專利名稱：多方向操作開關(guān)和使用它的多方向輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在便攜電話或便攜信息終端等各種電子設(shè)備內(nèi)使用的多方向操作開關(guān)和使用它的多方向輸入裝置。
背景技術(shù)：
近年來，便攜電話或便攜信息終端等各種電子設(shè)備的高功能化正在進(jìn)展中。在其內(nèi)使用的操作開關(guān)也可以旋轉(zhuǎn)操作或推壓操作等操作形式不同的各種開關(guān)組合、構(gòu)成，通過一個操作鈕進(jìn)行復(fù)合操作的設(shè)備增多。
例如，在便攜電話等內(nèi)使用對操作鈕進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的基礎(chǔ)上也可進(jìn)行推壓操作的開關(guān)。通過這樣的開關(guān)，例如，通過操作鈕的旋轉(zhuǎn)操作，對旋轉(zhuǎn)型編碼器進(jìn)行操作，從設(shè)備顯示部所顯示的多個電話號碼中選擇規(guī)定的電話號碼。而且，通過向與對同一操作鈕進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作不同的方向進(jìn)行推壓操作，使保持旋轉(zhuǎn)型編碼器的基板移動。而且，操作其下方的按鈕開關(guān)，撥打所選擇的電話號碼。
這樣的開關(guān)例如在特開2002-117751號公報中公開。
然而，在上述現(xiàn)有的操作用開關(guān)中，組合旋轉(zhuǎn)操作或推壓操作等操作形式不同的多個開關(guān)，通過一個操作鈕對它們進(jìn)行操作。因此，各個部件的配置或構(gòu)成受限制的同時，總體的空間也變大，小型化是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的多方向操作開關(guān)通過以圓弧狀軌跡推壓滑動圓盤狀的操作體上面，第一開關(guān)接點輸出連續(xù)變化的第一信號。而且，通過更一步推壓，第二開關(guān)接點輸出第二信號。并且，本發(fā)明的多方向輸入裝置把控制部連接到前述多方向操作開關(guān)的同時，把顯示部連接在該控制部上。該控制部檢測多方向操作開關(guān)的第一信號和第二信號，控制顯示部的顯示。


圖1是本發(fā)明實施方式1的多方向操作開關(guān)的截面圖。
圖2是本發(fā)明實施方式1的多方向操作開關(guān)的分解立體圖。
圖3是本發(fā)明實施方式1的多方向輸入裝置的示意圖。
圖4A，圖4B是本發(fā)明實施方式1的多方向操作開關(guān)在推壓操作時的截面圖。
圖5是本發(fā)明實施方式1的多方向操作開關(guān)的操作體的立體圖。
圖6是本發(fā)明實施方式2的多方向操作開關(guān)的截面圖。
圖7是本發(fā)明實施方式2的多方向輸入裝置的示意圖。
圖8A-C是本發(fā)明實施方式2的多方向操作開關(guān)在推壓操作時的截面圖。
圖9是推壓操作本發(fā)明實施方式2的多方向操作開關(guān)的中央按鈕時的截面圖。
圖10A是本發(fā)明實施方式2的多方向輸入裝置的顯示部的顯示圖。
圖10B是圖10A的顯示圖放大后的顯示圖。
圖10C是圖10A的顯示圖縮小后的顯示圖。
圖10D是將圖10A的顯示圖指針移動后的顯示圖。
圖10E是將圖10D的顯示圖的指針進(jìn)一步移動后的顯示圖。
具體實施例方式
(實施方式1)圖1，圖2分別是本發(fā)明實施方式1的多方向操作開關(guān)的截面圖，分解立體圖。
在絕緣基板(以下稱為基板)21的上下面形成多條配線圖形(未圖示)。在基板21的上面電氣獨立地、呈同心狀形成由銅等良導(dǎo)電性的兩層大體是環(huán)形的導(dǎo)電層22A，22B。此外，電阻片(以下稱為片)25由可撓性聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜等構(gòu)成，設(shè)置在基板21的上方。而且，片25與導(dǎo)電層22A，22B對置的面上形成環(huán)狀以碳等構(gòu)成的電阻層26。而且，在基板21和片25之間貼附有在中央具有通孔的間隔墊24，兩導(dǎo)電層22A，22B和電阻層26隔開規(guī)定間隔地對置。根據(jù)該構(gòu)成，內(nèi)側(cè)導(dǎo)電層22A和電阻層26構(gòu)成第1開關(guān)接點，外側(cè)導(dǎo)電層22B和電阻層26構(gòu)成第2開關(guān)接點。
大體圓盤狀的操作體28由具有彈性的橡膠或人造橡膠等構(gòu)成，設(shè)置在片25的上方。操作體28下面的中央附近的兩只凸出部28A壓入基板21的孔21A內(nèi)，進(jìn)行安裝、固定。而且環(huán)狀突起部29A從操作體28的外周下面的內(nèi)側(cè)突出。突起部29A的圓弧狀前端與導(dǎo)電層22A上方的片25上面接觸。突起部29B是與突起部29A同樣的環(huán)狀，圓弧狀前端向?qū)щ妼?2B上方的片25突出。在突起部29B前端和片25上設(shè)置規(guī)定的間隔。這樣就構(gòu)成了本實施方式的多方向操作開關(guān)。
這樣，本實施方式的多方向操作開關(guān)的構(gòu)成部件數(shù)僅有基板21、間隔墊24、片25、操作體28這四個，比較少，并且兩個開關(guān)接點通過環(huán)狀導(dǎo)電層和電阻層一體形成，不需要對各個部件進(jìn)行組合。通過這樣簡單的構(gòu)成，成為容易小型化的構(gòu)成。
如圖3所示，在電阻層26上以大體等間隔設(shè)置四個導(dǎo)出部27A，27B，27C，27D，在導(dǎo)電層22A，22B上分別設(shè)置導(dǎo)出部23A，23B。而且，導(dǎo)出部27A～27D，23A，23B和顯示部50連接在控制部40上，構(gòu)成多方向輸入裝置。顯示部50由液晶顯示元件等構(gòu)成，控制部40由安裝在基板21上微型計算機(jī)等構(gòu)成。
以上述所示構(gòu)成的多方向輸入裝置作為一例，對在便攜電話內(nèi)時的動作加以說明。在以下的說明中，用戶從顯示部50所顯示的多個電話號碼中選擇規(guī)定的電話號碼后，撥打所選擇的電話號碼。
首先，如圖4A所示，如果用手指等以規(guī)定的力推壓操作體28上面外周，使操作體28傾倒，使下面內(nèi)側(cè)的突起部29A推壓片25上面，使片25向下面彎曲。據(jù)此，其下面的電阻層26與對置的內(nèi)側(cè)導(dǎo)電層22A接觸，使電阻層26和導(dǎo)電層22A之間成為導(dǎo)通狀態(tài)。該導(dǎo)通狀態(tài)向控制部40輸出。而且，例如，推壓操作的位置在圖3所示點30A的情況下，首先，控制部40以導(dǎo)出部27C作為接地，在導(dǎo)出部27A上施加電壓，通過從導(dǎo)出部23A輸出的電阻值，檢出推壓位置是點30A或點30B的任一點。其次，以導(dǎo)出部27D作為接地，在導(dǎo)出部27B上施加電壓，同樣地可以檢測推壓位置是點30A或30C的任一點。由此控制部40可以點30A作為推壓位置而檢測。
而且，如果推壓著操作體28的上面，使手指向例如順時針方向大體呈圓弧狀滑動，則電阻層26和導(dǎo)電層22A的接觸位置向順時針方向變化，使該電阻值例如從大值向小值連續(xù)變化。該電阻值變化作為從第一開關(guān)接點的第一信號向控制部40輸出。這樣，由于第1開關(guān)接點由環(huán)狀導(dǎo)電層22A和環(huán)狀電阻層26構(gòu)成，所以可以使電阻值連續(xù)地變化。此外，通過設(shè)置突起部29A可靠地操作第一開關(guān)接點。通過環(huán)狀形成突起部29A，用戶可以平滑地呈大體圓弧狀地按壓滑動。
其次，控制部40檢測該第一信號，當(dāng)?shù)谝恍盘栐陧槙r針方向變化時，例如使帶狀光標(biāo)或箭頭狀指針等在顯示部50所顯示的多個電話號碼上從上向下移動。與其相反，向逆時針方向大體呈圓弧狀推壓滑動時，控制部40檢測該連續(xù)變化的信號，使光標(biāo)等從下向上移動。
而且，在光標(biāo)等位于所希望的電話號碼處的狀態(tài)下，如圖4B所示，如果用更大的操作力推壓操作體28上，則操作體28進(jìn)一步傾倒。而且，除了突起部29A推壓的部分之外，突起部29B也推壓片25的上面，使片25向下方彎曲。據(jù)此，其下面的電阻層26與對置的外側(cè)導(dǎo)電層22B接觸，電阻層26和導(dǎo)電層22B之間也成為導(dǎo)通狀態(tài)。該電阻值作為來自第二開關(guān)接點的第二信號向控制部40輸出。而且，控制部40檢測該第二信號，通過發(fā)信部(未圖示)撥打所選擇的電話號碼。另外，通過設(shè)置突起部29B可以可靠地操作第二開關(guān)接點。
這樣，根據(jù)本實施方式，通過以大致呈圓弧狀的軌跡推壓滑動大體呈圓盤狀的操作體28，第一開關(guān)接觸點輸出連續(xù)變化的第一信號。而且，通過進(jìn)一步推壓，第二開關(guān)接觸點輸出第二信號。這樣通過構(gòu)成多方向操作開關(guān)，使該開關(guān)接點一體形成、沒有必要組合各個部件。因此，通過簡易的構(gòu)成，得到可小型化的多方向操作開關(guān)。此外，用上述多方向操作開關(guān)的多方向輸入裝置，可根據(jù)第一信號例如移動顯示部上的光標(biāo)或指針等選擇電話號碼，檢測第二信號，從而決定選擇的功能。這樣，通過簡單的構(gòu)成，得到可小型化的多方向輸入裝置。
優(yōu)選在控制部40檢測連續(xù)變化的第一信號期間，不檢測第二信號。據(jù)此，例如邊推壓滑動操作體28，邊選擇電話號碼時，即使誤操作地進(jìn)一步以更大的操作力推壓，輸出第二信號的情況下，控制部40也不檢測該信號。因此防止了誤操作等。
根據(jù)以上說明，在基板21上以同心狀地形成導(dǎo)電層22A，22B，在內(nèi)側(cè)導(dǎo)電層22A和電阻層26之間構(gòu)成第一開關(guān)接點，在外側(cè)導(dǎo)電層22B和電阻層26之間構(gòu)成第二開關(guān)接點?？墒?，在基板21上只形成作為第一開關(guān)接點的內(nèi)側(cè)導(dǎo)電層22A，即使在其外側(cè)附近位置上作為第二開關(guān)接點設(shè)置按鈕開關(guān)等，實施本發(fā)明也是可能的。
另外，如圖5所示，希望在操作體28上面設(shè)置從大致中央向外周呈幅射狀伸出的線狀凹部31。據(jù)此，用手指等呈大體圓弧狀推壓滑動時，由于推壓位置容易判斷，所以容易使用多方向操作開關(guān)。在圖5中，設(shè)置兩條線狀的凹部31，然而條數(shù)不限于此。凹部31不一定非要連成一體。也可以設(shè)置同樣外形的凸部以取代凹部31。
(實施方式2)圖6是本發(fā)明實施方式2的多方向操作開關(guān)的截面圖。
在絕緣基板(以下稱為基板)61的上下面上形成多個配線圖形(未圖示)。在基板61的上面電氣獨立地、呈同心狀形成良導(dǎo)電性的三個大體呈環(huán)狀的導(dǎo)電層62A，62B，62C。在基板61的中央部上形成環(huán)狀的外側(cè)接點(以下稱為接點)73A和中央接點(以下稱為接點)73B。在基板61上方設(shè)置電阻片(以下稱為片)65。而且在片65與導(dǎo)電層62A，62B，62C對置的面上形成環(huán)狀電阻層66。在基板61和片65之間貼附間隔墊64，以規(guī)定間隔使導(dǎo)電層62A，62B，62C與電阻層66對置。這樣，內(nèi)側(cè)導(dǎo)電層62A和電阻層66構(gòu)成第一開關(guān)接點，中側(cè)導(dǎo)電層62B和電阻層66構(gòu)成第二開關(guān)接點，外側(cè)導(dǎo)電層62C和電阻層66構(gòu)成第三開關(guān)接點。片65、各導(dǎo)電層、電阻層66的材料與實施方式1是同樣的。通過這樣設(shè)置第三開關(guān)接點，與實施方式1同樣使組合多方向操作開關(guān)變得簡便。
穹形可動接點(以下稱為接點)74由金屬薄片制成，具有彈性。接點74按照中央部以預(yù)定間隔和接點73B隔開、而外周下端部配置在接點73A上的方式載置。這樣，接點73A、接點73B和接點74構(gòu)成第四開關(guān)接點。
大體呈圓盤狀的操作體68與實施方式1同樣地具有突起部69A，69B。此外，在外周上還有第3個突起部69C。突起部69C也是圓環(huán)狀。突起部69C的前端和片65之間的間隔比內(nèi)側(cè)的突起部68B的前端和片65之間的間隔更大。通過設(shè)置突起部69C，與實施方式1同樣可靠地操作第三開關(guān)接點。
按鈕78經(jīng)聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜等可撓性片75設(shè)置在接點74的上方。按鈕78通過薄壁部78A連接在操作體68中央、一體形成的同時，可上下動地配置。這樣，構(gòu)成了本實施方式的多方向操作開關(guān)。
如圖7所示，在電阻層66上設(shè)置四個導(dǎo)出部67A～67D，在三個導(dǎo)電層62A，62B，62C上分別設(shè)置導(dǎo)出部63A，63B，63C。而且，在控制部80上連接導(dǎo)出部67A～67D，63A～63C和顯示部90。接點73A接地，接點73B連接在控制部80上。這樣，構(gòu)成了多方向輸入裝置。顯示部90由液晶顯示元件等構(gòu)成，控制部80由安裝在基板61上的微型計算機(jī)等構(gòu)成。
對以上述所示構(gòu)成的多方向輸入裝置作為一例在便攜信息終端上使用時的動作加以說明。在以下的說明中，用戶改變在顯示部90上顯示的圖形大小，移動指示顯示，選擇所希望的場所后，顯示該選擇場所的電話號碼或住所等。
首先，如圖10A所示，在顯示部90上顯示規(guī)定圖像的狀態(tài)下，如圖8A所示，如果用手指等以規(guī)定的力對操作體68上面外周作推壓操作，則操作體68傾倒。而且，下面內(nèi)側(cè)的突起部69A推壓片65上面，使片65向下方彎曲。據(jù)此，其下面電阻層66與對置的內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電層62A接觸，使電阻層66和導(dǎo)電層62A之間成為導(dǎo)通狀態(tài)。該導(dǎo)通狀態(tài)輸出到控制部80，與實施方式1同樣地進(jìn)行操作，控制部80檢測推壓的位置。而且如果推壓著操作體68的上面，使手指例如向順時針方向大體呈圓弧狀地滑動，則電阻層66和導(dǎo)電層62A的接觸位置向順時針方向變化，電阻值連續(xù)變化。該電阻值的連續(xù)變化作為第一信號輸出到控制部80。
而且，控制部80檢測該第一信號，如圖10B所示，放大了被顯示部90顯示的圖像。與此相反，在向逆時針方向大體呈圓弧狀地推壓滑動時，控制部80檢測第一信號，如圖10C所示，縮小圖像。
而且，在圖像如圖10A所示變化到希望大小的狀態(tài)下，如圖8B所示，如果用更大的操作力推壓操作體68上的右下部，則操作體68進(jìn)一步向右下側(cè)傾倒。而且，除了下面內(nèi)側(cè)的突起部69A推壓的部分之外，中間的突起部69B也推壓片65的上面，使片65向下方彎曲。據(jù)此，其下面的電阻層66與對置的中側(cè)導(dǎo)電層62B接觸，電阻層66和導(dǎo)電層62B之間也成為導(dǎo)通狀態(tài)。該電阻值作為第二信號輸出到控制部80。而且，控制部80檢測該第二信號，如圖10D所示，使箭頭狀的指針從預(yù)定位置的左上向右下方向移動。
其次，如圖8C所示，如果用比圖8B中更大的操作力推壓操作體68，則操作體68向右下側(cè)更大地傾倒。而且，除了下面內(nèi)側(cè)的突起部69A或中側(cè)的突起部69B推壓的部分之外，外側(cè)的突起部69C也推壓片65的上面，使片65向下方彎曲。據(jù)此，其下面的電阻層66與對置的外側(cè)導(dǎo)電層62C相接觸，電阻層66和導(dǎo)電層62C之間也成為導(dǎo)通狀態(tài)，該電阻值作為第三信號向控制部80輸出。而且，控制部80檢測該第三信號，使指針更加速地向右下方移動。
而且，如圖10E所示在指針位于所希望位置的狀態(tài)下，如圖9所示，向下方推壓操作按鈕78。這樣，按鈕78邊使薄壁部78A和片75彎曲，邊推壓接點74的頂點部。據(jù)此，接點74作反向動作，中央部與接點73B接觸，使接點73A和接點73B之間成為導(dǎo)通狀態(tài)。通過該導(dǎo)通第四信號向控制部80輸出。而且，控制部80檢測第四信號，顯示所選擇場所的電話號碼或住所等。在圖10E中選擇“學(xué)?！?。
這樣，如果根據(jù)本實施方式，設(shè)置第三開關(guān)接點，用比作用在第二開關(guān)接點上的力更大的力推壓操作體68，則從該第三開關(guān)接點輸出第三信號。據(jù)此，可以進(jìn)行更多的功能轉(zhuǎn)換。在上述說明中，改變了在顯示部上顯示的指針等的移動速度。
而且，在操作體68中央可上下動地配置按鈕78，設(shè)置用于通過按鈕78的推壓操作進(jìn)行電氣通斷的第四開關(guān)接點。據(jù)此，除了大體呈圓盤狀操作體68的操作之外，通過在操作體68中央設(shè)置的按鈕78，能以不同的操作形式進(jìn)行更多功能轉(zhuǎn)換或選擇。
在以上的說明中闡述了在操作體68上面施加的推壓荷重大小在三個階段的情況。可是，推壓荷重的階段數(shù)不限于此。即，在導(dǎo)電層62C的更外側(cè)設(shè)置導(dǎo)電層，通過增加與此對應(yīng)的電阻層66的寬度和操作體68的突起部數(shù)，即使對于以更大的操作壓力進(jìn)行的推壓操作，也可以同樣地進(jìn)行檢測。即，配設(shè)同心狀電氣獨立的多段導(dǎo)電層，設(shè)置與其對應(yīng)的電阻層66的寬度或突起部，構(gòu)成多段的開關(guān)接點。據(jù)此，例如也可以進(jìn)一步改變顯示部上顯示的指示顯示等的移動速度等，可進(jìn)行更多的的轉(zhuǎn)換功能等。
對作為通過薄壁部78A連接按鈕78和操作體68的一體形成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，然而，也可以在與操作體68不同的物體上形成按鈕，使按鈕上下可動地保持在操作體68上。
如以上所述，根據(jù)本實施方式，以簡易的構(gòu)成可以得到可小型化的多方向操作開關(guān)和使用它的多方向輸入裝置。
與實施方式1同樣地，也可以在操作體68的上面設(shè)置從大致中央向外周幅射狀地伸出的線狀凹部或凸部。
在實施方式1，2中，只設(shè)置一層電阻層。但通過一體構(gòu)成電阻層，使電阻層的形成變得簡單，然而也可以分別獨立地設(shè)置電阻層，以便與各導(dǎo)電層相對。
權(quán)利要求
1.一種多方向操作開關(guān)，其特征在于，具有圓盤狀的操作體；通過以圓弧狀軌跡推壓滑動所述操作體上面，從而輸出連續(xù)變化的第一信號的第一開關(guān)接點；以及通過推壓而輸出第二信號的第二開關(guān)接點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，所述第一開關(guān)接點具有圓環(huán)狀的第一導(dǎo)電層和與所述第一導(dǎo)電層相對的第一電阻層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，所述第二開關(guān)接點具有與所述第一導(dǎo)電層同心，且在所述第一導(dǎo)電層外側(cè)上與所述第一導(dǎo)電層絕緣設(shè)置的第二導(dǎo)電層；以及與所述第一電阻層同心，且在所述第一電阻層外側(cè)上與所述第二導(dǎo)電層相對設(shè)置的第二電阻層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，一體形成所述第一電阻層和所述第二電阻層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，其還具有用比作用在第二開關(guān)接點上的力更大的力推壓所述操作體、從而輸出第三信號的第三開關(guān)接點。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，其還具有用比作用在第二開關(guān)接點上的力更大的力推壓所述操作體、從而輸出第三信號的第三開關(guān)接點，所述第三開關(guān)接點具有與所述第二導(dǎo)電層同心，且在所述第二導(dǎo)電層的外側(cè)與所述第二導(dǎo)電層絕緣設(shè)置的第三導(dǎo)電層，和與所述第二電阻層同心，且在所述第二電阻層的外側(cè)上與所述第三導(dǎo)電層相對設(shè)置的第三電阻層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，在所述操作體的下面具有推壓所述第一開關(guān)接點的第一突起部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，所述第一突起部呈環(huán)狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，在所述操作體的下面具有推壓所述第二開關(guān)接點的第二突起部。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，在所述操作體的下面具有推壓所述第三開關(guān)接點的第三突起部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，在所述操作體的上面，設(shè)置有從中央向外周伸出的凹部和凸部的任一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多方向操作開關(guān)，其特征在于，還具有在所述操作體中央可上下動地配置的按鈕；以及通過所述接鈕的推壓操作輸出第四信號的第四開關(guān)接點。
13.一種多方向輸入裝置，其特征在于，具有多方向操作開關(guān)、顯示部和控制部，所述多方向操作開關(guān)具有圓盤狀操作體；通過以圓弧狀軌跡推壓滑動所述操作體上面，從而輸出連續(xù)變化的第一信號的第一開關(guān)接點；以及通過推壓而輸出第二信號的第二開關(guān)接點，所述控制部使所述多方向操作開關(guān)和所述顯示部連接，檢測所述多方向操作開關(guān)的第一信號和第二信號，控制所述顯示部的顯示。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多方向輸入裝置，其特征在于，在所述控制部檢測該第一信號期間中止該第二信號的檢測。
全文摘要
本發(fā)明是在便攜電話或便攜信息終端等的各種電子設(shè)備內(nèi)使用的多方向操作開關(guān)。該開關(guān)通過以大致圓弧狀軌跡推壓滑動大致呈圓盤狀的操作體，第1開關(guān)接點輸出連續(xù)變化的第一信號。并且，通過更進(jìn)一步推壓，第二開關(guān)接點輸出第二信號。在該多方向操作開關(guān)上一體形成兩個開關(guān)接點，由于不需要組合各個部件，所以能簡單地構(gòu)成，使小型化成為可能。
文檔編號H01C10/34GK1492459SQ0315702
公開日2004年4月28日 申請日期2003年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月9日
發(fā)明者岡田裕康, 澤田昌樹, 井上浩人, 山本保, 人, 樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社