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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-18
(54)【発明の名称】コンピュータ入力装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/02 20060101AFI20240910BHJP
G06F 3/0354 20130101ALI20240910BHJP
G06F 3/0362 20130101ALI20240910BHJP
G05G 1/02 20060101ALI20240910BHJP
G05G 1/04 20060101ALI20240910BHJP
G05G 1/10 20060101ALI20240910BHJP
G05G 5/03 20080401ALI20240910BHJP
G05G 9/053 20060101ALI20240910BHJP
【ＦＩ】
G06F3/02 B
G06F3/0354 431
G06F3/0362 463
G06F3/0362 461
G06F3/02 440
G06F3/02 400
G05G1/02 B
G05G1/02 D
G05G1/04 Z
G05G1/10 B
G05G5/03 Z
G05G9/053
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2024515445
(86)(22)【出願日】2022-09-07
(85)【翻訳文提出日】2024-04-23
(86)【国際出願番号】 AU2022051083
(87)【国際公開番号】W WO2023035029
(87)【国際公開日】2023-03-16
(31)【優先権主張番号】2021902918
(32)【優先日】2021-09-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524088146
【氏名又は名称】フラックス コンソリデイティド プロプライアタリー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】ダーマセティアワン，セバスチャン
【テーマコード（参考）】
3J070
5B020
5B087
【Ｆターム（参考）】
3J070AA04
3J070AA05
3J070AA07
3J070AA08
3J070AA14
3J070AA23
3J070AA24
3J070BA17
3J070BA51
3J070CB37
3J070CC71
3J070DA42
5B020CC12
5B020DD02
5B020DD05
5B020DD30
5B020FF46
5B087BB29
5B087BC13
5B087BC34
(57)【要約】
入力装置は上側フレームと背板とを備える。上側フレームは触覚機構に係合するように構成されており、背板は電子表示装置を有する。背板は、触覚機構にインターフェイスしてその動作位置を検出する位置センサーも有する。特定の触覚機構は、それにより電子表示装置の表示を可能にするように構成されていてもよく、異なる種類の触覚機構がいくつかの実施形態では様々な位置に設置されていてもよい。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
触覚機構に係合するように構成された上側フレームと、電子表示装置、および
前記触覚機構にインターフェイスしてその動作位置を検出する位置センサー、
を備えた背板と、
を備える入力装置。
【請求項2】
前記触覚機構は磁石を備え、前記位置センサーは前記磁石の磁束を検出する、請求項１に記載の入力装置。
【請求項3】
前記位置センサーは、電子表示装置を視覚的に不明瞭にすることなくそこを通る前記磁束を検出するために、前記電子表示装置の真下に位置している、請求項３に記載の入力装置。
【請求項4】
前記センサー、はホール効果センサーである、請求項４に記載の入力装置。
【請求項5】
前記入力装置は、２種類以上の触覚機構を備え、前記上側フレームは、前記２種類以上の触覚機構を交換可能に設置することができる位置を備える、請求項１に記載の入力装置。
【請求項6】
前記入力装置は、前記位置に設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されている、請求項５に記載の入力装置。
【請求項7】
前記背板は、前記触覚機構の触覚種類符号化を読み取るように構成されている、請求項６に記載の入力装置。
【請求項8】
前記背板は、位置センサーの読み取りに応じて、前記設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されている、請求項６に記載の入力装置。
【請求項9】
前記背板は、少なくとも２種類のそれぞれの触覚機構のために少なくとも２種類の位置センサーを備え、前記背板は、設置されている触覚機構によって前記２種類の位置センサーのどちらが作動されているかに応じて、前記設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されている、請求項８に記載の入力装置。
【請求項10】
前記入力装置は、前記設置されている触覚機構の種類に応じて前記電子表示装置を制御するように構成されている、請求項６に記載の入力装置。
【請求項11】
前記背板は、少なくとも２種類のそれぞれの触覚機構のための前記位置に少なくとも２種類の位置センサーを備える、請求項５に記載の入力装置。
【請求項12】
前記２種類の位置センサーは、前記背板に対してそれぞれ水平および垂直に磁束を検出するように構成されている、請求項１１に記載の入力装置。
【請求項13】
前記位置センサーの一方は、前記背板に対して垂直に磁束を検出するように構成されたセンサーを含み、前記位置センサーの他方は、前記背板に対して水平に磁束を検出するように構成された２つのセンサーを含み、前記入力装置は、前記２つのセンサーによってそれぞれ測定された磁束強度により回転向きを決定するように構成されている、
請求項１８に記載の入力装置。
【請求項14】
前記上側フレームは、前記背板と交換可能である、請求項１に記載の入力装置。
【請求項15】
前記入力装置は、少なくとも２種類の上側フレームを備え、前記背板は、設置されている上側フレームの種類を検出するように構成されている、請求項１４に記載の入力装置。
【請求項16】
前記入力装置は、前記設置されている上側フレームの種類に応じて前記電子表示装置を制御するように構成されている、請求項１５に記載の入力装置。
【請求項17】
前記入力装置は、前記設置されている上側フレームの種類に応じて異なる記号を表示するように構成されている、請求項１６に記載の入力装置。
【請求項18】
前記背板は、上側フレーム符号化を読み取って、前記設置されている上側フレームの種類を検出するように構成されている、請求項１５に記載の入力装置。
【請求項19】
前記符号化は、２進符号化である、請求項１８に記載の入力装置。
【請求項20】
前記２進符号化は、磁石位置により符号化されており、前記背板は、前記２進符号化を読み取るためにそれぞれに位置決めされた磁気センサーを備える、請求項１９に記載の入力装置。
【請求項21】
前記触覚機構は、上昇位置と押下位置との間で前記フレームによって移動可能に係合されているキーを備えたキー型触覚機構を含み、前記キーは、前記電子表示装置によって表示される記号をそこを通して見ることができるように透明であり、位置センサーは前記キー型触覚機構にインターフェイスして前記上昇位置と押下位置とのどちらであるかを検出する、請求項１に記載の入力装置。
【請求項22】
前記キーの幅の大部分は、透明である、請求項２１に記載の入力装置。
【請求項23】
前記キーは磁石を備え、前記位置センサーは、前記磁石の磁束を検出して前記キーの動作位置を決定する、請求項２１に記載の入力装置。
【請求項24】
前記位置センサーは、前記デジタル表示装置を視覚的に不明瞭にすることなくそこを通る磁場を検出するために、前記電子表示装置の真下に位置している、請求項２３に記載の入力装置。
【請求項25】
前記センサーは、ホール効果センサーである、請求項２４に記載の入力装置。
【請求項26】
前記キーの幅の大部分は、透明であり、前記磁石は、前記キーの側面に位置している、請求項２３に記載の入力装置。
【請求項27】
前記フレームは、前記キーを前記動作位置に付勢するために前記キーの側面にある磁石の吸引および反発のうちの少なくとも１つを行う磁石を備える、請求項２６に記載の入力装置。
【請求項28】
前記磁石は、磁気的に互いに反発し合い、前記キーが前記押下位置に向かって移動する場合に互いに近づくように移動する、請求項２７に記載の入力装置。
【請求項29】
側面磁石は、磁気的に互いに吸引し合い、前記キーが前記上昇位置に向かって移動する場合に互いに近づくように移動する、請求項２７に記載の入力装置。
【請求項30】
前記触覚機構は、回転式ダイヤル型触覚機構を含む、請求項１に記載の入力装置。
【請求項31】
前記回転式ダイヤル型触覚機構のダイヤルは、磁石を前記ダイヤルの回転軸に対して回転させる、請求項３０に記載の入力装置。
【請求項32】
前記位置センサーは、前記背板に対して水平に前記磁石の磁束を検出する、請求項３１に記載の入力装置。
【請求項33】
前記磁石は、分極化されている、請求項３２に記載の入力装置。
【請求項34】
前記磁石は、前記回転軸に対して半径方向にオフセットされている、請求項３２に記載の入力装置。
【請求項35】
前記位置センサーは、２つの半径方向にオフセットされた位置センサーを含み、前記入力装置は、それによって検出された相対的磁束強度により前記ダイヤルの回転位置を検出するように構成されている、請求項３２に記載の入力装置。
【請求項36】
前記磁石は、前記回転軸に対して半径方向にオフセットされており、前記位置センサーは、半径方向にオフセットされた位置センサーの四分円を含み、前記入力装置は、大部分の磁束を検出している前記２つの隣接する位置センサーにより前記ダイヤルの回転四分円を検出し、それによって検出された相対的磁束強度により前記回転四分円内の前記ダイヤルの位置をさらに検出するように構成されている、請求項３２に記載の入力装置。
【請求項37】
前記回転式ダイヤル型触覚機構は、平らな下面および上面を有する透明なコアを備える、請求項３０に記載の入力装置。
【請求項38】
前記下面は、前記電子表示装置に直接露出されている、請求項３７に記載の入力装置。
【請求項39】
前記透明なコアは、細長く、導波管の長さに沿って電子表示装置によって表示される記号からの光を反射させるための前記導波管として機能する、請求項３８に記載の入力装置。
【請求項40】
前記回転式ダイヤル型触覚機構は、前記コアに隣接する少なくとも１つの半径方向にオフセットされた磁石を保持しており、前記背板は、前記磁石の磁束を検出するために少なくとも１つの半径方向にオフセットされたセンサーを備える、請求項３８に記載の入力装置。
【請求項41】
前記触覚機構は、トラックボール型触覚機構を含む、請求項１に記載の入力装置。
【請求項42】
前記位置センサーは、磁石を有する直交回転子を備え、前記位置センサーは、前記回転子の磁石で回転磁束を検出する、請求項４１に記載の入力装置。
【請求項43】
前記触覚機構は、トラックに沿って移動するシャトルを備えたスライダー型触覚機構を含む、請求項１に記載の入力装置。
【請求項44】
前記シャトルは、前記トラックに沿って配置された別個の位置センサーによって検出される永久磁石を保持している、請求項４３に記載の入力装置。
【請求項45】
前記位置センサーは、ホール効果センサーである、請求項４４に記載の入力装置。
【請求項46】
前記シャトルを移動させるように構成されたリニアモーター機構をさらに備える、請求項４３に記載の入力装置。
【請求項47】
前記リニアモーター機構は、前記シャトルの吸引または反発のうちの少なくとも１つを行うために通電される、前記トラックに沿って配置された複数の電磁コイルを備える、請求項４６に記載の入力装置。
【請求項48】
前記入力装置は、前記スライダーの位置を決定し、前記シャトルの一方側で電磁コイルに通電して前記シャトルを吸引するように構成されている、請求項４７に記載の入力装置。
【請求項49】
前記入力装置は、前記スライダーの位置を決定し、前記シャトルの下の電磁コイルに通電して前記シャトルに反発するように構成されている、請求項４７に記載の入力装置。
【請求項50】
前記入力装置は、前記電磁コイルおよび前記センサーを交互に動作させるように構成されている、請求項４７に記載の入力装置。
【請求項51】
前記ダイヤルがクリック可能および回転可能であるように、前記ダイヤルは、その垂直移動および回転の両方を可能にするように係合されている、請求項３１に記載の入力装置。
【請求項52】
前記背板は、水平の磁束により前記ダイヤルの回転向きを検出し、垂直の磁束により前記ダイヤルの垂直のオフセットを検出するように構成された位置センサーを備える、請求項５１に記載の入力装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般にコンピュータ入力装置に関し、より詳細には本発明は、触覚機構に係合する上側フレームと、電子表示装置、および触覚機構にインターフェイスしてその動作位置を検出する位置センサーを備えた背板（a backing）とを備えるコンピュータ入力装置に関する。
【発明の概要】
【0002】
触覚機構に係合する上側フレームと、電子表示装置、および触覚機構にインターフェイスしてその動作位置を検出する位置センサーを備えた背板とを備える入力装置が提供される。
【0003】
触覚機構は、上昇位置と押下位置との間でフレームによって移動可能に係合されるキーを備えたキー型触覚機構を含んでもよく、キーは、電子表示装置によって表示される記号をそこを通して見ることができるように透明であり、位置センサーはキー型触覚機構にインターフェイスして上昇位置と押下位置とのどちらであるかを検出する。
【0004】
キーは磁石を備えていてもよく、位置センサーはキーの動作位置を磁気的に検出する。位置センサーは、その表示を不明瞭にしないがそれによりキーの磁石の磁場をなお検出することができるようにするために、電子表示装置の真下に位置していてもよい。
【0005】
キーの磁石は、そこを通る視界を不明瞭にしないようにするために磁石の側面に位置していてもよい。従ってキーの幅の大部分は透明であってもよい。
【0006】
位置センサーは、キーの上昇位置と押下位置とのどちらであるかを検出するために増幅および二値化回路（thresholding circuitry）に動作可能に結合されたホール効果センサーであってもよい。
【0007】
キーの磁石は、位置センサーによる位置検出および触覚フィードバック付勢の両方のために使用される際に２つの目的を果たしてもよい。例えばフレームは、その中のキーにぴったりと嵌合し、キーを上昇位置に付勢し、および／または触覚フィードバックを与える少なくとも１つの対応する吸引もしくは反発磁石をその中に有する開口部を備えていてもよい。
【0008】
キーボードは、回転式ダイヤル、トラックボールおよびスライダー型触覚機構を含む異なる種類の触覚機構を備えていてもよい。
【0009】
いくつかの実施形態では、様々な種類の触覚機構を上側フレームの位置で交換して、それにより異なる種類の触覚機構のそれぞれの位置決めを再構成してもよい。キーおよびいずれかの側面で移動させるトラックボールなどの代わりに、例えば回転式ダイヤルを代用してもよい。
【0010】
各位置にある位置センサーは、異なる種類の触覚機構にインターフェイスすることができるようにしてもよい。例えば位置センサーは、そのキーが垂直に移動する際にキー型触覚機構の垂直の磁場相互作用を検出し、回転式ダイヤル型機構のダイヤルの回転軸に対して垂直に回転する、分極化もしくは半径方向にオフセットされた磁石の水平の磁場相互作用も検出することができるようにしてもよい。
【0011】
位置センサーはさらに、トラックボール型機構の回転子に結合された回転磁石の回転磁気相互作用を検出することができるようにしてもよい。
【0012】
本入力装置は、その読み取りおよび符号化により、または代わりとして位置センサーにより感知されたパラメータの種類により、各位置に設置されている触覚機構の種類を検出してもよい。例えば位置センサーは、垂直の磁気相互作用および水平の磁気相互作用を検出するセンサーを含んでいてもよく、垂直の磁気相互作用を検出するセンサーからの読み取りにより、回転式ダイヤル型機構とは対照的にキー型触覚機構の設置を推測してもよい。
【0013】
いくつかの実施形態では、異なる種類の上側フレームを異なる種類のレイアウトのために交換することができるように、上側フレームは背板と交換可能である。
【0014】
入力装置用制御装置は、上側フレームの種類に応じてデジタル表示装置および位置センサーのうちの少なくとも１つを制御してもよい。
【0015】
上側フレームは、背板によって読み取られた上側フレームの種類を符号化してもよい。一実施形態では、上側フレームはそれぞれに位置決めされたセンサーによって読み取られた磁石の位置を用いて、フレームの種類をバイナリー形式で磁気的に符号化する。従って、例えば３種類の上側フレームを２桁の２進符号化を用いて符号化してもよい。
【0016】
一態様によれば、触覚機構に係合するように構成された上側フレームと、電子表示装置、および触覚機構にインターフェイスしてその動作位置を検出する位置センサーを備えた背板とを備える入力装置が提供されてもよい。
【0017】
触覚機構は磁石を備えていてもよく、位置センサーは磁石の磁束（magnetic field flux）を検出する。
【0018】
位置センサーは、電子表示装置を視覚的に不明瞭にすることなくそこを通る磁束を検出するために電子表示装置の真下に位置していてもよい。
【0019】
当該センサーはホール効果センサーであってもよい。
【0020】
本入力装置は２種類以上の触覚機構を備えていてもよく、上側フレームは、２種類以上の触覚機構を交換可能に設置することができる位置を備えていてもよい。
【0021】
本入力装置は、当該位置に設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されていてもよい。
【0022】
背板は、触覚機構の触覚種類符号化を読み取るように構成されていてもよい。
【0023】
背板は、位置センサーの読み取りに応じて設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されていてもよい。
【0024】
背板は、少なくとも２種類のそれぞれの触覚機構のために少なくとも２種類の位置センサーを備えていてもよく、背板は、設置されている触覚機構によって２種類の位置センサーのうちのどちらを作動させ得るかに応じて、設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されていてもよい。
【0025】
本入力装置は、設置されている触覚機構の種類に応じて電子表示装置を制御するように構成されていてもよい。
【0026】
背板は、少なくとも２種類のそれぞれの触覚機構のための位置に少なくとも２種類の位置センサーを備えていてもよい。
【0027】
２種類の位置センサーは、背板に対して水平および垂直に磁束をそれぞれ検出するように構成されていてもよい。
【0028】
位置センサーの一方は背板に対して垂直に磁束を検出するように構成されたセンサーを含んでいてもよく、位置センサーの他方は背板に対して水平に磁束を検出するように構成された２つのセンサーを含んでいてもよく、本入力装置は、２つのセンサーによってそれぞれ測定された磁束強度により回転向きを決定するように構成されていてもよい。
【0029】
上側フレームは背板と交換可能であってもよい。
【0030】
本入力装置は少なくとも２種類の上側フレームを備えていてもよく、背板は、設置されている上側フレームの種類を検出するように構成されていてもよい。
【0031】
本入力装置は、設置されている上側フレームの種類に応じて電子表示装置を制御するように構成されていてもよい。
【0032】
本入力装置は、設置されている上側フレームの種類に応じて異なる記号を表示するように構成されていてもよい。
【0033】
背板は、上側フレーム符号化を読み取って設置されている上側フレームの種類を検出するように構成されていてもよい。
【0034】
この符号化は２進符号化であってもよい。
【0035】
２進符号化は磁石位置によって符号化されていてもよく、背板は、２進符号化を読み取るためにそれぞれに位置決めされた磁気センサーを備えていてもよい。
【0036】
触覚機構は、上昇位置と押下位置との間でフレームによって移動可能に係合されるキーを備えたキー型触覚機構を含み、キーは、電子表示装置によって表示される記号をそこを通して見ることができるように透明であってもよく、位置センサーはキー型触覚機構にインターフェイスして上昇位置と押下位置とのどちらであるかを検出する。
【0037】
キーの幅の大部分は透明であってもよい。
【0038】
キーは磁石を備えていてもよく、位置センサーは磁石の磁束を検出してキーの動作位置を決定する。
【0039】
位置センサーは、デジタル表示装置を視覚的に不明瞭にすることなくそれを介して磁場を検出するために、電子表示装置の真下に位置していてもよい。
【0040】
当該センサーはホール効果センサーであってもよい。
【0041】
キーの幅の大部分は透明であってもよく、磁石はキーの側面に位置していてもよい。
【0042】
フレームは、キーを動作位置に付勢するためにキーの側面にある磁石の吸引および反発のうちの少なくとも１つを行う磁石を備えていてもよい。
【0043】
磁石は磁気的に互いに反発し合い、キーが押下位置に向かって移動する場合に互いに近づくように移動してもよい。
【0044】
側面磁石は磁気的に互いに吸引し合い、キーが上昇位置に向かって移動する場合に互いに近づくように移動してよい。
【0045】
触覚機構は回転式ダイヤル型触覚機構を含んでもよい。
【0046】
回転式ダイヤル型触覚機構のダイヤルにより、磁石をダイヤルの回転軸に対して回転させてもよい。
【0047】
位置センサーは背板に対して水平に磁石の磁束を検出してもよい。
【0048】
磁石は分極化されていてもよい。
【0049】
磁石は当該回転軸に対して半径方向にオフセットされていてもよい。
【0050】
位置センサーは、２つの半径方向にオフセットされた位置センサーを含んでいてもよく、本入力装置は、それによって検出された相対的磁束強度によりダイヤルの回転位置を検出するように構成されていてもよい。
【0051】
磁石は当該回転軸に対して半径方向にオフセットされていてもよく、位置センサーは、半径方向にオフセットされた位置センサーの四分円を含んでいてもよく、本入力装置は、大部分の磁束を検出している２つの隣接する位置センサーによりダイヤルの回転四分円を検出し、それによって検出された相対的磁束強度により回転四分円内のダイヤルの位置をさらに検出するように構成されていてもよい。
【0052】
回転式ダイヤル型触覚機構は、平らな下面および上面を有する透明なコアを備えていてもよい。
【0053】
下面は電子表示装置に直接露出されていてもよい。
【0054】
透明なコアは細長くてもよく、導波管の長さに沿って電子表示装置によって表示される記号からの光を反射させるための導波管として機能する。
【0055】
回転式ダイヤル型触覚機構は、当該コアに隣接する少なくとも１つの半径方向にオフセットされた磁石を保持していてもよく、背板は、磁石の磁束を検出するために少なくとも１つの半径方向にオフセットされたセンサーを備えていてもよい。
【0056】
触覚機構はトラックボール型触覚機構を含んでもよい。
【0057】
位置センサーは、磁石を有する直交回転子（orthogonal rotors）を備えていてもよく、位置センサーは当該回転子の磁石で回転磁束を検出する。
【0058】
触覚機構は、トラックに沿って移動するシャトルを備えていてもよいスライダー型触覚機構を含む。
【0059】
シャトルは、トラックに沿って配置された別個の位置センサーによって検出されてもよい永久磁石を保持していてもよい。
【0060】
位置センサーはホール効果センサーであってもよい。
【0061】
本入力装置は、シャトルを移動させるように構成されたリニアモーター機構をさらに備えていてもよい。
【0062】
リニアモーター機構は、シャトルの吸引または反発のうちの少なくとも１つを行うために通電されてもよい、トラックに沿って配置された複数の電磁コイルを備えていてもよい。
【0063】
本入力装置は、スライダーの位置を決定し、シャトルの一方側で電磁コイルに通電してシャトルを吸引するように構成されていてもよい。
【0064】
本入力装置は、スライダーの位置を決定し、シャトルの下で電磁コイルに通電してシャトルに反発するように構成されていてもよい。
【0065】
本入力装置は、電磁コイルおよび当該センサーを交互に動作させるように構成されていてもよい。
【0066】
本発明の他の態様も開示されている。
【0067】
本発明の範囲内に含まれ得るあらゆる他の形態があるが、次に添付の図面を参照しながら本開示の好ましい実施形態を単なる一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【0068】
【発明を実施するための形態】
【0069】
入力装置１００は、少なくとも１つの触覚機構を備えた上側フレーム１０１を備える。
【0070】
入力装置１００は、電子表示装置１０７およびセンサーボード１０８を備えた背板１０４をさらに備える。
【0071】
電子表示装置１０７はＬＣＤ、ＬＥＤまたは電子ペーパー表示技術などを使用してもよい。
【0072】
センサーボード１０８は、触覚機構に動作可能にインターフェイスして触覚機構の動作位置を検出する複数の位置センサー１０６を備えていてもよい。
【0073】
透明なスクリーン１０９により、その真下にある電子表示装置１０７を保護してもよい。
【0074】
図４は、触覚機構が上昇位置と押下位置との間でフレーム１０１によって移動可能に係合される透明なキー１０３を備えたキー型触覚機構１０２であることを示す。
【0075】
好ましくはキー１０３の幅の大部分は、その真下にある電子表示装置１０７によって動的に表示される記号の可視性を最大化するために透明である。
【0076】
位置センサー１０６は、触覚機構の動作位置を磁気的に検出してもよい。具体的には図４を参照すると、キー１０３は少なくとも１つの磁石１１０を備えていてもよく、位置センサー１０６は磁石１１０の磁束を検出する。例えばキー１０３が押下された場合に、センサー１０６はキーの押下を示す磁石１１０の磁束の増加（すなわち変化率）を検出する。あるいは、センサー１０６は閾値を超えた磁束を検出してもよい。
【0077】
センサー１０６は、キー１０３の両側で両方の磁石１１０の磁束を検出し、それにより隣接するキーからの干渉を回避するように構成されていてもよい。例えばセンサー１０６は、閾値よりも大きい磁束を検出するように構成されていてもよく、両方の磁石１１０は閾値よりも大きい磁束を発生させることが求められる。
【0078】
図４にさらに示すように、位置センサー１０６は、その表示を不明瞭にしないがそれを介して磁石１１０の磁束をなお検出することができるようにするために、電子表示装置１０７の真下に位置していてもよい。
【0079】
位置センサー１０６は、磁束変化率または二値化検出（thresholding）のために信号を増幅してキー１０３の上昇位置と押下位置とのどちらであるかを検出するために、回路に動作可能に結合されたホール効果センサーを含んでもよい。
【0080】
図４に示すように、磁石１１０は好ましくはキー１０３の本体を通した可視性を不明瞭にしないために、キーの側面に接して位置しているかその中に嵌め込まれている。キー１０３は、側面磁石１１０をその中に慎重に嵌合させる側面溝１１２を備えていてもよい。
【0081】
これらの磁石１１０は、位置センサー１０６によって感知され、キー位置に付勢する際に２つの目的を果たしてもよい。
【0082】
具体的には、フレーム１０１はキー１０３をその中にぴったりと嵌合させる開口部１１１を備えていてもよい。キー１０３および開口部１１１はそれぞれの磁気的に相互作用する側面磁石１１０を有していてもよい。
【0083】
隣接する側面磁石１１０は磁気的に互いに反発し合い、キー１０３が押下位置に向かって移動する際に垂直位置で一致してもよい。従って隣接する側面磁石１１０によって生じる磁気反発は、キー１０３を上昇位置に向かって付勢する。
【0084】
あるいは側面磁石１１０は磁気的に互いに吸引し合い、キー１０３が上昇位置に向かって移動する際に一致してもよい。従って隣接する磁石１１０の磁気引力は、キー１０３を上昇位置に向かって付勢する。
【0085】
いくつかの実施形態では、フレーム１０１は、上昇位置に向かってキー１０３の反発および吸引の両方を行うために反対の極性の側面磁石１１０の垂直配置を含む。具体的には、フレーム１０１のこの垂直配置の側面磁石１１０は、キー１０３の側面磁石１１０の反発および吸引をそれぞれ行ってキー１０３を上昇位置に付勢する、下側の反発側面磁石１１０および上側の吸引磁石１１０を含んでもよい。
【0086】
いくつかの実施形態では、触覚機構は上側フレーム１０１の様々な位置に交換可能に設置されていてもよい。例えば上側フレーム１０１は、その中で様々な触覚機構を交換することができる複数の均一にサイズ決めおよび成形された開口部を備えていてもよい。
【0087】
従って異なる種類の触覚機構のキーボード配置は、上側フレーム１０１の様々な位置に設置することができる。例えばキー型触覚機構１０２を、図５に示されている回転式ダイヤル型機構１１３または図６に示されているトラックボール型機構１１４と交換してもよい。いくつかの実施形態では、複数のキー型触覚機構１０２を図１１に示されているスライダー型触覚機構１２５と交換してもよい。
【0088】
この実施形態によれば、入力装置１００は、１つ以上の利用可能なセンサー１０６を用いてその動作位置を検出する方法を決定できるようにするために、設置されている触覚機構１０２の種類を検出してもよい。
【0089】
いくつかの実施形態では、単一の位置センサー１０６は、２つ以上の触覚機構の動作位置を決定するために利用可能であってもよい。さらなる実施形態では、背板は、それぞれが触覚機構の具体的な種類を検出するように構成された複数の位置センサー１０６を備えていてもよい。設置されている機構の種類を検出する場合、入力装置１００はどの位置センサー１０６を監視するかを決定してもよい。
【0090】
いくつかの実施形態では、触覚機構は触覚機構の種類を符号化してもよく、符号化は本入力装置によって読み取られる。
【0091】
あるいは、設置されている触覚機構の種類は位置センサー１０６からの読み取りから推測してもよい。例えば触覚機構がキー型触覚機構を含む図４を参照すると、位置センサー１０６は、キー１０３が位置センサー１０６に対して垂直に移動する際に垂直の磁束を検出することができ、そこからキー型触覚機構１０２が設置されていることを推測することができる。あるいは、ダイヤル型機構１１３が設置されている図５を参照すると、直角および半径方向にオフセットされた位置センサー１０６は、その磁石１１６の回転を検出してもよい（これは、いくつかの実施形態では分極磁石（a polarised magnet）であってもよい）。
【0092】
従って入力装置１００の制御装置は、電子表示装置１０７の表示および設置されている触覚機構の種類に応じて、それぞれの位置センサー１０６の動作のうちの少なくとも１つを制御することができる。
【0093】
例えばキー型機構１０２の設置を検出する場合、入力装置１００は、電子表示装置１０７を用いてキー記号を表示し、図４に示されている位置センサー１０６を使用してキー１０３の垂直位置を検出してもよい。
【0094】
あるいは回転型機構１１３の設置を検出する場合、入力装置は、ダイヤルインジケーター（ダイヤル１１５の回転位置によって決定されるダイヤルマーキングまたは色の勾配など）を表示し、直角および半径方向にオフセットされたセンサー（orthogonally and radial offset sensors）１１７を使用するように電子表示装置１０７を制御してもよい。
【0095】
いくつかの実施形態では、異なる種類の触覚機構は磁石を備え、各位置にある位置センサー１０６は異なる種類の触覚機構のそれぞれの磁束を検出することができる。
【0096】
例えば触覚機構がキー型触覚機構１０２を含む図４を参照すると、位置センサー１０６は、キー１０３が位置センサー１０６に対して垂直に移動する際に垂直の磁束を検出することができる。
【0097】
さらに触覚機構が回転式ダイヤル型機構１１３を含む図５を参照すると、ダイヤル１１５は分極磁石１１６を回転させてもよく、位置センサー１０６は分極磁石１１６により水平の磁束を検出することができる。
【0098】
図５に示すように、位置センサー１０６は半径方向および直角に位置決めされた磁気センサー１１７を含んでいてもよく、入力装置用制御装置（input device controller）は、それにより検出されるそれぞれの磁場強度によってダイヤル１１５の回転位置を決定することができる。例えば磁気センサー１１７の１つによって検出される磁束（magnetic flux）は、分極磁石１１６がそれに向かって方向づけられている場合に最大になり、入力装置は各センサー１１７のそれぞれの磁束強度の検出によってダイヤル１１５の回転位置を決定することができる。いくつかの実施形態では、磁気センサー１１７はセンサーの四分円を含み、磁石はダイヤルの１つの縁部に向かって半径方向にオフセットされている。従って入力装置１００は、２つのセンサー１０６のどちらが最大磁束を検出しているかを決定することにより、およびこれらの２つのセンサー１１５間のそれぞれの磁束強度を検出することによって四分円内の正確な位置を決定することにより、ダイヤル１１５の四分円位置を検出することができる。
【0099】
触覚機構がトラックボール型機構１１４を含む図６を参照すると、機構１１４は直交回転子１１９を回転させるトラックボール１１８を備えていてもよい。この点に関して位置センサー１０６は、回転子１１９の回転軸に対して回転している磁石１２１の回転を検出する磁気センサー１２０を含んでいてもよい。
【0100】
さらに図６に示すように、入力装置用制御装置が、直角にオフセットされた分極磁石１２１によって誘導された、磁気センサー１２０によって検出された磁場を区別することにより回転子１１９の回転を同様に検出することができるように、回転子１１９のいずれかの側面に位置している磁石１２１は分極化されており、直角にオフセットされていてもよい。
【0101】
【0102】
入力装置１００は、種類に応じて電子表示装置１０７および位置センサー１０６のうちの少なくとも１つを制御することができるようにするために、背板１０４に取り付けられた上側フレーム１０１の種類を検出できるようにしてもよい。
【0103】
上側フレーム１０１は、背板１０４によって読取り可能な種類符号化を含んでいてもよい。図３を参照すると、種類符号化は適当に位置決めされた磁石１２２によって２進符号化されていてもよい。さらに背板１０４は、磁石１２２のそれぞれの位置を感知するそれぞれの磁気センサー１２３を備えていてもよい。図７は、どのようにして３つの異なる種類のフレーム１０１を、２桁の２進符号化を用いて符号化し得るかを示す。
【0104】
いくつかの実施形態では、入力装置１００は触覚機構の動作位置を検出するホール効果センサー以外のセンサー１０６を用いてもよい。
【0105】
例えば図８は、可撓性フィルム１２４を用いる他の感知機構を示す。図示されている実施形態では、一対の透明な導電性の可撓性フィルム１２４（ＩＴＯコーティングされたＰＥＴ膜１２４など）は、キー１０３が押下された場合に互いに接触する。
【0106】
あるいは、単一の接地された導電性の可撓性フィルム１２４は表示装置１０７に結合された容量式タッチスクリーンを覆っていてもよい。
【0107】
図１０は、ダイヤル型触覚機構１１３を介して電子表示装置１０７によって動的に表示された視認性記号（viewability symbols）を最大化するように設計されている、機構１１３のさらなる実施形態を示す。
【0108】
この実施形態によれば、機構１１３は、平らな平行な上面１２７および底面１２８を有する透明なコア１２６を備える。
【0109】
図９は、透明なコア１２６がどのように導波管として機能するかを示し、底面１０８にある電子表示装置１０７によって表示される記号１２９からの光は、コア１２６に沿って反射して上面１２７に当たる。このようにして上面１２７から発せられた光は記号１２９の視野角を増加させてもよい。
【0110】
あるいは上面１２７は、記号１２９の光がそこを通して拡散され、それにより記号１２９が上面１２７に表示されているという印象を与えるように不透明であってもよい。
【0111】
図１０は、どのように透明なコア１２６を外側本体１３０内に封入し、それにより底面１２８を電子表示装置１０７に直接露出させることができるかを示す。さらに本体１３０は上に記載されているように、その真下にある半径方向および直角にオフセットされたセンサー１１７によって検出される側面磁石１３１に係合してもよい。
【0112】
図１１は、トラック１３４に沿って移動するシャトル１３３を備えたスライダー型触覚機構１２５を示す。シャトル１３３は、トラック１３４のそれぞれの側面レール係合部内に摺動可能に係合される側面レールを備えていてもよい。
【0113】
シャトル１３３は、その真下にあるホール効果位置センサー１３２によって検出される永久磁石１３５を保持していてもよい。従って入力装置は、センサー１３２によって検出されたそれぞれの磁束強度を測定することにより、シャトル１３３の位置を高精度で検出することができるようにしてもよい。
【0114】
さらなる実施形態では、入力装置１００はリニアモーター機構を用いてスライダー１３３の位置を移動させてもよい。図示されている実施形態では、リニアモーター機構は磁石１３５の吸引および／または反発を行うために通電されてもよい複数の電磁コイル１３６を備える。
【0115】
例えば、シャトル１３３をトラックに沿って移動させるために、入力装置１００はスライダー１３３の位置を決定し、次いでシャトル１３３の一方側で電磁コイル１３６に通電してその永久磁石１３５を吸引してもよい。さらにいくつかの実施形態では、入力装置１００はシャトル１３３の直接真下にある電磁コイル１３６に反対の方向に印加される電流で通電して、その永久磁石１３５に反発させてもよい。
【0116】
本入力装置は、電磁コイル１３６と電磁干渉を回避するためのセンサー１３２の感知とを交互に動作させように構成されていてもよい。
【0117】
いくつかの実施形態では、ダイヤル１１５は回転可能であることに加えてクリック可能であってもよい。具体的には、図１０に示されている物理的配置によりダイヤル１１５の垂直移動を可能にしてもよい。センサー１１７によって検出される水平の磁束相互作用によってダイヤル１１５の回転向きを検出してもよく、センサー１１７によって検出される垂直の磁束相互作用によって垂直のオフセットを検出してもよい。
【0118】
本入力装置は、ラップトップなどのコンピュータ装置内に一体化されていてもよく、あるいはＵＳＢシリアル接続などにより計算装置に接続された周辺入力装置を表してもよい。
【0119】
説明のための上の記載は、具体的な命名を使用して本発明の徹底的な理解を与えた。但し、本発明を実施するために具体的な詳細は必要ではないことが当業者には明らかであろう。従って本発明の具体的な実施形態の上の記載は、例示および説明のために提供されている。上記教示を考慮して多くの修正および変形が明らかに可能であるため、それらは網羅的であること、または本発明を開示されている正確な形態に限定することを意図していない。本発明の原理およびその実際の適用を最良に説明し、それにより他の当業者が、考えられる特定の使用に適するような様々な修正と共に本発明および様々な実施形態を最良に利用することを可能にするために、当該実施形態を選択および記載した。以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物が本発明の範囲を定めることが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2023-05-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
触覚機構に係合するように構成された上側フレームと、電子表示装置、および
前記触覚機構にインターフェイスしてその動作位置を検出する位置センサー、
を備えた背板と、
を備える入力装置であって、
前記触覚機構は、上昇位置と押下位置との間で前記フレームによって移動可能に係合されているキーを備えたキー型触覚機構を含み、前記キーは、前記電子表示装置によって表示される記号をそこを通して見ることができるように透明であり、位置センサーは、前記キー型触覚機構にインターフェイスして前記上昇位置と押下位置とのどちらであるかを検出し、
前記フレームは、前記キーを前記動作位置に付勢するために前記キーの側面にある磁石の吸引および反発のうちの少なくとも１つを行う磁石を備え、
前記位置センサーは、前記磁石の磁束を検出して前記キーの動作位置を決定し、
前記位置センサーは、前記電子表示装置の真下に位置している、
入力装置。
【請求項2】
前記位置センサーは、ホール効果センサーである、請求項１に記載の入力装置。
【請求項3】
前記入力装置は、２種類以上の触覚機構を備え、前記上側フレームは、前記２種類以上の触覚機構を交換可能に設置することができる位置を備える、請求項１に記載の入力装置。
【請求項4】
前記入力装置は、前記位置に設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されている、請求項３に記載の入力装置。
【請求項5】
前記背板は、前記触覚機構の触覚種類符号化を読み取るように構成されている、請求項４に記載の入力装置。
【請求項6】
前記背板は、位置センサーの読み取りに応じて、前記設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されている、請求項４に記載の入力装置。
【請求項7】
前記背板は、少なくとも２種類のそれぞれの触覚機構のために少なくとも２種類の位置センサーを備え、前記背板は、設置されている触覚機構によって前記２種類の位置センサーのどちらが作動されているかに応じて、前記設置されている触覚機構の種類を検出するように構成されている、請求項６に記載の入力装置。
【請求項8】
前記入力装置は、前記設置されている触覚機構の種類に応じて前記電子表示装置を制御するように構成されている、請求項４に記載の入力装置。
【請求項9】
前記背板は、少なくとも２種類のそれぞれの触覚機構のための前記位置に少なくとも２種類の位置センサーを備える、請求項３に記載の入力装置。
【請求項10】
前記２種類の位置センサーは、前記背板に対してそれぞれ水平および垂直に磁束を検出するように構成されている、請求項９に記載の入力装置。
【請求項11】
前記位置センサーの一方は、前記背板に対して垂直に磁束を検出するように構成されたセンサーを含み、前記位置センサーの他方は、前記背板に対して水平に磁束を検出するように構成された２つのセンサーを含み、前記入力装置は、前記２つのセンサーによってそれぞれ測定された磁束強度により回転向きを決定するように構成されている、請求項１０に記載の入力装置。
【請求項12】
前記上側フレームは、前記背板と交換可能である、請求項１に記載の入力装置。
【請求項13】
前記入力装置は、少なくとも２種類の上側フレームを備え、前記背板は、設置されている上側フレームの種類を検出するように構成されている、請求項１２に記載の入力装置。
【請求項14】
前記入力装置は、前記設置されている上側フレームの種類に応じて前記電子表示装置を制御するように構成されている、請求項１３に記載の入力装置。
【請求項15】
前記入力装置は、前記設置されている上側フレームの種類に応じて異なる記号を表示するように構成されている、請求項１４に記載の入力装置。
【請求項16】
前記背板は、上側フレーム符号化を読み取って、前記設置されている上側フレームの種類を検出するように構成されている、請求項１３に記載の入力装置。
【請求項17】
前記符号化は、２進符号化である、請求項１６に記載の入力装置。
【請求項18】
前記２進符号化は、磁石位置により符号化されており、前記背板は、前記２進符号化を読み取るためにそれぞれに位置決めされた磁気センサーを備える、請求項１７に記載の入力装置。
【請求項19】
前記キーの幅の大部分は、透明である、請求項１に記載の入力装置。
【請求項20】
前記キーの幅の大部分は、透明であり、前記磁石は、前記キーの側面に位置している、請求項１に記載の入力装置。
【請求項21】
前記磁石は、磁気的に互いに反発し合い、前記キーが前記押下位置に向かって移動する場合に互いに近づくように移動する、請求項１に記載の入力装置。
【請求項22】
前記磁石は、磁気的に互いに吸引し合い、前記キーが前記上昇位置に向かって移動する場合に互いに近づくように移動する、請求項１に記載の入力装置。
【請求項23】
前記触覚機構は、回転式ダイヤル型触覚機構を含む、請求項１に記載の入力装置。
【請求項24】
前記回転式ダイヤル型触覚機構のダイヤルは、磁石を前記ダイヤルの回転軸に対して回転させる、請求項２３に記載の入力装置。
【請求項25】
前記位置センサーは、前記背板に対して水平に前記磁石の磁束を検出する、請求項２４に記載の入力装置。
【請求項26】
前記磁石は、分極化されている、請求項２５に記載の入力装置。
【請求項27】
前記磁石は、前記回転軸に対して半径方向にオフセットされている、請求項２５に記載の入力装置。
【請求項28】
前記位置センサーは、２つの半径方向にオフセットされた位置センサーを含み、前記入力装置は、それによって検出された相対的磁束強度により前記ダイヤルの回転位置を検出するように構成されている、請求項２５に記載の入力装置。
【請求項29】
前記磁石は、前記回転軸に対して半径方向にオフセットされており、前記位置センサーは、半径方向にオフセットされた位置センサーの四分円を含み、前記入力装置は、大部分の磁束を検出している前記２つの隣接する位置センサーにより前記ダイヤルの回転四分円を検出し、それによって検出された相対的磁束強度により前記回転四分円内の前記ダイヤルの位置をさらに検出するように構成されている、請求項２５に記載の入力装置。
【請求項30】
前記回転式ダイヤル型触覚機構は、平らな下面および上面を有する透明なコアを備える、請求項２３に記載の入力装置。
【請求項31】
前記下面は、前記電子表示装置に直接露出されている、請求項３０に記載の入力装置。
【請求項32】
前記透明なコアは、細長く、導波管の長さに沿って電子表示装置によって表示される記号からの光を反射させるための前記導波管として機能する、請求項３１に記載の入力装置。
【請求項33】
前記回転式ダイヤル型触覚機構は、前記コアに隣接する少なくとも１つの半径方向にオフセットされた磁石を保持しており、前記背板は、前記磁石の磁束を検出するために少なくとも１つの半径方向にオフセットされたセンサーを備える、請求項３１に記載の入力装置。
【請求項34】
前記触覚機構は、トラックボール型触覚機構を含む、請求項１に記載の入力装置。
【請求項35】
前記位置センサーは、磁石を有する直交回転子を備え、前記位置センサーは、前記回転子の磁石で回転磁束を検出する、請求項３４に記載の入力装置。
【請求項36】
前記触覚機構は、トラックに沿って移動するシャトルを備えたスライダー型触覚機構を含む、請求項１に記載の入力装置。
【請求項37】
前記シャトルは、前記トラックに沿って配置された別個の位置センサーによって検出される永久磁石を保持している、請求項３６に記載の入力装置。
【請求項38】
前記位置センサーは、ホール効果センサーである、請求項３７に記載の入力装置。
【請求項39】
前記シャトルを移動させるように構成されたリニアモーター機構をさらに備える、請求項３６に記載の入力装置。
【請求項40】
前記リニアモーター機構は、前記シャトルの吸引または反発のうちの少なくとも１つを行うために通電される、前記トラックに沿って配置された複数の電磁コイルを備える、請求項３９に記載の入力装置。
【請求項41】
前記入力装置は、前記スライダーの位置を決定し、前記シャトルの一方側で電磁コイルに通電して前記シャトルを吸引するように構成されている、請求項４０に記載の入力装置。
【請求項42】
前記入力装置は、前記スライダーの位置を決定し、前記シャトルの下の電磁コイルに通電して前記シャトルに反発するように構成されている、請求項４０に記載の入力装置。
【請求項43】
前記入力装置は、前記電磁コイルおよび前記センサーを交互に動作させるように構成されている、請求項４０に記載の入力装置。
【請求項44】
前記ダイヤルがクリック可能および回転可能であるように、前記ダイヤルは、その垂直移動および回転の両方を可能にするように係合されている、請求項２４に記載の入力装置。
【請求項45】
前記背板は、水平の磁束により前記ダイヤルの回転向きを検出し、垂直の磁束により前記ダイヤルの垂直のオフセットを検出するように構成された位置センサーを備える、請求項４４に記載の入力装置。
【国際調査報告】