JP2003280807A

JP2003280807A - タッチパッド装置

Info

Publication number: JP2003280807A
Application number: JP2002087219A
Authority: JP
Inventors: Akira Sensui; 明泉水; Kota Yamazaki; 広太山崎
Original assignee: Polymatech Co Ltd
Current assignee: Polymatech Co Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP4020246B2

Abstract

(57)【要約】【課題】正確な座標操作を楽に行えるタッチパッ
ド装置の提供。【解決手段】検知可能な操作点座標に操作原点Ｐｃに
対する方向角と速度を設定した。そして、一の操作点座
標が検知されると、該一の操作点座標に設定された方向
角と速度に沿って、該一の操作点座標の継続的な検知が
解除されるまで、ポインタの移動等の画面の座標操作を
行うようにした。そのためポインタを移動させるため
に、何度もタッチパッドを繰り返して撫でる操作が不要
であり、その煩雑な操作を無くすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パーソナルコン
ピュータ、ＰＤＡ、携帯電話機、ゲーム装置、カーナビ
ゲーション装置などといった機器のマン・マシンインタ
ーフェイスとして利用されるポインティングデバイスに
関し、特にそれらの機器の画面の座標操作を行うタッチ
パッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のような各種機器の表示装置に表示
される画面の座標操作を行う装置としては、トラックボ
ールやタッチパッド、ポインティングスティックなどと
いったポインティングデバイスが利用されている。この
ポインティングデバイスと称される中でも、近年では省
スペース化や操作性の高さといった点で特に秀でる静電
容量式や感圧式のタッチパッドが身近なノート型パーソ
ナルコンピュータに多く搭載されているが、今後は省ス
ペース化の要請が強いＰＤＡや携帯電話機、カーナビゲ
ーション装置等にも搭載されることが予想される。

【０００３】ところで、こうしたタッチパッドは、タッ
チパッドの操作面を指で撫でるようにすると、それに追
従して画面上のポインタやカーソルなどの操作指標が移
動して座標操作を行うことができるため、操作感に優れ
たマン・マシンインターフェイスとして高い評価を得て
いる一方で、操作が煩雑で疲労を感じ易いといった問題
点を指摘する声もある。

【０００４】この問題点は、具体的には、例えば指で一
回タッチパッドを撫でる座標操作を行うだけでは、ポイ
ンタを目的の指示位置に移動させることができないよう
な場合に生じることが多い。即ち、こうした場合には、
ポインタが目的の指示位置へ到達するように撫でる座標
操作を何度も繰り返して行う必要があること、また撫で
る座標操作毎にポインタの移動方向を常に一定方向にす
るのは難しく、その都度方向修正が必要とされること等
があって、結果的に座標操作が煩雑になり、操作者とし
ては疲労感を感じてしまうのである。更にこの煩雑化の
問題点は、タッチパッドでポインタ等の操作指標を操作
する場合だけでなく、表示装置の画面上に表示仕切れな
いフレームサイズのＷｅｂページを画面上で上下左右に
スクロールさせるような画面の座標操作を行う場合にも
当てはまることであり、その改善を求める要請が高い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】こうした従来技術を背
景としてなされたのが本発明である。その目的は、正確
な座標操作を楽に行えるタッチパッド装置を提供するこ
とにある。

【０００６】この目的を達成すべく本発明は、ＸＹ座標
系を形成する座標操作部にて検知した操作点座標にした
がって画面の座標操作を行うタッチパッド装置につい
て、座標操作部に、操作原点を設定すると共に該座標操
作部で検知可能な操作点座標に該操作原点を中心とする
方向角を設定してあり、一の操作点座標が検知される
と、該一の操作点座標に設定された方向角に沿って、該
一の操作点座標の継続的な検知が解除されるまで、画面
の座標操作を行うようにしたことを特徴とするタッチパ
ッド装置を提供する。

【０００７】座標操作部に、操作原点を設定すると共に
該座標操作部で検知可能な操作点座標に該操作原点を中
心とする方向角を設定してあり、一の操作点座標が検知
されると、該一の操作点座標に設定された方向角に沿っ
て、該一の操作点座標の継続的な検知が解除されるま
で、画面の座標操作を行うので、操作点座標が検出され
続ける限り、特定の方向角にそってポインタやカーソル
等の操作指標や画面スクロール等といった画面の座標操
作を楽に正確に行うことが可能である。つまり、操作者
は、操作点座標を検知させる操作、即ち座標操作部の特
定箇所を指で継続的に触ったり、特定箇所に指で操作押
圧力を加え続けるといったような静止的な座標操作によ
って、そのように正確で楽な座標操作を行うことができ
る。

【０００８】前記タッチパッド装置は、方向角を設定し
た操作点座標に速度を設定してあり、一の操作点座標が
検知されると、該一の操作点座標に設定された速度によ
って、該一の操作点座標の継続的な検知が解除されるま
で、画面の座標操作を行うようものとして構成できる。

【０００９】方向角を設定した操作点座標に速度を設定
してあり、一の操作点座標が検知されると、該一の操作
点座標に設定された速度によって、該一の操作点座標の
継続的な検知が解除されるまで、画面の座標操作を行う
ので、前述のような正確で楽な座標操作を行えるだけで
なく、方向角が同一であっても、ポインタやカーソル等
の操作指標の移動速度や画面スクロール等といったスク
ロール速度を可変的に操作することが可能となり、操作
効率を向上することもできる。

【００１０】前記タッチパッド装置は、複数の操作点座
標が検知されると、その内の一の操作点座標を検出する
操作点座標選定手段を備えるものとして構成できる。

【００１１】操作者の力加減や、操作者毎に異なる指の
太さ等によって複数の操作点座標が検知されても操作点
座標選定手段によりその内の一の操作点座標が選定され
るので、操作の正確性を更に向上することができる。こ
のような操作点座標選定手段は、座標操作の処理を所定
のコンピュータプログラムの実行により統括するマイコ
ンなどによって実現できる。

【００１２】前記タッチパッド装置は、画面に表示され
た選択要素に対する入力操作が可能なスイッチ手段を備
えるものとして構成できる。

【００１３】画面に表示された選択要素に対する入力を
行うスイッチ手段を備えるので、該選択要素に対する入
力操作も行うことができる。

【００１４】前記タッチパッド装置は、座標操作部の下
方位置に、座標操作部へ操作押圧力を加えることで入力
操作可能なスイッチ手段を設けたものとして構成でき
る。

【００１５】座標操作部の下方位置に、座標操作部へ操
作押圧力を加えることで入力操作可能なスイッチ手段を
設けたので、座標操作部での座標操作からそのまま指を
離さずにスイッチ手段による入力操作が可能となり、座
標操作と入力操作の協働操作により更に高い機器の操作
性を実現することができる。

【００１６】前記タッチパッド装置は、座標操作部をド
ーム形座標操作部として形成することができる。

【００１７】座標操作部をドーム形座標操作部としたた
め、前述した従来のタッチパッドのようにそれが平面形
状である場合と比較すると、頂点を容易に触感的に感得
することができるので、頂点を操作原点とするランダム
な多方向操作が直感的且つ正確に行える。また操作原点
となる頂点以外の湾曲傾斜部では、傾斜方向や傾斜度と
いった位置情報を操作する指から触感的に感得できる。
したがって、更なる正確な操作性を実現することができ
る。そして、このような正確な操作性を得るためには、
操作方法が同様であるトラックボールのような装置厚の
大きなデバイス構造にする必要がないため、このタッチ
パッド装置を搭載する機器の薄型化の要請も満足するこ
とができる。こうした利点は、特に機器全体の小型化の
要請が特に強いノートブックタイプのパーソナルコンピ
ュータ、携帯電話やＰＤＡなどのような携帯機器に搭載
するポインティングデバイスとしては大変有利である。

【００１８】なお、前記座標操作部をドーム形座標操作
部としたタッチパッド装置は、座標操作部の全面をドー
ム形座標操作部として場合が最も好ましいが、座標操作
部を部分的にドーム形座標操作部として構成してもよ
い。

【００１９】また、前記ドーム形座標操作部は、操作基
板とベース基板における平坦な一般面に対して上方に膨
出させたもの、換言すれば操作者に向けて凸形状である
のが好ましいが、該一般面に対して下方に窪ませたもの
として構成してもよい。

【００２０】前記タッチパッド装置は、座標操作部を、
それぞれ所定の電極パターンを形成した可撓性のある操
作基板とベース基板とを、該電極パターンどうしを絶縁
状態で対面配置して備えており、該操作基板に押圧操作
を加えると導通する接点部を操作点座標として出力する
メンブレンシートにて構成することができる。

【００２１】座標操作部をメンブレンシートにて構成し
たので、座標操作部を非常に薄厚に構成することが可能
であり、機器の小型化の要請が強い前記機器について特
に有利である。

【００２２】前記タッチパッド装置は、ベース基板の裏
面とスイッチ手段との間に、上面部が該裏面の面形状に
対応する樹脂スペーサを設けるものとして構成できる。

【００２３】ベース基板の裏面とスイッチ手段との間
に、上面部が該裏面の面形状に対応する樹脂スペーサを
設けたため、操作押圧力を受けるベース基板の保形性を
向上することができ、スイッチ手段に対する操作押圧力
も該樹脂スペーサを介して確実に伝達することができ
る。また、座標操作時よりも大きな操作押圧力を加える
入力操作時には、樹脂スペーサ自体が押圧方向へ変位す
るので、操作者としては、樹脂スペーサが変位する感覚
を入力操作の触感的な操作感として感得することがで
き、更に操作性を向上することができる。

【００２４】前記樹脂スペーサを備えるタッチパッド装
置は、樹脂スペーサとベース基板とが接合により一体物
とされたものとして構成できる。

【００２５】樹脂スペーサとベース基板とが接合により
一体物とされているため、ベース基板の保形性が更に向
上される。また、スイッチ手段への操作押圧力を伝達す
る樹脂スペーサとベース基板との間に遊びがないため、
ベース基板に加えた操作押圧力を直接的に樹脂スペーサ
に伝達することができ、入力操作の操作性を向上でき
る。さらに、樹脂スペーサを一体化したベース基板を一
つのモジュールとして本発明のタッチパッド装置をアッ
センブルできるので、組立作業性も向上できる。

【００２６】前記樹脂スペーサを備えるタッチパッド装
置は、樹脂スペーサを、該座標操作部の中央部と対応す
る部分にガイド孔を有する環状外周部と、該ガイド孔内
を上下動可能として挿通され、スイッチ手段へ操作押圧
力を伝達する中央作動部と、を有する分割体として形成
し、中央作動部の下方にスイッチ手段を設けたものとし
て構成できる。

【００２７】該座標操作部の中央部と対応する部分にガ
イド孔を有する環状外周部と、該ガイド孔内を上下動可
能として挿通され、スイッチ手段へ操作押圧力を伝達す
る中央作動部と、を有する分割体として形成し、中央作
動部の下方にスイッチ手段を設けたため、中央作動部に
より確実に操作押圧力をスイッチ手段へ伝達することが
できる。

【００２８】前記樹脂スペーサを環状外周部と中央作動
部からなる分割体としたタッチパッド装置では、更に、
環状外周部の下方に他のスイッチ手段を設けたものとし
て構成できる。

【００２９】環状外周部の下方に他のスイッチ手段を設
けたため、中央作動部に対応するスイッチ手段と環状外
周部に対応するスイッチ手段とで、入力操作の更なる多
機能性を実現できる。この場合、該他のスイッチ手段
は、環状外周部に沿って複数個設けるようにしてもよ
い。

【００３０】前記樹脂スペーサを環状外周部と中央作動
部からなる分割体としたタッチパッド装置では、更に、
環状外周部を、周方向に沿って複数部分から成る分割体
として形成したものとして構成できる。

【００３１】環状外周部を周方向に沿って複数部分から
成る分割体として形成したため、例えば各分割体の下方
にそれぞれスイッチ手段を設けるようにし、一の分割体
に操作押圧力を加えた場合に、隣接する他のスイッチ手
段の誤入力を確実に防止できる。

【００３２】前記座標操作領域をドーム形座標操作部と
して構成したタッチパッド装置は、樹脂スペーサを、ベ
ース基板におけるドーム形座標操作部の裏面の空洞部に
対応する形状として形成したものとするのが好ましい。

【００３３】樹脂スペーサをベース基板におけるドーム
形座標操作部の裏面の空洞部に対応する形状としたた
め、ベース基板の保形性が向上されると共に、ドーム形
座標操作部に加わる操作押圧力の押圧箇所に拘わらず、
確実にスイッチ手段へ操作押圧力を伝達することがで
き、入力操作の操作性を向上できる。

【００３４】前記タッチパッド装置は、スイッチ手段が
押圧によってクリック感を生成するスイッチ部材である
と好ましい。

【００３５】スイッチ手段を、押圧によってクリック感
を生成するスイッチ部材としたため、クリック感の発生
によって操作者に入力操作が行われたことを確実に触感
的に感得させることができて操作性を向上できる。

【００３６】そのようなスイッチ部材としては、皿ばね
状の接点部材やタクトスイッチを利用することができ
る。また、入力操作にクリック感を伴わない方が好まし
い電気機器については、例えばメンブレンスイッチをス
イッチ手段として利用することができる。

【００３７】前記タッチパッド装置は、押圧操作により
スイッチ手段の鉛直上方位置で多数の操作点座標が検出
されると、座標操作を無効化する無効制御手段を備える
ものとして構成できる。

【００３８】このように無効制御手段により座標操作が
無効化されることで、スイッチ手段への押圧する際に、
所定位置に位置決めしたポインタやカーソル等の操作指
標を停止させた状態のまま入力操作を確実に行える。こ
のような無効制御手段は、座標操作の処理を所定のコン
ピュータプログラムの実行により統括するマイコンなど
によって実現できる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。なお、各実施形態で重複す
る部分は特に言及する場合を除き説明を省略する。

【００４０】第１実施形態〔図１〜図７〕

【００４１】本実施形態のタッチパッド装置１は、座標
操作部２の下方にスイッチ手段としてのスイッチ部材３
を備えるものとして構成されている。

【００４２】座標操作部２は、共に可撓性のある操作基
板４とベース基板５とを積層形成した基本構造となって
いる。操作基板４には、上方に膨出するドーム形座標操
作部４ａが形成されており、本形態ではこの部分を座標
操作領域Ｒとしてある。ベース基板５には、そのドーム
形座標操作部４ａよりも曲率半径がやや小さめとした略
相似形状のドーム形座標操作部５ａが形成されており、
同じくこの部分が座標操作領域Ｒとなっている。これら
のドーム形座標操作部４ａ，５ａは、互いに隙間ｄ１ほ
ど離間しており相互に電気的に絶縁されている。この隙
間ｄ１としては、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内である
ことが操作性や入力感度の点で好ましく、０．１ｍｍ〜
０．５ｍｍがより好ましい範囲である。

【００４３】操作基板４とベース基板５は、薄くて軽量
で可撓性のある材質のもの、例えば樹脂フィルムを用い
て形成することができる。具体的には、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン
樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニ
ル系樹脂、フッ素樹脂、ポリアセテート樹脂、ポリイミ
ド樹脂、アクリル樹脂、熱可塑性エラストマーなどのよ
うな樹脂材を薄肉形成した樹脂フィルムを利用すること
ができる。そして、操作基板４とベース基板５とは、ド
ーム形座標操作部４ａ，５ａの外側部分において、熱融
着、超音波融着、溶着、接着剤による接着、両面テープ
による粘着などによって互いに接合されて、一体構造と
されている。

【００４４】ベース基板５のドーム形座標操作部５ａの
裏面に形成される空洞部５ｂには樹脂スペーサ５ｃが設
けられている。この樹脂スペーサ５ｃは、ベース基板５
に接合されて一体物とされている。したがって、樹脂ス
ペーサ５ｃの上面と、ドーム形座標操作部５ａの裏面と
は密着しており、その間には遊びがない構造となってい
る。

【００４５】この樹脂スペーサ５ｃは、ベース基板５の
形状およびベース基板５と一体構造の操作基板４の形状
を保持し、またスイッチ部材３を確実に押圧できること
が必要である。したがって、その材質の具体例として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、合成ゴム、熱可塑性
エラストマーを用いることができる。なお、合成ゴムや
熱可塑性エラストマーについては、操作押圧力を確実に
スイッチ部材３へ伝達させるために、比較的高硬度のも
のが好ましい。そして、ベース基板５との接合方法とし
ては、樹脂スペーサ５ｃとベース基板５との二色成形や
インサート成形などの金型内一体成形のほか、熱融着、
超音波融着、溶着、接着剤による接着、両面テープによ
る粘着などによって互いに接合し、一体構造とされてい
る。なお、この中では接合工程が不要な金型内一体成形
が特に好ましい。

【００４６】操作基板４とベース基板５には格子状のマ
トリックスパターンの座標検出部が形成されている。即
ち、図３（ａ）で示すように、操作基板４の裏面４ｂに
は縦縞状の電極パターン４ｃが形成されており、ベース
基板５の表面５ｄには横縞状の電極パターン５ｅが形成
されている。そして、操作基板４とベース基板５とを前
述のように接合すると、図３（ｂ）で示すように座標操
作領域Ｒには、隙間ｄ１を介する絶縁状態で、マトリッ
クスパターンの座標検出部が形成される。このようなマ
トリックスパターンで検知可能な各操作点座標、即ち電
極パターン４ｃ，５ｅの各交点座標には、その操作原点
Ｐｃを中心とする方向角と、所定の速度が設定されてい
る。したがって、このタッチパッド装置１でポインタ等
の座標操作を行う際には、検出された操作点座標に設定
された方向角と速度（移動速度）にしたがってポインタ
の座標操作（移動）が行われることになる。

【００４７】なお、座標操作領域Ｒの外側では互いの電
極パターン４ｃ，５ｅどうしが導通しないように、接合
を接着剤で行う場合には接着剤によって、両面テープで
行う場合には両面テープによって、それら以外で接合す
る場合には絶縁被膜によって座標操作領域Ｒの部分が絶
縁されることになる。電極パターン４ｃ，５ｅは、金属
箔のエッチンジや導電性インクの塗布によって形成する
ことができる。なお、図３では電極パターン４ｃ，５ｅ
を成す各導電線が互いに接続されているかのように図示
してあるが、座標操作を行うためには押圧箇所の座標を
特定できるようにする必要があるので、実際には個々の
導電線は絶縁状態で図外の制御系に図示せぬ端子部を介
して接続されている。

【００４８】スイッチ部材３は、この実施形態では逆椀
形状のステンレス薄板のような金属製の皿ばね接点部材
で構成している。スイッチ部材３は、タッチパッド装置
１が実装される機器の筐体６に内蔵の基板６ａに表面実
装されている。したがって、スイッチ部材３に入力操作
押圧力が加わると、スイッチ部材３は、クリック感を伴
って変形し、その下方にある基板６ａの回路に形成され
た接点部６ｂと接触する。このようにして、座標操作部
２による座標操作とは別に、スイッチ部材３による入力
操作を行うことができる。

【００４９】この金属製皿ばね設定部材でなるスイッチ
部材３の入力荷重は約３Ｎであり、約０．２Ｎ程度とさ
れる座標操作部２における電極パターン４ｃ，５ｅの導
通荷重よりも大きくされている。したがって、座標操作
部２に加える座標操作押圧力によってスイッチ部材３の
誤入力を防止できるようになっている。

【００５０】本実施形態のスイッチ部材３は金属製の皿
ばね接点部材で構成しているが、接点部６ｂとの対向面
に導電接点を設けた逆椀形状の硬質樹脂フィルムによる
皿ばね接点部材や、タクトスイッチにて構成してもよ
い。これらによってもクリック感を得ることができる。
また、クリック感を伴わなくても良い場合には、メンブ
レンスイッチなどをスイッチ部材３として利用してもよ
い。

【００５１】次に、本実施形態の機能ブロック図を図４
に示して、これを説明する。

【００５２】タッチパッド装置１の座標操作部２は、操
作点座標選定手段７、無効制御手段８、速度設定手段
９、操作モード切替手段１０、に接続されている。これ
らの各手段７〜１０は、例えばマイコン１１によって実
現することができる。

【００５３】操作押圧力の大小差や操作押圧力を加える
指の太さなどに応じて、図５（ａ）で示すように、格子
状マトリックスパターンの座標操作領域Ｒで電極パター
ン４ｃ，５ｅどうしが複数箇所で接触した場合（図中黒
丸が接触点）、即ち多点接触した場合には、どの操作点
座標に基づいて座標操作を行うかが不明となる。本実施
形態の操作点座標選定手段７は、このように多数の操作
点座標が検知された場合に一の操作点座標を特定するも
のである。具体的には、例えば接触した導電線の本数を
電極パターン４ｃと電極パターン５ｅとで各々カウント
し、その中央線を特定することで、図５（ａ）のＰ１を
操作点座標として選定する。

【００５４】本実施形態の無効制御手段８は、スイッチ
部材３による入力操作が行われると推測されるときに、
座標操作を無効化するものである。このようにしない
と、例えば座標操作によってポインタで画面に表示され
ている選択要素を指示させた状態としてそれを入力操作
で選択しようとする場合に座標操作が有効であると、入
力操作による操作押圧力によってポインタの指示位置が
ずれてしまうことがあり、誤操作を招きやすい。こうし
た不都合を防ぐため、図５（ｂ）で示すように、スイッ
チ部材３の鉛直上方位置で電極パターン４ｃ，５ｅどう
しが多点接触した場合（図示の例では黒丸で示す５つの
接触点が形成された場合）には、スイッチ部材３による
入力操作が行われるものとみなして、座標操作を無効化
する制御を無効制御手段８が実行する。

【００５５】前述のように、各電極パターン４ｃ，５ｅ
の各交点座標、即ち操作点座標には操作原点Ｐｃを中心
としてポインタやカーソル等の移動速度や画面のスクロ
ール速度について、速度が設定されている。速度設定手
段９は、各操作点座標に設定する速度を変更するための
ものである。例えば、図５（ｃ）で示すように、操作原
点Ｐｃから離間する距離に応じて領域Ｒ１、領域Ｒ２、
領域Ｒ３とし、領域Ｒ１に含まれる操作点座標が検知さ
れた場合には低速で前述のカーソル等の移動等が行われ
る。そして、これと同様に領域Ｒ２に含まれる操作点座
標は中速で、領域Ｒ３に含まれる操作点座標は高速で、
カーソル等の移動等が行われる。速度設定手段９は、こ
の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の径を変更することで、操作点
座標に設定した速度を変更することができる。なお、図
５（ｃ）では、操作原点Ｐｃから同心円状に領域設定を
行っているが、同心円状でなくてもよいし、低速領域と
高速領域だけとしてもよい。また、操作原点Ｐｃから離
間するにつれて徐々に速度が速くなるように各操作点座
標に速度を設定することもできる。本実施形態の速度設
定手段９は、こうした各操作点座標の速度設定を行うも
のである。

【００５６】本実施形態の操作モード変換手段１０は、
座標操作部２による座標操作を、タッチパッド装置１を
搭載する機器に用意された各種の機能を実行するための
他の入力操作にモード変換する。具体的には、座標操作
領域Ｒで操作基板４とベース基板５の電極パターン４
ｃ，５ｅどうしが所定時間継続的に導通することを検出
して座標操作を入力操作へ切り替える。切り替わった入
力操作による操作例としては、例えばＷＥＢブラウザの
表示領域に表示されているＷＥＢページの表示倍率を拡
大縮小する操作に切り替えたりするなどがある。

【００５７】以上のような操作点座標選定手段７、無効
化制御手段８、速度設定手段９、操作モード変換手段１
０による制御動作は、マイコン１１に内蔵する図示せぬ
メモリから操作点座標選定プログラム、無効化制御プロ
グラム、速度設定プログラム、操作モード変換制御プロ
グラムが、図示せぬ中央演算処理装置に読み出されて実
行されることによって行われる。そして、その制御結果
に基づくポインタやカーソル等の指示標識や画面スクロ
ールなどの制御対象要素の動作は、マイコン１１に接続
されるディスプレイなどの表示装置１２に表示される。

【００５８】次に、本実施形態の動作例について説明す
る。

【００５９】本実施形態のタッチパッド装置１をノート
ブックタイプのパーソナルコンピュータやＰＤＡや携帯
電話のタッチパッド装置として利用し、図６で示すよう
に、表示装置１２を成す液晶ディスプレイに表示されて
いるポインタ１３を移動させて、方向角が右斜め４５°
上に位置するアイコン１４を選択する一連の動作を一つ
の例として説明する。

【００６０】ポインタ１３の現在の指示座標は、図５
（ｃ）で示す操作原点Ｐｃと一致する。したがってポイ
ンタ１３を上記のように移動させるには、まず座標操作
部２の操作原点Ｐｃに対して方向角θが右斜め４５°の
操作線Ｌ（図５（ｃ））の上における何れかの箇所に操
作押圧力を加える。すると、可撓性のある操作基板４が
凹状変形して、その電極パターン４ｃがベース基板５の
電極パターン４ｃ，５ｅと接触し、図外の制御系によっ
てその操作点座標が検出される。これによって、ポイン
タ１３は、方向角θが右斜め４５°の方向へ移動してい
く。そしてこのとき、操作押圧力を加えて検出された操
作点座標が図５（ｃ）で示すところの領域Ｒ１に属する
操作点座標Ｐ２である場合には、ポインタ１３は比較的
ゆっくりした速度で右斜め４５°の方向へ移動する。同
様に領域Ｒ２に属する操作点座標Ｐ３である場合には中
速で、領域Ｒ３に属する操作点座標Ｐ４である場合には
高速で当該方向へ移動させることができる。

【００６１】前記のような操作点座標の検出は、操作点
座標選定手段７が行う。操作点座標選定手段７は、その
操作押圧力が加わって導通する電極パターン４ｃ，５ｅ
どうしの交点座標を操作点座標として検出する。ここで
前述のように多数の操作点座標が検出された場合には、
その内の一の操作点座標を選定する。したがって、操作
者によって差が出る操作押圧力の力加減の相違や、操作
者の指の太さの大小差などがあっても操作点座標は略一
定であるため、正確な操作を誰もが行うことができる。

【００６２】そして、ポインタ１３の指示位置がアイコ
ン１４の上に来たときに加えていた操作押圧力を解除す
ればよい。これによってポインタ１３はアイコン１４の
上で停止する。したがって、操作者としては、操作押圧
力を加えるだけで、簡単且つ正確にポインタ１３を移動
させることができる。

【００６３】以上のようなポインタ１３の移動を更に効
率的に行うためには、先ず領域Ｒ３に属する操作点座標
Ｐ４が検出されるように操作押圧力を加え、アイコン１
４の近傍位置まで高速でポインタ１３を移動させる。そ
して、アイコン１４の手前位置までポインタ１３が来た
ときに、操作押圧力を加える箇所を操作原点Ｐｃ側へ戻
して操作点座標Ｐ２が検出されるようにする。すると、
ポインタ１３は低速移動に変化するので、正確にアイコ
ン１４の上で停止させることができる。

【００６４】このように先ず高速でポインタ１３を移動
させる場合には、例えばポインタ１３がアイコン１４を
そのまま通り過ぎてしまうことがある。こうした場合に
は、操作押圧力を加えている指を一旦離し、操作原点Ｐ
ｃの左斜め下４５°の操作点座標Ｐ５が検出されるよう
に操作押圧力を加える。こうすれば行き過ぎたポインタ
１３をアイコン１４の上に戻すことができる。

【００６５】ポインタ１３がアイコン１４を指示する
と、次にそれを選択するための入力操作を行う。この操
作は、座標操作を行うために加える操作押圧力よりも更
に大きな操作押圧力をそのまま加えるようにすればよ
い。このため操作者は、操作の指を離さずにそのまま入
力操作へ移行できるので、他のキー操作を行う必要がな
く操作性が大変に良い。

【００６６】そして、前述の更に大きな操作押圧力を加
えると、ベース基板５と、このベース基板５の裏面に密
着した樹脂スペーサ５ｃを通じて、操作点座標が座標操
作領域Ｒのどの位置にある場合であっても、その操作押
圧力が確実にスイッチ部材３へ伝達される。これに伴っ
て金属製皿ばね接点部材としたスイッチ部材３が“カチ
ッ”というクリック感を伴って変形する。これによって
スイッチ部材３と基板６ａの接点部６ｃが導通接触し、
アイコン１４を選択するための入力操作が行われる。し
たがって、操作者は、“カチッ”というスイッチ部材３
のクリック感を感得して確実な選択操作を行うことがで
きる。

【００６７】今度はアイコン１４の選択を確定する入力
操作を行う。この操作については、マウス装置で行うダ
ブルクリック操作のように、操作押圧力を一旦解除して
からもう一度大きな操作押圧力を加えるようにする。こ
れによってアイコン１４に対する選択を確定する入力操
作がなされる。

【００６８】なお、この確定操作を行わずに、アイコン
１４のドラッグ操作とドロップ操作を行うことも可能で
ある。ドラッグ操作を行う場合には、アイコン１４に対
する選択操作を行った時点で、再び前述の要領で座標操
作を行うようにすればよい。そして、アイコン１４を所
定位置に移動させた時点で、前述の要領でスイッチ部材
３の入力操作を行えばアイコン１４のドロップ操作を行
うことができる。

【００６９】次に、他の動作例として画面のスクロール
操作について説明する。ここでは、図７で示すように、
表示装置１２を成す液晶ディスプレイに表示されたブラ
ウザの表示領域Ｗ１よりもＷＥＢページＷ２のフレーム
サイズの方が大きい場合を例として説明する。

【００７０】この場合に、ＷＥＢページＷ２を上方向・
下方向・右方向・左方向へスクロールさせるには、ポイ
ンタ１３の移動操作と同様の座標操作を行う。即ち、ブ
ラウザの表示領域Ｗ１の中心が図５（ｃ）で示す操作原
点Ｐｃと一致しているので、スクロールさせたい方向角
と速度が得られる操作点座標が検出されるように、座標
操作部２に対して操作押圧力を加えるようにすればよ
い。これによって、簡単且つ正確にＷＥＢページＷ２を
全方向へスクロールさせて可視表示することができる。

【００７１】一般的にはＷＥＢページなどでは、以上の
説明のようにポインタ１３の移動やＷＥＢページＷ２の
スクロールといったことが主立った操作となるが、例え
ばＷＥＢページＷ２の表示内容が地図などである場合に
は表示倍率を拡大縮小操作できると大変便利であるし、
地図でなく各種のソフトウェアによる表示についても表
示倍率を変更できた方が視覚障害者などにとっても非常
に便利である。こうした場合には、例えば前述の座標操
作によりポインタ１３を表示倍率を拡大したい場所に移
動させてから、前述したスイッチ部材３を使った入力操
作を行うことで、表示倍率を拡大するようにマイコン１
１で表示制御することもできる。また、表示倍率を縮小
させる場合には、操作モード変換手段１０により、座標
操作部２を座標操作から入力操作に切り替えるようにす
る。具体的には、例えばマイコン１１によって座標操作
部２の電極パターン４ｃ，５ｅどうしが接触している時
間を検出するようにし、ある閾値を越えて継続的に操作
押圧力が加えられる場合には、表示倍率の縮小制御を行
う。

【００７２】第２実施形態〔図８〜図１０〕

【００７３】本実施形態のタッチパッド装置２１も、第
１実施形態と同様に、座標操作部２２とスイッチ部材２
３を備えている。

【００７４】ただし、この実施形態の座標操作部２２の
操作基板２４とベース基板２５は、それぞれその一般面
２４ａ，２５ａから立上がる周壁部２４ｂ，２５ｂが形
成されている。この周壁部２４ｂ，２５ｂの高さは、こ
のタッチパッド装置２１を搭載する機器の筐体２６の厚
みに相当する高さとされている。そして、周壁部２４
ｂ，２５ｂの上にはドーム形座標操作部２４ｃ，２５ｃ
が形成され、座標操作領域Ｒが設けられている。

【００７５】ベース基板２５のドーム形座標操作部２５
ｃの裏面には、その裏面の面形状に対応する上面形状と
した樹脂スペーサ（２７，２８）が密着状態で設けられ
ている。この実施形態の樹脂スペーサ（２７，２８）
は、環状外周部２７と中央作動部２８とからなるもの
で、環状外周部２７は、その周方向にそって複数部分か
ら成る分割体として形成されている。具体的には上片部
２７ａ、下片部２７ｂ、右片部２７ｃ、左片部２７ｄで
ある。このような環状外周部２７の中央には上下方向で
貫通する円筒形のガイド孔２７ｅが形成されており、そ
こには中央作動部２８が上下可動として挿通されてい
る。

【００７６】そして、環状外周部２７の各片部２７ａ〜
２７ｄと中央作動部２８のそれぞれの下にはスイッチ部
材２３を設けてあり、各スイッチ部材２３は機器の筐体
に内蔵の基板２６ａの接点部２６ｂとの導電接触により
入力操作を行えるようになっている。したがって、この
実施形態のタッチパッド装置２１では、最大で５つの異
なる入力操作が行えるため、更なる多機能化を達成でき
るようになっている。

【００７７】ここで、この実施形態の操作基板２４とベ
ース基板２５に形成する電極パターン２４ｄ，２５ｄに
ついて説明すると、図１０で示すように、座標操作領域
Ｒにおける操作基板２４には座標操作領域Ｒの中心から
放射線状に形成された電極パターン２４ｄが形成されて
おり、ベース基板２５には該中心から多重同心円状に形
成された電極パターン２５ｄが形成されている。そし
て、放射線状の電極パターン２４ｄには方向角が設定さ
れている。この方向角は、図示の例では計８本の放射線
状の電極パターン２４ｄが形成されていて、勿論８方向
検出が可能だが、隣接する電極パターン２４ｄに同時に
押圧操作力が加わってそれぞれについて接点が形成され
ると、その２点間の中心を取るようにすることで、最大
で１６方向検出することができるようになっている。ま
た、多重同心円状の電極パターン２５ｄでは速度が設定
されている。具体的には、中心の電極パターン２５ｄか
ら外方の電極パターン２５ｄに向かうにつれて、例えば
ポインタ等の移動速度等が漸次高速化するように設定す
ることができる。本実施形態のタッチパッド装置２１で
は、こうした電極パターン２４，２５を利用して座標操
作を行うようになっている。

【００７８】なお、この座標操作の際に電極パターン２
４ｄ，２５ｄどうしが多点接触した場合は、第１実施形
態と同様にその内の一つの操作点座標を選定するように
してもよいが、この実施形態の操作点座標選定手段７
は、次のようにして操作点の設定を行う。

【００７９】例えば、図１０で示すように、２本の電極
パターン２４ｄと、３本の電極パターン２５ｄが接触し
て６箇所で多点接触し、６つの操作点座標が検出された
と仮定する。この場合に、第１実施形態の例ではその重
心座標を操作点座標として選定するので、選定される操
作点座標は操作点はＰ６である。しかしながら、このよ
うに操作点座標Ｐ６を選定すると、意外と操作者の操作
感とは合致しない場合がある。つまり、座標操作領域Ｒ
は全体としてドーム形として形成されているため、ドー
ム形座標操作部２４ｃ，２５ｃは、その頂点から下向き
傾斜面となっている。この下向き傾斜面となっているこ
とが操作者に錯覚を起こさせるように作用する。即ち、
操作者の操作感としては、操作点座標Ｐ６よりも実際に
は図中上寄りで且つ右寄りの操作点座標を押圧すること
を意図していることがあるのである。これは下向き傾斜
面に起因する錯覚と考えられるが、本実施形態では次の
ようにして、こうした操作感の不一致を解消するように
している。

【００８０】具体的には、座標操作領域Ｒを右上領域、
左上領域、右下領域、左下領域といった具合に４分割
し、右上領域で多数の操作点座標が検出された場合（図
１０に例示した場合）には、重心座標Ｐ６よりも図中上
寄りで且つ右寄りの位置の操作点座標を選定する。即
ち、図１０の例では、操作点座標選定手段７によってＰ
７が操作点座標として選定される。これと同様に、左上
領域では、重心座標よりも図中上寄りで且つ左寄りの位
置にある操作点座標を選定する。右下領域では、重心座
標よりも図中下寄りで且つ右寄りの位置にある操作点座
標を選定する。左下領域では、重心座標よりも図中下寄
りで且つ左寄りの位置にある操作点座標を選定する。こ
のように本実施形態の操作点座標選定手段７は、多数の
操作点座標が検出された場合に、傾斜面となっている座
標操作領域Ｒについて押圧箇所における傾斜方向下側位
置で且つ操作方向の外側位置に操作点座標を選定するよ
うな操作点座標の選定についてずれ補正を行うことで、
操作者の操作感と実際に選定される操作点座標Ｐ７との
感覚的な不一致を解消しており、座標操作の操作性を大
きく向上している。

【００８１】その他の実施形態〔図１０〜図１３〕

【００８２】以上の第１実施形態および第２実施形態の
タッチパッド装置１，２１のほかにも、例えば図１０〜
図１３で示すような断面形状のタッチパッド装置とする
こともできる。なお、これらのタッチパッド装置の平面
視形状は何れも円形である。

【００８３】まず、図１０で座標操作部のみを示すタッ
チパッド装置３１は、座標操作領域Ｒを平坦面形状とし
たものである。これについても、前述の実施形態と同様
の作用・効果を発揮できる。

【００８４】図１１で座標操作部のみ示すタッチパッド
装置４１は、座標操作領域Ｒを凹面湾曲形状としたもの
である。第２実施形態のドーム形座標操作部２４ｃ，２
５ｃを逆さにした形状である。これについても、前述の
実施形態と同様の作用・効果を発揮できる。

【００８５】図１２で座標操作部のみを示すタッチパッ
ド装置５１は、操作基板５２とベース基板５３の座標操
作領域Ｒにおける電極パターンの非形成部分に、隙間ｄ
２を保持する支持突部５４をベース基板５３に形成した
ものである。樹脂スペーサ５５にもこの支持突部５４に
対応する支持突部５６が形成されている。このような支
持突部５４，５６により、長期間にわたって繰り返し操
作押圧力を受けても隙間ｄ２を維持することができる。
なお、図では支持突部５４，５６を１つ形成した例を示
したが、複数形成して多点で操作基板５２を支持して隙
間ｄ２を維持するようにしてもよい。そして、これにつ
いても、前述の実施形態と同様の作用・効果を発揮でき
る。

【００８６】図１３のタッチパッド装置６１は、第２実
施形態の変形例で、操作基板６２とベース基板６３を突
き抜けるように中央作動部６４を設けたものである。中
央作動部６４の下端には環状に外向きに突出する係止フ
ランジ６４ａが形成されており、無端形状の環状外周部
６５に肉抜き状に形成した係止段部６５ａによって抜け
止めされている。そして、６６は防水・防塵用のシート
材であり、ベース基板６３に対して接合されている。操
作基板６２とベース基板６３の間には環状支持部６７が
形成されており、これによって操作基板６２を裏面側か
ら支持している。このようなタッチパッド装置６１とす
ることで、中央作動部６４の上面が外部に露出するの
で、入力操作が更に行い易くなる。また、前述の実施形
態と同様の作用・効果を発揮することもできる。

【００８７】以上の図１０〜図１３で示したほかにも、
平面視形状で、座標操作領域を多角形状としたり、楕円
形状としてもよい。特に各種の機器の表示装置の表示画
面は大抵四角形なので、それに対応する形状として形成
すれば更に操作性を向上することができる。

【００８８】

【発明の効果】座標操作部に、操作原点を設定すると共
に該座標操作部で検知可能な操作点座標に該操作原点を
中心とする方向角を設定してあり、一の操作点座標が検
知されると、該一の操作点座標に設定された方向角に沿
って、該一の操作点座標の継続的な検知が解除されるま
で、画面の座標操作を行う本発明によれば、操作点座標
が検出され続ける限り、特定の方向角にそってポインタ
やカーソル等の操作指標や画面スクロール等といった画
面の座標操作を楽に正確に行える。

【００８９】方向角を設定した操作点座標に速度を設定
してあり、一の操作点座標が検知されると、該一の操作
点座標に設定された速度によって、該一の操作点座標の
継続的な検知が解除されるまで、画面の座標操作を行う
本発明によれば、正確で楽な座標操作を行えることに加
え、方向角が同一であっても、ポインタやカーソル等の
操作指標の移動速度や画面スクロール等といったスクロ
ール速度を可変的に操作することが可能で、操作効率が
向上される。

【００９０】操作者の力加減や、操作者毎に異なる指の
太さ等によって複数の操作点座標が検知されても操作点
座標選定手段によりその内の一の操作点座標が選定され
る本発明によれば、操作の正確性を更に向上することが
できる。

【００９１】画面に表示された選択要素に対する入力を
行うスイッチ手段を備える本発明によれば、該選択要素
に対する入力操作も行うことができる。また、座標操作
部の下方位置に、座標操作部へ操作押圧力を加えること
で入力操作可能なスイッチ手段を設ける本発明によれ
ば、座標操作部での座標操作からそのまま指を離さずに
スイッチ手段による入力操作が可能となり、座標操作と
入力操作の協働操作により更に高い機器の操作性を実現
することができる。

【００９２】座標操作部をドーム形座標操作部とした本
発明によれば、前述した従来のタッチパッドのようにそ
れが平面形状である場合と比較すると、頂点を容易に触
感的に感得することができるので、頂点を操作原点とす
るランダムな多方向操作が直感的に且つ更に正確に行え
る。そして、このような正確な操作性を得るためには、
操作方法が同様であるトラックボールのような装置厚の
大きなデバイス構造にする必要がないため、このタッチ
パッド装置を搭載する機器の薄型化の要請も満足でき
る。

【００９３】座標操作部をメンブレンシートにて構成し
た本発明によれば、座標操作部を非常に薄厚に構成する
ことが可能であり、機器の小型化の要請が強い機器につ
いて特に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のタッチパッド装置を示す図２の
ＤＡ−ＤＡ線断面図。

【図２】図１のタッチパッド装置の平面図。

【図３】操作基板とベース基板を示す説明図で、分図
（ａ）はその概略展開図、分図（ｂ）は操作基板とベー
ス基板を組み合わせたときの座標操作領域の配線パター
ンを示す模式図。

【図４】図１のタッチパッド装置の機能ブロック図。

【図５】図１のタッチパッド装置の制御動作説明図。

【図６】図１のタッチパッド装置により行うポインタの
座標操作の説明図。

【図７】ＷＥＢブラウザの表示領域とＷＥＢページのフ
レーム領域との大小関係を示す図。

【図８】第２実施形態のタッチパッド装置を示す図８の
ＤＢ−ＤＢ線断面図。

【図９】図２のタッチパッド装置の平面図。

【図１０】図７のタッチパッド装置の座標操作領域の電
極パターンを示す説明図。

【図１１】第３実施形態のタッチパッド装置の断面図。

【図１２】第４実施形態のタッチパッド装置の断面図。

【図１３】第５実施形態のタッチパッド装置の断面図。

【図１４】第６実施形態のタッチパッド装置の断面図。

【符号の説明】

１タッチパッド装置２座標操作部３スイッチ部材（スイッチ手段）４操作基板４ａドーム形座標操作部５ベース基板５ａドーム形座標操作部７操作点座標選定手段２１タッチパッド装置（第２実施形態）２２座標操作部２３スイッチ部材（スイッチ手段）２４操作基板２４ｃドーム形座標操作部２５ｃドーム形座標操作部３１タッチパッド装置（第３実施形態）４１タッチパッド装置（第４実施形態）５１タッチパッド装置（第５実施形態）５２操作基板５３ベース基板６１タッチパッド装置（第６実施形態）６２操作基板６３ベース基板Ｐｃ操作原点Ｐ１〜Ｐ７操作点座標

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＸＹ座標系を形成する座標操作部にて検
知した操作点座標にしたがって画面の座標操作を行うタ
ッチパッド装置において、座標操作部に、操作原点を設定すると共に該座標操作部
で検知可能な操作点座標に該操作原点を中心とする方向
角を設定してあり、一の操作点座標が検知されると、該
一の操作点座標に設定された方向角に沿って、該一の操
作点座標の継続的な検知が解除されるまで、画面の座標
操作を行うようにしたことを特徴とするタッチパッド装
置。
【請求項２】方向角を設定した操作点座標に速度を設
定してあり、一の操作点座標が検知されると、該一の操
作点座標に設定された速度によって、該一の操作点座標
の継続的な検知が解除されるまで、画面の座標操作を行
うようにした請求項１記載のタッチパッド装置。
【請求項３】複数の操作点座標が検知されると、その
内の一の操作点座標を選定する操作点座標選定手段を備
える請求項１または請求項２記載のタッチパッド装置。
【請求項４】画面に表示された選択要素に対する入力
操作が可能なスイッチ手段を備える請求項１〜請求項３
何れか1項記載のタッチパッド装置。
【請求項５】座標操作部の下方位置に、座標操作部へ
操作押圧力を加えることで入力操作可能なスイッチ手段
を設けた請求項１〜請求項４何れか１項記載のタッチパ
ッド装置。
【請求項６】座標操作部がドーム形座標操作部として
形成してある請求項１〜請求項５何れか１項記載のタッ
チパッド装置。
【請求項７】座標操作部を、それぞれ所定の電極パタ
ーンを形成した可撓性のある操作基板とベース基板と
を、該電極パターンどうしを絶縁状態で対面配置して備
えており、該操作基板に押圧操作を加えると導通する接
点部を操作点座標として出力するメンブレンシートにて
構成した請求項１〜請求項６何れか１項記載のタッチパ
ッド装置。