JP5705913B2 - タッチ入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力装置に関し、特にタッチ入力装置に関する。

近年、電気科学技術の飛躍的な発展に伴い、入力装置（例えば、マウスなど）が人間の手指の代わりとして電子装置の操作に必要なクリック作業に用いられており、しだいに機械式から光学式へと変化し、ひいては現在のタッチ方式へと進化して電子装置（例えば、コンピューターなど）の制御が行われている。

従来のタッチ入力装置では、ユーザが入力装置のケース外表面に触れることで、タッチ信号を生成することができ、このタッチ信号によって電子装置の操作を実行している。しかしながら、従来のタッチ入力装置のキー位置は、入力装置の形状及びサイズに制限され、またメーカによって入力装置が製造された時点でキー位置が固定されているため、ユーザが個人の好みに合わせて任意にキー位置を変更することはできない。また、従来のタッチ入力装置のキーの数も入力装置のサイズによって制限されるため、ユーザにとって不便をもたらしている。更に、ユーザが入力装置の任意のキー機能を変更しようとする場合、通常、メーカによって付されたソフトウェアを用いてキー機能の変更を行う必要があることからも、ユーザにとってさまざまな不便をもたらしている。

本発明は、現今のコンピューターゲーム市場、文書処理市場に対し、ユーザの好みに応じて異なる機能を設定することができる仮想キーを具えた自由度の高いタッチ入力装置を提供することを課題とする。これにより、従来のタッチ入力装置の単調な入力方式及びタッチ入力装置の不便性を改善することが可能であり、使用する際に一層柔軟にタッチ入力装置を運用することができるとともに、異なるユーザの要求を満足することが可能となる。

本発明に係るタッチ入力装置は、電子装置の制御に適用され、本体、表示層、タッチ層、処理ユニット及び押圧素子を備える。本体は収容部を有する。表示層は、本体に設けられ、少なくとも１つの仮想キーを表示するのに用いられる。タッチ層は、表示層の上に設けられ、仮想キーがユーザによってタッチされたか否かを感知し、且つそれに基づいて感知信号を生成するのに用いられる。処理ユニットは、収容部内に設けられ、タッチ層及び表示層に電気的に接続される。押圧素子は、タッチ層下方に設けられると共に処理ユニットに電気的に接続され、仮想キーのいずれか１つがユーザによってタッチされ且つ所定の力よりも大きい押圧力が加えられた場合に仮想キーとともに押圧される。処理ユニットは、タッチ層が生成した感知信号と押圧素子が生成した押圧信号とによって、電子装置の作動を制御する。

このように、本発明に係るタッチ入力装置では、仮想キー及び押圧素子を設けたことにより、仮想キーのいずれか１つがユーザによってタッチされ且つ所定の力よりも大きい押圧力が加えられた場合に、押圧素子が仮想キーとともに押圧されて押圧信号を生成することで、処理ユニットが、タッチ層が生成した感知信号と押圧素子が生成した押圧信号とによって、電子装置の作動を制御する。これにより、従来のタッチ入力装置では手指で機械式のキー状態を検知する機能が欠けていた問題が解決され、また、従来のタッチ入力装置における単調な入力方式及びタッチ入力装置の不便性が改善される。

本発明の１つの実施例におけるタッチ入力装置の模式図である。 図１Ａのタッチ入力装置の断面図である。 本発明の１つの実施例におけるタッチ入力装置の分解図である。 本発明の他の実施例におけるタッチ入力装置の分解図である。 本発明の他の実施例におけるタッチ入力装置の模式図である。

本発明が目的を達成するために採用した技術、方法及び効果を更に理解することができるように、以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。これにより、本発明の目的及び特徴をより具体的に理解することが可能となる。但し、これら説明及び図面は本発明を説明するための参考として用いるに過ぎず、本発明を何ら制限するものではない。

＜タッチ入力装置の実施例＞
図１Ａは、本発明の１つの実施例におけるタッチ入力装置の立体模式図である。図１Ｂは、図１Ａのタッチ入力装置の断面図である。まず、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、タッチ入力装置１０は、電子装置の制御に適用され、本体１６０、タッチ層１１０、表示層１３０、回路基板１７０、処理ユニット１７１、光学検知素子１７３及び押圧素子１７５を備える。本体１６０は内部に処理ユニット１７１を載置するための収容部１８０を有する。本実施例において、処理ユニット１７１と押圧素子１７５とは、ともに回路基板１７０上に設けられる。しかしながら、本発明は、処理ユニット１７１及び押圧素子１７５の設置方式を限定しない。処理ユニット１７１を収容部１８０内に設置することができ、且つ押圧素子１７５をタッチ層１１０の下方に設置することができればよい。

本実施例において、表示層１３０は、湾曲した弧面状を呈し且つ本体１６０上に設けられ、処理ユニット１７１に電気的に接続される。表示層１３０の上表面には、複数の仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７が表示されており、各仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７は、数字キー１、２、３、４、５、６、７を表示してもよい。例を挙げると、仮想キー領域１１１は数字キー１を表示してもよく、仮想キー領域１１２は数字キー２を表示してもよく、以下これに準ずる。また、数字キー１、２、３、４、５、６、７はファンクションキーであってもよい。例えば、数字キー１はキーボードの「Ｃｔｒｌキー＋Ａｌｔキー」を意味してもよい。更に、数字キーとファンクションキーは、仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７に同時に存在するようにしてもよい。例えば、数字キーは１、２、３、ファンクションキーは４、５、６、７としてもよい。従って、本実施例では、仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７が全て数字キーかファンクションキーを表示するものであるか、それとも数字キーとファンクションキーを一緒に表示するものであるかについて制限しない。

タッチ層１１０は、表示層の上に設けられるとともに、処理ユニット１７１に電気的に接続される。この実施例において、タッチ層１１０の形状は、実質的には湾曲した弧面状の導体膜片構造である。但し、実務上、タッチ層１１０の形状は、実際の製品応用における需要に基づいて設計することができる。例を挙げると、タッチ入力装置１０の形状が長方形である場合、タッチ層１１０はタッチ入力装置１０の外観に基づいて設計される。また、本実施例では、タッチ層１１０が静電容量式タッチ層であるか、それとも抵抗式タッチ層であるかは制限しない。これについて、当業者は、実際の使用状況に応じて設計することができる。

以下、図２と図１Ｂをもとに更に説明する。図２は、本発明の１つの実施例におけるタッチ入力装置の分解図である。図２に示すように、回路基板１７０には処理ユニット１７１、光学検知素子１７３及び押圧素子１７５が設けられている。押圧素子１７５は、処理ユニット１７１に電気的に接続されるとともに、複数の仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７の下方に対応して設けられる。本実施例における底部ハウジング１９０には、導光素子１９２及び窓部１９１が設けられ、導光素子１９２は窓部１９１の上方に位置している。回路基板１７０には、導光素子１９２に対応する光学検知素子１７３が設けられる。光学検知素子１７３と導光素子１９２とで、タッチ入力装置１０の平面上の反射光源信号を検知するための移動検知モジュールが形成される。

操作時に、ユーザは任意にタッチ入力装置１０を移動させることができる。この時、光学検知素子１７３は、導光素子１９２及び窓部１９１を経由して机上表面に至る光源を生成する。そして机上表面から反射した光線は導光素子１９２を経由して光学検知素子１７３に伝送され、その後信号の分析及び処理を経て、タッチ入力装置１０が移動した方向及び距離が正確に算出される。これにより、電子装置のユーザインターフェースにおけるカーソル位置を同期して制御することが可能である。ユーザが仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７のいずれか１つをタッチしたが、仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７のいずれか１つに対して所定の圧力よりも大きい押圧力を加えていない場合、押圧素子１７５は作動しない。一方、ユーザが仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７のいずれか１つをタッチし、且つ仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７のいずれか１つに対して所定の圧力よりも大きい押圧力を加えた場合、押圧素子１７５は、仮想キーとともに押圧されて押圧信号を生成すると同時に、ユーザが仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７のいずれか１つを確実にタッチして確実に押圧したかどうかを確定できるように、効果音を生成する。このように、処理ユニット１７１は、タッチ層１１０が生成した感知信号と押圧素子１７５が生成した押圧信号とによって、電子装置のユーザインターフェースを制御することで命令又はブラウジングの動作を実行する。

更に、本実施例における処理ユニット１７１は、ユーザが仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７のいずれか１つをタッチし、且つ所定の圧力よりも大きい押圧力を加えることで、押圧素子１７５が仮想キーとともに押圧されて押圧信号を生成することにより、タッチ層１１０が生成した感知信号と押圧素子１７５が生成した押圧信号とで電子装置の作動を制御する。但し、本発明は、処理ユニット１７１が確実に感知信号と押圧信号とを受信しなければ電子装置の作動を制御することができないとの制限は設けない。例を挙げると、処理ユニット１７１は、タッチ層１１０が生成した感知信号によって電子装置の作動を制御するようにしてもよく、押圧素子１７５が生成した押圧信号によって電子装置の作動を制御するようにしてもよい。これについて、当業者は、実際の使用状況に応じて設計することができる。

また、本発明は、タッチ入力装置１０が、有線伝送方式で電子装置を制御するか、それとも無線伝送方式で電子装置を制御するかは制限しない。これについて、当業者は、実際の使用状況に応じて設計することができる。

＜タッチ入力装置の他の実施例＞
以下、図２と図３をもとに説明する。図３は、本発明の他の実施例におけるタッチ入力装置の分解図である。図２の回路基板１７０における押圧素子１７５に比べ、図３の回路基板１７０は複数の押圧素子１７５’を有し、各押圧素子１７５’がいずれも１つの仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７に対応している。従って、ユーザが仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７のいずれか１つをタッチし、且つ所定の圧力よりも大きい押圧力を加えた場合、対応する押圧素子１７５’は、仮想キーとともに押圧されるとともに効果音を生成する。例を挙げると、ユーザが仮想キー領域１１１をタッチして確実に押圧した場合、仮想キー領域１１１下の対応する押圧素子１７５’も押圧され、ユーザが仮想キー領域１１１を確実にタッチして確実に押圧したかどうかを確定できるように、効果音を生成する。このように、処理ユニット１７１は、タッチ層１１０が生成した感知信号と押圧素子１７５が生成した押圧信号とによって、電子装置のユーザインターフェースを制御することで命令又はブラウジングの動作を実行する。

＜タッチ入力装置の他の実施例＞
以下、図１、図３及び図４をもとに説明する。図４は、本発明の他の実施例におけるタッチ入力装置の模式図である。図１のタッチ入力装置１０と図３のタッチ入力装置２０に比べ、タッチ入力装置３０の頂面にタッチ層１１０’と表示層１３０’が設けられている外、本実施例におけるタッチ層１１０’と表示層１３０’がいずれもタッチ入力装置３０本体の側壁（側壁は本体上における側面に位置する）まで延在されている。従って、タッチ入力装置３０は、頂面に複数の仮想キー領域１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７が設けられている以外に、タッチ入力装置３０の側壁にも別途複数の仮想キー領域１１８、１１９、１２０が設けられているようにしてもよい。この実施例において、タッチ入力装置３０の側壁には複数の仮想キー領域１１８、１１９、１２０が設けられている。しかしながら、本発明は、側壁に設けられる仮想キー領域の数は制限せず、実際の製品応用における需要に基づいて設計することができる。従って、ユーザは、個人の好みに応じてタッチ入力装置３０頂面の複数の仮想キー１、２、３、４、５、６、７に対して異なる機能を設定することができるだけでなく、タッチ入力装置３０側壁の仮想キー８、９、１０に対しても設定を行うことができ、これにより電子装置のユーザインターフェースに対して命令又はブラウジングの動作を実行することができる。

＜実施例によって得られる効果＞
このように、本発明の実施例に係るタッチ入力装置は、ユーザの好みに基づいて異なる機能を設定することができる仮想キーを有している。ユーザが仮想キーのいずれか１つをタッチして押圧した場合、押圧素子が仮想キーとともに押圧されるとともに、ユーザがしっかりと仮想キーをタッチして押圧したかどうかを確実に知ることができるように、効果音を生成する。これにより、ユーザは、タッチ入力装置を使用する際に、依然として従来の入力装置の認識性と利便性を維持することができる。

また、本発明の実施例に係るタッチ入力装置では、複数の仮想キーをタッチ入力装置の本体頂面に設けることができるだけでなく、側壁にも設けることができる。従って、コンピューターゲームのプレーヤー及び頻繁に文書処理機能を使用するユーザに対して、自由度の高いタッチ入力装置を提供することが可能となる。従って、使用する際に一層柔軟にタッチ入力装置を運用することができるとともに、異なるユーザの要求を満足することが可能となる。

更に、本発明の実施例に係るタッチ入力装置では、表示層に複数のキー及びキー機能を表示することができるため、ユーザがすべてのキー機能を記憶しておく必要がなく、ユーザがタッチ入力装置を使用する上で一層便利である。

１０、２０、３０ タッチ入力装置
１１０、１１０’ タッチ層
１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０ 仮想キー領域
１３０、１３０’ 表示層
１６０ 本体
１７０ 回路基板
１７１ 処理ユニット
１７３ 光学検知素子
１７５、１７５’ 押圧素子
１９０ 底部ハウジング
１９１ 導光素子
１９２ 窓部

Claims (9)

1. 電子装置の制御に適用されるタッチ入力装置であって、
   収容部を有する本体と、
   前記本体に設けられ、少なくとも１つの仮想キーを表示するための表示層と、
   前記表示層の上に設けられ、前記仮想キーがユーザによってタッチされたか否かを感知し、且つそれに基づいて感知信号を生成するためのタッチ層と、
   前記収容部内に設けられ、前記タッチ層及び前記表示層に電気的に接続される処理ユニットと、
   前記タッチ層下方に設けられると共に前記処理ユニットに電気的に接続され、前記仮想キーのいずれか１つがユーザによってタッチされ且つ所定の力よりも大きい押圧力が加えられた場合に前記仮想キーとともに押圧されて押圧信号を生成する押圧素子と、を備え、
   前記タッチ層及び前記表示層は、いずれも前記本体の側壁まで延在され、前記本体の前記側壁には複数の仮想キーが設けられ、
   前記処理ユニットは、前記タッチ層が生成した前記感知信号と前記押圧素子が生成した前記押圧信号とによって、前記電子装置の作動を制御することを特徴とするタッチ入力装置。
2. 底部ハウジングは、前記タッチ入力装置の平面上の反射光源信号を検知するための移動検知モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
3. 前記表示層及び前記タッチ層は、湾曲した弧面状を呈していることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
4. 前記仮想キーは、ファンクションキー又は数字キーであることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
5. 前記表示層は、複数の前記仮想キーを表示し、ユーザが前記仮想キーのいずれか１つをタッチすると、前記押圧素子が前記仮想キーとともに押圧されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
6. 前記表示層は複数の前記仮想キーを表示し、各前記押圧素子は各前記仮想キーに対応し、ユーザが前記仮想キーのいずれか１つをタッチすると、対応する前記押圧素子が前記仮想キーとともに押圧されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
7. 有線伝送方式又は無線伝送方式で前記電子装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
8. マウスであることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
9. 前記押圧素子は押圧された時に効果音を生成することを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。

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