JP2014013158A - タッチ式入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの荷重検出素子で操作力を確実に検出できるタッチ式入力装置を提供する。
【解決手段】入力板１０と、荷重検出素子および入力板１０への操作荷重を受ける被押圧部２２ａを有する荷重センサユニット２０とを備え、荷重センサユニット２０を入力板１０の１つの角部に配置し、他の３つの角部に突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを設け、３つの突出部のうち荷重センサユニット２０と対角位置に設けた突出部１３ａの高さと、荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａの高さを、他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃよりも高くしたので、入力板１０のどの位置が押圧されても、操作荷重は荷重センサユニット２０と対角線上の突出部１３ａおよび他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃのうちの１つで構成される三角形状にかかるので、荷重センサユニット２０には操作荷重の一部が必ずかかり、押圧位置によらず荷重センサユニット２０で操作荷重が検出できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、タッチ式入力装置に関し、特に、電子書籍や携帯電話機等の携帯端末の操作に用いられるタッチ式入力装置に関する。

従来のタッチ式入力装置として、タッチパネルと圧力検出素子を組合せたものが、特許文献１に示されている。特許文献１によるタッチ式入力装置では、図６に示すように、タッチパネル１０１に座標検出素子１１１の他に、圧力検出素子１０３を四隅に配置し、タッチパネル１０１が押圧操作されると、操作位置座標を座標検出素子１１１で検出し、押圧された操作圧力を各圧力検出素子１０３で検出している。

特開昭６３−２５７８２４号公報

しかしながら、上記したような従来のタッチ式入力装置では、荷重検出素子（圧力検出素子）が４つ必要で、使用する部品数増加するという問題があった。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの荷重検出素子で操作力を確実に検出できるタッチ式入力装置を提供することにある。

この課題を解決するために、本発明の請求項１によるタッチ式入力装置では、受け部材に取り付けられる座標検出可能な矩形状の入力板と、操作荷重に応じた信号を出力する荷重検出素子および前記入力板への操作荷重を受ける被押圧部を有する荷重センサユニットと、を備えたタッチ式入力装置において、
前記荷重センサユニットの前記被押圧部を前記入力板の１つの角部に配置し、他の３つの角部に位置する当該入力板と前記受け部材との間に突出部を設け、３つの前記突出部のうち前記荷重センサユニットの前記被押圧部と対角位置に設けた突出部の高さと、前記被押圧部の高さを、他の２つの前記突出部よりも高くしたことを特徴とする。

この構成によれば、使用者が入力板のどの位置を押圧操作しても、操作荷重は荷重センサユニットと、対角線上の突出部、および他の２つの突出部のうちの１つ、で構成される三角形状にかかる。したがって、荷重センサユニットには必ず操作荷重の一部がかかるので、押圧操作位置によらず荷重センサユニットで操作荷重が検出可能となる。押圧操作位置の座標は入力板で検出可能なので、荷重センサユニットが検出した操作荷重と入力板が検出した押圧位置座標から真の操作荷重が算出できる。これにより１つの荷重センサユニットのみで入力板の全域にわたり操作荷重を検出することが可能となる。

また、本発明の請求項２によるタッチ式入力装置では、前記荷重センサユニットの前記荷重検出素子には初期荷重が加えられており、前記入力板への押圧操作で前記荷重検出素子への荷重が低減するように構成したことを特徴とする。

この構成によれば、入力板が押圧操作されると、荷重検出素子への初期荷重が低減するので、誤操作等により入力板が過大に押圧された場合でも、荷重検出素子にかかる初期荷重がゼロまで低減されるのみで、過大な荷重はかからない。これにより、誤操作等により入力板が過大に押圧されても荷重検出素子が破損することを回避できる。

また、本発明の請求項３によるタッチ式入力装置では、前記荷重センサユニットは、前記荷重検出素子に対して初期荷重を生じさせる付勢部材と、前記付勢部材の付勢力を受けて前記荷重検出素子を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を揺動可能に支持する支持部材とを備え、前記押圧部材は、前記入力板への操作荷重を受ける前記被押圧部と、前記荷重検出素子を押圧する押圧部とを有し、前記被押圧部に加えられた操作荷重により前記支持部材に支持される位置を支点として前記押圧部に対して前記荷重検出素子の初期荷重を減少させる方向に力が作用することを特徴とする。

この構成により、付勢部材により生じた初期荷重を押圧部材を介して荷重検出素子に加え、かつ操作荷重により初期荷重が減少する構造となる。これにより誤操作等により入力板が過大に押圧されても荷重検出素子が破損することを回避できるとともに、荷重が変化しても高さがごく僅かしか変化しない荷重検出素子を使用しても、操作荷重により荷重検出素子への初期荷重が確実に減少し、操作力を精度良く検出することができる。

本発明によれば、タッチパネルと圧力検出素子を組合せ、押圧操作された座標と操作圧力を検出するタッチ式入力装置において、タッチパネルのどの位置で押圧操作されても、１つの荷重検出素子で操作力を確実に検出することが可能となる。

本発明に係るタッチ式入力装置の実施の形態を示す斜視図で、（ａ）は上面側から見た斜視図、（ｂ）は下面側から見た斜視図、（ｃ）は入力板の構成を示す下面側から見た分解斜視図である。 上記実施形態の荷重センサユニットの斜視図で、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は荷重センサユニットの構成を示す分解斜視図である。 上記実施形態のタッチ式入力装置を携帯端末等に取り付ける場合の分解斜視図である 上記実施形態のタッチ式入力装置を携帯端末等に取り付ける場合の平面図である 上記実施形態のタッチ式入力装置を携帯端末等へ取り付ける場合の、荷重センサユニットへの荷重のかかり方を説明する図４のＡ−Ａ断面図で、（ａ）は荷重検出素子にかかる初期荷重（プリテンション）を説明する断面図、（ｂ）は押圧操作されたときの荷重検出素子への荷重のかかり方を説明する断面図である。 特許文献１に示される従来例のタッチ式入力装置の構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。

なお、以下においては、電子書籍や携帯電話機等の携帯端末に取り付けられたタッチ式入力装置について説明する。しかしながら、本実施の形態に係るタッチ式入力装置の適用対象については、これに限定されるものではなく、種々の電子機器に適用可能である。
また、通常携帯端末には、本発明の技術分野であるタッチ式入力装置の他に、電子回路，表示素子等の構成部品が含まれるが、本発明の実施形態ではタッチ式入力装置に関してのみ詳細に記述し、他の構成部品に関しては詳細な記述は行わない。

図１は本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置の外観を示す斜視図で、（ａ）はタッチ式入力装置を上面側から見た斜視図、（ｂ）はタッチ式入力装置を下面側から見た斜視図、（ｃ）は入力板１０の構成を示すタッチ式入力装置を下面側から見た分解斜視図である。

図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、タッチ式入力装置は入力板１０の下面側に荷重センサユニット２０が取り付けられている。

入力板は略矩形状の透明な積層板で、図１の（ｃ）に示すように、中間に押圧位置座標を検出するセンサシート１２を挟み、上面側に保護用のクリアプレート１１、下面側にスペーサー１３を配し、スペーサー１３のさらに下面側には粘着シート１４が設けられている。

クリアプレート１１は入力板１０の最上面の層で、使用によるキズ等を防ぐとともに製品に組み込まれた表示素子等の表示を透過する。

センサシート１２は使用者が入力板を押圧操作したときの操作位置座標を検出する抵抗式，静電容量式等の透明なフィルム状のセンサで、外形はクリアプレート１１と略同一で、１つの角部に荷重センサユニット２０が挿通される角穴部を有する。

なお、センサシート１２には電源配線，信号配線等が必要であるが、説明の理解を容易とするため、これらの配線等の記載は省略する。

スペーサー１３は入力板１０を求められる厚さに調整するための部品で、中央には用途先の携帯端末の表示素子が挿通される略矩形状の穴部を有し、１つの角部に荷重センサユニット２０が挿通される角穴部を有するとともに、他の３つの角部にはそれぞれ略円柱状の突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを有する。

スペーサー１３の３つの突出部のうち、荷重センサユニット２０が挿通する角穴部のある角部の対角位置にある角部の突出部１３ａは他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃより高くなるように設計されている。

粘着シート１４は積層された入力板１０を用途先の携帯端末等に貼り付けるための両面に粘着性を有するシートで、母材は柔らかいスポンジ様の素材を使用し、押圧されることにより容易に圧縮変形する。粘着シート１４の１つの角部には荷重センサユニット２０が挿通される角穴部を有し、他の３つの角部にはスペーサー１３の３つの突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが挿通される丸穴部を有する。
また、粘着シート１４の厚さは、スペーサー１３の３つの突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃのうち、最も高い突出部１３ａの高さと略同一としてある。

以上より、クリアプレート１１，センサシート１２，スペーサー１３，粘着シート１４の各層を積層すると、最も下面の粘着シート１４の下面とスペーサー１３の最も高い突出部１３ａは同一の高さとなり、他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃは粘着シート１４の下面には達しておらず、他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃの端面は粘着シート１４の丸穴部の中間位置の高さとなる。

また、センサシート１２，スペーサー１３，粘着シート１４の各層に設けられた荷重センサユニット２０が挿通される角穴部は、クリアプレート１１を下方側として見た場合において、入力板１０の角部にてクリアプレート１１を内底面とする角形状の窪み部となる。

次に、図２を参照に、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置において使用される荷重センサユニット２０を詳細に説明する。図２は荷重センサユニット２０の外観を示す斜視図で、（ａ）は押圧部材２２側から見た外観斜視図、（ｂ）は荷重センサユニット２０の構成を示す押圧部材２２側から見た分解斜視図である。

荷重センサユニット２０は、図２に示すように付勢部材２１と押圧部材２２および荷重検出素子２３からなる。なお、荷重検出素子２３には電源配線，信号配線等が必要であるが、説明の理解を容易とするため、これらの配線等の記載は省略する。

付勢部材２１は、ステンレス等の金属板材等を断面視ボックス形状の上面を開放したチャンネル形状（溝型形状）に形成し、底板部２１ｃには長手方向の中央側に延びる弾性腕部２１ａが形成されている。弾性腕部２１ａは底板部２１ｃから切り起こされた片持ばねである。また、弾性腕部２１ａの根元部近傍には上面に対して略直交方向に折り曲げられた、押圧部材２２を支持する支持部（支持部材）２１ｂが形成されている。

押圧部材２２は、ステンレス等の金属板材等を折り曲げて形成され、長尺状の平板部と、平板部の長手方向の一端側に被押圧部２２ａと、他端側の内側よりの位置に係合腕２２ｂを有し、係合腕２２ｂと他端側との中間領域は荷重検出素子２３に当接する押圧部２２ｃとなる。

荷重検出素子２３は、例えば、圧電セラミックスを用いたフォースセンサ等で、上面には荷重検出用の突形状を有し、突形状の先端面は検出面２３ａである。

荷重検出素子２３は検出面２３ａを上方に向けて付勢部材２１の内底面に取り付けられる。さらに、押圧部材２２の係合腕２２ｂと、付勢部材２１の弾性腕部２１ａが係合するように押圧部材２２を組み付ける。これにより押圧部材２２の押圧部２２ｃと荷重検出素子２３の検出面２３ａが当接する。

次に、入力板１０および荷重センサユニット２０を用途先の携帯端末に取り付ける場合の一般的な構成を、図３を参照に、詳細に記載する。図３は、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置を、例えば、携帯端末の上カバー１に取り付けるときの状態を上カバー１の裏面側より見た分解斜視図である。

なお、図３に示す用途先の一般的な携帯端末を構成する上カバー１，下カバー２は、説明の理解を容易とするために、通常用いられる一般的な形状を事例として示したものある。さらに、通常、一般的な用途先の携帯端末には電子回路，表示素子等が含まれるが、説明の理解を容易とするため、これらの電子回路，表示素子等の記載は省略する。

荷重センサユニット２０は、図３に示すように、付勢部材２１の底板部２１ｃの底面が入力板１０の窪み部の内底面、すなわちクリアプレート１１（図１（ｃ）参照）に当接するように、例えば接着剤等により取り付けられる。これにより、押圧部材２２の被押圧部２２ａは突出部１３ａの端面と同じ高さとなるように設定されている。

荷重センサユニット２０が取り付けられた入力板１０は粘着シート１４の粘着力により上カバー１の窪み部１ａに取り付けられる。これにより粘着シート１４の下面側の端面と荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａおよび突出部１３ａの端面が、上カバー１の窪み部１ａの内底面に当接する。これに対し、突出部１３ａより高さが低い突出部１３ｂ，１３ｃの端面と窪み部１ａの内底面の間には隙間ができる。

なお、通常、上カバー１には、図示しない電子回路，表示素子等と、下カバー２が取り付けられ、用途先の携帯端末の外形が構成される。

次に、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置を一般的な携帯端末に取り付けた場合における、入力板１０が押圧操作されたときの荷重センサユニット２０の荷重検出動作を、図４を参照に、詳細に説明する。図４は、一般的な携帯端末に本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置を取り付けたときの携帯端末の外観を示す平面図である。

タッチ式入力装置が取り付けられた携帯端末は、図４に示すように、上カバー１の窪み部１ａに入力板１０がはめ込まれた状態となっており、図４に破線で示す、３つの突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃと荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａが窪み部１ａの内底面と対向している。

これらの３つの突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃと被押圧部２２ａのうち、高さが高い突出部１３ａと被押圧部２２ａは窪み部１ａの内底面と当接し、高さの低い突出部１３ｂと突出部１３ｃは窪み部１ａの内底面との間に隙間を有する。また、入力板１０の最下面の粘着シート１４（図１参照）の下面は突出部１３ａ及び被押圧部２２ａと同じ高さであるため、入力板１０の最下面の粘着シート１４の下面も窪み部１ａの内底面と当接する。

以上により、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置を一般的な携帯端末に取り付けると、突出部１３ａと被押圧部２２ａが携帯端末の窪み部１ａの内底面に当接するとともに、粘着シート１４の下面も窪み部１ａの内底面と当接し、タッチ式入力装置は携帯端末に略水平に取り付けられる。

ところで、粘着シート１４は柔らかいスポンジ様の素材を母材にしたシートで、押圧されることにより容易に圧縮変形する。また、突出部１３ａと被押圧部２２ａは窪み部１ａの内底面と当接し、突出部１３ｂと突出部１３ｃは窪み部１ａの内底面との間に隙間を有している。このため、入力板１０は、突出部１３ａと被押圧部２２ａを結ぶ線分Ｌ−Ｌを揺動中心軸として、突出部１３ｂまたは突出部１３ｃが窪み部１ａの内底面に当接するまで揺動可能となる。

タッチ式入力装置が、図４に領域Ｒ１で示す、突出部１３ａと被押圧部２２ａおよび突出部１３ｃで構成される三角形の領域Ｒ１で押圧操作されると、入力板１０は突出部１３ａと被押圧部２２ａが窪み部１ａの内底面と当接したまま、線分Ｌ−Ｌを揺動中心軸として突出部１３ｃが窪み部１ａの内底面に近接する方向に揺動し、突出部１３ｃが窪み部１ａの内底面に当接して停止する。このとき押圧操作の荷重は突出部１３ａと被押圧部２２ａおよび突出部１３ｃにかかる。

同様にして、タッチ式入力装置が、図４に領域Ｒ２で示す、突出部１３ａと被押圧部２２ａおよび突出部１３ｂで構成される三角形の領域Ｒ２で押圧操作されると、入力板１０は突出部１３ａと被押圧部２２ａが窪み部１ａの内底面と当接したまま、線分Ｌ−Ｌを揺動中心軸として突出部１３ｂが窪み部１ａの内底面に近接する方向に揺動し、突出部１３ｂが窪み部１ａの内底面に当接して停止する。このとき押圧操作の荷重は突出部１３ａと被押圧部２２ａおよび突出部１３ｂにかかる。

また、タッチ式入力装置が線分Ｌ−Ｌの線上で押圧操作された場合、押圧操作の荷重は突出部１３ａと被押圧部２２ａの２点のみにかかる。

以上より、
（１）押圧操作が入力板１０の領域Ｒ１で行われた場合には、操作荷重は突出部１３ａと被押圧部２２ａおよび突出部１３ｃにかかり、（２）領域Ｒ２で行われた場合には、操作荷重は突出部１３ａと被押圧部２２ａおよび突出部１３ｂにかかり、（３）線分Ｌ−Ｌ上で行われた場合には、操作荷重は突出部１３ａと被押圧部２２ａにかかる。

入力板１０は領域Ｒ１，領域Ｒ２および線分Ｌ−Ｌで全領域となるので、押圧操作が入力板１０のいずれの領域等で行われても、突出部１３ａと被押圧部２２ａには押圧荷重が必ずかかる。

このとき、荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａにかかる荷重は、押圧操作された位置と押圧操作荷重により決まる。例えば、押圧操作された位置が領域Ｒ１内である場合、突出部１３ａ，１３ｃを結ぶ線分を支点とするテコの原理で、領域Ｒ１の形状の三角形により被押圧部２２ａに按分された押圧操作力がかかる。したがって、図４に示すように、突出部１３ａ，１３ｃを結ぶ線分から被押圧部２２ａまでの距離をＸ、突出部１３ａ，１３ｃを結ぶ線分から領域Ｒ１内の押圧操作点Ｐ１までの距離をｄｘとし、押圧操作力をＦ、被押圧部２２ａにかかる荷重をｆとすると、
ｆ＝Ｆ×（ｄｘ／Ｘ）
となる。

また、押圧操作された位置が領域Ｒ２内である場合、突出部１３ａ，１３ｂを結ぶ線分を支点とするテコの原理で、領域Ｒ２の形状の三角形により被押圧部２２ａに按分された押圧操作力がかかる。したがって、図４に示すように、突出部１３ａ，１３ｂを結ぶ線分から被押圧部２２ａまでの距離をＹ、突出部１３ａ，１３ｂを結ぶ線分から領域Ｒ２内の押圧操作点Ｐ２までの距離をｄｙとすると、
ｆ＝Ｆ×（ｄｙ／Ｙ）
となる。

本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置ではセンサシート（図１参照）１２により押圧操作の位置座標が検出できるので、検出された押圧操作の位置座標と上記の関係式から、荷重センサユニット２０が検出した荷重ｆから実際の押圧操作力Ｆを求めることができる。

以上により、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置では、上カバー（受け部材）１に取り付けられる座標検出可能な矩形状の入力板１０と、操作荷重に応じた信号を出力する荷重検出素子２３および入力板１０への操作荷重を受ける被押圧部２２ａを有する荷重センサユニット２０とを備え、荷重センサユニット２０を入力板１０の１つの角部に配置し、他の３つの角部に突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを設け、３つの突出部のうち荷重センサユニット２０と対角位置に設けた突出部１３ａの高さと、荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａの高さを、他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃよりも高くしたので、使用者が入力板１０のどの位置を押圧しても、操作荷重は荷重センサユニット２０と対角線上の突出部１３ａおよび他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃのうちの１つで構成される三角形状にかかる。したがって、荷重センサユニット２０には操作荷重の一部が必ずかかるので、押圧位置によらず荷重センサユニット２０で操作荷重が検出可能となる。押圧位置の座標は入力板１０で検出可能なので、荷重センサユニット２０が検出した操作荷重と入力板１０が検出した押圧位置から真の操作荷重が算出できる。これにより１つの荷重センサユニット２０のみで入力板１０の全域にわたり操作荷重を検出することが可能となる。

次に、図５を参照に、押圧操作による荷重検出素子２３にかかる荷重の変化を説明する。図５はタッチ式入力装置を一般的な携帯端末へ取り付けたときの、荷重センサユニット２０への荷重のかかり方を説明する、図４のＡ−Ａ断面図で、（ａ）は入力板１０が押圧操作されていないときに荷重検出素子２３にかかる初期荷重（プリテンション）を説明する断面図、（ｂ）は入力板１０が押圧操作されたときの荷重検出素子２３への荷重のかかり方を説明する断面図である。

図５の（ａ）に示すように、荷重センサユニット２０は入力板１０の窪み部の内底面、すなわちクリアプレート１１に付勢部材２１の底板部２１ｃが当接し、押圧部材２２が下方を向くように取り付けられる。

図５の（ａ）は入力板１０が押圧操作されておらず、被押圧部２２ａに荷重がかかっていない状態で、被押圧部２２ａは上カバー１と当接しているが上カバー１からは何の荷重も受けていない。

荷重センサユニット２０では、押圧部材２２を付勢部材２１に取り付けると、押圧部材２２の係合腕２２ｂが付勢部材２１の弾性腕部２１ａを、図５の（ａ）に想像線で示す自然位置２１ａ０から、底板部２１ｃから遠ざかる方向に弾性変形させる。このため押圧部材２２の係合腕２２ｂには、弾性腕部２１ａの弾性変形により、底板部２１ｃに近づく方向の押圧力Ｆ１がかかる。

このとき、押圧部材２２は支持部２１ｂで底板部２１ｃに近づく方向に移動しないように保持されているので、荷重検出素子２３は、押圧部材２２の押圧部２２ｃにより底板部２１ｃに近づく方向の押圧力Ｆ２が付与される。

以上により、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置では、被押圧部２２ａに荷重がかかっていない状態でも、押圧部材２２の押圧部２２ｃは付勢部材２１の弾性腕部２１ａにより荷重検出素子２３に押し付けられ、荷重検出素子２３に初期荷重（プリテンション）が付与される。

次に、図５の（ｂ）を参照に、入力板１０が押圧操作された場合の、荷重検出素子２３にかかる荷重の変化を説明する。

入力板１０が押圧操作力Ｆで押圧操作されると、荷重センサユニット２０には荷重ｆがかかる。このとき荷重センサユニット２０は入力板１０に取り付けられ、荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａが上カバー１と係合しているため、被押圧部２２ａは荷重ｆと同じ大きさの、底板部２１ｃに近づく方向の反力を受ける。

しかし、押圧部材２２は被押圧部２２ａと係合腕２２ｂの中間領域で付勢部材２１の支持部２１ｂにより揺動可能に支持されている。したがって、被押圧部２２ａが底板部２１ｃに近づく方向に付勢されると、支持部２１ｂが揺動支点となり押圧部２２ｃが押圧力Ｆ３で底板部２１ｃから遠ざかる方向に付勢されるので、押圧部材２２の押圧部２２ｃが荷重検出素子２３を押圧する押圧力Ｆ２が相殺され、荷重検出素子２３に付与される荷重は減少する。

このとき、荷重が変化しても押圧部材２２の押圧部２２ｃは荷重検出素子２３の検出面２３ａに当接したままで、押圧部材２２の姿勢は変化せず高さも変化しない。すなわち入力板１０に操作力が加えられても加えられていなくても押圧部材２２は同じ姿勢のままで、姿勢の変化に伴う移動等に起因する摩擦抵抗等の損失は発生しない。したがって、入力板１０に加えられた押圧操作力Ｆにより押圧部材２２の被押圧部２２ａが付勢されると、被押圧部２２ａへの付勢力に比例して荷重検出素子２３への付勢力は減少し、摩擦等の損失による誤差は生じず、精度の良い測定が可能となる。

以上により、本実施の形態に係るタッチ式入力装置では、荷重センサユニット２０は荷重検出素子２３に対して初期荷重を生じさせる付勢部材２１と、付勢部材２１の付勢力を受けて荷重検出素子２３を押圧する押圧部材２２と、押圧部材２２を揺動可能に支持する支持部（支持部材）２１ｂとを備え、押圧部材２２は、入力板１０への操作荷重を受ける被押圧部２２ａと、荷重検出素子２３を押圧する押圧部２２ｃとを有し、被押圧部２２ａに加えられた操作荷重により支持部２１ｂに支持される位置を支点として押圧部２２ｃに対して荷重検出素子２３の初期荷重を減少させる方向に力が作用する。このとき、押圧部材２２の押圧部２２ｃは荷重検出素子２３の検出面２３ａに当接したまま姿勢が変化しないので、姿勢の変化に伴う異動等に起因する摩擦抵抗等の損失は発生しないので、操作荷重により荷重検出素子２３への初期荷重を精度良く減少させることができる。

また、本実施の形態に係るタッチ式入力装置では、荷重センサユニット２０の荷重検出素子２３には初期荷重が加えられており、入力板１０への押圧操作で荷重検出素子２３への荷重が低減するように構成されているので、誤操作等により入力板１０が過大に押圧された場合でも荷重検出素子２３には過大な荷重がかからず、誤操作等により荷重検出素子２３が破損することを回避できる。

以上より、本実施の形態に係るタッチ式入力装置では、上カバー（受け部材）１に取り付けられる座標検出可能な矩形状の入力板１０と、操作荷重に応じた信号を出力する荷重検出素子２３と入力板１０への操作荷重を受ける被押圧部２２ａを有する荷重センサユニット２０とを備えており、荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａを入力板１０の１つの角部に配置し、他の３つの角部に突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを設け、３つの突出部のうち荷重センサユニット２０と対角位置に設けた突出部１３ａの高さと、荷重センサユニット２０の被押圧部２２ａの高さを、他の２つの突出部１３ｂ，１３ｃよりも高くしたので、使用者が入力板１０のどの位置を押圧しても、荷重センサユニット２０には必ず操作荷重の一部がかかり、押圧位置によらず荷重センサユニット２０で操作荷重が検出可能となる。

また、押圧位置の座標は入力板１０で検出可能なので、荷重センサユニット２０が検出した操作荷重と入力板１０が検出した押圧位置座標から真の操作荷重が算出できる。これにより１つの荷重センサユニットのみで入力板１０の全域にわたり操作荷重を検出することが可能となる。

なお、本実施の形態に係るタッチ式入力装置では入力板１０をクリアプレート１１，センサシート１２，スペーサー１３と粘着シート１４の積層板としたが、入力板１０の積層構成は用途等に応じて種々に変更可能である。

また、本実施の形態に係るタッチ式入力装置では３つの突出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃをスペーサー１３に設けたが、これらの突出部は用途先の携帯端末の上カバー１等の他の部品に設けても良い。

さらに、突出部１３ａと被押圧部２２ａを同じ高さとしたが、突出部１３ａと被押圧部２２ａの高さに差を設けても、他の２つの突出部１３ｂ、１３ｃの高さが、突出部１３ａと被押圧部２２ａを結ぶ線分より低ければ、同等の効果を得ることができる。

１ 上カバー
１ａ 窪み部
２ 下カバー
１０ 入力板
１１ クリアプレート
１２ センサシート
１３ スペーサー
１３ａ 突出部
１３ｂ 突出部
１３ｃ 突出部
１４ 粘着シート
２０ 荷重センサユニット
２１ 付勢部材
２１ａ 弾性腕部
２１ｂ 支持部
２１ｃ 底板部
２２ 押圧部材
２２ａ 被押圧部
２２ｂ 係合腕
２２ｃ 押圧部
２３ 荷重検出素子
２３ａ 検出面
１０１ タッチパネル
１０３ 圧力検出素子
１１１ 座標検出素子
Ｐ１ 押圧操作点
Ｐ２ 押圧操作点
Ｒ１ 領域
Ｒ２ 領域
ｆ 荷重

Claims (3)

1. 受け部材に取り付けられる座標検出可能な矩形状の入力板と、操作荷重に応じた信号を出力する荷重検出素子および前記入力板への操作荷重を受ける被押圧部を有する荷重センサユニットと、を備えたタッチ式入力装置において、
   前記荷重センサユニットの前記被押圧部を前記入力板の１つの角部に配置し、他の３つの角部に位置する当該入力板と前記受け部材との間に突出部を設け、３つの前記突出部のうち前記荷重センサユニットの前記被押圧部と対角位置に設けた突出部の高さと、前記被押圧部の高さを、他の２つの前記突出部よりも高くしたことを特徴とするタッチ式入力装置。
2. 前記荷重センサユニットの前記荷重検出素子には初期荷重が加えられており、前記入力板への押圧操作で前記荷重検出素子への荷重が低減するように構成したことを特徴とする、請求項１に記載のタッチ式入力装置。
3. 前記荷重センサユニットは、前記荷重検出素子に対して初期荷重を生じさせる付勢部材と、前記付勢部材の付勢力を受けて前記荷重検出素子を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を揺動可能に支持する支持部材とを備え、
   前記押圧部材は、前記入力板への操作荷重を受ける前記被押圧部と、前記荷重検出素子を押圧する押圧部とを有し、前記被押圧部に加えられた操作荷重により前記支持部材に支持される位置を支点として前記押圧部に対して前記荷重検出素子の初期荷重を減少させる方向に力が作用することを特徴とする、請求項２に記載のタッチ式入力装置。