(57)【要約】【課題】主に各種電子機器の操作に使用される入力装置に関し、簡易な構成で、良好な操作感触が得られるものを提供することを目的とする。【解決手段】複数の磁石１２を、ボール１１内に中心から外周に向けて放射状に配設すると共に、このボール１１と磁気検出素子１６を所定の間隙を空けて対向配置することによって、ローラ等のボール１１に当接する部品がないため、長期間使用した場合にも、塵埃や汚れ等により操作感触が損なわれることがなく、簡易な構成で、良好な感触での操作が可能な入力装置を得ることができる。【選択図】図１
2009104371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに回転可能に装着されたボールと、このボール内に配設された複数の磁石と、上記ボールと所定の間隙を空けて対向配置された磁気検出素子からなり、上記磁石を上記ボール内に、中心から外周に向けて放射状に配設した入力装置。
【請求項２】
複数の磁気検出素子を所定間隔で並列に配置した請求項１記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の操作に用いられる入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の各種電子機器の高機能化や小型化が進むに伴い、これらの操作に用いられる入力装置にも、良好な操作感触で確実な操作を行えるものが求められている。
【０００３】
このような従来の入力装置について、図６を用いて説明する。
【０００４】
図６は従来の入力装置の部分正面図であり、同図において、１は絶縁樹脂製のボール、２Ａと２Ｂは円柱状で絶縁樹脂製のローラで、ボール１が絶縁樹脂製のケース（図示せず）に回転可能に装着されると共に、一対のローラ２Ａと２Ｂがボール１外周の直交方向に当接している。
【０００５】
また、３Ａと３ＢはＳ極とＮ極が所定の角度ピッチで交互に着磁されたリング磁石で、複数のリング磁石３Ａと３Ｂが一対のローラ２Ａと２Ｂの端部に、各々固着されている。
【０００６】
さらに、４は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板で、ボール１の下方に配置されると共に、この上面に実装されたホール素子等の複数の磁気検出素子５Ａと５Ｂが、一対のローラ２Ａと２Ｂ端部のリング磁石３Ａと３Ｂと所定の間隙を空けて対向配置されて、入力装置が構成されている。
【０００７】
そして、このように構成された入力装置が、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器の操作部（図示せず）に、ボール１上部を突出させて装着されると共に、複数の磁気検出素子５Ａと５Ｂが配線パターン等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【０００８】
以上の構成において、例えば機器の液晶表示素子等の表示手段（図示せず）に、氏名や曲名等の複数のメニューやカーソル（図示せず）が表示された状態で、ボール１上部を指で左右方向へ回転操作すると、これに当接したローラ２Ａが回転し、端部のリング磁石３Ａも回転して、リング磁石３Ａの磁気が変化し、これを対向した磁気検出素子５Ａが検出して、所定のパルス信号が磁気検出素子５Ａから機器の電子回路に出力される。
【０００９】
そして、機器の電子回路がこのパルス信号から、ボール１の回転方向と回転角度を検出し、機器の表示手段に表示されたメニュー上のカーソル等を、例えば左右方向へ移動させる。
【００１０】
また、ボール１を上記とは直交方向の前後方向へ回転操作した場合には、ローラ２Ｂが回転して、リング磁石３Ｂの磁気が変化し、これを対向した磁気検出素子５Ｂが検出して、パルス信号が機器の電子回路に出力され、カーソル等が例えば上下方向へ移動する。
【００１１】
さらに、ボール１を上記とは中間の斜め方向に回転操作した場合には、ローラ２Ａも２Ｂも回転して、リング磁石３Ａと３Ｂの磁気が変化し、これを磁気検出素子５Ａと５Ｂが検出して、二つのパルス信号が機器の電子回路に出力され、カーソル等が例えば右上方向や左下方向へ移動する。
【００１２】
つまり、機器の表示手段を見ながら、ボール１を所定方向へ回転操作することによって、表示手段に表示されたカーソル等を所定方向へ移動させ、氏名や曲名等の複数のメニューの選択が行えるように構成されているものであった。
【００１３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００７−２６０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の入力装置においては、ボール１を回転操作することによって、これに直交方向に当接した一対のローラ２Ａと２Ｂが回転する構成となっているため、長期間使用しているうちに、塵埃や汚れ等がボール１に付着し、これらがボール１とローラ２Ａや２Ｂの当接部に溜まると、ボール１の回転操作に引掛り感や擦れ感が生じ、良好な操作感触が得づらくなってしまうという課題があった。
【００１５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、良好な操作感触が得られる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】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１７】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の磁石をボール内に、中心から外周に向けて放射状に配設すると共に、このボールと磁気検出素子を所定の間隙を空けて対向配置して入力装置を構成したものであり、ローラ等のボールに当接する部品がないため、長期間使用した場合にも、塵埃や汚れ等により操作感触が損なわれることがなく、簡易な構成で、良好な感触での操作が可能な入力装置を得ることができるという作用を有する。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、複数の磁気検出素子を所定間隔で並列に配置したものであり、ボールの回転操作によって、複数の磁気検出素子から位相差のある二つのパルス信号が出力されるため、ボールの回転方向と回転角度の検出をさらに確実に行うことができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、良好な操作感触の入力装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２１】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による入力装置の断面図、図２は同部分斜視図であり、同図において、１１はＡＢＳやポリカーボネート、ウレタン等の絶縁樹脂製のボール、１２は略円柱状でフェライトやＮｄ−Ｆｅ−Ｂ等の磁石で、ボール１１内には所定個数、例えば２４個の磁石１２が所定方向、例えばＳ極を中心方向、Ｎ極を外周方向に向けて放射状に配設されている。
【００２２】
そして、１３は略箱状でポリスチレンやＡＢＳ等の絶縁樹脂製の上ケース、１４は同じく下ケースで、これらの中央部には内周が逆方向に傾斜した開口孔が各々設けられると共に、この開口孔内にボール１１が上部を上ケース１３上面から突出させて、回転可能に装着されている。
【００２３】
また、１５は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、この上面に実装された水平方向の磁気を検出するＧＭＲ素子や、垂直方向の磁気を検出するホール素子等の複数の磁気検出素子１６が、ボール１１と所定の間隙を空けて対向配置されている。
【００２４】
さらに、この複数の磁気検出素子１６が図２に示すように、磁気検出素子１６Ａと１６Ｂが左右方向に、磁気検出素子１６Ｃと１６Ｄが前後方向に、各々所定間隔で並列に配置されると共に、配線基板１５上面を下ケース１４が覆って、入力装置が構成されている。
【００２５】
そして、このように構成された入力装置が、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器の操作部（図示せず）に、ボール１１上部を突出させて装着されると共に、複数の磁気検出素子１６が配線パターン等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【００２６】
以上の構成において、例えば機器の液晶表示素子等の表示手段（図示せず）に、氏名や曲名等の複数のメニューやカーソル（図示せず）が表示された状態で、ボール１１上部を指で左右方向、例えば図３（ａ）の部分正面図に示すように、右方向へ回転操作すると、ボール１１内に配設された磁石１２Ａが磁気検出素子１６Ａに近づく。
【００２７】
そして、図３（ｂ）に示すように、最接近した後、このままボール１１を回転操作すると、図３（ｃ）に示すように、磁石１２Ａは磁気検出素子１６Ａから離れ、次に磁石１２Ｂが磁気検出素子１６Ａに近づき、図３（ｄ）に示すように、磁石１２Ｂが最接近する。
【００２８】
また、この時、磁石１２Ａや１２Ｂは上述したように、ボール１１内にＳ極を中心方向、Ｎ極を外周方向に向けて放射状に配設されているため、例えば図３（ｃ）に示すように、磁石１２Ａも１２Ｂも磁気検出素子１６Ａから離れた状態では、磁気検出素子１６ＡがＳ極の磁気を検出し、図３（ｂ）や図３（ｄ）に示すように、磁石１２Ａや１２Ｂが近づいた状態では、Ｎ極の磁気を検出する。
【００２９】
つまり、ボール１１が図３（ａ）から図３（ｄ）の状態まで回転する間に、磁気検出素子１６ＡはＳ極とＮ極の磁気を交互に２回ずつ検出し、この結果、磁気検出素子１６Ａからは、図４（ａ）の波形図に示すような、パルス信号Ｌ１が機器の電子回路に出力される。
【００３０】
また、この時、磁気検出素子１６Ａと並列に配置された磁気検出素子１６Ｂも、同様に磁石１２Ａや１２Ｂの磁気を検出するが、磁気検出素子１６Ｂは磁気検出素子１６Ａに対し、所定間隔でややずれた位置に配置されているため、図４（ｂ）に示すように、磁気検出素子１６Ｂから出力されるパルス信号Ｌ２は、パルス信号Ｌ１に対し時間Ｔだけずれた、いわゆる位相差のあるものとなる。
【００３１】
なお、ボール１１を上記とは逆に左方向へ回転操作した場合には、上記とは逆にパルス信号Ｌ２に対しパルス信号Ｌ１が時間Ｔだけずれた、位相差のある二つのパルス信号が磁気検出素子１６Ｂと１６Ａから出力される。
【００３２】
そして、機器の電子回路がこの位相差のある二つのパルス信号から、パルス信号Ｌ１とＬ２のどちらが先に立ち上ったかによってボール１１の回転方向を、そのパルス数によってボール１１の回転角度を各々検出し、機器の表示手段に表示されたメニュー上のカーソル等を、例えば右あるいは左方向へ移動させる。
【００３３】
また、ボール１１を上記とは直交方向の前後方向へ回転操作した場合には、配線基板１５上面に磁気検出素子１６Ａや１６Ｂとは直交方向の、前後方向に所定間隔で並列に配置された磁気検出素子１６Ｃと１６Ｄが、上記と同様にボール１１内の複数の磁石１２の磁気を検出し、位相差のある二つのパルス信号が出力されて、カーソル等が例えば上下方向へ移動する。
【００３４】
さらに、ボール１１を上記とは中間の斜め方向に回転操作した場合には、左右方向の磁気検出素子１６Ａと１６Ｂ、及びこれらとは直交方向の前後方向の磁気検出素子１６Ｃと１６Ｄから、位相差のある二つのパルス信号が各々機器の電子回路に出力され、カーソル等が例えば右上方向や左下方向へ移動する。
【００３５】
すなわち、機器の表示手段を見ながら、ボール１１を所定方向へ回転操作することによって、表示手段に表示されたカーソル等を所定方向へ移動させ、氏名や曲名等の複数のメニューの選択が行えるように構成されているが、本発明の入力装置においては、略円柱状の複数の磁石１２が、ボール１１内に中心から外周に向けて放射状に配設され、このボール１１と所定の間隙を空けて対向配置された磁気検出素子１６が、複数の磁石１２の磁気を検出して、ボール１１の回転方向と回転角度を検出するようになっている。
【００３６】
つまり、ボール１１は上ケース１３と下ケース１４の開口孔内に回転可能に装着され、他にローラ等のボール１１に当接する部品はないため、長期間使用しているうちに、塵埃や汚れ等がボール１１に付着し、これらがボール１１と開口孔の隙間から入力装置内に入ったとしても、下ケース１４や配線基板１５上面に付着するだけで、これらによってボール１１の回転操作の感触が損なわれることがないように構成されている。
【００３７】
したがって、主な構成部品は磁石１２を配設したボール１１と、これに対向配置された磁気検出素子１６という簡易な構成で入力装置が形成されると共に、長期間使用した場合にも、引掛り感や擦れ感のない、滑らかで良好な操作感触を得ることが可能なようになっている。
【００３８】
また、左右方向の磁気検出素子１６Ａと１６Ｂ、及びこれらとは直交方向の前後方向の磁気検出素子１６Ｃと１６Ｄが各々所定間隔で並列に配置され、これらの磁気検出素子から位相差のある二つのパルス信号Ｌ１やＬ２等が出力されることによって、確実なボール１１の回転方向と回転角度の検出を行えるように構成されている。
【００３９】
なお、以上の説明では、ボール１１の左右方向に磁気検出素子１６Ａと１６Ｂを、前後方向に磁気検出素子１６Ｃと１６Ｄを、各々並列に配置した構成について説明したが、図５の部分斜視図に示すように、各々の磁気検出素子の間隔を広げ、左右方向に磁気検出素子１６Ａと１６Ｂを、前後方向に磁気検出素子１６Ｃと１６Ｄを、各々並列に配置した構成としてもよい。
【００４０】
さらに、複数の磁石１２をボール１１内に、例えばＳ極を中心方向、Ｎ極を外周方向に向けて放射状に配設することによって、例えばＳ極とＮ極を交互に外周方向に向けて配設した場合に比べ、同じ磁石１２の数で、ほぼ倍の分解能でボール１１の回転角度の検出を行うことができる。
【００４１】
なお、以上の説明とは逆に、Ｎ極を中心方向、Ｓ極を外周方向に向けて、複数の磁石１２をボール１１内に放射状に配設しても、本発明の実施は可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００４２】
このように本実施の形態によれば、略円柱状の複数の磁石１２を、ボール１１内に中心から外周に向けて放射状に配設すると共に、このボール１１と磁気検出素子１６を所定の間隙を空けて対向配置することによって、ローラ等のボール１１に当接する部品がないため、長期間使用した場合にも、塵埃や汚れ等により操作感触が損なわれることがなく、簡易な構成で、良好な感触での操作が可能な入力装置を得ることができるものである。
【００４３】
なお、以上の説明では、ボール１１内に放射状に配設された磁石１２を、略円柱状のものとして説明したが、四角柱や多角柱、あるいは円錐状や角錐状のもの等、ボール１１の中心から外周に向けて延出するピン状のものであれば、様々な形状の磁石１２を用いても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明による入力装置は、簡易な構成で、良好な操作感触のものを実現できるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態による入力装置の断面図
【図２】同部分斜視図
【図３】同部分正面図
【図４】同波形図
【図５】同部分斜視図
【図６】従来の入力装置の部分正面図
【符号の説明】
【００４６】
１１  ボール
１２、１２Ａ、１２Ｂ  磁石
１３  上ケース
１４  下ケース
１５  配線基板
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ  磁気検出素子
【図１】
2009104371.tif 000003
【図２】
2009104371.tif 000004
【図３】
2009104371.tif 000005
【図４】
2009104371.tif 000006
【図５】
2009104371.tif 000007
【図６】
2009104371.tif 000008