ポインティングデバイス用キーシート及びポインティングデバイス
【課題】磁力、大きさともにコンパクトな磁石を用いた薄型化が可能なポインティングデバイス用キーシートとポインティングデバイスの提供。
【解決手段】
基板Ｐの接点入力部と対向する押し子１４ｆと、該押し子１４ｆを中央とする外側位置でキートップ１５から離してベースシート１４に固定した磁石１１との間に、接点入力部に向かうキートップ１５の押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部１４ｄを設けた。そのため、ベースシート１４に磁石１１を備えながら、キートップ１５の押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。
【解決手段】
基板Ｐの接点入力部と対向する押し子１４ｆと、該押し子１４ｆを中央とする外側位置でキートップ１５から離してベースシート１４に固定した磁石１１との間に、接点入力部に向かうキートップ１５の押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部１４ｄを設けた。そのため、ベースシート１４に磁石１１を備えながら、キートップ１５の押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話機、ＰＤＡ、ゲームコントローラなど電子機器の操作装置として利用するポインティングデバイス、及び該ポインティングデバイス用キーシートに関し、特に、移動する磁石による磁束密度の変化を検出する磁気検出方式のポインティングデバイスとそのキーシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の操作装置とその入力方式が多様化する中で、傾倒や水平方向への変位といった磁石の「側方移動」による磁束密度の変化を磁気センサで検出し、これを入力信号として利用する磁気検知方式のポインティングデバイスが知られている。これらのポインティングデバイスは、押圧操作するキートップの中に磁石が一体化されて収納されており、キートップの操作によって磁石も移動し、基板に備えられた磁気センサによって磁石の移動量を検出するものである。
【特許文献１】特開２０００−２３５８２２号公報、図７
【特許文献２】特開２００４−６２４４７号公報、図１
【特許文献３】特開２００２−１５０９０４号公報、図４及び図５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような磁気検知方式のポインティングデバイスでは、磁石が移動するため、磁石と磁気センサとが接触しないように配置するための工夫がなされている。例えば、前記特許文献１や特許文献２では、磁気センサを基板の裏面に実装し、基板上でキートップが移動しても磁気センサと接触しない構造になっている。ところが、基板の裏面に磁気センサを設けたのでは、基板の表面に設けるよりも磁気センサと磁石との距離が離れるため強力な磁石を用いる必要がある。また、磁気センサの実装スペースを基板裏面に設ける必要があり、ポインティングデバイスの厚みが厚くなるという問題がある。
【０００４】
これに対し、前記特許文献３に記載された技術では、磁気センサを基板の表面に実装しており、磁気センサと磁石の距離は基板の裏面に実装するよりも短くなる。しかしながら、入力操作を行うキートップ内に磁石を設けていることから、それでもなお強力な磁石を用いる必要があり、磁石の厚さが厚いものとならざるを得ない。そのため、強力な磁場の発生による周辺部材への悪影響や、磁石の厚みでキートップの厚さを薄くできないという問題がある。
【０００５】
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。すなわち本発明の目的は、磁力、大きさともにできるだけコンパクトな磁石を用いるとともに、薄型化が可能なポインティングデバイスとポインティングデバイス用キーシートを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、上記目的を達成すべく本発明は、キートップと、操作面側となる表面に前記キートップが固着され、表面とは反対の裏面に該裏面と対向する基板の接点入力部を押込む押し子を有する支持部材と、押し子を中央として該押し子の側方位置の支持部材に固定する磁石と、を備えており、キートップを側方移動させると磁石が連動し、磁石の側方移動による磁束密度の変化を基板に設けた磁気センサで検出するポインティングデバイス用キーシートであって、磁石と押し子との間に、接点入力部に向かうキートップの押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部を設けたポインティングデバイス用キーシートを提供する。
【０００７】
磁石をキートップから離して支持部材に固定したため、例えば基板に配置する磁気センサと磁石との間隔を狭めることができる。そのため、この間隔が広い従来技術に比べて磁束密度が小さな磁石を適用することができ、ポインティングデバイスの大きさをコンパクトにすることができる。また、磁石を支持部材に固定したため、キートップの中に磁石を収納する従来技術に比べて磁石を備えるスペースを大きく取ることが可能となり、要求性能に応じた十分に大型の磁石を用いることもできる。
【０００８】
そして、磁石と押し子との間に、接点入力部に向かうキートップの押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部を設けたため、支持部材に磁石を設ける構造であっても、押込み操作時に磁石が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【０００９】
本発明は、弾性可撓部をゴム状弾性体で形成されているものとすることができる。ゴム状弾性体であれば、伸縮自在であり、キートップの押込み操作方向で弾性可撓部が伸びることでその変位を許容することができ、支持部材に設けられた磁石の配置に拘わらずキートップの押込み操作が可能となる。また、押込み操作を止めれば、ゴム状弾性体の復元力で元の状態に復帰する。
【００１０】
本発明は、弾性可撓部がキートップの側面から側方移動方向に突出する鍔部である。
【００１１】
弾性可撓部を鍔部としたため、例えば弾性可撓部を電子機器の筐体など他部材の内面側と係合すれば、支持部材から剥がれたキートップの電子機器からの脱落を防止できる。
【００１２】
そして弾性可撓部が鍔部であるため、キートップの側面に鍔部を有していても、押込み操作時に鍔部が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【００１３】
本発明は、鍔部をキートップとは別部材でなる樹脂フィルムにて形成することができる。例えば硬質材でなるキートップに別部材の樹脂フィルムでなる鍔部を組み合わせて構成できる。このように硬質のキートップにすると押込み荷重の緩衝がなくなり、キートップを押込み易くできる。そして鍔部が樹脂フィルムでなる弾性可撓部であるため、押込み操作時に鍔部が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となる。
【００１４】
また、弾性可撓部は、キートップの側方移動方向に沿う平板状とすることができる。弾性可撓部をキートップの側方移動方向に沿う平板状としたため、キートップの側方移動方向で変形しにくく、キートップの押込み操作方向で変形し易くすることができる。そのため、キートップの側方移動量と磁石の移動量が対応し、キートップの側方移動による入力信号が正確に得られる一方、キートップの押込み操作での押込み荷重が低いポインティングデバイス用キーシートとすることができる。
【００１５】
また本発明は、支持部材をゴム状弾性体でなるベースシートとし、該ベースシートに磁石を保持する収容凹部を設けてあり、弾性可撓部が該収容凹部を形成する側壁である。
【００１６】
支持部材をゴム状弾性体でなるベースシートとしたため、ベースシートが支持部材と弾性可撓部とを構成できる。このため弾性可撓部を別途用意する必要がなく部品点数を削減できる。
【００１７】
そして弾性可撓部が収容凹部を形成する側壁であるため、ベースシートに磁石を設ける構造であっても、押込み操作時に磁石が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。なお、弾性可撓部となる側壁は、その一部であっても、側壁の全部であっても良い。
【００１８】
より具体的には、収容凹部が、キートップの押込み方向における磁石の厚みよりも深さのある側壁を有するものとすることができる。収容凹部が、キートップの押込み方向における磁石の厚みよりも深さのある側壁を有するものとすれば、磁石の厚みを超える深さ部分の側壁を弾性可撓部とすることができ、かかる部分が潰れることなどにより、キートップの押込み操作方向での変位を許容することができる。
【００１９】
また、収容凹部の押し子側の側壁が、磁石と固着されずに、磁石と離間する方向で変形可能とされているものとすることができる。磁石を保持する収容凹部の押し子側の側壁が、磁石と固着されずに、磁石と離間する方向で変形可能としたため、かかる側壁が磁石を保持する形状から変形することでキートップの押込み操作方向での変位を許容することができる。
【００２０】
さらに、弾性可撓部は、キートップの押込み操作方向に伸びる筒状に形成されたものとすることもできる。弾性可撓部がキートップの押込み操作方向に伸びる筒状に形成されたものとすれば、キートップの側方移動方向での磁石の配置を狭めることができ、その方向でのポインティングデバイスの大きさをコンパクトにすることができる。また、弾性可撓部が筒状に形成されているため、キートップの側方移動方向での変形が生じにくく、キートップの押込み操作方向での変形が生じやすい。そのため、キートップの側方移動での移動量検出が正確である一方、キートップの押込み操作における押込み荷重を低くすることができる。
【００２１】
また本発明は、支持部材として、キートップに対してその側方移動方向に突出し、キートップを載置するキートップとは別部材でなる支持板を備え、弾性可撓部が該支持板である。
【００２２】
支持部材をキートップに対してその側方移動方向に突出した支持板としたため、磁石をキートップの側面より外側に固定できる。よって例えば基板に配置する磁気センサと磁石との間隔を狭めることができる。したがって両者間の間隔が広い従来技術に比べて磁束密度の小さい磁石を使用できる。
【００２３】
そして弾性可撓部が支持板であるため、支持板に磁石を設ける構造であっても、押込み操作時に磁石が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【００２４】
弾性可撓部が支持板の肉厚を貫通する貫通孔にて形成する舌片部である。支持板に、貫通孔にて形成する舌片部を設け、該舌片部を弾性可撓部とすれば、板状のままでは可撓性がない支持板であっても、舌片部を形成することによって、舌片部の根本を中心に舌片部が舌片部以外の部分に対して撓むことが可能となり、キートップの押込み操作ができるようになる。
【００２５】
環状の目隠し部材をキートップの外周面の側方に備えており、該目隠し部材はキートップの押込み操作方向でキートップが相対移動可能な挿通孔を有し、キートップの側方位置で支持部材又は磁石を外観上隠す遮蔽板である。キートップを側方移動させると、キートップとともに支持部材や磁石が側方移動する。このため例えばキートップを表出する筐体など他部材の透孔からキートップより基板側にある支持部材などが見えることがある。しかし前記本発明によれば、目隠し部材をキートップの外周面の側方すなわち支持部材や磁石などの表面側に被せているため、キートップを側方移動したときに目隠し部材が支持部材や磁石を覆っており外部からこれらを隠すことができる。
【００２６】
目隠し部材の内周はキートップの側面に固着しておらず、押込み操作方向で目隠し部材はキートップと相対移動するため、押込み操作時にキートップが目隠し部材によって拘束されることなくキートップの押込みが可能となる。よって確定入力などのスイッチ入力を行うことができ、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなくスイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【００２７】
磁石は、円環磁石として、また環状位置に配置する複数の磁石でなるものとして構成し、この場合、磁石の着磁方向を円環又は環状の内外方向として構成できる。磁石を円環磁石又は環状位置に配置する複数の磁石としたため、磁気センサに対する距離を縮めることができ、磁束密度の小さな磁石を適用することができる。また、キートップの３６０°側方移動の何れの方向移動に対しても正確にその移動量を検出することができる。
【００２８】
これらの磁石は、キートップの所定部位から等距離の環状位置に配置するため、キートップの初期位置を中心として、基板に対して水平な３６０°側方移動変位を等しく検出することができる。また、複数の磁気センサと磁石との距離を縮めることができ、磁束密度の小さな磁石を適用することが可能となる。なお、ここでキートップの所定位置とは、円形のキートップであれば通常その中心であるが、デザイン上対称図形とならないキートップを用いる場合もあることからキートップの中心である必要はない。すなわち、キートップを３６０°側方移動させる場合の何れの方向に対しても中心となる位置をいうものとする。
【００２９】
また、磁石の着磁方向を円環又は環状の内外方向として構成できる。磁石の着磁方向を円環又は環状の内外方向として構成したため、例えば円環磁石であれば内周側にＳ極、外周側にＮ極のように着磁させることができ、磁石の厚み方向、例えば上側にＳ極、下側にＮ極のように着磁したものと比較して外部に漏れる磁束密度を小さくでき温度特性も改善したものとすることができる。また、磁気センサの感磁方向を基板に対して水平方向とすることにより、磁石の移動に対する磁束の変化を大きく感知することができる。そして、ポインティングデバイスを薄型化できる。
【００３０】
さらに、本発明は上記キーシートと磁気センサとを備えるポインティングデバイスとすることができる。上記キーシートを備えたため、キートップの押込み操作が可能となり、磁石の側方移動に基づく変位量を検知するだけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイスとすることができる。
【００３１】
このポインティングデバイスは、磁石と磁気センサとが基板に平行な一平面内に位置するものとして構成することができる。磁石と磁気センサとを基板に平行な一平面内に配置したため、磁石と磁気センサとの距離を短くすることができる。また、磁石の着磁方向をキートップの側方移動方向とすることができる。そのため、磁束密度の小さい磁石を適用することができ、感度がそれほど優れているとはいえない磁気センサでも用いることができる。さらに、キートップの押込み方向に非常にコンパクトなポインティングデバイスとすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のポインティングデバイス用キーシートや、ポインティングデバイスは、磁束密度が小さな磁石でも、大型の磁石でも備えることもでき、選択する磁石の自由度が高いため、要求性能に応じた設計が可能である。特にキートップの押込み方向にコンパクトに設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。各実施形態の説明において、先行する実施形態と共通な材質や構造については重複説明を省略する。
【００３４】
第１実施形態〔図１〜図６〕： 本実施形態のポインティングデバイス１０は、図１で示した携帯電話機１において用いられ、図２で示すように、円環磁石１１を側方移動可能に保持するキーシート１２と、基板Ｐに実装された磁気センサ１３にて構成される。そして、このポインティングデバイス１０用のキーシート１２は、円環磁石１１を保持する「支持部材」としてのゴム状弾性体でなるベースシート１４と、そのベースシート１４に載置される略円形状の中央キートップ１５と、略円環形状の外周キートップ１６と、さらに、図１で示されるような５行３列に配列した小型キートップ１６ｂとを備えて構成されている。
【００３５】
中央キートップ１５や外周キートップ１６は、エラストマーやポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等の硬質樹脂、金属などからなり、略円柱形や略直方体形などの種々のデザインに応じた形状に形成されて、付加される操作荷重内では可撓性のない塊状となっている。これらの中央キートップ１５や外周キートップ１６は、それぞれ接着剤でなる接着層１７、接着層１８を介してベースシート１４に固着されている。小型キートップ１６ｂも同様に、硬質樹脂等で形成され、ベースシート１４に接着剤等で固着されている。
【００３６】
ベースシート１４は、シリコーンゴムやスチレン系熱可塑性エラストマーなどのゴム状弾性体でなり、中央キートップ１５と外周キートップ１６などを支持し、円環磁石１１を保持している。ベースシート１４をその機能や形状に基づいてさらに細分すると、中央キートップ１５を載置する部位となる中央キートップ載置部１４ａと、多段波状に屈曲形成されている伸縮部１４ｂと、円環磁石１１を保持する収容凹部１４ｃと、中央キートップ載置部１４ａと収容凹部１４ｃとの間に位置する弾性可撓部１４ｄと、外周キートップ１６を載置する部位となる外周キートップ載置部１４ｅと、中央キートップ載置部１４ａのから接点皿ばねＰｉに向かって突出し、基板Ｐの接点入力部と対向する押し子１４ｆとに区分することができる。押し子１４ｆの先端は摩擦係数の低減などの理由から、別途、樹脂などで被覆されていても良い。
【００３７】
円環磁石１１は、押し子１４ｆを中心とする外側位置、即ち、押し子ｆを中心とする中央キートップ１５の側方移動方向位置で、中央キートップ１５から離した位置にベースシート１４の収容凹部１４ｃ内に保持される。この円環磁石１１は、永久磁石の他、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウム−コバルト磁石、ネオジウム磁石などの粉体をバインダー樹脂に充填して金型成形してなるプラスチックマグネットを利用することができ、その着磁方向は、図３で示すように、外周側部分がＮ極に、内周側部分がＳ極になるようにすることが好ましい。これは、基板Ｐ上に置かれた磁気センサ１３に対して図２における横方向に円環磁石１１が位置するためであり、換言すれば、円環磁石１１と磁気センサ１３とが基板Ｐ上の一平面内に位置することにより実現可能となっている。
【００３８】
磁気センサ１３には、具体的にはホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ＩＣなどが用いられる。本実施形態においては、図２で示すように、円環磁石１１の外側でベースシート１４の伸縮部１４ｂの内側の基板Ｐ上に実装されている。
【００３９】
次に、ポインティングデバイス１０の作用・効果を説明する。
【００４０】
中央キートップ１５は、外周キートップ１６との間に形成された透孔１６ａの差し渡し幅の範囲内で、例えば図４で示す右側移動の他、中央キートップ１５が外周キートップ１６に向かう側方の３６０°全方向に側方移動可能であるとともに、図５で示すように、基板Ｐに向かう下方に押込み操作が可能である。
【００４１】
すなわち、ベースシート１４の伸縮部１４ｂは、外周キートップ１６と基板Ｐとの間にあって、中央キートップ１５の側方移動に合わせて伸縮可能となっているため、図４で示すように、中央キートップ１５を図中右へ側方移動させると、中央キートップ１５が近づく側（図面右側）の伸縮部１４ｂは屈曲し、中央キートップ１５が離れる側（図面左側）の伸縮部１４ｂは伸長するように変形する。これにより、中央キートップ載置部１４ａで支持された中央キートップ１５の側方移動が可能となる。側方移動させた中央キートップ１５の初期位置への復帰力も、主としてこの伸縮部１４ｂによって付与される。
【００４２】
一方、側方に対して垂直方向となる中央キートップ１５の押込み操作を行うと、図５で示すように、基板Ｐに接地された円環磁石１１は動かないものの、収容凹部１４ｃに保持される円環磁石１１と押し子１４ｆの間にあって、中央キートップ１５の側方移動面（中央キートップ１５が側方移動する軌跡が描く平面）に平行な平板状である弾性可撓部１４ｄが、中央キートップ１５の押込み操作に応じて伸長し、押込み操作方向で変位する。こうして押し子１４ｆが接点皿ばねＰｉを座屈させる。これによりクリック感が生じ、図外の接点入力部を導通させて確定入力などのスイッチ入力ができる。また、押込み方向の押圧を解けば、弾性可撓部１４ｄが収縮する復元力により中央キートップ１５がその初期位置に戻ることができる。
【００４３】
このように、中央キートップ１５の側方移動によって、円環磁石１１と磁気センサ１３との間隔が変化し、磁気センサ１３が磁束密度の変化を読取ることで水平方向位置を感知する。また、中央キートップ１５の押込み操作によって、接点皿ばねＰｉと接点入力部を導通させてスイッチ入力を可能とする。
【００４４】
キーシート１２に設けられた外周キートップ１６は、平面視で円環における上下左右の４方向位置で、押込み操作によって接点皿ばねＰｏを座屈させて方向入力が可能である。小型キートップ１６ｂもオンオフスイッチとして機能する。
【００４５】
ポインティングデバイス１０では、磁石を中央キートップ１５の内部に収容せずに、中央キートップ１５の外側、即ち中央キートップ１５から離したベースシート１４の収容凹部１４ｃに収容したため、磁気センサ１３との間隔を短くでき、またポインティングデバイス用キーシート１２の厚さを薄くすることができる。従来技術ではキートップに磁石を収容する構造としていたため、磁気センサと磁石とが縦方向に互いに位置し、磁石の着磁方向はキートップの厚み方向（上下方向）となり、キートップの厚み方向に厚い磁石とならざるを得なかった。これに対し本発明では、円環磁石１１の着磁方向は、図２で示すように、外周側部分がＮ極に、内周側部分がＳ極になるようにしているため、キートップの厚み方向、即ち、本実施形態では中央キートップ１５の厚み方向の厚さを薄くすることが可能となる。このように着磁方向が内外方向であることは、着磁方向が上下方向となる場合と比較して、外部に漏れる磁束密度を小さくでき、また、着磁方向が側方移動させる中央キートップ１５の移動方向とも合致するため、磁気センサ１３における磁束密度の検出精度も高めることができる。以上より、従来のポインティングデバイスと比較して用いる磁石の大きさ、磁気強度をより小さくすることが可能になる。また逆に、スペースが生まれるため、必要に応じて大きな磁石を用いることも可能となる。この結果、小型化・薄型化の要請が高い携帯電話機、ＰＤＡ等の携帯機器について好適に用いられ、表示画面のスクロールや座標入力など、多様な入力操作を高精度で実現できる。なお、円環磁石１１の代わりに、図６で示したように、環状位置に配置する複数の磁石１１ｂを設けるものとしても良い。
【００４６】
第２実施形態〔図７，図８〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス２０及びそれに用いられるキーシート２２を図７、図８で示す。第１実施形態での中央キートップ１５と異なり、本実施形態での中央キートップ２５は、塊状の硬質樹脂であり可撓性のないキートップ本体部２５ａからなるが、キートップ本体部２５ａとは別部材の樹脂フィルム２５ｃが、このキートップ本体部２５ａを覆い、キートップ本体部２５ａから鍔状に突き出す鍔部２５ｂを形成している。樹脂フィルム２５ｃはキートップ本体部２５ａとは別部材であるが、両者は２色成形などの方法で互いに隙間無く密に接合されている。また、「支持部材」としてのベースシート２４における収容凹部２４ｃは、円環磁石１１を基板Ｐ側から覆うように形成されている。さらに、ベースシート２４が中央キートップ２５や外周キートップ１６と融着によって固着されている。
【００４７】
また、本実施形態では、ゴム状弾性体でなるベースシート２４と樹脂フィルム２５ｃでなる鍔部２５ｂが積層して固着一体化して、中央キートップ載置部２４ａと円環磁石１１との間に弾性可撓部２９を形成している。しかし、樹脂フィルム２５ｃにも可撓性があるため、中央キートップ２５の押込み操作を可能としている。この樹脂フィルム２５ｃとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリカーボネートフィルム、ポリアクリル系フィルム、ポリカーボネートフィルムとポリブチレンテレフタレートフィルムの共重合体などを用いることができ、また、耐摩耗性があり低摩擦係数であるフッ素樹脂、ポリアミド樹脂等からなる樹脂フィルムを利用することができる。これらの樹脂フィルム２５ｃに中央キートップ２５を押し込めば撓む可撓性を持たせるためには、その膜厚を０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４８】
本実施形態では、収容凹部２４ｃの側壁２４ｇを円環磁石１１と接着しないでおくことができる。これにより、図８で示すように、中央キートップ２５の押込み操作によって、収容凹部２４ｃの側壁２４ｇも変形可能となっている。また、収容凹部２４ｃの底面が基板Ｐと接する構造となっているため、基板Ｐとの摩擦から収容凹部２４ｃを保護するため、基板Ｐと収容凹部２４ｃの接触面の少なくとも何れか一方に保護層などを設けて、摺動抵抗を減ずる工夫を施しても良い。
【００４９】
本実施形態のポインティングデバイス２０とそれに用いられるキーシート２２では、ベースシート２４に収容凹部２４ｃを設けて円環磁石１１を配置したため、中央キートップ２５の押込み方向でのキーシート２２の厚さを薄くすることが可能になる。また、弾性可撓部２９が樹脂フィルム２５ｃとベースシート２４との積層により形成されているため、中央キートップ２５の押込み操作が可能であるだけでなく、中央キートップ２５の側方移動操作時に弾性可撓部２９が撓みにくいという利点がある。そのため、中央キートップ２５の移動量を正確に得ることができるポインティングデバイス２０及びキーシート２２となる。
【００５０】
第３実施形態〔図９，図１０〕： 第２実施形態の変形例を、図９、図１０で示す。第２実施形態では、中央キートップ２５とベースシート２４との接着が融着によっていたのに対し、本実施形態におけるポインティングデバイス３０とそれに用いられるキーシート３２は、キートップ本体部３５ａとベースシート３４との間を接着剤３７により限定的に接着している点で相違している。また、押し子３４ｆは、その先端まですべてゴム状弾性体で形成している。このように、樹脂フィルム３５ｃの部分とベースシート３４とを接着しないこととすれば、中央キートップ３５の押込み操作によって、弾性可撓部３９のうち、樹脂フィルム３５ｃの部分が変形し易くなり押込み荷重を減ずることができる。
【００５１】
第４実施形態〔図１１〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス４０及びそれに用いられるキーシート４２を図１１に示す。本実施形態では、円環磁石１１が、中央キートップ４５の押込み方向で、中央キートップ４５の鍔部４５ｂに重なる位置に配置されている。すなわち、「支持部材」としてのベースシート４４の中央キートップ載置部４４ａは、鍔部４５ｂの裏面よりも小面積である。また、収容凹部４４ｃが基板Ｐとは接せず基板Ｐから浮いた位置に配置されている。
【００５２】
この実施形態では、ベースシート４４は、中央キートップ載置部４４ａから略垂直に折れ曲がり、収容凹部４４ｃを形成している。そして、収容凹部４４ｃを形成する側壁４４ｇは、中央キートップ４５の押込み方向における円環磁石１１の厚みｔ１よりも深さｔ２だけ深さのある側壁４４ｇとして形成され、円環磁石１１と接していない深さｔ２の部分が、中央キートップ４５の押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部４４ｄとなっている。そして、この弾性可撓部４４ｄは中央キートップ４５の押込み操作方向に伸びる円筒状となっている。
【００５３】
また、本実施形態において用いられる樹脂フィルム４５ｃは、第２実施形態におけるキーシート２２の樹脂フィルム２５ｃと同様に可撓性のある樹脂フィルムとすることも可能であるが、材質や膜厚を変更することにより、中央キートップ４５が受ける操作荷重内では可撓性のない樹脂フィルム４５ｃとすることもできる。すなわち、キートップ本体部４５ａと樹脂フィルム４５ｃとが一体となり、キートップ本体部４５ａと鍔部４５ｂを含めた全体として可撓性のない中央キートップ４５が形成されていても良い。
【００５４】
中央キートップ４５の押込み操作は、弾性可撓部４４ｄが潰れるように変形すること、および収容凹部４４ｃの底面が基板Ｐに接するまで移動することにより可能である。そのため、十分なクリック感を得ることができる。一方、中央キートップ４５の側方移動操作時においては、弾性可撓部４４ｄが円環磁石１１の内側側壁に沿って円筒状に形成されていることから、弾性可撓部４４ｄが容易には変形しない。そのため、中央キートップ４５の側方移動量に応じた正確な位置を把握することができる。
【００５５】
このように、本実施形態のポインティングデバイス４０及びそれに用いられるキーシート４２によれば、収容凹部４４ｃと中央キートップ４５との間に弾性可撓部４４ｄ、収容凹部４４ｃと基板Ｐとの間に間隙を設けたため、基板Ｐと中央キートップ４５との間に円環磁石１１が存在していても、中央キートップ４５の押込み操作が可能で、入力操作できないという不都合を回避することができる。また、収容凹部４４ｃを基板Ｐから離しているため、中央キートップ４５の側方移動時の摩擦抵抗を少なくすることができる。さらに、中央キートップ４５の押込み操作方向で中央キートップ４５と円環磁石１１の一部が重なる位置に配置されているため、幅方向におけるポインティングデバイス４０の大きさを小さくすることができる。
【００５６】
また、本実施形態のキーシート４２は、収容凹部４４ｃを形成する側壁４４ｇにも弾性可撓部４４ｄを設けたため、収容凹部４４ｃと基板Ｐとの間隔の設定に拘わらず、接点皿ばねＰｉを押込んで十分なクリック感を生じさせるキーシート４２とすることができる。
【００５７】
第５実施形態〔図１２〕： 第４実施形態の変形例である図１２で示すポインティングデバイス５０及びこれに用いられるキーシート５２は、収容凹部５４ｃが基板Ｐに接する構造とされている。そのため、第４実施形態における弾性可撓部４４ｄに比べて、収容凹部５４ｃと基板Ｐとの間の隙間分だけ弾性可撓部５４ｄの長さを長くすることができる。
【００５８】
本実施形態のポインティングデバイス５０及びこれを用いたキーシート５２によれば、第４実施形態におけるポインティングデバイス４０及びこれを用いたキーシート４２に比べて、円環磁石１１と磁気センサ１３との間隔を短くすることができる。
【００５９】
第６実施形態〔図１３，図１４〕： 第６実施形態のポインティングデバイス６０及びこれに用いられるキーシート６２では、図１３で示すように、「支持部材」としてのベースシート６４に設けた収容凹部６４ｃの側壁６４ｇうち、押し子６４ｆに近い内側側壁６４ｇが、円環磁石１１に対して固着されずに、磁石から離れる方向、すなわち、押し子６４ｆに向かう方向に変形可能とされている。図１４には、中央キートップ６５を押込み操作した場合を示すが、側壁６４ｇと中央キートップ載置部６４ａとを繋ぐ部分、及び側壁６４ｇとが共に弾性可撓部６９となっている。
【００６０】
本実施形態のポインティングデバイス６０及びこれを用いたキーシート６２によれば、中央キートップ６５と円環磁石１１とが極めて接近した状態に配置されても、中央キートップ６５の押込み操作が可能となる。
【００６１】
第７実施形態〔図１５〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス７０及びこれに用いられるキーシート７２を図１５で示す。本実施形態では、硬質樹脂製の中央キートップ７５とゴム状弾性体でなるベースシート７４との間に硬質樹脂または金属からなる平板状の支持板７３を設けている。支持板７３は、その平面図を図１６に示すが、支持板７３を略十字状に打ち抜いた貫通孔７３ａによって舌片状に形成された４枚の舌片部７３ｂを有する構造とされている。このような支持板７３及びベースシート７４が「支持部材」を構成している。
【００６２】
押し子７５ｆと一体に形成された中央キートップ７５は、その押し子７５ｆが支持板７３を貫いていることから、支持板７３の中央部分で、中央キートップ７５に接する部分がキートップ支持部７３ｃを形成している。また、押し子７５ｆは円形に形成された貫通孔７３ａの内周より太く形成されて支持板７３を貫いているため、中央キートップ７５の支持板７３からの抜止めに機能している。また、舌片部７３ｂは弾性可撓部７９を形成しており、中央キートップ７５の押込み方向に撓むことで中央キートップ７５の押込み操作を可能としている。さらに、ベースシート７４が支持板７３を下側から覆うことで、支持板７３と中央キートップ７５との隙間から塵や埃、水分がキーシート７２の内側に侵入することがないようにされている。
【００６３】
本実施形態のポインティングデバイス７０及びこれに用いられるキーシート７２は、硬質の支持板７３を設けたため、中央キートップ７５の側方移動の際に、弾性可撓部７９が側方移動方向で変形しにくい。そのため、中央キートップ７５の操作量が正確にポインティングデバイス５０の入力信号に反映される。一方、中央キートップ７５の押込み操作時には、ベースシート７４が伸長するとともに、支持板７３の舌片部７３ｂが押し込まれることにより、スイッチ入力が可能となる。また、押込み後の中央キートップ７５の元位置への復帰にあっては、押し子７５ｆが抜止めとしても機能し、中央キートップ７５がキーシート７２から抜け落ちることはない。
【００６４】
第８実施形態〔図１７〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス８０及びこれに用いられるキーシート８２は、第７実施形態のポインティングデバイス７０等の変形例であり、支持板８３の形状を変え、中央キートップ８５との固着方法を変えたものである。本実施形態における支持板８３は、図１８で示すように、中央キートップ８５と固着する中央キートップ載置部８３ｃが舌片部８３ｂとして形成されるように、その周囲に貫通孔８３ａが設けられている。そして、中央キートップ８５の裏面と、この中央キートップ載置部８３ｃが接着剤や融着によって接着、固定されている。
【００６５】
本実施形態のポインティングデバイス８０及びこれに用いられるキーシート８２は、弾性可撓部８９がゴム状弾性体でなるベースシート８４だけでなく、硬質樹脂又は金属からなる薄板状の支持板８３との積層において形成されているため、ゴム状弾性体だけから弾性可撓部が形成される場合に比較して、押込み荷重は大きくなるものの、側方移動における検出の正確性や、中央キートップ８５を支持する安定性が向上する。
【００６６】
第９実施形態〔図１９〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス９０及びこれに用いられるキーシート９２も、第７実施形態のポインティングデバイス７０等の変形例である。本実施形態では、ベースシート９４が支持板７３の端に連なる点で、支持板７３の全体を下から覆う第７実施形態とは異なる。また、ベースシート９４には、中央キートップ載置部が無い。このように支持板７３が「支持部材」を構成する。このポインティングデバイス９０及びこれに用いられるキーシート９２もコンパクトな構成とすることができる。
【００６７】
本実施形態の変形例として、中央キートップ９５と支持板７３の代わりに第８実施形態における中央キートップ８５と支持板８３を用いることもできる。
【００６８】
第１０実施形態〔図２０，図２１〕： 本実施形態におけるポインティングデバイス１００及びこれに用いられるキーシート１０２を図２０、図２１で示す。中央キートップ１０５の側面下端には側方に突出する環状の突起１０５ｂを形成している。さらに中央キートップ１０５の外周面の側方には、突起１０５ｂと係合する円環状のステンレスでなる「目隠し部材」としての目隠し板１０１が備えられ、円環磁石１１の操作面側に被さるように位置している。この目隠し板１０１は円環磁石１１との間に隙間を形成しつつその操作面側を覆っており、外径は円環磁石１１の外径とほぼ同等であり、内径は円環磁石１１より小さく中央キートップ１０５の外周面と目隠し板１０１の内周は固着されていない。また、「支持部材」としてのベースシート１０４に設けられる収容凹部１０４ｃは基板Ｐとは接せず基板Ｐから浮いた位置に配置されている。この収容凹部１０４ｃの内側側壁１０４ｇは、円環磁石１１に対して固着されずに円環磁石１１から離れる方向すなわち押し子１０４ｆに向かう方向に変形可能とされている。そして内側側壁１０４ｇの深さは円環磁石１１の厚みよりも浅く形成されている。
【００６９】
中央キートップ１０５を押込み操作した場合を図２１に示す。ベースシート１０４の内側側壁１０４ｇと中央キートップ載置部１０４ａとを繋ぐ部分、及び内側側壁１０４ｇとが共に弾性可撓部１０４ｄとなって変形し、中央キートップ１０５が押し込まれて中央キートップ１０５の突起１０５ｂと目隠し板１０１との間で隙間を形成している。
【００７０】
本実施形態のポインティングデバイス１００及びこれに用いられるキーシート１０２によれば、目隠し板１０１が円環磁石１１及びベースシート１０４の弾性可撓部１０４ｄを覆っているため、外周キートップ１６の透孔１６ａを通して円環磁石１１やベースシート１０４が視認されるのを防ぎ、隠すことができる。また中央キートップ１０５を押込み操作すると、目隠し板１０１の内周は中央キートップ１０５の外周面と相対移動するため、目隠し板１０１は変形しなくても中央キートップ１０５を押込み操作方向で拘束せず、中央キートップ１０５の押込みが可能となる。
【００７１】
第１１実施形態〔図２２〕： 第１０実施形態の変形例である図２２で示すポインティングデバイス１１０及びこれに用いられるキーシート１１２は、目隠し板１０１が円環磁石１１の操作面側に接着層１１７で固着されている。
【００７２】
本実施形態のポインティングデバイス１１０及びこれに用いられるキーシート１１２によれば、目隠し板１０１を円環磁石１１に固着したため、例えば剪断方向の力に対して割れやすいプラスチック製の円環磁石１１や薄い円環磁石１１などを目隠し板１０１によって補強できる。また、中央キートップ１１５の側方移動操作時には円環磁石１１が目隠し板１０１を介して中央キートップ１１５と連動する。目隠し板１０１は弾性可撓部に比べて変形しないため、弾性可撓部を介して連動するときより中央キートップ１１５の移動量を正確に得ることができる。さらにキーシート１１２と目隠し板１０１を一体で携帯電話機１に組み付けできる。
【００７３】
第１２実施形態〔図２３〕： 第１０実施形態の変形例である図２３で示すポインティングデバイス１２０及びこれに用いられるキーシート１２２は、収容凹部１２４ｃの内側側壁１２４ｇが中央キートップ載置部１２４ａより目隠し板１０１に向かって突出しており、その内側側壁１２４ｇの深さは円環磁石１１の厚さと同等に形成されている。
【００７４】
本実施形態のポインティングデバイス１２０及びこれに用いられるキーシート１２２によれば、中央キートップ１２５の側方移動操作時に中央キートップ１２５の突起１２５ｂと円環磁石１１との間に内側側壁１２４ｇがクッションのように介在し、突起１２５ｂと円環磁石１１の衝突を防止することができ、突起１２５ｂや磁石１１の割れを防止し、磁石１１の脱落を起こしにくくしている。
【００７５】
実施形態の変更例： 上記第１実施形態〜第１２実施形態については、以下のような変更もまた可能である。
【００７６】
図６で示した環状の複数の磁石１１ｂを用いることは、上記全ての実施形態において可能である。
【００７７】
各実施形態において、各キートップ１５，１６，１６ｂ等とベースシート１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４とは別部材としていたが、各キートップ１５，１６，１６ｂ等は、ベースシート１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４の形状を変形して設けた凸部を各キートップ１５，１６，１６ｂ等とするものであっても良い。即ち、キートップとベースシートとは同一部材として形成されていても良い。
【００７８】
基板ＰにＬＥＤ等の内部光源を設け、中央キートップ１５，２５，３５，４５，５５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５や外周キートップ１６をいわゆる照光式キートップとして、これらのキートップから照光させることができる。
【００７９】
以上の実施形態では、外周キートップ１６を周方向で分割して構成してもよい。また、外周キートップ１６や小型キートップ１６ｂを設けず、中央キートップ１５，２５，３５，４５，５５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５のみを有するポインティングデバイスとして構成することもできる。この場合、操作方向は３６０度全方向への又は特定方向への入力操作を可能なものとして構成し、それに応じて磁気センサ１３の数や配置を変更してもよい。
【００８０】
中央キートップ１５，２５，３５，４５，５５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５や外周キートップ１６には、文字や図形、記号などを表示する表示部や、所定の色調や模様を形成する着色部を設けたものとすることができる。
【００８１】
以上の実施形態では、磁気センサ１３を接点皿ばねＰｉと接点皿ばねＰｏとの間に配置する例を示したが、例えば、図３において、接点皿ばねＰｉを中心に４５度ずらした位置に、磁気センサ１３を移動することによって、接点皿ばねＰｏの間に磁気センサ１３を配置することができ、より小型化が可能となる。また、磁気センサ１３の配置は、基板Ｐの表面であることに限らず、その裏面に設けることもできる。また、磁気センサ１３と磁石との位置関係は、円環磁石１１を磁気センサ１３の外周側になるように配置することも可能である。
【００８２】
以上の実施形態では、キートップの押込み方向に垂直な３６０°方向に移動可能なポインティングデバイス１０，２０，３０，４０，５０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０としていたが、キートップの押込み方向に垂直な１方向、または２方向など、特定の方向にのみ移動可能なポインティングデバイスとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のポインティングデバイスが実装された携帯電話機の外観図。
【図２】第１実施形態によるポインティングデバイスであり、図１のＳＡ−ＳＡ線断面図。
【図３】円環磁石と、基板の磁気センサ及び接点皿ばねとの配置関係を模式的に示す平面図。
【図４】図２のポインティングデバイスの中央キートップを右方に移動させた時の断面図。
【図５】図２のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図６】複数の磁石と、基板の磁気センサ及び接点皿ばねとの配置関係を模式的に示す平面図。
【図７】第２実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図８】図７のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図９】第３実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１０】図８のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図１１】図１１（Ａ）は、第４実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＡ部分の拡大図。
【図１２】第５実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１３】第６実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１４】図１３のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図１５】第７実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１６】図１５で示す支持板の拡大平面図。
【図１７】第８実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１８】図１７で示す支持板の拡大平面図。
【図１９】第９実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図２０】第１０実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図２１】図２０のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだときの断面図。
【図２２】第１１実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図２３】第１２実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１ 携帯電話機
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０ ポインティングデバイス
１１ 円環磁石
１１ｂ 磁石
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２ キーシート
１３ 磁気センサ
１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４ ベースシート
１４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ，５４ａ，６４ａ，７４ａ，８４ａ，１０４ａ，１１４ａ，１２４ａ 中央キートップ載置部
１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ，４４ｂ，５４ｂ，６４ｂ，７４ｂ，８４ｂ，９４ｂ，１０４ｂ，１１４ｂ，１２４ｂ 伸縮部
１４ｃ，２４ｃ，３４ｃ，４４ｃ，５４ｃ，６４ｃ，７４ｃ，８４ｃ，９４ｃ，１０４ｃ，１１４ｃ，１２４ｃ 収容凹部
１４ｄ，４４ｄ，５４ｄ，１０４ｄ，１１４ｄ，１２４ｄ 弾性可撓部
１４ｅ，２４ｅ，３４ｅ，４４ｅ，５４ｅ，７４ｅ，８４ｅ，９４ｅ，１０４ｅ，１１４ｅ，１２４ｅ 外周キートップ載置部
１４ｆ，２４ｆ，３４ｆ，４４ｆ，５４ｆ，６４ｆ，７５ｆ，８４ｆ，９５ｆ，１０４ｆ，１１４ｆ，１２４ｆ 押し子
２４ｇ，４４ｇ，６４ｇ，１０４ｇ，１１４ｇ，１２４ｇ 収容凹部の側壁
１５，２５，３５，４５，５５，６５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５ 中央キートップ
２５ａ，３５ａ，４５ａ，５５ａ キートップ本体部
２５ｂ，３５ｂ，４５ｂ，５５ｂ 鍔部
２５ｃ，３５ｃ，４５ｃ，５５ｃ 樹脂フィルム
１０５ｂ，１１５ｂ，１２５ｂ 突起
１６ 外周キートップ
１６ａ 透孔
１６ｂ 小型キートップ
１７，３７，４７，１１７ 接着層
１８ 接着層
２９，３９，６９，７９，８９，９９ 弾性可撓部
７３，８３ 支持板
７３ａ，８３ａ 貫通孔
７３ｂ，８３ｂ 舌片部
７３ｃ，８３ｃ 中央キートップ支持部
１０１ 目隠し板
Ｐ 基板
Ｐｉ，Ｐｏ 接点皿ばね
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話機、ＰＤＡ、ゲームコントローラなど電子機器の操作装置として利用するポインティングデバイス、及び該ポインティングデバイス用キーシートに関し、特に、移動する磁石による磁束密度の変化を検出する磁気検出方式のポインティングデバイスとそのキーシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の操作装置とその入力方式が多様化する中で、傾倒や水平方向への変位といった磁石の「側方移動」による磁束密度の変化を磁気センサで検出し、これを入力信号として利用する磁気検知方式のポインティングデバイスが知られている。これらのポインティングデバイスは、押圧操作するキートップの中に磁石が一体化されて収納されており、キートップの操作によって磁石も移動し、基板に備えられた磁気センサによって磁石の移動量を検出するものである。
【特許文献１】特開２０００−２３５８２２号公報、図７
【特許文献２】特開２００４−６２４４７号公報、図１
【特許文献３】特開２００２−１５０９０４号公報、図４及び図５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような磁気検知方式のポインティングデバイスでは、磁石が移動するため、磁石と磁気センサとが接触しないように配置するための工夫がなされている。例えば、前記特許文献１や特許文献２では、磁気センサを基板の裏面に実装し、基板上でキートップが移動しても磁気センサと接触しない構造になっている。ところが、基板の裏面に磁気センサを設けたのでは、基板の表面に設けるよりも磁気センサと磁石との距離が離れるため強力な磁石を用いる必要がある。また、磁気センサの実装スペースを基板裏面に設ける必要があり、ポインティングデバイスの厚みが厚くなるという問題がある。
【０００４】
これに対し、前記特許文献３に記載された技術では、磁気センサを基板の表面に実装しており、磁気センサと磁石の距離は基板の裏面に実装するよりも短くなる。しかしながら、入力操作を行うキートップ内に磁石を設けていることから、それでもなお強力な磁石を用いる必要があり、磁石の厚さが厚いものとならざるを得ない。そのため、強力な磁場の発生による周辺部材への悪影響や、磁石の厚みでキートップの厚さを薄くできないという問題がある。
【０００５】
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。すなわち本発明の目的は、磁力、大きさともにできるだけコンパクトな磁石を用いるとともに、薄型化が可能なポインティングデバイスとポインティングデバイス用キーシートを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、上記目的を達成すべく本発明は、キートップと、操作面側となる表面に前記キートップが固着され、表面とは反対の裏面に該裏面と対向する基板の接点入力部を押込む押し子を有する支持部材と、押し子を中央として該押し子の側方位置の支持部材に固定する磁石と、を備えており、キートップを側方移動させると磁石が連動し、磁石の側方移動による磁束密度の変化を基板に設けた磁気センサで検出するポインティングデバイス用キーシートであって、磁石と押し子との間に、接点入力部に向かうキートップの押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部を設けたポインティングデバイス用キーシートを提供する。
【０００７】
磁石をキートップから離して支持部材に固定したため、例えば基板に配置する磁気センサと磁石との間隔を狭めることができる。そのため、この間隔が広い従来技術に比べて磁束密度が小さな磁石を適用することができ、ポインティングデバイスの大きさをコンパクトにすることができる。また、磁石を支持部材に固定したため、キートップの中に磁石を収納する従来技術に比べて磁石を備えるスペースを大きく取ることが可能となり、要求性能に応じた十分に大型の磁石を用いることもできる。
【０００８】
そして、磁石と押し子との間に、接点入力部に向かうキートップの押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部を設けたため、支持部材に磁石を設ける構造であっても、押込み操作時に磁石が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【０００９】
本発明は、弾性可撓部をゴム状弾性体で形成されているものとすることができる。ゴム状弾性体であれば、伸縮自在であり、キートップの押込み操作方向で弾性可撓部が伸びることでその変位を許容することができ、支持部材に設けられた磁石の配置に拘わらずキートップの押込み操作が可能となる。また、押込み操作を止めれば、ゴム状弾性体の復元力で元の状態に復帰する。
【００１０】
本発明は、弾性可撓部がキートップの側面から側方移動方向に突出する鍔部である。
【００１１】
弾性可撓部を鍔部としたため、例えば弾性可撓部を電子機器の筐体など他部材の内面側と係合すれば、支持部材から剥がれたキートップの電子機器からの脱落を防止できる。
【００１２】
そして弾性可撓部が鍔部であるため、キートップの側面に鍔部を有していても、押込み操作時に鍔部が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【００１３】
本発明は、鍔部をキートップとは別部材でなる樹脂フィルムにて形成することができる。例えば硬質材でなるキートップに別部材の樹脂フィルムでなる鍔部を組み合わせて構成できる。このように硬質のキートップにすると押込み荷重の緩衝がなくなり、キートップを押込み易くできる。そして鍔部が樹脂フィルムでなる弾性可撓部であるため、押込み操作時に鍔部が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となる。
【００１４】
また、弾性可撓部は、キートップの側方移動方向に沿う平板状とすることができる。弾性可撓部をキートップの側方移動方向に沿う平板状としたため、キートップの側方移動方向で変形しにくく、キートップの押込み操作方向で変形し易くすることができる。そのため、キートップの側方移動量と磁石の移動量が対応し、キートップの側方移動による入力信号が正確に得られる一方、キートップの押込み操作での押込み荷重が低いポインティングデバイス用キーシートとすることができる。
【００１５】
また本発明は、支持部材をゴム状弾性体でなるベースシートとし、該ベースシートに磁石を保持する収容凹部を設けてあり、弾性可撓部が該収容凹部を形成する側壁である。
【００１６】
支持部材をゴム状弾性体でなるベースシートとしたため、ベースシートが支持部材と弾性可撓部とを構成できる。このため弾性可撓部を別途用意する必要がなく部品点数を削減できる。
【００１７】
そして弾性可撓部が収容凹部を形成する側壁であるため、ベースシートに磁石を設ける構造であっても、押込み操作時に磁石が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。なお、弾性可撓部となる側壁は、その一部であっても、側壁の全部であっても良い。
【００１８】
より具体的には、収容凹部が、キートップの押込み方向における磁石の厚みよりも深さのある側壁を有するものとすることができる。収容凹部が、キートップの押込み方向における磁石の厚みよりも深さのある側壁を有するものとすれば、磁石の厚みを超える深さ部分の側壁を弾性可撓部とすることができ、かかる部分が潰れることなどにより、キートップの押込み操作方向での変位を許容することができる。
【００１９】
また、収容凹部の押し子側の側壁が、磁石と固着されずに、磁石と離間する方向で変形可能とされているものとすることができる。磁石を保持する収容凹部の押し子側の側壁が、磁石と固着されずに、磁石と離間する方向で変形可能としたため、かかる側壁が磁石を保持する形状から変形することでキートップの押込み操作方向での変位を許容することができる。
【００２０】
さらに、弾性可撓部は、キートップの押込み操作方向に伸びる筒状に形成されたものとすることもできる。弾性可撓部がキートップの押込み操作方向に伸びる筒状に形成されたものとすれば、キートップの側方移動方向での磁石の配置を狭めることができ、その方向でのポインティングデバイスの大きさをコンパクトにすることができる。また、弾性可撓部が筒状に形成されているため、キートップの側方移動方向での変形が生じにくく、キートップの押込み操作方向での変形が生じやすい。そのため、キートップの側方移動での移動量検出が正確である一方、キートップの押込み操作における押込み荷重を低くすることができる。
【００２１】
また本発明は、支持部材として、キートップに対してその側方移動方向に突出し、キートップを載置するキートップとは別部材でなる支持板を備え、弾性可撓部が該支持板である。
【００２２】
支持部材をキートップに対してその側方移動方向に突出した支持板としたため、磁石をキートップの側面より外側に固定できる。よって例えば基板に配置する磁気センサと磁石との間隔を狭めることができる。したがって両者間の間隔が広い従来技術に比べて磁束密度の小さい磁石を使用できる。
【００２３】
そして弾性可撓部が支持板であるため、支持板に磁石を設ける構造であっても、押込み操作時に磁石が邪魔にならない。よってキートップの押込み操作が可能となり、確定入力などのスイッチ入力を行うことができる。そのため、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【００２４】
弾性可撓部が支持板の肉厚を貫通する貫通孔にて形成する舌片部である。支持板に、貫通孔にて形成する舌片部を設け、該舌片部を弾性可撓部とすれば、板状のままでは可撓性がない支持板であっても、舌片部を形成することによって、舌片部の根本を中心に舌片部が舌片部以外の部分に対して撓むことが可能となり、キートップの押込み操作ができるようになる。
【００２５】
環状の目隠し部材をキートップの外周面の側方に備えており、該目隠し部材はキートップの押込み操作方向でキートップが相対移動可能な挿通孔を有し、キートップの側方位置で支持部材又は磁石を外観上隠す遮蔽板である。キートップを側方移動させると、キートップとともに支持部材や磁石が側方移動する。このため例えばキートップを表出する筐体など他部材の透孔からキートップより基板側にある支持部材などが見えることがある。しかし前記本発明によれば、目隠し部材をキートップの外周面の側方すなわち支持部材や磁石などの表面側に被せているため、キートップを側方移動したときに目隠し部材が支持部材や磁石を覆っており外部からこれらを隠すことができる。
【００２６】
目隠し部材の内周はキートップの側面に固着しておらず、押込み操作方向で目隠し部材はキートップと相対移動するため、押込み操作時にキートップが目隠し部材によって拘束されることなくキートップの押込みが可能となる。よって確定入力などのスイッチ入力を行うことができ、側方移動方向による位置情報の獲得だけでなくスイッチ入力可能なポインティングデバイス用キーシートが得られる。
【００２７】
磁石は、円環磁石として、また環状位置に配置する複数の磁石でなるものとして構成し、この場合、磁石の着磁方向を円環又は環状の内外方向として構成できる。磁石を円環磁石又は環状位置に配置する複数の磁石としたため、磁気センサに対する距離を縮めることができ、磁束密度の小さな磁石を適用することができる。また、キートップの３６０°側方移動の何れの方向移動に対しても正確にその移動量を検出することができる。
【００２８】
これらの磁石は、キートップの所定部位から等距離の環状位置に配置するため、キートップの初期位置を中心として、基板に対して水平な３６０°側方移動変位を等しく検出することができる。また、複数の磁気センサと磁石との距離を縮めることができ、磁束密度の小さな磁石を適用することが可能となる。なお、ここでキートップの所定位置とは、円形のキートップであれば通常その中心であるが、デザイン上対称図形とならないキートップを用いる場合もあることからキートップの中心である必要はない。すなわち、キートップを３６０°側方移動させる場合の何れの方向に対しても中心となる位置をいうものとする。
【００２９】
また、磁石の着磁方向を円環又は環状の内外方向として構成できる。磁石の着磁方向を円環又は環状の内外方向として構成したため、例えば円環磁石であれば内周側にＳ極、外周側にＮ極のように着磁させることができ、磁石の厚み方向、例えば上側にＳ極、下側にＮ極のように着磁したものと比較して外部に漏れる磁束密度を小さくでき温度特性も改善したものとすることができる。また、磁気センサの感磁方向を基板に対して水平方向とすることにより、磁石の移動に対する磁束の変化を大きく感知することができる。そして、ポインティングデバイスを薄型化できる。
【００３０】
さらに、本発明は上記キーシートと磁気センサとを備えるポインティングデバイスとすることができる。上記キーシートを備えたため、キートップの押込み操作が可能となり、磁石の側方移動に基づく変位量を検知するだけでなく、スイッチ入力可能なポインティングデバイスとすることができる。
【００３１】
このポインティングデバイスは、磁石と磁気センサとが基板に平行な一平面内に位置するものとして構成することができる。磁石と磁気センサとを基板に平行な一平面内に配置したため、磁石と磁気センサとの距離を短くすることができる。また、磁石の着磁方向をキートップの側方移動方向とすることができる。そのため、磁束密度の小さい磁石を適用することができ、感度がそれほど優れているとはいえない磁気センサでも用いることができる。さらに、キートップの押込み方向に非常にコンパクトなポインティングデバイスとすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のポインティングデバイス用キーシートや、ポインティングデバイスは、磁束密度が小さな磁石でも、大型の磁石でも備えることもでき、選択する磁石の自由度が高いため、要求性能に応じた設計が可能である。特にキートップの押込み方向にコンパクトに設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。各実施形態の説明において、先行する実施形態と共通な材質や構造については重複説明を省略する。
【００３４】
第１実施形態〔図１〜図６〕： 本実施形態のポインティングデバイス１０は、図１で示した携帯電話機１において用いられ、図２で示すように、円環磁石１１を側方移動可能に保持するキーシート１２と、基板Ｐに実装された磁気センサ１３にて構成される。そして、このポインティングデバイス１０用のキーシート１２は、円環磁石１１を保持する「支持部材」としてのゴム状弾性体でなるベースシート１４と、そのベースシート１４に載置される略円形状の中央キートップ１５と、略円環形状の外周キートップ１６と、さらに、図１で示されるような５行３列に配列した小型キートップ１６ｂとを備えて構成されている。
【００３５】
中央キートップ１５や外周キートップ１６は、エラストマーやポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等の硬質樹脂、金属などからなり、略円柱形や略直方体形などの種々のデザインに応じた形状に形成されて、付加される操作荷重内では可撓性のない塊状となっている。これらの中央キートップ１５や外周キートップ１６は、それぞれ接着剤でなる接着層１７、接着層１８を介してベースシート１４に固着されている。小型キートップ１６ｂも同様に、硬質樹脂等で形成され、ベースシート１４に接着剤等で固着されている。
【００３６】
ベースシート１４は、シリコーンゴムやスチレン系熱可塑性エラストマーなどのゴム状弾性体でなり、中央キートップ１５と外周キートップ１６などを支持し、円環磁石１１を保持している。ベースシート１４をその機能や形状に基づいてさらに細分すると、中央キートップ１５を載置する部位となる中央キートップ載置部１４ａと、多段波状に屈曲形成されている伸縮部１４ｂと、円環磁石１１を保持する収容凹部１４ｃと、中央キートップ載置部１４ａと収容凹部１４ｃとの間に位置する弾性可撓部１４ｄと、外周キートップ１６を載置する部位となる外周キートップ載置部１４ｅと、中央キートップ載置部１４ａのから接点皿ばねＰｉに向かって突出し、基板Ｐの接点入力部と対向する押し子１４ｆとに区分することができる。押し子１４ｆの先端は摩擦係数の低減などの理由から、別途、樹脂などで被覆されていても良い。
【００３７】
円環磁石１１は、押し子１４ｆを中心とする外側位置、即ち、押し子ｆを中心とする中央キートップ１５の側方移動方向位置で、中央キートップ１５から離した位置にベースシート１４の収容凹部１４ｃ内に保持される。この円環磁石１１は、永久磁石の他、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウム−コバルト磁石、ネオジウム磁石などの粉体をバインダー樹脂に充填して金型成形してなるプラスチックマグネットを利用することができ、その着磁方向は、図３で示すように、外周側部分がＮ極に、内周側部分がＳ極になるようにすることが好ましい。これは、基板Ｐ上に置かれた磁気センサ１３に対して図２における横方向に円環磁石１１が位置するためであり、換言すれば、円環磁石１１と磁気センサ１３とが基板Ｐ上の一平面内に位置することにより実現可能となっている。
【００３８】
磁気センサ１３には、具体的にはホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ＩＣなどが用いられる。本実施形態においては、図２で示すように、円環磁石１１の外側でベースシート１４の伸縮部１４ｂの内側の基板Ｐ上に実装されている。
【００３９】
次に、ポインティングデバイス１０の作用・効果を説明する。
【００４０】
中央キートップ１５は、外周キートップ１６との間に形成された透孔１６ａの差し渡し幅の範囲内で、例えば図４で示す右側移動の他、中央キートップ１５が外周キートップ１６に向かう側方の３６０°全方向に側方移動可能であるとともに、図５で示すように、基板Ｐに向かう下方に押込み操作が可能である。
【００４１】
すなわち、ベースシート１４の伸縮部１４ｂは、外周キートップ１６と基板Ｐとの間にあって、中央キートップ１５の側方移動に合わせて伸縮可能となっているため、図４で示すように、中央キートップ１５を図中右へ側方移動させると、中央キートップ１５が近づく側（図面右側）の伸縮部１４ｂは屈曲し、中央キートップ１５が離れる側（図面左側）の伸縮部１４ｂは伸長するように変形する。これにより、中央キートップ載置部１４ａで支持された中央キートップ１５の側方移動が可能となる。側方移動させた中央キートップ１５の初期位置への復帰力も、主としてこの伸縮部１４ｂによって付与される。
【００４２】
一方、側方に対して垂直方向となる中央キートップ１５の押込み操作を行うと、図５で示すように、基板Ｐに接地された円環磁石１１は動かないものの、収容凹部１４ｃに保持される円環磁石１１と押し子１４ｆの間にあって、中央キートップ１５の側方移動面（中央キートップ１５が側方移動する軌跡が描く平面）に平行な平板状である弾性可撓部１４ｄが、中央キートップ１５の押込み操作に応じて伸長し、押込み操作方向で変位する。こうして押し子１４ｆが接点皿ばねＰｉを座屈させる。これによりクリック感が生じ、図外の接点入力部を導通させて確定入力などのスイッチ入力ができる。また、押込み方向の押圧を解けば、弾性可撓部１４ｄが収縮する復元力により中央キートップ１５がその初期位置に戻ることができる。
【００４３】
このように、中央キートップ１５の側方移動によって、円環磁石１１と磁気センサ１３との間隔が変化し、磁気センサ１３が磁束密度の変化を読取ることで水平方向位置を感知する。また、中央キートップ１５の押込み操作によって、接点皿ばねＰｉと接点入力部を導通させてスイッチ入力を可能とする。
【００４４】
キーシート１２に設けられた外周キートップ１６は、平面視で円環における上下左右の４方向位置で、押込み操作によって接点皿ばねＰｏを座屈させて方向入力が可能である。小型キートップ１６ｂもオンオフスイッチとして機能する。
【００４５】
ポインティングデバイス１０では、磁石を中央キートップ１５の内部に収容せずに、中央キートップ１５の外側、即ち中央キートップ１５から離したベースシート１４の収容凹部１４ｃに収容したため、磁気センサ１３との間隔を短くでき、またポインティングデバイス用キーシート１２の厚さを薄くすることができる。従来技術ではキートップに磁石を収容する構造としていたため、磁気センサと磁石とが縦方向に互いに位置し、磁石の着磁方向はキートップの厚み方向（上下方向）となり、キートップの厚み方向に厚い磁石とならざるを得なかった。これに対し本発明では、円環磁石１１の着磁方向は、図２で示すように、外周側部分がＮ極に、内周側部分がＳ極になるようにしているため、キートップの厚み方向、即ち、本実施形態では中央キートップ１５の厚み方向の厚さを薄くすることが可能となる。このように着磁方向が内外方向であることは、着磁方向が上下方向となる場合と比較して、外部に漏れる磁束密度を小さくでき、また、着磁方向が側方移動させる中央キートップ１５の移動方向とも合致するため、磁気センサ１３における磁束密度の検出精度も高めることができる。以上より、従来のポインティングデバイスと比較して用いる磁石の大きさ、磁気強度をより小さくすることが可能になる。また逆に、スペースが生まれるため、必要に応じて大きな磁石を用いることも可能となる。この結果、小型化・薄型化の要請が高い携帯電話機、ＰＤＡ等の携帯機器について好適に用いられ、表示画面のスクロールや座標入力など、多様な入力操作を高精度で実現できる。なお、円環磁石１１の代わりに、図６で示したように、環状位置に配置する複数の磁石１１ｂを設けるものとしても良い。
【００４６】
第２実施形態〔図７，図８〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス２０及びそれに用いられるキーシート２２を図７、図８で示す。第１実施形態での中央キートップ１５と異なり、本実施形態での中央キートップ２５は、塊状の硬質樹脂であり可撓性のないキートップ本体部２５ａからなるが、キートップ本体部２５ａとは別部材の樹脂フィルム２５ｃが、このキートップ本体部２５ａを覆い、キートップ本体部２５ａから鍔状に突き出す鍔部２５ｂを形成している。樹脂フィルム２５ｃはキートップ本体部２５ａとは別部材であるが、両者は２色成形などの方法で互いに隙間無く密に接合されている。また、「支持部材」としてのベースシート２４における収容凹部２４ｃは、円環磁石１１を基板Ｐ側から覆うように形成されている。さらに、ベースシート２４が中央キートップ２５や外周キートップ１６と融着によって固着されている。
【００４７】
また、本実施形態では、ゴム状弾性体でなるベースシート２４と樹脂フィルム２５ｃでなる鍔部２５ｂが積層して固着一体化して、中央キートップ載置部２４ａと円環磁石１１との間に弾性可撓部２９を形成している。しかし、樹脂フィルム２５ｃにも可撓性があるため、中央キートップ２５の押込み操作を可能としている。この樹脂フィルム２５ｃとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリカーボネートフィルム、ポリアクリル系フィルム、ポリカーボネートフィルムとポリブチレンテレフタレートフィルムの共重合体などを用いることができ、また、耐摩耗性があり低摩擦係数であるフッ素樹脂、ポリアミド樹脂等からなる樹脂フィルムを利用することができる。これらの樹脂フィルム２５ｃに中央キートップ２５を押し込めば撓む可撓性を持たせるためには、その膜厚を０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４８】
本実施形態では、収容凹部２４ｃの側壁２４ｇを円環磁石１１と接着しないでおくことができる。これにより、図８で示すように、中央キートップ２５の押込み操作によって、収容凹部２４ｃの側壁２４ｇも変形可能となっている。また、収容凹部２４ｃの底面が基板Ｐと接する構造となっているため、基板Ｐとの摩擦から収容凹部２４ｃを保護するため、基板Ｐと収容凹部２４ｃの接触面の少なくとも何れか一方に保護層などを設けて、摺動抵抗を減ずる工夫を施しても良い。
【００４９】
本実施形態のポインティングデバイス２０とそれに用いられるキーシート２２では、ベースシート２４に収容凹部２４ｃを設けて円環磁石１１を配置したため、中央キートップ２５の押込み方向でのキーシート２２の厚さを薄くすることが可能になる。また、弾性可撓部２９が樹脂フィルム２５ｃとベースシート２４との積層により形成されているため、中央キートップ２５の押込み操作が可能であるだけでなく、中央キートップ２５の側方移動操作時に弾性可撓部２９が撓みにくいという利点がある。そのため、中央キートップ２５の移動量を正確に得ることができるポインティングデバイス２０及びキーシート２２となる。
【００５０】
第３実施形態〔図９，図１０〕： 第２実施形態の変形例を、図９、図１０で示す。第２実施形態では、中央キートップ２５とベースシート２４との接着が融着によっていたのに対し、本実施形態におけるポインティングデバイス３０とそれに用いられるキーシート３２は、キートップ本体部３５ａとベースシート３４との間を接着剤３７により限定的に接着している点で相違している。また、押し子３４ｆは、その先端まですべてゴム状弾性体で形成している。このように、樹脂フィルム３５ｃの部分とベースシート３４とを接着しないこととすれば、中央キートップ３５の押込み操作によって、弾性可撓部３９のうち、樹脂フィルム３５ｃの部分が変形し易くなり押込み荷重を減ずることができる。
【００５１】
第４実施形態〔図１１〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス４０及びそれに用いられるキーシート４２を図１１に示す。本実施形態では、円環磁石１１が、中央キートップ４５の押込み方向で、中央キートップ４５の鍔部４５ｂに重なる位置に配置されている。すなわち、「支持部材」としてのベースシート４４の中央キートップ載置部４４ａは、鍔部４５ｂの裏面よりも小面積である。また、収容凹部４４ｃが基板Ｐとは接せず基板Ｐから浮いた位置に配置されている。
【００５２】
この実施形態では、ベースシート４４は、中央キートップ載置部４４ａから略垂直に折れ曲がり、収容凹部４４ｃを形成している。そして、収容凹部４４ｃを形成する側壁４４ｇは、中央キートップ４５の押込み方向における円環磁石１１の厚みｔ１よりも深さｔ２だけ深さのある側壁４４ｇとして形成され、円環磁石１１と接していない深さｔ２の部分が、中央キートップ４５の押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部４４ｄとなっている。そして、この弾性可撓部４４ｄは中央キートップ４５の押込み操作方向に伸びる円筒状となっている。
【００５３】
また、本実施形態において用いられる樹脂フィルム４５ｃは、第２実施形態におけるキーシート２２の樹脂フィルム２５ｃと同様に可撓性のある樹脂フィルムとすることも可能であるが、材質や膜厚を変更することにより、中央キートップ４５が受ける操作荷重内では可撓性のない樹脂フィルム４５ｃとすることもできる。すなわち、キートップ本体部４５ａと樹脂フィルム４５ｃとが一体となり、キートップ本体部４５ａと鍔部４５ｂを含めた全体として可撓性のない中央キートップ４５が形成されていても良い。
【００５４】
中央キートップ４５の押込み操作は、弾性可撓部４４ｄが潰れるように変形すること、および収容凹部４４ｃの底面が基板Ｐに接するまで移動することにより可能である。そのため、十分なクリック感を得ることができる。一方、中央キートップ４５の側方移動操作時においては、弾性可撓部４４ｄが円環磁石１１の内側側壁に沿って円筒状に形成されていることから、弾性可撓部４４ｄが容易には変形しない。そのため、中央キートップ４５の側方移動量に応じた正確な位置を把握することができる。
【００５５】
このように、本実施形態のポインティングデバイス４０及びそれに用いられるキーシート４２によれば、収容凹部４４ｃと中央キートップ４５との間に弾性可撓部４４ｄ、収容凹部４４ｃと基板Ｐとの間に間隙を設けたため、基板Ｐと中央キートップ４５との間に円環磁石１１が存在していても、中央キートップ４５の押込み操作が可能で、入力操作できないという不都合を回避することができる。また、収容凹部４４ｃを基板Ｐから離しているため、中央キートップ４５の側方移動時の摩擦抵抗を少なくすることができる。さらに、中央キートップ４５の押込み操作方向で中央キートップ４５と円環磁石１１の一部が重なる位置に配置されているため、幅方向におけるポインティングデバイス４０の大きさを小さくすることができる。
【００５６】
また、本実施形態のキーシート４２は、収容凹部４４ｃを形成する側壁４４ｇにも弾性可撓部４４ｄを設けたため、収容凹部４４ｃと基板Ｐとの間隔の設定に拘わらず、接点皿ばねＰｉを押込んで十分なクリック感を生じさせるキーシート４２とすることができる。
【００５７】
第５実施形態〔図１２〕： 第４実施形態の変形例である図１２で示すポインティングデバイス５０及びこれに用いられるキーシート５２は、収容凹部５４ｃが基板Ｐに接する構造とされている。そのため、第４実施形態における弾性可撓部４４ｄに比べて、収容凹部５４ｃと基板Ｐとの間の隙間分だけ弾性可撓部５４ｄの長さを長くすることができる。
【００５８】
本実施形態のポインティングデバイス５０及びこれを用いたキーシート５２によれば、第４実施形態におけるポインティングデバイス４０及びこれを用いたキーシート４２に比べて、円環磁石１１と磁気センサ１３との間隔を短くすることができる。
【００５９】
第６実施形態〔図１３，図１４〕： 第６実施形態のポインティングデバイス６０及びこれに用いられるキーシート６２では、図１３で示すように、「支持部材」としてのベースシート６４に設けた収容凹部６４ｃの側壁６４ｇうち、押し子６４ｆに近い内側側壁６４ｇが、円環磁石１１に対して固着されずに、磁石から離れる方向、すなわち、押し子６４ｆに向かう方向に変形可能とされている。図１４には、中央キートップ６５を押込み操作した場合を示すが、側壁６４ｇと中央キートップ載置部６４ａとを繋ぐ部分、及び側壁６４ｇとが共に弾性可撓部６９となっている。
【００６０】
本実施形態のポインティングデバイス６０及びこれを用いたキーシート６２によれば、中央キートップ６５と円環磁石１１とが極めて接近した状態に配置されても、中央キートップ６５の押込み操作が可能となる。
【００６１】
第７実施形態〔図１５〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス７０及びこれに用いられるキーシート７２を図１５で示す。本実施形態では、硬質樹脂製の中央キートップ７５とゴム状弾性体でなるベースシート７４との間に硬質樹脂または金属からなる平板状の支持板７３を設けている。支持板７３は、その平面図を図１６に示すが、支持板７３を略十字状に打ち抜いた貫通孔７３ａによって舌片状に形成された４枚の舌片部７３ｂを有する構造とされている。このような支持板７３及びベースシート７４が「支持部材」を構成している。
【００６２】
押し子７５ｆと一体に形成された中央キートップ７５は、その押し子７５ｆが支持板７３を貫いていることから、支持板７３の中央部分で、中央キートップ７５に接する部分がキートップ支持部７３ｃを形成している。また、押し子７５ｆは円形に形成された貫通孔７３ａの内周より太く形成されて支持板７３を貫いているため、中央キートップ７５の支持板７３からの抜止めに機能している。また、舌片部７３ｂは弾性可撓部７９を形成しており、中央キートップ７５の押込み方向に撓むことで中央キートップ７５の押込み操作を可能としている。さらに、ベースシート７４が支持板７３を下側から覆うことで、支持板７３と中央キートップ７５との隙間から塵や埃、水分がキーシート７２の内側に侵入することがないようにされている。
【００６３】
本実施形態のポインティングデバイス７０及びこれに用いられるキーシート７２は、硬質の支持板７３を設けたため、中央キートップ７５の側方移動の際に、弾性可撓部７９が側方移動方向で変形しにくい。そのため、中央キートップ７５の操作量が正確にポインティングデバイス５０の入力信号に反映される。一方、中央キートップ７５の押込み操作時には、ベースシート７４が伸長するとともに、支持板７３の舌片部７３ｂが押し込まれることにより、スイッチ入力が可能となる。また、押込み後の中央キートップ７５の元位置への復帰にあっては、押し子７５ｆが抜止めとしても機能し、中央キートップ７５がキーシート７２から抜け落ちることはない。
【００６４】
第８実施形態〔図１７〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス８０及びこれに用いられるキーシート８２は、第７実施形態のポインティングデバイス７０等の変形例であり、支持板８３の形状を変え、中央キートップ８５との固着方法を変えたものである。本実施形態における支持板８３は、図１８で示すように、中央キートップ８５と固着する中央キートップ載置部８３ｃが舌片部８３ｂとして形成されるように、その周囲に貫通孔８３ａが設けられている。そして、中央キートップ８５の裏面と、この中央キートップ載置部８３ｃが接着剤や融着によって接着、固定されている。
【００６５】
本実施形態のポインティングデバイス８０及びこれに用いられるキーシート８２は、弾性可撓部８９がゴム状弾性体でなるベースシート８４だけでなく、硬質樹脂又は金属からなる薄板状の支持板８３との積層において形成されているため、ゴム状弾性体だけから弾性可撓部が形成される場合に比較して、押込み荷重は大きくなるものの、側方移動における検出の正確性や、中央キートップ８５を支持する安定性が向上する。
【００６６】
第９実施形態〔図１９〕： 本実施形態におけるポインティングディバイス９０及びこれに用いられるキーシート９２も、第７実施形態のポインティングデバイス７０等の変形例である。本実施形態では、ベースシート９４が支持板７３の端に連なる点で、支持板７３の全体を下から覆う第７実施形態とは異なる。また、ベースシート９４には、中央キートップ載置部が無い。このように支持板７３が「支持部材」を構成する。このポインティングデバイス９０及びこれに用いられるキーシート９２もコンパクトな構成とすることができる。
【００６７】
本実施形態の変形例として、中央キートップ９５と支持板７３の代わりに第８実施形態における中央キートップ８５と支持板８３を用いることもできる。
【００６８】
第１０実施形態〔図２０，図２１〕： 本実施形態におけるポインティングデバイス１００及びこれに用いられるキーシート１０２を図２０、図２１で示す。中央キートップ１０５の側面下端には側方に突出する環状の突起１０５ｂを形成している。さらに中央キートップ１０５の外周面の側方には、突起１０５ｂと係合する円環状のステンレスでなる「目隠し部材」としての目隠し板１０１が備えられ、円環磁石１１の操作面側に被さるように位置している。この目隠し板１０１は円環磁石１１との間に隙間を形成しつつその操作面側を覆っており、外径は円環磁石１１の外径とほぼ同等であり、内径は円環磁石１１より小さく中央キートップ１０５の外周面と目隠し板１０１の内周は固着されていない。また、「支持部材」としてのベースシート１０４に設けられる収容凹部１０４ｃは基板Ｐとは接せず基板Ｐから浮いた位置に配置されている。この収容凹部１０４ｃの内側側壁１０４ｇは、円環磁石１１に対して固着されずに円環磁石１１から離れる方向すなわち押し子１０４ｆに向かう方向に変形可能とされている。そして内側側壁１０４ｇの深さは円環磁石１１の厚みよりも浅く形成されている。
【００６９】
中央キートップ１０５を押込み操作した場合を図２１に示す。ベースシート１０４の内側側壁１０４ｇと中央キートップ載置部１０４ａとを繋ぐ部分、及び内側側壁１０４ｇとが共に弾性可撓部１０４ｄとなって変形し、中央キートップ１０５が押し込まれて中央キートップ１０５の突起１０５ｂと目隠し板１０１との間で隙間を形成している。
【００７０】
本実施形態のポインティングデバイス１００及びこれに用いられるキーシート１０２によれば、目隠し板１０１が円環磁石１１及びベースシート１０４の弾性可撓部１０４ｄを覆っているため、外周キートップ１６の透孔１６ａを通して円環磁石１１やベースシート１０４が視認されるのを防ぎ、隠すことができる。また中央キートップ１０５を押込み操作すると、目隠し板１０１の内周は中央キートップ１０５の外周面と相対移動するため、目隠し板１０１は変形しなくても中央キートップ１０５を押込み操作方向で拘束せず、中央キートップ１０５の押込みが可能となる。
【００７１】
第１１実施形態〔図２２〕： 第１０実施形態の変形例である図２２で示すポインティングデバイス１１０及びこれに用いられるキーシート１１２は、目隠し板１０１が円環磁石１１の操作面側に接着層１１７で固着されている。
【００７２】
本実施形態のポインティングデバイス１１０及びこれに用いられるキーシート１１２によれば、目隠し板１０１を円環磁石１１に固着したため、例えば剪断方向の力に対して割れやすいプラスチック製の円環磁石１１や薄い円環磁石１１などを目隠し板１０１によって補強できる。また、中央キートップ１１５の側方移動操作時には円環磁石１１が目隠し板１０１を介して中央キートップ１１５と連動する。目隠し板１０１は弾性可撓部に比べて変形しないため、弾性可撓部を介して連動するときより中央キートップ１１５の移動量を正確に得ることができる。さらにキーシート１１２と目隠し板１０１を一体で携帯電話機１に組み付けできる。
【００７３】
第１２実施形態〔図２３〕： 第１０実施形態の変形例である図２３で示すポインティングデバイス１２０及びこれに用いられるキーシート１２２は、収容凹部１２４ｃの内側側壁１２４ｇが中央キートップ載置部１２４ａより目隠し板１０１に向かって突出しており、その内側側壁１２４ｇの深さは円環磁石１１の厚さと同等に形成されている。
【００７４】
本実施形態のポインティングデバイス１２０及びこれに用いられるキーシート１２２によれば、中央キートップ１２５の側方移動操作時に中央キートップ１２５の突起１２５ｂと円環磁石１１との間に内側側壁１２４ｇがクッションのように介在し、突起１２５ｂと円環磁石１１の衝突を防止することができ、突起１２５ｂや磁石１１の割れを防止し、磁石１１の脱落を起こしにくくしている。
【００７５】
実施形態の変更例： 上記第１実施形態〜第１２実施形態については、以下のような変更もまた可能である。
【００７６】
図６で示した環状の複数の磁石１１ｂを用いることは、上記全ての実施形態において可能である。
【００７７】
各実施形態において、各キートップ１５，１６，１６ｂ等とベースシート１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４とは別部材としていたが、各キートップ１５，１６，１６ｂ等は、ベースシート１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４の形状を変形して設けた凸部を各キートップ１５，１６，１６ｂ等とするものであっても良い。即ち、キートップとベースシートとは同一部材として形成されていても良い。
【００７８】
基板ＰにＬＥＤ等の内部光源を設け、中央キートップ１５，２５，３５，４５，５５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５や外周キートップ１６をいわゆる照光式キートップとして、これらのキートップから照光させることができる。
【００７９】
以上の実施形態では、外周キートップ１６を周方向で分割して構成してもよい。また、外周キートップ１６や小型キートップ１６ｂを設けず、中央キートップ１５，２５，３５，４５，５５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５のみを有するポインティングデバイスとして構成することもできる。この場合、操作方向は３６０度全方向への又は特定方向への入力操作を可能なものとして構成し、それに応じて磁気センサ１３の数や配置を変更してもよい。
【００８０】
中央キートップ１５，２５，３５，４５，５５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５や外周キートップ１６には、文字や図形、記号などを表示する表示部や、所定の色調や模様を形成する着色部を設けたものとすることができる。
【００８１】
以上の実施形態では、磁気センサ１３を接点皿ばねＰｉと接点皿ばねＰｏとの間に配置する例を示したが、例えば、図３において、接点皿ばねＰｉを中心に４５度ずらした位置に、磁気センサ１３を移動することによって、接点皿ばねＰｏの間に磁気センサ１３を配置することができ、より小型化が可能となる。また、磁気センサ１３の配置は、基板Ｐの表面であることに限らず、その裏面に設けることもできる。また、磁気センサ１３と磁石との位置関係は、円環磁石１１を磁気センサ１３の外周側になるように配置することも可能である。
【００８２】
以上の実施形態では、キートップの押込み方向に垂直な３６０°方向に移動可能なポインティングデバイス１０，２０，３０，４０，５０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０としていたが、キートップの押込み方向に垂直な１方向、または２方向など、特定の方向にのみ移動可能なポインティングデバイスとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のポインティングデバイスが実装された携帯電話機の外観図。
【図２】第１実施形態によるポインティングデバイスであり、図１のＳＡ−ＳＡ線断面図。
【図３】円環磁石と、基板の磁気センサ及び接点皿ばねとの配置関係を模式的に示す平面図。
【図４】図２のポインティングデバイスの中央キートップを右方に移動させた時の断面図。
【図５】図２のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図６】複数の磁石と、基板の磁気センサ及び接点皿ばねとの配置関係を模式的に示す平面図。
【図７】第２実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図８】図７のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図９】第３実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１０】図８のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図１１】図１１（Ａ）は、第４実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＡ部分の拡大図。
【図１２】第５実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１３】第６実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１４】図１３のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだ時の断面図。
【図１５】第７実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１６】図１５で示す支持板の拡大平面図。
【図１７】第８実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図１８】図１７で示す支持板の拡大平面図。
【図１９】第９実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図２０】第１０実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図２１】図２０のポインティングデバイスの中央キートップを押し込んだときの断面図。
【図２２】第１１実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【図２３】第１２実施形態によるポインティングデバイスの図２相当の断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１ 携帯電話機
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０ ポインティングデバイス
１１ 円環磁石
１１ｂ 磁石
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２ キーシート
１３ 磁気センサ
１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４ ベースシート
１４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ，５４ａ，６４ａ，７４ａ，８４ａ，１０４ａ，１１４ａ，１２４ａ 中央キートップ載置部
１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ，４４ｂ，５４ｂ，６４ｂ，７４ｂ，８４ｂ，９４ｂ，１０４ｂ，１１４ｂ，１２４ｂ 伸縮部
１４ｃ，２４ｃ，３４ｃ，４４ｃ，５４ｃ，６４ｃ，７４ｃ，８４ｃ，９４ｃ，１０４ｃ，１１４ｃ，１２４ｃ 収容凹部
１４ｄ，４４ｄ，５４ｄ，１０４ｄ，１１４ｄ，１２４ｄ 弾性可撓部
１４ｅ，２４ｅ，３４ｅ，４４ｅ，５４ｅ，７４ｅ，８４ｅ，９４ｅ，１０４ｅ，１１４ｅ，１２４ｅ 外周キートップ載置部
１４ｆ，２４ｆ，３４ｆ，４４ｆ，５４ｆ，６４ｆ，７５ｆ，８４ｆ，９５ｆ，１０４ｆ，１１４ｆ，１２４ｆ 押し子
２４ｇ，４４ｇ，６４ｇ，１０４ｇ，１１４ｇ，１２４ｇ 収容凹部の側壁
１５，２５，３５，４５，５５，６５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５ 中央キートップ
２５ａ，３５ａ，４５ａ，５５ａ キートップ本体部
２５ｂ，３５ｂ，４５ｂ，５５ｂ 鍔部
２５ｃ，３５ｃ，４５ｃ，５５ｃ 樹脂フィルム
１０５ｂ，１１５ｂ，１２５ｂ 突起
１６ 外周キートップ
１６ａ 透孔
１６ｂ 小型キートップ
１７，３７，４７，１１７ 接着層
１８ 接着層
２９，３９，６９，７９，８９，９９ 弾性可撓部
７３，８３ 支持板
７３ａ，８３ａ 貫通孔
７３ｂ，８３ｂ 舌片部
７３ｃ，８３ｃ 中央キートップ支持部
１０１ 目隠し板
Ｐ 基板
Ｐｉ，Ｐｏ 接点皿ばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キートップと、
操作面側となる表面に前記キートップが固着され、表面とは反対の裏面に該裏面と対向する基板の接点入力部を押込む押し子を有する支持部材と、
押し子を中央として該押し子の側方位置で支持部材に固定する磁石と、
を備えており、キートップを側方移動させると磁石が連動し、磁石の側方移動による磁束密度の変化を基板に設けた磁気センサで検出するポインティングデバイス用キーシートであって、
磁石と押し子との間に、接点入力部に向かうキートップの押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部を設けたポインティングデバイス用キーシート。
【請求項２】
弾性可撓部がゴム状弾性体で形成されている請求項１記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項３】
弾性可撓部がキートップの側面から側方移動方向に突出する鍔部である請求項１又は請求項２記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項４】
鍔部がキートップとは別部材の樹脂フィルムでなる請求項３記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項５】
支持部材をゴム状弾性体でなるベースシートとし、該ベースシートに磁石を保持する収容凹部を設けてあり、弾性可撓部が該収容凹部を形成する側壁である請求項１又は請求項２記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項６】
収容凹部が、キートップの押込み方向における磁石の厚みよりも深さのある側壁を有する請求項５記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項７】
収容凹部の押し子側の側壁が、磁石と離間する方向で変形可能とされている請求項５記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項８】
支持部材として、キートップに対してその側方移動方向に突出し、キートップを載置するキートップとは別部材でなる支持板を備え、弾性可撓部が該支持板である請求項１又は請求項２記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項９】
弾性可撓部が支持板の肉厚を貫通する貫通孔にて形成する舌片部である請求項８記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項１０】
環状の目隠し部材をキートップの外周面の側方に備えており、該目隠し部材は、キートップの押込み操作方向でキートップが相対移動可能な挿通孔を有し、キートップの側方位置で支持部材又は磁石を外観上隠す遮蔽板である請求項１〜請求項９何れか１項記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項１１】
磁石を、円環磁石又は環状位置に配置する複数の磁石でなるものとして構成し、磁石の着磁方向を前記円環又は環状の内外方向とする請求項１〜請求項１０何れか１項記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１何れか１項記載のポインティングデバイス用キーシートと、磁気センサとを備えるポインティングデバイス。
【請求項１３】
磁石と磁気センサとを基板に平行な一平面内に配置した請求項１２記載のポインティングデバイス。
【請求項１】
キートップと、
操作面側となる表面に前記キートップが固着され、表面とは反対の裏面に該裏面と対向する基板の接点入力部を押込む押し子を有する支持部材と、
押し子を中央として該押し子の側方位置で支持部材に固定する磁石と、
を備えており、キートップを側方移動させると磁石が連動し、磁石の側方移動による磁束密度の変化を基板に設けた磁気センサで検出するポインティングデバイス用キーシートであって、
磁石と押し子との間に、接点入力部に向かうキートップの押込み操作によって押込み操作方向での変位を許容する弾性可撓部を設けたポインティングデバイス用キーシート。
【請求項２】
弾性可撓部がゴム状弾性体で形成されている請求項１記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項３】
弾性可撓部がキートップの側面から側方移動方向に突出する鍔部である請求項１又は請求項２記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項４】
鍔部がキートップとは別部材の樹脂フィルムでなる請求項３記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項５】
支持部材をゴム状弾性体でなるベースシートとし、該ベースシートに磁石を保持する収容凹部を設けてあり、弾性可撓部が該収容凹部を形成する側壁である請求項１又は請求項２記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項６】
収容凹部が、キートップの押込み方向における磁石の厚みよりも深さのある側壁を有する請求項５記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項７】
収容凹部の押し子側の側壁が、磁石と離間する方向で変形可能とされている請求項５記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項８】
支持部材として、キートップに対してその側方移動方向に突出し、キートップを載置するキートップとは別部材でなる支持板を備え、弾性可撓部が該支持板である請求項１又は請求項２記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項９】
弾性可撓部が支持板の肉厚を貫通する貫通孔にて形成する舌片部である請求項８記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項１０】
環状の目隠し部材をキートップの外周面の側方に備えており、該目隠し部材は、キートップの押込み操作方向でキートップが相対移動可能な挿通孔を有し、キートップの側方位置で支持部材又は磁石を外観上隠す遮蔽板である請求項１〜請求項９何れか１項記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項１１】
磁石を、円環磁石又は環状位置に配置する複数の磁石でなるものとして構成し、磁石の着磁方向を前記円環又は環状の内外方向とする請求項１〜請求項１０何れか１項記載のポインティングデバイス用キーシート。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１何れか１項記載のポインティングデバイス用キーシートと、磁気センサとを備えるポインティングデバイス。
【請求項１３】
磁石と磁気センサとを基板に平行な一平面内に配置した請求項１２記載のポインティングデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００７−１２５９１（Ｐ２００７−１２５９１Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７５１４７（Ｐ２００６−７５１４７）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００１１６８５１）旭化成電子株式会社 (18)
【出願人】（０００２３７０２０）ポリマテック株式会社 (234)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００１１６８５１）旭化成電子株式会社 (18)
【出願人】（０００２３７０２０）ポリマテック株式会社 (234)
【Ｆターム（参考）】
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