(57)【要約】【課題】キーボード装置に座標入力手段を容易に接続することができ、しかも製造コストを抑えることができる操作装置を提供する。【解決手段】検出基板５０には導電パターン５６が設けられ、その導電パターン５６の一部が座標入力装置２０が接続される配線パターン５９となっている。座標入力装置２０はフレキシブル基板２６を有し、フレキシブル基板２６の先端は前記座標入力装置２０の操作部２１の近傍に位置している。前記フレキシブル基板２６は、配線パターン５９と異方性導電フィルムを介して接合されている。【選択図】　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キーボード装置と、棒状の操作部を有し、前記操作部の操作力を検出する座標入力手段が設けられた操作装置において、
前記キーボード装置には、各キーの押圧操作を検出する検出基板が設けられており、前記検出基板に設けられている導電パターンの一部である配線パターンに前記座標入力手段が接続されていることを特徴とする操作装置。
【請求項２】
前記座標入力手段には、前記操作部の操作による出力信号を外部に伝達するフレキシブル基板が設けられており、前記フレキシブル基板が前記配線パターンと接続されている請求項１記載の操作装置。
【請求項３】
前記配線パターンは、少なくとも前記導電パターンとの接続部分において前記導電パターンと重ならない位置に形成されている請求項１または２記載の操作装置。
【請求項４】
前記配線パターンは、前記座標入力手段の近傍まで延びて、前記フレキシブル基板と接続されている請求項２または３記載の操作装置。
【請求項５】
前記フレキシブル基板と前記検出基板上の配線パターンとが、異方性導電部材を介して接着されている請求項２ないし４のいずれかに記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キーボード装置と棒状の操作部を有する座標入力手段が併設された操作装置に係り、特にキーボード装置の配線と座標入力手段の配線を効率的に設置可能な操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の操作装置の検出基板を示す平面図を示している。この操作装置１００は、キーボード装置１０１と、棒状の操作部１１１を有する座標入力装置１１０が併設されたものである。
【０００３】
前記キーボード装置１０１には、複数のキートップ１０２，１０２，１０２…が設けられ、各キートップ１０２の裏側に、検出基板１０３が設けられている。検出基板１０３には、所定の導電パターン（図示せず）が形成されており、前記検出基板１０３の一部には本体側と接続される帯状の接続部１０４が形成されて、前記導電パターンが接続部１０４の先端まで延びて形成されている。また前記検出基板１０３には、各キートップ１０２と対向する位置に、弾性部材１０５が設けられて、各弾性部材１０５によって各キートップ１０２が昇降自在に支持されている。
【０００４】
前記座標入力装置１１０には、棒状の操作部１１１と、この操作部１１１の操作力を検出するセンサが設けられている。例えば操作部１１１を加圧操作することによって画面に表示されたカーソルを加圧方向に応じた方向へ移動させることが可能になる。
【０００５】
また、前記座標入力装置１１０には細長い形状のフレキシブル基板１０６が設けられている。このフレキシブル基板１０６は、弾性部材１０５の間を通って、前記導電パターンの先端部となる接続部１０４まで延びている。このときフレキシブル基板１０６は、検出基板１０３に形成された孔１１３に挿入されて、フレキシブル基板１０６の先端の電極１１４と導電パターンの先端の電極１１２との間のピッチが電極１１２，１１４の各ピッチと一致するように位置決めされる。そして、この電極１１２と電極１１４がコンピュータ本体側に設けられたコネクタ部と接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の操作装置では、コンピュータ本体の種類毎に、キーボード装置の接続部１０４の位置や種類が異なると、フレキシブル基板１０６の形状を変更する必要があり、その結果コスト高となる問題があった。
【０００７】
また、フレキシブル基板１０６の電極１１４を接続部１０４に形成された導電パターンの電極１１２との間で位置決めする必要があるため、製造工程が煩雑になる。また、その位置決めの際に電極１１２と電極１１４との境界のピッチと電極１１２，１１４間のピッチとがずれるおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、製造コストを抑えることができ、しかも煩雑な製造工程が不要な操作装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、キーボード装置と、棒状の操作部を有し、前記操作部の操作力を検出する座標入力手段が設けられた操作装置において、
前記キーボード装置には、各キーの押圧操作を検出する検出基板が設けられており、前記検出基板に設けられている導電パターンの一部である配線パターンに前記座標入力手段が接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この場合、前記座標入力手段には、前記操作部の操作による出力信号を外部に伝達するフレキシブル基板が設けられており、前記フレキシブル基板が前記配線パターンと接続されている構成が可能である。
【００１１】
上記本発明では、検出基板上に予め設けられている導電パターンの一部を配線パターンとして、この配線パターンに座標入力手段が接続されるので、フレキシブル基板を長く引き回す必要がなくなるため、各種のキーボード装置に対して共通の座標入力手段を搭載できるようになり、製造コストを抑えることが可能になる。
【００１２】
また、前記配線パターンは、少なくとも前記導電パターンとの接続部分において前記導電パターンと重ならない位置に形成されていることが好ましいが、キーボード装置の導電パターンとの間で絶縁されている構成であれば、配線パターンと導電パターンとが重なっていてもよい。
【００１３】
また、前記配線パターンは、前記座標入力手段の近傍まで延びて、前記フレキシブル基板と接続されていることが好ましい。このように構成するとフレキシブル基板をより短く形成することができるため、同じ構成の座標入力手段を多種類の操作装置に搭載することが可能になり、その結果部品共通化による製造コストの低減が可能になる。
【００１４】
また、前記フレキシブル基板と前記検出基板上の配線パターンとが、異方性導電部材を介して接着されていることが好ましい。これにより、配線パターンとフレキシブル基板の対向電極間どうしを容易に導通状態に設定できるため、製造工程を簡略化できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のノートブック型のコンピュータに搭載される操作装置の一例を示す一部省略平面図、図２は操作装置の一部を示す分解斜視図、図３は操作装置の検出基板の一配線図、図４は座標入力装置の接続方法を示す分解斜視図である。
【００１６】
図１に示す操作装置１は、コンピュータ本体に、キーボード装置１０と座標入力装置２０が設けられている。キーボード装置１０は複数のキー１１，１１，１１…が配列された操作面１０ａを有し、キーボード装置１０の操作面１０ａ内に座標入力装置２０が設けられている。また前記コンピュータ本体は、回動自在に支持された表示部材２を有し、表示部材２を閉じたときに表示部２ａが前記キーボード装置１０と対面した状態で閉じられる。
【００１７】
図２に示すように、前記座標入力装置２０は、棒状（スティック状）の操作部２１を有している。この操作部２１は、前記操作面１０ａの中央より若干左寄りの「Ｂ」キーと「Ｇ」キーと「Ｈ」キーとの境界に位置している。
【００１８】
前記操作部２１は、合成樹脂で形成された基台２２と、ゴム製やシリコン製などのキャップ２３で構成され、前記基台２２の上部に形成された凸状の部分（図示せず）に前記キャップ２３が装着されている。
【００１９】
前記基台２２は、金属製の固定板３０に固定されている。固定板３０には、Ｘ１，Ｘ２及びＹ２方向に延びる板部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが形成されており、さらに前記板部３０ａ，３０ｂの先端はそれぞれＹ１側に直角に折り曲げられている。前記板部３０ａ，３０ｂの先端と、前記板部３０ｃの先端には、それぞれ円形の貫通孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成されている。
【００２０】
なお、図示していないが、前記基台２２が載置される固定板３０の周縁部には複数の起立片が一体に形成されており、各起立片の先端が前記基台２２に形成されたフランジ２２ｂ側に折り曲げられて、前記基台２２が前記固定板３０に固定されている。
【００２１】
前記基台２２の下面には歪みセンサが設けられている。この歪みセンサは、抵抗体などで形成された４つの検出素子２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄで構成されて、各検出素子２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄがＸ１側、Ｘ２側、Ｙ１側およびＹ２側に接着固定されている。さらに各検出素子２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、図３と図４に示すように細長く形成されたフレキシブル基板２６の基端部と接続されている。フレキシブル基板２６には、銅箔などの導電材で形成された４本の線状の配線３５が形成され、この配線３５の先端部に端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが連続して形成されている。またフレキシブル基板２６は操作部２１からＬ字状に延びて形成されている。
【００２２】
図３に示す座標入力装置２０において、例えば、操作部２１がＸ１側に加圧されると、基台２２がＸ１側へ押圧されて検出素子２５ａが引き伸ばされ、検出素子２５ｂが縮められる。この検出素子２５ａ，２５ｂの伸び縮みにより抵抗値が変化させられて、前記抵抗値の変化を検出することで操作部２１がＸ１側に加圧されたことが認識される。これによって、表示部２ａに表示されたカーソルがＸ１方向へ移動させられる。なお、操作部２１がＸ２，Ｙ１，Ｙ２方向およびその方向へ加圧されたときも各検出素子の変化を検出して操作部２１の加圧方向が認識される。
【００２３】
図２に示すように、前記座標入力装置２０が固定された固定板３０は、アルミなどの金属板で形成された支持板４０に設置される。支持板４０には所定の位置に絞り部４１が形成されている。絞り部４１は裏面から押し出された凸面であり、この凸面側に固定板３０が設置される。また絞り部４１の形状は、固定板３０の平面形状とほぼ一致するように形成され、キーボード装置１０のキー１１，１１，１１の支持位置、すなわち図２の一点鎖線で示す領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３から外れた位置に形成されている。
【００２４】
前記支持板４０の絞り部４１には、円筒状のかしめ部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが凸面側に突出して形成されている。前記かしめ部４２ａ，４２ｂ，４２ｃには、前記固定板３０に形成された貫通孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃが挿通される。そして固定板３０の貫通孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃから突出したかしめ部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの先端の内径がそれぞれ広げられて、固定板３０が支持板４０に固定される。
【００２５】
なお、本実施の形態では、絞り部４１を凸状に形成してその凸面側に固定板３０を固定したものであるが、これに限られるものではなく、例えば前記とは逆に絞り部を凹状に形成して凹面側に固定板を固定するようにしてもよく、あるいは固定板３０を設けずに座標入力装置２０を支持板４０に直接固定してもよい。
【００２６】
前記座標入力装置２０が固定板３０を介して固定された支持板４０には、上からフィルム状の検出基板５０が積層される。この検出基板５０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂製のフィルムで形成されている。また、前記検出基板５０の表面にはシリコン製のゴムなどで形成された山型の弾性支持部材５１，５１，５１…が、前記各キー１１，１１，１１…と対向する位置に接着固定されている。なお、図２ではキーボード装置１０の「Ｂ」キー、「Ｇ」キー及び「Ｈ」キーに対向する弾性支持部材５１，５１，５１のみ図示している。
【００２７】
前記検出基板５０には、座標入力装置２０が固定された固定板３０の全体を突出させることができる切欠部５２が形成されている。この切欠部５２の形状は、前記絞り部４１のＸ−Ｙ平面形状とほぼ同じに形成されているが、必ずしもこの形状に限定されるものではない。
【００２８】
図３に示すように、前記検出基板５０には、銅箔などの導電材で形成された導電パターン５６がほぼ全面にわたって形成されている。前記導電パターン５６上の弾性支持部材５１に対向する位置では、一対の導電体５３ａ，５３ｂが所定間隔離間した状態で形成されている。
【００２９】
弾性支持部材５１では、その下側の内部に空間が形成されて弾性変形自在となっており、また前記空間の天井面には導電性部材で形成された円形の接点５４が固定されている。よって、弾性支持部材５１が押圧されると、弾性支持部材５１が弾性変形して、接点５４が各導電体５３ａ，５３ｂに同時に接触して、キー１１が操作されたことが認識される。
【００３０】
なお、前記検出基板５０では、前記導電体５３ａ，５３ｂを除く部分の導電パターン５６の表面が絶縁性部材で覆われている。そして、絶縁性部材の上に各弾性支持部材５１が固定されている。
【００３１】
前記検出基板５０の上面には、さらに金属製の支持ベース６０が積層されている。支持ベース６０には、座標入力装置２０が固定された固定板３０を突出させることができる形状の切欠部６５が形成されている。図２ではこの切欠部６５の形状は前記切欠部５２と同じに形成されているが、必ずしもこの形状に限られるものではない。
【００３２】
前記支持ベース６０には、弾性支持部材５１と対向する位置にパンタグラフ形状の支持体６１，６１，６１…が設けられている。各支持体６１は、その上端部に四角形状の押え板６２を有し、この押え板６２は脚部６１ａ，６１ｂによって支持ベース６０の上方で支持されている。一方の脚部６１ａは前記支持ベース６０に形成された支持片６３に回転自在且つＹ方向に摺動自在に支持され、もう一方の脚部６１ｂは支持片６４に回動自在に支持されている。
【００３３】
キー１１が押圧操作されると、支持体６１の脚部６１ａ，６１ｂが畳まれて、それと同時に押え板６２が水平状態を維持したまま下降する。このとき押え板６２で前記弾性支持部材５１が押圧され、弾性支持部材５１が弾性変形して導電体５３ａ，５３ｂに前記接点５４が接触する。これにより、スイッチ出力がオンに切り換えられてキー１１が押されたことが検知される。また弾性支持部材５１に対する押圧力を解除すると、弾性支持部材５１の弾性復帰力によってキー１１が元の状態に復帰してスイッチ出力がオフとなる。
【００３４】
図３に示すように、前記検出基板５０は合成樹脂により帯状に形成された接続部５０ａを有している。前記接続部５０ａには、各キー１１に対向する導電体５３ａ，５３ｂから延びる導電パターン５６が形成され、接続部５０ａの先端まで延びている。図３では、全体の導電パターンは図示しておらず、弾性支持部材５１の部分と接続部５０ａの先端部分のみを示している。
【００３５】
また図３に示すように、導電パターン５６の一部である符号５９で示すパターンが本実施の形態の配線パターン５９となっている。この配線パターン５９の一端は座標入力装置２０の近傍まで延びて形成され、他端は前記接続部５０ａの先端部まで延びて形成されている。また配線パターン５９は導電パターン５６と同じ導電材で形成され、前記検出基板５０に導電パターン５６を形成する際に同時に形成されるものである。
【００３６】
図４に示すように、座標入力装置２０に近い側の配線パターン５９の端部には端子部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄが形成されている。前記配線パターン５９では、接続部５０ａの先端に形成された電極５９ｓと前記端子部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄを除く部分が絶縁材料で被覆されている。
【００３７】
一方、前記座標入力装置２０に接続されたフレキシブル基板２６は、操作部２１の位置からＸ１方向へ延びそしてＹ１側に折り曲げられている。このときフレキシブル基板２６は、各弾性支持部材５１に当たらず且つキー１１の昇降動作の邪魔にならない位置に配設される。また図示しているようにフレキシブル基板２６の先端は、座標入力装置２０の操作部２１から大きく離れていない。
【００３８】
フレキシブル基板２６の先端部にはＸ方向に幅広の固定部２６ａが一体に形成されている。固定部２６ａには、前記配線パターンの一端と接続される端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが形成されており、これら端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの電極ピッチが他の配線部分よりも広く設定されている。また各端子３５ａ〜３５ｄと接続される端子部５９ａ〜５９ｄの電極ピッチも同じピッチとなるように設定されている。このように、端子３５ａ〜３５ｄと端子部５９ａ〜５９ｄの各電極間ピッチを広くすると、従来のように接続部５０ａの先端の電極５６ｓ，５９，５６ｓで位置決めをするよりも位置決め作業を容易にできる。
【００３９】
前記フレキシブル基板２６の端子３５ａ〜３５ｄを、前記配線パターン５９の端子部５９ａ〜５９ｄと接続する際には、図３に示すように検出基板５０の端子部５９ａ〜５９ｄを座標入力装置２０の近傍に設けたため、フレキシブル基板２６を大きく引き回す必要がなくなり、座標入力装置２０と検出基板５０との接続作業が容易にできる。さらにフレキシブル基板２６の長さ寸法を短く設計できるので、キーボード装置１０の種類毎にフレキシブル基板の形状を変更したり検出基板の形状を変更したりする必要性を低減できる。したがって、同じ種類の座標入力装置２０を、様々な種類のキーボード装置に搭載できるようになるので製造コストを低くできる。また接続部５０ａの先端の電極５６ｓ，５９ｓでは、配線パターン５９と導電パターン５６が同時に形成されるので、接続部５０ａの先端部での位置決めが不要になる。
【００４０】
なお、前記配線パターン５９が導電パターン５６の後に形成されて、端子部５９ａ〜５９ｄが導電パターン５６と重なる位置に形成されていてもよい。ただしこの場合には、端子部５９ａ〜５９ｄの下に位置する導電パターン５６との間が絶縁されていて短絡を防止していることが必要である。
【００４１】
図４に示すように、前記配線パターン５９の端子部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄに、前記フレキシブル基板２６に形成された端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを接続する際には、前記端子部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄと前記端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとの間に、異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）９０が積層される。この異方性導電フィルム９０は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂中に導電性粒子を分散させて得られる樹脂フィルムである。前記フィルム９０を挟んだ状態で前記フレキシブル基板２６と検出基板５０の両側から熱圧着すると、前記端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと前記端子部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄとが接続される。この異方性導電フィルム９０を用いて接続すると、対向電極部分では導通され且つ隣接電極間では絶縁されて固定されるようになる。
【００４２】
なお、前記端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと前記端子部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄとを接合する手段としては、異方性導電フィルムに限らず、異方性導電ペーストであってもよい。異方性導電ペーストの場合には、端子部と端子との間に前記ペーストを塗布した後に、例えばレーザ光による熱で接着するようにしてもよい。ただし、ペーストの融点がフレキシブル基板と検出基板の各シートの融点より低いことが好ましい。
【００４３】
また、前記フレキシブル基板２６の形状は、図３に示す実施の形態に限られるものではなく、フレキシブル基板２６を含む座標入力装置２０を共通化できるものであれば、長さ寸法が図３に示すものよりも短く形成されていてもよく、あるいは長く形成されていてもよい。またフレキシブル基板２６の形状がＬ字型でなくてもよい。また接続部５０ａでの配線パターン５９の先端の位置は、導電パターン５６と５６間に位置するように設定しなくてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、各種類のキーボード装置に搭載する座標入力装置の部品を共通化できるので製造コストを抑えることができる。また異方性導電部材を用いることで座標入力装置と検出基板とを短絡することなく容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操作装置が搭載されたノートブック型のコンピュータを示す平面図、
【図２】操作装置の一部を示す分解斜視図、
【図３】検出基板の一配線図、
【図４】座標入力装置の接続方法を示す分解斜視図、
【図５】従来の操作装置を示す配線図、
【符号の説明】
１　操作装置
１０　キーボード装置
１１　キー
２０　座標入力装置（座標入力手段）
２１　操作部
２２　基台
２２ｂ　フランジ
２６　フレキシブル基板
３０　固定板
３５ａ〜３５ｄ　端子
５０　検出基板
５０ａ　接続部
５１　弾性支持部材
５３ａ，５３ａ　導電体
５９ａ〜５９ｄ　端子部
６０　支持ベース
６１　支持体
９０　異方性導電フィルム（異方性導電部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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