JP3990383B2 - Touch input device - Google Patents
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Description
この発明はタッチ式入力装置に関し、特に入力操作部分の形状を変更することが可能なタッチ式入力装置に関する。 The present invention relates to a touch input device, and more particularly to a touch input device capable of changing the shape of an input operation portion.
従来、表示面凹凸部と圧力制御式表示面凹凸制御部とを備え、金融機関の自動支払機に適用することができるタッチ式入力装置が知られている(下記特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a touch input device that includes a display surface uneven portion and a pressure control type display surface unevenness control portion and can be applied to an automatic payment machine of a financial institution is known (see Patent Document 1 below).
表示面凹凸部は二重膜と隔壁とより区切られた複数の小区画を有する。 The display surface uneven portion has a plurality of small sections separated by a double film and a partition.
圧力制御式表示面凹凸制御部は流体を小区画へ注入したり、小区画から排出したりすることにより、小区画内の圧力を制御するものである。この圧力制御により、二重膜の入力側(操作者が直接指で押圧する側)の膜が膨らんだり、縮んだりして、膜の形状が変化する。したがって、操作者はあたかも立体的な操作ボタンを操作する感覚を得られる。 The pressure control type display surface unevenness control unit controls the pressure in the small compartment by injecting fluid into the small compartment or discharging it from the small compartment. By this pressure control, the membrane on the input side of the double membrane (the side on which the operator directly presses with a finger) expands or contracts, and the shape of the membrane changes. Therefore, the operator can feel as if operating the three-dimensional operation buttons.
このタッチ式入力装置では、二重膜の入力側を膨張させて凸部をつくり、この凸部が操作者の指によって押圧されると、その圧力が二重膜の下に配置されたスイッチ部に伝わり、そのスイッチ部が機能する。
上述のように従来のタッチ式入力装置では二重膜の入力側の膜が膨張・収縮し、しかも、この膨張・収縮を繰り返す部分が操作者の指で押圧される部分でもあるので、その部分にストレスが集中する。したがって、耐久性に不安があった。 As described above, in the conventional touch-type input device, the membrane on the input side of the double membrane expands and contracts, and the portion that repeats the expansion and contraction is also a portion pressed by the operator's finger. Stress concentrates on. Therefore, there was anxiety about durability.
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は耐久性を高めて信頼性を向上させることができる入力装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a problem thereof is to provide an input device capable of improving durability and improving reliability.
前述の課題を解決するため請求項1の発明のタッチ式入力装置は、二次元配列された複数のスイッチを備えているタッチ式入力装置において、前記複数のスイッチを覆う可撓シートと、前記各スイッチと前記可撓シートとの間に配置され、前記可撓シート側へ突出する突出部材と、前記突出部材を収容する収容孔を有する吸引部材と、前記可撓シートに前記吸引部材と相対するように固定され、前記突出部材を収容する収容孔を有する被吸引部材と、前記吸引部材に前記被吸引部材を吸引させて、前記可撓シートを前記突出部材に密着させることによって前記可撓シートの表面に凸部を形成する吸引手段とを備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a touch input device according to claim 1 is a touch input device including a plurality of switches arranged two-dimensionally, a flexible sheet covering the plurality of switches, and each of the switches A protruding member that is disposed between the switch and the flexible sheet and protrudes toward the flexible sheet , a suction member having a receiving hole for receiving the protruding member, and the flexible sheet facing the suction member The flexible sheet by fixing the suctioned member having a receiving hole for receiving the protruding member, and causing the suctioned member to suck the sucked member and bringing the flexible sheet into close contact with the protruding member And a suction means for forming a convex portion on the surface .
吸引手段によって吸引部材と被吸引部材との間に吸引力を生じさせると、被吸引部材は吸引部材に吸引される。このとき可撓シートの被吸引部材が固定された部分は吸引部材の方へ移動し、可撓性シートの被吸引部材に包囲された部分は突出部材に密着するので、可撓シートの表面に凹凸が形成される。このようにスイッチの被押圧部分自体を変形させず、可撓シートの被吸引部材が固定された部分を駆動して入力操作用の凸部を形成するようにした。 When a suction force is generated between the suction member and the member to be sucked by the suction means, the member to be sucked is sucked by the suction member. At this time, the portion of the flexible sheet to which the sucked member is fixed moves toward the sucking member, and the portion of the flexible sheet surrounded by the sucked member is in close contact with the protruding member. Unevenness is formed. In this manner, the pressed portion of the switch itself is not deformed, and the convex portion for input operation is formed by driving the portion of the flexible sheet to which the sucked member is fixed.
請求項2の発明は、請求項1記載のタッチ式入力装置において、前記被吸引部材と前記吸引部材とがそれぞれ電極であり、前記吸引手段がそれらの電極間に電圧を印加する電圧印加手段であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the touch input device according to the first aspect, the sucked member and the suction member are electrodes, respectively, and the suction means is a voltage applying means for applying a voltage between the electrodes. It is characterized by being.
上述のように被吸引部材と吸引部材とがそれぞれ電極であり、吸引手段がそれらの電極間に電圧を印加する電圧印加手段であるので、両電極間に生じる静電気力によって被吸引部材の電極が吸引部材の電極に吸引され、可撓シートに入力操作用の凸部が形成される。 As described above, the member to be sucked and the member to be sucked are electrodes, and the suction unit is a voltage applying unit that applies a voltage between the electrodes. By being sucked by the electrode of the suction member, a convex portion for input operation is formed on the flexible sheet.
請求項3の発明は、請求項1記載のタッチ式入力装置において、前記吸引部材と前記被吸引部材とがいずれも電磁石であり、前記吸引手段が前記電磁石に電流を供給する電流供給手段であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the touch-type input device according to the first aspect, the attraction member and the attracted member are both electromagnets, and the attraction means is current supply means for supplying current to the electromagnet. It is characterized by that.
上述のように吸引部材と被吸引部材とがいずれも電磁石であり、吸引手段が各電磁石に電流を供給する電流供給手段であるので、磁力によって被吸引部材の電磁石が吸引部材の電磁石に吸引され、可撓シートに入力用作用の凸部が形成される。 As described above, since the suction member and the member to be sucked are both electromagnets, and the suction unit is a current supply unit that supplies a current to each electromagnet, the electromagnet of the member to be sucked is attracted to the electromagnet of the suction member by the magnetic force. A convex portion for input action is formed on the flexible sheet.
請求項4の発明は、請求項1記載のタッチ式入力装置において、前記被吸引部材が磁性体であり、前記吸引部材が電磁石であり、前記吸引手段が前記電磁石に電流を供給する電流供給手段であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the touch input device according to the first aspect, the attracted member is a magnetic body, the attracting member is an electromagnet, and the attraction means supplies current to the electromagnet. It is characterized by being.
上述のように被吸引部材が磁性体であり、吸引部材が電磁石であり、吸引手段が電磁石に電流を供給する電流供給手段であるので、磁力によって被吸引部材の磁性体が吸引部材の電磁石に吸引され、可撓シートに入力用作用の凸部が形成される。 As described above, the attracted member is a magnetic body, the attracting member is an electromagnet, and the attracting means is a current supply means for supplying an electric current to the electromagnet, so that the magnetic body of the attracted member becomes an electromagnet of the attracting member by a magnetic force. By being sucked, a convex portion for input action is formed on the flexible sheet.
請求項5の発明は、請求項2記載のタッチ式入力装置において、前記被吸引部材の電極と前記吸引部材の電極との間に誘電体が配置されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the touch input device according to the second aspect, a dielectric is disposed between the electrode of the attracted member and the electrode of the attracting member.
上述のように被吸引部材の電極と吸引部材の電極との間に誘電体が配置されているので、両電極間に生じる静電気力がより大きくなり、可撓シートに形成される入力操作用の凸部の輪郭がより明確になる。また、静電気力を強くする必要がない場合は、印加電圧を低くすることができる。 As described above, since the dielectric is disposed between the electrode of the attracted member and the electrode of the attracting member, the electrostatic force generated between the two electrodes is increased, and the input operation formed on the flexible sheet is used. The contour of the convex portion becomes clearer. In addition, when it is not necessary to increase the electrostatic force, the applied voltage can be lowered.
以上説明したように請求項1、2、3又は4の発明のタッチ式入力装置によれば、耐久性を高めて信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the touch input device of the first, second, third, or fourth aspect of the invention, it is possible to improve durability and improve reliability.
請求項5の発明のタッチ式入力装置によれば、消費電力を低減させることができる。 According to the touch input device of the fifth aspect of the present invention, power consumption can be reduced.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はこの発明の第1の実施形態に係るタッチ式入力装置の分解斜視図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a touch input device according to a first embodiment of the present invention.
このタッチ式入力装置は例えばディスプレイ(図示せず)上に装着される。 The touch input device is mounted on a display (not shown), for example.
このタッチ式入力装置は図1に示すようにスイッチ集合体3と可撓シート6と複数の第1電極(吸引部材)7と複数の第2電極(被吸引部材)8と誘電エラストマ(誘電体)9と制御部(図示せず)と直流電源(図示せず)を備える。
As shown in FIG. 1, the touch input device includes a
スイッチ集合体3はメンブレンシート4と複数のクリック板(突出部材)5とからなる。メンブレンシート4にはマトリックス状に複数の固定接点(図示せず)が配置されている。複数のクリック板5は固定接点と対向するようにメンブレンシート4に固定されている。クリック板5はドーム状である。クリック板5の内側には可動接点(図示せず)が設けられている。可動接点はクリック板5が押圧されたときに固定接点に接触する。メンブレンシート4に固定された1つの固定接点と、この1つの固定接点を覆う1つのクリック板5の内側に設けられた1つの可動接点とで1つのスイッチが構成される。
The
メンブレンシート4の材料としては透明なPET(ポリエチレンテレフタレート)が適する。クリック板5の材料としては透明なPETが適する。固定接点及び可動接点の材料としては、透明なITO(インジウム・スズ酸化物、導電性高分子)が適する。
As a material for the membrane sheet 4, transparent PET (polyethylene terephthalate) is suitable. Transparent PET is suitable as the material for the
可撓シート6は可撓性を有し、複数のクリック板5を覆う。可撓シート6の材料としては、透明なエラストマが適する。
The
第1電極7は正方形である。第1電極7の中央部には収容孔7aが形成されている。複数の第1電極7はメンブレンシート4の上面に固定されている。第1電極7の収容孔7aにはクリック板5が収まる。第1電極7の材料としては例えば透明なITO、導電性高分子が適する。
The
タッチ式入力装置の横方向D1で隣接する第1電極7同士は柔軟な導体11によって電気的及び機械的に接続され、3列の第1電極群70が形成される。柔軟な導体11の材料としては例えば透明な導電性高分子が適する。
The
第2電極8は正方形である。第2電極8の中央部には収容孔8aが形成されている。複数の第2電極8は可撓シート6の下面に固定されている。第2電極8の収容孔8aと第1電極7の収容孔7aとは相対する。第2電極8の材料としては例えば透明なITO、導電性高分子が適する。
The
タッチ式入力装置の縦方向D2で隣接する第2電極8同士は柔軟な導体12によって電気的及び機械的に接続され、3列の第2電極群80が形成される。
The
誘電エラストマ9は複数の第1電極7と複数の第2電極8との間に配置され、透明である。誘電エラストマ9には複数の収容孔9aが形成されている。複数の収容孔9aはメンブレンシート4上の第1電極7の収容孔7aと対向する。収容孔7aと収容孔8aと収容孔9aとでクリック板5を収容する収容空間14が形成される(図2参照)。
The
第1電極群70及び第2電極群80は直流電源に電気的に接続されている。
The
直流電源は制御部に電気的に接続されている。制御部と直流電源とで第1電極群70と第2電極群80との間に電圧を印加する電圧印加手段が構成される。
The direct current power source is electrically connected to the control unit. A voltage applying means for applying a voltage between the
図2は可撓シート全体が平らな状態を示す断面図、図3は可撓シートに凹凸が生じた状態を示す断面図である。 2 is a cross-sectional view showing a state in which the entire flexible sheet is flat, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the flexible sheet is uneven.
次に、このタッチ式入力装置の動作について説明する。 Next, the operation of this touch input device will be described.
全ての第1電極群70及び第2電極群80に直流電流が供給されていないとき、全ての第1及び第2電極7,8間に電圧が印加されず、両電極7,8間に静電気力が発生しない。このため、図2に示すように、第2電極8は第1電極7に吸引されない。第2電極8が第1電極7に吸引されていないとき、可撓シート6は平坦な状態に保たれている。
When no direct current is supplied to all the
制御部によって選択された特定の第1電極群70と特定の第2電極群80とに直流電流が供給されると、選択された第1電極群70と第2電極群80との交差する部分に位置する第1電極7と第2電極8との間に直流電圧が印加され、両電極7,8間に静電気力が発生する。この静電気力によって、図3に示すように、第2電極8が第1電極7に吸引される。この第2電極8と第1電極7との間にある誘電エラストマ9は圧縮され、薄くなる。第2電極8が第1電極7に吸引されると、その第2電極8が固定された可撓シート6の部分がメンブレンシート4の方へ引き寄せられ、その部分がクリック板5の上部に密着し、可撓シート6の表面に凸部15が形成される。この凸部15を押圧すると、クリック板5は扁平状に変形して可動接点が固定接点に接触し、このスイッチに対応する入力信号が送出される。
When a direct current is supplied to the specific
これに対し、選択された第1電極群70及び第2電極群80への直流電流の供給を止めると、静電気力が低下し、可撓シート6の弾性力によって第2電極8が第1電極7から離れ、可撓シート6が平坦な状態に戻り、凸部15が消失する。
On the other hand, when the supply of the direct current to the selected
以上のように、この第1の実施形態によれば、可撓シート6の特定部位(クリック板5の上方の部分)にストレスが集中しないので、耐久性に優れ、信頼性が高いタッチ式入力装置を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, since stress is not concentrated on a specific portion of the flexible sheet 6 (a portion above the click plate 5), the touch-type input has excellent durability and high reliability. An apparatus can be provided.
また、従来例に較べ、構成が簡素であり、故障が発生し難いので、より信頼性を高めることができる。 Further, as compared with the conventional example, the configuration is simple and the failure is less likely to occur, so that the reliability can be further improved.
また、誘電エラストマ9によって第1電極7と第2電極8との間の吸引力が大きくなるので、凸部15の輪郭をより明確にすることができる。したがって、入力操作をより容易に行なうことができる。また、強力な吸引力が必要でない場合、第1、第2電極7,8に対する印加電圧を低くすることができる。この結果、消費電力を少なくすることができる。
Further, since the
この実施形態の変形例としては、スイッチ集合体3に代えて、突出部材を有する抵抗膜式或いは静電容量式のスイッチを採用してもよい。
As a modification of this embodiment, instead of the
なお、第1の実施形態では、同一平面上で第1の電極(吸引部材)7がクリック板(突出部材)5の周囲に固定されているが、吸引部材と突出部材とは必ずしも同一平面にある必要はない。すなわち、突出部材の上方から吸引部材を見たときに吸引部材が突出部材の周囲に固定されていればよい。 In the first embodiment, the first electrode (suction member) 7 is fixed around the click plate (projection member) 5 on the same plane, but the suction member and the projection member are not necessarily on the same plane. There is no need. That is, it is only necessary that the suction member is fixed around the protrusion member when the suction member is viewed from above the protrusion member.
図4はこの発明の第2の実施形態に係るタッチ式入力装置の分解斜視図である。 FIG. 4 is an exploded perspective view of the touch input device according to the second embodiment of the present invention.
第2の実施形態は第1の実施形態とほぼ同じ構成であるので、構成の同じ部分については第1の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、構成の異なる部分についてだけ説明する。 Since the second embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. Only the different components are described. To do.
第2の実施形態では、吸引部材として電磁石207を用いた。電磁石207はコイル207cで構成されている。フィルム207bの中央部には収容孔207aが形成されている。収容孔207aにはクリック板5が収容される。コイル207cはフィルム207bの上面に導電性ペーストを塗布することによって形成されている。導電性ペーストとしては例えば透明なITO、透明な導電性高分子が適する。
In the second embodiment, the
被吸引部材として電磁石208を用いた。電磁石208は電磁石207と同構成であり、エラストマ下面に形成されたコイル(図示せず)で構成されている。フィルム208bの中央部には収容孔208aが形成されている。
An
複数の電磁石207,208はそれぞれ直流電源に電気的に接続されている。直流電源は制御部に電気的に接続されている。この制御部と直流電源とで電磁石207,208に直流電流を供給する電流供給手段が構成される。
The plurality of
第2の実施形態では、第1の実施形態で採用された誘電体エラストマが用いられていない。 In the second embodiment, the dielectric elastomer employed in the first embodiment is not used.
図5は可撓シート全体が平らな状態を示す断面図、図6は可撓シートに凹凸が生じた状態を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the entire flexible sheet is flat, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the flexible sheet is uneven.
次に、このタッチ式入力装置の動作について説明する。 Next, the operation of this touch input device will be described.
全ての電磁石207,208に直流電流が供給されていないとき、全ての電磁石207,208に電磁力が発生せず、図5に示すように、可動側の電磁石208は固定側の電磁石207に吸引されない。このため、可撓シート6は平坦な状態に保たれている。
When no direct current is supplied to all the
制御部によって選択された特定の電磁石207,208(相対する電磁石)にそれぞれ直流電流が供給されると、その選択された電磁石207,208に電磁力が発生し、この電磁力によって図6に示すように、可動側の電磁石208が固定側の電磁石207に吸引され、凸部15が出現する。
When a direct current is supplied to each of the
電磁石207,208への直流電流の供給を止めると、電磁力が低下し、可撓シート6が平坦な状態に戻る。すなわち、凸部15が消失する。
When the supply of the direct current to the
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏する。 According to the second embodiment, there are the same effects as the first embodiment.
第2の実施形態の変形例として、電磁石207,208のどちらか一方を磁性体に代えてもよい。
As a modification of the second embodiment, either one of the
この変形例によれば第2の実施形態と同様の効果を奏するとともに、構成の簡素化、消費電力の低減を図ることができる。 According to this modification, the same effects as those of the second embodiment can be obtained, and the configuration can be simplified and the power consumption can be reduced.
3 スイッチ集合体
4 メンブレンシート
5 クリック板
6 可撓シート
7 第1電極(吸引部材)
8 第2電極(被吸引部材)
9 誘電エラストマ(誘電体)
11 横配線
12 縦配線
207 電磁石(吸引部材)
208 電磁石(被吸引部材)
3 Switch assembly 4
8 Second electrode (member to be sucked)
9 Dielectric elastomer (dielectric)
11
208 Electromagnet (member to be attracted)
Claims (5)
前記複数のスイッチを覆う可撓シートと、
前記各スイッチと前記可撓シートとの間に配置され、前記可撓シート側へ突出する突出部材と、
前記突出部材を収容する収容孔を有する吸引部材と、
前記可撓シートに前記吸引部材と相対するように固定され、前記突出部材を収容する収容孔を有する被吸引部材と、
前記吸引部材に前記被吸引部材を吸引させて、前記可撓シートを前記突出部材に密着させることによって前記可撓シートの表面に凸部を形成する吸引手段と
を備えていることを特徴とするタッチ式入力装置。 In a touch input device having a plurality of switches arranged two-dimensionally,
A flexible sheet covering the plurality of switches;
A projecting member disposed between each switch and the flexible sheet and projecting toward the flexible sheet;
A suction member having an accommodation hole for accommodating the protruding member;
A member to be sucked which is fixed to the flexible sheet so as to face the suction member and has a housing hole for housing the protruding member ;
And a suction means for forming a convex portion on the surface of the flexible sheet by causing the suction member to suck the member to be sucked and bringing the flexible sheet into close contact with the protruding member. Touch input device.
前記吸引手段がそれらの電極間に電圧を印加する電圧印加手段である
ことを特徴とする請求項1記載のタッチ式入力装置。 The sucked member and the suction member are electrodes, respectively.
The touch type input device according to claim 1, wherein the suction unit is a voltage applying unit that applies a voltage between the electrodes.
前記吸引手段が前記電磁石に電流を供給する電流供給手段である
ことを特徴とする請求項1記載のタッチ式入力装置。 The suction member and the member to be attracted are both electromagnets,
The touch input device according to claim 1, wherein the suction unit is a current supply unit that supplies a current to the electromagnet.
前記吸引手段が前記電磁石に電流を供給する電流供給手段である
ことを特徴とする請求項1記載のタッチ式入力装置。 The attracted member is a magnetic body, and the attracting member is an electromagnet;
The touch input device according to claim 1, wherein the suction unit is a current supply unit that supplies a current to the electromagnet.
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