专利名称：输入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有操作基板的输入装置，其中，该操作基板上搭载有对操作体的接触位置或接近位置进行检测的非接触式传感器，尤其涉及对操作基板进行按压操作而能够使按压力传感器工作的输入装置。
背景技术：
在个人计算机或携带用电子设备等中搭载有利用静电电容的变化等来检测由手指等进行的操作状态的非接触式传感器。并且，最近，还存在具备按压力传感器的电子设备，该压力传感器在具备所述非接触式传感器的操作部被进行按压操作时工作。专利文献I中记载的可动触控板中，在加强板的表面设置有构成非接触式传感器的电极基板。加强板的一方的端部经由具有弹性的平板上的可挠曲铰链与框架连结。并且，在加强板的另一方的端部 的下侧设有碰触开关等按压力传感器。当手指接触所述可动触控板时，其接触位置由非接触式传感器进行检测，并且当用手指按压加强板时，可挠曲铰链挠曲而使所述按压力传感器工作。专利文献2中记载的三维数据输入器件在触摸面板的中心设定旋转轴，并在隔着旋转轴的两侧分别配置触点。当手指接触触摸面板时，检测该接触部位来作为X-Y上的信息，并且，当用手指按压隔着旋转轴的两侧中的任一侧时，触摸面板转动，从而所述触点接触而能够得到Z轴的操作信息。在先技术文献专利文献专利文献I美国专利申请公开公报2010/007940专利文献2日本特开2007-299043号公报发明的概要发明要解决的课题专利文献I中记载的可动触控板中，加强板的一端与框架通过板状的可挠曲铰链连结，但板状的可挠曲铰链需要将规定的面积的部分重叠在框架上并通过螺纹紧固来进行固定。因此，需要用于将可挠曲铰链以充分的面积固定于框架的宽的面积的支承区域。并且，需要将加强板和可挠曲铰链在多个部位螺纹紧固，且需要将可挠曲铰链和框架也在多个部位进行螺纹紧固，从而需要较多的螺纹紧固部位。另外，由于加强板的恢复动作通过可挠曲铰链的弹性挠曲来设定，因此当在远离可动铰链的部位按压加强板时，其回弹力变小，从而感觉操作反力较小。因此，通常，需要与所述可动铰链不同而另行在加强板与框架之间配置加强弹簧，从而部件件数变多。专利文献2所记载的三维数据输入器件中，用于使触摸面板恢复的弹簧隔着旋转轴而配置在两侧，因此部件件数变多。另外，当使隔着旋转轴而配置在两侧的各弹簧的弹性力不一致时，隔着旋转轴按压一方时的回弹力与按压另一方时的回弹力可能产生差异，并且，在不施加操作力时，可能无法维持操作面的平行状态。
发明内容
本发明用于解决上述现有的课题，其目的在于提供一种能够构成为小型，且在对操作基板进行按压操作时能够得到适度的操作反力的输入装置。用于解决课题的手段本发明提供一种输入装置，其设有:操作基板，其搭载有对操作体的接触或接近进行检测的非接触式传感器；按压力传感器，其对施加给所述操作基板的按压力进行检测，所述输入装置的特征在于，设有对所述操作基板进行支承的配置在面板的至少两个部位上的支承部、隔开间隔而与所述支承部对置的对置构件，在所述支承部与所述对置构件之间配置有从所述操作基板延伸的连结片，在所述支承部与所述连结片之间以及所述对置构件与所述连结片之间的至少一方夹设有弹性体，当对所述操作基板施加按压力时，所述弹性体发生变形而使所述操作基板向其板厚方向移动，从而使所述按压力传感器工作。例如，本发明的输入装置中，在所述弹性体上形成有贯通孔，在所述对置构件上设置的轴部穿过所述贯通孔而固定于所述支承部，所述弹性体能够朝向所述轴部的轴向进行压缩变形。 本发明的输入装置中，在按压操作操作基板时，通过从操作基板延伸的连结片，对弹性体主要施加压缩力。因此，能够对操作基板施加适度的操作反力。并且，弹性体为夹在支承部与对置部之间的小的构件即可，因此能够使操作基板的支承部小型化。本发明中，两个部位的所述支承部隔开间隔而配置，所述操作基板以将两个部位的所述支承部连结的假想铰合线为轴而进`行转动动作。例如，所述假想铰合线位于所述操作基板的缘部或接近缘部的位置，所述操作基板的与所述假想铰合线相对的一侧为主要的按压操作区域。或者，所述假想铰合线横穿所述操作基板的中间部，所述操作基板的隔着所述假想铰合线的两侧分别为主要的按压操作区域。本发明的输入装置中，优选在所述弹性体上设有沿着与假想铰合线正交的方向延伸的恢复弹性部。上述输入装置中，由于在弹性体上设有恢复弹性部，因此通过调整该恢复弹性部的厚度和长度尺寸，能够进行操作反力的设定。本发明中，所述操作基板具有金属板、在该金属板的表面上设置的合成树脂膜制的传感器基板、覆盖所述传感器基板的绝缘性的罩层，在所述传感器基板上设有构成所述非接触式传感器的电极层，所述金属板被设定成接地电位。在上述结构中，能够将金属板作为膜状的传感器基板的加强构件使用，并且还能够使其发挥作为配置在传感器基板的下侧的接地层的功能。另外，本发明中，优选在所述金属板的背面重叠并接合第二金属板，且将所述第二金属板的一部分折弯来形成所述连结片。如上所述，通过在第二金属板上形成连结片，能够保持在传感器基板的下表面设置的所述金属板的平面度。
本发明还可以构成为，所述传感器基板的一部分向所述金属板的背面延伸，在位于背面侧的所述传感器基板或与该传感器基板连接的部件安装基板上安装有电路部件，并且电路安装部的接地导通部与所述金属板电接合。并且，本发明还可以构成为，所述传感器基板的一部分向所述金属板的背面延伸，在位于背面侧的所述传感器基板上安装有所述按压力传感器。发明效果本发明的输入装置能够将对操作基板进行支承的支承结构构成为小型。并且，能够将对操作基板进行按压操作时的操作反力设定为最佳，且不需要设置在支承部与对置构件之间的弹性体以外的加强弹簧，从而还能够削减部件件数。
图1是从操作面侧表示本发明的第一实施方式的输入装置的立体图。图2是表示第一实施方式的输入装置的主要的构成构件的分解立体图。图3是在II1-1II线处剖开图1所示的输入装置而得到的剖视图。图4是表示连结片的支承结构部的图3的局部放大剖视图。图5是表示连结片的支承结构部的包含局部截面的分解立体图。图6是在V1-VI线处剖开图1所示的输入装置而得到的剖视图。图7是表示按压力传感器的结构的图6的局部放大剖视图。图8是从斜下侧表示第一实施方式的输入装置中使用的操作基板的背面的立体图。图9是从斜下侧表示本发明的第二实施方式的输入装置中使用的操作基板的背面的立体图。图10是表示连结片和弹性体的变形例的分解立体图。图11是将图10所示的连结片和弹性体组合而得到的支承结构部的剖视图。图12是从操作面侧表示本发明的第三实施方式的输入装置中使用的操作基板的立体图。图13是表示图12所示的操作基板的支承结构部的在XII1-XIII线处剖开的剖视图。图14(A)、⑶是表示支承结构部的变形例的剖视图。图15(A)、(B)是表示支承结构部的另一变形例的剖视图。图16是将本发明的第四实施方式的输入装置的支承结构部放大表示的剖视图。符号说明I输入装置2 面板 3 开口部4支承部10操作基板11 第一金属板15 罩板
15a操作面20第二金属板21 开口部22 框部24a右侧连结片24b左侧连结片30传感器基板31检测部33背面设 置部34连接部35部件安装基板36a>36b>36c 电路部件37连接片39延长部40a右侧支承结构部40b左侧支承结构部41弹性体41b上部弹性部41c下部弹性部41d贯通孔42保持构件42a对置构件42b 轴部42d外螺纹部50按压力传感器52反转部101输入装置110操作基板124a右侧连结片124b左侧连结片141 弹性体141e、141f 恢复弹性部142a对置构件150a、150b按压力传感器201输入装置210操作基板114连结片241 弹性体Sa、Sb、Sc、Sc!、Se、Sf 假想铰合线
具体实施例方式图1和图2所示的第一实施方式的输入装置I在面板2上形成有四方形的开口部
3。在图1和图2中，以小尺寸图示出面板2，但实际的面板2为位于个人计算机的键盘装置的跟前的框体的一部分。或者，面板2为携带用电子设备、游戏装置或遥控装置等各种电子设备的操作面板的一部分。在面板2的开口部3的内部配置有操作基板10。如图2的分解立体图所示，操作基板10具有第一金属板11、重叠在该第一金属板11的下侧(Z2侧)的第二金属板20、重叠在第一金属板11的上侧(Zl侧)的传感器基板30、重叠在传感器基板30的上侧(Zl侧)的罩板(罩层)15。第一金属板11用于对传感器基板30进行支承，并且将传感器基板30的背部设定为接地电位，由表面通过锌等进行了镀敷处理的轧制钢板形成。在第一金属板11上未形成折弯部，其表面Il a和背面Ilb维持高的平面度。第二金属板20是用于使操作基板10连结支承于面板2的构件，由表面通过锌等进行了镀敷处理的轧制钢板形成。如图4和图7等所示，第二金属板20由比第一金属板11板厚大的钢板形成。如图2所示，第二金属板20在中央部形成有开口部21。第二金属板20具有包围开口部21的四个方向的整周的框部22，在框部22的表面22a设置第一金属板11的背面Ilb,来将第一金属板11和第二金属板20固定。该固定方法需要将第一金属板11和第二金属板20牢固地固定并使它们电导通，在该实施方式中，第一金属板11和框部22通过点焊进行固定。在第二金属板20的前方(Yl侧)的端部设有朝向右方向(XI方向)而向下(Z2方向)弯曲的阶梯部23a，并形成有从该阶梯部23a向右方向平面地延伸的右侧连结片24a。并且，设有朝向左方向(X2方向)而向下弯曲的阶梯部23b，并形成有从该阶梯部23b向左方向平面地延伸的左侧连结片24b。在第二金属板20的后方(Y2侧)的端部形成有朝向右方向而向下稍下降的阶梯部25a，并形成有从阶梯部25a向右方向平面地延伸的右侧限动片26a。并且，形成有向左方向而向下稍下降的阶梯部25b，并形成有从阶梯部25b向左方向平面地延伸的左侧限动片 26b ο右侧连结片24a和左侧连结片24b以及右侧限动片26a和左侧限动片26b全部由第二金属板20折弯成形。另一方面，在第一金属板11上未折弯出阶梯部、连结片24a、24b以及限动片26a、26b，维持平面度而形成，并且，第一金属板11通过多部位的点焊局部地接合于第二金属板20的平坦的框部22。因此，能够保持第一金属板11的表面Ila的平面度。传感器基板30以聚酰亚胺等挠性树脂膜为基材而形成。如图6和图8所示，传感器基板30设置在第一金属板11的表面Ila上,并且其一部分折弯而延伸到第二金属板20的框部22的背面22b及第一金属板11的背面lib。传感器基板30中重叠在第一金属板11的上方的部分为检测部31。检测部31是基于静电电容的变化来检测作为操作体的手指接近的情况的非接触式传感器。检测部31中，沿着X方向延伸的多个X电极层和沿着Y方向延伸的多个Y电极层彼此绝缘而形成。并且，形成有覆盖X电极层和Y电极层的上方的绝缘层。
检测部31为与第一金属板11的表面Ila大致相同的面积，在该面积的检测部31的大致整个区域设有所述X电极层和所述Y电极层。检测部31的背面的整面经由粘接层粘贴而固定在第一金属板11的表面Ila上。由于构成非接触式传感器的检测部31粘接在保持平面度的第一金属板11的表面Ila上，因此能够将检测部31的背部的整面均匀地张贴在表面Ila上。需要说明的是，在本发明中，检测部31也可以对静电电容式的非接触式传感器进行变更，而使用通过操作体的接触来使电极彼此接触、或使电阻彼此接触的接触传感器。如图2和图8所示，传感器基板30具有从检测部31的Yl侧的缘部分支出的多个折弯部32，背面设置部33与折弯部32的前端连续。在第一金属板11的朝向Yl侧的缘部形成有多个凹部12。传感器基板30的各折弯部32在所述凹部12弯曲，如图8所示，背面设置部33经由粘接层粘贴而固定在第二金属板20的框部22的背面22b上。如图8所示，在传感器基板30上一体形成有从背面设置部33延伸的连接部34。第一金属板11的背面Ilb的一部分在第二金属板20上形成的开口部21的内部露出，硬质的部件安装基板35经由粘接层粘贴而固定在该背面Ilb的一部分上。在传感器基板30的表面上形成有从在检测部31上形成的多个X电极层和多个Y电极层分别延伸的引线图案，该引线图案通过·多个折弯部32，并从背面设置部33向连接部34延伸。并且，各引线图案与部件安装基板35的多个焊盘部连接。如图8所示，在部件安装基板35上安装有多个电路部件36a、36b、36c。在部件安装基板35上形成有使各电路部件36a、36b、36c的端子部导通的导电图案，该导电图案与向传感器基板30的连接部34延伸的所述引线图案连接。在电路部件36a、36b上搭载有用于对检测部31上形成的X电极层和Y电极层施加检测用的驱动电压的驱动电路，并且，还搭载有检测电路，该检测电路对在所述X电极层和Y电极层流过的电流进行检测，从而检测作为操作体的手指是否接近检测部31的哪个位置。另外，电路部件36c是用于与外部电路连接的连接器。如图8所示，在部件安装基板35上形成的接地导通部上钎焊有连接片37，该连接片37钎焊于第一金属板11的背面lib。或者通过导电性粘贴剂等其他的导电性的接合手段进行固定。由此，将第一金属板11和第二金属板20设定为接地电位。由于将粘贴在传感器基板30的检测部31的背面的整面上的第一金属板11设定为接地电位，因此能够使检测部31进行的检测动作稳定。需要说明的是，也可以不设置所述部件安装基板35，而在第二金属板20的开口部21的内部粘贴传感器基板30的连接部34，并在该连接部34上安装电路部件36a、36b、36c，从而将在连接部34上形成的接地导通部和第一金属板11的背面Ilb经由连接片37导通。并且，在本发明中，也可以不使用第一金属板11，而将传感器基板30由环氧玻璃基板等刚性高的厚基板构成，并在该刚性基板的背面固定第二金属板20。如图8所示，由于在第二金属板20的开口部21的内部配置有部件安装基板35及电路部件36a、36b、36c，因此操作基板10能够将刚性形成得较高，并且能够构成为薄型。图2所示的罩板15具有电绝缘性，由合成树脂板形成。在实施方式中，罩板15由聚对苯二甲酸乙酯(PET)形成。罩板15的背面15b的整面经由粘接层粘贴在传感器基板30的检测部31的表面上。罩板15的表面为操作面15a。在操作面15a上涂敷紫外线固化性的树脂并在其表面形成细的凹凸，从而使作为操作体的手指在操作面15a上容易滑动。如图8所示，在第二金属板20的右侧连结片24a上形成有保持孔27a和定位孔28a，在左侧连结片24b上形成有保持孔27b和定位孔28b。右侧(XI侧)的定位孔28a为正圆形，左侧(X2侧)的定位孔28b为长轴朝向X1-X2方向的长孔。如图8所示，在右侧限动片26a和左侧限动片26b的朝向上方(Zl方向)的面上固定有缓冲板29。缓冲板29由薄的合成橡胶或发泡树脂等弹性体形成。在图4和图5中示出在面板2的下表面上支承第二金属板20的右侧连结片24a的右侧支承结构部40a。在右侧支承结构部40a中，在面板2的下表面设有支承部4。该支承部4为与面板2的表面2a平行的平面。在支承部4上朝向上方(Zl方向)形成有内螺纹孔5。在内螺纹孔5的右侧(XI侧)一体地设有截面为正圆形的定位突起6。在比内螺纹孔5靠左侧(X2侧)的位置设有从支承部4向下突出的限动突起7。该限动突起7与从操作基板10延伸的右侧连结片24a的上表面的小面积的对置区域7a对置。在右侧支承结构部40a上设有弹性体41。弹性体41能够进行弹性地压缩变形，由合成橡胶或发泡树脂等弹性物质材料形成。弹性体41在上下方向的中间部形成有整周连续的保持槽41a。在比保持槽41a靠上侧的位置形成有圆板形状的上部弹性部41b，在比保持槽41a靠下侧的位置一体地形成有圆板形状的下部弹性部41c。在弹性体41的中心形成有上下贯通的贯通孔41d。另外，在上部弹性部41b上形成有十字状的槽41e，从而使朝向所述贯通孔41d的变形容易。在右侧支承结构部40a上设有保持构件42。保持构件42具有对置构件42a。对置构件42a为圆板形状，在其表面42e形成有供旋具嵌合的嵌合槽，从而能够作为螺钉头部而发挥功能。圆柱状的轴部4 2b从对置构件42a的中心部朝向上方(Zl方向)延伸，在其上端部经由阶梯部42c而形成有外螺纹部42d。外螺纹部42d的节圆直径比轴部42b的直径小。如图2和图3及图4所示，在右侧支承结构部40a中，在右侧连结片24a的保持孔27a中保持有弹性体41。弹性体41使上部弹性部41b向中心方向收缩而相对于保持孔27a从下侧向上插入。其结果是，弹性体41的保持槽41a保持于保持孔27a，上部弹性部41b设置在右侧连结片24a的上侧，下部弹性部41c设置在左侧连结片24b的下侧。并且，保持构件42的轴部42b从下方插入到弹性体41的贯通孔41d中，且外螺纹部42d与面板2的内螺纹孔5螺接，从而以阶梯部42c与支承部4相抵的状态将保持构件42紧固。其结果是，如图3和图4所示，对置构件42a与支承部4在上下方向上对置，在它们之间配置有弹性体41。弹性体41的上下方向的厚度尺寸比支承部4与对置构件42a的上下的对置间隔形成得大，弹性体41以沿上下被略微压缩的状态夹在支承部4与对置构件42a之间。如图3和图4所示，从支承部4向下突出的定位突起6隔着略微的间隙而穿过右侧连结片24a的定位孔28a，从而将右侧连结片24a相对于面板2向X方向和Y方向定位。另外，从支承部4向下延伸的限动突起7与右侧连结片24a的对置区域7a对置，对右侧连结片24a进行限制，以免其向上方(Zl方向)过剩地浮起。如图3和图4所示，在右侧支承结构部40a中，形成为在右侧连结片24a与支承部4之间夹有弹性体41的上部弹性部41b，且在右侧连结片24a与对置构件42a之间夹有弹性体41的下部弹性部41c的状态。在右侧支承结构部40a中，由于弹性体41的贯通孔41d被保持构件42的轴部42b穿过，因此能够高精度地决定弹性体41的设置位置。另外，由于通过一个弹性体41将右侧连结片24a支承于面板2，因此难以产生右侧连结片24a的设置位置的误差。并且，通过保持构件42的紧固力使弹性体41的压缩状态变化，还能够控制操作反力或复原力。图3中示出在面板2的下表面支承第二金属板20的左侧连结片24b的左侧支承结构部40b。左侧支承结构部40b中的左侧连结片24b的支承结构与右侧支承结构部40a实质上相同。在左侧支承结构部40b中，左侧连结片24b的长孔形状的定位孔28b被从支承部4向下突出的定位突起6穿过,从而将左侧连结片24b向Y方向定位。在左侧连结片24b的保持孔27b中保持有弹性体41，保持构件42的轴部42b穿过弹性体41的贯通孔41d，且外螺纹部42d与向支承部4开口的内螺纹孔5螺接。其结果是，在左侧支承结构部40b中，对置构件42a也与面板2的支承部4的下侧对置且左侧连结片24b位于它们之间，从而在左侧连结片24b与支承部4之间夹有弹性体41的上部弹性部41b，在左侧连结片24b与对置构件42a之间夹有弹性体41的下部弹性部41c。如图2和图6所示，在面板2上的开口部3的开口区域的后方侧(Y2侧)，且在面板2的比表面2a靠下的位置一体形成有支承部8。在支承部8的表面上一体形成有在X方向的中央部向上方突出的承受部9。如图2所示，在传感 器基板30上设有从检测部31的Y2侧的缘部向下折弯的折弯部38，如图8所示，从折弯部38延伸的延长部39向操作基板10的第二金属板20的框部22的背面22b延伸。延长部39和框部22的背面22b经由粘接剂而粘贴，在该延长部39上安装有按压力传感器50。如图7中放大所示，在延长部39的表面设有绝缘性的保持带51。在保持带51的上表面张贴由薄的金属板形成且向下突出的圆顶状的可动触点而形成反转部52。保持带51在反转部52的周围粘贴固定于延长部39的表面。在传感器基板30的延长部39的表面形成有两个电极层，当将反转部52向上方压入时，可动触点反转而与两个个电极层接触，使电极层间导通。从构成按压力传感器50的两个电极层延伸的引线图案绕过传感器基板30的检测部31的缘部，并通过背面设置部33和连接部34的表面而与图8所不的电路部件36a或36b连接。需要说明的是，按压力传感器50可以由形变传感器构成，也可以由碰触开关构成。如图6和图7所示，在操作基板10的右侧连结片24a和左侧连结片24b由面板2的右侧支承结构部40a和左侧支承结构部40b支承的状态下，操作基板10的Y2侧的端部位于在面板2的后方形成的支承部8的上方，构成按压力传感器50的所述反转部52与从支承部8突出的承受部9对置。
右侧连结片24a和左侧连结片24b在右侧支承结构部40a和左侧支承结构部40b处支承于面板2的下表面侧。但是，右侧连结片24a和左侧连结片24b经由阶梯部23a、23b而折弯，从而位于比操作基板10的表面的操作面15a靠下方的位置，因此位于面板2的开口部3的操作面15a与面板2的表面2a的高低差较小，且操作面15a与面板2的表面2a大致平行。另外，在操作基板10的后方向左右两侧突出的限动片26a、26b与面板2的下表面对置，来限制操作面15a的后方部分从开口部3向上方过剩地突出。接着，对所述输入装置I的动作进行说明。在操作基板10的操作面15a上未作用有按压力时，如图4所示，在右侧支承结构部40a中，右侧连结片24a由弹性体41以水平的姿态保持，在左侧支承结构部40b中，左侧连结片24b也由弹性体41以水平的姿态保持。因此，操作基板10的表面即操作面15a为与面板2的表面2a大致平行的姿态。通过在图8所示的电路部件36a、36b上设置的驱动电路，对在传感器基板30的检测部31上设置的X电极层顺次施加电压，并在与该施加电压的时刻不重复的时刻对Y电极层顺次施加电压。在对X电极层施加的电压的上升时和下降时，在经由电容与X电极层对置的Y电极层中瞬间流过电流，该电流由在电路部件36a、36b上设置的检测电路进行检测。当作为操作体的手指接触罩板15的表面的操作面15a时，在大致接地电位的手指与其附近的X电极层之间形成静电电容，因此在手指的附近的X电极层上施加电压时，在Y电极层中流过的电流发生变化。在检测电路中，根据是否对哪个X电极层施加电压的信息、在Y电极层中流过的电流值，能够检测在操作面15a上手指是否接触或接近Y方向的哪个坐标位置。同样，在对Y电极层顺次施加电压时，通过监视X电极层的电流，能够检测在操作面15a上手指是否接触或接近X方向的哪个坐标位置。如图1、图2、图3及图4所示，在该输入装置I中，将在右侧支承结构部40a上设置的弹性体41的贯通孔41d的中心与在左侧支承结构部40b上设置的弹性体41的贯通孔41d的中心连结的仮想线成为假想铰合线Sa，操作基板10能够以该假想铰合线Sa为中心而进行转动动作。第一实施方式的输入装置I中，假想铰合线Sa位于操作基板10的Yl侧的大致缘部，或者位于接近缘部的位置。因此，操作面15a中的比假想铰合线Sa靠Y2侧的区域成为主要的按压操作区域。当操作面15a的按压操作区域的任一部位被向Z2方向即向下按压时，如图5所示，右侧连结片24a的比假想铰合线Sa靠Y2侧的部分向Ml方向转动，且比假想铰合线Sa靠Yl侧的部分向M2方向转动。因此，在比假想铰合线Sa靠Y2侧，使弹性体41的下部弹性部41c在右侧连结片24a与对置构件42a之间进行压缩变形，在比假想铰合线Sa靠Yl侦牝使弹性体41的上部弹性部41b在右侧连结片24a与面板2的支承部4之间进行压缩变形。该情况在左侧支承结构部40b也相同。用手指按压操作面15a时的操作反力由下部弹性部41c和上部弹性部41b的压缩变形的阻力来发挥。另外，当解除对操作面15a施加的按压力时，操作基板10在下部弹性部41c和上部弹性部 41b的压缩变形的复原力的作用下，复原成使操作面15a成为平行的姿态。
在右侧支承结构部40a和左侧支承结构部40b中，由于弹性体41为圆板形状的小型，因此不使支承结构部40a、40b向面板2侧伸出较大就能够配置，从而能够使操作基板10的周边的支承结构的空间变窄。另外，各支承结构部40a、40b通过弹性体41的压缩变形来发挥操作反力和复原力，因此即使弹性体41小，也能够发挥大的弹性力，从而使操作感触变得良好。因此，除了两个弹性体41以外，不需要另行设置从下侧支承操作基板10的辅助弹簧等。但是，在本发明中，除了所述弹性体41之外，也可以根据需要而设置辅助弹簧。当按压操作面15a的按压操作区域时，图6和图7所示的按压力传感器50的反转部52压紧在面板2的承受部9上，从而反转部52发生反转，进而圆顶状的可动触点与传感器基板30的延长部39的表面的电极层接触而使电极层彼此导通，从而按压力传感器50成为检测按压力的状态。图9是从斜下方观察第二实施方式的输入装置101中使用的操作基板110的背面而得到的立体图。图9所示的操作基板110的稹层结构与第一实施方式的操作基板10相同，在四方形的第一金属板111的背面通过点焊而固定有第二金属板120。并且，在第一金属板111的表面经由粘接剂而固定有传感器基板30的检测部31，且检测部31的上侧由罩板15覆盖。在第二金属板120上形成有开口部121，在开口部121的内部固定有部件安装基板35，部件安装基板35的导电图案与在传感器基板30上设置的引线图案连接。在第二金属板120的开口部121的内部，在部件安装基板35上安装有电路部件36a、36b、36c，由于电路部件36a、36b、36c位于开口部121的内部，因此能够将操作基板110的整体较薄地构成。
在第二金属板120上设有从Y方向的中心部经由阶梯部123a而向右方向(XI方向)延伸的右侧连结片124a和经由阶梯部123b而向左方向(X2方向)延伸的左侧连结片124b。在右侧连结片124a上保持有弹性体41，并且在右侧连结片124a上形成有定位孔128a。在左侧连结片124b上保持有弹性体41，并且在左侧连结片124b上形成有定位孔128b。由右侧连结片124a保持的弹性体41通过保持构件42而固定于面板2的支承部4，且由左侧连结片124b保持的弹性体41通过保持构件42而固定于面板2的支承部4。各连结片124a、124b的支承结构与图4和图5等所示的第一实施方式的输入装置I的支承结构部40a、40b相同。在图9所示的对操作基板110进行支承的输入装置101中，将右侧连结片124a的宽度中心和左侧连结片124b的宽度中心连结的假想铰合线Sb位于操作基板110的Y方向的大致中心并沿X方向延伸。因此，操作基板110在比假想铰合线Sb靠Yl侧和比靠假想铰合线SbY2侧这双方的位置成为按压操作区域。如图9所示，在操作基板110的下表面，且在比假想铰合线Sb靠Yl侧设有构成按压力传感器150a的反转部52a、在该反转部52a被按压时切换成接触状态的电极部。另外，在比假想铰合线Sb靠Y2侧设有构成按压力传感器150b的反转部52b、在该反转部52b被按压时进行切换的电极部。当在比假想铰合线Sb靠Yl侧的按压操作区域中按压操作面15a时，操作基板110以假想铰合线Sb为中心而向Ma方向转动，从而使按压力传感器150a工作。另外，当在比假想铰合线Sb靠Y2侧的按压操作区域按压操作面15a时，操作基板110以假想铰合线Sb为中心而向Mb方向转动,从而使按压力传感器150b工作。在该转动动作中，与第一实施方式同样，使夹在支承部4与右侧连结片124a及左侧连结片124b之间的弹性体41的上部弹性部41b进行压缩变形，并使夹在对置构件42a与右侧连结片124a及左侧连结片124b之间的弹性体41的下部弹性部41c进行压缩变形，从而发挥按压各按压操作区域时的操作反力和操作面15a的弹性恢复力。图10中示出作为变形例的弹性体141。该弹性体141为适合于对图9所示的操作基板110进行支承的结构。弹性体141在保持槽141a的下侧形成有下部弹性部141c，在保持槽141a的上侧形成有上部弹性部141b，在中心部形成有上下贯通的贯通孔141d。并且，从上部弹性部141b向Yl侧延伸的恢复弹性部141e和从上部弹性部141b向Y2侧延伸的恢复弹性部141f 一体形成。如图10所示，在安装弹性体141的右侧连结片124a上形成有保持孔127a、与该保持孔127a连续而向Xl方向敞开的敞开部129a。通过将弹性体141向X2方向压入，从而能够将形成有保持槽141a的部分保持于保持孔127a。或者，也可以在弹性体141上形成切口或狭缝，并将右侧连结片124a插入切口或狭缝，从而将右侧连结片124a支承于弹性体141。图11通过剖视图示出使用弹性体141将右侧连结片124a支承在面板2的支承部4上的右侧支承结构部140a。当按压图9所示的操作基板110的比假想铰合线Sb靠Yl侧的按压操作区域，而使操作基板110向Ma方向转动时，在比假想铰合线Sb靠Yl侧，在右侧连结片124a与对置构件42a之间使下部弹性部141c进行压缩变形，并且在比假想铰合线Sb靠Y2侧，在右侧连结片124a与支承部4之间使恢复弹性部141f进行压缩变形。当按压比假想铰合线Sb靠Y2侧的按压操作区域，而使操作基板110向Mb方向转动时，在比假想铰合线Sb靠Y2侧，在右侧连结片124a与对置构件42a之间使下部弹性部141c进行压缩变形，并且在比假想铰合线Sb靠Yl侧，在右侧连结片124a与支承部4之间使恢复弹性部141f进行压缩变形。上述的支承动作在由弹性体141保持左侧连结片124b的左侧支承结构部140b中也相同。在所述支承结构中，通过设定弹性体141的恢复弹性部141e、141f的Y方向的长度尺寸、X方向的宽度尺寸以及Z方向的厚度尺寸，从而对于施加给操作基板110的向Ma方向和Mb方向的转动动作来说，能够将操作反力和复原力设定为最佳的强度。需要说明的是，在图5所示的第一实施方式的输入装置I的右侧支承结构部40a及左侧支承结构部40b中，也可以形成从弹性体41的上部弹性部41b向Yl方向、即向存在按压操作区域的方向的相反方向延伸的恢复弹性部。该情况下，在连结片24a、24b向Ml方向转动时，通过连结片24a、24b和支承部4也使恢复弹性部压缩，因此通过设定该恢复弹性部的大小，也能够设定施加给操作基板10的操作反力和恢复弹性力。图12是从操作面15a侧观察本发明的第三实施方式的输入装置201中使用的操作基板210的立体图，图13是表示对操作基板210进行支承的四个部位的支承结构部240的剖视图。需要说明的是，图13表示在图12中在XII1-XIII线处剖开的部分。图12所示的操作基板210的稹层结构与第一实施方式的操作基板10及第二实施方式的操作基板 110相同，在第一金属板11上设置传感器基板30的检测部31，检测部31的上方由罩板15覆盖而该检测部31的表面成为操作面15a。第二金属板与第一金属板11的下表面重叠并通过点焊将两金属板固定。如图12所示，在第二金属板上的Xl侧的缘部的Yl侧和Y2侧以及X2侧的缘部的Yl侧和Y2侧这四个部位经由阶梯部223而一体形成有连结片224。并且，在各连结片224上保持有弹性体241。如图13所示，连结片224的保持孔227的内径较大地形成。弹性体241 —体形成有保持于保持孔227的直径大的保持槽241a、上侧的上部弹性部241b及下侧的下部弹性部241c，且在中央部形成有上下贯通的贯通孔241d。弹性体241通过保持构件42而安装于面板2的下表面的支承部4。保持构件42的结构与图5所示的第一实施方式中使用的保持构件的结构相同。如图13所示，在该支承结构部240中，支承部4的直径及对置构件42a的直径比连结片224的保持孔227的内径形成得小。因此，连结片224相对于支承部4可自由运动。当通过图13所示的支承结构部240支承操作基板210的四个部位的连结片224时，如图12所示，在操作基板210上设定将在Yl侧设置的支承结构部240连结且沿X方向延伸的假想铰合线Sc、将在Y2设置侧的支承结构部240连结且沿X方向延伸的假想铰合线Sd0并且，设定将在操作基板210的Xl侧设置的支承结构部240连结且沿Y方向延伸的假想铰合线Se、将在X2侧设置的支承结构部240连结且沿Y方向延伸的假想铰合线Sf。当按压操作面15a的任一部位时，操作基板210以假想铰合线Sc、Sd、Se、Sf中的任一个为轴而进行转动。并且，当将操作面15a的中心(重心)向Z2方向按压等而使向Z方向的力Fz均等地施加给各支承结构部240时，能够使操作基板210的整体向Z2方向下降。为了使用图12所示的操作基板210，在其中心的背面的一个部位设置按压力传感器，由此无论按压操作面15a的哪个`位置，都能够使按压力传感器工作。图14(A)所示的变形例中，设有从面板2向下方延伸的支承柱301，并在其中腹部通过高低差而形成支承部4，且小径部302从支承部4向下延伸。由右侧连结片24a保持的弹性体41的贯通孔41d被支承柱301穿过。保持构件142具有对置构件142a和兼用作轴部的外螺纹部142d。通过将外螺纹部142d与向小径部302开口的内螺纹孔螺接，从而能够将弹性体41夹在支承部4与对置构件142a之间。图14(B)所示的变形例中，在从面板2向下延伸的支承柱303的下表面形成有支承部4。管状的间隔件305穿过弹性体41的贯通孔41d的内部，兼作保持构件142的轴部的外螺纹部142d穿过间隔件305的内部，而与在支承柱303上形成的内螺纹孔螺接。由此，将弹性体41夹在支承部4与对置构件142a之间。在图15(A)、(B)所示的变形例中，在从面板2向下延伸的支承柱303的下表面形成有支承部4。保持构件242具有对置构件242a及轴部242b和从轴部242b的上端经由阶梯部242c而延伸的外螺纹部242d。外螺纹部242d与在支承柱303上形成的内螺纹部螺接，且支承部4和对置构件242a沿上下隔开间隔而对置。弹性体241为圆板形状。在图15⑷中，仅在右侧连结片24a与对置构件242a之间配置有弹性体241，而右侧连结片24a与支承部4相抵。在图15(B)中，仅在右侧连结片24a与支承部4之间配置有弹性体241，而右侧连结片24a与对置构件242a相抵。
在图15(A)所示的变形例中，当右侧连结片24a倾斜时，弹性体241在右侧连结片24a与对置构件242a之间被压缩，从而发挥操作反力和恢复弹性力。在图15(B)所示的变形例中，当右侧连结片24a倾斜时，弹性体241在右侧连结片24a与支承部之间被压缩，从而发挥操作反力和恢复弹性力。这样，若在连结片与支承部之间和连结片与对置构件之间的至少一方夹设有弹性体，则在连结片倾斜时，弹性体都会进行压缩变形，从而发挥操作反力和恢复弹性力。图14(A)、⑶及图15(A)、⑶能够在该说明书所记载的全部的的实施方式中实施。在图16所示的第四实施方式的右侧支承结构部中，面板401的上表面为支承部4，定位突起6和限动突起7向上(向Zl方向)突出。弹性体41的保持槽41a保持于右侧连结片24a的保持孔，并通过保持构件42固定于面板401。在图16中，弹性体41朝向与图4所示的实施方式上下相反的方向安装。但是，也可以朝向与图4相同的方向安装。保持构件42的对置构件42a与支承部4对置，在右侧连结片24a与支承部4之间夹有弹性体41的上部弹性部41b，且在右侧连结片24a与对置构件42a之间夹有下部弹性部 41c。需要说明的是，左侧支承结构部也与图16相同。在面板402的上方设有操作面板403,操作基板10的操作面15a位于该操作面板403的开口部4 04中。
权利要求
1.一种输入装置，设有:操作基板，其搭载有对操作体的接触或接近进行检测的非接触式传感器；按压力传感器，其对施加给所述操作基板的按压力进行检测，所述输入装置的特征在于， 设有对所述操作基板进行支承的配置在面板的至少两个部位上的支承部、隔开间隔而与所述支承部对置的对置构件，在所述支承部与所述对置构件之间配置有从所述操作基板延伸的连结片，在所述支承部与所述连结片之间以及所述对置构件与所述连结片之间的至少一方夹设有弹性体， 当对所述操作基板施加按压力时，所述弹性体发生变形而使所述操作基板向其板厚方向移动，从而使所述按压力传感器工作。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其中， 在所述弹性体上形成有贯通孔，设置在所述对置构件上的轴部穿过所述贯通孔而固定于所述支承部，所述弹性体能够朝向所述轴部的轴向进行压缩变形。
3.根据权利要求1所述的输入装置，其中， 两个部位的所述支承部隔开间隔而配置，所述操作基板以将两个部位的所述支承部连结的假想铰合线为轴而进行转动动作。
4.根据权利 要求3所述的输入装置，其中， 所述假想铰合线位于所述操作基板的缘部或接近缘部的位置，所述操作基板的与所述假想铰合线相对的一侧为主要的按压操作区域。
5.根据权利要求3所述的输入装置，其中， 所述假想铰合线横穿所述操作基板的中间部，所述操作基板的隔着所述假想铰合线的两侧分别为主要的按压操作区域。
6.根据权利要求4所述的输入装置，其中， 在所述弹性体上设有沿着与假想铰合线正交的方向延伸的恢复弹性部。
7.根据权利要求1所述的输入装置，其中， 所述操作基板具有金属板、设置在该金属板的表面上的合成树脂膜制的传感器基板、覆盖所述传感器基板的绝缘性的罩层，在所述传感器基板上设有构成所述非接触式传感器的电极层，所述金属板被设定成接地电位。
8.根据权利要求7所述的输入装置，其中， 在所述金属板的背面重叠并接合第二金属板，将所述第二金属板的一部分折弯而形成所述连结片。
9.根据权利要求7所述的输入装置，其中， 所述传感器基板的一部分向所述金属板的背面延伸，在位于背面侧的所述传感器基板或与该传感器基板连接的部件安装基板上安装有电路部件，并且电路安装部的接地导通部与所述金属板电接合。
10.根据权利要求7所述的输入装置，其中， 所述传感器基板的一部分向所述金属板的背面延伸，在位于背面侧的所述传感器基板上安装有所述按压力传感器。
全文摘要
本发明提供一种能够将具备非接触式传感器的操作基板的支承结构部构成为小型，且按压动作基板时能够得到适度的操作反力和弹性复原力的输入装置。连结片(24a)从操作基板(10)延伸，在连结片(24a)的保持孔(27a)中保持弹性体(41)的保持槽(41a)。当保持构件(42)的轴部(42b)穿过弹性体(41)的贯通孔(41d)而与面板(2)的内螺纹孔(5)螺接时，在连结片(24a)与面板(2)的支承部(4)之间夹有弹性体(41)的上部弹性部(41b)，在连结片(24a)与对置构件(42a)之间夹有弹性体(41)的下部弹性部(41c)。当按压操作基板(10)的操作面(15a)时，连结片(24a)向(M1、M2)方向转动，将弹性体(41)的上部弹性部(41b)和下部弹性部(41c)压缩，从而能够发挥适度的操作反力和弹性恢复力。
文档编号G06F3/041GK103246367SQ20131001857
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月17日 优先权日2012年2月10日
发明者高田正博, 村上孝博, 阿部荣文, 渡边侑, 松房秀人 申请人:阿尔卑斯电气株式会社