JPH0230221A

JPH0230221A - 入力装置

Info

Publication number: JPH0230221A
Application number: JP63179247A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kuroda; 黒田　勝支
Original assignee: Tokyo Sokuteikizai Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sokuteikizai Co Ltd
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1990-01-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）この発明は、防塵防水性を要求される用途やキーボード
と併用される用途に使用可能な、相対的な座標（たとえ
ば表示装置の表示画面上のカーソルを移動させるときの
移動の方向とその量）を入力するための入力装置に関す
るものである。

（従来技術）従来からある相対的な座標を入力するための入力装置に
は、ジョイスティック、トラックホール、マウス、カー
ソルキー　ライトペン、デジタイザなど多くの種類があ
ってそれぞれに一長一短がある。たとえば、表示画面上
のカーソルやポインタなどを速く遅く自由な速度で移動
できること、長時間使用しても疲労感が少いことなどの
操作性、形の大きさや厚さ、操作するために必要な空間
の広さ、分解能や精度、防塵防水性の有無などの特徴が
それぞれに異るために使用目的に合せて選択使用されて
いる。

防塵防水性を要求される用途に適した入力装置としては
、ジョイスティック、カーソルキー、デジタイザなどが
ある。ジョイスティックは形状が大きくて取り付けられ
たパネルの内にも外にも厚みがあり、防水性を持たせる
ためには厚いゴム製のしゃばらをパネルの外側に設げな
ければならない。カーソルキーは薄形であるからメンブ
レンスイッチのように防水性を持たせるのは容易である
。

しかしカーソルなどを自由な速度で任意の方向へ移動さ
せるのは困難である。デジタイザも表面が平面であるか
ら防水性を持たせるのは容易であるが、形状が大きく操
作するための空間も広くまた高価であるなどの欠点があ
る。

一方、カーソルやポインタなどを自由な速度で任意の方
向へ移動させたい用途にはトラックポールやマウスなど
が適しているが、回転機構部分を密閉することができな
いため防塵防水性はない。

トラックボールは形状が立方体状で大きく、マウスは操
作のために広い空間が必要であるなどの欠点がある。

また、キーボードと併用される相対的座標の入力装置の
操作性を考えたとき、キーボードの操作方法と相対的座
標の入力装置の操作方法とはできるだけ同一であるほう
が望ましい。もし操作方法が異ると入力をキーボードか
ら座標入力へ、座標入力からキーボードへと切替るたび
に入力作業が中断されて作業能率を下げ作業者の疲労を
増すことになるからである。従って、キーボードと同様
に指先で押す操作で相対的座標を入力することができれ
ばキーボードと併用したときの操作性が損なわれない。

この操作方法の入力装置はカーソルキーであるが、前述
したとおりカーソルなどを自由な速度で任意の方向へ移
動させることが困難である。

このように、防塵防水性を要求される用途に使用できる
相対的な座標を入力するための入力装置や、キーボード
と併用される相対的な座標を入力するための入力装置に
は、操作性が良くて薄形で操作のために必要な空間の小
さいものがなかった。

（発明の目的）この発明は、防塵防水性を要求される用途に適していて
、表示画面上のカーソルやポインタなどを自由な速度で
任意の方向へ移動させることができて、薄形で操作のた
めに必要な空間の小さい相対的な座標を入力するための
入力装置を提供すること、また、キーボードと併用した
ときに操作性の良い相対的な座標を入力するための入力
装置を提供することを目的としている。

（発明の構成と作用）図１は特許請求の範囲第１項を実現した一実施例の分解
斜視図である。図２は同実施例の断面図である。図３は
図２の破線部分を拡大した図であって、圧力センサの一
例を示すものである。

図１・図２の１は板状の釦であって、その中央部に支持
棒１−２が設けられている。釦１は支持棒１−２を底板
４の穴に貫通させて支持されているが、支持棒１−２を
中心にして自在ζこ傾けることができるように、スペー
サ３、印刷配線板９、底板４、弾性体５、ワッシャ６の
順に重ねられていて、最後に抜は止め７を支持棒１−２
にはめ合わせて釦の動きすぎを制限している。スペーサ
３は釦１が傾くときに支点として働くが、支点としての
働きが妨げられないならば底板４または印刷配線板９ま
たは釦１と一体であっても良い。釦１の外周に近い面の
底板側には複数個の突起１−３が設けられている。突起
１−３の直下に位置する底板の上方にはそれぞれ圧力セ
ンサ８がある。突起１−３と圧力センサ８とはひと組に
なって、支持棒１−２を中心にして対称の位置に２組あ
る。更に、この対称線と直交する線を対称線とする位置
にも前記と同様に支持棒１−２を中心にして２組の突起
と圧力センサがあって、これら４組の突起と圧力センサ
は釦１を操作するときに前後左右の方向となるように配
置されている。圧力センサ８は印刷配線板９の上に配置
されていて、印刷配線板９の端部からその出力を取り出
すことができる。釦１に設けられた回り止め１０は底板
４の穴に挿入されていて釦１が回転するのを防いでいる
。支持棒１−２を丸以外の形状にしたときも回り止めの
効果が得られるが、この場合は釦１を押す位置によって
押す重さが均一でないことがある。

図３は圧力センサ８の詳細を説明するための拡大図であ
る。圧力センサは感圧導電ゴム８−２を挾んで下部電極
８−３と上部電極８−４が対向していて、スペーサ８−
５が電極の間隔を一定に保つように配置されている。感
圧導電ゴム８−２は上下から電極で挾まれたとき、両電
極間に加えられる圧力が小さければ両電極間に高い抵抗
値を示しているが、加えられる圧力が大きくなるに従っ
て抵抗値は小さくなってゆく性質を持っている。釦１が
押されないときは突起１−３が感圧導電ゴムを押さない
から両電極間の抵抗値は極めて高い。釦１が押されると
突起１−３が上部電極８−４を押し、上部電極８−４が
感圧導電ゴム８−２を押すため、両電極間の抵抗値は小
さくなる。抵抗値の大きさは加えられる圧力に逆比例す
る。

このように構成された入力装置であるから、釦ｌが操作
されない状態では釦１は弾性体５の反発力によって底板
４へ引き寄せられているので、釦ｌはスペーサ３と印刷
配線板９とを間に挾んで底板４と平行な位置に対面して
いる。このとき、突起１−３は圧力センサ８を押さない
高さに位置している。釦１の一方の周辺部が底板４のほ
うへ押されると、釦１はスペーサ３の外周部分を支点と
して押された側へ傾く。そのため支持棒１−２は釦１の
押された側と反対の方向へ傾くと同時に釦１の側へ引き
出されるため、抜は止め７とワッシャ６が底板４に近ず
き弾性体５を圧縮する。ＥＥ縮された弾性体５０反発力
は釦１を元の位置へ復元させる力として作用する。釦１
が傾くと圧力センサ８は突起１−３の圧力を受けてその
圧力に対応した抵抗値に減少する。

釦１の傾きはスペーサ３を支点としているので、圧力を
受けている圧力センサと反対の位置にある圧力センサを
押すための突起は圧力センサから離れる方向へ動いてい
る。従って線対称の関係にある２個の圧力センサは必ず
一方のみが圧力を受け、２個とも同時に圧力を受けるこ
とはない。線対称の関係に無いとなりあった２個の圧カ
セ・ンサは、２個の圧力センサの中間の位置で釦が押さ
れることによって同時に圧力を受ける。２個の圧力セン
サに加わる圧力の比は釦の押される位置によって定まる
ので、２個の圧力センサの抵抗値を比較することによっ
て釦の押された位置、いいかえれば支持棒を中心とした
ときの押された方向を知ることができる。

図４は図１および図５の入力装置を座標入力装置として
応用するときの構成の一実施例を示す構成図である。

１１は圧力センサ８の抵抗値に対応した電圧を発生させ
るための抵抗−電圧変換器であって、高抵抗のときは電
圧は出力されず、低抵抗となるに従りて出力電圧が上昇
する。１２はしきい値設定器であって、入力電圧が極め
て小さいときには電圧が出力されず、しきい値以上の電
圧が入力されたときにはそのまま出力電圧として出力さ
れる。

１３は電圧−周波数変換器であって、入力電圧に比例し
た周波数のパルス信号を発生する。従って、圧力センサ
が圧力を受けないときは、圧力センサの抵抗値は高く抵
抗−電圧変換器の出力電圧は極めて低いので、しきい値
設定器からの出力電圧は無く電圧−周波数変換器からの
周波数もゼロで出力されていない。圧力センサが圧力を
受けると、抵抗−電圧変換器から、しきい値以上の電圧
が出力されて電圧−周波数変換器から圧力に対応した周
波数のパルス信号が出力される。

このような構成は各圧力センサ毎に設けられて合計４組
ある。４組の圧力センサは釦１の押される方向に対応さ
せであるから、釦１を右寄りに押したときに力を受ける
圧力センサの出力を＋Ｘ、釦１を左寄りに押したときに
力を受ける圧力センサの出力を−Ｘ、手前側すなわち操
作者に近い方を押したときに力を受ける圧力センサの出
力を＋Ｙ、先方側を押したときに力を受ける圧力センサ
の出力を−Ｙとすれば、釦１の押された位置と押す力の
大きさとがＸ軸とＹ軸から成る平面上にベクトル値とな
って表わされる。このベクトル値を相対的な座標の値と
して表示装置に与えれば、釦を押す方向と押す力の大き
さを変えてやることによって表示画面上のカーソルやポ
インタなどを任意の方向へ任意の速さで移動させること
ができる。

図１および図２の入力装置の操作用の釦は、平たい板状
か若干の凹凸を設けた板状であり、操作の動きは押すだ
けであるから、指先による押しつけ操作が適当である。

これはキーボードの操作方法と近似しているので、キー
ボードと併用して相対的な座標を入力する作業の場合に
も作業の流れが中断されずに操作することができる。

図５は特許請求の範囲第２項を実現した一実施例の分解
斜視図である。図６は同実施例の断面図である。

図１拳図２の実施例では釦を直接操作することになるの
で、図２のように取り付はパネル１５にあけられた穴か
ら釦をパネルの表面に出さなければならないので防水性
はない。これに防水性を持たせるために、図５・図６の
実施例では可とう性の防水シート２を設けた。釦１は操
作面が平面であり、操作方法が押す動作で、しかも押し
たときの釦の移動量が小さいので釦の表面に防水シート
を設けても防水シートの上から支障なく釦を操作するこ
とができる。図５番図６は、図１・図２の釦１の上に可
とう性の防水シート２を設けた点だけの違いであって、
他の構成はすべて同じであるから図１・図２の説明で代
用する。

図７は他の実施例の断面図である。

図２・図６の実施例では釦と一体であった支持棒１−２
が、釦１とは別体として作られた支持体１−７となり、
その一端を大きくすることで抜は止め７を兼ねている。

支持体１−７はワッシャ６、弾性体５、底板４、印刷配
線板９の穴に通された後、釦と一体になって動作するよ
うにネジ込みや接着などの方法で釦に固定される。

このように構成されているが図２・図３と同様に動作す
る。釦１が操作されない状態では釦１は弾性体５の反発
力で底板４へ引き寄せられているので、釦１は印刷配線
板９を間に挾んで底板４と平行な位置に対面している。

釦１の一方の周辺部が底板のほうへ押されると釦１は釦
１が底板４と接している部分のうち押された側の端を支
点として傾く。支持体１−７は支点を挾んで釦の押され
た位置とは反対方向にあるから、釦１が傾くと支持体１
−７は底板４から釦１のほうへ引き出される。

支持体１−７の一端はワッシャ６の穴より大きくなって
いるのでワッシャ６を介して弾性体５を圧縮する。圧縮
された弾性体５０反発力は釦１を元の位置へ復元させる
力として作用する。以上の動作は図２・図６の説明と同
じである。

なお、図３のスペーサ８−５として弾力性のあるものを
使用すれば、突起１−３が無くても釦１の下面で直接圧
力センサを押すように構成することで目的を達成するこ
とができる。また、突起１−３に弾性体を使用すれば押
す操作のストロークを長くすることができるので操作の
感触を軟かくすることができる。

（発明の効果）以上説明してきたように、この発明による入力装置の操
作方法はキーボードのキースイッチと同様に釦を指先で
押す動作であるから、キーボードと併用するときも機器
への入力作業が中断されずに能率良くできる。釦を押し
たときの釦の移動量が小さいので釦の表面に防水シート
を設けても防水シートの上から支障なく操作できる。表
示画面上のカーソルやポインタなどを移動させるときに
は釦の中心から望む方向へ押せば望む方向へ動き、押す
力を加減すれば動く速さを望む速さにすることができる
ので、自由な速さで任意の方向へ移動させることができ
るという目的も達成している。

この入力装置の釦は操作パネルの一点に固定されている
から操作に必要な空間は小さい。操作する面もマウスや
トラックボールのように水平である必要はなく垂直な面
であっても良い。形状も他の入力装置にくらべて充分薄
いから、キーボードのように底の浅いケースのパネル面
にも取り付けが容易であり、機器の内部スペースが有効
に利用できる。また、使用部品の数が少いので安価に提
供できる。

【図面の簡単な説明】図１は特許請求の範囲第１項の一実施例の分解斜視図、
図２は同実施例の断面図、図３は図２の破線部分を拡大
した図であって、圧力センサの一例を示す図、図４は図
１および図５の入力装置を座標入力装置として応用する
ときの構成の一実施例で、ひと組の圧力センサの分を示
す構成図、図５は特許請求の範囲第２項の一実施例の分
解斜視図、図６は同実施例の断面図、図７は他の実施例
の断面図である。１・・・釦、１−２・・・支持棒、１−３・・・突起、
１−７・・・支持体、３・・・スペーサ、４・・・底板
、５・・・弾性体、６・・・ワッシャ、７・・・抜は止
め、８・・・圧力センサ、８−２・・・感圧導電ゴム、
８−３・・・下部電極、８−４・・・上部電極、８−５
・・・スペーサ、９・・・印刷配線板、１０・・・回り
止め、１１・・・抵抗−電圧変換器、１２・・・しきい
値設定器、１３・・・電圧−周波数変換器、１４・・・
出力、１５・・・取り付はパネル。特許出願人　東京測定器材株式会社図５蕎χｐ７巳と′７

Claims

【特許請求の範囲】

（１）釦の中央部に設けられた支持棒を底板の穴に通し
、支持棒を中心にして釦を自在に傾けることができるよ
う、底板の背面に設けられた弾性体で底板に支持された
釦と、釦の操作面を押して釦を傾けたときに底板との間
に発生する押下げ圧力と支持棒からみた押下げ方向とを
検出するために配置された複数個の圧力センサとを備え
たことを特徴とする相対的な座標を入力するための入力
装置。
（２）釦の中央部に設けられた支持棒を底板の穴に通し
、支持棒を中心にして釦を自在に傾けることができるよ
う、底板の背面に設けられた弾性体で底板に支持された
釦と、釦の操作面上に設けられた可とう性の防水シート
と、防水シートを介して釦を傾けたときに底板との間に
発生する押下げ圧力と支持棒からみた押下げ方向とを検
出するために配置された、複数個の圧力センサとを備え
たことを特徴とする相対的な座標を入力するための入力
装置。