(57)【要約】【課題】平面操作可能な操作体を操作面とは直交する両方向へ操作可能な多方向入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の多方向入力装置は、平面操作可能な操作体２１と、操作体２１の平面方向における操作量を検出する面方向操作量検出手段とを備えた多方向入力装置において、操作体２１を中立位置から操作面とは直交する両方向へ操作可能にするとともに操作面と直交する両方向への操作量を検出する直交方向操作量検出手段を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面を有し、平面方向に操作可能な操作体と、前記操作体の平面方向における操作量を検出する面方向操作量検出手段とを備えた多方向入力装置において、
前記操作体を中立位置から前記操作面とは直交する両方向へ操作可能にするとともに前記直交する両方向への操作量を検出する直交方向操作量検出手段を備えていることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記面方向操作量検出手段は、前記操作体の平面方向への操作力によって変位する荷重センサを備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の多方向入力装置。
【請求項３】
前記直交方向操作量検出手段は、前記操作体の操作面とは直交する両方向への操作力によって変位する荷重センサを備えて構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多方向入力装置。
【請求項４】
前記面方向操作量検出手段及び前記直交方向操作量検出手段は、前記操作面とは平行な面内において等角度間隔で配置された４個の荷重センサを備えて構成されるとともに、前記操作体の操作面に沿った平面方向及び操作面とは直交する両方向に応じた操作力をそれぞれ各荷重センサに作用させる操作力付与手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記操作力付与手段は、前記平面方向の操作力および前記直交する両方向の操作力を前記荷重センサに付与可能であることを特徴とする請求項４に記載の多方向入力装置。
【請求項６】
前記操作体を挟むように対向配置された２つの付勢部材が、前記操作体を前記中立位置方向に移動するよう付勢することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の多方向入力装置。
【請求項７】
前記操作力付与手段は、前記付勢部材の少なくとも一方を介して前記荷重センサに操作力を付与することを特徴とする請求項６に記載の多方向入力装置。
【請求項８】
非操作時、前記荷重センサには所定の圧力が加えられていることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項９】
前記操作体は透光性のある材料で形成され、前記操作体を照光する照光部材を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項１０】
前記操作体にスイッチ手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多方向入力装置に関し、特に、平面上の方向入力が可能で、前記平面に対して直交する両方向の入力が可能な多方向入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、画像表示機能のついた電子機器が増えており、多方向入力装置を使って表示画像の操作を行なう機会がある。例えば、画像を上下左右両方向へスクロールするとともに、さらにそれに加えて画像の拡大や縮小を自在に行いたいことがある。
【０００３】
従来、平面操作型の多方向入力装置としては、例えば、特許文献１に開示される構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２７３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、平面移動可能な操作体とその操作体の移動量を検出する検出手段とを備えてなり、さらに、操作体は押圧操作可能で押圧することでプッシュスイッチを操作できる多方向入力装置が記載されている。
【０００６】
しかし、上記構成の多方向入力装置では、操作体を中立位置から平面移動することで画像を上下左右両方向へスクロールさせることはできるが、操作体は中立位置から一方向である押圧操作しかできないため画像の拡大、縮小を自在にコントロールすることは難しい。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、平面操作可能な操作体を操作面とは直交する両方向へ操作可能な多方向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】
【０００８】
請求項１の多方向入力装置は、操作面を有し、平面方向に操作可能な操作体と、前記操作体の平面方向における操作量を検出する面方向操作量検出手段とを備えた多方向入力装置において、前記操作体を中立位置から前記操作面とは直交する両方向へ操作可能にするとともに前記直交する両方向への操作量を検出する直交方向操作量検出手段を備えている、という特徴を有する。
【０００９】
また、請求項２の多方向入力装置は、前記面方向操作量検出手段は、前記操作体の平面方向への操作力によって変位する荷重センサを備えて構成される、という特徴を有する。
【００１０】
また、請求項３の多方向入力装置は、前記直交方向操作量検出手段は、前記操作体の操作面とは直交する両方向への操作力によって変位する荷重センサを備えて構成される、という特徴を有する。
【００１１】
また、請求項４の多方向入力装置は、前記面方向操作量検出手段及び前記直交方向操作量検出手段は、前記操作面と平行な面内において等角度間隔で配置された４個の荷重センサを備えて構成されるとともに、前記操作体の操作面に沿った平面方向及び操作面とは直交する両方向に応じた操作力をそれぞれ各荷重センサに作用させる操作力付与手段を備えている、という特徴を有する。
【００１２】
また、請求項５の多方向入力装置は、前記操作力付与手段は、前記平面方向の操作力および前記直交する両方向の操作力を前記荷重センサに付与可能である、という特徴を有する。
【００１３】
また、請求項６の多方向入力装置は、前記操作体を挟むように対向配置された２つの付勢部材が、前記操作体を前記中立位置方向に移動するよう付勢する、という特徴を有する。
【００１４】
また、請求項７の多方向入力装置は、前記操作力付与手段は、前記付勢部材の少なくとも一方を介して前記荷重センサに操作力を付与する、という特徴を有する。
【００１５】
また、請求項８の多方向入力装置は、非操作時、前記荷重センサには所定の圧力が加えられている、という特徴を有する。
【００１６】
また、請求項９の多方向入力装置は、前記操作体は透光性のある材料で形成され、前記操作体を照光する照光部材を備えている、という特徴を有する。
【００１７】
また、請求項１０の多方向入力装置は、前記操作体にスイッチ手段を設けた、という特徴を有する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、これまでは一つの多方向入力装置では平面方向の操作量検出とともに、操作面に対して直交する一方向しか操作量の検出ができなかったのに対し、前記操作体を中立位置から操作面とは直交する両方向へ操作可能にするとともに前記直交する両方向への操作量を検出する直交方向操作量検出手段を設けることで、平面方向に操作可能な操作体を操作面とは直交する両方向へ操作可能な多方向入力装置を提供することができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、面方向操作量検出手段として荷重センサを用いることで、可変抵抗式の検出手段の様な長期間使用による導電パターンの磨耗などがないため、長期間安定した電気的出力が得られる、という効果を奏する。
【００２０】
請求項３の発明によれば、直交方向操作量検出手段として荷重センサを用いることで、可変抵抗式の検出手段の様な長期間使用による導電パターンの磨耗などがないため、長期間安定した電気的出力が得られる、という効果を奏する。
【００２１】
請求項４の発明によれば、面方向の操作量を検出する４個の荷重センサで、操作面と直交する両方向の操作量を検出することで、部品点数を削減するとともに製品構造を簡易にすることが可能となる、という効果を奏する。
【００２２】
請求項５の発明によれば、ひとつの操作力付与手段で平面方向の操作力および操作面と直交する両方向の操作力を付与可能としたことで、各方向別に操作力付与手段を設ける必要が無くなり、部品点数を削減するとともに製品構造を簡易にすることが可能となる、という効果を奏する。
【００２３】
請求項６の発明によれば、操作体を挟むように対向配置された２つの付勢部材を備えることで、非操作時には、操作体が確実に中立位置に移動するとともに、２つの付勢部材で面方向および垂直方向に付勢することで、各方向別に付勢部材を設ける必要が無くなり、部品点数を削減するとともに製品構造を簡易にすることが可能となる、という効果を奏する。
【００２４】
請求項７の発明によれば、付勢部材を介して荷重センサに操作力を付与することで、仮に操作体に衝撃が加わった場合に、付勢部材が緩衝材のかわりとなり、衝撃によって荷重センサが破壊されるのを防止する、という効果を奏する。
【００２５】
請求項８の発明によれば、従来の多方向入力装置では平面方向の操作の検出以外に垂直方向の操作は１方向しか検出できなかったが、非操作時の荷重センサに所定の圧力を加えておくことで、垂直方向の対向する２方向の操作を検知することが可能となる、という効果を奏する。
【００２６】
請求項９の発明によれば、操作体を透光性のある材料で形成し、操作体を照光する照光部材を備えたことで、暗所で使用する際に操作体の位置が識別しやすく、使いやすさの向上に寄与する、という効果を奏する。
【００２７】
請求項１０の発明によれば、操作体にスイッチ手段を設けたことで、操作時の操作感触が明確になり、使いやすさの向上に寄与する、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】図１の断面３−３を示す断面図である。
【図４】操作体２１を示す図である。
【図５】駆動部材２２を示す図である。
【図６】平面方向操作時の一方側の動作説明図である。
【図７】平面方向操作時の他方側の動作説明図である。
【図８】奥側方向操作時の動作説明図である。
【図９】手前側方向操作時の動作説明図である。
【図１０】操作体２１、荷重センサ３１、照光部材３２、および基板３３の位置関係を示す配置図である。
【図１１】第２実施形態を示す外観斜視図である。
【図１２】第２実施形態を示す分解斜視図である。
【図１３】操作体２５を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１実施形態］
以下、第１実施形態について図１ないし図５を用いて説明する。
【００３０】
まず、本実施形態の多方向入力装置の概略構成について図１、図２および図３とを用いて説明する。図１は、第1実施形態の多方向入力装置を示す外観斜視図で、図1（ａ）は上面側から見た図であり、図1（ｂ）は下面側から見た図である。図２は、第1実施形態の多方向入力装置を示す分解斜視図である。図３は、図１に記載の断面３−３を示す断面図である。なお、説明における上下左右、手前奥の表現は特に断らない限り図１（ａ）に示すとおりである。
【００３１】
本実施形態の多方向入力装置１は、図２に示すように、入力操作が可能な操作ユニット２と、操作ユニット２の操作を検知する検知ユニット３と、操作ユニット２と検知ユニット３を内部に配置し保持可能なハウジング４と、から形成されている。
【００３２】
操作ユニット２は、外部からの入力操作を受ける操作体２１と、操作体２１が受けた入力操作を検知ユニット３に伝える４つの駆動部材（操作力付与手段）２２と、図３における上方向に操作された操作体２１を初期位置の方向へ付勢する第１の付勢部材２３と、平面方向（操作面に沿った方向）および図３における下方向に操作された操作体２１を初期位置の方向へ付勢する第２の付勢部材２４と、からなる。
【００３３】
検知ユニット３は、荷重を検知可能な４つの荷重センサ（面方向操作量検出手段、直交方向操作量検出手段）３１と、操作体２１を照光する４つの照光部材３２と、荷重センサ３１および照光部材３２と電気的に接続し外部との電気的接続が可能な基板３３と、を有する。
【００３４】
ハウジング４は、操作ユニット２と検知ユニット３を内部に収納可能なケース部材４１と、ケース部材４１内に収納された操作ユニット２と検知ユニット３とを保持するカバー部材４２と、を有する。
【００３５】
次に、多方向入力装置１を構成する構成部品について図２、図４および図５を用いて以下に説明する。
【００３６】
図４の図４（ａ）は操作体２１を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に記載の断面４ｂ−４ｂを示す断面図である。図５の図５（ａ）は駆動部材２２を示す斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に記載の断面５ｂ−５ｂを示す断面図である。
【００３７】
操作体２１は、図４のように、透光性を有する合成樹脂材料で概略直方体状に形成されている。略直方体形の上面には外部からの入力操作を受ける第１の操作部２１ａが形成されている。第１の操作部２１ａの裏面（下面）には外部からの入力操作を受ける第２の操作部２１ｂが形成されている。なお、第１の操作部２１ａの上面と第２の操作部２１ｂの下面はいずれも平面をなした操作面を構成している。
【００３８】
操作体２１の各側面には駆動部材２２に当接可能なカム部２１ｃが形成されている。カム部２１ｃは側面の幅方向に延設された突部で、第１の操作部２１ａと第２の操作部２１ｂとのほぼ中間位置に形成されている。その断面形状は概略円を四分割した形状をしており、上面には平面が形成され、下面には曲面が形成されている。
【００３９】
また、カム部２１ｃの上面の中央部には、突部が曲面で形成され第１の付勢部材２３と当接可能な当接部２１ｄが形成されている。
【００４０】
駆動部材２２は、図５のように、合成樹脂材料で形成されている。なお、駆動部材２２は、４つとも同一形状をしており、図５においては、図２の奥側に配置される駆動部材２２を示している。駆動部材２２は、概略直方体形状をした基部２２ａを有し、図５に示す基部２２ａの左右端の手前側には、ケース部材４１と当接可能な脚部２２ｂが直方体形状に下方へ突出して設けられている。
【００４１】
基部２２ａの上面手前側の脚部２２ｂ間には面取り形状に加工され、操作体２１のカム部２１ｃに当接可能な押圧部２２ｃが設けられている。
【００４２】
基部２２ａの上面奥側には、押圧部２２ｃとカム部２１ｃとが当接した際に、駆動部材２２が回動する際の支点となる軸部２２ｄが設けられている。軸部２２ｄは上方へ突出し左右方向に沿って延設されている。軸部２２ｄの断面形状は略半円形状をしており、奥側に円柱状の曲面が形成され、手前側には上面に対してほぼ垂直な面が形成されている。
【００４３】
基部２２ａの裏面には、脚部２２ｂの内側に併設して段差部が設けられ第２の付勢部材２４を押圧する駆動部２２ｅが形成されている。
【００４４】
第１の付勢部材２３は、図２のように、弾性を有する金属板を打ち抜き加工して形成されている。外形は略正方形状をしており、中央部にはカム部２１ｃを除いた操作体２１が挿通可能な略正方形状の貫通孔を有している。
【００４５】
第２の付勢部材２４は、図２のように、弾性を有する金属板を打ち抜き加工して形成されている。外形は略正方形状をしており、中央部にはカム部２１ｃを除いた操作体２１が挿通可能な略正方形状の貫通孔を有している。
【００４６】
荷重センサ３１は、図２、図３のように、荷重センサ３１本体に付加された荷重を検知可能な略半球形状をしたセンサである。
【００４７】
照光部材３２は、図２のように、直方体形状をしたチップＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ）からなる。
【００４８】
基板３３は、図２のように、略正方形状をしており、中央部にはカム部２１ｃを除いた操作体２１が挿通可能な略正方形状の貫通孔を有したＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）基板からなる。
【００４９】
ケース部材４１は、図２のように、金属板を打ち抜き加工、曲げ加工によって上面を開放した中空の直方体形状に形成されている。下面の中央部には操作体２１の第２の操作部２１ｂを挿通可能な略正方形状の貫通孔を有している。
【００５０】
カバー部材４２は、図２のように、金属板を打ち抜き加工、曲げ加工によって下面を開放した中空の直方体形状に形成されている。上面の中央部には操作体２１の第１の操作部２１ａを挿通可能な略正方形状の貫通孔を有している。
【００５１】
次に、本実施形態の多方向入力装置の構造について図２および図３を用いて説明する。
【００５２】
荷重センサ３１は、基板３３の各辺の中央位置に配置される。すなわち、４個の荷重センサ３１は、操作面である第１の操作部２１ａ（または、第２の操作部２１ｂ）の表面と平行な面内（基板３３上）において、操作面の中心に対して等角度（９０度）間隔で配置されている。（図１０参照）
【００５３】
照光部材３２は、基板３３の各角部付近に、貫通孔側に照射するように配置される。
【００５４】
荷重センサ３１と照光部材３２とが配置された基板３３は、荷重センサ３１と照光部材３２とが配置された面を上側に向けて、ケース部材４１の内部に収納され、その上に第２の付勢部材２４が荷重センサ３１に当接するように配置される。
【００５５】
駆動部材２２は第２の付勢部材２４の各辺の上に配置され、操作体２１はケース部材４１、基板３３および第２の付勢部材２４に形成された貫通孔を挿通するように、第２の操作部２１ｂ側から挿入される。
【００５６】
このとき、駆動部材２２の押圧部２２ｃと操作体２１のカム部２１ｃの下面部とが当接し、駆動部材２２は操作体２１と第２の付勢部材２４とに挟持されて配置される。
【００５７】
第１の付勢部材２３は、貫通孔に第１の操作部２１ａを挿通させて、操作体２１の当接部２１ｄの上に配置される。
【００５８】
操作ユニット２と検知ユニット３を内部に配置したケース部材４１の上部に、カバー部材４２は、貫通孔に第１の操作部２１ａを挿通させて配置される。この際、カバー部材４２はケース部材４１にスナップ係合するなどして取り付けられる。これにより、操作ユニット２と検知ユニット３とはハウジング４内に保持され、多方向入力装置１が形成される。このとき、図３に示すように、第１の付勢部材２３と第２の付勢部材２４とは、操作体２１のカム部２１ｃ及び駆動部材２２の基部２２ａを挟むように対向して配置される。
【００５９】
操作ユニット２と検知ユニット３とがハウジング４内に保持されることで、第１の付勢部材２３は、第１の操作部２１ａから第２の操作部２１ｂへ向かう方向に操作体２１を付勢し、第２の付勢部材２４を介して荷重センサ３１には所定の荷重（初期荷重）が下方向に付加される。
【００６０】
次に、本実施形態の多方向入力装置の動作について、図３と図６ないし図９を用いて説明する。図６の図６（ａ）は操作体２１の平面方向Ａ側（図３の右側）に配置された構成部品の非操作時の状態を示す概略図であり、図６（ｂ）は操作体２１を平面方向Ａに操作した場合の操作体２１の平面方向Ａ側に配置された構成部品の動作状態を示した概略図である。図６（ｃ）は第２の付勢部材２４を介して押圧される荷重センサ３１を示した図である。
【００６１】
図７の図７（ａ）は操作体２１の平面方向Ａの反対方向側（図３の左側）に配置された構成部品の非操作時の状態を示す概略図であり、図７（ｂ）は操作体２１を平面方向Ａに操作した場合の操作体２１の平面方向Ａの反対方向側に配置された構成部品の動作状態を示した概略図である。
【００６２】
図８の図８（ａ）は操作体２１のいずれかの側方に配置された構成部品の非操作時の状態を示す概略図であり、図８（ｂ）は操作体２１を下側方向（矢印Ｃ方向）に操作した場合の操作体２１のいずれかの側方に配置された構成部品の動作状態を示した概略図である。図８（ｃ）は第２の付勢部材２４を介して押圧される荷重センサ３１を示した図である。
【００６３】
図９の図９（ａ）は操作体２１のいずれかの側方に配置された構成部品の非操作時の状態を示す概略図であり、図９（ｂ）は操作体２１を上方向（矢印Ｅ方向）に操作した場合の操作体２１のいずれかの側方に配置された構成部品の動作状態を示した概略図である。
【００６４】
なお、図６ないし図９においては、説明の都合上、ハウジング４は図示していない。
【００６５】
まず、操作体２１を操作面に沿った平面方向に操作したときの動作について図６および図７を用いて説明する。ここで、図６に記載の構成部品は、図３における操作体２１の右側に配置された構成部品で、図７に記載の構成部品は、操作体２１の左側に配置された構成部品であるとする。
【００６６】
操作体２１、駆動部材２２、第１の付勢部材２３、第２の付勢部材２４および荷重センサ３１は、図３の様な位置関係で配置されている。操作体２１を、例えば、右方向に操作すると操作体２１の右側に配置された駆動部材２２と、第２の付勢部材２４とを介して右側に配置された荷重センサ３１が押圧され、かつ操作体２１の左側に配置された配置された駆動部材２２と、第２の付勢部材２４とを介して左側に配置された荷重センサ３１の押圧が弱まることで、右方向に操作したことが検知される。詳細の動作について以下に説明する。
【００６７】
非操作時、操作体２１、駆動部材２２、第２の付勢部材２４および荷重センサ３１の位置関係は、図６（ａ）および図７（ａ）のように、操作体２１のカム部２１ｃと駆動部材２２の押圧部２２ｃは当接した状態であり、前述の通り荷重センサ３１には所定の荷重（初期荷重）が付加されている。
【００６８】
操作体２１が右方向（矢印Ａ方向）に操作されたとき、操作体２１の右側に配置された構成部品は、図６（ａ）の状態から、カム部２１ｃにより押圧部２２ｃを押圧された駆動部材２２は軸部２２ｄ付近を支点として矢印Ｂ方向に回動させられ、駆動部２２ｅにより第２の付勢部材２４を図６に示す下方向に押圧する。
【００６９】
駆動部材２２により下方向に押圧された第２の付勢部材２４は、図６（ｃ）のように、下方向に撓みながら操作体２１の右側に配置された荷重センサ３１に荷重を付加する。
【００７０】
第２の付勢部材２４によって荷重を付加された操作体２１の右側に配置された荷重センサ３１は、常時付加されている所定の荷重より強い荷重が加えられる。
【００７１】
このとき、操作体２１の左側に配置された構成部品の位置関係は、図７（ａ）の状態から操作体２１が右方向（矢印Ａ方向）に移動して図７（ｂ）の状態になり、カム部２１ｃと押圧部２２ｃとの係合が解かれる。これにより操作体２１の左側に配置された荷重センサ３１に付加される荷重は常時付加されている所定の荷重より弱まる。
【００７２】
また、このとき、操作体２１の奥側および手前側に配置された荷重センサ３１に付加される荷重は常時付加される所定の荷重から変化しない。
【００７３】
このように操作体２１の右側に配置された荷重センサ３１に付加される荷重が所定荷重より強くなり、操作体２１の左側に配置した荷重センサ３１に付加される荷重が所定荷重よりも弱まり、操作体２１の奥側および手前側に配置された荷重センサ３１に付加される荷重が所定の荷重から変化しないことで、右側に操作されたことを検知する。
【００７４】
４方向に配置された荷重センサ３１がそれぞれ上記のような動作を検知することで、第１の操作部２１ａ（第２の操作部２１ｂ）の表面（操作面）に沿った平面方向のいずれの方向に操作されたかを判断することが可能となる。
【００７５】
また、右方向（矢印Ａ方向）への操作を止めると、操作体２１の右側に配置された駆動部材２２は第２の付勢部材２４の付勢力により図６に示す上方向に付勢され、操作体２１を押圧しながら元の位置にもどり、駆動部材２２に押圧された操作体２１は元の位置に復帰し、操作体２１の右側に配置された荷重センサ３１に付加される荷重は所定の荷重に戻る。これに伴って、操作体２１の左側に配置された荷重センサ３１に付加される荷重も所定の荷重に戻る。このように、全ての荷重センサ３１に付加される荷重が所定の荷重になることで平面方向いずれかへの操作を止めたことを検知する。
【００７６】
次に操作体２１を下方向に操作したときの動作について説明する。操作体２１が下方向に操作されたとき、本実施形態の多方向入力装置１の４箇所に設けられた荷重センサ３１では同時に所定の荷重以上の荷重を付加される。これにより、下方向に操作したことを検知する。このときの構成部品の動作について以下に説明する。
【００７７】
構成部品の詳細な動作については図８を用いて説明する。操作体２１を下方向に操作したとき、いずれの方向に配置された荷重センサ３１に対しても同様の動作が行なわれている為、図８ではいずれかの方向の動作についてのみ図示している。
【００７８】
非操作時、操作体２１、駆動部材２２、第１の付勢部材２３、第２の付勢部材２４および荷重センサ３１の位置関係は、図８（ａ）に示したように、操作体２１のカム部２１ｃと駆動部材２２の押圧部２２ｃは当接した状態であり、前述の通り荷重センサ３１には所定の荷重が付加されている。
【００７９】
図８（ａ）の状態から操作体２１が下方向（矢印Ｃ方向）に操作されたとき、カム部２１ｃに押圧部２２ｃを押圧された駆動部材２２は軸部２２ｄ付近を支点として矢印Ｄ方向に回動させられ、駆動部２２ｅにより第２の付勢部材２４を下方向に押圧する。
【００８０】
駆動部材２２により下方向に押圧された第２の付勢部材２４は、図８（ｃ）のように、２箇所の駆動部２２ｅの中間地点に配置された荷重センサ３１との当接箇所を支点として下方向に撓み、荷重センサ３１に荷重を付加する。
【００８１】
図８では１箇所の荷重センサ３１のみ図示しているが、第２の付勢部材２４によって荷重を付加された４箇所の荷重センサ３１すべてで、常時付加されている所定の荷重より強い荷重が付加されることで、下方向に操作されたことを検知する。
【００８２】
また、下方向への操作を止めると、第２の付勢部材２４の付勢力により駆動部材２２は上方向に付勢され操作体２１を押圧しながら元の位置にもどり、駆動部材２２に押圧された操作体２１は元の位置に復帰し、荷重センサ３１に付加される荷重も所定の荷重に戻る。荷重センサ３１に付加される荷重が所定の荷重に戻ることで下方向への操作を止めたことを検知する。
【００８３】
次に操作体２１を上方向に操作したときの動作について図９を用いて説明する。操作体２１を上方向に操作したとき、本実施形態の多方向入力装置１の４箇所に設けられた荷重センサ３１では同時に同様の動作がなされているため、図９ではいずれか１箇所についてのみ図示している。
【００８４】
非操作時、操作体２１、駆動部材２２、第１の付勢部材２３、第２の付勢部材２４および荷重センサ３１の位置関係は、図９（ａ）のように、操作体２１のカム部２１ｃと駆動部材２２の押圧部２２ｃは当接した状態であり、前述の通り荷重センサ３１には所定の荷重が付加されている。
【００８５】
図９（ａ）の状態から、操作体２１が第１の付勢部材２３の付勢力に抗して上方向（矢印Ｅ方向）に操作されると、カム部２１ｃと押圧部２２ｃとの係合は、図９（ｂ）のように解かれ、荷重センサ３１に付加されていた荷重は弱まる。
【００８６】
図９ではいずれか１箇所の荷重センサ３１についてのみ図示しているが、４箇所の荷重センサ３１すべてで、常時付加されている所定の荷重より付加が弱まることで、上方向に操作されたことを検知する。
【００８７】
また、上方向への操作を止めると、第１の付勢部材２３の付勢力により操作体２１は下方向に付勢されて元の位置にもどり、駆動部材２２を押圧し、第２の付勢部材２４を介して荷重センサ３１は付勢され、付加される荷重も所定の荷重に戻る。荷重センサ３１に付加される荷重が所定の荷重に戻ることで上方向への操作を止めたことを検知する。
【００８８】
上記において、平面方向、下方向、上方向に操作した場合の動作および検知方法について記載したが、検知方法についてはソフトウェアでの処理方法を変更することで変更することが可能である。また、上記ではある一方向への直線的な操作について説明したが、ソフトウェアの処理方法を追加することで回転操作に対応することも可能である。
【００８９】
すなわち、第１の操作部２１ａと第２の操作部２１ｂとを上下から挟んで、操作体２１を回転させるような操作も検知可能である。例えば、図３において、操作体２１を時計回り方向に回転（傾斜）させると、図３における右側に配置された荷重センサ３１に加えられる荷重は所定の荷重（初期荷重）よりも増大し、左側に配置された荷重センサ３１への荷重は所定の荷重よりも弱められる。このとき、操作体２１の奥側および手前側に配置された荷重センサ３１に対する荷重はほとんど変化ない。したがって、操作体２１を回転操作した場合には、図６および図７を使って説明した平面方向における操作と類似の出力変化となる。そして、多方向入力装置１が使用される電子機器のアプリケーションやモードに応じて、多方向入力装置１の操作形態は定まるため、平面方向における操作と回転操作とをソフトウェアで判断するようにすればよい。
【００９０】
次に、操作体２１の照光方法について図１０を用いて説明する。図１０は操作体２１と照光部材３２の位置関係を示す図である。なお、位置関係を分かりやすくするため検知ユニット３と操作体２１のみ図示している。
【００９１】
操作体２１の周囲を囲うように基板３３が配置され、光を照射可能な照光部材３２は基板３３の各四隅付近に１個ずつ配置されている。また、基板３３の四隅付近に配置された照光部材３２は、操作体２１の四隅に向けて照射可能な向きで配置されている。
【００９２】
透光性を有した合成樹脂材料で形成された操作体２１の四隅から照光部材３２の照射光が入光することで、操作体２１全体が照光する。
【００９３】
また、透光性を有した合成樹脂材料の色と照光部材３２の発光色との組合せは使用用途にあわせて自由に組み合わせてよい。
【００９４】
次に本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００９５】
以上に記したように、本実施形態の多方向入力装置１では、これまでは一つの多方向入力装置では面方向の操作量検出とともに、操作面に対して直交する一方向しか操作量の検出ができなかったのに対し、操作体２１を中立位置から操作面とは直交する両方向へ操作可能にするとともに直交する両方向への操作量を検出する直交方向操作量検出手段（荷重センサ３１）を設けることで、平面操作可能な操作体２１を操作面とは直交する両方向へ操作可能な多方向入力装置を提供することができる。また、操作体２１は操作面と直交する両方向への操作量を検出可能とすることで、操作体２１の回転操作（傾き操作）も検出できるようになる。
【００９６】
また、操作量検出装置として荷重センサ３１を用い、荷重センサ３１に加わる荷重の変化を検出することで操作方向の検出を可能とすることで、長期間の使用により導電パターンが磨耗し出力が徐々に劣化してくる従来の可変抵抗式の検出手段に比べて摺動磨耗がないためより長期間安定した出力を得ることができる、という効果を奏する。
【００９７】
また、非操作時に、荷重センサ３１には所定の荷重を付加してある。これにより、荷重センサ３１が検知した荷重が所定の荷重から増加しているか減少しているかを見ることで、１つの荷重センサ３１で２方向の操作の検出が可能となり、これまで１つの多方向入力装置では平面方向の操作の検出以外に垂直方向は１方向しか検出できなかったが、垂直方向の対向する２方向の操作を検知することが可能となった。
【００９８】
また、共通の駆動部材２２を用いて平面方向の操作力および垂直方向の操作力を荷重センサ３１に付与することを可能としている。これにより、平面方向検出用荷重センサと垂直方向検出用荷重センサとを別々に設ける必要が無くなり、構成部品点数が削減できるとともに、製品構造を簡易にすることが可能となる、という効果を奏する。
【００９９】
また、操作方向検出手段として４個の荷重センサ３１が同一面上に等角度間隔で円状に配置され、平面方向および垂直２方向の操作力を荷重センサ３１に伝える駆動部材２２を備えているため、いずれの方向に操作した場合もいずれかの荷重センサ３１に加わる荷重が変化する。４個の荷重センサ３１各々に加わる荷重の変化の組合せにより平面方向および垂直２方向への操作の検出が可能となっている。
【０１００】
これにより、平面方向の操作方向を検出する４個の荷重センサ３１で垂直２方向の操作の検出を兼用できる為、各操作方向毎に荷重センサ３１を配置する必要が無くなり、構成部品点数が削減できるとともに、製品構造を簡易に出来るという効果を奏する。
【０１０１】
このように、多方向入力装置１は平面方向の操作と操作平面に直交する両方向への操作が１つの入力装置で可能となっている。
【０１０２】
これにより、従来の多方向入力装置と比較して操作できる方向が増えており、より多くの使用用途への使用が可能になるとともに、別の入力装置と組み合わせることなく操作できる方向が多い為、多方向入力装置１が取り付けられた電子機器の省スペース化に寄与する。
【０１０３】
また、多方向入力装置１は、操作体２１を中心に、操作体２１の周辺に荷重センサ３１や照光部材３２などの構成部品が等間隔に配置されている。操作体２１の形状や大きさにあわせて構成部品の配置の間隔を調整することで、多方向入力装置１の大きさの変更がし易いという効果を奏する。
【０１０４】
また、第１の付勢部材２３と第２の付勢部材２４とが操作体２１を中立位置（初期位置）方向に移動するように付勢している。これにより、非操作時には、操作体２１は確実に中立位置（初期位置）に移動するとともに、各操作方向毎に付勢部材を設ける必要がなく、構成部品点数を削減でき、製品構造を簡易にすることが可能となる、という効果を奏する。
【０１０５】
また、操作体２１に加えられた操作力は、第２の付勢部材２４を介して荷重センサ３１に付与されている。これにより、不慮の衝撃が操作体２１に加わったとしても、第２の付勢部材２４が干渉材の役割を果たし、衝撃による荷重センサ３１の破損を防止することで、多方向入力装置１のより安定した動作を確保する事が可能となる、という効果を奏する。
【０１０６】
また、多方向入力装置１は、操作体２１は透光性を有した合成樹脂材料で形成され、操作体２１に光を照射する照光部材３２を設けている。照光部材３２が発する光を操作体２１に照射することで、操作体２１を通して外部へ光が出るため、暗所で使用する際に操作体２１の位置が識別しやすく、使いやすさの向上に寄与する、という効果を奏する。
【０１０７】
また、照光部材３２にはチップＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ）が使われ、電球などに比べて取付高さが低く、製品の小型化に寄与する。また、電球と比べて長期間安定した光量を確保することができる。
【０１０８】
また、多方向入力装置１は、面方向操作量検出手段および直交方向操作量検出手段として荷重センサ３１を用いたことにより、従来の多方向入力装置と比較して、入力操作の際の操作体２１の操作量（移動距離）を小さくできる。
【０１０９】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態について図１１ないし図１３を用いて説明する。図１１の図１１（ａ）は第２実施形態の多方向入力装置６を示す斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）を裏面から見た斜視図である。図１２は多方向入力装置６の構成を示す分解斜視図である。図１３の図１３（ａ）は操作体２５を示す斜視図であり、図１３（ｂ）は図１３（ｂ）に記載の断面１３ｂ−１３ｂを示す断面図である。
【０１１０】
従来の多方向入力装置は、例えば、搭載された電子機器の操作パネルに表示されるコマンド選択用カーソルの移動を平面方向の入力で行ない、移動先のコマンドの選択決定を垂直方向の入力で行なっていた。
【０１１１】
第２実施形態の多方向入力装置６は、第１実施形態の多方向入力装置１と同様に上下方向、左右方向および手前奥方向の入力操作が可能で、さらにスイッチ部を有した多方向入力装置である。
【０１１２】
従来の多方向入力装置においても方向入力ができるとともに、スイッチ機能を有しているが、方向入力は平面方向に限られている。多方向入力装置６は従来の多方向入力装置よりも多くの方向の方向入力が可能であるとともに、スイッチ機能を有している。これにより、１つの多方向入力装置で、従来の多方向入力装置よりも、より複合的な操作を行なうことが可能となる。
【０１１３】
構成部品は操作体２１を操作体２５に変更しているが、その他の構成部品に変化は無く、方向入力操作方法も多方向入力装置１と同じである。
【０１１４】
よって、多方向入力装置１と同じ構成部品および動作についての説明は割愛し、操作体２５とスイッチ部の操作方法について説明する。
【０１１５】
先ず、多方向入力装置６の構造について説明する。操作体２５の外形サイズは操作体２１とほぼ同サイズのため、操作体２１を操作体２５に置き換えることで多方向入力装置６が構成される。
【０１１６】
次に操作体２５について、図１３を用いて説明する。図１３においては図示する方向を上下方向とする。操作体２５は、図１３のように、第１操作体２５ａと、第２操作体２５ｂと、可動接点２５ｃとスイッチ用基板２５ｄとを有するスイッチ部（スイッチ手段）２５ｉと、を備えている。
【０１１７】
第１操作体２５ａは、図１３のように、概略透光性の合成樹脂材料で概略直方体状に形成されている。略直方体形の上面には操作面を構成する略正方形の平面であり、外部からの入力操作を受ける第１の操作部２５ｅが形成されている。第１の操作部２５ｅの表面には非透光性の塗装が施されており、第１の操作部２５ｅ側から裏面を透過して見ることは出来なくなっている。また、第１の操作部２５ｅの表面のみを非透光性の合成樹脂材で成形したり、シートを貼り付けるなどしても良い。
【０１１８】
第１操作体２５ａの裏面には、スイッチ用基板２５ｄを係止可能な略正方形の平面を有している。
【０１１９】
第１操作体２５ａの各側面には駆動部材２２に当接可能なカム部２５ｆが形成されている。カム部２５ｆは側面の幅方向に延設された突部で、第１の操作部２５ｅの裏面側に寄せて形成されている。その断面形状は概略円を四分割した形状をしており、上面には平面が形成され、下面には曲面が形成されている。
【０１２０】
また、カム部２５ｆの上面の中央部には、突部が曲面で形成され第１の付勢部材２３と当接可能な当接部２５ｇが形成されている。
【０１２１】
第２操作体２５ｂは、図１３のように、概略透光性の合成樹脂材料で概略直方体状に形成されている。略直方体形の下面には操作面を構成する略正方形の平面であり、外部からの入力操作を受ける第２の操作部２５ｈが形成されている。第２の操作部２５ｈの表面（下面）には非透光性の塗装が施されており、第１の操作部２５ｅ側から裏面を透過して見ることは出来なくなっている。また、第２の操作部２５ｈの表面のみを非透光性の合成樹脂材で成形したり、シートを貼り付けるなどしても良い。
【０１２２】
第２操作体２５ｂの上面（第２の操作部２５ｈの裏面）には、可動接点２５ｃとスイッチ用基板２５ｄとを収納可能な凹部２５ｊが設けられている。
【０１２３】
可動接点２５ｃは、導通性と弾性を有する金属板を曲げ加工し、ドーム形状に形成されている。可動接点２５ｃは、ドーム形状に突出した側を押圧されると押圧された方向へ潰されるように変形し、押圧を解除すると元の形状に戻る。
【０１２４】
スイッチ用基板２５ｄは、円盤状に形成された第１の固定接点（図示せず）と第１の固定接点の周囲を囲む様に形成された第２の固定接点（図示せず）を有する固定接点部（図示せず）を備え、たとえばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）基板からなる。
【０１２５】
スイッチ用基板２５ｄと第１操作体２５ａとは、第１操作体２５ａの第１の操作部２５ｅの裏面側と、スイッチ用基板２５ｄの固定接点部を有した面の裏面側を合せるように固定されている。
【０１２６】
スイッチ用基板２５ｄが固定された第１操作体２５ａと第２操作体２５ｂとは、スイッチ用基板２５ｄが固定された面と凹部２５ｊが形成された面を向かい合わせる様に係合される。このとき、可動接点２５ｃは第１の固定接点と接続可能に第２の固定接点上に配置され、第１操作体２５ａに固定されたスイッチ用基板２５ｄと第２操作体２５ｂとに凹部２５ｊ内で挟持される。
【０１２７】
このようにスイッチ用基板２５ｄと第２操作体２５ｂとに挟持されることで、固定接点部と可動接点２５ｃとによってスイッチ部２５ｉが形成される。また、可動接点２５ｃが変形することで、第１操作体２５ａと第２操作体２５ｂは図１３に示す上下方向に移動が可能である。
【０１２８】
次にスイッチ部２５ｉの動作について、図１３（ｂ）を用いて説明する。操作体２５が多方向入力装置６に組み込まれた状態で、第１操作体２５ａを図１３に示す下方向に押圧し、同時に第２操作体２５ｂを上方向に押圧すると、第１操作体２５ａと第２操作体２５ｂとに挟持され第２の固定接点上に配置された可動接点２５ｃは押圧され弾性変形し、第１の固定接点と接触し、可動接点２５ｃを介して第１の固定接点と第２の固定接点との間が電気的に接続される。
【０１２９】
また、第１操作体２５ａおよび第２操作体２５ｂへ同時に加えていた押圧を止めると、弾性変形していた可動接点２５ｃはその弾性力により元の形状に戻り、固定接点との電気的接続は遮断される。
【０１３０】
このような動作によってスイッチ部２５ｉの電気的な接続と遮断を行いスイッチとして機能する。
【０１３１】
以上に記したように、本実施形態の多方向入力装置６では、第１実施形態の多方向入力装置１と同様の検出ができるとともに、スイッチ機能も有している。従来の多方向入力装置においても方向入力ができるとともに、スイッチ機能を有しているが、方向入力は平面方向に限られている。多方向入力装置６は従来の多方向入力装置よりも多くの方向の方向入力が可能であるとともに、スイッチ機能を有している。これにより、１つの多方向入力装置で、従来の多方向入力装置よりも、より複合的な操作を行なうことが可能となる。
【０１３２】
また、スイッチ部２５ｉを、操作体２５内に設けたことで、効率的な構成部品の配置が可能となり、多方向入力装置１と同等の外形寸法とすることができ、多方向入力装置６の小型化に寄与するとともに、多方向入力装置１または多方向入力装置６を搭載する電子機器において、多方向入力装置１と多方向入力装置６との置き換えが容易に行なえるという効果を奏する。
【０１３３】
また、第１の操作部２５ｅおよび第２の操作部２５ｈの表面のみを非透光としたことで、操作体２５内部に収納されるスイッチ部２５ｉが外部から目視しにくくなるとともに、操作体２５の側面部からは照光が可能な為、暗所でも操作体２５の位置が分かりやすく、暗所での操作性を良くするという効果を奏する。
【０１３４】
以上のように、本発明の実施形態に係る多方向入力装置を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【０１３５】
（１）上記第１実施形態の多方向入力装置１および第２実施形態の多方向入力装置６では、透光性を有する合成樹脂材で操作体２１および操作体２５を形成し、操作体２１および操作体２５を照らす照光部材３２を設けていたが、操作体２１および操作体２５は透光性を有していなくても良い。また、操作体２１が透光性を有していない場合には照光部材３２は搭載しなくても良い。
【０１３６】
（２）上記第１実施形態の多方向入力装置１および第２実施形態の多方向入力装置６では、操作体２１および操作体２５の形状を略直方体としたが、例えば、球形やレバー型など用途や嗜好にあわせて操作体２１の形状を変更しても良い。
【０１３７】
（３）上記第１実施形態の多方向入力装置１および第２実施形態の多方向入力装置６の外周を、防水性を有するシリコン製のシートなどで覆い、防水性を確保しても良い。
【０１３８】
（４）上記第２実施形態の多方向入力装置６では、第１の操作部２５ｅの表面と第２の操作部２５ｈの表面を非透光としたが、透光性を持たせても良い。
【符号の説明】
【０１３９】
１      多方向入力装置
２      操作ユニット
３      検知ユニット
４      ハウジング
６      多方向入力装置
２１    操作体
２１ａ  第１の操作部
２１ｂ  第２の操作部
２１ｃ  カム部
２１ｄ  当接部
２２    駆動部材（操作力付与手段）
２２ａ  基部
２２ｂ  脚部
２２ｃ  押圧部
２２ｄ  軸部
２２ｅ  駆動部
２３    第１の付勢部材
２４    第２の付勢部材
２５    操作体
２５ａ  第１操作体
２５ｂ  第２操作体
２５ｃ  可動接点
２５ｄ  スイッチ用基板
２５ｅ  第１の操作部
２５ｆ  カム部
２５ｇ  当接部
２５ｈ  第２の操作部
２５ｉ  スイッチ部（スイッチ手段）
２５ｊ  凹部
３１    荷重センサ（面方向操作量検出手段、直交方向操作量検出手段）
３２    照光部材
３３    基板
４１    ケース部材
４２    カバー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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