JP4577517B2

JP4577517B2 - 入力デバイス

Info

Publication number: JP4577517B2
Application number: JP2006096266A
Authority: JP
Inventors: 英憲高橋
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007272491A

Description

本発明は、複数の候補から１つを選択して入力するのに使用される入力デバイスに関し、例えば、複数の文字から１つの文字を選択して入力する文字入力デバイスに利用可能な入力デバイスに関する。

この種の入力デバイスとして、回転ボタンと押し込みボタンを併用するデバイスが特許文献１に記載されている。一般的には、ジョグダイヤルと呼ばれ、携帯電話、ノート型パソコン及びデジタルカメラ等の移動可能な電子機器に用いられている。

具体的には、回転ダイヤルの回転軸に複数の電気接点を設け、電気接点の接続状態で回転量と回転方向又は回転位置を検出する。回転ダイヤルと回転軸を一体にケースに入れ、このケースを押し込み可能にベースに設置する。ケースの押し込みを検知する押し込み検知スイッチを設ける。ケースを押し込むと、押し込み検知スイッチがオフからオン（又はその逆）になる。

特許文献２には、この種の入力デバイスを文字入力に使用する例が記載されている。テンキーでア〜ワの何れかの行を選択し、回転式検出デバイスで、先に選択された行の段（例えば、ア〜オ）を選択する。又は、ア〜ワ行を回転で選択し、押し込む回数でア〜オ段を選択する。
特開２００２−１５７０７８号公報特開２００２−１５７０７４号公報

特許文献１に記載の構成では、回転ダイヤルとその回転軸を一体に収容するケースを押し込み移動し、押し込み検知スイッチがケースの押し込みを検知する構成を採用するので、ケースの移動スペースが必要になり、小型化の妨げになる。また、回転ダイヤルと回転軸を内蔵するケースを押し戻すだけの反発力をケースに与える部材が不可欠となる。これもまた小型化を困難にする。部品数が多くなるので、コストが増加する。

本発明は、より小型になり、少ない部品で製造できる入力デバイスを提示することを目的とする。

本発明係る入力デバイスは、弾性体からなる中空円筒状のローラと、当該ローラ内に挿入され、当該ローラの外部からの押圧を検知する押し込み検知スイッチと、当該ローラの回転を検出する回転検出素子とを具備することを特徴とする。

好ましくは、当該押し込み検知スイッチが、固定軸と、当該固定軸上に載置される２つの電極と、当該押圧により当該２つの電極間を電気的に接続する導電体とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、回転ダイヤル式の入力デバイスを小型化できる。部品点数も少なくて済むので、低コストで製造できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例の主要部品の分解斜視図を示す。本実施例の入力デバイスは、ベース基板１０と、ローラ３０と、ローラ３０の回転軸となり、且つ、ユーザの押し込みを検知する押し込み検知スイッチ５０とからなる。

ベース基板１０の回路基板１２上には、押し込みスイッチ５０を保持する保持板１４，１６を立ててある。保持板１４，１６は、この間にローラ３０を収容でき、回転できる間隔で回路基板１２上に立てられている。保持板１４，１６の、互いに対面する側面には、押し込み検知スイッチ５０を保持する半円形の凹み１８，２０を設けてある。凹み１８に隣接して、押し込み検知スイッチ５０のための２つの電極２２ａ，２２ｂを配置してある。凹み２０に隣接して、ローラ３０の回転を検出する電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを配置してある。図２は、保持板１４の正面図（ａ）と側面図（ｂ）を示す。図３は、保持板１６の正面図（ａ）と側面図（ｂ）を示す。電極２２ａ，２２ｂはそれぞれ、端子２６ａ，２６ｂに接続し、電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄはそれぞれ、端子２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに接続する。

図４は、ローラ３０の分解斜視図を示す。ローラ３０は、ゴム製の中空円筒体３２を具備する。円筒体３２の表面には、指で回しやすいように長手方向に沿って溝を形成してある。円筒体３２の内部には、片端にリング状のスリーブ３４を挿入して接着剤で円筒体３２に固定し、反対端にもリング状のスリーブ３６を挿入して接着剤で円筒体３２に固定する。スリーブ３４，３６の内径はほぼ、押し込み検知スイッチスイッチ５０の外径に合わせてあり、押し込み検知スイッチ５０に対して円筒体３２は回転可能である。

本実施例では、ローラ３０の回転位置検出のために、スリーブ３６の外側端面を６０度間隔の６つの領域に区分し、１つ置きに導電体３８ａ，３８ａ，３８ａを貼り付けてある。即ち、導電体３８ａと絶縁体３８ｂが交互する。更に、ローラ３０の回転が規定の位置（この実施例では、６０度間隔）に決まりやすいように、スリーブ３６の内面には、長手方向に延びる凸部４０を周方向に周期的に設けてある。

図５は、押し込み検知スイッチ５０の分解斜視図を示す。押し込み検知スイッチ５０は、保持板１４，１６の凹み１８，２０に入りこんで保持板１４，１６により不動に保持されるベース軸５２を具備する。図６は、ベース軸５２の右側面図を示す。ベース軸５２は、基本的に半円筒状であるが、スリーブ３６に対面する部分５２ａでは円形になっている。円形部５２ａの表面には、スリーブ３６の内面の凸部４０と相補的な形状の凸部５２ｂを形成してある。凸部４０と凸部５２ａの係合により、ローラ３０を規定位置に止めることが容易になる。

スリーブ３６に対面する円形部５２ａの外面は、ユーザが指でローラ３０を回転すると、ローラ３０が押し込み検知スイッチ５０に対して回転できる程度に、スリーブ３６の内面にほぼ接している。

ベース軸５２の平坦面上に回路板５４を固定する。回路板５４には、組立状態で保持板１４の電極２２ａ，２２ｂにそれぞれ接続する電極５６ａ，５６ｂを配置してある。電極５６ａ，５６ｂは、ベース５２の長手方向に互いに平行に延びている。電極５６ａ，５６ｂの上部に、スリーブ３６の内径よりも僅かに小さい半径のゴム製キャップ５８を被せる。キャップ５８の内側には導電性ゴム６０を固定してある。

ローラ３０から指を離した状態では、導電性ゴム６０が電極５６ａ，５６ｂが離れ、ローラ３０の上面を指で押したときに、ゴムキャップ５８がつぶれて導電性ゴム６０が電極５６ａ，５６ｂ間を電気的に接続するように、導電性ゴム６０のサイズと、電極５６ａ，５６ｂと導電性ゴム６０との間隔を調整する。これにより、ローラ３０の上面を指で押したときに、ゴムキャップ５８がつぶれ、導電性ゴム６０が電極５６ａ，５６ｂ間を電気的に接続し、ローラ３０から指を離した状態では、導電性ゴム６０が電極５６ａ，５６ｂが離れ、その結果、電極５６ａ，５６ｂ間が電気的に開放される。即ち、押し込みスイッチ動作を実現できる。ゴムキャップ５８の代わりに金属バネを用いても、同様の反発力を実現できる。

回路板５４の根元部分を半円形のカバー６２で被うように、カバー６２をベース軸５２に固定する。カバー６２の底面には、回路板５４の細くなった部分を通す凹み６４を設けてある。カバー６２とベース軸により形成される円筒軸部分が、ローラ３０のスリーブ３４の内面にほぼ接する。

図７は、ベース基板１０にローラ３０と押し込み検知スイッチ５０を組み付けた状態の断面図を示す。図８は、組立状態の外観斜視図を示す。

ローラ３０の回転方向と量を検出する機構を説明する。図９乃至図１２は、ローラ３０の回転位置に応じた、スリーブ３６の端面に配置される導電体３８ａと絶縁体３８ｂと電極２４ａ〜２４ｄとの位置関係例を示す。図９乃至図１２から明らかなように、電極２４ａ〜２４ｄは、スリーブ３６の回転中心より僅かに高い位置で、スリーブ３６の端面に対面する。

図９では、電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは全て、絶縁体３８ｂに接しているので、電極２４ａ，２４ｂ間及び電極２４ｃ，２４ｄ間は、共に開放されている。このとき、端子２８ａ，２８ｂ間は開放又はオフになり、端子２８ｃ，２８ｄ間もまた開放又はオフになる。

スリーブ３６が図９に示す位置から３０度、時計方向に回転すると、図１０に示す状態になる。このとき、スリーブ３６の回転途中で、電極２４ａ，２４ｂは導電体３８ａに接触し、端子２８ａ，２８ｂ間は開放又はオフから短絡又はオンに遷移する。他方、電極２４ｃ，２４ｄは絶縁体３８ｂに接触したままであり、端子２８ｃ，２８ｄ間は、依然として開放又はオフのままである。

図１０に示す状態から、更に時計方向に３０度、スリーブ３６を回転すると、図１１に示す状態になる。スリーブ３６の回転の間、電極２４ａ，２４ｂは導電体３８ａに接触したままであり、端子２８ａ，２８ｂ間は短絡又はオンのままである。他方、電極２４ｃ，２４ｄは、スリーブ３６の回転途中で導電体３８ａに接触し、端子２８ｃ，２８ｄ間は、開放又はオフから短絡又はオンに遷移する。

図１１に示す状態から、更に時計方向に３０度、スリーブ３６を回転すると、図１２に示す状態になる。スリーブ３６の回転途中で、電極２４ａ，２４ｂは絶縁体３８ｂに接触するので、端子２８ａ，２８ｂ間は、短絡又はオンから開放又はオフに遷移する。他方、電極２４ｃ，２４ｄは、スリーブ３６の回転の間、導電体３８ａに接触しており、端子２８ｃ，２８ｄ間は、短絡又はオンのままである。

このように、端子２８ａ，２８ｂ間のオン／オフ、及び端子２８ｃ，２８ｄ間のオン／オフにより、スリーブ３６の回転量と方向、即ち、ローラ３０の回転量と方向を検出できる。

なお、回転体の側面又は端面に配置する導電体パターンは、図示例に限定されない。回転位置に応じて、２つの電極間を短絡又は開放する導電体を半径方向に複数、配置することで、回転位置、又は回転方向と量を検出できる。

次に、押し込み検知スイッチ５０による押し込み検知動作を説明する。図１３は、ローラ３０及び押し込みスイッチ５０の横断面図を示す。動作を理解しやすいように、一部を強調して図示してあるので、正確な寸法関係では図示されていない。図１３（ａ）は、ローラ３０のゴム製中空円筒体３２をユーザが押していない状態を示し、図１３（ｂ）は、ゴム製中空円筒体３２をユーザが指で押している状態を示す。

ユーザがゴム製中空円筒体３２を指で押していない状態（図１３（ａ））では、導電性ゴム６０が電極５６ａ，５６ｂから共に離れているので、端子２６ａ，２６ｂ間は開放されている。これに対し、ユーザがゴム製中空円筒体３２を指で押した状態（図１３（ｂ））では、導電性ゴム６０が電極５６ａ，５６ｂに接触する。この結果、端子２６ａ，２６ｂ間が導電性ゴム６０の電気抵抗値を示す。この相違を検出することで、ユーザによる押し込み操作、例えば、決定操作があったか否かを検出できる。ユーザが指をゴム製中空円筒体３２から離すと、ゴム製中空円筒体３２の自律復元力により、図１３（ａ）に示す状態に復帰する。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施例の主要部品の分解斜視図を示す。保持板１４の正面図（ａ）と側面図（ｂ）を示す。保持板１６の正面図（ａ）と側面図（ｂ）を示す。ローラ３０の分解斜視図を示す。押し込み検知スイッチ５０の分解斜視図を示す。ベース軸５２の右側面図を示す。ベース基板１０にローラ３０と押し込み検知スイッチ５０を組み付けた状態の断面図を示す。本実施例の組立状態の外観斜視図を示す。ローラ３０の回転位置に応じた、導電体３８ａ及び絶縁体３８ｂと、電極２４ａ〜２４ｄとの位置関係例を示す。ローラ３０の回転位置に応じた、導電体３８ａ及び絶縁体３８ｂと、電極２４ａ〜２４ｄとの位置関係例を示す。ローラ３０の回転位置に応じた、導電体３８ａ及び絶縁体３８ｂと、電極２４ａ〜２４ｄとの位置関係例を示す。ローラ３０の回転位置に応じた、導電体３８ａ及び絶縁体３８ｂと、電極２４ａ〜２４ｄとの位置関係例を示す。ローラ３０及び押し込みスイッチ５０の横断面図を示す。

符号の説明

１０：ベース基板
１２：回路基板
１４，１６：保持板
１８，２０：半円形凹み
２２ａ，２２ｂ：電極
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ：電極
２６ａ，２６ｂ：端子
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ：端子
３０：ローラ
３２：ゴム製の中空円筒体
３２を具備する。
３４，３６：スリーブ
３８ａ：導電体
３８ｂ：絶縁体
４０：凸部
５０：押し込み検知スイッチ
５２：ベース軸
５２ａ：円形部
５２ｂ：凸部
５４：回路板
５６ａ，５６ｂ：電極
５８：ゴム製キャップ
６０：導電性ゴム
６２：カバー
６４：凹み

Claims

弾性体からなる中空円筒状のローラ（３０）と、
当該ローラ（３０）内に挿入され、当該ローラの外部からの押圧を検知する押し込み検知スイッチ（５０）と、
当該ローラの回転を検出する回転検出素子（３８ａ，３８ｂ，２４ａ〜２４ｄ）
とを具備することを特徴とする入力デバイス。
当該押し込み検知スイッチが、
固定軸（５２）と、
当該固定軸上に載置される２つの電極（５６ａ，５６ｂ）と、
当該押圧により当該２つの電極間を電気的に接続する導電体（６０）
とを具備することを特徴とする請求項１に記載の入力デバイス。