(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台上に部分的に貼着された可撓性を有するフィルム状基板と、前記基台上に設置された第１の操作部材と、前記フィルム状基板の上に設置され且つ前記フィルム状基板上の導体パターンに接続された第２の操作部材とを有し、前記フィルム状基板の前記基台に貼着されていない部分の導体パターンが前記第１の操作部材に接続されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記第１の操作部材は、平面型入力部材である請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記第２の操作部材は、押圧型入力部材である請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記押圧型入力部材は、前記フィルム状基板上に設置された押圧スイッチ素子と、前記押圧スイッチ素子を動作させる操作釦を支持して前記基台に固定された支持体とを有する請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
前記押圧型入力部材は、一方を押したときと、他方を押したときとでそれぞれ異なる信号を出力する対を成す押圧スイッチ素子を有している請求項４記載の入力装置。
【請求項６】
前記基台は、金属板である請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記金属板には段差部が形成され、一方の段に前記第１の操作部材が設けられ、もう一方の段に前記第２の操作部材が搭載されたフィルム状基板が貼着されている請求項６記載の入力装置。
【請求項８】
前記基台の段差部には貫通孔または切り欠きが形成されており、高い段に前記第１の操作部材が、低い段に前記フィルム状基板が貼着されており、前記フィルム状基板の前記基台に貼着されていない部分が前記貫通孔または切り欠きを通過して高い段の裏側に延び、前記高い段に形成された穴または切欠部を介して、前記フィルム状基板が、前記第１の操作部材の裏側に接続されている請求項７記載の入力装置。
【請求項９】
前記フィルム状基板の一部が前記基台の外部に延びて、外部接続部とされている請求項１ないし８のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１０】
前記フィルム状基板は、ポリエチレンテレフタレート製の樹脂フィルムにＡｇ系ペーストが印刷されたものである請求項１ないし９のいずれかに記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパーソナルコンピュータの座標入力などに使用される入力装置に係り、特に平面型の入力部材と押圧型の入力部材とが組み合わされた入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の入力装置を示す斜視図である。
【０００３】
この入力装置６０は、ノート型のパーソナルコンピュータなどに組み込まれて使用されるものであり、平面型入力部材６１と押圧型入力部材６２とが併設されている。
【０００４】
前記平面型入力部材６１は、プリント配線基板６３と、前記プリント配線基板６３上に座標データの入力が可能なパッド状の検出素子６４とで構成されている。さらにプリント配線基板６３は、その一部が延ばされて延出部６３ａが一体に形成されている。この延出部６３ａの上面に押圧スイッチ素子６５，６５が設けられている。なお、押圧スイッチ素子６５，６５の上部には、それぞれ操作釦６６，６６がコンピュータの筐体側に上下動可能に配置される。
【０００５】
上記した入力装置６０では、前記平面型入力部材６１を操作すると、画面に表示されたカーソルなどの入力操作が可能になり、また前記押圧型入力部材６２を操作すると、画面に表示されたメニューの選択決定などの入力（クリック）操作が可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の入力装置６０に示すように、平面型入力部材６１と押圧型入力部材６２の押圧スイッチ素子６５，６５とを同じプリント配線基板６３上に配置すると、コンピュータの機種に応じて様々な形状の前記プリント配線基板６３が必要になる。またプリント配線基板６３には高価な多層基板が使用されるのが一般的であるため、コストダウンを図ることができなかった。
【０００７】
また、プリント配線基板６３に押圧スイッチ素子６５，６５を設けた場合に、前記押圧スイッチ素子６５，６５上に設けられる操作釦６６，６６の操作面と平面型入力部材６１の操作面との高さ位置を自由に設定することができなかった。よって、厚みのある形状の操作釦６６，６６を取り付けると、平面型入力部材６１の操作面と前記操作釦６６，６６の操作面との高さ位置に大きな段差が生じて操作性が損なわれる。
【０００８】
また、プリント配線基板６３に操作釦を直接搭載するには補強板を設けて取り付けなければ強度を確保することができず、コストアップを招く。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、コストアップを招くことなく、さらに平面型入力部材と他の入力部材との高さ位置を自由に設定することができる入力装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基台と、前記基台上に部分的に貼着された可撓性を有するフィルム状基板と、前記基台上に設置された第１の操作部材と、前記フィルム状基板の上に設置され且つ前記フィルム状基板上の導体パターンに接続された第２の操作部材とを有し、前記フィルム状基板の前記基台に貼着されていない部分の導体パターンが前記第１の操作部材に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
例えば、前記第１の操作部材は、平面型入力部材である。
上記本発明では、平面型入力部材などの第１の操作部材が基台に取付けられている構造であるため、従来のように第１の操作部材と一体のプリント配線基板を機種に応じて様々な形状に形成する必要がなく、例えば標準的な平面型入力部材を搭載することも可能となって、コスト的に安価に製造することが可能になる。
【００１２】
また、前記第２の操作部材は、押圧型入力部材であり、例えば、前記押圧型入力部材は、前記フィルム状基板上に設置された押圧スイッチ素子と、前記押圧スイッチ素子を動作させる操作釦を支持して前記基台に固定された支持体とを有するものとして構成することができる。
【００１３】
フィルム状基板に設置されているスイッチ素子を動作させる操作釦の支持体を基台に直接固定することにより、操作釦を確実に動作させるように支持することができる。
【００１４】
この場合、前記押圧型入力部材は、一方を押したときと、他方を押したときとでそれぞれ異なる信号を出力する対を成す押圧スイッチ素子としてもよい。これによって画面に表示された画像を上下にスクロールさせる操作が簡単に行える。
【００１５】
前記基台は、金属板であることが好ましい。なお、強度が確保できるものであれば、樹脂基板などであってもよい。これによって操作釦を補強板などを設けずに直接基台に固定することができ、コストアップを招くことが防止される。
【００１６】
また、前記金属板には段差部が形成され、一方の段に前記第１の操作部材が設けられ、もう一方の段に前記第２の操作部材が搭載されたフィルム状基板が貼着されているものが好ましい。
【００１７】
上記手段により、前記第１の操作部材の操作面と前記第２の操作部材の操作面との高さ位置を自由に設定することができる。よって、厚みのある操作釦を設けたとしても操作性が損われることがなく、第１の操作部材の操作面と前記第２の操作部材の操作面との高さ位置を最適な高さに自由に設定することができる。
【００１８】
この場合、前記基台の段差部には貫通孔または切り欠きが形成されており、高い段に前記第１の操作部材が、低い段に前記フィルム状基板が貼着されており、前記フィルム状基板の前記基台に貼着されていない部分が前記貫通孔または切り欠きを通過して高い段の裏側に延び、前記高い段に形成された穴または切欠部を介して、前記フィルム状基板が、前記第１の操作部材の裏側に接続されているものとして構成できる。
【００１９】
これにより、従来の装置のように第１の操作部材の接続端子から引き出される配線基板を省略することができる。よって部品点数を減らすことができ、コスト的に安価に製造できる。
【００２０】
さらに本発明では、前記フィルム状基板の一部が前記基台の外部に延びて、外部接続部とされていることが可能である。
【００２１】
第２の操作部材が設置されたフィルム状基板をそのまま外部に延ばして外部接続部とすると、この入力装置に新たに外部接続用のコネクタやリード線を設けることが不要になる。
【００２２】
さらに、前記フィルム状基板は、ポリエチレンテレフタレート製の樹脂フィルムにＡｇ系ペーストを印刷したものであることが好ましい。これにより、ポリイミドフィルムに銅箔を形成したフィルム状基板と比べてコスト的に安価に製造できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の入力装置を示す分解斜視図、図２は入力装置の裏面図、図３は押圧型入力部材を示す分解斜視図、図４はフィルム状基板を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図、図５は平面型入力部材を示す斜視図である。
【００２４】
図１乃至図５に示す入力装置１は、例えばノート型パソコンなどの操作部として、キーボード装置の手前側に配置されて使用されるものである。なお、入力装置を単体で形成してデスクトップ型パソコンなどの本体に外部接続されるものであってもよく、あるいは本体に外部接続されるキーボード装置などその他のデータ入力装置に一体に組み込まれたものであってもよい。
【００２５】
前記入力装置１は、基台１０と、第１の操作部材としての平面型入力部材２０と、フィルム状基板３０と、第２の操作部材としての押圧型入力部材４０とで構成され、これが１つのユニットとしてパソコン内に組み込まれて使用される。前記押圧型入力部材４０はフィルム状基板３０上に設置されており、またフィルム状基板３０には、前記押圧型入力部材４０の左右両側に押圧スイッチ素子３１，３１が設けられている。なお、押圧スイッチ素子３１，３１は、コンピュータ本体の筐体側に支持されている操作釦によってスイッチ出力が切り替えられる。
【００２６】
基台１０は、金属板であり、その一部が折り曲げられて段差部１１が形成されている。段差部１１の段差部分には貫通孔１２が形成されている。また基台１０の上段１０ａには切欠部１３が形成されている。
【００２７】
図１に示すように、上段１０ａには、金属板である基台１０の上に平面型入力部材２０が直接に設置されて接着やねじ止めなどの手段で固定されている。基台１０の下段１０ｂにはフィルム状基板３０が接着剤などで貼着されている。図５に示す平面型入力部材２０は静電容量式であるが、前記入力部材２０は感圧式のものであっても、あるいは静電容量式と感圧式とが積層されたものであってもよい。
【００２８】
図５に示すように、静電容量型の平面型入力部材２０は、Ａｇ（銀）系ペーストで形成されたＸ方向検出電極２２ＸとＹ方向検出電極２３Ｙとが樹脂シート２１を間に挟んでマトリックス状に対向したものである。樹脂シート２１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などで形成されたものであり、絶縁性を有し所定の誘電率を有している。
【００２９】
Ｘ方向検出電極２２Ｘ側には、表面シート２７がレジスト膜２８を介して積層されている。なお表面シート２７の表面には、しぼ面が形成されるようなコーティングを施してもよい。
【００３０】
Ｙ方向検出電極２３Ｙ側には、絶縁性を有する樹脂シート２４が設けられ、この樹脂シート２４の下面には周縁部を除く一面にグランド層２５が設けられている。前記グランド層２５の下面には、さらにガラスエポキシ樹脂製などのプリント配線基板２６が積層され、その片面又は両面に銅箔の回路パターンが形成されている。
【００３１】
上記した表面シート２７、樹脂シート２１，２４、およびプリント配線基板２６とも、Ｘ−Ｙ平面の寸法が同一又はほぼ同一であり、プリント配線基板２６だけが外側に飛び出した形状になることはない。したがって、平面型入力部材の標準品（規格品）を使用することができる。
【００３２】
また、樹脂シート２１，２４、及びプリント配線基板２６、並びにレジスト膜２８の縁部の一辺には、一面側から他面側へと貫通する複数のスルーホール２１Ｘ，２４Ｘ，２６Ｘ，２８ＸがＸ軸方向に並んで形成され、もう一辺には一面側から他面側へと貫通する複数のスルーホール２１Ｙ，２４Ｙ，２６Ｙ，２８ＹがＹ軸方向に並んで形成され互いに積層されている。さらに樹脂シート２１，２４、及びプリント配線基板２６、並びにレジスト膜２８のそれぞれの角には、グランド用のスルーホール２１ａ，２４ａ，２６ａ，２８ａがそれぞれ形成されて互いに積層されている。
【００３３】
上記したスルーホール２１Ｘ，２４Ｘ，２６Ｘ，２８Ｘ（２１Ｙ，２４Ｙ，２６Ｙ，２８Ｙ），２１ａ，２４ａ，２６ａ，２８ａに導電材１７としてＡｇ系ペーストが充填される。これにより、Ｘ方向検出電極２２ＸとＹ方向検出電極２３Ｙとがそれぞれプリント配線基板２６の回路と接続され、さらにグランド層２５がプリント配線基板２６の回路と接続され、このグランド層２５が接地電位となる。
【００３４】
表面シート２７の上から指などの誘電体が触れると、触れた位置においてＸ方向検出電極２２ＸとＹ方向検出電極２３Ｙとの間の静電容量が変化し、その結果Ｘ−Ｙ座標上での入力が可能となる。
【００３５】
なお、前記平面型入力部材は、上記した構成のものに限らず、上記とは異なる多層構造により形成されたものであってもよく、あるいは全体がフィルム状に形成されたものであってもよい。
【００３６】
また、感圧型の平面型入力部材は、ＸおよびＹ方向に電位差が与えられた抵抗体と、前記抵抗体に対向する導電体とを有し、いずれかの箇所を押圧すると、その位置で導電体と抵抗体とが接触し、抵抗値の変化により座標入力が可能とされたものである。
【００３７】
図３および図４に示すように、押圧型入力部材４０は、フィルム状基板３０の上に一対の押圧スイッチ素子３２ａ，３２ｂが設けられ、前記押圧スイッチ素子３２ａ，３２ｂの上に操作釦４１が設けられている。なお、押圧スイッチ素子３２ａ，３２ａは、フィルム状基板３０と一体であり、フィルム状基板３０の上の導電パターンに接続されている。
【００３８】
操作釦４１は、ベース部材４２と動作部材４３とで構成されている。ベース部材４２は、樹脂などをブロック状に形成した支持体４４である。支持体４４内には、左右方向（Ｘ方向）の両側部に前後方向（Ｙ方向）に延びる支持部材４５，４６が形成されている。支持部材４５，４６は、その中央が支持体４４と一体に形成されており、前記中央から前後方向に支持片４５ａ，４５ｂと支持片４６ａ，４６ｂとがそれぞれ切欠き形成されている。また支持部材４５，４６の中央には、曲面状の凹部４５ｃ，４６ｃが形成されている。したがって、支持片４５ａ，４５ｂと支持片４６ａ，４６ｂとは、それぞれ上下方向に弾性変形可能である。
【００３９】
また支持体４４の底面には、それぞれの角に下方へ突出する固定突起４７，４７，４７，４７が一体に突出形成されている。各固定突起４７は、フィルム状基板３０と基台１０とに形成された取付穴３８，３８，３８，３８に挿入されて固定されている。
【００４０】
さらに、支持体４４の前記支持片４５ａと４６ａとの間および支持片４５ｂと４６ｂとの間には、所定間隔を開けて挿通孔４８，４８が穿設されている。
【００４１】
一方、前記動作部材４３は、樹脂などを小判型に形成した操作体４９である。操作体４９の底面には、図３に示すように、支持突起５０，５０、押圧突起５１ａ，５１ｂ、および小突起５２，５２，５２，５２が形成されている。
【００４２】
支持突起５０，５０は半円状に形成され、前記凹部４５ｃ，４６ｃ内に挿入されている。また押圧突起５１ａ，５１ｂは前記挿通孔４８，４８内にそれぞれ挿通され、押圧突起５１ａ，５１ｂの先端が支持体４４の下面から突出自在である。また各小突起５２は、支持片４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂの先端に接着固定される。
【００４３】
また、図示していないが、操作体４９と支持体４４との間および支持体４４とフィルム状基板３０との間にはそれぞれ間隙が形成されている。この間隙によって、操作釦４１が押圧操作されたときに、動作部材４３が下方へ押し下げられ、さらに前記操作によって支持片４５ａ，４６ａまたは支持片４５ｂ，４６ｂが押し下げられると同時に押圧突起５１ａまたは５１ｂが下方へ押し下げられる。
【００４４】
したがって、操作体４９のＵ側が押圧されると、支持片４５ａ，４６ａが下方へ弾性変形するとともに、押圧突起５１ａが下方へ移動する。このとき押圧突起５１ａによって、その下側に設置されている押圧スイッチ素子３２ａが押圧され、スイッチ出力がオンに切り替えられる。また押圧力が除去されると弾性復帰力によって初期状態に戻る。同様に、操作体４９のＤ側が押圧されたときにも、押圧スイッチ素子３２ｂのスイッチ出力がオンに切り替えられる。
【００４５】
図４に示すように、押圧スイッチ素子３２ａ，３２ｂはフィルム状基板３０と一体となって形成されており、このフィルム状基板３０は粘着層３６を介して基台１０の下段１０ｂの所定の位置に接着固定されている。
【００４６】
フィルム状基板３０は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、ＰＥＴ製の樹脂シート３３の両面にＡｇ系ペーストからなる電極３３ａおよび導電パターン３３ｂが印刷などによりパターン形成されている。
【００４７】
電極３３ａは、樹脂シート３３の上面に設けられ、中心に円形の電極３３ａ１とその周囲に所定の間隔を開けてリング状の電極３３ａ２が形成され、電極３３ａ２の一部に導電パターンが連続して形成されている。樹脂シート３３の下面に導電パターン３３ｂが形成され、この導電パターン３３ｂが前記電極３３ａ１と接続されている。さらに前記電極３３ａ１の下面の樹脂シート３３にはスルーホールが形成されており、このスルーホールに導電パターン３３ｂと電極３３ａ１とを導通させる接続導体３８が設けられている。さらに電極３３ａ２上には、ドーム状（ダイアフラム状）の反転板３５が設けられ、反転板３５の周縁部が電極３３ａ２に当接する状態で且つ反転板３５の頂点位置と前記電極３３ａ１の位置とが一致するように設けられている。
【００４８】
また反転板３５の周囲及び前記導電パターン３３ｂの下面には、レジスト膜３４ａ、３４ｂがそれぞれ設けられている。さらに、表面全体がＰＥＴ製の樹脂シートによってラミネートされている。
【００４９】
なお、押圧スイッチ素子３１，３１に対しても上記と同様に形成される。
前記動作部材４３が指で押圧操作されると、押圧突起５１ａ又は５１ｂが下降して反転板３５が押圧される。そして、反転板３５が図中の一点鎖線で示されるように反転させられて、反転板３５が電極３３ａ１と接触する。これにより、電極３３ａと電極３３ｂとが導通してスイッチ出力がオンに切り替わったことが検知される。
【００５０】
またフィルム状基板３０には、平面型入力部材２０と接続される引出基板３０ａと、コンピュータ本体側と接続される外部接続部３０ｂとがそれぞれ一体に形成されている。フィルム状基板３０の引出基板３０ａおよび外部接続部３０ｂは基台１０に貼着されておらず、双方とも貫通孔１２に挿通され、引出基板３０ａは平面型入力部材２０の裏面に設けられた接続端子２１と上記した切欠部１３を通って接続され、また外部接続部３０ｂは基台１０の外部に延びてコンピュータ本体と接続可能となっている。
【００５１】
上記した入力装置１では、例えば、前記平面型入力部材２０を操作すると画面に表示されたカーソルなどを移動させる入力操作が可能になり、また前記押圧型入力部材４０を操作すると表示画面を上下にスクロールさせる入力操作が可能になり、さらに押圧スイッチ素子３１，３１を動作させることにより画面に表示されたメニューの選択決定などのクリック操作が可能になる。
【００５２】
本発明の入力装置は、上記した実施の形態に限られるものではなく、例えば押圧型入力部材の数や配置などは適宜変更することができる。また押圧スイッチ素子は、ドーム型の反転板を使用したものではなく、タクトスイッチを使用したものであってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、平面型入力装置の規格品をそのまま使用することができ、また操作釦を設けるときに補強板を設けずに直接固定することができる。また基台に段差部を形成することにより、第１の操作部材の操作面と第２の操作部材の操作面の高さ位置を自由に設定できる。さらには、押圧スイッチ素子とコンピュータ本体との接続配線を共有して部品点数を減らすことができる。したがって、コスト的に安価に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力装置を示す分解斜視図、
【図２】本発明の入力装置を示す裏面図、
【図３】押圧型入力部材を示す分解斜視図、
【図４】フィルム状基板を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図、
【図５】平面型入力部材を示す分解斜視図、
【図６】従来の入力装置を示す斜視図、
【符号の説明】
１０  基台
１０ａ  上段
１０ｂ  下段
１１  段差部
１２  貫通孔
１３  切欠部
２０  平面型入力部材（第１の操作部材）
３０  フィルム状基板
３０ａ  引出基板
３０ｂ  外部接続部
３１  押圧スイッチ素子
４０  押圧型入力部材（第２の操作部材）
４１  操作釦
【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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【図６】
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