专利名称：操作输入装置及使用其的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可适用于手机及便携式音乐播放装置的操作输入装置。
技术背景目前，作为使用于手机的操作输入装置，具有例如由如下构件构成的结构基体；在上面安装多个按钮开关及磁场检测元件并叠置于所述基体上而 一体化的印刷电路板；载置于所述印刷电路板上的操作板；将交互配置有N 极及S极的环状磁铁安装在下面并转动自如地安装于所述操作板上的圓盘式 操作转动盘。而且，所述操作输入装置通过转动所述操作转动盘，由所述磁 场检测元件检测所述环状磁铁的磁通量的变化并检测转动方向，另 一方面， 通过按压所述操作转动盘对所述按钮开关进行操作(参照专利文献1 )。 专利文献1:(日本)特开2003 - 280799号公报但是，在所述操作输入装置中，为了检测操作转动盘的转动方向及转动 量，需要两个磁场检测元件。因此，零部件数量增加，需要设置空间，不能 获得设置面积小的小型操作输入装置，且不能使用于以小型化为目标的手机等。另外，若配置两个旋转检测元件，例如，则需要以通过它们上方的方式 配置环状^f兹铁，因此，所述磁场检测元件的配置受到限定，且环状石兹铁的直 径也大，因此，设计的自由度小。而且，所述环状磁铁由于其形状及磁化的 情况，存在制造上费时、生产率低、成本高的问题。发明内容本发明是鉴于所述问题点而提出的，其课题在于，提供一种小型、且易 生产的操作输入装置及使用该装置的电子设备。为解决所述课题，本发明的操作输入装置包括印刷电路板，其在上面 至少安装一个按钮开关；印刷电路板，其以转动轴心为中心，以可转动的方 式支承在所述印刷电路板的上方；按钮，其在所述操作转动盘的中央一体地转动，且能独立地上下动作；板状磁铁，其设在所述按钮上，至少具有一对 配置在与所述转动轴心同一轴心上呈放射状等分的磁极；磁场检测元件，其 以所述转动轴心为中心、均等地配置多个磁场检测传感器的方式、设于所述 按钮的下方，通过转动所述操作转动盘，由检测所述板状磁铁的磁通量的所 述磁场检测元件检测转动方向、转动量，另一方面，通过按压所述按钮，操 作所述按钮开关。在此，操作转动盘位于印刷电路板的上方，但也可以不一定在其正上方。 例如，如后述的实施方式所示，在印刷电路板20上有操作件50,也可以使操 作转动盘70支承在所述操作件50上。另外，在后述的实施方式中，操作转 动盘70支承在所述操作件50上，但是，作为操作转动盘的支承方法，也可 以用其他的方法。根据本发明，通过将具有至少一对等分成放射状的磁极的板状磁铁和均 等地配置多个磁场检测传感器的磁场检测元件配置在同一轴心上，可检测操 作转动盘的转动方向及转动量。因此，不需要如现有例那样配置两个磁场检 测元件，可节约零部件数量及配置空间。另外，由于不使用直径大的环状^兹 铁，故而可将板状磁铁紧凑布局在中心。其结果是设计自由度大，并且，可 获得设置面积小的小型操作输入装置。进而，由于不使用现有例那样的环状 磁铁，因此，可以获得易生产、可控制成本的搡作输入装置。而且，由于按钮在操作转动盘的中央一体地转动，且可独立地上下动作， 因此，可进行所述那样的旋转检测，并且可单独操作按钮，提高操作性，且 可进行多种多样的操作。作为本发明的实施方式，也可以在所述印刷电路板的下方设有所述磁场 斗全测元件。根据本实施方式，通过有效地利用印刷电路板的下方的空间，可节省印 刷电路板的上面的磁场检测元件安装用空间，因此，可将露出在操作输入装 置外部的部分进一 步薄性化。本发明的电子设备为安装所述操作输入装置的结构，并以能从外部进行 操作的方式使操作转动盘露出。根据本发明，由于具备小型、易生产的操作输入装置，从而可得到薄型 的电子设备。另外，可将所述磁场检测元件安装在印刷电路板的下方。因此， 在将所述操作输入装置安装在电子设备壳体上时，通过有效地利用存在于所述印刷电路板下方的所述壳体内的闲置空间，从而，与现有例相比，具有电 子设备的进一步薄型化的效果。
图1A及图1B是安装本发明的操作输入装置的手机的立体图及主要部分立体图；图2是图1B所示的操作输入装置的主要部分放大立体图。图3A及图3B是图2所示的操作输入装置的局部剖面图；图4是从图2所示的操作输入装置的上方看到的分解立体图；图5是从图2所示的操作输入装置的下方看到的分解立体图；图6A及图6B是表示图3所示的不同的》兹铁^t极的平面图；图7是表示图3~图5所示磁场检测元件的磁场检测传感器配置的平面图。附图标记说明 1:手机2:操作输入装置 10:金属基体 lla、 lib:卡具孔 12、 13:弹性卡合支承部 14、 15:固定用舌片 14a、 15a:固定孔 16、 17:定位舌片 16a、 17a:定位孔 20:印刷电路板 21 ~25:按钮开关 26a、 26b:卡具孔30按钮31防脱落用环状凸缘32卡合用突起33按压用突起34圓板状磁铁40固定环41定位孔42铆接孔50操作件51金属环52、53:弹性卡合部52a:方形孔53a:长孔58台座部59a ~ 59b:按压用突起60滑动片70操作转动盘71操作孔72防滑用突起73环状凸缘74环状槽75定位突起76铆接用突起77环状台阶部78切cr部
具体实施方式
下面，根据附图1~图7对本发明的的操作输入装置的实施方式进行说明。如图1所示，本发明的操作输入装置能通过安装于手机1内的印刷电路板5的操作输入装置2移动监视器3的移动条(未图示)，并经由后述的按钮 30等发出选择指令。另外，4是安装于所述印刷电路板5上的按钮开关，6 是数字键，7是话筒，8是扬声器。如图4及图5所示，所述操作输入装置2包括安装在所述印刷电路板5 下面的磁场检测元件9、金属基体10、由挠性树脂薄板构成的印刷电路板20、 按钮30、固定环40、操作件50、滑动片60、操作转动盘70构成的。如图7所示，磁场检测元件9例如是将四个磁通量检测传感器9a、 9b、 9c、 9d分别配置在角部的元件，固定在位于所述印刷电路板20的下方的所述 印刷电路板5的背面，而且，进行电连接。如图4及图5所示，所述金属基体IO平面看大致为圓形，设置有以其中 心为中间可插入细针状卡具(未图示)的一对卡具孔lla、 llb。另外，所述 金属基体10在其外周缘部，以使连结所述卡具孔lla、 lib的中心线在其之 间并相对的方式分别切起一对第一弹性卡合支承部12、 12。而且，所述金属 基体10在其外周缘部，以使连结所述弹性卡合支承部12、 12的中心线在其 之间的方式分别切起一对第二弹性卡合支承部13、 13。进而，所述金属基体 10在其外周缘部，在各个所述弹性卡合支承部12、 13之间，将固定用舌片 14、 15及定位用舌片16、 17分别向侧方延伸。在所述固定用舌片14、 15上 分别设置有固定孔14a、 15a，在所述定位用舌片16、 17上分别设置有定位孔 16a、 17a。由挠性树脂薄膜构成的印刷电路板20具有与所述金属基体大致相同的平 面形状，而且，由在背面涂敷粘接材料并被剥离纸覆盖的大致圆形的基板主 体20a、和自所述基板主体20a延伸的导出部(y — K咅卩)20b形成。所述基 板主体20a,将扁平状的中央按钮开关21配置于其中央，而且，在使所述中 央按钮开关21在其之间并相对的位置配置有四个扁平状按钮开关22~25。另 外，基板主体20a在使所述中央按钮开关21在其之间并相对的位置分别设置 有定位孔26a、 26b。另外，安装有所述按钮开关21 25的印刷电路板20除卡具孔26a、 26b 之外，其表背面整体都用未图示的树脂薄膜罩覆盖，绝缘性提高。但是，为 便于说明，在图1 图5中，所述树脂薄膜罩未图示。如图4及图5所示，按钮30具有可插入后述的操作转动盘70的搡作孔 71中的外周形状，在其外周下端边缘部一体成形有防脱落用环状凸缘31。另 外，所述按钮30在所述环状凸缘31的外周面形成有一对与后述的操作转动 盘70的切口部78、 78卡合的卡合用突起32、 32 (图5 )。由此，按钮30与 操作转动盘70 —体转动。进而，所述按钮30在其底面中央突设有按压用突 起33。而且，如图3所示，所述按钮30在其内部嵌入成形有圓板状磁铁34。 如图6A或图6B所示，所述圆板状磁铁34具有呈放射状等分为偶数个的磁 极。而且，由于所述圓板状磁铁34的转动，埋设在所述磁场检测元件9的磁通传感器9a ~ 9d检测磁通的通过，从而，检测出转动方向及转动量。固定环40是用于使操作转动盘70在操作件50上转动自如并防止脱落的 部件，即、通过将其定位孔41分别嵌入设置于后述的操作转动盘70的下面 的定位突起75 (图5 )，将所述操作转动盘70的铆接突起76铆接固定于其铆 接孔42,使操作转动盘70在后述的操作件50上转动自如并防止脱落。操作件50是使大致环状的树脂制台座部58 —体成形在平面看大致圓形 的金属环51上的部件。所述金属环51在其相对的外周缘部延设有具备方形 孔52a的一对弹性卡合部52,而且，形成有具备长孔53a的一对弹性卡合部 53。而且，在所述金属环51的背面中与所述按钮开关22~25对应的位置， 自所述台座部58突设有树脂制的按压用突起59a 59d。所述台座部58的内 径小于所述固定环40的外径小而形成。另外，金属环51的内径大于所述固 定环40的外径而形成。另夕卜，如图3A、 3B所示，台座部58的内周面与后 述的操作转动盘70的环状台阶部77的外周面接触，在操作转动盘70转动时 滑动，由于台座部50为树脂制，因此，滑动性优良。这样，由于将金属部分与树脂部分做成一体而构成搡作件50,由此，即 使是薄型化，也能够通过金属部分确保刚性，同时还可通过树脂部分确保滑 动性。即，对于操作件50，可兼得作为旋转体保持部件的刚性和滑动性两者。另外，作为将金属环51与台座部58的一体化的方法，既可以是一体成 形，也可以是粘接及嵌入等方法。另外，如图5所示，按压用突起59a 59d的外侧边缘部位于金属环51 的相邻的弹性卡合部52与弹性卡合部53之间，没有金属部分伸出。这就是 由于，在通过按下操作转动盘70而使操作件50倾斜时，防止伸出部分接触 而导致按压用突起59a ~ 59d不能按压按钮开关22 ~ 25。另外，按压用突起59a 59d也可以为与台座部58 —体成形的树脂制， 还可以为与台座部58不同的材质即树脂以外的材质。另夕卜，按压用突起59a ~ 59d可以如上那样设于台座部58的一方，也可以设置在金属环51的一方。滑动片60是可覆盖所述操作件50的台座部58上面的同心圓形状，由具 有规定的摩擦系数的树脂形成。操作转动盘70在其中心设有嵌合按钮30的操作孔71，在其上面周边以 均等的间距放射状地设有防滑用突起72,而且，在外周缘部设有防脱落用环 状凸缘73。该防脱落用环状凸缘73用于防止手机等电子设备从框体脱落。另外，如图5所示，操作转动盘70在其下面同心圆状地设有环状槽74。另外， 在设置于所述操作孔71的下面开口边缘部附近的环状台阶部77，同心圓状地 突设有用于将所述固定环40定位的定位突起75及用于进行铆接固定的铆接 用突起76。而且，在所述环状台阶部77的内周缘部，为了将所述按钮30卡 合为一体，而设置有与所述的卡合突起对应的切口部78、 78。通过它们的相 互卡合，若使操作转动盘70转动时，则按钮30将会一起连转。而且，操作 转动盘70不一定必须是圆形，只要可转动，例如也可以是正八边形。 下面，对所述构成部件的组装工序进行说明。首先，将磁场检测元件9安装在印刷电路板5上并电连接。另一方面， 将所述金属基体10的卡具孔lla、 lib分别插入未图示的一对细针状卡具进 行定位。而且，将安装按钮开关21 ~25于规定位置的印刷电路板20的表背 面，除卡具孔26a、 26b之外，由未图示的树脂薄膜罩覆盖。进而，将所述印 刷电路板20的卡具孔26a、 26b分别插入所述细针状卡具进行定位，将所述 印刷电路板20与所述金属基体10粘接一体化。接着，将滑动片60配置在操作转动盘70的环状槽74的底面。然后，通 过所述操作转动盘70的环状槽74的底面与操作件50的台座部58夹持滑动 片60的方式进行嵌合。然后，将固定环40的定位孔41与所述操作转动盘70 的定位突起75嵌合并进行定位，使所述固定环40的铆接孔42中插入所述铆 接用突起76而进行铆接。由此，搡作件50及滑动片60被夹持在搡作转动盘 70与固定环40之间，而且，操作转动盘70经由滑动片60转动自如地支承在 所述操作件50上。然后，将按钮30定位在所述印刷电路板20的按钮开关21的上方，而且， 将所述按钮30的卡合突起32、 32与所述操作转动盘70的切口部78、 78分 别卡合。进而，将所述操作件50的弹性卡合部52、 52及弹性卡合部53、 53 分别与所述金属基体10的弹性卡合支承部12、 12及弹性卡合支承部13、 13 卡合，完成组装作业。根据本实施方式，操作件50以其自体不转动的方式固定在基板10上。 而且，通过按下操作转动盘70，使操作件50的按压用突起59a ~ 59d分别按 下按钮开关22 25,分担按下操作功能。另一方面，通过转动自如地安装在 操作件50上面的操作转动盘70的转动，分担转动操作功能。另外，根据本实施方式，由于操作件50的弹性卡合部52、 53分别与基板10的弹性卡合支承部12、 13卡合，因此，能够防止水平方向的晃动。另 外，由于所述操作件50利用按钮开关22~25的弹簧力向上方施力，因此不 会产生上下方向的晃动。进而，由于操作转动盘70与所述滑动片60之间产 生的摩擦力，能够抑制所述操作转动盘70因惯性力而过量转动，从而具有不 易产生误操作的优点。另外，由于磁场检测元件9安装在位于印刷电路板20的下方的印刷电路 板5的下面，因此，能够有效地利用手机壳体内的闲置空间。因此，由于不 需要将用于安装磁场检测元件9的空间留在印刷电路板5的上面，因此，能 够使印刷电路板5上的操作输入装置2进一步薄型化。另外，由于也可以只 将一个磁场检测元件9安装在印刷电路板5上，因此，组装工时变少，生产 率提高。而且，由于磁铁34不是环状，而是简单的圓板状，因此具有容易生 产的优点。下面，对组装有所述结构构成的操作输入装置2的手机1的操作方法进 行说明。通过转动装入手机1的操作转动盘70，按钮30就与其一体转动。因此， 磁场检测元件9根据嵌入成形在所述按钮30内的磁铁34的转动，检测磁通 量的变化，基于该变化检测转动方向及转动量。而且，该检测结果作为移动条(未图示)的移动经由未图示的控制电路 反映在监视器3的画面显示中。接着，在操作杆到达所期望的位置的情况下， 若按压按钮30,则按压用突起33操作中央按钮开关21，输出选择指令。另外，也可以通过按压操作转动盘70的周边部、例如如图3B所示、按 压用突起5%,使位于所述按压用突起59b的正下方的按钮开关23的反转弹 簧发生反转而导通。而且，在所述的实施方式中，为了使按钮30和操作转动盘70—体转动， 采用了卡合用突起32、 32和切口部78、 78,但不限于所述例。例如，也可以 通过将按钮30与操作转动盘70制成彼此对应的多边形，使按钮30与操作转 动盘70连转。另外，在所述的实施方式中，将磁场检测元件9安装在印刷电路板5的 下面，但不限于所述例，在空间宽裕的情况下，也可以将^f兹场4企测元件9安 装在印刷电路板5的上面。另外，也可以通过将弹性垫片配置于印刷电路板20的上面与操作件50的下面之间，并将操作件50向上方侧施力，由此，防止晃动。另外，所述按钮30也可以不与操作转动盘70分体，而与操作转动盘70 一体地形成。产业上利用的可能性本发明的操作输入装置不限于手机，当然，也可以应用于其它的移动设 备及其它的电子设备。
权利要求
1、一种操作输入装置，其特征在于，包括印刷电路板，其上面至少安装一个按钮开关；操作转动盘，其以转动轴心为中心，以可转动的方式支承在所述印刷电路板的上方；按钮，其在所述操作转动盘的中央一体地转动，且能独立地上下动作；板状磁铁，其设在所述按钮上，至少具有一对配置在与所述转动轴心同一轴心上呈放射状等分的磁极；磁场检测元件，其以所述转动轴心为中心、均等地配置多个磁场检测传感器的方式、设于所述按钮的下方，通过转动所述操作转动盘，由检测所述板状磁铁的磁通量的所述磁场检测元件检测转动方向、转动量，另一方面，通过按压所述按钮，操作所述按钮开关。
2、 如权利要求1所述的操作输入装置，其特征在于，在所述印刷电路 板的下方设有所述磁场检测元件。
3、 一种电子设备，其特征在于，安装有权利要求1或2所述的操作输 入装置，并以能从外部进行操作的方式使操作转动盘。
全文摘要
本发明提供一种小型、且易生产的操作输入装置及使用该装置的电子设备。为实现该目的，该操作输入装置通过如下部件构成印刷电路板(20)，其上面至少安装一个按钮开关(21)；操作转动盘(70)，其以转动轴心为中心，以可转动的方式支承在所述印刷电路板(20)的上方；按钮(30)，其在所述操作转动盘(70)的中央一体地转动，且能独立地上下动作；板状磁铁(34)，其设在所述按钮(30)上，至少具有一对配置在与所述转动轴心同一轴心上呈放射状等分的磁极；磁场检测元件(9)，其以所述转动轴心为中心、均等地配置多个磁场检测传感器的方式，设于所述按钮(30)的下方。
文档编号G06F3/023GK101273323SQ20068003506
公开日2008年9月24日 申请日期2006年11月10日 优先权日2005年11月10日
发明者有原武 申请人:欧姆龙株式会社