(57)【要約】【課題】  低荷重で出力させることができ、しかも操作性を損なうことのない入力装置を提供する。【解決手段】  操作していない状態において、操作体２の下面中央に設けられた支持突起２ａと、検出基板４との間には所定寸法の隙間が形成されている。操作体２の中心部分を押圧すると、支持突起２ａが検出基板４に当接するとともに検出基板４に設けられた各接点６の抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとが接触して直ちに出力が得られる状態に設定される。この隙間の寸法は、前記操作体２を前記状態においてさらに押圧可能なストロークが得られ、所定範囲の幅で出力が得られるように設定されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作体と、前記操作体の中心部を支持する支持突起と、前記操作体の押圧力または押圧ストロークに基づいて出力が変化する検出手段を有し、前記検出手段に、前記支持突起の周囲において前記操作体によって操作される接点が複数設けられた入力装置において、
前記操作体の中心部分を押圧したときに前記操作体が前記支持突起で支持されるとともに前記各接点において出力が直ちに得られる状態に設定され、前記状態において前記中心部分から外れて前記接点に対向する位置において前記操作体を押圧したときに前記出力の変化が所定範囲内で得られるように、前記操作体に押圧方向に対する移動余裕が形成されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記接点は、抵抗素子とこれに対向する低抵抗体で構成され、前記抵抗素子と前記低抵抗体との接触面積に基づいて出力が変化する請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記各抵抗素子は直交する２方向に間隔を空けて配置され、前記操作体でそれぞれの抵抗素子に対向する前記低抵抗体が操作される請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記操作体には、前記中心部分の周囲にフランジが複数設けられ、前記フランジが筐体に形成された開口部の縁部で係止されて前記操作体が前記筐体の表面から所定寸法突出した状態で支持されており、前記操作体の中心部分を押圧点として押圧したときに前記支持突起が支点となって前記操作体が揺動可能となり、前記操作体の押圧点を前記中心部分から外側へ移動させたときに前記支店がその途中で前記支持突起から前記フランジに切り替わる請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
前記支持突起が前記操作体の下面中央に形成され、前記操作体が操作されていないときに前記支持突起の先端と前記検出手段との間に前記移動余裕としての所定寸法の隙間が形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作体を押圧する押圧ストロークまたは押圧力の変動に基づいて出力が変化する入力装置に係り、特に不感帯を低減して操作性を向上できる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、ゲーム機器用入力装置に関するものである。この入力装置は、傾斜動作自在に支持されたスティック状の操作体を有し、この操作体の押圧力や押圧ストロークの変動に基づいて出力がアナログ的に変化するものである。
【０００３】
前記入力装置は、基板上に設けられた電極と、この電極に対向する導電性弾性体を有する弾性支持部材で構成されている。前記操作体がいずれかの方向へ傾斜させられると、前記弾性支持部材が弾性変形させられて前記導電性弾性体が前記電極と接触する。押圧力または押圧ストロークの変動に基づいて前記導電性弾性体と前記電極との接触面積が変化させられることで抵抗値が変化して、出力がアナログ的に変化する。
【特許文献１】特開２０００−３４８５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記入力装置では操作体を操作していないときには、基板上に設けられた電極と、導電性弾性体とが互いに離れており、このため操作体を所定の押圧力または押圧ストロークを超えて操作するまでは出力が得られず、これが不感帯となって操作性が損なわれる問題となる。例えば、この入力装置がゲーム機器用として使用された場合において、キャラクタを画面上において移動させる際に、操作体を右側に倒してキャラクタを右方向に移動させている状態で左側に傾けて左方向に移動させるその切り替え時に前記電極と前記導電性弾性体との接触が解除されてしまい、その結果不感帯が発生し、キャラクタが一時的に停止する現象が発生する。
【０００５】
また、操作体を押圧したときに電極と導電性弾性体とが接触するまでに大きな押圧ストロークが必要となるように前記操作体と前記基板との位置関係が設定されていると、出力が得られるまで比較的大きな荷重で操作部を押圧する必要がある。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、低荷重でも出力が得られ、しかも操作性が損なわれることのない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】
本発明は、操作体と、前記操作体の中心部を支持する支持突起と、前記操作体の押圧力または押圧ストロークに基づいて出力が変化する検出手段を有し、前記検出手段に、前記支持突起の周囲において前記操作体によって操作される接点が複数設けられた入力装置において、
前記操作体の中心部分を押圧したときに前記操作体が前記支持突起で支持されるとともに前記各接点において出力が直ちに得られる状態に設定され、前記状態において前記中心部分から外れて前記接点に対向する位置において前記操作体を押圧したときに前記出力の変化が所定範囲内で得られるように、前記操作体に押圧方向に対する移動余裕が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記本発明では、操作体を押圧したときに接点から直ちに出力が得られるように設定されているので、操作体を低荷重で操作したときでも出力が得られるようになる。また操作体の操作位置を接点から別の接点へ移動させたときでもその移動途中で出力が遮断されることがない。
【０００９】
例えば、前記接点は、抵抗素子とこれに対向する低抵抗体で構成され、前記抵抗素子と前記低抵抗体との接触面積に基づいて出力が変化する。
【００１０】
また、前記各抵抗素子は直交する２方向に間隔を空けて配置され、前記操作体でそれぞれの抵抗素子に対向する前記低抵抗体が操作される構成にできる。この場合において、操作体の形状は十字形状であってもよく、円形状であってもよい。または、２つの接点が支持突起を中心として互いに対向して配置されて、操作体がシーソー支持されるものでもよい。
【００１１】
また、前記操作体には、前記中心部分の周囲にフランジが複数設けられ、前記フランジが筐体に形成された開口部の縁部で係止されて前記操作体が前記筐体の表面から所定寸法突出した状態で支持されており、前記操作体の中心部分を押圧点として押圧したときに前記支持突起が支点となって前記操作体が揺動可能となり、前記操作体の押圧点を前記中心部分から外側へ移動させたときに前記支店がその途中で前記支持突起から前記フランジに切り替わる構成にすることが好ましい。
【００１２】
上記発明では、操作体の支点が中心部からその外側のフランジに移行することにより、操作部の押圧ストロークを大きく確保することができる。
【００１３】
また、前記支持突起が前記操作体の下面中央に形成され、前記操作体が操作されていないときに前記支持突起の先端と前記検出手段との間に前記移動余裕としての所定寸法の隙間が形成されていることが好ましい。なお、支持突起が検出手段側に上向きに設けられて、操作体の下面と前記支持突起の先端との間に移動余裕としての所定寸法の隙間が形成されるものでもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、操作体を低荷重で操作したときにも出力が確実に得られ、しかも操作体の操作位置の切り替え時に出力が遮断されることがないため、操作性が損なわれることがない。
【００１５】
また操作体の支点が移動するため、操作体の押圧ストロークを大きく確保できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の入力装置の一例を示す分解斜視図、図２は入力装置を操作面側から見たときの平面図、図３は図２の３−３線で切断したときの断面図、図４は図２の４−４線で切断したときの断面図、図５は図２の５−５線で切断したときの断面図、図６は接点部分を示す断面図、図７乃至図９は動作説明図、図１０は支点の変化を示す説明図である。
【００１７】
この入力装置１は、操作体２と検出手段としての検出基板４を有している。前記操作体２は、合成樹脂や金属などで平面形状が十字状に形成されている。また前記操作体２は、図２に示すように、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２方向に延びる操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２を有している。
【００１８】
前記操作体２の下面の中心部分には支持突起２ａが一体に突出形成されている。この支持突起２ａは、その下側（Ｚ２側）に設けられた弾性支持部材３に取り付けられている。また操作体２の下面には、前記支持突起２ａの周囲にフランジ２ｂ，２ｂ，２ｂ，２ｂが一体に突出形成されている。さらに前記操作体２の操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２の下面には、それぞれ軸方向に延びるスリット状の長穴２ｄが形成されている。
【００１９】
前記弾性支持部材３は、合成ゴムやシリコーンゴムなどの弾性変形可能な部材で円盤状に形成されている。図３や図４に示すように、前記弾性支持部材３の中心部には嵌合穴３ａが形成され、この嵌合穴３ａに前記操作体２の支持突起２ａが挿入されて嵌合している。
【００２０】
また前記弾性支持部材３には、前記操作体２の操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２に対応する位置に弾性押圧体３ｂ，３ｂ，３ｂ，３ｂが下向きに突出して形成されている。この弾性押圧体３ｂは、図３に示すように、それ自体が圧縮変形可能な押圧部３ｂ１と、この押圧部３ｂ１の傾きを防止する弾性変形可能な薄肉のリブ３ｂ２とが一体に形成されたものである。
【００２１】
また、前記各弾性押圧体３ｂの上面にはそれぞれ突起部３ｆが上向きに一体に形成されている。各突起部３ｆは前記長穴２ｄに挿入されて、操作体２が前記弾性支持部材３に対して回り止めされている。
【００２２】
前記弾性支持部材３の下側（Ｚ１側）には前記検出基板４が設けられ、そして前記検出基板４の下側には補強部材５が設けられている。
【００２３】
前記検出基板４は、図６に示すように下部シート４ａ、上部シート４ｂ及び離間シート４ｍの３層構造であり、いずれのシートも可撓性と絶縁性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂で形成されている。なお、離間シート４ｍに代えて、下部シート４ａ及び上部シート４ｂの双方または一方に絶縁性を有する樹脂膜を形成して、上下シート４ｂ，４ａの間隔が確保されるようにしてもよい。
【００２４】
前記離間シート４ｍには前記各弾性押圧体３ｂに対応する位置に穴４ｍ１が形成され、前記穴４ｍ１の位置において前記下部シート４ａには抵抗素子６ａが形成され、同位置での前記上部シート４ｂには低抵抗体６ｂが形成され、前記抵抗素子６ａと前記低抵抗体６ｂとが接離可能に支持されている。
【００２５】
前記抵抗素子６ａはカーボン膜などで、そのパターンは矩形状であり、前記低抵抗体６ｂは前記抵抗素子６ａよりも電気抵抗の低い膜であり、例えば銀、金、銅などの金属膜である。そして前記抵抗素子６ａの両側には、銀などで形成された電極膜６ａ１，６ａ２が接続されている。なお、前記抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂは共に矩形状に形成されているものでもよく、あるいはいずれも円形状に形成されているものでもよく、または抵抗素子６ａが矩形状で低抵抗体６ｂが円形状であってもよい。本実施の形態では前記抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとで接点が構成されている。
【００２６】
前記補強部材５はアルミなどの金属板で形成されている。この補強部材５は円状に形成され、図１と図４に示すように前記補強部材５には周縁部には係止片５ｃ，５ｃが上（Ｚ１側）向きに折り曲げ形成されている。前記係止片５ｃ，５ｃは、前記検出基板４に形成された角穴４ｃ，４ｃに挿通され、そして前記弾性支持部材３に形成されたスリット状の係止穴３ｃ，３ｃに挿入されて、前記検出基板４が前記補強部材５と弾性支持部材３との間に挟まれた状態で組み合わされて、互いに位置決めされている。
【００２７】
なお、前記係止片５ｃ，５ｃの先端はそれぞれ外側に短く折り曲られているため、前記係止片５ｃ，５ｃが前記弾性支持部材３を貫通したときに、前記係止片５ｃ，５ｃの先端で前記弾性支持部材３の上面が係止されて、抜け止めされる。
【００２８】
図１と図５に示すように、前記筐体１０の内面１０ｂには、２本の円柱状の位置決めピン１２，１２が下向きに突出形成されている。この位置決めピン１２，１２は、入力装置１が筐体１０に取り付けられる際に、前記弾性支持部材３に形成された貫通孔３ｄ，３ｄに挿通され、そして前記検出基板４に形成された貫通穴４ｄ，４ｄに挿通され、さらに前記補強部材５に穿設された丸穴５ｄ，５ｄに挿入されている。そして、前記丸穴５ｄ，５ｄを貫通した位置決めピン１２，１２の先端は、前記補強部材５の下側に設けられたベース部材１１に形成された凹部１１ａ，１１ａ内に位置している。このように、本実施の形態の入力装置１では、筐体１０の所定の位置決めピン１２，１２を設けるだけで容易に取り付けることが可能になる。
【００２９】
また前記入力装置１では、前記操作体２は、筐体１０に形成された十字状の開口部１０ａに対して内側から挿入されるが、このとき前記操作体２に形成された各フランジが前記開口部１０ａの縁部で係止されて、前記操作体２が前記開口部１０ａから外側に抜け出ないように規制されている。
【００３０】
また前記入力装置１では、前記操作体２が前記弾性支持部材３上に載せられたときに、前記各フランジ２ｂは、前記弾性支持部材３に形成された切欠きに挿入されて、操作体２の下面と弾性支持部材３の上面とが密着させられる。これにより、入力装置１のＺ方向の高さ寸法が小さく設定できるようになっている。
【００３１】
このように形成された入力装置１では、前記操作体２は、その上側部分が前記筐体１０よりも上方へ突出して、操作体２の操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２を押圧操作可能である。
【００３２】
操作体２の操作部２ｘ１が押されると、この操作部２ｘ１により弾性押圧体３ｂが押圧され、前記弾性押圧体３ｂにより検出基板４が弾性変形させられて、低抵抗体６ｂが抵抗素子６ａに接触する。さらに操作部２ｘ１が押し込まれると、弾性押圧体３ｂの押圧部３ｂ１が圧縮変形するとともに検出基板４がさらに撓んで、抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとの接触面積が増大する。
【００３３】
操作部２ｘ１の押圧ストロークまたは押圧力が強くなるにしたがって、抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとの接触面積が増大する。この接触面積が増大することにより、前記電極膜６ａ１と電極膜６ａ２との間の電気抵抗値が低下していく。すなわち操作部２ｘ１の押圧ストロークまたは押圧力が強くなるにしたがって、電極膜６ａ１と電極膜６ａ２との間の電気的抵抗値の出力がアナログ的に変化するものとなる。
【００３４】
本実施の形態の入力装置１では、操作体２を押圧操作していない状態において、前記支持突起２ａの先端が前記検出基板４の表面から寸法Ｈ（図３参照）の隙間１３が形成されるように設定されている。この隙間１３が本実施の形態での移動余裕である。したがって、操作体２を押圧していない状態では、操作体２は弾性支持部材３を介して検出基板４で支持されていることになる。
【００３５】
図７乃至図９は、入力装置１での動作説明図であり、全体を簡略化して図示している。また説明を簡略化のため検出基板４の寸法を実際の寸法よりもＺ方向に拡大して図示している。図７は、操作前の状態であり、この状態では検出基板４に設けられた各接点６の抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとは互いに接触していない。
【００３６】
図７に示す非操作状態において操作体２の中心部分を押圧点として押圧力Ｆ１で押圧すると、図８に示すように操作体２の支持突起２ａが前記検出基板４の上面に当接するとともに弾性押圧体３ｂによって前記検出基板４が撓み変形させられ、それぞれの接点６の抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとが互いに接触する。このときの押圧力Ｆ１は低荷重に設定されることが好ましい。
【００３７】
そして、図９に示すように、前記押圧力Ｆ１よりも大きな押圧力Ｆ２を操作体２に与えながら前記押圧点を前記中心部分からその外側の操作部２ｘ１側に移動させると、操作部２ｘ１側の操作体２が傾けられて弾性押圧体３ｂの押圧部３ｂ１が圧縮変形させられて、抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとの接触面積が増大する。前記支持突起２ａと前記検出基板４との間に形成された寸法Ｈの隙間は、図８に示す状態において操作部２ｘ１を押したときにさらに押圧ストロークが得られ、前記接触面積の変化が所定範囲内で得られるように設定されている。
【００３８】
また図９に示すように、操作部２ｘ１を比較的強い押圧力Ｆ２で押圧したときには、逆側の操作部２ｘ２に対向する接点６の抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとが互いに離れる。しかし、押圧点を図９に示す操作部２ｘ１側から逆側の操作部２ｘ２側に移動させたとしても、その移動途中、すなわち押圧点が操作体２の中心部分に至ったときには、抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとが接触するため、出力が遮断されることがなく、操作部２ｘ１から操作部２ｘ２への切り替え制御を滑らかに移行させることができる。
【００３９】
なお、図９に示すように操作体２を押圧力Ｆ２で押圧している状態において、操作部２ｘ２側の抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとの接触が解除されないように支持突起２ａの先端と検出基板４との隙間の寸法Ｈが設定されていてもよい。
【００４０】
また、その他の操作部２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２の場合においても上記と同様にして動作させられる。また操作部２ｘ２から２ｘ１への切り換え操作、操作部２ｙ１から２ｙ２、操作部２ｙ２から２ｙ１への各切り換え操作においても前記と同様に動作させられる。
【００４１】
例えば前記入力装置１がゲーム機器のコントローラの十字キーとして使用される場合において、操作体２の全体を押した状態で操作部２ｘ１を押圧して画面上のキャラクタを右方向へ移動させているときに、押圧点を操作部２ｘ２側へ移動したとしても、キャラクタが一時的に停止することなく直ちに左方向へ移動させられる。また、左右で反転動作させる場合だけでなく、上下であっても同様である。
【００４２】
また本実施の形態の入力装置１は、操作体２の支点が押圧点によって変化するものである。この支点の変化について図１０を参照して説明する。ただし、図１０は、点Ｐ４の位置で操作体２が押圧されたときの状態を示している。
【００４３】
図１０に示すように、操作体２の中心部分（Ｐ１点）が所定の押圧力で押圧されると、操作体２の支持突起２ａの先端が検出基板４の上面に接触して、操作体２は図示Ａ点を支点として支持される。操作体２を、前記中心部分より外側の操作部の基端部分（Ｐ２点）において押圧すると、操作体２が傾けられて操作体２の側面２ｃが筐体１０の開口部１０ａの縁部に当接して、図示Ｂ点と前記Ａ点を支点として操作体２が動作させられる。
【００４４】
また、操作体２に対する押圧点がさらに外側のＰ３点まで移動させられると、前記操作体２の支点がＡ点及びＢ点では維持できなくなって、操作体２の側面２ｃと開口部１０ａの縁部とが摺動して、支点Ａである支持突起２ａが検出基板４から浮き上がって、押圧側とは反対側に位置するフランジ２ｂが筐体１０の内面１０ｂに当接する。これ以降はＣ点が操作体２の支点となって動作する。さらにＰ４点において操作体２が押圧されると、前記Ｃ点を支点として操作体２がさらに傾けられる。
【００４５】
なお、操作部２ｘ２がＣ点を支点として傾けられる場合には、図２に示すように支持突起２ａよりもＸ１側に位置する２つのフランジが支点となっている。その他の操作部２ｘ１，２ｙ１，２ｙ２が操作された場合にも支持突起２ａを挟んで反対側の２つのフランジが支点となる。
【００４６】
このように、支持突起２ａと検出基板４との間に所定寸法Ｈの隙間を形成すると、操作体２の押圧点を中心部から操作部の先端まで移動させたときに図１０の矢印Ｑで示すように支点がＡ点からＣ点へと移動させられる。したがって、Ｐ４点において操作体２が押圧されたときには、支点と押圧点（Ｐ４）との距離が長くなるため、操作体２をさらに大きな押圧ストロークで操作できるようになる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、支持突起２ａが操作体２の下面に突出して形成されたものについて説明したが、これに限られず、支持突起が検出基板４側から上向きに突出形成されて、支持突起の先端と操作部の下面との間に所定寸法の隙間が形成されているものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の入力装置の一例を示す分解斜視図、
【図２】組立後の入力装置を操作面側から見たときの平面図、
【図３】図２の３−３線で切断したときの断面図、
【図４】図２の４−４線で切断したときの断面図、
【図５】図２の５−５線で切断したときの断面図、
【図６】接点部分を示す拡大断面図、
【図７】操作前の状態の入力装置を示す動作説明図、
【図８】操作体の中心部分を押したときの状態を示す動作説明図、
【図９】操作部を押したときの状態を示す動作説明図、
【図１０】支点の変化を示す説明図、
【符号の説明】
【００４９】
１  入力装置
２  操作体
２ａ  支持突起
２ｂ  フランジ
２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２  操作部
３  弾性支持部材
３ｂ  弾性押圧体
３ｂ１  押圧部
４  検出基板
５  補強部材
６  接点
６ａ  抵抗素子
６ｂ  低抵抗体
６ａ１，６ａ２  電極膜
１０  筐体
１０ａ  開口部
【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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