JP2006073311A

JP2006073311A - 操作入力装置およびこれを用いた電子機器

Info

Publication number: JP2006073311A
Application number: JP2004254257A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyasaka; 岳志宮坂
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】誤操作を防止できる薄型で小型の操作入力装置を提供することにある。
【解決手段】ベース１０と、上面に複数個の押しボタンスイッチ２２および磁界検出素子２５ａ，２５ｂを実装し、前記ベース１０に積み重ねて一体化したプリント基板２０と、前記プリント基板２０上に上下動可能に組み付けた操作板３０と、Ｎ極およびＳ極を交互に配置した環状マグネット５２を下面に組み付け、前記操作板３０上に回動自在に組み付けた円盤型操作ダイヤル４０と、からなる。そして、前記操作ダイヤル４０を回動することにより、前記環状マグネット５２の磁束の変化を前記磁界検出素子２５ａ，２５ｂで検知して回動方向を検出する。一方、前記操作ダイヤル４０を押圧することにより、前記操作板３０を介して前記押しボタンスイッチ２２を操作する。
【選択図】図５

Description

本発明は、携帯電話機や携帯用音楽プレーヤーに適用できる操作入力装置に関する。

従来、携帯電話機等に使用される操作入力装置としては、例えば、利用者の指先に触れて回動および押下自由に保持されたドラム型の回転体（操作ダイヤル）と、前記回転体の両側位置に押下自由に保持された左右の操作ボタンとを、装置本体のベース上に搭載し、前記回転体と左右の操作ボタンの押下方向に対向する下面側のベース上には、前記回転体と左右の操作ボタンの各押下検知スイッチを対設した入力装置であって、前記左右の操作ボタンを一体化した一体型操作ボタンを設け、前記一体型操作ボタンの中間部を前記ベース上に軸支して左右方向にシーソ状に傾動許容して設けた入力装置がある（特許文献１参照）。そして、前記入力装置には更なる薄型化，小型化が望まれている。
特開２００４−１３９２５６号公報

しかしながら、前記入力装置では、最低限度の操作感触を確保しようとすると、前記回転体の直径寸法を小さくすることに限界があり、更なる薄型化が困難である。また、前記入力装置を小型化したり、操作ボタンを増やそうとすると、前記押下検知スイッチを相互に接近させる必要があるが、前記押下検知スイッチを接近させると、いわゆる遊びが少なくなる。このため、操作者の指先によって押圧される位置が不正確であると、意図しない押下検知ボタンスイッチを誤って押してしまうという問題点がある。

本発明にかかる操作入力装置は、前記問題点に鑑み、誤操作を防止できる薄型で小型の操作入力装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明にかかる操作入力装置は、前記課題を解決すべく、ベースと、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装し、前記ベースに積み重ねて一体化したプリント基板と、前記プリント基板上に上下動可能に組み付けた操作板と、Ｎ極およびＳ極を交互に配置した環状マグネットを下面に組み付け、前記操作板上に回動自在に組み付けた円盤型操作ダイヤルと、からなり、
前記操作ダイヤルを回動することにより、前記環状マグネットの磁束の変化を前記磁界検出素子で検知して回動方向を検出する一方、前記操作ダイヤルを押圧することにより、前記操作板を介して前記押しボタンスイッチを操作する構成としてある。

本発明によれば、ドラム型回転体ではなく、円盤型操作ダイヤルを使用するので、薄型化が容易である。また、操作ダイヤルに操作ボタンの機能を持たせて一体化できる。

本発明にかかる他の操作入力装置は、ベースと、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装し、前記ベースに積み重ねて一体化したプリント基板と、下面の前記押しボタンスイッチに対向する位置に操作用突部を設けるとともに、前記操作用突部の両側に誤操作防止用突部を配置し、前記プリント基板上に上下動可能に組み付けた操作板と、Ｎ極およびＳ極を交互に配置した環状マグネットを下面に組み付け、前記操作板上に回動自在に組み付けた円盤型操作ダイヤルと、からなり、
前記操作ダイヤルを回動することにより、前記環状マグネットの磁束の変化を前記磁界検出素子で検知して回動方向を検出する一方、前記操作ダイヤルを押圧することにより、前記操作板の操作用突部を介して前記押しボタンスイッチを操作する構成としてある。
なお、誤操作防止用突起は、操作ダイヤルの下面に突設する場合に限らず、ベースの上面に突設し、前記プリント基板の上面から突出させてもよい。

本発明によれば、操作用突部の両側に誤操作防止用突部を設けてあるので、操作ダイヤルの押圧位置が不正確であっても、前記誤操作防止用突起が操作ダイヤルの不正確な傾きを規制し、誤操作を防止できる。

本発明にかかる実施形態としては、操作ダイヤルの下面に、樹脂ベアリングおよび環状マグネットを同心円状に配置してもよい。

本実施形態によれば、操作ダイヤルの下面に樹脂ベアリングおよび環状マグネットを同心円状に配置してあるので、円滑な操作感触を確保しつつ、より一層薄い薄型の操作入力装置が得られるという効果がある。

本発明にかかる操作入力装置の実施形態を図１ないし図１０の添付図面に従って説明する。
本実施形態にかかる操作入力装置は携帯電話機に適用した場合であり、図１に示すように、携帯電話機１に設けたモニター２内のスクロールバー（図示せず）を操作入力装置３でスクロールし、後述する押しボタン５３等を介して選択指示を出すことができる。なお、４はテンキー、５はマイク、６はスピーカーである。

前記操作入力装置３は、図２ないし図５に示すように、フレキシブルなプリント基板２０を貼着一体化した金属ベース１０と、操作板３０と、樹脂ベアリング５０、摺動シート５１および環状マグネット５２を一体に組み付けた操作ダイヤル４０と、押しボタン５３と、固定リング６０とからなるものである。
なお、図２、図３は上方から見た斜視図、分解斜視図であり、図４、図５は下方から見た斜視図、分解斜視図である。

前記金属ベース１０は、図６に示すように、平面略円形であり、プレス加工で形成した一対の位置決め孔１１，１１、および、一対の環状リム１２ａにて囲まれた嵌合孔１２，１２を略同一円周上に交互に設けてある。さらに、前記金属ベース１０の外周縁部には、係合孔１３を有する一対の切り起こし片１４を曲げ起こしてあるとともに、筒状リム１５内にネジ孔１６を有する一対の取り付け用舌片１７を延在してある。

フレキシブルな樹脂フィルムからなるプリント基板２０は、裏面に接着材を塗布して剥離紙に被覆された略円形の基板本体２０ａと、リード部２０ｂとからなる。そして、前記基板本体２０ａは、その中央に同心円状の導電部２１ａ，２１ｂを設けるとともに、皿状反転バネ２１ｃを組み付けることにより、中央押しボタンスイッチ２１を形成する。また、前記中央押しボタンスイッチ２１を中心とする同一円周上に導電部２２ａ，２２ｂを同心円状に均等に配置するとともに、皿状反転バネ２２ｃをそれぞれ組み付けることにより、押しボタンスイッチ２２を形成する。したがって、本実施形態では、中央押しボタンスイッチ２１の周囲四方に４個の押しボタンスイッチ２２を形成してある。さらに、隣り合う前記押しボタンスイッチ２２，２２の間に位置決め孔２３または嵌合孔２４が交互に設けられている。そして、前記位置決め用孔２３，２３を間にして対向するように配置された方形導電部２０ｃ，２０ｃに一対のホール素子２５ａ，２５ｂがそれぞれ実装されている。なお、一組の前記導電部は同心円状だけでなく、例えば、平面視略Ｃ字形の一方の導電部の中央に他方の導電部を配置して引き出すようにしたものであってもよい。

したがって、前記金属ベース１０に対するプリント基板２０の組立手順としては、まず、基板本体２０ａの方形導電部２０ｃ，２０ｃに一対のホール素子２５ａ，２５ｂをそれぞれハンダ付けして実装する。ついで、前記金属ベース１０の位置決め孔１１，１１を図示しないガイドピンに挿入するとともに、裏面の剥離紙を取り外した前記基板本体２０ａの位置決め孔２３を前記ガイドピンに挿通して位置決めしつつ、前記金属ベース１０にプリント基板２０を貼着一体化する。さらに、前記プリント基板２０に皿状反転バネ２１ｃ，２２ｃを所定の位置にそれぞれ位置決めする。ついで、前記ガイドピンに樹脂製フィルムカバー２６の位置決め孔２７ｂを挿通し、基板本体２０ａの表面に貼着一体化して前記皿状反転バネ２１ｃ，２２ｃを固定する。これにより、押しボタンスイッチ２１，２２が形成され、金属ベース１０に対するプリント基板２０の組み付け作業が完了する。なお、樹脂製フィルムカバー２６における２７ｃは前記嵌合孔１２，２４に対応する遊嵌孔、２７ｄは前記ホール素子２５ａ、２５ｂに対応する方形孔である。

操作板３０は、図７Ａに示すように、中心に設けた操作孔３１の周囲にガイド用環状リブ３２を突設してある。また、前記操作板３０は、図７Ｂに示すように、その下面に一対の遊嵌用突部３３を形成してあるととともに、４個の押圧用突部３４を同一円周上に均等に突設してある。さらに、前記押圧用突部３４の間には、操作板３０の誤操作を防止するため、誤操作防止用突部３５がそれぞれ設けられている。そして、前記金属ベース１０の嵌合孔１２に前記遊嵌用突部３３を嵌合することにより、前記操作板３０が上下動可能に支持される。なお、４個の前記誤操作防止用突部３５は同一円周上に配置してもよい。

操作ダイヤル４０は、ドーム状操作部４１の中心に操作孔４２を設けてあるとともに、その外周に抜け止め用環状リブ４３を設けてある。また、前記操作ダイヤル４０は、その下面に後述する樹脂ベアリング５０および環状マグネット５２を嵌合，固定するための環状溝４４，４５を同心円状に設けてある。さらに、前記ドーム状操作部４１の上面には均等のピッチで操作用突起４６を設けてある。

樹脂ベアリング５０は前記操作ダイヤル４０の円滑な回動を確保するため、前記操作ダイヤル４０の環状溝４４に嵌合，固定される。特に、より一層の円滑な回動を確保するため、摩擦係数の小さい摺動シート５１が前記操作板３０の上面に前記樹脂ベアリング５０の下面に当接するように配置される（図８〜図１０）。
したがって、操作ダイヤル４０は、樹脂ベアリング５０および摺動シート５１を介して操作板３０に支持される。このため、摺動シート５１が操作板３０の上面に接しているとともに、前記樹脂ベアリング５０の外側面がガイド用環状リブ３２の内側面と接した状態で、樹脂ベアリング５０と一体化した操作ダイヤル４０が回動する。
なお、図８は、ホール素子２５ａ，２５ｂ、誤操作防止用突部３５を通る位置での断面図である。図９は、筒状リム１５、押圧用突部３４を通る位置での断面図である。図１０は、切り起こし片１４、誤操作防止用突部３５、遊嵌用突部３３を通る位置での断面図である。

環状マグネット５２はＮ極およびＳ極を交互に配置したものであり、前述した操作ダイヤル４０の環状溝４５に嵌合，固定される。本実施形態によれば、操作ダイヤル４０に装着した樹脂ベアリング５０の下面と環状マグネット５２の下面とがほぼ同一平面上に位置しているため、厚さ寸法の小さい薄型の操作入力装置が得られるという利点がある。

押しボタン５３は、図３および図５に示すように、前記操作ダイヤル４０の操作孔４２に抜け止めされる抜け止め用突起５４を外周縁部に一体成形してあるとともに、その下面中央に操作用突部５５を形成してある。

固定リング６０は、前記操作ダイヤル４０の環状リブ４３に係合して抜け止めするための部材であり、外周縁部に４つの係合用突起６１が同一ピッチで形成されている。

前述の構成部品を組み付ける場合には、プリント基板２０を貼着一体化した金属ベース１０の一対の嵌合孔１２，１２に、操作板３０の遊嵌用突部３３，３３をそれぞれ嵌合して位置決めする。ついで、前記操作板３０の操作孔３１に押しボタン５３の操作用突部５５を嵌合して位置決めする。一方、前記操作ダイヤル４０の環状溝４４，４５に樹脂ベアリング５０およびリング状マグネット５２をそれぞれ嵌合，固定する。そして、前記樹脂ベアリング５０の下面に当接するようにリング状摺動シート５１を前記操作板３０の上面に配置する。さらに、前記押しボタン５３に前記操作ダイヤル４０の操作孔４２を嵌合して組み付けた後、固定リング６０の係合用突起６１を前記金属ベース１０の係合孔１３に係合することにより、前記操作ダイヤル４０の環状リブ４３を抜け止めし、組み付け作業が完了する。

次に、前述の構成からなる操作入力装置の操作方法について説明する。
操作ダイヤル４０を回動することにより、これと一体に環状マグネット５２が回動すると、一対のホールＩＣ２５ａ，２５ｂが磁界の変化をそれぞれ検知し、これに基づいて回動方向および回動量を検出する。そして、その検出結果が図示しない制御回路を介してモニター２の画面表示にスクロールバーの移動として反映される。ついで、所望の位置にスクロールバーが到達した場合に、押しボタン５３を押すことにより、操作用突部５５で中央押しボタンスイッチ２１を操作し、選択指令を出力する。また、操作ダイヤル４０の周辺部を押し下げることにより、操作ダイヤル４０の下方に位置する操作板３０の押圧用突部３４で押しボタンスイッチ２２を操作してもよい。本実施形態によれば、押圧用突部３４の両側に誤操作防止用突部３５をそれぞれ設けてある。このため、操作者の押し下げ位置が不正確である場合に、前記誤操作防止用突部３５が操作板３０の不正確な傾きを規制し、隣り合う押しボタンスイッチ２２を誤って押す誤操作を防止できる。例えば、操作者の指が押圧用突部３４と他の押圧用突部３４との中間位置を誤って押した場合、誤操作防止用突部３５が最初にプリント基板２０に当接して操作ダイヤル４０の傾き動作を規制する。このため、いずれの前記押圧用突部３４，３４も押しボタンスイッチ２２，２２を押すことができず、誤操作を防止できる。

本実施形態では、環状リム１２ａ内に形成した嵌合孔１２に操作板３０の突部３３を嵌合している。このため、押圧操作で操作板３０が上下動しても、金属ベース１０から操作板３０が脱落しない。また、前記嵌合孔１２に嵌合する前記突部３３は、前記操作板３０が前記操作ダイヤル４０と一緒に回動することを防止するという利点がある。

本実施形態では、固定リング６０を介して金属ベース１０に操作ダイヤル４０を抜け止めする場合を示したが、必ずしもこれに限らず、例えば、ハウジングに設けた操作孔の開口縁部を介して操作ダイヤル４０を抜け止めしてもよい。

本発明にかかる操作入力装置は携帯電話機に限らず、他のモバイル機器やその他の電子機器に適用してもよいことは勿論である。

本発明にかかる操作入力装置を適用した携帯電話機の斜視図である。図１で示した操作入力装置の斜視図である。図２で示した操作入力装置の分解斜視図である。図２で示した操作入力装置の異なる角度から見た斜視図である。図４で示した操作入力装置の分解斜視図である。図３で示した金属ベースおよびプリント基板の分解斜視図である。図７Ａは操作板を上方側から見た斜視図であり、図７Ｂは操作板を下方側から見た斜視である。図２で示した操作入力装置の断面図である。図２で示した操作入力装置の異なる位置で切断した断面図である。図２で示した操作入力装置の別の位置で切断した断面図である。

符号の説明

１０：金属ベース
１１：位置決め孔
１２：嵌合孔
１２ａ：環状リム
１３：係合孔
２０：プリント基板
２１：中央押しボタンスイッチ
２２：押しボタンスイッチ
２３：位置決め孔
２４：嵌合孔
２５ａ，２５ｂ：ホール素子
２６：樹脂製フィルムカバー
３０：操作板
３１：操作孔
３２：ガイド用環状リブ
３３：遊嵌用突部
３４：押圧用突部
３５：誤操作防止用突部
４０：操作ダイヤル
４１：ドーム状操作部
４２：操作孔
４３：環状リブ
４４，４５：環状溝
４６：操作用突起
５０：樹脂ベアリング
５１：摺動シート
５２：環状マグネット
５３：押しボタン
６０：固定リング
６１：係合用突起

Claims

ベースと、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装し、前記ベースに積み重ねて一体化したプリント基板と、前記プリント基板上に上下動可能に組み付けた操作板と、Ｎ極およびＳ極を交互に配置した環状マグネットを下面に組み付け、前記操作板上に回動自在に組み付けた円盤型操作ダイヤルと、からなり、
前記操作ダイヤルを回動することにより、前記環状マグネットの磁束の変化を前記磁界検出素子で検知して回動方向を検出する一方、前記操作ダイヤルを押圧することにより、前記操作板を介して前記押しボタンスイッチを操作することを特徴とする操作入力装置。
ベースと、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装し、前記ベースに積み重ねて一体化したプリント基板と、下面の前記押しボタンスイッチに対向する位置に操作用突部を設けるとともに、前記操作用突部の両側に誤操作防止用突部を配置し、前記プリント基板上に上下動可能に組み付けた操作板と、Ｎ極およびＳ極を交互に配置した環状マグネットを下面に組み付け、前記操作板上に回動自在に組み付けた円盤型操作ダイヤルと、からなり、
前記操作ダイヤルを回動することにより、前記環状マグネットの磁束の変化を前記磁界検出素子で検知して回動方向を検出する一方、前記操作ダイヤルを押圧することにより、前記操作板の操作用突部を介して前記押しボタンスイッチを操作することを特徴とする操作入力装置。
操作ダイヤルの下面に、樹脂ベアリングおよび環状マグネットを同心円状に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の操作入力装置。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の操作入力装置を用いたことを特徴とする電子機器。