JP3725030B2 - ハンドヘルドまたはポケットサイズの電子装置および手動制御の入力機器 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、ディスプレイ・ユニットおよび装置を制御するために２方向で位置を感知する（ｐｏｓｉｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）タッチ表面を備える、移動電話、ハンドヘルド・コンピュータなどのハンドヘルドまたはポケットサイズの電子装置に関する。本発明は、このようなハンドヘルド電子装置に使用してタッチ表面を提供する、タッチパッド・タイプの手動制御入力機器にも関する。
【０００２】
本発明は、移動電話とウェブ・ブラウザとの組合せのために特に開発され、これに関して説明されるが、テキスト入力、カーソル制御、機能の起動のため、従来の英数字キーボード、個々の物質的なファンクション・キー（ｐｈｉｓｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｋｅｙｓ）、マウス、ハンドヘルド・ポインタ・ペンなどをなくすか、その数を減少させることが好ましい全てのタイプのハンドヘルド電子装置に概ね適用可能である。
【０００３】
（背景技術）
移動電話またはハンドヘルド・コンピュータなどのハンドヘルド装置またはターミナルを、従来の物質的なキーボード（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｋｅｙｂｏａｒｄ）、個々の物質的英数字キーおよびファンクション・キー、サムホィール（ｔｈｕｍｂ−ｗｈｅｅｌ）またはマウスで制御することが知られている。装置自体に統合されたキーボードおよび個々のボタンを使用することは、これが嵩張り、機能の数が増加するとスペースの問題が生じるという欠点を有する。別個の英数字キーボードおよびマウスは両方とも、使用者にとって余分なコンポーネントを構成し、別個の作業表面を必要とするという欠点を有する。
【０００４】
これらの欠点を緩和するため、少なくとも部分的にタッチスクリーンおよび／またはタッチパネル／タッチパッドで制御することができる電子装置が開発されている。これらの入力機器はアナログまたはディジタルの実施形態で使用可能である。使用者は、指および／または別個のハンドヘルド器具（大抵は「ペン」と呼ばれる）を使用し、ディスプレイ・ユニットの表示区域で対応する点を選択する目的で、タッチスクリーンまたはタッチパネルのタッチ表面上の点を選択することができる。したがって、使用者は、テキストを入力したり、番号をダイヤルしたり、機能を起動したりするために、「仮想」ボタンなどの様々な機能を起動することができる。タッチ表面上で指を移動させると、カーソルがディスプレイ・ユニットの表示区域で、それに対応して移動する。しかし、例えば表示区域の対応する区域を起動する場合、カーソルが存在する必要はなく、代わりに仮想ファンクション・キーを照明してもよい。
【０００５】
タッチスクリーンは、透明で、ディスプレイ・ユニットの表示区域を完全に、または部分的に覆うことを特徴とする。使用者は、ディスプレイ・ユニットによって指示される仮想ボタンまたはフィールドで、指またはペンによりタッチ表面を直接押下するか、クリックし、したがって可動カーソルは必要ない。タッチパネルまたはタッチパッドは、表示区域と一致せず、往々にして表示区域を横切る何らかの形態のカーソルを制御するのに使用することを特徴とする。
【０００６】
タッチ表面を十分強く押下することにより、使用者が選択されたボタンまたは機能を起動する、つまり「クリック」することができるよう、タッチスクリーンおよびタッチパッドを圧力の程度に敏感にすることも知られている。
【０００７】
知られているタッチスクリーンおよびタッチパッドは、英数字キーパッド、物質的なキー、マウスおよびサムホィールの上述した欠点をある程度緩和することができるが、幾つか他の問題を含む。
１．タッチスクリーンは、表示区間の面前に適用されるので、画像のコントラストおよび解像度を損なう。この問題は、光がタッチスクリーンを２回通過する反射性のディスプレイ・ユニットで、特に顕著である。タッチスクリーンの透明性を損なうことなく、タッチスクリーンの機能に必要な導電層を有するガラスまたはプラスチックを提供することは、特に困難である。
２．タッチスクリーンの別の欠点は、表示区域の一部が使用者自身の指によって隠れることである。
３．タッチスクリーンおよびタッチパッドのさらなる欠点は、タッチスクリーンに対して指の寸法が大きい結果、位置決め精度が制限されることであり、小さいタッチ表面で特に顕著な欠点である。この問題は、指の代わりに別個の細いペンを使用することで部分的に緩和することができるが、これは、使用者が見失わないようにするべき余分な構成要素を必要とするという欠点を有する。しかし、コントラスト不良の欠点は緩和されず、ペンでさえ表示区域をある程度隠してしまう。
４．タッチスクリーンの別の重要な欠点は、指が表面上を通過することによって汚れたり、傷付いたりすることであり、可視性がさらに損なわれる。タッチスクリーンの頂部に別個の引掻き保護層を配置しても、解決にならない。これがさらにコントラストを損なうからである。
５．感圧タッチスクリーンの一般的な欠点は、タッチ表面が深さ方向に可撓性でなければならず、したがって表示区域が全体として外部の影響に敏感になることである。
６．タッチスクリーンまたはタッチパッドは通常、縁のスペーサによって相互から相対的な距離で保持される２つの層から構築される。問題は、押下すると、タッチ表面を構成する外層に張力がかかり、したがって伸張することである。この問題は、縁スペーサ間の距離が小さく、特にこれらが近い場合に、特に明瞭である。これは、タッチ表面全体で感圧性が変化するという欠点も含む。
【０００８】
米国特許第５７２９２１９号公報（ＵＳ‐Ａ‐５７２９２１９）（Ｍｏｔｏｒｏｌａ Ｉｎｃ.）は、ケースや、ケースの前面に配置されたディスプレイ・ユニットや、ケースの反対側で後側にあって、ディスプレイ・ユニットの表示区域に平行で平坦なタッチ表面を有するハンドヘルド・ページャについて記載している。スクリーンと平行なタッチ表面との間の距離は、ケースの厚さに等しい。スクリーンとタッチ表面はサイズが等しく、使用者の指がパネル上で左から右へと移動すると、スクリーン上でカーソルがこれに対応して左から右へ移動し、逆の方向もある。タッチ表面上で指を移動させると、カーソルがスクリーン上で等しい距離だけ移動する。
【０００９】
（発明の概要）
本発明の目的は、上述した既知のタッチスクリーンおよびタッチパネルの欠点の１つまたは複数を解消、または少なくとも軽減することである。
【００１０】
この目的を達成するため、本発明の第１のアスペクトは、電子装置の制御のため、第１および第２方向で位置を感知する（ｐｏｓｉｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）タッチ表面およびディスプレイ・ユニットを備える移動電話などのハンドヘルドまたはポケットサイズの電子装置であって、ディスプレイ・ユニットが、装置の前面の大部分を占め、タッチ表面が装置の縁側に配置されて、第１方向に凸形に湾曲することを特徴とする装置を提供する。
【００１１】
「タッチ表面」という用語は、本明細書では、例えばディスプレイ・ユニットの表示区域上でカーソルを案内したり、表示区域に表示された仮想キーを作動したりするため、使用者が所望の位置へと指を移動することができる、（タッチパッド・タイプの）タッチパネルの表面を意味する。タッチパネルのこのような基本的機能は、本質的に当業者に知られており、したがってさらに詳細に説明する必要はない。
【００１２】
通常、タッチ表面の２方向における指の動作は、相互に対して直角で、好ましくはタッチ表面上の指の動作方向とは平行な２方向での、ディスプレイ・ユニットの表示区域上での位置決めに対応する。
【００１３】
本発明によると、タッチ表面を装置の縁側に配置することの特定の利点は、片手で保持した対象を調べる使用者にとって自然な方法で装置を保持しながら、装置をその手で容易に制御できることである。さらに、人間工学的な見地から、装置の制御は有利な方法で実行される。また、装置は、解像度およびコントラストの不良や汚れについて上述した既知のタッチスクリーンの問題がなく、それと同時に、本発明は表示区域が使用者の指またはペンで部分的に隠れるという問題を解決する。ディスプレイ・ユニットは、硬質にし、外部の影響に対する感受性を低下させることもできる。
【００１４】
本発明の別の利点は、ディスプレイが装置のサイズに対して大きいことである。つまり、ディスプレイを使用して、詳細な情報、グラフィックスなどを提示することができ、それと同時に装置を比較的小さいサイズにすることができる。
【００１５】
本発明によるタッチ表面を、第１方向で凸形に湾曲させることの利点を、図１０ａおよび図１０ｂに概略的に示す。指５１の先端と湾曲したタッチ表面５２との間の接触区域５０（図１０ｂ）は、既知の技術（図１０ａ）では１つの凸面（指の先端）と１つの平坦で湾曲のないタッチ表面とによって形成されるが、本発明では２つの凸面によって形成される。本発明は、指先とタッチ表面との間の接触面積を大幅に減少させ、これによって比較的狭く長めのタッチ表面でも、タッチ表面の幅方向で高い位置決め精度を達成することができる。
【００１６】
指とタッチ表面との間の接触面積を減少させることの別の利点は、タッチ表面を作動させるために、使用者はより少ない力で、表面積単位当たり同じ力を達成することができる。これは図１０ｂからも明白である。
【００１７】
本発明の別の利点は、使用者が、表面の湾曲した方向（湾曲方向）にそれほど指を移動させる必要がないように、タッチ表面を設計できることである。特定のケースでは、指をアーチ状表面上で湾曲方向に移動またはスライドさせる必要さえなく、ただアーチ状表面で「転がす（ｒｏｌｌ）」だけでよい。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によると、装置を以下のように制御することができる。例えば湾曲したタッチ表面が装置の右側縁に沿って延在し、使用者が右手で装置を保持して、掌が装置の後部に面している場合、使用者は、親指を右側縁の湾曲タッチ表面に沿って、その上で移動させることにより、装置を操作することができる。湾曲タッチ表面は、その代り左側縁に沿って延在し、装置を任意の好ましい指で操作してもよいことは明白である。装置の右および左側縁の両方に湾曲したタッチ表面を設けた場合は、ディスプレイ上の対象を３次元で制御することができる。例えば、対象を３次元で回転させる機能を実施することができる。これで、対象は、使用者が指を両方のタッチ表面に沿って装置の長手方向に移動させ、左のタッチ表面に沿って移動する指が、右のタッチ表面に沿って移動する指とは反対側に移動することにより、ディスプレイに対して直角の軸を中心に回転することができる。同様の方法で、各タッチ表面上の指をタッチ表面上で横方向に、相互に反対方向に移動させることにより、対象を装置の長手方向を中心に回転することができる。さらに、指をタッチ表面の長手方向の各側で、同じ方向に移動させることにより、対象を装置の横方向を中心に回転することができる。
【００１９】
膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）タイプの実施形態に関して本発明の重要な利点は、タッチ表面を形成する膜を伸張する必要がないので、特定の膜の湾曲タッチ表面は押下に対する抵抗が小さいことである。したがって、必要な作動力は既知のタッチ表面のものより小さい。既知のタッチ表面では、縁に近づくにつれて必要な作動力が増加し、つまり指先が変形した結果、精度が大幅に低下する（図１１ｂ参照）。タッチ表面を形成する箔（ｆｏｉｌ）または同等品がそれほど歪まないので、作動力の低下はまた好ましい。これらの問題は、既知の技術を使用すると、細長いタッチ表面を獲得できないことを意味する。しかし、本発明では、接触圧力の低下のため、これが可能である。
【００２０】
湾曲したタッチ表面のさらに別の利点は、既知の平坦なタッチ表面に対して、接触圧力がより直線的、つまり均一になることである。他の有利さの中で、直線性の結果、特に、タッチ表面の解像度が増加し、タッチ表面の機能および／または解像度を顕著に損なうことなく、タッチ表面の外側に保護層または膜を配置することができる。これは既知のタッチ表面では不可能である。既知の膜タイプのタッチ表面では、縁に近づくにつれて接触圧力が増加するが、本発明による湾曲タッチ表面では、接触圧力は湾曲方向でほぼ一定である。本発明のこの利点は、それぞれ本発明および既知の膜タイプのタッチパッドとによる入力機器を示す図１１ａと図１１ｂとを比較すると明白である。
【００２１】
好ましい実施形態では、タッチ表面は第１方向（湾曲方向）より第２方向が長く、特にタッチ表面は第２方向に平行な直線の幾何軸線を中心に単一湾曲（ｓｉｎｇｌｅ−ｃｕｒｖｅｄ）でよい。この場合には、タッチ表面の長手方向における位置決め精度は、長手方向におけるタッチ表面の物質的広がり（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）によって決定される。したがって、長手方向の位置決め精度は、既知の平坦で湾曲のないタッチ表面と比較すると、ほぼ変化しないが、ディスプレイが隠れないので、長手方向の精度は、実際には、例えばカーソルの動作などによるディスプレイを介した視覚的フィードバックによって向上させることができる。
【００２２】
特に好ましい実施形態によると、湾曲タッチ表面は全体が装置の側縁部に配置される。この実施形態では、タッチ表面は２つの平行な長手方向縁を有し、その間に湾曲したタッチ表面が延在し、その長手方向縁はそれぞれ装置の前側部および後側部と統合される。この実施形態の利点は、前側のほぼ全部をディスプレイ・ユニットに使用でき、ディスプレイ・ユニットが前側の長手方向縁に最大限に延在できることである。
【００２３】
タッチ表面は、横方向より長手方向に大きい広がりを有することが好ましい。特に、湾曲方向におけるタッチ表面の幅は、ディスプレイ・ユニットの表示区域の同等寸法より大幅に小さくすることができる。タッチ表面上の指の動作と、その結果としての表示区域上の動作との望ましい比率（比例フィードバック）は、当業者に知られている方法で達成することができる。特に、このような比率は、タッチ表面の横方向の動作で非常に大きくすることができる。例えば、長手方向の比率は１：１でよく（絶対フィードバック）、したがってタッチ表面の長手方向で選択した位置は、タッチ表面上の位置と正反対にある表示区域の長手方向の位置に対応する。このように良好な視覚的フィードバックは、使用者が、所望の機能を起動するため、ディスプレイ上でより迅速かつ確実な方法でカーソルを配置するか区域を選択できることを保証する。
【００２４】
タッチ表面は、ディスプレイの表示区域の対応する寸法とほぼ同じ長さである必要はないが、そうしてもよい。あるいは、タッチ表面は、表示区域の対応する寸法より多少長くてもよい。
【００２５】
タッチ表面は、第２方向で、２つまたはそれ以上の区域またはフィールドに分割してもよい。分割は、構造的手段および／または論理的手段、つまり完全にソフトウェアで制御した手段で実行することができる。構造的手段による分割は、共通のタッチ表面を有する同じ１つの入力機器に、電気的に分離したフィールドを生成することによって達成してもよい。しかし、構造的手段によって分割された２つの隣接フィールドは、１つの論理的に整合のとれたフィールドとして使用することができる。論理的分割は、ディスプレイ・ユニットを介してタッチ表面に異なる圧力表面またはフィールドを表わすソフトウェアで達成することができる。
【００２６】
概して、タッチ表面では一度に１つの位置のみ、またはタッチ表面が構造的手段によって上述したようなフィールドに分割されている場合は、各フィールドで１つの位置のみ作動しなければならない。
【００２７】
１つの実施形態では、タッチ表面は上部分および下部分を備え、使用者の手で装置を保持している場合は、通常は親指で制御する上部分のみが作動する。これにより、タッチ表面の下部分が使用者の掌で偶発的に起動することが回避される。タッチ表面の下部分は、タッチ表面の下部分で長手方向に正確な位置を押下することにより、例えばリストにあるファンクション・ボタンを直接制御するのに使用することができる。つまり、タッチ表面の上部分は２次元の制御に使用し、下部分は１次元の制御に使用することができる。
【００２８】
既知の方法で、タッチ表面は、例えばディスプレイ上の様々なボタンをクリックできる特徴など、様々な機能を起動できるため、タッチ表面に対して垂直の方向に感知性をもたせることもできる。これを実現する１つの方法は、上述した内部箔（ｉｎｎｅｒ ｆｏｉｌｓ）の内側に第３箔を導入することである。位置制御は、上述した外箔（ｏｕｔｅｒ ｆｏｉｌ）と内箔（ｉｎｎｅｒ ｆｏｉｌ）とをともに押下することによって実行される。クリック機能は、内箔を第３箔と接触させるよう、圧力増加によって達成される。後者の接触は、接点のガルバーニ電気閉鎖（ｇａｌｖａｎｉｃ ｃｌｏｓｉｎｇ）として電気的に記録することができる。この解決策は、使用者に機械的フィードバックを提供する。箔は、使用者に正確な圧力の感触を与えるため、異なる剛性を有してもよい。
【００２９】
ディスプレイ上に提示される機能を起動する別の方法は、例えばタッチ表面への圧力が解除された時に動作、つまり「クリック」が生じると定義することである。
【００３０】
タッチ表面の押下位置の座標を検出／決定するには、幾つか既知の方法がある。既知の技術は、抵抗法、容量法、および例えば表面波に基づく方法を使用する。膜または箔を使用してタッチ表面を形成する方法が、恐らく最も好ましい。
【００３１】
本発明の第２のアスペクトによると、第１および第２方向で位置を感知するタッチ表面で、かつその上を使用者の指が通過するタッチ表面を備えて、さらに該タッチ表面上の指の位置を感知する手段を備え、タッチ表面が前記第２方向に平行な直線状の幾何的な軸線を中心に凸状に単一の湾曲を有するタッチパッド・タイプの手動制御入力機器が提供され、該入力機器は、タッチ表面が前記直線状の幾何的な軸線に平行に配置された２つの縁を有する弾性外箔の外側によって形成され、平坦な形状をとろうとした結果、凸状に単一の湾曲を有する弾性表面に張力が与えられるよう、弾性外箔が締め付けられることを特徴とする。
【００３２】
本発明のこのアスペクトの１つの利点は、完成した箔が平坦な状態になるよう外箔を生成し、機械加工できることである。次に、完成した箔を手動制御入力機器に締め付け、その後にのみ湾曲形状が獲得される。したがって、平坦な入力機器の箔を製造するために知られている方法により、箔を比較的単純な方法で機械加工することができる。例えば箔には、適宜、印刷によって適切な形状の層および導体を供給することができる。
【００３３】
タッチ表面は、第１方向より第２方向が長いことが好ましい。入力機器は、外箔の内側に配置され、そこから隔置された湾曲した内箔も含むことができる。内箔は、アーチ状ベースの上に配置することができ、このベースに固定することが好ましい。必要な距離を獲得するため、外箔は、外箔を押し付ける表面、例えば湾曲した内箔の外側より大きい曲率を有することができる。これは、例えば外箔を横方向に多少広くし、タッチ表面の長手方向側縁において箔同士の長手方向側面を締め付けることによって達成することができる。これで、外箔は、箔間の距離を維持するため、内箔から弾力的に分岐し、この距離は、使用者が指をタッチ表面に押し付けることによって減少させることができる。当然、箔間の距離は、特に縁にある適切なスペーサの影響も受けることがある。
【００３４】
外箔および内箔は、必要な層および導体を設けた同じ１枚の箔から作成することができ、その後で内箔と外箔との両方を形成するために折線で折り畳む。
【００３５】
本発明による湾曲タッチ表面を伴う入力機器は、制限された区域に狭いタッチ表面を設けることができる。これは、従来の平坦なタッチパネルでは不可能である。従来の平坦なタッチパネルはスペーサ要素を有し、スペーサ要素から約２ｍｍの距離にわたってパネルに接触しないよう保護する必要がある。というのは、従来のタッチパネルは、起動すると外箔が内箔へと伸張することに基づくからである。この安全マージンがないと、外箔が変形したり、スペーサから離れたりする危険がある。したがって、使用可能な区域の一部、つまりスペーサ要素の占める区域（１方向で少なくとも２＋２ｍｍ）および２＋２ｍｍの安全マージンも、が失われる（図１１ｂ参照）。パネルを、例えば１２ｍｍという狭さで作成する場合は、８ｍｍの非活動状態区域があるのは許容できない。この問題は、本発明による入力機器では解消される。伸張が生じないからである。
【００３６】
さらに、従来のタッチパネルは凸形に曲げることができず、それでもその機能を保持する。なぜなら外箔への距離が不正確だからである。
【００３７】
したがって、本発明によると、例えばカーソル、２次元対象または３次元対象の２次元画像のテキスト、数字、動作および制御機能を入力するため、比較的狭い縁側を人間工学的な方法で使用することができる、移動電話などのコンパクトなハンドヘルド電子装置を作成することができる。表示区域を隠さず、装置を自然な方法で保持するために片手の指を使用することができ、同じ手の指を使用して装置を制御して、装置の前側の大部分を表示区域として使用する可能性も提供される。これは、データ入力のために、別個のキーボードまたは装置前側の物質的なボタンを操作する必要がないので可能である。代わりに、本発明による装置には、装置の狭い縁側に１つまたは複数の感圧タッチ表面を設ける。装置のサイズに明瞭な影響を与えることなく、ディスプレイの全長に沿って延在するタッチ表面を、タッチ表面とディスプレイとの間で極めて良好な視覚的フィードバックが獲得できるほど近傍に配置できる可能性も提供される。つまり、例えば仮想的キーボードをスクリーンに提示し、キーの押下をタッチ表面で迅速かつ容易に制御することができる。
【００３８】
タッチ表面全体を装置の側縁部に配置する場合、タッチ表面は、約１２ｍｍ以下である装置の厚さより広くしなくてよい。タッチ表面の長さは、通常は重要でない。装置の全長が使用可能だからである。わずか１２ｍｍの幅しかない狭くて平坦な長方形の表面を指、特に親指で押下しても、許容可能な精度は提供されず、その上大きい力を必要とする。しかし、この問題は、タッチ表面の横方向に凸状の形状を与えることにより、本発明によって解決される。
【００３９】
（好ましい実施形態の説明）
図１および図２に示す移動電話／ウェブ・ブラウザ１の組合せは、前側部２、裏側部３、２つの対向する縁側部４、５、底側部６および上側部７を有する。移動電話１には、アンテナ８、マイク９、スピーカ１０および装置の内部に配置された電子トランシーバ回路（図示せず）を備えた通信手段を設ける。後者の回路は従来のタイプでよく、したがってさらに詳細には説明しない。長方形の表示区域１２を伴うディスプレイ・ユニットが前側部２に配置され、バッテリ区画１３が裏側部３に配置される。従来の移動電話と異なり、ディスプレイ・ユニットの表示区域１２は、ほぼ前側部２全体を占める。表示区域１２の上下にある２つの小さい区域のみが、それぞれスピーカ１０およびマイク９のために空いている。移動電話／ウェブ・ブラウザ１は、プロセッサ、ディスプレイ・ドライブ・ユニット、メモリ回路などの様々な機能に必要な電子回路（図示せず）も備えるが、これは当業者には知られており、したがって詳細には説明しない。図２は、裏側３のカメラ１４も示すが、これは決して本発明に必要ではなく、したがってさらに詳細には説明しない。
【００４０】
移動電話１には、移動電話１およびディスプレイ・ユニットを制御するため、指で制御し、それぞれ各縁側部４および５に沿って延在する「タッチパッド」タイプの細長い２つの入力機器２０、２１を設ける。この実施形態は、２つの入力機器を備えるが、より単純な実施形態は、入力機器を１つのみ、好ましくは右手の親指で制御するため右縁側部４の入力機器を有してもよい。
【００４１】
この実施形態の移動電話１の特徴は、物質的なキー（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｋｅｙ）、サムホィールなど、他の入力機器がないことである。使用者側の起動および制御は全て、入力機器２０、２１の助けにより実行することができる。
【００４２】
右側入力機器２０の基本的設計について、次に説明する。設計は、左側の入力機器２１とほぼ同じである。図５および図６に示すように、入力機器２０は、内側から見ると、以下の３つの基本的構成要素を備える。つまり（ｉ）アーチ状表面２３および裏側部２４を伴う細長いベース２２、（ｉｉ）内箔２５、および（ｉｉｉ）外箔２６である。外箔２６の外側は湾曲したタッチ表面を形成することができるが、好ましい実施形態では、以下で説明するように可撓性外部ケースで覆うことが好ましい。図３および図４は、入力機器が所定の位置にあるが、外部ケースまたはバッテリがない移動電話１の内部シャーシ１１を示す。
【００４３】
図３および図４に示す実施形態によると、入力機器２０、２１は移動電話の縁側部４、５上に配置され、したがって入力機器２０、２１の表面は、前側部２の法線に対してほぼ９０°に配向される。これは、入力機器２０、２１の長手方向縁間に伸張する面の法線に対応する方向を意味する。図１２は、入力機器２０、２１の表面の主要方向が、前側部２の法線に対してほぼ４５°の角度になるよう回転された代替実施形態を示す。
【００４４】
１つの実施形態では、入力機器の長手方向縁は、それぞれ移動電話の前側部２と裏側部３を接合する。別の可能な実施形態では、前記長手方向縁の一方が、移動電話の前側部と裏側部を接合し、他方の長手方向縁が移動電話の一方の縁側部４、５を接合する。さらに別の実行可能な実施形態では、両方の前記長手方向縁が移動電話の一方の縁側部４、５を接合する。
【００４５】
図１から図４に示す実施形態のベース２２は、ほぼ１２７ｍｍの長さおよび１３．５ｍｍの幅であり、これらの寸法は装置の側縁部４の寸法と一致する。湾曲表面２３は、約１ｃｍの曲率半径を有する。この実施形態の内箔２５および外箔２６は、厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴプラスチック箔で作成するが、当然、他の材料および厚さを使用することもできる。内箔２５の面積は、ベース２２の湾曲表面２３のサイズと一致し、粘着テープなどの結合材の層２７によってベースの湾曲表面２３に固定される。ベース２２の平坦な裏側部２４は、適切な方法で縁側部４に取り付けられる。代替実施形態では、ベース２３を、図３および図４に示すシャーシ１１と一体化する、つまりこれとともに１つの部片に構築することができる。
【００４６】
外箔２６は、絶縁ワニス２８および接着剤の細片状の層によって、両方の長い縁２６において内箔２５から電気的に絶縁される。外箔２６は、内箔２５より多少広く（この場合では約１３．９ｍｍ）、したがって呼称２９による長手方向縁で締め付けることにより、内箔２５より鋭利な湾曲になる。その結果、外箔２６が内箔２５から隆起し、内箔と外箔の間で中間位置Ｐ１には約０．２５ｍｍ、縁位置Ｐ２では約０．０５ｍｍの小さいギャップΔが形成される。したがって、このギャップΔは、別個のスペーサ要素を使用せずに達成される。外箔２６は弾性であるので、使用者が一時的に指を配置した点で、ギャップΔを一時的に解消することができる。内箔２５と接触するために、外箔２６を伸張する必要はない。タッチ表面の非活動区域は、絶縁肩２８の上の区域のみである。使用者が指の圧力を解放すると、外箔２６の弾性の結果、ギャップΔが回復する。
【００４７】
入力機器のタッチ表面上に押下位置の座標を抵抗的に記録する（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｒｅｇｉｓｔｅｒｉｎｇ）ため、この実施形態の内箔２５と外箔２６には、既知の方法で相互に対面する側に電極を設けた抵抗層（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｌａｙｅｒｓ）を設け、この抵抗層は例えばグラフィックスの混合物（ｇｒａｐｈｉｃ ｍｉｘｔｕｒｅ）である。
【００４８】
次に、入力機器２０および２１を作成する方法について説明する。最初に図７と図９を組み合わせて参照すると、これは移動電話の左側入力機器２１の作成を概略的に示す。図９の断面図は、水平方向が大幅に短縮され、垂直方向に拡大されている。左側入力機器２０は、主として装置１が水平位置にある場合、例えばウェブ・ブラウザとして使用する間に使用するよう意図されている。したがって、以下でさらに説明するように、左側入力機器２０は１つの入力機器にして、右側入力機器２１のように長手方向に２つのフィールドに分割しなくても十分である。
【００４９】
図７の上部分は、内箔２５および外箔２６を形成するために、長手方向方向の折線Ｌで折り畳むよう意図された粘着する箔（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｆｏｉｌ）を示す。したがって、完成した入力機器２１では、内箔および外箔は折れ線Ｌで接合され（図６参照）、外箔２６が反対側の縁で内箔２５の外側にわずかに突出する。当然、内箔２５と外箔２６は接合する必要がなく、２つの別個の箔を構成してもよい。図７の下部分は、例えば銀のプリント配線および電極パターン３０を示し、これは折り畳んでいない箔２５、２６に直接付けられる。パターン３０は、使用者が指で押下した点のｘ位置およびｙ位置をそれぞれ決定するため、外箔側２６に２つの比較的長く相互に平行に配置されたｘ電極３１を備え、内箔側２５には２つの比較的短く相互に平行に配置されたｙ電極３２を備える。電極３１および３２は、導体を介して接続端子３３に接続される。絶縁ワニス（Dupont 5018G）の２つの層３４、３５をパターン３０に付ける。次に、２つの抵抗性グラフィックス層（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｇｒａｐｈｉｃ ｌａｙｅｒｓ）３６、３７をそれぞれ、これらの層に付ける。グラフィックス層は、図９に示すように、それぞれ電極３１、３２に電気的に接続され、相互から絶縁される。その幅は、図９に示すよりはるかに大きく、横方向ではタッチ表面の範囲に対応する。グラフィックス層３６、３７を付けると、これは図９の細線で概略的に示すように、個々の電極３１および３２と電気的に直接接触する。最後に、絶縁層２８をグラフィックス層３６および３７に付けて、箔を折り畳む長手方向縁で、相互からの絶縁を維持する。
【００５０】
次に、接続端子３３を介して駆動用電子機器と接続できる状態になった完成入力機器２０を形成するため、一方の箔部分２６が他方の箔部分２５の上に配置されるよう、層および配線パターンを付けられた箔２５、２６を折れ線Ｌで折り畳む。図示の実施形態では、箔にはその折れ線Ｌに沿って、折り畳み中に「蝶番」として働き、２つの箔をつないでおく幾つかの貫通スロット６０および中間接続部６１を設ける。配線パターン３０は外側の接続部６２に延在する。
【００５１】
上述した構造の利点は、抵抗層３６、３７が電極および導体の上に隔置されて、高速道路のように配置され、それによって空間を大幅に節約することである。別個のスペーサを必要とせず、構造は全体として費用効果が高く、生産面から有利である。
【００５２】
右側入力機器２１は、ほぼ同じ方法で作成するが、その区域は図８に示すように、長手方向で上部分２１−１と下部分２１−２に分割される。各部分は、２つのｘ電極３１および２つのｙ電極３２を有する。それ以外は、製造法は同じである。このように分割することによって、上部分２１−１を右手の親指で制御している間に、右手の掌で無意識に起動させないようにすることが望ましい場合は、適切なソフトウェアで下部分２１−２を非活動化することができる。
【００５３】
入力機器２０、２１の位置決め機能の実行（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）は本質的に知られており、詳細に説明する必要がない。抵抗層３６、３７は、適切な周波数の不可欠な駆動回路で交互に電圧をかけることができる。使用者が特定の点でグラフィックス層３６、３７をまとめて押下すると、一時的に電圧がかかっていない層の高い抵抗測定値（ｈｉｇｈ−ｏｈｍｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）により、その点の位置が２方向で決定される。次に、この位置決定を使用してディスプレイ・ユニット１１を制御し、例えば仮想ボタンの選択などのため、ディスプレイ・ユニット１１に示すカーソルを制御する。入力機器２０、２１の機能は、特にアプリケーションで制御することができる。
【００５４】
この構成は、圧力の大きさを感知することも好ましく、これは抵抗層３６、３７間で押下された有効接触区域の大きさを抵抗で決定することにより達成される。接触圧力が増加すると、指が変形するので、接触面積が増加する。したがって、境界抵抗（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が低下し、押下の強さが測定される。これを使用して、ｘおよびｙ方向で正確な位置が選択された場合に、様々な機能を起動することができる。内箔の内側にある第３箔（図示せず）で、上述したようにクリック機能も獲得することができる。
【００５５】
上述した実施形態の代替物として、入力機器２０、２１に、例えば一方の箔には列、他方には行など、１組の交差する導体を備えたマトリクスシステムを実施することができる。走査プロセスにより、押下位置を容易に決定することができる。
【００５６】
上述したように、ディスプレイ・ユニットは衝撃に対して比較的鈍感にすることができる。というのは、表示区域１２を覆う可撓性のタッチ表面が必要ないからである。水分および打撃などの外部的影響に装置がさらに耐えられるようにするため、表示区域１２およびバッテリの蓋１３を除く装置のシャーシ１１を、エラストマ材料の外被（ｓｈｅｌｌ）など、適切な耐水性および／または衝撃吸収性材料で覆ってもよい。この外被は、特に入力機器２０、２１も覆うことができ、その機能に影響を与えないよう可撓性でなければならない。この外被の表面には、図１および図２で示す長手方向リブなど、入力機器２０、２１のタッチ表面の上から物質的に感じることができるパターンを設けることができる。このようなパターンは、外箔２６の外側に直接配置することもできる。この外被は、表示区域１２を覆う透明な保護箔またはプレートと一体化してもよい。この透明な表面が傷付いたら、一体化した透明の保護箔またはプレートとともに外被を交換することにより、容易に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるハンドヘルド電子装置の１つの実施形態を構成する、移動電話の前側部の斜視図である。
【図２】 図１の移動電話の後部を示す。
【図３】 図１の移動電話の内部シャーシまたはフレームの側面図である。
【図４】 図３のシャーシの上面図である。
【図５】 図４に示す入力機器の断面図である。
【図６】 図５に示す入力機器の一部の拡大図である。
【図７】 本発明による入力機器を作成する方法を示す。
【図８】 本発明による第２入力機器を作成する方法を示す。
【図９】 図７および図８の入力機器の、一律な縮尺ではない概略断面図である。
【図１０】 本発明の機能の一アスペクトを概略的に示す。
【図１１】 本発明の機能の第２アスペクトを概略的に示す。
【図１２】 入力機器を締め付ける方法の一例を示す移動電話の上面図である。

Claims (17)

1. ディスプレイ・ユニット、および自身を制御するために第１および第２方向で位置を感知するタッチ表面（２０；２１）を備える移動電話などのハンドヘルドまたはポケットサイズの電子装置（１）であって、前記ディスプレイ・ユニットが、装置（１）の前側部（２）の大部分を占める表示区域（１２）を有し、前記タッチ表面（２０；２１）が装置の縁側部（４；５）に配置されて、第１方向で凸形に湾曲していることを特徴とする装置。
2. 前記タッチ表面（２０；２１）が、第１方向より第２方向に長い、請求項１に記載の装置。
3. 前記タッチ表面（２０；２１）が、第２方向に平行な直線状の幾何軸線を中心に１つの湾曲を有する、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記タッチ表面（２１；２０）が全体として装置（１）の縁側部（４；５）に配置されて、２つの平行な長手方向縁を有し、その間に湾曲したタッチ表面（２１；２０）が延在し、その長手方向縁がそれぞれ、装置（１）の前側部（２）および裏側部（３）と統合される、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記タッチ表面（２１；２０）が全体として装置（１）の側縁部（４；５）に配置されて、２つの平行な長手方向縁を有し、その間に湾曲したタッチ表面（２１；２０）が延在し、前記長手方向縁の少なくとも一方が装置（１）の縁側部（４；５）と統合される、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記湾曲したタッチ表面（２０；２１）の大部分が装置（１）の縁側部（４；５）に配置されて、該湾曲したタッチ表面（２０；２１）の小さい部分が装置（１）の前側部（２９）に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記タッチ表面（２０；２１）の第１方向での位置決めに対応する方向で、前記表示区域（１２）の範囲が、第１方向でのタッチ表面（２０；２１）の範囲より大きい、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記タッチ表面（２０；２１）の第２方向での位置決めに対応する方向で、前記表示区域（１２）の範囲が、第２方向でのタッチ表面（２０；２１）の範囲とほぼ等しい、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記タッチ表面（２１）が第２方向で、別個に位置を決定する少なくとも２部分の表面（２１−１、２１−２）に分割される、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記湾曲したタッチ表面が第１湾曲タッチ表面（２１）を構成し、装置（１）は第２湾曲タッチ表面（２０）を有し、該第１湾曲タッチ表面（２１）と第２湾曲タッチ表面（２０）とが、装置（１）の対向する縁側部（４；５）に配置される、請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記湾曲したタッチ表面（２１；２０）が、前記第２方向と平行な直線の幾何軸線を中心に凸状の１つの湾曲を有し、前記タッチ表面（２１；２０）が、前記直線の幾何軸線に平行に配置された２つの縁を有する弾性外箔（２６）の外側によって形成され、該弾性外箔（２６）は、平坦な形状になろうとする直接の結果として、張力がかかり、凸状の１つの湾曲を有する弾性表面になるよう締め付けられる、請求項１に記載の装置。
12. 第１および第２方向で位置を感知するタッチ表面で、該タッチ表面上で使用者が指を移動させるタッチ表面を備え、さらにタッチ表面（２１；２０）上で前記２方向に指の位置を感知する手段（２５、２６、３０、３６、３７）を備え、前記タッチ表面（２１；２０）が、前記第２方向に平行な直線の幾何軸線を中心に凸状の１つの湾曲を有する手動制御入力機器（２０；２１）であって、前記タッチ表面（２１；２０）が、前記直線の幾何軸線に平行に配置された２つの縁を有する弾性外箔（２６）の外側によって形成され、該弾性外箔（２６）は、平坦な形状になろうとする直接の結果として、張力がかかり、凸状の１つの湾曲を有する弾性表面になるよう締め付けられることを特徴とする入力機器。
13. 前記タッチ表面（２０；２１）が第１方向より第２方向に長い、請求項１２に記載の入力機器。
14. 前記タッチ表面（２０；２１）が、第２方向に平行な直線の幾何軸線を中心に１つの湾曲を有する、請求項１２または１３に記載の入力機器。
15. 前記外箔（２６）の内側に配置され、これと隔置された湾曲内箔（２５）も備える、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の入力機器。
16. 前記外箔（２６）が前記内箔（２６）より大きい曲率を有する、請求項１５に記載の入力機器。
17. 前記外箔（２６）が、横方向に前記内箔（２５）より大きい範囲を有し、したがって該箔（２５、２６）をその対向する長手方向縁に沿って凸形に締め付けると、前記内箔（２５）から相対的距離に置かれる、請求項１５または１６に記載の入力機器。

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