按压式输入装置

申请号 CN201280005264.5 申请日 2012-01-05 公开(公告)号 CN103299257B 公开(公告)日 2016-08-17
申请人 阿尔卑斯电气株式会社; 发明人 小原启志;
摘要 本 发明 提供一种即使在施加过负载的情况下也能够防止负载 传感器 的破损的按压式输入装置。所述按压式输入装置具备:输出与来自操作板(3)的操作负载相应的 信号 的负载传感器(13);相对于负载传感器(13)而产生初始负载的施 力 构件;受到施力构件的作用力而按压负载传感器(13)的按 压板 (14);将按压板(14)支承成能够摆动的支承构件(11),按压板(14)具有受到来自操作板(3)的操作负载的被按压部(45)和按压负载传感器(13)的按压部(46),在施加于被按压部(45)的操作负载的作用下,以支承于支承构件(11)的 位置 为 支点 而对于按压部(46)沿着使负载传感器(13)的初始负载减少的方向作用力。
权利要求

1.一种按压式输入装置,其特征在于,具备:
输出与来自操作构件的操作负载相应的信号的负载传感器
相对于所述负载传感器而产生初始负载的施构件;
受到所述施力构件的作用力而按压所述负载传感器的按压构件;
将所述按压构件支承成能够摆动的支承构件,
所述按压构件具有受到来自所述操作构件的操作负载的被按压部和按压所述负载传感器的按压部,在施加于所述被按压部的操作负载的作用下,以支承于所述支承构件的位置支点而对于所述按压部沿着使所述负载传感器的初始负载减少的方向施加力。
2.根据权利要求1所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述支承构件对所述按压构件中的所述被按压部与所述按压部之间进行支承。
3.根据权利要求1或2所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述负载传感器以使检测面朝向与所述操作构件的操作方向大致正交的方向的方式配置,
所述按压构件形成为板状,使所述被按压部的板面与所述操作构件对置,并使所述按压部的板面以与所述被按压部的板面大致正交的方式与所述负载传感器的检测面对置。
4.根据权利要求3所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述施力构件是将所述被按压部与所述按压部之间的连结位置夹在中间而从所述按压部的两侧延伸出的一对弹性臂部,
所述支承构件设有对所述一对弹性臂部的自由端侧进行卡止的一对卡止部,所述一对弹性臂部的自由端侧与所述一对卡止部卡止,由此所述一对弹性臂部将所述按压部拉向所述负载传感器侧而产生初始负载。
5.根据权利要求3所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述按压构件具有将所述被按压部与所述按压部之间的连结位置夹在中间而从所述被按压部的两侧延伸出的一对延伸部,
所述一对延伸部被支承于所述支承构件。
6.根据权利要求3所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述按压式输入装置还设有多个共用所述支承构件的包括所述负载传感器、所述按压构件及所述施力构件的组,
基于多个所述负载传感器的输出,能够确定所述操作构件中的与所述按压构件对应的操作位置和与邻接的所述按压构件间对应的操作位置。
7.根据权利要求1或2所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述负载传感器以使检测面朝向所述操作构件的操作方向的方式配置,所述按压构件形成为板状,使所述被按压部的板面与所述操作构件对置,并使所述按压部的板面以与所述被按压部的板面大致平行的方式与所述负载传感器的检测面对置。
8.根据权利要求7所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述施力构件是从所述支承构件朝向所述按压部延伸出的弹性臂部,
所述按压构件设有对所述弹性臂部的自由端侧进行卡止的卡止部,
所述弹性臂部的自由端侧与所述卡止部卡止,由此所述弹性臂部将所述按压部拉向所述负载传感器侧而产生初始负载。
9.根据权利要求7所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述支承构件形成有所述按压构件的定位用的定位孔,
所述按压构件由具有长条状的板面、和与沿着所述长条状的板面的长边方向的两端相连且与所述长条状的板面大致正交的一对对置面的板材形成,并具有能够定位地保持于所述定位孔的定位片。
10.根据权利要求7所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述按压式输入装置还设有多个共用所述支承构件的包括所述负载传感器、所述按压构件及所述施力构件的组,
基于多个所述负载传感器的输出的比例,能够确定所述操作构件中的操作位置。
11.根据权利要求1或2所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述负载传感器以使检测面朝向与所述操作构件的操作方向大致正交的方向的方式配置,
所述按压构件形成为板状,将所述支点夹在中间而使所述被按压部侧的板面与所述操作构件对置,并使所述按压部侧的板面以与所述被按压部的板面大致正交的方式与所述负载传感器的检测面对置。
12.根据权利要求11所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述施力构件是螺旋弹簧,其一端与所述按压构件的所述按压部侧的板面抵接,另一端与同所述按压部侧的板面对置的所述支承构件的板面抵接,
利用所述螺旋弹簧的弹簧力使所述按压部向所述负载传感器侧靠压而产生初始负载。
13.根据权利要求12所述的按压式输入装置,其特征在于,
由所述按压构件的所述按压部侧的板面与所述支承构件的板面形成有所述螺旋弹簧的收容空间,
所述螺旋弹簧的收容空间具有开放端。
14.根据权利要求11所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述按压式输入装置还设有多个包括所述负载传感器、所述按压构件、所述施力构件、所述支承构件的组,
基于多个所述负载传感器的输出的比例,能够确定所述操作构件中的操作位置。
15.根据权利要求1或2所述的按压式输入装置,其特征在于,
在以所述按压构件的支承于所述支承构件的位置为支点、以所述被按压部为力点、以所述按压部为作用点时,作用于所述作用点的操作负载的大小由所述支点与所述力点的距离及所述支点与所述作用点的距离的比例来设定。
16.根据权利要求15所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述支点与所述力点的距离及所述支点与所述作用点的距离的比例设定为1:1。
17.根据权利要求15所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述支点与所述力点的距离及所述支点与所述作用点的距离的比例设定为1:2。
18.根据权利要求15所述的按压式输入装置,其特征在于,
所述支点与所述作用点的距离比所述支点与所述力点的距离接近。

说明书全文

按压式输入装置

技术领域

[0001] 本发明涉及按压式输入装置,尤其是涉及在移动电话设备等移动终端的操作中使用的按压式输入装置。

背景技术

[0002] 一直以来,作为按压式输入装置而公知有通过施加于移动终端的触摸屏的按压负载来对按压位置进行检测的按压式输入装置(参照专利文献1)。此类的按压式输入装置通过例如在触摸屏的背面的四设置负载传感器而构成。按压式输入装置由各负载传感器来承受施加于触摸屏的负载,并根据由各负载传感器检测出的压分布的变化来确定按压位置。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特表2008-527620号公报
[0006] 发明概要
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 然而,在上述那样现有的按压式输入装置中,由于触摸屏的按压负载直接施加于负载传感器,所以当施加大负载时可能导致负载传感器破损。尤其是存在当负载传感器使用压电陶瓷时容易破损这样的问题。

发明内容

[0009] 本发明鉴于上述的实际情况而完成,其目的在于提供一种即使在施加过负载的情况下也能够防止负载传感器的破损的按压式输入装置。
[0010] 解决方案
[0011] 本发明的按压式输入装置的特征在于,具备:输出与来自操作构件的操作负载相应的信号的负载传感器;相对于所述负载传感器而产生初始负载的施力构件;受到所述施力构件的作用力而按压所述负载传感器的按压构件;将所述按压构件支承成能够摆动的支承构件,所述按压构件具有受到来自所述操作构件的操作负载的被按压部和按压所述负载传感器的按压部,在施加于所述被按压部的操作负载的作用下,以支承于所述支承构件的位置为支点而对于所述按压部沿着使所述负载传感器的初始负载减少的方向作用力。
[0012] 根据该结构,由于利用来自操作构件的操作负载减少作用于负载传感器的初始负载,因此即使对操作构件施加过负载也能够防止负载传感器破损。另外,通过对操作负载所施加的被按压位置与支点之间的距离、及施加初始负载的按压位置与支点之间的距离的至少任一方的距离进行变更,能够调整检测灵敏度并与各种额定负载的负载传感器对应,从而能够提高设计自由度。例如,相对于被按压位置与支点之间的距离而增大按压位置与支点之间的距离,由此能够减少作用于按压部的力,从而能够利用额定负载小的负载传感器进行对应。
[0013] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述支承构件对所述按压构件中的所述被按压部与所述按压部之间的部分进行支承。
[0014] 根据该结构,由于在被按压部与按压部之间配置支点,因此能够以简单的结构将按压构件支承成能够摆动。
[0015] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述负载传感器以使检测面朝向与所述操作构件的操作方向大致正交的方向的方式配置,所述按压构件形成为板状,使所述被按压部的板面与所述操作构件对置,并使所述按压部的板面以与所述被按压部的板面大致正交的方式与所述负载传感器的检测面对置。
[0016] 根据该结构,能够将来自操作构件的操作负载的朝向变换为大致正交的朝向而作用于负载传感器。
[0017] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述施力构件是将所述被按压部与所述按压部之间的连结位置夹在中间而从所述按压部的两侧延伸出的一对弹性臂部,所述支承构件设有对所述一对弹性臂部的自由端侧进行卡止的一对卡止部,所述一对弹性臂部的自由端侧与所述一对卡止部卡止,由此所述一对弹性臂部将所述按压部拉向所述负载传感器侧而产生初始负载。
[0018] 根据该结构,将施力构件由与按压部相连的一对弹性臂部构成,因此能够减少部件件数而提高生产性。另外,由于利用一对弹性臂部以两端支承的方式支承按压部,因此能够相对于负载传感器而产生稳定的初始负载。
[0019] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述按压构件具有将所述被按压部与所述按压部之间的连结位置夹在中间而从所述被按压部的两侧延伸出的一对延伸部,所述一对延伸部被支承于所述支承构件。
[0020] 根据该结构,利用从被按压部的两侧延伸出的一对延伸部在两处位置将按压构件支承于支承构件,从而能够使按压构件的摆动稳定。
[0021] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述按压式输入装置还设有多个共用所述支承构件的包括所述负载传感器、所述按压构件及所述施力构件的组,基于所述多个负载传感器的输出,能够确定所述操作构件中的与所述按压构件对应的操作位置和与邻接的所述按压构件间对应的操作位置。
[0022] 根据该结构,不仅能够相对于操作构件设定与按压构件对应的位置,还能够在邻接的按压构件间设定操作位置。另外,能够比设定于操作构件的操作位置的数量减少负载传感器等的数量,进而因共用支承构件而能够减少部件件数并提高生产性。
[0023] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述负载传感器以使检测面朝向所述操作构件的操作方向的方式配置,所述按压构件形成为板状,使所述被按压部的板面与所述操作构件对置,并使所述按压部的板面以与所述被按压部的板面大致平行的方式与所述负载传感器的检测面对置。
[0024] 根据该结构,不改变朝向便能使来自操作构件的操作负载作用于负载传感器,从而能够使按压式输入装置的设计变得容易。
[0025] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述施力构件是从所述支承构件朝向所述按压部延伸出的弹性臂部,所述按压构件设有对所述弹性臂部的自由端侧进行卡止的卡止部,所述弹性臂部的自由端侧与所述卡止部卡止,由此所述弹性臂部将所述按压部拉向所述负载传感器侧而产生初始负载。
[0026] 根据该结构,由于将施力构件由与支承构件相连的弹性臂部构成,因此能够减少部件件数并提高生产性。
[0027] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述支承构件形成有所述按压构件的定位用的定位孔,所述按压构件由具有长条状的板面、和与沿着所述长条状的板面的长边方向的两端相连且与所述长条状的板面大致正交的一对对置面的板材形成,并具有能够定位地保持于所述定位孔的定位片。
[0028] 根据该结构,利用一对对置面来提高按压构件的刚性,并利用定位孔与定位片来将按压构件相对于支承构件定位。因此,能够防止因按压构件的挠曲、支承构件与按压构件之间的错位等而导致负载传感器的检测精度的降低。
[0029] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述按压式输入装置还设有多个共用所述支承构件的包括所述负载传感器、所述按压构件及所述施力构件的组,基于所述多个负载传感器的输出的比例,能够确定所述操作构件中的操作位置。
[0030] 根据该结构,基于多个负载传感器的输出值的比例来确定操作位置,因此能够在操作构件的整体的范围内设定操作位置。另外,由于共用支承构件,因此能够减少部件件数并提高生产性。
[0031] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述负载传感器以使检测面朝向与所述操作构件的操作方向大致正交的方向的方式配置,所述按压构件形成为板状,将所述支点夹在中间而使所述被按压部一侧的板面与所述操作构件对置,使所述按压部侧的板面以与所述被按压部的板面大致正交的方式与所述负载传感器的检测面对置。
[0032] 根据该结构,能够将来自操作构件的操作负载的朝向变换为大致正交的朝向而作用于负载传感器。
[0033] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述施力构件是螺旋弹簧,其一端与所述按压构件的所述按压部侧的板面抵接,另一端与同所述按压部侧的板面对置的所述支承构件的板面抵接,利用所述螺旋弹簧的弹簧力使所述按压部向所述负载传感器侧靠压而产生初始负载。
[0034] 根据该结构,施力构件是与按压构件及支承构件分体的螺旋弹簧,因此通过螺旋弹簧的更换能够容易地调整初始负载。
[0035] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,由所述按压构件的所述按压部侧的板面与所述支承构件的板面形成所述螺旋弹簧的收容空间,所述螺旋弹簧的收容空间具有开放端。
[0036] 根据该结构,能够从收容空间的开放端安装螺旋弹簧,能够容易地进行螺旋弹簧的安装操作及更换操作。
[0037] 另外,本发明在上述按压式输入装置的基础上,其特征在于,所述按压式输入装置还设有多个包括所述负载传感器、所述按压构件、所述施力构件、所述支承构件的组,基于所述多个负载传感器的输出的比例,能够确定所述操作构件中的操作位置。
[0038] 根据该结构,基于多个负载传感器的输出的比例来确定操作位置,因此能够在操作构件的整体的范围内设定操作位置。
[0039] 发明效果
[0040] 根据本发明,即使在对操作构件施加过负载的情况下也能够防止负载传感器的破损,并且能够提高设计自由度,以便能够与各种额定负载的负载传感器对应。附图说明
[0041] 图1是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第一实施方式的图,是按压式输入装置的立体图。
[0042] 图2是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第一实施方式的图,是按压式输入装置的分解立体图。
[0043] 图3是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第一实施方式的图,是按压式输入装置的局部放大图。
[0044] 图4是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第一实施方式的图,是基于按压板的负载的传递构造的说明图。
[0045] 图5是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第一实施方式的图,是按压式输入装置的输入操作的说明图。
[0046] 图6是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第二实施方式的图,是按压式输入装置的立体图。
[0047] 图7是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第二实施方式的图,是按压式输入装置的分解立体图。
[0048] 图8是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第二实施方式的图,是按压式输入装置的局部放大图。
[0049] 图9是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第二实施方式的图,是基于按压板的负载的传递构造的说明图。
[0050] 图10是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第二实施方式的图,是按压式输入装置的输入操作的说明图。
[0051] 图11是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第三实施方式的图,是按压式输入装置的立体图。
[0052] 图12是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第三实施方式的图,是按压式输入装置的分解立体图。
[0053] 图13是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第三实施方式的图,是按压式输入装置的剖视图。
[0054] 图14是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第三实施方式的图,是基于按压板的负载的传递构造的说明图。
[0055] 图15是表示本发明所涉及的按压式输入装置的第三实施方式的图,是按压式输入装置的输入操作的说明图。

具体实施方式

[0056] 以下,参照附图对本发明的第一实施方式进行详细的说明。另外,以下,对安装于移动电话设备、音乐播放器等移动终端的按压式输入装置进行说明。然而,关于本实施方式所涉及的按压式输入装置的应用对象,并不局限于此,能够进行适当地变更。
[0057] 参照图1~图3,对按压式输入装置的整体结构进行说明。图1是本发明的第一实施方式所涉及的按压式输入装置的立体图。图2是本发明的第一实施方式所涉及的按压式输入装置的分解立体图。图3是本发明的第一实施方式所涉及的按压式输入装置的局部放大图。另外,在图3中,(a)表示按压板安装于支承构件后的状态,(b)表示按压板从支承构件卸下后的状态。
[0058] 如图1~图3所示,按压式输入装置1安装于移动终端的框体2,且构成为能够将相对于操作板3的操作位置、操作负载输入到移动终端。按压式输入装置1配置于框体2的收容部4,从外侧覆盖收容部4的操作板3借助一对螺栓5固定于框体2,由此安装于框体2内。
[0059] 按压式输入装置1具有开放了剖视呈盒形状的一侧面的渠道形状(槽型形状)的支承构件11。在支承构件11的内侧面隔着柔性基板12而安装有一对负载传感器13。另外,在支承构件11安装有对设于支承构件11的内侧面的各负载传感器13进行按压的一对按压板14。一对按压板14形成为侧视呈大致L字状,在横板部41处与操作板3抵接,在竖板部42处与负载传感器13抵接。
[0060] 在该情况下,按压板14的竖板部42具有一对弹性臂部43,利用一对弹性臂部43的弹力向负载传感器13赋予初始负载(预张力)。按压板14的横板部41具有一对延伸部44,借助一对延伸部44而能够摆动地支承于支承构件11。按压板14利用横板部41来承受来自操作板3的操作负载,由此以摆动支点为中心而将操作负载的朝向变换大致90度,从而相对于作用于负载传感器13的初始负载而朝相反方向作用力。
[0061] 在本实施方式所涉及的按压式输入装置1中,来自操作板3的操作负载以将一对弹性臂部43推回去的方式作用,作用于负载传感器13的初始负载减少。而且,基于从按压式输入装置1输出的各负载传感器13的负载来计算相对于操作板3的操作位置、操作负载,操作位置、操作负载被输入到移动终端。
[0062] 作为操作构件的操作板3由例如不锈、磷等弹性金属板形成为长条状。在操作板3的长边方向的两端侧形成有一对插通孔18,借助穿过一对插通孔18的一对螺栓5来将操作板3固定于框体2。因此,操作板3作为以一对螺栓5所固定的两端侧为支点向下方挠曲的板簧而发挥功能。在操作板3上沿长边方向以等间隔设有对三处操作位置进行限定的操作部19。
[0063] 操作板3以在中央的操作部19的按压时向一对按压板14施加操作负载的方式挠曲。另外,操作板3以在一端侧的操作部19的按压时向单侧的按压板14施加操作负载的方式挠曲。需要说明的是,在一端侧的操作部19的按压时,可以仅向单侧的按压板14施加操作负载,也可以向两侧的按压板14施加不平衡的操作负载。另外,操作部19由透光性材料形成,使设于柔性基板12的多个LED(Light Emitting Diode)15的光向外部透过。需要说明的是,操作部19借助双面胶、插入成形而与构成操作板3的弹性金属板一体设置。另外,将操作板3也可以由操作部19与一体的具有透光性的合成树脂薄膜形成。
[0064] 支承构件11通过将不锈钢等金属板材折弯而形成,具有长条状的侧板部21、从侧板部21的上下两端部向前方延伸的上板部22及下板部23。在侧板部21的前表面贴着有供负载传感器13安装的柔性基板12。在上板部22以与各按压板14的安装位置对应的方式形成有平部25。另外,在上板部22以将水平部25夹在中间的方式形成切起部26,该切起部26以位于从水平面略微比水平部25靠上方的位置的方式被切开生成。利用该切起部26,各按压板14在长边方向上被定位于上板部22。
[0065] 在支承构件11的上板部22及下板部23以与各按压板14的安装位置对应的方式形成有各按压板14的安装用的卡止孔27、28。上板部22的卡止孔27为长孔,除了对按压板14进行卡止之外,还作为用于将LED15的光向外部放出的窗部而发挥功能。上板部22的卡止孔27与操作板3的操作部19对应形成,与操作部19一并使LED15的光向装置外部放出。
[0066] 柔性基板12是设有一对负载传感器13、三个LED15、IC(Integrated Circuit)16的基板,例如,在作为绝缘层的聚酰亚胺薄膜上形成导电图案而构成。柔性基板12具有沿着支承构件11的侧板部21延伸的第一延伸部31、和沿着与第一延伸部31正交的方向延伸的第二延伸部32。第一延伸部31被保持于侧板部21的前表面。在第一延伸部31上沿着长边方向交替以大致等间隔的方式配置LED15与负载传感器13。
[0067] 第二延伸部32从第一延伸部31的中途部分经由形成于支承构件11的长孔29而向支承构件11外突出,并与移动终端的未图示的控制部连接。在第二延伸部32配置有IC16。IC16与负载传感器13及LED15连接,基于来自各负载传感器13的输出,除了对相对于操作板
3的操作位置、操作负载进行计算之外,还对LED15的发光进行控制。
[0068] 负载传感器13是例如使用压电陶瓷的压力传感器等,将具有负载检测用的突起的检测面35朝向前方地安装于支承构件11的侧板部21。因此,负载传感器13的检测方向与基于操作板3的操作方向大致正交。安装于支承构件11的按压板14与负载传感器13的检测面35抵接,从按压板14施加初始负载。
[0069] 按压板14通过折弯金属板材而形成为具有横板部41与竖板部42的侧视呈大致L字状。横板部41与操作板3对置,并具有承受来自操作板3的操作负载的被按压部45。在被按压部45形成有向操作板3侧鼓出的穹顶状的鼓出部47。按压板14经由鼓出部47而承受来自操作板3的操作负载,因此能够使操作负载集中于鼓出部47。鼓出部47与操作板3的背面抵接,由此构成按压板14的力点。
[0070] 从被按压部45的两侧方沿着操作板3的长边方向而延伸出有一对延伸部44。一对延伸部44与被按压部45之间的边界部分从前方向内侧切口,在由切口划分的一对延伸部44的前侧形成弯曲部48。弯曲部48沿长边方向延伸,并以朝下侧鼓出的方式弯曲。因此,弯曲部48承载于支承构件11的水平部25上,由此构成按压板14的摆动支点。利用一对延伸部44的弯曲部48从两侧支承按压板14,因此使按压板14的摆动稳定。
[0071] 竖板部42与支承构件11的侧板部21对置,具有对负载传感器13进行按压的按压部46。按压部46的一部分与负载传感器13的突起抵接,由此构成按压板14的作用点。从按压部
46的两侧方沿着侧板部21的长边方向而延伸出有一对弹性臂部43。在一对弹性臂部43的自由端侧设有与支承构件11卡止的卡止片49。卡止片49从一对弹性臂部43的自由端侧沿上下方向延伸,并穿过形成于支承构件11的上板部22及下板部23的卡止孔27、28。
[0072] 当一对弹性臂部43的自由端侧与支承构件11卡止时,按压部46被拉向负载传感器13侧。在该情况下,按压部46与被按压部45之间的连结部分嵌入形成于支承构件11的水平部25的切口51,并与形成切口51的水平部25的前缘抵接。水平部25的前缘在俯视观察中位于比卡止孔27、28略微靠前方的位置。其结果是,按压板14以利用一对弹性臂部43的弹力被拉向上板部22的前缘的方式安装于支承构件11。安装于支承构件11的按压板14经由按压部
46而在负载传感器13产生初始负载。
[0073] 以上述方式构成的按压板14使来自操作板3的操作负载以弯曲部48为支点而作用于按压部46。来自操作板3的操作负载在使相对于负载传感器13的初始负载减少的方向上作用于按压部46。另外,在一对弹性臂部43的基端侧设有与上板部22的水平部25的背面对置的一对限制片52。一对限制片52将按压板14的摆动限制在恒定范围内。
[0074] 参照图4,对基于按压板的负载的传递构造进行说明。图4是本发明的第一实施方式所涉及的基于按压板的负载的传递构造的说明图。另外,在图4中,(a)、(b)是使支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例发生变化的图。
[0075] 如图4(a)所示,按压板14借助一对延伸部44的弯曲部48而支承于水平部25的上表面。另外,按压板14在被按压部45的鼓出部47处与操作板3的背面抵接,在按压部46处与负载传感器13的突起36抵接。即,按压板14作为以弯曲部48的支承位置P1为支点、以鼓出部47的被按压位置P2为力点、以按压部46的按压位置P3为作用点的L字型的杠杆而发挥功能。在该状态下,当从操作板3向按压板14的鼓出部47施加操作负载时,以按压板14的弯曲部48为支点而将操作负载的朝向从纵向变换为横向。
[0076] 此时,作用于按压部46的作用点的操作负载的大小根据支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例而发生变化。在图4(a)中,支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离被设定为约1∶2。因此,来自操作板3的操作负载被大约减半而传递到按压部46的按压位置P3。传递到按压部46的操作负载朝与初始负载相反的方向进行作用,因此能够减少相对于负载传感器13的初始负载。
[0077] 另外,通过改变支点与力点之间的距离,及支点与作用点之间的距离的比例,能够调整检测灵敏度,并且能够与各种额定负载的负载传感器13对应。例如,如图4(b)所示,支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离也可以被设定为约1∶5。在该情况下,来自操作板3的操作负载被减少为约1/5而传递到按压部46。由此,能够使用额定负载更小的负载传感器13,从而能够提高按压式输入装置1的设计自由度。另外,通过使支承位置P1与按压位置P3之间的距离比支承位置P1与被按压位置P2之间的距离更近,能够提高检测灵敏度。
[0078] 参照图5,对按压式输入装置的输入操作进行说明。图5是本发明的第一实施方式所涉及的按压式输入装置的输入操作的说明图。另外,在图5中,(a)表示操作板的非操作状态,(b)表示操作板的操作状态。
[0079] 如图5(a)所示,在操作板3的非操作状态下,以一对弹性臂部43的卡止片49与支承构件11的卡止孔27、28之间的卡止部分为基端侧,借助一对弹性臂部43的弹力来将按压部46拉向负载传感器13。按压部46在按压位置P3处与负载传感器13的突起36抵接。此时,由于不向操作板3施加操作负载,一对弹性臂部43的弹力作为初始负载F1经由按压部46而赋予到负载传感器13。
[0080] 如图5(b)所示,若操作板3从非操作状态被操作负载F2按压,则以按压板14的弯曲部48为支点而变换操作负载F2的朝向,并将其传递到按压部46。此时,操作负载F2的大小根据支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离的比例而能够变化。传递于按压部46(按压位置P3)的操作负载F2朝与基于按压部46的按压方向相反的方向进行作用。其结果是,一对弹性臂部43的拉力被缓和而减少相对于负载传感器13的初始负载F1,并向负载传感器13作用有负载F3。
[0081] 如此,随着相对于操作板3的操作负载变大,作用于负载传感器13的负载变小,因此不会向负载传感器13作用有初始负载F1以上的负载。由此,不会向负载传感器13施加额定负载以上的负载,从而能够防止负载传感器13的破损。负载传感器13将从按压部46受到的负载作为与操作负载对应的信号而向IC16输出。
[0082] IC16根据来自负载传感器13的输出值而对相对于操作板3的操作位置及操作负载进行计算。例如,若按压图1所示的操作板3的中央的操作部19时,向一对按压板14传递操作负载。另外,若按压操作板3的一端侧的操作部19时,向单侧的按压板14传递操作负载。IC16在从一对负载传感器13具有输出的情况下将操作位置确定为操作板3的中央,在仅从单侧的负载传感器13具有输出的情况下将操作位置确定为操作板3的一端侧。
[0083] 因此,在本实施方式所涉及的按压式输入装置1中,在将负载传感器13及按压板14作为一组的情况下,能够借助两组负载传感器13及按压板14在操作板3上设定三处操作位置。另外,在本实施方式中,虽然利用设于柔性基板12的IC16来计算操作位置及操作负载,但也可以利用移动终端的控制部来进行计算。
[0084] 若从图5(b)所示的操作状态解除相对于操作板3的按压,则解除朝与按压部46的按压方向相反的方向进行作用的操作负载。而且,一对弹性臂部43的弹力作为初始负载F1经由按压部46而再次赋予到负载传感器13。
[0085] 如以上那样,根据本实施方式所涉及的按压式输入装置1,利用来自操作板3的操作负载来减少作用于负载传感器13的初始负载。因此,即使对操作板3施加过负载,也能够防止负载传感器13发生破损。另外,通过变更支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离的至少任一方的距离(即两者的比例),能够与各种额定负载的负载传感器13对应,从而能够提高设计自由度。另外,不仅能够在操作板3设置与按压板14对应的位置,还能够在邻接的按压板14间设定操作位置。另外,能够减少负载传感器13等的数量以使得比设定于操作板3的操作位置的数量少,此外还共用支承构件11,因此能够减少部件件数且提高生产性。
[0086] 另外,在上述的实施方式中,虽然构成为在按压板14处使被按压部45的板面与按压部46的板面大致正交,但并不局限于该结构。按压板14也可以构成为,被按压部45的板面与操作板3对置,按压部46的板面与负载传感器13的检测面35对置。
[0087] 另外,在上述的实施方式中,虽然构成为作为施力构件而借助板簧状的一对弹性臂部43经由按压部46而在负载传感器13产生初始负载,但并不局限于该结构。施力构件只要是经由按压部46而在负载传感器13产生初始负载即可,可以是任意的结构。另外,施力构件并不局限于一体形成于按压板14的构件,也可以与按压板14独立地形成。
[0088] 另外,在上述的实施方式中,虽然构成为一对延伸部44被支承于支承构件11,由此按压板14能够摆动地被支承,但并不局限于该结构。也可以构成为,按压板14不具有一对延伸部44,支承于支承构件11的支承位置设于被按压部45。
[0089] 需要说明的是,在上述的实施方式中,虽然构成为在按压板14中利用鼓出部47、弯曲部48、按压部46的一部分作为大致L字状的杠杆而发挥功能,但并不局限于该结构。按压板14只要作为大致L字状的杠杆而发挥功能即可,可以是任意的结构。
[0090] 另外,在上述的实施方式中,操作板3的操作位置虽然设定于与一对按压板14对应的位置、及一对按压板14间的位置,但并不局限于此。操作板3的操作位置可以仅设定于与一对按压板14对应的位置,也可以在操作板3的整个区域的范围内设定。
[0091] 接着,参照图6~图10,对本发明的第二实施方式进行说明。图6是本发明的第二实施方式所涉及的按压式输入装置的立体图。图7是本发明的第二实施方式所涉及的按压式输入装置的分解立体图。图8是本发明的第二实施方式所涉及的按压式输入装置的局部放大图。另外,在图8中,(a)表示按压板安装于支承构件的状态,(b)表示按压板从支承构件卸下的状态。
[0092] 如图6~图8所示,按压式输入装置61安装于移动终端的壳体62,且能够将相对于操作板63的操作位置、操作负载输入到移动终端。按压式输入装置61配置于壳体62的收容部64,并由从外侧覆盖收容部64的操作板63覆盖。
[0093] 按压式输入装置61具有开放了剖面视盒形状的上表面的渠道形状(槽型形状)的支承构件71。在支承构件71的内底面经由柔性基板72而安装有一对负载传感器73。另外,在支承构件71安装有对设于支承构件71的内底面的各负载传感器73进行按压的一对按压板74。一对按压板74形成为长条状,在一端侧与操作板63抵接,在另一端侧与负载传感器73抵接。
[0094] 在该情况下,按压板74的另一端侧被设于支承构件71的弹性臂部84拉向负载传感器73,从而对负载传感器73赋予初始负载(预张力)。按压板74的一端侧被支承构件71的支承板部85能够摆动地支承于支承构件71。按压板74以一端侧承受来自操作板63的操作负载,由此以摆动支点为中心而朝与作用于负载传感器73的初始负载相反的方向作用力。
[0095] 在本实施方式所涉及的按压式输入装置61中,来自操作板63的操作负载以将弹性臂部84推回去的方式作用,从而减少作用于负载传感器73的初始负载。而且,基于从按压式输入装置61输出的各负载传感器73的负载,来计算相对于操作板63的操作位置、操作负载,操作位置、操作负载被输入到移动终端。
[0096] 操作板63通过例如将不锈钢等金属板折弯而形成,具有长条状的上板部75、和从上板部75的宽度方向的两端部向下方延伸的一对侧板部76。在一对侧板部76的长边方向的两端部形成有与按压板74的一端侧卡合的卡合孔77,该卡合孔77通过从一对侧板部76的下端部向上方切口而形成。另外,在一对侧板部76的下端部设有与卡合孔77邻接且与按压板74的一端侧抵接的抵接部78。
[0097] 支承构件71通过将不锈钢等金属板材折弯而形成,具有长条状的底板部81、和从底板部81的宽度方向的两端部立起的一对侧板部82。支承构件71的一对侧板部82的外表面间隔形成得比操作板63的一对侧板部76的内表面间隔小。因此,在支承构件71以从外侧覆盖该一对侧板部82的方式覆盖操作板63。在底板部81的上表面贴着有供负载传感器73安装的柔性基板72。
[0098] 在底板部81的长边方向的两端侧形成有朝长边方向的中央侧延伸的一对弹性臂部84。各弹性臂部84是从底板部81切开生成的悬臂弹簧,并经由后述的卡止部107而以将按压板74的另一端侧拉向负载传感器73的方式进行作用。底板部81的长边方向的两端部朝与上表面大致正交的方向折弯,从而形成对按压板74进行支承的支承板部85。在底板部81以与按压板74的另一端侧对应的方式形成有按压板74的定位用的定位孔86。
[0099] 柔性基板72是设有一对负载传感器73、IC(Integrated Circuit)79的基板,例如,在作为绝缘层的聚酰亚胺薄膜上形成导电图案而构成。柔性基板72具有沿着支承构件71的底板部81延伸的第一延伸部91、和沿着与第一延伸部91正交的方向延伸的第二延伸部92。第一延伸部91被保持在底板部81的上表面。第一延伸部91在长边方向的两端部配置有一对负载传感器73。
[0100] 第二延伸部92从第一延伸部91的中间部分经由形成于支承构件71的切口87而向支承构件71外突出,从而与移动终端的未图示的控制部连接。在第二延伸部92配置有IC79。IC79与一对负载传感器73连接,基于来自各负载传感器73的输出,对相对于操作板63的操作位置、操作负载进行计算。
[0101] 负载传感器73是例如使用压电陶瓷的压力传感器等,将具有负载检测用的突起的检测面95朝向上方地安装于支承构件71的底板部81。因此,负载传感器73的检测方向为与基于操作板63的操作方向大致相同的方向,力所作用的朝向为与向操作板63的按压操作的朝向相反的方向。安装于支承构件71的按压板74与负载传感器73的检测面95抵接,从按压板74施加初始负载。
[0102] 按压板74通过折弯不锈钢等金属板材而形成,具有长条状的平板部101、从平板部101的宽度方向的两端部向下方延伸的一对侧板部102、与平板部101的长边方向的一端部相连的倾斜板部103。按压板74的一对侧板部102的外表面间隔形成得比支承构件71的一对侧板部82的内表面间隔小。因此,按压板74配置在支承构件71的一对侧板部82的内侧。
[0103] 在一对侧板部102的一端侧设有从下端部向宽度方向外侧延伸的一对被按压部104。各被按压部104经由形成于支承构件71的长边方向的两端部的切口88而向支承构件71的一对侧板部82的外侧延伸出。各被按压部104在一对侧板部82的外侧与操作板63对置,并与操作板63的抵接部78抵接。被按压部104的一部分与操作板63的抵接部78抵接,由此构成按压板74的力点。
[0104] 平板部101的一端侧承载于支承构件71所立设的支承板部85的上端面。支承于该支承板部85的平板部101的一部分构成按压板74的摆动支点。平板部101的一端侧借助支承板部85的上端面而在宽度方向的范围内被支承,因此使按压板74的摆动稳定。平板部101的另一端侧与同被按压部104大致平行的支承构件71的底板部81对置,从而形成为对负载传感器73进行按压的按压部105。按压部105的一部分与负载传感器73的突起抵接,从而构成按压板74的作用点。
[0105] 在平板部101的大致中间部形成有矩形状的开口106。在开口106从形成开口106的按压部105侧的缘部向内侧而延伸出有卡止部107。卡止部107的前端侧与从支承构件71延伸的弹性臂部84的自由端侧卡止。若卡止部107与弹性臂部84的自由端侧卡止,则按压部105被拉向负载传感器73侧。按压板74借助弹性臂部84的弹力并经由按压部105而在负载传感器73产生初始负载。
[0106] 在倾斜板部103设有穿过操作板63的卡合孔77的一对卡合片108。一对卡合片108穿过卡合孔77,由此按压板74安装于操作板63。此时,一对卡合片108相对于卡合孔77以具有游隙的方式卡合。因此,按压板74的相对于被按压部104的来自操作板63的按压不会被卡合片108与卡合孔77之间的卡合阻碍。另外,卡合孔77通过从下端部侧对操作板63的侧板部76切口而形成,下端部侧形成为宽度狭,因此能够防止卡合片108从卡合孔77脱出。
[0107] 以上述方式构成的按压板74使来自操作板63的操作负载以基于支承构件71的支承位置为支点而作用于按压部105。在该情况下,对按压部105沿着使相对于负载传感器73的初始负载减少的方向作用来自操作板63的操作负载。另外,在按压板74的一对侧板部102的另一端侧设有穿过支承构件71的一对定位孔86的一对定位片109。一对定位片109穿过支承构件71的一对定位孔86,由此按压板74在相对于支承构件71定位的状态下被安装。
[0108] 此时,一对定位片109相对于定位孔86以在上下方向上具有微小的游隙的方式卡合。因此,按压板74相对于支承构件71的摆动不会被定位片109与定位孔86之间的卡合阻碍。另外,按压板74在上述的定位状态下借助一对侧板部102而提高刚性。因此,能够防止因按压板74相对于支承构件71的错位、按压板74的挠曲等而导致的负载传感器73的检测精度的降低。
[0109] 参照图9,对基于按压板的负载的传递构造进行说明。图9是本发明的第二实施方式所涉及的基于按压板的负载的传递构造的说明图。另外,在图9中,(a)、(b)是使支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例发生变化的图。
[0110] 如图9(a)所示,按压板74在平板部101的一端侧处支承于支承板部85的上端面。另外,按压板74在被按压部104处与操作板63的抵接部78抵接,在按压部105处与负载传感器73的突起96抵接。即,按压板74作为以平板部101的一端侧的支承位置P1为支点、以被按压部104的被按压位置P2为力点、以按压部105的按压位置P3为作用点的杠杆而发挥功能。在该状态下,当从操作板63向按压板74的被按压部104施加操作负载时,以按压板74的基于支承构件71的支承位置P1为支点而摆动。
[0111] 此时,作用于按压部105的作用点的操作负载的大小根据支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例而发生变化。在图9(a)中,支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离被设定为约1∶3。由此,来自操作板63的操作负载被减少为约1/3而传递到按压部105的按压位置P3。传递到按压部105的操作负载朝与初始负载相反的方向进行作用,因此相对于负载传感器73的初始负载被减少。
[0112] 另外,通过改变支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例,能够调整检测灵敏度,并且能够与各种额定负载的负载传感器73对应。例如,如图9(b)所示,支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3的按压位置之间的距离被设定为约1∶5。在该情况下,来自操作板63的操作负载被减少为约1/5而传递到按压部105的按压位置P3。由此,能够使用额定负载更小的负载传感器73,能够提高按压式输入装置61的设计自由度。
[0113] 另外,通过使支承位置P1与按压位置P3之间的距离比支承位置P1与被按压位置P2之间的距离小,从而能够提高检测灵敏度。另外,按压板74中,按压部105的按压位置P3被设定在卡止部107的附近。因此,能够延长弹性臂部84并减少弹性臂部84的板厚及板宽度。
[0114] 参照图10,对按压式输入装置的输入操作进行说明。图10是本发明的第二实施方式所涉及的按压式输入装置的输入操作的说明图。另外,在图10中,(a)表示操作板的非操作状态,(b)表示操作板的操作状态。
[0115] 如图10(a)所示,在操作板63的被操作状态下,借助弹性臂部84的弹力来将按压部105拉向负载传感器73。按压部105在按压位置P3处与负载传感器73的突起96抵接。此时,由于不向操作板63施加操作负载,因此弹性臂部84的弹力作为初始负载F1而经由按压部105赋予到负载传感器73。
[0116] 如图10(b)所示,当操作板63从非操作状态被操作负载F2按压时,操作负载以支承于支承板部85的支承位置P1为支点而传递到按压部105。此时,操作负载F2的大小根据支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离的比例而能够变化。传递到按压部105(按压位置P3)的操作负载F2朝与基于按压部105的按压方向相反的方向进行作用。其结果是,弹性臂部84的拉力被缓和而减少初始负载F1,向负载传感器73作用有负载F3。
[0117] 如此,随着相对于操作板63的操作负载变大,作用于负载传感器73的负载变小,因此不会对负载传感器73作用初始负载F1以上的负载。由此,不会向负载传感器73施加额定负载以上的负载,而能够防止负载传感器73的破损。负载传感器73将从按压部105受到的负载作为与操作负载对应的信号而向IC79输出。
[0118] IC79根据来自负载传感器73的输出值,对相对于操作板63的操作位置及操作负载进行计算。例如,IC79基于来自各负载传感器73的输出值的比例来确定操作板63中的操作位置及操作负载。由此,本实施方式所涉及的按压式输入装置61能够沿着操作板63的长边方向来设定操作位置。另外,在本实施方式中,虽然利用设于柔性基板72的IC79来计算操作位置及操作负载,但也可以利用移动终端的控制部来进行计算。
[0119] 当从图10(b)所示的操作状态解除相对于操作板63的按压时,解除朝与按压部105的按压方向相反的方向作用的操作负载。而且,弹性臂部84的弹力作为初始负载F1而经由按压部105再次赋予到负载传感器73。
[0120] 如以上那样,根据本实施方式所涉及的按压式输入装置61,借助来自操作板63的操作负载来减少作用于负载传感器73的初始负载。因此,即使向操作板63施加过负载,也能够防止负载传感器73发生破损。另外,通过变更支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离的至少任一方的距离(即,两距离的比例),能够与各种额定负载的负载传感器73对应,从而能够提高设计自由度。另外,不从操作板63改变方向而能够使操作负载作用于负载传感器73,从而能够容易地进行按压式输入装置的设计。另外,按压板74及负载传感器73共用支承构件71,因此能够减少部件件数且提高生产性。
[0121] 需要说明的是,在上述的实施方式中,虽然在按压板74中被按压部104的板面与按压部105的板面大致平行,但并不局限于该结构。按压板74也可以构成为使被按压部104的板面与操作板63对置,使按压部105的板面与负载传感器73的检测面95对置。
[0122] 另外,在上述的实施方式中,作为施力构件而构成为利用板簧状的弹性臂部84并经由按压部105而在负载传感器73产生初始负载,但并不局限于该结构。施力构件只要是经由按压部105而在负载传感器73产生初始负载的构件即可,可以是任意的结构。另外,施力构件并不局限于一体形成于按压板74的构件,也可以与按压板74独立形成。
[0123] 另外,在上述的实施方式中,虽然在按压板74中构成为由被按压部104的一部分、平板部101的一部分、按压部105的一部分作为杠杆而发挥功能,但并不局限于该结构。按压板74只要能作为杠杆而发挥功能即可,可以以任意方式构成。
[0124] 另外,在上述的实施方式中,操作板63的操作位置虽然在操作板63的整个区域的范围内设定,但并不局限于此。操作板63的操作位置可以仅在与一对按压板74对应的位置设定,也可以与第一实施方式相同地,在与一对按压板74对应的位置、及一对按压板74间的位置设定。
[0125] 以下,参照附图对本发明的第三实施方式进行详细的说明。另外,以下,对安装于触摸式的显示器装置的按压式输入装置进行说明。然而,关于本实施方式所涉及的按压式输入装置的应用对象,并不局限于此,能够适当地加以变更。
[0126] 参照图11~图13,对按压式输入装置的整体结构进行说明。图11是本发明的第三实施方式所涉及的按压式输入装置的立体图。图12是本发明的第三实施方式所涉及的按压式输入装置的分解立体图。图13是本发明的第三实施方式所涉及的按压式输入装置的剖视图。
[0127] 如图11~图13所示,液晶显示器装置构成为经由配置在LCD(Liquid Crystal Display)113的周围的多个(例如,6个)按压式输入装置111而在LCD113的前表面配置操作面板112。多个按压式输入装置111安装于LCD113的侧部,并能够将相对于操作面板112的操作位置、操作负载输入到LCD113。另外,在此,LCD113也可以是包含液晶显示器及其控制电路(控制部)的单元。
[0128] 按压式输入装置111具有经由双面胶而安装于LCD113的支承构件121。支承构件121与LCD113的侧面114平行地配置印刷电路基板115,并使设于印刷电路基板115的负载传感器123的检测面141与操作面板112的操作面大致正交。在支承构件121安装有对负载传感器123进行按压的按压板122。按压板122形成为侧视呈大致L字状,在与LCD113的前表面对置的竖板部152处与操作面板112抵接,在与LCD113的侧面114对置的横板部151处与负载传感器123抵接。
[0129] 另外,支承构件121以与按压板122的横板部151对置的方式具有平板部131。在平板部131与按压板122的横板部151之间配置一对螺旋弹簧124,利用一对螺旋弹簧124向负载传感器123赋予初始负载(预张力)。按压板122在竖板部152与横板部151之间的角部153处能够摆动地支承于支承构件121。按压板122利用竖板部152来承受来自操作面板112的操作负载,由此能够以摆动支点为中心将操作负载的朝向变换大致90度,使力朝与作用于负载传感器123的初始负载相反的方向作用。
[0130] 在本实施方式所涉及的按压式输入装置111中,来自操作面板112的操作负载以将螺旋弹簧124推回去的方式作用,从而减少作用于负载传感器123的初始负载。而且,基于从按压式输入装置111输出的各负载传感器123的负载来计算相对于操作面板112的操作位置、操作负载,并将操作位置、操作负载输入到LCD113。
[0131] 作为操作构件的操作面板112由例如强化玻璃形成为矩形状,并以覆盖LCD113的画面的方式配置。另外,操作面板112只要是具有透过性的材料,例如,也可以由丙烯酸等合成树脂形成。
[0132] 支承构件121通过折弯不锈钢等金属板材而形成,并具有与LCD113的侧面114对置的平板部131、和从平板部131的宽度方向的两端部向下方延伸的一对侧板部132。在平板部131的后方侧(图13的右方侧)设有经由一对连结部133而贴着于LCD113的背面的背面板部
134。在一对侧板部132的前方下侧设有贴着于LCD113的前表面117的一对前表面板部135。
一对前表面板部135中,大致上半部以与按压板122的角部153斜着抵接的方式倾斜,大致下半部与LCD113的前表面117大致平行地形成。
[0133] 支承构件121通过安装于LCD113来形成开放了前表面的盒状的空间。在支承构件121以与LCD113的侧面114大致平行的方式配置有印刷电路基板115。印刷电路基板115在形成于一对连结部133与背面板部134之间的阶梯部136配置有基端侧,通过一对连结部133之间而使前端侧配置于支承构件121内。在印刷电路基板115的前端侧设置有负载传感器123。
另外,在支承构件121内收容有按压板122的横板部151及一对螺旋弹簧124。
[0134] 负载传感器123是例如使用压电陶瓷的压力传感器等,将具有负载检测用的突起的检测面141朝向上方地配置于支承构件121内。因此,负载传感器123的检测方向与基于操作面板112的操作方向大致正交。安装于支承构件121的按压板122与负载传感器123的检测面141抵接,并从按压板122施加初始负载。
[0135] 按压板122通过折弯金属板材而形成为具有竖板部152与横板部151的侧视呈L字状。竖板部152与支承构件121的一对前表面板部135对置,并具有承受来自操作面板112的操作负载的被按压部154。被按压部154配置于在支承构件121的一对前表面板部135的大致下半部形成的切口137,通过与操作面板112的背面抵接来构成按压板122的力点。
[0136] 横板部151与支承构件121的平板部131对置,并具有对一对螺旋弹簧124进行支承的一对弹簧支承部155、和对负载传感器123进行按压的按压部156。一对弹簧支承部155在横板部151的宽度方向的两端侧处将一对螺旋弹簧124夹在与支承构件121的平板部131之间。一对弹簧支承部155的前端侧朝上方折弯,并对螺旋弹簧124的素面进行支承。在支承构件121内由该一对弹簧支承部155、支承构件121的平板部131及一对侧板部132形成有一对螺旋弹簧124的收容空间。
[0137] 一对螺旋弹簧124的收容空间的前方侧被开放。一对螺旋弹簧124从收容空间所开放的前方侧向内部压入。因此,能够容易地进行一对螺旋弹簧124相对于按压式输入装置111的安装操作及更换操作。收容空间内的一对螺旋弹簧124中,一端侧与平板部131抵接,另一端侧与一对弹簧支承部155抵接。另外,一对螺旋弹簧124由从支承构件121的平板部
131向收容空间内切开生成的止脱部138保持。
[0138] 按压部156设于一对弹簧支承部155之间,以与配置有负载传感器123的印刷电路基板115的前端侧对置的方式形成。按压部156的一部分通过与负载传感器123的突起抵接来构成按压板122的作用点。横板部151借助一对螺旋弹簧124的弹簧力向负载传感器123侧靠压,并经由按压部156在负载传感器123产生初始负载。
[0139] 按压板122的角部153通过与支承构件121的前表面板部135的倾斜部分抵接来构成按压板122的摆动支点。按压板122的角部153由前表面板部135的倾斜部分在宽度方向的范围内支承,因此使按压板122的摆动稳定。另外,在按压板122的角部153形成有供从支承构件121的前表面板部135的倾斜部分突出的卡止片139穿过的卡止孔157。卡止孔157将卡止片139卡止而将按压板122的摆动限制在恒定范围内。
[0140] 以上述方式构成的按压板122将来自操作面板112的操作负载以支承于支承构件121的前表面板部135的位置为支点而作用于按压部156。来自操作面板112的操作负载朝使相对于负载传感器123的初始负载减少的方向作用于按压部156。
[0141] 参照图14,对基于按压板的负载的传递构造进行说明。图14是本发明的第三实施方式所涉及的基于按压板的负载的传递构造的说明图。需要说明的是,在图14中,(a)、(b)是使支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例发生变化的图。
[0142] 如图14(a)所示,按压板122在角部153处支承于前表面板部135的倾斜部分。另外,按压板122在被按压部154处与操作面板112的背面抵接,在按压部156处与负载传感器123的突起抵接。即,按压板122作为以角部153的支承位置P1为支点、以被按压部154的被按压位置P2为力点、以按压部156的按压位置P3为作用点的L字型的杠杆而发挥功能。在该状态下,当从操作面板112向按压板122施加操作负载时,以按压板122的角部153为支点而使操作负载的朝向从前后方向变换为上下方向。
[0143] 此时,作用于按压部156的作用点的操作负载的大小根据支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例而发生变化。在图14(a)中,支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离被设定为约1∶1。因此,来自操作面板112的操作负载无大体变化地传递到按压部156的按压位置P3。传递到按压部156的操作负载朝与初始负载相反的方向进行作用,因此减少相对于负载传感器123的初始负载。
[0144] 另外,通过改变支点与力点之间的距离、及支点与作用点之间的距离的比例,能够提高检测灵敏度,并且能够与各种额定负载的负载传感器123对应。例如,如图14(b)所示,支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离也可以被设定为约1∶2。在该情况下,来自操作面板112的操作负载被减少为约半而传递到按压部156的按压位置P3。由此,能够使用额定负载更小的负载传感器123,从而能够提高按压式输入装置111的设计自由度。另外,能够通过使支承位置P1与按压位置P3之间的距离比支承位置P1与被按压位置P2之间的距离小来提高检测灵敏度。
[0145] 参照图15,对按压式输入装置的输入操作进行说明。图15是本发明的第三实施方式所涉及的按压式输入装置的输入操作的说明图。需要说明的是,在图15中,(a)表示操作面板的非操作状态,(b)表示操作面板的操作状态。
[0146] 如图15(a)所示,在操作面板112的非操作状态下,利用一对螺旋弹簧124的弹簧力来将按压部156靠压于负载传感器123。按压部156在按压位置P3处与负载传感器123的突起抵接。此时,由于不向操作面板112施加操作负载,因此一对螺旋弹簧124的弹簧力作为初始负载F1而经由按压部156赋予到负载传感器123。
[0147] 如图15(b)所示,当操作面板112从非操作状态被操作负载F2按压时,以按压板122的角部153为支点变更操作负载F2的方向,并将其传递到按压部156。传递到按压部156(按压位置P3)的操作负载F2朝与基于按压部156的按压方向相反的方向进行作用。其结果是,一对螺旋弹簧124的压入力被缓和而减少相对于负载传感器123的初始负载F1,向负载传感器123作用有负载F3。
[0148] 如此,随着相对于操作面板112的操作负载变大,作用于负载传感器123的负载变小,因此不会对负载传感器123作用初始负载F1以上的负载。由此,不会向负载传感器123施加额定负载以上的负载,从而能够防止负载传感器123的破损。负载传感器123将从按压部156受到的负载作为与操作负载对应的信号,并输出到印刷电路基板115的未图示的IC。
[0149] 印刷电路基板115的IC根据来自负载传感器123的输出值来对相对于操作面板112的操作位置及操作负载进行计算。例如,IC基于来自配置于操作面板112的周围的多个负载传感器123的输出值的比例,来确定操作面板112中的操作位置及操作负载。由此,本实施方式所涉及的按压式输入装置111能够在操作面板112的平面内设定操作位置。另外,在本实施方式中,虽然利用设于印刷电路基板115的IC来计算操作位置及操作负载,但也可以由LCD113的控制部来进行计算。
[0150] 当从图15(b)所示的操作状态解除相对于操作面板112的按压时,解除朝与按压部156的按压方向相反的方向进行作用的操作负载。而且,一对螺旋弹簧124的弹力作为初始负载F1而经由按压部156再次赋予到负载传感器123。
[0151] 如以上那样,根据本实施方式所涉及的按压式输入装置111,利用来自操作面板112的操作负载来减少作用于负载传感器123的初始负载。因此,即使向操作面板112施加过负载,也能够防止负载传感器123发生破损。另外,通过变更支承位置P1与被按压位置P2之间的距离、及支承位置P1与按压位置P3之间的距离的至少任一方的距离(即两距离的比例),能够与各种额定负载的负载传感器123对应,从而能够提高设计自由度。
[0152] 另外,在上述的实施方式中,虽然在按压板122中构成为被按压部154侧的板面与按压部156侧的板面大致正交,但并不局限于该结构。也可以构成为被按压部154侧的板面与操作面板112对置,按压部156侧的板面与负载传感器123的检测面141对置。
[0153] 另外,在上述的实施方式中,虽然作为施力构件而构成为利用一对螺旋弹簧124并经由按压部156在负载传感器123产生初始负载,但并不局限于该结构。施力构件只要是经由按压部156而在负载传感器123产生初始负载的构件即可,可以是任意的结构。另外,施力构件并不局限于与按压板122独立形成的构件,也可以与按压板122一体形成。
[0154] 另外,在上述的实施方式中,虽然在按压板122中构成为由被按压部154的一部分、角部153、按压部156的一部分作为大致L字状的杠杆而发挥功能,但并不局限于该结构。按压板122只要能作为大致L字状的杠杆而发挥功能即可,可以以任意的方式构成。
[0155] 另外,在上述的实施方式中,虽然操作面板112的操作位置在操作面板112的整个区域的范围内设定,但并不局限于此。操作面板112的操作位置也可以仅在与一对按压板122对应的位置设定,也可以与第一实施方式相同地,在与一对按压板122对应的位置、及一对按压板122间的位置设定。
[0156] 另外,在上述的第一~第三实施方式中,虽然按压构件为折弯金属板材而形成的按压板,但并不局限于此。按压构件只要是受到来自施力构件的作用力而对负载传感器进行按压的构件即可,例如,也可以由合成树脂等形成。另外,无需将被按压部、按压部形成为具有平坦的板面的板状,例如,也可以是球面形状及除此以外的凸形状。
[0157] 另外,在上述的第一~第三实施方式中,虽然支承构件折弯金属板材而形成,但并不局限于此。支承构件只要是将按压构件支承成能够摆动即可,例如,也可以由合成树脂等形成。
[0158] 另外,在上述的第一~第三实施方式中,虽然构成为仅以按压构件的一面侧支承于支承构件,但也可以构成为从按压构件的表面侧及被面侧支承于支承构件。
[0159] 另外,本次公开的实施方式以全部的点例示,但并不是限制本发明的实施方式。本发明的范围不仅仅是上述的实施方式的说明,而是由专利请求的范围来表示,并意图包含与专利请求的范围均等的意思及在专利请求的范围内的全部变更。
[0160] 产业上的可利用性
[0161] 如以上说明那样,本发明具有即使在施加过负载的情况下也能够防止负载传感器的破损这样的效果,尤其对于在移动电话机等移动终端的操作中使用的按压式输入装置是有用的。
[0162] 本申请基于2011年1月12日申请的日本特愿2011-004213,并将其内容全部援引于此。
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