入力装置、及びこれを用いた電子機器
【課題】簡易な構成で、多様な操作を行うことができる入力装置、及びこれを用いた電子機器を提供する。
【解決手段】ローラ３の両端にＳ極とＮ極が所定の角度ピッチで交互に着磁されたリング磁石４が固着され、これと対向して磁気検出素子１３及び固定磁石７が配置されて回転操作部２が構成されている。ローラ３の外周面の一部を突出させるローラ挿通孔１６ａが中央に形成された操作板１６が回転操作部２を覆っている。ローラ３の回転が磁気的に検出されるとともに、ローラ３の押下及び操作板１６の前後左右方向の揺動操作によりオン・オフするスイッチ（９、１１）がそれぞれ設けられている。
【解決手段】ローラ３の両端にＳ極とＮ極が所定の角度ピッチで交互に着磁されたリング磁石４が固着され、これと対向して磁気検出素子１３及び固定磁石７が配置されて回転操作部２が構成されている。ローラ３の外周面の一部を突出させるローラ挿通孔１６ａが中央に形成された操作板１６が回転操作部２を覆っている。ローラ３の回転が磁気的に検出されるとともに、ローラ３の押下及び操作板１６の前後左右方向の揺動操作によりオン・オフするスイッチ（９、１１）がそれぞれ設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の操作に使用される入力装置、及びこれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やビデオカメラ等の各種電子機器の高機能化や小型化が進むに伴い、これらの操作に用いられる入力装置にも、多様な操作を行えるものが求められるようになってきている。
以下、図面を参照しながら従来の入力装置について説明する。図７は従来の入力装置の要部断面図、図８は同装置の分解斜視図である。
【０００３】
図７及び図８に示すように、入力装置５０は絶縁樹脂製のケース５５を備えている。ケース５５には配線基板５３が載置され、この配線基板５３の上面には可撓性を有するフィルム状のベースシート５１が貼着されている。更に、ベースシート５１上面にはゴム等のカバーシート５６が載置され、カバーシート５６の上に絶縁樹脂製の押釦５８、及びこの押釦５８が挿通される釦挿通孔５７ａが中央に穿設された略正方形の絶縁樹脂製の操作体５７が設けられている。
【０００４】
配線基板５３は、上下両面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されるとともに、ベースシート５１と対向する上面に複数（図示例では５個）の固定接点５４が、中央に１つと、これの周囲の前後左右に４つという配置で設けられている。各固定接点５４は、略円形状の内側端子５４ａ、及び内側端子５４ａとは絶縁された状態でこれを囲むように設けられた略リング状または略馬蹄状の外側端子５４ｂから構成されている。
【０００５】
これと対応して、ベースシート５１には、配線基板５３の各固定接点５４と対向する位置（ベースシート５１下面）に、略ドーム状の金属薄板からなる可動接点５２が接着剤（図示せず）により貼着されて設けられている。各可動接点５２は、外力が加わらない通常時にはカバーシート５６側に凸の状態で各固定接点５４と対向し、この状態で外縁部が各固定接点５４の外側端子５４ｂと接しており、且つ中央部が各固定接点５４の内側端子５４ａと所定の間隙を空けて対向するように配設されている。
【０００６】
押釦５８は、上記中央の可動接点５２と対応する位置に配設されている。そして、押釦５８を押下することにより上記中央の可動接点５２が押下されて下方に弾性反転し、配線基板５３側に凸の状態となる。弾性反転した上記中央の可動接点５２は、固定接点５４の内側端子５４ａ及び外側端子５４ｂの両方と接触し、固定接点５４の内側端子５４ａと外側端子５４ｂとが可動接点５２を介して導通される。つまり、上記中央の可動接点５２及びこれと対応する固定接点５４からなるスイッチがオンとなる。押釦５８が初期位置に戻ると上記中央の可動接点５２は初期状態に復帰し、スイッチはオフとなる。
操作体５７は、上記周囲の複数の可動接点５２がそれぞれ外周部各辺の中間部の端部と対向するように配置されている。そして、操作体５７は、上記釦挿通孔５７ａ周囲の前後左右の各方向の部位を上から押圧すると、押圧された部位に対応する外周部各辺が下降するようにカバーシート５６上に揺動可能に配設されている。
【０００７】
そして、このように構成された入力装置５０は、例えば図９の斜視図に示す携帯電話等の電子機器の固定筐体６１上面に装着される。ここでは、上記複数の固定接点５４が図示しない配線パターン等を介して、電子機器内のマイコン等の制御手段６２に接続されている。
以上の構成において、固定筐体６１に対して開閉可能に装着された可動筐体６３前面の、液晶表示素子等の表示手段６４に複数の氏名等のメニューやカーソル（図示せず）が表示されているものとする。この状態で、入力装置５０の操作体５７の前方向（可動筐体６３の方向）の部位を押下するとその方向の端部が下降するように操作体５７が揺動し（以下、前方向に揺動操作する等と表現する）、カバーシート５６及びベースシート５１を介して対応する可動接点５２が下方に押圧される。
【０００８】
そして、所定の押圧力が加わると、可動接点５２がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点５２が固定接点５４の内側端子５４ａ及び外側端子５４ｂの両方と接触することにより、内側端子５４ａと外側端子５４ｂとが可動接点５２を介して接続された状態となる。これが制御手段６２により検出され、表示手段６４の複数のメニュー上に表示されたカーソルが表示手段６４における上方向へ移動する。
また、操作体７を例えば後ろ方向や左右方向へ揺動操作すると、同様に、対応する可動接点５２が押下されて弾性反転する。これを制御手段６２が検出し、表示手段６４のカーソルが表示手段６４における下方向や左右方向へ移動されて、氏名等のメニューの選択が行われる。
【０００９】
さらに、カーソルを所望のメニュー上に置いた状態で、押釦５８を押下すると、対応する中央の可動接点５２が押下されて弾性反転し、これが制御手段６２により検出されて、選択状態となっているメニューが確定し、例えば選択した相手への通信が行われる。
つまり、操作体５７を所定方向へ揺動操作、あるいはその中央の押釦５８を押下操作することによって、対応する各可動接点５２が弾性反転して対応する固定接点５４の電気的接離が行われる。これと同時に、どの箇所の固定接点５４の電気的接離が行われたかを制御手段６２が検出し、その操作に応じて制御手段６２が、表示手段６４に表示された複数のメニューやカーソル等を制御するように構成されているものであった。
なお、下記特許文献１においては、揺動操作及び押圧操作の両方でスイッチ操作を可能とする操作装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１２３５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の入力装置及びこれを用いた電子機器においては、より多様な操作を行うために、さらに多くの操作体、押釦、及びスイッチ接点等が必要となり、限られたスペースの中でこれらを設けることが困難であった。また、スペースを節約するために操作体や押釦を小さくすると、操作が行いづらくなるという別の問題も発生する。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、多様な操作を行うことができる入力装置、及びこれを用いた電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、外周面に周方向の外力を加えて回転操作されるローラ、所定の角度ピッチでＳ極及びＮ極が交互に着磁されるとともに、前記ローラの両端面に設けられた各回転軸に嵌装されて固定される複数のリング磁石、並びに前記リング磁石と対向して配設される磁気検出素子及び固定磁石を含む回転操作部と、
前記ローラの外周面の一部を上方に突出させるように前記ローラが挿通されるローラ挿通孔を中央に有し、且つ前記回転操作部を上から覆うように配設されるとともに、前記挿通孔周囲の各方向の部位を上から押圧すると、押圧された部位が下降するように揺動可能に配設された操作板と、
前記操作板の各方向の部位と対応する位置に設けられ、対応する部位の下降によりオンとなり且つ前記対応する部位の初期位置への復帰によりオフとなる複数のスイッチと、
を具備したことを特徴とする。
【００１２】
このような構成の本発明の入力装置によれば、操作体の揺動操作によりローラの周囲の複数のスイッチがオン・オフされる。加えて、操作体中央のローラ挿通孔から外周面の一部が突出するローラの回転操作により、各回転軸に嵌装された複数のリング磁石による磁界が変化し、この変化を磁気検出素子が検出して対応する信号を出力する。したがって、操作板や押釦等の構成部品を増やすことなく簡易な構成で、多様な操作を実行することが可能となる。ここで、上記ローラはリング磁石と対向して配設された固定磁石の磁力により所定以上の外力が働かない限り、回転しないように支持されている。
【００１３】
また、本発明の入力装置においては、前記回転操作部が上下動可能に設けられており、前記回転操作部と対応する位置に、前記回転操作部の下降によりオンとなり且つ初期位置への復帰によりオフとなるスイッチ接点が設けられているのが好ましい。
この構成によれば、回転操作部の押下操作により、対応するスイッチをオン・オフすることが可能となる。これにより、さらに多様な操作を行うことができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、上記入力装置を具備するとともに、
前記磁気検出素子及び前記各スイッチと接続された制御手段と、この制御手段に接続された表示手段とを含み、
前記制御手段が前記磁気検出素子及び前記各スイッチからの信号に基づいて、前記表示手段の表示を制御するものとした。
これにより、簡易な構成で、多様な操作が行える電子機器が実現される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、多様な操作の可能な入力装置及びこれを用いた電子機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図６を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る入力装置の要部における断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線の断面図、図３は同装置の分解斜視図、図４は回転操作部の分解斜視図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、入力装置１は、絶縁樹脂製のケース１４を備えている。ケース１４には下配線基板１２、並びに上配線基板１０が順に載置され、この上配線基板１０の上面にベースシート８が貼着されている。ベースシート８上面にはカバーシート１５が載置され、カバーシート１５の上面に回転操作部２が設けられ、この回転操作部２の一部を外部に露出させながらこれを上から覆うように操作板１６が設けられている。
図４に示すように、回転操作部２は、ローラ３と、このローラ３を回転自在に収納するローラケース２０（図３参照）と、ローラ３両端面に突設された各回転軸３ａに嵌装されて固定されるリング磁石４と、各リング磁石４と対向して配置される固定磁石７及び磁気検出素子１３（図１及び図２参照）とから構成されている。ローラ３は、外周面に周方向の外力が加えられて回転操作される、アルミニウム等の金属または絶縁樹脂からなる略円柱状の部材であり、その外周面には、指で回転操作しやすいように周方向と垂直な方向に延びる溝が所定ピッチで形成されている。
【００１８】
リング磁石４は、ローラ３の回転軸３ａが挿通される軸挿通孔４ａが中央に穿設されるとともに、図２に示すように、Ｓ極とＮ極が所定の角度ピッチ（図示例では６０度間隔）で交互に数個ずつ（図示例では３つずつ）着磁されている。ここで、ローラ３の左右両端の各リング磁石４は、互いに周方向に角度を約５〜６度（degree）ずらした状態で回転軸３ａに固着されている。つまり、各磁極の磁力が最大となるローラ３の角度位置が、左右のリング磁石４の間で約５〜６度（degree）ずれるように、各リング磁石４が、ローラ３の各回転軸３ａにそれぞれ設けられている。そして、固定磁石７は、各リング磁石４に同じ磁極を向け、各リング磁石４と所定の間隙を空けて対向配置されている。このように各リング磁石４及び固定磁石７が配設されているために、左右の各リング磁石４に対向する固定磁石７の高さ位置や形状等を左右のバランスをとるように調節して、各固定磁石７と各リング磁石４の吸引状態がつりあった状態とすることができる。これにより、ローラ３を安定した状態で停止させることが可能となる。このように構成された回転操作部２のローラ３を回転操作すると、リング磁石４と固定磁石７との間に回転に伴って吸引力及び反発力が発生し、この吸引力と反発力とによりクリック感のある、歯切れの良い良好な操作感触が得られる。
【００１９】
ローラケース２０は、銅合金製または鋼板製の板状の上カバー５、及びローラ３を収納する容器である同素材の下カバー６から構成されている。上カバー５及び下カバー６には、組み合わさって各回転軸３ａの軸受を成す軸受部５ａ及び６ａが、対向する端部にそれぞれ形成されている。また、上カバー５の中央部には、ローラ３の外周面の一部を外部に突出させるようにローラ３が挿通される貫通孔５ｂが穿設されている。また、上カバー５は、軸受部５ａと隣接する各端部に、下カバー６の後述の磁石支持部６ｅとの間で固定磁石７を挟持して保持するための板状の磁石押え部５ｃが下カバー６側に向けて立設されている。
【００２０】
ここで、ローラ３の各回転軸３ａには、大径部３ｃがそれぞれ設けられており、この各大径部３ｃとローラ３の各端面との間にそれぞれ溝部３ｂが形成されている。これと対応して上カバー５の各軸受部５ａ近傍の中央寄りに、ローラ３の各回転軸３ａの溝部３ｂと遊嵌する板状の覆い部５ｄが下カバー６側に向けて立設されている。覆い部５ｄのローラ３の各回転軸３ａと対応する部分には、半円状の凹部５ｅが形成されている。そして、ローラ３は、各回転軸３ａの大径部３ｃが上カバー５及び下カバー６の各軸受部５ａ、６ａと摺接して軸支されている。
【００２１】
下カバー６は、上記軸受部６ａが両端に設けられたローラ収納部６ｂと、ローラ収納部６ｂの一方の側に形成された支点側鍔部６ｃと、他方の側に形成された作用点側鍔部６ｄとを備えている。支点側鍔部６ｃには、上カバー５の磁石押え部５ｃとの間で固定磁石７を挟持して保持するための、略直角の折り目を有する長板状の磁石支持部６ｅが、軸受部６ａと隣接する各端部に設けられている。支点側鍔部６ｃのローラ収容部６ｂと離れた側の端部には、ローラ３の軸方向と平行に延びる突条６ｆがカバーシート１５側に向けて突設されている。この突条６ｆは、図２に示すように、カバーシート１５と当接しており、これによりローラ３が上方から押圧されると回転操作部２が突条６ｆを支点としてケース１４に対して上下に揺動する。
【００２２】
また、ホール素子等の磁気検出素子１３は、カバーシート１５を間に挟んで各リング磁石４と対向するように下配線基板１２の上面に設けられている。
操作板１６は、ローラ３の外周面の一部を外部に突出させるようにローラ３が挿通されるローラ挿通孔１６ａが中央に穿設された略正方形の絶縁樹脂製の板材である。操作板１６は、外周の２辺がローラ３の軸方向と平行となり、他の２辺がローラ３の軸方向と垂直となるように配設される。また、操作板１６は、ローラ挿通孔１６ａ周囲の前後方向（ローラ３の軸方向と垂直な２方向）及び左右方向（ローラ３の軸方向と平行な２方向）の各部位を上から押圧すると、対応する部位が回転操作部２と干渉せずに下降するように、別途設けられたピンや凹凸部（図示せず）によって揺動可能にカバーシート１５上面に配設されている。
【００２３】
カバーシート１５は、シリコン樹脂、ウレタンゴム、エラストマー等の弾性部材からなる略矩形の板状部材であり、中央に回転操作部２が嵌る凹部１５ａが形成されている。
上配線基板１０は、紙フェノール、ガラス入りエポキシ等からなり、上下両面に銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成されている。また、上配線基板１０の中央部には、カバーシート１５の凹部１５ａが挿通される貫通孔１０ａが設けられている。また、上配線基板１０のベースシート８と対向する上面には、複数（図示例では５個）の固定接点１１が設けられている。各固定接点１１の中の１つ（１１1）は、下カバー６の作用点側鍔部６ｄと対応する位置である、貫通孔１０ａの近傍に配されている。他の各固定接点１１は、操作板１６の４辺の中間の端部と対応する位置にそれぞれ設けられている。各固定接点１１は、略円形状の内側端子１１ａ、及び内側端子１１ａとは絶縁された状態でこれを囲むように設けられた略リング状または略馬蹄状の外側端子１１ｂから構成されている。
【００２４】
下配線基板１２は、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリカーボネート等の絶縁性素材からなるフィルム状の部材であり、中央部にカバーシート１５の凹部１５ａが挿通される貫通孔１２ａが設けられるとともに、上面に銅箔、銀及びカーボン等の導電性材料により複数の配線パターン（図示せず）が形成されている。
【００２５】
ベースシート８は、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリカーボネート、ポリイミド等の可撓性を有するフィルム状の部材であり、中央部にはカバーシート１５の凹部１５ａが挿通される貫通孔８ａが穿設されている。また、ベースシート８における上配線基板１０の各固定接点１１と対向する位置（ベースシート８下面）には、略ドーム状の銅合金または鋼等の導電金属薄板からなる可動接点９がアクリル樹脂やシリコン樹脂等の接着剤（図示せず）により貼着されて設けられている。各可動接点９は、外力が加わらない通常時にはカバーシート１５側に凸の状態で各固定接点１１と対向し、この状態で外縁部が各固定接点１１の外側端子１１ｂと接しており、且つ中央部が各固定接点１１の内側端子１１ａと所定の間隙を空けて対向するように配設されている。
【００２６】
ケース１４は、絶縁樹脂製の板状部材であり、中央にカバーシート１５の凹部１５ａが嵌る凹部１４ａが設けられている。
係る構成の入力装置１においては、ローラ３が押下されると回転操作部２が突条６ｆを支点に揺動し、作用点側鍔部６ｄが対応する位置に配設されている可動接点９（９1）を押下する。これにより可動接点９（９1）が下方に弾性反転して上配線基板１０側に凸の状態となり、対応する固定接点１１の内側端子１１ａ及び外側端子１１ｂの両方と接触する。この結果、当該固定接点１１の内側端子１１ａと外側端子１１ｂとが、当該可動接点９を介して導通された状態となる。つまり、当該可動接点９及び対応する固定接点１１からなるスイッチがオンとなる。ローラ３の押下が解除されて回転操作部２が初期位置に復帰すると、可動接点９が上側に弾性反転して、上記スイッチはオフとなる。
【００２７】
また、操作体１６のローラ挿通孔１６ａ周囲の各方向の部位が押下されると、押下された部位が下降し、その方向にある可動接点９が下方に弾性反転して、これと対向する固定接点１１の内側端子１１ａと外側端子１１ｂとが可動接点９を介して導通された状態となる。つまり、当該可動接点９及び対応する固定接点１１からなるスイッチがオンとなる。当該部位の押下が解除されて当該部位が初期位置に復帰すると、可動接点９が上側に弾性反転して、上記スイッチはオフとなる。
【００２８】
そして、このように構成された入力装置１は、例えば図５の斜視図に示す携帯電話等の電子機器の固定筐体２１上面に装着される。ここでは、各固定接点１１及び磁気検出素子１３が図示しない配線パターン等を介して、機器内のマイコン等の制御手段２２に接続される。また、制御手段２２には、固定筐体２１に開閉可能に装着された可動筐体２３前面の液晶表示素子等の表示手段２４が接続されて機器が構成される。ここで、固定筐体２１には送話口２５及びボタン群２７が設けられ、可動筐体２３には受話口２６が設けられている。
【００２９】
以上の構成において、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、表示手段２４に複数の氏名等のメニュー及びカーソル３１、または地図及びポインタ３２が表示されているものとする。この状態で、入力装置１の操作板１６の例えば前方向（可動筐体２３の方向）の部位を押下すると、対応する部位が下降するように操作板１６が揺動し（以下、前方向に揺動操作する、等と表現する）、カバーシート１５及びベースシート８を介して対応する可動接点９が押下される。
そして、所定の押圧力が加わると、当該可動接点９がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、当該可動接点９の下面が対応する固定接点１１の内側端子１１ａ及び外側端子１１ｂの両方と接触し、内側端子１１ａ及び外側端子１１ｂが可動接点９を介して接続された状態となる。これを電子機器の制御手段２２が検出して、表示手段２４の複数のメニュー上に表示されたカーソル３１またはポインタ３２を上方向へ移動させる。
【００３０】
また、操作板１６を例えば後ろ方向または左右方向へ揺動操作すると、同様に、対応する可動接点９が押下されて弾性反転し、これを制御手段２２が検出して、表示手段２４のカーソル３１またはポインタ３２を下方向または左右方向へ移動させて、氏名または地図等のメニューの選択が行われる。
さらに、操作板１６中央から突出するローラ３を前後方向へ回転操作すると、ローラ３両端のＳ極とＮ極が交互に着磁されたリング磁石４が回転して、左右のリング磁石４の磁気が変化し、これを各磁気検出素子１３が検出する。この時、ローラ３両端のリング磁石４は上述したように、互いに周方向に角度をずらした状態で固着されているために、各磁気検出素子１３からは位相差のあるパルス信号が制御手段２２に出力される。
【００３１】
そして、制御手段２２がこの位相差のあるパルス信号から、ローラ３の回転方向と回転角度を検出し、表示手段２４上でカーソル３１またはポインタ３２を上または下方向へ移動させる。この時、上記のように操作板１６を前後方向へ揺動操作した場合とは異なる速度、例えば速い速度で表示手段２４の上下方向へ移動させて、氏名や地図等のメニューの選択が行われる。
さらに、カーソル３１またはポインタ３２を所望のメニュー上に置いた状態で、ローラ３を押下すると、ケース１４に対して揺動可能に装着された回転操作部２が下方に揺動し、対応する可動接点９が下カバー６の作用点側鍔部６ｄ下面により押下され、対応する固定接点１１の各端子１１ａ、１１ｂが接続される。これを制御手段２２が検出して選択したメニューが確定し、例えば選択した相手への通信や選択した箇所の地図の拡大等が行われる。
【００３２】
このように、本実施形態の入力装置１は、操作板１６を前後左右の各方向へ揺動操作することによって、対応する各可動接点９が下方に弾性反転して対応する固定接点１１の電気的接離が行われると共に、操作板１６中央の回転操作部２のローラ３を回転操作することによって、リング磁石４の磁気変化からローラ３の回転方向と回転角度を磁気検出素子１３により検出され、これを位相差のあるパルス信号として出力するように構成されている。
すなわち、磁気方式の回転操作部２の前後左右方向に複数のスイッチを形成すると共に、これらのスイッチのオン・オフを行う操作板１６の中央にローラ３を突出させることによって、操作板１６の前後左右方向への揺動操作に加え、操作板１６中央の回転操作部２の回転操作によって、様々な操作が行える。このため、他に操作体や押釦等の構成部品を設けることなく、簡易な構成で多様な操作が行える。
【００３３】
また、操作板１６の揺動操作によるスイッチのオン・オフと、ローラ３の回転操作によるパルス信号とを制御手段２２が検出し、入力装置１の操作に応じて、例えば表示手段２４に表示されたカーソル３１やポインタ３２の移動速度を変える等、制御手段２２が表示手段２４の表示を制御することによって、多様な操作が可能な電子機器を実現することができる。
さらに、回転操作部２をケース１４に対して揺動、ないしは上下動可能に装着すると共に、この下方に可動接点９（９1）及び固定接点１１（１１1）からなるスイッチを設け、このスイッチのローラ３の押下操作によるオン・オフを、制御手段２２が検出することによって、選択したメニューの確定等、さらに多様な操作を行うことが可能となる。
【００３４】
また、回転操作部２のローラ３両端の各回転軸３ａにリング磁石４を固着すると共に、これと対向して固定磁石７を配置することによって、ローラ３の停止時には、リング磁石４と固定磁石７の吸引状態がつりあって、安定した状態でローラ３の保持が行われる。また、ローラ３の回転操作時には、回転に伴うリング磁石４と固定磁石７の吸引反発力によって、クリック感のある良好な操作感触を得ることができる。
また、ローラ３を上カバー５と下カバー６とにより覆うと共に、ローラ３の外周面の一部が突出する上カバー５の貫通孔５ｂの縁部に覆い部５ｄを設け、この覆い部５ｄをローラ３の各回転軸３ａの溝部３ｂに遊嵌させることによって、塵埃や水等の液体がローラケース２０内に侵入するのを防ぐことができる。
【００３５】
また、各リング磁石４は、互いに周方向に角度をずらした状態でローラ３の左右の各回転軸３ａに固着されているために、各リング磁石４と対向配置される左右の各固定磁石７の高さ位置や形状等を左右のバランスをとるように設定することによって、各固定磁石７と各リング磁石４のそれぞれの吸引状態がつりあった状態となり、ローラ３を安定した状態で停止させることができる。
このように本実施形態の入力装置１によれば、回転操作部２におけるローラ３の回転操作及び押下操作、並びに中央にローラ３を露出させながら回転操作部２を覆う操作板１６の前後左右方向の揺動操作に対応した信号が出力されるので、簡易な構成で、多様な操作を実行することができる。また、この入力装置１を携帯電話などの各種電子機器に実装することによって、簡易な構成で、多様な操作を実行することが可能な電子機器を実現することができる。
【００３６】
以上、本発明を実施形態により説明したが、本発明はこれに限らず種々改変が可能である。例えば、上記実施形態では、各スイッチを、略ドーム状で導電金属薄板製の可動接点９と固定接点１１とを組み合わせたものとしたが、可動接点として下面にカーボン状の接点が形成された略ドーム状の可撓性のゴムシートを用いたものや、あるいは単品のプッシュスイッチを用いたもの等の様々なスイッチを用いても本発明は実施可能である。
また、各リング磁石４を、周方向に所定角度をずらした状態でローラの各回転軸３ａに固着することにより各磁気検出素子１３から位相差のあるパルス信号を得るものとしたが、各磁気検出素子１３の取付位置をローラ３の周方向に対して所定の角度位置ずらして、位相差のあるパルス信号を得るものとしてもよい。この時、各リング磁石４が、例えばＳ極とＮ極が各々６０度間隔で着磁されている場合、１２０度の回転角度で１パルスの信号が出力される。このため、リング磁石４に対向した左右の磁気検出素子１３を、例えば３０度分ずらした位置に配置すれば、１／４位相の差があるパルス信号を得ることができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、操作板１６を前後左右の４方向に揺動操作可能なものとしたが、右斜め前、右斜め後ろ、左斜め前及び左斜め後ろの４方向をさらに加えた合計８方向の揺動操作が可能なように、対応するスイッチ（可動接点９及び固定接点１１）の配置数を増やしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明による入力装置及びこれを用いた電子機器は、簡易な構成で多様な操作ができるという特徴を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る入力装置の要部の縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線による同装置の断面図である。
【図３】同装置の分解斜視図である。
【図４】同装置の回転操作部の分解斜視図である。
【図５】同装置を用いた携帯電話の斜視図である。
【図６】同携帯電話の表示手段の正面図であり、（ａ）は、番号登録者リストの表示例であり、（ｂ）は地図の表示例である。
【図７】従来の入力装置の要部の縦断面図である。
【図８】同装置の分解斜視図である。
【図９】同装置を用いた携帯電話の斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 入力装置
２ 回転操作部
３ ローラ
３ａ 回転軸
４ リング磁石
７ 固定磁石
９ 可動接点
１１ 固定接点
１３ 磁気検出素子
１６ 操作板
１６ａ ローラ挿通孔
２２ 制御手段
２４ 表示手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の操作に使用される入力装置、及びこれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やビデオカメラ等の各種電子機器の高機能化や小型化が進むに伴い、これらの操作に用いられる入力装置にも、多様な操作を行えるものが求められるようになってきている。
以下、図面を参照しながら従来の入力装置について説明する。図７は従来の入力装置の要部断面図、図８は同装置の分解斜視図である。
【０００３】
図７及び図８に示すように、入力装置５０は絶縁樹脂製のケース５５を備えている。ケース５５には配線基板５３が載置され、この配線基板５３の上面には可撓性を有するフィルム状のベースシート５１が貼着されている。更に、ベースシート５１上面にはゴム等のカバーシート５６が載置され、カバーシート５６の上に絶縁樹脂製の押釦５８、及びこの押釦５８が挿通される釦挿通孔５７ａが中央に穿設された略正方形の絶縁樹脂製の操作体５７が設けられている。
【０００４】
配線基板５３は、上下両面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されるとともに、ベースシート５１と対向する上面に複数（図示例では５個）の固定接点５４が、中央に１つと、これの周囲の前後左右に４つという配置で設けられている。各固定接点５４は、略円形状の内側端子５４ａ、及び内側端子５４ａとは絶縁された状態でこれを囲むように設けられた略リング状または略馬蹄状の外側端子５４ｂから構成されている。
【０００５】
これと対応して、ベースシート５１には、配線基板５３の各固定接点５４と対向する位置（ベースシート５１下面）に、略ドーム状の金属薄板からなる可動接点５２が接着剤（図示せず）により貼着されて設けられている。各可動接点５２は、外力が加わらない通常時にはカバーシート５６側に凸の状態で各固定接点５４と対向し、この状態で外縁部が各固定接点５４の外側端子５４ｂと接しており、且つ中央部が各固定接点５４の内側端子５４ａと所定の間隙を空けて対向するように配設されている。
【０００６】
押釦５８は、上記中央の可動接点５２と対応する位置に配設されている。そして、押釦５８を押下することにより上記中央の可動接点５２が押下されて下方に弾性反転し、配線基板５３側に凸の状態となる。弾性反転した上記中央の可動接点５２は、固定接点５４の内側端子５４ａ及び外側端子５４ｂの両方と接触し、固定接点５４の内側端子５４ａと外側端子５４ｂとが可動接点５２を介して導通される。つまり、上記中央の可動接点５２及びこれと対応する固定接点５４からなるスイッチがオンとなる。押釦５８が初期位置に戻ると上記中央の可動接点５２は初期状態に復帰し、スイッチはオフとなる。
操作体５７は、上記周囲の複数の可動接点５２がそれぞれ外周部各辺の中間部の端部と対向するように配置されている。そして、操作体５７は、上記釦挿通孔５７ａ周囲の前後左右の各方向の部位を上から押圧すると、押圧された部位に対応する外周部各辺が下降するようにカバーシート５６上に揺動可能に配設されている。
【０００７】
そして、このように構成された入力装置５０は、例えば図９の斜視図に示す携帯電話等の電子機器の固定筐体６１上面に装着される。ここでは、上記複数の固定接点５４が図示しない配線パターン等を介して、電子機器内のマイコン等の制御手段６２に接続されている。
以上の構成において、固定筐体６１に対して開閉可能に装着された可動筐体６３前面の、液晶表示素子等の表示手段６４に複数の氏名等のメニューやカーソル（図示せず）が表示されているものとする。この状態で、入力装置５０の操作体５７の前方向（可動筐体６３の方向）の部位を押下するとその方向の端部が下降するように操作体５７が揺動し（以下、前方向に揺動操作する等と表現する）、カバーシート５６及びベースシート５１を介して対応する可動接点５２が下方に押圧される。
【０００８】
そして、所定の押圧力が加わると、可動接点５２がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点５２が固定接点５４の内側端子５４ａ及び外側端子５４ｂの両方と接触することにより、内側端子５４ａと外側端子５４ｂとが可動接点５２を介して接続された状態となる。これが制御手段６２により検出され、表示手段６４の複数のメニュー上に表示されたカーソルが表示手段６４における上方向へ移動する。
また、操作体７を例えば後ろ方向や左右方向へ揺動操作すると、同様に、対応する可動接点５２が押下されて弾性反転する。これを制御手段６２が検出し、表示手段６４のカーソルが表示手段６４における下方向や左右方向へ移動されて、氏名等のメニューの選択が行われる。
【０００９】
さらに、カーソルを所望のメニュー上に置いた状態で、押釦５８を押下すると、対応する中央の可動接点５２が押下されて弾性反転し、これが制御手段６２により検出されて、選択状態となっているメニューが確定し、例えば選択した相手への通信が行われる。
つまり、操作体５７を所定方向へ揺動操作、あるいはその中央の押釦５８を押下操作することによって、対応する各可動接点５２が弾性反転して対応する固定接点５４の電気的接離が行われる。これと同時に、どの箇所の固定接点５４の電気的接離が行われたかを制御手段６２が検出し、その操作に応じて制御手段６２が、表示手段６４に表示された複数のメニューやカーソル等を制御するように構成されているものであった。
なお、下記特許文献１においては、揺動操作及び押圧操作の両方でスイッチ操作を可能とする操作装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１２３５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の入力装置及びこれを用いた電子機器においては、より多様な操作を行うために、さらに多くの操作体、押釦、及びスイッチ接点等が必要となり、限られたスペースの中でこれらを設けることが困難であった。また、スペースを節約するために操作体や押釦を小さくすると、操作が行いづらくなるという別の問題も発生する。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、多様な操作を行うことができる入力装置、及びこれを用いた電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、外周面に周方向の外力を加えて回転操作されるローラ、所定の角度ピッチでＳ極及びＮ極が交互に着磁されるとともに、前記ローラの両端面に設けられた各回転軸に嵌装されて固定される複数のリング磁石、並びに前記リング磁石と対向して配設される磁気検出素子及び固定磁石を含む回転操作部と、
前記ローラの外周面の一部を上方に突出させるように前記ローラが挿通されるローラ挿通孔を中央に有し、且つ前記回転操作部を上から覆うように配設されるとともに、前記挿通孔周囲の各方向の部位を上から押圧すると、押圧された部位が下降するように揺動可能に配設された操作板と、
前記操作板の各方向の部位と対応する位置に設けられ、対応する部位の下降によりオンとなり且つ前記対応する部位の初期位置への復帰によりオフとなる複数のスイッチと、
を具備したことを特徴とする。
【００１２】
このような構成の本発明の入力装置によれば、操作体の揺動操作によりローラの周囲の複数のスイッチがオン・オフされる。加えて、操作体中央のローラ挿通孔から外周面の一部が突出するローラの回転操作により、各回転軸に嵌装された複数のリング磁石による磁界が変化し、この変化を磁気検出素子が検出して対応する信号を出力する。したがって、操作板や押釦等の構成部品を増やすことなく簡易な構成で、多様な操作を実行することが可能となる。ここで、上記ローラはリング磁石と対向して配設された固定磁石の磁力により所定以上の外力が働かない限り、回転しないように支持されている。
【００１３】
また、本発明の入力装置においては、前記回転操作部が上下動可能に設けられており、前記回転操作部と対応する位置に、前記回転操作部の下降によりオンとなり且つ初期位置への復帰によりオフとなるスイッチ接点が設けられているのが好ましい。
この構成によれば、回転操作部の押下操作により、対応するスイッチをオン・オフすることが可能となる。これにより、さらに多様な操作を行うことができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、上記入力装置を具備するとともに、
前記磁気検出素子及び前記各スイッチと接続された制御手段と、この制御手段に接続された表示手段とを含み、
前記制御手段が前記磁気検出素子及び前記各スイッチからの信号に基づいて、前記表示手段の表示を制御するものとした。
これにより、簡易な構成で、多様な操作が行える電子機器が実現される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、多様な操作の可能な入力装置及びこれを用いた電子機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図６を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る入力装置の要部における断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線の断面図、図３は同装置の分解斜視図、図４は回転操作部の分解斜視図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、入力装置１は、絶縁樹脂製のケース１４を備えている。ケース１４には下配線基板１２、並びに上配線基板１０が順に載置され、この上配線基板１０の上面にベースシート８が貼着されている。ベースシート８上面にはカバーシート１５が載置され、カバーシート１５の上面に回転操作部２が設けられ、この回転操作部２の一部を外部に露出させながらこれを上から覆うように操作板１６が設けられている。
図４に示すように、回転操作部２は、ローラ３と、このローラ３を回転自在に収納するローラケース２０（図３参照）と、ローラ３両端面に突設された各回転軸３ａに嵌装されて固定されるリング磁石４と、各リング磁石４と対向して配置される固定磁石７及び磁気検出素子１３（図１及び図２参照）とから構成されている。ローラ３は、外周面に周方向の外力が加えられて回転操作される、アルミニウム等の金属または絶縁樹脂からなる略円柱状の部材であり、その外周面には、指で回転操作しやすいように周方向と垂直な方向に延びる溝が所定ピッチで形成されている。
【００１８】
リング磁石４は、ローラ３の回転軸３ａが挿通される軸挿通孔４ａが中央に穿設されるとともに、図２に示すように、Ｓ極とＮ極が所定の角度ピッチ（図示例では６０度間隔）で交互に数個ずつ（図示例では３つずつ）着磁されている。ここで、ローラ３の左右両端の各リング磁石４は、互いに周方向に角度を約５〜６度（degree）ずらした状態で回転軸３ａに固着されている。つまり、各磁極の磁力が最大となるローラ３の角度位置が、左右のリング磁石４の間で約５〜６度（degree）ずれるように、各リング磁石４が、ローラ３の各回転軸３ａにそれぞれ設けられている。そして、固定磁石７は、各リング磁石４に同じ磁極を向け、各リング磁石４と所定の間隙を空けて対向配置されている。このように各リング磁石４及び固定磁石７が配設されているために、左右の各リング磁石４に対向する固定磁石７の高さ位置や形状等を左右のバランスをとるように調節して、各固定磁石７と各リング磁石４の吸引状態がつりあった状態とすることができる。これにより、ローラ３を安定した状態で停止させることが可能となる。このように構成された回転操作部２のローラ３を回転操作すると、リング磁石４と固定磁石７との間に回転に伴って吸引力及び反発力が発生し、この吸引力と反発力とによりクリック感のある、歯切れの良い良好な操作感触が得られる。
【００１９】
ローラケース２０は、銅合金製または鋼板製の板状の上カバー５、及びローラ３を収納する容器である同素材の下カバー６から構成されている。上カバー５及び下カバー６には、組み合わさって各回転軸３ａの軸受を成す軸受部５ａ及び６ａが、対向する端部にそれぞれ形成されている。また、上カバー５の中央部には、ローラ３の外周面の一部を外部に突出させるようにローラ３が挿通される貫通孔５ｂが穿設されている。また、上カバー５は、軸受部５ａと隣接する各端部に、下カバー６の後述の磁石支持部６ｅとの間で固定磁石７を挟持して保持するための板状の磁石押え部５ｃが下カバー６側に向けて立設されている。
【００２０】
ここで、ローラ３の各回転軸３ａには、大径部３ｃがそれぞれ設けられており、この各大径部３ｃとローラ３の各端面との間にそれぞれ溝部３ｂが形成されている。これと対応して上カバー５の各軸受部５ａ近傍の中央寄りに、ローラ３の各回転軸３ａの溝部３ｂと遊嵌する板状の覆い部５ｄが下カバー６側に向けて立設されている。覆い部５ｄのローラ３の各回転軸３ａと対応する部分には、半円状の凹部５ｅが形成されている。そして、ローラ３は、各回転軸３ａの大径部３ｃが上カバー５及び下カバー６の各軸受部５ａ、６ａと摺接して軸支されている。
【００２１】
下カバー６は、上記軸受部６ａが両端に設けられたローラ収納部６ｂと、ローラ収納部６ｂの一方の側に形成された支点側鍔部６ｃと、他方の側に形成された作用点側鍔部６ｄとを備えている。支点側鍔部６ｃには、上カバー５の磁石押え部５ｃとの間で固定磁石７を挟持して保持するための、略直角の折り目を有する長板状の磁石支持部６ｅが、軸受部６ａと隣接する各端部に設けられている。支点側鍔部６ｃのローラ収容部６ｂと離れた側の端部には、ローラ３の軸方向と平行に延びる突条６ｆがカバーシート１５側に向けて突設されている。この突条６ｆは、図２に示すように、カバーシート１５と当接しており、これによりローラ３が上方から押圧されると回転操作部２が突条６ｆを支点としてケース１４に対して上下に揺動する。
【００２２】
また、ホール素子等の磁気検出素子１３は、カバーシート１５を間に挟んで各リング磁石４と対向するように下配線基板１２の上面に設けられている。
操作板１６は、ローラ３の外周面の一部を外部に突出させるようにローラ３が挿通されるローラ挿通孔１６ａが中央に穿設された略正方形の絶縁樹脂製の板材である。操作板１６は、外周の２辺がローラ３の軸方向と平行となり、他の２辺がローラ３の軸方向と垂直となるように配設される。また、操作板１６は、ローラ挿通孔１６ａ周囲の前後方向（ローラ３の軸方向と垂直な２方向）及び左右方向（ローラ３の軸方向と平行な２方向）の各部位を上から押圧すると、対応する部位が回転操作部２と干渉せずに下降するように、別途設けられたピンや凹凸部（図示せず）によって揺動可能にカバーシート１５上面に配設されている。
【００２３】
カバーシート１５は、シリコン樹脂、ウレタンゴム、エラストマー等の弾性部材からなる略矩形の板状部材であり、中央に回転操作部２が嵌る凹部１５ａが形成されている。
上配線基板１０は、紙フェノール、ガラス入りエポキシ等からなり、上下両面に銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成されている。また、上配線基板１０の中央部には、カバーシート１５の凹部１５ａが挿通される貫通孔１０ａが設けられている。また、上配線基板１０のベースシート８と対向する上面には、複数（図示例では５個）の固定接点１１が設けられている。各固定接点１１の中の１つ（１１1）は、下カバー６の作用点側鍔部６ｄと対応する位置である、貫通孔１０ａの近傍に配されている。他の各固定接点１１は、操作板１６の４辺の中間の端部と対応する位置にそれぞれ設けられている。各固定接点１１は、略円形状の内側端子１１ａ、及び内側端子１１ａとは絶縁された状態でこれを囲むように設けられた略リング状または略馬蹄状の外側端子１１ｂから構成されている。
【００２４】
下配線基板１２は、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリカーボネート等の絶縁性素材からなるフィルム状の部材であり、中央部にカバーシート１５の凹部１５ａが挿通される貫通孔１２ａが設けられるとともに、上面に銅箔、銀及びカーボン等の導電性材料により複数の配線パターン（図示せず）が形成されている。
【００２５】
ベースシート８は、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリカーボネート、ポリイミド等の可撓性を有するフィルム状の部材であり、中央部にはカバーシート１５の凹部１５ａが挿通される貫通孔８ａが穿設されている。また、ベースシート８における上配線基板１０の各固定接点１１と対向する位置（ベースシート８下面）には、略ドーム状の銅合金または鋼等の導電金属薄板からなる可動接点９がアクリル樹脂やシリコン樹脂等の接着剤（図示せず）により貼着されて設けられている。各可動接点９は、外力が加わらない通常時にはカバーシート１５側に凸の状態で各固定接点１１と対向し、この状態で外縁部が各固定接点１１の外側端子１１ｂと接しており、且つ中央部が各固定接点１１の内側端子１１ａと所定の間隙を空けて対向するように配設されている。
【００２６】
ケース１４は、絶縁樹脂製の板状部材であり、中央にカバーシート１５の凹部１５ａが嵌る凹部１４ａが設けられている。
係る構成の入力装置１においては、ローラ３が押下されると回転操作部２が突条６ｆを支点に揺動し、作用点側鍔部６ｄが対応する位置に配設されている可動接点９（９1）を押下する。これにより可動接点９（９1）が下方に弾性反転して上配線基板１０側に凸の状態となり、対応する固定接点１１の内側端子１１ａ及び外側端子１１ｂの両方と接触する。この結果、当該固定接点１１の内側端子１１ａと外側端子１１ｂとが、当該可動接点９を介して導通された状態となる。つまり、当該可動接点９及び対応する固定接点１１からなるスイッチがオンとなる。ローラ３の押下が解除されて回転操作部２が初期位置に復帰すると、可動接点９が上側に弾性反転して、上記スイッチはオフとなる。
【００２７】
また、操作体１６のローラ挿通孔１６ａ周囲の各方向の部位が押下されると、押下された部位が下降し、その方向にある可動接点９が下方に弾性反転して、これと対向する固定接点１１の内側端子１１ａと外側端子１１ｂとが可動接点９を介して導通された状態となる。つまり、当該可動接点９及び対応する固定接点１１からなるスイッチがオンとなる。当該部位の押下が解除されて当該部位が初期位置に復帰すると、可動接点９が上側に弾性反転して、上記スイッチはオフとなる。
【００２８】
そして、このように構成された入力装置１は、例えば図５の斜視図に示す携帯電話等の電子機器の固定筐体２１上面に装着される。ここでは、各固定接点１１及び磁気検出素子１３が図示しない配線パターン等を介して、機器内のマイコン等の制御手段２２に接続される。また、制御手段２２には、固定筐体２１に開閉可能に装着された可動筐体２３前面の液晶表示素子等の表示手段２４が接続されて機器が構成される。ここで、固定筐体２１には送話口２５及びボタン群２７が設けられ、可動筐体２３には受話口２６が設けられている。
【００２９】
以上の構成において、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、表示手段２４に複数の氏名等のメニュー及びカーソル３１、または地図及びポインタ３２が表示されているものとする。この状態で、入力装置１の操作板１６の例えば前方向（可動筐体２３の方向）の部位を押下すると、対応する部位が下降するように操作板１６が揺動し（以下、前方向に揺動操作する、等と表現する）、カバーシート１５及びベースシート８を介して対応する可動接点９が押下される。
そして、所定の押圧力が加わると、当該可動接点９がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、当該可動接点９の下面が対応する固定接点１１の内側端子１１ａ及び外側端子１１ｂの両方と接触し、内側端子１１ａ及び外側端子１１ｂが可動接点９を介して接続された状態となる。これを電子機器の制御手段２２が検出して、表示手段２４の複数のメニュー上に表示されたカーソル３１またはポインタ３２を上方向へ移動させる。
【００３０】
また、操作板１６を例えば後ろ方向または左右方向へ揺動操作すると、同様に、対応する可動接点９が押下されて弾性反転し、これを制御手段２２が検出して、表示手段２４のカーソル３１またはポインタ３２を下方向または左右方向へ移動させて、氏名または地図等のメニューの選択が行われる。
さらに、操作板１６中央から突出するローラ３を前後方向へ回転操作すると、ローラ３両端のＳ極とＮ極が交互に着磁されたリング磁石４が回転して、左右のリング磁石４の磁気が変化し、これを各磁気検出素子１３が検出する。この時、ローラ３両端のリング磁石４は上述したように、互いに周方向に角度をずらした状態で固着されているために、各磁気検出素子１３からは位相差のあるパルス信号が制御手段２２に出力される。
【００３１】
そして、制御手段２２がこの位相差のあるパルス信号から、ローラ３の回転方向と回転角度を検出し、表示手段２４上でカーソル３１またはポインタ３２を上または下方向へ移動させる。この時、上記のように操作板１６を前後方向へ揺動操作した場合とは異なる速度、例えば速い速度で表示手段２４の上下方向へ移動させて、氏名や地図等のメニューの選択が行われる。
さらに、カーソル３１またはポインタ３２を所望のメニュー上に置いた状態で、ローラ３を押下すると、ケース１４に対して揺動可能に装着された回転操作部２が下方に揺動し、対応する可動接点９が下カバー６の作用点側鍔部６ｄ下面により押下され、対応する固定接点１１の各端子１１ａ、１１ｂが接続される。これを制御手段２２が検出して選択したメニューが確定し、例えば選択した相手への通信や選択した箇所の地図の拡大等が行われる。
【００３２】
このように、本実施形態の入力装置１は、操作板１６を前後左右の各方向へ揺動操作することによって、対応する各可動接点９が下方に弾性反転して対応する固定接点１１の電気的接離が行われると共に、操作板１６中央の回転操作部２のローラ３を回転操作することによって、リング磁石４の磁気変化からローラ３の回転方向と回転角度を磁気検出素子１３により検出され、これを位相差のあるパルス信号として出力するように構成されている。
すなわち、磁気方式の回転操作部２の前後左右方向に複数のスイッチを形成すると共に、これらのスイッチのオン・オフを行う操作板１６の中央にローラ３を突出させることによって、操作板１６の前後左右方向への揺動操作に加え、操作板１６中央の回転操作部２の回転操作によって、様々な操作が行える。このため、他に操作体や押釦等の構成部品を設けることなく、簡易な構成で多様な操作が行える。
【００３３】
また、操作板１６の揺動操作によるスイッチのオン・オフと、ローラ３の回転操作によるパルス信号とを制御手段２２が検出し、入力装置１の操作に応じて、例えば表示手段２４に表示されたカーソル３１やポインタ３２の移動速度を変える等、制御手段２２が表示手段２４の表示を制御することによって、多様な操作が可能な電子機器を実現することができる。
さらに、回転操作部２をケース１４に対して揺動、ないしは上下動可能に装着すると共に、この下方に可動接点９（９1）及び固定接点１１（１１1）からなるスイッチを設け、このスイッチのローラ３の押下操作によるオン・オフを、制御手段２２が検出することによって、選択したメニューの確定等、さらに多様な操作を行うことが可能となる。
【００３４】
また、回転操作部２のローラ３両端の各回転軸３ａにリング磁石４を固着すると共に、これと対向して固定磁石７を配置することによって、ローラ３の停止時には、リング磁石４と固定磁石７の吸引状態がつりあって、安定した状態でローラ３の保持が行われる。また、ローラ３の回転操作時には、回転に伴うリング磁石４と固定磁石７の吸引反発力によって、クリック感のある良好な操作感触を得ることができる。
また、ローラ３を上カバー５と下カバー６とにより覆うと共に、ローラ３の外周面の一部が突出する上カバー５の貫通孔５ｂの縁部に覆い部５ｄを設け、この覆い部５ｄをローラ３の各回転軸３ａの溝部３ｂに遊嵌させることによって、塵埃や水等の液体がローラケース２０内に侵入するのを防ぐことができる。
【００３５】
また、各リング磁石４は、互いに周方向に角度をずらした状態でローラ３の左右の各回転軸３ａに固着されているために、各リング磁石４と対向配置される左右の各固定磁石７の高さ位置や形状等を左右のバランスをとるように設定することによって、各固定磁石７と各リング磁石４のそれぞれの吸引状態がつりあった状態となり、ローラ３を安定した状態で停止させることができる。
このように本実施形態の入力装置１によれば、回転操作部２におけるローラ３の回転操作及び押下操作、並びに中央にローラ３を露出させながら回転操作部２を覆う操作板１６の前後左右方向の揺動操作に対応した信号が出力されるので、簡易な構成で、多様な操作を実行することができる。また、この入力装置１を携帯電話などの各種電子機器に実装することによって、簡易な構成で、多様な操作を実行することが可能な電子機器を実現することができる。
【００３６】
以上、本発明を実施形態により説明したが、本発明はこれに限らず種々改変が可能である。例えば、上記実施形態では、各スイッチを、略ドーム状で導電金属薄板製の可動接点９と固定接点１１とを組み合わせたものとしたが、可動接点として下面にカーボン状の接点が形成された略ドーム状の可撓性のゴムシートを用いたものや、あるいは単品のプッシュスイッチを用いたもの等の様々なスイッチを用いても本発明は実施可能である。
また、各リング磁石４を、周方向に所定角度をずらした状態でローラの各回転軸３ａに固着することにより各磁気検出素子１３から位相差のあるパルス信号を得るものとしたが、各磁気検出素子１３の取付位置をローラ３の周方向に対して所定の角度位置ずらして、位相差のあるパルス信号を得るものとしてもよい。この時、各リング磁石４が、例えばＳ極とＮ極が各々６０度間隔で着磁されている場合、１２０度の回転角度で１パルスの信号が出力される。このため、リング磁石４に対向した左右の磁気検出素子１３を、例えば３０度分ずらした位置に配置すれば、１／４位相の差があるパルス信号を得ることができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、操作板１６を前後左右の４方向に揺動操作可能なものとしたが、右斜め前、右斜め後ろ、左斜め前及び左斜め後ろの４方向をさらに加えた合計８方向の揺動操作が可能なように、対応するスイッチ（可動接点９及び固定接点１１）の配置数を増やしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明による入力装置及びこれを用いた電子機器は、簡易な構成で多様な操作ができるという特徴を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る入力装置の要部の縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線による同装置の断面図である。
【図３】同装置の分解斜視図である。
【図４】同装置の回転操作部の分解斜視図である。
【図５】同装置を用いた携帯電話の斜視図である。
【図６】同携帯電話の表示手段の正面図であり、（ａ）は、番号登録者リストの表示例であり、（ｂ）は地図の表示例である。
【図７】従来の入力装置の要部の縦断面図である。
【図８】同装置の分解斜視図である。
【図９】同装置を用いた携帯電話の斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 入力装置
２ 回転操作部
３ ローラ
３ａ 回転軸
４ リング磁石
７ 固定磁石
９ 可動接点
１１ 固定接点
１３ 磁気検出素子
１６ 操作板
１６ａ ローラ挿通孔
２２ 制御手段
２４ 表示手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に周方向の外力を加えて回転操作されるローラ、所定の角度ピッチでＳ極及びＮ極が交互に着磁されるとともに、前記ローラの両端面に設けられた各回転軸に嵌装されて固定される複数のリング磁石、並びに前記リング磁石と対向して配設される磁気検出素子及び固定磁石を含む回転操作部と、
前記ローラの外周面の一部を上方に突出させるように前記ローラが挿通される挿通孔を中央に有し、且つ前記回転操作部を上から覆うように配設されるとともに、前記挿通孔周囲の各方向の部位を上から押圧すると、押圧された部位が下降するように揺動可能に配設された操作板と、
前記操作板の各方向の部位と対応する位置に設けられ、対応する部位の下降によりオンとなり且つ前記対応する部位の初期位置への復帰によりオフとなる複数のスイッチと、
を具備したことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記回転操作部が上下動可能に設けられており、前記回転操作部と対応する位置に、前記回転操作部の下降によりオンとなり且つ前記回転操作部の初期位置への復帰によりオフとなるスイッチが設けられている請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の入力装置を具備するとともに、
前記磁気検出素子及び前記各スイッチと接続された制御手段と、この制御手段に接続された表示手段とを含み、
前記制御手段が前記磁気検出素子及び前記各スイッチからの信号に基づいて、前記表示手段の表示を制御することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
外周面に周方向の外力を加えて回転操作されるローラ、所定の角度ピッチでＳ極及びＮ極が交互に着磁されるとともに、前記ローラの両端面に設けられた各回転軸に嵌装されて固定される複数のリング磁石、並びに前記リング磁石と対向して配設される磁気検出素子及び固定磁石を含む回転操作部と、
前記ローラの外周面の一部を上方に突出させるように前記ローラが挿通される挿通孔を中央に有し、且つ前記回転操作部を上から覆うように配設されるとともに、前記挿通孔周囲の各方向の部位を上から押圧すると、押圧された部位が下降するように揺動可能に配設された操作板と、
前記操作板の各方向の部位と対応する位置に設けられ、対応する部位の下降によりオンとなり且つ前記対応する部位の初期位置への復帰によりオフとなる複数のスイッチと、
を具備したことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記回転操作部が上下動可能に設けられており、前記回転操作部と対応する位置に、前記回転操作部の下降によりオンとなり且つ前記回転操作部の初期位置への復帰によりオフとなるスイッチが設けられている請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の入力装置を具備するとともに、
前記磁気検出素子及び前記各スイッチと接続された制御手段と、この制御手段に接続された表示手段とを含み、
前記制御手段が前記磁気検出素子及び前記各スイッチからの信号に基づいて、前記表示手段の表示を制御することを特徴とする電子機器。
【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２００９−５９５９９（Ｐ２００９−５９５９９Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２６２０８（Ｐ２００７−２２６２０８）
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【出願人】（５０１４３１０７３）ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【出願人】（５０１４３１０７３）ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]