JPH11224156A - 平面入力型ポインティングデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １対の検出素子を均一の間隔に保持でき、指
圧入力位置に正確に対応した座標データを指示できる平
面入力型ポインティングデバイスを提供する。 【解決手段】 ポインティングデバイス１０は、絶縁基
板１２、１８の表面に抵抗層１４、２０をそれぞれ配し
たシート状の第１及び第２検出素子１６、２２と、両検
出素子１６、２２の間に配置されて両者の間隔を保持す
るシート状のスペーサ２４とを備える。スペーサ２４は
多数の矩形貫通穴２６を有し、検出素子１６、２２の変
形時に貫通穴２６を介した両抵抗層１４、２０同士の短
絡を許容する。第１検出素子１６の基板１２と第２検出
素子２２の基板１８とスペーサ２４とは、１枚のシート
材料から一体的に打抜き形成される。第１検出素子１６
の電極対３２と第２検出素子２２の電極対３４とは、両
検出素子１６、２２を互いに重ね合わせたときに、スペ
ーサ２４によって電気的に絶縁される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ等のデータ処理装置で使用される座標入力装置に
関し、特に、１対の導電性シートを互いに対向させ、そ
れら導電性シートの押圧変形による短絡位置を検出して
二次元座標データを指示する平面入力型ポインティング
デバイスであって、動作特性に対する信頼度が高く、製
造コストの低減が可能な平面入力型ポインティングデバ
イスに関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ等の、ディスプ
レイ及びキーボードを備えたデジタルデータ処理装置の
うち、特に、ノート型と称する携帯可能な小型データ処
理装置では、オペレータが手指でアナログ的な情報を入
力することによりディスプレイ上の二次元座標データを
指示する筐体組込型ポインティングデバイスが広く利用
されている。従来、この種の筐体組込型ポインティング
デバイスの１つとして、処理装置の筐体上面に組込まれ
たシート状検出素子の表面に沿って指を当接摺動させる
ことにより、指圧点の移動方向及び移動距離を入力する
平面入力型ポインティングデバイスが知られている。

【０００３】従来の平面入力型ポインティングデバイス
は、一般に、電気絶縁性の基板と基板表面に設けられる
抵抗層とを各々に有したシート状の１対の検出素子を備
える。それら検出素子は、抵抗層同士を対向させて、間
隔を空けて重ね合わされる。両検出素子の間隔は、一方
の検出素子の抵抗層の表面に分散配置された多数のドッ
トスペーサにより確保される。ドットスペーサは、検出
素子の少なくとも自重による変形を抑制して両検出素子
の間隔を保持する一方で、いずれかの検出素子が押圧力
下で変形したときには両抵抗層の短絡を許容するもので
ある。

【０００４】各検出素子はさらに、抵抗層の対向縁部に
沿ってそれぞれ配設される１対の電極すなわち電極対を
備える。重なり合う１対の検出素子において、各々の電
極対は互いに９０度異なる位置に配置される。両抵抗層
には交互に、各々の電極対の間に所定電圧が印加され
る。その状態で、一方の検出素子の基板の外面所望位置
を例えば指で押圧すると、押圧部位で両抵抗層が互いに
短絡され、電圧を印加していない側の抵抗層に押圧部位
の位置に対応した分圧が測定される。両抵抗層にこのよ
うにして交互に生じる分圧を測定することにより、押圧
部位の２次元座標が特定される。

【０００５】上記したドットスペーサの形成方法として
は、スクリーン印刷やオフセット印刷が一般的である
が、多数のドットスペーサを所望の高さ（一般に数十μ
m ）に形成することが困難であり、そのような課題を解
決するためにスペーサ材料として紫外線硬化樹脂を使用
する形成方法が提案されている（例えば特開昭６０−２
２２９１８号公報及び特開平１−２９５３２２号公報参
照）。この方法では、検出素子の抵抗層の表面に紫外線
硬化樹脂層を被着し、多数の点状透明部分を任意の分散
配置で有したマスクを紫外線硬化樹脂層に被せた上から
紫外線を照射し、点状透明部分に重なった紫外線硬化樹
脂層の各部位を硬化させた後、未硬化部分を除去するこ
とにより、所望高さの多数のドットスペーサが形成され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した各公報記載の
平面入力型ポインティングデバイスでは、検出素子の抵
抗層に被着した紫外線硬化樹脂層を紫外線露光すること
によりドットスペーサを形成したので、指圧位置の検出
に適した所望高さのドットスペーサを得ることができ
る。しかし、このようなスペーサ形成方法では、多数の
ドットスペーサが抵抗層上で個々に独立して形成される
ので、形成されたドットスペーサの高さにばらつきが生
じ易いという課題がある。スクリーン印刷やオフセット
印刷によりドットスペーサを形成する場合も、同様の課
題が生じている。多数のドットスペーサが高さにばらつ
きを有した状態で平面入力型ポインティングデバイスを
形成すると、指圧位置以外の意図しない部位で抵抗層同
士が短絡する不具合が生じ、正確な入力指示を行うこと
が困難になって高い信頼度が得られなくなる課題があ
る。

【０００７】また、各検出素子における１対の電極は、
基板表面にパターン形成された導電性ストリップの一部
分であり、重なり合う１対の検出素子の間で各々の導電
性ストリップがそのパターンに起因して互いに重なる部
分を有する場合がある。この場合、電極を含む導電性ス
トリップに電気絶縁性のレジスト被膜が被着され、両検
出素子の導電性ストリップ同士の短絡を確実に防止する
ようになっている。しかしながらこの場合、レジスト被
膜の形成工程が必要となり、平面入力型ポインティング
デバイスの製造工程が複雑になるだけでなく、レジスト
被膜がピンホール等の欠陥を有していた場合には、導電
性ストリップ同士の電気絶縁性が低下する危惧がある。

【０００８】したがって本発明の目的は、対向配置され
る１対の検出素子を均一かつ所望の間隔に保持できるス
ペーサを備え、指圧入力位置に正確に対応した座標デー
タを指示できる平面入力型ポインティングデバイスを提
供することにある。本発明の他の目的は、スペーサの形
成工程を簡略化できるとともに、各検出素子の基板表面
にパターン形成された導電性ストリップを電気的絶縁被
覆する工程を簡略化でき、その結果、作動信頼性を高度
に維持しつつ製造コストを削減できる平面入力型ポイン
ティングデバイスを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明は、電気絶縁性の基板と基
板の表面に設けられる抵抗層とを各々に備え、抵抗層同
士が対向配置されるシート状の１対の検出素子と、それ
ら検出素子を相互に離間するとともに基板変形時の両抵
抗層の短絡を許容するスペーサとを具備し、両抵抗層の
短絡位置に対応した座標データを指示する平面入力型ポ
インティングデバイスにおいて、スペーサは、多数の貫
通穴を有した電気絶縁性の板からなり、１対の検出素子
の間に挟持されて、貫通穴を介した両抵抗層の短絡を許
容することを特徴とする平面入力型ポインティングデバ
イスを提供する。

【００１０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載のポインティングデバイスにおいて、１対の検出素子
の基板が互いに連結されるとともに、一方の検出素子の
基板とスペーサとが互いに連結され、１対の検出素子及
びスペーサが、それらの連結部で折曲することにより積
層されてなる平面入力型ポインティングデバイスを提供
する。

【００１１】請求項３に記載の本発明は、請求項１又は
２に記載のポインティングデバイスにおいて、スペーサ
が、検出素子の基板と同一の材料から形成される平面入
力型ポインティングデバイスを提供する。

【００１２】請求項４に記載の本発明は、請求項３に記
載のポインティングデバイスにおいて、１対の検出素子
の基板とスペーサとが、１枚のシート材料から打ち抜い
て一体的に形成される平面入力型ポインティングデバイ
スを提供する。

【００１３】請求項５に記載の本発明は、請求項４に記
載のポインティングデバイスにおいて、シート材料から
打ち抜かれたブランクの一方の面の外縁領域に接着剤層
が配置され、接着剤層により、１対の検出素子の基板と
スペーサとが互いに接着される平面入力型ポインティン
グデバイスを提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明をその実施形態に基づき詳細に説明する。図面におい
て、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付
す。図１は、本発明の一実施形態による平面入力型ポイ
ンティングデバイス１０（以下、単にポインティングデ
バイス１０と称する）を展開した状態で示す平面図、図
２は、図１のポインティングデバイス１０を組立てた状
態で示す断面図である。

【００１５】ポインティングデバイス１０は、電気絶縁
性の基板１２及び基板１２の表面に設けられる抵抗層１
４を有したシート状の第１検出素子１６と、同様に電気
絶縁性の基板１８及び基板１８の表面に設けられる抵抗
層２０を有したシート状の第２検出素子２２とを備え
る。第１検出素子１６の基板１２及び抵抗層１４と第２
検出素子２２の基板１８及び抵抗層２０とは、それぞれ
互いに略同一の矩形平面形状を有する。それら検出素子
１６、２２は、基板１２、１８同士、及び抵抗層１４、
２０同士が互いに位置及び外形を整合させた状態で、抵
抗層１４、２０同士を対向させて、相互に間隔を空けて
重ね合わされる。

【００１６】第１検出素子１６と第２検出素子２２との
間には、両者の間隔を保持するためのシート状のスペー
サ２４が配置される。スペーサ２４は、多数の矩形貫通
穴２６を有した電気絶縁性の板からなり、第１及び第２
検出素子１６、２２の少なくとも自重による変形を抑制
して両検出素子１６、２２の間隔を保持する一方で、い
ずれかの検出素子１６、２２が押圧力下で変形したとき
には、貫通穴２６を介した両検出素子１６、２２の抵抗
層１４、２０同士の短絡を許容する。

【００１７】図示実施形態では、第１検出素子１６の基
板１２と、第２検出素子２２の基板１８と、スペーサ２
４とが、１枚のシート材料からプレス機械の打抜き工程
を経て一体的に形成される。その結果、第１検出素子１
６の基板１２と第２検出素子２２の基板１８とは、それ
らの第１短辺１２ａ、１８ａの略中央位置に同様に打抜
き工程により形成された連結部２８を介して互いに一体
に連結され、また、第１検出素子１６の基板１２とスペ
ーサ２４とは、それらの第１長辺１２ｂ、２４ｂの略中
央位置に同様に打抜き工程により形成された連結部３０
を介して互いに一体に連結される。

【００１８】このようにして一体形成された第１検出素
子１６の基板１２及び第２検出素子２２の基板１８に関
し、シート材料の同一面上にそれぞれ抵抗層１４、２０
が設けられる。そして図２に示すように、第１検出素子
１６の抵抗層１４上にスペーサ２４を連結部３０で折曲
して重ね合わせ、次いでスペーサ２４上に第２検出素子
２２を連結部２８で折曲して重ね合わせることにより、
ポインティングデバイス１０が作製される。

【００１９】第１検出素子１６はさらに、抵抗層１４の
対向短辺１４ａに沿った縁領域上に、抵抗層１４に導通
してそれぞれ配設される１対の電極３２すなわち電極対
３２を備える。同様に第２検出素子２２はさらに、抵抗
層２０の対向長辺２０ｂに沿った縁領域上に、抵抗層２
０に導通してそれぞれ配設される１対の電極３４すなわ
ち電極対３４を備える。したがってそれら検出素子１
６、２２を重ね合わせたときに、各々の電極対３２、３
４は互いに９０度異なる位置に配置される。

【００２０】第１検出素子１６の電極対３２及び第２検
出素子２２の電極対３４はいずれも、基板１２、１８及
び抵抗層１４、２０の表面にパターン形成された導電性
ストリップの一部分からなる。第１検出素子１６の各電
極３２からの引出線として作用する導電性ストリップの
他部分３６は、図１に示すようなパターンに従って基板
１２の外縁領域に敷設され、基板１２の第２長辺１２ｃ
から一体に延設したコネクタ部３８に集合配置される。
同様に、第２検出素子２２の各電極３４からの引出線と
して作用する導電性ストリップの他部分４０は、図１に
示すようなパターンに従って、基板１８の外縁領域から
連結部２８を介して基板１２の外縁領域に敷設され、基
板１２に設けたコネクタ部３８に集合配置される。

【００２１】両検出素子１６、２２を互いに重ね合わせ
たときに、上記したパターンを有するそれぞれの導電性
ストリップは、互いに重畳して配置される部分を有する
（図２参照）。ポインティングデバイス１０では、両検
出素子１６、２２の間隔を保持するためのシート状のス
ペーサ２４が、それら重畳する導電性ストリップの間に
も介在し、両導電性ストリップを確実に電気的に絶縁す
る。

【００２２】第１検出素子１６及び第２検出素子２２の
外縁領域には、前述したシート材料から打ち抜かれたブ
ランクの一方の面に、接着剤層４２が配置される。図２
に示すように接着剤層４２は、各検出素子１６、２２の
導電性ストリップの部分に積層される。なお図２は、ポ
インティングデバイス１０の各構成要素を厚み方向に拡
大して示すものであって、実際には接着剤層４２は、導
電性ストリップ以外の基板１２、１８及び抵抗層１４、
２０の外縁領域にも配置されると解されるべきである。
このように配置された接着剤層４２により、第１検出素
子１６とスペーサ２４、及びストリップ２４と第２検出
素子２２とが、互いに固着される。

【００２３】上記構成を有するポインティングデバイス
１０は、従来周知の平面入力型ポインティングデバイス
と同様に、パーソナルコンピュータ等の小型データ処理
装置の筐体に組み込んで使用される。このとき、第１検
出素子１６及び第２検出素子２２のいずれか一方の基板
１２、１８の外面が、処理装置筐体のキーボード近傍に
露出して配置される。両検出素子１６、２２の抵抗層１
４、２０には、コネクタ部３８にて電源回路に接続され
た導電性ストリップを介して、各々の電極対３２、３４
の間に交互に所定電圧が印加される。その状態で、一方
の検出素子１６、２２の基板１２、１８の外面所望位置
を例えば指で押圧すると、押圧部位で両抵抗層１４、２
０が、スペーサ２４の貫通穴２６を介して互いに短絡さ
れ、電圧を印加していない側の抵抗層１４、２０に押圧
部位すなわち短絡位置に対応した分圧が測定される。両
抵抗層１４、２０にこのようにして交互に生じる分圧を
測定することにより、押圧部位の２次元座標が特定され
る。したがってオペレータは、ポインティングデバイス
１０の露出した検出素子外面に沿って手指を当接摺動さ
せることにより、指圧点の移動方向及び移動距離をアナ
ログ情報として入力できる。データ処理装置はこのアナ
ログ情報を直交２軸座標系における座標データ信号に変
換して、ディスプレイ上のキャラクタやカーソルを所望
方向に所望距離だけ移動する。

【００２４】なお、ポインティングデバイス１０の操作
性を向上させるために、処理装置筐体から露出するいず
れか一方の検出素子１６、２２の基板１２、１８（図２
では第２検出素子２２の基板１８）の外面には、その物
理的損傷を防止するために、接着剤層４４を介して電気
絶縁性の保護フィルム４６を添着することが好ましい。
また、処理装置筐体内に収納される他方の検出素子１
６、２２の基板１２、１８（図２では第１検出素子１６
の基板１２）の外面には、ポインティングデバイス１０
の機械的強度を向上させるために、接着剤層４８を介し
て電気絶縁性の補強板５０を添着することが好ましい。
さらに、図示しないが、基板１２から延設したコネクタ
部３８の外面にも、同様に接着剤層を介して電気絶縁性
の補強板を添着することが好ましい。

【００２５】上記構成を有するポインティングデバイス
１０の製造工程の一例を、図３を参照してさらに詳細に
説明する。まずステップＰ１で、電気絶縁性のフィルム
状シート材料の表面所定位置に、多数の矩形平面形状の
抵抗層を例えばスクリーン印刷により配設する。ここで
シート材料としては、ポリエチレンテレフタレートを好
適に使用できる。また抵抗層としては、カーボンペース
トを好適に使用できる。ポリエチレンテレフタレートか
らなるシート材料には、収縮防止のために予めアニール
を施すことが望ましい。次いでステップＰ２で、シート
材料に配設された抵抗層を乾燥させる。

【００２６】ステップＰ３で、シート材料及び抵抗層の
表面所定位置に、電極を含む導電性ストリップを例えば
スクリーン印刷により所定パターンで配設する。ここで
導電性ストリップとしては、Ag-C（銀カーボン混合物）
を好適に使用できる。次いでステップＰ４で、導電性ス
トリップを乾燥させる。ステップＰ５で、シート材料、
抵抗層及び導電性ストリップの表面所定位置に、接着剤
層を例えばスクリーン印刷により配設し、ステップＰ６
で接着剤層を乾燥させる。次いでステップＰ７で、シー
ト材料の略全面に、上記接着剤層を介して離型紙を添着
する。

【００２７】ステップＰ８で、第２検出素子の基板に相
当するシート材料の各部分の裏面（抵抗層の反対側の
面）に、接着剤層を介して電気絶縁性の保護フィルムを
添着し、また、第１検出素子の基板から延設したコネク
タ部に相当するシート材料の各部分の裏面に、接着剤層
を介して電気絶縁性の補強板を添着する。ここで保護フ
ィルムとしては、しぼ付きのアクリル板を好適に使用で
きる。

【００２８】ステップＰ９で、１個のポインティングデ
バイスに対応する第１及び第２検出素子並びにスペーサ
を、プレス機械に対して位置決めするためのガイド孔
を、シート材料の外周領域に形成する。次いでステップ
Ｐ１０で、ガイド孔を用いて位置決めしたシート材料
を、離型紙と共にプレス機械で打ち抜き、相互に一体的
に連結された第１及び第２検出素子並びにスペーサを備
えたポインティングデバイスの１個のブランクを形成す
る。このとき、第１及び第２検出素子並びにスペーサの
外形の打ち抜きと同時に、スペーサに相当するシート材
料の各部分に、多数の貫通穴を打ち抜いて形成すること
が望ましい。

【００２９】ステップＰ１１で、離型紙を除去した後、
第１検出素子の抵抗層を被覆するようにスペーサを連結
部で折り曲げて第１検出素子に重ね合わせ、次いでスペ
ーサを被覆するように第２検出素子を連結部で折り曲げ
てスペーサに重ね合わせ、接着剤層を介して第１及び第
２検出素子並びにスペーサを相互に固着する。最後にス
テップＰ１２で、第１検出素子の基板の裏面に、好まし
くはアクリル板からなる補強板を添着する。このように
して、図２に示すポインティングデバイス１０が作製さ
れる。

【００３０】上記構成を有するポインティングデバイス
１０によれば、第１検出素子１６と第２検出素子２２と
の間隔を保持するために、両検出素子１６、２２と同一
のシート材料から形成されるスペーサ２４を使用したの
で、シート材料の厚みが均一でありさえすれば、両検出
素子１６、２２の間隔を均一に保持することができる。
しかもこの間隔は、シート材料すなわちスペーサ２４の
厚みを選択することにより容易に調整できるので、指圧
位置の検出に適した所望の間隔を容易かつ確実に設定す
ることができる。したがってポインティングデバイス１
０では、指圧入力位置に正確に対応した座標データを指
示することができる。

【００３１】さらにポインティングデバイス１０によれ
ば、シート状のスペーサ２４を使用したことにより、従
来の平面入力型ポインティングデバイスにおけるドット
スペーサ及び絶縁レジスト被膜を排除することができ
る。したがって、ドットスペーサ及び絶縁レジスト被膜
の材料及び形成工程に関するコストを削減でき、また、
また、スペーサ２４を第１及び第２検出素子１６、２２
の形成と同時に形成することにより、製造工程を簡略化
できる。しかも、シート材料から打ち抜かれるスペーサ
２４は、絶縁レジスト被膜に生じ得るピンホール等の欠
陥を有しないので、第１及び第２検出素子１６、２２の
導電性ストリップ間の電気絶縁性を高度に維持すること
ができる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、対向配置される１対の検出素子を均一かつ所
望の間隔に保持できるスペーサを備え、指圧入力位置に
正確に対応した座標データを指示できる平面入力型ポイ
ンティングデバイスが提供される。さらに本発明によれ
ば、スペーサの形成工程を簡略化できるとともに、各検
出素子の基板表面にパターン形成された電極を含む導電
性ストリップを電気的絶縁被覆する工程を簡略化でき、
以て平面入力型ポインティングデバイスの作動信頼性を
高度に維持しつつ製造コストを効果的に削減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるポインティングデバ
イスを展開した状態で示す平面図である。

【図２】図１のポインティングデバイスの組立時の断面
図で、右半分は図１の線Ａ−Ａに対応し、左半分は図１
の線Ｂ−Ｂに対応する図である。

【図３】図２のポインティングデバイスの製造工程の一
例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…ポインティングデバイス １２、１８…基板 １４、２０…抵抗層 １６…第１検出素子 ２２…第２検出素子 ２４…スペーサ ２６…貫通穴 ２８、３０…連結部 ３２、３４…電極 ３８…コネクタ部 ４２…接着剤層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁性の基板と該基板の表面に設け
   られる抵抗層とを各々に備え、該抵抗層同士が対向配置
   されるシート状の１対の検出素子と、それら検出素子を
   相互に離間するとともに基板変形時の両抵抗層の短絡を
   許容するスペーサとを具備し、両抵抗層の短絡位置に対
   応した座標データを指示する平面入力型ポインティング
   デバイスにおいて、 前記スペーサは、多数の貫通穴を有した電気絶縁性の板
   からなり、前記１対の検出素子の間に挟持されて、該貫
   通穴を介した両抵抗層の短絡を許容することを特徴とす
   る平面入力型ポインティングデバイス。
2. 【請求項２】 前記１対の検出素子の前記基板が互いに
   連結されるとともに、一方の該検出素子の該基板と前記
   スペーサとが互いに連結され、該１対の検出素子及び該
   スペーサが、それらの連結部で折曲することにより積層
   されてなる請求項１に記載の平面入力型ポインティング
   デバイス。
3. 【請求項３】 前記スペーサが、前記検出素子の前記基
   板と同一の材料から形成される請求項１又は２に記載の
   平面入力型ポインティングデバイス。
4. 【請求項４】 前記１対の検出素子の前記基板と前記ス
   ペーサとが、１枚のシート材料から打ち抜いて一体的に
   形成される請求項３に記載の平面入力型ポインティング
   デバイス。
5. 【請求項５】 前記シート材料から打ち抜かれたブラン
   クの一方の面の外縁領域に接着剤層が配置され、該接着
   剤層により、前記１対の検出素子の前記基板と前記スペ
   ーサとが互いに接着される請求項４に記載の平面入力型
   ポインティングデバイス。