(57)【要約】【課題】小型化及びコスト低下を図るとともに、ノイズの影響も受けにくい入力装置を提供する。【解決手段】２組以上のＮ極とＳ極とを平面上に組み合わせて配置することによりこれらＮ極及びＳ極に囲まれた領域内に磁界の大きさがゼロとなるゼロ磁界領域が配置された磁界を形成する磁界発生手段４と、操作部となる支持体５と、支持体によりＮ極及びＳ極に囲まれた領域内で前記平面とほぼ平行な面内を移動可能に支持された強磁性体７と、Ｎ極及びＳ極に囲まれた領域内で強磁性体７の移動に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子５とを備え、磁気検出素子５は、前記平面に沿う複数軸方向の磁界を検出可能な磁気検出素子である。【選択図】      図１
2013131040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２組以上のＮ極とＳ極とを平面上に組み合わせて配置することによりこれらＮ極及びＳ極に囲まれた領域内に磁界の大きさがゼロとなるゼロ磁界領域が配置された磁界を形成する磁界発生手段と、操作部となる支持体と、該支持体により前記Ｎ極及びＳ極に囲まれた領域内で前記平面とほぼ平行な面内を移動可能に支持された強磁性体と、前記Ｎ極及びＳ極に囲まれた領域内で前記強磁性体の移動に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子とを備え、前記磁気検出素子は、前記平面に沿う複数軸方向の磁界を検出可能な磁気検出素子であることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記支持体は、前記強磁性体をさらに前記平面と直交する方向に移動可能に支持しており、前記磁気検出素子は、さらに前記平面と直交する方向の軸方向の磁界を検出可能であることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記磁界発生手段は、磁石の両極にそれぞれヨークの中間部が接続されるとともに、これらヨークの両端部により前記Ｎ極とＳ極とが形成され、かつ前記磁石の一方の極が前記ヨークから露出して前記磁気検出素子に対峙していることを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指や手の動作を認識してコンピュータやゲーム機、家庭電気製品、ロボット等に信号を入力する入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータやゲーム機、家庭電気製品等の入力装置として、キーボードやリモートコントローラ等に付属的にポインティングデバイスが設けられている。また、ロボットの指先等には、触ったものを認識して信号を生成入力する触角センサ等を利用した入力装置が設けられている。
この種の入力装置として、以下の特許文献に記載のものがある。
特許文献１には、磁石を内包した柔軟層と、磁気抵抗素子とインダクタを配置した基板層とを積層した構造を有する触覚センサであって、柔軟層の変位に伴い変位する磁石の磁束密度に関し、静的磁束密度情報を３個以上の磁気抵抗素子にて感知し、動的磁束密度の変化をインダクタにて感知する方式が開示されている。
特許文献２には、平板円環状の平板磁石と同一平面Ｘ軸、Ｙ軸上に設置された２つのＧＭＲセンサを用いる平面ポインティングデバイスが開示されている。
【０００３】
特許文献３には、上面に永久磁石が固着された円錐台形状になるゲル製のパッドと、４個のホール素子とからなる三軸荷重計測センサであって、永久磁石の上面側を荷重の作用面に平行な方向のずれ力と作用面に垂直な方向の圧力に分解して計測する三軸荷重計測センサが開示されている。
特許文献４には、永久磁石を内包する弾性体と、弾性体とは非接触に設けられた複数のホール素子と、ホール素子の出力に基づいて弾性体への作用力を算出するＭＰＵシステムとを備える多分力検出器が開示されている。
特許文献５には、下端に永久磁石が取り付けられた操作レバーの動きを、永久磁石の動きによる磁界分布変化として複数のホール素子によって検出するポインティングデバイスが開示されている。
【０００４】
特許文献６には、マグネットと、マグネットのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向への傾きを検出する複数（６つ）のホール素子とからなり、マグネットの傾斜量と方向を検出するポインティングデバイスが開示されている。
特許文献７には、複数の磁気センサと、検出制御部と、出力制御部を１つの筐体に収納したポインティングデバイス用磁気センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５３８２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−９１７０号公報
【特許文献３】特開２００３−２９４５５２号公報
【特許文献４】特開２００４−３２５３２８号公報
【特許文献５】特開平１１−１８４６２５号公報
【特許文献６】特開２００６−３１３９９号公報
【特許文献７】特開２００４−６９６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いずれの入力装置も複数の磁気検出素子を用いており、小型化、低コスト化が困難であるとともに、各磁気検出素子間の配置誤差、感度のばらつき等の補正が必要になるなど、構成が複雑になり易い。特に、携帯型情報端末等のモバイル機器への適用には限界がある。また、磁気検出素子から検出制御部へ信号を伝達する際にノイズの影響を受けるおそれもある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、小型化及びコスト低下を図るとともに、ノイズの影響も受けにく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】
【０００８】
本発明の入力装置は、２組以上のＮ極とＳ極とを平面上に組み合わせて配置することによりこれらＮ極及びＳ極に囲まれた領域内に磁界の大きさがゼロとなるゼロ磁界領域が配置された磁界を形成する磁界発生手段と、操作部となる支持体と、該支持体により前記Ｎ極及びＳ極に囲まれた領域内で前記平面とほぼ平行な面内を移動可能に支持された強磁性体と、前記Ｎ極及びＳ極に囲まれた領域内で前記強磁性体の移動に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子とを備え、前記磁気検出素子は、前記平面に沿う複数軸方向の磁界を検出可能な磁気検出素子であることを特徴とする。
【０００９】
操作部である支持体を操作して前記平面内でＸ軸方向、Ｙ軸方向あるいは両軸の合成方向に強磁性体を移動すると、その移動に伴い磁界発生手段による磁界が変化し、磁気検出素子は、この磁界の変化を検出する。この場合、Ｎ極及びＳ極に囲まれた領域内はゼロ磁界領域を含んでいるため、その領域内に配置された磁気検出素子に作用する磁界は強磁性体の移動に伴って大きく変化し、強磁性体のわずかな移動を高い感度で検出することができる。また、その磁気検出素子は複数軸方向の磁界を検出可能であるので、複数軸の磁界の変化の情報を一箇所に集めて検出することができ、小型化及びコスト低下を図ることができる。
【００１０】
操作部となる支持体としては、ゴムや樹脂等の弾性体、スティック型レバーあるいはスライド式レバー、ばね等により支持されたキートップなどを適用することができる。
なお、強磁性体の移動方向をＮ極及びＳ極が配置される平面とほぼ平行な面内としたのは、この平面と厳密に平行でなくても、支持体がスティック型である場合など、円弧面上に沿って移動するものも含む趣旨である。
【００１１】
本発明の入力装置において、前記支持体は、前記強磁性体をさらに前記平面と直交する方向に移動可能に支持しており、前記磁気検出素子は、さらに前記平面と直交する方向の軸方向の磁界を検出可能であるとよい。
強磁性体の平面的な移動だけでなく、押圧操作等による平面と直交する方向の移動も検出することができ、適用範囲が広くなる。
【００１２】
本発明の入力装置において、前記磁界発生手段は、磁石の両極にそれぞれヨークの中間部が接続されるとともに、これらヨークの両端部により前記Ｎ極とＳ極とが形成され、かつ前記磁石の一方の極が前記ヨークから露出して前記磁気検出素子に対峙していることとしてもよい。
【００１３】
ゼロ磁界領域を囲むＮ極とＳ極とをヨークの両端部により形成したことにより、１個の磁石により２組以上のＮ極とＳ極とを配置し得て、配置の自由度が向上し、限られたスペース内にコンパクトに配置することができる。
また、ヨークから露出する磁石の極が磁気検出素子に対峙していることにより、磁気検出素子にＺ軸方向にバイアス磁界を作用させておくことができ、強磁性体のＺ軸方向の移動の検出を容易にすることができる。この場合、小型化の要請から、強磁性体のＺ軸方向の移動量は小さくなる傾向にあり、そのため、Ｚ軸方向の移動に伴う磁界の変化も小さくなって検出が難しくなるが、このようにバイアス磁界を作用させておくことにより、わずかな移動でも精度良く検出することが可能になる。
【００１４】
磁気検出素子としては、リードスイッチ、ホール素子、磁気インピーダンス素子、またはＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子等の磁気抵抗素子のいずれかを用いることができる。これらをＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸のうちの２軸方向あるいは３軸方向の磁界を検出可能なように組み合わせて一つの磁気検出素子として用いられる。磁気検出素子としてはＩＣ一体型磁気センサがあり、このＩＣ一体型磁気センサは小型化、薄肉化及び多軸化が容易であり、高周波発信回路等も不要であるので、制御のための回路基板も小型化することが容易である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の入力装置によれば、Ｎ極及びＳ極に囲まれたゼロ磁界領域を含む領域内に磁気検出素子を配置したことにより、強磁性体のわずかな移動を高い感度で検出することができ、しかも複数軸の磁界の変化の情報を１個の磁気検出素子により検出することができ、小型化及びコスト低下を図ることができる。また、磁気検出素子としてＩＣ一体型磁気センサの使用も可能であり、さらなる小型化を図ることができるとともに、ノイズの影響を受けにくい入力装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の入力装置を示しており、（ａ）が（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）が（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図２】第１実施形態の入力装置の外観を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の入力装置における外部磁界と出力との関係を示すグラフであり、（ａ）がＸ軸方向、（ｂ）がＹ軸方向を示す。
【図４】図１に示す状態から支持体をＹ軸プラス方向に押圧操作した状態を示す各断面図である。
【図５】図４に示す状態での入力装置における外部磁界と出力との関係を示すグラフである。
【図６】図１に示す状態から支持体をＸ軸プラス方向に押圧操作した状態を示す各断面図である。
【図７】図６に示す状態での入力装置における外部磁界と出力との関係を示すグラフである。
【図８】図１に示す状態から支持体をＸ軸及びＹ軸に対して４５°方向に押圧操作した状態を示す各断面図である。
【図９】図８に示す状態での入力装置における外部磁界と出力との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態の入力装置を示しており、（ａ）が（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）が（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の入力装置を示しており、（ａ）が（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）が（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態の入力装置を示しており、（ａ）が（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）が（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１３】第４実施形態の磁界発生手段を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第５実施形態の入力装置を示しており、（ａ）が（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）が（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１５】第５実施形態の入力装置における外部磁界と出力との関係を示すグラフであり、（ａ）がＸ軸方向、（ｂ）がＹ軸方向、（ｃ）がＺ軸方向を示す。
【図１６】図１４に示す状態から支持体をＺ軸マイナス方向に押圧操作した状態を示す各断面図である。
【図１７】図１６に示す状態での入力装置における外部磁界と出力との関係を示すグラフである。
【図１８】本発明の第６実施形態の入力装置を示しており、（ａ）が（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）が（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１９】第６実施形態の磁界発生手段を示す斜視図である。
【図２０】図１９における磁石の露出部付近の拡大図である。
【図２１】磁界発生手段の磁石の露出形態の変形例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の入力装置をポインティングデバイスに適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図９は本発明の第１実施形態の入力装置１を示している。
この入力装置１は、基板２の上に、複数の磁石３からなる磁界発生手段４と、その磁界発生手段４により形成された磁界の変化を検出する磁気検出素子５とが固定されるとともに、これら磁界発生手段４及び磁気検出素子５を覆うように基板２の片面に固着された弾性材からなる支持体６と、この支持体６内に埋設された強磁性体７とを備えている。
支持体６は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、天然ゴム、合成ゴム等の弾性材により形成される。
また、強磁性体７は、鉄、コバルト、ニッケル又はこれらの合金等により、例えば平角板状の小片に形成される。
【００１８】
磁界発生手段４は、４個の磁石３を有しており、これら４個の磁石３により構成されるＮ極とＳ極との２組ずつの磁極が同一平面上で略正方形の四隅に交互に配置されていることにより、ゼロ磁界領域を含む磁界を形成している。
すなわち、４個の磁石３は、図１及び図２に示すように、大きさはいずれも同じ棒状に形成され、略正方形の四隅に相互に平行にかつ基板２に垂直に立設されることにより先端の磁極をそれぞれ基板２と平行な平面上に揃えて配置されている。この場合、正方形の二つの対角線のうちの一方の対角線上の両隅部にＮ極が配置され、この対角線とは異なる対角線上の両隅部にＳ極が配置されている。これら４個の磁石３は、各Ｎ極から各Ｓ極に向かう磁力線が図１（ｃ）に破線で示すように形成され、対角線の交点では、Ｎ極からＳ極に向かう磁力線が打ち消し合うことにより、磁界の大きさがゼロとなるゼロ磁界領域が形成される。
そして、このゼロ磁界領域に磁気検出素子５が設けられており、この磁気検出素子５の上方に強磁性体７が配置されている。したがって、この強磁性体７もゼロ磁界領域の真上に配置されている。すなわち、磁気検出素子５と強磁性体７とは平面視においてゼロ磁界領域に配置されている。
【００１９】
この実施形態では、各磁極により形成される正方形の一つの辺の方向がＸ軸方向で、図１（ｂ）（ｃ）の左から右へプラス方向とし、これと直交する他の辺の方向がＹ軸方向で、図１（ａ）左から右、図１（ｃ）の下から上へプラス方向とする。また、これらＸ軸方向及びＹ軸方向のいずれとも直交する方向がＺ軸方向で、図１（ａ）（ｂ）の下から上へプラス方向とする。ただし、この第１実施形態の入力装置１においては、Ｘ軸及びＹ軸により特定される平面方向の入力操作を行うものとする。
なお、各磁石３としては、永久磁石を用いてもよいし、電磁石を用いることもできる。
【００２０】
磁気検出素子５は、リードスイッチ、ホール素子、磁気インピーダンス素子、またはＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子等の磁気抵抗素子のいずれかを用いることができる。これらをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうちの２軸方向あるいは３軸方向の磁界を検出可能なように組み合わせて一つの磁気検出素子として用いられる。この磁気検出素子５としてはＩＣ一体型磁気センサがあり、このＩＣ一体型磁気センサは小型化、薄肉化及び多軸化が容易であり、高周波発信回路等も不要であるので、制御のための回路基板も小型化することが容易である。この実施形態では、磁気検出素子５は外部磁界に対して図３に実線で示す出力特性を有している。
【００２１】
また、基板２には、磁気検出素子５への電源回路及び磁気検出素子５からの出力の検出回路等が備えられており、外部に配線されている。これら磁気検出素子５と基板２に設けられた回路とにより磁界検出手段が構成される。この磁気検出素子５として、ＩＣ一体型磁気センサを用いることにより、小型化、薄肉化及び多軸化が容易になり、高周波発信回路等も不要になるので、基板２も小型化することが容易になる。
【００２２】
このように構成したポインティングデバイス（入力装置）１は、支持体６が操作部であり、この支持体６をＸ軸及びＹ軸により特定される平面（基板２と平行な平面）に沿って指等で押圧して変形させることにより、各種の入力操作を行うものである。以下、その作用について説明する。
図１及び図３に示すように、支持体６が押圧されない無負荷状態のときは、磁界発生手段４の各磁石３間に生じる磁界が磁気検出素子５を中心として釣り合った状態に発生し、磁気検出素子５に作用する磁界はＸ軸方向及びＹ軸方向ともほぼゼロであり、その出力電圧もゼロとなる。
【００２３】
この状態から、支持体６を指８でＹ軸のプラス方向に押圧した状態を示すのが図４、Ｘ軸のプラス方向に押圧した状態を示すのが図６、これらＸ軸及びＹ軸に対して４５°方向に押圧した状態を示すのが図８である。これら図４、図６、図８とも、（ａ）（ｂ）（ｃ）で示す断面図は、図１の（ａ）（ｂ）（ｃ）とそれぞれ同じ方向の断面を示しており、図１にその断面線を図示するが、他の図においては同様であるので断面線を省略する。
【００２４】
図４に矢印で示すように支持体６を指８でＹ軸のプラス方向に押圧したとすると、弾性体からなる支持体６は、その押圧部分がＹ軸プラス方向に移動するように変形し、その変形により、内部に埋設されている強磁性体７がＹ軸プラス方向に移動する。この強磁性体７の移動に伴い、磁界発生手段４による磁界の釣り合いが崩れ、図４（ｃ）の破線で示すように磁力線が強磁性体７に引きずられるように変位することにより、磁気検出素子５には図５に示すようにＸ軸のマイナス方向の磁界が現れ、Ｘ軸の出力がプラスとなる。Ｙ軸方向の磁界はほぼゼロであり、出力もほぼゼロが維持される。
【００２５】
図６は支持体６を指８でＸ軸プラス方向に押圧した場合を示している。支持体６は押圧部分がＸ軸プラス方向に移動するように変形し、その変形により、支持体６内の強磁性体７がＸ軸プラス方向に移動する。この強磁性体７の移動に伴い、磁界発生手段４による磁界の釣り合いが崩れ、図６（ｃ）の破線で示すように磁力線が強磁性体７に引きずられるように変位することにより、磁気検出素子５には図７に示すようにＹ軸のマイナス方向の磁界が現れ、Ｙ軸の出力がプラスとなる。Ｘ軸方向の磁界はほぼゼロであり、出力もほぼゼロが維持される。
【００２６】
図８は支持体６を指８でＸ軸方向に対して４５°プラス方向、Ｙ軸に対して４５°プラス方向に押圧した場合を示している。支持体６は押圧部分がＸ軸方向に対して４５°プラス方向、Ｙ軸に対して４５°プラス方向に移動するように変形し、その変形により、支持体６内の強磁性体７がＸ軸方向に対して４５°プラス方向、Ｙ軸に対して４５°プラス方向に移動する。この強磁性体７の移動に伴い、磁界発生手段４による磁界の釣り合いが崩れ、図９に示すように磁気検出素子５にはＸ軸のマイナス方向及びＹ軸のマイナス方向の磁界が現れ、Ｘ軸の出力がプラス、Ｙ軸の出力がプラスとなる。
【００２７】
以上説明したように、この入力装置１は、支持体６をＸ軸方向、Ｙ軸方向、あるいはこれらに対して４５°の方向に押圧することにより、その押圧操作（入力操作）に伴う強磁性体７の移動を磁気検出素子５によって検出することができる。もちろん、４５°方向だけでなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの出力を合成することにより、Ｘ軸とＹ軸から形成される平面内の任意の方向への押圧操作も検出することが可能である。しかも、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の磁界の変化を１個の磁気検出素子５によって検出しており、小型化、コスト低下を図ることができる。
【００２８】
図１０は本発明の第２実施形態を示している。これらの図中、第１実施形態と共通する要素には同一の符号を付して説明を簡略化する。
この第２実施形態の入力装置１１は、磁界発生手段１２が略角筒状の磁石からなり、その四隅部がＮ極とＳ極とに交互に着磁され、第１実施形態と同様に、これらＮ極とＳ極との２組ずつの磁極が基板２と平行な同一平面上で略正方形の四隅に交互に配置されていることにより、ゼロ磁界領域を含む磁界を形成している。そして、そのゼロ磁界領域に磁気検出素子５が設けられるとともに、この磁気検出素子５の真上（Ｚ軸上）に強磁性体７が配置され、これらが一体に支持体６に内包されている。
この第２実施形態の磁気検出素子５も第１実施形態の場合と同様、図３に示す出力特性を有しており、支持体６の押圧操作に伴う磁界の変化、磁気検出素子５の出力変化の傾向は、第１実施形態の場合と同様である。
【００２９】
そして、この第２実施形態の場合も、支持体６をＸ軸及びＹ軸から形成される平面内の任意の方向に押圧する操作により、第１実施形態の場合と同様の出力を得ることができる。また、４個の磁極を略角筒状の磁石（磁界発生手段１２）により形成したので、これら４個の磁極の位置関係がずれることがなく、設置誤差等を生じにくい。略角筒状としたが、円環状の磁石として、周方向に９０°毎に交互に着磁させた構成としてもよい。
【００３０】
図１１は本発明の第３実施形態を示している。
この第３実施形態の入力装置１５は、基板２に、その一部を構成するように角形のリング板状に形成されたヨーク１６が固定されるとともに、このヨーク１６の上面に、第１実施形態と同様に配置された４個の磁石３の一端が固定されており、これらヨーク１６及び磁石３により磁界発生手段１７が構成されている。各磁石３の他端により構成される４個の磁極を上方に向けて配置している。磁石３にヨーク１６が接続されていることにより、磁石単体のものに比べて磁界（磁束密度）を高めることができ、より小型化に有利である。
そして、そのゼロ磁界領域に磁気検出素子５が設けられるとともに、この磁気検出素子５の真上（Ｚ軸上）に強磁性体７が配置され、これらが一体に支持体６に内包されている。
この第３実施形態の磁気検出素子５も第１実施形態の場合と同様、図３に示す出力特性を有しており、支持体６の押圧操作に伴う磁界の変化、磁気検出素子５の出力変化の傾向は、第１実施形態の場合と同様である。
【００３１】
図１２及び図１３は本発明の第４実施形態を示している。
この第４実施形態の入力装置２１においては、磁界発生手段２２が、一つの磁石２３の各極にそれぞれヨーク２４，２５の中間部が接続固定され、これらヨーク２４，２５の両端部により構成される２組のＮ極とＳ極とにより、ゼロ磁界領域を含む磁界が形成されるようになっている。すなわち、各ヨーク２４，２５は、細幅の帯板部２６の両端片面に、一対の同じ大きさの直方体ブロック状の端部部材２７，２８が同一方向に向けて一体に形成されており、帯板部２６の中間部が磁石２３の一つの極に接続固定されることにより、両端部部材２７，２８が同極に形成されている。この場合、一方のヨーク２４の端部部材２７は他方のヨーク２５の端部部材２８よりも磁石２３の長さ分、長く形成されている。
【００３２】
そして、二つのヨーク２４，２５が磁石２３の各極に９０°ずれて固定されることにより、これらヨーク２４，２５の端部部材２７，２８の一端により形成されるＮ極とＳ極とが２組ずつ同一平面上で略正方形の四隅に交互に配置され、正方形の中心位置をゼロ磁界領域とする磁界が形成される。そして、これら２組のＮ極とＳ極とが基板２の下面に配置されており、基板２の上面側でゼロ磁界領域に該当する平面位置に磁気検出素子５が固定され、この磁気検出素子５の上方に強磁性体７が配置されている。支持体６は、この磁気検出素子５と強磁性体７のみを内包している。
【００３３】
この第４実施形態では、磁石を４個用いるのではなく、１個の磁石２３と２個のヨーク２４，２５との組み合わせにより、ゼロ磁界領域を含む磁界を形成しており、配置の自由度が向上し、磁界発生手段２２のコストを削減することができる。磁気検出素子５の出力特性は、第１実施形態の場合と同様、図３に示す出力特性を有しており、支持体６の押圧操作に伴う磁界の変化、磁気検出素子５の出力変化の傾向は、第１実施形態の場合と同様である。
【００３４】
図１４〜図１７は本発明の第５実施形態を示している。
この第５実施形態の入力装置３１は、基板２の下面側にパッケージ３２が固着され、このパッケージ３２内に４個の磁石３がＮ極とＳ極との２組ずつの磁極を基板２と平行な平面上で略正方形の四隅に交互に配置して設けられており、これら磁石３により形成されるゼロ磁界領域に磁気検出素子５が設けられている。また、この磁気検出素子５の背面、つまり基板２に対向する面とは反対面に４個の磁石３とは別の補助磁石３３が磁気検出素子５に近接して設けられている。この補助磁石３３は、磁気検出素子５にＺ軸方向の磁界を作用させており、これら４個の磁石３及び補助磁石３３により磁界発生手段３４が構成されている。基板２の上面側には磁気検出素子５の上方に配置されるように強磁性体７が設けられ、支持体６により覆われているが、この支持体６は、磁界発生手段３４や磁気検出素子５を内包していないので、薄肉に形成することができる。
【００３５】
この第５実施形態の入力装置３１において、磁気検出素子５の出力特性は図１５に示すようにＺ軸方向にも特性を有している。そして、支持体６が押圧されない無負荷状態のときは、磁気検出素子５に作用する磁界は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともほぼゼロであり、その出力もほぼゼロであるが、Ｚ軸方向には補助磁石３３によるバイアス磁界がプラス方向に作用しており、マイナスの出力が発生している。
【００３６】
図１４に示す状態から図１６に示すように指で支持体６をＺ軸のマイナス方向に押圧すると、支持体６の変形に伴い強磁性体７もＺ軸のマイナス方向に移動し、基板２の下面の磁気検出素子５及び補助磁石３３に接近して、これらとの距離が小さくなり、その結果、磁気検出素子５に作用するＺ軸方向の磁界が大きくなる。このため、図１７に示すように、Ｚ軸方向の出力が図１５に示す無負荷状態のときよりマイナス側に大きくなる。Ｘ軸方向及びＹ軸方向には磁界の変化はなく、磁気検出素子の出力も変化しない。
Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向への押圧による磁界の変化及び出力変化は第１実施形態等の場合と同様である。
入力装置の小型化の要請から、強磁性体７のＺ軸方向の移動量は小さくなる傾向にあり、そのため、Ｚ軸方向の移動に伴う磁界の変化も小さくなって検出が難しくなるが、このようにバイアス磁界を作用させておくことにより、わずかな移動でも精度良く検出することが可能になる。
【００３７】
図１８〜図２０は本発明の第６実施形態を示している。
この第６実施形態の入力装置４１は、磁界発生手段４２が、第４実施形態の磁界発生手段と同様、一つの磁石２３の各極にそれぞれヨーク２４，２５の中間部が接続固定され、これらヨーク２４，２５の両端部により構成される２組のＮ極とＳ極とにより、ゼロ磁界領域を含む磁界が形成されるようになっているが、基板２に向けられた磁石２３の極（図示例ではＮ極）がヨーク２５を貫通してヨーク２５の上面に露出しており、この磁石２３の露出極４３の上方（Ｚ軸方向）に磁気検出素子５が設けられている。各ヨーク２４，２５の構造は、第４実施形態とほぼ同様であり、帯板部２６の両端部に直方体ブロック状の端部部材２７，２８が形成され、その帯板部２６の中間部が磁石２３の各極に９０°ずれて固定されている。磁石２３の露出極４３は、基板２側に配置されるヨーク２５の帯板部２６の上面に設けられている。また、この磁界発生手段４２と磁気検出素子５とは基板２の下面側に設けられ、パッケージ４４に収容されている。基板２の上面側には、第５実施形態と同様に、磁気検出素子５の上方に配置される強磁性体７のみを埋設した弾性材からなる支持体６が設けられている。
【００３８】
この第６実施形態の入力装置４１では、磁界発生手段４２におけるヨーク２４，２５からの露出極４３が磁気検出素子５に対してＺ軸方向に対峙していることにより、支持体６が押圧されない無負荷状態のときでも、磁気検出素子５にＺ軸方向のバイアス磁界がプラス方向に作用しており、マイナスの出力が発生している。Ｘ軸方向及びＹ軸方向の磁界はほぼゼロであり、その出力もほぼゼロである。
この入力装置４１の支持体６の押圧操作に伴う磁界の変化及び磁気検出素子５の出力変化は、第５実施形態のものと同じ傾向を示す。
【００３９】
ゼロ磁界領域を囲むＮ極とＳ極とをヨーク２４，２５の両端部により形成したことにより、１個の磁石により２組以上のＮ極とＳ極とを配置し得て、配置の自由度が向上し、限られたスペース内にコンパクトに配置することができる。
また、ヨーク２５から露出する磁石２３の極４３が磁気検出素子５に対峙していることにより、磁気検出素子５にＺ軸方向にバイアス磁界を作用させておくことができ、強磁性体７のＺ軸方向のわずかな移動も磁気検出素子５により検出することが容易になる。第５実施形態のようにバイアス磁界のための補助磁石３３と別途設ける必要がないので、部品点数も少なくすることができ、コスト削減に有効である。
なお、図１９及び図２０に示すように、ヨーク２５の帯板部２６の上面に磁石２３の露出極４３を配置したが、図２１に示すように、磁石２３を帯板部２６の上面から上方に突出させた状態として露出極４３を配置してもよい。
【００４０】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、各実施形態とも磁気検出素子をゼロ磁界領域に配置したが、必ずしも磁界が厳密にゼロとなる中心位置でなくても、４個の磁極により囲まれた領域（平面視において囲まれた領域）内に配置しておけばよい。支持体が無負荷状態のときにわずかな初期磁界が検出される場合は、支持体を押圧操作したときに検出される磁界から初期磁界分を演算処理すればよい。
また、強磁性体も、ゼロ磁界領域の真上に配置したが、４個の磁極により囲まれた領域内に配置しておけばよい。
また、磁界発生手段として、４個の磁極によりゼロ磁界領域を含む磁界を形成したが、４個以上の磁極を円周方向に等間隔で配置するなどにより、その中心にゼロ磁界領域を形成するようにしてもよい。
また、支持体を弾性材により形成したが、スティック型レバーやスライド式レバー、ばね等により支持されたキートップ等により構成することも可能であり、その場合は剛体によって形成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…入力装置、２…基板、３…磁石、４…磁界発生手段、５…磁気検出素子、６…支持体、７…強磁性体、８…指、１１…入力装置、１２…磁界発生手段、１５…入力装置、１６…ヨーク、１７…磁界発生手段、２１…入力装置、２２…磁界発生手段、２３…磁石、２４，２５…ヨーク、２６…帯板部、２７，２８…端部部材、３１…入力装置、３２…パッケージ、３３…補助磁石、３４…磁界発生手段、４１…入力装置、４２…磁界発生手段、４３…露出極、４４…パッケージ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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