要素414は接触要素414の外周422と伝達要素494との間にて与えられた圧力のみならず、伝達要素494と入力装置の中心軸線との間にて与えられた圧力を受け取ることが可能である。従って、検知要素454は、かかる圧力が入力装置410に及ぼす異なる効果に対処する形態とされている。事実、接触要素414及び入力装置410は、接触要素414のタッチ受け取り面の一部分が検知要素454を超えて伸びるときでさえ、作動するであろう。検知要素454のセンサ位置の外側にて与えられた圧力によって対向するセンサは、負の圧力に対するかのように、応答する。しかし、上述したように、処理手段は、正確な結果を提供し得るようかかる圧力に対処する形態とすることができる。
更に、圧力を受け取るべき接触要素の任意の部分に対して、接触要素及び伝達要素内にて十分な剛性を維持する必要がある。検知要素から離れて接触要素が突き出す距離は、接触要素に対し直交状に与えられた圧力に対する入力装置の正確性に顕著に影響しない。しかし、この突き出す距離は、任意の偏心軸線圧力の効果を増幅させない。この増幅は、突き出す距離対センサの分離距離の比に直接、関係する。センサ間の距離に比して接触要素の突き出す距離が長ければ長い程、偏心軸線圧力の増幅は益々大きくなり、また、与えられた圧力のx−y計算位置の誤差の可能性は益々、増大する。しかし、かかる作用は、ソフトウェア、機械的増幅又はこれらの任意の組み合わせを介して電気的に対処することができる。
検知要素454は、また、図7−A及び図7−Bの検知要素354と同様の態様にて形成され且つ機能する、矩形の幾何学的形態を有する平坦、平面状の構造体を備えるものとして示されている。これと代替的に、その他の一例としての実施の形態において、検知要素は、非平面状の面、又は異なる高さ位置の面を有する形態を備えることができる。更に、検知要素は、図8に示した検知要素と同様の形態を有することができる。本発明は、検知要素、突き出した又は高くされた接触要素、1つ以上の圧力伝達要素とし、これらの各々は多くの異なる形態にて存在することを考えるといえば十分である。幾つかの形態は、処理手段により実行される計算をより難しくするが、入力装置は、色々な随意的な又はその他の形状のみならず、平面状又は非平面状の形態を有する検知要素及び接触要素(また、伝達要素)と共に作動することが容易である。
図8には、図7−A及び図7−Bの伝達要素と同様の態様にて、すなわち、平坦、平面状の接触要素414を平坦、平面状の検知要素454により画成された平面に対して平行に持ち上がり又は突き出した平面内にて支持する形態とされ且つ機能する伝達要素494が更に示されている。
図9−A及び図9−Bには、別の一例としての実施の形態に従った投影型感圧式入力装置が示されている。図示したように、投影型感圧式入力装置510は、検知要素554から異なる高さ位置に支持された突き出した接触要素514を備えている。接触要素514は、幾つかの伝達要素594(4つにて図示)を介して検知要素554と作動可能に関連付けられており、これらの伝達要素は、上述したように、接触要素514上に又はその回りにて作用する圧力の全て又は実質的に全てを受け取り且つ検知要素554まで伝達するのみならず、接触要素514をその突き出した位置に支持する形態とされている。
この特定の実施の形態において、接触要素514は、頂部から見たとき、多数高さ位置の切截円錐形の幾何学的形態を有する湾曲した非平面状の構造体を備えており、その周縁又は外周522の一部分は、検知要素554の端縁内に保持され(頂部から見たとき)、また、一部分は、図示するように、検知要素554の端縁を超えて伸びている。この実施の形態は、異なる地形学的高さ位置を含む接触要素を提供する能力を示す。従って、図9−A及び図9−Bに示した特定の設計は、何らの意味にても限定的であることを意図するものではない。これに反して、当該技術の当業者により認識されるように、接触要素514は、特に、その上側接触面又は圧力受け取り面に沿って、任意の数の高さ位置の変化を含むことができる。更に、湾曲した面を有する1つの実施の形態の形態は、任意の幾何学的形態を更に備えることができる。
検知要素554は、図7−図8の形態と同様の形態を備えるものとして示されている。その他の実施の形態におけるように、検知要素554は、上述し且つ図3−図5に関して説明したものと同様の態様にて形成され且つ機能する検知部分572を備えている。
図9−A及び図9−Bには、異なる長さを有し、このため、湾曲した接触要素514を平坦、平面状の検知要素554に対し持ち上がり又は突き出した位置にて支持するものとして、伝達要素594が更に示されている。接触要素514に形成された非平面状の形態及び色々な高さ位置に対処するため、異なる長さが提供される。しかし、伝達要素594は、本明細書の他の部分にて説明したその他の機能と同一の機能を提供する形態とされている。必要であれば、処理手段は、非平面状の形態に対処する形態とすることができる。しかし、接触要素514に与えられる圧力の位置、プロファイル及び(又は)大きさを決定するための計算はより複雑なものとなることもあり又はならないこともある。
伝達要素594は、検知要素554の検知部分572の回りにて、すなわち、その端縁又は外周付近に戦略的に配置される。同様に、かかる伝達要素594の各々は、突き出した接触要素514の上方に伸び且つ該接触要素514と接触し、また、その端縁又は外周522付近にて該接触要素514の下側に連結される。接触要素514がこのような形態とされたとき、与えられた圧力の一部は伝達要素594内又はその内部にて接触要素514の面上にて又はその回りにて、また、伝達要素594と中心軸線との間にて生じる一方、与えられた圧力の一部は、外周522と伝達要素594との間にて生じる。
接触要素514の多数高さ位置の形態にも拘らず、垂直なz軸線の圧力は、平坦、平面状の接触要素の場合と全く同一の態様にて検知要素554に伝達されよう。非平面状の多数高さ位置の接触要素は、大きい偏心軸線(x−y)圧力対軸線上(z−軸線)の比を提供する傾向となり、この比は、機械的に、電気的に、又はソフトウェアにより又はこれらの組み合わせによって対処し且つ対応することができる。しかし、垂直方向圧力は、適正に変換され、また、入力装置は、かかる形態を有する接触要素と共に機能するようにすることができる。
図10−A及び図10−Bには、別の一例としての実施の形態に従った投影型感圧式入力装置610が示されている。図示したように、投影型感圧式入力装置610は、高さhを有する、突き出した位置にて、伝達要素694を介して検知要素654に作用可能に連結され且つ関係付けられた接触要素614を備えている。この実施の形態は、上述し且つ図3−図5に示したものと形態及び機能の点にて同様であるが、幾つかの相違点を有する。従って、特徴及び機能の各々が記載されているわけではない。
接触要素614は、与えられた圧力を受け取る形態とされた、上側接触面618を備えている。接触要素614は、均一な厚さを有する板状の構造体として示されている。接触要素614は、ガラス、大理石、石、セラミック、スチール、プラスチック及びその他のものを含むが、これらにのみ限定されない多くの異なる材料にて形成することができる。更に、上述したように、接触要素614は、異なる寸法及び形状を有するものとすることができる。
検知要素654は、検知要素654を貫通して伸びる開口630、632として示した複数の開口を備えており、これらの開口は、その内の1つのみ、すなわち隔離したビームセグメント634のみを図示した、複数の隔離したビームセグメントを検知要素654内に形成し且つ画成する機能を果たす。隔離したビームセグメント634は、検知部分654の周縁662に対し直交状態に配置された傾斜線上に配置され又は向き決めした状態にて示されている。検知要素654は、同様の態様にて配置された追加的な隔離したビームセグメント(図示せず)を備えている。これらの隔離したビームセグメントの各々は、1つ以上のセンサを保持し、又は、検知材料から成っている。これらの隔離したビームセグメント及びその上に配置された任意のセンサの機能は上記に教示した通りである。
開口630、632及び取り付け部分666並びに可動の構成要素638は、接触要素614に作用し且つ、伝達要素694を通して検知部分672に伝達される与えられた圧力を受け取る形態とされた検知部分672を更に画成する。伝達要素694は、接触要素614の下側部に強固に連結された第一の端部696と、ボルト、ねじ等とすることのできる、締結具644を介して検知要素654に強固に連結された第二の端部698とを備えている。伝達要素、及び図示しない要素は、各々、検知部分672内の位置にて検知要素654に連結されている。
検知要素654は、内側取り付け部分668と、外側取り付け部分670とから成る、取り付け部分666を介して取り付けることができる。取り付け部分666は、投影型感圧式入力装置610を支持することのできる任意の構造体に強固に連結することができる。例えば、取り付け部分666は、間仕切り650に強固に取り付けてもよい。
図10−Bには、1つの構造体の回りのその所期の位置にて取り付けられたとき、検知要素654を隠し又は外部から見えなくする審美的目的のため使用することのできるトリム板(明確化のため、図10−Aに図示せず)の形態とした選択的な間仕切り650が更に示されている。間仕切り650は、検知要素654の取り付けを容易にすることのできる機能を果たすことも可能である。間仕切り650は、接触要素614と検知要素654との間の任意の箇所に配置することができ、また、任意の寸法、形態、カラー等とすることができる。間仕切り650は、伝達要素694が貫通して伸びる開口を備えている。しかし、間仕切り650は、接触要素、伝達要素又は検知要素の何れの機能にも干渉しない形態ととされることが好ましい。
図10−Bには、その外周の回りにて検知要素654から上方に伸びる突出部材640を備えるものとして検知要素654が更に示されている。突出部材は、間仕切り650をずらした位置にて支持する形態とされており、このため、圧力の伝達をずらし且つ(又は)センサによる全ての読み取りに誤差を生じさせ、このため、投影型感圧式入力装置610の正確さを防げる可能性がある、間仕切り650の何れかの部分と検知要素654とが接触することは許容されない。
図11−A及び図11−Bを参照すると、本発明の更に別の一例としての実施の形態に従った投影型感圧式入力装置710が示されている。この実施の形態において、投影型感圧式入力装置710は、浮動型の設計であり、入力装置710の構成要素は全て、検知要素754の取り付け部分766に連結した支持体738を介して高くされた態様にて支持されている。取り付け部分766は、検知要素754の外周の回りを伸びているが、検知要素754のその他の位置に配置することができる。支持体738は、検知要素754の頂面から更に上方に伸びてトリム板750を作動可能に支持する。
接触要素714は、その上側接触面718と共に、突き出した位置に配置され且つ、伝達要素(例えば、伝達要素794)を介して検知要素754と作動可能に関係付けられ、該伝達要素は、ナット746を有する締結具744を介して検知要素754の検知部分772内に固定されている。この特定の実施の形態において、伝達要素794は、装飾用キャップ778を有する装飾用シュラウド又はカバー776内に外部から見えないよう隠れるようにされている。接触要素714及び検知要素754は、本明細書の何れかで説明したものと同様の形態にて機能し、センサ(例えば、センサ784)は、伝達要素により接触要素714から検知要素754の検知部分772まで伝達された圧力を測定する形態とされている。
投影型感圧式入力装置710は、リテーナ782により保持されたガスケット780を更に備えている。該ガスケット780は、トリム板750の下側部に隣接して配置され且つ、ガスケットリテーナ782によりトリム板750に対し所要の位置に保持されている。該ガスケット780は、入力装置が使用される環境内の全ての水分、雨水、塵、垢、その他の汚染物等がセンサ、検知部分及び色々なエレクトロニクスが内部に支持された入力装置の内部から排除された状態に保たれるのを保証するシールとして機能する。該ガスケット780は、座金を備えることができ、また、与えられた圧力の顕著な量が吸収されないようにするのに十分、可撓性でなければならない。これと代替的に、所定の設計内の全てのガスケットは、与えられた圧力を等しい比率にて吸収する形態とされるようにしてもよい。
図12−A及び図12−Bには、本発明の更に別の一例としての実施の形態に従った投影型感圧式入力装置810が示されている。この特定の実施の形態において、入力装置810の色々な構成要素の構造及び設計は、幾つかの顕著な相違点を有して、上述し且つ図10−A及び図10−Bに示したものと同様である。
図12−A、図12−Bに示した一例としての入力装置610と図10−A、図10−Bに示した一例としての入力装置810との1つの相違点は、入力装置810から専用の別個の伝達装置が廃止される点である。その代わり、入力装置810は、検知要素854と一体的に形成され、また、検知要素854から上方に伸びる突出部分840を備えている。図示した実施の形態において、突出部分840は、検知要素854の外周の回りに配置されるが、これは、何らの意味でも限定的であることを意図するものではない。突出部分840は、接触要素814を検知要素854に作動可能に関係付ける形態とされている。換言すれば、その他の説明した実施の形態にて行なうのと全く同一の態様にて突出部分840は、接触要素814に与えられた圧力を個々の伝達要素が検知要素854まで伝達する機能を果たす。この場合、圧力は、検知要素854の外側部分に伝達される。従って、検知要素854の検知部分872は、開口(例えば、開口830、832)の内側又は外側にある検知要素854の部分として画成される。更に、これに伴う取り付け部分866の位置は、入力装置810の開口内又はその内側となる。事実、入力装置810の開口の各々の間を伸びる取り付け部分866は、構造体838に装着し又は連結した状態で示されている。
突出部分は、同一又は異なる材料から成るものとすることができるが、圧力を接触要素814から検知要素854に効果的に伝達すると共に、上述したように、入力装置の適正な作動を保証するのに十分、堅固又は剛性でなければならない。
図13には、突き出した態様にて検知要素954に作動可能に関係付けられ、伝達要素994により支持された接触要素914を備えるものとして投影型感圧式入力装置910が示されている。この特定の実施の形態において、入力装置910は、機能的(例えば、実用的)又は非機能的(審美的)又はその双方とすることができる壁、トリム板等のような、間仕切り906を貫通するものとして示されている。間仕切り906は、伝達要素994を受け入れ、このため、接触要素914が依然として検知要素954から突き出すのを許容するが、また、検知要素954を間仕切り906の後方にて維持し且つ外部から見えないよう隠すことを許容するよう形成し又は改変することができる。
所望であり又は必要であれば、間仕切り906は、図13に示したゴム隔膜908のような、密封手段にて密封することができる。密封手段は、伝達要素994と間仕切り906との間を伸び、このため、その内部に接触要素914が配置される環境から検知要素954を密封することができる。このことは、接触要素が苛酷な又は湿った作動状態に置かれ、かかる状態から検知要素を更に保護することが望まれる用途にて有益であろう。密封手段は、当該技術にて一般に既知のその他の型式及び材料から成るものとすることができる。
図14には、本発明の別の一例としての実施の形態に従った投影型感圧式入力装置が示されている。図示したように、感圧式入力装置1010は、突き出す態様にて支持され且つ、本明細書にて説明したものと同様の態様にて検知要素1054に関係付けられた接触要素1014を備えている。しかし、伝達要素1094は、x−y方向に容易に変位し又は屈曲しないが、圧力をz方向に向けて伝達するのに十分剛性であるように、アスペクト比の大きい四角形のワイヤーにて出来た圧縮ばねから成っている。
図15−A及び図15−Bを参照すると、本発明の更に別の一例としての実施の形態に従って形成された投影型感圧式入力装置が示されている。図示したように、入力装置1110は、平坦、平面状の検知要素1154と、接触要素1114−a、1114−b、1114−cとして示した複数の個別の持ち上がり又は突き出した接触要素とを備えており、これらの接触要素の各々は、相応する伝達要素、すなわち1194−a、1194−b、1194−cによりそれぞれ接続されている。また、検知要素1154内に支持されたセンサ1138も示されており、これらのセンサは、多数の接触要素1114の任意の1つに与えられた圧力を検知し且つ測定する。
この特定の実施の形態には、単一の入力装置内にて機能する幾つかの異なる着想が示されている。第一に、多数の突き出した又は高くされた接触要素は、単一の検知要素の回りにて支持され且つ、その単一の検知要素と共に作動し、これら多数の接触要素は物理的に互いに独立的である。第二に、突き出した又は高くされた接触要素は、検知要素の両側部にて接触要素の何れかに与えられた圧力を検知するよう作動可能な入力装置と共に、検知要素の両側部に連結することができる。第三に、多数の接触要素を検知要素に関係付ける、異なる位置に配置された多数の伝達要素が示されている。第四に、高くされた接触要素は、互いに且つ検知要素に対して異なる向きの形態とすることができる。更に、接触要素と共に作動可能な伝達要素は、異なる寸法のものとすることができる。
同一の検知要素の両側部にて支持された多数の高くされた接触要素は、逆の測定値を生成する機能を果たす。事実、接触要素1114−aに与えられた圧力は、接触要素1114−cに与えられた同一の圧力の逆数である測定値を生じさせる。しかし、信号が逆の性質であることは、信号の処理、色々な接触要素の回りの与えられた圧力の位置及びプロファイルの決定、及びこれらの位置を整合させて入力装置が所期の機能を果たすようにする工程とは、大部分、無関係であろう。
図15−Bには、互いの回りの多数の接触要素が更に示されている。詳細には、入力装置1110は、接触要素1114−aの回りに支持された接触要素1114−dを備えている。この形態において、接触要素1114−dの接触面に与えられた全ての圧力は、その与えられた圧力が検知要素1154上にて直接、生じる圧力と丁度同様に、伝達要素1194−d、接触面1118−a及び伝達要素1194−aを介して検知要素1154に投影される。従って、本発明の入力装置は、適正な向き及び圧力の伝達を許容するためには十分な剛性を維持しなければならないことに鑑みて、互いの回りにて支持された多数の持ち上がり又は突き出した接触要素を備えることができる。
図16を参照すると、本発明の更に別の一例としての実施の形態に従った投影型感圧式入力装置が示されている。入力装置1210は、平坦、平面状の突き出した又は高くされた接触要素1214と、本明細書にて説明した検知要素の任意のものの形態とされた平坦、平面状の検知要素1254とを備えている。この特定の実施の形態において、接触要素1214は検知要素1254の回りにて直接、支持されているため、伝達要素は存在しない。接触要素1214は、接触要素1214の接触面1218の任意の部分に与えられた圧力が検知要素1254により検知された圧力を整合させるよう検知要素1254の検知部分1272内に嵌まり又はその内部に保持される寸法及び形態とすることができる。この形態において、接触要素1214上に作用する全ての圧力は、接触要素1214を介して検知要素1254に伝達される。全体的な効果は、伝達要素が存在する場合と同一である。この特定の実施の形態は、より低プロファイルのデザインが必要とされる用途にて、又は、伝達要素を使用することが実際的でない場合に有用であろう。接触要素1214の厚さは、任意の厚さとすることができることが分かる。
図示したものと代替的に、接触要素は、検知部分1272の外側にあり又は検知部分1272を超えて伸びる外周を画成する寸法及び形状を備えることができる。この場合、何れの取り付け又はその他の構造体もしくは物体は、本明細書にて説明したその他の実施の形態と同様に、接触要素又は検知要素と干渉しないような形態とし且つ配置する必要がある。
図17には、本発明の更に別の一例としての実施の形態に従った、投影型感圧式入力装置が示されている。この形態において、入力装置1310は、伝達要素1394を介して検知要素1354から支持された突き出した又は高くされた接触要素1314を備えている。本明細書にて説明したその他の実施の形態と異なり、検知要素1354は、圧力F1を接触要素1314の接触面1318に与えることを許容するよう形成された切欠き部分1320を有するものとして示され、該接触面1318は、検知要素1354の末端側ではなく、基端側にある。従って、検知要素1354は、圧縮(+z)圧力ではなくて張力(−z)を検出し且つ整合させる。しかし、これは、検知要素内にて色々なセンサにより出力された信号を受け取るよう、入力装置と共に作動可能な処理手段により対処する。
本明細書の他の部分にて示したように、本発明の入力装置は、接触要素及び検知要素の一方の側部又は両側部に作用する圧力にて作動可能な形態とすることができる。換言すれば、接触要素及び検知要素の各々は、一側部から与えられた圧力を受け取る形態とすることができ、この圧力は、検知要素内にて支持されたセンサにより検出し且つ測定することができる。このことは、本明細書にて、それぞれの対向する側部又は面に圧力F1、F2が与えられた接触要素1314により示されている。切欠き1320は、検知要素1354は互いに連結されていないが、各々が同一の入力装置内にて作動し、高くされた接触要素1314の異なる部分を支持することが可能な多数の検知要素を備えることができると考えられるから仮想図にて示されている。
図18には、別の一例としての投影型感圧式入力装置1410が示されており、検知要素1454を持ち上がり又は突き出した接触要素1414に関係付ける伝達要素1494は、接触要素1414又は検知要素1454或いはその双方に対して傾斜する面に支持されている。これは、伝達要素が検知要素又は接触要素に対して垂直に又は直交以外に向き決めされることを要求する間仕切り1406のような設計上の制約のためである。図18には、伝達要素を間仕切り1406に対して密封する手段が示されており、この密封手段は、ゴムガスケット1408を備えるものとして示されている。
図19−A及び図19−Bには、本発明の更に別の実施の形態に従って形成された投影型入力装置1510が示されている。この実施の形態において、入力装置1510は、非平面状、多数高さ位置の形態を有する検知要素1554の回りに支持された突き出した又は高くされた接触要素1514を備えている。検知要素1554は、接触要素1514上に作用し且つ、伝達要素1594を介して検知要素1554の検知部分1572に伝達された圧力を検知するよう作動可能な多数のセンサ(図示せず)を備えている。伝達要素1594は、突き出した又は高くされた接触要素1514を水平方向に向けた位置に支持すると共に、検知要素1554の多数の高さ位置に適合するよう異なる寸法を有するものとして示されている。この実施の形態は、接触要素と同様、検知要素は単純な平坦、平面状の形態以外の形状及び形態を備えることができることを示す。伝達要素の寸法は、接触要素から検知要素への圧力の伝達に対し何らの支持作用を有しないから、この特定の入力装置の実施の形態は、図1に示したものと同様に機能する。
図20には、一例としてのユーザインターフェースの配列を有する投影型感圧式入力装置1610の頂面図が示されている。この配列は、多くの異なる型式のユーザインターフェースを提供することが望まれる任意の態様の形態とすることができることが分かる。更に、入力装置1610は、本明細書にて説明した幾つかの実施の形態の任意のものに関して上述した任意の態様にて機能する形態とすることができる。異なるユーザインターフェースは、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、2007年5月22日付けで出願された、「感圧式入力装置にて作動可能なユーザインターフェース(User Interfaces Operable with a Force−Based Input Device)」という名称の同時出願係属中の米国仮特許出願第60/931,400号明細書(代理人事件番号02089−32356PROV)に記載されている。インターフェースの型式は、感応ボタン、非感応ボタン、視覚的ペイント又は接着剤、除去可能な物、彫刻物、静的アタッチメント及び(又は)動的アタッチメントを含むが、これらにのみ限定されるものではない。
図示したように、接触要素1614又は接触要素1614の上側接触面1618は、その各々が1つ以上の識別標識を有する複数の限界領域又は区域を備えており、そのとき、これら範囲の任意の1つ内にて接触要素1614上に作用する圧力によって入力装置1610は、所定の又は指定された機能を果たすようにされる。より詳細には、図示した実施の形態において、接触要素1614は、複数の番号を表わす複数の入力区域又はキーを有する1種のキーパッド1663を備えている。キーパッド1663の色々なキーの各々は、機械式ボタンではなく、単に、接触要素1614上にて限界付けたタッチすべき入力領域にしか過ぎないことが分かる。キーの各々は、その接触要素1614上の位置によって規定され、このため、その区域又はキー内にタッチしたとき、入力装置は、所望の機能を実行する。
接触要素1614は、1つ以上の追加的な機能を制御すべく使用することのできる入力区域1665のグループのような、任意の数の規定された入力区域又は領域を備えることができる。これらの入力区域は、圧力を受け取る形態とされ、その後、その圧力は、検知要素1654の検知部分1672に伝達される。検知部分1672は、色々な伝達要素1694、開口1630、1632(これらは、ビームセグメント1634のような離間したビームセグメントを画成する)、及び取り付け部分1666(これは、この場合、検知部分1654の外周の回りを伸びる外側取り付け部分である)の位置によって画成される。
入力装置1610は、ディスプレイスクリーン1671及びスピーカ1677を更に備えるものとして示されている。これらは、接触要素1614の相応する穴又は切欠き(図示しないが、存在する)と共に作動可能な設計とされている。ディスプレイ1671は、接触要素1614の下側部に取り付けた別個の装置とすることができ、又は、該ディスプレイは、接触要素1614(例えば、ガラス又はアクリル樹脂)と一体に形成してもよい。従って、ディスプレイ1671は、タッチ又は圧力の入力を受け取り且つこれらを整合させて入力装置1610が指定された機能を実行するようにする形態とされた任意の数の入力区域を備えることもできる。事実、ディスプレイが入力装置1610の検知部分1672内に配置され、また、ディスプレイ1671が接触要素1614と一体に形成された状態にあるとき、ディスプレイは、1つ以上の規定された入力区域を備えることができる。
この場合、接触要素1614は、その表面に形成された幾つかの穴又は開口を有することが特に理解される。これらの穴は、入力装置に対し追加的な機能を提供することを意図するものである。しかし、これらの穴又は開口は、入力装置の作動に対して何らの効果も与えない。換言すれば、この実施の形態又は本明細書にて説明したその他の任意の実施の形態において、接触要素は、その表面に又はその表面の回りに形成され、接触要素のその他の部分に影響を与えない色々な穴、切欠き又は凹所等を備えることができる。事実、穴又は切欠きの無い接触要素上の所定の位置におけるタッチ又は与えられた圧力は、1つ以上の形成された穴を除いて、同一寸法及び形態の接触要素上のそれぞれの任意の位置におけるタッチ又は与えられた圧力としてこれらの圧力を整合させる。一例として、図14の一例としての入力装置1610に関して、番号3で表示した接触要素(No.3のキー)の上の位置にて与えられた圧力は、接触要素1614がディスプレイ1671に対する切欠きを有するかどうかを問わず、該接触要素を整合させる。要するに、本発明の持ち上がり又は突き出した接触要素は、接触要素の実際の表面範囲の回りにて与えられた圧力を検出する入力装置の作動に影響を及ぼすことなく、任意の数の穴又は切欠きの区域を備えることができる。
この場合、入力装置の上述した実施の形態の各々は、当該技術の当業者が適用し且つ認識可能であるように、任意のその他の実施の形態と同様の構成要素及び機能を備えている。事実、幾つかの実施の形態にて具体的に説明した幾つかの構成要素及びそれらの機能は、適宜に、また、当該技術の当業者により理解されるように、その他の実施の形態の入力装置と共に作動可能である。必要でないため、実施の形態の各々は、完全に詳細には説明せず、これらが互いに異なる点のみを示した。しかし、実施の形態の各々は、図1−図5に図示し且つ説明した入力装置と同一の機能の多くに基づき且つ、これらの機能を備えており、この図1−図5の説明は、適宜に、追加的な実施の形態の各々に含めることを意図するものである。
処理手段
上述したように、本発明の投影型感圧式入力装置は、接触要素の回りにて与えられた圧力の位置及びプロファイルの決定を容易にすべく使用することのできるデータ信号を出力する形態とされた、1つ以上のセンサを備えることができる。これに基づいて、本発明は、センサにより出力されたデータ信号を受け取り且つ利用すると共に、1つ以上の目的のため、接触要素上に作用する与えられた圧力の位置又は座標を決定すべく色々な処理工程を実行することのできる1つ以上の処理手段を更に備えることが考えられる。
上述したように、本発明の投影型感圧式入力装置は、接触要素の回りにて与えられた圧力の位置及びプロファイルの決定を容易にすべく使用することのできるデータ信号を出力する形態とされた、1つ以上のセンサを備えることができる。これに基づいて、本発明は、センサにより出力されたデータ信号を受け取り且つ利用すると共に、1つ以上の目的のため、接触要素上に作用する与えられた圧力の位置又は座標を決定すべく色々な処理工程を実行することのできる1つ以上の処理手段を更に備えることが考えられる。
接触要素上に作用する与えられた圧力の位置、プロファイル及び(又は)大きさを計算する方法は、非突き出し型接触要素を有する入力装置に対するものと同一である。突き出した距離により誘発されたx−y圧力の全ての増幅は、本来的に、検知部分により最小とされ、また、最小とされなかった圧力の増幅はセンサにより本来的に読み取られ、非突き出し型の接触要素上における偏心軸圧力が検知部分により最小とされると丁度同様に、x−y位置に多少の誤りを誘発させる。この場合にも、伝達要素の位置、数、寸法及び製造方法は、入力装置が十分に剛性である限り、与えられた圧力の位置の計算に何らの影響も与えない。更に、伝達要素の可撓性が接触要素又は検知要素の何れかが1つ以上の構造体又は物体に干渉することを許容できる場合、突き出す距離は、上述したように、与えられた圧力の位置の全体的な正確さに影響を与えるであろうが、その与えられた圧力の位置を計算する方法には何も影響を与えない。
センサからの信号を処理する一例としての技術は、2006年4月11日付けで出願された「感圧式入力装置におけるセンサ信号の調整法(Sensor Signal Conditioning in a Force−based Input Device)」という名称の共有にかかる同時出願係属中の米国特許出願第11/402,985号明細書(代理人事件番号24415.NP1)、2006年4月11日付けで出願された「感圧式タッチ装置におけるセンサ基準値の補償(Sensor Baseline Compensation in a Force−Based Touch Device)」という名称の米国特許出願第11/402,692号明細書(代理人事件番号24415.NP2)にも開示されており、これら米国特許出願の各々は、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含める。
事実、当該技術にて既知のその他の処理手段及び方法を本発明により採用することができる。例えば、ロエベル(Roeber)への米国特許第4,121,049号明細書及びデコスタ(DeCosta)その他の者への米国特許第4,340,772号明細書には、一例としての処理方法が開示され且つ説明されている。従って、1つ以上の目的のため、色々なセンサから受け取った信号を処理するというその所期の機能を実行するため、これらの各々は、本発明の感圧式タッチパッドと共に使用することが考えられ且つ具体化することができるから、本発明は、任意の特定の処理手段又は方法に限定されるべきではない。
上記の詳細な説明は、特定の一例としての実施の形態に関して本発明を説明するものである。しかし、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱せずに、色々な改変例及び変更例を為すことが可能であることが理解されよう。詳細な説明及び添付図面は、限定的ではなく、単に一例であるとみなすべきであり、かかる改変例及び変更例(存在すれば)の全ては、説明し且つ本明細書に含めた本発明の範囲に包含することを意図するものである。
より詳細には、本明細書にて本発明の一例としての実施の形態を説明したが、本発明は、これらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、上記の詳細な説明に基づいて当該技術の当業者により理解されるであろう改変例、省略、組み合わせ(例えば、色々な実施の形態をわたる特徴)、適応及び(又は)変更を有する任意の且つ全ての実施の形態を包含するものである。請求項の限定は、請求項にて採用した用語に基づいて広義に解釈されるべきであり、上記の詳細な説明にて又は適用例を実施する間、説明した例にのみ限定されるものではなく、これらの例は、非限定的であると解釈されるべきである。例えば、本明細書において、「好ましくは」という語は、「好ましいが限定的ではない」ことを意味することを意図する場合、非限定的である。任意の方法又はプロセス請求項に記載された全ての工程は、任意の順序にて実行することができ、請求項に記載した順序にのみ限定されるものではない。手段プラス機能又はステッププラス機能の限定は、特定の請求項の限定のため、以下の条件の全てが次の限定に存在する場合にのみ採用されよう。すなわち、a)「ための手段」又は「ための工程」が明白に記載されている場合、また、b)相応する機能が本明細書の説明にて明白に記載されている場合である。手段プラス機能を裏付ける構造体、材料又は行為は、本明細書の説明にて明白に記載されている。従って、本発明の範囲は、上記に記載した説明及び例によってではなく、特許請求の範囲及びそれらの法的等価物によってのみ判断されるべきである。
Claims (41)
- 投影型感圧式入力装置において、
取り付け部分と、与えられた圧力を検出し且つ測定するよう作動可能な検知部分とを有する検知要素と、
前記検知部分内にて作動して前記与えられた圧力の形成される特徴を測定し且つ前記形成される特徴に相応するセンサデータを出力する複数の圧力センサと、
前記検知要素から少なくとも部分的に持ち上げられ、また、前記与えられた圧力を最初に受け取るよう作動可能な接触面を有する接触要素と、
前記接触要素から前記与えられた圧力の実質的に全てを前記検知要素の前記検知部分に突き出して、前記与えられた圧力が前記検知要素に直接、作用するかのように、前記形成された特徴が前記センサにより検出され且つ測定されるようにする手段と、
前記センサデータを受け取り且つ処理すると共に、前記接触要素の前記接触面に作用する前記与えられた圧力の位置又はその他の特徴を決定するよう作動可能な処理手段とを備える、投影型感圧式入力装置。 - 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記突き出し手段は、前記接触要素を前記検知部分に関係付けると共に、これらを隔たった形態にて配置する形態とされた圧力伝達要素を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1又は2に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素、前記接触要素及び選択的に、前記圧力伝達要素は、前記接触要素及び前記検知要素の何れか一方及び前記圧力伝達要素が取り付ける物体と干渉するのを防止するのに十分な剛性をもって組み立てられる、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記突き出し手段は、前記与えられた圧力が前記接触要素から前記検知要素まで直接伝達されるように、互いに直接接触する、前記接触要素と前記検知要素とを備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素は、
取り付けた周縁と、前記周縁の付近に形成されて、前記周縁及び前記検知部分を画成する複数の開口とを有する基部支持体であって、前記検知部分は、前記接触要素に作用する前記与えられた圧力が前記検知部分に伝達されるとき、該与えられた圧力の下、変位するよう作動可能である前記基部支持体と、
前記複数の開口により画成された複数の離間したビームセグメントであって、前記検知部分の変位により前記隔離されたビームセグメントに分配された形成される圧力を受け取るよう作動可能である前記複数の隔離したビームセグメントとを備える、投影型感圧式入力装置。 - 請求項5に記載の投影型感圧式入力装置において、前記圧力センサは、それぞれの隔離したビームセグメント内にて作用する歪みの形態にて前記与えられた圧力の形成される特徴を測定するよう前記隔離したビームセグメントと共に作動可能であり、前記歪みは、前記与えられた力が前記検知部分まで前記突き出される結果、前記隔離したビームセグメント内にて誘発された色々な応力の結果として生ずるようにした、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素は、
固定位置にて支持された第一の構造的要素と、
前記第一の構造的要素と共に作動可能な第二の構造的要素であって、前記第一の構造的要素に対して可動であり、前記与えられた圧力が前記検知部分まで伝達されるとき、該与えられた圧力の下、変位する形態とされた検知部分を画成するよう動的に支持された前記第二の構造的要素と、
前記第一及び第二の構造的要素を接続する複数の隔離したビームセグメントであって、圧力を前記第一及び第二の構造的要素の間にて伝達すると共に、前記検知部分が変位したとき、前記隔離したビームセグメントに分配された形成される圧力を受け取るよう作動可能である前記複数の隔離したビームセグメントとを備える、投影型感圧式入力装置。 - 請求項7に記載の投影型感圧式入力装置において、前記第一の構造的要素は、外側取り付け部分を備え、前記第二の構造的要素は、前記外側構造的部分及び選択的に、内側取り付け部分が外接する前記検知部分を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項7に記載の投影型感圧式入力装置において、前記第一の構造的要素は、内側取り付け部分を備え、前記第二の構造的要素は、前記検知要素の前記周縁の回りに配置された前記検知部分を備え、前記内側取り付け部分には前記検知部分が外接する、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素は、非平面状の多数高さ位置の形態を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素は、少なくとも1つの切欠き部分を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素及び前記接触要素は、各々、与えられた圧力を受け取ることができる、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素と共に作動可能な複数の接触要素を更に備え、前記複数の接触要素の各々は、その後に前記検知要素に突き出された与えられた圧力を受け取ることができる、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素は、非平面状、多数高さ位置形態、平坦、平面状の形態、随意的な形状の幾何学的形態、標準の幾何学的形態及びこれらの任意の組み合わせから成る群から選ばれた1つの形態を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素は、前記検知要素から異なる高さ距離に配置された部分を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素は、各々が機能的接触面を提供するよう作動可能である多数の異なる材料から形成される、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素は、少なくとも1つの切欠き部分を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素は、前記圧力センサのx−y境界を少なくとも部分的に超えて伸びる周縁を備え、前記圧力センサは、前記x−y境界内側及び外側にて前記接触要素に作用する異なる与えられた圧力に起因する逆測定値を測定する、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素は、前記検知要素に対して傾斜位置又は平行でない位置にて向き決めされる、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素は、各々が前記検知要素に対するその後の突き出しのため、与えられた圧力を受け取るよう作動可能である多数の接触面を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項20に記載の投影型感圧式入力装置において、前記多数の接触面は、対向した方向に面するよう向き決めされる、投影型感圧式入力装置。
- 請求項2に記載の投影型感圧式入力装置において、前記圧力伝達要素は、前記接触要素及び前記検知要素の少なくとも一方の色々な多数高さ位置の形態を受容するよう異なる寸法を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項2に記載の投影型感圧式入力装置において、前記圧力伝達要素は、前記検知要素から形成された突き出し部材を備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項2に記載の投影型感圧式入力装置において、前記圧力伝達要素は、1つ以上の締結手段を使用して前記検知要素及び前記接触要素に取り付けられる、投影型感圧式入力装置。
- 請求項2に記載の投影型感圧式入力装置において、前記圧力伝達要素は、中実な構造体と、中空の内部を有する構造体とから成る群から選ばれた構造的形態を備え、前記形態の各々1つは、前記接触要素から前記検知要素への前記与えられた圧力の適正な伝達を容易にし得るよう十分に剛性である、投影型感圧式入力装置。
- 請求項2に記載の投影型感圧式入力装置において、前記圧力伝達要素は、前記接触要素から前記検知要素への前記与えられた圧力の適正な伝達を容易にし得るよう十分な剛性のばね定数を有するばねを備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記圧力伝達要素は、前記検知要素及び前記接触要素に対して傾斜位置にて向き決めされる、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素及び前記検知要素の少なくとも一方の回りに配置され、前記入力装置に対して1つ以上の照明機能を提供する照明手段を更に備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項28に記載の投影型感圧式入力装置において、前記照明手段は、前記接触要素と、前記検知要素との間に配設される、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素と前記検知要素との間に配設された間仕切りであって、前記接触要素及び前記検知要素と共に且つ任意の圧力伝達要素と共に作動して、前記検知要素を制御し且つ、前記入力装置に対して1つ以上の審美的又は実用的機能を提供する前記間仕切りを更に備える、投影型感圧式入力装置。
- 請求項30に記載の投影型感圧式入力装置において、前記検知要素の少なくとも固定部分は、支持するため前記間仕切りに取り付け可能である、投影型感圧式入力装置。
- 請求項1に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触要素及び前記検知要素の少なくとも一方の回りにて支持され、1つ以上のインターフェース機能を提供する1つ以上のユーザインターフェース物体を更に備える、投影型感圧式入力装置。
- 投影型感圧式入力装置において、
与えられた圧力を受け取る接触面を有する接触平面と、
前記接触平面からずらされて、また、検知部分を有する検知要素を備える検知平面と、
前記与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう前記検知部分内にて作動可能な複数のセンサであって、前記センサデータは前記接触平面の回りにて生ずる前記与えられた圧力の位置又はその他の特徴を決定することを容易にする、前記複数のセンサと、
前記接触平面の回りにて生ずる前記与えられた圧力の実質的に全てを前記検知平面の前記検知部分に伝達する少なくとも1つの圧力伝達要素とを備える、投影型感圧式入力装置。 - 請求項33に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触平面は、前記検知平面に対して平行である、投影型感圧式入力装置。
- 請求項33に記載の投影型感圧式入力装置において、前記接触平面は、前記検知平面に対して傾斜位置にて向き決めされる、投影型感圧式入力装置。
- 投影型感圧式入力装置において、
接触平面内に保持されて、与えられた圧力を受け取る形態とされた接触面を有する接触要素と、
検知平面内に保持されて、前記与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう作動可能な複数のセンサを有する検知要素とを備え、
前記センサデータは、前記接触要素の回りの前記与えられた圧力の位置又はその他の特徴を決定することを容易にし、
前記接触平面を前記検知平面から突き出すと共に、前記与えられた圧力の実質的に全てを前記接触要素から前記検知要素まで伝達する形態とされた伝達要素を備える、投影型感圧式入力装置。 - 投影型感圧式入力装置内にて、与えられた圧力の位置又はその他の特徴を決定すると共に、1つ以上の作動を実行する方法において、
高くされた接触要素の接触面の回りにて与えられた圧力を受け取る工程と、
前記与えられた圧力を前記接触要素に対して異なる高さに支持された検知要素の検知部分まで伝達する工程とを備え、前記検知要素は前記与えられた圧力に相応するセンサデータを出力するよう作動可能な複数のセンサを有し、
与えられた圧力の特徴を測定する工程と、
前記測定した特徴に基づいてセンサデータを発生させる工程と、
前記接触要素の回りにて生ずる前記与えられた圧力の位置又はその他の特徴を決定し得るよう前記センサデータを処理する工程とを備える、方法。 - 請求項37に記載の方法において、前記与えられた圧力を受け取ったとき、前記入力装置が所期の作動を実施するように命令を実行する工程と、前記接触要素の回りにて前記与えられた圧力の前記位置又はその他の特徴を決定する工程とを更に備える、方法。
- 投影型感圧式入力装置を製造する方法において、
取り付け部分と、与えられた圧力を検出するよう作動可能な検知部分とを有する検知要素を提供する工程と、
前記検知要素の前記取り付け部分を固定する工程と、
前記検知要素の前記検知部分を前記取り付け部分に対して可動であるよう支持する工程と、
前記与えられた圧力の形成される特徴を測定し且つ、前記形成される特徴に相応するセンサデータを出力し得るよう前記検知部分内にて作動可能な複数の圧力センサを提供する工程と、
前記与えられた圧力を最初に受け取るよう作動可能な接触面を有する前記接触要素を前記検知要素に対して異なる高さ位置に配置する工程と、
前記与えられた圧力の実質的に全てを前記接触要素から前記検知要素まで伝達し得るよう十分な剛性にて前記検知要素を前記接触要素と関係付ける工程とを備え、前記接触要素は、前記与えられた実質的に全ての圧力を前記検知要素の前記検知部分まで突き出し、前記与えられた圧力が前記検知要素の回りにて直接、生ずるかのように形成される前記特徴が前記センサにより検出され且つ測定されるようにし、
前記センサデータを受け取り且つ処理すると共に、前記接触要素の前記接触面に作用する前記与えられた圧力の位置又はその他の特徴を決定するよう作動可能な処理手段を提供する工程を備える、投影型感圧式入力装置を製造する方法。 - 請求項39に記載の方法において、前記検知要素は、間仕切りの後方にて外部から見えないように隠す工程を更に備え、前記間仕切りは前記接触要素と、前記検知要素との間に配置される、方法。
- 請求項40に記載の方法において、前記間仕切りを前記入力装置の少なくとも1つの構成要素に対して密封する工程を更に備える、方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US83466306P | 2006-07-31 | 2006-07-31 | |
PCT/US2007/017127 WO2008016614A2 (en) | 2006-07-31 | 2007-07-31 | Force-based input device having an elevated contacting surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009545817A true JP2009545817A (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=38997680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009522855A Pending JP2009545817A (ja) | 2006-07-31 | 2007-07-31 | 高くされた接触面を有する感圧式入力装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080030482A1 (ja) |
EP (1) | EP2049978A2 (ja) |
JP (1) | JP2009545817A (ja) |
AU (1) | AU2007281503A1 (ja) |
CA (1) | CA2659647A1 (ja) |
WO (1) | WO2008016614A2 (ja) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7644628B2 (en) * | 2005-12-16 | 2010-01-12 | Loadstar Sensors, Inc. | Resistive force sensing device and method with an advanced communication interface |
US7896511B2 (en) | 2006-09-29 | 2011-03-01 | Lg Electronics Inc. | Input device and mobile communication terminal having the same |
DE102008019642A1 (de) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Freiluft-Verkaufsautomat und Verwendung einer Benutzerschnittstelle für den Betrieb eines Freiluft-Verkaufsautomaten |
EP2486471A2 (en) * | 2009-10-06 | 2012-08-15 | Knowles Electronics, LLC | A low profile human interface device |
US8570297B2 (en) * | 2009-12-14 | 2013-10-29 | Synaptics Incorporated | System and method for measuring individual force in multi-object sensing |
KR101152545B1 (ko) * | 2010-02-10 | 2012-06-01 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 터치 스크린 패널이 구비된 평판표시장치 |
JP5805974B2 (ja) | 2010-03-31 | 2015-11-10 | ティーケー ホールディングス,インコーポレーテッド | ステアリングホイールセンサ |
DE102011006344B4 (de) | 2010-03-31 | 2020-03-12 | Joyson Safety Systems Acquisition Llc | Insassenmesssystem |
DE102011006649B4 (de) | 2010-04-02 | 2018-05-03 | Tk Holdings Inc. | Lenkrad mit Handsensoren |
TW201227440A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-01 | Wintek Corp | Touch panel |
WO2013154720A1 (en) | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Tk Holdings Inc. | Pressure sensor including a pressure sensitive material for use with control systems and methods of using the same |
WO2013192539A1 (en) | 2012-06-21 | 2013-12-27 | Nextinput, Inc. | Wafer level mems force dies |
US9032818B2 (en) | 2012-07-05 | 2015-05-19 | Nextinput, Inc. | Microelectromechanical load sensor and methods of manufacturing the same |
JP6260622B2 (ja) | 2012-09-17 | 2018-01-17 | ティーケー ホールディングス インク.Tk Holdings Inc. | 単一層力センサ |
US9229592B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-01-05 | Synaptics Incorporated | Shear force detection using capacitive sensors |
CN105934661B (zh) | 2014-01-13 | 2019-11-05 | 触控解决方案股份有限公司 | 微型强化圆片级mems力传感器 |
CN107848788B (zh) | 2015-06-10 | 2023-11-24 | 触控解决方案股份有限公司 | 具有容差沟槽的加固的晶圆级mems力传感器 |
JP6073451B1 (ja) * | 2015-11-17 | 2017-02-01 | 京セラ株式会社 | 電子機器 |
US11680860B2 (en) * | 2016-11-24 | 2023-06-20 | The University Of Queensland | Compact load cells |
WO2018148510A1 (en) | 2017-02-09 | 2018-08-16 | Nextinput, Inc. | Integrated piezoresistive and piezoelectric fusion force sensor |
WO2018148503A1 (en) | 2017-02-09 | 2018-08-16 | Nextinput, Inc. | Integrated digital force sensors and related methods of manufacture |
CN111448446B (zh) | 2017-07-19 | 2022-08-30 | 触控解决方案股份有限公司 | 在mems力传感器中的应变传递堆叠 |
US11423686B2 (en) | 2017-07-25 | 2022-08-23 | Qorvo Us, Inc. | Integrated fingerprint and force sensor |
US11243126B2 (en) | 2017-07-27 | 2022-02-08 | Nextinput, Inc. | Wafer bonded piezoresistive and piezoelectric force sensor and related methods of manufacture |
WO2019079420A1 (en) | 2017-10-17 | 2019-04-25 | Nextinput, Inc. | SHIFT TEMPERATURE COEFFICIENT COMPENSATION FOR FORCE SENSOR AND STRAIN GAUGE |
WO2019090057A1 (en) | 2017-11-02 | 2019-05-09 | Nextinput, Inc. | Sealed force sensor with etch stop layer |
US11874185B2 (en) | 2017-11-16 | 2024-01-16 | Nextinput, Inc. | Force attenuator for force sensor |
US10962427B2 (en) | 2019-01-10 | 2021-03-30 | Nextinput, Inc. | Slotted MEMS force sensor |
DE102019125376B4 (de) * | 2019-09-20 | 2021-07-29 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Bedieneingabevorrichtung und Lenkeingabevorichtung |
Family Cites Families (94)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3090226A (en) * | 1955-02-16 | 1963-05-21 | Ulrich A Corti | Motion measuring apparatus |
US3365475A (en) * | 1966-07-22 | 1968-01-23 | Merck & Co Inc | Process for the preparation of 17alpha-(3'-hydroxy-propyl)-4-androstene-3beta, 17beta-diol |
US3512595A (en) * | 1967-09-27 | 1970-05-19 | Blh Electronics | Suspension-type strain gage transducer structure |
US3657475A (en) * | 1969-03-19 | 1972-04-18 | Thomson Csf T Vt Sa | Position-indicating system |
US3988934A (en) * | 1976-01-05 | 1976-11-02 | Stanford Research Institute | Handwriting sensing and analyzing apparatus |
US4094192A (en) * | 1976-09-20 | 1978-06-13 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method and apparatus for six degree of freedom force sensing |
US4121049A (en) * | 1977-04-01 | 1978-10-17 | Raytheon Company | Position and force measuring system |
US4127752A (en) * | 1977-10-13 | 1978-11-28 | Sheldahl, Inc. | Tactile touch switch panel |
US4389711A (en) * | 1979-08-17 | 1983-06-21 | Hitachi, Ltd. | Touch sensitive tablet using force detection |
US4398711A (en) * | 1979-12-31 | 1983-08-16 | Ncr Corporation | Currency dispenser monitor |
US4355202A (en) * | 1980-12-08 | 1982-10-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Mounting arrangement for a position locating system |
US4340777A (en) * | 1980-12-08 | 1982-07-20 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Dynamic position locating system |
JPS5940660Y2 (ja) * | 1981-10-20 | 1984-11-19 | アルプス電気株式会社 | タツチ式座標入力装置 |
US4511760A (en) * | 1983-05-23 | 1985-04-16 | International Business Machines Corporation | Force sensing data input device responding to the release of pressure force |
US4649505A (en) * | 1984-07-02 | 1987-03-10 | General Electric Company | Two-input crosstalk-resistant adaptive noise canceller |
US4618797A (en) * | 1984-12-24 | 1986-10-21 | Cline David J | Environmentally sealed piezoelectric sensing assembly for electrical switch |
US4726436A (en) * | 1985-04-09 | 1988-02-23 | Bridgestone Corporation | Measuring equipment |
US4745565A (en) * | 1986-01-21 | 1988-05-17 | International Business Machines Corporation | Calibration of a force sensing type of data input device |
US4771277A (en) * | 1986-05-02 | 1988-09-13 | Barbee Peter F | Modular touch sensitive data input device |
US4675569A (en) * | 1986-08-04 | 1987-06-23 | International Business Machines Corporation | Touch screen mounting assembly |
US5053757A (en) * | 1987-06-04 | 1991-10-01 | Tektronix, Inc. | Touch panel with adaptive noise reduction |
US4805739A (en) * | 1988-01-14 | 1989-02-21 | U.S. Elevator Corporation | Elevator control switch and position indicator assembly |
US4896069A (en) * | 1988-05-27 | 1990-01-23 | Makash - Advanced Piezo Technology | Piezoelectric switch |
US5249298A (en) * | 1988-12-09 | 1993-09-28 | Dallas Semiconductor Corporation | Battery-initiated touch-sensitive power-up |
JP2699095B2 (ja) * | 1988-12-19 | 1998-01-19 | 株式会社ブリヂストン | 測定装置 |
US5038142A (en) * | 1989-03-14 | 1991-08-06 | International Business Machines Corporation | Touch sensing display screen apparatus |
US4918262A (en) * | 1989-03-14 | 1990-04-17 | Ibm Corporation | Touch sensing display screen signal processing apparatus and method |
US5241308A (en) * | 1990-02-22 | 1993-08-31 | Paragon Systems, Inc. | Force sensitive touch panel |
US5239152A (en) * | 1990-10-30 | 1993-08-24 | Donnelly Corporation | Touch sensor panel with hidden graphic mode |
US5142183A (en) * | 1991-08-26 | 1992-08-25 | Touch Tec International | Electronic switch assembly |
US5594471A (en) * | 1992-01-09 | 1997-01-14 | Casco Development, Inc. | Industrial touchscreen workstation with programmable interface and method |
US5231326A (en) * | 1992-01-30 | 1993-07-27 | Essex Electronics, Inc. | Piezoelectric electronic switch |
FR2688957B1 (fr) * | 1992-03-17 | 1994-05-20 | Sextant Avionique | Procede et dispositif d'alimentation et de fixation d'un capteur de detection d'actionnement. |
US5241139A (en) * | 1992-03-25 | 1993-08-31 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for determining the position of a member contacting a touch screen |
US5673066A (en) * | 1992-04-21 | 1997-09-30 | Alps Electric Co., Ltd. | Coordinate input device |
US5880411A (en) * | 1992-06-08 | 1999-03-09 | Synaptics, Incorporated | Object position detector with edge motion feature and gesture recognition |
KR940001227A (ko) * | 1992-06-15 | 1994-01-11 | 에프. 제이. 스미트 | 터치 스크린 디바이스 |
EP0598443A1 (fr) * | 1992-11-18 | 1994-05-25 | Laboratoires D'electronique Philips S.A.S. | Capteur à jauges de contrainte, appareil de mesure de forces ou de poids et tablette tactile |
WO1994021253A1 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-29 | Abbott Laboratories | Substituted aliphatic amine-containing macrocyclic immunomodulators |
US5563632A (en) * | 1993-04-30 | 1996-10-08 | Microtouch Systems, Inc. | Method of and apparatus for the elimination of the effects of internal interference in force measurement systems, including touch - input computer and related displays employing touch force location measurement techniques |
EP0626633B1 (en) * | 1993-05-28 | 2001-03-14 | Sun Microsystems, Inc. | Touch screen power control in a computer system |
BE1007462A3 (nl) * | 1993-08-26 | 1995-07-04 | Philips Electronics Nv | Dataverwerkings inrichting met aanraakscherm en krachtopnemer. |
US5332944A (en) * | 1993-10-06 | 1994-07-26 | Cline David J | Environmentally sealed piezoelectric switch assembly |
US5974558A (en) * | 1994-09-02 | 1999-10-26 | Packard Bell Nec | Resume on pen contact |
US5638092A (en) * | 1994-12-20 | 1997-06-10 | Eng; Tommy K. | Cursor control system |
US5708460A (en) * | 1995-06-02 | 1998-01-13 | Avi Systems, Inc. | Touch screen |
DE19526653A1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-01-23 | Carmen Diessner | Kraftmeßeinrichtung |
US5940065A (en) * | 1996-03-15 | 1999-08-17 | Elo Touchsystems, Inc. | Algorithmic compensation system and method therefor for a touch sensor panel |
US5777239A (en) * | 1996-10-29 | 1998-07-07 | Fuglewicz; Daniel P. | Piezoelectric pressure/force transducer |
US5854625A (en) * | 1996-11-06 | 1998-12-29 | Synaptics, Incorporated | Force sensing touchpad |
US6088023A (en) * | 1996-12-10 | 2000-07-11 | Willow Design, Inc. | Integrated pointing and drawing graphics system for computers |
US5887995A (en) * | 1997-09-23 | 1999-03-30 | Compaq Computer Corporation | Touchpad overlay with tactile response |
US7102621B2 (en) * | 1997-09-30 | 2006-09-05 | 3M Innovative Properties Company | Force measurement system correcting for inertial interference |
US5917906A (en) * | 1997-10-01 | 1999-06-29 | Ericsson Inc. | Touch pad with tactile feature |
EP1058924B1 (en) * | 1998-01-26 | 2012-06-13 | Apple Inc. | Method and apparatus for integrating manual input |
US6445383B1 (en) * | 1998-02-09 | 2002-09-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | System to detect a power management system resume event from a stylus and touch screen |
US6788292B1 (en) * | 1998-02-25 | 2004-09-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device |
US6428172B1 (en) * | 1999-11-24 | 2002-08-06 | Donnelly Corporation | Rearview mirror assembly with utility functions |
DE19820414A1 (de) * | 1998-05-07 | 1999-11-18 | Carmen Diessner | Kontaktierungsvorrichtung |
JP4495794B2 (ja) * | 1999-04-28 | 2010-07-07 | 株式会社東芝 | 信号伝送装置及びx線ctスキャナ |
US6522032B1 (en) * | 1999-05-07 | 2003-02-18 | Easter-Owen Electric Company | Electrical switch and method of generating an electrical switch output signal |
FI113581B (fi) * | 1999-07-09 | 2004-05-14 | Nokia Corp | Menetelmä aaltojohdon toteuttamiseksi monikerroskeramiikkarakenteissa ja aaltojohto |
US6771250B1 (en) * | 1999-07-27 | 2004-08-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Portable computer system having application program launcher for low power consumption and method of operating the same |
US6504530B1 (en) * | 1999-09-07 | 2003-01-07 | Elo Touchsystems, Inc. | Touch confirming touchscreen utilizing plural touch sensors |
US6310428B1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-10-30 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Piezoelectric switch with audible feedback |
US6954861B2 (en) * | 2000-07-14 | 2005-10-11 | America Online, Inc. | Identifying unauthorized communication systems based on their memory contents |
US6466140B1 (en) * | 2000-08-28 | 2002-10-15 | Polara Engineering, Inc. | Pedestrian push button assembly |
US6909354B2 (en) * | 2001-02-08 | 2005-06-21 | Interlink Electronics, Inc. | Electronic pressure sensitive transducer apparatus and method for manufacturing same |
US20020149571A1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-10-17 | Roberts Jerry B. | Method and apparatus for force-based touch input |
US7183948B2 (en) * | 2001-04-13 | 2007-02-27 | 3M Innovative Properties Company | Tangential force control in a touch location device |
US6715359B2 (en) * | 2001-06-28 | 2004-04-06 | Tactex Controls Inc. | Pressure sensitive surfaces |
US6661410B2 (en) * | 2001-09-07 | 2003-12-09 | Microsoft Corporation | Capacitive sensing and data input device power management |
US7265746B2 (en) * | 2003-06-04 | 2007-09-04 | Illinois Tool Works Inc. | Acoustic wave touch detection circuit and method |
US20030128191A1 (en) * | 2002-01-07 | 2003-07-10 | Strasser Eric M. | Dynamically variable user operable input device |
US6756700B2 (en) * | 2002-03-13 | 2004-06-29 | Kye Systems Corp. | Sound-activated wake-up device for electronic input devices having a sleep-mode |
US20030203162A1 (en) * | 2002-04-30 | 2003-10-30 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Methods for making nonwoven materials on a surface having surface features and nonwoven materials having surface features |
US7176897B2 (en) * | 2002-05-17 | 2007-02-13 | 3M Innovative Properties Company | Correction of memory effect errors in force-based touch panel systems |
US7158122B2 (en) * | 2002-05-17 | 2007-01-02 | 3M Innovative Properties Company | Calibration of force based touch panel systems |
US7154481B2 (en) * | 2002-06-25 | 2006-12-26 | 3M Innovative Properties Company | Touch sensor |
BR0313823A (pt) * | 2002-08-30 | 2005-07-05 | Univ Florida | Método e aparelho para predizer o trabalho da respiração |
US20040100448A1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-05-27 | 3M Innovative Properties Company | Touch display |
US20040125086A1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-01 | Hagermoser Edward S. | Touch input device having removable overlay |
US8488308B2 (en) * | 2003-02-12 | 2013-07-16 | 3M Innovative Properties Company | Sealed force-based touch sensor |
US7109976B2 (en) * | 2003-04-01 | 2006-09-19 | 3M Innovative Properties Company | Display screen seal |
GB0319714D0 (en) * | 2003-08-21 | 2003-09-24 | Philipp Harald | Anisotropic touch screen element |
US7176902B2 (en) * | 2003-10-10 | 2007-02-13 | 3M Innovative Properties Company | Wake-on-touch for vibration sensing touch input devices |
US20050088417A1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-04-28 | Mulligan Roger C. | Tactile touch-sensing system |
US7277087B2 (en) * | 2003-12-31 | 2007-10-02 | 3M Innovative Properties Company | Touch sensing with touch down and lift off sensitivity |
US7411584B2 (en) * | 2003-12-31 | 2008-08-12 | 3M Innovative Properties Company | Touch sensitive device employing bending wave vibration sensing and excitation transducers |
US8106888B2 (en) * | 2004-10-01 | 2012-01-31 | 3M Innovative Properties Company | Vibration sensing touch input device |
US7337085B2 (en) * | 2005-06-10 | 2008-02-26 | Qsi Corporation | Sensor baseline compensation in a force-based touch device |
US20070018965A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Tyco Electronics Canada, Ltd. | Illuminated touch control interface |
US20070063983A1 (en) * | 2005-09-21 | 2007-03-22 | Wintek Corporation | Layout of touch panel for a voiding moires |
JP4294668B2 (ja) * | 2006-09-14 | 2009-07-15 | 株式会社日立製作所 | 点図ディスプレイ装置 |
-
2007
- 2007-07-31 US US11/888,673 patent/US20080030482A1/en not_active Abandoned
- 2007-07-31 EP EP07836383A patent/EP2049978A2/en not_active Withdrawn
- 2007-07-31 WO PCT/US2007/017127 patent/WO2008016614A2/en active Application Filing
- 2007-07-31 CA CA002659647A patent/CA2659647A1/en not_active Abandoned
- 2007-07-31 JP JP2009522855A patent/JP2009545817A/ja active Pending
- 2007-07-31 AU AU2007281503A patent/AU2007281503A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008016614A3 (en) | 2008-08-07 |
AU2007281503A1 (en) | 2008-02-07 |
WO2008016614A2 (en) | 2008-02-07 |
US20080030482A1 (en) | 2008-02-07 |
CA2659647A1 (en) | 2008-02-07 |
EP2049978A2 (en) | 2009-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009545817A (ja) | 高くされた接触面を有する感圧式入力装置 | |
US9977537B2 (en) | Hybrid force sensitive touch devices | |
US8270148B2 (en) | Suspension for a pressure sensitive touch display or panel | |
CN101194221B (zh) | 用于涉及多种触摸位置处理的触摸位置确定的装置和系统 | |
TW556108B (en) | Coordinate input device detecting touch on board associated with liquid crystal display, and electronic device therefor | |
US20100127140A1 (en) | Suspension for a pressure sensitive touch display or panel | |
US9864449B2 (en) | Pressure-sensitive touch screen and touch display screen and electronic device | |
US20080165159A1 (en) | Force-based input device having a modular sensing component | |
US20080289885A1 (en) | Force-Based Input Device Having a Dynamic User Interface | |
US20190272058A1 (en) | Display device | |
US20090316380A1 (en) | Stress-Limiting Device For Forced-Based Input Panels | |
JP4213239B2 (ja) | 歪み集中機構としての基板を持つz軸感応ポインティング・スティック | |
US20060244732A1 (en) | Touch location determination using bending mode sensors and multiple detection techniques | |
US20050110772A1 (en) | Resistive type touch panel | |
US20200348757A1 (en) | Force sensors for haptic surfaces | |
KR101077308B1 (ko) | 터치패널의 압력센싱 모듈 및 그 작동방법 | |
JP6239761B2 (ja) | 遠隔制御デバイス | |
KR20090077755A (ko) | 집적된 감압 렌즈 어셈블리 | |
CN102388354A (zh) | 漂浮平面触摸检测系统 | |
JPH10511198A (ja) | タッチスクリーン | |
CA2353697A1 (en) | Touch sensitive membrane | |
KR20050120683A (ko) | 디스플레이 스크린 밀봉체 | |
US20120247308A1 (en) | Multi-functional position sensing device having physical pattern layer | |
KR20100019808A (ko) | 누름힘의 세기 및 작용위치 검출용 터치입력구조, 이를 이용한 터치입력장치 및 누름힘의 세기 및 작용위치 검출방법 | |
CN107924243B (zh) | 压力感应触摸系统及具有压力感应触摸系统的计算装置 |