JP4346249B2

JP4346249B2 - Coordinate input device, keyboard input device, and electronic apparatus

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Publication number: JP4346249B2
Application number: JP2001034678A
Authority: JP
Inventors: 隆中井
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002236548A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート型パーソナルコンピュータや携帯情報端末のポインティングデバイスとして用いて好適な座標入力装置およびキーボード装置並びに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来のポインティングデバイスとして利用されている座標入力装置の一例の各部を分解して示す斜視図である。この図に示す座標入力装置１００は、凸型のレバー操作部１０２とその底部に配されたフレキシブル基板１０３を、金属のメタルプレート１０４を介して基板１０１上に固定した構成であり、レバー操作部１０２の上部には、使用者が手指などによりこの座標入力装置１００を操作するための樹脂またはシリコンゴムなどからなる操作キャップ１０５が被着されている。
【０００３】
フレキシブル基板１０３は、使用者からキャップ部材１０５およびレバー操作部１０２に対して与えられた入力を検知する検知センサ部１０３ａと、この検知センサ部１０３ａから延設されて検知センサ部１０３ａからの出力信号を外部の制御回路（図示せず）に出力するための配線部１０３ｂとから構成されている。そして、この配線部１０３ｂの一端は、図示されていないが、外部の制御回路に接続されたコネクタ１０６に挿入されて接続されている。
【０００４】
この種の座標入力装置は、その形状が小型のスティック状であることから、ノート型パーソナルコンピュータのキーボード装置と一体化されてポインティングデバイスとして知られている。一般的には、キーボード装置の略中央に配置され、使用者がキーボードのホームポジションから手を移動することなく操作できるようになっている。
【０００５】
パーソナルコンピュータに内蔵された座標入力装置１００において、使用者がキャップ１０５を任意の方向に押圧すると、キャップ１０５が被せられたレバー操作部１０２がその押圧方向に傾倒され、レバー操作部１０２の底部に配されたフレキシブル基板１０３の検知センサ部１０３ａを押圧する。そして、この押圧力に応じた検知信号が検知センサ部１０３ａから配線部１０３ｂおよびコネクタ１０６を介して外部の制御回路に伝達され、ディスプレイ上のカーソルが指示された方向に移動するようになっている。
【０００６】
ところで、パーソナルコンピュータに用いられるポインティングデバイスのうち、最も一般的なものはマウスである。マウスは、ポインティングデバイスとして基本的に以下の機能を提供するものである。１つは、ディスプレイ上に表示されたカーソル（マウスカーソル）を移動させる機能であり、もう１つの機能はマウスのボタンのクリック動作であり、この動作はオブジェクト選択機能などに割り当てられている。さらに、上記以外のマウスの機能として、マウスのボタンを押下したままマウスを移動させることによりディスプレイ上の任意のオブジェクトを移動させるドラッグ機能を挙げることができる。
【０００７】
上記のようなマウスと同等の機能を提供するために、上記座標入力装置１００を搭載したノート型パーソナルコンピュータには、マウスボタンに相当する機能を有する複数のボタンがキーボード手前側に設けられており、このボタンを使用者は手指によって押下することにより上記クリック動作と同等の動作を行っていた。
しかしながら、上記座標入力装置１００により、マウスの機能と同等の操作を行うためには、ボタンを押下する指を固定したまま、座標入力装置１００を操作する他の指を動かす動作を行う必要があり、これが上記座標入力装置１００を搭載するノート型パーソナルコンピュータの操作性の悪さとなっていた。
【０００８】
このような操作性の悪さを解決するために、上記座標入力装置１００に新たな機能を付加する試みがなされており、マウスのクリックと同等の動作を、座標入力装置１００のキャップ１０５を指先で軽く叩く動作により実現したものがある。この機能は、座標入力装置１００自体の構造を変えるのではなく、検知センサ部１０３ａから出力される検知信号を制御回路で処理することにより座標入力装置１００のキャップ１０５が叩かれたことを検知し、クリック動作と同等の動作を行うようにしたものである。具体的には、キャップ１０５が叩かれることにより検知センサ部１０３ａに瞬間的な圧力がかかり、検知センサ部１０３ａはこれに応じた検知信号を出力する。この検知信号が制御回路に検出されると、制御回路からボタンが押された場合と同等の信号が発せられてクリック動作が行われるというものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記座標入力装置１００を叩打することよるクリック動作は、ソフトウェア処理のみで実現しているために、使用者が操作した際にクリック動作として認識されたことを確認するためには、ディスプレイに表示される内容から判断するより無く、また、キャップ１０５を叩く力や、キャップ１０５を押圧している時間は操作のたびに異なるものであるため、同じ使用者が操作してもクリック動作として認識され難いという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、座標入力装置を押下する操作が装置に伝わって入力操作が検出されたことを使用者が確実に認識することができる、操作感に優れた座標入力装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記座標入力装置をポインティングデバイスとして備えた操作性に優れるキーボード入力装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記座標入力装置、あるいは上記キーボード装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明は、基部と、該基部上に立設され、上部に操作キャップの被着されたレバー操作部と、該レバー操作部に対する基部面方向の２次元押圧力を検知して２次元の検知信号を出力するための第１の検知センサ部と、前記レバー操作部に対する基部鉛直方向の押圧力を検知して入出力信号を出力するための第２の検知センサ部と、前記第１の検知センサ部及び前記第２の検知センサ部からの信号を演算処理する制御回路とを備え、前記レバー操作部の傾倒と共に、前記第２の検知センサ部からの信号によりドラッグ機能を行なうものであり、前記レバー操作部と前記第１の検知センサ部とが接して配置されており、前記第２の検知センサ部が前記レバー操作部に設けられ、前記第２の検知センサ部の上側にメタルコンタクト部材が設けられ、前記レバー操作部の該メタルコンタクト部材と対向する位置に、前記操作キャップを押下することによる基部鉛直方向の押圧力により前記メタルコンタクト部材を弾性変形させて前記第２の検知センサ部の入切を行うための作用部が設けられてなることを特徴とする。
本発明は、上記座標入力装置において、前記作用部が突起部からなり、前記メタルコンタクト部材が、前記突起部からの押圧力により弾性変形し、前記突起部からの押圧力解除により弾性復帰する金属板部を備えてなることを特徴とする。
【００２８】
本発明のキーボード入力装置は、先に記載の座標入力装置を、多数のキースイッチが配列した筐体に固定したことを特徴とする。
本発明の電子機器は、先に記載の座標入力装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器は、先に記載のキーボード入力装置を備えたことを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３０】
（座標入力装置：第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である座標入力装置の側断面図であり、図２は、図１に示す座標入力装置を分解して示す斜視図である。図１および図２に示す座標入力装置１０は、基板（基部）１１上に複数のメタルクリップ１４を介して立設された柱状のレバー操作部１２と、このレバー操作部１２の底面から一側面側を経由してレバー操作部１２の上面までを部分的に覆うように取り付けられた可撓性を有する配線基板であるフレキシブル基板１３と、レバー操作部１２上面のフレキシブル基板１３上に配されたドーム型のメタルコンタクト部材１７と、レバー操作部１２の上部とその上面のフレキシブル基板１３およびメタルコンタクト部材１７を覆うように被着されたシリコンゴムなどからなる操作キャップ１５とを備えて構成されている。
【００３１】
基板１１には、図示されていないが、座標入力装置１０への電源線やグランド線、とその端子が形成されており、これらの線と端子を介して座標入力装置１０に外部の電源装置や制御装置から電源を供給するようになっている。また、操作時に座標入力装置から出力される検知信号を外部の制御回路（図示せず）に伝達するための複数の信号線とその端子も形成されている。また、基板１１上には上記各端子や配線のほか、座標入力装置１０を駆動するための制御回路や、その他の電子回路が実装されていても良い。また、基板１１としては、一般的な樹脂製のプリント配線基板やフレキシブル基板を用いることができる。
【００３２】
レバー操作部１２は、樹脂などからなるスティック状の部品であり、図１および図２に示すように略平板状の台座部（操作板）１２ａとその中心部に立設された柱状で頭部の大きな操作部１２ｂとが一体化された構造となっている。そして、操作部１２ｂ上部に被着された操作キャップ１５とレバー操作部１２の上面との間には、レバー操作部１２の上面側から順にフレキシブル基板１３の一部と、ドーム型のメタルコンタクト部材１７が収納されている。このメタルコンタクト部材１７は金属プレートをドーム型に成型してなる金属板部からなるものである。天板と周壁からなる操作キャップ１５の天板の下面には図１に示すように突起１５ａが設けられており、この突起１５ａは、図示下方へ操作キャップ１５を押下するとメタルコンタクト部材１７のほぼ中心部を押圧して弾性変形させるようになっている。
また、レバー操作部１２下部の台座部１２ａには、その中心に立設された操作部１２ｂを取り囲んで平面視くさび状の溝１２ｄが四方に９０°間隔で設けられており、それぞれの溝１２ｄのくさびの頂点が操作部１２ｂ側面の下端に接するように配置されている。台座部１２ａの底面の中心にはピン１２ｃが突設され、ピン１２ｃの下端は台座部１２ａの底面よりも突出されていて、ピン１２ｃの下端が第１の検知センサ部１３ａの中央部に形成された透孔１３ｄを貫通するように設けられ、ピン１２ｃを支点として操作部１２ｂを基板１１面内の任意の方向、すなわち２次元方向に傾倒できるようになっている。
【００３３】
操作部１２ｂはその側断面視において操作キャップ１５が被着される頭部１２ｅがやや太く形成されており、操作キャップ１５の上端を大きくして使用者が操作しやすいようになっている。また、操作部１２ｂと台座部１２ａとの接合部近傍を細く形成することにより、小さい力で操作キャップ１５を押圧した場合でも操作部１２ｂを傾倒することができるようになっている。
【００３４】
レバー操作部１２の高さは、図に示す高さに限定されるものではなく、座標入力装置１０が搭載される電子機器（キーボード入力装置や携帯情報端末など）の寸法に応じて適切な長さとすることができる。例えば、キーボード入力装置に搭載する場合には、キーボード入力装置のキートップよりも操作キャップ１５が若干高くなるように高さを調整すればよく、携帯情報端末に搭載する場合には、高すぎると携帯情報端末の携帯性を損なうことになり、低すぎると操作性を損なうことになるので、携帯時に邪魔にならない程度に低くすればよい。
【００３５】
フレキシブル基板１３は、図３に示すように操作時に座標入力装置１０への基板１１面方向の入力を検知する部分である第１の検知センサ部１３ａと、座標入力装置への基部鉛直方向の入力を検知する部分である第２の検知センサ部１３ｂと、これらの検知センサ部１３ａ、１３ｂを接続している配線部１３ｃとから構成されている。図３は、フレキシブル基板１３の上面透視図であり、フレキシブル基板１３上のプリント配線は全て図３裏面側に形成されている。
第１の検知センサ部１３ａには、レバー操作部１２からの入力を検知するためのセンサ本体部１８ａ〜１８ｄと、このセンサ本体部１８ａ〜１８ｄに電源を供給するための電源端子１９ｖ、グランド端子１９ｇ、およびセンサ本体部１８ａ〜１８ｄからの検知信号を外部の制御回路へ伝達するための出力端子１９ｘ、１９ｙが形成されている。
【００３６】
センサ本体部１８ａ〜１８ｄは、第１の検知センサ部１３ａの中心を取り囲んで四方に配置されており、一対のセンサ本体部１８ｂ、１８ｄがＸ方向及び一対のセンサ本体部１８ａ、１８ｃがＹ方向に対応している。また、上記各端子１９ｖ、１９ｇ、１９ｘ、１９ｙは第１の検知センサ部１３ａの四隅に配置されており、フレキシブル基板１３上に形成された配線を介して各センサ本体部１８ａ〜１８ｄに接続されている。尚、出力端子１９ｘは図３において図示左右方向の入力に対する検知信号を出力し、出力端子１９ｙは図示上下方向の入力に対する検知信号を出力する端子である。
上記センサ本体部１８ａ〜１８ｄは、歪ゲージの一種であり、電源端子１９ｖからセンサ本体部１８ａ〜１８ｄに定常的に電流を流しておき、台座部１２ａからの押圧力によりセンサ本体部１８ａ〜１８ｄの抵抗値が変化すると、センサ本体部１８ｂと１８ｄの中点電圧の変化およびセンサ本体部１８ａと１８ｃの中点電圧の変化がそれぞれ出力端子から出力されるようになっている。この電圧の変化を制御回路で演算することにより、レバー操作部１２が傾倒された方向や、レバー操作部１２からセンサ本体部１８へ与えられた押圧力を検知することができる。
また、上記第１の検知センサ部１３ａの４つのセンサ本体部１８の中央部には、フレキシブル基板１３を貫通する透孔１３ｄが設けられている。この透孔１３ｄが設けられていることにより、上記レバー操作部１２へフレキシブル基板１３を取り付ける際にレバー操作部１２の底面に設けられたピン１２ｃを挿入して位置決めを容易に行うことができる。
【００３７】
第２の検知センサ部１３ｂは、先の第１の検知センサ部１３ａよりも小さな略八角形状であり、その一辺から配線部１３ｃが延出されて設けられており、この配線部１３ｃにはレバー操作部１２へ取り付ける際の位置決めのための幅狭部１３ｅが設けられている。そして、この第２の検知センサ部１３ｂのほぼ中央に円形の電極１９ａが形成され、この電極１９ａを取り囲んで電極１９ｂが形成されている。そして使用時には、これらの電極１９ａ、１９ｂをメタルコンタクト部材１７によって短絡することにより、第２の検知センサ部１３ｂが入切スイッチとして動作する。
上記電極１９ｂは、第１の検知センサ部１３ａのグランド端子１９ｇにプリント配線を介して接続されてセンサ本体部１８とグランド端子１９ｇを共有している。一方、電極１９ａは、第１の検知センサ部１３ａのグランド端子１９ｇに隣接して第一の検知センサ部１３ａから突出されて形成された出力端子１９ｃに接続されており、この出力端子１９ｃを介して第２の検知センサ部１３ｂの検知信号を外部の制御回路に出力できるようになっている。
第１の検知センサ部１３ａと、第２の検知センサ部１３ｂは、配線部１３ｃにより互いに接続されており、レバー操作部１２に取り付けた際にはこの配線部１３ｃがレバー操作部１２の側面に沿うように配置される。つまり、この配線部１３ｃの長さは、レバー操作部１２の高さに合わせて適宜変更されるものである。
【００３８】
メタルコンタクト部材１７は、金属製のドーム状の構成部品であり、座標入力装置１０が操作されていない状態では、図示上方向（操作キャップ１５側）へ凸なる形状をなしてメタルコンタクト部材１７の周辺部のみが電極１９ｂに接触しており、操作キャップ１５を押し下げる操作を行うと、操作キャップ１５の天板の下面に設けられた突起１５ａによってドーム状中央部を押圧されて略平面状または凹凸が逆転して反対側（図示下側）に凸なる形状へと弾性変形し、電極１９ａにメタルコンタクト部材１７が接触することで電極１９ａと電極１９ｂを接続するようになっている。このメタルコンタクト部材１７は、凸なる側から押圧されると徐々に平面状に近づくように変形するが、一定以上の負荷を受けると弾性変形してその凸方向が逆転するようになっている。また、その後負荷が解放される（操作キャップ１５を押し下げる指を離す）と、もとの形状に弾性復帰して戻り、操作キャップ１５を押し上げて元の位置に戻すようになっている。
本発明に係る座標入力装置１０においては、メタルコンタクト部材１７が弾性変形に移行する際、および元の形状に復帰する際にメタルコンタクト部材１７から発せられる振動または音により使用者が動作を認識することができる。これに加えて、メタルコンタクト部材１７が弾性変形し始めると、操作キャップ１５を押下している使用者の手指へ作用するメタルコンタクト部材１７からのタクティルフィーリングにより使用者の手指の感触でも接続動作を確認することができる。
【００３９】
フレキシブル基板１３とレバー操作部１２は、図１、２に示すようにレバー操作部１２の台座部１２ａの底部に第１の検知センサ部１３ａが配置され、第２の検知センサ部１３ｂがレバー操作部１２の上面に配置され、これらの検知センサ部１３ａ、１３ｂを接続している配線部１３ｃが折り曲げられてレバー操作部１２の一側面に沿って配置される。
そして、レバー操作部１２の台座部１２ａの四隅に、電源端子１９ｖ、出力端子１９ｘ、１９ｙ、１９ｃがそれぞれ配置されるとともに上記各端子の位置で、略コ字状のメタルクリップ１４により第１の検知センサ部１３ａとレバー操作部１２の台座部１２ａが挟まれて固定される。また、出力端子１９ｙと出力端子１９ｃとの間に形成されているグランド端子１９ｇにも上記略コ字状のメタルクリップ１４が取り付けられる。
第２の検知センサ部１３ｂは、その先端部中央の切欠部１３ｇにレバー操作部１２上面に形成された位置決めピン１２ｇが挿入されるようにレバー操作部１２の上面に配置され、必要に応じて各種接着材などによりレバー操作部１２の上面に接着される。また、配線部１３ｃは、幅狭部１３ｅをレバー操作部１２の頭部１２ｅの側面に形成された溝部１２ｈに挿入して位置決めされている。
次に、上記メタルクリップ１４により一体化されたレバー操作部１２とフレキシブル基板１３が、基板１１の所定の位置に接着される。基板１１への接着は、基板１１側に設けられた各端子１１Ａと、これらに対応する上記メタルクリップ１４を、導電性接着材などにより接着することにより行われる。
また、レバー操作部１２の上部には、第２の検知センサ部１３ｂとその上面に配されたメタルコンタクト部材１７を収納して操作キャップ１５が被着されている。
【００４０】
以上の構成の座標入力装置１０は、例えばコンピュータのポインティングデバイスなどとして用いられて、ディスプレイに表示されたカーソルの移動や、画面上のオブジェクトの選択動作を行うことができる。以下にその動作を詳細に説明する。
上記操作キャップ１５を手指などで操作して、レバー操作部１２の操作部１２ｂを任意の方向に傾倒すると、その方向に応じてレバー操作部１２の台座部１２ａの一部が変形されて、台座部１２ａの底面に配置された第１の検知センサ部１３ａのセンサ本体部１８が押圧される。そして、この押圧方向と押圧力に応じて、対応する位置のセンサ本体部１８の抵抗値が変化するのでセンサ本体部１８に流れる電流が変化する。この電流の変化が検知信号となって出力端子１９ｘ、１９ｙから外部の制御回路（図示せず）へ出力される。そして、制御回路での演算処理によりカーソルの移動方向、移動速度等の移動データへと変換される。制御回路はこの移動データをコンピュータへ送信し、ディスプレイに表示されたカーソルが移動されるようになっている。
【００４１】
また、上記座標入力装置１０に対して、操作キャップ１５を押し下げる、あるいは軽く叩く操作を行うと、操作キャップ１５が押し下げられて、操作キャップ１５の天板の下面の突起１５ａによってメタルコンタクト部材１７が基板１１方向へ押し下げられ、メタルコンタクト部材１７はその凸部の高さが低くなるように変形される。そして、メタルコンタクト部材１７が略平面状となるまで変形されると、メタルコンタクト部材１７により上記第２の検知センサ部１３ｂの電極１９ａ、１９ｂが短絡されて、入切スイッチである第２の検知センサ部１３ｂから検知信号が出力される。
このような動作により座標入力装置１０は、マウスのクリック動作と同等の機能を提供することができる。また、同様の操作によりマウスのダブルクリックと同等の機能を提供することができることはもちろんであり、さらには、操作キャップ１５を押下したまま座標入力装置１０を任意の方向に傾倒することにより、マウスによるドラッグ動作と同等の機能を提供することができる。
また、先述のようにメタルコンタクト部材１７は、略平面状となるまで変形されると、その凸方向が自然に逆転する変形特性を有しており、この変形が起こる際に振動または音を発するようになっている。これにより、第２の検知センサ部１３ｂが、操作キャップ１５の押し下げ動作による入力を検知したことを使用者が振動または音で認識することができるようになっている。また、上記凹凸が逆転する変形によって手指への反作用力が急激に低下するので、これが操作キャップ１５を押下している手指へタクティルフィーリングとして伝わり、これによっても検知センサ１３ｂが入力を検知したことを使用者は認識することができる。
【００４２】
（座標入力装置：第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、基板１１へのレバー操作部１２およびフレキシブル基板１３の取付を、第１のセンサ部１３ａの各端子に取り付けられたコ字状のメタルクリップ１４を介して行った場合について説明したが、図４に示すように、メタルクリップ１４に替えて固定ピン２４によりレバー操作部１２と基板１１とを固定する構成とすることもできる。この構成を本発明の第２の実施形態として以下に詳細に説明する。尚、図４に示す構成要素のうち、図１〜図３に示す構成要素と同一のものには同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
【００４３】
図４は、本発明の第２の実施形態である座標入力装置２０を分解して示す斜視図である。この図に示す座標入力装置２０は、基板（基部）２１と、この基板２１上に固定ピン２４を介して立設されたレバー操作部２２と、その底面、上面および一側面に沿って配置されたフレキシブル基板１３と、レバー操作部２２の上部に被着された操作キャップ１５と、操作キャップ１５とレバー操作部２２とに囲まれる部分に収納されたメタルコンタクト部材１７とを備えて概略構成されている。
【００４４】
本実施形態の座標入力装置２０が上記第１の実施形態の座標入力装置１０と異なる点は、基板２１とレバー操作部２２とが、基板２１とレバー操作部２２の対応する位置に挿入された複数の固定ピン２４により接続されている点である。
これらの固定ピン２４は、棒状のピンの中程に円盤状の仕切板２４ａを備えた形状とされている。図４に示す各部品を組み立てた状態では、固定ピン２４は、固定ピン２４とレバー操作部２２との間に配置されたフレキシブル基板１３の第１の検知センサ部１３ａに形成された各端子を穿通してレバー操作部２２の台座部（操作板）２２ａの四隅に設けられた固定孔２２Ａに挿入されて固定されている。すなわちフレキシブル基板１３は、第１の検知センサ部１３ａの各端子を穿通した固定ピン２４の仕切板２４ａによってレバー操作部２２の底面に押さえつけられて固定されている。
一方、固定ピン２４の他端は、基板２１の所定の位置に設けられた固定孔２１Ａに挿入されて固定される。そして、固定ピン２４の仕切板２４ａの一面が基板２１上面に接触するようになっている。
基板２１の固定孔２１Ａの位置には、フレキシブル基板１３の各端子に対応する電源端子２１ｖ、グランド端子２１ｇ、出力端子２１ｘ、２１ｙ、２１ｃが形成されており、これらの端子にはそれぞれ図示されない電源線やグランド線、信号線が接続されている。そして、フレキシブル基板１３の各端子と基板２１の各端子は、固定ピン２４の仕切板の両面に面接触して互いに導通されている。
【００４５】
以上の構成の本実施形態の座標入力装置２０は、上記第１の実施形態の座標入力装置１０と同様に、例えばコンピュータのポインティングデバイスとして搭載されて、カーソルの移動やオブジェクトの選択動作などを行うことができる。その動作や提供可能な機能は上記第１の実施形態の座標入力装置１０と同様であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
本実施形態の座標入力装置２０のように基板２１とレバー操作部２２とを固定ピン２４を介して固定した構成とするならば、レバー操作部２２をより強固に基板２１に固定することができる。特に、基板面方向の応力に対する耐久性において、上記第１の実施形態の座標入力装置１０よりも優れるものである。したがって、本実施形態の座標入力装置は、操作時またはそれ以外の状況でレバー操作部２２に対して大きな負荷が掛かった場合であっても、基板２１からレバー操作部２２が剥離しにくく、信頼性に優れるものである。
【００４６】
（座標入力装置：第３の実施形態）
上記第１、第２の実施形態では、基板鉛直方向の入力を検知する第２の検知センサ部を、第１の検知センサ部と同一のフレキシブル基板上に形成した構成としたが、これら第１、第２の検知センサ部を分離して構成することもできる。この種の構成を本発明の第３の実施形態として、以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００４７】
図５および図６は、本発明の第３の実施形態である座標入力装置３０を示す図であり、図５はその側断面図、図６は図５に示す座標入力装置３０を分解して示す斜視図である。これらの図に示す座標入力装置３０は、基板（基部）３１と、この基板３１上に立設された駒形のレバー操作部３２と、レバー操作部３２の底面と基板３１との間に挟持されたセンサ基板（第１の検知センサ部）３３と、レバー操作部３２を基板３１に固定するためのメタルプレート３４ａ、３４ｂと、メタルコンタクト部材３７を内部に収納してレバー操作部３２の上部に被着されている操作キャップ３５とを備えて概略構成されている。
【００４８】
基板３１は、上記第１、第２の実施形態の座標入力装置と同等のものを使用することができる。この基板３１上には、図示されていないが、座標入力装置３０と外部の制御回路とを接続する信号線や、基板３１とセンサ基板３３とを接続する複数の端子が形成されている。また、座標入力装置３０を駆動するための制御回路やその他の電子回路が実装されていても良い。
【００４９】
前記レバー操作部３２は、略円板状の台座部３２ａと、この台座部３２ａの中央部に立設された四角柱状の操作部３２ｂとが一体化されて構成されている。台座部３２ａには、操作部３２ｂの外周を取り囲むようにくさび状の溝３２ｅが四方に９０°間隔で形成されており、これらの溝３２ｅのくさびの頂点は操作部３２ｂの側面下端部の４つの頂点と対向するように配置されている。また、図示されていないが台座部３２ａの底面中央には座標入力装置３０を操作する際の支点となるピン（構成は第１実施形態のピン１２ｃと同等）が設けられている。そして、操作部３２ｂの上面中央には、突起部３２ｃが設けられている。
【００５０】
センサ基板３３は、座標入力装置３０への基板３１面内方向の入力を検知する第１の検知センサ部である。図７は、センサ基板（第１の検知センサ部）３３の上面透視図であり、センサ基板３３は、略十字状のフレキシブル基板上に形成された４つのセンサ本体部３８と、このセンサ本体部３８に接続された配線とを備えて構成されている。尚、センサ本体部３８や端子や配線は、実際には図示裏側に形成されている。センサ本体部３８は、センサ基板３３の中央に設けられた位置決め用の孔３３ａを取り囲んで９０°間隔で四方に配置されており、センサ基板３３の図示下端に形成されている２つの端子のうち、図示左側の端子３９ｙが図示上下方向の入力に対する検知信号を出力する端子であり、右側の端子３９ｇはグランド端子である。また、センサ基板３３の図示右端に形成されている２つの端子のうち、図示上側の端子３９ｖが電源端子であり、下側の端子３９ｘが図示左右方向の入力に対する検知信号を出力する端子である。
これらの端子は、センサ基板３３が基板３１へメタルプレート３４ａ、３４ｂにより固定された状態において基板３１上の対応する位置に設けられた端子にそれぞれ接続されるようになっており、その接点は必要に応じて導電性接着材などにより接着されている。
【００５１】
メタルプレート３４ａ、３４ｂは、三日月状の金属板部３４Ａと、その外側面の両端から金属板部３４Ａと垂直な方向に延設された足部３４Ｂとを備える部品であり、上記金属板部３４Ａの上面両端部には、接点となる突起３４ｃが形成されている。これらのメタルプレート３４ａ、３４ｂは、両者の金属板３４ａを突き合わされてリング状をなすように配置され、上記金属板３４Ａの内側面が上記レバー操作部３２の角柱状の操作部３２ｂの外周を取り囲むようにしてレバー操作部３２の台座部３２ａの上面から被着されている。そして、その足部３４Ｂが基板３１に設けられた４つの固定孔３１ａに挿入されるとともに半田等により接合されてレバー操作部３２と、その底部に配されたセンサ基板３３を基板３１に固定している。
また、メタルプレート３４ａ、３４ｂは、座標入力装置３０への基板鉛直方向の入力を検知する第２の検知センサ部を構成するものであり、メタルプレート３４ａ、３４ｂの足部３４Ｂは基板３１の固定孔３１ａ…へ挿入、固定されるとともに、基板３１に形成された信号線とグランド線にそれぞれ接続されている。
【００５２】
メタルコンタクト部材３７は、レバー操作部３２の操作部３２ｂの上面と、側面の一部を覆うように操作部３２ｂに被着された金属製の部品であり、その上面の金属板部３７Ａは操作部３２ａ側（図示下側）へ凸なるアーチ状に加工されている。このアーチ状に加工された金属板部３７Ａは、図１に示すドーム状のメタルコンタクト部材１７と同等の機能を有しており、凸側からの押圧により変形し、略平面状まで変形すると自然に凹凸方向が逆転するようになっている。そして、外力を取り除かれると元の形状に弾性復帰するようになっている。
メタルコンタクト部材３７の４側面のうち、対向する２側面３７Ｂ、３７Ｂは、他の２側面３７Ｃ、３７Ｃよりも基板３１側へ長く延びて形成されている。そして、図６に示すように、この長さの大きい２側面３７Ｂ、３７Ｂの先端は基板３１とほぼ平行に形成された接点部３７ａを有している。この接点部３７ａは、上記メタルプレート３４ａ、３４ｂの上面に形成されている突起３４ｃとともに、座標入力装置３０への基部鉛直方向の入力を検知する第２の検知センサ部を構成するものである。
また、メタルコンタクト部材３７の４側面のうち、相対的に短く形成されている２側面３７Ｃ、３７Ｃ（接点部３７ａを有しない２側面）の先端は、図５の側断面図に示すようにメタルコンタクト部材３７の内側（操作部３２ａ側）に凸なる円弧部３７Ｄに加工されている。このような形状とされていることにより、上記円弧部３７Ｄが操作部３２ａの側面を両側から押さえる構造となるので、操作時に操作キャップ３５およびメタルコンタクト部材３７がぐらつくことがなく、同時にメタルコンタクト部材３７が操作部３２ｂから脱落するのを防止することができる。
【００５３】
以上の構成の座標入力装置３０は、上記第１、第２の実施形態の座標入力装置と同様に、例えばコンピュータのポインティングデバイスとして搭載されて、カーソルの移動やオブジェクトの選択動作などを行うことができる。
本実施形態の座標入力装置３０も、カーソルの移動などのための基板面内方向の入力に対する動作（すなわち第１の検知センサ部の動作）は、上記第１の実施形態の座標入力装置１０と同様であるので、その動作の詳細な説明は省略する。
【００５４】
座標入力装置３０の基板鉛直方向への入力を検知する第２の検知センサ部は、メタルコンタクト部材３７と、メタルプレート３４ａ、３４ｂとから構成されている。この第２の検知センサ部の動作を図５および図８を参照して以下に詳細に説明する。図８は、座標入力装置３０の側断面図であり、操作キャップ３５が押下された状態を示している。
まず、図５に示す状態にある座標入力装置３０の操作キャップ３５を手指などで押下すると、操作キャップ３５とその内部に収納されたメタルコンタクト部材３７は、一体となって押し下げられ、図８に示す状態となる。この状態において、メタルコンタクト部材３７の２側面３７Ｂの先端に設けられた接点部３７ａは、メタルプレート３４ａ、３４ｂの上面に設けられた突起３４ｃと接触した状態となる。そして、それぞれ基板３１の信号線、グランド線に接続されたメタルプレート３４ａ、３４ｂが短絡される。このようにして、座標入力装置３０の第２の検知センサ部は動作する。
【００５５】
また、上記操作キャップ３５を押下するにより、メタルコンタクト部材３７の金属板部３７Ａに設けられた断面視アーチ状の凸部は、操作部３２ｂ上面の突起３２ｃにより、操作キャップ３５の押下方向とは反対に上方へ押し上げられる。このメタルコンタクト部材３７は、図１、図２に示すメタルコンタクト部材１７と同等の機能を有しているので、所定の形状まで弾性変形されると自然にその凹凸方向が逆転するものである。そして、この凹凸の逆転の際に振動または音を発するので、使用者は座標入力装置３０への入力が検知されたことを認識することができる。さらに、上記凹凸の逆転が起こると操作キャップ３５を押下している手指への反作用力が急激に小さくなるので、これがタクティルフィーリングとして使用者の手指に伝わる。従って、使用者は手指の感触によっても動作を認識することができる。また、操作キャップ３５を押下している指を離すと、メタルコンタクト部材３７の弾性復帰力により、メタルコンタクト部材３７および操作キャップ３５が元の位置に戻される。
【００５６】
さらに、本実施形態の座標入力装置３０においては、操作キャップ３５を押下する際のストロークが、メタルコンタクト部材３７の接点部３７ａと、メタルプレート３４ａ、３４ｂの突起３４ｃとの間隔によって制限されているので、操作キャップ３５を押し下げた際にメタルコンタクト部材３７上面のアーチ状の金属板部３７Ａに過大な負荷がかかるのを防ぐことができる。従って、本実施形態の座標入力装置３０は、メタルコンタクト部材３７が破損しにくく、信頼性に優れるものである。
【００５７】
（座標入力装置：第４の実施形態）
本実施形態では、座標入力装置への基板鉛直方向の入力を検知する第２の検知センサ部を、タクトスイッチとアクチュエータの組み合わせにより構成した形態について、図９〜図１１を参照して以下に説明する。
図９は、本実施形態の座標入力装置の側断面図であり、図１０は、図９に示す座標入力装置を分解して示す斜視図である。これらの図に示す座標入力装置４０は、基板（基部）４１と、この基板４１上に立設されたレバー操作部４２と、レバー操作部４２と基板４１との間に挟まれたセンサ基板４３と、レバー操作部４２を基板４１に固定するためのメタルプレート４４と、レバー操作部４２と操作キャップ４５との間に収納されたタクトスイッチ４７およびアクチュエータ４６とを備えて構成されている。
【００５８】
基板４１は、上記第１〜第３の実施形態の座標入力装置と同等のものを使用することができる。この基板４１上には、図示されていないが、座標入力装置４０と外部の制御回路とを接続する信号線や、基板４１とセンサ基板４３とを接続する複数の端子が形成されている。また、座標入力装置３０を駆動するための制御回路やその他の電子回路が実装されていても良い。
【００５９】
レバー操作部４２は、略円盤状の台座部４２ａと、この台座部４２ａに立設されるとともに台座部４２ａと一体化された操作部４２ｂとから構成されている。また、操作部４２ｂは、四角柱状の中空の柱状部４２ｃと、この柱状部の上面に一体化されて設けられた有底円筒状のスイッチ収納部４２ｄとからなり、このスイッチ収納部４２ｄに板状のタクトスイッチ４７が収容されている。また、スイッチ収納部４２ｄの底部と柱状部４２ｃの内部は連通されており、タクトスイッチ４７とセンサ基板４３に形成された配線とを接続するための接続端子４７ａが挿通されるようになっている。
【００６０】
略円盤状の台座部４２ａには、扇形の切欠部４２ｅが上記操作部４２ｂの柱状部４２ｃを取り囲んで四方に９０°間隔で設けられており、それぞれの扇形の切欠部４２ｅの中心が、柱状部４２ｃ側面下端の頂点と対向するように配置されている。これらの切欠部４２ｅが設けられていることにより、操作部４２ｂを基板面内方向に押圧すると台座部４２ａの一部が変形して操作部４２ｂが傾倒されるようになっている。
【００６１】
レバー操作部４２のスイッチ収納部４２ｄには、基板４１側から順に、２本の接続端子４７ａ、タクトスイッチ４７、アクチュエータ４６が収容されており、レバー操作部４２のスイッチ収納部４２ｃの側面と上面を覆うように操作キャップ４５が被着されている。タクトスイッチ４７としては、小型で面実装型のものであれば任意のものを適用することができるが、上面にスイッチボタン４７Ｄを有し、下面側にスイッチボタン４７Ｄにより接続の入切がなされる端子部が２つ形成されたものが用いられる。例えば、ＳＫＱＲ（商品名：アルプス電気社製）などを使用することができる。また、そのスイッチボタン４７Ｄのストロークやクリック感も目的とする特性に応じて適宜選択すればよい。また、接続端子４７ａの形状も図１０に示すように金属基部４７Ａと足部４７Ｂとからなる形状に限定されるものではなく、タクトスイッチ４７の下面に形成された２つの端子部形状との組み合わせにより適宜の形状のものを選択すればよい。
【００６２】
アクチュエータ４６は、円柱状の樹脂または金属からなる部品であり、その底面中央部に突起４６ａが設けられている。このアクチュエータ４６は、上記突起４６ａをタクトスイッチ４７側に向けてスイッチ収納部４２ｄへ挿入されている。そして操作キャップ４５を押下した際に操作キャップ４５と一体となって下方へ移動し、上記突起４６ａによりタクトスイッチ４７を押圧するようになっている。
また、このアクチュエータ４６は操作キャップ４５と一体化して構成することもできる。例えば、操作キャップ４５とともに一体の樹脂成型品とするならば、部品点数を削減することができるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００６３】
センサ基板４３は、本実施形態の座標入力装置４０において基板面内方向の入力を検知するための第１の検知センサ部を構成するものである。図１１は、センサ基板４３の上面透視図である。この図においてセンサ基板４３は略十字状のフレキシブル基板上に、４つのセンサ本体部４８と、これらのセンサ本体部４８に接続されたプリント配線と、これらのプリント配線と基板４１上の配線とを接続するための各種端子とを備えている。
センサ本体部４８は、センサ基板４３の中央部を取り囲んで四方に９０°間隔で配置されている。このセンサ本体部４８は、図３に示すセンサ本体部１８や、図７に示すセンサ本体部３８と同等の機能を有するものである。また、センサ基板４３の中央部には接続端子４７ａの足部４７Ｂが穿通されるとともに接続される２つの出力端子４３Ａ、４３Ｂが設けられており、これらの出力端子４３Ａ、４３Ｂにもプリント配線が接続されている。
センサ基板４３の図示下端および右端には、図１１上下方向の入力に対する検知信号を出力するための信号端子４９ｙや、図示左右方向の入力に対する検知信号を出力するための信号端子４９ｘや、センサ本体部４８に電源を供給するための電源端子４９ｖ、グランド端子４９ｇ、タクトスイッチ４７の検知信号を出力するための信号端子４９ｔが設けられている。そして、これらの端子は、プリント配線を介してセンサ本体部４８や、センサ板４３の中央部の２つの出力端子４３Ｂ、４３Ｃに接続されている。
【００６４】
次に、上記座標入力装置４０を構成する各部品の配置について説明する。
上記レバー操作部４２およびセンサ基板４３は、レバー操作部４２の底部にセンサ基板４３を配し、リング状のメタルプレート４４をレバー操作部４２の台座部４２ａの上面から被着し、メタルプレート４４の外周端から四方に延設された足部４４Ａを基板４１に形成された透孔４１Ａに接着することにより基板４１に固定されている。
そして、接続端子４７ａは、レバー操作部４２のスイッチ収納部４２ｄの上方からセンサ基板４３中央の２つの出力端子を挿通され、タクトスイッチ４７は、その検知面（スイッチボタン４７Ｄが設けられている面）を上側に向けてスイッチ収納部４２ｄへ収容されるとともに接続端子４７ａに接続されている。
アクチュエータ４６は、一面に形成された突起４６ａを下側（タクトスイッチ４７側）へ向けてスイッチ収納部４２ｄへ挿入され、操作キャップ４５がスイッチ収納部４２ｄの側面と上面を覆って被着されている。
【００６５】
以上の構成の本実施形態の座標入力装置４０においては、上記タクトスイッチ４７が、基部鉛直方向の入力を検知する第２の検知センサ部を構成している。すなわち、操作キャップ４５が押下されると、操作キャップ４５内部のアクチュエータ４６が操作キャップ４５と一体となって下方へ移動し、アクチュエータ４６底面の突起４６ａがタクトスイッチ４７のスイッチボタン４７Ｄを押圧して、基部鉛直方向の入力の入切が検知される。そして、タクトスイッチ４７に接続された接続端子４７ａ、４７ａおよびセンサ基板４３のプリント配線を介して外部の制御回路へ検知信号が出力される。
【００６６】
本実施形態の座標入力装置に用いられているタクトスイッチ４７は、例えばマウスのボタンなどに内蔵されて使用されているものと同等の機能を有するものであり、スイッチボタン４７Ｄへの入力を行うと、スイッチ音とともにスイッチを押下している手指へ振動が伝わるようになっている。従って、本実施形態の座標入力装置４０においても上記第１〜第３の実施形態の座標入力装置と同様に、音または手指に伝わるタクティルフィーリングにより使用者が基板鉛直方向への入力が検知されたことを認識できるようになっている。
座標入力装置４０は、上記第１〜第３の実施形態の座標入力装置と同様に、例えばコンピュータのポインティングデバイスとして搭載されて、カーソルの移動やオブジェクトの選択動作などを行うことができる。
本実施形態の座標入力装置４０も、カーソルの移動などのための基板面内方向の入力に対する動作（すなわち第１の検知センサ部の動作）は、上記第１の実施形態の座標入力装置１０と同様であるので、その動作の詳細な説明は省略する。
【００６７】
（座標入力装置：第５の実施形態）
上記第１〜第４の実施形態では、基板鉛直方向の入力を検知する第２の検知センサ部を、レバー操作部の内部に内蔵した構成としたが、この第２の検知センサ部は、レバー操作部が立設されている基板側に配置することもできる。この構成を本発明の第５の実施形態とし、図１２、１３を参照して以下に説明する。
図１２は、本実施形態の座標入力装置の側断面図であり、図１３は、図１２に示す座標入力装置を分解して示す斜視図である。これらの図に示す座標入力装置は、基板（基部）５１と、この基板５１の一面に立設されたレバー操作部５２と、レバー操作部５２と基板５１との間に挟まれたセンサ基板５３ａと、レバー操作部５２を基板５１に固定するためのメタルプレート５４と、レバー操作部５２に被着された操作キャップ５５と、レバー操作部５２と反対側の基板面に設けられたセンサ基板５３ｂと、このセンサ基板５３ｂ上に配されたメタルコンタクト部材５７と、メタルコンタクト部材５７と対向して基板５１外に設けられた突起部５６とを備えて構成されている。
【００６８】
基板５１は、上記第１〜第４の実施形態の座標入力装置と同等のものを使用することができる。この基板５１の上面および裏面には、図示されていないが、座標入力装置５０と外部の制御回路とを接続する信号線や、基板５１とセンサ基板５３ａ、５３ｂとを接続する複数の端子５１Ａが形成されている。また、座標入力装置５０を駆動するための制御回路やその他の電子回路が実装されていても良く、センサ基板５３ａと５３ｂを接続するための回路が設けられていても良い。
【００６９】
レバー操作部５２は、略円盤状の台座部５２ａと、その中央に立設されて台座部５２ａと一体化された四角柱状の操作部５２ｂとから構成されている。台座部５２ａには、操作部５２ｂを取り囲んで四方に９０°間隔で三角形の溝５２ｃが設けられており、この三角形の溝５２ｃはその一頂点を操作部５２側面の頂点と突き合わせるように配置されており、隣接する三角形の溝５２ｃ、５２ｃの辺が互いに略平行とされている。
【００７０】
センサ基板５３ａは、図７に示すセンサ基板３３と同等のものであり、本実施形態の座標入力装置５０における第１の検知センサ部をなすものである。本実施形態に係るセンサ基板５３ａの構成や機能は、先述のセンサ基板３３と同等であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
メタルプレート５４は、略八角形状の金属板５４Ａの各辺に設けられた足部５４Ｂ、５４Ｃにより基板５１と、センサ基板５３ａを底面に配したレバー操作部５２とを固定するものである。上記足部５４Ｂ、５４Ｃのうち、互いに対向する四辺に設けられた足部５４Ｃは上方に向けて延設されており、その他の四辺の足部５４Ｂは下方に向けて延設されている。そして、上方に向けて延設された足部５４Ｃは、センサ基板５３ａを挟んでレバー操作部５２の台座部５２ａを把持するようになっている。一方、下方に向けて延設された足部５４Ｂは、基板５１の所定の位置に設けられた固定孔５１Ａに挿入されるとともに、基板５１の裏面側で折り曲げられて基板５１を把持するようになっている。このようにして、レバー操作部５２は基板５１上に立設され、センサ基板５３ａの各端子が基板５１上に形成された対応する端子に接続されている。
【００７２】
本実施形態の座標入力装置５０における第２の検知センサ部は、基板５１裏面側（レバー操作部５２と反対側）に設けられたセンサ基板５３ｂと、メタルコンタクト部材５７とから構成されている。センサ基板５３ｂは、図示されていないが、図３に示すフレキシブル基板１３の第２の検知センサ部１３ｂと同様の構造であり、中央に形成された円形の電極と、この円形の電極を取り囲んで形成された電極とを備え、これらの電極と基板５１上に形成された信号線やグランド線とを接続するための端子を備えるものである。メタルコンタクト部材５７は金属製のドーム状の部品であり、その凸なる面を基板５１の外側に向けてフレキシブル基板５３ｂ上に配置されている。そして、上記メタルコンタクト部材５７の外周部が、センサ基板５３ｂの外周側に形成された電極に接続されている。
また、図１２に示すように基板５１外部には、メタルコンタクト部材５７と対向して突起部５６が設けられている。
【００７３】
上記構成の座標入力装置５０は、操作キャップ５５が押下されて、基部鉛直方向への入力が行われると、基板５１自体が、操作キャップ５５と一体となって下方に移動し、基板５１裏面側に設けられたメタルコンタクト部材５７が突起部５６に接触して、この突起部５６によりメタルコンタクト部材５７の凸部の高さが低くなるように変形される。そして、突起部５６によりメタルコンタクト５７が略平面形状となるまで変形されるとフレキシブル基板５３ｂの２つの電極が短絡されて第２の検知センサ部のスイッチの入切がなされる。
上記第２の検知センサ部の動作においても、第２の検知センサ部が入力を検知したことは、メタルコンタクト部材５７が変形した際に発せられる振動または音と、メタルコンタクト部材５７の凹凸が逆転する弾性変形の際に手指に伝わる振動（タクティルフィーリング）により、使用者に認識されるようになっている。
【００７４】
上記第５の実施形態では、第２の検知センサ部をフレキシブル基板５３ｂとメタルコンタクト部材５７によって構成したが、これらの代わりに面実装型のタクトスイッチを用いてもよく、このような構成としても上記と同等の機能を提供することができる。
あるいは、基板５１の裏面側に配されているフレキシブル基板５３ｂと同等の回路を、レバー操作部５２と反対側の基板５１上に直接形成し、この回路上にメタルコンタクト部材５７を配しても上記の動作を行うことが可能である。
【００７５】
（キーボード入力装置）
図１４は、本発明の座標入力装置を、多数のキースイッチを配列した筐体の内部に固定したキーボード入力装置の構成の一例を示す部分平面図である。この図に示すように本発明に係るキーボード入力装置においては、多数のキースイッチ６１の間に座標入力装置６０が配置されている。この座標入力装置６０として、先の第１〜第５の実施形態のいずれかの座標入力装置を使用することができる。
本発明に係るキーボード入力装置の最も基本的な構成では、座標入力装置６０は、図１４に示すように、例えばＱＷＥＲＴＹ配列のＧキーとＨキーの間に配置される。このような位置に座標入力装置６０を配置することにより、使用者はキーボードのホームポジションから手を離すことなく座標入力装置６０を操作してカーソルの移動操作などを行うことができる。
また、図１４に示す座標入力装置６０は、先の第１〜第５の実施形態の座標入力装置と同様に垂直方向の入力に対する第２の検知センサ部を備えるとともに、垂直方向の入力が検知されたことを音または振動により使用者に認識させることができる機能を備えている。従って、オブジェクトの選択動作など、マウスのクリック機能に相当する機能を提供することができるとともに使用者がクリック操作を認識しながら使用することができる、操作感に優れる座標入力装置である。このように、キーボード入力装置を本発明に係る座標入力装置を備えて構成するならば、操作感に優れるキーボード入力装置を提供することができる。
【００７６】
（電子機器）
図１５は、本発明の座標入力装置を搭載した電子機器の一例である携帯電話機を模式的に示す斜視図である。この図において、携帯電話機８０は、ディスプレイ８１と、複数の操作ボタン８２と、受話口８３、送話口８４および本発明に係る座標入力装置８５を備えて構成されている。この座標入力装置８５として、先の第１〜第５の実施形態のいずれかの座標入力装置を使用することができる。
この携帯電話機８０は、本発明に係る座標入力装置８５を備えているので、ディスプレイ８１上に表示されたオブジェクトの選択動作などを座標入力装置８５を押下する操作により行うことができる。そして、その座標入力装置８５を押下する操作が検知されたことを使用者が音または振動により確実に認識することができるものである。
このように、本発明に係る電子機器は、本発明に係る座標入力装置を備えて構成されているので、操作感に優れるものである。
【００７７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る座標入力装置は、基部面内方向の２次元押圧力を検知するための第１の検知センサ部と、基部鉛直方向の入力を検知するための第２の検知センサ部と、この第２の検知センサ部をスイッチ動作させるためのメタルコンタクト部材とを備えて構成されているので、上記第１の検知センサ部により基部面内方向の入力を検知することができるとともに上記第２の検知センサ部により基部鉛直方向の入力を検知して、種々の操作を可能とするものである。例えば、コンピュータのポインティングデバイスとして使用するならば、画面上のカーソル移動とともに、オブジェクトの選択動作などを、他部に設けられたスイッチボタンなどを使用することなく本発明の座標入力装置のみの操作で実現することができる。そして、基部鉛直方向の入力により上記メタルコンタクト部材が弾性変形された際に発する振動（タクティルフィーリング）または音により、基部鉛直方向への入力が検知されたことを使用者が確実に認識することが可能な、操作感に優れる座標入力装置である。
【００７８】
次に、上記座標入力装置において、前記レバー操作部と前記基部とが、該レバー操作部の底面と前記基部を貫通する複数の固定ピンにより固定されているならば、前記レバー操作部と基部とをより強固に固定することができるので、信頼性に優れる座標入力装置を提供することができる。
【００７９】
次に、本発明に係る座標入力装置は、レバー操作部上に設けられたタクトスイッチの入切により基部鉛直方向の入力を検知する構成とされているので、上記タクトスイッチの入切を行う際の振動または音により、基部鉛直方向の入力が検知されたことを使用者が認識することができる。
【００８０】
次に、本発明に係る座標入力装置は、基部上に立設されたレバー操作部と反対側の基部上に配置されたフレキシブル基板と、その上に配置されたメタルコンタクト部材と、このメタルコンタクト部材を押圧して弾性変形させるために基部外に設けられた突起部とを備えて構成されているので、基部鉛直方向の入力によりメタルコンタクト部材を突起部に押し当て、上記フレキシブル基板のスイッチ動作を行うことができる。また、上記メタルコンタクト部材が弾性変形される際に発する振動（タクティルフィーリング）または音により、基部鉛直方向の入力が検知されたことを使用者が認識することができるようになっている。
【００８１】
次に、本発明に係るキーボード入力装置は、先に記載の座標入力装置を、多数のキースイッチを配列した筐体に固定した構成としたので、キーボード入力装置単体で、例えばディスプレイに表示されたカーソルの移動やオブジェクトの選択動作などを容易に行うことができる。そして、座標入力装置の基部鉛直方向の入力が検知されたことを認識しながら使用することができるので、使用感に優れたキーボード入力装置である。
次に、本発明に係る電子機器は、先に記載の座標入力装置、または先のキーボード入力装置を備えているので、ディスプレイ上のオブジェクトの選択動作などを、快適にしかも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態である座標入力装置の側断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態である座標入力装置を分解して示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係るフレキシブル基板１３の上面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態である座標入力装置を分解して示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態である座標入力装置の側断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態である座標入力装置を分解して示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態に係るフレキシブル基板２３の上面図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態である座標入力装置を押下した状態を示す側断面図である。
【図９】図９は、本発明の第４の実施形態である座標入力装置の側断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施形態である座標入力装置を分解して示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４の実施形態に係るフレキシブル基板２３の上面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第５の実施形態である座標入力装置の側断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５の実施形態である座標入力装置を分解して示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明に係るキーボード入力装置の構成の一例を示す部分平面図である。
【図１５】図１５は、本発明に係る電子機器の一例である携帯電話機を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１６は、従来の座標入力装置の一例を分解して示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０座標入力装置
１１，２１，３１，４１，５１基板（基部）
１２，２２，３２，４２，５２レバー操作部
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ台座部（操作板）
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ操作部
１３ａ第１の検知センサ部
１３ｂ第２の検知センサ部
１４メタルクリップ
１５，３５，４５，５５操作キャップ
１５ａ突起
１７，５７メタルコンタクト部材（金属板部）
２４固定ピン
３２ｃ突起部
３３センサ基板（第１の検知センサ部）
３４ａ，３４ｂメタルプレート（第２の検知センサ部）
３７メタルコンタクト部材（第２の検知センサ部）
４４，５４メタルプレート
３７Ａ金属板部
４２ｄスイッチ収納部
４６アクチュエータ
４７タクトスイッチ
４７ａ接続端子
５３ａフレキシブル基板（第１の検知センサ部）
５３ｂフレキシブル基板（第２の検知センサ部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coordinate input device, a keyboard device, and an electronic apparatus suitable for use as a pointing device for a notebook personal computer or a portable information terminal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 16 is an exploded perspective view showing each part of an example of a coordinate input device used as a conventional pointing device. A coordinate input device 100 shown in this figure has a configuration in which a convex lever operation unit 102 and a flexible substrate 103 arranged on the bottom thereof are fixed on a substrate 101 via a metal metal plate 104. An operation cap 105 made of resin, silicon rubber, or the like is attached to the upper portion of 102 so that the user can operate the coordinate input device 100 with fingers or the like.
[0003]
The flexible substrate 103 includes a detection sensor unit 103a that detects an input given by the user to the cap member 105 and the lever operation unit 102, and an output signal from the detection sensor unit 103a that extends from the detection sensor unit 103a. Is connected to an external control circuit (not shown). One end of the wiring portion 103b is inserted and connected to a connector 106 connected to an external control circuit (not shown).
[0004]
This type of coordinate input device is known as a pointing device because it has a small stick shape and is integrated with a keyboard device of a notebook personal computer. Generally, it is arranged at the approximate center of the keyboard device so that the user can operate without moving his / her hand from the home position of the keyboard.
[0005]
In the coordinate input device 100 incorporated in the personal computer, when the user presses the cap 105 in an arbitrary direction, the lever operation unit 102 covered with the cap 105 is tilted in the pressing direction, and is placed on the bottom of the lever operation unit 102. The detection sensor part 103a of the distributed flexible substrate 103 is pressed. A detection signal corresponding to the pressing force is transmitted from the detection sensor unit 103a to the external control circuit via the wiring unit 103b and the connector 106, and the cursor on the display moves in the designated direction. .
[0006]
By the way, among the pointing devices used in personal computers, the most common is a mouse. The mouse basically provides the following functions as a pointing device. One is a function of moving a cursor (mouse cursor) displayed on the display, and the other function is a click operation of a mouse button, and this operation is assigned to an object selection function or the like. Furthermore, as a function of the mouse other than the above, a drag function for moving an arbitrary object on the display by moving the mouse while pressing the mouse button can be given.
[0007]
In order to provide a function equivalent to that of the mouse as described above, a notebook personal computer equipped with the coordinate input device 100 is provided with a plurality of buttons having functions corresponding to mouse buttons on the front side of the keyboard. The user performs an operation equivalent to the click operation by pressing the button with a finger.
However, in order to perform an operation equivalent to the function of a mouse by the coordinate input device 100, it is necessary to perform an operation of moving another finger operating the coordinate input device 100 while fixing a finger pressing the button. This is a poor operability of the notebook personal computer on which the coordinate input device 100 is mounted.
[0008]
In order to solve such poor operability, an attempt has been made to add a new function to the coordinate input device 100, and an operation equivalent to a mouse click can be performed with the finger 105 of the cap 105 of the coordinate input device 100. Some have been realized by tapping. This function does not change the structure of the coordinate input device 100 itself, but detects that the cap 105 of the coordinate input device 100 is struck by processing the detection signal output from the detection sensor unit 103a by the control circuit. The operation equivalent to the click operation is performed. Specifically, when the cap 105 is struck, an instantaneous pressure is applied to the detection sensor unit 103a, and the detection sensor unit 103a outputs a detection signal corresponding thereto. When this detection signal is detected by the control circuit, a signal equivalent to that when the button is pressed is issued from the control circuit, and a click operation is performed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the click operation by hitting the coordinate input device 100 is realized only by software processing, in order to confirm that the click operation is recognized when operated by the user, it is displayed on the display. Rather than judging from the displayed content, the force to tap the cap 105 and the time during which the cap 105 is pressed are different for each operation, so even if the same user operates, it is recognized as a click operation. There was a problem that it was difficult to be done.
[0010]
The present invention was made to solve the above-described problem, and the user can reliably recognize that the operation of pressing the coordinate input device is transmitted to the device and the input operation is detected. An object of the present invention is to provide a coordinate input device excellent in operation feeling.
An object of the present invention is to provide a keyboard input device having the above-described coordinate input device as a pointing device and excellent in operability.
An object of the present invention is to provide an electronic apparatus including the coordinate input device or the keyboard device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The present invention is a base and is erected on the base, An operation cap is attached to the top A lever operation unit, a first detection sensor unit for detecting a two-dimensional pressing force in the base surface direction against the lever operation unit and outputting a two-dimensional detection signal; A second detection sensor unit for detecting pressure and outputting an input / output signal; and a control circuit for arithmetically processing signals from the first detection sensor unit and the second detection sensor unit, Along with the tilting of the lever operation part, a drag function is performed by a signal from the second detection sensor part, and the lever operation part and the first detection sensor part are arranged in contact with each other. In addition, the second detection sensor unit is provided in the lever operation unit, a metal contact member is provided on the upper side of the second detection sensor unit, and at a position facing the metal contact member of the lever operation unit, An action portion is provided for elastically deforming the metal contact member by a pressing force in the base vertical direction by pressing the operation cap to turn on and off the second detection sensor portion. It is characterized by that.
The present invention In the coordinate input device, the action portion includes a protrusion, and the metal contact member includes a metal plate portion that is elastically deformed by a pressing force from the protrusion and is elastically restored by releasing the pressing force from the protrusion. Become It is characterized by that.
[0028]
A keyboard input device according to the present invention is characterized in that the coordinate input device described above is fixed to a housing in which a large number of key switches are arranged.
An electronic apparatus according to the present invention includes the coordinate input device described above.
An electronic apparatus according to the present invention includes the keyboard input device described above.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments.
[0030]
(Coordinate input device: first embodiment)
FIG. 1 is a side sectional view of a coordinate input device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the coordinate input device shown in FIG. A coordinate input device 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes a columnar lever operation unit 12 erected on a substrate (base) 11 via a plurality of metal clips 14, and one side surface from the bottom surface of the lever operation unit 12. A flexible circuit board 13 which is a flexible wiring board attached so as to partially cover the upper surface of the lever operation unit 12 via the side, and the flexible circuit board 13 on the upper surface of the lever operation unit 12. A dome-shaped metal contact member 17 and an operation cap 15 made of silicon rubber or the like attached so as to cover the upper portion of the lever operation portion 12 and the flexible substrate 13 and the metal contact member 17 on the upper surface thereof are configured. Yes.
[0031]
Although not shown, the substrate 11 is formed with a power supply line and a ground line to the coordinate input device 10 and its terminals, and an external power supply device and the like are connected to the coordinate input device 10 through these lines and terminals. Power is supplied from the control device. In addition, a plurality of signal lines and terminals for transmitting detection signals output from the coordinate input device during operation to an external control circuit (not shown) are also formed. In addition to the above terminals and wirings, a control circuit for driving the coordinate input device 10 and other electronic circuits may be mounted on the substrate 11. Moreover, as the board | substrate 11, a common resin-made printed wiring board and a flexible substrate can be used.
[0032]
The lever operation part 12 is a stick-shaped part made of resin or the like, and as shown in FIGS. 1 and 2, a substantially flat pedestal part (operation plate) 12a and a columnar head erected at the center thereof. The large operation portion 12b is integrated. Between the operation cap 15 attached to the upper part of the operation unit 12b and the upper surface of the lever operation unit 12, a part of the flexible substrate 13 and a dome-shaped metal contact member are sequentially formed from the upper surface side of the lever operation unit 12. 17 is stored. The metal contact member 17 is composed of a metal plate portion formed by molding a metal plate into a dome shape. As shown in FIG. 1, a projection 15a is provided on the lower surface of the top plate of the operation cap 15 composed of the top plate and the peripheral wall. This projection 15a is substantially the same as that of the metal contact member 17 when the operation cap 15 is depressed downward in the figure. The center part is pressed and elastically deformed.
The base 12a at the lower part of the lever operation unit 12 is provided with wedge-shaped grooves 12d in a plan view at 90 ° intervals so as to surround the operation part 12b erected at the center thereof, and each groove 12d. The top of the wedge is arranged so as to contact the lower end of the side surface of the operation unit 12b. A pin 12c protrudes from the center of the bottom surface of the pedestal portion 12a, the lower end of the pin 12c protrudes from the bottom surface of the pedestal portion 12a, and the lower end of the pin 12c is formed at the central portion of the first detection sensor portion 13a. The operation part 12b can be tilted in an arbitrary direction within the surface of the substrate 11, that is, in a two-dimensional direction, with the pin 12c serving as a fulcrum.
[0033]
The operation portion 12b has a head portion 12e to which the operation cap 15 is attached in a side sectional view. The operation portion 12b is slightly thicker, and the upper end of the operation cap 15 is enlarged so that the user can easily operate it. Further, by forming the vicinity of the joint between the operation portion 12b and the pedestal portion 12a, the operation portion 12b can be tilted even when the operation cap 15 is pressed with a small force.
[0034]
The height of the lever operation unit 12 is not limited to the height shown in the figure, and is appropriately long depending on the dimensions of the electronic device (keyboard input device, portable information terminal, etc.) on which the coordinate input device 10 is mounted. It can be. For example, when mounted on a keyboard input device, the height may be adjusted so that the operation cap 15 is slightly higher than the key top of the keyboard input device. The portability of the portable information terminal will be impaired, and if it is too low, the operability will be impaired.
[0035]
As shown in FIG. 3, the flexible substrate 13 includes a first detection sensor unit 13a that is a portion that detects an input in the direction of the surface of the substrate 11 to the coordinate input device 10 during operation, and an input in the base vertical direction to the coordinate input device. It is comprised from the 2nd detection sensor part 13b which is a part which detects this, and the wiring part 13c which has connected these detection sensor parts 13a and 13b. FIG. 3 is a top perspective view of the flexible substrate 13, and all the printed wirings on the flexible substrate 13 are formed on the back side of FIG. 3.
The first detection sensor portion 13a includes sensor main body portions 18a to 18d for detecting input from the lever operation portion 12, a power supply terminal 19v for supplying power to the sensor main body portions 18a to 18d, and a ground terminal. 19g and output terminals 19x and 19y for transmitting detection signals from the sensor main body portions 18a to 18d to an external control circuit are formed.
[0036]
The sensor main body portions 18a to 18d are arranged in four directions so as to surround the center of the first detection sensor portion 13a, the pair of sensor main body portions 18b and 18d are in the X direction, and the pair of sensor main body portions 18a and 18c are in the Y direction. It corresponds to. The terminals 19v, 19g, 19x, and 19y are arranged at the four corners of the first detection sensor unit 13a, and are connected to the sensor main body units 18a to 18d through wiring formed on the flexible substrate 13. ing. The output terminal 19x outputs a detection signal for an input in the horizontal direction shown in FIG. 3, and the output terminal 19y outputs a detection signal for an input in the vertical direction shown in FIG.
The sensor body portions 18a to 18d are a kind of strain gauge, and a current is steadily passed from the power terminal 19v to the sensor body portions 18a to 18d, and the sensor body portions 18a to 18d are pressed by the pressing force from the pedestal portion 12a. Change in the midpoint voltage of the sensor main body portions 18b and 18d and change in the midpoint voltage of the sensor main body portions 18a and 18c, respectively, are output from the output terminals. By calculating this voltage change by the control circuit, it is possible to detect the direction in which the lever operation unit 12 is tilted and the pressing force applied from the lever operation unit 12 to the sensor body 18.
In addition, a through-hole 13d that penetrates the flexible substrate 13 is provided in the central portion of the four sensor main body portions 18 of the first detection sensor portion 13a. By providing the through holes 13d, when the flexible substrate 13 is attached to the lever operation unit 12, the pins 12c provided on the bottom surface of the lever operation unit 12 can be inserted for easy positioning.
[0037]
The second detection sensor unit 13b has a substantially octagonal shape smaller than the first detection sensor unit 13a. A wiring unit 13c extends from one side of the second detection sensor unit 13b. A lever is provided on the wiring unit 13c. A narrow portion 13e for positioning when attached to the operation portion 12 is provided. And the circular electrode 19a is formed in the approximate center of this 2nd detection sensor part 13b, and the electrode 19b is formed surrounding this electrode 19a. In use, the second detection sensor unit 13b operates as an on / off switch by short-circuiting the electrodes 19a and 19b with the metal contact member 17.
The electrode 19b is connected to the ground terminal 19g of the first detection sensor unit 13a via a printed wiring, and shares the sensor main body unit 18 and the ground terminal 19g. On the other hand, the electrode 19a is connected to an output terminal 19c formed so as to protrude from the first detection sensor unit 13a adjacent to the ground terminal 19g of the first detection sensor unit 13a, and through the output terminal 19c. Thus, the detection signal of the second detection sensor unit 13b can be output to an external control circuit.
The first detection sensor unit 13a and the second detection sensor unit 13b are connected to each other by a wiring unit 13c. When the first detection sensor unit 13a and the second detection sensor unit 13b are attached to the lever operation unit 12, the wiring unit 13c is attached to the side surface of the lever operation unit 12. It is arranged along. That is, the length of the wiring portion 13c is appropriately changed according to the height of the lever operation portion 12.
[0038]
The metal contact member 17 is a metal dome-shaped component. When the coordinate input device 10 is not operated, the metal contact member 17 has a shape that protrudes upward in the figure (on the operation cap 15 side). When only the peripheral portion is in contact with the electrode 19b and the operation cap 15 is pushed down, the dome-shaped central portion is pressed by the projection 15a provided on the lower surface of the top plate of the operation cap 15 so as to be substantially flat or uneven. Is reversed and elastically deformed into a convex shape on the opposite side (lower side in the figure), and the metal contact member 17 comes into contact with the electrode 19a to connect the electrode 19a and the electrode 19b. When the metal contact member 17 is pressed from the convex side, the metal contact member 17 is gradually deformed so as to approach a flat shape, but when it receives a load of a certain level or more, it is elastically deformed and its convex direction is reversed. Further, when the load is released thereafter (the finger that pushes down the operation cap 15 is released), the elastic shape returns to the original shape, and the operation cap 15 is pushed up to return to the original position.
In the coordinate input device 10 according to the present invention, when the metal contact member 17 shifts to elastic deformation and when the metal contact member 17 returns to its original shape, the user recognizes the operation by vibration or sound emitted from the metal contact member 17. be able to. In addition, when the metal contact member 17 starts to be elastically deformed, the tactile feeling from the metal contact member 17 acting on the finger of the user who is pressing the operation cap 15 is connected even with the touch of the user's finger. Can be confirmed.
[0039]
As shown in FIGS. 1 and 2, the flexible substrate 13 and the lever operation unit 12 are arranged such that the first detection sensor unit 13 a is disposed at the bottom of the base 12 a of the lever operation unit 12, and the second detection sensor unit 13 b is operated by the lever. The wiring part 13c arranged on the upper surface of the part 12 and connecting the detection sensor parts 13a, 13b is bent and arranged along one side surface of the lever operating part 12.
The power terminal 19v and the output terminals 19x, 19y, and 19c are respectively arranged at the four corners of the base 12a of the lever operation unit 12, and the first U-shaped metal clip 14 is provided at the position of each terminal. The detection sensor part 13a and the base part 12a of the lever operation part 12 are sandwiched and fixed. The substantially U-shaped metal clip 14 is also attached to the ground terminal 19g formed between the output terminal 19y and the output terminal 19c.
The second detection sensor portion 13b is disposed on the upper surface of the lever operation portion 12 so that the positioning pin 12g formed on the upper surface of the lever operation portion 12 is inserted into the notch portion 13g at the center of the distal end portion. It is bonded to the upper surface of the lever operation unit 12 by various adhesives. Further, the wiring portion 13c is positioned by inserting the narrow portion 13e into the groove portion 12h formed on the side surface of the head portion 12e of the lever operation portion 12.
Next, the lever operation unit 12 and the flexible substrate 13 integrated by the metal clip 14 are bonded to a predetermined position of the substrate 11. Adhesion to the substrate 11 is performed by adhering each terminal 11A provided on the substrate 11 side and the metal clip 14 corresponding to these to each other with a conductive adhesive or the like.
An operation cap 15 is attached to the upper portion of the lever operation unit 12 so as to accommodate the second detection sensor unit 13b and the metal contact member 17 disposed on the upper surface thereof.
[0040]
The coordinate input device 10 having the above configuration is used as a pointing device of a computer, for example, and can move a cursor displayed on a display and select an object on a screen. The operation will be described in detail below.
When the operation cap 15 is operated with a finger or the like and the operation portion 12b of the lever operation portion 12 is tilted in an arbitrary direction, a part of the pedestal portion 12a of the lever operation portion 12 is deformed according to the direction, and the pedestal The sensor main body 18 of the first detection sensor unit 13a disposed on the bottom surface of the unit 12a is pressed. The resistance value of the sensor main body 18 at the corresponding position changes according to the pressing direction and the pressing force, so that the current flowing through the sensor main body 18 changes. This change in current becomes a detection signal and is output from the output terminals 19x and 19y to an external control circuit (not shown). Then, it is converted into movement data such as a movement direction and a movement speed of the cursor by calculation processing in the control circuit. The control circuit transmits the movement data to the computer, and the cursor displayed on the display is moved.
[0041]
When the operation cap 15 is pushed down or tapped on the coordinate input device 10, the operation cap 15 is pushed down, and the metal contact member 17 is moved by the protrusion 15 a on the lower surface of the top plate of the operation cap 15. The metal contact member 17 is pushed down in the direction of the substrate 11 and deformed so that the height of the convex portion is lowered. Then, when the metal contact member 17 is deformed until it becomes substantially planar, the electrodes 19a and 19b of the second detection sensor portion 13b are short-circuited by the metal contact member 17 and the second detection which is an on / off switch. A detection signal is output from the sensor unit 13b.
By such an operation, the coordinate input device 10 can provide a function equivalent to a mouse click operation. In addition, it is possible to provide a function equivalent to a double click of the mouse by the same operation, and further, by tilting the coordinate input device 10 in an arbitrary direction while pressing the operation cap 15, the mouse It is possible to provide a function equivalent to the drag operation by.
Further, as described above, when the metal contact member 17 is deformed to be substantially planar, it has a deformation characteristic that its convex direction is naturally reversed, and generates vibration or sound when this deformation occurs. It is like that. As a result, the user can recognize by vibration or sound that the second detection sensor unit 13b has detected an input by the operation of pressing the operation cap 15 down. In addition, since the reaction force to the finger is rapidly reduced by the deformation in which the unevenness is reversed, this is transmitted as a tactile feeling to the finger pressing the operation cap 15, and the detection sensor 13b also detects the input. Can be recognized by the user.
[0042]
(Coordinate input device: second embodiment)
In the first embodiment, the lever operation unit 12 and the flexible substrate 13 are attached to the substrate 11 via the U-shaped metal clip 14 attached to each terminal of the first sensor unit 13a. However, as shown in FIG. 4, the lever operating portion 12 and the substrate 11 may be fixed by the fixing pin 24 instead of the metal clip 14. This configuration will be described in detail below as a second embodiment of the present invention. 4 that are the same as those shown in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0043]
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the coordinate input device 20 according to the second embodiment of the present invention. A coordinate input device 20 shown in this figure is disposed along a substrate (base) 21, a lever operation unit 22 erected on the substrate 21 via a fixing pin 24, and its bottom surface, top surface, and one side surface. The flexible substrate 13, the operation cap 15 attached to the upper part of the lever operation unit 22, and the metal contact member 17 housed in a portion surrounded by the operation cap 15 and the lever operation unit 22 are schematically configured. ing.
[0044]
The difference between the coordinate input device 20 of the present embodiment and the coordinate input device 10 of the first embodiment is that the substrate 21 and the lever operation unit 22 are inserted at corresponding positions of the substrate 21 and the lever operation unit 22. It is connected by a plurality of fixing pins 24.
These fixing pins 24 have a shape including a disk-shaped partition plate 24a in the middle of the rod-shaped pins. In the state where the respective components shown in FIG. 4 are assembled, the fixing pin 24 has each terminal formed on the first detection sensor portion 13a of the flexible substrate 13 arranged between the fixing pin 24 and the lever operation portion 22. It penetrates and is fixed by being inserted into fixing holes 22A provided at the four corners of the base (operation plate) 22a of the lever operation unit 22. That is, the flexible substrate 13 is pressed and fixed to the bottom surface of the lever operation portion 22 by the partition plate 24a of the fixing pin 24 that penetrates each terminal of the first detection sensor portion 13a.
On the other hand, the other end of the fixing pin 24 is inserted into a fixing hole 21 A provided at a predetermined position of the substrate 21 and fixed. One surface of the partition plate 24 a of the fixing pin 24 is in contact with the upper surface of the substrate 21.
A power supply terminal 21v, a ground terminal 21g, and output terminals 21x, 21y, and 21c corresponding to the respective terminals of the flexible substrate 13 are formed at positions of the fixing holes 21A of the substrate 21, and power supplies (not shown) are respectively shown in these terminals. Wires, ground wires, and signal wires are connected. The terminals of the flexible substrate 13 and the terminals of the substrate 21 are in electrical contact with each other on both surfaces of the partition plate of the fixing pin 24.
[0045]
The coordinate input device 20 of the present embodiment having the above configuration is mounted as a pointing device of a computer, for example, as in the coordinate input device 10 of the first embodiment, and performs a cursor movement, an object selection operation, and the like. be able to. Since the operation and functions that can be provided are the same as those of the coordinate input device 10 of the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.
If the substrate 21 and the lever operation unit 22 are fixed via the fixing pin 24 as in the coordinate input device 20 of the present embodiment, the lever operation unit 22 can be fixed to the substrate 21 more firmly. . In particular, the durability against the stress in the substrate surface direction is superior to the coordinate input device 10 of the first embodiment. Therefore, the coordinate input device according to the present embodiment is reliable because the lever operation unit 22 is difficult to peel off from the substrate 21 even when a large load is applied to the lever operation unit 22 during operation or in other situations. It has excellent properties.
[0046]
(Coordinate input device: third embodiment)
In the first and second embodiments, the second detection sensor unit that detects an input in the vertical direction of the substrate is formed on the same flexible substrate as the first detection sensor unit. The second detection sensor unit can also be configured separately. This type of configuration will be described in detail below as a third embodiment of the present invention with reference to the drawings.
[0047]
5 and 6 are views showing a coordinate input device 30 according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a side sectional view thereof, and FIG. 6 is an exploded view of the coordinate input device 30 shown in FIG. It is a perspective view shown. A coordinate input device 30 shown in these drawings is sandwiched between a substrate (base) 31, a piece-shaped lever operation unit 32 erected on the substrate 31, and the bottom surface of the lever operation unit 32 and the substrate 31. A sensor substrate (first detection sensor unit) 33, metal plates 34a and 34b for fixing the lever operation unit 32 to the substrate 31, and a metal contact member 37 are housed inside and placed above the lever operation unit 32. An operation cap 35 that is attached is schematically configured.
[0048]
The substrate 31 can be the same as the coordinate input device of the first and second embodiments. Although not shown, a signal line for connecting the coordinate input device 30 and an external control circuit and a plurality of terminals for connecting the substrate 31 and the sensor substrate 33 are formed on the substrate 31. In addition, a control circuit for driving the coordinate input device 30 and other electronic circuits may be mounted.
[0049]
The lever operating portion 32 is configured by integrating a substantially disc-shaped pedestal portion 32a and a quadrangular prism-shaped operating portion 32b erected at the center of the pedestal portion 32a. On the pedestal portion 32a, wedge-shaped grooves 32e are formed at 90 ° intervals in four directions so as to surround the outer periphery of the operation portion 32b, and the apexes of the wedges of these grooves 32e are 4 at the lower end of the side surface of the operation portion 32b. It is arranged to face one vertex. Although not shown, a pin (a configuration is the same as the pin 12c of the first embodiment) serving as a fulcrum when operating the coordinate input device 30 is provided at the center of the bottom surface of the pedestal portion 32a. And the protrusion part 32c is provided in the upper surface center of the operation part 32b.
[0050]
The sensor substrate 33 is a first detection sensor unit that detects an input in the in-plane direction of the substrate 31 to the coordinate input device 30. FIG. 7 is a top perspective view of the sensor substrate (first detection sensor portion) 33. The sensor substrate 33 includes four sensor body portions 38 formed on a substantially cross-shaped flexible substrate, and the sensor body portion. And a wiring connected to 38. The sensor main body 38, terminals, and wiring are actually formed on the back side in the figure. The sensor main body 38 surrounds a positioning hole 33a provided in the center of the sensor substrate 33 and is arranged in four directions at intervals of 90 °. Of the two terminals formed at the lower end of the sensor substrate 33 in the figure, The terminal 39y on the left side in the figure is a terminal for outputting a detection signal for the input in the vertical direction in the figure, and the terminal 39g on the right side is a ground terminal. Of the two terminals formed at the right end of the sensor substrate 33 in the figure, the upper terminal 39v in the figure is a power supply terminal, and the lower terminal 39x is a terminal that outputs a detection signal for an input in the horizontal direction in the figure. .
These terminals are respectively connected to terminals provided at corresponding positions on the substrate 31 in a state in which the sensor substrate 33 is fixed to the substrate 31 by the metal plates 34a and 34b. Depending on the case, it is bonded with a conductive adhesive or the like.
[0051]
The metal plates 34a and 34b are parts each including a crescent-shaped metal plate portion 34A and foot portions 34B extending from both ends of the outer surface in a direction perpendicular to the metal plate portion 34A. Protrusions 34c serving as contact points are formed at both ends of the upper surface. These metal plates 34a and 34b are arranged so that both of the metal plates 34a are brought into contact with each other to form a ring shape, and the inner surface of the metal plate 34A extends around the outer periphery of the prismatic operation portion 32b of the lever operation portion 32. It is attached from the upper surface of the base part 32a of the lever operation part 32 so that it may surround. The foot 34B is inserted into the four fixing holes 31a provided in the substrate 31 and joined by soldering or the like to fix the lever operating portion 32 and the sensor substrate 33 disposed on the bottom thereof to the substrate 31. ing.
The metal plates 34 a and 34 b constitute a second detection sensor unit that detects an input in the substrate vertical direction to the coordinate input device 30, and the foot portions 34 B of the metal plates 34 a and 34 b are fixed to the substrate 31. It is inserted into and fixed to the holes 31a, and is connected to a signal line and a ground line formed on the substrate 31, respectively.
[0052]
The metal contact member 37 is a metal part attached to the operation portion 32b so as to cover the upper surface of the operation portion 32b of the lever operation portion 32 and a part of the side surface, and the metal plate portion 37A on the upper surface is operated. It is processed into an arch shape that protrudes toward the portion 32a (the lower side in the figure). The arch-shaped metal plate portion 37A has the same function as the dome-shaped metal contact member 17 shown in FIG. 1, and is naturally deformed when deformed by pressing from the convex side and deformed to a substantially flat shape. The uneven direction is reversed. When the external force is removed, the elastic shape returns to its original shape.
Of the four side surfaces of the metal contact member 37, the opposing two side surfaces 37B and 37B are formed to extend longer toward the substrate 31 than the other two side surfaces 37C and 37C. As shown in FIG. 6, the ends of the two long side surfaces 37 B and 37 B have contact portions 37 a formed substantially parallel to the substrate 31. The contact portion 37a constitutes a second detection sensor portion that detects an input in the base vertical direction to the coordinate input device 30 together with the protrusion 34c formed on the upper surfaces of the metal plates 34a and 34b.
Further, of the four side surfaces of the metal contact member 37, the tip ends of the two side surfaces 37C and 37C (two side surfaces not having the contact portion 37a) formed relatively short are formed as shown in the side sectional view of FIG. The contact member 37 is processed into a circular arc portion 37D that protrudes to the inner side (the operation portion 32a side). With this shape, the arc portion 37D has a structure that presses the side surface of the operation portion 32a from both sides, so that the operation cap 35 and the metal contact member 37 do not wobble during operation, and at the same time the metal contact member It is possible to prevent 37 from falling off the operation unit 32b.
[0053]
The coordinate input device 30 having the above configuration is mounted as a pointing device of a computer, for example, as in the coordinate input devices of the first and second embodiments, and can perform cursor movement, object selection operation, and the like. it can.
The coordinate input device 30 of the present embodiment also operates in response to an input in the in-plane direction for movement of the cursor (ie, the operation of the first detection sensor unit) with the coordinate input device 10 of the first embodiment. Since this is the same, detailed description of the operation is omitted.
[0054]
The second detection sensor unit that detects input in the vertical direction of the substrate of the coordinate input device 30 includes a metal contact member 37 and metal plates 34a and 34b. The operation of the second detection sensor unit will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 8 is a sectional side view of the coordinate input device 30 and shows a state where the operation cap 35 is pressed.
First, when the operation cap 35 of the coordinate input device 30 in the state shown in FIG. 5 is pressed with a finger or the like, the operation cap 35 and the metal contact member 37 housed in the operation cap 35 are pushed down integrally, and FIG. It will be in the state shown. In this state, the contact portion 37a provided at the tip of the two side surfaces 37B of the metal contact member 37 is in contact with the protrusions 34c provided on the upper surfaces of the metal plates 34a and 34b. Then, the metal plates 34a and 34b connected to the signal line and ground line of the substrate 31 are short-circuited. In this way, the second detection sensor unit of the coordinate input device 30 operates.
[0055]
In addition, when the operation cap 35 is pressed, the convex portion having an arch shape in cross section provided on the metal plate portion 37A of the metal contact member 37 is defined by the protrusion 32c on the upper surface of the operation portion 32b. On the contrary, it is pushed upward. Since the metal contact member 37 has a function equivalent to that of the metal contact member 17 shown in FIGS. 1 and 2, when the metal contact member 37 is elastically deformed to a predetermined shape, the concavo-convex direction is naturally reversed. And since a vibration or a sound is emitted in the case of this reversal of this unevenness, the user can recognize that the input to coordinate input device 30 was detected. Furthermore, since the reaction force to the finger pressing the operation cap 35 is suddenly reduced when the unevenness is reversed, this is transmitted to the user's finger as a tactile feeling. Therefore, the user can recognize the movement also by the touch of the fingers. When the finger pressing the operation cap 35 is released, the metal contact member 37 and the operation cap 35 are returned to their original positions by the elastic return force of the metal contact member 37.
[0056]
Furthermore, in the coordinate input device 30 of the present embodiment, the stroke when the operation cap 35 is pressed is limited by the distance between the contact portion 37a of the metal contact member 37 and the protrusion 34c of the metal plates 34a and 34b. Therefore, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the arch-shaped metal plate portion 37A on the upper surface of the metal contact member 37 when the operation cap 35 is pushed down. Therefore, the coordinate input device 30 of the present embodiment is highly reliable because the metal contact member 37 is not easily damaged.
[0057]
(Coordinate input device: fourth embodiment)
In the present embodiment, a mode in which the second detection sensor unit that detects input in the vertical direction of the substrate to the coordinate input device is configured by a combination of a tact switch and an actuator will be described below with reference to FIGS. 9 to 11. To do.
FIG. 9 is a side sectional view of the coordinate input device of the present embodiment, and FIG. 10 is an exploded perspective view of the coordinate input device shown in FIG. A coordinate input device 40 shown in these drawings includes a substrate (base portion) 41, a lever operation unit 42 erected on the substrate 41, and a sensor substrate 43 sandwiched between the lever operation unit 42 and the substrate 41. And a metal plate 44 for fixing the lever operation part 42 to the substrate 41, and a tact switch 47 and an actuator 46 housed between the lever operation part 42 and the operation cap 45.
[0058]
As the substrate 41, a substrate equivalent to the coordinate input device of the first to third embodiments can be used. Although not shown, a signal line for connecting the coordinate input device 40 and an external control circuit and a plurality of terminals for connecting the substrate 41 and the sensor substrate 43 are formed on the substrate 41. In addition, a control circuit for driving the coordinate input device 30 and other electronic circuits may be mounted.
[0059]
The lever operation unit 42 includes a substantially disc-shaped pedestal portion 42a and an operation portion 42b that is erected on the pedestal portion 42a and integrated with the pedestal portion 42a. The operation portion 42b includes a square columnar hollow columnar portion 42c and a bottomed cylindrical switch storage portion 42d provided integrally on the upper surface of the columnar portion, and the switch storage portion 42d has a plate. A cylindrical tact switch 47 is accommodated. Further, the bottom of the switch housing portion 42d and the inside of the columnar portion 42c are in communication with each other, and a connection terminal 47a for connecting the tact switch 47 and the wiring formed on the sensor substrate 43 is inserted therethrough. .
[0060]
The substantially disc-shaped pedestal portion 42a is provided with fan-shaped cutout portions 42e surrounding the columnar portions 42c of the operation portion 42b at intervals of 90 °, and the center of each fan-shaped cutout portion 42e is columnar. It arrange | positions so as to oppose the vertex of the part 42c side surface lower end. By providing these notches 42e, when the operating portion 42b is pressed in the in-plane direction of the substrate, a part of the pedestal portion 42a is deformed and the operating portion 42b is tilted.
[0061]
Two connection terminals 47a, a tact switch 47, and an actuator 46 are accommodated in order from the substrate 41 side in the switch accommodating portion 42d of the lever operating portion 42. The side surface and the upper surface of the switch accommodating portion 42c of the lever operating portion 42 are accommodated. An operation cap 45 is attached so as to cover. Any tact switch 47 can be used as long as it is small and surface-mounted. However, the switch button 47D is provided on the upper surface, and connection is turned on and off by the switch button 47D on the lower surface side. A device in which two terminal portions are formed is used. For example, SKQR (trade name: manufactured by Alps Electric Co., Ltd.) can be used. Further, the stroke and click feeling of the switch button 47D may be appropriately selected according to the target characteristics. Further, the shape of the connection terminal 47a is not limited to the shape composed of the metal base portion 47A and the foot portion 47B as shown in FIG. 10, but is a combination of two terminal portion shapes formed on the lower surface of the tact switch 47. Therefore, an appropriate shape may be selected.
[0062]
The actuator 46 is a component made of cylindrical resin or metal, and a protrusion 46a is provided at the center of the bottom surface. The actuator 46 is inserted into the switch housing portion 42d with the protrusion 46a facing the tact switch 47 side. When the operation cap 45 is pressed, it moves downward together with the operation cap 45, and the tact switch 47 is pressed by the projection 46a.
Further, the actuator 46 can be configured integrally with the operation cap 45. For example, if the resin molded product is integrated with the operation cap 45, the number of parts can be reduced, and thus the manufacturing cost can be reduced.
[0063]
The sensor substrate 43 constitutes a first detection sensor unit for detecting an input in the substrate in-plane direction in the coordinate input device 40 of the present embodiment. FIG. 11 is a top perspective view of the sensor substrate 43. In this figure, a sensor substrate 43 has four sensor main bodies 48, a printed wiring connected to these sensor main bodies 48, and these printed wiring and wiring on the substrate 41 on a substantially cross-shaped flexible substrate. Various terminals for connection are provided.
The sensor main body 48 surrounds the central portion of the sensor substrate 43 and is arranged at 90 ° intervals in four directions. The sensor main body 48 has the same function as the sensor main body 18 shown in FIG. 3 and the sensor main body 38 shown in FIG. The sensor board 43 is provided with two output terminals 43A and 43B through which the foot 47B of the connection terminal 47a is penetrated and connected, and the output terminals 43A and 43B have printed wiring. It is connected.
At the lower and right ends of the sensor substrate 43 in the figure, a signal terminal 49y for outputting a detection signal for an input in the vertical direction in FIG. 11, a signal terminal 49x for outputting a detection signal for an input in the horizontal direction in FIG. A power terminal 49v for supplying power to the unit 48, a ground terminal 49g, and a signal terminal 49t for outputting a detection signal of the tact switch 47 are provided. These terminals are connected to the sensor main body 48 and the two output terminals 43B and 43C at the center of the sensor plate 43 via printed wiring.
[0064]
Next, the arrangement of the parts constituting the coordinate input device 40 will be described.
The lever operation unit 42 and the sensor substrate 43 are provided with the sensor substrate 43 on the bottom of the lever operation unit 42, and a ring-shaped metal plate 44 is attached from the upper surface of the base 42 a of the lever operation unit 42. A leg portion 44 A extending in four directions from the outer peripheral edge of the substrate is fixed to the substrate 41 by bonding to a through hole 41 A formed in the substrate 41.
The connection terminal 47a is inserted through the two output terminals at the center of the sensor substrate 43 from above the switch housing part 42d of the lever operation part 42, and the tact switch 47 has a detection surface (surface on which the switch button 47D is provided). ) Facing upward, is housed in the switch housing portion 42d and is connected to the connection terminal 47a.
The actuator 46 is inserted into the switch housing portion 42d with the projection 46a formed on one surface facing downward (tact switch 47 side), and the operation cap 45 is attached to cover the side surface and the upper surface of the switch housing portion 42d. Yes.
[0065]
In the coordinate input device 40 of the present embodiment having the above configuration, the tact switch 47 constitutes a second detection sensor unit that detects an input in the base vertical direction. That is, when the operation cap 45 is pressed, the actuator 46 inside the operation cap 45 moves downward together with the operation cap 45, and the protrusion 46a on the bottom surface of the actuator 46 presses the switch button 47D of the tact switch 47. On / off of the input in the base vertical direction is detected. Then, a detection signal is output to an external control circuit via the connection terminals 47 a and 47 a connected to the tact switch 47 and the printed wiring of the sensor substrate 43.
[0066]
The tact switch 47 used in the coordinate input device according to the present embodiment has a function equivalent to that used in a mouse button or the like, for example, and performs input to the switch button 47D. The vibration is transmitted to the finger pressing the switch together with the switch sound. Therefore, in the coordinate input device 40 of the present embodiment, as in the coordinate input devices of the first to third embodiments, the user is detected to input in the vertical direction of the board by the tactile feeling transmitted to the sound or fingers. You can recognize that.
Similar to the coordinate input devices of the first to third embodiments, the coordinate input device 40 is mounted as a pointing device of a computer, for example, and can perform a cursor movement, an object selection operation, and the like.
The coordinate input device 40 of the present embodiment also operates in response to an input in the in-plane direction for the movement of the cursor (ie, the operation of the first detection sensor unit) with the coordinate input device 10 of the first embodiment. Since this is the same, detailed description of the operation is omitted.
[0067]
(Coordinate input device: fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments, the second detection sensor unit that detects an input in the vertical direction of the substrate is built in the lever operation unit. However, the second detection sensor unit is a lever. It can also be arranged on the side of the substrate on which the operation unit is erected. This configuration is a fifth embodiment of the present invention and will be described below with reference to FIGS.
FIG. 12 is a side sectional view of the coordinate input device of this embodiment, and FIG. 13 is an exploded perspective view of the coordinate input device shown in FIG. The coordinate input device shown in these drawings includes a substrate (base) 51, a lever operation unit 52 erected on one surface of the substrate 51, and a sensor substrate 53 a sandwiched between the lever operation unit 52 and the substrate 51. A metal plate 54 for fixing the lever operation unit 52 to the substrate 51, an operation cap 55 attached to the lever operation unit 52, and a sensor substrate 53b provided on the substrate surface opposite to the lever operation unit 52. And a metal contact member 57 disposed on the sensor substrate 53 b and a protrusion 56 provided outside the substrate 51 so as to face the metal contact member 57.
[0068]
As the substrate 51, a substrate equivalent to the coordinate input device of the first to fourth embodiments can be used. Although not shown, the substrate 51 has a signal line for connecting the coordinate input device 50 and an external control circuit, and a plurality of terminals 51A for connecting the substrate 51 and the sensor substrates 53a and 53b. Is formed. In addition, a control circuit for driving the coordinate input device 50 and other electronic circuits may be mounted, and a circuit for connecting the sensor substrates 53a and 53b may be provided.
[0069]
The lever operation unit 52 includes a substantially disc-shaped pedestal portion 52a and a quadrangular columnar operation portion 52b that is erected in the center and integrated with the pedestal portion 52a. The pedestal 52a is provided with triangular grooves 52c at 90 ° intervals in four directions so as to surround the operation part 52b, and this triangular groove 52c is arranged so that one vertex thereof is abutted with the vertex on the side surface of the operation part 52. The sides of the adjacent triangular grooves 52c, 52c are substantially parallel to each other.
[0070]
The sensor substrate 53a is equivalent to the sensor substrate 33 shown in FIG. 7, and forms a first detection sensor unit in the coordinate input device 50 of the present embodiment. Since the configuration and function of the sensor substrate 53a according to this embodiment are the same as those of the sensor substrate 33 described above, detailed description thereof is omitted.
[0071]
The metal plate 54 fixes the substrate 51 and the lever operation unit 52 having the sensor substrate 53a on the bottom surface by legs 54B and 54C provided on each side of the substantially octagonal metal plate 54A. Of the foot portions 54B and 54C, the foot portions 54C provided on the four sides facing each other are extended upward, and the other foot portions 54B on the other four sides are extended downward. The foot portion 54 C extending upward grips the pedestal portion 52 a of the lever operation portion 52 with the sensor substrate 53 a interposed therebetween. On the other hand, the leg portion 54 B extending downward is inserted into a fixing hole 51 A provided at a predetermined position of the substrate 51, and is bent on the back side of the substrate 51 so as to hold the substrate 51. It has become. In this way, the lever operation unit 52 is erected on the substrate 51, and each terminal of the sensor substrate 53a is connected to a corresponding terminal formed on the substrate 51.
[0072]
The second detection sensor unit in the coordinate input device 50 of the present embodiment includes a sensor substrate 53 b provided on the back side of the substrate 51 (on the opposite side to the lever operation unit 52) and a metal contact member 57. Although not shown, the sensor substrate 53b has the same structure as the second detection sensor portion 13b of the flexible substrate 13 shown in FIG. 3, and surrounds the circular electrode formed in the center and the circular electrode. And a terminal for connecting these electrodes to a signal line or a ground line formed on the substrate 51. The metal contact member 57 is a metal dome-shaped component, and is disposed on the flexible substrate 53 b with its convex surface facing the outside of the substrate 51. And the outer peripheral part of the said metal contact member 57 is connected to the electrode formed in the outer peripheral side of the sensor board | substrate 53b.
In addition, as shown in FIG. 12, a protrusion 56 is provided outside the substrate 51 so as to face the metal contact member 57.
[0073]
In the coordinate input device 50 configured as described above, when the operation cap 55 is pressed and an input in the vertical direction of the base is performed, the substrate 51 itself moves downward integrally with the operation cap 55, and the back side of the substrate 51 The metal contact member 57 provided on the metal contacts the projection 56, and the projection 56 is deformed so that the height of the convex portion of the metal contact member 57 is lowered. Then, when the metal contact 57 is deformed by the protrusion 56 until it has a substantially planar shape, the two electrodes of the flexible substrate 53b are short-circuited, and the switch of the second detection sensor unit is turned on / off.
Also in the operation of the second detection sensor part, the fact that the second detection sensor part detects the input is that the vibration or sound generated when the metal contact member 57 is deformed and the unevenness of the metal contact member 57 are reversed. The user is recognized by vibrations (tactile feeling) transmitted to the fingers during elastic deformation.
[0074]
In the fifth embodiment, the second detection sensor unit is configured by the flexible substrate 53b and the metal contact member 57. However, instead of these, a surface mount type tact switch may be used. A function equivalent to the above can be provided.
Alternatively, a circuit equivalent to the flexible substrate 53b disposed on the back side of the substrate 51 may be formed directly on the substrate 51 on the side opposite to the lever operation portion 52, and the metal contact member 57 may be disposed on this circuit. The above operation can be performed.
[0075]
(Keyboard input device)
FIG. 14 is a partial plan view showing an example of the configuration of a keyboard input device in which the coordinate input device of the present invention is fixed inside a housing in which a large number of key switches are arranged. As shown in this figure, in the keyboard input device according to the present invention, a coordinate input device 60 is arranged between a number of key switches 61. As the coordinate input device 60, any one of the coordinate input devices of the first to fifth embodiments can be used.
In the most basic configuration of the keyboard input device according to the present invention, the coordinate input device 60 is arranged, for example, between the G key and the H key of the QWERTY array as shown in FIG. By arranging the coordinate input device 60 at such a position, the user can operate the coordinate input device 60 without moving his / her hand from the home position of the keyboard to perform a cursor movement operation or the like.
Further, the coordinate input device 60 shown in FIG. 14 includes a second detection sensor unit for vertical input as in the coordinate input devices of the first to fifth embodiments, and detects vertical input. It has a function that allows the user to recognize that it has been done by sound or vibration. Therefore, the coordinate input device can provide a function corresponding to the mouse click function such as an object selection operation and can be used while the user recognizes the click operation, and has an excellent operation feeling. As described above, if the keyboard input device includes the coordinate input device according to the present invention, it is possible to provide a keyboard input device with excellent operational feeling.
[0076]
(Electronics)
FIG. 15 is a perspective view schematically showing a mobile phone which is an example of an electronic apparatus equipped with the coordinate input device of the present invention. In this figure, a cellular phone 80 includes a display 81, a plurality of operation buttons 82, an earpiece 83, a mouthpiece 84, and a coordinate input device 85 according to the present invention. As the coordinate input device 85, any of the coordinate input devices of the first to fifth embodiments can be used.
Since the cellular phone 80 includes the coordinate input device 85 according to the present invention, an operation of selecting an object displayed on the display 81 can be performed by an operation of pressing the coordinate input device 85. Then, the user can surely recognize that an operation of pressing the coordinate input device 85 is detected by sound or vibration.
As described above, the electronic device according to the present invention is configured to include the coordinate input device according to the present invention, and thus has an excellent operational feeling.
[0077]
【The invention's effect】
As described above in detail, the coordinate input device according to the present invention includes a first detection sensor unit for detecting a two-dimensional pressing force in a base in-plane direction and a base vertical direction input. Since the second detection sensor unit and a metal contact member for switching the second detection sensor unit are provided, the first detection sensor unit detects an input in the base surface direction. In addition, the second detection sensor unit detects an input in the base vertical direction and enables various operations. For example, if it is used as a pointing device of a computer, the cursor can be moved on the screen, and an object selection operation can be performed by operating only the coordinate input device of the present invention without using a switch button provided in another part. Can be realized. Then, the user reliably recognizes that the input in the vertical direction of the base is detected by vibration (tactile feeling) or sound generated when the metal contact member is elastically deformed by the input in the vertical direction of the base. This is a coordinate input device with excellent operational feeling.
[0078]
Next, in the coordinate input device, if the lever operation part and the base part are fixed by a plurality of fixing pins penetrating the bottom surface of the lever operation part and the base part, the lever operation part and the base part Can be more firmly fixed, and thus a coordinate input device having excellent reliability can be provided.
[0079]
Next, since the coordinate input device according to the present invention is configured to detect an input in the vertical direction of the base by turning on / off a tact switch provided on the lever operation unit, when the tact switch is turned on / off The user can recognize that the input in the vertical direction of the base has been detected by the vibration or sound.
[0080]
Next, a coordinate input device according to the present invention includes a flexible substrate disposed on a base portion opposite to a lever operation portion erected on a base portion, a metal contact member disposed thereon, and the metal contact In order to press and elastically deform the member, it is provided with a protrusion provided outside the base, so that the metal contact member is pressed against the protrusion by an input in the vertical direction of the base, and the flexible substrate switching operation It can be performed. Further, the user can recognize that the input in the vertical direction of the base has been detected by vibration (tactile feeling) or sound generated when the metal contact member is elastically deformed.
[0081]
Next, since the keyboard input device according to the present invention has a configuration in which the coordinate input device described above is fixed to a housing in which a large number of key switches are arranged, the keyboard input device alone is displayed on a display, for example. It is possible to easily move the cursor and select an object. And since it can be used recognizing that the input of the base part perpendicular direction of a coordinate input device was detected, it is a keyboard input device excellent in the usability.
Next, since the electronic apparatus according to the present invention includes the coordinate input device described above or the keyboard input device described above, an object selection operation on the display can be performed comfortably and easily. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a coordinate input device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the coordinate input device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a top view of the flexible substrate 13 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a coordinate input device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional side view of a coordinate input device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a coordinate input device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a top view of a flexible substrate 23 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side sectional view showing a state where a coordinate input device according to a third embodiment of the present invention is pressed.
FIG. 9 is a sectional side view of a coordinate input device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a coordinate input device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a top view of a flexible substrate 23 according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional side view of a coordinate input device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an exploded perspective view showing a coordinate input device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a partial plan view showing an example of the configuration of the keyboard input device according to the present invention.
FIG. 15 is a perspective view schematically showing a mobile phone which is an example of the electronic apparatus according to the invention.
FIG. 16 is an exploded perspective view showing an example of a conventional coordinate input device.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50 Coordinate input device
11, 21, 31, 41, 51 Substrate (base)
12, 22, 32, 42, 52 Lever operation part
12a, 22a, 32a, 42a, 52a Pedestal part (operation plate)
12b, 22b, 32b, 42b, 52b operation unit
13a 1st detection sensor part
13b Second detection sensor unit
14 Metal clip
15, 35, 45, 55 Operation cap
15a protrusion
17, 57 Metal contact member (metal plate part)
24 Fixing pin
32c protrusion
33 Sensor substrate (first detection sensor unit)
34a, 34b Metal plate (second detection sensor)
37 Metal contact member (second detection sensor)
44, 54 Metal plate
37A Metal plate part
42d Switch storage
46 Actuator
47 tact switch
47a Connection terminal
53a Flexible substrate (first detection sensor unit)
53b Flexible substrate (second detection sensor unit)

Claims

A base part, a lever operating part that is erected on the base part and has an operation cap attached to the upper part thereof, and detects a two-dimensional pressing force in the base surface direction against the lever operating part and outputs a two-dimensional detection signal A first detection sensor unit for detecting a pressing force in a base vertical direction with respect to the lever operation unit and outputting an input / output signal; the first detection sensor unit; and A control circuit that performs arithmetic processing on a signal from the second detection sensor unit,
Along with the tilting of the lever operation unit, a drag function is performed by a signal from the second detection sensor unit, the lever operation unit and the first detection sensor unit are arranged in contact with each other, and the first 2 is provided on the lever operation part, a metal contact member is provided on the upper side of the second detection sensor part, and the operation cap is disposed at a position facing the metal contact member of the lever operation part. A coordinate input apparatus comprising an action portion for elastically deforming the metal contact member by pressing force in a vertical direction of the base portion by pressing and turning the second detection sensor portion on and off .

The action portion is formed of a protrusion, and the metal contact member includes a metal plate portion that is elastically deformed by a pressing force from the protrusion and is elastically restored by releasing the pressing force from the protrusion. The coordinate input device according to claim 1.

A keyboard input device, wherein the coordinate input device according to claim 1 or 2 is fixed to a housing in which a number of key switches are arranged.

An electronic apparatus comprising the coordinate input device according to claim 1.

An electronic apparatus comprising the keyboard input device according to claim 3.