專利名稱：操作裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種搭載在便攜設備或其他電子設備上，通過手指等接觸于操作面板而進行操作的操作裝置。
背景技術：
在以下專利文獻中公開有一種提供操作面板的操作裝置。該操作裝置在操作面板上搭載有靜電容量式等的位置檢測裝置，可以檢測到手指等觸碰在操作面板表面上的位置。進而，在殼體和操作面板之間設有對按壓操作面板的情況進行檢測的按壓檢測裝置。這些操作裝置是由所述位置檢測裝置檢測手指等接觸于操作面板的位置，進而在由所述按壓檢測裝置檢測到操作面板被按壓時，輸出與由位置檢測裝置檢測到的位置信息對應的操作信號。通過該操作，可以可靠地輸出與手指等觸碰的位置的信息對應的操作信號，并且通過用手指等按壓操作面板，用手的感覺容易確認操作者對操作面板進行操作的情況。專利文獻專利文獻1 JP特開2006-323457號公報專利文獻2 JP特開平7-64725號公報專利文獻3 JP國際公開第2007/091600號

發(fā)明內容
所述專利文獻1記載的操作裝置具有檢測操作面板被按壓的情況的開關或壓電元件來作為按壓檢測裝置。操作面板由于是移動自如地安裝在殼體等上的構造，因此容易在操作面板和殼體等之間形成間隙，結果是產生灰塵等容易通過所述間隙侵入到殼體內部的問題。專利文獻2記載的操作裝置在操作面板的周圍部設有彈性部件，在按壓操作面板時，彈性部件壓縮變形，從而將操作面板支承為向按壓方向動作。在專利文獻3記載的操作裝置中，彈性部件是感壓導電性橡膠，通過壓縮該感壓導電性橡膠而使電阻值變化，由此可得到按壓檢測輸出。但是，專利文獻2和專利文獻3記載的操作裝置都是在操作面板的內表面和殼體之間夾著彈性部件，在按壓操作面板時彈性部件壓縮變形的結構，因此按壓操作面板時的彈性阻力變大，難以實現適度的按壓操作感觸。另外，在降低彈性部件的硬度而要使按壓操作感觸變良好時，彈性體的強度容易下降，存在操作面板和殼體之間的密封不充分的顧慮。本發(fā)明為了解決上述現有的問題，目的在于提供一種操作面板的按壓感觸良好、 且可以提高操作面板和殼體的開口部之間的密封性的操作裝置。本發(fā)明的操作裝置，其具有殼體和操作面板，所述殼體具有開口部，所述操作面板設置于所述開口部，其特征在于，設有堵塞所述開口部的內周部和所述操作面板的緣部之間的間隙的彈性部件，所述彈性部件具有固定于所述殼體的內部的固定部；支承所述操作面板的支承部；形成在所述固定部和所述支承部之間堵塞所述間隙，并對被向所述殼體的內側按壓的所述操作面板提供恢復力的反彈部，在所述操作面板上搭載有位置檢測裝置，該位置檢測裝置檢測作為操作面的表面被操作時的操作位置，在所述殼體的內部設有按壓檢測裝置，該按壓檢測裝置檢測所述操作面板被壓向所述殼體的內側的情況。本發(fā)明的操作裝置在手指等觸碰于操作面板的表面時，利用搭載在操作面板上的位置檢測裝置檢測手指等觸碰的位置。若此時按壓操作面板，則按壓檢測裝置動作，從而確定對由位置檢測裝置檢測的部位進行按壓操作的情況。由于殼體的開口部和操作面板之間被彈性部件的反彈部覆蓋，所以可以將殼體的內部與外部氣體遮斷，容易防止灰塵侵入殼體的內部或水分、潮氣浸入。彈性部件具有固定于殼體的固定部和支承操作面板的支承部，在固定部和支承部之間形成有覆蓋所述間隙的反彈部。該反彈部由于主要壓曲變形或彎曲變形，所以可使按壓操作面板時的反作用力適度，而且按壓操作面板時的感觸也變好。本發(fā)明優(yōu)選所述彈性部件的所述支承部位于比所述固定部更靠近所述操作面的位置且位于比所述固定部更靠所述開口部的內側的位置，所述反彈部從所述固定部朝向所述操作面傾斜延伸。若反彈部朝向前方傾斜延伸，則操作面板在被按壓時壓曲變形，可以發(fā)揮適度的反彈力。另外，即使將彈性部件配置于狹窄區(qū)域，與壓縮變形相比，也可以確保較大的操作面板的按壓行程，按壓操作面板時的感觸變好。另外，本發(fā)明優(yōu)選在所述殼體的內部設有內側部件，所述彈性部件的所述固定部被所述殼體的一部分和所述內側部件夾持。若彈性部件的固定部被殼體和內側部件夾持，則在殼體和彈性部件的結合部不易產生間隙，通過彈性部件可以維持高的密封狀態(tài)。另外，優(yōu)選所述內側部件與所述殼體凹凸嵌合。在該構造中，通過將內側部件嵌入殼體的組裝工序，可以將彈性部件的固定部固定于殼體。另外，本發(fā)明優(yōu)選所述內側部件作為所述操作面板被壓向所述殼體的內側時的限位件起作用。若使內側部件作為限位件起作用，則可以限制按壓操作面板時的移動量，可將操作面板的壓入量設定為最佳。本發(fā)明可以將所述按壓檢測裝置配置在所述操作面板與所述內側部件之間。例如，所述按壓檢測裝置檢測靜電容量的變化，在所述操作面板和所述內側部件設置的電極相互對置。發(fā)明效果本發(fā)明對殼體的開口部和操作面板之間的間隙進行密封，從而可以有效防止外部氣體或灰塵從所述間隙進入殼體的內部。而且，通過堵塞間隙的彈性部件的壓曲變形或彎曲變形，可將操作面板被按壓時的反彈力設為適度大小，按壓操作面板時的操作感觸變好。 另外，通過彈性部件的壓曲變形時的反彈力，在對操作面板的按壓力被解除后，彈性部件容易復原為初始的姿勢。


圖1是具備本發(fā)明的操作裝置的便攜設備的分解立體圖。圖2是所述操作裝置的主視圖。圖3是沿III-III線剖切圖2的操作裝置的放大剖面圖。圖4是表示構成在圖3的操作裝置設置的按壓檢測裝置的屏蔽電極層和對置電極層的俯視圖。圖5是第二實施方式的操作裝置的放大剖面圖。圖6是表示構成在圖5的操作裝置設置的按壓檢測裝置的框狀電極層和對置電極層的俯視圖。圖7是第三實施方式的操作裝置的放大剖面圖。圖8是表示靜電容量式的位置檢測裝置的構造的說明圖。圖9是表示電阻式的位置檢測裝置的構造的說明圖。圖10是操作裝置的電路框圖。
具體實施例方式圖1和圖2所示的便攜設備1可作為便攜電話、攜帶用信息處理裝置、攜帶用儲存裝置、攜帶用游戲裝置等。便攜設備1具有由合成樹脂材料形成的殼體2。殼體2具有右側壁3a、左側壁3b、 上側壁3c以及下側壁北，前部是由各個所述側壁3a、3b、3c、3d圍成的開口部4。開口部4 大致為長方形。如圖3所示，在殼體2上從背面?zhèn)劝惭b有背面蓋體5，殼體2的背面?zhèn)鹊拈_口部被由合成樹脂材料形成的所述背面蓋體5覆蓋。在背面蓋體5上一體形成有朝向殼體2的內部空間延伸的內側部件6。內側部件6與殼體2的右側壁3a、左側壁北、上側壁3c以及下側壁3d的內側密接。如圖3所示，在殼體2的右側壁3a、左側壁北、上側壁3c以及下側壁3d的內表面的任一個的多處形成有凹部7。另一方面，在內側部件6—體形成有朝向側面突出的凸部 8。凸部8具有傾斜部8a和卡止部Sb。傾斜部8a隨著朝向背面蓋體5而在朝向橫向突出的方向傾斜，卡止部8b與背面蓋體5大致平行。在內側部件6從殼體2的背面?zhèn)鹊拈_口部插入殼體2的內部時，在內側部件6變形的同時，凸部8在殼體2的右側壁3a、左側壁北、上側壁3c以及下側壁3d的內表面滑動， 凸部8進入凹部7，卡止部8b卡止在凹部7的下側的內端面7a，背面蓋體5以卡扣方式凹凸嵌合，從而不會從殼體2脫落。如圖3所示，在殼體2的開口部4的內周面一體形成有從各個側壁3a、;3b、3C、3d 的內表面朝向內側突出的保持凸部9，在保持凸部9的下側形成有朝向側壁3a、3b、3c、3d的內部凹陷的臺階部9a。保持凸部9和臺階部9a以繞開口部4的內周面一圈的方式連續(xù)形成。如圖1所示，在殼體2上沿開口部4的內周面，即沿右側壁3a、左側壁北、上側壁3c以及下側壁3d的各自的內表面安裝有框體形狀的彈性部件10。彈性部件10由耐腐蝕性優(yōu)越且彈性特性也穩(wěn)定的硅橡膠等形成。如圖3所示，在彈性部件10上一體形成有截面為四邊形的固定部11。在安裝背面蓋體5之前的工序，從殼體2的背面?zhèn)鹊拈_口部插入彈性部件10，固定部11碰到所述保持凸部9的下側的臺階部9a。之后，在安裝背面蓋體5，并將與背面蓋體5 —體的內側部件6 插入殼體2的內部時，在內側部件6的上部形成的保持凹部6b與彈性部件10的固定部11 嵌合，在保持凹部6b的底部6c與形成在殼體2的開口部4的周圍的臺階部9a之間，固定部11被從上下夾壓保持。如圖3所示，在內側部件6的凸部8嵌合于在殼體2的各側壁3a、3b、3c、3d形成的凹部7時，背面蓋體5被固定而不會從殼體2脫落，并且彈性部件10的固定部11由殼體 2和內側部件6從上下夾著而穩(wěn)固地被保持。另外，由于固定部11與在內側部件6形成的保持凹部6b嵌合，所以固定部11不會向殼體2的中心側(圖3的右側)移動而被保持。如圖3所示，在彈性部件10上的所述固定部11的內側設有支承部12，在固定部 11和支承部12之間一體形成有作為彈性變形部的反彈部13。如圖1所示，固定部11和支承部12以及反彈部13是呈一體的框體形狀，連續(xù)設置于殼體2的開口部4的內周部的全周。支承部12與背面蓋體5大致平行。如圖3所示，支承部12位于固定部11的前方， 也就是說，在向操作面板20的表面即操作面20C —側偏離的位置，且位于相比于固定部11 更靠殼體2的內側(圖3的右側)的位置。結果是，用圖3的剖面圖觀察時，反彈部13從固定部11朝向支承部12傾斜延伸。S卩，反彈部13隨著從背面蓋體5向前方離開而向從各側壁3a、;3b、3C、3d離開的方向傾斜。因此，當支承部12被壓向背面蓋體5時，反彈部13以壓曲變形的方式彎曲。如圖1所示，在殼體2的開口部4內設有操作面板20。操作面板20的外周緣的形狀與殼體2的開口部4的形狀相同，操作面板20形成為比開口部4稍微小的尺寸。如圖3所示，當在開口部4的內部安裝操作面板20時，在操作面板20的外周緣和開口部4的內周面之間形成有微小間隙δ。間隙δ優(yōu)選是0.3mm以下，更優(yōu)選是0. Imm以下。如圖3所示，操作面板20的下表面被粘結固定在所述彈性部件10的支承部12的上表面。結果是，操作面板20被彈性部件10支承，并且所述間隙δ的內側被彈性部件10 的反彈部13閉塞。如圖3所示，操作面板20具有由透光性且硬質的合成樹脂材料形成的基板21。本說明書所指的透光性是指可以透過看到由在殼體2的內部設置的液晶顯示裝置等顯示裝置41顯示的圖像。在基板21的表面隔著透光性的粘結劑層22接合有裝飾膜23。裝飾膜23是透光性的薄膜，在其下表面的周圍通過印刷或涂裝等手段形成有裝飾層Μ。如圖1以及圖2所示，對于操作面板20，設有裝飾層M的部分是遮蔽區(qū)域20Α，未設有裝飾層M的部分是透過區(qū)域20Β。透過透過區(qū)域20Β可以看到顯示裝置41顯示的圖像，遮蔽區(qū)域20Α將殼體2 的內部遮蔽而看不到殼體2的內部。另外，操作面板20、主要是所述透過區(qū)域20Β的表面是由手指觸碰操作的操作面20C。
在透光性的基板21的下表面隔著粘結劑層25接合有檢測膜沈。在檢測膜沈的兩面設有電極層27、電極層觀。檢測膜沈由透光性的合成樹脂薄膜形成，電極層27、28由 ITO等透光性的導電性材料圖案形成。由檢測膜沈和電極層27J8構成位置檢測裝置。如圖8所示，電極層27平行形成多個帶狀電極或線狀電極，另一方的電極觀也平行形成多個帶狀電極或線狀電極。電極層27和電極層觀在夾著檢測膜沈而相互正交的方向形成，一方作為X電極層、另一方作為Y電極層起作用。該位置檢測裝置是靜電容量型。如圖10所示，對電極層27、28的構成一方電極層的多個電極從位置檢測部45順次給予脈沖狀電壓，此時對在另一方的電極層的多個電極瞬間流通的電流進行檢測。當作為導電體的手指觸碰裝飾膜23的表面時，在電極層27和電極層觀之間的靜電容量上附加手指和電極層之間的靜電容量，結果是，在電極層流動的電流與手指不觸碰時相比發(fā)生變化。通過位置檢測部45順次對一方的電極層27的多個電極施加電壓，并以時刻不與其重復的方式對另一方的電極層觀的多個電極順次施加電壓。 通過對從各個電極層27、觀檢測的所述電流進行檢測，可以算出手指觸碰的位置。如圖3所示，在構成位置檢測裝置的電極層觀的內側隔著粘結劑層而接合有下層膜31。在該下層膜31的朝向背面蓋體的背面上，在整個面形成有屏蔽電極層32。下層膜 31是透光性的薄膜，屏蔽電極層32由ITO等透光性的導電性材料形成。由于在所述位置檢測裝置和顯示裝置41之間夾著所述屏蔽電極層32，所以防止流過顯示裝置41的電流給位置檢測裝置的檢測動作帶來不良影響。如圖3所示，所述內側部件6位于所述裝飾層M的下側，并被配置于殼體2的各側壁3a、3b、3c、3d的內表面的全周。內側部件6的上表面是按壓檢測面6a，該按壓檢測面 6a與操作面板20的下表面平行。在操作面板20未被按壓的狀態(tài)下，彈性部件10的支承部 12的下表面和所述按壓檢測面6a平行，其對置距離H是0. 1 0. : 左右。在按壓操作面板20、彈性部件10的支承部12與按壓檢測面6a碰撞時，操作面板20無法進一步進入殼體 2的里側，所述按壓檢測面6a還作為對操作面板20止動的限位件起作用。如圖3所示，在內側部件6的按壓檢測面6a設有對置電極層33。對置電極層33 被配置于沿著殼體2的開口部4的內周面的多處。如圖2以及圖4所示，在該實施方式中， 對置電極層33設于六處，分別配置于被裝飾層M覆蓋的位置。如圖4所示，各個對置電極層33隔著所述彈性部件10的支承部12與所述屏蔽電極層32對置。由設于六處的對置電極層33和屏蔽電極層32構成按壓檢測裝置。在該按壓檢測裝置中，通過圖10所示的按壓檢測部46的電路構成包括由對置電極層33和屏蔽電極層32形成的電容器在內的微分電路。從按壓檢測部46對各個對置電極層33以短時間且一定周期反復施加脈沖狀等的電壓。從相同的電極層33檢測所述微分電路中的電流的上升的延遲狀態(tài)。在按壓所述操作面板20、對置電極層33和屏蔽電極層32的對置距離變化而使得靜電容量變化時，所述電流的上升時刻變化。通過在按壓檢測部46中檢測該變化， 判斷操作面板20是否被按壓。此外，對對置電極層33的通電時刻被分配成不與對構成所述位置檢測裝置的電極層27J8通電的時刻重復。另外，對多個對置電極層33順次施加電壓。該便攜設備1中，設置于殼體2內部的顯示裝置41顯示的圖像可在操作面板20 中未被裝飾層M覆蓋的透過區(qū)域20B處從外部看到。根據該顯示內容，在手指觸碰操作面
7板20的表面的操作面20C時，通過電極層27J8對置的位置檢測裝置以及圖10所示的位置檢測部45，檢測手指觸碰的位置，對操作判定部47提供該信息。當在該操作中按壓操作面板20時，對置電極層33和屏蔽電極層32的對置距離的變化被按壓檢測部46檢測出來， 并把該信息提供給操作判定部47。在操作判定部47中，當在按壓檢測部46檢測到按壓了操作面板20時，判斷為執(zhí)行了在手指觸碰部位的操作，生成根據由顯示裝置41顯示的圖像和手指觸碰位置的關系而確定的操作信號。按壓檢測裝置設有六處對置電極層33。在按壓檢測部46中，當從各個對置電極層 33得到的檢測信號的總和超過規(guī)定值時，判斷為操作面板20被按壓。另外，通過相互比較從多處的對置電極層33分別得到的檢測信號，從而還可以推定操作面板20的哪個位置被按壓。如圖3所示，操作面板20的周緣部和殼體2的開口部4的內周部的間隙δ被彈性部件10堵塞。因此，可以遮斷殼體2的內部空間和外部氣體，可以防止灰塵侵入殼體2 的內部。另外，還可以防止水分進入按壓檢測裝置的對置電極層33和屏蔽電極層32的對置部而導致靜電容量異常變化等不良情況。在將操作面板20壓向殼體2的內側時，彈性部件10不僅壓縮變形，而且在固定部 11和支承部12之間反彈部13以壓曲狀態(tài)彎曲變形，利用來自其壓曲變形的排斥力，發(fā)揮使操作面板20恢復到原始位置的恢復彈性力。彈性部件10不僅壓縮變形，主要通過成為壓曲變形的彎曲變形來發(fā)揮彈性復原力，因此，在手指觸碰在操作面板20的表面上時，用小的力就可以將操作面板20壓向殼體2的內部，而且此時的按壓感觸良好，而且恢復動作也穩(wěn)定。此外，在所述實施方式中，按壓檢測裝置是對置電極層33與屏蔽電極層32對置來檢測靜電容量的裝置，但按壓檢測裝置不限于此。在圖5和圖6所示的第二實施方式中，在操作面板20的下層片31的背面設有由框狀圖案形成的共用電極層34，六處的所述對置電極層33分別與所述共用電極層34對置而構成按壓檢測裝置。所述共用電極層34在隱蔽在所述裝飾層M下面的位置連續(xù)形成一圈。在按壓檢測裝置中，例如將共用電極層34設定為接地電位，順次間歇地對各個對置電極層33施加， 在按壓檢測部46檢測是否按壓了操作面板20。共用電極層34形成于被隱蔽在裝飾層M下面的位置，沒有設置于透過區(qū)域20Β， 因此，沒必要必須是由透明電極形成，可由銀或金等導電性金屬層形成。 此外，圖3所示的屏蔽電極層32獨立于所述共用電極層34而形成于下層薄膜31， 或者形成于其他階層。或者也可以不設置屏蔽電極層32。接著，在圖7所示的第三實施方式中，在操作面板20和內側部件6之間設有作為按壓檢測裝置的壓電元件35。在該結構中，在按壓操作面板20而對壓電元件35上施加應變時產生電力，由此檢測到操作面板20被按壓的情況。此外，作為按壓檢測裝置，也可以是使用了在操作面板20被按壓時變形的變形部與檢測該變形的應變儀的裝置等。另外，搭載在操作面板20上的位置檢測裝置不限于所述實施方式那樣的靜電容量型，也可以是圖9所示的電阻檢測型。其構造是在透光性的下側導電層51的兩端設有由銀膏等形成的電極層51a、51b，在上側導電層52的兩側設有電極層52a、52b。下側導電層 51在電極層51a、51b之間具有一定的電阻值，上側導電層52在電極層52a、52b之間具有一定的電阻值。上側導電層52形成于具有撓性、透光性的片材上，在下側導電層51和上側導電層52之間存在空氣層。動作時，對電極層51a、51b之間施加電壓，在與其不同的時刻對電極層52a、52b之間施加電壓。在手指觸碰操作面板20的表面而片材被按壓撓曲，上側導電層52和下側導電層51在P點接觸時，從電極層51a、51b得到與將下側導電層51在X方向分割的電阻值對應的電壓，從電極層5h、52b得到與將上側導電層52在Y方向分割的電阻值對應的電壓。 由此，檢測P點的X-Y坐標上的位置。在由所述電阻式的位置檢測裝置檢測手指觸碰的位置，由所述按壓檢測裝置檢測操作面板20被按壓的情況時，生成與手指觸碰部位對應的操作信號。符號說明
1便攜設備
2殼體
3a、!3b、3c、3d 側壁
4開口部
5背面蓋體
6內側部件
6b保持凹部
7凹部
8凸部
9保持凸部
9a臺階部
10彈性部件
11固定部
12支承部
13反彈部
20操作面板
21基板
27,28構成位置檢測裝置的電極層
32屏蔽電極層
33構成按壓檢測裝置的對置電極層
34構成按壓檢測裝置的共用電極層
權利要求
1.一種操作裝置，其具有殼體和操作面板，所述殼體具有開口部，所述操作面板設置于所述開口部，其特征在于，設有堵塞所述開口部的內周部和所述操作面板的緣部之間的間隙的彈性部件，所述彈性部件具有固定于所述殼體的內部的固定部；支承所述操作面板的支承部；形成在所述固定部和所述支承部之間堵塞所述間隙，并對被向所述殼體的內側按壓的所述操作面板提供恢復力的反彈部，在所述操作面板上搭載有位置檢測裝置，該位置檢測裝置檢測作為操作面的表面被操作時的操作位置，在所述殼體的內部設有按壓檢測裝置，該按壓檢測裝置檢測所述操作面板被壓向所述殼體的內側的情況。
2.如權利要求1所述的操作裝置，其中，所述彈性部件的所述支承部位于比所述固定部更靠近所述操作面的位置且位于比所述固定部更靠向所述開口部的內側的位置，所述反彈部從所述固定部朝向所述操作面傾斜延伸。
3.如權利要求1或2所述的操作裝置，其中，在所述殼體的內部設有內側部件，所述彈性部件的所述固定部被所述殼體的一部分和所述內側部件夾持。
4.如權利要求3所述的操作裝置，其中，所述內側部件與所述殼體凹凸嵌合。
5.如權利要求3或4所述的操作裝置，其中，所述內側部件作為所述操作面板被壓向所述殼體的內側時的限位件起作用。
6.如權利要求3 5中任一項所述的操作裝置，其中，所述按壓檢測裝置配置在所述操作面板與所述內側部件之間。
7.如權利要求6所述的操作裝置，其中，所述按壓檢測裝置檢測靜電容量的變化，在所述操作面板和所述內側部件上設置的電極相互對置。
全文摘要
提供一種操作裝置，其能夠高精度對檢測手指等觸碰的位置的操作面板的按壓動作進行檢測，且能夠覆蓋操作面板和殼體的間隙，進而可適度設定操作面板的按壓力。便攜設備(1)在殼體(2)的開口部(4)設有操作面板(20)。在操作面板(20)上搭載有構成位置檢測裝置的電極層(27、28)。在位于殼體(2)內的內側部件(6)和操作面板(20)上對置設有構成按壓檢測裝置的電極層(32、33)。支承操作面板(20)的彈性部件(10)具有固定于殼體(2)的固定部(11)、支承操作面板(20)的支承部(12)以及反彈部(13)。在按壓操作面板(20)時，反彈部(13)主要壓曲變形或彎曲變形，而適度設定按壓反作用力。
文檔編號G06F3/041GK102334088SQ201080009619
公開日2012年1月25日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權日2009年7月29日
發(fā)明者野村祐夫 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社