JP2008112302A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力装置としての強度を向上させ、かつ、ユーザに対して良好な操作感を与えることのできる入力装置を得る。
【解決手段】剛性を有する上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂで、表示装置１０５の周辺部と表示面の対向面とを一体に覆うと共に、上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂでタッチパネル１０８をその押下方向に支持する。上金枠１０２ａ及び下金枠１０２ｂは、スイッチドーム１０１で支持し、押下方向に対して移動可能とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば携帯電話機といった電子機器に用いられる入力装置に関するものである。

一般に、タッチパネルを備えた電子機器では、表示装置上にタッチパネルが配置され、表示装置に表示されたキーの表示位置を押下するといった操作により入力を行うようになっている。
従来、このような入力装置として、操作感を得るため、例えば、バイブレータを備え、タッチパネルへの押下があった場合、バイブレータによってこの押下状態に対応した振動を発生させるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−８６７１１号公報

従来の入力装置では、表示装置の表示面側に設けたタッチパネルを押下することでその押下状態に応じたバイブレータの振動を発生させることにより、押圧時の操作感を得ていた。しかしながら、タッチパネルへの押下時にその押圧力がタッチパネルを通じて表示装置に伝わるため、表示装置の剛性が不足し、クラックや割れ等が問題となっていた。

また、操作感をバイブレータの振動によって得るため、通常のキー操作における操作感とは異なり、ユーザが違和感を与えるといった問題もあった。更に、携帯電話機といった小型電子機器ではそのスペースも限られており、バイブレータの配置スペースを必要とするなど、実装が困難であるといった問題点も有していた。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、入力装置としての強度を向上させ、かつ、ユーザに対して良好な操作感を与えることのできる入力装置を得ることを目的とする。

この発明に係る入力装置は、表示装置の表示面側に位置するタッチパネルと、表示装置の周辺部と表示面の対向面とを一体に覆い、タッチパネルをその押下方向に支持する剛性を有する枠体と、枠体をタッチパネル押下方向に支持する弾性体とを備えたものである。

この発明の入力装置は、剛性を有する枠体で、表示装置の周辺部と表示面の対向面とを一体に覆うと共に、タッチパネルをその押下方向に支持し、かつ、枠体を弾性体で支持するようにしたので、入力装置としての強度を向上させ、かつ、ユーザに対して良好な操作感を与えることができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による入力装置を適用した携帯電話機１０の斜視図である。
図示の携帯電話機１０は、操作側筐体２０に対して、表示側筐体３０を回転自在に連結した二つ折れ型携帯電話機である。操作側筐体２０は、ヒンジ部２１、操作部２２、プリント回路板２３を有し、表示側筐体３０は、ヒンジ部３１、表示部３２、プリント回路板３３を有する。操作側筐体２０のヒンジ部２１は、表示側筐体３０のヒンジ部３１と互いに回転自在に連結されることにより、操作側筐体２０と表示側筐体３０とが回転自在に連結されるよう構成されている。また、ヒンジ部２１とヒンジ部３１は内部が中空に形成されており、この中空部分にフレキシブル基板４０が配置されている。フレキシブル基板４０は、一端がプリント回路板２３に電気的に接続され、他端がプリント回路板３３に電気的に接続されている。プリント回路板２３及びプリント回路板３３は、携帯電話機１０としての電子回路を構成するプリント基板である。

このように構成された携帯電話機は、操作部２２にテンキー等を表示し、このテンキーに相当する位置をタッチパネル上で押下することにより、各種の操作を行う。また、表示部３２は、操作部２２の操作により各種の状態を表示する。

図２は、操作側筐体２０における断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図を示している。
図３は、図２の要部（あ部）断面図である。
これらの図に示すように、操作側筐体２０は、上部カバー２０ａと下部カバー２０ｂにより構成されている。上部カバー２０ａは、樹脂成形された外装ケースであり、天井面には、図４にも示すように開口５０が形成され、この開口５０に相当する部分が操作部２２に対応するものである。また、上部カバー２０ａの端部には、内側に突出して形成された嵌合用爪５１が形成されている。下部カバー２０ｂは、樹脂成形された外装ケースであり、その端部には、外側に突出して形成された嵌合用爪５２が形成されている。これらの嵌合用爪５１，５２は互いに嵌合し、上部カバー２０ａと下部カバー２０ｂを一体に構成する。

下部カバー２０ｂの内側には、プリント回路板２３が配設されている。このプリント回路板２３は、下部カバー２０ｂの底面に突設された突起部（図示せず）によって保持されている。プリント回路板２３は表面に弾性体であるスイッチドーム１０１が取り付けられている。スイッチドーム１０１は、略碗形状の板バネからなり、シール部材（図示せず）がスイッチドーム１０１を覆ってプリント回路板２３に貼着されていることにより、プリント回路板２３上に固定されている。また、このスイッチドーム１０１は、後述する図１０（ａ）（ｂ）に示すように、押下及び解放されることにより、スイッチとしての機能を有するものである。尚、スイッチ機能については後述する。

スイッチドーム１０１は図５で示すように、プリント回路板２３上の４箇所に設けられている。この４箇所に設けられた複数のスイッチドーム１０１上に、板金を折り曲げて形成した下金枠（下枠体）１０２ｂが配置されている。即ち、上金枠（上枠体）１０２ａ及び下金枠１０２ｂは、剛性を有する金属からなり、後述するタッチパネル１０８の押下方向に対する直角方向の断面が略矩形に成形されており、かつ、下金枠１０２ｂの四隅部が４個のスイッチドーム１０１で支持されている。

下金枠１０２ｂ上には、樹脂成形されたＬＣＤホルダ１０３が保持されており、このＬＣＤホルダ１０３に、下偏光板１０４を介してＬＣＤ（液晶ディスプレイ）からなる表示装置１０５が保持されている。表示装置１０５の画像表示側に上偏光板１０６が積層され、この上偏光板１０６からＬＣＤホルダ１０３までの構成を含めて、下金枠１０２ｂと上金枠１０２ａで一体に保持されるよう構成されている。上金枠１０２ａは、表示装置１０５の画像表示部分が露出するように構成されている。上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂとは、プリント回路板２３の厚み方向に関して揃えて配置されている。更に、上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂとの両方を覆うテープ１０７が設けられており、このテープ１０７を用いて上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂとが固定され、かつ、これら上金枠１０２ａ及び下金枠１０２ｂ上に、タッチパネル１０８が固定されるよう構成されている。

タッチパネル１０８は、任意の位置が押下された場合、その押下位置に対応した位置情報を送出する公知のタッチパネルである。このタッチパネル１０８は、透明であると共に、タッチパネル１０８のいずれかの部分に負荷（押下力）が加わった場合に、この負荷を下金枠１０２ｂ及び上金枠１０２ａを介してスイッチドーム１０１に伝達できる材質、例えばアクリルパネルといった材質で形成されている。また、タッチパネル１０８の上面と上部カバー２０ａとの間に、緩衝体であるクッション１０９が配設されており、タッチパネル１０８を押下、解放することによる上部カバー２０ａへの衝撃を吸収するようになっている。

以上の構成により、操作側筐体２０内で、上金枠１０２ａ，下金枠１０２ｂ〜タッチパネル１０８からなる部分が、弾性体であるスイッチドーム１０１を介してタッチパネル１０８の押下方向に移動可能に支持されるようになっている。また、表示装置１０５が上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂとによって、その周辺部と裏面側とが保持されているため、表示装置１０５の端面からの割れやクラックの発生を防止することができ、表示装置１０５としての剛性を向上させることができる。また、タッチパネル１０８と表示装置１０５とが上金枠１０２ａを介して離間しているので、タッチパネル１０８に加えられる負荷が直接表示装置１０５に伝わりにくく、この点からも表示装置１０５の変形を防止することできる。

次に、表示装置１０５における表示動作を説明する。
図６は、表示装置１０５で表示されるキーの説明図である。
表示装置１０５は、図６の（ａ）に記載されているように、デジタル画像によってテンキー２０１を表示する他、図６の（ｂ）に記載されているように、機能キー２０２を表示することが可能となっている。ここでいう機能キー２０２とは、「撮る」と表示されているアイコンを押すことにより、携帯電話機のモードをカメラ撮影モードに切り替える機能を有するキーや、「かける」と表示されているアイコンを押すことにより、携帯電話機のモードを電話発信モードに切り替える機能を有するキーや、「見る」と表示されているアイコンを押すことにより、携帯電話機のモードを撮影した画像や動画を閲覧するモードに切り替える機能を有するキーをいう。

次に、携帯電話機１０の動作について説明する。
ユーザは、表示装置１０５に表示されたテンキー２０１や機能キー２０２といったキーを操作しようとする場合、そのキーと対応する位置にユーザの指を配置する。そしてユーザの指とタッチパネル１０８とを当接させ、ユーザが、表示装置１０５に表示されているキー画像と対応する位置を押下することによって、この押下力が、上金枠１０２ａ及び下金枠１０２ｂを介してスイッチドーム１０１に伝達される。これにより、スイッチドーム１０１の中央付近が撓む。また、撓んだ後、ユーザがキーの解放動作を行うと、スイッチドーム１０１が復元し、この復元動作がユーザの指に伝達されて、ユーザはキーを操作できたことを感じることができる。即ち、任意のキーを押下することによってタッチパネル１０８が、スイッチドーム１０１の撓む距離分移動及び復元するため、通常のキー操作と同様の操作感を得ることができる。

尚、上記実施の形態では、上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂとをテープ１０７を用いて一体に固定するようにしたが、上金枠１０２ａの外周面と下金枠１０２ｂの内周面とを両面テープや接着剤を用いて接着するようにしてもよい。

以上説明したように、実施の形態１の入力装置によれば、表示装置の表示面側に位置し、任意の位置の押下に対応した位置情報を送出するタッチパネルと、表示装置の周辺部と表示面の対向面とを一体に覆うと共に、タッチパネルをタッチパネルの押下方向に支持する剛性を有する枠体と、枠体をタッチパネル押下方向に支持する弾性体とを備えたので、表示装置の剛性が向上し、入力装置としての強度を向上させることができる。また、入力装置としてユーザに対して良好な操作感を与えることができる。更に、キーの操作感を得るために、表示装置に表示されるキーの数分の弾性体を設けるといった必要もなく、簡単な構成で実現することができる。

また、実施の形態１の入力装置によれば、枠体は、別体に形成された上枠体と下枠体とからなり、これら上枠体と下枠体とを接着により一体としたので、組み立てが容易でかつ十分な強度を持つ枠体を得ることができる。

また、実施の形態１の入力装置によれば、弾性体を略碗状の板ばねで構成したので、表示された画像をユーザが操作した場合に、ユーザに操作が完了したことを伝達する機能を追加する場合に、板ばねの厚みを追加するのみでよいため、ほとんど厚みを増大させることなく、この機能を追加させることが可能になる。

また、実施の形態１の入力装置によれば、枠体は押下方向に対して直角方向の断面が略矩形に形成され、枠体の四隅部を弾性体で支持したので、タッチパネルが押下される位置によっては一つの弾性体には負荷が伝わり難い場合であっても、別の弾性体にはその負荷が伝わりやすくすることができるので、多様な位置にキーを表示しても、ユーザに対して十分な操作感を与えることができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、表示装置とタッチパネルの両方を、上金枠１０２ａと下金枠１０２ｂとによって覆うようにしたものである。
図７は、実施の形態２の要部断面図であり、これは実施の形態１における図３の部分に対応した箇所を示すものである。
図７において、上部カバー２０ａと下部カバー２０ｂの構成や、プリント回路板２３とスイッチドーム１０１との関係およびＬＣＤホルダ１０３〜上偏光板１０６の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。上偏光板１０６上にはタッチパネル１０８が設けられており、操作側筐体２０が、表示装置１０５とタッチパネル１０８とを含めて覆うよう上金枠１０２ｃ及び下金枠１０２ｄが設けられている。即ち、上金枠１０２ｃの内側面にはテープ１１０によってタッチパネル１０８が接着されており、これら上金枠１０２ｃ及び下金枠１０２ｄと上部カバー２０ａとの間にはクッション１０９が配設され、タッチパネル１０８を押下、解放した場合の上金枠１０２ｃと下金枠１０２ｄの移動による衝撃を吸収するようになっている。また、上金枠１０２ｃと下金枠１０２ｄとは接着剤１１１によって一体に接着されている。

このように構成された入力装置では、タッチパネル１０８が押下された場合、上金枠１０２ｃと下金枠１０２ｄとで一体に構成されたタッチパネル１０８と表示装置１０５とが一体となって移動し、スイッチドーム１０１を押下する。これによってスイッチドーム１０１の中央付近が撓み、その後、スイッチドーム１０１が復元し、この復元動作が、ユーザの指に伝達されて、ユーザはキーを操作できたことを感じることができる。

尚、上記実施の形態２では、上金枠１０２ｃと下金枠１０２ｄとは接着剤１１１で接着するようにしたが、両面テープ等を用いて一体に構成するようにしてもよい。

以上のように、実施の形態２の入力装置によれば、表示装置の表示面側に位置し、任意の位置の押下に対応した位置情報を送出するタッチパネルと、表示装置とタッチパネルの周辺部と表示装置における表示面の対向面とを一体に覆う剛性を有する枠体と、枠体をタッチパネル押下方向に支持する弾性体とを備えたので、入力装置としての強度を向上させると共に、ユーザに対して良好な操作感を与えることができる。また、キーの操作感を得るために、表示装置に表示されるキーの数分の弾性体を設けるといった必要もなく、簡単な構成で実現することができる。

尚、上記実施の形態１、２では、上金枠１０２ａ，ｃと下金枠１０２ｂ，ｄとを接着剤１１１等を用いて一体に構成するようにしたが、嵌合爪と貫通穴との嵌合によって一体に構成するようにしてもよい。
図８は、入力装置の要部断面図である。
また、図９は、上金枠と下金枠の分解斜視図である。

図９に示すように、上金枠１１２の側面には嵌合爪１１２ａが形成され、下金枠１１３の側面には貫通穴１１３ａが設けられ、図８に示すように、嵌合爪１１２ａと貫通穴１１３ａとが嵌合し、上金枠１１２と下金枠１１３とが一体となるよう構成されている。これ以外の部分は実施の形態１または実施の形態２と同様であるため、その説明は省略する。尚、図８では、実施の形態１における表示装置１０５の構成を示しており、上金枠１１２と下金枠１１３の内側部分の構成のみ示している。

上金枠１１２と下金枠１１３とをこのように構成することによって、接着剤や両面テープといった接着のための別部材が不要となり、また、組み立てが更に簡単となる。

また、上記実施の形態１、２では、スイッチドーム１０１を弾性体としてのみ用いているが、スイッチとしての機能を用いて、タッチパネル１０８の制御を行うよう構成してもよい。
図１０は、スイッチドーム１０１とプリント回路板２３とによるスイッチとしての説明図である。図１０において、（ａ）は通常状態、（ｂ）は押下状態を示している。
図１０の（ａ）に示すように、スイッチドーム１０１は金属製の略碗状となった板バネであり、プリント回路板２３の第１パッド２３ａにその周端部が電気的に接続され、中央部が押下されることにより、図１０の（ｂ）に示すように、プリント回路板２３に形成された第２パッド２３ｂに接触し、第１パッド２３ａと第２パッド２３ｂとが電気的に導通するスイッチ構造を構成する。このようなスイッチ構造を用いて、第１パッド２３ａと第２パッド２３ｂとが電気的に導通した場合にのみ、タッチパネル１０８が押下されたと判断する。即ち、タッチパネル１０８では入力を検知しても、スイッチドーム１０１がオン状態とならない限りは、タッチパネル１０８からの信号は誤信号と判定する。

このように、スイッチドーム１０１を支持するプリント回路板２３を有し、スイッチドーム１０１が押下及び解放されることによってプリント回路板２３との間でスイッチを構成すると共に、スイッチの状態によってタッチパネル１０８の押下を検知するようにしたことにより、入力装置としての誤動作を防止することができる。

尚、上記各実施の形態では、入力装置の適用例として携帯電話機の場合を説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）やデジタルカメラでタッチパネルによる操作を行う構成等で対しても同様に適用可能である。

この発明の実施の形態１による入力装置を適用した携帯電話機を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による入力装置の操作側筐体の断面図である。 この発明の実施の形態１による入力装置の要部断面図である。 この発明の実施の形態１による入力装置の操作側筐体の上面図である。 この発明の実施の形態１による入力装置におけるスイッチドームと上金枠及び下金枠との関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による入力装置における表示装置に表示されるキーの説明図である。 この発明の実施の形態２による入力装置の要部断面図である。 この発明の入力装置における上金枠と下金枠との他の例を示す断面図である。 この発明の入力装置における上金枠と下金枠との他の例を示す分解斜視図である。 この発明の入力装置におけるスイッチドームとプリント回路板とのスイッチ構造を示す説明図である。

符号の説明

１０ 携帯電話機、２０ 操作側筐体、２２ 操作部、２３ プリント回路板、２３ａ 第１パッド、２３ｂ 第２パッド、１０１ スイッチドーム、１０２ａ，１０２ｃ，１１２ 上金枠、１０２ｂ，１０２ｄ，１１３ 下金枠、１０５ 表示装置、１０７ テープ、１０８ タッチパネル、１１１ 接着剤、１１２ａ 嵌合爪、１１３ａ 貫通穴。

Claims (6)

1. 表示装置の表示面側に位置し、任意の位置の押下に対応した位置情報を送出するタッチパネルと、
   前記表示装置の周辺部と前記表示面の対向面とを一体に覆うと共に、前記タッチパネルを当該タッチパネルの押下方向に支持する剛性を有する枠体と、
   前記枠体を前記タッチパネル押下方向に支持する弾性体とを備えた入力装置。
2. 表示装置の表示面側に位置し、任意の位置の押下に対応した位置情報を送出するタッチパネルと、
   前記表示装置と前記タッチパネルの周辺部と前記表示装置における表示面の対向面とを一体に覆う剛性を有する枠体と、
   前記枠体を前記タッチパネル押下方向に支持する弾性体とを備えた入力装置。
3. 前記枠体は、別体に形成された上枠体と下枠体とからなり、これら上枠体と下枠体とを嵌合または接着により一体としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力装置。
4. 弾性体は、略碗状の板ばねからなることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の入力装置。
5. 枠体は押下方向に対して直角方向の断面が略矩形に形成され、当該枠体の四隅部を弾性体で支持したことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の入力装置。
6. 弾性体を支持するプリント回路板を有し、前記弾性体が押下及び解放されることによって前記プリント回路板との間でスイッチを構成すると共に、当該スイッチの状態によってタッチパネルの押下を検知することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の入力装置。

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