JPH086713A

JPH086713A - 入力操作器

Info

Publication number: JPH086713A
Application number: JP6133139A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Ono; 智巳小野
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】入力操作を容易にする入力操作器を提供す
る。【構成】環状に配列された複数の細条接点より成る細
条接点群を複数群具備し、細条接点群にそれぞれ対向す
る群分け接点を具備し、細条接点群と対向する群分け接
点との間に介在して両者間を離隔するスペーサを具備
し、細条接点群と群分け接点とを相互接触せしめる押圧
操作部を具備して速度信号および角度信号を発生する入
力操作器において、細条接点群および群分け接点はそれ
ぞれ印刷技術により絶縁薄膜に形成され、スペーサは絶
縁薄膜により形成され、押圧操作部はその下面にリング
状弾性部１７₁およびこの弾性部１７₁の外側の周縁部下
面にリング状弾性部１７₁より下方に延伸するリング状
スカート部１７₂が形成される入力操作器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、入力操作器に関し、
特に、コンピュータの入力装置、例えばカーソルの向き
および移動速度を変化させるコンピュータの入力装置に
使用する入力操作器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この発明の先行技術を図を参照して説明
する。図７を参照して説明するに、１０は入力操作器の
操作卓の一部を示し、１１はその表面パネル、１３は裏
板である。２０はこの操作卓１０に鉛直に支持される操
作杆を示す。２１は操作杆２０の基端部に構成された操
作子であり、両者は絶縁樹脂材により一体に成形されて
いる。１４Ａおよび１４Ｂは可撓性を有する絶縁薄膜を
示す。３０は絶縁薄膜１４Ｂに形成される細条接点であ
る。３１Ａ〜３１Ｄは絶縁薄膜１４Ａに形成される群分
け接点である。これら細条接点３０および群分け接点３
１の形状、配置については後で図９および図１０を参照
して説明する。１５はスペーサであり、この両面に上述
の２枚の絶縁薄膜１４Ａおよび絶縁薄膜１４Ｂが接着さ
れている。１５Ａはスペーサ１５を打ち抜くことにより
形成されるリング状の空間である。スペーサ１５に絶縁
薄膜１４Ａおよび絶縁薄膜１４Ｂを貼合せたものは、裏
板１３に積層接合して裏打ちされている。５０は表面パ
ネル１１の表面から下方に向かって径が拡大する円形孔
であり、表面パネル１１に穿設されるものである。この
円形孔５０には操作杆２０の操作キー２１が収容保持さ
れる。１６は裏板１３から突出したピンであり、その先
端は操作キー２１の中心部に形成した凹部に係合し、操
作杆２０を操作する際にこれを一点支持するものであ
る。操作キー２１下面と絶縁薄膜１４Ａの群分け接点３
１Ａ〜３１Ｄに対応するところとの間には合成ゴム或は
ゴム弾性を有する合成樹脂の如きゴム弾性材料より成る
リング状弾性体１７を配置する。リング状弾性体１７は
操作キー２１の下面或は絶縁薄膜１４Ａの何れか一方に
接着しておく。操作杆２０を操作することにより、操作
キー２１およびリング状弾性体１７を介して絶縁薄膜１
４Ａに押圧力が加えられ、押圧操作方向に対応する群分
け接点３１の一部と細条接点３０とは接触する。図８は
この発明の他の先行技術を示し、図７において操作キー
２１上面を比較的に大きい面積に形成し、操作キー２１
の上面周縁を押圧することにより接点に押圧力を加える
ものである。

【０００３】図９および図１０を参照して細条接点３０
および群分け接点３１の形状、配置を説明する。細条接
点３０は或る円の半径方向に向き、この円に沿い互いに
等角度間隔に環状に配列されている。細条接点３０の枚
数は２０枚ないし４０枚程度とすることができる。３１
Ａないし３１Ｄは絶縁薄膜１４Ａに形成される群分け接
点であり、細条接点３０の群をグループ分けするもので
ある。即ち、群分け接点３１Ａないし３１Ｄは９０°毎
に４等分割されているので、群分け接点のそれぞれは細
条接点３０の１０枚に対応し、結局４０枚の細条接点３
０を１０枚毎に４グループにグループ分けするものであ
る。３３はリード線である。

【０００４】群分け接点３１Ａ〜３１Ｄにより４分割さ
れた細条接点３０相互間の接続の仕方を図１０を参照し
て説明する。図１０に示される細条接点３０を互いに直
交するｘ−ｘ’軸およびｙ−ｙ’軸により４分割したも
のとすると、ｘ−ｘ’軸を対称軸として折り返した場合
に重なり合う関係にある細条接点３０同士は互いに電気
的に接続されると共に更にｙ−ｙ’軸を対称軸として折
り返した場合に重なり合う関係にある細条接点３０同士
も互いに電気的に接続される様に共通接続する。Ｌ₁ な
いしＬ₁₀ は共通接続線である。細条接点３０の各群を
引き出す共通接続線Ｌ₁ 〜Ｌ₁₀および群分け接点３１Ａ
〜３１Ｄを外部に引き出すリード線も絶縁薄膜１４Ａ或
は絶縁薄膜１４Ｂに形成される。

【０００５】群分け接点３１Ａ〜３１Ｄにより４分割さ
れた細条接点３０のグループ間について、細条接点３０
相互間の接続を図１０により図示説明示された如くに
し、これと群分け接点３１Ａ〜３１Ｄとによりマトリッ
クススイッチ回路を構成することができる。即ち、操作
杆２０はこれを３６０゜の任意の方向に操作することに
より群分け接点３１Ａ〜３１Ｄと細条接点３０との間を
切、断することによるスイッチ群を構成することがで
き、これを使用してマトリックススイッチ回路を構成す
ることができる。図７および図８に示される操作キー２
１を操作して群分け接点３１Ａ〜３１Ｄを細条接点３０
に対して接触せしめる場合、押圧操作方向に対応する群
分け接点３１Ａ〜３１Ｄと細条接点３０との間の相互接
触が行なわれると共に、操作キー２１の操作圧力に比例
して操作キー２１およびプリント基板１２の変形量は大
きくなることに起因して相互接触する接点の個数は増大
するに到る。

【０００６】ここで、図１１を参照して上述の押圧操作
による入力の演算処理を説明する。４０はマイクロコン
ピュータより成る演算処理回路を示す。ＰおよびＱはマ
イクロコンピュータ４０に対する操作入力端であり、Ｒ
は条件設定入力端子である。θは角度信号、Ｖは速度信
号、Ｓは条件設定信号である。ここで、操作キー２１の
押圧操作に対応する群分け接点３１Ａ〜３１Ｄと共通接
続線Ｌ₁ 〜Ｌ₁₀に接続する細条接点３０との間の接触の
組合せをこの処理回路４０により演算処理することによ
り操作キー２１の操作方向を決定することができる。例
えば、群分け接点３１Ａと共通接続線Ｌ₁ に接続する細
条接点３０とが接触した場合、操作入力端Ｐ₁ と操作入
力端Ｑ₁ とが相互接続し、演算処理回路４０はこの接続
を認識する。群分け接点３１Ｃと共通接続線Ｌ₁₀ に接
続する細条接点３０とが接触した場合、操作入力端Ｐ₁₀
と操作入力端Ｑ₄ とが相互に接続し、演算処理回路４
０はこの接続を認識する。群分け接点と互いに隣接する
２個の細条接点とが接触した場合は、２組の操作入力端
Ｐと操作入力端Ｑが相互接続し、演算処理回路４０はこ
の２組の接続を認識する。群分け接点と３個の細条接点
とが接触した場合も同様である。

【０００７】上述の如く、接触する接点の組合せは操作
キー２１の操作方向に対応する。処理回路４０は接触す
る細条接点の個数が２個の場合は、細条接点の中央の方
向を操作方向に対応するものとして出力する。接触する
細条接点の個数が３個の場合は例えば中間の細条接点を
操作方向に対応するものとして出力する。これと共に、
群分け接点３１Ａ〜３１Ｄに対する細条接点３０の接触
個数を検出し、この接触個数を速度信号Ｖに対応するも
のとすることができる。例えば、接触個数が１個である
か、２個であるか或は３個であるかに対応して３通りの
速度信号Ｖを出力することができる。演算処理回路４０
により認識される操作杆２０の操作方向および細条接点
３０の接触個数を汎用されるマウス或はジョイスティッ
クその他の入力操作器の通信規格に適合する電気信号に
変換し、これらを角度信号θおよび速度信号Ｖとしてコ
ンピュータに対して出力する。

【０００８】以上の通りの入力操作器は、これをコンピ
ュータの表示器に表示されるカーソル位置の制御に使用
することができる。この場合、上述の操作方向はカーソ
ルの移動されるべき向きである角度信号θに対応し、細
条接点の接触個数はカーソルの達成されるべき移動速度
である速度信号Ｖに対応する。スイッチ３４はカーソル
位置を決定する指示をする条件設定スイッチであり、ス
イッチ３５はカーソル位置を取消す指示をする条件設定
スイッチである。これらのスイッチ３４およびスイッチ
３５は操作キー２１とは別に表面パネル１１の何処かに
設けられる。これらのスイッチ３４およびスイッチ３５
の操作に対応する信号も処理回路４０から条件設定接点
信号Ｓとしてコンピュータに送信される。群分け接点３
１Ａ〜３１Ｄに対する細条接点３０の接触個数とカーソ
ルの移動速度の関係は以下の如くすることができる。

【０００９】接触個数カーソル移動速度１〜３４（カウント／秒）３〜４８０〃５〜６３００〃７以上８００〃ここで、群分け接点の数は４個に限らずに８個或はそれ
以上とすることができる。群分け接点の数に対応して細
条接点３０の数も変更される。

【００１０】以上の通り、この発明のマトリックススイ
ッチにより多点の入力スイッチ群を形成することができ
る。この結果、分解能の高い角度信号を発生することが
できる。特に、スイッチを図９に示されるメンブレンス
イッチにより入力操作器のマトリックススイッチを簡素
に構成することができる。そして、スイッチの押圧部分
に弾性体１７を介挿することにより、１回の操作による
群分け接点に対する細条接点の接触数を操作圧力に比例
して大きく異ならせることができる。カーソルの移動速
度をこの接触数に比例したものとすることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】細条接点３０と群分け
接点３１Ａ〜３１Ｄとをメンブレン接点により構成した
上述の先行技術においては、互に対向する接点部は操作
キー２１を操作することによりリング状弾性体１７を介
してオン、オフ制御される。スペーサ１５の厚さおよび
絶縁薄膜１４の厚さは、図示説明の都合上、極端に厚く
して示している。リング状弾性体１７は操作キー２１を
操作しない非操作時は、メンブレン接点を形成する絶縁
薄膜１４Ａに直接接触している。

【００１２】ここで、操作キー２１および状弾性体１７
により構成される押圧操作部の押圧操作をまさに開始す
る時、リング状弾性体１７は非操作時において絶縁薄膜
１４Ａに直接接触しているところから、絶縁薄膜１４Ａ
はいきなり押圧操作されて細条接点３０と群分け接点３
１Ａ〜３１Ｄとは瞬時に接触せしめられることとなる。
その上に、絶縁薄膜１４およびスペーサ１５の厚さは上
述の如く極く薄いものであるところから、操作キー２１
を操作しても操作ストロークは小さい。要するに、上述
の先行例は、押圧操作開始時、瞬時に操作開始される、
操作ストロークの小さい、クリック感覚も生じない操作
感覚の良好ではない入力操作器である。

【００１３】この発明は、上述の通りの問題を解消した
入力操作器を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】環状に配列された複数の
細条接点３０より成る細条接点群を複数群具備し、細条
接点群にそれぞれ対向する群分け接点３１を具備し、細
条接点群と対向する群分け接点との間に介在して両者間
を離隔するスペーサ１５を具備し、細条接点群と群分け
接点とを相互接触せしめる押圧操作部１７および２１を
具備する入力操作器において、細条接点群および群分け
接点はそれぞれ印刷技術により絶縁薄膜１４に形成さ
れ、スペーサ１５は絶縁薄膜により形成され、押圧操作
部はその下面にリング状弾性部１７₁およびこの弾性部
１７₁の外側の周縁部下面にリング状弾性部１７₁より下
方に延伸するリング状スカート部１７₂が形成されるも
のである入力操作器を構成した。

【００１５】そして、押圧操作部は操作キー２１および
弾性体１７より成り、弾性体１７の下面にリング状弾性
部１７₁およびこの弾性部１７₁の外側の周縁部下面にリ
ング状スカート部１７₂が形成される入力操作器を構成
した。また、リング状スカート部１７₂は弾性体とは別
体に構成され取り付けられたものである入力操作器を構
成した。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１および図２を
参照して説明する。図２は図１において操作キー２１上
面を比較的に大きい面積に形成し、操作キー２１の上面
周縁を押圧することにより接点に押圧力を加えるもので
ある。この発明の実施例も、上述した入力操作器の先行
例と共通する構成を有している。即ち、図１および図２
に示されるこの発明の入力操作器の実施例において、１
１は表面パネル、１３は裏板である。メンブレンスイッ
チは細条接点３０および群分け接点３１Ａ〜３１Ｄを有
する。１４Ａおよび１４Ｂはこのメンブレンスイッチを
構成する可撓性を有する絶縁薄膜である。１５は絶縁薄
膜１４間に介在されるスペーサである。２１はメンブレ
ンスイッチを押圧操作する押圧操作部を構成する操作で
あり、裏板１３から突出したピン１６により支持されて
いる。弾性体１７も操作キー２１とメンブレンスイッチ
との間に介在し、実施例においては操作キー２１下面に
接合している。押圧操作部はこれら操作キー２１および
弾性体１７により構成される。操作キー２１をピン１６
により支持することにより押圧操作は容易確実になる。
スペーサ１５に絶縁薄膜１４Ａおよび絶縁薄膜１４Ｂを
貼合せたものは、裏板１３に積層接合して裏打ちされて
い。５０は表面パネル１１の表面から下方に向かって径
が拡大する円形孔であり、表面パネル１１に穿設される
ものである。この円形孔５０には操作キー２１および弾
性体１７が収容保持される。

【００１７】ここで、図３を参照するに、図３（ａ）は
この発明において使用されるメンブレンスイッチであ
り、これは原寸大のものの正面図である。図３（ｂ）は
図３（ａ）のメンブレンスイッチに対応して使用される
スペーサを示し、図３（ｃ）および（ｄ）は同様に図３
（ａ）に対応する弾性体を示す。弾性体１７は合成ゴム
或はゴム弾性を有する合成樹脂の如きゴム弾性材料によ
り構成され、その下面にリング状弾性部１７₁が形成さ
れると共に、これと一体にこの弾性部１７₁の更に外側
である周縁部下面にはリング状スカート部１７₂が形成
されている。この様にすることにより、操作キー２１の
非操作時においては、このリング状スカート部１７₂は
絶縁薄膜１４Ａに直接接触し、リング状弾性体１７₁は
絶縁薄膜１４Ａから浮上してこれに接触しない状態に保
持されている。

【００１８】次いで、図５を参照してメンブレンスイッ
チを説明する。図５は図３（ａ）のメンブレンスイッチ
の一部を拡大して示した図である。スペーサの一方の側
に細条接点群３０Ａおよび３０Ｃ、群分け接点３１Ｂお
よび３１Ｄを形成する。これに対向するスペーサの他方
の側には一方の側の細条接点群３０Ａおよび３０Ｃに対
向して群分け接点３１Ａおよび３１Ｃを形成し、群分け
接点３１Ｂおよび３１Ｄに対向して細条接点群３０Ｂお
よび３０Ｄを形成する。ここで、細条接点３０には丸１
、丸２、丸３・・・という符号が付されている
が、これは対応する細条接点３０が構成する接点の番号
を示す。この接点番号の順序は、丸１が最初に押圧され
たものとして、押圧位置を反時計方向に変位した場合に
カーソル移動方向が順次に反時計方向に偏向し、丸２０
が最後に押圧されたときに変位は１周するという順序、
としている。共通接続線の一例は細条接点３０から図示
される如くに引き出され、群分け接点からも引出し線が
引き出されている。

【００１９】以上の通りのメンブレンスイッチを使用し
てマトリックススイッチを形成することができ、これを
使用して入力操作器を構成することができる。以下、図
６を参照して説明する。４０はマイクロコンピュータよ
り成る演算処理回路を示す。ＰおよびＱはマイクロコン
ピュータ４０に対する操作入力端であり、Ｒは条件設定
入力端子である。θは角度信号、Ｖは速度信号、Ｓは条
件設定信号である。ここで、操作キー２１の操作方向に
対応する群分け接点３１と細条接点３０との間の接触を
この処理回路４０により演算処理することにより操作キ
ー２１の操作方向を認識決定することができる。例え
ば、群分け接点３１Ａと共通接続線１３に接続する細条
接点丸１とが接触した場合、操作入力端Ｐ₁₃と操作入力
端Ｑ₂₁とが相互接続し、演算処理回路４０はこの接続を
認識する。群分け接点３１Ｃと共通接続線１３に接続す
る細条接点丸１５とが接触した場合、操作入力端Ｐ₁₃と
操作入力端Ｑ₂₀とが相互に接続し、演算処理回路４０は
この接続を認識する。群分け接点と互いに隣接する２個
の細条接点とが接触した場合は、２組の操作入力端Ｐと
操作入力端Ｑが相互接続し、演算処理回路４０はこの２
組の接続を認識する。群分け接点と３個の細条接点とが
接触した場合も同様である。

【００２０】上述の如く、接触する接点の組合せは操作
キー２１の操作方向に対応する。処理回路４０は接触す
る細条接点の個数が２個の場合は、細条接点の中央の方
向を操作方向に対応するものとして出力する。接触する
細条接点の個数が３個の場合は例えば中間の細条接点を
操作方向に対応するものとして出力する。なお、群分け
接点３１Ａ〜３１Ｄに対する細条接点３０の接触個数を
検出し、この接触個数を速度信号Ｖに対応するものとす
ることができる。例えば、接触個数が１個であるか、２
個であるか或は３個であるかに対応して３通りの速度信
号Ｖを出力することができる。演算処理回路４０により
認識される操作杆２０の操作方向を汎用されるマウス或
はジョイスティックその他の入力操作器の通信規格に適
合する電気信号に変換し、これらをカーソルの角度信号
θとしてコンピュータに対して出力する。

【００２１】以上の通り、この発明の入力操作器は、こ
れを構成する薄型のメンブレンスイッチの弾性体１７の
周縁部下面にリング状スカート部１７₂を形成して操作
キー２１の非操作時においてはリング状スカート部１７
₂が絶縁薄膜１４Ａに接触する構成を採用することによ
りリング状弾性体１７₁は操作キー２１の非操作時にお
いては絶縁薄膜１４Ａから浮上してこれに接触しない様
に構成された。これにより、入力操作器において入力操
作する際に、操作子杆２１の操作時に操作ストロークを
持たせることができると共にクリック感覚も得られるに
到った。

【００２２】入力操作器において入力操作する際に操作
子杆２１の操作に操作ストロークを持たせることができ
る上にクリック感覚も得られるということは以下の通り
の意味を持つ。即ち、従来の入力操作器も、これを構成
する薄型のメンブレンスイッチはスペーサ１５の厚さが
極く薄い上にリング状弾性体１７が絶縁薄膜１４Ａに直
接接触しているものであるところから、操作ストローク
は本来小さい上にクリック感覚も生じないものであり、
これに起因して入力操作は困難を極めた。この従来の入
力操作器に依っても、入力操作に熟達しさえすれば入力
を容易になし得る様になるのであるが、しかし、これに
はかなりの訓練、期間を必要とした。ところが、弾性体
１７の周縁部下面にリング状スカート部１７₂を形成す
ることにより操作キー２１の操作時に操作ストロークを
持たせるという単なるスイッチにおいては極く一般的な
ことの様にも考えられる技術を入力操作器を構成する薄
型のメンブレンスイッチに適用することにより、入力操
作器による入力操作を極めて容易になし得ることとし、
入力操作に熟達するための訓練、期間を殆ど不要とする
ことができるという意味を持つに到る。

【００２３】図１および図２により図示説明される実施
例においては、薄型のメンブレンスイッチとして図３お
よび図５に示されるものが使用されたが、この代りに図
９および図１０により図示説明される薄型のメンブレン
スイッチも採用することができる。そして、メンブレン
スイッチを押圧操作する押圧操作部を構成する操作キー
２１は裏板１３から突出したピン１６により一点支持さ
れているが、絶縁薄膜およびスペーサの膜厚その他の条
件次第に依りピン１６を省略することができる。

【００２４】弾性体１７としては、これを図４に示され
るものとすることができる。図４においては操作キー２
１と弾性体１７とが一体に構成されている。弾性体１７
の下面にはリング状弾性部１７₁が形成されると共に、
これと一体にこの弾性部１７₁の更に外側である周縁部
下面にはリング状スカート部１７₂が形成されている。
弾性体１７にリング状スカート部１７₂を具備せしめて
押圧操作した際にクリック感覚を生ぜしめるには、リン
グ状スカート部１７₂の材質、形状寸法に極力注意を払
って適正に設定する必要がある。これら材質、形状寸法
が相互に関連してクリック感覚に影響を与えるのである
が、形状寸法が或る特定の条件に特定された場合、リン
グ状弾性体１７とリング状スカート部１７₂とが一体的
に同一材料により構成されていて、リング状弾性体１７
の材質がリング状スカート部１７ ₂と同一の材質に限ら
れると、適正なクリック感覚を設定し得ない場合も生ず
る。

【００２５】ここで、図４に示される弾性体１７の場
合、リング状スカート部１７₂を適正なクリック感覚を
設定するに好適な材料を選択して独立に製造し、これを
別に製造した弾性体１７に結合するものとすることがで
きる。この様にすることにより、クリック感覚を設定す
る上において設計の自由度が大きくなる。

【００２６】

【発明の効果】以上の通りであって、この発明は、弾性
体１７の周縁部下面にリング状スカート部１７₂を形成
することにより操作キー２１の操作時に操作ストローク
を持たせるという単なるスイッチにおいては極く一般的
なことの様にも考えられる技術を入力操作器を構成する
薄型のメンブレンスイッチに適用することにより、入力
操作器による入力操作を極めて容易になし得ることと
し、入力操作に熟達するための訓練、期間を殆ど不要と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を説明する図。

【図２】実施例を説明する図。

【図３】メンブレンスイッチ、スペーサ、弾性体を説明
する図。

【図４】押圧操作部を説明する図。

【図５】メンブレンスイッチの拡大図。

【図６】押圧操作入力の演算処理を説明する図。

【図７】先行例を示す図。

【図８】先行例を示す図。

【図９】メンブレンスイッチを示す図。

【図１０】細条接点の接続を説明する図。

【図１１】押圧操作入力の演算処理を説明する図。

【符号の説明】

１０操作卓１１表面パネル１２プリント基板１３裏板１４絶縁薄膜１５スペーサ１６ピン１７弾性体２０操作杆２１操作キー３０細条接点３１群分け接点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環状に配列された複数の細条接点より成
る細条接点群を複数群具備し、細条接点群にそれぞれ対
向する群分け接点を具備し、細条接点群と対向する群分
け接点との間に介在して両者間を離隔するスペーサを具
備し、細条接点群と群分け接点とを相互接触せしめる押
圧操作部を具備する入力操作器において、細条接点群お
よび群分け接点はそれぞれ印刷技術により絶縁薄膜に形
成され、スペーサは絶縁薄膜により形成され、押圧操作
部はその下面にリング状弾性部およびこの弾性部の外側
の周縁部下面にリング状弾性部より下方に延伸するリン
グ状スカート部が形成されるものであることを特徴とす
る入力操作器。
【請求項２】請求項１に記載される入力操作器におい
て、押圧操作部は操作キーおよび弾性体より成り、弾性
体の下面にリング状弾性部およびこの弾性部の外側の周
縁部下面にリング状スカート部が形成されるものである
ことを特徴とする入力操作器。
【請求項３】請求項１に記載される入力操作器におい
て、リング状スカート部は弾性体とは別体に構成され取
り付けられたものであることを特徴とする入力操作器。