JP2002117751A - 多方向入力装置およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

多方向入力装置およびこれを用いた電子機器

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    • H01H25/008Operating part movable both angularly and rectilinearly, the rectilinear movement being perpendicular to the axis of angular movement

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種電子機器の入力操作用に使用される多方
向入力装置およびこれを用いた電子機器に関し、小型で
しかも入力方向の分解能が高いものの提供を目的とす
る。 【解決手段】 可撓性絶縁基板16に形成され、少なく
とも一組の導出部を有する円形リング状の抵抗素子層1
8と、これに対向した円弧状の第一および第二導電体層
22および23と、傾倒操作時に抵抗素子層18を第一
または第二導電体層22または23に押し付けるリング
状の突出部14Dを有する操作つまみ14からなる電子
部品の、抵抗素子層18と第一または第二導電体層22
または23からの出力を組み合わせて演算処理する多方
向入力装置およびこれを用いた電子機器とすることによ
り、小型でしかも入力方向の分解能の高いものができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、情報端
末、ゲーム機器およびリモートコントローラ等の各種電
子機器の入力操作用に使用される多方向入力装置および
これを用いた電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の多方向入力装置として
は、特開平10−125180号公報に記載された多方
向操作スイッチを用いたものが知られており、その内容
について、図36〜図38を用いて説明する。
【0003】図36は従来の多方向入力装置に使用され
る多方向入力用の電子部品としての、多方向操作スイッ
チの断面図、図37は同分解斜視図である。
【0004】同図において、1は中心位置に弾性金属薄
板製のドーム状可動接点2を収容した絶縁樹脂製の箱形
ケースで、その内底面には、互いに導通した四つの外側
固定接点3が端部に配設されて、ドーム状可動接点2の
外周下端部が載り、これより内側でドーム状可動接点2
の中心から等距離で等角度の位置に、それぞれ独立した
複数個(四個)の内側固定接点4(4A〜4D)が配設
されると共に、各固定接点と導通した出力端子(図示せ
ず)が外部に導出され、箱形ケース1の上面の開口部は
カバー5で覆われている。
【0005】そして6は、軸部6Aとその下端に一体に
形成されたフランジ部6Bからなる操作体で、軸部6A
がカバー5中央の貫通孔5Aから突出し、フランジ部6
Bの外周が箱形ケース1の内壁1Aにより回転はしない
が傾倒可能に嵌合支持されると共に、箱形ケース1内底
面の四個の内側固定接点4(4A〜4D)にそれぞれ対
応したフランジ部6B下面の四個の押圧部7(7A〜7
D、但し7Dは図示せず)がドーム状可動接点2の上面
に当接することにより、フランジ部6Bの上面がカバー
5の下面に押し付けられて、全体として垂直中立位置に
保たれている。
【0006】このように構成された多方向操作スイッチ
において、図38の断面図に矢印で示すように、操作体
6の軸部6Aに装着されたつまみ8上面の、所望の角度
方向である左上面を下方に押すと、操作体6は図36に
示す垂直中立位置からフランジ部6Bの右側の上面を支
点として傾倒し、下面の押圧部7Aがドーム状可動接点
2を押して部分弾性反転させて、押圧部7Aと対応する
内側固定接点4Aに接触させ、外側固定接点3と内側固
定接点4Aの間を短絡してON状態とし、その電気信号
をそれぞれの出力端子を通して外部へ発し、つまみ8に
加える押し力を除くと、ドーム状可動接点2の弾性復元
力によって操作体6は元の垂直中立位置に戻り、外側固
定接点3と内側固定接点4Aの間もOFF状態に戻るも
のであった。
【0007】そして、この多方向操作スイッチを使用す
る多方向操作装置においては、上記の多方向操作スイッ
チの外側固定接点3が複数個(四個)の内側固定接点4
の何れと接触したかの電気信号によって入力された角度
方向をマイクロコンピュータにより認識し、その信号を
発するものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の多方向入力用電子部品としての多方向操作スイッチに
おいて、入力できる方向の数すなわち入力方向の分解能
は、つまみ8を介して操作体6が傾倒した時にドーム状
可動接点2が部分弾性反転して接触する内側固定接点4
の数によって決まるものであるが、近年の小型化された
電子機器に使用できる電子部品の大きさにおいて、この
多方向操作スイッチが安定した動作をするためには、内
側固定接点4の数を上記の四個よりも多くすることは難
しいという課題があった。
【0009】そして、この多方向操作スイッチを使用す
る多方向入力装置において、多方向操作スイッチの操作
体6を隣り合う内側固定接点4の中間方向に傾倒させ
て、隣り合う二つの内側固定接点4が所定の時間内に両
方共ON状態となれば同時ONと認定するスイッチング
認識手段をマイクロコンピュータにより構成し、四個の
個別の内側固定接点4がON状態となった時とは異なる
他の信号として処理することにより、八方向の操作がで
きるようにするのが限界と考えられていた。
【0010】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、近年の小型化された電子機器に使用できる
大きさであって、しかも入力できる方向の数を多くでき
る、すなわち入力方向の分解能が高い多方向入力装置お
よびこれを用いた電子機器を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を有するものである。
【0012】本発明の請求項1に記載の発明は、絶縁基
板に形成された円形リング状の抵抗素子層と、その抵抗
素子層と所定の絶縁ギャップを空けて対向配置された平
面基板に形成された導電部と、上記抵抗素子層と上記導
電部とを部分的に接触させるための操作部材とを備え、
上記抵抗素子層に所定状態に電圧が印加された状態で、
絶縁基板または平面基板に対して操作部材により押圧力
を加えて上記抵抗素子層と上記導電部とを部分的に接触
させ、それによって得られる導出信号で上記接触位置を
検出する多方向入力装置としたものであり、円形リング
状の抵抗素子とこれに対向する導電部と操作部材のみの
簡単な構成で、その円形リングの360度の全方向に亘
って分解能の高い検出ができる多方向入力装置を実現で
きるという作用を有する。
【0013】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、円形リング状の抵抗素子層が、
可撓性絶縁基板の下面に形成され、所定の角度位置に少
なくとも一組の導出部を有するもので、かつ導電部が、
平面基板上に上記抵抗素子層と所定の絶縁ギャップを空
けて対向して形成され、互いに絶縁されたそれぞれが導
出部を有する第一、第二導電体層であると共に、操作部
材が、抵抗素子層裏面に沿った可撓性絶縁基板の上面に
対し、所定の間隔を空けて対峙する円形リング状の突出
部を下面に有する板状部が、下面の中心部を中心として
全方向に傾倒可能に支持された操作つまみからなる電子
部品に対し、抵抗素子層の各組の導出部間に所定の電圧
を印加した状態において、操作つまみ上面を押して所望
の角度方向に傾倒させ、下面の突出部が可撓性絶縁基板
を押して傾倒方向下面の抵抗素子層を第一または第二導
電体層と接触導通させる時の、第一、第二導電体層の各
導出部の出力電圧を組み合わせて演算処理することによ
り、操作つまみを傾倒させた角度方向を認識する多方向
入力装置としたものであり、多方向入力用電子部品とし
ての構成が、円形リング状の抵抗素子とこれに対向する
第一、第二導電体層と操作つまみのみの簡単なものであ
るから、小型化が容易であると共に、操作つまみを所望
の方向に傾倒させる際に抵抗素子層が第一または第二導
電体層の一方と接触し、その接触点の抵抗値による出力
電圧を、操作つまみを傾倒させた角度方向の認識信号と
するものであるから、まず、どちらの導電体層と接触し
たかによって操作つまみを傾倒させた角度方向を大別す
ることができ、更に、接触した側の導電体層からの出力
電圧は、操作つまみを傾倒させる角度方向に応じて連続
的に変化させることができるので、演算処理が容易であ
り、しかも操作つまみを傾倒させる方向の分解能すなわ
ち入力方向の分解能が高い多方向入力装置を実現できる
という作用効果が得られる。
【0014】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
2記載の発明において、特に、円形リング状の抵抗素子
層が一様な比抵抗の一様な幅の抵抗層で形成されて、一
組の導出部が円形リング状の中心に対して対称な位置に
設けられると共に、第一、第二導電体層が抵抗素子層の
一組の導出部のそれぞれと対応する位置で絶縁されたも
のであり、操作つまみを傾倒させる全角度方向に対して
ほぼ均等な分解能を有すると共に、信号処理が簡単で精
度が高く、しかも汎用性の高い多方向入力装置を実現で
きるという作用効果が得られる。
【0015】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
2記載の発明において、特に、対向して形成された、円
形リング状の抵抗素子層と第一、第二導電体層の間の絶
縁ギャップ部に、厚さ方向に押圧されることにより、押
圧された位置の上下面間が導通する異方性導電体からな
る平板状の導通板を介在させたものであり、抵抗素子層
と第一、第二導電体層の間に確実に所定の絶縁ギャップ
を確保することができると共に、導通板の押圧位置にか
かわらず押圧された位置の上下間が導通するので、導通
板およびこれを挟む抵抗素子層と第一、第二導電体層を
小さくしかも細幅にして小型の多方向入力装置を実現で
きるという作用効果が得られる。
【0016】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
2記載の発明において、特に、第一、第二導電体層を所
定幅の円弧状とし、その中央部に、中心接点とその周辺
の外側接点からなる固定接点と、可撓性絶縁基板の抵抗
素子層の中央部に絶縁して設けられた、弾性を有する円
形ドーム状の可動接点からなり、上記可動接点の外周下
端部が上記外側接点に載せられたスイッチ接点部を配設
すると共に、操作つまみの中央に設けた貫通孔内に、独
立して上下動可能であるが上方への動きを規制して保持
され、下面中心の突部が可動接点の上端部に当接して、
操作つまみを所定寸法だけ押し上げる押釦を配設してプ
ッシュスイッチ部を付加したものであり、外径寸法を大
きくすることなく、操作つまみを傾倒させた角度方向の
認識信号に加えて、押釦を押圧することにより節度感を
伴って別の信号を発することができる多方向入力装置を
実現できるという作用効果が得られる。
【0017】本発明の請求項6に記載の発明は、請求項
5記載の発明において、特に、操作つまみ上面の押圧部
が下面の円形リング状の突出部の直径よりも内側にある
と共に、押釦が操作つまみ中央の貫通孔に同心状に係合
しており、操作つまみ上面の押圧部を押して所望の角度
方向に傾倒させるのに伴って押釦も下方に動き、まず、
操作つまみが可撓性絶縁基板を押して傾倒した角度方向
を認識した後に、押釦が円形ドーム状の可動接点を押す
ことによりスイッチ接点部が節度感を伴って接触して信
号を発するものであり、操作つまみ上面の押圧部を押し
て所望の角度方向に傾倒させることにより抵抗素子層が
第一または第二導電体層と接触して角度方向を認識する
際に、節度感によりその認識を感知することができると
共に、押釦のみを押圧することによっても、プッシュス
イッチ部が節度感を伴って動作して信号を発する多方向
入力装置を実現できるという作用効果が得られる。
【0018】本発明の請求項7に記載の発明は、電子機
器本体の平面状の配線基板上に設けた第一、第二導電体
層の上方に、抵抗素子層を有する可撓性絶縁基板を配設
すると共に、電子機器の外装部材となる上ケースの貫通
孔から操作つまみの上面が露出した、請求項2記載の多
方向入力装置を用いた電子機器としたものであり、多方
向入力装置を用いた電子機器全体としての構成部材数お
よび組立工数が少なく、高さ寸法が小さいと共に、第
一、第二導電体層の各導出部からの配線も容易で、多方
向入力装置を用いた電子機器を安価に実現できるという
作用効果が得られる。
【0019】本発明の請求項8に記載の発明は、請求項
7記載の発明において、特に、電子機器本体の平面状の
配線基板上に重ねて配設した可撓性配線基板に抵抗素子
層を形成したものであり、多方向入力装置を用いた電子
機器全体としての構成部材数および組立工数が更に少な
く、抵抗素子層の導出部からの配線も容易で、多方向入
力装置を用いた電子機器をより安価に実現できるという
作用効果が得られる。
【0020】本発明の請求項9に記載の発明は、請求項
7記載の発明において、特に、操作つまみが露出する上
ケースの貫通孔周囲の下面と、操作つまみ外周の抜け止
め用フランジ部の間に弾性体を配設して、操作つまみを
略垂直状態に保持すると共にガタツキを規制したもので
あり、通常状態において、操作つまみが略垂直状態でガ
タツキが少なく高品位であると共に、操作つまみの押圧
操作による傾倒時の動きが全方向で安定した、多方向入
力装置を用いた電子機器を実現できるという作用効果が
得られる。
【0021】本発明の請求項10に記載の発明は、電子
機器本体の平面状の配線基板上に設けた第一、第二導電
体層およびスイッチ接点部の固定接点の上方に、抵抗素
子層およびスイッチ接点部の可動接点を有する可撓性絶
縁基板を配設すると共に、電子機器の外装部材となる上
ケースの貫通孔から操作つまみが露出し、更に、操作つ
まみ中央の貫通孔内に押釦を保持した、請求項5記載の
多方向入力装置を用いた電子機器としたものであり、多
方向入力装置を用いた電子機器全体としての構成部材数
および組立工数が少なくて、高さ寸法が小さく、第一、
第二導電体層およびスイッチ固定接点の各導出部からの
配線も容易で、安価にできると共に、操作つまみを傾倒
させた角度方向の認識信号に加えて、押釦を押圧するこ
とにより節度感を伴って発生する別の信号により操作す
ることができる、多方向入力装置を用いた電子機器を実
現できるという作用効果が得られる。
【0022】本発明の請求項11に記載の発明は、請求
項1記載の発明において、平面基板が導電部の機能を共
有する導電金属板で構成されると共に、抵抗素子層から
の導出部が少なくとも三箇所以上導出され、操作部材の
操作によって上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的
に接触させられた状態において、上記抵抗素子層の所定
の二つの導出部に順次所定電圧を切り換えながら印加し
て、その接触位置を検出するようにしたものであり、平
面基板を導電金属板で構成したため、さらに少ない部品
点数および組立工数で、安価な多方向入力装置を得るこ
とができ、その操作された位置を検出する際には、汎用
のマイクロコンピュータなどを用いることによって、高
速で抵抗素子層の各導出部への印加点等を切り換え、得
られる導出信号を演算処理することにより、上記接触位
置を高分解能に検出できるものにできるという作用を有
する。
【0023】本発明の請求項12に記載の発明は、請求
項11記載の発明において、特に、出力用端子を一体形
成した導電金属板からなる平面基板が、その出力用端子
を外方に突出させてケースに固定されると共に、上記ケ
ースに固定された導電性の弾性脚が、上記平面基板に所
定の絶縁ギャップを空けて配された絶縁基板の抵抗素子
層の導出部に弾接し、操作部材の操作によって上記抵抗
素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状態
において、弾性脚に対応するケースの入力用端子を介し
て上記抵抗素子層に電圧を切り換えながら印加して、平
面基板の出力用端子からの導出信号を演算処理すること
により、上記抵抗素子層と上記平面基板との接触位置を
検出するようにしたものであり、抵抗素子層に所定電圧
を印加するための弾性脚を、ケースに固定したものであ
るため、弾性脚の位置や寸法精度が高くでき、所定の弾
接圧力で抵抗素子層の導出部に確実に弾接させることが
できるため、印加電圧を損失少なく確実に抵抗素子層に
伝達させることができるという作用を有する。
【0024】本発明の請求項13に記載の発明は、請求
項11記載の発明において、特に、抵抗素子層を有し、
その抵抗素子層の導出部に入力用端子が固着された絶縁
基板が、上記入力用端子を外方に突出させてケースに固
定されると共に、その抵抗素子層に所定の絶縁ギャップ
を空けて出力用端子を一体形成した弾性導電金属板から
なる平面基板が配され、操作部材の操作によって上記抵
抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状
態において、ケースの入力用端子を介して上記抵抗素子
層に電圧を切り換えながら印加して、平面基板の出力用
端子からの導出信号を演算処理することにより、上記抵
抗素子層と上記平面基板との接触位置を検出するように
したものであり、ケースに位置決め固定された抵抗素子
層の上方に、弾性導電金属板からなる平面基板を配する
のみで機能するものにできるため、高い組み合わせ精度
を必要とせず容易に製作でき、しかも操作部材によって
操作される部材が弾性導電金属板からなる平面基板であ
るため、繰り返して操作されても、平面基板の伸びや変
形などは少ないものであるので長期に亘って安定した操
作性を有するものにできるという作用を有する。
【0025】本発明の請求項14に記載の発明は、請求
項12記載の発明において、特に、絶縁基板が、抵抗素
子層の中央部に対応する位置に押下用孔を有すると共
に、その孔と対向する平面基板上の位置にスイッチが配
され、上記絶縁基板の抵抗素子層に設けた押下用孔から
操作部材で上記スイッチを操作可能としたものであり、
スイッチからの別の信号を用いてさらに高機能な電子機
器を構成できるものにできるという作用を有する。
【0026】本発明の請求項15に記載の発明は、請求
項13記載の発明において、特に、絶縁基板の抵抗素子
層の中央部にスイッチが配されたものであり、請求項1
4記載の発明と同様に、スイッチからの別の信号を用い
てさらに高機能な電子機器を構成できるものにできると
いう作用を有する。
【0027】本発明の請求項16に記載の発明は、請求
項1記載の多方向入力装置を用いた電子機器であって、
操作部材が傾倒操作または水平な直線動操作可能で、こ
のいずれかの操作により抵抗素子層と導電部とが部分的
に接触し、その導出信号によって操作方向を検出する電
子機器としたものであり、この多方向入力装置は、36
0°の全方位に亘って分解能高く操作方向を検出できる
小型・薄型で簡素な構成のものであるため、これを使用
することにより、操作部材を全方位に対して操作し機能
させることができる使い勝手のよい小型・薄型で軽量な
電子機器を容易に実現できるという作用を有する。
【0028】本発明の請求項17に記載の発明は、請求
項16記載の発明において、特に、操作部材の操作によ
って抵抗素子層と導電部とを部分的に接触させた状態に
おいて、所定時間内に検出された結果に応じて、その接
触部分に対応する方向へのカーソルなどの移動速度を可
変させるように制御したものであり、さらに使い易くて
操作性に優れた高機能なものにできるという作用を有す
る。
【0029】本発明の請求項18に記載の発明は、請求
項17記載の発明において、特に、所定時間内に略同一
位置の抵抗素子層と導電部との部分的な接触した導出信
号が二度続けて検出された場合、または所定時間以上の
上記導出信号が継続して検出された場合に、その接触部
分に対応する方向へのカーソルなどの移動速度を可変さ
せるように制御したものであり、片手での操作も可能で
ある簡単な操作部材への操作で、さらに使い勝手のよい
ものにできるという作用を有する。
【0030】本発明の請求項19に記載の発明は、請求
項14または15に記載の多方向入力装置を用いた電子
機器であって、操作部材が傾倒操作または水平な直線動
操作及び押下操作可能で、この傾倒操作または水平な直
線動操作により抵抗素子層と導電部とが部分的に接触
し、その出力信号で操作方向が検出されてカーソルなど
が移動し、また操作部材の押下操作で得られるスイッチ
からの信号を用いて所定項目を選択・決定する電子機器
としたものであり、操作方向が360°の全周に亘って
高分解能で検出でき、かつ押下操作によって所定機能や
項目の選択もできる、良好な操作性を有するものにでき
るという作用を有する。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図35を用いて説明する。
【0032】(実施の形態1)実施の形態1を用いて、
本発明の特に請求項1〜3および7〜9に記載の発明に
ついて説明する。
【0033】図1は本発明の第1の実施の形態による多
方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部
断面図、図2は同多方向入力装置部分の分解斜視図であ
る。
【0034】同図において、11は携帯電話の外装部材
となる上ケース、12は同下ケース、そして13は多層
配線部を有する平板状の配線基板で、下ケース12に保
持されている。
【0035】そして、上ケース11は上面が操作面とな
っていて、その中間に設けられた円形の貫通孔11Aか
ら操作部材となる円板状の操作つまみ14の上面14A
が露出しており、配線基板13上には、各種機能の操作
用スイッチの固定接点15等が配設されている。
【0036】また、操作つまみ14は、下面中心の突部
14Bの先端が可撓性絶縁基板16および下面のスペー
サ16Aを挟んで配線基板13に当接することによって
全方向に傾倒可能に支持されると共に、外周のフランジ
部14Cの上面と上ケース11の貫通孔11A周囲下面
の間に配設された、上下方向に反発する弾性体としての
リング状の板ばね17の付勢力によって略垂直状態に保
たれており、この状態において、操作つまみ14下面の
突部14Bを中心とする円形リング状の突出部14D
は、下方の配線基板13上に貼り付けられた可撓性絶縁
基板16の上面と、全周において所定の間隔を空けて対
峙している。
【0037】この可撓性絶縁基板16の下面には、図2
に示すような、一様な比抵抗の一様な幅の円形リング状
の抵抗素子層18が印刷形成され、その中心に対して対
称な位置に、導電部となる所定幅の良導電体部18C,
18Dが設けられ、ここから一対の導出部18A,18
Bが出されている。
【0038】そして、この導出部18A,18Bは、リ
ード部により端部の接続部19A,19Bにそれぞれ導
かれ、可撓性絶縁基板16の上面から押圧ばね20によ
り押さえられて、配線基板13上の接続接点21A,2
1Bに圧接触している。
【0039】なお、上記の操作つまみ14下面の円形リ
ング状の突出部14Dの径は、この円形リング状の抵抗
素子層18の幅の中間部の径とほぼ等しく設定されてい
る。
【0040】そして、可撓性絶縁基板16は、上述のよ
うに配線基板13上に貼り付けられているが、円形リン
グ状の抵抗素子層18の部分が配線基板13との間に所
定の絶縁ギャップを保つように、抵抗素子層18の内・
外周に対応する配線基板13上には、二つの所定厚さの
絶縁スペーサ16Bが設けられ、更に、配線基板13上
の抵抗素子層18と対向する部分には、第一導電体層2
2と第二導電体層23が配設されている。
【0041】なお、この絶縁スペーサ16Bは、可撓性
絶縁基板16に設けてもよい。
【0042】そして、上記の第一、第二導電体層22,
23は、抵抗素子層18の一対の導出部18A,18B
と対応する位置に設けられた二ヶ所の絶縁部24A,2
4Bにより、互いに絶縁された太幅の円弧状で、それぞ
れに導出部22A,23Aを有している。
【0043】なお、この二ヶ所の絶縁部24A,24B
の幅は、上記抵抗素子層18の一対の導出部18A,1
8B根元の良導電体部18C,18Dの幅よりも狭く設
定されている。
【0044】そして、この導出部22A,23Aは配線
基板13の多層配線部(図示せず)を介して、この携帯
電話に装着されたマイクロコンピュータ25(以下、マ
イコン25と表わす)に接続されている(後述の図4参
照)。
【0045】本実施の形態による多方向入力装置を用い
た携帯電話の、多方向入力装置部分は以上のように構成
されている。
【0046】なお、図2において、26は携帯電話の各
種機能の操作用スイッチの可動接点、27は操作釦であ
り、前記の固定接点15上に可動接点26を貼り付けて
構成されるスイッチ接点部を、上ケース11の小孔11
Bから露出した操作釦27を押圧することにより動作さ
せるものである。
【0047】次に、以上のように構成される多方向入力
装置部分の動作について説明する。
【0048】図3は本実施の形態による多方向入力装置
を用いた携帯電話の外観斜視図、図4は同多方向入力装
置の構成を説明する概念図である。
【0049】図4に示すように、可撓性絶縁基板16下
面の抵抗素子層18の導出部18A,18Bの間に、配
線基板13上の接続接点21A,21B(図2参照)を
介して、所定の直流電圧が印加された状態において、図
3に示す、上ケース11の上面に露出した操作つまみ1
4の上面14Aの、所望の角度方向である左側(表示部
28側)の押圧点29を下方に押圧すると、図1に示し
た通常状態から図3のP−P線における断面図である図
5に示すように、操作つまみ14が、板ばね17の付勢
力に抗して、下面の突部14B先端を中心として左側に
傾倒する。
【0050】そして、押圧点29に対応する、下面の円
形リング状の突出部14Dの下押圧点29Aが可撓性絶
縁基板16の上面を押して部分的に下方に撓ませ、その
下面の抵抗素子層18の接触点30を部分的に下方の第
一導電体層22に接触導通させ、抵抗素子層18の導出
部18Aと接触点30の間の抵抗値による出力電圧(出
力I)が、第一導電体層22の導出部22Aを経由して
マイコン25に伝達される(図4参照)。
【0051】この時、第二導電体層23の導出部23A
からの出力電圧(出力II)は発生しない。
【0052】そして、この状態から、操作つまみ14の
上面14Aに加える押力を除くと、板ばね17の付勢力
によって、操作つまみ14は元の略垂直状態すなわち図
1に示す通常状態に復帰し、可撓性絶縁基板16下面の
抵抗素子層18の接触点30は、可撓性絶縁基板16自
身の弾性力により第一導電体層22から離れる。
【0053】同様にして、操作つまみ14の上面14A
の右側(操作釦27側)を下方に押して右側に傾倒させ
ると、第二導電体層23の導出部23Aからの出力電圧
(出力II)がマイコン25に伝達されるが、第一導電体
層22の導出部22Aからの出力電圧(出力I)は発生
しない。
【0054】そして、図4の概念図において、絶縁部2
4Aを基点(0°)、絶縁部24Bを中点(180°)
として、抵抗素子層18の接触点30の角度方向を時計
方向に連続的に変化させる場合の、第一導電体層22の
導出部22Aからの出力電圧(出力I)および第二導電
体層23の導出部23Aからの出力電圧(出力II)の状
態を示すのが、図6の多方向入力装置の出力電圧のグラ
フである。
【0055】同図に示すように、操作つまみ14を傾倒
させる角度方向が0°〜180°の範囲では出力Iのみ
が、180°〜360°(0°)の範囲では出力IIのみ
が発生し、その境界である基点(0°)および中点(1
80°)においては、抵抗素子層18の接触点30がそ
れぞれ導出部18A,18B根元の良導電体部18C,
18Dの部分となり、この良導電体部18C,18Dの
幅は、上述のように、二ヶ所の絶縁部24A,24Bの
幅よりも広いので、第一導電体層22と第二導電体層2
3は良導電体部18Cまたは18Dにより短絡されて両
者は同電位となり、出力Iと出力IIはどちらもゼロか同
じ大きさの最大値となる。
【0056】すなわち、マイコン25に伝達された出力
電圧(出力IまたはII)に対し、導出部22Aまたは2
3Aのどちらが出力電圧を発生したのか、およびその出
力電圧の大きさの情報を、マイコン25で組み合わせて
演算処理することによって操作つまみ14を傾倒させた
角度方向を認識することができるので、操作つまみを繰
り返し傾倒操作をすることによって所望の角度方向等の
項目を選択することができるものである。
【0057】以上のように本実施の形態によれば、多方
向入力用の電子部品としての構成が、可撓性絶縁基板1
6に形成された円形リング状の抵抗素子層18と、これ
に対向して電子機器の配線基板13に設けられた第一導
電体層22、第二導電体層23と、操作つまみ14のみ
の簡単なものであるから、小型化が容易であると共に、
操作つまみ14を所望の方向に傾倒させる際に抵抗素子
層18が第一、第二導電体層22,23の一方のみと接
触し、その接触点30の抵抗値による出力電圧により、
操作つまみ14を傾倒させた角度方向を認識するもので
あるから、マイコン25等による処理が容易で精度が高
く、しかも操作つまみ14を傾倒させる角度方向の分解
能すなわち入力方向の分解能が高い多方向入力装置を、
配線基板13、上ケース11等の部材を共用して装着し
た電子機器を実現できるという効果を有するものであ
る。
【0058】なお、以上の説明において、多方向入力装
置の抵抗素子層18は個別の可撓性絶縁基板16に設け
るものとして説明したが、図7の他の構成による、多方
向入力装置を用いた電子機器の多方向入力装置部分の分
解斜視図に示すように、各種機能の操作用スイッチの可
動接点26を可撓性配線基板31に一括して装着する構
成とし、この可撓性配線基板31の下面に多方向入力装
置の抵抗素子層18を一体に形成することにより、多方
向入力装置を用いた電子機器である携帯電話全体として
の構成部材数および組立工数が更に少なく、抵抗素子層
18の導出部18A,18Bからの配線も容易で、安価
な多方向入力装置を用いた携帯電話とすることができ
る。
【0059】さらに、以上の説明においては、円形リン
グ状の抵抗素子層18に一対の導出部18A,18Bを
設けた場合について説明したが、図8の他の構成による
多方向入力装置の接点部分の分解斜視図に示すように、
抵抗素子層32に一対の導出部33A,33Bと、これ
らとは別の角度位置にもう一対の導出部34A,34B
を設けることによって、操作つまみ14を各導出部の近
傍方向へ傾倒する場合の角度方向の分解能を更に高める
ことができる。
【0060】その内容について、簡単に説明すると、ま
ず、上記の抵抗素子層18に一対の導出部18A,18
Bを設けた場合には、前記の図5に示すように操作つま
み14を傾倒させると、同図のQ−Q線における断面図
であり接点部分の平面図である図9に示すように、操作
つまみ14下面の円形リング状の突出部14Dに押圧さ
れた可撓性絶縁基板16下面の抵抗素子層18の接触点
30は、ある程度の長さの線接触となるが、この傾倒方
向が抵抗素子層18の導出部18A,18Bの近傍方向
以外の矢印Sの方向である場合には、線接触した接触点
30の両側方の抵抗値によって按分された出力電圧が発
生し、線接触の中央方向すなわち操作つまみ14を傾倒
させた矢印Sの角度方向に対応した出力電圧となる。
【0061】しかし、操作つまみ14を導出部18Aの
近傍方向である導出部18Aの角度方向から少しだけ時
計方向へずれた矢印Tの方向へ傾倒させた場合に、抵抗
素子層18の第一導電体層22との接触点30は、導出
部18Aが出された良導電体部18Cの端部を含むこと
になり、この時、第一導電体層22に接続された導出部
22Aからの出力電圧(出力I)は、抵抗素子層18の
導出部18Aの位置における抵抗値による出力電圧すな
わち導出部18Aの電位そのものが出力されることにな
って、操作つまみ14を傾倒した角度方向が矢印Tの方
向ではなく導出部18Aの方向であることを示すことに
なり、導出部18A,18Bの近傍での操作つまみ14
を傾倒させる角度方向の分解能は高くし難いものであ
る。
【0062】そこで、前記の図8に示すように、抵抗素
子層32に二対の良導電体部33C,33Dおよび34
C,34Dと、それぞれから出された導出部33A,3
3Bおよび34A,34Bを設け、マイコン等を利用し
てそれぞれ対の導出部33A,33Bおよび34A,3
4Bへの直流電圧の印加を短い周期で切り換えて、その
周期と同期して第一導電体層22および第二導電体層2
3の導出部22Aおよび23Aの出力を検出するように
すれば、図8に示す接点部分の組立て後の平面図である
図10の可撓性絶縁基板の上面から見た平面図に示すよ
うに、例えば、操作つまみ14を抵抗素子層32の導出
部33Aの近傍方向である矢印U1またはU2点の方向
へ傾倒させた場合においても、導出部34A,34Bに
直流電圧が印加された時の第一導電体層22の導出部2
2Aまたは第二導電体層23の導出部23Aの出力電圧
は、抵抗素子層32の導出部34A,34Bに印加され
た電圧を線接触した接触点35の両側方の抵抗値によっ
て按分したものに近いものとなり、線接触している接触
点35のほぼ中央、すなわち操作つまみ14を傾倒させ
た角度方向に対応して出力電圧とすることができて、操
作つまみ14を抵抗素子層32の導出部33Aの近傍方
向へ傾倒させる角度方向の分解能を高くすることができ
るものである。
【0063】(実施の形態2)実施の形態2を用いて、
本発明の特に請求項4に記載の発明について説明する。
【0064】図11は本発明の第2の実施の形態による
多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要
部断面図、図12は同多方向入力装置の構成を説明する
概念図である。
【0065】同図に示すように、本実施の形態による多
方向入力装置は前記の実施の形態1によるものにおい
て、対向して形成された可撓性絶縁基板16下面の円形
リング状の抵抗素子層18と配線基板13上の第一導電
体層22および第二導電体層23の間の絶縁スペーサ1
6Bに代えて、導電部として異方性導電体からなる平板
状の導通板36を介在させて、両者の間に所定の絶縁ギ
ャップを保つようにしたものであり、その他の部分の構
成は、実施の形態1によるものと同じである。
【0066】この導通板36は、ゴム基材の厚さ方向に
金属粒子を配列させた異方性導電体のシートを円形リン
グ状に加工したものであり、厚さ方向に押圧されること
により、押圧された位置の上下面間の抵抗値が絶縁状態
(10MΩ以上)から導通状態(数10Ω以下)へと急
激に変化するものである。
【0067】次に、この多方向入力装置部分の動作につ
いて説明する。
【0068】図12に示すように、可撓性絶縁基板16
下面の抵抗素子層18の導出部18A,18Bの間に所
定の直流電圧が印加された状態において、図11に示
す、上ケース11の上面に露出した操作つまみ14の上
面14Aの押圧点29を下方に押すと、図13の断面図
に示すように、操作つまみ14が板ばね17の付勢力に
抗して下面の突部14Bを中心として左側に傾倒し、押
圧点29に対応する突出部14Dの下押圧点29Aが可
撓性絶縁基板16の上面を押して部分的に下方に撓ませ
ることは、実施の形態1と同じである。
【0069】しかし、可撓性絶縁基板16の下方に撓ん
だ部分の下面の抵抗素子層18の接触点30は下方の導
通板36を部分的に押圧し、導通板36の押圧された部
分の上下面間のみの抵抗値が急激に低下して絶縁状態か
ら導通状態となり、この部分において、抵抗素子層18
の接触点30は導通板36下方の第一導電体層22に導
通される。
【0070】そして、抵抗素子層18の導出部18Aと
接触点30の間の抵抗値による出力電圧が第一導電体層
22の導出部22Aを経由してマイコン25に伝達され
ること、および、この時に第二導電体層23からの出力
電圧が発生しないことも実施の形態1の場合と同じであ
る。
【0071】また、操作つまみ14の上面14Aに加え
る押力を除くと、板ばね17の付勢力によって、操作つ
まみ14は元の垂直状態すなわち図11に示す通常状態
に復帰し、可撓性絶縁基板16下面の抵抗素子層18の
接触点30は可撓性絶縁基板16自身の弾性力により元
の水平状態に戻り、導通板36に部分的に加えられてい
た押圧力も加わらなくなるため、導通板36の上下面間
は全体的に絶縁状態に戻る。
【0072】ここで、上記の導通板36を押圧する際
に、図13に示すように導通板36の厚さを押し縮める
ことにより、上下面間の抵抗値を低下させるようにする
か、導通板36の厚さは殆ど変わらずに、圧力的な刺激
を感じて上下面間の抵抗値を低下させるようにするか
は、必要に応じて異方性導電体の材料を変更すればよい
ものである。
【0073】以上のように本実施の形態によれば、操作
つまみ14を所望の方向に傾倒させる際に抵抗素子層1
8が第一、第二導電体層22,23の一方のみと導通
し、その接触点30の抵抗値による出力電圧により、操
作つまみ14を傾倒させた角度方向を高い分解能で認識
することができると共に、抵抗素子層18と第一、第二
導電体層22,23の間に所定の絶縁ギャップを確実に
確保でき、更に導通板36の押圧された位置の上下間が
導通するので、導通板36およびこれを挟む抵抗素子層
18と第一、第二導電体層22,23の径を小さくしか
も細幅にした小型の多方向入力装置を、配線基板13、
上ケース11等の部材を共用して装着した電子機器を実
現できるという効果を有するものである。
【0074】なお、本実施の形態による多方向入力装置
においても、抵抗素子層に二対の導出部を設けることに
よって、操作つまみ14を各導出部の近傍方向へ傾倒す
る場合の角度方向の分解能を更に高めることができる。
【0075】(実施の形態3)実施の形態3を用いて、
本発明の特に請求項5および10に記載の発明について
説明する。
【0076】図14は本発明の第3の実施の形態による
多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要
部断面図、図15は同多方向入力装置部分の分解斜視図
である。
【0077】同図に示すように、本実施の形態による多
方向入力装置は前記の実施の形態1によるものに対し
て、多層配線部を有する配線基板37上の円弧状の第
一、第二導電体層22,23の中央部およびこれに対向
する可撓性絶縁基板38下面の円形リング状の抵抗素子
層18の中央部にそれぞれ電気的に独立して、固定接点
39および可動接点40を配設してスイッチ接点部41
を設けると共に、操作部材となる操作つまみ42の中央
に設けた貫通孔42B内にスイッチ駆動用の押釦43を
配設してプッシュスイッチ部を付加したものであり、そ
の他の部分の構成は実施の形態1によるものと同じであ
る。
【0078】そして、スイッチ接点部41の固定接点3
9は、図15に示すように、配線基板37上に金属箔の
貼付けまたは良導電性インクの印刷等により形成された
中心部の小円形の中心接点44とその周辺に設けられた
リング状の外側接点45からなり、配線基板37の多層
配線部(図示せず)を介して、この携帯電話に装着され
たマイクロコンピュータ46(以下、マイコン46と表
わす)に接続されている(後述の図16参照)。
【0079】また、スイッチ接点部41の可動接点40
は、弾性金属薄板を上方凸状の円形ドーム状に打抜き絞
り加工したものであり、その外周下端部40Aが上記の
外側接点45上に載り、中央凸部40B下面が中心接点
44と所定の間隔を空けて対峙するように、可撓性の粘
着テープ47により配線基板37上に貼り付けられると
共に、中央凸部40B上面が可撓性絶縁基板38の抵抗
素子層18中心の丸孔38Aから上方に突出している。
【0080】一方、押釦43は、樹脂成形された多段円
盤形で、操作つまみ42中央の貫通孔42Bにより、操
作つまみ42とは独立して上下動可能に保持されてお
り、操作部材は操作つまみ42と押釦43とにより構成
されている。
【0081】そして、この押釦43は、通常状態におい
て、下面中心の突部43Bが粘着テープ47を介して上
記可動接点40の中央凸部40B上端部に当接すること
により、上面43Aが操作つまみ42の貫通孔42Bか
ら露出すると共に、外周のフランジ部43Cが操作つま
み42の下面を所定寸法だけ押し上げていることによっ
て、操作つまみ42外周の板ばね17を少し撓ませて、
操作つまみ42をガタツキなく略垂直状態に保ってい
る。
【0082】次に、この多方向入力装置部分の動作につ
いて説明する。
【0083】本実施の形態による多方向入力装置の構成
を説明する概念図である図16に示すように、可撓性絶
縁基板38下面の抵抗素子層18の導出部18A,18
Bの間に所定の直流電圧が印加された状態において、図
14に示す、上ケース11の上面に露出した操作つまみ
42の上面42Aの所望の角度方向の一点を下方に押圧
すると、図17の断面図に示すように、操作つまみ42
は中央の貫通孔42Bに保持された押釦43下面中心の
突部43Bを中心として押圧された方向に傾倒し、操作
つまみ42下面に形成された突出部42Cが可撓性絶縁
基板38の上面を押して部分的に下方に撓ませて、その
下面の抵抗素子層18を下方の第一導電体層22または
第二導電体層23に接触導通させる。
【0084】そして、抵抗素子層18の導出部18Aと
接触した点の間の抵抗値による出力電圧が第一導電体層
22または第二導電体層23の導出部22Aまたは23
Aを経由してマイコン46に伝達されること、および、
この状態から、操作つまみ42の上面42Aに加える押
力を除くと、板ばね17の付勢力によって、操作つまみ
42は元の略垂直状態すなわち図14に示す通常状態に
復帰し、可撓性絶縁基板38下面の抵抗素子層18は、
可撓性絶縁基板38自身の弾性力により第一導電体層2
2または第二導電体層23から離れることは、実施の形
態1の場合と同じである。
【0085】なお、この操作つまみ42の傾倒操作時
に、可動接点40の反転動作力は、円形ドーム状の可動
接点40の中央凸部40Bの上端部に当接した押釦43
下面の突部43Bが支点となって操作つまみ42が回動
して操作つまみ42外周の板ばね17が撓む大きさに設
定されているので、プッシュスイッチ部は動作しない。
【0086】以上のようにしてマイコン46に伝達され
た出力電圧に対し、マイコン46で演算処理することに
よって操作つまみ42を傾倒させた方向を認識し、認識
された角度方向が所望の方向であれば、次に、この方向
をマイコン46に記憶させた状態で、操作つまみ42中
央の押釦43の上面43Aを押圧する。
【0087】この時の状態を示すのが図18の断面図で
あり、押釦43下面の突部43Bがプッシュスイッチ部
の円形ドーム状の可動接点40の中央凸部40Bを下方
に押し下げて、可動接点40を節度感を伴って弾性反転
させ、中央凸部40B下面を中心接点44に接触させ
る。
【0088】これによって、スイッチ接点部41の外側
接点45と中心接点44の間が短絡され、その信号がマ
イコン46に伝達されて、上記の記憶していた方向が決
定と判断される。
【0089】そして、押釦43に加える押圧力を除く
と、可動接点40は自身の弾性復元力によって元の円形
ドーム形状に復帰して図14の状態に戻り、スイッチ接
点部41も元のOFF状態に戻る。
【0090】なお、このプッシュスイッチ部の操作時
に、押釦43は操作つまみ42とは独立して動くように
設定されているので、操作つまみ42は下方に少し動く
が、可撓性絶縁基板38を押し下げることはない。
【0091】以上のように本実施の形態によれば、外径
寸法を大きくすることなく、操作つまみ42を傾倒させ
た角度方向の認識信号に加えて、押釦43を押圧するこ
とにより節度感を伴って別の信号を発することができる
プッシュスイッチ部を備えた多方向入力装置を、配線基
板37、上ケース11等の部材を共用して装着した電子
機器を実現できるという効果を有するものである。
【0092】(実施の形態4)実施の形態4を用いて、
本発明の特に請求項6に記載の発明について説明する。
【0093】図19は本発明の第4の実施の形態による
多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要
部断面図である。
【0094】同図に示すように、本実施の形態による多
方向入力装置は前記の実施の形態3によるものに対し
て、円形リング状の操作つまみ48上面の押圧部48A
が下面の円形リング状の突出部48Cよりも内側にある
と共に、押釦43が操作つまみ48中央の貫通孔48B
に小さい隙間で同心状に係合しているものであり、その
他の部分の構成、例えば押釦43と操作つまみ48とで
操作部材を構成することなどは、実施の形態3によるも
のと同じである。
【0095】すなわち、図19に示すように、携帯電話
の上ケース11の貫通孔11Aにリング状の板ばね17
を介して支持された操作つまみ48下面の突出部48C
は、操作つまみ48の最大径部分であるフランジ部48
Dの外周下面に設けられていて、上面の押圧部48Aの
位置は突出部48Cよりもかなり内側となっている。
【0096】そして、多層配線部を有する配線基板49
上の円弧状の第一、第二導電体層50,51の中央部お
よびこれに対向する可撓性絶縁基板52下面の円形リン
グ状の抵抗素子層53の中央部に、それぞれ電気的に独
立した固定接点39および可動接点40を配設してスイ
ッチ接点部41を設け、操作つまみ48の中央の貫通孔
48B内にスイッチ駆動用の押釦43を配設したプッシ
ュスイッチ部を有していることは実施の形態3と同じで
あるが、配線基板49上の第一、第二導電体層50,5
1および可撓性絶縁基板52下面の抵抗素子層53の径
は、上記の操作つまみ48下面の突出部48Cの径に対
応した大きな径となっている。
【0097】また、操作つまみ48の貫通孔48B内に
小さい隙間で同心状に係合している押釦43は、操作つ
まみ48に対して独立して上下動可能であるが、通常状
態において、下面中心の突部43Bが上記可動接点40
の中央凸部40B上端部に当接することにより、上面4
3Aが操作つまみ48の貫通孔48Bから露出すると共
に、外周のフランジ部43Cが操作つまみ48の下面を
所定寸法だけ押し上げていることによって、操作つまみ
48外周の板ばね17を少し撓ませて、操作つまみ48
をガタツキなく略垂直状態に保っていることも実施の形
態3の場合と同じである。
【0098】次に、この多方向入力装置部分の動作につ
いて説明する。
【0099】本実施の形態による多方向入力装置を備え
た携帯電話において、可撓性絶縁基板52下面の抵抗素
子層53の二つの導出部(図示せず)の間に所定の直流
電圧が印加された状態において、図19に示す、上ケー
ス11の上面に露出した操作つまみ48の上面の所望の
押圧部48Aを下方に押圧すると、まず、図20の断面
図に示すように、操作つまみ48は中央の貫通孔48B
に保持した押釦43下面中心の突部43Bを中心として
押圧された方向に傾倒し、対応する位置の操作つまみ4
8下面の突出部48Cが可撓性絶縁基板52の上面を押
して部分的に下方に撓ませて、その下面の抵抗素子層5
3を下方の第一導電体層50または第二導電体層51に
接触導通させ、抵抗素子層53の導出部(図示せず)と
接触点53Aの間の抵抗値による出力電圧が第一導電体
層50または第二導電体層51の導出部(図示せず)を
経由してマイコン(図示せず)に伝達され、マイコンで
演算処理することによって操作つまみ48を傾倒させた
角度方向を仮認識する。
【0100】そして、この状態から更に、操作つまみ4
8の同じ押圧部48Aを下方に押し下げると、今度は、
図21の断面図に示すように、操作つまみ48が上記接
触点53A上方の突出部48Cの先端を支点として反対
方向に傾倒し、中央の貫通孔48Bに保持した押釦43
が下方に動き、その下面中心の突部43Bがスイッチ接
点部41の円形ドーム状の可動接点40の中央凸部40
Bを下方に押し下げて、可動接点40を節度感を伴って
弾性反転させ、中央凸部40B下面を中心接点44に接
触させる。
【0101】これによって、スイッチ接点部41の外側
接点45と中心接点44の間が短絡され、その信号がマ
イコンに伝達されて、上記の仮記憶された角度方向がマ
イコンに認識される。
【0102】すなわち、操作つまみ48を傾倒させた角
度方向が節度感を伴ってマイコンに認識される。
【0103】ここで、押釦43は操作つまみ48中央の
貫通孔48Bに小さい隙間で同心状に係合しているの
で、操作つまみ48を傾倒させた角度方向に関係なく、
プッシュスイッチ部は確実に動作する。
【0104】そして、操作つまみ48の押圧部48Aに
加える押圧力を除くと、可動接点40は自身の弾性復元
力によって元の円形ドーム形状に復帰してスイッチ接点
部41はOFF状態に戻り、板ばね17の付勢力によっ
て、操作つまみ48が元の略垂直状態に復帰すると共
に、可撓性絶縁基板52下面の抵抗素子層53は可撓性
絶縁基板52自身の弾性力により第一導電体層50また
は第二導電体層51から離れ、元の図19の状態とな
る。
【0105】以上のようにしてマイコンに認識された角
度方向が所望の方向であれば、次に、この方向をマイコ
ンに記憶させた状態で、操作つまみ48中央の押釦43
の上面43Aを押圧する。
【0106】この時の状態を示すのが図22の断面図で
あり、押釦43下面の突部43Bが円形ドーム状の可動
接点40の中央凸部40Bを下方に押し下げて、可動接
点40を節度感を伴って弾性反転させ、中央凸部40B
下面を中心接点44に接触させる。
【0107】これによって、スイッチ接点部41の外側
接点45と中心接点44の間が短絡され、その信号がマ
イコンに伝達されて、上記の記憶していた方向が決定と
判断される。
【0108】そして、押釦43に加える押圧力を除く
と、可動接点40は自身の弾性復元力によって元の円形
ドーム形状に復帰して図19の状態に戻り、スイッチ接
点部41も元のOFF状態に戻る。
【0109】なお、このプッシュスイッチ部の操作時
に、押釦43は操作つまみ48とは独立して動くように
設定されているので、操作つまみ48は下方に少し動く
が、可撓性絶縁基板52を押し下げることはない。
【0110】以上のように本実施の形態によれば、操作
つまみ48上面の押圧部48Aを押して所望の角度方向
に傾倒させることにより抵抗素子層53が第一または第
二導電体層50または51と接触して角度方向を認識す
る際に、節度感によりその認識を感知することができる
と共に、押釦43のみを押圧することによっても、プッ
シュスイッチ部が節度感を伴って動作して信号を発する
多方向入力装置を、配線基板49、上ケース11等の部
材を共用して装着した電子機器を実現できるという効果
を有するものである。
【0111】(実施の形態5)実施の形態5を用いて、
本発明の特に請求項11、12、14、16〜19に記
載の発明について説明する。
【0112】図23は、本発明の第5の実施の形態によ
る多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図、図2
4は、同多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【0113】同図に示すように、本実施の形態による多
方向入力装置は、操作部材200以外の部分を半田付け
装着可能な個片の電子部品102として形成したものに
より構成されるものである。
【0114】まず、その多方向入力用の電子部品102
から説明すると、103は絶縁樹脂製からなる電子部品
用のケースであり、その上面には、一枚の平坦な導電金
属板からなる平面基板104が配されている。
【0115】そして、この平面基板104の上方に所定
ギャップを空けて可撓性を有する絶縁基板105が固定
されている。
【0116】この絶縁基板105の下面には、円形リン
グ状の抵抗素子層106および、その抵抗素子層106
から外周に向かう放射状に導出部107が90°間隔で
形成されていると共に、その抵抗素子層106および導
出部107以外の部分には、絶縁スペーサ108が形成
されている。
【0117】この抵抗素子層106は、一様な比抵抗の
一様な幅に形成されている。
【0118】なお、図24においては、絶縁基板105
の下面に配された抵抗素子層106を判り易くするため
にハッチングを施して表記している。
【0119】そして、上記絶縁スペーサ108を介在さ
せることによって、平面基板104と絶縁基板105の
抵抗素子層106とは、所定間隔を保っている。
【0120】そして、109は、円形リング状の抵抗素
子層106の外径よりも若干大きく形成された操作用孔
109Aを上面部に備えた金属カバーであり、その操作
用孔109Aと抵抗素子層106との位置を対応させた
状態で、絶縁基板105の抵抗素子層106が形成され
ていない上面側から被せられ、その上面部に一体形成さ
れたカシメ固定脚部109Bが、絶縁基板105と平面
基板104とケース103とを抱き込みケース103底
面でカシメ固定されることによって、それらの部材を結
合させている。
【0121】また、このときケース103に設けられた
上方に突出した位置決め突起103Aが、平面基板10
4、絶縁基板105、金属カバー109のそれぞれに設
けられた位置決め孔104A,105A,109Cに同
軸上で挿通されて、金属カバー109上に突出した部分
をカシメられている。
【0122】そして、上記状態において、ケース103
に位置決め装着された絶縁基板105下面の抵抗素子層
106の導出部107には、ケース103に固定された
上方に延出している弾性脚110がそれぞれ所定圧力で
弾接している。
【0123】そして、この弾性脚110は、図25のケ
ースの上面図に示すように、上面視四角形状のケース1
03の四箇所の角部に位置するようにインサート成形に
よって固定され、それぞれの弾性脚110の他方の端部
は、ケース103から外方に延出されており、この延出
部分が、入力用端子110Aとなっている。
【0124】一方、平面基板104には出力用端子11
1が一体形成され、その出力用端子111は、上記入力
用端子110Aと同一面でケース103の外方に突出し
ている。
【0125】なお、平面基板104は、上記弾性脚11
0と接することが無いように、弾性脚110が設けられ
た位置に対応することとなる角部が加工形成されて切除
された形状となっている。
【0126】一方、ケース103の中央部には、スイッ
チ用の中心および外側接点112および113が配設固
定され、それぞれのスイッチ端子112Aおよび113
Aも、入力用端子110Aおよび出力用端子111と高
さ位置を合わせてケース103から外方に導出されてい
る。
【0127】そして、この外側接点113上に、上方に
突出した円形ドーム状で金属薄板からなる可動接点11
4が載せられ、その可動接点114上部およびケース1
03上面部を粘着テープ115で粘着固定することによ
り、可動接点114は平面基板104と電気的に絶縁さ
れた状態でケース103に位置決め装着されている。
【0128】そして、この状態で可動接点114の中央
部下面は、中心接点112と所定間隔を維持している。
【0129】また、この可動接点114の径は、抵抗素
子層106の円形リングの内部で構成される円形部の径
よりも小さく、かつ両者は中心位置が同軸上で合わされ
て組込まれている。
【0130】そして、その可動接点114の中央部上に
対応する平面基板104および絶縁基板105の位置に
は、押下用孔104Bおよび105Bが構成されてい
る。
【0131】この多方向入力操作用の電子部品102
は、以上のように構成されるものであり、以下図23を
用いて、この電子部品102を組込んだ多方向入力装置
について説明する。
【0132】同図に示すように、この電子部品102
は、ケース103の底部のボス103Bを使用機器の配
線基板120の基板貫通孔120Aに挿通させて位置決
めされ、それぞれの端子110A,111,112A,
113A(同図には出力用端子111しか図示せず。)
を配線基板120上の所定配線部にハンダ付け固定する
ことにより装着されている。
【0133】そして、この電子部品102の上方に、所
定の上下動および傾倒操作が可能な操作部材200が配
されている。
【0134】この操作部材200は、半球状の球体部2
01の下面に同心的に形成されたリング状突起202お
よび、その中心にリング状突起202よりも高さの高い
中心凸部203を備えている。
【0135】そして、この操作部材200の外周部20
5が、上ケースなどに相当する外装部材206で押え込
まれることにより、リング状突起202が、電子部品1
02の抵抗素子層106に対応した上方位置に、また中
心凸部203が、電子部品102の可動接点114中央
に対応する上方に位置するように操作部材200は装着
されている。
【0136】そして、その外装部材206で押え込まれ
た操作部材200の外周部205と球体部201とは、
下方全方位に広がるスカート状の弾性部207で連結さ
れ、この弾性部207の作用によって、リング状突起2
02と絶縁基板105との間、および中心凸部203と
可動接点114上の粘着テープ115との間に、所定間
隔が維持できるようになっている。
【0137】また、球体部201の上面中央部には、操
作部208が設けられ、外装部材206の操作用孔20
6Aから突出している。
【0138】そして、この操作用孔206Aの下端部
は、球体部201の形状に合わせた球状に加工されてお
り、操作部208に操作力を加えていない図23に示す
通常状態では、弾性部207の作用によって押し上げら
れている状態の球体部201の上方中間部分が、操作用
孔206Aの下端部に当接することにより、操作部材2
00は中立位置を保っている。
【0139】本実施の形態による多方向入力装置は、以
上のように構成されるものであり、次に、その動作につ
いて説明する。
【0140】まず、図23に示す操作部材200が中立
位置にある通常状態に対し、操作部208に操作部材2
00を図23中で左側に傾倒させる力を加えると、その
方向に対応する左側の弾性部207が撓みながら操作部
材200の球体部201が操作用孔206Aの下端部に
沿って回動していく。
【0141】そして、所定角度まで操作部材200が回
動すると、リング状突起202の下方側に移動した部分
が対応する絶縁基板105上面に当接してその部分を押
し下げ、図26に示すように、その下面に配されている
抵抗素子層106の対応部分を平面基板104に接触さ
せる。
【0142】このとき、電子部品102の入力用端子1
10Aの内、所定の二つの入力用端子110A間に所定
電圧を印加することによって、上記所定の二つの入力用
端子110Aに繋がった二つの弾性脚110および二つ
の導出部107を介し、抵抗素子層106に上記所定電
圧を印加する。
【0143】なお、弾性脚110は、導出部107に所
定の圧力で弾接しているため、印加電圧は損失少なく抵
抗素子層106に確実に伝達されて印加される。
【0144】そして、この状態で平面基板104の出力
用端子111から第一の出力電圧値を検出する。
【0145】この第一の出力電圧値をマイクロコンピュ
ータ等で演算処理することによって、抵抗素子層106
が、平面基板104に接触した部分の候補として二箇所
を特定する。
【0146】さらに、マイクロコンピュータなどを用い
て、上記二つの入力用端子110Aの印加を止め、短い
高速の周期で上記二つの入力用端子110Aとは異なる
二つの入力用端子110Aを介して抵抗素子層106に
所定電圧を印加し、出力用端子111から第二の出力電
圧値を検出する。
【0147】この第二の出力電圧値をも、マイクロコン
ピュータ等で演算処理することによって、抵抗素子層1
06が平面基板104に接触した部分の候補として二箇
所を特定する。
【0148】そして、上記第一の出力電圧値で特定され
た候補および上記第二の出力電圧値で特定された候補
を、マイクロコンピュータ等を用いて比較し、両者で合
致する位置を、抵抗素子層106が平面基板104に接
触した位置と判定して、操作された操作方向を決定さ
せ、それに合わせて電子機器における所定の制御を行う
ようにする。
【0149】そして、上記操作部材200の操作部20
8への操作力を除くと、図26に示す撓んだ左側近傍の
弾性部207が元の形状に復元し、その復元力で操作部
材200は図23に示す中立状態に戻る。
【0150】なお、上記には操作部材200を左側に傾
倒させた場合について説明したが、抵抗素子層106
は、円形リング状に構成されているため、上記に説明し
た以外の方向に傾倒させても同様な動作となって、36
0°の全周方向で傾倒操作方向を検出することができ
る。
【0151】また、その接触位置を特定するための第一
および第二の出力電圧値の分解能を調節することによ
り、傾倒操作方向の分解能を設定することも可能とな
る。
【0152】なお、上記の傾倒操作時に、可動接点11
4は操作部材200の中心凸部203で少し押下力を受
けるが、この可動接点114は、上記押下力で作動しな
い動作力のもので構成されているため、スイッチの状態
は切り換わることはない。
【0153】一方、操作部材200の操作部208に対
して垂直下方への押下力を加えて、球体部201を下方
に移動させると、スカート状の弾性部207が全方位に
亘って撓んでいき、球体部201下面の中心凸部203
の先端が粘着テープ115上面に当接し、粘着テープ1
15を介して可動接点114を押下していく。
【0154】そして、その押下力が所定の力を越える
と、可動接点114は、節度感を持って反転動作し、そ
の下面が中心接点112に接し、図27の断面図に示す
ように、可動接点114を介して中心および外側接点1
12および113の間、つまりスイッチ端子112Aお
よび113A(共に図示せず)間が電気的に導通する。
【0155】そして、上記操作部材200の操作部20
8に対する垂直下方への押下力を除くと、可動接点11
4およびスカート状の弾性部207が元の形状に復元
し、それらの復元力で操作部材200は図23に示す中
立状態に戻る。
【0156】なお、上記の押下操作時には、操作部材2
00のリング状突起202は、絶縁基板105に当接し
ないように構成されている。
【0157】このように、本実施の形態による多方向操
作装置およびそれを用いた電子機器は、操作部材200
に対する傾倒操作方向が、360°の全方向で高分解能
に検出できると共に、押下操作によってスイッチの状態
を切り換えることができるものである。
【0158】そして、この多方向操作装置を備えた電子
機器は、操作部材200に対する傾倒操作方向に合わせ
て制御することにより、例えば表示部に表示されたカー
ソルを、表示画面上で斜め方向などに容易かつ自在に移
動させることができるものとなるため、使い勝手のよい
ものにでき、さらに、操作部材200に対する押下操作
で得られるスイッチ信号を決定・確定信号として用いる
と、さらに利便性に優れたものにできる。
【0159】さらに、操作部材200を傾倒操作した状
態を計時して、所定時間以上、同一方向に操作された状
態が検出された際、または、所定時間内に同一方向に複
数回操作された状態が検出された際に、制御状態を変え
る、例えば表示部に表示されたカーソルやアイコンの移
動速度を可変させるようにしてもよく、上記操作形態
は、片手で容易に操作可能なものであるため、さらに使
い勝手がよく利便性の優れたものにできる。
【0160】なお、本実施の形態による多方向入力装置
においては、抵抗素子層106への印加を所定周期で高
速に切り換えつつ行うものであるため、上述の計時時間
の設定は、上記印加電圧の切換え周期の倍数の時間で設
定することが好ましい。
【0161】そして、本実施の形態による多方向操作装
置は、その傾倒方向や押下の検出部となる部材を電子部
品102として小型・薄型に構成したものであるため、
取扱いが容易で、他の搭載部品と共に使用機器の配線基
板120に実装機等を用いて実装することもできる。
【0162】なお、上記の電子部品102においては、
スイッチを付加しているものを説明したが、スイッチを
構成していないものであってもよい。
【0163】(実施の形態6)実施の形態6を用いて、
本発明の特に請求項11、13、15に記載の発明につ
いて説明する。
【0164】図28は、本発明の第6の実施の形態によ
る多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図、図2
9は同多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【0165】同図に示すように、本実施の形態による多
方向入力装置も、実施の形態5によるものと同様に、操
作部材200以外の部分を個片の電子部品302として
構成したものであるため、実施の形態5と同様の部分の
説明は省略する。
【0166】同図において、303は、絶縁樹脂製の電
子部品用のケースであり、その上部には絶縁基板304
が固定され、その絶縁基板304上には、一様な比抵抗
で一様な幅に形成された円形リング状の抵抗素子層30
5が上面側に露出している。
【0167】なお、図29中においても抵抗素子層30
5を判り易くするためにハッチングを施している。
【0168】そして、その抵抗素子層305から外周に
向かう放射状に90°間隔で形成された導出部(図示せ
ず)に固定された入力用端子306は、ケース303の
側部から外方に突出している。
【0169】また、ケース303の上部には、抵抗素子
層305から若干の間隔を空けてその外方部分に抵抗素
子層305の高さ位置よりも高い平坦外周段部307が
構成されており、その平坦外周段部307上に重ねて弾
性導電金属板からなる平面基板308が配設されてい
る。
【0170】この平坦外周段部307により、抵抗素子
層305と平面基板308とは所定ギャップを保ってい
る。
【0171】そして、この平面基板308には、出力用
端子309が一体形成されており、入力用端子306と
同じ高さ位置でケース303の外方に突出している。
【0172】そして、310は、円形リング状の抵抗素
子層305の外径よりも若干大きく形成された操作用孔
310Aを上面部に備えた金属カバーであり、その操作
用孔310Aと抵抗素子層305との位置を対応させた
状態で、絶縁基板304の抵抗素子層305が形成され
ていない上面側から被せられ、その上面部に一体形成さ
れたカシメ固定脚部310Bが、平面基板308とケー
ス303とを抱き込みケース303底面でカシメ固定さ
れることによって、両部材を結合させている。
【0173】また、このときにケース303の上方に突
出した位置決め突起303Aは、それぞれ平面基板30
8、金属カバー310に設けられた位置決め孔308
A,310Cに同軸上で挿通されて、金属カバー310
上に突出した部分をカシメられている。
【0174】一方、このケース303には、その中央部
となる抵抗素子層305の円形リングの内部で構成され
る円形部よりも内側にリング状の内周段部311を有
し、その内周段部311内には、スイッチ用の中心およ
び外側接点312および313が配設固定され、それぞ
れのスイッチ端子312Aおよび313Aもケース30
3から他の端子と同一高さで外方に延出されている。
【0175】そして、この外側接点313上に、円形ド
ーム状で金属薄板からなる可動接点314が載せられ、
その可動接点314上部およびケース303の上面部に
粘着テープ315が粘着固定されることにより、可動接
点314は位置決めされると共に、平面基板308と電
気的に絶縁されている。
【0176】そして、このように装着された可動接点3
14の中央部下面は、中心接点312に対峙して所定間
隔を保っている。
【0177】なお、ケース303の内周段部311と平
坦外周段部307とは同一高さに構成され、可動接点3
14を粘着固定した状態での粘着テープ315の上面位
置は、それらよりも低い高さ位置となっている。
【0178】そして、この可動接点314の中央部上に
対応する平面基板308の位置には、押下用孔308B
が構成されている。
【0179】本実施の形態による多方向入力用の電子部
品302は、以上のように構成されるものである。
【0180】そして、この電子部品302は、図28に
も示してあるように、ケース303の底部のボス303
Bを使用機器の配線基板120の基板貫通孔120Aに
挿通させて位置決めされ、それぞれの端子306,30
9,312A,313A(同図には出力用端子309し
か表記せず。)を配線基板120上の所定配線部にハン
ダ付け固定されて装着されている。
【0181】そして、この電子部品302の上方に、所
定の上下動および傾倒操作が可能な操作部材200が配
されている。
【0182】この操作部材200は、実施の形態5によ
るものと同じであり、その形状や外装部材206との配
設ならびに係合状態も同じであるため、その説明は省略
するが、上記の所定状態で装着された操作部材200に
おいて、その球体部201下面のリング状突起202は
平面基板308に、また中心凸部203は粘着テープ3
15に、所定の間隔を持って対向状態で配置されてい
る。
【0183】そして、リング状突起202と抵抗素子層
305とは、上下方向で位置が合わせられている。
【0184】本実施の形態による多方向入力装置は、以
上のように構成されるものであり、次に、その動作につ
いて説明するが、実施の形態5と同様の部分は、詳細な
説明を省略する。
【0185】まず、図28に示す操作部材200が中立
位置にある状態に対し、操作部材200の操作部208
に図28中で左側に傾倒させる力を加えると、その方向
に対応する左側の弾性部207が撓みながら球体部20
1が回動していき、リング状突起202の下方側に移動
した部分が平面基板308の対応部分を押し下げ、図3
0に示すように、その箇所に対応する平面基板308の
下面が抵抗素子層305に接触する。
【0186】この状態で、電子部品302の入力用端子
306の内、所定の二つの入力用端子306間に所定電
圧を印加することによって、抵抗素子層305に上記所
定電圧を印加し、平面基板308の出力用端子309か
ら第一の出力電圧値を検出する。
【0187】この第一の出力電圧値をマイクロコンピュ
ータ等で演算処理することによって、抵抗素子層305
が、平面基板308に接触した部分の候補として二箇所
を特定する。
【0188】さらに、マイクロコンピュータなどを用い
て、上記二つの入力用端子306の印加を止め、短い高
速の周期で上記二つの入力用端子306とは異なる二つ
の入力用端子306を介して抵抗素子層305に印加し
て出力用端子309から第二の出力電圧値を検出する。
【0189】この第二の出力電圧値をも、マイクロコン
ピュータ等で演算処理することによって、抵抗素子層3
05が、平面基板308に接触した部分の候補として二
箇所を特定する。
【0190】そして、上記第一の出力電圧値で特定され
た候補および上記第二の出力電圧値で特定された候補
を、マイクロコンピュータ等を用いて比較し、両者で合
致する位置を、抵抗素子層305が平面基板308に接
触した位置と判定して、操作された操作方向を決定さ
せ、それに合わせて電子機器における所定の制御を行う
ようにする。
【0191】そして、上記操作部材200の操作部20
8への操作力を除くと、弾性部207および平面基板3
08が元の形状に復元し、その復元力で操作部材200
は図28に示す中立状態に戻る。
【0192】また、本実施の形態による電子部品302
は実施の形態5によるものと同様に、抵抗素子層305
が、円形リング状に構成されているため、上記に説明し
た以外の方向に傾倒させても同様な動作となって、36
0°全周方向で傾倒操作方向を容易かつ高分解能で検出
することができる。
【0193】なお、上記の傾倒操作時に、操作部材20
0の中心凸部203は、可動接点314を押下しないよ
うに構成されていることは実施の形態5の場合と同じで
ある。
【0194】一方、操作部材200の操作部208に対
して垂直下方への押下力を加えて、球体部201を下方
に移動させると、スカート状の弾性部207が撓んでい
き、球体部201下面の中心凸部203の先端が粘着テ
ープ315上面に当接した後、粘着テープ315を介し
て可動接点314を押下していく。
【0195】そして、その押下力が所定の力を越える
と、可動接点314は、節度感を持って反転動作し、図
31に示すように、その下面が中心接点312に接し、
可動接点314を介して中心および外側接点312およ
び313の間、つまりスイッチ端子312Aおよび31
3A間が電気的に導通する。
【0196】そして、上記操作部材200の操作部20
8に対する下方への押下力を除くと、可動接点314、
スカート状の弾性部207、平面基板308が元の形状
に復元し、それらの復元力で操作部材200は図28に
示す中立状態に戻る。
【0197】なお、上記の押下操作時には、操作部材2
00のリング状突起202は、平面基板308に当接し
ないように構成されている。
【0198】このように、本実施の形態による多方向操
作装置およびそれを用いた電子機器においては、実施の
形態5によるものと同様に、操作部材200に対する傾
倒操作方向が、360°の全方向で高分解能に検出でき
ると共に、押下操作によってスイッチの状態を切り換え
るものにでき、その傾倒および押下により得られる信号
を用いることにより、使い易い高機能のものを容易に実
現することができる。
【0199】また、本実施の形態のものも、操作部材2
00以外の部分を電子部品302として小型・薄型に構
成したものであるため、取扱いが容易で、他の部品と共
に使用機器の配線基板120に実装機などを用いて実装
することが可能である。
【0200】さらに、この電子部品302は、操作部材
200によって操作される部材を弾性金属薄板からなる
平面基板308で構成しているため、操作部材200と
高い組み合わせ精度で組み合わさずとも全方位の操作方
向検出が可能なものを容易に実現でき、また操作部材2
00により繰り返して操作されても、平面基板308の
伸びや変形などが少ないため、長期に亘って安定した操
作性を備えたものにできる。
【0201】なお、この電子部品302においても、ス
イッチのないものであってもよい。
【0202】(実施の形態7)本実施の形態は、実施の
形態5で説明した多方向入力用の電子部品102に対し
て異なる操作方法によって操作できるように構成された
多方向入力装置を説明するものであり、その電子部品1
02自体は実施の形態5と同じものであるため、説明を
省略し、異なる部分を主として説明する。
【0203】図32は、本発明の第7の実施の形態によ
る多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図であ
り、同図に示すように、多方向入力用の電子部品102
は、使用機器の配線基板120上の所定位置にハンダ付
けにより装着固定されている。
【0204】そして、この電子部品102の上方に、所
定の上下動および配線基板120面に対して平行な方向
への直線動操作が可能な樹脂製の操作部材400が配さ
れている。
【0205】この操作部材400は、中央が、鍔状部4
01Aを有する円形操作部401となり、その外周に同
心状に配された複数のリング状部402が、リング毎に
角度位置を変えて連結桟403で連結されたものとなっ
ている(図33参照)。
【0206】そして、その最外周リング状部404は、
外装部材500に装着され、この状態で円形操作部40
1の下面中心に設けられた中心凸部405は、電子部品
102の中心位置に対して所定の間隔を保って対峙する
と共に、円形操作部401の上部406は、その上部4
06よりも所定範囲で大きく形成された外装部材500
の操作用孔501から中心位置を合わせて露出または突
出状態になっている。
【0207】なお、円形操作部401の中心凸部405
は、絶縁基板105下面の抵抗素子層106に干渉しな
い径で構成されている。
【0208】また、円形操作部401の鍔状部401A
は、上記外装部材500の操作用孔501よりも大径に
形成されており、その上面は外装部材500下面に摺動
可能に当接状態になっている。
【0209】そして、この円形操作部401下部には、
中心凸部405を中心として下方側に広がるすり鉢状の
弾性部材407が装着され、その先端部407Aは、円
形リング状の抵抗素子層106よりも外周位置に相当す
る絶縁基板105上面に弾接している。
【0210】つまり、すり鉢状の弾性部材407の下端
径は、抵抗素子層106の径よりも大きく、操作部材4
00が操作されない通常状態において、抵抗素子層10
6に対して、先端部407Aは同心状に弾接している。
【0211】そして、この操作部材400は、弾性部材
407の弾性力による上方への付勢力で付勢され、その
鍔状部401Aの上面が外装部材500の下面に当接さ
れて、上下方向の位置決めがなされている。
【0212】本実施の形態による多方向入力装置は、以
上のように構成されるものであり、次にその動作につい
て説明する。
【0213】まず図32に示す操作部材400が操作さ
れない通常状態から、操作部材400の円形操作部40
1の上部406を水平に操作、つまり配線基板120面
に対して平行に直線動させると、複数のリング状部40
2間の連結桟403で連結されていない部分の間が狭ま
っていくことにより、円形操作部401の側面が外装部
材500の操作用孔501に当接するまで、円形操作部
401は水平移動していく。
【0214】そして、これに伴って、すり鉢状の弾性部
材407も同一方向に移動していき、図34の断面図に
示すように、その先端部407Aが、抵抗素子層106
が形成された部分に相当する絶縁基板105上面に移動
し、弾性部材407自身の弾性力で絶縁基板105を押
し下げて、抵抗素子層106の所定位置を平面基板10
4に接触させる。
【0215】このときに、操作部材400下面の中心凸
部405は、可動接点104などとは全く干渉しないた
め、スイッチの状態が切り換わることはない。
【0216】なお、上記状態で、その接触位置の検出を
する方法などは、実施の形態5の場合などと同様である
ため説明を省略するが、本実施の形態によるものは、操
作方向に対して180°反対の箇所が検出されるため、
それを正規の操作方向に補正して使用する。
【0217】そして、操作部材400の円形操作部40
1への水平な操作力を除くと、複数のリング状部402
が元の状態に復元することにより、図32に示す通常状
態に戻る。
【0218】一方、図32に示す通常状態において、操
作部材400の円形操作部401の上部406に垂直下
方に向かう押し下げ力を加えると、複数のリング状部4
02間の連結桟403が少しずつ中央側が低い傾斜状態
になっていき円形操作部401は下方に移動する。
【0219】このときに、弾性部材407は、外方に広
がるように弾性変形し、抵抗素子層106は押し下げら
れることはない。
【0220】そして、円形操作部401下面の中心凸部
405が、図35の断面図に示すように、電子部品10
2の中央位置に配されたスイッチの可動接点114を粘
着テープ115を介して押下していき、スイッチをON
状態とする。
【0221】なお、上記スイッチの動作状態は、実施の
形態5と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【0222】そして、上記操作部材400への押し下げ
力を除くと、可動接点114が元の形状に復元してスイ
ッチがOFF状態に戻ると共に、弾性部材407も元の
形状に復元し、かつ複数のリング状部402間の連結桟
403が配線基板120面に平行な元の状態に復元する
ことによって図32の通常状態に戻る。
【0223】このとき、操作部材400の鍔状部401
Aの上面が外装部材500の下面に当接することによ
り、操作部材400は、元の位置に停止する。
【0224】このように本実施の形態によるものは、操
作部材400を配線基板120面に水平な直線動操作ま
たは押下操作して電子部品102を操作するものである
ため、使用機器の外装形状をよりスリムに構成できるも
のである。
【0225】なお、弾性部材407としてすり鉢状のも
のを説明したが、それ以外の形状のものであってもよ
く、例えば扇形のものを複数個装着しても同様の効果を
得られる。
【0226】また、操作部材400の直線動操作方向を
互いに直交する四方向、または等角度に分割された八方
向のみに移動可能に規制してもよく、この場合にはその
移動方向に対応する弾性部材のみを装着したものとし、
その直線移動操作によってその方向のみの簡素な検出の
みをするようにしてもよい。
【0227】さらに、電子部品102としてスイッチの
ないものであってもよく、この場合には、操作部材40
0の鍔状部401Aの径を、操作部材400の直線動操
作した際を含めて、外装部材500の操作用孔501を
塞ぐ大きさに構成することにより、使用機器の防塵性能
を高めることができる。
【0228】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、多方向入
力用電子部品としての構成が、円形リング状の抵抗素子
と導電部と操作つまみのみの簡単なものであるから、小
型・薄型化が容易であると共に、操作部材の全方位に亘
る操作方向の分解能すなわち入力方向の分解能が高いも
のを実現できるという有利な効果が得られる。
【0229】また、導電部として、第一、第二導電体層
を用いた場合には、操作部材である操作つまみを所望の
方向に傾倒させる際に抵抗素子層が第一または第二導電
体層の一方と接触し、その接触点の抵抗値による出力電
圧を、操作つまみを傾倒させた角度方向の認識信号とす
るものであるから、まず、どちらの導電体層と接触した
かによって操作つまみを傾倒させた角度方向を大別する
ことができ、更に、接触した側の導電体層からの出力電
圧は、操作つまみを傾倒させる角度方向に応じて連続的
に変化させることができるので、演算処理が容易であ
り、高分解能なものを容易に実現できる。
【0230】さらに、操作部材以外の部分を個片の電子
部品として構成することにより、他の部品と同時に使用
機器に実装でき、全方位において高分解能な検出ができ
る小型・薄型の取扱い易いものが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による多方向入力装
置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図2】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図3】同外観斜視図
【図4】同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図5】図3のP−P線における断面図
【図6】同多方向入力装置部分の出力電圧のグラフ
【図7】同他の構成による、多方向入力装置を用いた電
子機器の多方向入力装置部分の分解斜視図
【図8】同他の構成による多方向入力装置の接点部分の
分解斜視図
【図9】図5のQ−Q線における断面図である接点部分
の平面図
【図10】図8に示す接点部分の組立て後の平面図
【図11】本発明の第2の実施の形態による多方向入力
装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図12】同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図13】同操作つまみを押圧・傾倒させた状態の断面
【図14】本発明の第3の実施の形態による多方向入力
装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図15】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図16】同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図17】同操作つまみを押圧・傾倒させた状態の断面
【図18】同押釦を押圧した状態の断面図
【図19】本発明の第4の実施の形態による多方向入力
装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図20】同操作つまみを押圧・傾倒させた状態の断面
【図21】同操作つまみを更に押圧した状態の断面図
【図22】同押釦を押圧した状態の断面図
【図23】本発明の第5の実施の形態による多方向入力
装置を備えた電子機器の要部断面図
【図24】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図25】同主要部材となる多方向操作入力用の電子部
品のケースの上面図
【図26】同傾倒操作状態を示す断面図
【図27】同押下操作状態を示す断面図
【図28】本発明の第6の実施の形態による多方向入力
装置を備えた電子機器の要部断面図
【図29】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図30】同傾倒操作状態を示す断面図
【図31】同押下操作状態を示す断面図
【図32】本発明の第7の実施の形態による多方向入力
装置を備えた電子機器の要部断面図
【図33】同主要部材となる操作部材の上面図
【図34】同直線動操作状態を示す断面図
【図35】同押下操作状態を示す断面図
【図36】従来の多方向入力装置に使用される多方向入
力用電子部品としての多方向操作スイッチの断面図
【図37】同分解斜視図
【図38】同操作体を傾倒させた状態の断面図
【符号の説明】
11 上ケース 11A 貫通孔 12 下ケース 13,37,49,120 配線基板 14,42,48 操作つまみ 14A,42A,43A 上面 14B,43B 突部 14C,43C,48D フランジ部 14D,42C,48C 突出部 16,38,52 可撓性絶縁基板 16A スペーサ 16B,108 絶縁スペーサ 17 板ばね 18,32,53,106,305 抵抗素子層 18A,18B,22A,23A,33A,33B,3
4A,34B,107導出部 18C,18D,33C,33D,34C,34D 良
導電体部 19A,19B 接続部 20 押圧ばね 21A,21B 接続接点 22,50 第一導電体層 23,51 第二導電体層 24A,24B 絶縁部 25,46 マイクロコンピュータ 29 押圧点 29A 下押圧点 30,35,53A 接触点 31 可撓性配線基板 36 導通板 38A 丸孔 39 固定接点 40,114,314 可動接点 40A 外周下端部 40B 中央凸部 41 スイッチ接点部 42B,48B 貫通孔 43 押釦 44,112,312 中心接点 45,113,313 外側接点 47,115,315 粘着テープ 48A 押圧部 102,302 電子部品 103,303 ケース 103A,303A 位置決め突起 103B,303B ボス 104,308 平面基板 104A,105A,109C,308A,310C
位置決め孔 104B,105B,308B 押下用孔 105,304 絶縁基板 109,310 金属カバー 109A,206A,310A,501 操作用孔 109B,310B カシメ固定脚部 110 弾性脚 110A,306 入力用端子 111,309 出力用端子 112A,113A,312A,313A スイッチ端
子 120A 基板貫通孔 200,400 操作部材 201 球体部 202 リング状突起 203,405 中心凸部 206,500 外装部材 207 弾性部 208 操作部 307 平坦外周段部 311 内周段部 401 円形操作部 401A 鍔状部 402 リング状部 403 連結桟 404 最外周リング状部 406 円形操作部の上部 407 弾性部材 407A 先端部 S,T,U1,U2 矢印
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 保 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 澤田 昌樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 貝崎 啓二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5B020 DD02 HH22

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板に形成された円形リング状の抵
    抗素子層と、その抵抗素子層と所定の絶縁ギャップを空
    けて対向配置された平面基板に形成された導電部と、上
    記抵抗素子層と上記導電部とを部分的に接触させるため
    の操作部材とを備え、上記抵抗素子層に所定状態に電圧
    が印加された状態で、上記絶縁基板または上記平面基板
    に対して上記操作部材により押圧力を加えて上記抵抗素
    子層と上記導電部とを部分的に接触させ、それによって
    得られる導出信号で上記接触位置を検出する多方向入力
    装置。
  2. 【請求項2】 円形リング状の抵抗素子層が、可撓性絶
    縁基板の下面に形成され、所定の角度位置に少なくとも
    一組の導出部を有するもので、かつ導電部が、平面基板
    上に上記抵抗素子層と所定の絶縁ギャップを空けて対向
    して形成され、互いに絶縁されたそれぞれが導出部を有
    する第一、第二導電体層であると共に、操作部材が、上
    記抵抗素子層裏面に沿った可撓性絶縁基板の上面に対
    し、所定の間隔を空けて対峙する円形リング状の突出部
    を下面に有する板状部が、下面の中心部を中心として全
    方向に傾倒可能に支持された操作つまみからなる電子部
    品に対し、上記抵抗素子層の各組の導出部間に所定の電
    圧を印加した状態において、上記操作つまみ上面を押し
    て所望の角度方向に傾倒させ、上記下面の突出部が上記
    可撓性絶縁基板を押して傾倒方向下面の上記抵抗素子層
    を上記第一または第二導電体層と接触導通させる時の、
    上記第一、第二導電体層の各導出部の出力電圧を組み合
    わせて演算処理することにより、上記操作つまみを傾倒
    させた角度方向を認識する請求項1記載の多方向入力装
    置。
  3. 【請求項3】 円形リング状の抵抗素子層が一様な比抵
    抗の一様な幅の抵抗層で形成されて、一組の導出部が円
    形リング状の中心に対して対称な位置に設けられると共
    に、第一、第二導電体層が上記抵抗素子層の一組の導出
    部のそれぞれと対応する位置で絶縁された請求項2記載
    の多方向入力装置。
  4. 【請求項4】 対向して形成された、円形リング状の抵
    抗素子層と第一、第二導電体層の間の絶縁ギャップ部
    に、厚さ方向に押圧されることにより、押圧された位置
    の上下面間が導通する異方性導電体からなる平板状の導
    通板を介在させた請求項2記載の多方向入力装置。
  5. 【請求項5】 第一、第二導電体層を所定幅の円弧状と
    し、その中央部に、中心接点とその周辺の外側接点から
    なる固定接点と、可撓性絶縁基板の抵抗素子層の中央部
    に絶縁して設けられた、弾性を有する円形ドーム状の可
    動接点からなり、上記可動接点の外周下端部が上記外側
    接点に載せられたスイッチ接点部を配設すると共に、操
    作つまみの中央に設けた貫通孔内に、独立して上下動可
    能であるが上方への動きを規制して保持され、下面中心
    の突部が上記可動接点の上端部に当接して、上記操作つ
    まみを所定寸法だけ押し上げる押釦を配設してプッシュ
    スイッチ部を付加した請求項2記載の多方向入力装置。
  6. 【請求項6】 操作つまみ上面の押圧部が下面の円形リ
    ング状の突出部の直径よりも内側にあると共に、押釦が
    上記操作つまみ中央の貫通孔に同心状に係合しており、
    上記操作つまみ上面の押圧部を押して所望の角度方向に
    傾倒させるのに伴って押釦も下方に動き、まず、上記操
    作つまみが可撓性絶縁基板を押して傾倒した角度方向を
    認識した後に、上記押釦が円形ドーム状の可動接点を押
    すことによりスイッチ接点部が節度感を伴って接触して
    信号を発する請求項5記載の多方向入力装置。
  7. 【請求項7】 電子機器本体の平面状の配線基板上に設
    けた第一、第二導電体層の上方に、抵抗素子層を有する
    可撓性絶縁基板を配設すると共に、上記電子機器の外装
    部材となる上ケースの貫通孔から操作つまみの上面が露
    出した、請求項2記載の多方向入力装置を用いた電子機
    器。
  8. 【請求項8】 電子機器本体の平面状の配線基板上に重
    ねて配設した可撓性配線基板に抵抗素子層を形成した請
    求項7記載の電子機器。
  9. 【請求項9】 操作つまみが露出する上ケースの貫通孔
    周囲の下面と、上記操作つまみ外周の抜け止め用フラン
    ジ部の間に弾性体を配設して、上記操作つまみを略垂直
    状態に保持すると共にガタツキを規制した請求項7記載
    の電子機器。
  10. 【請求項10】 電子機器本体の平面状の配線基板上に
    設けた第一、第二導電体層およびスイッチ接点部の固定
    接点の上方に、抵抗素子層および上記スイッチ接点部の
    可動接点を有する可撓性絶縁基板を配設すると共に、上
    記電子機器の外装部材となる上ケースの貫通孔から操作
    つまみが露出し、更に、この操作つまみ中央の貫通孔内
    に押釦を保持した、請求項5記載の多方向入力装置を用
    いた電子機器。
  11. 【請求項11】 平面基板が導電部の機能を共有する導
    電金属板で構成されると共に、抵抗素子層からの導出部
    が少なくとも三箇所以上導出され、操作部材の操作によ
    って上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触さ
    せられた状態において、上記抵抗素子層の所定の二つの
    導出部に順次所定電圧を切り換えながら印加して、その
    接触位置を検出するようにした請求項1記載の多方向入
    力装置。
  12. 【請求項12】 出力用端子を一体形成した導電金属板
    からなる平面基板が、その出力用端子を外方に突出させ
    てケースに固定されると共に、上記ケースに固定された
    導電性の弾性脚が、上記平面基板に所定の絶縁ギャップ
    を空けて配された絶縁基板の抵抗素子層の導出部に弾接
    し、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平面
    基板とが部分的に接触させられた状態において、上記弾
    性脚に対応する上記ケースの入力用端子を介して上記抵
    抗素子層に電圧を切り換えながら印加して、上記平面基
    板の出力用端子からの導出信号を演算処理することによ
    り、上記抵抗素子層と上記平面基板との接触位置を検出
    するようにした請求項11記載の多方向入力装置。
  13. 【請求項13】 抵抗素子層を有し、その抵抗素子層の
    導出部に入力用端子が固着された絶縁基板が、上記入力
    用端子を外方に突出させてケースに固定されると共に、
    その抵抗素子層に所定の絶縁ギャップを空けて出力用端
    子を一体形成した弾性導電金属板からなる平面基板が配
    され、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平
    面基板とが部分的に接触させられた状態において、上記
    ケースの入力用端子を介して上記抵抗素子層に電圧を切
    り換えながら印加して、上記平面基板の出力用端子から
    の導出信号を演算処理することにより、上記抵抗素子層
    と上記平面基板との接触位置を検出するようにした請求
    項11記載の多方向入力装置。
  14. 【請求項14】 絶縁基板が、抵抗素子層の中央部に対
    応する位置に押下用孔を有すると共に、その孔と対向す
    る平面基板の位置にスイッチが配され、上記絶縁基板の
    抵抗素子層に設けた押下用孔から操作部材で上記スイッ
    チを操作可能とした請求項12記載の多方向入力装置。
  15. 【請求項15】 絶縁基板の抵抗素子層の中央部にスイ
    ッチが配された請求項13記載の多方向入力装置。
  16. 【請求項16】 請求項1記載の多方向入力装置を用い
    た電子機器であって、操作部材が傾倒操作または水平な
    直線動操作可能で、このいずれかの操作により抵抗素子
    層と導電部とが部分的に接触し、その導出信号によって
    操作方向を検出する電子機器。
  17. 【請求項17】 操作部材の操作によって抵抗素子層と
    導電部とを部分的に接触させた状態において、所定時間
    内に検出された結果に応じて、その接触部分に対応する
    方向へのカーソルなどの移動速度を可変させるように制
    御した請求項16記載の電子機器。
  18. 【請求項18】 所定時間内に略同一位置の抵抗素子層
    と導電部との部分的な接触した導出信号が二度続けて検
    出された場合、または所定時間以上の上記導出信号が継
    続して検出された場合に、その接触部分に対応する方向
    へのカーソルなどの移動速度を可変させるように制御し
    た請求項17記載の電子機器。
  19. 【請求項19】 請求項14または15に記載の多方向
    入力装置を用いた電子機器であって、操作部材が傾倒操
    作または水平な直線動操作及び押下操作可能で、この傾
    倒操作または水平な直線動操作により抵抗素子層と導電
    部とが部分的に接触し、その出力信号で操作方向が検出
    されてカーソルなどが移動し、また操作部材の押下操作
    で得られるスイッチからの信号を用いて所定項目を選択
    ・決定する電子機器。
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