JP2002202852A - Input device for electronic equipment - Google Patents

Input device for electronic equipment

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JP2002202852A JP2000400626A JP2000400626A JP2002202852A JP 2002202852 A JP2002202852 A JP 2002202852A JP 2000400626 A JP2000400626 A JP 2000400626A JP 2000400626 A JP2000400626 A JP 2000400626A JP 2002202852 A JP2002202852 A JP 2002202852A
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input
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茂王 高木
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和廣 岡田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device for electronic equipment in which ON/OFF switch operation in a specific direction or manipulated variable input can be properly selected. SOLUTION: Operation input indicating a direction is done on electronic equipment which performs specific processing according to a specified program. The operation input (S1) is accepted by using a two-dimensional sensor and the direction where the manipulated variable is largest is determined as a detection axis and the manipulated variable is regarded as a detested value (S2). A mode matching the input is determined according to a program in execution (S3) and in manipulated variable mode, the detected value is supplied to the electronic equipment as a manipulated variable as it is. In switch mode, on the other hand, the absolute value of the detected value is compared with a threshold Th (S5) and a switch operation signal which indicates an ON state when the threshold is exceeded or an OFF state when not is supplied (S6).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器用入力装
置に関し、特に、携帯電話やゲーム遊戯装置など、所定
のプログラムに基づいて所定の処理を実行する電子機器
に対して、方向を示す操作入力を行うための入力装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device for an electronic device, and more particularly to an operation for indicating a direction to an electronic device such as a portable telephone or a game play device which executes a predetermined process based on a predetermined program. The present invention relates to an input device for performing input.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話やゲーム遊戯装置などの電子機
器では、利用者による所定の操作入力を受け付け、この
操作入力に基づいてプログラムが進行する。通常、この
種の操作入力は、ディスプレイ画面上に表示されるカー
ソルやその他の指標を見ながら行うことが多く、上下左
右の4方向あるいは斜めも含めた8方向の方向を示す入
力が求められるのが一般的である。このような方向性を
もった入力を行うために、大別して、2つのタイプの入
力装置が利用されている。
2. Description of the Related Art Electronic devices such as mobile phones and game machines receive a predetermined operation input by a user, and a program proceeds based on the operation input. Usually, this type of operation input is often performed while looking at a cursor or other indicators displayed on the display screen, and an input indicating four directions of up, down, left, and right or eight directions including oblique directions is required. Is common. In order to perform input with such a direction, two types of input devices are roughly used.

【0003】第1のタイプの装置は、複数のON/OF
Fスイッチを組み合わせてなる装置であり、通常、上下
左右に合計4個のスイッチのボタンを配置し、これらの
ボタンを適宜押すことにより、所定方向へのスイッチ動
作の入力を行うことができる。たとえば、右に配置され
たスイッチのボタンを押せば、右方向へのスイッチON
動作を示す入力を行うことができ、カーソルやゲームキ
ャラクタを右方向へ移動させる指示を与えることができ
る。斜めも含めた8方向へのスイッチ動作を入力する必
要がある場合には、上下左右および斜め位置に合計8個
のスイッチのボタンを配置した入力装置も利用されてい
る。また、中心位置にもスイッチを配置し、合計5個あ
るいは9個のボタンにより、種々の指示を入力できるよ
うにした装置も利用されている。
[0003] A first type of device comprises a plurality of ON / OFs.
This device is a combination of F switches. Normally, a total of four switch buttons are arranged in the upper, lower, left, and right directions, and by appropriately pressing these buttons, a switch operation can be input in a predetermined direction. For example, if the button of the switch arranged on the right is pressed, the switch is turned on to the right.
An input indicating an operation can be performed, and an instruction to move the cursor or the game character to the right can be given. When it is necessary to input a switch operation in eight directions including an oblique direction, an input device in which a total of eight switch buttons are arranged in up, down, left, right, and oblique positions is also used. Further, there is also used an apparatus in which a switch is arranged at the center position so that various instructions can be input by using a total of five or nine buttons.

【0004】一方、第2のタイプの装置は、いわゆるジ
ョイスティックと呼ばれているタイプの装置であり、所
定方向への操作量を入力することができる。上述したス
イッチを利用した第1のタイプの装置の場合、特定の位
置に配置されたボタンを選択的に押すことにより、特定
の方向に関するスイッチ動作を入力することができる
が、このスイッチ動作は、あくまでもON/OFFの二
値状態のいずれかを示すためのものであり、量を入力す
ることはできない。第2のタイプの装置では、たとえ
ば、右方向に5とか下方向に8というように、方向とと
もに操作量を入力することができる。具体的には、右方
向に加える操作力を増せば増すほど、右方向へのより大
きな操作量を入力することができる。このようなジョイ
スティックタイプの装置は、通常、二次元力センサを内
蔵しており、加えられた力のX軸方向成分およびY軸方
向成分をそれぞれ別個に検出することにより、加えられ
た操作入力の方向と操作量とを検出することになる。た
とえば、X軸方向成分が+5であるような操作入力は、
右方向に5という操作量を示し、Y軸方向成分が−8で
あるような操作入力は、下方向に8という操作量を示す
ことになる。もちろん、X軸方向成分とY軸方向成分と
を合成する演算を行うことにより、斜め方向に加えられ
た操作入力の検出も可能である。
[0004] On the other hand, the second type of device is a so-called joystick type device, and can input an operation amount in a predetermined direction. In the case of the first type of apparatus using the above-described switch, a switch operation in a specific direction can be input by selectively pressing a button arranged at a specific position. This is merely for indicating one of the ON / OFF binary states, and the amount cannot be input. In the second type of device, the operation amount can be input together with the direction, for example, 5 to the right or 8 to the bottom. Specifically, the greater the operating force applied to the right, the greater the amount of operation to the right. Such a joystick type device usually has a built-in two-dimensional force sensor, and separately detects the X-axis component and the Y-axis component of the applied force, thereby detecting the applied operation input. The direction and the operation amount are detected. For example, an operation input in which the X-axis direction component is +5,
An operation input indicating an operation amount of 5 in the right direction and an -8 component in the Y-axis direction indicates an operation amount of 8 in the downward direction. Of course, by performing an operation of combining the X-axis direction component and the Y-axis direction component, it is also possible to detect an operation input applied in an oblique direction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した2つのタイプ
の入力装置には、いずれも一長一短がある。スイッチを
利用した第1のタイプの装置の場合、ON/OFFの二
値状態の入力しか行うことができないため、たとえば、
「カーソルを右方向に3ます動かす」というような操作
を行う場合、右方向のボタンを3回繰り返して押す操作
を行う必要がある。したがって、「カーソルを右方向に
20ます動かす」というような操作では、ボタンを20
回繰り返して押すという煩雑な操作が必要になる。一
方、第2のタイプの装置の場合、操作量を入力すること
ができるので、たとえば、ジョイスティックを軽く右側
へ倒した場合は、カーソルが1ます移動するが、深く右
側へ倒した場合は、カーソルが10ます移動する、とい
うような量的な制御を行うことができる。もちろん、ジ
ョイスティックを軽く倒すか深く倒すかによって、カー
ソルの移動速度を変えることも可能である。しかしなが
ら、「カーソルをあと3ます移動させる」というような
操作が必要な場合、ジョイスティックを倒す角度を微妙
に調節する必要があり、実際には、3ます移動させるつ
もりが5ます動いてしまった、というような誤操作が起
こりやすい。したがって、カーソルを正確な位置へ移動
させる、という点では、第1のタイプの装置を用い、ボ
タンを押す回数で制御した方が好ましい。
The above two types of input devices each have advantages and disadvantages. In the case of the first type of device using a switch, only ON / OFF binary state input can be performed.
When performing an operation such as “move the cursor three times to the right”, it is necessary to repeatedly press the right button three times. Therefore, in an operation such as “move the cursor 20 times to the right,”
A complicated operation of repeatedly pressing the button becomes necessary. On the other hand, in the case of the second type of device, the operation amount can be input. For example, when the joystick is tilted lightly to the right, the cursor moves by one. Quantitative control, such as moving 10 times, can be performed. Of course, it is also possible to change the moving speed of the cursor depending on whether the joystick is tilted lightly or deeply. However, when an operation such as "move the cursor three more steps" is required, it is necessary to finely adjust the angle at which the joystick is tilted, and in fact, the intention of moving the third joystick has moved five times. Such an erroneous operation is likely to occur. Therefore, in terms of moving the cursor to an accurate position, it is preferable to use the first type of device and control the number of button presses.

【0006】このように、2つのタイプの入力装置は、
それぞれ一長一短があるあるため、従来の携帯電話やゲ
ーム遊戯装置などの電子機器では、この2つのタイプの
入力装置を併設していることが多い。しかしながら、同
一の電子機器に、2種類のタイプの入力装置を併設する
ことは、機器の小型化や低コスト化を阻むことになり、
本来、好ましいことではない。
Thus, two types of input devices are:
Since there are advantages and disadvantages, electronic devices such as conventional mobile phones and game play devices often have both types of input devices. However, installing two types of input devices in the same electronic device impedes miniaturization and cost reduction of the device.
Originally, it is not preferable.

【0007】そこで本発明は、特定方向へのスイッチ動
作の操作入力と特定方向への操作量の操作入力とを、適
宜使い分けることが可能な電子機器用入力装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an input device for electronic equipment which can appropriately use an operation input of a switch operation in a specific direction and an operation input of an operation amount in a specific direction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】(1) 本発明の第1の態
様は、所定のプログラムに基づいて所定の処理を実行す
る電子機器に対して、方向を示す操作入力を行うための
電子機器用入力装置において、操作入力が加えられてい
ない状態での出力を零点基準出力とし、所定の検出軸に
沿った正方向もしくは負方向への操作入力が加えられた
場合に、加えられた操作入力の大きさに応じた正もしく
は負の検出値を出力する操作入力検出部と、加えられた
操作入力を検出軸に沿った連続的な操作量として取り扱
う操作量モードと、加えられた操作入力を検出軸の正方
向もしくは負方向に関するスイッチ動作として取り扱う
スイッチモードと、のいずれかのモードを設定する機能
を有し、電子機器が実行しているプログラムに応じて、
いずれか一方のモードを設定するモード設定部と、操作
量モードが設定されている場合には、操作入力検出部に
よって検出された検出値を、検出軸についての操作量と
して電子機器に与え、スイッチモードが設定されている
場合には、操作入力検出部によって検出された検出値の
絶対値を所定のしきい値と比較し、しきい値を越えてい
ればON状態を示す信号を、しきい値を越えていなけれ
ばOFF状態を示す信号を、検出軸の正方向もしくは負
方向に関するスイッチ動作として電子機器に与える操作
入力取扱部と、を設けたものである。
(1) A first aspect of the present invention is an electronic apparatus for performing an operation input indicating a direction to an electronic apparatus which executes a predetermined process based on a predetermined program. In the input device for operation, an output in a state where no operation input is applied is set as a zero-point reference output, and when an operation input in a positive direction or a negative direction along a predetermined detection axis is applied, the added operation input An operation input detection unit that outputs a positive or negative detection value according to the magnitude of the operation amount, an operation amount mode that treats the added operation input as a continuous operation amount along the detection axis, and an operation amount input Has a function to set any one of a switch mode and a switch mode to be treated as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis, and according to a program executed by the electronic device,
A mode setting unit for setting one of the modes; and, when the operation amount mode is set, a detection value detected by the operation input detection unit is given to the electronic device as an operation amount for the detection axis, and a switch is provided. If the mode has been set, the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit is compared with a predetermined threshold value, and if it exceeds the threshold value, a signal indicating the ON state is output. An operation input handling unit for providing a signal indicating an OFF state to the electronic apparatus as a switch operation in the positive direction or the negative direction of the detection axis if the value does not exceed the value.

【0009】(2) 本発明の第2の態様は、上述の第1
の態様に係る電子機器用入力装置において、モード設定
部によって設定されるモードとして、操作量モードと、
スイッチモードと、更にこれら両モードを混合した取り
扱いを行う混合モードと、の3つのモードを用意し、こ
の混合モードが設定されている場合には、操作入力取扱
部が、操作入力検出部によって検出された検出値の絶対
値を第1のしきい値および第2のしきい値(第1のしき
い値<第2のしきい値)と比較し、第1のしきい値を越
えていなければ、OFF状態を示す信号を検出軸の正方
向もしくは負方向に関するスイッチ動作として電子機器
に与え、第1のしきい値と第2のしきい値との間であれ
ば、ON状態を示す信号を検出軸の正方向もしくは負方
向に関するスイッチ動作として電子機器に与え、第2の
しきい値を越えていれば、検出値を検出軸についての操
作量として電子機器に与える処理を行うようにしたもの
である。
(2) The second aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the electronic device input device according to the aspect, as the mode set by the mode setting unit, the operation amount mode,
A switch mode and a mixed mode in which both modes are mixed are prepared. When the mixed mode is set, the operation input handling unit detects the operation mode by the operation input detecting unit. The absolute value of the detected value is compared with a first threshold value and a second threshold value (first threshold value <second threshold value). For example, a signal indicating the OFF state is given to the electronic device as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis, and if the signal is between the first threshold value and the second threshold value, the signal indicating the ON state. Is given to the electronic device as a switch operation relating to the positive direction or the negative direction of the detection axis, and if it exceeds the second threshold value, a process of giving the detected value to the electronic device as an operation amount for the detection axis is performed. Things.

【0010】(3) 本発明の第3の態様は、所定のプロ
グラムに基づいて所定の処理を実行する電子機器に対し
て、方向を示す操作入力を行うための電子機器用入力装
置において、操作入力が加えられていない状態での出力
を零点基準出力とし、所定の検出軸に沿った正方向もし
くは負方向への操作入力が加えられた場合に、加えられ
た操作入力の大きさに応じた正もしくは負の検出値を出
力する操作入力検出部と、この操作入力検出部によって
検出された検出値の絶対値を第1のしきい値および第2
のしきい値(第1のしきい値<第2のしきい値)と比較
し、第1のしきい値を越えていなければ、OFF状態を
示す信号を検出軸の正方向もしくは負方向に関するスイ
ッチ動作として電子機器に与え、第1のしきい値と第2
のしきい値との間であれば、ON状態を示す信号を検出
軸の正方向もしくは負方向に関するスイッチ動作として
電子機器に与え、第2のしきい値を越えていれば、得ら
れた検出値を検出軸に沿った連続的な操作量として電子
機器に与える混合モード動作を行う機能を有する操作入
力取扱部と、を設けたものである。
(3) According to a third aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus input device for performing an operation input indicating a direction to an electronic apparatus which executes a predetermined process based on a predetermined program. An output in a state where no input is applied is set as a zero-point reference output, and when an operation input in a positive direction or a negative direction along a predetermined detection axis is applied, the output according to the magnitude of the applied operation input is determined. An operation input detection unit that outputs a positive or negative detection value, and a first threshold value and a second threshold
(The first threshold value <the second threshold value). If the signal does not exceed the first threshold value, a signal indicating the OFF state is output in the positive or negative direction of the detection axis. The first threshold value and the second threshold value are given to the electronic device as a switch operation.
If the threshold value is within the threshold value, a signal indicating the ON state is given to the electronic device as a switch operation in the positive or negative direction of the detection axis. An operation input handling unit having a function of performing a mixed mode operation of giving a value to the electronic device as a continuous operation amount along the detection axis.

【0011】(4) 本発明の第4の態様は、上述の第3
の態様に係る電子機器用入力装置において、操作量モー
ドと混合モードとの少なくとも2通りのモードを設定す
る機能を有し、電子機器が実行しているプログラムに応
じて、いずれかのモードを設定するモード設定部を更に
設け、操作入力取扱部が、操作量モードが設定されてい
る場合には、操作入力検出部によって検出された検出値
を、検出軸についての操作量として電子機器に与える操
作量モード動作を行い、混合モードが設定されている場
合には、混合モード動作を行うようにしたものである。
(4) The fourth aspect of the present invention is the above-described third aspect.
The electronic device input device according to the aspect, has a function of setting at least two modes of an operation amount mode and a mixed mode, and sets any one of the modes according to a program executed by the electronic device. A mode setting unit for providing an operation input handling unit to provide an electronic device with a detection value detected by the operation input detection unit as an operation amount for the detection axis when the operation amount mode is set. When the amount mode operation is performed and the mixed mode is set, the mixed mode operation is performed.

【0012】(5) 本発明の第5の態様は、上述の第3
の態様に係る電子機器用入力装置において、スイッチモ
ードと混合モードとの少なくとも2通りのモードを設定
する機能を有し、電子機器が実行しているプログラムに
応じて、いずれかのモードを設定するモード設定部を更
に設け、操作入力取扱部が、スイッチモードが設定され
ている場合には、操作入力検出部によって検出された検
出値の絶対値を所定のしきい値と比較し、しきい値を越
えていればON状態を示す信号を、しきい値を越えてい
なければOFF状態を示す信号を、検出軸の正方向もし
くは負方向に関するスイッチ動作として電子機器に与え
るスイッチモード動作を行い、混合モードが設定されて
いる場合には、混合モード動作を行うようにしたもので
ある。
(5) The fifth aspect of the present invention is directed to the third aspect of the present invention.
The electronic device input device according to the aspect, has a function of setting at least two types of modes, a switch mode and a mixed mode, and sets any one of the modes according to a program executed by the electronic device. A mode setting section is further provided, and when the switch mode is set, the operation input handling section compares the absolute value of the detection value detected by the operation input detection section with a predetermined threshold value, and A switch mode operation is performed in which a signal indicating an ON state is provided when the threshold value is exceeded and a signal indicating an OFF state is not provided when the threshold value is not exceeded. When the mode is set, the mixed mode operation is performed.

【0013】(6) 本発明の第6の態様は、上述の第3
の態様に係る電子機器用入力装置において、操作量モー
ドとスイッチモードと混合モードとの少なくとも3通り
のモードを設定する機能を有し、電子機器が実行してい
るプログラムに応じて、いずれかのモードを設定するモ
ード設定部を更に設け、操作入力取扱部が、操作量モー
ドが設定されている場合には、操作入力検出部によって
検出された検出値を、検出軸についての操作量として電
子機器に与える操作量モード動作を行い、スイッチモー
ドが設定されている場合には、操作入力検出部によって
検出された検出値の絶対値を所定のしきい値と比較し、
しきい値を越えていればON状態を示す信号を、しきい
値を越えていなければOFF状態を示す信号を、検出軸
の正方向もしくは負方向に関するスイッチ動作として電
子機器に与えるスイッチモード動作を行い、混合モード
が設定されている場合には、混合モード動作を行うよう
にしたものである。
(6) The sixth aspect of the present invention is the above-mentioned third aspect.
The input device for an electronic device according to the aspect, has a function of setting at least three modes of an operation amount mode, a switch mode, and a mixed mode, and any one of the modes according to a program executed by the electronic device. A mode setting unit for setting a mode, wherein the operation input handling unit is configured to, when the operation amount mode is set, use a detection value detected by the operation input detection unit as an operation amount for the detection axis; Perform the operation amount mode operation given to, when the switch mode is set, compare the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit with a predetermined threshold value,
A switch mode operation in which a signal indicating an ON state when the threshold value is exceeded and a signal indicating an OFF state when the threshold value is not exceeded is provided to the electronic device as a switch operation in the positive or negative direction of the detection axis. When the mixed mode is set, the mixed mode operation is performed.

【0014】(7) 本発明の第7の態様は、上述の第1
〜第6の態様に係る電子機器用入力装置において、操作
入力検出部が、加えられた操作入力を複数の検出軸のい
ずれかの1つの検出軸についての検出値として出力する
処理を行い、操作入力取扱部が、出力された1つの検出
軸についての検出値を、所定のモードに応じて必要な処
理を施した上で、電子機器に与えるようにしたものであ
る。
(7) A seventh aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the electronic device input device according to the sixth to sixth aspects, the operation input detection unit performs a process of outputting the applied operation input as a detection value for any one of the plurality of detection axes, and performing an operation. The input handling unit performs the necessary processing according to a predetermined mode on the output detection value for one detection axis, and then supplies the detection value to the electronic device.

【0015】(8) 本発明の第8の態様は、上述の第1
〜第7の態様に係る電子機器用入力装置において、操作
入力検出部に、XYZ三次元座標系において加えられた
操作入力のX軸方向成分およびY軸方向成分をそれぞれ
独立して検出する機能をもった力センサを設け、この力
センサによって検出されたX軸方向成分およびY軸方向
成分に基づいて、加えられた操作入力の大きさに応じた
検出値を得るようにしたものである。
(8) The eighth aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the input device for electronic devices according to the seventh to seventh aspects, the operation input detection unit has a function of independently detecting an X-axis direction component and a Y-axis direction component of the operation input applied in the XYZ three-dimensional coordinate system. A force sensor is provided, and a detection value corresponding to the magnitude of an applied operation input is obtained based on the X-axis direction component and the Y-axis direction component detected by the force sensor.

【0016】(9) 本発明の第9の態様は、上述の第8
の態様に係る電子機器用入力装置において、操作入力検
出部が、力センサによって検出されたX軸方向成分およ
びY軸方向成分に基づいて、X軸の正方向、X軸の負方
向、Y軸の正方向、Y軸の負方向の4方向のいずれか1
つに関する操作入力を、選択的に検出できるようにした
ものである。
(9) The ninth aspect of the present invention is the above-mentioned eighth aspect.
In the input device for an electronic device according to the aspect, the operation input detecting unit detects the positive direction of the X axis, the negative direction of the X axis, and the Y axis based on the X axis direction component and the Y axis direction component detected by the force sensor. One of the four directions of the positive direction and the negative direction of the Y axis.
In this case, the operation input relating to the operation can be selectively detected.

【0017】(10) 本発明の第10の態様は、上述の第
9の態様に係る電子機器用入力装置において、操作入力
検出部が、更に、X軸およびY軸に対して45°をなす
V軸およびW軸を定義したときに、V軸の正方向、V軸
の負方向、W軸の正方向、W軸の負方向の斜め4方向に
関する操作入力を、力センサによって検出されたX軸方
向成分およびY軸方向成分を合成することにより検出で
きるようにし、合計8方向のいずれか1つに関する操作
入力を選択的に検出できるようにしたものである。
(10) According to a tenth aspect of the present invention, in the input device for an electronic device according to the ninth aspect, the operation input detecting section further forms an angle of 45 ° with the X axis and the Y axis. When the V-axis and the W-axis are defined, the operation input regarding the diagonal four directions of the positive direction of the V-axis, the negative direction of the V-axis, the positive direction of the W-axis, and the negative direction of the W-axis is detected by the force sensor. The detection can be performed by synthesizing the axial direction component and the Y-axis direction component, and the operation input relating to any one of the eight directions can be selectively detected.

【0018】(11) 本発明の第11の態様は、上述の第
8〜第10の態様に係る電子機器用入力装置において、
操作入力検出部内の力センサを、XY平面に沿った固定
面を有する固定要素と、この固定面に対向する変位面を
もった変位要素と、4組の検出子と、によって構成し、
加えられた操作入力に基づいて変位要素が固定要素に対
して変位を生じるようにし、4組の検出子を、X軸正方
向上、X軸負方向上、Y軸正方向上、Y軸負方向上にそ
れぞれ配置し、X軸上に配置された検出子によって、加
えられた操作入力のX軸方向成分を検出し、Y軸上に配
置された検出子によって、加えられた操作入力のY軸方
向成分を検出することができるようにしたものである。
(11) According to an eleventh aspect of the present invention, in the electronic device input device according to the eighth to tenth aspects,
A force sensor in the operation input detection unit is constituted by a fixed element having a fixed surface along the XY plane, a displacement element having a displacement surface opposed to the fixed surface, and four sets of detectors,
The displacement element causes displacement with respect to the fixed element based on the applied operation input, and the four sets of detectors are moved in the positive X-axis direction, the negative X-axis direction, the positive Y-axis direction, and the negative Y-axis direction. And the X-axis component of the applied operation input is detected by a detector arranged on the X-axis, and the Y-axis direction of the applied operation input is detected by the detector arranged on the Y-axis. The components can be detected.

【0019】(12) 本発明の第12の態様は、上述の第
11の態様に係る電子機器用入力装置において、操作入
力検出部内の力センサが、更に、加えられた操作入力の
Z軸方向成分を検出できるようにし、検出されたZ軸方
向成分に基づいて、操作入力検出部から電子機器に対し
て、クリック操作の入力が行われるようにしたものであ
る。
(12) According to a twelfth aspect of the present invention, in the input device for an electronic device according to the eleventh aspect, the force sensor in the operation input detection unit further comprises a force sensor in the Z-axis direction of the applied operation input. A component can be detected, and a click operation is input from the operation input detection unit to the electronic device based on the detected Z-axis direction component.

【0020】(13) 本発明の第13の態様は、上述の第
11の態様に係る電子機器用入力装置において、上面が
XY平面に含まれ、この上面の中心部に座標系の原点が
くるように配置された基板と、基板上方のZ軸を中心と
した位置に配置され、操作入力を受けて変位する変位部
と、基板に固定された固定部と、変位部と固定部とを接
続する接続部と、を有し、基板上面に取り付けられた変
位生成体と、変位部の下面に形成された接触用変位電極
と、基板の接触用変位電極に対向する位置に形成された
接触用固定電極と、変位部の変位に起因して静電容量値
が変化するように、変位部側に形成された変位電極と基
板側に形成された固定電極とを有する容量素子からなる
4組の検出子と、を備えた力センサを用い、接続部に可
撓性をもたせ、変位部に操作入力が加えられたときに、
接続部が撓みを生じることにより、変位部が基板に対し
て変位を生じるようにし、変位部に操作入力が加えられ
ていない場合には、接触用変位電極と接触用固定電極と
が非接触な状態を保ち、座標系におけるZ軸方向成分を
含む所定量の操作入力が変位部に加えられた場合には、
接触用変位電極と接触用固定電極とが接触状態となるよ
うにし、容量素子を構成する変位電極と接触用変位電極
とを電気的に接続し、接触用変位電極と接触用固定電極
とが接触状態にあるときに、接触用固定電極と容量素子
を構成する固定電極との間の静電容量値の変化を電気的
に検出することにより、加えられた操作入力の所定方向
成分の大きさを認識できるようにしたものである。
(13) According to a thirteenth aspect of the present invention, in the electronic device input device according to the eleventh aspect, the upper surface is included in the XY plane, and the origin of the coordinate system is located at the center of the upper surface. Connected to a substrate arranged in such a manner, a displacement portion disposed at a position centered on the Z-axis above the substrate and displaced in response to an operation input, a fixed portion fixed to the substrate, and the displacement portion and the fixed portion A displacement generator attached to the upper surface of the substrate, a contact displacement electrode formed on the lower surface of the displacement portion, and a contact formed at a position facing the contact displacement electrode of the substrate. Four sets of a capacitive element having a fixed electrode and a displacement electrode formed on the displacement part side and a fixed electrode formed on the substrate side so that the capacitance value changes due to the displacement of the displacement part. Using a force sensor with a detector and When the operation input is applied to,
When the connecting portion bends, the displacement portion causes displacement with respect to the substrate, and when no operation input is applied to the displacement portion, the contact displacement electrode and the contact fixed electrode are not in contact with each other. When the state is maintained and a predetermined amount of operation input including the Z-axis direction component in the coordinate system is applied to the displacement unit,
The contact displacement electrode and the contact fixed electrode are brought into contact with each other, and the displacement electrode forming the capacitive element and the contact displacement electrode are electrically connected, so that the contact displacement electrode and the contact fixed electrode are in contact with each other. In the state, the magnitude of the predetermined directional component of the applied operation input is detected by electrically detecting a change in the capacitance value between the fixed electrode for contact and the fixed electrode forming the capacitive element. It is something that can be recognized.

【0021】(14) 本発明の第14の態様は、上述の第
13の態様に係る電子機器用入力装置において、接触用
変位電極と接触用固定電極との接触状態に基づいて、操
作入力検出部から電子機器に対して、クリック操作の入
力が行われるようにしたものである。
(14) According to a fourteenth aspect of the present invention, in the electronic device input device according to the thirteenth aspect, an operation input is detected based on a contact state between the contact displacement electrode and the contact fixed electrode. A click operation is input to the electronic device from the unit.

【0022】(15) 本発明の第15の態様は、上述の第
11の態様に係る電子機器用入力装置において、上面が
XY平面に含まれ、この上面の中心部に座標系の原点が
くるように配置された基板と、基板上方のZ軸を中心と
した位置に配置され、操作入力を受けて変位する変位部
と、基板に固定された固定部と、変位部と固定部とを接
続する接続部と、を有し、基板上面に取り付けられ、接
続部は可撓性を有しており、変位部にX軸操作入力が加
えられたときに変位部がX軸に対して傾斜するような変
位を生じ、変位部にY軸操作入力が加えられたときに変
位部がY軸に対して傾斜するような変位を生じる変位生
成体と、基板上面のX軸正方向位置に配置された第1の
内側電極と、基板上面のX軸負方向位置に配置された第
2の内側電極と、基板上面のY軸正方向位置に配置され
た第3の内側電極と、基板上面のY軸負方向位置に配置
された第4の内側電極と、基板上面のX軸正方向位置の
第1の内側電極より外側に配置された第1の外側電極
と、基板上面のX軸負方向位置の第2の内側電極より外
側に配置された第2の外側電極と、基板上面のY軸正方
向位置の第3の内側電極より外側に配置された第3の外
側電極と、基板上面のY軸負方向位置の第4の内側電極
より外側に配置された第4の外側電極と、第1の内側電
極、第1の外側電極、第2の内側電極、第2の外側電
極、第3の内側電極、第3の外側電極、第4の内側電
極、第4の外側電極のそれぞれに対向するように、変位
生成体下面の変位を生じる位置に形成され、変位部がX
軸正方向に向けて所定量だけ傾斜したときに、その一部
分が第1の外側電極に接触し、変位部がX軸負方向に向
けて所定量だけ傾斜したときに、その一部分が第2の外
側電極に接触し、変位部がY軸正方向に向けて所定量だ
け傾斜したときに、その一部分が第3の外側電極に接触
し、変位部がY軸負方向に向けて所定量だけ傾斜したと
きに、その一部分が第4の外側電極に接触するように構
成された変位電極と、変位電極がいずれかの外側電極と
接触したときに、第1の内側電極と変位電極とによって
構成される第1の容量素子の静電容量を示す第1の静電
容量値を、変位電極に接触している外側電極と第1の内
側電極との間の電気的特性に基づいて測定し、第2の内
側電極と変位電極とによって構成される第2の容量素子
の静電容量を示す第2の静電容量値を、変位電極に接触
している外側電極と第2の内側電極との間の電気的特性
に基づいて測定し、第3の内側電極と変位電極とによっ
て構成される第3の容量素子の静電容量を示す第3の静
電容量値を、変位電極に接触している外側電極と第3の
内側電極との間の電気的特性に基づいて測定し、第4の
内側電極と変位電極とによって構成される第4の容量素
子の静電容量を示す第4の静電容量値を、変位電極に接
触している外側電極と第4の内側電極との間の電気的特
性に基づいて測定し、第1の静電容量値と第2の静電容
量値との差に基づいてX軸操作入力についての検出値を
出力し、第3の静電容量値と第4の静電容量値との差に
基づいてY軸操作入力についての検出値を出力する検出
回路と、を備える力センサを用いるようにしたものであ
る。
(15) According to a fifteenth aspect of the present invention, in the electronic device input device according to the eleventh aspect, the upper surface is included in the XY plane, and the origin of the coordinate system is located at the center of the upper surface. Connected to a substrate arranged in such a manner, a displacement portion disposed at a position centered on the Z-axis above the substrate and displaced in response to an operation input, a fixed portion fixed to the substrate, and the displacement portion and the fixed portion And a connection part having flexibility, and the connection part is flexible, and the displacement part is inclined with respect to the X axis when an X-axis operation input is applied to the displacement part. And a displacement generator that generates a displacement such that when the Y-axis operation input is applied to the displacement unit, the displacement unit is inclined with respect to the Y-axis. A first inner electrode, and a second inner electrode disposed at a position on the upper surface of the substrate in the negative X-axis direction. A third inner electrode disposed at the Y-axis positive direction position on the upper surface, a fourth inner electrode disposed at the Y-axis negative direction position on the substrate upper surface, and a first inner position at the X-axis positive direction position on the substrate upper surface A first outer electrode disposed outside the electrode, a second outer electrode disposed outside the second inner electrode on the substrate upper surface in the negative X-axis direction, and a first outer electrode disposed on the substrate upper surface in the Y-axis positive direction. A third outer electrode disposed outside the third inner electrode, a fourth outer electrode disposed outside the fourth inner electrode at a Y-axis negative direction position on the upper surface of the substrate, and a first inner electrode , A first outer electrode, a second inner electrode, a second outer electrode, a third inner electrode, a third outer electrode, a fourth inner electrode, and a fourth outer electrode, respectively. The displacement generator is formed at a position where displacement of the lower surface of the displacement generator occurs, and the displacement portion is X
When tilted by a predetermined amount in the positive direction of the axis, a portion thereof contacts the first outer electrode, and when the displacement portion tilts by a predetermined amount in the negative direction of the X-axis, a portion thereof becomes the second When the displacement portion is in contact with the outer electrode and tilts by a predetermined amount in the positive Y-axis direction, a portion thereof contacts the third outer electrode and the displacement portion is tilted by a predetermined amount in the negative Y-axis direction. A displacement electrode configured such that a portion thereof contacts the fourth outer electrode when the displacement electrode contacts the first inner electrode and the displacement electrode when the displacement electrode contacts one of the outer electrodes. Measuring a first capacitance value indicating the capacitance of the first capacitance element based on an electrical characteristic between the outer electrode in contact with the displacement electrode and the first inner electrode; 2 shows the capacitance of a second capacitive element formed by a second inner electrode and a displacement electrode. 2 is measured based on the electrical characteristics between the outer electrode and the second inner electrode that are in contact with the displacement electrode, and the capacitance value of the third inner electrode and the second electrode formed by the third inner electrode is measured. A third capacitance value indicating the capacitance of the third capacitive element is measured based on an electrical characteristic between the outer electrode and the third inner electrode that are in contact with the displacement electrode, and a fourth capacitance value is measured. The fourth capacitance value indicating the capacitance of the fourth capacitance element formed by the inner electrode and the displacement electrode is calculated by calculating the electric capacitance between the outer electrode and the fourth inner electrode in contact with the displacement electrode. And outputs a detection value for the X-axis operation input based on the difference between the first capacitance value and the second capacitance value. And a detection circuit that outputs a detection value for the Y-axis operation input based on the difference from the capacitance value of No. 4 Those were Unishi.

【0023】(16) 本発明の第16の態様は、上述の第
15の態様に係る電子機器用入力装置において、変位部
下面のZ軸に沿った位置に押圧棒を設け、基板上面の原
点近傍位置にON/OFFスイッチを設け、押圧棒に加
えられた押圧力に基づいてON/OFFスイッチが動作
するように構成し、このON/OFFスイッチの動作に
基づいて、操作入力検出部から電子機器に対して、クリ
ック操作の入力が行われるようにしたものである。
(16) According to a sixteenth aspect of the present invention, in the electronic device input device according to the fifteenth aspect, a pressing rod is provided at a position along the Z-axis on the lower surface of the displacement portion, and the origin of the upper surface of the substrate is provided. An ON / OFF switch is provided at a nearby position, and the ON / OFF switch is operated based on the pressing force applied to the pressing bar. A click operation is input to the device.

【0024】(17) 本発明の第17の態様は、上述の第
11の態様に係る電子機器用入力装置において、上面が
XY平面に含まれ、この上面の中心部に座標系の原点が
くるように配置された基板と、基板上方のZ軸を中心と
した位置に配置され、操作入力を受けて変位する変位部
と、基板に固定された固定部と、変位部と固定部とを接
続する接続部と、を有し、基板上面に取り付けられた変
位生成体と、基板の上面のX軸正領域、X軸負領域、Y
軸正領域、Y軸負領域にそれぞれ配置された第1の抵抗
体、第2の抵抗体、第3の抵抗体、第4の抵抗体と、変
位部の下面の第1の抵抗体、第2の抵抗体、第3の抵抗
体、第4の抵抗体にそれぞれ対向する位置に配置された
第1の接触用導電体、第2の接触用導電体、第3の接触
用導電体、第4の接触用導電体と、を備えた力センサを
用い、接続部に可撓性をもたせ、変位部に操作入力が加
えられたときに、接続部が撓みを生じることにより、変
位部の下面が基板の上面に対して変位を生じ、この変位
に基づいて、各接触用導電体の各抵抗体に対する接触状
態が変化するように構成し、各接触用導電体が、弾性変
形する導電性材料から構成されるようにし、かつ、各抵
抗体に対する接触状態の変化に基づいて接触面の面積が
変化する形状からなるようにし、この接触面の面積の変
化に基づいて、変位部に加えられたX軸操作入力および
Y軸操作入力を検出できるようにしたものである。
(17) In a seventeenth aspect of the present invention, in the electronic device input device according to the eleventh aspect, the upper surface is included in the XY plane, and the origin of the coordinate system is located at the center of the upper surface. Connected to the substrate arranged in such a manner, a displacement portion disposed at a position centered on the Z axis above the substrate and displaced in response to an operation input, a fixed portion fixed to the substrate, and the displacement portion and the fixed portion A displacement generator attached to the top surface of the substrate, and a positive X-axis region, a negative X-axis region, and a Y region on the top surface of the substrate.
A first resistor, a second resistor, a third resistor, a fourth resistor, and a first resistor on the lower surface of the displacement portion, A first contact conductor, a second contact conductor, a third contact conductor, and a second contact conductor disposed at positions respectively opposed to the second resistor, the third resistor, and the fourth resistor. And a contact sensor having the contact conductor of (4), the connecting portion has flexibility, and when an operation input is applied to the displacing portion, the connecting portion bends, whereby the lower surface of the displacing portion is formed. Causes a displacement with respect to the upper surface of the substrate, and based on the displacement, a contact state of each contact conductor with each resistor changes, and each contact conductor is elastically deformed conductive material. From the shape where the area of the contact surface changes based on the change of the contact state with each resistor. To so that, based on the change in the area of the contact surface, in which the applied X-axis operation input and the Y-axis operation input to the displacement unit and can be detected.

【0025】(18) 本発明の第18の態様は、上述の第
17の態様に係る電子機器用入力装置において、基板の
上面の原点近傍領域に第5の抵抗体を更に設け、変位部
の下面の第5の抵抗体に対向する位置に第5の接触用導
電体を設け、第5の接触用導電体の第5の抵抗体に対す
る接触状態に基づいて、操作入力検出部から電子機器に
対して、クリック操作の入力が行われるようにしたもの
である。
(18) According to an eighteenth aspect of the present invention, in the electronic device input device according to the seventeenth aspect, a fifth resistor is further provided in a region near the origin on the upper surface of the board, and A fifth contact conductor is provided on the lower surface at a position facing the fifth resistor, and the operation input detection unit sends the fifth contact conductor to the electronic device based on a contact state of the fifth contact conductor with the fifth resistor. In contrast, a click operation is input.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施形態
に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in the drawings.

【0027】§1.従来の一般的な電子機器用入力装置 はじめに、携帯電話やゲーム遊戯装置などの電子機器で
用いられている従来の一般的な電子機器用入力装置の構
成を簡単に述べておく。既に述べたように、この種の入
力装置としては、スイッチを利用した第1のタイプの装
置と、力センサを利用した第2のタイプの装置とが主に
利用されている。
§1. First, the configuration of a conventional general input device for an electronic device used in an electronic device such as a mobile phone or a game play device will be briefly described. As described above, as this type of input device, a first type device using a switch and a second type device using a force sensor are mainly used.

【0028】図1および図2は、この第1のタイプの装
置の上面図である。ここでは、便宜上、図示のような方
向にX軸およびY軸を定義して、以下の説明を行うこと
にする。図1に示す入力装置1には、5つのボタンB1
1〜B15が配置されている。ボタンB11,B12は
X軸上に配置され、X軸正方向(右)および負方向
(左)へのスイッチ動作を入力するために利用される。
一方、ボタンB13,B14はY軸上に配置され、Y軸
正方向(上)および負方向(下)へのスイッチ動作を入
力するために利用される。この4つのボタンにより、上
下左右の4方向へのスイッチ動作入力が可能になる。中
央に配置されたボタンB15は、方向性をもたないスイ
ッチ動作入力(たとえば、クリック操作)に利用され
る。
FIGS. 1 and 2 are top views of this first type of device. Here, for convenience, the X axis and the Y axis are defined in the directions shown in the figure, and the following description will be made. The input device 1 shown in FIG.
1 to B15 are arranged. The buttons B11 and B12 are arranged on the X-axis, and are used to input a switch operation in the X-axis positive direction (right) and negative direction (left).
On the other hand, the buttons B13 and B14 are arranged on the Y-axis, and are used to input a switch operation in the Y-axis positive direction (up) and in the negative direction (down). With these four buttons, switch operation inputs in four directions, up, down, left, and right can be made. The button B15 arranged at the center is used for a switch operation input having no direction (for example, a click operation).

【0029】図2に示す入力装置2には、9つのボタン
B21〜B29が配置されている。ボタンB22,B2
6はX軸上に配置され、X軸正方向(右)および負方向
(左)へのスイッチ動作を入力するために利用される。
ボタンB26,B24はY軸上に配置され、Y軸正方向
(上)および負方向(下)へのスイッチ動作を入力する
ために利用される。更に、ボタンB21,B23,B2
5,B27は、斜め45°の軸上に配置され、それぞれ
斜め方向へのスイッチ動作を入力するために利用され
る。中央に配置されたボタンB29は、方向性をもたな
いスイッチ動作入力(たとえば、クリック操作)に利用
される。
The input device 2 shown in FIG. 2 has nine buttons B21 to B29. Button B22, B2
Reference numeral 6 is arranged on the X-axis and is used to input a switch operation in the X-axis positive direction (right) and negative direction (left).
The buttons B26 and B24 are arranged on the Y-axis, and are used to input a switch operation in the Y-axis positive direction (up) and in the negative direction (down). Further, buttons B21, B23, B2
5, B27 are arranged on an axis at an angle of 45 °, and are used to input a switch operation in an oblique direction. The button B29 arranged at the center is used for a switch operation input having no direction (for example, a click operation).

【0030】このように、複数のスイッチのボタンを所
定位置に配置した入力装置では、4方向あるいは8方向
へのスイッチ動作入力を行うことができるが、このスイ
ッチ動作入力は、あくまでもスイッチのONまたはOF
Fの二値状態を示す入力であり、操作量を示す入力では
ない。ただ、所定方向への操作量は、ボタンを押す回数
により、電子機器に伝達することができ、たとえば、
「カーソルを2ますだけ右へ移動させる」というような
微小な操作量を正確に伝えるときには、図1および図2
に示すようなスイッチを利用した第1のタイプの装置が
適している。
As described above, in the input device in which the buttons of a plurality of switches are arranged at predetermined positions, the switch operation input can be performed in four directions or eight directions. OF
This is an input indicating the binary state of F, not an input indicating the operation amount. However, the operation amount in a predetermined direction can be transmitted to the electronic device by the number of times the button is pressed.
When accurately transmitting a minute operation amount such as “move the cursor to the right by two steps”, FIGS.
The first type of device using a switch as shown in FIG.

【0031】これに対し、図3〜図5に示す入力装置
は、力センサを利用した第2のタイプの装置であり、一
般に、ジョイスティックと呼ばれる装置である。ここで
は、便宜上、図示のような方向にX軸,Y軸,Z軸を定
義して、以下の説明を行うことにする。図3は、ゲージ
抵抗式力センサを利用したジョイスティック3の斜視図
である。XY平面上には、基板3Aが配置され、この基
板3A上のZ軸に沿った位置に四角柱状のスティック3
Bが取り付けられている。このスティック3Bの4つの
側面には、それぞれゲージ抵抗G11〜G14が貼り付
けられている。操作者は、スティック3BをX軸あるい
はY軸の正または負方向に倒すような力を加えることに
より、操作入力を与えることができる。たとえば、ステ
ィック3BをX軸正方向に倒すような力を加えれば、ゲ
ージ抵抗G11は縮み、ゲージ抵抗G12は伸びること
になり、それぞれ抵抗値に変化が生じる。そこで、これ
ら両ゲージ抵抗の抵抗値の差を求めることにより、X軸
方向に作用した力の方向(正方向か負方向か)と大きさ
を検出することができる。同様に、ゲージ抵抗G13,
G14を利用して、Y軸方向に作用した力の方向と大き
さを検出することができる。
On the other hand, the input device shown in FIGS. 3 to 5 is a second type of device using a force sensor, and is generally a device called a joystick. Here, for convenience, an X axis, a Y axis, and a Z axis are defined in directions as illustrated, and the following description will be made. FIG. 3 is a perspective view of the joystick 3 using a gauge resistance type force sensor. A substrate 3A is disposed on the XY plane, and a rectangular pole-shaped stick 3 is provided on the substrate 3A at a position along the Z axis.
B is attached. Gauge resistors G11 to G14 are attached to four sides of the stick 3B, respectively. The operator can give an operation input by applying a force to tilt the stick 3B in the positive or negative direction of the X axis or the Y axis. For example, if a force is applied such that the stick 3B is tilted in the positive direction of the X axis, the gauge resistance G11 contracts and the gauge resistance G12 expands, and each resistance value changes. Thus, the direction (positive direction or negative direction) and magnitude of the force applied in the X-axis direction can be detected by calculating the difference between the resistance values of these two gauge resistors. Similarly, the gauge resistance G13,
Using G14, the direction and magnitude of the force applied in the Y-axis direction can be detected.

【0032】図4および図5は、容量式力センサを利用
したジョイスティック4の側面図および上面図である。
XY平面上には、基板4Aが配置され、その上に、金属
板からなるダイヤフラム4Bが配置されている。このダ
イヤフラム4Bの上面には、スティック4Cが取り付け
られており、ダイヤフラム4Bは、基板4Aの上面にビ
ス4Dで固定されている。また、基板4Aの上面には、
固定電極E1,E2が配置されており、ダイヤフラム4
Bは、それ自身が、これら固定電極E1,E2に対向す
る変位電極として機能する。かくして、固定電極E1と
変位電極4B(ダイヤフラム)とによって第1の容量素
子C1が形成され、固定電極E2と変位電極4B(ダイ
ヤフラム)とによって第2の容量素子C2が形成され
る。ここで、操作者が、スティック4CをX軸正または
負方向に倒すような操作入力を加えると、容量素子C
1,C2の電極間隔がそれぞれ変化するため(たとえ
ば、X軸正方向に倒すと、容量素子C1の電極間隔は狭
くなり、容量素子C2の電極間隔は広くなる)、両容量
素子C1,C2の静電容量値の差を求めることにより、
X軸方向に作用した力の方向(正方向か負方向か)と大
きさを検出することができる。
FIGS. 4 and 5 are a side view and a top view of the joystick 4 using a capacitive force sensor.
A substrate 4A is arranged on the XY plane, and a diaphragm 4B made of a metal plate is arranged thereon. A stick 4C is attached to the upper surface of the diaphragm 4B, and the diaphragm 4B is fixed to the upper surface of the substrate 4A with screws 4D. Also, on the upper surface of the substrate 4A,
The fixed electrodes E1 and E2 are arranged, and the diaphragm 4
B itself functions as a displacement electrode facing these fixed electrodes E1 and E2. Thus, the first capacitance element C1 is formed by the fixed electrode E1 and the displacement electrode 4B (diaphragm), and the second capacitance element C2 is formed by the fixed electrode E2 and the displacement electrode 4B (diaphragm). Here, when the operator inputs an operation input such as tilting the stick 4C in the positive or negative direction of the X axis, the capacitive element C
Since the electrode intervals of the capacitors C1 and C2 change (for example, when the electrodes are tilted in the positive direction of the X-axis, the electrode interval of the capacitor C1 decreases and the electrode interval of the capacitor C2 increases). By calculating the difference between the capacitance values,
The direction (positive direction or negative direction) and magnitude of the force applied in the X-axis direction can be detected.

【0033】この図4および図5に示す容量式のジョイ
ステック4は、X軸方向への操作入力のみを検出するタ
イプのものであるが、たとえば、図6の上面図に示すよ
うに、基板5A上に4枚の固定電極E11〜E14を配
置し、この上に、スティックが取り付けられたダイヤフ
ラムを配置すれば、4組の容量素子C11〜C14を構
成することができ、X軸方向およびY軸方向への操作入
力の検出が可能になる。すなわち、X軸上に配置された
容量素子C11,C12の静電容量値の差を求めること
により、X軸方向に作用した力の方向と大きさを検出す
ることができ、Y軸上に配置された容量素子C13,C
14の静電容量値の差を求めることにより、Y軸方向に
作用した力の方向と大きさを検出することができる。
The capacitive joystick 4 shown in FIGS. 4 and 5 is of a type which detects only an operation input in the X-axis direction. For example, as shown in the top view of FIG. If four fixed electrodes E11 to E14 are arranged on 5A, and a diaphragm to which a stick is attached is arranged thereon, four sets of capacitance elements C11 to C14 can be formed, and the X-axis direction and the Y-axis Operation input in the axial direction can be detected. That is, the direction and magnitude of the force acting in the X-axis direction can be detected by calculating the difference between the capacitance values of the capacitance elements C11 and C12 arranged on the X-axis, and can be arranged on the Y-axis. Capacitance elements C13, C
The direction and magnitude of the force acting in the Y-axis direction can be detected by calculating the difference between the capacitance values of the fourteenth and the fourteenth.

【0034】このように、スティックに加えられた力の
X軸方向成分およびY軸方向成分を独立して検出できる
力センサを用いれば、それ以外の方向成分を演算によっ
て求めることも可能である。すなわち、図7に示すよう
なXY二次元座標系上に、検出されたX軸方向成分とY
軸方向成分とを座標値としてもつ点Qをプロットすれ
ば、この点Qの位置が作用した力の方向を示し、点Qと
原点Oとの距離が、作用した力の大きさを示すことにな
る。たとえば、所定の操作入力を加えた結果、X軸上の
点Q(a,0)が得られれば、当該操作入力は、大きさ
aのX軸正方向の力であり、X軸上の点Q(−b,0)
が得られれば、当該操作入力は、大きさbのX軸負方向
の力であることが認識できる。また、任意の点Q(x,
y)が得られた場合は、原点Oと点Q(x,y)とを結
ぶ直線上の方向を向いた操作入力が加えられたものと認
識することができる。
As described above, if a force sensor capable of independently detecting the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the force applied to the stick is used, other directional components can be obtained by calculation. That is, on the XY two-dimensional coordinate system as shown in FIG.
If a point Q having an axial component as a coordinate value is plotted, the position of the point Q indicates the direction of the applied force, and the distance between the point Q and the origin O indicates the magnitude of the applied force. Become. For example, if a point Q (a, 0) on the X-axis is obtained as a result of applying a predetermined operation input, the operation input is a force in the positive direction of the X-axis having a magnitude a, and a point on the X-axis. Q (-b, 0)
Is obtained, it can be recognized that the operation input is a force of the magnitude b in the negative direction of the X-axis. Also, an arbitrary point Q (x,
When y) is obtained, it can be recognized that an operation input in a direction on a straight line connecting the origin O and the point Q (x, y) has been applied.

【0035】ただ、操作者が加える操作入力は、人間の
大まかな感覚によってなされるものであり、必ずしも厳
密な方向性をもっているわけではない。そこで、実用上
は、予めいくつかの検出軸を定義しておき、加えられた
操作入力は、このいずれかの検出軸に沿った操作入力で
あるものとして取り扱うのが好ましい。たとえば、上下
左右の4方向に関する操作入力のみを検出することがで
きれば十分な場合には、X軸およびY軸の2軸を検出軸
に設定すればよい。この場合、検出されたX軸方向成分
とY軸方向成分とを座標値としてもつ点Qが、X軸また
はY軸上になければ、最寄りのX軸またはY軸への投影
点を求め、この投影点に基づいていずれの検出軸に関す
る操作入力であるかを決定すればよい。たとえば、図示
の点Q(x,y)であれば、最寄りのX軸またはY軸へ
の投影点は、Y軸上の点Qyになるので、このときの操
作入力は、Y軸正方向への操作入力であるものとして取
り扱えばよい(大きさは、原点Oと点Qyとの距離にな
る)。
However, the operation input added by the operator is made by a rough sense of the human, and does not always have a strict direction. Therefore, in practice, it is preferable that some detection axes are defined in advance, and the added operation input is handled as an operation input along any one of the detection axes. For example, if it is sufficient to detect only operation inputs in four directions of up, down, left, and right, two axes of the X axis and the Y axis may be set as detection axes. In this case, if the point Q having the detected X-axis direction component and the Y-axis direction component as coordinate values is not on the X-axis or the Y-axis, the nearest projection point on the X-axis or the Y-axis is obtained. It suffices to determine which detection axis the operation input is based on the projection point. For example, in the case of the point Q (x, y) shown in the figure, the nearest projection point on the X axis or the Y axis is the point Qy on the Y axis. (The size is the distance between the origin O and the point Qy).

【0036】もちろん、検出軸はX軸およびY軸の2軸
に限定されるわけではない。たとえば、図示のように、
X軸およびY軸に対して45°をなすV軸およびW軸を
定義し、合計4軸を検出軸とすることもできる。この場
合、たとえば、点Q(a,a)の位置に相当する操作入
力が加えられた場合、当該操作入力は、大きさ[ルート
2・a]のV軸正方向の力であることが認識できる。ま
た、図示の点Q(x,y)であれば、最寄りの検出軸へ
の投影点を求めればよい。たとえば、2点Q(x,
y),Qyの距離よりも、2点Q(x,y),Qwの距
離の方が小さければ、最寄りの検出軸はW軸ということ
になり、投影点はW軸上の点Qwということになるの
で、このときの操作入力は、W軸正方向への操作入力で
あるものとして取り扱えばよい(大きさは、原点Oと点
Qwとの距離になる)。
Of course, the detection axis is not limited to the two axes of the X axis and the Y axis. For example, as shown
It is also possible to define a V axis and a W axis that form 45 ° with respect to the X axis and the Y axis, and to use a total of four axes as detection axes. In this case, for example, when an operation input corresponding to the position of the point Q (a, a) is applied, it is recognized that the operation input is a force in the positive direction of the V-axis having the magnitude [route 2 · a]. it can. In the case of the point Q (x, y) shown in the figure, the projection point on the nearest detection axis may be obtained. For example, two points Q (x,
If the distance between the two points Q (x, y) and Qw is smaller than the distance between y) and Qy, the nearest detection axis is the W axis, and the projection point is the point Qw on the W axis. Therefore, the operation input at this time may be handled as an operation input in the positive direction of the W axis (the size is the distance between the origin O and the point Qw).

【0037】このように、予めいくつかの検出軸を定義
しておけば、加えられた操作入力をいずれかの検出軸に
関する操作入力であるとして取り扱うことが可能にな
る。実用上は、X軸およびY軸の2本の検出軸を定義
し、4方向に関する操作入力を検出できるようにする
か、あるいは、更にV軸およびW軸を加えた4本の検出
軸を定義し、8方向に関する操作入力を検出できるよう
にするのが好ましい。もちろん、他の方法で検出軸を定
義し、任意の方向に関する操作入力を検出できるように
してもかまわない。
As described above, if several detection axes are defined in advance, it becomes possible to treat the added operation input as an operation input relating to any of the detection axes. In practice, two detection axes, X and Y, are defined, and operation inputs in four directions can be detected. Alternatively, four detection axes including V and W axes are further defined. However, it is preferable that operation inputs in eight directions can be detected. Of course, a detection axis may be defined by another method so that an operation input in an arbitrary direction can be detected.

【0038】いずれにせよ、この力センサを利用した第
2のタイプの入力装置は、所定方向への操作量を入力す
ることができる点が特徴であり、スイッチを利用した第
1のタイプの入力装置とは、この点において大きな違い
がある。もっとも、この2種類のタイプの入力装置に
は、それぞれ一長一短があることは、既に述べたとおり
であり、スイッチを利用した第1のタイプの入力装置
は、ボタンを押す回数で正確な制御が可能になる利点が
あり、力センサを利用した第2のタイプの入力装置は、
任意の操作量を一度の操作で入力することができる利点
がある。
In any case, the second type of input device using this force sensor is characterized in that it can input an operation amount in a predetermined direction, and the first type of input device using a switch. There is a major difference in this point from the device. However, as described above, these two types of input devices have advantages and disadvantages, and the first type of input device using a switch can accurately control the number of times the button is pressed. The second type of input device utilizing a force sensor is
There is an advantage that an arbitrary operation amount can be input by one operation.

【0039】§2.本発明に係る電子機器用入力装置の
基本構成および基本動作 本発明に係る電子機器用入力装置を利用すれば、1台の
入力装置によって、特定方向へのスイッチ動作の入力と
特定方向への操作量の入力とを、適宜使い分けることが
できるようになる。本発明の第1の特徴は、操作入力の
検出には、力センサを有する入力装置(たとえば、図3
〜図6に示すような入力装置でよい)を利用しつつ、そ
の検出値の取り扱いを、モード設定によって使い分ける
ようにする、ということにある。そして、本発明の第2
の特徴は、このモード設定を、電子機器が実行している
プログラムに応じて行うようにした点にある。
§2. The input device for electronic equipment according to the present invention
Basic Configuration and Basic Operation If the input device for an electronic device according to the present invention is used, it is possible to appropriately use the input of the switch operation in the specific direction and the input of the operation amount in the specific direction by one input device. become able to. A first feature of the present invention is that an input device having a force sensor (for example, FIG.
To the input device as shown in FIG. 6), and the handling of the detected value is selectively used depending on the mode setting. And the second of the present invention
Is characterized in that this mode setting is performed according to a program executed by the electronic device.

【0040】図8は、本発明に係る電子機器用入力装置
の基本構成を示すブロック図である。この入力装置の基
本構成要素は、操作入力検出部10、操作入力取扱部2
0、モード設定部30であり、電子機器40に対して、
方向を示す操作入力を行う機能を有している。ここで、
電子機器40は、たとえば、携帯電話やゲーム遊戯装置
など、所定のプログラムに基づいて所定の処理を実行す
る装置である。
FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of an input device for electronic equipment according to the present invention. The basic components of this input device are an operation input detection unit 10, an operation input handling unit 2
0, a mode setting unit 30 for the electronic device 40
It has a function of performing an operation input indicating a direction. here,
The electronic device 40 is a device that executes a predetermined process based on a predetermined program, such as a mobile phone or a game play device.

【0041】操作入力検出部10は、力センサによって
構成され、操作入力が加えられていない状態での出力を
零点基準出力とし、所定の検出軸に沿った正方向もしく
は負方向への操作入力が加えられた場合に、加えられた
操作入力の大きさに応じた正もしくは負の検出値を出力
する機能を果たす。具体的には、たとえば、図3〜図6
に示すような従来の一般的な力センサを操作入力検出部
10として用いることができる。図4および図5に示す
力センサは、X軸を検出軸とする一次元力センサであ
り、このセンサを操作入力検出部10として用いた場合
には、X軸に沿った操作入力が得られることになる。
The operation input detecting section 10 is constituted by a force sensor, and sets an output in a state where no operation input is applied as a zero point reference output, and detects an operation input in a positive or negative direction along a predetermined detection axis. When added, it has a function of outputting a positive or negative detection value according to the magnitude of the applied operation input. Specifically, for example, FIGS.
Can be used as the operation input detection unit 10. The force sensor shown in FIGS. 4 and 5 is a one-dimensional force sensor having the X axis as a detection axis. When this sensor is used as the operation input detection unit 10, an operation input along the X axis is obtained. Will be.

【0042】これに対し、図3あるいは図6に示す力セ
ンサは、X軸およびY軸を検出軸とする二次元力センサ
であり、このセンサを操作入力検出部10として用いた
場合には、X軸およびY軸の2つの検出軸を定義して4
方向に関する操作入力を検出することもできるし、更
に、図7に示すように、V軸およびW軸を検出軸に加え
て、合計8方向に関する操作入力を検出することもでき
る。もちろん、XY平面上に更に任意の軸を定義し、1
2方向、16方向など、任意の方向に関する操作入力を
検出できるようにしてもよい。たとえば、X,Y,V,
Wの4軸を検出軸として8方向に関する操作入力を検出
する場合であれば、上述したように、二次元力センサの
出力として得られたX軸方向成分およびY軸方向成分に
基づいて、加えられた操作入力を示す座標点Q(x,
y)を、図7に示すようなXY座標系上にプロットし、
最寄りの検出軸Wへの投影点Qwを求めれば、加えられ
た操作入力を、原点Oと投影点Qwとの距離(あるいは
原点Oと座標点Q(x,y)との距離でもよい)を操作
量とする検出軸Wに沿った検出値として出力することが
できる。このように、操作入力検出部10から出力され
る検出値は、いずれか1つの検出軸に関して、正の最大
値から負の最大値へ至る検出範囲内の操作量ということ
になる。
On the other hand, the force sensor shown in FIG. 3 or FIG. 6 is a two-dimensional force sensor using the X-axis and the Y-axis as detection axes. Define two detection axes, X axis and Y axis,
It is possible to detect an operation input related to directions, and further, as shown in FIG. 7, it is possible to detect operation inputs related to a total of eight directions by adding the V axis and the W axis to the detection axes. Of course, an arbitrary axis is further defined on the XY plane, and 1
An operation input in an arbitrary direction such as two directions or sixteen directions may be detected. For example, X, Y, V,
In the case of detecting operation inputs in eight directions using the four axes of W as detection axes, as described above, additional operation is performed based on the X-axis direction component and the Y-axis direction component obtained as the output of the two-dimensional force sensor. Coordinate point Q (x,
y) is plotted on an XY coordinate system as shown in FIG.
If the projection point Qw to the nearest detection axis W is obtained, the added operation input is used to determine the distance between the origin O and the projection point Qw (or the distance between the origin O and the coordinate point Q (x, y)). It can be output as a detection value along the detection axis W as an operation amount. As described above, the detection value output from the operation input detection unit 10 is an operation amount within a detection range from a positive maximum value to a negative maximum value for any one detection axis.

【0043】操作入力取扱部20は、この操作入力検出
部10から出力される検出値を、電子機器40へと引き
渡す仲介機能をもった構成要素である。この操作入力取
扱部20が、操作入力検出部10から出力された検出値
を取り扱う方法は、モード設定部30において設定され
たモードに依存して決定される。モード設定部30に
は、操作量モードとスイッチモードとのいずれかが設定
される。ここで、操作量モードは、操作入力検出部10
に対して加えられた操作入力を検出軸に沿った連続的な
操作量として取り扱うモードであり、いわば操作入力検
出部10を構成する力センサによる検出値をそのまま電
子機器40へと伝えるモードである。一方、スイッチモ
ードは、加えられた操作入力を検出軸の正方向もしくは
負方向に関するスイッチ動作として取り扱うモードであ
り、いわば操作入力検出部10を構成する力センサによ
る検出値を、所定方向に関するON/OFFスイッチの
状態を示す信号として電子機器40へと伝えるモードで
ある。
The operation input handling unit 20 is a component having an intermediary function of transferring the detection value output from the operation input detection unit 10 to the electronic device 40. The method by which the operation input handling unit 20 handles the detection value output from the operation input detection unit 10 is determined depending on the mode set in the mode setting unit 30. In the mode setting section 30, one of the operation amount mode and the switch mode is set. Here, the operation amount mode is the operation input detection unit 10.
Is a mode in which the operation input applied to the operation input is handled as a continuous operation amount along the detection axis, that is, a mode in which the detection value of the force sensor included in the operation input detection unit 10 is directly transmitted to the electronic device 40. . On the other hand, the switch mode is a mode in which the applied operation input is handled as a switch operation in the positive direction or the negative direction of the detection axis. In this mode, a signal indicating the state of the OFF switch is transmitted to the electronic device 40.

【0044】モード設定部30は、電子機器40が実行
しているプログラムに応じて、この操作量モードとスイ
ッチモードとのいずれか一方のモードを設定する機能を
有している。電子機器40は、前述したように、携帯電
話やゲーム遊戯装置など、所定のプログラムに基づいて
所定の処理を実行する装置であり、電子機器40が、操
作者に対して何らかの入力要求を行っている場合、その
ような入力要求は、何らかのプログラムの実行に基づい
て行われていることになる。モード設定部30は、現在
実行中のプログラムに応じて、いずれかのモード設定を
行う機能を有している。すなわち、現在実行中のプログ
ラムが、所定の検出軸に沿った連続的な操作量としての
操作入力を要求している場合には操作量モードを設定
し、所定の検出軸方向へのスイッチ動作としての操作入
力を要求している場合にはスイッチモードを設定するこ
とになる。
The mode setting section 30 has a function of setting one of the operation amount mode and the switch mode in accordance with a program executed by the electronic device 40. As described above, the electronic device 40 is a device that executes a predetermined process based on a predetermined program, such as a mobile phone or a game play device. If so, such an input request has been made based on the execution of some program. The mode setting unit 30 has a function of performing any mode setting according to the program currently being executed. That is, if the currently executing program requests an operation input as a continuous operation amount along a predetermined detection axis, the operation amount mode is set, and a switch operation in the predetermined detection axis direction is performed. When the operation input is requested, the switch mode is set.

【0045】現在実行中のプログラムがいずれのモード
を要求しているかを具体的に判断するためには、たとえ
ば、電子機器40の実行対象となる個々のプログラムご
とに、いずれのモードを要求するかを示すテーブルを用
意しておき、このテーブルを参照して、要求されている
モードを認識するようにすればよい。あるいは、電子機
器40内のメモリやレジスタなどを利用して、モード設
定用フラグを用意し、個々のプログラム自身に、自己が
要求するモードを示すフラグを設定する機能をもたせる
ようにしてもよい。なお、本明細書における「プログラ
ム」とは、いわゆる「アプリケーションプログラム」だ
けではなく、「OSプログラム」、「ライブラリ」、
「ルーチン」と呼ばれている種々のプログラムも含む広
い概念で用いており、たとえば、同一の「アプリケーシ
ョンプログラム」が実行中であっても、その中に含まれ
ている各「ルーチン」ごとに、それぞれ異なるモード設
定が行われる場合もありうる。
In order to specifically determine which mode is required by the currently executing program, for example, which mode is required for each program to be executed by the electronic device 40 is determined. May be prepared, and the requested mode may be recognized by referring to this table. Alternatively, a mode setting flag may be prepared using a memory, a register, or the like in the electronic device 40, and each program may have a function of setting a flag indicating a mode requested by itself. It should be noted that the “program” in this specification is not limited to a so-called “application program”, but also an “OS program”, a “library”,
It is used in a broad concept including various programs called "routines". For example, even if the same "application program" is being executed, for each "routine" included therein, Different mode settings may be made respectively.

【0046】操作入力取扱部20は、このようにしてモ
ード設定部30において設定されたモードに応じて、操
作入力検出部10からの検出値に対して異なる取り扱い
を行い、これを電子機器40へと伝える。すなわち、モ
ード設定部30において操作量モードが設定されている
場合には、操作入力検出部10によって検出された検出
値を、そのまま当該検出軸についての操作量として電子
機器40に与える。一方、モード設定部30においてス
イッチモードが設定されている場合には、操作入力検出
部10によって検出された検出値の絶対値を所定のしき
い値と比較し、しきい値を越えていればON状態を示す
信号を、しきい値を越えていなければOFF状態を示す
信号を、検出軸の正方向もしくは負方向に関するスイッ
チ動作として電子機器に与える。
The operation input handling unit 20 performs different handling on the detection value from the operation input detection unit 10 in accordance with the mode set in the mode setting unit 30 in this manner, and sends this to the electronic device 40. Tell That is, when the operation amount mode is set in the mode setting unit 30, the detection value detected by the operation input detection unit 10 is directly provided to the electronic device 40 as the operation amount for the detection axis. On the other hand, when the switch mode is set in the mode setting unit 30, the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit 10 is compared with a predetermined threshold value. A signal indicating the ON state and a signal indicating the OFF state if the threshold value is not exceeded are given to the electronic device as a switch operation relating to the positive direction or the negative direction of the detection axis.

【0047】上述したように、操作入力検出部10が、
加えられた操作入力をある特定の検出軸についての検出
値として出力する機能を有する場合には、操作入力取扱
部20は、当該特定の検出軸についての検出値を、設定
モードに応じた必要な処理を施した上で、電子機器40
に与えることになる。操作入力検出部10として、XY
Z三次元座標系において加えられた操作入力のX軸方向
成分およびY軸方向成分をそれぞれ独立して検出する機
能をもった力センサを用いれば、この力センサによって
検出されたX軸方向成分およびY軸方向成分に基づい
て、特定の検出軸(最寄りの検出軸)に関して加えられ
た操作入力の大きさに応じた検出値が得られるので、こ
の検出値に設定モードに応じた処理を施した後、電子機
器40へ、現在実行中のプログラムに適した操作入力を
伝えることができる。
As described above, the operation input detection unit 10
In the case where the operation input handling unit 20 has a function of outputting the added operation input as a detection value for a specific detection axis, the operation input handling unit 20 converts the detection value for the specific detection axis into a necessary value according to the setting mode. After processing, the electronic device 40
Will be given to. XY as the operation input detection unit 10
If a force sensor having a function of independently detecting the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the operation input applied in the Z three-dimensional coordinate system is used, the X-axis direction component detected by this force sensor and Based on the Y-axis direction component, a detection value corresponding to the magnitude of the operation input applied to the specific detection axis (the nearest detection axis) is obtained, and the detection value is subjected to processing according to the setting mode. Thereafter, an operation input suitable for the program currently being executed can be transmitted to the electronic device 40.

【0048】図9は、操作入力取扱部20における検出
値の取り扱い方法を説明するためのXY座標系を示す図
である。操作入力検出部10として、二次元力センサを
用いれば、上述したように、XY平面上の任意の検出軸
についての検出値を得ることができるが、ここでは、X
軸およびY軸の2本の検出軸を定義し、4方向に関する
操作入力を検出できる操作入力検出部10を用いた場合
を考えてみよう。この場合、二次元力センサによって検
出されたX軸方向成分およびY軸方向成分に基づいて、
X軸の正方向、X軸の負方向、Y軸の正方向、Y軸の負
方向の4方向のいずれか1つに関する操作入力が、操作
入力検出部10によって選択的に検出されることにな
る。
FIG. 9 is a diagram showing an XY coordinate system for explaining a method of handling detected values in the operation input handling unit 20. If a two-dimensional force sensor is used as the operation input detection unit 10, a detection value for an arbitrary detection axis on the XY plane can be obtained as described above.
Let us consider a case in which two detection axes, an axis and a Y axis, are defined and an operation input detection unit 10 that can detect operation inputs in four directions is used. In this case, based on the X-axis direction component and the Y-axis direction component detected by the two-dimensional force sensor,
An operation input relating to any one of four directions of the positive direction of the X axis, the negative direction of the X axis, the positive direction of the Y axis, and the negative direction of the Y axis is selectively detected by the operation input detection unit 10. Become.

【0049】たとえば、図9に示すとおり、座標点Q
(x1,y1)の位置に相当する操作入力が加えられた
場合、操作入力検出部10において、最寄りの検出軸で
あるX軸上の投影点Q(x1,0)が求められ、X軸の
正方向に関して、操作量x1をもった検出値が選択的に
出力されることになる。このような検出値に対して、操
作入力取扱部20は、2通りの取り扱いを行うことにな
る。まず、モード設定部30によって操作量モードが設
定されていた場合は、操作入力検出部10によって検出
された検出値を、そのまま当該検出軸についての操作量
として電子機器40に与える処理が行われる。具体的に
は、「X軸の正方向に関する操作量x1」なる操作入力
がそのまま電子機器40へと伝えられることになる。こ
れは、従来の力センサを利用したタイプの入力装置を用
いた場合の動作と同等である。一方、モード設定部30
によってスイッチモードが設定されていた場合は、操作
入力検出部10によって検出された検出値の絶対値を所
定のしきい値と比較し、しきい値を越えていればON状
態を示す信号を、しきい値を越えていなければOFF状
態を示す信号を、検出軸の正方向もしくは負方向に関す
るスイッチ動作として電子機器40に与える処理が行わ
れる。具体的には、検出値x1の絶対値が、所定のしき
い値Thと比較され、絶対値x1>ThであればON状
態、絶対値x1≦ThであればOFF状態を示す信号
が、スイッチ動作として電子機器40に与えられること
になる。図9に示す例では、絶対値x1>Thであるの
で、X軸正方向に関するON状態を示すスイッチ動作信
号が、電子機器40に与えられることになる。これは、
従来のスイッチを利用したタイプの入力装置を用いた場
合と同等の動作であり、具体的には、図1に示す4方向
入力装置におけるスイッチのボタンB11を押す操作入
力と等価になる。
For example, as shown in FIG.
When an operation input corresponding to the position of (x1, y1) is applied, a projection point Q (x1, 0) on the X-axis, which is the nearest detection axis, is obtained by the operation input detection unit 10, and the X-axis In the positive direction, a detection value having the operation amount x1 is selectively output. The operation input handling unit 20 performs two kinds of handling for such detected values. First, when the operation amount mode is set by the mode setting unit 30, a process is performed in which the detection value detected by the operation input detection unit 10 is directly provided to the electronic device 40 as the operation amount for the detection axis. Specifically, the operation input of “operation amount x1 in the positive direction of the X axis” is transmitted to the electronic device 40 as it is. This is equivalent to the operation when a conventional input device using a force sensor is used. On the other hand, the mode setting unit 30
If the switch mode has been set by the operation mode, the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit 10 is compared with a predetermined threshold value. If the threshold value is not exceeded, a process of giving a signal indicating the OFF state to the electronic device 40 as a switch operation in the positive direction or the negative direction of the detection axis is performed. More specifically, the absolute value of the detected value x1 is compared with a predetermined threshold value Th, and a signal indicating an ON state if the absolute value x1> Th, and a signal indicating an OFF state if the absolute value x1 ≦ Th is provided by a switch. The operation is given to the electronic device 40. In the example shown in FIG. 9, since the absolute value x1> Th, a switch operation signal indicating an ON state in the positive direction of the X-axis is given to the electronic device 40. this is,
The operation is the same as the case of using the input device of the type using the conventional switch. Specifically, the operation is equivalent to the operation input of pressing the button B11 of the switch in the four-way input device shown in FIG.

【0050】また、図9に示すとおり、座標点Q(x
2,y2)の位置に相当する操作入力が加えられた場
合、操作入力検出部10において、最寄りの検出軸であ
るY軸上の投影点Q(0,y2)が求められ、Y軸の負
方向に関して、操作量y2をもった検出値が選択的に出
力されることになる。このような検出値に対して、操作
入力取扱部20は、2通りの取り扱いを行うことにな
る。まず、モード設定部30によって操作量モードが設
定されていた場合は、操作入力検出部10によって検出
された検出値を、そのまま当該検出軸についての操作量
として電子機器40に与える処理が行われる。具体的に
は、「Y軸の正方向に関する操作量y2」なる操作入力
がそのまま電子機器40へと伝えられることになる。こ
れは、従来の力センサを利用したタイプの入力装置を用
いた場合の動作と同等である。一方、モード設定部30
によってスイッチモードが設定されていた場合は、操作
入力検出部10によって検出された検出値の絶対値を所
定のしきい値と比較し、しきい値を越えていればON状
態を示す信号を、しきい値を越えていなければOFF状
態を示す信号を、検出軸の正方向もしくは負方向に関す
るスイッチ動作として電子機器40に与える処理が行わ
れる。具体的には、検出値y2の絶対値が、所定のしき
い値Thと比較され、絶対値y2>ThであればON状
態、絶対値y2≦ThであればOFF状態を示す信号
が、スイッチ動作として電子機器40に与えられること
になる。図9に示す例では、絶対値y2≦Thであるの
で、Y軸負方向に関するOFF状態を示すスイッチ動作
信号が、電子機器40に与えられることになる。これ
は、従来のスイッチを利用したタイプの入力装置を用い
た場合と同等の動作であり、具体的には、図1に示す4
方向入力装置におけるスイッチのボタンB14から指を
離す操作入力と等価になる。
As shown in FIG. 9, the coordinate point Q (x
When an operation input corresponding to the position of (2, y2) is applied, a projection point Q (0, y2) on the Y axis, which is the nearest detection axis, is obtained by the operation input detection unit 10, and the negative value of the Y axis is obtained. With respect to the direction, a detection value having the operation amount y2 is selectively output. The operation input handling unit 20 performs two kinds of handling for such detected values. First, when the operation amount mode is set by the mode setting unit 30, a process is performed in which the detection value detected by the operation input detection unit 10 is directly provided to the electronic device 40 as the operation amount for the detection axis. Specifically, the operation input of “the operation amount y2 in the positive Y-axis direction” is transmitted to the electronic device 40 as it is. This is equivalent to the operation when a conventional input device using a force sensor is used. On the other hand, the mode setting unit 30
If the switch mode has been set by the operation mode, the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit 10 is compared with a predetermined threshold value. If the threshold value is not exceeded, a process of giving a signal indicating the OFF state to the electronic device 40 as a switch operation in the positive direction or the negative direction of the detection axis is performed. Specifically, the absolute value of the detected value y2 is compared with a predetermined threshold value Th, and when the absolute value y2> Th, a signal indicating an ON state, and when the absolute value y2 ≦ Th, a signal indicating an OFF state is output by a switch. The operation is given to the electronic device 40. In the example shown in FIG. 9, since the absolute value y2 ≦ Th, a switch operation signal indicating an OFF state in the Y-axis negative direction is given to the electronic device 40. This is the same operation as the case where a conventional input device using a switch is used. Specifically, the operation shown in FIG.
This is equivalent to an operation input of releasing the finger from the switch button B14 of the direction input device.

【0051】以上、X軸およびY軸の2本の検出軸を定
義し、4方向に関する操作入力を検出できる操作入力検
出部10を用いた場合についての動作を述べたが、更
に、X軸およびY軸に対して45°をなすV軸およびW
軸を定義し、V軸の正方向、V軸の負方向、W軸の正方
向、W軸の負方向の斜め4方向に関する操作入力を、力
センサによって検出されたX軸方向成分およびY軸方向
成分を合成することにより検出できるようにし、合計8
方向のいずれか1つに関する操作入力を選択的に検出す
る場合の動作も同様である。
As described above, the operation in the case where the two input axes of the X axis and the Y axis are defined and the operation input detecting section 10 which can detect the operation input in four directions is used has been described. V-axis and W at 45 ° to Y-axis
An axis is defined, and an operation input relating to four oblique directions of the positive direction of the V axis, the negative direction of the V axis, the positive direction of the W axis, and the negative direction of the W axis is input into the X axis direction component detected by the force sensor and the Y axis. The direction components can be detected by synthesizing them.
The same applies to the operation in the case where an operation input relating to any one of the directions is selectively detected.

【0052】この8方向の検出を行う場合、操作入力検
出部10からは、二次元力センサによって検出されたX
軸方向成分およびY軸方向成分に基づいて、X軸,Y
軸,V軸,W軸のそれぞれについての正負両方向、合計
8方向のいずれか1つを選択して、当該選択された方向
に関して所定の検出値が出力されることになる。操作入
力取扱部20は、操作量モードが設定されていた場合に
は、操作入力検出部10によって検出された検出値を、
そのまま当該検出軸についての操作量として電子機器4
0に与える。これは、従来の8方向型力センサを利用し
たタイプの入力装置を用いた場合の動作と同等である。
一方、スイッチモードが設定されていた場合は、検出値
の絶対値を所定のしきい値と比較し、しきい値を越えて
いればON状態を示す信号を、しきい値を越えていなけ
ればOFF状態を示す信号を、検出軸の正方向もしくは
負方向に関するスイッチ動作として電子機器40に与え
る。これは、従来のスイッチを利用したタイプの入力装
置を用いた場合と同等の動作であり、具体的には、図2
に示す8方向入力装置におけるスイッチのボタンB21
〜B28による操作入力と同等の操作入力が可能にな
る。
When the eight directions are detected, the operation input detecting unit 10 outputs the X-value detected by the two-dimensional force sensor.
The X-axis, Y-axis,
One of a total of eight directions, that is, positive and negative directions for each of the axis, the V axis, and the W axis, is selected, and a predetermined detection value is output in the selected direction. When the operation amount mode is set, the operation input handling unit 20 outputs the detection value detected by the operation input detection unit 10
The electronic device 4 is directly used as an operation amount for the detection axis.
Give to 0. This is equivalent to the operation when a conventional input device using an eight-directional force sensor is used.
On the other hand, if the switch mode has been set, the absolute value of the detected value is compared with a predetermined threshold value. A signal indicating the OFF state is given to the electronic device 40 as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis. This is the same operation as when a conventional switch-type input device is used.
Button B21 of the switch in the eight-way input device shown in FIG.
To the operation input by B28.

【0053】結局、スイッチモードが設定されていると
きは、図9の座標系に破線で示されているように、原点
Oを中心として半径がしきい値Thである境界円αを描
いた場合に、加えられた操作入力に対応する座標点(ま
たはその最寄りの検出軸上への投影点)が、境界円α内
にあればOFF状態を示すスイッチ動作、境界円α外に
あればON状態を示すスイッチ動作、が操作入力取扱部
20から電子機器40に伝えられることになる。
After all, when the switch mode is set, a boundary circle α having a threshold value Th and a radius centered on the origin O is drawn as shown by a broken line in the coordinate system of FIG. In addition, if the coordinate point corresponding to the applied operation input (or the projected point on the nearest detection axis) is within the boundary circle α, the switch operation indicates an OFF state, and if the coordinate point is outside the boundary circle α, the switch is ON. Is transmitted from the operation input handling unit 20 to the electronic device 40.

【0054】図10は、本発明に係る電子機器用入力装
置の基本動作を示す流れ図である。まず、ステップS1
において、操作者からの操作入力が検出され、続いて、
ステップS2において、この操作入力に応じた検出軸お
よび検出値が決定される。これらの処理は、操作入力検
出部10において行われる処理であり、たとえば、二次
元力センサによって操作入力のX軸方向成分およびY軸
方向成分が検出され、この検出結果に基づいて、最寄り
の1検出軸が決定され、当該検出軸についての検出値が
決定されることになる。こうしてステップS2で決定さ
れた検出軸および検出値は、操作入力取扱部20へと与
えられる。
FIG. 10 is a flowchart showing the basic operation of the input device for electronic equipment according to the present invention. First, step S1
In, the operation input from the operator is detected, and subsequently,
In step S2, a detection axis and a detection value according to the operation input are determined. These processes are performed in the operation input detection unit 10. For example, the X-axis component and the Y-axis component of the operation input are detected by the two-dimensional force sensor, and the nearest one is detected based on the detection result. The detection axis is determined, and the detection value for the detection axis is determined. The detection axis and the detection value determined in step S2 are supplied to the operation input handling unit 20.

【0055】続く、ステップS3では、モード設定部3
0において設定されているモードに応じた分岐処理が行
われる。前述したように、モード設定部30は、現在、
電子機器40において実行されているプログラムに基づ
いて、操作量モードかスイッチモードかのいずれかのモ
ード設定を行う。ここで、操作量モードが設定されてい
た場合には、ステップS4へと進み、操作入力取扱部2
0によって、検出値をそのまま当該検出軸に関する操作
量として電子機器40へ伝える処理が行われる。一方、
スイッチモードが設定されていた場合には、ステップS
5へと進み、検出値の絶対値としきい値Thとの比較が
行われる。検出値の絶対値がしきい値Thを越えていな
い場合には、ステップS6へと進み、当該検出軸に関す
るOFF状態を示すスイッチ動作信号が電子機器40に
与えられる。これに対して、検出値の絶対値がしきい値
Thを越えていた場合には、ステップS7へと進み、当
該検出軸に関するON状態を示すスイッチ動作信号が電
子機器40に与えられる。
Subsequently, in step S3, the mode setting unit 3
At 0, branch processing is performed according to the mode set. As described above, the mode setting unit 30
One of the operation amount mode and the switch mode is set based on a program executed in the electronic device 40. Here, if the operation amount mode has been set, the process proceeds to step S4, and the operation input handling unit 2
By 0, a process of transmitting the detected value as it is to the electronic device 40 as the operation amount related to the detection axis is performed. on the other hand,
If the switch mode has been set, step S
Proceeding to 5, the absolute value of the detected value is compared with the threshold value Th. If the absolute value of the detected value does not exceed the threshold value Th, the process proceeds to step S6, where a switch operation signal indicating an OFF state related to the detected axis is given to the electronic device 40. On the other hand, when the absolute value of the detected value exceeds the threshold value Th, the process proceeds to step S7, and a switch operation signal indicating an ON state related to the detected axis is given to the electronic device 40.

【0056】以上で、加えられた操作入力に対する一連
の処理は完了し、入力操作が続行される限り、ステップ
S8を経て、再びステップS1へと戻り、次の操作入力
に対する処理を行うことになる。モード設定部30によ
る設定モードは、現在、電子機器40が実行中のプログ
ラムに応じて変化するため、ステップS3における分岐
も、その都度変化することになる。
As described above, a series of processes for the added operation input is completed, and as long as the input operation is continued, the process returns to step S1 via step S8, and the process for the next operation input is performed. . Since the setting mode by the mode setting unit 30 changes according to the program currently being executed by the electronic device 40, the branch in step S3 also changes each time.

【0057】図11および図12は、電子機器40が実
行中のプログラムと、モード設定部30によって設定さ
れるモードと、の関係の具体的な一例を示す図である。
この例は、携帯電話を電子機器40として用いた場合の
例であり、図11は、地図を表示させるプログラム(以
下、地図プログラムという)を実行中の画面表示例を示
す図であり、図12は、何らかのアイコンを選択させる
ためのプログラム(以下、アイコン選択プログラムとい
う)を実行中の画面表示例を示す図である。ここで、地
図プログラムは、画面スクロール機能を有しており、上
下左右および斜め4方向を含めた合計8方向のいずれか
への操作入力を与えることにより、画面上の地図が各方
向にスクロールする機能を有しているものとし、アイコ
ン選択プログラムは、4列3行に並んだ合計12個のア
イコンのうちの1つを選択させる機能を有しているもの
とする。なお、アイコン選択プログラムでは、選択され
ているアイコンは、黒枠カーソルCUで囲われた状態で
示されるものとし(図の例では、時計アイコンが選択さ
れた状態となっている)、上下左右および斜め4方向を
含めた合計8方向のいずれかへの操作入力を与えること
により、黒枠カーソルCUを各方向に移動させることが
できるものとする。
FIGS. 11 and 12 are diagrams showing a specific example of the relationship between the program being executed by the electronic device 40 and the mode set by the mode setting section 30. FIG.
This example is a case in which a mobile phone is used as the electronic device 40. FIG. 11 is a diagram showing an example of a screen display during execution of a program for displaying a map (hereinafter, referred to as a map program). FIG. 7 is a diagram showing an example of a screen display during execution of a program for selecting some icon (hereinafter, referred to as an icon selection program). Here, the map program has a screen scroll function, and a map on the screen is scrolled in each direction by giving an operation input in any one of eight directions including four directions, up, down, left, right, and diagonally. It is assumed that the icon selection program has a function of selecting one of a total of twelve icons arranged in four columns and three rows. In the icon selection program, the selected icon is indicated by being surrounded by a black frame cursor CU (in the example of the figure, a clock icon is selected), and is vertically, horizontally, and obliquely. It is assumed that the black frame cursor CU can be moved in each direction by giving an operation input in any one of eight directions including the four directions.

【0058】このような地図プログラムとアイコン選択
プログラムとが用意されていた場合、各プログラムごと
に、より適したモード設定を行うことができる。個々の
プログラムごとに、いずれのモード設定を行えばよいか
は、個々のプログラムの利用形態、操作性、表示対象と
なる情報量などを総合的に考慮して決める必要がある
が、一般的には、図11に示すような地図プログラムの
場合であれば、操作量モードに設定し、図12に示すよ
うなアイコン選択プログラムの場合であれば、スイッチ
モードに設定するのが好ましい。地図プログラムの場
合、操作量モードに設定しておけば、たとえば、右方向
に10とか、左上方向に4というように、所定の方向と
操作量とを入力することができるので、いわばアナログ
的な操作が可能になり、スクロール量をアナログ操作量
として入力することが可能になる。操作者は、スクロー
ル量を多くしたい場合には、図3に示すスティック3B
や図4に示すスティック4Cの傾斜角度をより大きくし
た操作入力を行えばよい。
When such a map program and an icon selection program are prepared, more suitable mode setting can be performed for each program. Which mode setting should be set for each program must be determined by comprehensively considering the usage form, operability, amount of information to be displayed, etc. of each program. Is preferably set to the operation amount mode in the case of the map program as shown in FIG. 11, and is preferably set to the switch mode in the case of the icon selection program as shown in FIG. In the case of the map program, if the operation amount mode is set, for example, a predetermined direction and an operation amount such as 10 in the right direction and 4 in the upper left direction can be input. The operation becomes possible, and the scroll amount can be input as an analog operation amount. When the operator wants to increase the scroll amount, the stick 3B shown in FIG.
Alternatively, an operation input in which the inclination angle of the stick 4C shown in FIG.

【0059】これに対して、アイコン選択プログラムの
場合、スイッチモードに設定しておけば、たとえば、黒
枠カーソルCUを右へ2列分だけ移動させたい場合に
は、図3に示すスティック3Bや図4に示すスティック
4Cを、右方向に2回倒す操作入力を行えばよい。この
操作は、図2に示す入力装置におけるボタンB22を2
回押す操作と同等であり、黒枠カーソルCUを正確に右
へ2列分だけ移動させることが可能になる。これは、い
わばデジタル的な操作に対応し、操作回数に基づいて、
正確なデジタル量を電子機器40に伝えることができる
ようになる。
On the other hand, in the case of the icon selection program, if the switch mode is set, for example, if it is desired to move the black frame cursor CU to the right by two columns, the stick 3B shown in FIG. The operation input for tilting the stick 4C shown in FIG. 4 rightward twice may be performed. This operation is performed by pressing button B22 on the input device shown in FIG.
This is equivalent to the operation of pressing once, and it is possible to move the black frame cursor CU to the right by exactly two columns. This corresponds to a digital operation, so to speak, based on the number of operations,
An accurate digital amount can be transmitted to the electronic device 40.

【0060】なお、モード設定部30によるモード設定
処理は、一般的には、個々のプログラムの作成者の意図
に基づいて行うようにすればよい。たとえば、図11に
示すような地図プログラムの場合、この地図プログラム
の作成者が、操作量モードで入力を受け付けた方がより
適していると判断したのであれば、このプログラム内
に、操作量モードにすべき旨の指示を入れておくように
すればよい。もっとも、本発明を実施する上では、モー
ド設定部30によるモード設定処理は、必ずしもプログ
ラム作成者の意図に従う必要はなく、操作者(プログラ
ムの利用者)の意図によって任意のモード設定を行うよ
うにしてもかまわない。たとえば、電子機器40内のメ
モリに、個々のプログラムごとのモード設定を示すテー
ブルを用意しておき、初期設定としては、個々のプログ
ラムごとに、それぞれ作成者が指示したモードを設定し
ておき、必要に応じて、操作者がこのテーブルを任意に
書き換えることができるようにしておけば、個々のプロ
グラムごとに、操作者が最も操作しやすいと考えるモー
ド設定を行うことが可能になる。
The mode setting process performed by the mode setting section 30 may be generally performed based on the intention of the creator of each program. For example, in the case of a map program as shown in FIG. 11, if the creator of the map program determines that it is more appropriate to receive an input in the operation amount mode, the operation amount mode is included in the program. What should be done is to put an instruction to do so. However, in practicing the present invention, the mode setting process by the mode setting unit 30 does not necessarily have to follow the intention of the program creator, and an arbitrary mode setting is performed according to the intention of the operator (user of the program). It doesn't matter. For example, a table indicating the mode setting for each program is prepared in the memory of the electronic device 40, and the mode specified by the creator is set for each program as the initial setting. If this table can be arbitrarily rewritten by the operator as needed, it is possible to make a mode setting for each program that is considered to be most easy for the operator to operate.

【0061】§3.混合モードを用いる実施形態 上述したように、本発明に係る電子機器用入力装置で
は、モード設定部30において、操作量モードか、スイ
ッチモードかのいずれかのモード設定を行い、操作入力
取扱部20において、各モードに応じた取り扱いを行う
ことにより、単一の力センサを利用していながら、アナ
ログ的な操作入力(操作量モード)か、デジタル的な操
作入力(スイッチモード)かを、実行中のプログラムに
応じて選択的に使い分けることが可能になる。ただ、プ
ログラムによっては、この2通りのモード設定だけで
は、必ずしも最適な操作性が得られない場合もある。
§3. Embodiment Using Mixed Mode As described above, in the input device for an electronic device according to the present invention, the mode setting unit 30 sets either the operation amount mode or the switch mode, and the operation input handling unit 20 In, by performing handling according to each mode, while using a single force sensor, an analog operation input (operation amount mode) or a digital operation input (switch mode) can be executed. Can be selectively used depending on the program. However, depending on the program, optimum operability may not always be obtained with only these two modes.

【0062】たとえば、図13は、いわゆる表計算プロ
グラムの実行画面の一例を示す図である。このような表
計算プログラムでは、縦横に配列された多数のセルから
なる画面が表示され、操作者は、特定のセルを選択する
操作入力を行う必要がある。たとえば、図示の例では、
セルC3(Cの列、3の行に位置するセル)が選択され
た状態が示されている。ここでは、選択されたセルにハ
ッチングを施して示してある。このように、ある特定の
セルが選択されている状態において、選択セルを別なセ
ルに変更するための方法として、通常、入力装置から方
向を示す操作入力を与える方法が用意されている。たと
えば、図示の状態において、右方向を示す操作入力が与
えられた場合、選択セルは、D3,E3,F3,G3と
いうように右方向へと移動し、下方向を示す操作入力が
与えられた場合、選択セルは、C3,C4,C5,C
6,C7というように下方向へと移動してゆく。もちろ
ん、斜め4方向も含めた合計8方向の操作入力を出力す
る機能をもった操作入力検出部10を利用している場合
には、右下方向といった斜め方向への操作入力を与える
ことも可能であり、この場合、選択セルは、D4,E
5,F6,G7というように右下方向へと移動する。
For example, FIG. 13 is a diagram showing an example of a so-called spreadsheet program execution screen. In such a spreadsheet program, a screen including a large number of cells arranged vertically and horizontally is displayed, and the operator needs to perform an operation input for selecting a specific cell. For example, in the example shown,
The state where the cell C3 (the cell located in the column of C and the row of 3) is selected is shown. Here, the selected cells are hatched. As described above, as a method for changing a selected cell to another cell in a state where a specific cell is selected, there is usually provided a method of giving an operation input indicating a direction from an input device. For example, in the state shown in the figure, if an operation input indicating a right direction is given, the selected cell moves rightward as D3, E3, F3, G3, and an operation input indicating a down direction is given. In this case, the selected cells are C3, C4, C5, C
It moves downward, such as 6, C7. Of course, when the operation input detection unit 10 having a function of outputting operation inputs in a total of eight directions including four diagonal directions is used, an operation input in a diagonal direction such as a lower right direction can be given. In this case, the selected cells are D4, E
It moves to the lower right, such as 5, F6, G7.

【0063】さて、このような表計算プログラムにおけ
る「選択セルの移動」を行うためのプログラムを実行す
る場合に、いずれのモードが適しているかを考えてみよ
う。まず、操作量モードに設定した場合を考える。この
場合、操作用のスティックを右へ軽く倒した場合の右方
向への操作量を1とし、右へ深く倒した場合の右方向へ
の操作量を10とすれば、スティックを倒す角度によ
り、右方向への1〜10の操作量を与えることができ
る。そこで、操作量1を1セル分の移動に対応させるこ
とにすれば、選択セルを1セル分だけ右に移動させる操
作入力から、選択セルを10セル分だけ右に移動させる
操作入力に至るまで、10段階の操作入力を与えること
ができる。もちろん、右だけではなく、上下左右あるい
は斜め4方向を含めた各方向について、1〜10セル分
の任意の移動量を入力することが可能である。したがっ
て、操作量モードで操作を行えば、選択セルを一気に所
望の位置まで移動させることが可能になる。ただし、移
動量の大きさは、スティックを倒す指の力加減で調節す
る必要があるので、たとえば、右方向に4セル分だけ移
動させようと意図して操作入力を行ったとしても、実際
には、5セル分移動してしまう、というような事態も起
こり得る。この場合、左方向に1セル分だけ戻そうとし
たら、今度は、2セル分移動してしまった、というよう
なことにもなり兼ねない。このように、操作量モードに
設定した場合、一度の操作で任意の移動量を指定できる
という利点はあるものの、正確な位置調節には向かない
という欠点もある。
Now, let us consider which mode is suitable for executing a program for performing “movement of selected cell” in such a spreadsheet program. First, consider the case where the operation amount mode is set. In this case, if the operation amount in the right direction when the operation stick is slightly tilted to the right is set to 1 and the operation amount in the right direction when the operation stick is tilted to the right is set to 10, depending on the angle at which the stick is tilted, An operation amount of 1 to 10 in the right direction can be given. Therefore, if the operation amount 1 is made to correspond to the movement of one cell, from the operation input of moving the selected cell right by one cell to the operation input of moving the selected cell right by 10 cells , An operation input of ten stages can be given. Of course, it is possible to input an arbitrary movement amount of 1 to 10 cells not only to the right but also to each direction including up, down, left and right or four diagonal directions. Therefore, if the operation is performed in the operation amount mode, the selected cell can be moved to a desired position at a stretch. However, since the magnitude of the movement amount needs to be adjusted by adjusting the force of the finger that depresses the stick, for example, even if the operation input is intended to move rightward by four cells, the operation input is actually performed. May move by 5 cells. In this case, if it is attempted to return to the left by one cell, it may have been moved by two cells this time. As described above, when the operation amount mode is set, there is an advantage that an arbitrary movement amount can be designated by one operation, but there is a disadvantage that it is not suitable for accurate position adjustment.

【0064】一方、スイッチモードに設定した場合は、
この利点と欠点との関係が逆になる。たとえば、右方向
に4セル分だけ移動させたい場合であれば、スティック
を右方向に所定量(検出値がしきい値Thを越えるだけ
の量)だけ倒す操作を、4回繰り返して行えばよい。所
定の検出軸に関してON状態への切換を示すスイッチ動
作の操作入力があるごとに、選択セルを当該検出軸方向
に1セル分だけ移動させるような処理が実行されるよう
にしておけば、スティックを所定方向にn回倒す操作を
行うことにより、選択セルを当該所定方向に正確にnセ
ル分だけ移動させることができる。ただし、nセル分移
動させるためには、スティック操作をn回繰り返し行わ
ねばならず、選択セルの移動距離が長くなるほど、操作
は煩雑にならざるを得ない。
On the other hand, when the switch mode is set,
The relationship between this advantage and disadvantage is reversed. For example, if it is desired to move the stick rightward by four cells, the operation of tilting the stick rightward by a predetermined amount (the amount by which the detected value exceeds the threshold value Th) may be repeated four times. . If a process of moving the selected cell by one cell in the direction of the detection axis is performed every time there is an operation input of a switch operation indicating switching to the ON state with respect to a predetermined detection axis, Is performed n times in the predetermined direction, the selected cell can be accurately moved in the predetermined direction by n cells. However, in order to move by n cells, the stick operation must be repeated n times, and the operation must be complicated as the moving distance of the selected cell becomes longer.

【0065】このように、同一のプログラムであって
も、操作者の意図している入力内容に応じて、操作量モ
ードを設定した場合が便利な場合と、スイッチモードを
設定した場合が便利な場合とが混在するケースもありう
る。このような場合には、第3のモードとして、混合モ
ードなるモード設定を行えるようにするとよい。すなわ
ち、モード設定部30は、現在、電子機器40が実行中
のプログラムに応じて、操作量モード、スイッチモー
ド、混合モード、の3つのモードを設定する機能を有す
ることになる。ここで、混合モードは、操作量モードと
スイッチモードとを混合した取り扱いを行うモードであ
り、操作入力取扱部20は、この混合モードが設定され
ていた場合には、第1のしきい値ThLと、第2のしき
い値ThHとを用いて、次のような処理を行う(ここ
で、第1のしきい値ThL<第2のしきい値ThHであ
る)。まず、操作入力検出部10によって検出された検
出値の絶対値を、第1のしきい値ThLおよび第2のし
きい値ThHと比較する。そして、検出値の絶対値が、
第1のしきい値ThLを越えていなければ、OFF状態
を示す信号を検出軸の正方向もしくは負方向に関するス
イッチ動作として電子機器40に与える。また、検出値
の絶対値が、第1のしきい値ThLと第2のしきい値T
hHとの間であれば、ON状態を示す信号を検出軸の正
方向もしくは負方向に関するスイッチ動作として電子機
器40に与える。更に、検出値の絶対値が、第2のしき
い値ThHを越えていれば、得られた検出値を検出軸に
ついての操作量として電子機器40に与える。
As described above, even when the same program is used, it is convenient to set the operation amount mode in accordance with the input contents intended by the operator, and it is convenient to set the switch mode. There may be a case where both cases are mixed. In such a case, as the third mode, a mode setting of a mixed mode may be made possible. That is, the mode setting unit 30 has a function of setting three modes of the operation amount mode, the switch mode, and the mixed mode according to the program currently being executed by the electronic device 40. Here, the mixed mode is a mode for performing a mixed operation of the operation amount mode and the switch mode. When the mixed mode is set, the operation input handling unit 20 sets the first threshold ThL. And the second threshold value ThH, the following process is performed (where the first threshold value ThL <the second threshold value ThH). First, the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit 10 is compared with a first threshold value ThL and a second threshold value ThH. And the absolute value of the detected value is
If the signal does not exceed the first threshold ThL, a signal indicating the OFF state is given to the electronic device 40 as a switch operation in the positive direction or the negative direction of the detection axis. Further, the absolute value of the detected value is determined by the first threshold value ThL and the second threshold value T
If it is between hH, a signal indicating the ON state is given to the electronic device 40 as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis. Further, if the absolute value of the detected value exceeds the second threshold value ThH, the obtained detected value is given to the electronic device 40 as an operation amount for the detection axis.

【0066】図14は、このような処理の概念を示す二
次元座標系の図である。既に述べたように、操作入力検
出部10からは、与えられた操作入力が、最寄りのいず
れかの選択軸に関する検出値として出力されることにな
り、この出力は、図14に示すいずれかの検出軸上の座
標点として示される。混合モードで処理を行う操作入力
取扱部20は、この座標点の位置に応じて、次の3通り
の処理を選択的に実行することになる。すなわち、原点
Oを中心として、第1のしきい値ThLを半径とする境
界円αと、第2のしきい値ThHを半径とする境界円β
とを描いた場合に、境界円α内に座標点が位置する場合
には、OFF状態を示す信号を検出軸の正方向もしくは
負方向に関するスイッチ動作として電子機器40に与
え、境界円αとβとの間の中間区間に座標点が位置する
場合には、ON状態を示す信号を検出軸の正方向もしく
は負方向に関するスイッチ動作として電子機器40に与
え、境界円β外に座標点が位置する場合には、得られた
検出値をそのまま検出軸についての操作量として電子機
器40に与える。
FIG. 14 is a diagram of a two-dimensional coordinate system showing the concept of such processing. As described above, the given operation input is output from the operation input detection unit 10 as a detection value related to one of the nearest selected axes. It is shown as a coordinate point on the detection axis. The operation input handling unit 20 that performs the process in the mixed mode selectively executes the following three types of processes according to the position of the coordinate point. That is, a boundary circle α having a radius of the first threshold ThL and a boundary circle β having a radius of the second threshold ThH around the origin O.
When the coordinate point is located within the boundary circle α, a signal indicating the OFF state is given to the electronic device 40 as a switch operation in the positive or negative direction of the detection axis, and the boundary circles α and β When the coordinate point is located in an intermediate section between the coordinate point and the electronic device 40, a signal indicating the ON state is given to the electronic device 40 as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis, and the coordinate point is located outside the boundary circle β. In this case, the obtained detection value is directly provided to the electronic device 40 as an operation amount for the detection axis.

【0067】別言すれば、力センサのスティックの傾斜
角が、境界円α内に含まれる程度の軽い傾斜角であった
場合には、当該傾斜方向に対する最寄りの検出軸につい
て、OFF状態を示すスイッチ動作信号が電子機器40
に伝えられ、力センサのスティックの傾斜角が、境界円
αとβとの間の中間区間に含まれる中程度の傾斜角であ
った場合には、当該傾斜方向に対する最寄りの検出軸に
ついて、ON状態を示すスイッチ動作信号が電子機器4
0に伝えられ、力センサのスティックの傾斜角が、境界
円βの外になる程度の深い傾斜角であった場合には、当
該傾斜方向に対する最寄りの検出軸について、当該傾斜
角に応じた操作量が電子機器40に与えられることにな
る。操作者は、スイッチ動作入力を行いたいと意図した
場合には、境界円βの内側に相当する範囲内(境界円α
の内側も含めて)でのスティック操作を行えばよいし、
操作量入力を行いたいと意図した場合には、境界円βの
外側に相当するスティック操作を行えばよい。
In other words, when the tilt angle of the stick of the force sensor is a light tilt angle that is within the boundary circle α, the OFF state is indicated for the detection axis closest to the tilt direction. The switch operation signal is transmitted to the electronic device 40
When the inclination angle of the stick of the force sensor is a medium inclination angle included in the intermediate section between the boundary circles α and β, the ON of the detection axis closest to the inclination direction is turned ON. The switch operation signal indicating the state is
0, and when the inclination angle of the stick of the force sensor is a deep inclination angle outside the boundary circle β, the operation according to the inclination angle is performed on the detection axis closest to the inclination direction. The quantity will be provided to the electronic device 40. When the operator intends to perform the switch operation input, the operator enters a range corresponding to the inside of the boundary circle β (the boundary circle α
And the stick operation)
If it is intended to input an operation amount, a stick operation corresponding to the outside of the boundary circle β may be performed.

【0068】図15は、この混合モードが設定されてい
た場合の操作入力取扱部20の動作を示す流れ図であ
る。混合モードを含む3種類のモード設定を行う場合、
図10のステップS3からの分岐が3通り用意される。
前述したように、操作量モードが設定されていた場合に
はステップS4へ、スイッチモードが設定されていた場
合にはステップS5へ、それぞれ分岐することになる
が、混合モードが設定されていた場合には、ステップS
3から図15のステップS11へと分岐することにな
る。このステップS11では、まず、操作入力検出部1
0から出力された検出値の絶対値が第1のしきい値Th
Lを越えているか否かが判断される。越えていない場合
(境界円α内の場合)は、ステップS12へと進み、O
FF状態を示す信号が、検出軸の正方向もしくは負方向
に関するスイッチ動作として電子機器40に与えられ
る。一方、ステップS11において、検出値の絶対値が
第1のしきい値ThLを越えていると判断された場合
(境界円α外の場合)は、ステップS13へと進み、今
度は、検出値の絶対値が第2のしきい値ThHを越えて
いるか否かが判断される。越えていない場合(境界円α
とβとの間の場合)は、ステップS14へと進み、ON
状態を示す信号が、検出軸の正方向もしくは負方向に関
するスイッチ動作として電子機器40に与えられる。ス
テップS13において、検出値の絶対値が第2のしきい
値ThHを越えていると判断された場合(境界円β外の
場合)は、ステップS15へと進み、得られた検出値が
そのまま検出軸についての操作量として電子機器40に
与えられる。こうして、ステップS12,S14,S1
5のいずれかの処理が実行されたら、図10の流れ図の
ステップS8を経て、ステップS1へと戻ることにな
る。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the operation input handling unit 20 when the mixed mode is set. When performing three types of mode settings including the mixed mode,
Three branches are prepared from step S3 in FIG.
As described above, when the manipulated variable mode is set, the process branches to step S4. When the switch mode is set, the process branches to step S5, but when the mixed mode is set. In step S
3 branches to step S11 in FIG. In this step S11, first, the operation input detecting unit 1
The absolute value of the detection value output from 0 is the first threshold value Th
It is determined whether or not L is exceeded. If not exceeded (in the boundary circle α), the process proceeds to step S12,
A signal indicating the FF state is given to the electronic device 40 as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis. On the other hand, when it is determined in step S11 that the absolute value of the detection value exceeds the first threshold value ThL (outside the boundary circle α), the process proceeds to step S13, and this time, the detection value It is determined whether the absolute value exceeds a second threshold ThH. If not exceeded (boundary circle α
In the case between (β) and (β), the process proceeds to step S14,
A signal indicating the state is given to the electronic device 40 as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis. If it is determined in step S13 that the absolute value of the detected value exceeds the second threshold value ThH (outside the boundary circle β), the process proceeds to step S15, and the obtained detected value is directly detected. The operation amount for the axis is given to the electronic device 40. Thus, steps S12, S14, S1
When any one of the processes 5 is executed, the process returns to the step S1 via the step S8 in the flowchart of FIG.

【0069】このような混合モードは、たとえば、図1
3に示すような表計算プログラムにおいて、選択セルを
移動させるための操作入力を行う場合には便利である。
たとえば、図13に示すように、セルC3が選択された
状態において、選択セルを右へ2セル分だけ移動させ、
セルE3を選択する操作を行う場合であれば、図14に
示す境界円αとβとの間の中間領域の範囲内でのX軸正
方向への操作量入力を2回繰り返して実行すればよい。
この場合、操作入力取扱部20は、X軸正方向へのON
状態を示すスイッチ動作が、繰り返して2回行われたこ
とを示す信号を電子機器40へと伝えるので、電子機器
40内で動作している「選択セルの移動」を行うための
プログラムが、選択セルを右側(X軸正方向)へ2セル
分だけ移動させる処理を行うことになる。
Such a mixed mode is described, for example, in FIG.
In a spreadsheet program as shown in FIG. 3, it is convenient to perform an operation input for moving a selected cell.
For example, as shown in FIG. 13, in a state where cell C3 is selected, the selected cell is moved right by two cells,
In the case of performing the operation of selecting the cell E3, the operation amount input in the positive direction of the X-axis within the range of the intermediate region between the boundary circles α and β shown in FIG. Good.
In this case, the operation input handling unit 20 turns on the X-axis positive direction.
Since a signal indicating that the switch operation indicating the state has been repeatedly performed twice is transmitted to the electronic device 40, the program for “moving the selected cell” operating in the electronic device 40 performs the selection. Processing for moving the cell to the right (positive X-axis direction) by two cells is performed.

【0070】一方、図13に示すように、セルC3が選
択された状態において、選択セルを右へ4セル分だけ移
動させ、セルG3を選択する操作を行う場合であれば、
上述したスイッチ動作入力を4回繰り返して行うことも
可能であるが、図14に示す境界円βの外側に相当する
X軸正方向への操作量入力(4セル分の移動量に相当す
る操作量入力)を1回実行すればよい。この場合、操作
入力取扱部20は、X軸正方向への所定の操作量を電子
機器40へと伝えるので、電子機器40内で動作してい
る「選択セルの移動」を行うためのプログラムが、選択
セルを右側(X軸正方向)へ4セル分(操作量に相当す
る分)だけ移動させる処理を行うことになる。もちろ
ん、実際には、4セル分の移動量に相当する操作量を正
確に入力することは困難であるが、続けて、スイッチ動
作による操作入力を行うことにより、選択セルの位置に
対して細かな修正を加えることができるので、実用上は
問題は生じない。たとえば、4セル分の移動に相当する
操作量を入力するつもりであったのに、実際には3セル
分の移動に相当する操作量しか入力されていなかった場
合、選択セルは3セル分しか移動しないことになるが、
続いて、ON状態のスイッチ動作入力(境界円αとβと
の間の中間領域の範囲内での操作入力)を行えば、所期
の目的の位置へ選択セルを移動させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, if the operation of moving the selected cell to the right by four cells and selecting the cell G3 is performed while the cell C3 is selected,
Although the above-described switch operation input can be repeated four times, an operation amount input in the X-axis positive direction corresponding to the outside of the boundary circle β shown in FIG. Amount) may be executed once. In this case, the operation input handling unit 20 transmits a predetermined operation amount in the positive direction of the X axis to the electronic device 40. Then, a process of moving the selected cell to the right (positive X-axis direction) by four cells (corresponding to the operation amount) is performed. Of course, it is actually difficult to accurately input the operation amount corresponding to the movement amount of four cells, but by subsequently performing the operation input by the switch operation, the position of the selected cell can be finely adjusted. Since such modifications can be made, there is no practical problem. For example, if the user intends to input the operation amount corresponding to the movement of four cells, but actually inputs only the operation amount corresponding to the movement of three cells, the selected cell is only three cells. Will not move,
Subsequently, if a switch operation input in the ON state (operation input within the range of the intermediate region between the boundary circles α and β) is performed, the selected cell can be moved to a desired target position.

【0071】このように、混合モードの動作では、操作
者の意図によって、操作量モードとスイッチモードとを
適宜使い分けることができるので、より柔軟な入力操作
が可能になり便利である。しかも、操作者は、セルの移
動量が大きい場合には、より大きな操作量(境界円βの
外側となるような操作量)を加え、セルの移動量が小さ
い場合には、中程度の操作量(境界円αとβとの中間領
域となるような操作量)を何回かに分けて加える、とい
う直感的な操作を行えばよいので、操作性は極めて良好
になる。
As described above, in the operation in the mixed mode, the operation amount mode and the switch mode can be appropriately used depending on the operator's intention, so that a more flexible input operation can be performed, which is convenient. Moreover, the operator adds a larger operation amount (an operation amount outside the boundary circle β) when the movement amount of the cell is large, and a medium operation amount when the movement amount of the cell is small. Since the intuitive operation of adding the amount (the amount of operation that is an intermediate region between the boundary circles α and β) several times may be performed, the operability is extremely good.

【0072】なお、ここに示す実施形態では、モード設
定部30によって、操作量モード、スイッチモード、混
合モードのいずれかのモード設定を行い、操作入力取扱
部20が、この設定されたモードに応じた処理を実行す
る例を示したが、入力装置の用途に応じては、混合モー
ド専用で動作する装置も十分に利用価値がある。この場
合、モード設定部30を設ける必要はなく、操作入力取
扱部20は、常に、上述した混合モードによる処理を実
行することになる。あるいは、操作量モードと混合モー
ドとの2通りのモードを設定する機能を有するモード設
定部30を設け、電子機器40が実行しているプログラ
ムに応じて、いずれか一方のモードを設定させるように
し、操作入力取扱部20が、設定されているモードに応
じて、操作量モード動作あるいは混合モード動作を行う
ようにしてもよい。また、スイッチモードと混合モード
との2通りのモードを設定する機能を有するモード設定
部30を設け、電子機器40が実行しているプログラム
に応じて、いずれか一方のモードを設定させるように
し、操作入力取扱部20が、設定されているモードに応
じて、スイッチモード動作あるいは混合モード動作を行
うようにしてもよい。
In the embodiment shown here, any one of the operation amount mode, the switch mode, and the mixed mode is set by the mode setting unit 30, and the operation input handling unit 20 responds to the set mode. Although an example in which the above-described processing is executed has been described, an apparatus that operates only in the mixed mode is sufficiently useful depending on the use of the input apparatus. In this case, there is no need to provide the mode setting unit 30, and the operation input handling unit 20 always executes the processing in the above-described mixed mode. Alternatively, a mode setting unit 30 having a function of setting two modes, an operation amount mode and a mixed mode, is provided, and one of the modes is set according to a program executed by the electronic device 40. Alternatively, the operation input handling unit 20 may perform the operation amount mode operation or the mixed mode operation according to the set mode. Further, a mode setting unit 30 having a function of setting two modes of a switch mode and a mixed mode is provided, and one of the modes is set according to a program executed by the electronic device 40, The operation input handling unit 20 may perform a switch mode operation or a mixed mode operation according to the set mode.

【0073】§4.本発明の利用に適した力センサ 本発明に係る電子機器用入力装置の構成要素である操作
入力検出部10は、力センサを利用して構成される。こ
の力センサは、所定の検出軸に沿った操作入力の大きさ
を連続的な操作量として検出することができる機能を有
していればどのようなものを用いてもかまわない。た
だ、実用上は、図4および図5に示す一次元力センサ
か、図3および図6に示す二次元力センサを用いるのが
好ましい。特に、二次元力センサを用いれば、加えられ
た操作入力のX軸方向成分およびY軸方向成分を独立し
て検出することができるので、X軸およびY軸に関する
操作入力だけでなく、前述したV軸やW軸などの任意の
検出軸に関する操作入力の検出が可能になる。
§4. Force Sensor Suitable for Use of the Present Invention The operation input detection unit 10 which is a component of the electronic device input device according to the present invention is configured using a force sensor. This force sensor may be of any type as long as it has a function of detecting the magnitude of an operation input along a predetermined detection axis as a continuous operation amount. However, in practice, it is preferable to use the one-dimensional force sensor shown in FIGS. 4 and 5 or the two-dimensional force sensor shown in FIGS. 3 and 6. In particular, if a two-dimensional force sensor is used, the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the applied operation input can be independently detected. It becomes possible to detect an operation input relating to an arbitrary detection axis such as the V axis or the W axis.

【0074】図4に示す一次元力センサは、図5に示す
ように、上面に一対の固定電極E1,E2が形成された
基板4Aを有しており、この各固定電極E1,E2と対
向するダイヤフラム4Bとによって、容量素子C1,C
2を構成し、その静電容量値の変化に基づいて、スティ
ック4Cに加えられた操作入力のX軸方向成分を検出す
る機能を有している。また、既に§1で述べたように、
基板4Aの代わりに、図6に示すような基板5Aを用
い、4枚の固定電極E11〜E14を配置し、これらに
対向するようなダイヤフラムを設ければ、4組の容量素
子C11〜C14を有する二次元力センサを構成するこ
とができる。この二次元力センサでは、X軸正方向上に
配置された容量素子C11の静電容量値とX軸負方向上
に配置された容量素子C12の静電容量値との差に基づ
いて、加えられた操作入力のX軸方向成分を検出するこ
とができ、Y軸正方向上に配置された容量素子C13の
静電容量値とY軸負方向上に配置された容量素子C14
の静電容量値との差に基づいて、加えられた操作入力の
Y軸方向成分を検出することができる。
As shown in FIG. 5, the one-dimensional force sensor shown in FIG. 4 has a substrate 4A on which a pair of fixed electrodes E1 and E2 are formed. The capacitance elements C1, C
2, and has a function of detecting the X-axis direction component of the operation input applied to the stick 4C based on the change in the capacitance value. Also, as already mentioned in §1,
If a substrate 5A as shown in FIG. 6 is used instead of the substrate 4A, and four fixed electrodes E11 to E14 are arranged and a diaphragm is provided so as to face these, four sets of capacitive elements C11 to C14 can be formed. Having a two-dimensional force sensor. In this two-dimensional force sensor, the capacitance is added based on the difference between the capacitance value of the capacitance element C11 arranged in the positive direction of the X axis and the capacitance value of the capacitance element C12 arranged in the negative direction of the X axis. The X-axis direction component of the operation input can be detected, and the capacitance value of the capacitance element C13 arranged on the Y axis positive direction and the capacitance element C14 arranged on the Y axis negative direction
The Y-axis direction component of the applied operation input can be detected based on the difference from the capacitance value.

【0075】このような二次元力センサは、結局、XY
平面に沿った固定面を有する固定要素(基板5A)と、
この固定面に対向する変位面をもった変位要素(ダイヤ
フラム)と、4組の検出子(容量素子C11〜C14)
と、を有し、加えられた操作入力に基づいて変位要素が
固定要素に対して変位を生じるように構成され、かつ、
4組の検出子が、X軸正方向上、X軸負方向上、Y軸正
方向上、Y軸負方向上にそれぞれ配置され、X軸上に配
置された検出子によって、加えられた操作入力のX軸方
向成分を検出し、Y軸上に配置された検出子によって、
加えられた操作入力のY軸方向成分を検出することがで
きるタイプのセンサということになる。本発明に係る電
子機器用入力装置には、このようなタイプの二次元力セ
ンサを用いるのが適している。
Such a two-dimensional force sensor is eventually XY
A fixing element (substrate 5A) having a fixing surface along a plane;
A displacement element (diaphragm) having a displacement surface facing the fixed surface, and four sets of detectors (capacitance elements C11 to C14)
And the displacement element is configured to cause displacement with respect to the fixed element based on the applied operation input, and
Four sets of detectors are arranged in the X-axis positive direction, the X-axis negative direction, the Y-axis positive direction, and the Y-axis negative direction, respectively. X-axis direction component is detected, and a detector arranged on the Y-axis
This is a sensor capable of detecting the Y-axis component of the applied operation input. It is suitable to use such a type of two-dimensional force sensor for the input device for electronic equipment according to the present invention.

【0076】なお、実用上は、更に、加えられた操作入
力のZ軸方向成分を検出できるようにし、検出されたZ
軸方向成分に基づいて、操作入力検出部10から電子機
器40に対して、クリック操作の入力が行われるように
するのが好ましい。このクリック操作の入力は、図1に
示すスイッチを利用した4方向入力装置における中央ボ
タンB15の操作や、図2に示すスイッチを利用した8
方向入力装置における中央ボタンB29の操作に相当す
るものである。たとえば、図12に示すアイコン選択画
面において、黒枠カーソルCUを移動させて所望のアイ
コンを選択した後、当該選択アイコンに対応するアプリ
ケーションソフトウエアを起動する操作を行うような場
合は、通常、クリック操作(いわゆるダブルクリック操
作も含む)を要求する仕様になっていることが多い。ま
た、図13に示す表計算プログラムの画面において、選
択セルを決定した後、当該選択セルに対して何らかの操
作を加える場合にも、クリック操作を要求する仕様にな
っていることが多い。このように、一般的な電子機器の
操作入力には、上下左右の4方向あるいは斜めを含めた
8方向の方向を示す操作入力とともに、方向の概念をも
たないクリック操作入力が利用されることが多い。した
がって、実用上は、加えられた操作入力のZ軸方向成分
をクリック操作入力として独立して検出できる機能を設
けておくのが好ましい。以下、本発明に係る電子機器用
入力装置に利用するのに適した、Z軸方向成分をクリッ
ク操作入力として検出する機能を有する具体的な力セン
サの例を3つの実施例について説明する。
In practice, the Z-axis component of the applied operation input can be detected, and the detected Z-axis component can be detected.
It is preferable that a click operation be input from the operation input detection unit 10 to the electronic device 40 based on the axial component. The input of this click operation is performed by operating the center button B15 in the four-way input device using the switch shown in FIG. 1 or by using the switch shown in FIG.
This corresponds to the operation of the center button B29 in the direction input device. For example, in the icon selection screen shown in FIG. 12, when the user moves the black frame cursor CU to select a desired icon and then performs an operation of activating application software corresponding to the selected icon, a click operation is usually performed. (Including the so-called double-click operation) in many cases. In addition, on the screen of the spreadsheet program shown in FIG. 13, in many cases, a click operation is required even when a selected cell is determined and then any operation is performed on the selected cell. As described above, the operation input of a general electronic device includes the operation input indicating four directions of up, down, left, and right or eight directions including oblique directions, and the click operation input having no concept of the direction. There are many. Therefore, in practice, it is preferable to provide a function capable of independently detecting the Z-axis direction component of the applied operation input as a click operation input. Hereinafter, three specific examples of force sensors having a function of detecting a Z-axis direction component as a click operation input and suitable for use in the input device for an electronic device according to the present invention will be described.

【0077】(1) 第1の実施例に係る力センサ 図16は、本発明に係る電子機器用入力装置に利用する
のに適した第1の実施例に係る力センサの側断面図であ
り、その基本的な技術思想は、特願平11−35264
5号明細書に開示されている。この力センサの主たる構
成要素は、基板110と、変位生成体120と、この変
位生成体120を基板110上に取り付けるための取付
具130である。ここでは、説明の便宜上、図面におけ
る右方向にX軸、上方向にZ軸、紙面に垂直方向にY軸
をとり、XYZ三次元座標系を定義する。基板110
は、上面がXY平面に含まれ、この上面の中心部に座標
系の原点Oがくるように配置されている。一方、変位生
成体120は、基板上方のZ軸を中心とした位置に配置
され、操作入力を受けて変位する変位部121と、基板
に固定された固定部123と、変位部121と固定部1
23とを接続する接続部122と、弾性変形部124
と、によって構成されている。
(1) Force Sensor According to First Embodiment FIG. 16 is a side sectional view of a force sensor according to a first embodiment suitable for use in an input device for electronic equipment according to the present invention. The basic technical idea is disclosed in Japanese Patent Application No. 11-35264.
No. 5 discloses it. The main components of the force sensor are a substrate 110, a displacement generator 120, and a fixture 130 for mounting the displacement generator 120 on the substrate 110. Here, for convenience of explanation, an XYZ three-dimensional coordinate system is defined by taking the X axis in the right direction in the drawing, the Z axis in the upward direction, and the Y axis in the direction perpendicular to the plane of the drawing. Substrate 110
Are arranged such that the upper surface is included in the XY plane, and the origin O of the coordinate system is located at the center of the upper surface. On the other hand, the displacement generator 120 is disposed at a position centered on the Z axis above the substrate, and is displaced by receiving an operation input, a fixed portion 123 fixed to the substrate, a displacement portion 121 and a fixed portion. 1
23, and an elastically deforming portion 124.
And is constituted by.

【0078】変位部121は円柱状の部材であり、接続
部122は、この変位部121の周囲に形成された椀を
伏せた形状の肉薄の部材であり、固定部123は、更に
その周囲に形成された円環状の部材である。固定部12
3は取付具130によって、基板110上に固定されて
いる。また、弾性変形部124は、変位部121の下面
に形成された円柱状の部材である。この変位生成体12
0自体は、シリコンゴムから構成されており、全体とし
て弾性変形を生じる性質を有する。特に、厚みの薄い接
続部122と、下方に突出した弾性変形部124とは、
大きな弾性変形を生じる構造となっている。
The displacement portion 121 is a columnar member, the connection portion 122 is a thin member with a bowl formed on the periphery of the displacement portion 121 turned down, and the fixing portion 123 is further disposed around the periphery. It is a formed annular member. Fixed part 12
3 is fixed on the substrate 110 by the fixture 130. Further, the elastic deformation portion 124 is a columnar member formed on the lower surface of the displacement portion 121. This displacement generator 12
0 itself is made of silicone rubber, and has a property of causing elastic deformation as a whole. In particular, the connecting portion 122 having a small thickness and the elastically deforming portion 124 protruding downward include:
It has a structure that causes large elastic deformation.

【0079】変位部121の下面には、接触用変位電極
F20A,配線用電極F20B,変位電極F20Cなる
3種類の電極(導電層)が形成されている。接触用変位
電極F20Aは、弾性変形部124の底面に形成された
円盤状の導電層からなり、配線用電極F20Bは、弾性
変形部124の側面に形成された円筒状の導電層からな
り、変位電極F20Cは、変位部121の底面の周囲部
分に形成されたワッシャ状の導電層からなる。配線用電
極F20Bは、接触用変位電極F20Aと変位電極F2
0Cとの間の配線層として機能し、これら3種類の電極
は相互に接続された1枚の導電層を構成している。一
方、基板110の上面には、図17の上面図に示すよう
に、合計9枚の電極(図では、電極パターンの形状を明
らかにするために、各電極部分にハッチングを施して示
す)が形成されている。最も内側には、4枚の接触用固
定電極E21〜E24がX軸もしくはY軸上の位置に配
置されており、その周囲には円環状の固定電極E29が
配置されている。更にその外側には、4枚の固定電極E
25〜E28がX軸もしくはY軸上の位置に配置されて
いる。ここで、4枚の接触用固定電極E21〜E24
は、接触用変位電極F20Aと接触可能な位置に配置さ
れており、5枚の固定電極E25〜E29は、ワッシャ
状の変位電極F20Cに対向する位置に配置されてい
る。
On the lower surface of the displacement part 121, three kinds of electrodes (conductive layers) are formed: a contact displacement electrode F20A, a wiring electrode F20B, and a displacement electrode F20C. The contact displacement electrode F20A is formed of a disc-shaped conductive layer formed on the bottom surface of the elastic deformation portion 124, and the wiring electrode F20B is formed of a cylindrical conductive layer formed on the side surface of the elastic deformation portion 124. The electrode F20C is formed of a washer-shaped conductive layer formed on the periphery of the bottom surface of the displacement part 121. The wiring electrode F20B includes a contact displacement electrode F20A and a displacement electrode F2.
The three types of electrodes constitute a single conductive layer connected to each other. On the other hand, as shown in the top view of FIG. 17, a total of nine electrodes (in the figure, each electrode portion is hatched to clarify the shape of the electrode pattern) are provided on the upper surface of the substrate 110. Is formed. On the innermost side, four contact fixed electrodes E21 to E24 are arranged at positions on the X-axis or the Y-axis, and an annular fixed electrode E29 is arranged therearound. Further outside, four fixed electrodes E
25 to E28 are arranged at positions on the X axis or the Y axis. Here, the four fixed electrodes for contact E21 to E24 are used.
Are arranged at positions where they can come into contact with the contact displacement electrode F20A, and the five fixed electrodes E25 to E29 are arranged at positions facing the washer-shaped displacement electrode F20C.

【0080】ここでは、固定電極E25〜E29と、こ
れに対向するワッシャ状の変位電極F20Cとによって
構成される容量素子を、それぞれ容量素子C25〜C2
9と呼ぶことにする。これらの各容量素子は、変位部1
21の変位に起因して静電容量値が変化する検出子とし
て機能する。ただし、基板110の上面に形成された各
固定電極E21〜E29に対しては、図示されていない
配線層によって、この力センサ用の信号処理回路に対す
る配線がなされているが、変位部121側に形成された
変位電極F20Cに対しては、何ら配線は施されていな
い。したがって、図16に示すように、変位部121に
対して何ら操作入力が加えられていない状態では、接触
用変位電極F20Aと各接触用固定電極E21とは非接
触の状態であり、変位電極F20A,F20B,F20
Cは、電気的な浮遊状態を維持する。このため、容量素
子C25〜C29の静電容量値を信号処理回路側で検出
することはできない。
Here, the capacitive elements constituted by the fixed electrodes E25 to E29 and the washer-shaped displacement electrodes F20C opposed thereto are respectively replaced with the capacitive elements C25 to C2.
I will call it 9 Each of these capacitive elements is a displacement unit 1
It functions as a detector whose capacitance value changes due to the displacement of 21. However, the fixed electrodes E21 to E29 formed on the upper surface of the substrate 110 are wired by a wiring layer (not shown) to the signal processing circuit for the force sensor. No wiring is applied to the formed displacement electrode F20C. Therefore, as shown in FIG. 16, when no operation input is applied to the displacement unit 121, the contact displacement electrode F20A and each contact fixed electrode E21 are in a non-contact state, and the displacement electrode F20A , F20B, F20
C maintains an electrically floating state. Therefore, the capacitance values of the capacitance elements C25 to C29 cannot be detected on the signal processing circuit side.

【0081】しかしながら、変位部121に所定の操作
入力が加えられ、この操作入力が負のZ軸方向成分を有
していれば、可撓性をもった接続部122が撓みを生
じ、変位部121が基板110に対して変位を生じるこ
とになり、弾性変形部124の下端が基板110に接近
することになる。やがて、接触用変位電極F20Aが、
接触用固定電極E21〜E24のいずれかに接触するの
に十分なZ軸方向成分をもった操作入力が加えられる
と、変位電極F20Cは、接触用固定電極E21〜E2
4のいずれかに接触状態となった接触用変位電極F20
Aを介して、信号処理回路に接続されることになり、操
作入力のX軸方向成分およびY軸方向成分がそれぞれ独
立して検出される。すなわち、容量素子C25の静電容
量値と容量素子C26の静電容量値との差に基づいてX
軸方向成分の検出がなされ、容量素子C27の静電容量
値と容量素子C28の静電容量値との差に基づいてY軸
方向成分の検出がなされる。なお、この実施例では、更
に、容量素子C29の静電容量値に基づいて、Z軸方向
成分の検出も可能である。
However, if a predetermined operation input is applied to the displacement unit 121 and the operation input has a negative Z-axis component, the flexible connection unit 122 bends and the displacement unit 121 is bent. 121 causes displacement with respect to the substrate 110, and the lower end of the elastically deformable portion 124 approaches the substrate 110. Eventually, the contact displacement electrode F20A becomes
When an operation input having a component in the Z-axis direction sufficient to make contact with any one of the contact fixed electrodes E21 to E24 is applied, the displacement electrode F20C becomes the contact fixed electrodes E21 to E2.
4. The contact displacement electrode F20 in contact with any one of
A is connected to the signal processing circuit via A, and the X-axis component and the Y-axis component of the operation input are detected independently. That is, X is determined based on the difference between the capacitance value of the capacitance element C25 and the capacitance value of the capacitance element C26.
The axial component is detected, and the Y-axis component is detected based on the difference between the capacitance value of the capacitance element C27 and the capacitance value of the capacitance element C28. In this embodiment, it is also possible to detect a component in the Z-axis direction based on the capacitance value of the capacitance element C29.

【0082】図18は、この図16に示す力センサの等
価回路である。上述したように、基板110側の電極E
21〜E29に対しては配線が施され、それぞれ端子T
21〜T29に接続されているが、変位部121側に形
成された各電極F20A,F20B,F20Cは、通常
は、図示のとおり電気的に浮遊状態となっている。とこ
ろが、Z軸方向成分をもった操作入力が加えられると、
スイッチSWとして機能する接触用変位電極F20A
が、接触用固定電極E21〜E24のいずれかに接触状
態となるので、この接触状態になった接触用固定電極に
配線されている端子(T21〜T24のいずれか)と、
端子T25〜T29との間の静電容量値を測定すること
により、各容量素子C25〜C29の静電容量値を得る
ことができる。
FIG. 18 is an equivalent circuit of the force sensor shown in FIG. As described above, the electrode E on the substrate 110 side
Wiring is applied to 21 to E29, and terminals T
Although connected to 21 to T29, the electrodes F20A, F20B, and F20C formed on the displacement portion 121 side are normally in an electrically floating state as illustrated. However, when an operation input having a Z-axis direction component is applied,
Contact displacement electrode F20A functioning as switch SW
Is in a contact state with any of the contact fixed electrodes E21 to E24, and a terminal (any of T21 to T24) wired to the contact fixed electrode in the contact state is provided with:
By measuring the capacitance value between the terminals T25 to T29, the capacitance value of each capacitance element C25 to C29 can be obtained.

【0083】たとえば、操作者が、変位部121の上面
を、基板110に向かって押し込みつつ(Z軸負方向の
力を加えつつ)、X軸正方向への力を加えたとすると、
各容量素子C25〜C29を構成する電極の間隔はいず
れも短くなるが、接続部122の撓みや弾性変形部12
4の弾性変形に基づいて、変位部121がX軸正方向へ
偏って変位するため、X軸正方向上に配置された容量素
子C25を構成する電極間隔は、X軸負方向上に配置さ
れた容量素子C26を構成する電極間隔よりも更に短く
なり、容量素子C25の静電容量値の方が容量素子C2
6の静電容量値よりも大きくなる。かくして、X軸上に
配置された両容量素子C25,C26の静電容量値の差
を測定すれば、操作入力のX軸方向成分を得ることがで
きる。同様に、Y軸上に配置された両容量素子C27,
C28の静電容量値の差を測定すれば、操作入力のY軸
方向成分を得ることができ、また、容量素子C29の静
電容量値を測定すれば、操作入力のZ軸方向成分を得る
こともできる。
For example, if the operator applies a force in the positive direction of the X axis while pushing the upper surface of the displacement portion 121 toward the substrate 110 (while applying a force in the negative direction of the Z axis),
Although the intervals between the electrodes constituting each of the capacitance elements C25 to C29 are all short, the bending of the connection portion 122 and the elastic deformation portion 12
Since the displacement portion 121 is displaced in the positive direction of the X axis based on the elastic deformation of No. 4, the electrode interval of the capacitive element C25 disposed in the positive direction of the X axis is disposed in the negative direction of the X axis. The distance between the electrodes constituting the capacitance element C26 is further shorter than the capacitance value of the capacitance element C25.
6 is larger than the capacitance value. Thus, by measuring the difference between the capacitance values of the two capacitance elements C25 and C26 arranged on the X-axis, the X-axis component of the operation input can be obtained. Similarly, both capacitance elements C27,
By measuring the difference between the capacitance values of C28, the Y-axis component of the operation input can be obtained, and by measuring the capacitance value of the capacitive element C29, the Z-axis component of the operation input can be obtained. You can also.

【0084】もっとも、このような各容量素子の静電容
量値を検出することができるのは、図18に示す等価回
路におけるスイッチSWがONになった以降、すなわ
ち、接触用変位電極F20Aが、接触用固定電極E21
〜E24のいずれかに接触状態となった後である。これ
は、この力センサが、いわゆる「遊び」の領域を有して
いることを意味し、操作者が変位部121にわずかな操
作入力を加えたとしても、そのような操作入力は、信号
処理回路によっては検出されないことになる。別言すれ
ば、この実施例に係る力センサを用いた電子機器用入力
装置では、変位部121の上面をある程度の力で押し込
むような操作入力を加えたときに限り、当該操作入力が
有効なものとして検出されることになる。
However, it is possible to detect such a capacitance value of each capacitance element after the switch SW in the equivalent circuit shown in FIG. 18 is turned on, that is, the contact displacement electrode F20A Fixed electrode E21 for contact
This is after contacting any one of E24 to E24. This means that this force sensor has a so-called “play” area, and even if the operator applies a slight operation input to the displacement section 121, such an operation input will not be signal processed. It will not be detected by some circuits. In other words, in the input device for an electronic device using the force sensor according to this embodiment, the operation input is effective only when an operation input that pushes the upper surface of the displacement portion 121 with a certain force is applied. Will be detected.

【0085】なお、この実施例に係る力センサを用いた
場合のクリック操作(X軸もしくはY軸への方向成分を
もたない、Z軸負方向のみへの入力操作)の検出は、接
触用変位電極F20Aと、4枚の接触用固定電極E21
〜E24との接触状態に基づいて行うことが可能であ
る。具体的には、たとえば、変位部121に対して、Z
軸負方向のみへの入力操作が加われば、図16に示す弾
性変形部124がそのまま真下へ平行移動し、4枚の接
触用固定電極E21〜E24のすべてに接触した状態に
なるので、図18に示す等価回路において、端子T21
〜T24のすべてが短絡状態になったことが検出された
ときに、クリック操作があったものとして取り扱うよう
にすればよい。あるいは、容量素子C29の静電容量値
が所定のしきい値以上になっているにもかかわらず、有
意なX軸方向成分も有意なY軸方向成分も検出されてい
ない場合には、弾性変形部124が真下へ平行移動した
ものと判断し、クリック操作があったものとして取り扱
うことも可能である。なお、この後者の方法でクリック
操作を検出する場合は、図17に示す4枚の接触用固定
電極E21〜E24を、互いに短絡している1枚の電極
におきかえてもかまわない。
Note that the click operation (input operation only in the negative direction of the Z axis, which has no directional component in the X or Y axis) when the force sensor according to this embodiment is used is detected by contact. Displacement electrode F20A and four contact fixed electrodes E21
To E24. Specifically, for example, Z
When an input operation is performed only in the negative direction of the axis, the elastically deforming portion 124 shown in FIG. 16 moves in parallel to the position directly below and comes into contact with all four contact fixed electrodes E21 to E24. In the equivalent circuit shown in FIG.
When it is detected that all of T24 to T24 are in a short-circuit state, it may be handled as if there was a click operation. Alternatively, when the significant X-axis component and the significant Y-axis component are not detected even though the capacitance value of the capacitor C29 is equal to or larger than the predetermined threshold, the elastic deformation is performed. It is also possible to determine that the part 124 has been translated right below and treat it as if there was a click operation. When the click operation is detected by the latter method, the four contact fixed electrodes E21 to E24 shown in FIG. 17 may be replaced with one short-circuited electrode.

【0086】図19は、上述した第1の実施例に係る力
センサ(図16に示す力センサ)の変形例を示す側断面
図である。図16に示す力センサと異なる点は、弾性変
形部124を設けていない変位生成体120Aを用い、
変位部121の下面全体に円盤状の変位電極FF20
(図16に示す力センサにおける接触用変位電極F20
A,配線用電極F20B,変位電極F20Cの機能を兼
ねる)を形成した点と、基板110上には、図16に示
す接触用固定電極E21〜E24の代わりに、若干高さ
のある接触用固定電極EE21〜EE24を設けた点で
ある。高さのある接触用固定電極EE21〜EE24を
設けたことにより、変位電極FF20の中央部分が接触
用固定電極EE21〜EE24と接触しやすくなるた
め、弾性変形部124を設けなくても、図16に示す力
センサとほぼ同等の機能を果たすことができるようにな
る。この変形例の場合も、クリック操作を容量素子C2
9の静電容量値に基づいて検出するのであれば、4枚の
接触用固定電極EE21〜EE24は、互いに短絡した
1枚の電極におきかえることができる。
FIG. 19 is a side sectional view showing a modified example of the force sensor according to the first embodiment (the force sensor shown in FIG. 16). The difference from the force sensor shown in FIG. 16 is that a displacement generator 120A having no elastic
A disk-shaped displacement electrode FF20 is formed on the entire lower surface of the displacement portion 121.
(Contact displacement electrode F20 in the force sensor shown in FIG. 16)
A, which also has the function of the wiring electrode F20B and the displacement electrode F20C), and the contact fixed electrodes E21 to E24 shown in FIG. This is the point that the electrodes EE21 to EE24 are provided. Since the contact fixed electrodes EE21 to EE24 having a height are provided, the central portion of the displacement electrode FF20 can easily contact the contact fixed electrodes EE21 to EE24. Can perform almost the same function as the force sensor shown in FIG. Also in the case of this modification, the click operation is performed by the capacitive element C2.
If the detection is performed based on the capacitance value of 9, the four fixed electrodes for contact EE21 to EE24 can be replaced by a single short-circuited electrode.

【0087】(2) 第2の実施例に係る力センサ 図20は、本発明に係る電子機器用入力装置に利用する
のに適した第2の実施例に係る力センサの側断面図であ
り、その基本的な技術思想は、特願2000−3769
24号明細書に開示されている。この力センサの主たる
構成要素は、基板210と、変位生成体220と、この
変位生成体220の中央部を覆うキャップ230と、こ
の変位生成体220を基板210上に取り付けるための
取付具240である。ここでは、説明の便宜上、図面に
おける右方向にX軸、上方向にZ軸、紙面に垂直方向に
Y軸をとり、XYZ三次元座標系を定義する。基板21
0は、上面がXY平面に含まれ、この上面の中心部に座
標系の原点Oがくるように配置されている。一方、変位
生成体220は、基板上方のZ軸を中心とした位置に配
置され、操作入力を受けて変位する変位部221と、基
板に固定された固定部223と、変位部221と固定部
223とを接続する接続部222と、によって構成され
ている。
(2) Force Sensor According to Second Embodiment FIG. 20 is a side sectional view of a force sensor according to a second embodiment suitable for use in the input device for electronic equipment according to the present invention. The basic technical idea is disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-3770.
No. 24 is disclosed. The main components of this force sensor are a substrate 210, a displacement generator 220, a cap 230 that covers the center of the displacement generator 220, and a fixture 240 for mounting the displacement generator 220 on the substrate 210. is there. Here, for convenience of explanation, an XYZ three-dimensional coordinate system is defined by taking the X axis in the right direction in the drawing, the Z axis in the upward direction, and the Y axis in the direction perpendicular to the plane of the drawing. Substrate 21
0 is arranged such that the upper surface is included in the XY plane, and the origin O of the coordinate system is located at the center of the upper surface. On the other hand, the displacement generator 220 is disposed at a position centered on the Z-axis above the substrate, and is displaced in response to an operation input, a fixed portion 223 fixed to the substrate, a displacement portion 221 and the fixed portion. 223 and a connection unit 222 that connects the H.223 with the H.223.

【0088】変位部221は円柱状の部材であり、接続
部222は、この変位部221の周囲に形成されたワッ
シャ状の肉薄の部材であり、固定部223は、更にその
周囲に形成された円環状の部材である。固定部223は
取付具240によって、基板210上に固定されてい
る。キャップ230は、その本体として機能する操作体
231と、この操作体231の中心位置から下方へと伸
びた押圧棒232と、によって構成されており、変位部
221に接着されている。変位部221の中心位置(Z
軸に沿った部分)には、押圧棒232を挿通するための
貫通孔が形成されており、押圧棒232は、変位部22
1の下面から更に下方へと突出している。この実施例で
は、変位生成体220はゴムなどの弾性材料によって構
成され、キャップ230はプラスチックなどの剛性材料
によって構成されている。接続部222の部分は肉厚が
薄い弾性材料で構成されることになるため、十分な可撓
性を有している。
The displacement part 221 is a cylindrical member, the connection part 222 is a thin washer-shaped member formed around the displacement part 221, and the fixed part 223 is further formed around the periphery. It is an annular member. The fixing part 223 is fixed on the substrate 210 by the fixture 240. The cap 230 includes an operation body 231 functioning as a main body thereof, and a pressing rod 232 extending downward from a center position of the operation body 231, and is bonded to the displacement portion 221. The center position of the displacement portion 221 (Z
A portion along the axis) is formed with a through hole through which the pressing rod 232 is inserted, and the pressing rod 232 is
1 protrudes further downward. In this embodiment, the displacement generator 220 is made of an elastic material such as rubber, and the cap 230 is made of a rigid material such as plastic. Since the connecting portion 222 is made of an elastic material having a small thickness, it has sufficient flexibility.

【0089】基板210は、平板状の基本構成要素であ
り、この実施例の場合、一般的な回路実装用のプリント
回路基板を用いている。このように基板210としてプ
リント回路基板を用いると、電極や配線を基板210上
に形成することが容易になり、量産に適した力センサを
実現することができる。図21は、この基板210の上
面図である。基板210の中心、すなわち、原点Oの位
置には、薄型スイッチ250が配置されている。この薄
型スイッチ250は、クリック操作入力の検出に用いら
れるスイッチであり、上方から押し込むような力(Z軸
方向成分を有する押圧力)に基づいて動作する。すなわ
ち、定常状態ではOFF状態を維持しているが、押圧力
が加わるとON状態に変化する。薄型スイッチ250の
具体的な構造は、どのようなものを採用してもかまわな
いが、この実施例では、金属ドーム251(基板210
の中心位置に、椀を伏せるようにして配置されている)
の変形を利用して動作する機械式スイッチを用いてい
る。
The substrate 210 is a basic element in the form of a flat plate. In this embodiment, a general printed circuit board for circuit mounting is used. When a printed circuit board is used as the substrate 210 as described above, electrodes and wirings can be easily formed on the substrate 210, and a force sensor suitable for mass production can be realized. FIG. 21 is a top view of the substrate 210. A thin switch 250 is arranged at the center of the substrate 210, that is, at the position of the origin O. The thin switch 250 is a switch used for detecting a click operation input, and operates based on a pressing force (a pressing force having a Z-axis direction component) from above. That is, in the steady state, the OFF state is maintained, but when a pressing force is applied, the state changes to the ON state. Although any specific structure of the thin switch 250 may be adopted, in this embodiment, the metal dome 251 (the substrate 210
It is arranged so that the bowl is prone at the center position of
The mechanical switch which operates using the deformation of the above is used.

【0090】この薄型スイッチ250の周囲には、4枚
の内側電極E31〜E34が形成されており、更にその
外側には、円環状の単一の共通外側電極E30が形成さ
れている。ここで、第1の内側電極E31はX軸正方向
位置に配置され、第2の内側電極E32はX軸負方向位
置に配置され、第3の内側電極E33はY軸正方向位置
に配置され、第4の内側電極E34はY軸負方向位置に
配置されている。各内側電極はいずれも形状および大き
さが同一となっており、原点Oから同一距離だけ離れた
位置に、X軸もしくはY軸に関して対称となるように配
置されている。これは、X軸操作入力とY軸操作入力と
の感度を等しくし、かつ、両者の干渉を避けるための配
慮である。一方、共通外側電極E30は、各内側電極E
31〜E34の周囲を取り囲むように配置された単一の
円環状の電極であり、その中心は原点Oに一致する。こ
の共通外側電極E30の更に外側に破線で描かれた円
は、図20に示されている変位生成体220の外周輪郭
位置を示している。
Around the thin switch 250, four inner electrodes E31 to E34 are formed, and a single annular common outer electrode E30 is formed outside the inner electrodes E31 to E34. Here, the first inner electrode E31 is disposed at the X-axis positive direction position, the second inner electrode E32 is disposed at the X-axis negative direction position, and the third inner electrode E33 is disposed at the Y-axis positive direction position. , The fourth inner electrode E34 is arranged at a position in the Y-axis negative direction. Each of the inner electrodes has the same shape and size, and is arranged at a position separated by the same distance from the origin O so as to be symmetric with respect to the X axis or the Y axis. This is to make the sensitivity of the X-axis operation input and the sensitivity of the Y-axis operation input equal and to avoid interference between them. On the other hand, the common outer electrode E30 is
It is a single annular electrode arranged so as to surround the periphery of 31 to E34, and its center coincides with the origin O. A circle drawn by a broken line further outside the common outer electrode E30 indicates an outer peripheral contour position of the displacement generator 220 shown in FIG.

【0091】もっとも、共通外側電極E30は必ずしも
物理的に単一の環状電極によって構成する必要はない。
すなわち、原理的には、第1の内側電極E31より外側
に配置された第1の外側電極と、第2の内側電極E32
より外側に配置された第2の外側電極と、第3の内側電
極E33より外側に配置された第3の外側電極と、第4
の内側電極E34より外側に配置された第4の外側電極
と、を基板上に配置すればよい。ただ、後述するよう
に、この実施例で用いる検出回路では、これら各外側電
極は電気的に等電位になるように接続されるので、実用
上は、物理的に独立した4枚の外側電極をそれぞれ配置
するよりも、図示のとおり、物理的に単一の共通外側電
極E30を配置するのが好ましい。
However, the common outer electrode E30 does not necessarily need to be physically constituted by a single annular electrode.
That is, in principle, the first outer electrode disposed outside the first inner electrode E31 and the second inner electrode E32
A second outer electrode disposed on the outer side, a third outer electrode disposed on the outer side of the third inner electrode E33, and a fourth
And the fourth outer electrode disposed outside the inner electrode E34 may be disposed on the substrate. However, as described later, in the detection circuit used in this embodiment, these outer electrodes are electrically connected to each other so as to have the same electric potential. Therefore, in practice, four physically independent outer electrodes are used. It is preferable to physically arrange a single common outer electrode E30 as shown in the figure, rather than to arrange each of them.

【0092】図20の側断面図は、この力検出装置をX
Z平面で切断した断面図に相当する。ただ、図が繁雑に
なるのを避けるため、この図20および後述する図22
では、基板210上に形成された各電極については、そ
の断面部分のみを示し、断面より奥に見える部分につい
ての図示は省略している。また、4枚の内側電極E31
〜E34の上面には、それぞれ絶縁膜Rが形成されてい
る(図21の上面図においては、絶縁膜Rの図示は省略
されている)。この絶縁膜Rは、ある程度の抵抗をもっ
た一般的なレジスト層によって構成すればよい。
The side sectional view of FIG.
This corresponds to a cross-sectional view cut along the Z plane. However, in order to avoid the figure being complicated, FIG. 20 and FIG.
In the figure, only the cross section of each electrode formed on the substrate 210 is shown, and illustration of a portion seen behind the cross section is omitted. In addition, four inner electrodes E31
The insulating film R is formed on the upper surfaces of E34 to E34 (the insulating film R is not shown in the top view of FIG. 21). The insulating film R may be formed of a general resist layer having a certain resistance.

【0093】一方、変位生成体220の下面(変位部2
21の外側部分および接続部222の内側部分)には、
ワッシャ状の変位電極E40が配置されている。この変
位電極E40は、図20の側断面図に示されているとお
り、各内側電極E31〜E34と、共通外側電極E30
とのそれぞれに対向するような形状および大きさを有し
ており、変位生成体220下面の変位を生じる位置に形
成されている。その結果、第1の内側電極E31と変位
電極E40の一部分とによって第1の容量素子C31が
形成され、第2の内側電極E32と変位電極E40の一
部分とによって第2の容量素子C32が形成され、第3
の内側電極E33と変位電極E40の一部分とによって
第3の容量素子C33が形成され、第4の内側電極E3
4と変位電極E40の一部分とによって第4の容量素子
C34が形成されることになる。各内側電極E31〜E
34の上面に形成された絶縁膜Rは、各内側電極と変位
電極E40とが電気的に接触しないようにする機能を果
たしている。
On the other hand, the lower surface of the displacement generator 220 (displacement portion 2
21 and the inner part of the connection part 222)
A washer-shaped displacement electrode E40 is arranged. As shown in the side cross-sectional view of FIG. 20, the displacement electrode E40 has the inner electrodes E31 to E34 and
Are formed so as to oppose each other, and are formed at positions where displacement of the lower surface of the displacement generator 220 occurs. As a result, the first capacitance element C31 is formed by the first inner electrode E31 and a part of the displacement electrode E40, and the second capacitance element C32 is formed by the second inner electrode E32 and a part of the displacement electrode E40. , Third
A third capacitive element C33 is formed by the inner electrode E33 of the third electrode and a part of the displacement electrode E40, and the fourth inner electrode E3
4 and a part of the displacement electrode E40 form a fourth capacitive element C34. Each inner electrode E31 to E
The insulating film R formed on the upper surface of the electrode 34 has a function of preventing each inner electrode from being in electrical contact with the displacement electrode E40.

【0094】続いて、この力センサの機能を説明しよ
う。ここでは、図22に示すような操作入力F31が加
えられた場合を例にとって説明を行うことにする。この
ようなX軸正方向への操作入力F31が加えられると、
変位生成体220は図22に示すような変形を生じる。
すなわち、操作入力F31により接続部222が撓み、
変位部221がX軸正方向に向けて傾斜することにな
る。このとき、押圧棒232の先端が支点の役割を果た
すことになるが、押圧棒232を下方(Z軸負方向)に
押すための十分な力はまだ作用していないため、薄型ス
イッチ250はOFF状態のままである。このように、
変位部221がX軸正方向に向けて傾斜すると、第1の
容量素子C31(第1の内側電極E31と変位電極E4
0の対向部分とによって構成される容量素子)の電極間
隔は狭くなり、逆に、第2の容量素子C32(第2の内
側電極E32と変位電極E40の対向部分とによって構
成される容量素子)の電極間隔は広くなる。その結果、
第1の容量素子C31の静電容量値C31は増加し、第
2の容量素子C32の静電容量値C32は減少する。し
たがって、静電容量値C31,C32の差をとれば、こ
の差は、変位部221のX軸方向への傾斜量を示すこと
になる。
Next, the function of the force sensor will be described. Here, the case where the operation input F31 as shown in FIG. 22 is added will be described as an example. When such an operation input F31 in the X-axis positive direction is applied,
The displacement generator 220 is deformed as shown in FIG.
That is, the connection portion 222 is bent by the operation input F31,
The displacement part 221 is inclined toward the positive direction of the X axis. At this time, the tip of the pressing rod 232 serves as a fulcrum. However, since a sufficient force has not yet been applied to press the pressing rod 232 downward (in the negative Z-axis direction), the thin switch 250 is turned off. It remains in a state. in this way,
When the displacement portion 221 is tilted in the positive direction of the X-axis, the first capacitive element C31 (the first inner electrode E31 and the displacement electrode E4).
The gap between the electrodes of the capacitive element formed by the opposing portion of the capacitor 0 is narrowed, and conversely, the second capacitive element C32 (the capacitive element formed by the opposing portion of the second inner electrode E32 and the displacement electrode E40). Are wider. as a result,
The capacitance value C31 of the first capacitance element C31 increases, and the capacitance value C32 of the second capacitance element C32 decreases. Therefore, taking the difference between the capacitance values C31 and C32, this difference indicates the amount of inclination of the displacement portion 221 in the X-axis direction.

【0095】逆に、変位部221をX軸負方向に向けて
傾斜させるような操作入力が加えられた場合は、図22
における左右を逆にした状態となり、第1の容量素子C
31の静電容量値C31は減少し、第2の容量素子C3
2の静電容量値C32は増加する。したがって、静電容
量値C31,C32の差をとれば、この差の符号は逆転
する。結局、静電容量値C31,C32の差の符号は、
加えられた操作入力のX軸方向成分の符号(X軸正方向
か、X軸負方向か)を示し、差の絶対値は、加えられた
操作入力のX軸方向成分の絶対値を示すことになる。同
様に、Y軸方向成分の符号および操作量は、第3の容量
素子C33の静電容量値C33と第4の容量素子C34
の静電容量値C34との差によって検出することができ
る。
Conversely, when an operation input is made to incline the displacement portion 221 in the negative direction of the X-axis, the operation shown in FIG.
Of the first capacitive element C
The capacitance value C31 of the second capacitance element C3 decreases.
The capacitance value C32 of 2 increases. Therefore, if the difference between the capacitance values C31 and C32 is calculated, the sign of the difference is reversed. After all, the sign of the difference between the capacitance values C31 and C32 is
Indicates the sign (X-axis positive direction or X-axis negative direction) of the added operation input in the X-axis direction, and the absolute value of the difference indicates the absolute value of the X-axis direction component of the added operation input. become. Similarly, the sign and the operation amount of the Y-axis direction component are determined by the capacitance value C33 of the third capacitance element C33 and the fourth capacitance element C34.
Can be detected from the capacitance value C34.

【0096】なお、ここでは、所定の操作入力が与えら
れたときに、X軸上あるいはY軸上に配置された一対の
容量素子の静電容量値の一方が増加し、他方が減少す
る、というケースを示したが、場合によっては、一対の
容量素子の静電容量値が双方ともに増加する、というケ
ースもありうる。たとえば、押圧棒232が変形する材
質から構成されており、操作入力F31を加えることに
より長さ方向に収縮するような場合、操作入力F31の
作用により全容量素子の電極間隔が狭くなり、全容量素
子の静電容量値が増加する。しかし、このように全容量
素子の静電容量値が増加するような場合であっても、X
軸上あるいはY軸上に配置された一対の容量素子の静電
容量値の差によって、操作入力のX軸方向成分あるいは
Y軸方向成分を検出できる点については変わりはない。
Here, when a predetermined operation input is given, one of the capacitance values of a pair of capacitance elements arranged on the X axis or the Y axis increases, and the other decreases. However, depending on the case, there may be a case where both the capacitance values of the pair of capacitance elements increase. For example, when the pressing rod 232 is made of a deformable material and contracts in the length direction when the operation input F31 is applied, the operation of the operation input F31 causes the electrode spacing of all the capacitance elements to be narrowed and the total capacitance to be reduced. The capacitance value of the element increases. However, even in such a case where the capacitance value of all the capacitance elements increases, X
There is no difference in that the X-axis component or the Y-axis component of the operation input can be detected based on the difference between the capacitance values of the pair of capacitance elements arranged on the axis or the Y axis.

【0097】実際には、図23に示すような検出回路を
用意しておき、X軸方向成分およびY軸方向成分の検出
を行うようにすればよい。ここで、C/V変換回路26
1〜264は、それぞれ容量素子C31〜C34の静電
容量値を電圧値V31〜V34に変換する回路であり、
差分回路265,266は、各電圧値の差を出力する回
路である。すなわち、差分回路265が出力端子Txに
出力する信号は、電圧値V31とV32との差であり、
静電容量値C31とC32との差を示す信号ということ
になる。これは、加えられた操作入力のX軸方向成分を
示す信号である。同様に、差分回路266が出力端子T
yに出力する信号は、電圧値V33とV34との差であ
り、静電容量値C33とC34との差を示す信号という
ことになる。これは、加えられた操作入力のY軸方向成
分を示す信号である。
Actually, a detection circuit as shown in FIG. 23 may be prepared to detect the X-axis direction component and the Y-axis direction component. Here, the C / V conversion circuit 26
Circuits 1 to 264 convert the capacitance values of the capacitance elements C31 to C34 into voltage values V31 to V34, respectively.
The difference circuits 265 and 266 are circuits that output the difference between the respective voltage values. That is, the signal output from the difference circuit 265 to the output terminal Tx is the difference between the voltage values V31 and V32.
This is a signal indicating the difference between the capacitance values C31 and C32. This is a signal indicating the X-axis direction component of the applied operation input. Similarly, the difference circuit 266 sets the output terminal T
The signal output to y is the difference between the voltage values V33 and V34, and is a signal indicating the difference between the capacitance values C33 and C34. This is a signal indicating the Y-axis direction component of the applied operation input.

【0098】このように、2組の容量素子の静電容量値
の差に基づいて、作用した力の方向および量を検出する
手法は、既に従来の容量式力センサで利用されている技
術であるが、ここに示す実施例の特徴は、各容量素子C
31〜C34の静電容量値の検出を行うために、各内側
電極E31〜E34と、これに対向する変位電極E40
との間の静電容量値を直接測定する代わりに、各内側電
極E31〜E34と、共通外側電極E30との間の静電
容量値を測定する点にある。たとえば、加えられた操作
入力のX軸方向成分がある程度大きい場合、図22に示
すように、変位部221がX軸正方向に向けて所定量だ
け傾斜し、変位電極E40の一部が共通外側電極E30
の一部に接触することになる。したがって、この状態で
は、共通外側電極E30と変位電極E40とが導通状態
となっており、第1の内側電極E31と共通外側電極E
30との間の静電容量は、第1の容量素子C31の静電
容量値C31を示すことになる。結局、X軸正方向の操
作入力、X軸負方向の操作入力、Y軸正方向の操作入
力、Y軸負方向の操作入力のいずれの操作入力があった
としても、その操作量が所定のしきい値以上であれば、
変位電極E40と共通外側電極E30とがいずれかの箇
所で接触した状態になるので、共通外側電極E30と各
内側電極E31〜E34との間の電気的特性を測定する
ことにより、各容量素子C31〜C34の静電容量値を
求めることが可能になり、与えられた操作入力の各軸方
向成分の検出が可能になる。
As described above, the method of detecting the direction and amount of the applied force based on the difference between the capacitance values of the two capacitive elements is a technique already used in the conventional capacitive force sensor. However, the feature of the embodiment shown here is that each capacitor C
In order to detect the capacitance values of 31 to C34, each of the inner electrodes E31 to E34 and the displacement electrode E40 facing the inner electrodes E31 to E34.
Instead of directly measuring the capacitance value between the inner electrodes E31 to E34 and the common outer electrode E30, the capacitance value is measured. For example, when the X-axis direction component of the applied operation input is large to some extent, as shown in FIG. 22, the displacement unit 221 is inclined by a predetermined amount in the positive X-axis direction, and a part of the displacement Electrode E30
Will come into contact with a part of the Therefore, in this state, the common outer electrode E30 and the displacement electrode E40 are in a conductive state, and the first inner electrode E31 and the common outer electrode E30 are in a conductive state.
The capacitance between the first capacitance element 30 and the capacitance value 30 indicates the capacitance value C31 of the first capacitance element C31. After all, even if there is an operation input in the X-axis positive direction operation, the X-axis negative direction operation input, the Y-axis positive direction operation input, or the Y-axis negative direction operation input, the operation amount is the predetermined amount. If it is above the threshold,
Since the displacement electrode E40 and the common outer electrode E30 come into contact with each other at any place, by measuring the electrical characteristics between the common outer electrode E30 and each of the inner electrodes E31 to E34, each capacitance element C31 is measured. To C34 can be obtained, and each axial component of a given operation input can be detected.

【0099】別言すれば、図23に示す回路において、
容量素子C31〜C34として描かれている一方の電極
はそれぞれ内側電極E31〜E34であるが、もう一方
の電極は、本来、容量素子の対向電極となるべき変位電
極E40ではなく、基板210側に形成された共通外側
電極E30ということになる。したがって、図23に示
す検出回路が、本来の検出処理を実行するためには、変
位電極E40と共通外側電極E30とがいずれかの箇所
で接触し、電気的に導通状態となっていることが前提と
なる。一般的には、共通外側電極E30を接地電位に接
続しておくようにし、変位電極E40と共通外側電極E
30とが接触した場合に、変位電極E40が接地電位と
なるような構成にしておけばよい。
In other words, in the circuit shown in FIG.
One of the electrodes drawn as the capacitive elements C31 to C34 is the inner electrode E31 to E34, respectively, but the other electrode is not on the displacement electrode E40 which should be the counter electrode of the capacitive element, but on the substrate 210 side. This is the formed common outer electrode E30. Therefore, in order for the detection circuit shown in FIG. 23 to execute the original detection processing, the displacement electrode E40 and the common outer electrode E30 may come into contact with each other at any point and be in an electrically conductive state. It is a premise. Generally, the common outer electrode E30 is connected to the ground potential, and the displacement electrode E40 and the common outer electrode E30 are connected.
The displacement electrode E40 may be configured to be at the ground potential when it comes into contact with 30.

【0100】なお、この実施例の力センサでは、前述し
たように、薄型スイッチ250により、クリック操作
(X軸もしくはY軸への方向成分をもたない、Z軸負方
向のみへの入力操作)の検出が可能になる。薄型スイッ
チ250は、押圧棒232に加えられた押圧力(Z軸負
方向への力)に基づいてON状態となるON/OFFス
イッチであるので、この薄型スイッチ250の動作に基
づいて、操作入力検出部から電子機器に対して、クリッ
ク操作の入力を行うことができる。
In the force sensor of this embodiment, as described above, the click operation (input operation only in the negative Z-axis direction, having no directional component in the X-axis or Y-axis) is performed by the thin switch 250 as described above. Can be detected. The thin switch 250 is an ON / OFF switch that is turned on based on the pressing force (force in the negative direction of the Z-axis) applied to the pressing rod 232. A click operation can be input from the detection unit to the electronic device.

【0101】(3) 第3の実施例に係る力センサ 図24は、本発明に係る電子機器用入力装置に利用する
のに適した第3の実施例に係る力センサの側断面図であ
り、その基本的な技術思想は、特願2000−1320
12号明細書に開示されている。この力センサの主たる
構成要素は、基板310と、変位生成体320と、この
変位生成体320を基板310上に取り付けるための取
付具330である。ここでは、説明の便宜上、図面にお
ける右方向にX軸、上方向にZ軸、紙面に垂直方向にY
軸をとり、XYZ三次元座標系を定義する。基板310
は、上面がXY平面に含まれ、この上面の中心部に座標
系の原点Oがくるように配置されている。一方、変位生
成体320は、基板上方のZ軸を中心とした位置に配置
され、操作入力を受けて変位する変位部321と、基板
に固定された固定部323と、変位部321と固定部3
23とを接続する接続部322と、によって構成されて
いる。
(3) Force Sensor According to Third Embodiment FIG. 24 is a side sectional view of a force sensor according to a third embodiment suitable for use in the input device for electronic equipment according to the present invention. The basic technical idea is disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-1320.
No. 12 discloses it. The main components of the force sensor are a substrate 310, a displacement generator 320, and an attachment 330 for mounting the displacement generator 320 on the substrate 310. Here, for convenience of explanation, the X axis is in the right direction in the drawing, the Z axis is in the upward direction, and the Y axis is in the direction perpendicular to the plane of the drawing.
Take the axes to define an XYZ three-dimensional coordinate system. Substrate 310
Are arranged such that the upper surface is included in the XY plane, and the origin O of the coordinate system is located at the center of the upper surface. On the other hand, the displacement generator 320 is arranged at a position centered on the Z axis above the substrate, and is displaced by receiving an operation input, a fixed portion 323 fixed to the substrate, 3
And a connection unit 322 for connecting the H.23.

【0102】変位部321は円柱状の部材であり、接続
部322は、この変位部321の周囲に形成された椀状
の肉薄の部材であり、固定部323は、更にその周囲に
形成された方環状の部材である。固定部323は取付具
330によって、基板310上に固定されている。この
実施例では、変位生成体320は絶縁性シリコンゴムを
一体成型することにより構成されている。接続部322
の部分は肉厚が薄いために十分な可撓性を有している。
図25は、変位部321に対して、Z軸負方向への操作
入力を加えた場合の変位生成体320全体の変形態様を
示す側断面図である。接続部322に撓みが生じること
により、変位部321全体が下方へと移動している。
The displacement portion 321 is a cylindrical member, the connection portion 322 is a thin bowl-shaped member formed around the displacement portion 321, and the fixed portion 323 is further formed around the periphery. It is an annular member. The fixing portion 323 is fixed on the substrate 310 by the attachment 330. In this embodiment, the displacement generator 320 is formed by integrally molding insulating silicon rubber. Connection part 322
Is sufficiently flexible because of its small thickness.
FIG. 25 is a side cross-sectional view illustrating a modification of the entire displacement generator 320 when an operation input is applied to the displacement unit 321 in the negative direction of the Z axis. The bending of the connecting portion 322 causes the entire displacement portion 321 to move downward.

【0103】基板310は、上述のとおり、XY平面に
沿った上面を有する平板状の剛体からなる基板であり、
この実施例では、ガラスエポキシ基板が用いられてい
る。基板310の材質は特に限定されるものではない
が、後述するように、その上面には互いに電気的に独立
した複数の抵抗体を形成する必要があるため、少なくと
も抵抗体の形成面には絶縁性をもたせておく必要があ
る。したがって、実用上は、絶縁性材料からなるガラス
エポキシ基板、ポリイミド基板、ガラス基板などを用い
るのが好ましい。もちろん、金属板を基板310として
用いることも可能であるが、この場合、少なくとも上面
の抵抗体形成部分には、絶縁膜を形成する必要がある。
As described above, the substrate 310 is a flat rigid substrate having an upper surface along the XY plane.
In this embodiment, a glass epoxy substrate is used. Although the material of the substrate 310 is not particularly limited, as described later, it is necessary to form a plurality of resistors that are electrically independent from each other on the upper surface thereof. It is necessary to have sex. Therefore, in practice, it is preferable to use a glass epoxy substrate, a polyimide substrate, a glass substrate, or the like made of an insulating material. Of course, a metal plate can be used as the substrate 310, but in this case, it is necessary to form an insulating film at least on the resistor forming portion on the upper surface.

【0104】図26は、この基板310の上面図であ
り、一点鎖線の矩形は、この上に配置される変位生成体
320の位置を示している。図24に示されている基板
310の断面は、図26に示す基板310をX軸に沿っ
て切断した断面である。基板310の上面は、XYZ三
次元座標系のXY平面に含まれ、その中心に原点Oが定
義されている。図示の通り、この基板310の上面に
は、6つの抵抗体R1〜R6が形成されている。これら
の抵抗体R1〜R6は、この実施例の場合、いずれも平
板状のカーボンからなる抵抗体であるが、後述する測定
に適した抵抗値を有する材質であれば、どのような材質
のものを用いてもよく、また、どのような形状のものを
用いてもよい。ただ、実用上は、カーボンなどの材料を
用いて、基板310の上面に印刷により形成することが
できる平板状の抵抗体を用いるのが好ましい。
FIG. 26 is a top view of the substrate 310, and the dashed-dotted rectangle indicates the position of the displacement generator 320 disposed thereon. The cross section of the substrate 310 shown in FIG. 24 is a cross section of the substrate 310 shown in FIG. 26 cut along the X-axis. The upper surface of the substrate 310 is included in the XY plane of the XYZ three-dimensional coordinate system, and the origin O is defined at the center. As shown, six resistors R1 to R6 are formed on the upper surface of the substrate 310. These resistors R1 to R6 are all resistors made of flat carbon in the case of this embodiment. And any shape may be used. However, in practice, it is preferable to use a plate-shaped resistor that can be formed on the upper surface of the substrate 310 by printing using a material such as carbon.

【0105】ここで、重要な点は、これら抵抗体R1〜
R6の配置である。図示のとおり、第1の抵抗体R1は
基板310の上面のX軸正領域に配置されており、第2
の抵抗体R2は基板310の上面のX軸負領域に配置さ
れており、第3の抵抗体R3は基板310の上面のY軸
正領域に配置されており、第4の抵抗体R4は基板31
0の上面のY軸負領域に配置されている。これら4枚の
抵抗体R1〜R4は、いずれも同一の大きさをもった長
方形状をしており、X軸もしくはY軸に関して線対称と
なるように配置されている。また、原点Oと各抵抗体R
1〜R4との距離も同一となるように配置されている。
後述するように、第1の抵抗体R1および第2の抵抗体
R2は、加えられた操作入力のX軸方向成分の検出に用
いられ、第3の抵抗体R3および第4の抵抗体R4は、
加えられた操作入力のY軸方向成分の検出に用いられ
る。
The important point here is that these resistors R1 to R1
This is the arrangement of R6. As shown in the drawing, the first resistor R1 is disposed in the X-axis positive region on the upper surface of the substrate 310,
The resistor R2 is disposed in the negative X-axis region on the upper surface of the substrate 310, the third resistor R3 is disposed in the positive Y-axis region on the upper surface of the substrate 310, and the fourth resistor R4 is disposed on the substrate 310. 31
It is arranged in the Y-axis negative area on the upper surface of the zero. Each of the four resistors R1 to R4 has a rectangular shape having the same size, and is arranged so as to be line-symmetric with respect to the X axis or the Y axis. Also, the origin O and each resistor R
The distances from 1 to R4 are also the same.
As will be described later, the first resistor R1 and the second resistor R2 are used for detecting the X-axis direction component of the applied operation input, and the third resistor R3 and the fourth resistor R4 are ,
It is used for detecting the Y-axis direction component of the added operation input.

【0106】一方、第5の抵抗体R5および第6の抵抗
体R6は、互いに同一の大きさをもった正方形状をした
平板状抵抗体である。ここで、第5の抵抗体R5は、そ
の中心点が原点Oの位置にくるように配置されているの
に対して、第6の抵抗体R6は、これら抵抗体群の右下
あたりに配置されている。後述するように、第5の抵抗
体R5および第6の抵抗体R6は、加えられた操作入力
のZ軸方向成分の検出に用いられる。ただし、Z軸方向
成分の本来の検出値は第5の抵抗体R5から得られ、第
6の抵抗体R6は、標準となる抵抗値の参照用として用
いられるにすぎない。したがって、ここでは、第5の抵
抗体R5を「Z軸用抵抗体」と呼び、第6の抵抗体R6
を「参照用抵抗体」と呼ぶことにする。Z軸用抵抗体R
5は、原理的には、基板310の上面のどの位置に配置
してもかまわないが、検出感度を高める上では、原点O
の位置(Z軸に交差する位置)に配置するのが好まし
い。これは、本実施形態に係る変位生成体320の構造
上、その中心部分(Z軸に交差する部分)における変位
が最も大きくなるためである。これに対して、参照用抵
抗体R6は、単に抵抗値を参照するために利用される抵
抗体であるので、基板310上の任意の位置に配置して
かまわない。
On the other hand, the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6 are square-shaped plate resistors having the same size as each other. Here, the fifth resistor R5 is arranged so that its center point is located at the position of the origin O, whereas the sixth resistor R6 is arranged at the lower right of these resistor groups. Have been. As described later, the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6 are used for detecting a Z-axis direction component of the applied operation input. However, the original detection value of the Z-axis direction component is obtained from the fifth resistor R5, and the sixth resistor R6 is used only for reference of a standard resistance value. Therefore, here, the fifth resistor R5 is referred to as a "Z-axis resistor" and the sixth resistor R6
Is referred to as a “reference resistor”. Z-axis resistor R
5 can be arranged at any position on the upper surface of the substrate 310 in principle, but in order to enhance the detection sensitivity, the origin O
(A position intersecting the Z axis). This is because, due to the structure of the displacement generator 320 according to the present embodiment, the displacement at the central portion (the portion that intersects the Z axis) is the largest. On the other hand, since the reference resistor R6 is a resistor simply used to refer to the resistance value, the reference resistor R6 may be arranged at an arbitrary position on the substrate 310.

【0107】変位生成体320は、この基板310の上
面に配置される部材である。この変位生成体320の中
央部分に位置する変位部321の下面には、図27に示
すように、5つの接触用導電体K1〜K5が形成されて
いる。接触用導電体K1〜K5は、いずれも半球状をし
ており、弾性変形する導電性材料によって構成されてい
る。ここでは、弾性変形する導電性材料として、導電性
シリコンゴムを用いており、接触用導電体K1〜K5
は、いずれも導電性シリコンゴムを椀状に成型し、変位
部321の下面に接着したものである。ここで、これら
接触用導電体K1〜K5の配置は重要である。すなわ
ち、接触用導電体K1〜K5は、それぞれ抵抗体R1〜
R5に対向する位置に配置されている。図1の側断面図
には、接触用導電体K1,K2,K5が、それぞれ抵抗
体R1,R2,R5に対向する位置に配置されている様
子が明瞭に示されている。なお、参照用抵抗体R6に対
向する位置には、何ら接触用導電体は設けられていな
い。これは、前述したように、参照用抵抗体R6が抵抗
値を参照するために利用される抵抗体であるためであ
る。
The displacement generator 320 is a member arranged on the upper surface of the substrate 310. As shown in FIG. 27, five contact conductors K1 to K5 are formed on the lower surface of the displacement portion 321 located at the center of the displacement generator 320. Each of the contact conductors K1 to K5 has a hemispherical shape and is made of a conductive material that is elastically deformed. Here, conductive silicon rubber is used as the conductive material that is elastically deformed, and the contact conductors K1 to K5 are used.
Are formed by molding conductive silicone rubber into a bowl shape and bonding it to the lower surface of the displacement portion 321. Here, the arrangement of the contact conductors K1 to K5 is important. That is, the contact conductors K1 to K5 are connected to the resistors R1 to R1, respectively.
It is arranged at a position facing R5. The side sectional view of FIG. 1 clearly shows a state in which the contact conductors K1, K2, and K5 are arranged at positions facing the resistors R1, R2, and R5, respectively. Note that no contact conductor is provided at a position facing the reference resistor R6. This is because the reference resistor R6 is a resistor used to refer to the resistance value, as described above.

【0108】図25に示すように、変位部321にZ軸
負方向成分を含む操作入力が加わると、接続部322に
撓みが生じ、変位部321の下面が基板310の上面に
対して変位を生じ、各接触用導電体K1〜K5が各抵抗
体R1〜R5に接触し、更にその接触状態が変化する。
より具体的には、各接触用導電体の各抵抗体に対する接
触面の面積が変化することになる。本実施例に係る力セ
ンサの基本原理は、このような接触面の面積を抵抗体の
抵抗値の変化として検出し、加えられた操作入力の大き
さを求めようとする点にある。その原理は次のとおりで
ある。
As shown in FIG. 25, when an operation input including a negative component of the Z-axis direction is applied to the displacement portion 321, the connection portion 322 is bent, and the lower surface of the displacement portion 321 is displaced with respect to the upper surface of the substrate 310. Then, the contact conductors K1 to K5 come into contact with the resistors R1 to R5, and the contact state changes.
More specifically, the area of the contact surface of each conductor for contact with each resistor changes. The basic principle of the force sensor according to the present embodiment is that the area of such a contact surface is detected as a change in the resistance value of the resistor, and the magnitude of the applied operation input is obtained. The principle is as follows.

【0109】いま、図28(a) の側断面図に示されてい
るように、基板310の上面に1枚の抵抗体Rが形成さ
れ、変位部321の下面に半球状の接触用導電体Kが形
成されているものとしよう。図28(a) は、変位部32
1が基板310に接近するように変位し、接触用導電体
Kが、その下端点において、抵抗体Rの中心にほぼ点接
触している状態を示している。図28(b) は、このとき
の抵抗体Rの上面図であり、中心位置に示す黒丸Sは、
接触用導電体Cの接触面を示している。このように、接
触用導電体Kの下端点が抵抗体Rの表面にほぼ点接触し
ている状態では、接触面Sは点に近い微小円となる。
Now, as shown in the side sectional view of FIG. 28 (a), one resistor R is formed on the upper surface of the substrate 310, and a hemispherical contact conductor is formed on the lower surface of the displacement portion 321. Let K be formed. FIG. 28 (a) shows the displacement portion 32
1 shows a state where the contact conductor K is displaced so as to approach the substrate 310, and the contact conductor K is almost in point contact with the center of the resistor R at its lower end point. FIG. 28B is a top view of the resistor R at this time.
The contact surface of the contact conductor C is shown. As described above, in a state where the lower end point of the contact conductor K is almost in point contact with the surface of the resistor R, the contact surface S is a minute circle close to a point.

【0110】さて、ここで、図28(b) に示すように、
抵抗体Rの左右両端から配線を引き出し、これらの配線
の端部に端子T1,T2を接続し、この両端子T1,T
2間の抵抗値を測定してみたとする。別言すれば、抵抗
体R上の「接触用導電体Kの接触位置(接触面S)」を
挟む2点間の抵抗値が測定されることになる。この場
合、接触面Sは点に近い微小円であるため、測定される
抵抗値に、接触用導電体Kはほとんど影響を及ぼすこと
はなく、測定により得られる抵抗値は、抵抗体Rがもっ
ている本来の抵抗値に近い値ということになる。図28
(c) は、このような測定系の等価回路である。接触用導
電体Kから下方に伸びた矢印は抵抗体Rの中央の点に接
触しているだけであり、両端子T1,T2間には、抵抗
体Rの本来の抵抗値が現れるだけである。
Now, as shown in FIG. 28 (b),
Wirings are drawn out from both left and right ends of the resistor R, and terminals T1 and T2 are connected to ends of these wirings.
Suppose that the resistance value between two was measured. In other words, the resistance value between two points sandwiching the “contact position (contact surface S) of the contact conductor K” on the resistor R is measured. In this case, since the contact surface S is a minute circle close to a point, the contact conductor K hardly affects the measured resistance value, and the resistance value obtained by the measurement is This is a value close to the original resistance value. FIG.
(c) is an equivalent circuit of such a measurement system. The arrow extending downward from the contact conductor K only contacts the center point of the resistor R, and only the original resistance value of the resistor R appears between the terminals T1 and T2. .

【0111】これに対して、図29(a) の側断面図に示
されているように、変位部321に対して加えられる図
の下方(Z軸負方向)への操作入力が更に大きくなった
とすると、接触用導電体Kは、弾性変形する導電性材質
(この例の場合、導電性シリコンゴム)から構成されて
いるため、この押圧力により図のように押し潰された状
態となり、抵抗体Rに対する接触状態が変化する。接触
用導電体Kの形状は、このような接触状態の変化に基づ
いて接触面の面積が変化する形状(この例では、半球
状)となっているため、図示のように、接触用導電体K
が上下方向に潰れた状態になると、接触面の面積が増加
する。図29(b) は、このときの抵抗体Rの上面図であ
り、円Sは、接触用導電体Kの接触面を示している。な
お、この円Sの内部に描かれている同心円は、抵抗体R
の表面に加わる圧力分布を示す等圧線である。すなわ
ち、接触圧は円Sの中心ほど大きくなる。
On the other hand, as shown in the side sectional view of FIG. 29A, the operation input applied to the displacement portion 321 in the downward direction (negative Z-axis direction) of the figure is further increased. Since the contact conductor K is made of a conductive material that is elastically deformed (conductive silicon rubber in this example), the contact conductor K is crushed by the pressing force as shown in FIG. The state of contact with the body R changes. The shape of the contact conductor K is a shape in which the area of the contact surface changes based on such a change in the contact state (in this example, a hemispherical shape). K
Is crushed in the vertical direction, the area of the contact surface increases. FIG. 29B is a top view of the resistor R at this time, and a circle S indicates a contact surface of the contact conductor K. The concentric circle drawn inside the circle S is a resistor R
3 is an isobar showing the distribution of the pressure applied to the surface of FIG. That is, the contact pressure increases toward the center of the circle S.

【0112】このように接触用導電体Kの接触面が大き
くなると、両端子T1,T2間の抵抗値に変化が生じる
ことになる。すなわち、接触用導電体Kは導電体であ
り、抵抗体Rよりもはるかに電流を流しやすい性質をも
っているため、両端子T1,T2間を流れる電流は、円
Sで示される接触面の部分においては、抵抗体R内を通
らずに、接触用導電体K内を迂回してしまうことにな
る。図29(c) は、このような測定系の等価回路であ
る。接触用導電体Kから下方に伸びた2本の矢印は抵抗
体Rの2か所に接触しており、この2か所において電流
は接触用導電体K側へと迂回することになる。2本の矢
印の間隔は、接触用導電体Kの接触面の大きさに応じて
広くなる。結局、接触用導電体Kの抵抗体Rに対する接
触面の面積が大きくなればなるほど、両端子T1,T2
間の抵抗値は減少することになる。
As described above, when the contact surface of the contact conductor K increases, the resistance value between the two terminals T1 and T2 changes. That is, since the contact conductor K is a conductor and has a property that a current is much more likely to flow than the resistor R, the current flowing between the terminals T1 and T2 is reduced at the contact surface portion indicated by the circle S. Would bypass the inside of the contact conductor K without passing through the inside of the resistor R. FIG. 29C shows an equivalent circuit of such a measurement system. The two arrows extending downward from the contact conductor K are in contact with two places of the resistor R, and the current is diverted to the contact conductor K side at these two places. The interval between the two arrows increases according to the size of the contact surface of the contact conductor K. As a result, the larger the area of the contact surface of the contact conductor K with respect to the resistor R, the more the two terminals T1, T2
The resistance between them will decrease.

【0113】このようにして、変位部321に加えられ
た操作入力のZ軸負方向成分が大きくなればなるほど、
接触用導電体Kの接触面の面積は大きくなり、両端子T
1,T2間の抵抗値は小さくなる。操作入力のZ軸負方
向成分の大きさと両端子間の抵抗値との間には、必ずし
も線形関係は成り立たないが、両者間には一価の関数関
係が成り立ち、両端子間の抵抗値を測定することができ
れば、作用したZ軸負方向成分の大きさを求めることが
できる。
In this manner, the larger the negative component in the Z-axis direction of the operation input applied to the displacement unit 321 becomes,
The area of the contact surface of the contact conductor K increases, and both terminals T
The resistance value between T1 and T2 decreases. Although a linear relationship does not always hold between the magnitude of the negative Z-axis component of the operation input and the resistance value between the two terminals, a monovalent functional relationship holds between the two, and the resistance value between the two terminals is reduced. If the measurement can be performed, the magnitude of the applied Z-axis negative direction component can be obtained.

【0114】このような原理により、図24に示す力セ
ンサを用いれば、変位部321に加えられた操作入力の
X軸,Y軸,Z軸の各方向成分を検出できる。この力セ
ンサでは、操作入力は、必ずZ軸負方向成分を伴った形
で加える必要がある。たとえば、図26に示す基板31
0の抵抗体R1の上方あたりに位置する変位部321の
一部分を指で下方に押し込むような操作入力を加えたと
しよう。このように、X軸正方向にずれた位置を押し込
むような操作入力は、X軸正方向への操作入力というこ
とになる。この場合、まず、接触用導電体K1が抵抗体
R1に接触する。押し込む指の力によって、接触用導電
体K1と抵抗体R1とからなる1組だけが接触状態とな
る場合もあれば、すべての接触用導電体K1〜K5と抵
抗体R1〜R5とが接触状態になる場合もある。しかし
ながら、どのような場合であっても、X軸上に配置され
た接触用導電体K1とK2とについての潰れ具合を比較
すると、K2に比べてK1の方の潰れ具合の方が大きく
なる。このため、K1のR1に対する接触面積は、K2
のR2に対する接触面積よりも大きくなる。そこで、た
とえば、図26に示す抵抗体R1,R2のそれぞれ両端
位置の抵抗値を測定したとすれば、抵抗体R1について
の抵抗値の方が抵抗体R2についての抵抗値よりも小さ
くなる。両抵抗値の差が大きければ大きいほど、加えら
れた操作入力のX軸方向成分は大きいことになる。
According to such a principle, the use of the force sensor shown in FIG. 24 makes it possible to detect the X-axis, Y-axis, and Z-axis components of the operation input applied to the displacement section 321. In this force sensor, the operation input must always be applied in a form accompanied by the Z-axis negative direction component. For example, the substrate 31 shown in FIG.
It is assumed that an operation input has been applied such that a part of the displacement portion 321 located above the zero resistor R1 is pressed downward with a finger. Thus, an operation input that pushes a position shifted in the X-axis positive direction is an operation input in the X-axis positive direction. In this case, first, the contact conductor K1 contacts the resistor R1. Depending on the force of the pushing finger, only one set of the contact conductor K1 and the resistor R1 may be in a contact state, or all the contact conductors K1 to K5 and the resistors R1 to R5 may be in a contact state. In some cases. However, in any case, when the degree of collapse of the contact conductors K1 and K2 arranged on the X-axis is compared, the degree of collapse of K1 is larger than that of K2. Therefore, the contact area of K1 with R1 is K2
Is larger than the contact area with respect to R2. Therefore, for example, if the resistance values at both ends of the resistors R1 and R2 shown in FIG. 26 are measured, the resistance value of the resistor R1 is smaller than the resistance value of the resistor R2. The greater the difference between the two resistance values, the greater the component in the X-axis direction of the applied operation input.

【0115】結局、X軸上に配された抵抗体R1,R2
の抵抗値の差により、加えられた操作入力のX軸方向成
分の検出を行うことができ、Y軸上に配された抵抗体R
3,R4の抵抗値の差により、加えられた操作入力のY
軸方向成分の検出を行うことができる。また、この実施
例では、抵抗体R5の抵抗値を測定することにより、加
えられた操作入力のZ軸方向成分の検出も可能である。
この場合は、参照用抵抗体R6の抵抗値と抵抗体R5の
抵抗値とを比較すればよく、両者の抵抗値の差が所定の
しきい値以上であった場合には、クリック操作があった
ものと認識し、電子機器に対してクリック操作の入力を
伝えるようにすることができる。
Eventually, the resistors R1 and R2 arranged on the X axis
, The X-axis direction component of the applied operation input can be detected, and the resistor R disposed on the Y-axis can be detected.
3 and R4, the applied operation input Y
An axial component can be detected. Further, in this embodiment, by measuring the resistance value of the resistor R5, the Z-axis direction component of the applied operation input can be detected.
In this case, the resistance value of the reference resistor R6 may be compared with the resistance value of the resistor R5. Then, the input of the click operation can be transmitted to the electronic device.

【0116】なお、この実施例に係る力センサを利用す
る場合は、図30に示すような検出回路を用意しておく
とよい。図30(a) に示す回路は、抵抗体R1,R2を
用いて操作入力のX軸方向成分の検出値を出力端子Tx
に出力する検出回路である。この検出回路では、第1の
抵抗体R1と第2の抵抗体R2とを、X軸検出用接続点
Jxにおいて直列接続することによりX軸検出用抵抗体
が形成されている。第1の抵抗体R1あるいは第2の抵
抗体R2の両端点としては、図28(b) に示すように、
長方形状をした抵抗体の左右の両短辺上の中央点をとっ
ており、電流が図の左右方向に流れるようにしている。
もちろん、各抵抗体Rの両端点としては、接触用導電体
Kの接触位置を挟むような2点であれば、どのような端
点をとってもかまわないので、たとえば、図28(b) に
おいて、長方形状をした抵抗体の上下の両長辺上の中央
点をとり、電流が図の上下方向に流れるようにしてもよ
い。
When using the force sensor according to this embodiment, a detection circuit as shown in FIG. 30 may be prepared. The circuit shown in FIG. 30A uses the resistors R1 and R2 to output the detection value of the X-axis direction component of the operation input to the output terminal Tx.
Is a detection circuit that outputs a signal. In this detection circuit, an X-axis detection resistor is formed by connecting a first resistor R1 and a second resistor R2 in series at an X-axis detection connection point Jx. As shown in FIG. 28B, both end points of the first resistor R1 or the second resistor R2 are
The center point on both short sides on the left and right sides of the rectangular resistor is set so that the current flows in the left and right directions in the figure.
Of course, any two end points may be used as the end points of each resistor R as long as they sandwich the contact position of the contact conductor K. For example, in FIG. The current may flow in the vertical direction in the figure by setting the center point on both the upper and lower long sides of the resistor in the shape of a circle.

【0117】図30(a) の回路では、第1の抵抗体R1
と第2の抵抗体R2との直列接続によって構成されるX
軸検出用抵抗体は、上端が電源Vccに接続され、下端
が接地されており、両端に一定の電源電圧Vccが印加
された状態となっている。ここで、出力端子Txに出力
される電圧は、X軸検出用接続点Jxにおける電圧であ
り、電源電圧Vccを、第1の抵抗体R1についての抵
抗値と第2の抵抗体R2についての抵抗値とで按分した
値に相当する。上述したように、X軸正方向を示す操作
入力が加わると、第2の抵抗体R2についての抵抗値に
比べて、第1の抵抗体R1についての抵抗値が減少す
る。したがって、出力端子Txに出力される電圧は上昇
することになる。逆に、X軸負方向を示す操作入力が加
わると、出力端子Txに出力される電圧は下降すること
になる。結局、何ら操作入力が加えられていない状態で
出力端子Txに出力される電圧値(理論的には、Vcc
/2になる)を基準として、この電圧値が上昇した場合
には、この上昇幅に相当する大きさをもったX軸正方向
の操作入力が加えられ、この電圧値が下降した場合に
は、この下降幅に相当する大きさをもったX軸負方向の
操作入力が加えられたことになる。このように、図30
(a) の検出回路を用いれば、出力端子Txの出力電圧に
基づいて、加えられた操作入力のX軸方向成分の検出が
可能になる。
In the circuit of FIG. 30A, the first resistor R1
X constituted by a series connection of the second resistor R2
The axis detecting resistor has an upper end connected to the power supply Vcc, a lower end grounded, and a state in which a constant power supply voltage Vcc is applied to both ends. Here, the voltage output to the output terminal Tx is a voltage at the connection point Jx for X-axis detection, and the power supply voltage Vcc is changed by the resistance value of the first resistor R1 and the resistance value of the second resistor R2. It is equivalent to the value apportioned with the value. As described above, when the operation input indicating the X-axis positive direction is applied, the resistance value of the first resistor R1 decreases as compared with the resistance value of the second resistor R2. Therefore, the voltage output to the output terminal Tx increases. Conversely, when an operation input indicating the negative direction of the X-axis is applied, the voltage output to the output terminal Tx decreases. As a result, the voltage value output to the output terminal Tx in a state where no operation input is applied (theoretically, Vcc
/ 2), the operation input in the positive direction of the X-axis having a magnitude corresponding to the increase is applied when the voltage value increases, and when the voltage value decreases, That is, an operation input in the X-axis negative direction having a size corresponding to the descending width is applied. Thus, FIG.
The use of the detection circuit of (a) enables detection of the X-axis direction component of the applied operation input based on the output voltage of the output terminal Tx.

【0118】同様に、図30(b) に示す検出回路を用い
れば、出力端子Tyの出力電圧に基づいて、加えられた
操作入力のY軸方向成分の検出が可能になる。更に、図
30(c) に示す検出回路を用いれば、出力端子Tzの出
力電圧に基づいて、加えられた操作入力のZ軸方向成分
の検出が可能になり、これはクリック操作の検出として
利用することができる。
Similarly, if the detection circuit shown in FIG. 30B is used, it is possible to detect the Y-axis direction component of the applied operation input based on the output voltage of the output terminal Ty. Further, if the detection circuit shown in FIG. 30C is used, the Z-axis component of the applied operation input can be detected based on the output voltage of the output terminal Tz, and this can be used as the detection of a click operation. can do.

【0119】以上、本発明に係る電子機器用入力装置へ
の利用に適した力センサをいくつかの実施例に基づいて
説明したが、もちろん、本発明はこれら実施例として述
べた力センサを利用したものに限定されるわけではな
く、この他にも種々のタイプの力センサを利用して実施
することが可能である。
The force sensor suitable for use in the input device for electronic equipment according to the present invention has been described based on several embodiments. Of course, the present invention utilizes the force sensor described in these embodiments. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to use other types of force sensors.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上のとおり本発明に係る電子機器用入
力装置によれば、特定方向へのスイッチ動作の操作入力
と特定方向への操作量の操作入力とを、適宜使い分ける
ことが可能な電子機器用入力装置を実現することができ
る。
As described above, according to the input device for an electronic device of the present invention, it is possible to appropriately use the operation input of the switch operation in the specific direction and the operation input of the operation amount in the specific direction. An input device for a device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の一般的なスイッチを利用した4方向タイ
プの入力装置の上面図である。
FIG. 1 is a top view of a four-way type input device using a conventional general switch.

【図2】従来の一般的なスイッチを利用した8方向タイ
プの入力装置の上面図である。
FIG. 2 is a top view of an eight-way input device using a conventional general switch.

【図3】従来の一般的な二次元力センサを利用したタイ
プの入力装置の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a conventional input device using a general two-dimensional force sensor.

【図4】従来の一般的な一次元力センサを利用したタイ
プの入力装置の側面図である。
FIG. 4 is a side view of a conventional input device using a general one-dimensional force sensor.

【図5】図4に示す一次元力センサを利用したタイプの
入力装置の上面図である。
5 is a top view of an input device of the type using the one-dimensional force sensor shown in FIG.

【図6】図4に示す一次元力センサを利用したタイプの
入力装置を二次元力センサに拡張する場合の基板上の電
極配置を示す上面図である。
6 is a top view showing an electrode arrangement on a substrate when the input device of the type using the one-dimensional force sensor shown in FIG. 4 is extended to a two-dimensional force sensor.

【図7】二次元力センサによって検出された力のX軸方
向成分とY軸方向成分とを二次元座標系上にプロットす
る様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which an X-axis direction component and a Y-axis direction component of a force detected by a two-dimensional force sensor are plotted on a two-dimensional coordinate system.

【図8】本発明に係る電子機器用入力装置の基本構成を
示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of an input device for an electronic device according to the present invention.

【図9】図7に示す二次元座標系上に、しきい値Thを
示す境界円αを描いた図である。
9 is a diagram illustrating a boundary circle α indicating a threshold Th on the two-dimensional coordinate system illustrated in FIG. 7;

【図10】本発明に係る電子機器用入力装置の基本動作
を示す流れ図である。
FIG. 10 is a flowchart showing a basic operation of the electronic device input device according to the present invention.

【図11】地図を表示させるプログラムを実行中の表示
画面を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a display screen during execution of a program for displaying a map.

【図12】アイコンを選択させるプログラムを実行中の
表示画面を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a display screen during execution of a program for selecting an icon.

【図13】表計算プログラムを実行中の表示画面を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram showing a display screen during execution of a spreadsheet program.

【図14】図7に示す二次元座標系上に、第1のしきい
値ThLを示す境界円αおよび第2のしきい値ThHを
示す境界円βを描いた図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a boundary circle α indicating a first threshold ThL and a boundary circle β indicating a second threshold ThH on the two-dimensional coordinate system illustrated in FIG. 7;

【図15】本発明に係る電子機器用入力装置の混合モー
ド設定時の動作を示す流れ図である。
FIG. 15 is a flowchart showing an operation of the electronic device input device according to the present invention when the mixed mode is set.

【図16】本発明に係る電子機器用入力装置に利用する
のに適した第1の実施例に係る力センサの側断面図であ
る。
FIG. 16 is a side sectional view of a force sensor according to the first embodiment, which is suitable for use in the input device for electronic equipment according to the present invention.

【図17】図16に示す力センサの基板110上の電極
パターンを示す平面図である。
17 is a plan view showing an electrode pattern on a substrate 110 of the force sensor shown in FIG.

【図18】図16に示す力センサの等価回路である。FIG. 18 is an equivalent circuit of the force sensor shown in FIG.

【図19】図16に示す力センサの変形例を示す側断面
図である。
FIG. 19 is a side sectional view showing a modification of the force sensor shown in FIG. 16;

【図20】本発明に係る電子機器用入力装置に利用する
のに適した第2の実施例に係る力センサの側断面図であ
る。
FIG. 20 is a side sectional view of a force sensor according to a second embodiment suitable for use in the input device for an electronic device according to the present invention.

【図21】図20に示す力センサの基板210の上面図
である。
21 is a top view of the substrate 210 of the force sensor shown in FIG.

【図22】図20に示す力センサの動作を説明する側断
面図である。
FIG. 22 is a side sectional view for explaining the operation of the force sensor shown in FIG. 20;

【図23】図20に示す力センサに利用する検出回路を
示す回路図である。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a detection circuit used in the force sensor shown in FIG.

【図24】本発明に係る電子機器用入力装置に利用する
のに適した第3の実施例に係る力センサの側断面図であ
る。
FIG. 24 is a side sectional view of a force sensor according to a third embodiment which is suitable for use in the input device for an electronic device according to the present invention.

【図25】図24に示す力センサの動作を説明する側断
面図である。
25 is a side sectional view illustrating the operation of the force sensor shown in FIG. 24.

【図26】図24に示す力センサの基板310の上面図
である。
26 is a top view of the substrate 310 of the force sensor shown in FIG.

【図27】図24に示す力センサの接触用導電体K1〜
K5の配置を示す図である。
FIG. 27 shows contact conductors K1 to K1 of the force sensor shown in FIG.
It is a figure showing arrangement of K5.

【図28】図24に示す力センサにおける接触用導電体
Cと抵抗体Rと第1の接触状態を示す側断面図(a) 、平
面図(b) 、等価回路(c) である。
28 is a side sectional view (a), a plan view (b), and an equivalent circuit (c) showing a first contact state between the contact conductor C and the resistor R in the force sensor shown in FIG. 24.

【図29】図24に示す力センサにおける接触用導電体
Cと抵抗体Rと第2の接触状態を示す側断面図(a) 、平
面図(b) 、等価回路(c) である。
29 is a side sectional view (a), a plan view (b), and an equivalent circuit (c) showing a second contact state between the contact conductor C and the resistor R in the force sensor shown in FIG. 24.

【図30】図24に示す力センサに利用する検出回路を
示す回路図である。
FIG. 30 is a circuit diagram showing a detection circuit used for the force sensor shown in FIG. 24;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スイッチを利用した4方向入力装置 2…スイッチを利用した8方向入力装置 3…ゲージ抵抗式力センサを利用したジョイスティック 3A…基板 3B…スティック 4…容量式力センサを利用したジョイスティック 4A…基板 4B…ダイヤフラム 4C…スティック 4D…ビス 5A…基板 10…操作入力検出部 20…操作入力取扱部 30…モード設定部 40…電子機器 110…基板 120,120A…変位生成体 121…変位部 122…接続部 123…固定部 124…弾性変形部 130…取付具 210…基板 220…変位生成体 221…変位部 222…接続部 223…固定部 230…キャップ 231…操作体 232…押圧棒 240…取付具 250…薄型スイッチ 251…金属ドーム 261〜264…C/V変換回路 265,266…差分回路 310…基板 320…変位生成体 321…変位部 322…接続部 323…固定部 330…取付具 B11〜B15,B21〜B29…スイッチのボタン CU…黒枠カーソル C31〜C34…容量素子 E1,E2,E11〜E14…固定電極 E21〜E24…接触用固定電極 E25〜E29…固定電極 EE21〜EE24…接触用固定電極 E30…共通外側電極 E31〜E34…内側電極 E40…変位電極 F20A…接触用変位電極 F20B…配線用電極 F20C…変位電極 FF20…変位電極 F31…操作入力 G11〜G14…ゲージ抵抗 Jx,Jy,Jz…接続点 K,K1〜K5…接触用導電体 Q…座標点,投影点 R…絶縁膜/抵抗体 R1〜R6…抵抗体 S…接触面 SW…スイッチ Th,ThL,ThH…しきい値 T1,T2,T21〜T29,Tx,Ty,Tz…端子 V31〜V34…電圧 Vcc…電源電圧 α,β…境界円 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 4 direction input device using switch 2 ... 8 direction input device using switch 3 ... Joystick using gauge resistance type force sensor 3A ... substrate 3B ... stick 4 ... Joystick using capacitive type force sensor 4A ... substrate 4B: Diaphragm 4C: Stick 4D: Screw 5A: Board 10: Operation input detection unit 20: Operation input handling unit 30: Mode setting unit 40: Electronic device 110: Substrate 120, 120A: Displacement generator 121: Displacement unit 122: Connection Part 123 ... Fixed part 124 ... Elastic deformation part 130 ... Mounting tool 210 ... Substrate 220 ... Displacement generator 221 ... Displacement part 222 ... Connecting part 223 ... Fixed part 230 ... Cap 231 ... Operation body 232 ... Pressing rod 240 ... Mounting tool 250 … Thin switch 251… Metal dome 261-264… C / V conversion circuit 26 5,266 difference circuit 310 board 320 displacement generator 321 displacement part 322 connecting part 323 fixing part 330 mounting fixture B11-B15, B21-B29 switch button CU black frame cursor C31-C34 capacity Elements E1, E2, E11 to E14 ... fixed electrodes E21 to E24 ... fixed electrodes for contact E25 to E29 ... fixed electrodes EE21 to EE24 ... fixed electrodes for contact E30 ... common outer electrodes E31 to E34 ... inner electrodes E40 ... displacement electrodes F20A ... Contact displacement electrode F20B: Wiring electrode F20C: Displacement electrode FF20: Displacement electrode F31: Operation input G11 to G14: Gauge resistance Jx, Jy, Jz: Connection point K, K1 to K5: Contact conductor Q: Coordinate point, Projection point R: insulating film / resistor R1 to R6: resistor S: contact surface SW: switch Th, ThL, hH ... threshold T1, T2, T21~T29, Tx, Ty, Tz ... terminal V31~V34 ... voltage Vcc ... the power supply voltage α, β ... boundary circle

フロントページの続き (72)発明者 板野 弘道 埼玉県上尾市菅谷四丁目73番地 株式会社 ワコー内 (72)発明者 岡田 和廣 埼玉県上尾市菅谷四丁目73番地 株式会社 ワコー内 Fターム(参考) 2C001 BB00 BB08 BC00 BC01 CA00 CA01 CA06 CA09 5B087 AA09 BC02 BC08 BC12 BC13 BC17 BC33 BC34 DD03 Continued on the front page (72) Inventor Hiromichi Itano 4-73, Sugaya, Ageo-shi, Saitama Prefecture Wako Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Okada 4-73, Sugaya, Ageo-shi, Saitama F-term (reference) 2C001 BB00 BB08 BC00 BC01 CA00 CA01 CA06 CA09 5B087 AA09 BC02 BC08 BC12 BC13 BC17 BC33 BC34 DD03

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のプログラムに基づいて所定の処理
を実行する電子機器に対して、方向を示す操作入力を行
うための入力装置であって、 操作入力が加えられていない状態での出力を零点基準出
力とし、所定の検出軸に沿った正方向もしくは負方向へ
の操作入力が加えられた場合に、加えられた操作入力の
大きさに応じた正もしくは負の検出値を出力する操作入
力検出部と、 加えられた操作入力を前記検出軸に沿った連続的な操作
量として取り扱う操作量モードと、加えられた操作入力
を前記検出軸の正方向もしくは負方向に関するスイッチ
動作として取り扱うスイッチモードと、のいずれかのモ
ードを設定する機能を有し、電子機器が実行しているプ
ログラムに応じて、いずれか一方のモードを設定するモ
ード設定部と、 前記操作量モードが設定されている場合には、前記操作
入力検出部によって検出された検出値を、前記検出軸に
ついての操作量として電子機器に与え、前記スイッチモ
ードが設定されている場合には、前記操作入力検出部に
よって検出された検出値の絶対値を所定のしきい値と比
較し、しきい値を越えていればON状態を示す信号を、
しきい値を越えていなければOFF状態を示す信号を、
前記検出軸の正方向もしくは負方向に関するスイッチ動
作として電子機器に与える操作入力取扱部と、 を備えることを特徴とする電子機器用入力装置。
1. An input device for performing an operation input indicating a direction to an electronic device which executes a predetermined process based on a predetermined program, wherein the input device outputs an output when no operation input is applied. An operation input that outputs a positive or negative detection value according to the magnitude of the applied operation input when an operation input in a positive or negative direction along a predetermined detection axis is applied as a zero point reference output. A detection unit, an operation amount mode for handling the applied operation input as a continuous operation amount along the detection axis, and a switch mode for handling the added operation input as a switch operation regarding the positive direction or the negative direction of the detection axis. A mode setting unit that has a function of setting one of the modes, and sets one of the modes in accordance with a program executed by the electronic device. When the switch mode is set, the detection value detected by the operation input detection unit is given to the electronic device as an operation amount for the detection axis. The absolute value of the detection value detected by the input detection unit is compared with a predetermined threshold value.
If the threshold value is not exceeded, a signal indicating the OFF state is output.
An input device for an electronic device, comprising: an operation input handling unit that gives the electronic device as a switch operation related to a positive direction or a negative direction of the detection axis.
【請求項2】 請求項1に記載の電子機器用入力装置に
おいて、 モード設定部が、更に、操作量モードとスイッチモード
とを混合した取り扱いを行う混合モードを設定する機能
を有し、 前記混合モードが設定されている場合には、操作入力取
扱部は、操作入力検出部によって検出された検出値の絶
対値を第1のしきい値および第2のしきい値(第1のし
きい値<第2のしきい値)と比較し、第1のしきい値を
越えていなければ、OFF状態を示す信号を前記検出軸
の正方向もしくは負方向に関するスイッチ動作として電
子機器に与え、第1のしきい値と第2のしきい値との間
であれば、ON状態を示す信号を前記検出軸の正方向も
しくは負方向に関するスイッチ動作として電子機器に与
え、第2のしきい値を越えていれば、前記検出値を前記
検出軸についての操作量として電子機器に与える処理を
行うことを特徴とする電子機器用入力装置。
2. The input device for an electronic device according to claim 1, wherein the mode setting unit further has a function of setting a mixed mode for performing a mixed operation of the operation amount mode and the switch mode. When the mode is set, the operation input handling unit determines the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit as a first threshold value and a second threshold value (first threshold value). If the signal does not exceed the first threshold value, a signal indicating the OFF state is given to the electronic device as a switch operation relating to the positive direction or the negative direction of the detection axis. Between the threshold value and the second threshold value, a signal indicating the ON state is given to the electronic device as a switch operation relating to the positive direction or the negative direction of the detection axis, and the signal exceeds the second threshold value. If so, the detected value is Operation amount input device for an electronic device, which comprises carrying out the process of giving the electronic device as for Dejiku.
【請求項3】 所定のプログラムに基づいて所定の処理
を実行する電子機器に対して、方向を示す操作入力を行
うための入力装置であって、 操作入力が加えられていない状態での出力を零点基準出
力とし、所定の検出軸に沿った正方向もしくは負方向へ
の操作入力が加えられた場合に、加えられた操作入力の
大きさに応じた正もしくは負の検出値を出力する操作入
力検出部と、 この操作入力検出部によって検出された検出値の絶対値
を第1のしきい値および第2のしきい値(第1のしきい
値<第2のしきい値)と比較し、第1のしきい値を越え
ていなければ、OFF状態を示す信号を前記検出軸の正
方向もしくは負方向に関するスイッチ動作として電子機
器に与え、第1のしきい値と第2のしきい値との間であ
れば、ON状態を示す信号を前記検出軸の正方向もしく
は負方向に関するスイッチ動作として電子機器に与え、
第2のしきい値を越えていれば、前記検出値を前記検出
軸に沿った連続的な操作量として電子機器に与える混合
モード動作を行う機能を有する操作入力取扱部と、 を備えることを特徴とする電子機器用入力装置。
3. An input device for performing an operation input indicating a direction to an electronic device that executes a predetermined process based on a predetermined program, wherein the input device outputs an output when no operation input is applied. An operation input that outputs a positive or negative detection value according to the magnitude of the applied operation input when an operation input in a positive or negative direction along a predetermined detection axis is applied as a zero point reference output. A detecting unit, and comparing an absolute value of a detection value detected by the operation input detecting unit with a first threshold value and a second threshold value (first threshold value <second threshold value). If the signal does not exceed the first threshold, a signal indicating the OFF state is given to the electronic device as a switch operation in the positive direction or the negative direction of the detection axis, and the first threshold value and the second threshold value If the signal indicates the ON state, Given to the electronic device as a switch operation about the positive or negative direction of the detection axis,
An operation input handling unit having a function of performing a mixed mode operation of providing the electronic device with the detected value as a continuous operation amount along the detection axis if the detected value exceeds the second threshold value. Characteristic input device for electronic equipment.
【請求項4】 請求項3に記載の電子機器用入力装置に
おいて、 操作量モードと混合モードとの少なくとも2通りのモー
ドを設定する機能を有し、電子機器が実行しているプロ
グラムに応じて、いずれかのモードを設定するモード設
定部を更に設け、 操作入力取扱部は、操作量モードが設定されている場合
には、操作入力検出部によって検出された検出値を、検
出軸についての操作量として電子機器に与える操作量モ
ード動作を行い、混合モードが設定されている場合に
は、混合モード動作を行うことを特徴とする電子機器用
入力装置。
4. The input device for an electronic device according to claim 3, wherein the input device has a function of setting at least two modes of an operation amount mode and a mixed mode, and according to a program executed by the electronic device. And a mode setting unit for setting any one of the modes. The operation input handling unit, when the operation amount mode is set, converts the detection value detected by the operation input detection unit into an operation for the detection axis. An input device for an electronic device, wherein the input device performs an operation amount mode operation to be given to the electronic device as a quantity, and performs the mixed mode operation when the mixed mode is set.
【請求項5】 請求項3に記載の電子機器用入力装置に
おいて、 スイッチモードと混合モードとの少なくとも2通りのモ
ードを設定する機能を有し、電子機器が実行しているプ
ログラムに応じて、いずれかのモードを設定するモード
設定部を更に設け、 操作入力取扱部は、スイッチモードが設定されている場
合には、操作入力検出部によって検出された検出値の絶
対値を所定のしきい値と比較し、しきい値を越えていれ
ばON状態を示す信号を、しきい値を越えていなければ
OFF状態を示す信号を、検出軸の正方向もしくは負方
向に関するスイッチ動作として電子機器に与えるスイッ
チモード動作を行い、混合モードが設定されている場合
には、混合モード動作を行うことを特徴とする電子機器
用入力装置。
5. The input device for an electronic device according to claim 3, wherein the input device has a function of setting at least two modes of a switch mode and a mixed mode, and according to a program executed by the electronic device. A mode setting unit for setting any one of the modes is further provided. The operation input handling unit, when the switch mode is set, sets the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit to a predetermined threshold value. When the threshold value is exceeded, a signal indicating the ON state is given to the electronic device as a switch operation relating to the positive direction or the negative direction of the detection axis, and a signal indicating the OFF state is provided to the electronic device when the threshold value is not exceeded. An input device for an electronic device, which performs a switch mode operation and performs a mixed mode operation when a mixed mode is set.
【請求項6】 請求項3に記載の電子機器用入力装置に
おいて、 操作量モードとスイッチモードと混合モードとの少なく
とも3通りのモードを設定する機能を有し、電子機器が
実行しているプログラムに応じて、いずれかのモードを
設定するモード設定部を更に設け、 操作入力取扱部は、操作量モードが設定されている場合
には、操作入力検出部によって検出された検出値を、検
出軸についての操作量として電子機器に与える操作量モ
ード動作を行い、スイッチモードが設定されている場合
には、操作入力検出部によって検出された検出値の絶対
値を所定のしきい値と比較し、しきい値を越えていれば
ON状態を示す信号を、しきい値を越えていなければO
FF状態を示す信号を、検出軸の正方向もしくは負方向
に関するスイッチ動作として電子機器に与えるスイッチ
モード動作を行い、混合モードが設定されている場合に
は、混合モード動作を行うことを特徴とする電子機器用
入力装置。
6. The electronic device input device according to claim 3, further comprising a function of setting at least three modes of a manipulated variable mode, a switch mode, and a mixed mode, wherein the program is executed by the electronic device. A mode setting unit for setting any one of the modes according to the operation input handling unit. When the operation amount mode is set, the operation input handling unit outputs a detection value detected by the operation input detection unit to a detection axis. Perform an operation amount mode operation to be given to the electronic device as the operation amount for, and when the switch mode is set, compare the absolute value of the detection value detected by the operation input detection unit with a predetermined threshold value, If the threshold is exceeded, a signal indicating the ON state is output.
A switch mode operation for giving a signal indicating the FF state to the electronic device as a switch operation in the positive direction or the negative direction of the detection axis is performed, and when the mixed mode is set, the mixed mode operation is performed. Input device for electronic equipment.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の電子機
器用入力装置において、 操作入力検出部が、加えられた操作入力を複数の検出軸
のいずれか1つの検出軸についての検出値として出力す
る機能を有し、 操作入力取扱部が、前記1つの検出軸についての検出値
を、所定のモードに応じて必要な処理を施した上で、電
子機器に与えることを特徴とする電子機器用入力装置。
7. The input device for an electronic device according to claim 1, wherein the operation input detection unit detects the applied operation input as a detection value for one of a plurality of detection axes. The operation input handling unit provides a detection value for the one detection axis to an electronic device after performing necessary processing according to a predetermined mode. Input device for equipment.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の電子機
器用入力装置において、 操作入力検出部が、XYZ三次元座標系において加えら
れた操作入力のX軸方向成分およびY軸方向成分をそれ
ぞれ独立して検出する機能をもった力センサを有し、こ
の力センサによって検出されたX軸方向成分およびY軸
方向成分に基づいて、加えられた操作入力の大きさに応
じた検出値を得ることを特徴とする電子機器用入力装
置。
8. The input device for an electronic device according to claim 1, wherein the operation input detecting unit includes an X-axis direction component and a Y-axis direction component of the operation input applied in the XYZ three-dimensional coordinate system. And a detection value corresponding to the magnitude of the applied operation input based on the X-axis direction component and the Y-axis direction component detected by the force sensor. An input device for an electronic device, characterized in that the input device is obtained.
【請求項9】 請求項8に記載の電子機器用入力装置に
おいて、 操作入力検出部が、力センサによって検出されたX軸方
向成分およびY軸方向成分に基づいて、X軸の正方向、
X軸の負方向、Y軸の正方向、Y軸の負方向の4方向の
いずれか1つに関する操作入力を、選択的に検出する機
能を有することを特徴とする電子機器用入力装置。
9. The input device for an electronic device according to claim 8, wherein the operation input detection unit detects a forward direction of the X axis based on the X axis direction component and the Y axis direction component detected by the force sensor.
An input device for an electronic device, having a function of selectively detecting an operation input in one of four directions of a negative direction of an X-axis, a positive direction of a Y-axis, and a negative direction of a Y-axis.
【請求項10】 請求項9に記載の電子機器用入力装置
において、 操作入力検出部が、更に、X軸およびY軸に対して45
°をなすV軸およびW軸を定義したときに、V軸の正方
向、V軸の負方向、W軸の正方向、W軸の負方向の斜め
4方向に関する操作入力を、力センサによって検出され
たX軸方向成分およびY軸方向成分を合成することによ
り検出する機能を有し、合計8方向のいずれか1つに関
する操作入力を選択的に検出する機能を有することを特
徴とする電子機器用入力装置。
10. The input device for an electronic device according to claim 9, wherein the operation input detecting unit further comprises:
When defining the V axis and the W axis that form °, the operation sensor detects four diagonal directions of the positive direction of the V axis, the negative direction of the V axis, the positive direction of the W axis, and the negative direction of the W axis by the force sensor. An electronic device having a function of detecting by combining the obtained X-axis direction component and Y-axis direction component, and a function of selectively detecting an operation input in any one of eight directions. Input device.
【請求項11】 請求項8〜10のいずれかに記載の電
子機器用入力装置において、 操作入力検出部内の力センサが、XY平面に沿った固定
面を有する固定要素と、この固定面に対向する変位面を
もった変位要素と、4組の検出子と、を有し、加えられ
た操作入力に基づいて前記変位要素が前記固定要素に対
して変位を生じるように構成され、 前記4組の検出子は、X軸正方向上、X軸負方向上、Y
軸正方向上、Y軸負方向上にそれぞれ配置され、X軸上
に配置された検出子によって、加えられた操作入力のX
軸方向成分を検出し、Y軸上に配置された検出子によっ
て、加えられた操作入力のY軸方向成分を検出すること
を特徴とする電子機器用入力装置。
11. The input device for an electronic device according to claim 8, wherein the force sensor in the operation input detection unit has a fixed element having a fixed surface along the XY plane, and a force element facing the fixed element. A displacement element having a displacement surface, and four sets of detectors, wherein the displacement element generates displacement relative to the fixed element based on an applied operation input; Detectors are on the positive X-axis direction, on the negative X-axis direction,
The X and Y of the operation input applied by the detectors arranged on the positive axis direction and the negative Y axis direction and by the detectors arranged on the X axis, respectively.
An input device for an electronic device, wherein an axial component is detected, and a Y-axis component of an applied operation input is detected by a detector arranged on the Y axis.
【請求項12】 請求項11に記載の電子機器用入力装
置において、 操作入力検出部内の力センサが、更に、加えられた操作
入力のZ軸方向成分を検出する機能を有し、検出された
前記Z軸方向成分に基づいて、操作入力検出部から電子
機器に対して、クリック操作の入力が行われるようにし
たことを特徴とする電子機器用入力装置。
12. The input device for an electronic device according to claim 11, wherein the force sensor in the operation input detection unit further has a function of detecting a Z-axis direction component of the applied operation input. An input device for an electronic device, wherein a click operation is input to the electronic device from an operation input detection unit based on the Z-axis direction component.
【請求項13】 請求項11に記載の電子機器用入力装
置において、 上面がXY平面に含まれ、この上面の中心部に座標系の
原点がくるように配置された基板と、 前記基板上方のZ軸を中心とした位置に配置され、操作
入力を受けて変位する変位部と、前記基板に固定された
固定部と、前記変位部と前記固定部とを接続する接続部
と、を有し、前記基板上面に取り付けられた変位生成体
と、 前記変位部の下面に形成された接触用変位電極と、 前記基板の前記接触用変位電極に対向する位置に形成さ
れた接触用固定電極と、 前記変位部の変位に起因して静電容量値が変化するよう
に、前記変位部側に形成された変位電極と前記基板側に
形成された固定電極とを有する容量素子からなる4組の
検出子と、 を備え、 前記接続部は可撓性を有しており、前記変位部に操作入
力が加えられたときに、前記接続部が撓みを生じること
により、前記変位部が前記基板に対して変位を生じ、 前記変位部に操作入力が加えられていない場合には、前
記接触用変位電極と前記接触用固定電極とが非接触な状
態を保ち、前記座標系におけるZ軸方向成分を含む所定
量の操作入力が前記変位部に加えられた場合には、前記
接触用変位電極と前記接触用固定電極とが接触状態とな
り、 前記容量素子を構成する変位電極と前記接触用変位電極
とは電気的に接続されており、前記接触用変位電極と前
記接触用固定電極とが接触状態にあるときに、前記接触
用固定電極と前記容量素子を構成する固定電極との間の
静電容量値の変化を電気的に検出することにより、加え
られた操作入力の所定方向成分の大きさを認識できる力
センサを用いるようにしたことを特徴とする電子機器用
入力装置。
13. The input device for an electronic device according to claim 11, wherein a top surface is included in an XY plane, and a substrate arranged such that an origin of a coordinate system is located at a center of the top surface; A displacement unit disposed at a position around the Z axis and displaced in response to an operation input, a fixed unit fixed to the substrate, and a connection unit connecting the displacement unit and the fixed unit; A displacement generator attached to the upper surface of the substrate, a contact displacement electrode formed on the lower surface of the displacement portion, a contact fixed electrode formed at a position facing the contact displacement electrode on the substrate, Four sets of capacitive elements each having a displacement electrode formed on the displacement portion side and a fixed electrode formed on the substrate side so that the capacitance value changes due to the displacement of the displacement portion. And a connector, wherein the connection portion has flexibility Therefore, when an operation input is applied to the displacement unit, the connection unit bends, whereby the displacement unit causes displacement with respect to the substrate, and no operation input is applied to the displacement unit. In the case where the contact displacement electrode and the contact fixed electrode maintain a non-contact state, and when a predetermined amount of operation input including a Z-axis direction component in the coordinate system is applied to the displacement unit, The contact displacement electrode and the contact fixed electrode are brought into contact with each other, the displacement electrode forming the capacitive element and the contact displacement electrode are electrically connected, and the contact displacement electrode and the contact When the fixed electrode is in a contact state, by electrically detecting a change in a capacitance value between the fixed electrode for contact and the fixed electrode forming the capacitive element, the applied operation input is applied. Recognize the magnitude of the predetermined direction component Input device for an electronic device, characterized in that to use a force sensor that can be.
【請求項14】 請求項13に記載の電子機器用入力装
置において、 接触用変位電極と接触用固定電極との接触状態に基づい
て、操作入力検出部から電子機器に対して、クリック操
作の入力が行われるようにしたことを特徴とする電子機
器用入力装置。
14. The input device for an electronic device according to claim 13, wherein a click operation is input from the operation input detection unit to the electronic device based on a contact state between the contact displacement electrode and the contact fixed electrode. An input device for an electronic device, wherein the input device performs the following.
【請求項15】 請求項11に記載の電子機器用入力装
置において、 上面がXY平面に含まれ、この上面の中心部に座標系の
原点がくるように配置された基板と、 前記基板上方のZ軸を中心とした位置に配置され、操作
入力を受けて変位する変位部と、前記基板に固定された
固定部と、前記変位部と前記固定部とを接続する接続部
と、を有し、前記基板上面に取り付けられ、前記接続部
は可撓性を有しており、前記変位部にX軸操作入力が加
えられたときに前記変位部がX軸に対して傾斜するよう
な変位を生じ、前記変位部にY軸操作入力が加えられた
ときに前記変位部がY軸に対して傾斜するような変位を
生じる変位生成体と、 前記基板上面のX軸正方向位置に配置された第1の内側
電極と、 前記基板上面のX軸負方向位置に配置された第2の内側
電極と、 前記基板上面のY軸正方向位置に配置された第3の内側
電極と、 前記基板上面のY軸負方向位置に配置された第4の内側
電極と、 前記基板上面のX軸正方向位置の前記第1の内側電極よ
り外側に配置された第1の外側電極と、 前記基板上面のX軸負方向位置の前記第2の内側電極よ
り外側に配置された第2の外側電極と、 前記基板上面のY軸正方向位置の前記第3の内側電極よ
り外側に配置された第3の外側電極と、 前記基板上面のY軸負方向位置の前記第4の内側電極よ
り外側に配置された第4の外側電極と、 前記第1の内側電極、前記第1の外側電極、前記第2の
内側電極、前記第2の外側電極、前記第3の内側電極、
前記第3の外側電極、前記第4の内側電極、前記第4の
外側電極のそれぞれに対向するように、前記変位生成体
下面の変位を生じる位置に形成され、前記変位部がX軸
正方向に向けて所定量だけ傾斜したときに、その一部分
が前記第1の外側電極に接触し、前記変位部がX軸負方
向に向けて所定量だけ傾斜したときに、その一部分が前
記第2の外側電極に接触し、前記変位部がY軸正方向に
向けて所定量だけ傾斜したときに、その一部分が前記第
3の外側電極に接触し、前記変位部がY軸負方向に向け
て所定量だけ傾斜したときに、その一部分が前記第4の
外側電極に接触するように構成された変位電極と、 前記変位電極がいずれかの外側電極と接触したときに、
前記第1の内側電極と前記変位電極とによって構成され
る第1の容量素子の静電容量を示す第1の静電容量値
を、前記変位電極に接触している外側電極と前記第1の
内側電極との間の電気的特性に基づいて測定し、前記第
2の内側電極と前記変位電極とによって構成される第2
の容量素子の静電容量を示す第2の静電容量値を、前記
変位電極に接触している外側電極と前記第2の内側電極
との間の電気的特性に基づいて測定し、前記第3の内側
電極と前記変位電極とによって構成される第3の容量素
子の静電容量を示す第3の静電容量値を、前記変位電極
に接触している外側電極と前記第3の内側電極との間の
電気的特性に基づいて測定し、前記第4の内側電極と前
記変位電極とによって構成される第4の容量素子の静電
容量を示す第4の静電容量値を、前記変位電極に接触し
ている外側電極と前記第4の内側電極との間の電気的特
性に基づいて測定し、前記第1の静電容量値と前記第2
の静電容量値との差に基づいて前記X軸操作入力につい
ての検出値を出力し、前記第3の静電容量値と前記第4
の静電容量値との差に基づいて前記Y軸操作入力につい
ての検出値を出力する検出回路と、 を備える力センサを用いるようにしたことを特徴とする
電子機器用入力装置。
15. The input device for an electronic device according to claim 11, wherein an upper surface is included in an XY plane, and a substrate disposed such that an origin of a coordinate system is located at a center of the upper surface. A displacement unit disposed at a position around the Z axis and displaced in response to an operation input, a fixed unit fixed to the substrate, and a connection unit connecting the displacement unit and the fixed unit; Attached to the upper surface of the substrate, the connection portion has flexibility, and when the X-axis operation input is applied to the displacement portion, the displacement portion tilts with respect to the X-axis. And a displacement generator that generates a displacement such that the displacement unit is inclined with respect to the Y axis when a Y-axis operation input is applied to the displacement unit; A first inner electrode, disposed at a position on the upper surface of the substrate in the negative X-axis direction; 2, a third inner electrode disposed at a position in the Y-axis positive direction on the substrate upper surface, a fourth inner electrode disposed at a Y-axis negative direction position on the substrate upper surface, A first outer electrode disposed outside the first inner electrode at the X-axis positive direction position; and a second outer electrode disposed outside the second inner electrode at the X-axis negative direction position on the substrate upper surface. An outer electrode, a third outer electrode disposed outside the third inner electrode at a Y-axis positive direction position on the substrate upper surface, and a fourth inner electrode at a Y-axis negative direction position on the substrate upper surface. A fourth outer electrode disposed on the outside, the first inner electrode, the first outer electrode, the second inner electrode, the second outer electrode, the third inner electrode,
The third outer electrode, the fourth inner electrode, and the fourth outer electrode are formed at positions where displacement of the lower surface of the displacement generator is generated so as to face each of the fourth outer electrode, and the displacement portion is in the X-axis positive direction. When a part thereof contacts the first outer electrode when inclined by a predetermined amount toward, and when the displacement part is inclined by a predetermined amount toward the negative direction of the X-axis, a part thereof When the displacement portion is in contact with the outer electrode and is inclined by a predetermined amount in the positive Y-axis direction, a portion thereof contacts the third outer electrode, and the displacement portion faces the Y-axis negative direction. When tilted by a fixed amount, a displacement electrode part of which is configured to contact the fourth outer electrode, When the displacement electrode contacts any of the outer electrodes,
A first capacitance value indicating a capacitance of a first capacitance element formed by the first inner electrode and the displacement electrode is set to a value between the outer electrode in contact with the displacement electrode and the first capacitance value. The second inner electrode and the displacement electrode are measured based on electrical characteristics between the second inner electrode and the displacement electrode.
Measuring a second capacitance value indicating the capacitance of the capacitive element based on the electrical characteristics between the outer electrode and the second inner electrode that are in contact with the displacement electrode, A third capacitance value indicating a capacitance of a third capacitance element formed by the third inner electrode and the displacement electrode, by changing the third capacitance value between the outer electrode in contact with the displacement electrode and the third inner electrode. And a fourth capacitance value indicating a capacitance of a fourth capacitance element formed by the fourth inner electrode and the displacement electrode, which is measured based on an electric characteristic between the fourth inner electrode and the displacement electrode. The first capacitance value and the second capacitance value are measured based on an electrical characteristic between an outer electrode in contact with an electrode and the fourth inner electrode.
A detection value for the X-axis operation input based on the difference between the third capacitance value and the fourth capacitance value.
And a detection circuit for outputting a detection value for the Y-axis operation input based on a difference from the capacitance value of the input device.
【請求項16】 請求項15に記載の電子機器用入力装
置において、 変位部下面のZ軸に沿った位置に押圧棒を設け、基板上
面の原点近傍位置にON/OFFスイッチを設け、前記
押圧棒に加えられた押圧力に基づいて前記ON/OFF
スイッチが動作するように構成し、このON/OFFス
イッチの動作に基づいて、操作入力検出部から電子機器
に対して、クリック操作の入力が行われるようにしたこ
とを特徴とする電子機器用入力装置。
16. The input device for an electronic device according to claim 15, wherein a pressing rod is provided at a position along the Z-axis on the lower surface of the displacement unit, and an ON / OFF switch is provided at a position near the origin on the upper surface of the substrate. ON / OFF based on the pressing force applied to the rod
A switch is configured to operate, and a click operation is input from the operation input detection unit to the electronic device based on the operation of the ON / OFF switch. apparatus.
【請求項17】 請求項11に記載の電子機器用入力装
置において、 上面がXY平面に含まれ、この上面の中心部に座標系の
原点がくるように配置された基板と、 前記基板上方のZ軸を中心とした位置に配置され、操作
入力を受けて変位する変位部と、前記基板に固定された
固定部と、前記変位部と前記固定部とを接続する接続部
と、を有し、前記基板上面に取り付けられた変位生成体
と、 前記基板の上面のX軸正領域、X軸負領域、Y軸正領
域、Y軸負領域にそれぞれ配置された第1の抵抗体、第
2の抵抗体、第3の抵抗体、第4の抵抗体と、 前記変位部の下面の前記第1の抵抗体、前記第2の抵抗
体、前記第3の抵抗体、前記第4の抵抗体にそれぞれ対
向する位置に配置された第1の接触用導電体、第2の接
触用導電体、第3の接触用導電体、第4の接触用導電体
と、 を備え、 前記接続部は可撓性を有しており、前記変位部に操作入
力が加えられたときに、前記接続部が撓みを生じること
により、前記変位部の下面が前記基板の上面に対して変
位を生じ、この変位に基づいて、前記各接触用導電体の
前記各抵抗体に対する接触状態が変化するように構成さ
れ、 前記各接触用導電体は、弾性変形する導電性材料から構
成されており、かつ、前記各抵抗体に対する接触状態の
変化に基づいて接触面の面積が変化する形状を有してお
り、この接触面の面積の変化に基づいて、前記変位部に
加えられたX軸操作入力およびY軸操作入力を検出でき
るようにした力センサを用いるようにしたものである。
17. The input device for an electronic device according to claim 11, wherein a top surface is included in an XY plane, and a substrate arranged such that an origin of a coordinate system is located at a center of the top surface; A displacement unit disposed at a position around the Z axis and displaced in response to an operation input, a fixed unit fixed to the substrate, and a connection unit connecting the displacement unit and the fixed unit; A displacement generator attached to the upper surface of the substrate; a first resistor disposed in an X-axis positive region, an X-axis negative region, a Y-axis positive region, and a Y-axis negative region on the upper surface of the substrate; , A third resistor, a fourth resistor, and the first resistor, the second resistor, the third resistor, and the fourth resistor on the lower surface of the displacement unit. , A first contact conductor, a second contact conductor, and a third contact conductor, An electrical body and a fourth contact conductor, wherein the connecting portion has flexibility, and when an operation input is applied to the displacement portion, the connecting portion bends. The lower surface of the displacement portion is displaced with respect to the upper surface of the substrate, and based on the displacement, the contact state of the conductor for contact with the resistor changes. The conductor is made of a conductive material that is elastically deformed, and has a shape in which the area of the contact surface changes based on a change in the state of contact with each of the resistors. A force sensor capable of detecting an X-axis operation input and a Y-axis operation input applied to the displacement unit based on the change is used.
【請求項18】 請求項17に記載の電子機器用入力装
置において、 基板の上面の原点近傍領域に第5の抵抗体を更に設け、
変位部の下面の前記第5の抵抗体に対向する位置に第5
の接触用導電体を設け、前記第5の接触用導電体の前記
第5の抵抗体に対する接触状態に基づいて、操作入力検
出部から電子機器に対して、クリック操作の入力が行わ
れるようにしたことを特徴とする電子機器用入力装置。
18. The input device for an electronic device according to claim 17, further comprising a fifth resistor in a region near the origin on an upper surface of the substrate,
The fifth lower surface of the displacement portion is located at a position facing the fifth resistor.
And a click operation input from the operation input detection unit to the electronic device is performed based on a contact state of the fifth contact conductor with the fifth resistor. An input device for electronic equipment, characterized in that:
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