JP2007234262A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 本発明の目的は、デジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとが不意に切り替わるのを防止することができ且つ基板を小型化することにより装置の小型化を図ることができる入力装置を提供する。
【構成】 ４方向に押下入力可能な多方向入力装置であって、ケース１００内部に中空支持された基板２００と、上端部がケースから操作可能に露出しており且つ基板２００を上下動可能に貫通した操作体３００と、基板２００の上面に設けられており且つ操作体３００のＸ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙ方向の操作移動を検出する４つのデジタル検出手段４００( 図示２つ) と、基板２００の下面に設けられており且つ操作体３００のＸ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙ方向の操作移動及びその移動量を検出する４つのアナログ検出手段５００( 図示２つ) と、デジタル検出位置からアナログ検出位置にかけて操作体３００の高さ位置を可変させる高さ位置変更手段６００とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、業務用又は家庭用のゲーム機等に使用される多方向入力装置に関する。

この種の多方向入力装置としては、断面視凸字状の基板の上段の周縁部に９０°間隔で設けられた４つのデジタル検出手段と、基板の下段の周縁部にデジタル検出手段と同じ間隔で設けられた４つのアナログ検出手段と、デジタル検出手段を押下する４つの第１の押下部を有した十字状の第１の操作体と、この第１の操作体が中央部に嵌合する部材であり且つ第１の操作体の４つの第１の押下部と９０°位置ずれした位置にアナログ検出手段を押下する４つの第２の押下部を有した第２の操作体とを備えており、第１、第２の操作体を回転させることにより、第１の操作体の第１の押下部がデジタル検出手段を押下可能なデジタル操作入力モードと、当該第２の操作体の第２の押下部がアナログ検出手段を押下可能なアナログ操作モードとを切り替え可能としたものがある( 特許文献１参照) 。

また、別の多方向入力装置としては、操作体が貫通する台座部上に、当該操作体回りに４つのデジタル検出手段を位置変位可能に設ける一方、前記台座部の下側に、アナログ検出手段を設け、前記台座部に設けられた位置変位機構を回転させることにより、デジタル検出手段を操作体の傾動領域内から傾動領域外にかけて位置変位させ、デジタル操作入力モードと、アナログ操作モードとを切り替え可能としたものがある( 特許文献２参照) 。

特開２００３−１６７６７２号公報 特許第３４３００１８号公報

ところが、特許文献１の多方向入力装置は、第２の操作体が不意の操作により回転し、デジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとが切り替わってしまう可能性を有している。

また、基板の同一面上に、デジタル入力機構( 第１の操作体及びデジタル検出手段) と、アナログ入力機構( 第２の操作体及びアナログ検出手段) とが設けられているため、基板の小型化が困難であり、その結果、入力装置自体の小型化も困難である。また、入力装置が備えられる電子機器の基板の一部を利用する場合、当該基板の上面に前記デジタル入力機構及びアナログ入力機構を配設しなければならないことから、当該電子機器の小型化を妨げる一因となっている。

一方、特許文献２の多方向入力装置は、前記台座部が必要不可欠であるため、装置の小型化を図ることが困難である。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、デジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとが不意に切り替わるのを防止することができ且つ基板を小型化することにより装置の小型化を図ることができる入力装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の入力装置は、ケース内部に中空支持された基板と、上端部がケースから操作可能に露出しており且つ基板を上下動可能に貫通した操作体と、基板の上面又は下面に設けられており且つ操作体の操作移動を検出するデジタル検出手段と、基板の下面又は上面に設けられており且つ操作体の操作移動及びその移動量を検出するアナログ検出手段と、デジタル検出手段が当該操作体の操作移動を検出可能なデジタル検出位置からアナログ検出手段が当該操作体の操作移動及びその移動量を検出可能なアナログ検出位置にかけて操作体の高さ位置を可変させる高さ位置変更手段とを具備したことを特徴としている。

このような入力装置による場合、基板の一面( 上面又は下面) にデジタル検出手段を、他面( 下面又は上面) にアナログ検出手段を設け、高さ位置変更手段を操作することにより、操作体の高さ位置が、デジタル検出手段が当該操作体の操作移動を検出可能なデジタル検出位置からアナログ検出手段が当該操作体の操作移動及びその移動量を検出可能なアナログ検出位置にかけて可変する。即ち、操作体がデジタル検出位置に位置すると、デジタル操作入力モードとなり、操作体がアナログ検出位置に位置すると、アナログ操作入力モードとなる。

高さ位置変更手段としては、操作体の下方位置に配置された押下釦を用いることができる。即ち、押下操作されることにより、前記押下釦が上げ下げし、操作体が当該押下釦に押し上げられ又は自重により下がることにより、当該操作体の高さ位置が可変する。このため、前記操作釦を操作しない限り、操作体の高さ位置が可変することがないので、操作体を不用意に操作しても、デジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとが操作時に不用意に切り替わることがない。

また、別の高さ位置変更手段としては、ケースの底面部にスライド自在に設けられたスライダであって、そのスライド移動に応じて操作体を上げ下げする傾斜部を有したものを用いることができる。このように高さ位置変更手段の傾斜部により操作体の高さ位置を可変するようになっているので、操作体を不用意に操作しても、デジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとが操作時に不用意に切り替わることがない。

多方向の押下操作入力が可能な入力装置である場合、基板の上面の操作体が貫通する貫通孔の回りには複数のデジタル検出手段が、当該基板の下面の前記貫通孔の回りには複数のアナログ検出手段が所定間隔を空けて配設されており、操作体は、基板の上面上の複数のデジタル検出手段の上方に位置する上側キートップと、基板の下面上の複数のアナログ検出手段の下方に位置し且つ高さ位置変更手段上に載置される下側キートップとを有しており、操作体がデジタル検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の上側キートップの一部の下面がデジタル検出手段を押下するようになっており、操作体がアナログ検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の下側キートップの前記上側キートップの一部の下方の部分の反対側に位置する部分の上面が前記アナログ検出手段を押し上げるようになっている。

別の多方向の押下操作入力が可能な入力装置である場合、基板の上面の操作体が貫通する貫通孔の回りには複数のアナログ検出手段が、当該基板の下面の前記貫通孔の回りには複数のデジタル検出手段が所定間隔を空けて配設されており、操作体は、基板の上面上の複数のアナログ検出手段の上方に位置する上側キートップと、基板の下面上の複数のデジタル検出手段の下方に位置し且つ高さ位置変更手段上に載置される下側キートップとを有しており、操作体がアナログ検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の上側キートップの一部の下面がアナログ検出手段を押下するようになっており、操作体がデジタル検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の下側キートップの前記上側キートップの一部の下方の部分の反対側に位置する部分の上面がデジタル検出手段を押し上げるようになっている。

デジタル検出手段は操作体に押下又は押上げされることによりオン／オフされるスイッチ素子であり、アナログ検出手段は操作体に押上げ又は押下されることにより、抵抗値が可変する可変抵抗器であることが好ましい。

キートップとデジタル検出手段との間には、第１の弾性体が介在していることが好ましい。この第１の弾性体は、キートップの押下により弾性変形しつつデジタル検出手段を押下する。その後、第１の弾性体の復元力により、キートップが操作前の原点位置に復帰する。

アナログ検出手段は、導電性を有した第２の弾性体を有した構成とすることができる。この第２の弾性体は、キートップの押下された後、その復元力により、キートップを操作前の原点位置に復帰させることができる。

本発明に係る入力装置による場合、基板の両面の一方側にデジタル入力機構( 操作体及びデジタル検出手段) を、他方側にアナログ入力機構( 操作体及びアナログ検出手段) を配設することができるので、基板の小型化を図ることができ、その結果、装置の小型化を図ることができる。しかも、高さ位置変更手段により、操作体の高さ位置を変えることにより、デジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとを切り替えるようになっていることから、デジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとが操作時に不用意に切り替わるのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る入力装置について説明する。

まず、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る入力装置の概略的断面図であって、操作体がデジタル検出位置に位置した状態を示す図、図２は同入力装置の概略的断面図であって、操作体がアナログ検出位置に位置した状態を示す図である。

図１及び図２に示す入力装置は、Ｘ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙ方向の４方向に押下入力可能な多方向入力装置であって、ケース１００内部に中空支持された基板２００と、上端部がケース１００から操作可能に露出しており且つ基板２００を上下動可能に貫通した操作体３００と、基板２００の上面に設けられており且つ操作体３００のＸ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙ方向の操作移動を検出する４つのデジタル検出手段４００( 図示２つ) と、基板２００の下面に設けられており且つ操作体３００のＸ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙ方向の操作移動及びその移動量を検出する４つのアナログ検出手段５００( 図示２つ) と、デジタル検出位置からアナログ検出位置にかけて操作体３００の高さ位置を可変させる高さ位置変更手段６００とを具備している。以下、各部を詳しく説明する。

ケース１００は、底面が開放された箱体である上ケース１１０と、上ケース１１０の開放部を塞ぐ板状の下ケース１２０とを有する。

上ケース１１０の天井面の中央部には、操作体３００の上側キートップ３１０の４つのキー部３１２を外部に露出させるための十字状の開口１１１が開設されている。また、上ケース１１０の天井面の周縁部には、操作体３００の上側キートップ３１０とデジタル検出手段４００との間に介在する第１の弾性体７００の立壁部７２０を収容するための断面略Ω状の収容部１１２が下方に向けて設けられている。

上ケース１１０の内壁面の中央部には、凹状の第１、第２の支持部１１３、１１４が上下に並べて設けられている。第１の支持部１１３は、基板２００を中空支持する。第２の支持部１１４はアナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０を上下動可能に支持する。

下ケース１２０の中央部には、高さ位置変更手段６００を収容するための収容孔１２１が設けられている。

基板２００は周知のプリント基板等である。この基板２００の中央部には、貫通孔２１０に操作体３００が通される貫通孔２１０が開設されている。

操作体３００は、上側キートップ３１０と、下側キートップ３２０と、上側キートップ３１０と下側キートップ３２０とを連結するための取付ネジ３３０とを有する。

上側キートップ３１０は、円盤状の上側押下部３１１と、この上側押下部３１１の上面に設けられた４つのキー部３１２( 図示３つ) とを有している。

上側押下部３１１は、円盤状の部材であって、当該開口１１１からの操作体３００の抜けを防止している。また、上側押下部３１１の中央部には、取付ネジ３３０が挿入される挿入孔３１１ａが開設されている。この上側押下部３１１の下面が第１の弾性体７００を介してデジタル検出手段４００を押下する押下部位となる。

キー部３１２は、Ｘ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙ方向の押下操作入力を行うための操作キーであって、上側押下部３１１の上面の挿入孔３１１ａの回りに９０°間隔で配設されている。即ち、４つのキー部３１２は、いわゆる十字キーとなっている。

下側キートップ３２０は、円筒状の軸部３２１と、この軸部３２１の下端部に設けられた円盤状の下側押下部３２２とを有する。

軸部３２１は、上側キートップ３１０の上側押下部３１１の挿入孔３１１ａと連通するネジ孔３２１ａが設けられている。即ち、挿入孔３１１ａに挿入された取付ネジ３３０がネジ孔３２１ａに螺合することにより、上側キートップ３１０と下側キートップ３２０とが組み合わされる。

下側押下部３２２は、上面が平坦面にされている一方、下面が球面状にされている。この下側押下部３２２の下面の中心部が高さ位置変更手段６００上に設置される。即ち、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２の下面の中心部を支点として、操作体３００が後述する直立状態から上側キートップ３１０のキー部３１２の押下操作に応じて傾動可能となる。また、下側押下部３２２の上面は、操作体３００の傾動により、アナログ検出手段５００を押し上げる押上部位となる。

第１の弾性体７００は、円盤状のベース部７１０と、このベース部７１０の周縁部に当該ベース部７１０と直交するように設けられた立壁部７２０と、ベース部７１０に設けられた４つの突起部７３０とを有する。

ベース部７１０の中央部には、基板２００の貫通孔２１０と同心円状に形成された貫通孔７１１が設けられている。この貫通孔７１１には、操作体３００の軸部３２１が通される。

立壁部７２０は、上側部が上ケース１１０の収容部１１２に収容され、下側部が基板２００の上面に載置される。

突起部７３０は、ベース部７１０の上面の貫通孔７１１の回りに設けられた上側凸部７３１と、このベース部７１０の下面に上側凸部７３１と連続するように設けられた下側凸部７３２とを有する。

上側凸部７３１は、略円柱体であって、その上面は平坦面にされている。この上側凸部７３１の上面に、操作体３００がデジタル検出位置に位置したときに、当該操作体３００の上側キートップ３１０の上側押下部３１１が載置される。これにより、操作体３００が直立状態で保持される。下側凸部７３２は、上側凸部７３１よりも径が小さい略円柱体であって、その下面がデジタル検出手段４００の可動接点４１０の頂部に接触するようになっている。即ち、突起部７３０が上側キートップ３１０とデジタル検出手段４００との間に介在する部位となっている。

４つのデジタル検出手段４００は、基板２００の上面の貫通孔２１０の回りに９０°間隔で形成された図示しない４つの一対の固定接点と、一方の固定接点と接触するように基板２００の上面に設置される薄いドーム状の導電板( いわゆるスナッププレート) である４つの可動接点４１０とを有した周知のスイッチ素子である。

即ち、デジタル検出手段４００は、可動接点４１０が第１の弾性体７００を介して上側押下部３１１の下面に押下され、クリック感をなして反転して他方の固定接点に接触することにより、出力信号が出力されるようになっている。

４つのアナログ検出手段５００は、基板２００の下面の貫通孔２１０の回りに９０°間隔で形成された図示しない４つの一対の電極パターンと、この４つの一対の電極パターン間に形成された４つの抵抗パターンと、基板２００の下面に対向配置された第２の弾性体５１０とを有している。

前記一対の電極パターンは、基板２００の貫通孔２１０から外側に向けて平行に延びている。前記抵抗パターンは前記一対の電極パターンと平行に延びている。

第２の弾性体５１０は、非導電性のシリコンゴム製の板状の本体部５１１と、この本体部５１１の上面に設けられた４つの導電性のゴム製の接点部５１２( 図示２つ) とを有している。

本体部５１１は、基板２００の貫通孔２１０と同心円状に形成された孔部５１１ａが設けられている。この孔部５１１ａに操作体３００の軸部３２１が通される。また、本体部５１１の下面には、操作体３００がアナログ検出位置に位置したときに、当該操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２の上面が面接触する。これにより、操作体３００が直立状態で保持される。

接点部５１２は、本体部５１１の上面の孔部５１１ａの回りに９０°間隔で形成されている。この接点部５１２の上面は、前記一対の電極パターン及び抵抗パターンの内側部分に接触し短絡させる平坦面５１２ａと、この平坦面５１２ａと連続し且つ孔部５１１ａから外側に向けて漸次減少するテーパ面５１２ｂとを有する。

即ち、本体部５１１及び接点部５１２が下側キートップ３２０の下側押下部３２２の上面に押上げられることにより、接点部５１２のテーパ面５１２ｂが前記一対の電極パターン及び抵抗パターンに押しつけられる。これにより、前記一対の電極パターンと抵抗パターンとの短絡位置が外側に移動し、その抵抗値が変化する。

高さ位置変更手段６００は周知のオルタネート型の押下釦である。即ち、高さ位置変更手段６００は、その下面が、図１に示す初期位置( 下ケース１２０の下面から突出した位置) から内部のスプリングの付勢力に抗して所定量押下操作されると、内部の係止手段により係止され、図２に示す押下位置で保持される。その後、再度、所定量押下操作されると、前記係止手段の係止が解除され、前記スプリングの付勢力により押下位置から初期位置に復帰する。この高さ位置変更手段６００が初期位置から押下位置にかけて上下動することにより、当該高さ位置変更手段６００上に載置された操作体３００の高さ位置がデジタル検出位置からアナログ検出位置にかけて可変する。

なお、デジタル検出位置とは、図１に示すように、操作体３００の上側キートップ３１０の上側押下部３１１が、第１の弾性体７００の突起部７３０に接触し、押下可能である一方、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２と、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０との間に空隙が生じ、当該下側押下部３２２が第２の弾性体５１０を押上げできない位置である。

一方、アナログ検出位置とは、図２に示すように、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２が、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０の下面に接触し、押上げ可能である一方、操作体３００の上側キートップ３１０の上側押下部３１１と第１の弾性体７００の突起部７３０との間に空隙が生じ、当該上側押下部３１１が当該突起部７３０を押下できない位置である。

以下、この入力装置の組み立て方法について説明する。まず、基板２００の上面のデジタル検出手段４００の４つの一方の固定接点上に、４つの可動接点４１０を設置する。その後、基板２００の上面上に第１の弾性体７００を載置する。すると、第１の弾性体７００の４つの突起部７３０の下側凸部７３２が４つの可動接点４１０に接触する。そして、第１の弾性体７００の４つの突起部７３０の上側凸部７３１の上面に操作体３００の上側キートップ３１０を載置する。

この状態で、上側キートップ３１０のキー部３１２を上ケース１１０の開口１１１に位置合わせをしつつ挿入し、基板２００を上ケース１１０の第１の支持部１１３に嵌合させ、当該上ケース１１０に中空支持させる。このとき、第１の弾性体７００の立壁部７２０が上ケース１１０の収容孔１２１に収容される。

その後、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０の４つの接点部５１２を、基板２００の下面のアナログ検出手段５００の４つの一対の電極パターン及び抵抗パターンに位置合わせをしつつ接触させる。この状態で、第２の弾性体５１０を上ケース１１０の第２の支持部１１４に挿入し、当該上ケース１１０に支持させる。

その後、下側キートップ３２０の軸部３２１を、下方から、第２の弾性体５１０の本体部５１１の孔部５１１ａ、基板２００の貫通孔２１０及び第１の弾性体７００のベース部７１０の貫通孔７１１に順次通す。そして、下側キートップ３２０の軸部３２１のネジ孔３２１ａと上側キートップ３１０の上側押下部３１１の挿入孔３１１ａとを連通させた状態で、取付ネジ３３０を挿入し、軸部３２１のネジ孔３２１ａに螺合させる。

その後、高さ位置変更手段６００を収容孔１２１に収容した下ケース１２０を上ケース１１０に取り付ける。

以下、このようにして組み立てられる入力装置の使用方法及び各部の動作について詳しく説明する。まず、高さ位置変更手段６００が所定量押下操作されると、当該高さ位置変更手段６００は、内部の係止手段の係止が解除され、内部のスプリングの付勢力により、図１に示すように、初期位置に位置する。

このとき、操作体３００が高さ位置変更手段６００と共に自重により下がり、デジタル検出位置に位置する。すると、操作体３００の上側キートップ３１０の上側押下部３１１が第１の弾性体７００の突起部７３０に接触する一方、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２とアナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０との間に空隙が生じる。これによりデジタル操作入力モードとなる。

一方、高さ位置変更手段６００が内部のスプリングの付勢力に抗して前記所定量押下操作されると、高さ位置変更手段６００が、内部の係止手段に係止され、図２に示すように、押下位置に位置した状態でロックされる。

このとき、操作体３００は高さ位置変更手段６００に押し上げられ、アナログ検出位置に位置する。すると、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２が、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０の下面に接触する一方、操作体３００の上側キートップ３１０の上側押下部３１１と第１の弾性体７００の突起部７３０との間に空隙が生じる。これにより、アナログ操作入力モードとなる。

デジタル操作入力モード時には、操作体３００の上側キートップ３１０のＸ、−Ｘ、Ｙ又は−Ｙ方向のキー部３１２が押下操作されると、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２の下面の中心部を支点に、当該操作体３００が直立状態から傾動してシーソ運動を行い、当該操作体３００の上側キートップ３１０の上側押下部３１１の押下操作されたキー部３１２の下側部位の下面が、第１の弾性体７００の突起部７３０を介してデジタル検出手段４００の可動接点４１０を押下する。これにより、可動接点４１０が反転し、他方の固定接点に接触し、出力信号が出力される。この出力信号は、入力装置が備えられる電子機器のコンピュータに入力され、Ｘ、−Ｘ、Ｙ又は−Ｙ方向の操作入力として認識される。この過程で、第１の弾性体７００のベース部７１０及び突起部７３０が操作体３００の上側キートップ３１０の上側押下部３１１の押下操作されたキー部３１２の下側部位の下面と基板２００との間で圧縮され、弾性変形する。

このとき、操作体３００の下側押下部３２２の押下操作されたキー部３１２の下方の部位の反対側の部位が、操作体３００の前記シーソ運動により、上方向に移動するが、下側押下部３２２とアナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０との間に空隙にあるため、当該第２の弾性体５１０を押し上げることができない。

その後、操作体３００の上側キートップ３１０のキー部３１２が押下操作から開放されると、第１の弾性体７００のベース部７１０及び突起部７３０の復元力により、操作体３００の上側キートップ３１０を押し上げ、操作体３００を直立状態に復帰させる。

アナログ操作入力モード時には、操作体３００の上側キートップ３１０のＸ、−Ｘ、Ｙ又は−Ｙ方向のキー部３１２が押下操作されると、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２の下面の中央部を支点に、当該操作体３００が傾動してシーソ運動を行い、当該操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２の押下操作されたキー部３１２の下方部位の反対側の部位の上面が、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０の本体部５１１を介して接点部５１２を押上げる。これにより、接点部５１２のテーパ面５１２ｂが基板２００の下面上の一対の電極パターン及び抵抗パターンに押しつけられ、当該一対の電極パターンと抵抗パターンとの短絡位置が外側に移動し、その抵抗値が変化する。この抵抗値の変化が、入力装置が備えられる電子機器のコンピュータに入力され、Ｘ、−Ｘ、Ｙ又は−Ｙ方向の操作入力及びその操作量として認識される。この過程で、第２の弾性体５１０の接点部５１２が操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２の押下操作されたキー部３１２の下方部位の反対側の部位の上面と基板２００との間で圧縮され、弾性変形する。

このとき、操作体３００の上側押下部３１１の押下操作されたキー部３１２の下側部位が、操作体３００の前記シーソ運動により、下方向に移動するが、上側押下部３１１と第１の弾性体７００の突起部７３０との間に空隙があるため、当該第１の弾性体７００の突起部７３０を押し下げることができない。

その後、操作体３００の上側キートップ３１０のキー部３１２が押下操作から開放されると、第２の弾性体５１０の接点部５１２の復元力により、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２を押し下げ、操作体３００を直立状態に復帰させる。

このような入力装置による場合、高さ位置変更手段６００が所定量押下操作されることにより、当該高さ位置変更手段６００の高さ位置が初期位置から押下位置にかけて可変し、これと共に、操作体３００の高さ位置が基板２００の上面に設けたデジタル検出手段４００を押下可能なデジタル検出位置から基板２００の下面に設けたアナログ検出手段５００を押下可能なアナログ検出位置にかけて可変するようになっている。即ち、高さ位置変更手段６００を操作しなければ、アナログ操作入力モードとデジタル操作入力モードとを切り替えることができないようになっている。よって、不用意な操作により、アナログ操作入力モードとデジタル操作入力モードとが切り替るのを防止することができる。しかも、高さ位置変更手段６００を所定量押下するだけであることから、操作中にデジタル操作入力モードとアナログ操作入力モードとを簡単に切り替えることができる。

更に、基板２００の上面にデジタル検出手段４００を、基板２００の下面にアナログ検出手段５００を配設するようにしたので、基板２００の小型化を図ることができ、結果として入力装置自体の小型化を図ることができる。

まず、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置について図面を参照しながら説明する。図３は本発明の第２の実施の形態に係る入力装置の概略的断面図であって、操作体がデジタル検出位置に位置した状態を示す図、図４は同入力装置の概略的断面図であって、操作体がアナログ検出位置に位置した状態を示す図である。

図３及び図４に示す入力装置は、操作体３００の構成、アナログ検出手段５００の構成、高さ位置変更手段６００’の構成及び操作体３００を直立状態に復帰させる復帰機構８００を別途備える点で、実施例１の入力装置と異なっている。以下、その相違点を詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。なお、高さ位置変更手段の符号については、６００’を付す。

操作体３００の上側キートップ３１０は、４つのキー部３１２( 図示２つ) と、この４つのキー部３１２を連結する連結部３１３とを有した形状となっている。連結部３１３の中心部には、取付ネジ３３０を通すための挿入孔３１３ａが設けられている。キー部３１２の下面がデジタル検出手段４００を押下する押圧部位となる。

操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２には、高さ位置変更手段６００’の昇降部６２０’の上段部６２２’及び傾斜部６２３’との緩衝を避けるために、切欠き部３２２ａが設けられている。また、下側押下部３２２の上面は平坦面となっており、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０が載置される。

ケース１００の上ケース１１０は、上側キートップ３１０の４つのキー部３１２を操作可能に露出させるための十字状の開口１１５が設けられている。また、ケース１００の下ケース１２０には、高さ位置変更手段６００’のスライダ本体６１０’を案内するための案内溝１２２が設けられている。また、下ケース１２０の上面には、基板２００を載置するための突脈１２３が設けられている。基板２００は突脈１２３と上ケース１１０の収容部１１２の縁部との間で保持される。

アナログ検出手段５００は、基板２００の下面の貫通孔２１０の回りに９０°間隔で形成された図示しない４つの一対の電極パターンと、この４つの一対の電極パターン間に形成された４つの抵抗パターンと、４つの一対の電極パターン及び抵抗パターンに対向配置される第２の弾性体５１０とを有している。

第２の弾性体５１０は、非導電性のシリコンゴム製の本体部５１１と、４つの接点部５１２とを有する。本体部５１１は、平面視十字状の部材であって、中央部から４つの腕部が４方に向けて延びている。この本体部５１１は、下側キートップ３２０の下側押下部３２２の上面に載置され且つ前記腕部が復帰機構８００の台座８１０の収容部８１３に収容される。即ち、第２の弾性体５１０は操作体３００と共に上下動するようになっている。本体部５１１の中央部には、孔部５１１ａが設けられている。また、本体部５１１の腕部の先端部に４つの接点部５１２が設けられる。接点部５１２は実施例１と同じものである。

復帰機構８００は、下ケース１２０上に載置される台座８１０と、この台座８１０の鍔部８１２と基板２００との間に介在するコイルスプリング８２０とを有している。

台座８１０は、円筒状の台部８１１と、この台部８１１の外周面の下端部から外側に向けて凸設された鍔部８１２とを有している。

台部８１１の内周面の上端部には、第２の弾性体５１０の腕部を収容する４つの収容部８１３が９０°間隔で設けられている。収容部８１３は、内側に向けて凸設された一対の凸部( 図示一つ) からなり、この間に第２の弾性体５１０の腕部が収容される。また、この収容部８１３は、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２の上面の周縁部と対向する。即ち、操作体３００の傾動により、操作体３００の下側押下部３２２に収容部８１３を押し上げ、台座８１０が傾くことにより、当該台座８１０の鍔部８１２と基板２００との間でコイルスプリング８２０が圧縮される。このコイルスプリング８２０の付勢力により、傾動した操作体３００が直立状態に復帰する。

高さ位置変更手段６００’は、下ケース１２０にスライド自在に設けられたスライダである。この高さ位置変更手段６００’は、下ケース１２０の案内溝１２２に案内されるスライダ本体６１０’と、このスライダ本体６１０’の上面に設けられた昇降部６２０’と、スライダ本体６１０’の下面に設けられた操作レバー６３０’とを有している。

昇降部６２０’は、操作体３００を図３に示すデジタル検出位置に位置させる下段部６２１’と、操作体３００を図４に示すアナログ検出位置に位置させる上段部６２２’と、下段部６２１’と上段部６２２’とを繋ぐ傾斜部’６２３’とを有する。

なお、デジタル検出位置とは、図３に示すように、操作体３００の上側キートップ３１０のキー部３１２が、第１の弾性体７００の突起部７３０に接触し、押下可能である一方、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０と、当該アナログ検出手段５００の一対の電極パターン及び抵抗パターンとの間に空隙が生じ、当該第２の弾性体５１０が当該一対の電極パターン及び抵抗パターンに接触しない位置である。

一方、アナログ検出位置とは、図４に示すように、アナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０の接点部５１２の平坦面５１２ａと当該アナログ検出手段５００の一対の電極パターン及び抵抗パターンとが接触しており、当該接点部５１２のテーパ面５１２ｂを当該一対の電極パターン及び抵抗パターンに押しつけ可能である一方、操作体３００の上側キートップ３１０のキー部３１２と第１の弾性体７００の突起部７３０との間に空隙が生じ、当該キー部３１２が当該突起部７３０を押下できない位置である。

以下、高さ位置変更手段６００’を用いた操作体３００の高さ位置の変更手順について説明する。

まず、操作レバー６３０’を操作して、スライダ本体６１０’を移動させ、図３に示すように、操作体３００を昇降部６２０’の下段部６２１’上に載置させると、操作体３００が高さ位置が下がり、デジタル検出位置に位置する。すると、操作体３００の上側キートップ３１０の４つのキー部３１２が、第１の弾性体７００の突起部７３０に接触する。これと共に、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２上に載置されたアナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０と、当該アナログ検出手段５００の一対の電極パターン及び抵抗パターンとの間に空隙が生じる。これによりデジタル操作入力モードとなる。

一方、操作レバー６３０’を操作して、スライダ本体６１０’を移動させ、図４に示すように、操作体３００を昇降部６２０’の傾斜部６２３’により下段部６２１’上から上段部６２２’上に移動させると、操作体３００が高さ位置が上がり、アナログ検出位置に位置する。すると、当該操作体３００と共に、操作体３００の下側キートップ３２０の下側押下部３２２上に載置されたアナログ検出手段５００の第２の弾性体５１０の高さ位置が上がり、当該第２の弾性体５１０の接点部５１２の平坦面５１２ａが当該アナログ検出手段５００の一対の電極パターン及び抵抗パターンに接触する。これと共に、操作体３００の上側キートップ３１０の４つのキー部３１２と第１の弾性体７００の突起部７３０との間に空隙が生じる。これによりアナログ操作入力モードとなる。

このような入力装置による場合、高さ位置変更手段６００’の昇降部６２０’の下段部６２１’上に位置しているときには、操作体３００がデジタル検出位置に位置し、昇降部６２０’の上段部６２２’上に位置しているときには、操作体３００がアナログ検出位置に位置するようになっているので、操作体３００を不用意に操作しても、高さ位置変更手段６００’の状態が切り替わることがない。しかも、実施例１同様、基板２００の上面にデジタル検出手段４００を、基板２００の下面にアナログ検出手段５００を配設するようにしたので、基板２００の小型化を図ることができ、結果として入力装置自体の小型化を図ることができる。

なお、ケース１００については、操作体を操作可能に露出しており且つ基板２００を中空支持し得るものであれば、どのようなものを用いてもかまわない。即ち、ケース１００は、上ケース１１０及び下ケース１２０を有するとしたが、これに限定されるものではない。

基板２００については、入力装置専用のものだけでなく、当該入力装置が備えられる電子機器の基板の一部を利用することも可能である。

デジタル検出手段４００については、可動接点４１０及び一対の固定接点を有するとしたが、操作体３００のキー部３１２の押下により、オン／オフされるスイッチ素子であれば、どのようなものを用いてもかまわない。例えば、第１の弾性体７００の突起部７３０の下側凸部７３２の下面に導電接点を形成し、当該導電接点を基板２００の面上の一対の固定接点に接触させるような構成とすることもできる。

アナログ検出手段５００については、上述の可変抵抗器に限定されるものではない。例えば、接点部５１２を基板２００の下面上の抵抗パターンに押しつけ、その接触面積の変化により抵抗値を可変させるようしたものや、感圧導電ゴムを用い、当該感圧導電ゴムを基板２００に押しつけ、その抵抗値を可変させるようにしたものを用いることができる。その他、操作体３００のキー部３１２の押下により、抵抗値、電流又は電圧が可変する感圧センサ等を用いることもできる。

また、アナログ検出手段５００は、基板２００の下面側に設けられているとしたが、基板２００の上面に設けるようにしても良い。この場合、基板２００の下面側にデジタル検出手段４００を設ける。また、デジタル検出手段４００及びアナログ検出手段５００は、同ピッチ間隔で配置されているとしたが、互いに位置ずれしていてもかまわない。

第１の弾性体７００については、設けるか否かは任意である。設ける場合には、第１の弾性体７００は、少なくとも操作体３００の上側キートップ３１０とデジタル検出手段４００との間に介在する突起部７３０を有していれば良い。突起部７３０の形状については、上側キートップ３１０とデジタル検出手段４００との間に介在し得るものであれば、どのような形状であっても良い。

高さ位置変更手段については、高さ位置変更手段６００、６００’に限定されるものではなく、デジタル検出位置からアナログ検出位置にかけて操作体の高さ位置を可変させることができるものであれば、どのような構成のものを用いてもかまわない。例えば、円柱体の外周面に突起を設ける一方、ケースの下面に設けた孔部のない周面に前記突起を案内する溝を設け、当該溝の係止位置を可変することにより前記円柱体の高さ位置が変わるような構成とすることもできる。

また、高さ位置変更手段６００については、オルタネート型押下釦であるとしたが、同様の機能を実現可能な押下釦を採用することができる。また、高さ位置変更手段６００は下面が押下操作されるとしたが、押下操作された操作体２００により当該高さ位置変更手段６００が押下されるようにすることもできる。高さ位置変更手段６００’については、昇降部６２０’を有する限り、どのように設計変更してもかまわない。

デジタル検出位置については、デジタル検出手段が操作体の操作移動を検出可能となる位置であれば良い。アナログ検出位置についても、アナログ検出手段が当該操作体の操作移動及びその移動量を検出可能となる位置であれば良い。なお、上述の如く、デジタル検出手段４００が基板２００の下面に設けられ、アナログ検出手段５００が基板２００の上面に設けられる場合には、デジタル検出位置とアナログ検出位置とが上下逆になることはいう迄もない。

操作体３００については、Ｘ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙ方向の４方向の押下操作入力を行うために４つのキー部３１２を有するとしたが、少なくとも１つのキー部３１２と、下側押下部３２２を有していれば良い。即ち、高さ位置変更手段６００又は６００’の高さ位置の可変に応じて、キー部３１２が基板２００の上面のデジタル検出手段４００又はアナログ検出手段５００を押下可能なる一方、下側押下部３２２が基板２００の下面のアナログ検出手段５００又はデジタル検出手段４００を押上げ可能となっていれば良い。勿論、上側キートップ３１０及び下側キートップ３２０が一体化したものを用いることができる。

上記実施例では、操作体の押下操作入力をデジタル又はアナログ的に検出する入力装置として説明したが、操作体のスライド操作をデジタル又はアナログ的に検出する入力装置とすることも一応可能である。具体的には、基板の上面又は下面に、操作体のスライド操作により、オン／オフされるスイッチ素子を設ける一方、基板の下面又は上面に、操作体のスライド操作により、抵抗値が可変する可変抵抗器を設ける。この可変抵抗器としては、基板上の抵抗パターンと、操作体に取り付けられ、前記抵抗パターン上を摺動する接触子とを有したもの等を使用することができる。この入力装置のデジタル操作入力モード、アナログ操作入力モードの切替についても、高さ位置変更手段６００又は６００’を用いることができる。即ち、デジタル操作入力モード時には、高さ位置変更手段６００又は６００’により、操作体の高さ位置が可変し、操作体の一部がスイッチ素子に当接可能である一方、前記接触子が前記抵抗パターンに接触しないようになっており、アナログ操作入力モード時には、高さ位置変更手段６００又は６００’により、操作体の高さ位置が可変し、前記接触子が前記抵抗パターンに接触する一方、操作体の一部がスイッチ素子に当接しないようにすれば良い。

本発明の第１の実施の形態に係る入力装置の概略的断面図であって、操作体がデジタル検出位置に位置した状態を示す図である。 同入力装置の概略的断面図であって、操作体がアナログ検出位置に位置した状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る入力装置の概略的断面図であって、操作体がデジタル検出位置に位置した状態を示す図である。 同入力装置の概略的断面図であって、操作体がアナログ検出位置に位置した状態を示す図である。

符号の説明

１００ ケース
２００ 基板
３００ 操作体
３１０ 上側キートップ
３２０ 下側キートップ
４００ デジタル検出手段
５００ アナログ検出手段
５１０ 第２の弾性体
６００ 高さ位置変更手段
６００’ 高さ位置変更手段
６２３’ 傾斜部
７００ 第１の弾性体

Claims (8)

1. ケース内部に中空支持された基板と、上端部がケースから操作可能に露出しており且つ基板を上下動可能に貫通した操作体と、基板の上面又は下面に設けられており且つ操作体の操作移動を検出するデジタル検出手段と、基板の下面又は上面に設けられており且つ操作体の操作移動及びその移動量を検出するアナログ検出手段と、デジタル検出手段が当該操作体の操作移動を検出可能なデジタル検出位置からアナログ検出手段が当該操作体の操作移動及びその移動量を検出可能なアナログ検出位置にかけて操作体の高さ位置を可変させる高さ位置変更手段とを具備したことを特徴とする入力装置。
2. 請求項１記載の入力装置において、高さ位置変更手段は、操作体の下方位置に配置された押下釦であることを特徴とする入力装置。
3. 請求項１記載の入力装置において、高さ位置変更手段は、ケースの底面部にスライド自在に設けられたスライダであって、そのスライド移動に応じて操作体を上げ下げする傾斜部を有することを特徴とする入力装置。
4. 多方向の押下操作入力が可能な請求項２又は３記載の入力装置において、基板の上面の操作体が貫通する貫通孔の回りには複数のデジタル検出手段が、当該基板の下面の前記貫通孔の回りには複数のアナログ検出手段が所定間隔を空けて配設されており、
   操作体は、基板の上面上の複数のデジタル検出手段の上方に位置する上側キートップと、基板の下面上の複数のアナログ検出手段の下方に位置し且つ高さ位置変更手段上に載置される下側キートップとを有しており、
   操作体がデジタル検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の上側キートップの一部の下面がデジタル検出手段を押下するようになっており、
   操作体がアナログ検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の下側キートップの前記上側キートップの一部の下方の部分の反対側に位置する部分の上面が前記アナログ検出手段を押し上げるようになっていることを特徴とする入力装置。
5. 多方向の押下操作入力が可能な請求項２又は３記載の入力装置において、基板の上面の操作体が貫通する貫通孔の回りには複数のアナログ検出手段が、当該基板の下面の前記貫通孔の回りには複数のデジタル検出手段が所定間隔を空けて配設されており、
   操作体は、基板の上面上の複数のアナログ検出手段の上方に位置する上側キートップと、基板の下面上の複数のデジタル検出手段の下方に位置し且つ高さ位置変更手段上に載置される下側キートップとを有しており、
   操作体がアナログ検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の上側キートップの一部の下面がアナログ検出手段を押下するようになっており、
   操作体がデジタル検出位置に位置しているときには、操作体の上側キートップの一部の上面が押下操作されることにより、当該操作体が傾斜し、当該操作体の下側キートップの前記上側キートップの一部の下方の部分の反対側に位置する部分の上面がデジタル検出手段を押し上げるようになっていることを特徴とする入力装置。
6. 請求項４又は５記載の入力装置において、デジタル検出手段は操作体に押下又は押上げられることによりオン／オフされるスイッチ素子であり、アナログ検出手段は操作体に押上げ又は押下されることにより、抵抗値が可変する可変抵抗器であることを特徴とする入力装置。
7. 請求項４又は５記載の入力装置において、キートップとデジタル検出手段との間には、第１の弾性体が介在していることを特徴とする入力装置。
8. 請求項４又は５記載の入力装置において、アナログ検出手段は、キートップに押下されることにより弾性変形する導電性を有した第２の弾性体を有することを特徴とする入力装置。

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