入力装置および電子機器
【課題】変位量を入力可能な安価で操作感のよい入力装置を提供する。
【解決手段】上面に下側電極14,15が配設された基板4と、下側電極14,15の上方に並んで配置された複数の上側電極と、基板4の上に配置され、且つ、上側電極の上に連続して延伸するドーム部6が形成された変形ドーム板7とを有し、ドーム部6は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して上側電極を下側電極14,15に圧接する。
【解決手段】上面に下側電極14,15が配設された基板4と、下側電極14,15の上方に並んで配置された複数の上側電極と、基板4の上に配置され、且つ、上側電極の上に連続して延伸するドーム部6が形成された変形ドーム板7とを有し、ドーム部6は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して上側電極を下側電極14,15に圧接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、入力装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
ジョグダイアルのように、回転やスライド等の操作量を検出して、操作の方向とその距離とからなる変位情報を信号に変換する入力装置がある。従来のジョグダイアルは、例えば、円周上に並べた磁石の移動をホール素子で検出するロータリエンコーダを含むような複雑な装置である。携帯電話等の入力装置として、安価で薄い入力装置が求められているが、磁石とホール素子とを用いた構成では、コストが高く、薄型化、小型化においても限界がある。
【0003】
特許文献1には、円周上にマイクロスイッチを配列し、指を押圧した部分の直下のマイクロスイッチのみを押下するように傾斜し得る環状の操作部を有する操作部材を設け、マイクロスイッチの連続的作動を検出することで、回転操作量を算出する入力装置が記載されている。この構成では、基板上に多数のマイクロスイッチを実装する必要があるため、却ってコストが高くなる。また、操作部材にマイクロスイッチの反力が断続的に作用するために、操作部材をスムーズに回転させられず、好ましい操作感を得ることが難しい。
【0004】
他にも、タッチパッドのような座標を検出する座標入力装置により、変位量を検出して信号化することができるが、そのような座標検出タイプの入力装置はいずれも高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−216079号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記問題点に鑑みて、本発明は、変位量を入力可能な安価で操作感のよい入力装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、本発明による入力装置は、上面に下側電極が複数配設された基板と、前記下側電極の上方に並んで配置された複数の上側電極と、前記基板の上に配置され、且つ、前記上側電極の上に連続して延伸するドーム部が形成された変形ドーム板とを有し、前記ドーム部は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して前記上側電極を前記下側電極に圧接させるものとする。
【発明の効果】
【0008】
この構成によれば、ユーザがドーム部を押下したとき、ドーム部の部分的な反転膨出によって直下の上下に配置された上側電極と下側電極とが接触するので、ユーザが押下した位置を検出できる。このとき、ドームがアーチ形状からM字形状に移行する瞬間に反発力が大きく変化するので、操作者がスイッチ感触を得ることができる。この状態で、ユーザがドーム部を押下する位置を、ドーム部に沿って移動させれば、ドーム部の反転膨出している部分が移動し、隣接する上側電極と下側電極とを連続的に接触させるので、押下位置の移動を検出できる。こととき、ドーム部の変形が連続的に移動するため、新たにドーム部を反転膨出させるときのようなクリック感は感じない。つまり、ユーザは、ドーム部を押下する位置をスムーズに移動させることができ、操作感触がよく、意図したとおりの操作が可能となる。
【0009】
また、本発明の入力装置は、前記ドーム部の上に配設され、前記ドーム部を部分的に押下する押下部材を有してもよい。
【0010】
この構成によれば、ドーム部の反転膨出形状が一定になり、安定した操作が可能となる。
【0011】
また、本発明の入力装置において、前記押下部材は、前記上側電極に対応する位置にそれぞれ突起を備えてもよい。
【0012】
この構成によれば、上側電極と下側電極との接触がより一層確実になり、検出信頼性を高めることができる。
【0013】
また、本発明の入力装置において、前記押下部材は、全体が傾斜することで、前記ドーム部を部分的に押下してもよい。
【0014】
この構成によれば、傾斜を利用することで、ドーム部の反転範囲が一定になり、操作量の検出が正確になる。
【0015】
また、本発明の入力装置は、前記押下部材の上に摺動可能に配設され、前記押下部材を部分的に押下できる操作部材を有してもよい。
【0016】
この構成によれば、操作部材の移動や回転に伴ってドーム部の反転が生じるので、操作を妨げる摩擦を軽減し、スムーズな操作が可能となる。
【0017】
また、本発明の入力装置において、前記上側電極は、前記ドーム部の内面に形成されていてもよい。
【0018】
この構成によれば、部品点数が少なく、小型化が容易である。
【0019】
また、本発明の入力装置において、前記ドーム部は、環状に形成されていてもよい。
【0020】
この構成によれば、回転量を入力する装置を安価に提供できる。
【0021】
また、本発明の入力装置において、前記ドーム部は、直線的に延伸して形成されていてもよい。
【0022】
この構成によれば、直線距離を入力する装置を安価に提供できる。
【0023】
また、本発明による電子機器は、前記入力装置のいずれかを備えるものとする。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明に係る第1実施形態である入力装置の平面図である。
【図2】図1の入力装置の平面図のである。
【図3】図1の入力装置の分解斜視図である。
【図4】図1の入力装置の変形ドーム板の裏側の斜視図である。
【図5】図1の入力装置の基板の平面図である。
【図6】図1の入力装置の通常時の拡大断面図である。
【図7】図1の入力装置の操作時の拡大断面図である。
【図8】図1の入力装置の操作時の変形ドーム板の拡大部分断面斜視図である。
【図9】図8の変形ドーム板のドーム部の周方向の変形形状を示す断面図である。
【図10】図1の入力装置を備える携帯電話の斜視図である。
【図11】本発明に係る第2実施形態である入力装置の断面図である。
【図12】図11の入力装置の基板の平面図である。
【図13】図11の入力装置の操作時の断面図である。
【図14】図11の入力装置を備える携帯電話の斜視図である。
【図15】本発明に係る第3実施形態である入力装置の断面図である。
【図16】本発明に係る第4実施形態である入力装置の断面図である。
【図17】本発明に係る第5実施形態である入力装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1乃至3に、本発明に係る第1実施形態である入力装置1を、それぞれ、平面図、側面図、分解斜視図において示す。
【0026】
入力装置1は、図3に示すように、円形のセンターキートップ2と、センターキートップ2の外側に配置された環状のダイアルキートップ3とを備える。この入力装置1は、センターキートップ2の押下を検出し、且つ、ダイアルキートップ3を押下した位置(上下左右および対角方向の合計8方向)を検出するとともに、ダイアルキートップ3をセンターキートップ2の周りで回転させた角度を検出するものである。
【0027】
入力装置1は、さらに、印刷回路基板4と、センターキートップ2の直下に球面状に膨出したセンタードーム部5、および、ダイアルキートップ3の直下に環状に連続して膨出した環状ドーム部6が形成された変形ドーム板7と、ダイアルキートップ3により押下され、環状ドーム部6を押圧する環状の押下部材8と、押下部材8を上下移動および傾斜可能に保持するホルダ9と、ダイアルキートップ3に固定され、押下部材8と当接してダイアルキートップ3の脱離を防止する係止プレート10とを有する。
【0028】
変形ドーム板7は、例えばステンレス鋼やPET樹脂の薄板からなる。また、図4に示すように、変形ドーム板7は、センタードーム部5の内面(下面)には中央上側電極11が、環状ドーム部6の内面には45°間隔で環状に配置された8つの方位上側電極12が、弾性を有する導電性樹脂によってそれぞれ形成されている。
【0029】
図5に示すように、基板4の表面には、金属層からなる導電パターンによって、中央上側電極11の直下に隙間を空けて配設された一対の中央下側電極13と、方位上側電極12の直下の外側寄りにそれぞれ配設された8つの方位下側電極14と、方位上側電極12の直下の内側寄りに、各方位下側電極14と一定の隙間を保つように環状に延伸して配設された共通下側電極15とを有する。これらの下側電極13,14,15からは、それぞれ、導電パターンによる引き出し線16が延伸して設けられている。引き出し線16は、両中央下側電極13の間、および、各方位下側電極14と共通下側電極15との間の導通の有無をそれぞれ確認することができるように、不図示の制御装置等に接続される。
【0030】
図6に、入力装置1の断面を示す。押圧部材8は、環状に突出してダイアルキートップ3に押下される受圧部17と、環状ドーム部6の頂部に当接するように環状に連続して突出した押圧部18とを有する。また、センターキートップ2も、センタードーム部5の頂部に当接するように突出した押圧部19を有する。
【0031】
入力装置1において、ユーザがセンターキートップ2を押下すると、センターキートップ2だけが下降し、押圧部19によってセンタードーム部5の頂部を押圧する。このとき、センタードーム部5のアーチ形状は、センタードーム部5の頂部に下向きに作用する押圧部19の押圧力を、外向きに拡がる力に変換して受け止めるが、押圧部19の押圧力が一定の強さに達すると、頂部が下向きに反転して凹むように変形する。センタードーム部5は、このように反転膨出すると、押圧部19に対する反力が減少する。つまり、センタードーム部5は、反転膨出する瞬間に、押圧部19に対して最大の反力を示す。変形ドーム板7は、このように、センタードーム部5によってユーザに対していわゆるクリック感を与えるものであり、「ペコ板」と呼ばれものである。
【0032】
さらに、図7に、入力装置1のダイアルキートップ3の一部を押下した様子を示す。図示するように、ダイアルキートップ3の一部を押下すると、ダイアルキートップ3,センターキートップ2,および押圧部材8は、一体となって、センターキートップ2の押圧部19を支点にして傾斜する。傾斜した押圧部材8は、押圧部18の一部によって、変形ドーム板7の環状ドーム部6を部分的に押圧する。
【0033】
このとき、環状ドーム部6のアーチ形状は、センタードーム部5と同様に、押圧部18の押圧力を外側に逃がして受け止めるが、押圧力が強くなると、頂部が下向きに反転して凹むように変形することで、押圧部18に対する反力を減少させ、ユーザにクリック感を提供する。
【0034】
ダイアルキートップ3を押下することで、押圧部18によって部分的に反転膨出させられた環状ドーム部6は、反転膨出した部分に設けられた方位上側電極12を、その直下の方位下側電極14および共通下側電極15に接触させる。これにより、方位下側電極14と共通下側電極15とが導通し、ダイアルキートップ3に押下された位置を検出できる。
【0035】
ダイアルキートップ3の一部を押下して、部分的に反転膨出した環状ドーム部6を、図8に示す。このように、環状ドーム部6は、その一点で変形量が最大になり、円周方向両側に向かって変形量が小さくなる。ユーザがダイアルキートップ3を指で押下したままセンターキートップ2の周りに回動させるように操作すると、図9に示すように、下向きに反転膨出した部分が、周方向に連続的に移動する。
【0036】
このように、ダイアルキートップ3を回転操作することで、押圧部材8の傾斜方向を連続的に変化させ、環状ドーム部6の反転膨出する部分を連続的に移動させれば、最初に環状ドーム部6を部分的に反転膨出させる場合のように、環状ドーム部6から大きな反力を受けることがなく、スムーズで軽い操作感が得られる。
【0037】
このようなダイアルキートップ3の回転操作による環状ドーム部6の反転膨出部の移動のために、方位下側電極14が順番に、方位上側電極12を介して共通下側電極15に導通してゆく。入力装置1では、このような操作を行ったときに、隣接する方位下側電極14の共通下側電極15に対する導通状態が重複して発生するように、方位上側電極12および方位下側電極14の周方向の長さが調整されている。これにより、隣接する電極の導通がある一定時間内にずれて発生した場合には、ダイアルキートップ3の回転操作があったものと判断する。一方、隣接する方位下側電極14の導通が重複せずに発生した場合は、ダイアルキートップ3対応する位置をそれぞれ一度ずつ押下したものと判断できる。
【0038】
また、方位下側電極14の導通の継続時間が所定の閾値より長くなったときに、ダイアルキートップ3の回転操作による変位入力であると判断し、方位下側電極14の導通の継続時間が前記閾値よりも短い場合は、ダイアルキートップ3の押下位置によって方向を入力するボタン操作であると判断することも可能である。
【0039】
入力装置1は、ジョグダイアルとして使用できるにも拘わらず、部品点数が少なく、高価な部品を使用しないので、安価である。このような入力装置1は、例えば、図10に示す携帯電話20の入力装置として使用できる。このように、入力装置1は、携帯電話20のような電子機器に、センターキートップ2とダイアルキートップ3とだけが外部に露出するように組み込まれる。
【0040】
さらに、図11に、本発明に係る第2実施形態である入力装置21を示す。本実施形態の入力装置21は、配列下側電極22を形成した回路基板23と、内面に配列下側電極22に対応する上側電極24を備えるドーム部25が設けられた変形ドーム板26と、ドーム部25の各上側電極24に対応する位置を押圧するためにそれぞれ下向きに突出した押圧部27が設けられた押圧部材28とを有する。
【0041】
図12に、入力装置21の基板23の導電パターンを示す。本実施形態では、配列下側電極22は、直線上に並んで配設されている。また、基板23には、配列下側電極22の列と平行に配設された共通下側電極29も設けられている。そして、上側電極24は、それぞれ、対応する配列下側電極22を共通下側電極29に接続できるように配置されている。したがって、ドーム部25は、直線的に延伸して形成されている。
【0042】
本実施形態の押圧部材28は、弾性変形可能な硬質ラバーやエラストマで形成されており、ユーザが指で押して変形させられるようになっている。図13に示すように、入力装置21は、押圧部材28を基板23に向かって部分的に押し込むことにより、ドーム部25の一部を基板23に向かって反転膨出させ、直下の上側電極24を配列下側電極22および共通下側電極29に当接させる。
【0043】
また、入力装置21では、ユーザが、押圧部材28に押し当てた指をドーム部25の延伸方向にスライドさせると、押圧部材28の変形位置を移動させて、隣接する押圧部27を順次押下し、配列下側電極22を順に導通させる。このようにして、入力装置21は、導通する配列下側電極22の入れ替わりにより、ユーザの指の直線移動距離を検出できる。
【0044】
このような入力装置21は、図14に示す携帯電話30のように、携帯用デバイスの側面などに配置することで、携帯用デバイスを片手で保持しながら、その手で容易に直線変位を入力可能にする。
【0045】
また、本実施形態の押圧部材28の押圧部27は、配列下側電極22および上側電極24に1対1で対応している必要はなく、図15に示す本発明に係る第3実施形態である入力装置31のように、配列下側電極22および上側電極24よりも小さいものを多数配設しても良い。これにより、押圧部材28の変形位置の移動がより一層スムーズになり、滑らかな操作感が得られる。尚、以降の実施形態について、先に説明した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【0046】
また、本発明によれば、図16に示す本発明に係る第4実施形態である入力装置32のように、上側電極24を、変形ドーム板26ではなく、平坦な弾性フィルム33上に設けても良い。この構成によれば、部品点数は増加するが、上側電極24の形成が容易になるため、部品コストは低下する。また、本実施形態では、ドーム部25が変形していないときに、上側電極24が配列下側電極22から離間するように、基板23と弾性フィルム33との間にはスペーサ34が配設されている。
【0047】
さらに、図17に示す本発明に係る第5実施形態である入力装置35では、上側電極24は、共通下側電極29に常時導電接触するようにドーム部25の外側まで延伸する接続部36を有している。これにより、上側電極24は下側電極22に対して回路開閉するのみとなり、接触信頼性を高めることができる。
以上のように、本発明は、複数の上側電極と下側電極との上に連続して延伸するドーム部によって、ユーザ操作の変位量を検出可能とする。このための構造の細部は、従来のペコ板と呼ばれる構造に適用され得る他の構造が、上述の第4および第5実施形態の変形と同様に適用され得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0048】
1…入力装置
2…センターキートップ
3…ダイアルキートップ(操作部材)
4…基板
6…環状ドーム部
7…変形ドーム板
8…押圧部材
12…環状上側電極
14…方位下側電極
15…共通下側電極
18…押圧部
21…入力装置
22…配列下側電極
23…基板
24…上側電極
25…ドーム部
26…変形ドーム板
27…押圧部
28…押圧部材
29…共通下側電極
【技術分野】
【0001】
本発明は、入力装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
ジョグダイアルのように、回転やスライド等の操作量を検出して、操作の方向とその距離とからなる変位情報を信号に変換する入力装置がある。従来のジョグダイアルは、例えば、円周上に並べた磁石の移動をホール素子で検出するロータリエンコーダを含むような複雑な装置である。携帯電話等の入力装置として、安価で薄い入力装置が求められているが、磁石とホール素子とを用いた構成では、コストが高く、薄型化、小型化においても限界がある。
【0003】
特許文献1には、円周上にマイクロスイッチを配列し、指を押圧した部分の直下のマイクロスイッチのみを押下するように傾斜し得る環状の操作部を有する操作部材を設け、マイクロスイッチの連続的作動を検出することで、回転操作量を算出する入力装置が記載されている。この構成では、基板上に多数のマイクロスイッチを実装する必要があるため、却ってコストが高くなる。また、操作部材にマイクロスイッチの反力が断続的に作用するために、操作部材をスムーズに回転させられず、好ましい操作感を得ることが難しい。
【0004】
他にも、タッチパッドのような座標を検出する座標入力装置により、変位量を検出して信号化することができるが、そのような座標検出タイプの入力装置はいずれも高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−216079号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記問題点に鑑みて、本発明は、変位量を入力可能な安価で操作感のよい入力装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、本発明による入力装置は、上面に下側電極が複数配設された基板と、前記下側電極の上方に並んで配置された複数の上側電極と、前記基板の上に配置され、且つ、前記上側電極の上に連続して延伸するドーム部が形成された変形ドーム板とを有し、前記ドーム部は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して前記上側電極を前記下側電極に圧接させるものとする。
【発明の効果】
【0008】
この構成によれば、ユーザがドーム部を押下したとき、ドーム部の部分的な反転膨出によって直下の上下に配置された上側電極と下側電極とが接触するので、ユーザが押下した位置を検出できる。このとき、ドームがアーチ形状からM字形状に移行する瞬間に反発力が大きく変化するので、操作者がスイッチ感触を得ることができる。この状態で、ユーザがドーム部を押下する位置を、ドーム部に沿って移動させれば、ドーム部の反転膨出している部分が移動し、隣接する上側電極と下側電極とを連続的に接触させるので、押下位置の移動を検出できる。こととき、ドーム部の変形が連続的に移動するため、新たにドーム部を反転膨出させるときのようなクリック感は感じない。つまり、ユーザは、ドーム部を押下する位置をスムーズに移動させることができ、操作感触がよく、意図したとおりの操作が可能となる。
【0009】
また、本発明の入力装置は、前記ドーム部の上に配設され、前記ドーム部を部分的に押下する押下部材を有してもよい。
【0010】
この構成によれば、ドーム部の反転膨出形状が一定になり、安定した操作が可能となる。
【0011】
また、本発明の入力装置において、前記押下部材は、前記上側電極に対応する位置にそれぞれ突起を備えてもよい。
【0012】
この構成によれば、上側電極と下側電極との接触がより一層確実になり、検出信頼性を高めることができる。
【0013】
また、本発明の入力装置において、前記押下部材は、全体が傾斜することで、前記ドーム部を部分的に押下してもよい。
【0014】
この構成によれば、傾斜を利用することで、ドーム部の反転範囲が一定になり、操作量の検出が正確になる。
【0015】
また、本発明の入力装置は、前記押下部材の上に摺動可能に配設され、前記押下部材を部分的に押下できる操作部材を有してもよい。
【0016】
この構成によれば、操作部材の移動や回転に伴ってドーム部の反転が生じるので、操作を妨げる摩擦を軽減し、スムーズな操作が可能となる。
【0017】
また、本発明の入力装置において、前記上側電極は、前記ドーム部の内面に形成されていてもよい。
【0018】
この構成によれば、部品点数が少なく、小型化が容易である。
【0019】
また、本発明の入力装置において、前記ドーム部は、環状に形成されていてもよい。
【0020】
この構成によれば、回転量を入力する装置を安価に提供できる。
【0021】
また、本発明の入力装置において、前記ドーム部は、直線的に延伸して形成されていてもよい。
【0022】
この構成によれば、直線距離を入力する装置を安価に提供できる。
【0023】
また、本発明による電子機器は、前記入力装置のいずれかを備えるものとする。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明に係る第1実施形態である入力装置の平面図である。
【図2】図1の入力装置の平面図のである。
【図3】図1の入力装置の分解斜視図である。
【図4】図1の入力装置の変形ドーム板の裏側の斜視図である。
【図5】図1の入力装置の基板の平面図である。
【図6】図1の入力装置の通常時の拡大断面図である。
【図7】図1の入力装置の操作時の拡大断面図である。
【図8】図1の入力装置の操作時の変形ドーム板の拡大部分断面斜視図である。
【図9】図8の変形ドーム板のドーム部の周方向の変形形状を示す断面図である。
【図10】図1の入力装置を備える携帯電話の斜視図である。
【図11】本発明に係る第2実施形態である入力装置の断面図である。
【図12】図11の入力装置の基板の平面図である。
【図13】図11の入力装置の操作時の断面図である。
【図14】図11の入力装置を備える携帯電話の斜視図である。
【図15】本発明に係る第3実施形態である入力装置の断面図である。
【図16】本発明に係る第4実施形態である入力装置の断面図である。
【図17】本発明に係る第5実施形態である入力装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1乃至3に、本発明に係る第1実施形態である入力装置1を、それぞれ、平面図、側面図、分解斜視図において示す。
【0026】
入力装置1は、図3に示すように、円形のセンターキートップ2と、センターキートップ2の外側に配置された環状のダイアルキートップ3とを備える。この入力装置1は、センターキートップ2の押下を検出し、且つ、ダイアルキートップ3を押下した位置(上下左右および対角方向の合計8方向)を検出するとともに、ダイアルキートップ3をセンターキートップ2の周りで回転させた角度を検出するものである。
【0027】
入力装置1は、さらに、印刷回路基板4と、センターキートップ2の直下に球面状に膨出したセンタードーム部5、および、ダイアルキートップ3の直下に環状に連続して膨出した環状ドーム部6が形成された変形ドーム板7と、ダイアルキートップ3により押下され、環状ドーム部6を押圧する環状の押下部材8と、押下部材8を上下移動および傾斜可能に保持するホルダ9と、ダイアルキートップ3に固定され、押下部材8と当接してダイアルキートップ3の脱離を防止する係止プレート10とを有する。
【0028】
変形ドーム板7は、例えばステンレス鋼やPET樹脂の薄板からなる。また、図4に示すように、変形ドーム板7は、センタードーム部5の内面(下面)には中央上側電極11が、環状ドーム部6の内面には45°間隔で環状に配置された8つの方位上側電極12が、弾性を有する導電性樹脂によってそれぞれ形成されている。
【0029】
図5に示すように、基板4の表面には、金属層からなる導電パターンによって、中央上側電極11の直下に隙間を空けて配設された一対の中央下側電極13と、方位上側電極12の直下の外側寄りにそれぞれ配設された8つの方位下側電極14と、方位上側電極12の直下の内側寄りに、各方位下側電極14と一定の隙間を保つように環状に延伸して配設された共通下側電極15とを有する。これらの下側電極13,14,15からは、それぞれ、導電パターンによる引き出し線16が延伸して設けられている。引き出し線16は、両中央下側電極13の間、および、各方位下側電極14と共通下側電極15との間の導通の有無をそれぞれ確認することができるように、不図示の制御装置等に接続される。
【0030】
図6に、入力装置1の断面を示す。押圧部材8は、環状に突出してダイアルキートップ3に押下される受圧部17と、環状ドーム部6の頂部に当接するように環状に連続して突出した押圧部18とを有する。また、センターキートップ2も、センタードーム部5の頂部に当接するように突出した押圧部19を有する。
【0031】
入力装置1において、ユーザがセンターキートップ2を押下すると、センターキートップ2だけが下降し、押圧部19によってセンタードーム部5の頂部を押圧する。このとき、センタードーム部5のアーチ形状は、センタードーム部5の頂部に下向きに作用する押圧部19の押圧力を、外向きに拡がる力に変換して受け止めるが、押圧部19の押圧力が一定の強さに達すると、頂部が下向きに反転して凹むように変形する。センタードーム部5は、このように反転膨出すると、押圧部19に対する反力が減少する。つまり、センタードーム部5は、反転膨出する瞬間に、押圧部19に対して最大の反力を示す。変形ドーム板7は、このように、センタードーム部5によってユーザに対していわゆるクリック感を与えるものであり、「ペコ板」と呼ばれものである。
【0032】
さらに、図7に、入力装置1のダイアルキートップ3の一部を押下した様子を示す。図示するように、ダイアルキートップ3の一部を押下すると、ダイアルキートップ3,センターキートップ2,および押圧部材8は、一体となって、センターキートップ2の押圧部19を支点にして傾斜する。傾斜した押圧部材8は、押圧部18の一部によって、変形ドーム板7の環状ドーム部6を部分的に押圧する。
【0033】
このとき、環状ドーム部6のアーチ形状は、センタードーム部5と同様に、押圧部18の押圧力を外側に逃がして受け止めるが、押圧力が強くなると、頂部が下向きに反転して凹むように変形することで、押圧部18に対する反力を減少させ、ユーザにクリック感を提供する。
【0034】
ダイアルキートップ3を押下することで、押圧部18によって部分的に反転膨出させられた環状ドーム部6は、反転膨出した部分に設けられた方位上側電極12を、その直下の方位下側電極14および共通下側電極15に接触させる。これにより、方位下側電極14と共通下側電極15とが導通し、ダイアルキートップ3に押下された位置を検出できる。
【0035】
ダイアルキートップ3の一部を押下して、部分的に反転膨出した環状ドーム部6を、図8に示す。このように、環状ドーム部6は、その一点で変形量が最大になり、円周方向両側に向かって変形量が小さくなる。ユーザがダイアルキートップ3を指で押下したままセンターキートップ2の周りに回動させるように操作すると、図9に示すように、下向きに反転膨出した部分が、周方向に連続的に移動する。
【0036】
このように、ダイアルキートップ3を回転操作することで、押圧部材8の傾斜方向を連続的に変化させ、環状ドーム部6の反転膨出する部分を連続的に移動させれば、最初に環状ドーム部6を部分的に反転膨出させる場合のように、環状ドーム部6から大きな反力を受けることがなく、スムーズで軽い操作感が得られる。
【0037】
このようなダイアルキートップ3の回転操作による環状ドーム部6の反転膨出部の移動のために、方位下側電極14が順番に、方位上側電極12を介して共通下側電極15に導通してゆく。入力装置1では、このような操作を行ったときに、隣接する方位下側電極14の共通下側電極15に対する導通状態が重複して発生するように、方位上側電極12および方位下側電極14の周方向の長さが調整されている。これにより、隣接する電極の導通がある一定時間内にずれて発生した場合には、ダイアルキートップ3の回転操作があったものと判断する。一方、隣接する方位下側電極14の導通が重複せずに発生した場合は、ダイアルキートップ3対応する位置をそれぞれ一度ずつ押下したものと判断できる。
【0038】
また、方位下側電極14の導通の継続時間が所定の閾値より長くなったときに、ダイアルキートップ3の回転操作による変位入力であると判断し、方位下側電極14の導通の継続時間が前記閾値よりも短い場合は、ダイアルキートップ3の押下位置によって方向を入力するボタン操作であると判断することも可能である。
【0039】
入力装置1は、ジョグダイアルとして使用できるにも拘わらず、部品点数が少なく、高価な部品を使用しないので、安価である。このような入力装置1は、例えば、図10に示す携帯電話20の入力装置として使用できる。このように、入力装置1は、携帯電話20のような電子機器に、センターキートップ2とダイアルキートップ3とだけが外部に露出するように組み込まれる。
【0040】
さらに、図11に、本発明に係る第2実施形態である入力装置21を示す。本実施形態の入力装置21は、配列下側電極22を形成した回路基板23と、内面に配列下側電極22に対応する上側電極24を備えるドーム部25が設けられた変形ドーム板26と、ドーム部25の各上側電極24に対応する位置を押圧するためにそれぞれ下向きに突出した押圧部27が設けられた押圧部材28とを有する。
【0041】
図12に、入力装置21の基板23の導電パターンを示す。本実施形態では、配列下側電極22は、直線上に並んで配設されている。また、基板23には、配列下側電極22の列と平行に配設された共通下側電極29も設けられている。そして、上側電極24は、それぞれ、対応する配列下側電極22を共通下側電極29に接続できるように配置されている。したがって、ドーム部25は、直線的に延伸して形成されている。
【0042】
本実施形態の押圧部材28は、弾性変形可能な硬質ラバーやエラストマで形成されており、ユーザが指で押して変形させられるようになっている。図13に示すように、入力装置21は、押圧部材28を基板23に向かって部分的に押し込むことにより、ドーム部25の一部を基板23に向かって反転膨出させ、直下の上側電極24を配列下側電極22および共通下側電極29に当接させる。
【0043】
また、入力装置21では、ユーザが、押圧部材28に押し当てた指をドーム部25の延伸方向にスライドさせると、押圧部材28の変形位置を移動させて、隣接する押圧部27を順次押下し、配列下側電極22を順に導通させる。このようにして、入力装置21は、導通する配列下側電極22の入れ替わりにより、ユーザの指の直線移動距離を検出できる。
【0044】
このような入力装置21は、図14に示す携帯電話30のように、携帯用デバイスの側面などに配置することで、携帯用デバイスを片手で保持しながら、その手で容易に直線変位を入力可能にする。
【0045】
また、本実施形態の押圧部材28の押圧部27は、配列下側電極22および上側電極24に1対1で対応している必要はなく、図15に示す本発明に係る第3実施形態である入力装置31のように、配列下側電極22および上側電極24よりも小さいものを多数配設しても良い。これにより、押圧部材28の変形位置の移動がより一層スムーズになり、滑らかな操作感が得られる。尚、以降の実施形態について、先に説明した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【0046】
また、本発明によれば、図16に示す本発明に係る第4実施形態である入力装置32のように、上側電極24を、変形ドーム板26ではなく、平坦な弾性フィルム33上に設けても良い。この構成によれば、部品点数は増加するが、上側電極24の形成が容易になるため、部品コストは低下する。また、本実施形態では、ドーム部25が変形していないときに、上側電極24が配列下側電極22から離間するように、基板23と弾性フィルム33との間にはスペーサ34が配設されている。
【0047】
さらに、図17に示す本発明に係る第5実施形態である入力装置35では、上側電極24は、共通下側電極29に常時導電接触するようにドーム部25の外側まで延伸する接続部36を有している。これにより、上側電極24は下側電極22に対して回路開閉するのみとなり、接触信頼性を高めることができる。
以上のように、本発明は、複数の上側電極と下側電極との上に連続して延伸するドーム部によって、ユーザ操作の変位量を検出可能とする。このための構造の細部は、従来のペコ板と呼ばれる構造に適用され得る他の構造が、上述の第4および第5実施形態の変形と同様に適用され得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0048】
1…入力装置
2…センターキートップ
3…ダイアルキートップ(操作部材)
4…基板
6…環状ドーム部
7…変形ドーム板
8…押圧部材
12…環状上側電極
14…方位下側電極
15…共通下側電極
18…押圧部
21…入力装置
22…配列下側電極
23…基板
24…上側電極
25…ドーム部
26…変形ドーム板
27…押圧部
28…押圧部材
29…共通下側電極
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面に下側電極が複数配設された基板と、
前記下側電極の上方に並んで配置された複数の上側電極と、
前記基板の上に配置され、且つ、前記上側電極の上に連続して延伸するドーム部が形成された変形ドーム板とを有し、
前記ドーム部は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して前記上側電極を前記下側電極に圧接させることを特徴とする入力装置。
【請求項2】
前記ドーム部の上に配設され、前記ドーム部を部分的に押下する押下部材を有することを特徴とする請求1に記載の入力装置。
【請求項3】
前記押下部材は、前記上側電極に対応する位置にそれぞれ突起を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の入力装置。
【請求項4】
前記押下部材は、全体が傾斜することで、前記ドーム部を部分的に押下することを特徴とする請求項2または3に記載の入力装置。
【請求項5】
前記押下部材の上に摺動可能に配設され、前記押下部材を部分的に押下できる操作部材を有することを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の入力装置。
【請求項6】
前記上側電極は、前記ドーム部の内面に形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の入力装置。
【請求項7】
前記ドーム部は、環状に形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の入力装置。
【請求項8】
前記ドーム部は、直線的に延伸して形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の入力装置。
【請求項9】
請求項1から8のいずれかに記載の入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項1】
上面に下側電極が複数配設された基板と、
前記下側電極の上方に並んで配置された複数の上側電極と、
前記基板の上に配置され、且つ、前記上側電極の上に連続して延伸するドーム部が形成された変形ドーム板とを有し、
前記ドーム部は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して前記上側電極を前記下側電極に圧接させることを特徴とする入力装置。
【請求項2】
前記ドーム部の上に配設され、前記ドーム部を部分的に押下する押下部材を有することを特徴とする請求1に記載の入力装置。
【請求項3】
前記押下部材は、前記上側電極に対応する位置にそれぞれ突起を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の入力装置。
【請求項4】
前記押下部材は、全体が傾斜することで、前記ドーム部を部分的に押下することを特徴とする請求項2または3に記載の入力装置。
【請求項5】
前記押下部材の上に摺動可能に配設され、前記押下部材を部分的に押下できる操作部材を有することを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の入力装置。
【請求項6】
前記上側電極は、前記ドーム部の内面に形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の入力装置。
【請求項7】
前記ドーム部は、環状に形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の入力装置。
【請求項8】
前記ドーム部は、直線的に延伸して形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の入力装置。
【請求項9】
請求項1から8のいずれかに記載の入力装置を備え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10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【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】
【公開番号】特開2011−192416(P2011−192416A)
【公開日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−55416(P2010−55416)
【出願日】平成22年3月12日(2010.3.12)
【出願人】(000002945)オムロン株式会社 (3,542)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月12日(2010.3.12)
【出願人】(000002945)オムロン株式会社 (3,542)
【Fターム(参考)】
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