JP2013145743A - Operation input device and electronic apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作入力の作用により傾倒(チルト)する可動部と、前記可動部の傾倒によりインダクタンスが変化することによって前記可動部の傾倒量に応じた信号を出力するコイルとを有する操作入力装置、及びその操作入力装置を備える電子機器に関する。 The present invention relates to an operation input device having a movable part that tilts (tilts) by the action of an operation input, and a coil that outputs a signal corresponding to the tilt amount of the movable part when the inductance changes due to the tilt of the movable part. And an electronic apparatus including the operation input device.
図1は、特許文献1に開示された操作入力装置100の断面図である。図1は、操作入力が付与されていない初期状態を示している。操作入力装置100は、コイル271,272,273の上側に上ヨーク260を備え、コイル271,272,273の下側に下ヨーク280を備える。上ヨーク260は、コイル271に対向するコア261を有し、コイル273に対向するコア263を有する。下ヨーク280は、基板290に設置される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
キー240は、ケース230の開口部231との嵌合により、X方向及びY方向で保持され、Z方向に移動可能に支持された操作部である。キー240は、コイル状のリターンバネ250によりZ方向へ初期荷重が与えられた状態で、ケース230の上側内面232に当接している。リターンバネ250は、その一方の端がキー240の下面中央部に当接し、もう一方の端が下ヨーク280の上面中央部に当接する。リターンバネ250は、キー240の下面に設置される上ヨーク260の中央部に設けられた孔を貫通している。上ヨーク260は、磁性体(例えば、鋼板、フェライト)によって成形され、キー240と同一の動きを伴う。
The
図2は、キー240をXY平面に対してコイル271側に傾ける操作入力が付与された傾倒状態での操作入力装置100の正面視断面図である。このような操作入力が付与されると、カバー230の上側内面232(図上、左側の上側内面232)を傾倒支点として、上ヨーク260及びコア261がコイル271に近接する。上ヨーク260及びコア261がコイル271に近接することによって、コイル271を取り巻く周辺の透磁率が上昇し、コイル271の自己インダクタンスが増加する。キー240が他の方向に傾いた場合も同様に考えることができる。したがって、各コイルのインダクタンスを評価することによって、キー240の傾倒方向とその傾倒量(例えば、Z方向のストローク量)が検出できる。
FIG. 2 is a front sectional view of the
また、キー240がカバー230の上側内面232を支点として傾倒する場合、その傾倒動作は、キー240の下面中央部に形成された突起部が傾倒止め281に接触することで止まる。
Further, when the
しかしながら、上述の従来技術では、操作入力が作用する可動部の下方に複数のコイルが配置されているため、可動部の傾倒動作を止める終点を決める傾倒止めを、各コイルが配置されている領域を除いて配置しなければならない。そのため、可動部が傾倒し始めてから傾倒止めで止まるまでの最大ストローク量が可動部の傾倒方向の違いによってばらつくおそれがある。 However, in the above-described prior art, since a plurality of coils are arranged below the movable part to which the operation input acts, the tilt stopper that determines the end point for stopping the tilting operation of the movable part is provided in the area where each coil is disposed. Must be placed except. For this reason, there is a possibility that the maximum stroke amount from when the movable part starts to tilt until it stops with the tilt stop varies depending on the tilt direction of the movable part.
そこで、本発明は、可動部の最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを抑えることができる、操作入力装置及びそれに備える電子機器の提供を目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an operation input device and an electronic device provided therefor, which can prevent the maximum stroke amount of the movable portion from varying due to a difference in tilt direction.
上記目的を達成するため、本発明は、
前記可動部の中心軸周りにパターンコイルを複数有する基部とを備え、
前記パターンコイルは、前記可動部の傾倒によりインダクタンスが変化することによって、前記可動部の傾倒量に応じた信号を出力する、操作入力装置であって、
前記可動部は、前記可動部が傾倒可能な各方向で前記可動部の傾倒を制限する傾倒止めを有し、
前記傾倒止めが前記パターンコイルの存在する方向の領域で前記基部に接触することで、前記可動部の傾倒動作が停止する、操作入力装置及びそれを備える電子機器を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A base having a plurality of pattern coils around the central axis of the movable part;
The pattern coil is an operation input device that outputs a signal corresponding to a tilt amount of the movable part by changing an inductance due to the tilt of the movable part,
The movable part has a tilt stopper that limits the tilt of the movable part in each direction in which the movable part can tilt,
Provided is an operation input device and an electronic apparatus including the operation input device in which the tilting operation of the movable portion is stopped when the tilt stopper comes into contact with the base in a region where the pattern coil exists.
本発明によれば、可動部の最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress variation in the maximum stroke amount of the movable part due to a difference in tilt direction.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3は、本発明の第1の実施形態である操作入力装置200の斜視全体図である。操作入力装置200は、X,Y,Z軸によって定まる直交座標系において、XY平面の法線方向側から入力される操作入力を方向キー21で受ける操作インターフェイスである。操作入力は、操作者(ユーザ)の手指等によって直接又は間接的に方向キー21に作用する。操作入力装置200は、方向キー21で受けた操作入力に応じて変化する出力信号を、外部回路基板110に実装される外部回路111に対して出力する。外部回路111は、その出力信号に基づいて操作者による操作入力を検出する。外部回路111は、操作入力の検出によって、その検出された操作入力に対応する操作内容を、操作入力装置200が搭載又は接続される所定のホストに内蔵されるマイクロコンピュータに把握させることができる。外部回路基板110は、例えば、グランドプレーン112を有する基板であり、ホストに内蔵されるホスト側基板である。グランドプレーン112の形状は、図示の形態に限られず、任意の形態でよい。
FIG. 3 is an overall perspective view of the
ホストの具体例として、携帯端末(携帯電話、携帯ゲーム機、携帯情報端末機、音楽や映像の携帯プレーヤーなど)、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、車両用コンピュータ、操作コントローラ、マウス、電化製品などの電子機器が挙げられる。操作入力装置200とホストとの接続形態は、有線接続でもよいし、無線接続でもよい。また、操作入力装置200自体が、操作コントローラやマウスなどに相当する電子機器であってもよい。
Specific examples of the host include electronic devices such as portable terminals (mobile phones, portable game machines, portable information terminals, portable players for music and video), game machines, personal computers, vehicle computers, operation controllers, mice, and electrical appliances. Equipment. The connection form between the
操作入力装置200は、例えば、そのようなホストに搭載又は接続されるディスプレイの画面上に表示されるオブジェクトを、操作者が意図した操作内容に従って、移動させることができる。画面上に表示されるオブジェクトは、例えば、カーソルやポインタなどの指示表示である。キャラクターなどの表示物でもよい。また、操作者が所定の操作入力を与えることにより、その操作入力に対応する電子機器の所望の機能を発揮させることができる。
The
操作入力装置200は、Z方向を法線方向とする上面に方向キー21が設けられている。また、操作入力装置200は、方向キー21の周りを囲むハウジング10を有している。
The
図4は、操作入力装置200が携帯端末1に搭載された一例を示した斜視図である。携帯端末1は、操作入力装置200が取り付けられた本体2を備えている。操作入力装置200は、方向キー21が本体2の表面に露出するように、方向キー21又は図3に示されたハウジング10が本体2の表面に形成された穴に嵌まった状態で、本体2に内蔵されている。
FIG. 4 is a perspective view illustrating an example in which the
なお、図4は、操作入力装置が携帯端末に搭載される一例を示したものにすぎない。したがって、携帯端末等の電子機器は、ディスプレイが本体2に開閉可能に支持される図4のタイプとは異なるタイプの形状でもよい。例えば、ディスプレイが開閉せずに本体に固定されるタイプの電子機器でもよいし、ディスプレイが本体に対してスライド可能に支持されるタイプの電子機器でもよい。また、電子機器は、ディスプレイと一体となったタイプの機器でもよいし、ディスプレイが有線又は無線で接続されるタイプの機器でもよい。 FIG. 4 shows only an example in which the operation input device is mounted on a portable terminal. Therefore, an electronic device such as a portable terminal may have a shape of a type different from the type in FIG. For example, an electronic device of a type that is fixed to the main body without opening and closing the display may be used, or an electronic device of a type in which the display is slidably supported with respect to the main body. In addition, the electronic device may be a device that is integrated with the display, or may be a device that is connected to the display by wire or wirelessly.
次に、操作入力装置200の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図5は、操作入力装置200の分解斜視図である。図6は、操作入力が可動部20に作用していない操作初期状態での操作入力装置200の正面視断面図である。図7は、操作入力の作用により可動部20が片側に傾いた状態での操作入力装置200の正面視断面図である。図7に示された矢印は、可動部20を構成する方向キー21の外縁部に作用する操作入力の向きを示している。
FIG. 5 is an exploded perspective view of the
操作入力装置200は、操作入力の作用により傾倒する可動部20と、可動部20の中心軸C1周りにパターンコイルが複数形成された基板70とを備えている。基板70は、可動部20の中心軸C1周りにパターンコイルを複数有する基部である。この基部には、後述の下ヨーク80が含まれてもよい。操作入力装置200の場合、4つのパターンコイル71〜74(図5参照)が基板70に設けられている。パターンコイル71〜74は、可動部20の傾倒によりインダクタンスが変化することによって、可動部20の傾倒量(例えば、Z方向のストローク量)に応じた信号を出力する平面コイル(プレーナコイル)である。操作入力装置200の場合、可動部20は、操作入力が作用する方向キー21と、方向キー21に設けられた上ヨーク25とを有している。
The
可動部20は、可動部20が傾倒可能な各方向で可動部20の傾倒を制限する傾倒止め22を方向キー21に有している(図6,7参照)。傾倒止め22は、方向キー21の基板70に対向する側の下面に形成されたハードストップ部である。傾倒止め22がパターンコイル71〜74の形成された領域A0(図5参照。基板70の表面上に図示した一点鎖線に囲まれた環状領域)で基板70に接触することで、可動部20の傾倒動作は停止する。
The
パターンコイル71〜74が配置された領域A0は、可動部20の中心軸C1に対してパターンコイル71〜74が存在する方向に位置する領域を含んだ領域である。パターンコイル71〜74は、操作入力が可動部20に作用していない操作初期状態での中心軸C1に対して直交する方向に存在し、中心軸C1の周りに配置されている。傾倒止め22は、領域A0のうちパターンコイル71〜74が位置する領域を少なくとも含んだ領域で基板70に接触する。例えば、傾倒止め22は、パターンコイル71〜74に対向するように形成されている。
The region A0 in which the pattern coils 71 to 74 are arranged is a region including a region located in the direction in which the pattern coils 71 to 74 exist with respect to the central axis C1 of the
操作入力装置200の場合、可動部20に対向して平面的な基板70に配置されるコイルが、平面的に形成されたパターンコイルである。そのため、パターンコイル71〜74が可動部20の中心軸C1周りに基板70に形成されていても、傾倒止め22を、パターンコイル71〜74に対向するように可動部20の中心軸C1周りの部位に全周にわたって設けることができる。
In the case of the
したがって、可動部20が傾倒可能な任意の方向に可動部20を傾倒させても、可動部20の傾倒動作を傾倒止め22によって360°全傾倒方向で同一の接触状態で止めることができる。そのため、可動部20が傾倒し始めてから傾倒止め22で止まるまでの最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。また、例えば、傾倒止め22が基板70に接触するときの強度が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。
Therefore, even if the
次に、操作入力装置200の構成について更に詳細に説明する。
Next, the configuration of the
操作入力装置200は、図5に示されるように、ハウジング10と、可動部20と、センターキー30と、リターンバネ40と、ラミネートフィルム50と、クリックバネ60と、基板70と、下ヨーク80とを備えている。可動部20は、方向キー21と、方向キー21とともに傾倒する上ヨーク25とを有している。
As shown in FIG. 5, the
センターキー30は、図6に示されるように、方向キー21とクリックバネ60との間に挟まれることによって支持された確定ボタンである。センターキー30は、方向キー21の上側の操作面に露出した面をZ軸上に有する押下部である。センターキー30の周縁部には、方向キー21の中央部に形成された開口部24に嵌合した状態で位置決めされるように、フランジ31が形成されている。センターキー30は、上方から押されることにより、基板70上に配置されたクリックバネ60をその頂点部から下方に変形させる。
As shown in FIG. 6, the
ラミネートフィルム50は、クリックバネ60を固定するフィルム状部材である。ラミネートフィルム50は、クリックバネ60を上方から被覆して固定するシート状部品である。
The
ハウジング10は、開口部11が形成された上面を有するフレームである(ケース、又はカバーでもよい)。方向キー21の上側の操作面は、図6に示されるように、方向キー21の中心軸C1が開口部11の軸線に一致するように、開口部11に対して操作入力が入力されてくる側(図上、上側)に配置されているとよい。開口部11は、ハウジング10の上面に筒状に形成されている。開口部11の形状は、円筒状でもよいし、角筒状でもよい。
The
方向キー21は、操作入力の作用により傾倒する操作部である。方向キー21は、例えば、方向キー21の上側の操作面に直接又は間接的に作用する操作入力により押し込まれることによって、XY平面に対して任意の方向に傾倒する。方向キー21は、方向キー21の中央部を通る中心軸C1に対して傾倒する。操作入力が方向キー21に作用していない状態では、中心軸C1は、Z軸に平行である。方向キー21の操作面は、図示のような円盤形状でもよいし、楕円形状、十字形状、多角形などの他の形状でもよい。方向キー21は、中心軸C1を中心とする円周方向に形成された環状の傾倒止め22を有している。傾倒止め22は、中心軸C1周りに全周にわたって、方向キー21の下側周縁部に設けられている。傾倒止め22は、図7に示されるように、基板70との接触時に面接触するように形成されている。
The direction key 21 is an operation unit that is tilted by the operation input. For example, the direction key 21 is tilted in an arbitrary direction with respect to the XY plane by being pushed by an operation input that directly or indirectly acts on the upper operation surface of the direction key 21. The direction key 21 is tilted with respect to the central axis C <b> 1 passing through the center of the direction key 21. In a state where the operation input does not act on the direction key 21, the central axis C1 is parallel to the Z axis. The operation surface of the direction key 21 may have a disk shape as illustrated, or may have another shape such as an elliptical shape, a cross shape, or a polygonal shape. The direction key 21 has an
図8は、可動部20の上方からの全体斜視図である。図9は、可動部20の下方からの全体斜視図である。可動部20は、例えば、樹脂の方向キー21と金属の上ヨーク25を一体化するインサート成形で製造される。傾倒止め22は、方向キー21の外縁部の下面側に形成された帯状且つ環状の平面部位である。このような平面部位を有することによって、基板70との接触時に面接触させることができる。
FIG. 8 is an overall perspective view from above of the
図10は、傾倒止め22周辺の拡大断面図である。傾倒止め22は、上ヨーク25の下面に対して下方の基板70側に突き出ているため、傾倒止め22が基板70と接触する時に、上ヨーク25が基板70にぶつかって、可動部20の傾倒の検出結果に誤差が生ずることを防止できる。また、傾倒止め22は、操作入力が可動部20の方向キー21に付与されていない初期状態において、中心軸C1から離れるにつれて基板70の表面との距離が大きくなるように形成された傾斜面23を有している。傾倒止め22に傾斜面23が形成されていることにより、可動部20の傾倒によって傾倒止め22と基板70とが接触する時に確実に面接触させることができる。
FIG. 10 is an enlarged sectional view around the
リターンバネ40は、方向キー21が開口部11の上ヨーク25側の開口周囲部12(図10参照)を支点に傾倒できるように、方向キー21を開口部11からハウジング10に対して突き出る方向に付勢する弾性部材である。開口周囲部12は、ハウジング10の内側上面における環状部位である。また、開口部11からハウジング10に対して突き出る方向とは、図10の場合、操作入力に抗う上向きのZ方向に相当する。リターンバネ40は、例えば、方向キー21に操作入力が作用していない状態での初期位置に、方向キー21を復帰させる弾性力を、方向キー21に常時付与する環状の波型バネである。波型バネを使用することで、例えば同じ材質のコイルバネに比べて、同じ弾性力を発生させるために必要な自由長を短くできる。また、波型バネであれば、上から押え込まずに容易に組み付けることができる。
The
上ヨーク25及びパターンコイル71〜74は、ハウジング10の内側空間に配置され、方向キー21の傾倒を検出する検出部である。図10には、パターンコイル71のみが示されているが、パターンコイル72〜74も同様に基板70内に形成されている。上ヨーク25は、方向キー21の傾倒に連動して傾倒する第1の傾倒検出部として機能する傾倒検出用ヨークである。パターンコイル71〜74は、上ヨーク25に対向して配置された第2の傾倒検出部である。
The
上ヨーク25は、方向キー21にフランジ状に取り付けられ、方向キー21の傾倒の検出に使用される板状部材である。上ヨーク25は、方向キー21の動きに一体となって連動し、方向キー21の傾倒方向と同じ方向に傾倒する。上ヨーク25の外形は、四角形などの多角形でもよいし、円形でもよい。
The
パターンコイル71〜74は、基板70に形成され、方向キー21の傾倒の検出に使用される導体パターンである。導体パターンの材質は、例えば銅である。基板70は、樹脂等の絶縁性の基材75と、基材75と重ね合わせて配置されたパターンコイル71〜74とを有している。図10の場合、パターンコイル71〜74は、基板70の内層に多層状に配置されているが、基板70の内層に単層で配置されてもよいし、基板70の表面又は裏面に片面実装されてもよいし、基板70の表裏面に両面実装されてもよい。
The pattern coils 71 to 74 are conductor patterns formed on the
下ヨーク80は、パターンコイル71〜74の自己インダクタンスの絶対値を上げる板状部材である。下ヨーク80は、基板70の下側に配置されている。
The
上ヨーク25及び下ヨーク80は、例えば、比透磁率が1よりも高い材質であればよく、比透磁率が1.001以上あると好適である。具体的には、鉄、鉄の合金(鋼など)の軟磁性体が挙げられる。鉄の比透磁率は5000である。ヨークは、例えば、鋼板から成形されるとよい。
The
また、操作入力装置200は、パターンコイル71〜74を傾倒止め22との接触から保護するため、傾倒止め22がパターンコイル71〜74に直接接触することを遮る遮蔽部を有している。遮蔽部は、傾倒止め22とパターンコイル71〜74との間に設けられるとよく、基板70のレジスト層でもよいし、クリックバネ60を固定するラミネートフィルム50でもよい。レジスト層とラミネートフィルム50のいずれか一方を遮蔽部として設けてもよいし、両方とも遮蔽部として設けてもよい。
In addition, the
また、操作入力装置200は、基板70の面積がハウジング10及び下ヨーク80のサイズよりも大きく設定され、基板70が下ヨーク80に固定又は下ヨーク80とハウジング10との間に挟み込んで固定された構成を有している。このような構成により、基板70の厚み寸法h4の誤差を排除できるため、基板70の上面から可動部20の下面に形成された傾倒止め22の下面までの距離寸法h5の誤差を最小にできる。なぜならば、方向キー21の高さの誤差は、寸法h1の誤差に依存し、可動部20の可動距離の誤差は、寸法h1の誤差と寸法h2の誤差の和に依存し、上ヨーク25の高さの誤差は、寸法h1の誤差と寸法h3の誤差の和に依存するからである。その結果、方向キー21と上ヨーク25の高さ、可動部20の可動量の精度を向上できる。
In the
図11は、パターンコイル71〜74の配線エリアを示した図である。端子p1〜p7は、入出力用ランドである。 FIG. 11 is a diagram illustrating wiring areas of the pattern coils 71 to 74. Terminals p1 to p7 are input / output lands.
パターンコイル71〜74は、方向キー21のZ方向の押し込み量を測定対象とする素子であって、方向キー21のZ方向の押し込み量に応じて変化するアナログ信号波形を、基板70の端子p1〜p7に接続される所定の外部回路111(図3参照)に対して出力するものである。外部回路111は、基板70の端子p1〜p7に接続される別の基板に実装されてもよいし、パターンコイル71〜74が実装される基板70に実装されてもよい。基板70は、フレキシブルプリント基板(FPC)でもよいし、FR−4基板でもよいし、セラミック基板でもよいし、他の形態の基板でもよい。
The pattern coils 71 to 74 are elements whose measurement target is the pressing amount of the direction key 21 in the Z direction, and an analog signal waveform that changes in accordance with the pressing amount of the direction key 21 in the Z direction is displayed on the terminal p1 of the
パターンコイル71〜74は、パターンコイル71〜74と上ヨーク25との位置関係に応じて変化するアナログ信号波形を出力する素子である。これにより、パターンコイル71〜74と上ヨーク25との距離が方向キー21の押し込み量に応じて変化するようにパターンコイル71〜74を配置することによって、方向キー21の押し込み量を非接触で測定できる。
The pattern coils 71 to 74 are elements that output analog signal waveforms that change in accordance with the positional relationship between the pattern coils 71 to 74 and the
パターンコイル71〜74は、方向キー21の押し込み量を非接触で測定できるように、方向キー21の押し込み量に応じて自己インダクタンスが変化するインダクタ素子である。パターンコイル71〜74の自己インダクタンスの変化が方向キー21の押し込み量の変化として感知される。例えば、上ヨーク25に対向する位置にパターンコイルを形成することで、方向キー21の押し込みによりパターンコイル周囲の透磁率が変化するため、パターンコイルの自己インダクタンスを容易に変化させることができる。
The pattern coils 71 to 74 are inductor elements whose self-inductance changes according to the pressing amount of the direction key 21 so that the pressing amount of the direction key 21 can be measured without contact. A change in the self-inductance of the pattern coils 71 to 74 is detected as a change in the pressing amount of the direction key 21. For example, by forming the pattern coil at a position facing the
外部回路111は、パターンコイル71〜74から出力されたアナログ信号波形から、パターンコイル71〜74の自己インダクタンスの変化に等価的に変化する物理量(例えば、電圧値や電流値など)を検出することで、その物理量の検出値を方向キー21の押し込み量に対応する検出データとして取得する。外部回路111は、例えば、パターンコイル71〜74にパルス信号を供給することによって、パターンコイル71〜74から出力されたアナログ信号波形に、パターンコイル71〜74の自己インダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を発生させる。
The
操作入力装置200の場合、4個のパターンコイル71〜74が、可動部20の中心軸C1上の原点Oとの距離が等しい点を結んでできる仮想的な円の円周方向に等間隔に並べられている。原点Oは、三次元の直交座標系の基準点である。このように、方向キー21の押し込み量を互いに異なる位置に配置された複数のコイルで測定することで、操作入力による方向キー21の押し込みの位置(言い換えれば、方向キー21の傾倒方向)とその位置での押し込み量を検出できる。
In the case of the
図11の場合、各コイルは、X軸とY軸に挟まれるXY平面内の斜め45°の4方向に、円周方向に90°毎に配置されている。パターンコイル71は、第1象限の領域A1に配置され、パターンコイル72は、第2象限の領域A2に配置され、パターンコイル73は、第3象限の領域A3に配置され、パターンコイル74は、第4象限の領域A4に配置されている。領域A1,A2,A3,A4は、可動部20の中心軸C1に対してパターンコイル71〜74が存在する方向の領域である。図11の場合、領域A1,A2,A3,A4は、パターンコイル71〜74が位置する領域である。
In the case of FIG. 11, each coil is arranged at 90 ° in the circumferential direction in four directions of 45 ° obliquely in the XY plane sandwiched between the X axis and the Y axis. The
なお、各コイルは、X,Y軸上に90°毎に配置されてもよい。また、パターンコイル71〜74は、任意のパターン形状でよく、図11の場合であれば、それぞれ、領域A1,A2,A3,A4内に配置形成されている。領域A1,A2,A3,A4は、領域A0内に含まれている。 Each coil may be arranged every 90 ° on the X and Y axes. Further, the pattern coils 71 to 74 may have any pattern shape, and in the case of FIG. 11, they are arranged and formed in the regions A1, A2, A3, and A4, respectively. The areas A1, A2, A3, A4 are included in the area A0.
また、センターキー30によってクリックバネ60が押されることにより、環状の接点パターン76と点状の接点パターン77は導体のクリックバネ60によって短絡する。外部回路111は、この短絡状態を検出することによって、センターキー30が押されたことを検出する。
When the
パターンコイル71〜74それぞれの入出力配線とパターンコイル71〜74とを同一の銅等の導体パターンで形成し、その入出力配線を基板70の端面または端面一部へ設けた端子p1〜p7に配線している。これにより、パターンコイル71〜74の入出力配線を基板70の一端に集中させることができる。そのため、端子p1〜p7をFPCやリボン線などの配線部材に外部接続することを容易にできる。この点は、接点パターン76,77それぞれの入出力配線及び接点パターン76,77についても同様である。
The input / output wirings of the pattern coils 71 to 74 and the pattern coils 71 to 74 are formed of the same conductor pattern such as copper, and the input / output wirings are connected to terminals p1 to p7 provided on an end surface or a part of the end surface of the
図12は、パターンコイル71〜74及び接点パターン76,77と端子p1〜p7との接続関係を示した配線図である。外部回路111は、端子p1,p2,p4,p6,p7を介してパターンコイル71〜74にパルスを供給することによって方向キー21の傾倒を検出し、端子p3,p5を介して接点パターン76と77の短絡を検出することによってセンターキー30の押し込みを検出する。
FIG. 12 is a wiring diagram showing a connection relationship between the pattern coils 71 to 74 and the
図13は、本発明の第2の実施形態である操作入力装置300の斜視全体図である。図14は、操作入力装置300のハウジング10を取り除いた平面視図である。上述の実施形態と同様の構成についての説明は省略する。
FIG. 13 is an overall perspective view of the
基板78の面積は、ハウジング10内部空間において、上ヨーク25と略同じ大きさに設定されている。基板78のパターンコイルや配線等の電気的な構造は、上述の基板70と同様でよい。ハウジング10は、基板78に干渉することなく下ヨーク80に固定され、基板78も、下ヨーク80に固定されている。基板78のサイズは、ハウジング10内部空間において、上ヨーク25をZ方向から見た投影面で略同一とする。このような構成にすることで、傾倒検出感度に寄与する最大のコイルサイズを確保しながら、基板78の面積を最小とすることができる。また、基板78の製造にかかる材料費を最小とすることができる。
The area of the
図15,図16は、操作入力の作用により傾倒する可動部の中心軸周りにパターンコイルを複数有する基部の他の実施形態を示した図である。図15は、基部120の斜視全体図であり、図16は、基部120の分解斜視図である。基部120は、パターンコイル131〜134が配置形成されたコイル基板130と、パターンコイル131〜134それぞれの入出力配線が配置形成された配線用基板140と、下ヨーク150とを含んで構成されている。
FIGS. 15 and 16 are diagrams showing another embodiment of the base having a plurality of pattern coils around the central axis of the movable part that is tilted by the action of the operation input. FIG. 15 is an overall perspective view of the
図11等に示したパターンコイル71〜74と、パターンコイル71〜74それぞれの入出力配線とは、共通の基板70に形成されている。これに対し、図15,図16に示した基部120では、パターンコイル131〜134と、パターンコイル131〜134それぞれの入出力配線とが、別部品に分離して構成されている。
The pattern coils 71 to 74 shown in FIG. 11 and the like and the input / output wirings of the pattern coils 71 to 74 are formed on a
このように分離することで、単位面積当たりの単価が比較的高いパターンコイル131〜134をコイル基板130に形成し、パターンコイル131〜134それぞれの入出力配線を、単位面積当たりの単価が比較的安い配線用基板140に形成できる。これにより、単位面積当たりの単価が比較的高いコイル基板130の面積を最小限に小さくできるので、パターンコイルを複数有する基部のコストダウンが可能となる。配線用基板140の具体例として、紙フェノール基板、ガラスエポキシ基板、フレキシブルプリント基板(FPC)などの基板が挙げられる。
By separating in this way, the pattern coils 131 to 134 having a relatively high unit price per unit area are formed on the
図17は、基部120を備える操作入力装置400の正面視断面図である。図17は、操作入力の作用により可動部420が片側に傾いた状態を示している。図17に示された矢印は、可動部420を構成する方向キー421の外縁部に作用する操作入力の向きを示している。操作入力装置400において、上述の操作入力装置と同様の構成部の詳細説明については、省略又は簡略する。
FIG. 17 is a front sectional view of the
操作入力装置400は、操作入力の作用により傾倒する可動部420と、可動部420の中心軸C1周りにパターンコイルを複数有する基部120とを備えている。操作入力装置400の場合、4つのパターンコイル131〜134(図15,図16参照)がコイル基板130に設けられている。パターンコイル131〜134は、可動部420の傾倒によりインダクタンスが変化することによって、可動部420の傾倒量(例えば、Z方向のストローク量)に応じた信号を出力する平面コイル(プレーナコイル)である。操作入力装置400の場合、可動部420は、操作入力が作用する方向キー421と、方向キー421に設けられた上ヨーク425とを有している。
The
可動部420は、可動部420が傾倒可能な各方向で可動部420の傾倒を制限する傾倒止め422を方向キー421に有している(図17参照)。傾倒止め422は、方向キー421のコイル基板130に対向する側の下面に形成されたハードストップ部である。傾倒止め422がパターンコイル131〜134の形成された領域A10(図15,図16参照。コイル基板130の表面上に図示した一点鎖線に囲まれた環状領域)でコイル基板130に接触することで、可動部420の傾倒動作は停止する。
The
パターンコイル131〜134が配置された領域A10は、可動部420の中心軸C1に対してパターンコイル131〜134が存在する方向の領域を含んだ領域である。パターンコイル131〜134は、操作入力が可動部420に作用していない操作初期状態での中心軸C1に対して、直交する方向に存在し、中心軸C1周りに配置されている。傾倒止め422は、領域A10のうちパターンコイル131〜134が位置する領域を少なくとも含んだ領域でコイル基板130に接触する。例えば、傾倒止め422は、パターンコイル131〜134に対向するように形成されている。
The area A10 in which the pattern coils 131 to 134 are disposed is an area that includes an area in the direction in which the pattern coils 131 to 134 exist with respect to the central axis C1 of the
操作入力装置400の場合、可動部420に対向して平面的なコイル基板130に配置されるコイルが、平面的に形成されたパターンコイルである。そのため、パターンコイル131〜134が可動部420の中心軸C1周りにコイル基板130に形成されていても、傾倒止め422を、パターンコイル131〜134に対向するように可動部420の中心軸C1周りの部位に全周にわたって設けることができる。
In the case of the
したがって、可動部420が傾倒可能な任意の方向に可動部420を傾倒させても、可動部420の傾倒動作を傾倒止め422によって360°全傾倒方向で同一の接触状態で止めることができる。そのため、可動部420が傾倒し始めてから傾倒止め422で止まるまでの最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。また、例えば、傾倒止め422がコイル基板130に接触するときの強度が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。
Therefore, even if the
操作入力装置400は、図17に示されるように、ハウジング410と、可動部420と、センターキー430と、コイル状のリターンバネ440と、ラミネートフィルム450と、クリックバネ460と、コイル基板130と、配線用基板140と、下ヨーク150とを備えている。可動部420は、方向キー421と、方向キー421とともに傾倒する上ヨーク425とを有している。操作入力装置400において、上述の操作入力装置と同様の構成部の詳細説明については、省略又は簡略する。
As shown in FIG. 17, the
パターンコイル131〜134は、X軸とY軸に挟まれるXY平面内の斜め45°の4方向に、円周方向に90°毎に配置されている。パターンコイル131は、第1象限の領域A11に配置され、パターンコイル132は、第2象限の領域A12に配置され、パターンコイル133は、第3象限の領域A13に配置され、パターンコイル134は、第4象限の領域A14に配置されている。領域A11,A12,A13,A14は、可動部420の中心軸に対してパターンコイル131〜134が存在する方向の領域である。図15,図16の場合、領域A11,A12,A13,A14は、パターンコイル131〜134が位置する領域である。
The pattern coils 131 to 134 are arranged every 90 ° in the circumferential direction in four directions of 45 ° obliquely in the XY plane sandwiched between the X axis and the Y axis. The
なお、各コイルは、X,Y軸上に90°毎に配置されてもよい。また、パターンコイル131〜134は、任意のパターン形状でよく、図15,図16の場合であれば、それぞれ、領域A11,A12,A13,A14の範囲内に配置形成されている。領域A11,A12,A13,A14は、領域A10内に含まれている。 Each coil may be arranged every 90 ° on the X and Y axes. Further, the pattern coils 131 to 134 may have an arbitrary pattern shape. In the case of FIGS. 15 and 16, the pattern coils 131 to 134 are arranged and formed within the ranges of the regions A11, A12, A13, and A14, respectively. The areas A11, A12, A13, A14 are included in the area A10.
コイル基板130は、円形状の外形を有する平板状部材であって、その中央部に中心穴135が形成された環状部材である。中心穴135は、クリックバネ460の外形を保持してクリックバネ460の平面位置を決める穴である。中心穴135を設けることによって、クリックバネ460を容易に組み付けできる。また、クリックバネ460が中心穴135に挿入されて固定されているので、クリックバネ460をコイル基板130上に配置する構成に比べて、コイル基板130の厚さ分だけ、操作入力装置400の薄型化が可能となる。
The
配線用基板140は、コイル基板130が接合されるコイル基板接合部141と、コイル基板接合部141から延出する引き出し配線部142とを有している。
The
コイル基板接合部141は、コイル基板130と略同一の直径を有する略円形状の外形を備えた平板状部である。コイル基板接合部141は、コイル基板130のパターンコイル131〜134の入出力端がコイル基板130のコイル基板接合部141側の表面(裏面)で半田等により電気的に接続される複数の電極145を有している。コイル基板接合部141の中央部には、環状の接点パターン146と、点状の接点パターン147が形成されている。
The coil
引き出し配線部142は、電極145から伸びているパターンコイル131〜134の入出力配線148aと、接点パターン146,147から伸びている入出力配線148bと、入出力配線148a,148bに接続される端子群149とを有している。
The lead-out
外部回路111(図3参照)は、端子群149を介してパターンコイル131〜134にパルスを供給することによって方向キー421の傾倒を検出し、端子群149を介して接点パターン146と147の短絡を検出することによってセンターキー430の押し込みを検出する。
The external circuit 111 (see FIG. 3) detects the tilt of the direction key 421 by supplying pulses to the pattern coils 131 to 134 via the
センターキー430によってクリックバネ460が押されることにより、環状の接点パターン146と点状の接点パターン147は導体のクリックバネ460によって短絡する。外部回路111は、この短絡状態を検出することによって、センターキー430が押されたことを検出する。
When the
下ヨーク150は、コイル基板130及びコイル基板接合部141よりも大きな直径の略円形状の外形を備えた平板状部材である。下ヨーク150は、パターンコイル131〜134の自己インダクタンスの絶対値を上げる部材である。下ヨーク150は、配線用基板140の下側に配置され、配線用基板140のコイル基板接合部141は、コイル基板130と下ヨーク150との間に挟まれている。
The
図18は、操作入力の作用により傾倒する可動部の中心軸周りにパターンコイルを複数有する基部の他の実施形態を示した図である。図18は、基部121の斜視全体図である。基部121は、上述の基部120と同様、パターンコイル131〜134が配置形成されたコイル基板130と、パターンコイル131〜134それぞれの入出力配線が配置形成された配線用基板140と、下ヨーク151とを含んで構成されている。
FIG. 18 is a view showing another embodiment of a base portion having a plurality of pattern coils around the central axis of the movable portion that is tilted by the operation input. FIG. 18 is an overall perspective view of the
図19は、基部121を備える操作入力装置500の正面視断面図である。図19は、操作入力の作用により可動部520が片側に傾いた状態を示している。図19に示された矢印は、可動部520を構成する方向キー521の外縁部に作用する操作入力の向きを示している。操作入力装置500において、上述の操作入力装置と同様の構成部の詳細説明については、省略又は簡略する。
FIG. 19 is a front sectional view of the
操作入力装置500は、操作入力の作用により傾倒する可動部520と、可動部520の中心軸C1周りにパターンコイルを複数有する基部121とを備えている。操作入力装置500の場合、可動部520は、操作入力が作用する方向キー521と、方向キー521に設けられた上ヨーク525とを有している。
The
可動部520は、可動部520が傾倒可能な各方向で可動部520の傾倒を制限する傾倒止め522を方向キー521に有している(図19参照)。傾倒止め522は、方向キー521の下ヨーク151に対向する側の下面に形成されたハードストップ部である。傾倒止め522がパターンコイル131〜134の形成された領域A10よりも外側の領域A20(図18参照。下ヨーク151の表面上に図示した一点鎖線に囲まれた環状領域)で下ヨーク151に接触することで、可動部520の傾倒動作は停止する。
The
パターンコイル131〜134が配置された領域A10よりも外側のA20は、可動部520の中心軸C1に対してパターンコイル131〜134が存在する方向の領域を含んだ領域である。パターンコイル131〜134は、操作入力が可動部520に作用していない操作初期状態での中心軸C1に対して、直交する方向に存在し、中心軸C1周りに配置されている。傾倒止め522は、領域A20で接触する。例えば、傾倒止め522は、領域A20に対向するように形成されている。
A20 outside the area A10 where the pattern coils 131 to 134 are arranged is an area including an area in the direction in which the pattern coils 131 to 134 exist with respect to the central axis C1 of the
操作入力装置500の場合、可動部520に対向して平面的なコイル基板130に配置されるコイルが、平面的に形成されたパターンコイルである。そのため、パターンコイル131〜134が可動部520の中心軸C1周りにコイル基板130に形成されていても、傾倒止め522を、領域A20に対向するように可動部520の中心軸C1周りの部位に全周にわたって設けることができる。
In the case of the
したがって、可動部520が傾倒可能な任意の方向に可動部520を傾倒させても、可動部520の傾倒動作を傾倒止め522によって360°全傾倒方向で同一の接触状態で止めることができる。そのため、可動部520が傾倒し始めてから傾倒止め522で止まるまでの最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。また、例えば、傾倒止め522が下ヨーク151に接触するときの強度が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。
Therefore, even if the
また、傾倒止め522が、パターンコイル131〜134が形成されている領域A10よりも外側の領域A20で下ヨーク151に接触するので、上ヨーク525を領域A10に容易に近づけることができる。これにより、可動部520の傾倒動作の検出感度を上げることができる。
Further, since the
また、傾倒止め522が、パターンコイル131〜134が形成されている領域A10に直接接触しないため、微細な導体パターンを有し、比較的強度が弱いパターンコイル131〜134を劣化、破損させる危険性を回避できる。
Further, since the
操作入力装置500は、図19に示されるように、ハウジング410と、可動部520と、センターキー430と、コイル状のリターンバネ440と、ラミネートフィルム450と、クリックバネ460と、コイル基板130と、配線用基板140と、下ヨーク151とを備えている。可動部520は、方向キー521と、方向キー521とともに傾倒する上ヨーク525とを有している。操作入力装置500において、上述の操作入力装置と同様の構成部の詳細説明については、省略又は簡略する。
19, the
下ヨーク151は、コイル基板130及びコイル基板接合部141よりも大きな直径を有する略円形状の外形を備えた平板状部材である。下ヨーク151は、パターンコイル131〜134の自己インダクタンスの絶対値を上げる部材である。下ヨーク151は、配線用基板140の下側に配置され、配線用基板140のコイル基板接合部141は、コイル基板130と下ヨーク150との間に挟まれている。
The
下ヨーク151は、配線用基板140の引き出し配線部142が、コイル基板接合部141が配置される表面側からその表面とは反対の裏面側に貫通する通し穴152を有している。引き出し配線部142を通し穴152に通すことによって、引き出し配線部142が傾倒止め522と下ヨーク151の領域A20との間に挟まれない構成にすることができる。つまり、引き出し配線部142が挟まれることによって、引き出し配線部142が位置する方向に可動部520を傾倒させたときの最大ストローク量が、他の傾倒方向に傾倒させたときの最大ストローク量に比べて大きくずれることを防止できる。
The
図20は、操作入力の作用により傾倒する可動部の中心軸周りにパターンコイルを複数有する基部の他の実施形態を示した図である。図20は、基部122の斜視全体図である。基部122は、上述の基部120と同様、パターンコイル131〜134が配置形成されたコイル基板130と、パターンコイル131〜134それぞれの入出力配線が配置形成された配線用基板143と、下ヨーク150とを含んで構成されている。
FIG. 20 is a view showing another embodiment of a base portion having a plurality of pattern coils around the central axis of the movable portion that is tilted by the operation input. FIG. 20 is an overall perspective view of the
図21は、基部122を備える操作入力装置600の正面視断面図である。図21は、操作入力の作用により可動部520が片側に傾いた状態を示している。図21に示された矢印は、可動部520を構成する方向キー521の外縁部に作用する操作入力の向きを示している。操作入力装置600において、上述の操作入力装置と同様の構成部の詳細説明については、省略又は簡略する。
FIG. 21 is a front sectional view of the
操作入力装置600は、操作入力の作用により傾倒する可動部520と、可動部520の中心軸C1周りにパターンコイルを複数有する基部122とを備えている。操作入力装置600の場合、可動部520は、操作入力が作用する方向キー521と、方向キー521に設けられた上ヨーク525とを有している。
The
可動部520は、可動部520が傾倒可能な各方向で可動部520の傾倒を制限する傾倒止め522を方向キー521に有している(図21参照)。傾倒止め522は、方向キー521の配線用基板143のコイル基板接合部144に対向する側の下面に形成されたハードストップ部である。傾倒止め522がパターンコイル131〜134の形成された領域A10よりも外側の領域A30(図20参照。コイル基板接合部144の表面上に図示した一点鎖線に囲まれた環状領域)でコイル基板接合部144に接触することで、可動部520の傾倒動作は停止する。
The
パターンコイル131〜134が配置された領域A10よりも外側のA30は、可動部520の中心軸C1に対してパターンコイル131〜134が存在する方向の領域を含んだ領域である。パターンコイル131〜134は、操作入力が可動部520に作用していない操作初期状態での中心軸C1に対して、直交する方向に存在し、中心軸C1周りに配置されている。傾倒止め522は、領域A30で接触する。例えば、傾倒止め522は、領域A30に対向するように形成されている。
A30 outside the area A10 where the pattern coils 131 to 134 are arranged is an area including an area in the direction in which the pattern coils 131 to 134 exist with respect to the central axis C1 of the
操作入力装置600の場合、可動部520に対向して平面的なコイル基板130に配置されるコイルが、平面的に形成されたパターンコイルである。そのため、パターンコイル131〜134が可動部520の中心軸C1周りにコイル基板130に形成されていても、傾倒止め522を、領域A30に対向するように可動部520の中心軸C1周りの部位に全周にわたって設けることができる。
In the case of the
したがって、可動部520が傾倒可能な任意の方向に可動部520を傾倒させても、可動部520の傾倒動作を傾倒止め522によって360°全傾倒方向で同一の接触状態で止めることができる。そのため、可動部520が傾倒し始めてから傾倒止め522で止まるまでの最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。また、例えば、傾倒止め522がコイル基板接合部144に接触するときの強度が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。
Therefore, even if the
また、傾倒止め522が、パターンコイル131〜134が形成されている領域A10よりも外側の領域A30でコイル基板接合部144に接触するので、上ヨーク525を領域A10に容易に近づけることができる。これにより、可動部520の傾倒動作の検出感度を上げることができる。
Further, since the
また、傾倒止め522が、パターンコイル131〜134が形成されている領域A10に直接接触しないため、微細な導体パターンを有し、比較的強度が弱いパターンコイル131〜134を劣化、破損させる危険性を回避できる。
Further, since the
操作入力装置600は、図21に示されるように、ハウジング410と、可動部520と、センターキー430と、コイル状のリターンバネ440と、ラミネートフィルム450と、クリックバネ460と、コイル基板130と、配線用基板143と、下ヨーク150とを備えている。可動部520は、方向キー521と、方向キー521とともに傾倒する上ヨーク525とを有している。操作入力装置600において、上述の操作入力装置と同様の構成部の詳細説明については、省略又は簡略する。
As shown in FIG. 21, the
配線用基板143は、コイル基板130が接合されるコイル基板接合部144と、コイル基板接合部144から延出する引き出し配線部142とを有している。
The
コイル基板接合部144は、コイル基板130よりも大きな直径を有する略円形状の外形を備えた平板状部である。コイル基板接合部144は、コイル基板130のパターンコイル131〜134の入出力端がコイル基板130の外縁部で半田等により電気的に接続される複数の電極145を有している。コイル基板接合部144の直径がコイル基板130の直径よりも大きいため、電極145をコイル基板接合部144の外縁部に設けることで、コイル基板接合部144とコイル基板130との半田等による接合を外縁部同士で容易に行うことができる。
The coil
図22は、下ヨークの他の実施形態を示した上方からの斜視全体図である。下ヨーク153は、配線用基板140,143の引き出し配線部142の厚みの分だけ、段差154を有している。引き出し配線部142を段差154にはめ込んだ状態で、配線用基板140,143は下ヨーク153に対して位置決めされる。これにより、可動部の傾倒止めが、環状の領域A40内で下ヨーク153に当たる場合でも引き出し配線部142の根元部に当たる場合でも、可動部の最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。
FIG. 22 is a perspective general view from above showing another embodiment of the lower yoke. The
図23は、可動部の他の実施形態を示した下方からの斜視全体図である。可動部620は、操作入力が作用する方向キー621と、方向キー621に設けられた上ヨーク425とを有している。可動部620は、可動部620が傾倒可能な各方向で可動部620の傾倒を制限する環状の傾倒止め622を方向キー621に有している。
FIG. 23 is an overall perspective view from below showing another embodiment of the movable part. The
方向キー621の傾倒止め622は、配線用基板140,143の引き出し配線部142の厚みの分だけ、段差624を有している。可動部620は、引き出し配線部142が段差624にはめ込まれるように、傾倒する。これにより、可動部620の傾倒止め622が、下ヨーク151の領域A20に当たる場合でもコイル基板接合部144の領域A30に当たる場合でも、可動部620の最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを一定範囲内に抑えることができる。
The tilting
ところで、パターンコイルが複数形成されたコイル基板の外形は、図示のように円形でもよいし多角形でもよいが、パターンコイルが複数形成されたコイル基板のコストダウン効果を高めるには、六角形以上の多角形又は円形であることが好ましい。このような外形を採用することにより、コイル基板の製造工程において、一枚の方形状の大型基板からコイル基板を取り出し可能な数を増やすことが容易になるため、コイル基板の製造コストを効果的に下げることができる(図24参照)。 By the way, the outer shape of the coil substrate on which a plurality of pattern coils are formed may be circular or polygonal as shown in the figure, but in order to increase the cost reduction effect of the coil substrate on which a plurality of pattern coils are formed, a hexagonal shape or more is required. It is preferably a polygon or a circle. By adopting such an external shape, it is easy to increase the number of coil substrates that can be taken out from a single large rectangular substrate in the coil substrate manufacturing process, which effectively reduces the coil substrate manufacturing cost. (See FIG. 24).
四角形の外形では、千鳥状に配置できないため、単位面積当たりの基板取り数が少ない。五角形の外形では、パターンコイルの対称性が崩れるため、デメリットの方が大きくなるおそれがある。六角形以上の多角形又は円形では、千鳥状に配置することで取り数を多くする事が可能となる。 Since the rectangular outer shape cannot be arranged in a staggered manner, the number of substrates obtained per unit area is small. With a pentagonal outer shape, the symmetry of the pattern coil is lost, so there is a risk that the disadvantage will be greater. For polygons or circles that are hexagons or more, it is possible to increase the number of copies by arranging them in a staggered pattern.
基板幅d1を10mm,切り取り代d2を1mmとした場合、切り取り代を含む基板1枚当たりの面積は、
図24(a)の正方形 :121.0[mm2]
図24(b)の正六角形:104.8[mm2]
図24(d)の正八角形:110.6[mm2]
図24(c)の円形 :104.8[mm2]
となる。したがって、正方形タイプと比較して、基板の単価は、
正六角形:‐13.4%
正八角形:‐ 8.6%
円形 :‐13.4%
低下する。なお、千鳥配置可能な外形であれば、多角形の基板の角に丸みや突起を付けてもよいし、外形の一部を切り欠いてもよい。
When the substrate width d1 is 10 mm and the cutting allowance d2 is 1 mm, the area per substrate including the cutting allowance is
Square in FIG. 24A: 121.0 [mm 2 ]
Regular hexagon in FIG. 24B: 104.8 [mm 2 ]
Regular octagon in FIG. 24 (d): 110.6 [mm 2 ]
Circular shape in FIG. 24C: 104.8 [mm 2 ]
It becomes. Therefore, compared to the square type, the unit price of the board is
Regular hexagon: -13.4%
Regular octagon:-8.6%
Circular: -13.4%
descend. As long as the outer shape can be staggered, the corners of the polygonal substrate may be rounded or protruded, or a part of the outer shape may be cut out.
ところで、下ヨークの電位を一定に保つ、若しくは、下ヨーク及び上ヨークの両方の電位を一定に保つことが好ましい。これにより、パターンコイルのインダクタンスの検出時に、外部環境の電気的・磁気的な雑音の影響を抑えることができるため、その検出精度を向上させることができる。電位を一定に保つには、例えば、ヨークを一定の電位部(例えば、グランド電位、電源電位など)に導通させるとよい。 By the way, it is preferable to keep the potential of the lower yoke constant or to keep the potentials of both the lower yoke and the upper yoke constant. Thereby, when detecting the inductance of the pattern coil, it is possible to suppress the influence of electrical and magnetic noise in the external environment, so that the detection accuracy can be improved. In order to keep the potential constant, for example, the yoke may be conducted to a constant potential portion (for example, ground potential, power supply potential, etc.).
例えば図3の場合、下ヨーク80を外部回路基板110のグランドプレーン112に接地するとよい。例えば、下ヨーク80と外部回路基板110とを固定する導体のネジ等の締結部材を介して両者が接触することによって、下ヨーク80をグランドプレーン112に電気的に接続できる。下ヨーク80とグランドプレーン112との接触面積をできるだけ大きくすることによって、雑音の影響を効果的に抑えることができる。
For example, in the case of FIG. 3, the
また、基板(基板70,78、コイル基板130、配線用基板140,143など)に形成される導体部を介して、ヨークをグランド電位等の一定の電位部に電気的に接続してもよい。例えば図20において、FPC等の配線用基板143の導体配線部(具体的には、引き出し配線部142の入出力配線148a,148b及び端子群149)を介して、下ヨーク150をグランドプレーン112に電気的に接続する。つまり、下ヨーク150は、端子群149に接続される外部回路111を介して、グランドプレーン112に電気的に接続される。
Further, the yoke may be electrically connected to a constant potential portion such as a ground potential via a conductor portion formed on the substrate (
また、配線用基板143等の基板とヨークとの電気的接続は、例えば、基板に形成されたランドとヨーク表面とを導電性樹脂等の導電性接着部材で接合することによって、行われるとよい。
The electrical connection between the substrate such as the
図25は、配線用基板143と下ヨーク150との電気的接続部の一例を示した断面図である。配線用基板143は、下ヨーク150の表面に粘着剤163によって接着するベース層162を有するコイル基板接合部144(図20参照)を備えている。コイル基板接合部144の外形縁部(ベース層162の縁部)には、図25に示されるように、配線用基板143の導体配線部に導通するランド161が形成されている。ランド161と下ヨーク150とが導電性樹脂165によって接合することによって、配線用基板143の導体配線部と下ヨーク150とが電気的に接続される。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing an example of an electrical connection portion between the
なお、配線用基板143と下ヨーク150との電気的接続形態において、ランド161と下ヨーク150は、両者を向かい合わせた状態で、導電性樹脂165で接合されてもよい。また、配線用基板143と下ヨーク150との電気的接続形態において、下ヨーク150の表面に被覆がされている場合は、その被覆を削って、導体の金属部分を露出させる必要がある。例えば図26の場合、下ヨーク150の導体部分を下ヨーク150の表面に露出させるため、下ヨーク150に半抜き(凹凸どちらでも可)又は貫通穴をあけている。下ヨーク150の被覆が取り除かれ導体部分が露出した破断面155が導電性樹脂165によってランド161に接合することによって、配線用基板143の導体配線部と下ヨーク150とが電気的に接続される。
In the electrical connection form between the
次に、下ヨークの電位を一定に保つことの効果を確認した実験結果を示す。パターンコイルの下側に配置された下ヨーク150を一定の各電位に変化させたとき、それぞれのインダクタンス(10bitのADコンバータの出力値)の時間的な変化を測定した。測定では、サンプリング間隔を4ミリ秒とし、1000回のサンプルを行った。測定中、操作入力装置を操作しない状態、すなわち、可動部がパターンコイルから最も離れた状態とした。
Next, experimental results confirming the effect of keeping the potential of the lower yoke constant will be shown. When the
各電位で測定したときのインダクタンスの測定値の標準偏差は、
未接続:3.56
−1.4V:1.54
0.0V:1.48
+1.4V:1.54
+3.0V:1.44
と算出された。ここで、「未接続」とは、下ヨーク150が電気的にどこにも接続されていないフロート状態を示している。「−1.4V」「0.0V」「+1.4V」「+3.3V」は、外部回路111の基準電位に対する下ヨーク150の電位を示している(下ヨーク150が一定の電位に保たれた状態)。
The standard deviation of the measured inductance when measured at each potential is
Not connected: 3.56
-1.4V: 1.54
0.0V: 1.48
+ 1.4V: 1.54
+ 3.0V: 1.44
And calculated. Here, “not connected” indicates a float state in which the
この測定結果によれば、下ヨーク150を一定の電位に固定することによって、インダクタンスの測定値の標準偏差は、「未接続」の場合に比べて、約42%減少する。このことから、環境ノイズに対する耐性が向上し、インダクタンスの検出を高精度にする効果が得られることがわかる。
According to this measurement result, by fixing the
また、インダクタンスの測定値の標準偏差が大きい場合、可動部の非操作時にインダクタンスの変化を誤検知して操作入力装置の誤動作を防ぐために、インダクタンスが変化してもその変化を検出しない不感帯を設ける必要がある。この不感帯は、インダクタンスの変化を検出する際のダイナミックレンジやリニアリティに影響する。下ヨーク150を一定の電位に固定することによって、ダイナミックレンジを大きくとることができ、リニアリティを向上させることができる。なお、ローパスフィルタでノイズ成分を除去することも考えられるが、フィルタ処理は信号遅延が発生するため、ダイナミックレンジを大きくできる等の効果は、ゲームのような応答性が求められる用途に特に有効である。
In addition, when the standard deviation of the measured value of the inductance is large, a dead zone that does not detect the change of the inductance even if the inductance changes is provided in order to prevent erroneous detection of the change of the inductance when the movable part is not operated. There is a need. This dead zone affects the dynamic range and linearity when detecting a change in inductance. By fixing the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。上述の実施例それぞれの各部の構成を組み合わせてもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, and modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Substitutions can be added. You may combine the structure of each part of the above-mentioned Example.
例えば、操作入力が作用する可動部を弾性的に支持する支持部材は、波型バネに限らず、コイルスプリング、ゴム部材、スポンジ部材、空気や油が充填されたシリンダーなどの他の弾性体でもよい。 For example, the support member that elastically supports the movable part on which the operation input acts is not limited to a wave spring, but may be a coil spring, a rubber member, a sponge member, or another elastic body such as a cylinder filled with air or oil. Good.
また、例えば、可動部の中心軸周りに形成されるパターンコイルの数は4個に限らず、4個以外の個数でもよい。 Further, for example, the number of pattern coils formed around the central axis of the movable portion is not limited to four, and may be other than four.
また、例えば、傾倒止めは、可動部を構成する方向キーに限らず、可動部を構成する上ヨークに設けられてもよい。また、傾倒止めは、基板との接触時に点接触するものでもよい。傾倒止めは、可動部の最大ストローク量が傾倒方向の違いによってばらつくことを抑えられるようにパターンコイルの存在する方向の領域で基部に接触する形態であれば、可動部の中心軸周りを全周にわたって一様に設けられた形態でなくてもよい。例えば、可動部の中心軸周りに形成された傾倒止めが、可動部を最大ストローク量まで傾倒させた状態でその傾倒方向で基部に接触しない非接触部を有してもよい。 Further, for example, the tilt stopper is not limited to the direction key constituting the movable part, and may be provided on the upper yoke constituting the movable part. Further, the tilt stopper may be a point contact at the time of contact with the substrate. The tilt stopper is all around the central axis of the movable part if it contacts the base in the area where the pattern coil exists so that the maximum stroke amount of the movable part can be prevented from varying due to the difference in tilt direction. It may not be a form provided uniformly over. For example, the tilt stopper formed around the central axis of the movable portion may have a non-contact portion that does not contact the base in the tilt direction in a state where the movable portion is tilted to the maximum stroke amount.
1 携帯端末
2 本体
10,410 ハウジング
11 開口部
12 開口周囲部
20,420,520,620 可動部
21,421,521,621 方向キー
22,422,522,622 傾倒止め
23 傾斜面
24 開口部
25,425,525 上ヨーク
30,430 センターキー
31 フランジ
40,440 リターンバネ
50,450 ラミネートフィルム
60,460 クリックバネ
70,78 基板
71〜74,131〜134 パターンコイル
75 基材
76,77,146,147 接点パターン
80,150,151,153 下ヨーク
100,200,300,400,500,600 操作入力装置
110 外部回路基板
111 外部回路
112 グランドプレーン
120,121,122 基部
130 コイル基板
135 中心穴
140,143 配線用基板
141,144 コイル基板接合部
142 引き出し配線部
145 電極
148a,148b 入出力配線
149 端子群
152 通し穴
154,624 段差
155 破断面
161 ランド
162 ベース層
163 粘着剤
165 導電性樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記可動部の中心軸周りにパターンコイルを複数有する基部とを備え、
前記パターンコイルは、前記可動部の傾倒によりインダクタンスが変化することによって、前記可動部の傾倒量に応じた信号を出力する、操作入力装置であって、
前記可動部は、前記可動部が傾倒可能な各方向で前記可動部の傾倒を制限する傾倒止めを有し、
前記傾倒止めが前記パターンコイルの存在する方向の領域で前記基部に接触することで、前記可動部の傾倒動作が停止する、操作入力装置。 A movable part that tilts due to the action of operation input;
A base having a plurality of pattern coils around the central axis of the movable part;
The pattern coil is an operation input device that outputs a signal corresponding to a tilt amount of the movable part by changing an inductance due to the tilt of the movable part,
The movable part has a tilt stopper that limits the tilt of the movable part in each direction in which the movable part can tilt,
The operation input device in which the tilting operation of the movable portion is stopped when the tilt stopper comes into contact with the base in a region in the direction in which the pattern coil exists.
前記操作入力が作用する操作部と、
前記操作部に設けられたヨークとを有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の操作入力装置。 The movable part is
An operation unit on which the operation input acts;
The operation input device according to claim 1, further comprising a yoke provided in the operation unit.
Priority Applications (1)
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