JPH03192418A

JPH03192418A - 入力装置

Info

Publication number: JPH03192418A
Application number: JP2253998A
Authority: JP
Inventors: Jonathon Gretton Mark; マーク　ジョナソン　グレットン; Phillip Riddiford Martin; マーティン　スィリップ　リッディフォード
Original assignee: Psion PLC
Current assignee: Psion Holdings Ltd
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1991-08-22
Also published as: EP0419145A1; GB8921473D0

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、入力装置、例えば、コンピュータシステムへ
送る信号を発生する装置に関する。

〔従来の技術、及び発明が解決しようとする課題〕入力
装置、すなわち、ディジタイザは、モニタ上のカーソル
、あるいは、アイコンの運動を制御するために、コンピ
ュータシステム及びこれに頻する装置にしばしば使用さ
れている。多くの知られた入力装置は、入力装置のペン
の位置が、カーソルの位置を制御するために感知されて
コンピュータシステムへ送られるように、感知装置に電
気的に接続した特殊なペンを使用することが必要である
。知られている入力システムの事例が米国特許Ａ　−３
４４９５１６に述べられている。

一般に、特殊なインジケータ、すなわち、ペンは望まし
くなく、極く最近では、ユーザー自身のペン、あるいは
、コンピュータシステムと接続していないインジケータ
装置を使用することが出来る入力装置が説明されている
。このタイプの入力装置の例は、米国特許Ａ−３９１）
２１５とＡ　−４２２０８１５に記載されている。一般
に、これらの後者の装置は、２つの離れた抵抗性シート
を使用することを必要としており、シートは、その面上
の電界の印圧によって、表示している装置の接触点を決
定する電気回路を形成するように、表示装置により一緒
に押される。

Ｈ近、ランプトップ・コンピュータなどの携帯用コンピ
ュータが開発され、それを使用する場合、入力装置と一
諸に別個の表示装置を使用しなければならず、これは望
ましくない。好適には、ユーザーが自分の指を使用して
入力装置を作動することが出来ることである。

ユーザーの指によって作動可能な入力装置の例が、英国
特許Ａ　−２１３９７６２に記載されている。この装置
は、接触感知面上のユーザーの指の位置を感知して、Ｘ
−Ｙの位置を検出することが出来る。

ユーザーが実行信号を発生したいと思うときは、軽くた
たくと、これが検出されてコンピュータシステムへ入力
される。この出願書類に記載された装置は、二つの層の
間の回路が閉じられている時間と、指による運動の距離
とをモニタすることにより、そのたたきを検出する。閉
止時間が所定の時間より短く、接触運動が所定のＸとＹ
の距離より小さいならば、たたきは検出される。

この知られている入力装置には、多くの不利な点がある
。第一に、これは、閉止時間と運動量のモニタによって
、たたきを検出するどちらかと言えば間接的な方法にも
とずいており、ユーザーが必要なたたきを行うには、難
しさがある。さらに、ユーザーには、実行信号が発生し
たことが明確には惑しられない。第二に、この入力信号
が、携帯コンピュータシステムに組み込まれたとすると
、実行信号が、コンピュータ装置の普通の動きにより不
注意に発生するという重大な危険がある。

上述の装置は、抵抗性装置であり、容量性原理にもとす
く入力装置も開発された。このタイプの装置の例が、米
国特許＾−４８０６７０９に述べられており、マイクロ
タッチ・システム社により製造販売されている“アンマ
ウス”の名で知られた製品に組み込まれていると思われ
ている。この容量性装置は、指で畏怖され、多くの不連
続な電極へ設定された抵抗性材料の均一な塗膜を有する
透明なスクリーンより成っている。一定の電界が、塗膜
上の電極によって形成されるように、駆動回路へ接続さ
れている。各電極の電圧を測定することにより、指また
はスタイラスのスクリーン上の接触点を調べることが出
来る。上述の入力装置の入力情報への使用法については
、ここでは考察されていない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の一つの面により、入力装置は、所定の座標系に
関してインジケータの位置を調べるための位置設定手段
と、位置設定手段の下に取り付けられた圧力応答スイッ
チと、位置設定手段及び十分な圧力が位置設定手段へ加
えられるとその圧力が接続機構へ送られて、スイッチを
作動するように動くようなスイッチとの間にある前記接
続機構とより成っており、接続機構は、実質的に、同一
圧力が位置検出手段上のすべての位置に加えられてスイ
ッチを作動するように、−緒に軸回転し、位置設定手段
の下に伸展している少なくとも２つの板より成っている
。

本発明者は、ラップトツブ・コンピュータなどの携帯コ
ンピュータ装置との使用に特に適している新しい入力装
置を考案した。上記のコンピュータ内には、圧力応答ス
イッチが、作動信号を発生するために使用されており、
従って、位置設定手段とは関係なく、実質的に、同一圧
力が位置設定手段へ加えられてスイッチを作動するとい
う利点をそのほかに有している。この構成には、スナッ
プアクション・スイッチが、ユーザーがスイッチ自身か
らフィードバック応答を得るように、使用されており、
従ってスイッチが作動したことが分かるというほかの利
点がある。例えば、作動打音が、作動する時に発生する
。

位置設定手段の全面において圧力を均等にすることは、
特殊な形式の接続機構を使用するごとにより、容易に行
われる。

好適には、接続機構の板が一緒に蝶番づけされるが、最
も好適な構造では、止め釘などの作動部材が、−枚の板
の下側に固定され、圧力が加った時にスイッチを作動す
るようにスイッチと係合している。

好適には、入力装置は、そのほかに、位置設定手段が固
定されているフレームを有しており、接続機構は、位置
設定手段の下のフレームに軸回転可能に取り付けられ、
圧力が位置設定手段に加えられたとき、フレームがハウ
ジングに関して動いて、接続機構をハウジングに関して
動かし、それによってスイッチを作動するように、接続
機構がハウジングと係合している。

位置設定手段は、容量性ベースのシステムより成ってい
るが、好適には抵抗性ベースのシステムである。容量性
ヘースシステムの利点は、ユーザーがシステムによって
二つの圧力を使用することが出来る点にある。すなわち
、圧力点の座標を位置するには、比較的低い圧力が必要
とされるが、スイッチを作動するには、より高い圧力が
必要とされる。容量性システムでは、ユーザーは、スイ
ッチの作動を避けるが、座標の位置づけを行うに必要な
圧力を決定することが一層困難であることが分かるであ
ろう。

一般の入力装置は伴うもう一つの難点は、一般に、それ
は、比較的鋭い点を有する表示装置、すなわちペンを使
用するために考案されており、ユーザーの指による偶然
的作動を防止するために特に構成されている。これは、
米国特許Ａ　−３９１）２１５とＡ−４２２０８１５に
記載された装置による場合である。英国特許＾−２１３
９７６２に記載された装置は、ユーザーの指により作動
するように設計されているが、使用材料の特性及びスペ
ーサ部材の設置によるものではなく、この装置は、指の
位置を正確に表示しない。

本発明の第二の面によれば、入力装置は、一組の対面す
る電気的抵抗性面より成り、その面の一つまたは両方が
、それらの面を空間をおいて離れて維持するために多く
の分離している凸起点を有しており、それらの面の一つ
は、圧力が前記の屈曲性面へ加えられて、指の圧力に応
答して両面の間に接触が行われるときに、前記の面が、
分離している凸起点の回りで接近して屈曲する基板に形
成されており、さらに、接触している面より成る回路の
抵抗を監視することにより、加えられた圧力の位置を調
べるための感知手段とより成っている。

本発明のこの面によれば、圧力が加えられると、屈曲性
基板面のかなりの部分がほかの面に接触するように、圧
力が加えられたときに、分離している凸起点の影響は最
小になる。適切に、感知手段は、印加圧力の位置の中心
を決定する。

分離している凸起点は、対象面または各面にシルク・ス
クリーン印刷で施され、１つの面に、般に非屈曲性の面
に適切に形成される。屈曲性基板面は、ゴム材で製作さ
れたものが適切である。

感知手段、すなわち、位置設定手段は、普通のものであ
ればどのような形式もとることが出来るが、好適な構成
の場合、米国特許Ａ　−３４４９５１６に記載の形式に
類似している。

〔実施例］付属図面を参照して、本発明による入力装置の実施例を
説明する。

第１図に示されたコンピュータは、−船釣形式のキーボ
ード２の上に備えられたベース１、−式のファンクショ
ンキー３、及びディジタイザ４より構成されている。ベ
ース１は、モニタスクリーン６を組み込んでいるリッド
５へ蝶番づけされており、スクリーン６は、キーボード
２、ファンクションキー３、及びディジタイザ４も接続
されているベース１に収納された処理装置へ接続してい
る。リッド５は、ディジタイザ４とキーボード２の上に
載るために、図示された開放位置と閉止位置との間で軸
回転可能である。

ディジタイザ４は、図示のように、指圧に応答して、各
種の機能を行うために、モニタスクリーン６の上のカー
ソル７を動かす。

ディジタイザ４は、第２図と第３図により詳細に示され
ている。ディジタイザは、ベース１のフレーム部を形成
しているハウジング９の四部８のなかに取り付けられて
いる。ディジタイザは、内方に向いている上部フランジ
１）のある四角形のフレーム１０を有しており、比較的
に滑り易い面を形成し、厚さが約０．２鰭のポリカーボ
ネイトまたはポリエステルなどの透明なラベル材から形
成された上部部材１２を支持している。この層１２の下
側は、格子パターンで印刷されており、ディジタイザの
使用目的を支援している。ゴムシート１３が、層１２の
下側に接着されており、シート１３の下側には、連続し
た導電性塗膜３６　（第４図参照）が施されている。

ゴムシート１３の下方には、フレーム１０と、もう一つ
の内方へ向いているフランジ１５との間のフレーム１０
の所定の位置に、プリント回路基板１４が取り付けられ
ている。プリント回路基板１４の上面１６には、単位面
積当り約１０にΩの抵抗と四角形配列の絶縁性凸起点１
７　（第２図にのみ図示）とを有する連続した導電塗膜
３７　（第４図参照）が施されている。凸起点１７は、
面１６の上に間隔４１）、高さ０．００４から０．００
６インチで印刷され、２面の導電性面を空間をあけて離
れて保持している。電気的接続は、ゴムシートより突起
した止めくぎ状の凸起１８を介してゴムシート１３とプ
リント印刷基板１４との間で行われ、凸起１８自身は、
電気的導電材で塗布され、感知回路（図示せず）への接
続のために、プリント回路基板の開孔にはめ込まれてい
る。

プリント回路基板１４の下に、蝶番２２で蝶番づけされ
た一組の成型された板２０と２１．より成る接続機構が
取り付けられている。板２０と２１のそれぞれの上面に
は、板２０と２１が軸回転可能にフレームに取り付けら
れるように、フレーム１０の各人（図示せず）へ留めら
れた一組の止め棒２３と２４及び２５と２６がそれぞれ
ある。

板２０と２１の縁２７と２８の下側に沿って、ハウジン
グの凹部８の底面で支えられている下方に向いたフラン
ジ２９と３０が形成されている。

作動棒３１が、蝶番２２の下のその下側に、板２０と一
体に成型されており、凹部８の底部の開孔３２を通って
、スイッチ３３と接触している。

スイッチ３３は、スナップアクション・スイソチであり
、圧縮ばねを内蔵しており、第２図に示すように、作動
棒３１を不作動位置に押し上げ、従って、フレームｌＯ
を休止位置に保持する。スイッチ３３は、処理装置３４
　（第５図）へ接続している。

層１２の上の指の位置を感知する電気的構成は、米国特
許Ａ　−３４４９５１６に記載の構成と同しである。

ディジタイザは、電位差計法にもとずいている。

屈曲性導電膜３６へ加えられた圧力により、圧力点で導
電層３６と基底の導電層３７との間が接触し、ディジタ
イザと接続している処理電子装置が、圧力の物理的位置
と比例するこの″電位差計”から電圧を検出する。これ
を行うために、Ａ組のダイオ−１−′３８〜４１が、層
３７の四角形の能動領域４３の回りに配置された不連続
な接触点４２へ接続している。角接触点は、インキの絶
縁誘電層４５の上に銀の通電路４４をスクリーン印刷す
ることに形成される。層４５には、接触点に相当する誘
電層内にあって、スクリーン印刷された通電路が貫通し
て延びている穴４６がある。誘電性インキの最後の層４
７が、絶縁性フレームを形成するために、銀の通電路４
４と抵抗層３７の上に印刷される。

ダイオード・セット３８と４０は、処理回路４４のＸド
ライブ端子へ接続し、ダイオード・セット３９と４１は
、処理回路４４のＸドライブ端子へ接続している。

駆動ダイオードの電圧降下によって発生する温度による
エラーを最低限にするために、基準電圧が、能動領域４
３のフルスケール点とゼロ点において、接触点４５　（
低基準）と４６　（高基準）とを経て斜めに、それぞれ
検出される。これらの接触点は処理電子装置４４へ接続
している。第４図は、接触点４５の１つの構造を示す。

処理電子装置４４内の発振器（図示せず）は交流電圧を
発生し、この電圧はＸドライブ端子とＹトランプ端子へ
印加される。その結果、交流電圧の正の半サイクルの間
、電界が、ダイオード・セット４０と４１の間の能動領
域に形成され、負の半サイクルの間、電界が、ダイオー
ド・セット３８と３９の間の直角（Ｙ）な方向の能動領
域に発生する。

圧力が導電層３６に加えられると、導電層３６は抵抗層
３７に接触するまで、付近の凸起点１７の回りで変形す
る。導電層３６は、検出電圧を測定する処理電子装置４
４内のアナログ−デジタル・コンバータ（図示せず）の
入力側へ接続されており、処理電子装置４４は、Ｘドラ
イブ端子とＸドライブ端子のどちらが現在能動状態にあ
るかを参照して、印加圧力点の位置を決定する。この位
置の情報は、処理器３５へ転送され、次に処理器３５は
、モニタスクリーン上のカーソルの位置を制御する。

ユーザーが、あるファンクションを作動させたいと希望
する場合には、より強い圧力で押すと、この圧力が、板
２０と２１などによって構成された接続機構により、圧
縮スプリングの力が押し負けると作動するスイッチ３３
へ伝達される。指が外されると、圧縮スプリングは、板
３１を上方へ押し、これによって、装置を第２図に示さ
れている休止位置へ戻す。

スイッチ３３を作動すると実行されるファンクションは
、コンピュータの操作モードに依存する。

例えば、メニュー・ファンクションが、スクリーン上の
種々の位置にデイスプレィされ、スイッチ３３が、モニ
タスクリーンの上にデイスプレィされたメニュー・ファ
ンクションの位置に設置されたカーソルによって作動す
るときは、それに対応するファンクションが行われる。

あるいは、コンピュータは、スイッチ３３を押すと、カ
ーソルの位置に関係なく、作動する省略ファンクション
があるようなモードで動作する。当然、ほかの変化も可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、入力装置を組み入れたラップトツブ・コンピ
ュータの略斜視図である。第２図は、第１図に示された入力装置の断面図である。第３図は、入力装置の分解図である。明快にするため、
数個の部品が省略されている。第４図は、第２図に示されたディジタイザの断面図であ
る。第５図は、ディジタイザの概略平面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定の座標系に関しインジケータの位置を決定す
るための位置設定手段と、位置設定手段の下に取り付け
られた圧力感応スイッチ（３３）と、位置設定手段と、
十分な圧力が位置設定手段に加えられると、動いてスイ
ッチを作動する接続機構へ圧力が伝送されるスイッチと
の間の接続機構（２０、２１）とより成り、同一圧力が
、スイッチを作動する位置設定手段上のすべての位置に
実質的に加えられなければならないように、接続機構の
下に一緒に蝶番づけされかつ伸張した少なくとも２枚の
板（２０、２１）より接続機構が成っている入力装置（
４）。
（２）前記板（２０、２１）が一緒に蝶番づけされた請
求項１に記載の装置。
（３）前記スイッチが、接続機構と係合しておりかつス
プリングが荷重した作動部材（３１）を有している請求
項１または請求項２に記載の装置。
（４）前記接続機構が、垂れ下がった先細の突起を有し
ている前記のすべての請求項に記載の装置。
（５）さらに、前記位置設定手段が固定されたフレーム
（１０）と、位置設定手段の下の前記フレームへ軸回転
可能に取り付けられている前記接続機構とより成り、前
記接続機構が、位置設定手段に圧力が加えられると、フ
レームがハウジングに関して動いて、ハウジングに関し
て接続機構を動かし、これによって、スイッチを作動す
る前記のすべての請求項に記載の装置。
（６）一組の対面する電気的抵抗性面（３６、３７）よ
り成り、その面の一つまたは両方が、それらの面を空間
をおいて離れて維持するために多くの分離している凸起
点（１７）を有しており、それらの面の一つは、圧力が
前記の屈曲性面へ加えられて、指の圧力に応答して両面
の間に接触が行われるときに、十分に柔軟性があって、
前記の面が分離している凸起点（１７）の回りで接近し
て屈曲する基板（１２）に形成されており；さらに、接
触している面より成る回路の抵抗を監視することにより
、加えられた圧力の位置を調べるための感知手段とより
成っている入力装置。
（７）屈曲性基板がゴム材より成っている請求項６に記
載の装置。
（８）請求項６または請求項７と、前記請求項１から請
求項５までのうちのいずれかの請求項とに記載された入
力装置。
（９）前記請求項のうちのいずれかに記載の入力装置を
組み入れているコンピュータ装置。