(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた中央部接点と対向する逆椀状の導電性弾性部材と、該導電性弾性部材の凸面側と対向する凸球状抵抗面と、該凸球状抵抗面が前記導電性弾性部材上を転動自在となるように支持するドーム状本体と、該ドーム状本体の中央部外表面に前記凸球状抵抗面と連動する入力操作部とを有する本体作動部を備え、前記凸球状抵抗面が前記導電性弾性部材と接触することによって生じる電気的特性を利用して前記入力操作部の位置データを読み取るようにしたポインティングディバイスにおいて、
前記凸球状抵抗面の頂点部は、前記導電性弾性部材の頂点部に取り付けられ、
前記中央部接点の周囲に複数の外周部接点を配置し、前記入力操作部の動作と連動して前記外周部接点のいずれか１つと選択的に接触し得る導電性クリック部材を前記本体作動部と前記外周部接点との間に設けると共に、前記本体作動部に前記導電性クリック部材を押圧する押圧凸部を設け、
前記ドーム状本体を可撓性を有するエラストマー製とすると共に、前記入力操作部を硬質樹脂製とし、該入力操作部の一部を前記押圧凸部上に延出させていることを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記ドーム状本体の内面には前記エラストマー製の前記押圧凸部を有することを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記入力操作部の一部に前記押圧凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記外周部接点を前記ドーム状本体の外側に配置したことを特徴とする請求項１又は３に記載のポインティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種電気・電子機器で使用される多方向スイッチ又はコンピュータやゲーム機において２次元の座標位置を入力するためのジョイスティンク等のポインティングデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やＰＤＡ等の携帯情報端末にあっては、その本来の機能である音声による通信、データの記録及び辞書機能等の他に、インターネットに接続して文字情報や静止画及び動画の画像情報等の送受信が可能になってきている。また、その通信機能については、ブルートゥースと呼ばれる短距離無線通信規格の採用により本来全く違った目的で開発された電子機器同士が互換性のある通信機能を備えることによって異なった電子機器同士が同一機能を実現することができるようになってきている。
【０００３】
そのため、インターネット上からゲームソフトをダウンロードすることにより携帯情報端末でゲームをしたり、携帯情報端末をテレビのリモコンとして利用するようなことが可能となっている。
【０００４】
しかしながら、特定の携帯情報端末が本来の目的と異なった機能を実現する場合に、それに応じた操作性を備えていなければならない。具体的には、携帯電話として使用する場合には４方向入力＋１確定入力機能、ゲーム機として使用する場合には３６０度全方向の座標入力機能を備えていることが望まれる。そして、小型化の要求から４方向入力＋１確定入力機能と座標入力機能とが１つのキー操作で実現できること及び操作時の確実な操作感が得られるものが望ましい。
【０００５】
従来、携帯情報端末で使用される４方向入力＋１確定入力機能を実現する手段としては、図６に示したような多方向スイッチがある。
【０００６】
この多方向スイッチ６０では、基板Ｐ上に設けられた中央接点６１を中心として入力操作部６２の円周方向を４分割した箇所の下面に４つの外周接点６３，６３，６３，６３を設け、各接点には操作時のクリック感を発生するための逆椀状皿バネ６４が取り付けられている。入力操作部６２の下面中央部及び下面外周部の逆椀状皿バネ６４に対向した４箇所には、逆椀状皿バネ６４の頂点部６５を押圧する押圧子６６ａ，６６ｂが突設されており、このうち中央の押圧子６６ａによるスイッチングが可能な垂直方向ストロークが他の外周の押圧子６６ｂによるスイッチングが可能な垂直方向ストロークよりも短く設定されている。
【０００７】
したがって、入力操作部６２の上面中央部を指で押し下げると、入力操作部６２全体が垂直方向に下降し、中央の押圧子６６ａが逆椀状皿バネ６４の頂点部６５を反転して中央の接点６１と短絡（ＯＮ）する。そこで、その押圧力を解除すれば入力操作部６２は元の位置に復帰し中央の接点６１の短絡が解放（ＯＦＦ）される。また、４つの外周接点６３，６３，６３，６３のいずれか１つに対応する入力操作部６２の上面外周部を指で押圧すると、押圧した部分が下降し、その真下の押圧子６６ｂがこれに対向する逆椀状皿バネ６４の頂点部６５を反転してこの逆椀状皿バネ６４に対応した外周接点６３と短絡（ＯＮ）する。そこで、その押圧力を解除すれば入力操作部６２は元の位置に復帰し外周接点６３の短絡が解放（ＯＦＦ）される。
【０００８】
この多方向スイッチ６０によれば、４方向入力＋１確定入力の操作が行え、かつそれぞれの入力操作時にクリック感のある操作感が得られる。
【０００９】
また、従来、コンピュータやゲーム機等で使用される座標入力機能を実現する手段としては、図７に示したようなポインティングデバイスがある。
【００１０】
このポインティングデバイス７０では、基板Ｐ上に設けられた接点７１上に逆椀状皿バネ７２が固定されており、この逆椀状皿バネ７２の頂点部７３の真上に離間して対向する湾曲抵抗面７４を有すると共に、逆椀状皿バネ７２の外周から離間して基板Ｐに取り付けられる脚部７５を有するドーム型弾性部材７６が設けられている。湾曲抵抗面７４には基板Ｐと脚部７５に接触する円周上を４等分する位置に配置された電極（図示せず）から直交する２方向の電圧が供給されている。
【００１１】
ドーム型弾性部材７６の中央部には真上に向かってケーシング７７から突出する操作軸７８が設けられており、この操作軸７８を押し下げると、湾曲抵抗面７４が逆椀状皿バネ７２の頂点部７３に接触しその接触位置でポインティングデバイス７０の変動抵抗又は電圧が供給される。そこで、操作軸７８を基板Ｐ側に傾けると湾曲抵抗面７４が逆椀状皿バネ７２の上面上を転がり、湾曲抵抗面７４と逆椀状皿バネ７２との接触位置が変化することで変動抵抗又は電圧が変化し、この変化から操作軸７８の位置データを読み取ることができる。操作軸７８の更なる押し下げは、ドーム型弾性部材７６を更に下方へ変形させ、湾曲抵抗面７４が逆椀状皿バネ７２の頂点部７３を基板Ｐ上の接点７１に接触させることとなり、その接点７１に変動抵抗又は電圧が供給される。この際には、逆椀状皿バネ７２の頂点部７３が反転するため、いわゆるクリック感のある操作感が得られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の多方向スイッチ６０では、操作時のクリック感を発生するための逆椀状皿バネ６４の大きさの関係で、隣り合う接点同士の間隔が規定されてしまうため操作方向が４方向程度に限定されてしまう。仮に、隣り合う接点同士の間隔を狭め過ぎた場合には、目的とする接点と違う接点が動作するといった誤動作を生じることとなり、スイッチングの信頼性が得られず使用することができない。
【００１３】
また、上記の従来のポインティングデバイス７０にあっては、座標入力機能を有するが４方向等の特定の複数方向入力及びその確定機能を備えておらず、携帯電話として使用する場合には迅速な操作ができないといった問題がある。
【００１４】
そこで、この発明は、従来の携帯電話で使用されている４方向入力＋確定入力機能を有する多方向スイッチとコンピュータやゲーム機で使用されている座標入力機能を有するポインティングデバイスの問題点を解消するために考えられたものであって、４方向入力機能、座標入力機能及び確定入力機能を兼ね備え、かつ操作性に優れたポインティングデバイスを提供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、基板上に設けられた中央部接点と対向する逆椀状の導電性弾性部材と、該導電性弾性部材の凸面側と対向する凸球状抵抗面と、該凸球状抵抗面が前記導電性弾性部材上を転動自在となるように支持するドーム状本体と、該ドーム状本体の中央部外表面に前記凸球状抵抗面と連動する入力操作部とを有する本体作動部を備え、前記凸球状抵抗面が前記導電性弾性部材と接触することによって生じる電気的特性を利用して前記入力操作部の位置データを読み取るようにしたポインティングディバイスにおいて、前記凸球状抵抗面の頂点部は、前記導電性弾性部材の頂点部に取り付けられ、前記中央部接点の周囲に複数の外周部接点を配置し、前記入力操作部の動作と連動して前記外周部接点のいずれか１つと選択的に接触し得る導電性クリック部材を前記本体作動部と前記外周部接点との間に設けると共に、前記本体作動部に前記導電性クリック部材を押圧する押圧凸部を設け、前記ドーム状本体を可撓性を有するエラストマー製とすると共に、前記入力操作部を硬質樹脂製とし、該入力操作部の一部を前記押圧凸部上に延出させていることを特徴としている。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、請求項１の構成に加えて、前記ドーム状本体の内面には前記エラストマー製の前記押圧凸部を有することを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、請求項１の構成に加えて、前記入力操作部の一部に前記押圧凸部を設けたことを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１又は３の構成に加えて、前記外周部接点を前記ドーム状本体の外側に配置したことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
［発明の実施の形態１］
図１は、この発明に係るポインティングデバイスの実施の形態１の構造を示した要部縦断面図である。
【００２２】
基板Ｐ上に設けられた中央部接点１と対向する逆椀状の導電性弾性部材２と、この導電性弾性部材２の頂点部３の外側（凸面側）と対向する凸球状抵抗面４の頂点部５とが接着剤を介して一体に固定されており、この凸球状抵抗面４が導電性弾性部材２上を転動自在となるように支持するドーム状本体６の脚部７によって基板Ｐに取り付けられている。そして、ドーム状本体６の中央部外表面８には凸球状抵抗面４と連動する入力操作部９が設けられ本体作動部１０が構成されている。
【００２３】
ドーム状本体６は、入力操作部９の首振り動作に連動して凸球状抵抗面４が導電性弾性部材２上を転動できるようにするため可撓性を有するゴム又は樹脂のエラストマー製が望ましい。他方、入力操作部９は特に材質の限定がないが、操作感を考慮した場合には指に触れる部分は滑りにくい素材とし、押圧力のかかる凸球状抵抗面４の近傍は硬いものが好ましい。
【００２４】
なお、入力操作部９の形状は操作に支障をきたさない範囲で任意とする。
【００２５】
実施の形態１では、入力操作部９を硬質樹脂製とし、その一部をドーム状本体６に組み込むことで両者を一体にしている。これにより、入力操作部９を好みに応じて種々の形状に変更することが可能となる。入力操作部９の一部は少なくともドーム状本体６の内面に突出している押圧凸部１１の近傍まで延出させており、そのため押圧凸部１１がエラストマー製であっても、入力操作部９からの操作力が弱まることなく導電性クリック部材１２に伝達される。より好ましくは、入力操作部９の基部端９ａが導電性クリック部材１２の頂点部を通る中心軸上に位置することが望ましい。また、入力操作部９と押圧凸部１１とを同一の硬質樹脂で成形し、入力操作部９の一部がドーム状本体６を貫通しその内面へ突出した状態で押圧凸部１１を形成するようにすることで、入力操作部９からの操作力を直に導電性クリック部材１２に伝えるようにしてもよい。
【００２６】
中央部接点１の周囲の基板Ｐ上には、円周を４等分する位置に４つの外周部接点２０を設けている。ドーム状本体６の内面に突出している押圧凸部１１の先端には、導電性クリック部材１２が接着剤を介して固定されている。図示した実施の形態１では、導電性クリック部材１２として中央部接点１に対向して設けた導電性弾性部材２と同じく逆椀状のもので導電性弾性部材２の外径の半分程度の大きさのものを使用しているが、外周部接点２０と接触して通電状態になったときにいわゆるクリック感を生じるものであれば、形状や構造はこれに限らなくともよい。また、導電性クリック部材１２は、必ずしも押圧凸部１１側に固定されている必要はなく、外周部接点２０側に固定されていてもよい。
【００２７】
図２は、実施の形態１の場合の基板Ｐ上に設けられている接点、電極のパターンを示している。
【００２８】
基板Ｐの表面には、導電性弾性部材２の頂点部３の内面と接触する中央部接点１と、この中央部接点１と一定の間隔を置いてその周囲を囲むようにして導電性弾性部材２の周縁部１３が接触する環状接点１４と、この環状接点１４との外側近傍の円周方向を４等分する位置に配置され導電性クリック部材１２と接触することのできる４つの外周部接点２０と、この外周部接点２０の外側近傍に円周方向を４等分する位置に配置された４つの電極１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとが設けられている。図示した実施の形態１では、４つの外周部接点２０と４つの電極１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとは、互いに４５度の位相を保って配置されているが、必要に応じて他の関係を保つ配置を選択してもよい。
【００２９】
４つの電極１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、ドーム状本体６の脚部７下面の固定部１９と電気的に接続され、向かい合った電極のそれぞれの直交する組（１５ａ，１５ｃと１５ｂ，１５ｄ）に電圧を加えることで、凸球状抵抗面４上に電圧分布を生じるようにしている。
【００３０】
次に、実施の形態１の使用方法とその作用について説明する。
【００３１】
指で入力操作部９を基板Ｐ側へ押し下げると、凸球状抵抗面４が導電性弾性部材２の頂点部３に接触し、その接触位置で実施の形態１に係るポインティングデバイスＤの変動抵抗又は電圧が供給される。そこで、入力操作部９を基板Ｐ側に傾けると凸球状抵抗面４が導電性弾性部材２の上面上を転がり、凸球状抵抗面４と導電性弾性部材２との接触位置が変化し、これに応じた変動抵抗又は電圧が発生することとなり、この変動抵抗又は電圧の値から入力操作部９の位置データが読み取れる。
【００３２】
図３の想像線で示したように、特定の方向入力を行うために入力操作部９を更に傾けた場合には、ドーム状本体６の傾けた側の脚部７が圧縮変形すると同時に反対側の脚部７が伸長変形して押圧凸部１１が下降し、その下降した押圧凸部１１に固定されている導電性クリック部材１２がこれと対応している外周部接点２０と接触する。この際には、導電性クリック部材１２の頂点部が反転してクリック感のある操作感が得られる。そして、入力操作部９を傾けていた力を解除すれば入力操作部９は元の位置に復帰し、外周部接点２０から導電性クリック部材１２が離れこの導電性クリック部材１２も元の形状に復帰する。
【００３３】
また、凸球状抵抗面４が導電性弾性部材２の頂点部３に接触し、入力操作部９を傾けることなくそのままの姿勢で更に押し下げた場合には、ドーム状本体６を更に基板Ｐ側へ変形させ、凸球状抵抗面４が導電性弾性部材２の頂点部３を基板Ｐ上の中央部接点１に接触させることとなり、その中央部接点１に変動抵抗又は電圧が供給される。この際には、導電性弾性部材２の頂点部３が反転するため、いわゆるクリック感のある操作感が得られる。
【００３４】
そして、入力操作部９を押し下げていた押圧力を解除すれば入力操作部９は元の位置に復帰し、中央部接点１から導電性弾性部材２の頂点部３が離れて中央部接点１への抵抗値又は電圧の供給が絶たれる。
【００３５】
［発明の実施の形態２］
図４は、この発明に係るポインティングデバイスの実施の形態２の構造を示した要部縦断面図である。
【００３６】
実施の形態２にあっては、入力操作部９と押圧凸部１１とを同一の硬質樹脂で成形し、入力操作部９のドーム状本体６の外側に当たる箇所から断面逆Ｌ字形に突出した４本の腕部１６の垂直部分１７がドーム状本体６の上面を貫通してその先端が基板Ｐ上の外周部接点２０に対応する位置まで延出している。腕部１６の水平部分１８は平面から見て円形をした連続体であることが、強度の面から望ましい。
【００３７】
基板Ｐ上の外周部接点２０の位置や大きさは実施の形態１と同じであるが、外周部接点２０に逆椀状の導電性クリック部材１２を固定しており、導電性クッリク部材１２の頂点部の真上に離間した状態で腕部１６の先端の押圧凸部１１が位置するようになっている。
【００３８】
これにより、導電性クリック部材１２は入力操作部９と同じ硬質樹脂の押圧凸部１１で直に導電性クリック部材１２の頂点部に接触することができるから、４方向の入力操作を行った際にクリック感のある操作感を得ることができる。
【００３９】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であり、同じ構成には同じ符合を付してその説明を省略する。
【００４０】
［発明の実施の形態３］
図５は、この発明に係るポインティングデバイスの実施の形態３の構造を示した要部縦断面図である。
【００４１】
実施の形態３にあっては、入力操作部９と押圧凸部１１とを同一の硬質樹脂で成形し、入力操作部９のドーム状本体６の外側に当たる箇所から断面逆Ｌ字形に突出した４本の腕部１６がドーム状本体６の外周に配置されている。腕部１６の水平部分１８は平面から見て円形をした連続体であることが、強度の面から望ましい。
【００４２】
基板Ｐ上の外周部接点２０は、ドーム状本体６の固定部１９の外側に配置されており、この外周部接点２０に逆椀状の導電性クリック部材１２が固定されている。そして、導電性クッリク部材１２の頂点部の真上に離間した状態で腕部１６の先端の押圧凸部１１が位置するようになっている。
【００４３】
これにより、導電性クリック部材１２は入力操作部９と同じ硬質樹脂製の押圧凸部１１で直に導電性クリック部材１２の頂点部に接触することができるから、４方向の入力操作を行った際にクリック感のある操作感を得ることができる。さらに、基板上の隣り合う外周接点部の間隔が大きく取れるから、多数の外周部接点２０を設けると共にそれに応じた数の腕部１６を設けることで、より多くの特定方向を指定することができる多方向スイッチ機能が得られる。
【００４４】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であり、同じ構成には同じ符合を付してその説明を省略する。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、基板上に設けられた中央部接点と対向する逆椀状の導電性弾性部材と、該導電性弾性部材の凸面側と対向する凸球状抵抗面と、該凸球状抵抗面が導電性弾性部材上を転動自在となるように支持するドーム状本体と、該ドーム状本体の中央部外表面に凸球状抵抗面と連動する入力操作部とを有する本体作動部を備え、凸球状抵抗面が導電性弾性部材と接触することによって生じる電気的特性を利用して入力操作部の位置データを読み取るようにしたポインティングディバイスにおいて、中央部接点の周囲に複数の外周部接点を配置すると共に、入力操作部の動作と連動して外周部接点のいずれか１つと選択的に接触し得る導電性クリック部材を本体作動部と外周部接点との間に設けたので、所望の特定方向入力と３６０度全方向の座標入力及び確定入力を実現できるだけでなく、それぞれの入力操作を行った際にクリック感のある操作感を得ることができる。
【００４６】
また、凸球状抵抗面の頂点部に導電性弾性部材の頂点部が取り付けられているので、凸球状抵抗面の頂点部と導電性弾性部材の頂点部との位置が常に一定に保たれていることで、凸球状抵抗面の頂点部と導電性弾性部材の頂点部との入力操作における初期接触位置が変化することがないから、入力操作部の位置の読み取りに誤差を生じることがない。
【００４７】
請求項２に記載した発明によれば、ドーム状本体を可撓性を有するエラストマー製としその内面には導電性クリック部材を押圧する押圧凸部を有し、入力操作部を硬質樹脂製としその一部を押圧凸部の近傍まで延出させているので、押圧凸部がエラストマー製であっても入力操作部からの操作力が弱まることなく導電性クリック部材に伝達されるから、請求項１の効果に加えて、操作感が良好となる。
【００４８】
請求項３に記載した発明によれば、入力操作部を硬質樹脂製としその一部に導電性クリック部材を押圧する押圧凸部を設けたので、入力操作部にかかった操作力が直接導電性クリック部材に働くから、請求項１の効果に加えて、より確実感のある操作感を得ることができる。
【００４９】
請求項４に記載した発明によれば、外周接点部をドーム状本体の外側に配置したので、基板上の隣り合う外周接点部の間隔が大きく取れるから、請求項１又は３の効果に加えて、多数の外周部接点を設けると共にそれに応じた数の腕部を設けることで、より多くの特定方向を迅速に指定することが可能なポインティングデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るポインティングデバイスの実施の形態１の構造を示した要部縦断面図である。
【図２】  同実施の形態１の基板上に設けられている接点及び電極のパターンを示した要部平面図である。
【図３】  同実施の形態１の入力操作部を傾けて特定の方向入力を行った状態を示した要部縦断面図である。
【図４】  同実施の形態２の構造を示した要部縦断面図である。
【図５】  同実施の形態３の構造を示した要部縦断面図である。
【図６】  従来の多方向スイッチの構造を示した要部縦断面図である。
【図７】  従来のポインティングデバイスの構造を示した要部縦断面図である。
【符号の説明】
１  中央部接点
２  逆椀状弾性部材
３、５  頂点部
４  凸球状抵抗面
６  ドーム状本体
９  入力操作部
９ａ  基部端
１０  本体作動部
１１  押圧凸部
１２  導電性クッリク部材
１４  環状接点
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ  電極
１６  腕部
２０  外周部接点
【図１】
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【図２】
0004050066.tif 000003
【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】
0004050066.tif 000008