DE60130833T2

DE60130833T2 - Eingabegerät

Info

Publication number: DE60130833T2
Application number: DE60130833T
Authority: DE
Inventors: Katsutoshi Ota-ku Suzuki
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2021-06-16
Also published as: EP1164698A2; US6430023B1; EP1164698B1; US20020064018A1; EP1164698A3; DE60130833D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Eingabevorrichtung, die eine Änderung in der elektrostatischen Kapazität nutzt und die z. B. zur Verwendung bei einem persönlichen Computer (PC) oder einer Fernsteuerung geeignet ist.
2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Es sind bereits verschiedene Arten von Eingabevorrichtungen, die sich der Änderung bei der elektrostatischen Kapazität bedienen, auf verschiedenen Gebieten der Industrie vorgeschlagen worden, wie z. B. der Automobilindustrie, der Elektromaschinenindustrie, der Maschinenindustrie, dem Maschinenbau usw. Diese Art von Eingabevorrichtungen erlaubt Eingabevorgänge unter angemessener Veränderung der elektrostatischen Kapazität unabhängig von irgendeiner Änderung bei der Umgebungstemperatur.
Bei der Betätigung einer solchen vorgeschlagenen Eingabevorrichtung berührt ein Finger einer Bedienungsperson einen Tastenoberteil, um diesen in einer horizontalen Richtung zu verschieben, so dass ein mit dem Tastenoberteil verbundenes elastisches Element verformt wird und dadurch die Größe eines Spalts verändert wird, der zwischen einer an dem elastischen Element ausgebildeten beweglichen Elektrode und einer der beweglichen Elektrode gegenüberliegenden feststehenden Elektrode gebildet ist.
Diese Veränderung der Spaltgröße verursacht eine Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität, die zwischen der beweglichen Elektrode und der feststehenden Elektrode erzeugt wird, und dadurch wird wiederum z. B. eine Bewegung eines Cursors auf einer PC-Anzeige veranlasst.
Es gibt einen steigenden Bedarf für eine Größenreduzierung dieser Art von Eingabevorrichtung, insbesondere wenn die Vorrichtung für die Verwendung bei klein dimensionierten Vorrichtungen, wie z. B. einem PC oder einer Fernsteuerung, gedacht ist.
Die Größenreduzierung der Eingabevorrichtung begrenzt natürlich die horizontale Hubbewegung des Tastenoberteils. Der Benutzer ist daher gezwungen, die Eingabevorrichtung in feinfühliger Weise zu betätigen, um z. B. eine gewünschte Bewegung eines Cursors auf einer PC-Anzeige mittels einer sehr geringen Verlagerung des Tastenoberteils auszuführen. Die Bedienbarkeit ist somit beeinträchtigt, und es braucht viel Zeit, um den Cursor exakt zu der gewünschten Position zu bewegen.
Die Größenreduzierung der Eingabevorrichtung ist natürlich mit einer Reduzierung der Flächen der beweglichen Elektrode und der feststehenden Elektrode verbunden, wobei dies zu einem entsprechend geringeren Betrag der Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität führt, die durch die Tastenoberteilbetätigung veranlasst wird. Dies macht es schwierig, die Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität zu erfassen, so dass sich eine schlechtere Erfassungsgenauigkeit ergibt.
Eine Eingabevorrichtung des Standes der Technik ist aus der JP 111 32 872 bekannt, die eine bewegliche Elektrode und eine feststehende Elektrode offenbart, wobei die Kapazität zwischen den Elektroden in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung einer auf ein Betätigungselement ausgeübten Kraft verändert wird, die zu einer Veränderung eines Spalts zwischen den Elektroden führt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung einer Eingabevorrichtung, die trotz einer reduzierten Größe eine ausreichend große horizontale Hubbewegung für einen Tastenoberteil vorsieht, um eine bessere Bedienbarkeit zu gewährleisten und dadurch das eingangs geschilderte Problem zu überwinden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Eingabevorrichtung, die eine reduzierte Größe aufweist und dennoch in der Lage ist, einen ausreichenden Veränderungsbetrag bei der elektrostatischen Kapazität verfügbar zu machen, so dass ein hohes Maß an Genauigkeit beim Eingabevorgang ermöglicht wird und dadurch das eingangs geschilderte Problem des Standes der Technik überwunden wird.
Zu diesem Zweck wird gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Eingabevorrichtung geschaffen, mit einer feststehenden Elektrode, die eine Mehrzahl von feststehenden Elektrodensegmenten bis aufweist, und mit einer beweglichen Elektrode, die der feststehenden Elektrode über einen vorbestimmten Spalt hinweg gegenüberliegt, wobei ein Eingabevorgang in der Eingabevorrichtung ansprechend auf eine Veränderung bei der Kapazität zwischen den beiden Elektroden ausgeführt wird und die Veränderung in der Kapazität durch Verändern der Größe des Spalts erzeugt wird, wobei die Eingabevorrichtung Folgendes aufweist: einen Eingabebetätigungsbereich, der ansprechend auf einen horizontalen Eingabevorgang durch einen Benutzer horizontal beweglich ist; und ein elastisches Element mit einem Kopplungsbereich, der in einem oberen Bereich des elastischen Elements vorgesehen ist und mit dem Eingabebetätigungsbereich gekoppelt ist, wobei die bewegliche Elektrode in einem unteren Bereich des elastischen Elements vorgesehen ist und ein an einem Substrat festgelegter äußerer peripherer Bereich die feststehende Elektrode aufweist, wobei das elastische Element ansprechend auf eine horizontale Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs horizontal und vertikal verformbar ist, um dadurch die Distanz zwischen der beweglichen Elektrode und der feststehenden Elektrode zu verändern, wobei die Größe des Spalts ansprechend auf eine vertikale Verformung des elastischen Elements verändert wird und wobei die vertikale Verformung ansprechend auf eine horizontale Verformung des Kopplungsbereichs aufgrund der horizontalen Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs erzeugt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsbereich des elastischen Elements einen elastisch verformbaren Flansch aufweist, der sich von dem äußeren peripheren Ende von diesem nach außen erstreckt, und dass der Eingabebetätigungsbereich mit dem den Flansch aufweisenden Kopplungsbereich gekoppelt ist.
Diese Anordnung gestattet die Detektion einer horizontalen Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs mit einem hohen Maß an Genauigkeit, so dass eine hohe Eingabegenauigkeit der Eingabevorrichtung und ein angenehmes Betätigungsgefühl des Eingabebetätigungsbereichs bei Bewegung von diesem in horizontaler Richtung erzielt werden können.
Die Eingabevorrichtung kann ferner ein horizontal bewegliches Gleitstück aufweisen, das an dem elastischen Element vorgesehen ist. In diesem Fall ist der Eingabebetätigungsbereich mit dem elastischen Element durch das Gleitstück betriebsmäßig verbunden, wobei der Flansch des Kopplungsbereichs in Passeingriff mit einer in dem Gleitstück ausgebildeten Einpassöffnung steht, so dass er vertikal beweglich ist. Eine horizontale Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs veranlasst die Innenumfangswand der Einpassöffnung, den Flansch des elastischen Elements mit Druck zu beaufschlagen, wodurch der Flansch und die bewegliche Elektrode an dem elastischen Element elastisch verformt werden und dadurch die Veränderung in der Größe des Spalts veranlasst wird. Bei dieser Anordnung wird die Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs durch das Gleitstück mit einem hohen Maß an Genauigkeit auf das elastische Element übertragen. Dadurch lässt sich eine weitere Verbesserung bei der Eingabegenauigkeit der Eingabevorrichtung erzielen.
Der Eingabebetätigungsbereich kann um die Achse des Kopplungsbereichs des elastischen Elements drehbar ausgebildet sein. Wenn ein Benutzer versucht, den Eingabebetätigungsbereich in einer horizontalen Richtung zu bewegen und dabei seinen Finger an dem Außenumfang des Eingabebetätigungsbereichs platziert, wird eine Rotationskraft auf den Eingabebetätigungsbereich aufgebracht. Die rotationsbewegliche Ausführung des Eingabebetätigungsbereichs trägt dieser Rotationskraft in zweckdienlicher Weise Rechnung, so dass sich ein angenehmes Betätigungsgefühl ergibt.
Der Eingabebetätigungsbereich kann mit einem vertikalen Eingabebereich versehen sein, der an einem Bereich von diesem ausgebildet ist, der dem auf einen vertikalen Eingabevorgang ansprechenden feststehenden Elektrodensegment gegenüberliegt, so dass eine Druckbeaufschlagung dieses Bereichs des Eingabebetätigungsbereichs eine Veränderung bei dem Spalt zwischen der beweglichen Elektrode und dem auf die vertikale Eingabebetätigung ansprechenden Segment der feststehenden Elektrode hervorruft.
Diese Anordnung erlaubt die Detektion einer vertikalen Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs mit einem hohen Maß an Genauigkeit, so dass sich eine hohe Eingabegenauigkeit der Eingabevorrichtung ergibt.
Die Eingabevorrichtung der vorliegenden Erfindung kann derart konfiguriert sein, dass die feststehenden Elektrodensegmente in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind; dass der Eingabebetätigungsbereich in von dem elastischen Element hervorstehender Weise ausgebildet ist; dass eine Isolierschicht auf der feststehenden Elektrode ausgebildet ist; und dass die bewegliche Elektrode derart abgeschrägt ist, dass sich die Größe des Spalts von einem äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode in Richtung auf das Zentrum der feststehenden Elektrode fortschreitend verändert.
Diese Anordnung erlaubt eine große Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität, die pro Bewegungseinheit des Eingabebetätigungsbereichs zwischen der beweglichen Elektrode und der feststehenden Elektrode erzeugt wird. Die starke Veränderung der elektrostatischen Kapazität lässt sich sicher detektieren, so dass ein hohes Maß an Eingabegenauigkeit der Eingabevorrichtung erzielt wird.
Vorzugsweise weist die abgeschrägte bewegliche Elektrode einen Bereich auf, der mit dem äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode in Kontakt gehalten ist oder in unmittelbarer Nähe von diesem angeordnet ist, und ist derart konfiguriert, dass die Größe des Spalts von dem äußeren peripheren Bereich in Richtung auf das Zentrum der feststehenden Elektrode fortschreitend zunimmt. Wenn der Eingabebetätigungsbereich durch einen Benutzer betätigt wird, wird der Bereich der beweglichen Elektrode, der dem äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode gegenüberliegt, der eine größere Fläche als der innere periphere Bereich hat, über eine Isolierschicht hinweg auf den äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode gedrückt, so dass das Ausmaß der Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität noch mehr vergrößert wird.
Vorzugsweise hat die Isolierschicht eine Dicke von nicht mehr als 20 μm. Dieses Merkmal sorgt für die Erzeugung einer hohen elektrostatischen Kapazität zwischen der beweglichen Elektrode und der feststehenden Elektrode sowie auch für einen hohen Veränderungsbetrag bei der elektrostatischen Kapazität, so dass sich ein hohes Maß an Eingabegenauigkeit der Eingabevorrichtung ergibt.
Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele deutlich, wenn diese in Verbindung mit den Begleitzeichnungen gelesen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Eingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht auf eine gedruckte Schaltungsplatte, die in die Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist;
3 eine Schnittdarstellung der in 2 dargestellten gedruckten Schaltungsplatte;
4 eine auseinander gezogene Perspektivansicht der in 1 dargestellten Eingabevorrichtung;
5 eine Perspektivansicht der in 1 dargestellten Eingabevorrichtung zur Erläuterung einer Art und Weise, in der die Eingabevorrichtung betätigt wird;
6 eine Schnittdarstellung einer Eingabevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine Schnittdarstellung einer Eingabevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine Draufsicht auf eine gedruckte Schaltungsplatte, die in die in 7 dargestellte Eingabevorrichtung integriert ist;
9 eine Schnittdarstellung einer Anordnung, die die gedruckte Schaltungsplatte der 8 zusammen mit einem elastischen Element aufweist; und
10 eine auseinander gezogene Perspektivansicht der in 7 gezeigten Eingabevorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung der vorliegenden Erfindung wird zunächst unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben, wonach eine Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit 6 folgt.
Unter Bezugnahme auf 1 weist ein scheibenförmiger Tastenoberteil 1, der als Eingabebetätigungsbereich dient und aus einem elastischen Material, wie z. B. einem Gummi oder einem Elastomer, gebildet ist, eine obere Oberfläche auf, die vertieft ist, um einen Betätigungsbereich 1a zu schaffen. Der Tastenoberteil 1 ist in seinem zentralen Bereich dünnwandig ausgebildet, so dass der dünnwandige zentrale Bereich bei Beaufschlagung mit Druck elastisch nach unten verformbar ist.
Der Tastenoberteil 1 weist einen vertikalen Eingabebereich 1b auf, der von der unteren Oberfläche des dünnwandigen zentralen Bereichs nach unten ragt. Der Tastenoberteil 1 ist ferner mit einer nach unten ragenden Umfangswand 1c versehen, die im Presssitz oder im Schnappsitz an einem Gleitstück 2 angebracht ist, so dass der Tastenoberteil 1 an dem Gleitstück 2 befestigt ist.
Das Gleitstück 2 ist z. B. aus einem harten Harzmaterial gebildet und mit einer zentralen Einpassöffnung 2b versehen, die durch eine Innenumfangswand 2a gebildet ist, die an einen Flansch 5b eines Kopplungsbereichs 5a eines elastischen Elements 5 gepasst ist, das später noch beschrieben wird. Das Gleitstück 2 weist einen tellerartigen äußeren peripheren Flanschbereich 2c auf.
Der Flanschbereich 2c des Gleitstücks ist zwischen einem oberen Biegungsbereich 3a eines Metallgehäuses 3 und einem Halter 4 sandwichartig derart angeordnet, dass er horizontal beweglich und drehbar ist.
Das elastische Element 5 ist z. B. aus einem leitfähigen Gummimaterial hergestellt, das insgesamt elektrisch leitfähig ist. Das elastische Element 5 hat eine tellerartige Form und ist mit dem vorstehend genannten Kopplungsbereich versehen, der vom Zentrum nach oben ragt. Der Kopplungsbereich 5a weist einen oberen Endbereich auf, der radial nach außen breiter wird, um den vorstehend genannten Flansch 5b zu bilden, der in die Einpassöffnung 2b des Gleitstücks 2 gepasst ist. Die Anordnung ist derart, dass bei Bewegung des Tastenoberteils 1 in der horizontalen Richtung der Flansch 5b durch die Innenumfangswand 2a des Gleitstücks 2 mit Druck beaufschlagt wird, so dass er elastisch zusammengedrückt und verformt wird.
Die Oberseite des Kopplungsbereichs 5a des Flansches 5b liegt durch die Einpassöffnung 2b hindurch frei und wird von dem Tastenoberteil 1 überdeckt.
Der Tastenoberteil 1 ist an dem Gleitstück 2 derart angebracht, dass der vertikale Eingabebereich 1b des Tastenoberteils 1 in Kontakt mit oder in unmittelbarer Nähe von dem Kopplungsbereich 5a gehalten ist.
Das Gleitstück 2 ist zur Ausführung einer Bewegung in horizontaler Richtung das elastische Element 5 überdeckend angeordnet und um die Achse des Kopplungsbereichs 5a des elastischen Elements 5 drehbar. Der an dem Gleitstück 2 angebrachte Tastenoberteil 1 ist somit auch um die Achse des Kopplungsbereichs 5a des elastischen Elements 5 drehbar.
Das elastische Element 5 weist einen scheibenartigen äußeren peripheren Bereich 5c auf, der zwischen dem vorstehend genannten Halter 4 und einer am Boden der in 1 dargestellten Konstruktion vorgesehenen gedruckten Schaltungsplatte 6 sandwichartig angeordnet ist. Der äußere periphere Bereich 5c ist von einem Abstützelement 7 umgeben, das zum Begrenzen der horizontalen Bewegung des elastischen Elements 5 dient.
Ein vorbestimmter Spalt 8 ist zwischen der gedruckten Schaltungsplatte 6 und dem der gedruckten Schaltungsplatte 6 zugewandten Bereich des elastischen Elements 5 gebildet. Eine flache bewegliche Elektrode 5d ist an diesem den Spalt 8 bildenden Bereich des elastischen Elements 5 ausgebildet. Die bewegliche Elektrode 5d wirkt mit einer noch zu beschreibenden feststehenden Elektrode 9 auf der gedruckten Schaltungsplatte 6 zusammen, indem dazwischen eine vorbestimmte elektrostatische Kapazität erzeugt wird.
Die Anordnung ist derart, dass bei Bewegung des Tastenoberteils 1 in der horizontalen Richtung beispielsweise nach rechts oder nach links die Innenumfangswand 2a der Einpassöffnung 2b des Gleitstücks 2 den Flansch 5b horizontal mit Druck beaufschlagt. Als Ergebnis hiervon werden der Flansch 5b und somit die bewegliche Elektrode 5d an dem elastischen Element 5 verformt, so dass es zu einer Differenz zwischen der Größe des Spalts 8 auf der linken Seite und der Größe des gleichen Spalts auf der rechten Seite in Bezug auf 1 kommt, mit dem Ergebnis, dass die elektrostatische Kapazität zwischen der beweglichen Elektrode 5d und der feststehenden Elektrode 9 variiert wird.
Die gedruckte Schaltungsplatte 6 unter dem elastischen Element 5 ist aus einem harten Material, wie z. B. einem Glasepoxyharz, gebildet. Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, ist die vorstehend genannte feststehende Elektrode 9 auf der Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte 6 ausgebildet, die der beweglichen Elektrode 5b an dem elastischen Element 5 zugewandt ist. Die feststehende Elektrode 9 weist ein zentrales kreisförmiges erstes feststehendes Elektrodensegment 9a und vier gleiche sektorförmige feststehende Elektrodensegmente 9b bis 9e auf, die mit einer konstanten Beabstandung in Umfangsrichtung angeordnet sind. Diese feststehenden Elektrodensegmente sind alle elektrisch voneinander getrennt.
Eine Erdungselektrode 7, die die feststehende Elektrode 9 umgibt, ist von der feststehenden Elektrode 9 elektrisch getrennt.
Wie aus 3 ersichtlich ist, befindet sich über der feststehenden Elektrode 9 eine flexible Isolierschicht 11, die einen Kurzschluss einer elektrischen Schaltung aufgrund eines direkten Kontakts zwischen der beweglichen Elektrode 5d und der feststehenden Elektrode 9 verhindert, wie dieser ansonsten auftreten kann, wenn die bewegliche Elektrode aufgrund einer Verformung des elastischen Elements 5 unter einer auf den Tastenoberteil 1 ausgeübten Kraft in Richtung auf die feststehende Elektrode bewegt wird.
Der äußere periphere Bereich 5c des leitfähigen elastischen Elements 5 liegt auf der Erdungselektrode 10 auf, so dass das elastische Element 5 mit der Erdungselektrode 10 elektrisch verbunden ist.
Als Ergebnis hiervon wird eine elektrostatische Kapazität mit einem vorbestimmten Kapazitätswert zwischen der beweglichen Elektrode 5d und der feststehenden Elektrode 9 über den Spalt 8 hinweg gebildet. Der Kapazitätswert lässt sich durch horizontale Bewegung des Tastenoberteils 1 oder durch vertikale Bewegung des vertikalen Eingabebereichs 1b verändern.
Es folgt nun eine Beschreibung der Funktionsweise der Segmente 9a bis 9e der feststehenden Elektrode 9 anhand eines Beispiels. Das zweite feststehende Elektrodensegment 9b wird zum Eingeben eines Befehls zum Bewegen eines Cursors stufenweise nach oben auf dem Anzeigeschirm beispielsweise eines PCs verwendet. Gleichermaßen werden das dritte, vierte und fünfte feststehende Elektrodensegment 9c, 9d und 9e zur Bewerkstelligung von Bewegungen des Cursors auf dem Anzeigeschirm nach links, nach rechts bzw. nach unten verwendet. Das zweite, dritte, vierte und fünfte feststehende Elektrodensegment 9b bis 9e werden somit für die Eingabe von Befehlen zum Bewegen des Cursors in horizontaler Richtung, d. h. in den X- und Y-Richtungen, verwendet.
Das erste feststehende Elektrodensegment 9a wird zum Ermöglichen einer Auswahl oder eines Zugangs der Eingabe an einer gewünschten Position auf dem Anzeigeschirm, auf der sich der Cursor befindet, verwendet. Das erste feststehende Elektrodensegment 9a wird somit zum Eingeben eines Befehls in einer vertikalen Richtung, d. h. der Z-Richtung, verwendet.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist eine vorbestimmte leitfähige Struktur 12 an der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte 6 ausgebildet. Die leitfähige Struktur 12 ist mit den Segmenten 9a bis 9e der feststehenden Elektrode 9 sowie der Erdungselektrode 10 über Durchgangsöffnungen 6a elektrisch verbunden.
Ferner sind an der leitfähigen Struktur 12 auch elektronische Komponenten 13, wie z. B. IC-Chips, angebracht. Eine flexible gedruckte Schaltungsplatte bzw. FPC 14 ist an ihrem einen Ende mit dem einen Ende der leitfähigen Struktur 12 verbunden. Das andere Ende der flexiblen gedruckten Schaltungsplatte 14 ist mit einer Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle (nicht gezeigt) zur Verbindung mit der Vorrichtung verbunden, für die die Eingabevorrichtung verwendet wird.
Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In einem Ausgangszustand oder Standby-Zustand, in dem der Tastenoberteil 1 frei von einer Kraft ist, die beispielsweise durch einen Finger eines Benutzers aufgebracht werden kann, ist der Spalt 8 über die gesamte Fläche, an der die bewegliche Elektrode 5d an dem elastischen Element 5 und die feststehende Elektrode 9 an der gedruckten Schaltungsplatte 6 einander zugewandt gegenüberliegend, gleichmäßig ausgebildet.
Die Werte der elektrischen Kapazität zwischen dem zweiten, dritten, vierten und fünften feststehenden Elektrodensegment und der beweglichen Elektrode 5d an dem elastischen Element 5 sind somit gleich.
Wenn der Tastenoberteil 1 unter Bezugnahme auf 1 z. B. nach links bewegt wird, wird diese Bewegung von der Innenumfangswand 2a der Einpassöffnung 2b des Gleitstücks 2 auf den Flansch 5b des elastischen Elements 5 übertragen.
Als Ergebnis hiervon wird der rechte Bereich des Flansches 5b des elastischen Elements 5 durch die von der Innenumfangswand 2a des Gleitstücks 5 ausgeübte Kraft kompressionsmäßig verformt, während der linke Bereich der beweglichen Elektrode 5d in Bezug auf die Zeichnung nach unten verformt wird, mit dem Resultat, dass die Größe des Spalts 8 in dem Bereich, in dem das dritte feststehende Elektrodensegment 9c der feststehenden Elektrode 9 der beweglichen Elektrode 5d zugewandt gegenüberliegt, reduziert wird. Als Ergebnis hiervon verändert sich die elektrostatische Kapazität in dem Bereich zwischen diesem feststehenden Elektrodensegment 9c und der beweglichen Elektrode 9d.
Diese Veränderung in der elektrostatischen Kapazität bei dem dritten feststehenden Elektrodensegment 9c wird elektrisch erfasst. Auf diese Weise ist es möglich, festzustellen, dass ein Befehlssignal zum Bewegen des Cursors nach links durch den Tastenoberteil 1 eingegeben worden ist.
Wenn der Tastenoberteil 1 in Bezug auf 1 z. B. nach rechts bewegt wird, wird diese Bewegung durch das Gleitstück 2 auf das elastische Element 5 übertragen.
Ein in Bezug auf die Zeichnung linker Bereich des Flansches 5b des elastischen Elements 5, der durch die Innenumfangswand 2a des Gleitstücks 2 mit Druck beaufschlagt wird, wird kompressionsmäßig verformt, während der rechte Bereich der beweglichen Elektrode 5d nach unten verlagert wird, mit dem Resultat, dass die Größe des Spalts 8 in dem Bereich zwischen dem fünften feststehenden Elektrodensegment 9e der feststehenden Elektrode und der beweglichen Elektrode 5d lokal reduziert wird. Als Ergebnis hiervon wird die elektrostatische Kapazität zwischen dem fünften Segment 9e der feststehenden Elektrode 9 und der beweglichen Elektrode 5d verändert.
Diese Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität an dem fünften feststehenden Elektrodensegment 9e wird elektrisch erfasst. Dadurch lässt sich feststellen, dass ein Befehlssignal zum Bewegen des Cursors durch den Tastenoberteil 1 eingegeben worden ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird bei Druckbeaufschlagung des zentralen Bereichs des Tastenoberteils 1, an dem der vertikale Eingangsbereich 1b ausgebildet ist, durch einen Finger in Z-Richtung nach unten, der dünnwandige zentrale Bereich des Tastenoberteils 1 elastisch verformt, um den vertikalen Eingabebereich 1b nach unten zu bewegen, während das Gleitstück 2 unbewegt bleibt.
Als Ergebnis hiervon wird der Kopplungsbereich 5a des elastischen Elements 5 durch den vertikalen Eingabebereich 1b mit Druck beaufschlagt, so dass das elastische Element 5 verformt wird und dadurch die Größe des Spalts 8 in dem Bereich reduziert wird, in dem die bewegliche Elektrode 5d dem ersten Segment 9a der feststehenden Elektrode 9 gegenüberliegt. Dies führt zu einer Veränderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen dem ersten feststehenden Elektrodensegment 9a und der beweglichen Elektrode 5d. Diese Änderung in der elektrostatischen Kapazität wird elektrisch erfasst. Auf diese Weise lässt sich fest stellen, dass der Tastenoberteil 1 vertikal nach unten mit Druck beaufschlagt worden ist.
Wenn der Tastenoberteil 1 von der horizontalen oder der vertikalen Kraft befreit wird, die auf diesen ausgeübt worden ist, nehmen der Tastenoberteil 1, das Gleitstück 2 und das elastische Element 5 aufgrund der elastischen Rückstellkraft des elastischen Elements 5 oder des eigentlichen Tastenoberteils 1 ihre Ausgangspositionen wieder ein.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Gleitstück 2 auf dem elastischen Element 5 zur Ausführung einer Bewegung in horizontalen Richtungen sowie auch zum Ausführen einer Rotationsbewegung um die Achse des Kopplungsbereichs 5a des elastischen Elements 5 angeordnet. Der an dem Gleitstück 2 befestigte Tastenoberteil 1 ist somit auch drehbar.
Die drehbare Ausbildung des Tastenoberteils 1 bietet folgenden Vorteil. Wenn unter Bezugnahme auf 5 ein Benutzer versucht, den Tastenoberteil 1 in der Richtung eines Pfeils A zu bewegen, wobei ein Finger an dem peripheren Bereich des Tastenoberteils 1 angeordnet ist, wie dies in 5 dargestellt ist, kann eine Kraft auf den Tastenoberteil 1 wirken, durch die der Tastenoberteil 1 in Richtung eines Pfeils B rotationsmäßig bewegt wird. Einer derartigen Rotationskraft wird durch Rotation des Tastenoberteils 1 in der Richtung des Pfeils B Rechnung getragen, so dass sich dem Benutzer ein angenehmes Betätigungsgefühl vermitteln lässt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das elastische Element 5 insgesamt aus einem elektrisch leitfähigen Gummimaterial gebildet. Dies dient jedoch lediglich der Erläuterung, und die Anordnung kann auch derart vorgesehen sein, dass das elastische Element 5 aus einem elektrisch isolierenden Gummimaterial gebildet ist und ein elektrisch leitfähiger Flächenkörper (nicht gezeigt) mit dem elastischen Element 5 verbunden ist, wobei der Flächenkörper in einem Bereich von diesem mit der Erdungselektrode 10 der gedruckten Schaltungsplatte 6 verbunden ist.
Mit anderen Worten genügt es, dass das elastische Element 5 eine elektrisch leitfähige bewegliche Elektrode 5d zumindest an einem der feststehenden Elektrode 9 über einen vorbestimmten Spalt hinweg zugewandt gegenüberliegenden Bereich aufweist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter spezieller Bezugnahme auf 6 beschrieben. Wie aus der Zeichnung zu sehen ist, besitzt das zweite Ausführungsbeispiel einen Tastenoberteil 21, der mit dem elastischen Element 5 direkt gekoppelt ist. Der Tastenoberteil 21 weist eine obere Oberfläche auf, die einen Eingangsbetätigungsbereich 21a bildet, und ist im Zentrum seines Bodens mit einem Passbereich 21b versehen, der auf den Kopplungsbereich 5b des elastischen Elements 5 gepasst ist. Ein vertikaler Eingabebereich 21c ragt von der unteren Oberfläche des den Passbereich 21b bildenden Tastenoberteils 21 nach unten.
Der Tastenoberteil 21 weist einen äußeren peripheren Flanschbereich 21d auf, der sandwichartig zwischen einem oberen Biegungsbereich des Gehäuses 3 und dem Halter 4 angeordnet ist, so dass dem Tastenoberteil 21 eine Bewegung in horizontalen Richtungen sowie auch in Rotationsrichtungen möglich ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel fehlt somit das bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendete Gleitstück 2, wobei dies zu einer Reduzierung der Anzahl der Teile beiträgt.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfassungsgenauigkeit wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 beschrieben. 7 zeigt eine Schnittdarstellung der Eingabevorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. 8 zeigt eine Draufsicht auf eine gedruckte Schaltungsplatte, die in die Eingabevorrichtung integriert ist. 9 zeigt eine Schnittdarstellung eines elastischen Elements und der gedruckten Schaltungsplatte. 10 zeigt eine auseinander gezogene Perspektivansicht der Eingabevorrichtung.
Wie in 7 gezeigt ist, weist die Eingabevorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen scheibenförmigen Tastenoberteil 31 in Form eines elastischen Elements, beispielsweise aus Gummi oder einem Elastomer auf. Die obere Ober fläche des Tastenoberteils 31 ist vertieft ausgebildet, um einen Eingabebetätigungsbereich 31a zu bilden. Der Tastenoberteil 31 ist in einem zentralen Bereich dünnwandig ausgebildet.
Der dünnwandige zentrale Bereich des Tastenoberteils 31 ist durch einen auf diesen beispielsweise mit einem Finger eines Benutzers ausgeübten Druck in Richtung nach unten elastisch verformbar.
Der Tastenoberteil 31 weist einen vertikalen Eingabebereich 31b auf, der von der unteren Oberfläche des dünnwandigen zentralen Bereichs nach unten ragt. Außerdem ist der Tastenoberteil 1 mit einer nach unten ragenden peripheren Wand 31c versehen, die im Presssitz oder im Schnappsitz an einem Gleitstück 32 angebracht ist, so dass der Tastenoberteil 31 an dem Gleitstück 32 befestigt ist.
Das Gleitstück 32 ist z. B. aus einem harten Harzmaterial gebildet und mit einer zentralen Einpassöffnung 32b versehen, die durch eine Innenumfangswand 32a gebildet ist, die auf einen Kopplungsbereich 35a des elastischen Elements 35 passt, das später noch beschrieben wird. Das Gleitstück 32 weist einen tellerartigen äußeren peripheren Flanschbereich 32b auf.
Der Flanschbereich 32b des Gleitstücks ist zwischen einem oberen Biegungsbereich 33a eines Metallgehäuses 33 und einem Halter 34 sandwichartig derart angeordnet, dass er horizontal beweglich und drehbar ist.
Das elastische Element 35 ist z. B. aus einem leitfähigen Gummimaterial gebildet, das insgesamt elektrisch leitfähig ist. Das elastische Element 35 hat eine tellerartige Form und ist mit dem vorstehend genannten Kopplungsbereich 35a versehen, der vom Zentrum von diesem nach oben ragt. Der Kopplungsbereich 35a ist in die Einpassöffnung 32b des Gleitstücks 32 gepasst. Die Anordnung ist derart, dass bei Bewegung des Tastenoberteils 31 in horizontaler Richtung der Kopplungsbereich 35a durch die Innenumfangswand 32a des Gleitstücks 32 mit Druck beaufschlagt wird, so dass das elastische Element 35 elastisch zusammengedrückt und verformt wird.
Die Oberseite des Kopplungsbereichs 5a des Kopplungsbereichs 35a liegt durch die Einpassöffnung 32a hindurch frei und wird von dem Tastenoberteil 31 überdeckt.
Das Gleitstück 32 ist derart angeordnet, dass es das elastische Element 35 zur Ausführung einer Bewegung in den horizontalen Richtungen überdeckt und ist ferner um die Achse des Kopplungsbereichs 35a des elastischen Elements 35 drehbar. Somit ist der Tastenoberteil 31 auch um die Achse des Kopplungsbereichs 35a des elastischen Elements 35 drehbar.
Eine Betätigungsöffnung 35b mit einer vorbestimmten Tiefe ist im Zentrum des Kopplungsbereichs 35a des elastischen Elements 35 ausgebildet. Ein aus Harzmaterial gebildeter Betätigungsstift 38 ist in die Betätigungsöffnung 35b gepasst. Der Betätigungsstift 38 weist eine obere Oberfläche auf, die dazu ausgebildet ist, von dem vertikalen Eingabebereich 31b des Tastenoberteils 31 kontaktiert zu werden. Die Anordnung ist derart, dass der Betätigungsstift 38 durch den vertikalen Eingabebereich 31b nach unten bewegt wird, wenn der Tastenoberteil 31 nach unten gedrückt wird.
Das elastische Element 35 weist einen scheibenartigen äußeren peripheren Bereich 35c auf, der zwischen dem vorstehend genannten Halter 34 und einer am Boden der in 7 dargestellten Konstruktion vorgesehenen gedruckten Schaltungsplatte 36 sandwichartig angeordnet ist. Der äußere periphere Bereich 35c ist von einem Abstützelement 37 umgeben, das zum Begrenzen der horizontalen Bewegung des elastischen Elements 35 dient.
Eine abgeschrägte erste bewegliche Elektrode 35d ist an der Unterseite des elastischen Elements 35 in dem Bereich ausgebildet, in dem diese einer später noch zu beschreibenden feststehenden Elektrode 39 gegenüberliegt. Die Anordnung ist derart, dass die Größe eines zwischen der ersten beweglichen Elektrode 35d und der feststehenden Elektrode 39 ausgebildeten Spalts entlang den Radien der feststehenden Elektrode 39 variiert.
Genauer gesagt weist die abgeschrägte erste bewegliche Elektrode 35d einen äußeren peripheren Bereich 35c auf, der einem äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode 39 gegenüberliegt und der mit der feststehenden Elek trode 39 in Kontakt gehalten ist oder sich in unmittelbarer Nähe von dieser befindet, so dass die Größe eines ersten Spalts G1 ausgehend von den äußeren peripheren Enden in Richtung zum Zentrum entlang dem Radius der feststehenden Elektrode 39 zunehmend größer wird.
Die Größe des ersten Spalts G1 beträgt in dem Bereich, in dem die Größe dieses Spalts ihr Maximum hat, ca. 200 μm.
Eine flache zweite bewegliche Elektrode 35e mit einer Tiefe von ca. 200 μm ist in dem zentralen Bereich der Unterseite des elastischen Elements 35 ausgebildet. Die zweite bewegliche Elektrode 35e bildet einen zweiten Spalt G2. Das elastische Element 35 weist ferner eine Rippe 35f auf, die die zweite bewegliche Elektrode 35e umgibt, so dass die Größe des zweiten Spalts G2 trotz einer jeden auf das elastische Element 35 aufgebrachten, nach unten gerichteten Kraft unverändert bleibt.
Die unter dem elastischen Element 35 angeordnete gedruckte Schaltungsplatte 36 ist aus einem harten Material hergestellt, wie z. B. einem Glasepoxyharz. Die vorstehend genannte feststehende Elektrode 39 ist auf der der ersten und der zweiten beweglichen Elektrode 35d und 35e gegenüberliegenden Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte 36 ausgebildet, wie dies aus 8 ersichtlich ist.
Die feststehende Elektrode 39 weist ein zentrales kreisförmiges erstes Elektrodensegment 39a sowie vier sektorförmige Segmente auf: nämlich ein zweites Elektrodensegment 39b, ein drittes Elektrodensegment 39c, ein viertes Elektrodensegment 39d und ein fünftes Elektrodensegment 39e, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet sind. Diese fünf Segmente 39a bis 39e sind elektrisch voneinander getrennt.
Eine die feststehende Elektrode 39 umgebende Erdungselektrode 40 ist von der feststehenden Elektrode 39 elektrisch isoliert. Der äußere periphere Bereich 35c des leitfähigen elastischen Elements 35 liegt auf der Erdungselektrode 40 auf, so dass er sich mit dieser in elektrischer Verbindung befindet.
Die feststehende Elektrode 39, die aus den Segmenten 39a bis 39e gebildet ist, ist mit einer Isolierschicht 41 überdeckt, wie dies in 9 gezeigt ist. Die Isolier schicht 41 dient zum elektrischen Isolieren der feststehenden Elektrode 39 von der ersten und der zweiten beweglichen Elektrode 35d und 35e sowie von der Rippe 35f, die über der feststehenden Elektrode 39 angeordnet sind.
Die Isolierschicht 41 weist ein Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante von beispielsweise 2 oder mehr auf und ist durch einen Druckvorgang derart gebildet, dass sie eine Dicke von nicht mehr als 20 μm aufweist.
Dadurch ist es möglich, eine anfängliche elektrostatische Kapazität von bis zu ca. 6 pF (Picofarad) zwischen den jeweiligen feststehenden Elektrodensegmenten 39a bis 39e und der ersten und der zweiten beweglichen Elektrode 35d und 35e zu erhalten, obwohl die Flächen der Elektrodensegmente 39a bis 39e klein sind.
Aus dem gleichen Grund ist es möglich, eine starke Veränderung der elektrostatischen Kapazität in der Größenordnung von 1 bis 2 pF zu erzielen, wenn die Größen des ersten und des zweiten Spalts G1 und G2 durch die Verformung der ersten und der zweiten beweglichen Elektrode 35d, 35e reduziert wird, wie diese durch eine auf den Tastenoberteil 31 aufgebrachte Kraft veranlasst wird.
Die Eingabevorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ermöglicht somit einen hohen Betrag einer Veränderung der elektrostatischen Kapazität und somit eine höhere Detektionsgenauigkeit für eine solche Veränderung.
Es folgt nun eine Beschreibung der Funktionsweise der Segmente 39a bis 39e der feststehenden Elektrode 39 anhand eines Beispiels. Das zweite feststehende Elektrodensegment 39b wird zum Eingeben eines Befehls zum stufenweisen Bewegen eines Cursors nach oben auf dem Anzeigeschirm beispielsweise eines PC verwendet. Gleichermaßen werden das dritte, vierte und fünfte feststehende Elektrodensegment 39c, 39d und 39e zum Bewerkstelligen einer Bewegung des Cursors auf dem Anzeigeschirm nach links, nach rechts bzw. nach unten verwendet. Somit werden das zweite, das dritte, das vierte und das fünfte feststehende Elektrodensegment 39b bis 39e zum Eingeben von Befehlen zum horizontalen Bewegen des Cursors, d. h. in den X- und Y-Richtungen, verwendet.
Das erste feststehende Elektrodensegment 39a wird zum Ermöglichen einer Auswahl oder eines Zugangs der Eingabe an einer gewünschten Position auf dem Anzeigeschirm verwendet, an der sich der Cursor befindet. Somit wird das erste feststehende Elektrodensegment 39a zum Eingeben eines Befehls in einer vertikalen Richtung, d. h. der Z-Richtung, verwendet.
Unter weiterer Bezugnahme auf 9 ist eine vorbestimmte leitfähige Struktur 42 an der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte 36 ausgebildet. Die leitfähige Struktur 42 ist über Durchgangsöffnungen 36a mit den Segmenten 39a bis 39e der feststehenden Elektrode 39 sowie mit der Erdungselektrode 40 elektrisch verbunden.
An der leitfähigen Struktur 42 ist ferner ein Sensorelement 43, wie z. B. ein IC-Chip, angebracht, der zum Erfassen der Veränderung in der elektrostatischen Kapazität in der Lage ist. Eine flexible gedruckte Schaltungsplatte bzw. FPC 44 ist an ihrem einen Ende mit dem einen Ende der leitfähigen Struktur 42 verbunden. Das andere Ende der flexiblen gedruckten Schaltungsplatte 44 ist mit einer Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle (nicht gezeigt) zur Verbindung mit der Vorrichtung bzw. dem Gerät verbunden, für das die Eingabevorrichtung verwendet wird.
Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise des dritten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In einem Ausgangszustand oder Standby-Zustand, in dem der Tastenoberteil 31 frei von einer Kraft ist, die möglicherweise durch einen Finger eines Benutzers auf diesen aufgebracht werden kann, ist der abgeschrägte erste Spalt 61 für das zweite, dritte, vierte und fünfte Segment 39b bis 39e in Bezug auf die erste bewegliche Elektrode 35d gleich ausgebildet.
Als Ergebnis hiervon sind die Werte der elektrischen Kapazität zwischen dem zweiten, dritten, vierten und fünften feststehenden Elektrodensegment 39b bis 39e und der beweglichen Elektrode 35d an dem elastischen Element 35 gleich.
Wenn der Tastenoberteil 31 z. B. in Bezug auf 7 nach links bewegt wird, wird diese Bewegung von dem Gleitstück 32 auf den Kopplungsbereich 35a des elastischen Elements 35 übertragen.
Als Ergebnis hiervon wird der Kopplungsbereich 35a des elastischen Elements 35 in Bezug auf die Zeichnung nach links geneigt, während der in Bezug auf die Zeichnung linke Bereich der ersten Elektrode 35d nach unten gebogen wird, so dass der äußere periphere Bereich der abgeschrägten ersten beweglichen Elektrode 35d über die Isolierschicht 41 hinweg gegen das dritte Elektrodensegment 39c der feststehenden Elektrode 39 gedrückt wird, so dass es zu einer starken Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität an dem dritten Elektrodensegment 39c kommt.
Diese Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität an dem dritten feststehenden Elektrodensegment 39c wird elektrisch erfasst. Dadurch lässt sich feststellen, dass ein Befehlssignal zum Bewegen des Cursors nach links durch den Tastenoberteil 1 eingegeben worden ist.
Wenn der Tastenoberteil 31 in Bezug auf 7 beispielsweise nach rechts bewegt wird, wird diese Bewegung durch das Gleitstück 32 auf das elastische Element 35 übertragen.
Als Ergebnis hiervon wird der Kopplungsbereich 35a des elastischen Elements 35 nach rechts geneigt, so dass der in Bezug auf die Zeichnung rechte Bereich der ersten beweglichen Elektrode 35d nach unten verformt wird. Als Ergebnis hiervon wird der dem äußeren peripheren Bereich 35c benachbarte rechte Bereich der ersten beweglichen Elektrode 35e über die Isolierschicht 41 hinweg in engen Kontakt mit dem fünften Segment 39e der feststehenden Elektrode 39 gebracht, so dass die elektrostatische Kapazität an dem fünften Segment 39e der feststehenden Elektrode 39 verändert wird.
Diese Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität an dem fünften feststehenden Elektrodensegment 39e wird mittels des bereits genannten Sensorelements 43 elektrisch erfasst. Dadurch lässt sich feststellen, dass ein Befehlssignal zum Bewegen des Cursors nach rechts durch den Tastenoberteil 31 eingegeben worden ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 wird bei Druckbeaufschlagung des zentralen Bereichs des Tastenoberteils 31, an dem der vertikale Eingabebereich 31b ausgebildet ist, mittels eines Fingers in Z-Richtung nach unten der dünnwandige zentrale Bereich des Tastenoberteils 31 elastisch verformt, so dass der vertikale Eingabebereich 31b nach unten bewegt wird, während das Gleitstück 2 unbewegt bleibt.
Als Ergebnis hiervon wird der Betätigungsstift 38 durch den vertikalen Eingabebereich 31b nach unten gedrückt, so dass die zweite bewegliche Elektrode 35e nach unten verformt wird. Die nach unten gehende Verlagerung der zweiten beweglichen Elektrode 35e führt dazu, dass die Größe des Spalts G2 zwischen dem ersten Elektrodensegment 39a der feststehenden Elektrode 9 und der zweiten beweglichen Elektrode 35e gegenüber der ursprünglichen Größe reduziert wird, so dass es zu einer Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität an dem ersten Elektrodensegment 39a kommt.
Diese Veränderung bei der elektrostatischen Kapazität an dem ersten Elektrodensegment 39a wird durch das Sensorelement 42 elektrisch detektiert. Dadurch lässt sich feststellen, dass der Tastenoberteil 31 vertikal nach unten gedrückt worden ist.
Wenn der Tastenoberteil 31 von der darauf ausgeübten horizontalen oder vertikalen Kraft befreit wird, nehmen der Tastenoberteil 13, das Gleitstück 32 und das elastische Element 35 aufgrund der elastischen Rückstellkraft des elastischen Elements 35 oder des Tastenoberteils 31 an sich ihre Ausgangspositionen wieder ein.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wie es beschrieben worden ist, ist die abgeschrägte erste bewegliche Elektrode 35d derart konfiguriert, dass die Größe des ersten Spalts G1 von dem peripheren Bereich der feststehenden Elektrode 9 in Richtung auf das Zentrum von dieser allmählich größer wird. Diese Anordnung ist jedoch nicht ausschließlich, und die abgeschrägte erste bewegliche Elektrode 35d kann auch derart konfiguriert sein, dass ein dem zentralen Bereich der feststehenden Elektrode 39 gegenüberliegender Bereich von dieser in Kontakt mit der feststehenden Elektrode 39 gehalten ist oder in unmittelbarer Nähe von dieser angeordnet ist, wobei die Größe des Spalts G1 von dem zentralen Bereich in Richtung auf das äußere periphere Ende allmählich zunimmt.
Genauer gesagt, genügt es, dass der der feststehenden Elektrode 39 gegenüberliegende Bereich der ersten beweglichen Elektrode 35d derart abgeschrägt ist, dass sich die Größe des ersten Spalts G1 fortschreitend derart ändert, dass die Größe des ersten Spalts G1 an dem äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode 39 von der Größe an dem zentralen Bereich der feststehenden Elektrode 39 verschieden ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wie es beschrieben worden ist, ist das elastische Element 35 insgesamt aus einem elektrisch leitfähigen Gummi gebildet. Dies dient jedoch lediglich der Erläuterung, und die Anordnung kann auch derart sein, dass das elastische Element 35 aus einem elektrisch isolierenden Gummi gebildet ist und ein separates Element aus einem elektrisch leitfähigen Gummimaterial an derjenigen Seite des elastischen Elements 5 angebracht ist, an der die erste und die zweite bewegliche Elektrode 35d, 35e vorgesehen sind, wobei das leitfähige Gummielement teilweise mit der Erdungselektrode 40 der gedruckten Schaltungsplatte 36 verbunden ist.
Mit anderen Worten genügt es, dass das elastische Element 35 elektrisch leitfähige bewegliche Elektroden 5d zumindest in einem Bereich aufweist, der der feststehenden Elektrode 39 über einen vorbestimmten Spalt hinweg gegenüberliegt.
Obwohl die Erfindung in ihrer speziellen Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich der Erläuterung dienen und dass an diesen verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass man den Umfang der Erfindung verlässt, der ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist.

Claims

Eingabevorrichtung mit einer feststehenden Elektrode (9), die eine Mehrzahl von feststehenden Elektrodensegmenten (9a bis 9e) aufweist, und mit einer beweglichen Elektrode (5d), die der feststehenden Elektrode über einen vorbestimmten Spalt (8) hinweg gegenüberliegt, wobei ein Eingabevorgang in der Eingabevorrichtung ansprechend auf eine Veränderung bei der Kapazität zwischen den beiden Elektroden ausgeführt wird und die Veränderung in der Kapazität durch Verändern der Größe des Spalts erzeugt wird, wobei die Eingabevorrichtung Folgendes aufweist: einen Eingabebetätigungsbereich (1), der ansprechend auf einen horizontalen Eingabevorgang durch einen Benutzer horizontal beweglich ist; und ein elastisches Element (5) mit einem Kopplungsbereich, der in einem oberen Bereich des elastischen Elements vorgesehen ist und mit dem Eingabebetätigungsbereich gekoppelt ist, wobei die bewegliche Elektrode in einem unteren Bereich des elastischen Elements vorgesehen ist und ein an einem Substrat (6) festgelegter äußerer peripherer Bereich (5c) die feststehende Elektrode aufweist, wobei das elastische Element ansprechend auf eine horizontale Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs horizontal und vertikal verformbar ist, um dadurch die Distanz zwischen der beweglichen Elektrode und der feststehenden Elektrode zu verändern, wobei die Größe des Spalts ansprechend auf eine vertikale Verformung des elastischen Elements verändert wird und wobei die vertikale Verformung ansprechend auf eine horizontale Verformung des Kopplungsbereichs aufgrund der horizontalen Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs erzeugt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsbereich des elastischen Elements einen elastisch verformbaren Flansch (5b) aufweist, der sich von dem äußeren peripheren Ende von diesem nach außen erstreckt, und dass der Eingabebetätigungsbereich mit dem den Flansch aufweisenden Kopplungsbereich gekoppelt ist.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit einem horizontal beweglichen Gleitstück (2), das an dem elastischen Element vorgesehen ist, wobei der Eingabebetätigungsbereich durch das Gleitstück mit dem elastischen Element betriebsmäßig verbunden ist und der Flansch des Kopplungsbereichs in Passeingriff mit einer in dem Gleitstück ausgebildeten Einpassöffnung (2b) steht, so dass er vertikal beweglich ist, wobei eine horizontale Bewegung des Eingabebetätigungsbereichs die Innenumfangswand der Einpassöffnung dazu veranlasst, den Flansch des elastischen Elements mit Druck zu beaufschlagen und dadurch der Flansch und die bewegliche Elektrode an dem elastischen Element elastisch verformt werden, so dass die Veränderung bei der Größe des Spalts hervorgerufen wird.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Eingabebetätigungsbereich derart ausgebildet ist, dass er um die Achse des Kopplungsbereichs des elastischen Elements drehbar ist.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Eingabebetätigungsbereich mit einem vertikalen Eingabebereich (1b) ausgebildet ist, der an einem Bereich ausgebildet ist, der dem auf eine vertikale Eingabebetätigung ansprechenden feststehenden Elektrodensegment gegenüberliegt, so dass eine Druckbeaufschlagung dieses Bereichs des Eingabebetätigungsbereichs eine Veränderung bei dem Spalt zwischen der beweglichen Elektrode und dem auf eine vertikale Eingabebetätigung ansprechenden Segment der feststehenden Elektrode veranlasst.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die feststehenden Elektrodensegmente in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind; wobei der Eingabebetätigungsbereich in von dem elastischen Element hervorstehender Weise ausgebildet ist; wobei eine Isolierschicht (11) auf der feststehenden Elektrode ausgebildet ist; und wobei die bewegliche Elektrode derart abgeschrägt ist, dass die Größe des Spalts sich von einem äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode in Richtung auf das Zentrum der feststehenden Elektrode fortschreitend verändert.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die abgeschrägte bewegliche Elektrode einen Bereich aufweist, der mit dem äußeren peripheren Bereich der feststehenden Elektrode in Kontakt gehalten ist oder sich in unmittelbarer Nähe von dieser befindet sowie derart konfiguriert ist, dass die Größe des Spalts von dem äußeren peripheren Bereich in Richtung auf das Zentrum der feststehenden Elektrode fortschreitend zunimmt.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Isolierschicht eine Dicke von nicht mehr als 20 μm aufweist.