(57)【要約】【課題】不使用時に大きなスペースを占有することがなく、長期の押圧操作でも故障するおそれの少ない電子機器用の入力装置を提供する。【解決手段】静電容量型の入力操作シート１と、入力操作シート１を引き出し可能に巻き取り収納するケース１０とを備え、入力操作シート１に対する指の接触によりキャパシタを形成して静電容量の変化を検出し、検出した静電容量の変化をコンピュータ２０の入力操作に用いる電子機器用の入力装置であり、入力操作シート１を、絶縁性の基材層と、基材層に積層される電極パターン層と、基材層と電極パターン層とに積層される絶縁性の模様層４とから形成し、基材層、電極パターン層、及び模様層４に可撓性をそれぞれ付与する。電極パターン層のＸ電極やＹ電極に対する指の接近によりキャパシタを形成して静電容量の変化を検出する。【選択図】図１
2012022519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量型の入力操作シートと、この入力操作シートを引き出し可能に収納するケースとを備え、入力操作シートに対する導体の接近によりキャパシタを形成して静電容量の変化を検出し、この検出した静電容量の変化を電子機器の入力操作に用いる電子機器用の入力装置であって、
入力操作シートは、絶縁性の基材層と、この基材層に積層される電極パターン層と、これら基材層と電極パターン層の少なくともいずれか一方に積層される絶縁性の模様層とを含み、基材層、電極パターン層、及び模様層に可撓性をそれぞれ付与し、電極パターン層の電極に対する導体の接近によりキャパシタを形成して静電容量の変化を検出するようにしたことを特徴とする電子機器用の入力装置。
【請求項２】
ケースを、略中空の柱形に形成して入力操作シートを巻き取り可能とした請求項１記載の電子機器用の入力装置。
【請求項３】
ケースと電子機器の筐体とを一体化した請求項２記載の電子機器用の入力装置。
【請求項４】
電子機器を、コンピュータあるいはディスプレイ装置とした請求項１、２、又は３記載の電子機器用の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータやディスプレイ装置等からなる電子機器の入力操作に使用される電子機器用の入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの入力装置には、様々なタイプがあるが、その一つとして、文字入力に便利なキーボードがあげられる。この種のキーボードは、図示しないコンピュータに電気的に接続される略板形の筐体を備え、この筐体の表面に押圧操作可能な複数のキートップが配設されており、各キートップが筐体表面のキースイッチに接離可能に対向する中空の略ブロック形に形成されている。
【０００３】
筐体は、例えば剛性や耐衝撃性に優れる強化ポリアミドやポリカーボネート等により横長の肉厚に成形されている。また、キートップは、耐磨耗性や寸法安定性に優れるＡＢＳ樹脂、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート等により成形され、表面には、文字、数字、記号、図形等からなる模様が印刷されている。
【０００４】
このようなキーボードは、複数のキートップのうち、選択されたキートップが押圧操作されて直下のキースイッチをＯＮ操作することにより、コンピュータに所定の信号を出力し、コンピュータを操作する（特許文献１、２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０‐３３１０４号公報
【特許文献２】特開２００３‐２２８４３７号公報
【特許文献３】特開２００５‐３２６９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来におけるキーボードは、以上のように構成され、硬質の筐体に複数のキートップが単に配設されるので、不使用時にも筐体がデスク上に大きなスペースを占有することとなり、各種作業の障害になるという問題がある。また、キートップが機械的な可動部品なので、長期の強い押圧操作に伴い、故障するおそれがある。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、不使用時に大きなスペースを占有することがなく、長期の押圧操作でも故障するおそれの少ない電子機器用の入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては上記課題を解決するため、静電容量型の入力操作シートと、この入力操作シートを引き出し可能に収納するケースとを備え、入力操作シートに対する導体の接近によりキャパシタを形成して静電容量の変化を検出し、この検出した静電容量の変化を電子機器の入力操作に用いる装置であって、
入力操作シートは、絶縁性の基材層と、この基材層に積層される電極パターン層と、これら基材層と電極パターン層の少なくともいずれか一方に積層される絶縁性の模様層とを含み、基材層、電極パターン層、及び模様層に可撓性をそれぞれ付与し、電極パターン層の電極に対する導体の接近によりキャパシタを形成して静電容量の変化を検出するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
なお、ケースを、略中空の柱形に形成して入力操作シートを巻き取り可能とすることができる。
また、ケースと電子機器の筐体とを一体化することができる。
【００１０】
また、電極パターン層の複数の電極を基材層のＸＹ方向の少なくともいずれかに配列するとともに、模様層の複数の模様を電極パターン層の複数の電極に対応させることが可能である。
さらに、電子機器を、コンピュータあるいはディスプレイ装置とすることも可能である。
【００１１】
ここで、特許請求の範囲における入力操作シートの基材層、電極パターン層、及び模様層には、光透過性等を選択的に付与することができる。電極パターン層は、基材層の表面、裏面、あるいは表裏面に積層することができる。また、模様層は、必要に応じ、基材層、電極パターン層、基材層及び電極パターン層に積層することができる。
【００１２】
ケースは、例えば内部の両端間に支持軸を介し回転可能に架設され、入力操作シートを巻き取る巻回ロールと、周壁に設けられる入力操作シート用の引き出し口と、内部と巻回ロールとの間に架設されて巻回ロールを巻き戻す方向に回転させるバネと、引き出された入力操作シートを停止させるストッパとを含み、巻回ロールに、入力操作シートに電気的に接続する電極部を設け、この電極部を電子機器の制御装置に直接間接に接続することができる。さらに、ディスプレイ装置には、少なくとも各種のプロジェクタ等が含まれる。
【００１３】
本発明によれば、電子機器を入力操作したい場合には、ケースから静電容量型の入力操作シートを引き出し、この入力操作シートの模様層に導体を接触させれば良い。すると、電極パターン層の電極に導体が接近して電極パターン層、模様層、及び導体の間にキャパシタを形成し、静電容量の変化が検出され、この検出された静電容量の変化が電子機器に出力されることにより、電子機器に対する入力操作が可能になる。
【００１４】
電子機器に対して入力操作をしない場合には、ケースの内部に入力操作シートを収納すれば良い。この収納により、デスク上にスペースを占有していた入力操作シートが存在しなくなり、デスク上に入力操作シートが占有していたスペースを有効活用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、不使用時に入力操作シートが大きなスペースを占有することがなく、長期の押圧操作でも故障するおそれの少ない電子機器用の入力装置を提供することができる。また、入力操作シートを不使用時にケース内に収納して隠蔽するので、塵埃等から入力操作シートを有効に保護することができるという効果がある。
【００１６】
また、請求項２記載の発明によれば、入力操作シートを小さく折り畳んで重ねることにより、電極パターン層等が損傷するのを有効に防止することができる。また、ケースが幅の広い平面矩形等ではなく、幅の狭い略柱形なので、ケースの占有スペースを従来よりも縮小することができる。
【００１７】
また、請求項３記載の発明によれば、ケースと電子機器の筐体とを別々に構成したり、配置する必要がないので、電子機器の小型化や省スペース化を図ることが可能になる。また、ケースと電子機器とを接続するケーブル等を省略することができるので、ケーブル等がデスク上の作業の邪魔になることもない。
さらに、請求項４記載の発明によれば、コンピュータやディスプレイ装置の小型化と省スペース化とを図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る電子機器用の入力装置の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る電子機器用の入力装置の実施形態における入力操作シート、ケース、モニタを模式的に示す側面説明図である。
【図３】本発明に係る電子機器用の入力装置の実施形態における入力操作シートとケースとを模式的に示す一部断面説明図である。
【図４】本発明に係る電子機器用の入力装置の第２の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図５】本発明に係る電子機器用の入力装置の第３の実施形態を模式的に示す側面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における電子機器用の入力装置は、図１ないし図３に示すように、従来のキーボードとして機能する静電容量型の薄い入力操作シート１と、この入力操作シート１を収納するケース１０とを備え、入力操作シート１に対する指の接触によりキャパシタを形成して静電容量の変化を検出し、この検出した静電容量の変化を別体のコンピュータ２０の入力操作に用いる入力装置である。
【００２０】
入力操作シート１は、図３に示すように、絶縁性の基材層２と、この基材層２の表面に積層される導電性の電極パターン層３と、これら基材層２と電極パターン層３との表面に接着して積層される絶縁性の模様層４とを一体的な多層構造に備え、少なくとも曲げたり、丸めることができるよう、基材層２、電極パターン層３、及び模様層４に可撓性がそれぞれ付与される。
【００２１】
基材層２は、例えば寸法安定性や強度に優れる安価なポリエチレンテレフタレート製の薄いフィルムからなり、一般的なキーボードの大きさに相当する大きさの横長に形成される。この基材層２は、薄すぎて操作しにくい場合には、必要に応じて厚くすることもできる。
【００２２】
電極パターン層３は、例えば基材層２の表面Ｙ方向に複数本のＸ電極ラインが所定の間隔で配列され、各Ｘ電極ラインに複数のＸ電極が所定の間隔で配列されており、基材層２の表面Ｘ方向に複数本のＹ電極ラインが所定の間隔で配列されるとともに、各Ｙ電極ラインに複数のＹ電極が所定の間隔で配列される。この電極パターン層３は、例えば基材層２の表面に銀ナノワイヤや銀粒子を含有した導電性インク、導電性ポリマーを用いたスクリーン印刷法等の方法により積層される。
【００２３】
複数本のＸ電極ラインとＹ電極ラインとは、共に引き回し用の導電ラインがそれぞれ接続され、複数の電極ラインが直交する交差部分がジャンパー構造等に形成される。また、複数のＸ電極とＹ電極とは、特に限定されるものではないが、例えばＪＩＳキーボード配列や米国キーボード配列等に準拠して配列される。これらＸ電極とＹ電極とは、それぞれ平面矩形あるいは菱形に形成され、僅かな間隔をおいて相互に隣接しており、導体である指のタッチ操作の対象となる。
【００２４】
模様層４は、例えば基材層２の大きさに対応するポリエチレンテレフタレート製の薄いフィルムからなり、表面あるいは裏面に着色された複数の模様キー５が印刷されており、この複数の模様キー５が電極パターン層３の複数のＸ電極とＹ電極とに対応して被覆する。複数の模様キー５は、従来のキートップとして機能し、各模様キー５には、従来のキーボードの模様を参考に入力操作に必要な文字、数字、記号、図形等がスクリーン印刷法等により形成される。模様層４には、必要に応じ、模様キー５以外の模様、例えば加飾用の模様が適宜施される。
【００２５】
ケース１０は、図１ないし図３に示すように、例えば所定の成形材料により持ち運び可能な細長い中空の略円柱形に形成され、両端下部にデスク上の姿勢を安定させる台座１１がそれぞれ装着されており、入力操作シート１を引き出し可能に巻き取り収納するよう機能する。このケース１０は、例えば剛性や耐衝撃性に優れる強化ポリアミドやポリカーボネート等により成形され、内部の両端間には、入力操作シート１用の巻回ロールが支持軸を介し回転可能に軸架されており、この巻回ロールの周面に入力操作シート１の端部が接続される。
【００２６】
ケース１０の周壁には、溝形の引き出し口１２が穿孔され、この引き出し口１２から入力操作シート１が引き出されることにより、巻回ロールが回転して入力操作シート１を外部に繰り出すこととなる。また、ケース１０の周壁内面と巻回ロールとの間には、巻回ロールを巻き戻す方向に回転させる渦巻きバネが張架され、ケース１０の周壁内面には、引き出された入力操作シート１を一時的に停止させるストッパが装着される。
【００２７】
巻回ロールには、入力操作シート１に電気的に接続する電極部が配設されるとともに、この電極部に電気的に接続してケース１０の外部に伸びるケーブルが接続される。このケーブルは、別体のコンピュータ２０に電気的に接続される。
【００２８】
このようなケース１０は、入力操作シート１が入力操作に使用される場合には、引き出し口１２から入力操作シート１の先端部が摘んで引き出されることにより、巻回ロールが渦巻きバネを巻き込みながら回転して入力操作シート１を繰り出し、ストッパが引き出された入力操作シート１に干渉してその巻き戻しを防止する。
【００２９】
これに対し、入力操作シート１が収納される場合には、入力操作シート１がやや引っ張られた後に指から離されることにより、入力操作シート１に対するストッパの干渉が解除され、渦巻きバネがそのバネ力で巻回ロールを回転させ、この巻回ロールに入力操作シート１が自動的に巻き取られる。
【００３０】
コンピュータ２０は、図１や図２に示すように、例えば一般家庭で使用される既存のデスクトップ型のパーソナルコンピュータからなる。このコンピュータ２０には、ケース１０の他、図２に示す画像表示用のモニタ３０や図示しないマウスがケーブルを介しそれぞれ電気的に接続される。
【００３１】
上記構成において、コンピュータ２０に文字入力したい場合には、コンピュータ２０に接続したケース１０の引き出し口１２から入力操作シート１の先端部を摘んで十分に引き出し、この入力操作シート１が巻き戻らないよう停止させて平坦にした後、複数の模様キー５のうち、選択した模様キー５に指を触れれば良い。
【００３２】
すると、電極パターン層３の選択されたＸ電極あるいはＹ電極に指が接近して電極パターン層３、模様層４、及び指の間にキャパシタを形成し、静電容量の変化が検出され、この検出された静電容量の変化がコンピュータ２０の制御装置に出力される。この制御装置に対する出力により、コンピュータ２０に文字入力してその文字をモニタ３０に表示することができる。
【００３３】
コンピュータ２０に対する文字入力が終了した場合には、入力操作シート１の先端部を摘んでやや引き出した後、摘んだ指を離せば良い。すると、渦巻きバネのバネ力で巻回ロールが回転して入力操作シート１を自動的に巻き取り、ケース１０の内部に入力操作シート１が完全に収納される。この収納により、デスク上に入力操作シート１が占有していた大きなスペースを資料調査や筆記作業等に有効利用することができる。
【００３４】
上記構成によれば、コンピュータ２０に入力操作しない場合には、ケース１０の内部に入力操作シート１を収納するので、不使用時に入力操作シート１がデスク上に大きなスペースを占有することが全くなく、各種作業の障害になることがない。また、機械的なキートップを何ら使用せず、強く叩いて操作する必要もないので、長期の強い押圧操作で故障するおそれを有効に排除することができ、しかも、静かに操作することもできる。
【００３５】
また、ケース１０内に入力操作シート１を巻き取り収納するので、塵埃から入力操作シート１を有効に保護することができるだけではなく、入力操作シート１を幾重にも小さく折り畳んだり、小径の円筒形に強く丸めることにより、電極パターン層３が損傷するのを防止することができる。
【００３６】
また、ケース１０内に入力操作シート１を渦巻きバネにより自動的に巻き取るので、入力操作シート１を手動で収納する必要がなく、収納作業の迅速化や容易化を図ることができる。さらに、入力操作シート１を抵抗膜型ではなく、静電容量型とするので、製造時や巻取り収納時に部品の位置ずれ等を招くことがなく、耐久性の向上、応答速度の迅速化、軽量化も大いに期待できる。
【００３７】
次に、図４は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、キーボードとして機能する静電容量型の薄い入力操作シート１と、この入力操作シート１を巻き取り収納するケース１０とを備え、このケース１０とコンピュータ２０の筐体２１とを一体化するようにしている。
モニタ３０は、特に限定されるものではないが、コンピュータ２０の筐体２１であるケース１０の周壁に着脱自在に装着され、かつ前後方向に揺動する。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００３８】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ケース１０とコンピュータ２０の筐体２１とを一体化して細長い円柱形に構成するので、コンピュータ２０の筐体２１を幅広の平面矩形に構成する必要がなく、コンピュータ２０の小型化を図ることができるのは明白である。また、ケース１０とコンピュータ２０とを接続するケーブルを省略することができるので、面倒なケーブルの接続作業を省略したり、部品点数を削減することができる。
【００３９】
次に、図５は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、静電容量型の薄い入力操作シート１と、この入力操作シート１を巻き取り収納するケース１０とを備え、このケース１０とディスプレイ装置であるプロジェクタ３１の筐体３２とを一体化するようにしている。
【００４０】
入力操作シート１は、プロジェクタ３１の機能に応じ、電極パターン層３のＸ電極とＹ電極、及び模様層４の模様キー５が変更される。また、プロジェクタ３１は、入力操作シート１が操作されることにより、ＣＲＴや液晶を利用し、画像や映像を大型のスクリーン３３に拡大投影することにより表示するよう機能する。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００４１】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ケース１０とプロジェクタ３１の筐体３２とを一体化して細長い円柱形に構成するので、プロジェクタ３１の小型化を図ることができる。また、移動や携帯の利便性を向上させることができるので、取引先に携帯した後のプレゼンテーション等が実に容易となる。さらに、ケース１０とプロジェクタ３１とを接続するケーブルを省略することができるので、部品点数の削減が期待できる。
【００４２】
なお、上記実施形態では入力操作シート１を、基材層２、電極パターン層３、及び模様層４から多層構造に形成したが、これに限定されるものではない。例えば、電極パターン層３と模様層４とを接着層により接着しても良いし、模様層４の表面に光透過性の保護層を接着して積層しても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では基材層２の表面に電極パターン層３を単に積層したが、基材層２に積層される第一、第二のフィルム層を用意し、第一のフィルム層に複数本のＸ電極ラインを配列形成するとともに、第二のフィルム層に複数本のＹ電極ラインを形成しても良い。また、コンピュータ２０にインストールしたプログラムを活用し、入力操作シート１をタッチパッドとして利用することもできる。さらに、ケース１０を中空の略円柱形にするのではなく、中空の柱形、具体的には中空の略角柱形や半円柱形等に形成して台座１１を省略することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る電子機器用の入力装置は、少なくとも医療機器、家電機器、ゲーム機器、コンピュータ機器、各種の情報機器やディスプレイ装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１      入力操作シート
２      基材層
３      電極パターン層
４      模様層
５      模様キー（模様）
１０    ケース
２０    コンピュータ（電子機器）
２１    筐体
３１    プロジェクタ（電子機器、ディスプレイ装置）
３２    筐体
【図１】
2012022519.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012022519.tif 000005
【図４】
2012022519.tif 000006
【図５】
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