特許 7286725 タッチパネルに適用可能なノブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-26

(45)【発行日】2023-06-05

(54)【発明の名称】タッチパネルに適用可能なノブ装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20230529BHJP

   G06F 3/0362 20130101ALI20230529BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

G06F3/0362 461

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021150855

(22)【出願日】2021-09-16

(65)【公開番号】P2022124992

(43)【公開日】2022-08-26

【審査請求日】2021-09-16

(31)【優先権主張番号】17/177,169

(32)【優先日】2021-02-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502429109

【氏名又は名称】奇景光電股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】蘇 俊仁

(72)【発明者】

【氏名】莊 竣凱

(72)【発明者】

【氏名】許 亨安

(72)【発明者】

【氏名】胡 維賓

(72)【発明者】

【氏名】蔡 政宏

【審査官】塩屋 雅弘

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２４６０７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００４２００４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００４８８４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／０２５３１５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ３／０３

３／０３６２

３／０４１－３／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチパネル、並びに、
前記タッチパネルに適用可能なノブ装置であり、
ノブカバーと、
前記タッチパネル上に固定して配置される複数の感知パッドであり、２つの感知パッド間に間隙が形成され、前記複数の感知パッド及び複数の間隙が、前記ノブカバーの正射投影の中心の周囲のリング領域に分布される、複数の感知パッドと、
前記ノブカバーに接続された回転感知要素であり、前記ノブカバーが回転すると、前記回転感知要素が同時に回転する、回転感知要素と、
を含むノブ装置、
を含むシステムであって、
前記タッチパネルは、前記感知パッドと前記タッチパネルとの間に配置される複数のタッチパネルセルを含み、
前記ノブ装置のタッチアンドローテーションの事象が発生し、前記回転感知要素が前記複数の感知パッドのうち１つに重なると、前記複数の感知パッドのうち１つの下にある前記タッチパネルセルの少なくとも１つが感知信号を生成し、さらに、
前記タッチパネルセルの少なくとも１つが、感知信号を生成するように選択され、それによって、前記感知信号を受信することにより回転感知信号を生成するように前記タッチパネルを予めプログラムすることができる、システム。

【請求項2】

前記回転感知要素は、前記ノブカバーと前記複数の感知パッドとの間に配置され、前記回転感知要素は、前記複数の感知パッドの前記リング領域よりも上に位置している、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記ノブカバーの正射投影の中心の周囲のリング領域は、複数の部分に分割され、各感知パッドは、前記リング領域の前記複数の部分のうち１つに位置している、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記感知パッドの全てが、同じ形状及び同じサイズを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記ノブ装置のタッチアンドローテーションの事象が発生し、前記回転感知要素が前記複数の感知パッドのうち１つに重ならない場合、前記回転感知要素は、前記タッチパネルの回転感知信号を誘導しない、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記各感知パッドは、第１の部分と、前記第１の部分に接続された第２の部分とを含み、前記第１の部分は、前記ノブカバーの正射投影内に位置し、前記第２の部分は、前記ノブカバーの正射投影の外側に位置する、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記ノブカバーと前記複数の感知パッドとの間に配置され、前記ノブカバーに接続された押圧接触要素をさらに含み、
前記押圧接触要素は、前記複数の感知パッドのリングよりも上に位置し、前記ノブ装置のタッチアンドプレスの事象が発生すると、前記押圧接触要素は、前記複数の感知パッドのうち少なくとも１つに隣接又は接近し、前記タッチパネルの押圧感知信号を制御する、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記押圧接触要素の正射投影及び前記複数の感知パッドは重ならない、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記押圧接触要素及び前記回転感知要素は重ならない、請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

前記ノブカバーが回転すると、前記押圧接触要素が同時に回転する、請求項７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザインターフェース（ＵＩ）機構の設計に関し、特に、タッチパネルに適用可能なノブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ノブ装置は、オーディオプレーヤの音量調整用ノブ、ラジオの周波数調整用ノブ、及び車のコンソールの空調／風量調整用ノブ等、一般的な電子機器に使用されることが多く、これらの電子機器の多くは、タッチパネルを備えている。従って、どのようにしてノブ装置とタッチパネルを統合して、ユーザによる制御に寄与するかが問題になっている。一部の従来の方法において、タッチパネルのガラスは、ノブが取り付けられる穴を有している。しかし、ガラスに穴を掘ることは、複雑なステップ、高いコスト、及びガラス強度の低下等の欠点を有する。一部の他の従来の方法において、タッチパッドがノブに設置され、次に、タッチパネルに直接取り付けられ、さらに、タッチパネルに対するタッチパッドのタッチ効果によってノブの機能が達成される。例えば、ユーザがノブを回転させると、タッチパッドによって触れられたタッチパネルのセルがタッチ信号を送るように、指とタッチパッドが、タッチパネルとのループを形成する。タッチパネルの異なるセルのタッチ信号に従って、ノブの回転角度を捕らえることができる。しかし、特定の問題が生じることがある。例えば、ノブが小さい場合、タッチパネルの分解能が不十分である可能性がある。別の例では、ノブのタッチパッドが２つのタッチパネルセル間に位置している場合、その位置を決定することは困難である。従って、いかなる副作用も導入することなく、又は副作用を導入する可能性が低い方法で問題を解決するために、タッチパネル上のノブの回転の分解能を改善する新規の方法及び関連するアーキテクチャが必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願第１７／１６０３０３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の問題を解決するためにタッチパネルに適用可能なノブ装置を提供することが、本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施形態によると、ノブ装置が、タッチパネルに適用可能である。当該ノブ装置は、ノブカバーと、複数の感知パッドと、回転感知要素とを含む。複数の感知パッドは、タッチパネル上に固定して配置される。２つの感知パッド間に間隙が形成される。複数の感知パッド及び間隙は、ノブカバーの正射投影（ｏｒｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）の中心の周囲にリング状に分布される。回転感知要素は、ノブカバーに接続される。回転するようにノブカバーの向きが変えられると、回転感知要素が同時に回転する。ユーザがノブ装置に触れ、回転感知要素が複数の感知パッドのうち１つに重なると、タッチパネルは回転感知要素の位置に応答して感知信号を生成する。

【0006】

本発明のこれら及び他の目的は、様々な図及び図面において例示されている好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後で、当業者には確かに明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施形態による、タッチパネル上に配置されたノブ装置の図である。

【図2】本発明の一実施形態による、タッチパネル上に配置されたノブ装置を例示した分解図である。

【図3】本発明の一実施形態による、タッチパネル上に配置されたノブ装置を例示した断面図である。

【図4】本発明の一実施形態による、タッチパネル上に配置されたノブ装置を例示した上面図である。

【図5】本発明の一実施形態による、ノブカバーの正射投影の中心の周囲にリング状に分布された複数の感知パッドを例示した上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図２と併せて図１を参照されたい。図１は、本発明の一実施形態による、タッチパネル３００上に配置されたノブ装置１００の図である。図２は、本発明の一実施形態による、タッチパネル３００上に配置されたノブ装置１００を例示した分解図である。図１において示されているように、ノブ装置１００は、タッチパネル３００上に配置されるノブカバー１１０を含む。ユーザがノブカバー１１０に接触することによってノブ装置１００を操作すると、ノブカバー１１０は導電経路を形成する。この経路は、ノブ装置１００に触れたユーザの指が、導電経路を介してタッチパネル３００に接続されるのを可能にし、これは、ユーザがタッチパネル３００を間接的に制御するのを可能にすることに等しい。言い換えると、ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０に触れると、タッチパネル３００は、タッチパネル３００、ノブ装置１００、及びユーザによって形成されたループに応答して感知信号を生成する。さらに、ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０を回転させるか又は押すと、タッチパネル３００は、ノブ装置１００の移動及び位置に応答して異なる感知信号を生成する。図２において示されているように、ノブ装置１００は、回転感知要素１３０と、押圧感知要素１５０と、タッチパネル上に固定して配置される複数の感知パッド１７０とを含む。ノブカバー１１０が回転すると、回転感知要素１３０が同時に回転する。回転感知要素１３０が回転している間、複数の感知パッド１７０は位置を変えない。本実施形態において、回転感知要素１３０は、ベース１３２と、ベース１３２上に配置されたピン１３４とを含み、ベース１３２はノブカバー１１０に接続されているが、本発明はこれに限定されない。一部の実施態様において、ピン１３４は、ノブカバー１１０上に配置され、ベース１３２は省かれる。複数の感知パッド１７０は、間隙によって互いに分離される。複数の感知パッド１７０及び間隙は、ノブカバー１１０の正射投影の中心の周囲にリング状に分布され、ノブカバー１１０の正射投影は、タッチパネル３００と平行な二次元（２Ｄ）平面上にあってもよい。加えて、タッチパネル３００は、マトリクス形式に配置された多数のタッチパネルセル３０１を有する。ユーザがノブカバー１１０に触れ、回転感知要素１３０のピン１３４が複数の感知パッド１７０のうち１つに重なると（例えば、回転感知要素１３０は複数の感知パッド１７０のうち１つに隣接又は接近することができる）、複数の感知パッド１７０のうち１つの下にある１つ又は複数のタッチパネルセル３０１は、回転感知要素１３０の位置に応答して１つ又は複数の感知信号を生成する。例えば、１つ又は複数のタッチパネルセル３０１から出力された１つ又は複数の感知信号に基づき、タッチパネル３００は、ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０に触れて回転させることに応答して回転感知信号を生成する。本実施形態において、ピン１３４は、複数の感知パッド１７０よりも上に配置されるが、本発明はこれに限定されない。一部の他の実施形態において、ピン１３４は、複数の感知パッド１７０とタッチパネル３００との間に配置される。

【0009】

図３を参照されたい。図３は、本発明の一実施形態による、タッチパネル３００上に配置されたノブ装置１００を例示した断面図である。図３において示されているように、複数の感知パッド１７０は、タッチパネル３００より上に固定して配置され、タッチパネル３００に隣接している。押圧感知要素１５０は、ノブカバー１１０及び／又はベース３００に接続されてもよい。本実施形態では、本発明の技術的特徴をより良く理解するために、押圧感知要素１５０はノブカバー１１０に接続されて示されている。ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０に触れて押すと、押圧感知要素１５０の下にある１つ又は複数のタッチパネルセル３０１が押圧感知要素１５０に応答して１つ又は複数の押圧感知信号を生成するように、押圧感知要素１５０がタッチパネル３００に隣接又は接近する。言い換えると、ノブ装置１００のタッチアンドプレス（ｔｏｕｃｈ ａｎｄ ｐｒｅｓｓ）の事象が発生すると、押圧接触要素１５０は、複数の感知パッド１７０のうち少なくとも１つに隣接又は接近し、タッチパネル３００の押圧感知信号を制御する。例えば、１つ又は複数のタッチパネルセル３０１から出力される１つ又は複数の押圧感知信号に基づき、タッチパネル３００は、ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０に触れて押すことに応答して押圧感知信号を生成する。

【0010】

さらに、ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０に触れて回転させると、ピン１３４に重なる１つの感知パッド１７０の下にある１つ又は複数のタッチパネルセル３０１が、回転感知要素１３０の位置に応答して、１つ又は複数の感知信号を生成する。ノブカバー１１０は、ノブカバー１１０が押し下げられ、押し下げられていないときには跳ね返るのを可能にする機構（例えば、バネ等）を有していることに留意されたい。この機構は当業者には知られているため、この機構は図には示されておらず、ここでは、分かりやすくするために、さらなる説明は省かれる。

【0011】

例えば、図４を参照されたい。図４は、本発明の一実施形態による、タッチパネル３００上に配置されたノブ装置１００を例示した上面図である。ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０に触れて押すと、４つのタッチパネルセル３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ及び３０１ｄが押圧感知要素１５０の下にあると仮定する。図４において示されているように、４つのタッチパネルセル３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、及び３０１ｄは、タッチパネルセル３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、及び３０１ｄの真上にある押圧感知要素１５０により、４つの感知信号を生成する。ノブカバー１１０が回転すると、押圧接触要素１５０が同時に回転する。タッチパネル３００（特に、タッチパネル３００のコントローラ）を、４つのタッチパネルセル（例えば、本実施形態では、タッチパネルセル３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、及び３０１ｄ）から生成された４つの感知信号を受信したときに押圧感知信号を生成するように予めプログラムすることができる。加えて、ピン１３４は、ノブカバー１１０と同時に回転するように、ノブカバー１１０に接続される。ピン１３４は、１つの感知パッド１７０から別の感知パッド１７０まで動かされるように回転する。ユーザがノブ装置１００に触れ、回転感知要素１３０のピン１３４が複数の感知パッド１７０のうち１つに重なると、タッチパネル３００は、回転感知要素１３０の位置に応答して回転感知信号を生成する。言い換えると、ノブ装置１００のタッチアンドローテーション（ｔｏｕｃｈ ａｎｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ）の事象が発生し、回転感知要素１３０のピン１３４が複数の感知パッド１７０のうち１つに重なると、回転感知要素１３０の位置によって、タッチパネル３００の回転感知信号が制御される。上面図において示されているように、感知パッド１７０の全てが、同じ形状及び同じサイズを有してもよく、押圧接触要素１５０の正射投影及び複数の感知パッド１７０は重ならず、押圧接触要素１５０及び回転感知要素１３０は重ならない。本実施形態では、感知パッド１７０の全てが、ノブカバー１１０の正射投影内に位置しているが、本発明はこれに限定されない。一部の実施形態において、上記の各感知パッド１７０は、第１の部分と、第１の部分に接続された第２の部分とを含み、第１の部分は、ノブカバー１１０の正射投影内に位置し、第２の部分は、ノブカバー１１０の正射投影の外側に位置する。

【0012】

例えば、図５を参照されたい。図５は、本発明の一実施形態による、ノブカバー１１０の正射投影の中心の周囲のリング領域に分布された複数の感知パッド１７０を例示した上面図である。図５において示されているように、ノブカバー１１０の正射投影は、タッチパネル３００上にあり、リング領域は、ノブカバー１１０の正射投影の中心の周囲に位置し（ノブカバー１１０は、分かりやすくするために図５には示されていない）、複数の放射が、ノブカバー１１０の正射投影の中心から形成されている。複数の放射は、１２度だけ分離され、リング領域において１つの放射に対応する１つの感知パッド１７０が形成されている。言い換えると、ノブカバー１１０の正射投影の中心の周囲のリング領域は、複数の部分に分割され、各感知パッド１７０が、リング領域の複数の部分のうち１つに位置している。さらに、感知パッド１７０の各々の領域は、回転感知要素１３０の正射投影の外側に形成される。

【0013】

実際には、複数の放射間の度は、ノブ装置１００の回転角度の分解能に応じて設定される。本実施形態において、複数の放射間の度は全て１２度であるが、本発明はこれに限定されない。一部の実施形態において、複数の放射間の度は全て同じでなくてもよい。複数の感知パッド１７０の中の全ての２つの隣接する感知パッド１７０間に１つの間隙１７２が形成されることに留意されたい。言い換えると、複数の感知パッド１７０は、互いに分離されている。

【0014】

同様に、ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０に触れると、２つのタッチパネルセル３０１ｅ及び３０１ｆが、ノブ装置１００に触れたことを表す２つの感知信号を生成するように、２つのタッチパネルセル３０１ｅ及び３０１ｆは、ピン１３４に重なる感知パッド１７０ａの下にある。ユーザがノブ装置１００のノブカバー１１０を時計回りに回転させる場合、２つのタッチパネルセル３０１ｇ及び３０１ｈが、ピン１３４に重なって２つの感知信号を生成する感知パッド１７０ｂの下にあるように、ピン１３４は、感知パッド１７０ｂの上の位置まで動かされる。まず、２つのタッチパネルセル（例えば、本実施形態では、タッチパネルセル３０１ｅ及び３０１ｆ）から生成された２つの感知信号を受信し、次に、別のタッチパネルセル（例えば、本実施形態では、タッチパネルセル３０１ｇ及び３０１ｈ）から生成された２つの感知信号を受信したときに、ノブ装置１００が回転したことを表す回転感知信号を生成するように、タッチパネル３００（特に、タッチパネル３００のコントローラ）を予めプログラムすることができる。２つのタッチパネルセル間の位置であっても、ピン１３４の位置及びノブ装置１００の回転角度が誤判断されないように、ピン１３４が複数の間隙１７２のうち１つの上に動かされると、ピン１３４の下にある１つ又は複数のタッチパネルセルは、いかなる感知信号も生成しないことに留意されたい。さらに、ノブ装置１００の回転角度の分解能をより高くすることができる。言い換えると、ノブ装置のタッチアンドローテーションの事象が発生し、回転感知要素１３０のピン１３４が複数の感知パッド１７０のうち１つに重ならない場合、回転感知要素１３０は、タッチパネル３００の回転感知信号を誘導しない。

【0015】

加えて、感知パッドの量及び形状は、異なる要件を満たすために、いくつかバリエーションを有してもよい。感知パッドの下にある特定のタッチパネルセルに関して、タッチパネル３００（特に、タッチパネル３００のコントローラ）は、特定のタッチパネルセルに対応する回転感知信号を生成するように予めプログラムされなければならない。

【0016】

上記の構成によると、各感知パッド１７０は、ノブカバー１１０の正射投影の中心からの１つの放射に従ってリング領域に形成されて、特定のタッチパネルセルをカバーし、複数の間隙１７２が、感知パッド１７０間に形成されて、感知パッドを分離する。タッチパネル３００は、ユーザがノブ装置１００に触れ且つ複数の感知パッド１７０のうち１つに重なる位置までピン１３４を動かしたときにのみ、１つ又は複数の感知信号を生成する。複数の感知パッド１７０のいずれにも重ならない位置においてピン１３４の下にある１つ又は複数のタッチパネルセルは、いかなる感知信号も生成しないため、ノブ装置１００の回転角度の分解能が改善されるように、タッチパネル３００はピン１３４の位置を誤判断しない。

【0017】

当業者は、本発明の教示を保持しながら、装置並びに方法の多くの修正及び変更を行うことができるということを容易に認めるであろう。従って、上記の開示は、添付の特許請求の範囲の境界によってのみ限定されると解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】