(57)【要約】【課題】変位量を入力可能な安価で操作感のよい入力装置を提供する。【解決手段】上面に下側電極１４，１５が配設された基板４と、下側電極１４，１５の上方に並んで配置された複数の上側電極と、基板４の上に配置され、且つ、上側電極の上に連続して延伸するドーム部６が形成された変形ドーム板７とを有し、ドーム部６は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して上側電極を下側電極１４，１５に圧接する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に下側電極が複数配設された基板と、
前記下側電極の上方に並んで配置された複数の上側電極と、
前記基板の上に配置され、且つ、前記上側電極の上に連続して延伸するドーム部が形成された変形ドーム板とを有し、
前記ドーム部は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して前記上側電極を前記下側電極に圧接させることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記ドーム部の上に配設され、前記ドーム部を部分的に押下する押下部材を有することを特徴とする請求１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記押下部材は、前記上側電極に対応する位置にそれぞれ突起を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記押下部材は、全体が傾斜することで、前記ドーム部を部分的に押下することを特徴とする請求項２または３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記押下部材の上に摺動可能に配設され、前記押下部材を部分的に押下できる操作部材を有することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】
前記上側電極は、前記ドーム部の内面に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記ドーム部は、環状に形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の入力装置。
【請求項８】
前記ドーム部は、直線的に延伸して形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の入力装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の入力装置を備え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、入力装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジョグダイアルのように、回転やスライド等の操作量を検出して、操作の方向とその距離とからなる変位情報を信号に変換する入力装置がある。従来のジョグダイアルは、例えば、円周上に並べた磁石の移動をホール素子で検出するロータリエンコーダを含むような複雑な装置である。携帯電話等の入力装置として、安価で薄い入力装置が求められているが、磁石とホール素子とを用いた構成では、コストが高く、薄型化、小型化においても限界がある。
【０００３】
特許文献１には、円周上にマイクロスイッチを配列し、指を押圧した部分の直下のマイクロスイッチのみを押下するように傾斜し得る環状の操作部を有する操作部材を設け、マイクロスイッチの連続的作動を検出することで、回転操作量を算出する入力装置が記載されている。この構成では、基板上に多数のマイクロスイッチを実装する必要があるため、却ってコストが高くなる。また、操作部材にマイクロスイッチの反力が断続的に作用するために、操作部材をスムーズに回転させられず、好ましい操作感を得ることが難しい。
【０００４】
他にも、タッチパッドのような座標を検出する座標入力装置により、変位量を検出して信号化することができるが、そのような座標検出タイプの入力装置はいずれも高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１６０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記問題点に鑑みて、本発明は、変位量を入力可能な安価で操作感のよい入力装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明による入力装置は、上面に下側電極が複数配設された基板と、前記下側電極の上方に並んで配置された複数の上側電極と、前記基板の上に配置され、且つ、前記上側電極の上に連続して延伸するドーム部が形成された変形ドーム板とを有し、前記ドーム部は、通常は上方に膨出しており、押下されると延伸方向の一部分が下向きに反転膨出して前記上側電極を前記下側電極に圧接させるものとする。
【発明の効果】
【０００８】
この構成によれば、ユーザがドーム部を押下したとき、ドーム部の部分的な反転膨出によって直下の上下に配置された上側電極と下側電極とが接触するので、ユーザが押下した位置を検出できる。このとき、ドームがアーチ形状からＭ字形状に移行する瞬間に反発力が大きく変化するので、操作者がスイッチ感触を得ることができる。この状態で、ユーザがドーム部を押下する位置を、ドーム部に沿って移動させれば、ドーム部の反転膨出している部分が移動し、隣接する上側電極と下側電極とを連続的に接触させるので、押下位置の移動を検出できる。こととき、ドーム部の変形が連続的に移動するため、新たにドーム部を反転膨出させるときのようなクリック感は感じない。つまり、ユーザは、ドーム部を押下する位置をスムーズに移動させることができ、操作感触がよく、意図したとおりの操作が可能となる。
【０００９】
また、本発明の入力装置は、前記ドーム部の上に配設され、前記ドーム部を部分的に押下する押下部材を有してもよい。
【００１０】
この構成によれば、ドーム部の反転膨出形状が一定になり、安定した操作が可能となる。
【００１１】
また、本発明の入力装置において、前記押下部材は、前記上側電極に対応する位置にそれぞれ突起を備えてもよい。
【００１２】
この構成によれば、上側電極と下側電極との接触がより一層確実になり、検出信頼性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の入力装置において、前記押下部材は、全体が傾斜することで、前記ドーム部を部分的に押下してもよい。
【００１４】
この構成によれば、傾斜を利用することで、ドーム部の反転範囲が一定になり、操作量の検出が正確になる。
【００１５】
また、本発明の入力装置は、前記押下部材の上に摺動可能に配設され、前記押下部材を部分的に押下できる操作部材を有してもよい。
【００１６】
この構成によれば、操作部材の移動や回転に伴ってドーム部の反転が生じるので、操作を妨げる摩擦を軽減し、スムーズな操作が可能となる。
【００１７】
また、本発明の入力装置において、前記上側電極は、前記ドーム部の内面に形成されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、部品点数が少なく、小型化が容易である。
【００１９】
また、本発明の入力装置において、前記ドーム部は、環状に形成されていてもよい。
【００２０】
この構成によれば、回転量を入力する装置を安価に提供できる。
【００２１】
また、本発明の入力装置において、前記ドーム部は、直線的に延伸して形成されていてもよい。
【００２２】
この構成によれば、直線距離を入力する装置を安価に提供できる。
【００２３】
また、本発明による電子機器は、前記入力装置のいずれかを備えるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る第１実施形態である入力装置の平面図である。
【図２】図１の入力装置の平面図のである。
【図３】図１の入力装置の分解斜視図である。
【図４】図１の入力装置の変形ドーム板の裏側の斜視図である。
【図５】図１の入力装置の基板の平面図である。
【図６】図１の入力装置の通常時の拡大断面図である。
【図７】図１の入力装置の操作時の拡大断面図である。
【図８】図１の入力装置の操作時の変形ドーム板の拡大部分断面斜視図である。
【図９】図８の変形ドーム板のドーム部の周方向の変形形状を示す断面図である。
【図１０】図１の入力装置を備える携帯電話の斜視図である。
【図１１】本発明に係る第２実施形態である入力装置の断面図である。
【図１２】図１１の入力装置の基板の平面図である。
【図１３】図１１の入力装置の操作時の断面図である。
【図１４】図１１の入力装置を備える携帯電話の斜視図である。
【図１５】本発明に係る第３実施形態である入力装置の断面図である。
【図１６】本発明に係る第４実施形態である入力装置の断面図である。
【図１７】本発明に係る第５実施形態である入力装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
これより、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。図１乃至３に、本発明に係る第１実施形態である入力装置１を、それぞれ、平面図、側面図、分解斜視図において示す。
【００２６】
入力装置１は、図３に示すように、円形のセンターキートップ２と、センターキートップ２の外側に配置された環状のダイアルキートップ３とを備える。この入力装置１は、センターキートップ２の押下を検出し、且つ、ダイアルキートップ３を押下した位置（上下左右および対角方向の合計８方向）を検出するとともに、ダイアルキートップ３をセンターキートップ２の周りで回転させた角度を検出するものである。
【００２７】
入力装置１は、さらに、印刷回路基板４と、センターキートップ２の直下に球面状に膨出したセンタードーム部５、および、ダイアルキートップ３の直下に環状に連続して膨出した環状ドーム部６が形成された変形ドーム板７と、ダイアルキートップ３により押下され、環状ドーム部６を押圧する環状の押下部材８と、押下部材８を上下移動および傾斜可能に保持するホルダ９と、ダイアルキートップ３に固定され、押下部材８と当接してダイアルキートップ３の脱離を防止する係止プレート１０とを有する。
【００２８】
変形ドーム板７は、例えばステンレス鋼やＰＥＴ樹脂の薄板からなる。また、図４に示すように、変形ドーム板７は、センタードーム部５の内面（下面）には中央上側電極１１が、環状ドーム部６の内面には４５°間隔で環状に配置された８つの方位上側電極１２が、弾性を有する導電性樹脂によってそれぞれ形成されている。
【００２９】
図５に示すように、基板４の表面には、金属層からなる導電パターンによって、中央上側電極１１の直下に隙間を空けて配設された一対の中央下側電極１３と、方位上側電極１２の直下の外側寄りにそれぞれ配設された８つの方位下側電極１４と、方位上側電極１２の直下の内側寄りに、各方位下側電極１４と一定の隙間を保つように環状に延伸して配設された共通下側電極１５とを有する。これらの下側電極１３，１４，１５からは、それぞれ、導電パターンによる引き出し線１６が延伸して設けられている。引き出し線１６は、両中央下側電極１３の間、および、各方位下側電極１４と共通下側電極１５との間の導通の有無をそれぞれ確認することができるように、不図示の制御装置等に接続される。
【００３０】
図６に、入力装置１の断面を示す。押圧部材８は、環状に突出してダイアルキートップ３に押下される受圧部１７と、環状ドーム部６の頂部に当接するように環状に連続して突出した押圧部１８とを有する。また、センターキートップ２も、センタードーム部５の頂部に当接するように突出した押圧部１９を有する。
【００３１】
入力装置１において、ユーザがセンターキートップ２を押下すると、センターキートップ２だけが下降し、押圧部１９によってセンタードーム部５の頂部を押圧する。このとき、センタードーム部５のアーチ形状は、センタードーム部５の頂部に下向きに作用する押圧部１９の押圧力を、外向きに拡がる力に変換して受け止めるが、押圧部１９の押圧力が一定の強さに達すると、頂部が下向きに反転して凹むように変形する。センタードーム部５は、このように反転膨出すると、押圧部１９に対する反力が減少する。つまり、センタードーム部５は、反転膨出する瞬間に、押圧部１９に対して最大の反力を示す。変形ドーム板７は、このように、センタードーム部５によってユーザに対していわゆるクリック感を与えるものであり、「ペコ板」と呼ばれものである。
【００３２】
さらに、図７に、入力装置１のダイアルキートップ３の一部を押下した様子を示す。図示するように、ダイアルキートップ３の一部を押下すると、ダイアルキートップ３，センターキートップ２，および押圧部材８は、一体となって、センターキートップ２の押圧部１９を支点にして傾斜する。傾斜した押圧部材８は、押圧部１８の一部によって、変形ドーム板７の環状ドーム部６を部分的に押圧する。
【００３３】
このとき、環状ドーム部６のアーチ形状は、センタードーム部５と同様に、押圧部１８の押圧力を外側に逃がして受け止めるが、押圧力が強くなると、頂部が下向きに反転して凹むように変形することで、押圧部１８に対する反力を減少させ、ユーザにクリック感を提供する。
【００３４】
ダイアルキートップ３を押下することで、押圧部１８によって部分的に反転膨出させられた環状ドーム部６は、反転膨出した部分に設けられた方位上側電極１２を、その直下の方位下側電極１４および共通下側電極１５に接触させる。これにより、方位下側電極１４と共通下側電極１５とが導通し、ダイアルキートップ３に押下された位置を検出できる。
【００３５】
ダイアルキートップ３の一部を押下して、部分的に反転膨出した環状ドーム部６を、図８に示す。このように、環状ドーム部６は、その一点で変形量が最大になり、円周方向両側に向かって変形量が小さくなる。ユーザがダイアルキートップ３を指で押下したままセンターキートップ２の周りに回動させるように操作すると、図９に示すように、下向きに反転膨出した部分が、周方向に連続的に移動する。
【００３６】
このように、ダイアルキートップ３を回転操作することで、押圧部材８の傾斜方向を連続的に変化させ、環状ドーム部６の反転膨出する部分を連続的に移動させれば、最初に環状ドーム部６を部分的に反転膨出させる場合のように、環状ドーム部６から大きな反力を受けることがなく、スムーズで軽い操作感が得られる。
【００３７】
このようなダイアルキートップ３の回転操作による環状ドーム部６の反転膨出部の移動のために、方位下側電極１４が順番に、方位上側電極１２を介して共通下側電極１５に導通してゆく。入力装置１では、このような操作を行ったときに、隣接する方位下側電極１４の共通下側電極１５に対する導通状態が重複して発生するように、方位上側電極１２および方位下側電極１４の周方向の長さが調整されている。これにより、隣接する電極の導通がある一定時間内にずれて発生した場合には、ダイアルキートップ３の回転操作があったものと判断する。一方、隣接する方位下側電極１４の導通が重複せずに発生した場合は、ダイアルキートップ３対応する位置をそれぞれ一度ずつ押下したものと判断できる。
【００３８】
また、方位下側電極１４の導通の継続時間が所定の閾値より長くなったときに、ダイアルキートップ３の回転操作による変位入力であると判断し、方位下側電極１４の導通の継続時間が前記閾値よりも短い場合は、ダイアルキートップ３の押下位置によって方向を入力するボタン操作であると判断することも可能である。
【００３９】
入力装置１は、ジョグダイアルとして使用できるにも拘わらず、部品点数が少なく、高価な部品を使用しないので、安価である。このような入力装置１は、例えば、図１０に示す携帯電話２０の入力装置として使用できる。このように、入力装置１は、携帯電話２０のような電子機器に、センターキートップ２とダイアルキートップ３とだけが外部に露出するように組み込まれる。
【００４０】
さらに、図１１に、本発明に係る第２実施形態である入力装置２１を示す。本実施形態の入力装置２１は、配列下側電極２２を形成した回路基板２３と、内面に配列下側電極２２に対応する上側電極２４を備えるドーム部２５が設けられた変形ドーム板２６と、ドーム部２５の各上側電極２４に対応する位置を押圧するためにそれぞれ下向きに突出した押圧部２７が設けられた押圧部材２８とを有する。
【００４１】
図１２に、入力装置２１の基板２３の導電パターンを示す。本実施形態では、配列下側電極２２は、直線上に並んで配設されている。また、基板２３には、配列下側電極２２の列と平行に配設された共通下側電極２９も設けられている。そして、上側電極２４は、それぞれ、対応する配列下側電極２２を共通下側電極２９に接続できるように配置されている。したがって、ドーム部２５は、直線的に延伸して形成されている。
【００４２】
本実施形態の押圧部材２８は、弾性変形可能な硬質ラバーやエラストマで形成されており、ユーザが指で押して変形させられるようになっている。図１３に示すように、入力装置２１は、押圧部材２８を基板２３に向かって部分的に押し込むことにより、ドーム部２５の一部を基板２３に向かって反転膨出させ、直下の上側電極２４を配列下側電極２２および共通下側電極２９に当接させる。
【００４３】
また、入力装置２１では、ユーザが、押圧部材２８に押し当てた指をドーム部２５の延伸方向にスライドさせると、押圧部材２８の変形位置を移動させて、隣接する押圧部２７を順次押下し、配列下側電極２２を順に導通させる。このようにして、入力装置２１は、導通する配列下側電極２２の入れ替わりにより、ユーザの指の直線移動距離を検出できる。
【００４４】
このような入力装置２１は、図１４に示す携帯電話３０のように、携帯用デバイスの側面などに配置することで、携帯用デバイスを片手で保持しながら、その手で容易に直線変位を入力可能にする。
【００４５】
また、本実施形態の押圧部材２８の押圧部２７は、配列下側電極２２および上側電極２４に１対１で対応している必要はなく、図１５に示す本発明に係る第３実施形態である入力装置３１のように、配列下側電極２２および上側電極２４よりも小さいものを多数配設しても良い。これにより、押圧部材２８の変形位置の移動がより一層スムーズになり、滑らかな操作感が得られる。尚、以降の実施形態について、先に説明した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４６】
また、本発明によれば、図１６に示す本発明に係る第４実施形態である入力装置３２のように、上側電極２４を、変形ドーム板２６ではなく、平坦な弾性フィルム３３上に設けても良い。この構成によれば、部品点数は増加するが、上側電極２４の形成が容易になるため、部品コストは低下する。また、本実施形態では、ドーム部２５が変形していないときに、上側電極２４が配列下側電極２２から離間するように、基板２３と弾性フィルム３３との間にはスペーサ３４が配設されている。
【００４７】
さらに、図１７に示す本発明に係る第５実施形態である入力装置３５では、上側電極２４は、共通下側電極２９に常時導電接触するようにドーム部２５の外側まで延伸する接続部３６を有している。これにより、上側電極２４は下側電極２２に対して回路開閉するのみとなり、接触信頼性を高めることができる。
以上のように、本発明は、複数の上側電極と下側電極との上に連続して延伸するドーム部によって、ユーザ操作の変位量を検出可能とする。このための構造の細部は、従来のペコ板と呼ばれる構造に適用され得る他の構造が、上述の第４および第５実施形態の変形と同様に適用され得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１…入力装置
２…センターキートップ
３…ダイアルキートップ（操作部材）
４…基板
６…環状ドーム部
７…変形ドーム板
８…押圧部材
１２…環状上側電極
１４…方位下側電極
１５…共通下側電極
１８…押圧部
２１…入力装置
２２…配列下側電極
２３…基板
２４…上側電極
２５…ドーム部
２６…変形ドーム板
２７…押圧部
２８…押圧部材
２９…共通下側電極
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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