專利名稱：操作輸入裝置和使用該裝置的電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可應用于移動電話或移動音樂播放器的操作輸入裝置。
背景技術：
迄今為止，用于移動電話等的操作輸入裝置例如包括基部；印刷電路板，該電路板板具有多個安裝在其上側的按鈕開關和磁場測定元件并且該電路板疊置在基部上并與其形成一體；設置在印刷電路板上的操作板；和圓盤式操作撥盤，在該撥盤中，具有交替布置的N極和S極的環(huán)形磁體組裝在操作撥盤的下側，并且該操作撥盤可轉動地組裝在操作板上。采用操作輸入裝置，當操作撥盤被轉動時，環(huán)形磁體的磁通量的變化由磁場測定元件檢測到，從而測定轉動方向，當操作撥盤被壓下時，按鈕開關被操作(參照JP-A-2003-280799)。
操作輸入裝置示意性地由圖19示出。從附圖可知，回轉件(操作撥盤)154的外周邊緣通過安裝在基部120上的保持環(huán)164進行保持。這里，回轉件(操作撥盤)154經受轉動操作和下壓操作，由此驅動未示出的任何按鈕開關。在這種情況下，當回轉件154的上外周邊緣在下壓該回轉件154的外周邊緣的過程中抵靠保持環(huán)164時，操作感受變差，并因此出現間隙G1。不過由于出現間隙G1，回轉件154在垂直方向上變得搖晃。因此考慮通過彈性件向上回轉件154推。但是，采用這種結構，保持環(huán)164和回轉件154的上外周邊緣相接觸，在回轉件154的轉動操作時會產生摩擦。這就導致無法實現平滑轉動操作的問題。
發(fā)明內容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)良操作感受的操作輸入裝置，該裝置可消除操作撥盤的垂直搖晃，并確保平滑的轉動操作。
為了實現上述目的，根據本發(fā)明的操作輸入裝置包括基部；印刷電路板，該電路板具有安裝在其上側上的多個按鈕開關和磁場測定元件，并且該電路板疊置在所述基部上并與其形成一體；操作板，該操作板被支撐在所述基部上，從而在所述印刷電路板上可進行垂直地移動；和圓盤式操作撥盤，其中交替布置有N極和S極的環(huán)形磁體組裝在所述操作撥盤的下側，并且該操作撥盤可轉動地組裝在所述操作板的上側；其中，所述圓盤式操作撥盤被轉動，由此在所述圓盤式操作撥盤被壓下的同時通過所述磁場測定元件檢測所述環(huán)形磁體的磁通量的變化并且測定轉動方向，由此通過所述操作板操作任何按鈕開關。
在本發(fā)明中，支撐在基部上的操作板具有下壓操作功能，從而可進行垂直運動，賦予可轉動地組裝到操作板上側上的操作撥盤轉動操作功能。因此，可消除垂直搖晃，并允許平滑的轉動操作，從而獲得具有優(yōu)良操作感受的操作輸入裝置。
作為根據本發(fā)明的實施例，布置在所述操作板和所述圓盤式操作撥盤之間的滑動片的外周邊緣部分由所述基部支撐，由此向所述操作板施加推動力。
根據該實施例，滑動片向下推動操作板，從而可更可靠地防止操作板的垂直搖晃，并且改善操作感受。
在本發(fā)明中，一種操作輸入裝置可以包括基部；印刷電路板，該電路板具有安裝在其上側上的多個按鈕開關和磁場測定元件，并且該電路板疊置在所述基部上并與其形成一體；操作板，該操作板布置在所述印刷電路板上；圓盤式操作撥盤，其中交替布置有N極和S極的環(huán)形磁體組裝在所述操作撥盤的下側，并且該操作撥盤可轉動地組裝在所述操作板的上側；和柔性滑動片，該柔性滑動片布置在所述操作板與所述圓盤式操作撥盤之間并且其外周邊緣由所述基部支撐；其中，所述圓盤式操作撥盤被轉動，由此在所述圓盤式操作撥盤被壓下的同時通過所述磁場測定元件檢測所述環(huán)形磁體的磁通量的變化并且測定轉動方向，由此通過所述操作板操作任何按鈕開關。
根據本發(fā)明，操作板通過支撐在基部上的柔性滑動片進行支撐。這里，下壓操作功能被賦予滑動片和操作板，同時轉動操作功能被賦予可轉動地組裝在操作板上側上的操作撥盤。因此，可消除垂直搖晃，并且允許平滑地轉動操作，從而獲得具有優(yōu)良操作感受的操作輸入裝置。
作為根據本發(fā)明的實施例，所述操作板的下側可以被從所述基部切割出并且突起的彈性臂向上推動，由此被向上促動。
根據該實施例，操作板被向上推動，從而使多余的負載不作用在按鈕開關上，并且可防止任何的誤操作。而且，由于操作板不需要被作為分離構件的彈性臂向上推動，所以構件的數量和組裝工時數較小，并且可獲得高生產率的操作輸入裝置。
作為根據本發(fā)明的另一實施例，彈性墊可布置在所述按鈕開關和所述操作板之間。
根據該實施例，被壓縮的彈性墊向上推動操作板，并且可防止垂直搖晃。而且，由于彈性墊可包容組裝錯誤，所以不需要高組裝精度，并且有利于操作輸入裝置的制造。
根據本發(fā)明的電子設備包括上述操作輸入裝置以圓盤式操作撥盤外露的方式組裝，從而可從外部進行操作。
根據本發(fā)明，其優(yōu)勢在于，可獲得能夠進行沒有垂直搖晃的平滑轉動操作的電子設備。
圖1A是移動電話的前視圖，其中結合有根據本發(fā)明的操作輸入裝置的第一實施例；圖1B是操作輸入裝置的放大前視圖；圖2A和2B是透視圖，其中圖1A和1B中所示的操作輸入裝置分別從上方和下方示出；圖3是分解透視圖，其中圖2A所示的操作輸入裝置的零件被分解并且從上方示出；圖4是分解透視圖，其中圖2A所示的操作輸入裝置從上方示出；圖5是分解透視圖，其中圖2B所示的操作輸入裝置的零件被分解并且從下方示出；圖6是分解透視圖，其中圖2B所示的操作輸入裝置從下方示出；圖7A、7B和7C分別是圖1所示的操作輸入裝置的前視圖、沿圖7A所示的線B-B和線C-C所作的剖視圖；圖8A、8B和8C分別是圖1所示的操作輸入裝置的前視圖、沿圖8A所示的線B-B和線C-C所作的剖視圖；圖9A和9B是透視圖，其中根據本發(fā)明的操作輸入裝置的第二實施例分別從上方和下方示出；圖10A和10B是分別與圖9A和9B所示的透視圖對應的剖視圖；圖11是分解透視圖，其中圖9A所示的操作輸入裝置從上方示出；圖12是分解透視圖，其中圖9B所示的操作輸入裝置從上方示出；圖13A、13B和13C分別是圖9A和9B所示的操作輸入裝置的前視圖、沿圖13A所示的線B-B和線C-C所作的剖視圖；圖14A和14B是透視圖，其中根據本發(fā)明的操作輸入裝置的第三實施例分別從上方和下方示出；圖15A和15B是分別與圖14A和14B所示的透視圖相對應的剖視圖；圖16是分解透視圖，其中圖14A所示的操作輸入裝置從上方示出；圖17是分解透視圖，其中圖14B所示的操作輸入裝置從下方示出；圖18是示出根據本發(fā)明的操作輸入裝置的操作原理的示意性剖視圖；圖19是示出現有技術實例中的操作輸入裝置的操作原理的示意性剖視圖。
具體實施例方式
下面將結合圖1A至圖18說明根據本發(fā)明的操作輸入裝置的實施例。
在每個實施例中的操作輸入裝置應用于移動電話。如圖1A和1B所示，設置于移動電話1中的監(jiān)視器2的滾動條(未示出)由操作輸入裝置3滾動，下文將說明通過按鈕40等給出選擇指令。順便說一句，附圖標記4表示十個按鍵，附圖標記5表示麥克風，附圖標記6表示揚聲器。
如圖4和6所示，操作輸入裝置3包括金屬基部10，柔性印刷電路板20疊置于該基部上并且與其形成一體；由樹脂制成的薄膜蓋30，該蓋具有預先疊置在其下側的中心按鈕開關29a和四個按鈕開關29b-29e；操作中心按鈕開關29a的按鈕40；支撐在金屬基部10上的操作板50；放置在操作板50上側上的滑動片50；和操作撥盤70，該撥盤裝配并固定有環(huán)形磁體65，并且在其下側上鉚接并固定有固定環(huán)45，該撥盤可轉動地安裝在操作板50上。
如圖4所示，金屬基部10在平面圖中基本上為矩形，并且在其中間部分切割出并豎起一對定位支柱11、11，并且在各個定位支柱外側設置有夾具孔(jig hole)12、12。而且，金屬基部10具有在其各個側邊緣的中間切割出并豎起的彈性接合接收件13。
由柔性樹脂薄膜制成的印刷電路板20由基本上呈矩形形狀的電路板主體20a和從電路板主體20a延伸的引線部20b形成，電路板的后表面涂布有粘合材料并且覆蓋有表面剝離的紙。這里，電路板主體20a的中心設置有同心導電部分21a，并且相對其上的導電部分21a交叉布置有同心導電部分21b、21c、21d、21e。而且，印刷電路板20在分別對應于金屬基部10的定位支柱11和夾具孔12的位置處設置有定位孔22和夾具孔23。此外，用于告知操作狀態(tài)的LED 24安裝在電路板主體20a的各個角部，并且一對霍爾元件25a、25b安裝在該電路板主體20a上，從而彼此相對并將導電部分21a夾置在其間。
順便說一下，導電部分21a-21e并不只限制成同心結構。這些導電部分的每個都可以是，例如，基本上在平面圖中呈C形一個導電部分具有居中布置的另一導電部分，從而被引出。
由樹脂制成的薄膜蓋30具有平面形狀，由此該薄膜蓋可被安裝在電路板主體20a上。該由樹脂制成的薄膜蓋30在其涂布有粘和材料的后表面中的與各個導電部分21a-21e相對應的那些位置處設置有粘著部分31a-31e。形成按鈕開關29a-29e的平的圓頂狀的倒置彈簧分別粘著于粘著部分31a-31e。此外，由樹脂制成的薄膜蓋30在分別對應于金屬基部10的定位支柱11和夾具孔12的位置處設置有定位孔32和夾具孔33。
按鈕40的外邊緣形狀使得該按鈕可被插入將在下文進行說明的操作撥盤70的操作孔71中。防滑出的環(huán)形肋41一體地模制在按鈕40的外邊緣的下端的邊緣部分。而且，按鈕40在其底面中心突出地設置有下壓凸塊42(圖6)，并且該按鈕在環(huán)形肋41的外周表面形成有接合金屬基部10的各個定位支柱11的導引切口43。
固定環(huán)45鉚接并固定在將在下文進行說明的操作撥盤70的下側上，由此可轉動地將操作撥盤70組裝于操作板50。
操作板50是基本上在平面圖中呈矩形的樹脂模制件，并且其可覆蓋金屬基部10。該操作板50在中心設置有裝配孔51，并且在該板的裝配孔51的下側的外周邊緣部分處形成有環(huán)形階梯52(圖6)。而且，操作板50在與由樹脂制成的薄膜蓋30的各個粘著部分31b-31e相對應的位置處突出地設置有下壓凸塊53b-53e。此外，操作板50在與各個霍爾元件25a、25b相對應的位置處設置有矩形孔54，并且在各邊的邊緣部分的中心處設置有彈性爪55以使之向側面突出。順便說一下，矩形孔54設置成利于磁通量順利地通過。
滑動片60具有同心的圓形形狀，由此，該滑動片可覆蓋操作板50的上側，并且該片在其外周邊緣部分處設置有彈性舌狀件61，該舌狀件接合金屬基部10的各個彈性接合接收件13。
環(huán)形磁體65具有交替布置的N極和S極，并且其裝配并固定于將在下文說明的操作撥盤70的環(huán)形凹槽75。尤其，根據該實施例，環(huán)形磁體65嵌入操作撥盤70的環(huán)形凹槽75中，并且其并不直接與滑動片60接觸。這將帶來下述優(yōu)勢，即可獲得作用在操作撥盤70上的摩擦阻力較低并且可平滑操作的薄式操作輸入裝置3。
操作撥盤70居中設置有可裝配入按鈕40的操作孔71，該撥盤在其上側的外周部分處設置有防滑凸起72，所述凸起徑向延伸并且具有相等的間距。而且，如圖6所示，操作撥盤70在操作孔71的下側的外周邊緣部分處同心地設置有環(huán)形突起73，用于鉚接并固定所述固定環(huán)45，并且該操作撥盤70在環(huán)形突起73的下表面上突出地設置有鉚接突起74。此外，操作撥盤70在環(huán)形突起73的外側同心地設置有環(huán)形凹槽75，用于將環(huán)形磁體65裝配并固定于其中。順便說一下，圓盤式操作撥盤70不需要總是圓形的，只要它可以轉動，也可以采用例如等邊的八邊形形狀。
接下來，將說明組裝上述構件的過程。
首先，金屬基部10的夾具孔12分別設定于未示出的夾具的一對定位銷，由此定位該金屬基部10。隨后，在其上的預定位置處安裝有霍爾元件25a、25b和LED 24的該印刷電路板20的夾具孔23和定位孔22分別設定于夾具的該對銷和金屬板10的定位支柱11，由此將印刷電路板20粘著于金屬基部10并與其形成一體。此外，將變?yōu)榘粹o開關29a-29e的圓頂形倒置彈簧分別粘著于由樹脂制成的薄膜蓋30的粘著部分31a-31e并形成一體。而且，由樹脂制成薄膜蓋30的夾具孔33和定位孔32分別設置于夾具的該對定位銷和金屬基部10的定位支柱11，由此將樹脂薄膜30粘著于印刷電路板20并形成一體，并形成由粘著于樹脂薄膜30的倒置彈簧制成的按鈕開關29a-29e。
另一方面，環(huán)形磁體65裝配入操作撥盤70的環(huán)形凹槽75并且粘合并固定于此。而且，滑動片60定位在操作板50的上側，并且操作撥盤70的環(huán)形突起73裝配入裝配孔51。此外，固定配件45定位于操作撥盤70的環(huán)形突起73，并且環(huán)形突起73的鉚接突起74被插入固定配件45的鉚接孔46并被鉚接。因此，操作板50和滑動片60被保持在操作撥盤70和固定環(huán)45之間，并且操作撥盤70通過滑動片60可轉動地支撐在操作板50上。
而且，如圖3所示，按鈕40定位在印刷電路板20的按鈕開關29a上。此外，按鈕40裝配入操作撥盤70的裝配孔71中，并且操作板50的彈性爪55和滑動片60的彈性舌狀件61與金屬基部10的彈性接合接收件13相接合，由此完成組裝操作。這里，滑動片60的彈性舌狀件61與彈性接合接收件13在它們稍微向下彎折的狀態(tài)下相接合，從而產生促進力。
根據該實施例，操作板50不可轉動地固定于基部10，并且操作撥盤70被壓下，由此提供壓下按鈕開關29a-29e的下壓操作功能。另一方面，可轉動地組裝在操作板50的上側的操作撥盤70被轉動，由此提供轉動操作功能。
因此，根據該實施例，操作板50的彈性爪55被保持與基部10的彈性接合接收件13相接合，從而防止操作板50在水平方向上變得搖晃。
而且，操作板50被按鈕開關的彈性力向上推動，從而不會在垂直方向上搖晃。
而且，滑動片60的彈性舌狀件61保持與彈性接合接收件13相接合，由此向下推動操作板50，從而可更可靠地防止操作板50的垂直搖晃。而且，滑動片60也向上推動操作撥盤70。因此，操作撥盤70由于慣性力而被抑止過分轉動，從而帶來不易產生任何的錯誤操作的優(yōu)勢。
順便說一下，操作板50和操作撥盤70也可以被支撐以使得只有布置在操作板50和操作撥盤70之間的滑動片60的彈性舌狀件61與基部10的彈性接合接收件13相接合。
接下來，將說明上述結構的操作輸入裝置3所用的操作方法。
當操作撥盤70被轉動，由此轉動與該操作撥盤一體形成的環(huán)形磁體65時，磁場的變化分別被霍爾IC 25a、25b對檢測到，并根據被檢測到的變化測定轉動方向和轉動強度。
而且，測定出的結果通過未示出的控制電路隨著監(jiān)視器2的顯示屏上的滾動條的移動而被反映出。隨后，在滾動條已經到達預定位置的情況下，按鈕40被壓下，由此通過下壓凸塊42操作中心按鈕開關29a，從而輸出選擇命令。
可選擇地，與例如圖8B所示的下壓凸塊53e相對應的操作撥盤70的外周部分也可被壓下，由此倒置并開啟直接位于下壓凸塊53e下部的按鈕開關29e的倒置彈簧。
如圖9A至13C所示，本發(fā)明的第二實施例對應于下述情況，即，操作板50被從金屬基部的外周邊緣部分切割出來并突起的彈性臂14向上推動，由此防止操作板50在垂直方向上變得搖晃。與第一實施例中相同的部件使用相同的附圖標記，并且省略了對它們的說明。
根據第二實施例，操作板50被向上推動，從而使多余的負載不會作用到按鈕開關29a-29e上，并且可防止任何的誤操作。而且，由于不需要作為分離構件的彈性臂，所以構件的數量和組裝工時數較小，并且可獲得高生產率的操作輸入裝置。
如圖14A至圖17所示，本發(fā)明的第三實施例對應于下述情況，即，彈性墊34通過由樹脂制成的薄膜蓋30放置于按鈕開關21a-21e上。順便說一下，與第一實施例中相同的部件使用相同的附圖標記，并且省略了對它們的說明。然而為了簡要起見，由樹脂制成的薄膜蓋30沒有在圖14A至15C中示出。
根據第三實施例，彈性墊34用于向上推動操作板50，由此可防止操作板50在垂直方向上變得搖晃。特別地，由于彈性墊34可吸收由于組裝大量構件而得到的累計錯誤，所以不需要高的組裝精度，并且可獲得易于制造的操作輸入裝置。
順便說一下，圖18示出了上述原理。推動附圖中的操作板50的彈性構件對應于上述各個實施例中的滑動片60、彈性臂14和彈性墊34。
而且，可通過下述方式很好地防止搖晃，即，彈性墊布置在印刷電路板20的上側與操作板50的下側之間，從而向上推動該操作板50。
當然，根據本發(fā)明的操作輸入裝置并不局限于移動電話，其也可應用到另一移動設備或任何其他的電子設備上。
權利要求
1.一種操作輸入裝置，包括基部；印刷電路板，該電路板具有安裝在其上側上的多個按鈕開關和磁場測定元件，并且該電路板疊置在所述基部上并與其形成一體；操作板，該操作板支撐在所述基部上，從而在所述印刷電路板上可進行垂直地移動；和圓盤式操作撥盤，其中交替布置有N極和S極的環(huán)形磁體組裝在所述操作撥盤的下側，并且該操作撥盤可轉動地組裝在所述操作板的上側；其中，所述圓盤式操作撥盤被轉動，由此在所述圓盤式操作撥盤被壓下的同時通過所述磁場測定元件檢測所述環(huán)形磁體的磁通量的變化并且測定轉動方向，由此通過所述操作板操作任何按鈕開關。
2.根據權利要求1所述的操作輸入裝置，其中，布置在所述操作板和所述圓盤式操作撥盤之間的滑動片的外周邊緣部分由所述基部支撐，由此向所述操作板施加推動力。
3.一種操作輸入裝置，包括基部；印刷電路板，該電路板具有安裝在其上側上的多個按鈕開關和磁場測定元件，并且該電路板疊置在所述基部上并與其形成一體；操作板，該操作板布置在所述印刷電路板上；圓盤式操作撥盤，其中交替布置有N極和S極的環(huán)形磁體組裝在所述操作撥盤的下側，并且該操作撥盤可轉動地組裝在所述操作板的上側；和滑動片，該滑動片布置在所述操作板與所述圓盤式操作撥盤之間并且其外周邊緣由所述基部支撐；其中，所述圓盤式操作撥盤被轉動，由此在所述圓盤式操作撥盤被壓下的同時通過所述磁場測定元件檢測所述環(huán)形磁體的磁通量的變化并且測定轉動方向，由此通過所述操作板操作任何按鈕開關。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的操作輸入裝置，其中，所述操作板在其下側被從所述基部切割出來并且突起的彈性臂向上推動，由此被向上促動。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的操作輸入裝置，其中，彈性墊布置在所述按鈕開關與所述操作板之間。
6.一種包括根據權利要求1至5中任一項所述的操作輸入裝置的電子設備，該裝置安裝有外露的所述圓盤式操作撥盤，從而可從外側操作。
全文摘要
本發(fā)明公開一種操作輸入裝置包括基部；印刷電路板，該電路板具有安裝在其上側上的多個按鈕開關和霍爾元件，該電路板疊置在所述基部上并與其形成一體；操作板，該板支撐在所述基部上，從而在所述印刷電路板上可進行垂直地移動；和圓盤式操作撥盤，其中交替布置有N極和S極的環(huán)形磁體組裝在所述操作撥盤的下側，并且該操作撥盤可轉動地組裝在所述操作板的上側。這里，所述圓盤式操作撥盤被轉動，由此在所述圓盤式操作撥盤被壓下的同時通過所述霍爾元件檢測所述環(huán)形磁體的磁通量的變化并且測定轉動方向，由此通過所述操作板操作任何按鈕開關。所述操作撥盤被防止在水平方向上搖晃，并且其確保平滑的轉動操作，由此提供優(yōu)良的操作感受。
文檔編號H01H19/00GK1841276SQ20061007194
公開日2006年10月4日 申請日期2006年4月3日 優(yōu)先權日2005年4月1日
發(fā)明者宮坂岳志, 三好和明 申請人:歐姆龍株式會社