JP2011503756A - ディスプレイを組み合わせ、近接および接触検知能力を有するタッチパッド - Google Patents

Abstract

ディスプレイと組み合わせた接触感応および遠方場または近接感応タッチパッド。このタッチパッドは、ディスプレイの内側に隠蔽したタッチストリップとして形成されている。動作誘発デバイスが、タッチパッドから閾値距離に達すると、メニューのような第１機能またはインターフェースがイネーブルされる。動作誘発デバイスがタッチパッドと接触すると、第２機能またはインターフェースがイネーブルされる。タッチパッドと接触した後、第１機能は継続してもしなくてもよい。
【選択図】図４

Description

関連出願に対する相互引用
本文書は、連番第６０／９８９，０４７号を有し、２００７年１１月１９日に出願された仮特許出願（整理番号４１３７．ＣＩＲＱ．ＰＲ）および連番第６１／１２８，５２９号を有し、２００８年５月２２日に出願された仮特許出願（整理番号４２９２．ＣＩＲＱ．ＰＲ）に含まれる主題の全てに対して優先権を主張し、これらの出願をここで引用したことにより、その内容全てが本願にも含まれるものとする。
発明の分野
本発明は、一般的には、タッチパッド能力およびディスプレイを組み合わせた電子機器に関する。この電子機器は、タッチパッドに近接して動作誘発デバイス(actuating device)が検出されたときに第１機能またはインターフェースをアクティブとし、この動作誘発デバイスがタッチパッドと接触したときに第２機能またはインターフェースをアクティブとする。

タッチパッドは、ディスプレイまたは表示画面（以後「ディスプレイ」と呼ぶ）と組み合わされて、追加機能または異なる入力供給手段を備えるようになっている。ディスプレイの周囲に沿って配置された接触感応帯を含むディスプレイについて考える。タッチストリップは、指をこのタッチストリップに沿って移動させることによってスクロールする能力を追加するために設けられた。先行技術から明白であったのは、いずれの機能を実行するためであってもタッチストリップは接触を必要とすること、そして記載した機能はスクローリングの範囲に限定されることである。

本発明において用いることができるタッチパッドの技術の一実施形態について説明することは有用である。具体的には、CIRQUE（登録商標）社の容量感応タッチパッド技術は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイと組み合わせると本発明を実現するために用いることができる。CIRQUE（登録商標）社のタッチパッドは、相互容量検知デバイスであり、その一例を図１に示す。このタッチパッドは、不透明面を用いてまたは透過面を用いて実現することができる。つまり、このタッチパッドは、従来のタッチパッドとして、またはディスプレイ上の接触感応面として、つまりタッチ・スクリーンとしても動作させることができる。

このCIRQUE（登録商標）社のタッチパッドでは、行および列電極の格子を用いて、タッチパッドのタッチ感応区域を規定する。通例、タッチパッドは約１６個×１２個の電極、または空間に制約がある場合は８個×６個の電極からなる矩形格子である。これらの行および列電極の内部または周囲には、１つの検知電極が織りまぜられている。全ての位置測定は検知電極を通じて行われる。しかしながら、行電極および列電極は、検知電極としても作用することができるので、少なくとも１つの電極が信号を駆動し、他の電極が信号の検出に用いられることが重要な側面となる。

更に詳細には、図１は、CIRQUE（登録商標）社が教示する容量検知タッチパッド１０を示し、タッチパッド電極格子の中に行（１２）および列（１４）（即ち、ＸおよびＹ）電極の格子を含む。タッチパッド・パラメータの測定は全て、同様にタッチパッドの電極格子上に配置されている単独検知電極１６によって行われるのであり、ＸまたはＹ電極１２、１４によってではない。測定には、固定の基準点は用いられない。タッチパッド・センサ制御回路２０が、Ｐ、Ｎ発生器２２、２４から信号（正および負）を発生し、これらの信号は直接ＸおよびＹ電極１２、１４に種々のパターンで送られる。したがって、タッチパッド電極格子上の電極数と、タッチパッド・センサ制御回路２０上の駆動ピンの数との間には、１対１の対応がある。

タッチパッド１０は、タッチパッド表面上またはその近傍における指（またはその他の容量性物体）の場所を決定する際に、絶対容量測定に依存しない。タッチパッド１０は、検知ライン１６に対する電荷の不均衡を測定する。タッチパッド１０上に指示物体がない場合、タッチパッド・センサ制御回路２０は均衡状態にあり、検知ライン１６上には信号がない。電極１２、１４上には容量性電荷があってもなくてもよい。CIRQUE（登録商標）社の方法論では、これは無関係である。容量性結合のためにポインティング・デバイスが不均衡を生ずると、タッチパッド電極格子を構成する複数の電極１２、１４上で容量変化が発生する。測定するのは容量変化であって、電極１２、１４上における絶対容量値ではない。タッチパッド１０は、容量変化を判定する際、検知ライン上において均衡を再確立するため即ち再現するために、検知ライン１６に注入しなければならない電荷量を測定する。

タッチパッド１０は、指のような指示物体の位置を判定するために、Ｘ電極１２およびＹ電極１４について２回の完全な測定サイクル（４回の完全な測定）を実行しなければならない。Ｘ１２およびＹ１４電極双方について、ステップは次の通りである。

最初に、Ｐ、Ｎ発生器２２からの第１信号によって、電極の一群（例えば、Ｘ電極１２の選択群）を駆動し、相互容量測定デバイス２６を用いた第１測定を行って最も大きな信号の場所を判定する。しかしながら、この１回の測定からは、指がこの最大信号に対して最も近い電極の一方側にあるのかまたは他方側にあるのか、知ることができない。

次に、最も近い電極の一方側に電極１つだけずらして、再度電極群を信号によって駆動する。言い換えると、電極群の一方側に直接隣接する電極を追加する一方で、元の電極群の逆側にある電極はもはや駆動しない。

第３に、新しい電極群を駆動し、第２測定を行う。
最後に、測定した２つの信号の大きさを比較する方程式を用いて、指の場所を判定する。

このように、タッチパッド１０は、指の場所を判定するために、容量変化を測定する。前述したこのハードウェアおよび方法論の全ては、タッチパッド・センサ制御回路２０がタッチパッド１０の電極１２、１４を直接駆動することを想定している。つまり、典型的な１２×１６電極格子のタッチパッドでは、タッチパッド・センサ回路２０から合計２８本のピン（１２＋１６＝２８）が利用可能であり、これらを用いて電極格子の電極１２、１４を駆動する。

CIRQUE（登録商標）社のタッチパッドの感度または分解能は、１６×１２格子の行および列電極が含意するよりも遥かに高い。分解能は、通例、１インチ当たり約９６０カウント以上である。正確な分解能は、構成部品の感度、同じ行および列上にある電極間の間隔、そして本発明にとっては重要でないその他の要因によって決定される。

前述したCIRQUE（登録商標）社のタッチパッドは、ＸおよびＹ電極の格子、ならびに別個の単独検知電極を用いるが、多重化を用いることによって、検知電極もＸまたはＹ電極にすることができる。いずれの設計でも、本発明は機能することができる。

CIRQUE（登録商標）社のタッチパッドの基礎となる技術は、容量センサを基本とする。しかしながら、本発明には他のタッチパッド技術も用いることができる。これら他の近接感応および接触感応タッチパッド技術には、電磁、誘導、圧力検知、静電、超音波、光、抵抗性メンブレーン、半導電性メンブレーン、あるいはその他の指またはスタイラス感応技術が含まれる。

以上、本発明を実現するために用いることができる技術を確認したので、タッチ・インターフェースと接触せずにディスプレイ上において出力を変化させることできることを、先行技術は教示していないことは、理解されてしかるべきである。例えば、先行技術には、タッチパッドまたはタッチ・スクリーンを用いて入力を制御しディスプレイ上に結果を表示させる例が満ち溢れている。しかしながら、先行技術は、近接感応デバイスがどのようにして非接触物体の移動を追跡でき、しかもディスプレイ上に示される出力に作用することができるのか示すことができない。

したがって、遠方場検知および近接検知ならびに接触検知が可能なタッチパッドまたはタッチ・スクリーンであって、ディスプレイを組み合わせたタッチパッドまたはタッチ・スクリーンが求められている。近接ジェスチャ(proximity gesturing)を行うことができるユーザの手のような物体の近接検知機能を備えることができれば利点となろう。タッチパッドまたはタッチ・スクリーンの検知領域内にある三次元空間において行われるジェスチャは、所望の機能を実行する、コマンドを送る、あるいは近接または接触入力によって特定のインターフェースを表示させるおよび／または双方向処理を行わせるための入力として用いられる。

本発明の目的は、ディスプレイと組み合わせた、接触感応および遠方場または近接検知タッチパッドまたはタッチ・スクリーン（以後纏めてタッチパッドと呼ぶ）を提供することである。

別の目的は、前述のタッチパッドを、ディスプレイ上においてフロント・ベゼル、サイド・パネル、リア・パネル、またはこれら３つのあらゆる組み合わせの直下に配置することである。

別の目的は、三次元空間において物体の検出および追跡を可能にするディスプレイの場所にタッチパッドを配置することにより、近接ジェスチャを可能にすることである。
別の目的は、指のような動作誘発デバイスがタッチパッドの検出可能距離以内で移動したときに、ディスプレイが第１インターフェースを示すことまたは第１機能を実行することを可能にすることである。

別の目的は、第１機能をメニューの表示とし、タッチパッドが近接検知または接触検知を用いて、表示されているメニューからどの項目が選択されているのか判断できるようにすることである。

別の目的は、タッチパッドが近接検知または接触検知を用いて、メニューに示される項目全てを通してスクロールしページめくりを実行することである。
別の目的は、タッチパッドが近接検知または接触検知を用いて、メニューに示されている項目を選択することである。

別の目的は、近接検知または接触検知を用いて、指がタッチパッドに接近しつつある方向を検知することを可能にすることである。
別の目的は、タッチパッドの検知区域内にある三次元空間において行われる非接触ジェスチャによって、機能またはコマンドを実行させる、あるいはインターフェースを表示させるまたは変化させることを可能にする近接ジェスチャを行うことである。

好ましい実施形態では、本発明は、ディスプレイと組み合わせた接触感応および遠方場または近接感応タッチパッドまたはタッチ・スクリーンである。このタッチパッドは、ディスプレイ筐体の内側に隠蔽されているタッチストリップとして形成されている。動作誘発デバイスがタッチパッドから閾値距離に到達すると、第１機能、インターフェース、またはコマンドを表示、変更、または実行する。動作誘発デバイスがタッチパッドと接触すると、第２機能またはインターフェースをイネーブルする。近接ジェスチャは、タッチパッドの範囲内における三次元空間で行うことができるが、接触する必要はない。

本発明の第１の態様では、タッチパッドは、タッチパッドの長手方向軸に沿った指示物体の移動を可能にする狭い帯として形成する。
本発明の第２の態様では、タッチパッドは、１本の軸に沿った移動の検出を可能とする単層タッチパッドとして実施する。

本発明の第３の態様では、タッチパッドは、二次元または三次元における移動を検出することができる多層汎用タッチパッドとして実施する。
本発明のこれらおよびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面と組み合わせて以下の詳細な説明を検討することにより、当業者には明白となろう。

図１は、CIRQUE（登録商標）社によって作られ、本発明の原理にしたがって動作することができる容量感応タッチパッドの構成部品のブロック図である。 図２は、接触および近接感応タッチパッドを含む腕時計の上方にある指の輪郭図である。 図３は、フロント・ベゼル、サイド・パネル、またはリア・パネルの下に配置されている1つ又は複数のタッチストリップが内部に隠蔽されているディスプレイの斜視図である。 図４は、近接感応タッチストリップによって検出された指の斜視図であり、検出によって活性化されたメニューを、タッチストリップの上方にある空間内で動く指によって動作させる。 図５は、動作誘発物体のディスプレイからの距離の関数として拡大するアイコンを示すディスプレイの斜視図である。

これより、図面を参照するが、これらの図面では本発明の種々の要素に参照番号を与える。図面において、当業者が本発明を実施し使用することを可能にするように本発明について論ずることとする。尚、以下の説明は本発明の原理の一例に過ぎず、以下に続く特許請求の範囲を狭めるように見なしてはならないことは言うまでもない。

ハードウェアの態様からは、本発明は、近接検知能力および接触検知能力双方を含むタッチパッド（またはタッチ・スクリーン）と組み合わせたディスプレイである。本発明は、ディスプレイに対してこのハードウェアをどのように配置するか、そしてこのハードウェアをどのように用いるかに関する。
本発明の使用は、近接機能および接触機能に関係する。近接機能については、これは動作誘発物体(actuating object)の移動の検出および追跡と同じ程度に単純であることができる。近接ジェスチャ(proximity gesture)の態様の方が複雑度は高い。近接ジェスチャとは、タッチパッドによって検出することできるような動作誘発物体の移動と定義する。言い換えると、三次元空間内において特定の移動を識別することができたならば、次に実行する行為とこの移動を関連付けるか、または実行する行為をこの移動が定義する。行為には、機能の実行、コマンドの実行、インターフェースの活性化、またはインターフェースの変更というようなことが含まれる。これらの行為は、限定として見なしてはならず、単なる例に過ぎない。

本発明の第１実施形態を図２に示す。図２は電子機器の側面図であり、この例では腕時計３０である。腕時計３０の例は、図示を目的とするに過ぎず、限定的な例と見なしてはならない。つまり、いずれの電子機器でも、携帯用であろうが据置型であろうが、腕時計３０と置き換えることができる。理解すべき重要なことは、腕時計３０がディスプレイと、近接検知能力および接触検知能力の双方を含むタッチパッドとを含むことである。

図２において、動作誘発デバイスは、本例ではユーザの指となっており、腕時計３０の閾値距離３６以内に近付けられている。閾値距離３６とは、物理的な接触をせずに、動作誘発デバイスがタッチパッド３４によって検出可能な距離のことである。閾値距離３６は、タッチパッド３４やディスプレイ３２に用いられる技術、ならびにタッチパッドおよびディスプレイの互いに関する構成に応じて、大きく変動する可能性がある。本発明にとって重要なことは、タッチパッド３４が、物理的接触が生ずる前に、動作誘発デバイスを検出できることである。つまり、実際の閾値距離３６は変動してもよい。

この例では、腕時計３０はＬＣＤディスプレイ３２を含むが、タッチパッド３４と組み合わせることができる、適したディスプレイであれば、いずれでも用いることができる。また、タッチパッド３４は、ディスプレイ３２の上またはその直下に配置することができることを理解するのも重要である。タッチパッド３４が直下に配置されている場合、ディスプレイ３２と接触すれば、タッチパッドとの「物理的接触」という要件が満たされることになる。

以上の実施形態では、タッチパッド３４がＬＣＤの上または直下にあることを想定している。しかしながら、代替実施形態では、タッチパッド３４をディスプレイの技術に統合する。例えば、表示技術を実現するために用いられる電極は、タッチパッド３４の電極としても用いることができる。

一旦閾値距離３６において動作誘発デバイスを検出したなら、第１機能、第１インターフェース、または双方を作動させる。例えば、腕時計３０について考える。指が閾値距離３６に達したとき、腕時計３０の中にある照明３８を活性化させて腕時計を照らし、現在の時刻を表示することができるようにする。これは１つの機能である。

インターフェースの一例は、ディスプレイ３２上にメニュー、あるいは現在の時刻または日付を設定するために用いることができる仮想ボタン、あるいはメニューおよび仮想ボタンの組み合わせを表示することである。

機能とインターフェースとの双方を同時に活性化することが望ましい場合もあり得る。例えば、閾値距離３６に達したときに、照明３８を照らし仮想ボタンを表示する。ユーザは、閾値距離３６に達した後、タッチパッド３４と接触する必要がないことは、注記してしかるべきである。第１機能を作動させることが、望まれる全てである場合もある。

ディスプレイ３２上において機能、インターフェース、または双方を作動させた後、第２機能を実行すること、第２インターフェースを活性化すること、または双方が望ましい場合もある。この第２機能またはインターフェースは、移動または接触によって活性化することができる。

例えば、第２機能またはインターフェースは、近接ジェスチャにおいて動作誘発デバイスを動かすことによって活性化することができる。近接ジェスチャは、動作誘発デバイスがタッチパッド３４に接近する単純な移動であってもよく、または異なる動作とすることもできる。

また、第２機能またはインターフェースは、接触によって活性化することもできる。つまり、動作誘発デバイスがタッチパッド３４と接触するまで、これを移動させることができる。動作誘発デバイスによる近接ジェスチャまたはタッチパッド３４の接触によってどのような行為を行わせるかについては、何の限定を行うことも示唆することもない。つまり、接触することによって次の行為が生ずることができるというのは、一例に過ぎない。第１機能および／またはインターフェースを不活性化することができ、第２機能および／またはインターフェースを活性化することができる。第１機能および／またはインターエースを活性化し、次いで、第２機能および／またはインターフェースを活性化する。言い換えると、第１機能および／またはインターフェースは、相互に排他的イベントまたは行為である必要はない。機能および／またはインターフェースは対立する場合もしない場合もあるので、第１機能およびインターフェースを活性化するが、接触が行われたときに第１機能またはインターフェースの内一方だけを不活性化することも可能であってもよく、そして第２機能および／またはインターフェースを活性化する。

本発明によって検出することができる近接ジェスチャは、検出可能な物体によって行うことができるあらゆるジェスチャである。このようなジェスチャには、指をタッチパッド３４に向けて動かす、指をタッチパッドから離れるように動かす、円運動を行うというような特定の運動で指を動かす、または動作誘発デバイスの形状をジェスチャとして定義できるように動作誘発デバイスを操作するというような行為が含まれる。例えば、手が平らになるように１本の手の指全てを一緒にすることは、認識可能なジェスチャとすることができる。この平らな手から親指を延ばすことは、別のジェスチャとすることができる。このように、近接ジェスチャは、動作誘発デバイスの認識可能な移動および認識可能な形状を含む。

要約すると、行為は相互に排他的なイベントである必要はない。第１機能またはインターフェースが実行または表出させられると、続く行為によって修正することもでき、あるいは続く行為による影響を全く受けなくてもよい。つまり、第１機能またはインターフェースは、指の接近というような近接ジェスチャの結果として実行または表示することができる。そして、後に続く近接ジェスチャおよび／または接触ジェスチャは、対応する異なる機能および／またはインターフェースを活性化する。

本発明の別の態様は、多層のタッチパッド・インターフェースまたはメニューをユーザに提供できることである。腕時計３０の例を用いると、第１インターフェースは、時刻を変える仮想ボタンを示すことができる。接触が行われ、時刻を調節した後またはしなかった後に、ユーザは仮想ボタンを変更し、以後日付の入力にこれらを用いるようにすることができる。このように、多数のメニューを表示し、各メニューの可能性を他とは異なるように調整することができる。例えば、第１インターフェースは、時刻を変えるために円形のスクローリング・ホイール機能を備えることができ、第２インターフェースは、日付を変えるために直線状のスクローリング・バー機能を備えることができ、円形スクローリング・ホイールおよび直線状スクローリング・バーは、ディスプレイ３２上に示すように、同じ空間の多くを占有する。

本発明の別の有用な態様は、タッチパッドがタッチパッド・ゾーンを設けることができ、これら自体がボタンとして機能することができることである。タッチパッド・ゾーンは、通例単層タッチパッドによって設けられ、この単層タッチパッドは、もっと複雑なタッチパッド機能を備えることはできず、ボタン入力を備えることに限定されている。関連する概念では、近接ジェスチャまたはタッチパッド表面上における特定のボタンが、仮想タッチパッド・ボタンの所望の配列を活性化する。同様に、選択した配列の仮想タッチパッド・ボタンを実装する(bring up)ために、機械式ボタンを用いることもできる。

以上の実施形態は、ディスプレイと組み合わせたタッチパッドを対象とした。代案では、タッチパッドをディスプレイと組み合わせない。固定電子機器または移動体電話機のような携帯用電子機器のキーパッドの直下に配置したタッチパッドについて考える。手または指のような動作誘発デバイスをキーパッドに近付けると、移動体電話機をスリープ・モードから「起動」(wake)することができる。同様に、近接ジェスチャを行うことによって逆の機能も実行することができ、据置型または携帯用電子機器を「スリープ」モードにする。このような近接ジェスチャの１つは、手全体をデバイスの上に、接触せずに、置くこととすることができる。

また、本発明の技術は、ディスプレイ上に新しいインターフェースを提示するためにも用いることができる。表示技術は本発明とは関係がないので、いずれの種類でも可能であり、ＬＣＤ、プラズマ、ＯＬＥＤ、またはＤＬＰを含むがこれらに限定されるのではない。ディスプレイは、いずれの種類の処理または仮想メディア・デバイスの一部であることもできる。例えば、ディスプレイは、コンピュータの一部であることができ、あるいはテレビジョンまたは娯楽センタの一部であることもできる。

本実施形態において用いられるタッチパッドは、タッチストリップ(touchstrip)と言うこともできる。これは、その形状、その機能、または双方のいずれかのために、単に特殊化したタッチパッドである。タッチストリップの形状は、全体的に長くそして細いので、狭い場所にも配することができ、あるいはもっと大きなデバイスの狭い区域に制限することも容易に行うことができる。本実施形態では、タッチストリップの位置はディスプレイのベゼルの中である。しかしながら、タッチストリップは、照明スイッチの筐体というように、ディスプレイではないデバイスの内側に配置することもできる。

また、タッチストリップは機能も通常限定されるが、そうする必要はない。通例、タッチストリップはその長軸に沿った次元というような、１つの次元における指示物体の追跡のみを行う。したがって、タッチストリップは、１列に示されている項目のリストをスクロールするまたはそのリストから選択するというような用途に有用である。また、スクローリングは、照明スイッチによって制御する照明の強度というような、何らかの可変パラメータの値を増大または減少させるというように定義することもできる。

タッチストリップは通例一次元の機能を備えるが、本発明は、二次元でも移動を追跡することができるタッチストリップを用いて実現することもできる。タッチストリップが１つの次元における移動を追跡し、領域またはゾーンにおける着地を検出することしかできない場合、単層のタッチパッドを用いてタッチストリップを作成することができるが、このように限定されるのではない。タッチストリップが二次元で運動を追跡することができる場合、汎用の多層タッチパッド技術を用いて作成することができる。

図３は、本発明の別の実施形態であり、タッチストリップ４０が、ディスプレイ４２の周囲に配されていることが示されている。ディスプレイ筐体の外縁の上面上にタッチストリップを配する先行技術とは対照的に、本発明におけるディスプレイ４２の周囲は、ディスプレイ筐体の外縁によって囲まれその内面の中にある、または外縁の内面上にあるように規定されている。具体的には、タッチストリップ４０は、フロント・ベゼル４４の直下、サイド・パネル４６の直下、リア・パネル（図示しないが、ディスプレイ４２の周囲付近に示されている他のタッチストリップと同様に配される）の直下に配置されるか、またはこれら３つの場所のいずれの組み合わせでもよい。タッチストリップ４０は、内面上にあるタッチストリップの可能な輪郭を表す破線として示されている。タッチストリップ４０の長さも調節可能である。タッチパッドを１カ所よりも多い場所に配置する場合、筐体の所望の内面をカバーするために、角に沿って折り曲げる。

コンピュータ・モニタまたはテレビジョンのようなディスプレイの筐体ユニットの構造に用いられる材料は、タッチパッドの通常動作を妨害しない材料とするのが通例である。したがって、筐体は、金属や、通常のタッチパッド動作を妨害する可能性があるその他の導電性材料を含有すべきでないことが重要である。この限定は、ディスプレイの一部ではない筐体にも適用される。

ディスプレイ４２の内面にタッチストリップ４０を隠蔽することによって、先行技術に対して様々な利点が得られる。例えば、タッチストリップ４０は、ディスプレイ４２に突入する物体またはこれを引っかくいずれの物体によってタッチストリップに発生し得るあらゆる損傷からも、完全に保護される。つまり、本発明の設計の耐久性が大幅に向上する。この設計変更は、近接検知デバイスではなく接触検知デバイスとして一般的に組み込まれるタッチパッドでは、典型的ではない。

また、タッチストリップ４０をディスプレイ４２内部に隠蔽することによって、ディスプレイの筐体を設計し直す必要性が解消する。先行技術は、タッチストリップの存在を受け入れるためには、ディスプレイに溝または窪みを作成しなければならないと教示している。この変更には、コストがかかる可能性がある。加えて、タッチストリップセンサ回路が、ディスプレイの外側に配されたタッチパッド・センサと接触できるように、ディスプレイを貫通する孔を作成する必要がある。

対照的に、本発明は、既存のディスプレイ４２の筐体の外側に何の修正も必要としない。何故なら、タッチストリップ・センサおよびタッチストリップ・センサ回路は双方共ディスプレイの内側にあるからである。このため、タッチストリップ４０を組み込むコストが大幅に低減する。

本発明のタッチストリップ４０を所望通りに動作させるためには、タッチストリップが接触および近接双方を検知できることが好ましい。何故なら、これはフロント・ベゼル４４の直下、サイド・パネル４６の直下、リア・パネル４８の直下、あるいはこれらのいずれの組み合わせに配置されてもよいからである。フロント・ベゼル４４、サイド・パネル４６、またはリア・パネル４８の表面に接触すると、タッチストリップ４０に接触したこととして規定され、一方ディスプレイ４２またはその筐体のいずれの部分にも接触しない指示物体の検出および追跡はいずれも、近接検知として規定される。

タッチストリップ４０は、本発明の第１実施形態に示すタッチパッドおよびタッチ・スクリーンの機能の全てを備えている。したがって、タッチストリップ４０は、フロント・ベゼル４４、サイド・パネル４６、またはリア・パネル４８と接触する前に、指または手のような指示物体の検出が可能である。

本実施形態におけるタッチストリップ４０の典型的な用途は、指示物体がタッチストリップの閾値活性化距離以内に入ってきたときに、ディスプレイ上にメニュー、１つのアイコン、または複数のアイコンを提示することである。例えば、ユーザは、ディスプレイ４２の周囲に指を近付ける。指が検出されると、ディスプレイ４２にメニューを表示させる。このメニューは、仮想ボタンを含むこと、１つのアイコンを示すこと、あるいは複数のアイコンを含むことができる。

ラップトップ・コンピュータ、電子書籍即ちｅＢｏｏｋリーダ、またはディジタル写真フレームというような種々のデバイスに配置したタッチストリップの例について考える。ｅＢｏｏｋでは、ユーザはｅＢｏｏｋディスプレイの上辺部の上方で手を揺り動かすと、ページを一方の方向にめくることができ、底辺部の上方で手を揺り動かすと、ページを逆方向にめくることができる。あるいは、上辺部の上方で手を第１方向に動かすと、ページが第１方向にめくられ、一方上辺部の上方においたまま手を第１方向とは逆の第２方向に動かすと、第１方向とは逆の方向にページをめくることができる。

ディジタル写真フレームの例では、長距離センサ(long range sensor)を用いれば、人の接近または通過を検出することができ、したがって活性化することができる。次いで、ユーザがフレーム上で手または指を揺り動かすと、所望の方向に写真を進ませる(increment)。写真全体またはその大部分の上に手を置くと、スリープ・モードに入るコマンドとして解釈することもできる。

図４は、第１の想定場面において、ユーザがタッチストリップ４０と接触しないが、検出閾値距離以内で指を動かすことを示す。タッチストリップ４０が指を検出すると、ディスプレイ４２上にメニュー５０が表示される。次いで、ユーザは、メニュー５０の異なる部分が強調されるように、指を動かす。例えば、位置Ａでは、第１項目５２がメニュー５０上で強調され、位置Ｂでは、第２項目５４がメニュー上で強調され、最後に、位置Ｃでは第３項目５６がメニュー上で強調される。メニュー５０上のメニュー数は、いずれの数でも可能であり、上の例に限定されるのではない。あるいは、ユーザは、メニューを活性化した後に、筐体に接触し、メニューの選択肢の位置で指を上下に滑らせても、特定のメニュー項目を強調することができる。一旦選択が行われると、ユーザは機能を選択できたことになり、この機能は、筐体上で指を上下に動かすことによって更に操作することができる。この機能の例には、音量制御、ズーミング(zooming)、スクローリング等が含まれる。

一旦メニュー上である項目を強調したなら、ユーザは選択を行わなければならない。選択を行うには、ユーザは指５８を動かしてタッチストリップ４０と直接接触させる。あるいは、ユーザは、指５８をディスプレイ４２に近付けるが接触させないことにより、近接ジェスチャを行うこともできる。本発明のタッチストリップ４０は、この指の位置変化を検出することができ、これは、選択を行ったこととして定義することができる。

図４では、メニュー５０は、縦１列に選択肢を並べたものとして示されている。また、メニュー５０は、横１列の選択肢とすることもでき、図４に示すような垂直方向の代わりに、指を水平方向に行ったり来たりさせることによって、選択を行う。

代替実施形態では、ユーザは、メニュー５０上のどの選択肢が強調されているかに関して、変更を行うためには、タッチストリップ４０と接触しなければならない。この変更を行うには、指をタッチストリップ４０に沿って滑らせる。すると、タッチストリップ４０から指を持ち上げる、タッチストリップを軽くたたく(tap)または２回軽くたたく、あるいは所定の時間長だけ待つというような他の何らかの行為によって、強調されたメニュー選択肢が選択される。

尚、タッチパッドは、単に固定距離における物体だけでなく、移動している物体でも検出できることは、理解されてしかるべきである。つまり、動作誘発物体は、検出範囲内でそれが移動するのであれば、どこにあっても追跡することができる。以下の例によって、実施態様の一例を紹介する。図５に示すように、ディスプレイ４２について考える。ディスプレイ４２およびこのディスプレイの内部に配置されているタッチパッド６２（図示せず）に指６０が近づくと、この指が検出される。指６０が検出された後、メニューまたはアイコン６２のような物体が表示される。あるいは、既に表示されている場合、ディスプレイ上で大きくなり始める。指がディスプレイ４２に近づくに連れて、アイコン６４は、輪郭６６および６８で示すように、徐々に大きくなる。アイコン６４のサイズは、指６０のディスプレイ４２からの距離の関数とされている。アイコン６４は、最大サイズまで大きくなり、その後はそれ以上大きくならない。同様に、アイコン６４のサイズは距離の関数として、最大距離まで縮小し、最大距離において、アイコンは消失するか、ディスプレイ４２上でそれ以上小さくならない。

アイコン６４は、メニューまたは複数のアイコンのように、ディスプレイ４２上に示すことができるのであれば、いずれの物体とでも置き換えることができる。理解すべき概念は、表示する物体６４のサイズが、動作誘発物体６２の距離の関数となるということである。

尚、タッチストリップ４０の近接検知は、動作誘発物体の存在を検出するだけでなく、移動を追跡することも可能であることは明らかなはずである。例えば、ユーザは、タッチストリップ４０上で前後に揺らす運動で指を動かすことによって、近接ジェスチャを行うことができる。揺らす運動は、ユーザがページをめくっているかのように、メニューを変更するために用いることができる。指を揺らす運動は、タッチストリップ４０の上方にある三次元空間において行われるジェスチャの一例である。

本発明の別の態様は、タッチパッドがディスプレイ筐体には限定されないことである。つまり、タッチパッドは、このタッチパッドの操作を妨害しないのであれば、いずれのデバイスの内側にでも配置することができる。例えば、タッチパッドは、デスクトップ・コンピュータの外部キーボードの中に配置することもできる。

尚、以上で説明した構成は、本発明の原理の応用を例示するに過ぎないことは言うまでもない。本発明の主旨や範囲から逸脱することなく、多数の変更や代替構成も当業者には考案することができる。添付した特許請求の範囲は、このような変更や構成も包含することを意図している。

Claims (14)

1. 電子機器であって、
   ディスプレイ筐体であって、タッチパッドが当該ディスプレイ筐体を介して動作するのを妨げない材料を用いて製造した、ディスプレイ筐体と、
   前記ディスプレイ筐体内に配置したタッチパッドであって、該タッチパッドが少なくとも１つの外側縁に配置されており、前記ディスプレイ筐体に近接しているが接触していない動作誘発物体の移動を検出し追跡することが可能である、タッチパッドと、
   を備えている、電子機器。
2. 請求項１記載の電子機器において、前記タッチパッドは、前記ディスプレイ筐体において、フロント・ベゼル、サイド・パネル、リア・パネル、または前記３つの位置のあらゆる組み合わせに配置されている、電子機器。
3. 請求項１記載の電子機器において、前記タッチパッドは、更に、二次元または三次元において前記動作誘発物体を検出および追跡することができる多層汎用設計によって構成されている、電子機器。
4. 請求項１記載の電子機器において、前記タッチパッドは、更に、一次元において前記動作誘発物体を検出および追跡することができる単層設計によって構成されている、電子機器。
5. 請求項１記載の電子機器において、前記タッチパッドは、前記動作誘発物体が前記ディスプレイ筐体と接触しているときも、該動作誘発物体を検出可能である、電子機器。
6. 電子機器を用いて動作誘発物体を検出および追跡する方法であって、
   １）ディスプレイ筐体であって、タッチパッドが当該ディスプレイ筐体を介して動作するのを妨げない材料を用いて製造した、ディスプレイ筐体と、前記ディスプレイ筐体内に配置したタッチパッドであって、該タッチパッドが少なくとも１つの外側縁に配置されており、前記ディスプレイ筐体に近接しているが接触していない動作誘発物体の移動を検出し追跡することが可能である、タッチパッドとを設けるステップと、
   ２）前記タッチパッドの閾値距離以内で前記動作誘発物体を移動させることによって、第１近接ジェスチャを行うステップであって、前記タッチパッドが前記動作誘発物体の移動を検出および追跡する、ステップと、
   ３）前記第１近接ジェスチャに応答して、前記電子機器の少なくとも第１機能または第１インターフェースを活性化するステップと、
   を備えている、方法。
7. 請求項６記載の方法において、更に、前記ディスプレイ筐体におけるフロント・ベゼル、サイド・パネル、リア・パネル、またはこれら３つの位置のあらゆる組み合わせに、前記タッチパッドを配置するステップを備えている、方法。
8. 請求項６記載の方法において、更に、
   １）多層汎用設計のタッチパッドを設けるステップと、
   ２）二次元または三次元において前記動作誘発物体を検出および追跡するステップと、を備えている、方法。
9. 請求項６記載の方法において、更に、
   １）単層設計のタッチパッドを設けるステップと、
   ２）一次元において前記動作誘発物体を検出および追跡するステップと、
   を備えている、方法。
10. 請求項６記載の方法において、更に、前記動作誘発物体が前記ディスプレイ筐体と接触しているときに、該動作誘発物体を検出するステップを備えている、方法。
11. 請求項６記載の方法において、更に、前記動作誘発物体によって行われた近接ジェスチャを検出および追跡するステップを備えている、方法。
12. 請求項６記載の方法において、更に、
    １）近接ジェスチャまたは接触ジェスチャのいずれかである第２のジェスチャを行うステップと、
    ２）前記第２のジェスチャに応答して、前記電子機器の少なくとも第２機能または第２インターフェースを活性化するステップであって、前記第２機能または第２インターフェースが前記第１機能または第１インターフェースと互いに排他的である、ステップと、
    を備えている、方法。
13. 請求項６記載の方法において、更に、
    １）前記第１近接ジェスチャに応答して、前記ディスプレイ上に物体を表示するステップと、
    ２）前記動作誘発物体を前記ディスプレイに近付けるように移動させるステップと、
    ３）前記動作誘発物体の前記ディスプレイからの距離の関数として、前記ディスプレイ上における前記物体のサイズを、最大表示サイズまで増大するステップと、
    を備えている、方法。
14. 電子機器であって、
    電子機器用の筐体と、
    前記筐体内に配置したディスプレイと、
    前記ディスプレイの上面に配置したタッチパッドと、
    を備えており、前記タッチパッドが、当該タッチパッドに近接しているが接触していない動作誘発物体の移動を検出および追跡可能である、電子機器。

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