CN1595578A

CN1595578A - 输入装置

Info

Publication number: CN1595578A
Application number: CNA2004100687208A
Authority: CN
Inventors: 佐藤功
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: US7287174B2; CN100338554C; US20050060592A1; JP2005092339A; JP4188785B2

Abstract

本发明提供一种死区不会增大并且能够可靠解除“睡眠”模式的输入装置。具体为：在各检测部(X1、X2、Y1、Y2)，设置由通过操作体(2)操作的电阻元件(6a)和与其对向的低电阻体(6b)构成的接点(6)。在不操作操作体(2)的状态下，设定成电极(6s1)和(6s2)不接触、电阻元件(6a)和低电阻体(6b)接触。另外，设置有通过设在操作体(2)上的支撑突起(2a)操作的检测部(6s)。一操作操作体(2)，就切换上述检测部(6S)的输出，解除“睡眠”模式。

Description

输入装置

技术领域

本发明涉及一种能设定和解除“睡眠”模式的输入装置，特别涉及不损害操作性的输入装置。

背景技术

作为游戏装置或个人电脑的输入装置，已知有根据按压行程或按压力的变动来使输出模拟地变化的输入装置。

在日本专利特开2002-93274号公报记载的输入装置中，与基板上的电极对向设置硅等点击橡胶体(click rubber)，并对该点击橡胶体给予脉冲状的电力。若操作键顶，使点击橡胶体与电极接触，则产生输出，另外，如果向电极按压上述点击橡胶体，产生弹性变形，则能根据其变形量，使上述输出变化。

另外，在不操作输入装置规定时间时，有时为了减小电力消耗、而设定成“睡眠”模式。

在上述以往的输入装置中，为了设定“睡眠”模式的设定和解除，在不操作键顶的时候，需要将点击橡胶体和电极设定成分离状态。如果电极和点击橡胶体在规定时间不接触，设定成“睡眠”模式，在按压操作操作体，点击橡胶体和电极接触时，能够解除“睡眠”模式。但是，如果在不操作操作体时，设定成点击橡胶体和电极相分离的方式，则在按压键顶后到得到输出，需要规定的按压行程或按压力，在根据按压行程而可变化输出的模拟输入中，这成为死区(没有感应的区域)的原因，损害操作性。

此外，由于“睡眠”模式时的操作检测和通常操作时的操作检测共有电路，还存在使电路的构成或控制复杂的缺陷。

发明内容

本发明是为解决上述的问题而做出的，其目的是在能够进行“睡眠”模式的设定和解除的输入装置中，提供一种能够不损害操作性而可靠解除“睡眠”模式，而且能够简化电路的输入装置。

本发明是一种输入装置，设有接点及操作体，上述接点设有电阻元件和与该电阻元件对向的低电阻体，上述操作体使上述低电阻体与上述电阻元件接触的同时使其接触面积变化，在不操作上述操作体规定时间时，设定成“睡眠”模式来降低电力消耗，其特征在于：

在上述接点之外另设置通过上述操作体的操作来切换输出的检测机构，在不操作上述操作体时，上述检测机构的输出保持不变并且设定成上述低电阻体和上述电阻元件相接触的状态；在操作上述操作体时，切换上述检测机构的输出，根据这时的上述检测机构的检测输出来解除上述“睡眠”模式。

在上述本发明中，由于处于在非操作时的状态下，处于低电阻体和电阻元件预先接触的状态，所以能够防止产生死区，而不会损害操作性。并且，由于设置解除“睡眠”模式用的另外的检测机构，因此能够可靠解除“睡眠”模式，另外，由于分别配置“睡眠”模式时的操作检测和通常操作时的操作检测的电路，所以能够简化电路的构成。

在这种情况下，其构成可以为：在上述操作体上设置支撑突起，根据按压操作上述操作体时的上述支撑突起的作用力来切换上述检测机构的输出。

此外，优选：与上述接点对向设置按压自如地支撑上述操作体的弹性按压体，根据按压上述操作体时的上述弹性按压体的压缩变形力来使上述接点的输出变化，并由比上述弹性按压体硬的硬质部件形成上述支撑突起。通过将支撑突起形成比弹性按压体硬的硬质材料，而在按压操作操作体时，能够用小的按压行程或按压力切换检测机构的输出。

另外，其结构可以为：以上述支撑突起为中心，在正交的2方向上空出间隔地配置上述电阻元件，由单一的上述操作体操作与各电阻元件对向的上述低电阻体。或者，也可以是在1方向上空出间隔地配置上述电阻元件而进行杠杆支撑。

本发明，由于在非操作时的状态下预先使低电阻体和电阻元件接触，所以能够防止死区造成的操作性损害，而且，能够可靠解除“睡眠”模式，并能够简化电路的构成。

附图说明

图1是表示本发明的一例输入装置的分解斜视图。

图2是从操作面侧看本发明的输入装置的俯视图。

图3是沿图2的3-3线的剖面图。

图4是表示接点的放大剖面图。

图5是表示非操作时的输入装置的工作说明图。

图6是表示操作时的输入装置的工作说明图。

图7输入装置的电路框图。

图8是工作流程图。

图9是表示按压行程和输出的关系的曲线图。

图中：X1、X2、Y1、Y2—检测部，1—输入装置，2—操作体，3b—弹性按压体，4—检测基板，6—接点，6a(6a1、6a2、6a3、6a4)—电阻元件，6b(6b1、6b2、6b3、6b4)—低电阻体，6S—检测部，6s1、6s2—电极，10—筐体，6x、6y—电阻元件列，16a、16b—并联连接部，30—控制部，31—X输入A/D转换部，31—Y输入A/D转换部。

具体实施方式

图1是表示本发明的一例输入装置的分解斜视图，图2是从操作面侧看本发明的输入装置的俯视图，图3是沿图2的3-3线的剖面图，图4是表示接点的放大剖面图，图5是表示非操作时的输入装置的工作说明图，图6是表示操作时的输入装置的工作说明图，图7输入装置的电路框图。

输入装置1，具有由合成树脂等形成的操作体2、由该操作体2操作的检测基板。如图2所示，上述操作体2的平面形状为十字状，向4方向延伸的臂，是操作设在上述检测基板上的4个接点6的操作部2x1、2x2、2y1、2y2。

在操作体2的下面的中心部一体突出形成支撑突起2a。上述操作体2，被支撑在设于其后方的弹性支撑部件3上。在弹性支撑部件3的中心形成孔3a，在该孔3a内嵌合上述支撑突起2a。此外，在上述操作体2的下面，在上述支撑突起2a的周围一体形成凸缘2b、2b、2b、2b，各凸缘2b从操作体2的侧面向侧方突出。

上述弹性支撑部件3由合成橡胶等可弹性变形的部件形成。在该弹性支撑部件3设置由上述操作体2的各操作部2x1、2x2、2y1、2y2操作的弹性按压体3b、3b、3b、3b。该弹性按压体3b，如图3所示，一体形成其本身能够压缩变形的按压部3b1和防止该按压部3b1的倾斜的可弹性变形的薄壁的肋条3b2。

此外，如图3所示，在弹性按压体3b的上面，分别朝上一体形成突起部3t。各突起部3t，插入在形成在上述操作部2x1、2x2、2y1、2y2下面的狭缝状的凹部2d、2d、2d、2d内，相对于上述弹性支撑部件3限制操作体2回转。

上述弹性支撑部件3设在上述检测基板4上，并且上述检测基板4设在加强部件5上。上述检测基板4，如4图所示，是下部片4a、上部片4b及分隔片4m的3层结构，任何一层都由具有挠性与绝缘性的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等合成树脂形成。在上述分隔片4m，在与上述各弹性按压体3b对应的位置贯通形成孔4m1，对应该孔4m1的位置上在上述下部片4a上形成低电阻体6a，在上述上部片4b上形成低电阻体6b，并且上述电阻元件6a和上述低电阻体6b可接触分离地被支撑。另外，也可以代替分隔片4m，在下部片4a及上部片4b的双方或一方形成具有绝缘性的树脂膜，来确保上下层4b、4a的间隔。

上述电阻元件6a是碳膜等，其图形为矩形状，上述低电阻体6b是比上述电阻元件6a的电阻低的膜，例如是银、金、铜等金属膜，而且，在上述电阻元件的两侧，连接由银或铜的形成的电极膜6c1、6c2。其中，上述电阻元件6a和低电阻体6b可以都形成矩形状，也可以都形成圆形状，或者也可以是电阻元件6a为矩形状，低电阻体6b为圆形状。在本实施方式中，由上述电阻元件6a和低电阻体6b构成接点6。

另外，在上述检测基板4上，在与上述支撑突起2a对向的位置上设置检测部6S。该检测部6S是本实施方式的检测机构。上述检测部6S，只要能够检测上述支撑突起2a被按压的情况即可，也可以是其他方式的构成。例如，如图5和图6所示，在上述分隔片4m贯通形成孔4c2，在下部片4a上由单一导电膜形成电极6s1，另外在上部片4b上由单一导电膜形成电极6s2。或者，也可以在一方的电极上相隔规定间隔形成1对导电膜，由单一导电体形成另一方的电极并与上述双方的导电膜对向配置。

上述加强部件5，由铝等金属板形成，由该加强部件5和上述弹性支撑部件3夹持上述检测基板4。

如图1所示，在上述加强部件5的周边部，向上方折弯地形成卡合片5c、5c，可穿过形成在上述检测基板4上的孔4c、4c，并且，插入在上述弹性支撑部件3上形成的狭缝状的卡合孔3c、3c。此外，卡合片5c、5c的顶端向外侧较短折弯，使其顶端部卡合在上述弹性支撑部件3，以防止脱出。如此，将上述弹性支撑部件3和上述检测基板4定位在加强部件5上。

作为在筐体10上安装上述输入装置1的方法，如图1所示，通过形成在筐体10的里面的定位销12、12进行。即，上述定位销12、12，在筐体10的内面10b向内侧突出形成，该定位销12、12，贯穿分别形成在上述弹性支撑部件3、检测基板4及加强部件5上的贯通孔3d、3d、4d、4d、5d、5d。此外，上述定位销12、12的顶端位于在基座部件11上形成的凹部11a、11a中，其中该基座部件上被设在上述加强部件5的里侧。因此，在本实施方式的输入装置1中，只通过将规定形状的定位销12、12设定在筐体10的规定位置就能够容易组装在筐体10内。

此外，在上述输入装置1中，将操作体2从内侧插入形成在筐体10上的开口部10a，此时，将形成在上述操作体2的凸缘2b卡合在上述开口部10a的边缘部，来限制上述操作体2从上述开口部10a向外侧脱出。

在上述输入装置1中，以从开口部10a向外侧突出的方式支撑上述操作体2的操作部2x1、2x2、2y1、2y2中的一部分，而能够按压操作上述操作部2x1、2x2、2y1、2y2。例如，一按压操作体2的操作部2x1，操作体2就倾斜而由上述操作部2x1按压弹性按压体3b，通过上述弹性按压体3b的按压部3b1使检测基板4弹性变形，低电阻体6b与电阻元件6a接触。并且，在压下操作部2x1时，弹性按压体3b的按压部3b1压缩变形，同时检测基板4进一步弯曲，电阻元件6a和低电阻体6b的接触面积增大。而且，在按压其他操作部2x2、2y1、2y2的时候，也同样工作。

随着增大操作部2x1的按压行程或按压力，电阻元件6a和低电阻体6b的接触面积增大，但通过该接触面积的增大，会降低上述电极膜6c1和电极膜6c2之间的电阻值。即，随着增大操作部2x1的按压行程或按压力，模拟改变电极膜6c1和电极膜6c2之间的电阻值的输出。

如图5所示，设在本实施方式的输入装置1中的接点，在不按压操作操作体2的时候，以电阻元件6a和低电阻体6b接触的方式进行设定。其中此时，在设在上述检测基板4的检测部6S中，以电极6s1和6s2不接触的方式进行设定。

另外，如图6所示，在从图5所示的状态由其上部以低负荷的力F按压或接触操作体2时，操作体2被按下，上述检测部6S的电极6s1和6s2相互接触。通过检测此接触状态来检测操作操作体2的情况。

此时，由于用合成树脂等硬质的部件(刚性高的部件)形成支撑突起2a，因此在按压操作体2时，立即使检测基板4变形，而使电极6s1和6s2接触。另外，由于用橡胶等软质的部件(刚性低的部件)形成弹性按压体3b，因此由该弹性按压体3b使检测基板4变形的变形量小于由支撑突起2a使检测基板4变形的变形量。即，即使电极6s1和6s2通过支撑突起2a相互接触，也不会使电阻元件6a和低电阻体6b的接触面积增大很多，能够以规定的行程进一步按压操作操作体2的操作部2x1、2x2、2y1、2y2，能够得到规定幅度的输出。

图7是表示本发明的输入装置的电路框图。在图7中，符号X1是与操作体2x1对应的检测部、符号X2是与操作体2x2对应的检测部、符号Y1是与操作体2y1对应的检测部、符号Y2是与操作体2y2对应的检测部。此外，如图7所示，上述检测部X1由电阻元件6a1和低电阻体6b1构成，上述检测部X2由电阻元件6a2和低电阻体6b2构成，上述检测部Y1由电阻元件6a3和低电阻体6b3构成，上述检测部Y2由电阻元件6a4和低电阻体6b4构成。

检测部X1的电阻元件6a1和检测部X2的电阻元件6a2串联连接、形成电阻元件列6x，检测部Y1的电阻元件6a3和检测部Y2的电阻元件6a4串联连接、形成电阻元件列6y。另外，上述电阻元件列6x和电阻元件列6y并联连接。

控制该输入装置1的控制部30是一种IC，该IC具有CPU、存储部、将模拟的输入信号转换成数字信号并传至上述CPU的A/D转换部及输入部(输入通路)等。

在上述电阻元件6x中，电阻元件6a1和电阻元件6a2的中点为X输出部15X，在上述电阻元件6y中，电阻元件6a3和电阻元件6a4的中点为Y输出部15Y。从上述X输出部15X得到的电压值，输送给上述控制部30的X输入A/D转换部31，从上述Y输出部15Y得到的电压值，输送给Y输入A/D转换部32。

在电阻元件列6x和电阻元件列6y的一方的并联连接部16a施加电源电压(Vdd)。另外，电阻元件列6x和电阻元件列6y的另一方的并联连接部16b设定为接地电位。

此外，检测部6S的电极6s1的一端连接在上述控制部30的输入部35，电极6s1的另一端设定为接地电位。

在此输入装置1中，在外加电源电压Vdd的状态下，若经过连续规定时间不操作操作体2、电极6s1和6s2分离的状态，则设定为“睡眠”模式。在此“睡眠”模式下，停止向各检测部X1、X2、Y1、Y2的通电，谋求输入装置1的节省电力。在“睡眠”状态下，如果按压上述操作体2使上述电极6s1和6s2相互接触，由于上述输入部35的电位发生变化，所以在上述控制部30识别出操作操作体2的情况。

如果识别出操作操作体2的情况，则从“睡眠”模式切换到检测模式。在该检测模式，如果低电阻体6b1、6b2、6b3、6b4与电阻元件6a1、6a2、6a3、6a4中的任何一个接触、电阻值发生变化，则X输出部15X和Y输出部15Y的至少一方的电压值会发生变化。

另外，本发明的输入装置不局限于上述实施方式，可以只具有一个电阻元件列，也可以在一个电阻元件列上设置3个以上的电阻元件而从各电阻元件和电阻元件之间输出电压值。

下面，采用图8的流程图，说明输入装置1的一系列操作。其中，在图8中用“ST”表示各步骤。

如果接通该输入装置1的电源(ST1)，则进入初始动作(ST2)。在该初始动作中，确认检测部6S的电极6s1和6s2不接触(ST3)。接着，在初始动作中设定检测模式(ST4)，在X输入A/D转换部31中输入X输出部15X的电压值，并在控制部30中将该电压值存储为X方向的输出的中心值(X方向基准值)。同样，在Y输入A/D转换部32中输入Y输出部15Y的电压值，并在控制部30中将该电压值存储为Y方向的输出的中心值(Y方向基准值)(ST5、ST6)。

所谓的上述X方向的中心值，意指在X输入A/D转换部31的数字值的划分数(例如“128”、“256”等)的中央值。即，无论在检测部X1、X2、Y1、Y2中的哪一个，在低电阻体与电阻元件不接触时，将X输出部15X的电压值作为上述划分数的中心值存储在存储部，此外，将Y输出部15Y的电压值作为上述划分数的中心值存储在存储部(ST6)。

在初始动作中，更新X方向的中心值和Y方向的中心值后，在ST7中，监视检测部6S的电极6s1和6s2是否接触，在电极6s1和6s2接触时(yes)，转入检测模式(ST8)。该检测模式为通常的操作模式，监视在检测部X1、X2、Y1、Y2的动作。

在ST8的检测模式中，操作操作体2，如果X输出部15X和Y输出部15Y的电位发生变化，则在X输入A/D转换部31和Y输入A/D转换部32数字转换该电压值(ST9)。在控制部30的CPU中求出X输入的数字转换值和X方向的中心值的差，作为向X方向的模拟的坐标输入值进行识别，同样，求出Y输入的数字转换值和Y方向的中心值的差，作为向Y方向的模拟的坐标输入值进行识别(ST10)。

在ST7中，在检测部6S的电极6s1和6s2不接触的状态持续规定时间的情况下，转入“睡眠”模式(ST11)，以节省电力。在该“睡眠”模式中，如果判断为上述检测部6S的电极6s1、6s2的非接触状态持续一定时间(T1)(ST12)，则返回到ST5的检测模式，通过X输出部15X和Y输出部15Y的输出，更新上述X方向的中心值和Y方向的中心值。如此，通过在转入”睡眠”模式后也更新中心值，在使用环境时等也能够对应。

在ST12中，如果不经过一定时间(T1)，则返回到ST7，同样进行上述处理。

如此，在不操作操作体2的时候，通过设定“睡眠”模式，能够削减白白的电力消耗。另外，在连续T1时间不操作操作体2的状态的时候，通过再次更新X方向的中心值和Y方向的中心值，而即使在各电阻元件6a(6a1、6a2、6a3、6a4)的电阻值不严格一致、又由于温度变化等使其电阻值变化的情况下，通过始终更新X方向输入和Y方向输入的数字的划分数的中心值、转入检测操作，能够高精度实现X-Y坐标输入。

此外，在本实施方式中，由于设置与检测部X1、X2、Y1、Y2独立的接触式的检测部6S，所以即使在非操作操作体2的状态下将电阻元件和低电阻体设定为接触状态，也能够可靠接解除“睡眠”模式。此外还能够简化电路。

图9是表示本发明的输入装置和以往的输入装置中的按压行程(X轴)和输出(Y轴)的关系的曲线图。在以往的输入装置中，由于需要将不操作操作体2时的电阻元件6a和低电阻体6b设定成非接触状态，因此，如图8的虚线S1所示，产生大的死区，即产生一直到以一定量以上的按压行程(按压力)按压操作操作体2之前均得不到输出的状态。但是，在本实施方式的输入装置1中，由于能够将电阻元件6a和低电阻体6b设定成预先接触的状态，所以，如图8的实线S所示，能够缩小或消除死区，能够提高操作性。

此外，如果死区大，则出现在操作体2的按压行程低时的角度特性向X轴方向或Y轴方向偏移输出的不良现象，但如本实施方式那样，如果能够减小地设定死区，则能够消除向上述轴方向偏移的上述不良现象。

此外，如上所述，在非操作时的状态下，由于能够使电阻元件6a和低电阻体6b接触，所以，能够加大形成在图4所示的3层结构的检测基板4的分隔片4m上的开口尺寸，能够提高设计的自由度。即，在以往的输入装置中，为了防止误输入，必须保证：上述孔4ml的开口尺寸比电阻元件或低电阻体的电极面积窄、电阻元件与低电阻体除了操作时之外成为非接触状态，但在本实施方式的输入装置1中，不需要如此的保证。

另外，作为本发明的检测机构，不局限于使电极与检测基板4相互对向的方式，也可以是能检测支撑突起2a的位置的利用光或磁性的检测机构。

Claims

1.一种输入装置，设有接点及操作体，上述接点设有电阻元件和与该电阻元件对向的低电阻体，上述操作体使上述低电阻体与上述电阻元件接触的同时使其接触面积变化，在不操作上述操作体规定时间时，设定成”睡眠”模式来降低电力消耗，其特征在于：

在上述接点之外另设置通过上述操作体的操作来切换输出的检测机构，在不操作上述操作体时，上述检测机构的输出保持不变并且设定成上述低电阻体和上述电阻元件相接触的状态；在操作上述操作体时，切换上述检测机构的输出，并根据这时的上述检测机构的检测输出来解除上述”睡眠”模式。

2.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于：在上述操作体上设置支撑突起，根据按压操作上述操作体时的上述支撑突起的作用力来切换上述检测机构的输出。

3.如权利要求2所述的输入装置，其特征在于：与上述接点对向设置按压自如地支撑上述操作体的弹性按压体，根据按压上述操作体时的上述弹性按压体的压缩变形力来使上述接点的输出变化，并由比上述弹性按压体硬的硬质部件形成上述支撑突起。

4.如权利要求2所述的输入装置，其特征在于：以上述支撑突起为中心，在正交的2方向上空出间隔地配置上述电阻元件，并由单一的上述操作体操作与各电阻元件对向的上述低电阻体。