JP2005227893A - Coordinate input device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、携帯端末、制御装置及び車載機器等の各種電気・電子機器で使用される多方向スイッチや、コンピュータやゲーム機において使用されるジョイパッド(ゲームコントローラ)等の、2次元位置を入力するための座標入力装置に関する。 The present invention inputs a two-dimensional position such as a multidirectional switch used in various electric / electronic devices such as a portable terminal, a control device, and an in-vehicle device, and a joypad (game controller) used in a computer or a game machine. The present invention relates to a coordinate input device.
従来、携帯端末や車載機器において使用される座標入力装置で、キートップを押圧することでディスプレイ上に表示されるポインターのアイコンを所定の位置に移動させ、ディスプレイに表示される選択肢から目的とする命令を選択できるようにした座標入力装置として、配線基板上に設けられた金メッキを施した固定電極と、これに対向する可撓性対向電極を設け、可撓性対向電極を導電ゴムで形成し、可撓性対向電極を抵抗膜として、X,Y座標を時分割で検出する座標入力装置、或いは、2枚のポリエステルフィルム上にカーボンペーストなどで抵抗膜を形成し、これを対向配置し、一方を固定電極として、他方を可撓性対向電極とし、それぞれでX,Y座標を検出する座標入力装置が知られている。 Conventionally, a coordinate input device used in a mobile terminal or an in-vehicle device moves a pointer icon displayed on the display to a predetermined position by pressing the key top, and the target is selected from the options displayed on the display. As a coordinate input device that makes it possible to select an instruction, a gold-plated fixed electrode provided on a wiring board and a flexible counter electrode opposite to the fixed electrode are provided, and the flexible counter electrode is formed of conductive rubber. , Using a flexible counter electrode as a resistance film, a coordinate input device that detects X and Y coordinates in a time-sharing manner, or forming a resistance film with carbon paste or the like on two polyester films, A coordinate input device is known in which one is a fixed electrode and the other is a flexible counter electrode, and each detects X and Y coordinates.
これら座標入力装置では、押圧操作時以外は固定電極と可撓性対向電極は離間保持され、押圧操作がなされたとき双方が接触し、抵抗膜上の接点電位を他方の電極で検出する。 In these coordinate input devices, the fixed electrode and the flexible counter electrode are held apart from each other except during the pressing operation, and both are brought into contact when the pressing operation is performed, and the contact potential on the resistance film is detected by the other electrode.
第一の形式の座標入力装置を携帯式無線端末などのポインティングデバイスに利用する場合、基板上の固定電極に、略球面状をした導電ゴム製の可撓性対向電極を抵抗膜として、離間対向配置させ、押圧操作による接触位置を抵抗膜上の接点電位として固定電極で検出する(特許文献1)。 When the first type of coordinate input device is used for a pointing device such as a portable wireless terminal, the fixed electrode on the substrate is made of a conductive electrode made of conductive rubber having a substantially spherical shape as a resistance film, and opposed to each other. The contact position by pressing operation is detected by a fixed electrode as a contact potential on the resistance film (Patent Document 1).
この場合、固定電極と可撓性対向電極を離間する手段として、可撓性対向電極の固定電極外周に対応する位置に設けたベロー部で、可撓性対向電極を保持する方法が採られている。しかしながら、この方法では、可撓性対向電極の加工精度から、0.5mm程度の離間距離を確保せねばならず、近年の携帯無線端末の薄型化に対応できず、操作荷重の制御が困難である。 In this case, as a means for separating the fixed electrode and the flexible counter electrode, a method is adopted in which the flexible counter electrode is held by a bellows portion provided at a position corresponding to the outer periphery of the fixed electrode of the flexible counter electrode. Yes. However, with this method, a separation distance of about 0.5 mm must be ensured from the processing accuracy of the flexible counter electrode, and it is not possible to cope with the recent thinning of portable wireless terminals, and it is difficult to control the operation load. is there.
また、第2の座標入力装置では、固定電極と可撓性対向電極に一方または双方に、例えばシリコーンゴムなどの絶縁性インクで、ドットあるいはメッシュ状のスペーサを印刷することで、非押圧時に双方を離間保持する方法が知られている。 Further, in the second coordinate input device, a dot or mesh spacer is printed on one or both of the fixed electrode and the flexible counter electrode with, for example, an insulating ink such as silicone rubber. There is known a method for holding the two pieces apart.
この方法では、指又はペンによる押圧時に使用者にスペーサの感触が伝わって操作感が不快であるという問題があった。また、スペーサ周囲に、押圧しても一対の抵抗膜が接触し難い領域、いわゆる不感帯が発生するので、この不感帯が押圧された場合には押圧位置の座標を検出することが不可能になってしまうという問題があった。 This method has a problem that the feel of the spacer is transmitted to the user when pressed by a finger or a pen, and the operation feeling is uncomfortable. In addition, since a region where the pair of resistive films are difficult to contact even when pressed, a so-called dead zone is generated, and when the dead zone is pressed, it becomes impossible to detect the coordinates of the pressed position. There was a problem that.
このような問題を考慮して、対向する一対の電極の双方を、可撓性電極とする構成が開示されている(特許文献2)。具体的には一対の可撓性電極は、弾性層の表面に電導インクを塗布して形成され、且つ、下側の可撓性電極を構成する弾性層は、上側の可撓性電極を構成する弾性層よりも高い柔軟性を有するものとされている。好適には、上側の弾性層はPET(ポリエチレンテレフタレート)シートであり、下側の弾性層はポリウレタンシートであるとされている。またスペーサは、いずれか一方の可撓性電極上に絶縁性インクをパターン印刷するか、或いは均一に印刷後エッチング処理してパターン形成することにより設けられるものとされている。この構成においては、押圧時に下側の可撓性電極にスペーサが食い込むことによって、スペーサの感触を和らげることができ、また、スペーサ周囲の不感帯の面積を低減できるものとされている。 In consideration of such a problem, a configuration in which both of a pair of opposing electrodes are flexible electrodes is disclosed (Patent Document 2). Specifically, the pair of flexible electrodes is formed by applying conductive ink on the surface of the elastic layer, and the elastic layer constituting the lower flexible electrode constitutes the upper flexible electrode It has higher flexibility than the elastic layer. Preferably, the upper elastic layer is a PET (polyethylene terephthalate) sheet, and the lower elastic layer is a polyurethane sheet. In addition, the spacer is provided by pattern-printing insulating ink on one of the flexible electrodes, or by performing patterning by etching after uniform printing. In this configuration, when the spacer is pressed into the lower flexible electrode, the feel of the spacer can be softened, and the area of the dead zone around the spacer can be reduced.
しかしながら、この構成においては、スペーサが食い込むため、下側の可撓性電極を構成する電導インク層に過大な力学的ストレスがかかるという問題がある。このため、長期間の使用で電導インク層の抵抗値が変化して、座標入力装置が誤動作する、或いは、電導インク層が磨耗で剥がれ落ちて、座標入力装置が故障する等のおそれがあった。 However, in this configuration, since the spacer bites in, there is a problem that excessive mechanical stress is applied to the conductive ink layer constituting the lower flexible electrode. For this reason, the resistance value of the conductive ink layer may change due to long-term use, and the coordinate input device may malfunction, or the conductive ink layer may be peeled off due to wear, causing the coordinate input device to malfunction. .
更に、スペーサをパターン形成する際の、絶縁性インクの溶媒やエッチング液の化学反応により、また、絶縁性インク硬化時の収縮による力学的ストレスにより、更にはスペーサを乾燥・硬化させる工程での熱処理により、電導インク層の抵抗値が変動するので、製品品質を均一にすることが難しいという問題があった。
本発明は、固定電極と、これに離間対向する可撓性対向電極とを設け、これら2つの電極の間にスペーサを設けた座標入力装置であって、力学的ストレスが少なく、スペーサの感触を和らげるように構成されている座標入力装置を提供することを目的としている。 The present invention is a coordinate input device in which a fixed electrode and a flexible counter electrode spaced apart from the fixed electrode are provided, and a spacer is provided between these two electrodes. An object of the present invention is to provide a coordinate input device configured to be softened.
また、操作時の力学的ストレスによる、電極の劣化が発生しにくいように構成されている座標入力装置を提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a coordinate input device configured to prevent electrode deterioration due to mechanical stress during operation.
また、可撓性対向電極とスペーサが一体成形可能とされることにより、製造工程が簡単化される座標入力装置を提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a coordinate input device in which the manufacturing process can be simplified by allowing the flexible counter electrode and the spacer to be integrally formed.
請求項1に記載の発明は、基板上に設けられた固定電極と、これに離間対向して配置される導電ゴムからなる可撓性対向電極と、該可撓性対向電極の上部に設けられたキートップと、前記固定電極と前記可撓性対向電極の間に設置され、前記固定電極と前記可撓性対向電極を非操作時に離間保持するスペーサとを備えた座標入力装置であって、前記固定電極と前記可撓性対向電極のいずれか一方が抵抗膜であることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a fixed electrode provided on a substrate, a flexible counter electrode made of conductive rubber disposed so as to face and separate from the fixed electrode, and an upper portion of the flexible counter electrode are provided. A coordinate input device comprising: a key top; and a spacer that is installed between the fixed electrode and the flexible counter electrode and that holds the fixed electrode and the flexible counter electrode apart when not operated. One of the fixed electrode and the flexible counter electrode is a resistive film.
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成に加えて、前記可撓性対向電極の厚さが前記スペーサの高さの2倍以上であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the thickness of the flexible counter electrode is twice or more the height of the spacer.
請求項3に記載の発明は、請求項1の構成に加えて、前記キートップの厚みは、該キートップの中央部では薄く、外周部に向かうにつれ厚くなるよう形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the thickness of the key top is formed so as to be thin at a central portion of the key top and thicker toward an outer peripheral portion. To do.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一つの構成に加えて、前記可撓性対向電極は、前記固定電極と向かい合う面の形状が略球面状を成しており、前記スペーサの配設密度が、中央部と周辺部で異なっていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the flexible counter electrode has a substantially spherical shape on the surface facing the fixed electrode, The arrangement density of the spacers is different between the central part and the peripheral part.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一つの構成に加えて、前記スペーサと前記可撓性対向電極とが前記導電ゴムによって一体形成されており、且つ前記スペーサを前記固定電極から電気的に絶縁する絶縁手段が設けられていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to fourth aspects, the spacer and the flexible counter electrode are integrally formed of the conductive rubber, and the spacer is An insulating means for electrically insulating from the fixed electrode is provided.
請求項6に記載の発明は、請求項5の構成に加えて、前記絶縁手段は、前記固定電極の一部を絶縁被覆していることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, the insulating means is characterized in that a part of the fixed electrode is covered with an insulating coating.
請求項7に記載の発明は、請求項5の構成に加えて、前記絶縁手段は、前記固定電極の一部を除去した形態であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, the insulating means has a form in which a part of the fixed electrode is removed.
請求項8に記載の発明は、請求項5の構成に加えて、前記絶縁手段は、前記スペーサの一部を被覆する絶縁被覆であることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, the insulating means is an insulating coating that covers a part of the spacer.
請求項1に記載の発明によれば、基板上に設けられた固定電極と、これに離間対向して配置される導電ゴムからなる可撓性対向電極と、該可撓性対向電極の上部に設けられたキートップと、固定電極と可撓性対向電極の間に設置され、固定電極と可撓性対向電極を非操作時に離間保持するスペーサとを備えた座標入力装置であって、固定電極と可撓性対向電極の、いずれか一方が抵抗膜であるので、導電ゴムの柔軟性と耐久性により、力学的ストレスが少なく、スペーサの感触を和らげるように構成されている座標入力装置を提供できる。 According to the first aspect of the present invention, the fixed electrode provided on the substrate, the flexible counter electrode made of conductive rubber disposed so as to be opposed to the fixed electrode, and the upper portion of the flexible counter electrode A coordinate input device comprising: a key top provided; and a spacer that is installed between the fixed electrode and the flexible counter electrode and that holds the fixed electrode and the flexible counter electrode apart from each other when not operated. Since either one of the flexible counter electrode and the flexible counter electrode is a resistive film, a coordinate input device configured to reduce the mechanical stress and soften the feel of the spacer is provided by the flexibility and durability of the conductive rubber it can.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、可撓性対向電極の厚さがスペーサの高さの2倍以上であるので、力学的ストレスと、スペーサの感触が更に低減された座標入力装置を提供できる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the thickness of the flexible counter electrode is twice or more the height of the spacer, so that the mechanical stress and the feel of the spacer are reduced. Furthermore, the coordinate input device reduced can be provided.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、キートップの厚みは、該キートップの中央部では薄く、外周部に向かうにつれ厚くなるよう形成されているので、直接指で押圧する時には指の形状とフィットし、指先の力を伝えやすく、且つ形状に合せて位置を捉えやすい。したがって、キートップを直接目視しなくても、ポインターの移動などの操作が車を運転中でも精度良く平易に行うことのできる座標入力装置を提供できる。 According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the thickness of the key top is thin at the center portion of the key top and is formed so as to increase toward the outer peripheral portion. When pressing with a finger, it fits with the shape of the finger, and it is easy to transmit the force of the fingertip, and it is easy to grasp the position according to the shape. Therefore, it is possible to provide a coordinate input device that can easily and accurately perform operations such as moving the pointer even when the vehicle is being driven without directly viewing the key top.
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれか一つの効果に加えて、可撓性対向電極は、固定電極と向かい合う面の形状が略球面状を成しており、スペーサの配設密度が、中央部と周辺部で異なっているので、直接指で押圧する時には、指先の力が更に伝えやすく、且つ押圧時に適度な抵抗感が得られるという効果がある。
According to the invention of claim 4, in addition to the effect of any one of
請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至4のいずれか一つの効果に加えて、スペーサと可撓性対向電極とが、導電ゴムによって一体形成されており、且つスペーサを固定電極から電気的に絶縁する絶縁手段が設けられているので、製造工程が簡単化される座標入力装置を提供できる。
According to the invention described in claim 5, in addition to the effect of any one of
請求項6に記載の発明によれば、請求項5の効果に加えて、絶縁手段は、固定電極の一部を絶縁被覆しているので、絶縁性の高分子材料等を固定電極上にパターン印刷することによって、絶縁手段を容易に形成できる。 According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth aspect, since the insulating means covers a part of the fixed electrode with insulation, the insulating polymer material or the like is patterned on the fixed electrode. The insulating means can be easily formed by printing.
請求項7に記載の発明によれば、請求項5の効果に加えて、絶縁手段は、固定電極の一部を除去した形態であるので、固定電極を印刷形成する際の除去パターンとすることによって絶縁手段を容易に形成することができる。 According to the seventh aspect of the invention, in addition to the effect of the fifth aspect, since the insulating means has a form in which a part of the fixed electrode is removed, the removal pattern when the fixed electrode is printed is formed. Thus, the insulating means can be easily formed.
請求項8に記載の発明によれば、請求項5の効果に加えて、絶縁手段は、スペーサの一部を被覆する絶縁被覆であるので、可撓性対向電極を保持してスペーサの端部を液体状の高分子材料に浸漬することにより、絶縁手段を更に容易に形成できる。 According to the eighth aspect of the invention, in addition to the effect of the fifth aspect, since the insulating means is an insulating coating that covers a part of the spacer, the end of the spacer is held by holding the flexible counter electrode. Insulating means can be formed more easily by immersing the film in a liquid polymer material.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
[発明の実施の形態1]
Embodiments of the present invention will be described below.
以下、図1乃至図3を用いて本発明の実施の形態1を説明する。本発明の実施の形態1の内容は、請求項1及び2に対応する。
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The contents of the first embodiment of the present invention correspond to
図1は、本発明の実施の形態1に係る座標入力装置の要部断面図である。座標入力装置10は、基板15上に設けられた固定電極11と、固定電極11に離間対向して配置される可撓性対向電極13と、可撓性対向電極13の上部のキートップ14と、固定電極11と可撓性対向電極13との間に設置されたスペーサ12とを備えており、可撓性対向電極13が導電ゴムからなっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a coordinate input device according to
より具体的には、固定電極11は、例えばプラスチックで成形された絶縁性の基板15の上面に金メッキを施して形成される。また、スペーサ12は、例えば絶縁性のインクを固定電極11上にパターン印刷して、その後乾燥・硬化させることにより、ドット状若しくはメッシュ状に形成されている。
More specifically, the
導電ゴムで形成された可撓性対向電極13の上部にはプラスチックシート等で形成されたキートップ14が接着されており、キートップ14上には、使用者に押圧すべき箇所を指示するための文字や矢印等の記号が印刷加飾されている。
A key top 14 formed of a plastic sheet or the like is bonded to the upper portion of the
かかる構成では、可撓性対向電極13が抵抗体とされ、固定電極11は、抵抗体の電位を検出するための検出用電極とされる。そして、キートップ14が押圧されると、可撓性対向電極13が固定電極11に接触し、この接触位置を、抵抗体の接点電位として検出して座標入力装置10として機能する仕組みになっている。接触位置の検出回路の構成と動作については、本発明の実施の形態5に関連して詳細に述べるので、ここではその説明を省略する。また、これに合わせて、各図では、接触位置の検出回路と接続するための電極等は図示していない。
In this configuration, the
特許文献2においては、可撓性対向電極13は、好適にはPET(ポリエチレンテレフタレート)若しくはポリウレタンで形成された弾性シートと、この弾性シートの固定電極に向かい合う側の面上に薄い電極層を塗布若しくは接着したものとからなるとされているが、このような構成においては、スペーサ12との接触によるストレスから、長期間の使用では、薄い電極層が次第に劣化して、甚だしい場合には弾性シートから剥がれ落ちるなどの問題が生ずる。例えば車載機器のように安全性が特に重視される一方で、運転中に手荒に取り扱われることが想定される機器では問題が生ずるので、本発明の実施の形態1の如く耐久性で勝る導電ゴムを用いることがより望ましいのである。
In Patent Document 2, the
以下、特に導電ゴムで形成する可撓性対向電極13の厚さをスペーサ12の高さの2倍以上とした理由について図2及び図3を用いて説明する。
Hereinafter, the reason why the thickness of the
図2は、導電ゴムで形成した可撓性対向電極の厚みが薄い場合の座標入力装置の押圧時の概念図である。図2において、導電ゴムで形成した可撓性対向電極13の厚さをより薄くして、例えば、スペーサ12の高さとほぼ同じ厚みにした構成において、可撓性対向電極13の一箇所を押圧して、可撓性対向電極13と固定電極11が押圧箇所の下部のほぼ全面において接触するまで押圧した場合の、可撓性対向電極13の上部、つまりキートップ14側における可撓性対向電極13内部の圧力の分布を模式的に示したものである。
FIG. 2 is a conceptual diagram when the coordinate input device is pressed when the flexible counter electrode formed of conductive rubber is thin. In FIG. 2, the thickness of the
また、図3は、導電ゴムで形成した可撓性対向電極の厚みが厚い場合の座標入力装置の押圧時の概念図である。図3では、導電ゴムで形成した可撓性対向電極13の厚さをより厚くして、本発明のようにスペーサ12の高さの2倍以上とした構成における、同様の圧力分布を模式的に示した。スペーサ12に接触する周囲で可撓性対向電極13が局所的に大きく撓むのであるが、図2にように可撓性対向電極13を薄くしてある場合には、この局所的な圧力変化が十分に緩和されないまま可撓性対向電極13上部にまで伝達されてしまう。
FIG. 3 is a conceptual diagram when the coordinate input device is pressed when the flexible counter electrode formed of conductive rubber is thick. In FIG. 3, the same pressure distribution is schematically shown in the configuration in which the thickness of the
これに対し、図3のように可撓性対向電極13の厚さをより厚くした場合には、スペーサ12との接触による局所的な変形が、可撓性対向電極13上部に至るまでの領域で十分に緩和されるので、可撓性対向電極13上部では極く均一な圧力分布となって伝達される。つまり、例えば指で可撓性対向電極13上部を押圧したとすると、図2の場合には、スペーサ12の凹凸の感触が甚だしく感じられ操作感が不快であり、また、キートップ14と可撓性対向電極13の接着面に局所的に大きなストレスが加わるので、長期間の使用でキートップ14が剥がれ落ちるというおそれが生ずるのである。
On the other hand, when the thickness of the
これに対し、図3の場合には、スペーサ12の凹凸は使用者にはほとんど感じられず操作感が良好であると同時に、キートップ14と可撓性対向電極13の接着面にも極く一様な圧力が作用するだけなので接着面にかかるストレスが極く小さいのである。また、このように操作感が良好であるため、使用者は十分深くキートップ14を押し込むことができるので、図3に示すように、導電ゴムで形成した可撓性対向電極13と固定電極11が押圧箇所下部のほぼ全面において接触するので、結果としてスペーサ12の周囲の不感帯領域を狭めることができるのである。
[発明の実施の形態2]
On the other hand, in the case of FIG. 3, the unevenness of the
[Embodiment 2 of the Invention]
以下、本発明の実施の形態2について図4乃至図6を用いて説明する。本発明の実施の形態2の内容は、請求項5乃至8に対応する。 The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The contents of the second embodiment of the present invention correspond to claims 5 to 8.
図4は、本発明の実施の形態2に係る座標入力装置の要部断面図である。座標入力装置10は、基板15上に設けられた固定電極11と、固定電極11に離間対向して配置される可撓性対向電極(可撓性抵抗膜)13と、可撓性対向電極13上部のキートップ14と、固定電極11と可撓性対向電極13との間に設置されたスペーサ12とを備えており、可撓性対向電極13とスペーサ12とが導電ゴムによって一体形成されており、且つスペーサ12を固定電極11から電気的に絶縁する絶縁手段が設けられている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the coordinate input device according to the second embodiment of the present invention. The coordinate
かかる構成においては、可撓性対向電極13及びスペーサ12を、金型を用いて注入成形することにより、導電ゴムを材料として一体成形することができるので、スペーサ12を後付けで設置する構成に比較して、製造工程が簡略化されるという利点がある。
In such a configuration, the
図4では、スペーサ12を固定電極11から電気的に絶縁する絶縁手段は、固定電極11領域上に設けられた絶縁被覆16である。例えば、スペーサ12の下部の固定電極11領域上に絶縁性インクをパターン印刷して、その後乾燥・硬化させて形成すればよい。なお、押圧時にスペーサ12が固定電極11と接触して変形するので、絶縁被覆16の面積は押圧時のスペーサ12の面積よりも大きくしておくことが望ましい。
In FIG. 4, the insulating means for electrically insulating the
スペーサ12と固定電極11とを電気的に絶縁する絶縁手段は他の構成とすることも可能である。
The insulating means that electrically insulates the
図5は、本発明の実施の形態2に係る座標入力装置の別の態様を表した要部断面図である。例えば図5では、絶縁手段は固定電極11上に設けられた除去パターンである。つまり、スペーサ12を固定電極11上に押圧した際の面積よりも広い面積にわたって、固定電極11を塗布していない抵抗膜除去部17が設けられている。固定電極11をスクリーン印刷によって形成する場合には、この面積が除去パターンとなるよう固定電極11を印刷形成すればよい。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing another aspect of the coordinate input device according to Embodiment 2 of the present invention. For example, in FIG. 5, the insulating means is a removal pattern provided on the fixed
絶縁手段の他の構成として、図6を例に説明する。図6は、本発明の実施の形態2に係る座標入力装置のさらに別の態様を表した要部断面図である。図6では、絶縁手段は、スペーサ12の固定電極11に向かい合う端部に設けられた絶縁被覆16である。このような絶縁被覆16は、例えば可撓性対向電極13を水平に保持した状態で、絶縁性のインクを満たした容器にスペーサ12の端部を浸漬し、その後、スペーサ12の端部に付着したインクを乾燥・硬化させることにより容易に形成できる。
Another configuration of the insulating means will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part showing still another aspect of the coordinate input device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 6, the insulating means is an insulating
以上、スペーサ12と固定電極11とを電気的に絶縁する絶縁手段の構成としていくつかのものを説明してきたのであるが、これらはもちろんどれが最良のものであると予め決まっているわけではなく、製造担当者が置かれている種々の状況を勘案して、最も好適なものを選択すればよい。可撓性対向電極13の固定電極11に向かい合う側が平面状に形成されている場合には、浸漬することによって絶縁性インクをスペーサ12の端部に一様に付着させることが容易なので、図6の構成とすることが製造工程上は最も簡略である。これに対し、可撓性対向電極13の固定電極11に向かい合う側が略球面状に形成されている場合には、図4及び図5のように、固定電極11上に絶縁手段を設ける構成とするほうがよい。
As described above, several configurations of the insulating means for electrically insulating the
他の構成及び作用は、本発明の実施の形態1と同様であるので、同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[発明の実施の形態3]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment of the present invention, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
Embodiment 3 of the Invention
以下、本発明の実施の形態3について図7を用いて説明する。本発明の実施の形態3の内容は、請求項3に対応する。 Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The contents of the third embodiment of the present invention correspond to claim 3.
図7は、本発明の実施の形態3に係る座標入力装置の要部断面図である。図7は、特に車載用端末機器への適用が好適な例である。図7において、キートップ14の厚みが、キートップ14の中央部では薄く、外周部に向かうにつれ厚くなるよう形成されている点が異なっている。車載用端末機器においては、車両の運転中に操作される場合のように、キートップ14上の押圧されるべき箇所を目視で確認することができない場合があるが、図7のようなキートップ14の構成であれば、指で触れた感触のみで押圧箇所の判別が容易にできるのである。また、図7のようにキートップ14に窪みが設けられている形状は、指とよくフィットする形状なので、指先の力を伝えやすく、ポインターの移動などの操作が運転中でも精度良く行えるという利点がある。 FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of the coordinate input device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is an example particularly suitable for application to an in-vehicle terminal device. In FIG. 7, the key top 14 is different in that the thickness of the key top 14 is thin at the center of the key top 14 and becomes thicker toward the outer periphery. In an in-vehicle terminal device, there are cases where a place to be pressed on the key top 14 cannot be visually confirmed as in the case of being operated during driving of the vehicle, but the key top as shown in FIG. If it is the structure of 14, the discrimination | determination of a press location can be easily performed only by the touch touched with the finger | toe. In addition, the shape in which the depression is provided in the key top 14 as shown in FIG. 7 is a shape that fits well with the finger, so that it is easy to transmit the force of the fingertip, and the operation such as movement of the pointer can be performed accurately even during operation. is there.
他の構成及び作用は、本発明の実施の形態1と同様であるので、同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[発明の実施の形態4]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment of the present invention, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[Embodiment 4 of the Invention]
以下、本発明の実施の形態4を図8及び図9を用いて説明する。本発明の実施の形態4の内容は、請求項4に対応する。 Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The content of the fourth embodiment of the present invention corresponds to claim 4.
図8は、本発明の実施の形態4に係る座標入力装置の要部断面図である。車載用端末機器に適用して更に好適な例として示している。図9は、本発明の実施の形態4に係る可撓性対向電極13の上部からみた概念図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of main parts of a coordinate input device according to Embodiment 4 of the present invention. This is shown as a more preferable example when applied to a vehicle-mounted terminal device. FIG. 9 is a conceptual diagram seen from above the
図7に示した座標入力装置10との違いは次の通りである。つまり、図8に示すように可撓性対向電極13は、固定電極11に向かい合う面の形状が略球面状を成しており、また、図9に示すように、固定電極11上のスペーサ12は、その配設密度が固定電極11の中心部と周辺部では異なっており、中心部ではやや密に、周辺部に向かうほど疎に配設されている。既に述べたように車載用端末機器では、キートップ14上の押圧されるべき箇所を目視で確認することができない場合があるので、まず指でキートップ14に触れて中央部に指を保定し、キートップ14の中心部から周辺部に向かって指の力を加えていくという操作で端末に表示されるカーソルを移動させるようになっていることが望ましい。そして、この場合には、可撓性対向電極13を平面状に形成するよりも、キートップ14が窪みを有していることに対応して、可撓性対向電極13を略球面状に形成しておくほうがより精度のよいカーソル制御ができるのである。但し、可撓性対向電極13を略球面状に形成した場合、可撓性対向電極13が固定電極11に転動しながら接触するので、入力に対する操作感が乏しいきらいがある。そこで、本発明の実施の形態4による構成では、固定電極11の中心部と周辺部とで異なる密度でスペーサ12を配設することによって、キートップ14の中心部から周辺部に向けて指の力を加えていく際に、スペーサ12が適度の抵抗となって操作感を向上させるという効果を与えるのである。
Differences from the coordinate
他の構成及び作用は、本発明の実施の形態1と同様であるので、同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[発明の実施の形態5]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment of the present invention, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[Embodiment 5 of the Invention]
以下、本発明の実施の形態5を図10乃至図13を用いて説明する。 本発明の第5の実施の形態は、固定電極11を抵抗膜とした構成である。
The fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the fifth embodiment of the present invention, the fixed
すなわち、図10に示すように、基板15上に、エッチングまたは銀ペーストの印刷で、X方向に向かい合う給電電極11X1,11X2と、Y方向に向かい合う給電電極11Y1,11Y2とを設け、この上にカーボンペーストの印刷で抵抗膜13aを設けて、固定電極11が形成されている。この上部に導電ゴムからなる可撓性対向電極13を配置し、可撓性対向電極13に接続されるよう基板15上に設けた検出電極14aで、可撓性対向電極13と固定電極11とが接触した時の接触位置を、固定電極11の接点電位として検出する。
That is, as shown in FIG. 10, power supply electrodes 11X1 and 11X2 facing in the X direction and power supply electrodes 11Y1 and 11Y2 facing in the Y direction are provided on the
図11は、図10に示した構成を、給電電極11X1,11X2を含む断面で見たときの断面図であり、また、接点電位を検出するための回路の説明図を兼ねる図である。図11では、スペーサ12は可撓性対向電極13と一体成形されている。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the configuration shown in FIG. 10 when viewed in a cross section including the power feeding electrodes 11X1 and 11X2, and also serves as an explanatory diagram of a circuit for detecting a contact potential. In FIG. 11, the
以下、図11を用いて、接触位置の検出回路の構成とその動作を、より詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the contact position detection circuit will be described in more detail with reference to FIG.
まず、回路構成を説明する。 First, the circuit configuration will be described.
X方向の給電電極11X1,11X2には、それぞれスイッチ12X1と12X2が接続されており、これらのスイッチをONすることで、給電電極11X1,11X2を介して、抵抗膜である固定電極11のX方向に所定の電圧Vxを印加できるようにされている。同様に、Y方向の給電電極11Y1,11Y2にも、図示しないスイッチ12Y1,12Y2が接続されて、固定電極11のY方向に所定の電圧Vyが印加できるようにされている。可撓性対向電極13は、プルアップ抵抗を挟んで図示しない主電源線に接続され、また、コンパレータの入力端子に接続されている。更に、固定抵抗は、A/D端子にも接続されている(実際には検出電極14aを介して接続されている)。
The power supply electrodes 11X1 and 11X2 in the X direction are connected to switches 12X1 and 12X2, respectively. When these switches are turned on, the X direction of the fixed
次に、回路の動作を説明する。 Next, the operation of the circuit will be described.
可撓性対向電極13と固定電極11が離間している間は、スイッチは待機状態、つまり、X方向のスイッチ12X2のみONされており、X方向のもうひとつのスイッチ12X1及び、Y方向のスイッチ12Y1,12Y2はOFFされている状態にあるものとする。可撓性対向電極13と固定電極11が離間しているので、コンパレータの出力はOFFである。
While the
使用者により可撓性対向電極13が押圧されて、可撓性対向電極13が固定電極11の1点と接触すると、プルアップ抵抗Rcによりプルアップされている可撓性対向電極13の電位が低下する。この電位が、コンパレータの基準電圧Vref以下になった時点で、コンパレータの出力がONになる。これをトリガーとして、スイッチ12X1がONされ、給電電極11X1,11X2を介して、固定電極11に電圧Vxが印加される。この状態における、接触点での電位を、可撓性対向電極13に接続されるA/D端子を介して計測し、これにより、X方向における接触位置が検出される。
When the
続いて、X方向のスイッチ12X1と12X2がOFFされて、Y方向のスイッチ12Y1,12Y2がONされ、上記と同様にして、Y方向における接触位置が検出される。以下、可撓性対向電極13と固定電極11とが接触状態にあり、コンパレータの出力がONである限り、所定の時間で時分割して、X方向及びY方向における接触点の位置検出を交互に行う。
Subsequently, the X-direction switches 12X1 and 12X2 are turned OFF, the Y-direction switches 12Y1 and 12Y2 are turned ON, and the contact position in the Y direction is detected in the same manner as described above. Hereinafter, as long as the
可撓性対向電極13の押圧が中止され、可撓性対向電極13と固定電極11とが離間状態に戻って、コンパレータの出力がOFFになると、スイッチ12X2のみONされ、他のスイッチ12X1と12Y1,12Y2はOFFされて、待機状態に戻る。
When the pressing of the
以上、固定電極11が抵抗膜とされ、可撓性対向電極13が抵抗体の電位検出用電極とされる場合の、固定電極11と可撓性対向電極13との接触位置の検出回路の構成と動作を説明してきた。かかる回路は、本発明の実施の形態1で述べたような、可撓性対向電極13が抵抗膜とされ、固定電極11が抵抗体の電位検出用電極とされる構成にも適用することができ、その場合には、上記の説明において、固定電極11と可撓性対向電極13の役割を入れ替えて、回路を構成すればよい。
As described above, the configuration of the detection circuit for the contact position between the fixed
図12乃至図13には、本発明の第5の実施の形態の、他の態様を示した。 12 to 13 show other aspects of the fifth embodiment of the present invention.
図12は、基板15に設けられた抵抗膜13aの平面図であるが、抵抗膜13aは、開口部を有する格子状に形成されている。抵抗膜13aの各開口部13bに液状シリコーンゴムによるドット状スペーサ12を印刷することで、抵抗膜13aの抵抗値に影響を与えることなく、スペーサ12を設置することができる。図13は、図12に示した構成を、給電電極11X1,11X2を含む断面で見たときの断面図である。
FIG. 12 is a plan view of the
本発明の実施の形態5による構成とすることで、抵抗膜13aの抵抗値を、カーボンペースト、あるいはカーボンペースト印刷膜厚、さらには、格子状とした場合の格子開口部の開口比などを調整することで、例えばゴム硬度のような導電ゴムの物性値から独立に自由に制御することが可能になる。
By adopting the configuration according to the fifth embodiment of the present invention, the resistance value of the
他の構成及び作用は、本発明の実施の形態1と同様であるので、同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。 Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment of the present invention, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
10 座標入力装置
11 固定電極
12 スペーサ
13 可撓性対向電極
14 キートップ
15 基板
16 絶縁被覆
17 電極除去部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記固定電極と前記可撓性対向電極のいずれか一方が抵抗膜であることを特徴とする座標入力装置。 A fixed electrode provided on a substrate, a flexible counter electrode made of conductive rubber disposed so as to be spaced apart from the fixed electrode, a key top provided on an upper portion of the flexible counter electrode, and the fixed electrode A coordinate input device provided between the flexible counter electrode and provided with a spacer that holds the fixed electrode and the flexible counter electrode apart when not operated;
One of the fixed electrode and the flexible counter electrode is a resistance film, and the coordinate input device is characterized in that:
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