專利名稱：指向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作個人計算機和手機等的輸入裝置的指向裝置，更為詳細地說，涉及通過檢測磁鐵的移動產(chǎn)生的周圍磁場變化從而輸入座標(biāo)檢測或向量信息的磁檢測式指向裝置。另外，涉及適合于這樣的指向裝置的磁傳感器陣列，另外，涉及指向裝置用操作適配器。
背景技術(shù)：
圖4為示出已有的磁檢測式指向裝置的磁檢測回路的框圖，檢測部1包括4個磁傳感器(例如霍爾元件、半導(dǎo)體磁阻元件、磁敏體磁阻元件、GMR元件)11，該霍爾元件11沿X軸和Y軸各2個地對稱配置。在對稱配置于X軸和Y軸上的4個霍爾元件的中央附近配置磁鐵。由該磁鐵的移動產(chǎn)生的磁場變化使霍爾元件11的輸出電壓變化。差動放大器2分別差動地放大X軸方向和Y軸方向的各霍爾元件11的輸出。當(dāng)Z軸方向的磁場關(guān)于原點O對稱即磁鐵的磁化方向處于鉛直方向時，輸出為0，當(dāng)磁鐵移動時，與其相應(yīng)地在差動放大器2中產(chǎn)生輸出，檢測控制部3將該輸出(模擬值)變換成X座標(biāo)值和Y座標(biāo)值，由輸出控制部4將其輸出。
最好在這些霍爾元件陣列的中心線即對稱軸上重疊磁鐵的磁化軸地配置，相對該霍爾元件陣列的中心線使磁通密度對稱地決定基準(zhǔn)位置。在該場合，進行相對中心線處于對稱位置的霍爾元件的差分輸出，所以，在沒有霍爾元件的性能的偏差和誤差等的理想的場合，在基準(zhǔn)位置的差分輸出成為0。
當(dāng)磁鐵移動時，與此相應(yīng)，在差動放大器2中產(chǎn)生輸出，檢測控制部3將該輸出(模擬值)變換成X座標(biāo)值和Y座標(biāo)值，由輸出控制部4將其輸出。當(dāng)然，該基準(zhǔn)位置的輸出不一定非要為0，如以該基準(zhǔn)位置的霍爾元件的差分輸出為基準(zhǔn)，檢測與對應(yīng)于磁鐵的位移的霍爾元件的差分輸出的差異，則可獲得正確的位移量。
作為可使上述磁鐵移動的支承機構(gòu)的具體例，提出有如圖5所示那樣在螺旋彈簧34的一端支承磁鐵32、由配置到設(shè)置螺旋彈簧34的基板的磁傳感器31檢測磁鐵32的移動地構(gòu)成的方案。
作為其它的磁鐵的支承機構(gòu)，如圖6所示那樣，在收容磁鐵42的磁鐵盒45的一端通過螺旋彈簧支架46安裝螺旋彈簧44，由磁鐵操作部47支承該螺旋彈簧44地構(gòu)成。
作為接觸式指向裝置，一般在基板上形成梳齒狀的2組的電極，通過從其上部推壓導(dǎo)電性橡膠，改變通電狀態(tài)，作為數(shù)字值輸出座標(biāo)值。
然而，作為對所有磁檢測式指向裝置的磁鐵支承機構(gòu)的共同點，可列舉出不僅配置磁鐵而且需要螺旋彈簧和磁盒等各種各樣部件的構(gòu)成。特別是由于使用螺旋彈簧，產(chǎn)生磁鐵的原點決定等組裝性的問題。另外，支承機構(gòu)比磁鐵單體的大小大得多，對指向裝置的小型化產(chǎn)生不良影響。
在上述已有技術(shù)中，為了在上方配置磁鐵，需要復(fù)雜的磁鐵支承機構(gòu)，產(chǎn)生組裝性差、小型化難等問題。另外，在接觸式指向裝置中，由于通過推壓導(dǎo)電性橡膠而輸入，所以，不能避免反復(fù)輸入等使導(dǎo)電性橡膠劣化，產(chǎn)生壽命短的問題。
另外，在日本特公平7-117876號公報中，記載了用于將計算機的顯示器上的指針或光標(biāo)移動到顯示器上的任意位置的指向控制裝置。該指向控制裝置使滑動構(gòu)件沿圓頂狀移動，由磁傳感器檢測來自設(shè)于滑動構(gòu)件的磁鐵的磁通變化。
然而，這種指向裝置由于使磁鐵沿圓頂形傾斜，所以，難以形成薄壁的構(gòu)造，在減小裝置的壁厚和獲得良好的操作性這一點尚存改進的余地。另外，為了獲得這樣的指向裝置的良好的操作性，希望開發(fā)出操作適配器。
本發(fā)明就是鑒于這樣的問題而作出的，其目的在于提供一種組裝性高而且可小型化的、產(chǎn)品壽命長的指向裝置。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種壁厚小、即使采用磁力小的磁鐵也可獲得大的輸出的那樣的操作良好的指向裝置。
另外，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種磁傳感器陣列和指向裝置；該磁傳感器陣列可自動地校準(zhǔn)用于指向裝置的位置輸入的磁鐵的初期位置；該指向裝置使用該磁傳感器，即使減小壁厚、使用磁力小的磁鐵，也可獲得大的輸出，操作性良好。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種即使使用磁力小的磁鐵也可獲得大的輸出的、操作性良好的指向裝置用操作適配器。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到這樣的目的，本發(fā)明在安裝基板上設(shè)置樹脂層，在樹脂上以凸?fàn)钆渲么盆F，同時，在安裝基板上配置磁傳感器，由磁傳感器檢測磁鐵的移動或傾斜產(chǎn)生的周圍的磁通密度的變化，輸出輸入點的座標(biāo)值。
作為磁傳感器，可適用霍爾元件、霍爾IC、磁阻效應(yīng)元件(MR元件)、磁阻效應(yīng)IC(MRIC)、舌簧接點開關(guān)等各種各樣的磁傳感器，在模擬輸出型的指向裝置中，最好采用模擬輸出型的磁傳感器，數(shù)字輸出型的指向裝置最好采用數(shù)字輸出型的磁傳感器。
另外，也可在安裝基板的樹脂側(cè)配置開關(guān)。另外，也可在與開關(guān)相向的樹脂側(cè)部分設(shè)置用于推壓開關(guān)的凸起。作為開關(guān)，雖然不對種類特別限定，可為按鈕開關(guān)等任何開關(guān)，但易于確認壓下動作(具有喀嚦聲感)、壓下開關(guān)后自動恢復(fù)的觸感(tactile)開關(guān)、間歇(tact)開關(guān)、觸摸(touch)開關(guān)、行程開關(guān)等利用與對象物的物理接觸確認對象物的開關(guān)較適合，可使用觸感開關(guān)。
另外，磁鐵雖然也沒有限定種類，但通?？蛇m用大量生產(chǎn)的鐵氧體系、釤-鈷系、釹系等各種各樣的磁鐵。為了使指向裝置小型化，必須進行磁鐵的小型化，所以，最好為即使小也可產(chǎn)生強磁場的釤-鈷系和釹系等磁鐵。
另外，也可將磁鐵和樹脂置換成橡膠磁鐵。對于橡膠磁鐵，雖然也沒有特別限定種類，但通?？蛇m用大量生產(chǎn)的鐵氧體系或釹系的橡膠磁鐵或塑料磁鐵等。為了達到指向裝置的薄型化，必須進行磁鐵的薄型化，所以，最好為即使薄也產(chǎn)生強磁鐵的釹系的塑料磁鐵。
樹脂層最好為具有彈性的樹脂，對于具有彈性的樹脂，雖也沒有特定限定種類，但現(xiàn)在用于各種各樣的用途的硅酮樹脂價格低、易于獲得，較理想。
另外，樹脂與安裝基板的相向面最好不粘接。
另外，磁傳感器沿作為直交系的2維平面上的2軸即X軸和Y軸對稱地配置，磁鐵配置到磁傳感器的中央附近。
通過采用上述構(gòu)成，組裝性提高，另外，還可小型化，產(chǎn)品壽命也提高，所以，可較好地對應(yīng)多種多樣的應(yīng)用。
另外，本發(fā)明的特征在于樹脂和磁鐵僅在磁鐵的中心部粘接。
當(dāng)在樹脂上設(shè)置磁鐵時，不接觸磁鐵與樹脂的接觸面整個面，僅粘接磁鐵的中心部，從而可有效地利用樹脂的伸縮性，可增大磁鐵的回轉(zhuǎn)角度(制動范圍)。
另外，最好在樹脂設(shè)置空間部，使得設(shè)置了磁鐵的部分和其周邊的厚度比未設(shè)置磁鐵的部分小。
磁鐵下的樹脂越薄則磁鐵的回轉(zhuǎn)角度(制動范圍)可越大，所以，對于以樹脂的動作為前提的部分，最好較薄。
另外，雖然由于上述理由在使樹脂變薄的場合可動范圍擴大，但在操作指向裝置時，為了防止樹脂厚度變薄的部分整體落入，最好在樹脂的安裝基板側(cè)設(shè)置1個以上的凸部。另外，當(dāng)該凸部設(shè)置在樹脂較薄的部分的外緣部附近時，具有防止樹脂整體落入這樣的顯著效果。
本發(fā)明為了達到上述目的，包括設(shè)于安裝基板上的多個磁傳感器，設(shè)于安裝基板上構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件，與彈性構(gòu)件一起形成空間部地設(shè)于彈性構(gòu)件的推壓構(gòu)件，及設(shè)于推壓構(gòu)件的磁鐵；由多個磁傳感器檢測彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的上述磁鐵的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
另外，本發(fā)明包括設(shè)于安裝基板上的多個磁傳感器，設(shè)置于安裝基板上并具有可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件，及設(shè)于彈性構(gòu)件的磁鐵；由多個磁傳感器檢測彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的磁鐵的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
磁鐵可相對安裝基板朝垂直方向位移。
另外，彈性構(gòu)件最好具有形成空間部那樣的折曲部。折曲部最好具有凹狀斷面的切口形狀。凹狀斷面的切口形狀的深度最好比彈性構(gòu)件的厚度小。
另外，彈性構(gòu)件的折曲部也可具有直線切割斷面形狀或彎曲斷面形狀。
另外，也可在彈性構(gòu)件的上面設(shè)置推壓構(gòu)件。推壓構(gòu)件的表面最好為粗面、凹狀面、凸?fàn)蠲妗⑼範(fàn)钏慕清F、凸?fàn)钏慕清F中的任一種。也可在安裝基板的空間部側(cè)設(shè)置開關(guān)。開關(guān)可使用觸感開關(guān)。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的指向裝置用磁傳感器陣列在安裝基板上按預(yù)定間隔配置多個磁傳感器，檢測磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息；其特征在于在相對多個磁傳感器的預(yù)定位置配置磁鐵或強磁性體。
另外，最好相對上述磁傳感器將磁鐵配置到相等間隔位置。
另外，也可按相等間隔配置4個磁傳感器，將磁鐵配置到磁傳感器的中心位置。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的指向裝置用操作適配器的特征在于通過在由多個磁傳感器檢測內(nèi)裝磁鐵的位置的指向裝置中配合設(shè)置了磁鐵的適配器而構(gòu)成。
也可具有配合于指向裝置的彈性構(gòu)件和設(shè)于彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件。
另外，本發(fā)明的指向裝置用操作適配器的特征在于具有配合于指向裝置的止動構(gòu)件和由止動構(gòu)件限制滑動的操作構(gòu)件。
磁鐵可內(nèi)裝于彈性構(gòu)件，也可內(nèi)裝于操作構(gòu)件。
本發(fā)明的指向裝置用操作適配器的特征在于包括嵌裝于指向裝置的推壓構(gòu)件、構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件、及設(shè)于彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件，由多個磁傳感器檢測彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的指向裝置的磁鐵的擺動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
也可在彈性構(gòu)件配合磁鐵，朝空間部側(cè)形成為凸?fàn)?。另外，也可在操作?gòu)件設(shè)置磁鐵，朝空間部側(cè)形成為凸?fàn)睢?br> 另外，本發(fā)明的指向裝置用操作適配器的特征在于包括配置于指向裝置的推壓構(gòu)件上、可朝任意方向擺動的彈性構(gòu)件、設(shè)于彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件、及嵌裝于推壓構(gòu)件的邊緣部用于對操作構(gòu)件的滑動進行限制的止動構(gòu)件，由多個磁傳感器檢測彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的指向裝置的磁鐵的擺動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
也可在操作構(gòu)件的上面設(shè)置磁鐵。操作構(gòu)件的表面也可為粗面、凹狀面、凸?fàn)蠲妗⑼範(fàn)钏慕清F、凹狀四角錐中的任一種。


圖1為示出本發(fā)明指向裝置的一實施例的圖。
圖2為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖。
圖3為示出本發(fā)明指向裝置的再一實施例的圖。
圖4為示出與本發(fā)明指向裝置相關(guān)的已有技術(shù)例和本發(fā)明的指向裝置的一例的電路框圖。
圖5為示出在已有指向裝置中使用的磁鐵支承機構(gòu)的一例的圖。
圖6為示出在已有指向裝置中使用的磁鐵支承機構(gòu)的另一例的圖。
圖7為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖。
圖8為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖。
圖9A和圖9B為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖，圖9A為斷面圖，圖9B為上面圖。
圖10A和圖10B為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖，圖10A為斷面圖，圖10B為上面圖。
圖11為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的構(gòu)成圖。
圖12A和圖12B為用于說明本發(fā)明指向裝置的操作性的圖，圖12A示出左方向的擺動，圖12B示出右方向的擺動。
圖13為示出彈性構(gòu)件的厚度與切口形狀的深度的關(guān)系的圖。
圖14A～圖14D為示出薄壁部的各種形狀的圖，圖14A為凹狀斷面的切口形狀，圖14B為直線狀切割斷面，圖14C為彎曲狀斷面，圖14D為2級凹狀斷面的切口形狀。
圖15為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的構(gòu)成圖。
圖16A和圖16B為示出本發(fā)明磁傳感器陣列的一實施例的構(gòu)成圖，圖16A為斷面圖，圖16B為平面圖。
圖17為示出使用本發(fā)明的磁傳感器陣列的指向裝置的一實施例的構(gòu)成圖。
圖18A和圖18B為用于說明本發(fā)明指向裝置的操作性的圖，圖18A示出左方向的擺動，圖18B示出右方向的擺動。
圖19為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的構(gòu)成圖。
圖20為示出本發(fā)明指向裝置的再另一實施例的構(gòu)成圖。
圖21為示出本發(fā)明指向裝置的再另一實施例的構(gòu)成圖。
圖22為示出從本發(fā)明的霍爾元件陣列的輸出(實施例)和從通常的未內(nèi)裝磁鐵的霍爾元件陣列的輸出(比較例)的圖。
圖23為示出磁通密度相對處于霍爾元件的磁敏面上的X軸上的位置的磁通密度的Z分量(磁敏軸向分量)的圖。
圖24涉及圖23的比較例，為示出在使指向裝置的磁鐵朝X軸向位移的場合磁通密度的Z分量的變化的圖。
圖25涉及圖23的實施例，與圖24同樣，為示出在使指向裝置的磁鐵朝X軸向位移的場合磁通密度的Z分量的變化的圖。
圖26為圖25的放大圖。
圖27為示出本發(fā)明的指向裝置和操作適配器的一實施例的構(gòu)成圖。
圖28A和圖28B為用于說明本發(fā)明指向裝置的操作性的圖，圖28A示出右方向的擺動，圖28B示出左方向的擺動。
圖29為示出本發(fā)明的指向裝置用操作適配器的另一實施例的構(gòu)成圖，示出在指向裝置安裝適配器的狀態(tài)。
圖30為示出本發(fā)明的指向裝置用操作適配器的再另一實施例的構(gòu)成圖，示出在指向裝置安裝適配器的狀態(tài)。
圖31為示出磁鐵的位移量與指向裝置的輸出關(guān)系的圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的實施例。
示出本發(fā)明的磁檢測式指向裝置的磁檢測回路的框圖與圖4所示已有電路框圖同樣。即，檢測部1由4個磁傳感器(例如霍爾元件)11構(gòu)成，該霍爾元件11沿X軸和Y軸各2個地對稱配置。在對稱地配置于X軸和Y軸上的4個霍爾元件的中央附近配置磁鐵。該磁鐵的移動產(chǎn)生的磁場變化使霍爾元件11的輸出電壓改變。差動放大器2分別差動地放大X軸方向和Y軸方向的各霍爾元件11的輸出。當(dāng)Z軸方向的磁場關(guān)于原點O對稱，即，磁鐵的磁化方向處于鉛直方向時，輸出為0，當(dāng)磁鐵移動時，與此相應(yīng)，在差動放大器2產(chǎn)生輸出，該輸出(模擬值)由檢測控制部3變換成X座標(biāo)值和Y座標(biāo)值，由輸出控制部4將其輸出。
圖1為示出本發(fā)明指向裝置的一實施例的圖。圖中的符號11為磁傳感器，符號12為磁鐵，符號13為硅酮樹脂，符號14為安裝基板，符號15為磁鐵罩。磁傳感器11如上述那樣沿X軸和Y軸各2個對稱地配置于安裝基板14。磁鐵12沿鉛直方向進行NS的磁化。關(guān)于NS的方向，沒有特別限制。硅酮樹脂13與安裝基板14的相向面未粘接。
硅酮樹脂13通過施加外力而容易變形，當(dāng)除去其外力時立即恢復(fù)到未施加外力的初期狀態(tài)。即，操作磁鐵罩15、朝某方向傾斜的場合，磁鐵12同樣傾斜。然而，當(dāng)消除外力時立即恢復(fù)成初期狀態(tài)。這與由已有的磁機構(gòu)使用螺旋彈簧進行的動作相當(dāng)。通過使用硅酮樹脂13，減少部件數(shù)量，可提高組裝性，而且還可小型化。還可將磁鐵12與硅酮樹脂13置換成橡膠磁鐵。
另外，與接觸式指向裝置相比，磁檢測式指向裝置消除了由接觸產(chǎn)生的部件的磨損，所以，產(chǎn)品壽命提高。
圖2為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖，在圖1所示實施形式的硅酮樹脂23下配置開關(guān)28，使指向裝置具有開關(guān)功能。即，在安裝基板24的硅酮樹脂23側(cè)配置開關(guān)28。
雖然指向裝置本來為用于將輸入點的座標(biāo)值輸出的裝置，但通過具有開關(guān)功能，從而成為不僅可輸出座標(biāo)值而且具有決定功能的指向裝置。通過朝磁鐵22的方向壓入磁鐵罩25，從而滿足開關(guān)功能。通過設(shè)置開關(guān)，與個人計算機的鼠標(biāo)同樣，具有座標(biāo)值和決定這樣2個信號。
作為該開關(guān)28，雖然也可為按鈕開關(guān)等任何開關(guān)，但易于確認壓下動作(具有喀嚦聲感)、壓下開關(guān)后自動恢復(fù)的觸感(tactile)開關(guān)、間歇(tact)開關(guān)、觸摸開關(guān)(touch)開關(guān)等利用與對象物的物理接觸確認對象物的開關(guān)較適合。
對于上述實施例，在安裝基板14的遠離磁鐵12的一側(cè)配置磁傳感器11，但在如圖3所示那樣配置到接近磁鐵12一側(cè)的場合，磁傳感器11的輸出靈敏度提高，所以，可制作高靈敏度的指向裝置。另外，本發(fā)明不限于上述實施形式，也可進行各種變型地實施。
下面，說明本發(fā)明的試制例。
試制圖2所示構(gòu)成的指向裝置。作為磁傳感器21，使用4個旭化成電子(株)制造的霍爾元件HG-106C(商品名)。對角配置的霍爾元件的中心間的距離為約3.3mm。另外，磁鐵22使用直徑4mm、厚2mm的釤-鈷系的磁鐵。磁鐵22的磁化成為鉛直向上為N極、向下為S極的2極構(gòu)成。安裝基板24使用玻璃環(huán)氧樹脂制的厚0.7mm的基板。硅酮樹脂23的厚度為0.75mm。開關(guān)28使用厚0.15mm的觸感開關(guān)。
作為整體的大小，可實現(xiàn)約6mm見方、厚約5mm大小的指向裝置。測定實際使磁鐵22傾斜時的各霍爾元件21的輸出電壓。在原點位置的各霍爾元件21的輸出分別約為60mV，當(dāng)使磁鐵22朝霍爾元件21的方向傾斜時，輸出電壓最大變化到80mV左右。
輸出電壓的變化量約為20mV。由于使用差動放大器等對磁傳感器21的輸出進行信號處理，所以，如以外設(shè)IC等作為前提，則可知由該磁鐵22的支承機構(gòu)充分滿足作為指向裝置所需要的磁傳感器21的輸出電壓。
另外，已經(jīng)確認，即使設(shè)置觸感開關(guān)，也不會對指向裝置的功能帶來問題。
如以上那樣按照本發(fā)明，在具有彈性的樹脂上配置產(chǎn)生磁力的磁鐵，同時，在安裝基板上配置磁傳感器，由磁傳感器檢測磁鐵的移動產(chǎn)生的周圍磁通密度的變化，將輸入點的座標(biāo)值輸出，所以，在磁檢測式指向裝置中，可減少已有磁鐵支承機構(gòu)所需要的螺旋彈簧等許多的部件數(shù)量，而且，組裝性提高，另外，還可小型化，產(chǎn)品壽命也可提高，所以，可提供能夠很好地對應(yīng)多種多樣的應(yīng)用的指向裝置。
圖7為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖。圖中的符號51為磁傳感器，符號52為磁鐵，符號53為硅酮樹脂，符號54為安裝基板，符號55為磁鐵罩。磁傳感器51如上述那樣沿X軸和Y軸各2個對稱地配置于安裝基板54。磁鐵52沿鉛直方向進行NS的磁化。關(guān)于NS的方向，沒有特別限制。磁鐵52和硅酮樹脂53在其中心部由粘結(jié)劑56粘接。不粘接磁鐵52與硅酮樹脂53的接觸面全面，僅粘接磁鐵52的中心部，可有效地利用硅酮樹脂53的伸縮性，可增大磁鐵52的回轉(zhuǎn)角度(制動范圍)。硅酮樹脂53和安裝基板54的相向面不粘接。
硅酮樹脂53通過施加外力而容易變形，當(dāng)除去其外力時立即恢復(fù)到未施加外力的初期狀態(tài)。即，操作磁鐵罩55、朝某方向傾斜的場合，磁鐵52同樣傾斜。然而，當(dāng)消除外力時立即恢復(fù)成初期狀態(tài)。這與由已有的磁機構(gòu)使用螺旋彈簧進行的動作相當(dāng)。通過使用硅酮樹脂53，減少部件數(shù)量，可提高組裝性，而且還可小型化。
另外，與接觸式指向裝置相比，磁檢測式指向裝置消除了由接觸產(chǎn)生的部件的磨損，所以，產(chǎn)品壽命提高。
圖8為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的圖，在具有與圖7相同功能的部分采用相同的符號。在圖7所示實施形式的硅酮樹脂53的設(shè)置了磁鐵的部分和其近旁，使硅酮樹脂53的厚度比未設(shè)置磁鐵52的硅酮樹脂53的部分的厚度小，設(shè)置空間部57。磁鐵52下的硅酮樹脂53越薄，則可越增大磁鐵52的回轉(zhuǎn)角度(制動范圍)，所以，最好對以硅酮樹脂53的動作為前提的部分變薄。
圖9A和圖9B為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施形式的圖，圖9A為斷面圖，圖9B為上面圖。在具有與圖8相同功能的部分采用相同的符號。在將圖8所示實施形式的硅酮樹脂53的厚度減薄的部分設(shè)置凸部58。在減薄硅酮樹脂53設(shè)置空間部57的場合，雖然可動范圍擴大，但在操作指向裝置時，硅酮樹脂53的減薄了厚度的部分的全體會落入。為此，在硅酮樹脂53的安裝基板側(cè)設(shè)置1個以上的凸部58防止落入。該凸部28設(shè)置于硅酮樹脂23的較薄部分的外緣部附近即空間部57的外緣部附近時，起到防止硅酮樹脂53的全體落入的顯著效果。在安裝基板54側(cè)朝空間部57設(shè)置至少1個以上的凸部，也可獲得同樣的效果。
關(guān)于上述實施例，將磁傳感器51配置到比安裝基板54的遠離磁鐵52的一側(cè)，但如可配置到接近磁鐵52一側(cè)，則磁傳感器51的輸出靈敏度提高，所以，可制造高靈敏度的指向裝置。
圖10A和圖10B為示出該場合的指向裝置的實施形式的圖，圖10A為斷面圖，圖10B為上面圖。在具有與圖9A和圖9B相同功能的部分采用相同的符號。將磁傳感器51配置到安裝基板54的比磁鐵52更近的一側(cè)，在空間部57內(nèi)以凸?fàn)钤O(shè)置。在該場合，雖也可由磁傳感器51自身防止硅酮樹脂53的全體的落入，但當(dāng)在空間部57的外緣部近旁設(shè)置凸部58時，可進一步防止硅酮樹脂53全體的落入。另外，本發(fā)明不限于上述實施形式，還可進行種種變型后實施。
如以上那樣按照本發(fā)明，在具有彈性的樹脂上配置產(chǎn)生磁力的磁鐵，同時，在安裝基板上配置磁傳感器，由磁傳感器檢測磁鐵的移動產(chǎn)生的周圍磁通密度的變化，將輸入點的座標(biāo)值輸出，所以，在磁檢測式指向裝置中，可減少已有磁鐵支承機構(gòu)所需要的螺旋彈簧等許多的部件數(shù)量，而且，組裝性提高，另外，還可小型化，產(chǎn)品壽命也可提高，所以，可提供能夠很好地對應(yīng)多種多樣的應(yīng)用的指向裝置。
另外，當(dāng)在樹脂上設(shè)置磁鐵時，不接觸磁鐵的與樹脂的接觸面整個面，僅粘接磁鐵的中心部，從而可有效地利用樹脂的伸縮性，可增大磁鐵的回轉(zhuǎn)角度(制動范圍)。
另外，設(shè)置樹脂的磁鐵的部分的樹脂厚度比未設(shè)置磁鐵的部分小，所以，可增大磁鐵的回轉(zhuǎn)角度(制動范圍)。另外，通過在該部分設(shè)置凸部，從而可防止減小了樹脂厚度的部分整體落入。
通過具有上述構(gòu)成，本發(fā)明的指向裝置與使用相同材料的場合相比，磁鐵的回轉(zhuǎn)角度(制動范圍)增大，磁傳感器輸出的范圍也增大，所以，可制作高精度、高可靠性的指向裝置。
圖11為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的構(gòu)成圖，圖中的符號61為磁傳感器，符號62為磁鐵，符號63為作為彈性構(gòu)件的硅酮樹脂，符號64為安裝基板，符號65為推壓構(gòu)件，符號66為開關(guān)，符號67為空間部，符號67a為切口部。磁傳感器61如上述那樣沿X軸和Y軸各2個對稱地配置于安裝基板4。磁鐵62沿鉛直方向進行NS的磁化。
當(dāng)相對安裝基板64在平行的面內(nèi)使硅酮樹脂63錯開地移動時，該硅酮樹脂63以切口部67a的端部為支點擺動，與此相隨，磁鐵62也同樣擺動。
這樣，本發(fā)明的指向裝置包括設(shè)于安裝基板64上的多個磁傳感器61，設(shè)于安裝基板64上且具有可朝任意方向擺動的空間部67的彈性構(gòu)件63，及設(shè)于該彈性構(gòu)件63的磁鐵62；由多個磁傳感器61檢測彈性構(gòu)件63的彈性變形導(dǎo)致的磁鐵62的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
另外，磁鐵62如上述那樣可朝水平方向自由擺動，同時，可相對安裝基板64朝垂直方向產(chǎn)生位移，具有相對安裝基板64朝水平方向和垂直方向移動的那樣的自由度。
另外，彈性構(gòu)件63具有折曲部，在該折曲部形成切口部67a，使磁鐵62的自由擺動有效。該切口部67a的形狀最好如圖14A所示那樣為凹狀斷面的切口狀，該凹狀斷面的切口狀的深度d如圖13所示那樣，最好比彈性構(gòu)件63的厚度c小。另外，該切口部的形狀可如圖14B所示那樣為直線狀切割斷面形狀，或如圖14C所示那樣為彎曲斷面形狀，或如圖14D所示那樣為2級凹狀斷面的切口形狀。
在空間部67內(nèi)，將開關(guān)66配置到安裝基板64上，使指向裝置具有開關(guān)功能。作為該開關(guān)66，如上述那樣，易于確認壓下動作(具有喀嚦聲感)、壓下開關(guān)后自動恢復(fù)的觸感(tactile)開關(guān)較適合。
另外，推壓構(gòu)件65在由指尖壓下時差動放大器2不搖晃或凹下朝內(nèi)側(cè)偏移位置地由具有剛體性質(zhì)的材料形成即可。特別是為了減少泄漏到外部的磁場的強度，可使用非磁性體形成為與磁鐵離開距離的構(gòu)造，也可相反地使用導(dǎo)磁率高的軟磁性材料兼作磁屏蔽構(gòu)件。例如，由聚碳酸酯、鋁合金等金屬、或強磁性鐵鎳合金等鐵鎳合金、純鐵等制作。
作為磁檢測回路，可適用圖4所示已有回路。另外，也可使用上述日本特公平7-117876號公報記載的那樣的磁阻元件。
由這樣的構(gòu)成，當(dāng)如圖12A所示那樣朝箭頭a方向即從右向左方向?qū)ν茐簶?gòu)件65進行推壓時，以彈性構(gòu)件63與安裝基板64的結(jié)合端部為支點朝左方向擺動位移，相反，當(dāng)如圖12B所示那樣使推壓構(gòu)件65朝箭頭b方向即從左向右方向推壓時，以彈性構(gòu)件63與安裝基板64的結(jié)合端部為支點朝右方向擺動位移。這樣，設(shè)于彈性構(gòu)件63的磁鐵62可朝左右自由擺動。該操作可由食指的腹部或拇指的腹部進行。在該場合，考慮到與手指的緊密接觸性，最好使推壓構(gòu)件65的表面為粗面、凹狀面、凸?fàn)蠲妗⑼範(fàn)钏慕清F、凸?fàn)钏慕清F中的任一種。另外，推壓構(gòu)件65的形狀也可為圓形、正方形、矩形、八角形、橢圓形、齒輪形中的任一種。
圖15為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的構(gòu)成圖。在圖11中，說明了將磁鐵62設(shè)置于彈性構(gòu)件63的構(gòu)成，但磁鐵62不一定非要設(shè)于彈性構(gòu)件63，也可如圖15所示那樣，設(shè)置于與彈性構(gòu)件63a一起形成空間部67的作為非彈性構(gòu)件的推壓構(gòu)件65a。
下面說明本發(fā)明的試制例。
試制圖11所示構(gòu)成的指向裝置。作為磁傳感器61，使用4個旭化成電子(株)制的霍爾元件HG-106C(商品名)。對角配置的霍爾元件的中心間的距離為約3.3mm。另外，磁鐵2使用直徑2mm、厚0.5mm的釹系的磁鐵。磁鐵62的磁化成為鉛直向上為N極、向下為S極的2極構(gòu)成。
安裝基板64使用玻璃環(huán)氧樹脂制的厚0.6mm的基板。硅酮樹脂63的厚度為0.2～0.5mm。雖然需要相應(yīng)于設(shè)計厚度設(shè)定橡膠的硬度，但最好該橡膠硬度大體為30～80左右。開關(guān)66使用厚0.15mm的觸感開關(guān)，使從安裝基板64的表面到推壓構(gòu)件65上面的厚度在2mm以內(nèi)，形成為薄型，使推壓部的直徑為6.4mm。
如以上那樣按照本發(fā)明，包括設(shè)于安裝基板上的多個磁傳感器，設(shè)于安裝基板上構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件，與彈性構(gòu)件一起形成空間部地設(shè)于彈性構(gòu)件的推壓構(gòu)件，及設(shè)于推壓構(gòu)件的磁鐵；由多個磁傳感器檢測彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的磁鐵的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息，所以，可實現(xiàn)即使減小壁厚、使用磁力小的磁鐵也可獲得大的輸出的那樣的操作性良好的指向裝置。
圖16A和圖16B為示出本發(fā)明磁傳感器陣列的一實施例的構(gòu)成圖，圖16A為斷面圖，圖16B為平面圖。圖中的符號81為磁傳感器陣列，該磁傳感器陣列81由相互等間隔地配置的4個磁傳感器81a和配置于該磁傳感器81a的中心位置的磁鐵81b構(gòu)成。也可使用強磁性體代替該磁鐵81b。在該場合，最好使用的強磁性體的殘留磁化的變動較少。另外，雖然磁傳感器81a分別配置到正方形區(qū)域的各角部，但也可配置到菱形區(qū)域的角部。
圖17為示出使用本發(fā)明的磁傳感器陣列的指向裝置的一實施例的構(gòu)成圖，圖中的符號82為磁鐵，符號83為作為彈性構(gòu)件的硅酮樹脂，符號84為安裝基板，符號85為推壓構(gòu)件，符號87為空間部，符號87a為切口部。磁傳感器陣列91將霍爾元件的裸片91a配置到正方形的對角線上，由樹脂將設(shè)于中央部的磁鐵91b粘接于陶瓷回路基板90上，在裸片91a和磁鐵91b上澆注封裝地涂覆環(huán)氧樹脂91c。磁鐵82朝鉛直方向進行NS的磁化。
在平行于安裝基板84的面內(nèi)配置硅酮樹脂83，當(dāng)錯開移動時，該硅酮樹脂83以切口部87a的端部作為支點擺動，與此相隨磁鐵82也同樣地擺動。
這樣，本發(fā)明的指向裝置包括設(shè)于安裝基板84上的多個磁傳感器91，設(shè)于安裝基板84上構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部87的彈性構(gòu)件83，及設(shè)于該彈性構(gòu)件83的磁鐵82；由多個磁傳感器陣列91檢測彈性構(gòu)件83的彈性變形導(dǎo)致的磁鐵82的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
另外，磁鐵82如上述那樣可朝水平方向自由擺動，同時，可相對安裝基板84朝垂直方向產(chǎn)生位移，具有相對安裝基板84朝水平方向和垂直方向移動的那樣的自由度。
另外，彈性構(gòu)件83具有折曲部，在該折曲部形成切口部87a，使磁鐵82的自由擺動有效。該切口部87a的形狀最好為凹狀斷面的切口狀，該凹狀斷面的切口狀的深度最好比彈性構(gòu)件83的厚度小。另外，該切口部的形狀為直線狀切割斷面形狀、彎曲斷面形狀，或2級凹狀斷面的切口形狀。
另外，推壓構(gòu)件85在由指尖壓下時磁鐵82不搖晃、不凹下朝內(nèi)側(cè)偏移位置地由具有剛體性質(zhì)的材料形成即可。特別是為了減少泄漏到外部的磁場的強度，可使用非磁性體形成為與磁鐵離開距離的構(gòu)造，也可相反地使用導(dǎo)磁率高的軟磁性材料兼作磁屏蔽構(gòu)件。例如，由聚碳酸酯、鋁合金等金屬、或強磁性鐵鎳合金等鐵鎳合金、純鐵等制作。
作為磁檢測回路，可適用圖4所示已有回路。另外，也可使用上述日本特公平7-117876號公報記載的那樣的磁阻元件。
由這樣的構(gòu)成，首先，當(dāng)與安裝于安裝基板84上的磁傳感器陣列的磁鐵91b相向地配置磁鐵82地制作指向裝置時，由磁鐵91b和磁鐵82的磁力使雙方相互吸引，自動地校準(zhǔn)初期位置。這樣，安裝位置校準(zhǔn)簡單。即，如指向裝置的磁鐵82接近磁傳感器的磁鐵91b，則在兩者間作用引力地配置磁鐵的方向，所以，在該2個磁鐵的距離成為最小的點變穩(wěn)定而靜止。因此，指向裝置與磁傳感器陣列的磁鐵的相對位置自動確定。在該場合，使指向裝置和磁傳感器陣列的磁鐵的相向面的形狀和尺寸相同即可。
當(dāng)這樣制作的指向裝置如圖18A所示那樣朝箭頭a方向即從右朝左方向?qū)ν茐簶?gòu)件85進行推壓時，以彈性構(gòu)件83與安裝基板84的結(jié)合端部為支點朝左方向擺動位移，相反，如圖18B所示那樣，當(dāng)使推壓構(gòu)件85朝箭頭b方向即從左向右方向推壓時，以彈性構(gòu)件83與安裝基板84的結(jié)合端部為支點朝右方向擺動位移。這樣，設(shè)于彈性構(gòu)件83的磁鐵82可朝左右自由擺動。該操作可由食指的腹部或拇指的腹部進行。在該場合，考慮到與手指的緊密接觸性，最好使推壓構(gòu)件5的表面為粗面、凹狀面、凸?fàn)蠲?、凸?fàn)钏慕清F、凹狀四角錐中的任一種。另外，推壓構(gòu)件85的形狀也可為圓形、正方形、矩形、八角形、橢圓形、齒輪形中的任一種。
圖19為示出本發(fā)明指向裝置的另一實施例的構(gòu)成圖。在圖17中，說明了將磁鐵82設(shè)置于彈性構(gòu)件83的構(gòu)成，但磁鐵82不一定非要設(shè)于彈性構(gòu)件83，也可如圖19所示那樣，設(shè)置于與彈性構(gòu)件83a一起形成空間部87的作為非彈性構(gòu)件的推壓構(gòu)件85a。
在空間部87內(nèi)，將開關(guān)86配置到安裝基板84上，使指向裝置具有開關(guān)功能。作為該開關(guān)86，如上述那樣，易于確認壓下動作(具有喀嚦聲感)、壓下開關(guān)后自動恢復(fù)的觸感(tactile)開關(guān)較適合。
圖20為示出本發(fā)明指向裝置的再另一實施例的構(gòu)成圖，圖中符號88為罩構(gòu)件，符號89為內(nèi)裝磁鐵82的操作構(gòu)件。在罩構(gòu)件88的前端為了防止操作構(gòu)件89的脫落而設(shè)置環(huán)部88a，可與設(shè)于操作構(gòu)件89的底部的板狀部89a接觸固定地構(gòu)成。另外，基板84和罩構(gòu)件88由固定銷緊固。在該實施例中，未設(shè)置開關(guān)86。
由這樣的構(gòu)成，如上述那樣，當(dāng)與安裝于安裝基板84上的磁傳感器陣列的磁鐵81b相向地配置磁鐵82地制作指向裝置時，磁鐵81b與磁鐵82由于磁力而相互吸引，自動校準(zhǔn)初期位置。這樣，安裝位置校準(zhǔn)簡單。另外，微小的位置偏移由操作構(gòu)件的滑動自由修正。
圖21為示出本發(fā)明指向裝置的再另一實施例的構(gòu)成圖，圖中符號101a為形成用于設(shè)置開關(guān)86的空間部的分隔構(gòu)件，符號101b為設(shè)于分隔構(gòu)件101a上的彈性體。在該彈性體設(shè)置對開關(guān)86進行推壓的凸起部101c。
另外，在彈性體101b上如圖20所示那樣設(shè)置操作構(gòu)件89和罩構(gòu)件88，操作構(gòu)件89的板狀部89a與罩構(gòu)件的環(huán)部88a進行接觸固定地構(gòu)成。另外，基板84、分隔構(gòu)件101a、彈性體101b、罩構(gòu)件88由固定銷緊固。
下面，說明本發(fā)明的試制例。
試制圖17所示構(gòu)成的指向裝置。作為磁傳感器陣列，使用4個旭化成電子(株)制的霍爾元件HG-106C(開發(fā)品)。在陶瓷回路基板上將HG-106C(開發(fā)品)的霍爾元件的裸片(0.4mm×0.4mm)配置于2.6mm見方的正方形的對角上，由倒裝片連接器連接。在4個霍爾元件的中央部由樹脂將直徑2mm、厚0.5mm的釹系的磁鐵粘接到陶瓷回路基板上，此外，在霍爾元件和磁鐵上澆注封裝地涂覆環(huán)氧樹脂。磁鐵82的磁化成為鉛直向上為N極、向下為S極的2極構(gòu)成。
安裝基板84使用玻璃環(huán)氧樹脂制的厚0.6mm的基板。硅酮樹脂83的厚度為0.2～0.5mm。雖然需要相應(yīng)于設(shè)計厚度設(shè)定橡膠的硬度，但最好該橡膠硬度大體為30～80左右。開關(guān)86使用厚0.15mm的觸感開關(guān)，使從安裝基板84的表面到推壓構(gòu)件85上面的厚度在2mm以內(nèi)，形成為薄型，使推壓部的直徑為6.4mm。
圖22～圖26為示出本發(fā)明的指向裝置的輸出特性與磁傳感器陣列周邊的磁通密度的圖，圖22為示出從本發(fā)明的霍爾元件陣列的輸出◇標(biāo)記(實施例)和從通常的未內(nèi)裝磁鐵的霍爾元件陣列的輸出黑□標(biāo)記(比較例)的圖。圖23為示出磁通密度相對處于霍爾元件的磁敏面上的X軸上的位置的磁通密度的Z分量(磁敏軸向分量)的圖，圖中的黑□標(biāo)記為比較例(通常的指向裝置)的磁鐵產(chǎn)生的在基準(zhǔn)位置下的磁通密度，◇標(biāo)記示出實施例(使用該磁傳感器陣列的指向裝置)的場合。
圖24涉及圖23的比較例，為示出在使指向裝置的磁鐵朝X軸向位移的場合磁通密度的Z分量的變化的圖。圖25涉及圖23的比較例，與圖24同樣，為示出在使指向裝置的磁鐵朝X軸向位移的場合磁通密度的Z分量的變化的圖。圖26為圖25的放大圖。
如以上那樣按照本發(fā)明，指向裝置的磁傳感器陣列在安裝基板上按預(yù)定間隔配置多個磁傳感器，檢測磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息，其中，在相對多個磁傳感器的預(yù)指向置配置磁鐵，所以，使用可將用于指向裝置位置輸入的磁鐵的初期位置自動校準(zhǔn)的那樣的磁傳感器陣列和該磁傳感器，可提供即使減小壁厚、使用磁力小的磁鐵也可獲得大的輸出的那樣的操作性良好的指向裝置。
圖27為示出本發(fā)明的指向裝置和操作適配器的一實施例的構(gòu)成圖，圖中的符號111為磁傳感器，符號112為第1磁鐵，符號113為作為第1彈性構(gòu)件的硅酮樹脂，符號114為安裝基板，符號115為推壓構(gòu)件，符號116為開關(guān)，符號117為第1空間部，符號117a為切口部。符號118為作為第2彈性構(gòu)件的硅酮樹脂，符號119為第2磁鐵，符號120為操作構(gòu)件，符號121為第2空間部。
磁傳感器111如上述那樣沿X軸和Y軸各2個對稱地配置于安裝基板114。磁鐵112沿鉛直方向進行NS的磁化。
在平行于安裝基板114的面內(nèi)使硅酮樹脂113錯開移動時，該硅酮樹脂113以切口部117a的端部作為支點擺動，與此相隨磁鐵112也同樣地擺動。
操作用適配器包括配合于指向裝置的推壓構(gòu)件115構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部121的彈性構(gòu)件118、設(shè)于該彈性構(gòu)件118的操作構(gòu)件120、及配合(內(nèi)裝)于彈性構(gòu)件118內(nèi)朝空間部側(cè)形成為凸?fàn)畹拇盆F119。
當(dāng)將磁化成與指向裝置相同方向的磁鐵119內(nèi)裝于適配器時，需要與指向裝置的磁鐵112產(chǎn)生引力地配置。即，在磁鐵為圓柱形的場合，需要使與指向裝置的磁鐵112產(chǎn)生引力地將在該圓柱方向上磁化為S-N或N-S的磁鐵119配置成S-N/S-N或N-S/N-S。
由這樣的構(gòu)成，使配合于推壓構(gòu)件115的硅酮樹脂118也同樣，當(dāng)對操作構(gòu)件120進行操作、在平行于安裝基板114的面內(nèi)錯開地動作時，該硅酮樹脂118擺動，與此相隨，磁鐵112也同樣擺動。
這樣，本發(fā)明的指向裝置包括設(shè)于安裝基板114上的多個磁傳感器111，設(shè)于安裝基板114上構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部117的彈性構(gòu)件113，設(shè)于該彈性構(gòu)件113的磁鐵112，設(shè)于第1彈性構(gòu)件的上面的推壓構(gòu)件115，配合于該推壓構(gòu)件115并具有可朝任意方向擺動的第2空間部121的彈性構(gòu)件118，及設(shè)于該彈性構(gòu)件118的操作構(gòu)件120，由多個磁傳感器111檢測彈性構(gòu)件113和118的彈性變形導(dǎo)致的磁鐵112和119的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
另外，磁鐵112和119如上述那樣可朝水平方向自由擺動，同時，可相對安裝基板114朝垂直方向產(chǎn)生位移，具有相對安裝基板114朝水平方向和垂直方向移動的那樣的自由度。
另外，彈性構(gòu)件113具有折曲部，在該折曲部形成切口部117a，使磁鐵112的自由擺動有效。該切口部的形狀最好為凹狀斷面的切口狀，該凹狀斷面的切口狀的深度最好比彈性構(gòu)件113的厚度小。另外，該切口部的形狀為直線狀切割斷面形狀、彎曲斷面形狀，或2級凹狀斷面的切口形狀。
在空間部117內(nèi)，將開關(guān)116配置到安裝基板114上，使指向裝置具有開關(guān)功能。作為該開關(guān)116，如上述那樣，易于確認壓下動作(具有喀嚦聲感)、壓下開關(guān)后自動恢復(fù)的觸感(tactile)開關(guān)較適合。
另外，推壓構(gòu)件115在由指尖壓下時磁鐵112不搖晃或凹下朝內(nèi)側(cè)偏移位置地由具有剛體性質(zhì)的材料形成即可。特別是為了減少泄漏到外部的磁場的強度，可使用非磁性體形成為與磁鐵離開距離的構(gòu)造，也可相反地使用導(dǎo)磁率高的軟磁性材料兼作磁屏蔽構(gòu)件。例如，由聚碳酸酯、鋁合金等金屬、或強磁性鐵鎳合金等鐵鎳合金、純鐵等制作。
作為磁檢測回路，可適用圖4所示已有回路。另外，也可使用上述日本特公平7-117876號公報記載的那樣的磁阻元件。
由這樣的構(gòu)成，當(dāng)如圖28A所示那樣朝箭頭a方向即從左朝右方向推壓操作構(gòu)件120時，以彈性構(gòu)件113與安裝基板114的結(jié)合端部為支點朝左方向使彈性構(gòu)件118擺動位移，相反，當(dāng)如圖28B所示那樣使操作構(gòu)件120朝箭頭b方向即從右向左方向推壓時，以彈性構(gòu)件113與安裝基板114的結(jié)合端部為支點朝左方向使彈性構(gòu)件118擺動位移。這樣，設(shè)于彈性構(gòu)件113和118的磁鐵112和119可朝任意方向自由擺動。該操作可由食指的腹部或拇指的腹部進行。在該場合，考慮到與手指的緊密接觸性，最好使操作構(gòu)件120的表面為粗面、凹狀面、凸?fàn)蠲?、凸?fàn)钏慕清F、凹狀四角錐中的任一種。另外，推壓構(gòu)件115的形狀也可為圓形、正方形、矩形、八角形、橢圓形、齒輪形中的任一種，可相應(yīng)于其形狀決定操作構(gòu)件120的形狀。
通過這樣安裝適配器，可獲得由大的位置移動產(chǎn)生的操作感。另外，由產(chǎn)生大位置移動的適配器的磁鐵119可使磁傳感器部的磁變化大，獲得指向裝置的靈敏度提高的效果。另外，由磁鐵112與119之間的磁力還可獲得正確地自動確定適配器與指向裝置的初期位置的效果。
由彈性構(gòu)件118和操作構(gòu)件構(gòu)成的適配器可與推壓構(gòu)件115自由裝拆，考慮到操作性，在希望獲得大的滑動的場合安裝，在未安裝適配器的場合，已知可由推壓構(gòu)件115的左右擺動使磁鐵112移動。
另外，雖然設(shè)于彈性構(gòu)件113的磁鐵112和設(shè)于彈性構(gòu)件118的磁鐵119也可為相同磁力，但當(dāng)磁鐵119的磁力比磁鐵112的磁力大時，可進一步發(fā)揮出效果。
在上述實施例中，說明了在彈性構(gòu)件118設(shè)置磁鐵的場合，但即使為不帶磁鐵的適配器，雖然效果減少，但可提高操作性。
圖29為示出本發(fā)明的指向裝置的另一實施例的構(gòu)成圖。在圖27中，說明了將磁鐵119設(shè)于彈性構(gòu)件118的構(gòu)成，但磁鐵119不一定非要設(shè)于彈性構(gòu)件118，也可設(shè)于作為與彈性構(gòu)件118a一起形成空間部121的非彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件120a。
圖30為示出本發(fā)明的指向裝置用操作適配器的再另一實施例的構(gòu)成圖，在推壓構(gòu)件115側(cè)為凸?fàn)疃抑車哂邪鍫畈?23a，設(shè)置了磁鐵119的操作構(gòu)件123可朝任意方向擺動地配置于推壓構(gòu)件115上。
止動構(gòu)件122限制操作構(gòu)件123的擺動地嵌裝于推壓構(gòu)件115的邊緣部，操作時操作構(gòu)件123不脫落地夾入操作構(gòu)件123的板狀部123a地設(shè)置環(huán)狀的導(dǎo)向構(gòu)件122a。對于具有與圖27相同功能的部分采用相同的符號。
由這樣的構(gòu)成，相對于配合于推壓構(gòu)件115的邊緣部的止動構(gòu)件122內(nèi)的空間中的操作構(gòu)件123朝任意方向的擺動，進行與圖28A、圖28B相同的磁鐵的位移，由多個磁傳感器檢測彈性構(gòu)件113的彈性變形導(dǎo)致的磁鐵的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或通過計算從基準(zhǔn)位置的位移量從而輸入向量信息。
下面，說明本發(fā)明的試制例。
試制圖27所示構(gòu)成的指向裝置。作為磁傳感器111，使用4個旭化成電子(株)制的霍爾元件Q-106C(開發(fā)品)。對角配置的霍爾元件的中心間的距離約為3.3mm。另外，磁鐵112使用直徑2mm、厚0.5mm的釹系磁鐵。磁鐵112的磁化成為鉛直向上為N極、向下為S極的2極構(gòu)成。
安裝基板114使用玻璃環(huán)氧樹脂制的厚0.6mm的基板。硅酮樹脂113的厚度為0.2～0.5mm。雖然需要相應(yīng)于設(shè)計厚度設(shè)定橡膠的硬度，但最好該橡膠硬度大體為30～80左右。開關(guān)116使用厚0.15mm的觸感開關(guān)，使從安裝基板114的表面到推壓構(gòu)件115上面的厚度在2mm以內(nèi)，形成為薄型，使推壓部的直徑為6.4mm。
另外，圖27和圖29的適配器的操作構(gòu)件120、120a的大小不特別限制，但如與指尖的尺寸對應(yīng)時易于操作，最好直徑為10～20mm。另外，適配器的高度最好為4mm左右。
作為圖30的適配器的操作構(gòu)件123的大小，最好周圍的板狀部為1mm左右，凸?fàn)畈康闹睆綖?mm左右，高度為3mm左右。另外，最好止動構(gòu)件122與操作構(gòu)件123的間隙為1mm左右。另外，最好止動構(gòu)件122的高度為3mm左右。
圖27和圖29所示實施例的指向裝置可進行大物理運動的操作，提高指向裝置的靈敏度、可與微小的運動對應(yīng)，而圖30所示實施例的指向裝置主要由輕微的操作感移動適配器的操作構(gòu)件，進行指向裝置的操作。
圖31為示出磁鐵的位移量與指向裝置的輸出關(guān)系的圖，圖中的○標(biāo)記為沒有適配器的正常的指向裝置的場合，●標(biāo)記為帶圖27的適配器的指向裝置的場合，☆標(biāo)記為僅操作圖30的適配器的場合。另外，如適配器和指向裝置本體同時移動地操作圖30的帶適配器的指向裝置，則可獲得與圖31中的●標(biāo)記相同的那樣的大的輸出。從該輸出特性可知，在所有的場合，都具有指向裝置的輸出相對磁鐵的位移量大體線性變化的特性，可實用化。
如以上說明的那樣按照本發(fā)明，具有嵌裝于指向裝置的推壓構(gòu)件并構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件和設(shè)于彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件，由多個磁傳感器檢測彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的指向裝置的磁鐵的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息，所以，可實現(xiàn)即使采用磁力小的磁鐵也可獲得大的輸出的那樣的操作良好的指向裝置。
如以上那樣按照本發(fā)明，在具有彈性的樹脂上配置產(chǎn)生磁力的磁鐵，同時，在安裝基板上配置磁傳感器，由磁傳感器檢測磁鐵的移動產(chǎn)生的周圍磁通密度的變化，將輸入點的座標(biāo)值輸出，所以，在磁檢測式指向裝置中，可減少過去的磁鐵支承機構(gòu)所需要的螺旋彈簧等許多的部件數(shù)量，而且，組裝性提高，另外，還可小型化，產(chǎn)品壽命也可提高，所以，可提供能夠很好地對應(yīng)多種多樣的應(yīng)用的指向裝置。
權(quán)利要求
1.一種指向裝置，其特征在于在安裝基板上設(shè)置樹脂層，在該樹脂上以凸?fàn)钆渲么盆F，同時，在安裝基板上配置磁傳感器，由上述磁傳感器檢測上述磁鐵的移動或傾斜產(chǎn)生的周圍的磁通密度的變化，將輸入點的座標(biāo)值輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向裝置，其特征在于上述樹脂層為具有彈性的樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向裝置，其特征在于上述樹脂與上述安裝基板的相向面不粘接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向裝置，其特征在于上述樹脂為硅酮樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向裝置，其特征在于將上述磁鐵和上述樹脂置換成橡膠磁鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向裝置，其特征在于上述磁傳感器沿作為直交系的2維平面上的2軸即X軸和Y軸對稱地配置，上述磁鐵配置到上述磁傳感器的中央附近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向裝置，其特征在于在上述安裝基板的上述樹脂側(cè)配置開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的指向裝置，其特征在于在與上述開關(guān)相向的上述樹脂側(cè)部分設(shè)置用于壓下該開關(guān)的凸起。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的指向裝置，其特征在于上述開關(guān)為觸感開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向裝置，其特征在于上述樹脂和上述磁鐵僅在上述磁鐵的中心部粘接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的指向裝置，其特征在于在上述樹脂使得設(shè)置上述磁鐵的部分和其周邊部的厚度比未設(shè)置該磁鐵的部分薄地設(shè)置空間部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的指向裝置，其特征在于在上述樹脂的空間部朝上述安裝基板一側(cè)設(shè)置至少1個以上的凸部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的指向裝置，其特征在于上述凸部設(shè)置于上述空間部的外邊緣部附近。
14.一種指向裝置，其特征在于包括設(shè)于安裝基板上的多個磁傳感器，設(shè)于上述安裝基板上構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件，與該彈性構(gòu)件一起形成上述空間部地設(shè)于該彈性構(gòu)件的推壓構(gòu)件，及設(shè)于該推壓構(gòu)件的磁鐵；由上述多個磁傳感器檢測上述彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的上述磁鐵的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
15.一種指向裝置，其特征在于包括設(shè)于安裝基板上的多個磁傳感器，設(shè)于上述安裝基板上并具有可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件，及設(shè)于該彈性構(gòu)件的磁鐵；由上述多個磁傳感器檢測上述彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的上述磁鐵的滑動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的指向裝置，其特征在于上述磁鐵可相對上述安裝基板朝垂直方向位移。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的指向裝置，其特征在于上述彈性構(gòu)件具有形成上述空間部那樣的折曲部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的指向裝置，其特征在于上述折曲部具有凹狀斷面的切口形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的指向裝置，其特征在于上述凹狀斷面的切口形狀的深度比上述彈性構(gòu)件的厚度小。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的指向裝置，其特征在于上述彈性構(gòu)件的折曲部具有直線切割斷面形狀或彎曲斷面形狀。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的指向裝置，其特征在于在上述彈性構(gòu)件的上面設(shè)置推壓構(gòu)件。
22.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的指向裝置，其特征在于在上述安裝基板的上述空間部側(cè)設(shè)置開關(guān)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的指向裝置，其特征在于上述開關(guān)為觸感開關(guān)。
24.一種指向裝置用磁傳感器陣列，在安裝基板上按預(yù)定間隔配置多個磁傳感器，檢測磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息；其特征在于在相對上述多個磁傳感器的預(yù)指向置配置磁鐵或強磁性體。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的磁傳感器陣列，其特征在于相對上述磁傳感器等間隔位置地配置上述磁鐵或強磁性體。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的磁傳感器陣列，其特征在于按相等間隔配置4個上述磁傳感器，將上述磁鐵或強磁性體配置到上述磁傳感器的中心位置。
27.一種指向裝置，其特征在于使用權(quán)利要求24～26中任何一項所述的磁磁傳感器陣列。
28.一種指向裝置用操作適配器，其特征在于通過在由多個磁傳感器檢測內(nèi)裝的磁鐵的位置的指向裝置中配合設(shè)置了磁鐵的適配器而構(gòu)成。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于具有配合于上述指向裝置的彈性構(gòu)件和設(shè)于該彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于上述磁鐵內(nèi)裝于上述彈性構(gòu)件。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于上述磁鐵內(nèi)裝于上述操作構(gòu)件。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于具有配合于上述指向裝置的止動構(gòu)件和由該止動構(gòu)件限制滑動的操作構(gòu)件。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于上述磁鐵內(nèi)裝于上述操作構(gòu)件。
34.一種指向裝置用操作適配器，其特征在于包括嵌裝于指向裝置的推壓構(gòu)件并構(gòu)成可朝任意方向擺動的空間部的彈性構(gòu)件和設(shè)于該彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件，由多個磁傳感器檢測上述彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的上述指向裝置的磁鐵的擺動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于在上述彈性構(gòu)件配合磁鐵，朝上述空間部側(cè)形成為凸?fàn)睢?br> 36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于在上述操作構(gòu)件設(shè)置磁鐵，朝上述空間部側(cè)形成為凸?fàn)睢?br> 37.一種指向裝置用操作適配器，其特征在于包括配置于指向裝置的推壓構(gòu)件上并可朝任意方向擺動的彈性構(gòu)件、設(shè)于該彈性構(gòu)件的操作構(gòu)件、及嵌裝于上述推壓構(gòu)件的邊緣部用于對上述操作構(gòu)件的滑動進行限制的止動構(gòu)件，由上述多個磁傳感器檢測上述彈性構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致的上述指向裝置的磁鐵的擺動產(chǎn)生的磁密度變化，輸入座標(biāo)信息或向量信息。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的指向裝置用操作適配器，其特征在于在上述操作構(gòu)件的上面設(shè)置磁鐵。
全文摘要
提供一種組裝性高而且可小型化的、產(chǎn)品壽命長的指向裝置。磁傳感器21沿X軸和Y軸對稱地各配置2個地配置于安裝基板24。另外，在安裝基板24的硅酮樹脂23側(cè)配置開關(guān)28，使其具有開關(guān)功能，通過朝磁鐵22的方向壓入磁鐵罩25而滿足開關(guān)功能。指向裝置為用于將輸入點的座標(biāo)值輸出的裝置，但通過施加開關(guān)功能，成為不僅可輸出座標(biāo)值而且具有決定功能的指向裝置。硅酮樹脂23在作用外力時容易變形，拆去該外力時立即恢復(fù)到不作用外力的初期狀態(tài)。
文檔編號G06F3/033GK1531679SQ0280833
公開日2004年9月22日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者高塚俊德, 石橋和敏, 山下正隆, 敏, 隆, 高 俊德 申請人:旭化成電子材料元件株式會社