指尖触觉输入设备用数字化仪

摘要

本发明提供一种能够向指尖触觉输入设备增加开关，而不必增大导线的数目的指尖触觉输入设备用数字化仪。第一右下触点(33b)和第二右下触点(33c)分别在向右与控制区(11，21)分隔开的规定位置被设置在第一和第二电阻片(10a，20a)上，以致它们形成右下开关(33)，第一右下触点(33b)与下边缘电极(11b)连接，第二右下触点(33c)与右边缘电极(21a)连接；和第一左上触点(34b)和第二左上触点(34)分别在向左与控制区(11，21)分隔开的规定位置被设置在第一和第二电阻片(10a，20a)上，以致它们构成左上开关(34)，第一左上触点(34b)与上边缘电极(11a)连接，第二左上触点(34c)与左边缘电极(21b)连接。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于指尖触觉输入设备的数字化仪，所述指尖触觉输入设备用于通过利用个人的指尖触觉，向诸如个人数字助理之类的小型电子设备输入数字、文本、图形或位置信息，诸如个人数字助理之类的小型电子设备包括移动电话机、遥控器、移动音频播放器、鼠标、电子笔记本、游戏设备或医疗设备。

背景技术

目前，诸如个人数字助理之类的小型电子设备已显著普及，随着这些小型电子设备变得更紧凑，用在这些设备中的输入设备也必须变得更紧凑。此外，经由这些种类的小型电子设备的信息交换正在变得更复杂，从而其输入设备不仅必须变得更紧凑，而且它们还必须能够容易地进行复杂的信息处理。

作为将用在小型电子设备中的输入设备，正在开发指尖触觉输入设备，指尖触觉输入设备包含在指尖移动的较窄区域内的多个按键，以致通过用指尖选择和按下按键，导致开关接通，从而实现输入。更具体地说，在日本专利No.3708508(美国专利No.7280101；WO03019373)中公开了用于包含多个按键的设备的选择和处理输入信息的技术。在这种指尖触觉输入设备中，操作人员触摸按键(所述按键是输入设备表面的突起)，为了能够给出所需的输入信息，操作人员移动他/她的指尖，同时参考显示在屏幕上的信息，以选择对应于开关的按键，并通过按下开关实现输入。

与传统的键钮式输入设备相比，这种指尖触觉输入设备不仅已使用于小型电子设备等的输入设备显著缩小，而且随着未来预期的进一步发展，能够快速并且简单地输入复杂的信息。

[专利文献1]专利No.3708508。

发明内容

为了改善上面说明的指尖触觉输入设备的方便性，本发明提出一种指尖触觉输入设备，它包括：一个内盖簧(dome spring)，一个开关，设置成提供两个电阻片、并且具有在超过规定负荷的位置在两个电阻片的主要表面之间存在导电性的结构的数字化仪，和使内盖开关工作的刚性执行器(参见日本专利申请No.2007-194661)。同时使得能够使指尖触觉输入设备更紧凑和更薄，并且允许具有点击感觉的平滑按键输入，提高设备的批量生产率。

就这种输入设备来说，借助处理指尖位置信息的数字化仪，能够实现按键选择。数字化仪中使用的每个电阻片包含平面电阻元件，在来自指尖的触摸超过规定负荷的位置，在平面电阻元件的主要表面之间产生导电状态，使得能够识别指尖位置。更具体地说，在平面电阻元件之一的X方向(水平方向)的两侧布置电极，在另一个平面电阻元件的Y方向(垂直方向)的两侧也布置电极，以致通过沿两个方向测量阻值，能够识别位置。于是，必需的是平行电流在这些平面电阻元件中均匀流动，通过在相应的平面电阻元件的两个相对边缘附着平行电极，元件的大概外形局限于为方形或矩形。

另一方面，输入设备的所需控制区并不局限于矩形，通常被弄圆成圆形，椭圆形或卵形，当试图把圆形操作区布置在如上所述的方形或矩形数字化仪中时，存在在周围区域中出现浪费的空间，有效操作区减小，设备变得更难以使用的问题。

于是，可进行改变，其中作为基本按键的12-16个按键被布置在平面电阻元件所位于的区域上，所有其它按键被布置在电阻片上的周围空间上，同时在两个电阻片上设置触点。这种情况下，对于平面电阻元件来说，两个电阻片中的每一个必须具有2条导线，共计4条导线，但是，在进一步增加两个按键的情况下，在两个电阻片上都必须具有用于这两个按键的两条导线，共计另外的4条导线，从而，与数字化仪连接的导线的数目增加。当导线的数目增加时，不再能够使用在只具有4或5条导线的常规数字化仪中使用的常规控制器半导体，从而必须设计和生产新的控制器半导体。

在这种指尖输入设备中，使用执行器(actuator)，通过按压内盖簧，用户能够选择和进行具有点击感觉的输入，但是，存在当导线的数目增加时，执行器的优选操作受到阻碍的问题。

本发明的目的是提供一种能够增加按键，而不必增大导线的数目，同时不会影响执行器的操作的指尖触觉输入设备用数字化仪。

本发明的一种形式的指尖触觉输入设备用数字化仪包括：布置成彼此面对的两个电阻片；布置在两个电阻片的相对表面上的平面电阻元件；形成于两个电阻片的相对表面上的未布置平面电阻元件的位置的触点；分别附着在平面电阻元件的两个相对边缘、以致电流方向相互垂直的电极；和使触点和电极与外部元件连接的配线图案；其中

平面电阻元件经由中间结构彼此面对，以致在超过规定负荷的位置，它们处于导电状态，并形成配线图案，以致当至少一个触点导通电流时，获得与当平面电阻元件的四个角落之一或者沿四个边缘的任意指定位置处于导电状态时一样的电响应。

更具体地说，本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪包括两个电阻片，在电阻片之间的方形或矩形控制区中布置中间结构，以致在超过规定负荷的位置，电阻片处于导电状态。

在控制区，在相对一侧把大小与控制区相同或者更大的方形或矩形平面电阻元件附着在每个电阻片上。

在两个相对边缘，把两个电极附着在每个平面电阻元件上，以致电流方向相互垂直。

另外，在与控制区分隔开的指定位置，在每个电阻片上布置一个或多个按键，按键配线被布置成通过控制一个/多个按键，获得与当平面电阻元件的四个角落之一或者沿四个边缘的任意指定位置处于导通状态时一样的电响应。

本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的一个实施例包括：第一电阻片和第二电阻片，其中在被上边缘、右边缘下边缘和左边缘围绕的方形或矩形控制区中，在第一电阻片和第二电阻片之间设置中间结构，以致在超过规定负荷的位置，所述第一电阻片和第二电阻片处于导电状态；其中

在面对第二电阻片的一侧，在控制区把尺寸与控制区相同或者更大的方形或矩形第一平面电阻元件附着在第一电阻片上，在面对第一电阻片的一侧，在控制区把尺寸与控制区相同或者更大的方形或矩形第二平面电阻元件附着在第二电阻片上；

其中上边缘电极附着在第一平面电阻元件的上边缘，下边缘电极附着在第一平面电阻元件的下边缘，右边缘电极附着在第二平面电阻元件的右边缘，左边缘电极附着在第二平面电阻元件的左边缘；和

在与控制区分隔开的指定位置，在第一电阻片和第二电阻片上放置一个或多个开关，以及形成使电极和触点与外部元件连接的配线图案，以致通过控制一个/多个开关，获得与当平面电阻元件的四个角落之一或者沿四个边缘的任意指定位置处于导电状态时一样的电响应。

此外，中间结构是其中按不规则(patchy)形状或者说任意形状散布绝缘部分的结构，在绝缘部分之间的空间被往下按压的位置，第一平面电阻元件和第二平面电阻元件导电，或者更可取的是，中间结构是当以规定压力或者更高压力按压或触摸时导电的结构。

此外，开关包含右下开关和左上开关，可取的是

第一右下触点和第二右下触点分别在向右与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右下开关，第一右下触点与下边缘电极连接，第二右下触点与右边缘电极连接；和

第一左上触点和第二左上触点分别在向左与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而构成左上开关，第一左上触点与上边缘电极连接，第二左上触点与左边缘电极连接。

另一方面，按键还可包含右上开关和左上开关，可取的是

第一右上触点和第二右上触点分别在向右与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右上开关，第一右上触点与上边缘电极连接，第二右上触点与右边缘电极连接；和

第一左上触点和第二左上触点分别在向左与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而构成左上开关，第一左上触点与上边缘电极连接，第二左上触点与左边缘电极连接。

另一方面，按键还可包含右上开关、右下开关、左上开关和左下开关，可取的是

第一右上触点和第二右上触点分别在向右上方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右上开关，第一右上触点与上边缘电极连接，第二右上触点与右边缘电极连接；

第一右下触点和第二右下触点分别在向右下方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右下开关，第一右下触点与下边缘电极连接，第二右下触点与右边缘电极连接；

第一左上触点和第二左上触点分别在向左上方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而构成左上开关，第一左上触点与上边缘电极连接，第二左上触点与左边缘电极连接；和

第一左下触点和第二左下触点分别在向左下方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成左下开关，第一左下触点与下边缘电极连接，第二左下触点与左边缘电极连接。

另一方面，按键还可包含右上开关、右下开关、左上开关和左下开关，可取的是

第一右上触点和第二右上触点分别在向右上方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右上开关，第一右上触点与上边缘电极连接，第二右上触点与右边缘电极连接；

第一右下触点和第二右下触点分别在向右下方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右下开关，第一右下触点通过右电阻与第一右上触点连接，第二右下触点与右边缘电极连接；

第一左上触点和第二左上触点分别在向左上方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而构成左上开关，第一左上触点与上边缘电极连接，第二左上触点与左边缘电极连接；和

第一左下触点和第二左下触点分别在向左下方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成左下开关，第一左下触点通过左电阻与第一左上触点连接，第二左下触点与左边缘电极连接。

另一方面，按键还可包含右上开关、右方中间开关、右下开关、左上开关、左方中间开关和左下开关，可取的是

第一右上触点和第二右上触点分别在向右上方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右上开关，第一右上触点与上边缘电极连接，第二右上触点与右边缘电极连接；

第一右方中间触点和第二右方中间触点分别在向右方中间与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右方中间开关，第一右方中间触点通过右上电阻与第一右上触点连接，第二右方中间触点与右边缘电极连接；

第一右下触点和第二右下触点分别在向右下方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成右下开关，第一右下触点通过右下电阻与第一右方中间触点连接，第二右下触点与右边缘电极连接；

第一左上触点和第二左上触点分别在向左上方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而构成左上开关，第一左上触点与上边缘电极连接，第二左上触点与左边缘电极连接；

第一左方中间触点和第二左方中间触点分别在向左方中间与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成左方中间开关，第一左方中间触点通过左上电阻与第一左上触点连接，第二左方中间触点与左边缘电极连接；和

第一左下触点和第二左下触点分别在向左下方与控制区分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片和第二电阻片上，以致它们彼此面对，从而形成左下开关，第一左下触点通过左下电阻与左方中间触点连接，第二左下触点与左边缘电极连接。

此外，本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪最好还包括：长度方向的一端夹在第一电阻片的一部分和第二电阻片的一部分之间、并固定在第一电阻片的一部分和第二电阻片的一部分上的尾状部分；和设置在第一电阻片和第二电阻片的相应配线图案的每个终端及尾状部分的所述一端的两侧的所需数目的电极焊盘，彼此面对的电极焊盘相互电连接。

此外，尾状部分最好是柔性基板，其中尾状部分的与和第一电阻片及第二电阻片的连接区相邻或接近的一部分的宽度小于其它部分的宽度。

本发明的指尖触觉输入设备包含上面说明的任意指尖触觉输入设备用数字化仪以及顶面板，并输出与按压力度最大的位置和所操作按键相关的信息。

本发明的移动电话机，个人数字助理，个人计算机输入设备，家用电器，遥控器，游戏设备和医疗设备包含上面提及的指尖触觉输入设备，并显示与按压力度最大的位置和所操作按键相关的信息。

术语上、下、右和左用于阐明相对位置关系，由于旋转和对称而具有等同功能的任何技术包括在本发明中。此外，第一和第二电阻片上的电极、触点和配线的布局可被颠倒。

借助本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪，可以获得能够增加按键，而不增大导线的数目(就现有技术来说，导线的数目必须被增大)的显著效果，并且通过在常规使用的控制器半导体中使用在常规数字化仪中使用的相同配线，能够实现相同的位置检测处理。

此外，本发明也能够适用于公知的触摸面板，具有显示功能的开关等等。

附图说明

图1是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第一实施例的顶视图，表示了(a)顶面板，(b)第一电阻片，和(c)第二电阻片。

图2是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第二实施例的顶视图，表示了(a)顶面板，(b)第一电阻片，和(c)第二电阻片。

图3是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第三实施例的顶视图，表示了(a)顶面板，(b)第一电阻片，和(c)第二电阻片。

图4是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第四实施例的顶视图，表示了(a)顶面板，(b)第一电阻片，和(c)第二电阻片。

图5是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第五实施例的顶视图，表示了(a)顶面板，(b)第一电阻片，和(c)第二电阻片。

图6表示应用本发明的数字化仪的指尖触觉输入设备的实施例。

图7表示应用本发明的数字化仪的指尖触觉输入设备的实施例。

图8表示应用本发明的数字化仪的指尖触觉输入设备的实施例。

图9表示应用本发明的数字化仪的指尖触觉输入设备的实施例。

图10是其中本发明的数字化仪应用于的指尖触觉输入设备的实施例的情况的示图，表示了显示在小型电子设备的显示器上的按键排列，以及每个按键的识别位置。

图11表示图1中所示的第一实施例的例子，表示了(a)顶视图，(b)沿线A-A′的横截面图，和(c)沿线A-A′的横截面图，它包括沿线A-A″的截面。

图12表示本发明的第六实施例的例子，表示了(a)顶面板的顶视图，(b)第一电阻片的顶视图，(c)第二电阻片的顶视图，(d)作为与第二电阻片分离的元件的尾状部分，和(e)装配第一电阻片，第二电阻片和尾状部分的状态。

图13(a)表示图12中所示实施例的横截面图，图13(b)表示与图13(a)类似的另一横截面图，不过它部分包括电极焊盘的连接区的部分。

[附图标记]

1数字化仪

2执行器

3凸起部分

4内盖簧

5开关装置

10a，10b，10c，10d，10e第一电阻片

11控制区

11a上边缘电极

11b下边缘电极

20a，20b，20c，20d，20e第二电阻片

21控制区

21a右边缘电极

21b左边缘电极

30a，30b，30c，30d，30e顶面板

31右上开关(右开关)

31a右上电阻

31b第一右上触点

31c第二右上触点

32右方中间开关

32a右电阻

32b第一右方中间触点

32c第二右方中间触点

33右下开关(右开关)

33a右下电阻

33b第一右下触点

33c第二右下触点

34左上开关(左开关)

34a左上电阻

34b第一左上触点

34c第二左上触点

35左方中间开关

35a左电阻

35b第一左方中间电阻

35c第二左方中间电阻

36左下开关

36a左下电阻

36b第一左下触点

36c第二左下触点

37顶面突起

38，38a连接焊盘

39，39a连接焊盘

40尾状部分

40a较窄部分

40b，40c连接焊盘

41右上方按键(右按键)

42右方中间按键

43右下方按键(右按键)

44左上方按键(左按键)

45左方中间按键

46左下方按键

50外壳(上部外壳)

50b下部外壳

61开关板

具体实施方式

首先，说明应用本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的指尖触觉输入设备的概观。

图6-图9表示应用本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的指尖触觉输入设备的实施例。本实施例是其中指尖触觉输入设备被封装在外壳中的例子，不过，通过利用小型电子设备的机架等，也可直接把指尖触觉输入设备设置在小型电子设备中。

图6(a)是表示本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪(1)与指尖触觉输入设备的执行器(2)组合的状态的透视图。另外，图6(b)是表示形成于数字化仪(1)的电阻片(10)上的图案的类似透视图。图7是表示其中数字化仪(1)和执行器(2)连同内盖簧(4)和输入确认开关装置(5)一起被封装在外壳(50，50b)中的指尖触觉输入设备的例子的透视图。图8是表示图7中所示的指尖触觉输入设备的内部结构的横截面图，图9是其中在图8中所示的指尖触觉输入设备的表面上存在顶面板(30)的结构的横截面图。

本发明的该实施例包含上部外壳(50)，下部外壳(50b)，顶面板(30)，数字化仪(1)和执行器(2)。

在上部外壳(50)的上表面上围绕圆周方向形成法兰，同时在中心形成开口空间。此外，下部外壳(50b)构成底板，并安装在上部外壳(50)内。

一个内盖簧(4)位于下部外壳(50b)的上侧中心。在内盖簧(4)内形成开关结构(5)。内盖簧(4)的材料选自具有高耐久性和抗冲击性的材料，比如金属、树脂等。此外，开关结构(5)被构造成以致金属内盖簧(4)起一个触点的作用，同时一个或两个触点位于相对的位置，以致通过使内盖簧(4)变形，开关在非导通状态和导通状态之间转变。此外，通过在面对内盖簧(4)的结构上形成凸起部分或突出物(3)，能够获得非常合适的点击感觉。

如图6中所示，数字化仪(1)包含第一电阻片(10)和第二电阻片(20)，同时在第二电阻片(20)上形成尾状部分(40)，数字化仪(1)通过形成于尾状部分(40)上的配线与外部元件连接。这将在后面更详细地说明，不过，平面电阻元件(11c，21c)位于第一电阻片(10)和第二电阻片(20)的相对表面的中心部分中，沿第一电阻片(10)上的平面电阻元件的上下方向在两侧形成电极(11a，11b)。另一方面，沿第二电阻片(20)上的平面电阻元件的左右方向在两侧形成电极(21a，21b)。此外，在两个电阻片的一部分上酌情形成触点(31b-36b)和电阻(31a-36a)，同时在每个电阻片上形成相应的配线图案，以形成元件之间的连接。

平面电阻元件和配线图案被放置在第一电阻片(10)和第二电阻片(20)的相对表面上，以致它们彼此面对。除了平面电阻元件和触点(31b-36b，31c-36c)所处的部分之外，利用非导电粘合剂(70)把电阻片粘合在一起。此外，通过印刷等在平面电阻元件(11c，21c)之间形成由小圆点构成的中间结构(90)。于是，第一电阻片(10)上的触点(31b-36b)和第二电阻片(20)上的触点(31c-36c)处于自由状态，并且变得相互分离，以致它们是不导电的，但是，当被指尖等按下时，这两种触点开始相互接触，以致它们处于导电状态，开关接通。另外，由于中间结构(90)，平面电阻元件(11c，21c)也处于自由状态，以致它们彼此分离，变得不导电，但是当被指尖等按下时，在超过规定负荷的位置，使它们进入导电状态。

形成比在上部外壳(50)的顶面上的法兰的圆周小，并且位于由法兰形成的空间中的电阻片(10，20)。如图6(b)中所示，第二电阻片(20)的尾状部分(40)朝着外壳内底部贯穿形成于执行器(2)中的槽口部分，并朝着设备的外部贯穿形成于外壳中的槽口部分，尾状部分(40)在设备的外部与外部元件连接。

在本实施例中，电阻膜系统被用作数字化仪(1)，不过也可以使用压敏系统。即，通过使用压敏片而不是平面电阻元件，例如当处于自由状态时压敏片是不导电的，通过把压敏片按压到超过规定负荷的位置，可使压敏片进入导电状态。

当执行器(2)包含凸起部分(3)，所述凸起部分(3)具有这样的尺寸，以致在自由状态下，开关结构(5)处于不导电状态，当数字化仪(1)因受规定的或者更大的作用力按压而处于受压状态时，内盖簧(4)受压，使开关结构(52)进入导通状态。执行器(2)大于上部外壳(50)的法兰的内圆周，被固定到数字化仪(1)上，并且是刚性的。

图中未示出，不过，内盖簧(4)和开关结构(5)可被固定到执行器(2)上，而不是固定到下部外壳(50b)上。

如图9中所示，顶面板(30)被固定到上部外壳(50)的法兰上，致它覆盖上部外壳(50)的上表面。在顶面上，在指尖可在其中移动的区域内散布有多个表面突起(37)，所述多个表面突起(37)是可弯曲、可伸展和柔性的。这些表面突起(37)起位于平面电阻元件上的按键的作用。此外，当需要时，在形成表面突起(37)的区域的两侧布置独立的按键(41-46)。

对于任何部分或零件，可以使用公知的电子材料和电子零件。

可按照上述这些零件所应用于的个人数字助理或小型电子设备的尺寸、结构、用途而适当地改变它们的形状和尺寸，不过通过使上述每个零件的厚度均尽可能地小，能够获得更紧凑、更薄并且更轻便的结构。

更具体地说，获得一种极薄的指尖触觉输入设备，包括：直径34mm，厚度约0.2mm的硅或树脂膜顶面板(30)；直径27.6mm，厚度0.3mm的数字化仪(1)；直径31.6mm，厚度0.2mm的不锈钢执行器(2)；直径5mm，高度0.25mm的金属或树脂内盖簧(4)；从底板(50b)的表面到顶面板(30)的表面的总厚度为1.2mm。这种情况下，内盖簧(4)的行程长度为0.2mm或更小，而适于在该设备中使用的14键输入操作是可能的，并且能够获得良好的点击感觉。

下面参考附图说明指尖触觉输入设备中，本发明的用于指尖触觉输入设备的数字化仪。

图1是本发明的用于指尖触觉输入设备的数字化仪的第一实施例的顶视图。该数字化仪包含示于图1(b)中的第一电阻片(10a)，和示于图1(c)中的第二电阻片(20a)。为了表示与按键的关系，在图1(a)中还表示了顶面板(30a)作为参考。

按照从操作侧观察的状态，表示了顶面板(30a)，第一电阻片(10a)和第二电阻片(20a)，并且按照出现在第二电阻片(20a)上的配线图案位于图中前端的透明状态表示了顶面板(30a)，第一电阻片(10a)和第二电阻片(20a)，不过，出现在第一电阻片(10a)上的配线图案位于图1的后端。

此外，在图中所示的状态下，第一电阻片(10a)与第二电阻片(20a)重叠，同时方形连接焊盘(38，39)电连接在一起，数字化仪和放在第一电阻片(10a)上的顶面板(30a)一起使用。在后面说明的图2-图5中使用在图1中使用的相同方法。

本发明的用于指尖触觉输入设备的数字化仪包含第一电阻片(10a)和第二电阻片(20a)，为了在超过规定负荷的的位置使之处于导通状态，在被上边缘、右边缘、下边缘和左边缘围绕的方形或矩形控制区(11，21)中，在形成于第一电阻片(10a)和第二电阻片(20a)上的平面电阻元件(11c，21c)之间设置中间结构(90)。

第一电阻片(10a)可由诸如柔性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)之类的树脂构成，以致它能够被人的手指变形。第二电阻片(20a)可以与第一电阻片(10a)相同，或者可以是任何公知的电子材料或电子零件，比如PCB(印刷电路板)。

在相对或者说面对第二电阻片(20a)的一侧，在控制区(11)处或上方，把尺寸与控制区(11)相同或者更大的方形或矩形第一平面电阻元件(11c)附着在第一电阻片(10a)上，在相对或者说面对第一电阻片(10a)的一侧，在控制区(21)处或上方，把尺寸与第一平面电阻元件(11c)相同的方形或矩形第二平面电阻元件(21c)附着在第二电阻片(20a)上。此外，使第一平面电阻元件(11c)的上边缘与上边缘电极(11a)连接，使第一平面电阻元件(11c)的下边缘与下边缘电极(11b)连接，使第二平面电阻元件(21c)的右边缘与右边缘电极(21a)连接，使第二平面电阻元件(21c)的左边缘与左边缘电极(21b)连接。

中间结构(90)是其中按不规则形状或者说任意形状散布绝缘部分的结构，在绝缘部分之间的空间被往下按压的位置，第一平面电阻元件(11c)和第二平面电阻元件(21c)导通。

也可以把市场上销售的由于负荷而导通的压敏片用于平面电阻元件(11c，21c)或者中间结构(90)。

构成右开关(33)的第一右触点(33b)和第二右触点(33c)分别在向右与控制区(11，21)分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片(10a)和第二电阻片(20a)上，以致它们彼此面对，第一右触点(33b)与下边缘电极(11b)连接，第二右触点(33c)与右边缘电极(21a)连接。

构成左开关(34)的第一左触点(34b)和第二左触点(34c)分别在向左与控制区(11，21)分隔开的规定位置，被设置在第一电阻片(10a)和第二电阻片(20a)上，以致它们彼此面对，第一左触点(34b)与上边缘电极(11a)连接，第二左触点(34c)与左边缘电极(21b)连接。

通过重叠如上所述布线的本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪与包含表面突起(37)的顶面板(30a)，并使尾状部分(40)的配线与市场上销售的触摸面板控制器IC(例如，DMC Co.，LTD.，ModelTSC-10/IC)(图中未示出)，或者具有类似功能的控制器IC连接，形成指尖触觉输入设备。

就控制器IC来说，当右开关(33)处于导通状态时，这与当平面电阻元件(11c，21c)的右下角处于导通状态时一样，并且能够获得被识别为与控制区(11，21)分隔开的右下位置的信号输出。另一方面，当左开关(34)处于导通状态时，这与当平面电阻元件(11c，21c)的左上角处于导通状态时一样，能够获得被识别为与控制区(11，21)分隔开的左上位置的信号输出。这以布局的形式被显示在显示器上，以致它与实际的按键位置对应。

下面利用图1-图10更详细地对此进行说明。与顶面板(30a)上的表面突起(37)对应的按键位置被分配给控制区(11，21)中的每个规定位置。例如，数字键1～0(10个按键)，及“＊”和“#”键被分配给表面突起(37)。也可把12个字符的字母键分配给表面突起(37)。另一方面，′Backspace′键被分配给右开关(33)，′Enter′键被分配给左开关(34)。改变这些屏幕的处理由通过持续延长的时间按压′Backspace′键而执行的应用来实现。

在图10(a)和(b)中，表示了这些按键排列被显示在小型电子设备的显示器上的状态。例如，就移动电话机来说，电话号码输入模式是如图10(a)中所示的十键模式状态。在存在顶面板(30a)的情况下，当通过利用表面突起(37)作为向导，使指尖接触控制区内的左上侧，并且该位置对应于“1”键的位置时，IC在显示器上显示已选择“1”键的输入。之后，当用指尖更多地按压该位置时，如图9中所示，位于执行器(2)中心的凸起部分(3)用来自任何位置的压力按压内盖簧(4)，同时产生点击感觉，开关装置(5)导通，产生输入。

例如，当输入“Backspace”键，以便改变输入模式时，通过使用指尖触及顶面板(30a)上的右键(43)，控制器IC把该信号识别为平面电阻元件的右下角处于导通状态。更具体地说，在图10(c)中，控制器IC认为在与控制区分隔开的右下位置的区域中存在输入。由此，在图10(a)和(b)中，显示选择了“Backspace”键。这种状态下，通过进一步按压该区域，那么如上所述，产生该输入。

在图中所示的实施例中，平面电阻元件(11c，21c)大于控制区(11，21)，从而右开关(33)和左开关(34)被识别为在控制区(11，21)之外，应用中更容易清楚地区分。另一方面，在平面电阻元件(11c，21c)与控制区(11，21)一样大的情况下，右开关(33)和左开关(34)被识别为控制区(11，21)的角落，在这种情况下，通过在应用中进行适当的处理，同样能够使用这些按键。

图2是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第二实施例的顶视图，显示了第一电阻片(10b)和第二电阻片(20b)。类似地，还显示了顶面板(30b)。下面说明与图1中所示的实施例不同的部分。

在第一电阻片(10b)和第二电阻片(20b)上，存在向右与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成右开关(31)的第一右触点(31b)和第二右触点(31c)，第一右触点(31b)与上边缘电极(11a)连接，第二右触点(31c)与右侧电极(21a)连接。

在第一电阻片(10b)和第二电阻片(20b)上，存在向左与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成左开关(34)的第一左触点(34b)和第二左触点(34c)，第一左触点(34b)与上边缘电极(11a)连接，第二左触点(34c)与左侧电极(21b)连接。

就触摸控制器IC来说，当右开关(33)处于导通状态时，这与当平面电阻元件(11c，21c)的右上角处于导通状态时相同，并且能够获得被识别为与控制区(11，21)分离的右上位置的信号输出。另一方面，当左开关(34)处于导通状态时，这与当平面电阻元件(11c，21c)的左上角处于导通状态时相同，并且能够获得被识别为与控制区(11，21)分离的左上位置的信号。

图3是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第三实施例的顶视图，显示了第一电阻片(10c)和第二电阻片(20c)。类似地，还显示了顶面板(30c)。下面说明与图1中所示的实施例不同的部分。在本实施例中，存在两个右开关和两个左开关，同时提供与这四个开关对应的按键。

在第一电阻片(10c)和第二电阻片(20c)上，存在位于向右上方与控制区(11，21)分隔开的规定位置，并被布置成彼此相对，从而形成右上开关(31)的第一右上触点(31b)和第二右上触点(31c)，第一右上触点(31b)与上边缘电极(11a)连接，第二右上触点(31c)与右边缘电极(21a)连接。

在第一电阻片(10c)和第二电阻片(20c)上，存在位于向右下方与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成右下开关(33)的第一右下触点(33b)和第二右下触点(33c)，第一右下触点(33b)与下边缘电极(11b)连接，第二右下触点(33c)与右边缘电极(21a)连接。

在第一电阻片(10c)和第二电阻片(20c)上，存在位于向左上方与控制区(11，21)分隔开的规定位置，并被布置成彼此相对，从而形成左上开关(34)的第一左上触点(34b)和第二左上触点(34c)，第一左上触点(34b)与上边缘电极(11a)连接，第二左上触点(34c)与左边缘电极(21b)连接。

在第一电阻片(10c)和第二电阻片(20c)上，存在位于向左下方与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成左下开关(36)的第一左下触点(36b)和第二左下触点(36c)，第一左下触点(36b)与下边缘电极(11b)连接，第二左下触点(36c)与左边缘电极(21b)连接。

就触摸面板控制器IC来说，当右上开关(31)处于导通状态时，这与当平面电阻元件(11c，21c)的右上角处于导通状态时相同，能够获得被识别为与控制区(11，21)分离的右上位置的信号输出。另一方面，当右下开关(33)处于导通状态时，这与当平面电阻元件(11c，21c)的右下角处于导通状态时相同，能够获得被识别为与控制区(11，21)分离的右下位置的信号输出。类似地，对于左上开关(34)和左下开关(36)，能够获得被识别为与控制区(11，21)分离的左上位置和左下位置的信号。

图4是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第四实施例的顶视图，显示了第一电阻片(10d)和第二电阻片(20d)。类似地，显示了顶面板(30d)。下面说明与图1中所示实施倒不同的部分。在本实施例中，存在两个右开关和两个左开关，同时设置与这四个开关对应的按键。

在第一电阻片(10d)和第二电阻片(20d)上，存在位于向右上方与控制区(11，21)分隔开的规定位置，并被布置成彼此相对，从而形成右上开关(31)的第一右上触点(31b)和第二右上触点(31c)，第一右上触点(31b)与上边缘电极(11a)连接，第二右上触点(31c)与右边缘电极(21a)连接。

在第一电阻片(10d)和第二电阻片(20d)上，存在位于向右下方与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成右下开关(33)的第一右下触点(33b)和第二右下触点(33c)，第一右下触点(33b)通过右电阻(32a)与右上触点(31b)连接，第二右下触点(33c)与右边缘电极(21a)连接。

在第一电阻片(10d)和第二电阻片(20d)上，存在位于向左上方与控制区(11，21)分隔开的规定位置，并被布置成彼此相对，从而形成左上开关(34)的第一左上触点(34b)和第二左上触点(34c)，第一左上触点(34b)与上边缘电极(11a)连接，第二左上触点(34c)与左边缘电极(21b)连接。

在第一电阻片(10d)和第二电阻片(20d)上，存在位于向左下方与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成左下开关(36)的第一左下触点(36b)和第二左下触点(36c)，第一左下触点(36b)通过左电阻(35a)与第一左上触点(34b)连接，第二左下触点(36c)与左边缘电极(21b)连接。

特别地，通过使右电阻(32a)和左电阻(35a)的阻值与在上边缘电极(11a)和下边缘电极(11b)之间测量的第一平面电阻元件(11)的阻值匹配，从触摸面板控制器IC，能够获得其中右上开关(31)，右下开关(33)，左上开关(34)和左下开关(36)被识别成平面电阻元件的角落的信号输出。就上述IC来说，显示画面能够显示在显示器上对应于按键的任意位置。例如，不仅能够在显示器上在其它12个按键的两侧各排列2个按键，而且还可以把4个按键成一行地排列在12个按键的顶上。

图5是本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第五实施例的顶视图，显示了第一电阻片(10e)和第二电阻片(20e)。类似地，显示了顶面板(30e)。下面说明与图1中所示实施例不同的部分。在本实施例中，存在三个右开关和三个左开关，同时设置与这六个开关对应的按键。

在第一电阻片(10e)和第二电阻片(20e)上，存在位于向右上方与控制区(11，21)分隔开的规定位置，并被布置成彼此相对，从而形成右上开关(31)的第一右上触点(31b)和第二右上触点(31c)，第一右上触点(31b)与上边缘电极(11a)连接，第二右上触点(31c)与右边缘电极(21a)连接。

在第一电阻片(10e)和第二电阻片(20e)上，存在位于向右方中间与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成右方中间开关(32)的第一右方中间触点(32b)和第二右方中间触点(32c)，第一右方中间触点(32b)通过右上电阻(31a)与第一右上触点(31b)连接，第二右方中间触点(32c)与右边缘电极(21a)连接。

在第一电阻片(10e)和第二电阻片(20e)上，存在位于向右下方与控制区(11，21)分隔开的规定位置，并被布置成彼此相对，从而形成右下开关(33)的第一右下触点(33b)和第二右下触点(33c)，第一右下触点(33b)通过右下电阻(33a)与第一右方中间触点(32b)连接，第二右下触点(33c)与右边缘电极(21a)连接。

在第一电阻片(10e)和第二电阻片(20e)上，存在位于向左上方与控制区(11，21)分隔开的规定位置，并被布置成彼此相对，从而形成左上开关(34)的第一左上触点(34b)和第二左上触点(34c)，第一左上触点(34b)与上边缘电极(11a)连接，第二左上触点(34c)与左边缘电极(21b)连接。

在第一电阻片(10e)和第二电阻片(20e)上，存在位于向左方中间与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成左方中间开关(35)的第一左方中间触点(35b)和第二左方中间触点(35c)，第一左方中间触点(35b)通过左上电阻(34a)与第一左上触点(34b)连接，第二左方中间触点(35c)与左边缘电极(21b)连接。

在第一电阻片(10e)和第二电阻片(20e)上，存在位于向左下方与控制区(11，21)分隔开，并被布置成彼此相对，从而形成左下开关(36)的第一左下触点(36b)和第二左下触点(36c)，第一左下触点(36b)通过左下电阻(36a)与第一左方中间触点(35b)连接，第二左下触点(36c)与左边缘电极(21b)连接。

特别地，通过使右上电阻(31a)，右下电阻(33a)，左上电阻(34a)和左下电阻(36a)的阻值为在上边缘电极(11a)和下边缘电极(11b)之间测量的第一平面电阻元件(11)的阻值的一半，从触摸面板控制器IC，能够获得其中右上开关(31)，右下开关(33)，左上开关(34)和左下开关(36)被识别成平面电阻元件的角落；右方中间开关(32)被识别为在右上开关(31)和右下开关(33)之间，左方中间开关(35)被识别为在左上开关(34)和左下开关(36)之间的信号输出。

就上述IC来说，显示画面能够显示在显示器上对应于按键的任意位置。例如，不仅能够在显示器上在其它12个按键的两侧各排列3个按键，而且还可以把按键成两行地排列在12个按键的顶上，每一行3个按键。

图11表示示于图1中的本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的第一实施例的例子，其中图11(a)是其顶视图，图11(b)是其沿线A-A′的横截面图，图11(c)是其沿线A-A′的横截面图，它部分包括沿线A-A″的截面。在除形成控制区(11，21)、开关(33，34)和连接焊盘(38，39)的区域之外的部分，通过经由电阻材料(80)利用非导电粘合剂(70)，把第一电阻片(10a)和第二电阻片(20a)相互粘结。另外，平面电阻元件(11c，21c)被布置在第一和第二电阻片(10a，20a)的相对表面上的位置。平面电阻元件(11c，21c)的相对表面由作为印刷在第二平面电阻元件(21c)的相对表面上的中间结构的多个隔离物(90)隔开。

另外，图12表示本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的另一个实施例的例子，其中图12(a)表示其顶面板(30f)的顶视图，图12(b)表示其第一电阻片(10f)的顶视图，图12(c)表示其第二电阻片(20f)的顶视图，图12(d)表示其尾状部分(40)，尾状部分(40)与第二电阻片(20f)分离，图12(e)表示装配第一电阻片(10f)，第二电阻片(20f)和尾状部分(40)的状态。

在本实施例中，控制区(11，21)的垂直和水平尺寸都比其它实施例大。另外，不同于实施例，以与第二电阻片(20f)分离的元件的形式，形成尾状部分(40)。通过把尾状部分(40)的位于设备内侧的一端夹在一部分的第一电阻片(10f)和一部分的第二电阻片(20f)之间(在所述一部分的第一电阻片(10f)和一部分的第二电阻片(20f)，在第一和第二电阻片(10f，20f)的相对表面上形成配线图案的终端)，尾状部分(40)被附着到第一和第二电阻片(10f，20f)。在第一和第二电阻片(10f，20f)的相应配线图案的每个终端和尾状部分(40)的所述一端的两侧设置所需数目的电极焊盘(38a，39a，40b，40c)，并且使彼此面对的电极焊盘相互电连接。

最好尾状部分(40)是柔性基板，尾状部分(40)的与和第一及第二电阻片(10f，20f)的连接区相邻或接近的尾状部分(40a)收缩，宽度比其它部分窄，如图12(d)中所示。

图13(a)表示示于图12中的本发明的指尖触觉输入设备用数字化仪的实施例的横截面图，图13(b)是其类似于图13(a)的另一个横截面图，不过它部分包括形成电极焊盘(38a，39a，40b，40c)的连接区的部分。

实施例的设备能够高生产率、低成本地制造，并且它们具有持久性和柔韧性，这也在本发明的范围之内。