JP2001344064A

JP2001344064A - 入力装置

Info

Publication number: JP2001344064A
Application number: JP2000161848A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shigetaka; 寛重高; Hidenobu Sato; 秀信佐藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2020-05-31
Also published as: JP3782642B2; CN1326127A; TW509865B; US6479775B2; CN1171140C; US20010049217A1

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の入力装置ではコスト面において問題が
あった。【解決手段】金属製の基台１０には段差部１１が形成
され、上段１０ａに平面型入力部材２０が設けられ、下
段１０ｂにフィルム状基板３０が設けられている。フィ
ルム状基板３０には押圧型入力部材４０が設けられ、こ
の押圧型入力部材４０は前記基台１０に直接固定されて
いる。さらに基台１０の段差部１１には貫通孔１２が形
成され、この貫通孔１２にフィルム状基板３０の一部が
挿通されている。挿通されたフィルム状基板３０は、平
面型入力部材２０とコンピュータ本体とにそれぞれ接続
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパーソナル
コンピュータの座標入力などに使用される入力装置に係
り、特に平面型の入力部材と押圧型の入力部材とが組み
合わされた入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の入力装置を示す斜視図で
ある。

【０００３】この入力装置６０は、ノート型のパーソナ
ルコンピュータなどに組み込まれて使用されるものであ
り、平面型入力部材６１と押圧型入力部材６２とが併設
されている。

【０００４】前記平面型入力部材６１は、プリント配線
基板６３と、前記プリント配線基板６３上に座標データ
の入力が可能なパッド状の検出素子６４とで構成されて
いる。さらにプリント配線基板６３は、その一部が延ば
されて延出部６３ａが一体に形成されている。この延出
部６３ａの上面に押圧スイッチ素子６５，６５が設けら
れている。なお、押圧スイッチ素子６５，６５の上部に
は、それぞれ操作釦６６，６６がコンピュータの筐体側
に上下動可能に配置される。

【０００５】上記した入力装置６０では、前記平面型入
力部材６１を操作すると、画面に表示されたカーソルな
どの入力操作が可能になり、また前記押圧型入力部材６
２を操作すると、画面に表示されたメニューの選択決定
などの入力（クリック）操作が可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の入力装置６０に示すように、平面型入力部材６１と
押圧型入力部材６２の押圧スイッチ素子６５，６５とを
同じプリント配線基板６３上に配置すると、コンピュー
タの機種に応じて様々な形状の前記プリント配線基板６
３が必要になる。またプリント配線基板６３には高価な
多層基板が使用されるのが一般的であるため、コストダ
ウンを図ることができなかった。

【０００７】また、プリント配線基板６３に押圧スイッ
チ素子６５，６５を設けた場合に、前記押圧スイッチ素
子６５，６５上に設けられる操作釦６６，６６の操作面
と平面型入力部材６１の操作面との高さ位置を自由に設
定することができなかった。よって、厚みのある形状の
操作釦６６，６６を取り付けると、平面型入力部材６１
の操作面と前記操作釦６６，６６の操作面との高さ位置
に大きな段差が生じて操作性が損なわれる。

【０００８】また、プリント配線基板６３に操作釦を直
接搭載するには補強板を設けて取り付けなければ強度を
確保することができず、コストアップを招く。

【０００９】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、コストアップを招くことなく、さらに平面型入
力部材と他の入力部材との高さ位置を自由に設定するこ
とができる入力装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、基台と、前記
基台上に部分的に貼着された可撓性を有するフィルム状
基板と、前記基台上に設置された第１の操作部材と、前
記フィルム状基板の上に設置され且つ前記フィルム状基
板上の導体パターンに接続された第２の操作部材とを有
し、前記フィルム状基板の前記基台に貼着されていない
部分の導体パターンが前記第１の操作部材に接続されて
いることを特徴とするものである。

【００１１】例えば、前記第１の操作部材は、平面型入
力部材である。上記本発明では、平面型入力部材などの
第１の操作部材が基台に取付けられている構造であるた
め、従来のように第１の操作部材と一体のプリント配線
基板を機種に応じて様々な形状に形成する必要がなく、
例えば標準的な平面型入力部材を搭載することも可能と
なって、コスト的に安価に製造することが可能になる。

【００１２】また、前記第２の操作部材は、押圧型入力
部材であり、例えば、前記押圧型入力部材は、前記フィ
ルム状基板上に設置された押圧スイッチ素子と、前記押
圧スイッチ素子を動作させる操作釦を支持して前記基台
に固定された支持体とを有するものとして構成すること
ができる。

【００１３】フィルム状基板に設置されているスイッチ
素子を動作させる操作釦の支持体を基台に直接固定する
ことにより、操作釦を確実に動作させるように支持する
ことができる。

【００１４】この場合、前記押圧型入力部材は、一方を
押したときと、他方を押したときとでそれぞれ異なる信
号を出力する対を成す押圧スイッチ素子としてもよい。
これによって画面に表示された画像を上下にスクロール
させる操作が簡単に行える。

【００１５】前記基台は、金属板であることが好まし
い。なお、強度が確保できるものであれば、樹脂基板な
どであってもよい。これによって操作釦を補強板などを
設けずに直接基台に固定することができ、コストアップ
を招くことが防止される。

【００１６】また、前記金属板には段差部が形成され、
一方の段に前記第１の操作部材が設けられ、もう一方の
段に前記第２の操作部材が搭載されたフィルム状基板が
貼着されているものが好ましい。

【００１７】上記手段により、前記第１の操作部材の操
作面と前記第２の操作部材の操作面との高さ位置を自由
に設定することができる。よって、厚みのある操作釦を
設けたとしても操作性が損われることがなく、第１の操
作部材の操作面と前記第２の操作部材の操作面との高さ
位置を最適な高さに自由に設定することができる。

【００１８】この場合、前記基台の段差部には貫通孔ま
たは切り欠きが形成されており、高い段に前記第１の操
作部材が、低い段に前記フィルム状基板が貼着されてお
り、前記フィルム状基板の前記基台に貼着されていない
部分が前記貫通孔または切り欠きを通過して高い段の裏
側に延び、前記高い段に形成された穴または切欠部を介
して、前記フィルム状基板が、前記第１の操作部材の裏
側に接続されているものとして構成できる。

【００１９】これにより、従来の装置のように第１の操
作部材の接続端子から引き出される配線基板を省略する
ことができる。よって部品点数を減らすことができ、コ
スト的に安価に製造できる。

【００２０】さらに本発明では、前記フィルム状基板の
一部が前記基台の外部に延びて、外部接続部とされてい
ることが可能である。

【００２１】第２の操作部材が設置されたフィルム状基
板をそのまま外部に延ばして外部接続部とすると、この
入力装置に新たに外部接続用のコネクタやリード線を設
けることが不要になる。

【００２２】さらに、前記フィルム状基板は、ポリエチ
レンテレフタレート製の樹脂フィルムにＡｇ系ペースト
を印刷したものであることが好ましい。これにより、ポ
リイミドフィルムに銅箔を形成したフィルム状基板と比
べてコスト的に安価に製造できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の入力装置を示す分
解斜視図、図２は入力装置の裏面図、図３は押圧型入力
部材を示す分解斜視図、図４はフィルム状基板を示し、
（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図、図５は平面型入力部
材を示す斜視図である。

【００２４】図１乃至図５に示す入力装置１は、例えば
ノート型パソコンなどの操作部として、キーボード装置
の手前側に配置されて使用されるものである。なお、入
力装置を単体で形成してデスクトップ型パソコンなどの
本体に外部接続されるものであってもよく、あるいは本
体に外部接続されるキーボード装置などその他のデータ
入力装置に一体に組み込まれたものであってもよい。

【００２５】前記入力装置１は、基台１０と、第１の操
作部材としての平面型入力部材２０と、フィルム状基板
３０と、第２の操作部材としての押圧型入力部材４０と
で構成され、これが１つのユニットとしてパソコン内に
組み込まれて使用される。前記押圧型入力部材４０はフ
ィルム状基板３０上に設置されており、またフィルム状
基板３０には、前記押圧型入力部材４０の左右両側に押
圧スイッチ素子３１，３１が設けられている。なお、押
圧スイッチ素子３１，３１は、コンピュータ本体の筐体
側に支持されている操作釦によってスイッチ出力が切り
替えられる。

【００２６】基台１０は、金属板であり、その一部が折
り曲げられて段差部１１が形成されている。段差部１１
の段差部分には貫通孔１２が形成されている。また基台
１０の上段１０ａには切欠部１３が形成されている。

【００２７】図１に示すように、上段１０ａには、金属
板である基台１０の上に平面型入力部材２０が直接に設
置されて接着やねじ止めなどの手段で固定されている。
基台１０の下段１０ｂにはフィルム状基板３０が接着剤
などで貼着されている。図５に示す平面型入力部材２０
は静電容量式であるが、前記入力部材２０は感圧式のも
のであっても、あるいは静電容量式と感圧式とが積層さ
れたものであってもよい。

【００２８】図５に示すように、静電容量型の平面型入
力部材２０は、Ａｇ（銀）系ペーストで形成されたＸ方
向検出電極２２ＸとＹ方向検出電極２３Ｙとが樹脂シー
ト２１を間に挟んでマトリックス状に対向したものであ
る。樹脂シート２１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）などで形成されたものであり、絶縁性を有し所
定の誘電率を有している。

【００２９】Ｘ方向検出電極２２Ｘ側には、表面シート
２７がレジスト膜２８を介して積層されている。なお表
面シート２７の表面には、しぼ面が形成されるようなコ
ーティングを施してもよい。

【００３０】Ｙ方向検出電極２３Ｙ側には、絶縁性を有
する樹脂シート２４が設けられ、この樹脂シート２４の
下面には周縁部を除く一面にグランド層２５が設けられ
ている。前記グランド層２５の下面には、さらにガラス
エポキシ樹脂製などのプリント配線基板２６が積層さ
れ、その片面又は両面に銅箔の回路パターンが形成され
ている。

【００３１】上記した表面シート２７、樹脂シート２
１，２４、およびプリント配線基板２６とも、Ｘ−Ｙ平
面の寸法が同一又はほぼ同一であり、プリント配線基板
２６だけが外側に飛び出した形状になることはない。し
たがって、平面型入力部材の標準品（規格品）を使用す
ることができる。

【００３２】また、樹脂シート２１，２４、及びプリン
ト配線基板２６、並びにレジスト膜２８の縁部の一辺に
は、一面側から他面側へと貫通する複数のスルーホール
２１Ｘ，２４Ｘ，２６Ｘ，２８ＸがＸ軸方向に並んで形
成され、もう一辺には一面側から他面側へと貫通する複
数のスルーホール２１Ｙ，２４Ｙ，２６Ｙ，２８ＹがＹ
軸方向に並んで形成され互いに積層されている。さらに
樹脂シート２１，２４、及びプリント配線基板２６、並
びにレジスト膜２８のそれぞれの角には、グランド用の
スルーホール２１ａ，２４ａ，２６ａ，２８ａがそれぞ
れ形成されて互いに積層されている。

【００３３】上記したスルーホール２１Ｘ，２４Ｘ，２
６Ｘ，２８Ｘ（２１Ｙ，２４Ｙ，２６Ｙ，２８Ｙ），２
１ａ，２４ａ，２６ａ，２８ａに導電材１７としてＡｇ
系ペーストが充填される。これにより、Ｘ方向検出電極
２２ＸとＹ方向検出電極２３Ｙとがそれぞれプリント配
線基板２６の回路と接続され、さらにグランド層２５が
プリント配線基板２６の回路と接続され、このグランド
層２５が接地電位となる。

【００３４】表面シート２７の上から指などの誘電体が
触れると、触れた位置においてＸ方向検出電極２２Ｘと
Ｙ方向検出電極２３Ｙとの間の静電容量が変化し、その
結果Ｘ−Ｙ座標上での入力が可能となる。

【００３５】なお、前記平面型入力部材は、上記した構
成のものに限らず、上記とは異なる多層構造により形成
されたものであってもよく、あるいは全体がフィルム状
に形成されたものであってもよい。

【００３６】また、感圧型の平面型入力部材は、Ｘおよ
びＹ方向に電位差が与えられた抵抗体と、前記抵抗体に
対向する導電体とを有し、いずれかの箇所を押圧する
と、その位置で導電体と抵抗体とが接触し、抵抗値の変
化により座標入力が可能とされたものである。

【００３７】図３および図４に示すように、押圧型入力
部材４０は、フィルム状基板３０の上に一対の押圧スイ
ッチ素子３２ａ，３２ｂが設けられ、前記押圧スイッチ
素子３２ａ，３２ｂの上に操作釦４１が設けられてい
る。なお、押圧スイッチ素子３２ａ，３２ａは、フィル
ム状基板３０と一体であり、フィルム状基板３０の上の
導電パターンに接続されている。

【００３８】操作釦４１は、ベース部材４２と動作部材
４３とで構成されている。ベース部材４２は、樹脂など
をブロック状に形成した支持体４４である。支持体４４
内には、左右方向（Ｘ方向）の両側部に前後方向（Ｙ方
向）に延びる支持部材４５，４６が形成されている。支
持部材４５，４６は、その中央が支持体４４と一体に形
成されており、前記中央から前後方向に支持片４５ａ，
４５ｂと支持片４６ａ，４６ｂとがそれぞれ切欠き形成
されている。また支持部材４５，４６の中央には、曲面
状の凹部４５ｃ，４６ｃが形成されている。したがっ
て、支持片４５ａ，４５ｂと支持片４６ａ，４６ｂと
は、それぞれ上下方向に弾性変形可能である。

【００３９】また支持体４４の底面には、それぞれの角
に下方へ突出する固定突起４７，４７，４７，４７が一
体に突出形成されている。各固定突起４７は、フィルム
状基板３０と基台１０とに形成された取付穴３８，３
８，３８，３８に挿入されて固定されている。

【００４０】さらに、支持体４４の前記支持片４５ａと
４６ａとの間および支持片４５ｂと４６ｂとの間には、
所定間隔を開けて挿通孔４８，４８が穿設されている。

【００４１】一方、前記動作部材４３は、樹脂などを小
判型に形成した操作体４９である。操作体４９の底面に
は、図３に示すように、支持突起５０，５０、押圧突起
５１ａ，５１ｂ、および小突起５２，５２，５２，５２
が形成されている。

【００４２】支持突起５０，５０は半円状に形成され、
前記凹部４５ｃ，４６ｃ内に挿入されている。また押圧
突起５１ａ，５１ｂは前記挿通孔４８，４８内にそれぞ
れ挿通され、押圧突起５１ａ，５１ｂの先端が支持体４
４の下面から突出自在である。また各小突起５２は、支
持片４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂの先端に接着固定
される。

【００４３】また、図示していないが、操作体４９と支
持体４４との間および支持体４４とフィルム状基板３０
との間にはそれぞれ間隙が形成されている。この間隙に
よって、操作釦４１が押圧操作されたときに、動作部材
４３が下方へ押し下げられ、さらに前記操作によって支
持片４５ａ，４６ａまたは支持片４５ｂ，４６ｂが押し
下げられると同時に押圧突起５１ａまたは５１ｂが下方
へ押し下げられる。

【００４４】したがって、操作体４９のＵ側が押圧され
ると、支持片４５ａ，４６ａが下方へ弾性変形するとと
もに、押圧突起５１ａが下方へ移動する。このとき押圧
突起５１ａによって、その下側に設置されている押圧ス
イッチ素子３２ａが押圧され、スイッチ出力がオンに切
り替えられる。また押圧力が除去されると弾性復帰力に
よって初期状態に戻る。同様に、操作体４９のＤ側が押
圧されたときにも、押圧スイッチ素子３２ｂのスイッチ
出力がオンに切り替えられる。

【００４５】図４に示すように、押圧スイッチ素子３２
ａ，３２ｂはフィルム状基板３０と一体となって形成さ
れており、このフィルム状基板３０は粘着層３６を介し
て基台１０の下段１０ｂの所定の位置に接着固定されて
いる。

【００４６】フィルム状基板３０は、図４（Ａ）（Ｂ）
に示すように、ＰＥＴ製の樹脂シート３３の両面にＡｇ
系ペーストからなる電極３３ａおよび導電パターン３３
ｂが印刷などによりパターン形成されている。

【００４７】電極３３ａは、樹脂シート３３の上面に設
けられ、中心に円形の電極３３ａ１とその周囲に所定の
間隔を開けてリング状の電極３３ａ２が形成され、電極
３３ａ２の一部に導電パターンが連続して形成されてい
る。樹脂シート３３の下面に導電パターン３３ｂが形成
され、この導電パターン３３ｂが前記電極３３ａ１と接
続されている。さらに前記電極３３ａ１の下面の樹脂シ
ート３３にはスルーホールが形成されており、このスル
ーホールに導電パターン３３ｂと電極３３ａ１とを導通
させる接続導体３８が設けられている。さらに電極３３
ａ２上には、ドーム状（ダイアフラム状）の反転板３５
が設けられ、反転板３５の周縁部が電極３３ａ２に当接
する状態で且つ反転板３５の頂点位置と前記電極３３ａ
１の位置とが一致するように設けられている。

【００４８】また反転板３５の周囲及び前記導電パター
ン３３ｂの下面には、レジスト膜３４ａ、３４ｂがそれ
ぞれ設けられている。さらに、表面全体がＰＥＴ製の樹
脂シートによってラミネートされている。

【００４９】なお、押圧スイッチ素子３１，３１に対し
ても上記と同様に形成される。前記動作部材４３が指で
押圧操作されると、押圧突起５１ａ又は５１ｂが下降し
て反転板３５が押圧される。そして、反転板３５が図中
の一点鎖線で示されるように反転させられて、反転板３
５が電極３３ａ１と接触する。これにより、電極３３ａ
と電極３３ｂとが導通してスイッチ出力がオンに切り替
わったことが検知される。

【００５０】またフィルム状基板３０には、平面型入力
部材２０と接続される引出基板３０ａと、コンピュータ
本体側と接続される外部接続部３０ｂとがそれぞれ一体
に形成されている。フィルム状基板３０の引出基板３０
ａおよび外部接続部３０ｂは基台１０に貼着されておら
ず、双方とも貫通孔１２に挿通され、引出基板３０ａは
平面型入力部材２０の裏面に設けられた接続端子２１と
上記した切欠部１３を通って接続され、また外部接続部
３０ｂは基台１０の外部に延びてコンピュータ本体と接
続可能となっている。

【００５１】上記した入力装置１では、例えば、前記平
面型入力部材２０を操作すると画面に表示されたカーソ
ルなどを移動させる入力操作が可能になり、また前記押
圧型入力部材４０を操作すると表示画面を上下にスクロ
ールさせる入力操作が可能になり、さらに押圧スイッチ
素子３１，３１を動作させることにより画面に表示され
たメニューの選択決定などのクリック操作が可能にな
る。

【００５２】本発明の入力装置は、上記した実施の形態
に限られるものではなく、例えば押圧型入力部材の数や
配置などは適宜変更することができる。また押圧スイッ
チ素子は、ドーム型の反転板を使用したものではなく、
タクトスイッチを使用したものであってもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した本発明は、平面型入力装置
の規格品をそのまま使用することができ、また操作釦を
設けるときに補強板を設けずに直接固定することができ
る。また基台に段差部を形成することにより、第１の操
作部材の操作面と第２の操作部材の操作面の高さ位置を
自由に設定できる。さらには、押圧スイッチ素子とコン
ピュータ本体との接続配線を共有して部品点数を減らす
ことができる。したがって、コスト的に安価に製造する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力装置を示す分解斜視図、

【図２】本発明の入力装置を示す裏面図、

【図３】押圧型入力部材を示す分解斜視図、

【図４】フィルム状基板を示し、（Ａ）は断面図、
（Ｂ）は平面図、

【図５】平面型入力部材を示す分解斜視図、

【図６】従来の入力装置を示す斜視図、

【符号の説明】

１０基台１０ａ上段１０ｂ下段１１段差部１２貫通孔１３切欠部２０平面型入力部材（第１の操作部材）３０フィルム状基板３０ａ引出基板３０ｂ外部接続部３１押圧スイッチ素子４０押圧型入力部材（第２の操作部材）４１操作釦

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台と、前記基台上に部分的に貼着され
た可撓性を有するフィルム状基板と、前記基台上に設置
された第１の操作部材と、前記フィルム状基板の上に設
置され且つ前記フィルム状基板上の導体パターンに接続
された第２の操作部材とを有し、前記フィルム状基板の
前記基台に貼着されていない部分の導体パターンが前記
第１の操作部材に接続されていることを特徴とする入力
装置。
【請求項２】前記第１の操作部材は、平面型入力部材
である請求項１記載の入力装置。
【請求項３】前記第２の操作部材は、押圧型入力部材
である請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】前記押圧型入力部材は、前記フィルム状
基板上に設置された押圧スイッチ素子と、前記押圧スイ
ッチ素子を動作させる操作釦を支持して前記基台に固定
された支持体とを有する請求項３記載の入力装置。
【請求項５】前記押圧型入力部材は、一方を押したと
きと、他方を押したときとでそれぞれ異なる信号を出力
する対を成す押圧スイッチ素子を有している請求項４記
載の入力装置。
【請求項６】前記基台は、金属板である請求項１ない
し５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】前記金属板には段差部が形成され、一方
の段に前記第１の操作部材が設けられ、もう一方の段に
前記第２の操作部材が搭載されたフィルム状基板が貼着
されている請求項６記載の入力装置。
【請求項８】前記基台の段差部には貫通孔または切り
欠きが形成されており、高い段に前記第１の操作部材
が、低い段に前記フィルム状基板が貼着されており、前
記フィルム状基板の前記基台に貼着されていない部分が
前記貫通孔または切り欠きを通過して高い段の裏側に延
び、前記高い段に形成された穴または切欠部を介して、
前記フィルム状基板が、前記第１の操作部材の裏側に接
続されている請求項７記載の入力装置。
【請求項９】前記フィルム状基板の一部が前記基台の
外部に延びて、外部接続部とされている請求項１ないし
８のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１０】前記フィルム状基板は、ポリエチレン
テレフタレート製の樹脂フィルムにＡｇ系ペーストが印
刷されたものである請求項１ないし９のいずれかに記載
の入力装置。