JPH02222019A - 入力装置 - Google Patents

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】 （技術分野） この発明は、防塵防水性を要求される用途にも使用でき
る相対的な座標（たとえば表示画面上のカーソルやポイ
ンタを移動させるときの移動の方向と移動の大きさ〕を
入力するための入力装置に関するものである。

（従来技術） 従来からある相対的な座標を入力するための人力装置に
は、ジョイスティック、トランクボール、マウス、カー
ソルキー、デジタイザなど多くの種類があってそれぞれ
に一長一短がある。たとえば、表示画面上のカーソルや
ポインタを速く遅く自由な速度で移動できること、長時
間使用しても疲労感の少いことなどの操作性、形の大き
さや厚さ、操作するために必要な空間の広さ、分解能や
精度、防塵防水性の有無などの特徴がそれぞれ異るため
使用目的に合う入力装置が選択使用されている。

防塵防水性を要求される用途に適した入力装置にはジョ
イスティック、カーソルキー、デジタイザなどがある。

ジョイスティックは形が大きくて取り付けられた機器の
パネルの内外ともに厚みがあり、防水性を持たせるため
には厚いゴム製のしゃばらをパネルの外側に設けなけれ
ばならない。

カーソルキーは薄形のものが多く、またメンブレンスイ
ッチのように防水性を持たせるのも容易であるが、カー
ソルなどを自由な速度で任意の方向へ動かす操作はむず
かしい。デジタイザも表面が平面であるから防水性を持
たせるのは容易であるが、形が大きく操作するために広
い空間を必要とし、また高価であるなどの欠点がある。

一方、カーソルやポインタなどを自由な速度で任意の方
向へ移動させたい用途にはトラックボールやマウスなど
が適しているが、回転機構部分を密閉することができな
い構造であるため防塵防水性をもたせることはできない
。またトラックボールは形が立方体状で大きく、マウス
は操作のために広い空間を必要とする。

このように、防塵防水性を要求される用途に使用可能な
座標入力装置には薄形で操作性が良くて操作のために必
要な空間の小さいものが無かった。

（発明の目的） この発明は、防塵防水性を要求される用途に使用するた
めの２変数を同時に入力できる入力装置であって、操作
が容易で薄形で操作のために必要な空間の小さいものを
安価に提供することを目的としている。主な応用は表示
画面上のカーソルやポインタなどを自由な速度で任意の
方向へ移動させるための相対的な座標入力装置である。

（発明の構成と作用う 図１はこの発明の一実施例の分解斜視図である。

図２は同実施例の断面図である。図３は図２の破線部分
を拡大した図であって、圧力センサの一例を示すもので
ある。

図１・図２の３は板であって、その中央部分には支持棒
３−２が設けられている。板３は支持棒３−２を底板６
の穴に貫通することで底板６に支持されているが固定さ
れてはおらず、支持棒３−２を中心にして任意の方向へ
自在に頌けることができるようになっている。板３と底
板６との間にはスペーサ３−３があって板３と底板６と
が近づきすぎないように支持棒３−２の動きを制限して
いる。支持棒３〜２は底板６の穴を通り底板６の背面で
弾性体７、座金８の穴を通った後、抜は止め９がはめ合
わされて板３の動きすぎを制限している。弾性体７はゴ
ムやばねなどであって板３を常に底板６の側へ引き寄せ
る働きをしている。底板６の穴の周囲には圧力センサ４
を収容するための窪みがある。窪みの大きさは板３より
も大きい。底板６の窪みには複数個の圧力センサ４が印
刷配線板５とともに納められている。圧力センサ４の上
には弾性体４−２がある。圧力センサ４は支持棒３−２
を中心として対称の位置に２個あり、更にこの対角線と
直交する腺を対称線とする位置にも前述と同様に支持棒
３−２を中心として対称の位置に２個の圧力センサがあ
る。これら４個の圧力センサは板３を操作するときに前
後左右の方向となるように配置されていることになる。

圧力センサ４の出力は印刷配線板５の端部から取り出す
ことができる。

板３の上には防水シート２があって、防水シート２が板
３と接する部分には釦ｌの位置を決めるための輪２−２
がある。この輪２−２は防水シート２を波形に曲げて作
られていて防水シート２の可とう性を高める働きもして
いる。釦１の内側には板状の磁石１−３と磁気補強板１
−２とが組込まれている。

板３は鉄など磁石に吸着される材料で作られている。防
・水シート２の上から釦ｌを板３に近づけると釦ｌと板
３が磁気で吸着される。このとき釦ｌは位置決め用の輪
２−２に案内されて板３の中心と釦１の中心が一致する
。

図３は圧力センサ４の詳細を説明するために図２の破線
部分を拡大した図である。圧力センサ４の主要な部分は
感圧抵抗素子４−３と下部電極４−４と上部電極４−５
によって構成されている。下部電極４−４と上部電極４
−５は対向していて両電極の間に感圧抵抗素子４−３が
挾まれ・ている。電極の間隔を一定に保つためにスペー
サ４−６が配置されているが、微小圧力に反応しない感
圧抵抗素子を使用するときはスペーサは無くてもよい。

感圧抵抗素子は上下から電極で挾まれたとき、両電極の
間に加えられる圧力が小さければ両電極間の電気抵抗値
は高く、加えられる圧力が大きくなるに従って抵抗値は
小さくなる性質を持っている。釦１が押されないときは
感圧抵抗素子４−３に圧力が加わらないので両電極間の
抵抗値はきわめて高い。釦１が押されると、防水シート
２と板３を介して弾性体４−２が押され上部電極４−４
も押される。下部電極４−５は底板６に固定されている
ので両電極間に圧力が発生し両電極間の抵抗値が小さく
なる。抵抗値のおよその大きさは加えられる圧力に逆比
例する。

このように構成された入力装置は、釦１が操作されない
状態では釦ｌと板３は弾性体７０反発力によって底板６
へ軽く引き寄せられているので、釦１と板３はスペーサ
３−３を挾んで底板６と平行な面で向き合っている。こ
のときの板３の高さは４個の弾性体４−２とそれにつづ
く圧力センサ４のいずれをも押さない高さになっている
。釦１０周辺部の一方が底板６の方へ押されると、板３
はスペーサ３−３の外径の部分を支点として押された側
へ傾く。板３が傾くと弾性体４−２を介して圧カセ／す
４が押され、押された圧力センサの抵抗値は加えられた
圧力に対応した抵抗値に減少する。このとき、板３の頌
きは支持棒３−２の近くを支点としているので押された
圧力センサと反対の位置にある圧力センサに対しては板
３は離れる方向へ動いている。このために対称の位置に
ある圧力センサはいずれか一方のみが圧力を受けていて
、２個の圧力センサが同時に圧力を受けることは無い。

しかし、となり合った２個の圧力センサは２個の圧力セ
ンサの中間の位置で釦ｌの周辺部が押されることによっ
て同時に圧力を受けることになる。

２個の圧力センサに加わる圧力の比は押される位置によ
って定まるので、２個の圧力センサの抵抗値を比較する
ことによって釦ｌの押された位置、いいかえれば支持棒
３−２を中心としたときの釦ｌの押された方向を知るこ
とができる。釦１が押されて板３が傾いたときに、支持
棒３−２は押された側と反対の方向へ傾くと同時に板３
の側へ引き出されるため、抜は止め９と座金８が底板６
へ近寄り弾性体７を圧縮する。圧縮された弾性体７０反
発力は板３を元の位置へ復元させる力として作用するの
で、釦１を押す操作を止めると、板３と磁石の吸着で一
体となって動く釦ｌは元の位置へ自動的に戻る。また、
板３と一体になっている支持棒３−２には底板６から離
れないように抜は止め９が取り付けられているので、釦
１を強く引くと防水シート２０面から釦ｌを取りはずす
ことができる。釦１を防水シート２の面から取りはずす
ことができるので、防水シートの面が汚れたとき１こ清
掃したり形状の異る釦と交換するのが容易である。

図４は図２の入力装置を座標入力装置として応用すると
きの構成の一実施例を示す構成図である。

１１は圧力センサ４の抵抗値に対応した電圧を発生させ
るための抵抗−電圧変換器であって、きわめて高い抵抗
のときは電圧は出力されず低抵抗となるに従って出力電
圧が上昇する。、１２は電圧−パルス変換器であって、
入力電圧に比例したくり返し数のパルス信号を発生する
。従って圧力センサが圧力を受けないときは圧力センサ
の抵抗値はきわめて高いので抵抗−電圧変換器１１から
電圧は出力されず、電圧−パルス変換器１２からのパル
ス信号も出力されない。圧力センサが圧力を受けると、
圧力センサの抵抗値が小さくなり抵抗−電圧変換器１１
からは圧力に対応した電圧が出力されるので電圧−パル
ス変換器１２からも圧力に対応したくり返し数のパルス
信号が出力される。

このような構成は各圧力センサ毎に設けられていて合計
４組あり、これらの圧力センサは釦の前後左右の傾きに
対応して設けられている。釦１の右側を押したときに力
を受ける圧力センサに対応した出力を＋Ｘ、釦ｌの左側
を押したときに力を受ける圧力センサに対応した出力を
−Ｘ、釦ｌの手前側すなわち操作者に近い方を押したと
きに力を受ける圧力センサに対応した出力を＋Ｙ、釦１
を先方側を押したときに力を受ける圧力センサに対応し
た出力を−Ｙとすれば、釦１の押された位置と押す力の
大きさとがＸ軸とＹ軸とから成る平面上のベクトル値と
して表わされる。このベクトル値を相対的な座標の値と
して表示装置に入力すれば、釦を押す方向と押す力の大
きさを加減する操作によって表示画面上のカーソルやポ
インタを任意の方向へ任意の速さで移動させることがで
きる。

図２の釦ｌは周辺部よりも中心部をなめらかに窪ませて
皿状の形にしである。釦の中央に指先を置き任意の方向
へ水平に指先をすべらせると自然に釦の周辺部を押すよ
うになって、釦を押すと言う感覚よりも水平に動かすと
言う感覚で操作できる。

図５は他の実施例の断面図であるが、図２とは異り釦ｌ
は凸形をしていて、釦全体を手の中に包み込んで手首で
操作することができる。これはマウスを操作するときの
動きに似ている。図２とのもうひとつの相違点はスペー
サ３−３を板３と一体化したことにある。板３を傾けた
ときの支点が図２よりも底板６の穴に近くなるので支持
棒３−２の動きが小さくなり板３を元に戻す力も小さく
なるが部品点数は少くてすむ。

図２と図５は釦に磁石を組込んでいるが、釦と板とを磁
気で結合させるためのものであるから磁石が板３の側に
組込まれていても同じ目的を達することができる。また
、研石に充分な吸着力があれば磁気補強板は不要である
。

図２・図５の圧力センサの上にある弾性体４−２は釦１
を押す操作のストロークを長くして操作の感触をやわら
かくするために使用しているので、硬い感触で使う用途
には弾性体４−２が無くてもよＧ）。

図６も他の実施例の断面図である。釦１は棒状をしてい
るので棒の部分を手でつかんでジョイスティックと同様
に操作することができる。取付ノ（ネルの外側はジョイ
スティックと同等の大きさであるが防水のためのしゃば
らが無いのでジョイスティックとは異る外観を作ること
ができる。取付パネルの内側は薄い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明による入力装置は操
作のための釦と電気回路の部分が防水／−トによって完
全に隔てられているので防塵防水性を要求される用途に
安心して使用することができる。防水シートを取付パネ
ルの外側につけたときも内側につげたときであっても取
付パネルから内側への寸法は他の入力装置にくらべて薄
く、また、操作のための釦も薄く作ることができるので
キーボードのように底の浅い箱に取り付けられたパネル
の面にも容易に取り付けることができる。

入力の操作は卸を傾けるだけであるから操作のために必
要な空間も小さい。この入力装置を平面上の座標入力装
置として応用したとき、入力したい方向へ釦を傾けるこ
とによって表示画面上のカーソルやポインタを任意の方
向へ移動させることができ、釦を押す強さを加減するこ
とによって移動する速さを自由に変えることができる。

釦は容易に取りはずすことができて防水シートの表面を
清掃するのも簡単である。釦の表面を皿状に窪ませれば
トラックボールに似た操作で入力できるし、釦を凸形に
すればマウスに似た操作で入力することができる。釦を
棒状にすればジョイスティックと同様の操作で入力でき
るなど、操作性を選択することも容易である。使用部品
点数が少いので安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図１はこの発明の一実施例の分解斜視図、図２は同実施
例の断面図、図３は図２の破線部分を拡大した図で圧力
センサの一例を示す。図４は図２の入力装置を座標入力
装置として応用するときの回路構成の例を示す構成図、
図５と図６は他の実施例の断面図である。 １・・・釦、１−３・・・磁石、２・・・防水シート、
２−２・・・位置決め用の輪、３・・・板、３−２・・
・支持体、３−３・・・スペーサ、４・・・圧力センサ
、４−２・・・弾性体、５・・印刷配線板、６・・・底
板、７・・・弾性体、９・・・抜は止め。 特許出願人　東京測定器材株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 板の面の中央部に設けられた支持棒を底板の穴に通し、
   支持棒を中心にして自在に傾けることができるように底
   板の背面から弾性体で底板に支持された板と、 板を傾けたときに板と底板との間に発生する圧力と支持
   棒からみた板の傾きの方向とを検出するための複数個の
   圧力センサと、 板の上に設けられた可とう性の防水シートと、防水シー
   トの上から板の傾き具合を操作するために板と磁気で結
   合する手段を持った操作釦とによって構成されたことを
   特徴とする入力装置。