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JP3971079B2 - Input device and detection device - Google Patents

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JP3971079B2
JP3971079B2 JP2000070886A JP2000070886A JP3971079B2 JP 3971079 B2 JP3971079 B2 JP 3971079B2 JP 2000070886 A JP2000070886 A JP 2000070886A JP 2000070886 A JP2000070886 A JP 2000070886A JP 3971079 B2 JP3971079 B2 JP 3971079B2
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JP
Japan
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elastic body
electrode
slider
input
wiring board
Prior art date
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JP2000070886A
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Inventor
克俊 鈴木
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP01301994A priority patent/EP1136939A3/en
Priority to CN01109119A priority patent/CN1319790A/en
Priority to US09/804,826 priority patent/US6508137B2/en
Priority to KR10-2001-0013134A priority patent/KR100381939B1/en
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパソコンやリモコンなどに用いる入力装置ならびに例えば加速度計などに用いる検出装置に係り、特に静電容量の変化に基づく入力装置ならびに検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車産業、電機産業、機械産業、土木産業など各種産業において、力などの物理量を入力したり検出したりする入力装置ならびに検出装置(以下、入力装置で代表して記す)として、温度補正などの必要がないことから静電容量の変化を利用した入力装置が各種提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来のこの種入力装置は、操作部に加わる水平方向(X,Y方向)の力と垂直方向(Z方向)の力の区別ができないため、特に操作部を斜めに押した場合などに入力精度が悪いという欠点を有している。
【0004】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、入力精度(検出精度)が高く、取扱性の良好な入力装置ならびに検出装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の第1の手段は、
表面の中央部に垂直方向の入力を感知する例えば後述の第1電極からなる電極その外周に水平方向の入力を感知する複数の例えば後述の第2〜第5電極からなる電極をそれぞれ分割して設けた分割電極を有するプリント配線基板と、
そのプリント配線基板の上に配置され、外周部がプリント配線基板に固定されて、所定の間隔を保持して前記分割電極と対向し、少なくとも分割電極との対向部が導電性を有し、前記垂直方向の入力を感知する電極と対向する中央部に肉薄部が設けられ、その肉薄部の上に収容凹部が形成されたゴムまたはエラストマーからなる弾性体と、
中央部に前記弾性体の頭部に外嵌する穴が形成されたスライダと、
前記弾性体の収容凹部に収容された硬質の押圧体と、
前記スライダの上に装着されて前記押圧体と対向する中央部が垂直方向に移動可能なキートップを備え、
前記キートップの外周部とスライダは垂直方向の移動が阻止され、水平方向の移動のみが許容されており、
前記弾性体の頭部とスライダの穴との連結部が前記キートップで覆われて、
前記キートップを水平方向に移動すると前記スライダを介して弾性体が変形して、弾性体の導電部と水平方向の入力を感知する電極との間隔が変化し、前記キートップの中央部を押下すると押圧体を介して弾性体の前記肉薄部が変形して、肉薄部と垂直方向の入力を感知する電極との間隔が変化するように構成されていることを特徴とするものである。
本発明の第2の手段は前記第1の手段において、前記弾性体に張力を付与する例えば環状突起、切欠部、傾斜部などの張力付与手段が設けられていることを特徴とするものである。
【0006】
本発明の第3の手段は前記第1の手段において、前記スライダの外周に設けられたフランジ部がブラケットとハウジングの上端折曲部の間に水平方向に移動可能に挟持されていることを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1〜図6とともに説明する。図1は入力装置の断面図、図2は入力装置の斜視図、図3は入力装置の分解斜視図、図4は入力装置に用いる弾性体の断面図、図5はプリント配線基板の平面図、図6はプリント配線基板の断面図である。
【0008】
入力装置は、キートップ1、スライダ2、金属板からなるハウジング3、金属板からなるブラケット4、押圧体5、弾性体6、合成樹脂の成形体からなる支持体7、プリント配線基板8から主に構成されている。
【0009】
キートップ1はゴムやエラストマーなどの弾性材料で図1に示すような形状に成形され、上面中央部に大きく円弧状に窪んだ入力操作面9が形成されている。図1に示すように、中央部は外周部よりも肉薄で上下に移動できる突出部10が下方に向いて突設され、下端外周壁11がスライダ2に外嵌される。
【0010】
スライダ2は硬質合成樹脂の成形体からなり、中央部に弾性体6の頭部に外嵌する穴12が形成され、このスライダ2と弾性体6の連結部はスライダ2の上に装着されたキートップ1で覆われている。スライダ2の外周に設けられたフランジ部13は、ブラケット4とハウジング3の上端折曲部14の間にスライド可能に挟持されている。従ってスライダ2は水平方向(X,Y方向)に移動自在に配置され、キートップ1はスライダ2と共に水平方向(X,Y方向)に移動自在で、かつ中央部(突出部10)は垂直方向(Z方向)に移動自在になっている。
【0011】
弾性体6は、比較的肉厚の導電性のない弾性体本体6aと、弾性体本体6aの下側に配置された導電性弾性体6bとから構成され、両者は2色成形や接着などの手段で一体になっている。図4に示すように弾性体本体6aの中央部に押圧体5の外径より大きい内径を有する収容凹部15が設けられ、収容凹部15の底部に肉薄部16が形成され、収容凹部15に押圧体5が上下動可能に収容されている。押圧体5は硬質合成樹脂あるいは金属などの硬質材料からなり、円柱状をしている。
【0012】
導電性弾性体6bは、銀やカーボンブラックなどの導電性微粒子をゴムやエラストマーなどの弾性材料に分散保持したものからなり、前記肉薄部16よりもやや径大の環状突起17が下方に突出し、環状突起17は導電性弾性体6bの外周部18より若干下方に突出している。
【0013】
弾性体6(導電性弾性体6b)の外周部18はプリント配線基板8に接着などで固定・位置決めされ、導電性弾性体6bの環状突起17がプリント配線基板8の上面に圧接されて、導電性弾性体6bは張力が付与された状態でプリント配線基板8との間に間隔19が保持されている。
【0014】
ガラス−エポキシ樹脂などからなる硬質のプリント配線基板8の上面に図5に示すように、中央に第1電極20a、その外周に第2電極20b、第3電極20c、第4電極20d、第5電極20eが分割して形成され、その外周にグランド電極20fが設けられ、図6に示す如く各電極20の上は間隔保持用の柔軟性絶縁膜21で覆われ、第2〜第5電極20b〜20eの面積は等しくなっている。図1では図面を簡略化するため、電極20や絶縁膜21は省略している。
【0015】
入力装置の適用例については後述するが、本実施形態では第2電極20bはディスプレイ上のカーソルを上方向に、第3電極20cは左方向に、第4電極20dは左方向に、第5電極20eは右方向に、それぞれステップ移動するための電極で、これら第2電極20b〜第5電極20eは水平方向(X,Y方向)の入力用となっている。第1電極20aは前述の入力方向を確認するときに使用する電極で、垂直方向(Z方向)の入力用となっている。
【0016】
プリント配線基板8の下面に所定形状の導電パターン22が設けられ、前記各電極20はスルーホール23により導電パターン22と電気的に接続されている。導電パターン22上にICチップ24などの電子部品が搭載され、導電パターン22の一端にフレキシブルプリント配線基板25が接続され、フレキシブルプリント配線基板25の他端は使用機器の入出力インターフェース(図示せず)に接続されている。
【0017】
この入力装置の操作について説明する。キートップ1に力が作用していない待機状態(初期状態)では、導電性弾性体6bとプリント配線基板8上の各電極20b〜20eの間隔は等しく、従って導電性弾性体6bと各電極20b〜20eの間の静電容量も等しい。また導電性弾性体6bは張力が付与された状態であるから、弾性体本体6aの収納凹部15内にある押圧体5は導電性弾性体6bの張力により持ち上げられて突出部10と接触または近接し、導電性弾性体6bの中央部と第1電極20aとの間に所定の間隔19が保持されている。
【0018】
前述のように嵌合によりキートップ1と一体になっているスライダ2のフランジ部13はブラケット4とハウジング3の上端折曲部14の間で挟持されているから、キートップ1の外周部(スライダ2)は垂直方向(Z方向)の移動が阻止され、水平方向(X,Y方向)の移動のみが許容されている。
【0019】
キートップ1を図1において例えば左側に移動すると、その移動はスライダ2を介して弾性体6に伝えられ、弾性体6が弾性変形し、その変形に伴い導電性弾性体6bと第2電極20bの間隔が初期状態よりも狭まり、第2電極20b側の静電容量の変化を電気的に検出して、今、キートップ1によりカーソルを左方向に移動する信号が入力されたことを検知できる。
【0020】
キートップ1を図1において例えば右側に移動すると、その移動はスライダ2を介して弾性体6に伝えられ、弾性体6が弾性変形し、その変形に伴い導電性弾性体6bと第5電極20eの間隔が初期状態よりも狭まり、第5電極20e側の静電容量の変化を電気的に検出して、今、キートップ1によりカーソルを右方向に移動する信号が入力されたことを検知できる。
【0021】
また、キートップ1の中央部(突出部10の所)を指先で垂直方向(Z方向)に押下すると、直接押圧体5により導電性弾性体6bの中央部が押圧され、第1電極13aとの間隔が初期状態よりも狭まり、静電容量の変化を電気的に検出して信号入力がなされる。キートップ1に対する操作力を解除すると、弾性体6の復元力によりキートップ1、スライダ2、押圧体5、弾性体6などは初期の待機状態に復帰する。
【0022】
図7は第2の実施形態で使用する弾性体6の断面図で、図4に示す第1の実施形態の弾性体6と相違する点は、弾性体本体6aに肉薄部16が設けられておらず、弾性体本体6aに貫通した穴が形成され、穴の下端開口部を導電性弾性体6bの中央部で塞ぐことにより収容凹部15が形成される。
【0023】
図8は第3の実施形態で使用する弾性体6の断面図で、弾性体6全体が導電性弾性体6bで構成され、中央部に収容凹部15と肉薄部16が形成されている。またこの例では、弾性体6側に環状突起17は設けられておらず、プリント配線基板8側に肉薄部16よりやや径大の環状突起26が形成されている。環状突起26の高さは、導電性弾性体6bの外周部18の内側段差よりも若干高く設計され、装置を組み立てたとき導電性弾性体6bの下面に圧接して導電性弾性体6bに適当な張力が付与される。
【0024】
このようにプリント配線基板8側に環状突起26を形成することは、第1,2の実施形態にも適用可能である。
【0025】
図9は第4の実施形態に係る入力装置の要部断面図で、弾性体6の下面外周部の全周に傾斜あるいは丸みのある切欠部27が設けられている。この弾性体6を装置内に組込むと、組付け時の押圧力により切欠部27が潰れ(図では切欠部27を明示するために潰れた状態には図示していない)、それにより弾性体6内に張力(応力)が生じる。
【0026】
図10は第5の実施形態に係る入力装置の要部断面図で、弾性体6の上面外周部の全周に、上方に向けて徐々に径大になった広角状の傾斜部28が形成され、例えばブラケット4などの押圧部材に傾斜部28を径方向外側に押し拡げるために例えばV字状に屈曲された押拡部40が設けられている。この押拡部40の押圧により傾斜部28を径方向外側に押し拡げることにより、弾性体6内に張力(応力)が生じる。
【0027】
図11と図12は入力装置の第1の適用例を示す図で、モバイルパソコンやノートパソコンに適用した例を示しており、パソコン29は多数のキーボードスイッチ30を有するパソコン本体31と、表示部32を有する蓋部材33を有し、蓋部材33はパソコン本体31に回動自在に取り付けられている。蓋部材33の端部に入力ポインターとして前述の入力装置34が取り付けられている。この例は蓋部材33に入力装置34を設けたが、パソコン本体31に設けることも可能である。
【0028】
図11は入力装置34の操作状態を示しており、入力装置34の部分を親指35と他の指36とで挟持し、親指35を上下左右に動かすことにより、表示部32上のカーソルを任意に移動できる。
【0029】
図12は入力装置の第2の適用例を示す図で、例えば家庭用のモバイルパソコンやノートパソコンなどのリモコンに適用した例を示しており、リモコン本体37に入力ポインターとして前述の入力装置34、スイッチ38、スクロールダイヤル39などが取り付けられている。この例ではパソコン用のリモコンについて説明したが、他の機器のリモコンにも適用可能である。
【0030】
前述の例ではパソコンに適用したが、例えば他の電気機器、車載用機器、各種測定機器、医療機器など各分野への適用が可能である。
【0031】
前記各実施形態では第1〜第5電極の5種類の分割電極を用いたが、分割電極の数はこれより少なくても多くても構わない。
【0032】
前記各実施形態では入力装置の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力装置のキートップ、スライダに相当する部分に検出体を移動可能(例えばスライド可能あるいは回動可能)に設け、被検出体からの作用力(力、磁気力、風力など)により前記検出体を移動し、その移動力で弾性体を変形して、その変形を静電容量の変化として検出する検出装置にも適用可能である。
【0033】
【発明の効果】
請求項1ならびに請求項記載の本発明(第1の手段)は、前述のような構成になっており、水平方向のみ移動可能なスライダと、垂直方向に移動可能なキートップ、押圧体とを備えており、水平方向の入力と垂直方向の入力が明確に分かれ、しかも押圧体は硬質であるから、入力精度(検出精度)が高く、取扱性の良好な入力装置ならびに検出装置を提供することができる。
また、弾性体とスライダの連結部がキートップで覆われているから、前記連結部に塵埃類などが付着、侵入することがなく動作信頼性の向上が図れるなどの特長を有している。
【0034】
請求項2ならびに請求項記載の本発明(第2の手段)は、弾性体に張力を付与する張力付与手段が設けられているから、微小な力でも入力が可能で、さらに入力精度(検出精度)の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る入力装置の断面図である。
【図2】その入力装置の斜視図である。
【図3】その入力装置の分解斜視図である。
【図4】その入力装置に用いる弾性体の断面図である。
【図5】その入力装置に用いるプリント配線基板の平面図である。
【図6】そのプリント配線基板の断面図である。
【図7】本発明の第2の実施形態に用いる弾性体の断面図である。
【図8】本発明の第3の実施形態に用いる弾性体の断面図である。
【図9】本発明の第4の実施形態に係る入力装置の要部断面図である。
【図10】本発明の第5の実施形態に係る入力装置の要部断面図である。
【図11】本発明の実施形態に係る入力装置を用いたパソコンの斜視図である。
【図12】そのパソコンでの入力装置の操作状態を示す一部側面図である。
【図13】本発明の実施形態に係る入力装置を用いたリモコンの平面図である。
【符号の説明】
1 キートップ
2 スライダ
3 ハウジング
4 ブラケット
5 押圧体
6 弾性体
6a 弾性体本体
6b 導電性弾性体
7 支持体
8 プリント配線基板
9 入力操作面
10 突出部
11 下端外周部
12 穴
13 フランジ部
14 上端折曲部
15 収容凹部
16 肉薄部
17、26 環状突起
18 外周部
19 間隔
20 電極
20a〜20e 第1〜第5電極
27 切欠部
28 傾斜部
34 入力装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an input device used in, for example, a personal computer or a remote controller and a detection device used in, for example, an accelerometer, and more particularly to an input device and a detection device based on a change in capacitance.
[0002]
[Prior art]
In various industries such as the automobile industry, electrical industry, mechanical industry, civil engineering industry, etc., as an input device and a detection device (hereinafter referred to as an input device) for inputting and detecting physical quantities such as force, temperature correction, etc. Since there is no need, various input devices using changes in capacitance have been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, this type of conventional input device cannot distinguish between the horizontal (X, Y direction) force applied to the operation unit and the vertical (Z direction) force. It has the disadvantage of poor accuracy.
[0004]
An object of the present invention is to provide an input device and a detection device that eliminate such drawbacks of the prior art and have high input accuracy (detection accuracy) and good handling properties.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first means of the present invention comprises:
An electrode made of the first electrode described later for example for sensing the vertical direction of the input to the central portion of the surface, each divided into a plurality of example an electrode made of the second to fifth electrode described later for sensing the horizontal direction of the input to the outer periphery A printed wiring board having divided electrodes provided as
Arranged on the printed wiring board, the outer peripheral portion is fixed to the printed wiring board, and is opposed to the divided electrode while maintaining a predetermined interval, at least the opposed portion to the divided electrode has conductivity, An elastic body made of rubber or elastomer in which a thin portion is provided at a central portion facing an electrode that senses an input in the vertical direction, and an accommodation recess is formed on the thin portion;
A slider having a hole formed in the central portion thereof to be fitted around the head of the elastic body ;
A hard pressing body housed in the housing recess of the elastic body;
A central portion mounted on the slider and facing the pressing body is provided with a key top capable of moving in the vertical direction,
The outer periphery of the key top and the slider are prevented from moving in the vertical direction, and only allowed to move in the horizontal direction.
The connecting portion between the head of the elastic body and the hole of the slider is covered with the key top,
When the key top is moved in the horizontal direction, the elastic body is deformed via the slider, and the distance between the conductive portion of the elastic body and the electrode for detecting the input in the horizontal direction is changed, and the center portion of the key top is pressed. Then, the thin part of the elastic body is deformed through the pressing body, and the distance between the thin part and the electrode for sensing the input in the vertical direction is changed.
The second means of the present invention is characterized in that, in the first means, tension applying means such as an annular protrusion, a notch part, an inclined part or the like for applying tension to the elastic body is provided. .
[0006]
According to a third means of the present invention, in the first means, a flange portion provided on the outer periphery of the slider is sandwiched between the bracket and the upper bent portion of the housing so as to be movable in the horizontal direction. It is what.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a sectional view of the input device, FIG. 2 is a perspective view of the input device, FIG. 3 is an exploded perspective view of the input device, FIG. 4 is a sectional view of an elastic body used in the input device, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the printed wiring board.
[0008]
The input device includes a key top 1, a slider 2, a housing 3 made of a metal plate, a bracket 4 made of a metal plate, a pressing body 5, an elastic body 6, a support body 7 made of a synthetic resin molding, and a printed wiring board 8. It is configured.
[0009]
The key top 1 is formed of an elastic material such as rubber or elastomer into a shape as shown in FIG. 1, and an input operation surface 9 that is greatly recessed in an arc shape is formed at the center of the upper surface. As shown in FIG. 1, the center portion is thinner than the outer peripheral portion, and a protruding portion 10 that can move up and down protrudes downward, and the lower end outer peripheral wall 11 is externally fitted to the slider 2.
[0010]
The slider 2 is formed of a hard synthetic resin molded body, and a hole 12 is formed in the center portion so as to be fitted around the head of the elastic body 6. A connecting portion between the slider 2 and the elastic body 6 is mounted on the slider 2. Covered with key top 1. A flange portion 13 provided on the outer periphery of the slider 2 is slidably sandwiched between the bracket 4 and the upper end bent portion 14 of the housing 3. Accordingly, the slider 2 is arranged so as to be movable in the horizontal direction (X, Y direction), the key top 1 is movable in the horizontal direction (X, Y direction) together with the slider 2, and the central portion (projecting portion 10) is in the vertical direction. It is movable in the (Z direction).
[0011]
The elastic body 6 includes a relatively thick non-conductive elastic body 6a and a conductive elastic body 6b disposed on the lower side of the elastic body 6a. It is united by means. As shown in FIG. 4, a housing recess 15 having an inner diameter larger than the outer diameter of the pressing body 5 is provided at the center of the elastic body 6 a, and a thin portion 16 is formed at the bottom of the housing recess 15, so The body 5 is accommodated so as to be movable up and down. The pressing body 5 is made of a hard material such as hard synthetic resin or metal and has a cylindrical shape.
[0012]
The conductive elastic body 6b is made of a conductive fine particle such as silver or carbon black dispersed and held in an elastic material such as rubber or elastomer. An annular protrusion 17 having a diameter slightly larger than the thin portion 16 protrudes downward. The annular protrusion 17 protrudes slightly below the outer peripheral portion 18 of the conductive elastic body 6b.
[0013]
The outer peripheral portion 18 of the elastic body 6 (conductive elastic body 6b) is fixed and positioned on the printed wiring board 8 by adhesion or the like, and the annular protrusion 17 of the conductive elastic body 6b is pressed against the upper surface of the printed wiring board 8 to be conductive. The space 19 is held between the elastic body 6b and the printed wiring board 8 in a state where tension is applied.
[0014]
As shown in FIG. 5 on the upper surface of the hard printed wiring board 8 made of glass-epoxy resin or the like, the first electrode 20a is at the center, the second electrode 20b, the third electrode 20c, the fourth electrode 20d, The electrode 20e is divided and formed, and a ground electrode 20f is provided on the outer periphery thereof. As shown in FIG. 6, the top of each electrode 20 is covered with a flexible insulating film 21 for maintaining a distance, and the second to fifth electrodes 20b. The areas of ˜20e are equal. In FIG. 1, the electrode 20 and the insulating film 21 are omitted to simplify the drawing.
[0015]
Although an application example of the input device will be described later, in the present embodiment, the second electrode 20b is a cursor on the display upward, the third electrode 20c is leftward, the fourth electrode 20d is leftward, and the fifth electrode 20e is an electrode for stepping in the right direction, and the second electrode 20b to the fifth electrode 20e are for input in the horizontal direction (X, Y direction). The first electrode 20a is an electrode used when checking the input direction described above, and is used for input in the vertical direction (Z direction).
[0016]
A conductive pattern 22 having a predetermined shape is provided on the lower surface of the printed wiring board 8, and each electrode 20 is electrically connected to the conductive pattern 22 through a through hole 23. An electronic component such as an IC chip 24 is mounted on the conductive pattern 22, a flexible printed wiring board 25 is connected to one end of the conductive pattern 22, and the other end of the flexible printed wiring board 25 is an input / output interface (not shown) of the device used. )It is connected to the.
[0017]
The operation of this input device will be described. In a standby state (initial state) in which no force is applied to the key top 1, the distance between the conductive elastic body 6b and the electrodes 20b to 20e on the printed wiring board 8 is equal, and therefore the conductive elastic body 6b and each electrode 20b. The capacitance between ~ 20e is also equal. In addition, since the conductive elastic body 6b is in a tensioned state, the pressing body 5 in the housing recess 15 of the elastic body 6a is lifted by the tension of the conductive elastic body 6b and comes into contact with or close to the protruding portion 10. In addition, a predetermined distance 19 is maintained between the central portion of the conductive elastic body 6b and the first electrode 20a.
[0018]
As described above, since the flange portion 13 of the slider 2 integrated with the key top 1 by the fitting is sandwiched between the bracket 4 and the upper end bent portion 14 of the housing 3, the outer peripheral portion of the key top 1 ( The slider 2) is prevented from moving in the vertical direction (Z direction) and is only allowed to move in the horizontal direction (X, Y direction).
[0019]
When the key top 1 is moved to the left side in FIG. 1, for example, the movement is transmitted to the elastic body 6 via the slider 2, and the elastic body 6 is elastically deformed. With the deformation, the conductive elastic body 6b and the second electrode 20b. , And the change in capacitance on the second electrode 20b side is electrically detected, and now it can be detected that the key top 1 has input a signal for moving the cursor to the left. .
[0020]
When the key top 1 is moved to the right side in FIG. 1, for example, the movement is transmitted to the elastic body 6 via the slider 2, and the elastic body 6 is elastically deformed, and with the deformation, the conductive elastic body 6b and the fifth electrode 20e. And the change in the capacitance on the fifth electrode 20e side is electrically detected, and it can be detected that a signal for moving the cursor to the right by the key top 1 is input. .
[0021]
Further, when the central portion of the key top 1 (in the protruding portion 10) is pressed down in the vertical direction (Z direction) with the fingertip, the central portion of the conductive elastic body 6b is directly pressed by the pressing body 5, and the first electrode 13a and Is narrower than the initial state, and a change in capacitance is electrically detected to input a signal. When the operating force on the key top 1 is released, the key top 1, the slider 2, the pressing body 5, the elastic body 6 and the like are restored to the initial standby state by the restoring force of the elastic body 6.
[0022]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the elastic body 6 used in the second embodiment. The difference from the elastic body 6 of the first embodiment shown in FIG. 4 is that the thin body 16 is provided on the elastic body 6a. Instead, a hole penetrating the elastic body 6a is formed, and the accommodation recess 15 is formed by closing the lower end opening of the hole with the central portion of the conductive elastic body 6b.
[0023]
FIG. 8 is a cross-sectional view of the elastic body 6 used in the third embodiment. The entire elastic body 6 is composed of a conductive elastic body 6b, and an accommodation recess 15 and a thin portion 16 are formed at the center. In this example, the annular protrusion 17 is not provided on the elastic body 6 side, and an annular protrusion 26 having a diameter slightly larger than that of the thin portion 16 is formed on the printed wiring board 8 side. The height of the annular protrusion 26 is designed to be slightly higher than the inner step of the outer peripheral portion 18 of the conductive elastic body 6b. When the apparatus is assembled, the annular protrusion 26 is pressed against the lower surface of the conductive elastic body 6b and is suitable for the conductive elastic body 6b. Tension is applied.
[0024]
Forming the annular protrusion 26 on the printed wiring board 8 side in this way is also applicable to the first and second embodiments.
[0025]
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of the input device according to the fourth embodiment, and a notched part 27 having an inclination or a roundness is provided on the entire outer periphery of the lower surface of the elastic body 6. When this elastic body 6 is assembled in the apparatus, the cutout portion 27 is crushed by the pressing force at the time of assembly (not shown in the state of being crushed in order to clearly show the cutout portion 27). Tension (stress) is generated inside.
[0026]
FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part of the input device according to the fifth embodiment. A wide-angle inclined portion 28 having a diameter gradually increasing upward is formed on the entire outer periphery of the upper surface of the elastic body 6. For example, a pressing member 40 such as a bracket 4 is provided with a expanding portion 40 bent in a V shape, for example, in order to expand the inclined portion 28 radially outward. Tension (stress) is generated in the elastic body 6 by expanding the inclined portion 28 radially outward by the pressing of the expanding portion 40.
[0027]
FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing a first application example of the input device, showing an example applied to a mobile personal computer or a notebook personal computer. The personal computer 29 includes a personal computer main body 31 having a number of keyboard switches 30 and a display unit. The lid member 33 has a lid member 33, and the lid member 33 is rotatably attached to the personal computer main body 31. The input device 34 described above is attached to the end of the lid member 33 as an input pointer. In this example, the input device 34 is provided on the lid member 33, but it can also be provided on the personal computer main body 31.
[0028]
FIG. 11 shows the operating state of the input device 34. The cursor on the display unit 32 can be arbitrarily set by holding the portion of the input device 34 between the thumb 35 and another finger 36 and moving the thumb 35 up, down, left and right. Can move to.
[0029]
FIG. 12 is a diagram showing a second application example of the input device. For example, the input device is applied to a remote controller such as a home mobile personal computer or a notebook personal computer. A switch 38, a scroll dial 39, and the like are attached. In this example, a remote controller for a personal computer has been described, but the present invention can also be applied to a remote controller of another device.
[0030]
Although applied to a personal computer in the above-described example, it can be applied to various fields such as other electric devices, in-vehicle devices, various measuring devices, and medical devices.
[0031]
In each of the above embodiments, five types of divided electrodes, the first to fifth electrodes, are used, but the number of divided electrodes may be smaller or larger.
[0032]
In each of the above embodiments, the case of the input device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the detection body can be moved to a portion corresponding to the key top or slider of the input device (for example, slidable or pivotable). The sensor is moved by the acting force (force, magnetic force, wind force, etc.) from the detected object, the elastic body is deformed by the moving force, and the deformation is detected as a change in capacitance. It is applicable also to the detection apparatus which does.
[0033]
【The invention's effect】
The present invention (first means) according to claim 1 and claim 5 is configured as described above, and includes a slider that can move only in the horizontal direction, a key top that can move in the vertical direction, and a pressing body. Since the input in the horizontal direction and the input in the vertical direction are clearly separated and the pressing body is hard, an input device and a detection device with high input accuracy (detection accuracy) and good handling properties are provided. be able to.
Further, since the connecting portion between the elastic body and the slider is covered with the key top, there is a feature that the operation reliability can be improved without dust or the like adhering to or entering the connecting portion.
[0034]
According to the second and sixth aspects of the present invention (second means), since the tension applying means for applying tension to the elastic body is provided, it is possible to input even with a very small force, and input accuracy (detection). Accuracy) can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an input device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the input device.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the input device.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an elastic body used in the input device.
FIG. 5 is a plan view of a printed wiring board used for the input device.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the printed wiring board.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an elastic body used in a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an elastic body used in a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of an input device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of main parts of an input device according to a fifth embodiment of the invention.
FIG. 11 is a perspective view of a personal computer using the input device according to the embodiment of the invention.
FIG. 12 is a partial side view showing an operation state of the input device on the personal computer.
FIG. 13 is a plan view of a remote controller using the input device according to the embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Keytop 2 Slider 3 Housing 4 Bracket 5 Press body 6 Elastic body 6a Elastic body main body 6b Conductive elastic body 7 Support body 8 Printed wiring board 9 Input operation surface 10 Protruding part 11 Lower end outer peripheral part 12 Hole 13 Flange part 14 Upper end folding Curved portion 15 Containing recess 16 Thin portion 17, 26 Annular protrusion 18 Outer peripheral portion 19 Distance 20 Electrodes 20a to 20e First to fifth electrodes 27 Notch portion 28 Inclined portion 34 Input device

Claims (7)

表面の中央部に垂直方向の入力を感知する電極その外周に水平方向の入力を感知する複数の電極それぞれ分割して設けた分割電極を有するプリント配線基板と、
そのプリント配線基板の上に配置され、外周部がプリント配線基板に固定されて、所定の間隔を保持して前記分割電極と対向し、少なくとも分割電極との対向部が導電性を有し、前記垂直方向の入力を感知する電極と対向する中央部に肉薄部が設けられ、その肉薄部の上に収容凹部が形成されたゴムまたはエラストマーからなる弾性体と、
中央部に前記弾性体の頭部に外嵌する穴が形成されたスライダと、
前記弾性体の収容凹部に収容された硬質の押圧体と、
前記スライダの上に装着されて前記押圧体と対向する中央部が垂直方向に移動可能なキートップを備え、
前記キートップの外周部とスライダは垂直方向の移動が阻止され、水平方向の移動のみが許容されており、
前記弾性体の頭部とスライダの穴との連結部が前記キートップで覆われて、
前記キートップを水平方向に移動すると前記スライダを介して弾性体が変形して、弾性体の導電部と水平方向の入力を感知する電極との間隔が変化し、前記キートップの中央部を押下すると押圧体を介して弾性体の前記肉薄部が変形して、肉薄部と垂直方向の入力を感知する電極との間隔が変化するように構成されていることを特徴とする入力装置。
An electrode for sensing the vertical direction of the input to the central portion of the surface, a printed wiring board with a split electrode provided in each divided into a plurality of electrodes for sensing the horizontal direction of the input on the outer periphery thereof,
Arranged on the printed wiring board, the outer peripheral portion is fixed to the printed wiring board, and is opposed to the divided electrode while maintaining a predetermined interval, at least the opposed portion to the divided electrode has conductivity, An elastic body made of rubber or elastomer in which a thin portion is provided in a central portion facing an electrode that senses an input in the vertical direction, and an accommodation recess is formed on the thin portion;
A slider having a hole formed in the central portion thereof to be fitted around the head of the elastic body ;
A hard pressing body housed in the housing recess of the elastic body;
A central portion mounted on the slider and facing the pressing body is provided with a key top capable of moving in the vertical direction,
The outer periphery of the key top and the slider are prevented from moving in the vertical direction, and only allowed to move in the horizontal direction.
The connecting portion between the head of the elastic body and the hole of the slider is covered with the key top,
When the key top is moved in the horizontal direction, the elastic body is deformed via the slider, and the distance between the conductive portion of the elastic body and the electrode for detecting the input in the horizontal direction is changed, and the center portion of the key top is pressed. Then, the said thin part of an elastic body deform | transforms via a press body, and the input device is comprised so that the space | interval with the electrode which senses the thin part and the input of a perpendicular direction may change.
請求項1記載の入力装置において、前記弾性体に張力を付与する張力付与手段が設けられていることを特徴とする入力装置。 The input device according to claim 1, further comprising a tension applying unit that applies tension to the elastic body. 請求項1記載の入力装置において、前記分割電極の一部がディスプレイ上のカーソルを上下、左右方向に移動するための電極であることを特徴とする入力装置。 The input device according to claim 1, wherein a part of the divided electrode is an electrode for moving a cursor on a display vertically and horizontally . 請求項1記載の入力装置において、前記プリント配線基板の外周部上に支持体を介してブラケットを配置し、前記スライダの外周に設けられたフランジ部を前記ブラケットの上に載置し、前記プリント配線基板、弾性体、支持体、ブラケットならびにスライダをハウジングに収納して、前記フランジ部が前記ブラケットと前記ハウジングの上端折曲部の間に水平方向に移動可能に挟持されていることを特徴とする入力装置。The input device according to claim 1, wherein a bracket is disposed on an outer peripheral portion of the printed wiring board via a support, a flange portion provided on an outer periphery of the slider is placed on the bracket, and the print wiring board, the elastic member, the support, accommodating the bracket and the slider in the housing, and wherein the flange portion is movably clamped in the horizontal direction between the upper end bent portion of the said bracket housing Input device. 表面の中央部に垂直方向の入力を感知する電極を、その外周に水平方向の入力を感知する複数の電極をそれぞれ分割して設けた分割電極を有するプリント配線基板と、
そのプリント配線基板の上に配置され、外周部がプリント配線基板に固定されて、所定の間隔を保持して前記分割電極と対向し、少なくとも分割電極との対向部が導電性を有し、前記垂直方向の入力を感知する電極と対向する中央部に肉薄部が設けられ、その肉薄部の上に収容凹部が形成されたゴムまたはエラストマーからなる弾性体と、
中央部に前記弾性体の頭部に外嵌する穴が形成されたスライダと、
前記弾性体の収容凹部に収容された硬質の押圧体と、
前記スライダの上に装着されて前記押圧体と対向する中央部が垂直方向に移動可能なキートップを備え、
前記キートップの外周部とスライダは垂直方向の移動が阻止され、水平方向の移動のみが許容されており、
前記弾性体の頭部とスライダの穴との連結部が前記キートップで覆われて、
前記キートップを水平方向に移動すると前記スライダを介して弾性体が変形して、弾性体の導電部と水平方向の入力を感知する電極との間隔が変化し、前記キートップの中央部を押下すると押圧体を介して弾性体の前記肉薄部が変形して、肉薄部と垂直方向の入力を感知する電極との間隔が変化するように構成されていることを特徴とする検出装置。
A printed wiring board having a divided electrode provided by dividing an electrode that senses vertical input at the center of the surface and a plurality of electrodes that sense horizontal input at the outer periphery thereof;
Arranged on the printed wiring board, the outer peripheral portion is fixed to the printed wiring board, and is opposed to the divided electrode while maintaining a predetermined interval, at least the opposed portion to the divided electrode has conductivity, An elastic body made of rubber or elastomer in which a thin portion is provided at a central portion facing an electrode that senses an input in the vertical direction, and an accommodation recess is formed on the thin portion;
A slider having a hole formed in the central portion thereof to be fitted around the head of the elastic body;
A hard pressing body housed in the housing recess of the elastic body;
A central portion mounted on the slider and facing the pressing body is provided with a key top capable of moving in the vertical direction,
The outer periphery of the key top and the slider are prevented from moving in the vertical direction, and only allowed to move in the horizontal direction.
The connecting portion between the head of the elastic body and the hole of the slider is covered with the key top,
When the key top is moved in the horizontal direction, the elastic body is deformed via the slider, and the distance between the conductive portion of the elastic body and the electrode for detecting the input in the horizontal direction is changed, and the center portion of the key top is pressed. Then, the said thin part of an elastic body deform | transforms via a press body, and it is comprised so that the space | interval with the electrode which senses the thin part and the input of a perpendicular direction may change .
請求項記載の検出装置において、前記弾性体に張力を付与する張力付与手段が設けられていることを特徴とする検出装置。6. The detection apparatus according to claim 5 , further comprising tension applying means for applying tension to the elastic body. 請求項記載の検出装置において、前記プリント配線基板の外周部上に支持体を介してブラケットを配置し、前記スライダの外周に設けられたフランジ部を前記ブラケットの上に載置し、前記プリント配線基板、弾性体、支持体、ブラケットならびにスライダをハウジングに収納して、前記フランジ部が前記ブラケットと前記ハウジングの上端折曲部の間に水平方向に移動可能に挟持されていることを特徴とする検出装置。 6. The detection device according to claim 5 , wherein a bracket is disposed on an outer peripheral portion of the printed wiring board via a support, a flange portion provided on an outer periphery of the slider is placed on the bracket, and the print wiring board, the elastic member, the support, accommodating the bracket and the slider in the housing, and wherein the flange portion is movably clamped in the horizontal direction between the upper end bent portion of the said bracket housing Detecting device.
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