WO2024105782A1 - キー組立体、コントローラ及び情報処理システム - Google Patents

キー組立体、コントローラ及び情報処理システム Download PDF

Info

Publication number
WO2024105782A1
WO2024105782A1 PCT/JP2022/042407 JP2022042407W WO2024105782A1 WO 2024105782 A1 WO2024105782 A1 WO 2024105782A1 JP 2022042407 W JP2022042407 W JP 2022042407W WO 2024105782 A1 WO2024105782 A1 WO 2024105782A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor
key assembly
contacts
moving part
contact
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/042407
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅人 桑原
宏智 河井
Original Assignee
任天堂株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 任天堂株式会社 filed Critical 任天堂株式会社
Priority to PCT/JP2022/042407 priority Critical patent/WO2024105782A1/ja
Publication of WO2024105782A1 publication Critical patent/WO2024105782A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding

Definitions

  • the present disclosure relates to a key assembly and a controller and information processing system that include the key assembly.
  • the objective of the present disclosure is to provide a key assembly with a simple structure that can detect not only whether the key assembly is pressed, but also whether an object such as a user's finger approaches or comes into contact with the key assembly.
  • the gist of this disclosure is as follows:
  • a substrate having an electrode and at least two contacts on an upper surface that is a surface on a first direction side; a moving part that is arranged on the first direction side of the substrate and has non-conductivity; a first conductor electrically connected to the electrode, the moving portion includes a first surface that is spaced apart from and faces the upper surface of the substrate in a natural state, a second surface that is provided on an opposite side to the first surface, and a through hole that penetrates the moving portion in the first direction between the first surface and the second surface, a second conductor is provided on the first surface of the moving portion at a position where the second conductor comes into contact with the at least two contacts simultaneously when the moving portion moves from the natural state in a second direction opposite to the first direction; The first conductor extends through the through hole to the second surface.
  • the elastic member further includes the moving portion and a biasing portion that biases the moving portion in the first direction toward a position in the natural state when the moving portion moves in the second direction from the natural state, A key assembly as described in any one of (6) to (9) above, wherein when the moving part moves from its natural state in the second direction, the force with which the biasing part biases the moving part in the first direction is greater than the force with which the lower body biases the upper body in the first direction.
  • At least one of the at least two contacts is connected to ground;
  • At least one of the at least two contacts is connected to ground;
  • the key assembly according to claim 11 wherein the first conductor is disposed on a side of the second conductor in the first direction so as to at least partially overlap the second conductor when viewed in the first direction.
  • the key assembly described in (12) above wherein the substrate is provided with two contacts, the two contacts being arranged so as to be both annular and positioned radially inward and radially outward relative to each other.
  • the touch panel further includes a key top provided on the first direction side relative to the moving portion and the first conductor, A key assembly described in any one of (1) to (14) above, wherein the key top is adhered to the surface of the first conductor on the first direction side via an adhesive, and at least one of the key top or the adhesive is non-conductive.
  • One of the two contacts is connected to ground;
  • a controller comprising the key assembly according to any one of (1) to (16) above and a detection circuit, A controller, wherein the detection circuit is configured to detect the value of a parameter that changes depending on the presence or absence of electrical current between the contacts and the capacitance of a circuit including the electrodes.
  • a controller comprising the key assembly according to (11) or (12) above and a detection circuit, The detection circuit is configured to detect a capacitance that changes depending on a distance between the second conductor and the first conductor in contact with a contact connected to the ground.
  • An information processing system comprising the key assembly according to any one of (1) to (16) above and one or more processors, The processor performs processing based on the value of a parameter that changes depending on the presence or absence of electrical current between the contacts and the capacitance of a circuit including the electrode.
  • the present disclosure provides a key assembly of simple structure that can detect not only whether the key assembly is pressed, but also whether an object such as a user's finger approaches or comes into contact with the key assembly.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a key assembly taken along a cross section passing through the axis of the key assembly.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the key assembly.
  • FIG. 3 is a plan view of the substrate.
  • FIG. 4 is a plan view of the substrate.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the substantial circuit configuration of the controller including the key assembly.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 of the key assembly 1 when a person's finger approaches the key top.
  • FIG. 7 is a diagram similar to FIG. 5, which shows a schematic diagram of the substantial circuit configuration when a person's finger approaches the key top as shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG.
  • FIG. 9 is a diagram similar to FIG. 5, illustrating generally the circuit configuration that results when a conductor touches a contact as shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 of the key assembly 1 when the key top is pushed down to the bottom end.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the position of the user's finger and the capacitance and the presence or absence of conduction between the contacts.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an outline of a system configuration of an information processing system including a controller.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, showing a key assembly according to one modified example.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, showing a key assembly according to one modified example.
  • the overall configuration of a key assembly 1 provided in a controller according to one embodiment will be described with reference to Figures 1 and 2.
  • the controller having the key assembly 1 is configured to output a signal in response to a key operation by a user.
  • the controller is configured to detect whether or not the key assembly 1 is pressed by the user, the degree to which an object (e.g., the user's finger) operating the key assembly 1 is approaching the key assembly 1 when the object is approaching the key assembly 1, and the degree to which the key assembly 1 is pressed.
  • an object e.g., the user's finger
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of key assembly 1 taken along a cross section passing through axis X of key assembly 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of key assembly 1.
  • key assembly 1 comprises a substrate 10, an elastic member 20, a conductive assembly 30, an adhesive 40, a key top 50, and a cover 60.
  • elastic member 20, conductive assembly 30, adhesive 40, and key top 50 are each arranged to overlap with their centers positioned on axis X.
  • the direction from the substrate 10 to the key top 50 along the axis X is referred to as the upward direction
  • the direction from the key top 50 to the substrate 10 i.e., the opposite direction to the upward direction
  • the key assembly 1 does not necessarily need to be used so that the upward direction corresponds to the vertical upward direction, and the key assembly 1 can be used in any direction. Therefore, the key assembly 1 can be used, for example, so that the axis X extends horizontally, or so that the axis X extends in various different directions during use. Therefore, the upward direction can be considered as the first direction, and the downward direction as the second direction opposite to the first direction.
  • the direction radially away from the axis X perpendicular to the axis X is referred to as the outward direction
  • the direction perpendicular to the axis X toward the axis X i.e., the opposite direction to the outward direction
  • the natural state the state in which no external force is applied to the key assembly 1 by the user's finger or the like.
  • Fig. 3 is a plan view of the substrate 10.
  • the substrate 10 is a plate-like member on which electronic components are arranged.
  • the substrate 10 is, for example, a printed circuit board.
  • the substrate 10 may be a rigid substrate or an FPC.
  • the substrate 10 has a substrate upper surface 11 provided on the upper side and a substrate lower surface 12 provided on the lower side. Therefore, the substrate lower surface 12 is a surface provided on the opposite side to the substrate upper surface 11.
  • one electrode 13 and two contacts 14, 15 are provided on the upper surface 11 of the substrate.
  • One electrode 13 is formed in a circular shape and is arranged so that its center is located on the axis X. Note that the electrode 13 may be formed in a shape other than a circle, and may be arranged offset from the axis X. However, the electrode 13 is formed in a shape and arranged so that it can come into contact with the coil spring 31 of the conductive assembly 30 described below.
  • the contacts 14, 15 are each formed in an annular shape, as shown in Figs. 2 and 3. Furthermore, in this embodiment, the contacts 14, 15 are disposed on the inner side and the outer side of each other, respectively. In particular, in this embodiment, the contacts 14, 15 are formed in a concentric circle shape.
  • one of the contacts 14, 15 is connected to ground, and the other is connected to a power source 17 (see FIG. 5) having a higher potential than ground via an electrical resistor 16 (see FIG. 5) (hereinafter referred to as the ground side contact 15 and the high potential side contact 14, respectively). Therefore, when the conductor 25 comes into contact with both of the contacts 14, 15, a current flows from the high potential side contact 14 to the ground side contact 15.
  • the inner contact is the high potential side contact 14 and the outer contact is the ground side contact 15, but the high potential side contact 14 and the ground side contact 15 may be arranged in reverse, with the inner side and the outer side reversed.
  • the electrical resistor 16 and the power source 17 may be provided on the substrate 10, or may be provided on a member separate from the substrate 10.
  • the contacts 14 and 15 may be formed in a manner different from that of this embodiment, as long as they can be electrically connected by the conductor 25 described later. Therefore, the contacts 14 and 15 do not have to be formed in a concentric shape, and may be formed in a ring shape such as an ellipse or a polygon such as a rectangle. Furthermore, the contacts 14 and 15 do not have to be formed in a ring shape, and may be formed in any shape, such as a semicircular shape as shown in FIG. 4. Furthermore, in this embodiment, two contacts 14 and 15 are provided on the upper surface 11 of the substrate, but three or more contacts may be provided. In the example shown in FIG. 4, four pairs of semicircular high potential side contacts 14 and semicircular ground side contacts 15 are provided at 90° intervals in the circumferential direction, for a total of eight contacts. Therefore, at least two contacts are provided on the upper surface 11 of the substrate.
  • the contacts are formed as high potential side contacts 14, and the remaining contacts are formed as ground side contacts 15.
  • the high potential side contacts 14 and the ground side contacts 15 are arranged adjacent to each other.
  • the elastic member 20 is made of a non-conductive elastic material, for example, synthetic rubber such as silicone rubber.
  • the elastic member 20 is disposed on the upper side of the substrate 10.
  • the elastic member 20 is disposed so that its axis is aligned with the axis X of the key assembly 1.
  • the elastic member 20 has a moving part 21 that moves in the vertical direction, and a biasing part 22 connected to the moving part 21. Both the moving part 21 and the biasing part 22 are disposed on the upper side of the substrate 10. In this embodiment, the inner periphery of the biasing part 22 is connected to the outer periphery of the moving part 21. Also, in this embodiment, the moving part 21 and the biasing part 22 are formed integrally, but they may be formed as separate components.
  • the moving part 21 is a member that moves in the direction of the axis X, i.e., in the vertical direction, when the key assembly 1 (particularly the key top 50) is pressed by an object such as the user's finger. In particular, when the moving part 21 is in its natural state, it is located at the uppermost position within its movable range. On the other hand, the moving part 21 can move downward until the conductor 25, which is disposed below the moving part 21 and moves together with the moving part 21, comes into contact with the substrate 10, particularly the contacts 14, 15 on the substrate 10.
  • the moving part 21 has a moving part upper surface 23 provided on the upper side, a moving part lower surface 24 provided on the lower side, and a through hole 26 that extends vertically through the moving part 21 between the moving part upper surface 23 and the moving part lower surface 24. Therefore, the moving part upper surface 23 is provided on the opposite side of the moving part 21 to the moving part lower surface 24. Furthermore, the through hole 26 opens on both the moving part upper surface 23 and the moving part lower surface 24. In this embodiment, the through hole 26 is formed so that its axis is located on the axis X of the key assembly 1. Furthermore, in this embodiment, the moving part 21 is formed solid except for the through hole 26.
  • the moving part upper surface 23 is formed so that its center is located on the axis X.
  • the moving part lower surface 24 is formed so that its center is located on the axis X.
  • both the moving part upper surface 23 and the moving part lower surface 24 are formed in a circular shape.
  • the moving part upper surface 23 and the moving part lower surface 24 may be formed in any shape other than a circle.
  • the moving part lower surface 24 is positioned so as to be spaced apart from the substrate upper surface 11 in the natural state and to face the substrate upper surface 11.
  • the moving part lower surface 24 is positioned so as to be parallel to the substrate upper surface 11 in the natural state.
  • the moving part 21 is formed of an elastic material. Therefore, when a force is applied between the moving part upper surface 23 and the moving part lower surface 24, the moving part 21 is compressed such that the greater the force, the smaller the distance between the moving part upper surface 23 and the moving part lower surface 24 becomes.
  • the moving part 21 is formed of an elastic material that is compressed while maintaining contact between the conductor 25 and the contacts 14, 15 when the moving part upper surface 23 is pressed downward after the conductor 25 comes into contact with the contacts 14, 15.
  • the moving part 21 may also be formed of a material with a high relative dielectric constant.
  • a flat conductor 25 is disposed on the moving part underside 24.
  • the conductor 25 is fixed to the moving part underside 24 by any means, such as an adhesive, and moves with the movement of the moving part 21.
  • the conductor 25 is an example of a second conductor disposed on the moving part underside 24.
  • the conductor 25 is formed of a material having electrical conductivity, such as a metal or a carbon-based material. Note that the conductor 25 does not have to be a flat member fixed to the moving part underside 24 by an adhesive or the like, so long as it is a conductive material disposed on the moving part underside 24. Thus, for example, the conductor 25 may be a conductive coating formed by being applied to the moving part underside 24.
  • the conductor 25 extends all the way around the through hole 26 so as to surround the through hole 26.
  • the conductor 25 has a shape that is almost the same as the shape of the moving part lower surface 24 (a donut-like shape excluding the opening of the through hole 26). Therefore, the conductor 25 is formed so as to cover the entire moving part lower surface 24.
  • the conductor 25 may be formed so as to cover the entire moving part lower surface 24 and to be larger than the moving part lower surface 24. Alternatively, the conductor 25 may be formed so as to be smaller than the moving part lower surface 24.
  • the conductor 25 is formed so as to overlap both of the two contacts 14, 15 when viewed in the vertical direction.
  • the conductor 25 has an inner diameter smaller than the outer shape of the inner contact 14 and an outer diameter larger than the inner diameter of the outer contact 15.
  • the conductor 25 is disposed above the ground side contact 15, and the distance between the conductor 25 and the ground side contact 15 changes as the moving part 21 moves in the vertical direction. Then, when the moving part 21 moves downward to its limit, the conductor 25 comes into contact with both contacts 14, 15 at the same time, and as a result, electrical continuity is established between the two contacts 14, 15.
  • each conductor 25 is provided, each formed to overlap with a pair of contacts 14, 15 when viewed in the vertical direction.
  • Each conductor 25 is formed to have the same radius as the semicircular contacts 14, 15.
  • each conductor 25 when the moving part 21 moves downward to its limit, each conductor 25 simultaneously contacts both contacts 14, 15, respectively, resulting in electrical continuity between both contacts 14, 15.
  • one or more of the four conductors 25 can simultaneously contact both contacts 14, 15.
  • the conductor 25 may be provided in any manner as long as it contacts both contacts 14, 15 simultaneously when the moving part 21 moves downward. Therefore, it may be provided separately in two places on either side of the through hole 26 around the through hole 26, or it may be provided in only one place around the through hole 26. Furthermore, if the conductor 25 is made of an elastic material, it does not necessarily have to be provided in a position where it overlaps both contacts 14, 15 when viewed in the vertical direction when the conductor 25 is not in contact with the contacts 14, 15, as long as it is in a position where it contacts both contacts 14, 15 when the moving part 21 moves downward and the conductor 25 is crushed between the contacts 14, 15 and the moving part lower surface 24, expanding its surface area.
  • the biasing portion 22 biases the moving portion 21 toward a position in the natural state when the moving portion 21 moves downward from the natural state.
  • the biasing portion 22 includes a base portion 27 disposed on the substrate upper surface 11, and a skirt portion 28 extending between the moving portion 21 and the base portion 27.
  • the base 27 is positioned so as not to move on the substrate upper surface 11.
  • the base 27 is sandwiched between the substrate 10 and the guide member 61 of the cover 60, and is fixed to the substrate upper surface 11 by the substrate 10 and the guide member 61 so as not to move.
  • this fixing method is one example, and any appropriate method can be used.
  • the skirt portion 28 is a plate-like member having a truncated cone shape, with its upper circular edge connected to the outer periphery of the moving portion 21 and its lower circular edge connected to the base portion 27.
  • the skirt portion 28 deforms when the moving portion 21 moves downward from its natural state, and its elastic force urges the moving portion 21 upward.
  • the conductive assembly 30 is an example of a first conductor electrically connected to the electrode 13 of the substrate 10.
  • the conductive assembly 30 is used to detect the degree to which an object, such as a user's finger, is approaching the key assembly 1 and the degree to which the key assembly is being pressed.
  • the conductive assembly 30 has a coil spring 31 arranged relatively downward and a conductive member 32 arranged relatively upward.
  • the conductive member 32 is an example of an upper body arranged to cover the moving part upper surface 23.
  • the conductive member 32 is arranged relatively upward in the conductive assembly 30.
  • the coil spring 31 is also an example of a lower body provided between the substrate 10 and the conductive member 32, which is an upper body.
  • the conductive assembly 30 is formed of a conductive material, such as a metal.
  • the conductive assembly 30 may be formed so that a conductive coating is provided on a non-conductive material such as a resin, or so that a non-conductive material is provided on a conductive material.
  • the coil spring 31 is arranged so that its axis is located on the axis X of the key assembly 1.
  • the coil spring 31 is also located on the electrode 13 and is in contact with the electrode 13.
  • the coil spring 31 is in constant contact with the electrode 13 due to the elastic force of the coil spring 31. Therefore, the coil spring 31 is electrically connected to the electrode 13.
  • the coil spring 31 is also arranged between the substrate 10 and the conductive member 32 when the conductive member 32 is located lower than in its natural state, and urges the conductive member 32 upward against the substrate 10. Therefore, the coil spring 31 urges the upper end of the conductive assembly 30 upward.
  • the coil spring 31 is formed so that when the conductive member 32 and the moving part 21 move downward from their natural state, the force with which the coil spring 31 urges the conductive member 32 upward is smaller than the force with which the urging part 22 urges the moving part 21 upward.
  • the urging force of the coil spring 31 is greater than the urging force of the urging part 22, the conductive member 32 urged by the coil spring 31 will try to move upward faster than the moving part 21 urged by the urging part 22.
  • the conductive member 32 and the moving part 21 may be separated in the vertical direction.
  • the urging force of the coil spring 31 is smaller than the urging force of the urging part 22, so that the conductive member 32 and the moving part 21 are prevented from being separated in the vertical direction.
  • the coil spring 31 may be fixed to the electrode 13 by, for example, solder or the like. Also, instead of the coil spring 31, another elastic member may be used as the lower body. Such another member may be, for example, an elastic member that is conductive and can be electrically connected to the electrode 13, and that urges the conductive member 32 upward.
  • the conductive member 32 has a rigidity greater than the other components, particularly the elastic member 20.
  • the conductive member 32 has a rigidity such that it will not deform even if the key assembly 1 is pressed by the user's finger or the like.
  • the conductive member 32 is arranged so that its axis is located on the axis X of the key assembly 1.
  • the conductive member 32 also has a disk-shaped plate-like portion 33, an intermediate portion 34 having an outer diameter smaller than that of the plate-like portion 33, and a protruding portion 35 having an outer diameter smaller than that of the intermediate portion 34.
  • the intermediate portion 34 is provided above the protruding portion 35, and the plate-like portion 33 is provided above the intermediate portion 34.
  • the plate-like portion 33, the intermediate portion 34, and the protruding portion 35 are formed as an integral member.
  • the plate-shaped portion 33 is disposed on the moving part upper surface 23.
  • the plate-shaped portion 33 has a shape (circular) that is substantially the same as the shape of the moving part upper surface 23. Therefore, the plate-shaped portion 33 is formed so as to cover the entire moving part upper surface 23.
  • the corner between the lower surface and the outer peripheral surface of the plate-shaped portion 33 is not positioned on the moving part upper surface 23, and the application of a large load to a part of the moving part upper surface 23 by such a corner is suppressed.
  • the plate-shaped portion 33 may be formed so as to cover the entire moving part upper surface 23 and to protrude radially outward from the moving part upper surface 23.
  • the plate-shaped portion 33 may be formed so as to be smaller than the moving part upper surface 23 while covering the moving part upper surface 23.
  • the plate-like portion 33 is disposed above the conductor 25 so as to overlap the entire conductor 25 when viewed in the vertical direction.
  • the plate-like portion 33 is disposed above the conductor 25 with the moving portion 21 sandwiched therebetween. Therefore, the plate-like portion 33 is disposed at a distance from the conductor 25 by the vertical thickness of the moving portion 21.
  • the plate-like portion 33 may be disposed so as to partially overlap the conductor 25 when viewed in the vertical direction, or so as not to overlap.
  • the plate-shaped portion 33 is disposed above the ground side contact 15 so as to overlap the entire ground side contact 15 when viewed in the vertical direction. Therefore, the plate-shaped portion 33 is disposed above the ground side contact 15 with the moving portion 21 and the conductor 25 sandwiched therebetween. Note that the plate-shaped portion 33 may be disposed so as to partially overlap the ground side contact 15 when viewed in the vertical direction, or so as not to overlap.
  • the intermediate portion 34 and the protruding portion 35 are located within the through hole 26 of the moving portion 21. Therefore, the conductive member 32 is partially located within the through hole 26.
  • the intermediate portion 34 is formed in a cylindrical shape, and is formed so that its outer periphery is in contact with the inner surface 29 of the moving portion 21 that defines the through hole 26 over the entire circumference in the radial direction.
  • the intermediate portion 34 may be formed so that its outer diameter is slightly larger than the inner diameter of the inner surface 29 of the moving portion 21. In this case, the intermediate portion 34 is fitted into the through hole 26. This allows the moving portion 21 and the conductive member 32 to be aligned with each other.
  • the protrusion 35 is formed in a cylindrical shape, and the coil spring 31 is arranged so as to surround the outer periphery of the protrusion 35. Therefore, the coil spring 31 is positioned relative to the conductive member 32 by the protrusion 35.
  • the conductive member 32 is also arranged so that its axis is located on the axis X of the key assembly 1. Therefore, the conductive member 32 is located above the coil spring 31 and is therefore in contact with the coil spring 31. In particular, the upper end of the coil spring 31 contacts the lower surface of the intermediate portion 34 around the protruding portion 35. In this embodiment, the conductive member 32 is in constant contact with the coil spring 31 due to the elastic force of the coil spring 31. Therefore, the conductive member 32 is electrically connected to the coil spring 31. In other words, the entire conductive assembly 30 including the coil spring 31 and the conductive member 32 is electrically connected to the electrode 13.
  • the coil spring 31 may be fixed to the conductive member 32 by, for example, solder or the like.
  • the conductive assembly 30 is electrically connected to the electrode 13 and extends through the through hole 26 to the upper surface 23 of the moving part.
  • the adhesive 40 adheres the key top 50 to the conductive member 32 of the conductive assembly 30.
  • the adhesive 40 adheres the lower surface of the key top 50 to the upper surface of the plate-like portion 33 of the conductive member 32. Therefore, the key top 50 is adhered to the upper surface of the conductive member 32 via the adhesive 40.
  • the key top 50 moves integrally with the conductive member 32.
  • the conductive member 32 is fixed to the moving portion 21 by engagement, and the conductor 25 is fixed to the moving portion 21 by an adhesive, so that the key top 50, the conductive member 32, the moving portion 21 and the conductor 25 move integrally.
  • the adhesive 40 any material having adhesive strength can be used.
  • the adhesive 40 is made of a non-conductive material.
  • the key top 50 is a member of the key assembly 1 that is directly operated by the user.
  • the key top 50 is made of a non-conductive material, for example, a resin such as polyacetal.
  • the key top 50 is provided above the elastic member 20 including the moving part 21 and the conductive assembly 30.
  • the key top 50 is arranged so that its axis is located on the axis X of the key assembly 1.
  • the key top 50 has a circular top wall 51, a cylindrical side wall 52, and a flange 53.
  • the top end of the cylindrical side wall 52 is connected to the outer periphery of the top wall 51.
  • the flange 53 extends outward from the bottom end of the side wall 52.
  • the key top 50 is arranged so that the side wall 52 is located within the opening 62 formed in the cover 60.
  • the outer diameter of the side wall 52 is smaller than the outer diameter of the opening 62. Therefore, the key top 50 can move up and down within the opening 62.
  • the flange 53 is also formed so that its outer diameter is larger than the outer diameter of the opening 62. As a result, the flange 53 cannot move upward beyond the opening 62. Therefore, even if the moving part 21 and the conductive member 32 are urged upward and the key top 50 is urged upward accordingly, the key top 50 cannot move upward beyond the state where the flange 53 is in contact with the underside of the cover 60. In this embodiment, the state where the key top 50 is urged upward and the flange 53 is in contact with the underside of the cover 60 is the natural state.
  • the cover 60 constitutes a part of a housing that contains the components of the key assembly 1.
  • the cover 60 is formed of a material such as resin.
  • the cover 60 includes a guide member 61 that guides the key top 50 to move in the up and down direction, an opening 62 through which the key top 50 moves, and a fixing portion 63 that extends to the substrate 10.
  • the guide member 61 is formed in an annular shape so as to at least partially surround the flange 53 and extend in the vertical direction.
  • the guide member 61 is formed so that its inner surface is positioned outside the outer periphery of the flange 53.
  • the guide member 61 is formed so as to guide the outer periphery of the flange 53 in the vertical direction.
  • the fixing portion 63 is used to fix the cover 60 to the substrate 10. Therefore, when the key assembly 1 is assembled, the lower end of the fixing portion 63 contacts the upper surface 11 of the substrate, thereby fixing the cover 60 to the substrate 10. Note that any fastener, such as a bolt, may be used to fix the cover 60 to the substrate 10.
  • Fig. 5 is a diagram illustrating in outline the substantial circuit configuration of a controller including the key assembly 1.
  • the controller has a detection circuit 101 that detects the capacitance between the ground and the conductive member 32, and detects the continuity between the contacts 14 and 15.
  • the detection circuit 101 is connected to the conductive member 32 via the electrode 13 of the substrate 10 to detect the capacitance.
  • the detection circuit 101 is connected to the wiring between the high potential side contact 14 and the electrical resistor 16 to detect the voltage at the high potential side contact 14.
  • the voltage at the high potential side contact 14 is used to determine the continuity between the contacts 14 and 15.
  • the detection circuit 101 is connected to the ground side contact 15.
  • the high potential side contact 14 is not electrically connected to the ground side contact 15, so the potential of the high potential side contact 14 is maintained high. Therefore, at this time, the voltage at the high potential side contact 14 detected by the detection circuit 101 is higher than a predetermined reference voltage.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the key assembly 1 similar to FIG. 1 when a person's finger approaches the key top 50.
  • FIG. 7 is a diagram similar to FIG. 5 that shows a schematic diagram of the actual circuit configuration when a person's finger approaches the key top 50 as shown in FIG. 6.
  • Fig. 8 is a cross-sectional view similar to Fig. 1 of key assembly 1 when a person's finger presses key top 50 downward and conductor 25 contacts contacts 14, 15.
  • Fig. 9 is a diagram similar to Fig. 5, which shows a schematic diagram of the actual circuit configuration when conductor 25 contacts contacts 14, 15 as shown in Fig. 8.
  • the conductor 25 comes into contact with the ground contact 15, it also comes into contact with the high potential side contact 14 at almost the same time. Therefore, the high potential side contact 14 is conductive with the ground contact 15, and as a result, the potential of the high potential side contact 14 becomes lower. Therefore, at this time, the voltage at the high potential side contact 14 detected by the detection circuit 101 is lower than a predetermined reference voltage. In this way, the voltage at the high potential side contact 14 is a parameter that changes depending on the presence or absence of conductivity between the contacts 14, 15, and therefore it can be said that the detection circuit 101 detects the value of a parameter that changes depending on the presence or absence of conductivity between the contacts 14, 15.
  • the moving part 21 is deformed so as to be compressed in the vertical direction. That is, the moving part 21 is formed so that when the conductive member 32 is pressed downward after the conductor 25 comes into contact with both contacts 14, 15, the greater the pressing force, the smaller the distance between the moving part upper surface 23 and the moving part lower surface 24 becomes.
  • the key top 50 moves downward, the distance between the plate-shaped part 33 of the conductive member 32 and the conductor 25 in contact with the ground side contact becomes shorter.
  • the key top 50 is pressed down until the flange 53 of the key top 50 comes into contact with the base 27 of the elastic member 20.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the position of the user's finger, which is the object that operates the key assembly 1, and the capacitance between the conductive member 32 and ground detected by the detection circuit 101, and the voltage at the high potential side contact 14.
  • the finger position is represented as zero when the finger touches the key top 50, and the finger position value increases as the finger moves downward. Therefore, when the finger is not touching the key top 50 and is away from the key top 50, the finger position value is a negative value, and when the finger is touching the key top 50 and pressing it down, the finger position value is a positive value.
  • the capacitance Ct generated between the ground and the conductive member 32 is equal to the capacitance Cx generated between the conductive member 32 and the ground side contact 15.
  • the capacitance Cf due to the finger is low and the ground side contact 15 and the conductive member 32 are separated. Therefore, in this case, as shown in FIG. 11, the capacitance Ct generated between the ground and the conductive member 32 is relatively low.
  • the high potential side contact 14 is not conductive with the ground side contact 15, so the voltage at the high potential side contact 14 is higher than a predetermined reference voltage Vref.
  • the capacitance Cf of the finger increases.
  • the capacitance Ct generated between the ground and the conductive member 32 at this time is calculated by the above formula (1). Therefore, as shown in FIG. 11, as the person's finger approaches the key top 50, the capacitance Ct generated between the ground and the conductive member 32 also increases.
  • the distance between the ground side contact 15 and the conductive member 32 gradually decreases.
  • the capacitance Cx between the ground side contact 15 and the conductive member 32 gradually increases.
  • the plate-shaped portion 33 of the conductive member 32 is arranged to at least partially overlap the ground side contact 15 when viewed in the vertical direction, so that the capacitance Cx is likely to change with the change in the distance between the ground side contact 15 and the conductive member 32.
  • the rate at which the capacitance Ct generated between the ground and the conductive member 32 increases in response to the movement of the finger is slower than the rate at which the capacitance Ct increases in response to the movement of the finger when the person's finger approaches the key top 50.
  • the moving part 21 is compressed in the vertical direction, and the conductor 25 and the conductive member 32 approach each other, so that the capacitance C'x between the conductor 25 and the conductive member 32 gradually increases.
  • the plate-shaped part 33 of the conductive member 32 is arranged to at least partially overlap the conductor 25 when viewed in the vertical direction, so that the capacitance C'x changes relatively greatly when the distance between the conductor 25 and the conductive member 32 changes.
  • the surface area of the conductor 25 is larger than the surface area of the ground contact 15 as described above, the increasing speed of the capacitance Ct generated between the ground and the conductive member 32 in response to the movement of the finger is faster than the increasing speed before the conductor 25 comes into contact with the ground contact 15.
  • a controller 100 including the key assembly 1, and an information processing system 200 including the controller 100 and a main unit 110 will be described with reference to Fig. 12.
  • Fig. 12 is a diagram showing a schematic system configuration of the information processing system 200 including the controller 100.
  • the controller 100 is used to perform various operations associated with information processing.
  • the controller 100 is, for example, a game controller used for operating a game. However, the controller 100 may also be an information processing controller used for performing operations such as moving a cursor and selecting a menu.
  • the controller 100 has a key assembly 1, a detection circuit 101, a sensor 102, a memory unit 103, and a communication control unit 104.
  • the detection circuit 101, the sensor 102, and the memory unit 103 are all connected to the communication control unit 104.
  • the detection circuit 101 detects the capacitance between the ground and the conductive member 32 in the key assembly 1, and detects the voltage at the high potential side contact 14 in the key assembly 1. For example, the detection circuit 101 periodically charges between the ground and the conductive member 32, and detects the capacitance between the ground and the conductive member 32 based on the time to full charge or the current flowing during charging. Therefore, the capacitance detected by the detection circuit 101 changes depending on the distance between the ground side contact 15 and the conductive member 32 until the conductor 25 contacts the ground side contact 15. In addition, the capacitance detected by the detection circuit 101 changes depending on the distance between the conductor 25 contacting the ground side contact 15 and the conductive member 32 after the conductor 25 contacts the ground side contact 15.
  • the detection circuit 101 detects the voltage at the high potential side contact 14 to be used to determine the continuity between the contacts 14, 15.
  • the detection circuit 101 outputs a signal that changes according to the capacitance between the ground and the conductive member 32 and a signal that changes according to the voltage at the high potential side contact 14, and the output signal is input to the communication control unit 104.
  • the capacitance between the ground and the conductive member 32 indicates the degree to which the user's finger, etc., is close to the key assembly 1 or the degree to which the key assembly 1 is pressed. Therefore, the detection circuit 101 can detect the capacitance indicating the degree to which the user's finger, etc., is close to the key assembly 1 or the degree to which the key assembly 1 is pressed. In addition, the voltage at the high potential side contact 14 indicates whether or not the user has pressed the key assembly 1. Therefore, the detection circuit 101 of this embodiment can detect the value of a parameter that changes depending on whether or not the key assembly 1 is pressed.
  • the voltage at the high potential side contact 14 is used as the parameter that changes depending on whether or not the key assembly 1 is pressed, but other parameters, such as the current flowing through the high potential side contact 14, may be used as long as they change depending on whether or not the key assembly 1 is pressed.
  • the sensor 102 is a sensor that detects the state of the controller 100.
  • the sensor 102 includes, for example, an acceleration sensor and an angular velocity sensor.
  • the output signals of these sensors 102 are input to the communication control unit 104.
  • the communication control unit 104 communicates with the main device 110 via wireless communication.
  • the communication control unit 104 acquires information (e.g., information related to the operation of the key assembly 1, or the detection result by the sensor 102) from each input unit (such as the detection circuit 101 and the sensor 102 connected to the key assembly 1).
  • the communication control unit 104 transmits data including the acquired information (or information obtained by performing a predetermined process on the acquired information) to the main device 110.
  • the communication control unit 104 is composed of, for example, a microprocessor.
  • the communication control unit 104 executes various processes by executing firmware stored in the storage unit 103. Note that the communication control unit 104 may communicate with the main device 110 via wired communication instead of or in addition to wireless communication.
  • the main unit 110 has a display 111, a speaker 112, a communication unit 113, a storage unit 114, and a processor 115.
  • the display 111, the speaker 112, the communication unit 113, and the storage unit 114 are electrically connected to the processor 115.
  • the display 111 and the speaker 112 are examples of output devices that output information to the user.
  • the display 111 displays images based on instructions from the processor 115.
  • the speaker 112 generates sounds based on instructions from the processor 115.
  • the communication unit 113 is a device for communicating with other devices (e.g., the controller 100) via wireless communication. Note that the communication unit 113 may be configured to be able to communicate with other devices via wired communication instead of or in addition to wireless communication.
  • the storage unit 114 includes, for example, a volatile semiconductor memory, a non-volatile semiconductor memory, etc.
  • the storage unit 114 may further include a storage medium such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • the storage unit 114 stores computer programs executed by the processor 115, and various data used when various processes are executed by the processor 115.
  • the processor 115 has one or more CPUs (Central Processing Units) and their peripheral circuits.
  • the processor 115 performs various types of information processing by executing information processing programs stored in the memory unit 114.
  • Information processing programs include, for example, an OS program and an application program (e.g., a game program).
  • the processor 115 performs processing according to an information processing program based on the signal output from the detection circuit 101.
  • the processor 115 may perform processing based on a signal that changes according to the capacitance output from the detection circuit 101.
  • the signal that changes according to the capacitance output from the detection circuit 101 indicates the degree to which the user's finger, etc. has approached the key assembly 1, the degree to which the key assembly 1 has been pressed, etc. Therefore, the processor 115 performs processing based on the degree to which the user's finger, etc. has approached the key assembly 1, and the degree to which the key assembly 1 has been pressed.
  • the processor 115 also calculates the change in capacitance that changes depending on the distance between the ground contact 15 and the conductive member 32 or the distance between the conductor 25 in contact with the ground contact 15 and the conductive member 32 based on the signal that changes depending on the capacitance output from the detection circuit 101.
  • the processor 115 may perform processing based on the change in capacitance calculated in this manner.
  • Such a change in capacitance represents the degree to which the user's finger, etc. has moved near the key assembly 1, the degree to which the key assembly 1 has been pressed and moved, etc. Therefore, the processor 115 performs processing based on the degree to which the user's finger, etc. has moved near the key assembly 1, and the degree to which the key assembly 1 has been pressed and moved.
  • the change in capacitance that changes depending on the distance between the conductor 25 in contact with the ground contact 15 and the conductive member 32 represents the change in the amount of pressing of the key assembly 1 by the user after the pressing of the key assembly 1 by the user is detected. Therefore, the processor 115 performs processing based on the change in the amount of depression of the key assembly 1 by the user after the user's depression of the key assembly 1 is detected.
  • the processor 115 determines whether or not the user has pressed the key assembly 1 based on the signal that changes according to the voltage output from the detection circuit 101. The processor may then perform processing based on the result of the determination of whether or not the key assembly 1 has been pressed.
  • the processor 115 outputs the results of the processing to output devices such as the display 111 and the speaker 112. Therefore, the display 111 and the speaker 112 output the results of the processing performed by the processor 115 based on the signal that changes according to the capacitance and the signal that changes according to the voltage output from the detection circuit 101 of the key assembly 1.
  • the processor 115 can perform processing based not only on whether or not the user has pressed the key assembly 1, but also on the degree to which the user's finger, etc. has approached the key assembly 1 and the degree to which the key assembly 1 has been pressed, allowing for a wider variety of processing than when processing is performed based only on whether or not the key assembly 1 has been pressed.
  • the controller 100 is provided with a detection circuit 101, which outputs a signal that changes according to the capacitance between the ground and the conductive member 32 and a signal that changes according to the voltage at the high potential side contact 14.
  • a detection circuit 101 may be provided in the main unit 110 instead of the controller 100.
  • the controller 100 communicates with the main unit 110, for example, via a wire, and the detection circuit of the main unit 110 is directly electrically connected to the key assembly 1.
  • a processor may be provided in the controller 100. In this case, the processor provided in the controller 100 may calculate the change in capacitance based on the signal that changes according to the capacitance, and may also determine whether or not the user has pressed the key assembly 1.
  • the main device 110 has output devices such as a display and a speaker, and the processing results by the processor 115 of the main device 110 are output from these output devices.
  • the main device 110 may output the processing results to an external output device (such as an external display, speaker, or controller).
  • the main device 110 may also be a server that communicates with the controller 100.
  • the conductive assembly 30, which is electrically connected to the electrodes of the substrate 10, extends to the upper surface 23 of the moving part. Therefore, when the user brings his/her finger close to the key top 50 to operate the key assembly 1, i.e., when the user's finger approaches the upper surface 23 of the moving part, the distance between the user's finger and the conductive assembly 30 changes, and the capacitance generated between them changes. As a result, the approach or contact of the user's finger to the key assembly 1 can be detected based on this capacitance or based on the change in capacitance.
  • the conductive assembly 30 extends through a through hole 26 provided in the moving part 21, and the conductor 25 is arranged around the through hole 26. Therefore, the structure of the key assembly 1 can be simplified compared to when the conductive assembly 30 is arranged around the outer periphery of the moving part 21 or the conductor 25. Therefore, according to this embodiment, a key assembly 1 with a simple structure is provided that can detect not only whether the key assembly 1 is pressed, but also whether an object such as a user's finger approaches or comes into contact with the key assembly 1.
  • the conductive member 32 i.e., the upper end of the conductive assembly 30, is biased upward by the coil spring 31.
  • the coil spring 31 can maintain contact with the conductive member 32 even if the conductive member 32 moves in conjunction with the movement of the moving part 21. Therefore, by providing such an elastic member, the connection between the conductive member 32 and the electrode 13, i.e., the connection between the conductive assembly 30 and the electrode 13, is prevented from being severed.
  • the electrode 13 and the conductive member 32 are connected by a coil spring, which is an elastic member, so the change in shape when the moving part 21 or the conductive member 32 moves is predictable. Therefore, by appropriately arranging the elastic member and other surrounding components, it is possible to prevent poor connections and other problems caused by interference such as the elastic member becoming entangled with other components due to the movement of the moving part 21.
  • the plate-like portion 33 of the conductive member 32 is formed so as to at least partially cover the moving part upper surface 23.
  • the conductive member 32 is positioned not only in the through hole 26 of the moving part 21 but also on the moving part upper surface 23, so that even if an object such as a user's finger is positioned laterally off-center from above the through hole 26, the capacitance is more likely to change depending on the distance between the conductive member 32 and the object, making it easier to detect the approach or contact of the object with the key top 50.
  • the conductive member 32 including the plate-like portion 33 is formed of a rigid material, the entire moving part 21 can be moved downward relatively uniformly even if the key top 50 is pressed down by a person's finger or the like, deviating from the axis X.
  • the conductor 25 extends all the way around the through hole 26. Therefore, compared to when the conductor 25 is formed to extend partially in the circumferential direction, the area of overlap between the conductor 25 and the plate-like portion 33 of the conductive member 32 when viewed in the vertical direction can be made larger. As a result, the amount of change in the capacitance C'x with respect to the change in the distance between the conductor 25 and the conductive member 32 can be made larger, making it easier to detect the change in the distance between the conductor 25 and the conductive member 32.
  • the contacts 14, 15 can be made conductive even if the conductor 25 is tilted slightly in any direction when it moves downward and only a portion of it comes into contact with the contacts 14, 15.
  • At least one of the adhesive 40 and the key top 50 is formed from a non-conductive material. Therefore, even if an object such as a human finger comes into contact with the key top 50, there is no direct electrical connection between the conductive member 32 and the object. If there is direct electrical connection between the conductive member 32 and the object, the capacitance between the ground and the conductive member 32 changes significantly, and therefore a detection circuit 101 with a large dynamic range is required. In contrast, in this embodiment, there is no direct electrical connection between the conductive member 32 and the object, so the capacitance can be detected even by a detection circuit 101 with a relatively small dynamic range.
  • the conductive member 32 has a plate-like portion 33 that covers the moving unit top surface 23.
  • the conductive member 32 may have a non-plate-like member that covers the moving unit top surface 23, such as a mesh-like member.
  • the intermediate portion 34 of the conductive member 32 is formed to fit into the through hole 26.
  • the intermediate portion 34 does not need to fit into the through hole 26.
  • the conductive assembly 30 has a coil spring 31 and a conductive member 32, but the conductive assembly 30 does not have to have the coil spring 31 and the conductive member 32 as long as it is connected to the electrode 13 and extends to the upper surface 23 of the moving part through the through hole 26 regardless of the clearance between the key top 50 and the substrate 10.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 of a key assembly 1 according to one modified example.
  • the conductive assembly 30 may be a conductor 36 or an FPC connected to the electrode 13 and bonded to the lower surface of the upper wall 51 of the key top 50.
  • the conductive assembly 30 may have a coil spring extending to the upper surface 23 of the moving part without having a conductive member 32.
  • the moving part 21 is formed solid except for the through hole 26.
  • the part of the moving part 21 except for the through hole 26 may be formed hollow.
  • the moving part 21 may be formed from urethane foam. By forming the moving part 21 hollow in this way, it becomes easier for the user to compress the moving part 21 in the vertical direction.
  • the moving part 21 is formed from an elastic material.
  • the moving part 21 may be formed from a material having rigidity.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a key assembly 1 according to one modified example, similar to FIG. 1.
  • the elastic member 20 has only the moving portion 21 without the biasing portion 22.
  • the moving portion 21 is biased upward together with the conductive member 32 by the coil spring 31.
  • the moving portion 21 may be a member that does not have elasticity. In this case, when the conductor 25 contacts the contacts 14 and 15, the moving portion 21 does not elastically deform, so that the key top 50 and the conductive member 32 cannot be pressed further. Therefore, in this case, the change in capacitance or the like that represents the change in the amount of pressing of the key assembly 1 by the user after the pressing of the key assembly 1 is detected does not need to be calculated.
  • both the adhesive 40 and the key top 50 are made of a non-conductive material.
  • either the adhesive 40 or the key top 50 may be made of a conductive material, and the other may be made of a non-conductive material. Therefore, the adhesive 40 may be made of a non-conductive material, and the key top 50 may be made of a conductive material.
  • the adhesive 40 and the key top 50 may be made of a conductive material. In this case, when an object such as a human finger touches the key top 50, the capacitance Cf due to the finger in FIG. 7 disappears, and the capacitance Ct generated between the ground and the conductive member 32 increases rapidly.
  • the key assembly 1 is generally circular and has a set of electrodes 13 and contacts 14, 15.
  • the key assembly 1 may have a shape other than circular, such as a square shape.
  • the key assembly 1 may also be used in a cross key or the like. In this case, for example, an assembly including the electrodes 13, contacts 14, 15, elastic member 20, conductive assembly 30, and adhesive 40 is provided at each of the four ends of the cross key.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

キー組立体1は、電極13と少なくとも2つの接点14、15を第1方向側の面である上面に備える基板10と、基板の第1方向側に配置され且つ非導電性を有する移動部21と、電極と電気的に接続された第1導体30と、を備える。移動部は、自然状態において基板の上面から離間され且つ上面に対向する第1面24と、第1面とは反対側に設けられた第2面23と、第1面及び第2面との間で移動部を第1方向に貫通する貫通孔26と、を備える。移動部の第1面には、移動部が自然状態から第1方向と反対向きの第2方向に移動したときに少なくとも2つの接点と同時に接触する位置に、貫通孔の周りに第2導体25が設けられる。第1導体は、貫通孔を通って前記第2面まで延びる。

Description

キー組立体、コントローラ及び情報処理システム
 本開示は、キー組立体並びにキー組立体を備えるコントローラ及び情報処理システムに関する。
 従来から、基板上に配置された複数の接点と、これら接点に対向して配置された導電体とを備え、導電体が両接点に接触したことによる接点間での導通の有無を検出するように構成された、キー組立体が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2012-129214号公報
 ところで、特許文献1に記載されたキー組立体では、導電体が両接点に接触したことによる接点間での導通の有無を検出することによってキー組立体の押下の有無を検出することはできるものの、ユーザの指などの物体がキー組立体に接近したり接触したりしたことを検出することはできない。また、ユーザの指などの物体がキー組立体に接近したり接触したりしたことを検出することができるようにするためには、キー組立体の構造が複雑になる可能性がある。
 上記課題に鑑みて、本開示の目的は、キー組立体の押下の有無に加えてユーザの指などの物体がキー組立体に接近したり接触したりしたことも検出することもできる簡単な構造のキー組立体を提供することにある。
 本開示の要旨は以下のとおりである。
 (1)電極と少なくとも2つの接点を第1方向側の面である上面に備える基板と、
 前記基板の前記第1方向側に配置され且つ非導電性を有する移動部と、
 前記電極と電気的に接続された第1導体と、を備える、キー組立体であって、
 前記移動部は、自然状態において前記基板の前記上面から離間され且つ該上面に対向する第1面と、前記第1面とは反対側に設けられた第2面と、前記第1面及び前記第2面との間で当該移動部を前記第1方向に貫通する貫通孔と、を備え、
 前記移動部の前記第1面には、該移動部が前記自然状態から前記第1方向と反対向きの第2方向に移動したときに前記少なくとも2つの接点と同時に接触する位置に第2導体が設けられ、
 前記第1導体は、前記貫通孔を通って前記第2面まで延びる、キー組立体。
 (2)前記第1導体は、該第1導体の前記第2方向側の端を前記第1方向に付勢する弾性部材を備える、上記(1)に記載のキー組立体。
 (3)前記第1導体は、前記移動部の前記第2面を覆う、上記(1)又は(2)に記載のキー組立体。
 (4)前記第1導体は、前記移動部の前記第2面の全体を覆う、上記(3)に記載のキー組立体。
 (5)前記第1導体は、前記第2面を覆い且つ剛性を有する上方体を備える、上記(3)又は(4)に記載のキー組立体。
 (6)前記第1導体は、前記基板と前記上方体との間に設けられて前記上方体を前記第1方向に付勢する下方体を備える、上記(5)に記載のキー組立体。
 (7)前記上方体は、部分的に前記移動部の前記貫通孔内に位置する、上記(6)に記載のキー組立体。
 (8)前記上方体のうち前記貫通孔内に位置する部分は、前記貫通孔を画定する前記移動部の内面と径方向に接触している、上記(7)に記載のキー組立体。
 (9)前記下方体は、コイルばねであり、且つ、前記上方体のうち、前記移動部の前記内面に接触している部分よりも前記第2方向側の部分の外周を囲うように配置される、上記(8)に記載のキー組立体。
 (10)前記移動部と、該移動部が前記自然状態から前記第2方向に移動したときに該移動部を前記自然状態における位置向けて前記第1方向に付勢する付勢部と、を有する弾性部材を更に有し、
 前記移動部が自然状態から前記第2方向に移動したときに、前記付勢部が前記移動部を第1方向に付勢する力は、前記下方体が前記上方体を前記第1方向に付勢する力よりも大きい、上記(6)~(9)のいずれか1つに記載のキー組立体。
 (11)前記少なくとも2つの接点のうちの少なくとも1つはグランドに接続されており、
 前記移動部は、前記第2導体が前記少なくとも2つの接点と接触した後に前記第1導体が前記第2方向に押されたときには、押された力が大きくなるほど前記第1面と前記第2面との間の距離が小さくなるように形成される、上記(3)~(10)のいずれか1つに記載のキー組立体。
 (12)前記少なくとも2つの接点のうちの少なくとも1つはグランドに接続されており、
 前記第1導体は、前記第1方向に見たときに前記第2導体と少なくとも部分的に重なるように前記第2導体の前記第1方向側に配置される、請求項11に記載のキー組立体。
 (13)前記第2導体は、前記貫通孔を囲むように一周に亘って延びる、上記(1)~(12)のいずれか1つに記載のキー組立体。
 (14)前記基板には前記接点が2つ設けられ、2つの前記接点は、共に環状に且つ互いに対して径方向内側及び径方向外側に位置するように配置される、上記(12)に記載のキー組立体。
 (15)前記移動部及び前記第1導体よりも前記第1方向側に設けられたキートップを更に備え、
 前記キートップは、前記第1導体の前記第1方向側の表面に接着材を介して接着され、前記キートップ又は前記接着材の少なくとも一方は非導電性である、上記(1)~(14)のいずれか1つに記載のキー組立体。
 (16)前記2つの接点のうちの一方はグランドに接続されており、
 前記第1導体は、前記第1方向に見たときに前記グランドに接続された接点と少なくとも部分的に重なるように前記グランドに接続された接点の前記第1方向側に配置される、上記(1)~(15)のいずれか1つに記載のキー組立体。
 (17)上記(1)~(16)のいずれか1つに記載のキー組立体と、検出回路と、を備える、コントローラであって、
 前記検出回路は前記接点間の通電の有無に応じて変化するパラメータの値と前記電極を含む回路の静電容量とを検出することができるように構成される、コントローラ。
 (18)上記(11)又は(12)に記載のキー組立体と、検出回路と、を備える、コントローラであって、
 前記検出回路は、前記グランドに接続された接点に接触した前記第2導体と前記第1導体との間の距離に応じて変化する静電容量を検出することができるように構成される、コントローラ。
 (19)上記(1)~(16)のいずれか1つに記載のキー組立体と、1又は複数のプロセッサと、を備える、情報処理システムであって、
 前記プロセッサは、前記接点間の通電の有無に応じて変化するパラメータの値と前記電極を含む回路の静電容量とに基づいて処理を行う、情報処理システム。
 本開示によれば、キー組立体の押下の有無に加えてユーザの指などの物体がキー組立体に接近したり接触したりしたことも検出することもできる簡単な構造のキー組立体が提供される。
図1は、キー組立体の軸線を通る断面における、キー組立体の断面図である。 図2は、キー組立体の分解斜視図である。 図3は、基板の平面図である。 図4は、基板の平面図である。 図5は、キー組立体を含むコントローラの実質的な回路構成を概略的に説明した図である。 図6は、人の指がキートップに近づいたときの、キー組立体1の図1と同様な断面図である。 図7は、図6に示されるように人の指がキートップに近づいたときの実質的な回路構成を概略的に示した、図5と同様な図である。 図8は、人の指がキートップを下方に押し込んで、導電体が接点に接触したときの、キー組立体1の図1と同様な断面図である。 図9は、図8に示されるように導電体が接点に接触したときの実質的な回路構成を概略的に示した、図5と同様な図である。 図10は、キートップが最下端まで押し込まれたときの、キー組立体1の図1と同様な断面図である。 図11は、ユーザの指の位置と、静電容量及び接点間の導通の有無との関係を示す図である。 図12は、コントローラを備える情報処理システムのシステム構成を概略的に示す図である。 図13は、一つの変形例に係るキー組立体の、図1と同様な断面図である。 図14は、一つの変形例に係るキー組立体の、図1と同様な断面図である。
 以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
<キー組立体の構成>
 図1及び図2を参照して、一つの実施形態に係るコントローラに設けられたキー組立体1の全体構成について説明する。キー組立体1を有するコントローラは、ユーザによるキー操作に応じた信号を出力するように構成されている。特に、本実施形態では、コントローラは、ユーザによるキー組立体1の押下の有無、キー組立体1を操作する物体(例えば、ユーザの指)がキー組立体1に近づいているときにユーザの指がキー組立体1に近づいている程度、及びキー組立体1が押し込まれている程度を検出することができるように構成されている。
 図1は、キー組立体1の軸線Xを通る断面における、キー組立体1の断面図である。図2は、キー組立体1の分解斜視図である。図1及び図2に示されるように、キー組立体1は、基板10、弾性部材20、導電組立体30、接着材40、キートップ50及びカバー60を備えている。図1及び図2に示されるように、弾性部材20、導電組立体30、接着材40及びキートップ50は、それぞれ、その中心が軸線X上に位置するように重なって配置される。
 本明細書では、軸線Xに沿って基板10からキートップ50へ向かう向きを上方、キートップ50から基板10へ向かう向き(すなわち、上方とは反対方向)を下方と称する。なお、上方及び下方は、説明の便宜上用いられる向きであり、キー組立体1は必ずしも上方が鉛直上向きと一致するように用いられる必要はなく、キー組立体1は任意の向きで用いることができる。したがって、キー組立体1は、例えば、軸線Xが水平に延びるように用いられることもできるし、使用中に軸線Xが異なる様々な方向に延びるように用いられることもできる。したがって、上方を第1方向、下方を第1方向とは反対向きの第2方向と考えることができる。また、軸線Xに対して垂直に軸線Xから放射状に離れる向きを外向き、軸線Xに対して垂直に軸線Xに向かう向き(すなわち、外向きとは反対方向)を内向きと称する。また、本明細書では、ユーザの指などによってキー組立体1に外力が加わっていない状態を自然状態と称する。
<基板>
 次に、図1~図3を参照して、基板10について説明する。図3は、基板10の平面図である。基板10は、電子部品が配置された板状部材である。基板10は、例えば、プリント回路板である。基板10は、リジット基板であってもよいし、FPCであってもよい。基板10は、上側に設けられた基板上面11と、下側に設けられた基板下面12とを有する。したがって、基板下面12は、基板上面11の反対側に設けられた面である。
 本実施形態では、図1~図3に示されるように、基板上面11には、一つの電極13と、2つの接点14、15が設けられる。一つの電極13は、円形に形成されると共に、その中心が軸線X上に位置するように配置される。なお、電極13は、円形以外の別の形状に形成されてもよいし、また、軸線Xからずれて配置されてもよい。ただし、電極13は、後述する導電組立体30のコイルばね31と接触することができるような形状及び配置になるように形成される。
 また、本実施形態では、接点14、15は、図2及び図3に示されるように、それぞれ環状に形成される。また、本実施形態では、接点14、15は互いに対してそれぞれ内側及び外側に配置される。特に、本実施形態では、接点14、15は、互いに同心円状に形成される。
 また、接点14、15のうち一方はグランドに接続され、他方は電気抵抗16(図5参照)を介してグランドよりも電位の高い電源17(図5参照)に接続される(以下、それぞれグランド側接点15、高電位側接点14と称する)。したがって、接点14、15の両方に共に導電体25が接触すると、高電位側接点14からグランド側接点15に向かって電流が流れる。なお、本実施形態では、内側の接点が高電位側接点14とされ、外側の接点がグランド側接点15とされているが、高電位側接点14とグランド側接点15とは内側と外側が逆に配置されてもよい。また、電気抵抗16及び電源17は、基板10に設けられてもよいし、基板10とは別の部材に設けられてもよい。
 なお、接点14、15は、後述する導電体25によって導通させることができれば、本実施形態とは異なる態様で形成されてもよい。したがって、接点14、15は、同心円状に形成されなくてもよく、それぞれ楕円又は矩形等の多角形等の環状に形成されてもよい。また、接点14、15は、環状に形成されていなくてもよく、例えば、図4に示されるような半円状等、任意の形状に形成されてもよい。また、本実施形態では、基板上面11には2つの接点14、15が設けられているが、3つ以上の複数の接点が設けられてもよい。図4に示される例では、半円状の高電位側接点14と半円状のグランド側接点15の対が、周方向に90°間隔で4つ設けられ、合計で8つの接点が設けられる。したがって、基板上面11には少なくとも2つの接点が設けられる。
 また、3つ以上の複数の接点が設けられる場合には、そのうちの一部の接点が高電位側接点14として形成され、残りの接点がグランド側接点15として形成される。高電位側接点14とグランド側接点15とは互いに隣り合うように配置される。
<弾性部材>
 次に、図1及び図2を参照して、弾性部材20について説明する。弾性部材20は、非導電性を有する弾性材料、例えばシリコーンゴム等の合成ゴムによって形成される。弾性部材20は、基板10の上側に配置される。また、弾性部材20は、その軸線がキー組立体1の軸線X上に位置するように配置される。
 弾性部材20は、上下方向に移動する移動部21と、移動部21に連結された付勢部22とを有する。移動部21及び付勢部22はいずれも基板10の上側に配置される。本実施形態では、付勢部22は、その内周が移動部21の外周に連結される。また、本実施形態では、移動部21と付勢部22とは一体的に形成されるが、別々の構成部材として形成されてもよい。
 移動部21は、ユーザの指等の物体によってキー組立体1(特にキートップ50)が押し込まれることによって、軸線X方向、すなわち上下方向に移動する部材である。特に、移動部21は、自然状態にあるときには、移動可能な範囲のうち最も上方に位置する。一方、移動部21は、移動部21の下方に配置されて移動部21と共に移動する導電体25が、基板10に、特に基板10上の接点14、15に接触するまで下方に移動可能である。
 移動部21は、上側に設けられた移動部上面23と、下側に設けられた移動部下面24と、移動部上面23と移動部下面24との間で上下方向に移動部21を貫通して延びる貫通孔26とを有する。したがって、移動部上面23は、移動部21に対して移動部下面24とは反対側に設けられる。また、貫通孔26は、移動部上面23及び移動部下面24の両方において開口する。本実施形態では、貫通孔26は、その軸線がキー組立体1の軸線X上に位置するように形成される。さらに、本実施形態では、移動部21は、貫通孔26を除いて中実に形成される。
 本実施形態では、移動部上面23は、その中心が、軸線X上に位置するように形成される。同様に、移動部下面24は、その中心が、軸線X上に位置するように形成される。また、本実施形態では、移動部上面23及び移動部下面24は、共に円形に形成される。しかしながら、移動部上面23及び移動部下面24は、円形以外の任意の形状に形成されてもよい。
 移動部下面24は、自然状態において基板上面11から離間され、且つ、基板上面11に対向するように配置される。特に、本実施形態では、移動部下面24は、自然状態において基板上面11と平行になるように配置される。
 また、移動部21は、弾性材料で形成されている。したがって、移動部21は、移動部上面23と移動部下面24との間で力が加わると、その力が大きくなるほど移動部上面23と移動部下面24との間の距離が小さくなるように圧縮される。特に、移動部21は、導電体25が接点14、15に接触してから移動部上面23が下方に押し込まれた時に、導電体25と接点14、15との接触が維持されたまま圧縮されるような弾性材料で形成されている。また、移動部21は、比誘電率の高い材料で形成されてもよい。
 また、図1に示されるように、移動部下面24には、平板状の導電体25が配置される。導電体25は、例えば、接着剤などの任意の手段により、移動部下面24に固定され、移動部21の移動に伴って移動する。導電体25は、移動部下面24に設けられた第2導体の一例である。導電体25は電気伝導性を有する材料、例えば金属やカーボン系材料等によって形成される。なお、導電体25は、移動部下面24に配置された導電性の材料であれば、移動部下面24に接着材等によって固定された平板状の部材でなくてもよい。したがって、例えば、移動部下面24に塗布されることによって形成された導電性被膜であってもよい。
 導電体25は、貫通孔26を囲うように貫通孔26の周りに一周に亘って延びる。特に、本実施形態では、導電体25は、移動部下面24の形状(貫通孔26の開口を除いたドーナツ状の形状)とほぼ同一の形状を有する。したがって、導電体25は、移動部下面24の全体を覆うように形成される。このように導電体25が移動部下面24の全体を覆うことにより、導電体25の上面と外周面との間の角部が移動部下面24上に位置することがなくなり、斯かる角部によって移動部下面24の一部に大きな荷重がかかることが抑制される。なお、導電体25は、移動部下面24の全体を覆うと共に移動部下面24よりも大きくなるように形成されてもよい。或いは、導電体25は、移動部下面24よりも小さくなるように形成されてもよい。
 また、導電体25は、上下方向に見たときに、2つの接点14、15の両方と重なるように形成される。特に、本実施形態では、図3に破線で示されるように、導電体25は、内側の接点14の外形よりも小さな内径を有すると共に、外側の接点15の内径よりも大きな外径を有する。また、本実施形態では、導電体25は、グランド側接点15の上方に配置され、移動部21の上下方向の移動に伴って導電体25とグランド側接点15との距離が変化する。そして、移動部21が限界まで下方に移動したときには、導電体25は、両接点14、15と同時に接触し、この結果、両接点14、15間が導通される。
 また、図4に示される例では、上下方向に見たときに、それぞれ一対の接点14、15の両方と重なるように形成された4つの導電体25が設けられる。各導電体25は、半円状の接点14、15と同一の半径を有するように形成される。図4に示される例においても、移動部21が限界まで下方に移動したときには各導電体25は、それぞれ両接点14、15と同時に接触し、この結果、両接点14、15間が導通される。また、移動部21が、移動部下面24が傾きつつ下方に移動したときには、4つの導電体25のうちの1つあるいは複数の導電体25が両接点14、15と同時に接触しうる。
 なお、導電体25は、移動部21が下方に移動したときに、両接点14、15と同時に接触すれば、どのような態様で設けられてもよい。したがって、貫通孔26の周りに貫通孔26を挟んで両側2箇所に別々に配置されてもよいし、貫通孔26の周りの一部に一箇所のみ配置されてもよい。また、導電体25が弾性材料で形成されているような場合には、移動部21が下方に移動して接点14、15と移動部下面24との間で導電体25が押しつぶされて表面積が広がったときに両接点14,15と接触するような位置であれば、導電体25が接点14、15に接触していない場合に上下方向に見たときに必ずしも2つの接点14、15の両方と重なるような位置に配置されなくてもよい。
 付勢部22は、移動部21が自然状態から下方に移動したときに移動部21を自然状態における位置に向けて付勢する。付勢部22は、基板上面11上に配置された基部27と、移動部21と基部27との間で延びるスカート部28と、を備える。
 基部27は、基板上面11上に移動しないように配置される。特に、本実施形態では、基部27は、基板10と、カバー60の案内部材61との間に挟まれて、これら基板10と案内部材61とによって移動しないように基板上面11に固定される。なお、固定の方法は一例であり、適宜の方法が採用可能である。
 スカート部28は、切頭円錐形状を有する板状の部材であり、その上側の円形の縁部が移動部21の外周に連結されると共に、その下側の円形の縁部が基部27に連結される。スカート部28は、移動部21が自然状態から下方に移動すると変形し、その弾性力によって移動部21を上方に付勢する。
<導電組立体>
 次に、図1及び図2を参照して、導電組立体30について説明する。導電組立体30は、基板10の電極13と電気的に接続された第1導体の一例である。導電組立体30は、ユーザの指等の物体がキー組立体1に近づいている程度、及びキー組立体が押されている程度を検出するために用いられる。
 図1及び図2に示されるように、導電組立体30は、相対的に下方側に配置されたコイルばね31と、相対的に上方側に配置された導電部材32を有する。導電部材32は、移動部上面23を覆うように配置された上方体の一例である。導電部材32は、導電組立体30において相対的に上側に配置される。また、コイルばね31は、基板10と上方体である導電部材32との間に設けられた下方体の一例である。導電組立体30は、導電性を有する材料、例えば金属等によって形成される。或いは、導電組立体30は、樹脂等の非導電性の材料に導電性被膜が設けられるように形成されてもよいし、又は導電性を有する材料に非導電性の材料が設けられるように形成されてもよい。
 コイルばね31は、その軸線がキー組立体1の軸線X上に位置するように配置される。また、コイルばね31は、電極13上に位置し、電極13に接触する。特に、コイルばね31は、コイルばね31の弾性力によって電極13と常時接触している。したがって、コイルばね31は、電極13と電気的に接続される。また、コイルばね31は、導電部材32が自然状態よりも下方に位置するときに、基板10と導電部材32との間に配置され、導電部材32を基板10に対して上方に付勢する。したがって、コイルばね31は、導電組立体30の上端を上方に付勢する。
 本実施形態では、コイルばね31は、導電部材32及び移動部21が自然状態よりも下方に移動したときに、コイルばね31が導電部材32を上方に付勢する力の方が、付勢部22が移動部21を上方に付勢する力よりも小さくなるように形成される。ここで、コイルばね31による付勢力の方が付勢部22による付勢力よりも大きいと、コイルばね31によって付勢される導電部材32の方が付勢部22によって付勢される移動部21よりも速く上方へ移動しようとする。この結果、導電部材32と移動部21とが上下方向に離間されてしまう可能性がある。これに対して、本実施形態では、コイルばね31による付勢力の方が付勢部22による付勢力よりも小さいため、導電部材32と移動部21とが上下方向に離間されてしまうことが抑制される。
 なお、コイルばね31は、例えば、はんだ等によって電極13に固定されてもよい。また、下方体としてコイルばね31の代わりに、他の弾性部材が用いられてもよい。斯かる他の部材としては、例えば、導電性を有して電極13に電気的に接続可能であり、且つ導電部材32を上方に付勢する弾性部材等が用いられる。
 導電部材32は、他の構成部材、特に弾性部材20に比べて剛性を有する。特に、導電部材32は、ユーザの指等によってキー組立体1が押されても、変形することのないような剛性を有する。導電部材32は、その軸線がキー組立体1の軸線X上に位置するように配置される。また、導電部材32は、円板状の板状部33と、板状部33よりも外径の小さい中間部34と、中間部34よりも外径の小さい突出部35と、を有する。突出部35の上方に中間部34が設けられ、中間部34の上方に板状部33が設けられる。板状部33と、中間部34と、突出部35とは一体の部材として形成される。
 板状部33は、移動部上面23に配置される。本実施形態では、板状部33は、移動部上面23の形状(円形状)とほぼ同一の形状を有する。したがって、板状部33は、移動部上面23の全体を覆うように形成される。このように導電組立体30の板状部33が移動部上面23の全体を覆うことにより、板状部33の下面と外周面との間の角部が移動部上面23上に位置することがなくなり、斯かる角部によって移動部上面23の一部に大きな荷重がかかることが抑制される。なお、板状部33は、移動部上面23の全体を覆うと共に移動部上面23から径方向外側にはみ出すように形成されてもよい。或いは、板状部33は、移動部上面23を覆いつつ移動部上面23よりも小さくなるように形成されてもよい。
 また、板状部33は、導電体25の上方に、上下方向に見たときに導電体25全体と重なるように配置される。特に、板状部33は、間に移動部21を挟んで、導電体25の上方に配置される。したがって、板状部33は、導電体25に対して、移動部21の上下方向の厚み分だけ離間されて配置されることになる。なお、板状部33は、上下方向に見たときに導電体25と部分的に重なるように配置されてもよいし、重ならないように配置されてもよい。
 さらに、板状部33は、グランド側接点15の上方に、上下方向に見たときにグランド側接点15全体と重なるように配置される。したがって、板状部33は、間に移動部21及び導電体25を挟んで、グランド側接点15の上方に配置される。なお、板状部33は、上下方向に見たときにグランド側接点15と部分的に重なるように配置されてもよいし、重ならないように配置されてもよい。
 中間部34及び突出部35は、移動部21の貫通孔26内に位置する。したがって、導電部材32は部分的に貫通孔26内に位置する。このように剛性を有する導電部材32が移動部21内に位置することにより、移動部21や移動部21を有する弾性部材20の位置ずれや、形状変化を抑制することができる。本実施形態では、中間部34は、円柱状に形成され、その外周が、貫通孔26を画定する移動部21の内面29と径方向において全周に亘って接触するように形成される。特に、中間部34は、その外径が移動部21の内面29の内径よりも僅かに大きく形成されてもよい。この場合、中間部34は、貫通孔26内に嵌合される。これによって、移動部21と導電部材32とを互いに対して位置合わせすることができる。
 突出部35は、円柱状に形成され、突出部35の外周を囲うようにコイルばね31が配置される。したがって、コイルばね31は、突出部35によって導電部材32に対して位置決めされる。
 また、導電部材32は、その軸線がキー組立体1の軸線X上に位置するように配置される。したがって、導電部材32は、コイルばね31の上方に位置し、よってコイルばね31と接触する。特に、コイルばね31の上端が、突出部35の周りにおいて中間部34の下面に接触する。本実施形態では、導電部材32は、コイルばね31の弾性力によってコイルばね31と常時接触している。したがって、導電部材32は、コイルばね31と電気的に接続される。すなわち、コイルばね31及び導電部材32を含む導電組立体30はその全体が電極13と電気的に接続される。なお、コイルばね31は、例えば、はんだ等によって導電部材32に固定されてもよい。
 導電組立体30は、上述したように構成されている結果、電極13に電気的に接続されると共に、貫通孔26を通って移動部上面23まで延びる。
<接着材>
 接着材40は、キートップ50を導電組立体30の導電部材32に接着する。特に、接着材40は、キートップ50の下面を導電部材32の板状部33の上面に接着する。したがって、キートップ50は、接着材40を介して導電部材32の上面に接着される。この結果、キートップ50は、導電部材32と一体的に移動する。導電部材32は、嵌合により移動部21に固定され、導電体25は接着剤により移動部21に固定されていることから、キートップ50、導電部材32、移動部21及び導電体25は一体的に移動する。
 接着材40としては、接着力を有する任意の材料が用いられる。また、接着材40は、非導電性の材料により形成される。
<キートップ>
 キートップ50は、キー組立体1のうちユーザに直接操作される部材である。キートップ50は、非導電性の材料、例えばポリアセタールなどの樹脂により形成される。キートップ50は、移動部21を含む弾性部材20及び導電組立体30よりも上方に設けられる。キートップ50は、その軸線がキー組立体1の軸線X上に位置するように配置される。
 キートップ50は、円形状の上壁51と、円筒状の側壁52と、フランジ53とを有する。円筒状の側壁52の上端は上壁51の外周に連結される。また、フランジ53は、側壁52の下端から外側に向かって延びる。
 キートップ50は、側壁52がカバー60に形成された開口62内に位置するように配置される。側壁52の外径は開口62の外径よりも小さい。したがって、キートップ50は、開口62内を上下方向に移動することができる。また、フランジ53は、その外径が開口62の外径よりも大きくなるように形成される。この結果、フランジ53は、開口62を超えて上方に移動することはできない。したがって、キートップ50は、移動部21及び導電部材32が上方に付勢されてそれに伴ってキートップ50が上方に付勢されても、フランジ53がカバー60の下面に接触した状態よりも上方にまで移動することはできない。本実施形態では、キートップ50が上方に付勢されてフランジ53がカバー60の下面に接触した状態が自然状態である。
<カバー>
 カバー60は、キー組立体1の構成部材を収容するハウジングの一部を構成する。カバー60は、例えば、樹脂などの材料によって形成される。カバー60は、キートップ50が上下方向に移動するのを案内する案内部材61と、キートップ50が内部を移動する開口62と、基板10まで延びる固定部63と、を備える。
 案内部材61は、フランジ53を少なくとも部分的に囲むように環状に形成されると共に、上下方向に延びる。案内部材61は、その内面がフランジ53の外周よりも外側に位置するように形成される。案内部材61は、フランジ53の外周面を上下方向に案内するように形成される。
 固定部63は、カバー60を基板10に対して固定するために用いられる。したがって、固定部63は、キー組立体1が組み立てられているときには、その下端が基板上面11に接し、これにより、カバー60が基板10に対して固定される。なお、カバー60を基板10に固定するために、ボルト等、任意の締結具が用いられてもよい。
<動作>
 次に、図5~図11を参照して、キー組立体1の動作、及びキー組立体1から出力される信号について説明する。図5は、キー組立体1を含むコントローラの実質的な回路構成を概略的に説明した図である。
 図5に示されるように、コントローラは、グランドと導電部材32との間の静電容量を検出すると共に、接点14、15間の導通を検出する検出回路101を有する。検出回路101は、静電容量を検出すべく、基板10の電極13を介して導電部材32に接続される。加えて、検出回路101は、高電位側接点14における電圧を検出すべく、高電位側接点14と電気抵抗16との間の配線に接続される。高電位側接点14における電圧は、接点14、15間の導通を判定するのに用いられる。加えて、検出回路101は、グランド側接点15に接続される。
 図5に示されるように、キー組立体1が自然状態にあり、且つ人の指等の物体が導電部材32に近づいていない状態においては、導電部材32の板状部33が、グランド側接点15の上方に、導電体25を挟んでグランド側接点15と対向するように配置される。このため、これら導電部材32とグランド側接点15との間に静電容量Cxが生じる。したがって、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctは、導電部材32とグランド側接点15との間に生じる静電容量Cxに一致する。
 また、この状態においては、高電位側接点14はグランド側接点15とは導通しておらず、よって高電位側接点14の電位は高く維持される。したがって、このとき、検出回路101によって検出される高電位側接点14における電圧は、所定の基準電圧よりも高い。
 図6は、人の指がキートップ50に近づいたときの、キー組立体1の図1と同様な断面図である。また、図7は、図6に示されるように人の指がキートップ50に近づいたときの実質的な回路構成を概略的に示した図5と同様な図である。
 図7に示されるように、人の指がキートップ50に近づくと、人の指と導電部材32との間に指による静電容量Cfが生じる。また、指を含む人体とアースとの間には静電容量Chが生じる。したがって、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctは、下記式(1)によって表される。
 Ct=Cx+1/Cf+1/Ch+1/Cg   …(1)
 図8は、人の指がキートップ50を下方に押し込んで、導電体25が接点14、15に接触したときの、キー組立体1の図1と同様な断面図である。また、図9は、図8に示されるように導電体25が接点14、15に接触したときの実質的な回路構成を概略的に示した、図5と同様な図である。
 図9に示されるように、導電体25がグランド側接点15に接触すると、導電体25がグランドに接続される。特に導電部材32の板状部33は、グランド側接点15に接続された導電体25の上方に、導電体25と対向するように配置されるため、導電部材32と導電体25との間に静電容量C’xが生じる。したがって、グランドと導電部材32との間に生じるCtは、下記式(2)によって表される。
 Ct=C’x+1/Cf+1/Ch+1/Cg   …(2)
 また、導電体25は、グランド側接点15に接触すると、ほぼ同時に高電位側接点14にも接触する。このため、高電位側接点14はグランド側接点15と導通し、この結果、高電位側接点14の電位が低くなる。したがって、このとき、検出回路101によって検出される高電位側接点14における電圧は、所定の基準電圧よりも低い。このように高電位側接点14における電圧は接点14、15間の導通の有無によって変化するパラメータであり、よって検出回路101は、接点14、15間の導通の有無によって変化するパラメータの値を検出しているということができる。
 その後、人の指がキートップ50を下方に更に押し込むと、すなわち導電部材32が下方に押されると、移動部21が上下方向に圧縮されるように変形する。すなわち、移動部21は、導電体25が両接点14、15と接触した後に導電部材32が下方に押されたときには、押された力が大きくなるほど移動部上面23と移動部下面24との間の距離が小さくなるように形成されている。この結果、キートップ50が下方に移動することに伴って、導電部材32の板状部33とグランド側接点に接触している導電体25との間の距離が短くなる。そして、最終的には、図10に示されるように、キートップ50は、キートップ50のフランジ53が弾性部材20の基部27に接触するまで押し下げられる。
 図11は、キー組立体1を操作する物体であるユーザの指の位置と、検出回路101において検出された導電部材32とグランドとの間の静電容量及び高電位側接点14における電圧との関係を示す図である。指の位置は、指がキートップ50に接触したときがゼロで表され、指が下向きに移動するに従って指の位置の値が大きくなる。したがって、指がキートップ50に接触せずにキートップ50から離れているときには指の位置の値は負の値になり、指がキートップ50に接触してキートップ50を押し込んでいるときには指の位置の値は正の値となる。
 キー組立体1が自然状態にあり且つ人の指がキートップ50から離れて位置している場合には、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctは、導電部材32とグランド側接点15との間に生じる静電容量Cxに一致する。この場合、指による静電容量Cfは低く且つグランド側接点15と導電部材32とが離れている。したがって、この場合、図11に示されるように、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctは、比較的低い。また、このときには、高電位側接点14はグランド側接点15と導通していないため、高電位側接点14における電圧は所定の基準電圧Vrefよりも高い。
 キー組立体1が自然状態にある状態で人の指がキートップ50に近づくにつれて(よって図11において指の位置がゼロに向かって右に移動するにつれて)、指による静電容量Cfが大きくなる。そして、このときのグランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctは、上記式(1)によって算出される。したがって、図11に示されるように、人の指がキートップ50に近づくにつれて、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctも大きくなる。
 その後、人の指がキートップ50に接触してキートップ50が押し込まれるにつれて(よって、図11において指の位置がゼロから右に向かって移動するにつれて)、グランド側接点15と導電部材32との間の距離が徐々に小さくなる。この結果、グランド側接点15と導電部材32との間の静電容量Cxが徐々に大きくなる。特に、本実施形態では、上下方向に見たときに導電部材32の板状部33がグランド側接点15と少なくとも部分的に重なるように配置されていることから、グランド側接点15と導電部材32との距離の変化に対して静電容量Cxが変化しやすい。また、キートップ50が押し込まれるにつれて、人の指がキートップ50を押し込む力が大きくなっているため、人の指がつぶれて人の指のキートップ50への接触面積が僅かながら徐々に大きくなる。この結果、キートップ50が押し込まれるにつれて、指による静電容量Cfが大きくなる。そして、このときのグランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctは、上記式(1)によって算出される。したがって、図11に示されるように、人の指がキートップ50に接触してから指が下方に移動するにつれて、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctも大きくなる。ただし、このときグランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctの指の移動に対する上昇速度は、人の指がキートップ50に近づくときの静電容量Ctの指の移動に対する上昇速度よりも遅い。
 その後、キートップ50が、更に押し込まれて、キートップ50と一体的に移動する導電体25が両接点14、15に接触するまで下方に移動すると(すなわち、図11において指の位置がdcまで移動すると)、導電体25が両接点14、15に接触するため、両接点14、15が導通する。このため、このときには高電位側接点14における電圧は所定の基準電圧Vrefよりも低くなる。
 また、導電体25が両接点14、15(特に、グランド側接点15)に接触すると、導電体25と導電部材32との間で静電容量C’xが生じる。導電部材32と対向する導電体25の表面積は導電部材32と対向するグランド側接点15の表面積よりも大きく、且つ導電体25の厚みの分だけ導電部材32までの距離が短くなることから、導電体25がグランド側接点15に接触すると(指の位置がdcに到達すると)、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctが急激に大きくなる。
 その後、導電体25がグランド側接点15と接触してからもキートップ50が下方に押し込まれるにつれて(よって、図11において指の位置がdcから右側に向かって移動するにつれて)、移動部21が上下方向に圧縮されて導電体25と導電部材32とが近づくことから、導電体25と導電部材32との間の静電容量C’xが徐々に大きくなる。特に、本実施形態では、上下方向に見たときに導電部材32の板状部33が導電体25と少なくとも部分的に重なるように配置されていることから、導電体25と導電部材32との距離が変化すると静電容量C’xが比較的大きく変化する。そして、上述したように導電体25の表面積はグランド側接点15の表面積よりも大きいことから、このときにグランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctの指の移動に対する上昇速度は、導電体25がグランド側接点15に接触する前の上昇速度よりも速い。
<情報処理システム>
 次に、図12を参照して、キー組立体1を備えたコントローラ100と、このコントローラ100及び本体装置110を備えた情報処理システム200と、について説明する。図12は、コントローラ100を備える情報処理システム200のシステム構成を概略的に示す図である。
 コントローラ100は、情報処理に伴う各種操作を行うために用いられる。コントローラ100は、例えば、ゲームの操作に用いられるゲームコントローラである。しかしながら、コントローラ100は、例えば、カーソルの移動、メニューの選択などの操作を行うために用いられる情報処理用コントローラであってもよい。図12に示されるように、コントローラ100は、キー組立体1、検出回路101、センサ102、記憶部103及び通信制御部104を有する。検出回路101、センサ102は、記憶部103は、共に通信制御部104に接続される。
 検出回路101は、キー組立体1におけるグランドと導電部材32との間の静電容量を検出すると共に、キー組立体1における高電位側接点14における電圧を検出する。検出回路101は、例えば、定期的にグランドと導電部材32との間で充電を行い、このときの満充電までの時間又は充電時に流れる電流等に基づいて、グランドと導電部材32との間の静電容量を検出する。したがって、検出回路101によって検出される静電容量は、導電体25がグランド側接点15に接触するまでは、グランド側接点15と導電部材32との間の距離に応じて変化する。また、検出回路101によって検出される静電容量は、導電体25がグランド側接点15に接触してからは、グランド側接点15に接触した導電体25と導電部材32との間の距離に応じて変化する。また、検出回路101は、接点14、15間の導通を判定するのに利用すべく、高電位側接点14における電圧を検出する。検出回路101は、グランドと導電部材32との間の静電容量に応じて変化する信号及び高電位側接点14における電圧に応じて変化する信号を出力し、出力された信号は通信制御部104に入力される。
 上述したように、グランドと導電部材32との間の静電容量は、ユーザの指等がキー組立体1に接近した程度や、キー組立体1が押し込まれた程度を表している。したがって、検出回路101は、ユーザの指等がキー組立体1に接近した程度や、キー組立体1が押し込まれた程度を表す静電容量を検出することができる。また、高電位側接点14における電圧は、ユーザによるキー組立体1の押下の有無を表している。したがって、本実施形態の検出回路101は、キー組立体1の押下の有無に応じて変化するパラメータの値を検出することができる。なお、本実施形態では、キー組立体1の押下の有無に応じて変化するパラメータとして高電位側接点14における電圧が用いられているが、キー組立体1の押下の有無に応じて変化すれば、例えば高電位側接点14を通って流れる電流等、他のパラメータが用いられてもよい。
 センサ102は、コントローラ100の状態を検出するセンサである。センサ102は、例えば、加速度センサ及び角速度センサを含む。これらセンサ102の出力信号は通信制御部104に入力される。
 通信制御部104は、無線通信により本体装置110との間で通信を行う。通信制御部104は、各入力部(キー組立体1に接続された検出回路101、センサ102など)から情報(例えば、キー組立体1の操作に関する情報、又はセンサ102による検出結果)を取得する。加えて、通信制御部104は、取得した情報(又は取得した情報に所定の加工を行った情報)を含むデータを本体装置110に送信する。通信制御部104は、例えば、マイクロプロセッサで構成される。通信制御部104は、記憶部103に記憶されたファームウェアを実行することによって各種の処理を実行する。なお、通信制御部104は、無線通信に代えて又は無線通信に加えて、有線通信により本体装置110との間で通信を行ってもよい。
 本体装置110は、図12に示されるように、ディスプレイ111と、スピーカ112と、通信部113と、記憶部114と、プロセッサ115と、を有する。ディスプレイ111、スピーカ112、通信部113及び記憶部114は、プロセッサ115に電気的に接続される。
 ディスプレイ111及びスピーカ112は、ユーザへ情報を出力する出力装置の一例である。ディスプレイ111は、プロセッサ115からの指令に基づいて画像を表示する。スピーカ112は、プロセッサ115からの指令に基づいて音を発生させる。
 通信部113は、無線通信により他の機器(例えば、コントローラ100)と通信するための装置である。なお、通信部113は、無線通信に代えて又は無線通信に加えて有線通信により他の機器と通信することができるように構成されてもよい。
 記憶部114は、例えば、揮発性の半導体メモリ、不揮発性の半導体メモリ等を有する。記憶部114は、さらに、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)等の記憶媒体を有してもよい。記憶部114は、プロセッサ115によって実行されるコンピュータプログラム、及びプロセッサ115において各種処理が実行されるときに使用される各種データが記憶される。
 プロセッサ115は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ115は、記憶部114に記憶された情報処理プログラムを実行することによって各種の情報処理を実行する。情報処理プログラムには、例えば、OSプログラム、及びアプリケーションプログラム(例えば、ゲームプログラム)が含まれる。
 特に、本実施形態では、プロセッサ115は、検出回路101から出力された信号に基づいて、情報処理プログラムに従った処理を行う。例えば、プロセッサ115は、検出回路101から出力された静電容量に応じて変化する信号に基づいて処理を行ってもよい。検出回路101から出力された静電容量に応じて変化する信号は、ユーザの指等がキー組立体1に接近した程度や、キー組立体1が押し込まれた程度等を表している。したがって、プロセッサ115は、ユーザの指等がキー組立体1に接近した程度や、キー組立体1が押し込まれた程度に基づいて処理を行っていることになる。
 また、プロセッサ115は、検出回路101から出力された静電容量に応じて変化する信号に基づいて、グランド側接点15と導電部材32との間の距離又はグランド側接点15に接触した導電体25と導電部材32との間の距離に応じて変化する静電容量の変化を算出する。そして、プロセッサ115は、このようにして算出された静電容量の変化に基づいて処理を行ってもよい。斯かる静電容量の変化は、ユーザの指等がキー組立体1近傍で移動した程度や、キー組立体1が押し込まれて移動した程度等を表している。したがって、プロセッサ115は、ユーザの指等がキー組立体1近傍で移動した程度や、キー組立体1が押し込まれて移動した程度に基づいて処理を行っていることになる。特に、グランド側接点15に接触した導電体25と導電部材32との間の距離に応じて変化する静電容量の変化は、ユーザによるキー組立体1の押下が検出されてからのユーザによるキー組立体1の押し込み量の変化を表している。したがって、プロセッサ115は、ユーザによるキー組立体1の押下が検出されてからのユーザによるキー組立体1の押し込み量の変化に基づいて処理を行っていることになる。
 加えて、プロセッサ115は、検出回路101から出力された電圧に応じて変化する信号に基づいて、ユーザによるキー組立体1の押下の有無を判定する。そして、プロセッサは、押下の有無の判定結果に基づいて処理を行ってもよい。
 そして、プロセッサ115は、処理を行った結果を、ディスプレイ111及びスピーカ112等の出力装置へ出力する。したがって、ディスプレイ111及びスピーカ112は、キー組立体1の検出回路101から出力された静電容量に応じて変化する信号や電圧に応じて変化する信号に基づいてプロセッサ115によって行われた処理の結果を出力する。
 このように、プロセッサ115は、ユーザによるキー組立体1の押下の有無のみならず、ユーザの指等がキー組立体1に接近した程度や、キー組立体1が押し込まれた程度に基づいて処理を行うことができ、キー組立体1の押下の有無のみに基づいて処理を行う場合に比べて多彩な処理を行うことができる。
 なお、本実施形態では、コントローラ100に検出回路101が設けられ、この検出回路101が、グランドと導電部材32との間の静電容量に応じて変化する信号及び高電位側接点14における電圧に応じて変化する信号を出力する。しかしながら、このような検出回路101は、コントローラ100ではなく、本体装置110に設けられてもよい。この場合には、コントローラ100は、例えば、有線で本体装置110と通信し、本体装置110の検出回路がキー組立体1に電気的に直接接続される。或いは、コントローラ100にプロセッサが設けられてもよい。この場合、コントローラ100に設けられたプロセッサが、静電容量に応じて変化する信号に基づいて静電容量の変化を算出してもよく、また、ユーザによるキー組立体1の押下の有無を判定してもよい。
 また、本実施形態では、本体装置110は、ディスプレイ、スピーカ等の出力装置を有し、これら出力装置から本体装置110のプロセッサ115による処理結果が出力される。しかしながら、本体装置110は、外部の出力装置(外部のディスプレイ、スピーカ又はコントローラなど)に処理結果を出力してもよい。また、本体装置110は、コントローラ100と通信するサーバであってもよい。
<効果>
 本実施形態に係るキー組立体1では、ユーザがキー組立体1を操作して、キートップ50及び弾性部材20の移動部21を下向きに移動させると、導電体25が接点14、15に接触して、両接点14、15が導通する。したがって、両接点14、15の導通の有無を判定することにより、ユーザによるキー組立体1の押下の有無を検出することができる。
 また、基板10の電極に電気的に接続された導電組立体30は移動部上面23まで延びる。このため、ユーザがキー組立体1を操作するためにキートップ50に指を近づけると、すなわちユーザの指が移動部上面23に近づくと、ユーザの指と導電組立体30との間の距離が変化し、これらの間に生じる静電容量が変化する。この結果、斯かる静電容量に基づいて又は静電容量の変化に基づいて、ユーザの指のキー組立体1への接近や接触を検出することができる。
 加えて、本実施形態では、導電組立体30は、移動部21に設けられた貫通孔26を通って延びると共に、導電体25が貫通孔26の周りに配置される。したがって、導電組立体30が、移動部21や導電体25の外周の周りに配置される場合に比べて、キー組立体1の構造を簡単なものにすることができる。したがって、本実施形態によれば、キー組立体1の押下の有無に加えてユーザの指などの物体がキー組立体1に接近したり接触したりしたことも検出することもできる簡単な構造のキー組立体1が提供される。
 また、本実施形態に係るキー組立体1では、コイルばね31によって、導電部材32が、すなわち導電組立体30の上端が上向きに付勢されている。このようにコイルばね31のような弾性部材が設けられることによって、移動部21の移動に伴って導電部材32が移動しても、コイルばね31は導電部材32に接触した状態を維持することができる。したがって、斯かる弾性部材が設けられることによって、導電部材32と電極13との接続、すなわち導電組立体30と電極13との接続が切断されてしまうことが抑制される。
 また、本実施形態では、電極13と導電部材32とは弾性部材であるコイルバネによって接続されるため、移動部21や導電部材32が移動する際の形状変化は予測可能である。したがって、弾性部材や周囲の他の構成要素を適切に配置することで、移動部21の移動によって弾性部材が他の構成要素に絡むなどの干渉をすることによる接続不良等の発生を抑制することができる。
 また、本実施形態に係るキー組立体1では、導電部材32の板状部33は、移動部上面23を少なくとも部分的に覆うように形成されている。このように導電部材32が移動部21の貫通孔26内だけでなく移動部上面23にも位置することにより、ユーザの指等の物体が貫通孔26の上方から横方向にずれて位置した場合であっても導電部材32と斯かる物体との距離に応じて静電容量が変化しやすくなり、よって物体のキートップ50への接近や接触を検出しやすくできる。また、板状部33を含む導電部材32は剛性を有する材料で形成されるため、人の指等によって軸線Xからずれてキートップ50が押し下げられた場合であっても、移動部21の全体を比較的均一に下方に移動させることができる。
 さらに、本実施形態に係るキー組立体1では、導電体25は、貫通孔26を囲むように一周に亘って延びる。したがって、導電体25を周方向において部分的に延びるように形成した場合に比べて、導電体25と導電部材32の板状部33とが上下方向に見たときに重なる面積を大きくすることができる。この結果、導電体25と導電部材32との距離の変化に対する静電容量C’xの変化量を大きくすることができるため、導電体25と導電部材32との距離の変化を検出し易くなる。加えて、導電体25が貫通孔26を囲むように一周に延びるように形成された上で、基板10の接点14、15が共に環状に径方向内側及び径方向外側に位置することで、導電体25が下方に移動したときに任意の向きに多少傾いてその一部のみが接点14、15に接触しても、これら接点14、15を導通させることができる。
 また、本実施形態では、接着材40及びキートップ50のうちの少なくともいずれか一方が非導電性の材料で形成される。したがって、人の指等の物体がキートップ50に接触しても、導電部材32と物体とが直接導通しない。導電部材32と物体とが直接導通すると、グランドと導電部材32との間の静電容量が大きく変化し、よってダイナミックレンジの大きな検出回路101が必要になる。これに対して、本実施形態では、導電部材32と物体とが直接導通しないため、ダイナミックレンジの比較的小さい検出回路101によっても静電容量を検出することができる。
<変形例>
 上記実施形態では、導電部材32は、移動部上面23を覆う板状部33を有している。しかしながら、導電組立体30が移動部21の貫通孔26内を移動部上面23まで延びていれば、導電部材32は、板状部33を有していなくてもよい。或いは、導電部材32は、例えば、網状など、移動部上面23を覆う板状でない部材を有してもよい。
 また、上記実施形態では、導電部材32の中間部34は貫通孔26内に嵌合するように形成されている。しかしながら、移動部21が上下方向に移動しても導電組立体30が貫通孔26内を移動部上面23まで延びていれば、中間部34は貫通孔26内に嵌合しなくてもよい。
 さらに、本実施形態では、導電組立体30はコイルばね31及び導電部材32を有しているが、導電組立体30は、キートップ50と基板10とのクリアランスにかかわらず電極13に接続されて貫通孔26を通って移動部上面23まで延びていれば、コイルばね31及び導電部材32を有していなくてもよい。図13は、一つの変形例に係るキー組立体1の、図1と同様な断面図である。図13に示されるように、導電組立体30は、電極13に接続されると共にキートップ50の上壁51の下面に接着された導線36又はFPCであってもよい。或いは、導電組立体30は、導電部材32を有さずに、移動部上面23まで延びるコイルばねを有してもよい。
 さらに、上記実施形態では、移動部21は、貫通孔26を除いて中実に形成される。しかしながら、貫通孔26を除いた移動部21の部分は、中空に形成されてもよい。具体的には、例えば、移動部21は、発泡ウレタンで形成されてもよい。このように移動部21を中空に形成することにより、ユーザが移動部21を上下方向に圧縮させ易くなる。また、上記実施形態では、移動部21は弾性材料で形成されている。しかしながら、移動部21は、剛性を有する材料で形成されてもよい。
 また、上記実施形態では、弾性部材20は、移動部21と付勢部22とを有している。しかしながら、弾性部材20は、付勢部22を有していなくてもよい。図14は、一つの変形例に係るキー組立体1の、図1と同様な断面図である。図14に示される例では、弾性部材20は、付勢部22を有さずに移動部21のみを有している。ただし、この場合であっても、移動部21は、コイルばね31により、導電部材32と共に上方に付勢される。なお、図14に示される例において、移動部21は弾性を有していない部材であってもよい。この場合、導電体25が接点14、15に接触すると、移動部21は弾性変形しないため、キートップ50及び導電部材32をそれ以上押し込むことはできない。したがって、この場合、キー組立体1の押下が検出されてからのユーザによるキー組立体1の押し込み量の変化を表す静電容量の変化等は算出されなくてもよい。
 また、上記実施形態では、接着材40及びキートップ50が共に非導電性の材料で形成されている。しかしながら、接着材40及びキートップ50のうちいずれか一方が導電性の材料で形成され、他方が非導電性に材料で形成されてもよい。したがって、接着材40が非導電性の材料で形成され、キートップ50が導電性の材料で形成されてもよい。この場合、人の指等の物体がキートップ50に接触したときに、この物体に接触した導電性のキートップ50と導電部材32との間の距離が短いため、このときに物体と導電部材32との間に生じる静電容量を高いものとすることができる。或いは、接着材40及びキートップ50のいずれもが導電性の材料で形成されてもよい。この場合、人の指等の物体がキートップ50に接触すると、図7における指による静電容量Cfがなくなり、グランドと導電部材32との間に生じる静電容量Ctが急激に大きくなる。
 また、上記実施形態では、キー組立体1は、全体的に円形に形成され、一組の電極13及び接点14、15を有している。しかしながら、キー組立体1は、全体的に四角形等、円形以外の形状を有してもよい。また、キー組立体1は、十字キー等に用いられてもよい。この場合、例えば、電極13、接点14、15、弾性部材20、導電組立体30、及び接着材40を含む組立体が十字キーの四つの端部それぞれに設けられる。
 以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
 1  キー組立体
 10  基板
 13  電極
 14  高電位側接点
 15  グランド側接点
 20  弾性部材
 21  移動部
 22  付勢部
 25  導電体
 30  導電組立体
 31  コイルばね
 32  導電部材
 40  接着材
 50  キートップ
 60  カバー

Claims (19)

  1.  電極と少なくとも2つの接点を第1方向側の面である上面に備える基板と、
     前記基板の前記第1方向側に配置され且つ非導電性を有する移動部と、
     前記電極と電気的に接続された第1導体と、を備える、キー組立体であって、
     前記移動部は、自然状態において前記基板の前記上面から離間され且つ該上面に対向する第1面と、前記第1面とは反対側に設けられた第2面と、前記第1面及び前記第2面との間で当該移動部を前記第1方向に貫通する貫通孔と、を備え、
     前記移動部の前記第1面には、該移動部が前記自然状態から前記第1方向と反対向きの第2方向に移動したときに前記少なくとも2つの接点と同時に接触する位置に第2導体が設けられ、
     前記第1導体は、前記貫通孔を通って前記第2面まで延びる、キー組立体。
  2.  前記第1導体は、該第1導体の前記第2方向側の端を前記第1方向に付勢する弾性部材を備える、請求項1に記載のキー組立体。
  3.  前記第1導体は、前記移動部の前記第2面を覆う、請求項1又は2に記載のキー組立体。
  4.  前記第1導体は、前記移動部の前記第2面の全体を覆う、請求項3に記載のキー組立体。
  5.  前記第1導体は、前記第2面を覆い且つ剛性を有する上方体を備える、請求項3又は4に記載のキー組立体。
  6.  前記第1導体は、前記基板と前記上方体との間に設けられて前記上方体を前記第1方向に付勢する下方体を備える、請求項5に記載のキー組立体。
  7.  前記上方体は、部分的に前記移動部の前記貫通孔内に位置する、請求項6に記載のキー組立体。
  8.  前記上方体のうち前記貫通孔内に位置する部分は、前記貫通孔を画定する前記移動部の内面と径方向に接触している、請求項7に記載のキー組立体。
  9.  前記下方体は、コイルばねであり、且つ、前記上方体のうち、前記移動部の前記内面に接触している部分よりも前記第2方向側の部分の外周を囲うように配置される、請求項8に記載のキー組立体。
  10.  前記移動部と、該移動部が前記自然状態から前記第2方向に移動したときに該移動部を前記自然状態における位置向けて前記第1方向に付勢する付勢部と、を有する弾性部材を更に有し、
     前記移動部が自然状態から前記第2方向に移動したときに、前記付勢部が前記移動部を第1方向に付勢する力は、前記下方体が前記上方体を前記第1方向に付勢する力よりも大きい、請求項6~9のいずれか1項に記載のキー組立体。
  11.  前記少なくとも2つの接点のうちの少なくとも1つはグランドに接続されており、
     前記移動部は、前記第2導体が前記少なくとも2つの接点と接触した後に前記第1導体が前記第2方向に押されたときには、押された力が大きくなるほど前記第1面と前記第2面との間の距離が小さくなるように形成される、請求項3~10のいずれか1項に記載のキー組立体。
  12.  前記少なくとも2つの接点のうちの少なくとも1つはグランドに接続されており、
     前記第1導体は、前記第1方向に見たときに前記第2導体と少なくとも部分的に重なるように前記第2導体の前記第1方向側に配置される、請求項11に記載のキー組立体。
  13.  前記第2導体は、前記貫通孔を囲むように一周に亘って延びる、請求項1~12のいずれか1項に記載のキー組立体。
  14.  前記基板には前記接点が2つ設けられ、2つの前記接点は、共に環状に且つ互いに対して径方向内側及び径方向外側に位置するように配置される、請求項12に記載のキー組立体。
  15.  前記移動部及び前記第1導体よりも前記第1方向側に設けられたキートップを更に備え、
     前記キートップは、前記第1導体の前記第1方向側の表面に接着材を介して接着され、前記キートップ又は前記接着材の少なくとも一方は非導電性である、請求項1~14のいずれか1項に記載のキー組立体。
  16.  前記2つの接点のうちの一方はグランドに接続されており、
     前記第1導体は、前記第1方向に見たときに前記グランドに接続された接点と少なくとも部分的に重なるように前記グランドに接続された接点の前記第1方向側に配置される、請求項1~15のいずれか1項に記載のキー組立体。
  17.  請求項1~16のいずれか1項に記載のキー組立体と、検出回路と、を備える、コントローラであって、
     前記検出回路は前記接点間の通電の有無に応じて変化するパラメータの値と前記電極を含む回路の静電容量とを検出することができるように構成される、コントローラ。
  18.  請求項11又は12に記載のキー組立体と、検出回路と、を備える、コントローラであって、
     前記検出回路は、前記グランドに接続された接点に接触した前記第2導体と前記第1導体との間の距離に応じて変化する静電容量を検出することができるように構成される、コントローラ。
  19.  請求項1~16のいずれか1項に記載のキー組立体と、1又は複数のプロセッサと、を備える、情報処理システムであって、
     前記プロセッサは、前記接点間の通電の有無に応じて変化するパラメータの値と前記電極を含む回路の静電容量とに基づいて処理を行う、情報処理システム。
PCT/JP2022/042407 2022-11-15 2022-11-15 キー組立体、コントローラ及び情報処理システム WO2024105782A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/042407 WO2024105782A1 (ja) 2022-11-15 2022-11-15 キー組立体、コントローラ及び情報処理システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/042407 WO2024105782A1 (ja) 2022-11-15 2022-11-15 キー組立体、コントローラ及び情報処理システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024105782A1 true WO2024105782A1 (ja) 2024-05-23

Family

ID=91084146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/042407 WO2024105782A1 (ja) 2022-11-15 2022-11-15 キー組立体、コントローラ及び情報処理システム

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024105782A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11194882A (ja) * 1998-01-06 1999-07-21 Poseidon Technical Systems:Kk キーボードおよび入力装置
JP2005038623A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Mitsumi Electric Co Ltd 静電容量式入力装置
JP2011044362A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Alps Electric Co Ltd 静電容量センサ付きプッシュスイッチおよびそれを用いた入力装置
JP2011089465A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Tokai Rika Co Ltd 電源制御システム
KR101094146B1 (ko) * 2010-11-24 2011-12-20 (주)티지솔루션 정전용량식 가속 버튼 어셈블리
JP2016091803A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 信越ポリマー株式会社 静電容量型入力装置
US20200356182A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-12 Dell Products, L.P. Dynamic keypress prediction for hovering keyboard based on user behavior
JP2021018917A (ja) * 2019-07-19 2021-02-15 信越ポリマー株式会社 静電容量型入力装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11194882A (ja) * 1998-01-06 1999-07-21 Poseidon Technical Systems:Kk キーボードおよび入力装置
JP2005038623A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Mitsumi Electric Co Ltd 静電容量式入力装置
JP2011044362A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Alps Electric Co Ltd 静電容量センサ付きプッシュスイッチおよびそれを用いた入力装置
JP2011089465A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Tokai Rika Co Ltd 電源制御システム
KR101094146B1 (ko) * 2010-11-24 2011-12-20 (주)티지솔루션 정전용량식 가속 버튼 어셈블리
JP2016091803A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 信越ポリマー株式会社 静電容量型入力装置
US20200356182A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-12 Dell Products, L.P. Dynamic keypress prediction for hovering keyboard based on user behavior
JP2021018917A (ja) * 2019-07-19 2021-02-15 信越ポリマー株式会社 静電容量型入力装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4646340B2 (ja) 入力装置
JP4724157B2 (ja) 変位型ポインティングデバイスにおける静電容量センシング
JP4260406B2 (ja) 押圧方向検出センサ及びこれを用いた入力装置
TWI524251B (zh) 電容式手指導航模組及其製作方法
WO2011096093A1 (ja) 入力装置
US8079272B2 (en) Tactile sensor
JP2004191348A (ja) 静電容量式センサおよびその製造方法
JPWO2006100724A1 (ja) 静電容量式センサ
US10809785B2 (en) Electronic device, method for operating the same, and wireless controllable electronic assembly
JP2001324397A (ja) 力検出装置および操作量検出装置
US20130050075A1 (en) Capacitive pointing device
US9813059B2 (en) Capacitive sensitive key structure
US9627161B2 (en) Operating switch
WO2024105782A1 (ja) キー組立体、コントローラ及び情報処理システム
KR102066329B1 (ko) 촉각 센서, 그 제조 방법 및 그 동작 방법
JP4756097B1 (ja) 入力装置
CN106293136B (zh) 低轮廓电容指点杆
JP2011228251A (ja) 多方向操作部材およびそれを備える電子機器
US20130161163A1 (en) Multi-directional input device
JP5356165B2 (ja) ポインティングデバイス
JP6443989B2 (ja) 入力装置
JP2013004456A (ja) スイッチ装置
JP2001255996A (ja) 入力装置ならびに検出装置
TW201703090A (zh) 電容感應式按鍵結構
JP2001256863A (ja) 入力装置ならびに検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22965758

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1