JP4903869B2 - 移動自在の磁気ディスクを有するポインティングデバイス及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、音声通信を実行する電子機器などの電子機器のユーザ入力装置に関する。特に、本発明は、移動自在の磁気ディスクを有するポインティングデバイスに関する。

携帯電子装置及び無線電子装置又はその両方は普及し続けている。例えば、携帯電話、ポータブルメディアプレーヤ及びポータブルゲーム機は、現在広く使用されている。更に、ある特定の種類の電子装置と関連する特徴の多様化が進んでいる。いくつかの例を挙げると、多くの電子装置は、カメラ、テキストメッセージング機能、インターネット閲覧機能、電子メール機能、ビデオ再生機能、音声再生機能、画像表示機能及びハンズフリーヘッドホンインタフェースを有する。

電子装置との対話を実行するために、ポインティングデバイスが使用されてもよい。従来の一般的なポインティングデバイスは、マウス、トラックボール、タッチパッド及びジョイスティックを含む。ポータブル装置の場合、マルチウェイナビゲーションスイッチ（例えば上下左右に対応する入力を提供するためのスイッチ群及び場合によってはセンターセレクトスイッチ）が普及している。

ゲームのプレーヤには、マルチウェイナビゲーションスイッチにより設定される固定された方向ではなく、Ｘ‐Ｙフィールドにおける任意の方向の移動が電子装置に入力されるように、マウス及びジョイスティックなどの「アナログ」感覚のポインティングデバイスが好まれる。しかし、マウス及びジョイスティックは、ポータブル装置に使用するには実用的でない場合が多い。ジョイスティック型ポインティングデバイスは携帯装置に組み込まれているが、通常、限られた数の実際の入力に対応する限られた数（例えば４つ又は５つ）のドームスイッチに接触する機械的レバーとして実現される。また、携帯装置のジョイスティックは、ユーザの指と比べて小さくなりがちであり、殆どのユーザがゲームを体験する場合に期待すると考えられる物理的移動距離を有していない。更に、ジョイスティックには突出する部材があるが、ポータブル装置をポケット、ハンドバッグなどに入れようとした場合にジョイスティックを損傷する危険が増し、ユーザにとって不便でもあるので、そのような突出部材はポータブル装置には望ましくないであろう。タッチパッドは、突出する部材を含まず、アナログ型入力が可能である。しかし、タッチパッドをゲームと関連させて使用することは難しく、ユーザに触覚の感覚を提供できない。

ポータブル電子装置の従来のポインティングデバイスと関連する上述の欠点を考慮して、当該技術において、改良されたポインティングデバイス及びユーザと電子装置との対話の方法が必要とされる。

本発明の１つの面によれば、ポインティングデバイスは、磁気ディスクと、ユーザにより加えられる力に応答して磁気ディスクが上方を側方へ移動する磁界と、磁界に対する磁気ディスクの場所を検出するための複数のセンサとを含む。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、センサは、磁界の変化を検出する。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、センサは、ホール効果センサである。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、ディスクの移動速度及び変位の持続時間を判定するために、センサからの出力信号が処理される。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、磁界は誘導される。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、磁界は、磁界に隣接する磁気ディスクの面と同一の極性を持つ磁界部分を含み、それにより、磁気ディスクが磁界部分の上方に配置された場合、磁気ディスクに浮揚力が加えられる。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、磁界は、ユーザにより力が加えられていない場合に磁界に関して磁気ディスクを位置決めするための中央吸引ゾーンを含む。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、吸引ゾーンは、中性磁気極性の磁界部分により規定される。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、吸引ゾーンは、磁界に隣接する磁気ディスクの面とは逆の極性を有する磁界部分により規定される。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、磁界は、磁界部分の周辺領域が磁界部分の中央領域より強力な磁界を有するような勾配を含む。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、ポインティングデバイスは、筐体に対して磁気ディスクと共に移動する磁気ディスクに装着された部材を更に含む。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、部材及び筐体は、磁気ディスクの垂直運動を制限するように協働する。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、部材及び筐体は、磁気ディスクの側方運動を制限するように協働する。

ポインティングデバイスの一実施形態によれば、磁気ディスクの位置を固定するように、磁界は制御自在である。

本発明の別の面によれば、電子装置は、ソフトウェアアプリケーションを実行するプロセッサと、アプリケーションに方向ユーザ入力コマンドを提供するポインティングデバイスとを含む。ポインティングデバイスは、磁気ディスクと、ユーザにより加えられる力に応答して磁気ディスクが上方を側方へ移動する磁界と、磁界に対する磁気ディスクの場所を検出するための複数のセンサとを含む。

電子装置の一実施形態によれば、電子装置は、移動無線端末である。

電子装置の一実施形態によれば、磁界は、磁界に隣接する磁気ディスクの面と同一の極性を持つ磁界部分を含み、それにより、磁気ディスクが磁界部分の上方に配置された場合、磁気ディスクに浮揚力が加えられる。

電子装置の一実施形態によれば、磁界は、ユーザにより力が加えられていない場合に磁界に関して磁気ディスクを位置決めするための中央吸引ゾーンを含む。

本発明の別の面によれば、電子装置とインタフェースする方法は、磁気ディスクの下方において磁界を誘導するステップと、磁界に関する磁気ディスクの側方運動の結果として起こる磁界の変化を感知するステップと、感知された磁界の変化から、磁気ディスクの運動を示すコマンド信号を発生するステップとを含む。

一実施形態によれば、方法は、ユーザにより磁気ディスクに力が加えられていない場合に、磁気ディスクを磁界の中央吸引ゾーンへ吸引するステップを更に含む。

方法の一実施形態によれば、磁界は、磁界に隣接する磁気ディスクの面と同一の極性を持つ磁界部分を含み、それにより、磁気ディスクが磁界部分の上方に位置決めされた場合、磁気ディスクに浮揚力が加えられる。

一実施形態によれば、方法は、磁気ディスクの位置を固定するために、磁界を制御するステップを更に含む。

本発明の上記の特徴及び更なる特徴は、以下の説明及び添付の図面を参照することにより明らかになるであろう。説明及び図面中において、本発明の原理が採用されてもよいいくつかの方法の例として本発明の特定の実施形態を詳細に開示する。しかし、本発明の範囲はそれらに限定されないことが理解される。本発明は、本明細書に添付の請求の範囲の趣旨及び条件内に含まれる全ての変更、変形及び均等物を含む。

一実施形態に関して説明及び図示又はその両方がされる特徴は、１つ以上の他の実施形態において同一又は同様の方法で使用されてもよく、且つ／又は他の実施形態の特徴と組み合わせて又はそれらの特徴の代わりに使用されてもよい。

尚、本明細書中で使用される場合の用語「具備する」は、記載される特徴、数字、ステップ又は構成要素の存在を特定するものとして解釈されるが、１つ以上の他の特徴、数字、ステップ、構成要素又はそれらの集合の存在又は追加を除外しない。

本発明の一実施形態に係る電子機器の一例として携帯電話を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る図１の携帯電話の関連部分を示す概略ブロック図である。 図１の携帯電話が動作する通信システムを示す概略図である。 ポインティングデバイスの一例の動作可能な構成要素をＸ‐Ｙ平面において示す概略図である。 、 図４のポインティングデバイスの動作可能な構成要素をＸ‐Ｚ平面において示す概略図である。 別の例のポインティングデバイスの動作可能な構成要素をＸ‐Ｚ平面において示す概略図である。 、 別の例のポインティングデバイスの動作可能な構成要素をＸ‐Ｚ平面において示す概略図である。

図面を参照して本発明を以下に説明する。図中、同じ図中符号は同じ要素を示すために使用される。図が必ずしも縮尺通りではないことは理解されるであろう。

用語「電子機器」及び「電子装置」は、ポータブル無線通信機器を含む。用語「ポータブル無線通信機器」は、以下の説明中、「ポータブル無線端末」と呼ばれ、携帯電話、ページャ、通信機、電子オーガナイザ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマートフォン又はポータブル通信装置などの全ての機器を含む。

本願において、本発明は、主に携帯電話に関連して説明される。しかし、本発明は、携帯電話に限定されることを意図せず、例えば、メディアプレーヤ、ゲーム機及びコンピュータなどの任意の種類の適切な電子機器であってもよいことが理解されるであろう。本発明の面は、電子装置のポインティングデバイスに関する。ポインティングデバイスは、電子装置と一体化されてもよく、あるいは有線インタフェース又は無線インタフェースを介して電子装置とインタフェースする独立した自蔵（すなわちスタンドアロン）入力装置として構成されてもよい。

まず、図１及び図２を参照すると、電子機器が示される。電子機器１０は、ユーザ入力装置として動作するように構成されたポインティングデバイス１２を含む。ポインティングデバイス１２の構成及び動作は、以下に更に詳細に説明される。ポインティングデバイス１２は、例えば、電子機器１０に常駐し且つ電子機器１０により実行されてもよい実行可能コードを含む任意の適切なソフトウェアドライバ及びハードウェアコントローラ又はその両方を含むか、又はそれらと関連して動作してもよい。

図示される実施形態の電子機器は携帯電話であり、携帯電話１０と呼ばれる。携帯電話１０は、ストレート型筐体を有するものとして示されるが、折りたたみ筐体又はスライド型筐体などの他の種類の筐体が利用されてもよいことは理解されるであろう。

携帯電話１０は、ディスプレイ１４及びキーパッド１６を含む。ディスプレイ１４は、動作状態、時刻、電話番号、連絡先情報、種々のナビゲーションメニューなどの情報をユーザに対して表示する。それらの情報に基づき、ユーザは、携帯電話１０の種々の機能を利用できる。更に、ディスプレイ１４は、携帯電話１０により受信され、又は携帯電話１０のメモリ１８から検索され、又はその両方の対象となるコンテンツを視覚表示するために使用されてもよい。ディスプレイは、写真、移動テレビコンテンツ及びゲームと関連する映像などの画像、映像及び他のグラフィックスをユーザに対して提示するために使用されてもよい。

キーパッド１６は、多様なユーザ入力操作を提供する。例えば、キーパッド１６は、電話番号、電話番号リスト、連絡先情報、メモなどの英数字情報の入力を可能にする英数字キー２０ａを通常含む。更に、キーパッド１６は、発呼又は着呼するための「通話送出」キー及び終話のため又は「電話を切る」ための「終話」キーなどの特殊機能キー２０ｂを通常含む。特殊機能キーは、例えば、異なる電話機能、プロファイル、設定などを選択するためにディスプレイ１４に表示されたメニュー内をナビゲートするためのメニューナビゲーションキー及びセレクトキーを従来と同様に含んでもよい。携帯電話と関連する他のキーは、音量キー、消音キー、電源オン／オフキー、ウェブブラウザ起動キー、カメラキーなどを含んでもよい。キー又はキーに類似する機能性は、ディスプレイ１４と関連するタッチスクリーンとして実現されてもよい。

携帯電話１０は、通常は別の携帯電話又は固定電話である着呼側／発呼側装置と携帯電話との通話を可能にし、又は信号交換を可能にし、又はその両方を可能にする通話回路網を含む。しかし、着呼側／発呼側装置は必ずしも別の電話でなくてもよく、インターネットウェブサーバ、コンテンツ提供サーバなどの他の任意の装置であってもよい。

図２は、携帯電話１０の機能ブロック図である。簡潔にするため、携帯電話１０の一般的に従来通りである機能はあまり詳細に説明されない。携帯電話１０は、携帯電話１０の機能及び動作全般の制御を実行するように構成された基本制御回路２４を含む。制御回路２４は、ＣＰＵ、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサなどの処理装置２６を含んでもよい。携帯電話１０の動作を実行するために、処理装置２６は、制御回路２４内部のメモリ（図示せず）又はメモリ１８などの別個のメモリ又はその両方に格納されたコードを実行する。メモリ１８は、例えば、バッファ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、取外し可能媒体、揮発性メモリ、不揮発性メモリ又は他の適切な装置のうち１つ以上であってもよい。

更に、処理装置２６は、ポインティングデバイス１２を支援する又はポインティングデバイス１２と対話するコードを実行してもよい。例えば、ポインティングデバイス１２により発生された信号を、処理装置２６により実行されるか又は携帯電話１０の他の場所で実行される他のプログラムに対するコマンドに変換するために、ポインティングデバイスドライバ又はポインティングデバイス支援機能２８が処理装置２６により実行されてもよい。ポインティングデバイス支援機能２８は、例えば、コンピュータ可読媒体又は機械可読媒体に格納されたプログラムとして実現されてもよい。ポインティングデバイス１２へのインタフェースに関連する論理機能を操作し且つ実行するために携帯電話１０をプログラムする方法は、コンピュータプログラミング技術、特に携帯電話又は他の電子装置のアプリケーションプログラミング技術の分野における当業者には明らかであろう。従って、説明を簡潔にするため、特定のプログラムコードに関する詳細を省略した。また、ポインティングデバイス支援機能２８は、本発明の好適な一実施形態に従って処理装置２６により実行されるが、そのような機能性は、本発明の範囲から逸脱することなく、専用ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせを介しても実行可能である。

図１及び図２を更に参照すると、携帯電話１０は、無線回路３２に結合されたアンテナ３０を含む。無線回路３２は、アンテナ３０を介して信号を送受信する無線周波数送信機及び無線周波数受信機を従来と同様に含む。無線回路３２は、移動通信システムにおいて動作するように構成されてもよく、データ又はＡＶコンテンツ又はその両方を送受信するために使用されてもよい。移動無線ネットワーク又は放送ネットワーク又はその両方と対話するための受信機の種類は、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＧＰＲＳ、ＭＢＭＳ、ＷｉＦｉ、ＷｉＭａｘ、ＤＶＢ‐Ｈ、ＩＳＤＢ‐Ｔなど及びそれらの規格の改良バージョンを含むが、それらに限定されない。

携帯電話１０は、無線回路３２により送信される音声信号と無線回路３２から受信される音声信号とを処理する音声信号処理回路３４を更に含む。音声処理回路３４に結合されたスピーカ３６及びマイクロホン３８を使用して、ユーザは、従来と同様に携帯電話１０を介して音声を聴取し、対話することができる。動作全般を実行するように、無線回路３２及び音声処理回路３４は、制御回路２４にそれぞれ結合される。ユーザに対して音声データを再生するために、音声データは、制御回路２４から音声信号処理回路３４に供給されてもよい。音声データは、例えば、メモリ１８により格納され且つ制御回路２４により検索された音声ファイルからの音声データを含んでもよい。音声処理回路３２は、任意の適切なバッファ、復号器、増幅器などを含んでもよい。

携帯電話１０は、制御回路２４に結合された上述のポインティングデバイス１２、ディスプレイ１４及びキーパッド１６を更に含む。ディスプレイ１４は、ビデオ処理回路４０により制御回路２４に結合されてもよい。ビデオ処理回路４０は、ビデオデータをディスプレイ１４を駆動するために使用されるビデオ信号に変換する。ビデオ処理回路４０は、任意の適切なバッファ、復号器、ビデオデータ信号プロセッサなどを含んでもよい。ビデオデータは、制御回路２４により生成されるか、メモリ１８に格納されたビデオファイルから検索されるか、無線回路３２により受信される入力ビデオデータストリームから取り出されるか、又は他の任意の適切な方法により得られてもよい。

携帯電話１０は、１つ以上のＩ／Ｏインタフェース４２を更に含む。Ｉ／Ｏインタフェース４２は、通常の携帯電話Ｉ／Ｏインタフェースの形態であってもよく、１つ以上の電気コネクタを含んでもよい。携帯電話１０の内部の電源ユニット（ＰＳＵ）４４のバッテリを充電するために、Ｉ／Ｏインタフェース４２は、携帯電話１０をバッテリ充電器に結合するように通常通りに使用されてもよい。これに加えて又はその代わりに、音声処理回路３４により出力される信号に従って音声を聴取可能なように発出するヘッドホン（イヤホンと呼ばれる場合もある）のような有線パーソナルハンズフリーアダプタ（図示せず）に携帯電話１０を接続するために、Ｉ／Ｏインタフェース４２が使用されてもよい。更に、Ｉ／Ｏインタフェース４２は、データケーブルを介して携帯電話１０をパーソナルコンピュータ又は他の装置に接続するために使用されてもよい。車両の電源アダプタ又はコンセントの電源アダプタにＩ／Ｏインタフェース４２が接続された場合、携帯電話１０は、Ｉ／Ｏインタフェース４２を介して動作電力を受け取ってもよい。

携帯電話１０は、計時機能を実行するタイマ４６を更に含んでもよい。そのような機能は、通話の持続時間を計測する機能、タイムスタンプ及び日付スタンプを生成する機能などを含んでもよい。携帯電話１０は、デジタル写真又は動画又はその両方を撮影するカメラ４８を含んでもよい。写真又は動画又はその両方に対応する画像ファイル又はビデオファイル又はその両方は、メモリ１８に格納されてもよい。携帯電話１０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機、ガリレオ衛星システム受信機などの位置データ受信機５０を更に含んでもよい。付属品、ハンズフリーアダプタ（例えば、携帯電話１０からヘッドホンへ転送される音声データに対応する音声を聴取可能なように出力するヘッドホン）、別の携帯無線端末、コンピュータ又は別の装置との通信を成立させるために、携帯電話１０は、赤外線トランシーバ又はＲＦアダプタ（例えばBluetoothアダプタ）又はその両方などのローカル無線インタフェース５２を含んでもよい。

携帯電話１０は、テキストメッセージ（例えば、通常「ＳＭＳ」と呼ばれる）、電子メールメッセージ、マルチメディアメッセージ（例えば、通常「ＭＭＳ」と呼ばれる）、画像ファイル、ビデオファイル、音声ファイル、呼出し音、ストリーミングオーディオ、ストリーミングビデオ、データ供給（ポッドキャストを含む）などのデータを送信し、受信し且つ処理するように構成されてもよい。そのようなデータの処理は、データをメモリ１８に格納すること、ユーザとデータとの対話を可能にするアプリケーションを実行すること、データと関連するビデオコンテンツ又は画像コンテンツ又はその両方を表示すること、データと関連する音声を出力することなどを含んでもよい。携帯電話１０は、ユーザが対話型ゲームを実行すること又はポインティングデバイス１２からのユーザ入力を受信する他のアプリケーションを実行することを可能にするように構成されてもよい。

更に図３を参照すると、携帯電話１０は、通信システム５４の一部として動作するように構成されてもよい。システム５４は、（１つ以上の）サーバ５８を有する通信ネットワーク５６を含んでもよい。サーバ５８は、携帯電話１０により送出される通話及び携帯電話１０を受信先とする通話を管理し、携帯電話１０へデータを送信し且つ他の任意の支援機能を実行する。サーバ５８は、送信媒体を介して携帯電話１０と通信する。送信媒体は、例えば、通信タワー（例えばセルタワー）、別の携帯電話、無線アクセスポイント、衛星などを含む任意の適切な装置又は構体であってもよい。ネットワークの一部は、無線送信経路を含んでもよい。通信ネットワーク５６は、複数の携帯電話１０及び他の種類のエンドユーザ装置の通信活動を支援してもよい。理解されるように、サーバ５８は、サーバ機能を実行するために使用される通常のコンピュータシステムとして構成されてもよく、且つサーバ５８の機能を実現する論理命令を含むソフトウェアを実行するように構成されたプロセッサを含んでもよい。

次に図４を参照すると、ポインティングデバイス１２の一実施形態の動作可能な構成要素が概略的に示される。図４は、磁界６０の上方に規定された位置から見たＸ‐Ｙ平面におけるポインティングデバイスを示す。ポインティングデバイス１２は、磁界６０及び磁気ディスク６２、並びにディスク６２の相対位置を判定するセンサ６４を含む。センサ６４は、ポインティングデバイス制御回路（図示せず）に入力される電気信号を発生してもよい。その結果、ポインティングデバイス制御回路は、センサ６４からの信号をディスク６２の運動を示す信号に変換する。信号は、処理装置２６により実行されるアプリケーションに対するコマンドとして制御回路２４に入力されてもよい。別の実施形態において、センサ６４により出力される前処理された信号又は生信号は、制御回路２４に入力され、ポインティングデバイス支援機能２８により処理されてもよい。

図５ａ及び図５ｂは、Ｘ‐Ｚ平面から見た図４のポインティングデバイス１２を概略的に示す。図５ａは、ディスク６２がホームポジション（又は休止位置）にある場合のポインティングデバイス１２を示し、図５ｂは、ユーザにより加えられた側方力によりディスク６２がホームポジションから変位した場合のポインティングデバイス１２を示す。

ディスク６２は、永久磁石であってもよい。図示される実施形態において、ディスク６２のＮ極は上に向き、Ｓ極は下に向く。ディスク６２の磁極の向きが逆であってもよいことは理解されるであろう。その場合、磁界６０（以下に説明される）の相対極性も反転される。ディスク６２は丸形であるものとして図示されるが、ディスク６２は、正方形又は長方形などの任意の適切な形状を有してもよい。

一実施形態において、磁界６０は、永久磁石の配列から発生されてもよい。しかし、好適な一実施形態において、磁界６０は誘導される。磁界の誘導は、任意の適切な方法で達成されてもよい。例えば、基板７０の一部として、複数の磁界誘導子６６が配列されてもよい。例えば、基板７０は、誘導子６６が装着される回路基板７０であってもよい。ディスク６２が上面を移動できる平坦な面を形成するために、充填材料が使用されてもよい。誘導子６６は、ワイヤに電流が流された場合に磁気分極する、ワイヤが巻き付けられた鉄の棒から形成されてもよい。

磁界６０の中央部分は、中性磁気極性を有してもよく、あるいはディスク６２の底面側とは逆の極性を持っていてもよい。これにより、磁界６０の中央部分は、ディスク６２の吸引ゾーン７２を規定する。極性を持つ場合、磁界６０の中央部分は、磁界６０のその他の部分とは逆の極性を有してもよい。図示される実施形態において、磁界６０の中央部分は、ディスク６２のＳ極を引き付けるためにＮ極を有する。ディスク６２がユーザにより移動されない場合に磁界６０に関してディスク６２を中心位置に位置決めするため及び基板７０に対してディスク６２を保持するために、ディスク６２は、吸引ゾーン７２に引き寄せられてもよい。ディスクと吸引ゾーン７２との間の引力は非常に弱いので、ユーザは、ポインティングデバイス１２により検出可能な「急激な」入力操作を行うことなく、比較的容易にディスク７２を吸引ゾーン７２から移動できる。

吸引ゾーン７２の領域を取り囲む磁界６０は、ディスク６２の底面側と同一の磁気極性を有してもよい。ディスク６２に側方力が加えられた場合、ディスク６２は、吸引ゾーン７２から外れ、磁界６０に沿って側方へ移動する。ディスク７２は、同一の極性を持つディスク６２の底面側及び磁界６０により反発されてもよい。ユーザがディスク７２にごく弱い下向きの力を加えると、そのような反発によって、ディスク６２は、磁界６０のわずかに上方で浮揚してもよい。

ディスク６２上に可撓性の膜７４が配置されてもよい。膜７４は、磁界６０を取り囲むが、磁界６０上でディスク６２が側方へ移動でき且つディスク６２を基板７０の面からわずかに垂直方向に離間させるように配置されてもよい。使用中にディスク６２が「裏返し」にならないように、また、誤ってディスク６２を紛失しないように、膜７４は、ディスク６２を保持する働きをしてもよい。更に、膜は、ディスク６２及び磁界６０を塵芥による汚損から保護してもよい。ユーザが膜７４を押すことによりディスク６２を操作しながら、膜７４の下のディスク６２を感じ取れるようなゴム片によって、膜７４が実現されてもよい。従って、ディスク６２の側方移動、並びにディスク６２の多少の垂直運動を可能にするために、膜７４は、ディスク６２に対してわずかな保持強さを与えてもよい。また、膜７４に沿ってユーザが容易に指を動かせるように、膜７４は、摩擦の少ない面を形成してもよい。目視できるマーク又は指標又はその両方をユーザに対して提示するために、膜７４の上面は印刷されてもよい。

側方変位の後、ディスク６２をニュートラルポジション（例えば吸引ゾーン７２）へ復帰するために、磁界６０に勾配が与えられてもよい。例えば、磁界６０の周辺領域における磁力は、同一極性であり且つ吸引ゾーン７２に隣接して位置する領域と比較して強くてもよい。勾配は、活字の大きさを変えて示されるＮ極及びＳ極の文字表現（「Ｓ」及び「Ｎ」）によって図式的に示されている。図中、活字が大きいほど、その局部の磁力は強い。吸引ゾーン７２又は勾配又はその両方は、使用されていない場合にディスク６２をホームポジションまで移動するためにディスク６２と磁界６０との間に磁気バイアスを規定する。

前述のように、センサ６４は、ディスク６２の相対場所を判定するために使用されてもよい。一実施形態において、センサ６４は、局所におけるディスク６２の有無により発生する磁界６０の変化を感知することによりディスク６２の移動を検出するように配置されたホール効果センサであってもよい。センサの数及び配置場所は、所望の入力分解能レベルに応じて異なってもよい。図４において、磁界６０を発生するために使用される基板７０の下方に４個のセンサが示される。センサ６０は、方位磁針に基づく方向（例えば東西南北）に沿って配置され、ディスク６２の場所を検出するために４個一組で使用されてもよい。ディスク６２の移動の方向及び速度を確認するために、時間の経過に伴って、ディスク６２の場所がサンプリングされてもよい。図５ａ及び図５ｂにおいて、基板７０の下方にセンサのアレイが示される。ホール効果センサは、磁界密度に応答して変化する出力電圧を有する変換器である。ポインティングデバイス制御回路（図示せず）又はポインティングデバイス支援機能２８又はその両方によって複数のセンサの出力を解析することにより、ディスク６２の場所、ディスク６２のオフセットの速度及びディスク６２のオフセットの継続時間は、携帯電話１０により実行される種々のアプリケーションに対応する制御信号に変換されてもよい。

センサ６４の出力信号から発生される制御信号は、特定のアプリケーションに適合されてもよい。例えば、多くの従来の携帯電話１０のアプリケーションは、方位磁針に基づく４つ〜８つの方向に対応するポインティングデバイス入力を受信するように符号化されてもよい。そのような方向は、いくつかの初歩的なゲーム及びメニューナビゲーションスキーマに適する。マウス及び大型ハンドルを有するジョイスティックから通常体験できるようなポインティングデバイス１２における「アナログ」感覚をユーザに与えつつ、ゲームアプリケーションを含むより精巧なアプリケーションを制御するために、更に高度な方向分解能、又は速度情報及び継続時間情報、又はその両方が使用されてもよい。

更に図６を参照すると、Ｘ‐Ｚ平面から見たポインティングデバイス１２の別の実施形態が示される。図６のポインティングデバイス１２は、磁界６０、磁気ディスク６２及びセンサ６４を含む。磁界６０は、基板７０の一部として配列された誘導子６６により誘導される。センサ６４は、基板７０の下方に配置されるのではなく、基板７０の一部を形成する。例えば、誘導子６６及びセンサ６４は、回路基板に実装されてもよい。いくつかの実施形態において、ディスク６２が上面を移動できる平坦な面を規定するために、充填材料が使用されてもよい。

ディスク６２は、環状フランジ７６を一体に含んでもよいし、あるいは環状フランジ７６の開口部に装着されてもよい。筐体部材７８は、フランジ７６を受け入れるための溝穴８０を含んでもよい。筐体部材７８とフランジ７６との相互作用により、ディスク６２の上方及び側方への移動が制限されてもよい。例えば、ディスク６２がフランジ７６と共にポインティングデバイス１２から外れる危険性を最小限に抑えるために、フランジ７６の外径は、フランジ７６の上部アーム８４の開口部８２の内径より大きくてもよい。ディスク６２が基板７０の上面に当接している場合、上部アーム８４は、フランジ７６から上方へ離間してもよい。上部アーム８４は、ディスク６２に対して垂直運動制限ストッパとして作用してもよい。ディスク６２は、開口部８２を通してユーザにより操作されてもよい。開口部８２は可撓性の膜７４により被覆されてもよく、ディスク６２を操作するために、ユーザは膜７４を押す。

更に図７ａを参照すると、Ｘ‐Ｚ平面から見たポインティングデバイス１２の別の実施形態が示される。図７ａのポインティングデバイス１２は、磁界６０、磁気ディスク６２及びセンサ６４を含む。図を簡略にするため、図７ａにはセンサ６４は明示して示されないが、他の実施形態の場合と同様に、ディスクの移動を検出するために、センサは誘導子６６に関して配列されてもよい。従って、誘導子６６又はセンサ６４又はその両方は、基板７０の一部として配列されてもよい。いくつかの実施形態において、ディスク６２が上面を移動できる平坦な面を規定するために、充填材料が使用されてもよい。

ディスク６２は、キャップ８６に嵌め込まれてもよい。キャップ８６は、プラスチックなどの剛性材料から形成されてもよい。キャップ８６は、図６のフランジ７６と同様のフランジ８８を含んでもよい。キャップ８６は、筐体部材９０により押さえられてもよい。ディスク６２及びキャップ８６は一体に動いてもよいが、筐体部材９０とキャップ８６との相互作用により、ディスク６２の上方及び側方への運動が制限されてもよい。例えば、ディスク６２及びキャップ８６がポインティングデバイス１２から外れる（例えば「裏返る」又は紛失する）危険性を最小限に抑えるために、フランジ８８の外径は、筐体部材９０の開口部９２の内径より大きくてもよい。ディスク６２が側方へ移動すると、筐体部材９０は、ディスク６２の周囲に嵌合したキャップ８６の部分と接触し、Ｘ‐Ｙ方向におけるディスク６２及びキャップ８６の動きを制限してもよい。ディスク６２が基板７０の上面に当接している場合、筐体部材９０は、フランジ７６から上方へ離間してもよい。筐体部材９０は、ディスク６２に対して垂直運動制限ストッパとして作用してもよい。ディスク６２は、ユーザがキャップ８６を押すことにより操作されてもよい。ポインティングデバイス１２への塵芥の侵入を抑止するために、フランジ８８においてガスケット及び／又は末端部構造が使用されてもよい。

図７ａの実施形態は、ディスク６２の下部の極性と同一である磁気極性をそれぞれが有する誘導子６６により形成される磁界６０を示す。従って、この場合、磁界６０が誘導されると、ディスク６２及びキャップ８６は、磁界６０の上方で浮遊しようとする。あるいは、図４〜図６に示す吸引ゾーン７２と同様の吸引ゾーンを形成するために、中央の誘導子９４は、ディスク６２の下部の極性とは逆の極性を有してもよい。

更に図７ｂを参照すると、ロック構成にある図７ａのポインティングデバイスが示される。ロック構成は、ディスク６２を固定場所に保持するために磁界６０を調整する。図示される実施形態において、ディスク６２に相対的に大きな力が加えられていない場合にディスク６２をポインティングデバイス１２の中央へ引き付け且つディスク６２をその位置に固定するように、相対的に強力な磁界を誘導するために中央誘導子９４が使用される。図示される実施形態において、その他の誘導子６６は動作されていない。他の実施形態において、ディスク６２を引き寄せ且つロックするように磁界６０全体を分極するために、全ての誘導子６６及び９４が使用されてもよい。ボタンが不注意のミスによって押下され、携帯電話１０における機能性が起動されてしまうのを防ぐためにキーロック機能が使用されるのと同様に、携帯電話１０のある特定の動作モードに関してディスク６２がロックされてもよい。ゲームアプリケーションにおいて、ユーザがゲームに負けた場合又はゲームの中のキャラクターが失われた場合に、ロック機能がオンされてもよい。この状況におけるディスク６２のロックは、ユーザにゲームオーバーを伝達するための対話型フィードバックメカニズムとして作用してもよい。

薄型ユーザ入力装置を提供するポインティングデバイスの種々の実施形態を図示及び説明した。図示され且つ説明された実施形態は実現例であるので、１つの実施形態からの特徴は、１つ以上の他の実施形態において同一又は同様の方法で使用されてもよく、又は他の実施形態の特徴と組み合わせて又はその代わりに使用されてもよい。磁気ディスク６２が使用中にホームポジションから外れた場合、磁気ディスク６２は、浮遊しているような感覚をユーザに与えてもよい。また、ユーザにより磁力に抗する力が加えられていない場合、ディスク６２は、ホームポジションへ引き戻されてもよい。特にゲームのようなアプリケーションを制御するために、ポインティングデバイス１２により制御される電子装置とインタフェースする場合、ポインティングデバイス１２は、ユーザの体感を改善するであろう。携帯装置の従来のポインティングデバイスと比較して、ポインティングデバイス１２は、複雑な動きを行う（例えば北西方向又は北東方向に動く）ユーザの能力及び中央ニュートラルゾーンを通らずに１つの位置から別の位置へ（例えば南西の場所から北西の場所へ）移動するユーザの能力を改善する。

別の実施形態において、磁気ディスク６２の代わりに、分極された電界を有するディスクが使用されてもよい。本実施形態において、磁界６０の代わりに、協働する電界が使用されてもよい。ディスクの移動によって起こる電界の変化の方向は、ユーザ入力コマンドに変換されてもよい。本実施形態において、電界は、コンデンサのプレートに類似する導電性プレートを使用して発生されてもよい。ディスクにおける電界の発生は、電気導体を有するテザー（図示せず）を使用してディスクを電圧源に結合することを含んでもよい。

ある特定の好適な実施形態に関して本発明を図示し且つ説明したが、本明細書を読み且つ理解することにより、当業者が均等物及び変形を考案できることは理解される。本発明は、全てのそのような均等物及び変形を含み、添付の請求の範囲の範囲によってのみ限定される。

Claims (13)

1. 磁気ディスク（６２）と、
   磁界であって、該磁界上を、ユーザにより加えられる力に応じて、前記磁界の発生源に対して平行な面内を前記磁気ディスクが横方向に二次元で移動するところの前記磁界（６０）と、
   前記磁界に対する前記磁気ディスクの位置を検出するための複数のセンサ（６４）とを含み、
   前記磁界は、前記磁界に隣接する前記磁気ディスクの面と同一の極性を持つ磁界部分を含み、それにより、前記磁気ディスクが前記磁界部分の上方に配置された場合に前記磁気ディスクに浮揚力が加えられ、
   前記磁界部分は、ユーザにより力が加えられていない場合に前記磁界に対して前記磁気ディスクを位置決めするための中央吸引ゾーン（７２）を包囲するポインティングデバイス（１２）。
2. 前記センサは、前記磁界の変化を検出する請求項１記載のポインティングデバイス。
3. ディスク移動速度及び変位の持続時間を判定するために、前記センサからの出力信号が処理される請求項１又は２に記載のポインティングデバイス。
4. 前記磁界は誘導される請求項１から３のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。
5. 前記磁気ディスクに装着され、筐体（７８、９０）に対して前記磁気ディスクと共に移動する部材（７６、８６）を更に具備する請求項１から４のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。
6. 前記部材及び前記筐体は、前記磁気ディスクの垂直運動又は前記磁気ディスクの側方移動の少なくとも一方を制限するように協働する請求項５記載のポインティングデバイス。
7. 前記中央吸引ゾーンは、前記ディスクを前記磁界に対して中央へと吸引する請求項１から６のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。
8. 前記中央吸引ゾーンは、前記磁界部分と反対の極性を有する請求項１から７のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。
9. 前記磁界部分は勾配を有しており、前記ディスクと前記磁界部分との間で磁気的な偏りを生じさせて前記ディスクが未使用の場合に該ディスクを移動させる請求項１から６のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。
10. 前記磁界部分は勾配を有しており、前記磁界部分の周辺領域が、前記磁界部分の中央領域より強い磁界をもつ請求項１から６のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。
11. 前記磁界は前記磁気ディスクの位置をロックするよう制御される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。
12. ソフトウェアアプリケーションを実行するプロセッサ（２６）と、
    前記アプリケーションに方向ユーザ入力コマンドを提供するポインティングデバイス（１２）とを具備し、
    前記ポインティングデバイスは、
    磁気ディスク（６２）と、
    磁界であって、該磁界上を、ユーザにより加えられる力に応じて、前記磁界の発生源に対して平行な面内を前記磁気ディスクが横方向に二次元で移動するところの前記磁界（６０）と、
    前記磁界に対する前記磁気ディスクの場所を検出するための複数のセンサ（６４）とを含み、
    前記磁界は、前記磁界に隣接する前記磁気ディスクの面と同一の極性を持つ磁界部分を含み、それにより、前記磁気ディスクが前記磁界部分の上方に配置された場合に前記磁気ディスクに浮揚力が加えられ、
    前記磁界部分は、ユーザにより力が加えられていない場合に前記磁界に対して前記磁気ディスクを位置決めするための中央吸引ゾーン（７２）を包囲する電子装置（１０）。
13. 電子装置とインタフェースする方法であって、
    磁気ディスク（６２）の下方において磁界（６０）を誘導するステップであって、前記磁界は、前記磁界に隣接する前記磁気ディスクの面と同一の極性を持つ磁界部分を含み、それにより、前記磁気ディスクが前記磁界部分の上方に配置された場合に前記磁気ディスクに浮揚力が加えられ、前記磁界部分は、ユーザにより力が加えられていない場合に前記磁界に対して前記磁気ディスクを位置決めするための中央吸引ゾーン（７２）を包囲するところのステップと、
    前記磁界の発生源に対して平行な面内における前記磁気ディスクの横方向への二次元の移動の結果として起こる前記磁界の変化を感知するステップと、
    感知された磁界の変化から、前記磁気ディスクの運動を示すコマンド信号を発生するステップと
    を有する方法。

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