專利名稱：輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種主要用于各種電子設備的操作的輸入裝置。
背景技術：
近年來，伴隨著攜帶式電話或個人計算機等各種電子設備的高性能化或小型化的 發(fā)展，對用于其操作的輸入裝置也謀求實現(xiàn)小型化、薄型化，且能夠進行可靠的操作。參照圖9，對現(xiàn)有的輸入裝置進行說明。圖9是現(xiàn)有的輸入裝置的剖面圖。圖9中，操作體11為直徑5 IOmm左右的球 狀，并為絕緣樹脂制。磁鐵12為大致圓盤狀，由鐵素體等制成。而且，多個磁鐵12以規(guī)定 間隔埋設于操作體11的外周。另外，上殼體13、下殼體14均由金屬薄板制成。操作體11以能夠旋轉的方式收納 于上殼體13與下殼體14之間，操作體11上部從上殼體13上面的開口孔突出。而且，在配線基板15的上下表面形成有多個配線圖案(未圖示)。在該配線基板 15的上面安裝有霍爾元件等多個磁性檢測元件16。例如，在前后左右安裝有四個磁性檢測 元件16，且與操作體11隔開規(guī)定間隔相對配置，從而構成輸入裝置。這樣構成的輸入裝置以使操作部11上部突出的方式安裝于攜帶式電話或個人計 算機等電子設備的操作部(未圖示)。于是，多個磁性檢測元件16經由配線圖案或引線(未 圖示)等與設備的電路(未圖示)電連接。在以上的構成中，設備的液晶顯示元件等顯示部(未圖示)上顯示名稱或標題等 多個菜單或光標(未圖示)等。當用手指向前后左右方向旋轉操作操作體11的上部時，埋 設于操作體11外周的多個磁鐵12也進行旋轉。例如，當向左方向旋轉時，首先，磁鐵12A 接近磁性檢測元件16，接著，磁鐵12B接近磁性檢測元件16。而且，多個磁性檢測元件16檢測這樣交互接近、分離的多個磁鐵12的磁性，將具 有偏移規(guī)定時間的相位差的電壓信號向設備的電路輸出。而且，設備的電路根據(jù)這些電壓 信號檢測操作體11的旋轉方向或旋轉角度。其結果是，例如使設備的顯示部顯示的菜單上 的光標等向左方向只移動旋轉角度部分。將操作部11向右方向或前后方向、或者向與這些方向不同的中間的斜方向進行 旋轉操作時，同樣地，也從多個磁檢測元素16輸出電壓信號。而且，電路檢測操作體11的 旋轉方向和旋轉角度。其結果是，光標等向右方向或上下方向，或者斜方向移動。這樣，通過一邊看設備的顯示部，一邊將操作體11向規(guī)定方向進行旋轉操作，能 夠使顯示部上顯示的光標等向規(guī)定方向移動，能夠很容易進行菜單的選擇等。另外，作為與該申請的發(fā)明相關的現(xiàn)有技術文獻信息，例如，公知有(日本)特開 2009-123198 號公報。但是，在上述現(xiàn)有的輸入裝置中，為了使手指易于操作，將直徑5 IOmm左右和 比較大的形狀的、球狀的操作體11被收納于上殼體13和下殼體14之間。而且，由于旋轉 操作該操作體11進行旋轉方向和旋轉角度的檢測，因此，作為裝置必須具有一定的高度尺寸。因此，難以實現(xiàn)輸入裝置整體的薄型化。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決這樣現(xiàn)有的課題而提出的，提供一種實現(xiàn)薄型化且能夠進行可 靠操作的輸入裝置。本發(fā)明的輸入裝置的構成為，將以規(guī)定的角度間隔形成N極和S極的圓柱狀或球 狀的多個磁鐵可旋轉地安裝于殼體，并且將多個磁性檢測元件隔開規(guī)定的間隙與該磁鐵相 對配置。通過旋轉操作直徑2 3mm左右的小的多個磁鐵，進行旋轉方向和旋轉角度的檢 測，由此，例如能夠進行手指的操作方向和操作量的檢測。因此，能夠將裝置整體形成為小 尺寸，實現(xiàn)薄型化。另外，能夠得到能夠可靠操作的輸入裝置。


圖1是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的剖面圖；圖2是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的分解立體圖；圖3是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的部分側面圖；圖4是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的立體圖；圖5A是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的俯視圖；圖5B是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的俯視圖；圖6是本發(fā)明的其它實施方式的輸入裝置的部分側面圖；圖7是本發(fā)明的其它的實施方式的輸入裝置的俯視圖；圖8A是本發(fā)明的再其它實施方式的輸入裝置的俯視圖；圖8B是本發(fā)明的再其它實施方式的輸入裝置的俯視圖；圖9是現(xiàn)有的輸入裝置的剖面圖。
具體實施例方式以下，參照圖1 圖8，對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，為了容易理解構成，這些圖被局部放大尺寸進行表示。(實施方式1)圖1是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的剖面圖；圖2是本發(fā)明的實施方式1的 輸入裝置的分解立體圖。在圖1、圖2中，上殼體1由ABS等絕緣樹脂制成。下殼體由聚縮 醛等絕緣樹脂制成。在下殼體2上形成有橢圓形狀的四個開口部2A、和與之連結的半圓柱 狀的一對保持部2B。另外，在上殼體1上設有比開口部2A稍小的橢圓形狀的四個開口部 1A。磁鐵3A 3D為大致橢圓球狀，由直徑2 3mm左右的鐵素體或Nd-Fe-B合金等 制成。圖3是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的部分側面圖。在圖3中，磁性不同的N 極和S極以規(guī)定的角度間隔(例如，60度間隔)鄰接而形成。另外，在磁鐵3A的中心設有 突出為圓柱狀的一對旋轉軸4。而且，四個磁鐵3A 4D的旋轉軸4插入下殼體2的保持部2B。
圖4是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的立體圖。圖4中，在開口部2A(參照圖 2)內，在左右方向上分別可旋轉地安裝有磁鐵3A和與之相對的磁鐵;3B。另外，在與磁鐵 3A、3B正交方向的前后方向上分別可旋轉地安裝有磁鐵3C和與之相對的磁鐵3D。磁性體5 (參照圖2、為大致板狀，由非晶體鈷或鐵、高導磁鐵鎳合金、Ni-Fe合金 等制成。而且，四個磁性體5分別安裝于磁鐵3A 3D側方的下殼體2的上面。該下殼體2 的上面由上殼體1覆蓋，磁鐵3A或;3B等的上部從上殼體1的開口部1A(參照圖2)突出。這四個開口部IA或2A、磁鐵3A 3D的間隔各為3 5mm左右。因此，由于比手 指寬度以下的4 IOmm左右的尺寸更小，因此，用一個手指就能夠同時觸及四個磁鐵3A 3D。配線基板6由苯酚紙或環(huán)氧樹脂玻璃等制成。在配線基板6的上下表面上通過銅 箔等形成有多個配線圖案(未圖示)。在磁鐵3A 3D下方的配線基板6的上面安裝有檢 測垂直方向的磁性的霍爾元件或檢測水平方向的磁性的GMR元件等四個磁性檢測元件7。如圖3所示，磁性檢測元件7由檢測垂直方向的磁性的磁性檢測元件7A和檢測與 之正交方向的水平方向的磁性的磁性檢測元件7B成對形成。開關觸點8(參照圖2)由按鈕開關等制成。護板9由聚對苯二甲酸乙二醇酯等 薄膜狀的薄片制成。開關觸點8安裝在被四個磁性檢測元件7包圍的中央部的配線基板 6的上面。而且，該配線基板6的上面由護板9覆蓋，在從開關觸點8向上方突出的按扣部 8A(參照圖1)抵接有通過印刷等形成于護板9的下表面的凸部9A(參照圖1)。接著，對制作這樣構成的輸入裝置的方法進行說明。首先，在磁鐵3A 3D中央的貫通孔插入并固定旋轉軸4。之后，使磁鐵3A 3D 磁化，N極和S極以規(guī)定的角度間隔鄰接形成。而且，這些磁鐵3A 3D能旋轉地被收納于 上殼體1和下殼體2之間，制作輸入單元。接著，將開關觸點8及磁性檢測元件7安裝在配線基板6的上面。其后，用護板9 覆蓋配線基板6的上面。最后，將上述的輸入單元可上下移動地配置在該罩護板9的上方， 從而完成輸入裝置。這樣，本發(fā)明的輸入裝置中，直徑2 3mm左右小的四個磁鐵3A 3D以成為手指 的寬度以下的尺寸可旋轉地被安裝收納于上殼體1和下殼體2之間。因此，即使將配線基 板6或開關觸點8等的高度相加，也能夠將裝置整體的高度形成為3 5mm左右較低的尺 寸。因此，能夠大幅度地實現(xiàn)薄型化。這樣構成的輸入裝置以使磁鐵3A 3D上部突出且能夠上下移動的方式安裝于攜 帶式電話或個人計算機等電子設備的操作部(未圖示)。另外，開關觸點8或多個磁性檢測 元件7經由配線圖案或引線(未圖示)等與設備的電路(未圖示)電連接。圖5A、5B是本發(fā)明的實施方式1的輸入裝置的俯視圖。在圖5A、5B中，例如考慮 在設備的液晶顯示元件等顯示部(未圖示)上顯示有名稱或標題等菜單或光標(未圖示) 等的狀態(tài)下，用一個手指同時觸及四個磁鐵3A 3D的情況。例如，如圖5A的俯視圖所示，當向左右方向移動手指時，在與其正交方向的前后 方向上可旋轉的磁鐵3C或3D不旋轉。但是，在左右方向可旋轉的磁鐵3A和;3B以旋轉軸 4(參照圖1)為中心進行旋轉。而且，如圖3所示，磁鐵3A下方的磁性檢測元件7檢測N極和S極以規(guī)定的角度間隔鄰接形成且通過旋轉使N極和S極交互發(fā)生變化的磁鐵3A的磁性。此時，磁性檢測元 件7A檢測垂直方向的磁性，與之成對的磁性檢測元件7B檢測水平方向的磁性。因此，由磁性檢測元件7A輸出的電壓信號和由磁性檢測元件7B輸出的電壓信號 具有偏移規(guī)定時間的相位差。而且，這些電壓信號從磁性檢測元件7輸出到設備的電路上。同時，也從磁鐵:3B下方的磁性檢測元件7輸出同樣具有相位差的電壓信號。而且， 設備的電路基于這些電壓信號的相位差檢測磁鐵3A和;3B的旋轉方向和旋轉角度，其結果 是，使設備的顯示部顯示的菜單上的光標等向左右方向移動旋轉角度的量。接著，如圖5B所示，考慮向前后方向移動手指的情況。在該情況下，使在左右方向 上可旋轉的磁鐵3A或;3B不旋轉，而使在前后方向上可旋轉的磁鐵3C和3D旋轉。從這些 磁鐵3C和3D下方的磁性檢測元件7向電路輸出具有與上述同樣的相位差的電壓信號。而 且，基于具有這些相位差的電壓信號，電路檢測手指向前后方向的移動，使顯示部的光標等 向上下方向移動旋轉角度的量。另外，考慮向上述的左右方向和前后方向的中間的斜方向移動手指的情況。該情 況下，磁鐵3AJB及磁鐵3C、3D四個均旋轉。而且，從這些下方的磁鐵檢測元件7輸出具有 各相位差的電壓信號。其結果是，電路檢測手指向斜方向的移動，從而使顯示部的光標等向 斜方向移動。另外，考慮在光標等位于所希望的菜單上的狀態(tài)下按壓操作磁鐵3A 3D的情況。 該情況下，上殼體1和下殼體2向下方移動，護板9發(fā)生撓曲，護板9下面的凸部9A按壓按 扣部8A。于是，進行開關觸點8的電連接、電分離，設備的電路檢測該狀態(tài)，進行菜單的確定 或下一個菜單的顯示等。另外，當解除對磁鐵3A 3D的按壓力時，通過開關觸點8的彈性恢復力，按扣部 8A按壓凸部9A，因而，上殼體1和下殼體2向上方移動，恢復到初始狀態(tài)。這樣，通過一邊看設備的顯示部，一邊將觸及四個磁鐵3A 3D的手指向左右方向 或前后方向、或者向這些方向的中間的斜方向移動，能夠使顯示部顯示的光標等向規(guī)定方 向移動。于是，進行菜單的選擇等，并且通過按壓操作磁鐵3A 3D，由此，能夠很容易進行 菜單的確定或下一個菜單的顯示等。另外，通過手指的移動使四個磁鐵3A 3D旋轉，利用垂直方向和水平方向的磁性 檢測這些各自的旋轉。該檢測方法為利用一對磁性檢測元件7A和7B，根據(jù)具有相位差的電 壓信號檢測手指的移動的方法。因此，能夠進行高精度的檢測，能夠進行可靠的操作。另外，通過旋轉操作N極和S極以規(guī)定的角度間隔形成的、直徑2 3mm左右小的 多個磁鐵，進行旋轉方向和旋轉角度的檢測。因此，如上所述，能夠將輸入裝置形成為小尺 寸，能夠實現(xiàn)大幅度的薄型化。另外，護板9覆蓋安裝有開關觸點8及磁性檢測元件7的配線基板6的上面。因 而，在從磁鐵3A 3D與上殼體1及下殼體2的間隙浸入有一些水滴等的情況下，也能夠防 止這些水滴等附著在開關觸點8或磁檢測元件7、配線基板6上。而且，四個磁性體5分別配置于磁鐵3A 3D的側方。因而，防止在小的尺寸中， 四個磁鐵3A 3D彼此的磁力互相影響。另外，在磁鐵3A 3D旋轉時，能夠得到具有咔嗒 感(點擊感)的良好的操作感。另外，除上述的四個磁性體5的構成以外，也可以是在磁鐵3A 3D的中央設置一個磁性體5，從而防止彼此的磁力相互影響的構成，也可以是將磁性體5連結成環(huán)狀的構 成?；蛘?，既可以將點擊感用和防止磁力用的磁性體5分別設置，也可以是將這些的形狀形 成為不同形狀的構成。在本發(fā)明的實施方式1中，將檢測垂直方向的磁性的磁性檢測元件7A和檢測水平 方向的磁性的磁性檢測元件7B為一對的磁性檢測元件7配置在磁鐵3A等的下方。圖6是本發(fā)明的其它實施方式的輸入裝置的部分側面圖。圖6中，使用的是檢測 垂直方向的磁性的磁性檢測元件7A和7C被并列配置的磁性檢測元件7。根據(jù)這些磁性檢 測元件位置不同而產生的時間偏移來檢測具有相位差的電壓信號，由此，進行磁鐵3A等旋 轉方向和旋轉角度的檢測的構成，也能夠實施本發(fā)明。另外，在本發(fā)明的實施方式1中，在上殼體1和下殼體2之間，在與左右方向正 交的方向上可旋轉地安裝有磁鐵3A、3B，在與前后方向正交的方向上可旋轉地安裝有磁鐵 3C、3D。圖7是本發(fā)明的其他實施方式的輸入裝置的俯視圖。圖7中，在左右方向上可旋 轉地安裝磁鐵3A，在前后方向上可旋轉地安裝;3B。而且，也可以為磁鐵3C及3D分別在相 對于其傾斜(例如，傾斜45度左右)的斜方向上可旋轉地安裝的構成。圖8A、8B是本發(fā)明的再其它的實施方式的輸入裝置的俯視圖。在圖8A、8B中，在 操作的方向少時，不是四個磁鐵3A 3D，可以是兩個磁鐵。如圖8A所示，也可以將兩個磁 鐵3A和:3B在相同方向可旋轉地安裝。另外，如圖8B所示，也可以將其在正交方向上可旋轉 地安裝。除此之外，作為將八個磁鐵在各方向上可旋轉地安裝，且檢測各操作方向的構成， 也能夠實施本發(fā)明。另外，在本發(fā)明的實施方式1中，使用N極和S極以規(guī)定的角度(例如，60度)間 隔，每三個鄰接形成的磁鐵3A等。但是，檢測精度稍微有點低，也可以是N極和S極以180 度間隔各形成一個的結構?；蛘?，為使用以45度間隔各形成四個的結構，能夠進一步提高 檢測精度。另外，本發(fā)明的實施方式1中，磁鐵3A的形狀為大致橢圓球狀。但是，只要是圓柱 狀或球狀等具有一定程度的圓度且易于進行旋轉操作的形狀，多種形狀都可實施本發(fā)明。這樣，根據(jù)本實施方式，將N極和S極以規(guī)定的角度間隔形成的大致圓柱狀或大致 球狀的多個磁鐵3A 3D可旋轉地安裝于上殼體1和下殼體2之間。而且，將多個磁性檢 測元件7A或7B隔開規(guī)定的間隙與這些磁鐵3A 3D相對配置，由此，用手指旋轉操作直徑 2 3mm左右小的多個磁鐵3A 3D。于是，根據(jù)這些旋轉方向和旋轉角度能夠進行手指的 操作方向和操作量的檢測。因此，能夠將裝置整體形成為小的尺寸，實現(xiàn)大幅度的薄型化。 另外，能夠得到能夠可靠操作的輸入裝置。另外，如上所述，對在配線基板6的上面安裝按鈕開關，形成有開關觸點8的構成 進行說明。但是，也可以通過碳等在配線基板6的上面設置多個固定觸點，且在其上載置半 球狀且導電金屬薄板制的可動觸點?；蛘?，也可以為利用使下面形成有可動觸點的橡膠等 的按扣與固定觸點的上方相對的觸點等各種各樣開關觸點的構成。本發(fā)明的輸入裝置具有實現(xiàn)薄壁型化且能夠實現(xiàn)可靠操作的優(yōu)點的效果，主要用 于各種電子設備的操作。
權利要求
1. 一種輸入裝置，其將以規(guī)定的角度間隔形成N極和S極的圓柱狀或球狀的多個磁鐵 可旋轉地安裝于殼體，并且將多個磁性檢測元件隔開規(guī)定的間隙與該磁鐵相對配置。
全文摘要
一種輸入裝置，將以規(guī)定的角度間隔形成N極和S極的圓柱狀或球狀的多個磁鐵(3A～3D)能夠旋轉地安裝于上殼體(1)和下殼體(2)內，并且將多個磁性檢測元件(7A、7B)隔開規(guī)定的間隙與該磁鐵(3A～3D)相對配置。于是，用手指旋轉操作直徑2～3mm左右小的多個磁鐵(3A～3D)，由于根據(jù)這些磁鐵的旋轉方向和旋轉角度能夠進行手指的操作方向和操作量的檢測，因此，能夠將裝置整體形成為小尺寸，可得到實現(xiàn)薄型化且能夠可靠操作的輸入裝置。
文檔編號G06F3/033GK102087554SQ201010578708
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2009年12月7日
發(fā)明者井上浩人, 葉山宜敬, 山本保, 片岡憲治, 西村健司 申請人:松下電器產業(yè)株式會社