CN1447216A - 旋转操作型输入装置以及使用该装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种旋转操作型输入装置，其对于在基台上配置的可旋转的操作体下面安装的环状磁铁，通过基台下部的基板部上配置的检测元件，检测操作体旋转时的磁场强度的变化并得到规定的输出。由于操作体旋转操作时，使环状磁铁和(位于基台上的)磁铁之间发生吸引排斥力，从而得到操作感觉，所以旋转感觉和信号输出易于同步化，另外也可以使旋转感觉的恶化非常少。

Description

旋转操作型输入装置以及使用该装置的电子设备

技术领域

本发明涉及进行电话簿检索，各种输入操作等中所使用的旋转操作型输入装置以及使用该装置的电子设备。

背景技术

为了进行电子设备的文字输入和在画面上表示的各种功能项目的选择、确定的操作，一直在使用磁力旋转操作型输入装置。

用图4以及图5来说明这种现有的旋转操作型输入装置。

图4为现有的磁力旋转操作型输入装置的剖面图，图5为作为主要部分的旋转操作感觉发生机构部件的构成图。图4以及图5中，基板部101为平板状，位于旋转操作型输入装置的底面。在该基板部101的上方结合有下方开口的箱型的顶盖部102。

基板部101上面的中央位置上设置有凹陷部101A，同时在其相对的位置上的顶盖部102的顶盖部上设置有贯通孔102A。

旋转部件103由将下方的圆柱轴部件103A、上方的圆柱状的操作轴103B以及圆板部103C固定而构成。

圆板部103C位于圆柱轴部103A和操作轴103B之间。圆板部103C具有图中没有示出的磁铁。该圆板部103C位于由基板部101和顶盖部102构成的内部空间的方式，圆柱轴部103A可旋转地镶嵌在基板部101的凹陷部101A中。操作轴103B从顶盖部102的贯通孔102A以向外突出的形态安装。

另外，在该圆板部103C的周边近旁位置上，配置有能检测磁场强度变化的MR元件等的检测元件104，其终端104A通过基板部101向外方突出。

弹性弹簧105固定在圆板部103C的上面，从而可以和旋转部件103一起回转。弹性弹簧105上设置的凸状的触接部105A和顶盖部102的顶盖部下面规则的设置的凹凸部106弹性连接。

现有的磁力旋转操作型输入装置的构成如上所述。对向外方突出的操作轴103B进行旋转操作使旋转部件103旋转时，圆板部103C上安装的磁铁也一起旋转，磁场分布状态就发生了变化。通过检测元件104可以读出该磁场强度的变化，从终端104A送出规定的信号。

另外，该旋转操作时，由于弹性弹簧105在凹凸部106上，沿图5的箭头107所示方向发生弹性滑动，因此产生了点击的感觉。

该点击的感觉，作为旋转操作时的旋转操作感觉传达给操作者。

该弹性弹簧105，在没有进行旋转操作的通常状态下，也具有防止旋转部件103在不注意的情况下旋转，发出错误信号的防止旋转机能。另外，在通常情况下，触接部105A以规定的弹性连接力按押并连接在凹凸部106的凹部的侧面部分。

但是，上述现有的旋转操作型输入装置中，安装弯曲加工形成的弹性弹簧105和顶盖部102的凹凸部106以产生操作时的感觉。另一方面，通过检测元件104，检测伴随着在旋转部件103中安装的磁铁的移动所产生的磁场强度的变化，可以得到旋转部件103的旋转量等。因此，出现了难以取得旋转感觉和信号输出同步的课题。

另外，通过重复旋转操作，顶盖部102的凹凸部106也会发生磨损，也存在着容易发生旋转感觉恶化的课题。

发明内容

旋转操作型输入装置具有：旋转操作用的操作体，位于所述操作体下面、相对旋转中心同心安装的多极磁化的环状磁铁，支持所述操作体自由旋转的基台，以不接触方式检测所述环状磁铁的随着所述操作体的旋转操作的旋转的检测元件，安装在所述基台上与所述环状磁铁相对并在其和所述环状磁铁之间产生吸引排斥力从而产生操作感觉的磁性体。

电子设备具有：存储多个数据的存储部，显示存储的数据的显示部，上述的旋转操作型输入装置，以及开关。电子设备通过对操作体的回转操作，从存储部中存储的数据中检索所需项目，并且通过操作开关决定上述检索到的项目。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中的旋转操作型输入装置的剖面图；

图2为图1所示的旋转操作型输入装置的分解立体图；

图3为说明图1所示的旋转操作型输入装置上的开关在按压操作时的状态的剖面图；

图4为现有的磁力旋转操作型输入装置的剖面图；

图5为图4所示的旋转操作型输入装置的主要部分的旋转操作感觉发生机构部的构成图。

具体实施方式

本发明是为了解决这样的现有的课题而研发的，本发明的目的在于提供在容易使旋转感觉和信号输出同步的同时即使重复旋转操作也不会发生旋转感觉恶化的旋转操作型输入装置，以及使用该装置的电子设备。

以下，根据图1～图3说明本发明的实施例。

图1为本发明的一个实施例中的旋转操作型输入装置的剖面图，图2为图1的分解立体图。在图1及图2中，操作体11是树脂制，形成为略圆形环状。在其下面同样加工成环状的由硅钢板或磁性不锈钢构成的磁性板及其下方的环状磁铁13，同心状的重叠配合在一起。

该磁性板12及环状磁铁13，通过插入操作体11而成形，以较高的精度固定成一体。

环状磁铁13，以规定的角度交互设置N极和S极，或者只使同极磁化。

另外，在图2中，为了易于判断，环状磁铁13的磁化部分以斜线标出。

作为环状磁铁13，既可以用树脂等将单个的磁铁连接以形成环状，进一步又可以形成一部分开口的从上面看为字母C的形状。

上述操作体11，可自由旋转的支持在环状壁部14A之上，该环状壁部14A设置在固定有用来产生操作感觉的磁铁15的基台14的上面外周部。

该磁铁15和环状磁铁13下面，在上下方向上保持规定的间隔，以相对状态配置。

另外，上述产生操作感觉的磁铁15，也可为单纯的磁体。

该基台14也在中央具有贯通孔14B并形成环状，内筒部14C和上述环状壁部14A之间，在规定的角度范围之内设置有排泄孔14D。

另外，如图1所示，基台14的内筒部14C的外周壁可以旋转的贴靠在圆环形状的限制壁部11A的内周，该圆环形状的限制壁部11A设置在操作体11的下面。

另一方面，在基板部20的上面，按照规定的角度位置安装有一个或多个的能检测磁场强度变化的MR元件等检测元件21。为了覆盖该检测元件21，其上覆盖有具有可挠性的绝缘垫22。

该绝缘垫的上面安装有包含操作体11、磁性板12、环状磁铁13以及基台14而构成的机构部。

即，检测元件21通过绝缘垫22，位于排泄孔14D中，并使检测元件21和环状磁铁13在上下方向上相对安装，并且环状磁铁13的下面和检测元件21的绝缘垫22的上面配置为在上下方向上只留出很小的间隔的样子。

这样，环状磁铁13通过绝缘垫22，成为和基板部20上安装的检测元件21相对的状态。

在基台14的中央处设置的贯通孔14B处，在上下方向上相对的基板部20的位置上配置了按压型的开关23。

该开关23可任意构成，在本实施例中表示了如下的构成：在基板部20上配置的外侧固定接点24上，装载由弹性金属薄板形成上方被加工成为凸状的圆顶形状的可动接点25的外周下端，该可动接点25的中央部下面和基板部20上配置的中央固定接点26以规定的间隔相对。

使用这种构成的开关23，可以将开关接点部的厚度变薄，因此是理想的。

另外，可动接点25通过具有可挠性的绝缘带25A，贴附并固定在基板部20A的上面。

在该开关接点部的绝缘带25A上，通过绝缘垫22，装载了操作按钮30。该操作按钮30配置在基台14的贯通孔14B内，边缘部30A的周面被基台14的内筒部14C的内周壁所限制以可上下移动配置。该边缘部30A的上面通过和操作体11的圆形中央孔11B周边的下面部触接，形成上方位置的限制。

另外，绝缘垫22由于覆盖在开关23的开关接点部分以及检测元件21之上，因此可以保护基板部20的开关接点部分以及检测元件21的安装部分等，使其具有优良的防尘以及防水性。

绝缘垫22上，如果将基板部20的其它地方上安装的各种部件也都进行覆盖，基板20整体就变得具有优良的防尘以及防水性。

在操作体11的上面中和操作体11的回转中心同心的圆周上，以相等的间隔，设置了放射状的小突起11C。

上述操作按钮30的上端，从操作体11的圆形中央孔11B处向上方突出，其高度位置设定为和操作体11的小突起11C的高度位置相同，或者比操作体11的小突起11C的高度位置稍高。

固定部件40由设备的箱体等构成，固定部件40通过向下方突出形成的脚部40A的前端将绝缘垫22紧紧的压进基板20上，同时通过在其脚部40A上设置的内侧台阶部40B决定并固定了基台14的位置。

该固定部件40，没有在图2中表注而省略。

在内侧台阶部40B的内侧上，设置有突出形成的上面壁部40C，其配置为空开规定间隔覆盖着没有设置小突起11C的操作体11的上面周边部分的上方。通过上面壁部40C，防止了操作体11向上脱出。

即，在操作体11的上面中央的规定范围和操作体11的内侧配置的开关23的操作按钮30，以从固定部件40向外突出的形态构成。

本实施例的旋转操作型输入装置即为上述的磁力型装置，下面说明其动作。

首先，对于环状的操作体11的上面，说明以手指来进行的水平面上的旋转操作的情况。操作体11被基台14的内筒部14C的外周壁约束，同时进行水平旋转，其上固定的环状磁铁13也一同旋转。

这时，由于操作体11上设置有小突起11C，将手指放在小突起11C中便可进行操作。因此，手指不易滑动，且构成简单易于操作，并且该旋转操作可以不离开手指连续进行。

伴随着该环状磁铁13的旋转，磁场的分布状态发生变化，检测元件21将该磁场强度的变化检测，从检测元件21可以得到规定的旋转信息的输出。

另外，由于设置了两个以上的检测元件21，这些输出如果被设置为可以得到具有相位差的脉冲输出的形态，就可以检测旋转量和旋转方向。就可以形成具有所谓旋转型编码器机能的机构。

由于磁性板12位于操作体11和环状磁铁13之间，因此可以屏蔽从操作体11的上面向外部漏出的磁场，同时可增强没有设置磁性板12的环状磁铁13下方的磁场强度。由此，由于可以伴随着操作体11的旋转大大的改变磁场强度，因此容易提高其检测精度。

另一方面，对上述操作体11进行旋转操作时，基台14上配置的用于产生操作感觉的磁铁15与环状磁铁15重复进行吸引、排斥，因此可以得到作为操作感觉的该吸引排斥力。

此时，如上所述，由于从环状磁铁13产生的磁场强度很大，所以可以得到良好的操作感觉。

这样，本实施例中的机构，对于伴随一个环状磁铁13的旋转而产生的磁场强度的变化，可以从检测元件21得到规定的输出。并且，由于和磁铁15的吸引排斥力而得到，因此易于使信号输出和旋转感觉同步。

另外，在上述机构中，在想比较便宜地构成时，可以使环状磁铁13磁化为单磁极磁极，同时可以将磁铁15置换为单磁体。

操作体11的旋转操作方法，即使为上述已说明之外的方法，也可以得到同样的效果。

在不进行上述旋转操作的的通常状态下，在磁铁15和环状磁铁13的磁场的平衡位置操作体11停止，不会由于不注意而旋转。

接着，说明按压操作从操作体11的圆形中央孔11B中突出的操作按钮的情况，即开关23按压操作时的动作。如图3中箭头50所示，如果以手指按压操作按钮30的上端，操作按钮30的边缘部30A的周面由基台14的内筒部14C的内周壁所限制向下移动，通过绝缘垫22用操作按钮30的下端按压可动接点25的中央部。

如果增大规定的向下按压力，如图3所示，可动接点25随着限制而翻转，其中央部下面接触中央固定接点26。这样一来，装载可动接点25的外周下端的外侧固定接点24和中央固定接点26之间成为电流导通的状态，从两固定接点24和26分别导出的导出部(图中未表示)之间电流导通。

如果除去对上述操作按钮30的按压操作力，可动接点25根据自身的弹性回复力回复到原来的形状，(中央部下面)从中央固定接点26上脱离，外侧固定接点24和中央固定接点26之间返回到了不导电的状态，同时通过上述回复力操作按钮30被押上到原来的位置。

在该按压操作时，即使在手指等接触到了位于操作按钮30周边上的操作体11的情况下，由于操作体11停止在磁铁15和环状磁铁13的磁场平衡位置处，所以不会发生错误信号。

上述的旋转操作和按压操作，由于外径在操作体11的外周的圆形面积内进行，手指的移动量很小，因此持续进行可以方便操作。

另外，具有上述操作体11的旋转防止机能的旋转感觉发生机构，是利用了磁铁15和环状磁铁13之间的吸引排斥力，以不接触的方式所构成的，因此，旋转感觉的恶化非常少，可以一直得到良好的旋转操作感觉。

这样，本发明中的旋转操作型输入装置实现了易于使旋转感觉和信号输出同步，并且即使重复对操作体11进行旋转操作，旋转感觉也不会恶化。

进而，以下描述具备本发明的实施例中表示的旋转操作型输入装置的电子设备。

电子设备搭载了存储部、显示部、在本实施例中说明的操作体11的内侧上配置有开关23的旋转操作型输入装置。存储部将电话号码簿等数据以规定的排列状态存储。例如，通过操作体11的旋转操作，以从检测元件21得到的第一信号为基础，从存储部中存储的的电话号码簿等的数据中选择希望的规定项目的电话号码。该过程中，存储部中存储的数据中的必要部分在显示部中被适当的显示。通过开关23的按压操作，以开关接点部变为导通状态所得到的第二信号为基础，实行对上述电话号码的决定·确定以及发射等操作。

另外，上述的使用方法只作为一个例子，对第一信号以及第二信号分配适当必要的机能，也可以实现各种各样机能的操作。

此时，由于可以如上所述可以以较少的手指的移动容易连续进行旋转操作以及按压操作，因此可以实现操作性优良的电子设备。

另外，如果设备具有上述开关23，就可以分别得到两个信号，因此可以容易适应设备的多机能化，但是，即使没有搭载开关23，操作感觉恶化的情况也极少发生，因此可以得到操作性优良的设备。

包含配置有上述开关23的情况的该旋转操作型输入装置，由于可以构成为厚度很薄且和操作范围相当的投影面积很小的紧凑性，所以可以容易的适应搭载该装置的设备的薄型化和小型化。

另外，将操作体的上面在水平面上进行旋转操作的那样对操作体11进行操作会使搭载在设备上，设备的薄型化成为可能，但是也可以用通常的操作钮对操作体11进行操作，手把着操作体的周围进行回转操作。

作为开关23的构成，也可以构成为上述以外的。例如也可以配置滑动型的，或者具有多个开关接点部分的所谓的多方向操作型的，进一步也可以成为这些开关的组合。

本发明的旋转操作型输入装置，对于用来发生信号的操作体下面安装的环状磁铁，通过检测元件可以检测旋转信息，同时在该环状磁铁的向对位置上配置有磁体，将磁体和环状磁铁之间发生的吸引排斥力作为旋状操作时的感觉。因此，实现了易于使旋转感觉和信号输出同步，并且得到即使重复进行操作旋转感觉也不会恶化的磁力式旋转操作型输入装置。

另外，通过设置磁性板，可以屏蔽从操作体向外漏出的磁场，同时没有设置磁性板的环状磁铁的下方的磁场强度变强。因此，仅仅将检测元件和磁体配置在环状磁铁下方，就可以检测精度较高的旋转信息以及得到良好的旋转感觉。

通过在包括操作体、环状磁铁、和基台而构成的机构部，以及安装有检测元件的基板部之间配置垫，可以得到防尘·防水性能优良的机构。

另外，通过将操作体作成为环状形状，在该操作体的内侧位置上配置开关，由对操作体的旋转操作可以得到第一信号，由其内侧配置的开关的操作可以得到第二信号。除此之外，由于开关配置在操作体内部，因此可以使投影面积很小。如果像将操作体的上面在水平面上进行旋转操作的那样进行操作，可以在不将手指离开的情况下连续进行操作体的旋转操作，同时接着旋转操作，可以稍微移动手指顺利地进行开关的操作。

通过在操作的上面在相对于该操作体的旋转中心同心的圆周上以等间隔设置小突起，当将操作体的上面在水平面上进行旋转操作时，由于可以将手指放在小突起之上，因此可以使手指难以滑动，以简单的构成实现容易的控制。

另外，作为本发明的电子设备至少具有：存储多个数据的存储部、将存储的数据显示的显示部、旋转操作型输入装置。该电子设备通过操作体的旋转操作在上述存储部的被存储的数据中检索所要的项目，以及通过对上述操作体的内侧上配置的开关的操作，显示对上述检索项目决定的结果。使该旋转操作型输入装置的操作体从设备箱体上露出，通过将操作体的上面按照可以在水平面上进行旋转操作那样构成，可以以较少的手指的移动量进行对数据的检索和决定，实现易于操作的操作性优良的设备。

根据本发明的上述特征，得到了下述有利效果，即实现了易于使旋转感觉和信号输出同步，并且得到即使重复进行操作，旋转感觉也不会恶化的磁力旋转操作型输入装置。搭载该旋转操作型输入装置的电子设备也成为操作性优良的设备。

另外，该旋转操作型输入装置在进行旋转操作的面积范围中可以附加开关，通过将该构成搭载在电子设备上，可以进一步容易的实现易于操作的操作性优良的设备。

Claims (6)

1.一种旋转操作型输入装置，其特征在于，具有：旋转操作用的操作体，位于所述操作体下面、相对旋转中心同心安装的多极磁化的环状磁铁，支持所述操作体自由旋转的基台，以不接触方式检测所述环状磁铁的随着所述操作体的旋转操作的旋转的检测元件，安装在所述基台上与所述环状磁铁相对并在其和所述环状磁铁之间产生吸引排斥力从而产生操作感觉的磁性体。

2.如权利要求1所述的旋转操作型输入装置，其特征在于，还具有位于所述操作体和所述环状磁铁之间的磁性板。

3.如权利要求1所述的旋转操作型输入装置，其特征在于，还具有：包括所述操作体，所述环状磁铁和所述基台而构成的机构部，安装了检测元件的基板部，位于所述机构部和所述基板部之间的垫。

4.如权利要求1所述旋转操作型输入装置，其特征在于，还具有位于所述操作体内侧的开关，所述操作体为环形。

5.如权利要求4所述旋转操作型输入装置，其特征在于，在所述操作体的上面，在相对所述操作体的回转中心同心的圆周上，以相等的间隔设置有小突起。

6.一种电子设备，其特征在于，包括存储多个数据的存储部、显示所述存储部中存储的所述数据的至少一部分的显示部和旋转操作型输入装置，所述旋转操作型输入装置具有：在内侧具有开关的用于旋转操作的呈环状的操作体，在所述操作体下面相对旋转中心同心安装的多极磁化的环状磁铁，支持所述操作体自由旋转的基台，以不接触方式检测随着所述操作体的旋转操作而进行的所述环状磁铁的旋转的检测元件，安装在所述基台上与所述环状磁铁相对并在和所述环状磁铁之间产生吸引排斥力从而产生操作感觉的磁性体；通过旋转操作所述操作体在所述存储部存储的数据中检索所要的项目，以及通过操作所述开关决定所述检索到的项目。

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