JP2009283414A - Input device - Google Patents

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Yasushi Shibuya
康司 渋谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressing operation type input device, which is manufactured at low cost, and easily maintains high reliability over a long period of time with minimized design flexibility. <P>SOLUTION: A magnetic sensor 2 with a built-in GMR element is mounted on a circuit board 1, and an operation key 4 is disposed within each of a plurality of openings 3a of an operation panel 3 covering the circuit board 1 so as to be movable upward and downward, each operation key 4 being biased to an upper initial position by a return spring 6. The operation key 4 includes a projection 4b protruding downward, and a magnet 5 is fixed to the lower surface of the projection 4b. Each magnet 5 is located above a detection area E of the magnetic sensor 2 in a non-operation state of the operation key 4, and when an optional operation key 4 is pressed down, the magnet 5 fixed to this operation key 4 intrudes into the detection area E, whereby the pressed operation key 4 is detected based on an output value of the magnetic sensor 2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の操作キーを選択的に押圧操作することによって所望のスイッチング動作が行える押圧操作型の入力装置に関する。   The present invention relates to a pressing operation type input device capable of performing a desired switching operation by selectively pressing a plurality of operation keys.

従来より、操作パネルに複数の操作キーを分散配置し、各操作キーを選択的に押圧操作することによって所望のスイッチング動作が行えるようにした入力装置が広く知られている。一般的に、この種の入力装置においては、操作パネルに覆われた回路基板上で各操作キーの底面と対向する位置にそれぞれタクトスイッチ等のスイッチ素子が配設されており、選択的に押圧操作された操作キーによって対応するスイッチ素子が駆動されるという構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１−１４６２１７号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, input devices are widely known in which a plurality of operation keys are distributed on an operation panel and a desired switching operation can be performed by selectively pressing each operation key. Generally, in this type of input device, a switch element such as a tact switch is disposed on the circuit board covered with the operation panel at a position facing the bottom surface of each operation key, and is selectively pressed. The corresponding switch element is driven by the operated operation key (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 1-146217

しかしながら前述した従来の入力装置では、タクトスイッチ等のスイッチ素子を操作キーと同じ数だけ回路基板上に実装しなければならないため、操作キーの数が増えれば増えるほど、部品コストや組立コストが不所望に増大して低価格化が困難になるという問題があった。また、タクトスイッチのように可動接点を固定接点に接離させる構造のスイッチ素子は、長期間使用すると摩耗や酸化などによって導通不良を引き起こす虞があるため、高信頼性が維持しにくいという問題があった。さらに、各スイッチ素子の複数の端子部を全て配線パターンに接続させる必要があるため、操作キーの数が増えたり操作キーどうしの間隔が狭まると、配線パターンのレイアウトが窮屈になってしまい、それゆえ設計自由度が制約されやすいという問題があった。   However, in the conventional input device described above, switch elements such as tact switches have to be mounted on the circuit board in the same number as the operation keys. Therefore, as the number of operation keys increases, the component cost and assembly cost decrease. There has been a problem that it is difficult to reduce the price due to an increase in demand. In addition, a switch element with a structure that moves the movable contact to and away from the fixed contact, such as a tact switch, may cause poor conduction due to wear or oxidation when used for a long time. there were. Furthermore, since it is necessary to connect all of the plurality of terminal portions of each switch element to the wiring pattern, if the number of operation keys is increased or the interval between the operation keys is reduced, the layout of the wiring pattern becomes tight. Therefore, there is a problem that the degree of freedom of design is easily restricted.

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、安価に製造できると共に長期に亘って高信頼性が維持しやすく、しかも設計自由度の制約が少ない押圧操作型の入力装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a state of the art, and the purpose thereof is a pressing operation that can be manufactured at a low cost, can easily maintain high reliability over a long period of time, and has few restrictions on design freedom. It is to provide an input device of a type.

本発明は、複数の操作キーに連動してマグネットが位置変化するようになすと共に、各マグネットを磁気センサから放射状に延びる線上に分散配置しておき、操作キーの押圧操作に伴ってマグネットの任意の１つが磁気センサの検知エリア内に侵入することにより、該マグネットの水平方向と上下方向の磁力変化に基づいて磁気センサに内蔵されている巨大磁気抵抗効果素子の電気抵抗が変化するようにした。   According to the present invention, the position of the magnet is changed in conjunction with a plurality of operation keys, and the magnets are distributed on a line extending radially from the magnetic sensor, and any magnet can be selected in accordance with the pressing operation of the operation keys. When one of the magnets enters the detection area of the magnetic sensor, the electric resistance of the giant magnetoresistive effect element built in the magnetic sensor is changed based on the magnetic force change in the horizontal direction and the vertical direction of the magnet. .

本発明の入力装置によれば、複数の操作キーの１つが選択的に押圧操作されると、該操作キーに連動して位置変化するマグネットが磁気センサの検知エリア内に侵入することで、磁気センサに内蔵されている巨大磁気抵抗効果素子の電気抵抗が位置変化したマグネットの磁界変化に基づいて変化するため、磁気センサの出力値に基づいて押圧操作された操作キーを磁気センサで検出することができる。したがって、タクトスイッチ等のスイッチ素子が一切不要となり、部品コストや組立コストを低減できて入力装置の低価格化が図りやすい。また、可動接点を固定接点に接離させる構造のスイッチ素子を使用していないため、長期間使用しても摩耗や酸化等に起因する導通不良が起こらず、それゆえ長期に亘って高信頼性が維持しやすい。また、各スイッチ素子の複数の端子部に接続させるための配線パターンを形成する必要がなくなり、回路基板に磁気センサを実装するだけで良いため、操作キーの数が増えたり操作キーどうしの間隔が狭まっても、パターンレイアウトが窮屈になる虞はなく、それゆえ設計自由度が制約されにくい。   According to the input device of the present invention, when one of the plurality of operation keys is selectively pressed, the magnet whose position changes in conjunction with the operation key enters the detection area of the magnetic sensor, thereby Because the electric resistance of the giant magnetoresistive effect element built in the sensor changes based on the magnetic field change of the magnet whose position has changed, the operation key that is pressed based on the output value of the magnetic sensor is detected by the magnetic sensor Can do. Therefore, no switching element such as a tact switch is required, and it is possible to reduce the cost of parts and the assembly cost and to easily reduce the price of the input device. In addition, since a switch element with a structure that moves the movable contact to and away from the fixed contact is not used, continuity failure due to wear or oxidation does not occur even when used for a long time, and therefore high reliability over a long period of time. Is easy to maintain. In addition, it is not necessary to form a wiring pattern for connecting to a plurality of terminal portions of each switch element, and it is only necessary to mount a magnetic sensor on the circuit board, so that the number of operation keys is increased and the interval between operation keys is increased. Even if it is narrowed, there is no risk that the pattern layout becomes tight, and therefore the degree of freedom in design is not easily restricted.

本発明の入力装置は、選択的に押圧操作される複数の操作キーと、これら操作キーの押圧操作に伴ってそれぞれ個別に位置変化される複数のマグネットと、外部磁界によって電気抵抗が変化する巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子と称する）を内蔵した磁気センサと、この磁気センサが実装された回路基板とを備え、前記各マグネットが前記磁気センサから放射状に延びる線上に分散配置されていると共に、これら各マグネットが前記操作キーの非押圧操作時に前記磁気センサの検知エリア外に保持されており、前記各マグネットの任意の１つが前記磁気センサの検知エリア内に侵入することにより、該マグネットの磁界変化に基づいて前記磁気センサが押圧操作された前記操作キーを検出するようにした。   The input device according to the present invention includes a plurality of operation keys that are selectively pressed, a plurality of magnets that are individually changed in position in accordance with the pressing operation of these operation keys, and a giant whose electric resistance is changed by an external magnetic field. A magnetic sensor including magnetoresistive elements (hereinafter referred to as GMR elements) and a circuit board on which the magnetic sensor is mounted are provided, and the magnets are distributed on a line extending radially from the magnetic sensor. In addition, each of these magnets is held outside the detection area of the magnetic sensor when the operation key is not pressed, and any one of the magnets enters the detection area of the magnetic sensor. The operation key pressed by the magnetic sensor is detected based on the change in the magnetic field.

このように構成された入力装置では、複数の操作キーのうちのどれが押圧操作されたのかを１つの磁気センサで検出して所望のスイッチング動作を行わせることができるため、タクトスイッチ等のスイッチ素子が一切不要であり、それゆえ部品コストや組立コストを低減できると共に、長期間使用しても摩耗や酸化等に起因する導通不良が起こらない。また、操作キーの数が増えたり操作キーどうしの間隔が狭まっても、パターンレイアウトが窮屈になる虞はなく、それゆえ設計自由度が制約されにくい。   In the input device configured as described above, since one of the plurality of operation keys is pressed and detected by one magnetic sensor to perform a desired switching operation, a switch such as a tact switch There is no need for any element, so that the component cost and assembly cost can be reduced, and there is no conduction failure due to wear or oxidation even after long-term use. Further, even if the number of operation keys increases or the interval between the operation keys is narrowed, there is no possibility that the pattern layout becomes tight, and therefore the degree of freedom in design is not easily restricted.

上記の構成において、マグネットが対応する操作キーの下面に一体的に固着されていると、部品点数を削減できて組立性が良好となる。この場合、各操作キーが操作パネルにヒンジ部を介して片持ち状に支持されると共に、これら操作キーの非押圧操作時にマグネットの下面が回路基板の上面に対して傾斜しており、操作キーの押圧操作に伴ってマグネットの下面が回路基板の上面に対して略平行な姿勢で磁気センサの検知エリア内に侵入するようにしておくと、揺動運動するマグネットの位置変化を磁気センサで正確に検出することができる。あるいは、磁気センサが回路基板の下面側に実装されていると共に、この回路基板に貫通孔が設けられており、操作キーの押圧操作に伴ってマグネットが貫通孔を通って磁気センサの検知エリア内に侵入するようにしても良く、このようにすると、操作キーやマグネットの位置変化量を確保した上で装置全体の低背化を図ることができる。   In the above configuration, when the magnet is integrally fixed to the lower surface of the corresponding operation key, the number of parts can be reduced and the assemblability is improved. In this case, each operation key is supported by the operation panel in a cantilever manner via a hinge portion, and the lower surface of the magnet is inclined with respect to the upper surface of the circuit board when the operation keys are not pressed. If the bottom surface of the magnet enters the detection area of the magnetic sensor in a posture that is substantially parallel to the top surface of the circuit board in accordance with the pressing operation of the magnetic sensor, the magnetic sensor can accurately change the position of the swinging magnet. Can be detected. Alternatively, the magnetic sensor is mounted on the lower surface side of the circuit board, and a through hole is provided in the circuit board, and the magnet passes through the through hole in the detection area of the magnetic sensor when the operation key is pressed. In this way, the overall height of the apparatus can be reduced while securing the amount of change in the position of the operation keys and magnets.

また、上記の構成において、各操作キーと回路基板との間にそれぞれ駆動体が介設されると共に、これら駆動体にマグネットがそれぞれ固着されており、操作キーの押圧操作に伴って対応する駆動体が回路基板の上面と平行な面内を移動することにより、該駆動体に固着されたマグネットが磁気センサの検知エリア内に侵入するようにしても良い。   Further, in the above configuration, a driving body is interposed between each operation key and the circuit board, and magnets are respectively fixed to these driving bodies, and corresponding driving according to the pressing operation of the operation key. The magnet fixed to the driving body may enter the detection area of the magnetic sensor by moving the body in a plane parallel to the upper surface of the circuit board.

また、上記の構成において、回路基板上に複数の膨出部を有するラバーシートが搭載されていると共に、各膨出部の内底面にマグネットがそれぞれ固着されており、操作キーの押圧操作に伴って対応する膨出部が座屈変形することにより、該膨出部の内底面に固着されたマグネットが磁気センサの検知エリア内に侵入するようした場合、磁気センサによる操作キーの押圧検出をクリック感を伴って認識することができる。   In the above configuration, a rubber sheet having a plurality of bulging portions is mounted on the circuit board, and magnets are fixed to the inner bottom surfaces of the respective bulging portions. When the corresponding bulging part is buckled and deformed so that the magnet fixed to the inner bottom surface of the bulging part enters the detection area of the magnetic sensor, click the operation key press detection by the magnetic sensor. It can be recognized with a feeling.

なお、上記の構成において、各マグネットを直線的（一列）に配置しても良いが、各マグネットが磁気センサを中心とする同心円に沿って円弧状に配置されていると、各マグネットと磁気センサとの間の距離が全て同じになるため、マグネットの位置変化を磁気センサで正確に検出することができる。   In the above configuration, each magnet may be arranged linearly (in a line). However, if each magnet is arranged in an arc along a concentric circle with the magnetic sensor as the center, each magnet and the magnetic sensor are arranged. Since all the distances between them are the same, a change in the position of the magnet can be accurately detected by the magnetic sensor.

実施例について図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施例に係る入力装置の断面図、図２は該入力装置に備えられる磁気センサとマグネットの位置関係を示す平面図である。   Embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an input device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a positional relationship between a magnetic sensor and a magnet provided in the input device. is there.

図１に示す入力装置は、回路基板１の表面に実装された磁気センサ２と、回路基板１を被覆する操作パネル３と、操作パネル３の開口３ａ内に昇降可能に配設された複数の操作キー４と、各操作キー４に固着された複数のマグネット５と、各操作キー４を上方の初期位置に付勢する復帰ばね６とによって主に構成されており、選択的に押圧操作される操作キー４群がこの入力装置の操作部位となっている。   The input device shown in FIG. 1 includes a magnetic sensor 2 mounted on the surface of a circuit board 1, an operation panel 3 covering the circuit board 1, and a plurality of elevators disposed in an opening 3a of the operation panel 3 so as to be movable up and down. It is mainly composed of the operation key 4, a plurality of magnets 5 fixed to each operation key 4, and a return spring 6 that urges each operation key 4 to the upper initial position, and is selectively pressed. The operation key group 4 is an operation part of the input device.

回路基板１上に実装された磁気センサ２にはＧＭＲ素子が内蔵されている。このＧＭＲ素子は、非磁性の中間層を介して固定磁化層と自由磁化層とが積層された構造の磁気抵抗素子であり、積層面と平行な面内で外部磁界が変化すると自由磁化層の磁化方向が変化するため、外部磁界の向きに応じてＧＭＲ素子の電気抵抗が変化し、それに伴って磁気センサ２の出力値が変化するようになっている。ただし、磁気センサ２が外部磁界の変化を検知できる検知エリアＥは有限であり、図１の破線で示すように、磁気センサ２を中心に回路基板１の表面に沿って外方へ拡がる領域が検知エリアＥとなっている。なお、磁気センサ２は図示せぬ制御部に接続されており、この制御部にはそれぞれの操作キー４の位置と磁気センサ２の出力値との相関関係が記憶されている。   The magnetic sensor 2 mounted on the circuit board 1 contains a GMR element. This GMR element is a magnetoresistive element having a structure in which a fixed magnetic layer and a free magnetic layer are laminated via a nonmagnetic intermediate layer. When an external magnetic field changes in a plane parallel to the laminated surface, the free magnetic layer Since the magnetization direction changes, the electrical resistance of the GMR element changes according to the direction of the external magnetic field, and the output value of the magnetic sensor 2 changes accordingly. However, the detection area E in which the magnetic sensor 2 can detect the change of the external magnetic field is finite, and as shown by the broken line in FIG. It is a detection area E. The magnetic sensor 2 is connected to a control unit (not shown), and the control unit stores the correlation between the position of each operation key 4 and the output value of the magnetic sensor 2.

操作キー４は開口３ａより大きめな鍔部４ａを有しており、この鍔部４ａが操作パネル３の裏面に当接することによって、操作キー４は操作パネル３からの脱落が防止されている。操作キー４の中央部には下方へ突出する突起４ｂが形成されており、この突起４ｂの下面にマグネット５が接着等の適宜手段を用いて固着されている。図２に示すように、各マグネット５は磁気センサ２を中心とする同心円Ｐに沿って円弧状に配置されており、この同心円Ｐ上で各マグネット５は磁気センサ２から放射状に延びる線上に分散配置されている。なお、各マグネット５は厚み方向と直交する方向に着磁されており、例えば同心円Ｐを境にして磁気センサ２を向く内側がＳ極で外側がＮ極となっている。   The operation key 4 has a flange portion 4a larger than the opening 3a. The operation key 4 is prevented from falling off the operation panel 3 by the contact of the flange portion 4a with the back surface of the operation panel 3. A projection 4b that protrudes downward is formed at the center of the operation key 4, and a magnet 5 is fixed to the lower surface of the projection 4b by appropriate means such as adhesion. As shown in FIG. 2, each magnet 5 is arranged in an arc shape along a concentric circle P centered on the magnetic sensor 2, and each magnet 5 is distributed on a line extending radially from the magnetic sensor 2 on the concentric circle P. Has been placed. Each magnet 5 is magnetized in a direction perpendicular to the thickness direction. For example, the inner side facing the magnetic sensor 2 with the concentric circle P as a boundary is the S pole and the outer side is the N pole.

各マグネット５は平面的に見ると検知エリアＥの外周縁よりも内側に位置しているが、操作キー４が押圧操作されずに上方の初期位置に保持されているとき、各マグネット５は検知エリアＥから所定距離（例えば４ｍｍ）だけ上方に離反している。そして、任意の操作キー４（例えば図１の右側の操作キー４）が押圧操作されると、その突起４ｂの下面に固着されているマグネット５が操作キー４と一体的に下降して検知エリアＥ内に侵入するため、該マグネット５の磁界の向きに応じてＧＭＲ素子の電気抵抗が変化する。すなわち、検知エリアＥ内に侵入するマグネット５の配列位置に応じてＧＭＲ素子の抵抗値が変化し、磁気センサ２からＧＭＲ素子の電気抵抗によって規定される電圧が出力されるため、この磁気センサ２の出力値に基づいて前述した制御部により、各操作キー４の中でいずれが押圧操作されたのかを検出できるようになっている。したがって、いずれの操作キー４が押圧操作された場合にも、その操作キー４に応じた所望のスイッチング動作を行わせることができる。   Each magnet 5 is located on the inner side of the outer peripheral edge of the detection area E when viewed in a plan view, but each magnet 5 is detected when the operation key 4 is held in the upper initial position without being pressed. The area E is separated upward by a predetermined distance (for example, 4 mm). When an arbitrary operation key 4 (for example, the operation key 4 on the right side in FIG. 1) is pressed, the magnet 5 fixed to the lower surface of the protrusion 4b is lowered integrally with the operation key 4 to detect the detection area. Since it penetrates into E, the electrical resistance of the GMR element changes according to the direction of the magnetic field of the magnet 5. That is, the resistance value of the GMR element changes according to the arrangement position of the magnets 5 that enter the detection area E, and a voltage defined by the electrical resistance of the GMR element is output from the magnetic sensor 2. Based on the output value, the control unit described above can detect which of the operation keys 4 is pressed. Therefore, when any of the operation keys 4 is pressed, a desired switching operation corresponding to the operation key 4 can be performed.

このように本実施例に係る入力装置は、複数の操作キー４のうちのどれが押圧操作されたのかを１つの磁気センサ２で検出して所望のスイッチング動作を行わせることができるため、操作キーごとにタクトスイッチ等のスイッチ素子を配設するという構造に比べて部品コストや組立コストを低減できる。それゆえ、この入力装置は低価格化が図りやすくなっている。また、この入力装置は、タクトスイッチのように可動接点を固定接点に接離させる構造のスイッチ素子を使用していないため、長期間使用しても摩耗や酸化等に起因する導通不良が起こらず、それゆえ長期に亘って高信頼性が維持しやすい。また、この入力装置は、各スイッチ素子の複数の端子部に接続させるための配線パターンを形成する必要がなく、回路基板１に磁気センサ２を実装するだけで済むため、操作キー４の数が増えたり操作キー４どうしの間隔が狭まっても、パターンレイアウトが窮屈になる虞はなく、それゆえ設計自由度が制約されにくい。   As described above, the input device according to the present embodiment can detect which one of the plurality of operation keys 4 is pressed by one magnetic sensor 2 and perform a desired switching operation. Compared to a structure in which a switch element such as a tact switch is provided for each key, the parts cost and assembly cost can be reduced. Therefore, it is easy to reduce the price of this input device. In addition, since this input device does not use a switch element with a structure that moves the movable contact to and away from the fixed contact, such as a tact switch, even if it is used for a long period of time, it does not cause poor conduction due to wear or oxidation. Therefore, it is easy to maintain high reliability over a long period of time. Further, this input device does not need to form a wiring pattern for connection to a plurality of terminal portions of each switch element, and only has to mount the magnetic sensor 2 on the circuit board 1, so that the number of operation keys 4 can be reduced. Even if the number of the operation keys 4 is increased or the interval between the operation keys 4 is narrowed, there is no possibility that the pattern layout becomes tight, and therefore, the degree of freedom in design is not easily restricted.

また、上記実施例では、突起４ｂの下面にマグネット５を固着した操作キー４を用いているため、部品点数を削減できて良好な組立性が期待できる。ただし、プラスチックマグネットを用いて操作キー４とマグネット５を一体成形（２色成形）しても良い。   Further, in the above embodiment, since the operation key 4 having the magnet 5 fixed to the lower surface of the protrusion 4b is used, the number of parts can be reduced and good assemblability can be expected. However, the operation key 4 and the magnet 5 may be integrally molded (two-color molding) using a plastic magnet.

また、上記実施例では、各マグネット５が磁気センサ２を中心とする同心円Ｐに沿って円弧状に配置されており、各マグネット５と磁気センサ２との間の距離が全て同じになるため、検知エリアＥに侵入するマグネット５の位置変化を磁気センサ２で正確に検出することができる。ただし、各マグネット５が磁気センサ２から放射状に延びる線上に分散配置されていれば、各マグネット５を検知エリアＥの上方に直線的（一列）に配置しても良い。   Moreover, in the said Example, since each magnet 5 is arrange | positioned at circular arc shape along the concentric circle P centering on the magnetic sensor 2, and the distance between each magnet 5 and the magnetic sensor 2 becomes all the same, A change in the position of the magnet 5 entering the detection area E can be accurately detected by the magnetic sensor 2. However, the magnets 5 may be arranged linearly (in a row) above the detection area E as long as the magnets 5 are distributed on a line extending radially from the magnetic sensor 2.

図３は本発明の第２実施例に係る入力装置の断面図であり、図１と対応する部分に同一符号を付すことで重複する説明は省略する。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the input device according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals are assigned to the portions corresponding to those in FIG.

図３に示すように、この第２実施例に係る入力装置は、回路基板１の裏面側に磁気センサ２を実装すると共に、各マグネット５が回路基板１に穿設した貫通孔１ａを通って磁気センサ２の検知エリアＥに侵入するようにした点が、前述した第１実施例と大きく異なっている。この場合、検知エリアＥは磁気センサ２を中心に回路基板１の裏面に沿って外方へ拡がっており、各貫通孔１ａは検知エリアＥを縦断する位置に設けられている。   As shown in FIG. 3, in the input device according to the second embodiment, the magnetic sensor 2 is mounted on the back side of the circuit board 1 and each magnet 5 passes through a through hole 1a formed in the circuit board 1. The point of entering the detection area E of the magnetic sensor 2 is greatly different from the first embodiment described above. In this case, the detection area E extends outward along the back surface of the circuit board 1 around the magnetic sensor 2, and each through hole 1 a is provided at a position that cuts the detection area E vertically.

したがって、本実施例に係る入力装置では、操作キー４が操作されていない非操作状態において、マグネット５を回路基板１の表面に近接させた状態で検知エリアＥの上方に位置させることができるため、回路基板１と操作パネル３間の距離を短縮して装置全体の低背化を図ることができる。そして、任意の操作キー４（例えば図３の右側の操作キー４）が押圧操作されると、その操作キー４に固着されているマグネット５が貫通孔１ａを通って検知エリアＥ内に侵入するため、前述した第１実施例と同様に、磁気センサ２の出力値に基づいて押圧操作された操作キー４を検出することできる。   Therefore, in the input device according to the present embodiment, the magnet 5 can be positioned above the detection area E in a state of being close to the surface of the circuit board 1 in a non-operation state where the operation key 4 is not operated. The distance between the circuit board 1 and the operation panel 3 can be shortened to reduce the overall height of the apparatus. When an arbitrary operation key 4 (for example, the right operation key 4 in FIG. 3) is pressed, the magnet 5 fixed to the operation key 4 enters the detection area E through the through hole 1a. Therefore, similarly to the first embodiment described above, it is possible to detect the operation key 4 that has been pressed based on the output value of the magnetic sensor 2.

図４は本発明の第３実施例に係る入力装置の非操作状態を示す断面図、図５は該入力装置の操作状態を示す断面図であり、図１と対応する部分には同一符号を付してある。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the non-operating state of the input device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the operating state of the input device. Parts corresponding to those in FIG. It is attached.

図４に示すように、この第３実施例に係る入力装置は、操作キー４がヒンジ部４ｃを介して操作パネル３の裏面に片持ち状に支持されると共に、操作キー４が操作されていない非操作状態において、突起４ｂの下端にマグネット５が傾斜状態で固着されている点が、前述した第１および第２実施例と大きく異なっている。操作キー４はヒンジ部４ｃを支点に揺動（回動）可能であり、このヒンジ部４ｃの弾性によって操作キー４が上方へ付勢されているため、第１および第２実施例で必要とされていた復帰ばね６は省略されている。   As shown in FIG. 4, in the input device according to the third embodiment, the operation key 4 is cantilevered on the back surface of the operation panel 3 via the hinge portion 4c and the operation key 4 is operated. In a non-operating state, the magnet 5 is fixed to the lower end of the protrusion 4b in an inclined state, which is greatly different from the first and second embodiments described above. The operation key 4 can swing (rotate) about the hinge portion 4c as a fulcrum, and the operation key 4 is biased upward by the elasticity of the hinge portion 4c. Therefore, the operation key 4 is necessary in the first and second embodiments. The return spring 6 that has been provided is omitted.

したがって、本実施例に係る入力装置では、図４に示すように、操作キー４が操作されていない非操作状態において、ヒンジ部４ｃの弾性によってマグネット５を検知エリアＥの上方に傾斜姿勢で位置させることができる。そして、図５に示すように、任意の操作キー４が押圧操作されると、該操作キー４がヒンジ部４ｃを支点に揺動（回動）することにより、傾斜姿勢にあったマグネット５が略平行な姿勢で磁気センサ２の検知エリアＥ内に侵入するため、揺動運動するマグネット５の位置変化を磁気センサ２で正確に検出することができ、磁気センサ２の出力値に基づいて押圧操作された操作キー４を検出することできる。   Therefore, in the input device according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, in a non-operation state where the operation key 4 is not operated, the magnet 5 is positioned in an inclined posture above the detection area E by the elasticity of the hinge portion 4c. Can be made. Then, as shown in FIG. 5, when an arbitrary operation key 4 is pressed, the operation key 4 swings (rotates) with the hinge portion 4c as a fulcrum, so that the magnet 5 in the tilted posture is moved. Since the magnetic sensor 2 enters the detection area E of the magnetic sensor 2 in a substantially parallel posture, the position change of the swinging magnet 5 can be accurately detected by the magnetic sensor 2, and the pressing is performed based on the output value of the magnetic sensor 2. The operated operation key 4 can be detected.

図６は本発明の第４実施例に係る入力装置の非操作状態を示す断面図、図７は該入力装置の操作状態を示す断面図であり、図１と対応する部分には同一符号を付してある。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing the non-operating state of the input device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing the operating state of the input device. It is attached.

図６に示すように、この第４実施例に係る入力装置は、各操作キー４の昇降動作に伴ってそれぞれ対応する駆動体７が水平方向へスライド動作し、これら駆動体７にマグネット５が固着されている点が、前述した第１ないし第３実施例と大きく異なっている。駆動体７は図示せぬガイド部材によって水平方向へ移動可能に支持されると共に、ばね部材８によって磁気センサ２の検知エリアＥから離反する方向へ付勢されている。また、駆動体７には傾斜面７ｂを有する受け孔７ａが設けられており、操作キー４に設けられた突起４ｂの下端が受け孔７ａの傾斜面７ｂに当接している。これにより、操作キー４はばね部材８の弾発力を受けて上方へ付勢されているが、別途専用のばね部材を用いて操作キー４を上方へ付勢するようにしても良い。   As shown in FIG. 6, in the input device according to the fourth embodiment, the corresponding drive bodies 7 slide in the horizontal direction as the operation keys 4 move up and down, and the magnets 5 are attached to these drive bodies 7. The point of fixing is greatly different from the first to third embodiments described above. The driving body 7 is supported by a guide member (not shown) so as to be movable in the horizontal direction, and is urged by a spring member 8 in a direction away from the detection area E of the magnetic sensor 2. The driving body 7 is provided with a receiving hole 7a having an inclined surface 7b, and the lower end of the protrusion 4b provided on the operation key 4 is in contact with the inclined surface 7b of the receiving hole 7a. As a result, the operation key 4 is biased upward in response to the elastic force of the spring member 8, but the operation key 4 may be biased upward using a separate spring member.

したがって、本実施例に係る入力装置では、図６に示すように、操作キー４が操作されていない非操作状態において、ばね部材８の弾発力により駆動体７が同図の右方へ付勢されているため、該駆動体７に固着されたマグネット５を検知エリアＥの外方に位置させることができる。そして、図７に示すように、任意の操作キー４が押圧操作されると、突起４ｂの下端が受け孔７ａの傾斜面７ｂに沿って下降することにより、駆動体７がばね部材８の弾発力に抗して同図の左方向へスライド移動してマグネット５が検知エリアＥ内に侵入するため、磁気センサ２の出力値に基づいて押圧操作された操作キー４を検出することできる。   Therefore, in the input device according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, in the non-operating state where the operation key 4 is not operated, the driving body 7 is attached to the right side of the drawing by the elastic force of the spring member 8. Therefore, the magnet 5 fixed to the driving body 7 can be positioned outside the detection area E. Then, as shown in FIG. 7, when an arbitrary operation key 4 is pressed, the lower end of the projection 4b descends along the inclined surface 7b of the receiving hole 7a, so that the driving body 7 The magnet 5 enters the detection area E by sliding to the left in the figure against the generated force, so that the operation key 4 that is pressed based on the output value of the magnetic sensor 2 can be detected.

図８は本発明の第５実施例に係る入力装置の非操作状態を示す断面図、図９は該入力装置の操作状態を示す断面図であり、図１と対応する部分には同一符号を付してある。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the non-operating state of the input device according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing the operating state of the input device. Parts corresponding to those in FIG. It is attached.

図８に示すように、この第５実施例に係る入力装置は、回路基板１上に複数の膨出部９ａを有するラバーシート９が敷設されており、各膨出部９ａの内底面にマグネット５が固着されている点が、前述した第１ないし第４実施例と大きく異なっている。各操作キー４の底面は対応する膨出部９ａの上面に当接しており、この膨出部９ａの弾発力によって操作キー４が上方へ付勢されているため、第１および第２実施例で必要とされていた復帰ばね６は省略されている。   As shown in FIG. 8, in the input device according to the fifth embodiment, a rubber sheet 9 having a plurality of bulging portions 9a is laid on a circuit board 1, and magnets are formed on the inner bottom surface of each bulging portion 9a. The point that 5 is fixed is greatly different from the first to fourth embodiments described above. The bottom surface of each operation key 4 is in contact with the upper surface of the corresponding bulging portion 9a, and the operation key 4 is biased upward by the elastic force of the bulging portion 9a. The return spring 6 required in the example is omitted.

したがって、本実施例に係る入力装置では、図８に示すように、操作キー４が操作されていない非操作状態において、ラバーシート９の膨出部９ａは自身の弾性によって初期形状を保っているため、膨出部９ａの内底面に固着されたマグネット５を検知エリアＥの上方に位置させることができる。そして、図９に示すように、任意の操作キー４が押圧操作されると、該操作キー４の下方の膨出部９ａが座屈変形してマグネット５が検知エリアＥ内に侵入するため、磁気センサ２の出力値に基づいて押圧操作された操作キー４を検出することできる。しかも、膨出部９ａが座屈変形するときにクリック感を生起するため、押圧操作された操作キー４によるスイッチング動作をクリック感を伴って認識することができる。   Therefore, in the input device according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the bulging portion 9 a of the rubber sheet 9 maintains its initial shape due to its own elasticity when the operation key 4 is not operated. Therefore, the magnet 5 fixed to the inner bottom surface of the bulging portion 9a can be positioned above the detection area E. Then, as shown in FIG. 9, when an arbitrary operation key 4 is pressed, the bulging portion 9a below the operation key 4 buckles and the magnet 5 enters the detection area E. Based on the output value of the magnetic sensor 2, the operation key 4 that has been pressed can be detected. Moreover, since a click feeling is generated when the bulging portion 9a is buckled and deformed, the switching operation by the operation key 4 that has been pressed can be recognized with a click feeling.

本発明の第１実施例に係る入力装置の断面図である。It is sectional drawing of the input device which concerns on 1st Example of this invention. 該入力装置に備えられる磁気センサとマグネットの位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the magnetic sensor with which this input device is equipped, and a magnet. 本発明の第２実施例に係る入力装置の断面図である。It is sectional drawing of the input device which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例に係る入力装置の非操作状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the non-operation state of the input device which concerns on 3rd Example of this invention. 該入力装置の操作状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operation state of this input device. 本発明の第４実施例に係る入力装置の非操作状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the non-operation state of the input device which concerns on 4th Example of this invention. 該入力装置の操作状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operation state of this input device. 本発明の第５実施例に係る入力装置の非操作状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the non-operation state of the input device which concerns on 5th Example of this invention. 該入力装置の操作状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operation state of this input device.

符号の説明Explanation of symbols

１ 回路基板
１ａ 貫通孔
２ 磁気センサ
３ 操作パネル
３ａ 開口
４ 操作キー
４ａ 鍔部
４ｂ 突起
４ｃ ヒンジ部
５ マグネット
６ 復帰ばね
７ 駆動体
７ａ 受け孔
７ｂ 傾斜面
８ ばね部材
９ ラバーシート９
９ａ 膨出部
Ｅ 検知エリア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circuit board 1a Through-hole 2 Magnetic sensor 3 Operation panel 3a Opening 4 Operation key 4a Gutter part 4b Protrusion 4c Hinge part 5 Magnet 6 Returning spring 7 Driving body 7a Receiving hole 7b Inclined surface 8 Spring member 9 Rubber sheet 9
9a bulge E detection area

Claims (7)

選択的に押圧操作される複数の操作キーと、これら操作キーの押圧操作に伴ってそれぞれ個別に位置変化される複数のマグネットと、外部磁界によって電気抵抗が変化する巨大磁気抵抗効果素子を内蔵した磁気センサと、この磁気センサが実装された回路基板とを備え、
前記各マグネットが前記磁気センサから放射状に延びる線上に分散配置されていると共に、これら各マグネットが前記操作キーの非押圧操作時に前記磁気センサの検知エリア外に保持されており、前記各マグネットの任意の１つが前記磁気センサの検知エリア内に侵入することにより、該マグネットの磁界変化に基づいて前記磁気センサが押圧操作された前記操作キーを検出するようにしたことを特徴とする入力装置。 Built-in a plurality of operation keys that are selectively pressed, a plurality of magnets whose positions are individually changed according to the pressing operation of these operation keys, and a giant magnetoresistive effect element whose electric resistance is changed by an external magnetic field A magnetic sensor and a circuit board on which the magnetic sensor is mounted;
The magnets are distributed on a line extending radially from the magnetic sensor, and the magnets are held outside the detection area of the magnetic sensor when the operation key is not pressed. An input device characterized in that, when one of the sensors enters the detection area of the magnetic sensor, the operation key pressed by the magnetic sensor is detected based on a change in the magnetic field of the magnet. 請求項１の記載において、前記マグネットが対応する前記操作キーの下面に一体的に固着されていることを特徴とする入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the magnet is integrally fixed to a lower surface of the corresponding operation key. 請求項２の記載において、前記各操作キーが操作パネルにヒンジ部を介して片持ち状に支持されると共に、これら操作キーの非押圧操作時に前記マグネットの下面が前記回路基板の上面に対して傾斜しており、前記操作キーの押圧操作に伴って前記マグネットの下面が前記回路基板の上面に対して略平行な姿勢で前記磁気センサの検知エリア内に侵入するようにしたことを特徴とする入力装置。   3. The operation key according to claim 2, wherein each operation key is supported in a cantilever manner on the operation panel via a hinge portion, and the lower surface of the magnet is opposed to the upper surface of the circuit board when the operation keys are not pressed. The magnetic sensor is inclined, and the lower surface of the magnet enters the detection area of the magnetic sensor in a posture substantially parallel to the upper surface of the circuit board as the operation key is pressed. Input device. 請求項２の記載において、前記磁気センサが前記回路基板の下面側に実装されていると共に、この回路基板に貫通孔が設けられており、前記操作キーの押圧操作に伴って前記マグネットが前記貫通孔を通って前記磁気センサの検知エリア内に侵入するようにしたことを特徴とする入力装置。   3. The magnetic sensor according to claim 2, wherein the magnetic sensor is mounted on a lower surface side of the circuit board, and a through hole is provided in the circuit board, and the magnet is passed through the pressing operation of the operation key. An input device characterized in that it penetrates into a detection area of the magnetic sensor through a hole. 請求項１の記載において、前記各操作キーと前記回路基板との間にそれぞれ駆動体が介設されると共に、これら駆動体に前記マグネットがそれぞれ固着されており、前記操作キーの押圧操作に伴って対応する前記駆動体が前記回路基板の上面と平行な面内を移動することにより、該駆動体に固着された前記マグネットが前記磁気センサの検知エリア内に侵入するようにしたことを特徴とする入力装置。   2. The drive unit according to claim 1, wherein a drive body is interposed between each of the operation keys and the circuit board, and the magnet is fixed to each of the drive bodies, and the operation key is pressed. The corresponding driving body moves in a plane parallel to the upper surface of the circuit board, so that the magnet fixed to the driving body enters the detection area of the magnetic sensor. Input device. 請求項１の記載において、前記回路基板上に複数の膨出部を有するラバーシートが搭載されていると共に、前記各膨出部の内底面に前記マグネットがそれぞれ固着されており、前記操作キーの押圧操作に伴って対応する前記膨出部が座屈変形することにより、該膨出部の内底面に固着された前記マグネットが前記磁気センサの検知エリア内に侵入するようにしたことを特徴とする入力装置。   The rubber sheet having a plurality of bulging portions is mounted on the circuit board, and the magnet is fixed to an inner bottom surface of each of the bulging portions. The corresponding bulging portion is buckled and deformed in accordance with the pressing operation, so that the magnet fixed to the inner bottom surface of the bulging portion enters the detection area of the magnetic sensor. Input device. 請求項１〜６のいずれか１項の記載において、前記各マグネットが前記磁気センサを中心とする同心円に沿って円弧状に配置されていることを特徴とする入力装置。   The input device according to claim 1, wherein each of the magnets is arranged in an arc shape along a concentric circle having the magnetic sensor as a center.
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