JP7489613B2 - 入力装置 - Google Patents
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Description
本開示の別の一態様に係る入力装置は、第1固定電極と、第2固定電極と、弾性体と、可動部材と、を備える。前記第2固定電極は、前記第1固定電極に対して電気的に絶縁されている。前記弾性体は、導電性を有する。前記弾性体は、前記第1固定電極及び前記第2固定電極に対向する。前記可動部材は、操作力が加えられる受圧部を含む。前記可動部材は、前記受圧部に前記操作力が加えられると、前記弾性体を前記第1固定電極及び前記第2固定電極に向かって押す。前記第1固定電極と前記弾性体とは、絶縁層を介して電気的に絶縁されている。前記第2固定電極と前記弾性体とは、接触している。前記第1固定電極は、第1端と、第2端と、前記第1端と前記第2端とを結ぶ弧状の連結部と、を有するC字状に形成されている。前記第2固定電極は、前記第1端と前記第2端との間の空間に配置されている。
本開示の更に別の一態様に係る入力装置は、第1固定電極と、第2固定電極と、弾性体と、可動部材と、を備える。前記第2固定電極は、前記第1固定電極に対して電気的に絶縁されている。前記弾性体は、導電性を有する。前記弾性体は、前記第1固定電極及び前記第2固定電極に対向する。前記可動部材は、操作力が加えられる受圧部を含む。前記可動部材は、前記受圧部に前記操作力が加えられると、前記弾性体を前記第1固定電極及び前記第2固定電極に向かって押す。前記第1固定電極と前記弾性体とは、絶縁層を介して電気的に絶縁されている。前記第2固定電極と前記弾性体とは、接触している。前記入力装置は、前記可動部材に押される前記弾性体が所定の厚さ以下に圧縮されることを抑制するように前記可動部材の移動を規制するストッパを更に備える。
以下、実施形態に係る入力装置1について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
入力装置1は、圧力センサとして用いられる。入力装置1は、入力装置1に加えられた圧力の大きさに対応した信号を出力する。入力装置1は、例えば、各種電子機器への入力に用いる装置として適用され得る。具体的には、例えば、入力装置1は、電子機器100(図2参照)の筐体に保持されて、電子機器100の筐体内に収容されている制御部101に入力信号を出力する。電子機器100の制御部101は、電子機器100の筐体内に収容されている回路モジュールに対して、入力装置1からの入力信号に基づき、制御信号を出力してもよい。ここで言う制御部101とは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するコンピュータシステムを主構成とする。制御部101では、1以上のプロセッサがメモリに記録されているプログラムを実行することにより、制御部101の各部の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
[数1]
C=C1×C2/(C1+C2)
ここで、C1は第1固定電極7と弾性体5との間の静電容量であり、C2は第2固定電極8と弾性体5との間の静電容量である。C1、C2>0のとき、C<C1の関係が成り立つ。
以下、本実施形態の入力装置1について、図1~図5を参照して、より詳細に説明する。入力装置1は、第1固定電極7と、第2固定電極8と、第3固定電極9と、絶縁シート6と、弾性体5と、可動部材2と、に加えて、ハウジング10と、押し子13と、を備えている。
ハウジング10は、カバー11と、ボディ12と、を備えている。カバー11とボディ12とが結合されることで、ハウジング10は、収容空間を形成する。ハウジング10は、収容空間に、第1固定電極7、第2固定電極8、第3固定電極9、絶縁シート6、弾性体5、可動部材2及び押し子13を収容する。
押し子13の形状は、円柱状である。押し子13は、電気絶縁性を有している。押し子13は、カバー11と可動部材2との間に配置されている。押し子13は、カバー11又は可動部材2に固定されている。押し子13は、カバー11に固定されていることが望ましい。押し子13は、カバー11に加えられた操作力を、可動部材2に伝達する。
可動部材2は、クリック部材3と、可動電極4と、を有している。
弾性体5は、導電性を有するゴムである。より詳細には、弾性体5は、絶縁体であるゴムの中に、カーボン粒子等の導電性粒子が均一に分散されることで形成されている。
絶縁シート6は、電気絶縁性を有している。絶縁シート6の概略形状は、矩形板状である。絶縁シート6は、その中央部に、貫通孔60を有している。貫通孔60の形状は、円状である。貫通孔60の内側には、ボディ12の台座部123が配置されている。また、絶縁シート6は、切欠き61を有している。切欠き61は、絶縁シート6の4つのコーナーのうち1つに設けられている。
第1固定電極7、第2固定電極8及び第3固定電極9はそれぞれ、導電性を有する金属板からなる。第1固定電極7、第2固定電極8及び第3固定電極9は、互いに電気的に絶縁されている。第1固定電極7及び第2固定電極8は、第1固定電極7及び弾性体5間における静電容量C1の変化に関する情報を含む電気信号を出力する。
入力装置1は、例えば、電子機器100と共に用いられる。電子機器100は、入力装置1からの入力信号を処理する。これにより、電子機器100は、第1固定電極7と弾性体5との間の静電容量C1を測定する。また、電子機器100は、入力装置1からの入力信号を処理することで、クリック部材3の屈折部位301の屈折(座屈変形)の有無を検知する。
以下、入力装置1が操作体U1から操作力を受けた際の動作例について説明する。
クリック部材3の受圧部311に加えられた操作力に応じて、弾性体5は上下方向に圧縮される。ここで、ボディ12のストッパ122により、弾性体5の圧縮量が規制されている。
以下、変形例1に係る入力装置1Aについて、図6を用いて説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
以下、変形例2に係る入力装置1Bについて、図7を用いて説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
以下、実施形態のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
2 可動部材
3 クリック部材
4 可動電極(枠状部)
5 弾性体
7 第1固定電極
8 第2固定電極
9 第3固定電極
71 第1端
72 第2端
73 連結部
122、122B ストッパ
201 接点
301 屈折部位
311 受圧部
V1 仮想線
Claims (16)
- 第1固定電極と、
前記第1固定電極に対して電気的に絶縁された第2固定電極と、
導電性を有し、前記第1固定電極及び前記第2固定電極に対向する弾性体と、
操作力が加えられる受圧部を含み、前記受圧部に前記操作力が加えられると、前記弾性体を前記第1固定電極及び前記第2固定電極に向かって押す可動部材と、を備え、
前記第1固定電極と前記弾性体とは、絶縁層を介して電気的に絶縁されており、
前記第2固定電極と前記弾性体とは、接触しており、
前記可動部材は、クリック部材を有し、
前記クリック部材は、前記受圧部と、前記受圧部が所定の大きさ以上の力で押されると屈折する屈折部位と、を含み、
前記クリック部材に対向する第3固定電極を更に備え、
前記クリック部材は、導電性を有し、前記弾性体に接触しており、
前記受圧部は、前記屈折部位の屈折に伴い、前記第3固定電極に近づく、
入力装置。 - 前記第1固定電極と、前記第2固定電極及び前記第3固定電極の組と、のうち一方は、グランドに電気的に接続される、
請求項1に記載の入力装置。 - 前記第2固定電極に電気的に接続される状態と、前記第3固定電極に電気的に接続される状態と、が切り替わる接点を更に備え、
前記接点と前記第1固定電極とのうち一方は、グランドに電気的に接続される、
請求項1に記載の入力装置。 - 前記第1固定電極のうち前記弾性体に対向している領域の面積は、前記第2固定電極のうち前記弾性体に対向している領域の面積よりも大きい、
請求項1~3のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記第1固定電極は、第1端と、第2端と、前記第1端と前記第2端とを結ぶ弧状の連結部と、を有するC字状に形成されており、
前記第2固定電極は、前記第1端と前記第2端との間の空間に配置されている、
請求項1~4のいずれか一項に記載の入力装置。 - 第1固定電極と、
前記第1固定電極に対して電気的に絶縁された第2固定電極と、
導電性を有し、前記第1固定電極及び前記第2固定電極に対向する弾性体と、
操作力が加えられる受圧部を含み、前記受圧部に前記操作力が加えられると、前記弾性体を前記第1固定電極及び前記第2固定電極に向かって押す可動部材と、を備え、
前記第1固定電極と前記弾性体とは、絶縁層を介して電気的に絶縁されており、
前記第2固定電極と前記弾性体とは、接触しており、
前記第1固定電極は、第1端と、第2端と、前記第1端と前記第2端とを結ぶ弧状の連結部と、を有するC字状に形成されており、
前記第2固定電極は、前記第1端と前記第2端との間の空間に配置されている、
入力装置。 - 前記可動部材は、クリック部材を有し、
前記クリック部材は、前記受圧部と、前記受圧部が所定の大きさ以上の力で押されると屈折する屈折部位と、を含む、
請求項6に記載の入力装置。 - 前記第1固定電極のうち前記弾性体に対向している領域の面積は、前記第2固定電極のうち前記弾性体に対向している領域の面積よりも大きい、
請求項6又は7のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記可動部材に押される前記弾性体が所定の厚さ以下に圧縮されることを抑制するように前記可動部材の移動を規制するストッパを更に備える、
請求項1~8のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記ストッパは、少なくとも前記可動部材のうち外縁に沿った領域に接触することで、前記可動部材の移動を規制する、
請求項9に記載の入力装置。 - 前記可動部材は、枠状の枠状部を有し、
前記ストッパは、少なくとも前記枠状部のうち内縁に沿った領域に接触することで、前記可動部材の移動を規制する、
請求項9又は10に記載の入力装置。 - 前記ストッパは、前記可動部材のうち、前記可動部材の中心を囲む仮想線上に並んだ複数の箇所に接触することで、前記可動部材の移動を規制する、
請求項9~11のいずれか一項に記載の入力装置。 - 第1固定電極と、
前記第1固定電極に対して電気的に絶縁された第2固定電極と、
導電性を有し、前記第1固定電極及び前記第2固定電極に対向する弾性体と、
操作力が加えられる受圧部を含み、前記受圧部に前記操作力が加えられると、前記弾性体を前記第1固定電極及び前記第2固定電極に向かって押す可動部材と、を備え、
前記第1固定電極と前記弾性体とは、絶縁層を介して電気的に絶縁されており、
前記第2固定電極と前記弾性体とは、接触しており、
前記可動部材に押される前記弾性体が所定の厚さ以下に圧縮されることを抑制するように前記可動部材の移動を規制するストッパを更に備える、
入力装置。 - 前記ストッパは、少なくとも前記可動部材のうち外縁に沿った領域に接触することで、前記可動部材の移動を規制する、
請求項13に記載の入力装置。 - 前記可動部材は、枠状の枠状部を有し、
前記ストッパは、少なくとも前記枠状部のうち内縁に沿った領域に接触することで、前記可動部材の移動を規制する、
請求項13又は14に記載の入力装置。 - 前記ストッパは、前記可動部材のうち、前記可動部材の中心を囲む仮想線上に並んだ複数の箇所に接触することで、前記可動部材の移動を規制する、
請求項13~15のいずれか一項に記載の入力装置。
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