JP3828795B2 - ポインティングディバイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯端末、制御装置及び自動車部品等の各種電気・電子機器で使用される多方向スイッチやコンピュータやゲーム機等においてポインターの２次元の座標位置を入力するためのジョイスティック等の機能部品であるポインティングデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、入力操作部を倒すことでコンピュータのディスプレイに表示されるポインターのアイコンを自由な位置へ移動させ、ディスプレイに表示されている選択肢から目標とする命令を選択できるようにしたポインティングデバイスで、接点部分に導電性エラストマーを使用したものが知られている（例えば、国際出願公開ＷＯ９９／１７１８０号公報を参照のこと）。
【０００３】
図７は、従来のこの種のポインティングデバイスを示した操作前の状態を示した要部縦断面図である。図８は、従来のポインティングデバイスの操作時の状態を示した要部縦断面図である。
【０００４】
この従来のポインティングデバイス３０では、上下左右は勿論その他の任意な方向へ入力操作部３１を倒すことにより、入力操作部３１の下方に設けられた導電性エラストマー製の凸球面部３２の一部が固定基板３３上に設けられた円形電極３４に接触するようになっている。円形電極３４の外側には、円周を４分割した４箇所に外周部電極３５が設けられており、このうち対向する一対の外周部電極３５のいずれか一方に電圧を印加し、他方の外周部電極３５を接地させるようにしている。そして、移動前の凸球面部３２が円形電極３４と接触した部位から移動後の接触部位までの凸球面部３２の外表面に沿った距離に比例して印加されたアナログ的電圧の変化をデジタル的に変換してその指定した位置を検出する仕組みになっている。
【０００５】
この従来のポインティングディバイス３０では、操作開始前及び操作終了後の作動休止状態にあっては、固定基板３３と凸球面部３２とは数ｍｍの隙間Ｓが設けられているため、図８に示したように、操作開始時に入力操作部３１の操作状態如何により凸球面部３２が円形電極３４の中央から外れた位置に接触することになる。そのため、操作開始時に実際に接触した円形電極３４の中央から外れた位置が初期値として設定されてしまうため、円形電極３４の中央が初期値となるように設計されている場合には、位置検出に誤差を生じることがあった。
【０００６】
また、入力操作部３１を目的の方向に倒して目的の位置を選択する選択機能に加えて、その位置で所定の命令を指示するための確定機能を持たせる場合には、図９に示したように、固定基板３３上の円形電極３４に替えて中央電極３７とその外側に間隔を置いて配置された環状電極３８とを設け、この環状電極３８に逆椀状の金属製皿バネ３６の周縁部を接触させておき、入力操作部３１を押し下げると金属製皿バネ３６が弾性変形して、その中央部が固定基板３３上に設けた中央電極３７に接触して中央電極３７と環状電極３８との回路が閉じられることで、確定機能を実現するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属製皿バネ３６、入力操作部３１及び凸球面部３２の部品精度並びに固定基板３３に入力操作部３１を組み付ける際の組立誤差等により、凸球面部３２の頂点部と逆椀状の金属製皿バネ３６の中央部との位置合わせが難しく、結果的に製品の歩留まりが悪いものとなっていた。
【０００８】
また、凸球面部３２で逆椀状の金属製皿バネ３６の中央部を弾性変形させる際には、曲面同士の接触となるから、入力操作部３１を押し下げた力が金属製皿バネ３６の中央に作用させることが難しく、他方、金属製皿バネ３６が小さい場合には、中央の極めて小さい範囲を押圧しないとクリック感が得られないため、凸球面部３２で逆椀状の金属製皿バネ３６の中央部を弾性変形させるには、金属製皿バネ３６の大きさをある程度以上に大きなのものとしなければならず、その結果、小さなポインティングデバイス３０を得ることができなかった。
【０００９】
この発明は、以上のような従来のポインティングデバイスの問題点を解決するためになされたもので、検出誤差を防止し確定機能を実現する際の操作時のクリック感が確実に得られる小型のポインティングデバイスを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、スイッチ部材と該スイッチ部材を取り付ける固定基板との間に導電性の面状接触体を備え、前記スイッチ部材には一端に入力操作部を設け他端に導電性の凸球面部とを設けたアクチュエータが組み込まれ、前記凸球面部が前記面状接触体と接触することによって生じる電気的特性を利用して前記入力操作部の位置データを読み取るようにしたポインティングディバイスであって、前記スイッチ部材は前記入力操作部が首振り自在に支承される可撓性の薄肉部を介して前記アクチュエータと該アクチュエータを支える基部とが一体に接続され、前記凸球面部の頂点部と前記面状接触体とを絶縁性接着剤を介して絶縁固定し、前記入力操作部の動作に対応して前記凸球面部の一部が前記凸球面部の頂点部を支点として前記面状接触体上を転接するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記凸球面部の頂点部に環状凹部に囲まれた押圧凸部を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記面状接触体はクリック感を発生できる逆椀状の弾性部材であって、該弾性部材の周縁部は前記固定基板上に設けた外周部電極に接し中央部は前記固定基板上に設けた中央部電極と間隔を置いて対向しており、前記入力操作部を押し下げることにより前記弾性部材の中央部が前記中央電極と接触して前記外周部電極と通電するようにしたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３の構成に加え、前記凸球面部が導電性エラストマーであり、前記押圧凸部が硬質樹脂であることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示した実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
［発明の実施の形態１］
図１は、この発明に係るポインティングディバイスの実施の形態１の構造を示した要部縦断面図である。
【００１７】
この発明に係るポインティングディバイスの実施の形態１では、一端に入力操作部２を設け他端に導電性の凸球面部３とを設けたアクチュエータ４を有しており、このアクチュエータ４は入力操作部２が首振り自在に支承される可撓性の薄肉部５を介してこのアクチュエータ４を支える基部６とが一体に接続されている。凸球面部３の材料としては、弾性を有する導電性エラストマーが好ましい。
【００１８】
アクチュエータ４は、このアクチュエータ４を囲むケース７の孔８からアクチュエータ４の入力操作部２が直立した姿勢で突出するようになっている。この入力操作部２には、指に与える感触をよくするため及び滑り止め等の操作性の向上や視認性の向上を目的として、必要に応じてデザイン性を有するキャップ９を取り付けるようにしている。
【００１９】
つまり、スイッチ部材１は入力操作部２と凸球面部３とからなるアクチュエータ４、ドーム状の薄肉部５、基部６が同一の導電性エラストマーで一体成形でき、このスイッチ部材１がケース７内に納められた状態で固定基板１０に固定されている。
【００２０】
入力操作部２は操作していないときはドーム状の薄肉部５によって直立した姿勢を保っており、その状態から何れかの方向に入力操作部２を倒すように（首振り自在に）操作する場合には、ドーム状の薄肉部５がその際の首振り運動を支承するヒンジ部として機能する。
【００２１】
図２は、この発明が係るポインティングデバイスの実施の形態１の固定基板上の電極パターンを示した平面図である。
【００２２】
固定基板１０の表面には、アクチュエータ４の凸球面部３に対向させて、この凸球面部３の投影形状とほぼ等しい大きさをした円形の面状接触体１１が印刷手段によって設けられている。実施の形態１では、面状接触体１１には固定電極１２とその中央部に固定電極１２と環状の間隙Ｇを介して電気的に遮断された中央部電極１３が設けられている。
【００２３】
面状接触体１１の外側には、少なくとも２方向から電圧を印加する少なくとも２対の電極対１４，１５を備え、面状接触体１１の任意位置における各電極対１４，１５による電位を読み出して座標情報に変換するようになっている。
【００２４】
図２に示したものでは、同一構成の２対の電極対１４，１５が固定電極１２の外周に、円周を９０°分割した上下左右４箇所（０°、９０°、１８０°、２７０°）に外周部電極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが設けられており、対向する一対の外周部電極（１６ａ、１６ｃ又は１６ｂ、１６ｄ）のいずれか一方の外周部電極（１６ａ又は１６ｃ及び１６ｂ又は１６ｄ）に電圧を印加し、他方の外周部電極３５（１６ｃ又は１６ａ及び１６ｄ又は１６ｂ）を接地させるようにしている。例えば、０°の外周部電極１６ａ及び９０°の外周部電極１６ｂに印加し、１８０°の外周部電極１６ｃ及び２７０°の外周部電極１６ｄを接地した場合には、０°の外周部電極１６ａ及び９０°の外周部電極１６ｂから流れた電流は導電性エラストマーの凸球面部３の頂点部が接触している中央部電極１３を経て１８０°の外周部電極（接地側電極）１６ｃ及び２７０°の外周部電極（接地側電極）１６ｄへ電流が流れる。そして、移動前の凸球面部３が固定電極１２と接触した部位から移動後の接触部位までの凸球面部３の外表面に沿った距離に比例して印加されたアナログ的電圧の変化をデジタル的に変換してその指定した位置を検出する仕組みになっている。
【００２５】
図１に示したように、凸球面部３の頂点部と固定基板１０上の中央部電極１３とは絶縁性固定手段である絶縁性接着剤２０によって固定されている。つまり、凸球面部３の頂点部と固定基板１０上の中央部電極１３とは物理的には一体になっているが、電気的にはつながっていない状態にあるから、互いに導電性を有する材料であるにも拘わらず、ポインティングディバイスを使用しない時には電気が流れることがないため電力を消費することがない。
【００２６】
以下、この発明の実施の形態１の作用について説明する。
【００２７】
操作前の入力操作部２は直立状態にあり、その状態を初期値に設定しておく。他方、凸球面部３の頂点部と固定基板１０上の中央部電極１３とは常時固定されているので、アクチュエータ４の入力操作部２を目的の方向に倒す操作をすると、入力操作部２の傾きの度合いに伴いドーム状の薄肉部５の弾性変形が進み、固定基板１０上の面状接触体１１の固定電極１２と凸球面部３との接触箇所が変わるので、その変化した接触位置における少なくとも２対の電極対１４，１５による電位を検出するようにしておき、これを座標情報に変換することで、面状接触体１１のどの部位に凸球面部３が接触しているかがわかることになる。
【００２８】
したがって、入力操作部２を目的の方向へ倒す操作をすることで、その動きに対応して凸球面部３表面に接触している面状接触体１１の特定のＸ−Ｙ座標位置が定まる。そこで、その接触している特定の箇所での電位に対応したスイッチ回路を閉じるように設定しておくことで、目的とする電気的な機能を働かすことが可能となる。
【００２９】
この実施の形態１にあっては、アクチュエータ４の入力操作部２、凸球面部３、ドーム状の薄肉部５、基部６とからなるスイッチ部材１が一体に構成できるため、回路部分を除いた構成部材はスイッチ部材１、面状接触体１１が設けられた固定基板１０及びスイッチ部材１を収容するケース７の３点のみでポインティングディバイスが完成できる。使用環境がよくて鋭利な物体等による外傷の発生がない場合にはケース７も不要となり、固定基板１０とスイッチ部材１だけで足りる。
【００３０】
また、凸球面部３の頂点部を固定基板１０上の中央電極１３に絶縁性接着剤２０にて接着固定しているため、操作開始位置が中央電極１３の位置のまま常に一定であるから、初期値のずれによる検出誤差を防止し、しかも固定電極１２の中央から外れた僅かな動きでもその変化を検出することができるようになる。
【００３１】
図３は実施の形態１の他の態様を示したものであり、凸球面部３の頂点部に押圧凸部２１を設けている。これにより、中央部電極１３と凸球面部３を一体化する際に、押圧凸部２１の存在により凸球面部３の頂点部を正しく中央部電極１３に位置決めすることが容易となる。
【００３２】
ここで、凸球面部３の頂点部に設けた押圧凸部２１の先端と中央部電極１３の頂点部との間には絶縁性接着剤２０が介在した状態で両者が一体となっている。つまり、両者は物理的には一体になっているが、電気的にはつながっていない状態にあるから、互いに導電性を有する材料であるにも拘わらず、ポインティングディバイスを使用しない時には電気が流れることがないため電力を消費することがない。
【００３３】
［発明の実施の形態２］
図４は、この発明に係るポインティングディバイスの実施の形態２を示した要部縦断面図である。
【００３４】
図１乃至３に示した実施の形態１では、アクチュエータ４の凸球面部３の表面と固定基板１０の表面との間には印刷された固定電極１２としての面状接触体１１を除き何ら他の部材を設けていないが、図４に示した実施の形態２にあっては、凸球面部３と固定基板１０との間に入力操作部２を押し下げたときにクリック感を発生することのできる弾性部材１７を設けている。
【００３５】
そして、この弾性部材１７は凸球面部３と接触する面状接触体を兼ねており、中央部が僅かに隆起した逆椀状で導電性を有するものであれば樹脂製又は金属製のいずれであってもよい。
【００３６】
入力操作部２を操作していないときは、逆椀状の弾性部材（面状接触体）１７の中央部が固定基板１０上の中央部電極１３とは僅かな間隔を保った状態で離れており、入力操作部２に押圧力が作用した際に、弾性部材（面状接触体）１７の中央部が固定基板１０側に弾性変形して中央部電極１３に接触するようになっている。
【００３７】
図５は、実施の形態２の固定基板１０上に設けた電極パターンの平面図である。
【００３８】
弾性部材（面状接触体）１７の中央部に対向する固定基板１０上には中央部電極１３が設けられており、この中央部電極１３の外側には間隔Ｄをおいて弾性部材（面状接触体）１７の周縁部と接触する環状電極１８が設けられている。さらに、この環状電極１８の外側には、少なくとも２方向から電圧を印加する少なくとも２対の電極対１４，１５を備え、弾性部材（面状接触体）１７の任意位置における各電極対１４，１５による電位を読み出して座標情報に変換するようになっている。２対の電極対１４，１５については実施の形態１と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【００３９】
図４に示したように、凸球面部３の頂点部には押圧凸部２１が設けられており、この押圧凸部２１と弾性部材（面状接触体）１７の頂点部とは絶縁性固定手段である絶縁性接着剤２０によって固定されている。つまり、凸球面部３の頂点部の押圧凸部２１と弾性部材（面状接触体）１７の頂点部とは物理的には一体になっているが、電気的にはつながっていない状態にある。より具体的には、押圧凸部２１の先端と弾性部材（面状接触体）１７の頂点部との間には絶縁性接着剤２０が介在した状態で両者が一体となっている。
【００４０】
また、押圧凸部２１とアクチュエータ４の入力操作部２とは硬質樹脂で一体に成形し、他方、凸球面部３、ドーム状の薄肉部５、基部６とは導電性エラストマーにて一体に成形している。これにより、弾性部材（面状接触体）１７の中央部に硬質の部材で押圧力を与えることが可能となるため、入力操作部２を操作して弾性部材（面状接触体）１７を押し下げたときに明確なクリック感を得ることができる。
【００４１】
以下、この発明の実施の形態２の作用について説明する。
【００４２】
図６は、この実施の形態２の入力操作部を押し下げた状態を示した要部縦断面図である。
【００４３】
操作前の入力操作部２は直立状態にあり、その状態を初期値に設定しておく。他方、凸球面部３の頂点部の押圧凸部２１と弾性部材（面状接触体）１７の中央部とは常時固定されているので、アクチュエータ４の入力操作部２を目的の方向に倒す操作をすると、入力操作部２の傾きの度合いに伴いドーム状の薄肉部５の弾性変形が進み、弾性部材（面状接触体）１７と凸球面部３との接触箇所が変わるので、その変化した接触位置における少なくとも２対の電極対１４，１５による電位を検出するようにしておき、これを座標情報に変換することで、弾性部材（面状接触体）１７のどの部位に凸球面部３が接触しているかがわかることになる。
【００４４】
また、図６に示したように、アクチュエータ４の入力操作部２を真下に押し下げると、入力操作部２の降下度合いに伴いドーム状の薄肉部８の弾性変形が進み、凸球面部３の頂点部が弾性部材（面状接触体）１７の頂点部と一体に固定されているので弾性部材（面状接触体）１７の頂点部が固定基板１０側に弾性変形して、ついには固定基板１０上の中央部電極１３に接触して該当する回路が閉じると共に、入力操作部２の降下が停止する。これにより、入力操作部２を目的の方向に倒して目的の位置を選択した後、その位置で所定の命令を指示するための確定機能を実現することができる。
【００４５】
【実施例】
［実施例１］
この発明の実施の形態２に係る実施例として、押圧凸部２１の形状の異なる３グループ１４種類のポインティングディバイスを製作した。
【００４６】
まず、実施例１の第１グループとして、アクチュエータ４の凸球面部３の頂点部に内径３．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの凹部を形成し、その中央に押圧凸部２１の外径を１．０ｍｍ一定とし、長さを０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍとした４種の異なる押圧凸部２１を形成すべく、４種類のアクチュエータ４を製作した。
【００４７】
この４種類のアクチュエータ４の押圧凸部２１の先端にディスペンサーを使用して接着剤スーパーＸ（セメダイン（株）製）を２ｍｇ塗布した。次に、シート材を連続打抜加工して製作された金属皿バネ（ＳＵＳ３０１、弾性部材１７）をチップマウンターにてシート材から１個ずつ取り出して、接着剤２０が塗布された押圧凸部２１の上に宛うようにして接着固定した。
【００４８】
接着剤が完全硬化するまで８時間室温にて放置し、金属製皿バネが固定された４種類のスイッチ部材１を製作し、このスイッチ部材１を固定基板１０の所定位置に組み付けて４種類のポインティングディバイスを完成した。
【００４９】
次に、実施例１の第２グループとして、アクチュエータ４の凸球面部３の頂点部に内径３．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの凹部を形成し、その中央に押圧凸部２１として外径を１．５ｍｍ一定とし、長さを０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍとした５種の異なる押圧凸部２１を形成すべく、５種類のアクチュエータ４を製作した。その他の条件は１．０ｍｍの押圧凸部２１を備えたポインティングディバイス群と同様にして、５種類のポインティングディバイスを完成した。
【００５０】
次に、実施例１の第３グループとして、アクチュエータ４の凸球面部３の頂点部に内径３．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの凹部を形成し、その中央に押圧凸部２１として外径を２．０ｍｍ一定とし、長さを０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍとした５種の押圧凸部２１を形成すべく、５種類のアクチュエータ４を製作した。その他の条件は１．０ｍｍの押圧凸部２１を備えたポインティングディバイス群と同様にして、５種類のポインティングディバイスを完成した。
【００５１】
そこで、実施の形態２の押圧凸部２１を設けた場合の性能とその好ましい形状を確認するため、実施例１の第１グループ乃至第３グループに示した押圧凸部２１の外径を１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍとし、その長さを０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ（押圧凸部２１の外径を１．５ｍｍと２．０ｍｍのみに適用）として、それらの組み合わせによる１４種類の形状の押圧凸部２１を備えたポインティングディバイスについて、操作性、クリック感、耐久性を調べた。
【００５２】
操作性については、北米にてポインティングディバイスの操作性評価において一般的に使用されているＦｉｔ Ｌｏｗという試験方法を採用した。ディスプレイ上に任意に現れる目標ポイントを選択するのにどの位の時間がかかるかを１００回繰り返して操作し、その平均時間を測定した。
【００５３】
クリック感については、出願人が製作した荷重測定器を使用して、垂直操作時と１０°傾斜操作時とについて、以下の計算式を採用して数値化を試みた。
【００５４】
【数１】
クリック率＝（（ＰＦ−ＭＦ）／ＰＦ）×１００
【００５５】
ここで、「クリック感」とは、押圧式のスイッチ等の電子機器において、その操作感を表現する概念であり、押圧式のスイッチ等の電子機器を操作するに要する力の変化率を数値化して表現したものであって、操作時に操作者の指に伝わる押圧力を数値化し、その押圧力の変化率により押圧操作時の操作感を数値化したものである。
【００５６】
図１０は、弾性部材に対する押圧力と弾性部材の変形量との関係を示したグラフである。
【００５７】
押圧式のスイッチ等の電子機器に設けられたクリック感発生部材である弾性部材１７には一般的に逆椀状に加工された金属製皿バネ、樹脂製皿バネ等が使用されるが、それらは操作者が押圧式のスイッチ等の電子機器に押圧力を徐々に加えることにより、押圧力伝達子（押圧凸部）を介して弾性部材１７を徐々に固定基板１０の方向へ変形させていく。すると、図１０に示したように、ついには変形された弾性部材１７は、加えられた押圧力に耐えきれず逆側に反転し屈曲することになる。この屈曲する箇所を屈曲点（ＰＦ）といい、屈曲点（ＰＦ）に達したときに弾性部材１７の変形に必要とされる押圧力が正の値から負の値へと急変することになる。さらに、屈曲点（ＰＦ）を超えると押圧力を加えることなくその後の変形が進むこととなり、最終的には固定基板１０上の固定接点である中央部電極１３と可動接点部材である弾性部材１７とが接触し（ＭＦ）、電気的導通が完了することとなる。
【００５８】
また、固定基板１０に向かってさらに押圧力が加わると、押圧力による弾性部材１７の変形はないので、弾性部材１７に加えられる荷重は上昇することになる。
【００５９】
この一連の操作における押圧力の変化を数値化し、クリック感発生部材である弾性部材１７の変形に要した最大荷重（ＰＦ）とクリック感発生部材である弾性部材１７が屈曲点に達した後の変形に要する荷重の最低荷重（ＭＦ）との差の荷重値の最大荷重値（ＰＦ）に対する比率を求め（数式１を参照のこと）、これをクリック率といいクリック感を表す数値と見ている。一般に、このクリック率が３０％以上であるとクリック感が良好と判定される。
【００６０】
耐久性については、図１１に示した、アメリカ合衆国のバラタッチ社（Ｖａｒａｔｏｕｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）製の耐久試験機を使用し、入力操作部２に０．７５Ｎの垂直荷重を加えて１００万回操作した後、この発明に係るポインティングディバイスの外観に亀裂等の変化がないかを確認した。
【００６１】
この耐久試験機は、モータ４０に接続された減速機４１の回転軸４２に取り付けられたカム４３の外周に当接するローラ４４を回動自在に支承する軸受を一端に有するスライド軸４５をカム４３側に付勢する付勢手段４６が設けられており、スライド軸４５の他端には球面軸受４７を介して入力操作部２の中心軸と同一直線上に取り付けられる揺動軸４８が設けられている。また、揺動軸４８の下端部には、入力操作部２に試験荷重を与えるための重錐４９が取り付けられている。
【００６２】
他方、試験体であるポインティングディバイス１は回転テーブル５０上に固定され、入力操作部２の中心軸を中心とした回転運動を行うようになっている。
【００６３】
これにより、スライド軸４５と回転テーブル５０の運動が相俟って、凸球面部３の中心を通る入力操作部２の中心軸の下端を支点として入力操作部２が擬似的な首振り回転運動をすることとなる。
【００６４】
ここで、カム４３の回転速度と回転テーブル５０の回転速度はいずれも１回転／秒に設定して試験を行った。
【００６５】
以上の試験条件により実施した試験結果は、表１乃至３のとおりである。
【００６６】
【表１】

【００６７】
【表２】

【００６８】
【表３】

【００６９】
表１乃至３の試験結果からして、１４種類の試験体すべてについて亀裂等外観異常が発見されることがなく、耐久性及び操作性に問題にないことがわかった。特に、押圧凸部２１の外径が１．５ｍｍでその長さが０．８ｍｍと１．０ｍｍのものが良好な値を示した。
【００７０】
クリック感は、表１に示したように、垂直荷重時及び傾斜荷重時の条件を鑑みた場合、押圧凸部２１の外径１．０ｍｍにあってはその長さが短い場合には、傾斜荷重時に押圧凸部２１が変形し凸球面部３がクリック感発生部材である弾性部材１７に接触してしまい、良好なクリック感が得られないことがわかった。
【００７１】
また、押圧凸部２１の長さが１．０ｍｍと長い場合も押圧凸部２１が座屈変形し、弾性部材１７の頂点部に十分な押圧力が加えられないことから、良好なクリック感が得られないことがわかった。
【００７２】
また、押圧凸部２１の外径が２．０ｍｍの場合にあっても、押圧凸部２１の長さが０．５ｍｍ程度の場合は、押圧凸部２１の外径１．０ｍｍの場合と同様に押圧凸部２１が座屈変形し凸球面部３に弾性部材１７が接触してしまい、良好なクリック感が得られないことがわかった。押圧凸部２１の長さが１．２ｍｍの場合には、押圧凸部２１の外径が１．０ｍｍと同様に押圧凸部２１が若干座屈することによりクリック感を損ない始めることがわかった。
【００７３】
さらに、表２に示したように、押圧凸部２１の長さ０．５〜１．０ｍｍの間ですべての項目について良好な結果を示した。
【００７４】
表３に示したように、押圧凸部２１の長さが０．３ｍｍの場合には、弾性部材１７の固定電極１２や中央部電極１３等の面状接触体への接触が見られ、押圧凸部２１の長さが１．２ｍｍの場合には、押圧凸部２１の座屈が始まりクリック感の低下傾向が見られた。
【００７５】
以上のことから、押圧凸部２１の最適寸法条件は押圧凸部２１の外径が１．５ｍｍ、長さが０．８〜１．０ｍｍ又は押圧凸部２１の外径が２．０ｍｍ、長さが１．０ｍｍであることがわかり、押圧凸部２１の外径が１．０ｍｍの場合は押圧凸部２１の長さが０．５ｍｍ、押圧凸部２１の外径が１．５ｍｍの場合は押圧凸部２１の長さが０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１．２ｍｍ、押圧凸部２１の外径が２．０ｍｍの場合は押圧凸部２１の長さが０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１．２ｍｍにおいてもクリック感が多少低下するが実用上十分なクリック感を得られるものであることがわかった。
【００７６】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、スイッチ部材は入力操作部が首振り自在に支承される可撓性の薄肉部を介してアクチュエータと該アクチュエータを支える基部とが一体に接続され、前記入力操作部の中心軸と同一直線上に位置する前記凸球面部の頂点部と前記面状接触体とを絶縁性接着剤を介して絶縁固定し、入力操作部の動作に対応して凸球面部の一部が凸球面部の頂点部を支点として面状接触体上を転接するようにしたので、少ない部品点数でポインティングディバイスが構成できるため製品コストを低減できると共に、常に凸球面部の頂点部が面状接触体と中央部との位置が一定であるから、初期値のずれによる検出誤差を生じることのないポインティングデバイスが得られる。
【００７７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、凸球面部の頂点部に環状凹部に囲まれた押圧凸部を設けたので、中央部電極と凸球面部を一体化する際に、押圧凸部の存在により凸球面部の頂点部が正しく中央部電極に位置決めして固定することが容易となる。また、逆椀状の弾性部材である面状接触体を使用して入力操作部を押し下げたときにクリック感を発生させる場合に、弾性部材（面状接触体）の中央部に押圧力を集中させることができるため、小さな弾性部材（面状接触体）であっても確実にクリック感を発生させることができる。これにより、確定機能とその確定機能の動作時にクリック感を発生させることができるポインティングディバイスであるにも拘わらず大きさを小さくすることができる。
【００７８】
請求項３に記載された発明によれば、面状接触体はクリック感を発生できる逆椀状の弾性部材であって、面状接触体の周縁部は固定基板上に設けた外周部電極に接し、面状接触体の中央部は固定基板上に設けた中央部電極と間隔を置いて対向しており、入力操作部を押し下げることにより面状接触体の中央部が中央電極と接触して外周部電極と通電するようにしたので、請求項１又は２の効果に加えて、確定機能とその確定機能の動作時にクリック感を発生させることができるポインティングディバイスを提供することができる。
【００７９】
請求項４に記載された発明によれば、凸球面部が導電性エラストマーであり、押圧凸部が硬質樹脂であるので、請求項２又は３の効果に加えて、アクチュエータの入力操作部及び凸球面部と、ドーム状の薄肉部、基部とからなるスイッチ部材を軽量な樹脂成形品で製作できると共に、弾性部材（面状接触体）の中央部は硬質部材で押圧できるため確定機能の動作時に発生するクリック感を明確に感じ取ることができるポインティングディバイスが得られる。
【００８０】
請求項５に記載した発明によれば、凸球面部が導電性エラストマーであり、押圧凸部が硬質樹脂であるので、請求項３又は４の効果に加えて、アクチュエータの入力操作部及び凸球面部と、ドーム状の薄肉部、基部とからなるスイッチ部材を軽量な樹脂成形品で製作できると共に、弾性部材（面状接触体）の中央部は硬質部材で押圧できるため確定機能の動作時に発生するクリック感を明確に感じ取ることができるポインティングディバイスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係るポインティングディバイスの実施の形態１の構造を示した要部縦断面図である。
【図２】 同実施の形態１の固定基板上の電極パターンを示した平面図である。
【図３】 同実施の形態１の別の態様を示した要部縦断面図である。
【図４】 同実施の形態２の構造を示した要部縦断面図である。
【図５】 同実施の形態２の固定基板上に設けた電極パターンの平面図である。
【図６】 同実施の形態２の入力操作部を押し下げた状態を示した要部縦断面図である。
【図７】 従来のポインティングデバイスを示した操作前の状態を示した要部縦断面図である。
【図８】 従来のポインティングデバイスの操作時の状態を示した要部縦断面図である。
【図９】 従来のポインティングディバイスに確定機能の動作を実現する構造を付加した要部縦断面図である。
【図１０】 この発明に係る実施の形態２の弾性部材に対する押圧力と弾性部材の変形量との関係を示したグラフである。
【図１１】 耐久試験機の外観を示した斜視図である。
【符号の説明】
１ スイッチ部材（ポインティングディバイス）
２ 入力操作部
３ 凸球面部
４ アクチュエータ
５ 薄肉部
６ 基部
１０ 固定基板
１１ 面状接触体
１２ 固定電極
１３ 中央部電極
１４，１５ 電極対
１６ 外周部電極
１７ 弾性部材（面状接触体）
１８ 環状電極
２０ 絶縁性接着剤（絶縁性固定手段）

Claims (4)

1. スイッチ部材と該スイッチ部材を取り付ける固定基板との間に導電性の面状接触体を備え、前記スイッチ部材には一端に入力操作部を設け他端に導電性の凸球面部とを設けたアクチュエータが組み込まれ、前記凸球面部が前記面状接触体と接触することによって生じる電気的特性を利用して前記入力操作部の位置データを読み取るようにしたポインティングディバイスであって、前記スイッチ部材は前記入力操作部が首振り自在に支承される可撓性の薄肉部を介して前記アクチュエータと該アクチュエータを支える基部とが一体に接続され、前記凸球面部の頂点部と前記面状接触体とを絶縁性接着剤を介して絶縁固定し、前記入力操作部の動作に対応して前記凸球面部の一部が前記凸球面部の頂点部を支点として前記面状接触体上を転接するようにしたことを特徴とするポインティングディバイス。
2. 前記凸球面部の頂点部に環状凹部に囲まれた押圧凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のポインティングディバイス。
3. 前記面状接触体はクリック感を発生できる逆椀状の弾性部材であって、該弾性部材の周縁部は前記固定基板上に設けた外周部電極に接し中央部は前記固定基板上に設けた中央部電極と間隔を置いて対向しており、前記入力操作部を押し下げることにより前記弾性部材の中央部が前記中央電極と接触して前記外周部電極と通電するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のポインティングディバイス。
4. 前記凸球面部が導電性エラストマーであり、前記押圧凸部が硬質樹脂であることを特徴とする請求項２又は３に記載のポインティングディバイス。

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