CN101996812A - 操作检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄型、多功能、耐久性能良好的操作检测装置，其提高利用者的满意度。该操作检测装置具备：操作体，其具有中心部和周围部，并容许在该周围部的任意的位置的从表面向背面的方向进行按压；电容传感器，其在该周围部的背面侧向周向而配设，并检测该周围部的进行按压的按压位置及按压力；圆顶开关，其在该电容传感器的背面侧向周向配设有多个，当该周围部以超过规定的按压力被按压时，该圆顶开关进行按压检测。

Description

操作检测装置

技术领域

本发明涉及用于例如电子设备的输入部的操作检测装置，特别是涉及检测多种操作的操作检测装置。

背景技术

目前，作为检测多种操作的操作检测装置，提案有移动电话用输入装置(参照专利文献1)。该移动电话用输入装置是环状的操作部以中心开关为中心可旋转的结构，且该环状的操作部俯视为可向上下左右按下的操作部。而且，该移动电话用输入装置是可检测环状的操作部的旋转操作、环状的操作部的俯视为向上下左右的各按下操作、及中心开关的按下操作的装置。

但是，该移动电话用输入装置因需要复杂的接触端子及旋转机构，因此，具有装置的厚度变厚这样的问题。

另外，还具有零部件数量多，难以装配这样的问题。

另外，具有产生旋转机构的磨损及可动部的零件松动、倾斜、及异音之类的故障这样的问题。

另外，也具有仅可以检测旋转操作和按压操作的ON/OFF程度这样的问题点。

专利文献1：(日本)特开2002-170461号公报

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供一种薄型、多功能、耐久性能良好的操作检测装置，以提高利用者的满意度。

该发明的操作检测装置具备：操作体，其具有中心部和周围部，并容许在该周围部的任意位置从表面向背面方向进行按压；电容传感器，其在该周围部的背面侧向周向配设，并检测该周围部的进行按压的按压位置及按压力；圆顶开关，其在该电容传感器的背面侧向周向配设有多个，当该周围部以超过规定的按压力被按压时，该圆顶开关进行按压检测。

所述操作体构成为中心部和周围部可独立动作的结构、或由具有中心部及周围部的一个部件构成的结构等适当的结构。

根据该发明，提供一种薄型、多功能、耐久性能良好的操作检测装置，可以提高利用者的满意度。特别是，由于为可以进行电容传感器的检测和圆顶开关的检测的两级检测的结构，因此，可以进行旋转操作输入、上下左右(或前后左右)的方向的输入，另外，可以进行用电容传感器进行检测的方向输入的按压强度的检测。

作为该发明的方式，具备：中间部，在其表面侧固定有所述电容传感器；基座部，在其表面侧固定有所述圆顶开关，在所述操作体和所述中间部具备操作侧连接部，该操作侧连接部可摆动地连接，以使该操作体的周围部相对该中间部被按下时，其按下部下沉，在所述中间部和所述基座部，具备基座侧连接部，该基座侧连接部可摆动地连接，以使该操作体的周围部相对该基座部被按下时，所述中间部的按下部下沉，在所述操作体的背面，与所述电容传感器相对设置有电容传感器按压凸部，在所述中间部的背面，设置有分别与设在所述基座部的各圆顶开关相对的多个圆顶开关按压部。

所述圆顶开关按压部构成为：在中间部的背面设置凸部的结构、或将中间部的背面形成平面状且由该平面中的与圆顶开关相对的相对区域构成的结构等适当的结构。

根据该方式，可以稳定地检测操作体相对中间部进行摆动的操作输入和中间部相对基座部进行摆动的操作输入。

另外，作为该发明的方式，在所述中间部通过连结部连结有传递部，该传递部对所述圆顶开关的按下动作进行电传递，该连结部可弯曲地形成，所述传递部为所述连结部被弯曲并夹持在所述圆顶开关和所述基座部之间的结构。

所述连结部的弯曲可以设定为弯曲或屈曲。

根据该方式，可以利用一个基板取得第一级的电容传感器的检测和第二级的圆顶开关的检测，因此，可以以紧凑且装配容易的结构廉价地进行制造。

另外，作为本发明的方式，所述操作体的中心部由与所述周围部独立且可按压的中心操作体构成，在所述中间部的中心具备中心操作体保持部，该中心操作体保持部保持所述中心操作体且当所述中心操作体被按压时产生变形而下沉。

由此，可以独立地检测中心部的按下输入，还可以检测多样的操作输入。

另外，作为本发明的方式，在所述中间部的表面侧，在与所述操作体的局部相对的位置设置有IC，在所述操作体的背面的所述IC的附近位置设置有IC保护突起，该IC保护突起为比所述IC的高度高，且在所述操作体未被按压的自由状态下，其顶端从所述中间部的表面离开进行所述按压需要的距离以上。

由此，可以防止操作检测开关的整体的大小相应地增大IC部分，且可以用IC保护突起防止IC***作体的按下压力破坏。

另外，作为本发明的方式，所述电容传感器构成为连续地检测比所述圆顶开关的按下检测需要的按压力小的按压变化。

由此，可以连续地检测微小的按压变化，因此，可以提供一种对应于按压变化的高性能的操作输入用接口。

另外，本发明的信息终端设备具备：所述操作检测装置；按照通过该操作检测装置操作输入的输入信号执行控制动作的控制装置，按照该控制装置的控制信号进行信息输出的输出装置。

信息终端设备可以由移动电话、数字照相机、个人电脑、PDA、电视、录像机、或遥控器等适当的设备构成。

输出装置可以由进行显示的显示装置、进行印刷的印刷装置、进行通信的通信装置、输出红外线的红外线输出装置、进行声音输出的声音输出装置、或它们多个等进行适当的输出的装置构成。

根据该发明，提供一种薄型、多功能、耐久性良好的操作检测装置，可以提高利用者的满意度。

附图说明

图1是从斜上方看到的多功能操作开关的分解立体图；

图2是从斜上方看到的多功能操作开关的分解立体图；

图3是多功能操作开关的立体图；

图4是多功能操作开关的纵向剖面图；

图5是多功能操作开关的纵向剖面的立体图；

图6是电容传感器和圆顶开关附近的放大的剖面图；

图7(A)～图7(D)是电容传感器的功能说明图；

图8是搭载了多功能操作开关的数字照相机的正面图。

符号说明

1：多功能操作开关、2：操作部、3：中间部、4：基座部、10：圆形键、13：安装臂、14：IC保护突起、15：按压突起、20：中心键、33：中心键保持部、36：电容检测用凸部、41：电容检测部、44：IC、50：连结部、51：圆顶开关检测部、62：圆顶开关按下突起、64：卡合突起、66：卡合凹部、72：圆顶开关、82：保持臂、90：数字照相机、91：显示器

具体实施方式

与下面的附图一起说明该发明的一实施方式。

(实施例)

图1是多功能操作开关1的从斜上方看到的分解立体图，图2是从斜下方看到的多功能操作开关1的分解立体图。

多功能操作开关1主要通过操作部2、中间部3、基座部4从上向下按该顺序进行组合而构成。

操作部2由圆形键10、中心键20构成。

圆形键10由在中央设置有圆形孔12的大致环状的圆形操作部11、配设在该圆形操作部11的背面外周部的安装臂13和IC保护突起14、设置在圆形操作部11的背面的圆形孔12的周围的环状的按压突起15构成。

安装臂13形成为断面コ字形，并在圆形键10的背面外周部自中心以相互成90度的位置的方式配置有三个。

如图1所示，中心键20由***圆形键10的圆形孔12内的圆形的按下操作部21、该按下操作部21的背面侧的外周的突出的凸缘部22、设置在背面中央的中心凸部23构成。

中间部3主要由顶板25、电容传感器驱动部30、基板部40、粘接部55、及中板60构成。

顶板25由金属部件形成，由环状的环状部26、向外周背面侧突出的四个固定突起27构成。该四个固定突起27相对中心分别以90度的间隔而配置。

电容传感器驱动部30用具有弹性力和导电性的导电性橡胶形成为大致圆形，在外周背面侧设置有凸缘部32，在中央部分设置有中心键保持部33，以包围中心键保持部33的方式设置有环状的金属部件即环形板31。在电容传感器驱动部30的背面，配置有将环形状分成四等分的形状即四个圆弧状的电容检测用凸部36。另外，在电容传感器驱动部30的背面中央，设置有按压突起35，在电容传感器驱动部30的凸缘部32，设置有四个固定突起34。

基板部40由连结部50连结电容检测部41和圆顶开关检测部51而构成。

电容检测部41是带状的连接接口45从大致圆板状的局部突出的形状，在连接接口45的前端设置有连接端子46。

在电容检测部41的圆盘状的中心设置有中心孔47，四个贯通孔43以该中心孔47为中心，并相对中心以90度的角度而配置。

另外，在电容检测部41的圆盘状的外周与圆形键10的安装臂13卡合的三个卡合凹部42相对圆盘形状中心以90度的角度而配置。

另外，在电容检测部41的圆盘形状部和连接接口45的连接部分搭载有IC44。

连结部50是可弯曲地形成的膜状的部件，并埋设有导线，以使在电容检测部41和圆顶开关检测部51之间进行信号的接收、发送。

圆顶开关检测部51为大致圆盘状，通过使连结部50弯曲，圆顶开关检测部51的圆盘形状在电容检测部41的圆盘形状向表面、背面方向重叠使用。如图2所示，在该圆顶开关检测部51的中央及前后左右设置有多个检测圆顶开关被按下的五个检测部52。该检测部52在图2的图示中设置在背面，但当连结部50弯曲而圆顶开关检测部51被夹持在圆顶开关部70和粘接部75之间的完成状态时，其位于表面。

粘接部55是将双面胶带贴装在圆盘形状的PET的表面、背面两面的部件。由此，可以牢固且容易地固定电容检测部41和中板60。该粘接部55在中心设置有中心孔58，以该中心孔58为中心，并相对中心以90度的角度配置有四个贯通孔57。

中板60由大致圆盘形状的金属部件形成。该中板60在大致圆盘形状的板部61的中心形成有中心孔65。在板部61的表面，设置有以顶板25的固定突起27插通电容检测部41的贯通孔43和粘接部55的贯通孔57的状态下被焊接的焊接区域63。

在中板60的背面，相对中心分别以90度的角度配置有四个圆顶开关按下突起62。

另外，在中板60的外周、相对中心互成90度的位置，设置有用于与底座80的保持臂82卡合的三个卡合突起64。另外，在中板60的外周隔着中心相对配置有与圆形键10的安装臂13卡合的卡合凹部66。

基座部4主要由圆顶开关部70、粘接部75、及底座80构成。

圆顶开关部70形成大致圆盘状，五个圆顶开关72如色子(サイコロ)的五个眼那样配置在中心及相对中心成90度的位置。这种配置在装载有多功能操作开关1的设备中被按压操作的用户接口中，主要用作中央和前后左右的五处的按压操作、或中央和上下左右五处按压操作。

另外，除中央以外配置在周围的四个圆顶开关72，设置于与设置在电容传感器驱动部30的四个电容检测用凸部36相对应的位置。即，从操作部2的中心看，相对于以相互呈90度的角度配置的四个大致圆弧形状的电容检测用凸部36，对应于相同方向，以相互呈90度的角度配置有四个圆顶开关72。由此，在使用电容检测用凸部36的电容检测中，可以高精度地检测上下左右及前后左右。

粘接部75是在圆盘形状的PET的表面、背面两面粘贴双面胶带的部件。由此，可以将圆顶开关部70的背面和底座80的表面牢固且容易地进行固定。

底座80由金属部件形成，在圆盘状的板部81的外周设置有两个安装部82。该安装部82隔着中心相互相对配置。

将这样构成的各零件组装起来，完成图3的立体图所示的多功能操作开关1。

这时，各零件从上向下依次按圆形键10及中心键20、顶板25、电容传感器驱动部30、电容检测部41、粘接部55、中板60、圆顶开关部70、圆顶开关检测部51、粘接部75、及底座80的顺序进行组装。

这时，基板部40的连结部50以可导电的状态弯曲，因此，电容检测部41由电容传感器驱动部30和粘接部55夹持，圆顶开关检测部51由圆顶开关部70和底座80夹持。由此，容易地传递通过电容检测部41和圆顶开关部70进行检测的结果。

另外，操作部2在电容传感器驱动部30的弹性力的作用下，向离开中间部3的方向施力，安装臂13的顶端与卡合凹部66的背面侧抵接，从而被定位，不会再进一步离开。即，容许朝向中间部3按压操作操作部2，按压力被附加在该按压操作的部分的电容传感器驱动部30，检测电容的变化。

中间部3利用圆顶开关72的弹性力向自基座部4离开的方向施力，将卡合突起64插通保持臂82的卡合孔并与之抵接，从而被定位不会再进一步离开。即，容许朝向基座部4按压中间部3，按压力附加在与操作部2的未进行按压操作的部分最近的圆顶开关72，检测圆顶开关72反转产生的开关ON。

这样所检测的电容传感器驱动部30的电容的变化及圆顶开关72的开关ON，从连接接口45通过连接端子46向其他设备(例如移动电话、数字照相机、个人电脑、PDA、电视、录像机、或遥控装置等)输出。

图4是多功能操作开关1的纵向剖面图，图5是多功能操作开关1的纵向剖面的立体图，图6是图4的A-A部分的放大剖面图。

如图4的纵向剖面图所示，IC保护突起14形成为比IC44高，在没有按压操作的状态下从基盘41离开。该离开距离以不影响圆形操作部11的按下操作的方式而形成。即，该离开距离比圆形操作部11通过按压操作下沉的最大行程大。

另外，中板60的圆顶开关按下突起62配置在与各圆顶开关72的中心(顶点)相对的位置。圆形操作部11被按下时，负荷主要作用在距该按下操作部分最近的圆顶开关72上，在该负荷超过规定值的时刻，圆顶开关72的金属制的弯曲盘反转，检测出开关ON。

中心键20由中心键保持部33保持，该中心键保持部33的背面中央的按压突起35配置在与中央的圆顶开关72的中心(顶点)相对的位置。中心键20被按压时，中心键保持部33变形，按压突起35按压中央的圆顶开关72，在负荷超过规定值的时刻，圆顶开关72反转，检测出开关ON。

如图6所示，电容传感器驱动部30的背面的电容检测用凸部36与基板部40的电容检测部41的表面抵接。在电容检测部41的表面附近设置有通电的电极部41a、未通电的非通电部41b，它们的表面整体由图示省略的绝缘带覆盖。

电容检测用凸部36，其外周侧的下方凸部36a和内周侧的下方凸部36C形成为相同的高度，其间设置有倾斜部36b。该倾斜部36b以电容传感器驱动部30的壁厚从下方凸部36a朝向下方凸部36c慢慢地变薄的方式倾斜。根据该结构，在电容检测用凸部36的倾斜部36b和电容检测部41的表面之间，形成有从中心朝向外周高度慢慢变窄的三角形的微小空间E。

在电容传感器驱动部30的表面的、与电容检测用凸部36相反的面上，设置有金属部件即环形板31。设置于操作部2的圆形键10的背面的按压突起15与该环形板31的表面抵接。该环形板31是大致水平的平坦的环。

根据该结构，操作部2的圆形键10被按压操作时，按压突起15按压电容传感器驱动部30的环形板31。这时，环形板31是硬的金属部件，而且是大致水平的平坦的环，因此，环形板31以面笔直地按压电容传感器驱动部30。

电容传感器驱动部30的电容检测用凸部36由于受到环形板31的按压力的作用而产生变形，倾斜部36b接近电容检测部41，微小空间E进一步减小，电容模拟性地连续变化。

因此，电容检测部41可以灵敏地连续检测该电容的变化。

电容传感器驱动部30的电容检测用凸部36的构成为，以比圆顶开关72直到开关ON之前需要的按压力小的弱按压力进行变形。因此，可以检测出圆顶开关72在开关ON前后的电容的变化。

另外，如图6所示，圆顶开关72相对于按压力方向检测部(电容传感器驱动部30和电容检测部41)，配置在中心外侧的位置。由此，操作部2的圆形键10的局部被按压而摆动时，圆顶开关72位于与该按压的行程最长的圆形键10的外周接近的位置。

图8是具备多功能操作开关1的数字照相机90的正面图。数字照相机90在上表面右侧设置有摄影开始用快门按钮92，在图示省略的背面设置有摄影透镜。

在数字照相机90的正面设置有显示器91，在其右边横向邻接设置有多功能操作开关1。该多功能操作开关1用作数字照相机90的摄影条件等的设定用开关、及所保存的照片的选择用开关等。在多功能操作开关1的上方设置有用于在显示器91上显示菜单画面等的菜单按钮93，在多功能操作开关1的下方设置有用于显示摄影图像的再现按钮94。

该数字照相机90作为省略图示的结构，具备执行摄影处理的CCD或CMOS等图像取得部、进行闪光灯发光的照明部、进行焦距调节及变焦等驱动的驱动部、存储摄影图像等的存储部、及执行各种控制动作的控制部。

根据上述结构，多功能操作开关1可以检测各种各样的操作。

如果进行详述，那么，如图7(A)的电容说明图所示，例如，圆形键10的俯视的右侧被按压时，电容检测部41对应的电容检测凸部36(俯视为右侧)检测电容的变化。在此，图示的箭头表示检测方向和检测级别，设置在图7(A)的下部的A～D的条表示检测在A～D(前后左右或上下左右)的哪个位置静电容发生多少变化。

如图7(B)所示，例如用比图7(A)的例中的按压力还小的力按压圆形键10的俯视的右侧时，其输出变小。

另外，如图7(C)所示，按压圆形键10中的A和B之间的位置(例如右上或右前)时，A和B的两个电容检测用凸部36检测电容的变化。因此，电容的变化量为将A和B的两个变化量加在一起的量，如图7(D)所示，变为A的变化量的向量和B的变化量的向量的合计向量的方向。

这样，利用按压力方向检测部(电容传感器驱动部30和电容检测部41)可以灵敏地连续检测圆形键10的按压力及按压方向，因此，可以检测各种各样的输入。例如，以使圆形键10的表面旋转的方式进行跟踪时，可以检测出向量方向连续地变化而被旋转操作，因此，可以用于对应旋转操作的输入。另外，也可以检测出轻轻叩击那样的操作。

另外，当使按压圆形键10的按压力变强或变弱时，可以连续地检测出其强弱，因此，可以接受与按压力相对应的操作输入。

另外，不只是上下左右及前后左右的四个方位，也可以根据四个电容检测用凸部36产生的合成向量，检测360度全方位，因此，可以进行多样的方向输入。

另外，可以以微小单位连续地检测用比圆顶开关72的检测需要的按压力弱的按压力按压的强弱及方向。因此，例如可以作为被牢固地按压并由圆顶开关72进行检测之前的事前检测。该情况下，例如在显示器91的显示画面中，与周围的四个圆顶开关72对应，显示位于上下左右或前后左右等的四个按钮，当利用按压力方向检测部(电容传感器驱动部30和电容检测部41)检测出微小按压时，使与按压检测的方向相对应的按钮进行发光显示等的变化，表示正在选择中，进一步用力按压时，使发光显示的光度提高或使大小产生大的变化，进一步用力按压并通过圆顶开关72检测出开关ON时，进行变色显示，选择确定相应按钮。另外，在圆顶开关72成为开关ON之前，按压减弱时，可以使发光显示的光度降低或使大小产生小的变化。

另外，可以用圆顶开关72检测用力按压的情况，这时可以得到圆顶开关72反转产生的咔哒感，因此，可以提供良好的操作感。

另外，多功能操作开关1是进行按压力方向检测部(电容传感器驱动部30和电容检测部41)的无级检测和圆顶开关72的检测的二级结构，同时相比于设置有旋转式的刻度盘的现有例，作为整体可以形成更薄型、更小型。

另外，排除物理性的旋转结构，通过用按压力方向检测部(电容传感器驱动部30和电容检测部41)进行的方向检测，还可以检测旋转操作输入，因此，可以防止旋转结构中产生的零件磨损、零件松动、倾斜、异音这样的故障。因此，可以维持长期良好的操作性。另外，也可以不需要现有的旋转结构所要求的严密的零件公差管理，可以以比现有的精度更低的零件精度进行制造。

另外，通过没有旋转结构、及用连结部50弯曲连结电容检测部41和圆顶开关检测部51成双层化而利用的基板部40的结构，可以实现零件数量的减少、装配工序数的减少、零件管理数量的减少。

另外，在上述的实施例中，按照用圆形键10和中心键20独立地动作的方式构成操作部2，但也可以不设置中心键20，而用一个圆盘状的键构成。该情况下，只要省略中央的圆顶开关72即可。该情况下，也可以检测出上下左右及前后左右、倾斜方向、旋转操作之类的多种类的操作输入和按压力的变化产生的按压强度输入。

另外，IC保护突起14设置在圆形键10的圆形操作部11的背面侧，但并不限于此，也可以将其在电容检测部41的表面，设置于IC44的附近。这种情况下，也可以防止IC44的破损。

在本发明的结构和上述实施方式的对应中，本发明的操作检测装置与实施方式的多功能操作开关1相对应，下面也相同，即、操作体与操作部2相对应，周围部与圆形键10相对应，操作侧连接部与安装臂13和卡合凹部66相对应，电容传感器按压凸部与按压突起15相对应，中心部及中心操作体与中心键20相对应，中心操作体保持部与中心键保持部33相对应，电容传感器与电容检测用凸部36和电容检测部41相对应，传递部与圆顶开关检测部51相对应，圆顶开关按压部与圆顶开关按下突起62相对应，基座侧连接部与卡合突起64和保持臂82相对应，信息终端设备与数字照相机90相对应，输出装置与显示器91相对应，该发明不只限于上述的实施方式的结构，可以得到多种实施方式。

产业上的可利用性

上述的多功能开关1可以用于例如移动电话、个人电脑、PDA、电视机、录像机、或远程控制等各种电子设备的输入部。

Claims (7)

1.一种操作检测装置，其特征在于，具备：

操作体，其具有中心部和周围部，并容许在该周围部的任意位置从表面向背面方向进行按压；

电容传感器，其在该周围部的背面侧向周向配设，并检测该周围部的进行按压的按压位置及按压力；

圆顶开关，其在该电容传感器的背面侧向周向配设有多个，当该周围部以超过规定的按压力被按压时，该圆顶开关进行按压检测。

2.如权利要求1所述的操作检测装置，其特征在于，具备：

中间部，在其表面侧固定有所述电容传感器；

基座部，在其表面侧固定有所述圆顶开关，

在所述操作体和所述中间部具备操作侧连接部，该操作侧连接部可摆动地连接，以使所述操作体的周围部相对所述中间部被按下时，其按下部下沉，

在所述中间部和所述基座部，具备基座侧连接部，该基座侧连接部可摆动地连接，以使所述操作体的周围部相对该基座部被按下时，所述中间部的按下部下沉，

在所述操作体的背面，与所述电容传感器相对设置有电容传感器按压凸部，

在所述中间部的背面，设置有分别与设在所述基座部的各圆顶开关相对的多个圆顶开关按压部。

3.如权利要求2所述的操作检测装置，其特征在于，

在所述中间部通过连结部连结有传递部，该传递部对所述圆顶开关的按下动作进行电传递，

该连结部可弯曲地形成，

所述传递部为所述连结部被弯曲并夹持在所述圆顶开关和所述基座部之间的结构。

4.如权利要求2或3所述的操作检测装置，其特征在于，

所述操作体的中心部由与所述周围部独立且可按压的中心操作体构成，

在所述中间部的中心具备中心操作体保持部，该中心操作体保持部保持所述中心操作体且当所述中心操作体被按压时产生变形而下沉。

5.如权利要求2或3所述的操作检测装置，其特征在于，

在所述中间部的表面侧，在与所述操作体的局部相对的位置设置有IC，

在所述操作体的背面的所述IC的附近位置设置有IC保护突起，

该IC保护突起为比所述IC的高度高，且在所述操作体未被按压的自由状态下，其顶端从所述中间部的表面离开进行所述按压需要的距离以上。

6.如权利要求1～3任一项中所述操作检测装置，其特征在于，

所述电容传感器构成为连续地检测比所述圆顶开关的按下检测需要的按压力小的按压变化。

7.一种信息终端设备，其特征在于，具备：

权利要求1～3任一项中所述的操作检测装置；

按照通过该操作检测装置操作输入的输入信号执行控制动作的控制装置，

按照该控制装置的控制信号进行信息输出的输出装置。

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