(57)【要約】【要約書】  本発明は、触感構造を有するタッチパッド及びそれを用いた接触センサを公開する。本発明は、電子回路基板、複数の伝導性導体、及び前記電子回路基板の一面に位置し、前記複数の伝導性導体のそれぞれを内部に含む複数の突起を有する非伝導性板を備えることで、触感を与えるタッチパッドを提供する。また、前記タッチパッド、及び前記突起内の伝導性導体と前記電子回路基板との間に形成されるインピーダンスの変化によるディレイを検知し、これに応答してデジタル信号を出力する複数のデジタルコンタクトコントローラを有する接触信号発生部を備える接触センサを提供する。よって、本発明はタッチパッドを入力部とする装置によりユーザにタッチ感や触感を与えることができる。
2010503104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板と、
複数の伝導性導体と、
前記電子回路基板の一面に備えられ、前記複数の伝導性導体のそれぞれを内部に含む複数の突起を有する非伝導性板と、
を備えることを特徴とするタッチパッド。
【請求項２】
電子回路基板、複数の伝導性導体及び前記電子回路基板の一面に位置して前記複数の伝導性導体のそれぞれを内部に含む複数の突起の非伝導性板を有するタッチパッドと、
前記突起内の伝導性導体と前記電子回路基板との間に形成されるインピーダンスの変化によるディレイを感知し、これに応答してデジタル信号を出力する複数のデジタルコンタクトコントローラを有する接触信号発生部と、
を備えることを特徴とする接触センサ。
【請求項３】
前記変化するインピーダンスは、
静電容量、誘導容量及び抵抗値のうちの１つであることを特徴とする請求項２に記載の接触センサ。
【請求項４】
前記デジタルコンタクトコントローラは、
固定の遅延時間を有する基準信号と外部から印加される信号のインピーダンス値により可変される遅延時間を有するセンシング信号を発生する遅延時間可変部と、
前記基準信号と前記センシング信号との間の遅延時間差を計算し、前記計算された遅延時間差に相応する値を有するデジタルデータを発生する遅延時間計算及びデータ発生部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の接触センサ。
【請求項５】
前記遅延時間可変部は、
測定信号を発生する測定信号発生部と、
前記測定信号を所定時間遅延させて前記基準信号を発生する固定遅延部と、
前記外部から印加される信号のインピーダンス値に応答して遅延時間を可変し、可変された遅延時間により前記測定信号を遅延させて前記センシング信号を発生する可変遅延部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の接触センサ。
【請求項６】
電子回路基板と、
前記電子回路基板が一面に配置される複数の電子回路基板電極と、
前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記電子回路基板の一面を全面的に覆い、前記複数の電子回路基板電極が配置される部分が露出した非伝導性平板と、
前記非伝導性平板の露出した部分に挿入され、それぞれの上部が前記非伝導性平板の面上に突出した複数の導電性ボタンと、
を備えることを特徴とするタッチパッド。
【請求項７】
電子回路基板と、前記電子回路基板の一面に配置される複数の電子回路基板電極と、前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記電子回路基板の一面を全面的に覆い、前記複数の電子回路基板電極が配置される部分が露出された非伝導性平板と、前記非伝導性平板の露出した部分に挿入され、それぞれの上部が前記非伝導性平板の面上に突出した複数の導電性ボタンとを備えることを特徴とするタッチパッドと、
外部から接触されて前記導電性導体と前記電子回路基板電極との間に発生するインピーダンスの変化によるディレイを感知してデジタル信号を出力する複数のデジタルコンタクトコントローラを備える接触信号発生部と、
を備えることを特徴とする接触センサ。
【請求項８】
前記変化するインピーダンスは、
静電容量、誘導容量及び抵抗値のうちの１つであることを特徴とする請求項７に記載の接触センサ。
【請求項９】
前記デジタルコンタクトコントローラは、
固定の遅延時間を有する基準信号と外部から印加される信号のインピーダンス値により可変される遅延時間を有するセンシング信号を発生する遅延時間可変部と、
前記基準信号と前記センシング信号との間の遅延時間差を計算し、該計算された遅延時間差に相応する値を有するデジタルデータを発生する遅延時間計算及びデータ発生部と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の接触センサ。
【請求項１０】
前記遅延時間可変部は、
測定信号を発生する測定信号発生部と、
前記測定信号を所定時間遅延させて前記基準信号を発生する固定遅延部と、
前記外部から印加される信号のインピーダンス値に応答して遅延時間を可変し、可変された遅延時間により前記測定信号を遅延させて前記センシング信号を発生する可変遅延部と、
を備えることを特徴とする請求項９に記載の接触センサ。
【請求項１１】
電子回路基板と、
前記電子回路基板の一面に備える複数の電子回路基板電極と、
前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記複数の電子回路基板電極に対応するように複数の陰刻と陽刻が形成された非伝導性板と、
を備えることを特徴とするタッチパッド。
【請求項１２】
電子回路基板と、前記電子回路基板の一面に備える複数の電子回路基板電極と、前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記複数の電子回路基板電極に対応するように複数の陰刻と陽刻が形成された非伝導性板とを備えることを特徴とするタッチパッドと、
前記溝の下端部と前記電子回路基板電極との間に、外部の接触により変わるインピーダンスの変化によるディレイを感知してデジタル信号を出力する接触信号発生部と、
を備えることを特徴とする接触センサ。
【請求項１３】
前記変化するインピーダンスは、
静電容量、誘導容量及び抵抗値のうちの１つであることを特徴とする請求項１２に記載の接触センサ。
【請求項１４】
前記デジタルコンタクトコントローラは、
固定の遅延時間を有する基準信号と外部から印加される信号のインピーダンス値により可変される遅延時間を有するセンシング信号を発生する遅延時間可変部と、
前記基準信号と前記センシング信号との間の遅延時間差を計算し、該計算された遅延時間差に相応する値を有するデジタルデータを発生する遅延時間計算及びデータ発生部と、
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の接触センサ。
【請求項１５】
前記遅延時間可変部は、
測定信号を発生する測定信号発生部と、
前記測定信号を所定時間遅延させて前記基準信号を発生する固定遅延部と、
前記外部から印加される信号のインピーダンス値に応答して遅延時間を可変し、可変された遅延時間により前記測定信号を遅延させて前記センシング信号を発生する可変遅延部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の接触センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパッドに関し、特に触感構造を有するタッチパッド及びそれを用いた接触センサ(Touch pad comprising structure for tactile sensation and touch sensor using the same)に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の発展により機械的に動作していた多くの装置や装備が電子化されるにつれて、特にグラフィックユーザインターフェース(Graphic User Interface：GUI)が広範囲に用いられ、ユーザに操作便利なヒューマンインターフェース装置(Human Interface Device：HID)を提供する部分が最も重要に認識されている。従来は製品が小さく、軽く、薄いことだけを追求する傾向が多かったが、最近は製品の機能性とともに便宜性及びデザインに多くの関心を持つようになった。そのため、ユーザの便宜のための方法や装置を提供するための接近方法が重要となり、デザインを先に決定し、それに部品を開発する、いわゆる「先行デザイン」が一般化された。最近、便利なヒューマンインターフェース装置として脚光を浴びている分野がタッチセンシング(Touch sensing)技術を適用したタッチパッドによる入力装置である。
【０００３】
タッチパッドは、タッチセンシング技術を適用した入力装置であり、便利なインターフェースを提供するために多く用いられ、最近の発売のＭＰ３プレーヤ、携帯電話、ＰＤＰなどはほとんどがタッチパッドを用いた入力部を有している。タッチパッドとは、指やペンなどの接触により命令を入力したり動作を指示したりすることができる、小さな平板で構成された入力装置であって、平板の接触状態による信号の変化を感知する感知器とともに用いられている。タッチパッドの適用でデザインも自由にでき、ボタン動作を指の軽い接触により行うことができ、機械的(Mechanical)ボタン方式よりずっと便利で微力で操作できるという長所を有し、すでにモニタ、ＭＰ３プレーヤ、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＡ、キーボードなどの多様な製品に用いられ、今後もタッチパッドを利用する製品はさらに多くの分野で拡がる。
【０００４】
図１及び図2は、従来のタッチパッドとその構造を示す図であって、タッチパッドの下部には電子回路基板５を備えており、電子回路基板５上には絶縁体構造物１が所定厚さで基板に接触しながら位置し、絶縁体構造物１の間には複数の伝導性導体３が設けられている。また伝導性導体３も電子回路基板５に接触されている。抵抗体である人の指７が前記伝導性導体３に接触されると、指による抵抗が形成されて抵抗値が変わり、この変化をセンサにより感知してその動作を読み込む。
【０００５】
図2に示すように、従来のタッチパッドは突出部や屈曲部がなく平らであって、ユーザがタッチパッドにより指で操作する際に、触感を感知できず、使用時に不便であった。例えば、ＭＰ３プレーヤを動作させる場合、特定動作のための接触部位を正確に押しているか、接触部位外のパッド部分を押下してはないか、また所望する動作を行うためにどのくらい動かせばよいのかなどをＭＰ３プレーヤの状況を目で一々確認しなればならないので大変不便であった。
【０００６】
また他の例として、ノートパソコンの画面上のカーソルを動かす場合、タッチパッドが指触りのない平らであるため、ユーザの立場からはクリック感がなくモニタ上で画面を所望するほど移動させるのに、どの位タッチパッドを押せばよいのか、どの位指を移動すればよいのかなどタッチパッドを使用するにあたって考慮すべきことが多くなる。ノートパソコンを用いるユーザはタッチパッドがあるにもかかわらず、別途のマウスを使用するのは、タッチパッドのタッチ感やクリック感が落ちるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、表面に触感を有するタッチパッドを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、上記目的を達成するためのタッチパッドを用いた接触センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために本発明の第１実施例は、電子回路基板と、複数の伝導性導体と、前記電子回路基板の一面に備えられ、前記複数の伝導性導体のそれぞれを内部に含む複数の突起を有する非伝導性板とを備えるタッチパッドを特徴とする。
【００１０】
電子回路基板、複数の伝導性導体、及び前記電子回路基板の一面に位置して前記複数の伝導性導体のそれぞれを内部に含む複数の突起を有する非伝導性板を備えるタッチパッドと、前記突起内の伝導性導体と前記電子回路基板との間に形成されるインピーダンスの変化によるディレイを感知し、これに応答してデジタル信号を出力する複数のデジタルコンタクトコントローラを有する接触信号発生部とを備える接触センサを特徴とする。
【００１１】
前記変化するインピーダンスは、静電容量、誘導容量及び抵抗値のうちの１つであることを特徴とする。
【００１２】
前記デジタルコンタクトコントローラは、固定の遅延時間を有する基準信号と外部から印加される信号のインピーダンス値に従って可変する遅延時間を有するセンシング信号を発生する遅延時間可変部と、前記基準信号と前記センシング信号との間の遅延時間差を計算し、前記計算の遅延時間差に相応する値を有するデジタルデータを発生する遅延時間計算及びデータ発生部とを備える接触センサを特徴とする。
【００１３】
前記遅延時間可変部は、測定信号を発生する測定信号発生部と、前記測定信号を所定時間遅延させて前記基準信号を発生する固定遅延部と、前記外部から印加される信号のインピーダンス値に応答して遅延時間を可変し、可変された遅延時間により前記測定信号を遅延させて前記センシング信号を発生する可変遅延部とを備える接触センサを特徴とする。
【００１４】
前記目的を達成するために本発明の第２実施例は、電子回路基板と、前記電子回路基板が一面に配置される複数の電子回路基板電極と、前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記電子回路基板の一面を全面的に覆い、前記複数の電子回路基板電極が配置される部分が露出された非伝導性平板と、前記非伝導性平板の露出した部分に挿入され、それぞれの上部が前記非伝導性平板の面上に突出した複数の導電性ボタンを備えるタッチパッドを特徴とする。
【００１５】
電子回路基板、前記電子回路基板の一面に配置される複数の電子回路基板電極及び前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記電子回路基板の一面を全面的に覆い、前記複数の電子回路基板電極が配置される部分が露出した非伝導性平板と、前記非伝導性平板の露出した部分に挿入され、それぞれの上部が前記非伝導性平板の面上に突出した複数の導電性ボタンを備えることを特徴とするタッチパッドと、外部から接触されて前記導電性導体と前記電子回路基板電極との間に発生するインピーダンスの変化によるディレイを感知してデジタル信号を出力する複数のデジタルコンタクトコントローラを有する接触信号発生部とを備える接触センサを特徴とする。
【００１６】
前記変化するインピーダンスは、静電容量、誘導容量及び抵抗値のうちの１つであることを特徴とする。
【００１７】
前記デジタルコンタクトコントローラは、固定の遅延時間を有する基準信号と外部から印加する信号のインピーダンス値により可変される遅延時間を有するセンシング信号を発生する遅延時間可変部と、前記基準信号と前記センシング信号との間の遅延時間差を計算し、前記計算された遅延時間差に相応する値を有するデジタルデータを発生する遅延時間計算及びデータ発生部とを備える接触センサを特徴とする。
【００１８】
前記遅延時間可変部は、測定信号を発生する測定信号発生部と、前記測定信号を所定時間遅延させて前記基準信号を発生する固定遅延部と、前記外部から印加する信号のインピーダンス値に応答して遅延時間を可変し、可変された遅延時間により前記測定信号を遅延させて前記センシング信号を発生する可変遅延部とを備える接触センサを特徴とする。
【００１９】
前記目的を達成するために本発明の第３実施例は、電子回路基板と、前記電子回路基板の一面に備える複数の電子回路基板電極と、前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記複数の電子回路基板電極に対応するように複数の陰刻と陽刻が形成された非伝導性板を備えるタッチパッドを特徴とする。
【００２０】
電子回路基板、前記電子回路基板の一面に備える複数の電子回路基板電極及び前記複数の電子回路基板電極の上部に位置し、前記複数の電子回路基板電極に対応するように複数の陰刻と陽刻が形成された非伝導性板を備えることを特徴とするタッチパッドと、前記溝の下端部と前記電子回路基板電極との間で外部の接触により変わるインピーダンスの変化によるディレイを感知してデジタル信号を出力する接触信号発生部とを備える接触センサを特徴とする。
【００２１】
前記変化するインピーダンスは、静電容量、誘導容量及び抵抗値のうちの１つであることを特徴とする。
【００２２】
前記デジタルコンタクトコントローラは、固定の遅延時間を有する基準信号と外部から印加する信号のインピーダンス値により可変される遅延時間を有するセンシング信号を発生する遅延時間可変部と、前記基準信号と前記センシング信号間の遅延時間差を計算し、前記計算された遅延時間差に相応する値を有するデジタルデータを発生する遅延時間計算及びデータ発生部とを備える接触センサを特徴とする。
【００２３】
前記遅延時間可変部は、測定信号を発生する測定信号発生部と、前記測定信号を所定時間遅延させて前記基準信号を発生する固定遅延部と、前記外部から印加される信号のインピーダンス値に応答して遅延時間を可変し、可変された遅延時間により前記測定信号を遅延させて前記センシング信号を発生する可変遅延部とを備える接触センサを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
したがって、本発明に係るタッチパッドは、従来のタッチパッドを入力部として備える装置はユーザが触感を有することができないため使用上不便であった問題点を、内部に伝導性導体を有する複数の突起を設けて実現させた構造、プラスチック構造物に複数の金属性導体を設けて実現させた構造、及び溝により陽刻と陰刻とを設けて実現させた構造を用いてユーザにタッチ感や触感を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のタッチパッドを示す図である。
【図２】従来のタッチパッドの内部構造を示す垂直断面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るタッチパッドの平面図である。
【図４】図3のｘ−ｙ方向から見た垂直断面図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る接触センサを示す図である。
【図６】本発明の第２実施例に係るタッチパッドの平面図である。
【図７】前記図6のｘ−ｙ方向から見た垂直断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る接触センサを示す図である。
【図９】本発明の第３実施例に係るタッチパッドの平面図である。
【図１０】前記図9のａ−ｂ方向から見た垂直断面図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係る接触センサを示す図である。
【図１２】本発明に係る接触信号発生部の動作を説明するための図である。
【図１３】本発明に係るデジタルコンタクトコントローラのブロック図である。
【図１４】本発明のタッチパッドを適用した実施例を示す図である。
【図１５】本発明のタッチパッドを適用した実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して本発明の触感構造を有するタッチパッド及びそれを用いた接触センサを説明する。
【００２７】
図3は、本発明の第１実施例に係る内部に伝導性導体を含む複数の突起を設けて実現したタッチパッドの平面図であって、複数の長方形は突起を示す。図4は、図3をｘ−ｙ方向から見た垂直断面図である。
【００２８】
タッチパッドの下部には電子回路基板１３０が備えられていて、前記電子回路基板１３０上にはタッチパッドに指が接触する上側面を構成するプラスチックのような非伝導性材料を用いて形成した板１００が備えられている。前記非伝導性板１００には、内部に伝導性導体１１０が挿入できるように複数の突起１２０が形成されている。
【００２９】
図5は、本発明の第１実施例に係るタッチパッドの一部と外部接触を感知してデータを出力する接触信号発生部とを示す図である。長方形はタッチパッド表面の突起を示すもので、点線に示す長方形は突起内部にある伝導性導体を示しており、それぞれはタッチパッドの触感を与える役割をする。
【００３０】
ユーザが所定の目的のためにタッチパッドの突起に指を接触すると、指が触れた突起の内部にある伝導性導体１１０を介して感知される静電容量は指の接触によりその値が変化する。接触信号発生部５０は、内部の変化したインピーダンスを感知してデジタル信号を出力する、複数のデジタルコンタクトコントローラが備えられていて接触部位によりデジタル信号を出力する。前記変化するインピーダンスは、静電容量、誘導容量、抵抗値のうちのいずれか１つである。
【００３１】
前記非伝導性板１００の内部に伝導性導体１１０を含む突起１２０を有して形成されたタッチパッドに、何にも接触がない状態ではそれぞれの伝導性導体１１０は所定の静電容量を感知する。ユーザがタッチパッドの突起部分を所望する所定の動作を行うために指で押すと、その接触により押された前記突起内部の伝導性導体１１０が感知する静電容量が変わる。複数のデジタルコンタクトコントローラを備えている前記接触信号発生部５０は、静電容量の変化を感知し、これに応答してデジタル信号を出力する。
【００３２】
前記第１実施例は、内部に伝導性導体を含む複数の突起を形成している非伝導性板の下部に電子回路基板を備えた形態である。したがって、伝導性導体と電子回路基板との間に静電容量が形成されるため、別途の電極は要らず、ユーザに触感を与えることのできる、安くて簡単な構造である。また、上側構造物の屈曲は、図4では外部突出形態に形成しているが、その反対の形状とすることもできる。内部に凹んだ構造とし、凹んでない部分に伝導性導体を入れて指触れを感知できるようにする。また、突出形態は三角形あるいは菱形と多様な形で形成することができる。このような伝導性導体１１０は電子回路基板１３０と分離して配置することもでき、タッチパッド位置を製品デザインに合わせて自由に変えることができる。
【００３３】
図6は本発明の第２実施例に係るタッチパッドの平面図であり、図面上に一定な配列で示された複数の円は触覚を感じ取るように突出した部分を示し、図7は図6をｘ−ｙ方向から見た垂直断面図である。所定動作のために指をタッチパッドに接触した場合、触感が与えられるようにするために非伝導性平板に導電性ボタン(button)を差し込んだ構造である。タッチパッドは、非伝導性平板２００、複数の導電性ボタン２１０、複数の電子回路基板電極２２０、及び電子回路基板２３０を備えている。
【００３４】
タッチパッドの下部には電子回路基板２３０が備えられていて、電子回路基板２３０上には複数の電子回路基板電極２２０が所定のパターンで備えられている。前記電子回路基板２３０上には、電子回路基板電極２２０を囲むようにして複数の導電性ボタン２１０を差し込むことができる非伝導性平板２００が備えられ、複数の導電性ボタン２１０が電子回路基板電極２２０に対応するように、同一パターンで非伝導性平板２００に差し込まれている。
【００３５】
図8は、本発明の第２実施例に係るタッチパッドの一部と外部接触を感知してデータ信号を出力する接触信号発生部とを示す図である。それぞれの長方形部分はタッチパッド内部に備えられている電子回路基板電極２２０を示し、円形部分のそれぞれは非伝導性平板に差し込まれている導電性ボタン２１０を示し、それぞれはタッチパッドの触感を与える役割をする。それぞれの電子回路基板電極は接触信号発生部に対応するデジタルコンタクトコントローラに接続されている。
【００３６】
ユーザが所定の目的のためタッチパッドの導電性ボタンに指を触れると、指が接触された導電性ボタンと電子回路基板との間に形成される抵抗値は指の接触によりその値が変化する。接触信号発生部５０は内部の変化したインピーダンスによるディレイを感知してデジタル信号を出力する、複数のデジタルコンタクトコントローラが備えられていて接触部位によりデジタル信号を出力する。前記変化するインピーダンスは静電容量、誘導容量、抵抗値のうちのいずれか１つである。
【００３７】
前記接触信号発生部５０に備えられているデジタルコンタクトコントローラは静電容量、誘導容量、または抵抗値によりディレイを感知する特性を有するので、図３Ｂでは前記複数の導電性ボタン２１０が前記複数の電子回路基板電極２２０と当接するように示されているが、必ず当接する必要はない。
【００３８】
従来、タッチセンサ(Touch sensor)はレジスティブ(Resistive)方式であるため構造的に制限を受けていた。しかし、前記の静電容量、誘導容量、または抵抗値によりディレイを感知する特性を有するデジタルコンタクトコントローラの接触信号発生部を用いれば、もし前記複数の導電性ボタン２１０と前記複数の電子回路基板電極２２０との距離が存在している場合でも、相対的に前記複数の導電性ボタンの下端と前記電子回路基板電極２２０との間の距離が近いので、静電容量が高くなって接触を感知するのに有利な構造となる。
【００３９】
前記導電性ボタン２１０に接触がなければ導電性ボタン２１０と電子回路基板電極２２０との間の抵抗値は一定に維持される。しかし、ユーザが指を導電性ボタン２１０に触れると、前記導電性ボタン２１０と前記電子回路基板電極２２０とが当接している場合は、ユーザの指による抵抗により導電性ボタン２１０と電子回路基板電極２２０との間の抵抗値が変化する。そして、接触信号発生部５０は抵抗値の変化を感知してデジタルデータを出力することになる。
【００４０】
前記導電性ボタン２１０と前記電子回路基板電極２２０とが当接しない場合は、導電性ボタン２１０に指を触れると、指が触れた導電性ボタン２１０と電子回路基板電極２２０との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を感知して前記接触信号発生部５０のデジタルコンタクトコントローラはデジタルデータを出力する。
【００４１】
図7の複数の導電性ボタン２１０を用いる方式は、導電性物体にメッキやステンレス物体を使用してメタリック感(Metallic feeling)を呈し、高級感を与えることができ、端部に傾斜面を設けて柔らかくした構造となる。
【００４２】
図9は、本発明の第３実施例に係るタッチパッドの平面図を示し、図面上に一定な配列に表示された複数の長方形は、触覚のために突出した部分を示し、図10は図9のａ−ｂ方向から見た垂直断面図である。タッチパッドに指を接触させた場合、触感を感じ取るように、非伝導性板の一面に複数の溝を設けて陰刻と陽刻の構造を形成させた。
【００４３】
タッチパッドの下部には電子回路基板３２０が備えられ、電子回路基板３２０上には複数の電子回路基板電極３３０が所定間隔に備えられていて前記複数の電子回路非伝導性平板２００、複数の導電性ボタン２１０、複数の電子回路基板電極２２０、及び電子回路基板２３０が備えられている。前記複数の溝３１０は、それぞれ電子回路基板電極３３０と一対一に対応するように構造化されている。
【００４４】
図11は、第３実施例に係るタッチパッドの一部と外部接触を感知してデータ信号を出力する接触信号発生部とを示す図である。二重長方形のそれぞれは、非伝導性板３００に溝を設けて生じた陽刻の部分により触感を感じ取るようにしたものであって、長方形のそれぞれは溝の下部面ないし電子回路基板電極を示す。それぞれの電子回路基板電極は、接触信号発生部に対応するデジタルコンタクトコントローラに接続されている。
【００４５】
ユーザが所定の目的のためにタッチパッドの溝部分に指を接触した場合、抵抗体である指と電子回路基板電極との間の抵抗値は指の接続によりその値が変化する。接触信号発生部５０は内部の変化したインピーダンスを感知してデジタル信号を出力する複数のデジタルコンタクトコントローラを備えていて接触部位に従ってデジタル信号を出力する。前記変化するインピーダンスは、静電容量、誘導容量、抵抗値のうちのいずれか１つである。
【００４６】
前記接触信号発生部５０に備えられているデジタルコンタクトコントローラは静電容量、誘導容量、または抵抗値によりディレイを感知する特性を有するため、図10では溝３１０に指が直接、前記電子回路基板電極３３０に触れているように示されているが、必ず触れる必要はない。
【００４７】
前記溝に外部接触がない場合は、所定のインピーダンスが形成されていて、ユーザが所定の動作を実行させようと、指を前記溝３１０の下端部に接触させた場合、前記溝３１０と前記電子回路基板電極とが接触されていれば、指と前記電子回路基板電極３３０とが直接接触し、指により抵抗値が変化することになる。接触信号発生部５０は抵抗値の変化を感知してデジタルデータを出力する。
【００４８】
たとえ溝と接触している電子回路基板電極の上部に、非伝導性カバーが所定厚さで覆われていて指と前記電子回路基板電極３３０とが直接接続されなくでも高い敏感度を提供するデジタルコンタクトコントローラを用いることで、静電容量の変化を感知することができ、前記接触信号発生部５０のデジタルコンタクトコントローラがデジタルデータを出力する。
【００４９】
図12は、本発明のタッチパッドとともに用いられる接触信号発生部を説明するための図である。接触信号発生部５０は、複数のデジタルコンタクトコントローラ５１〜５ｎを備えていて、それぞれのデジタルコンタクトコントローラはタッチパッドにある複数の接触パッド１１〜１ｎにそれぞれ対応する。外部接触を受けた該当の接触パッドはインピーダンス特性が変化することになり、このようなインピーダンスの変化によるディレイを感知し、前記対応するデジタルコンタクトコントローラがデジタルデータＤ＿ｏｕｔ１〜Ｄ＿ｏｕｔｎを出力する。
【００５０】
図13は、前記接触信号発生部に備えられるデジタルコンタクトコントローラのブロック図であって、遅延時間可変部５１ａと遅延時間計算及びデータ発生部５１ｂとを備え、前記遅延時間可変部５１ａは、測定信号発生部５１ａ１、可変遅延部５１ａ２及び固定遅延部５１ａ３を備える。
【００５１】
このとき、接触パッド１（１１）は、外部の刺激強度によりインピーダンス値Ｉｓｅｎを可変する。この接触パッドには、外部の刺激強度により静電容量、誘導容量、抵抗値が可変するすべての種類の素子が活用される。
【００５２】
前記遅延時間可変部５１ａは、前記接触パッド１（１１）のインピーダンス値Ｉｓｅｎに比例して可変する遅延時間差を有する基準信号ｒｅｆとセンシング信号ｓｅｎとを発生する。そのために、測定前記信号発生部５１ａ１は、第１時間を周期としてクロッキングされる測定信号ｉｎを発生して前記可変遅延部５１ａ２と前記固定遅延部５１ａ３のそれぞれに印加し、前記可変遅延部５１ａ２は接触パッド１（１１）に接続されて測定信号ｉｎを前記可変遅延部５１ａ２自体のインピーダンス値と接触パッド１（１１）のインピーダンス値により遅延させてセンシング信号ｓｅｎを発生し、前記固定遅延部５１ａ３は測定信号ｉｎを前記固定遅延部５１ａ３自体のインピーダンス値により遅延させて基準信号ｒｅｆを発生する。
【００５３】
遅延時間計算及びデータ発生部５１ｂは、基準信号ｒｅｆとセンシング信号ｓｅｎを印加して基準信号ｒｅｆとセンシング信号ｓｅｎの遅延時間差を計算し、計算された遅延時間差に相応する値を有するデジタルデータ１（Ｄ＿ｏｕｔ１）を発生する。
【００５４】
図14及び図15は、本発明を適用する例を示す図面であって、図14は本発明の第１実施例と第３実施例に係る構造をマウスのスクロール部とカーソル動作部に適用した図である。マウスの中央上部に位置する十字状のスクロール部は、画面を上、下、左、右の４方向に移動させるために、それぞれ複数の触覚を有するパッドが所定のパターンに備えられていて、それぞれの二重長方形は触感が得られるように突出した部位を示すものである。マウスの中央下端に位置するカーソル動作部は、画面上のカーソルを移動できるように、第３実施による構造のタッチパッドを適用したものであって、それぞれの長方形は指で触った場合、触感が得られるように突出した部位を示す。
【００５５】
今までは、人の指によるタッチを仮定して説明したが、電磁波を発生するペンなどを使用する場合でも本発明の接触信号発生部を電磁波信号発生部に変更させて触覚を与えるようにすることができる。
【００５６】
図15は、本発明の第２実施例に係る構造をノートパソコンのタッチパッド部に適用した例を示すものであって、タッチパッド部の全面に同一パターンに形成されている複数の円形部分は触覚を与えられるように突出している。
【００５７】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
５０  接触信号発生部
１００、２００、３００  非伝導性板
１１０  伝導性導体
１２０  突起
１３０、２３０、３２０  電子回路基板
２１０  導電性ボタン
２２０、３３０  電子回路基板電極
３１０  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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