(57)【要約】【課題】小型化で、組立てが容易であり、従来のデバイスに組込で円滑に使用できる新規な入力装置であって、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構が設けられた入力装置を実現する。【解決手段】磁石１及びコイル２より構成されたアクチュエータ部分を有する入力装置１Ａにおいて、移動機構における移動片５０内の底部にボタンスイッチ１１１を設ける。ボタンスイッチ１１１は上部に連結された押圧部材１１２を介してユーザにより押下される。更に、キートップ１０５の中心であって操作者に面する側にフォトインタラプタ１１４を埋没した状態で設ける。このフォトインタラプタ１１４は操作者の手指等で覆われることによりオン／オフする。これらスイッチ機構に基づいて操作者による操作時及び非操作時が検出可能となるように構成することで、状態に応じてコイル２及び磁石１よりなるアクチュエータ部分を駆動することが可能となる。【選択図】          図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状に配置させた磁石と、該磁石に対向するように配置したコイルとを有し、前記磁石に対して前記コイルを移動させる入力装置であって、
前記コイルに接続された移動部材と、
前記移動部材を摺動させながら案内する第１案内部材と、
前記第１案内部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動させながら案内する第２案内部材と、
操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、
前記スイッチが前記移動部材に設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
平面状に配置させたコイルと、該コイルに対向するように配置した磁石とを有し、前記コイルに対して前記磁石を移動させる入力装置であって、
前記磁石に接続された移動部材と、
前記移動部材を摺動させながら案内する第１案内部材と、
前記第１案内部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動させながら案内する第２案内部材と、
操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、
前記スイッチが前記移動部材に設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項３】
平面状に配置させた磁石と、該磁石に対向するように配置したコイルとを有し、前記磁石に対して前記コイルを移動させる入力装置であって、
前記コイルに接続された移動部材と、
前記移動部材を摺動可能に保持する第１保持部材と、
前記第１保持部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動可能に保持する第２保持部材と、
操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、
前記スイッチが前記移動部材に設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項４】
平面状に配置させたコイルと、該コイルに対向するように配置した磁石とを有し、前記コイルに対して前記磁石を移動させる入力装置であって、
前記磁石に接続された移動部材と、
前記移動部材を摺動可能に保持する第１保持部材と、
前記第１保持部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動可能に保持する第２保持部材と、
操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、
前記スイッチが前記移動部材に設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記スイッチがオン状態の場合、前記コイルへの制御電流の入力を許可するように制御する制御手段を有することを特徴とする入力装置。
【請求項６】
請求項１から４の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記スイッチがオン状態の場合、前記コイルへの制御電流の入力を禁止するように制御する制御手段を有することを特徴とする入力装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記スイッチは前記移動部材の下部に連結されたボタンスイッチを含んで構成され、前記移動部材を押下することでオン／オフが切り替わることを特徴とする入力装置。
【請求項８】
請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記移動部材の内部を貫通して上部に突出するように摺動可能に設けられた押圧部材を有し、
前記スイッチは前記押圧部材の下部に設けられたボタンスイッチを含んで構成され、前記押圧部材を押下することでオン／オフが切り替わることを特徴とする入力装置。
【請求項９】
請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記スイッチはフォトインタラプタを含んで構成されていることを特徴とする入力装置。
【請求項１０】
請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記スイッチは、前記移動部材の下部に連結された、又は、前記移動部材の内部を貫通して上部に突出するように摺動可能に設けられたボタンスイッチと、フォトインタラプタとを含んで構成されていることを特徴とする入力装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の前記入力装置において、
前記フォトインタラプタは検出面が前記移動部材から露出するように前記移動部材の内部に設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項１２】
請求項９又は１０記載の前記入力装置において、
一方の面が前記移動部材から露出し、他方の面が前記フォトインタラプタの検出面に光学的に連結されている光導波管を有し、
前記フォトインタラプタは前記移動部材の内部に設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項１３】
請求項１又は２記載の前記入力装置において、
前記移動部材は操作者が触れることができるように突出させた移動片を含み、
該移動片は前記第１案内部材に係止して抜け止めとなる係止舌片を有していることを特徴とする入力装置。
【請求項１４】
請求項１又は２記載の前記入力装置において、
前記第１案内部材及び前記第２案内部材の少なくとも一方が、摺動面に突起を有していることを特徴とする入力装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の前記入力装置において、
前記突起は摺動方向に延在させたレール状の突起であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１４記載の前記入力装置において、
前記突起は前記摺動面に複数点在させた半球状の突起であることを特徴とする入力装置。
【請求項１７】
請求項１又は２記載の前記入力装置において、
前記第１案内部材及び前記第２案内部材の少なくとも一方は、摺動面に複数の凹部を有していることを特徴とする入力装置。
【請求項１８】
請求項３又は４記載の前記入力装置において、
前記第２保持部材は前記第１保持部材を摺動可能に支持する間隔を持って配置された一対のシャフトを含むことを特徴とする入力装置。
【請求項１９】
請求項１から１８の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記移動部材が移動して端部に達したときの衝撃を緩和する衝撃緩和部材を有することを特徴とする入力装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の前記入力装置において、
前記衝撃緩和部材は、板バネ，コイルバネ又は衝撃吸収材の少なくとも１つを有してなることを特徴とする入力装置。
【請求項２１】
請求項１から２０の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記磁石は磁性材料をモールド成型することでスペーサと一体に形成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２２】
請求項１又は３記載の前記入力装置において、
前記コイルが固定される基板を含み、該基板は前記移動部材に形成された係止爪により固定されることを特徴とする入力装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の前記入力装置において、
前記基板は前記移動部材と一体成型されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２４】
請求項１又は３記載の前記入力装置において、
前記コイルが固定される樹脂性の基板を有し、該基板には前記コイルを位置決めして固定するためのリブが形成されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２５】
請求項１３記載の前記入力装置において、
前記移動片を所定の位置に固定する待機機構を有することを特徴とする入力装置。
【請求項２６】
請求項１から２５の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記コイルの被覆が黒色であることを特徴とする入力装置。
【請求項２７】
請求項１から２６の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記磁石の表面が黒色化処理されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２８】
請求項１から２６の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記磁石の表面に黒色の色剤を含有させたエポキシ樹脂が塗布されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２９】
請求項１から２８の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記磁石に対して移動するコイルの移動量を検出する磁電変換素子を有することを特徴とする入力装置。
【請求項３０】
請求項１から２９の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記磁石は永久磁石又は電磁石であることを特徴とする入力装置。
【請求項３１】
請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置において、
前記コイル及び前記磁石よりなるアクチュエータ部を駆動する駆動部が形成された第１の基板と、
前記駆動部を制御する制御部が形成された第２の基板とを有し、
前記第１の基板と前記第２の基板とがカール形状のケーブルで電気的に接続されていることを特徴とする入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定された磁石に対向して相対移動する部分を備えたアクチュエータを有する入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ユーザへのフィードバック機能を有するユーザインタフェースとして、アクチュエータを具備した装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１で開示された情報受感装置は、平面状に配した磁石と対向するようにコイルを配置し、このコイルに供給する電流を制御することによりコイルを相対移動させるように構成されている。従って、このアクチュエータを制御することでユーザの触覚を刺激することが可能となる。
【０００３】
例えばパーソナルコンピュータで広く使用されるマウスに上記のアクチュエータを組込んだ場合、クリックポイントをバイブレーションにより知覚させたり、コンピュータゲーム等で銃を撃っている感覚や弓を射っている感覚を擬似的にユーザへ与えることが可能となるなど、コンピュータからマウスを介してユーザへ色々な情報を伝達できるようになる。換言すれば、従来のマウスをマンマシンインターフェースの一つとして活用することが可能となる。
【０００４】
しかしながら、触覚を用いてユーザへ情報をフィードバックする機能は、アクチュエータ自体にユーザが触れている場合でなければ意味を成さない。即ち、ユーザがアクチュエータに触れている状態以外でアクチュエータを駆動することは、無駄な電力の消費に繋がり、更に駆動部であるアクチュエータ自体の寿命も無意味に消耗してしまうことにつながる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、アクチュエータ表面に受光素子を配し、その上に指を載せると接触検知手段が動作するような構成が設けられている。即ち、この従来技術では、受光素子から指先が離されたことを検知した場合、その信号に基づいて駆動を停止するように構成されることで、ユーザがアクチュエータに触れている状態以外での無駄な電力の消費や、アクチュエータ自体の寿命の消耗を回避するように構成されている（特に特許文献１の図５参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３３０６８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記アクチュエータを従来のマウス等に新たに組込んだ場合、磁石やコイル等を配置するスペースを確保することが必要である。また、部品点数が増加し、構造が複雑化するので組立てが困難となり、製造コストが上昇する等の新たな問題も発生する。更に、受光素子を用いた接触検知手段を組み込んだ場合、上記のような問題は悪化してしまう。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、小型化で、組立てが容易であり、従来のデバイスに組込で円滑に使用できる新規な入力装置であって、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構が設けられた入力装置を実現することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、平面状に配置させた磁石と、該磁石に対向するように配置したコイルとを有し、前記磁石に対して前記コイルを移動させる入力装置であって、前記コイルに接続された移動部材と、前記移動部材を摺動させながら案内する第１案内部材と、前記第１案内部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動させながら案内する第２案内部材と、操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、前記スイッチが前記移動部材に設けられているように構成される。このように、直角な方向へ配置された２つの案内部材という比較的簡素な構成を用いて、磁石と対向配置されたコイルを有する移動部材を２次元的に摺動可能とすることで、小型化で、組立てが容易であり、従来のデバイスに組込で円滑に使用できる新規な入力装置であって、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構が設けられた入力装置を実現することが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、請求項２記載のように、平面状に配置させたコイルと、該コイルに対向するように配置した磁石とを有し、前記コイルに対して前記磁石を移動させる入力装置であって、前記磁石に接続された移動部材と、前記移動部材を摺動させながら案内する第１案内部材と、前記第１案内部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動させながら案内する第２案内部材と、操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、前記スイッチが前記移動部材に設けられているように構成される。このように、磁石とコイルとの構成を入れ換えても同様の効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明は、請求項３記載のように、平面状に配置させた磁石と、該磁石に対向するように配置したコイルとを有し、前記磁石に対して前記コイルを移動させる入力装置であって、前記コイルに接続された移動部材と、前記移動部材を摺動可能に保持する第１保持部材と、前記第１保持部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動可能に保持する第２保持部材と、操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、前記スイッチが前記移動部材に設けられているように構成される。このように、直角な方向へ配置された２種類の保持部材という比較的簡素な構成を用いて、磁石と対向配置されたコイルを有する移動部材を２次元的に摺動可能とすることで、小型化で、組立てが容易であり、従来のデバイスに組込で円滑に使用できる新規な入力装置であって、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構が設けられた入力装置を実現することが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、請求項４記載のように、平面状に配置させたコイルと、該コイルに対向するように配置した磁石とを有し、前記コイルに対して前記磁石を移動させる入力装置であって、前記磁石に接続された移動部材と、前記移動部材を摺動可能に保持する第１保持部材と、前記第１保持部材を前記移動部材の摺動方向とは直角な方向へ摺動可能に保持する第２保持部材と、操作者が入力操作するためのスイッチとを有し、前記スイッチが前記移動部材に設けられているように構成される。このように、磁石とコイルとの構成を入れ換えても同様の効果を得ることができる。
【００１３】
また、請求項１から４の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項５記載のように、前記スイッチがオン状態の場合、前記コイルへの制御電流の入力を許可するように制御する制御手段を有して構成されても良い。これにより、指や物体等が可動部に接触したことを検出してアクチュエータ部分を作動開始することが可能となる。
【００１４】
また、請求項１から４の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項６記載のように、前記スイッチがオン状態の場合、前記コイルへの制御電流の入力を禁止するように制御する制御手段を有して構成されても良い。これにより、指や物体等が可動部に接触したことが検出されている間は誤作動防止のために作動を停止させることが可能となる。
【００１５】
また、請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項７記載のように、前記スイッチが前記移動部材の下部に連結されたボタンスイッチを含んで構成され、前記移動部材を押下することでオン／オフが切り替わるように構成しても良い。このように、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構として、機械的に可動するボタンスイッチを用い、これを操作者が触れる移動部材により切り替えることで、操作し易いスイッチ機構を簡素な構成で実現することができる。
【００１６】
また、請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項８記載のように、前記移動部材の内部を貫通して上部に突出するように摺動可能に設けられた押圧部材を有し、前記スイッチが前記押圧部材の下部に設けられたボタンスイッチを含んで構成され、前記押圧部材を押下することでオン／オフが切り替わるように構成してもよい。このように、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構として、機械的に可動するボタンスイッチを用い、これを操作者が触れる移動部材の上部に突出した押圧部材により切り替えることで、操作し易いスイッチ機構を簡素な構成で実現することができる。
【００１７】
また、請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項９記載のように、前記スイッチがフォトインタラプタを含んで構成されてもよい。このように、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構として、光学的なスイッチであるフォトインタラプタを用いることで、操作し易いスイッチ機構を簡素な構成で実現することができる。
【００１８】
また、請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項１０記載のように、前記スイッチが、前記移動部材の下部に連結された、又は、前記移動部材の内部を貫通して上部に突出するように摺動可能に設けられたボタンスイッチと、フォトインタラプタとを含んで構成されてもよい。このように、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構としては、機械的に動作するボタンスイッチと光学的なフォトインタラプタとを併用することも可能である。
【００１９】
また、請求項９又は１０記載の前記入力装置は、例えば請求項１１記載のように、前記フォトインタラプタが検出面が前記移動部材から露出するように前記移動部材の内部に設けられてもよい。このようにフォトインタラプタの検出面が移動部材から露出するような構成とすることで、操作者が触れるだけで切り替えることが可能となり、操作し易いスイッチ機構を簡素な構成で実現することができる。
【００２０】
また、請求項９又は１０記載の前記入力装置は、例えば請求項１２記載のように、一方の面が前記移動部材から露出し、他方の面が前記フォトインタラプタの検出面に光学的に連結されている光導波管を有し、前記フォトインタラプタが前記移動部材の内部に設けられているように構成されても良い。このようにフォトインタラプタの検出面が反射面から遠い場合等でも反射面と検出面とを光導波管で光学的に接続することで、感度が劣化することを防止できる。
【００２１】
また、請求項１又は２記載の前記入力装置は、例えば請求項１３記載のように、前記移動部材が操作者が触れることができるように突出させた移動片を含み、該移動片が前記第１案内部材に係止して抜け止めとなる係止舌片を有するように構成されても良い。これにより、移動部材を第１案内部材に確実に係止することが可能となるため、組み立て効率が向上し、また、この係止舌片により上下方向の保持も達成される。
【００２２】
また、請求項１又は２記載の前記入力装置は、好ましくは請求項１４記載のように、前記第１案内部材及び前記第２案内部材の少なくとも一方が、摺動面に突起を有するように構成される。
【００２３】
また、請求項１４記載の前記入力装置は、例えば請求項１５記載のように、前記突起が摺動方向に延在させたレール状の突起であってもよい。
【００２４】
また、請求項１４記載の前記入力装置は、例えば請求項１６記載のように、前記突起が前記摺動面に複数点在させた半球状の突起であってもよい。
【００２５】
また、請求項１又は２記載の前記入力装置は、好ましくは請求項１７記載のように、前記第１案内部材及び前記第２案内部材の少なくとも一方が、摺動面に複数の凹部を有するように構成される。
【００２６】
また、請求項３又は４記載の前記入力装置は、例えば請求項１８記載のように、前記第２保持部材が前記第１保持部材を摺動可能に支持する間隔を持って配置された一対のシャフトを含んで構成されても良い。
【００２７】
また、請求項１から１８の何れか１項に記載の前記入力装置は、好ましくは請求項１９記載のように、前記移動部材が移動して端部に達したときの衝撃を緩和する衝撃緩和部材を有するように構成される。
【００２８】
また、請求項１９に記載の前記入力装置は、例えば請求項２０記載のように、前記衝撃緩和部材が、板バネ，コイルバネ又は衝撃吸収材の少なくとも１つを有して構成されると良い。
【００２９】
また、請求項１から２０の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項２１記載のように、前記磁石を磁性材料をモールド成型することでスペーサと一体に形成してもよい。これにより、部品点数を削減し、製造工程を簡略化すると共に、一体形成により強度を向上させることができる。
【００３０】
また、請求項１又は３記載の前記入力装置は、好ましくは請求項２２記載のように、前記コイルが固定される基板を含み、該基板は前記移動部材に形成された係止爪により固定されるように構成される。これにより、コイルが固定された基板を確実に移動部材に固定することが可能となる。
【００３１】
また、請求項２２記載の前記入力装置は、例えば請求項２３記載のように、前記基板が前記移動部材と一体成型されているように構成しても良い。これにより、組み立て効率の向上を図りながら、コイルを確実に基板に固定することが可能となる。
【００３２】
また、請求項１又は３記載の前記入力装置は、好ましくは請求項２４記載のように、前記コイルが固定される樹脂性の基板を有し、該基板に前記コイルを位置決めして固定するためのリブが形成される。これにより、コイルを正確に位置決めしつつ確実に固定することが可能となる。
【００３３】
また、請求項１３記載の前記入力装置は、例えば請求項２５記載のように、前記移動片を所定の位置に固定する待機機構を有するように構成されても良い。
【００３４】
また、請求項１から２５の何れか１項に記載の前記入力装置は、好ましくは請求項２６記載のように、前記コイルの被覆が黒色で構成される。これにより、例えば前記入力装置を光学的な機構（光学マウス等）に組み込んだ場合でも、コイル表面において乱反射が生じることを防止でき、動作を確実に行わせることが可能となる。
【００３５】
また、請求項１から２６の何れか１項に記載の前記入力装置は、好ましくは請求項２７記載のように、前記磁石の表面が黒色化処理されている。これにより、例えば前記入力装置を光学的な機構（光学マウス等）に組み込んだ場合でも、磁石表面において乱反射が生じることを防止でき、動作を確実に行わせることが可能となる。
【００３６】
また、請求項１から２６の何れか１項に記載の前記入力装置は、好ましくは請求項２８記載のように、前記磁石の表面に黒色の色剤を含有させたエポキシ樹脂が塗布されている。これにより、上記と同様に、例えば前記入力装置を光学的な機構（光学マウス等）に組み込んだ場合でも、磁石表面において乱反射が生じることを防止でき、動作を確実に行わせることが可能となる。
【００３７】
また、請求項１から２８の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項２９記載のように、前記磁石に対して移動するコイルの移動量を検出する磁電変換素子を有するように構成しても良い。
【００３８】
また、請求項１から２９の何れか１項に記載の前記入力装置は、例えば請求項３０記載のように、前記磁石を永久磁石又は電磁石で構成しても良い。
【００３９】
また、請求項１から６の何れか１項に記載の前記入力装置は、好ましくは請求項３１記載のように、前記コイル及び前記磁石よりなるアクチュエータ部を駆動する駆動部が形成された第１の基板と、前記駆動部を制御する制御部が形成された第２の基板とを有し、前記第１の基板と前記第２の基板とがカール形状のケーブルで電気的に接続されるように構成される。これにより、アクチュエータ部分とその他の部分との間で生じる駆動の際のストレスを低減することが可能となる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。まず実施例を説明する前に、本発明で利用している基本技術の概略について簡単に説明する。
【００４１】
〔本発明の原理〕
図１は磁石とコイルとの関係を示した。本発明は所謂、フレミングの左手の法則を応用した発明である。尚、図１（ａ）はフレミングの左手の法則を説明するために示した図である。同図で示すよう、磁石１に接近させてコイル２を配置して電流３を矢印方向に流すと、コイル２には黒矢印の方向に推力４が生じるというのがフレミングの左手の法則である。図１（ｂ）は、本発明が採用している磁石１とコイル２との概略構成を示した図である。同図に示すように、Ｎ極，Ｓ極を交互に配置した平面状の磁石１に対向するように複数のコイル２を配設する。このコイル２を滑動可能な移動部材（図示せず）に固定し、コイル２に供給する電流を制御すると図１（ａ）の推力によりＸ−Ｙ面内、すなわち２次元内で移動させることができる。本発明は上記構成を利用して、実現されているアクチュエータである。
【００４２】
図２は、図１（ｂ）の構成をより具体的に示した図である。（ａ）は磁石１とコイル２との関係を示した斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面図である。図２では、磁石１を底板１２−１上に固定配置している。平面状に配置される磁石１に対してコイル２が対向するように配置されている。コイル２が磁石１に対向しながら２次元（面内）移動するようになっている。尚、ここではコイル２の移動量を検出するための開口１５を形成した底板１２−１の例を示している。
【００４３】
図１（ｂ）及び図２で示した磁石１は所謂、永久磁石であっても電磁石であってもよい。また、コイル２側を固定し磁石１側を移動するように構成することも可能である。
【００４４】
図３は、図１（ｂ）でのＸ方向及びＹ方向におけるコイル位置と推力（荷重N）との関係を示した図である。横軸にコイルの位置の移動、縦軸にコイルに生じる荷重Ｎをとっている。ここでは、コイルに電流２００ｍＡを流し、１２０００ガウスの磁石を用いた場合の例を示している。図１（ｂ）でコイル２が磁石１のＮ、Ｓにちょうど跨る位置が中央である。この中央位置で最も大きな荷重Ｎが生じ、±５ｍｍ位置がずれた所でも十分な荷重Ｎが生じることが確認できる。さらに以下、図を用いて本発明の複数の実施例を説明する。
【００４５】
〔第１の実施形態〕
図４から図８は、本発明の第１実施形態による入力装置１Ａについて示した図である。図４（ａ）はスイッチ機構を設けていない状態での入力装置１Ａの外観を示す斜視図であり、図４（ｂ）はスイッチ機構を設けた状態での入力装置１Ａの外観を示す図であり、図５は入力装置１Ａの平面図、正面図、底面図を（ａ），（ｂ），（ｃ）で順に示した図である。また、図６は入力装置１Ａにおける移動機構の構造を示すＢ−Ｂ’断面図であり、図７は入力装置１Ａにおける移動機構の構造を示すＡ−Ａ’断面図であり、図８はスイッチ機構を取付けた後の入力装置１Ａの構造を示すＡ−Ａ’断面図である。尚、入力装置１Ａは例えばマウスやコントローラ等に組込まれる１部品の形態として形成されている。
【００４６】
図４から図８に示すように、入力装置１Ａにおけるアクチュエータ部分は底板１２−１上に形成された磁石１及びコイル２を有してなる。底板１２−１上には磁石１が磁極を交互にされつつ平面状に配置されている（図２参照）。底板１２−１の上部にはスペーサ１１−１を介して支持板１０が設けられている。支持板１０上には前述したようにコイル２を２次元移動させるための移動機構が形成されている。
【００４７】
図４（ａ）では移動機構における移動部材となるスライダ２０の一部のみが図示されているが、図５（ｂ）に示すようにスライダ２０は磁石１の上方に対向するように配置されている。このスライダ２０の下面には前述したコイル２が保持されている。そして、スライダ２０の上面から突出させることで操作者が触れられるように構成した移動片５０が入力装置１Ａの上部に設けられている。この移動片５０はスライダ２０と共に移動するように構成されている。尚、図１０は、上記スライダ２０に着目した図である。図１０ではスライダ２０の側面図及び底面図を示し、側面図ではその一部を拡大して示している。スライダ２０の裏面（移動片５０の反対側）には回路基板３０が嵌め込まれ、この回路基板３０にコイル２が固定された構造を有している。スライダ２０における表面（コイル２の反対側）には前記移動片５０が形成されている。
【００４８】
再度、図４（ａ）を参照すると、移動片５０は第１案内部材５６により保持され、摺動するようになっている。この構成を図６を用いて詳細に説明する。図６（特に拡大図）に示すように、移動片５０の両側部には爪状の係止舌片５２が設けられており、これが第１案内部材５６の対向する２つの内壁に設けられたレール５６−１上に摺動可能に載置される。よって、移動片５０は第１案内部材５６内をレール５６−１に担持されながら、レール５６−１の延在方向に摺動できるようになっている。尚、第１案内部材５６における移動片５０と接触する部分、即ち内壁を鋭角かして接触面積を小さくすることで、移動片５０と第１案内部材５６との間で生じる摩擦を小さくすることが可能となる。更に、レール５６−１と係止舌片５２との接触部（摺動面ともいう）に半球状の突起５４を設けて接触面積を小さくすることで、同様に移動片５０と第１案内部材５６との間で生じる摩擦を小さくすることが可能となる。但し、この突起５４は第１案内部材５６側に設けても良い。
【００４９】
更に、上記第１案内部材５６は第２案内部材６１により保持され、摺動するようになっている。この構成を図７を用いて説明する。図７（特に拡大図）に示すように、第１案内部材５６の両側の端部５８は上案内板６０と下案内板６２とよりなる第２案内部材６１により挟持されている。これにより、第１案内部材５６が上案内板６０と下案内板６２とで形成された案内路６５内に沿って摺動可能となる。尚、端部５８と上案内板６０及び下案内板６２との接点（端部５８側若しくは上案内板６０又は下案内板６２側）に突起６５を点在又は延在して設けることで、摺動時に生じる摩擦を軽減するように構成するとよい。また、案内路６５の延在方向は、レール５６−１の延在方向と直角を成す。
【００５０】
上記のような構成では、移動片５０が第１案内部材５６内を一方向に摺動し、第１案内部材５６が第２案内部材６１内を移動片５０が移動する方向とは直角な方向に移動するという状態が形成される。よって、入力装置１Ａにおけるアクチュエータ部分では、コイル２が接続されたスライダ２０が所定の推力を受けたときに移動片５０が２次元内を自由に移動できる構造が実現されている。この入力装置１Ａを例えばマウスに組込み、操作者の指が移動片５０に接触できるようにしておくことにより、操作者がアクチュエータ部分に生じた推力を認識できる。
【００５１】
また、移動片５０には、図４（ｂ）に示すように、スイッチ機構が設けられる。このスイッチ機構の構成を図８を用いて説明する。図８に示すように、移動片５０内の底部には回路基板３０に接続されたボタンスイッチ１１１が設けられる。ボタンスイッチ１１１上には押圧部材１１２が設けられる。押圧部材１１２上にはネジ部１１３−１を有するキー部材１１３が設けられる。キー部材１１３のネジ部１１３−１は、移動片５０の上面に設けられた開口５１を介して移動片５０から突出される。また、このネジ部１１３−１にはキートップ１０５が螺着される。尚、螺着された状態において、キートップ１０５と移動片５０との間にはある程度の空隙が設けられており、キートップ１０５全体（キー部材１１３も含む）がボタンとして移動片５０に対して摺動可能に構成されている。従って、ボタンスイッチ１１１は、操作者がキートップ１０５を操作することで押圧部材１１２が押下されてオン／オフされる。
【００５２】
更に、キートップ１０５の中心であって操作者に面する側には光学的なスイッチとしてフォトインタラプタ１１４が埋没した状態で設けられている。このフォトインタラプタ１１４は例えば光反射型であり、操作者の手指等で覆われることによりＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）から出力された光を反射してフォトトランジスタに入射させることでオン／オフする。尚、フォトインタラプタ１１４は、キートップ１０５内及び移動片５０内に導引されたジャンパ線１１６等の導線により回路基板３０へ接続されている。また、フォトインタラプタ１１４上はガラスや透明なプラスチック樹脂や石英等で形成された窓１１５により覆われている。但し、ＬＥＤに赤外光を使用する場合、赤外線透過プラスチック樹脂を使用するとよい。
【００５３】
このように構成されたスイッチ機構（ボタンスイッチ１１１及びフォトインタラプタ１１４）に基づいて操作者による操作時及び非操作時が検出可能となるように構成することで、本実施形態では、例えば図９に示すように、操作者の指２０１がキートップ１０５（特にフォトインタラプタ１１４）に触れている時（図９（ａ）参照）にアクチュエータ部分を動作状態とし、触れていない時（図９（ｂ）参照）にアクチュエータ部分を不動作状態とするなど、状態に応じてコイル２及び磁石１よりなるアクチュエータ部分を駆動することが可能となる。
【００５４】
また、スライダ２０の裏面に設けられた回路基板３０上であって、例えば４つのコイル２の配列における中心には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）９０が設けられており、これが回路基板３０上の図示しないマイクロコンピュータ（図１５における制御マイコン部４２参照）からの駆動信号に応じて発光／消光する。尚、制御マイコン部４２はフォトインタラプタ１１４及び／又はボタンスイッチ１１１のオン／オフに応じてＬＥＤ９０を制御する。底板１２−１を介してＬＥＤ９０と対向する位置（制御基板１２−２上）にはＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）９５が設けられており、発光状態におけるＬＥＤ９０の２次元平面上での位置を検出できるように構成されている。これにより、操作時（フォトインタラプタ１１４及び／又はボタンスイッチ１１１がオンの状態）若しくは非操作時（フォトインタラプタ１１４及び／又はボタンスイッチ１１１がオフの状態）に、ＬＥＤ９０を発光させてスライダ２０の位置が検出できる入力装置１Ａが実現される。また、スライダ２０の裏面に設けられた回路基板３０と制御基板１２−２とは、図１１に示すように、例えばカール形状のケーブル（カールケーブル１１０）で電気的に接続することで、アクチュエータ部分の駆動への影響（ストレス）を最小限に抑えることが可能となる。尚、回路基板３０は、コイル２及び磁石１よりなるアクチュエータ部分を駆動するための駆動部が形成された基板であり、制御基板１２−２はこの駆動部を制御するための制御部が形成された基板である。また、図１１は、カールケーブル１１０を用いた入力装置１Ｃの構成を示すＡ−Ａ’断面図（但し、Ａ−Ａ’断面は図５（ａ）に示す位置と同様）である。
【００５５】
次に、図１２を用いて、入力装置１Ａのスライダ２０に採用できる構造例を示す。尚、図１２（ａ）はスライダ２０の斜視図を示し、図１２（ｂ）はこれを分解した斜視図を示す。図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、スライダ２０は回路基板３０を位置決めするためのピン２２を備えている。基板３０側にはこのピン２２と嵌合する開口３２が形成されている。また、図１２（ａ）に示すように、ピン２２はコイル２の位置を規定する機能も有している。このような構造であれば、スライダ２０に回路基板３０及びコイル２を精度よく位置決めして固定できる。更に、スライダ２０の周部には位置決め用の壁が立ち上げられている。この壁には（ｂ）における拡大図で示すように、下向きにテーパを有する係止爪２５が形成されている。よって、回路基板３０を上から押し下げたときに、この係止爪２５で確実に保持できるスライダ２０が実現されている。
【００５６】
また、スライダ２０の他の構成の例を図１３に示す。図１３（ａ）は回路基板３０にコイル２を位置決めするリブ３４を立設した場合を示している。このように、スライダ２０にリブ３４を形成すればコイル２を回路基板３０上の所定位置に確実に固定できる。また、図１３（ｂ）は樹脂材２０−１で形成する回路基板３０の成型時にコイル２を一体成型した場合を示している。この場合には、コイル２が樹脂材２０−１内に埋設状態となるのでこれを確実に保持固定できる。しかも、図１２に示す構成と比較してコイル２を固定するための部材を省略できる。
【００５７】
次に、第１実施形態による入力装置１Ａの変形例（入力装置１Ｂ）について以下に詳細に説明する。図４に示した入力装置１Ａにおけるアクチュエータ部分は、底板１２−１上に磁石１が固定された自己完結の構造形態で実現されている。しかし、このアクチュエータ部を一部品とらえた場合、コイル２が固定されていた回路基板３０側にコイル２でなく磁石１を配置した場合であっても最終的に同じ機能が実現できる。この場合には図１４に示すように図４から底板１２−１及びその上の磁石１を除いた構造で、半製品状態のアクチュエータ部分を準備すればよいことになる。
【００５８】
また、本実施形態において説明した入力装置１Ａ（１Ｂも同様）の模式的な構成を図１５に示すブロック図を用いて詳細に説明する。回路基板３０に設けたＣＰＵ等が制御マイコン部４２となりコイル２への電流を制御する。この制御マイコン部４２はインターフェース部４１を介して例えば外部のコンピュータ等と接続される。コンピュータから供給される信号に基づいて、制御マイコン部４２がモータドライバ４３に駆動信号を供給する。これにより、モータドライバ４３がＸ軸駆動部４４とＹ軸駆動部４５に供給する電流を調整する。ここでのＸ軸駆動部４４とＹ軸駆動部４５は、前述したコイル２に相当している。
【００５９】
尚、本アクチュエータを例えばマウスに組込んだ場合には、コイル２の位置を検出することが必要になる場合がある。このときには移動片５０の直下に設けたＬＥＤ９０と底板１２−２上に設けたＰＤ９５とよりなるセンサ部４６からの信号を制御マイコン部４２に供して利用する。
【００６０】
また、このような動作を操作者による操作時のみに限定するために、本実施形態ではボタンスイッチ１１１及び／又はフォトインタラプタ１１４よりなるスイッチ部４７のオン／オフに基づいて、これがオン（又はオフであってもよい）の状態のときのみ、制御マイコン４２から駆動信号をモータドライバ４３へ供給するように構成する。
【００６１】
以上のように構成することで、小型化で、組立てが容易であり、従来のデバイスに組込で円滑に使用できる新規な入力装置であって、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構が設けられた入力装置が実現できる。
【００６２】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一符号を付すことで重複した説明は省略する。  上記した第１の実施形態では、スイッチ機構としてボタンスイッチ１１１とフォトインタラプタ１１４とを使用していた。これに対し、本実施形態ではスイッチ機構としてボタンスイッチ１１１のみを使用することで構成を簡略化した場合の例を挙げる。
【００６３】
図１６は本実施形態による入力装置１Ｃの構成を示すＡ−Ａ’断面図（但し、Ａ−Ａ’断面は図５（ａ）に示す位置と同様）である。図１６に示すように、入力装置１Ｃに設けられたスイッチ機構は、第１の実施形態と同様に、移動片５０内の底部に回路基板３０へ接続されたボタンスイッチ１１１が設けられた構造であって、ボタンスイッチ１１１上に押圧部材１２１が設けられた構造を有している。この押圧部材１２１は、移動片５０の上面に設けられた開口５１（図４又は図５（ａ）参照）及びキートップ１０５を貫通してキートップ上部に突出して設けられる。キートップ１０５は移動片５０の上部に固定されている。従って、キートップ１０５から突き出した押圧部材１２１を操作者が押下することで、押圧部材１２１の直下に設けられたボタンスイッチ１１１がオン／オフされる。また、開口５１の周囲には爪１２３が形成されており、これに同様の開口形状を有するパッキン１２２がはめ込まれている。これにより、押圧部材１２１の可動範囲が、押圧部材１２１の移動片５０に埋没された部分に形成されたリング状の凸部１２１−１とパッキン１２２とが接触する位置までに制限される。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６４】
このようにスイッチ機構を機械的な構成のみで構成することも可能である。これにより、構成が簡略化でき、安価で容易に製造できる入力装置が実現される。
【００６５】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一符号を付すことで重複した説明は省略する。上述した第２の実施形態では、スイッチ機構として機械的なボタンスイッチ１１１のみを使用していた。これに対し、本実施形態ではスイッチ機構としてフォトインタラプタ１１４のみを使用することで第１の実施形態と比較して構成を簡略化した場合の例を挙げる。
【００６６】
図１７は本実施形態による入力装置１Ｄの構成を示すＡ−Ａ’断面図（但し、Ａ−Ａ’断面は図５（ａ）に示す位置と同様）である。図１７に示すように、入力装置１Ｄに設けられたスイッチ機構は、第１の実施形態と同様に、キートップ１０５の中心であって操作者へ面する側に埋没した状態で設けられたフォトインタラプタ１１４を有してなる。このフォトインタラプタ１１４は例えば光反射型であり、操作者の手指等で覆われることによりＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）から出力された光を反射してフォトトランジスタに入射させることでオン／オフする。尚、フォトインタラプタ１１４は、キートップ１０５内及び移動片５０内に導引されたジャンパ線１１６等の導線により回路基板３０へ接続されている。また、フォトインタラプタ１１４上はガラスや透明なプラスチック樹脂や石英等で形成された窓１１５により覆われている。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６７】
このようにスイッチ機構を光学的な構成のみで構成することも可能である。これにより、構成が簡略化でき、安価で容易に製造できる入力装置が実現される。
【００６８】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一符号を付すことで重複した説明を省略する。本実施形態は、スイッチ機構として第１の実施形態と同様に機械的なスイッチと光学的なスイッチとの双方を用いた場合の他の形態である。
【００６９】
図１８は本実施形態による入力装置１Ｅの構成を示すＡ−Ａ’断面図（但し、Ａ−Ａ’断面は図５（ａ）に示す位置と同様）である。図１８に示すように、スイッチ機構は、移動片５０内の底部に回路基板３０へ接続されたボタンスイッチ１１１が設けられた構造であって、ボタンスイッチ１１１上に押圧部材１２１が設けられた構造と、キートップ１０５上に突き出した押圧部材１２１に隣接する位置であって操作者へ面する側に埋没した状態で設けられたフォトインタラプタ１１４とを有してなる。
【００７０】
押圧部材１２１は、第２の実施形態と同様に、移動片５０の上面に設けられた開口５１（図４又は図５（ａ）参照）及びキートップ１０５を貫通してキートップ上部に突出して設けられる。キートップ１０５は移動片５０の上部に固定されている。従って、キートップ１０５から突き出した押圧部材１２１を操作者が押下することで、押圧部材１２１の直下に設けられたボタンスイッチ１１１がオン／オフされる。また、開口５１の周囲には爪１２３が形成されており、これに同様の開口形状を有するパッキン１２２がはめ込まれている。更に、この凸部１２１−１は一方が移動片５０（スライダ２０）に固定されたスプリング１３１により支持されている。これにより、押圧部材１２１の可動範囲が、押圧部材１２１の移動片５０に埋没された部分に形成されたリング状の凸部１２１−１とパッキン１２２とが接触する位置までに制限され、且つ、押下後に元の位置へ戻る力が加わるように構成される。
【００７１】
また、フォトインタラプタ１１４は例えば光反射型であり、操作者の手指等で覆われることによりＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）から出力された光を反射してフォトトランジスタに入射させることでオン／オフする。尚、フォトインタラプタ１１４は、キートップ１０５内及び移動片５０内に導引されたジャンパ線１１６等の導線により回路基板３０へ接続されている。また、フォトインタラプタ１１４上はガラスや透明なプラスチック樹脂や石英等で形成された窓１１５により覆われている。
【００７２】
このように、機械的なスイッチと光学的なスイッチとを第１の実施形態とは異なる形態として組み合わせて入力装置に組み込むことも可能である。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７３】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一符号を付すことで重複した説明を省略する。本実施形態は、スイッチ機構として第３の実施形態と同様に光学的なスイッチのみを用いた場合の他の形態である。
【００７４】
図１９は本実施形態による入力装置１Ｆの構成を示すＡ−Ａ’断面図（但し、Ａ−Ａ’断面は図５（ａ）に示す位置と同様）である。図１９に示すように、入力装置１Ｆに設けられたスイッチ機構は、移動片５０内部であって回路基板３０近傍に設けられたフォトインタラプタ１１４を有してなる。これにより、回路基板３０とフォトインタラプタ１１４とを接続する配線（ジャンパ線１１６）を短くすることが可能となる。このフォトインタラプタ１１４は例えば光反射型であり、操作者の手指等で覆われることによりＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）から出力された光を反射してフォトトランジスタに入射させることでオン／オフする。但し、フォトインタラプタ１１４を移動機構（キートップ１０５，移動片５０及びスライダ２０を含む）の内部深くまで埋没したこの構成では、フォトインタラプタ１１４の反射面（キートップ１０５に設けられた窓１１５）と検出面（フォトインタラプタ１１４の光の入射面）との距離が長い。そこで本実施形態では、図１９に示すように、反射面を形成する窓１１５と検出面を形成するフォトインタラプタ１１４の上面（光の反射面）との光学的な損失を減少するために、これらの間に光ファイバ等で構成された光導波管１４１を設ける。これにより、反射面と検出面との間で生じる光のロスを減少することが可能となる。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７５】
このように、光学的なスイッチを用いた場合において、反射面と検出面との間に光導波管を設けることで、検出用に用いる光のロスを減少することが可能となる。
【００７６】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一符号を付すことで重複した説明は省略する。
【００７７】
図２０は、本実施形態による入力装置１Ｇの構成を示す図である。尚、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は正面図を示し、（ｃ）は側面図を示す。図２０に示すように、入力装置１Ｇは、第１の実施形態で示した磁石１とスペーサ１１−１とが磁性材料を用いたモールド成型により一体形成された基台１９を有して構成されている。これにより本実施形態では、部品点数が低減され、製造工程の簡素化を図ることができる。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７８】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一符号を付すことで重複する説明は省略する。
【００７９】
図２１は、本実施形態による入力装置１Ｈの構成を示す図である。尚、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は正面図を示し、（ｃ）は側面図を示す。本実施形態では、入力装置１Ｈ内部での光の乱反射を防止するために、図２１に示すように、第１の実施形態におけるコイル２として外観が黒色で被覆されたコイル２１を用いる。このように外観が黒色のコイル２１を用いることで、窓１１５から入射した光やフォトインタラプタ１１４のＬＥＤやＬＥＤ９０から出力された光の乱反射を制御することが可能となる。従って、このような入力装置１Ｈを光学マウス等に組み込んだ場合でも、乱反射によりマウスの位置検出精度や感度を低下させることがない。更に、磁石１にも黒色化処理を施すことで、上記の効果を更に向上させることが可能となる。この際の黒色化処理は、例えば黒色の色剤が含有されたエポキシ樹脂等を塗布することで実現される。また、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８０】
〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一符号を付すことで重複する説明は省略する。
【００８１】
図２２は、本実施形態による入力装置１Ｉの構成を示すＢ−Ｂ’断面図（但し、Ｂ−Ｂ’断面は図５（ａ）に示す位置と同様）である。図２２に示すように、本実施形態では移動片５０の係止舌片５２に切込み５２−１が設けられ、第１案内部材５６には移動片５０の係止舌片５２を係止するための係止爪５６−２が設けられている。このように構成した場合、組み立て時に移動片５０の上方から第１案内部材５６を位置合わせして押し下げると、係止舌片５２が弾性変形して第１案内部材５６内を摺り抜けた後に復元するので、図２２に示す係止状態で移動片５０を固定することが可能となる。これにより、係止舌片５２が第１案内部材５６上で張り出して抜け止めとなるので、組み付け作業を効率良く行うことが可能となる。また、上記のように、係止舌片５２が第１案内部材５６に係止するので、移動片５０及びその下に接続されているスライダ２０及びコイル２を保持することも可能となる。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８２】
〔第９の実施形態〕
次に、本発明の第９の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。
【００８３】
図２３は、本実施形態による入力装置１Ｊの構成を示す分解斜視図である。図２３に示すように、入力装置１Ｊは第１案内部材５６の端部５８に設ける突起を凹部６７に変更した場合を示している。本実施形態では端部５８上面に複数の凹部６７を点在させている。これにより、第１案内部材５６と上案内板６０との摩擦が低減され、第１案内部材５６が円滑に移動する構成が実現される。また、端部５８の下面にも同様に凹部６７を設けることで、第１案内部材５６と下案内板６２との摩擦を低減させるとなおよい。更に、凹部６７を上案内板６０及び／又は下案内板６２に設けてもよい。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８４】
〔第１０の実施形態〕
次に、本発明の第１０の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。本実施形態はコイル２（若しくは磁石１）を固定する回路基板３０の応用した例であり、以下ではその中の３つを例に挙げる。
【００８５】
まず、第１の例として図２４（ａ）では、回路基板７０とスライダ２０とが一体化した場合が示されている。この例では、回路基板７０にコイル２を接着するだけの簡単な構成となるので、低コスト化及び製造工程での効率を高めることが可能となる。また、第２の例として図２４（ｂ）では、回路基板７１にコイル２を接着させた場合のより好ましい構造が示されている。この例では、回路基板７１にコイル２を接着し、配線などの引き回しを回路基板７１内で行うように構成されている。これにより、低コスト化及び製造工程での効率を高めることが可能となる。更に、第３の例として図２４（ｃ）では、回路基板７２にコイル２を接着させた場合の他の好ましい構造が示されている。この例では、回路基板７２にコイルを接着し、更に回路基板７２に穴をあけてコイル固定用のリブ７３を接着するように構成されている。これにより、コイル２を確実に固定することが可能となる。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８６】
〔第１１の実施形態〕
次に、本発明の第１１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。本実施形態は、移動片５０が移動して摺動範囲の端に達した時の衝撃力や衝突音を制御するように構成した場合の例であり、以下では図２５（ａ）〜（ｄ）を用いて、４つの具体的な構造を示す。
【００８７】
まず、第１の例として図２５（ａ）では、移動片５０が案内される方向及び、第１案内部材５６が案内される方向で衝突面積を小さくする突起７５を設けた構成が示されている。この例では、移動片５０や第１案内部材５６の成型時に突起７５を形成しておけばよいので、簡単に実現することができる。但し、衝突部分（突起７５，第１案内部材５６及び第２案内部材６１）には弾性変形する部材を用いることが好ましい。また、第２の例として図２５（ｂ）では、板バネ７６を弾性部材として使用した場合の構成が示されている。また、第３の例として図２５（ｃ）では、コイルバネ７７を弾性部材として使用した場合の構成が示されている。更に、第４の例として図２５（ｄ）では、弾性部材としてコムやスポンジ等の衝撃吸収材７８を用いた場合の構成が示されている。これらのように構成することで、移動片５０が逐次移動しても、衝突時の衝撃を緩和し、衝突音を小さく又は消音することが可能となる。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８８】
〔第１２の実施形態〕
次に、本発明の第１２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。本実施形態は不使用時に待機する機構を備えた場合の例である。
【００８９】
図２６（ａ）は本実施形態による入力装置１Ｌが使用状態にあるときの平面図であり、（ｂ）は入力装置１Ｌが不使用状態にあるときの平面図である。このように、入力装置１Ｌは回転軸８２を中心に回転可能な棒状部材８０を有している。この棒状部材８０は入力装置１Ｌの特にアクチュエータ部分を使用時には図２６（ａ）に示すように、邪魔とならない位置に退避させることができる。一方、不使用時には棒状部材８０を回転軸８２回りに回動させることで、移動片５０に当接させて所定の位置、例えば左端上部に押圧して固定する。このような機構を設けることで、不使用時に移動片５０及びこれに接続されるスライダ２０を定位置に安定保持させることが可能となる。尚、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９０】
〔第１３の実施形態〕
次に、本発明の第１３の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。
【００９１】
上述で説明した実施形態はコイル２の位置を検出するための構成としてＬＥＤ９０とＰＤ９５とを用いていた。これに対し、本実施形態では磁電変換素子の１つであるホール素子を用いる。
【００９２】
図２７は本実施形態によるスライダ２０に着目した構成を示す図であり、（ａ）はその底面図を示し、（ｂ）はその側面図を示し、（ｃ）はその上面図を示し、（ｄ）はその斜視図を示す。図２７に示すように、本実施形態では２つのホール素子９６〜９９が４つのコイル２に沿って配置されている。ホール素子９６とホール素子９８とはスライダ２０の長手方向のライン上に配置されている。また、ホール素子９７とホール素子９９とは、このラインと直角を成すライン上に配置されている。即ち、これらのホール素子９６〜９９は、移動片５０の移動方向に沿うように配置されている。
【００９３】
また、図２７では図示を省略するが前述した実施形態と同様に、コイル２も磁石１に対向して配置されている。従って、上記のスライダ２０を磁石１に対して移動させると、その移動量に応じて電圧がホール素子９６〜９９から検出される。よって、上述した実施形態と同様に、移動片５０及びコイル２の位置検出が可能となる。
【００９４】
図２８に、本実施形態によるスライダ２０を用いた際の移動片５０の移動と出力との関係を示す。尚、図２８（ａ）はＸ方向（ホール素子９７，９９方向）に移動片５０を移動させた場合の出力状態を示し、（ｂ）はＹ方向（ホール素子９６，９８方向）に移動片５０を移動させた場合の出力状態を示す。図２８を参照すると明らかなように、ホール素子９６〜９９が移動片５０及びコイル２の位置検出に有効である。尚、ホール素子に替えて磁気抵抗効果素子を用いてもよい。また、他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９５】
〔第１４の実施形態〕
次に、本発明の第１４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、前述した実施形態と同様の部位には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。上述した各実施形態では、移動機構に係止舌片とレールとを組み合わせた構成を用いていた。これに対し、本実施形態ではシャフトを用いて移動機構を実現した場合について例を挙げて説明する。
【００９６】
図２９及び図３０は、本実施形態による入力装置１Ｍの構成を示す図である。尚、図２９は入力装置１Ｍの斜視図を示し、図３０（ａ）は入力装置１Ｍの平面図を示し、（ｂ）は同じく入力装置１Ｍの側面図を示し、（ｃ）は同じく入力装置１Ｍの底面図を示す。
【００９７】
本実施形態による入力装置１Ｍは、例えば第１の実施形態で例示した入力装置１Ａと同様に、入力装置１Ｍにおけるアクチュエータ部分が底板１２−１上に形成された磁石１及びコイル２を有してなる。底板１２−１上には磁石１が磁極を交互にされつつ平面状に配置されている（図２参照）。底板１２−１の上部にはスペーサ１１−１を介して支持板１０が設けられている。支持板１０上には前述したようにコイル２を２次元移動させるための移動機構が形成されている。
【００９８】
図２９では移動機構における移動部材となるスライダ２０の一部のみが図示されているが、図３０（ｂ）に示すようにスライダ２０は磁石１の上方に対向するように配置されている。このスライダ２０の下面には前述したコイル２が保持されている。そして、スライダ２０の上面から突出させた移動片５が入力装置１Ｍの上方に頭を出している。この移動片５はスライダ２０と共に移動するように構成されている。尚、スライダ２０に着目した構成は、図１０と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９９】
また、図２９において、移動片５は第１保持部材６により保持され、摺動するようになっている。この移動片５の下部には貫通穴が形成され、第１保持部材６のシャフト７に嵌合されている。このシャフト７は環状に形成された第１保持部材６の内面に固定されている。よって、移動片５は第１保持部材６が嵌め込まれている。第１保持部材６も第２保持部材９内を、所定の間隔を持って配置された一対のシャフト８−１，８−２により保持されながら、摺動するように構成されている。
【０１００】
上記のような構成では、移動片５が第１保持部材６内を一方向に摺動し、第１保持部材６が第２保持部材９内を移動片５が移動する方向と垂直を成す方向へ移動するように構成されている。よって、本実施形態では、コイル２が接続されたスライダ２０が所定の推力を受けたときに、第１の実施形態と同様に、移動片５が２次元内を自由に移動できる構成が実現される。他の構成は第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０１】
〔他の実施形態〕
前述した各実施形態では、磁石１を固定としてコイル２を移動させる形態を主として例示した。これに対し本発明では、例えばコイル２を固定として磁石１を移動させるように構成しても良い。このように構成した場合のアクチュエータ部分の構成を図３１及び図３２を用いて以下に説明する。
【０１０２】
図３１に示すように、本実施形態によるコイル２−１は例えば第１の実施形態で示した磁石１と同等の大きさを有しており、これが磁石１の代りに底板１２−１上に固定される。また、磁石１−１は例えば第１の実施形態で示したコイル２と同等の大きさを有しており、これがコイル２の代りにスライダ２０の裏面（回路基板３０上）に固定される。これにより、コイル２−１に駆動電流を流すことで磁石１−１が力を受け、これが固定関係にあるスライダ２０が移動する。
【０１０３】
また、上述において磁石１（１−１を含む）には、一般的に焼結等によって製造された永久磁石が適用される。しかしながら、本発明ではこれに限定されず、例えば、図３２に示すような、コイルを券回して得られる電磁石１００を採用しても良い。この場合には、不使用時に磁力を発する部材をなくすことができるというメリットも得られる。
【０１０４】
尚、前述した実施形態は、コイルに電流を供給することによりアクチュエータのスライダが駆動される場合、即ち、コンピュータ等からの信号を受けてアクチュエータ部分が受動的に駆動される場合を説明した。しかしながら、本発明においてアクチュエータ部分はこのような使用方法に限定されず、例えば操作者が移動片に指を置き、これを移動することで電磁誘導によりコイル内発生する電流をコンピュータ等へ指示入力するデバイスとして使用することも可能である。即ち、本発明によるアクチュエータは受動的及び能動的に用いることができる新規なアクチュエータである。
【０１０５】
また、本発明による入力装置（１Ａを例示する）は、マウス等に組み込むだけでなく、他の装置、例えば図３３に示すような車両等のステアリング３０１に組み込むことで、運転時にドライバが運転から注意をそらすことなく、オーディオ機器やエアーコントローラやナビゲーション装置を操作することが可能となるなど、従来一方方向であった情報の伝達を双方向としたことから種々の副次的効果を得ることも可能となる。
【０１０６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々変形して実施することが可能である。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型化で、組立てが容易であり、従来のデバイスに組込で円滑に使用できる新規な入力装置であって、動作のオン／オフを切り替えるスイッチ機構が設けられた入力装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はフレミングの左手の法則を説明するために示した図である。（ｂ）は、本発明が採用している磁石とコイルとの概略構成を示した図である。
【図２】図１（ｂ）の構成をより具体的に示した図である。
【図３】図１（ｂ）でのＸ方向及びＹ方向におけるコイル位置と推力との関係を示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態による入力装置１Ａの外観を示す斜視図である。
【図５】入力装置１Ａの平面図（ａ），正面図（ｂ），底面図（ｃ）を順に示した図である。
【図６】入力装置１Ａにおける移動機構の構造を示すＢ−Ｂ’断面図である。
【図７】入力装置１Ａにおける移動機構の構造を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図８】移動片５にスイッチ機構を取付けた後の入力装置１Ａの構造を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図９】（ａ）は操作者の指２０１が入力装置１Ａのキートップ１０５に触れている時を示し、（ｂ）は触れていない時を示す斜視図である。
【図１０】入力装置１Ａにおけるスライダ２０の側面図及び底面図である。
【図１１】入力装置１Ａにおける回路基板３０と制御基板１２−２とをカールケーブル１１０で接続した際の構成を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図１２】（ａ）は第１実施形態におけるスライダ２０の斜視図、（ｂ）はこれを分解した斜視図を示している。
【図１３】スライダ２０の他の構成例を示す図であり、（ａ）はその上面図を示し、（ｂ）はその下面図を示す。
【図１４】入力装置１Ａにおける磁石１とコイル２とを置き換えて構成された入力装置１Ｂの構成を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態による入力装置１Ａ（１Ｂも同様）の模式的な構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態による入力装置１Ｃの構成を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態による入力装置１Ｄの構成を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態による入力装置１Ｅの構成を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態による入力装置１Ｆの構成を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態による入力装置１Ｇの構成を示す図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は正面図を示し、（ｃ）は側面図を示す。
【図２１】本発明の第７の実施形態による入力装置１Ｈの構成を示す図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は正面図を示し、（ｃ）は側面図を示す。
【図２２】本発明の第８の実施形態による入力装置１Ｉの構成を示すＢ−Ｂ’断面図である。
【図２３】本発明の第９の実施形態による入力装置１Ｊの構成を示す分解斜視図である。
【図２４】本発明の第１０の実施形態による回路基板３０を応用した例を示す図であり、（ａ）は回路基板７０とスライダ２０とが一体化した場合を示し、（ｂ）は回路基板７１にコイル２を接着させた場合を示す。
【図２５】本発明の第１１の実施形態において移動片５０が移動して摺動範囲の端に達した時の衝撃力や衝突音を制御するように構成した場合の例である。
【図２６】（ａ）は本発明の第１２の実施形態による入力装置１Ｌが使用状態にあるときの平面図であり、（ｂ）は入力装置１Ｌが不使用状態にあるときの平面図である。
【図２７】本発明の第１３の実施形態によるスライダ２０に着目した構成を示す図であり、（ａ）はその底面図を示し、（ｂ）はその側面図を示し、（ｃ）はその上面図を示し、（ｄ）はその斜視図を示す。
【図２８】本発明の第１３の実施形態によるスライダ２０を用いた際の移動片５０の移動と出力との関係を示す図であり、（ａ）はＸ方向（ホール素子９７，９９方向）に移動片５０を移動させた場合の出力状態を示し、（ｂ）はＹ方向（ホール素子９６，９８方向）に移動片５０を移動させた場合の出力状態を示す。
【図２９】本発明の第１４実施形態による入力装置１Ｍの外観を示す斜視図である。
【図３０】入力装置１Ｍの平面図（ａ），正面図（ｂ），底面図（ｃ）を順に示した図である。
【図３１】本発明においてコイル２を固定として磁石１を移動させるように構成した場合の構成を示す図である。
【図３２】本発明において磁石１を電磁石１００とした場合の構成を示す図である。
【図３３】本発明の第１の実施形態による入力装置１Ａを車両のステアリング３０１に組み込んだ場合の構成を示す外観図である。
【符号の説明】
１  磁石
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ  入力装置
２、２１  コイル
５、５０  移動片
６  第１保持部材
７、８−１、８−２  シャフト
９  第２保持部材
１０  支持板
１１−１、１１−２  スペーサ
１２−１  底板
１２−２  制御基板
１５、３２、５１  開口
１９  基台
２０  スライダ
２０−１  樹脂材
２２  ピン
２５、５６−２  係止爪
３０、７０、７１、７２、  回路基板
４１  インタフェース部
４２  制御マイコン部
４３  モータドライバ部
４４  Ｘ軸駆動部
４５  Ｙ軸駆動部
４６  位置センサ部
４７  スイッチ部
５２  係止舌片
５２−１  切込み
５４、５９、６５  突起
５６  第１案内部材
５６−１  レール
５８  端部
６０  上案内板
６１  第２案内部材
６１  下案内板
６７  凹部
７３  リブ
７５  突起
７６  板バネ
７７  コイルバネ
７８  衝撃吸収材
８０  棒状部材
８２  回転軸
９０  ＬＥＤ
９５  ＰＤ
１００  電磁石
１０５  キートップ
１１０  カールケーブル
１１１  ボタンスイッチ
１１２、１２１  押圧部材
１１３  キー部材
１１３−１  ネジ部
１１４  フォトインタラプタ
１１５  窓
１１６  ジャンパ線
１２１−１  凸部
１２２  パッキン
１２３  爪
１３１  スプリング
１４１  光導波管
２０１  指
３０１  ステアリング
【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】
2004206596.tif 000009
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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