JP5215555B2 - 小型携帯端末に適したポインティングデバイス - Google Patents

Description

本発明は、小型携帯端末に適したポインティングデバイスに関する。

最新のコンピュータオペレーティングシステム及び画像プログラムは、コンピュータディスプレイ上のカーソルの位置を制御するためのポインティングデバイスを必要とする。同様に、ピム（ＰＩＭ：personal information managers）及び携帯電話のような携帯端末も、係るポインティングデバイスを備えることにより恩恵を受ける。デスクトップ型パソコンの場合、最も成功しているポインティングデバイスは、「マウス」である。マウスは、コンピュータディスプレイ上のカーソルの動きを制御するために、キーボードの近くの平面上で移動する手持ち式の物体である。マウスが移動する方向と距離は、カーソルがディスプレイ上で移動する方向と距離を決定する。従来のマウスは、ユーザが非常に正確に移動させることができる剛性物体を提供する。デスクトップ型コンピュータの場合、マウスは、位置決めの問題に対する満足な解決策を提供する。マウスが移動して画面上の所望のカーソルの移動に適応できる経路を提供するほど十分に作業空間が広くない場合、ユーザは単純にマウスを持ち上げて、マウスを作業空間の中心に再度置く。

マウスはデスクトップ型パソコンの市場においてポインティングデバイスの問題に対する満足な解決策を提供してきたが、携帯電話のような携帯端末に対して、同様の成功したデバイスは利用できない。これらの携帯端末は、キーパッド又は画面の近くに、マウスが移動できるほど十分に広い平面が無い。更に、別個のポインティングデバイスを携帯する必要性により、マウスがこれらの用途に対して決して理想的でない状態にする。従って、これらの携帯端末を使用する際に、何らかの他の形態のポインティングデバイスが必要とされている。

これらの環境で使用するためのポインティングデバイスは、カーソルを迅速に正確に移動させる問題を解決しなければならない。更に、デバイスは、初心者のユーザが詳しく教わらずに理解できる分かりやすい態様で動作しなければならない。更に、ポインティングデバイスは、限定された作業空間で動作し、携帯端末のフォームファクタに適合する必要がある。最後に、低コスト、低電力消費、及び高い信頼性の通常の制約も満たす必要がある。

ラップトップ型コンピュータの場合、市場においてポインティングデバイスの問題に対する２つの主要な解決策、即ちシナプティクス（Synaptics）社の容量性タッチパッド（TouchPad（R））及びＩＢＭ社のトラックポイント（TrackPoint(R)）がある。他の企業も類似した機能を有するこれらデバイスのバージョンを製作する。これらデバイスの双方は、上記の要件を満たすには程遠い。トラックポイントは、ラップトップ型コンピュータのキーボードの中心に一般に配置された小さなボタンである。そのボタンは、ボタンの上面に指で横力を加えることにより「ジョイスティック」に類似した態様で動くことができる。残念ながら、そのボタンは、わずかな量しか動くことができず、かくして、ボタンの変位は、コンピュータディスプレイ上のカーソル位置の変位に直接的にマッピングされることができない。代わりに、ボタンの変位は、カーソルが移動する方向と速度を制御する。ユーザがこのタイプの速度制御を使用してカーソルを位置決めすることができる精度は、従来のマウスで達成される精度よりも大幅に劣る。この制約は特に、コンピュータグラフィクスのプログラムにおける描画のような、細かくて正確な移動を要求するタスクにおいて明らかである。更に、このタイプのポインティングデバイスは、ボタンの機能性を提供しない。

タッチパッドは、５０ｍｍ〜１００ｍｍの辺を有し、一般に大半のラップトップ型コンピュータのキーボードの下に配置された何の装飾もない長方形のパッドである。そのデバイスは、デバイスのエッジに対して長方形の表面上の指の位置を検出する。この検出は、低摩擦絶縁材料の下にある一連の電極上でユーザの指によってもたらされる容量変化を測定することにより達成される。

また、トラックポイントに類似したタッチパッドは、正確さの欠如という欠点もある。回路に対して未知の電位にあるユーザによってもたらされる容量変化を測定することは本質的に困難である。更に、ユーザの指の接触領域は比較的大きい。従って、指の位置の正確な測定を行うために、当該デバイスは、指とパッドとの間の接触領域の中心のような、何らかのパラメータを求めなければならない。残念ながら、接触領域のサイズと形状は、ユーザにより加えられる圧力で変動する。従って、そのようなパラメータを求めることは、よくても限られた精度を有する。実際問題として、ユーザは、正確なカーソルの移動を反復可能に行うことはできない。

また、ユーザが指又は手首で偶発的にパッドに触れた際に誤った信号を生じるという問題もある。いくつかのデバイスにおいて、従来のマウスの「クリック」機能は、パッド上で軽くたたくことにより実施される。この結果、タイピングの間の係る偶発的な起動により、カーソルがタイピング動作の途中で新しい位置にジャンプし、テキストがその新しい位置に挿入される。

参照により本明細書に援用される、本願よりも前に出願された特許文献１では、上述した問題の多くを克服するパックベースのポインティングデバイスが教示されている。そのポインティングデバイスは、ユーザがユーザの指によってパックに圧力を加えた際に、画定された可動域内で移動するパックを利用する。ユーザがパックを放すと、一組のスプリングが、可動域内の中心位置にパックを戻す。パックの位置及びパックにかかる圧力は、当該デバイスの電極により求められる。位置情報を用いて、ディスプレイ画面上のカーソルを位置決めする。装置のディスプレイ上の適切なカーソル位置へとユーザの指がパックを押している間に、取り付けられた装置のソフトウェアが、パックの動きを変換する。ユーザがパックを放すと、パックとカーソル位置との間の結合がソフトウェアにより切断され、従って、パックが再び中心に置かれる間に、カーソルは逆方向に移動しない。

上述した特許文献１に教示されたデバイスは、ラップトップサイズから携帯電話、ＰＤＡ、及びＭＰ３プレーヤのような種々の携帯機器に適合するサイズまで縮小され得る。また、画面サイズが縮小されるにつれて、必要なパックの移動量も低減され得る。しかしながら、有限の画面サイズは、スクローリングのような他の操作を重要視する。携帯電話のような携帯端末の小さな画面は、小さなウィンドウをエミュレートし、その小さなウィンドウを通して非常に大きなデスクトップを閲覧することができる。当該ウィンドウを種々の方向に移動させることにより、デスクトップの所望の部分は、そのウィンドウの下に配置され得る。次いで、当該ウィンドウの下にあるデスクトップ上の物体は、ウィンドウ内にカーソルを移動させることにより選択される。従って、係る環境において使用するためのポインティングデバイスは、ポインティング機能と二次元スクローリング機能の双方を有することから利益を得る。

同時係属出願の第２の特許文献２では、スクローリングとポインティング機能の双方を提供するポインティングデバイスが説明されている。開示された発明は、携帯端末のディスプレイを使用して、携帯端末のディスプレイ上の「ウィンドウ」の下にある、より大きなデスクトップの内容を表示する。ウィンドウの位置は、パックの可動域のエッジにある所定領域へとポインティングデバイスを移動させることにより移動する。この解決策は追加のスクローリング機能を提供するが、ユーザは依然として、現在のウィンドウで見ることができない領域の「デスクトップ」に何があるのかを記憶していなければならない。
米国特許出願第１０／７２３，９５７号 米国特許出願第１１／０６９，３４１号

従って、本発明の課題は、上述した技術的な問題を克服、又は少なくとも緩和することにある。

本発明は、パック、ディスプレイ画面、及びコントローラを有するディスプレイ装置を含む。パックは、第１の表面上で移動し、その第１の表面は、その上に画定されたパックの可動域を含み、パックの可動域はポインティング領域と機能領域に分割される。コントローラは、可動域内のパックの位置を求める。ディスプレイ画面は、第１及び第２のディスプレイモードを有し、ディスプレイ画面は第１のディスプレイモードで二次元のシーンを表示し、第２のディスプレイモードで二次元のシーンのサブシーンを表示する。サブシーンは、サブシーン位置により特徴付けられる。ディスプレイ画面は、第２のモードにおいてパックがポインティング領域にある際に、パックの位置により制御されるようにサブシーン内で移動するカーソルを表示する。コントローラにより、ディスプレイのシーンは、パックが機能領域にある場合に、第２のモードから第１のモードに変更される。コントローラにより、サブシーンの位置は、機能領域内のパックの位置に応答して移動する。

本発明によれば、携帯端末に適したポインティングデバイスが提供される。特に、画面に表示される画像の倍率がポインティングデバイスのパックの位置に応じて変更されることにより、画面のスクロール動作において、ユーザがデスクトップ上の隠れた領域の内容を記憶する必要なしに、所望の位置にスクロールすることが可能になる。

本発明がその利点を提供する態様は、図１及び図２を参照することによってより容易に理解されることができ、それらの図面は、上述した特許文献に教示されるようなパックベースのポインティングデバイスを示す。図１は、ポインティングデバイス１０の上面図であり、図２は、図１に示された線２−２に沿って切断されたポインティングデバイス１０の断面図である。ポインティングデバイス１０はパック（円形部材）１１を含み、パック１１は、パック１１に加えられる横力に応答してパックの可動域１９内で基板１５の表面１２の上を移動する。力は一般に、ユーザの指によりパック１１に加えられる。パック１１は、パック１１に加えられる垂直圧力を測定する圧力検出機構を含む。検出された圧力が所定の閾値を超える場合、カーソルの追跡機能が活性化されて、カーソルは、パックの動きにより決定された方向と距離で画面上で移動する。更に、ポインティングデバイス１０は、表面１２上のパック１１の位置を求めるための検出機構も含む。

ユーザがユーザの指１６を外すことによりパック１１を解放すると、パック１１は、パックの可動域の側部１４にパックを接続する、１３で示されたスプリングによって、その中心位置まで戻される。その戻りの間にわたり、ユーザの指がパック１１に鉛直力を加えないので、その戻りの動きに関連した位置の変化は、ホスト装置に伝えられない。即ち、カーソルはその以前の位置にとどまる。これは、マウスを持ち上げて可動域の中心にマウスを元の所へ置くことにより一般にマウスで達成される、従来の「再センタリング」能力を提供する。再センタリングは、ラップトップ型コンピュータ、携帯端末、及び可動域が制限される他の小型の応用形態において、特に必要である。

上述した特許文献は、ユーザによってパックに加えられる圧力を測定するための多数の機構を教示しており、従って、これらの機構は本明細書で詳細に説明されない。この説明のために、底面に対して垂直に移動できる上面を有するパックが使用され得ることに留意するだけで十分である。上面は、スプリング機構により所定位置に保持される。ユーザが上面に圧力を加えると、上面は、印加された圧力に応じた量だけ底面の方へ移動する。パックの上面と底面との間の距離は、多数の方法のうちの１つを利用して測定される。例えば、パックの上面と底面は、並列プレートコンデンサを形成する導電層を含むことができる。このコンデンサの静電容量は、プレート間の距離に依存し、従って、静電容量の測定値は、ユーザにより印加された圧力の測定値を提供する。

一実施形態においてパックの位置を検出する態様は、上述した特許文献で詳細に説明されており、従って本明細書で詳細に説明されない。この説明のために、容量性検出方式を利用してパックの位置を求めることができると仮定する。係る方式は図３に示され、図３は、本発明の一実施形態においてパックが移動する、図１に示された表面１２の部分の上面図である。表面５０は、外部回路に接続された端子を有する、５１〜５４で示された４つの電極を含む。図面を簡略化するために、これらの端子は省かれている。パックは、図面の想像線で示される電極５５を含む底面を有する。電極５１〜５５は互いから電気的に絶縁される。例えば、電極５５は、必要な絶縁を提供すると同時に、依然として電極５５が他の電極の上を滑動することを可能にする誘電体の層で被覆され得る。４つの電極は実際には、表面が５０で示される基板の裏面にパターン形成され得る。これにより、４つの電極とパックの電極との間の静電容量が低減されるが、数ミリメートル又はそれ未満の基板厚さに対しては、実際に役に立つことができる。電極５５と各電極５１〜５４との間の部分的な重なりは、電極５１〜５４に対するパックの位置に依存する。電極５５と電極５１〜５４との間の部分的な重なりはそれぞれ、Ａ〜Ｄにより示される。

ここで、電極５１〜５５の等価回路の略図である図４を参照する。電極５１に部分的に重なる電極５５の一部は、部分的な重なりＡに比例する静電容量を有する並列なプレートコンデンサを形成する。同様に、電極５２に部分的に重なる電極５５の一部は、部分的な重なりＢに比例する静電容量を有する並列なプレートコンデンサを形成し、以下同様である。コンデンサの全てが電極５５の一部を共有するので、等価回路は共通の電極に接続された４つのコンデンサからなる。この共通の電極は電極５５である。従って、電極５５と各電極５１〜５４との間の静電容量を測定することにより、電極５１〜５４に対する電極５５の位置を求めることができる。この位置を求めることは、コントローラ５９により行われることができ、コントローラ５９はポインティングデバイスの一部分、又はポインティングデバイスが一部分を形成するホスト装置の一部分とすることができる。

現在のカーソル位置においてアイテムを選択するための「クリック」を実現するために、ドーム形状のクリッカ（カチッと音がするもの）がパック内に組み込まれ得る。ここで、係るクリッカを利用するパック７０の断面図である図５を参照する。パック７０は、上述したように静電容量を使用して可動域のパックの位置を求める下側電極７３を有する。また、パック７０は、ユーザが電極を押す際に押し下げられる上側電極７４も含む。上側電極７４は、ユーザが電極を押さない場合に、７２で示される戻り止めにその電極を押しつけるように取り付けられたスプリングを有する。図５に示された実施形態において、多数のスプリング７１がこの機能を提供する。電極７３と７４との間の距離は、これら電極間の静電容量を測定することにより求められ得る。ユーザが電極７４を軽く押す場合、電極は、クリッカ７５の頂部に到達するまで下方へ移動する。ユーザがクリッカ７５及びスプリング７１の物理的な特性により決定される或る閾値の力より大きな力で電極７４を押す場合、クリッカ７５は、カチッと音をたてて、ドームが裏返しにされた形態になる。これは、電極７４に対する上方の力を逃がし、電極７４は電極７５に近づく。この新たな位置は、電極７４と７５との間の静電容量を測定することにより検出され得る。

図５に示されたクリッカは、ドームが所定の高さより下に押し下げられた場合に、急激に変化する高さを有するドーム形状のシート材料から構成される。状態の変化は、電極７４に上方に印加される力の変化により達成される。これは、スイッチが閉じられる際に得られる感覚のようなものをユーザに提供する。この用途のために、用語「クリッカ」は、印加される力に応答してその寸法の１つを変化させ、寸法の変化が印加される力の非線形関数である任意の機械的装置を含むように定義される。クリッカの好適な部類は、クリッカに印加される力が第１の閾値の力より大きい場合の状態と、印加される力が第２の閾値を下回る場合にその元の状態に戻る状態との間で急激に切り替わる双安定の寸法を有する。

ＰＤＡ及び携帯電話のような携帯端末の小さな画面に関して、パックの各位置が画面上のカーソルの定位置に対応するように、一対一の態様でパックの動きを全画面にマッピングすることが可能であることが多い。これら有限の精密ディスプレイで表示され得る情報の量は比較的少ないため、ユーザが有限の画面領域だけを用いて情報を検索できるように、一連のディスプレイに情報を表示するための何らかの機構が設けられる必要がある。上述した同時係属出願の特許文献２は、この検索プロセスを容易にするための方法と装置を提供する。その方法は、大きなデスクトップの内容がデスクトップの表面上に配置された小さな表示ウィンドウを通じてアクセスされるという類推の観点から最も良く理解される。ここで、図６Ａと図６Ｂを参照する。図６Ａは、本発明の一実施形態による携帯端末８８の略図である。図６Ｂは対応するデスクトップ６１及び表示ウィンドウ６２の上面図である。

表示ウィンドウ６２は、携帯端末のディスプレイに対応する。表示ウィンドウ６２の下にあるデスクトップ６１の部分は、携帯端末のディスプレイでユーザに表示される。図６Ｂに示された例において、デスクトップは６４〜６６で示される多数の物体を含む。表示ウィンドウの下にあるこれら物体は、ディスプレイ上で見られ得る。従って、携帯端末８８のユーザは、物体６６及び携帯端末８８の画面８７内の物体６４の一部を見ることができる。しかしながら、ユーザは、ユーザが表示ウィンドウ６２を物体６５の上に再配置しない限り、物体６５を見ることができない。

携帯端末８８は、図１〜図５に示されたデバイスに関連して上述されたものと類似した態様で動作するポインティングデバイス８０を含む。特に、ポインティングデバイス８０は、可動域８２内で移動するパック８１を含む。可動域８２内のパック８１の位置は、コントローラ８３により検出され、カーソル６３の位置と、デスクトップ６１の境界内のウィンドウ６２の位置との双方を制御するために使用される。また、パック８１が、コントローラ８３により監視される、上述したような圧力検出機構も含むと想定される。ユーザがパック８１を押すことにより、圧力機構を係合すると、コントローラはカーソル６３の位置に注目し、カーソルの下にある物体を選択するというような所定の動作を実行するためにその位置を使用する。また、圧力機構は、ユーザにフィードバックを提供するために、上述したようなクリッカも含むことができる。

パック８１が可動域８２の領域８４内にある場合、コントローラは表示画面８７内でカーソル６３を移動させる。表示画面８７内のカーソル６３の位置は、領域８４内のパック８１の位置により決定される。コントローラ８３は、領域８４におけるパック８１の各位置に対してカーソル６３の位置を指定する一対一マッピングを含む。このマッピングは好適には線形である。

ユーザがパック８１を領域８４の外側の位置に移動させると、パックの位置とカーソル６３の位置との間の結合が切断される。この領域において、ウィンドウ６２は、パック８１の位置により決定された方向に移動させられる。例えば、コントローラ８３は、パックが位置８６に移動した際に、ウィンドウ６２が６８で示される方向にデスクトップ上で移動するスクロール機能を実施するようにプログラムされ得る。この実施形態において、ウィンドウは、ユーザがパック８１を領域８４内に戻すまで、この方向で移動し続ける。一実施形態において、ウィンドウは所定の一定速度で移動する。別の実施形態において、速度は、パックと壁８９との間の距離の関数として増加する。同様に、パックが位置８５に移動する場合、ウィンドウ６２は矢印６７により示される方向に移動し、以下同様である。ウィンドウの斜めの移動は、パックが可動域８２の対応する角にいる場合に実施され得る。

ポインティングデバイスにより実現される機能は、パックが領域８４の外側に移動する際に急に変化するので、ユーザが偶発的に機能を変更する可能性を低減する機構が望まれる。ここで、図７を参照すると、図７は、本発明の一実施形態によるポインティングデバイス１００の断面図である。ポインティングデバイス１００は、境界壁により画定された可動域内で移動するパック１０１を含む。図面を簡略化するために、表面１０３上のパックの位置を検出する電極は省かれている。

可動域は２つの領域、即ち１０５で示される領域と、領域１０５を取り囲む、１０４で示された環状領域とに分割される。壁１０２に最も近い、可動域の領域は、上述したスクロール動作のような機能を選択するために使用される。可動域の中心にある領域１０５は、この領域内のパック位置により決定される位置にカーソルがマッピングされる従来のポインティング操作に使用される。ユーザが偶発的にパックを領域１０４内へ移動させることを防止するために、スプリング１０６と１０７により概略的に示されるような可変境界が、領域１０４と１０５との境目に配置される。パックを領域１０４内へ移動させるために、ユーザは、パックが領域１０４に入ることができるように、スプリングを押し縮めるのに十分な横方向圧力をパック１０１に加えなければならない。通常のポインティングモードにおいて、パックを移動させるためにユーザにより加えられる横力は、スプリングを押し縮めるのに必要な力よりも大幅に小さく、従って、ユーザが意識的に行うことなしにポインティング機能を切り替える可能性は低い。境界のスプリングに初期圧縮力で予荷重を加えることにより、２つの領域間の差異を高めることができる。

上述した実施形態は、パックを領域１０４内へ移動させるためにパックに印加される必要がある横力を変更するために壁に取り付けられたスプリングを利用するが、他の機構も利用され得る。ここで、図８を参照すると、図８は、ポインティングデバイス１２０の別の実施形態の断面図である。パック１１２は、領域１０４内にパックを移動させるために押し縮められる必要があるフォームラバーのような弾性材料のリング１１０を含む。

図６Ａ及び図６Ｂに関連して上述された実施形態において、ユーザは、現時点でウィンドウの下にあるデスクトップの一部のみを見ることができる。これにより、ユーザがどの方向にウィンドウをスクロールするかを決定することが困難になる。現時点で見える所にない所望の領域の上にウィンドウを再配置するために、ユーザは隠された位置におけるデスクトップの内容を記憶する必要があるか、又はユーザは成り行き任せの方法を使用しなければならない。本発明は、デスクトップ上の隠れた領域の内容をユーザに記憶させる必要なしに、ウィンドウの再配置を容易にするためのメカニズムを提供する。

本発明がその利点を提供する態様は、本発明の一実施形態による携帯端末９０を示す図９Ａ〜図９Ｄを参照することによってより容易に理解されることができる。ここで、図９Ａを参照する。携帯端末９０は、その携帯端末９０が可動域８２内で移動するパック８１を有するポインティングデバイス９１を含むという点で、図６Ａ〜図６Ｂに示された携帯端末８８と類似する。可動域８２は、中央のポインティング領域８４と境界領域９２とに分割される。また、デバイス９０は、カーソル６３を有する表示画面８７も含み、カーソルの位置は、パック８１がポインティング領域８４内にある際のパック８１の位置により制御される。パック８１の位置は、上述したものと類似した態様でコントローラ８３により検出される。

また、ポインティングデバイス９０は、表示画面８７がウィンドウの下にあるデスクトップの一部分を表示するデスクトップモデルも実現する。ウィンドウの位置は、可動域の１つ又は２つの壁にパック８１を押しやることにより設定される。ここで、図９Ｂを参照する。パック８１が境界領域８２に入る場合、コントローラ８３は、表示画面８７に示されたシーンを、ウィンドウの下にあるデスクトップの画面から、現時点のウィンドウ９３の位置が画面に示された状態のデスクトップ全体の画面に切り替える。ユーザがパックを壁の１つに当接するように移動させる場合、ウィンドウ９３は、ユーザがデスクトップの所望の部分にウィンドウを移動させることができるように、表示画面の対応する方向に移動する。

図９Ｃは、パック８１が或る時間期間の間に壁８９に当接して保持された後の新しいウィンドウの位置を示す。ウィンドウ９３がデスクトップ上を移動する速度は、壁８９に対するパック８１の位置により制御され得る。例えば、ユーザがより強く壁８９にパックを押しつける場合、上述した弾性部材又はスプリングは更に押し縮められ、パック８１は壁８９に近づく。パック８１と壁８９との間の距離は、コントローラ８３により検出され、それにより、ウィンドウ９３が矢印９５により示される方向に移動する速度が増加される。ユーザがパックを壁に強く押しつければつけるほど、ウィンドウは速く移動する。

一実施形態において、ウィンドウの動きの方向は、可動域の４つの壁のそれぞれ、又は４つの角のそれぞれに押しやられるパック８１に対応する８つの可能な方向から選択される。パックを壁に押しやることにより、ウィンドウは、当該壁に対応する水平方向又は垂直方向に移動する。パックを角へと押しやることにより、ウィンドウは対応する斜めの方向に移動する。

ここで、図９Ｄを参照する。ユーザがパック８１を可動域８２のポインティング領域８４に再度戻す場合、コントローラ８３は、表示画面８７が現在のウィンドウ位置の下にあるデスクトップの領域だけを表示するモードに表示画面８７を戻す。また、カーソルは、ポインティング領域８４のパック８１の位置に対応する位置で再度表示される。

上述した実施形態において、表示画面に表示されるデスクトップの部分は、パックが可動域の機能領域に入る際に急に変化する。この説明のために、ズーム比が、デスクトップの面積と表示画面に表示される面積の比であると定義される。事実上、前述した実施形態は、ズーム比が急に変化する表示方式を利用する。係る急な変化は、多少のユーザに対して問題を生じる可能性がある。

ここで、図１０Ａ〜図１０Ｅを参照すると、図１０Ａ〜図１０Ｅは、ズーム比が、より段階的に変化する本発明の実施形態を示す。図１０Ａに示されるように、プロセスは、可動域のポインティング領域にあるパック８１から開始する。図１０Ｂに示されるように、ユーザがパック８１を機能領域内に移動させる場合、表示画面のズーム比が減少して、現在のウィンドウ９３の周りにあるデスクトップの部分も表示される。ユーザがパック８１をより強く壁８９に押しやると、パックの周りの弾性緩衝器が更に変形し、ズーム比が更に減少して、図１０Ｃに示されるようにウィンドウが横に移動し始める。ウィンドウが所望の位置に到達した場合、ユーザはパック８１に加える力を低減し始め、ズーム比が増加する。また、ウィンドウの動きも減少し、最終的に図１０Ｄに示されるように停止する。次いで、ユーザがパックをポインティング領域に戻す場合、図１０Ｅに示されるように、ズーム比がその最大値に設定され、カーソルがポインティング領域内のパックの位置により決定される位置で画面に戻る。

別の実施形態において、ズーム比の切り替えが迅速に行ったり来たりする問題は、ズーム機構にヒステリシスを導入することにより低減される。パックが機能区域の境界にちょうどいる際に、ユーザが、パックに加える小さい力を偶発的に加えるか、又は軽減することにより、パックを機能区域内に、及び機能区域外にうっかり移動させる可能性がある。やはり、これは、表示画面のシーンが顕著に異なる２つのシーン間で行ったり来たり変化することにつながる可能性があり、その理由は、これらのシーンに関連付けられた適切なズーム比が大幅に異なるからである。ここで、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照すると、図１１Ａ〜図１１Ｃは、パックがポインティング領域内に完全に入るまで、表示画面に関連付けられたズーム比がポインティング領域のパックに関連付けられた値に戻らない、本発明の実施形態を示す。以下の説明を簡略化するために、この実施形態において２つのズーム比だけが存在すると仮定する。第１のズーム比はポインティング領域に関連付けられ、第２のズーム比は機能領域に関連付けられる。図１１Ａは、パックが機能領域内にあり、ズーム比が１に設定された場合、即ちデスクトップの全体が表示画面８７に示されている場合の表示画面を示す。図１１Ｂに示されるように、パックが機能領域から機能領域の外側にある領域に移動するが、領域１８０の外側にいる場合、ズーム比は１のままである。図１１Ｃに示されるように、ユーザがパックを領域１８０内まで最終的に移動させる場合、ズーム比は、ポインティング領域に関連付けられたズーム比に戻るように切り替わる。ズーム比は、パックが機能領域に再び入るまでこの値のままである。従って、上述したズーム比の急速な切り替えは、排除される。ズーム比が切り替わる点は、可動域の壁からの距離により指定され得る。例えば、パックがポインティング領域内で少なくとも１つのパックの直径である位置に戻る場合、ズーム比がポインティング領域に関連付けられているズーム比に戻るように切り替わる。

上述した実施形態において、ディスプレイは２つのモードを有する。第１のモードにおいて、ポインティング領域は、表示画面の全てを占有し、第２のモードにおいて、デスクトップが全画面領域を占有する。いくつかの携帯端末の場合、パックの可動域は、空間の制約に起因して非常に制限される。この説明のために、ポイントシステムの機械的ゲインが、画面の面積とパックの可動域の面積の比であるように定義される。機械的ゲインが非常に高い場合、ユーザが可動域においてパックを或る位置から別の位置に移動できる精度に限界があるので、カーソルが表示画面上で跳び回ることになる。従って、表示画面がパックの可動域に比べて非常に大きい場合、ユーザは画面上でカーソルを配置するのに苦労する。こうした場合、この問題は、機械的ゲインを所定の最大値まで制限することにより克服され得る。この結果、ポインティング領域は、第１のモードにおいて全表示画面を占有しない。

ここで、図１２を参照すると、図１２は、本発明の別の実施形態による携帯端末を示す。携帯端末１３０は、可動域１３３内で移動するパック１３２を有する。ポインティングシステムの機械的ゲインは、表示画面が可動域１３３に対応するカーソルの移動領域よりも大きい、ひいては画面１３５上のポインティング領域１３１が全表示画面より小さいような値に制限される。一実施形態において、境界は、可動域のポインティング領域１３８内でパック１３２を移動させることにより到達され得る領域を示すために、画面１３５上に表示される。図１２に示された実施形態において、領域１３１内にある領域の周囲の領域におけるデスクトップの部分１３９は、領域１３１内にあるデスクトップの領域と同じ倍率で表示画面の残りの部分に表示される。しかしながら、異なる倍率が領域１３９に使用される実施形態も構成され得る。例えば、この領域の倍率は、「魚眼」レンズを通して見られた画像に類似した態様でデスクトップの全体が表示されるように、変更され得る。この場合、倍率は可変であり、領域１３１の境界から表示画面１３５のエッジまで連続的な態様で増加する。

本発明の上述した実施形態において、パックは長方形の可動域に閉じ込められる。しかしながら、理解されるように、可動域は任意の境界形状を有することができる。例えば、可動域は、円形、又は楕円形とすることができる。

本発明に対する様々な修正案が、上記の説明及び添付図面から当業者には明らかになるであろう。従って、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。

ポインティングデバイス１０の上面図である。 図１に示された線２−２に沿って切断したポインティングデバイス１０の断面図である。 本発明の一実施形態においてパックが移動する、図１に示された表面の部分の上面図である。 電極５１−５５の等価回路の略図である。 クリッカを利用するパック７０の断面図である。 本発明の一実施形態による携帯端末８８の略図である。 図６Ａに示された対応するデスクトップ及び表示ウィンドウの上面図である。 本発明の一実施形態によるポインティングデバイス１００の断面図である。 ポインティングデバイスの別の実施形態の断面図である。 図６Ａ〜図６Ｂに示された携帯端末８８に類似したデバイス９０を示す図である。 ウィンドウの現在の位置を示す、デバイス９０のウィンドウの下にあるデスクトップの図である。 ある時間期間の間に、パックが壁に対して保持された後の新たなウィンドウの位置を示す図である。 現在のウィンドウ位置の下にあるデスクトップの領域を表示する表示画面を示す図である。 ズーム比が段階的に変化する、本発明の実施形態を示す図である。 ズーム比が段階的に変化する、本発明の実施形態を示す図である。 ズーム比が段階的に変化する、本発明の実施形態を示す図である。 ズーム比が段階的に変化する、本発明の実施形態を示す図である。 ズーム比が段階的に変化する、本発明の実施形態を示す図である。 表示画面に関連したズーム比が、パックがポインティング領域内に完全に入るまで、ポインティング領域のパックに関連した値に戻らない、本発明の実施形態を示す図である。 表示画面に関連したズーム比が、パックがポインティング領域内に完全に入るまで、ポインティング領域のパックに関連した値に戻らない、本発明の実施形態を示す図である。 表示画面に関連したズーム比が、パックがポインティング領域内に完全に入るまで、ポインティング領域のパックに関連した値に戻らない、本発明の実施形態を示す図である。 本発明の別の実施形態による携帯端末を示す図である。

符号の説明

63 カーソル
70、81、102 パック
80、91、100、120 ポインティングデバイス
82 可動域
83 コントローラ
84 ポインティング領域
87 表示画面
88、90、130 携帯端末
93 ウィンドウ

Claims (11)

1. その上に画定されたパックの可動域（82）を有し、そのパックの可動域（82）がポインティング領域（84）と機能領域に分割されている第１の表面と、
   前記第１の表面上で移動し、前記可動域（82）内の位置により特徴付けられる可動パック（81）と、
   前記可動域（82）内の前記パック（81）の位置を求めるコントローラ（83）と、
   第１、第２、及び第３のディスプレイモードを有するディスプレイ画面（87）とを含み、
   前記ディスプレイ画面（87）が、前記第１のディスプレイモードで二次元のシーンを表示し、前記第２のディスプレイモードで前記二次元のシーンの第１のサブシーンを表示し、前記第３のディスプレイモードで前記第１のサブシーンを含む第２のサブシーンを表示し、前記第１のサブシーンが前記二次元のシーンの一部の拡大された表示であり、前記第１のサブシーンが前記二次元のシーン内のサブシーン位置により特徴付けられており、前記ディスプレイ画面（87）は、前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）にある場合に前記パックの前記位置により制御されるように前記第１のサブシーン内で移動するカーソル（63）を前記第２のディスプレイモードで更に表示し、
   前記コントローラ（83）は、前記パック（81）が前記機能領域の第１の位置に入る場合に、前記ディスプレイ画面（87）を前記第２のディスプレイモードから前記第３のディスプレイモードに変更し、前記パック（81）が前記機能領域の第２の位置に入る場合に、前記ディスプレイ画面（87）を前記第３のディスプレイモードから前記第１のディスプレイモードに変更して前記ディスプレイ画面（87）で前記第１のサブシーンを表示することから前記ディスプレイ画面（87）で前記二次元のシーンを表示することに切り替え、前記コントローラ（83）は、前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）に戻る場合に、前記ディスプレイ画面（87）を前記第１のディスプレイモードから前記第３のディスプレイモードを介して前記第２のディスプレイモードに変更して前記ディスプレイ画面（87）で前記二次元のシーンを表示することから前記ディスプレイ画面（87）で前記第１のサブシーンを表示することに切り替える、ディスプレイ装置（88）。
2. その上に画定されたパックの可動域（82）を有し、そのパックの可動域（82）がポインティング領域（84）と機能領域に分割されている第１の表面であって、前記可動域（82）が前記ポインティング領域（84）内に配置されたズームスイッチ領域を含む、第１の表面と、
   前記第１の表面上で移動し、前記可動域（82）内の位置により特徴付けられる可動パック（81）と、
   前記可動域（82）内の前記パック（81）の位置を求めるコントローラ（83）と、
   第１及び第２のディスプレイモードを有するディスプレイ画面（87）とを含み、
   前記ディスプレイ画面（87）が、前記第１のディスプレイモードで二次元のシーンを表示し、前記第２のディスプレイモードで前記二次元のシーンの第１のサブシーンを表示し、前記第１のサブシーンが前記二次元のシーンの一部の拡大された表示であり、前記第１のサブシーンが前記二次元のシーン内のサブシーン位置により特徴付けられており、前記ディスプレイ画面（87）は、前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）にある場合に前記パックの前記位置により制御されるように前記第１のサブシーン内で移動するカーソル（63）を前記第２のディスプレイモードで更に表示し、
   前記コントローラ（83）は、前記パック（81）が前記機能領域に入る場合に、前記ディスプレイ画面（87）を前記第２のディスプレイモードから前記第１のディスプレイモードに変更して前記ディスプレイ画面（87）で前記第１のサブシーンを表示することから前記ディスプレイ画面（87）で前記二次元のシーンを表示することに切り替え、前記コントローラ（83）は、前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）に戻る場合に、前記パック（81）が前記機能領域から前記ズームスイッチ領域内へ移動する際に前記ディスプレイ画面（87）を前記第１のディスプレイモードから前記第２のディスプレイモードに変更して前記ディスプレイ画面（87）で前記二次元のシーンを表示することから前記第１のサブシーンを表示することに切り替える、ディスプレイ装置（88）。
3. 前記サブシーンの境界（93）が、前記第１のディスプレイモードで前記二次元のシーンに表示される、請求項１又は２に記載のディスプレイ装置（88）。
4. 前記コントローラ（83）が、前記機能領域内の前記パック（81）の位置に応答して前記サブシーン位置を移動させる、請求項１〜３の何れかに記載のディスプレイ装置（88）。
5. 前記機能領域内への前記パック（81）の移動を抑制するための変形可能な障壁（106、107、110）を更に含み、前記抑制は、ユーザが前記第１の表面に平行な方向で前記パック（81）に力を加えることにより克服される、請求項１〜４の何れかに記載のディスプレイ装置（88）。
6. 前記カーソル（63）が、前記第１のサブシーンのサブシーン内の移動に制限される、請求項１〜５の何れかに記載のディスプレイ装置（88）。
7. その上にディスプレイ画面（87）を有する装置にデータを入力するための方法であって、
   第１の表面上の可動域（82）内で移動し、前記可動域（82）内の位置により特徴付けられる可動パック（81）を準備し、
   前記可動域（82）をポインティング領域（84）と機能領域に分割し、
   前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）にある場合に前記ディスプレイ画面（87）上に第１の二次元シーンを表示し、前記パック（81）が前記機能領域にある場合に第２の二次元シーンを表示し、前記第１の二次元シーンが、サブシーン位置により特徴付けられる前記第２の二次元シーン内の第１のサブシーンであり、前記第１の二次元シーンが、前記第２の二次元シーンの一部の拡大された表示であり、
   前記パック（81）が前記機能領域の第１の部分に入る場合に、前記ディスプレイ画面（87）で前記第１のサブシーンを表示することから前記ディスプレイ画面（87）で前記第１のサブシーンを包含する第２のサブシーンを含む第３の二次元シーンを表示することに切り替え、前記パック（81）が前記機能領域の前記第１の部分から前記機能領域の第２の部分に移動する場合に、前記第３の二次元シーンから前記第２の二次元シーンに切り替え、
   前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）に戻る場合に、前記ディスプレイ画面（87）で前記第２の二次元シーンを表示することから前記第３の二次元シーンを介して前記第１のサブシーンを表示することに切り替える、方法。
8. その上にディスプレイ画面（87）を有する装置にデータを入力するための方法であって、
   第１の表面上の可動域（82）内で移動し、前記可動域（82）内の位置により特徴付けられる可動パック（81）を準備し、
   前記可動域（82）をポインティング領域（84）と機能領域に分割し、
   前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）にある場合に前記ディスプレイ画面（87）上に第１の二次元シーンを表示し、前記パック（81）が前記機能領域にある場合に第２の二次元シーンを表示し、前記第１の二次元シーンが、サブシーン位置により特徴付けられる前記第２の二次元シーン内の第１のサブシーンであり、前記第１の二次元シーンが、前記第２の二次元シーンの一部の拡大された表示であり、
   前記パック（81）が前記機能領域に入る場合に、前記ディスプレイ画面（87）で前記第１のサブシーンを表示することから前記ディスプレイ画面（87）で前記第２の二次元シーンを表示することに切り替え、
   前記パック（81）が前記ポインティング領域（84）に戻る場合に、前記パック（81）が前記機能領域から前記ポインティング領域（84）内へ、前記ポインティング領域（84）の一部であるズーム領域の外側の領域まで移動する際に前記ディスプレイ画面（87）で前記第２の二次元シーンを表示し、前記パック（81）が前記ズーム領域内に移動する場合に、前記第２の二次元シーンを表示することから前記第１の二次元シーンを表示することに切り替える、方法。
9. 前記第１の二次元シーンにおいてカーソル（63）を表示することを更に含み、前記カーソル（63）が、前記ポインティング領域（84）内の前記パック（81）の位置により決定された、前記第１の二次元シーン内の位置に配置される、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記第１の二次元シーンの境界（93）が、前記第２の二次元シーンで表示される、請求項７から９の何れかに記載の方法。
11. 前記サブシーン位置が、前記機能領域内の前記パック（81）の位置に応答して移動する、請求項７〜１０の何れかに記載の方法。

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