(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合孔の周囲上面に複数の静電電極を配置したプリント基板と、
半径方向の外側に向かって板厚が薄くなる回転板を、前記プリント基板の前記嵌合孔に挿通した回転軸を介して回動自在に組み付けた回転操作体と、を備え、
前記回転操作体の回転板の周縁部を押圧すると、前記回転板が板厚方向に弾性変形し、押圧を解除すると、復帰して操作感触を付与することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記回転操作体の回転板のうち、前記プリント基板との対向面の外周縁部に肉厚部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記回転操作体の回転板の直下に位置する前記プリント基板の上面に、補強部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
前記回転操作体の回転板の直下に位置する前記プリント基板の下面に、補強用底板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項５】
前記回転操作体の回転板と前記プリント基板との間に摺動シートを配置したことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項６】
前記回転操作体の回転板の下面又は前記プリント基板の上面の少なくともいずれか一方に摺動層を一体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項７】
嵌合孔の周囲上面に複数の静電電極を配置したプリント基板と、
半径方向の外側に向かって板厚が薄くなる回転板を、前記プリント基板の前記嵌合孔に挿通した回転軸を介して回動自在に組み付けた回転操作体と、を備え、
前記回転操作体の回転板の周縁部を押圧すると、前記回転板が板厚方向に弾性変形し、押圧を解除すると、復帰して操作感触を付与する入力装置が組み込まれたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、携帯電話、ＰＣ、ＰＤＡ、テレビ、ビデオ等の電子機器に適用できる入力装置及びこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電容量の変化を検出するセンサを利用した入力装置が知られている。そのような入力装置では、指で接触することにより、プリント基板に埋設されているコンデンサの静電容量を変化させている。センサのコンデンサは格子状に配置されているため、センサの表面で移動した指の軌跡は、静電容量の変化があった軌跡から知ることができ、モニター上におけるスクロール等の操作に使用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に係る入力装置では、回転操作子を回転させることにより、回転量及び回転方向に応じた信号を制御回路を介して出力部から外部回路に出力している。そして、回転操作子を押圧することにより、押し込み移動に対応する静電容量の変化を制御回路を介して出力部から外部回路に出力している。これらの信号が、この入力装置の組み込まれたＡＶ機器の表示部に表示され、選択された設定項目を実行処理する（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、従来の入力装置の回転操作子は、板厚が一様な回転板に回転軸が設けられたものである。このため、回転板とプリント基板との間隔が一様であるので、回転操作子を押圧操作しても所望の操作感触が得られないという問題点がある。
【特許文献１】特開２００７−４２４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、優れた操作感触を有する入力装置及びこれを用いた電子機器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】
前記課題を解決するための手段として、本発明の入力装置及びこれを用いた電子機器は、嵌合孔の周囲上面に複数の静電電極を配置したプリント基板と、半径方向の外側に向かって板厚が薄くなる回転板を、前記プリント基板の前記嵌合孔に挿通した回転軸を介して回動自在に組み付けた回転操作体と、を備え、前記回転操作体の回転板の周縁部を押圧すると、前記回転板が板厚方向に弾性変形し、押圧を解除すると、復帰して操作感触を付与するようにしたものである。
【０００７】
この構成により、回転操作体を操作する際、指が回転操作体に押圧することで、回転操作体を板厚方向に弾性的に変形させることにより、回転操作体がプリント基板に接近し、静電電極の静電容量が変化する。そして、弾性復帰する際の操作感触を付与することにより、操作者が安心感を得られる。
【０００８】
特に、回転操作体は半径方向外側に向かうほど板厚が薄くなっていくので、押圧操作の際の押し込み量が増加する。このため、弾性復帰する際の操作感触が増加し、入力装置の操作感触を向上させることができる。
また、板厚が一様な場合と比較して、回転操作体の回転板を押圧した際における回転操作体とプリント基板との接触面積が少なくなる。このため、回転トルクによる摩擦抵抗を低減することができ、適度な摩擦抵抗を有する入力装置が得られる。
【０００９】
また、他の実施形態としては、前記回転操作体の回転板のうち、前記プリント基板との対向面の外周縁部に肉厚部を設けることが好ましい。
この構成により、回転操作体の回転板が押圧された際に、回転軸と外周縁部とで回転操作体を支持するため、回転操作体の回転板が、安定するとともに、弾性復帰する際の操作感触を得ることができる。その結果、入力装置の操作感触を向上させることができる。
【００１０】
また、別の実施形態としては、前記回転操作体の回転板の直下に位置する前記プリント基板の上面に、補強部を設けることが好ましい。
この構成により、プリント基板を補強することで、プリント基板の変形量を低減させることができる。このため、押圧操作の際のプリント基板の安定感を増加させることができ、入力装置の操作感触が向上する。
【００１１】
また、異なる実施形態としては、前記回転操作体の回転板の直下に位置する前記プリント基板の下面に、補強用底板を設けることが好ましい。
この構成により、補強用底板を設けてプリント基板を補強することで、プリント基板の変形量を低減させることができる。このため、押圧操作の際のプリント基板の安定感を増加させることができ、入力装置の操作感触が向上する。
【００１２】
また、別の実施形態としては、前記回転操作体の回転板と前記プリント基板との間に摺動シートを配置することが好ましい。
この構成により、回転操作体を滑らかに摺動させることができ、入力装置の操作感触が向上する。
【００１３】
また、前記回転操作体の回転板の下面又は前記プリント基板の上面の少なくともいずれか一方に摺動層を一体に設けることが好ましい。
この構成により、回転操作体を滑らかに摺動させることができ、入力装置の操作感触が向上する。
【００１４】
また、他の発明としては、携帯電話、ＰＣ、ＰＤＡ、テレビ、ビデオ等の電子機器が、嵌合孔の周囲上面に複数の静電電極を配置したプリント基板と、半径方向の外側に向かって板厚が薄くなる回転板を、前記プリント基板の前記嵌合孔に挿通した回転軸を介して回動自在に組み付けた回転操作体と、を備え、前記回転操作体の回転板の周縁部を押圧すると、前記回転板が板厚方向に弾性変形し、押圧を解除すると、復帰して操作感触を付与する入力装置が組み込まれるようにした。
この構成により、所望の操作感触を有する電子機器が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明にかかる入力装置の実施形態を、図１ないし図１２の添付図面に従って説明する。
第１実施形態にかかる入力装置１は、図１ないし図６に示すように、携帯電話機２に適用した場合である。
すなわち、携帯電話機２に設けられたモニター３内のスクロールバー（図示せず）を入力装置１の回転操作体３０の回転板３１を回動させてスクロールし、回転操作体３０の回転板３１を押圧操作して選択指示を出すことができる。なお、５はテンキー、６はマイク、７はスピーカーである。
【００１６】
前記入力装置１は、図４及び図５に示すように、プリント基板１０の下面に配置した底板（補強用底板）２０と、前記プリント基板１０の上面に載置される摺動シート２４と、回動自在に取り付けられる回転操作体３０と、からなるものである。
【００１７】
本実施例にかかるプリント基板１０は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）である。前記プリント基板１０は、フレキシブルな樹脂フィルムからなり、電極部１５の長手方向の幅で、所定の長さを有する樹脂フィルムと、入力部１１の直径の幅で所定の長さを有する樹脂フィルムとが一体となったものである。プリント基板１０の上面には補強板１６、下面には金属端子１７が設けられている。また、さらに、プリント基板１０の下面には、嵌合する底板２０と重ならない位置に制御素子１８が設けられている。
プリント基板１０は、図４に示すように、一端に、円環状の入力部１１が設けられている。入力部１１は、９０度の範囲で区切られた４つの静電電極部１２からなっている。静電電極部１２が検知した信号は、制御素子１８を介し、電極部１５から出力される。入力部１１の内側には、嵌合孔１３が設けられている。なお、静電電極部１２は、両面テープ又は接着剤で接着されている。
【００１８】
前記底板２０は、図３ないし図５に示すように、円板であり、中心に設けた嵌合孔２１の周囲下面に円環状の段部２２が設けられている。底板２０の上面には、嵌合孔２１を包囲する円環状のリブ２３とが設けられている。
【００１９】
摺動シート２４は、図４及び図５に示すように、円形であり、その中心には、嵌合孔２５が設けられている。
【００２０】
回転操作体３０は、図５に示すように、回転板３１の下面中心に回転軸３２を突設したものである。第１実施例では、回転軸３２は、凸部３３の下面中心から突設した軸部３５に細首部３４を設けてある。
【００２１】
次に、前述の構成部品の組立について説明する。
回転操作体３０の回転軸３２を摺動シート２４の嵌合孔２５、プリント基板１０の嵌合孔１３、底板２０の嵌合孔２１、抜け止め板２６の順に挿通する。ついで、抜け止め板２６を底板２０の段部２２に嵌合した後、Ｅリング２７を回転操作体３０の細首部３４に係止し、抜け止めする。
【００２２】
次に、前述の構成からなる入力装置１の操作方法について説明する。
回転操作体３０を回動すると、指で回転板３１が押圧されるので、回転板３１が板厚方向に弾性変形し、プリント基板１０の入力部１１に接近する。このため、回転板３１が接近した範囲にある静電電極部１２との間で静電誘導が発生し、静電容量が変化する。そして、静電容量の変化を追跡することにより、指の回動方向と回動量とを検出することができる。また、回動ではなく押圧のみであった場合でもＯＮ／ＯＦＦスイッチや、入力等の指示を実行できる。この結果、所望の入力を生成することができる。
【００２３】
特に、本発明にかかる入力装置１では、操作感触を向上させる要素について説明する。上述したように、入力装置１の操作は、回転操作体３０の回転板３１の押圧又は回動である。いずれの操作においても、回転板３１と入力部１１との接触面積及び／又は回転板３１の断面形状が操作感触を向上させる要素の一部となる。摺動シート２４又は摺動層は回転操作体３０の回動時に、回転操作体３０の回転を滑らかにするとともに、適度な摺動摩擦を発生させ、回動の安定感を維持する。
【００２４】
図６（Ａ）に示す第１実施形態にかかる回転操作体３０の回転板３１の断面形状は、軸部３５を除く下面外周では、上側に膨出する湾曲面となっている。
従来の回転操作体の平滑な回転板と比較して、本発明にかかる本実施形態の回転板３１は弾性的に変形するので、回転操作体３０の回転板３１を押し込むことができる。また、本実施形態の形状により、平滑な回転板と比較して、押し込み量をより多く確保できる。その結果、押し込んだ際に、回転板３１の弾性復帰する際の操作感触を得ることができ、入力装置１の操作感触を向上させることができる。
【００２５】
第２実施形態は、図７に示すように、回転板３１の断面形状は、回転軸３６を除く下面外周では、回転軸３６に接する平坦面に続いて、半径方向外側へ、下側に膨出する湾曲面となっている。
この回転操作体３０は、回転軸３６の近傍で、回転板３１と摺動シート２４を介した底板２８との接地面積が一定量確保されているので、第１実施形態と比較して、回転操作の際の安定感が向上している。
また、図７（Ａ）に示す回転操作体３０の回転板３１は、回転軸３６が、図７（Ｂ）に示すようにカシメられ、底板２８と一体化されている。このような回転操作体３０は、組立工程を減少させることができ、製造コストを軽減できるという利点もある。
【００２６】
第３実施形態の、図８（Ａ）に示す回転操作体３０の回転軸３６は、カシメられた回転軸３９ａを示している。
回転板３１の断面形状は、回転軸３６を除く下面外周では、回転軸３６に接する平坦面に続いて、半径方向外側へ、上側に膨出する湾曲面となっている。
図７（Ａ）に示す第２実施形態にかかる回転操作体３０の回転板３１と比較して、回転板３１下面での平坦面による接地面積を一定量確保する一方で、この回転操作体３０の回転板３１の押し込み量を、半径方向外側で増加させている。その結果、押し込んだ際に、回転板３１の弾性復帰する際の操作感触が増加し、入力装置１の操作感触を向上させることができる。
【００２７】
第４実施形態は、図９に示すように、回転板３１の断面形状は、第３実施形態にかかる回転操作板３０の回転板３１と同様に、回転軸３６を除く下面外周では、回転軸３６に接する平坦面に続いて、半径方向外側へ、上側に膨出する湾曲面となっている。
本実施形態にかかる回転操作板３０の回転板３１は、回転板３１の外周縁部３８に、肉厚部３８ａをさらに設けている。それにより、本実施形態にかかる回転操作板３０の回転板３１は、回転板３１が押し込まれた際に、回転板３１の最も外側に位置する、肉厚部３８ａが、回転板３１を支持する。その結果、第１〜３実施形態にかかる回転操作板３０の回転板３１と比較して、回転板３１の半径方向内側と外側の両方で支持された回転板３１が、押し込まれた際の回転板３１の弾性復帰する際の操作感触をさらに増加させる。そのため、入力装置１の操作感触をさらに向上させることができる。
また、回転板３１の外周縁部３８に肉厚部３８ａを設けたことで、回転板３１の耐久性を向上させることもできる。
【００２８】
図１０及び図１１に示す第５実施形態では、プリント基板１０の上面の、入力部１１に補強リブ（補強部）１９を設けてもよい。例えば、静電電極部１２を包囲する位置に設けることができる。前記補強リブ１９の位置は、一例である。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ領域の拡大断面図を示す。また、図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）のＣ領域の拡大断面図を示す。プリント基板１０を補強することで、プリント基板１０の変形量を低減させることができる結果、押圧操作の際のプリント基板１０の安定感を増加させ、入力装置１の操作感触を向上させることができる。また、耐久性や円滑性も向上させることができる。本実施形態においては、摺動シート２４はなくてもよい。
【００２９】
図１２に示す第６実施形態のように、底板２９に設けられた回転軸２９ａが、回転操作体３９の孔に挿通されて固定されてもよい。このようにすることで、回転操作体３９の成形が容易になるという利点がある。また、回転操作体３０の回転軸３２，３６を底板２０，２８へ固定する方法は、カシメ（例えば、図７（Ｂ））、Ｅリング２７の使用等、いずれによってもよい。
【００３０】
各実施形態においては、回転操作体３０が板厚方向にたわむことで、回転操作体３０がプリント基板１０に接近するため、回転操作体の板厚が一様な場合と比較して、検知感度は向上する。
また、各実施形態の回転操作体３０は、指で押さえ込まれた際のプリント基板１０への接触面積が、回転操作体の板厚が一様な場合と比較して少ない。このため、回転トルクによる過剰な摩擦抵抗を低減でき、適度で安定した摩擦抵抗を得ることができる。
【００３１】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明で開示された実施形態により、本発明の技術思想が限定されるものではない。特許請求の範囲内で修正及び変形が可能である。
【００３２】
本実施形態では、プリント基板１０はＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）であるが、例えば、ガラスエポキシ基板のようなリジッドなプリント基板であってもよい。
【００３３】
また、摺動層は、ドライ系フッ素潤滑剤又はグリースなどが考えられ、プリント基板１０の入力部１１の上面又は、回転操作体３０の下面に塗着して利用することができる。
【００３４】
なお、本発明にかかる入力装置１は携帯電話機２に限定されず、各実施形態の回転操作体３０，３９を含めた構成により、回転・接触検知を備えると共に、薄型化、入力感、静電感度向上、摺動性向上となる入力装置を提供する他のモバイル機器や携帯電話、ＰＣ、ＰＤＡ、テレビ、ビデオ等の電子機器に適用してもよい。その場合には、回転操作体３０に備える軸で、摺動シート２４、プリント基板１０などを貫通し、抜け止め板２６に一体化（挟み込み）により、各電子機器へ容易に組み込むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかる入力装置は携帯電話機に限らず、他のモバイル機器やその他の電子機器に適用してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる入力装置が組み込まれた携帯電話の正面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明にかかる入力装置の拡大正面図、図２（Ｂ）は本発明にかかる入力装置の拡大背面図である。
【図３】図３（Ａ），３（Ｂ）は図２で示した入力装置を上下方向からそれぞれ視た斜視図である。
【図４】図３（Ａ）で示した入力装置の上方から視た分解斜視図である。
【図５】図３（Ｂ）で示した入力装置の下方から視た分解斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は本発明の第１実施形態における回転操作体の側面図、図６（Ｂ）は本発明の第１実施形態における入力装置のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図７（Ａ）は本発明の第２実施形態における回転操作体の側面図、図７（Ｂ）は本発明の第２実施形態における入力装置の断面図である。
【図８】図８（Ａ）は本発明の第３実施形態における回転操作体の側面図、図８（Ｂ）は本発明の第３実施形態における入力装置の断面図である。
【図９】図９（Ａ）は本発明の第４実施形態における回転操作体の側面図、図９（Ｂ）は本発明の第４実施形態における入力装置の断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は本発明の第５実施形態における入力装置のプリント基板の上面に補強部を設けた入力装置のＸＩ−ＸＩ断面図、図１０（Ｂ）は本発明の第５実施形態における入力装置のＢ領域拡大断面図、図１０（Ｃ）は本発明の第５実施形態における入力装置のＣ領域拡大断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態における入力装置の上面に補強部を設けたプリント基板の斜視図である。
【図１２】本発明の第６実施形態における入力装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  入力装置
２  携帯電話機
３  モニター
５  テンキー
６  マイク
７  スピーカー
１０  プリント基板
１１  入力部
１２  静電電極部
１３  嵌合孔
１５  電極部
１６  補強板
１７  金属端子
１８  制御素子
１９  補強リブ
２０  底板
２１  嵌合孔
２２  段部
２３  リブ
２４  摺動シート
２５  嵌合孔
２６  抜け止め板
２７  Ｅリング
２８  底板
２９  底板
２９ａ  回転軸
２９ｂ  カシメられた回転軸
３０  回転操作体
３１  回転板
３２  回転軸
３３  凸部
３４  細首部
３５  軸部
３６  回転軸
３７  カシメられた凸部
３８  外周縁部
３８ａ  肉厚部
３９  回転操作体
３９ａ  カシメられた回転軸
【図１】
0004360442.tif 000002
【図２】
0004360442.tif 000003
【図３】
0004360442.tif 000004
【図４】
0004360442.tif 000005
【図５】
0004360442.tif 000006
【図６】
0004360442.tif 000007
【図７】
0004360442.tif 000008
【図８】
0004360442.tif 000009
【図９】
0004360442.tif 000010
【図１０】
0004360442.tif 000011
【図１１】
0004360442.tif 000012
【図１２】
0004360442.tif 000013