专利名称：多方向输入装置及使用它的电子机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于携带电话、信息终端、游戏机及遥控器等各种电子机器输入操作用的多方向输入装置及使用它的电子机器。
背景技术：
作为现有的多方向输入装置，已知在特开平10-125180号公报中有所记载，关于其内容，用图36～图38来说明。
图36是作为现有的多方向输入装置所使用的多方向输入用电子零件的多方向操作开关的剖面图，图37为该开关的立体分解图。在该图中，在绝缘树脂制的箱型基座1的中心位置设有由弹性金属的薄板形成的园顶状可动接点2，在它的内侧底面的端部，设置有互相导通的四个外侧固定接点3。所述园顶状可动接点2的四周下端部放置在所述外侧固定接点3上，在比它们靠里的内侧，在从园顶状可动接点2的中心开始等距离、等角度的位置，设置有分别独立的多个(四个)的内侧固定接点4(4A～4D)。与所述各固定接点4导通的输出端子(图中没有表示)设置在箱型基座1的外侧。
另外，箱型基座1上面的开口部罩有外罩5。于是，操作体6由轴部6A和在其下端的与其形成一体的凸缘部6B组成，轴部6A从外罩5中央的通孔5A中伸出。凸缘部6B的四周通过箱型基座1的内壁1A，不能旋转但能够倾倒地嵌入而被支承。分别对应四个内侧固定接点4(4A～4D)，在凸缘部6B的下面设有四个按压部7(7A～7D、但7D图中没有表示)。这四个按压部7与园顶状可动接点2的上面相触，同时凸缘部6B的上面被外罩5的下面所压，操作部6作为整体被保持在垂直中立位置。
如图38的剖面图中的箭头所示，向下压安装在操作体6的轴部6A的按钮8的左上面时，操作体6从如图36所示的垂直中立位置，以凸缘部6B的左侧的上面为支点倾倒，因此下面的按压部7A压下园顶状可动接点2使其局部弹性翻转。其结果，所述可动接点2与内侧固定接点4A接触，外侧固定接点3和内侧固定接点4A之间短路成为导通状态，其电信号通过各自的输出端子向外部输出。当解除施加在按钮8上的压力时，因园顶状可动接点2的弹性恢复力，操作体6返回到原来的垂直中立位置，外侧固定接点3和内侧固定接点4A之间也返回到断开状态。
这样，在使用这种多方向操作开关的多方向操作装置中，把表示所述的多方向操作开关的外侧固定接点3，与多个(四个)的内侧固定接点4中的哪一个相接触过的电信号输入微型计算机，通过运算，识别出输入的角度方向，发出相应信号。
但是，在所述现有的多方向操作开关中，能够输入的方向的个数也就是输入方向的分辨能力，是通过按钮8使操作体6倾倒时，由园顶状可动接点2局部弹性翻转而接触的内侧固定接点4的个数来决定的。近年来，被小型化的电子机器，要求所使用的电子零件也小型化。在这种现有的多方向操作开关中，在小型化、操作稳定的同时，为了提高分辨能力把内侧固定接点4的个数增加到比所述的四个还多是比较困难的。
另外，使多方向操作开关的操作体6向相邻的内侧固定接点4的中间方向倾倒，而使相邻的二个内侧固定接点4在所定的时间内双方同时成为导通状态时，由微型计算机设定判断同时导通的开关识别方法，通过对作为与四个内侧固定接点4单个为导通状态时的不同信号进行识别，得到被认为是极限的八个方向的分辨能力。
发明内容
本发明是要解决这类现有的问题的，其目的在于提供一种可用于近年来被小型化的电子机器的尺寸，并且输入方向的分辨能力高的多方向输入装置及使用它的电子机器。
本发明的多方向输入装置，由在绝缘基板上形成的圆环状电阻元件层、在与该电阻元件层空开所定的绝缘间隙并对向设置的平面基板上所形成的导电部，以及为了使所述电阻元件层与所述导电部局部接触的操作部件所组成。该多方向输入装置，在对所述电阻元件层以所定状态施加电压的状态下，通过操作部件对绝缘基板或平面基板施加按压力，使所述电阻元件层与所述导电部局部接触，用在导电部得到的信号检测出所述接触位置。
图1是作为使用本发明实施例1的多方向输入装置的电子机器的携带电话的主要部分的剖面图。
图2是该多方向输入装置部分的立体分解图。
图3是该外观立体图。
图4是说明该多方向输入装置结构的原理图。
图5是图3中P-P线的剖面图。
图6是该多方向输入装置部分的输出电压曲线图。
图7是其他构成的使用多方向输入装置的电子机器的多方向输入装置部分的立体分解图。
图8是其他构成的多方向输入装置的接点部分的立体分解图。
图9是图5中Q-Q线的剖面图的接点部分的平面图。
图10是图8所示接点部分的组装后的平面图。
图11是作为使用本发明实施例2的多方向输入装置的电子机器的携带电话的主要部分的剖面图。
图12是说明该多方向输入装置结构的原理图。
图13是按压该操作按钮并使其处于倾倒状态的剖面图。
图14是作为使用本发明实施例3的多方向输入装置的电子机器的携带电话的主要部分的剖面图。
图15是该多方向输入装置部分的立体分解图。
图16是说明该多方向输入装置结构的原理图。
图17是按压该操作按钮并使其处于倾倒状态的剖面图。
图18是按压下该押扣状态的剖面图。
图19是作为使用本发明实施例4的多方向输入装置的电子机器的携带电话的主要部分的剖面图。
图20是按压该操作按钮并使其处于倾倒状态的剖面图。
图21是进一步按压该操作按钮状态的剖面图。
图22是按压下该押扣状态的剖面图。
图23是具有本发明实施例5的多方向输入装置的电子机器的主要部分的剖面图。
图24是该多方向输入装置部分的立体分解图。
图25是作为主要部件的该多方向输入用电子零件基座的俯视图。
图26是表示该倾倒操作状态的剖面图。
图27是表示该压下操作状态的剖面图。
图28是具有本发明实施例6的多方向输入装置的电子机器的主要部分的剖面图。
图29是该多方向输入装置部分的立体分解图。
图30是表示该倾倒操作状态的剖面图。
图31是表示该压下操作状态的剖面图。
图32是具有本发明实施例7的多方向输入装置的电子机器的主要部分的剖面图。
图33是该主要部件的操作部件的俯视图。
图34是表示该直线移动操作状态的剖面图。
图35是表示该压下操作状态的剖面图。
图36是作为使用于现有的多方向输入装置的多方向输入用电子零件的多方向操作开关的剖面图。
图37是该立体分解图。
图38是使该操作体处于倾倒状态的剖面图。
图中符号11-上壳；11A-通孔；12-下壳；13、37、49、120-布线电路板；14、42、48-操作按钮；14A、42A、43A-上面；14B、43B-突部；14C、43C、48D-缘部；14D、42C、48C-突出部；16、38、52-柔性绝缘基板；16A-衬垫；16B、108-绝缘衬垫；17-簧片；18、32、53、106、305-电阻元件层；18A、18B、22A、23A、33A、33B、34A、34B-导出部(leads)；107-导出部(terminal)；18C、18D、33C、33D、34C、34D-电极；19A、19B-连接部；20-压簧；21A、21B-连接点；22、50-第一导电层；23、51-第二导电层；24A、24B-绝缘部；25、46-微型计算机；29-按压点；29A-下按压点；30、35、53A-接触点；31-柔性布线电路板；36-导通板；38A-圆孔；39-固定接点；40、114、314-可动接点；40A-外周下端部；40B-中央凸部；41-开关接点部；42B、48B-通孔；43-压扣；44、112、312-中心接点；45、113、313外侧接点；47、115、315-粘贴胶带；48A-按压部；102、302-电子零件；103、303-外壳；103A、303A-定位突起；103B、303B-突起部；104、308-平面基板；104A、105A、109C、308A、310C-定位孔；104B、105B、308B-压下用孔；105、304-绝缘基板；109、310-金属罩；109A、206A、310A、501-操作用孔；109B、310B-铆接固定脚；110-弹性脚；110A、306-输入用端子；111、309-输出用端子；112A、113A、312A、313A-开关端子；120A-电路板通孔；200、400-操作部件；201-球体部；202-环状突起；203、405-中心凸部；206、500外装部件；207-平坦外周段部；311-内周段部；401-圆形操作部；401A-凸缘状部；402-环状部；403-连接桥；404-最外周环状部；406-圆形操作部的上部；407-弹性部件；407A-前端部；S、T、U1、U2-箭头。
具体实施方案下面，参照图1～图35对本发明的实施例加以说明。
实施例1对本发明的实施例1，参照附图加以说明。
图1是将本发明实施例1的多方向输入装置用于携带电话时的主要部分的剖面图，图2是所述多方向输入装置部分的立体分解图。在同图中，具有多层电路布线部的平板状布线电路板13，收纳于携带电话的外装部件的上壳11及下壳12内，并保持在下壳12内。并且，上壳11的上面作为操作面，从在所希望的位置开设的圆形通孔11A中，露出作为操作部件的园板状操作按钮14的上面14A。在布线电路板13上，设置有各种机能的操作用开关的固定接点15等。
操作按钮14通过其下面中心的突部14B的前端，夹柔性绝缘基板16及下面的衬垫16A与布线电路板13接触，全方向可倾倒地被支承。另外通过设置在外周的凸缘部14C的上面，和上壳11的通孔11A周围下面之间的，作为在上下方向反弹的弹性体的环状簧片17的作用力，操作按钮14被保持为近似垂直状态。在这种状态下，以操作按钮14下面的突部14B为中心的圆环状突出部14D，与贴于布线电路板13上的柔性绝缘基板16的上面，在全周范围内保持均等接触。
在该柔性绝缘基板16的下面，如图2所示，以相同的表面电阻印刷形成具有一定宽度的圆环状电阻元件层18，在相对其中心的对称位置，设有形成电极的具有所定宽度的良导电部18C、18D，从这里伸出一对导出部(leads)18A、18B。并且，该导出部(leads)18A、18B分别连到端部的连接部(terminal)19A、19B，受来自柔性绝缘基板16上面的压簧20的作用被压，与布线电路板13上的连接点21A、21B弹压接触。另外，所述操作按钮14下面的圆环状突出部14D的直径，设定为近似等于该圆环状电阻元件层1 8的宽度的中间位置的直径。另外，柔性绝缘基板16，如上所述贴于布线板13。为了使圆环状电阻元件层18部分与布线电路板13之间保持所定的绝缘间隙，在圆环状电阻元件层18的内周和外周所对应的布线电路板13上，设置有二个所定厚度的绝缘衬垫16B。进而，在与布线电路板13上的电阻元件层18对向的部分，设有第一导电层22和第二导电层23。另外，该绝缘衬垫16B也可设置在柔性绝缘基板16上。并且，所述第一、第二导电层22、23，通过设置在与电阻元件层18的一对电极(electrodes)18C、18D所对应位置的两处绝缘部24A、24B，形成互相绝缘的宽度较宽的圆弧状，并分别具有导出部22A、23A。
另外，该两处绝缘部24A、24B的宽度，设定为小于所述电阻元件层18的电极(electrodes)18C、18D的宽度。并且，该导出部22A、23A，通过布线电路板13的多层布线部(图中没有表示)，与安装在该携带电话上的微型计算机25(以下表示为微机25)连接(参照图4)。
根据本实施例的多方向输入装置的携带电话的多方向输入装置如以上所述构成。另外，在图2中，携带电话的操作开关由所述的固定接点15，粘贴在其上的可动接点26及操作钮27构成，并通过按压从上壳11的小孔11B露出的操作钮27进行动作。
下面，对所述构成的多方向输入装置部分的动作进行说明。图3是根据本实施例的使用多方向输入装置的携带电话的外观立体图，图4是说明同多方向输入装置的构成的原理图。如图4所示，在柔性绝缘基板16下面的电阻元件层18的导出部(leads)18A、18B之间，经布线电路板13上的连接点21A、21B(参照图2)，施加所定的直流电压。在此状态下，向下方按压从图3所示的上壳11的上面露出的操作按钮14的上面14A的，如左侧(显示部28侧)的按压点29时，则从图1所示的通常状态，变成如图3中沿P-P线的剖面图、即图5所示，操作按钮14克服簧片17的作用力，以下面的突部14B的前端为中心向左侧倾倒。
这样，与按压点29所对应的，下面的圆环状突出部14D的下按压点29A，压下柔性绝缘基板16的上面使其局部向下方挠曲，并使其下面的电阻元件层18的接触点30与下方的第一导电层22局部接触导通，其结果，由电阻元件层18的导出部18A和接触点30之间的电阻值决定的输出电压(输出I)，在第一导电层22的导出部22A(leads)输出，并输入到微机25(参照图4)。此时，在第二导电层23的导出部23A不产生输出电压(输出II)。
然后，从此状态，当解除施加于操作按钮14上面14A的按压力时，因簧片17的作用力，操作按钮14恢复到原来的近似垂直的状态，也就是图1所示的状态，同时柔性绝缘基板16下面的电阻元件层18的接触点30，因柔性绝缘基板16自身的弹力从第一导电层22分离。同样，当向下按压操作按钮14上面14A的右侧(操作钮27侧)，使其向右倾倒时，从第二导电层23的导出部23A输出电压(输出II)，并输入微机25，此时，在第一导电层22的导出部22A不产生输出电压(输出I)。
另外，以图4的原理图所示的绝缘部24A的位置为基点(0°)，以绝缘部24B的位置为中间点(180°)，电阻元件层18的接触点30的位置与从第一导电层22的导出部22A的输出电压(输出I)，及从第二导电层23的导出部23A输出电压(输出II)的关系如图6所示。
如图6所示，在使操作按钮14倾倒的角度方向为0°～180°的范围内，仅产生输出I，而在180°～360°(0°)的范围内仅产生输出II。在其交界即基点(0°)及中间点180°上，电阻元件层18的接触点30的位置就是各导出部(leads)18A、18B的电极(electrodes)18C、18D的部分。如上所述，电极18C、18D的宽度，因大于两处绝缘部24A、24B的宽度，第一导电层22和第二导电层23由良导电部18C或18D短路，使两者成为同电位。也就是说在0°(360°)的位置，输出I和输出II均为零，在180°的位置，同时为最大值。
也就是，针对输入微机25的输出电压(输出I或输出II)，通过对导出部22A或23A究竟哪一方产生了输出电压，以及该输出电压大小的信息用微机25进行复合运算处理，可以识别使操作按钮14倾倒的角度。
以上所述本实施例的多方向输入装置，由于仅由在柔性绝缘基板16上形成的圆环状电阻元件层18，和设置在与其对向电子机器的布线电路板13上的第一导电层22、第二导电层23及操作按钮14简单构成，所以容易实现小型化。再有，使操作按钮14向所希望的方向倾倒时，电阻元件层18仅与第一、第二导电层22、23的一方接触，并产生对应该接触点30的电阻值的输出电压，识别使操作按钮14倾倒的角度。产生的输出电压通过微机25等可方便地进行处理。因此，本发明的多方向输入装置精度高、而且使操作按钮14倾倒的角度的分辨能力也就是输入方向的分辨能力高，进而，还具有可以与布线电路板13、上壳11等部件共用后一起安装的效果。
另外，在以上说明中，对设置在单独的柔性绝缘基板16上的多方向输入装置的电阻元件层18进行了说明。而在图7中，表示了其他构成的使用多方向输入装置的电子机器的多方向输入装置部分的立体分解图。在图7所示的多方向输入装置部分是将各种机能的操作用开关的可动接点26一揽子安装到柔性布线电路板31而构成的。在该柔性布线电路板31的下面一体地形成有多方向输入装置的电阻元件层18。其结果，作为使用多方向输入装置的携带电话整体的构成部件数及安装工序数进一步减少，电阻元件层18的电极导出18C、18D的布线也变得容易，就可制造设有廉价的多方向输入装置的携带电话。
在以上说明中，对在圆环状电阻元件层18上设置一对电极18C、18D的情况进行了说明，而在图8中，表示又一种构成的多方向输入装置的接点部分的立体分解图。在电阻元件层32上，设置有一对电极33C、33D，和在与它们不同的角度位置上的另一对电极34C、34D。其结果，可以进一步提高将操作按钮14向各引出部的附近方向倾倒时的角度方向的分辨能力。
关于以上内容简单地加以说明。首先，在所述电阻元件层18上设有一对电极18C、18D的情况下，当使操作按钮14倾倒时，如图5中沿Q-Q线的接点部分的俯视图即图9所示，被操作按钮14下面的圆环状突出部14D按压的柔性绝缘基板16下面的电阻元件层18的接触点30，形成稍有点长度的线接触。因此，当该倾倒方向为电阻元件层18的电极18C、18D附近以外的箭头S的方向时，产生由线接触的接触点30的两端的电阻值按比例配分的输出电压。也就是，使操作按钮14倾倒的箭头S的角度方向所对应的输出电压。
但是，当使操作按钮14从电极18C向顺时针方向稍偏移的箭头T的方向倾倒时，与电阻元件层18的第一导电层22的接触点30，就包括电极18C的端部。此时，从与第一导电层22连接的导出部22A的输出电压(输出I)，取决于电阻元件层18的导出部18A位置的电阻值的输出电压，也就是输出电极18C的电位本身。也就是说，在输出中所表示的是，使操作按钮14倾倒的角度或方向不是箭头T的方向，而成了电极18C的方向。
针对以上情况，图8所示的多方向输入装置，在电阻元件层32上设有二对电极(electrodes)33C、33D及34C、34D，和分别从它们引出的导出部(leads)33A、33B及34A、34B。并且，利用微机等向各对导出部33A、33B及34A、34B以较短的周期交替地施加直流电压，与该周期同步地检测第一导电层22及第二导电层23的导出部22A及23A的输出电压。图10是从接点部分组装后的柔性绝缘基板的上面观测的平面图。比如，即使在使操作按钮14向电阻元件层32的电极33C的附近方向即箭头U1或U2点的方向倾倒的情况下，在导出部34A、34B上施加直流电压时，第一导电层22的导出部22A或第二导电层23的导出部23A的输出电压，近似于将施加在电阻元件层32的导出部34A、34B上的电压，由线接触的接触点35两端的电阻值按比例配分的输出电压。也就是可以输出使操作按钮14倾倒的角度或方向所对应的电压。也就是，可以提高使操作按钮14向电阻元件层32的导出部33A的附近方向倾倒时的角度方向的分辨能力。
实施例2参照附图对本发明的实施例2加以说明。
图11是使用本发明实施例2的多方向输入装置的携带电话的主要部分的剖面图。图12是该多方向输入装置结构的原理图。
所述的实施例1的多方向输入装置，具有相向形成的柔性绝缘基板16下面的圆环状电阻元件层18和在布线电路板13上的第一导电层22及第二导电层23之间的绝缘衬垫16B，并保持有绝缘间隙。根据本实施例的多方向输入装置，如图11、图12所示，在圆环状电阻元件层18和第一导电层22及第二导电层23之间插入由各向异性导电体形成的导通板36，使两者之间保持所定的绝缘间隙，并且，用按压部使电阻元件层和导电体层之间导通。
该导通板36，是把在橡胶基材的厚度方向排列了金属颗粒的各向异性导电体的薄膜加工成圆环状的部件，在厚度方向受按压时，可使被按压位置的上下面之间的电阻值由绝缘状态(10MΩ以上)激变为导通状态(数10Ω以下)。
下面，对这种多方向输入装置部分的动作加以说明。如图12所示，当在柔性绝缘基板16下面的电阻元件层18的导出部18A、18B之间，施加所定的直流电压的状态下，把操作按钮14的上面14A的按压点29向下按时，如图13的剖面图所示，操作按钮14克服簧片17的作用力，以下面的凸出部14B为中心向左侧倾倒。与按压点29相对应的突出部14D的下按压点29A，压住柔性绝缘基板16的上面并使其局部向下方挠曲。
但是，柔性绝缘基板16向下方挠曲的部分的下面的电阻元件层18的接触点30，局部按压下方的导通板36。仅在导通板36受到按压的部分，使上下面间的电阻值急速下降从绝缘变为导通。在这个部分，电阻元件层18的接触点30与导通板36下方的第一导电层22被连接导通。并且，在电阻元件层18的引出部18A、18B之间施加的直流电压，经接触点30两端的电阻值按比例配分，从第一导电层22的导出部22A输出。将该输出信号输入微机25，并且，此时在第二导电层23也不产生输出电压，也与实施例1的情况相同。
另外，当解除施加在操作按钮14的上面14A的按压力，因簧片17的作用力，操作按钮14恢复到原来的垂直状态，同时接触点30因柔性绝缘基板16自身的弹力恢复到原来的水平状态。这样导通板36的上下面之间全体又恢复到绝缘状态。
在此，当按压所述导通板36时，如图13所示，根据所使用的各向异性导电材料，可以选择是随着导通板36的厚度被压缩，使上下面间的电阻值减小，还是使导通板36的厚度几乎不变，通过感受压力的刺激，使上下面间的电阻值减小。
根据如上所述的本实施例，因导电板36为平板状，就可以确保电阻元件层18和第一、第二导电层22、23之间可靠地保证为所定的绝缘间隙，进而，可以做成将导通板36以及在其两边的电阻元件层18和第一、第二导电层22、23设计为直径小、宽度窄的小型多方向输入装置。另外，实现将电子机器的布线电路板13、上壳11等部件共用的多方向输入装置，可有助于电子机器的小型化。
另外，在本实施例的多方向输入装置中，通过在电阻元件层设置两对电极，也能够进一步提高将操作按钮14向各导出部的附近方向倾倒时的角度方向的分辨能力。
实施例3下面，参照附图对本发明的实施例3加以说明。
图14是作为使用本发明实施例3的多方向输入装置的电子机器的携带电话主要部分的剖面图。图15是该多方向输入装置部分的立体分解图。如该图所示，本实施例的多方向输入装置，相对于所述的实施例1，在具有多层布线部的布线电路板37上圆弧状形成的第一、第二导电层22、23的中央部，以及与其向对的柔性绝缘基板38下面的圆环状电阻元件层18的中央部，分别电气上独立地，配设有固定接点39及可动接点40而构成的开关接点部41。并且，通过在操作按钮42的中央开设的通孔42B内，配设用于开关驱动的压扣43，附加了按钮开关部。
并且，如图15所示，开关接点部41的固定接点39，由在布线电路板37上粘贴金属箔膜或印刷导电性涂料等而形成的中心部的小圆形中心接点44，和在其周围形成的环状的外侧接点45组成。固定接点39通过布线电路板37的多层布线部(图中没有表示)，与该携带电话中所装的微型计算机46(以下称为微机46)连接(参照附图16)。
另外，开关接点部41的可动接点40，是通过将弹性金属薄板冲压拉深加工成上方拱起的圆顶状而成。其外周下端部40A放在所述的外侧接点45上，为了与中心接点44形成对峙地空开所定的间隔，中央凸部40B下面由柔性粘贴胶带47粘贴于布线电路板37上。中央凸部40B上面从柔性绝缘基板38的电阻元件层18中心的圆孔38A向上方突出。
另外，压扣43是由树脂成形的多段圆盘形，通过操作按钮42中央的通孔42B，保持为与操作按钮42相对独立并能够上下移动的状态，因此，操作部件由操作按钮42和压扣43构成。并且，在通常状态下，通过使下面中心的突部43B经粘贴胶带47与所述可动接点40的中央凸部40B上端部接触，该压扣43的上面43A从操作按钮42的通孔42B露出。另外，通过外周的缘部43C仅以所定的尺寸向上推举操作按钮42的下面，使操作按钮42外周的簧片17稍有挠曲，将操作按钮42无松动地保持为近似垂直的状态。
下面，对该多方向输入装置部分的动作加以说明。
图16是本实施例的多方向输入装置的原理图。在柔性绝缘基板38下面的电阻元件层18的导出部(leads)18A、18B之间施加所定的直流电压的状态下，向下方按压操作按钮42的上面42A的一点。其结果如图17的剖面图所示，操作按钮42以中央的通孔42B所保持的压扣43下面中心的突部43B为中心，向所按压的方向倾倒，在操作按钮42下面形成的突出部42C，压下柔性绝缘基板38的上面并使其局部向下方挠曲，从而使与其下面的电阻元件层18下方的第一导电层22或第二导电层23接触导通。
然后，取决于与电阻元件层18的电极18C接触的点之间电阻值的输出电压，由第一导电层22或第二导电层23的导出部22A或23A输出，并输入微机46。从这一状态，当解除施加在操作按钮42的上面42A的压力后，因簧片17的作用力，操作按钮42恢复到原来近似垂直的状态即图14所示的通常状态。同时，因柔性绝缘基板38自身的弹力，柔性绝缘基板38下面的电阻元件层18，从第一导电层22或第二导电层23分离。
另外，在进行该操作按钮42的倾倒操作时，设定为使操作按钮42以与圆顶状可动接点40的中央凸部40B的上端部所接触的，压扣43下面的突部43B为支点转动，仅使操作按钮42外周的簧片17挠曲。因此，按钮开关部不动作。
经以上所述，通过在微机46中，对所输入的电压用微机46进行运算处理，识别使操作按钮42倾倒的方向。当所识别的角度方向为所希望的方向时，在把该方向存储于微机46的状态下，按压操作按钮42中央的压扣43的上面43A。图18为表示该状态的剖面图。压扣43下面的突部43B压下按钮开关部的园顶状可动接点40的中央凸部40B，使可动接点40有适度感地弹性翻转，进而使中央凸部40B下面与中心接点44接触。这样，开关接点部41的外侧接点45与中心接点44之间被短路，其信号被送至微机46，判断为所述所记忆的方向被确定。
然后，当解除施加在压扣43上的按压力后，可动接点40因自身的弹性恢复力，恢复到原来的圆顶状并返回图14的状态，开关接点部41也返回到原来的断开状态。另外，在进行该按钮开关部的操作时，由于将压扣43与按钮42设定为独立的可动状态，所以操作按钮42虽然向下方稍有移动，但并不压下柔性绝缘电路板38。
根据以上所述的本实施例，具有一种效果，即可以实现在不增加外形尺寸，而将具有在使操作按钮42倾倒的角度方向的识别信号中，增加通过按压压扣43，可以有适度感地发送其它信号的按钮开关部的多方向输入装置，与布线电路板37、上壳11等部件共用并安装的电子机器。
实施例4参照附图对本发明实施例4加以说明。
图19是作为使用由本发明实施例4组成的多方向输入装置的电子机器的携带电话的主要部分的剖面图。
如该图所示，由本实施例构成的多方向输入装置，与所述实施例3的构成相比，圆环状的操作按钮48上面的按压部48A位于下面的圆环状的突出部48C的内侧，并且压扣43呈同心状、并保留有小的间隙地与操作按钮48中央的通孔48B相配合。其它部分的构成与实施例3相同。也就是说，如图19所示，操作按钮48由环状的簧片17，支承在携带电话的上壳11的通孔11A中。操作按钮48下面的突出部48C，设置在操作按钮48的最大直径部分即突缘部48D的外周下面上。上面的按压部48A的位置与突出部48C相比，在相当靠里的内侧位置。
另外，在具有多层布线部的布线电路板49上的圆弧状第一、第二导电层50、51的中央部，以及在与其对向的柔性绝缘电路板52下面的圆环状电阻元件层53的中央部，设置有各自在电独立的固定接点39及可动接点40组成的开关接点部41。而且，在操作按钮48的中央通孔48B内，具有配备了用于开关驱动压扣43的按钮开关部这一点，与实施例3相同。布线电路板49上的第一、第二导电层50、51及电阻元件层53的直径，与所述操作按钮48下面的突出部48C的直径相应。
另外，压扣43相对于操作按钮48独立，并可上下移动。在通常状态下，下面中心的突部43B由于与所述可动接点40的中央凸部40B相接，所以上面43A从通孔48B露出。而且，外周突缘部43C通过仅以所定尺寸向上推举操作按钮48的下面，使操作按钮48外周的簧片17稍有挠曲，进而使操作按钮48没有松动地保持近似垂直的状态。
下面，对该多方向输入装置部分的动作加以说明。
在向柔性绝缘电路板52下面的电阻元件层53的两个电极(图中没有表示)之间，施加所定的直流电压的状态下，如图19所示，向下方按压从上壳11的上面露出的操作按钮48上面的所希望的按压部48A。由此，首先，如图20的剖面图所示，操作按钮48以压扣43下面的突部43B为中心，向所按压的方向倾倒，使所对应位置的操作按钮48下面的突出部48C按压柔性绝缘电路板52的上面，并使其局部向下方挠曲。并且，使其下面的电阻元件层53与下方的第一导电层50或第二导电层51接触导通，使取决于电阻元件层53的电极(图中没有表示)与接触点53A之间电阻值的输出电压经由第一导电层50或第二导电层5 1的导出部(图中没有表示)输入微机(图中没有表示)。在微机内部，通过运算处理该输出电压值，暂时识别使操作按钮48倾倒的角度方向。
并且，从这一状态开始，进一步向下方压下操作按钮48时，如图21的剖面图所示，这次，操作按钮48以所述接触点53A上方的突出部48C的前端为支点向相反方向倾倒，使保持在中央通孔48B内的压扣43向下方移动。其下面中心的突部43B向下方压下开关接点部41的圆顶状的可动接点40的中央凸部40B，使可动接点40有适度感地弹性反转，进而使中央凸部40B下面与中心接点44接触。
由此，开关接点部41的外侧接点45与中心接点44之间被短路，其信号被送到微机，所述所暂时记忆的角度方向被微机所识别。也就是说，使操作按钮48倾倒的角度方向有适度感地被微机识别。在此，由于压扣43呈同心状、并保留有小的间隙地与操作按钮48中央的通孔48B相配合，无论使操作按钮48倾倒的方向如何，按钮开关部都能可靠地动作。
另外，当解除施加在操作按钮48的按压部48A的按压力后，可动接点40因自身的弹性恢复力，恢复到原来的圆顶形状。开关接点部41返回断开状态，因簧片17的作用力，操作按钮48恢复到原来近似垂直的状态。柔性绝缘电路板52下面的电阻元件层53由柔性绝缘电路板52自身的弹力，从第一导电层50或第二导电层51分离。这样，又成为原来的图19的状态。
经以上所述，当微机所识别的角度方向是所希望的方向时，接着，在将该方向存储于微机的状态下，按压操作按钮48中央的压扣43的上面43A。此时的状态如图22的剖面图所示，压扣43下面的突部43B向下方压下圆顶状可动接点40的中央凸部40B，使可动接点40有适度感地弹性翻转，从而使中央凸部40B下面与中心接点44接触。因此，开关接点部41的外侧接点45与中心接点44之间被短路，该信号被送到微机，判断为所述所记忆的方向被确定。
另外，在进行该按钮开关部的操作时，由于将压扣43与操作按钮48设定为独立可动的状态，所以操作按钮48虽然向下方稍有移动，但并不会压下柔性绝缘电路板52。
实施例5
下面，参照附图对本发明实施例5加以说明。
图23是具有本发明实施例5的多方向输入装置的电子机器主要部分的剖面图，图24是该多方向输入装置部分的立体分解图。
如该图所示，本实施例的多方向输入装置把除了操作部件200以外的部分，由能够进行焊接的单片电子零件102组成。
首先，该多方向输入用电子零件102由用绝缘树脂形成的电子零件用基座103，和设置在其上面、由一片平坦的导电金属板形成的平面基板104组成。而且，在该平面基板104的上方，空开所定的间隙固定有具有可挠性的绝缘基板105。在该绝缘基板105的下面，以90°间隔形成有圆环状电阻元件层106，以及从该电阻元件层106向外周呈放射状地引出的导出部107(terminal)。在该电阻元件层106及导出部107(terminal)以外的部分，附加有绝缘隔离层108。
该电阻元件层106具有同样的表面电阻和同样的宽度。另外，在图24中，为了容易辨别，在设置在绝缘基板105下面的电阻元件层106上，画了阴影线作为表示。另外，通过介入所述绝缘隔离层108，使平面基板104和绝缘基板105的电阻元件层106之间保持了所定间隔。
另外，把开设有比在上面部的电阻元件层106的外径稍大的操作用孔109A的金属罩109，在使操作用孔109A与电阻元件层106的位置对应的状态下，从上面一侧盖下，将绝缘基板105、平面基板104和基座103包住。金属罩109的固定脚部在基座103底面被铆接固定。并且，此时设置在基座103上、从上方突出的定位突起103A，以同轴方式从分别在平面基板104、绝缘基板105、金属罩109上开设的定位孔104A、105A、109C中穿过。
并且，在所述状态下，被基座103定位安装的电阻元件层106的各导出部107(terminal)，以所定压力与固定于基座103、从上方伸出的弹性脚110弹性接触。另外，如图25中基座的俯视图所示，该弹性脚110通过埋入注塑成型固定在四方形基座103的四个角部。每个弹性脚110的另一个端部从基座103向外延伸，该延伸部分作为输入用端子110A。另外，在平面基板104上一体地形成有输出用端子111。该输出用端子111在与所述输入用端子110A相同的侧面，向基座103的外方突出。而且，为了不使平面基板104与所述弹性脚110接触，切除了与设有弹性脚110的位置相对应的角部。
另一方面，在基座103的中央部，设置固定有开关用中心接点112及外侧接点113。每个开关端子112A及113A也对应于输入用端子110A及输出用端子111A的高度，从基座103向外引出。另外，在该外侧接点113上，放置有由上方突出的圆顶状金属薄板所形成的可动接点114，并将该可动接点114上部和基座103上面部，用粘贴胶带115粘贴固定。其结果，可动接点114与平面基板104呈电绝缘状态地定位安装在基座103内。并且，在这一状态下，可动接点114的中央部下面与中心接点112保持着所定间隔。
另外，该可动接点114的直径比电阻元件层106的圆形部的内径小，并且是将二者的中心位置调整在同一轴上组装的。并且，在该可动接点114的中央部上的平面基板104及绝缘基板105的对应位置，开设有压下用孔104B及105B。
该多方向输入操作用电子零件102由如上所述构成，下面，参照图23对装有该电子零件102的多方向输入装置加以说明。如该图所示，该电子零件102的安装是使基座103底部的突出部103B，从使用机器的布线电路板120的电路板通孔120A中穿过并被定位，并通过将每个端子110A、111、112A、113A(同图中仅标出了输出用端子111)焊接固定在布线电路板120上的所定布线部来完成的。而且，在该电子零件102的上方，配置有能够进行所定的上下移动及倾倒操作的操作部件200。该操作部件200具有在半球体部201的下面，同心形成的环状突起202，以及在其中心比环状突起202的高度还高的中心凸部203。
并且，该操作部件200的外周部205通过由相当于上壳等的包装部件206所包压，使环状突起202处于电子零件102的电阻元件层106的上方位置，并且使中心凸部203处于电子零件102的可动接点114的中央部、上方的位置来安装。
并且，操作部件200的外周部205与球体部201，被向下方全方位张开的裙子状弹性部207所连接，通过该弹性部207的作用，使环状突起202和绝缘基板105之间、以及中心凸部203和可动接点114上的粘贴胶带115之间保持所定间隔。
另外，在球体部201的上面的中央部，设有操作部208，该操作部208从在包装部件206所开设的操作用孔206A中突出。
并且，该操作用孔206A的下端部，是对应球体部201的形状球状加工而成，在不对操作部208施加操作力的图23所示的通常状态下，因弹性部207的作用，被向上推举。球体部201的上方中间部分，通过与操作用孔206A的下端部接触，使操作部件200保持中立位置。
本实施例的多方向输入装置由如上所述构成，下面，对其动作进行说明。首先，当在操作部208上施加向左侧倾倒的力时，使左侧的弹性部207产生挠曲，并且使操作部件200的球体部201沿操作用孔206A的下端部转动。接着，当操作部件200转动到所定角度时，环状突起202向下方移动，并与绝缘基板105上面接触，压下该部分，如图26所示，使其下面配置的电阻元件层106的对应部分与平面基板104接触。
此时，通过在电子零件102所定的两个输入用端子110A之间施加所定电压，经与所述所定的两个输入用端子110A连接的两个弹性脚110及两个导出部(terminal)107，将所述所定电压施加到电阻元件层106。
另外，因弹性脚110与导出部107以所定的压力保持着弹性接触，所以所施加电压损失少并可靠地施加在电阻元件层上。并且，在这一状态下，从平面基板104的输出用端子111检测第一输出电压值。通过用微型计算机等对该第一输出电压值进行运算处理，作为电阻元件层106与平面基板104接触的部分的候补，确定两处的位置。
进一步地使用微型计算机等，停止向所述两个输入用端子110A的加压，以较短的周期通过与所述两个输入用端子110A不同的两个输入用端子110A向电阻元件层106施加所定电压，从输出用端子111检测第二输出电压值。通过用微型计算机等对该第二输出电压值进行运算处理，作为电阻元件层106与平面基板104接触的部分的候补，确定两处的位置。然后，把用所述第一输出电压值所确定的候补与用所述第二电压值所确定的候补，用微型计算机等进行比较。把二者重合的位置判断为电阻元件层106与平面基板104接触的位置，决定所操作的方向。根据这个决定，进行电子机器的所定控制。
然后，当解除施加于所述操作部208的操作力，图26所示的挠曲的左侧附近的弹性部207恢复到原来的形状。因该恢复力操作部件200返回图23所示的中立状态。另外，在上面虽然只对使操作部件200向左侧倾倒的情况进行了说明，但由于电阻元件层106为圆环状，所以即使向上面所说明的以外的方向倾倒也会进行同样的动作。也就是说，在360°全方位可以检测倾倒操作方向。
而且，通过调节用于确定其接触位置的第一及第二输出电压值的分辨能力，还可以设定倾倒操作方向的分辨能力。另外，在进行所述倾倒操作时，在操作部件200的中心凸部203处，可动接点114虽然受到一点压下力，但是，该可动接点114由于是由仅用所述压下力不会产生动作的材料做成的，所以开关的状态不会改变。
另外，当对操作部208施加垂直向下的压下力，使球体部201向下方移动时，则裙子状弹性部207在全方位产生挠曲。球体部201下面的中心凸部203的前端与粘贴胶带115上面接触，将可动接点114压下去。当该压下力超过所定的力时，可动接点114有适度感地产生翻转动作。其下面与中心接点112接触，如图27的剖面图所示，通过可动接点114使中心及外侧接点112及113之间，也就是开关端子112A及113A(图中均没有表示)之间电导通。
另外，当解除对所述操作部件208的压下力时，可动接点114及裙子状弹性部207恢复到原来的形状。因这些恢复力，操作部件200返回图23所示的中立状态。另外，在进行所述按压压下操作时，操作部件200的环状突起202设计为不会与绝缘基板105接触。这样，本实施例的多方向操作装置及使用该装置的电子机器，可以在360°的全方位，对操作部件200的倾倒操作方向进行高分辨能力地检测，并且通过压下操作，还可以切换开关的状态。
并且，具有该多方向操作装置的电子机器，通过对操作部件200的倾倒操作方向配合的控制，例如可以使在显示部所显示的光标，在显示画面上的斜方向等方便并自由地移动，因此就可以做到得心应手。进一步地，如果将对操作部件200的压下操作所得到的开关信号，作为决定和确定信号来使用的话，可以具有更好的便利性。
进一步地，对使操作部件200倾倒操作的状态进行计时，在同一方向上的操作超过所定时间时，或者，在所定时间内、在同一方向上多次进行操作时，可以改变控制状态。也可以改变例如在显示部所显示的光标或图标的移动速度。这种操作方式因能够用一只手方便地进行操作，所以可以做到更加得心应手、便利形更好。
另外，在本实施例的多方向输入装置中，由于是以所定周期、高速不断地切换对电阻元件层106进行加压的，所以所述计时时间的设定，最好设定为与所述施加电压的切换时刻同步，并且是切换周期的整数倍。
而且，本实施例的多方向操作装置，把组成其倾倒方向或压下的检测部的部件当作电子零件102，做到了小型化和薄型化，因此使用方便，并且也可以与其它装载零件一起，用安装机等安装到使用机器的布线电路板120。
另外，在所述电子零件102中，虽然只对付加了开关的情况进行了说明，但也可用于没有构成开关的情况。
实施例6下面，参照附图对本发明实施例6加以说明。
图28是具有本发明实施例6的多方向输入装置的电子机器主要部分的剖面图，图29是该多方向输入装置部分的立体分解图。
如该图所示，本实施例的多方向输入装置也与实施例5一样，将操作部件200以外的部分，用单片的电子零件302构成，与实施例5相同部分的说明不再赘述。
在该图中，303是绝缘树脂制电子零件用基座，在其上部固定有绝缘基板304，在该绝缘基板304上的上面一侧，形成有具有同样的表面电阻、同样的宽度的圆环状电阻元件层305。并且，在图29中，为了方便理解，在电阻元件层305上也画上了阴影线。并且，在从该电阻元件层305以90°间隔向外周、呈放射状地形成的导出部(terminal)(图中没有表示)上所固定的输入用端子306，从基座303的侧部向外方突出。
另外，在基座303的上部，从电阻元件层305稍微空开一点间隔，在其外周部分构成有比电阻元件层305的高度位置还高的平坦外周段部307，在该平坦外周段部307上，重叠设置有由弹性导电金属板形成的平面基板308。通过该平坦外周段部307，电阻元件层305与平面基板308保持着所定的间隙。并且，在该平面基板308上一体地形成有输出用端子309，并以与输入用端子306同样的高度位置向基座303的外方突出。
另外，在金属罩310上，开设有比圆环状电阻元件层305的外径稍大的操作用孔310A。在使该操作用孔310A与电阻元件层305的位置对应的状态下，从上面一侧盖下，一体形成的固定脚部310B将平面基板308和基座303包住，通过在基座303底面铆接固定，将两部件结合。并且，此时在基座303上方突出的定位突起303A，通过以同轴方式穿过分别开设在平面基板308、金属罩310上的定位孔308A、310C，进行定位。
另外，在该基座303上的中央部，在电阻元件层305的更加内侧，具有环状的内周段部311。在该内周段部311内，固定设置有开关用的中心接点及外侧接点312及313。每个开关端子312A及313A从基座303以与其它端子同样的高度向外方伸出。
并且，在该外侧接点313上，放置有呈圆顶状的由金属薄板形成的可动接点314，通过用粘贴胶带315粘贴固定该可动接点314上部及基座303的上面部，将可动接点314定位。可动接点314与平面基板308为电绝缘状态。并且，这样安装的可动接点314的中央部下面与中心接点312对峙，保持着所定间隔。
另外，基座303内周段部311和平坦外周段部307构成同一高度。将可动接点314粘贴固定时的粘贴胶带315的上面位置，低于以上所述的高度。并且，该平面基板308在与可动接点314中央部上的对应位置，开设有压下用孔308B。
按如上所述所构成的多方向输入用电子零件302，也如图28中所示，是使基座303底部的突出部分303B穿过使用机器的布线电路板120的电路板通孔120A而定位。然后将每个端子306、309、312A及313A(同图中仅表示了输出用端子309)焊接固定于布线电路板120上的所定布线部而装配的。另外，在该电子零件302的上方，配设有能够进行所定的上下移动及倾倒操作的操作部件200。该操作部件200与实施例5中的相同。
下面，对按如上所述所构成的本实施例的多方向输入装置的动作加以说明。
首先，如图28中所示的操作部208上，施加向左侧倾倒的力时，与该方向对应的左侧弹性部207产生挠曲，并使球体部201转动。环状突起202向下方移动的部分压下与平面基板308的对应部分。然后，如图30所示，与该位置对应的平面基板308的下面，与电阻元件层305接触。在此状态下，在电子零件302的输入用端子306内，通过对所定的两个输入用端子306之间施加所定电压，可以在平面基板308的输出用端子309，得到与电阻元件层305的接触点相应的输出电压值。
通过将该第一输出电压值用微型计算机等进行运算处理，作为电阻元件层305与平面基板308接触部分的候补，确定两处位置。然后，根据来自微型计算机等的命令，停止向所述两个输入用端子306施加电压，以较短的周期通过与所述两个输入用端子306不同的两个输入用端子306向电阻元件层305施加所定电压，从输出用端子309检测第二输出电压值。通过用微型计算机等对该第二输出电压值也进行运算处理，作为电阻元件层305与平面基板308接触部分的候补，确定两处的位置。
然后，把用所述第一输出电压值所确定的候补与用所述第二电压值所确定的候补，用微型计算机等进行比较。把二者重叠的位置判断为电阻元件层305与平面基板308接触的位置，根据该判断，决定所操作的方向，并相应该决定进行电子机器的所定控制。
另外，在进行所述倾倒操作时，操作部件200的中心凸部203构成不会压下可动接点314这一点，与实施例5相同。
另外，当对操作部208施加垂直向下的压下力，使球体部201向下方移动时，则裙子状弹性部207产生挠曲。球体部201下面的中心凸部203的前端与粘贴胶带115上面接触，将可动接点314压下去。当该压下力超过所定的力时，可动接点314有适度感地产生翻转动作，如图31所示，其下面与中心接点312接触。这样，中心接点312及外侧接点312之间，也就是开关端子312A及313A之间电导通。另外，在进行所述压下操作时，操作部件200的环状突起202设计为不会与平面基板308接触。
这样，在本实施例的多方向操作装置及使用该装置的电子机器中，与实施例5同样，可以在360°的全方位，高分辨能力地对操作部件的倾倒操作方向进行检测。并且，通过压下操作，可以切换开关的状态，通过使用由其倾倒及压下所得到的信号，可以实现高性能并且使用方便的机器。
另外，本实施例的多方向输入装置，将操作部件200以外的部分，也设计为小型和薄型的电子零件302。因此，因使用方便，所以可以同其他零件一起，用安装机等安装到使用机器的布线电路板120上。另外，由于该电子零件302是由弹性金属薄板形成的平面基板308，来构成由操作部件200所操作的部件，所以还可以方便地做到无需进行与操作部件200间的高配合精度的配合，也容易实现可以进行全方位的操作方向检测。而且即使用操作部件200反复操作，平面基板308的延伸或变形也很少，所以具有长期稳定的操作性。另外，在该电子零件302中，也可以没有开关。
实施例7本实施例的电子零件102本身与实施例5相同，但操作方法不一样。
图32是具有本发明实施例7的多方向输入装置的电子机器主要部分的剖面图。如图32所示，多方向输入用电子零件102，通过焊接安装固定于使用机器的布线电路板120上的所定位置。在该电子零件102的上方，配设有能够进行所定的上下移动，以及沿与布线电路板120平面平行的方向直线移动操作的树脂制操作部件400。该操作部件400是具有中央部的凸缘状部401A的圆形操作部401，和在其四周同心状地配置的多个环状部402，每个环在不同的角度位置由连接桥403连接(参照图33)而构成的。
并且，其最外周环状部404安装在外装部件500上。在此状态下，设置在圆形操作部401的下面中心的中心凸部405，相对于电子零件102的中心位置呈对峙状态地保持所定间隔。另外，圆形操作部401的上部406从外装部件500的操作用孔501中呈露出或突出状态。
另外，圆形操作部401的中心凸部405的直径，设计为不至于与电阻元件层106的内径相碰的细小程度。另外，圆形操作部401的凸缘状部401A，设计为大于所述外装部件500的操作用孔501的大直径，其上面可滑动地与外装部件500下面保持接触状态。另外，在该圆型操作部401下部，以中心凸部405为中心，安装有向下方张开的研钵状弹性部件407。其前端部407A与与比圆环状电阻元件层106靠外的外周位置相当的绝缘基板105上面弹性接触。
也就是说，研钵状弹性部件407的下端直径比电阻元件层106的直径大。在操作部件400处于没有被操作的通常状态下，前端部407A与电阻元件层106呈同心状态地弹性接触。该操作部件400受到由弹性部件407的弹力产生的向上的作用力的作用，并且，该凸缘状部401A的上面与外装部件500的下面接触，起到上下方向的定位作用。
本实施例的多方向输入装置，由如上所述构成，下面，对其动作进行说明。首先，当从图32所示的操作部件400处于没有被操作的通常状态，使操作部件400的圆形操作部401的上部沿水平方向操作，也就是沿与布线电路板120面平行的方向直线移动时，没有被多个环状部402之间的连接桥403连接的部分之间就会变窄。并且，圆形操作部401一直水平移动，直到圆形操作部401的侧面与外装部件500的操作用孔501接触为止。
与此同时，研钵状弹性部件407也沿同一方向移动。也就是，如图34中剖面图所示，其前端部407A在相当于电阻元件层106形成部分的绝缘基板105上面移动，由弹性部件407自身的弹力将绝缘基板105压下。并且，使电阻元件层106的所定位置与平面基板104接触。此时，操作部件400下面的中心凸部405，由于与可动接点104等根本没有接触，所以开关的状态不会改变。另外，在所述状态下，因检测其接触位置的方法等与实施例5的情况等一样，在此予以省略。在本实施例中，由于检测与操作方向相对的180°的位置，所以将其修正到正式的操作方向。
然后，当解除施加在操作部件400的圆形操作部401上的水平操作力时，因多个环状部402恢复到原来的状态，所以返回到图32所示的通常状态。另外，在图32所示的通常状态下，当对操作部件400的圆形操作部401的上部406，施加垂直相下的压下力时，多个环状部402之间的连接桥403渐渐地向中央一侧低的倾斜状态变化，而圆形操作部401则向下方移动。此时，由于使弹性操作部件407向外张开地产生弹性形变，所以电阻元件层106不会被压下。并且，如图35中的剖面图所示，圆形操作部401下面的中心凸部405，经粘贴胶带115将配置在电子零件102的中央位置的开关的可动接点114压下去，使开关成为导通状态。
然后，当解除施加在所述操作部件400上的压下力时，因可动接点114恢复到原来的形状，所以开关返回到断开状态，同时弹性部件407也恢复到原来的形状。并且，多个环状部402之间的连接桥403，因恢复到与布线电路板120面平行的原来的状态，所以返回图32所示的通常状态。此时，操作部件400的凸缘状部401A的上面，因与外装部件500的下面接触，操作部件400停止到原来的位置。
所述的本实施例的装置，由于是使操作部件400进行沿布线电路板120面水平的直线移动操作或压下操作而进行电子零件102的操作，所以可以将使用机器的外观形状设计的更加灵巧。另外，虽然采用了钵状作为弹性部件407的形状，但也可以采用其它形状。例如安装多个扇形部件也可以得到同样的效果。
另外，也可以限制操作部件400的直线移动操作方向，只能在相互正交的四个方向，或等角度地分割的八个方向移动。在这种情况下，也可以只安装与其移动方向对应的弹性部件，并只检测由该直线移动操作所产生的方向。进一步地，电子零件102也可以没有开关，在这种情况下，通过把操作部件400的凸缘状部401A的直径，设计为能堵住外装部件500的操作用孔501的大小，可以提高使用机器的防尘性能。
用于工业的可能性如上所述，因为本发明的多方向输入装置为由圆环状电阻元件、导电部以及操作按钮组成的简单构成，所以容易实现小型化和薄形化，并且，在操作部件的全方位的操作方向中，可以得到高分辨率角度信息。
进一步地，本发明的多方向输入装置通过把操作部件以外的部分作为单片的电子零件来构成，就可以与电路板或其他零件成为一体地进行安装，可以使机器全体小型化、并减少安装工序。
如上所述，本发明具有很多优点，可应用于以携带电话为主的各种电子机器的输入装置。
权利要求
1.一种多方向输入装置，具有在绝缘基板上形成的圆环状电阻元件层；与所述电阻元件层空开所定的绝缘间隙，对向设置的平面基板所形成的导电部；以及为了使所述电阻元件层与所述导电部产生局部接触的操作部件，在所述电阻元件层施加电压，通过由所述操作部件向所述绝缘基板或所述平面基板施加按压力，使所述电阻元件层与所述导电部产生局部接触，通过在所述导电部输出的导出信号，检测所述电阻元件层与所述导电部的接触位置。
2.根据权利要求1所述的多方向输入装置，其中所述绝缘基板为柔性绝缘基板；所述圆环状电阻元件层形成于所述柔性绝缘基板的下面，并且在所定的角度位置具有多个电极；所述导电部由相互绝缘的第一导电层和第二导电层构成；所述操作部件具有圆环状突出部和操作按钮，所述突出部相对于柔性绝缘基板的上面，呈对峙状态地空开所定的间隔，所述操作按钮以所述操作部件的下面中心部为中心，被支承为可在任意方向倾倒的状态；在所述多个电极上施加电压，当所述操作按钮倾倒时，通过由所述突出部使所述柔性绝缘基板的局部挠曲，使所述电阻元件层与所述第一导电层或所述第二导电层接触导通，通过对所述第一导电层、第二导电层的各个导出部的输出电压值进行运算处理，以识别所述操作按钮所倾倒的角度方向。
3.根据权利要求2所述的多方向输入装置，其中所述圆环状电阻元件层由具有同样的比电阻和同样宽度的电阻层形成；所述多个电极的每一个相对于圆环状的中心，设置为均等的角度间隔；在所述多个电极所对应的位置，所述第一导电层与所述第二导电层构成绝缘状态。
4.根据权利要求2所述的多方向输入装置，还具有在所述圆环状电阻元件层与所述第一导电层及第二导电层之间，通过在厚度方向按压，使所按压位置的上下面之间导通的各向异性导电体所形成的平板状导通板。
5.根据权利要求2所述的多方向输入装置，还具有由开关接点部和压扣组成的按压开关部，所述开关接点部由固定接点和可动接点组成，固定接点由中心接点和其周围的外侧接点组成，可动接点是与柔性绝缘基板的电阻元件层的中央部绝缘设置的，并且是具有弹性的圆顶状，所述可动接点的外周下端部放置在所述外侧接点上，所述压扣在所述操作按钮的中央所开设的通孔内，可以独立地上下移动，但向上方的移动受到限制，下面中心的突部与所述可动接点的上端部保持接触，所述第一导电层和所述第二导电层为具有一定宽度的圆弧状。
6.根据权利要求5所述的多方向输入装置，所述操作按钮上面的按压部比下面的圆环状突出部直径更靠内侧，所述压扣呈同心状地与所述操作按钮中央的通孔配合，当压下所述操作按钮上面的按压部，使其向所希望的角度方向倾倒时，首先，所述操作按钮压下柔性绝缘基板，对所倾倒的角度方向进行识别，然后，所述压扣压下圆顶状可动接点。
7.根据权利要求1所述的多方向输入装置，所述平面基板由具有导电部功能的导电金属板构成，所述多个电极的个数为3个以上，由所述多个电极中，顺次选择两个电极，并在所选择的两个电极上施加电压。
8.根据权利要求7所述的多方向输入装置，所述平面基板，由与输出用端子成为一体的所述导电金属板构成，其输出用端子向外方突出，并固定在基座上，固定于所述基座的导电性弹性脚，与所述电阻元件层的导出部保持弹性接触，在通过所述操作部的操作，使所述电阻元件层与所述平面基板产生局部接触的状态下，通过所述弹性脚所对应的所述基座的输入用端子，在所述电阻元件层上交替地施加电压，并由所述输出端子得到导出信号。
9.根据权利要求7所述的多方向输入装置，所述绝缘基板具有所述多个电极的输入用端子，所述输入用端子向外方突出，并固定在基座上，所述平面基板由与所述输出用端子成为一体的弹性导电金属板构成，在通过操作部的操作，使所述电阻元件层与所述平面基板产生局部接触的状态下，通过所述基座的输入用端子，在所述电阻元件层上交替地施加电压，并由所述输出端子得到导出信号。
10.根据权利要求8所述的多方向输入装置，还具有开关，所述绝缘基板在所述电阻元件层的中央部所对应的位置开设有压下用孔，所述开关设置于与压下用孔对向的平面基板的位置，所述操作部件通过压下用孔来操作所述开关。
11.根据权利要求9所述的多方向输入装置，还具有位于绝缘基板的电阻元件层中央部的开关。
12.一种电子机器，具有具有通孔的所述电子机器的外装部件即上壳；多方向输入装置，所述多方向输入装置包括在柔性绝缘板基板上形成的圆环状电阻元件层；在与所述电阻元件层空开所定的绝缘间隙对向设置的平面基板上形成的导电部；为了使所述电阻元件层与所述导电部局部产生接触的操作部件，通过在所述导电部输出的导出信号，来检测所述电阻元件层与所述导电部的接触位置。
13.根据权利要求12所述的电子机器，所述绝缘基板为柔性绝缘基板；所述圆环状电阻元件层形成于所述柔性绝缘基板的下面，并且在所定的角度位置具有多个电极；所述导电部由相互绝缘的第一导电层和第二导电层构成；所述操作部件具有圆环状突出部和操作按钮，所述突出部相对于柔性绝缘基板的上面，呈对峙状态地空开所定的间隔，所述操作按钮以所述操作部件的下面中心部为中心，被支承为可在任意方向倾倒的状态；在所述多个电极上施加电压，当所述操作按钮倾倒时，通过由所述突出部使所述柔性绝缘基板的局部挠曲，而使所述电阻元件层与所述第一导电层或所述第二导电层接触导通。
14.根据权利要求13所述的电子机器，所述平面基板为电子机器本体的平面状布线电路板，在所述操作按钮上的上面一侧，由所述上壳的通孔露出。
15.根据权利要求14所述的电子机器，所述柔性绝缘基板为在所述平面状布线电路板上重叠设置的柔性布线电路板。
16.根据权利要求14所述的电子机器，还具有在所述上壳通孔周围的下面，与所述操作按钮外周用于防止脱出的凸缘部之间，设置的弹性体，所述操作按钮被保持为近似垂直的状态，且晃动受到限制。
17.根据权利要求13所述的电子机器，所述多方向输入装置还具有由开关接点部和压扣组成的按压开关部，所述开关接点由固定接点和可动接点组成，固定接点由中心接点和其周围的外侧接点组成，可动接点是与柔性绝缘基板的电阻元件层的中央部绝缘设置，并且是具有弹性的圆顶状，所述可动接点的外周下端部放置在所述外侧接点上，所述压扣在所述操作按钮的中央所开设的通孔内，可以独立地上下移动，但向上方的移动受到限制，下面中心的突部与所述可动接点的上端部保持接触，所述第一导电层和所述第二导电层为具有一定宽度的圆弧状，所述平面基板为电子机器本体的平面状布线电路板，设置有所述第一导电层、所述第二导电层以及开关接点部的固定接点，设置在所述布线电路板的上方的所述柔性绝缘基板，还具有所述开关接点部的可动接点，由所述上壳的通孔露出所述操作按钮，在所述操作按钮中央的通孔内保持所述压扣。
18.根据权利要求12所述的电子机器，所述操作部件能够进行倾倒操作或水平直线移动操作，通过其中任意一种操作，使所述电阻元件层与所述导电部产生局部接触，并由其导出信号检测操作方向。
19.根据权利要求18所述的电子机器，对其进行如下控制在通过所述操作部件的操作，使所述电阻元件层与所述导电部产生局部接触的状态下，根据在所定时间内检测的结果，使沿与该接触部分所对应的方向的光标或图标的移动速度可变。
20.根据权利要求19所述的电子机器，对其进行如下控制当在所定时间内连续两次检测出，近似同一位置的电阻元件层与导电部局部产生接触的导出信号时，或者当超过所定时间连续检测出所述导出信号时，使沿与该接触部分所对应的方向的光标或图标的移动速度可变。
21.根据权利要求12所述的电子机器，所述多方向输入装置，进一步地，在绝缘基板的电阻元件层的中央部还具有开关，所述平面基板，由与输出用端子成为一体的所述导电金属板构成，使该输出用端子向外突出，并固定在基座上，固定于所述基座的导电性弹性脚，与所述电阻元件层的导出部弹性接触，所述绝缘基板在所述电阻元件层的中央部具有压下用孔，在与该压下用孔对向的所述平面基板的位置，设置有所述开关，所述多个电极的个数为3个以上，所述操作部能够进行倾倒操作、水平直线操作及压下操作，在通过该倾倒操作或水平直线操作，而使所述电阻元件层与所述平面基板局部产生接触的状态下，通过所述弹性脚所对应的所述基座的输入用端子，在所述电阻元件层上交替地施加电压，用导出信号检测操作方向，使光标或图标移动，并且用在操作部件的压下操作得到的开关信号，进行所定项目的选择和确定。
22.根据权利要求21所述的电子机器，所述多方向输入装置，进一步地，在绝缘基板的电阻元件层的中央部还具有开关。
全文摘要
一种多方向输入信号装置,由形成于柔性绝缘基板16、至少具有一组电极(electrodes)的圆环状电阻元件层18,与此对向设置的圆弧状第一及第二导电层22及23,以及具有在倾倒操作时将电阻元件层18压向第一或第二导电层22或23的环状突出部14D的操作按钮14所构成。在所述电极之间施加所定电压的状态下,通过使操作按钮倾倒,而使电阻元件层18与第一导电层22或第二导电层23接触,可以得到来自所述导电层的、与倾倒角度相关的高分辨率的输出信号。将所述输出信号输入微机,经运算处理,检测或识别角度或方向。
文档编号H01H89/00GK1386286SQ01802266
公开日2002年12月18日 申请日期2001年8月1日 优先权日2000年8月3日
发明者井上浩人, 冈田裕康, 山本保, 泽田昌树, 贝崎启二 申请人:松下电器产业株式会社