专利名称：多方向操作开关和使用它的多方向输入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在便携电话或便携信息终端等各种电子设备内使用的多方向操作开关和使用它的多方向输入装置。
背景技术：
近年来，便携电话或便携信息终端等各种电子设备的高功能化正在进展中。在其内使用的操作开关也可以旋转操作或推压操作等操作形式不同的各种开关组合、构成，通过一个操作钮进行复合操作的设备增多。
例如，在便携电话等内使用对操作钮进行旋转操作的基础上也可进行推压操作的开关。通过这样的开关，例如，通过操作钮的旋转操作，对旋转型编码器进行操作，从设备显示部所显示的多个电话号码中选择规定的电话号码。而且，通过向与对同一操作钮进行旋转操作不同的方向进行推压操作，使保持旋转型编码器的基板移动。而且，操作其下方的按钮开关，拨打所选择的电话号码。
这样的开关例如在特开2002-117751号公报中公开。
然而，在上述现有的操作用开关中，组合旋转操作或推压操作等操作形式不同的多个开关，通过一个操作钮对它们进行操作。因此，各个部件的配置或构成受限制的同时，总体的空间也变大，小型化是困难的。
发明内容
本发明的多方向操作开关通过以圆弧状轨迹推压滑动圆盘状的操作体上面，第一开关接点输出连续变化的第一信号。而且，通过更一步推压，第二开关接点输出第二信号。并且，本发明的多方向输入装置把控制部连接到前述多方向操作开关的同时，把显示部连接在该控制部上。该控制部检测多方向操作开关的第一信号和第二信号，控制显示部的显示。
图1是本发明实施方式1的多方向操作开关的截面图。
图2是本发明实施方式1的多方向操作开关的分解立体图。
图3是本发明实施方式1的多方向输入装置的示意图。
图4A，图4B是本发明实施方式1的多方向操作开关在推压操作时的截面图。
图5是本发明实施方式1的多方向操作开关的操作体的立体图。
图6是本发明实施方式2的多方向操作开关的截面图。
图7是本发明实施方式2的多方向输入装置的示意图。
图8A-C是本发明实施方式2的多方向操作开关在推压操作时的截面图。
图9是推压操作本发明实施方式2的多方向操作开关的中央按钮时的截面图。
图10A是本发明实施方式2的多方向输入装置的显示部的显示图。
图10B是图10A的显示图放大后的显示图。
图10C是图10A的显示图缩小后的显示图。
图10D是将图10A的显示图指针移动后的显示图。
图10E是将图10D的显示图的指针进一步移动后的显示图。
具体实施例方式
(实施方式1)图1，图2分别是本发明实施方式1的多方向操作开关的截面图，分解立体图。
在绝缘基板(以下称为基板)21的上下面形成多条配线图形(未图示)。在基板21的上面电气独立地、呈同心状形成由铜等良导电性的两层大体是环形的导电层22A，22B。此外，电阻片(以下称为片)25由可挠性聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等构成，设置在基板21的上方。而且，片25与导电层22A，22B对置的面上形成环状以碳等构成的电阻层26。而且，在基板21和片25之间贴附有在中央具有通孔的间隔垫24，两导电层22A，22B和电阻层26隔开规定间隔地对置。根据该构成，内侧导电层22A和电阻层26构成第1开关接点，外侧导电层22B和电阻层26构成第2开关接点。
大体圆盘状的操作体28由具有弹性的橡胶或人造橡胶等构成，设置在片25的上方。操作体28下面的中央附近的两只凸出部28A压入基板21的孔21A内，进行安装、固定。而且环状突起部29A从操作体28的外周下面的内侧突出。突起部29A的圆弧状前端与导电层22A上方的片25上面接触。突起部29B是与突起部29A同样的环状，圆弧状前端向导电层22B上方的片25突出。在突起部29B前端和片25上设置规定的间隔。这样就构成了本实施方式的多方向操作开关。
这样，本实施方式的多方向操作开关的构成部件数仅有基板21、间隔垫24、片25、操作体28这四个，比较少，并且两个开关接点通过环状导电层和电阻层一体形成，不需要对各个部件进行组合。通过这样简单的构成，成为容易小型化的构成。
如图3所示，在电阻层26上以大体等间隔设置四个导出部27A，27B，27C，27D，在导电层22A，22B上分别设置导出部23A，23B。而且，导出部27A～27D，23A，23B和显示部50连接在控制部40上，构成多方向输入装置。显示部50由液晶显示元件等构成，控制部40由安装在基板21上微型计算机等构成。
以上述所示构成的多方向输入装置作为一例，对在便携电话内时的动作加以说明。在以下的说明中，用户从显示部50所显示的多个电话号码中选择规定的电话号码后，拨打所选择的电话号码。
首先，如图4A所示，如果用手指等以规定的力推压操作体28上面外周，使操作体28倾倒，使下面内侧的突起部29A推压片25上面，使片25向下面弯曲。据此，其下面的电阻层26与对置的内侧导电层22A接触，使电阻层26和导电层22A之间成为导通状态。该导通状态向控制部40输出。而且，例如，推压操作的位置在图3所示点30A的情况下，首先，控制部40以导出部27C作为接地，在导出部27A上施加电压，通过从导出部23A输出的电阻值，检出推压位置是点30A或点30B的任一点。其次，以导出部27D作为接地，在导出部27B上施加电压，同样地可以检测推压位置是点30A或30C的任一点。由此控制部40可以点30A作为推压位置而检测。
而且，如果推压着操作体28的上面，使手指向例如顺时针方向大体呈圆弧状滑动，则电阻层26和导电层22A的接触位置向顺时针方向变化，使该电阻值例如从大值向小值连续变化。该电阻值变化作为从第一开关接点的第一信号向控制部40输出。这样，由于第1开关接点由环状导电层22A和环状电阻层26构成，所以可以使电阻值连续地变化。此外，通过设置突起部29A可靠地操作第一开关接点。通过环状形成突起部29A，用户可以平滑地呈大体圆弧状地按压滑动。
其次，控制部40检测该第一信号，当第一信号在顺时针方向变化时，例如使带状光标或箭头状指针等在显示部50所显示的多个电话号码上从上向下移动。与其相反，向逆时针方向大体呈圆弧状推压滑动时，控制部40检测该连续变化的信号，使光标等从下向上移动。
而且，在光标等位于所希望的电话号码处的状态下，如图4B所示，如果用更大的操作力推压操作体28上，则操作体28进一步倾倒。而且，除了突起部29A推压的部分之外，突起部29B也推压片25的上面，使片25向下方弯曲。据此，其下面的电阻层26与对置的外侧导电层22B接触，电阻层26和导电层22B之间也成为导通状态。该电阻值作为来自第二开关接点的第二信号向控制部40输出。而且，控制部40检测该第二信号，通过发信部(未图示)拨打所选择的电话号码。另外，通过设置突起部29B可以可靠地操作第二开关接点。
这样，根据本实施方式，通过以大致呈圆弧状的轨迹推压滑动大体呈圆盘状的操作体28，第一开关接触点输出连续变化的第一信号。而且，通过进一步推压，第二开关接触点输出第二信号。这样通过构成多方向操作开关，使该开关接点一体形成、没有必要组合各个部件。因此，通过简易的构成，得到可小型化的多方向操作开关。此外，用上述多方向操作开关的多方向输入装置，可根据第一信号例如移动显示部上的光标或指针等选择电话号码，检测第二信号，从而决定选择的功能。这样，通过简单的构成，得到可小型化的多方向输入装置。
优选在控制部40检测连续变化的第一信号期间，不检测第二信号。据此，例如边推压滑动操作体28，边选择电话号码时，即使误操作地进一步以更大的操作力推压，输出第二信号的情况下，控制部40也不检测该信号。因此防止了误操作等。
根据以上说明，在基板21上以同心状地形成导电层22A，22B，在内侧导电层22A和电阻层26之间构成第一开关接点，在外侧导电层22B和电阻层26之间构成第二开关接点。可是，在基板21上只形成作为第一开关接点的内侧导电层22A，即使在其外侧附近位置上作为第二开关接点设置按钮开关等，实施本发明也是可能的。
另外，如图5所示，希望在操作体28上面设置从大致中央向外周呈幅射状伸出的线状凹部31。据此，用手指等呈大体圆弧状推压滑动时，由于推压位置容易判断，所以容易使用多方向操作开关。在图5中，设置两条线状的凹部31，然而条数不限于此。凹部31不一定非要连成一体。也可以设置同样外形的凸部以取代凹部31。
(实施方式2)图6是本发明实施方式2的多方向操作开关的截面图。
在绝缘基板(以下称为基板)61的上下面上形成多个配线图形(未图示)。在基板61的上面电气独立地、呈同心状形成良导电性的三个大体呈环状的导电层62A，62B，62C。在基板61的中央部上形成环状的外侧接点(以下称为接点)73A和中央接点(以下称为接点)73B。在基板61上方设置电阻片(以下称为片)65。而且在片65与导电层62A，62B，62C对置的面上形成环状电阻层66。在基板61和片65之间贴附间隔垫64，以规定间隔使导电层62A，62B，62C与电阻层66对置。这样，内侧导电层62A和电阻层66构成第一开关接点，中侧导电层62B和电阻层66构成第二开关接点，外侧导电层62C和电阻层66构成第三开关接点。片65、各导电层、电阻层66的材料与实施方式1是同样的。通过这样设置第三开关接点，与实施方式1同样使组合多方向操作开关变得简便。
穹形可动接点(以下称为接点)74由金属薄片制成，具有弹性。接点74按照中央部以预定间隔和接点73B隔开、而外周下端部配置在接点73A上的方式载置。这样，接点73A、接点73B和接点74构成第四开关接点。
大体呈圆盘状的操作体68与实施方式1同样地具有突起部69A，69B。此外，在外周上还有第3个突起部69C。突起部69C也是圆环状。突起部69C的前端和片65之间的间隔比内侧的突起部68B的前端和片65之间的间隔更大。通过设置突起部69C，与实施方式1同样可靠地操作第三开关接点。
按钮78经聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等可挠性片75设置在接点74的上方。按钮78通过薄壁部78A连接在操作体68中央、一体形成的同时，可上下动地配置。这样，构成了本实施方式的多方向操作开关。
如图7所示，在电阻层66上设置四个导出部67A～67D，在三个导电层62A，62B，62C上分别设置导出部63A，63B，63C。而且，在控制部80上连接导出部67A～67D，63A～63C和显示部90。接点73A接地，接点73B连接在控制部80上。这样，构成了多方向输入装置。显示部90由液晶显示元件等构成，控制部80由安装在基板61上的微型计算机等构成。
对以上述所示构成的多方向输入装置作为一例在便携信息终端上使用时的动作加以说明。在以下的说明中，用户改变在显示部90上显示的图形大小，移动指示显示，选择所希望的场所后，显示该选择场所的电话号码或住所等。
首先，如图10A所示，在显示部90上显示规定图像的状态下，如图8A所示，如果用手指等以规定的力对操作体68上面外周作推压操作，则操作体68倾倒。而且，下面内侧的突起部69A推压片65上面，使片65向下方弯曲。据此，其下面电阻层66与对置的内侧的导电层62A接触，使电阻层66和导电层62A之间成为导通状态。该导通状态输出到控制部80，与实施方式1同样地进行操作，控制部80检测推压的位置。而且如果推压着操作体68的上面，使手指例如向顺时针方向大体呈圆弧状地滑动，则电阻层66和导电层62A的接触位置向顺时针方向变化，电阻值连续变化。该电阻值的连续变化作为第一信号输出到控制部80。
而且，控制部80检测该第一信号，如图10B所示，放大了被显示部90显示的图像。与此相反，在向逆时针方向大体呈圆弧状地推压滑动时，控制部80检测第一信号，如图10C所示，缩小图像。
而且，在图像如图10A所示变化到希望大小的状态下，如图8B所示，如果用更大的操作力推压操作体68上的右下部，则操作体68进一步向右下侧倾倒。而且，除了下面内侧的突起部69A推压的部分之外，中间的突起部69B也推压片65的上面，使片65向下方弯曲。据此，其下面的电阻层66与对置的中侧导电层62B接触，电阻层66和导电层62B之间也成为导通状态。该电阻值作为第二信号输出到控制部80。而且，控制部80检测该第二信号，如图10D所示，使箭头状的指针从预定位置的左上向右下方向移动。
其次，如图8C所示，如果用比图8B中更大的操作力推压操作体68，则操作体68向右下侧更大地倾倒。而且，除了下面内侧的突起部69A或中侧的突起部69B推压的部分之外，外侧的突起部69C也推压片65的上面，使片65向下方弯曲。据此，其下面的电阻层66与对置的外侧导电层62C相接触，电阻层66和导电层62C之间也成为导通状态，该电阻值作为第三信号向控制部80输出。而且，控制部80检测该第三信号，使指针更加速地向右下方移动。
而且，如图10E所示在指针位于所希望位置的状态下，如图9所示，向下方推压操作按钮78。这样，按钮78边使薄壁部78A和片75弯曲，边推压接点74的顶点部。据此，接点74作反向动作，中央部与接点73B接触，使接点73A和接点73B之间成为导通状态。通过该导通第四信号向控制部80输出。而且，控制部80检测第四信号，显示所选择场所的电话号码或住所等。在图10E中选择“学校”。
这样，如果根据本实施方式，设置第三开关接点，用比作用在第二开关接点上的力更大的力推压操作体68，则从该第三开关接点输出第三信号。据此，可以进行更多的功能转换。在上述说明中，改变了在显示部上显示的指针等的移动速度。
而且，在操作体68中央可上下动地配置按钮78，设置用于通过按钮78的推压操作进行电气通断的第四开关接点。据此，除了大体呈圆盘状操作体68的操作之外，通过在操作体68中央设置的按钮78，能以不同的操作形式进行更多功能转换或选择。
在以上的说明中阐述了在操作体68上面施加的推压荷重大小在三个阶段的情况。可是，推压荷重的阶段数不限于此。即，在导电层62C的更外侧设置导电层，通过增加与此对应的电阻层66的宽度和操作体68的突起部数，即使对于以更大的操作压力进行的推压操作，也可以同样地进行检测。即，配设同心状电气独立的多段导电层，设置与其对应的电阻层66的宽度或突起部，构成多段的开关接点。据此，例如也可以进一步改变显示部上显示的指示显示等的移动速度等，可进行更多的的转换功能等。
对作为通过薄壁部78A连接按钮78和操作体68的一体形成的结构进行了说明，然而，也可以在与操作体68不同的物体上形成按钮，使按钮上下可动地保持在操作体68上。
如以上所述，根据本实施方式，以简易的构成可以得到可小型化的多方向操作开关和使用它的多方向输入装置。
与实施方式1同样地，也可以在操作体68的上面设置从大致中央向外周幅射状地伸出的线状凹部或凸部。
在实施方式1，2中，只设置一层电阻层。但通过一体构成电阻层，使电阻层的形成变得简单，然而也可以分别独立地设置电阻层，以便与各导电层相对。
权利要求
1.一种多方向操作开关，其特征在于，具有圆盘状的操作体；通过以圆弧状轨迹推压滑动所述操作体上面，从而输出连续变化的第一信号的第一开关接点；以及通过推压而输出第二信号的第二开关接点。
2.根据权利要求1所述的多方向操作开关，其特征在于，所述第一开关接点具有圆环状的第一导电层和与所述第一导电层相对的第一电阻层。
3.根据权利要求2所述的多方向操作开关，其特征在于，所述第二开关接点具有与所述第一导电层同心，且在所述第一导电层外侧上与所述第一导电层绝缘设置的第二导电层；以及与所述第一电阻层同心，且在所述第一电阻层外侧上与所述第二导电层相对设置的第二电阻层。
4.根据权利要求3所述的多方向操作开关，其特征在于，一体形成所述第一电阻层和所述第二电阻层。
5.根据权利要求1所述的多方向操作开关，其特征在于，其还具有用比作用在第二开关接点上的力更大的力推压所述操作体、从而输出第三信号的第三开关接点。
6.根据权利要求3所述的多方向操作开关，其特征在于，其还具有用比作用在第二开关接点上的力更大的力推压所述操作体、从而输出第三信号的第三开关接点，所述第三开关接点具有与所述第二导电层同心，且在所述第二导电层的外侧与所述第二导电层绝缘设置的第三导电层，和与所述第二电阻层同心，且在所述第二电阻层的外侧上与所述第三导电层相对设置的第三电阻层。
7.根据权利要求1所述的多方向操作开关，其特征在于，在所述操作体的下面具有推压所述第一开关接点的第一突起部。
8.根据权利要求7所述的多方向操作开关，其特征在于，所述第一突起部呈环状。
9.根据权利要求1所述的多方向操作开关，其特征在于，在所述操作体的下面具有推压所述第二开关接点的第二突起部。
10.根据权利要求5所述的多方向操作开关，其特征在于，在所述操作体的下面具有推压所述第三开关接点的第三突起部。
11.根据权利要求1所述的多方向操作开关，其特征在于，在所述操作体的上面，设置有从中央向外周伸出的凹部和凸部的任一种。
12.根据权利要求1所述的多方向操作开关，其特征在于，还具有在所述操作体中央可上下动地配置的按钮；以及通过所述接钮的推压操作输出第四信号的第四开关接点。
13.一种多方向输入装置，其特征在于，具有多方向操作开关、显示部和控制部，所述多方向操作开关具有圆盘状操作体；通过以圆弧状轨迹推压滑动所述操作体上面，从而输出连续变化的第一信号的第一开关接点；以及通过推压而输出第二信号的第二开关接点，所述控制部使所述多方向操作开关和所述显示部连接，检测所述多方向操作开关的第一信号和第二信号，控制所述显示部的显示。
14.根据权利要求13所述的多方向输入装置，其特征在于，在所述控制部检测该第一信号期间中止该第二信号的检测。
全文摘要
本发明是在便携电话或便携信息终端等的各种电子设备内使用的多方向操作开关。该开关通过以大致圆弧状轨迹推压滑动大致呈圆盘状的操作体，第1开关接点输出连续变化的第一信号。并且，通过更进一步推压，第二开关接点输出第二信号。在该多方向操作开关上一体形成两个开关接点，由于不需要组合各个部件，所以能简单地构成，使小型化成为可能。
文档编号H01C10/34GK1492459SQ0315702
公开日2004年4月28日 申请日期2003年9月9日 优先权日2002年9月9日
发明者冈田裕康, 泽田昌树, 井上浩人, 山本保, 人, 树 申请人:松下电器产业株式会社