操作入力装置及びそれを備える電子機器
【課題】低背化が容易な、操作入力装置を提供すること。
【解決手段】コイル１１と、操作入力の作用によりコイル１１の軸方向に平行なＺ方向に変位する操作部１２と、操作部１２の変位によりコイル１１の内部に挿入されるコア１３とを備え、コア１３は、コイル１１に挿入される先端部に、Ｚ方向に直交するＸＹ平面内の方向の断面積が、コイル１１から離れる方向に操作部１２との距離が短くなるにつれて漸次単調増加する挿入部１４を有し、コイル１１の軸方向の長さｂ２は、挿入部１４のＺ方向の長さａ２よりも短いことを特徴とする操作入力装置。
【解決手段】コイル１１と、操作入力の作用によりコイル１１の軸方向に平行なＺ方向に変位する操作部１２と、操作部１２の変位によりコイル１１の内部に挿入されるコア１３とを備え、コア１３は、コイル１１に挿入される先端部に、Ｚ方向に直交するＸＹ平面内の方向の断面積が、コイル１１から離れる方向に操作部１２との距離が短くなるにつれて漸次単調増加する挿入部１４を有し、コイル１１の軸方向の長さｂ２は、挿入部１４のＺ方向の長さａ２よりも短いことを特徴とする操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作入力の作用によりコイルの軸方向に変位する操作部を備える操作入力装置、及びそれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波電流が流れるコイル内に、導電性部材が可動部の押操作により挿入されることによって、コイルのインピーダンスが変化することを利用して、その変化量に応じたアナログ出力信号を出力するボタンスイッチが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このボタンスイッチは、コイルのインピーダンスの変化を、可動部の押量の変化として検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７１８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１は、コイル１１１の自己インダクタンスの変化を、操作部１１２の操作量（変位量）の変化として検出する従来の操作入力装置を簡略して示した断面図である。図１の操作入力装置は、コイル１１１と、操作入力の作用によりコイル１１１の軸方向に変位する操作部１１２と、操作部１１２の変位によりコイル１１１の内部に挿入されるコア１１３とを備えている。
【０００５】
しかしながら、コイル１１１に挿入されたコア１１３の下端がコイル１１１の下端よりも下方に突き抜けた状態では、操作部１１２が変位してもコイル１１１の自己インダクタンスが変化しないため、操作部１１２の変位量を正しく検出することができない。したがって、コア１１３がコイル１１１に挿入されてからも操作部１１２の変位量を検出するためには、コイル１１１の長さｂ１を、コア１１３がコイル１１１に挿入されてからの変位量ａ１と等しいかそれよりも長くする必要がある。そのため、操作入力装置及びそれを備える電子機器の高さを抑えること（低背化）が難しい。
【０００６】
そこで、本発明は、低背化が容易な、操作入力装置及びそれを備える電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る操作入力装置は、
コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位する操作部と、
前記操作部の変位により前記コイルの内部に挿入されるコアとを備え、
前記コアは、前記軸方向に直交する方向の断面積が前記軸方向に漸次変化する挿入部を有し、
前記コイルは、前記挿入部よりも前記軸方向の長さが短いことを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、本発明に係る操作入力装置を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、操作入力装置及びそれを備える電子機器の低背化を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の操作入力装置を簡略して示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である操作入力装置を簡略して示した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例である操作入力装置１の斜視全体図である。
【図４】操作入力装置１の斜視分解図である。
【図５】操作入力装置１の断面図である。
【図６】操作部２２が押し込まれていない状態において、コイル２１の周囲に生ずる磁束Φとコア２３の挿入部２４との位置関係を示した図である。
【図７】操作部２２が押し込まれている状態において、コイル２１の周囲に生ずる磁束Φとコア２３の挿入部２４との位置関係を示した図である。
【図８】操作入力装置１を基板５１に取り付けた状態を示した断面図である。
【図９】挿入部の形状が互いに異なるコアを示した図である。
【図１０】挿入部の形状が互いに異なるコア毎に、操作部２２の変位量Ｓとコイル２１の自己インダクタンスＬとの関係を示したグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施例である操作入力装置２の斜視分解図である。
【図１２】操作入力装置２の断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施例である操作入力装置３の上方からの斜視全体図である。
【図１４】操作入力装置３の斜視分解図である。
【図１５】操作入力装置３の下方からの斜視全体図である。
【図１６】操作入力装置３の断面図である。
【図１７】図１６の一部拡大図である。
【図１８】操作入力装置３を基板５１に取り付けた状態を示した斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。図２は、本発明の一実施形態である操作入力装置を簡略して示した断面図である。
【００１２】
操作入力装置は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸によって定まる直交座標系において、ＸＹ平面の法線方向側から入力される操作入力を操作部１２で受ける操作インターフェイスである。操作入力は、操作者（ユーザ）の手指等によって直接又は間接的に操作部１２に作用する。操作入力装置は、操作部１２で受けた操作入力に応じて変化する出力信号を出力する。その出力信号に基づいて操作者による操作入力が検出される。操作入力の検出によって、その検出された操作入力に対応する操作内容をコンピュータに把握させることができる。
【００１３】
操作入力装置は、例えば、所定のホストに搭載又は接続される。ホストの具体例として、携帯端末（携帯電話、携帯ゲーム機、音楽や映像の携帯プレーヤーなど）、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、車両用コンピュータ、操作コントローラ、マウス、電化製品などの電子機器が挙げられる。操作入力装置とホストとの接続形態は、有線接続でもよいし、無線接続でもよい。また、操作入力装置自体が、操作コントローラやマウスなどの電子機器であってもよい。
【００１４】
操作入力装置は、例えば、そのようなホストに搭載又は接続されるディスプレイの画面上に表示されるオブジェクトを、操作者が意図した操作内容に従って、移動させることができる。画面上に表示されるオブジェクトは、例えば、カーソルやポインタなどの指示表示である。キャラクターなどの表示物でもよい。また、操作者が所定の操作入力を与えることにより、その操作入力に対応する電子機器の所望の機能を発揮させることができる。
【００１５】
図２の操作入力装置は、コイル１１と、操作入力の作用によりコイル１１の軸方向に変位する操作部１２と、操作部１２の変位によりコイル１１の内部に挿入されるコア１３とを備えている。図２の操作入力装置は、コイル１１の自己インダクタンスの変化を、操作部１２の操作量（変位量）の変化として検出するものである。
【００１６】
コア１３は、コイル１１に挿入される先端部に、コイル１１の軸方向に直交する方向の断面積がその軸方向に漸次変化する挿入部１４を有している。図２の場合、コイル１１の軸方向は、Ｚ方向に平行であり、挿入部１４の断面積は、Ｚ方向に直交するＸＹ平面内の面積である。挿入部１４の断面積は、コイル１１から離れる方向に操作部１２との距離が短くなるにつれて、漸次単調増加している。このような構成によれば、コイル１１の内周側面と挿入部１４とのＸＹ平面内の方向における距離が、挿入部１４がコイル１１に挿入されてからの変位量に応じて変化する。そのため、コア１３がコイル１１に挿入されてからも、操作部１２の変位量に応じて、コイル１１の自己インダクタンスを変化させることができる。
【００１７】
また、挿入部１４の断面積がコイル１１の軸方向に漸次変化するので、コア１３の下端（挿入部１４の下端）がコイル１１の下端よりも下方に突き抜けた状態でも、操作部１２の変位量を正しく検出できる。したがって、コイル１１のＺ方向の長さｂ２を、挿入部１４のＺ方向の長さａ２（すなわち、コア１３の断面積がＺ方向に漸次変化する部分の長さ）よりも短くできるため、操作部１２の変位量に対してコイル１１の長さｂ２を容易に短くできる。その結果、操作入力装置及びそれを備える電子機器の低背化を容易に実現できる。また、コイルの使用量が減少するので、操作入力装置の低価格化も容易に実現できる。
【００１８】
次に、本発明の一実施形態である操作入力装置の構成について更に詳細に説明する。
【００１９】
図３は、本発明の第１の実施例である操作入力装置１の斜視全体図である。図４は、操作入力装置１の斜視分解図である。図５は、操作入力装置１の断面図である。操作入力装置１は、コイル２１と、ケース２６と、端子２７と、操作部２２と、コア２３と、スプリング２５とを備える。
【００２０】
コイル２１は、円筒状に線材（導線）が巻かれた巻線コイルである。コイル２１は、円筒状であるが、角筒状等の他の筒状の形状でもよい。コイル２１は、ケース２６の円筒部の外側側面に巻き回されて固定されている。すなわち、ケース２６は、いわゆるボビンとして機能している。コイル２１は、ケース２６に固定された端子２７に電気的に接続されていて、端子２７を介して、所定の外部回路に電気的に接続されている。コイル２１の一方の端部は、端子２７Ａに接続され、コイル２１のもう一方の端部は、端子２７Ｂに接続される。
【００２１】
操作部２２は、樹脂等の非磁性体で成形され、押部３１と、胴部３２とを有している。押部３１は、Ｚ方向の操作入力が直接又は間接的に作用する円盤状の頭頂部である。胴部３２は、押部３１のコイル２１側の中央部から突出する円筒状部材である。
【００２２】
コア２３は、操作部２２に作用する操作入力により、コイル２１の軸方向（図の場合、操作入力装置１の上下方向）に変位する軟磁性体である。コア２３は、操作入力が直接又は間接的に作用する操作部２２の動きに連動して、コイル２１の軸線方向に変位する。コア２３は、胴部３２の内部に固定されている。
【００２３】
コア２３は、コイル２１に挿入される先端部に、コイル２１の軸方向に直交する方向の断面積がその軸方向に漸次変化する挿入部２４を有している。挿入部２４は、コア２３のコイル２１側の先端に向けて次第に細くなるテーパー状の形状を有している。挿入部２４の断面積は、コイル２１から離れる方向に操作部２２との距離が短くなるにつれて、漸次単調増加している。
【００２４】
コア２３は、ケース２６の円筒部４３の内側の空間を移動する。コア２３は、胴部３２の外周側面が円筒部４３の内周側面４４に沿ってスライドする。コア２３の変位量は、コア２３の上方から作用する操作入力の入力量に応じて、連続的に変化する。コア２３は、コア２３の上方から作用する操作入力により、コイル２１の軸線上を変位することによって、コイル２１の自己インダクタンスを変化させる変位部材である。コア２３がコイル２１の内部に挿入される方向にストロークするにつれて、コイル２１の自己インダクタンスは増加し、コア２３がコイル２１の内部に挿入される方向に対して反対方向にストロークするにつれて、コイル２１の自己インダクタンスは減少する。
【００２５】
コア（挿入部を含む）は、例えば、比透磁率が１よりも高い材質であればよく、比透磁率が１．００１以上あると好適である。具体的には、鉄、鉄の合金（鋼など）が挙げられる。鉄の比透磁率は５０００である。コアは、例えば、鋼板からプレス成形されるとよい。これにより、例えば鋳型成形する場合に比べて、製造工程を簡略化でき、コストを削減できる。
【００２６】
コイルスプリング２５は、コア２３が取り付けられた操作部２２を、コイル２１の軸線方向に変位可能に弾性的に支持する支持部材である。コイルスプリング２５は、操作部２２が操作入力によって押し込まれる向きとは反対向きに、操作部２２を押し戻す反力を発生させる弾性体である。コイルスプリング２５は、ケース２６の円筒部４３の外周側面を取り囲むように配置されている。
【００２７】
コア２３がコイル２１に挿入される方向とは反対向きの復帰力が、コイルスプリング２５によって操作部２２に予め付与されるように、コイルスプリング２５は、操作部２２とケース２６との間に配置されている。図示の構成の場合、コイルスプリング２５の上端部は、操作部２２の押部３１の下面に接触し、コイルスプリング２５の下端部は、ケース２６の円筒部４３の外周側面から突き出たフランジ部４２に接触している。
【００２８】
操作入力が操作部２２に作用していない操作初期状態で、操作部２２とケース２５が係合することによって、操作部２２の初期位置がコイルスプリング２５の復帰力によって固定される。スナップフィット３３は、操作部２２の胴部３２の側面に形成された係止部であり、操作部２２がＺ方向に変位できるように、ケース２６の円筒部４３の側面にＺ方向に設けられた溝４１と係合する。スナップフィット３３は、Ｚ方向を長手方向とする溝４１に沿ってスライドする。スナップフィット３３は、溝４１と係合することで、操作部２２がＺ方向周りに回転することを規制する回転止めとして機能する。また、スナップフィット３３は、スナップフィット３３の爪部が溝４１の上端部に引っ掛かることで、操作部２２がケース２６から抜けることを防止する抜け止めとして機能する。図５は、スナップフィット３３Ａと３３Ｂの爪部が、それぞれ、溝４１Ａ，４１Ｂの上端部に引っ掛かっている状態を示している。
【００２９】
また、コア２３が板状部材である場合、プレス加工がしやすいため、コア２３を安価且つ容易に製造できる。また、胴部３２の中央部に固定されるコア２３を板状にすることで、コア２３の板厚方向（図５の場合、Ｘ方向）において、コイル２１とコア２３との間隔を大きくできる。これにより、スナップフィット３３等の係止部を配置する場所を容易に確保でき、操作部２２のケース２６への組み付け性も向上する。
【００３０】
操作部２２の変位によりコイル２１とコア２３との位置関係が変化すると、コイル２１周辺の透磁率が変化するため、コイル２１の自己インダクタンスが変化する。コイル２１は、そのインダクタンスの変化に応じて、操作部２２の変位量（コア２３の変位量）に応じた信号波形を出力する。したがって、その信号波形を検出することによって、操作部２２の変位量（操作量）を算出できる。
【００３１】
操作部２２に操作入力が作用していない操作初期状態において、挿入部２４の下端がコイル２１の上端面よりも高い位置にあってもよいが、図６に示されるように、挿入部２４の下端をコイル２１の上端面と同じ高さにすることによって、操作入力装置及びそれを備える電子機器を一層低背化できる。なお、操作部２４の下端がコイル２１の上端面よりも低い位置にあってもよい。
【００３２】
また、操作部２２が最も押し込まれた状態で、コア２３の最も太い部分（図７の場合、挿入部２４の上端部）がコイル２１の上端面と同じ高さになるようにコア２３を形成するとよい。これにより、コイル２１への挿入部２４の挿入量に対してコイル２１の自己インダクタンスを効率的に変化させることができる。図７において、Ｆ１は、操作部２２に作用する操作入力を表し、Ｆ２は、コイルスプリング２５によって操作部２２を押し戻す反力を表している。
【００３３】
所定の外部回路がコイル２１に電流を流した際に発生する磁束Φは、理論的には、コイル２１が無限長であれば、コイル２１の内周部のどの部分においても等しい値となる。図６，７中の矢印は、磁束Φの方向を示している。しかし、コイル２１が有限長であれば、コイル２１に近いほど磁束密度は高い傾向となる。そのため、コア２３の先端部を断面積が漸次変化する形状とすることで、操作部２２の変位量が多くなるほど、比透磁率の高いコア２３が磁束密度の高いコイル２１の近傍に近づく。これにより、より多くの磁束Φが流れるため、コイル２１の自己インダクタンスが増加する。したがって、コイル２１の高さを操作部２２の変位量（操作部２２のストローク長）よりも低くしても、コイル２１の自己インダクタンスを変化させることができる。コイル２１の自己インダクタンスの変化を検知することで、操作部２２の変位量を検出できる。
【００３４】
図８は、操作入力装置１を基板５１に取り付けた状態を示した断面図である。基板５１には、コイル２１を通過した挿入部２４が基板５１に接触することを防ぐ逃げ穴５２が形成されている。逃げ穴５２を設けることによって、操作入力装置１と基板５１を合わせた全高を低くできる。基板５１は、例えば、上述の携帯端末等の電子機器に搭載される基板である。
【００３５】
基板５１には、例えば、コイル２１に電流を流すことによって操作部２２の変位量を検出する外部回路５０が実装されている。外部回路５０は、例えば、コイル２１のインダクタンスの変化を検出する検出部を備えている。
【００３６】
検出部は、コイルのインダクタンスの変化を電気的に検出することで、操作部の連続的に変化するアナログ変位量に応じた検出信号を出力する検出手段である。検出部は、不図示の基板に実装される検出回路によって構成されるとよい。
【００３７】
例えば、検出部は、コイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を検出し、その物理量の検出値を操作部の変位量に等価な値として出力する。また、検出部は、コイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を検出することによりコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力するものでもよい。また、検出部は、その物理量の検出値又はそのインダクタンスの算出値から操作部の変位量を演算し、その変位量の演算値を出力するものでもよい。
【００３８】
具体的には、検出部は、パルス信号をコイルに供給することによって、コイルのインダクタンスの大きさに対応して変化する信号波形をコイルに発生させ、その信号波形に基づいてコイルのインダクタンスの変化を電気的に検出するとよい。
【００３９】
例えば、コイルの上端面の上方領域における操作部の下方への変位量が増加するにつれて、コイル周辺の透磁率が増加し、コイルのインダクタンスが増加する。コイルのインダクタンスが増加するにつれて、パルス信号の供給によりコイルの両端に発生するパルス電圧波形の振幅も大きくなる。そこで、その振幅をコイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量とすることで、検出部は、その振幅を検出することによって、その振幅の検出値を操作部の変位量に等価な値として出力することができる。また、検出部は、その振幅の検出値からコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力することもできる。
【００４０】
また、コイルのインダクタンスが増加するにつれて、パルス信号の供給によりコイルに流れるパルス電流波形の傾きが緩やかになる。そこで、その傾きをコイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量とすることで、検出部は、その傾きを検出することによって、その傾きの検出値を操作部の変位量に等価な値として出力することができる。また、検出部は、その傾きの検出値からコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力することもできる。
【００４１】
検出部は、例えば、コイルに第１のパルス信号を供給することによってコイルのインダクタンスの変化を検出する検出手段である。検出部は、コイルに第１のパルス信号に対応するパルス電流（第１のパルス電流）を供給することによってコイルの両端に発生するパルス電圧（第１のパルス電圧）に基づいて、コイルのインダクタンスの変化を検出する。コイルのインダクタンスの変化の検出結果に応じて、操作部の変位量を算出することができる。
【００４２】
また、外部回路５０は、コイル２１に電流を流すことによって、操作部２２を強制的に可動させる制御部を有してもよい。
【００４３】
制御部は、例えば、コイルに第１のパルス信号に対して位相が異なる第２のパルス信号を供給することによって操作部を可動させる磁界を発生させる制御手段である。コイルに第２のパルス信号に対応するパルス電流（第２のパルス電流）が流れることによって生ずる磁界によって、操作部をコアと共にコイルに引き寄せたり引き離したりする力が発生する。コイルに第２のパルス信号が供給されることによって生ずる力の大きさ変動によって、操作部を振動させる。すなわち、第２のパルス信号は、一時的に振幅が変化する信号であるので、操作部に与える力の大きさに変動を与えることができる。
【００４４】
第１のパルス信号及び第２のパルス信号は、矩形波でもよいし、三角波でもよいし、ノコギリ波でもよい。
【００４５】
ところで、上述のコア２３の形状は、挿入部２４の形状も含め板形状であったが、錐体形状の挿入部を有する柱体形状でもよい。例えば、図９Ａに示されるように、円錐形状の挿入部を有する円柱状のコア６３Ａでもいし、図９Ｂに示されるように、角錐形状の挿入部を有する角柱状のコア６３Ｂでもよい。また、図９Ｃ，９Ｄに示されるように、テーパー側面がコアの軸方向に湾曲する挿入部を有するコア６３Ｃ，６３Ｄでもよい。
【００４６】
図１０は、挿入部の形状が互いに異なるコア毎に、操作部２２の変位量Ｓとコイル２１の自己インダクタンスＬとの関係を示したグラフである。このように、挿入部の形状を変更することで、変位量Ｓに対する自己インダクタンスＬの変化率を調整できる。したがって、例えば変位量Ｓが小さいときの自己インダクタンスＬの変化を大きくするなど、変位量Ｓを検出するための自在なインダクタンスプロファイルを作成できる。
【００４７】
図１１は、本発明の第２の実施例である操作入力装置２の斜視分解図である。図１２は、操作入力装置２の断面図である。上述の実施例と同様の構成についての説明は省略する。操作入力装置２は、図４の操作入力装置１のコア２３に代えて、片側のみがテーパー状の左右非対称の挿入部７４が形成された板状のコア７３を有している。
【００４８】
コア７３は、コイル２１に挿入される先端部に、コイル２１の軸方向に直交する方向の断面積がその軸方向に漸次変化する挿入部７４を有している。挿入部７４の断面積は、コイル２１から離れる方向に操作部２２との距離が短くなるにつれて、漸次単調増加している。
【００４９】
図１３は、本発明の第３の実施例である操作入力装置３の上方からの斜視全体図である。図１４は、操作入力装置３の斜視分解図である。上述の実施例と同様の構成についての説明は省略する。操作入力装置３は、図４の操作入力装置１のコイル２１に代えて、パターンコイルが設けられた基板５６を有し、操作入力装置１のケース２６に代えて、ケース２８を有している。
【００５０】
パターンコイルは、基板５６に平面的に形成された導体パターンを有する平面コイル（プレーナコイル）である。平面コイルを採用することによって、操作入力装置３及びそれを備える電子機器の低背化を容易に実現できる。導体パターンの材質は、例えば銅である。基板５６の中央部に形成された開口部５７の周囲に、パターンコイルが配置されている。
【００５１】
図１５は、操作入力装置３の下方からの斜視全体図である。基板５６の裏面の四隅には、ランド５８が設けられている。４つのランド５８のうち、一対のランドは、基板５６のパターンコイルにパターン配線を介して接続されている。パターンコイルは、この一対のランドを介して、所定の外部回路に接続されている。もう一方の一対のランドは、その外部回路が実装される基板に操作入力装置３を表面実装で固定するためのランドである。
【００５２】
図１６は、操作入力装置３の断面図である。図１７は、図１６の一部拡大図である。基板５６は、絶縁性の基材９１と、基材９１と重ね合わせて配置されたパターンコイル９２とを有している。パターンコイル９２は、基板５６の内層に層状に配置されている。なお、パターンコイル９２は、基板５６の表面又は裏面に片面実装されてもよいし、基板５６に両面実装されてもよい。
【００５３】
図１８は、操作入力装置３を基板５１に取り付けた状態を示した斜視断面図である。基板５１には、例えば、基板５６のパターンコイルに電流を流すことによって操作部２２の変位量を検出する外部回路が実装されている。基板５１には、基板５６のパターンコイルを通過した挿入部２４が基板５１に接触することを防ぐ逃げ穴５２が形成されている。逃げ穴５２を設けることによって、操作入力装置３と基板５１を合わせた全高を容易に低くできる。
【００５４】
コア２３は、ケース２８の円筒部８３の内側の空間を移動する。コア２３は、操作部２２の胴部の外周側面が円筒部８３の内周側面８４に沿ってスライドする。コア２３は、コア２３の上方から作用する操作入力により、基板５６のパターンコイルの軸線上を変位することによって、パターンコイルの自己インダクタンスを変化させる変位部材である。コア２３がパターンコイルの内部に挿入される方向にストロークするにつれて、パターンコイルの自己インダクタンスは増加し、コア２３がパターンコイルの内部に挿入される方向に対して反対方向にストロークするにつれて、パターンコイルの自己インダクタンスは減少する。
【００５５】
コイルスプリング２５は、ケース２８の円筒部８３の外周側面を取り囲むように配置されている。コア２３がパターンコイルに挿入される方向とは反対向きの復帰力が、コイルスプリング２５によって操作部２２に予め付与されるように、コイルスプリング２５は、操作部２２とケース２８との間に配置されている。図示の構成の場合、コイルスプリング２５の上端部は、操作部２２の押部の下面に接触し、コイルスプリング２５の下端部は、ケース２８の円筒部８３の外周側面から突き出たフランジ部８２に接触している。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。上述の実施例それぞれの各部の構成を組み合わせてもよい。
【００５７】
例えば、上述の実施例のコアは、操作部との距離が近くなるにつれて断面積が漸次単調増加する挿入部を有するものであるが、操作部との距離が近くなるにつれて断面積が漸次単調減少する挿入部を有するものでもよい。また、コアと挿入部は、同一部品で構成されずに、別部品で構成されてもよい。
【００５８】
また、操作部を弾性的に支持する支持部材は、コイルスプリングに限らず、ゴム部材でもよいし、スポンジ部材でもよいし、空気や油が充填されたシリンダーなどの弾性体でもよい。
【００５９】
また、本発明の操作入力装置は、手指に限らず、手のひらで操作するものあってもよい。また、足指や足の裏で操作するものであってもよい。また、操作者が触れる面は、平面でも、凹面でも、凸面でもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 操作入力装置
１１，２１，１１１ コイル
１２，２２，１１２ 操作部
１３，２３，１１３ コア
１４，２４ 挿入部
２５ スプリング
２６，２８ ケース
２７ 端子
３１ 押部
３２ 胴部
３３ スナップフィット
４１ 溝
４２ フランジ部
４３ 円筒部
４４ 内周側面
５０ 外部回路
５１ 基板
５２ 逃げ穴
５６ 基板
５７ 開口部
５８ ランド
６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄ コア
７３ コア
７４ 挿入部
８１ 溝
８２ フランジ部
８３ 円筒部
８４ 内周側面
９１ 基材
９２ パターンコイル
Φ 磁束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作入力の作用によりコイルの軸方向に変位する操作部を備える操作入力装置、及びそれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波電流が流れるコイル内に、導電性部材が可動部の押操作により挿入されることによって、コイルのインピーダンスが変化することを利用して、その変化量に応じたアナログ出力信号を出力するボタンスイッチが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このボタンスイッチは、コイルのインピーダンスの変化を、可動部の押量の変化として検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７１８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１は、コイル１１１の自己インダクタンスの変化を、操作部１１２の操作量（変位量）の変化として検出する従来の操作入力装置を簡略して示した断面図である。図１の操作入力装置は、コイル１１１と、操作入力の作用によりコイル１１１の軸方向に変位する操作部１１２と、操作部１１２の変位によりコイル１１１の内部に挿入されるコア１１３とを備えている。
【０００５】
しかしながら、コイル１１１に挿入されたコア１１３の下端がコイル１１１の下端よりも下方に突き抜けた状態では、操作部１１２が変位してもコイル１１１の自己インダクタンスが変化しないため、操作部１１２の変位量を正しく検出することができない。したがって、コア１１３がコイル１１１に挿入されてからも操作部１１２の変位量を検出するためには、コイル１１１の長さｂ１を、コア１１３がコイル１１１に挿入されてからの変位量ａ１と等しいかそれよりも長くする必要がある。そのため、操作入力装置及びそれを備える電子機器の高さを抑えること（低背化）が難しい。
【０００６】
そこで、本発明は、低背化が容易な、操作入力装置及びそれを備える電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る操作入力装置は、
コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位する操作部と、
前記操作部の変位により前記コイルの内部に挿入されるコアとを備え、
前記コアは、前記軸方向に直交する方向の断面積が前記軸方向に漸次変化する挿入部を有し、
前記コイルは、前記挿入部よりも前記軸方向の長さが短いことを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、本発明に係る操作入力装置を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、操作入力装置及びそれを備える電子機器の低背化を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の操作入力装置を簡略して示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である操作入力装置を簡略して示した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例である操作入力装置１の斜視全体図である。
【図４】操作入力装置１の斜視分解図である。
【図５】操作入力装置１の断面図である。
【図６】操作部２２が押し込まれていない状態において、コイル２１の周囲に生ずる磁束Φとコア２３の挿入部２４との位置関係を示した図である。
【図７】操作部２２が押し込まれている状態において、コイル２１の周囲に生ずる磁束Φとコア２３の挿入部２４との位置関係を示した図である。
【図８】操作入力装置１を基板５１に取り付けた状態を示した断面図である。
【図９】挿入部の形状が互いに異なるコアを示した図である。
【図１０】挿入部の形状が互いに異なるコア毎に、操作部２２の変位量Ｓとコイル２１の自己インダクタンスＬとの関係を示したグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施例である操作入力装置２の斜視分解図である。
【図１２】操作入力装置２の断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施例である操作入力装置３の上方からの斜視全体図である。
【図１４】操作入力装置３の斜視分解図である。
【図１５】操作入力装置３の下方からの斜視全体図である。
【図１６】操作入力装置３の断面図である。
【図１７】図１６の一部拡大図である。
【図１８】操作入力装置３を基板５１に取り付けた状態を示した斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。図２は、本発明の一実施形態である操作入力装置を簡略して示した断面図である。
【００１２】
操作入力装置は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸によって定まる直交座標系において、ＸＹ平面の法線方向側から入力される操作入力を操作部１２で受ける操作インターフェイスである。操作入力は、操作者（ユーザ）の手指等によって直接又は間接的に操作部１２に作用する。操作入力装置は、操作部１２で受けた操作入力に応じて変化する出力信号を出力する。その出力信号に基づいて操作者による操作入力が検出される。操作入力の検出によって、その検出された操作入力に対応する操作内容をコンピュータに把握させることができる。
【００１３】
操作入力装置は、例えば、所定のホストに搭載又は接続される。ホストの具体例として、携帯端末（携帯電話、携帯ゲーム機、音楽や映像の携帯プレーヤーなど）、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、車両用コンピュータ、操作コントローラ、マウス、電化製品などの電子機器が挙げられる。操作入力装置とホストとの接続形態は、有線接続でもよいし、無線接続でもよい。また、操作入力装置自体が、操作コントローラやマウスなどの電子機器であってもよい。
【００１４】
操作入力装置は、例えば、そのようなホストに搭載又は接続されるディスプレイの画面上に表示されるオブジェクトを、操作者が意図した操作内容に従って、移動させることができる。画面上に表示されるオブジェクトは、例えば、カーソルやポインタなどの指示表示である。キャラクターなどの表示物でもよい。また、操作者が所定の操作入力を与えることにより、その操作入力に対応する電子機器の所望の機能を発揮させることができる。
【００１５】
図２の操作入力装置は、コイル１１と、操作入力の作用によりコイル１１の軸方向に変位する操作部１２と、操作部１２の変位によりコイル１１の内部に挿入されるコア１３とを備えている。図２の操作入力装置は、コイル１１の自己インダクタンスの変化を、操作部１２の操作量（変位量）の変化として検出するものである。
【００１６】
コア１３は、コイル１１に挿入される先端部に、コイル１１の軸方向に直交する方向の断面積がその軸方向に漸次変化する挿入部１４を有している。図２の場合、コイル１１の軸方向は、Ｚ方向に平行であり、挿入部１４の断面積は、Ｚ方向に直交するＸＹ平面内の面積である。挿入部１４の断面積は、コイル１１から離れる方向に操作部１２との距離が短くなるにつれて、漸次単調増加している。このような構成によれば、コイル１１の内周側面と挿入部１４とのＸＹ平面内の方向における距離が、挿入部１４がコイル１１に挿入されてからの変位量に応じて変化する。そのため、コア１３がコイル１１に挿入されてからも、操作部１２の変位量に応じて、コイル１１の自己インダクタンスを変化させることができる。
【００１７】
また、挿入部１４の断面積がコイル１１の軸方向に漸次変化するので、コア１３の下端（挿入部１４の下端）がコイル１１の下端よりも下方に突き抜けた状態でも、操作部１２の変位量を正しく検出できる。したがって、コイル１１のＺ方向の長さｂ２を、挿入部１４のＺ方向の長さａ２（すなわち、コア１３の断面積がＺ方向に漸次変化する部分の長さ）よりも短くできるため、操作部１２の変位量に対してコイル１１の長さｂ２を容易に短くできる。その結果、操作入力装置及びそれを備える電子機器の低背化を容易に実現できる。また、コイルの使用量が減少するので、操作入力装置の低価格化も容易に実現できる。
【００１８】
次に、本発明の一実施形態である操作入力装置の構成について更に詳細に説明する。
【００１９】
図３は、本発明の第１の実施例である操作入力装置１の斜視全体図である。図４は、操作入力装置１の斜視分解図である。図５は、操作入力装置１の断面図である。操作入力装置１は、コイル２１と、ケース２６と、端子２７と、操作部２２と、コア２３と、スプリング２５とを備える。
【００２０】
コイル２１は、円筒状に線材（導線）が巻かれた巻線コイルである。コイル２１は、円筒状であるが、角筒状等の他の筒状の形状でもよい。コイル２１は、ケース２６の円筒部の外側側面に巻き回されて固定されている。すなわち、ケース２６は、いわゆるボビンとして機能している。コイル２１は、ケース２６に固定された端子２７に電気的に接続されていて、端子２７を介して、所定の外部回路に電気的に接続されている。コイル２１の一方の端部は、端子２７Ａに接続され、コイル２１のもう一方の端部は、端子２７Ｂに接続される。
【００２１】
操作部２２は、樹脂等の非磁性体で成形され、押部３１と、胴部３２とを有している。押部３１は、Ｚ方向の操作入力が直接又は間接的に作用する円盤状の頭頂部である。胴部３２は、押部３１のコイル２１側の中央部から突出する円筒状部材である。
【００２２】
コア２３は、操作部２２に作用する操作入力により、コイル２１の軸方向（図の場合、操作入力装置１の上下方向）に変位する軟磁性体である。コア２３は、操作入力が直接又は間接的に作用する操作部２２の動きに連動して、コイル２１の軸線方向に変位する。コア２３は、胴部３２の内部に固定されている。
【００２３】
コア２３は、コイル２１に挿入される先端部に、コイル２１の軸方向に直交する方向の断面積がその軸方向に漸次変化する挿入部２４を有している。挿入部２４は、コア２３のコイル２１側の先端に向けて次第に細くなるテーパー状の形状を有している。挿入部２４の断面積は、コイル２１から離れる方向に操作部２２との距離が短くなるにつれて、漸次単調増加している。
【００２４】
コア２３は、ケース２６の円筒部４３の内側の空間を移動する。コア２３は、胴部３２の外周側面が円筒部４３の内周側面４４に沿ってスライドする。コア２３の変位量は、コア２３の上方から作用する操作入力の入力量に応じて、連続的に変化する。コア２３は、コア２３の上方から作用する操作入力により、コイル２１の軸線上を変位することによって、コイル２１の自己インダクタンスを変化させる変位部材である。コア２３がコイル２１の内部に挿入される方向にストロークするにつれて、コイル２１の自己インダクタンスは増加し、コア２３がコイル２１の内部に挿入される方向に対して反対方向にストロークするにつれて、コイル２１の自己インダクタンスは減少する。
【００２５】
コア（挿入部を含む）は、例えば、比透磁率が１よりも高い材質であればよく、比透磁率が１．００１以上あると好適である。具体的には、鉄、鉄の合金（鋼など）が挙げられる。鉄の比透磁率は５０００である。コアは、例えば、鋼板からプレス成形されるとよい。これにより、例えば鋳型成形する場合に比べて、製造工程を簡略化でき、コストを削減できる。
【００２６】
コイルスプリング２５は、コア２３が取り付けられた操作部２２を、コイル２１の軸線方向に変位可能に弾性的に支持する支持部材である。コイルスプリング２５は、操作部２２が操作入力によって押し込まれる向きとは反対向きに、操作部２２を押し戻す反力を発生させる弾性体である。コイルスプリング２５は、ケース２６の円筒部４３の外周側面を取り囲むように配置されている。
【００２７】
コア２３がコイル２１に挿入される方向とは反対向きの復帰力が、コイルスプリング２５によって操作部２２に予め付与されるように、コイルスプリング２５は、操作部２２とケース２６との間に配置されている。図示の構成の場合、コイルスプリング２５の上端部は、操作部２２の押部３１の下面に接触し、コイルスプリング２５の下端部は、ケース２６の円筒部４３の外周側面から突き出たフランジ部４２に接触している。
【００２８】
操作入力が操作部２２に作用していない操作初期状態で、操作部２２とケース２５が係合することによって、操作部２２の初期位置がコイルスプリング２５の復帰力によって固定される。スナップフィット３３は、操作部２２の胴部３２の側面に形成された係止部であり、操作部２２がＺ方向に変位できるように、ケース２６の円筒部４３の側面にＺ方向に設けられた溝４１と係合する。スナップフィット３３は、Ｚ方向を長手方向とする溝４１に沿ってスライドする。スナップフィット３３は、溝４１と係合することで、操作部２２がＺ方向周りに回転することを規制する回転止めとして機能する。また、スナップフィット３３は、スナップフィット３３の爪部が溝４１の上端部に引っ掛かることで、操作部２２がケース２６から抜けることを防止する抜け止めとして機能する。図５は、スナップフィット３３Ａと３３Ｂの爪部が、それぞれ、溝４１Ａ，４１Ｂの上端部に引っ掛かっている状態を示している。
【００２９】
また、コア２３が板状部材である場合、プレス加工がしやすいため、コア２３を安価且つ容易に製造できる。また、胴部３２の中央部に固定されるコア２３を板状にすることで、コア２３の板厚方向（図５の場合、Ｘ方向）において、コイル２１とコア２３との間隔を大きくできる。これにより、スナップフィット３３等の係止部を配置する場所を容易に確保でき、操作部２２のケース２６への組み付け性も向上する。
【００３０】
操作部２２の変位によりコイル２１とコア２３との位置関係が変化すると、コイル２１周辺の透磁率が変化するため、コイル２１の自己インダクタンスが変化する。コイル２１は、そのインダクタンスの変化に応じて、操作部２２の変位量（コア２３の変位量）に応じた信号波形を出力する。したがって、その信号波形を検出することによって、操作部２２の変位量（操作量）を算出できる。
【００３１】
操作部２２に操作入力が作用していない操作初期状態において、挿入部２４の下端がコイル２１の上端面よりも高い位置にあってもよいが、図６に示されるように、挿入部２４の下端をコイル２１の上端面と同じ高さにすることによって、操作入力装置及びそれを備える電子機器を一層低背化できる。なお、操作部２４の下端がコイル２１の上端面よりも低い位置にあってもよい。
【００３２】
また、操作部２２が最も押し込まれた状態で、コア２３の最も太い部分（図７の場合、挿入部２４の上端部）がコイル２１の上端面と同じ高さになるようにコア２３を形成するとよい。これにより、コイル２１への挿入部２４の挿入量に対してコイル２１の自己インダクタンスを効率的に変化させることができる。図７において、Ｆ１は、操作部２２に作用する操作入力を表し、Ｆ２は、コイルスプリング２５によって操作部２２を押し戻す反力を表している。
【００３３】
所定の外部回路がコイル２１に電流を流した際に発生する磁束Φは、理論的には、コイル２１が無限長であれば、コイル２１の内周部のどの部分においても等しい値となる。図６，７中の矢印は、磁束Φの方向を示している。しかし、コイル２１が有限長であれば、コイル２１に近いほど磁束密度は高い傾向となる。そのため、コア２３の先端部を断面積が漸次変化する形状とすることで、操作部２２の変位量が多くなるほど、比透磁率の高いコア２３が磁束密度の高いコイル２１の近傍に近づく。これにより、より多くの磁束Φが流れるため、コイル２１の自己インダクタンスが増加する。したがって、コイル２１の高さを操作部２２の変位量（操作部２２のストローク長）よりも低くしても、コイル２１の自己インダクタンスを変化させることができる。コイル２１の自己インダクタンスの変化を検知することで、操作部２２の変位量を検出できる。
【００３４】
図８は、操作入力装置１を基板５１に取り付けた状態を示した断面図である。基板５１には、コイル２１を通過した挿入部２４が基板５１に接触することを防ぐ逃げ穴５２が形成されている。逃げ穴５２を設けることによって、操作入力装置１と基板５１を合わせた全高を低くできる。基板５１は、例えば、上述の携帯端末等の電子機器に搭載される基板である。
【００３５】
基板５１には、例えば、コイル２１に電流を流すことによって操作部２２の変位量を検出する外部回路５０が実装されている。外部回路５０は、例えば、コイル２１のインダクタンスの変化を検出する検出部を備えている。
【００３６】
検出部は、コイルのインダクタンスの変化を電気的に検出することで、操作部の連続的に変化するアナログ変位量に応じた検出信号を出力する検出手段である。検出部は、不図示の基板に実装される検出回路によって構成されるとよい。
【００３７】
例えば、検出部は、コイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を検出し、その物理量の検出値を操作部の変位量に等価な値として出力する。また、検出部は、コイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を検出することによりコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力するものでもよい。また、検出部は、その物理量の検出値又はそのインダクタンスの算出値から操作部の変位量を演算し、その変位量の演算値を出力するものでもよい。
【００３８】
具体的には、検出部は、パルス信号をコイルに供給することによって、コイルのインダクタンスの大きさに対応して変化する信号波形をコイルに発生させ、その信号波形に基づいてコイルのインダクタンスの変化を電気的に検出するとよい。
【００３９】
例えば、コイルの上端面の上方領域における操作部の下方への変位量が増加するにつれて、コイル周辺の透磁率が増加し、コイルのインダクタンスが増加する。コイルのインダクタンスが増加するにつれて、パルス信号の供給によりコイルの両端に発生するパルス電圧波形の振幅も大きくなる。そこで、その振幅をコイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量とすることで、検出部は、その振幅を検出することによって、その振幅の検出値を操作部の変位量に等価な値として出力することができる。また、検出部は、その振幅の検出値からコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力することもできる。
【００４０】
また、コイルのインダクタンスが増加するにつれて、パルス信号の供給によりコイルに流れるパルス電流波形の傾きが緩やかになる。そこで、その傾きをコイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量とすることで、検出部は、その傾きを検出することによって、その傾きの検出値を操作部の変位量に等価な値として出力することができる。また、検出部は、その傾きの検出値からコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力することもできる。
【００４１】
検出部は、例えば、コイルに第１のパルス信号を供給することによってコイルのインダクタンスの変化を検出する検出手段である。検出部は、コイルに第１のパルス信号に対応するパルス電流（第１のパルス電流）を供給することによってコイルの両端に発生するパルス電圧（第１のパルス電圧）に基づいて、コイルのインダクタンスの変化を検出する。コイルのインダクタンスの変化の検出結果に応じて、操作部の変位量を算出することができる。
【００４２】
また、外部回路５０は、コイル２１に電流を流すことによって、操作部２２を強制的に可動させる制御部を有してもよい。
【００４３】
制御部は、例えば、コイルに第１のパルス信号に対して位相が異なる第２のパルス信号を供給することによって操作部を可動させる磁界を発生させる制御手段である。コイルに第２のパルス信号に対応するパルス電流（第２のパルス電流）が流れることによって生ずる磁界によって、操作部をコアと共にコイルに引き寄せたり引き離したりする力が発生する。コイルに第２のパルス信号が供給されることによって生ずる力の大きさ変動によって、操作部を振動させる。すなわち、第２のパルス信号は、一時的に振幅が変化する信号であるので、操作部に与える力の大きさに変動を与えることができる。
【００４４】
第１のパルス信号及び第２のパルス信号は、矩形波でもよいし、三角波でもよいし、ノコギリ波でもよい。
【００４５】
ところで、上述のコア２３の形状は、挿入部２４の形状も含め板形状であったが、錐体形状の挿入部を有する柱体形状でもよい。例えば、図９Ａに示されるように、円錐形状の挿入部を有する円柱状のコア６３Ａでもいし、図９Ｂに示されるように、角錐形状の挿入部を有する角柱状のコア６３Ｂでもよい。また、図９Ｃ，９Ｄに示されるように、テーパー側面がコアの軸方向に湾曲する挿入部を有するコア６３Ｃ，６３Ｄでもよい。
【００４６】
図１０は、挿入部の形状が互いに異なるコア毎に、操作部２２の変位量Ｓとコイル２１の自己インダクタンスＬとの関係を示したグラフである。このように、挿入部の形状を変更することで、変位量Ｓに対する自己インダクタンスＬの変化率を調整できる。したがって、例えば変位量Ｓが小さいときの自己インダクタンスＬの変化を大きくするなど、変位量Ｓを検出するための自在なインダクタンスプロファイルを作成できる。
【００４７】
図１１は、本発明の第２の実施例である操作入力装置２の斜視分解図である。図１２は、操作入力装置２の断面図である。上述の実施例と同様の構成についての説明は省略する。操作入力装置２は、図４の操作入力装置１のコア２３に代えて、片側のみがテーパー状の左右非対称の挿入部７４が形成された板状のコア７３を有している。
【００４８】
コア７３は、コイル２１に挿入される先端部に、コイル２１の軸方向に直交する方向の断面積がその軸方向に漸次変化する挿入部７４を有している。挿入部７４の断面積は、コイル２１から離れる方向に操作部２２との距離が短くなるにつれて、漸次単調増加している。
【００４９】
図１３は、本発明の第３の実施例である操作入力装置３の上方からの斜視全体図である。図１４は、操作入力装置３の斜視分解図である。上述の実施例と同様の構成についての説明は省略する。操作入力装置３は、図４の操作入力装置１のコイル２１に代えて、パターンコイルが設けられた基板５６を有し、操作入力装置１のケース２６に代えて、ケース２８を有している。
【００５０】
パターンコイルは、基板５６に平面的に形成された導体パターンを有する平面コイル（プレーナコイル）である。平面コイルを採用することによって、操作入力装置３及びそれを備える電子機器の低背化を容易に実現できる。導体パターンの材質は、例えば銅である。基板５６の中央部に形成された開口部５７の周囲に、パターンコイルが配置されている。
【００５１】
図１５は、操作入力装置３の下方からの斜視全体図である。基板５６の裏面の四隅には、ランド５８が設けられている。４つのランド５８のうち、一対のランドは、基板５６のパターンコイルにパターン配線を介して接続されている。パターンコイルは、この一対のランドを介して、所定の外部回路に接続されている。もう一方の一対のランドは、その外部回路が実装される基板に操作入力装置３を表面実装で固定するためのランドである。
【００５２】
図１６は、操作入力装置３の断面図である。図１７は、図１６の一部拡大図である。基板５６は、絶縁性の基材９１と、基材９１と重ね合わせて配置されたパターンコイル９２とを有している。パターンコイル９２は、基板５６の内層に層状に配置されている。なお、パターンコイル９２は、基板５６の表面又は裏面に片面実装されてもよいし、基板５６に両面実装されてもよい。
【００５３】
図１８は、操作入力装置３を基板５１に取り付けた状態を示した斜視断面図である。基板５１には、例えば、基板５６のパターンコイルに電流を流すことによって操作部２２の変位量を検出する外部回路が実装されている。基板５１には、基板５６のパターンコイルを通過した挿入部２４が基板５１に接触することを防ぐ逃げ穴５２が形成されている。逃げ穴５２を設けることによって、操作入力装置３と基板５１を合わせた全高を容易に低くできる。
【００５４】
コア２３は、ケース２８の円筒部８３の内側の空間を移動する。コア２３は、操作部２２の胴部の外周側面が円筒部８３の内周側面８４に沿ってスライドする。コア２３は、コア２３の上方から作用する操作入力により、基板５６のパターンコイルの軸線上を変位することによって、パターンコイルの自己インダクタンスを変化させる変位部材である。コア２３がパターンコイルの内部に挿入される方向にストロークするにつれて、パターンコイルの自己インダクタンスは増加し、コア２３がパターンコイルの内部に挿入される方向に対して反対方向にストロークするにつれて、パターンコイルの自己インダクタンスは減少する。
【００５５】
コイルスプリング２５は、ケース２８の円筒部８３の外周側面を取り囲むように配置されている。コア２３がパターンコイルに挿入される方向とは反対向きの復帰力が、コイルスプリング２５によって操作部２２に予め付与されるように、コイルスプリング２５は、操作部２２とケース２８との間に配置されている。図示の構成の場合、コイルスプリング２５の上端部は、操作部２２の押部の下面に接触し、コイルスプリング２５の下端部は、ケース２８の円筒部８３の外周側面から突き出たフランジ部８２に接触している。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。上述の実施例それぞれの各部の構成を組み合わせてもよい。
【００５７】
例えば、上述の実施例のコアは、操作部との距離が近くなるにつれて断面積が漸次単調増加する挿入部を有するものであるが、操作部との距離が近くなるにつれて断面積が漸次単調減少する挿入部を有するものでもよい。また、コアと挿入部は、同一部品で構成されずに、別部品で構成されてもよい。
【００５８】
また、操作部を弾性的に支持する支持部材は、コイルスプリングに限らず、ゴム部材でもよいし、スポンジ部材でもよいし、空気や油が充填されたシリンダーなどの弾性体でもよい。
【００５９】
また、本発明の操作入力装置は、手指に限らず、手のひらで操作するものあってもよい。また、足指や足の裏で操作するものであってもよい。また、操作者が触れる面は、平面でも、凹面でも、凸面でもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 操作入力装置
１１，２１，１１１ コイル
１２，２２，１１２ 操作部
１３，２３，１１３ コア
１４，２４ 挿入部
２５ スプリング
２６，２８ ケース
２７ 端子
３１ 押部
３２ 胴部
３３ スナップフィット
４１ 溝
４２ フランジ部
４３ 円筒部
４４ 内周側面
５０ 外部回路
５１ 基板
５２ 逃げ穴
５６ 基板
５７ 開口部
５８ ランド
６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄ コア
７３ コア
７４ 挿入部
８１ 溝
８２ フランジ部
８３ 円筒部
８４ 内周側面
９１ 基材
９２ パターンコイル
Φ 磁束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位する操作部と、
前記操作部の変位により前記コイルの内部に挿入されるコアとを備え、
前記コアは、前記軸方向に直交する方向の断面積が前記軸方向に漸次変化する挿入部を有し、
前記コイルは、前記挿入部よりも前記軸方向の長さが短い、操作入力装置。
【請求項２】
前記コアは、板状である、請求項１に記載の操作入力装置。
【請求項３】
前記軸方向に設けられた溝を有するケースを備え、
前記コアは、前記操作部の内部に配置され、
前記操作部は、前記コアの板厚方向の側面に、前記溝と係合する係止部を有する、請求項２に記載の操作入力装置。
【請求項４】
前記コイルは、平面コイルである、請求項１から３のいずれか一項に記載の操作入力装置。
【請求項５】
前記平面コイルは、基板に形成されたパターンコイルである、請求項４に記載の操作入力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の操作入力装置を備える電子機器。
【請求項１】
コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位する操作部と、
前記操作部の変位により前記コイルの内部に挿入されるコアとを備え、
前記コアは、前記軸方向に直交する方向の断面積が前記軸方向に漸次変化する挿入部を有し、
前記コイルは、前記挿入部よりも前記軸方向の長さが短い、操作入力装置。
【請求項２】
前記コアは、板状である、請求項１に記載の操作入力装置。
【請求項３】
前記軸方向に設けられた溝を有するケースを備え、
前記コアは、前記操作部の内部に配置され、
前記操作部は、前記コアの板厚方向の側面に、前記溝と係合する係止部を有する、請求項２に記載の操作入力装置。
【請求項４】
前記コイルは、平面コイルである、請求項１から３のいずれか一項に記載の操作入力装置。
【請求項５】
前記平面コイルは、基板に形成されたパターンコイルである、請求項４に記載の操作入力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の操作入力装置を備える電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−６９１６９（Ｐ２０１３−６９１６９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８０４６（Ｐ２０１１−２０８０４６）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
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