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Title:
INPUT DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS USING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/104335
Kind Code:
A1
Abstract:
An input device which permits an operator to have excellent feeling of operation and an electronic apparatus using the input device. The input device (1) is composed of a printed board (10) which has a plurality of electrostatic electrodes (12) arranged on the top face of the periphery of a fit-in hole (13) and a rotating operation body (30) which is fitted in the fit-in hole (13) of the printed board (10) to be assembled rotatably. When a rotating plate (31) of the rotating operation body (30) is pressed, the rotating plate elastically deforms in the thickness direction, and when pressing is stopped, the rotating plate returns and permits the operator to have the feeling of operation.

Inventors:
WASHIZU TOMOYUKI (JP)
MIYASAKA TAKESHI (JP)
MUROTA MASAYUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/073084
Publication Date:
August 27, 2009
Filing Date:
December 18, 2008
Export Citation:
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Assignee:
OMRON TATEISI ELECTRONICS CO (JP)
WASHIZU TOMOYUKI (JP)
MIYASAKA TAKESHI (JP)
MUROTA MASAYUKI (JP)
International Classes:
G06F3/023; G06F3/033; G06F3/0362; H01H25/04; H01H36/00
Foreign References:
JP2007033862A2007-02-08
JP2006526214A2006-11-16
JP2002373050A2002-12-26
JP2007042489A2007-02-15
Attorney, Agent or Firm:
TANAKA, Mitsuo et al. (JP)
Mitsuo Tanaka (JP)
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Claims:
 嵌合孔の周囲上面に複数の静電電極を配置したプリント基板と、
 前記プリント基板の前記嵌合孔に嵌合して回動自在に組み付けられる回転操作体と、を備え、
 前記回転操作体の回転板を押圧すると、板厚方向に弾性変形し、押圧を解除すると、復帰して操作感触を付与することを特徴とする入力装置。
 前記回転操作体が半径方向の外側に向かって板厚が薄くなることを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
 前記回転操作体が、前記プリント基板との対向面の外周縁部に肉厚部を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の入力装置。
 前記回転操作体の直下に位置する前記プリント基板の上面に、補強部を設けたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の入力装置。
 前記回転操作体の直下に位置する前記プリント基板の下面に、補強用底板を設けたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の入力装置。
 前記回転操作体と前記プリント基板との間に摺動シートを配置したことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の入力装置。
 前記回転操作体の下面又は前記プリント基板の上面の少なくともいずれか一方に摺動層を一体に設けたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の入力装置。
 嵌合孔の周囲上面に複数の静電電極を配置したプリント基板と、
 前記プリント基板の前記嵌合孔に嵌合して回動自在に組み付けられる回転操作体と、を備え、
 前記回転操作体の回転板を押圧すると、板厚方向に弾性変形し、押圧を解除すると、復帰して操作感触を付与する入力装置が組み込まれたことを特徴とする電子機器。
Description:
入力装置及びこれを用いた電子 器

 本発明は、例えば、携帯電話、PC、PDA、 レビ、ビデオ等の電子機器に適用できる入 装置及びこれを用いた電子機器に関する。

 従来、静電容量の変化を検出するセンサ 利用した入力装置が知られている。そのよ な入力装置では、指で接触することにより プリント基板に埋設されているコンデンサ 静電容量を変化させている。センサのコン ンサは格子状に配置されているため、セン の表面で移動した指の軌跡は、静電容量の 化があった軌跡から知ることができ、モニ ー上におけるスクロール等の操作に使用さ ている。

 例えば、特許文献1に係る入力装置では、 回転操作子を回転させることにより、回転量 及び回転方向に応じた信号を制御回路を介し て出力部から外部回路に出力している。そし て、回転操作子を押圧することにより、押し 込み移動に対応する静電容量の変化を制御回 路を介して出力部から外部回路に出力してい る。これらの信号が、この入力装置の組み込 まれたAV機器の表示部に表示され、選択され 設定項目を実行処理する(特許文献1参照)。

 しかしながら、従来の入力装置の回転操作 は、板厚が一様な回転板に回転軸が設けら たものである。このため、回転板とプリン 基板との間隔が一様であるので、回転操作 を押圧操作しても所望の操作感触が得られ いという問題点がある。

特開2007-42489号公報

 本発明は、前記従来の問題点に鑑みてな れたもので、優れた操作感触を有する入力 置及びこれを用いた電子機器を提供するこ を課題とする。

 前記課題を解決するための手段として、 発明の入力装置及びこれを用いた電子機器 、嵌合孔の周囲上面に複数の静電電極を配 したプリント基板と、前記プリント基板の 記嵌合孔に嵌合して回動自在に組み付けら る回転操作体と、を備え、前記回転操作体 回転板を押圧すると、板厚方向に弾性変形 、押圧を解除すると、復帰して操作感触を 与するようにしたものである。

 この構成により、回転操作体を操作する 、指が回転操作体に押圧することで、回転 作体を板厚方向に弾性的に変形させること より、回転操作体がプリント基板に接近し 入力部の静電電極が変化する。そして、弾 復帰する際の操作感触を付与することによ 、操作者が安心感を得られる。

 実施形態としては、前記回転操作体が半径 向の外側に向かって板厚が薄くなることが ましい。
 この構成により、回転操作体が半径方向外 に向かうほど板厚が薄くなっていくので、 圧操作の際の押し込み量が増加する。この め、弾性復帰する際の操作感触が増加し、 力装置の操作感触を向上させることができ 。
 また、板厚が一様な場合と比較して、回転 作体の回転板を押圧した際における回転操 体とプリント基板との接触面積が少なくな 。このため、回転トルクによる摩擦抵抗を 減することができ、適度な摩擦抵抗を有す 入力装置が得られる。

 また、他の実施形態としては、前記回転操 体が、前記プリント基板との対向面の外周 部に肉厚部を設けることが好ましい。
 この構成により、回転操作体の回転板が押 された際に、回転軸と外周縁部とで回転操 体を支持するため、回転操作体の回転板が 安定するとともに、弾性復帰する際の操作 触を得ることができる。その結果、入力装 の操作感触を向上させることができる。

 また、別の実施形態としては、前記回転操 体の直下に位置する前記プリント基板の上 に、補強部を設けることが好ましい。
 この構成により、プリント基板を補強する とで、プリント基板の変形量を低減させる とができる。このため、押圧操作の際のプ ント基板の安定感を増加させることができ 入力装置の操作感触が向上する。

 また、異なる実施形態としては、前記回転 作体の直下に位置する前記プリント基板の 面に、補強用底板を設けることが好ましい
 この構成により、補強用底板を設けてプリ ト基板を補強することで、プリント基板の 形量を低減させることができる。このため 押圧操作の際のプリント基板の安定感を増 させることができ、入力装置の操作感触が 上する。

 また、別の実施形態としては、前記回転操 体と前記プリント基板との間に摺動シート 配置することが好ましい。
 この構成により、回転操作体を滑らかに摺 させることができ、入力装置の操作感触が 上する。

 また、前記回転操作体の下面又は前記プリ ト基板の上面の少なくともいずれか一方に 動層を一体に設けることが好ましい。
 この構成により、回転操作体を滑らかに摺 させることができ、入力装置の操作感触が 上する。

 また、他の発明としては、携帯電話、PC、PD A、テレビ、ビデオ等の電子機器が、嵌合孔 周囲上面に複数の静電電極を配置したプリ ト基板と、前記プリント基板の前記嵌合孔 嵌合して回動自在に組み付けられる回転操 体と、を備え、前記回転操作体の回転板を 圧すると、板厚方向に弾性変形し、押圧を 除すると、復帰して操作感触を付与する入 装置が組み込まれるようにした。
 この構成により、所望の操作感触を有する 子機器が得られるという効果がある。

本発明にかかる入力装置が組み込まれ 携帯電話の正面図である。 図2(A)は本発明にかかる入力装置の拡大 正面図、図2(B)は本発明にかかる入力装置の 大背面図である。 図3(A),3(B)は図2で示した入力装置を上下 方向からそれぞれ視た斜視図である。 図3(A)で示した入力装置の上方から視た 分解斜視図である。 図3(B)で示した入力装置の下方から視た 分解斜視図である。 図6(A)は本発明の第1実施形態における 転操作体の側面図、図6(B)は本発明の第1実施 形態における入力装置のVI-VI断面図である。 図7(A)は本発明の第2実施形態における 転操作体の側面図、図7(B)は本発明の第2実施 形態における入力装置の断面図である。 図8(A)は本発明の第3実施形態における 転操作体の側面図、図8(B)は本発明の第3実施 形態における入力装置の断面図である。 図9(A)は本発明の第4実施形態における 転操作体の側面図、図9(B)は本発明の第4実施 形態における入力装置の断面図である。 図10(A)は本発明の第5実施形態における 入力装置のプリント基板の上面に補強部を設 けた入力装置のXI-XI断面図、図10(B)は本発明 第5実施形態における入力装置のB領域拡大断 面図、図10(C)は本発明の第5実施形態における 入力装置のC領域拡大断面図である。 本発明の第5実施形態における入力装 の上面に補強部を設けたプリント基板の斜 図である。 本発明の第6実施形態における入力装 の断面図である。

符号の説明

 1 入力装置
 2 携帯電話機
 3 モニター
 5 テンキー
 6 マイク
 7 スピーカー
 10 プリント基板
 11 入力部
 12 静電電極部
 13 嵌合孔
 15 電極部
 16 補強板
 17 金属端子
 18 制御素子
 19 補強リブ
 20 底板
 21 嵌合孔
 22 段部
 23 リブ
 24 摺動シート
 25 嵌合孔
 26 抜け止め板
 27 Eリング
 28 底板
 29 底板
 29a 回転軸
 29b カシメられた回転軸
 30 回転操作体
 31 回転板
 32 回転軸
 33 凸部
 34 細首部
 35 軸部
 36 回転軸
 37 カシメられた凸部
 38 外周縁部
 38a 肉厚部
 39 回転操作体
 39a カシメられた回転軸

 本発明にかかる入力装置の実施形態を、図1 ないし図12の添付図面に従って説明する。
 第1実施形態にかかる入力装置1は、図1ない 図6に示すように、携帯電話機2に適用した 合である。
 すなわち、携帯電話機2に設けられたモニタ ー3内のスクロールバー(図示せず)を入力装置 1の回転操作体30の回転板31を回動させてスク ールし、回転操作体30の回転板31を押圧操作 して選択指示を出すことができる。なお、5 テンキー、6はマイク、7はスピーカーである 。

 前記入力装置1は、図4及び図5に示すよう 、プリント基板10の下面に配置した底板(補 用底板)20と、前記プリント基板10の上面に 置される摺動シート24と、回動自在に取り付 けられる回転操作体30と、からなるものであ 。

 本実施例にかかるプリント基板10は、FPC(フ キシブルプリント基板)である。前記プリン ト基板10は、フレキシブルな樹脂フィルムか なり、電極部15の長手方向の幅で、所定の さを有する樹脂フィルムと、入力部11の直径 の幅で所定の長さを有する樹脂フィルムとが 一体となったものである。プリント基板10の 面には補強板16、下面には金属端子17が設け られている。また、さらに、プリント基板10 下面には、嵌合する底板20と重ならない位 に制御素子18が設けられている。
 プリント基板10は、図4に示すように、一端 、円環状の入力部11が設けられている。入 部11は、90度の範囲で区切られた4つの静電電 極部12からなっている。静電電極部12が検知 た信号は、制御素子18を介し、電極部15から 力される。入力部11の内側には、嵌合孔13が 設けられている。なお、静電電極部12は、両 テープ又は接着剤で接着されている。

 前記底板20は、図3ないし図5に示すように 、円板であり、中心に設けた嵌合孔21の周囲 面に円環状の段部22が設けられている。底 20の上面には、嵌合孔21を包囲する円環状の ブ23とが設けられている。

 摺動シート24は、図4及び図5に示すように 、円形であり、その中心には、嵌合孔25が設 られている。

 回転操作体30は、図5に示すように、回転 31の下面中心に回転軸32を突設したものであ る。第1実施例では、回転軸32は、凸部33の下 中心から突設した軸部35に細首部34を設けて ある。

 次に、前述の構成部品の組立について説明 る。
 回転操作体30の回転軸32を摺動シート24の嵌 孔25、プリント基板10の嵌合孔13、底板20の 合孔21、抜け止め板26の順に挿通する。つい 、抜け止め板26を底板20の段部22に嵌合した 、Eリング27を回転操作体30の細首部34に係止 し、抜け止めする。

 次に、前述の構成からなる入力装置1の操作 方法について説明する。
 回転操作体30を回動すると、指で回転板31が 押圧されるので、回転板31が板厚方向に弾性 形し、プリント基板10の入力部11に接近する 。このため、回転板31が接近した範囲にある 電電極部12との間で静電誘導が発生し、静 容量が変化する。そして、静電容量の変化 追跡することにより、指の回動方向と回動 とを検出することができる。また、回動で なく押圧のみであった場合でもON/OFFスイッ や、入力等の指示を実行できる。この結果 所望の入力を生成することができる。

 特に、本発明にかかる入力装置1では、操 作感触を向上させる要素について説明する。 上述したように、入力装置1の操作は、回転 作体30の回転板31の押圧又は回動である。い れの操作においても、回転板31と入力部11と の接触面積及び/又は回転板31の断面形状が操 作感触を向上させる要素の一部となる。摺動 シート24又は摺動層は回転操作体30の回動時 、回転操作体30の回転を滑らかにするととも に、適度な摺動摩擦を発生させ、回動の安定 感を維持する。

 図6(A)に示す第1実施形態にかかる回転操作 30の回転板31の断面形状は、軸部35を除く下 外周では、上側に膨出する湾曲面となって る。
 従来の回転操作体の平滑な回転板と比較し 、本発明にかかる本実施形態の回転板31は 性的に変形するので、回転操作体30の回転板 31を押し込むことができる。また、本実施形 の形状により、平滑な回転板と比較して、 し込み量をより多く確保できる。その結果 押し込んだ際に、回転板31の弾性復帰する の操作感触を得ることができ、入力装置1の 作感触を向上させることができる。

 第2実施形態は、図7に示すように、回転板31 の断面形状は、回転軸36を除く下面外周では 回転軸36に接する平坦面に続いて、半径方 外側へ、下側に膨出する湾曲面となってい 。
 この回転操作体30は、回転軸36の近傍で、回 転板31と摺動シート24を介した底板28との接地 面積が一定量確保されているので、第1実施 態と比較して、回転操作の際の安定感が向 している。
 また、図7(A)に示す回転操作体30の回転板31 、回転軸36が、図7(B)に示すようにカシメら 、底板28と一体化されている。このような回 転操作体30は、組立工程を減少させることが き、製造コストを軽減できるという利点も る。

 第3実施形態の、図8(A)に示す回転操作体30の 回転軸36は、カシメられた回転軸39aを示して る。
 回転板31の断面形状は、回転軸36を除く下面 外周では、回転軸36に接する平坦面に続いて 半径方向外側へ、上側に膨出する湾曲面と っている。
 図7(A)に示す第2実施形態にかかる回転操作 30の回転板31と比較して、回転板31下面での 坦面による接地面積を一定量確保する一方 、この回転操作体30の回転板31の押し込み量 、半径方向外側で増加させている。その結 、押し込んだ際に、回転板31の弾性復帰す 際の操作感触が増加し、入力装置1の操作感 を向上させることができる。

 第4実施形態は、図9に示すように、回転板31 の断面形状は、第3実施形態にかかる回転操 板30の回転板31と同様に、回転軸36を除く下 外周では、回転軸36に接する平坦面に続いて 、半径方向外側へ、上側に膨出する湾曲面と なっている。
 本実施形態にかかる回転操作板30の回転板31 は、回転板31の外周縁部38に、肉厚部38aをさ に設けている。それにより、本実施形態に かる回転操作板30の回転板31は、回転板31が し込まれた際に、回転板31の最も外側に位置 する、肉厚部38aが、回転板31を支持する。そ 結果、第1~3実施形態にかかる回転操作板30 回転板31と比較して、回転板31の半径方向内 と外側の両方で支持された回転板31が、押 込まれた際の回転板31の弾性復帰する際の操 作感触をさらに増加させる。そのため、入力 装置1の操作感触をさらに向上させることが きる。
 また、回転板31の外周縁部38に肉厚部38aを設 けたことで、回転板31の耐久性を向上させる ともできる。

 図10及び図11に示す第5実施形態では、プ ント基板10の上面の、入力部11に補強リブ(補 強部)19を設けてもよい。例えば、静電電極部 12を包囲する位置に設けることができる。前 補強リブ19の位置は、一例である。図10(B)は 図10(A)のB領域の拡大断面図を示す。また、図 10(C)は、図10(A)のC領域の拡大断面図を示す。 リント基板10を補強することで、プリント 板10の変形量を低減させることができる結果 、押圧操作の際のプリント基板10の安定感を 加させ、入力装置1の操作感触を向上させる ことができる。また、耐久性や円滑性も向上 させることができる。本実施形態においては 、摺動シート24はなくてもよい。

 図12に示す第6実施形態のように、底板29 設けられた回転軸29aが、回転操作体39の孔に 挿通されて固定されてもよい。このようにす ることで、回転操作体39の成形が容易になる いう利点がある。また、回転操作体30の回 軸32,36を底板20,28へ固定する方法は、カシメ( 例えば、図7(B))、Eリング27の使用等、いずれ よってもよい。

 各実施形態においては、回転操作体30が板 方向にたわむことで、回転操作体30がプリン ト基板10に接近するため、回転操作体の板厚 一様な場合と比較して、検知感度は向上す 。
 また、各実施形態の回転操作体30は、指で さえ込まれた際のプリント基板10への接触面 積が、回転操作体の板厚が一様な場合と比較 して少ない。このため、回転トルクによる過 剰な摩擦抵抗を低減でき、適度で安定した摩 擦抵抗を得ることができる。

 以上の説明は、本発明の技術思想を例示 に説明したものに過ぎず、本発明で開示さ た実施形態により、本発明の技術思想が限 されるものではない。特許請求の範囲内で 正及び変形が可能である。

 本実施形態では、プリント基板10はFPC(フ キシブルプリント基板)であるが、例えば、 ガラスエポキシ基板のようなリジッドなプリ ント基板であってもよい。

 また、摺動層は、ドライ系フッ素潤滑剤 はグリースなどが考えられ、プリント基板1 0の入力部11の上面又は、回転操作体30の下面 塗着して利用することができる。

 なお、本発明にかかる入力装置1は携帯電 話機2に限定されず、各実施形態の回転操作 30,39を含めた構成により、回転・接触検知を 備えると共に、薄型化、入力感、静電感度向 上、摺動性向上となる入力装置を提供する他 のモバイル機器や携帯電話、PC、PDA、テレビ ビデオ等の電子機器に適用してもよい。そ 場合には、回転操作体30に備える軸で、摺 シート24、プリント基板10などを貫通し、抜 止め板26に一体化(挟み込み)により、各電子 機器へ容易に組み込むことができる。

 本発明にかかる入力装置は携帯電話機に らず、他のモバイル機器やその他の電子機 に適用してもよいことは勿論である。




 
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