JP2004102566A - 多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】携帯電話や携帯情報端末等の各種電子機器に使用される多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置に関し、簡易な構成で、小型化の可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】略円盤状の操作体２８上面を所定の軌跡で略円弧状に押圧摺動することによって第一のスイッチ接点（導電層２２Ａ、抵抗層２６）が連続して変化する第一の信号を出力すると共に、更に押圧することによって第二のスイッチ接点（導電層２２Ｂ、抵抗層２６）が第二の信号を出力するようにして多方向操作スイッチを構成することによって、二つのスイッチ接点が一体に形成され、個々の部品を組合わせる必要がないため、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチを得ることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】略円盤状の操作体２８上面を所定の軌跡で略円弧状に押圧摺動することによって第一のスイッチ接点（導電層２２Ａ、抵抗層２６）が連続して変化する第一の信号を出力すると共に、更に押圧することによって第二のスイッチ接点（導電層２２Ｂ、抵抗層２６）が第二の信号を出力するようにして多方向操作スイッチを構成することによって、二つのスイッチ接点が一体に形成され、個々の部品を組合わせる必要がないため、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチを得ることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や携帯情報端末等の各種電子機器に使用される多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯情報端末等の各種電子機器の高機能化が進む中、これらの操作用スイッチにおいても、回転操作や押圧操作等の操作形式の異なる様々なスイッチを組合わせ、一つの操作つまみで機器の複合した操作を行うものが増えている。
【０００３】
例えば、携帯電話等においては、操作つまみを回転操作に加え押圧操作も可能に形成し、操作つまみの回転操作によって回転型エンコーダを操作して、機器の表示手段に表示された複数の電話番号の中から所定の電話番号を選択した後、同じ操作つまみを回転操作とは異なる方向へ押圧操作することによって、回転型エンコーダを保持する基板を移動させ、この下方のプッシュスイッチを操作して、選択した電話番号を決定し発信するもの等がある。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１７７５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の操作方式においては、回転操作や押圧操作等の操作形式の異なる複数のスイッチを組合わせ、これらを一つの操作つまみで操作しているため、各々の部品の配置や構成が制限されると共に、全体のスペースが大きくなり、小型化を図ることが困難であるという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、略円盤状の操作体上面を所定の軌跡で略円弧状に押圧摺動することによって、第一のスイッチ接点が連続して変化する第一の信号を出力すると共に、更に押圧することによって第二のスイッチ接点が第二の信号を出力するようにして多方向操作スイッチを構成したものであり、二つのスイッチ接点が一体に形成され、個々の部品を組合わせる必要がないため、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体上面に中央近辺から外周に向けて伸出する凹部又は凸部を設けたものであり、操作体上の凹部又は凸部によってどの箇所を押圧しているかが判り易くなるため、使い易くすることができるという作用を有する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第三のスイッチ接点を設けると共に、操作体を第二のスイッチ接点より大きな力で押圧することによって、この第三のスイッチ接点から第三の信号を出力するものであり、例えば電話番号の選択や決定に加え、表示手段に表示された指示表示等の移動速度を変化させる等、更に多くの機能の切換えを行なうことができるという作用を有する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体中央に押釦を上下動可能に配置すると共に、この押釦の押圧操作によって電気的接離を行なう第四のスイッチ接点を設けたものであり、略円盤状の操作体の操作に加え、操作体中央に設けた押釦によって異なる操作形式で、更に多くの機能の切換えや選択を行なうことができるという作用を有する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の多方向操作スイッチに制御手段を接続すると共に、この制御手段に表示手段を接続し、制御手段が多方向操作スイッチの第一の信号及び第二の信号を検知して表示手段の表示を制御するようにして多方向入力装置を構成したものであり、例えば表示手段上の帯状のカーソルや矢印状のポインタ等を摺動操作により出力される第一の信号に応じて移動させて電話番号等を選択し、押圧操作により出力される第二の信号を検知することによって選択された機能を決定する等、簡易な構成で、小型化が図れる多方向入力装置を得ることができるという作用を有する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の発明において、第一の信号を検知している間は制御手段が第二の信号を検知しないものであり、例えば、操作体上を押圧摺動しながら電話番号を選択している時に、誤って第一の信号を出力するより更に大きな押圧操作力で押圧してしまっても、制御手段がその信号を検知しないため、制御手段が電話番号選択時に決定をしてしまう誤操作等を防止できる多方向入力装置を得ることができるという作用を有する。
【００１５】
【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９を用いて説明する。
【００１６】
（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１，２，５，６記載の発明について説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図、図２は同分解斜視図である。
【００１８】
同図において、２１は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された絶縁基板で、その上面には銅等の良導電性の二つの略リング状の導電層２２Ａ，２２Ｂが電気的に独立して同心状に形成されている。
【００１９】
また、２５は絶縁基板２１上方に設けられた可撓性でポリエチレンテレフタレートフィルム等の抵抗シートで、二つの導電層２２Ａ，２２Ｂとの対向面にはリング形状でカーボン等の抵抗層２６が形成されている。
【００２０】
そして、絶縁基板２１と抵抗シート２５の間には中央部に通孔を有するスペーサ２４が貼付され、二つの導電層２２Ａ，２２Ｂと抵抗層２６が所定の間隔をあけて対向し、内側の導電層２２Ａと抵抗層２６で第一のスイッチ接点が、外側の導電層２２Ｂと抵抗層２６で第二のスイッチ接点が構成されている。
【００２１】
また、２８は抵抗シート２５の上方に設けられた弾性を有するゴムやエラストマー等の略円盤状の操作体で、下面中央近傍の二つのボス２８Ａが絶縁基板２１の孔２１Ａに圧入されて、装着・固定されている。
【００２２】
そして、２９Ａは操作体２８の外周下面の内側から突出したリング状の突起部で、この円弧状の先端が導電層２２Ａ上方の抵抗シート２５上面に当接している。
【００２３】
また、２９Ｂは突起部２９Ａと同様のリング状で円弧状の先端が導電層２２Ｂ上方の抵抗シート２５に向けて突出した突起部で、この突起部２９Ｂ先端と抵抗シート２５上面には所定の間隔が設けられて、多方向操作スイッチが構成されている。
【００２４】
このように、本発明の多方向操作スイッチは構成部品数が絶縁基板２１、スペーサ２４、抵抗シート２５、操作体２８のわずか４つと少なく、簡易な構成で、容易に小型化を図ることが可能な構成となっている。
【００２５】
また、図３の概念図に示すように、抵抗層２６には、ほぼ等間隔で四つの導出部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄが、二つの導電層２２Ａ，２２Ｂには導出部２３Ａ，２３Ｂが各々設けられている。
【００２６】
そして、これらの導出部２７Ａ〜２７Ｄ，２３Ａ，２３Ｂと液晶表示素子等の表示手段５０が、絶縁基板２１に実装されたマイクロコンピュータ等の制御手段４０に接続されて、多方向入力装置が構成されている。
【００２７】
以上の構成において、この多方向入力装置を携帯電話として用いて、例えば、表示手段に表示された複数の電話番号の中から所定の電話番号を選択した後、選択した電話番号を決定し発信する場合の動作について説明する。
【００２８】
先ず、図４（ａ）の断面図に示すように、操作体２８上面外周を指等で所定の力で押圧操作すると、操作体２８が傾倒し、下面内側の突起部２９Ａが抵抗シート２５上面を押圧して、抵抗シート２５を下方に撓ませる。
【００２９】
このことにより、その下面の抵抗層２６が対向する内側の導電層２２Ａと接触し、抵抗層２６と導電層２２Ａとの間が導通状態となり、この導通した第一の信号が制御手段４０へ出力される。
【００３０】
そして、例えば、押圧操作した位置が図３に示すＡ点の場合、先ず、制御手段４０は、導出部２７Ｃをアースとして導出部２７Ａに電圧を印加し、導出部２３Ａから出力される抵抗値によって押圧位置がＡ点かＢ点のいずれかであることを検知する。
【００３１】
次に、導出部２７Ｄをアースとして導出部２７Ｂに電圧を印加し、同様にして押圧位置がＡ点かＣ点のいずれかであることを検知して、これらから制御手段４０がＡ点を押圧位置として検知する。
【００３２】
そして、この操作体２８上面を押圧したまま、指を例えば時計回りの方向へ略円弧状に摺動させると、抵抗層２６と導電層２２Ａの接触箇所が時計回りの方向へ変化し、この抵抗値が例えば大きな値から小さな値へ連続して変化する、第一のスイッチ接点からの第一の信号として制御手段４０へ出力される。
【００３３】
次に、制御手段４０がこの第一の信号を検知して、この第一の信号が時計回りの方向の場合には、例えば帯状のカーソルや矢印状のポインタ等を、表示手段５０に表示された複数の電話番号上を上から下に向けて移動させる。
【００３４】
なお、これとは逆に、反時計回りの方向へ略円弧状に押圧摺動した場合には、この連続して変化する信号を制御手段４０が検知して、カーソル等を下から上に向けて移動させる。
【００３５】
そして、所望の電話番号の所にカーソル等が位置した状態で、図４（ｂ）に示すように、操作体２８上を更に大きな押圧操作力で押圧すると、操作体２８は更に傾倒し、下面内側の突起部２９Ａが押圧している部分に加えて、外側の突起部２９Ｂも抵抗シート２５の上面を押圧して、抵抗シート２５を下方に撓ませる。
【００３６】
このことによって、その下面の抵抗層２６が対向する外側の導電層２２Ｂと接触し、抵抗層２６と導電層２２Ｂとの間も導通状態となり、この抵抗値が第二のスイッチ接点からの第二の信号として制御手段４０へ出力される。
【００３７】
そして、制御手段４０がこの第二の信号を検知して、送信手段（図示せず）等によって選択された電話番号へ発信が行われる。
【００３８】
このように本実施の形態によれば、略円盤状の操作体２８上を所定の軌跡で略円弧状に押圧摺動することによって第一のスイッチ接点が連続して変化する第一の信号を出力すると共に、更に押圧することによって第二のスイッチ接点が第二の信号を出力するようにして多方向操作スイッチを構成することによって、二つのスイッチ接点が一体に形成され、個々の部品を組合わせる必要がないため、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチ及び多方向入力装置を得ることができるものである。
【００３９】
また、制御手段４０が連続する第一の信号を検知している間は第二の信号を検知しないようにすることによって、例えば、操作体２８上を押圧摺動しながら電話番号を選択している時に、誤って更に大きな押圧操作力で押圧してしまい、第二の信号が出力された場合でも制御手段４０がその信号を検知しないため、誤操作等を防止することができる。
【００４０】
なお、以上の説明では、絶縁基板２１上面に二つの略リング状の導電層２２Ａ，２２Ｂを同心状に形成し、内側の導電層２２Ａと抵抗層２６で第一のスイッチ接点が、外側の導電層２２Ｂと抵抗層２６で第二のスイッチ接点が構成されるものとして説明したが、絶縁基板２１上面には第一のスイッチ接点である内側の導電層２２Ａのみ形成し、この外側の近接位置にプッシュスイッチ等を設けて、このプッシュスイッチを第二のスイッチ接点として用いても本発明の実施は可能である。
【００４１】
また、操作体２８上面に中央近辺から外周に向けて放射状に伸出する線状の凹部や凸部を設けることによって、指等で略円弧状に押圧摺動する場合に、押圧箇所が判り易くなるため、使い易くすることができる。
【００４２】
（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３及び４記載の発明について説明する。
【００４３】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５は本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図である。
【００４５】
同図において、６１は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された絶縁基板で、その上面には良導電性の二つの略リング状の導電層６２Ａ，６２Ｂに加え、更に外周に三つ目の導電層６２Ｃが電気的に独立して同心状に形成されると共に、中央部には、リング状の外側接点７３Ａと中央接点７３Ｂが形成されている。
【００４６】
また、６５は絶縁基板６１上方に設けられた可撓性のポリエチレンテレフタレートフィルム等の抵抗シートで、三つの導電層６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃとの対向面にはリング形状の抵抗層６６が形成されている。
【００４７】
そして、７４は金属薄板製の弾性を有する円形ドーム形状の可動接点で、この中央部が中央接点７３Ｂと所定の間隔をあけるようにして、外周下端部が外側接点７３Ａ上に載置されている。
【００４８】
また、絶縁基板６１と抵抗シート６５の間にはスペーサ６４が貼付され、三つの導電層６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃと抵抗層６６が所定の間隔をあけて対向し、内側の導電層６２Ａと抵抗層６６で第一のスイッチ接点が、中側の導電層６２Ｂと抵抗層６６で第二のスイッチ接点が形成されると共に、外側の導電層６２Ｃと抵抗層６６で第三のスイッチ接点が構成されている。
【００４９】
そして、外側接点７３Ａ及び中央接点７３Ｂと可動接点７４で第四のスイッチ接点が構成されている。
【００５０】
また、６８は実施の形態１と同様の略円盤状の操作体で、突起部６９Ａ，６９Ｂに加えて、外周に三つ目の突起部６９Ｃが設けられ、この三つ目の突起部６９Ｃの先端と抵抗シート６５上面との間隔は、内側の突起部６８Ｂの先端と抵抗シート６５上面との間隔より更に空けられている。
【００５１】
そして、７８は可動接点７４の上方にポリエチレンテレフタレートフィルム等の可撓性のシート７５を介して設けられた押釦で、操作体６８中央に薄肉部７８Ａで連結され一体に形成されると共に、この押釦７８が上下動可能に配置されて、多方向操作スイッチが構成されている。
【００５２】
また、図６の概念図に示すように、抵抗層６６には、ほぼ等間隔で四つの導出部６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ，６７Ｄが、三つの導電層６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃには導出部６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃが各々設けられている。
【００５３】
そして、これらの導出部６７Ａ〜６７Ｄ、６３Ａ〜６３Ｃと、液晶表示素子等の表示手段９０が絶縁基板６１に実装されたマイクロコンピュータ等の制御手段８０に接続されると共に、外側接点７３Ａがアースに接続され、中央接点７３Ｂがこの制御手段８０に接続されて、多方向入力装置が構成されている。
【００５４】
以上の構成において、この多方向入力装置を用いて、例えば、表示手段に表示された地図の大きさを変化させたり、指示表示を移動させて所望の場所を選択した後、この選択した場所の電話番号や住所等を表示する場合の動作について説明する。
【００５５】
先ず、図９（ａ）の表示図に示すように、表示手段に所定の地図が表示されている状態で、図７（ａ）の断面図に示すように、操作体６８上面外周を指等で所定の力で押圧操作すると、操作体６８が傾倒し、下面内側の突起部６９Ａが抵抗シート６５上面を押圧して、抵抗シート６５を下方に撓ませる。
【００５６】
これによって、その下面の抵抗層６６が対向する内側の導電層６２Ａと接触し、抵抗層６６と導電層６２Ａとの間が導通状態となり、この導通した第一の信号が制御手段８０へ出力され、押圧操作された所定の位置を実施の形態１と同様にして制御手段８０が検知する。
【００５７】
そして、この操作体６８上面を押圧したまま、指を例えば時計回りの方向へ略円弧状に摺動させると、抵抗層６６と導電層６２Ａの接触箇所が時計回りの方向へ変化し、この抵抗値が連続して変化する第一の信号として制御手段８０へ出力される。
【００５８】
そして、制御手段８０がこの第一の信号を検知して、図９（ｂ）に示すように、表示手段９０に表示された地図を拡大させる。
【００５９】
なお、これとは逆に、反時計回りの方向へ略円弧状に押圧摺動した場合には、この連続して変化する信号を制御手段８０が検知して、図９（ｃ）に示すように、逆に地図を縮小させる。
【００６０】
そして、地図が図９（ａ）に示すような所望の大きさに変化した状態で、図７（ｂ）に示すように、操作体６８上の右下部を更に大きな押圧操作力で押圧すると、操作体６８は更に右下側に傾倒し、下面内側の突起部６９Ａが押圧している部分に加えて、中側の突起部６９Ｂも抵抗シート６５の上面を押圧して、抵抗シート６５を下方に撓ませる。
【００６１】
これによって、その下面の抵抗層６６が対向する中側の導電層６２Ｂと接触し、抵抗層６６と導電層６２Ｂとの間も導通状態となり、この抵抗値が第二の信号として制御手段８０へ出力される。
【００６２】
そして、制御手段８０がこの第二の信号を検知して、図９（ｄ）に示すように、矢印状のポインタを予め位置していた右上から右下方向へ移動させる。
【００６３】
次に、図７（ｃ）に示すように、操作体６８上を更に大きな押圧操作力で押圧すると、操作体６８は右下側に更に大きく傾倒し、下面内側の突起部６９Ａや中側の突起部６９Ｂが押圧している部分に加えて、外側の突起部６９Ｃも抵抗シート６５の上面を押圧して、抵抗シート６５を下方に撓ませる。
【００６４】
これによって、その下面の抵抗層６６が対向する外側の導電層６２Ｃと接触し、抵抗層６６と導電層６２Ｃとの間も導通状態となり、この抵抗値が第三の信号として制御手段８０へ出力される。
【００６５】
そして、制御手段８０がこの第三の信号を検知して、ポインタを右下方向へ更に加速させて移動させる。
【００６６】
そして、図９（ｅ）に示すような所望の場所にポインタが位置した状態で、図８に示すように、押釦７８を下方に押圧操作すると、押釦７８は薄肉部７８Ａおよびシート７５を撓ませながら、可動接点７４の頂点部を下方に押圧する。
【００６７】
これによって、押された可動接点７４が反転動作して、中央部が中央接点７３Ｂと接触して外側接点７３Ａと中央接点７３Ｂの間が導通状態となり、この導通した第四の信号が制御手段８０へ出力される。
【００６８】
そして、制御手段８０が第四の信号を検知して、選択された場所の電話番号や住所等を表示するように構成されている。
【００６９】
このように本実施の形態によれば、第三のスイッチ接点を設けると共に、操作体６８を第二のスイッチ接点より大きな力で押圧することによって、この第三のスイッチ接点から第三の信号を出力することによって、例えば、表示手段に表示されたポインタ等の移動速度を変化させる等、更に多くの機能の切換えを行なうことができるものである。
【００７０】
そして、操作体６８中央に押釦７８を上下動可能に配置すると共に、この押釦７８の押圧操作によって電気的接離を行なう第四のスイッチ接点を設けることによって、略円盤状の操作体６８の操作に加え、操作体６８中央に設けた押釦７８によって異なる操作形式で、更に多くの機能の切換えや選択を行なうことができる。
【００７１】
なお、以上の説明では、操作体６８の上面に加えられる押圧荷重の大きさが三段階である場合について述べたが、導電層６２Ｃの更に外側に同様にして導電層（図示せず）を設け、これに対応する抵抗層６６の幅及び操作体６８の突起部の数を増すことによって、更に大きな操作力での押圧操作に対しても、同様にして検知することができる。
【００７２】
つまり、同心状に電気的に独立した多段の導電層を配設し、これに対応する抵抗層６６の幅や突起部を設けて多段のスイッチ接点を構成することによって、例えば、表示手段に表示された指示表示等の移動速度を更に変化させる等、更に多くの機能の切換えを行なうようにしても良い。
【００７３】
また、押釦７８は操作体６８と薄肉部７８Ａで連結され一体に形成されるものとして説明したが、操作体６８とは別体に形成し、この押釦を操作体６８に上下動可能に保持しても本発明の実施は可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置を得ることができるという有利な効果が得られる。
【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操作スイッチの断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同概念図
【図４】同押圧操作時の断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図
【図６】同概念図
【図７】同押圧操作時の断面図
【図８】同中央の押釦を押圧操作した時の断面図
【図９】（ａ）表示手段の表示図
（ｂ）拡大後の表示図
（ｃ）縮小後の表示図
（ｄ）ポインタ移動後の表示図
（ｅ）更にポインタを移動した後の表示図
【符号の説明】
２１，６１ 絶縁基板
２１Ａ，６１Ａ 孔
２２Ａ，２２Ｂ、６２Ａ〜６２Ｃ 導電層
２３Ａ，２３Ｂ、２７Ａ〜２７Ｄ、６３Ａ〜６３Ｃ、６７Ａ〜６７Ｄ 導出部
２４，６４ スペーサ
２５，６５ 抵抗シート
２６，６６ 抵抗層
２８，６８ 操作体
２８Ａ，６８Ａ ボス
２９Ａ，２９Ｂ、６９Ａ〜６９Ｃ 突起部
７３Ａ 外側接点
７３Ｂ 中央接点
７４ 可動接点
７５ シート
７８ 押釦
７８Ａ 薄肉部
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や携帯情報端末等の各種電子機器に使用される多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯情報端末等の各種電子機器の高機能化が進む中、これらの操作用スイッチにおいても、回転操作や押圧操作等の操作形式の異なる様々なスイッチを組合わせ、一つの操作つまみで機器の複合した操作を行うものが増えている。
【０００３】
例えば、携帯電話等においては、操作つまみを回転操作に加え押圧操作も可能に形成し、操作つまみの回転操作によって回転型エンコーダを操作して、機器の表示手段に表示された複数の電話番号の中から所定の電話番号を選択した後、同じ操作つまみを回転操作とは異なる方向へ押圧操作することによって、回転型エンコーダを保持する基板を移動させ、この下方のプッシュスイッチを操作して、選択した電話番号を決定し発信するもの等がある。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１７７５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の操作方式においては、回転操作や押圧操作等の操作形式の異なる複数のスイッチを組合わせ、これらを一つの操作つまみで操作しているため、各々の部品の配置や構成が制限されると共に、全体のスペースが大きくなり、小型化を図ることが困難であるという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、略円盤状の操作体上面を所定の軌跡で略円弧状に押圧摺動することによって、第一のスイッチ接点が連続して変化する第一の信号を出力すると共に、更に押圧することによって第二のスイッチ接点が第二の信号を出力するようにして多方向操作スイッチを構成したものであり、二つのスイッチ接点が一体に形成され、個々の部品を組合わせる必要がないため、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体上面に中央近辺から外周に向けて伸出する凹部又は凸部を設けたものであり、操作体上の凹部又は凸部によってどの箇所を押圧しているかが判り易くなるため、使い易くすることができるという作用を有する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第三のスイッチ接点を設けると共に、操作体を第二のスイッチ接点より大きな力で押圧することによって、この第三のスイッチ接点から第三の信号を出力するものであり、例えば電話番号の選択や決定に加え、表示手段に表示された指示表示等の移動速度を変化させる等、更に多くの機能の切換えを行なうことができるという作用を有する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体中央に押釦を上下動可能に配置すると共に、この押釦の押圧操作によって電気的接離を行なう第四のスイッチ接点を設けたものであり、略円盤状の操作体の操作に加え、操作体中央に設けた押釦によって異なる操作形式で、更に多くの機能の切換えや選択を行なうことができるという作用を有する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の多方向操作スイッチに制御手段を接続すると共に、この制御手段に表示手段を接続し、制御手段が多方向操作スイッチの第一の信号及び第二の信号を検知して表示手段の表示を制御するようにして多方向入力装置を構成したものであり、例えば表示手段上の帯状のカーソルや矢印状のポインタ等を摺動操作により出力される第一の信号に応じて移動させて電話番号等を選択し、押圧操作により出力される第二の信号を検知することによって選択された機能を決定する等、簡易な構成で、小型化が図れる多方向入力装置を得ることができるという作用を有する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の発明において、第一の信号を検知している間は制御手段が第二の信号を検知しないものであり、例えば、操作体上を押圧摺動しながら電話番号を選択している時に、誤って第一の信号を出力するより更に大きな押圧操作力で押圧してしまっても、制御手段がその信号を検知しないため、制御手段が電話番号選択時に決定をしてしまう誤操作等を防止できる多方向入力装置を得ることができるという作用を有する。
【００１５】
【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９を用いて説明する。
【００１６】
（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１，２，５，６記載の発明について説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図、図２は同分解斜視図である。
【００１８】
同図において、２１は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された絶縁基板で、その上面には銅等の良導電性の二つの略リング状の導電層２２Ａ，２２Ｂが電気的に独立して同心状に形成されている。
【００１９】
また、２５は絶縁基板２１上方に設けられた可撓性でポリエチレンテレフタレートフィルム等の抵抗シートで、二つの導電層２２Ａ，２２Ｂとの対向面にはリング形状でカーボン等の抵抗層２６が形成されている。
【００２０】
そして、絶縁基板２１と抵抗シート２５の間には中央部に通孔を有するスペーサ２４が貼付され、二つの導電層２２Ａ，２２Ｂと抵抗層２６が所定の間隔をあけて対向し、内側の導電層２２Ａと抵抗層２６で第一のスイッチ接点が、外側の導電層２２Ｂと抵抗層２６で第二のスイッチ接点が構成されている。
【００２１】
また、２８は抵抗シート２５の上方に設けられた弾性を有するゴムやエラストマー等の略円盤状の操作体で、下面中央近傍の二つのボス２８Ａが絶縁基板２１の孔２１Ａに圧入されて、装着・固定されている。
【００２２】
そして、２９Ａは操作体２８の外周下面の内側から突出したリング状の突起部で、この円弧状の先端が導電層２２Ａ上方の抵抗シート２５上面に当接している。
【００２３】
また、２９Ｂは突起部２９Ａと同様のリング状で円弧状の先端が導電層２２Ｂ上方の抵抗シート２５に向けて突出した突起部で、この突起部２９Ｂ先端と抵抗シート２５上面には所定の間隔が設けられて、多方向操作スイッチが構成されている。
【００２４】
このように、本発明の多方向操作スイッチは構成部品数が絶縁基板２１、スペーサ２４、抵抗シート２５、操作体２８のわずか４つと少なく、簡易な構成で、容易に小型化を図ることが可能な構成となっている。
【００２５】
また、図３の概念図に示すように、抵抗層２６には、ほぼ等間隔で四つの導出部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄが、二つの導電層２２Ａ，２２Ｂには導出部２３Ａ，２３Ｂが各々設けられている。
【００２６】
そして、これらの導出部２７Ａ〜２７Ｄ，２３Ａ，２３Ｂと液晶表示素子等の表示手段５０が、絶縁基板２１に実装されたマイクロコンピュータ等の制御手段４０に接続されて、多方向入力装置が構成されている。
【００２７】
以上の構成において、この多方向入力装置を携帯電話として用いて、例えば、表示手段に表示された複数の電話番号の中から所定の電話番号を選択した後、選択した電話番号を決定し発信する場合の動作について説明する。
【００２８】
先ず、図４（ａ）の断面図に示すように、操作体２８上面外周を指等で所定の力で押圧操作すると、操作体２８が傾倒し、下面内側の突起部２９Ａが抵抗シート２５上面を押圧して、抵抗シート２５を下方に撓ませる。
【００２９】
このことにより、その下面の抵抗層２６が対向する内側の導電層２２Ａと接触し、抵抗層２６と導電層２２Ａとの間が導通状態となり、この導通した第一の信号が制御手段４０へ出力される。
【００３０】
そして、例えば、押圧操作した位置が図３に示すＡ点の場合、先ず、制御手段４０は、導出部２７Ｃをアースとして導出部２７Ａに電圧を印加し、導出部２３Ａから出力される抵抗値によって押圧位置がＡ点かＢ点のいずれかであることを検知する。
【００３１】
次に、導出部２７Ｄをアースとして導出部２７Ｂに電圧を印加し、同様にして押圧位置がＡ点かＣ点のいずれかであることを検知して、これらから制御手段４０がＡ点を押圧位置として検知する。
【００３２】
そして、この操作体２８上面を押圧したまま、指を例えば時計回りの方向へ略円弧状に摺動させると、抵抗層２６と導電層２２Ａの接触箇所が時計回りの方向へ変化し、この抵抗値が例えば大きな値から小さな値へ連続して変化する、第一のスイッチ接点からの第一の信号として制御手段４０へ出力される。
【００３３】
次に、制御手段４０がこの第一の信号を検知して、この第一の信号が時計回りの方向の場合には、例えば帯状のカーソルや矢印状のポインタ等を、表示手段５０に表示された複数の電話番号上を上から下に向けて移動させる。
【００３４】
なお、これとは逆に、反時計回りの方向へ略円弧状に押圧摺動した場合には、この連続して変化する信号を制御手段４０が検知して、カーソル等を下から上に向けて移動させる。
【００３５】
そして、所望の電話番号の所にカーソル等が位置した状態で、図４（ｂ）に示すように、操作体２８上を更に大きな押圧操作力で押圧すると、操作体２８は更に傾倒し、下面内側の突起部２９Ａが押圧している部分に加えて、外側の突起部２９Ｂも抵抗シート２５の上面を押圧して、抵抗シート２５を下方に撓ませる。
【００３６】
このことによって、その下面の抵抗層２６が対向する外側の導電層２２Ｂと接触し、抵抗層２６と導電層２２Ｂとの間も導通状態となり、この抵抗値が第二のスイッチ接点からの第二の信号として制御手段４０へ出力される。
【００３７】
そして、制御手段４０がこの第二の信号を検知して、送信手段（図示せず）等によって選択された電話番号へ発信が行われる。
【００３８】
このように本実施の形態によれば、略円盤状の操作体２８上を所定の軌跡で略円弧状に押圧摺動することによって第一のスイッチ接点が連続して変化する第一の信号を出力すると共に、更に押圧することによって第二のスイッチ接点が第二の信号を出力するようにして多方向操作スイッチを構成することによって、二つのスイッチ接点が一体に形成され、個々の部品を組合わせる必要がないため、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチ及び多方向入力装置を得ることができるものである。
【００３９】
また、制御手段４０が連続する第一の信号を検知している間は第二の信号を検知しないようにすることによって、例えば、操作体２８上を押圧摺動しながら電話番号を選択している時に、誤って更に大きな押圧操作力で押圧してしまい、第二の信号が出力された場合でも制御手段４０がその信号を検知しないため、誤操作等を防止することができる。
【００４０】
なお、以上の説明では、絶縁基板２１上面に二つの略リング状の導電層２２Ａ，２２Ｂを同心状に形成し、内側の導電層２２Ａと抵抗層２６で第一のスイッチ接点が、外側の導電層２２Ｂと抵抗層２６で第二のスイッチ接点が構成されるものとして説明したが、絶縁基板２１上面には第一のスイッチ接点である内側の導電層２２Ａのみ形成し、この外側の近接位置にプッシュスイッチ等を設けて、このプッシュスイッチを第二のスイッチ接点として用いても本発明の実施は可能である。
【００４１】
また、操作体２８上面に中央近辺から外周に向けて放射状に伸出する線状の凹部や凸部を設けることによって、指等で略円弧状に押圧摺動する場合に、押圧箇所が判り易くなるため、使い易くすることができる。
【００４２】
（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３及び４記載の発明について説明する。
【００４３】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５は本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図である。
【００４５】
同図において、６１は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された絶縁基板で、その上面には良導電性の二つの略リング状の導電層６２Ａ，６２Ｂに加え、更に外周に三つ目の導電層６２Ｃが電気的に独立して同心状に形成されると共に、中央部には、リング状の外側接点７３Ａと中央接点７３Ｂが形成されている。
【００４６】
また、６５は絶縁基板６１上方に設けられた可撓性のポリエチレンテレフタレートフィルム等の抵抗シートで、三つの導電層６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃとの対向面にはリング形状の抵抗層６６が形成されている。
【００４７】
そして、７４は金属薄板製の弾性を有する円形ドーム形状の可動接点で、この中央部が中央接点７３Ｂと所定の間隔をあけるようにして、外周下端部が外側接点７３Ａ上に載置されている。
【００４８】
また、絶縁基板６１と抵抗シート６５の間にはスペーサ６４が貼付され、三つの導電層６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃと抵抗層６６が所定の間隔をあけて対向し、内側の導電層６２Ａと抵抗層６６で第一のスイッチ接点が、中側の導電層６２Ｂと抵抗層６６で第二のスイッチ接点が形成されると共に、外側の導電層６２Ｃと抵抗層６６で第三のスイッチ接点が構成されている。
【００４９】
そして、外側接点７３Ａ及び中央接点７３Ｂと可動接点７４で第四のスイッチ接点が構成されている。
【００５０】
また、６８は実施の形態１と同様の略円盤状の操作体で、突起部６９Ａ，６９Ｂに加えて、外周に三つ目の突起部６９Ｃが設けられ、この三つ目の突起部６９Ｃの先端と抵抗シート６５上面との間隔は、内側の突起部６８Ｂの先端と抵抗シート６５上面との間隔より更に空けられている。
【００５１】
そして、７８は可動接点７４の上方にポリエチレンテレフタレートフィルム等の可撓性のシート７５を介して設けられた押釦で、操作体６８中央に薄肉部７８Ａで連結され一体に形成されると共に、この押釦７８が上下動可能に配置されて、多方向操作スイッチが構成されている。
【００５２】
また、図６の概念図に示すように、抵抗層６６には、ほぼ等間隔で四つの導出部６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ，６７Ｄが、三つの導電層６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃには導出部６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃが各々設けられている。
【００５３】
そして、これらの導出部６７Ａ〜６７Ｄ、６３Ａ〜６３Ｃと、液晶表示素子等の表示手段９０が絶縁基板６１に実装されたマイクロコンピュータ等の制御手段８０に接続されると共に、外側接点７３Ａがアースに接続され、中央接点７３Ｂがこの制御手段８０に接続されて、多方向入力装置が構成されている。
【００５４】
以上の構成において、この多方向入力装置を用いて、例えば、表示手段に表示された地図の大きさを変化させたり、指示表示を移動させて所望の場所を選択した後、この選択した場所の電話番号や住所等を表示する場合の動作について説明する。
【００５５】
先ず、図９（ａ）の表示図に示すように、表示手段に所定の地図が表示されている状態で、図７（ａ）の断面図に示すように、操作体６８上面外周を指等で所定の力で押圧操作すると、操作体６８が傾倒し、下面内側の突起部６９Ａが抵抗シート６５上面を押圧して、抵抗シート６５を下方に撓ませる。
【００５６】
これによって、その下面の抵抗層６６が対向する内側の導電層６２Ａと接触し、抵抗層６６と導電層６２Ａとの間が導通状態となり、この導通した第一の信号が制御手段８０へ出力され、押圧操作された所定の位置を実施の形態１と同様にして制御手段８０が検知する。
【００５７】
そして、この操作体６８上面を押圧したまま、指を例えば時計回りの方向へ略円弧状に摺動させると、抵抗層６６と導電層６２Ａの接触箇所が時計回りの方向へ変化し、この抵抗値が連続して変化する第一の信号として制御手段８０へ出力される。
【００５８】
そして、制御手段８０がこの第一の信号を検知して、図９（ｂ）に示すように、表示手段９０に表示された地図を拡大させる。
【００５９】
なお、これとは逆に、反時計回りの方向へ略円弧状に押圧摺動した場合には、この連続して変化する信号を制御手段８０が検知して、図９（ｃ）に示すように、逆に地図を縮小させる。
【００６０】
そして、地図が図９（ａ）に示すような所望の大きさに変化した状態で、図７（ｂ）に示すように、操作体６８上の右下部を更に大きな押圧操作力で押圧すると、操作体６８は更に右下側に傾倒し、下面内側の突起部６９Ａが押圧している部分に加えて、中側の突起部６９Ｂも抵抗シート６５の上面を押圧して、抵抗シート６５を下方に撓ませる。
【００６１】
これによって、その下面の抵抗層６６が対向する中側の導電層６２Ｂと接触し、抵抗層６６と導電層６２Ｂとの間も導通状態となり、この抵抗値が第二の信号として制御手段８０へ出力される。
【００６２】
そして、制御手段８０がこの第二の信号を検知して、図９（ｄ）に示すように、矢印状のポインタを予め位置していた右上から右下方向へ移動させる。
【００６３】
次に、図７（ｃ）に示すように、操作体６８上を更に大きな押圧操作力で押圧すると、操作体６８は右下側に更に大きく傾倒し、下面内側の突起部６９Ａや中側の突起部６９Ｂが押圧している部分に加えて、外側の突起部６９Ｃも抵抗シート６５の上面を押圧して、抵抗シート６５を下方に撓ませる。
【００６４】
これによって、その下面の抵抗層６６が対向する外側の導電層６２Ｃと接触し、抵抗層６６と導電層６２Ｃとの間も導通状態となり、この抵抗値が第三の信号として制御手段８０へ出力される。
【００６５】
そして、制御手段８０がこの第三の信号を検知して、ポインタを右下方向へ更に加速させて移動させる。
【００６６】
そして、図９（ｅ）に示すような所望の場所にポインタが位置した状態で、図８に示すように、押釦７８を下方に押圧操作すると、押釦７８は薄肉部７８Ａおよびシート７５を撓ませながら、可動接点７４の頂点部を下方に押圧する。
【００６７】
これによって、押された可動接点７４が反転動作して、中央部が中央接点７３Ｂと接触して外側接点７３Ａと中央接点７３Ｂの間が導通状態となり、この導通した第四の信号が制御手段８０へ出力される。
【００６８】
そして、制御手段８０が第四の信号を検知して、選択された場所の電話番号や住所等を表示するように構成されている。
【００６９】
このように本実施の形態によれば、第三のスイッチ接点を設けると共に、操作体６８を第二のスイッチ接点より大きな力で押圧することによって、この第三のスイッチ接点から第三の信号を出力することによって、例えば、表示手段に表示されたポインタ等の移動速度を変化させる等、更に多くの機能の切換えを行なうことができるものである。
【００７０】
そして、操作体６８中央に押釦７８を上下動可能に配置すると共に、この押釦７８の押圧操作によって電気的接離を行なう第四のスイッチ接点を設けることによって、略円盤状の操作体６８の操作に加え、操作体６８中央に設けた押釦７８によって異なる操作形式で、更に多くの機能の切換えや選択を行なうことができる。
【００７１】
なお、以上の説明では、操作体６８の上面に加えられる押圧荷重の大きさが三段階である場合について述べたが、導電層６２Ｃの更に外側に同様にして導電層（図示せず）を設け、これに対応する抵抗層６６の幅及び操作体６８の突起部の数を増すことによって、更に大きな操作力での押圧操作に対しても、同様にして検知することができる。
【００７２】
つまり、同心状に電気的に独立した多段の導電層を配設し、これに対応する抵抗層６６の幅や突起部を設けて多段のスイッチ接点を構成することによって、例えば、表示手段に表示された指示表示等の移動速度を更に変化させる等、更に多くの機能の切換えを行なうようにしても良い。
【００７３】
また、押釦７８は操作体６８と薄肉部７８Ａで連結され一体に形成されるものとして説明したが、操作体６８とは別体に形成し、この押釦を操作体６８に上下動可能に保持しても本発明の実施は可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、小型化の可能な多方向操作スイッチ及びこれを用いた多方向入力装置を得ることができるという有利な効果が得られる。
【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操作スイッチの断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同概念図
【図４】同押圧操作時の断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図
【図６】同概念図
【図７】同押圧操作時の断面図
【図８】同中央の押釦を押圧操作した時の断面図
【図９】（ａ）表示手段の表示図
（ｂ）拡大後の表示図
（ｃ）縮小後の表示図
（ｄ）ポインタ移動後の表示図
（ｅ）更にポインタを移動した後の表示図
【符号の説明】
２１，６１ 絶縁基板
２１Ａ，６１Ａ 孔
２２Ａ，２２Ｂ、６２Ａ〜６２Ｃ 導電層
２３Ａ，２３Ｂ、２７Ａ〜２７Ｄ、６３Ａ〜６３Ｃ、６７Ａ〜６７Ｄ 導出部
２４，６４ スペーサ
２５，６５ 抵抗シート
２６，６６ 抵抗層
２８，６８ 操作体
２８Ａ，６８Ａ ボス
２９Ａ，２９Ｂ、６９Ａ〜６９Ｃ 突起部
７３Ａ 外側接点
７３Ｂ 中央接点
７４ 可動接点
７５ シート
７８ 押釦
７８Ａ 薄肉部
Claims (6)
- 略円盤状の操作体と、この操作体上面を所定の軌跡で略円弧状に押圧摺動することによって連続する第一の信号を出力する第一のスイッチ接点と、更に押圧することによって第二の信号を出力する第二のスイッチ接点からなる多方向操作スイッチ。
- 操作体上面に中央近辺から外周に向けて伸出する凹部又は凸部を設けた請求項１記載の多方向操作スイッチ。
- 第三のスイッチ接点を設けると共に、操作体を第二のスイッチ接点より大きな力で押圧することによって、この第三のスイッチ接点から第三の信号を出力する請求項１記載の多方向操作スイッチ。
- 操作体中央に押釦を上下動可能に配置すると共に、この押釦の押圧操作によって電気的接離を行なう第四のスイッチ接点を設けた請求項１記載の多方向操作スイッチ。
- 請求項１記載の多方向操作スイッチと、この多方向操作スイッチが接続される制御手段と、この制御手段に接続される表示手段からなり、上記制御手段が上記多方向操作スイッチの第一の信号及び第二の信号を検知して表示手段の表示を制御する多方向入力装置。
- 第一の信号を検知している間は制御手段が第二の信号を検知しない請求項５記載の多方向入力装置。
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