(57)【要約】【課題】電気機器に備える可動要素（可動子）の位置検出を行うセンサを薄型化し、且つ高精度な位置検出を可能とするフィルムセンサの提供。【解決手段】フィルムセンサは、センサ基板１と、センサ基板１の基板面方向に沿った二次元的な移動をなす可動子２に設けた磁石を備える。センサ基板１は、可動子２の全移動領域にわたって多数のコイル１ａをマトリックス状配列として敷き詰めたフィルム基板で構成している。したがって、移動する可動子２（磁石）の電磁誘導作用により誘導起電力をコイル１ａに生じさせて、制御装置５で可動子２の位置検出を行う。【選択図】　　図１
2004117052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ基板と、センサ基板の基板面方向に沿った二次元的な移動をなす可動子に設けた磁石と、を備えており、該センサ基板が、可動子の全移動領域にわたって多数のコイルをマトリックス状配列として敷き詰めたフィルム基板にて構成したものであり、移動する可動子に設けた磁石の電磁誘導作用により誘導起電力をコイルに生じさせて可動子の位置検出を行うようにしたフィルムセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のフィルムセンサと、電気的な制御により可変的な磁場を発生して可動子を移動させる付勢力を与える固定子と、を備える電動アクチュエータであって、
前記固定子は、複数のコイルがマトリックス状に配列されて各コイルへの通電制御により各コイルが発生する磁場の方向を制御可能とされている基板にて構成したものであり、そしてこの固定子におけるマトリックス状配列のコイルが与える方向可変磁場による引力および斥力を付勢力として受けて前記可動子が前記センサ基板の基板面方向に沿った二次元的な移動をなすものとした電動アクチュエータ。
【請求項３】
固定子を構成する前記基板が絶縁性のフィルム基板である請求項２記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項２または請求項３の電動アクチュエータを用いた入力装置であって、
基板に導体をマトリックス状に配列して形成されたマトリックス型入力媒体を固定子と可動子の間に介在させ、前記可動子を介して前記マトリックス型入力媒体が入力信号を発生するものとした入力装置。
【請求項５】
前記マトリックス型入力媒体が、Ｘ座標検出用配線を形成したフィルム基板と、Ｙ座標検出用配線を形成したフィルム基板と、を絶縁用のスペーサを介して対向状態で積層形成したメンブレンシートである請求項４記載の入力装置。
【請求項６】
前記可動子自体にスイッチ手段を備える請求項４または請求項５記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気機器の構成要素として二次元的な移動をなす可動子の位置検出を行うセンサと、これを備える可動子の電動アクチュエータ、更にこれを備える入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器に備える可動要素（可動子）を駆動する電動アクチュエータとしては、回転動作を行なう回転型電動モータと直線動作を行なうリニアモータが代表的なものとして知られている。ところで、従来における回転型電動モータは、これを電気機器に備える可動子の駆動源として用いた場合にその電気機器の薄型化に限界がある。すなわち回転型電動モータは、三次元的な構造を基本としているために、その出力に応じて一定以上の三次元的なサイズを伴い、これが電気機器の薄型化を阻害する。一方、リニアモータは、その動作が直線動作のみであるために、電気機器の駆動源としてのその機能性にはおのずから限界があり、本発明者の知る限りより一層の薄型化を実現できる可能な電動アクチュエータは皆無である。
【０００３】
そして特に、こうした従来の電動アクチュエータにより駆動される可動子の位置検出を行うセンサは、可動子の付勢を受けて入力されるようなスイッチのような機械部品で構成されたものが多く電動アクチュエータと同様に三次元的なサイズを伴うものであるため、電気機器の薄型化を阻害する結果となっている。また、機械部品で構成されるために、取付可能な数量にも自ずと限界があり、高精度な可動子の位置検出を阻害している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の事情を背景になされたものであり、電気機器に備える可動子の位置検出を行うセンサを薄型化し、且つ高精度な位置検出を可能とすることを目的としている。
【０００５】
また、本発明は、そのようなセンサを備えており、駆動源として用いることで電気機器のより一層の薄型化を可能とする電動アクチュエータの提供を目的とし、更にそのような電動アクチュエータを用いた入力装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、電気機器のより一層の薄型化を可能とするために、センサを二次元的な平面構成としている。すなわち、例えば非磁性体である合成樹脂製のフィルム基板のような非磁性材料による二次元的な基板に多数のコイルをマトリックス状配列で敷き詰めて保持させた構成でセンサ基板を形成するようにしている。このようなセンサ基板をいわゆるフィルム基板で構成したため、例えば２０００μｍ以下といったきわめて薄いサイズに形成することが可能である。一方、可動子には磁石を設けるようにし、この磁石が可動子の移動に伴ってセンサ基板の基板面方向に沿った二次元的な移動をなすことで、電磁誘導作用により誘導起電力をコイルに生じさせるようにしている。このためにセンサ基板には可動子の全移動領域にコイルを敷き詰めて、そのような誘導起電力の検知による可動子の位置検出を高精度に行えるものとしている。したがって、本発明のフィルムセンサを可動子の位置検出に用いることで、スイッチのような機械部品を用いるよりも、電気機器の大幅な薄型化が可能であり、しかも可動子の位置検出を高精度に行える。また、可動子の位置検出だけでなく、更には座標入力装置としての利用も可能となる。
【０００７】
したがって本発明によるフィルムセンサは、センサ基板と、センサ基板の基板面方向に沿った二次元的な移動をなす可動子に設けた磁石と、を備えており、該センサ基板が、可動子の全移動領域にわたって多数のコイルをマトリックス状配列として敷き詰めたフィルム基板にて構成したものであり、移動する可動子に設けた磁石の電磁誘導作用により誘導起電力をコイルに生じさせて可動子の位置検出を行うものとした。
【０００８】
また本発明は、薄型且つ高精度な本発明のフィルムセンサとの組合せによって、更に電気機器のより一層の薄型化を可能とする電動アクチュエータを提供する。このための本発明では、電動アクチュエータの固定子を二次元的な平面構成としている。すなわち、例えば非磁性体である合成樹脂製のフィルム基板のような非磁性材料による二次元的な基板に複数のコイルをマトリックス状配列で保持させた構成で固定子を形成し、その各コイルの通電を制御することで各コイルに方向可変的な磁場を発生させるようにしている。そして可動子がこの固定子の方向可変磁場により生じる引力および斥力を付勢力として受けることで、回転動作や直線動作も含めた二次元的な動作を固定子の面方向に沿って行なう。その二次元的な固定子は、例えば２０００μｍ以下といったきわめて薄いサイズに形成することが可能である。またその可動子には、このような薄い固定子に近接状態で沿った二次元動作を行なわせることができる。したがって、これを駆動源として用いることで、前述のフィルムセンサと相俟って電気機器の大幅な薄型化が可能となる。
【０００９】
したがって本発明による電動アクチュエータは、前記本発明によるフィルムセンサと、電気的な制御により可変的な磁場を発生して可動子を移動させる付勢力を与える固定子と、を備える電動アクチュエータであって、前記固定子は、複数のコイルがマトリックス状に配列されて各コイルへの通電制御により各コイルが発生する磁場の方向を制御可能とされている基板にて構成したものであり、そしてこの固定子におけるマトリックス状配列のコイルが与える方向可変磁場による引力および斥力を付勢力として受けて前記可動子が前記センサ基板の基板面方向に沿った二次元的な移動をなすものとした。また、固定子を構成する前記基板を絶縁性のフィルム基板にて構成した。
【００１０】
このような二次元型の電動アクチュエータは、二次元的動作を可能とするというその特徴を活かすことで、新たな機能を付加した入力装置を可能にする。すなわち「操作ボタン」を、マトリックス状配列の各コイルへの通電制御により直線動作や回転動作などの所望の磁場パターンで移動させながら入力操作を行なうことのできるような入力装置の実現を可能とする。本発明によるそのような入力装置は、基板に導体をマトリックス状に配列して形成されたマトリックス型入力媒体を固定子と可動子の間に介在させ、前記可動子を介して前記マトリックス型入力媒体が入力信号を発生させるようにしたものである。
【００１１】
電気機器の薄型化という点で上記マトリックス入力媒体として特に好適なものは、Ｘ座標検出用配線を形成したフィルム基板と、Ｙ座標検出用配線を形成したフィルム基板と、を絶縁用のスペーサを介して対向状態で積層形成した構造とされたメンブレンシートである。このようなメンブレンシートを固定子と可動子との間に介在させて可動子に対して押圧を与えることで、所定位置におけるＸ座標検出用配線とＹ座標検出用配線とが導通して入力信号を発生させることができる。そして、こうして発生させた入力信号は、電気機器で実現する機能を発揮するための入力として利用することができる。
【００１２】
また、前述の入力装置については、可動子自体にスイッチ手段を備えるものとして構成することができる。前述したマトリックス入力媒体を例えば座標入力手段とした場合には、可動子のスイッチ手段を、例えばマウスの左右クリックのようなデータ入力手段あるいはデータ選択手段として利用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１に、一実施形態によるフィルムセンサの構成を模式化して示す。フィルムセンサは、センサ基板１と可動子２で構成される。センサ基板１は、例えばポリエステルやポリイミド等といった非磁性の合成樹脂材による平面的なフィルム基板（ＦＰＣ）における可動子２の全移動領域に、多数のコイル１ａ，１ａ，……をマトリックス状配列として形成したものである。したがって、センサ基板１は非常に薄厚化が可能で、例えば２０〜２０００μｍ程度の厚みとすることができる。センサ基板１に形成するコイル１ａも薄く、本形態では二次元的な渦巻き形にして形成している。なお、本形態ではコイル１ａをセンサ基板１の表面だけに形成している。これは後述のように、可動子２の通過によって発生する誘導起電力の増幅が容易なためであるが、センサ基板１の裏面にも形成してよい。また、コイル１ａの巻数や発生する誘導起電力は、可動子２の磁力に応じて決められる。本形態では、つまりコイル１ａに発生する誘導起電力を位置情報として実際にマイコンなどの演算処理装置で検知できる程度の実用的な誘導起電力を発生できる巻数と大きさとしてある。具体的には、コイル４のピッチの２倍程度が可動子２のサイズと同等となるようにしている。このようなセンサ基板１に形成したコイル１ａはプリント配線技術により製作できる。
【００１５】
一方、図１で示す可動子２は永久磁石で形成されているが、このフィルムセンサが搭載される電気機器に備わる可動子の構成によっては、永久磁石でなく電磁石や磁場の中におくと磁化する磁性体であってもよい。
【００１６】
そして、センサ基板１の基板面方向に沿って可動子２が移動することで、可動子２に近接するコイル１ａには誘導起電力が発生するが、この誘導起電力は図１で示す信号処理系３，４，５にて検知信号として処理される。即ち、センサ基板１の各コイル１ａは、例えば全波整流回路３、増幅回路４、マイコンなどで構成される制御装置５に接続され、各コイル１ａとそれらとは例えば図２で示すような各種形態で接続可能である。図２（ａ）はセンサ基板１の各コイル１ａをそれぞれ増幅回路４に対して接続した例であり、図２（ｂ）は増幅回路４に前置した全波整流回路３に各コイル１ａを接続した例であり、位置検知をより高精度に行える。また、図２（ｃ）は複数のコイル１ａを直列接続し（図示の例では２つだがそれ以上接続してもよい）、全波整流回路３と増幅回路４等に接続した例であり、図２（ｄ）は２つのコイル１ａ，１ａを１つの全波整流回路３等に接続した例である。なお、可動子２をなす磁石の磁力によっては、コイル１ａで発生する誘導起電力が制御装置５で演算処理できる程度に大きくできるので、この場合には、増幅回路４を省略して、制御装置５（マイコン）の入力ポートに直結してもよい。
【００１７】
以上のように各コイル１ａと接続した全波整流回路３や増幅回路４を通じて整流・増幅された信号は、マイコンなどで構成される制御装置５に入力される。制御装置５では、入力信号がどのコイル１ａ，１ａ，……で発生した誘導起電力に基づき生成されたものであるかを、制御装置５に備えるＲＯＭなどの記憶装置に格納した各コイル１ａ，１ａ，……の位置情報に関するデータテーブルを参照して判定する。このようにして可動子２の位置情報を得て、可動子２の駆動制御を高精度に行うことができる。また、可動子２の磁力を利用して誘導起電力を生じさせ、これを位置情報として利用するため、可動子２を検知するために大きな電力消費を必要とせず、このフィルムセンサを搭載する電気機器の電力消費を抑制できる。更に、センサ基板１をフィルム基板（ＦＰＣ）で構成するため、電気機器の薄型化の要請にも応えることができるものとなっている。
【００１８】
次に、以上のようなフィルムセンサを備える電動アクチュエータについて説明する。図３に模式化して示す一実施形態による電動アクチュエータは、フィルムセンサの構成要素でもある可動子２と固定子６を有してなる。なお、可動子２と固定子６との間には前述のセンサ基板１が配置される。
【００１９】
固定子６は、例えば合成樹脂材のような非磁性材料による平面的な基板７に複数のコイル７ａ，７ａ，……をマトリックス状配列として形成したものである。基板７は、きわめて薄くすることが可能で、例えば２０〜２０００μｍ程度の厚みで形成するのが通常である。また、基板７は、電気機器の薄型化などが強く要請される場合にはフィルム基板（ＦＰＣ）を利用できるが、薄板状のリジッド基板を利用してもよい。また基板７に保持させるコイル７ａも薄く、本形態では二次元的な渦巻き形にして形成される。各コイル７ａは、図４で示すように、基板７の表裏に形成されており、表面のコイル７ａと裏面のコイル７ａとはスルーホール７ｂを通じて接続されている。表裏のコイル７ａは、互いに逆巻きとして形成されていて、より強力にコイル７ａの磁場による付勢力を発生できるようにされている。なお、図４で示す矢印はコイル７ａに流す電流の向きの一例である。各コイル７ａ、即ち表面の各コイル７ａと裏面の各コイル７ａからは導線（図示を省略）が延ばされており、その導線の先端が端子部７ｃに集められ、この端子部７ｃを介して各コイル７ａが、本例の電動アクチュエータを搭載する電気機器に備えるマイコンなどで構成する制御装置５に接続される。そして各コイル７ａは、その制御装置５により通電制御がなされることで、それが形成する磁場の方向を制御装置により可変的に制御される。このような固定子６は、例えばプリント配線技術により製作することができる。
【００２０】
そして前述のように、本形態の可動子２は永久磁石で形成されており、可動子２は、固定子６におけるマトリックス状配列のコイル７ａ，７ａ，……が与える方向可変磁場による付勢力を受けることで、固定子６に沿った二次元的な動作つまり平面的な動作を行なう。ただ、この可動子２がコイル７ａによる付勢力を受けてなす二次元的な動作を有効な駆動源として利用できるようにするについては、可動子２に所定の軌跡ないしパターンで二次元的動作をなさせるようにするための何らかの規制要素が必要となる。つまり、例えば回転型電動モータにおいてその回転子の回転動作が回転軸を支持する軸受で規制されるのと同様な規制要素を必要とする。そのような規制要素は、二次元型の電動アクチュエータを駆動源として組み込む装置や機器との関係で与えられることになる。その例については後述する。
【００２１】
図５に固定子６のコイル７ａと可動子２の関係を模式化して示し、図６にコイル７ａが発生する磁場と可動子の関係を模式化して示す。図では仮に３巻きを基板７の表裏に２層で形成した状態で示してあるが、コイル７ａの巻き数や層数は必要とされる出力に応じて適宜設定されることになる。図５には、コイル７ａと可動子２のサイズ関係も示してある。すなわち可動子２の幅はコイル７ａの配列ピッチの２倍程度ないしそれ以上とするのがコイル７ａの磁場による付勢力を効率的に受ける上での好ましい条件となる。
【００２２】
図６に見られるように、可動子２は、制御装置５からの各コイル７ａに対する通電制御の下でコイル７ａが発生する方向可変的な磁場による付勢力を受けて二次元的な動作を行なう。すなわち、図６の例では可動子２のサイズをコイル７ａのピッチの２倍程度としてあり、このサイズの可動子２が矢印方向Ｄに移動するとして、可動子２の後側に位置する２つのコイル７ａ，７ａには、可動子２の基板対向面の磁極（Ｎ極）と同じ磁極を可動子２に面する側に発生させるように、該コイル７ａ，７ａに対する通電制御を行う。これによって、２つのコイル７ａ，７ａと可動子２との間には斥力が生じ、これを推力として可動子２が矢示方向Ｄに付勢される。この一方で、可動子２の前側に位置する２つのコイル７ａ，７ａには、可動子２の基板対向面の磁極（Ｎ極）と逆の磁極を可動子２に面する側に発生させるように、該コイル７ａ，７ａに対する通電制御を行う。これによって、２つのコイル７ａ，７ａと可動子２との間には引力が生じ、これを牽引力として可動子２が矢示方向Ｄに付勢される。このように、可動子２の基板対向面の磁極に応じて基板７の各コイル７ａ，７ａ，……に対する通電制御を行って可動子２に付勢力を与えることで、可動子２を固定子６に沿って矢示方向Ｄへ移動させることができる。そして、このような電動アクチュエータによる可動子２の移動は、制御装置５が可動子２の移動によりセンサ基板１のコイル１ａに発生する誘導起電力を検知し可動子２の現在位置を特定しつつ行われることで、全移動領域の全方向にわたって高精度に行える。
【００２３】
次に、本発明のフィルムセンサを適用した一具体例として、例えば図面などを作成するＣＡＤの操作に好適な座標入力操作装置について説明する。この座標入力操作装置は、図７で示すように、操作用のマウス１０とマウスパッド１１とで構成され、これらは何れも図外のパーソナルコンピュータと有線または無線で接続されている。マウス１０は前述の可動子２に対応するものであり、内部に永久磁石１０ａが内蔵されている。なお、マウス１０には２つの入力スイッチ１０ｂ，１０ｂが備わっている。一方、マウスパッド１１は、前述のフィルム基板でなるセンサ基板１１ａを塩化ビニールやゴム系のシート材１１ｂで包み込んだ平板形状とされている。
【００２４】
したがって、この座標入力操作装置では、マウス１０をマウスパッド１１上を滑らせるような操作を行うと、マウス１０に内蔵の永久磁石１０ａがマウスパッド１１に内蔵するセンサ基板１１ａに形成の各コイル１１ｃに誘導起電力を発生させる。そして、この誘導起電力は有線または無線で接続されたパーソナルコンピュータにおいて、マウス１０つまりディスプレイに表示されているカーソルの位置データとして検知され、カーソルの移動がなされることになる。なお、マウス１０に備わる入力スイッチ１０ｂ，１０ｂを使用すれば、描画した線分や図形などの選択を行うことができ、更にそれを前述のような座標入力操作により所望の位置に移動させることが可能であることはもちろんである。
【００２５】
次に、本発明による二次元型電動アクチュエータを駆動源として用いた機器の一例である光ディスクドライブについて説明する。図８にその光ディスクドライブの構造を模式化して示す。この例の光ディスクドライブは、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク２１のロード・アンロード動作と光ディスク２１の回転動作の駆動源として二次元型電動アクチュエータを用いるように構成されている。また、ロード・アンロード動作等における光ディスク２１の位置検知には前述のようなフィルムセンサで行うように構成してある。具体的には、上で説明したような構成の固定子２２を筐体２３の内部に組み込む一方で、光ディスク２１の裏面に永久磁石（図示を省略）を付着させることで、光ディスク２１自体をロード・アンロード動作と回転動作における可動子となるようにしてある。そして、固定子２２に覆い被せるようにして取付けた２４は、前述したような構成のセンサ基板であり、このセンサ基板２４と光ディスク２１の永久磁石で、フィルムセンサを構成している。
【００２６】
したがって光ディスク２１のロード・アンロード動作は、光ディスク２１の裏面に付着された永久磁石を介して固定子２２からの直線動作用の付勢力を受けることでなされる。このロード・アンロード動作のための光ディスク２１の直線動作については、筐体２３に固定して設けてある平板状のガイドプレート２５が上述の規制要素として働くようにされている。また、光ディスク２１の回転動作も同様に、光ディスク２１の裏面に付着された永久磁石を介して固定子２２からの回転動作用の付勢力を受けることでなされる。この回転動作における上述の規制要素には、光ディスク２１を回転可能に支持する円柱状の回転支持台２６が機能する。回転支持台２６はガイドプレート２５に形成した孔部２５ａに挿通させて取付けられている。回転する光ディスク２１に対して光学的なピックアップ２７で読取りや書込みを行なうことは従来の光ディスクドライブと同様であるが、光ディスク２１の半径方向で直線的に移動するピックアップ２７が発するレーザー光は、ガイドプレート２５に形成した矩形状の長孔２５ｂを通じて光ディスク２１に照射されることになる。
【００２７】
図９に、光ディスク２１に与える可動子用の永久磁石の好ましいパターン例を示す。すなわち、光ディスク２１における固定子対向面には、Ｎ極とＳ極が交互に配置されている。そして、この光ディスク２１に対して固定子２２によって直線動作用の付勢力を与えるには、図１０で示すように、光ディスク２１の磁極パターンと略同じ磁極パターンが形成されるように、固定子２２の各コイル２２ａ，２２ａ，……に流す電流の向きの制御を行う。そして、このように形成した固定子２２の磁極パターンを進行方向Ｄへ徐々に平行移動させていくと、光ディスク２１がそれに伴って進行方向Ｄへ移動していくことになる。この平行移動の過程では、光ディスク２１の永久磁石によってセンサ基板２４の図示せぬコイルに誘導起電力が発生し、光ディスク２１の現在位置がこの光ディスクドライブの動作を制御するマイコンなどの制御装置によって検知されて、光ディスク２１の現在位置に応じた光ディスクドライブの各種の動作制御がなされる。そして、平行移動の後に、図９に実線で示す箇所に位置決めされた光ディスク２１を回転駆動させるには、平行移動の場合と同様に、光ディスク２１の磁極パターンに応じてコイル２２ａ，２２ａ，……に流す電流の向きを制御して形成した固定子２２の磁極パターンを、光ディスク２１の中心を回転中心として回転させるように、各コイル２２ａ，２２ａ，……に流す電流の向きの制御を行う。こうして光ディスク２１を回転させることができることになる。
【００２８】
本発明による二次元型の電動アクチュエータは、二次元的動作を可能とすることに特徴がある。この特徴は、一般的な電気機器の駆動源として用いることでその電気機器の大幅な薄型化を図るのに有用である他に、「操作ボタン」を所望のパターンで移動させながら入力操作を行なうような入力装置を可能とすることにおいても活かされる。以下では本発明による二次元型電動アクチュエータを用いたそのような入力装置の実施形態について説明する。図１１に一実施形態による入力装置の構成を模式化して示す。入力装置は、筐体３１の内部に固定子３２とセンサ基板３３と可動子３４を組み込み、このセンサ基板３３と可動子３４の間にマトリックス型の入力媒体としてメンブレンスイッチ３５を介在させた構成とされる。メンブレンスイッチ３５は、図１２に示すように、平面的に形成した絶縁性のフィルム基板３６に導線３７をマトリックス状に配列して形成される。このメンブレンスイッチ３５は、可動子３４を操作することにより入力信号を発生するようにされる。そのための構造として本実施形態では、可動子３４にスイッチ部３８を設け、このスイッチ部３８の操作によりメンブレンスイッチ３５に入力信号を発生させる構造を用いている。
【００２９】
具体的には可動子３４は、メンブレンスイッチ３５の導線３７に対し電気的に非接触の状態でメンブレンスイッチ３５に沿う二次元的な動作を行なう。この動作については、筐体３１に張り渡すようにして設けてあるガイドシート３９が可動子３４の動作軌跡ないしパターンに対する規制要素として働く。そしてこの動作で可動子３４が所望の位置に至ると、そこでスイッチ部３８の操作がなされ、これに応じて可動子３４に設けてある電気的な接触部（図示を省略）が導線３７に接触してメンブレンスイッチ３５が入力信号を出力する。したがってその入力信号には、可動子３４の二次元的な動作により動的に選択される位置情報ないしこの位置情報に重ねられた所望の情報を伴わせることができる。このような入力装置は、例えばパーソナルコンピュータの入力装置やコンピュータゲーム機の入力装置などとして有用である。
【００３０】
上述の例では、メンブレンスイッチ３５として、平面的に形成した絶縁性のフィルム基板３６に導線３７をマトリックス状に配列して形成し、これを可動子３４の接触部にて入力信号を出力するように構成した例を示したが、例えば次のようなものとしてもよい。「マトリックス型入力媒体」として、導線３７を成すＸ座標検出用配線を形成したフィルム基板と、導線３７を成すＹ座標検出用配線を形成したフィルム基板と、を絶縁用のスペーサを介して対向状態で積層形成して成るメンブレンシートを用いるものである。そして、可動子が所定位置でメンブレンシートを押圧することで、Ｘ座標検出用配線とＹ座標検出用配線を接触させて座標検出（座標入力）を行うことができる。また、このように「マトリックス型入力媒体」を構成した場合には、例えば前述の可動子３４に、マウスの右クリック入力や左クリック入力を行うような入力スイッチ３４ａを別途設けることで、メンブレンシートによる座標検出（座標入力）とは異なる別途の入力を行えるようにすることもできる。そして、これらについても例えばパーソナルコンピュータやゲーム機の入力装置などとして有用である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、電気機器に備える可動要素（可動子）の位置検出などを行うセンサを、三次元的なサイズを持つ機械部品のようなスイッチよりも大幅に薄型化することが可能で、且つ可動子の全移動領域に亘って高精度な位置検出が可能であるフィルムセンサが得られる。そして、可動子として実現される電気機器の構成部品に持たせる機能に応じて、可動子の位置検知や座標入力などを精度良く行える。
【００３２】
また、本発明によれば、マトリックス配列のコイルを有する平面的な固定子による可変的な磁場の付勢力を受けて可動子が回転動作や直線動作も含めた二次元的動作を行なう二次元型電動アクチュエータが得られる。この二次元型電動アクチュエータの固定子はきわめて薄くすることができ、またその可動子にはこの固定子に近接状態で沿った二次元的動作を行なわせることができる。したがって、前記フィルムセンサによる効果に加えて、これを駆動源として用いることで、電気機器の大幅な薄型化が可能となる。
【００３３】
更に本発明による入力装置は、マトリックス型入力媒体を固定子と可動子の間に介在させ、その可動子を介してマトリックス型入力媒体に入力信号を発生させるように構成されており、可動子の二次元的な動作により動的に選択される位置情報などを伴わせることで、より機能性の高い入力が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるフィルムセンサを模式的に示す説明図。
【図２】センサ基板のコイルと信号処理系との接続形態を模式的に示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態による二次元型電動アクチュエータの構成を模式化して示す図である。
【図４】基板の上下に形成したコイルの模式図である。
【図５】コイルと可動子の関係を模式化して示す図である。
【図６】コイルが発生させる磁場と可動子の関係を模式化して示す図である。
【図７】本発明によるフィルムセンサを座標入力操作装置に適用した一具体例を示す図。
【図８】本発明による二次元型の電動アクチュエータを駆動源とした光ディスクドライブの構成を模式化して示す図である。
【図９】可動子化するために光ディスクに形成する磁極パターンの例を示す図である。
【図１０】光ディスクの磁極パターンと固定子のコイルが形成する磁極パターンとの関係を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による入力装置の構成を模式化して示す図である。
【図１２】メンブレンスイッチの構成を模式化して示す図である。
【符号の説明】
１　　センサ基板
１ａ　コイル
２　　可動子
６　　固定子
７　　基板
７ａ　コイル
１０ａ　永久磁石
１１ａ　センサ基板
１１ｃ　コイル
２１　　光ディスク（可動子）
２２　　固定子
２４　　センサ基板
３２　　固定子
３３　　センサ基板
３４　　可動子
３４ａ　入力スイッチ（スイッチ手段）
３５　　メンブレンスイッチ（マトリックス型入力媒体）
３６　　フィルム基板
３７　　導線（導体）
３８　　スイッチ部（スイッチ手段）
【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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