JP2000284909A - データ入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダウンサイジング可能でしかもオペレーター
個々が良好と思われるクリック感をオペレーター自身が
適宜調整できるデータ入力装置の提供にある。 【解決手段】 筐体１０の表面に押圧によりデータ入力
が行えるデータ入力部２０を備えたデータ入力装置１に
おいて、前記筐体１０の所定位置１０ａと前記データ入
力部の表面２６との間に電子式クリック感発生回路５０
により所定の電圧を印加して、筐体１０の所定位置１０
ａを保持しながらデータ入力部２０の表面２６を指で押
圧すると通電により指に擬似クリック感を発生させるよ
うに構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電卓、電話、リモ
コン等各種電子機器、特に携帯用途等の薄型が要求さ
れ、しかも所望の押圧感が得られる電子機器用の押釦ス
イッチ部材に替わるデータ入力装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電話、リモコン、電卓等の各種電
子機器用の入力又は制御部材としては押釦スイッチ部材
が用いられていた。押釦スイッチ部材も様々な態様のも
のがあるが、多用されているものはシリコーンゴムに代
表されるゴム状弾性体からなる押釦スイッチ部材であ
る。該スイッチ部材は、押圧を行う複数のキートップ部
と、キートップ部に連接するドーム状薄肉可動部、ドー
ム状薄肉可動部を介してキートップ部を支持するベース
部、キートップ部の下方に突設形成された可動接点部と
からなるものが一般的とされている。

【０００３】なお、前記ドーム状薄肉可動部はキートッ
プ部の押圧開放動作に応じて該キートップ部の下方に突
設された可動接点と該可動接点に対向して設けられてい
る回路基板上の固定接点とを接離させる、いわばバネの
役割をするものである。したがって、該ドーム状薄肉可
動部の性能が押釦スイッチ部材の押圧感、クリック感の
源となる。

【０００４】上記ゴム状弾性体製の押釦スイッチ部材は
部品点数が少なく、部品コストも安価であるため広く利
用されているが、良好なクリック感を得るためにはドー
ム状薄肉可動部の全高、つまりストロークが０．８ｍｍ
以上あることが望ましく、押釦スイッチ部材、ひいては
押釦スイッチ装置そのものも、全高の高いものにならざ
るをえない。このため、携帯電話に代表される薄型電子
機器にはあまり用いられなくなってきている。

【０００５】このような薄型の電子機器に用いられるド
ーム状薄肉可動部としては、上記シリコーンゴム等のゴ
ム状弾性体の代わりにポリエステル樹脂などの反発弾性
の大きな樹脂やメタル製の皿バネ部材を用いると、スト
ロークが０．４ｍｍ程度であっても所定のクリック感が
得ることができるので、薄型電子機器の押釦スイッチ部
材用として用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このタ
イプにも不具合があり、複数の押釦を持つスイッチ装置
の場合、すべての押釦のクリック感を均等にすることは
極めて困難となる。つまり、反発弾性の高い材料でドー
ム状態を構成する場合、ドーム状薄肉可動部のわずかな
寸法（特に厚み）の違いや、ドームの立ち上がり角度の
違いがクリック感のばらつきを大きくしていた。

【０００７】また、従来の様々な態様の押釦スイッチ部
材に共通した制約として、押釦操作の際のクリック感は
製造者側が設定した範囲を、オペレーターサイドはいわ
ば甘受しなければならないということがある。しかしな
がら、オペレーターの体感性の差異や手の大きさの差
異、過去に操作した押釦スイッチ機器の慣れ具合、その
日のオペレーターの体調等で個々に好適範囲と感じるク
リック感には個人差があり、必ずしも製造者が「好適範
囲」として一方的に設定したクリック感に満足を覚える
とは限らなかった。また、クリック感をメカニカル的に
発生させる製品の場合は、長期使用していると、繰り返
しの変化により、初期のクリック感覚が保てなくなると
いう不具合もある。

【０００８】また、近年液晶ディスプレイやタッチパネ
ルの商品化が進み、携帯電話でもメカニカルな押釦を廃
し、全面液晶ディスプレイの製品もでてきているし、ま
た銀行のキャッシュディスペンサなどもあり、これらの
データ入力は指タッチでおこなわれるが、その際、入力
動作と同時に「ピコ」というような音が発せられるのが
通常である。この音が、機器の使用場所等によっては騒
音と見なされる場合もあり、また何台も同じ装置が並ん
でいると、同時に操作された場合、音だけでは入力確認
に不安が生じる場合もある。

【０００９】本発明の課題は、従来のメカニカルにクリ
ック感を発生させる押釦スイッチ部材が抱えていた各種
不具合を解決し、ダウンサイジング可能でしかもオペレ
ーター個々が良好と思われるクリック感をオペレーター
自身が適宜調整できるデータ入力装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、筐体の表面に押圧によりデータ入力が行えるデータ
入力部を備えたデータ入力装置において、前記筐体の所
定位置と前記データ入力部の表面との間に所定の電圧を
印加して、筐体の所定位置を保持しながらデータ入力部
の表面を指で押圧すると通電により指に擬似クリック感
を発生させるように構成したことを特徴としている。

【００１１】この場合に、擬似クリック感の強度を、オ
ペレータが任意レベルに調整可能なレベル調整部を有す
ることが望ましい（請求項２）。

【００１２】このように構成したので、筐体を手等で保
持して指でデータ入力部の表面を押圧（タッチ）する
と、指に通電し擬似クリック感が得られて、データ入力
部にタッチしたという確認が得られる。また、音がする
こともないので、近くにいる第三者に迷惑がかかるとい
う事態も発生しない。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、データ入力装置は、押圧により
導通する上下の電極板と、該電極板の導通を検出する手
段とを有し、押圧により上下電極板が導通すると前記筐
体の所定位置と前記各データ入力部の表面との間に所定
の電圧を印加され指に擬似クリック感を生じさせるよう
にしたことを特徴としている。

【００１４】このように構成すれば、データ入力が確実
に行われたときのみ、擬似クリック感があるので、デー
タの入力ミスを防ぐことができる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、基板上に複数の固定接点が設けられた
下電極板と、加飾・意匠シートの下側に前記固定接点と
対向するように可動接点が設けられた上電極板と、これ
ら上下電極板間に介在し前記固定接点及び可動接点の位
置が空所となっている絶縁性スペーサと、前記上電極板
の上に配置された透明導電性シートとを備えたことを特
徴としている。

【００１６】このように構成すると、透明導電性シート
を介して加飾・意匠シートが見えるので、加飾・意匠を
見ながら、必要な部位を押圧することが可能となる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、液晶表示素子と、該液晶表示素子の表
面に設けられ、透明基板上に複数の固定接点が設けられ
た下電極板と、透明シートの下側に前記固定接点と対向
するように可動接点が設けられた上電極板と、これら上
下電極板間の要所要所に介在するドットスペーサと、前
記上電極板の上に配置された透明導電性シートとを備え
たことを特徴としている。

【００１８】このように構成すると、透明導電性シート
及び上下電極板を介して液晶表示素子の表示を見ること
ができるので、表示中の必要な部位を押圧することが可
能となる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５に
記載の発明において、通電の通電量が瞬時最大０．１ｍ
Ａを超えないようにしたことを特徴としている。

【００２０】このようにしたのは、安全性を考慮したも
のである。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６に
記載の発明において、通電のための電荷をキャパシタに
蓄えるようにしたことを特徴としている。

【００２２】このようにしたのも、やはり安全性を考慮
したもので、一度に流れる電荷の総量を規制するためで
ある。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係るデータ入力装置の一
実施の態様を図１に示す。図１に示すように、データ入
力装置１は筐体（ケース）１０内にタッチパネル２０を
備えている。該タッチパネル２０は、固定接点２１を設
けた基板２２と、基板２２上に、固定接点２１のところ
を避けるように配置される絶縁性（多穴）スペーサ２３
と、裏面に可動接点２４を有した加飾・意匠シート２５
と、該加飾・意匠シート２５を覆う透明導電性シート２
６からなる。また、該透明導電性シート２６と前記筐体
１０の導電性部材からなる所定位置１０ａとの間には、
擬似クリック感発生回路（以下、電子式クリック感発生
回路という。）５０により所定の電圧が印加されるよう
に構成されている。なお、タッチパネル２０は、本発明
でいうデータ入力部に相当し、基板２２は下電極板に、
加飾・意匠シート２５は上電極板に相当する。

【００２４】ここで基板２２は従来から用いられている
エポキシ樹脂製基板を用いても構わないが、薄型軽量化
の観点からすると例えば１００〜２００ミクロンのＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムに代表され
る絶縁体の樹脂フィルムを用いると良い。固定接点１２
の形成は簡易的には導電インクによる印刷にて形成すれ
ば良いが、この方法に限らず、別体で形成した金属箔や
導電性ゴムチップ等を貼り付けて形成してもよい。製品
の薄型化の面を重視した場合は厚みが３０〜５０ミクロ
ンの導電インク層とすれば良い。

【００２５】スペーサ２３は、押釦スイッチ装置を操作
していない状態において固定接点２１と可動接点２４と
が離間するように設けるものであるため、その厚みは固
定接点２１の全高と可動接点２４の全高、更には各接点
からスペーサ２３までの距離、更にはスペーサ２３上方
に積層される加飾・意匠シート２５の張り・たわみ具合
等を勘案して決定しなければならない。スペーサ２３の
材質については特に制約はないが、やはり薄型化を優先
するとすればＰＥＴフィルムに代表される絶縁性樹脂フ
ィルムを選択すると良い。

【００２６】加飾・意匠シート２５は押釦スイッチの操
作機能を表した例えば数字、記号、模様、図等が印刷や
蒸着などの方法で形成されているものである。なお、製
品によっては特に記号などを設けず単に着色を施したも
のとしても良い。この加飾・意匠シート２５の材質も特
別な限定はないが、やはり製品の薄型化と、繰り返し押
圧に対する耐久性等を考慮すると５０〜２００ミクロン
程度の厚みのＰＥＴフィルムに代表される絶縁性樹脂フ
ィルムを選択すれば良い。なお、ここまで、ポリエステ
ルフィルムを代表例として挙げているが、その他にもＰ
ＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリ
エチレンナフタレート）などから任意に選択すれば良
い。

【００２７】加飾・意匠シート２５上には透明導電シー
ト２６としては例えばＩＴＯ等を用いれば良い。なお、
干渉光模様（ニュートンリング）を抑えてより加飾・意
匠の視認性を高めたい場合はこの透明導電シート２６の
加飾・意匠シート２５対向側にシボ（表面をあらすこと
により形成される模様）を形成しておくとよい。

【００２８】また、本発明のデータ入力装置の他の実施
態様としては、図２に示すようなものがある。なお、先
の実施形態で説明した部材と同一あるいは相当するもの
には同一符号を付す。このデータ入力装置２は、加飾・
意匠を表示するものとして液晶表示素子（ＬＣＤ）３０
を用い、その上に電子式クリック感発生機能を備えた透
明タッチパネル４０を積層したものである。透明タッチ
パネル４０は、固定接点４１を設けた透明基板４２と、
該透明基板４２上に、固定接点４１のところを避けるよ
うに配置されるドットスペーサ４３と裏面に可動接点４
４を有した透明シート４５と、該透明シート４５を覆う
透明導電性シート４６からなるものである。なお、上記
のＬＣＤとしてはいかなるものを用いてもよいが、製品
の薄型化を重視した場合にはバックライト型よりは反射
型のＬＣＤを選択することが望ましい。なお、透明基板
４２は本発明にいう下電極板に相当し、透明シート４５
は上電極板に相当する。

【００２９】次に、電子的クリック感発生回路５０につ
いて説明する。該回路５０は、図３に示すように、電源
５１，昇圧回路５２、昇圧電圧調整部５２ａ、キャパシ
タ５４、安全抵抗５５、スイッチ５７ａ，５７ｂからな
り、充電開始時の突入電流の制限や安全確保など、必要
に応じて充電電流制限抵抗５３を昇圧回路５２とスイッ
チ５７ａの充電側接点との間に設けてもよい。キーマト
リックスに入力がなされていない状態では、充電回路５
２は、図４ａに示す状態で、キャパシタ５４は充電回路
側に接続され、電荷が蓄積される。次いで、キーマトリ
ックスが押圧されたとき、入力検出回路６０は、スイッ
チ５７ａ，５７ｂを放電側に切り替え、キャパシタ５４
に蓄えられた電荷を放電し、指はクリック感を触覚す
る。この切替機構により、指と昇圧回路５２が直接接続
されることはなくなり、放電間隔の設定や安全設計が容
易となる。

【００３０】なお、放電時の電流の最大値は、安全上
０．１ｍＡ以下にすることが好ましく、充電電圧、安全
抵抗５５，キャパシタ５４の容量は必要に応じて決定す
ればよいが、通常、充電電圧は５０〜１００Ｖ程度が、
安全抵抗５５は１Ｍ〜１０ＭΩ程度が、キャパシタ５４
の容量は０．０１〜１μＦが好適である。

【００３１】続いて実際の動作について説明する。筐体
１０を手（素手）で保持して透明導電性シート２６（４
６）を介して加飾・意匠シート２５あるいは液晶表示素
子３０の表示が見えるので、加飾・意匠等を見ながら、
必要な部位を押圧（タッチ）し、可動接点２４（４４）
と固定接点２１（４１）が接触させる。すると、入力検
出回路６０が作動して、電子式クリック感発生回路５０
のスイッチ５７ａ，５７ｂが切り替わり、筐体１０と透
明導電シート２６（４６）の間に電圧が印加され、タッ
チしている指に通電し擬似クリック感が得られ、データ
入力を行ったという確認が得られる。なお、クリック感
の強弱はコントローラ５２ａを調整することによってオ
ペレータの最適に感じるところに設定すればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
従来のメカニカルにクリック感を発生させる押釦スイッ
チ部材が抱えていた薄型化が困難等の各種不具合を解決
し、ダウンサイジング可能でしかもオペレーター個々が
良好と思われるクリック感をオペレーター自身で適宜調
整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデータ入力装置の一実施形態の模
式図である。

【図２】本発明に係るデータ入力装置の他の実施形態の
模式図である。

【図３】本発明に係るデータ入力装置の電子式クリック
感発生回路をブロック図で示したものである。

【図４】（ａ）は電子式クリック感発生回路の充電中を
示し、（ｂ）は放電中を示す。

【符号の説明】 １、２ データ入力装置 １０ 筐体（ケース） ２０ タッチパネル（データ入力部材） ２１、４１ 固定接点 ２２ 基板 ２３ スペーサ ２４、４４ 可動接点 ２５ 加飾・意匠シート ２６、４６ 透明導電性シート ３０ 液晶表示素子 ４０ 透明タッチパネル ４２ 透明基板 ４３ ドットスペーサ ４５ 透明シート ５０ 電子式クリック感発生回路 ６０ 入力検出回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体の表面に押圧によりデータ入力が行
   えるデータ入力部を備えたデータ入力装置において、 前記筐体の所定位置と前記データ入力部の表面との間に
   所定の電圧を印加して、筐体の所定位置を保持しながら
   データ入力部の表面を指で押圧すると、通電により指に
   擬似クリック感を発生させるように構成したことを特徴
   とするデータ入力装置。
2. 【請求項２】 前記擬似クリック感の強度を、オペレー
   タが任意レベルに調整可能なレベル調整部を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のデータ入力装置。
3. 【請求項３】 前記データ入力装置は、押圧により導通
   する上下の電極板と、該電極板の導通を検出する手段と
   を有し、押圧により上下電極板が導通すると前記筐体の
   所定位置と前記各データ入力部の表面との間に所定の電
   圧を印加され指に擬似クリック感を生じさせるようにし
   たことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ入力装
   置。
4. 【請求項４】 基板上に複数の固定接点が設けられた下
   電極板と、加飾・意匠シートの下側に前記固定接点と対
   向するように可動接点が設けられた上電極板と、これら
   上下電極板間に介在し前記固定接点及び可動接点の位置
   が空所となっている絶縁性スペーサと、前記上電極板の
   上に配置された透明導電性シートとを備えた請求項３に
   記載のデータ入力装置。
5. 【請求項５】 液晶表示素子と、該液晶表示素子の表面
   に設けられ、透明基板上に複数の固定接点が設けられた
   下電極板と、透明シートの下側に前記固定接点と対向す
   るように可動接点が設けられた上電極板と、これら上下
   電極板間の要所要所に介在するドットスペーサと、前記
   上電極板の上に配置された透明導電性シートとを備えた
   請求項３に記載のデータ入力装置。
6. 【請求項６】 前記通電の通電量が瞬時最大０．１ｍＡ
   を超えないようにしたことを特徴とする請求項１〜５の
   いずれか１項に記載のデータ入力装置。
7. 【請求項７】 前記通電のための電荷をキャパシタに蓄
   えるようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれ
   か１項に記載のデータ入力装置。