CN1312567C

CN1312567C - 输入装置

Info

Publication number: CN1312567C
Application number: CNB2005100728471A
Authority: CN
Inventors: 佐藤忠满
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: JP2005338898A; JP4245512B2; CN1702609A; US7893921B2; US20050259081A1

Abstract

本发明的目的在于提供一种输入装置，其通过利用从第一次输入机构输出的座标数据，即使仅设置一条开关信号线，也能够特定处于输入状态的开关。多个按压型开关元件(SW)与一条开关信号线(15)相连接，从上述开关信号线(15)检测开关信号时，就能够基于从第一次输入传感器(5)得到的座标数据，来特定处于输入状态的上述按压型开关元件。在本发明中，若利用上述座标数据，仅设置一条开关信号线(15)，就能够特定处于输入状态的按压型开关元件，因此，能够提供一种能够适应于输入装置的小型化、此外不需要变更控制部一侧的设计、并且噪声产生得少的输入装置。

Description

输入装置

技术领域

本发明涉及一种输入装置，其具有：可输入座标的第一次输入机构、和具有多个按压型开关元件的第二次输入机构。

背景技术

下述专利文献1涉及例如便携式电话的输入装置，专利文献1中的输入装置的结构为：具有静电电容式或压敏式平面式输入装置4、形成在其表面的表面薄板7、和可进行开关输入的开关元件11(参照专利文献1的图2和图7)

如该专利文献1的[0022]等栏中所记载地，在上述平面式输入装置4中可进行座标输入，通过按压专利文献1的图1中示出的指示显示8来输入数字或文字，或转换为某种模式，由此，发挥能够上卷(scroll)显示面板3中显示的画面等功能(专利文献1的[0030]栏～[0032]栏等)。

此外，例如专利文献1的[0043]栏中所记载地，按压开关元件11后变为输入状态时，忽视在平面式输入装置4中生成的座标输入信号、仅识别开关元件11的输入，例如，开关元件的输入就具有作为预定的“确定按钮”的功能。

【专利文献1】日本特开2002-123363号公报

且说，上述开关元件11在各个开关中与单条信号线连接，多条信号线在控制部一侧与开关位置检测部连接，检测开关信号时，通常在上述开关位置检测部中，以发送了开关信号的信号线为基础，特定输入状态的开关元件11。

但是，特别是如便携式电话这样地，搭载在小型的电子设备中的输入装置也需要小型化，要在限定的面积内设计与设置在上述输入装置内的多个开关元件11相对应的多条信号线的布线，尤其是增加开关元件11的数量就很困难。

此外，由开关元件11的数量的变更，就不得不也变更检测开关信号的控制部一侧的设计。

另外，若在各开关元件11中单个地设置开关信号线，也有容易产生噪声的问题。

发明内容

因此，本发明是用于解决上述课题的，特别是其目的在于提供一种输入装置，该输入装置通过利用从第一次输入机构输出的座标数据，即使仅设置一条开关信号线，也能够特定处于输入状态的开关。

本发明的输入装置具有：表面具有操作面的表面薄板；设置在上述表面薄板的下侧的、可进行座标输入的第一次输入机构；设置在上述第一次输入机构下侧的、具有多个按压型开关元件的第二次输入机构，该输入装置的特征在于，上述按压型开关元件与开关信号线连接，上述开关信号线的数量少于上述按压型开关元件的数量，向上述第二次输入机构方向按压上述操作面，某一个按压型开关元件变为输入状态，从上述开关信号线检测开关信号，基于从上述第一次输入机构得到的座标数据，特定处于输入状态的上述按压型开关元件。

在本发明中，上述按压型开关元件与开关信号线连接，上述按压型开关信号线的数量少于上述开关元件的数量，从上述开关信号线检测到开关信号时，能够基于从上述第一次输入机构得到的座标数据，来特定处于输入状态的上述按压型开关元件。

这样，在本发明中，即使使上述开关信号线的数量少于上述按压型开关元件的数量、不能从上述开关信号线特定开关元件的位置，若利用上述座标数据，就能够特定处于输入状态的按压型开关元件，因此，能够提供一种能够适应于输入装置的小型化、此外不需要变更控制部一侧的设计、并且噪声产生得少的输入装置。

特别是在本发明中，最好全部的按压型开关元件与一条开关信号线连接。若利用上述座标数据，仅设置一条开关信号线，也能够特定处于输入状态的按压型开关元件。

此外，在本发明中，最好设置座标数据修正机构，该座标数据修正机构使用预定的算法修正从上述第一次输入机构接收到的座标数据。

具体地说，最好，在上述座标数据修正机构中，具有使过去的多个座标数据平均化的算法。或者，最好，在上述座标数据修正机构中，具有忽视与座标数据相对应的位数据中的预定的低位比特、仅使用高位比特来特定上述座标数据的算法。

即使考虑在按压操作面时操作者按压某持定处，由于该操作者的按压习惯等而使按压位置偏移，其结果，输出引起了位置偏移的座标数据，就有若输出与处于本来输入状态的开关元件不同的开关元件而输出误信号的可能性。特别是，若各开关元件间的间隔变窄，进一步若输入应该处于本来输入状态的相邻的开关，就容易产生错误的信号。因此，最好使从第一次输入机构接收到的座标数据、例如过去接收到的多个座标数据平均化，中和座标数据的偏差，提高开关位置的检测精度。

此外，在本发明中，例如，上述第一次输入机构是电容式传感器。特别是若是电容传感器，则容易产生上述的座标数据的位置偏移，因此，在有关情况下，通过使用上述的座标数据修正机构，就能够更有效地提高开关位置的检测精度。

发明的效果

在本发明中，按压式开关元件有多个，上述按压型开关元件与开关信号线连接，上述开关信号线的数量少于上述按压型开关元件的数量，若从上述开关信号线检测开关信号，则能够基于从第一次输入机构得到的座标数据，来特定处于输入状态的上述按压型开关元件。

这样，在本发明中，即使使上述开关信号线的数量少于上述开关元件的数量，不能从上述开关信号线特定开关元件的位置，若利用上述座标数据，就能够特定处于输入状态的按压型开关元件，因此，能够提供一种能够适应于输入装置的小型化、此外不需要变更控制部侧的设计、并且噪声产生得少的输入装置。

附图说明

图1是搭载了本发明的输入装置的便携式电话的部分立体图。

图2是本发明的输入转置的部分分解立体图。

图3是图2中示出的III-III线的部分剖面图。

图4是第二次输入装置的电路图。

图5是按压了图3中示出的输入装置时的状态图(部分剖面图)。

图6是图3的开关输入状态时的电路图。

图7是本发明的输入装置的框图。

图8是示出从座标数据的接收到开关位置的检测的一系列流程的流程图。

图9是用于说明本发明的座标数据修正机构的一例的说明图。

具体实施方式

图1是搭载了本发明的输入转置的便携式电话的部分立体图，图2是本发明的输入装置的部分分解立体图，图3是图2中示出的III-III线的部分剖面图，图4是第二次输入机构的电路图，图5是按压了图3中示出的输入装置时的状态图(部分剖面图)，图6是图3的开关输入状态时的电路图，图7是本发明中的输入装置的框图，图8是示出从座标数据的接收到开关位置的检测的一系列流程的流程图，图9是用于说明本发明中的座标数据修正机构的一例的说明图。

图1中示出的便携式电话1在外壳2中搭载了作为显示装置的显示面板3和输入装置4。显示面板3包括黑白型或彩色型的液晶面板、或EL面板。

上述输入装置4用于信息的输入，本实施例的输入装置4的结构为，具有第一次输入传感器5(第一次输入机构)和第二次输入开关6(第二次输入机构)。

图2中示出的显示薄板7由PET等树脂制薄板或硅酮橡胶等形成，在其表面(操作面7a)上用印刷工序或复印工序来形成示出文字、数字或记号等多个单个的输入处的指示显示8。此外，在各个指示显示8中形成示出输入处的圆形的框，在该框内印刷或复印着文字、数字或记号等。

上述显示薄板7也可以变形为凹凸状、以便上述指示显示8的部分成为凸形，或者，也可以如图3所示，在显示薄板7的表面上固定了用橡胶等形成的凸体8A，在该凸体8A的表面印刷或复印上述文字、数字或记号等。

图2中示出的第一次输入传感器5是静电电容式或压敏式传感器，可以进行座标输入。作为静电电容式，由Ag(银)系糊形成的X方向检测电极5a和Y方向检测电极5b在树脂薄板9的上下相对成矩阵状，所述树脂薄板9具有绝缘性，并且由具有预定的介电常数的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等形成。

然后，在形成了导电图形的基板上配置树脂薄板9，使上述各电极5a、5b与形成在上述基板上的导电图形连接。这样，通过手指等介质碰触上述指示显示8上等，在接触到的位置中，X方向检测电极5a和Y方向检测电极5b之间的静电电容就变化，其结果，就能进行X-Y座标的输入。

此外，图2中示出的第一次输入传感器5也可以是压敏式传感器。作为压敏式传感器，具有对X和Y方向给予电位差的电阻和与上述电阻相对的导电体，通过用手指等按压，而使上述导电体和上述电阻接触，电阻值发生变化，就能进行座标的输入。

如图3所示，在上述第一次输入传感器5的背面一侧配置绝缘薄板10。上述绝缘薄板10由树脂等形成，在上述绝缘薄板10的背面一侧，在与设置在后述的各个按压型开关元件11上的固定电极12在高度方向中相对的位置上，向着上述固定电极12的方向突出形成凸条部10a(修边trim)。

图2和图3中示出的第二次输入开关6在例如PET制树脂薄板13的上表面一侧具有固定电极12和与各个上述固定电极12对应设置的可动电极13。

上述固定电极12形成为大致圆形，在其周围，距上述固定电极12空出预定间隔设置着大致环形的周围电极14。如图3所示，在上述周围电极14上设置着穹顶状(膜片状)的上述可动电极13。

如图3所示，形成为穹顶状的上述可动电极13的中心13a与上述固定电极12在高度方向上一致。即，上述固定电极12、上述可动电极13的中心13a、以及树脂薄板10的凸条部10a在高度方向上一致。

如图3所示，由于邻接的周围电极14彼此之间电气性连结，因此，多个可动电极13就成为通过上述周围电极14电连接的状态。

如图3所示，在上述树脂薄板13的背面一侧设置公共电极15(开关信号线)，上述公共电极15和上述固定电极12电连接。

上述第二次输入开关6的电路图如图4所示，电源供给线16(电源供给线16具有形成在可动电极13、周围电极14和无图示的树旨薄板13上的导电图形。)与开关信号线15之间并联着多个按压型开关元件SW1、SW2、SW3、…。

上述按压型开关元件SW1、SW2、SW3、…如图2所示，例如分别被设置在与指示显示8在高度方向上相对的位置上。

在图3的操作前的状态中，上述表面薄板4和第一次输入传感器5不变形，构成各按压型开关元件SW的可动电极13也成为维持了穹顶状的形状。

若例如用手指和笔等向下按压显示了图2中示出的“7”的数字的指示显示8时，就如图5所示，上述表面薄板4和第一次输入传感器5就共同挠性变形，成为凹下的状态。通过这时的按压力，就使按压型开关元件SW1的上述可动电极13向下翻转，施加预定以上的按压力时，上述可动电极13的中心13a就与设置于上述可动电极13的下侧的固定电极12接触。

这样，按压型开关元件SW1的上述可动电极13与固定电极12就导通，如图6所示，上述开关元件SW1变为导通状态，输出开关信号SG。

再有，如图5所示，使上述可动电极13向下翻转时，就从上述可动电极13产生按压反作用力。该按压反作用力被作为“卡嗒”感而被传递给操作者的手指，给予上述操作者所谓的已准确按下的认识。

以下关于本发明的特征部分进行说明。

例如在静电电容式传感器的第一次输入传感器5中，通过图5的被按压的位置上的静电电容发生变化，而在图7中示出的控制部24内的座标数据接收部21接收按压位置的座标数据(图8的步骤ST1)。

在本发明中的输入装置4当前具有作为某种预定模式的功能时，例如，通过用手指等在图1和图2中示出的操作面7a上描画，显示在显示面板3上的光标就随着手指的移动进行移动，在上述显示面板3上显示的综合控制系统上对照光标，使例如“1”的指示显示8作为“决定按钮”的功能时，通过向下按压上述“1”的指示显示8，位于上述指示显示8的下面的开关元件SW一成为输入状态(导通状态)，就能够打开上述显示面板3上显示的综合控制系统。

在图7中示出的控制部24中，在上述预定模式时，时常用座标数据接收部21读入座标数据，除非用开关信号检测部20检测开关信号，否则就基于座标数据，使显示面板上显示的光标移动。

在本发明中，如图4所示，多个按压型开关元件SW与一条开关信号线15连接，若当前使手指停止在图2中示出的“1”的指示显示8上，向下按压指示显示8时，位于上述“1”的指示显示8的下面的开关元件SW就成为输入状态，如图6所示，就从开关信号线15输出开关信号SG。

在本发明中，不象现有技术那样地在每个开关元件SW上各设置一条开关信号线15，而在一条开关信号线15上连接了全部的开关元件SW，因此，不管哪个开关元件SW成为输入状态，都从上述开关信号线15输出相同的开关信号SG。

如图7所示，检测部24的开关信号检测部20检测上述开关信号SG时(图8的步骤ST2)，就在设置于控制部24内的开关位置检测部22中，基于在座标数据接收部21中接收到的、当前正按压的位置上的座标数据，来特定处于输入状态的开关元件SW(图8的步骤ST4)。

由上述开关位置检测部22特定处于输入状态的开关元件SW是位于“1”的指示显示8下面的开关时，就向无图示的CPU发送作为位于“1”的指示显示8下面的开关元件11的开关确定信号，在CPU中判断为“已按下了打开综合控制系统的决定按钮”，打开上述显示面板3上显示的综合控制系统。

如上所述，在本发明中，多个按压型开关元件SW全部与一条开关信号线15连接，接受按压力后一个按压型开关元件SW变为输入状态，从上述开关信号线15检测开关信号SG时，就基于从第一次输入传感器5得到的座标数据，来特定变为输入状态的按压型开关元件SW的位置。

因此，即使不象现有技术这样地对各个开关元件SW设置单个信号线，而仅设置了一条信号线15，也能够通过利用上述座标数据来判别变为输入状态的开关元件SW，信号线不复杂，特别是即使开关元件SW的数量增加了，也能够适当地实现输入装置4的小型化。

此外，由于即使开关元件SW的数量有变动，从第二次输入开关6向控制部24连接的信号线15也只有一条，因此，不需要变更上述控制部24侧的设计。

此外，与向各个开关元件SW引单个信号线相比，通过仅使用一条信号线15，就能抑制噪声的产生。

再有，在本发明中，若信号线15的数量至少比上述开关元件SW的数量少，则与现有技术相比，信号线的布线设计就变得简单，此外，也能够有助于输入装置4的小型化。

例如，在开关元件SW是10个时，使每5个开关元件SW分别与2条信号线15连接。即使某个开关元件SW变为输入状态，由于没向开关元件SW单个地引信号线，因此，就不能用来自信号线的开关信号SG来特定被按压的开关元件SW的位置，但通过利用上述座标数据，就能判别变为了输入状态的开关元件SW。

且说，在按压操作面7a时，考虑到操作者按压着某个特定处，在该操作者的按压习惯或者无意识中按压位置偏移了，其结果，就输出引起了位置偏移的座标数据，从而有若输入与处于本来输入状态的开关元件SW不同的开关元件、就产生误信号的可能性。特别是若各开关元件SW间的间隔变窄，再有，若进一步输入了应该处于本来输入状态的相邻的开关，就容易产生错误的信号。

因此，在本发明中，如图7所示，最好在上述控制部24中设置座标数据修正部23，使用预定的算法修正来从上述第一次输入传感器5得到的座标数据。

这样的数据修正如图8所示，在接收座标数据(步骤ST1)、检测到了开关信号后(步骤ST2)，进行座标数据的修正(步骤ST3)。再有，若不检测开关信号，就不进行座标数据的修正，而以接收到的座标数据为基础的预定模式作用(例如上述光标的移动等)(步骤ST5)，再次返回到步骤ST1，反复进行步骤ST1一步骤ST2一步骤ST5，直到检测到开关信号。

关于在上述座标数据修正部23中进行的预定的算法的具体例进行说明，可以提出一种例如使过去的多个座标数据平均化的算法。

若是该方法，在无图示的存储部中存储每预定时间接收到的多次座标数据，使上述座标数据平均化，由此能够中和由位置偏移产生的不规则的座标数据的信息。例如，在用手指按压了图2中示出的“1”的指示显示8上时，即使无意识地倾斜手指进行了按压而接收到了每预定时间接收到的10次的座标数据中最后一次座标数据作为接近“2”的指示显示2的位置上的座标数据，由于该最后数据被到此为止的9次的座标数据的平均化中和了，因此，修正后的座标数据就被识别为位于“1”的指示显示8内的座标数据，基于该修正后的座标数据，就能正确地特定处于输入状态的开关元件SW的位置。

或者，可以提出一种忽视与座标数据相对应的位数据中的预定的低位比特，而仅使用高位比特来特定上述座标数据的算法。

例如，如图9所示，将X轴座标和Y轴座标(图9仅示出X轴座标)的分辨率设为16比特。这时，忽视各比特列中的低位的2比特，仅将高位2比特看作有效。

即，从0比特到3比特全部可以表示作[00※※](※是指忽视，以下相同)的比特列，从4比特到7比特全部可以表示为[01※※]的比特列，从8比特到11比特全部可以表示为[10※※]的比降列，从12比特到15比特全部可以表示为[11※※]的比特列。

因此，如图9所示，若在可构成相同比特列的区域内设置构成开关元件SW的固定电极12，假设在相同比特列的分辨率区域中产生了位置偏移，就输出与在本来位置没偏移时输出的座标数据相同的座标数据，基于忽视预定的低位比特降低了分辨率的上述座标数据，就能正确地特定处于输入状态的开关元件11。

再有，假设分辨率为16比特只不过是例示，实际中利用更高的分辨率特定了X、Y座标。在有关情况下也同样地基于忽视预定的低位比特、降低了分辨率的上述座标数据，进行开关元件的特定。

特别是若第一次输入传感器5是静电电容传感器，则由于手指只移动一点儿，座标数据中就容易产生偏移和偏差，在有关情况下，通过使用上述的座标数据修正部23，能够更有效地提高开关位置的检测精度。

在上述实施例中，如图8的流程图所示，首先若接收了座标数据(步骤ST1)，就检测是否输出了开关信号(步骤ST2)，若输出了开关信号，就基于上述座标数据，判别处于输出状态的开关元件11的位置，但也可以反之，首先检测是否输入了开关信号，接着看接收到座标数据，基于上述座标数据，判别处于输入状态的开关元件11的位置。

此外，如图2所示，上述第二次输入开关6可以不是将多个开关元件SW设置为一个薄板状的方式，也可以将各开关元件SW单个地形成为各个薄板，此外，也可以是在两个基板薄板间设置了上部电极和下部电极的薄膜开关。

此外，也可以在表面薄板4上，在与上述指示显示8对应的下表面上设置向下突出的突起部(修边trim)，在上述第一次输入传感器5上，在与上述突起部对应的位置上设置孔部，上述突起部通过上述孔部、与构成按压型开关元件SW的穹顶状的可动电极13相对(有关情况下，不设置具有图3中示出的凸条部10a的树脂薄板10)。

此外，上述座标数据修正部23被设置在了控制部24内，但上述座标数据修正部23也可以被组装在第一次输入传感器5内。

Claims

1、一种输入装置，其具有：表面具有操作面的表面薄板；设置在上述表面薄板的下侧的、可进行坐标输入的第一次输入机构；设置在上述第一次输入机构下侧的、具有多个按压型开关元件的第二次输入机构，其特征在于，

上述按压型开关元件与开关信号线连接，上述开关信号线的数量少于上述按压型开关元件的数量，

向上述第二次输入机构方向按压上述操作面，任一个按压型开关元件变为输入状态，从上述开关信号线检测开关信号，

基于从上述第一次输入机构得到的坐标数据，特定处于输入状态的上述按压型开关元件。

2、如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，全部的按压型开关元件与一条开关信号线连接。

3、如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，设有坐标数据修正机构，该坐标数据修正机构使用预定的算法来修正从上述第一次输入机构接收到的坐标数据。

4、如权利要求3所述的输入装置，其特征在于，在上述坐标数据修正机构中具有使一次按键得到的多个坐标数据平均化的算法。

5、如权利要求3所述的输入装置，其特征在于，在上述坐标数据修正机构中具有忽视与坐标数据相对应的位数据中的预定的低位比特、仅使用高位比特来特定上述坐标数据的算法。

6、如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，上述第一次输入机构是静电电容式传感器。