入力装置及びそれを用いた電子機器
【課題】 小型化、特に薄型化が可能で、原点復帰機構を有し、磁石がどの位置にあるかを特定でき、複数の検出機能と防水機能を有すること。
【解決手段】 磁石１２が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段１１と、磁石１２を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材１３と、磁石１２を移動又は傾斜させる操作部材１４とを備え、磁石１２の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を磁気検出手段１１で検出する。実装基板１５上には弾性部材１３が設けられている。磁石１２は、実装基板１５に対して垂直な方向に着磁され、磁気検出手段１１は、磁石１２の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出し、磁石１２の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ実装基板１５上に複数個配置されている。
【解決手段】 磁石１２が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段１１と、磁石１２を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材１３と、磁石１２を移動又は傾斜させる操作部材１４とを備え、磁石１２の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を磁気検出手段１１で検出する。実装基板１５上には弾性部材１３が設けられている。磁石１２は、実装基板１５に対して垂直な方向に着磁され、磁気検出手段１１は、磁石１２の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出し、磁石１２の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ実装基板１５上に複数個配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラや携帯電話などの入力手段として使用する入力装置及びそれを用いた電子機器に関し、より詳細には、磁石の移動による周囲の磁束密度変化を検出することにより、カメラのズーム制御や画面のスクロールなどを行なうための入力装置及びそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石の移動に伴う周囲磁束密度の変化を検出することにより、操作部の移動又は傾斜を検知する検出スイッチとして、例えば、特許文献１に記載されているような入力装置が知られている。
【０００３】
この特許文献1に記載されている入力装置は、外部操作により軌道１０Ａ上を移動する可動磁石１３と、この軌道１０Ａの両端において、可動磁石１３が吸着する固定磁性体７Ｌ，７Ｒの背面側に一体に設けられたホール素子２Ｌ、２Ｒとを有し、このホール素子２Ｌ、２Ｒの出力に基づいてスイッチング信号を得るようにしたもので、可動磁石１３や固定磁性体７Ｌ，７Ｒ、その他にもコイルスプリングやアンダーカバーなど様々な部品を必要とし、入力装置の小型化や製造工程の簡略化には自ずと限界がある。
【０００４】
また、この入力装置は、可動磁石や固定磁性体の吸着力を利用したものであり、左右どちらか一方にキートップが固定されている状態が安定状態であり、原点復帰機構を備えていないばかりでなく、その中間状態などは検出できない。したがって、出力は、ＯＮ/ＯＦＦのデジタル的なものとなり、例えば、画面のスクロールを行う際にそのスピードを変えることができず、操作性が悪くなるという問題がある。その上、左右位置で状態を保持するためにアンダーカバーに凸状曲面を設け、さらに、コイルスプリングも必要とするので、薄型化を図るには特に問題がある。
【０００５】
また、この種のスイッチング装置は、左右のどちらかにあるかを判定するだけで、例えば、カメラのズーム機能とシャッター機能のように複数の機能を持たせることはできない。また、昨今、防水タイプのデジタルカメラや携帯電話など、防水機能を有した電子機器が増えており、防水タイプの入力装置が必要となっている。また、入力装置としては、接触式の入力装置（櫛の歯電極と導電性ゴムなど）が一般的であるが、寿命が短く、出力のチャタリングが起きやすいなどの問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、小型化、特に薄型化が可能で、原点復帰機構を有し、さらに磁石が左右のみならずどの位置にあるかを特定でき、複数の検出機能を有し、防水機能を有して、かつ製造工程を簡略化できるようにした入力装置及びそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、移動又は傾斜可能な磁束発生手段と、該磁束発生手段が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段と、前記磁束発生手段を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材と、前記磁束発生手段を移動又は傾斜させる操作部材とを備え、前記磁束発生手段の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を前記磁気検出手段で検出することを特徴とする。（図１，図３，図５，図６，図７に対応）
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記磁束発生手段が、平面に対して平行に移動可能な状態に維持されつつ、前記弾性部材により保持されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、実装基板上又はフレキシブル基板上に前記弾性部材が設けられ、前記磁気検出手段を前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記弾性部材がシリコーン樹脂からなることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して垂直な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする。（図１に対応）
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする。（図６に対応）
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記磁束発生手段を複数個備えていることを特徴とする。（図７に対応）
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と垂直な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段のＮ極とＳ極の境界部に対向する位置で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置されていることを特徴とする。（図３，図５に対応）
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記操作部材が湾曲に移動可能であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記実装基板又は前記フレキシブル基板の前記弾性部材側で、かつ前記操作部材と対向する部分に電気的開閉部材を設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記電気的開閉部材に対向する前記弾性部材の位置に、該電気的開閉部材を押すための押圧部材を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記電気的開閉部材は、２段階の押し込み状態を検知可能であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記操作部材内に設けられていることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記弾性部材上で、かつ前記操作部材の外周部で保持されていることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４のいずれかに記載の発明において、前記弾性部材が湾曲された状態でも使用可能であることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の発明において、前記弾性部材が防水機能を有していることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１７に記載の発明は、請求項１乃至１６にいずれかに記載の入力装置が組み込まれていることを特徴とする電子機器である。
【００２５】
なお、磁気検出手段としては、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、磁気抵抗効果ＩＣ（ＭＲＩＣ）、リードスイッチなど様々な磁気センサの適用が可能である。磁束発生手段がどの位置（どの角度）にあるかを検出するにはアナログ出力型の磁気検出手段が望ましい。特に、複数個の磁気検出手段を用いて、その差分の信号を読みことにより、磁束発生手段の移動をほぼリニアなアナログ出力に変換することが可能である。また、例えば、磁束発生手段が右にあるか左にあるかというようなデジタル出力を要求される場合は、アナログ出力型の磁気検出手段を用いると容易に構成可能である。
【００２６】
また、磁気検出手段は、実装基板の弾性部材側に配置することが、入力装置の小型化と低背化を進める上で好ましい。
【００２７】
また、磁気センサがホールＩＣであり、出力端子を１本のみ有する磁気センサであれば、出力信号線の数をホール素子に比べて低減することができるので、実装基板の省スペース化と、外部ノイズの影響の低減を図ることができる。
【００２８】
また、２つの磁気抵抗効果素子をある直線上に配置する場合、２つの磁気抵抗効果素子を第１の結合点で電気的に結合し、この結合点における電気信号を用いて、磁束密度変化を検知するようにしても良い。このような構成を採ることにより、出力信号線の数をホール素子に比べて低減することができるので、実装基板の省スペース化と、外部ノイズの影響の低減を図ることができる。
【００２９】
また、磁束発生手段については磁石が好ましく、特に種類の限定はないが、通常、量産されているフェライト系、サマリウム−コバルト系、ネオジ系など様々な磁石が適用可能である。入力装置の小型化を進めるうえでは、磁石の小型化が必須であるので、小さくても強磁場を発生するサマリウム−コバルト系やネオジ系などの磁石が好ましい。また、磁石の薄型化を進めるうえでは、バルク磁石より成形性のよいボンド磁石の方が好ましい。外部への漏洩磁場が気になる場合は、磁力の弱い磁石を用いるのが好ましい。また、磁石の着磁方向を変更することにより、漏洩磁場を小さくすることが可能である。
【００３０】
また、磁石の配置場所は、操作部材の下部に配置できるが、入力装置全体の薄型化を図るため、別の場所に配置することも当然可能である。
【００３１】
また、弾性部材は、例えば、弾力性を有する樹脂層などからなるシートが好ましく、特に種類の限定はないが、様々な用途で用いられ、伸縮変形可能で可撓性のあるシリコーン樹脂などが好ましい。この弾性部材を用いることにより、本発明の入力装置は操作後に、必ず操作部材が原点位置に戻るようになる。このように、従来、コイルスプリングなどの複雑で大型な機構を設けないと達成できなかった原点復帰の構成を、弾性部材のみを用いることにより、単純な機構で構成でき、かつ小型化（特に薄型化）が可能となる。
【００３２】
また、弾性部材には、本発明の入力装置の操作部である操作部材（キートップ）を固着できる。この操作部材は、硬質材料で形成されたものの方が入力装置の操作感を高める上で好ましい。また、操作部材内に磁石を向けることにより、入力装置により一層の低背化が可能となる。また、操作部材は操作しやすいように、適宜、形状や材料を選定することが可能である。
【００３３】
また、実装基板の弾性部材側に電気的開閉部材（スイッチ）を配設してもよい。また、このスイッチに対向する弾性部材部分に、スイッチを押すための押圧部材を設けてもよい。また、スイッチは、基本的に操作部材の下部に配置することができる。
【００３４】
また、スイッチとしては、特に種類の限定はないが、押したことが確認しやすく（クリック感のある）、スイッチを押し込んだ後に自動復帰するタクティール（tactile）スイッチ、ドームスイッチ、押しボタンスイッチ、タクト（tact）スイッチ、タッチ（touch）スイッチなど対象物との物理的接触を利用して対象物を確認するスイッチが適しており、薄型のタクティールスイッチが、検出スイッチの小型化を進めるうえで好ましい。
【００３５】
また、カメラのズーム機能を本発明の入力装置を用いて操作する場合は、下部に配置したスイッチでシャッター機能をも含めることができる。また、下部のスイッチが２段階の押し込みを検出できれば、オートフォーカスカメラにおけるピント合わせの機能も有することができる。
【００３６】
また、磁石は実装基板に対して略平行移動することにより、周囲の磁束密度変化を生じるようにすると、入力装置の一層の低背化が可能になるので好ましい。磁石を略平行移動させるために、弾性部材に蛇腹構造を持たせることが可能である。
【００３７】
また、弾性部材と実装基板との対向面が接着されていないことが好ましい。弾性部材は、実装基板と弾性部材上部の筐体で挟み込むだけでよい。また、弾性部材は穴を有さない一体のシートで構成されており、水などが浸入してきても実装基板側に漏れないようにすることが可能である。
【００３８】
また、例えば、携帯電話などの電子機器に本発明の入力装置を適用する場合、入力装置用の弾性部材を特別に用意しなくても、他のスイッチ（例えば、電子機器にあるキースイッチ）用シートと一体に成形することが可能である。また、筐体の同じ面内に検出スイッチがない場合でも、弾性シートを折り曲げて別の面で使用できるようにすることが可能である。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、移動又は傾斜可能な磁束発生手段と、磁束発生手段が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段と、磁束発生手段を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材と、磁束発生手段を移動又は傾斜させる操作部材とを備え、磁束発生手段の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を磁気検出手段で検出するようにしたので、小型化、特に薄型化が可能で、原点復帰機構を有し、さらに磁石が左右のみならずどの位置にあるかを特定でき、複数の検出機能を有し、防水機能を有して、かつ製造工程を簡略化できるようにした入力装置及びそれを用いた電子機器を提供するこが可能となる。
【００４０】
また、多様なアプリケーションに対して、好都合に対応することは可能となる。さらに、このような入力装置を電子機器に組み込むことにより、電子機器の小型化を進めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００４２】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る入力装置の実施例１を説明するための構成図で、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【００４３】
図中符号１１は磁気センサ（磁気検出手段）、１２は磁石（磁束発生手段）、１３は弾性シート（弾性部材）、１４はキートップ（操作部材）、１５は実装基板、１６はスイッチ（電気的開閉部材）、１７は突起（押圧部材）を示している。なお、図１（ａ）においては、磁気センサ１１と磁石１２の位置関係のみを示している。
【００４４】
本実施例１における入力装置は、移動又は傾斜可能な磁石１２と、この磁石１２が発生する磁束密度を検知する磁気センサ１１と、磁石１２を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性シート１３と、磁石１２を移動又は傾斜させるキートップ１４とを備えており、磁石１２の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を磁気センサ１１で検出するように構成されている。なお、磁気センサとしてホール素子を用いることも可能である。
【００４５】
また、磁石１２は、平面に対して平行に移動可能な状態に維持されつつ、弾性シートにより保持されており、実装基板１５上には弾性シート１３が設けられ、磁気センサ１１は実装基板１５上に配置されている。また、弾性シート１３は、シリコーン樹脂からなっている。なお、実装基板としてフレキシブル基板を用いることも可能である。
【００４６】
図１（ｂ）に示すように、磁石１２は、実装基板１５に対して垂直な方向に着磁されており、磁気センサ１１は、磁石１２の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出する。また、この磁気センサ１１は、磁石１２の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ実装基板１５上に複数個配置されている。
【００４７】
つまり、図１（ｂ）に示すように、キートップ１４は、Ｘ軸方向に移動可能であり、このキートップ１４を操作すると、その動きに連動して磁石１２も移動するように構成されている。磁気センサ１１は、磁石１２の移動方向（図中のＸ軸方向）と平行な直線上に配置されている。また、磁気センサ１１の検出する磁束密度は、実装基板１５に垂直な方向（図中のＺ軸方向）の磁束密度である。本実施例１では、磁気センサ１１は、実装基板１５の弾性シート１３側に配置されているが、当然、実装基板１５の裏側に配置してもよい。
【００４８】
また、磁石１２は、実装基板１５に垂直な方向（図中のＺ軸方向）にＮ極とＳ極の着磁を行なっている。Ｎ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については、特に制限されない。また、弾性シート１３と実装基板１５との対向面は、接着固定されずに保持されている。
【００４９】
また、弾性シート１３は、外力を加えると容易に変形し、その外力を除くと直ちに外力を加えていない初期状態に復帰する。つまり、キートップ１４を操作して図中のＸ軸方向に移動させた場合、磁石１２も同様に移動し、その外力を除くと直ちに初期状態に復帰する。また、弾性シート１３を用いることにより、移動機構と原点復帰機構の小型化と薄型化が可能となる。
【００５０】
また、磁石１２の移動は、実装基板１５に対して略平行移動するように構成すれば、薄型化が可能となる。磁石１２を略平行移動させるために、弾性シート１３に蛇腹部を設けてもよい。薄型化の要求が厳しくない用途では、磁石１２を傾斜させることでも同様の磁束密度変化を得ることができる。
【００５１】
磁石１２の弾性シート１３への固定方法は、接着剤などを用いる簡易な方法で行なうことができる。その場合、磁石１２の弾性シート１３との接触面の全面に接着剤を塗布するのではなく、外周付近の部分は塗布しないで接着することにより、弾性シート１３の伸縮性を有効に利用することができ、磁石１２の移動範囲を大きくとることができるので好適である。また、磁石１２の位置決めの問題があるので、弾性シート１３の磁石１２の配置場所には、凹部を設けておくことが好ましい。また、弾性シート１３を成形する際に、磁石１２をインサート成形することも可能である。
【００５２】
また、磁石１２と弾性シート１３をラバー磁石に置き換えることにより、さらなる低背化も可能である。弾性シート１３の一部に磁性材料を混ぜておき、後から着磁することにより磁石を形成してもよい。また、磁石１２をキートップ１４に内包させることにより、薄型化を図ることができる。
【００５３】
本発明の入力装置は、磁石１２の座標値を出力するためのデバイスであるが、スイッチ機能を付与することにより、座標値のみならず、操作の決定機構を付加した検出スイッチになる。キートップ１４をＺ軸方向に押し込むことにより、スイッチ機能を満足する構成になっている。このようなスイッチ機能を設けることにより、座標値と決定の２信号を持つことになる。例えば、座標値によるカメラのズーム機能と、決定機構によるシャッター機能を併せ持った検出スイッチになり得る。
【００５４】
また、スイッチ１６としては、押しボタンスイッチなどのようなスイッチでもかまわないが、押したことが確認しやすく（クリック感のある）、スイッチを押し込んだ後に自動復帰するタクティール（tactile）スイッチ、ドームスイッチ、タクト（tact）スイッチなど対象物との物理的接触を利用して対象物を確認するスイッチが適している。
【００５５】
図２は、図１（ａ），（ｂ）に示した実施例１の入力装置における磁気検出回路を示す図で、図中符号１は検出部、２は差動アンプ、３は検出制御部、４は出力制御部で、その他、図１（ａ），（ｂ）と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００５６】
検出部１は、２個の磁気センサ（例えば、ホール素子）１１からなり、この磁気センサ１１の中間に磁石１２が配置されている。この磁石１２の移動又は傾斜により磁気センサ１１での磁束密度変化により磁気センサ１１の出力が変化する。
【００５７】
差動アンプ２は、各磁気センサ１１の出力信号を差動的に増幅する。磁石１２が原点にあるとき、出力が０になるようにしてあり、磁石１２が移動又は傾斜すると、これに応じて差動アンプ２に出力が発生し、その出力（アナログ値）を検出制御部３が磁石１２の移動量又は傾斜量に換算し、出力制御部４を介して出力するように構成されている。このような構成を採ることにより、検出スイッチは、磁石１２の移動量に比例した出力を発生することが可能になる。
【００５８】
磁気センサ１１によって検知可能な磁石１２の移動範囲は、およそ２個の磁気センサ１１間の距離である。したがって、例えば、磁石１２がＸ軸上を２ｍｍ移動可能な場合、磁気センサ１１間の距離も最低２ｍｍ程度あけておく必要がある。
【実施例２】
【００５９】
図３（ａ），（ｂ）は、本発明に係る入力装置の実施例２を説明するための構成図で、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【００６０】
図中符号２１は磁気センサ、２２は磁石、２３は弾性シート、２４はキートップ、２５は実装基板、２６はスイッチ、２７は突起を示している。なお、図３（ａ）においては、磁気センサ２１と磁石２２の位置関係のみを示している。
【００６１】
本実施例２における入力装置は、磁石２２の着磁方向と、磁気センサ２１の個数と、磁気センサ２１の配置位置が、上述した実施例１の構成と相違している。
【００６２】
つまり、磁石２２は、実装基板２５に対して平行な方向に着磁されており、磁気センサ２１は、磁石２２の着磁方向と垂直な方向の磁束密度を検出するものである。また、磁気センサ２１は、実装基板２５上に１個配置されている。
【００６３】
キートップ２４は、Ｘ軸方向に移動可能であり、キートップ２４を操作すると、その動きに連動して磁石２２も移動するようになっている。磁気センサ２１は、磁石２２の磁極の境界（Ｎ極とＳ極の境）付近に配置されている。また、磁気センサ２１の検出する磁束密度は、実装基板２５に垂直な方向（図中のｚ軸方向）の磁束密度である。本実施例２では、磁気センサ２１は、実装基板２５の裏側に配置されているが、当然、弾性シート２３側に配置してもよい。
【００６４】
また、磁石２２は、実装基板２５に平行な方向（図中のＸ軸方向）にＮ極とＳ極の着磁を行っている。Ｎ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については特に制限されない。
【００６５】
図４は、図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の入力装置における磁気検出回路を示す図で、図中符号５はアンプ、６は検出制御部、７は出力制御部で、その他、図２及び図３（ａ），（ｂ）と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００６６】
検出部１は、１個の磁気センサ（例えば、ホール素子）２１からなり、この磁気センサ２１の配置は、磁石２２の磁極の境界と重なるよう配置されている。この磁石２２の移動又は傾斜による磁気センサ２１部での磁束密度変化により磁気センサ２１の出力が変化する。
【００６７】
アンプ５は、磁気センサ２１の出力を増幅する。磁石２２が原点にあるとき、出力が０になるようにしてあり、磁石２２が移動又は傾斜すると、これに応じてアンプ５に出力が発生し、その出力（アナログ値）を検出制御部６が磁石２２の移動量又は傾斜量に換算し、これを出力制御部７が出力するように構成している。このような構成を採ることにより、入力装置は、磁石２２の移動量に比例した出力を発生することが可能になる。
【００６８】
以上説明したように、実施例２では、１個の磁気センサ２１しか用いていないが、実施例１と同様の出力特性を得ることができる。
【００６９】
図５は、図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の他の実施例を説明するための構成図で、磁気センサ２１と磁石２２の位置を、キートップ２４の真下からずらしたところに配置することにより、磁気センサ２１を実装基板２５の弾性シート２３側に容易に配置することができるようになり、薄型化を進めるうえで好ましい。
【実施例３】
【００７０】
図６（ａ），（ｂ）は、本発明に係る入力装置の実施例３を説明するための構成図で、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【００７１】
図中符号３１は磁気センサ、３２は磁石、３３は弾性シート、３４はキートップ、３５は実装基板、３６はスイッチ、３７は突起を示している。なお、図６（ａ）においては、磁気センサ３１と磁石３２の位置関係のみを示している。
【００７２】
本実施例３における入力装置は、磁気センサ３１の個数と磁気センサ３１の配置位置が、上述した実施例２の構成と相違している。
【００７３】
つまり、磁石３２は、実装基板３５に対して平行な方向に着磁されており、磁気センサ３１は、磁石３２の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものである。また、磁気センサ３１は、磁石３２の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ実装基板３５上に複数個配置されている。
【００７４】
キートップ３４は、Ｘ軸方向に移動可能であり、キートップ３４を操作すると、その動きに連動して磁石３２も移動するようになっている。磁気センサ３１の検出する磁束密度は、実装基板３５に平行な方向（図中のＸ軸方向）の磁束密度である。本実施例３では、磁気センサ３１は、実装基板３５の弾性シート３３側に配置されているが、当然、実装基板３５の裏側に配置してもよい。
【００７５】
また、磁石３２は、実装基板３５に平行な方向（図中のＸ軸方向）にＮ極とＳ極の着磁を行っている。Ｎ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については特に制限されない。
【００７６】
本発明の入力装置の磁気検出回路を示すブロック図は、上述した実施例１で示した図２と同じ構成である。このような構成を採ることにより、入力装置は、磁石３２の移動量に比例した出力を発生することが可能になる。
【００７７】
図７は、図６（ａ），（ｂ）に示した実施例３の他の実施例を説明するための構成図で、上述した実施例３においては、磁石３２は、キートップ３４内に配置されていたが、この実施例においては、磁石３２ａ，３２ｂを弾性シート３３内におけるキートップ３４の外周部付近で、かつ磁気センサ３１の内側に配置したものである。
【００７８】
つまり、２個の磁石３２ａ，３２ｂを使用して、図６（ｂ）と同じ構成を採っている。このような構成を採ることにより、磁気センサ３１と磁石３２ａ，３２ｂの距離やＺ軸方向のギャップを縮めることが可能になり、磁気センサ３１の出力が増大されるうえ、検出スイッチ全体の薄型化を進めるうえでも好ましい。なお、この場合も磁石３２ａ，３２ｂのＮ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については特に制限されない。
【００７９】
また、この実施例においては、磁石３２ａ，３２ｂの移動によって生じる磁気センサ３１部の磁束密度変化は、磁石３２ａ，３２ｂが大きく動けば動くほど磁束密度変化も大きくなる特長がある。つまり、他の実施例と比較して、この実施例の入力装置の出力特性は、より人間の感覚に近い特性を有しているので検出スイッチの操作感が向上する。
【００８０】
（その他の実施例）
上述した実施例については、各実施例に特有の構成をその他の実施例に適用することも可能である。例えば、実施例１の、磁石１２と弾性シート１３をラバー磁石に置き換えることを実施例２や実施例３に適用してもよい。
【００８１】
また、例えば、携帯電話などの電子機器に本発明の入力装置を適用する場合、検出スイッチ用の弾性シート１３を特別に用意しなくても、他のスイッチ（例えば、電子機器にあるキースイッチ）用シートと一体に成形することが可能である。筐体の同じ面内に検出スイッチがない場合でも、弾性シートを折り曲げて別の面で使用できるようにすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、デジタルカメラや携帯電話などの入力手段として使用する入力装置及びそれを用いた電子機器に関し、小型化、特に薄型化が可能あり、原点復帰機構を有し、さらに磁石が左右のみならずどの位置にあるかを特定でき、複数の検出機能を有し、防水機能を有して、かつ製造工程を簡略化できるので、多様なアプリケーションに対して、好都合に対応することが可能となる。また、このような入力装置を電子機器に組み込むことにより、携帯電話やＰＤＡ、デジタルカメラなどの電子機器のより一層の小型化を進めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る入力装置の実施例１を説明するための構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【図２】図１（ａ），（ｂ）に示した実施例１の入力装置における磁気検出回路を示す図である。
【図３】本発明に係る入力装置の実施例２を説明するための構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【図４】図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の入力装置における磁気検出回路を示す図である。
【図５】図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の他の実施例を説明するための構成図である。
【図６】本発明に係る入力装置の実施例３を説明するための構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【図７】図６（ａ），（ｂ）に示した実施例３の他の実施例を説明するための構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 検出部
２ 差動アンプ
３，６ 検出制御部
４，７ 出力制御部
５ アンプ
１１，２１，３１ 磁気センサ（磁気検出手段）
１２，２２，３２，３２ａ，３２ｂ 磁石（磁束発生手段）
１３，２３，３３ 弾性シート（弾性部材）
１４，２４，３４ キートップ（操作部材）
１５，２５，３５ 実装基板
１６，２６，３６ スイッチ（電気的開閉部材）
１７，２７，３７ 突起（押圧部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラや携帯電話などの入力手段として使用する入力装置及びそれを用いた電子機器に関し、より詳細には、磁石の移動による周囲の磁束密度変化を検出することにより、カメラのズーム制御や画面のスクロールなどを行なうための入力装置及びそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石の移動に伴う周囲磁束密度の変化を検出することにより、操作部の移動又は傾斜を検知する検出スイッチとして、例えば、特許文献１に記載されているような入力装置が知られている。
【０００３】
この特許文献1に記載されている入力装置は、外部操作により軌道１０Ａ上を移動する可動磁石１３と、この軌道１０Ａの両端において、可動磁石１３が吸着する固定磁性体７Ｌ，７Ｒの背面側に一体に設けられたホール素子２Ｌ、２Ｒとを有し、このホール素子２Ｌ、２Ｒの出力に基づいてスイッチング信号を得るようにしたもので、可動磁石１３や固定磁性体７Ｌ，７Ｒ、その他にもコイルスプリングやアンダーカバーなど様々な部品を必要とし、入力装置の小型化や製造工程の簡略化には自ずと限界がある。
【０００４】
また、この入力装置は、可動磁石や固定磁性体の吸着力を利用したものであり、左右どちらか一方にキートップが固定されている状態が安定状態であり、原点復帰機構を備えていないばかりでなく、その中間状態などは検出できない。したがって、出力は、ＯＮ/ＯＦＦのデジタル的なものとなり、例えば、画面のスクロールを行う際にそのスピードを変えることができず、操作性が悪くなるという問題がある。その上、左右位置で状態を保持するためにアンダーカバーに凸状曲面を設け、さらに、コイルスプリングも必要とするので、薄型化を図るには特に問題がある。
【０００５】
また、この種のスイッチング装置は、左右のどちらかにあるかを判定するだけで、例えば、カメラのズーム機能とシャッター機能のように複数の機能を持たせることはできない。また、昨今、防水タイプのデジタルカメラや携帯電話など、防水機能を有した電子機器が増えており、防水タイプの入力装置が必要となっている。また、入力装置としては、接触式の入力装置（櫛の歯電極と導電性ゴムなど）が一般的であるが、寿命が短く、出力のチャタリングが起きやすいなどの問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、小型化、特に薄型化が可能で、原点復帰機構を有し、さらに磁石が左右のみならずどの位置にあるかを特定でき、複数の検出機能を有し、防水機能を有して、かつ製造工程を簡略化できるようにした入力装置及びそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、移動又は傾斜可能な磁束発生手段と、該磁束発生手段が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段と、前記磁束発生手段を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材と、前記磁束発生手段を移動又は傾斜させる操作部材とを備え、前記磁束発生手段の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を前記磁気検出手段で検出することを特徴とする。（図１，図３，図５，図６，図７に対応）
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記磁束発生手段が、平面に対して平行に移動可能な状態に維持されつつ、前記弾性部材により保持されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、実装基板上又はフレキシブル基板上に前記弾性部材が設けられ、前記磁気検出手段を前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記弾性部材がシリコーン樹脂からなることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して垂直な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする。（図１に対応）
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする。（図６に対応）
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記磁束発生手段を複数個備えていることを特徴とする。（図７に対応）
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と垂直な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段のＮ極とＳ極の境界部に対向する位置で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置されていることを特徴とする。（図３，図５に対応）
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記操作部材が湾曲に移動可能であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記実装基板又は前記フレキシブル基板の前記弾性部材側で、かつ前記操作部材と対向する部分に電気的開閉部材を設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記電気的開閉部材に対向する前記弾性部材の位置に、該電気的開閉部材を押すための押圧部材を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記電気的開閉部材は、２段階の押し込み状態を検知可能であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記操作部材内に設けられていることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段が、前記弾性部材上で、かつ前記操作部材の外周部で保持されていることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４のいずれかに記載の発明において、前記弾性部材が湾曲された状態でも使用可能であることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の発明において、前記弾性部材が防水機能を有していることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１７に記載の発明は、請求項１乃至１６にいずれかに記載の入力装置が組み込まれていることを特徴とする電子機器である。
【００２５】
なお、磁気検出手段としては、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、磁気抵抗効果ＩＣ（ＭＲＩＣ）、リードスイッチなど様々な磁気センサの適用が可能である。磁束発生手段がどの位置（どの角度）にあるかを検出するにはアナログ出力型の磁気検出手段が望ましい。特に、複数個の磁気検出手段を用いて、その差分の信号を読みことにより、磁束発生手段の移動をほぼリニアなアナログ出力に変換することが可能である。また、例えば、磁束発生手段が右にあるか左にあるかというようなデジタル出力を要求される場合は、アナログ出力型の磁気検出手段を用いると容易に構成可能である。
【００２６】
また、磁気検出手段は、実装基板の弾性部材側に配置することが、入力装置の小型化と低背化を進める上で好ましい。
【００２７】
また、磁気センサがホールＩＣであり、出力端子を１本のみ有する磁気センサであれば、出力信号線の数をホール素子に比べて低減することができるので、実装基板の省スペース化と、外部ノイズの影響の低減を図ることができる。
【００２８】
また、２つの磁気抵抗効果素子をある直線上に配置する場合、２つの磁気抵抗効果素子を第１の結合点で電気的に結合し、この結合点における電気信号を用いて、磁束密度変化を検知するようにしても良い。このような構成を採ることにより、出力信号線の数をホール素子に比べて低減することができるので、実装基板の省スペース化と、外部ノイズの影響の低減を図ることができる。
【００２９】
また、磁束発生手段については磁石が好ましく、特に種類の限定はないが、通常、量産されているフェライト系、サマリウム−コバルト系、ネオジ系など様々な磁石が適用可能である。入力装置の小型化を進めるうえでは、磁石の小型化が必須であるので、小さくても強磁場を発生するサマリウム−コバルト系やネオジ系などの磁石が好ましい。また、磁石の薄型化を進めるうえでは、バルク磁石より成形性のよいボンド磁石の方が好ましい。外部への漏洩磁場が気になる場合は、磁力の弱い磁石を用いるのが好ましい。また、磁石の着磁方向を変更することにより、漏洩磁場を小さくすることが可能である。
【００３０】
また、磁石の配置場所は、操作部材の下部に配置できるが、入力装置全体の薄型化を図るため、別の場所に配置することも当然可能である。
【００３１】
また、弾性部材は、例えば、弾力性を有する樹脂層などからなるシートが好ましく、特に種類の限定はないが、様々な用途で用いられ、伸縮変形可能で可撓性のあるシリコーン樹脂などが好ましい。この弾性部材を用いることにより、本発明の入力装置は操作後に、必ず操作部材が原点位置に戻るようになる。このように、従来、コイルスプリングなどの複雑で大型な機構を設けないと達成できなかった原点復帰の構成を、弾性部材のみを用いることにより、単純な機構で構成でき、かつ小型化（特に薄型化）が可能となる。
【００３２】
また、弾性部材には、本発明の入力装置の操作部である操作部材（キートップ）を固着できる。この操作部材は、硬質材料で形成されたものの方が入力装置の操作感を高める上で好ましい。また、操作部材内に磁石を向けることにより、入力装置により一層の低背化が可能となる。また、操作部材は操作しやすいように、適宜、形状や材料を選定することが可能である。
【００３３】
また、実装基板の弾性部材側に電気的開閉部材（スイッチ）を配設してもよい。また、このスイッチに対向する弾性部材部分に、スイッチを押すための押圧部材を設けてもよい。また、スイッチは、基本的に操作部材の下部に配置することができる。
【００３４】
また、スイッチとしては、特に種類の限定はないが、押したことが確認しやすく（クリック感のある）、スイッチを押し込んだ後に自動復帰するタクティール（tactile）スイッチ、ドームスイッチ、押しボタンスイッチ、タクト（tact）スイッチ、タッチ（touch）スイッチなど対象物との物理的接触を利用して対象物を確認するスイッチが適しており、薄型のタクティールスイッチが、検出スイッチの小型化を進めるうえで好ましい。
【００３５】
また、カメラのズーム機能を本発明の入力装置を用いて操作する場合は、下部に配置したスイッチでシャッター機能をも含めることができる。また、下部のスイッチが２段階の押し込みを検出できれば、オートフォーカスカメラにおけるピント合わせの機能も有することができる。
【００３６】
また、磁石は実装基板に対して略平行移動することにより、周囲の磁束密度変化を生じるようにすると、入力装置の一層の低背化が可能になるので好ましい。磁石を略平行移動させるために、弾性部材に蛇腹構造を持たせることが可能である。
【００３７】
また、弾性部材と実装基板との対向面が接着されていないことが好ましい。弾性部材は、実装基板と弾性部材上部の筐体で挟み込むだけでよい。また、弾性部材は穴を有さない一体のシートで構成されており、水などが浸入してきても実装基板側に漏れないようにすることが可能である。
【００３８】
また、例えば、携帯電話などの電子機器に本発明の入力装置を適用する場合、入力装置用の弾性部材を特別に用意しなくても、他のスイッチ（例えば、電子機器にあるキースイッチ）用シートと一体に成形することが可能である。また、筐体の同じ面内に検出スイッチがない場合でも、弾性シートを折り曲げて別の面で使用できるようにすることが可能である。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、移動又は傾斜可能な磁束発生手段と、磁束発生手段が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段と、磁束発生手段を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材と、磁束発生手段を移動又は傾斜させる操作部材とを備え、磁束発生手段の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を磁気検出手段で検出するようにしたので、小型化、特に薄型化が可能で、原点復帰機構を有し、さらに磁石が左右のみならずどの位置にあるかを特定でき、複数の検出機能を有し、防水機能を有して、かつ製造工程を簡略化できるようにした入力装置及びそれを用いた電子機器を提供するこが可能となる。
【００４０】
また、多様なアプリケーションに対して、好都合に対応することは可能となる。さらに、このような入力装置を電子機器に組み込むことにより、電子機器の小型化を進めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００４２】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る入力装置の実施例１を説明するための構成図で、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【００４３】
図中符号１１は磁気センサ（磁気検出手段）、１２は磁石（磁束発生手段）、１３は弾性シート（弾性部材）、１４はキートップ（操作部材）、１５は実装基板、１６はスイッチ（電気的開閉部材）、１７は突起（押圧部材）を示している。なお、図１（ａ）においては、磁気センサ１１と磁石１２の位置関係のみを示している。
【００４４】
本実施例１における入力装置は、移動又は傾斜可能な磁石１２と、この磁石１２が発生する磁束密度を検知する磁気センサ１１と、磁石１２を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性シート１３と、磁石１２を移動又は傾斜させるキートップ１４とを備えており、磁石１２の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を磁気センサ１１で検出するように構成されている。なお、磁気センサとしてホール素子を用いることも可能である。
【００４５】
また、磁石１２は、平面に対して平行に移動可能な状態に維持されつつ、弾性シートにより保持されており、実装基板１５上には弾性シート１３が設けられ、磁気センサ１１は実装基板１５上に配置されている。また、弾性シート１３は、シリコーン樹脂からなっている。なお、実装基板としてフレキシブル基板を用いることも可能である。
【００４６】
図１（ｂ）に示すように、磁石１２は、実装基板１５に対して垂直な方向に着磁されており、磁気センサ１１は、磁石１２の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出する。また、この磁気センサ１１は、磁石１２の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ実装基板１５上に複数個配置されている。
【００４７】
つまり、図１（ｂ）に示すように、キートップ１４は、Ｘ軸方向に移動可能であり、このキートップ１４を操作すると、その動きに連動して磁石１２も移動するように構成されている。磁気センサ１１は、磁石１２の移動方向（図中のＸ軸方向）と平行な直線上に配置されている。また、磁気センサ１１の検出する磁束密度は、実装基板１５に垂直な方向（図中のＺ軸方向）の磁束密度である。本実施例１では、磁気センサ１１は、実装基板１５の弾性シート１３側に配置されているが、当然、実装基板１５の裏側に配置してもよい。
【００４８】
また、磁石１２は、実装基板１５に垂直な方向（図中のＺ軸方向）にＮ極とＳ極の着磁を行なっている。Ｎ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については、特に制限されない。また、弾性シート１３と実装基板１５との対向面は、接着固定されずに保持されている。
【００４９】
また、弾性シート１３は、外力を加えると容易に変形し、その外力を除くと直ちに外力を加えていない初期状態に復帰する。つまり、キートップ１４を操作して図中のＸ軸方向に移動させた場合、磁石１２も同様に移動し、その外力を除くと直ちに初期状態に復帰する。また、弾性シート１３を用いることにより、移動機構と原点復帰機構の小型化と薄型化が可能となる。
【００５０】
また、磁石１２の移動は、実装基板１５に対して略平行移動するように構成すれば、薄型化が可能となる。磁石１２を略平行移動させるために、弾性シート１３に蛇腹部を設けてもよい。薄型化の要求が厳しくない用途では、磁石１２を傾斜させることでも同様の磁束密度変化を得ることができる。
【００５１】
磁石１２の弾性シート１３への固定方法は、接着剤などを用いる簡易な方法で行なうことができる。その場合、磁石１２の弾性シート１３との接触面の全面に接着剤を塗布するのではなく、外周付近の部分は塗布しないで接着することにより、弾性シート１３の伸縮性を有効に利用することができ、磁石１２の移動範囲を大きくとることができるので好適である。また、磁石１２の位置決めの問題があるので、弾性シート１３の磁石１２の配置場所には、凹部を設けておくことが好ましい。また、弾性シート１３を成形する際に、磁石１２をインサート成形することも可能である。
【００５２】
また、磁石１２と弾性シート１３をラバー磁石に置き換えることにより、さらなる低背化も可能である。弾性シート１３の一部に磁性材料を混ぜておき、後から着磁することにより磁石を形成してもよい。また、磁石１２をキートップ１４に内包させることにより、薄型化を図ることができる。
【００５３】
本発明の入力装置は、磁石１２の座標値を出力するためのデバイスであるが、スイッチ機能を付与することにより、座標値のみならず、操作の決定機構を付加した検出スイッチになる。キートップ１４をＺ軸方向に押し込むことにより、スイッチ機能を満足する構成になっている。このようなスイッチ機能を設けることにより、座標値と決定の２信号を持つことになる。例えば、座標値によるカメラのズーム機能と、決定機構によるシャッター機能を併せ持った検出スイッチになり得る。
【００５４】
また、スイッチ１６としては、押しボタンスイッチなどのようなスイッチでもかまわないが、押したことが確認しやすく（クリック感のある）、スイッチを押し込んだ後に自動復帰するタクティール（tactile）スイッチ、ドームスイッチ、タクト（tact）スイッチなど対象物との物理的接触を利用して対象物を確認するスイッチが適している。
【００５５】
図２は、図１（ａ），（ｂ）に示した実施例１の入力装置における磁気検出回路を示す図で、図中符号１は検出部、２は差動アンプ、３は検出制御部、４は出力制御部で、その他、図１（ａ），（ｂ）と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００５６】
検出部１は、２個の磁気センサ（例えば、ホール素子）１１からなり、この磁気センサ１１の中間に磁石１２が配置されている。この磁石１２の移動又は傾斜により磁気センサ１１での磁束密度変化により磁気センサ１１の出力が変化する。
【００５７】
差動アンプ２は、各磁気センサ１１の出力信号を差動的に増幅する。磁石１２が原点にあるとき、出力が０になるようにしてあり、磁石１２が移動又は傾斜すると、これに応じて差動アンプ２に出力が発生し、その出力（アナログ値）を検出制御部３が磁石１２の移動量又は傾斜量に換算し、出力制御部４を介して出力するように構成されている。このような構成を採ることにより、検出スイッチは、磁石１２の移動量に比例した出力を発生することが可能になる。
【００５８】
磁気センサ１１によって検知可能な磁石１２の移動範囲は、およそ２個の磁気センサ１１間の距離である。したがって、例えば、磁石１２がＸ軸上を２ｍｍ移動可能な場合、磁気センサ１１間の距離も最低２ｍｍ程度あけておく必要がある。
【実施例２】
【００５９】
図３（ａ），（ｂ）は、本発明に係る入力装置の実施例２を説明するための構成図で、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【００６０】
図中符号２１は磁気センサ、２２は磁石、２３は弾性シート、２４はキートップ、２５は実装基板、２６はスイッチ、２７は突起を示している。なお、図３（ａ）においては、磁気センサ２１と磁石２２の位置関係のみを示している。
【００６１】
本実施例２における入力装置は、磁石２２の着磁方向と、磁気センサ２１の個数と、磁気センサ２１の配置位置が、上述した実施例１の構成と相違している。
【００６２】
つまり、磁石２２は、実装基板２５に対して平行な方向に着磁されており、磁気センサ２１は、磁石２２の着磁方向と垂直な方向の磁束密度を検出するものである。また、磁気センサ２１は、実装基板２５上に１個配置されている。
【００６３】
キートップ２４は、Ｘ軸方向に移動可能であり、キートップ２４を操作すると、その動きに連動して磁石２２も移動するようになっている。磁気センサ２１は、磁石２２の磁極の境界（Ｎ極とＳ極の境）付近に配置されている。また、磁気センサ２１の検出する磁束密度は、実装基板２５に垂直な方向（図中のｚ軸方向）の磁束密度である。本実施例２では、磁気センサ２１は、実装基板２５の裏側に配置されているが、当然、弾性シート２３側に配置してもよい。
【００６４】
また、磁石２２は、実装基板２５に平行な方向（図中のＸ軸方向）にＮ極とＳ極の着磁を行っている。Ｎ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については特に制限されない。
【００６５】
図４は、図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の入力装置における磁気検出回路を示す図で、図中符号５はアンプ、６は検出制御部、７は出力制御部で、その他、図２及び図３（ａ），（ｂ）と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００６６】
検出部１は、１個の磁気センサ（例えば、ホール素子）２１からなり、この磁気センサ２１の配置は、磁石２２の磁極の境界と重なるよう配置されている。この磁石２２の移動又は傾斜による磁気センサ２１部での磁束密度変化により磁気センサ２１の出力が変化する。
【００６７】
アンプ５は、磁気センサ２１の出力を増幅する。磁石２２が原点にあるとき、出力が０になるようにしてあり、磁石２２が移動又は傾斜すると、これに応じてアンプ５に出力が発生し、その出力（アナログ値）を検出制御部６が磁石２２の移動量又は傾斜量に換算し、これを出力制御部７が出力するように構成している。このような構成を採ることにより、入力装置は、磁石２２の移動量に比例した出力を発生することが可能になる。
【００６８】
以上説明したように、実施例２では、１個の磁気センサ２１しか用いていないが、実施例１と同様の出力特性を得ることができる。
【００６９】
図５は、図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の他の実施例を説明するための構成図で、磁気センサ２１と磁石２２の位置を、キートップ２４の真下からずらしたところに配置することにより、磁気センサ２１を実装基板２５の弾性シート２３側に容易に配置することができるようになり、薄型化を進めるうえで好ましい。
【実施例３】
【００７０】
図６（ａ），（ｂ）は、本発明に係る入力装置の実施例３を説明するための構成図で、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【００７１】
図中符号３１は磁気センサ、３２は磁石、３３は弾性シート、３４はキートップ、３５は実装基板、３６はスイッチ、３７は突起を示している。なお、図６（ａ）においては、磁気センサ３１と磁石３２の位置関係のみを示している。
【００７２】
本実施例３における入力装置は、磁気センサ３１の個数と磁気センサ３１の配置位置が、上述した実施例２の構成と相違している。
【００７３】
つまり、磁石３２は、実装基板３５に対して平行な方向に着磁されており、磁気センサ３１は、磁石３２の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものである。また、磁気センサ３１は、磁石３２の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ実装基板３５上に複数個配置されている。
【００７４】
キートップ３４は、Ｘ軸方向に移動可能であり、キートップ３４を操作すると、その動きに連動して磁石３２も移動するようになっている。磁気センサ３１の検出する磁束密度は、実装基板３５に平行な方向（図中のＸ軸方向）の磁束密度である。本実施例３では、磁気センサ３１は、実装基板３５の弾性シート３３側に配置されているが、当然、実装基板３５の裏側に配置してもよい。
【００７５】
また、磁石３２は、実装基板３５に平行な方向（図中のＸ軸方向）にＮ極とＳ極の着磁を行っている。Ｎ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については特に制限されない。
【００７６】
本発明の入力装置の磁気検出回路を示すブロック図は、上述した実施例１で示した図２と同じ構成である。このような構成を採ることにより、入力装置は、磁石３２の移動量に比例した出力を発生することが可能になる。
【００７７】
図７は、図６（ａ），（ｂ）に示した実施例３の他の実施例を説明するための構成図で、上述した実施例３においては、磁石３２は、キートップ３４内に配置されていたが、この実施例においては、磁石３２ａ，３２ｂを弾性シート３３内におけるキートップ３４の外周部付近で、かつ磁気センサ３１の内側に配置したものである。
【００７８】
つまり、２個の磁石３２ａ，３２ｂを使用して、図６（ｂ）と同じ構成を採っている。このような構成を採ることにより、磁気センサ３１と磁石３２ａ，３２ｂの距離やＺ軸方向のギャップを縮めることが可能になり、磁気センサ３１の出力が増大されるうえ、検出スイッチ全体の薄型化を進めるうえでも好ましい。なお、この場合も磁石３２ａ，３２ｂのＮ極とＳ極の向き（どちら側をＮ極又はＳ極にするか）については特に制限されない。
【００７９】
また、この実施例においては、磁石３２ａ，３２ｂの移動によって生じる磁気センサ３１部の磁束密度変化は、磁石３２ａ，３２ｂが大きく動けば動くほど磁束密度変化も大きくなる特長がある。つまり、他の実施例と比較して、この実施例の入力装置の出力特性は、より人間の感覚に近い特性を有しているので検出スイッチの操作感が向上する。
【００８０】
（その他の実施例）
上述した実施例については、各実施例に特有の構成をその他の実施例に適用することも可能である。例えば、実施例１の、磁石１２と弾性シート１３をラバー磁石に置き換えることを実施例２や実施例３に適用してもよい。
【００８１】
また、例えば、携帯電話などの電子機器に本発明の入力装置を適用する場合、検出スイッチ用の弾性シート１３を特別に用意しなくても、他のスイッチ（例えば、電子機器にあるキースイッチ）用シートと一体に成形することが可能である。筐体の同じ面内に検出スイッチがない場合でも、弾性シートを折り曲げて別の面で使用できるようにすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、デジタルカメラや携帯電話などの入力手段として使用する入力装置及びそれを用いた電子機器に関し、小型化、特に薄型化が可能あり、原点復帰機構を有し、さらに磁石が左右のみならずどの位置にあるかを特定でき、複数の検出機能を有し、防水機能を有して、かつ製造工程を簡略化できるので、多様なアプリケーションに対して、好都合に対応することが可能となる。また、このような入力装置を電子機器に組み込むことにより、携帯電話やＰＤＡ、デジタルカメラなどの電子機器のより一層の小型化を進めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る入力装置の実施例１を説明するための構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【図２】図１（ａ），（ｂ）に示した実施例１の入力装置における磁気検出回路を示す図である。
【図３】本発明に係る入力装置の実施例２を説明するための構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【図４】図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の入力装置における磁気検出回路を示す図である。
【図５】図３（ａ），（ｂ）に示した実施例２の他の実施例を説明するための構成図である。
【図６】本発明に係る入力装置の実施例３を説明するための構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ’線断面図である。
【図７】図６（ａ），（ｂ）に示した実施例３の他の実施例を説明するための構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 検出部
２ 差動アンプ
３，６ 検出制御部
４，７ 出力制御部
５ アンプ
１１，２１，３１ 磁気センサ（磁気検出手段）
１２，２２，３２，３２ａ，３２ｂ 磁石（磁束発生手段）
１３，２３，３３ 弾性シート（弾性部材）
１４，２４，３４ キートップ（操作部材）
１５，２５，３５ 実装基板
１６，２６，３６ スイッチ（電気的開閉部材）
１７，２７，３７ 突起（押圧部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動又は傾斜可能な磁束発生手段と、該磁束発生手段が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段と、前記磁束発生手段を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材と、前記磁束発生手段を移動又は傾斜させる操作部材とを備え、前記磁束発生手段の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を前記磁気検出手段で検出することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記磁束発生手段が、平面に対して平行に移動可能な状態に維持されつつ、前記弾性部材により保持されていることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
実装基板上又はフレキシブル基板上に前記弾性部材が設けられ、前記磁気検出手段を前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記弾性部材がシリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して垂直な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】
前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記磁束発生手段を複数個備えていることを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と垂直な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段のＮ極とＳ極の境界部に対向する位置で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項９】
前記操作部材が湾曲に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１０】
前記実装基板又は前記フレキシブル基板の前記弾性部材側で、かつ前記操作部材と対向する部分に電気的開閉部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１１】
前記電気的開閉部材に対向する前記弾性部材の位置に、該電気的開閉部材を押すための押圧部材を設けたことを特徴とする１０に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記電気的開閉部材は、２段階の押し込み状態を検知可能であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記磁束発生手段が、前記操作部材内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１４】
前記磁束発生手段が、前記弾性部材上で、かつ前記操作部材の外周部で保持されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１５】
前記弾性部材が湾曲された状態でも使用可能であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１６】
前記弾性部材が防水機能を有していることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の入力装置が組み込まれていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
移動又は傾斜可能な磁束発生手段と、該磁束発生手段が発生する磁束密度を検知する磁気検出手段と、前記磁束発生手段を一軸上で移動又は傾斜可能に保持する弾性部材と、前記磁束発生手段を移動又は傾斜させる操作部材とを備え、前記磁束発生手段の移動又は傾斜によって生じる周囲磁束密度の変化を前記磁気検出手段で検出することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記磁束発生手段が、平面に対して平行に移動可能な状態に維持されつつ、前記弾性部材により保持されていることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
実装基板上又はフレキシブル基板上に前記弾性部材が設けられ、前記磁気検出手段を前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記弾性部材がシリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して垂直な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】
前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と平行な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段の移動方向又は傾斜方向と平行な直線上で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に複数個配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記磁束発生手段を複数個備えていることを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記磁束発生手段が、前記実装基板又は前記フレキシブル基板に対して平行な方向に着磁されており、前記磁気検出手段が、前記磁束発生手段の着磁方向と垂直な方向の磁束密度を検出するものであるとともに、前記磁束発生手段のＮ極とＳ極の境界部に対向する位置で、かつ前記実装基板上又は前記フレキシブル基板上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項９】
前記操作部材が湾曲に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１０】
前記実装基板又は前記フレキシブル基板の前記弾性部材側で、かつ前記操作部材と対向する部分に電気的開閉部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１１】
前記電気的開閉部材に対向する前記弾性部材の位置に、該電気的開閉部材を押すための押圧部材を設けたことを特徴とする１０に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記電気的開閉部材は、２段階の押し込み状態を検知可能であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記磁束発生手段が、前記操作部材内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１４】
前記磁束発生手段が、前記弾性部材上で、かつ前記操作部材の外周部で保持されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１５】
前記弾性部材が湾曲された状態でも使用可能であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１６】
前記弾性部材が防水機能を有していることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の入力装置が組み込まれてい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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−４９０１５（Ｐ２００６−４９０１５Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２６０６０（Ｐ２００４−２２６０６０）
【出願日】平成１６年８月２日（２００４．８．２）
【出願人】（０００１１６８５１）旭化成電子株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２日（２００４．８．２）
【出願人】（０００１１６８５１）旭化成電子株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
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