JPH08305488A - 入力装置において方向及び力ベクトルを発生する方法および装置 - Google Patents

入力装置において方向及び力ベクトルを発生する方法および装置

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JPH08305488A
JPH08305488A JP8049426A JP4942696A JPH08305488A JP H08305488 A JPH08305488 A JP H08305488A JP 8049426 A JP8049426 A JP 8049426A JP 4942696 A JP4942696 A JP 4942696A JP H08305488 A JPH08305488 A JP H08305488A
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pad
switch
switches
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ティー ハンソン マーク
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A Leys Louis
エイ レイズ ルイス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザが丸い弾性パッドを操作することによ
って方向及び速度を発生すことが可能であるサムパッド
入力装置を提供する。 【解決手段】 パッドの下側は円形パターンで位置決め
された一様に離隔された接点セットと並べられている。
各接点は、回路板に結合された対応するスイッチと対に
される。ユーザがパッドを押下するとき、１つ以上の接
点はそのそれぞれのスイッチを閉じる。閉じられている
スイッチの数がパッドに加えられる力の大きさとともに
変わるようにパッド接点及びスイッチは設計されてい
る。サムパッド入力装置はスイッチを監視するマイクロ
コントローラを有する。サムパッド入力装置は、最も右
回りの閉じられているスイッチ及び最も左回りの閉じら
れているスイッチを決定する。仮定に基づくに、これら
の２つの閉じられているスイッチは全ての閉じられてい
るスイッチの円弧の２つの端点を規定する。次に、これ
らの端点はホストプロセッサに転送される。ホストプロ
セッサは、これらの端点を処理し、ユーザのゴムパッド
の操作に相応するシンボルの方向及び速度を計算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、方向及び速度入力
を発生する入力装置、特にディスプレイ装置上でカーソ
ル又はシンボルを移動させるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スクリーン上でカーソル又はシンボルを
移動させる簡単なサムパッド装置は、ほとんど可動部を
有していなく、製造するのに比較的安価である。これら
の装置が家庭娯楽システムで見いだされることは意外な
ことではない。しかしながら、これらのサムパッド装置
の主な欠点は、これらのサムパッド装置が方向入力を発
生できるのみで、パッドに加えられる力の大きさを検出
できないことである。結果として、テレビジョン（Ｔ
Ｖ）スクリーン上の図形文字又は図形シンボルの移動は
１プリセット速度のみに制限される。この問題のために
現在使われている一つの解決法は、押されたときの文字
の移動速度を増加する別々のスピードアップボタンを提
供することにある。移動速度をさらに増加することは、
より長い時間の間スピードアップボタンを押下すること
によって制御される。しかしながら、この解決法は不十
分である。増加された速度変化は非常に段階的に生じ、
ユーザは、文字移動速度を加速するために連続してスピ
ードアップボタンを押さねばならない。さらに、同時に
方向パッドを使用している間、特に、ウィンドウの中の
オプションを選択し、エーリアンキャラクタに爆弾を投
げ、小遊星に向かって発射するようなＴＶスクリーン上
の異なる効果のための他のボタンをユーザが押す必要が
あるとき、別々のスピードアップボタンを使用すること
は不便であり、気を散らすものである。同様な解決法
は、文字移動速度を増加するためにパッドそのものを使
用することにある。さらにまた、速度の増加はより長い
時間の間パッドを押下することから生じる。前述のよう
に、更なる速度の増加はパッドを連続して押下しなけれ
ばならないことから生じるので、この解決法はまた緩慢
な応答時間を欠点として持つ。
【０００３】他の従来の入力装置は、加えられた圧力を
測定するために可変容量性センサを使用する。しかしな
がら、容量性センサ入力装置は多くの欠点を有する。電
気雑音及び不安定な電圧供給は容量性センサの性能に悪
影響を及ぼす。これらの容量性装置は複雑なアナログ／
ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器及び容量性センサを有して
いるので、これらの容量性装置はあまり耐久性がなく、
製造するのに非常に高価である。最後に、容量性センサ
は、ユーザに不便を追加し、さらに製造コストを追加す
る較正コンポーネントを必要とする。他の同様なキーパ
ッド装置は、パッドに加えられる圧力を測定するための
抵抗性センサ、すなわち抵抗線ひずみゲージを使用す
る。しかしながら、これらの装置もまた、容量性センサ
方式入力装置で見いだされる装置と同じ欠点がある。他
の現在使用できる入力装置は、マウス、トラックボー
ル、ジョイスティック及びＸ−Ｙタブレットを含んでい
る。しかしながら、これらの従来の装置は多数の可動部
及び電子回路を有するため、あまり耐久性がなく、製造
するのに非常に高価である。特に、それらは、本発明の
好ましい実施例で考えられるような対話型のＴＶコント
ローラユニットの遠隔制御装置に組み込まれるのに実用
的でない。例えば、マウス及びトラックボールは、回転
できるボール、ボールの回転を検出する電子センサ及び
電子エンコーダを含む比較的複雑なコンポーネントを有
している。タブレット及び他のディジタイズコンピュー
タ入力装置は、遠隔制御装置に組み込まれるのがまた実
用的でない高価なタブレット装置を必要とする。ジョイ
スティック装置は、遠隔制御装置に包含されるのにより
適している。しかし、ジョイスティック装置は、ジョイ
スティック、一対の正確な可変抵抗器、及びＡ／Ｄ変換
器を必要とするが、それらの全てが破損しがちであり、
製造するのに比較的高価である。従来の入力装置の多く
は、不安定な電圧供給及び電気雑音に対して鋭敏であ
り、較正が必要であるという欠点を有している。例え
ば、ジョイスティックは較正される必要があり、不安定
な電圧源によって悪影響を及ぼされる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を避けるディスプレイ装置上でカーソル又はポインタを
移動させる入力装置に関する。本発明の原理によると、
改良されたサムパッド入力装置は、ユーザが加えられた
力入力の方向及び大きさを発生することを可能にするた
めに備えられている。サムパッド装置は、ユーザがこれ
らの入力を発生するのに操作し得る丸い弾性パッドを含
んでいる。ゴムパッドの下側は、円形パターンに位置決
めされた一様に離隔された接点セットと並べられてい
る。各接点は、回路板に結合され、パッドが接点に近接
して十分な力で押下されたときそのそれぞれのスイッチ
と接触するように位置決めされた対応するスイッチと一
対にされる。ユーザがパッドを押下すると、１つ以上の
接点はそのそれぞれのスイッチを閉じる。パッド接点及
びスイッチは、閉じられたスイッチの数がパッドに加え
られた力の大きさに依存するように設計される。サムパ
ッド入力装置はスイッチを監視する処理装置を有してい
る。処理装置は閉じるためのスイッチを走査する。一旦
走査されると、処理装置は、その全てが当該技術分野で
周知である赤外線手段、無線周波数手段又は有線手段を
通してホストプロセッサに生のスイッチ閉成データを送
信する。次に、生のスイッチデータに基づいて、ホスト
プロセッサは、最も右回りの閉じられたスイッチ及び最
も左回りの閉じられたスイッチを決定する。仮定に基づ
くに、これらの２つの閉じられているスイッチは全ての
閉じられているスイッチの円弧の２つの端点を規定し、
円弧はより大きな圧力がパッドに加えられるにつれてよ
り大きくなる。円弧の中点はカーソルの方向を表し、円
弧における閉じられたスイッチの数はカーソルの速度を
表す。他の実施例では、スイッチ閉成データはサムパッ
ド装置の処理装置で処理される。処理装置は、全ての閉
じられたスイッチの円弧を決定し、ホストプロセッサに
端点を直ぐに送信する。 ホストプロセッサは、ゴムパ
ッドのユーザ操作に相応する方向及び力入力を計算する
ためにこれらの端点を処理する。特に、各閉じられてい
るスイッチのために、ホストプロセッサは（Ｘ，Ｙ）方
向座標のためのルックアップテーブルを使用する。好ま
しい実施例では、各方向座標は、その値が閉じられてい
るスイッチの位置に依存する重み係数と乗算される。内
側の閉じられているスイッチは外側の閉じられているス
イッチよりも大きい重み係数を有する。最後に、これら
の乗算された値は方向及び力ベクトルを表す最終の
（Ｘ，Ｙ）座標対を生じるように一緒に加算される。他
の実施例では、全ての処理はサムパッドそのものにある
処理装置によって行われ、その結果得られる方向及び力
入力はホストプロセッサに転送される。
【０００５】本発明は、従来の入力装置にない多数の利
点を提供する。まさしくほとんど可動部がないので、サ
ムパッド装置は非常に耐久性がある。サムパッド装置は
電圧変動に非常に鈍感で、電気雑音及び容量効果を免
れ、本サムパッドが現実には完全にディジタルであるの
で、いかなる較正をも必要としない。最後に、サムパッ
ドは、標準のキーパッドコンポーネントを使用している
ので、製造するのにそれほどに高価でない。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施例は、いか
なる種類の力又は速度センサをも使用しないサムパッド
を使用する入力装置によって力入力（大きさ及び方向の
両方とも）を発生するための装置及び方法を提供する。
その代わりに、ここで開示されたようなサムパッドユニ
ットは、ディスプレイ装置上に表示されたシンボルの移
動速度を表すサムパッドに加えられた力を計算するため
の複数の接点方式スイッチを利用する。図１は、本発明
の好ましい実施例の対話型のテレビジョンシステムを示
している。対話型のテレビジョンシステムは、遠隔制御
装置66、対話型のＴＶコントローラ62、及びテレビジョ
ンセット64を含む。遠隔制御装置66はサムパッドユニッ
ト60を使用する。遠隔制御装置66は、サムパッドユニッ
ト60とともに使用される複数の制御ボタン58及び56をも
有する。遠隔制御装置66は、当該技術分野で周知である
ような赤外線手段54によってＴＶコントローラにユーザ
発生入力を送信する。ＴＶコントローラ62は、そのスク
リーン上に図形シンボル及びオプション(図示せず)を表
示するためのＴＶセット64に接続される。ユーザは、サ
ムパッドユニット60の丸いパッド８の使用によってシン
ボルの移動を制御する。丸いパッド８は、ハウジング４
の中につながれたように保持され、止め輪６によってハ
ウジングの内部に保持される。しかしながら、止め輪６
とパッドを操縦するための丸いパッド８との間には十分
な空間がある。他の実施例では、パッドの形はまた、楕
円、正方形又は平らな矩形であることがある。丸いパッ
ド８の上部の４つの方向基準部材10は、ユーザによるテ
レビジョンセット64上のシンボル又はカーソルの正確な
移動制御のために備えられている。したがって、ユーザ
は、丸いパッドを見る必要がなく丸いパッド８上で方位
を見つけることができる。実施例は４つの方向基準部材
10を示しているが、ユーザはパッドを見ないで他の方向
を推測できるので、パッド８は１つしか方向基準部材を
持っていない。シンボルの移動方向は、スクリーン上の
シンボルの方向に相応する丸いパッド８の特定の領域を
押下することによって制御される。シンボルの移動速度
は丸いパッド８の特定の領域に加えられた力の量によっ
て制御される。
【０００７】図２は丸いパッド８の拡大平面図である。
丸いパッド８はユーザ入力に応じて曲がるエラストマー
で製造されている。パッド８は好ましくはシリコーンか
ら作られているが、パッドの下側においていかなる可撓
性材料も使用され得る。パッド８はまた、十分な力がパ
ッドの特定の領域に加えられるとき、パッドへのユーザ
の圧力に対して抵抗を与える標準ベローズ（図示せず）
を有する。これは、ユーザにユーザ入力がサムパッドユ
ニット60に登録されたかどうかの触覚フィードバック指
示を与える。図３は図２の丸いパッド８の下部面を示し
ている。示された実施例では、１６の付勢部材、すなわ
ちカーボン接点20〜50は特定の方向を表す各カーボン接
点を有する丸いパッド８の下側の中に溶融される。接点
20〜50は、ユーザが丸いパッド８に加えられた相対的に
等しい圧力によっていかなる方向にもテレビジョンセッ
ト64上のシンボルを移動させることができるように丸い
パッドの周辺に比較的均一で円形に離隔される。しかし
ながら、他の実施例では、特にもしある方向が他の方向
よりも好まれるならば、接点20〜50の等しくない配置
は、使用され得るか選択さえされ得る。１６の接点20〜
50は、図５に関してここで後述されるようにシンボルの
移動の実施の容易さ及び十分な分解能のために選択され
る。この実施例は１６の接点20〜50を示しているが、パ
ッド８上の接点の数はサムパッドユニット60の特定の応
用に依存する。一般に、より多くの接点はシンボル移動
のより細かい分解能を与える。
【０００８】図４は、線４−４に沿って切断した図２の
サムパッド60の断面図を示す。丸いパッド８の上部面
は、丸いパッド８の真中に突起したエッジ及び傾斜を有
することによって親指の形に合うような形状にされる。
方向基準部材10はこの実施例では突起した丸いバンプと
して示されているが、正方形のバンプ又は規則正しい傾
斜あるいはパッド８そのものの中への溝のような他の形
状が使用されてもよい。各カーボン接点はカーボン接点
に接触するように位置決めされた対応するスイッチを有
する。ピボット部材52は、ボード部材72の方へパッド８
の片側を軸回転するために設けているのに対し、反対側
はボード部材72から離れた所で軸回転する。ボード部材
72に対するピボット部材52の高さは、十分な揺動運動の
範囲を与えるように選択される。カーボン接点20〜50
は、丸いパッド８が押下されると、各接点がボード上の
そのそれぞれのスイッチ74とよりしっかりと接触をする
ようにわずかにある角度に置かれる。実施例は全ての接
点20〜50に対して等しい高さを示しているが、異なる接
点の高さは、ある方向が他の方向よりも好まれるときわ
ずかにより高い主要接点によって使用され得る。環状部
材70は、パッド８をボード部材72に固定し、いかなる圧
力もパッドに加えられないとき、あらゆるパッド８が付
勢されない位置でそのそれぞれのスイッチに面するよう
にボード72から離れた所でパッドの偏らせを与える。
【０００９】図５は、図４によるスイッチ74とサムパッ
ド60の処理装置100をインタフェースするためのハード
ウェアインタフェース図を示している。示された実施例
では、スイッチ74は、８つの並列入力ピン80〜94及び２
つの走査ポートピン96及び98を有するマトリックス配列
で並列ポート102によって処理装置100とインタフェース
される。ユーザがパッド８に圧力を加えると、パッドの
下側のカーボン接点20〜50は１つ以上のスイッチを付勢
する。処理装置100は並列ポート102を走査し、どのスイ
ッチが付勢されているかを決定する。示された実施例は
対応するカーボン接点によって閉じられる複数の通常開
いているスイッチを使用するが、当業者は、通常閉じら
れているスイッチ又は可変抵抗スイッチのような他のタ
イプのスイッチ機構は使用されてもよいことをよく理解
している。走査される１６のスイッチ及び１つの８ビッ
ト並列ポートがあるので、２つの走査は全てのスイッチ
位置を得るために必要とされる。しかしながら、１６ビ
ットポートよりもむしろ８ビットポート102を使用する
ことによって、サムパッドユニット60の製造コストは減
少される。第１の走査では、走査ポート104のピン96が
表明され、並列ポート102における８つの入力ピン80〜9
4が読み出される。第２の走査では、ピン98が表明され
ている間ピン96は表明されていなく、並列ポート102は
再び読み出される。この技術を使用して、インタフェー
スのために必要とされるピンの数が減少される。この実
施例における一つの欠点は、８つ以上の隣接スイッチが
閉じられているならば、それは誤ったスイッチ状態の読
み出しを生じる２つの走査ポートピン96及び98を短絡す
るということである。例えば、接点20〜36はそのそれぞ
れのスイッチを閉じるならば、接点20及び36によって閉
じられたスイッチは、誤った読み出しを生じる２つのピ
ン96と98との間の短絡を引き起こす。本発明は、どんな
時でも８以上のスイッチの閉成を避けるように設計され
ている。しかしながら、他の実施例では、各スイッチは
この問題を避けるために別々のデータポートのピンに接
続され得る。
【００１０】走査システムをさらに説明するために、接
点34及び36はそのそれぞれのスイッチを閉じるものと仮
定する。第１の走査では、走査ピン96は論理０に駆動さ
れる。論理０は一般にゼロボルトによって表され、論理
１は当該技術分野で周知であるように５ボルトで表され
る。接点34はそのそれぞれのスイッチを閉じるので、入
力ピン80はまた論理０に駆動される。しかしながら、ピ
ン82〜94は、その関連プルアップ抵抗器（図示せず）に
よってハイにプルアップされる。ローに保持される走査
ピン96の場合、処理装置100 は並列ポート102 を読み出
し、これをＭＥＭ０と呼ばれるランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）に記憶する。第２の走査では、次に、走査ピ
ン96は論理１にフロートすることを可能にされるのに対
して、走査ピン98は論理０に駆動される。接点34はその
それぞれのスイッチを閉じるので、入力ポート94は論理
０に駆動される。しかしながら、ピン80〜92は、その関
連プルアップ抵抗器（図示せず）によってハイにプルア
ップされる。ローに保持される走査ピン98の場合、処理
装置100 は並列ポート102 を再び読み出し、これをＭＥ
Ｍ１と呼ばれる他のＲＡＭロケーションに記憶する。こ
のマトリックスサンプリング方法によって、次に、ＭＥ
Ｍ０及びＭＥＭ１は、どのスイッチが閉じられて、どの
スイッチが開いているかを示す生のデータを含んでい
る。
【００１１】図６は、Ｘ−Ｙ面のユニット円上にある１
６のスイッチ位置０〜１５のソフトウェア表示を示して
いる。スイッチ位置０〜７はＭＥＭ０に記憶されるのに
対して、スイッチ８〜１５はＭＥＭ１に記憶される。図
７は、図６のスイッチ０〜７に対応する８ビットワー
ド、ＭＥＭ０の最も右回りの閉じられているスイッチ及
び最も左回りの閉じられているスイッチを決定するため
のソフトウェアフローチャートを示している。ビットカ
ウンタ値“ｎ”は８にセットされ、ループが開始される
（ステップ200 ）。ループでは、ｎは減少される（ステ
ップ201 ）。スイッチが走査されるとき（ステップ202
）、スイッチｎが押されたかどうかを調べるためにＭ
ＥＭ０のビットの値（ｎ）がテストされる。第１の反復
に関しては、ｎ＝７及びＭＥＭ０のビット７がテストさ
れる（ステップ202 ）。閉じられているスイッチの第１
の場合が202を検出されると、このスイッチ位置を表す
４ビットの２進数は、このバイトにおける最も右回りの
閉じられているスイッチとして（ステップ204 ）及びこ
のバイトにおける最も左回りのスイッチとして（ステッ
プ205 ）メモリに保存される。新しい閉じられているス
イッチ位置が遭遇されるときは常に、それは最も右回り
の閉じられているスイッチが検出されるかどうかを調べ
る（ステップ203 ）ためにテストする。もしｙｅｓなら
ば、この新しい閉じられているスイッチ位置は、このバ
イトにおける最も左回りの閉じられているスイッチとし
て（ステップ205 ）のみ保存される。ソフトウェアは右
回り方向から左回り方向にカウントダウンしているの
で、この左回りの値は、他の閉じられているスイッチ位
置が検出される度に置き換えられる。第２のバイトＭＥ
Ｍ１は、ビット（ｎ）がスイッチ（ｎ＋８）に対応する
ことを除いて、第１のバイトと同様に処理される。閉じ
られているスイッチロケーションが１バイトだけで見つ
けられるならば、最も左回りのスイッチ及び最も右回り
のスイッチはホストプロセッサ62に送信される。閉じら
れているスイッチロケーションが１バイト以上で見つけ
られるならば、どこで閉じられているスイッチが一方の
バイトから他方のバイトに交差させられるかを調べるた
めにテストが行われなければならない。図６の実施例で
は、可能な交差点は、ＭＥＭ０ビット７（スイッチ７）
とＭＥＭ１ビット０（スイッチ８）との間又はＭＥＭ１
ビット７（スイッチ１５）とＭＥＭ０ビット０（スイッ
チ０）との間であることがある。第１の場合、ＭＥＭ０
からの最も左回りのスイッチ及びＭＥＭ１からの最も右
回りのスイッチはホストプロセッサ62に送信される。第
２の場合、ＭＥＭ１からの最も左回りのスイッチ及びＭ
ＥＭ０からの最も右回りのスイッチはホストプロセッサ
62に送信される。
【００１２】一旦閉じられているスイッチの端点が得ら
れると、それらは座標データに変換され、座標対（Ｘ，
Ｙ）の形式で方向及び力ベクトルを提供する。一方の実
施例では、これらの端点は、サムパッド60における処理
装置100 によって処理される。しかしながら、好ましい
実施例では、これらの端点はフォーマット化され、当該
技術分野で周知である赤外線手段54によってホストコン
ピュータ62に送信される。どのプロセッサが方向及び力
ベクトルを計算するかにかかわらず、最終データは、デ
ィスプレイ装置におけるシンボル移動の速度及び方向を
記述する座標対（Ｘ，Ｙ）であるべきである。好ましい
実施例では、（Ｘ，Ｙ）座標ルックアップテーブル（図
８参照）が使用される。重みスケールはまた、内側の閉
じられているスイッチ位置を外側の閉じられているスイ
ッチ位置よりもより重く重みを付けるために使用され
る。図６及び図８を参照すると、図６の各々のスイッチ
は図８の（Ｘ，Ｙ）座標ルックアップテーブルの中のエ
ントリを有する。例えば、図６のスイッチ４は（＋１，
０）の対応する（Ｘ，Ｙ）テーブルエントリ位置を有す
る。ワシントン州のレドモンド市のマイクロソフト社に
よって販売されている“マイクロソフト”ウインドウズ
オペレーティングシステムバージョン3.1では、上方方
向は負であることに注目せよ。したがって、図６のスイ
ッチ位置８は図８の（０，＋１）の位置を有する。
【００１３】方向及び力ベクトルを発生するために、各
閉じられているスイッチ位置ルックアップエントリ
（Ｘ，Ｙ）は重み係数と乗算され、積は互いに加算さ
れ、最終（Ｘ，Ｙ）値を生じる。図９に示されるように
好ましい実施例における重みスケールは線形である。し
かしながら、対数重みスケールのような他の実施例が使
用され得る。一般に、内側の閉じられているスイッチに
よって表されている方向をとるサムパッドユニットが丸
いパッド８によるユーザの方向入力をより綿密に表して
いるので、内側の閉じられているスイッチのための重み
は外側の閉じられているスイッチよりも大きい。例え
ば、閉じられているスイッチ０〜４の円弧において、図
６のスイッチ０は、最も左回りのスイッチを表し、スイ
ッチ４は、最も右回りのスイッチを表していることと仮
定する。最も外側の閉じられているスイッチ０及び４
は、図９の０の円弧位置と同等とみなし、よって１の重
みである。１の円弧位置と同等とみなす内側の閉じられ
ているスイッチ１及び３は２の重みをつける。最後に、
最も内側の閉じられているスイッチ２は、２の円弧位置
と同等とみなし、よって３の重みである。変換処理を説
明するために、ユーザが、カーソルをディスプレイ装置
64の上及び右に動かすことを望み、パッド８に加えられ
た圧力は上記の例におけるように図６のスイッチ０〜４
を閉じると仮定する。最終（Ｘ，Ｙ）値は、下記のよう
に計算される。 Ｘ＝ルックアップX[0]* 重み[0] ＋ルックアップX[1]*
重み[1] ＋ルックアップX[2]* 重み[2] ＋ルックアップ
X[3]* 重み[1] ＋ルックアップX[4]* 重み[0] Ｙ＝ルックアップY[0]* 重み[0] ＋ルックアップY[1]*
重み[1] ＋ルックアップY[2]* 重み[2] ＋ルックアップ
Y[3]* 重み[1] ＋ルックアップY[4]* 重み[0] これは下記の式に等しい。 Ｘ＝0 * 1 ＋.383* 2 ＋.707* 3 ＋.942* 2 ＋1 * １＝
+5.735及び Ｙ＝-1* 1 ＋-.924 * 2 ＋-.707 * 3 ＋-.382 * 2 ＋0
* １＝-5.735 これは、8.11の大きさの力ベクトル及び45°の方向角度
に相応する。
【００１４】方向及び力入力を発生するための装置及び
方法がここに開示されている。いろいろな実施例は説明
をする目的のために記載されているが、クレームはここ
で記載された実施例に限定されない。例えば、サムパッ
ド入力装置のみが開示されているが、当業者は、本発明
の原理がいろいろな抵抗器にとって替わる複数のスイッ
チを有するジョイスティック入力装置のようないろいろ
な入力装置において使用され得ることを理解するだろ
う。本発明の原理に従って作動し、このようにクレーム
の範囲内にある他の同等な装置又はステップは、記載さ
れた装置又はステップに取って替わってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＶに接続された対話型のＴＶコントローラ及
び遠隔制御装置に封入されたサムパッド入力装置を示し
ている本発明の好ましい実施例の斜視図である。
【図２】本発明の好ましい実施例によるサムパッド入力
装置の上部面の平面図である。
【図３】図２のサムパッド入力装置のパッドの下部面の
平面図である。
【図４】図２の線４−４に沿って切断された断面図であ
る。
【図５】サムパッド入力装置のためのハードウエアイン
タフェース図である。
【図６】Ｘ−Ｙ面のユニット円上にある本発明の好まし
い実施例のパッドの下にある１６のスイッチ位置セット
を示す。
【図７】図４に示されるような本発明の実施例において
スイッチを走査するために実行されるステップを示すフ
ローチャート図である。
【図８】図６に示された実施例においてスイッチの各々
のための方向を表す（Ｘ，Ｙ）座標ルックアップテーブ
ルの例である。
【図９】ユーザ入力の方向及び力ベクトルを計算するた
めに使用される重みテーブルの例である。
【符号の説明】
8 パッド 10 方向基準部材 52 ピボット部材 60 サムパッドユニット 62 対話型のＴＶコントローラ 64 テレビジョンセット 66 遠隔制御装置 72 ボード部材 74 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク ティー ハンソン アメリカ合衆国 ワシントン州 98037 リンウッド ラーチ ウェイ 17606 (72)発明者 ジョン ピー ペノック アメリカ合衆国 ワシントン州 98007 ベルヴィュー ワンハンドレッドアンドフ ォーティフィフス プレイス ノースイー スト317 (72)発明者 ルイス エイ レイズ アメリカ合衆国 ワシントン州 98072 ウッディンヴィル ワンハンドレッドアン ドエイティフォース プレイス ノースイ ースト 15512

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力装置において、 上部面及び下部面を有するパッドと、 特定の方向を表す各スイッチを有する前記パッドの上部
    面に加えられる圧力から付勢されるように位置決めされ
    ている複数のスイッチであって、付勢されたスイッチの
    数が前記パッドに加えられる圧力の大きさとともに変わ
    ることと、 スイッチのどれが付勢されたかを検出するためのセンサ
    と、 付勢されたスイッチに基づいて力入力の大きさ及び方向
    を計算するための変換機構とを備えていることを特徴と
    する入力装置。
  2. 【請求項２】 前記変換機構が各スイッチが表す方向の
    （Ｘ，Ｙ）座標を有するルックアップテーブルを含み、
    力入力の大きさ及び方向が、各付勢されたスイッチの方
    向座標を得るために前記ルックアップテーブルを使用
    し、かつ前記付勢されたスイッチの方向座標を一緒に加
    算することによって計算されることを特徴とする請求項
    １による入力装置。
  3. 【請求項３】 前記パッドが前記パッドに接触する親指
    の一部に合わせるような形状にされることを特徴とする
    請求項１による入力装置。
  4. 【請求項４】 前記パッドが、ユーザが前記パッドを見
    ないで前記パッドを操作することを可能にするために前
    記パッドの上部面上に少なくとも一つの方向基準部材を
    さらに備えていることを特徴とする請求項１による入力
    装置。
  5. 【請求項５】 入力装置において、 ハウジングと、 前記ハウジング内に受け入れられるパッドであって、前
    記パッドが上部面及び下部面を有していることと、 前記ハウジング内に受け入れられるボード部材と、 前記ボード部材に固定されている複数のスイッチであっ
    て、前記スイッチが前記パッドの下部面に面していて、
    付勢されたスイッチの数が前記パッドの上部面に加えら
    れる圧力の大きさとともに変わることと、 スイッチのどれが付勢されたかを検出するためのセンサ
    と、 いくつのスイッチが付勢されたか及びどのスイッチが付
    勢されたかに基づいて力入力の大きさ及び方向を計算す
    るための変換機構とを備えていることを特徴とする入力
    装置。
  6. 【請求項６】 前記変換機構が各スイッチが表す方向の
    （Ｘ，Ｙ）座標を有するルックアップテーブルを含み、
    力入力の大きさ及び方向が、各付勢されたスイッチの方
    向座標を得るために前記ルックアップテーブルを使用
    し、かつ前記付勢されたスイッチの方向座標を一緒に加
    算することによって計算されることを特徴とする請求項
    ５による入力装置。
  7. 【請求項７】 前記パッドを前記スイッチから離れた所
    で偏らせるための手段をさらに含むことを特徴とする請
    求項５による入力装置。
  8. 【請求項８】 前記パッドが、内部エッジ及び外部エッ
    ジを有する環状部材によって前記スイッチから離れた所
    で偏らせられ、前記内部エッジが前記パッドの周辺に固
    定されており、かつ前記外部エッジが前記ボード部材に
    固定されていることを特徴とする請求項７による入力装
    置。
  9. 【請求項９】 前記パッドが、前記パッドの下部面の中
    央に取り付けられたピボット部材をさらに含み、前記ピ
    ボット部材が前記ボード部材上に置かれていることを特
    徴とする請求項５による入力装置。
  10. 【請求項１０】 そのそれぞれのスイッチに面する各付
    勢部材を有する前記パッドの下部面に付着された複数の
    付勢部材をさらに含み、前記付勢部材が、それぞれのス
    イッチの方に前記ピボット部材の周りに軸回転し、かつ
    前記スイッチを付勢するとき、各付勢部材がそのそれぞ
    れのスイッチとよりしっかりと接触するようにそれぞれ
    のスイッチに対してある角度に置かれることを特徴とす
    る請求項９にる入力装置。
  11. 【請求項１１】 前記パッドが前記パッドに接触する親
    指の一部に合わせるような形状にされることを特徴とす
    る請求項５による入力装置。
  12. 【請求項１２】 前記パッドが、ユーザが前記パッドを
    見ないで前記パッドを操作することを可能にするために
    前記パッドの上部面上に位置決めされた少なくとも一つ
    の方向基準部材をさらに備えていることを特徴とする請
    求項５による入力装置。
  13. 【請求項１３】 入力装置において、 ハウジングと、 前記ハウジング内に受け入れられるパッドであって、前
    記パッドが上部面及び下部面を有していることと、 互いに対して比較的均一に離隔され、かつ前記パッドの
    下部面に付着された複数の付勢部材と、 前記ハウジング内に受け入れられるボード部材と、 その対応する付勢部材に面し、かつ特定の方向を表す各
    スイッチを有する前記ボード部材に固定されている複数
    のスイッチであって、前記スイッチが、圧力が前記パッ
    ドの上部面に加えられるとき前記対応する付勢部材によ
    って付勢され、付勢されたスイッチの数が前記パッドの
    上部面に加えられる圧力の大きさとともに変わること
    と、 スイッチのどれが付勢されたかを検出するためのセンサ
    と、 いくつのスイッチが付勢されたか及びどのスイッチが付
    勢されたかに基づいて力入力の大きさ及び方向を計算す
    るための変換機構とを備えていることを特徴とする入力
    装置。
  14. 【請求項１４】 前記変換機構が各スイッチが表す方向
    の（Ｘ，Ｙ）座標を有するルックアップテーブルを含
    み、力入力の大きさ及び方向が、各付勢されたスイッチ
    の方向座標を得るために前記ルックアップテーブルを使
    用し、かつ前記付勢されたスイッチの方向座標を一緒に
    加算することによって計算されることを特徴とする請求
    項１３による入力装置。
  15. 【請求項１５】 前記パッドを前記スイッチから離れた
    所で偏らせるための手段をさらに含むことを特徴とする
    請求項１３による入力装置。
  16. 【請求項１６】 前記パッドが、内部エッジ及び外部エ
    ッジを有する環状部材によって前記スイッチから離れた
    所で偏らせられ、前記内部エッジが前記パッドの周辺に
    固定されており、かつ前記外部エッジが前記ボード部材
    に固定されていることを特徴とする請求項１５による入
    力装置。
  17. 【請求項１７】 前記パッドが、前記パッドの下部面の
    中央に取り付けられたピボット部材をさらに含み、前記
    ピボット部材が前記ボード部材上に置かれていることを
    特徴とする請求項１３による入力装置。
  18. 【請求項１８】 そのそれぞれのスイッチに面する各付
    勢部材を有する前記パッドの下部面に付着された複数の
    付勢部材をさらに含み、前記付勢部材が、それぞれのス
    イッチの方に前記ピボット部材の周りに軸回転し、かつ
    前記スイッチを付勢するとき、各付勢部材がそのそれぞ
    れのスイッチとよりしっかりと接触するようにそれぞれ
    のスイッチに対してある角度に置かれることを特徴とす
    る請求項１７による入力装置。
  19. 【請求項１９】 前記パッドが前記パッドに接触する親
    指の一部に合わせるような形状にされることを特徴とす
    る請求項１３による入力装置。
  20. 【請求項２０】 前記パッドが、ユーザが前記パッドを
    見ないで前記パッドを操作することを可能にするために
    前記パッドの上部面上に少なくとも一つの方向基準部材
    をさらに備えていることを特徴とする請求項１３による
    入力装置。
  21. 【請求項２１】 ディスプレイ制御システムにおいて、 上部面及び下部面を有するパッドと、 特定の方向を表す各スイッチを有する前記パッドの上部
    面に加えられる圧力から付勢されるように位置決めされ
    ている複数のスイッチであって、付勢されたスイッチの
    数が前記パッドに加えられる圧力の大きさとともに変わ
    ることと、 スイッチのどれが付勢されたかを検出するためのセンサ
    とを備えている入力装置と、 いくつのスイッチが付勢されたか及びどのスイッチが付
    勢されたかに基づいて力入力の大きさ及び方向を計算す
    るための変換機構と、 ディスプレイ装置と、 前記ディスプレイ装置に接続され、前記ディスプレイ装
    置上にシンボルを表示するホストコントローラであっ
    て、前記ホストコントローラが、前記変換機構によって
    計算された力入力の大きさ及び方向によって前記ディス
    プレイ装置上に選択されたシンボルを移動させる処理手
    段を含むことと、を備えていることを特徴とするディス
    プレイ制御システム。
  22. 【請求項２２】 前記変換機構が各スイッチが表す方向
    の（Ｘ，Ｙ）座標を有するルックアップテーブルを含
    み、力入力の大きさ及び方向が、各付勢されたスイッチ
    の方向座標を得るために前記ルックアップテーブルを使
    用し、かつ前記付勢されたスイッチの方向座標を一緒に
    加算することによって計算されることを特徴とする請求
    項２１による入力装置。
  23. 【請求項２３】 前記パッドが前記パッドに接触する親
    指の一部に合わせるような形状にされることを特徴とす
    る請求項２１による入力装置。
  24. 【請求項２４】 前記パッドが、ユーザが前記パッドを
    見ないで前記パッドを操作することを可能にするために
    前記パッドの上部面上に少なくとも一つの方向基準部材
    をさらに備えていることを特徴とする請求項２１による
    入力装置。
  25. 【請求項２５】 パッドと、特定の方向を表す各スイッ
    チを有する前記パッドに加えられた力によって付勢され
    た複数のスイッチ、センサ、及びプロセッサを備えてい
    る入力装置によって力入力の大きさ及び方向を発生する
    方法において、 前記スイッチを付勢するためのセンサによって前記スイ
    ッチを走査するステップであって、付勢されたスイッチ
    の数が前記パッドに加えられる圧力の大きさとともに変
    わることと、 いくつののスイッチが付勢されるか及びどのスイッチが
    付勢されたかに基づいて力入力の大きさ及び方向を前記
    プロセッサによって計算するステップとからなることを
    特徴とする力入力の大きさ及び方向を発生する方法。
  26. 【請求項２６】 力入力の大きさ及び方向を計算するス
    テップが、 各スイッチが表す方向の（Ｘ，Ｙ）座標を有するルック
    アップテーブルから各付勢スイッチの方向座標を得るス
    テップと、 付勢されたスイッチの方向座標を一緒に加算するステッ
    プとからなることを特徴とする請求項２５による方法。
  27. 【請求項２７】 ディスプレイ装置と、前記ディスプレ
    イ装置に接続されるホストコントローラ、プロセッサ、
    及びパッドを有する入力装置と、特定の方向を表す各ス
    イッチを有する前記パッドに加えられた力によって付勢
    された複数のスイッチとセンサとを備えているディスプ
    レイ制御システムのディスプレイ装置上にシンボルを移
    動させる方法において、 前記スイッチを付勢するためのセンサによって前記スイ
    ッチを走査するステップであって、付勢されたスイッチ
    の数が前記パッドに加えられる圧力の大きさとともに変
    わることと、 いくつののスイッチが付勢されるか及びどのスイッチが
    付勢されたかに基づいて力入力の大きさ及び方向を前記
    プロセッサによって計算するステップと、 前記プロセッサで計算された力入力の大きさ及び方向に
    よって前記ホストコントローラによって前記ディスプレ
    イ装置上に選択されたシンボルを移動させるステップと
    からなることを特徴とするシンボルを移動させる方法。
  28. 【請求項２８】 力入力の大きさ及び方向を計算するス
    テップが、 各スイッチが表す方向の（Ｘ，Ｙ）座標を有するルック
    アップテーブルから各付勢スイッチの方向座標を得るス
    テップと、 付勢されたスイッチの方向座標を一緒に加算するステッ
    プとからなることを特徴とする請求項２７による方法。
JP8049426A 1995-01-31 1996-01-31 入力装置において方向及び力ベクトルを発生する方法および装置 Pending JPH08305488A (ja)

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US08/381,633 US5670955A (en) 1995-01-31 1995-01-31 Method and apparatus for generating directional and force vector in an input device
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