(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性変形可能な電極シートと、この電極シートに形成した複数の第１可動電極と、前記電極シートと対向する側に配設した基板と、この基板に形成した前記第１可動電極と対向する複数の第１固定電極とを備え、この第１可動電極が形成された以外の前記電極シートの一部に第２可動電極を形成し、この第２可動電極と対向する位置の前記基板に第２固定電極を形成し、前記第２可動電極と前記第２固定電極との間には所定の値の静電容量を有し、前記第１可動電極の昇降動作に伴って前記第１可動電極が前記第１固定電極と接触してスイッチング動作可能な複数のキースイッチと、前記第２可動電極に加える水平荷重によって前記第２可動電極が弾性変形して前記静電容量が変化し、この静電容量変化により座標入力可能な座標入力機構とを前記電極シートと前記基板とに一体形成し、前記電極シートは、導電性のゴム部材からなり、前記基板と対向する前記電極シートの対向面に複数の凹部を形成し、この凹部の天井面に前記第１と第２の可動電極を形成し、前記第１可動電極と第１固定電極との間、及び前記第２可動電極と第２固定電極との間に、それぞれ所定のギャップを形成し、前記第２可動電極が形成された部分の前記電極シートには、上方に突出する突部を形成し、前記突部には、水平方向に移動操作可能な操作部材を嵌合させて取り付け、前記操作部材に水平荷重を加えることにより、前記突部を介して前記第２可動電極が弾性変形し、この弾性変形した部分の前記第２可動電極と前記第２固定電極との間の前記ギャップが変化するようにしたことを特徴とする座標入力機構一体型キー入力装置。
【請求項２】
前記第２固定電極は上面を絶縁膜で覆い、この絶縁膜を介して前記第２可動電極と前記第２固定電極との間に前記ギャップが形成されていることを特徴とする請求項１記載の座標入力機構一体型キー入力装置。
【請求項３】
前記第１固定電極は、前記第１可動電極が対向する前記基板上の位置に形成した互いに対向する一対の接点部からなり、前記第１可動電極の昇降動作に伴って、前記一対の接点部が前記第１可動電極を介して導通することにより、前記スイッチング動作を行うようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の座標入力機構一体型キー入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は座標入力機構一体型キー入力装置に係わり、特に文字等の入力が可能な複数のキースイッチと、座標入力が可能な座標入力機構とを一体化した座標入力機構一体型キー入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の携帯型末端装置は、小型タイプからなり、この小型タイプの携帯型末端装置を図５で説明すると、末端装置２０は、複数のキースイッチ２１からなるキー入力装置を取り付けた本体部２２と、表示部２３を有する蓋部材２４とを有し、この蓋部材２４は本体部２２に回動自在に取り付けられている。
また、本体部２２の手前側端部寄り中央部には、複数のキースイッチ２１からなるキー入力装置とは別体に形成された座標入力装置２５が取り付けられている。
【０００３】
この座標入力装置は２５は、例えばタッチパッド、またはトラックパッド等の名称で呼ばれるものが用いられている。
このタッチパッドからなる座標入力装置２５は、略矩形状で小型の平坦状に形成された操作面２５ａを有し、この操作面２５ａ上に人差し指を位置させ、この人差し指をＸ方向、またはＹ方向に滑らせることで、ディスプレー２３の表示画面、例えばカーソルを所望の位置に移動させたり、入力を決定することができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、末端装置２０に用いられていた従来の座標入力装置２５は、複数のキースイッチ２１からなるキー入力装置とはそれぞれ別体に形成しているので、座標入力装置２５の部品点数が多くなりコストアップになるという問題があった。
また、複数のキースイッチ２１からなるキー入力装置と座標入力装置２５とは、それぞれ別々に組み立てて本体部２２に取り付けていたので、組立に時間が掛かるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前述したような問題点に鑑みてなされたもので、末端装置等の表示部上に座標入力可能な座標入力機構と複数のキースイッチとを一つの電極シートと基板とに一体形成することにより、部品点数を削減してコストダウン可能な座標入力機構一体型キー入力装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の解決手段として本発明の座標入力機構一体型キー入力装置は、弾性変形可能な電極シートと、この電極シートに形成した複数の第１可動電極と、前記電極シートと対向する側に配設した基板と、この基板に形成した前記第１可動電極と対向する複数の第１固定電極とを備え、この第１可動電極が形成された以外の前記電極シートの一部に第２可動電極を形成し、この第２可動電極と対向する位置の前記基板に第２固定電極を形成し、前記第２可動電極と前記第２固定電極との間には所定の値の静電容量を有し、前記第１可動電極の昇降動作に伴って前記第１可動電極が前記第１固定電極と接触してスイッチング動作可能な複数のキースイッチと、前記第２可動電極に加える水平荷重によって前記第２可動電極が弾性変形して前記静電容量が変化し、この静電容量変化により座標入力可能な座標入力機構とを前記電極シートと前記基板とに一体形成し、前記電極シートは、導電性のゴム部材からなり、前記基板と対向する前記電極シートの対向面に複数の凹部を形成し、この凹部の天井面に前記第１と第２の可動電極を形成し、前記第１可動電極と第１固定電極との間、及び前記第２可動電極と第２固定電極との間に、それぞれ所定のギャップを形成し、前記第２可動電極が形成された部分の前記電極シートには、上方に突出する突部を形成し、前記突部には、水平方向に移動操作可能な操作部材を嵌合させて取り付け、前記操作部材に水平荷重を加えることにより、前記突部を介して前記第２可動電極が弾性変形し、この弾性変形した部分の前記第２可動電極と前記第２固定電極との間の前記ギャップが変化する構成とした。
【０００８】
また、前記課題を解決するための第２の解決手段として、前記第２固定電極は上面を絶縁膜で覆い、この絶縁膜を介して前記第２可動電極と前記第２固定電極との間に前記ギャップが形成されている構成とした。
【００１１】
また、前記課題を解決するための第３の解決手段として  前記第１固定電極は、前記第１可動電極が対向する前記基板上の位置に形成した互いに対向する一対の接点部からなり、前記第１可動電極の昇降動作に伴って、前記一対の接点部が前記第１可動電極を介して導通することにより、前記スイッチング動作を行う構成とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の座標入力機構一体型キー入力装置を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明に関する分解斜視図であり、図２は本発明に関する要部断面図であり、図３は本発明に係わる第２固定電極の平面図であり、図４は本発明に係わる座標入力装置の動作を説明する要部断面図である。
【００１３】
まず、本発明の座標入力機構一体型キー入力装置は、図１に示すように、上部側に弾性変形可能な導電性のゴム部材からなる電極シート１が配設されている。
この電極シート１は、図２に示すように、後述する基板８と対向する対向面１ａに、複数の第１凹部２が基板８から離れる方向に所定の深さで形成され、この第１凹部２の天井面に、それぞれキースイッチＫの一部を構成する平坦状の第１可動電極３が形成されている。
この第１可動電極３が形成された部分の電極シート１には、第１凹部２を形成時に上方に突出形成した、平坦状の第１操作面１ｂが設けられており、この第１操作面１ｂ上には、例えばアルファベット等の文字が印刷形成されている。
【００１４】
また、第１可動電極３が形成された以外の電極シート１の一部に、図１に示すように、座標入力機構Ｎの一部を構成する、水平方向に移動操作可能な円形状の操作部材４が配設されている。
この操作部材４が配設された部分の電極シート１は、図２に示すように、対向面１ａ側には、第２凹部５が基板８から離れる方向に所定の深さで形成され、この第２凹部５の天井面に、座標入力機構Ｎの一部を構成する平坦状の第２可動電極６が形成されている。
【００１５】
この第２可動電極６が形成された部分の電極シート１には、第２凹部５を形成時に上方に突出形成された平坦状の第２操作面１ｃが設けられ、この第２操作面１ｃの中央部から突部７が上方に所定の高さで突出形成されている。
この突部７に操作部材４を嵌合させて、操作部材４が電極シート１に取り付けられている。
そして、操作部材４に、例えば操作者の人差し指で矢印Ｘ、またはＹの水平方向に荷重を加えることにより、操作部材４が水平移動して第２可動電極６が図示下方に弾性変形するようになっている。
【００１６】
また、電極シート１の対向面１ａと対向する側には基板８が配設されており、この基板８は、板状の絶縁部材からなり、第１可動電極２が対向する位置の基板８の表面には、複数の第１固定電極９が形成されている。
この、第１固定電極９は、印刷等により形成された導電性膜からなり、基板８上に互いに対向する一対の接点部９ａ、９ａにより構成され、この一対の接点部９ａ、９ａは所定寸法の隙間で仕切られて互いに絶縁されている。
そして、上部の第１可動電極３と下部の第１固定電極９との間には、所定寸法の第１ギャップ１０が形成されている。
また、第２可動電極６と対向する位置の基板８には、導電性膜からなる第２固定電極１１が設けられて、第２可動電極６と第２固定電極１１とで座標力機構Ｎが構成されている。
【００１７】
前記第２固定電極１１は、図３に示すように、扇状に４等分されて、第１電極１１ａ、第２電極１１ｂ、第３電極１１ｃ、第４電極１１ｄが、それぞれ互いに電気的に絶縁されて、印刷等により基板８に形成されている。
また、それぞれの電極１１ａ〜１１ｄの上には、例えばレジスト膜からなる絶縁膜１２が形成されて、第２固定電極１１は絶縁膜１２で覆われている。
そして、絶縁膜１２を介して第２可動電極６と第２固定電極１１との間に所定寸法の第２ギャップ１３が形成されている。
【００１８】
前記第１固定電極９、及び第２固定電極１１は、基板８に設けられたスルーホール１４により、基板８の下面に形成した配線パターン（図示せず）にそれぞれ独立して接続されている。
そして、電極シート１と基板８とは、図２に示すように、対向面１ａが基板８に密着した状態で、接着剤（図示せず）等により一体化されて取り付けられている。
【００１９】
このような構成の本発明の座標入力機構一体型キー入力装置を、図示を省略した携帯型末端装置等に取り付けたときに、電極シート１は携帯型末端装置側にアースされるようになっている。
そのために、第２可動電極６は、グランド電極となって、第２可動電極６と第２固定電極１１のそれぞれの電極１１ａ〜１１ｄとの間には、所定の値の静電容量が形成されて、第２可動電極６が弾性変形することにより、第２ギャップ１３が変化して静電容量が変化するようになっている。
【００２０】
このような本発明の座標入力機構一体型キー入力装置の操作を説明すると、まずキースイッチＫの操作は、例えば図１に示す「Ａ」の活字が印刷されたキースイッチＫの第１操作面１ｂを下方に押圧する。
すると、図２に示す第１可動電極３が下方の第１固定電極９側に降下し、第１可動電極３が一対の接点部９ａ、９ａに接触する。すると、一対の接点部９ａ、９ａが第１可動電極３を介して電気的に導通する。
この一対の接点部９ａ、９ａが導通するスッチング動作によって発生する信号を、本体（図示せず）側が検出すると、本体の表示部（図示せず）に「Ａ」の文字が表示される。
また、第１操作面１ｂ上に加えていた荷重を解除すると、操作面１ｂは元の平坦状に復元して、一対の接点部９ａ、９ａから第１可動接点３が離間して、スイッチング動作が終了する。
【００２１】
また、本体の表示部上に表示されたカーソル等を移動させたいときは、座標入力機構Ｎの操作部材４を矢印Ｘ、またはＹの水平方向に移動させることにより、第２可動電極６が弾性変形して、第２可動電極６と第２固定電極１１との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化をパソコン側が検出して、カーソルを所望の位置に移動させることができる。
【００２２】
前記座標入力機構Ｎの詳細な操作の説明を図４に基づいて説明すると、操作部材４の中心線Ａが初期位置Ｂにある時に、操作部材４に矢印Ｃの水平荷重を加える。すると、操作部材４が矢印Ｃの方向に移動し、この時の操作部材４の移動量は寸法Ｄとなる。
そして、矢印Ｃの方向への操作部材４の移動により、図示左側の第２可動電極６が圧縮されて図示下方に弾性変形する。このことにより、弾性変形した第２可動電極６と第２電極１１ｂとの間の第２ギャップ１３が初期状態より小さくなり、第２可動電極６と第２電極１１ｂとの間の静電容量が変化する。
【００２３】
また、矢印Ｃの方向に荷重が加えられた時に、図示右側の第２可動電極６は、矢印Ｃの方向に引っ張られて若干伸びるが、第４電極１１ｄとの間に形成されている第２ギャップ１３はほとんど変化しないので、第４電極１１ｄと第２可動電極６との間の静電容量変化は微小である。
そのために、本体側の検出部材（図示せず）は、第２電極１１ｂと第２可動電極６との間の静電容量の変化を検出して、表示部上のカーソルが左方向に移動される。
このカーソルの移動量は、静電容量の変化量に対応して変えることができ、静電容量の変化量が大きいと大きくなり、静電容量の変化量が小さいと小さくなるようになっている。
【００２４】
前記固定電極１１のそれぞれの電極１１ａ〜１１ｄの機能を説明すると、第１電極１１ａと第２可動電極６との間の静電容量を可変させると、静電容量の変化に対応して、本体の表示部上の、例えばカーソルを上方向に制御可能になっている。
また、第２電極１１ｂと第２可動電極６との間の静電容量を可変させると、表示部上の、例えばカーソルを左方向に、また、第３電極極１１ｃと第２可動電極６との間の静電容量を可変させると、表示部上の、例えばカーソルを下方向に、また、第４電極１１ｄと第２可動電極６との間の静電容量を可変させると、表示部上の、例えばカーソルを右方向に、それぞれ移動制御可能となっている。
【００２５】
このような座標入力機構Ｎは、キースイッチＫを構成する電極シート１と基板８とに一体形成したので、座標入力機構Ｎの部品点数を削減できる。
また、電極シート１と基板８とを、本体（図示せず）に取り付けることにより、複数のキースイッチＫと座標入力機構Ｎとを同時に携帯型末端装置に組み込むことができ、組立性が良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の座標入力機構一体型キー入力装置は、第１可動電極の昇降動作に伴って第１可動電極が第１固定電極と接触してスイッチング動作可能な複数のキースイッチと、第２可動電極に加える水平荷重によって第２可動電極が弾性変形して静電容量が変化し、この静電容量変化により座標入力可能な座標入力機構とを前記電極シートと前記基板とに一体形成したので、部品点数の少ない低コストの座標入力機構一体型キー入力装置を提供できる。
【００２７】
また、電極シートは導電性のゴム部材からなり、前記基板と対向する前記電極シートの対向面に複数の凹部を形成し、この凹部の天井面に第１と第２の可動電極を形成し、第１可動電極と第１固定電極との間、及び第２可動電極と第２固定電極との間に、それぞれ所定のギャップを形成したので、第１可動電極と第１固定電極との間でのスイッチング動作、及び２可動電極と第２固定電極との間での座標入力動作をスムーズに行うことができる。
【００２８】
また、前記第２固定電極は上面を絶縁膜で覆い、この絶縁膜を介して前記第２可動電極と前記第２固定電極との間に前記ギャップが形成されているので、第２可動電極に加える水平荷重がばらついて、第２可動電極が大きく弾性変形しても、第２可動電極と第２固定電極とが電気的に短絡することがなく、高性能な座標入力機構一体型キー入力装置を提供できる。
【００２９】
また、前記電極シートには、前記第２可動電極が形成された部分の上方に突出形成した突部を有し、この突部に水平荷重を加えることにより、前記第２可動電極が弾性変形し、この弾性変形した部分の前記第２可動電極と前記第２固定電極との間の前記ギャップが変化するようにしたので、突部によって、第２可動電極に水平荷重を加えやすくなり、座標入力機構の操作性が良い。
【００３０】
また、前記第２可動電極上には、水平方向に移動操作可能な操作部材を配設し、この操作部材を前記突部に嵌合させて前記第２可動電極上の前記電極シートに取り付け、前記操作部材に水平荷重を加えることにより、前記突部を介して前記第２可動電極が弾性変形するようにしたので、操作部材を水平方向に移動操作することにより、第２可動電極を弾性変形させることができ、更に操作性の良い座標入力機構一体型キー入力装置を提供できる。
【００３１】
また、第１固定電極は、前記基板上に互いに対向する一対の接点部からなり、前記第１可動電極の昇降動作に伴って、前記第１可動電極が前記一対の接点部に接触して導通し、前記スイッチング動作を行うようにしたので、可動電極を押圧して弾性変形させることでスイッチング動作を行うことができ、操作性の良いキースイッチを有する座標入力機構一体型キー入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する分解斜視図である。
【図２】本発明に関する要部断面図である。
【図３】本発明に係わる第２固定電極の平面図である。
【図４】本発明に係わる座標入力装置の動作を説明する要部断面図である。
【図５】従来の座標入力装置を用いた携帯型末端装置の斜視図である
【符号の説明】
Ｋ  キースイッチ
Ｎ  座標入力機構
１  電極シート
１ａ  対向面
１ｂ  第１操作面
１ｃ  第２操作面
２  第１凹部
３  第１可動電極
４  操作部材
５  第２凹部
６  第２可動電極
７  突部
８  基板
９  第１固定電極
９ａ  接点部
１０  第１ギャップ
１１  第２固定電極
１１ａ  第１電極
１１ｂ  第２電極
１１ｃ  第３電極
１１ｄ  第４電極
１２  絶縁膜
１３  第２ギャップ
１４  スルーホール
【図１】
0003891761.tif 000002
【図２】
0003891761.tif 000003
【図３】
0003891761.tif 000004
【図４】
0003891761.tif 000005
【図５】
0003891761.tif 000006