(57)【要約】【課題】クリック感として感得される疑似的な触感を発生させることが可能なキー入力装置を提供する。【解決手段】キー入力装置は、押下操作を受け付けるキースイッチ２と、キースイッチ２が配設された天板４４と、天板４４を支持する支持台４０とを備え、例えば、キーボード１として実現される。更に、キー入力装置は、支持台４０上に、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３を備え、天板４４及び支持台４０のうちの一方は、永久磁石４２を備え、天板４４及び支持台４０のうちの他方は、電磁石として使用されるコイル４１を備える。そして、電磁石に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、天板４４は保持部材４３に保持された状態で振動する。天板４４が振動することにより、疑似触感が発生する。【選択図】図３
2020086649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押下操作を受け付けるキースイッチを備えるキー入力装置であって、
前記キースイッチを振動させる振動機構を備え、
前記振動機構は、
前記キースイッチが配設される天板と、
前記天板を下方から支持する支持台と、
前記支持台上に、前記天板を振動可能に保持する保持部材と
を備え、
前記天板及び支持台のうちの一方には、永久磁石が配設されており、
前記天板及び支持台のうちの他方には、電磁石が配設されている
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のキー入力装置であって、
前記電磁石は、交流電流の通電に基づく前記永久磁石への作用により前記天板を振動させる電磁石として機能するコイルである
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記支持台は、前記天板の側方に立設された側板を有し、
前記保持部材は、前記支持台の側板から前記天板の側部に架橋する弾性体である
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記保持部材は、前記天板又は支持台のうちの一方に固定された軸状体であり、
前記天板又は支持台のうちの他方は、前記軸状体を軸方向に移動可能に保持する
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記保持部材は、球状体であり、
前記支持台は、前記球状体が遊嵌する支持台側受部が形成されており、
前記天板は、前記球状体が遊嵌する天板側受部が形成されており、
前記球状体は、対向して配置された支持台側受部及び天板側受部の間に介装される
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記保持部材は、円柱状をなす軸状体であり、
前記支持台は、前記軸状体が遊嵌する支持台側受部が形成されており、
前記天板は、前記軸状体が遊嵌する天板側受部が形成されており、
前記軸状体は、対向して配置された支持台側受部及び天板側受部の間に介装される
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記保持部材は、弾性体であり、
前記弾性体は、支持台上に配設されており、
前記天板は、前記弾性体上に配設されている
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項８】
請求項７に記載のキー入力装置であって、
前記弾性体は、
前記保持部材及び前記天板の間に介装される弾性部と、
前記保持部材及び前記天板の間に介装される剛体部と
を有する
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項９】
請求項８に記載のキー入力装置であって、
前記弾性体の剛体部は、
柱状をなし、
前記弾性部の上下方向に開設された貫通孔を貫通している
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のキー入力装置であって、
前記弾性体は、角柱状をなし、
前記弾性体の剛体部は、
板状をなし、
振動方向が面方向となる配設方向で、前記弾性部に両面を挟持されて配設されている
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１１】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記保持部材は、振動方向に可撓性を有する板バネであり、
前記板バネは、支持台上に配設されており、
前記天板は、前記板バネ上に配設されている
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のキー入力装置であって、
前記板バネは、
長尺状をなし、
長手方向が振動方向に直交するように配設され、
振動方向に並べて複数配設されている
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のキー入力装置であって、
前記板バネは、
振動方向に直交する方向に沿って、複数配列されており、
振動方向に沿って、複数配列されている
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１４】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記支持台は、前記天板より上方に位置する架橋部を有し、
前記保持部材は、前記支持台の架橋部から下方の前記天板をそれぞれ揺動自在に支持する複数のリンク部材である
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１５】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記保持部材は、前記天板を前記支持台上にそれぞれ揺動自在に支持する複数のリンク部材である
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１６】
請求項１４又は請求項１５に記載のキー入力装置であって、
前記リンク部材は、回転対偶にて前記天板を支持している
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１７】
請求項１４又は請求項１５に記載のキー入力装置であって、
前記リンク部材は、
長尺状をなす板状体であり、
長手方向が振動方向に直交するように配設され、
振動方向に並べて複数配設されている
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１８】
請求項１又は請求項２に記載のキー入力装置であって、
前記保持部材は、揺動支点となる支点部を有し、
前記支持台は、前記保持部材の支点部を揺動自在に軸支するようにしてあり、
前記保持部材に保持された前記天板は、前記保持部材の支点部による一の揺動軸を揺動中心として揺動する
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載のキー入力装置であって、
前記電磁石は、前記支持台に下部電磁石として固定されており、
前記永久磁石は、前記下部電磁石の上方に間隙を空けて配設されており、
前記永久磁石の上方に間隙を空けて固定された上部電磁石を備える
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載のキー入力装置であって、
前記永久磁石は、前記支持台に下部永久磁石として固定されており、
前記電磁石は、前記下部永久磁石の上方に間隙を空けて配設されており、
前記電磁石の上方に間隙を空けて固定された上部永久磁石を備える
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項２０のいずれか１項に記載のキー入力装置であって、
前記天板は、
長方形状をなし、
振動方向は、長辺又は短辺に平行な方向である
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載のキー入力装置であって、
前記永久磁石及び電磁石を組とする振動部を複数組備える
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載にキー入力装置であって、
前記振動部毎に振動又は停止の制御が可能である
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２４】
請求項１乃至請求項２３のいずれか１項に記載のキー入力装置であって、
前記キースイッチの押下操作を検出する検出部と、
前記天板の振動を制御する振動制御部と
を備え、
前記振動制御部は、前記検出部が押下操作を検出した場合に、前記天板が振動するように制御する
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載のキー入力装置であって、
前記振動制御部による振動を示す振動パターンの設定は、変更可能である
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２６】
請求項２４又は請求項２５に記載のキー入力装置であって、
音を出力する音出力部を備え、
前記音出力部は、前記検出部が押下操作を検出した場合に、音を出力する
ことを特徴とするキー入力装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載のキー入力装置であって、
前記音出力部が出力する音は変更可能である
ことを特徴とするキー入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押下操作を受け付けるキースイッチを備えるキー入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の電子機器への入力装置として、複数のキースイッチが並べて配設されたキーボード等のキー入力装置が普及している。このようなキーボードに対して、操作者の指の長さ、操作の癖、力のかけ方等の特徴、また、使用用途に応じて、様々な特性を調整する機能が求められている。特に、昨今では、ｅスポーツと呼ばれるコンピュータゲームに使用するキーボードに対してそのような要求が高まっている。例えば、特許文献１では、キーを押下してからオン状態に切り替わる位置までの長さ、所謂、ＰＴ（Pre Travel）の長さを調整可能なキースイッチが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１９８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたキースイッチでは、オン状態に切り替わる位置を、操作者は触感にて感得することができないという問題がある。触感による感得ができない場合、例えば、ｅスポーツ等の即応性が求められる分野で使用する際に、反応の遅れに繋がる可能性がある。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、例えば、疑似的な触感を操作者に与えることが可能な振動を発生させるキー入力装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本願記載のキー入力装置は、押下操作を受け付けるキースイッチを備えるキー入力装置であって、前記キースイッチを振動させる振動機構を備え、前記振動機構は、前記キースイッチが配設される天板と、前記天板を下方から支持する支持台と、前記支持台上に、前記天板を振動可能に保持する保持部材とを備え、前記天板及び支持台のうちの一方には、永久磁石が配設されており、前記天板及び支持台のうちの他方には、電磁石が配設されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記キー入力装置において、前記電磁石は、交流電流の通電に基づく前記永久磁石への作用により前記天板を振動させる電磁石として機能するコイルであることを特徴とする。
【０００８】
また、前記キー入力装置において、前記支持台は、前記天板の側方に立設された側板を有し、前記保持部材は、前記支持台の側板から前記天板の側部に架橋する弾性体であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記キー入力装置において、前記保持部材は、前記天板又は支持台のうちの一方に固定された軸状体であり、前記天板又は支持台のうちの他方は、前記軸状体を軸方向に移動可能に保持することを特徴とする。
【００１０】
また、前記キー入力装置において、前記保持部材は、球状体であり、前記支持台は、前記球状体が遊嵌する支持台側受部が形成されており、前記天板は、前記球状体が遊嵌する天板側受部が形成されており、前記球状体は、対向して配置された支持台側受部及び天板側受部の間に介装されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記キー入力装置において、前記保持部材は、円柱状をなす軸状体であり、前記支持台は、前記軸状体が遊嵌する支持台側受部が形成されており、前記天板は、前記軸状体が遊嵌する天板側受部が形成されており、前記軸状体は、対向して配置された支持台側受部及び天板側受部の間に介装されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記キー入力装置において、前記保持部材は、弾性体であり、前記弾性体は、支持台上に配設されており、前記天板は、前記弾性体上に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記キー入力装置において、前記弾性体は、前記保持部材及び前記天板の間に介装される弾性部と、前記保持部材及び前記天板の間に介装される剛体部とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記キー入力装置において、前記弾性体の剛体部は、柱状をなし、前記弾性部の上下方向に開設された貫通孔を貫通していることを特徴とする。
【００１５】
また、前記キー入力装置において、前記弾性体は、角柱状をなし、前記弾性体の剛体部は、板状をなし、振動方向が面方向となる配設方向で、前記弾性部に両面を挟持されて配設されていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記キー入力装置において、前記保持部材は、振動方向に可撓性を有する板バネであり、前記板バネは、支持台上に配設されており、前記天板は、前記板バネ上に配設されていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記キー入力装置において、前記板バネは、長尺状をなし、長手方向が振動方向に直交するように配設され、振動方向に並べて複数配設されていることを特徴とする。
【００１８】
また、前記キー入力装置において、前記板バネは、振動方向に直交する方向に沿って、複数配列されており、振動方向に沿って、複数配列されていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記キー入力装置において、前記支持台は、前記天板より上方に位置する架橋部を有し、前記保持部材は、前記支持台の架橋部から下方の前記天板をそれぞれ揺動自在に支持する複数のリンク部材であることを特徴とする。
【００２０】
また、前記キー入力装置において、前記保持部材は、前記天板を前記支持台上にそれぞれ揺動自在に支持する複数のリンク部材であることを特徴とする。
【００２１】
また、前記キー入力装置において、前記リンク部材は、回転対偶にて前記天板を支持していることを特徴とする。
【００２２】
また、前記キー入力装置において、前記リンク部材は、長尺状をなす板状体であり、長手方向が振動方向に直交するように配設され、振動方向に並べて複数配設されていることを特徴とする。
【００２３】
また、前記キー入力装置において、前記保持部材は、揺動支点となる支点部を有し、前記支持台は、前記保持部材の支点部を揺動自在に軸支するようにしてあり、前記保持部材に保持された前記天板は、前記保持部材の支点部による一の揺動軸を揺動中心として揺動することを特徴とする。
【００２４】
また、前記キー入力装置において、前記電磁石は、前記支持台に下部電磁石として固定されており、前記永久磁石は、前記下部電磁石の上方に間隙を空けて配設されており、前記永久磁石の上方に間隙を空けて固定された上部電磁石を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、前記キー入力装置において、前記永久磁石は、前記支持台に下部永久磁石として固定されており、前記電磁石は、前記下部永久磁石の上方に間隙を空けて配設されており、前記電磁石の上方に間隙を空けて固定された上部永久磁石を備えることを特徴とする。
【００２６】
また、前記キー入力装置において、前記天板は、長方形状をなし、振動方向は、長辺又は短辺に平行な方向であることを特徴とする。
【００２７】
また、前記キー入力装置において、前記永久磁石及び電磁石を組とする振動部を複数組備えることを特徴とする。
【００２８】
また、前記キー入力装置において、前記振動部毎に振動又は停止の制御が可能であることを特徴とする。
【００２９】
また、前記キー入力装置において、前記キースイッチの押下操作を検出する検出部と、前記天板の振動を制御する振動制御部とを備え、前記振動制御部は、前記検出部が押下操作を検出した場合に、前記天板が振動するように制御することを特徴とする。
【００３０】
また、前記キー入力装置において、前記振動制御部による振動を示す振動パターンの設定は、変更可能であることを特徴とする。
【００３１】
また、前記キー入力装置において、音を出力する音出力部を備え、前記音出力部は、前記検出部が押下操作を検出した場合に、音を出力することを特徴とする。
【００３２】
また、前記キー入力装置において、前記音出力部が出力する音は変更可能であることを特徴とする。
【００３３】
本願記載のキー入力装置は、キースイッチが配設された天板が振動する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係るキー入力装置は、キースイッチが配設された天板を振動させることが可能である。これにより、キースイッチの操作者に対し、例えば、回路の開閉状態の切り替わりを触感にて感得させることが可能である等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本願記載のキー入力装置を適用したキーボードの外観の一例を示す概略斜視図である。
【図２】本願記載のキーボードが備えるキースイッチの特性の一例を示すグラフである。
【図３】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を示す模式図である。
【図４】本願記載のキーボードの構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図５】本願記載のキーボードが備える波形決定部の振動記録部に記録された振動パターンの例を示す模式図である。
【図６】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図ある。
【図７】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図８】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図９】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図１０】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図１１】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略拡大図である。
【図１２】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図１３】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図１４】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図１５】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図１６】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図１７】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図１８】本願記載のキーボードが備える保持部材の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図１９】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図２０】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図２１】本願記載のキーボードが備える保持部材の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図２２】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図２３】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図２４】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図２５】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図２６】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図２７】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略側面図である。
【図２８】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図２９】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略側面図である。
【図３０】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略図である。
【図３１】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図３２】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図３３】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を模式的に示す概略側面図である。
【図３４】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を示す模式図である。
【図３５】本願記載のキーボードが備える振動機構の一例を示す模式図である。
【図３６】本願記載のキーボードが備える振動機構の配置例を模式的に示す概略図である。
【図３７】本願記載のキーボードが備える振動機構の配置例を模式的に示す概略図である。
【図３８】本願記載のキーボードが備える振動機構の配置例を模式的に示す概略図である。
【図３９】本願記載のキーボードが備える振動機構の配置例を模式的に示す概略図である。
【図４０】本願記載のキーボードが備える振動機構の配置例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
＜適用例＞
以下、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。本願記載のキー入力装置は、例えば、コンピュータ等の電子機器へ文字、数字及び記号の他、各種命令等のデータの入力に用いられるキーボード１として用いられる。
【００３７】
＜第１実施形態＞
図１は、本願記載のキー入力装置を適用したキーボード１の外観の一例を示す概略斜視図である。キーボード１には、文字キー、数字キー、その他ファンクションキー等の複数のキースイッチ２が並べて配列されている。また、キーボード１の前面（操作者に相対する側）には、音を出力するスピーカ等の音出力部３が左右に配設されている。そして、キーボード１内には、振動を発生させる振動機構４（図３等参照）等の各種構成が収容されている。なお、例示したキーボード１は、構造を簡略化して技術内容を容易に認識できることを目的として、同形状のキースイッチ２を並べて配列しているが、実装に際してはこのような形状に限るものではない。例えば、ＱＷＥＲＴＹ配列のキーボード１に適用して、文字キーのみを同形状とし、文字キーの周辺に配置されるスペースキー、エンターキー等の特定の機能を有するキースイッチ２は、文字キーと異なる形状に構成する等、適宜設計することが可能である。また、音出力部３は、前方に限らず、側方、後方、角部等の様々な場所に配設することが可能であり、配設個数についても、適宜設計することが可能である。
【００３８】
キーボード１に配設されたキースイッチ２は、操作者の押下により、最上位となる上死点から最下位となる下死点まで押し込み可能である。また、キースイッチ２は、上死点から下死点への移動の過程で、回路の開閉状態がオフ状態からオン状態に切り替わる開閉位置が設定されている。
【００３９】
図２は、本願記載のキーボード１が備えるキースイッチ２の特性の一例を示すグラフである。図２に示すグラフは、キースイッチ２の押下によるストロークを示す移動距離を横軸にとり、押下に要する力となる押下負荷を縦軸にとって、その関係を示している。図２に示すように、本願記載のキーボード１が備えるキースイッチ２として、移動距離に対し、押下負荷が単調に増加する関係、例えば、比例関係にあり、傾きが一定であるリニアスイッチを使用することが可能である。移動距離に対して押下負荷が単調に増加するリニアスイッチは、開閉状態が切り替わる切替位置で押下負荷の変化が生じないという特性がある。このため、操作者は、リニアスイッチを使用したキースイッチ２を押下した場合、開閉状態がオフ状態からオン状態に切り替わる際の触感、所謂クリック感を、キースイッチ２そのものから感得することができない。本願記載のキーボード１は、振動を発生させる振動機構（図３等参照）４を備えており、キースイッチ２からは感得できないクリック感を、振動機構４が発生させる振動により疑似クリック感（疑似触感）として発生させる。即ち、キーボード１が備える振動機構４は、操作者に振動を与える触覚技術（tactile feedback technology）を用いた触覚発生アクチュエータとして機能する。
【００４０】
次に、本願記載のキーボード１の機能構成の例について説明する。図３は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を示す模式図である。図３は、キーボード１内に収容された振動機構４の構成例を模式的な断面図として示している。キーボード１の筐体内には、振動機構４として、支持台４０と、電磁石として機能するコイル４１と、永久磁石４２と、保持部材４３と、天板４４とが収容されている。収容されている各種構成のうち、コイル４１及び永久磁石４２は振動発生用のアクチュエータとなる振動部として機能する。なお、本願では、キーボード１の筐体内に別体として支持台４０が配設された構成を示しているが、筐体と支持台４０とを一体化して構成することも可能である。
【００４１】
キースイッチ２は、基板２０上に実装されており、基板２０は、振動機構４の天板４４の上面に、螺子止め等の取付方法で配設されている。即ち、キースイッチ２は、基板２０により、天板４４の上面に配設されている。天板４４は、保持部材４３を介して支持台４０に支持されている。支持台４０の底部を構成する底板４００上には、電磁石として機能するコイル４１が配設されている。コイル４１としては、例えば、水平方向に巻回され内側に垂直方向の磁界を発生させる平面型ＶＣＭ（Voice Coil Motor）が用いられる。なお、本願において、水平方向とは、支持台４０の底面に平行な面を示す説明のための便宜上の方向であり、キーボード１の構成及び配設方向によっては、必ずしも重力方向と直交する方向に一致する訳ではない。図３（ａ）では、上方にＳ極、下方にＮ極を生じさせる磁界を発生させた例を示しており、図３（ｂ）では、上方にＮ極、下方にＳ極を生じさせる磁界を発生させた例を示している。支持台４０に配設されたコイル４１の上方には、永久磁石４２が下面に配設された天板４４が配設されており、永久磁石４２が、コイル４１に対向するように配置されている。図３では、キーボード１の前方側（図に向かって左）の下面がＮ極となり、後方側（図に向かって右）の下面がＳ極となるように永久磁石４２が配置された例を示している。
【００４２】
支持台４０の側部（図３の例では前部及び後部）には、底板４００上に側板４０１がそれぞれ立設されており、側板４０１の上部は、天板４４の側方近傍に位置している。側板４０１には、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、圧縮コイルバネ等の弾性体が架橋されて取り付けられている。そして、支持台４０の側板４０１から天板４４の側部にかけて架橋する弾性体を用いた保持部材４３により、天板４４は、前後に移動可能に保持される。また、前後の側板４０１には、天板４４が振動により接した場合の衝撃を吸収すべくゴム等の緩衝部材４５が配設されている。
【００４３】
以上のように、操作者から押下操作を受け付けるキースイッチ２は、天板４４上に複数配設されており、天板４４は、保持部材４３により、支持台４０上に振動可能に保持されている。天板４４の下部には、永久磁石４２が配設されており、支持台４０に配設された電磁石として用いられるコイル４１に対向している。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、コイル４１の上方にＳ極が生じるように通電すると、図中矢印で示すように後方へ天板４４が移動し、図３（ｂ）に示すようにコイル４１の上方にＮ極が生じるように通電すると、図中矢印で示すように前方へ天板４４が移動する。従って、通電方向の反転を繰り返すことにより、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す状態が繰り返し発生し、天板４４が振動する。以上のように、キーボード１が備えるコイル４１及び永久磁石４２は振動を発生させる振動部（アクチュエータ）として機能する。
【００４５】
次に、本願記載のキーボード１の回路構成の例について説明する。図４は、本願記載のキーボード１の構成の一例を概略的に示すブロック図である。キーボード１は、キースイッチ２の押下操作に伴い各種処理を実行する構成として、前述の音出力部３及び振動機構４の他に、操作検出部５、振動制御部６、音制御部７、波形決定部８等の各種機構を備えている。
【００４６】
キースイッチ２が押下されると、キースイッチ２に内蔵された回路の開閉状態が変化、例えば開状態から閉状態に変化する。操作検出部５は、回路の開閉状態の変化を押下操作として検出する。回路の開閉状態の変化は、キースイッチ２の移動に対する機械的な検出、移動により開閉する電気回路の通電状況の変化の検出、更には、キースイッチ２の位置の変化に伴う静電容量、磁界、電界変化の検出等の物理状態の変化により検出される。開閉状態の変化を検出した操作検出部５は、キースイッチ２が押下されたことを示すオン信号を、図中実線矢印で示すように波形決定部８へ出力する。
【００４７】
波形決定部８は、ハードウェア回路、ソフトウェアプログラム、ハードウェア及びソフトウェアが協働する回路等として構成されている。波形決定部８は、振動波形を設定するユーザインタフェースとして機能する波形設定部８０、各種情報を記録する記録部８１、振動を選択する波形選択部８２等の構成を備えている。記録部８１の記録領域の一部は、振動の設定を記録する設定記録部８１０、様々な振動パターンを示す複数の振動情報を記録する振動記録部８１１、及び様々な音パターンを示す複数の音情報を記録する音記録部８１２として用いられている。
【００４８】
図５は、本願記載のキーボード１が備える波形決定部８の振動記録部８１１に記録された振動パターンの例を示す模式図である。図５は、振動記録部８１１に記録されている振動パターンを模式的に示している。振動パターンは、振動波形、電流波形等の波形を示す情報として記録されている。振動記録部８１１には、このような振動パターンが複数記録されている。コイル４１及び永久磁石４２を用いた振動機構４は、振動により疑似クリック感を発生させるが、振動パターンにより、操作者が感得する疑似クリック感が異なる。即ち、振動パターンを選択することにより、高級なクリック感、ソフトなクリック感、メカニカルなクリック感等、様々なクリック感を演出することができる。
【００４９】
音記録部８１２に記録された音パターンも同様であり、疑似音となる波形を示す音情報として記録されている。即ち、振動パターンによるクリック感と対応するように、高級なクリック音、ソフトなクリック音、メカニカルなクリック音等、様々なクリック音を演出することができる。本願記載のキーボード１は、操作者のキー操作に基づいて、振動によるクリック感と共に、クリック音を出力することにより、操作者は、触覚及び聴覚からクリック感を感得することができる。
【００５０】
図４に戻り、波形決定部８が備える波形設定部８０は、操作者から振動パターン及び音パターンの指定を受け付け、又は操作者の設定操作を受け付けたキーボード１或いはキーボード１が接続された電子機器からの命令を受け付け、指定された振動パターン及び音パターンの設定並びに変更処理を実行する。設定された振動パターン及び音パターンの指定は、設定記録部８１０に記録される。
【００５１】
波形選択部８２は、設定記録部８１０に記録されている設定を読み取り、読み取った設定に係る振動パターンを振動記録部８１１から読み取り、また、読み取った設定に係る音パターンを音記録部８１２から読み取る。そして、波形選択部８２は、操作検出部５からキースイッチ２が押下されたことを示すオン信号を受け付けた場合、図中実線矢印で示すように、読み取った振動パターンを振動制御部６へ出力し、読み取った音パターンを音制御部７へ出力する。
【００５２】
振動制御部６は、入力を受け付けた振動パターンに基づいて振動機構４を振動させる。また、音出力部３は、入力を受け付けた音パターンに基づく音を音出力部３から出力させる。
【００５３】
なお、振動及び音の制御は適宜設計することが可能であり、上述した例に限るものではない。例えば、図中破線矢印で示すように、操作検出部５は、オン信号を振動制御部６及び音制御部７へ出力し、振動制御部６及び音制御部７が波形選択部８２から振動パターン及び音パターンを読み取る等、適宜設計することが可能である。また、振動パターン及び音パターンは１種類に固定しても良く、その場合、波形決定部８は、不要となり、操作検出部５からオン信号が振動制御部６及び音制御部７へ出力されることになる。
【００５４】
また、必ずしもキーボード１に波形決定部８の構成を全て備えさせる必要はなく、波形決定部８を構成するハードウェア及び／又はソフトウェアの一部又は全部を、キーボード１が接続されたコンピュータ等の電子機器に備えさせるように適宜設計することが可能である。具体的には、波形決定部８の構成のうち、波形設定部８０、振動記録部８１１及び音記録部８１２を電子機器側が備えるように構成してもよい。このように構成した場合、操作者は、電子機器を操作して、振動記録部８１１及び音記録部８１２に記録されている振動パターン、音パターン等の波形から選択した波形を、電子機器からキーボード１へ出力させる。キーボード１は、入力された波形に基づく振動パターン及び音パターンを記録部８１に記録し、振動制御部６及び音制御部７へ出力し、振動制御部６による振動及び音出力部７による音の出力を実行させる。
【００５５】
さらに、キーボード１は、音出力部３による音の出力及び振動機構４による振動の発生のいずれか一方のみを実施するように構成してもよく、その場合、音の出力を電子機器が行い、振動の発生をキーボード１がする等、適宜設計することが可能である。
【００５６】
以上のように、本願記載のキーボード（キー入力装置）１は、キースイッチ２に対する操作を受け付け、平面型コイルを用いた平面型ＶＣＭ等の電磁石と、永久磁石４２とを有する振動機構４を備え、キースイッチ２に対する操作を受け付けた場合に、振動機構４により振動を発生させる。これにより、操作者は、キー操作に伴うクリック感となる疑似触感を感得することができる。また、本願記載のキーボード１は、振動に伴うクリック音を出力することにより、操作者にクリック感を強く感得させることが可能である。更に、本願記載のキーボード１は、振動パターン及び音パターンを適宜選択することにより、様々なクリック感を演出することが可能となる。
【００５７】
次に、振動機構４を様々な形態で構成する実施形態の例について説明する。
【００５８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００５９】
図６及び図７は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図８は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図である。図６は、キーボード１の振動機構４を斜め上からの視点で示しており、図７は、図６から天板４４及び永久磁石４２を外した状態を示している。図８は、振動機構４の構成例を模式的な断面図として示しており、図８（ａ）が図６に示すＡ−Ａ方向の断面であり、図８（ｂ）がＢ−Ｂ方向の断面である。
【００６０】
第２実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、シャフトタイプの軸状体を用いている。保持部材４３となる軸状体は、例えば、断面が円形状のシャフトとして、天板４４の左右端付近から前後に向けて軸方向が突出するように形成されている。支持台４０の前後に立設された側板４０１には、保持部材４３を挿通可能な挿通孔が開設されており、保持部材４３は、支持台４０の側板４０１に開設された挿通孔に移動可能に挿通された状態で、天板４４を移動可能に保持している。
【００６１】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３が軸方向に移動し、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後に振動する。なお、第２実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、軸状体を支持台４０側に形成し、天板４４側に挿通孔を開設する等、適宜設計することが可能である。更に、第２実施形態では、保持部材４３及び天板４４を一体化した構成を例示したが、例示した形態に限らず、保持部材４３及び天板４４を別体として構成することも可能である。保持部材４３及び天板４４を別体として構成した場合、例えば、天板４４に挿通孔を開設し、シャフトタイプの軸状体を天板４４の挿通孔に挿通する構成となる。即ち、振動機構４は、軸状体を用いた保持部材４３が、支持台４０における側板４０１の挿通孔、及び天板４４の挿通孔を貫通するように構成し、支持台４０上で、保持部材４３により、天板４４を振動可能に保持する等、適宜設計することが可能である。
【００６２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００６３】
図９は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図１０は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図１１は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略拡大図である。図９（ａ）は、平面図であり、図９（ｂ）は、Ｃ−Ｃ方向の断面であり、図９（ｃ）は、Ｄ−Ｄ方向の断面である。図１０は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。図１１は、図９（ｃ）に示した振動機構４の断面のうち前端近傍を拡大して示している。
【００６４】
第３実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、ボールベアリングとして使用される球状体を用いている。保持部材４３となる球状体は鉄球等の剛体であり、支持台４０の底板４００と天板４４との間に介装される。平面視略長方形状をなす支持台４０の各角部近傍には、それぞれ略球冠状に窪んだ支持台側受部４０２が形成されており、各支持台側受部４０２には、保持部材４３として球状体が載置され、球状体は、支持台側受部４０２に対して上方から回転可能に遊嵌している。平面視長方形状をなす天板４４の下面の各角部近傍には、それぞれ略球冠状に窪んだ天板側受部４４０が形成されている。天板４４は、支持台４０に載置された球状体の上方から、球状体が天板側受部４４０に遊嵌するように載置されている。保持部材４３として用いられる球状体は、支持台４０及び天板４４の間に介装され、回転可能に遊嵌している。即ち、保持部材４３は、天板４４を移動可能に保持している。
【００６５】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３が回転し、天板４４は保持部材４３に保持された状態で振動する。なお、第３実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、例えば、支持台４０の側板４０１に支持台側受部４０２を凹設し、天板４４の側面における支持台側受部４０２に対向する位置に天板側受部４４０を凹設し、球状体を横方向から挟み込むように配置する等、適宜設計することが可能である。
【００６６】
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００６７】
図１２は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図１３は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１２（ａ）は、平面図であり、図１２（ｂ）は、Ｅ−Ｅ方向の断面であり、図１２（ｃ）は、Ｆ−Ｆ方向の断面である。図１３は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【００６８】
第４実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、シャフトベアリングとして使用される軸状体を用いている。保持部材４３となる軸状体は、円柱状をなす剛体であり、支持台４０の底板４００と天板４４との間に介装される。平面視略長方形状をなす支持台４０の前後の長辺の近傍には、長辺に平行な直線状に窪んだ支持台側受部４０２が形成されており、各支持台側受部４０２には、保持部材４３として軸状体が載置され、支持台側受部４０２に対して上方から周方向に回転可能に遊嵌している。平面視長方形状をなす天板４４の下面の前後の長辺の近傍には、長辺に平行な直線状に窪んだ天板側受部４４０が形成されている。天板４４は、支持台４０に載置された軸状体の上方から、軸状体が天板側受部４４０に遊嵌するように載置されている。保持部材４３として用いられる軸状体は、支持台４０及び天板４４の間に介装され、周方向に回転可能に遊嵌している。即ち、保持部材４３は、天板４４を移動可能に保持している。
【００６９】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３が周方向に回転し、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後に振動する。なお、第４実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、例えば、支持台４０の側板４０１に支持台側受部４０２を凹設し、天板４４の側面の支持台側受部４０２に対向する位置に天板側受部４４０を凹設し、軸状体を横方向から挟み込むように配置する等、適宜設計することが可能である。
【００７０】
＜第５実施形態＞
第５実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１４は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図１５は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１４（ａ）は、平面図であり、図１４（ｂ）は、Ｇ−Ｇ方向の断面であり、図１４（ｃ）は、Ｈ−Ｈ方向の断面である。図１５は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【００７２】
第５実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、ゴム柱等の弾性体を用いている。保持部材４３となる弾性体は、円柱状をなすゴム柱であり、支持台４０の底板４００と天板４４との間に介装される。平面視長方形状をなす支持台４０の各角部近傍には、それぞれ保持部材４３として弾性体の下底面が取り付けられている。弾性体の上底面には、天板４４の下面が取り付けられている。このように、弾性体は、支持台４０上に配設されており、弾性体上に天板４４が配設されている。よって、支持台４０上の天板４４は、保持部材４３により、振動可能に保持されている。
【００７３】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３である弾性体が撓み、天板４４は保持部材４３に保持された状態で振動する。なお、第５実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、例えば、各角部以外の位置に弾性体を配置する等、適宜設計することが可能である。
【００７４】
＜第６実施形態＞
第６実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１６は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図１７は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図１８は、本願記載のキーボード１が備える保持部材４３の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１６（ａ）は、平面図であり、図１６（ｂ）は、Ｉ−Ｉ方向の断面であり、図１６（ｃ）は、Ｊ−Ｊ方向の断面である。図１７は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。図１８は、保持部材４３を斜め上からの視点で示している。
【００７６】
第６実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、ゴム柱等の弾性体を用いている。保持部材４３として用いられる弾性体は全体として円柱状をなし、中軸部分に貫通孔が開設された円筒状をなすゴム製の弾性部４３０と、貫通孔に貫通する金属棒等の剛体で形成された円柱状をなす剛体部４３１とを備えている。保持部材４３となる弾性体は、支持台４０の底板４００と天板４４との間に介装される。平面視長方形状をなす支持台４０の各角部近傍には、それぞれ保持部材４３として弾性体の下底面が取り付けられている。弾性体の上底面には、天板４４の下面が取り付けられている。弾性部４３０及び剛体部４３１は、軸方向の長さが同じであるため、弾性部４３０及び剛体部４３１の両方が、保持部材４３及び天板４４の間に介装され、保持部材４３及び天板４４に取り付けられている。このように、弾性体は、支持台４０上に配設されており、弾性体上に天板４４が配設されている。よって、保持部材４３は、弾性部４３０を有する弾性体であるため、支持台４０上の天板４４は、保持部材４３により、水平方向に振動可能に保持されているが、保持部材４３の剛体部４３１に支持台４０及び天板４４が固定されているため、垂直方向の振動は抑制される。垂直方向の振動が抑制されることにより、例えば、キースイッチ２が押下された場合、コイル４１及び永久磁石４２間に磁力による引力が発生した場合等の底板４００と天板４４との間が接近する方向の応力が発生した場合でも、底板４００と天板４４との間の距離を一定に保つことが可能である。
【００７７】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３である弾性体の弾性部４３０が撓み、天板４４は保持部材４３に保持された状態で水平方向に振動する。なお、第６実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、例えば、各角部以外の位置に弾性体を配置する等、適宜設計することが可能である。
【００７８】
＜第７実施形態＞
第７実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００７９】
図１９は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図２０は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図２１は、本願記載のキーボード１が備える保持部材４３の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１９（ａ）は、平面図であり、図１９（ｂ）は、Ｋ−Ｋ方向の断面であり、図１９（ｃ）は、Ｌ−Ｌ方向の断面である。図２０は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。図２１は、保持部材４３を斜め上からの視点で示している。
【００８０】
第７実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、ゴム柱等の弾性体を用いている。保持部材４３として用いられる弾性体は全体として四角柱状をなし、長方形の板状をなす金属板等の剛体部４３１と、剛体部４３１の両面にそれぞれ貼着された直方体状をなすゴム製の弾性部４３０とを備えている。天板４４は、キーボード１の前後方向に振動するように形成されており、保持部材４３は、金属板の両面が振動方向となる前後方向に向かうように配設されている。即ち、弾性体自体は四角柱状をなし、弾性体の剛体部４３１は、板状をなし、振動方向が面方向となる配設方向で、弾性部４３０に両面を挟持されて配設されている。保持部材４３となる弾性体は、支持台４０の底板４００と天板４４との間に介装される。平面視長方形状をなす支持台４０の各角部近傍には、それぞれ保持部材４３として弾性体の下底面が取り付けられている。弾性体の上底面には、天板４４の下面が取り付けられている。弾性部４３０及び剛体部４３１は、軸方向の長さが同じであり、弾性部４３０及び剛体部４３１の両方が、保持部材４３及び天板４４の間に介装され、保持部材４３及び天板４４に固定して取り付けられている。このように、弾性体は、支持台４０上に配設されており、弾性体上に天板４４が配設されている。よって、保持部材４３は、弾性部４３０を有する弾性体であるため、支持台４０上の天板４４は、保持部材４３により、前後方向に振動可能に保持されているが、保持部材４３の剛体部４３１に支持台４０及び天板４４が接しているため、支持台４０と天板４４との距離が一定に保たれる。従って、例えば、キースイッチ２が押下された場合、コイル４１及び永久磁石４２間に磁力による引力が発生した場合等の底板４００と天板４４との間が接近する方向の応力が発生した場合でも、底板４００と天板４４との間の距離を一定に保つことが可能である。
【００８１】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３である弾性体の弾性部４３０が撓み、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後方向に振動する。なお、第７実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、例えば、各角部以外の位置に弾性体を配置する等、適宜設計することが可能である。
【００８２】
＜第８実施形態＞
第８実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００８３】
図２２は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図２３は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図である。図２２（ａ）は、平面図であり、図２２（ｂ）は、Ｍ−Ｍ方向の断面であり、図２２（ｃ）は、Ｎ−Ｎ方向の断面である。図２３は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【００８４】
第８実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、可撓性を有する板バネを用いている。保持部材４３となる板バネは、長尺薄板状をなしており、支持台４０の底板４００と天板４４との間に介装される。平面視略長方形状をなす支持台４０の前後の長辺の近傍には、長辺に平行な方向が長手方向となるように、板バネを用いた保持部材４３がそれぞれ配設されており、保持部材４３上には、天板４４が配設されている。保持部材４３となる複数の板バネは、振動方向となる前後方向が可撓方向となるように、面側が前後を向くようにして平行に配設されている。即ち、板バネを用いた保持部材４３は、長尺状をなす板バネの長手方向が振動方向に直交する左右方向となる向きで、振動方向となる前後方向に並べて複数配設されている。そして、保持部材４３は、天板４４を前後方向に移動可能に保持している。
【００８５】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３が面方向に撓み、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後に振動する。
【００８６】
＜第９実施形態＞
第９実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００８７】
図２４は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図２５は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図である。図２４（ａ）は、平面図であり、図２４（ｂ）は、Ｏ−Ｏ方向の断面であり、図２４（ｃ）は、Ｐ−Ｐ方向の断面である。図２５は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【００８８】
第９実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、可撓性を有する板バネを用いている。保持部材４３となる板バネは、長方形の板状をなしており、支持台４０の底板４００と天板４４との間に介装される。平面視長方形状をなす支持台４０の各角部近傍には、板バネを用いた保持部材４３がそれぞれ配設されており、保持部材４３上には、天板４４が配設されている。保持部材４３となる複数の板バネは、振動方向となる前後方向が可撓方向となるように、面側が前後を向くようにして配設されている。即ち、板バネを用いた保持部材４３は、支持台４０の四隅に配置されているため、振動方向となる前後方向に複数並べて配設されており、振動方向と直交する左右方向に複数並べて配設されている。そして、保持部材４３は、天板４４を前後方向に移動可能に保持している。
【００８９】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３が面方向に撓み、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後に振動する。なお、第９実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、左右方向に、板バネを３枚並べて配設する等、適宜設計することが可能である。
【００９０】
＜第１０実施形態＞
第１０実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００９１】
図２６は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図２７は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略側面図である。図２６は、キーボード１の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【００９２】
第１０実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、上方から吊り下げるタイプのリンク機構を用いている。支持台４０は、左右の側部が側面視（図２６では右側方からの視点）で略長方形の枠状に形成されており、上側の枠が、天板４４より上方に位置する架橋部４０３となっている。保持部材４３は、支持台４０の架橋部４０３から下方の天板４４を前後方向に揺動自在に支持するリンク部材として形成されている。リンク部材は、左右前後に４本配設されている。各リンク部材の上端側は、支持台４０の架橋部４０３の側面に形成された揺動軸に軸支され、回転対偶にて揺動自在に支持されている。各リンク部材の下端側は、天板４４の左右の側面に形成された揺動軸に軸支され、回転対偶にて天板４４を揺動自在に支持している。
【００９３】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３を用いたリンク機構が前後に揺動し、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後に振動する。なお、第１０実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、リンク部材を左右３本ずつ形成する等、適宜設計することが可能である。
【００９４】
＜第１１実施形態＞
第１１実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００９５】
図２８は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図２９は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略側面図である。図２８は、キーボード１の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【００９６】
第１１実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、支持台４０に下方から支持されるタイプのリンク機構を用いている。保持部材４３は、支持台４０の底板４００から上方の天板４４を前後方向に揺動自在に支持するリンク部材として形成されている。リンク部材は、左右前後に４本配設されている。各リンク部材の下端側は、支持台４０の底板４００の側面に形成された揺動軸に軸支され、回転対偶にて揺動自在に支持されている。各リンク部材の上端側は、天板４４の左右の側面に形成された揺動軸に軸支され、回転対偶にて天板４４を揺動自在に支持している。
【００９７】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３を用いたリンク機構が前後に揺動し、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後に振動する。なお、第１１実施形態に係る振動機構４は、上述した例に限らず、リンク部材を左右３本ずつ形成する等、適宜設計することが可能である。
【００９８】
＜第１２実施形態＞
第１２実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【００９９】
図３０は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略図であり、図３１は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図である。図３０（ａ）は、平面図であり、図３０（ｂ）は、Ｑ−Ｑ方向の断面であり、図３０（ｃ）は、Ｒ-Ｒ方向の断面である。図３１は、天板４４及び永久磁石４２を外した状態の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【０１００】
第１２実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３として、板リンク機構を用いている。保持部材４３となる板リンクは、長尺状をなす板状体である。平面視略長方形状をなす支持台４０の前後の長辺の近傍には、長辺に平行な方向が長手方向となるように、板リンクを用いた保持部材４３が配設されている。支持台４０には、板リンクを用いた保持部材４３の下端がそれぞれ支持されており、保持部材４３の上端に、天板４４が支持されている。保持部材４３となる複数の板リンクは、長尺状をなす板リンクの長手方向が振動方向に直交する左右方向となる向きで、振動方向となる前後方向に並べて複数配設されている。そして、支持台４０の底板４００、前後の保持部材４３、及び天板４４により、板リンク機構を構成し、保持部材４３は、天板４４を揺動自在に支持する。
【０１０１】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３を用いた板リンク機構が前後に揺動し、天板４４は保持部材４３に保持された状態で前後に振動する。
【０１０２】
＜第１３実施形態＞
第１３実施形態は、第１実施形態において、振動機構４を異なる構成とした形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【０１０３】
図３２は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図３３は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を模式的に示す概略側面図である。図３２は、キーボード１の振動機構４を斜め上からの視点で示している。
【０１０４】
第１３実施形態に係る振動機構４は、天板４４を振動可能に保持する保持部材４３が揺動軸となり、支持台４０に下方から支持された天板４４がシーソーのように揺動する形態である。保持部材４３は、支持台４０の底板４００に形成された揺動軸に軸支される支点部４３２を有し、支点部４３２を揺動支点として揺動するように形成されている。保持部材４３が備える支点部４３２の上方には、天板４４が支持されており、保持部材４３の揺動に伴い天板４４も揺動する。即ち、支持台４０に支点部４３２が軸支された保持部材４３は、天板４４を揺動自在に支持している。
【０１０５】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、保持部材４３が揺動支点に軸支された支点部４３２を揺動中心として揺動し、天板４４は保持部材４３に保持された状態で揺動を繰り返して振動する。
【０１０６】
＜第１４実施形態＞
第１４実施形態は、第１実施形態において、永久磁石４２を上下から挟むようにコイル４１を配設する形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【０１０７】
図３４は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を示す模式図である。図３４は、キーボード内に収容された振動機構４の構成例を模式的な断面図として示している。第１４実施形態に係る振動機構４は、コイル４１として、支持台４０の底板４００上に固定され永久磁石４２の下方に位置する下部コイル（下部電磁石）４１ａと、永久磁石４２の上方に位置する上部コイル（上部電磁石）４１ｂとを備えている。
【０１０８】
永久磁石４２は、天板４４の下方に空隙を設け、吊り下げられるようにして天板４４に配設されている。上部コイル４１ｂは、支持台４０の底板４００から立設された上部磁石保持具４６により、永久磁石４２と、天板４４との間の空隙に固定されている。即ち、支持台４０に固定された下部コイル４１ａの上方に、下部コイル４１ａから間隙を空けて永久磁石４２が配設されており、永久磁石４２の上方に、永久磁石４２から間隙を空けて上部コイル４１ｂが上部磁石保持具４６にて固定されている。キースイッチ２が配設された天板４４及び永久磁石４２は、支持台４０に固定された下部コイル４１ａ及び上部コイル４１ｂと分離されており、保持部材４３により振動可能に保持されている。
【０１０９】
下部コイル４１ａ及び上部コイル４１ｂに対しては、永久磁石４２に対して作用する力の方向が安定するように、永久磁石４２に対する引力又は斥力が同方向となるように通電される。例えば、図３４に例示するように、永久磁石４２の前方側（図に向かって左）が、上側がＳ極、下側がＮ極となるように配置されている場合、永久磁石４２の前方側に対して下部コイル４１ａの上側がＳ極となって引力が働き、上部コイル４１ｂの下側がＮ極となって引力が働くように通電される。また、永久磁石４２に対して下部コイル４１ａから斥力が働くように通電される場合、上部コイル４１ｂからも斥力が働くように通電される。
【０１１０】
以上のように構成された振動機構４は、下部コイル４１ａ及び上部コイル４１ｂに通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、固定された下部コイル４１ａ及び上部コイル４１ｂの間で、永久磁石４２が配設された天板４４は保持部材４３に保持された状態で振動する。下部コイル４１ａ及び上部コイル４１ｂは、永久磁石４２に対して同方向の引力又は斥力が働くように通電されるため、永久磁石４２の振動が安定する。永久磁石４２の振動が安定することにより、永久磁石４２が配設された天板４４及びキースイッチ２の振動が安定する。
【０１１１】
第１４実施形態では、第１実施形態に例示した振動機構４において、永久磁石４２を上下から挟むように下部コイル４１ａ及び上部コイル４１ｂを配設する形態を示したが、他の実施形態の振動機構４に対しても、永久磁石４２を上下から挟むように下部コイル４１ａ及び上部コイル４１ｂを配設する形態に展開することが可能である。
【０１１２】
＜第１５実施形態＞
第１５実施形態は、第１実施形態において、コイル４１を上下から挟むように永久磁石４２を配設する形態である。以降の説明において、第１実施形態等と同様の構成については、第１実施形態等と同様の符号を付し、第１実施形態等を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
【０１１３】
図３５は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の一例を示す模式図である。図３５は、キーボード内に収容された振動機構４の構成例を模式的な断面図として示している。第１５実施形態に係る振動機構４は、永久磁石４２として、支持台４０の底板４００上に固定されコイル４１の下方に位置する下部永久磁石４２ａと、コイル４１の上方に位置する上部永久磁石４２ｂとを備えている。
【０１１４】
コイル４１は、板状をなす上下の電磁石保持板４７により保持された状態で、天板４４の下方に空隙を空けて、天板４４から吊り下げられるようにして天板４４に配設されている。上部永久磁石４２ｂは、支持台４０の底板４００から立設された上部磁石保持具４６により、コイル４１と、天板４４との間の空隙に固定されている。即ち、支持台４０に固定された下部永久磁石４２ａの上方に、下部永久磁石４２ａから間隙を空けてコイル４１が配設されており、コイル４１の上方に、コイル４１から間隙を空けて上部永久磁石４２ｂが上部磁石保持具４６にて固定されている。キースイッチ２が配設された天板４４及びコイル４１は、支持台４０に固定された下部永久磁石４２ａ及び上部永久磁石４２ｂと分離されており、保持部材４３により振動可能に保持されている。
【０１１５】
下部永久磁石４２ａ及び上部永久磁石４２ｂは、コイル４１に対する電磁力の方向が安定するように、コイル４１に対する引力又は斥力が同方向となるように配設されている。例えば、図３５に例示するように、下部永久磁石４２ａ及び上部永久磁石４２ｂの前方側（図に向かって左）は、上側がＳ極、下側がＮ極となり、下部永久磁石４２ａ及び上部永久磁石４２ｂの後方側（図に向かって右）は、上側がＮ極、下側がＳ極となるように配設されている。
【０１１６】
以上のように構成された振動機構４は、コイル４１に通電方向の反転を繰り返す交流電流を通電することにより、固定された下部永久磁石４２ａ及び上部永久磁石４２ｂの間で、コイル４１が配設された天板４４は保持部材４３に保持された状態で振動する。
【０１１７】
第１５実施形態では、第２実施形態に例示した振動機構４において、コイル４１を上下から挟むように下部永久磁石４２ａ及び上部永久磁石４２ｂを配設する形態を示した。このような形態は、他の実施形態の振動機構４に対しても適用可能であり、他の実施形態に対し、永久磁石４２を支持台４０上に配設すること、また、他の実施形態に対し、コイル４１を上下から挟むように下部永久磁石４２ａ及び上部永久磁石４２ｂを配設することが可能である。
【０１１８】
以上、第２実施形態乃至第１５実施形態にて例示したように、振動機構４は、様々な形態に展開することが可能である。
【０１１９】
＜振動機構配置形態＞
次に、上述した振動機構４を様々な形態で配置する実施形態の例について説明する。図３６は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の配置例を模式的に示す概略図である。図３６は、キーボード１が備える振動機構４の配置を上方からの視点で示しており、両矢印が振動方向を示している。図３６に示す形態は、平面視長方形状をなすキーボード１の略中央に振動機構４を配置した形態であり、図３６（ａ）が短辺に平行な方向となる前後方向に振動する形態を示し、図３６（ｂ）が長辺に平行な方向となる左右方向に振動する形態を示している。前述の実施形態では、図３６（ａ）に例示するように振動機構４が、前後方向に振動する形態を示したが、本願記載のキーボード１は、図３６（ｂ）に例示する様に振動機構４が左右方向に振動するように構成することも可能である。
【０１２０】
図３７は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の配置例を模式的に示す概略図である。図３７は、キーボード１が備える振動機構４の配置を上方からの視点で示しており、両矢印が振動方向を示している。図３７に示す形態は、キーボード１内の左右方向に並べて振動機構４を２つ配置した形態であり、図３７（ａ）が前後方向に振動する形態を示し、図３７（ｂ）が左右方向に振動する形態を示している。図３７に例示するように、本願記載のキーボード１は、振動機構４を複数配設することも可能である。振動機構４を複数配設する場合、必ずしも振動機構４を構成する支持台４０、コイル４１、永久磁石４２、保持部材４３、天板４４等の部材をそれぞれ独立して使用する必要はなく、一部の部材については共用することも可能である。例えば、支持台４０を複数の振動機構４で共用し、コイル４１及び永久磁石４２を一組の振動部（アクチュエータ）として構成し、複数の振動機構４間で共用する支持台４０上に、アクチュエータとなる振動部をそれぞれ図３７に例示するように配置することも可能である。更に、天板４４の上面に配設する基板２０は、複数の天板４４のそれぞれに配設してもよく、複数の天板４４に一つの基板２０を配設してもよい等、適宜設計することが可能である。なお、振動機構４を構成する各部材の共用形態は、振動機構４の構成によって、それぞれ異なったものとなる。
【０１２１】
図３８は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の配置例を模式的に示す概略図である。図３８は、キーボード１が備える振動機構４の配置を上方からの視点で示しており、両矢印が振動方向を示している。図３８に示す形態は、キーボード１内の左右方向に並べて振動機構４を３つ配置した形態であり、図３８（ａ）が前後方向に振動する形態を示し、図３８（ｂ）が左右方向に振動する形態を示している。本願記載のキーボード１は、図３８に例示するように、振動機構４を３以上配設することも可能である。
【０１２２】
図３９は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の配置例を模式的に示す概略図である。図３９は、キーボード１が備える振動機構４の配置を上方からの視点で示しており、両矢印が振動方向を示している。図３９に示す形態は、平面視長方形状をなすキーボード１内の各角部に振動機構４をそれぞれ配置した形態であり、図３９（ａ）が前後方向に振動する形態を示し、図３９（ｂ）が左右方向に振動する形態を示している。本願記載のキーボード１は、図３９に例示するように、振動機構４を各角部に配設し、また、前後方向及び左右方向に並べて配設することも可能である。
【０１２３】
図４０は、本願記載のキーボード１が備える振動機構４の配置例を模式的に示す説明図である。図４０では、図３６（ａ）として例示した配置において、各振動機構４を個別に制御する形態を示している。キーボード１は、左右に並べて２つの振動機構４を備えているが、右側の振動機構４のみを振動させ、左側の振動機構４を停止した状態を示している。本願記載のキーボード１は、複数の振動機構（振動部）４を配設した場合、振動機構（振動部）４毎に、振動又は停止の制御を行うことができる。図４０に示す例では、左側の振動機構４を停止して、右側の振動機構４のみを前後に振動させることにより、黒の両矢印で示すように、右側が円弧状に揺動するような振動を発生させることが可能である。キーボード１に振動機構４を複数配設し、それぞれ個別に振動及び停止の制御を行い、更には振幅、周期等の振動パターンも個別に制御することにより、押下されたキースイッチ２に応じた位置に様々な振動を発生させることが可能となる。
【０１２４】
以上詳述したように、本願記載のキー入力装置は、例えば、キーボード１として提供され、コイル４１を用いた電磁石及び永久磁石４２にて振動を発生させることにより、キースイッチ２の操作者に対し、例えば、回路の開閉状態の切り替わりをクリック感として感得させる疑似触感を発生させることが可能である等、優れた効果を奏する。
【０１２５】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【０１２６】
例えば、前記実施形態では、複数のキースイッチ２が配設されたキーボード１として本願記載のキー入力装置を提供する形態を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、キースイッチ２が一つの押しボタン、キースイッチ２が数個のマウス、デジタイザその他の入力デバイス等、様々なキー入力装置に適用することが可能である。
【０１２７】
また、例えば、前記実施形態では、主として、支持台４０側に電磁石となるコイル４１を配置し、天板４４側に永久磁石４２を配置する形態を示したが、本発明はこれに限らず、第１５実施形態でも示したように、支持台４０側に永久磁石４２を配置し、天板４４側に電磁石となるコイル４１を配置する等、適宜、設計することが可能である。
【０１２８】
更に、第１乃至第１５実施形態並びに振動機構配置形態は、それぞれ独立した形態ではなく、適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１        キーボード（キー入力装置）
２        キースイッチ
３        音出力部
４        振動機構
４０      支持台
４００    底板
４０１    側板
４０２    支持台側受部
４０３    架橋部
４１      コイル（電磁石・振動部；アクチュエータ）
４１ａ    下部コイル（上部電磁石）
４１ｂ    上部コイル（上部電磁石）
４２      永久磁石（振動部：アクチュエータ）
４２ａ    下部永久磁石
４２ｂ    上部永久磁石
４３      保持部材
４３０    弾性部
４３１    剛体部
４３２    支点部
４４      天板
４４０    天板側受部
４５      緩衝部材
５        操作検出部
６        振動制御部
７        音制御部
【図１】
2020086649.tif 000003
【図２】
2020086649.tif 000004
【図３】
2020086649.tif 000005
【図４】
2020086649.tif 000006
【図５】
2020086649.tif 000007
【図６】
2020086649.tif 000008
【図７】
2020086649.tif 000009
【図８】
2020086649.tif 000010
【図９】
2020086649.tif 000011
【図１０】
2020086649.tif 000012
【図１１】
2020086649.tif 000013
【図１２】
2020086649.tif 000014
【図１３】
2020086649.tif 000015
【図１４】
2020086649.tif 000016
【図１５】
2020086649.tif 000017
【図１６】
2020086649.tif 000018
【図１７】
2020086649.tif 000019
【図１８】
2020086649.tif 000020
【図１９】
2020086649.tif 000021
【図２０】
2020086649.tif 000022
【図２１】
2020086649.tif 000023
【図２２】
2020086649.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2020086649.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
2020086649.tif 000028
【図２７】
2020086649.tif 000029
【図２８】
2020086649.tif 000030
【図２９】
2020086649.tif 000031
【図３０】
2020086649.tif 000032
【図３１】
2020086649.tif 000033
【図３２】
2020086649.tif 000034
【図３３】
2020086649.tif 000035
【図３４】
2020086649.tif 000036
【図３５】
2020086649.tif 000037
【図３６】
2020086649.tif 000038
【図３７】
2020086649.tif 000039
【図３８】
2020086649.tif 000040
【図３９】
2020086649.tif 000041
【図４０】
2020086649.tif 000042