(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇動時に頭部が操作面の表面から突出するよう所定の上部点と下部点との間を昇降動可能な操作体と、
前記操作体を押圧して前記操作体を昇動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを動作させ前記操作体が昇動された状態において、前記操作体の降動を阻害する位置に移動可能とされた可動部材と、を有し、
前記可動部材が、前記操作体が前記頭部を降動する方向に押圧されたときに、前記操作体を押し戻す方向の付勢力を発現する弾性部材からなり、
前記操作体は、前記操作体が前記下部点にある際に、前記可動部材の一部を収める第一の切欠部を有し、
前記第一の切欠部は、前記可動部材の一部を収めた際に前記操作体の昇動を阻害する形状であることを特徴とする入力器。
【請求項２】
前記可動部材が、前記操作体の前記頭部を前記降動する方向に押圧したときに、クリック感を発生させるクリック部を有することを特徴とする請求項１に記載の入力器。
【請求項３】
前記アクチュエータは、対向配置された第一の電極層及び第二の電極層と、前記第一の電極層と前記第二の電極層との間に設けられた電解質層と、を有し、
前記第一の電極層と前記第二の電極層との間の電界に応じて変形する高分子アクチュエータであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の前記入力器を複数設けており、
前記各入力器の前記可動部材が一体となって前記移動するよう形成されており、
前記各入力器のそれぞれに対応する複数の前記アクチュエータの一群を動作させ、前記一群の各アクチュエータに対応する前記操作体の一群が前記上部点に昇動された状態であるとともに、前記各入力器のそれぞれに対応する複数の前記操作体の他群が前記下部点に降動された状態の際に、
前記操作体の一群に対応する前記可動部材の一群が前記操作体の一群の降動を阻害する位置に配置されるよう移動するとともに、前記操作体の他群に対応する前記可動部材の他群が前記第一の切欠部に収められるよう移動することを特徴とする入力装置。
【請求項５】
前記入力器の前記操作体は、
前記操作体が前記下部点にあって、前記可動部材が隣接する前記操作体の前記第一の切欠部から退避する際に、前記可動部材の一部を収める第二の切欠部を有していることを特
徴とする請求項４に記載の入力器装置。
【請求項６】
前記各アクチュエータと前記一体となって移動する前記複数の可動部材との動きを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記可動部材を移動させ、前記可動部材を前記操作体の前記第一の切欠部から退避させ、前記アクチュエータの一群を動作させ、前記各アクチュエータの一群に対応する前記操作体の一群を前記上部点に昇動された状態にし、
前記可動部材の一群を前記各操作体の一群の降動を阻害する位置に配置させるとともに、
前記各操作体の他群に対応する前記可動部材の他群を前記各操作体の他群の前記第一の各切欠部に収めるよう前記複数の可動部材を一体となって移動するよう制御することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記アクチュエータに電力を加えて前記操作体を前記上部点に昇動するものであって、
前記制御部は、前記可動部材の一群を前記各操作体の一群の降動を阻害する位置に配置させた後、前記アクチュエータの一群への電力印加を停止した際、
前記可動部材の一群により前記操作体の一群が昇動された状態にされ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】
請求項４ないし請求項７のいずれか一項に記載の入力装置と、複数の前記操作体の組み合わせを決めるモード切替部と、前記モード切替部により決められた組み合わせに応じて該当する複数の前記操作体を昇動する駆動制御部と、を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータを利用して、操作体を操作面から突出させる入力装置に関し、特に、操作体を操作するときの操作感を変化させる入力器及び入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操作パネルに複数の操作体が設けられた入力装置において、アクチュエータを利用して、使用したい幾つかの操作体のみを操作パネル表面から突出させる方法が知られている。特許文献１では、図１４（ａ）に示すように、パネルケース８０３にキートップ８１５と選択スイッチ８１０が複数組設けられている入力装置８０１が提案されている。図１４（ｂ）に示すように、パネルケース８０３の内部には、スライド動作する底面金具８１２が設けられており、選択スイッチ８１０のいずれかを押した時に、底面金具８１２がスライドして、キースイッチ８１４を隆起させる回転金具８１３が回転し、いずれかの組のキートップ８１５とキースイッチ８１４とがパネルケース８０３の表面から突出する。
【０００３】
しかしながら、特許文献１では、選択スイッチ８１０の数のパターン数でしか（図１４（ａ）では５パターンの選択スイッチ８１０が表示されている）、キートップ８１５を操作パネル表面から突出させられないと言う問題があった。そこで、特許文献２では、図１５に示すように、高分子層９４２に曲げ変形を生じさせる高分子アクチュエータ９４１を利用して、使用したい幾つかのキー９５１のみを操作パネル９４６の表面から突出させる操作装置９０１が提案されている。図１５（ａ）は、第１の電極層９４３と第２の電極層９４４に電圧が印加されていない状態（非駆動状態）を示していて、図１５（ｂ）は、第１の電極層９４３と第２の電極層９４４に電圧が印加されている状態（駆動状態）を示していている。図１５（ｂ）に示すように、第１の電極層９４３と第２の電極層９４４に電圧が印加されると、第１の電極層９４３と第２の電極層９４４間に挟まれている高分子層９４２に電荷が帯電し、その高分子層９４２の静電作用によって、拘束されていない高分子層９４２が、その伸び歪みによって上方に変形する。これにより、キー９５１が、操作パネル９４６の表面から突出されるようになる。各々のキー９５１に対応する第１の電極層９４３と第２の電極層９４４に電圧印加するだけで、任意のキー９５１を操作パネル９４６の表面から突出できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８７２８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−４１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の背景技術では、使用したい幾つかの操作体のみを操作パネルの表面から突出させることはできるものの、突出させる手段に高分子アクチュエータを利用しているので、その反発力の弱さ故に、操作体を操作した際の押圧感覚が弱いと言う課題があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するもので、操作面から突出させた操作体を操作した際に、強い押圧感覚が得られる入力器及び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】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明の入力器は、昇動時に頭部が操作面の表面から突出するよう所定の上部点と下部点との間を昇降動可能な操作体と、前記操作体を押圧して前記操作体を昇動するアクチュエータと、前記アクチュエータを動作させ前記操作体が昇動された状態において、前記操作体の降動を阻害する位置に移動可能とされた可動部材と、を有し、前記可動部材は、前記操作体が前記頭部を降動する方向に押圧されたときに、前記操作体を押し戻す方向の付勢力を発現する弾性部材からなり、前記操作体は、前記操作体が前記下部点にある際に、前記可動部材の一部を収める第一の切欠部を有し、前記第一の切欠部は、前記可動部材の一部を収めた際に前記操作体の昇動を阻害する形状であることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、本発明の入力器は、操作体を押し下げる操作が行われた際に、押し下げる途中で可動部材に操作体が当接し、アクチュエータのみの反発力に加え、可動部材からの反発力が加わるので、操作体の押し下げ操作を行った際の強い押圧感覚が得られるようになる。更に、操作体が下部点にあり可動部材の一部を収めている際に、その可動部材の一部が操作体の昇動を阻害しているので、入力器を上下反転したような場合、他に突出防止機構を設けなくても、下部点にある操作体が操作面の表面から突出しないようにすることができる。
【００１３】
本発明の入力器は、前記可動部材が、前記操作体の前記頭部を前記降動する方向に押圧したときに、クリック感を発生させるクリック部を有することを特徴としている。
【００１４】
これによれば、操作体を押し下げる操作が行われた際に、クリック部の作用により、クリック感覚が得られるので、操作する人が、入力器を確実に操作したと言う押圧感覚が得られる。
【００１５】
本発明の入力器は、前記アクチュエータが、対向配置された第一の電極層及び第二の電極層と、前記第一の電極層と前記第二の電極層との間に設けられた電解質層と、を有し、前記第一の電極層と前記第二の電極層との間の電界に応じて変形する高分子アクチュエータであることを特徴としている。
【００１６】
これによれば、高分子アクチュエータに電界をかけるだけで、複雑な機構を設けることなく、高分子アクチュエータを動作させ、操作体を昇降動させることが容易にできる。
【００１７】
この課題を解決するために、本発明の入力装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の前記入力器を複数設けており、前記各入力器の前記可動部材が一体となって前記移動するよう形成されており、前記各入力器のそれぞれに対応する複数の前記アクチュエータの一群を動作させ、前記一群の各アクチュエータに対応する前記操作体の一群が前記上部点に昇動された状態であるとともに、前記各入力器のそれぞれに対応する複数の前記操作体の他群が前記下部点に降動された状態の際に、前記操作体の一群に対応する前記可動部材の一群が前記操作体の一群の降動を阻害する位置に配置されるよう移動するとともに、前記操作体の他群に対応する前記可動部材の他群が前記第一の切欠部に収められるよう移動することを特徴としている。
【００１８】
これによれば、本発明の入力装置は、複数の操作体を備えた入力装置に好適に用いられ、所望の操作体のみを突出させたり、筐体内におさめたりすることができる。また、可動部材が一体となって移動するよう形成されていることで、可動部材の全てを同時に移動させることができるので、それぞれの操作体に対して複雑な機構を設ける必要がない。また、可動部材の他群が昇動されない操作体の他群の第一の切欠部に収められるようにしているので、昇動された操作体の一群の降動を阻害する位置に可動部材の一群を移動することができる。また、昇動した幾つかの使用したい操作体を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られるようになる。
【００１９】
本発明の入力装置は、前記入力器の前記操作体が、前記操作体が前記下部点にあって、前記可動部材が隣接する前記操作体の前記第一の切欠部から退避する際に、前記可動部材の一部を収める第二の切欠部を有していることを特徴としている。
【００２０】
これによれば、可動部材が移動する際に、可動部材の一部を隣接する操作体の第二の切欠部に収めるので、可動部材の可動範囲を第二の切欠部に含めることができ、隣接する各操作体間の間隔を狭くすることができる。この事により、入力装置全体のサイズを小さくできる。
【００２１】
本発明の入力装置は、前記各アクチュエータと前記一体となって移動する前記複数の可動部材との動きを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記可動部材を移動させ、前記可動部材を前記操作体の前記第一の切欠部から退避させ、前記アクチュエータの一群を動作させ、前記各アクチュエータの一群に対応する前記操作体の一群を前記上部点に昇動された状態にし、前記可動部材の一群を前記各操作体の一群の降動を阻害する位置に配置させるとともに、前記各操作体の他群に対応する前記可動部材の他群を前記各操作体の他群の前記第一の各切欠部に収めるよう前記複数の可動部材を一体となって移動するよう制御することを特徴としている。
【００２２】
これによれば、制御部がアクチュエータ及び可動部材を制御するので、使用したい幾つかの操作体のみを突出させたり、筐体内におさめたりすることができる。また、突出させた幾つかの使用したい操作体を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られるようになる。
【００２３】
本発明の入力装置は、前記アクチュエータは、前記アクチュエータに電力を加えて前記操作体を前記上部点に昇動するものであって、前記制御部は、前記可動部材の一群を前記各操作体の一群の降動を阻害する位置に配置させた後、前記アクチュエータの一群への電力印加を停止した際、前記可動部材の一群により前記操作体の一群が昇動された状態にされていることを特徴としている。
【００２４】
これによれば、可動部材により操作体を支えるので、アクチュエータへの電力を停止することができ、入力装置の省電力化が図られる。
【００２５】
本発明の入力装置を用いた電子機器は、請求項８ないし請求項１１のいずれか一項に記載の入力装置と、複数の前記操作体の組み合わせを決めるモード切替部と、前記モード切替部により決められた組み合わせに応じて該当する複数の前記操作体を昇動する駆動制御部と、を有することを特徴としている。
【００２６】
これによれば、本発明の電子機器は、モード切替部及び駆動制御部により、突出させた幾つかの使用したい操作体の組み合わせを選択できるので、操作したいあるいは操作できる操作体が一目で確認できるようになる。この事により、操作者が迷うことなく操作体を操作できるので、煩雑な入力を必要とする電子機器に好適に用いることができる。また、本発明の入力器及び入力装置を用いているので、突出させた幾つかの使用したい操作体を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られる電子機器を提供できる。
【発明の効果】
【００２７】
これによれば、本発明の入力器は、操作体を押し下げる操作が行われた際に、押し下げる途中で可動部材に操作体が当接し、アクチュエータのみの反発力に加え、可動部材からの反発力が加わるので、操作体の押し下げ操作を行った際の強い押圧感覚が得られるようになる。また、本発明の入力装置は、複数の操作体を備えた入力装置に好適に用いられ、所望の操作体のみを突出させたり、収めたりすることができる。また、可動部材が一体に形成されていることで、一回の動作で、可動部材の全てを移動させることができるので、それぞれの操作体に対して複雑な機構を設ける必要がない。また、可動部材が昇動されない操作体の第一の切欠部に収められるようにしているので、昇動された操作体を阻害する位置に可動部材を移動することができ、操作面から突出させた幾つかの使用したい操作体を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られるようになる。したがって、本発明は、操作面から突出させた幾つかの使用したい操作体を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られる入力器及び入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態の入力器の構成を説明する図であり、操作面側から見た平面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示すＩ-Ｉ線の断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すＩＩ-ＩＩ線の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の入力器の動作状態の一例を説明する図であり、図３（ａ）は、操作体が下部点にある状態を示す構成図で、図３（ｂ）は、操作体が上部点にある状態を示す構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態の入力器に用いられるアクチュエータであって、高分子アクチュエータついて説明した模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態の入力器の動作状態の一例を説明する図であり、図５（ａ）は、操作体が上部点にある状態を示す構成図で、図５（ｂ）は、操作体が降動され可動部材に当接した状態を示す構成図で、図５（ｃ）は、操作体が更に降動され可動部材が変形した状態を示す構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態の入力器の構成を説明する図であり、操作面側から見た平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の入力器の動作状態の一例を説明する図であり、図７（ａ）は、操作体が降動され可動部材が変形した状態を示す構成図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）から更に操作体が降動され可動部材が反転した状態を示す構成図で、図７（ｃ）は、操作体が上部点にある状態を示す構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態の入力器の構成を説明する図であり、図８（ａ）は、操作面側から見た平面図で、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すＶＩＩＩ-ＶＩＩＩ線の断面図であり、操作体が下部点にある状態を示す構成図である。
【図９】本発明の第４実施形態の入力器の構成を説明する図であり、図９（ａ）は、操作面側から見た平面図で、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すＩＸ-ＩＸ線の断面図であり、操作体が下部点にある状態を示す構成図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の入力装置の構成を説明するための構成図で、その一部を示した斜視図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の入力装置の動作状態の一例を説明する図であり、図１１（ａ）は、操作体が下部点にある状態を示す構成図で、図１１（ｂ）は、可動部材の一部が操作体の第一の切欠部から退避した状態を示す構成図で、図１１（ｃ）は、アクチュエータの一群を動作させ操作体の一群が上部点に昇動された状態を示す構成図で、図１１（ｄ）は、可動部材の一群が操作体の一群の降動を阻害する位置に移動し、可動部材の他群が操作体の他群の第一の切欠部に移動した状態を示す構成図である。
【図１２】本発明の第６実施形態の入力装置の動作状態の一例を説明する図であり、図１２（ａ）は、操作体が下部点にある状態を示す構成図で、図１２（ｂ）は、可動部材の一部が操作体の第一の切欠部から退避した状態を示す構成図で、図１２（ｃ）は、アクチュエータの一群を動作させ操作体の一群が上部点ＴＤＣに昇動された状態を示す構成図で、図１２（ｄ）は、可動部材の一群が操作体の一群の降動を阻害する位置に移動し、可動部材の他群が操作体の他群の第一の切欠部に移動した状態を示す構成図で、図１２（ｅ）は、アクチュエータの一群への電力印加を停止した際、可動部材の一群により操作体の一群が昇動を保持された状態を示す構成図である。
【図１３】本発明の第７実施形態で、第６実施形態の入力装置を用いた電子機器を説明する構成図である。
【図１４】従来例１のスイッチ隆起式リモコン装置の構成図で、図１５（ａ）は、全体の構成を示す斜視図で、図１５（ｂ）は、隆起構造の詳細断面図である。
【図１５】従来例２の高分子アクチュエータを利用した操作装置の断面図で、図１６（ａ）は、高分子アクチュエータの非駆動の状態を示していて、図１６（ｂ）は、高分子アクチュエータの駆動の状態を示していている。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の入力器１０１の構成を説明する図であり、操作面１５側から見た平面図である。図２（ａ）は、図１に示すＩ-Ｉ線のＸ１側から見た断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すＩＩ-ＩＩ線のＹ２側から見た断面図である。図３は、本発明の第１実施形態の入力器１０１の動作状態の一例を説明する図であり、図３（ａ）は、操作体１１が下部点ＢＤＣにある状態を示す構成図で、図３（ｂ）は、操作体１１が上部点ＴＤＣにある状態を示す構成図である。
【００３１】
図１ないし図３に示す様に、入力器１０１は、操作体１１とアクチュエータ２と可動部材１４とを有していて、合成樹脂製或いは金属製の外装体である筐体８に収められている。操作体１１は、アクチュエータ２によって支えられ、アクチュエータ２の可動によって、図３（ａ）に示す下部点ＢＤＣから、図３（ｂ）に示す上部点ＴＤＣへ昇降動可能になっており、図３（ｂ）に示す上部点ＴＤＣでは、操作体１１の頭部１１ｈが、操作パネル５の操作面１５より突出している。
【００３２】
操作体１１は、スイッチ操作のために指等で押圧できる形状、サイズを有しており、直方体形状になっている。また、操作体１１の材質は、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）等の汎用のプラスチックスを用いている。操作体１１の形状や材質は、スイッチ操作の良好性が確保され充分な強度が得られれば良く、直方体形状や汎用のプラスチックスに限るものではない。また、操作体１１とアクチュエータ２との間にストッパー７を設けて、ストッパー７と操作パネル５とが当接し、操作体１１が筐体８から外れるのを防止している。
【００３３】
アクチュエータ２は操作体１１を支え、アクチュエータ２を動作させることによって、操作体１１を押圧して操作体１１を昇降動可能とされている。アクチュエータ２の動作は、別に設けた制御回路部（図示しない）で行なっている。また、スイッチ操作のために指等で操作体１１が下方向に押圧された際に、アクチュエータ２は、操作体１１を押圧する反発力を増しながら弾性変形をする。アクチュエータ２は、操作体１１を昇降動させるための簡易な機構と、操作体１１が下方向に押圧された際に弾性変形をするようなアクチュエータが良く、特に、高分子アクチュエータが好適に用いられる。
【００３４】
図４は、高分子アクチュエータの中で、イオン導電型の高分子アクチュエータ２Ｐの一例を説明した模式図である。図４（ａ）に示すように、イオン導電型の高分子アクチュエータ２Ｐは、対向配置された第一の電極層１２及び第二の電極層２２と、第一の電極層１２と前記第二の電極層２２との間に設けられた電解質層３２とを有している。電解質層３２は、ベースポリマーにイオン液体を混合したゲル状のフィルムであり、第一の電極層１２及び第二の電極層２２は、電解質層３２と同じベースポリマー及びイオン液体と、導電性フィラーを混合しゲル状としたものである。例えば、ベースポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。また、導電性フィラーとしては、カーボンナノチューブやカーボンファイバーなどを用いることができる。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、第一の電極層１２と第二の電極層２２に電圧が印加されると、第一の電極層１２と第二の電極層２２間に挟まれている電解質層３２内に電界が発生して、第一の電極層１２に陽イオンＣＡが移動するとともに、第二の電極層２２に陰イオンＡＮが移動するため、高分子アクチュエータ２Ｐの電界の方向に応じて、高分子アクチュエータ２Ｐが変位する。また、高分子アクチュエータ２Ｐへの電界の強さを変えることで、電界に応じて変形する変形量を変えることができる。
【００３６】
本発明の第１実施形態の入力器１０１のアクチュエータ２に、高分子アクチュエータ２Ｐを適用した場合、高分子アクチュエータ２Ｐは、図３に示すように、高分子アクチュエータ２Ｐの中心を固定し支点とすることで、両端が上方向に向けて撓み変形する。これにより、操作体１１を動かすことができ、電界の強さを変えることで、任意の位置に操作体１１を昇降動させることができる。この事により、高分子アクチュエータ２Ｐに電界をかけるだけで、複雑な機構を設けることなく、高分子アクチュエータ２Ｐを動作させ、操作体１１を昇降動させることが容易にできる。
【００３７】
可動部材１４は、図２に示すように、操作体１１が昇動された状態において、操作体１１の降動を阻害する位置に配置される。また、操作面１５より操作体１１を突出させるため、操作体１１を昇動する際には、可動部材１４は、操作体１１の昇動を妨げない位置に移動し、スイッチ操作以外で操作体１１を降動する際にも、可動部材１４は、操作体１１の降動を妨げない位置に移動する。これら一連の動作は、アクチュエータ２の動作を制御する制御回路部と連動して、可動部材１４を駆動する、例えばモータ等の駆動部を動作制御部で制御することで行っている。
【００３８】
また、可動部材１４は、スイッチ操作のために操作体１１の頭部１１ｈが押圧されて操作体１１が降動し可動部材１４に当接した際に、操作体１１を押し戻す方向の付勢力を発現する弾性部材からなっている。可動部材１４の形状は、図１及び図２に示すように、板状の形状が好適に用いられるが、棒状やドーム状やコの字状等、様々な形状を用いることができる。また、可動部材１４の材質は、合成樹脂や金属等を用いるが、板バネ材として通常用いられるステンレス、リン青銅、鋼等が好適に用いられる。
【００３９】
図５は、本発明の第１実施形態の入力器１０１の動作状態の一例を説明する図であり、図５（ａ）は、操作体１１が上部点ＴＤＣにある状態を示す構成図で、図５（ｂ）は、スイッチ操作のために指等で操作体１１が下方向に降動され、可動部材１４に当接した状態を示す構成図で、図５（ｃ）は、操作体１１が更に降動され可動部材１４が変形した状態を示す構成図である。
【００４０】
使用できる操作体１１を操作面１５から突出させるため、図３（ａ）に示す下部点ＢＤＣから、アクチュエータ２を動作させ操作体１１を昇動する際に、可動部材１４は、操作体１１の昇動を妨げない位置に移動する。そして、図３（ｂ）に示す上部点ＴＤＣに操作体１１が昇動された際に、図５（ａ）に示すように、可動部材１４は、操作体１１の降動を阻害する位置に移動する。そして、図５（ａ）に示す上部点ＴＤＣから、スイッチ操作のために指等で操作体１１が下方向に押圧された際に、アクチュエータ２は、操作体１１を押圧する反発力を増しながら弾性変形をする。さらに、操作体１１が下方向に降動され、図５（ｂ）に示すように、操作体１１が可動部材１４に当接する。さらに、操作体１１が下方向に降動されると、可動部材１４は、図５（ｃ）に示すように、操作体１１を押圧する反発力を増しながら弾性変形をする。そして、スイッチがＯＮ或いはＯＦＦされた後、操作体１１にかけられていた下方向への押圧が解放されると、可動部材１４とアクチュエータ２の反発力により、操作体１１が押し戻され、図５（ａ）に示す上部点ＴＤＣの状態に操作体１１が戻る。
【００４１】
以上の動作により、スイッチ操作のために指等で操作体１１が下方向に押圧された際に、最初のアクチュエータ２の反発力に加え、途中から可動部材１４の反発力が加わるようになる。この事により、操作体１１を押し下げる操作が行われた際に、押し下げる途中で可動部材１４に操作体１１が当接し、アクチュエータ２のみの反発力に加え、可動部材１４からの反発力が加わるので、操作体１１の押し下げ操作を行った際の強い押圧感覚が得られるようになる。例えば、アクチュエータ２に７ｍｍ幅の高分子アクチュエータ２Ｐを用い、可動部材１４に０.５ｍｍ厚みのステンレス製バネ材を用いた場合、最初の反発力が約２００ｍＮに対し、途中からの反発力は、１０００ｍＮ以上になった。
【００４２】
以上により、本発明の入力器１０１は、スイッチ操作のために操作体１１の頭部１１ｈが押圧されて操作体１１が降動し可動部材１４に当接した際に、操作体１１を押し戻す方向の付勢力を発現する弾性部材からなっているので、アクチュエータ２のみの反発力に加え、可動部材１４からの反発力が加わるので、操作体１１の押し下げ操作を行った際の強い押圧感覚が得られるようになる。
【００４３】
また、アクチュエータ２が、対向配置された第一の電極層１２及び第二の電極層２２と、第一の電極層１２と第二の電極層２２との間に設けられた電解質層３２と、を有し、第一の電極層１２と第二の電極層２２との間の電界に応じて変形する高分子アクチュエータ２Ｐなので、高分子アクチュエータ２Ｐに電界をかけるだけで、複雑な機構を設けることなく、高分子アクチュエータ２Ｐを動作させ、操作体１１を昇降動させることが容易にできる。
【００４４】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態の入力器１０２の構成を説明する図であり、操作面１５側から見た平面図である。また、図７は、本発明の第２実施形態の入力器１０２の動作状態の一例を説明する図であり、図７（ａ）は、操作体１１が降動され可動部材２４が変形した状態を示す構成図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）から更に操作体１１が降動され可動部材２４が反転した状態を示す構成図で、図７（ｃ）は、操作体１１が上部点ＴＤＣにある状態を示す構成図である。本発明の第２実施形態の入力器１０２は、第１実施形態の入力器１０１に対し、可動部材２４が異なっている。なお、第１実施形態と同じ部材は同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００４５】
可動部材２４には、図６に示すように、アクチュエータ２の両側にアクチュエータ２を挟むようにしてクリック部２４ｃがあり、操作体１１の降動を阻害する位置に配置されている。また、クリック部２４ｃは、長手方向に直交する幅方向に対して中央部が下側に凸状の緩やかな曲面をしており（図示しない）、上側からある一定以上の負荷がかかると反転するようになっている。
【００４６】
本発明の第２実施形態の入力器１０２は、本発明の第１実施形態の入力器１０１の図５（a）ないし図５（ｃ）に示す動作と同様な動作が行われ、可動部材２４は、図７（a）に示すように、操作体１１を押圧する反発力を増しながら弾性変形をしている。そして、更に下方向に押圧されると、図７（ｂ）に示すように、可動部材２４のクリック部２４ｃが反転し、反発力が一時低下する。そして、スイッチがＯＮ或いはＯＦＦされた後、操作体１１にかけられていた下方向への押圧が解放されると、可動部材２４とアクチュエータ２の反発力により、操作体１１が押し戻され、図７（ｃ）に示す上部点ＴＤＣの状態に操作体１１が戻る。また、可動部材２４のクリック部２４ｃが逆反転し、可動部材２４の弾性変形もなくなる。
【００４７】
以上の動作により、スイッチ操作のために指等で操作体１１が下方向に押圧された際に、最初のアクチュエータ２の反発力に加え、途中から可動部材２４の反発力が加わり、更に、クリック部２４ｃの反転により、反発力が一時低下するようになる。この事により、操作体１１を押し下げる操作が行われた際に、押し下げる途中でクリック部２４ｃの作用により、クリック感覚が得られる。
【００４８】
以上により、本発明の入力器１０２は、可動部材２４が、操作体１１の頭部１１ｈを降動する方向に押圧したときに、クリック感を発生させるクリック部２４ｃを有しているので、クリック部２４ｃの作用により、クリック感覚が得られるので、操作する人が、入力器１０２を確実に操作したと言う押圧感覚が得られる。
【００４９】
［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態の入力器１０３の構成を説明する図であり、図８（ａ）は、操作面１５側から見た平面図で、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すＶＩＩＩ-ＶＩＩＩ線の断面図であり、操作体３１が下部点ＢＤＣにある状態を示す構成図である。本発明の第３実施形態の入力器１０３は、第１実施形態の入力器１０１に対し、操作体３１と可動部材３４とが異なっている。なお、第１実施形態と同じ部材は同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００５０】
操作体３１は、図８に示すように、可動部材の一部３４ｐを収める凹状の第一の切欠部３１ａが設けられている。第一の切欠部３１ａの形状は、操作体３１が下部点ＢＤＣにあり、可動部材の一部３４ｐを収めている際に、可動部材の一部３４ｐにより操作体３１の昇動を阻害するような形状になっている。この事により、入力器１０３を上下反転したような場合、他に突出防止機構を設けない構成でも、下部点ＢＤＣにある操作体３１が操作面１５の表面から突出しないようにすることができる。
【００５１】
以上により、本発明の入力器１０３は、操作体３１が下部点ＢＤＣにあり可動部材の一部３４ｐを収めている際に、その可動部材の一部３４ｐが操作体３１の昇動を阻害しているので、入力器１０３を上下反転したような場合、他に突出防止機構を設けなくても、下部点ＢＤＣにある操作体３１が操作面１５の表面から突出しないようにすることができる。この事により、容易な設計が可能になる。
【００５２】
［第４実施形態］
図９は、本発明の第４実施形態の入力器１０４の構成を説明する図であり、図９（ａ）は、操作面１５側から見た平面図で、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すＩＸ-ＩＸ線の断面図であり、操作体４１が下部点ＢＤＣにある状態を示す構成図である。本発明の第４実施形態の入力器１０４は、第１実施形態の入力器１０１に対し、操作体４１と可動部材４４とが異なっている。なお、第１実施形態と同じ部材は同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００５３】
操作体４１は、図９に示すように、可動部材の一部４４ｐを収める第一の切欠部４１ａが設けられている。第一の切欠部４１ａの形状は、操作体４１が下部点ＢＤＣにあり可動部材の一部４４ｐを収めている際に、操作体４１が昇動可能な形状になっている。この事により、操作体４１の昇動のために、可動部材４４を動かす必要がない。
【００５４】
以上により、本発明の入力器１０４は、操作体４１に設けられた第一の切欠部４１ａが可動部材の一部４４ｐを収めた際に、第一の切欠部４１ａの形状は、操作体４１が昇動可能な形状なので、操作体４１の昇動のために、可動部材４４を動かす必要がない。この事により、可動部材４４のストロークを小さくでき、可動部材４４が筐体８からはみ出るスペースを小さくできるので、入力器全体のフットプリントを小さくすることができる。
【００５５】
［第５実施形態］
入力装置５０１は、本発明の第３実施形態の入力器１０３を複数設けたものである。図１０は、本発明の第５実施形態の入力装置５０１の構成を説明するための構成図で、その一部を示した斜視図である。また、図１１は、本発明の第５実施形態の入力装置５０１の動作状態の一例を説明する図であり、図１１（ａ）は、操作体３１が下部点ＢＤＣにある状態を示す構成図で、図１１（ｂ）は、可動部材の一部３４ｐが操作体３１の第一の切欠部３１ａから退避した状態を示す構成図で、図１１（ｃ）は、アクチュエータの一群５２Ａを動作させ操作体の一群３１Ａが上部点ＴＤＣに昇動された状態を示す構成図で、図１１（ｄ）は、可動部材の一群３４Ａが操作体の一群３１Ａの降動を阻害する位置に移動し、可動部材の他群３４Ｂが操作体の他群３１Ｂの第一の切欠部３１ａに移動した状態を示す構成図である。なお、第３実施形態と同じ部材は同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００５６】
入力装置５０１は、図１０及び図１１に示すように、複数の操作体３１と、各操作体３１に対応したアクチュエータ２と、一体となって移動する複数の可動部材３４と、を有していて、合成樹脂製或いは金属製の外装体である筐体５８に収められている。また、各アクチュエータ２と複数の可動部材３４との動きを制御する制御部５７も有している。図１０は、制御部５７の制御によって、複数の可動部材３４とアクチュエータ２を動作させ、操作体３１の頭部を操作パネル５５の操作面１５より突出させている状態を示している。
【００５７】
図１０に示すような操作体３１が突出した状態までの動作を、図１１を用いて説明する。先ず、図１１（ａ）に示すように、操作体３１が下部点ＢＤＣにあって、操作体３１の第一の切欠部３１ａに可動部材の一部３４ｐが収まっている。次に、制御部５７の制御によって、可動部材３４を一体となって移動させ、図１１（ｂ）に示すように、可動部材の一部３４ｐを操作体３１の第一の切欠部３１ａから退避させている。そして、アクチュエータの一群５２Ａを動作させ、図１１（ｃ）に示すように、各アクチュエータの一群５２Ａに対応した各操作体の一群３１Ａを上部点ＴＤＣに昇動させている。動作しない各アクチュエータの他群５２Ｂに対応した各操作体の他群３１Ｂは、下部点ＢＤＣにとどまっている。そして、図１１（ｄ）に示すように、可動部材の一群３４Ａを各操作体の一群３１Ａの降動を阻害する位置に配置させるとともに、操作体の他群３１Ｂに対応した可動部材の他群３４Ｂの一部を操作体の他群３１Ｂの第一の切欠部３１ａに収めている。また、可動部材３４を一体となって移動させ、アクチュエータの一群５２Ａを動作させることによって、図１１（ａ）に示す状態に戻すこともできる。なお、可動部材３４は、一体となって移動するが、可動部材３４を一体で作製しても良いし、別体で作製しても良い。
【００５８】
以上により、本発明の入力装置５０１は、制御部５７の制御によって、複数の可動部材３４とアクチュエータ２を動作させているので、使用したい幾つかの操作体３１の頭部のみを操作パネル５５の操作面１５より突出させたり、筐体５８内に収めたりすることができる。この事により、使用したい幾つかの操作体３１のみを操作パネル５５の操作面１５から突出させることができる入力装置を提供できる。
【００５９】
また、アクチュエータの一群５２Ａに対応する操作体の一群３１Ａが上部点ＴＤＣに昇動された際に、可動部材の一群３４Ａを各操作体の一群３１Ａの降動を阻害する位置に配置させているので、突出させた幾つかの使用したい操作体３１を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られるようになる。
【００６０】
また、可動部材３４の全てを同時に移動させることができるので、それぞれの操作体３１に対して複雑な機構を設ける必要がない。この事により、容易な設計が可能になる。
【００６１】
また、可動部材の他群３４Ｂが昇動されない操作体の他群３１Ｂの第一の切欠部３１ａに収められるようにしているので、可動部材３４を一体となって移動させても、昇動された操作体の一群３１Ａの降動を阻害する位置に可動部材の一群３４Ａを移動することができる。この事により、容易な設計で、使用したい幾つかの操作体３１のみの操作を行える入力装置を提供できる。
【００６２】
［第６実施形態］
図１２は、本発明の第６実施形態の入力装置６０１の動作状態の一例を説明する図であり、図１２（ａ）は、操作体６１が下部点ＢＤＣにある状態を示す構成図で、図１２（ｂ）は、可動部材の一部６４ｐが操作体６１の第一の切欠部６１ａから退避した状態を示す構成図で、図１２（ｃ）は、アクチュエータの一群６２Ａを動作させ操作体の一群６１Ａが上部点ＴＤＣに昇動された状態を示す構成図で、図１２（ｄ）は、可動部材の一群６４Ａが操作体の一群６１Ａの降動を阻害する位置に移動し、可動部材の他群６４Ｂが操作体の他群６１Ｂの第一の切欠部６１ａに移動した状態を示す構成図で、図１２（ｅ）は、アクチュエータの一群６２Ａへの電力印加を停止した際、可動部材の一群６４Ａにより操作体の一群６１Ａが昇動を保持された状態を示す構成図である。また、本発明の第６実施形態の入力装置６０１は、第５実施形態の入力装置５０１に対し、操作体６１が異なっている。なお、第５実施形態と同じ部材は同じ符号を付しており、説明を省略する。また、操作体６１が筐体５８から外れるのを防止しているストッパーは、操作体６１の紙面の表裏面側に設けられているが、入力装置６０１の動作の説明を容易にするため、図１２では省略している。
【００６３】
本発明の第６実施形態の入力装置６０１の動作の一例について、図１２を用いて説明する。先ず、図１２（ａ）に示すように、入力装置６０１は、入力装置５０１と同様、操作体６１が下部点ＢＤＣにあって、操作体６１の第一の切欠部６１ａに可動部材の一部６４ｐが収まっている。次に、制御部５７の制御によって、可動部材６４を一体となって移動させ、図１２（ｂ）に示すように、可動部材の一部６４ｐを操作体６１の第一の切欠部６１ａから退避させている。可動部材の一部６４ｐを退避させた際に、操作体６１は、隣接する操作体６１に対応する可動部材の一部６４ｒを収める第二の切欠部６１ｒを有しているので、可動部材６４のもう一方の他端である可動部材の一部６４ｒは、隣接する操作体６１の第二の切欠部６１ｒに収まるようになる。この事により、可動部材６４の可動範囲を第二の切欠部６１ｒに含めることができるので、隣接する各操作体６１間の間隔を狭くすることができる。
【００６４】
次に、アクチュエータの一群６２Ａを動作させ、図１２（ｃ）に示すように、各アクチュエータの一群６２Ａに対応した各操作体の一群６１Ａを上部点ＴＤＣに昇動させている。動作しない各アクチュエータの他群６２Ｂに対応した各操作体の他群６１Ｂは、下部点ＢＤＣにとどまっている。そして、図１２（ｄ）に示すように、可動部材の一群６４Ａを各操作体の一群６１Ａの降動を阻害する位置に配置させるとともに、操作体の他群６１Ｂに対応した可動部材の他群６４Ｂの一部を操作体の他群６１Ｂの第一の切欠部６１ａに収めている。また、制御部５７の制御によって、図１２（ｅ）に示すように、アクチュエータの一群６２Ａへの電力印加を停止し、可動部材の一群６４Ａにより操作体の一群６１Ａを支えることにより、操作体の一群６１Ａの昇動を保持された状態にすることもできる。この事により、アクチュエータ６２への電力を停止することができるので、入力装置の省電力化が図られる。
【００６５】
また、可動部材６４を一体となって移動させ、アクチュエータの一群６２Ａを動作させることによって、図１２（ａ）に示す状態に戻すこともできる。なお、入力装置６０１の可動部材６４は、一体となって移動するが、入力装置５０１と同様に、可動部材６４を一体で作製しても良いし、別体で作製しても良い。
【００６６】
以上により、本発明の入力装置６０１は、制御部５７の制御によって、複数の可動部材６４とアクチュエータ６２を動作させているので、使用したい幾つかの操作体６１の頭部のみを操作パネル５５の操作面１５より突出させたり、筐体５８内に収めたりすることができる。この事により、使用したい幾つかの操作体６１のみを操作パネル５５の操作面１５から突出させることができる入力装置を提供できる。
【００６７】
また、アクチュエータの一群６２Ａに対応する操作体の一群６１Ａが上部点ＴＤＣに昇動された際に、可動部材の一群６４Ａを各操作体の一群６１Ａの降動を阻害する位置に配置させているので、突出させた幾つかの使用したい操作体６１を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られるようになる。
【００６８】
また、操作体６１の第一の切欠部６１ａから可動部材の一部６４ｐを退避させた際に、操作体６１は、隣接する操作体６１に対応する可動部材の一部６４ｒを収める第二の切欠部６１ｒを有しているので、可動部材６４のもう一方の他端である可動部材の一部６４ｒは、隣接する操作体６１の第二の切欠部６１ｒに収まるようになる。この事により、可動部材６４の可動範囲を第二の切欠部６１ｒに含めることができるので、隣接する各操作体６１間の間隔を狭くすることができる。従って、入力装置全体のサイズを小さくできる。
【００６９】
また、制御部５７の制御によって、可動部材の一群６４Ａを各操作体の一群６１Ａの降動を阻害する位置に配置させた後、アクチュエータの一群６２Ａへの電力印加を停止した際、可動部材の一群６４Ａにより操作体の一群６１Ａを支えることにより、操作体の一群６１Ａの昇動が保持された状態になる。この事により、アクチュエータ６２への電力を停止することができるので、入力装置の省電力化が図られる。
【００７０】
［第７実施形態］
図１３は、本発明の第７実施形態で、第６実施形態の入力装置６０１を用いた電子機器７７１を説明する構成図である。電子機器７７１は、図１３に示すように、複数の操作体６１と制御部５７とを備えた入力装置６０１と、複数の操作体６１の頭部を操作面１５の表面から突出させる組み合わせを決めるモード切替部１６と、モード切替部１６により決められた組み合わせに応じて該当する複数の操作体６１を昇動する駆動制御部１９と、を有している。他に各種情報を表示する表示部７７９等も備えていて、合成樹脂製或いは金属製の外装体である筐体７８及び操作パネル７５に収められて構成されている。
【００７１】
図１３は、モード切替部１６ａのスイッチをＯＮにした時の操作体６１の状態を示したもので、操作体６１の頭部が操作面１５の表面から突出している操作体の一群６１Ａと、下部点ＢＤＣにとどまった操作体の他群６１Ｂとの組み合わせを示している。図中に、モード切替部１６のスイッチは３つ示されているが、３つに限るものではなく、用途に応じて幾つあっても構わない。本発明の第７実施形態の電子機器７７１は、モード切替部１６を有しているので、操作したいあるいは操作できる操作体６１が一目で確認できる。この事により、操作者が迷うことなく操作体６１を操作することができるようになる。また、本発明の入力器及び入力装置を用いているので、突出させた幾つかの使用したい操作体６１を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られる。
【００７２】
以上により、本発明の入力装置を用いた電子機器７７１は、モード切替部１６及び駆動制御部１９により、突出させた幾つかの使用したい操作体６１の組み合わせを選択できるので、操作したいあるいは操作できる操作体６１が一目で確認できるようになる。この事により、操作者が迷うことなく操作体６１を操作できるので、煩雑な入力を必要とする電子機器に好適に用いることができる。また、本発明の入力器及び入力装置を用いているので、突出させた幾つかの使用したい操作体６１を操作した際に、押圧感覚またはクリック感覚が得られる電子機器を提供できる。
【００７３】
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１１、３１、４１、６１  操作体
３１Ａ、６１Ａ  操作体の一群
３１Ｂ、６１Ｂ  操作体の他群
３１ａ、４１ａ、６１ａ  第一の切欠部
６１ｂ  第二の切欠部
１１ｈ、２１ｈ、３１ｈ、４１ｈ  頭部
２、６２  アクチュエータ
２Ｐ  高分子アクチュエータ
１２  第一の電極層
２２  第二の電極層
３２  電解質層
５２Ａ、６２Ａ  アクチュエータの一群
５２Ｂ、６２Ｂ  アクチュエータの他群
１４、２４、３４、４４、６４  可動部材
３４Ａ、６４Ａ  可動部材の一群
３４Ｂ、６４Ｂ  可動部材の他群
２４ｃ  クリック部
３４ｐ、４４ｐ、６４ｐ、６４ｒ  可動部材の一部
１５  操作面
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  モード切替部
５７  制御部
１９  駆動制御部
１０１、１０２、１０３、１０４  入力器
５０１、６０１  入力装置
７７１  電子機器
ＴＤＣ  上部点
ＢＤＣ  下部点
【図１】
0005518688.tif 000002
【図２】
0005518688.tif 000003
【図３】
0005518688.tif 000004
【図４】
0005518688.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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