JP2006178981A - スライドパッドシステムとその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二次元の位置指定及びクリック相当機能を入力できる、スライドパッドを利用した新しいポインティングデバイスを実現する。
【解決手段】二次元方向に移動可能で、バネにより元の位置に復元するスライドパッドシステムにより位置指定がなされる。スライドパッドの移動量はキャパシタンスの変化で検知され、第１のキャパシタンス測定値を使用して、第１の方向測定値を生成することと、該第１の方向測定値を使用して、第１の位置を計算することとを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、スライドパッドシステムとその方法に関する。

ディスプレイにおいてポインタをナビゲートするための様々な入力装置が存在する。このような装置の例には、マウス、ジョイスティック、およびタッチパッドが含まれる。これらの装置は、ユーザからの入力を受け取り、ホストと共に該入力を翻訳して、ディスプレイ内のポインタを動かす。また、入力装置は、ユーザがディスプレイにおいて所定の機能を実行することを可能にする、ボタンなどの選択機構を有することもある。

それぞれのタイプの入力装置は、ユーザがホスト装置と対話することを可能にする有用な機能を提供することができる。携帯電話など、ホストに設計上の制約がある場合は、或る特定の入力装置は、或る特定のホスト、または該ホストとユーザとの対話のタイプに適していないことがある。たとえば、ホストのサイズが制限されていると、或るタイプの入力装置を使用することができない場合がある。ホストに可能なかぎり多くの機能を提供する入力装置を提供することが望ましい。

本発明の典型的な一実施形態は、スライドパッドシステムによって実行される方法を提供する。この方法は、第１のキャパシタンス測定値を使用して第１の方向測定値を生成することと、該第１の方向測定値を使用して第１の位置を計算することと、を含む。

以下の説明では、本発明を実行することのできる或る具体的な実施形態を例として示す図面を参照する。この点に関し、「上(top)」「下(bottom)」「前(front)」「後(back)」「先頭(leading)」「後続(trailing)」などの方向を表す用語は、説明する図（複数可）の方向を参照しながら使用する。本発明の実施形態の構成要素は、多くの異なる方向に配置されることができ、該方向を表す用語は、例示の目的で使用されるものであり、限定的な意味ではない。本発明の範囲から離れることなく、他の実施形態を使用することができ、また構成上または論理上の変更も可能であることを理解されたい。したがって、以下の説明は、限定的な意味でとられるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲で定義される。

本明細書に記述するように、本発明は、スライドパッド(slide pad)システムおよびその方法を提供する。このシステムは、スライドパッドおよび制御ユニットを含む。ユーザは、２つの方向（たとえば、ｘ方向とｙ方向）にスライドパッドを動かして、ホストのディスプレイ装置内のポインタ位置を調節し、第３の方向（たとえば、ｚ方向）で該スライドパッドに圧力を加えて、１つまたは複数の機能を実行させる。制御ユニットは、上記最初の２つの方向におけるスライドパッドの動きに基づいて位置情報を求め、第３の方向に加えられた圧力に基づいてクリック状態および指の圧力を求める。制御ユニットは、該位置情報および該クリック状態を、ホストに提供する。

図１は、スライドパッドシステム１０の一実施形態を示す概略図である。スライドパッドシステム１０は、制御ユニット１１０に直接または間接的に結合されたスライドパッド１００を含む。スライドパッド１００は、スライドディスク１０２、フレーム１０４、および、該スライドディスク１０２とフレーム１０４とに直接的または間接的に接続された複数のばね装置１０６を含む。

スライドパッドシステム１０は、ユーザからの入力に応答して、ホスト２２０（図２に示す）に情報を提供する。ユーザは、スライドディスク１０２を２つの方向で動かすことによって、入力を提供する。本明細書では、これらの２つの方向は、ｘ方向とｙ方向と呼ばれる。スライドパッドシステム１０は、ｘ方向とｙ方向における入力を位置情報に変換し、該位置情報をホスト２２０に提供して、ホスト２２０のディスプレイ装置内のポインタ（たとえば、カーソル）を調節する。さらにユーザは、第３の方向で圧力を加えることによって、入力を提供する。本明細書では、第３の方向をｚ方向と呼ぶ。スライドパッドシステム１０は、ｚ方向の入力を、クリック状態と指圧力情報に変換し、該クリック状態をホスト２２０に提供して、ホスト２２０に、１つまたは複数の機能を実行させる。

ばね装置１０６は、ｘ方向とｙ方向で中心位置に向けてスライドディスク１０２に向けてバイアスをかける（付勢する）よう動作する。ユーザは、ｘ方向および／またはｙ方向でスライドディスク１０２に、ばね装置１０６の抵抗を超えるのに必要な圧力を加えることにより、フレーム１０４内でスライドディスク１０２を動かす。ばね装置１０６の抵抗が、ユーザによってスライドディスク１０２に加えられるｘ方向および／またはｙ方向の圧力を超えると（たとえば、ユーザが、ｘ方向および／またはｙ方向でスライドディスク１０２にかけている圧力を緩めると）、ばね装置１０６により、スライドディスク１０２は、ｘ方向またはｙ方向で中心位置に向かって戻る。

１つまたは複数の内部ばね装置（図示せず）は、ｚ方向で中心位置に向けてスライドディスク１０２にバイアスをかけるよう動作する。たとえば、内部ばね装置は、双安定ドームスイッチ（図示せず）を含んでもよい。ユーザは、スライドディスク１０２にｚ方角で圧力をかける、および／または緩めることにより、ホストの機能を実行させる。たとえば、ユーザは、スライドディスク１０２に圧力を加えて緩める動作を或る任意の回数行うことによって、異なる持続時間の１つまたは複数のクリックを行うことができる。内部ばね装置の抵抗が、ユーザによってスライドディスク１０２に加えられるｚ方向の圧力を超えた場合（たとえば、ユーザがスライドディスク１０２上のｚ方向の圧力を緩めた場合）、ばね装置１０６は、スライドディスク１０２をｚ方向で中心位置に戻す。

制御ユニット１１０は、スライドディスク１０２のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の動き量を測定する。これについては後で詳述する。制御ユニット１１０は、ｘ方向およびｙ方向の測定値から位置情報を生成し、該位置情報をホスト２２０に提供する。ホスト２２０は、位置情報を使用してポインタの位置を調節する。制御ユニット１１０は、ｚ方向の測定値からクリック状態を生成し、該クリック状態をホスト２２０に提供する。ホスト２２０は、クリック状態を使用して、１つまたは複数の機能を実行する。

一実施形態では、スライドパッドシステム１０は、１つまたは複数の動作モードに従って動作する。動作モードは、マウスモード、１対１モード、およびジョイスティックモードを含むことができる。

マウスモードでは、スライドパッドシステム１０は、位置情報を出力して、ホスト２２０のポインタを、ｘ方向および／またはｙ方向でスライドディスク１０２の動きを基準として相対的に動かす。ユーザが、スライドディスク１０２をｘ方向とｙ方向の中心位置に戻すと、スライドパッドシステム１０は、ホスト２２０のポインタをその場所にとどめる（すなわち、ホスト２２０のディスプレイの中立位置に戻さない）よう、位置情報を出力する。

１対１モードでは、スライドパッドシステム１０は位置情報を出力し、ホスト２２０のポインタに、ｘ方向および／またはｙ方向のスライドディスク１０２の動きをトラッキング（追従）させる。ユーザが、スライドディスク１０２をｘ方向とｙ方向の中心位置に戻すと、スライドパッドシステム１０は、ホスト２２０のポインタを、ホスト２２０のディスプレイ内の中立位置に戻すよう、位置情報を出力する。ディスプレイにおける中立位置は、スライドパッドシステム１０のｘ方向とｙ方向の中心位置に対応する。

ジョイスティックモードでは、スライドパッドシステム１０は位置情報を出力し、ホスト２２０のポインタを、ｘ方向および／またはｙ方向のスライドディスク１０２の位置に基づいた方向と速度で動かす。ユーザが、スライドディスク１０２をｘ方向とｙ方向で中心位置から遠くへ動かすほど、ポインタは、ホスト２２０のディスプレイ内でより速く動く。ユーザが、スライドディスク１０２をｘ方向とｙ方向の中心位置に戻すと（すなわち、ジョイスティックモードでスライドパッドシステム１０のゼロ方向とゼロ速度の位置）、スライドパッドシステム１０は、ホスト２２０のポインタをその場所に維持する（すなわち、ホスト２２０のディスプレイの中立位置に戻さない）よう、位置情報を出力する。

他の実施形態では、スライドパッドシステム１０は、他の動作モードで動作し、または、単一モード動作で動作する。

図２は、ホスト２２０に直接的または間接的に結合されるスライドパッドシステム１０の一実施形態を示すブロック図である。スライドパッドシステム１０は、スライドパッド１００および制御ユニット１１０を含む。制御ユニット１１０は、感知(sense)モジュール２０２、Ａ−Ｄ変換器（ＡＤＣ）２０４、バッファ２０６、インターフェース２０８、および制御モジュール２１０を含む。

感知モジュール２０２は、制御モジュール２１０からの制御信号に応答して、スライドパッド１００から、位置およびクリック状態をアナログの形態で検出して生成する。感知モジュール２０２は、該アナログの位置およびクリック状態を、ＡＤＣ２０４に提供する。ＡＤＣ２０４は、感知モジュール２０２からの該アナログの位置およびクリック状態を、デジタルの形態に変換し、該デジタルの位置およびクリック状態をバッファ２０６に記憶する。制御モジュール２１０は、バッファ２０６の該位置およびクリック状態を処理し、該処理された位置およびクリック状態を、インターフェース２０８を使用してホスト２２０に提供する。

一実施形態では、制御モジュール２１０は、制御ユニット１１０の動作を制御するように構成された１つまたは複数のプロセッサ（図示せず）およびファームウェア（図示せず）を含む。該動作には、位置およびクリック状態を生成して処理すること、該位置およびクリック状態をホスト２２０に提供すること、が含まれる。ファームウェアは、プロセッサがアクセスすることのできる記憶媒体（図示せず）に記憶される。また、ファームウェアは、プロセッサがアクセスすることのできる記憶媒体に記憶するに先立ち、ＣＤ−ＲＯＭなどのポータブルな媒体を含む他の媒体に記憶されてもよい。他の実施形態では、制御モジュール２１０は、任意の他のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントの組み合わせを含む。

図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５を参照して、方向、ｙ方向、およびｚ方向の測定値を生成する際の、スライドパッド１００および感知モジュール２０２の動作について、詳細を説明する。

図３Ａは、スライドパッド１００の一実施形態の概略を示す上面図である。スライドパッド１００は、電極Ｅｌ、Ｅ２、Ｅ３、およびＥ４に対してユーザがｘ方向とｙ方向に動かすディスク状の電極Ｅ６を含む。図３Ｂは、図３Ａに示す軸３０２に沿ったスライドパッド１００の断面の一実施形態を示す概略図である。図３Ｂの断面図に示すように、電極Ｅ２およびＥ４は、ｘ方向およびｙ方向に形成された第１の面内に設定される。電極Ｅ１およびＥ３も、第１の面（図３Ｂには図示せず）に設定される。電極Ｅ６は、ｘ方向とｙ方向に形成された第２の面に設定され、該第２の面が、電極Ｅ６およびＥ２の間の間隙ｇ２と、電極Ｅ６およびＥ４の間の間隙ｇ４とにより示されるように、第１の面から変位している。

また、スライドパッド１００は、電極Ｅ６に対してｚ方向にユーザが動かす電極Ｅ５を含む。電極Ｅ５およびＥ６の組み合わせは、スライドディスク１０２を形成しており、該電極Ｅ５およびＥ６が、ユーザによってｘ方向とｙ方向に一斉に動かされる。。電極Ｅ５は、ｘ方向とｙ方向に形成された第３の面に設定され、該第３の面が、電極Ｅ６およびＥ５の間の間隙ｇ６によって示されるように、第２の面から変位している。

他の実施形態では、電極Ｅ５は省略され、クリック状態および指の圧力は、電極Ｅ５と電極Ｅ１〜Ｅ４との間の距離から導出される。

図４は、感知モジュール２０２の一実施形態を示す概略図である。図４の実施形態では、感知モジュール２０２は、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、およびＥ４と、電極Ｅ６との間のキャパシタンスを測定することによって、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、およびＥ４に対する電極Ｅ６の位置に応答して、アナログの位置情報を生成する。これらのキャパシタンスは、それぞれ、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４によって表される。また感知モジュール２０２は、電極Ｅ５と電極Ｅ６との間のキャパシタンスを測定することによって、電極Ｅ５に対する電極Ｅ６の位置に応答して、アナログのクリック状態を生成する。このキャパシタンスは、キャパシタＣ５によって表わされる。

また、感知モジュール２０２は、基準キャパシタＣ_ＲＥＦ、演算増幅器４０２、キャパシタＣ８、およびスイッチ４０４を含む。キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、およびＣ_ＲＥＦは、演算増幅器４０２の反転入力に結合される。キャパシタＣ８およびスイッチ４０４は、演算増幅器４０２の反転入力と演算増幅器４０２の出力Ｖ_ＯＵＴとの間に並列に結合される。演算増幅器４０２の非反転入力は、基準電圧Ｖ_ＲＥＦに結合される。

感知モジュール２０２は、制御モジュール２１０からの制御信号に応答して、アナログの位置情報およびクリック状態を生成する。感知モジュール２０２は、該アナログの位置情報およびクリック状態を、ＡＤＣ２０４に提供する。ＡＤＣ２０４は、該アナログの位置情報およびクリック状態を、制御モジュール２１０が処理することのできるデジタルの形態に変換し、該デジタルの位置情報およびクリック状態を、バッファ２０６に記憶する。

電極Ｅ６と、電極Ｅｌ、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、またはＥ５との間のキャパシタンスは、次の式に従って計算される。

式１から、電極Ｅ６と、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、またはＥ４との間のキャパシタンスは、スライディングディスク１０２（すなわち電極Ｅ６）が、或る特定の感知電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、またはＥ５と重なる面積に比例して変化し、また、スライディングディスク１０２（すなわち電極Ｅ６）と、或る特定の感知電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、またはＥ５との間の距離に反比例して変化する。ユーザがスライドディスク１０２を動かすにつれ、それぞれの感知電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、およびＥ４と、スライディングディスク１０２とが重なる面積は、増加または減少する。電極Ｅ５とＥ６（以下、まとめて指センサと呼ぶことがある）の場合、ユーザが加える指の圧力に従い、電極Ｅ５とＥ６との間の間隙が増加または減少する。

キャパシタＣ１〜Ｃ５またはＣ_ＲＥＦのキャパシタンスを測定するために、制御モジュール２１０は、スイッチ４０４を閉じ、電極Ｅ６および出力電圧を、強制的に基準電圧にする。その後、制御モジュール２１０は、スイッチ４０４を開き、高電圧Ｖ_ｎを、キャパシタＣ１〜Ｃ５またはＣ_ＲＥＦの電極に印加する。ここで、ｎは、キャパシタＣ１〜Ｃ５またはＣ_ＲＥＦを示す。駆動されたキャパシタＣ１〜Ｃ５またはＣ_ＲＥＦには、次の式に従って電荷Ｑが生じる。

電荷は、電極６の上にも、また電極６から離れるようにも移動できないので、制御モジュール２１０は、演算増幅器４０２によって、キャパシタＣ８に対し電圧を印加させ、電極６を基準電圧に維持させる。こうして、キャパシタＣ１〜Ｃ５のキャパシタンスは、次の式に従って求められる。

キャパシタＣ１〜Ｃ５およびＣ_ＲＥＦの駆動された電極のそれぞれについて、順番に測定を行うことにより、制御モジュール２１０は、感知モジュール２０２を使用して、キャパシタＣ１〜Ｃ５のキャパシタンスを計算する。

電極Ｅ６と、電極Ｅ１〜Ｅ４との間の間隙を考慮せずに、次の式に従って、キャパシタＣ１〜Ｃ４のキャパシタンスから、ｘ位置およびｙ位置の位置情報を導出することができる。

ｘ位置については、制御モジュール２１０は、電極Ｅ２およびＥ３を高（ハイ）に駆動し、電極Ｅ１およびＥ４を低（ロー）に駆動して、式５のような減法測定を行う。ｙ位置については、制御モジュール２１０は、電極Ｅ１およびＥ２を高に駆動し、電極Ｅ３およびＥ４を低に駆動して、式６のような減法測定を行う。ｘ位置の減法測定およびｙ位置の減法測定の両方について、スライドパッドシステム１０の動きの感度を決める利得定数の影響を受けることとなるが、測定される出力キャパシタンスは、スライディングディスク１０２の各方向の動きに比例する。式１を、式５および式６とそれぞれ組み合わせると、式７および式８が導出される。

式７および式８に示すように、減法測定は、電極Ｅ６と、電極Ｅ１〜Ｅ４との間の間隙と共に変わる。間隙は、ユーザがスライドディスク１０２に加える指の圧力の量に応答して変わりうる。制御モジュール２１０は、感知モジュール２０２に、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４のキャパシタンスの合計を検出させる。これは、以下、較正測定値(calibration measurement)とも呼ばれ、次の式に従う。

式９を、式５および式６とそれぞれ組み合わせることにより、式１０および式１１が導出される。

同様に、式１２および式１３は、式９を、式７およびと８それぞれ組み合わせることによって導出され、電極Ｅ６と、電極Ｅ１〜Ｅ４との間の間隙から独立した測定を提供する。

一実施形態では、制御モジュール２１０は、以下に示すように、感知モジュール２０２を使用して、式９の較正測定値を生成する。制御モジュール２１０は、スイッチ４０４を閉じ、出力電圧を基準電圧に駆動する。その後、制御モジュール２１０は、電極のうちの２つ（たとえば、電極Ｅ１およびＥ３）を高（ハイ）に駆動し、式１４からの電圧Ｖ１を記憶する。

ついで制御モジュール２１０は、上記最初の２つの電極から高電圧を除去し、他の２つの電極（たとえば、電極Ｅ２およびＥ４）を低（ロー）に駆動して、式１５からの電圧Ｖ２を記憶する。

制御モジュール２１０は、式１６を使用して、較正測定値を計算する。

他の実施形態では、制御モジュール２１０は、キャパシタＣ１〜Ｃ４を同時に高に駆動することにより、式９の較正測定値を生成する。この実施形態では、基準キャパシタは、キャパシタＣ１〜Ｃ４が同時に高に駆動されたときに基準キャパシタが低に駆動され、出力電圧のレーリング(railing)を防ぐように、設計される。

図５は、スライドパッドシステム１０で位置情報を生成するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。図２に示すように、図５の方法は、スライドパッドシステム１０を使用して実現されることができる。

図５において、ブロック５０２に示すように、制御モジュール２１０は、ｘ方向の測定値を生成する。一実施形態では、制御モジュール２１０は、上述のように式５を使用して、ｘ方向の測定値を生成する。ブロック５０４に示すように、制御モジュール２１０は、ｙ方向の測定値を生成する。一実施形態では、制御モジュール２１０は、上述のように式６を使用して、ｙ方向の測定値を生成する。ブロック５０６に示すように、制御モジュール２１０は、較正測定値を生成する。一実施形態では、制御モジュール２１０は、上述のように式９を使用して、較正測定値を生成する。

ブロック５０８に示すように、制御モジュール２１０は、ｘ方向の測定値および較正測定値を使用して、ｘ位置を計算する。一実施形態では、制御モジュール２１０は、式１０を使用して、ｘ位置を生成する。ブロック５１０に示すように、制御モジュール２１０は、ｙ方向の測定値および較正測定値を使用して、ｙ位置を計算する。一実施形態では、制御モジュール２１０は、式１１を使用して、ｙ位置を生成する。

ブロック５１２に示すように、制御モジュール２１０は、ｘ位置およびｙ位置をホストに提供する。ｘ位置およびｙ位置は、位置情報を構成する。

図５の方法を、或るサイクルで連続的に繰り返し（たとえば、１２０Ｈｚで）、または、選択された時間で繰り返して、更新された位置情報を生成し、該更新された位置情報をホスト２２０に提供する。各サイクルでクリック状態および位置情報を共に生成することができる。

制御モジュール２１０は、選択された環境で、指センサ、すなわち電極Ｅ５およびＥ６から導出されたスライドディスク１０２にかかる指の圧力にしたがって、位置情報を調節する。特に、制御モジュール２１０は、マウス動作モードでは、指の圧力と、２つまたはそれ以上の閾値との比較に応答して位置情報を調節し、ホスト２２０のディスプレイ内のポインタのスナップバック（snap-back、急な戻り）を最小にする。これについては、図６および図７を参照して後述する。さらに、制御モジュール２１０は、１対１動作モードでは、指の圧力と、２つまたはそれ以上の閾値の比較に応答して位置情報を調節し、ユーザのクリックの不正確さを最小にする。これについては、図８および図９を参照して後述する。

図６は、スライドパッドシステム１０における指の圧力よび所望のポインタの位置の一例を示すグラフである。図６において、グラフ６０２は、スライドディスク１０２にかかる指の圧力のレベルを時間と共に示し、グラフ６０４は、スライドディスク１０２の位置を時間と共に示し、グラフ６０６は、グラフ６０２に示される指の圧力に対応するホスト２２０のディスプレイ内の所望のポインタ位置を時間と共に示す。

マウスモード動作では、スライドパッドシステム１０は、ユーザがスライドディスク１０２を放したことに応答して、ホスト２２０のディスプレイ内のポインタを、その位置にとどめる、すなわちフリーズさせようとする。ポインタをフリーズさせることにより、ポインタの望ましくないスナップバック(snap-back)を最小にすることができる。スナップバックは、ユーザがスライドディスク１０２を放した後、スライドパッドシステム１０内でスライドディスク１０２が再センタリングする（再び中心に来る）ことに応答してポインタが動いてしまうことにより生じる。望ましくないスナップバックの例は、グラフの点線部分６０８として示されている。ここでは、時間ｔ４の直前にユーザがスライドディスク１０２を放したことに応答して、ポインタが、時間ｔ４から動き始める。この結果、ポインタは、所望の位置からずれた位置にきてしまう。

スナップバックを最小にするために、制御モジュール２１０は、スライドディスク１０２の指センサにくわえられた指の圧力のレベルに基づいて位置情報を調節する。より具体的には、制御モジュール２１０は、指センサにかかる指の圧力の選択されたレベルに応答して、遅延された位置情報を出力する。たとえば、指の圧力が相対的に低い場合、すなわち、指の圧力がグラフ６０２で第１の閾値ＴＨ１より低い場合、制御モジュール２１０は、相対的に長い遅延（たとえば、２サイクル）を伴う位置情報を出力する。指の圧力が相対的に中程度の場合、すなわち、指の圧力がグラフ６０２の第１の閾値ＴＨ１より大きく、第２の閾値ＴＨ２より低い場合、制御モジュール２１０は、相対的に中程度の遅延（たとえば１サイクル）で位置情報を出力する。指の圧力が相対的に高い場合、すなわち、グラフ６０２で指の圧力が第２の閾値ＴＨ２より大きい場合、制御モジュール２１０は、遅延なしで位置情報を出力する。

グラフ６１０および６１２は、遅延された位置情報の効果を示す。グラフ６１０は、たとえば１サイクルなど第１の量だけ遅延されたグラフ６０４のスライドディスク位置を示す。グラフ６１２は、たとえば２サイクルなど第２の量だけ遅延されたグラフ６０４のスライドディスク位置を示す。

時間ｔ１の前は、指の圧力は第１の閾値未満であり（すなわち、ユーザはスライドディスク１０２に触っていない）、制御モジュール２１０は、ポインタ位置を変えないよう、位置情報を出力する。

時間ｔ１と時間ｔ２の間では、指の圧力は、第１の閾値より大きく第２の閾値未満であり、グラフ６１２に示すように、制御モジュール２１０は、相対的に長い時間遅延を伴った位置情報を出力する。グラフ６１２は、時間ｔ１とｔ２の間の期間では、グラフ６０６の所望のポインタ位置よりも遅れているが、該遅延はわずかで、相対的に短い。

時間ｔ２と時間ｔ３の間では、指の圧力は、第２の閾値より大きく第３の閾値未満であり、グラフ６１０に示すように、制御モジュール２１０は、相対的に中程度の遅延を伴った位置情報を出力する。グラフ６１０は、時間ｔ２と時間ｔ３の間の期間では、グラフ６０６の所望のポインタ位置よりも遅れているが、該遅延はわずかで、相対的に短い。

時間ｔ３と時間ｔ４の間では、指の圧力は、第２の閾値より大きく、グラフ６０４に示すように、制御モジュール２１０は、遅延なしで位置情報を出力する。時間ｔ３と時間ｔ４の間の期間では、グラフ６０４は、グラフ６０６の所望のポインタ位置を密接にトラッキング（追従）する。

時間ｔ４と時間ｔ５の間では、ユーザは、スライドディスク１０２を放し始める。この結果、指の圧力は、第２の閾値より大きく第３の閾値未満になり、制御モジュール２１０は、グラフ６１０に示すように、相対的に中程度の遅延を伴った位置情報を出力する。位置情報の出力を遅らせることによって、ポインタ位置は、グラフ６０６の所望のポインタ位置を密接にトラッキングする。

時間ｔ５と時間ｔ６の間では、ユーザは、スライドディスク１０２を放すことを終える。この結果、指の圧力は、第１の閾値より大きく第２の閾値未満になり、グラフ６１２に示すように、制御モジュール２１０は、相対的に長い遅延を伴った位置情報を出力する。位置情報の出力をさらに遅延させることにより、ユーザがスライドディスク１０２を放したことを制御モジュール２１０が確認し、かつ位置情報の出力を維持し始めてホスト２２０のディスプレイ内のポインタの位置をフリーズさせるまで、ポインタ位置は、グラフ６０６の所望のポインタ位置を密接にトラッキングする。

時間ｔ６以降では、指の圧力は第１の閾値未満であり（すなわち、ユーザはスライドディスク１０２に触っていない）、制御モジュール２１０は、ポインタ位置をそのまま維持するよう、位置情報を出力する。

図７は、スライドパッドシステムに伴うスナップバックを低減する方法の一実施形態を示すフローチャートである。図７において、ブロック７０２に示すように、制御モジュール２１０は、バッファ２０６から、３つのスライドディスク位置Ｐ（ｔ）、Ｐ（ｔ−１）、Ｐ（ｔ−２）にアクセスする。位置Ｐ（ｔ）は、現在の位置情報を表わし、位置Ｐ（ｔ−１）は、該現在の位置情報の前の位置情報を表わし、位置Ｐ（ｔ−２）は、該位置情報Ｐ（ｔ−１）の前の位置情報を表す。

ブロック７０４に示すように、制御モジュール２１０は、スライドディスク１０２に高い指の圧力がかかっているかどうかを判断する。スライドディスク１０２上に高い指の圧力がかかっているならば、ブロック７０６に示すように、制御モジュール２１０は、スライドディスク位置Ｐ（ｔ）をホスト２２０に出力する。

スライドディスク１０２上に高い指の圧力がかかっていないならば、ブロック７０７に示すように、制御モジュール２１０は、スライドディスク１０２に中程度の指の圧力がかかっているかどうかを判断する。スライドディスク１０２に中程度の指の圧力がかかっているならば、ブロック７１０に示すように、制御モジュール２１０は、スライドディスク位置Ｐ（ｔ−１）をホスト２２０に出力する。スライドディスク１０２上に中程度の指の圧力がかかっていないならば、ブロック７１２に示すように、制御モジュール２１０は、スライドディスク位置Ｐ（ｔ−２）をホスト２２０に出力する。

他の実施形態では、位置情報の出力の異なる遅延量に各閾値が対応するよう、３つ以上の閾値を使用してもよい。

図７の方法を、サイクルで連続的に繰り返し（たとえば１２０Ｈｚ）、または選択された時間で繰り返して、更新された位置情報を生成し、該更新された位置情報をホスト２２０に提供することができる。それぞれのサイクルにおいて、クリック状態と位置情報を共に生成することができる。

図８は、スライドパッドシステムにおける指の圧力の例を示すグラフである。図８において、グラフ８０２は、ユーザがスライドディスク１０２をクリックした時の、スライドディスク１０２にかかる指の圧力のレベルを時間と共に示す。

ユーザがスライドディスク１０２をクリックしたことに応答して、スライドパッドシステム１０は、ホスト２２０のディスプレイ内のポインタをその位置にとどめる、すなわちフリーズさせようとする。ポインタをフリーズすることによって、ユーザがクリックしようとした位置からわずかに離れた位置にポインタが移動するという、望ましくない誤ったクリックを防ぐことができる。ポインタをフリーズするため、指の圧力が第１の閾値Ｔｈ_ＤＺを超えたことに応答して、制御モジュール２１０は、ポインタをホスト２２０のディスプレイ内のその位置にとどめるよう、位置情報を出力する。図８の例では、制御モジュール２１０は、ｔ１とｔ２の間の期間、ポインタをフリーズする。この期間において、制御モジュール２１０は、クリックが生じたかどうかを判断する。指の圧力が第２の閾値Ｔｈ_{ＣＬＩＣＫ}を超えたならば、クリックが生じたことになる。

クリックが生じても生じなくても、ｔ１とｔ２の間の期間中、１対１動作モードにおいて、スライドディスク１０２の位置がポインタの位置からずれるおそれがある。このような位置の不一致は、ｔ１とｔ２の間のｘ方向および／またはｙ方向におけるスライドディスクの動きに起因して起こりうる。ｔ２の後に、ユーザが、ｘ方向およびｙ方向でスライドディスク１０２を動かすか、または、スライドディスク１０２を中心位置に戻すまで、該位置の不一致は明らかにならないおそれがある。

図９の方法は、該位置の不一致を一致させるのに使用されることができる。図９は、スライドパッドシステム１０に伴うポインタの位置の不一致を低減する方法の一実施形態を示すフローチャートである。図９において、ブロック９０２に示すように、制御モジュール２１０は、クリックが起動されたかどうかを判断する。クリックが起動されていなければ、ブロック９０２の機能が繰り返される。

クリックが起動されたならば、ブロック９０４に示すように、制御モジュール２１０は、現在の位置情報を出力する。ブロック９０６に示すように、制御モジュール２１０は、クリックが放されたかどうかを判断する。クリックが放されていなければ、ブロック９０４の機能が繰り返される。

クリックが放されたならば、ブロック９０８に示すように、制御モジュール２０１は、ユーザがスライディングディスク１０２を動かしているかどうかを判断する。ユーザがスライディングディスク１０２を動かしていなければ、ブロック９１０に示すように、制御モジュール２１０は、現在の位置情報を出力する。ユーザがスライディングディスク１０２を動かしていれば、ブロック９１２に示すように、制御モジュール２１０は、早送りでポインタの位置をスライドディスク１０２の位置と一致させるよう、位置情報を出力する。

制御モジュール２１０は、スライドディスク１０２の現在位置に基づいて、ポインタがフリーズしていたクリック位置と、ポインタの所望の現在位置との間の中間の位置情報を出力することによって、ポインタを早送りする。

一実施形態では、中間位置情報は、スライドパッドシステム１０の前のサイクルからの位置情報を含む。たとえば、スライドディスク１０２の現在位置がＰ（ｔ）で、ポインタが位置Ｐ（ｔ−９）を使用してフリーズされた場合、制御モジュール２１０は、Ｐ（ｔ−９）とＰ（ｔ）との間の選択された位置情報を出力して、ポインタ位置をスライドディスク１０２の位置と一致させる。制御モジュール２１０は、Ｐ（ｔ−９）の直後に位置Ｐ（ｔ）を出力してポインタをホスト２２０のディスプレイ内の位置間でジャンプさせるのではなく、位置Ｐ（ｔ−９）の後に位置Ｐ（ｔ−６）を出力し、位置Ｐ（ｔ−６）の後に位置Ｐ（ｔ−３）を出力し、位置Ｐ（ｔ−３）の後に位置Ｐ（ｔ）を出力する。こうすることにより、制御モジュール２１０は、ポインタをジャンプさせずに、フリーズされた位置と現在の位置との間で早送りすると共に、フリーズされた位置と現在の位置との間の各位置を出力することに関連する遅延を低減する。

他の実施形態では、中間位置情報を、たとえば補間など他の方法によって、フリーズされた位置および現在の位置から導出してもよい。

一実施形態では、制御モジュール２１０はまた、ユーザがクリックを放す前に、スライドディスク１０２の現在位置に基づいて、ポインタがフリーズされたクリック位置とポインタの所望の現在位置との間の中間位置情報を出力することによって、ポインタを早送りする。ユーザがクリックを起動し、クリックを保持し、クリックを保持している間にスライドディスク１０２を大きく動かすと、制御モジュール２１０は、上記の早送りにより、クリックが解放される前に、ポインタの位置とスライドディスク１０２の位置の一致動作を開始する。制御モジュール２１０は、スライドディスク１０２が閾値以上に移動したことを検出したことに応答して、スライドディスク１０２が大きく動いたことを検出する。

図９の方法を、サイクルで連続的に繰り返し（たとえば１２０Ｈｚ）、または選択された時間で繰り返して、更新された位置情報を生成し、該更新された位置情報をホスト２２０に提供することができる。各サイクルにおいて、クリック状態および位置情報を共に生成することができる。

一実施形態では、図６および図７に関して上述したアルゴリズムを、図８および図９に関して上述したアルゴリズムと共に使用することができる。より具体的には、制御モジュール２１０は、ポインタをフリーズさせる前に、閾値Ｔｈ_ＤＺより上の１つまたは複数の閾値に基づいて、位置情報の出力の遅延を開始することができる。遅延の量は、スライドディスク１０２にかかる指の圧力が閾値Ｔｈ_ＤＺを上回るにつれて増加することができる。

図１０は、スライドパッドシステム１０を含むホスト１０００の一実施形態を示す概略図である。図１０の実施形態では、ホスト１０００は、カーソル１００４を表示するディスプレイ１００２を含むセルラ電話または携帯電話を含む。ホスト１０００のユーザは、上述のようなスライドパッドシステム１０を使用して、ディスプレイ１００２内でカーソル１００４を動かす。他の実施形態では、ホスト１０００は、他の機能を実行するように構成された電子デバイスを含む。

本明細書では本発明の特定の実施形態を図示し説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から離れることなく、示され説明された特定の実施形態に代わる種々の代替および／または等価の実装が可能であることを理解されるであろう。本出願は、本明細書に説明した特定の実施形態の任意の適応例または変形例も含むことが意図されている。したがって、本発明は請求項および請求項の等価物のみによって限定されることが意図されている。

スライドパッドシステムの一実施形態を示す概略図。 ホストに結合したスライドパッドシステムの一実施形態を示す構成図。 スライドパッドの一実施形態の概略を示す上面図。 スライドパッドの一実施形態の断面を示す概略図。 感知モジュールの一実施形態を示す概略図。 スライドパッドシステムで位置情報を生成する方法の一実施形態を示すフローチャート。 スライドパッドシステムにおける指の圧力およびポインタ位置の例を示すグラフ。 スライドパッドシステムに伴うスナップバックを低減する方法の一実施形態を示すフローチャート。 スライドパッドシステムにおける指の圧力の例を示すグラフ。 スライドパッドシステムに伴うポインタ位置の不一致を低減する方法の一実施形態を示すフローチャート。 スライドパッドシステムを含むホストの一実施形態を示す概略図。

符号の説明

１０ スライドパッドシステム
１００ スライドパッド
１０２ スライドディスク
１０４ フレーム
１０６ ばね装置
１１０ 制御ユニット
２０２ 感知モジュール
２０４ ＡＤ変換機
２０６ バッファ
２０８ インタフェース
２１０ 制御モジュール
２２０ ホスト
４０２ 演算増幅器
４０４ スイッチ
１０００ ホスト
１００２ ディスプレイ
１００４ カーソル

Claims (12)

1. スライドパッドシステム（１０）によって実行される方法であって、
   第１のキャパシタンス測定値を使用して、第１の方向測定値を生成することと、
   前記第１の方向測定値を使用して、第１の位置を計算することと、
   を含む、方法。
2. 第２のキャパシタンス測定値を使用して、較正測定値を生成することと、
   前記第１の方向測定値および前記較正測定値を使用して、前記第１の位置を計算することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 第３のキャパシタンス測定値を使用して、第２の方向測定値を生成することと、
   前記第２の方向測定値および前記較正測定値を使用して、第２の位置を計算することと、
   前記第１の位置および前記第２の位置を、ホストに提供することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 第１のキャパシタを高電圧に駆動することによって、前記第１のキャパシタンス測定値を生成すること、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 複数のキャパシタを高電圧に駆動することによって、前記第２のキャパシタンス測定値を生成すること、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. スライドディスク（１０２）を含むスライドパッド（１００）と、
   感知モジュール（２０２）と、
   制御モジュール（２１０）と、を備え、
   前記感知モジュールは、前記スライドパッド内の前記スライドディスクの位置と関連する第１および第２のキャパシタンス測定値を、前記制御モジュールに供給するように構成され、
   前記制御モジュールは、前記第１のキャパシタンス測定値および前記第２のキャパシタンス測定値を使用して、第１の方向測定値を生成するように構成され、
   前記制御モジュールは、前記第１の方向測定値を使用して第１の位置を計算するように構成される、
   システム（１０）。
7. 前記感知モジュールは、前記スライドパッド内の前記スライドディスクの位置に関連する第３のキャパシタンス測定値を、前記制御モジュールに提供するように構成され、
   前記制御モジュールは、前記第３のキャパシタンス測定値を使用して、較正測定値を生成するように構成され、
   前記制御モジュールは、前記較正測定値を使用して、第１の位置を計算するように構成される、
   請求項６に記載のシステム。
8. 第１の面内に配置された第１の電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）をさらに備え、
   前記スライドディスクは、前記第１の面に対して平行な第２の面内に配置された第２の電極（Ｅ６）を含み、
   前記第１のキャパシタンス測定値は、前記第１の電極および前記第２の電極の間の第１のキャパシタンスを表す、
   請求項６に記載のシステム。
9. 前記第１の面内に配置された第３の電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）をさらに備え、
   前記感知モジュールは、前記スライドパッド内の前記スライドディスクの位置に関連する第３のキャパシタンス測定値を、前記制御モジュールに提供するように構成され、
   前記第３のキャパシタンス測定値は、前記第３の電極および前記第２の電極の間の第２のキャパシタンスを表し、
   前記制御モジュールは、前記第３のキャパシタンス測定値を使用して、第２の方向測定値を生成するように構成され、
   前記制御モジュールは、前記第２の方向測定値および較正測定値を使用して、第２の位置を計算するように構成される、
   請求項８に記載のシステム。
10. 第１の面内に配置された第１の電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）と、
    前記第１の面内に配置された第２の電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）と、をさらに備え、
    前記スライドディスクは、前記第１の面に対して平行である第２の面内に配置された第３の電極（Ｅ６）を備え、
    前記第２のキャパシタンス測定値は、前記第３の電極および前記１の電極の間のキャパシタンスと、前記第３の電極および前記第２の電極の間のキャパシタンスと、の合計を表す、
    請求項６に記載のシステム。
11. スライドディスク（１０２）を含むスライドパッドシステム（１０）によって実行される方法であって、
    第１の閾値未満の量の圧力が前記スライドディスクにかかることに応答して、第１の時点における前記スライドディスクと関連する第１の位置情報を出力することと、
    前記第１の閾値より大きく第２の閾値未満の量の圧力に応答して、前記第１の時点における前記スライドディスクと関連する第２の位置情報を、前記第１の時点で出力することと、
    前記第２の閾値より大きい量の圧力に応答して、前記第１の時点における前記スライドディスクと関連する第３の位置情報を出力すること、
    を含む、方法。
12. スライドディスク（１０２）を含むスライドパッドシステム（１０）によって実行される方法であって、
    第１の時点で、前記スライドディスクにかかっている第１の圧力の量を検出することと、
    前記第１の時点の後であって第２の時点の前に、前記スライドディスクの第１の位置と関連する第１の位置情報を出力することと、
    前記第２の時点で、前記スライドディスクにかかっている第２の圧力の量を検出することと、
    前記第２の時点以降で、前記第２の時点より前の第３の時点における前記スライドディスクの第２の位置と関連する第２の位置情報を出力することと、
    前記第２の位置情報の出力後に、前記第２の時点における前記スライドディスクの第３の位置と関連する第３の位置情報を出力すること、
    を含む、方法。
    

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