專利名稱：按靜電容量變化實(shí)施運(yùn)行的輸入裝置及其相應(yīng)的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以使用在諸如計(jì)算機(jī)和遙控裝置等中的輸入裝置及其可以使用在諸如加速度計(jì)等中的檢測(cè)裝置，特別涉及可以依據(jù)靜電容量的變化實(shí)施運(yùn)行的輸入裝置及其相應(yīng)的檢測(cè)裝置。
在諸如汽車行業(yè)、電機(jī)行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、土木行業(yè)等的各種行業(yè)中，往往需要采用對(duì)諸如力等的物理量實(shí)施輸入和檢測(cè)用的輸入裝置及其檢測(cè)裝置(下面取輸入裝置為代表)，而且在目前已經(jīng)有人提出了有關(guān)利用不需要實(shí)施溫度修正的靜電容量變化實(shí)施運(yùn)行的輸入裝置的若干專利申請(qǐng)。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中的這種輸入裝置，難以可靠地對(duì)施加在操作部上沿水平方向(X、Y方向)的力和沿垂直方向(Z方向)的力實(shí)施區(qū)分，因而存在有在對(duì)操作部實(shí)施傾斜擠壓時(shí)會(huì)使輸入精度惡化等缺點(diǎn)。
本發(fā)明就是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中問題用的發(fā)明，本發(fā)明提供了一種輸入精度(檢測(cè)精度)高、可讀取性良好的輸入裝置，及其相應(yīng)的檢測(cè)裝置。
為了能夠解決上述問題，本發(fā)明提供了作為第一技術(shù)解決方案的一種裝置，其特征在于這種裝置可以具有在表面處分割設(shè)置有感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)的、由諸如如后所述的第一電極構(gòu)成的電極，和感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)的、由諸如如后所述的第二至第五電極構(gòu)成的若干個(gè)電極的分割電極；保持規(guī)定間隔且與所述分割電極相對(duì)設(shè)置的、至少在與分割電極相對(duì)的部分處具有導(dǎo)電性的、在其與感測(cè)沿所述垂直方向輸入信號(hào)用的電極相對(duì)位置處設(shè)置有薄壁部的、在該薄壁部上形成有收裝用凹部的、并且可以依據(jù)輸入信號(hào)改變所述分割電極間的間隔的彈性部件；與該彈性部件相連接的、僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件；收裝在所述彈性部件上的收裝用凹部處的硬質(zhì)擠壓部件；以及其與擠壓部件相對(duì)的部分可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件；當(dāng)所述滑動(dòng)部件沿水平方向移動(dòng)時(shí)彈性部件將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電部與感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化，當(dāng)朝向下側(cè)方向擠壓按壓部件時(shí)又可通過擠壓部件使彈性部件上的薄壁部產(chǎn)生變形，進(jìn)而使薄壁部和感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化。
本發(fā)明提供的第二技術(shù)解決方案是在所述第一技術(shù)解決方案的基礎(chǔ)上，還可以使進(jìn)一步的特征在于設(shè)置有對(duì)所述彈性部件施加張力用的、由諸如環(huán)狀突起部件、切口部件、傾斜部件等構(gòu)成的張力施加組件。
本發(fā)明提供的第三技術(shù)解決方案是在所述第一技術(shù)解決方案的基礎(chǔ)上，還可以使進(jìn)一步的特征在于用所述按壓部件蓋覆著所述彈性部件與滑動(dòng)部件間的連接部。
而且，為了能夠解決上述問題，本發(fā)明還提供了作為第四技術(shù)解決方案的一種裝置，其特征在于這種裝置可以具有在表面處分割設(shè)置有感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)的、由諸如如后所述的第一電極構(gòu)成的電極，和感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)的、由諸如如后所述的第二至第五電極構(gòu)成的若干個(gè)電極的分割電極；保持規(guī)定間隔且與所述分割電極相對(duì)設(shè)置的、至少在與分割電極相對(duì)的部分處具有導(dǎo)電性的、依據(jù)輸入信號(hào)而使所述電極間的間隔產(chǎn)生變化用的彈性部件；與該彈性部件相連接的、僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件；以及至少其通過該彈性部件與感測(cè)沿所述垂直方向輸入信號(hào)用的電極相對(duì)應(yīng)的部分可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件；而且當(dāng)所述滑動(dòng)部件沿水平方向移動(dòng)時(shí)彈性部件將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電部與感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化，當(dāng)朝向下側(cè)方向擠壓所述按壓部件時(shí)彈性部件也將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電性和感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化。
本發(fā)明提供的第五技術(shù)解決方案是在所述第四技術(shù)解決方案的基礎(chǔ)上，還可以使進(jìn)一步的特征在于設(shè)置有對(duì)所述彈性部件施加張力用的、由諸如環(huán)狀突起部件、切口部件、傾斜部件等構(gòu)成的張力施加組件。
本發(fā)明提供的第六技術(shù)解決方案是在所述第四技術(shù)解決方案的基礎(chǔ)上，還可以使進(jìn)一步的特征在于用所述按壓部件蓋覆著所述彈性部件與滑動(dòng)部件間的連接部。
下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1為表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性剖面圖。
圖2為表示該輸入裝置用的示意性斜視圖。
圖3為表示該輸入裝置用的示意性分解斜視圖。
圖4為表示使用在該輸入裝置中的彈性部件用的示意性剖面圖。
圖5為表示使用在該輸入裝置中的印刷電路基板用的示意性平面圖。
圖6為表示該印刷電路基板用的示意性剖面圖。
圖7為表示使用在本發(fā)明第二實(shí)施例中的彈性部件用的示意性剖面圖。
圖8為表示使用在本發(fā)明第三實(shí)施例中的彈性部件用的示意性剖面圖。
圖9為表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性主要部分剖面圖。
圖10為表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性主要部分剖面圖。
圖11為表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性剖面圖。
圖12為表示使用在該輸入裝置中的印刷電路基用的示意性平面圖。
圖13為表示該印刷電路基板用的示意性剖面圖。
圖14為表示根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性剖面圖。
圖15為表示該輸入裝置用的示意性斜視圖。
圖16為表示該輸入裝置用的示意性分解斜視圖。
圖17為表示根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性剖面圖。
圖18為表示使用在該輸入裝置中的彈性部件用的示意性剖面圖。
圖19為表示根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性剖面圖。
圖20為表示使用著根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置的計(jì)算機(jī)用的示意性斜視圖。
圖21為表示該輸入裝置的操作方式。
圖22為表示該輸入裝置第二應(yīng)用實(shí)施例用的示意圖。
這種輸入裝置可以主要具有按壓部件1，滑動(dòng)部件2，由諸如金屬板等構(gòu)成的殼體部件3，由諸如金屬板等構(gòu)成的托架部件4，擠壓部件5，彈性部件6，由諸如合成樹脂制成品等構(gòu)成的支撐部件7，以及印刷電路基板8。
按壓部件1可以由諸如天然橡膠材料和人造橡膠材料等的彈性材料制作，并且可以成型為如圖1所示的形狀，即在上面中央部處形成有呈比較大的圓弧形凹入狀的輸入操作面9。正如圖1所示，在中央部處朝向下方突起設(shè)置有比外側(cè)周壁的厚度薄的、可以上下移動(dòng)的突出部件10，并且可以將下端外側(cè)周部11由外側(cè)嵌入在滑動(dòng)部件2處。
滑動(dòng)部件2可以由諸如硬質(zhì)合成樹脂制成品等構(gòu)成，在其中央部處形成有由外側(cè)嵌入彈性部件6上的頭部用的孔12，該滑動(dòng)部件2與彈性部件6間的連接部由安裝在滑動(dòng)部件2上的按壓部件1覆蓋著。設(shè)置在滑動(dòng)部件2上外例周部處的凸緣部件13，以可以滑動(dòng)方式支撐在托架部件4與殼體部件3上的上端折曲部14之間。因此，可以按照可沿水平方向(X、Y方向)自由移動(dòng)的方式對(duì)滑動(dòng)部件2實(shí)施配置，并且使按壓部件1可以與滑動(dòng)部件2一起沿水平方向(X、Y方向)自由移動(dòng)，使中央部(突出部件10)可以沿垂直方向(Z方向)自由移動(dòng)。
彈性部件6可以由厚度比較厚的、不具有導(dǎo)電性的彈性部件主體6a，以及配置在彈性部件主體6a的下側(cè)處的、具有導(dǎo)電性的彈性部6b構(gòu)成，兩者可以成型為不同的顏色，并且可以通過諸如粘接等方式連接為一體。在如圖4所示的彈性部件主體6a上的中央部處，還設(shè)置有其內(nèi)徑比擠壓部件5的外徑大的收裝用凹部15，在收裝用凹部15的底部處形成有薄壁部16，從而可以按照能夠上下移動(dòng)的方式將擠壓部件5收裝在收裝用凹部15處。擠壓部件5可以由諸如硬脂合成樹脂材料或金屬材料等制作，并且可以成型為圓柱形。
具有導(dǎo)電性的彈性部6b可以由在諸如天然橡膠材料和人造橡膠材料等的彈性材料中分散保持有諸如銀和碳黑等具有導(dǎo)電性的微粒子的材料構(gòu)成，并且可以形成有朝向下方突出的、其直徑比所述薄壁部16大的環(huán)形突起部17，而且該環(huán)形突起部17可以比位于具有導(dǎo)電性的彈性部6b上的外側(cè)周部18進(jìn)一步朝向下側(cè)方向突出。
彈性部件6(具有導(dǎo)電性的彈性部6b)上的外例周部18，可以通過諸如粘接等方式固定、定位在印刷電路基板8上，具有導(dǎo)電性的彈性部6b上的環(huán)形突起部17被壓接在印刷電路基板8的上側(cè)面處，而且可以使具有導(dǎo)電性的彈性部6b在保持有張力的狀態(tài)下，與印刷電路基板8之間保持有間隔19。
在由諸如玻璃-環(huán)氧樹脂等材料構(gòu)成的硬質(zhì)印刷電路基板8的上側(cè)面處，還如圖5所示，在中央部處形成有第一電極20a，在其外側(cè)周部處分割形成有第二電極20b，第三電極20c，第四電極20d，第五電極20e，而且在位于更外側(cè)的周部處還形成有接地電極20f，如圖6所示的各電極20的上側(cè)由保持間隔用的柔性絕緣膜21蓋覆著，第二至第五電極20b～20e的面積大體相等。在圖1中為了簡(jiǎn)化圖面，而省略了電極20和絕緣膜21。
下面對(duì)這種輸入裝置的一個(gè)通用實(shí)例進(jìn)行說明，在本實(shí)施例中的第二電極20b是使顯示器上的光標(biāo)朝向上側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，第三電極20c是使其朝向左側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，第四電極20d是使其朝向左側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，第五電極20e是使其朝向右側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，這些第二電極20b至第五電極20e可用于水平方向(X、Y方向)的信號(hào)輸入。第一電極20a為用于對(duì)所述輸入方向?qū)嵤┐_認(rèn)用的電極，并且用于沿垂直方向(Z萬向)的信號(hào)輸入。
在印刷電路基板8的下側(cè)面處設(shè)置有具有規(guī)定形狀的導(dǎo)電型印刷電路部22，所述各電極20可通過貫穿孔23與導(dǎo)電型印刷電路部22電氣連接。在導(dǎo)電型印刷電路部22上搭載有諸如集成電路組件(IC組件)24等的電子部件。柔性印刷電路基板25與導(dǎo)電型印刷電路部22上的一個(gè)端部相連接，柔性印刷電路基板25上的另一端部與應(yīng)用設(shè)備上的輸入輸出接口部件(圖中未示出)相連接。
下面對(duì)這種輸入裝置的動(dòng)作方式進(jìn)行說明。對(duì)于不對(duì)按壓部件1施加力作用的待機(jī)狀態(tài)(初始狀態(tài))，具有導(dǎo)電性的彈性部6b和印刷電路基板8上的各電極20b～20e間的間隔相等，因而具有導(dǎo)電性的彈性部6b與各電極20b～20e間的靜電容量也相等。而且，當(dāng)具有導(dǎo)電性的彈性部6b處于具有張力的狀態(tài)時(shí)，位于彈性部件主體6a上的收裝用凹部15內(nèi)部處的擠壓部件5，將在具有導(dǎo)電性的彈性部6b的張力作用下保持在向上狀態(tài)，而與突出部件10相接觸或靠近，并且在具有導(dǎo)電性的彈性部6b上的中央部與第一電極20a間保持有規(guī)定的間隔19。
通過如上所述的嵌合方式而與按壓部件1形成為一體的、位于滑動(dòng)部件2上的凸緣部件13，被夾持在托架部件4和殼體部件3上的上端折曲部14之間，從而可以阻止按壓部件1的外側(cè)周部(滑動(dòng)部件2)沿垂直方向(Z方向)的移動(dòng)，而使其僅可以沿水平方向(X、Y方向)移動(dòng)。
如果舉例來說，當(dāng)按壓部件1朝向圖1中的左側(cè)移動(dòng)時(shí)，這一移動(dòng)將通過滑動(dòng)部件2傳遞給彈性部件6，使彈性部件6產(chǎn)生彈性變形，并隨著這一變形而使具有導(dǎo)電性的彈性部6b與第二電極20b間的間隔比初始狀態(tài)縮小，如果通過電氣方式對(duì)第二電極20b側(cè)的靜電容量變化實(shí)施檢測(cè)，便可以獲知已經(jīng)通過按壓部件1，輸入了使光標(biāo)朝向左側(cè)方向移動(dòng)的信號(hào)。
當(dāng)按壓部件1朝向圖1中的右側(cè)移動(dòng)時(shí)，這一移動(dòng)將通過滑動(dòng)部件2傳遞給彈性部件6，使彈性部件6產(chǎn)生彈性變形，并隨著這一變形而使具有導(dǎo)電性的彈性部6b與第五電極20e間的間隔比初始狀態(tài)縮小，如果通過電氣方式對(duì)第五電極20e側(cè)的靜電容量變化實(shí)施檢測(cè)，便可以獲知已經(jīng)通過按壓部件1，輸入了使光標(biāo)朝向右側(cè)方向移動(dòng)的信號(hào)。
當(dāng)通過手指尖沿著垂直方向(Z方向)擠壓按壓部件1上的中央部(設(shè)置突出部件10的位置)時(shí)，可通過直接擠壓部件5對(duì)具有導(dǎo)電性的彈性部6b上的中央部形成擠壓，使其與第一電極20a間的間隔比初始狀態(tài)縮小，從而可以通過對(duì)靜電容量變化實(shí)施電氣檢測(cè)的方式檢測(cè)到信號(hào)的輸入，當(dāng)解除對(duì)按壓部件1的操作力時(shí)，可以在彈性部件6的彈性復(fù)原力作用下，使按壓部件1、滑動(dòng)部件2、擠壓部件5、彈性部件6等復(fù)原至初始時(shí)的待機(jī)狀態(tài)。
圖7為表示使用在第二實(shí)施例中的彈性部件6用的示意性剖面圖，它與圖4所示的第一實(shí)施例中的彈性部件6之間的不同點(diǎn)主要在于，在彈性部件主體6a處不再設(shè)置有薄壁部16，而是形成貫穿通過彈性部件主體6a處的孔，進(jìn)而可以通過用具有導(dǎo)電性的彈性部6b上的中央部阻塞住孔的下端開口部的方式形成收裝用凹部15。
圖8為表示使用在第三實(shí)施例中的彈性部件6用的示意性剖面圖，其整個(gè)彈性部件6均由具有導(dǎo)電性的彈性部6b構(gòu)成，在中央部處形成有收裝用凹部15和薄壁部16。在這一實(shí)例中，在彈性部件6側(cè)未設(shè)置有環(huán)形突起部17，而是在印刷電路基板8側(cè)形成有其直徑比薄壁部16更大的環(huán)形突起部26。環(huán)形突起部26的高度比位于具有導(dǎo)電性的彈性部6b上的外例周部18的內(nèi)側(cè)臺(tái)階高一些，從而在對(duì)裝置實(shí)施組裝時(shí)，可以與具有導(dǎo)電性的彈性部6b的下側(cè)面相壓接，進(jìn)而使具有導(dǎo)電性的彈性部6b形成有張力。
按照這種方式形成在印刷電路基板8側(cè)的環(huán)形突起部26，也可以使用在第一、第二實(shí)施例中。
圖9為表示根據(jù)第四實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性主要部分剖面圖，它是在作為彈性部件6的下側(cè)外周部的整個(gè)周部處，設(shè)置有呈傾斜形狀或圓形形狀的切口部27。在將這一彈性部件6組裝至裝置內(nèi)部時(shí)，可通過組裝時(shí)的擠壓力而擠開切口部27(在圖中為明確表示切口部27，而沒有顯示出其被擠開的狀態(tài))，由此而在彈性部件6的內(nèi)部形成張力(應(yīng)力)。
圖10為表示根據(jù)第五實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性主要部分剖面圖，它是在作為彈性部件6的上側(cè)外周部的整個(gè)周部處，形成有其直徑朝向上側(cè)方向緩緩增大的、呈廣角形狀的傾斜部28，而且還可以在諸如托架部件4等的擠壓部件處，設(shè)置有對(duì)傾斜部28實(shí)施朝向徑向外側(cè)方向擠壓擴(kuò)展的、諸如呈V字型折曲的擠壓擴(kuò)展部40。通過利用這種擠壓擴(kuò)展部40的擠壓力對(duì)傾斜部28實(shí)施朝向徑向外側(cè)方向擠壓擴(kuò)展的方式，也可以在彈性部件6內(nèi)部形成張力(應(yīng)力)。
下面參考附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。圖11為表示其輸入裝置用的示意性剖面圖，圖12為表示其印刷電路基板用的示意性平面圖，圖13為表示該印刷電路基板用的示意性剖面圖。
這種輸入裝置主要具有兼用作按壓部件的滑動(dòng)部件69，按壓部件51，由諸如金屬板等構(gòu)成的殼體部件52，由諸如合成樹脂制成品等構(gòu)成的支撐部件53，彈性部件54，印刷電路基板55等。
滑動(dòng)部件69可以由諸如硬質(zhì)合成樹脂等材料構(gòu)成，呈如圖11所示的形式，而且在其中央部處形成有由外側(cè)嵌入按壓部件51上的頭部59用的孔56，位于外側(cè)周部處的凸緣部件57搭載在支撐部件53上，從而可以按照能夠沿水平方向(X、Y方向)在殼體部件52的上端折曲部58間自由移動(dòng)的方式，對(duì)其實(shí)施配置。
按壓部件51可以由諸如天然橡膠材料和人造橡膠材料等的彈性材料制作，并且可以成型為如圖11所示的形狀，即其頭部59由滑動(dòng)部件69上的孔56處曝露至外部，并且與彈性部件54嵌合成一體。按壓部件51可以與滑動(dòng)部件69一起沿水平方向(X、Y方向)自由移動(dòng)，并且可以單獨(dú)沿垂直方向(Z方向)自由移動(dòng)。
彈性部件54可以由厚度比較厚的、不具有導(dǎo)電性的彈性部件主體54a，以及配置在彈性部件主體54a的下側(cè)處的、具有導(dǎo)電性的彈性部54b構(gòu)成，兩者可以成型為不同的顏色，并且可以通過諸如粘接等方式連接為一體。具有導(dǎo)電性的彈性部54b可以由在諸如天然橡膠材料和人造橡膠材料等的彈性材料中分散保持有諸如銀和碳黑等具有導(dǎo)電性的微粒子的材料構(gòu)成。彈性部件54上的外側(cè)周部60可以通過諸如粘接等方式固定、定位在印刷電路基板55上，在具有導(dǎo)電性的彈性部54b上的下側(cè)中央部處還設(shè)置有通過與印刷電路基板55側(cè)相抵接而使其形成張力用的突出部件61，進(jìn)而可以通過外側(cè)周部60和突出部件61，在具有導(dǎo)電性的彈性部54b與印刷電路基板55之間保持有間隔62。
由諸如玻璃-環(huán)氧樹脂等材料構(gòu)成的硬質(zhì)印刷電路基板55的上側(cè)面處，還可以如圖12所示，在中央部處形成有第一電極63a，在其外側(cè)周部處分割形成有第二電極63b，第三電極63c，第四電極63d，第五電極63e，而且在位于更外側(cè)的周部處還形成有接地電極63f，如圖13所示的各電極63的上側(cè)由保持間隔用的柔性絕緣膜64蓋覆著，第二至第五電極63b～63e的面積大體相等。
在第六實(shí)施例中的第二電極63b是使顯示器上的光標(biāo)朝向上側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，第三電極63c是使其朝向左側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，第四電極63d是使其朝向左側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，第五電極63e是使其朝向右側(cè)方向平滑移動(dòng)用的電極，這些第二電極63b至第五電極63e可用于水平方向(X、Y方向)的信號(hào)輸入。第一電極63a為用于對(duì)所述輸入方向?qū)嵤┐_認(rèn)用的電極，并且用于沿垂直方向(Z方向)的信號(hào)輸入。
在印刷電路基板55的下側(cè)面處設(shè)置有具有規(guī)定形狀的導(dǎo)電型印刷電路部65，所述各電極63通過貫穿孔66與導(dǎo)電型印刷電路部65電氣連接。在導(dǎo)電型印刷電路部65上搭載有諸如集成電路組件(IC組件)67等的電子部件，柔性印刷電路基板68與導(dǎo)電型印刷電路部65上的一個(gè)端部相連接，柔性印刷電路基板68上的另一端部與應(yīng)用設(shè)備上的輸入輸出接口部件(圖中未示出)相連接。
下面對(duì)這種輸入裝置的動(dòng)作方式進(jìn)行說明。對(duì)于不對(duì)按壓部件51、滑動(dòng)部件69施加力作用的待機(jī)狀態(tài)(初始狀態(tài))，具有導(dǎo)電性的彈性部54b和印刷電路基板55上的各電極63b～63e間的間隔相等，因而具有導(dǎo)電性的彈性部54b與各電極63b～63e間的靜電容量也相等。
當(dāng)對(duì)滑動(dòng)部件69實(shí)施操作時(shí)，由于凸緣部件57被夾持在支撐部件53和殼體部件52上的上端折曲部58之間，所以可以阻止其沿垂直方向(Z方向)的移動(dòng)，使其僅可以沿水平方向(X、Y方向)移動(dòng)。
如果舉例來說，當(dāng)滑動(dòng)部件69朝向圖11中的左側(cè)移動(dòng)時(shí)，這一移動(dòng)將通過按壓部件51傳遞給彈性部件54，使彈性部件54產(chǎn)生彈性變形，并隨著這一變形而使具有導(dǎo)電性的彈性部54b與第三電極63c間的間隔比初始狀態(tài)縮小，如果通過電氣方式對(duì)第三電極63c側(cè)的靜電容量變化實(shí)施檢測(cè)，便可以獲知已經(jīng)通過滑動(dòng)部件69，輸入了使光標(biāo)朝向左側(cè)方向移動(dòng)的信號(hào)。
當(dāng)滑動(dòng)部件69朝向圖11中的右側(cè)移動(dòng)時(shí)，隨著這一移動(dòng)將使彈性部件54產(chǎn)生彈性變形，進(jìn)而使具有導(dǎo)電性的彈性部54b與第五電極63e間的間隔比初始狀態(tài)縮小，如果通過電氣方式對(duì)第五電極63e側(cè)的靜電容量變化實(shí)施檢測(cè)，便可以獲知已經(jīng)通過滑動(dòng)部件69，輸入了使光標(biāo)朝向右側(cè)方向移動(dòng)的信號(hào)。
當(dāng)如圖11所示，通過手指尖沿著垂直方向(Z方向)擠壓按壓部件51時(shí)，滑動(dòng)部件69將保持在原位置處而僅使按壓部件51朝向下方移動(dòng)。隨著這一移動(dòng)可以使具有導(dǎo)電性的彈性部54b與第一電極63a間的間隔比初始狀態(tài)縮小，從而可以通過對(duì)靜電容量變化實(shí)施的電氣檢測(cè)，而檢測(cè)出已經(jīng)通過按壓部件51輸入了信號(hào)。當(dāng)解除對(duì)按壓部件51、滑動(dòng)部件69的操作力時(shí)，可以在彈性部件54的復(fù)原力作用下，使按壓部件51、滑動(dòng)部件69、彈性部件54等復(fù)原至初始時(shí)的待機(jī)狀態(tài)。
圖14～圖16為說明根據(jù)第七實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性說明圖，其中圖14為表示其輸入裝置用的示意性剖面圖，圖15為表示該輸入裝置用的示意性斜視圖，圖16為表示該輸入裝置用的示意性分解斜視圖。
這種輸入裝置正如圖14和圖16所示，主要具有按壓部件51、殼體部件52、支撐部件53、彈性部件54、印刷電路基板55、滑動(dòng)部件69、托架部件70等。
所述按壓部件51可以由諸如天然橡膠材料和人造橡膠材料等的彈性材料制作，并且可以成型為如圖14所示的形狀，即在上面中央部處形成有呈比較大圓弧形凹入狀的輸入操作面71。正如圖14所示，在中央部處還朝向下方突起設(shè)置有比外側(cè)周壁的厚度薄的、可以上下移動(dòng)的突出部件72，并且可以將下端外側(cè)周部73由外側(cè)嵌入在滑動(dòng)部件69處。
滑動(dòng)部件69可以由諸如硬質(zhì)合成樹脂制成品等構(gòu)成，在中央部處形成有由外側(cè)嵌入彈性部件54上的頭部用的孔74，該彈性部件54與滑動(dòng)部件69間的連接部由安裝在滑動(dòng)部件69上的按壓部件覆蓋著。設(shè)置在滑動(dòng)部件69上的外側(cè)周部處的凸緣部件57，以可以滑動(dòng)方式夾持在托架部件70與殼體部件52上的上端折曲部58之間。
整個(gè)彈性部件54均具有導(dǎo)電性，其頭部可以由滑動(dòng)部件69上的孔74處曝露出，并且可以與按壓部件51上的突出部72相抵接或相接近，從而可以固定在印刷電路基板55上的規(guī)定位置處。在印刷電路基板55上設(shè)置有如圖19所示的第一至第五電極63a～63e，以及接地電極63f，而且第一至第五電極63a～63e可通過間隔62，與彈性部件54的下側(cè)面相對(duì)設(shè)置。
當(dāng)對(duì)這種輸入裝置上的按壓部件51實(shí)施操作時(shí)，通過嵌合方式而與按壓部件51形成為一體的、位于滑動(dòng)部件69上的凸緣部件57，將被夾持在托架部件70和殼體部件52上的上端折曲部58之間，從而可以阻止按壓部件51的外側(cè)周部(滑動(dòng)部件69)沿垂直方向(Z方向)的移動(dòng)，而使其僅可以沿水平方向(X、Y方向)移動(dòng)。
當(dāng)使按壓部件51沿水平方向移動(dòng)時(shí)，這種移動(dòng)可通過滑動(dòng)部件69傳遞給彈性部件54，使彈性部件54產(chǎn)生彈性變形，并隨著這一變形而使彈性部件54與第二至第五電極63b～63e中的若干電極間的間隔62產(chǎn)生變化，如果通過電氣方式對(duì)這種靜電容量的變化實(shí)施檢測(cè)，便可以檢測(cè)出信號(hào)的輸入。
當(dāng)通過手指尖沿著垂直方向(Z方向)擠壓按壓部件51上的中央部(設(shè)置突出部件72的位置)時(shí)，可通過滑動(dòng)部件69對(duì)彈性部件54上的中央部形成擠壓，使其與第一電極63a間的間隔比初始狀態(tài)縮小，從而可以通過對(duì)靜電容量變化實(shí)施電氣檢測(cè)的方式，檢測(cè)到信號(hào)的輸入。
圖17和圖18為表示根據(jù)第八實(shí)施例構(gòu)成的輸入裝置用的示意性說明圖，其中圖17為表示該輸入裝置用的示意性剖面圖，圖18為表示將彈性部件組裝至該輸入裝置之前時(shí)的示意性剖面圖。這一實(shí)例與所述第七實(shí)施例間的不同點(diǎn)主要在于彈性部件的形狀。
換句話說就是，這一實(shí)例是在彈性部件54上的下側(cè)中央部處還設(shè)置有突出部件61，并且使突出部件61比外側(cè)周部60進(jìn)一步朝向下側(cè)方向突出。在將彈性部件54組裝至裝置內(nèi)時(shí)，可通過印刷電路基板55而使突出部件61產(chǎn)生擠壓變形，進(jìn)而在這種狀態(tài)下將外側(cè)周部60固定在印刷電路基板55處，所以可以使彈性部件54產(chǎn)生沿箭頭F所示方向的張力(應(yīng)力)。
彈性部件54在響應(yīng)操作力而產(chǎn)生有彈性變形時(shí)，在彈性部件54內(nèi)會(huì)殘留有畸變，所以對(duì)于操作力相當(dāng)微小的情況，該操作力可能會(huì)與殘留畸變相抵消，而難以輸入適當(dāng)?shù)男盘?hào)。針對(duì)這一問題，本實(shí)施例還使彈性部件54具有張力(應(yīng)力)，因此即使操作力微小也可以輸入適當(dāng)?shù)男盘?hào)。設(shè)置在如圖11所示的、具有導(dǎo)電性的彈性部54b處的突出部件61，也可以用來向具有導(dǎo)電性的彈性部54b附加張力(應(yīng)力)。
圖19為說明根據(jù)第九實(shí)施例構(gòu)造的輸入裝置用的示意性說明圖，在這一實(shí)例中是在作為彈性部件54的下例外周部的整個(gè)周部處，設(shè)置有呈傾斜形狀或圓形形狀的切口部76。在將這一彈性部件54組裝至裝置內(nèi)部時(shí)，可通過組裝時(shí)的擠壓力而擠開切口部76(在圖中為明確表示切口部76，而沒有顯示出其被擠開時(shí)的狀態(tài))，由此可以在彈性部件54的內(nèi)部形成張力(應(yīng)力)F。為了可以通過切口部76而在彈性部件54處形成張力(應(yīng)力)F，需要使彈性部件54上的外側(cè)周部的厚度比支撐部件53的厚度厚，以便可以僅僅對(duì)切口部76實(shí)施擠開。
圖20和圖21為表示這種輸入裝置第一應(yīng)用實(shí)例用的示意圖，在這兒是以應(yīng)用于可移動(dòng)式計(jì)算機(jī)(モバイルパソコン)和便攜式計(jì)算機(jī)(ノ-トパソコン)的情況為例進(jìn)行說明的。這類計(jì)算機(jī)80大多具有配置著鍵盤開關(guān)81的計(jì)算機(jī)主體82，以及配置有顯示部83的覆蓋部件84，而且覆蓋部件84以可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在計(jì)算機(jī)主體82上。在覆蓋部件84上的端部處安裝有作為輸入接口的所述輸入裝置85。在這一實(shí)例中，輸入裝置85被設(shè)置在覆蓋部件84上，然而也可以將輸入裝置85設(shè)置在計(jì)算機(jī)主體82上。
圖21表示的是這種輸入裝置85的操作方式，可以通過拇指86和其他手指87夾持住輸入裝置85上的一部分，通過拇指86沿上下左右方向的動(dòng)作，而使顯示部83上的光標(biāo)沿所需要方向作自由移動(dòng)。
圖22為表示這種輸入裝置第二應(yīng)用實(shí)例用的示意圖，在這兒是以應(yīng)用于家用可移動(dòng)式計(jì)算機(jī)(モバイルパソコン)和便攜式計(jì)算機(jī)(ノ-トパソコン)等中的遙控裝置的情況為例進(jìn)行說明的。在這種遙控器主體88上安裝有作為輸入接口的所述輸入裝置85、開關(guān)89、旋轉(zhuǎn)指示盤90等。在這一實(shí)例中，是以計(jì)算機(jī)用遙控裝置為例進(jìn)行說明的，然而本發(fā)明也適用于其他各種設(shè)備使用的遙控裝置。
在前述各實(shí)例中是以應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的情況為例進(jìn)行說明的，然而本發(fā)明還可以應(yīng)用在諸如電氣設(shè)備、車載設(shè)備、各種測(cè)定設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等的各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中。
在所述各個(gè)實(shí)施例中采用的均是作為第一至第五電極的五種分割電極，然而還可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少這種分割電極的數(shù)目。
在所述各個(gè)實(shí)施例中均是以輸入裝置的情況為例進(jìn)行說明的，然而本發(fā)明并不僅限于此，本發(fā)明還可以構(gòu)造成檢測(cè)裝置，即還可以在與輸入裝置上的按壓部件、滑動(dòng)部件相當(dāng)?shù)牟糠痔幵O(shè)置有可以移動(dòng)(比如說可以滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))的檢測(cè)部件，從而可以通過被檢測(cè)部件給出的作用力(比如說壓力、磁力、風(fēng)力等)而使所述檢測(cè)部件移動(dòng)，進(jìn)而通過這一移動(dòng)力使彈性部件產(chǎn)生變形，通過靜電容量的變化對(duì)這種變形實(shí)施檢測(cè)。
當(dāng)本發(fā)明采用如上所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成時(shí)，由于配置有僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件，可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件，以及擠壓部件，所以可以對(duì)沿水平方向的輸入信號(hào)和沿垂直方向的輸入信號(hào)實(shí)施明確地區(qū)分，并且可以采用硬質(zhì)材料制作擠壓部件，因此本發(fā)明提供了一種輸入精度(檢測(cè)精度)高、可讀取性良好的輸入裝置，及其相應(yīng)的檢測(cè)裝置。
而且，本發(fā)明還可以進(jìn)一步設(shè)置有使彈性部件產(chǎn)生張力用的張力施加組件，所以即使輸入的力相當(dāng)微小，也可以提高輸入精度(檢測(cè)精度)。
而且，本發(fā)明還可以進(jìn)一步利用按壓部件覆蓋著彈性部件和滑動(dòng)部件間的連接部，因此還可以防止塵埃等附著、浸入至所述連接部處，從而可以進(jìn)一步提高動(dòng)作的可信賴性。
權(quán)利要求
1．一種輸入裝置，其特征在于具有在表面處分割設(shè)置有感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)的電極和感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)的若干個(gè)電極的分割電極；保持規(guī)定間隔且與所述分割電極相對(duì)設(shè)置的、至少在與分割電極相對(duì)的部分處具有導(dǎo)電性的、在其與感測(cè)沿所述垂直方向輸入信號(hào)用的電極相對(duì)位置處設(shè)置有薄壁部的、在該薄壁部上形成有收裝用凹部的、依據(jù)輸入信號(hào)改變所述分割電極間的間隔用的彈性部件；與該彈性部件相連接的、僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件；收裝在所述彈性部件上的收裝用凹部處的硬質(zhì)擠壓部件；以及其與擠壓部件相對(duì)的部分可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件；當(dāng)所述滑動(dòng)部件沿水平方向移動(dòng)時(shí)彈性部件將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電部與感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化，當(dāng)朝向下側(cè)方向擠壓按壓部件時(shí)又可通過擠壓部件使彈性部件上的薄壁部產(chǎn)生變形，進(jìn)而使薄壁部和感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化。
2．如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其特征在于還設(shè)置有對(duì)所述彈性部件施加張力用的張力施加組件。
3．如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其特征在于用所述按壓部件蓋覆著所述彈性部件與滑動(dòng)部件間的連接部。
4．檢測(cè)裝置，其特征在于具有在表面處分割設(shè)置有感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)的電極和感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)的若干個(gè)電極的分割電極；保持規(guī)定間隔且與所述分割電極相對(duì)設(shè)置的、至少在與分割電極相對(duì)的部分處具有導(dǎo)電性的、在其與感測(cè)沿所述垂直方向輸入信號(hào)用的電極相對(duì)位置處設(shè)置有薄壁部的、在該薄壁部上形成有收裝用凹部的、通過輸入信號(hào)改變所述電極間的間隔用的彈性部件；與該彈性部件相連接的、僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件；收裝在所述彈性部件上的收裝用凹部處的硬質(zhì)擠壓部件；以及其與擠壓部件相對(duì)的部分可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件；當(dāng)所述滑動(dòng)部件沿水平方向移動(dòng)時(shí)彈性部件將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電部與感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化，當(dāng)朝向下側(cè)方向擠壓按壓部件時(shí)又可通過擠壓部件使彈性部件上的薄壁部產(chǎn)生變形，進(jìn)而使薄壁部和感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化。
5．如權(quán)利要求4所述的檢測(cè)裝置，其特征在于還設(shè)置有對(duì)所述彈性部件施加張力用的張力施加組件。
6．如權(quán)利要求4所述的檢測(cè)裝置，其特征在于用所述按壓部件蓋覆著所述彈性部件與滑動(dòng)部件間的連接部。
7．一種輸入裝置，其特征在于具有在表面處分割設(shè)置有感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)的電極和感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)的若干個(gè)電極的分割電極；保持規(guī)定間隔且與所述分割電極相對(duì)設(shè)置的、至少在與分割電極相對(duì)的部分處具有導(dǎo)電性的、依據(jù)輸入信號(hào)而使所述電極間的間隔產(chǎn)生變化用的彈性部件；與該彈性部件相連接的、僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件；以及至少其通過該彈性部件與感測(cè)沿所述垂直方向輸入信號(hào)用的電極相對(duì)應(yīng)的部分可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件；當(dāng)所述滑動(dòng)部件沿水平方向移動(dòng)時(shí)彈性部件將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電部與感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化，當(dāng)朝向下側(cè)方向擠壓所述按壓部件時(shí)彈性部件也將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電性和感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化。
8．如權(quán)利要求7所述的輸入裝置，其特征在于還設(shè)置有對(duì)所述彈性部件施加張力用的張力施加組件。
9．如權(quán)利要求8所述的輸入裝置，其特征在于用所述按壓部件蓋覆著所述彈性部件與滑動(dòng)部件間的連接部。
10．一種檢測(cè)裝置，其特征在于具有在表面處分割設(shè)置有感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)的電極和感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)的若干個(gè)電極的分割電極；保持規(guī)定間隔且與所述分割電極相對(duì)設(shè)置的、至少在與分割電極相對(duì)的部分處具有導(dǎo)電性的、依據(jù)輸入信號(hào)而使所述電極間的間隔產(chǎn)生變化用的彈性部件；與該彈性部件相連接的、僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件；以及至少其通過該彈性部件與感測(cè)沿所述垂直方向輸入信號(hào)用的電極相對(duì)應(yīng)的部分可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件；當(dāng)所述滑動(dòng)部件沿水平方向移動(dòng)時(shí)彈性部件將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電部與感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化，當(dāng)朝向下側(cè)方向擠壓所述按壓部件時(shí)彈性部件也將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性部件上的導(dǎo)電性和感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)用的電極間的間隔產(chǎn)生變化。
11．如權(quán)利要求10所述的檢測(cè)裝置，其特征在于還設(shè)置有對(duì)所述彈性部件施加張力用的張力施加組件。
12．如權(quán)利要求10所述的檢測(cè)裝置，其特征在于用所述按壓部件蓋覆著所述彈性部件與滑動(dòng)部件間的連接部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輸入裝置及其相應(yīng)的檢測(cè)裝置。該輸入裝置具有在表面處感測(cè)沿垂直方向輸入信號(hào)的電極和感測(cè)沿水平方向輸入信號(hào)的若干個(gè)電極的分割電極,可以通過輸入信號(hào)改變分割電極間的間隔的彈性部件,與該彈性部件相連接的、僅可以沿水平方向移動(dòng)的滑動(dòng)部件,收裝在彈性部件上的收裝用凹部處的硬質(zhì)擠壓部件,以及其與擠壓部件相對(duì)的部分可以沿垂直方向移動(dòng)的按壓部件。
文檔編號(hào)G06F3/0354GK1319790SQ01109119
公開日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者鈴木克俊 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社