入力装置及びこれを用いた電子機器

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【発明の名称】	入力装置及びこれを用いた電子機器
【発明者】	【氏名】村上哲郎【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内【氏名】山上修凡【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内【氏名】福井俊晴【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内【氏名】小宮宏文【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内【氏名】瀬川政美【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内
【要約】	【課題】携帯電話などに用いられる入力装置及びこれを用いた電子機器に関し、広い範囲での操作が可能で小型化が図れるものを提供することを目的とする。【解決手段】上下基板１Ａ、１Ｃと第一の閉空隙１１によって操作部１０１を形成すると共に、上下シート２Ａ、２Ｃと第二の閉空隙２１によって伝達部１０２を形成し、この伝達部１０２に外部の振動手段５からの振動を伝達するための伝達手段としての音響孔２を設け、音響孔２を通った振動を第二の閉空隙２１を介して第一の閉空隙１１に伝達するようにして入力装置１を構成する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】下面の所定の個所に上電極が形成された上基板、及び前記上電極に対向する下電極が上面に形成された下基板、並びに前記上基板と前記下基板との間に形成された第一の閉空隙からなる操作部と、上シート及び下シート、並びに前記上シートと前記下シートとの間に形成された第二の閉空隙からなる伝達部からなり、この伝達部に外部からの振動を伝達する伝達手段を設けると共に、前記第二の閉空隙を介して前記第一の閉空隙に振動を伝達する入力装置。
【請求項２】上基板と上シート、及び下基板と下シートを一体に形成した請求項１記載の入力装置。
【請求項３】第二の閉空隙に、空隙保持手段を設けた請求項１記載の入力装置。
【請求項４】支持基板を設け、この支持基板で操作部の上基板または下基板の所定の個所を支持した請求項１記載の入力装置。
【請求項５】請求項１記載の入力装置と、この入力装置の伝達手段に接続された振動手段と、前記入力装置と前記振動手段に接続された制御手段からなり、この制御手段が、前記入力装置からの入力信号を処理するとともに、前記振動手段を駆動する電子機器。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に携帯電話や携帯情報端末機器等に用いられる入力装置及びこれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話や携帯情報端末機器等の電子機器の高機能化と小型化が進むに伴い、これらに用いられる入力装置にも限られたスペースの中で多様な操作や表示が可能なものが求められている。このような従来の入力装置及びこれを用いた電子機器について、図６及び図７を用いて説明する。図６は携帯電話を例とした従来の電子機器の要部断面図、図７は同外観図であり、同図において、２０１は絶縁樹脂製の筐体で、筐体２０１の上面には、スピーカ２０２及び入力装置２０３が、下面にはスイッチ接点（図示せず）が設けられた複数の操作キー２０４とマイクロフォン２０５が配置されている。なお、入力装置２０３は、下面に酸化インジウム錫や酸化錫等の透明な上電極２１２が形成されたフィルム等の透明な上基板２１１と、上面に透明な下電極２１４が形成された透明な下基板２１３が、上下面に粘着剤が塗布された額縁状のスペーサ２１５によって貼り合わされると共に、下電極２１４上面に所定の間隔で形成された複数のドットスペーサ２１６によって所定の間隙を空けて対向した、所謂透明タッチパネルとして構成されている。そして、上基板２１１の上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板２１１が撓み、押圧された箇所の上電極２１２が下電極２１４に接触して、上電極２１２両端及びこれと直交方向の下電極２１４両端に設けられた上下配線電極（図示せず）の間の抵抗比によって、この押圧された箇所が検出される構成となっている。さらに、入力装置２０３を通して表示素子２０６に表示された文字や記号、絵柄等の視認、選択を行うと共に、入力装置２０３の操作によって各機能の切換えを行うようにして、電子機器が構成されている。以上の構成において、複数の操作キー２０４を操作して、表示素子２０６に例えば氏名や電話番号等を表示させたり、或いは入力装置２０３を操作して、表示素子２０６に表示された氏名や電話番号等を選択した後、所定の操作キー２０４を押圧して発信し、スピーカ２０２やマイクロフォン２０５を用いて通話等を行うように構成されているものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来の入力装置及びこれを用いた電子機器においては、入力装置２０３や複数の操作キー２０４に加え、通話等のためのスピーカ２０２やマイクロフォン２０５が筐体２０１の上面に配置されて構成されているため、電子機器の高機能化に伴って入力装置２０３を大きくしたり、操作キー２０４を増やそうとすると、電子機器全体の形状を大きくする必要が生じ、高機能化と小型化の両立を図ることが困難であるという課題があった。本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、高機能化に対応して、広い範囲での操作が可能で小型化が図れる入力装置及びこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。本発明の請求項１に記載の発明は、上下基板、及びこの間に形成された第一の閉空隙からなる操作部と、上下シート、及びこの間に形成された第二の閉空隙からなる伝達部からなり、この伝達部に外部からの振動を伝達する伝達手段を設けると共に、第二の閉空隙を介して第一の閉空隙に振動を伝達するようにして入力装置を構成したものであり、外部からの振動を伝達部を介して操作部に伝達することによって、振動手段を操作部の背面や側面等に配置できるため、操作部の操作有効エリアの拡大、及び機器の小型化が図れる入力装置を得ることができるという作用を有する。請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、上基板と上シート、及び下基板と下シートをそれぞれ一体に形成したものであり、構成部品数を減らし、入力装置を安価なものにできるという作用を有する。請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第二の閉空隙に、空隙保持手段を設けたものであり、例えば、上シートと下シートを屈曲し撓んだ状態等で用いても、これによって第二の閉空隙が遮断されることがなく、外部からの振動を確実に伝達することができるという作用を有する。請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、支持基板で操作部の上基板または下基板の所定の個所を支持したものであり、上基板や下基板の支持された個所は振動させず、所定の個所のみを振動させ指向性に優れた入力装置を得ることができるという作用を有する。請求項５に記載の発明は、請求項１記載の入力装置の伝達手段に接続された振動手段と、入力装置と振動手段に接続された制御手段からなり、制御手段が、入力装置からの入力信号を処理するとともに、振動手段を駆動するようにして電子機器を構成したものであり、広い範囲での操作が可能で小型化が図れる電子機器を実現できるという作用を有する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図１～図５を用いて説明する。なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
（実施の形態１）実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１から３、及び５記載の発明について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における入力装置の断面図、図２は同平面図であり、同図において、１Ａは透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の可撓性のあるフィルム状の上基板で、この下面には透明な酸化インジウム錫（ＩTO）や酸化錫（SnO2）等の上電極１Ｂが真空スパッタ等により形成されると共に、フィルム状の下基板１Ｃの上面には、上電極１Ｂに対向した下電極１Ｄが形成されている。そして、１Ｅは下電極１Ｄの上面に形成された熱硬化形のエポキシ系樹脂等のドットスペーサであり、上基板１Ａを押圧したポイント以外で、上電極１Ｂと下電極１Ｄが導通しないように上基板１Ａを支えるものである。また、１Ｆは銀ペースト等で上電極１Ｂの下面に蒸着または印刷で形成された上配線電極、１Ｇは下電極１Ｄの上面に蒸着または印刷された下配線電極であり、上基板１Ａを押圧したポイントの、上電極１Ｂと下電極１Ｄが導通したＸＹ座標を検出している。さらに、１Ｊはエポキシ系樹脂等の絶縁材で、上下配線電極１Ｆ、１Ｇと上下電極１Ｂ、１Ｄとが接触して導通することを防ぐためのものであり、上下配線電極１Ｆ、１Ｇ上の外周に沿って所定の幅で塗布されている。このようにして、上基板１Ａと下基板１Ｃとの間には第一の閉空隙１１が形成されて、透明タッチパネルとしての操作部１０１が構成されている。つぎに、２Ａは上基板１Ａと一体に形成された上シート、２Ｃは下基板１Ｃと一体に形成された下シートであり、上シート２Ａと下シート２Ｃとの間に形成された第二の閉空隙２１には、第二の閉空隙２１を屈曲しても連続した空隙を保持するための空隙保持手段としてのアクリル系樹脂等の円柱状のスペーサ２Ｂと、外部からの振動を伝達する伝達手段としての音響孔２が設けられると共に、この音響孔２にはスピーカ等の振動手段５が設けられている。このようにして、上シート２Ａと下シート２Ｃとの間には第二の閉空隙２１が形成されて伝達部１０２が構成されている。なお、１Ｈはアクリル系樹脂等の粘着材で、上基板１Ａと下基板１Ｃ、及び上シート２Ａと下シート２Ｃの外周に沿って所定の幅で塗布されて、これらを接着し、第一の閉空隙１１と第二の閉空隙２１は連通した状態で密閉されている。このようにして、外部からの振動手段５の振動を伝達部１０２を介して操作部１０１に伝達するようにして入力装置１が構成されている。また、図３は、本発明の一例としての携帯電話の要部断面図であり、同図において、筐体（図示せず）の上面には入力装置１の操作部１０１が配置され、表示素子４の背面側に屈曲された伝達部１０２の振動手段５が配置されると共に、配線基板上にマイコンや電子部品等によって形成された制御手段６には、入力装置１の操作部１０１および振動手段５が接続されている。以上のように構成された携帯電話の動作について説明する。例えば通話を行う場合、操作部１０１を押圧操作して、表示素子４に電話番号等を表示し、これを選択して発信し通話状態になると、制御手段６が振動手段５のスピーカに電気信号を印加して振動を発生させる。そして、振動手段５からの振動は、伝達部１０２の伝達手段としての音響孔２を通り第二の閉空隙２１を介して、これに連通された第一の閉空隙１１に伝達され、上基板１Ａ及び下基板１Ｃが振動することによって、通話音の伝達が行われる。このように本実施の形態によれば、外部からの振動手段５の振動を伝達部１０２を介して操作部１０１に伝達することによって、振動手段５を操作部１０１の背面や側面に配置できるため、操作部１０１が全て押圧操作が可能な操作有効エリアとなり、広い範囲での操作が可能な入力装置１及びこれを用いた電子機器を得ることができるものである。また、上基板１Ａと上シート２Ａ、下基板１Ｃと下シート２Ｃをそれぞれ一体に形成することによって、構成部品数を減らし、入力装置を安価にすることができる。さらに、第二の閉空隙２１に、空隙保持手段として円柱状のスペーサ２Ｂを設けることによって、上シート２Ａと下シート２Ｃを屈曲や折曲し撓んだ状態等で用いても、これによって第二の閉空隙２１が遮断されることはなく、外部からの振動を確実に伝達することができる。また、以上のように入力装置１を表示素子４の前面に配置して電子機器を構成することによって、操作領域を広くできることに加え、音の放射面が表示素子４の前面であるため、画像位置と音響位置が一致してよりリアルな音響再生が可能になる。なお、以上の説明では入力装置を搭載した電子機器として携帯電話を用いて説明したが、本発明は画像や音の信号処理回路を搭載した電子機器に広く用いることが可能であり、例えばＰＤＡ等の携帯情報端末や、カーナビゲーションシステム、ゲーム機、パソコン、テレビ、その他入力装置を有する家電製品や事務機器等においても実施が可能である。また、空隙保持手段のスペーサ２Ｂを円柱状とし上シート２Ａと下シート２Ｃの間に設ける構成としたが、角柱状、三角柱状、台形状等でも良く、上シート２Ａまたは下シート２Ｃの一方にのみ設けても良い。さらに、上下基板１Ａ、１Ｃを延伸して上下シート２Ａ、２Ｃと一体に形成したが、別体で構成しても良く、図４の入力装置の断面図に示すように、上下基板１１Ａ、１１Ｃとは別体の上シート２２Ａと下シート２２Ｃで第二の閉空隙３１を構成した場合には、上シート２２Ａと下シート２２Ｃを透明にする必要が無いため、より安価な構成とすることが出来る。また、伝達部１０２に複数の上下電極を設けて、例えば携帯電話のキースイッチ等として用い、伝達部１０２を第二の操作部とすることも可能である。
（実施の形態２）実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４記載の発明について説明する。なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。図５は、本発明の第２の実施の形態による入力装置の断面図であり、同図において、実施の形態１に加え、下基板１Ｃを支持する支持基板８を設けて入力装置１０が構成され、このガラスやＡＢＳ等の薄板製の支持基板８は上面に塗布された接着剤（図示せず）によって下基板１Ｃに貼付けられている。以上の構成において、伝達部１０２に取り付けられた振動手段５からの振動は、第二の空隙部２１から第一の空隙部１１に伝達されるが、下基板１Ｃは支持基板８に支持されているため振動せず上基板１Ａのみが振動する。つまり、上基板１Ａ、下基板１Ｃともに振動し振動手段５からの伝達効率が分散される実施の形態１に比べ、振動の指向性が改善された構成となっている。また、支持基板８で上基板１Ａの所定の個所を支持することによって、上基板１Ａの振動領域を変え音響特性を変えることもできる。なお、この入力装置１０を用いた電子機器については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。このように本実施の形態によれば、下基板１Ｃを支持する支持基板８を設けることによって、所定の個所のみを振動させ指向性に優れた振動を行うことができるものである。なお、以上の説明では、第一の閉空隙１１、第二の閉空隙２１、３１を空気層として説明したが、第一の閉空隙１１、第二の閉空隙２１、３１にシリコンオイルやフッ素オイル等を封入し、透過率の向上や光学特性の向上を図ることも可能である。また、入力装置を透明タッチパネルとして説明したが、カーボン等によって複数の上電極と下電極を形成し、これを押圧操作によって電気的に接離する、いわゆるメンブレンスイッチとして構成しても良い。さらに、振動手段５を一つではなく、左右、上下または並列に二つ以上設けることによって、ステレオ効果を得ることも出来る。
【０００６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、広い範囲での操作が可能で小型化が図れる入力装置及びこれを用いた電子機器を得ることができるという有利な効果が得られる。

【出願人】	【識別番号】０００００５８２１【氏名又は名称】松下電器産業株式会社【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
【出願日】	平成１４年３月２９日（２００２．３．２９）
【代理人】	【識別番号】１０００９７４４５【弁理士】【氏名又は名称】岩橋文雄（外２名）
【公開番号】	特開２００３－２９６００７（Ｐ２００３－２９６００７Ａ）
【公開日】	平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７）
【出願番号】	特願２００２－９６５２６（Ｐ２００２－９６５２６）