JP5767612B2

JP5767612B2 - タッチパッド装置

Info

Publication number: JP5767612B2
Application number: JP2012178898A
Authority: JP
Inventors: 聡伸中村
Original assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Current assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2032-08-10
Also published as: JP2014038380A

Description

本発明は、ノート型パソコンなどの電子機器に搭載されるタッチパッド装置に関する。

図１１は、従前の技術を用いて構成したタッチパッドを示す斜視図であり、図１２は、図１１に示したタッチパッドの構成を示す分解斜視図である。図１２に示すように、タッチパッド９１の下に圧電素子９６と圧力スイッチ９５とを重ねて配置し、タッチパッド９１から画面に表示されたカーソルやポインタの移動方向と移動量を入力可能にするとともに、タッチパッド９１からスイッチのオン／オフを入力可能にする一方、タッチパッド９１からスイッチのオン／オフを入力した時に圧電素子９６に変位を生じさせるタッチパッド装置９が検討されている。このタッチパッド装置９によれば、タッチパッド９１からスイッチのオン／オフを入力した時に圧電素子９６に変位を生じさせるので、タッチパッド９１からスイッチのオン／オフを入力した指にタクタイル感を伝えることができる（たとえば、特許文献１参照）。

米国特許出願公開２０００／０１５６８４３号明細書

しかしながら、圧電素子の変位は、０．０５ｍｍ（５０μｍ）〜０．１ｍｍ（１００μｍ）程度であり、タッチパッドからスイッチのオン／オフを入力した指に十分なタクタイル感を伝えることができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タッチパッドからスイッチのオン／オフを入力した指に十分なタクタイル感を伝えることができるタッチパッド装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、タッチパッドの下に圧電素子と圧力スイッチとを重ねて配置し、前記タッチパッドから画面に表示されたカーソルやポインタの移動方向と移動量を入力可能にするとともに、前記タッチパッドからスイッチのオン／オフを入力可能にする一方、前記タッチパッドからスイッチのオン／オフを入力した時に前記圧電素子に変位を生じさせるタッチパッド装置において、前記圧電素子と前記タッチパッドの間に、前記圧電素子の変位を拡大してタッチパッドに伝える変位拡大機構を設けたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記変位拡大機構は、前記圧電素子に変位を生じさせた場合に、装置本体側が支点となり、タッチパッド側が作用点となる梃子を構成する変位拡大部材を有することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記圧電素子に変位を生じさせた場合に、装置本体の中央側が支点となり、タッチパッドの角隅部側が作用点となる梃子を構成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記変位拡大部材は、前記装置本体の中央に固定する一方、前記タッチパッドの角隅部を支承することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記圧電素子を前記装置本体の中央と前記タッチパッドの角隅部との間に配置したことを特徴とする。

本発明にかかるタッチパッド装置は、圧電素子とタッチパッドの間に、圧電素子の変位を拡大してタッチパッドに伝える変位拡大機構を設けたので、タッチパッドからスイッチのオン／オフを入力した指に十分なタクタイル感を伝えることができる。

図１は、本発明の実施の形態であるタッチパッド装置を搭載したノート型パソコンを示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置を示す斜視図である。図３は、図２に示したタッチパッド装置のＡ-Ａ断面図である。図４は、図２に示したタッチパッド装置の構成を示す分解斜視図である。図５は、本発明の実施の形態２であるタッチパッド装置を示す斜視図である。図６は、図５に示したタッチパッド装置のＢ-Ｂ断面図である。図７は、図５に示したタッチパッド装置の構成を示す分解斜視図である。図８は、本発明の実施の形態３であるタッチパッド装置を示す斜視図である。図９は、図８に示したタッチパッド装置のＣ-Ｃ断面図である。図１０は、図８に示したタッチパッド装置の構成を示す分解斜視図である。図１１は、従前の値述を用いて構成したタッチパッド装置を示す斜視図である。図１２は、図１１に示したタッチパッド装置の構成を示す分解斜視図である。

以下に、本発明にかかるタッチパッド装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態であるタッチパッド装置を搭載したノート型のパソコンを示す斜視図である。図１に示すように、ノート型のパソコン１は、パソコン本体２と、パソコン本体２に対して開閉可能に支持された蓋体３とを備えている。パソコン本体２の上面には、各種情報を入力するための操作キー２１や本発明の実施の形態であるタッチパッド装置４，５，６などの入力装置が設けてある。これら入力装置は、パソコン本体２に対して蓋体３を閉じた場合に蓋体３によって覆われる。また、蓋体３の前面には、各種情報を表示出力するための液晶ディスプレイ３１が設けてある。液晶ディスプレイ３１は、パソコン本体２に対して蓋体３を閉じた場合にパソコン本体２によって覆われる。

［実施の形態１］
図２は、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置を示す斜視図である。図３は、図２に示したタッチパッド装置のＡ−Ａ断面図であり、図４は、図２に示したタッチパッド装置の構成を示す分解斜視図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置４は、ノート型のパソコン１に搭載されるもので、液晶ディスプレイ３１の画面に表示されたカーソルやポインタを移動させるためのものである。また、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置４は、タッチパッド４１から画面に表示されたポインタの移動方向と移動量とが入力可能であり、さらに、タッチパッド４１からスイッチのオン／オフが入力可能である。

図２に示すように、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置４は、ノート型のパソコン１に搭載した場合に本体筐体（装置本体）２Ａ（図１参照）を構成するベース４２とパームレスト２Ｂ（図１参照）を構成するサイドカバー４３とを備えている。サイドカバー４３には、平面視矩形の開口４３ａが設けてあり、この開口４３ａには、平面視矩形のタッチパッド４１が上動可能に嵌め込んである。これにより、タッチパッド４１は、待機状態において、上面がサイドカバー４３の上面と略同一となり、上動状態において、上面がサイドカバー４３の上面から突出する。

タッチパッド４１とタッチパッド４１の下面に嵌め込まれた平面視矩形のプリント基板（ＰＣＢ）４４は、従前のタッチパッド装置と同様、画面に表示されたカーソルやポインタの移動方向と移動量とを入力するためのもので、従前のタッチパッドおよびプリント基板と同様の構成を有している。

また、タッチパッド４１を平面視四等分する領域のそれぞれ下方には、圧力スイッチ４５が配置してある。圧力スイッチ４５は、タッチパッド４１からスイッチのオン／オフを入力するためのもので、圧力スイッチ４５に閾値を超える圧力が加えられた場合にスイッチのオンが入力され、当該圧力が除かれた場合にスイッチのオフが入力される。なお、タッチパッド４１を平面視四等分する領域のそれぞれ下方に圧力スイッチ４５を配置するのは、タッチパッド４１のどの領域を押下してもスイッチのオン／オフを入力するためである。

また、圧力スイッチ４５は、圧電素子４６に重ねて配置されている。圧電素子４６は、電圧を印加することにより変位を生じるものである。圧電素子４６は、円柱状に形成してあり、ベース４２に形成した凹部４２ａに収容され、位置決めされる。

圧電素子４６とタッチパッド４１との間には、変位拡大機構が設けてある。変位拡大機構は、圧電素子４６の変位を拡大してタッチパッド４１に伝えるもので、圧電素子４６に変位を生じさせた場合に、ベース（装置本体）４２側が支点となり、タッチパッド４１側が作用点となる梃子を構成する変位拡大板（変位拡大部材）４７を有している。

変位拡大板４７は、図４に示すように、二つの対角線上にそれぞれ二つの支持部４７ａを設けた外形が矩形となる枠体であって、支持部４７ａにはそれぞれ下に凸となる絞り４７ａ１が設けてある。絞り４７ａ１は、ベース４２に形成した溝部４２ｂに収容され、変位拡大板４７は位置決めされる。また、二つの対角線が交差する変位拡大板４７の中央４７ｂには、取付穴４７ｂ１が設けてあり、変位拡大板４７は、取付穴４７ｂ１を挿通するネジ４７ｂ２により、ベース４２に固定される。これにより、圧電素子４６に変位を生じさせた場合、支持部４７ａは、内側（変位拡大板４７の中央側）が支点となり、外側（変位拡大板４７の外形側）が作用点となる梃子を構成する。このとき、圧電素子４６は、ベース（装置本体）４２の中央とタッチパッド４１の角隅部との間に配置される。なお、ネジ４７ｂ２は、プリント基板４４に設けた逃げ穴４４ａに収容される。

上述した本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置４は、タッチパッド４１が押下され、タッチパッド４１からスイッチのオン／オフが入力された場合に、全ての圧電素子４６に変位を生じさせる。この変位は、変位拡大板４７により拡大され、タッチパッド４１を上動させる。

これにより、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置４は、タッチパッド４１からスイッチのオン／オフを入力した指に十分なタクタイル感を伝えることができる。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２であるタッチパッド装置を示す斜視図である。図６は、図５に示したタッチパッド装置のＢ−Ｂ断面図であり、図７は、図５に示したタッチパッド装置の構成を示す分解斜視図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態２であるタッチパッド装置５は、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置４と同様、ノート型のパソコン１に搭載されるもので、液晶ディスプレイ３１の画面に表示されたカーソルやポインタを移動させるためのものである。また、本発明の実施の形態２であるタッチパッド装置５は、タッチパッド５１から画面に表示されたポインタの移動方向と移動量とが入力可能であり、さらに、タッチパッド５１からスイッチのオン／オフが入力可能である。

図５に示すように、本発明の実施の形態２であるタッチパッド装置５は、ノート型のパソコン１に搭載した場合に本体筐体（装置本体）２Ａ（図１参照）を構成するベース４２とパームレスト２Ｂ（図１参照）を構成するサイドカバー５３とを備えている。サイドカバー５３には、平面視矩形の開口５３ａが設けてあり、この開口５３ａには、平面視矩形のタッチパッド５１が上動可能に嵌め込んである。これにより、タッチパッド５１は、待機状態において、上面がサイドカバー５３の上面と略同一となり、上動状態において、上面がサイドカバー５３の上面から突出する。

タッチパッド５１とタッチパッド５１の下面に嵌め込まれた平面視矩形のプリント基板（ＰＣＢ）５４は、従前のタッチパッド装置と同様、画面に表示されたカーソルやポインタの移動方向と移動量とを入力するためのもので、従前のタッチパッドおよびプリント基板と同様の構成を有している。

また、タッチパッド５１を平面視四等分する領域のそれぞれ下方には、圧力スイッチ５５が配置してある。圧力スイッチ５５は、タッチパッド５１からスイッチのオン／オフを入力するためのもので、圧力スイッチ５５に閾値を超える圧力が加えられた場合にスイッチのオンが入力され、当該圧力が除かれた場合にスイッチのオフが入力される。なお、タッチパッド５１を平面視四等分する領域のそれぞれ下方に圧力スイッチ５５を配置するのは、タッチパッド５１のどの領域を押下してもスイッチのオン／オフを入力するためである。

また、圧力スイッチ５５は、圧電素子５６に重ねて配置されている。圧電素子５６は、電圧を印加することにより変位を生じるものである。圧電素子５６は、円柱状に形成してあり、ベース５２に形成した凹部５２ａに収容され、位置決めされる。

圧電素子５６とタッチパッド５１との間には、変位拡大機構が設けてある。変位拡大機構は、圧電素子５６の変位を拡大してタッチパッド５１に伝えるもので、圧電素子５６に変位を生じさせた場合に、ベース（装置本体）５２側が支点となり、タッチパッド５１側が作用点となる梃子を構成する変位拡大板（変位拡大部材）５７を有している。

変位拡大板５７は、図７に示すように、二つの対角線上にそれぞれ二つの支持部５７ａを設けた支持体であって、支持部５７ａにはそれぞれ下に凸となる絞り５７ａ１が設けてある。絞り５７ａ１は、ベース５２に形成した溝部５２ｂに収容され、変位拡大板５７は位置決めされる。また、二つの対角線が交差する変位拡大板５７の中央５７ｂには、取付穴５７ｂ１が設けてあり、変位拡大板５７は、取付穴５７ｂ１を挿通するネジ５７ｂ２により、ベース５２に固定される。これにより、圧電素子５６に変位を生じさせた場合、支持部５７ａは、内側（変位拡大板５７の中央側）が支点となり、外側（変位拡大板５７の外形側）が作用点となる梃子を構成する。このとき、圧電素子５６は、ベース（装置本体）５２の中央とタッチパッド５１の角隅部との間に配置される。なお、ネジ５７ｂ２は、プリント基板５４に設けた逃げ穴５４ａに収容される。

上述した本発明の実施の形態２であるタッチパッド装置５は、タッチパッド５１が押下され、タッチパッド５１からスイッチのオン／オフが入力された場合に、全ての圧電素子５６に変位を生じさせる。この変位は、変位拡大板５７により拡大され、タッチパッド５１を上動させる。

これにより、本発明の実施の形態２であるタッチパッド装置５は、タッチパッド５１からスイッチのオン／オフを入力した指に十分なタクタイル感を伝えることができる。

［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の形態３であるタッチパッド装置を示す斜視図である。図９は、図８に示したタッチパッド装置のＣ−Ｃ断面図であり、図１０は、図８に示したタッチパッド装置の構成を示す分解斜視図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態３であるタッチパッド装置６は、本発明の実施の形態１であるタッチパッド装置４と同様、ノート型のパソコン１に搭載されるもので、液晶ディスプレイ３１の画面に表示されたカーソルやポインタを移動させるためのものである。また、本発明の実施の形態３であるタッチパッド装置６は、タッチパッド６１から画面に表示されたポインタの移動方向と移動量とが入力可能であり、さらに、タッチパッド６１からスイッチのオン／オフが入力可能である。

図８に示すように、本発明の実施の形態３であるタッチパッド装置６は、ノート型のパソコン１に搭載した場合に本体筐体（装置本体）２Ａ（図１参照）を構成するベース６２とパームレスト２Ｂ（図１参照）を構成するサイドカバー６３とを備えている。サイドカバー６３には、平面視矩形の開口６３ａが設けてあり、この開口６３ａには、平面視矩形のタッチパッド６１が上動可能に嵌め込んである。これにより、タッチパッド６１は、待機状態において、上面がサイドカバー６３の上面と略同一となり、上動状態において、上面がサイドカバー６３の上面から突出する。

タッチパッド６１とタッチパッド６１の下面に嵌め込まれた平面視矩形のプリント基板（ＰＣＢ）６４は、従前のタッチパッド装置と同様、画面に表示されたカーソルやポインタの移動方向と移動量とを入力するためのもので、従前のタッチパッドおよびプリント基板と同様の構成を有している。

また、タッチパッド６１を平面視四等分する領域のそれぞれ下方には、圧力スイッチ６５が配置してある。圧力スイッチ６５は、タッチパッド６１からスイッチのオン／オフを入力するためのもので、圧力スイッチ６５に閾値を超える圧力が加えられた場合にスイッチのオンが入力され、当該圧力が除かれた場合にスイッチのオフが入力される。なお、タッチパッド６１を平面視四等分する領域のそれぞれ下方に圧力スイッチ６５を配置するのは、タッチパッド６１のどの領域を押下してもスイッチのオン／オフを入力するためである。

また、圧力スイッチ６５は、圧電素子６６に重ねて配置されている。圧電素子６６は、電圧を印加することにより変位を生じるものである。圧電素子６６は、円柱状に形成してあり、ベース６２に形成した凹部６２ａに収容され、位置決めされる。

圧電素子６６とタッチパッド６１との間には、変位拡大機構が設けてある。変位拡大機構は、圧電素子６６の変位を拡大してタッチパッド６１に伝えるもので、圧電素子６６に変位を生じさせた場合に、ベース（装置本体）６２側が支点となり、タッチパッド６１側が作用点となる梃子を構成する変位拡大板（変位拡大部材）６７を有している。

変位拡大板６７は、図１０に示すように、一辺から対向する一辺に延びる支持部６７ａが短冊状に形成された板状体を二つ組み合わせて構成してある。支持部６７ａにはそれぞれ下に凸となる絞り６７ａ１が設けてある。絞り６７ａ１は、ベース６２に形成した溝部６２ｂに収容され、変位拡大板６７は位置決めされる。また、支持部６７ａが延びる一辺の一端と他端には取付穴６７ｂ１が設けてあり、変位拡大板６７は、ベース６２、取付穴６７ｂ１を挿通するネジ６８がサイドカバ−６３に設けたスタッド６３ｂに螺合することにより、ベース６２およびサイドカバー６３との間に固定される。これにより、圧電素子６６に変位を生じさせた場合、支持部６７ａは、一辺（変位拡大板６７の一端側）が支点となり、一辺に対向する一辺（変位拡大板６７の他端側）が作用点となる梃子を構成する。

上述した本発明の実施の形態３であるタッチパッド装置６は、タッチパッド６１が押下され、タッチパッド６１からスイッチのオン／オフが入力された場合に、全ての圧電素子６６に変位を生じさせる。この変位は、変位拡大板６７により拡大され、タッチパッド６１を上動させる。

これにより、本発明の実施の形態３であるタッチパッド装置６は、タッチパッド６１からスイッチのオン／オフを入力した指に十分なタクタイル感を伝えることができる。

１ノート型のパソコン
２パソコン本体
２Ａ本体筐体
２Ｂパームレスト
２１操作キー
３蓋体
３１液晶ディスプレイ
４タッチパッド装置
４１タッチパッド
４２ベース
４２ａ凹部
４２ｂ溝部
４３サイドカバー
４３ａ開口
４４プリント基板
４４ａ逃げ穴
４５圧力スイッチ
４６圧電素子
４７変位拡大板（変位拡大部材）
４７ａ支持部
４７ａ１絞り
４７ｂ中央
４７ｂ１取付穴
４７ｂ２ネジ
５タッチパッド装置
５１タッチパッド
５２ベース
５２ａ凹部
５２ｂ溝部
５３サイドカバー
５３ａ開口
５４プリント基板
５４ａ逃げ穴
５５圧力スイッチ
５６圧電素子
５７変位拡大板
５７ａ支持部
５７ａ１絞り
５７ｂ中央
５７ｂ１取付穴
５７ｂ２ネジ
６タッチパッド装置
６１タッチパッド
６２ベース
６２ａ凹部
６２ｂ溝部
６３サイドカバー
６３ａ開口
６３ｂスタッド
６５圧力スイッチ
６６圧電素子
６７変位拡大板
６７ａ支持部
６７ａ１絞り
６７ｂ１取付穴
６８ネジ

Claims

タッチパッドの下に圧電素子と圧力スイッチとを重ねて配置し、前記タッチパッドから画面に表示されたカーソルやポインタの移動方向と移動量を入力可能にするとともに、前記タッチパッドからスイッチのオン／オフを入力可能にする一方、前記タッチパッドからスイッチのオン／オフを入力した時に前記圧電素子に変位を生じさせるタッチパッド装置において、
前記圧電素子と前記タッチパッドの間に、前記圧電素子の変位を拡大してタッチパッドに伝える変位拡大機構を設け、
前記変位拡大機構は、前記圧電素子に変位を生じさせた場合に、装置本体の中央側が支点となり、タッチパッドの角隅部側が作用点となる梃子を構成する変位拡大部材を有することを特徴とするタッチパッド装置。
前記変位拡大部材は、前記装置本体の中央に固定する一方、前記タッチパッドの角隅部を支承することを特徴とする請求項１に記載のタッチパッド装置。
前記圧電素子を前記装置本体の中央と前記タッチパッドの角隅部との間に配置したことを特徴とする請求項２に記載のタッチパッド装置。