(57)【要約】      （修正有）【課題】回動操作という操作感覚を確保しつつ、薄型の操作入力装置を提供する。【解決手段】薄型の操作入力装置は、ハウジング１０の操作孔１５からスライド操作可能に突出し、かつ、少なくとも操作方向の断面が円弧形状である操作受け部３１と、前記操作受け部３１に対するスライド操作を検出して出力信号を出力する操作検出ユニット３５と、を有する。そして、前記操作受け部３１に対するスライド操作を、回動操作していると操作者の指に感じさせる構成としてある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の操作孔からスライド操作可能に突出し、かつ、少なくとも操作方向の断面が円弧形状である操作受け部と、
前記操作受け部に対するスライド操作を検出して出力信号を出力する操作検出手段と、を有する操作入力装置であって、
前記操作受け部に対するスライド操作を、回動操作していると操作者の指に感じさせることを特徴とする操作入力装置。
【請求項２】
前記操作孔の開口縁部から外方に突出する前記操作受け部の突出高さが０．３ｍｍから１．１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
【請求項３】
前記操作受け部の曲率半径が２．５ｍｍから１０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の操作入力装置。
【請求項４】
前記操作受け部のスライド操作量が０．３ｍｍから１．１ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項５】
前記操作受け部の表面粗さが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項６】
操作受け部が突出する操作孔の巾寸法が３ｍｍないし６ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項７】
操作受け部に対する１回の操作に要する時間が０．５秒ないし３秒であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項８】
操作孔が筐体のすり鉢状凹所の底面に設けられ、操作受け部の頂部が前記筐体の最外表面から突出していないことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項９】
操作受け部の断面が半球形状であることを特徴する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項１０】
操作受け部の断面が半円柱形状であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項１１】
操作受け部の軸心方向が筐体に対して縦方向であることを特徴とする請求項１０に記載の操作入力装置。
【請求項１２】
操作受け部の軸心方向が筐体に対して横方向であることを特徴とする請求項１１に記載の操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は操作入力装置、例えば、携帯電話機等に組み込まれる薄型の操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機等に組み込まれる操作入力装置としては、例えば、いわゆるトラックボール方式操作入力装置がある（特許文献１参照）。このトラックボール方式操作入力装置によれば、操作者の指による一回の回動操作で、例えば、携帯電話機の表示部であるモニター内で一定量のスクロールを行うことができ、あるいは、カーソルを一定量だけ移動できる。このため、１回の回動操作に基づくスクロール量あるいはカーソルの移動量を直感的に予測でき、使い勝手が良く、一般重要者から根強い支持を受けている。
一方、近時、携帯電話機等はより一層の小型化、特に、薄型化が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２８９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述のトラックボール方式操作入力装置では、ボール状の操作受け部を必要とするので、ハウジングを所望の薄さまで薄型化しようとすると、ボール状操作受け部の直径を極めて小さくする必要がある。このため、所望の薄型の携帯電話機を得ようとすると、ボール状操作受け部が小さくなりすぎ、回動操作に伴う操作感覚が得にくくなるので、操作入力装置の薄型化に限界があった。
【０００５】
本発明に係る操作入力装置は、前記問題点に鑑み、回動操作という操作感覚を確保しつつ、薄型の操作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】
【０００６】
本発明に係る操作入力装置は、前記課題を解決するため、筐体の操作孔からスライド操作可能に突出し、かつ、少なくとも操作方向の断面が円弧形状である操作受け部と、前記操作受け部に対するスライド操作を検出して出力信号を出力する操作検出手段と、を有する操作入力装置であって、前記操作受け部に対するスライド操作を、回動操作していると操作者の指に感じさせる構成としてある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、操作者の指が操作受け部をスライド操作しても、回動操作していると前記操作者の指に感じさせる薄型の操作入力装置が得られる。
【０００８】
本発明の実施形態としては、前記操作孔の開口縁部から外方に突出する前記操作受け部の突出高さが０．３ｍｍから１．１ｍｍであってもよい。また、前記操作受け部の曲率半径が２．５ｍｍから１０．５ｍｍであってもよい。さらに、前記操作受け部のスライド操作量が０．３ｍｍから１．１ｍｍであってもよい。そして、前記操作受け部の表面粗さ（算術平均粗さ）は０．５μｍ以下であってもよい。
本実施形態によれば、操作者の指が操作受け部をスライド操作しても、回動操作していると前記操作者の指に感じさせるので、回動操作感を付与できる超薄型の操作入力装置が得られる。
【０００９】
本発明の他の実施形態としては、操作受け部が突出する操作孔の巾寸法が３ｍｍないし６ｍｍとしてもよい。
本実施形態によれば、操作受け部が突出する操作孔の巾寸法が小さいので、表面積の小さい小型の操作入力装置が得られる。
【００１０】
本発明の別の実施形態としては、操作受け部に対する１回の操作に要する時間が０．５秒ないし３秒とした大きさであってもよい。
本実施形態によれば、一回の短時間のスライド操作を、操作者の指に回動操作していると感じさせる操作入力装置が得られる。
【００１１】
本発明の異なる実施形態としては、操作孔が筐体のすり鉢状凹所の底面に設けられ、操作受け部の頂部が前記筐体の最外表面から突出していない構成としてもよい。
本実施形態によれば、落下等の不測の事態が生じても、操作受け部の誤動作を防止できる操作入力装置が得られる。
【００１２】
本発明の新たな実施形態としては、操作受け部の断面が半球形状であってもよく、または、操作受け部の断面が半円柱形状であってもよい。
本実施形態によれば、全方向または一方向のスライド操作であっても、全方向または一方向の回動操作を行っていると操作者の指に感じさせる薄型の操作入力装置が得られる。
【００１３】
本発明の他の実施形態としては、操作受け部の軸心方向が筐体に対して縦方向であってもよく、または、操作受け部の軸心方向が筐体に対して横方向であってもよい。
本実施形態によれば、上下方向または横方向だけのスライド操作で、上下方向または横方向の回動操作を行っていると操作者の指に感じさせる薄型の操作入力装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１Ａ，１Ｂおよび１Ｃは本発明に係る操作入力装置の第１実施形態を組み込んだ携帯電話機の斜視図、正面図、および、図１ＢのＣ−Ｃ線部分断面図である。
【図２】図１で示した操作入力装置の概略断面図である。
【図３】図１で示した操作入力装置のブロック図である。
【図４】図４Ａ，４Ｂは一連の操作過程を説明するための断面図および平面図である。
【図５】図５Ａ，５Ｂ、および、図５Ｃは一連の操作過程における出力信号の変化を示すグラフ図、表示部内でのスクロール状態を示す説明図、および、表示部内でのカーソルの移動を示す説明図である。
【図６】図６Ａ，６Ｂおよび図６Ｃは本発明に係る操作入力装置の第２実施形態を組み込んだ携帯電話機の斜視図、正面図、および、図６ＢのＣ−Ｃ線部分断面図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは本発明に係る操作入力装置の第３実施形態を組み込んだ携帯電話機の斜視図および正面図である。
【図８】図８Ａ，８Ｂおよび図８Ｃは本発明に係る操作入力装置の第４実施形態を組み込んだ携帯電話機の斜視図、正面図、および、図８ＢのＣ−Ｃ線部分断面図である。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは本発明に係る操作入力装置の第５実施形態を組み込んだ携帯電話機の斜視図および正面図である。
【図１０】実施例に使用した操作入力装置の外形寸法を示す説明図である。
【図１１】曲率半径と突出量との相関関係を示すグラフ図である。
【図１２】操作者の操作感覚とスライド操作量との相関関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る操作入力装置の実施形態を図１ないし図９に従って説明する。
第１実施形態に係る操作入力装置は、図１ないし図５に図示するように、携帯電話機に適用した場合である。
【００１６】
本実施形態に係る携帯電話機は、図１および図２に示すように、ハウジング１０と、前記ハウジング１０内に組み込まれたプリント基板２０と、前記ハウジング１０に操作可能に組み付けられた操作体３０とからなる。
【００１７】
前記ハウジング１０は、表示部１１と、この表示部１１の下方側中央部に設けたすり鉢状凹所１２と、前記すり鉢状凹所１２の両側に配置された第１，第２入力スイッチ１３，１４とで構成され、前記すり鉢状凹所１２の底面に操作孔１５が設けられている。なお、前記すり鉢状凹所１２は円錐台形状だけでなく、例えば、四角錐台形状であってもよい。
【００１８】
前記プリント基板２０は、図２に示すように、その上面に設けたドームスイッチ２１を覆うように設けたホルダー２２内に弾性支持体２３を介して操作体３０をスライド操作可能に弾性支持している一方、前記ドームスイッチ２１に対向する裏面にホール素子を内蔵するＩＣ２４が実装されている。なお、前記ドームスイッチ２１は必要に応じて設ければよく、必ずしも設ける必要はない。
【００１９】
前記操作体３０は、その上端部に操作受け部３１を有するとともに、前記操作受け部３１の直下に抜け止め用鍔部３２を一体成形してある。さらに、前記操作体３０は、前記鍔部３２の下方側に検出部である永久磁石３３を一体成形してあるとともに、その最下端に操作用突起３４を前記操作受け部３１と同一軸心上に設けてある。
そして、前記操作体３０は、前記ホルダー２２内に自己復帰するように弾性支持され、その上端部に設けた操作受け部３１を前記ハウジング１０の操作孔１５から操作可能に突出させている一方、その下端部に突設した操作用突起３４を前記ドームスイッチ２１に当接させている。このため、前記操作体３０に設けた検出部である永久磁石３３と、プリント基板２０の裏面に実装したＩＣ２４内の変換部であるホール素子とで操作検出ユニット３５が形成されている。
【００２０】
したがって、図３に示すブロック図のように、検出部である永久磁石３３の磁力線がＩＣ２４に内蔵されたホール素子に検出され、その操作方向、操作量が操作検出ユニット３５から出力信号として出力され、これを外部機器に設けたマイクロコントローラ（図示せず）が演算処理し、前記表示部１１にスクロール表示あるいはカーソル移動として表示される。
【００２１】
本実施形態では、前記操作体３０の上端部に形成した操作受け部３１の頂部は前記ハウジング１０の最外表面から突出していないので、落下等による誤動作を防止できるという利点がある。
【００２２】
前記操作受け部３１は断面円弧形の半球形状であり、操作者の指が一回のスライド操作を行った場合に、一回の回動操作を行ったと感じる操作感覚が得られる表面形状となっている。
【００２３】
このため、前記操作受け部３１は、曲率半径が２．５ｍｍから１０．５ｍｍ、特に、３．５ｍｍから１０．５ｍｍが好適である。２．５ｍｍ未満であると、直径で５ｍｍ程度以下の細い突起に触れている感覚になるからであり、１０．５ｍｍを越えると、平坦面に近くなること、及び、突出量を大きくする場合に垂直に近い面が指に触れることになり、回動操作感が失われるからである。
【００２４】
また、前記操作受け部３１の操作孔１５の開口縁部からの突出量は０．３ｍｍから１．２ｍｍ、特に、０．５ｍｍから１．１ｍｍが好適である。０．３ｍｍ未満であると、触れられる面積が小さくなり、ボールやローラのような曲面と感じにくいからであり、１．２ｍｍを越えると、指に対する引っ掛かりが強くなり、曲面上をスムーズに滑らず、回動操作感を感じにくいからである。
【００２５】
さらに、前記操作受け部３１のスライド量は１．１ｍｍ以下、特に、０．３ｍｍ以上、１．１ｍｍ以下が好適である。０．３ｍｍ未満であると、組立誤差等による位置決め精度のバラツキにより、誤検出するおそれがあるからであり、１．１ｍｍを越えると、操作者の半数以上がスライド操作していると感じてしまうからである。
【００２６】
そして、前記操作受け部３１の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）は０．５μｍ以下であれば、適度な摩擦によって好ましい回動操作感が得られる。特に、０．１〜０．２μｍの鏡面に近い状態であれば、回動操作感がより一層、得やすくなる。
【００２７】
前述の構成からなる操作入力装置の操作過程を図４および図５の添付図面について具体的に説明する。
すなわち、図４に示すように、操作者の指４０が操作入力装置の操作受け部３１に対して非接触状態（操作位置（i））から操作受け部３１に接触し、操作を開始すると（操作位置（ii））、前記操作受け部３１がスライド移動して操作孔１５の開口縁部に当接する（操作位置（iii））。ついで、操作者の指４０が操作受け部３１の表面を滑り（操作位置（iv）,(ｖ)）、操作者の指４０が操作受け部３１から離れると、前記操作受け部３１が自己復帰力で元の位置に復帰する（操作位置（vi））。このとき、操作時間が短時間であるとともに、操作者の指４０が操作受け部３１の表面を滑ることにより、操作者の指４０はスライド操作しているにも拘わらず、回動操作していたという操作感覚を感じる。
【００２８】
前述の操作過程をグラフ図および表示部の変化で説明すると、図５に示すように、操作位置（i）の場合には、永久磁石３３が変位していないので、出力信号が出力されず、スクロール表示の変動、あるいは、カーソル１６の移動も行われない。そして、操作位置（ii）になると、永久磁石３３が変位を開始し、出力信号が出力されて閾値を超えるが、出力信号が所定の数値に達するまでスクロール表示の変動、あるいは、カーソル１６の移動は行われない。さらに、操作者の指４０が操作受け部３１を移動させることにより、操作受け部３１がハウジング１０の操作孔１５の開口縁部に当接する操作位置（iii）まで移動すると、出力信号が最大値に達し、スクロール表示が「ＡＡＡ」から「ＢＢＢ」まで移動し、あるいは、カーソル１６が表示位置（ｉ），(ii)から表示位置（iii）まで移動する。
【００２９】
操作受け部３１が操作孔１５の開口縁部に当接したままの状態で操作者の指４０が操作受け部３１の表面を滑るので、操作受け部３１の操作位置（iv），（ｖ）を維持しつつ、最大出力信号を出力し続ける。このため、スクロール表示が「ＢＢＢ」から「ＣＣＣ」，「ＤＤＤ」まで移動し、あるいは、カーソル１６が表示位置（iii）から表示位置（iv），（ｖ）まで移動する。
【００３０】
そして、操作位置（vi）で指が操作受け部３１から離れると、操作体３０が自己復帰力で元の位置に復帰し、出力信号が急激に低減し、スクロール表示が「ＤＤＤ」で停止し、あるいは、カーソルが表示位置（vi）で停止する。
【００３１】
本実施形態よれば、操作者の指４０は操作受け部３１をスライド操作しているにも拘わらず、操作者の指４０は操作受け部３１を回動操作しているように感じることができる。このため、操作者は、一回のスライド操作で一定量のスクロール移動、あるいは、一定量のカーソル移動を直感的に把握でき、操作しやすいと感じる。
【００３２】
第２実施形態は、図６に示すように、縦方向の軸心を有する半円柱形状の操作受け部３１を有する操作入力装置である。このため、操作者は前記操作受け部３１を左右にスライド操作させた場合であっても、前記操作受け部３１を左右方向に回動操作しているという操作感覚を感じつつ、直感的に一回の操作量を正確に認識できるという利点がある。
【００３３】
第３実施形態は、図７に示すように、基本的構成は前述の第２実施形態と同様であり、異なる点は操作受け部３１の外周面に沿って所定のピッチで複数本の横溝３６を設けた点である。
本実施形態によれば、横溝３６を設けてあるので、操作受け部３１の操作方向が直感的に分かりやすくなり、左右方向の回動操作をより一層強く感じることができるという利点がある。
【００３４】
第４実施形態は、図８に示すように、横方向の軸心を有する半円柱形状の操作受け部３１を有する操作入力装置である。このため、操作者は前記操作受け部３１を上下にスライド移動させているにも拘わらず、前記操作受け部３１を上下方向に回動操作しているという操作感覚を感じつつ、直感的に一回の操作量を正確に認識できるという利点がある。
【００３５】
第５実施形態は、図９に示すように、基本的構成は前述の第４実施形態と同様であり、異なる点は操作受け部３１の外周面に沿って所定のピッチで複数本の縦溝３７を設けた点である。
本実施形態によれば、縦溝３７を設けてあるので、操作受け部３１の操作方向が直感的に分かりやすくなり、上下方向の回動操作としてより一層強く感じることができるという利点がある。
【実施例】
【００３６】
図１０に図示するように、指４０でスライド操作したにも拘わらず、回動操作した感じた人数と、操作受け部３１の突出量、曲率半径またはスライド操作量との相関関係を知るべく、２０人の被験者に対して実験を行った。測定結果を図１１および図１２に示す。
なお、図１１において１つの方形ドットは被験者２０人のうち、半数以上が回動操作したと感じた場合を示す。
【００３７】
図１１に図示するように、操作受け部３１が曲率半径２．５ｍｍ〜１０．５ｍｍで、かつ、突出量０．３ｍｍ〜１．２ｍｍであれば、被験者２０人のうち、半数以上が回動操作していると感じることが分かった。
【００３８】
図１２に図示するように、スライド操作量が１．１ｍｍ以内であれば、被験者の半数以上がスライド操作していると感じないことが判った。なお、スライド操作量が０．３ｍｍ未満であると、操作受け部３１の組立誤差等に基づく位置決め精度のバラツキにより、誤検出する場合があり、０．３ｍｍ以上のスライド操作量は必要である。
【００３９】
また、スライド操作量が０．３ｍｍないし１．１ｍｍの場合には、操作速度にもよるが１回当たりの操作時間が０．５秒ないし３秒程度であれば、スライド操作と感じないと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本願発明に係る操作入力装置は、携帯電話機に適用する場合に限らず、ポータブルプレーヤー、デジタルカメラ等に適用してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１０：ハウジング
１１：表示部
１２：すり鉢状凹所
１３，１４：第１，第２入力スイッチ
１５：操作孔
２０：プリント基板
２１：ドームスイッチ
２２：ホルダー
２３：弾性支持体
２４：ＩＣ
３０：操作体
３１：操作受け部
３２：鍔部
３３：永久磁石（検出部）
３４：操作用突起
３５：操作検出ユニット
３６：浅溝
３７：縦溝
４０：操作者の指
【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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