入力装置

【課題】主に各種電子機器の操作に使用される入力装置に関し、薄型化が図れ、多様で確実な操作の可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】基材２１下面に発光部１４Ａを向けて配置された発光素子１４を、受光素子１５の側に傾斜させることによって、傾斜した発光素子１４の光を直接基材２１に入射させることができるため、発光素子１４の光を反射するための導光体等の部品が不要になると共に、全体の高さを低いものに形成でき、薄型化が図れ、多様で確実な操作の可能な入力装置２０を得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられる入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器、特に携帯電話や音楽プレーヤ等の携帯端末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、多様で確実な操作を行えるものが求められている。
【０００３】
このような従来の入力装置について、図４及び図５を用いて説明する。
【０００４】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【０００５】
図５は従来の入力装置の断面図であり、同図において、１は絶縁樹脂製のケース、２は発光ダイオード等の発光素子、３はフォトトランジスタ等の受光素子で、ケース１内底面の右方に発光素子２が発光部２Ａを上方に向けて配置されると共に、中間部には受光素子３が受光部を上方に向けて配置されている。
【０００６】
そして、４は光透過性で絶縁樹脂製の導光体、５は明色の光透過性で絶縁樹脂製の基材で、発光素子２と受光素子３の上方に配置された、導光体４の中間部にはレンズ部４Ａが形成されると共に、中間部に薄肉状の操作部５Ａが形成された基材５が、ケース１や導光体４を覆っている。
【０００７】
また、６は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されたフィルム状の配線基板で、発光素子２と受光素子３が半田付け等によって配線パターンに接続されると共に、配線基板６下面には略円形状の中央固定接点７Ａと、これを囲む略馬蹄状または略リング状の外側固定接点７Ｂから形成された、固定接点７が設けられている。
【０００８】
さらに、８は略ドーム状で導電金属薄板製の可動接点で、フィルム状のカバーシート９によって配線基板６下面に貼付されると共に、可動接点８の外周が外側固定接点７Ｂに載置され、可動接点８の上面中央が中央固定接点７Ａと所定の間隙を空けて対向するようにして、入力装置１０が構成されている。
【０００９】
そして、このように構成された入力装置１０が、図４の斜視図に示すように、携帯電話や音楽プレーヤ等の電子機器４０の、液晶表示素子等の表示部４０Ａが形成された操作面に、基材５を上面にして装着されると共に、発光素子２や受光素子３、中央固定接点７Ａや外側固定接点７Ｂが配線パターン等を介して、機器の電子回路（図示せず）に接続される。
【００１０】
以上の構成において、表示部４０Ａに電話番号や曲名等の複数のメニュー４１が表示された状態で、入力装置１０の基材５上面に指を触れて、前後または左右方向に動かすと、電子回路が発光素子２を発光させ、基材５からの反射光によって受光素子３がこの指の動きを検出する。
【００１１】
つまり、図５に示すように、基材５下面に発光部２Ａを向けた発光素子２が発光すると、この光は先ず導光体４内に入射して、左上方向へ反射した後、基材５中間部の操作部５Ａ内に入射する。
【００１２】
そして、操作部５Ａ上面に接触した指の指紋等の凹凸によって、この光が下方へ反射し、この導光体４中間部のレンズ部４Ａを通った反射光を、受光素子３が受光して、指の移動方向と移動量、すなわち指がどの方向へどれだけ動いたかを検出する。
【００１３】
また、この入力装置１０から出力された指の移動に応じて、電子回路が表示部４０Ａに表示されたカーソル４２を前後または左右方向に移動し、カーソル４２がスクロール操作されて、所望のメニュー４１の選択が行われる。
【００１４】
さらに、このようにカーソル４２が所望のメニュー４１上に位置した状態で、基材５上面を押圧操作すると、入力装置１０全体が下方へ移動し、配線基板６下面に貼付された略ドーム状の可動接点８の中央部が、機器の筐体（図示せず）等によって押圧され、所定の押圧力が加わると、可動接点８がクリック感を伴って上方へ弾性反転し、可動接点８の上面中央が中央固定接点７Ａに接触することによって、中央固定接点７Ａと外側固定接点７Ｂが、可動接点８を介して電気的に接続された状態となる。
【００１５】
なお、基材５上面への押圧力を解除すると、弾性復帰力によって可動接点８が下方へ弾性反転し、可動接点８の上面中央が中央固定接点７Ａから離れて、中央固定接点７Ａと外側固定接点７Ｂが電気的に切断された状態になると共に、入力装置１０も上方へ移動して元の状態に復帰する。
【００１６】
そして、この固定接点７の電気的接離に応じて、電子回路が表示部４０Ａの表示を切換え、例えば、選択したメニュー４１の確定や、あるいは次メニューの表示等が行われる。
【００１７】
つまり、表示部４０Ａの表示を見ながら、基材５上面に指を触れ、これを前後左右方向に移動することによって、所望のメニュー４１の選択が行えると共に、基材５上面を押圧操作することによって、選択したメニュー４１の確定や次メニューの表示等が行えるように構成されているものであった。
【００１８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−１１５２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記従来の入力装置においては、発光素子２の上方への光を導光体４内で反射させて、左上方向の操作部５Ａ内に入射させているため、導光体４をある程度の高さ寸法を有するものに形成する必要があり、全体の薄型化を図ることが困難であるという課題があった。
【００２１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、薄型化が図れ、多様で確実な操作の可能な入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明は、基材下面に発光部を向けて配置された発光素子を、受光素子の側に傾斜させて入力装置を構成したものであり、傾斜した発光素子の光を直接基材に入射させることができるため、発光素子の光を反射するための導光体等の部品が不要になると共に、全体の高さを低いものに形成でき、薄型化が図れ、多様で確実な操作の可能な入力装置を得ることができるという作用を有するものである。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、薄型化が図れ、多様で確実な操作の可能な入力装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態による入力装置の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同断面図
【図４】電子機器の斜視図
【図５】従来の入力装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２６】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【００２７】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による入力装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１はポリフタルアミド等の絶縁樹脂製のケースで、銅合金等の導電金属薄板をインサート成形、あるいはめっきやレーザカット、エッチング加工等によって、内底面の後右方には複数の電極１２Ａが、後左方には複数の電極１２Ｂが形成されると共に、前方には略円形状の中央固定接点１３Ａと、これを囲む略馬蹄状または略リング状の外側固定接点１３Ｂから形成された、固定接点１３が設けられている。
【００２８】
そして、これらの電極１２Ａや１２Ｂ、固定接点１３の端部がケース１１内、あるいはケース１１の側壁等を延出して、ケース１１下面には、複数の端子部１２Ｃや１３Ｃが形成されている。
【００２９】
また、１４は発光ダイオード等の発光素子、１５は数十個のフォトトランジスタ等が前後左右方向に配列された受光素子で、発光素子１４が電極１２Ａに、受光素子１５が電極１２Ｂに各々半田付け等によって接続固着されると共に、発光素子１４は受光素子１５の側に傾斜して、発光部１４Ａを左上方に向けて配置されている。
【００３０】
さらに、１６はガラス板等に硬化性シリコーンによって凹凸部が形成されたレンズ体、１７は鋼板等のカバーで、受光素子１５の上方に配置されたレンズ体１６の中間部には、レンズ部１６Ａが設けられると共に、カバー１７がケース１１にかしめ等によって固着されて、ケース１１上面を覆っている。
【００３１】
また、１８は略ドーム状で銅合金や鋼等の導電金属薄板製の可動接点、１９はポリイミド等のフィルム状のカバーシートで、図３の断面図に示すように、可動接点１８の下面中央が中央固定接点１３Ａと所定の間隙を空けて対向するように、可動接点１８の外周が外側固定接点１３Ｂ上に載置されると共に、この上面を覆うようにカバーシート１９がケース１１に貼付されている。
【００３２】
さらに、可動接点１８上方のカバー１７には、上下方向に弾性変形可能なアーム部１７Ａが設けられ、この先端下面に突出した押圧部１７Ｂが、カバーシート１９を介して可動接点１８の中央部に当接すると共に、図２に示すように、発光素子１４上方には角孔部１７Ｃが、受光素子１５上方には丸孔部１７Ｄが各々形成されて、入力装置２０が構成されている。
【００３３】
そして、このように構成された入力装置２０の上方に、前後左右が１０ｍｍ前後の寸法で、明色の光透過性でポリカーボネート等の絶縁樹脂製の基材２１が配置されると共に、この入力装置２０が、図４の斜視図に示すように、携帯電話や音楽プレーヤ等の電子機器４０の、液晶表示素子等の表示部４０Ａが形成された操作面に、基材２１を上面にして装着される。
【００３４】
さらに、ケース１１下面の複数の端子部１２Ｃや１３Ｃが半田付け等によって、電子機器４０内に収納された配線基板の配線パターン（図示せず）に実装装着され、発光素子１４や受光素子１５、中央固定接点１３Ａや外側固定接点１３Ｂが配線パターン等を介して、機器の電子回路（図示せず）に接続される。
【００３５】
以上の構成において、表示部４０Ａに電話番号や曲名等の複数のメニュー４１が表示された状態で、入力装置２０の基材２１上面に指を触れて、前後または左右方向に動かすと、電子回路が発光素子１４を発光させ、基材２１からの反射光によって受光素子１５がこの指の動きを検出する。
【００３６】
つまり、図１に示すように、受光素子１５の側に傾斜した発光素子１４の発光部１４Ａが発光すると、この光が角孔部１７Ｃを通って左上方の基材２１内に直接入射した後、基材２１上面に接触した指の指紋等の凹凸によって下方へ反射する。
【００３７】
そして、この光が丸孔部１７Ｄを通って、レンズ体１６中間部のレンズ部１６Ａで集光され、この基材２１からの反射光を受光素子１５が受光して、指の移動方向と移動量、すなわち指がどの方向へどれだけ動いたかを検出する。
【００３８】
また、この入力装置２０から出力された指の移動に応じて、電子回路が表示部４０Ａに表示されたカーソル４２を前後または左右方向に移動し、カーソル４２がスクロール操作されて、所望のメニュー４１の選択が行われる。
【００３９】
さらに、このようにカーソル４２が所望のメニュー４１上に位置した状態で、図３に示すように、基材２１上面を押圧操作すると、基材２１下面の突起部２１Ａがカバー１７の押圧部１７Ｂを押圧してアーム部１７Ａが撓み、押圧部１７Ｂがカバーシート１９を介して可動接点１８の中央部を押圧し、所定の押圧力が加わると、可動接点１８がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点１８の下面中央が中央固定接点１３Ａに接触することによって、中央固定接点１３Ａと外側固定接点１３Ｂが、可動接点１８を介して電気的に接続された状態となる。
【００４０】
なお、基材２１上面への押圧力を解除すると、弾性復帰力によって可動接点１８が上方へ弾性反転し、可動接点１８の下面中央が中央固定接点１３Ａから離れて、中央固定接点１３Ａと外側固定接点１３Ｂが電気的に切断された状態になると共に、基材２１やアーム部１７Ａも上方へ移動して元の状態に復帰する。
【００４１】
そして、この固定接点１３の電気的接離に応じて、電子回路が表示部４０Ａの表示を切換え、例えば、選択したメニュー４１の確定や、あるいは次メニューの表示等が行われる。
【００４２】
つまり、表示部４０Ａの表示を見ながら、基材２１上面に指を触れ、これを前後左右方向に移動することによって、所望のメニュー４１の選択が行えると共に、基材２１上面を押圧操作することによって、選択したメニュー４１の確定や次メニューの表示等が行えるように構成されている。
【００４３】
また、この時、基材２１下面に配置された発光素子１４が受光素子１５の側に傾斜して設けられ、発光部１４Ａからの光が左上方の基材２１内に直接入射した後、この基材２１からの反射光を受光素子１５が受光して指の移動を検出することによって、発光素子１４の光を反射するための導光体等の部品が不要になると共に、全体の高さを低い寸法に形成できるようになっている。
【００４４】
すなわち、発光素子１４を受光素子１５の側に傾斜し、発光部１４Ａを左上方に向けて配置することによって、導光体等の部品を用いることなく、受光素子１５の光を直接基材２１内に入射させることで全体を低背化し、入力装置２０の薄型化を図った構成となっている。
【００４５】
さらに、こうした指の移動を検出し、メニュー４１等の選択を行うための発光素子１４や受光素子１５をケース１１の後方に、押圧操作によって選択したメニュー４１の確定等を行うための固定接点１３や可動接点１８を、ケース１１の前方に配置することによって、より薄型化を図ると共に、多様な操作を確実に行うことが可能なように構成されている。
【００４６】
つまり、発光素子１４や受光素子１５と、固定接点１３や可動接点１８をケース１１の前後に並べて併設することで、ケース１１下面に固定接点１３や可動接点１８を重ねて配置する必要がないため、全体の薄型化を図ることが可能になると共に、これらの上方の基材２１上面に指を触れたまま、移動や押圧を行うことによって、メニュー４１の選択や確定といった多様な操作を、容易で確実に行えるようになっている。
【００４７】
なお、以上の説明では、電子機器４０の表示部４０Ａが形成された上面の操作面に、入力装置２０を装着した構成について説明したが、電子機器４０の右側面や左側面、あるいは背面に入力装置２０を装着し、この操作によってメニュー４１の選択や確定等を行う構成としても、本発明の実施は可能である。
【００４８】
また、入力装置２０の操作によって、表示部４０Ａに表示されたカーソル４２を移動して、メニュー４１の選択等を行う構成について説明したが、表示部４０Ａに地図や写真等を表示すると共に、指の移動によって矢印状のポインタ等を移動し、押圧操作によってこれらの拡大や縮小を行う構成としてもよい。
【００４９】
このように本実施の形態によれば、基材２１下面に発光部１４Ａを向けて配置された発光素子１４を、受光素子１５の側に傾斜させることによって、傾斜した発光素子１４の光を直接基材２１に入射させることができるため、発光素子１４の光を反射するための導光体等の部品が不要になると共に、全体の高さを低いものに形成でき、薄型化が図れ、多様で確実な操作の可能な入力装置２０を得ることができるものである。
【００５０】
また、発光素子１４や受光素子１５と、固定接点１３や可動接点１８をケース１１の前後に並べて併設することによって、より全体の薄型化を図ることが可能になると共に、多様な操作を容易で確実に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明による入力装置は、薄型化が図れ、多様で確実な操作の可能なものを実現することができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１１ケース
１２Ａ、１２Ｂ電極
１２Ｃ、１３Ｃ端子部
１３固定接点
１３Ａ中央固定接点
１３Ｂ外側固定接点
１４発光素子
１４Ａ発光部
１５受光素子
１６レンズ体
１６Ａレンズ部
１７カバー
１７Ａアーム部
１７Ｂ押圧部
１７Ｃ角孔部
１７Ｄ丸孔部
１８可動接点
１９カバーシート
２０入力装置
２１基材
２１Ａ突起部
４０電子機器
４０Ａ表示部
４１メニュー
４２カーソル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の基材下面に発光部を向けて配置された発光素子と、この発光素子の上記基材からの反射光を受光する受光素子からなり、上記発光素子を上記受光素子の側に傾斜させて設けると共に、上記反射光から受光素子が上記基材上面の指の移動を検出する入力装置。

【図１】