CN1822274B - 操作输入装置和具有该装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种操作输入装置，包括：基底；支撑轴，该支撑轴弹性植入所述基底中并由所述基底支撑，使得该支撑轴能够倾斜；印刷衬底，该印刷衬底在其上表面配备有多个按钮开关，并且具有安装于其上的霍尔IC，并且该印刷衬底放置在所述基底上并与基底整合；操作板，该操作板布置在所述印刷衬底上；以及操作转盘，该操作转盘在其下表面上具有环形磁铁，该环形磁铁具有交替排列的N极和S极，并且该操作转盘由所述支撑轴的上端部支撑，使得该操作转盘能够转动；在所述操作转盘转动时，霍尔IC探测环形磁铁的磁通量变化和旋转方向，并且当所述操作转盘的外周边缘部分被推下时，所述按钮开关通过所述操作板被驱动。

Description

操作输入装置和具有该装置的电子设备

技术领域

本发明涉及一种操作输入装置，该装置可以应用于各种电子设备上，如移动电话、移动音乐播放器、电视接收器、录像机等。

背景技术

迄今为止，例如，用于移动电话等的已知的操作输入装置具有这样一种结构，即，布置在基底上表面上的按钮开关通过植入基底上的操作轴驱动。

换句话说，配装到操作轴21的上端部上的操作按钮16左右旋转，以转动旋转元件22，并然后被推动，以向下移动操作轴21，来操纵开关部分(参见专利文献1)

[专利文献1]JP-A-2002-25395

发明内容

但是，根据上述输入装置，操作轴21由一个承载件2配合并支撑，使得操作轴21在操作按钮6转动时能够转动和垂直运动，并通过垫圈4放置该操作轴21掉落。因此，难于平滑地移动操作轴21。另外，操作感觉不佳，不能轻易获得平滑的转动操作，并且易于出现灰尘。

鉴于上述问题，本发明旨在提供一种操作输入装置，该操作输入装置在操作感觉上优异，可以进行平滑的转动操作，并不易于出现灰尘。

为了解决上述问题，根据本发明的操作输入装置包括：基底；支撑轴，该支撑轴弹性植入基底并由基底支撑，以使之能够倾斜；印刷衬底，该印刷衬底在其上表面配备有多个按钮开关以及安装在其上的磁场探测元件，并放置在基底上且与基底成一体；以及操作转盘，该操作转盘在其下表面上具有N极和S极交替布置的环形磁铁，并且由支撑轴的上端部支撑，使之能够转动；其中，在操作转盘转动时，磁场探测元件探测环形磁铁的磁通量变化和旋转方向，而在操作转盘的外周边缘部分被压下时，按钮开关被操作板驱动。

根据本发明，在操作转盘的外周边缘部分被压下时，支撑轴倾斜并通过操作板驱动按钮开关，因此，操作转盘不会如现有技术中观察到的那样被卡住，而是可以获得良好的操作感觉。操作转盘由支撑轴的上端部支撑，并不接触其他部件。因此，可以获得平滑的转动操作，并且可以防止灰尘出现。

在本发明的一个实施例中，支撑轴可以插入到基底的轴孔内，且基底的轴孔的下表面边缘部分与支撑轴的下端凸缘部分可以夹住环状弹性体，使得支撑轴可以由基底弹性支撑并植入基底中，并可以倾斜。支撑轴可以插入到基底的轴孔内，并且环状弹性体布置在基底的轴孔的内周表面和支撑轴的外周表面之间，使得支撑轴可以由基底弹性支撑并植入基底内，并可以倾斜。

根据这个实施例，可以获得与上述相同的效果。另外，可以扩大设计的选择范围，可以提高设计自由度。

根据另一实施例，支撑轴可以包括彼此通过啮合间隔开地整合的下轴部分和上轴部分.由于支撑轴在这个实施例中可以分成两部分，即使在支撑轴的外周形状复杂时，整个支撑轴的生产也可以变得容易.

根据再一实施例，小摩擦系数的滑环可以布置在操作转盘和操作板之间。

根据这个实施例，可以获得能够更平滑旋转操作的操作输入装置。

通过利用各种电子设备，如移动电话、移动音乐播放器等所用的操作输入装置，本发明具有这样的效果：电子设备操作感觉优异、能够平滑转动操作，并且不易于出现灰尘。

附图说明

图1是采用本发明的操作输入装置的移动电话的透视图；

图2A和2B分别是图1所示的操作输入装置的上透视图和下透视图；

图3A、3B和3C分别是图1的操作输入装置的平面图，沿着线B-B截取的剖面图，和沿着线C-C截取的剖面图；

图4是用于解释图2所示的操作输入装置的组装过程的上分解透视图；

图5是图2所示的操作输入装置的下分解透视图；

图6是用于解释图2所示的操作输入装置的组装过程的下分解透视图；

图7是图2所示的操作输入装置的下分解透视图；

图8A、8B和8C分别是根据第二实施例的操作输入装置的平面图、沿着线B-B截取的剖面图、和沿着线C-C截取的剖面图；

图9A和9B分别是用于解释图8A到8C所示的操作输入装置的组装过程的上分解透视图和局部透视图；

图10是图8A到8C所示的操作输入装置的上分解透视图；

图11是用于解释图8A到8C所示的操作输入装置的组装过程的下分解透视图；以及

图12是图8A到8C所示的操作输入装置的下分解透视图。

具体实施方式

将参照附图中的图1到12解释根据本发明优选实施例的操作输入装置。

根据第一实施例的操作输入装置代表它应用于图1到7所示的移动电话1上的情况。如图1所示，具体地说，第一实施例的移动电话1通过操作输入装置3滚动监视器2内的滚动条(图中未示出)，并能够通过后面将描述的按钮开关34a到34d选择和输入指令。顺便说，附图标记4表示十键，附图标记5表示麦克风，而附图标记6表示扬声器。

如图5和7所示，操作输入装置3包括：基底10，柔性树脂膜形成的印刷衬底20接合并整合到其上；支撑轴30，该支撑轴30具有下轴部分31和上轴部分32，并且植入基底10的中心且在基底10的中心处被柔性支撑，使之能够倾斜；操作板40，该操作板穿过支撑轴30并固定到支撑轴30上；以及操作转盘50，该操作转盘50组装到支撑轴30的上端上，使之能够通过承载件57而转动。

基底10具有大致圆形的平面，而多个定位突起12形成在以中心处形成的轴11为中心的相同圆周上，使之向上突出.在基底10上布置一对定位螺纹孔13和13以及一对用于组装的定位孔14和14，使得轴孔11介于它们中间.基底10围绕外周端面还具有旋转止动突起15和一对压接触突起16和16.

印刷衬底20包括基本上圆形的衬底主体21a和引线部分21b，该衬底主体21a覆盖有可剥落的纸(图中未示出)，在该纸的背面施加有粘结剂。衬底主体21a在以中心处的中心孔22为中心的同一圆周上具有多个定位孔232以及一对霍尔IC 24a和24b，该对霍尔IC安装成使中心孔22介于二者之间。衬底主体21a具有四个导体部分(图中未示出)，这四个导体部分在以中心孔22为中心的同一圆周上等间距布置。结合到后面出现的片状绝缘盖35的背面上的平拱形按钮开关34a到34d分别安装到导体部分上。

支撑轴30具有下轴部分31和上轴部分32，它们通过在同一轴线上螺纹啮合而彼此间隔开地形成一体。具体地说，下轴部分31用其凸缘部分31a和基底10夹住环状弹性体33，如上所述。另一方面，上轴部分32在其凸缘部分32a处通过焊接与后面出现的操作板40成为一体。

片状绝缘盖35将事先结合到它背面上的平拱形按钮开关34a到34d分别安装到衬底主体21a的导体部分上，并覆盖导体部分。片状绝缘盖35具有多个用于组装的定位孔37，这些定位孔以形成在它的中心的中心孔36为中心。

操作板40具有四个突起42a到42d，这四个突起布置在以形成在操作板中心的轴孔41为中心的同一圆周上，以使之突出，并且操作板40还具有一对窗口43和43，使得轴孔41介于它们之间。操作板40在外周边缘形成有旋转止动狭槽44，且一对压力接触舌45从外周边缘切出。操作弹性体46a到46d如上所述分别结合到突起42a到42d的背面上，并且按钮开关34a到34d可以被向下推动。在上轴部分32的上端插入到轴孔41中之后，操作板40通过焊接与凸缘部分32a成一体。

操作转盘50在其上表面具有操作突起51，如图5所示。操作转盘50在突起52的下端面的中心还具有凹陷53，用于固定后面出现的承载件57，该突起52形成在下表面的中心使之向上突出，如图7所示。用于配合和固定能够环形磁铁55的环形沟槽54以凹陷53为中心同心布置。

环形磁铁55具有交替布置的N极和S极，并配合且固定到操作转盘50的环形沟槽54中。在这个实施例中，为了确保更平滑地转动，小摩擦系数的滑环配合到突起52的外周底部上。因此，当配合到操作转盘50的滑环56保持与操作板40的上表面接触时，环形磁铁55从突起42a到42d的上表面稍微浮起。

为了确保操作转盘50平滑转动，承载件57配合并固定到操作转盘50的凹陷53上。因此，操作转盘50通过滑环56和承载件57转动，由此平滑转动成为可能。

下面，将解释具有上述结构部件的操作输入装置3的组装过程。

首先，在环状弹性体33结合到基底10的轴孔11的背面的边缘部分之后，未示出的夹具的定位销插入到基底10的组装定位孔14内，以进行定位。基底10的定位突起12配合到其上安装有一对霍尔IC 24a和24b的印刷衬底20的定位孔23内，以进行定位并进行结合。接着，片状绝缘盖35的定位孔37配合到基底10的定位突起12上，其中绝缘盖35在其背面上结合有按钮开关34a到34d。然后，绝缘盖35结合到印刷衬底20的上表面上，以建立电连接，并成为一体。

另一方面，上轴部分32的上端配合到操作板40的轴孔41内，并通过焊接与凸缘部分32a成一体.操作弹性体46a到46d分别结合到突起42a到42d的背面上.下轴部分31配合到基底10的轴孔11内，并与上轴部分32啮合，以便通过支撑轴30将操作板40支撑在基底10上，并通过下轴部分31的凸缘部分31a和基底10夹持环状弹性体33.

接着，环形磁铁55配合并结合到操作转盘50的环形沟槽54中，并且滑环56结合到突起32的周边底部上。承载件57配合到突起52中设置的凹陷53中，并通过粘结剂固定。

接着，如图4所示，固定到操组转盘50上的承载件57推入到从片状绝缘盖35的中心孔36露出的上轴部分23的上端上，并与上轴部分32成一体。接着，操作转盘50由支撑轴30通过承载件57支撑，以便能够旋转。虽然支撑轴30通过环状弹性体33固定到基底10上，但是在支撑轴30和基底10的轴孔11之间存在小的间隙。因此，当操作转盘50的外周边缘部分被推动时，支撑轴30稍微倾斜，并可以驱动按钮开关34a到34d。此外，操作板40的旋转止动凹痕44与基底10的旋转止动突起15相啮合，并阻止操作板40转动。尤其是由于操作板40的压力接触舌45与基底10的压力接触突起16形成压力接触，在操作板40内不会出现摇摆。

接着，将解释具有上述结构的操作输入装置的操作方法。

在操作转盘50转动时，与操作转盘50成一体的环形磁铁55转动，并且该对霍尔IC 24a和24b分别探测磁场的变化，并基于探测结果也探测旋转方向和旋转距离。探测结果通过图中未示出的控制电路反映在监视器2的显示屏上的滚动条的运动。顺便说，虽然支撑轴30由基底10通过环状弹性体33支撑，在操作转盘50转动的过程中，不会在支撑轴30内产生不必要的摇摆，并由于环状弹性体33具有预定硬度，因此可以确保所需的操作感觉。

接着，当滚动条到达所需位置，通过推动操作转盘50的外周边缘部分输出选择指令。换句话说，当操作转盘50的外周边缘部分被推下时，支撑支撑轴30的环状弹性体33经历弹性变形，并且支撑轴30倾斜一点。因此，滑环56推动操作板40，例如，环形磁铁55将操作板40的突起42a向下推，使得结合到突起42a背面上的操作弹性体46a通过片状绝缘盖35驱动按钮开关34a。

当操作者将其手指从操作转盘50上移开时，环状弹性体33返回到其初始形状，并且支撑轴30返回到其初始位置。于是，配合到操作转盘50上的滑环56仅仅与操作板40的上表面形成滑动接触，由此不会丧失平滑的转动操作。

根据这个实施例，突起42a到42d设置到操作板40上，并且结合操作弹性体46a到46d。因此，即使操作者的下推位置不正确，通过突起42a到42d以及操作弹性体46a到46d，也可以正确地推下相应一个按钮开关34a到34d，并且可以防止操作错误。

如图8到12所示，本发明的第二实施例的基本结构与第一实施例基本相同。因此，为了解释，使用相同的附图标记表示相同的元件。

基底10是金属基底，具有大致圆形的平面，如图10和12所示，并且具有多个固定螺钉13，该固定螺钉13在以中心处形成的轴孔11为中心的相同圆周上。一对用于组装的定位孔14和14布置在基底10上，使得轴孔11介于它们之间，并且一对定位爪17a和17b通过切开而形成。能够插入后面出现的印刷衬底20的引导部分21b的细长孔18形成在基底10内、靠近基底10的边缘。

印刷衬底20包括大致圆形的衬底主体21a以及引线部分21b，该衬底主体覆盖有可剥落的纸(图中未示出)，纸的背面施加有粘结剂.一对定位孔23和23形成在衬底主体21a内，以使得在衬底主体21a中心处的中心孔22处于它们之间.一对霍尔IC 24a和24b安装成将中心孔22介于它们之间。此外，四个导体部分25a到25d以相同间距布置在以中心孔22为中心的衬底主体21a的同一圆周上。随着设置在印刷衬底20的内周边缘上的该对定位凹痕26和26与基底10的定位爪17a和17b啮合并定位到定位爪上，印刷衬底20结合到基底10上。

支撑轴30包括下轴部分31和上轴部分32，它们布置在相同的轴线上，并且通过啮合彼此可拆卸地整合。尤其是，下轴部分31通过它的凸缘部分31a和基底10夹住环状弹性体33，如上所述。

片状绝缘盖35分别将事先结合到它背面的结合部分38a到38d上的平拱形按钮开关34a到34d安装到衬底主体21a的导体部分25a到25d上，并覆盖它们。片状绝缘盖35具有一对用于组装的定位孔37，它们以形成在中心的中心孔36为中心。

操作板40具有定位凹痕41a和41b以及环形台阶部分41c，其中定位凹痕41a和41b布置在其中心处形成的轴孔41的边缘处的内表面上，而台阶部分41c围绕边缘部分形成在更高位置。操作板40具有四个操作舌47a到47c，这些操作舌布置在相同圆周上，并以轴孔41为它们的中心延伸。通过在这些操作舌47a到47d下表面的远端边缘部分进行隆起加工，而形成操作突起48a到48d。操作板40的位置被约束在水平方向，并且由于凹痕41a和41b与基底10的定位爪17a和17b啮合而不能转动。

如图12所示，操作转盘50具有凹陷53和环形沟槽54，该凹陷53用于将后面出现的承载件57固定在突起52的下端面的中心处，而突起52形成在下表面的中心，以使之向下突出，而环形沟槽54用于配合和固定环形磁铁，该环形磁铁55以凹陷53为中心同心布置。

环形磁铁55具有交替排列的N极和S极，并且配合和固定到操作转盘50的环形沟槽54内。在这个实施例中为了确保更平滑地转动，小摩擦系数的片状滑环56结合到环形磁铁55的下表面上。因此，配合到操作转盘50上的片状滑环56与操作板40的上表面形成滑动接触。在这个实施例中，尤其是，片状滑环56仅仅与从操作板40延伸的操作舌47a到47d形成滑动接触，并具有小的接触区域。因此，更平滑的旋转操作成为可能。

为了确保操作转盘50的平滑转动，承载件57配合并固定到操作转盘50的凹陷53中。因此，操作转盘50通过片状滑环56和承载件57转动，平滑转动成为可能。

接着，将解释具有上述构成部件的操作输入装置3的组装步骤。

首先，在将环状弹性体33结合到基底10的轴孔11的背面的边缘部分上之后，未示出的夹具的定位销插入到基底10的用于定位的组装定位孔14内。其上安装有一对霍尔IC 24a和24b的印刷衬底20的定位凹痕26和26与基底10的定位爪17a和17b啮合并定位和结合到基底10上。接着，在其背面上事先结合按钮开关34a到34d的片状绝缘盖35的定位孔37配合到夹具的定位销上，并定位且结合到印刷衬底20上。结果，按钮开关34a到34d电连接到印刷衬底20上。

上轴部分32的上端插入到基底10的轴孔11内，并与下轴部分31啮合，使得支撑轴30植入基底10中.根据这个实施例，下轴部分31的凸缘部分31a和上轴部分32的凸缘部分32a夹住基底10和环状弹性体33，并防止它们掉落(见图8A和8B).然而，支撑轴30与基底10的轴孔11具有一定的间隙，并可以倾斜.操作板40的凹痕41a和41b与基底10的定位爪17a和17b啮合，并形成定位.

另一方面，环形磁铁55配合和结合到操作转盘50的环形沟槽54上，且片状滑环56结合到突起52的周边基底部分上。承载件57配合到突起52中设置的凹陷53内，并由粘结剂固定。

接着，如图9A和11所示，固定到操作转盘50上的承载件57被推到从操作板40的轴孔41露出的上轴部分32的上端内，并与上轴部分32成为一体。随后，操作转盘50由支撑轴30通过承载件57支撑，以使之能够旋转。因此，当操作板40被操作转盘50推下时，支撑轴30倾斜，并且操作板40的操作突起48a到48d驱动相应的按钮开关34a到34d。

接着，将解释具有上述结构的操作输入装置的操作方法。

当操作转盘50转动时，环形磁铁55与操作转盘50一体地旋转，并且，该对霍尔IC 24a和24b分别探测磁场的变化，并基于探测结果探测旋转方向和旋转距离。探测结果通过图中未示出的控制电路反映在监视器2的显示屏上的滚动条运动上。顺便地说，虽然支撑轴30由基底10通过环状弹性体33支撑，但是在操作转盘50工作过程中，在支撑轴30中不会出现不需要的摇摆，并且由于环状弹性体33具有预定硬度，因此可以确保所需的操作感觉。

当滚动条到达所需位置时，通过推动操作转盘50的外周边缘部分而输出选择指令。换句话说，当操作转盘50的外周边缘部分被推下时，支撑支撑轴30的环状弹性体33经历弹性变形，并且支撑轴30倾斜一点。因此，操作转盘50推下操作板40的环形台阶部分41c。结果，操作板40的操作突起48a通过片状绝缘盖35驱动按钮开关34a。

当操作者将其手指从操作转盘50上移开时，环状弹性体33返回其初始形状，且支撑轴30返回到其初始位置。于是，配合到操作转盘50上的片状滑环56仅与操作板40的上表面形成滑动接触，并且平滑转动操作不会丧失。

根据这个实施例，突起48a到48d设置到操作板40上，因此，即使操作者的推下位置不正确，通过操作突起48a到48d，可以正确地推下相应一个按钮开关34a到34d，并且可以防止错误操作。

上述实施例解释了支撑轴30植入基底10中，而支撑轴30的凸缘部分31a和基底10夹持环状弹性体33的实施例，但是本发明并不特别局限于此。例如，支撑轴30可以植入基底10中，通过在基底10的轴孔11的内周表面和支撑轴30的外周表面之间夹置环状弹性体，使支撑轴能够倾斜。环状弹性体33可以由具有大致L形横截面的弹性材料形成。

根据本发明的操作输入装置不局限于移动电话，而当然可以应用于其他移动设备和电子设备，如移动音乐播放器、电视接收机、录像机等。

Claims (6)

1.一种操作输入装置，包括：

基底；

支撑轴，该支撑轴穿过所述基底中的一轴孔以弹性植入所述基底中并由所述基底支撑，使得该支撑轴能够倾斜；

印刷衬底，该印刷衬底在其上表面配备有多个按钮开关，并且具有安装于其上的磁场探测元件，并且该印刷衬底放置在所述基底上并与基底整合；

操作板，该操作板布置在所述印刷衬底上；以及

操作转盘，该操作转盘在其下表面上具有环形磁铁，该环形磁铁具有交替排列的N极和S极，并且该操作转盘由所述支撑轴的上端部支撑，使得该操作转盘能够转动；

其中，在所述操作转盘转动时，所述磁场探测元件探测所述环形磁铁的磁通量变化和旋转方向，并且当所述操作转盘的外周边缘部分被推下时，所述按钮开关通过所述操作板被驱动。

2.如权利要求1所述的操作输入装置，其中，所述支撑轴插入到所述基底的轴孔内，并且所述基底的所述轴孔的下表面边缘部分和所述支撑轴的下端凸缘部分夹持一环状弹性体，使得所述支撑轴可以由所述基底弹性支撑并植入所述基底中，并且可以倾斜。

3.如权利要求1所述的操作输入装置，其中，所述支撑轴插入所述基底的轴孔中，且所述环状弹性体布置在所述基底的所述轴孔的内周表面和所述支撑轴的外周表面之间，使得所述支撑轴可以由所述基底弹性支撑并植入所述基底中，并且可以倾斜。

4.如权利要求1到3中任一项所述的操作输入装置，其中，所述支撑轴包括下轴部分和上轴部分，该下轴部分和上轴部分通过啮合彼此可拆卸地整合。

5.如权利要求1到3中任一项所述的操作输入装置，其中，在所述操作转盘和所述操作板之间布置小摩擦系数的滑环。

6.一种电子设备，该电子设备使用如权利要求1到5中任一项所述的操作输入装置。

Images