(57)【要約】【課題】  動作本体の変形部の歪みを検出素子で検知してＸ出力とＹ出力を得る入力装置において、変形部に検出素子や導電路を簡単に設けることができ、しかも実装母材への支持強度を強固にできるようにする。【解決手段】  合成樹脂製の動作本体１０には、突部１７に作用する倒れ力によって変形する変形部が設けられ、動作本体１０の背面１１には、前記変形部の歪みを検知する検出素子が設けられている。動作本体１０の背面１１が平坦面であるため、この背面１１に、検出素子や導電路を印刷工程などでパターン形成できる。この背面１１に台座部材４０が重ねられ、この台座部材４０が実装母材６０に固定されるため、入力装置１を強固に固定でき、また変形部は実装母材６０から離れているので、その歪みを検出しやすくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変形部および複数の前記変形部の中間から立ち上がる突部とを有して合成樹脂材料で一体に形成された動作本体と、前記変形部の弾性変形を検出する検出素子とを有する入力装置において、
前記動作本体の前記突部を有する面と逆側の背面が平坦面を有し、この平坦面に複数の前記検出素子が設けられており、前記背面には台座部材が固定され、この台座部材には、複数の前記検出素子を露出させる動作穴が形成されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記動作本体の側部には、それぞれの前記検出素子と導通する金属端子が固定されており、この金属端子が折り曲げられ、この金属端子によって前記台座部材が前記動作本体の背面に固定されている請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記動作本体の背面の前記平坦面に、前記検出素子とこの検出素子に接続される導電路の少なくとも一方がパターン形成されている請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記動作本体の前記突部には、前記台座部材の前記動作穴の内部に通じる操作穴が貫通して形成されており、前記台座部材が実装母材の表面に固定されたときに、この実装母材に固定された押圧スイッチ素子が、前記台座部材の前記動作穴の内部に位置し、前記操作穴の内部に摺動自在に挿通させる操作軸で、前記押圧スイッチ素子を押圧可能とされている請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
【請求項５】
前記動作本体の前記突部には、前記操作軸を押圧できるとともに、前記突部に倒れ操作力を与えることができる操作部材が嵌合している請求項４記載の入力装置。
【請求項６】
前記操作部材が透光性材料で形成されており、前記実装母材に設置された発光素子が、前記操作部材の真下に対向して設けられる請求項５記載の入力装置。
【請求項７】
複数の変形部および複数の前記変形部の中間から立ち上がる突部とを有して合成樹脂材料で一体に形成された動作本体と、前記変形部の弾性変形を検出する検出素子とを有する入力装置において、
前記動作本体の前記突部には、この突部に倒れ力を与えることができる操作部材が嵌合し、前記操作部材が透光性材料で形成されており、
前記動作本体には、収納穴または凹状の収納切欠き部が形成されており、前記操作部材を照光する発光素子が、前記収納穴または収納切欠き部の内部、または前記収納穴または収納切欠き部の下側に配置されていることを特徴とする入力装置。
【請求項８】
前記発光素子が、前記操作部材の真下に対向する請求項７記載の入力装置。
【請求項９】
前記操作部材の表面に、複数の突起が一体に形成されている請求項５ないし８のいずれかに記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突部に与える力で変形部を変形させて、前記変形部の弾性変形量を検出することで、座標情報などの入力を可能とした入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータの操作部には、キーボード装置とともに、棒状の突部を有する入力装置が実装されている。以下の特許文献１ないし３に記載のように、この種の入力装置は、棒状の突部とその周囲の４方向に延びる変形部とが合成樹脂で一体に形成されており、それぞれの変形部に歪み検出素子が貼着されている。
【０００３】
前記突部を指で倒すと、突部が倒れる向きに応じていずれかの変形部に曲げ変形が与えられ、この曲げ変形が前記歪み検出素子の抵抗値の変化として検出される。４つの変形部に対応するいずれかの歪み検出素子で歪み量を検出することにより、突部に力が与えられた方向および突部に与えられた荷重の大きさを認識できる。この検出出力に基づいて、Ｘ−Ｙ座標上の操作データなどを出力することが可能である。
【０００４】
また、最近はこの種の入力装置の小型化が望まれており、以下の特許文献１に記載のものでは、前記突部と前記変形部とが合成樹脂で一体に形成された基板部を有している。この基板部の前記突部が設けられている側とは逆側の背面が平坦面とされており、この平坦面に、銀ペーストで形成された導電体がパターン形成されているとともに、平坦面に前記導電体に接続される歪み検出素子が実装されている。
【特許文献１】特開２００１−３３１２７０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３１２７１号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載のように、基板部の背面を平坦面とし、この平坦面に銀ペーストで形成される導電体を印刷工程などでパターン形成することにより、小型化の促進と製造工程の簡素化を図ることができる。しかし、入力装置が実装母体に実装された状態で、前記基板部は、前記突部に与えられる応力により歪み変形できることが必要である。そこで、特許文献１に記載の入力装置では、基板部の側面から突出する金属端子が折り曲げられて実装母材の表面に固定され、基板部が実装母材から浮き上がった状態で変形できるようになっている。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のように、基板部から突出する金属製の端子のみで実装母材上で支持される構造では、実装母材上での支持が不安定である。
【０００７】
また、特許文献１ないし特許文献３などに記載されている従来の入力装置は、コンピュータのキーボード上に実装されるのを想定しているものが多く、これまで、携帯電話などの携帯用機器に前記入力装置を実装することが考えられていなかった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、全体を小型に形成でき、変形部に、導電パターンや検出素子をパターン形成などで容易に設けることができ、しかも実装母材上で強固に固定できる入力装置を提供している。
【０００９】
また、本発明は、携帯電話などの携帯用機器に実装するのに適する大きさで、しかも照明機能も発揮できる入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明は、複数の変形部および複数の前記変形部の中間から立ち上がる突部とを有して合成樹脂材料で一体に形成された動作本体と、前記変形部の弾性変形を検出する検出素子とを有する入力装置において、
前記動作本体の前記突部を有する面と逆側の背面が平坦面を有し、この平坦面に複数の前記検出素子が設けられており、前記背面には台座部材が固定され、この台座部材には、複数の前記検出素子を露出させる動作穴が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この入力装置は、実装母体の表面に台座部材の背面を密着させて固定することができ、動作本体の突部に倒れ力が与えられると、動作本体の変形部が実装母体から離れた位置で変形できるようになる。そのために、入力装置を実装母材に強固に固定することができ、しかも変形部を自在に変形させることが可能となる。
【００１２】
例えば、本発明では、前記動作本体の側部には、それぞれの前記検出素子と導通する金属端子が固定されており、この金属端子が折り曲げられ、この金属端子によって前記台座部材が前記動作本体の背面に固定されている。
【００１３】
この構造では、金属端子を用いて、台座部材を位置決めして確実に固定できる。しかも、台座部材の背面に折り曲げられた金属端子の一部が現れるので、この金属端子の一部を、実装母材上の導電パターンに対面させて、平面実装構造で半田付けすることができる。
【００１４】
また、本発明では、前記動作本体の背面が平坦面であるため、前記平坦面に、前記検出素子とこの検出素子に接続される導電路の少なくとも一方をパターン形成し、その後に、この背面に台座部材を取り付けることができる。検出素子や導電路をパターン形成することで、動作本体を小型化でき、また製造工程を簡素化できる。
【００１５】
なお、本明細書での「パターン形成」とは、導電路を導電ペーストを用いて印刷することや、検出素子を抵抗体ペーストで印刷すること、またはこれらをスパッタ工程や蒸着工程などで形成することを意味している。
【００１６】
さらに、本発明は、前記動作本体の前記突部には、前記台座部材の前記動作穴の内部に通じる操作穴が貫通して形成されており、前記台座部材が実装母材の表面に固定されたときに、この実装母材に固定された押圧スイッチ素子が、前記台座部材の前記動作穴の内部に位置し、前記操作穴の内部に摺動自在に挿通させる操作軸で、前記押圧スイッチ素子を押圧可能とされているものとして構成できる。
【００１７】
上記のように、台座部材を実装母材の表面に固定した状態で、台座部材の動作穴内に押圧スイッチを配置でき、この状態で、入力装置を安定して固定させ、且つ突部に与える応力で変形部を容易に変形させることができる。
【００１８】
また、本発明は、前記動作本体の前記突部には、前記操作軸を押圧できるとともに、前記突部に倒れ操作力を与えることができる操作部材が嵌合しているものとして構成できる。この場合に、前記操作部材が透光性材料で形成されており、前記実装母材に設置された発光素子が、前記操作部材の真下に対向して設けられるものとすることが好ましい。
【００１９】
上記構造では、発光素子で操作部材を各種の色相の光で照光することができ、携帯電話などの携帯用機器に使用することが可能になる。
【００２０】
第２の本発明は、複数の変形部および複数の前記変形部の中間から立ち上がる突部とを有して合成樹脂材料で一体に形成された動作本体と、前記変形部の弾性変形を検出する検出素子とを有する入力装置において、
前記動作本体の前記突部には、この突部に倒れ力を与えることができる操作部材が嵌合し、前記操作部材が透光性材料で形成されており、
前記動作本体には、収納穴または凹状の収納切欠き部が形成されており、前記操作部材を照光する発光素子が、前記収納穴または収納切欠き部の内部、または前記収納穴または収納切欠き部の下側に配置されていることを特徴とするものである。
上記発明では、好ましくは、前記発光素子が、前記操作部材の真下に対向する。
【００２１】
さらに、第１の本発明および第２の本発明では、前記操作部材の表面に、複数の突起が一体に形成されていることが好ましい。
【００２２】
操作部材の表面に複数の突起が一体に形成されていると、指で操作部材の表面に倒れ方向の力を与えやすくなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の入力装置は、全体を小型に形成でき、変形部に導電パターンや検出素子をパターン形成などで容易に設けることができ、しかも実装母材上に強固に固定できる。
【００２４】
また、本発明は、携帯電話などの携帯用機器に実装するのに適する大きさにでき、しかも照明機能も発揮できることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の第１の実施の形態の入力装置１を示す縦断面図、図２は前記入力装置１の平面図、図３は前記入力装置１の背面図、図４は前記入力装置１に設けられた動作本体１０の背面を示す背面図、図５は前記動作本体１０の背面に設けられた歪み検出素子および導電路の回路図である。なお、図２では、入力装置１の表側に設けられる操作部材を一点鎖線の想像線で示している。また、図３と図４は、図２に示す平面図からＹ軸回りに１８０度反転させたときの背面を示している。
【００２６】
この入力装置１は、ポリカーボネートなどの合成樹脂材料で形成された動作本体１０を有している。図２の平面図と図４の背面図に示すように、動作本体１０の平面形状は正方形である。図４に示すように、動作本体１０の下側（Ｚ２側）に向く背面１１は、その全体が平坦面であり、この背面１１に、歪み検出素子２１Ｘ，２１Ｙ，２２Ｘ，２２Ｙおよび導電路２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが設けられている。
【００２７】
背面１１は、少なくとも前記歪み検出素子２１Ｘ，２１Ｙ，２２Ｘ，２２Ｙおよび導電路４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが形成されている部分が平坦面である。この平坦な背面１１は、動作本体１０において最も下側（Ｚ２側）に位置している面である。すなわち、背面１１よりも図４の紙面の手前側に突出する突出部は設けられていない。ただし、前記歪み検出素子や導電路が形成されていない部分には、背面１１よりも図４の紙面の奥側へ窪む凹部が設けられていてもよい。
【００２８】
図２に示すように、動作本体１０のＺ１側に向けられた表面１２は平坦面である。動作本体１０の４つの角部のそれぞれには、前記表面１２よりもさらに上側（Ｚ１側）へ隆起する隆起部１３が一体に形成されている。
【００２９】
動作本体１０では、それぞれの隆起部１３よりも内側部分に、この動作本体１０を上下に貫通する収納穴１４が４箇所に形成されている。図２に示すように、動作本体１０のＸ１側には、Ｙ方向の両側が前記収納穴１４，１４で挟まれた第１のＸ方向変形部１５Ｘが形成され、動作本体１０のＸ２側には、Ｙ方向の両側が前記収納穴１４，１４で挟まれた第２のＸ方向変形部１６Ｘが形成されている。動作本体１０のＹ１側には、Ｘ方向の両側が前記収納穴１４，１４で挟まれた第１のＹ方向変形部１５Ｙが形成され、動作本体１０のＹ２側には、Ｘ方向の両側が前記収納穴１４，１４で挟まれた第２のＹ方向変形部１６Ｙが形成されている。
【００３０】
第１のＸ方向変形部１５Ｘと第２のＸ方向変形部１６Ｘは、収納穴１４と収納穴１４とで挟まれている範囲においてほぼ一定の幅寸法でＸ方向へ延びている。第１のＸ方向変形部１５Ｘと第２のＸ方向変形部１６ＸのＺ２側は平坦な背面１１で、Ｚ１側は平坦な表面１２であり、第１のＸ方向変形部１５Ｘと第２のＸ方向変形部１６Ｘは、厚さ寸法が一定である。第１のＹ方向変形部１５Ｙと第２のＹ方向変形部１６Ｙは、収納穴１４と収納穴１４とで挟まれている範囲においてほぼ一定の幅寸法でＹ方向に延びている。第１のＹ方向変形部１５Ｙと第２のＹ方向変形部１６Ｙも厚さ寸法が一定である。
【００３１】
動作本体１０の表側では、その中心に突部１７が一体に形成されている。図２に示すように、突部１７の外周面１７ｅは円筒面である。突部１７には、前記外周面１７ｅからＸ１方向へ膨出する膨出部１７ａが一体に形成され、この膨出部１７ａは、第１のＸ方向変形部１５Ｘの一部と重なる位置まで突出している。突部１７には、Ｘ２方向へ膨出する膨出部１７ｂが一体に形成され、この膨出部１７ｂは、第２のＸ方向変形部１６Ｘの一部と重なる位置まで突出している。同様に、膨出部１７ｃは、第１のＹ方向変形部１５Ｙの一部と重なる位置まで突出し、膨出部１７ｄは、第２のＹ方向変形部１６Ｙの一部と重なる位置まで突出している。
【００３２】
前記突部１７に、Ｘ１方向へ突出する膨出部１７ａとＸ２方向へ突出する膨出部１７ｂが設けられているために、突部１７を倒そうとする力が作用したときに、その力が膨出部１７ａ，１７ｂから第１のＸ方向変形部１５Ｘと第２のＸ方向変形部１６Ｘに作用しやすくなり、第１のＸ方向変形部１５Ｘと第２のＸ方向変形部１６Ｘに歪みを与えやすくなる。これは、膨出部１７ｃ，１７ｄと、第１のＹ方向変形部１５Ｙおよび第２のＹ方向変形部１６Ｙとの間においても同じである。
【００３３】
前記突部１７の中心には、上下に貫通する操作穴１８が形成されている。この操作穴１８は内周面が円筒面である。
【００３４】
図４に示すように、平坦面である前記背面１１では、第１のＸ方向変形部１５Ｘに歪み検出素子２１Ｘが設けられ、第２のＸ方向変形部１６Ｘに歪み検出素子２２Ｘが設けられている。また、第１のＹ方向変形部１５Ｙに歪み検出素子２１Ｙが設けられ、第２のＹ方向変形部１６Ｙに歪み検出素子２２Ｙが設けられている。
【００３５】
また、動作本体１０の背面１１には、歪み検出素子２１Ｘの一方の端部が接続される導電路２４ａと、歪み検出素子２１Ｘの他方の端部が接続される導電路２４ｂが設けられている。同様に、歪み検出素子２２Ｘのそれぞれの端部に接続される導電路２５ａ，２５ｂ、歪み検出素子２１Ｙのそれぞれの端部に接続される導電路２６ａ，２６ｂ、および歪み検出素子２２Ｙのぞれぞれの端部に接続される導電路２７ａ，２７ｂが設けられている。図４では、導電路２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂのそれぞれが一点鎖線で示されているが、実際には、これらの導電路は、一定の幅寸法の帯形状にパターン形成されている。
【００３６】
動作本体１０の背面１１が平坦面であるため、歪み検出素子２１Ｘ，２１Ｙ，２２Ｘ，２２Ｙおよび導電路２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂを印刷工程でパターン形成することができる。歪み検出素子２１Ｘ，２１Ｙ，２２Ｘ，２２Ｙは、バインダー樹脂にカーボンフィラーを含ませた抵抗体ペーストをスクリーン印刷法などで塗工して形成することができる。導電路２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂは、バインダー樹脂に銀フィラーなどを含ませた導電ペーストをスクリーン印刷法などで塗工することで形成できる。
【００３７】
図４に示すように、動作本体１０のＸ１側に向く側面には、金属端子３１ａ，３１ｂが埋設されている。金属端子３１ａ，３１ｂは、動作本体１０が合成樹脂材料で射出成形される際に、射出型の内部にインサートされることにより、動作本体１０と一体化されている。金属端子３１ａ，３１ｂの一部は、動作本体１０の背面１１と同一面となるように曲げられており、前記導電路２４ａは金属端子３１ａの一部と重なるように印刷されて、導電路２４ａと金属端子３１ａとが接続されている。同様に、導電路２４ｂと金属端子３１ｂとが接続されている。
【００３８】
動作本体１０のＸ２側に向く側面には、金属端子３２ａ，３２ｂが埋設されており、導電路２５ａが金属端子３２ａに接続され、導電路２５ｂが金属端子３２ｂに接続されている。Ｙ１側に向く側面には、金属端子３３ａ，３３ｂが埋設されて、導電路２６ａが金属端子３３ａに接続され、導電路２６ｂが金属端子３３ｂに接続されている。そして、Ｙ２側に向く側面には、金属端子３４ａ，３４ｂが埋設されて、導電路２７ａが金属端子３４ａに接続され、導電路２７ｂが金属端子３４ｂに接続されている。
【００３９】
それぞれの歪み検出素子２１Ｘ，２１Ｙ，２２Ｘ，２２Ｙと、それぞれの金属端子３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂとの接続状態は、図５の回路図に示す通りである。金属端子３１ａ，３３ａに電源電圧が与えられ、金属端子３２ｂ，３４ｂが接地電位とされる。突部に対してＸ１方向に向けまたはＸ２方向に向けて倒す力が与えられると、第１のＸ方向変形部１５Ｘと第２のＸ方向変形部１６Ｘが、互いに逆向きの曲率となるように撓み変形し、歪み検出素子２１Ｘと歪み検出素子２２Ｘの一方に伸び歪みが、他方に圧縮歪みが作用する。よって、金属端子３１ｂと金属端子３２ａとから、突部１７に作用するＸ方向への倒れ力の増減に対応するＸ出力（電圧変化）が得られる。これは、突部１７に作用するＹ１方向またはＹ２方向への倒れ力と、金属端子３３ｂ，３４ａから得られるＹ出力（電圧変化）との関係において同じである。
【００４０】
図１に示すように、動作本体１０の背面１１には、台座部材４０が重ねられている。台座部材４０は、動作本体１０と同種の合成樹脂材料で形成されている。図３の背面図に示すように、台座部材４０の外縁の形状は、動作本体１０と同じ正方形である。台座部材４０は枠体形状であり、中央部に動作穴４２が形成されている。この動作穴４２は、台座部材４０を上下に貫通しており、その内側面４２ａは八角形である。動作穴４２の内側面４２ａは、動作本体１０に形成された収納穴１４，１４のＸ１方向、Ｘ２方向、Ｙ１方向およびＹ２方向に向く内側面とほぼ同一面となるように一致している。すなわち、動作本体１０に形成された第１のＸ方向変形部１５Ｘ、第２のＸ方向変形部１６Ｘ、第１のＹ方向変形部１５Ｙおよび第２のＹ方向変形部１６Ｙは、前記動作穴４２の内部において、拘束力を受けることなく撓み変形することができる。
【００４１】
また、動作本体１０の背面１１に設けられた歪み検出素子２１Ｘ，２２Ｘ，２１Ｙ，２２Ｙは、前記動作穴４２内でＺ２方向へ露出している。
【００４２】
図１に示すように、台座部材４０の表面４４が動作本体１０の背面１１に突き当てられている。図４に示すように、動作本体１０の背面１１には、導電路２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ、および金属端子３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの背面１１に露出している部分、さらには金属端子の露出部分と導電路との接続部分が露出している。そのために、台座部材４０の表面４４には、これら導電路や金属端子の露出部分に直接に当たらないように浅い窪みが形成されており、この窪み以外の部分で前記表面４４が平坦面となっている。前記窪みが形成されていることにより、金属端子の背面１１での露出部と導電路との接続部分に台座部材４０から力が直接作用するのを防止でき、金属端子と導電路との接続部分の電気的な接続不良などが発生するのを防止できるようにしている。
【００４３】
図３に示すように、台座部材４０の背面４１は平坦面であり、４辺の外縁のそれぞれには、前記背面４１からＺ１方向に向けて窪んでいる複数のかしめ凹部４３が形成されている。図１にも示されるように、台座部材４０が動作本体１０の背面１１に重ねられた状態で、全ての金属端子３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが、前記かしめ凹部４３の内部に折り曲げられてかしめ付けられ、これにより、台座部材４０が動作本体１０に固定されている。
【００４４】
図１に示すように、動作本体１０上には操作部材５０が取り付けられている。図２に示すように、この操作部材５０は平面形状が円形であり、その幅寸法（直径）は、動作本体１０に設けられた突部１７の幅寸法よりも十分に大きく、操作部材５０は、動作本体１０に形成された全ての前記収納穴１４の上方を覆っている。
【００４５】
図１に示すように、操作部材５０の背面の中心には、Ｚ２方向へ延びる円柱状の操作軸５１が一体に突出形成されており、この操作軸５１が動作本体１０の突部１７の中心に形成された前記操作穴１８の内部に、上下方向（Ｚ方向）へ摺動自在に挿通されている。操作部材５０の背面では、操作軸５１の周囲に嵌合凹部５２が形成されている。図２に示すように、この嵌合凹部５２の横断面形状は、動作本体１０の突部１７の断面形状に倣う形状である。嵌合凹部５２が、前記突部１７の外側に嵌合すると、操作部材５０は、Ｚ軸の回りに回動することがなく、上下方向（Ｚ方向）へのみ移動することができる。
【００４６】
操作部材５０には、外周面から周囲全域へ張り出すフランジ部５３が形成されている。この入力装置１が携帯電話などの携帯用機器に実装されるときには、操作部材５０の中心部が外装体に形成された穴から外部へ突出し、フランジ部５３が外装体の内面に対向する。
【００４７】
操作部材５０には、背面から上方（Ｚ１方向）に向けて窪む導光凹部５４が４箇所に形成されている。操作部材５０が動作本体１０の上に設置されると、それぞれの導光凹部５４が、動作本体１０に形成されたそれぞれの収納穴１４の上方に対向する。
【００４８】
操作部材５０は透光性であり、透明または半透明である。例えば、操作部材５０は、ポリカーボネートなどの透明な合成樹脂材料に乳白色の添加剤が含まれて乳白色に形成されており、外部から光が与えられると明るく照らし出される。または、操作部材５０は透明であり、その表面に乳白色などの光を透過可能な樹脂層が形成されている。あるいは透明な操作部材５０の表面に細かな凹凸面が形成されて、操作部材５０に与えられた光が乱反射させられる。
【００４９】
図１は、前記入力装置１が実装母材６０に実装された状態を示している。実装母材６０は、容易に曲がらない剛性を有する合成樹脂製のプリント配線基板である。あるいは、実装母材６０は、金属板の表面に絶縁層を介して導電層がプリントされた基板や、比較的容易に曲がる可撓性樹脂で形成されたプリント配線基板であってもよい。
【００５０】
入力装置１は、操作部材５０が取り外された状態で、動作本体１０と台座部材４０とが一体とされた状態で、自動マウント機などで吸着されて実装母材６０の表面に実装される。このとき実装母材６０の表面に設けられた導電層のランド部に、台座部材４０の背面４１が設けられた各金属端子３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂがクリーム半田を介して接着させられる。その後に、加熱炉で熱せられ半田が溶融させられて、各金属端子が、ランド部に半田付けされる。
【００５１】
図１に示すように、実装母材６０の表面のランド部には、押圧スイッチ素子７０の端子部がクリーム半田を介して実装されている。動作本体１０は、この押圧スイッチ素子７０の上に設置され、押圧スイッチ素子７０と動作本体１０は、同時に加熱されて、それぞれ実装母材６０の表面のランド部に半田付けされる。
【００５２】
図１に示すように、押圧スイッチ素子７０は、絶縁性の薄いケース７１と、このケース７１の中央部に設けられた反転式の金属可動接点７２と、前記ケース７１の表面に設けられて、Ｚ２方向へ反転した金属可動接点７２によって互いに導通させられる対を成す固定接点とを有している。
【００５３】
入力装置１の動作本体１０が実装母材６０に実装されたときに、前記押圧スイッチ素子７０は、台座部材４０に形成された動作穴４２の内部に収納される。ただし、動作穴４２の内部では、動作本体１０の背面１１と、押圧スイッチ素子７０の上面との間に隙間が設けられ、動作本体１０の突部１７に倒れ方向の力が与えられたときに、第１のＸ方向変形部１５Ｘなどのそれぞれの変形部が、押圧スイッチ素子７０の上面に当たることなく撓み変形できる。
【００５４】
動作本体１０が実装母材６０の表面に実装された後に、動作本体１０に操作部材５０が設置される。このとき、操作軸５１が操作穴１８の内部に挿入されて、操作軸５１の先端で、押圧スイッチ素子７０の金属可動接点７２を押圧できるようになる。
【００５５】
さらに、図２に示すように、動作本体１０および台座部材４０が実装母体６０に実装されるときに、実装母材６０の表面に、発光素子８１が実装されている。発光素子８１は、発光ダイオードのベアチップを含むパッケージである。このパッケージに設けられた電極部が、実装母材６０の表面のランド部にクリーム半田を介して設置されており、台座部材４０の半田付け工程と一緒に発光素子８１が実装母材６０に半田付けされる。
【００５６】
それぞれの発光素子８１は、動作本体１０のそれぞれの収納穴１４の内部に位置しまたは収納穴１４の下側に位置している。すなわち、図１に示すように、動作本体１０の背面１１は、実装母材６０の表面から離れた位置にあり、発光素子８１は、実装母材６０の表面に実装されている。そのため、前記背面１１と実装母材６０との隙間よりも、発光素子８１が高ければ、この発光素子８１は動作本体１０のそれぞれの収納穴１４の内部に位置する。また、発光素子８１が前記隙間よりも低ければ、発光素子８１は、それぞれの前記収納穴１４の下側に位置する。
【００５７】
前述のように、操作部材５０は全ての発光素子８１の上を覆うように設置され、発光素子８１から発せられる光は、光通路穴として機能する収納穴１４内を経て、操作部材５０の導光凹部５４の内部に与えられる。
【００５８】
なお、動作本体１０に、収納穴１４の代わりに、動作本体１０に収納切欠き部が形成され、発光素子がこの収納切欠き部の内部に位置し、または収納切欠き部の下側に位置してもよい。この収納切欠き部とは、図４の背面図に現れている収納穴１４の一部が、動作本体１０の側端面のいずれかの位置で側方に向けて開放されている形状を意味している。
【００５９】
上記第１の実施の形態の入力装置１は、携帯電話などの携帯用機器に装着されるのに適しており、全ての部材が小さい寸法である。例えば、操作本体１０の１辺が５〜１５ｍｍ程度であり、操作部材５０の直径も５〜１５ｍｍ程度である。
【００６０】
図２に示す発光素子８１が点灯すると、その光は、操作部材５０の導光凹部５４内に導かれ、導光凹部５４の壁面から操作部材５０の内部に与えられる。そのため、操作部材５０の全体が明るく照らされる。なお、操作部材５０の表面の一部のみが光を透過する構造であり、この光を透過する部分を文字や数字のパターンにしておくと、操作部材５０の表面に、文字や記号などを明るく照らすことも可能になる。
【００６１】
操作部材５０の表面に指を当てて、操作部材５０にＸ方向やＹ方向への力を与えると、その力が嵌合凹部５２から突部１７に与えられ、突部１７に倒れ力が作用する。突部１７に与えられる倒れ力により、第１のＸ方向変形部１５Ｘと第２のＸ方向変形部１６Ｘが互いに逆向きの曲率で撓み、および／または第１のＹ方向変形部１５Ｙと第２のＹ方向変形部１６Ｙが互いに逆向きの曲率で撓み、それぞれの歪み検出素子２１Ｘ，２１Ｙ，２２Ｘ，２２Ｙの抵抗値が変化し、図５に示すように、Ｘ出力とＹ出力が得られる。
【００６２】
上記入力装置１では、動作本体１０の背面１１の平坦面に、歪み検出素子と導電路の少なくとも一方をパターン形成できるので、薄型で小型の動作本体１０を印刷工程などで容易に製造できる。しかも、動作本体１０の背面１１に台座部材４０が重ねられているため、入力装置１を実装母材６０に強固に固定できる。このとき、動作本体１０のそれぞれの変形部が実装母材６０の表面から離れた位置で容易に変形できるようになる。
【００６３】
また、操作部材５０が透光性であり、その真下に発光素子８１が設けられているため、この発光素子８１によって操作部材５０を明るく照らし出せるようになる。
【００６４】
図６は本発明の第２の実施の形態の入力装置１０１を示しており、図１と同様に実装母材６０に実装された断面図である。
【００６５】
図６では、図１と同じ箇所に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。また、図６に示す第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態と相違する構造部分のみを説明する。
【００６６】
第２の実施の形態の入力装置１０１では、操作部材５０Ａと操作軸５１Ａとが別体で形成されている。操作軸５１Ａは、動作本体１０の操作穴１８内に摺動自在に支持されているとともに、動作本体１０の突部１７Ａの上端には、操作軸５１Ａが上方へ抜けるのを防止する抜け止めリング１０２が設けられている。
【００６７】
操作軸５１Ａとは別体の操作部材５０Ａは透光性であり、その中央部の下面に、突曲面形状の押圧部５６が一体に形成されている。操作部材５０Ａのその他の構造は図１に示す操作部材５０と同じである。
【００６８】
図６に示す入力装置１０１では、動作本体１０と台座部材４０とが組み合わされ、さらに操作穴１８内に操作軸５１Ａが収納された状態で、実装母材６０の表面に実装できる。このとき、操作軸５１Ａは、動作本体１０から上方へ抜け出ることがない。その後、操作部材５０Ａを設置することで、入力装置１０１が動作可能となる。
【００６９】
操作部材５０Ａが操作軸５１Ａと別体となっているため、操作部材５０Ａの外形の大きさが相違したりデザインが相違する場合であっても、動作本体１０と台座部材４０および操作軸５１Ａとが組み合わされたものを、共通のユニットとして使用することができ、デザインの変更などに容易に対応できるようになる。
【００７０】
図７は、操作部材５０の好ましい例を示している。なお、図６に示す操作部材５０Ａの好ましい例も同じである。
【００７１】
この操作部材５０の中央の突部の表面５８は突曲面であり、曲率半径の大きい球面の一部である。そして、この表面５８から複数の突起５９が一体に突出形成されている。それぞれの突起５９は、前記表面５８において互いに独立して表面５８から突出している。突起５９は円柱状や断面が多角形の柱状であってもよいし、または断面が長円形状の柱や断面が楕円形状の柱であってもよい。
【００７２】
突起５９は、互いに直交するＬ１ラインに沿って一定の間隔で配置され、されにＬ１ラインと直交するＬ２ラインに沿って一定の間隔で配置されている。突起５９のＬ１方向での配列ピッチとＬ２方向での配列ピッチは同じである。
【００７３】
前記Ｌ１ラインとＬ２ラインは、Ｘ方向とＹ方向に対して４５度の角度となるように設定されている。よって、Ｘ方向において突起５９のピッチが長くなり、Ｙ方向において突起５９のピッチが長くなる。Ｘ方向とＹ方向での隣り合う突起５９の間隔（隣り合う突起５９の間の隙間の長さ）は、１ｍｍ以上が好ましく１．５ｍｍ以上がさらに好ましい。またその上限は３ないし４ｍｍ程度である。また。表面５８からの突起５９の突出高さ寸法は、０．１ｍｍ以上が好ましく、さらには０．３ｍｍ以上が好ましい。その上限は０．５ないし１．５ｍｍ程度である。
【００７４】
上記のように、表面５８から互いに独立して突出する突起５９が設けられていると、突起５９が指の指紋に引っ掛かりやすくなり、操作部材５０に設置した指で操作部材５０を操作して、動作本体１０の突部１７に対して、倒し力を与えやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の入力装置が実装母材に実装された状態を示す縦断面図、
【図２】図１に示す入力装置の平面図、
【図３】図２に示す入力装置を、Ｙ軸を中心として回転させて反転した背面図、
【図４】動作本体の背面のみを図３と同様にして示す背面図、
【図５】動作本体の背面に設けられた歪み検出素子と導電路の回路図、
【図６】本発明の第２の実施の形態の入力装置が実装母材に実装された状態を示す縦断面図、
【図７】操作部材の表面の好ましい構造を示す斜視図、
【符号の説明】
【００７６】
１  入力装置
１０  動作本体
１１  動作本体の背面
１４  収納穴
１５Ｘ  第１のＸ方向変形部
１６Ｘ  第２のＸ方向変形部
１５Ｙ  第１のＹ方向変形部
１６Ｙ  第２のＹ方向変形部
１７  突部
１８  操作穴
２１Ｘ，２１Ｙ，２２Ｘ，２２Ｙ  歪み検出素子
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ  金属端子
４０  台座部材
４１  台座部材の背面
４２  動作穴
５０，５０Ａ  操作部材
５１，５１Ａ  操作軸
５２  嵌合部
６０  実装母材
７０  押圧スイッチ素子
８１  発光素子
【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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