(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作パネルが保持されるフレーム部材と、
前記フレーム部材の背面側に配置され、前記フレーム部材を介して前記操作パネルを押圧操作可能に支持する支持部材と、
前記支持部材の前記フレーム部材側とは逆の裏側に配置された複数の圧力検出素子と、
前記支持部材の裏側から前記圧力検出素子に初期荷重を加える加圧部材とを備え、
前記操作パネルの押圧操作に応じて、前記フレーム部材が前記圧力検出素子に加えられた初期荷重を減少させるように前記加圧部材に作用することを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項２】
前記加圧部材は、板ばねを有し、当該板ばねの付勢力により前記圧力検出素子に初期荷重を加えており、
前記フレーム部材は、前記操作パネルの押圧操作に応じて前記板ばねを押圧する押圧部を有し、当該押圧部の押圧により前記圧力検出素子の初期荷重を減少させるように前記板ばねを撓ませることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項３】
前記板ばねは、前記支持部材に形成された被係合部に係合される係合部と、前記圧力検出素子に対向する加圧部と、前記係合部を基端側として前記加圧部に前記圧力検出素子を加圧させる弾性腕部とを有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。
【請求項４】
前記弾性腕部は、途中部分で折り返されて形成されることを特徴とする請求項３に記載のタッチ式入力装置。
【請求項５】
前記支持部材は、矩形枠状に形成されると共に、一対の対向部分のそれぞれの裏面に、前記対向部分に沿う長尺状のプリント基板が設けられており、
前記圧力検出素子は、前記プリント基板の長手方向の両端側に設けられたことを特徴とする請求項４に記載のタッチ式入力装置。
【請求項６】
前記加圧部材は、前記プリント基板に対向し、前記プリント基板の両端に設けられた一対の前記圧力検出素子に対応して、一対の前記板ばねを有することを特徴とする請求項５に記載のタッチ式入力装置。
【請求項７】
前記支持部材および前記フレーム部材のいずれか一方に、いずれか他方を引き付ける弾性部が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【請求項８】
前記弾性部は、前記支持部材から片持ちで切り起こされたばね片であり、当該ばね片が前記フレーム部材に設けられた係止部に係止されることで、前記フレーム部材と前記支持部材とが引き付けられることを特徴とする請求項７に記載のタッチ式入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ式入力装置に関し、特に、電子辞書や描画ソフト等の操作に用いられるタッチ式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチ式入力装置として、操作パネルの操作面に加わる押圧荷重によって、押圧位置を検出するものが知られている（特許文献１参照）。このタッチ式入力装置は、操作パネルの裏面の四隅に圧力検出素子を設けて、操作面に加わる荷重を各圧力検出素子で受けるように構成されている。タッチ式入力装置は、各圧力検出素子で検出された圧力分布の変化により押圧位置を特定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２２３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したような従来のタッチ式入力装置においては、操作パネルの押圧荷重が直に圧力検出素子に加わるものなので、大きな荷重が加わると圧力検出素子が破損するおそれがあった。特に、圧力検出素子が、セラミックスからなる圧電素子で構成される場合には破損し易いという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、操作パネルの押圧操作によって圧力検出素子が破損するおそれがないタッチ式入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のタッチ式入力装置は、操作パネルが保持されるフレーム部材と、前記フレーム部材の背面側に配置され、前記フレーム部材を介して前記操作パネルを押圧操作可能に支持する支持部材と、前記支持部材の前記フレーム部材側とは逆の裏側に配置された複数の圧力検出素子と、前記支持部材の裏側から前記圧力検出素子に初期荷重を加える加圧部材とを備え、前記操作パネルの押圧操作に応じて、前記フレーム部材が前記圧力検出素子に加えられた初期荷重を減少させるように前記加圧部材に作用することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、操作パネルの押圧操作に応じてフレーム部材が加圧部材に作用することにより、圧力検出素子によって操作パネルの押圧操作に応じた初期荷重の減少量が出力される。このため、各圧力検出素子で出力された初期荷重の減少量から、操作パネルに対する押圧位置や押圧荷重を特定することができる。また、各圧力検出素子には、初期荷重以上の荷重が加わらないため、不所望な強い力で操作パネルが押圧されても、圧力検出素子が破損することがない。
【０００８】
また本発明は、上記タッチ式入力装置において、前記加圧部材は、板ばねを有し、当該板ばねの付勢力により前記圧力検出素子に初期荷重を加えており、前記フレーム部材は、前記操作パネルの押圧操作に応じて前記板ばねを押圧する押圧部を有し、当該押圧部の押圧により前記圧力検出素子の初期荷重を減少させるように前記板ばねを撓ませることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、簡易な構成により、操作パネルの押圧操作時に板ばねによる圧力検出素子に対する初期荷重を減少させることができる。
【００１０】
また本発明は、上記タッチ式入力装置において、前記板ばねは、前記支持部材に形成された被係合部に係合される係合部と、前記圧力検出素子に対向する加圧部と、前記係合部を基端側として前記加圧部に前記圧力検出素子を加圧させる弾性腕部とを有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、板ばねを支持部材に係合させて、この係合部分を基端として板ばねにより圧力検出素子を加圧させることができる。
【００１２】
また本発明は、上記タッチ式入力装置において、前記弾性腕部は、途中部分で折り返されて形成されることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、折り返し部分で弾性腕部の長さを稼いで、狭い範囲で適度な弾性力を得ることができる。
【００１４】
また本発明は、上記タッチ式入力装置において、前記支持部材は、矩形枠状に形成されると共に、一対の対向部分のそれぞれの裏面に、前記対向部分に沿う長尺状のプリント基板が設けられており、前記圧力検出素子は、前記プリント基板の長手方向の両端側に設けられたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、一対の対向部分の裏面にプリント基板が設けられるため、支持部材の周囲にプリント基板が設けられる構成と比較して、プリント基板の設置面積を少なくし、低コスト化を図ることができる。また、支持部材の四隅に圧力検出素子が設けられたため、簡易な算出処理により押圧位置を特定できる。
【００１６】
また本発明は、上記タッチ式入力装置において、前記加圧部材は、前記プリント基板に対向し、前記プリント基板の両端に設けられた一対の前記圧力検出素子に対応して、一対の前記板ばねを有することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、単一の加圧部材により一対の圧力検出素子を加圧可能なため、部品点数および組み立て工数を低減することができる。
【００１８】
また本発明は、上記タッチ式入力装置において、前記支持部材および前記フレーム部材のいずれか一方に、いずれか他方を引き付ける弾性部が設けられたことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、支持部材とフレーム部材とが引き付けられることにより、支持部材からフレーム部材が外れることを防止することができる。
【００２０】
また本発明は、上記タッチ式入力装置において、前記弾性部は、前記支持部材から片持ちで切り起こされたばね片であり、当該ばね片が前記フレーム部材に設けられた係止部に係止されることで、前記フレーム部材と前記支持部材とが引き付けられることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、支持部材から切り起こされたばね片により弾性部が形成されるため、簡易な構成により支持部材からフレーム部材が外れることを防止することができる。また、支持部材とばね片とが一体に形成されるため、部品点数および組み立て工数を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、圧力検出素子で検出された初期荷重の減少量から、操作パネルに対する押圧位置や押圧荷重を入力することができると共に、操作パネルの押圧操作によって圧力検出素子が破損することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るタッチ式入力装置の実施の形態を示す図であり、タッチ式入力装置の斜視図である。
【図２】本発明に係るタッチ式入力装置の実施の形態を示す図であり、タッチ式入力装置の分解斜視図である。
【図３】本発明に係るタッチ式入力装置の実施の形態を示す図であり、タッチ式入力装置の長手方向の一端側の部分拡大図である。
【図４】本発明に係るタッチ式入力装置の実施の形態を示す図であり、タッチ式入力装置の押圧動作の説明図である。
【図５】比較例に係るタッチ式入力装置の動作原理を示す図である。
【図６】本発明に係るタッチ式入力装置の実施の形態を示す図であり、タッチ式入力装置の動作原理を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、液晶ディスプレイ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、適宜変更が可能である。
【００２５】
図１および図２を参照して、タッチ式入力装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置の分解斜視図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、タッチ式入力装置１は、液晶ディスプレイ２の前面に取り付けられて、操作パネル３に対する押圧位置や押圧荷重を液晶ディスプレイ２に入力可能に構成されている。タッチ式入力装置１は、液晶ディスプレイ２に固定された支持部材５に対して、操作パネル３を保持したフレーム部材６を押圧操作可能に取り付けて、液晶ディスプレイ２の前面に操作パネル３を設置している。
【００２７】
支持部材５の裏面には、一対のフレキシブル基板７を介して圧力検出素子としての複数（本実施の形態では４つ）の圧電素子８が設けられている。また、支持部材５には、支持部材５の裏面に設けられた各圧電素子８に対して前方に初期荷重（プリテンション）を付与する一対の加圧部材９が取り付けられる。加圧部材９は、フレーム部材６に当接されており、このフレーム部材６を介して、圧電素子８に対する付勢方向とは逆方向に操作パネル３からの押圧荷重を受けている。
【００２８】
すなわち、本実施の形態に係るタッチ式入力装置１では、操作パネル３に加わる押圧荷重がフレーム部材６を介して加圧部材９を押し返すように作用し、加圧部材９から各圧電素子８に加えられる初期荷重が減少される。そして、タッチ式入力装置１から出力された各圧電素子８の初期荷重の減少量に基づいて、操作パネル３に対する押圧位置や押圧荷重が算出され、この押圧位置や押圧荷重が液晶ディスプレイ２の制御部に入力される。
【００２９】
操作パネル３は、例えば、強化ガラスで矩形状に形成されており、液晶ディスプレイ２の画面を覆うようにフレーム部材６に保持されている。なお、操作パネル３は、透過性を有する材料であればよく、例えば、アクリル等の合成樹脂により形成されてもよい。
【００３０】
フレーム部材６は、合成樹脂等により、一対の縦枠部１１と一対の横枠部１２とからなる矩形枠状に形成されている。一対の縦枠部１１の前面には、例えば、両面テープ等の接着手段を介して操作パネル３が保持される。各縦枠部１１の長手方向の両端側には、支持部材５に係止される一対の係止部１３が設けられている。各係止部１３は、略Ｌ字状に形成され、縦枠部１１の前面部から後方に向かって突出されている（図３参照）。
【００３１】
各係止部１３の近傍には、加圧部材９を押圧する押圧部１４が設けられている。各押圧部１４は、縦枠部１１の長手方向の両端から後方に屈曲して形成されている。また、各縦枠部１１の短手方向の両端には、支持部材５の縦枠部２１をカバーするように対向する一対の側面部１５が設けられている。一対の横枠部１２は、一対の縦枠部１１の長手方向の両端から後方に屈曲して形成されている。各横枠部１２の長手方向の両端側には、支持部材５に対してフレーム部材６を抜け止めするための抜け止め片１６が設けられている。
【００３２】
支持部材５は、金属板等により、一対の縦枠部２１と一対の横枠部２２とからなる矩形枠状に形成されている。各縦枠部２１の前面には、開口に沿う内側部分において、フレーム部材６の各係止部１３に対応して複数のばね片２３が形成されている。各ばね片２３は、縦枠部２１の前面から切り起こされた片持ばねであり、係止部１３を介してフレーム部材６を支持部材５に引き付けるように作用する。
【００３３】
また、一対の縦枠部２１の外側部分には、長手方向に沿ってフレキシブル基板７を保持する基板保持部２４が設けられている。各基板保持部２４は、縦枠部２１においてばね片２３が形成された内側部分に隣接して形成され、この内側部分よりも前方に突出されている。各基板保持部２４の裏面には、例えば、両面テープ等の接着手段を介してフレキシブル基板７が保持される。基板保持部２４の前面は、フレーム部材６の縦枠部１１の裏面に当接することで、操作パネル３の押圧操作時のストッパとして機能する。
【００３４】
また、各基板保持部２４は、短手方向で対向する一対の側面部２５を有している。一対の側面部２５には、長手方向の両端側において、加圧部材９を係合保持する一対の矩形状の孔部２６が形成されている。また、外側に位置する側面部２５には、長手方向の両端側において、支持部材５を液晶ディスプレイ２の側面に固定するための取付孔２７が形成されている。一対の横枠部２２は、一対の縦枠部２１の長手方向の両端から前方に折り返して形成されている。各横枠部２２の長手方向の両端側には、フレーム部材６の抜け止め片１６に対応して切欠部２８が形成されている。
【００３５】
フレキシブル基板７は、圧電素子８を配置させるための基板であって、例えば、絶縁層としてポリイミドフィルム上に導体パターンを形成して構成される。フレキシブル基板７は、基板保持部２４に沿って延在する第１の延在部３１と、第１の延在部３１に対して直交する方向に延在する第２の延在部３２とを有している。第１の延在部３１は、基板保持部２４の裏面に保持され、延在方向の両端側に一対の圧電素子８が設けられている。第２の延在部３２は、第１の延在部３１の中間部分から基板保持部２４に形成された孔部２９を介して基板保持部２４外に突出し、液晶ディスプレイ２の背面側に接続される。
【００３６】
加圧部材９は、金属板等により基板保持部２４に沿う長尺状に形成されている。加圧部材９は、フレキシブル基板７の圧電素子８に対応した一対の板ばね４１と、一対の板ばね４１を連結する連結部４２とを有している。各板ばね４１は、詳細は後述するが基板保持部２４に形成された孔部２６に係合保持され、圧電素子８に対して初期荷重を付与する。
【００３７】
次に、図３を参照して、タッチ式入力装置の荷重検出部分の周辺構成について詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置の長手方向の一端側の部分拡大図である。なお、図３において、（ａ）がタッチ式入力装置の組み立て前、（ｂ）がタッチ式入力装置の組み立て後をそれぞれ示している。また、以下の説明では、タッチ式入力装置の長手方向の一端側について説明するが、他端側も同様な構成である。
【００３８】
図３に示すように、支持部材５の基板保持部２４の裏面には、フレキシブル基板７の第１の延在部３１の裏面側が貼り付けられている。第１の延在部３１の延在方向の両端側の表面には、一対の圧電素子８が設けられている。このように、一対の圧電素子８は、基板保持部２４の内側において、後方側である加圧部材９側を向くようにして配置されている。基板保持部２４には、フレキシブル基板７の第１の延在部３１に対向するように加圧部材９が取り付けられる。
【００３９】
加圧部材９の一対の板ばね４１は、延在方向の両端側を後方に折り返して形成されている。一対の板ばね４１の後方に位置する一端側は、平面視Ｔ字状の係合部４４となっており、基板保持部２４の一対の側面部２５の孔部２６に挿通されている。一対の板ばね４１の前方に位置する他端側は、圧電素子８に対向し、圧電素子８を加圧する加圧部４５となっている。また、一対の板ばね４１の中間部分（係合部４４と加圧部４５との間の部分）は、加圧部４５に弾性力を付与する弾性腕部４６となっている。
【００４０】
一対の板ばね４１は、基板保持部２４の孔部２６に挿通された係合部４４を基端側として、加圧部４５を圧電素子８に押し付けることで圧電素子８に対して初期荷重を付与している。この場合、弾性腕部４６が折り返されているため、腕部の長さを稼いで狭い範囲で適度な弾性力を得ることが可能となっている。また、加圧部４５には、基板保持部２４の孔部２６に挿通される位置決め片４７が設けられている。位置決め片４７は、矩形状の孔部２６の縦寸法と略同寸法に形成されており、支持部材５に対して加圧部材９の縦方向（図３における左右方向）の位置決めを可能としている。
【００４１】
加圧部材９の連結部４２は、板幅方向の両端部を後方に屈曲させて、剛性が高められている。このため、連結部４２の撓みが抑えられて、一対の板ばね４１の弾性力に対して悪影響を及ぼすことがない。また、加圧部材９は、一対の板ばね４１を連結部４２により連結して一体に形成したため、部品点数および組み立て工数を低減して低コスト化を可能としている。
【００４２】
なお、加圧部材９を基板保持部２４に取り付ける際には、図３（ａ）の矢印Ａに示すように、加圧部４５に対して係合部４４を押し付けた状態で、係合部４４および位置決め片４７を基板保持部２４の孔部２６に挿通させる。
【００４３】
支持部材５の縦枠部２１には、一対のばね片２３が形成されている。一対のばね片２３は、それぞれ縦枠部２１の略中間部分から一対の横枠部２２に向けて延在している。一対のばね片２３は、前方に向けて僅かに切り起こされており、フレーム部材６に設けられたＬ字状の係止部１３に係止される。この場合、一対のばね片２３は、支持部材５に向けてフレーム部材６を引き付けて、支持部材５からフレーム部材６が外れるのを防止している。このため、例えば、タッチ式入力装置１の逆さでの使用が可能となっている。
【００４４】
また、支持部材５に対してフレーム部材６が引き付けられることにより、フレーム部材６の一対の押圧部１４が一対の板ばね４１に当接（押圧）する。このとき、一対のばね片２３の引き付け力は、一対の板ばね４１の弾性力よりも弱く設計されており、操作パネル３の非操作時に一対の押圧部１４の押圧により一対の板ばね４１が撓むことがない。また、支持部材５にフレーム部材６が取り付けられた状態では、フレーム部材６の一対の横枠部１２に設けられた抜け止め片１６が、支持部材５の一対の横枠部２２に形成された切欠部２８に係止される。
【００４５】
そして、タッチ式入力装置１は、基板保持部２４に設けられた取付孔２７を介して液晶ディスプレイ２の取付部分に固定される。また、タッチ式入力装置１は、フレキシブル基板７を介して液晶ディスプレイ２に接続され、各圧電素子８からの出力値を液晶ディスプレイ２に入力する。
【００４６】
このように構成されたタッチ式入力装置１は、操作パネル３からの押圧荷重を、四隅に設けられた押圧部１４を介して板ばね４１で受けている。各圧電素子８は、操作パネル３からの押圧荷重に応じて、各板ばね４１からの加えられる初期荷重の減少量を出力値として入力する。各圧電素子８からの出力値は、液晶ディスプレイ２の図示しない制御部に入力され、操作パネル３における押圧位置および押圧荷重の算出処理に用いられる。押圧位置および押圧荷重は、四隅に位置する圧電素子８の出力値の割合等から算出される。
【００４７】
なお、本実施の形態では、液晶ディスプレイ２の制御部が、操作パネル３における押圧位置および押圧荷重を算出する構成としたが、この構成に限定されるものではない。タッチ式入力装置１は、液晶ディスプレイ２とは別体の制御部に各圧電素子８の出力値を入力し、この制御部にて操作パネル３における押圧位置および押圧荷重を算出する構成としてもよい。
【００４８】
次に、図４を参照して、タッチ式入力装置の押圧動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置の押圧動作の説明図である。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、操作パネル３の非操作状態においては、板ばね４１の係合部４４と支持部材５の孔部２６との係合部分を基端側として、操作パネル３がフレーム部材６を介して板ばね４１の弾性力により前方に押し出されている。この場合、上記したように、ばね片２３によりフレーム部材６が支持部材５に対して引き付けられているが、引き付け力が弱いため板ばね４１が後方に撓むことがない。支持部材５の裏面に配置された圧電素子８には、板ばね４１からの初期荷重が付与されている。また、フレーム部材６の裏面は、支持部材５の表面に対して離間されている。
【００５０】
図４（ｂ）に示すように、非操作状態から操作パネル３が押圧されると、板ばね４１の弾性力に抗してフレーム部材６の裏面が支持部材５の表面に近付けられる。このとき、板ばね４１がフレーム部材６の押圧部１４によって後方に押圧され、圧電素子８に付与された初期荷重が減少される。圧電素子８は、板ばね４１からの減少量を出力値として、液晶ディスプレイ２の制御部に出力する。このように、操作パネル３に対する押圧荷重が大きくなるにつれて、圧電素子８に作用する荷重が小さくなるため、圧電素子８に対して初期荷重以上の荷重が作用することがない。よって、圧電素子８に大きな荷重が加わることがなく、圧電素子８の破損を防止することができる。
【００５１】
この操作状態から操作パネル３に対する押圧を解除すると、操作パネル３が板ばね４１の復帰力により前方に押し返される。このとき、押圧部１４による板ばね４１に対する押圧力が除かれるため、板ばね４１から圧電素子８に対して再び初期荷重が付与される。
【００５２】
なお、図４（ｂ）に示す状態から操作パネル３がさらに押し込まれた場合には、フレーム部材６の裏面が支持部材５の表面に当接され、操作パネル３の押し込みが規制される。この場合、この操作パネル３の押し込みが規制された状態で、圧電素子８に対して板ばね４１から一定以上の荷重が付与される構成としてもよい。
【００５３】
図５および図６を参照して、タッチ式入力装置の動作原理について説明する。図５は、比較例に係るタッチ式入力装置の動作原理を示す模式図である。図６は、本発明の実施の形態に係るタッチ式入力装置の動作原理を示す模式図である。なお、比較例に係るタッチ式入力装置は、操作パネルに対する押圧操作に応じて、圧電素子に作用する初期荷重に対する増加量を検出する構成である。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、比較例に係るタッチ式入力装置５１は、操作パネル５２を有するフレーム部材５３の裏面に、圧電素子５４を配置して構成されている。圧電素子５４には、支持部材５５に支持された板ばね５６から初期荷重が付与されている。また、フレーム部材５３は、板ばね５６によって押し上げられて、上枠部５７に当接されている。この初期状態では、板ばね５６から圧電素子５４に対して、例えば、０．２［Ｎ］の荷重が作用し、上枠部５７からフレーム部材６に対して０．２［Ｎ］の荷重（反力）が作用しているものとする。
【００５５】
図５（ｂ）に示すように、この初期状態から操作パネル５２に対して０．２［Ｎ］の押圧荷重が加えられると、上枠部５７からフレーム部材５３に対する荷重が０．１［Ｎ］に減少する。このとき、板ばね５６には、操作パネル５２からの押圧荷重が作用しないため、圧電素子５４に対する荷重が増加することがない。比較例に係るタッチ式入力装置５１は、上枠部５７からのフレーム部材５３に対する荷重が無くなった後、すなわち上枠部５７とフレーム部材５３とが離間した後に板ばね５６が撓み始めるため、操作パネル５２に対して初期荷重（０．２［Ｎ］）以上の押圧荷重が作用しなければ圧電素子５４に作用する荷重は変化しない。
【００５６】
したがって、このタッチ式入力装置５１では、板ばね５６の初期荷重より小さい荷重を検出することができない。このように、比較例に係るタッチ式入力装置５１では、操作パネル５２に対する押圧荷重が、板ばね５６の初期荷重より小さい場合には圧電素子５４が反応することがない。
【００５７】
一方、図６（ａ）に示すように、本実施の形態に係るタッチ式入力装置１では、フレーム部材６が、圧電素子８を直に押し込むことはなく、圧電素子８を押圧する板ばね４１を押し込むように構成されている。この初期状態では、板ばね４１から圧電素子８に対して、例えば２．５［Ｎ］の初期荷重が作用しているものとする。図６（ｂ）に示すように、この初期状態から操作パネル３に対して０．２［Ｎ］の押圧荷重が加えられると、フレーム部材６の各押圧部１４が０．１［Ｎ］で板ばね４１を押圧し、板ばね４１からの圧電素子８に対する荷重が２．４［Ｎ］に減少する。
【００５８】
したがって、このタッチ式入力装置１では、操作パネル３に加わる押圧荷重の分だけ、圧電素子８に作用する荷重を変化させることができ、微小な押圧荷重でも検出することができる。このように、本実施の形態に係るタッチ式入力装置１では、操作パネル３に対する押圧荷重が微小であっても圧電素子８が反応するため、操作パネル３に対する押圧位置および押圧荷重を高精度に検出することができる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係るタッチ式入力装置１によれば、操作パネル３に対する押圧荷重が、フレーム部材６を介して板ばね４１に作用することにより、板ばね４１から圧電素子８に付与された初期荷重が減少される。このため、各圧電素子８からの初期荷重の減少量に基づいて、操作パネル３に対する押圧位置や押圧荷重を算出することができる。また、各圧電素子８には、初期荷重以上の荷重が加わることがないため、不所望な強い力で操作パネル３が押圧されても、圧電素子が破損することがない。
【００６０】
なお、上記した実施の形態においては、タッチ式入力装置が、液晶ディスプレイに取り付けられる構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。タッチ式入力装置は、タッチ入力を用いる装置であれば、どのような装置に取り付けられてもよい。
【００６１】
また、上記した実施の形態においては、圧電素子の出力値から操作パネルに対する押圧位置および押圧荷重が算出される構成としたが、この構成に限定されるものではない。押圧位置および押圧荷重のいずれかが算出される構成としてもよい。
【００６２】
また、上記した実施の形態においては、圧電素子が、支持部材の裏面に配置され、板ばねからの初期荷重を受ける構成としたが、この構成に限定されるものではない。圧電素子は、板ばねから初期荷重が受ける構成であればよく、例えば、板ばねに配置され支持部材の裏面に当接される構成としてもよい。
【００６３】
また、上記した実施の形態においては、タッチ式入力装置が、４つの圧電素子により操作パネルの押圧荷重を検出する構成としたが、この構成に限定されるものではない。タッチ式入力装置は、操作パネルの押圧荷重を検出可能な数だけ圧電素子を有すればよく、例えば、３つの圧電素子により操作パネルの押圧荷重を検出する構成としてもよい。
【００６４】
また、上記した実施の形態においては、圧力検出素子が、圧電素子である構成としたが、この構成に限定されるものではない。圧力検出素子は、圧力を検出可能であれば、どのようなものであってもよい。
【００６５】
また、上記した実施の形態においては、加圧部材が、一対の板ばねと連結部とで構成されたが、この構成に限定されるものではない。加圧部材は、圧電素子に対して荷重を付与するものであれば、どのような構成でもよい。また、各板ばねは、連結部を介して連結されずに、圧電素子に対応して個別に設けられる構成としてもよい。
【００６６】
また、上記した実施の形態においては、板ばねが、弾性腕部を折り返して形成される構成としたが、この構成に限定されるものではない。板ばねは、圧電素子に対して適度に荷重を付与できれば、折り返されていない構成としてもよい。
【００６７】
また、上記した実施の形態においては、支持部材およびフレーム部材が、支持部材に形成されたばね片により相互に引き付けられる構成としたが、この構成に限定されるものではない。支持部材およびフレーム部材は、相互に引き付け可能であればよく、例えば、フレーム部材にばね片が設けられる構成でもよいし、磁石等を用いた構成でもよい。
【００６８】
また、上記した実施の形態においては、プリント基板が、フレキシブル基板である構成としたが、この構成に限定されるものではない。プリント基板は、圧電素子からの出力値を液晶ディスプレイに向けて出力可能な構成であればよい。
【００６９】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上説明したように、本発明は、操作パネルの押圧操作による圧力検出素子の破損を防止できるという効果を有し、特に、電子辞書や描画ソフト等の操作に用いられるタッチ式入力装置に有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１  タッチ式入力装置
２  液晶ディスプレイ
３  操作パネル
５  支持部材
６  フレーム部材
７  フレキシブル基板（プリント基板）
８  圧電素子（圧力検出素子）
９  加圧部材
１３  係止部
１４  押圧部
１６  抜け止め片
２３  ばね片
２４  基板保持部
２６  孔部
２７  取付孔
２８  切欠部
４２  連結部
４４  係合部
４５  加圧部
４６  弾性腕部
４７  位置決め片
【図１】
0005401423.tif 000002
【図２】
0005401423.tif 000003
【図３】
0005401423.tif 000004
【図４】
0005401423.tif 000005
【図５】
0005401423.tif 000006
【図６】
0005401423.tif 000007