ポインティングデバイス
【課題】 静電容量の出力特性の最適化を容易に実現することができるポインティングデバイスを提供する。
【解決手段】
ポインティングデバイスは、弾性変形体３３の第２電極部２３に対向する面と、第２電極部２３の面には前記弾性変形体の中心軸Ｏから遠位側に位置する部位と、近位側に位置する部位とをそれぞれ備えている。弾性変形体３３が揺動した際に、遠位側に位置する部位同士よりも近位側に位置する部位同士の方が先に絶縁膜を介して互いに接するように、弾性変形体３３の第２電極部２３に対向する面を傾斜面３５として形成する。
【解決手段】
ポインティングデバイスは、弾性変形体３３の第２電極部２３に対向する面と、第２電極部２３の面には前記弾性変形体の中心軸Ｏから遠位側に位置する部位と、近位側に位置する部位とをそれぞれ備えている。弾性変形体３３が揺動した際に、遠位側に位置する部位同士よりも近位側に位置する部位同士の方が先に絶縁膜を介して互いに接するように、弾性変形体３３の第２電極部２３に対向する面を傾斜面３５として形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば携帯電話、パーソナルコンピュータ、ゲーム機等の電子機器の入力装置として用いられ、操作量に応じたレベルの出力を発生できるようにしたポインティングデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のポインティングデバイスとしては、例えば特許文献１に開示されるような構成のものが提案されている。特許文献１に記載の構成では、絶縁膜にて覆われた電極を有する基板上に導電性を有する弾性変形体がキー操作により揺動変形可能に配置されている。そして、キーが操作されていない状態では、弾性変形体の前記電極に対して相対する面が、該電極に対して離間するように配置されている。
【０００３】
又、該キーが押圧されることにより、弾性変形体が変形されて、該弾性変形体の電極に相対する面が電極に対して接近される。そして、弾性変形体が揺動変形されたとき、その弾性変形体と電極との間の間隔の変化に応じて静電容量が変化し、その静電容量の変化が出力されるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−３０４２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献１のポインティングデバイスにおいては、次のような問題があった。すなわち、特許文献１に記載の構成では、弾性変形体の電極に対して接近離間される面が、一対の突起間に形成され、これらの一対の突起がキー操作によって圧潰されることにより、前記面が電極に接近される。
【０００５】
従って、両突起の圧潰量が多くなるにつれ、そのためのキー操作に強い力が必要となり、操作力或いは操作量に応じた、静電容量のリニアな変化出力を得ることができず、操作力に対応したリニアな出力特性を得るのが困難である。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、静電容量の出力特性の適正化を容易に実現することができるポインティングデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、静電容量検出電極が配置された基板上に導電性を有する弾性変形体を配置するとともに、その弾性変形体上にはキーベースを揺動可能に設け、キーベースが揺動されたとき、弾性変形体の変形により前記静電容量検出電極と弾性変形体との間の位置関係が変化して、それに応じた静電容量の変化を示す電気信号が出力されるようにしたポインティングデバイスにおいて、前記弾性変形体には前記静電容量検出電極を挟んだ２位置で基板に当接する脚部を形成するとともに、両脚部間に脚部より低い突起を形成し、その突起と一方の脚部との間において同弾性変形体の静電容量検出電極と対向する位置には、突起から離れるに従って静電容量検出電極に近接する被検出面を形成したことを特徴とするポインティングデバイスを要旨とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記静電容量検出電極を複数の電極により環状に形成するとともに、被検出面を静電容量検出電極と対応するように環状に形成し、前記両脚部をそれぞれ静電容量検出電極の内径側及び外径側の外方に配置するとともに、前記突起を静電容量検出電極の外径側の外方に配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記被検出面を傾斜面としたことを特徴とする。
（作用）
従って、請求項１に記載の発明においては、キーベースが揺動されると、両脚部間の突起が基板上に当接し、その状態で被検出面が静電容量検出電極に対して突起より離間する側から徐々に、かつ操作量に応じて比例的に接近する。このため、静電容量検出電極からは、操作量に応じたリニアな検出出力が発生される。従って、ポインティングデバイスに接続された外部機器を操作量に応じて正確に制御動作させることが可能になる。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、静電容量検出電極が複数の電極により環状に形成されるとともに、被検出面も環状をなしているため、キーベースを３６０度の範囲の所要の方向に揺動させることにより、操作量を表す静電容量の変化出力のほかに、方向性を持たせた信号の出力を得ることができ、前記外部機器に対して、前記請求項１の作用に加えて、方向性を有する制御動作を行わせることが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載の発明においては、被検出面を傾斜させることにより、請求項１又は請求項２の作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明においては、静電容量の変化に応じた出力特性の適正化を図ることができ、外部制御機器を操作量に応じて正確に動作させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、この発明の一実施形態を、図１〜図５に基づいて説明する。
図１及び図３に示すように、この実施形態のポインティングデバイスにおいて、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板等の硬い絶縁材よりなる基板２１の上面には、複数の接地側電極２２ａと電源側電極２２ｂとが同一円周上で所定間隔おきに配列され、これらの接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂにより環状の第１電極部２２が構成されている。基板２１の上面は、平らなフラット面に形成されている。接地側電極２２ａ，電源側電極２２ｂは、スイッチ用電極に相当する。
【００１４】
この第１電極部２２の内周側において、基板２１の上面には、４つの扇形電極２３ａが第１電極部２２と同心状に配列形成され、これらの扇形電極２３ａにより環状の第２電極部２３が構成されている。又、各電極部２２〜２４は、銅箔をエッチングによりパターン化して形成されたものである。ここで第１電極部２２の接地側電極２２ａと電源側電極２２ｂは、銅箔を露出させたものとなっている。第２電極部２３は、銅箔上にレジストにて絶縁処理が施されている。又、第３電極部２４の接地側電極２４ａの内周側の一部分と電源側電極２４ｂは銅箔が露出されており、残りの他の部分はレジストにて絶縁処理されている。図１の拡大図には、扇形電極２３ａ表面に設けられたレジスト２３ｂが示されている。第２電極部２３は、静電容量検出電極に相当する。
【００１５】
前記第２電極部２３の内側において、基板２１の上面には、円環状の接地側電極２４ａ及び円板状の電源側電極２４ｂが同第２電極部２３と同心状に配列形成され、これらの接地側電極２４ａ及び電源側電極２４ｂにより第３電極部２４が構成されている。第３電極部２４の電源側電極２４ｂは、センタ電極に相当する。
【００１６】
前記第１電極部２２の外側に位置するように、基板２１には一対の位置決め孔２６が形成されている。
図１及び図２に示すように、前記基板２１の上面には合成樹脂製の保持部材２７が固定されている。保持部材２７の中央の下面側には円形状の第１保持部２８が凹設形成されるとともに、中央の上面側には第１保持部２８よりも小径の第２保持部２９が凹設形成されている。第２保持部２９の底面と保持部材２７の上面との間には、透孔２９ａが形成されている。保持部材２７の下面外周部には一対の第１位置決めピン（図示しない）が突設されるとともに、上面外周部には一対の第２位置決めピン３１が突設されている。そして、図示しない第１位置決めピンを基板２１の前記位置決め孔２６に嵌合させることにより、保持部材２７が基板２１上の所定位置に位置決めされている。基板２１の上部には金属製のカバー３２がその一部に形成された図示しない位置決め孔を保持部材２７の第２位置決めピン３１に嵌合させることにより、保持部材２７の外周や、他の電装品２５等を覆う所定の位置に位置決め固定されている。
【００１７】
前記基板２１の上面には円板状の弾性変形体３３が保持部材２７の第１保持部２８内に収容保持した状態で配置されている。この弾性変形体３３は、例えばシリコーンゴムの母材にカーボン等の導電性材を混練することにより、導電性，弾力性及び柔軟性を有するように形成されている。
【００１８】
弾性変形体３３の下面外周には、リング状の脚部３３ａが下方に突出されている。弾性変形体３３は、同脚部３３ａにより、前記第２電極部２３の外径側外方において基板２１に当接して支持されている。弾性変形体３３の下面において、脚部３３ａよりも内周側には、円環状の突起３４（図４参照）が、脚部３３ａと同心円となるように突出され、前記第１電極部２２に対向している。
【００１９】
そして、弾性変形体３３が変形して、突起３４が接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂに接触することにより、それらの電極２２ａ，２２ｂ間を短絡するようになっている。
弾性変形体３３の中央部下面には、断面円形の凹部３３ｂが形成されている。凹部３３ｂと対応するように基板２１上には、横断面が円形をなすドーム状の接点板３６が配置されている。接点板３６は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属薄板から形成されており、縦断面が上方に円弧状に膨らむドーム部３６ａと、ドーム部３６ａの下部周縁に設けられた円形リング状のフランジ部３６ｂとを備えている。接点板３６の上面側は絶縁処理が施されており、弾性変形体３３と電気的に分離している。一方、接点板３６の下面側は電気的に導通可能となっている。接点板３６のフランジ部３６ｂは、前記第３電極部２４の接地側電極２４ａに接続されている。
【００２０】
又、ドーム部３６ａは、その中央の内頂部が電源側電極２４ｂと接触して配置されている。そして、ドーム部３６ａは、弾性変形体３３の下方移動により凹むように弾性変形することにより、第３電極部２４の電源側電極２４ｂに接触して、同第３電極部２４の電極２４ａ，２４ｂ間を短絡するようになっている。すなわち、接点板３６と、電源側電極２４ｂとは、スイッチを構成する。又、接点板３６は、ドーム状構造体に相当する。なお、弾性変形体３３の凹部３３ｂの内頂面中央は、接点板３６のドーム部３６ａの頂点に常時当接している必要はなく、後述する操作キー３９が操作されていないときは離間するように配置し、操作キー３９にて押圧操作された際に接点板３６のドーム部３６ａの頂点に当接するようにしてもよい。
【００２１】
弾性変形体３３の下面において、前記突起３４と凹部３３ｂとの間は、第２電極部２３と対応する部位とされており、該部位には、被検出面としての円環状の傾斜面３５が基板２１上の第２電極部２３に接近離間可能に対応するように形成されている。すなわち、傾斜面３５は、弾性変形体３３の中心軸Ｏ（図１参照）から遠位側に位置する部位よりも近位側に位置する部位の方が、第２電極部２３に対し離間距離が短くなるように形成されている。本実施形態では、傾斜面３５を含む部位の厚みは、近位側の部位から、遠位側の部位に向かって厚みが薄くなるように形成されて、近位側の端部の脚部３５ａが基板２１の上面に対して接点板３６のフランジ部３６ｂを挟み込んだ状態で当接支持されている。
【００２２】
又、この構成により、弾性変形体３３が押下変形された際に、前記遠位側に位置する部位よりも近位側に位置する部位の方が先にレジスト２３ｂを介して、第２電極部２３（扇形電極２３ａ）の表面に対して接近する。そして、傾斜面３５と基板２１上の第２電極部２３（扇形電極２３ａ）との間の間隔が変化することにより、その間隔変化に伴って傾斜面３５と第２電極部２３間の静電容量が変化する。従って、前記４つの扇形電極２３ａと、各扇形電極２３ａと対向する傾斜面３５は、それぞれコンデンサを構成している。
【００２３】
そして、４つの扇形電極２３ａと傾斜面３５からなる各コンデンサの静電容量変化は、基板２１に設けた図示しない信号回路を介して、各ＣＶ変換素子（図示しない）に出力されて電圧に変換される。そして、同軸方向に位置するコンデンサに関する静電容量値に応じた電圧値の差分を取ることにより、後述する操作キー３９の傾動操作量に応じたポインタ座標値を得ることができるようにされている。
【００２４】
そして、傾斜面３５は、図１に示すように断面視した場合、直線状に形成されている。又、突起３４の弾性変形体３３下面からの突出量は、前記脚部３３ａ，３５ａの弾性変形体３３下面からの突出量よりも若干少なくされている。このことによって、後述する操作キー３９が操作されずに、弾性変形体３３が弾性変形しない状態では、突起３４は、基板２１上における第１電極部２２の接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂに対して離間して配置される。又、操作キー３９の操作により、弾性変形体３３が押圧されたときには、突起３４は第１電極部２２の接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂに対して接触可能である。
【００２５】
前記弾性変形体３３上には絶縁性の合成樹脂よりなる円板状のキーベース３７が保持部材２７の第２保持部２９内に揺動可能に収容保持した状態で載置され、そのキーベース３７の上面中央には前記透孔２９ａ内に位置する段差部３７ａが突出形成されている。段差部３７ａの中央には、前記透孔２９ａから上方へ突出する取付ボス３８が突設されている。キーベース３７の取付ボス３８には操作キー３９が嵌着されて止めピン４０により抜け止め固定され、その操作キー３９の上面にはゴム製の操作部４１が設けられている。そして、操作者がこの操作キー３９の操作部４１の上面外周の一部を押圧操作して、キーベース３７を任意の方向に揺動させたときには、弾性変形体３３が弾性変形される。
【００２６】
前記保持部材２７とキーベース３７との間には、第１規制構造４２と第２規制構造４３とが、分離した状態で別々に配置されている。すなわち、図２に示すように、第１規制構造４２は、キーベース３７の中心部を通る軸線Ｃ１と直交する面内におけるキーベース３７の回転以外の移動を規制するようになっている。図２に示すように、第２規制構造４３は、軸線Ｃ１を中心とするキーベース３７の回転Ｍを規制するようになっている。前記第１規制構造４２は、保持部材２７の第２保持部２９の内周面によって形成された円形状の規制面としての規制内周面４４と、キーベース３７の外周面に形成された円形の規制面としての規制外周面４５とから構成されている。また、前記第２規制構造４３は、保持部材２７の第２保持部２９の透孔２９ａの内周縁に等間隔おきで形成された４つの規制凹部４６と、キーベース３７の段差部３７ａの外周に等間隔おきで形成された４つの規制凸部４７とから構成されている。
【００２７】
次に、前記のように構成されたポインティングデバイスの作用を説明する。
さて、このポインティングデバイスにおいて、図１は、操作キー３９が操作されてないフリーの状態を示している。この状態においては、弾性変形体３３の外周側の脚部３３ａと、内周側の脚部３５ａとが基板２１の上面に接していて、第１電極部２２に対向する突起３４が同第１電極部２２から、第２電極部２３に対向する傾斜面３５が同第２電極部２３からそれぞれ離間している。この状態において、図５に示すように、操作キー３９の操作部４１を押圧操作して、キーベース３７を揺動する。すると、弾性変形体３３が弾性変形されて、その下面の突起３４の一部が基板２１上の第１電極部２２の接地側電極２４ａと電源側電極２４ｂとに接触されて、それらの間が短絡（オン）する。この短絡によって、図示しないＩＣに起動信号が入力され、スリープ状態にあったＩＣが起動する。
【００２８】
又、この操作キー３９の押圧操作時には、その傾動操作量に応じて、弾性変形体３３の傾斜面３５と基板２１上の第２電極部２３との間の間隔が変化し、その間隔変化に伴い静電容量が変化して、その静電容量の変化が出力される。これによって、操作部４１の傾動操作量に応じたポインタ座標値を得ることができる。
【００２９】
又、操作キー３９の上面中央部を軸線Ｃ１方向に押圧操作したときには、弾性変形体３３の中央部が弾性変形され、ドーム形の接点板３６が下方に反転される。これにより、第３電極部２４の接地側電極２４ａと電源側電極２４ｂとが接続されて、操作を確定する信号等が出力される。
【００３０】
（比較例との比較）
次に、本実施形態の効果を確認するために、比較例を作成し、実施形態とのポインティングデバイスとの比較試験を行った。本実施形態の静電容量の出力曲線と、比較例の静電容量の出力曲線とを図６に示す。
【００３１】
なお、比較例の構成は、図９に示されており、前記実施形態と同一構成については同一符号を付す。実施形態と比較例の両ポインティングデバイスの大きさ及び材質は、同じとした。そして、比較例の弾性変形体３３Ａは、実施形態の弾性変形体３３と下記のように構成が異なっている。すなわち、比較例においては、本実施形態の構成中の、突起３４が省略されている。比較例の弾性変形体３３Ａの下面には、第１電極部２２と、第２電極部２３との両電極に対向する傾斜面３５Ａが設けられている。又、傾斜面３５Ａを備えた部位において、弾性変形体３３Ａの中心軸Ｏから遠位側に位置する部位は、肉厚が厚くされ、近位側へ行くほど肉厚が薄くなるように形成されている。
【００３２】
このように構成されていることにより、弾性変形体３３Ａが、傾動した際に、傾斜面３５Ａの遠位側の最も肉厚が厚い部分が第１電極部２２と接触されて実施形態の突起３４のようなスイッチ機能を発揮する。又、第２電極部２３と対向する傾斜面３５Ａにおいては、弾性変形体３３Ａの中心軸Ｏ（なお、中心軸Ｏは実施形態と同様のため図９では図示しない）から遠位側の部位（肉厚が厚い部位）から、接近を開始し、その後、近位側の部位（肉厚が薄い部位）が接近するように構成されている。
【００３３】
さて、本実施形態において、操作キー３９の操作により、キーベース３７が揺動されると、前述のように、弾性変形体３３が変形されて、突起３４が第１電極部２２に接触する。これと同時に、操作キー３９に対する操作量、すなわち押下量に応じて、傾斜面３５が第２電極部２３に接近する。この場合、すでに突起３４が第１電極部２２の上面に当たっているため、弾性変形体３３の突起３４と前記脚部３５ａとの間の部分、すなわち傾斜面３５の部分が、突起３４の弾力性によりある程度の反発を受けながら脚部３５ａと基板２１との当接部を中心に下方へ撓曲するようにして変形する。従って、傾斜面３５は、第２電極部２３に対して脚部３５ａと基板２１との当接部側から順次接近する。このため、傾斜面３５と第２電極部２３との間の隙間は、少しずつ、かつ比例的な経緯を辿りながら狭くなっていき、このため、操作キー３９の操作量に応じたリニアな静電容量の変化出力を得ることができ、ポインティングデバイスに接続された外部機器を操作量に応じて正確かつ円滑に制御できる。
【００３４】
また、操作キー３９が操作されていない状態で、このポインティングデバイスに振動が付与された場合には、突起３４が第１電極部２２に接触することはあるが、その状態では、傾斜面３５の両端側がこの突起３４と脚部３５ａとの２箇所で支持されるため、傾斜面３５が第２電極部２３に対してそれ以上接近することは抑制される。従って、第２電極部２３の静電容量変化初期を不感帯として設定して、わずかな操作入力があっても、レベルの出力を行わないようにしたり、外部機器側で操作として扱わないようにすることにより、外部機器の誤動作を防止できる。
【００３５】
これに対し、比較例においては、操作キー３９の操作により、弾性変形体３３が変形されると、傾斜面３５Ａの端部３５Ｂが第２電極部２３に接触する。従って、これに続いて傾斜面３５Ａが第２電極部２３に容易に接近して、それらの間の間隙が急激に狭くなる。このため、静電容量の出力が急激に変化した後に、ただちに飽和し、外部機器を円滑に制御するのが困難である。
【００３６】
また、操作キー３９が操作されていない状態で、このポインティングデバイスに振動が付与された場合には、傾斜面３５Ａの端部３５Ｂが第１電極部２２に接触する。このとき、それにともない傾斜面３５Ａが第２電極部２３に対して接近するとともに、さらに接近状態を倍加するように弾性変形体３３が傾斜面３５Ａの端部３５Ｂと基板２１との当接部を中心にして第２電極部２３側に撓曲するおそれがある。従って、外部機器が誤動作することがある。
【００３７】
図６（ａ）は、例えばｘ軸方向に操作荷重を印加した場合に得られた比較例と、実施形態のポインティングデバイスとの静電容量の出力曲線を示している。「ｘ実施形態」の曲線で示されるように、本実施形態は、リニアな出力特性が得られ、本実施形態では、操作荷重の増加に対して、出力がほぼ比例的に増加する。それに対して、比較例では、「ｘ比較例」の曲線に示されるように初期操作荷重で出力が急激に増加し、その後は、飽和して増加しない。従って、比較例においては、不感帯を広いレンジで確保すると、すなわち、動作信頼性を得ようとすると、その不感帯の外側の変化量が少ないため、細かな制御を行い得ない。また、不感帯のレンジを狭くすると、誤動作を頻発するおそれがある。なお、図６（ａ）において、「ｙ比較例」、「ｙ実施形態」の線は、ｘ軸方向に操作荷重を印加した場合における、ｙ軸方向に位置するコンデンサの出力を示している。ここにおいて、ｘ軸方向への操作に対して、比較例は、ｙ軸方向において高いレベルの出力が表れている。これは、比較例においては、傾斜面３５が第２電極部２３に接近してしまうために、ｙ軸方向においても同様に第２電極部２３に接近するのが原因である。従って、ここにおいても、比較例は誤動作のおそれがある。
【００３８】
この実施形態のポインティングデバイスの出力曲線を性能要求に合わせて最適化する場合、傾斜面３５の傾斜角度（弾性変形体３３が、操作されていない状態の時の、基板２１に対する傾斜角度）を調整すればよい。例えば、傾斜面３５の傾斜角度が大きいほど、静電容量の出力曲線（操作荷重−出力）は、操作荷重の増加に対して、出力の増加率を少なくできる。
【００３９】
又、図６（ｂ）は、比較例と、実施形態のポインティングデバイスに対して、ｘ軸方向に操作荷重を印加して、第１電極部２２に対するスイッチ機能を試験した結果である。同図に示すように、本実施形態の方が、狭い領域の操作荷重で、オンオフができる。それに対して、比較例の方では、広い領域の操作荷重でオンオフされることになる。
【００４０】
すなわち、スイッチング機能において、本実施形態の方が、比較例に比較して、小さな操作荷重でオンオフできる。このことは、弾性変形体３３下面からの突起３４の突出量を設計時に調整することにより、操作荷重に対する動作の適正化を図ることができることを意味している。
【００４１】
以上は、ポインティングデバイスに対する操作をｘ軸方向において行った場合を例にして説明したが、ｙ軸方向等、他の方向、すなわち３６０度の全方向においても同様な結果を得ることができるのはもちろんである。
【００４２】
（変形例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
○ 図７に示すように、前記実施形態の脚部３３ａを省略して、弾性変形体３３の外周部を嵌合部とし、その嵌合部を脚部として、保持部材２７の内周面に設けたリング状の嵌合溝２７ａに嵌合してもよい。このようにしても、前記実施形態と同様の作用効果を実現できる。
【００４３】
○ 前記実施形態では、弾性変形体３３の下面に傾斜面３５を設けたが、傾斜面３５を省略して、例えば、図８に示すように第２電極部２３と対向する部位の肉厚を同じ厚みとした平面を有するようにし、その代わりに、基板２１に扁平な円錐面を形成し、この円錐面上に第１電極部２２と、第２電極部２３を設けてもよい。この場合、弾性変形体３３が、傾動した際に、弾性変形体３３の下面において、弾性変形体３３の中心軸Ｏに対して近位側に位置する部位から、第２電極部２３に接近を開始し、その後、遠位側の部位が接近するように構成する。このように構成しても、前記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４４】
○ 基板２１は、前記実施形態では、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板等の硬い絶縁材より構成したが、ポリイミドフィルム等で形成した可撓性基板にて構成してもよい。
（他の技術的思想）
前記実施形態及び変形例から把握される技術的思想であって、請求項に記載以外の技術的思想を以下に列挙する。
【００４５】
（１） 前記基板には、前記突起と接触可能なスイッチ用電極を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すれば、弾性変形体の突起とスイッチ用電極との接触距離を、突起部の突出量を調整することによりスイッチ機能の最適化ができ、スイッチ機能の最適化と、静電容量の出力曲線の最適化を独立して行うことができる。
【００４６】
（２） 前記弾性変形体の中央部下面に凹部を設け、その凹部と対応する基板の上面には、弾性変形可能な導電性のドーム状構造体を配置し、ドーム状構造体の上面には、センタ電極を配置し、前記ドーム状構造体と、前記センタ電極とによりスイッチを構成したことを特徴とする請求項１〜３、前記他の技術的思想（１）のうちいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すれば、キーベースをセンタ電極に対して押圧操作されるスイッチを備えたポインティングデバイスにおいて、請求項１乃至請求項３、前記他の技術的思想（１）の効果を、実現できる。
【００４７】
（３） 内径側の脚部を被検出面と連続してその端部に形成したことを特徴とする請求項２，３，前記他の技術的思想（１）項，（２）項のうちのいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すれば、キーベースが揺動された際に、被検出面がその端部の脚部を中心に円滑に回動するようにして弾性変形体が変形されるため、リニアな静電容量の変化を示す出力を得ることができる。
【００４８】
（４） 前記静電容量検出電極が基板のフラット面上に配置されており、前記弾性変形体の被検出面は、前記静電容量検出電極の面に対して傾斜面となるように形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３、前記他の技術的思想（１）〜（３）項のうちのいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すると、静電容量の出力特性の適正化のために、被検出面の傾斜角度を調整する場合、弾性変形体の傾斜面の角度を変更するのみでよく、適正化が容易である。
【００４９】
（５） 前記静電容量検出電極の面は、基板の円錐面上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３、前記他の技術的思想（１）〜（４）項のうちのいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一実施形態のポインティングデバイスを示す要部縦断面図。
【図２】図１の３−３線における断面図。
【図３】図１のポインティングデバイスにおける基板を示す平面図。
【図４】同じく弾性変形体を示す底面図。
【図５】図１のポインティングデバイスの動作状態を示す要部縦断面図。
【図６】（ａ）は、実施形態と比較例において、ｘ軸荷重を印加した場合の静電容量の出力曲線図、（ｂ）は、実施形態と比較例において、ｘ軸荷重を印加した場合のスイッチ機能の出力特性図。
【図７】別例を示す要部断面図。
【図８】別例を示す要部断面図。
【図９】比較例の要部断面図。
【符号の説明】
【００５１】
２１…基板、２３…第２電極部、２３ａ…扇形電極（静電容量検出電極）、２３ｂ…レジスト、２２ａ…接地側電極２２ａ（スイッチ用電極）、２２ｂ…電源側電極２２ｂ（スイッチ用電極）、２４ｂ…電源側電極（センタ電極）、３３…弾性変形体、３３ｂ…凹部、 ３４…突起、３５…傾斜面（被検出面）、３６…接点板（ドーム状構造体）、３７…キーベース、３９…操作キー、Ｏ…中心軸。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば携帯電話、パーソナルコンピュータ、ゲーム機等の電子機器の入力装置として用いられ、操作量に応じたレベルの出力を発生できるようにしたポインティングデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のポインティングデバイスとしては、例えば特許文献１に開示されるような構成のものが提案されている。特許文献１に記載の構成では、絶縁膜にて覆われた電極を有する基板上に導電性を有する弾性変形体がキー操作により揺動変形可能に配置されている。そして、キーが操作されていない状態では、弾性変形体の前記電極に対して相対する面が、該電極に対して離間するように配置されている。
【０００３】
又、該キーが押圧されることにより、弾性変形体が変形されて、該弾性変形体の電極に相対する面が電極に対して接近される。そして、弾性変形体が揺動変形されたとき、その弾性変形体と電極との間の間隔の変化に応じて静電容量が変化し、その静電容量の変化が出力されるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−３０４２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献１のポインティングデバイスにおいては、次のような問題があった。すなわち、特許文献１に記載の構成では、弾性変形体の電極に対して接近離間される面が、一対の突起間に形成され、これらの一対の突起がキー操作によって圧潰されることにより、前記面が電極に接近される。
【０００５】
従って、両突起の圧潰量が多くなるにつれ、そのためのキー操作に強い力が必要となり、操作力或いは操作量に応じた、静電容量のリニアな変化出力を得ることができず、操作力に対応したリニアな出力特性を得るのが困難である。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、静電容量の出力特性の適正化を容易に実現することができるポインティングデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、静電容量検出電極が配置された基板上に導電性を有する弾性変形体を配置するとともに、その弾性変形体上にはキーベースを揺動可能に設け、キーベースが揺動されたとき、弾性変形体の変形により前記静電容量検出電極と弾性変形体との間の位置関係が変化して、それに応じた静電容量の変化を示す電気信号が出力されるようにしたポインティングデバイスにおいて、前記弾性変形体には前記静電容量検出電極を挟んだ２位置で基板に当接する脚部を形成するとともに、両脚部間に脚部より低い突起を形成し、その突起と一方の脚部との間において同弾性変形体の静電容量検出電極と対向する位置には、突起から離れるに従って静電容量検出電極に近接する被検出面を形成したことを特徴とするポインティングデバイスを要旨とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記静電容量検出電極を複数の電極により環状に形成するとともに、被検出面を静電容量検出電極と対応するように環状に形成し、前記両脚部をそれぞれ静電容量検出電極の内径側及び外径側の外方に配置するとともに、前記突起を静電容量検出電極の外径側の外方に配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記被検出面を傾斜面としたことを特徴とする。
（作用）
従って、請求項１に記載の発明においては、キーベースが揺動されると、両脚部間の突起が基板上に当接し、その状態で被検出面が静電容量検出電極に対して突起より離間する側から徐々に、かつ操作量に応じて比例的に接近する。このため、静電容量検出電極からは、操作量に応じたリニアな検出出力が発生される。従って、ポインティングデバイスに接続された外部機器を操作量に応じて正確に制御動作させることが可能になる。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、静電容量検出電極が複数の電極により環状に形成されるとともに、被検出面も環状をなしているため、キーベースを３６０度の範囲の所要の方向に揺動させることにより、操作量を表す静電容量の変化出力のほかに、方向性を持たせた信号の出力を得ることができ、前記外部機器に対して、前記請求項１の作用に加えて、方向性を有する制御動作を行わせることが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載の発明においては、被検出面を傾斜させることにより、請求項１又は請求項２の作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明においては、静電容量の変化に応じた出力特性の適正化を図ることができ、外部制御機器を操作量に応じて正確に動作させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、この発明の一実施形態を、図１〜図５に基づいて説明する。
図１及び図３に示すように、この実施形態のポインティングデバイスにおいて、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板等の硬い絶縁材よりなる基板２１の上面には、複数の接地側電極２２ａと電源側電極２２ｂとが同一円周上で所定間隔おきに配列され、これらの接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂにより環状の第１電極部２２が構成されている。基板２１の上面は、平らなフラット面に形成されている。接地側電極２２ａ，電源側電極２２ｂは、スイッチ用電極に相当する。
【００１４】
この第１電極部２２の内周側において、基板２１の上面には、４つの扇形電極２３ａが第１電極部２２と同心状に配列形成され、これらの扇形電極２３ａにより環状の第２電極部２３が構成されている。又、各電極部２２〜２４は、銅箔をエッチングによりパターン化して形成されたものである。ここで第１電極部２２の接地側電極２２ａと電源側電極２２ｂは、銅箔を露出させたものとなっている。第２電極部２３は、銅箔上にレジストにて絶縁処理が施されている。又、第３電極部２４の接地側電極２４ａの内周側の一部分と電源側電極２４ｂは銅箔が露出されており、残りの他の部分はレジストにて絶縁処理されている。図１の拡大図には、扇形電極２３ａ表面に設けられたレジスト２３ｂが示されている。第２電極部２３は、静電容量検出電極に相当する。
【００１５】
前記第２電極部２３の内側において、基板２１の上面には、円環状の接地側電極２４ａ及び円板状の電源側電極２４ｂが同第２電極部２３と同心状に配列形成され、これらの接地側電極２４ａ及び電源側電極２４ｂにより第３電極部２４が構成されている。第３電極部２４の電源側電極２４ｂは、センタ電極に相当する。
【００１６】
前記第１電極部２２の外側に位置するように、基板２１には一対の位置決め孔２６が形成されている。
図１及び図２に示すように、前記基板２１の上面には合成樹脂製の保持部材２７が固定されている。保持部材２７の中央の下面側には円形状の第１保持部２８が凹設形成されるとともに、中央の上面側には第１保持部２８よりも小径の第２保持部２９が凹設形成されている。第２保持部２９の底面と保持部材２７の上面との間には、透孔２９ａが形成されている。保持部材２７の下面外周部には一対の第１位置決めピン（図示しない）が突設されるとともに、上面外周部には一対の第２位置決めピン３１が突設されている。そして、図示しない第１位置決めピンを基板２１の前記位置決め孔２６に嵌合させることにより、保持部材２７が基板２１上の所定位置に位置決めされている。基板２１の上部には金属製のカバー３２がその一部に形成された図示しない位置決め孔を保持部材２７の第２位置決めピン３１に嵌合させることにより、保持部材２７の外周や、他の電装品２５等を覆う所定の位置に位置決め固定されている。
【００１７】
前記基板２１の上面には円板状の弾性変形体３３が保持部材２７の第１保持部２８内に収容保持した状態で配置されている。この弾性変形体３３は、例えばシリコーンゴムの母材にカーボン等の導電性材を混練することにより、導電性，弾力性及び柔軟性を有するように形成されている。
【００１８】
弾性変形体３３の下面外周には、リング状の脚部３３ａが下方に突出されている。弾性変形体３３は、同脚部３３ａにより、前記第２電極部２３の外径側外方において基板２１に当接して支持されている。弾性変形体３３の下面において、脚部３３ａよりも内周側には、円環状の突起３４（図４参照）が、脚部３３ａと同心円となるように突出され、前記第１電極部２２に対向している。
【００１９】
そして、弾性変形体３３が変形して、突起３４が接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂに接触することにより、それらの電極２２ａ，２２ｂ間を短絡するようになっている。
弾性変形体３３の中央部下面には、断面円形の凹部３３ｂが形成されている。凹部３３ｂと対応するように基板２１上には、横断面が円形をなすドーム状の接点板３６が配置されている。接点板３６は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属薄板から形成されており、縦断面が上方に円弧状に膨らむドーム部３６ａと、ドーム部３６ａの下部周縁に設けられた円形リング状のフランジ部３６ｂとを備えている。接点板３６の上面側は絶縁処理が施されており、弾性変形体３３と電気的に分離している。一方、接点板３６の下面側は電気的に導通可能となっている。接点板３６のフランジ部３６ｂは、前記第３電極部２４の接地側電極２４ａに接続されている。
【００２０】
又、ドーム部３６ａは、その中央の内頂部が電源側電極２４ｂと接触して配置されている。そして、ドーム部３６ａは、弾性変形体３３の下方移動により凹むように弾性変形することにより、第３電極部２４の電源側電極２４ｂに接触して、同第３電極部２４の電極２４ａ，２４ｂ間を短絡するようになっている。すなわち、接点板３６と、電源側電極２４ｂとは、スイッチを構成する。又、接点板３６は、ドーム状構造体に相当する。なお、弾性変形体３３の凹部３３ｂの内頂面中央は、接点板３６のドーム部３６ａの頂点に常時当接している必要はなく、後述する操作キー３９が操作されていないときは離間するように配置し、操作キー３９にて押圧操作された際に接点板３６のドーム部３６ａの頂点に当接するようにしてもよい。
【００２１】
弾性変形体３３の下面において、前記突起３４と凹部３３ｂとの間は、第２電極部２３と対応する部位とされており、該部位には、被検出面としての円環状の傾斜面３５が基板２１上の第２電極部２３に接近離間可能に対応するように形成されている。すなわち、傾斜面３５は、弾性変形体３３の中心軸Ｏ（図１参照）から遠位側に位置する部位よりも近位側に位置する部位の方が、第２電極部２３に対し離間距離が短くなるように形成されている。本実施形態では、傾斜面３５を含む部位の厚みは、近位側の部位から、遠位側の部位に向かって厚みが薄くなるように形成されて、近位側の端部の脚部３５ａが基板２１の上面に対して接点板３６のフランジ部３６ｂを挟み込んだ状態で当接支持されている。
【００２２】
又、この構成により、弾性変形体３３が押下変形された際に、前記遠位側に位置する部位よりも近位側に位置する部位の方が先にレジスト２３ｂを介して、第２電極部２３（扇形電極２３ａ）の表面に対して接近する。そして、傾斜面３５と基板２１上の第２電極部２３（扇形電極２３ａ）との間の間隔が変化することにより、その間隔変化に伴って傾斜面３５と第２電極部２３間の静電容量が変化する。従って、前記４つの扇形電極２３ａと、各扇形電極２３ａと対向する傾斜面３５は、それぞれコンデンサを構成している。
【００２３】
そして、４つの扇形電極２３ａと傾斜面３５からなる各コンデンサの静電容量変化は、基板２１に設けた図示しない信号回路を介して、各ＣＶ変換素子（図示しない）に出力されて電圧に変換される。そして、同軸方向に位置するコンデンサに関する静電容量値に応じた電圧値の差分を取ることにより、後述する操作キー３９の傾動操作量に応じたポインタ座標値を得ることができるようにされている。
【００２４】
そして、傾斜面３５は、図１に示すように断面視した場合、直線状に形成されている。又、突起３４の弾性変形体３３下面からの突出量は、前記脚部３３ａ，３５ａの弾性変形体３３下面からの突出量よりも若干少なくされている。このことによって、後述する操作キー３９が操作されずに、弾性変形体３３が弾性変形しない状態では、突起３４は、基板２１上における第１電極部２２の接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂに対して離間して配置される。又、操作キー３９の操作により、弾性変形体３３が押圧されたときには、突起３４は第１電極部２２の接地側電極２２ａ及び電源側電極２２ｂに対して接触可能である。
【００２５】
前記弾性変形体３３上には絶縁性の合成樹脂よりなる円板状のキーベース３７が保持部材２７の第２保持部２９内に揺動可能に収容保持した状態で載置され、そのキーベース３７の上面中央には前記透孔２９ａ内に位置する段差部３７ａが突出形成されている。段差部３７ａの中央には、前記透孔２９ａから上方へ突出する取付ボス３８が突設されている。キーベース３７の取付ボス３８には操作キー３９が嵌着されて止めピン４０により抜け止め固定され、その操作キー３９の上面にはゴム製の操作部４１が設けられている。そして、操作者がこの操作キー３９の操作部４１の上面外周の一部を押圧操作して、キーベース３７を任意の方向に揺動させたときには、弾性変形体３３が弾性変形される。
【００２６】
前記保持部材２７とキーベース３７との間には、第１規制構造４２と第２規制構造４３とが、分離した状態で別々に配置されている。すなわち、図２に示すように、第１規制構造４２は、キーベース３７の中心部を通る軸線Ｃ１と直交する面内におけるキーベース３７の回転以外の移動を規制するようになっている。図２に示すように、第２規制構造４３は、軸線Ｃ１を中心とするキーベース３７の回転Ｍを規制するようになっている。前記第１規制構造４２は、保持部材２７の第２保持部２９の内周面によって形成された円形状の規制面としての規制内周面４４と、キーベース３７の外周面に形成された円形の規制面としての規制外周面４５とから構成されている。また、前記第２規制構造４３は、保持部材２７の第２保持部２９の透孔２９ａの内周縁に等間隔おきで形成された４つの規制凹部４６と、キーベース３７の段差部３７ａの外周に等間隔おきで形成された４つの規制凸部４７とから構成されている。
【００２７】
次に、前記のように構成されたポインティングデバイスの作用を説明する。
さて、このポインティングデバイスにおいて、図１は、操作キー３９が操作されてないフリーの状態を示している。この状態においては、弾性変形体３３の外周側の脚部３３ａと、内周側の脚部３５ａとが基板２１の上面に接していて、第１電極部２２に対向する突起３４が同第１電極部２２から、第２電極部２３に対向する傾斜面３５が同第２電極部２３からそれぞれ離間している。この状態において、図５に示すように、操作キー３９の操作部４１を押圧操作して、キーベース３７を揺動する。すると、弾性変形体３３が弾性変形されて、その下面の突起３４の一部が基板２１上の第１電極部２２の接地側電極２４ａと電源側電極２４ｂとに接触されて、それらの間が短絡（オン）する。この短絡によって、図示しないＩＣに起動信号が入力され、スリープ状態にあったＩＣが起動する。
【００２８】
又、この操作キー３９の押圧操作時には、その傾動操作量に応じて、弾性変形体３３の傾斜面３５と基板２１上の第２電極部２３との間の間隔が変化し、その間隔変化に伴い静電容量が変化して、その静電容量の変化が出力される。これによって、操作部４１の傾動操作量に応じたポインタ座標値を得ることができる。
【００２９】
又、操作キー３９の上面中央部を軸線Ｃ１方向に押圧操作したときには、弾性変形体３３の中央部が弾性変形され、ドーム形の接点板３６が下方に反転される。これにより、第３電極部２４の接地側電極２４ａと電源側電極２４ｂとが接続されて、操作を確定する信号等が出力される。
【００３０】
（比較例との比較）
次に、本実施形態の効果を確認するために、比較例を作成し、実施形態とのポインティングデバイスとの比較試験を行った。本実施形態の静電容量の出力曲線と、比較例の静電容量の出力曲線とを図６に示す。
【００３１】
なお、比較例の構成は、図９に示されており、前記実施形態と同一構成については同一符号を付す。実施形態と比較例の両ポインティングデバイスの大きさ及び材質は、同じとした。そして、比較例の弾性変形体３３Ａは、実施形態の弾性変形体３３と下記のように構成が異なっている。すなわち、比較例においては、本実施形態の構成中の、突起３４が省略されている。比較例の弾性変形体３３Ａの下面には、第１電極部２２と、第２電極部２３との両電極に対向する傾斜面３５Ａが設けられている。又、傾斜面３５Ａを備えた部位において、弾性変形体３３Ａの中心軸Ｏから遠位側に位置する部位は、肉厚が厚くされ、近位側へ行くほど肉厚が薄くなるように形成されている。
【００３２】
このように構成されていることにより、弾性変形体３３Ａが、傾動した際に、傾斜面３５Ａの遠位側の最も肉厚が厚い部分が第１電極部２２と接触されて実施形態の突起３４のようなスイッチ機能を発揮する。又、第２電極部２３と対向する傾斜面３５Ａにおいては、弾性変形体３３Ａの中心軸Ｏ（なお、中心軸Ｏは実施形態と同様のため図９では図示しない）から遠位側の部位（肉厚が厚い部位）から、接近を開始し、その後、近位側の部位（肉厚が薄い部位）が接近するように構成されている。
【００３３】
さて、本実施形態において、操作キー３９の操作により、キーベース３７が揺動されると、前述のように、弾性変形体３３が変形されて、突起３４が第１電極部２２に接触する。これと同時に、操作キー３９に対する操作量、すなわち押下量に応じて、傾斜面３５が第２電極部２３に接近する。この場合、すでに突起３４が第１電極部２２の上面に当たっているため、弾性変形体３３の突起３４と前記脚部３５ａとの間の部分、すなわち傾斜面３５の部分が、突起３４の弾力性によりある程度の反発を受けながら脚部３５ａと基板２１との当接部を中心に下方へ撓曲するようにして変形する。従って、傾斜面３５は、第２電極部２３に対して脚部３５ａと基板２１との当接部側から順次接近する。このため、傾斜面３５と第２電極部２３との間の隙間は、少しずつ、かつ比例的な経緯を辿りながら狭くなっていき、このため、操作キー３９の操作量に応じたリニアな静電容量の変化出力を得ることができ、ポインティングデバイスに接続された外部機器を操作量に応じて正確かつ円滑に制御できる。
【００３４】
また、操作キー３９が操作されていない状態で、このポインティングデバイスに振動が付与された場合には、突起３４が第１電極部２２に接触することはあるが、その状態では、傾斜面３５の両端側がこの突起３４と脚部３５ａとの２箇所で支持されるため、傾斜面３５が第２電極部２３に対してそれ以上接近することは抑制される。従って、第２電極部２３の静電容量変化初期を不感帯として設定して、わずかな操作入力があっても、レベルの出力を行わないようにしたり、外部機器側で操作として扱わないようにすることにより、外部機器の誤動作を防止できる。
【００３５】
これに対し、比較例においては、操作キー３９の操作により、弾性変形体３３が変形されると、傾斜面３５Ａの端部３５Ｂが第２電極部２３に接触する。従って、これに続いて傾斜面３５Ａが第２電極部２３に容易に接近して、それらの間の間隙が急激に狭くなる。このため、静電容量の出力が急激に変化した後に、ただちに飽和し、外部機器を円滑に制御するのが困難である。
【００３６】
また、操作キー３９が操作されていない状態で、このポインティングデバイスに振動が付与された場合には、傾斜面３５Ａの端部３５Ｂが第１電極部２２に接触する。このとき、それにともない傾斜面３５Ａが第２電極部２３に対して接近するとともに、さらに接近状態を倍加するように弾性変形体３３が傾斜面３５Ａの端部３５Ｂと基板２１との当接部を中心にして第２電極部２３側に撓曲するおそれがある。従って、外部機器が誤動作することがある。
【００３７】
図６（ａ）は、例えばｘ軸方向に操作荷重を印加した場合に得られた比較例と、実施形態のポインティングデバイスとの静電容量の出力曲線を示している。「ｘ実施形態」の曲線で示されるように、本実施形態は、リニアな出力特性が得られ、本実施形態では、操作荷重の増加に対して、出力がほぼ比例的に増加する。それに対して、比較例では、「ｘ比較例」の曲線に示されるように初期操作荷重で出力が急激に増加し、その後は、飽和して増加しない。従って、比較例においては、不感帯を広いレンジで確保すると、すなわち、動作信頼性を得ようとすると、その不感帯の外側の変化量が少ないため、細かな制御を行い得ない。また、不感帯のレンジを狭くすると、誤動作を頻発するおそれがある。なお、図６（ａ）において、「ｙ比較例」、「ｙ実施形態」の線は、ｘ軸方向に操作荷重を印加した場合における、ｙ軸方向に位置するコンデンサの出力を示している。ここにおいて、ｘ軸方向への操作に対して、比較例は、ｙ軸方向において高いレベルの出力が表れている。これは、比較例においては、傾斜面３５が第２電極部２３に接近してしまうために、ｙ軸方向においても同様に第２電極部２３に接近するのが原因である。従って、ここにおいても、比較例は誤動作のおそれがある。
【００３８】
この実施形態のポインティングデバイスの出力曲線を性能要求に合わせて最適化する場合、傾斜面３５の傾斜角度（弾性変形体３３が、操作されていない状態の時の、基板２１に対する傾斜角度）を調整すればよい。例えば、傾斜面３５の傾斜角度が大きいほど、静電容量の出力曲線（操作荷重−出力）は、操作荷重の増加に対して、出力の増加率を少なくできる。
【００３９】
又、図６（ｂ）は、比較例と、実施形態のポインティングデバイスに対して、ｘ軸方向に操作荷重を印加して、第１電極部２２に対するスイッチ機能を試験した結果である。同図に示すように、本実施形態の方が、狭い領域の操作荷重で、オンオフができる。それに対して、比較例の方では、広い領域の操作荷重でオンオフされることになる。
【００４０】
すなわち、スイッチング機能において、本実施形態の方が、比較例に比較して、小さな操作荷重でオンオフできる。このことは、弾性変形体３３下面からの突起３４の突出量を設計時に調整することにより、操作荷重に対する動作の適正化を図ることができることを意味している。
【００４１】
以上は、ポインティングデバイスに対する操作をｘ軸方向において行った場合を例にして説明したが、ｙ軸方向等、他の方向、すなわち３６０度の全方向においても同様な結果を得ることができるのはもちろんである。
【００４２】
（変形例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
○ 図７に示すように、前記実施形態の脚部３３ａを省略して、弾性変形体３３の外周部を嵌合部とし、その嵌合部を脚部として、保持部材２７の内周面に設けたリング状の嵌合溝２７ａに嵌合してもよい。このようにしても、前記実施形態と同様の作用効果を実現できる。
【００４３】
○ 前記実施形態では、弾性変形体３３の下面に傾斜面３５を設けたが、傾斜面３５を省略して、例えば、図８に示すように第２電極部２３と対向する部位の肉厚を同じ厚みとした平面を有するようにし、その代わりに、基板２１に扁平な円錐面を形成し、この円錐面上に第１電極部２２と、第２電極部２３を設けてもよい。この場合、弾性変形体３３が、傾動した際に、弾性変形体３３の下面において、弾性変形体３３の中心軸Ｏに対して近位側に位置する部位から、第２電極部２３に接近を開始し、その後、遠位側の部位が接近するように構成する。このように構成しても、前記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４４】
○ 基板２１は、前記実施形態では、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板等の硬い絶縁材より構成したが、ポリイミドフィルム等で形成した可撓性基板にて構成してもよい。
（他の技術的思想）
前記実施形態及び変形例から把握される技術的思想であって、請求項に記載以外の技術的思想を以下に列挙する。
【００４５】
（１） 前記基板には、前記突起と接触可能なスイッチ用電極を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すれば、弾性変形体の突起とスイッチ用電極との接触距離を、突起部の突出量を調整することによりスイッチ機能の最適化ができ、スイッチ機能の最適化と、静電容量の出力曲線の最適化を独立して行うことができる。
【００４６】
（２） 前記弾性変形体の中央部下面に凹部を設け、その凹部と対応する基板の上面には、弾性変形可能な導電性のドーム状構造体を配置し、ドーム状構造体の上面には、センタ電極を配置し、前記ドーム状構造体と、前記センタ電極とによりスイッチを構成したことを特徴とする請求項１〜３、前記他の技術的思想（１）のうちいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すれば、キーベースをセンタ電極に対して押圧操作されるスイッチを備えたポインティングデバイスにおいて、請求項１乃至請求項３、前記他の技術的思想（１）の効果を、実現できる。
【００４７】
（３） 内径側の脚部を被検出面と連続してその端部に形成したことを特徴とする請求項２，３，前記他の技術的思想（１）項，（２）項のうちのいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すれば、キーベースが揺動された際に、被検出面がその端部の脚部を中心に円滑に回動するようにして弾性変形体が変形されるため、リニアな静電容量の変化を示す出力を得ることができる。
【００４８】
（４） 前記静電容量検出電極が基板のフラット面上に配置されており、前記弾性変形体の被検出面は、前記静電容量検出電極の面に対して傾斜面となるように形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３、前記他の技術的思想（１）〜（３）項のうちのいずれか１項に記載のポインティングデバイス。このように構成すると、静電容量の出力特性の適正化のために、被検出面の傾斜角度を調整する場合、弾性変形体の傾斜面の角度を変更するのみでよく、適正化が容易である。
【００４９】
（５） 前記静電容量検出電極の面は、基板の円錐面上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３、前記他の技術的思想（１）〜（４）項のうちのいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一実施形態のポインティングデバイスを示す要部縦断面図。
【図２】図１の３−３線における断面図。
【図３】図１のポインティングデバイスにおける基板を示す平面図。
【図４】同じく弾性変形体を示す底面図。
【図５】図１のポインティングデバイスの動作状態を示す要部縦断面図。
【図６】（ａ）は、実施形態と比較例において、ｘ軸荷重を印加した場合の静電容量の出力曲線図、（ｂ）は、実施形態と比較例において、ｘ軸荷重を印加した場合のスイッチ機能の出力特性図。
【図７】別例を示す要部断面図。
【図８】別例を示す要部断面図。
【図９】比較例の要部断面図。
【符号の説明】
【００５１】
２１…基板、２３…第２電極部、２３ａ…扇形電極（静電容量検出電極）、２３ｂ…レジスト、２２ａ…接地側電極２２ａ（スイッチ用電極）、２２ｂ…電源側電極２２ｂ（スイッチ用電極）、２４ｂ…電源側電極（センタ電極）、３３…弾性変形体、３３ｂ…凹部、 ３４…突起、３５…傾斜面（被検出面）、３６…接点板（ドーム状構造体）、３７…キーベース、３９…操作キー、Ｏ…中心軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量検出電極が配置された基板上に導電性を有する弾性変形体を配置するとともに、その弾性変形体上にはキーベースを揺動可能に設け、キーベースが揺動されたとき、弾性変形体の変形により前記静電容量検出電極と弾性変形体との間の位置関係が変化して、それに応じた静電容量の変化を示す電気信号が出力されるようにしたポインティングデバイスにおいて、
前記弾性変形体には前記静電容量検出電極を挟んだ２位置で基板に当接する脚部を形成するとともに、両脚部間に脚部より低い突起を形成し、その突起と一方の脚部との間において同弾性変形体の静電容量検出電極と対向する位置には、突起から離れるに従って静電容量検出電極に近接する被検出面を形成したことを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記静電容量検出電極を複数の電極により環状に形成するとともに、被検出面を静電容量検出電極と対応するように環状に形成し、前記両脚部をそれぞれ静電容量検出電極の内径側及び外径側の外方に配置するとともに、前記突起を静電容量検出電極の外径側の外方に配置したことを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記被検出面を傾斜面としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のポインティングデバイス。
【請求項１】
静電容量検出電極が配置された基板上に導電性を有する弾性変形体を配置するとともに、その弾性変形体上にはキーベースを揺動可能に設け、キーベースが揺動されたとき、弾性変形体の変形により前記静電容量検出電極と弾性変形体との間の位置関係が変化して、それに応じた静電容量の変化を示す電気信号が出力されるようにしたポインティングデバイスにおいて、
前記弾性変形体には前記静電容量検出電極を挟んだ２位置で基板に当接する脚部を形成するとともに、両脚部間に脚部より低い突起を形成し、その突起と一方の脚部との間において同弾性変形体の静電容量検出電極と対向する位置には、突起から離れるに従って静電容量検出電極に近接する被検出面を形成したことを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記静電容量検出電極を複数の電極により環状に形成するとともに、被検出面を静電容量検出電極と対応するように環状に形成し、前記両脚部をそれぞれ静電容量検出電極の内径側及び外径側の外方に配置するとともに、前記突起を静電容量検出電極の外径側の外方に配置したことを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記被検出面を傾斜面としたことを特徴とする請求項１又は２に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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３３１３２７（Ｐ２００６−３３１３２７Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５７８５２（Ｐ２００５−１５７８５２）
【出願日】平成１７年５月３０日（２００５．５．３０）
【出願人】（０００１０７６４２）スター精密株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３０日（２００５．５．３０）
【出願人】（０００１０７６４２）スター精密株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
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