专利名称：输入装置及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及输入装置以及电子设备。
背景技术：
具有转轮(jog dial)这样地，检测旋转和滑动量等操作量并将由操作的方向和其距离构成的位移信息转换成信号的输入装置。以往的转轮是例如具有利用霍尔元件检测在圆周上排列的磁铁的移动的旋转编码器的复杂装置。作为手机等的输入装置，要求低成本且薄型的输入装置，但是在使用磁铁和霍尔元件的构成中，成本高，并且在薄型化、小型化上也有限。在专利文献1中，记载有如下的输入装置，即，在圆周上排列微型开关，设置具有环状操作部的操作部件，该操作部可倾斜以仅将手指按压部分正下方的微型开关按下，通过检测微型开关的连续动作，算出旋转操作量。在该结构中，由于需要在基板上安装多个微型开关，故而成本增加。另外，由于对操作部件断续地作用微型开关的反作用力，操作部件不能顺畅地旋转，难以得到良好的操作感。另外，虽然通过触摸板这样的检测坐标的坐标输入装置能够检测位移量并将其信号化，但是这样的坐标输入型的输入装置的成本都较高。专利文献1 (日本)特开2OOl-2I6O79号公报
发明内容
鉴于上述问题点，本发明的课题在于提供一种可输入位移量且操作感良好的低成本的输入装置。为了解决上述课题，本发明的输入装置具有基板，在该基板的上表面配设有多个下侧电极；多个上侧电极，其在所述下侧电极的上方排列配置；变形圆顶板，其配置在所述基板之上，并且形成有在所述上侧电极之上连续并延伸的圆顶部，所述圆顶部通常向上方突出，在被按下时，延伸方向的一部分向下方翻转突出而将所述上侧电极压接在所述下侧电极上。根据该结构，在使用者将圆顶部按下时，通过圆顶部局部的翻转突出，使正下方的上下配置的上侧电极和下侧电极接触，故而能够检测使用者按下的位置。此时，由于在圆顶从拱形向M形变化的瞬间，反作用力较大地变化，故而操作者能够得到开关触感。在该状态下，若使使用者按下圆顶部的位置沿圆顶部移动，则圆顶部翻转突出的部分移动，邻接的上侧电极和下侧电极连续地接触，故而能够检测按下位置的移动。此时，由于圆顶部的变形连续地变化，故而不会感到使圆顶部重新翻转突出时这样的喀嗒感。即，使用者能够使按下圆顶部的位置顺畅地移动，操作触感良好，能够进行按照意图的操作。另外，本发明的输入装置可以具有按下部件，其配置在所述圆顶部之上，将所述圆顶部部分地按下。根据该结构，圆顶部的翻转突出形状一定，能够进行稳定的操作。
另外，在本发明的输入装置中，所述按下部件可以在与所述上侧电极对应的位置 分别设有突起。根据该结构，上侧电极与下侧电极的接触可靠性进ー步提高，能够提高检测可靠 性。另外，在本发明的输入装置中，所述按下部件可以通过使整体倾斜而将所述圆顶 部部分地按下。根据该结构，通过利用倾斜从而使圆顶部的翻转范围ー定，操作量的检测准确。本发明的输入装置也可以具有操作部件，该操作部件可滑动地设置在所述按下部 件之上，能够将所述按下部件部分地按下。根据该结构，由于伴随操作部件的移动和旋转而产生圆顶部的翻转，故而能够减 轻阻碍操作的摩擦，能够进行顺畅的操作。另外，在本发明的输入装置中，所述上侧电极可以形成在所述圆顶部的内面。根据该结构，零件数量少，容易进行小型化。在本发明的输入装置中，所述圆顶部可以形成为环状。根据该结构，能够低成本地提供输入旋转量的装置。另外，在本发明的输入装置中，所述圆顶部可以直线地延伸而形成。根据该结构，能够低成本地提供输入直线距离的装置。另外，本发明的电子设备具有上述任ー方面的输入装置。
图1是本发明第ー实施方式的输入装置的平面图；图2是图1的输入装置的平面图；图3是图1的输入装置的分解立体图；图4是图1的输入装置的变形圆顶板背面侧的立体图；图5是图1的输入装置的基板的平面图；图6是图1的输入装置通常时的放大剖面图；图7是图1的输入装置操作时的放大剖面图；图8是图1的输入装置操作时的变形圆顶板的局部放大剖面立体图；图9是表示图8的变形圆顶板的圆顶部在周向的变形形状的剖面图；图10是具有图1的输入装置的手机的立体图；图11是本发明第ニ实施方式的输入装置的剖面图；图12是图11的输入装置的基板的平面图；图13是图11的输入装置操作时的剖面图；图14是具有图11的输入装置的手机的立体图；图15是本发明第三实施方式的输入装置的剖面图；图16是本发明第四实施方式的输入装置的剖面图；图17是本发明第五实施方式的输入装置的剖面图。符号说明1 输入装置
2 中心键顶3 拨号键顶(操作部件)4 基板6 环状圆顶部
7 变形圆顶板8 按压部件12:环状上侧电极
14方位下侧电极15共同下侧电极18按压部21输入装置22排列下侧电极23基板24上侧电极25圆顶部26变形圆顶板27按压部28按压部件29共同下侧电极
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。图1 图3分别是表示本发明第一实施方式的输入装置1的平面图、侧面图、分解立体图。如图3所示，输入装置1具有圆形的中心键顶2和配置在中心键顶2的外侧的环状的拨号键顶3。该输入装置1检测中心键顶2的按下，并且检测将拨号键顶3按下的位置(上下左右以及对角方向共计八个方向)，并且检测使拨号键顶3绕中心键顶2旋转的角度。输入装置1还具有印刷电路基板4 ；变形圆顶板7，其形成有在中心键顶2的正下方球面状突出的中心圆顶部5以及在拨号键顶3的正下方环状地连续并突出的环状圆顶部 6 ；环状的按下部件8，其被拨号键顶3按下，并且按压环状圆顶部6 ；支架9，其对按下部件 8进行保持使其可上下移动及可倾斜；卡止板10，其固定在拨号键顶3上，与按下部件8抵接而防止拨号键顶3的脱离。变形圆顶板7例如由不锈钢或PET树脂的薄板构成。另外，如图4所示，变形圆顶板7通过具有弹性的导电性树脂在中心键顶5的内面(下表面)形成有中央上侧电极11， 在环状圆顶部6的内面形成有以45°间隔环状配置的八个方位上侧电极12。如图5所示，在基板4的表面，通过由金属层构成的导电图案形成有在中央上侧电极11的正下方隔开间隔配置的一对中央下侧电极13、在方位上侧电极12的正下方靠外侧分别配置的八个方位下侧电极14、以及在方位上侧电极12的正下方靠内侧与各方位下侧电极隔开一定间隔而环状延伸配置的共同下侧电极15。从这些下侧电极13、14、15分别延伸设有基于导电图案的引出线16。引出线16与未图示的控制装置等连接，以能够分别确认两中央下侧电极13之间、以及各方位下侧电极14与共同下侧电极15之间有无导通。图6表示输入装置1的截面。按压部件8具有环状地突出而被拨号键顶3按下的受压部17、与环状圆顶部6的顶部抵接而环状地连续并突出的按压部18。另外，中心键顶 2也具有与中心圆顶部5的顶部抵接而突出的按压部19。在输入装置1中，若使用者将中心键顶2按下，则仅中心键顶2下降，通过按压部 19按压中心圆顶部5的顶部。此时，中心圆顶部5的拱形虽然将在中心圆顶部5的顶部向下方作用的按压部19的按压力转换成向外侧扩展的力，但当按压部19的按压力达到一定强度时，顶部向下翻转并凹陷而变形。中心圆顶部5这样地翻转突出时，对按压部19的反作用力减少。即，中心圆顶部5在翻转突出的瞬间相对于按压部19表现出最大的反作用力。这样，变形圆顶板7通过中心圆顶部5相对于使用者赋予所谓的喀嗒感，被称之为“喀嗒板”(《-板)。另外，图7表示将输入装置1的拨号键顶3的一部分按下的样子。如图所示，若将拨号键顶3的一部分按下，则拨号键顶3、中心键顶2以及按压部件8成为一体，以中心键顶 2的按压部19为支点倾斜。倾斜的按压部件8通过按压部18的一部分将变形圆顶板7的环状圆顶部6部分地按压。此时，环状圆顶部6的拱形与中心圆顶部5同样地，虽然将按压部18的按压力向外侧释放，但是若按压力增强，则顶部向下翻转并凹陷而变形，由此使相对于按压部18的反作用力减少，并且对使用者赋予喀嗒感。 通过将拨号键顶3按下，通过按下部18被部分地翻转突出的环状圆顶部6使在翻转突出的部分设置的方位上侧电极12与其正下方的方位下侧电极14以及共同下侧电极15 接触。由此，方位下侧电极14和共同下侧电极15导通，能够检测被中心键顶3按下的位置。在图8中表示将中心键顶3的一部分按下而部分地翻转突出的环状圆筒部6。这样，环状圆顶部6在其一点上变形量最大，朝向圆周方向两侧，变形量减小。使用者用手指将拨号键顶3按下的同时使其绕中心键顶2转动而进行操作的话，如图9所示，向下翻转突出的部分在周向上连续地移动。这样，通过旋转操作拨号键顶3，使按压部件8的倾斜方向连续地变化，并且使环状圆顶部6的翻转突出部分连续地变化的话，如最初使环状圆顶部6部分地翻转突出的情况那样，不会从环状圆顶部6受到大的反作用力，可得到顺畅轻快的操作感。由于这样的基于拨号键顶3的旋转操作的、环状圆顶部6的翻转突出部的移动，方位下侧电极14依次经由方位上侧电极12与共同下侧电极15导通。在输入装置1中，在进行这样的操作时，调整方位上侧电极12以及方位下侧电极14周向的长度，以使相邻的方位下侧电极14相对于共同下侧电极15的导通状态重复发生。由此，在相邻的电极导通在某一定时间内错离移动(重复)而发生的情况下，判断为具有拨号键顶3的旋转操作。另一方面，在相邻的方位下侧电极14的导通不重复地发生的情况下，可判断为分别一下一下地将拨号键顶3对应位置按下。另外，在方位下侧电极14导通的持续时间比规定阈值长时，可判断为基于拨号键顶3的旋转操作的位移输入，在方位下侧电极14导通的持续时间比所述阈值短时，也可根据拨号键顶3的按下位置判断为输入方向的按钮操作。
输入装置1尽管能够用作转盘，但零件数量少，不使用成本高的部件，故而成本低。这样的输入装置1例如可作为图10所示的手机20的输入装置而使用。这样，输入装置1组装在手机20这样的电子设备中，仅使中心键顶2和拨号键顶3在外部露出。另外，图11表示本发明第二实施方式的输入装置21。本实施方式的输入装置21 具有形成有排列下侧电极22的电路基板23 ；设有圆顶部25的变形圆顶板26，圆顶部25 在内面具有与排列下侧电极22对应的上侧电极M ；按压部件观，其设有为了按压与圆顶部 25的各上侧电极M对应的位置而分别向下突出的按压部27。图12表示输入装置21的基板23的导电图案。在本实施方式中，排列下侧电极22 在直线上排列配置。另外，在基板23中也设有与排列下侧电极22的列平行配置的共同下侧电极四。并且，上侧电极M分别以能够将对应的排列下侧电极22与共同下侧电极四连接的方式配置。因此，圆顶部25直线地延伸而形成。本实施方式的按压部件观由可弹性变形的硬质橡胶及合成橡胶形成，使用者用手指按压而能够变形。如图13所示，输入装置21通过将按压部件观向基板23部分地压入，使圆顶部25的一部分向基板23翻转突出，并且使正下方的上侧电极M与排列下侧电极22以及共同下侧电极四抵接。另外，在输入装置21，若使用者使压抵按压部件观的手指在圆顶部25的延伸方向上滑动，则使按压部件观的变形位置移动，邻接的按压部27被依次按下，使排列下侧电极 22依次导通。这样，输入装置21通过导通的排列下侧电极22的变换而能够检测使用者手指的直线移动距离。如图14所示的手机30那样，这样的输入装置21通过配置在便携式设备的侧面等，能够由单手握持便携式设备并且由该手能够容易地输入直线位移。另外，本实施方式的按压部件观的按压部27无需与排列下侧电极22以及上侧电极M —对一地对应，也可以如图15所示的本发明第三实施方式的输入装置31那样地，配置多个比排列下侧电极22及上侧电极M小的按压部27。由此，按压部件观的变形位置的移动更加顺畅，可得到顺畅的操作感。另外，在以下的实施方式中，对与之前说明的实施方式相同的构成要素标注同一符号并省略重复的说明。另外，根据本发明，如图16所示的本发明第四实施方式的输入装置32这样地，也可以将上侧电极M不设置在变形圆顶板26上而是设置在平坦的弹性薄膜33上。根据该结构，零件数量增加，但由于上侧电极M的形成容易，故而部件成本降低。另外，在本实施方式中，在圆顶部25未变形时，在基板23与弹性薄膜22之间配置有隔板34，以使上侧电极 24自排列下侧电极22分离。另外，在图17所示的本发明第五实施方式的输入装置35中，上侧电极M具有时常与共同下侧电极四导电接触而延伸到圆顶部25外侧的连接部36。由此，上侧电极M仅构成为相对于下侧电极22电路开闭，能够提高接触可靠性。以上，本发明通过在多个上侧电极和下侧电极之上连续而延伸的圆顶部可检测使用者操作的位移量。显然这样构造的细节中除了可适用于被称之为喀嗒板的构造之外的其他结构，可与上述第四以及第五实施方式的变形同样地适用。
权利要求
1.一种输入装置，其特征在于，具有基板，在该基板的上表面配设有多个下侧电极； 多个上侧电极，其在所述下侧电极的上方排列配置；变形圆顶板，其配置在所述基板之上，并且形成有在所述上侧电极之上连续并延伸的圆顶部，所述圆顶部通常向上方突出，在被按下时，延伸方向的一部分向下方翻转突出而将所述上侧电极压接在所述下侧电极上。
2.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，具有按下部件，其配置在所述圆顶部之上，将所述圆顶部部分地按下。
3.如权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，所述按下部件在与所述上侧电极对应的位置分别设有突起。
4.如权利要求2所述的输入装置，其特征在于，所述按下部件通过使整体倾斜而将所述圆顶部部分地按下。
5.如权利要求2所述的输入装置，其特征在于，具有操作部件，该操作部件可滑动地设置在所述按下部件之上，能够将所述按下部件部分地按下。
6.如权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于， 所述上侧电极形成在所述圆顶部的内面。
7.如权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于， 所述圆顶部形成为环状。
8.如权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于， 所述圆顶部直线地延伸而形成。
9.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求1或2所述的输入装置。
全文摘要
本发明提供一种可输入位移量且操作感优良的低成本的输入装置以及电子设备。该输入装置具有在上表面配设有下侧电极(14、15)的基板(4)；在下侧电极(14、15)的上方排列配置的多个上侧电极；配置在基板(4)之上并且形成有在上侧电极之上连续并延伸的圆顶部(6)的变形圆顶板(7)，圆顶部(6)通常向上方突出，在被按下时，延伸方向的一部分向下方翻转突出而将上侧电极压接在下侧电极(14、15)上。
文档编号G06F3/01GK102193658SQ20111002125
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月19日 优先权日2010年3月12日
发明者森本胜 申请人:欧姆龙株式会社