入力装置
【課題】筐体の金属素材のような平坦な構造体である板部材を押圧するだけで、複数の入力位置からの入力を判別して入力することができる入力装置を提供すること。
【解決手段】複数の入力位置4、5においてそれぞれ厚さ方向に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域Gを有する板部材2a、2b、Bと、板部材Bの弾性変形領域Gの弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdを検出する入力位置検出手段6とを備えていることを特徴とする。
【解決手段】複数の入力位置4、5においてそれぞれ厚さ方向に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域Gを有する板部材2a、2b、Bと、板部材Bの弾性変形領域Gの弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdを検出する入力位置検出手段6とを備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報等の入力装置に係り、複数の入力位置からの入力を判別して入力するのに好適な入力装置に関する。
【背景技術】
【0002】
今日の携帯電話機等の電子機器の普及に伴い、当該電子機器への情報入力用の各種の入力装置が提案されている。
【0003】
例えば、電子機器のケースの端部およびその裏面に静電センサを配置した入力装置(特許文献1参照)や、タッチパネルの4隅に圧力センサを配置し、圧力センサからの出力によってタッチパネル上の操作位置の検出を行う入力装置(特許文献2参照)が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−052559号公報
【特許文献2】特開2006−126997号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記の携帯電話機等の電子機器においては、その多様化が進展し、電子機器の筐体の全体または一部に金属素材が採用されるようになった。この種の電子機器においては、筐体の金属素材部分に凸部を備えない入力装置、具体的には入力部が平坦な入力装置が求められている。
【0006】
しかしながら、前記の従来の入力装置においては、筐体の金属素材部分に採用することができない。
【0007】
なぜならば、特許文献1に提案されている静電容量変化を検出する静電センサにおいては、静電センサの静電容量の変化がばらつくことがあるし、耐防水性が不十分であるという問題がある。
【0008】
また、特許文献2に提案されている圧力センサのようなメカスイッチにおいては、入力時の押圧クリックに伴い押圧方向に所定のストロークを必要とするために、このようなストロークを設けることができない平坦な構造体である筐体の金属素材部分には採用することができなかった。
【0009】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、筐体の金属素材のような平坦な構造体である板部材を押圧するだけで、複数の入力位置からの入力を判別して入力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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の入力装置においては、複数の入力位置においてそれぞれ厚さ方向に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域を有する板部材と、前記板部材の弾性変形領域の弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置を検出する入力位置検出手段とを備えていることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の第2の態様の入力装置においては、前記各入力位置は、前記板部材の表面側に配置されており、前記入力位置検出手段は、前記板部材の裏面側の前記弾性変形領域にホイートストンブリッジ回路を形成するように配置された4個の歪みセンサ素子を有していることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の第3の態様の入力装置においては、前記板部材は、方形の対向する2辺若しくは3辺を固定支持されて弾性変形するように形成されており、前記ホイートストンブリッジ回路は、直列接続された2個の前記歪みセンサ素子からなる2組のブリッジ素子群を並列接続し、各並列接続点から給電され、各直列接続点からそれぞれ各ブリッジ素子群の電位が出力されるように形成されていることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の第4の態様の入力装置においては、前記各組のブリッジ素子群の相互に接続されていない2個の歪みセンサ素子が、前記板部材の固定支持された対向する2辺の対向方向中心点を中心として回転対称位置または前記中心点を通り対向方向と直交する若しくは平行な中心線に対する線対称位置に配置されていることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の第5の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と直交とさせると共に板部材の端部に配置されている ことを特徴とする。
【0015】
また、本発明の第6の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の前記対向方向中心に配置されていることを特徴とする。
【0016】
また、本発明の第7の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されていることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の第8の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と45度交差させると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記一方の歪みセンサ素子と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されていることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の第9の態様の入力装置においては、前記入力位置は、前記板部材の前記対向方向の両端部と中央部との3箇所または前記板部材の前記対向方向の両端部と前記対向方向の2箇所の中間部との4箇所とされていることを特徴とする。
【0019】
また、本発明の第10の態様の入力装置においては、板部材は金属製であることを特徴とする。
【0020】
また、本発明の第11の態様の入力装置においては、板部材は、中空状の方体を形成する表面部材の少なくとも1つの一部または全部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明は前記のように構成されていることにより、筐体の金属素材のような平坦な構造体である板部材を押圧するだけで、複数の入力位置からの入力を判別して入力することができる入力装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の入力装置を適用した携帯電話機を示す斜視図
【図2】本発明の入力装置の1実施形態を示す分解斜視図
【図3】図2に示す実施形態の正面図
【図4】図2に示す実施形態の回路基板の拡大平面図
【図5】図2に示す入力検出手段のホイートストンブリッジ回路を示す回路図
【図6】本発明の他の実施形態を示す図2と同様の図
【図7】本発明の更に他の実施形態を示す図2と同様の図
【図8】本発明の更に他の実施形態を示す図2と同様の図
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図8について説明する。
【0024】
図1は本発明の入力装置を取り付けた携帯電話機からなる電子機器1の全体を示している。
【0025】
この電子機器1は薄い直方体状の中空の筐体2の内部に種々の構成部材(図示せず)を内蔵するとともに、表面パネル2aの中央部分にLCD等からなる表示器3が取り付けられ、全体が防水加工されている。筐体2は、表面パネル2aに左右の側面パネル2b、底面パネル2cおよび上面パネル(図示せず)を立ち上げ形成した箱状部材に裏面パネル(図示せず)によって蓋を密閉するようにして形成されている。この筐体2の箱状部材は薄金属板の絞り加工によって一体成型するとよい。
【0026】
表面パネル2aの表示器3の下部には表面側の入力装置4(図1の破線部分参照)が取り付られており、3個所の入力位置SW1〜SW3が配置されている。また、右側の側面パネル2bには側面側の入力装置5(図1の破線部分参照)が取り付られており、4個所の入力位置SWa〜SWdが配置されている。
【0027】
両入力装置4、5を更に説明する。
【0028】
両入力装置4、5は、図2〜図5に示すように、それぞれ同様の構造を持って形成されている。
【0029】
図2および図3において、表面パネル2aおよび側面パネル2bを、説明の便のために、方形(図2において長方形)の薄い板部材とし、その対向する2辺(長て方向に対向する2辺)を固定支持した板部材として示している。図1においては、表面パネル2aおよび側面パネル2bは対向する2辺と他の1辺の3辺を固定支持されている。
【0030】
そして、両入力装置4、5は、複数の入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdにおいてそれぞれ厚さ方向(表面側から内側向き)に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域Gを有する板部材Bとしての薄金属板からなる表面パネル2aおよび側面パネル2bと、当該弾性変形領域Gの弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdを検出する入力位置検出手段6とによって形成されている。
【0031】
この入力位置検出手段6は、図2、図3および図4に示すように、薄フィルム状の回路基板7に構成各部を配置するとともに、板部材Bの裏面側に貼りつけて形成されている。
【0032】
また、入力位置検出手段6は、図2、図4および図5に示すように、板部材Bの裏面側の弾性変形領域Gにホイートストンブリッジ回路を形成するように4個の歪みセンサ素子SA1、SA2、SB1、SB2を配置して形成されている。
【0033】
このホイートストンブリッジ回路は、直列接続された2個の歪みセンサ素子(SA1、SA2)と(SB1、SB2)からなる2組のブリッジ素子群を並列接続し、各並列接続点をVCCとGNDに接続することによって給電され、各直列接続点からそれぞれ各ブリッジ素子群の電位SA、SBが出力されるように形成されている。これらのVCC、GND、SA、SBは、制御器8に接続されている。制御器8においては、電源回路(図示せず)を通してVCCとGNDとによってホイートストンブリッジ回路に給電するとともに、CPUやメモリ等(図示せず)によって検出された電位SA、SBの大きさに応じて入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdを判定する演算を実行して、入力情報を表示器3に出力して表示させる。
【0034】
図3に示すように、板部材Bは固定支持されている対向する2辺の中心部分を表面から裏面側に押圧力Pをもって押圧されると、同図鎖線に示すように裏面側に両持梁状に弾性変形する。この弾性変形により、板部材Bの対向方向の中央部分には対向方向に伸び、対向方向の両端部分にはそれぞれ対向方向に縮むこととなる。この対向方向への伸びおよび縮みを各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2によって検出する。
【0035】
図4に示すように、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2は、各組のブリッジ素子群の相互に接続されていない2個の歪みセンサ素子(SA1とSB2)と(SA2とSB1)が、板部材Bの固定支持された対向する2辺の対向方向中心点Oを中心として回転対称位置に配置されている。更に、図4に示す実施形態においては、1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Gの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と直交とさせると共に板部材Bの端部に配置されている。
【0036】
図4に示すように、歪み検出方向を板部材Gの前記対向方向と平行とされた一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、板部材Bの縮みを有効に検出して抵抗値が低下する。これに対し、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と直交とされた他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、板部材Bの縮みを検出しないので抵抗値が変化しない。ことより板部材Bの縮みおよび伸びの方向と歪センサ素子の歪み検出方向が平行若しくは傾斜している場合には、抵抗値が低下あるいは上昇するように変化し、直行している場合には抵抗値が変化しないことがわかる。また、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2は、入力位置と歪センサ素子との距離が近いほど抵抗値の上昇が大きい特性がある。
【0037】
図6は各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の別の配置を示す他の実施形態を示している。
【0038】
本実施形態においては、前記1組の一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの対向方向中心Oに配置されている。
【0039】
図7は各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の別の配置を示す更に他の実施形態を示している。
【0040】
本実施形態においては、一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部と前記対向方向中心Oとの中間に配置されている。
【0041】
図8は各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の別の配置を示す更に他の実施形態を示している。
【0042】
本実施形態においては、一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と45度交差させると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を一方の歪みセンサ素子SA1とSB2と平行とさせると共に板部材Bの端部と前記対向方向中心との中間に配置されている。本実施形態においては、板部材Bの前記対向方向と直行方向の寸法が大きい場合の検出に有効である。
【0043】
なお、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の更に他の配置位置としては前記中心点Oを通り対向方向と直交する若しくは平行な中心線に対する線対称位置としてもよい。
【0044】
次に、前記実施形態の作用を説明する。
【0045】
各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の配置が相違する図4、6〜8に示す4種類の入力装置において、制御器8による入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdの検出判断式を、例えば次のように設定する。
【0046】
ここでホイートストンブリッジ回路における電位SA、SBの出力を、それぞれΔSAおよびΔSBとする。
【0047】
1) ON判定については下記の通りとする。
第1に、ΔSAおよびΔSBがそれぞれある値以上をONとする。
第2に、ΔSA+ΔSBがある値以上をONとする。
このON判定により、指で押圧操作した時の加重と、携帯電話機のスイッチ部分に通常かかる加重とを明確に区別して、ONの判断を行うことができる。
【0048】
2) 入力位置の判定については下記の通りとする。
第1に、+と−のフラグ判定をおこなう。
第2に、ΔSB/ΔSA≒1の場合には、中央の入力位置のONと判断する。
第3に、ΔSB/ΔSA≒1を越えている場合には、中央より右側の入力位置のONと判断する。
第4に、ΔSB/ΔSA≒1未満の場合には、中央より左側の入力位置のONと判断する。
【0049】
3) 3個所の入力位置SW1〜SW3の判断については、下記の通りとする。
第1に、ΔSA>ΔSBの場合には、呼び出しボタンSW1のONと判断する。
第2に、ΔSA=ΔSBの場合には、メニューボタンSW2のONと判断する。
第3に、ΔSA<ΔSBの場合には、電源ボタンSW3のONと判断する。
【0050】
4) 4個所の「入力位置SWa〜SWdの判断については、下記の通りとする。
第1に、ΔSA>>ΔSBの場合には、カメラのズーム大ボタンSWaのONと判断する。
第2に、ΔSA>ΔSBの場合には、カメラのズーム小ボタンSWbのONと判断する。
第3に、ΔSA<ΔSBの場合には、音量が大ボタンSWcのONと判断する。
第4に、ΔSA<<ΔSBの場合には、音量が小ボタンSWdのONと判断する。
【0051】
前記の1)〜4)の判断は制御器8によって実行され、その結果が表示器3に表示され、操作者は情報入力が適正に実行されたか否かを正確に判断することができる。
【0052】
本実施形態においては、筐体2の金属素材のような平坦な構造体である板部材2a、2b、Bを押圧するだけで、複数の入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdからの入力を判別して入力することができる入力装置4、5を得ることができる。
【0053】
また、入力検出手段6においてホイートストンブリッジ回路を用いるとともに、直列接続されている歪センサ素子の中間点の電位SA、SBを取得して入力位置を正確に判定することができる。特に、複数の歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の配置を工夫することにより、各歪センサ素子の抵抗値の変化を確実に取り出して、正確な位置特定をした入力位置判断を行うことができる。
【0054】
また、入力装置4、5においては、表面側の板部材Bの裏面側にフィルム状に形成された入力検出手段6を貼ることによって、シームレス構造とするとともに、全部の歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2を同一部材とすることにより、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の温度特性による抵抗値変化を打ち消すことができるとともに、性能を安定化させることができる。
【0055】
また、平板状の板部材2a、2b、Bを製品の筐体2に設けることにより、当該板部材Bが弾性変形(撓み)しやすくなり、歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の抵抗値変化が十分に得られるので、出力値の確保が可能となる等の効果が得られる。
【0056】
なお、本発明は前記実施例に限定されず、必要に応じて変更することができる。
【符号の説明】
【0057】
1 電子機器
2 筐体
2a 表面パネル
2b 側面パネル
4、5 入力装置
6 入力検出手段
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報等の入力装置に係り、複数の入力位置からの入力を判別して入力するのに好適な入力装置に関する。
【背景技術】
【0002】
今日の携帯電話機等の電子機器の普及に伴い、当該電子機器への情報入力用の各種の入力装置が提案されている。
【0003】
例えば、電子機器のケースの端部およびその裏面に静電センサを配置した入力装置(特許文献1参照)や、タッチパネルの4隅に圧力センサを配置し、圧力センサからの出力によってタッチパネル上の操作位置の検出を行う入力装置(特許文献2参照)が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−052559号公報
【特許文献2】特開2006−126997号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記の携帯電話機等の電子機器においては、その多様化が進展し、電子機器の筐体の全体または一部に金属素材が採用されるようになった。この種の電子機器においては、筐体の金属素材部分に凸部を備えない入力装置、具体的には入力部が平坦な入力装置が求められている。
【0006】
しかしながら、前記の従来の入力装置においては、筐体の金属素材部分に採用することができない。
【0007】
なぜならば、特許文献1に提案されている静電容量変化を検出する静電センサにおいては、静電センサの静電容量の変化がばらつくことがあるし、耐防水性が不十分であるという問題がある。
【0008】
また、特許文献2に提案されている圧力センサのようなメカスイッチにおいては、入力時の押圧クリックに伴い押圧方向に所定のストロークを必要とするために、このようなストロークを設けることができない平坦な構造体である筐体の金属素材部分には採用することができなかった。
【0009】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、筐体の金属素材のような平坦な構造体である板部材を押圧するだけで、複数の入力位置からの入力を判別して入力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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の入力装置においては、複数の入力位置においてそれぞれ厚さ方向に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域を有する板部材と、前記板部材の弾性変形領域の弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置を検出する入力位置検出手段とを備えていることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の第2の態様の入力装置においては、前記各入力位置は、前記板部材の表面側に配置されており、前記入力位置検出手段は、前記板部材の裏面側の前記弾性変形領域にホイートストンブリッジ回路を形成するように配置された4個の歪みセンサ素子を有していることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の第3の態様の入力装置においては、前記板部材は、方形の対向する2辺若しくは3辺を固定支持されて弾性変形するように形成されており、前記ホイートストンブリッジ回路は、直列接続された2個の前記歪みセンサ素子からなる2組のブリッジ素子群を並列接続し、各並列接続点から給電され、各直列接続点からそれぞれ各ブリッジ素子群の電位が出力されるように形成されていることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の第4の態様の入力装置においては、前記各組のブリッジ素子群の相互に接続されていない2個の歪みセンサ素子が、前記板部材の固定支持された対向する2辺の対向方向中心点を中心として回転対称位置または前記中心点を通り対向方向と直交する若しくは平行な中心線に対する線対称位置に配置されていることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の第5の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と直交とさせると共に板部材の端部に配置されている ことを特徴とする。
【0015】
また、本発明の第6の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の前記対向方向中心に配置されていることを特徴とする。
【0016】
また、本発明の第7の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されていることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の第8の態様の入力装置においては、前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と45度交差させると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記一方の歪みセンサ素子と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されていることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の第9の態様の入力装置においては、前記入力位置は、前記板部材の前記対向方向の両端部と中央部との3箇所または前記板部材の前記対向方向の両端部と前記対向方向の2箇所の中間部との4箇所とされていることを特徴とする。
【0019】
また、本発明の第10の態様の入力装置においては、板部材は金属製であることを特徴とする。
【0020】
また、本発明の第11の態様の入力装置においては、板部材は、中空状の方体を形成する表面部材の少なくとも1つの一部または全部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明は前記のように構成されていることにより、筐体の金属素材のような平坦な構造体である板部材を押圧するだけで、複数の入力位置からの入力を判別して入力することができる入力装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の入力装置を適用した携帯電話機を示す斜視図
【図2】本発明の入力装置の1実施形態を示す分解斜視図
【図3】図2に示す実施形態の正面図
【図4】図2に示す実施形態の回路基板の拡大平面図
【図5】図2に示す入力検出手段のホイートストンブリッジ回路を示す回路図
【図6】本発明の他の実施形態を示す図2と同様の図
【図7】本発明の更に他の実施形態を示す図2と同様の図
【図8】本発明の更に他の実施形態を示す図2と同様の図
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図8について説明する。
【0024】
図1は本発明の入力装置を取り付けた携帯電話機からなる電子機器1の全体を示している。
【0025】
この電子機器1は薄い直方体状の中空の筐体2の内部に種々の構成部材(図示せず)を内蔵するとともに、表面パネル2aの中央部分にLCD等からなる表示器3が取り付けられ、全体が防水加工されている。筐体2は、表面パネル2aに左右の側面パネル2b、底面パネル2cおよび上面パネル(図示せず)を立ち上げ形成した箱状部材に裏面パネル(図示せず)によって蓋を密閉するようにして形成されている。この筐体2の箱状部材は薄金属板の絞り加工によって一体成型するとよい。
【0026】
表面パネル2aの表示器3の下部には表面側の入力装置4(図1の破線部分参照)が取り付られており、3個所の入力位置SW1〜SW3が配置されている。また、右側の側面パネル2bには側面側の入力装置5(図1の破線部分参照)が取り付られており、4個所の入力位置SWa〜SWdが配置されている。
【0027】
両入力装置4、5を更に説明する。
【0028】
両入力装置4、5は、図2〜図5に示すように、それぞれ同様の構造を持って形成されている。
【0029】
図2および図3において、表面パネル2aおよび側面パネル2bを、説明の便のために、方形(図2において長方形)の薄い板部材とし、その対向する2辺(長て方向に対向する2辺)を固定支持した板部材として示している。図1においては、表面パネル2aおよび側面パネル2bは対向する2辺と他の1辺の3辺を固定支持されている。
【0030】
そして、両入力装置4、5は、複数の入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdにおいてそれぞれ厚さ方向(表面側から内側向き)に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域Gを有する板部材Bとしての薄金属板からなる表面パネル2aおよび側面パネル2bと、当該弾性変形領域Gの弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdを検出する入力位置検出手段6とによって形成されている。
【0031】
この入力位置検出手段6は、図2、図3および図4に示すように、薄フィルム状の回路基板7に構成各部を配置するとともに、板部材Bの裏面側に貼りつけて形成されている。
【0032】
また、入力位置検出手段6は、図2、図4および図5に示すように、板部材Bの裏面側の弾性変形領域Gにホイートストンブリッジ回路を形成するように4個の歪みセンサ素子SA1、SA2、SB1、SB2を配置して形成されている。
【0033】
このホイートストンブリッジ回路は、直列接続された2個の歪みセンサ素子(SA1、SA2)と(SB1、SB2)からなる2組のブリッジ素子群を並列接続し、各並列接続点をVCCとGNDに接続することによって給電され、各直列接続点からそれぞれ各ブリッジ素子群の電位SA、SBが出力されるように形成されている。これらのVCC、GND、SA、SBは、制御器8に接続されている。制御器8においては、電源回路(図示せず)を通してVCCとGNDとによってホイートストンブリッジ回路に給電するとともに、CPUやメモリ等(図示せず)によって検出された電位SA、SBの大きさに応じて入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdを判定する演算を実行して、入力情報を表示器3に出力して表示させる。
【0034】
図3に示すように、板部材Bは固定支持されている対向する2辺の中心部分を表面から裏面側に押圧力Pをもって押圧されると、同図鎖線に示すように裏面側に両持梁状に弾性変形する。この弾性変形により、板部材Bの対向方向の中央部分には対向方向に伸び、対向方向の両端部分にはそれぞれ対向方向に縮むこととなる。この対向方向への伸びおよび縮みを各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2によって検出する。
【0035】
図4に示すように、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2は、各組のブリッジ素子群の相互に接続されていない2個の歪みセンサ素子(SA1とSB2)と(SA2とSB1)が、板部材Bの固定支持された対向する2辺の対向方向中心点Oを中心として回転対称位置に配置されている。更に、図4に示す実施形態においては、1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Gの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と直交とさせると共に板部材Bの端部に配置されている。
【0036】
図4に示すように、歪み検出方向を板部材Gの前記対向方向と平行とされた一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、板部材Bの縮みを有効に検出して抵抗値が低下する。これに対し、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と直交とされた他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、板部材Bの縮みを検出しないので抵抗値が変化しない。ことより板部材Bの縮みおよび伸びの方向と歪センサ素子の歪み検出方向が平行若しくは傾斜している場合には、抵抗値が低下あるいは上昇するように変化し、直行している場合には抵抗値が変化しないことがわかる。また、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2は、入力位置と歪センサ素子との距離が近いほど抵抗値の上昇が大きい特性がある。
【0037】
図6は各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の別の配置を示す他の実施形態を示している。
【0038】
本実施形態においては、前記1組の一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの対向方向中心Oに配置されている。
【0039】
図7は各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の別の配置を示す更に他の実施形態を示している。
【0040】
本実施形態においては、一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と平行とさせると共に板部材Bの端部と前記対向方向中心Oとの中間に配置されている。
【0041】
図8は各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の別の配置を示す更に他の実施形態を示している。
【0042】
本実施形態においては、一方のブリッジ素子群の歪みセンサ素子SA1とSB2は、歪み検出方向を板部材Bの前記対向方向と45度交差させると共に板部材Bの端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子SA2とSB1は、歪み検出方向を一方の歪みセンサ素子SA1とSB2と平行とさせると共に板部材Bの端部と前記対向方向中心との中間に配置されている。本実施形態においては、板部材Bの前記対向方向と直行方向の寸法が大きい場合の検出に有効である。
【0043】
なお、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の更に他の配置位置としては前記中心点Oを通り対向方向と直交する若しくは平行な中心線に対する線対称位置としてもよい。
【0044】
次に、前記実施形態の作用を説明する。
【0045】
各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の配置が相違する図4、6〜8に示す4種類の入力装置において、制御器8による入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdの検出判断式を、例えば次のように設定する。
【0046】
ここでホイートストンブリッジ回路における電位SA、SBの出力を、それぞれΔSAおよびΔSBとする。
【0047】
1) ON判定については下記の通りとする。
第1に、ΔSAおよびΔSBがそれぞれある値以上をONとする。
第2に、ΔSA+ΔSBがある値以上をONとする。
このON判定により、指で押圧操作した時の加重と、携帯電話機のスイッチ部分に通常かかる加重とを明確に区別して、ONの判断を行うことができる。
【0048】
2) 入力位置の判定については下記の通りとする。
第1に、+と−のフラグ判定をおこなう。
第2に、ΔSB/ΔSA≒1の場合には、中央の入力位置のONと判断する。
第3に、ΔSB/ΔSA≒1を越えている場合には、中央より右側の入力位置のONと判断する。
第4に、ΔSB/ΔSA≒1未満の場合には、中央より左側の入力位置のONと判断する。
【0049】
3) 3個所の入力位置SW1〜SW3の判断については、下記の通りとする。
第1に、ΔSA>ΔSBの場合には、呼び出しボタンSW1のONと判断する。
第2に、ΔSA=ΔSBの場合には、メニューボタンSW2のONと判断する。
第3に、ΔSA<ΔSBの場合には、電源ボタンSW3のONと判断する。
【0050】
4) 4個所の「入力位置SWa〜SWdの判断については、下記の通りとする。
第1に、ΔSA>>ΔSBの場合には、カメラのズーム大ボタンSWaのONと判断する。
第2に、ΔSA>ΔSBの場合には、カメラのズーム小ボタンSWbのONと判断する。
第3に、ΔSA<ΔSBの場合には、音量が大ボタンSWcのONと判断する。
第4に、ΔSA<<ΔSBの場合には、音量が小ボタンSWdのONと判断する。
【0051】
前記の1)〜4)の判断は制御器8によって実行され、その結果が表示器3に表示され、操作者は情報入力が適正に実行されたか否かを正確に判断することができる。
【0052】
本実施形態においては、筐体2の金属素材のような平坦な構造体である板部材2a、2b、Bを押圧するだけで、複数の入力位置SW1〜SW3、SWa〜SWdからの入力を判別して入力することができる入力装置4、5を得ることができる。
【0053】
また、入力検出手段6においてホイートストンブリッジ回路を用いるとともに、直列接続されている歪センサ素子の中間点の電位SA、SBを取得して入力位置を正確に判定することができる。特に、複数の歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の配置を工夫することにより、各歪センサ素子の抵抗値の変化を確実に取り出して、正確な位置特定をした入力位置判断を行うことができる。
【0054】
また、入力装置4、5においては、表面側の板部材Bの裏面側にフィルム状に形成された入力検出手段6を貼ることによって、シームレス構造とするとともに、全部の歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2を同一部材とすることにより、各歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の温度特性による抵抗値変化を打ち消すことができるとともに、性能を安定化させることができる。
【0055】
また、平板状の板部材2a、2b、Bを製品の筐体2に設けることにより、当該板部材Bが弾性変形(撓み)しやすくなり、歪センサ素子SA1、SA2、SB1、SB2の抵抗値変化が十分に得られるので、出力値の確保が可能となる等の効果が得られる。
【0056】
なお、本発明は前記実施例に限定されず、必要に応じて変更することができる。
【符号の説明】
【0057】
1 電子機器
2 筐体
2a 表面パネル
2b 側面パネル
4、5 入力装置
6 入力検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の入力位置においてそれぞれ厚さ方向に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域を有する板部材と、
前記板部材の弾性変形領域の弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置を検出する入力位置検出手段と
を備えていることを特徴とする入力装置。
【請求項2】
前記各入力位置は、前記板部材の表面側に配置されており、
前記入力位置検出手段は、前記板部材の裏面側の前記弾性変形領域にホイートストンブリッジ回路を形成するように配置された4個の歪みセンサ素子を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
【請求項3】
前記板部材は、方形の対向する2辺若しくは3辺を固定支持されて弾性変形するように形成されており、
前記ホイートストンブリッジ回路は、直列接続された2個の前記歪みセンサ素子からなる2組のブリッジ素子群を並列接続し、各並列接続点から給電され、各直列接続点からそれぞれ各ブリッジ素子群の電位が出力されるように形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の入力装置。
【請求項4】
前記各組のブリッジ素子群の相互に接続されていない2個の歪みセンサ素子が、前記板部材の固定支持された対向する2辺の対向方向中心点を中心として回転対称位置または前記中心点を通り対向方向と直交する若しくは平行な中心線に対する線対称位置に配置されている
ことを特徴とする請求項3に記載の入力装置。
【請求項5】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と直交とさせると共に板部材の端部に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項6】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の前記対向方向中心に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項7】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項8】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と45度交差させると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記一方の歪みセンサ素子と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項9】
前記入力位置は、前記板部材の前記対向方向の両端部と中央部との3箇所または前記板部材の前記対向方向の両端部と前記対向方向の2箇所の中間部との4箇所とされている
ことを特徴とする請求項3から請求項8のいずれか1項に記載の入力装置。
【請求項10】
板部材は金属製である
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の入力装置。
【請求項11】
板部材は、中空状の方体を形成する表面部材の少なくとも1つの一部または全部である
ことを特徴とする請求項10に記載の入力装置。
【請求項1】
複数の入力位置においてそれぞれ厚さ方向に押圧入力されると弾性変形する弾性変形領域を有する板部材と、
前記板部材の弾性変形領域の弾性変形度合いに応じて押圧入力された入力位置を検出する入力位置検出手段と
を備えていることを特徴とする入力装置。
【請求項2】
前記各入力位置は、前記板部材の表面側に配置されており、
前記入力位置検出手段は、前記板部材の裏面側の前記弾性変形領域にホイートストンブリッジ回路を形成するように配置された4個の歪みセンサ素子を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
【請求項3】
前記板部材は、方形の対向する2辺若しくは3辺を固定支持されて弾性変形するように形成されており、
前記ホイートストンブリッジ回路は、直列接続された2個の前記歪みセンサ素子からなる2組のブリッジ素子群を並列接続し、各並列接続点から給電され、各直列接続点からそれぞれ各ブリッジ素子群の電位が出力されるように形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の入力装置。
【請求項4】
前記各組のブリッジ素子群の相互に接続されていない2個の歪みセンサ素子が、前記板部材の固定支持された対向する2辺の対向方向中心点を中心として回転対称位置または前記中心点を通り対向方向と直交する若しくは平行な中心線に対する線対称位置に配置されている
ことを特徴とする請求項3に記載の入力装置。
【請求項5】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と直交とさせると共に板部材の端部に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項6】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の前記対向方向中心に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項7】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項8】
前記1組のブリッジ素子群の一方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記板部材の前記対向方向と45度交差させると共に板部材の端部に配置されており、他方の歪みセンサ素子は、歪み検出方向を前記一方の歪みセンサ素子と平行とさせると共に板部材の端部と前記対向方向中心との中間に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。
【請求項9】
前記入力位置は、前記板部材の前記対向方向の両端部と中央部との3箇所または前記板部材の前記対向方向の両端部と前記対向方向の2箇所の中間部との4箇所とされている
ことを特徴とする請求項3から請求項8のいずれか1項に記載の入力装置。
【請求項10】
板部材は金属製である
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の入力装置。
【請求項11】
板部材は、中空状の方体を形成する表面部材の少なくとも1つの一部または全部である
ことを特徴とする請求項10に記載の入力装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【公開番号】特開2012−146125(P2012−146125A)
【公開日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−3922(P2011−3922)
【出願日】平成23年1月12日(2011.1.12)
【出願人】(000010098)アルプス電気株式会社 (4,263)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年1月12日(2011.1.12)
【出願人】(000010098)アルプス電気株式会社 (4,263)
【Fターム(参考)】
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