(57)【要約】【課題】各種電子機器の入力操作用に使用される多方向入力装置およびこれを用いた電子機器に関し、小型でしかも入力方向の分解能が高いものの提供を目的とする。【解決手段】可撓性絶縁基板１６に形成され、少なくとも一組の導出部を有する円形リング状の抵抗素子層１８と、これに対向した円弧状の第一および第二導電体層２２および２３と、傾倒操作時に抵抗素子層１８を第一または第二導電体層２２または２３に押し付けるリング状の突出部１４Ｄを有する操作つまみ１４からなる電子部品の、抵抗素子層１８と第一または第二導電体層２２または２３からの出力を組み合わせて演算処理する多方向入力装置およびこれを用いた電子機器とすることにより、小型でしかも入力方向の分解能の高いものができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板に形成された円形リング状の抵抗素子層と、その抵抗素子層と所定の絶縁ギャップを空けて対向配置された平面基板に形成された導電部と、上記抵抗素子層と上記導電部とを部分的に接触させるための操作部材とを備え、上記抵抗素子層に所定状態に電圧が印加された状態で、上記絶縁基板または上記平面基板に対して上記操作部材により押圧力を加えて上記抵抗素子層と上記導電部とを部分的に接触させ、それによって得られる導出信号で上記接触位置を検出する多方向入力装置。
【請求項２】
円形リング状の抵抗素子層が、可撓性絶縁基板の下面に形成され、所定の角度位置に少なくとも一組の導出部を有するもので、かつ導電部が、平面基板上に上記抵抗素子層と所定の絶縁ギャップを空けて対向して形成され、互いに絶縁されたそれぞれが導出部を有する第一、第二導電体層であると共に、操作部材が、上記抵抗素子層裏面に沿った可撓性絶縁基板の上面に対し、所定の間隔を空けて対峙する円形リング状の突出部を下面に有する板状部が、下面の中心部を中心として全方向に傾倒可能に支持された操作つまみからなる電子部品に対し、上記抵抗素子層の各組の導出部間に所定の電圧を印加した状態において、上記操作つまみ上面を押して所望の角度方向に傾倒させ、上記下面の突出部が上記可撓性絶縁基板を押して傾倒方向下面の上記抵抗素子層を上記第一または第二導電体層と接触導通させる時の、上記第一、第二導電体層の各導出部の出力電圧を組み合わせて演算処理することにより、上記操作つまみを傾倒させた角度方向を認識する請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項３】
円形リング状の抵抗素子層が一様な比抵抗の一様な幅の抵抗層で形成されて、一組の導出部が円形リング状の中心に対して対称な位置に設けられると共に、第一、第二導電体層が上記抵抗素子層の一組の導出部のそれぞれと対応する位置で絶縁された請求項２記載の多方向入力装置。
【請求項４】
対向して形成された、円形リング状の抵抗素子層と第一、第二導電体層の間の絶縁ギャップ部に、厚さ方向に押圧されることにより、押圧された位置の上下面間が導通する異方性導電体からなる平板状の導通板を介在させた請求項２記載の多方向入力装置。
【請求項５】
第一、第二導電体層を所定幅の円弧状とし、その中央部に、中心接点とその周辺の外側接点からなる固定接点と、可撓性絶縁基板の抵抗素子層の中央部に絶縁して設けられた、弾性を有する円形ドーム状の可動接点からなり、上記可動接点の外周下端部が上記外側接点に載せられたスイッチ接点部を配設すると共に、操作つまみの中央に設けた貫通孔内に、独立して上下動可能であるが上方への動きを規制して保持され、下面中心の突部が上記可動接点の上端部に当接して、上記操作つまみを所定寸法だけ押し上げる押釦を配設してプッシュスイッチ部を付加した請求項２記載の多方向入力装置。
【請求項６】
操作つまみ上面の押圧部が下面の円形リング状の突出部の直径よりも内側にあると共に、押釦が上記操作つまみ中央の貫通孔に同心状に係合しており、上記操作つまみ上面の押圧部を押して所望の角度方向に傾倒させるのに伴って押釦も下方に動き、まず、上記操作つまみが可撓性絶縁基板を押して傾倒した角度方向を認識した後に、上記押釦が円形ドーム状の可動接点を押すことによりスイッチ接点部が節度感を伴って接触して信号を発する請求項５記載の多方向入力装置。
【請求項７】
電子機器本体の平面状の配線基板上に設けた第一、第二導電体層の上方に、抵抗素子層を有する可撓性絶縁基板を配設すると共に、上記電子機器の外装部材となる上ケースの貫通孔から操作つまみの上面が露出した、請求項２記載の多方向入力装置を用いた電子機器。
【請求項８】
電子機器本体の平面状の配線基板上に重ねて配設した可撓性配線基板に抵抗素子層を形成した請求項７記載の電子機器。
【請求項９】
操作つまみが露出する上ケースの貫通孔周囲の下面と、上記操作つまみ外周の抜け止め用フランジ部の間に弾性体を配設して、上記操作つまみを略垂直状態に保持すると共にガタツキを規制した請求項７記載の電子機器。
【請求項１０】
電子機器本体の平面状の配線基板上に設けた第一、第二導電体層およびスイッチ接点部の固定接点の上方に、抵抗素子層および上記スイッチ接点部の可動接点を有する可撓性絶縁基板を配設すると共に、上記電子機器の外装部材となる上ケースの貫通孔から操作つまみが露出し、更に、この操作つまみ中央の貫通孔内に押釦を保持した、請求項５記載の多方向入力装置を用いた電子機器。
【請求項１１】
平面基板が導電部の機能を共有する導電金属板で構成されると共に、抵抗素子層からの導出部が少なくとも三箇所以上導出され、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状態において、上記抵抗素子層の所定の二つの導出部に順次所定電圧を切り換えながら印加して、その接触位置を検出するようにした請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項１２】
出力用端子を一体形成した導電金属板からなる平面基板が、その出力用端子を外方に突出させてケースに固定されると共に、上記ケースに固定された導電性の弾性脚が、上記平面基板に所定の絶縁ギャップを空けて配された絶縁基板の抵抗素子層の導出部に弾接し、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状態において、上記弾性脚に対応する上記ケースの入力用端子を介して上記抵抗素子層に電圧を切り換えながら印加して、上記平面基板の出力用端子からの導出信号を演算処理することにより、上記抵抗素子層と上記平面基板との接触位置を検出するようにした請求項１１記載の多方向入力装置。
【請求項１３】
抵抗素子層を有し、その抵抗素子層の導出部に入力用端子が固着された絶縁基板が、上記入力用端子を外方に突出させてケースに固定されると共に、その抵抗素子層に所定の絶縁ギャップを空けて出力用端子を一体形成した弾性導電金属板からなる平面基板が配され、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状態において、上記ケースの入力用端子を介して上記抵抗素子層に電圧を切り換えながら印加して、上記平面基板の出力用端子からの導出信号を演算処理することにより、上記抵抗素子層と上記平面基板との接触位置を検出するようにした請求項１１記載の多方向入力装置。
【請求項１４】
絶縁基板が、抵抗素子層の中央部に対応する位置に押下用孔を有すると共に、その孔と対向する平面基板の位置にスイッチが配され、上記絶縁基板の抵抗素子層に設けた押下用孔から操作部材で上記スイッチを操作可能とした請求項１２記載の多方向入力装置。
【請求項１５】
絶縁基板の抵抗素子層の中央部にスイッチが配された請求項１３記載の多方向入力装置。
【請求項１６】
請求項１記載の多方向入力装置を用いた電子機器であって、操作部材が傾倒操作または水平な直線動操作可能で、このいずれかの操作により抵抗素子層と導電部とが部分的に接触し、その導出信号によって操作方向を検出する電子機器。
【請求項１７】
操作部材の操作によって抵抗素子層と導電部とを部分的に接触させた状態において、所定時間内に検出された結果に応じて、その接触部分に対応する方向へのカーソルなどの移動速度を可変させるように制御した請求項１６記載の電子機器。
【請求項１８】
所定時間内に略同一位置の抵抗素子層と導電部との部分的な接触した導出信号が二度続けて検出された場合、または所定時間以上の上記導出信号が継続して検出された場合に、その接触部分に対応する方向へのカーソルなどの移動速度を可変させるように制御した請求項１７記載の電子機器。
【請求項１９】
請求項１４または１５に記載の多方向入力装置を用いた電子機器であって、操作部材が傾倒操作または水平な直線動操作及び押下操作可能で、この傾倒操作または水平な直線動操作により抵抗素子層と導電部とが部分的に接触し、その出力信号で操作方向が検出されてカーソルなどが移動し、また操作部材の押下操作で得られるスイッチからの信号を用いて所定項目を選択・決定する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、情報端末、ゲーム機器およびリモートコントローラ等の各種電子機器の入力操作用に使用される多方向入力装置およびこれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の多方向入力装置としては、特開平１０−１２５１８０号公報に記載された多方向操作スイッチを用いたものが知られており、その内容について、図３６〜図３８を用いて説明する。
【０００３】
図３６は従来の多方向入力装置に使用される多方向入力用の電子部品としての、多方向操作スイッチの断面図、図３７は同分解斜視図である。
【０００４】
同図において、１は中心位置に弾性金属薄板製のドーム状可動接点２を収容した絶縁樹脂製の箱形ケースで、その内底面には、互いに導通した四つの外側固定接点３が端部に配設されて、ドーム状可動接点２の外周下端部が載り、これより内側でドーム状可動接点２の中心から等距離で等角度の位置に、それぞれ独立した複数個（四個）の内側固定接点４（４Ａ〜４Ｄ）が配設されると共に、各固定接点と導通した出力端子（図示せず）が外部に導出され、箱形ケース１の上面の開口部はカバー５で覆われている。
【０００５】
そして６は、軸部６Ａとその下端に一体に形成されたフランジ部６Ｂからなる操作体で、軸部６Ａがカバー５中央の貫通孔５Ａから突出し、フランジ部６Ｂの外周が箱形ケース１の内壁１Ａにより回転はしないが傾倒可能に嵌合支持されると共に、箱形ケース１内底面の四個の内側固定接点４（４Ａ〜４Ｄ）にそれぞれ対応したフランジ部６Ｂ下面の四個の押圧部７（７Ａ〜７Ｄ、但し７Ｄは図示せず）がドーム状可動接点２の上面に当接することにより、フランジ部６Ｂの上面がカバー５の下面に押し付けられて、全体として垂直中立位置に保たれている。
【０００６】
このように構成された多方向操作スイッチにおいて、図３８の断面図に矢印で示すように、操作体６の軸部６Ａに装着されたつまみ８上面の、所望の角度方向である左上面を下方に押すと、操作体６は図３６に示す垂直中立位置からフランジ部６Ｂの右側の上面を支点として傾倒し、下面の押圧部７Ａがドーム状可動接点２を押して部分弾性反転させて、押圧部７Ａと対応する内側固定接点４Ａに接触させ、外側固定接点３と内側固定接点４Ａの間を短絡してＯＮ状態とし、その電気信号をそれぞれの出力端子を通して外部へ発し、つまみ８に加える押し力を除くと、ドーム状可動接点２の弾性復元力によって操作体６は元の垂直中立位置に戻り、外側固定接点３と内側固定接点４Ａの間もＯＦＦ状態に戻るものであった。
【０００７】
そして、この多方向操作スイッチを使用する多方向操作装置においては、上記の多方向操作スイッチの外側固定接点３が複数個（四個）の内側固定接点４の何れと接触したかの電気信号によって入力された角度方向をマイクロコンピュータにより認識し、その信号を発するものであった。
【特許文献１】特開平１０−１２５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来の多方向入力用電子部品としての多方向操作スイッチにおいて、入力できる方向の数すなわち入力方向の分解能は、つまみ８を介して操作体６が傾倒した時にドーム状可動接点２が部分弾性反転して接触する内側固定接点４の数によって決まるものであるが、近年の小型化された電子機器に使用できる電子部品の大きさにおいて、この多方向操作スイッチが安定した動作をするためには、内側固定接点４の数を上記の四個よりも多くすることは難しいという課題があった。
【０００９】
そして、この多方向操作スイッチを使用する多方向入力装置において、多方向操作スイッチの操作体６を隣り合う内側固定接点４の中間方向に傾倒させて、隣り合う二つの内側固定接点４が所定の時間内に両方共ＯＮ状態となれば同時ＯＮと認定するスイッチング認識手段をマイクロコンピュータにより構成し、四個の個別の内側固定接点４がＯＮ状態となった時とは異なる他の信号として処理することにより、八方向の操作ができるようにするのが限界と考えられていた。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、近年の小型化された電子機器に使用できる大きさであって、しかも入力できる方向の数を多くできる、すなわち入力方向の分解能が高い多方向入力装置およびこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁基板に形成された円形リング状の抵抗素子層と、その抵抗素子層と所定の絶縁ギャップを空けて対向配置された平面基板に形成された導電部と、上記抵抗素子層と上記導電部とを部分的に接触させるための操作部材とを備え、上記抵抗素子層に所定状態に電圧が印加された状態で、絶縁基板または平面基板に対して操作部材により押圧力を加えて上記抵抗素子層と上記導電部とを部分的に接触させ、それによって得られる導出信号で上記接触位置を検出する多方向入力装置としたものであり、円形リング状の抵抗素子とこれに対向する導電部と操作部材のみの簡単な構成で、その円形リングの３６０度の全方向に亘って分解能の高い検出ができる多方向入力装置を実現できるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、円形リング状の抵抗素子層が、可撓性絶縁基板の下面に形成され、所定の角度位置に少なくとも一組の導出部を有するもので、かつ導電部が、平面基板上に上記抵抗素子層と所定の絶縁ギャップを空けて対向して形成され、互いに絶縁されたそれぞれが導出部を有する第一、第二導電体層であると共に、操作部材が、抵抗素子層裏面に沿った可撓性絶縁基板の上面に対し、所定の間隔を空けて対峙する円形リング状の突出部を下面に有する板状部が、下面の中心部を中心として全方向に傾倒可能に支持された操作つまみからなる電子部品に対し、抵抗素子層の各組の導出部間に所定の電圧を印加した状態において、操作つまみ上面を押して所望の角度方向に傾倒させ、下面の突出部が可撓性絶縁基板を押して傾倒方向下面の抵抗素子層を第一または第二導電体層と接触導通させる時の、第一、第二導電体層の各導出部の出力電圧を組み合わせて演算処理することにより、操作つまみを傾倒させた角度方向を認識する多方向入力装置としたものであり、多方向入力用電子部品としての構成が、円形リング状の抵抗素子とこれに対向する第一、第二導電体層と操作つまみのみの簡単なものであるから、小型化が容易であると共に、操作つまみを所望の方向に傾倒させる際に抵抗素子層が第一または第二導電体層の一方と接触し、その接触点の抵抗値による出力電圧を、操作つまみを傾倒させた角度方向の認識信号とするものであるから、まず、どちらの導電体層と接触したかによって操作つまみを傾倒させた角度方向を大別することができ、更に、接触した側の導電体層からの出力電圧は、操作つまみを傾倒させる角度方向に応じて連続的に変化させることができるので、演算処理が容易であり、しかも操作つまみを傾倒させる方向の分解能すなわち入力方向の分解能が高い多方向入力装置を実現できるという作用効果が得られる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、特に、円形リング状の抵抗素子層が一様な比抵抗の一様な幅の抵抗層で形成されて、一組の導出部が円形リング状の中心に対して対称な位置に設けられると共に、第一、第二導電体層が抵抗素子層の一組の導出部のそれぞれと対応する位置で絶縁されたものであり、操作つまみを傾倒させる全角度方向に対してほぼ均等な分解能を有すると共に、信号処理が簡単で精度が高く、しかも汎用性の高い多方向入力装置を実現できるという作用効果が得られる。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２記載の発明において、特に、対向して形成された、円形リング状の抵抗素子層と第一、第二導電体層の間の絶縁ギャップ部に、厚さ方向に押圧されることにより、押圧された位置の上下面間が導通する異方性導電体からなる平板状の導通板を介在させたものであり、抵抗素子層と第一、第二導電体層の間に確実に所定の絶縁ギャップを確保することができると共に、導通板の押圧位置にかかわらず押圧された位置の上下間が導通するので、導通板およびこれを挟む抵抗素子層と第一、第二導電体層を小さくしかも細幅にして小型の多方向入力装置を実現できるという作用効果が得られる。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項２記載の発明において、特に、第一、第二導電体層を所定幅の円弧状とし、その中央部に、中心接点とその周辺の外側接点からなる固定接点と、可撓性絶縁基板の抵抗素子層の中央部に絶縁して設けられた、弾性を有する円形ドーム状の可動接点からなり、上記可動接点の外周下端部が上記外側接点に載せられたスイッチ接点部を配設すると共に、操作つまみの中央に設けた貫通孔内に、独立して上下動可能であるが上方への動きを規制して保持され、下面中心の突部が可動接点の上端部に当接して、操作つまみを所定寸法だけ押し上げる押釦を配設してプッシュスイッチ部を付加したものであり、外径寸法を大きくすることなく、操作つまみを傾倒させた角度方向の認識信号に加えて、押釦を押圧することにより節度感を伴って別の信号を発することができる多方向入力装置を実現できるという作用効果が得られる。
【００１７】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項５記載の発明において、特に、操作つまみ上面の押圧部が下面の円形リング状の突出部の直径よりも内側にあると共に、押釦が操作つまみ中央の貫通孔に同心状に係合しており、操作つまみ上面の押圧部を押して所望の角度方向に傾倒させるのに伴って押釦も下方に動き、まず、操作つまみが可撓性絶縁基板を押して傾倒した角度方向を認識した後に、押釦が円形ドーム状の可動接点を押すことによりスイッチ接点部が節度感を伴って接触して信号を発するものであり、操作つまみ上面の押圧部を押して所望の角度方向に傾倒させることにより抵抗素子層が第一または第二導電体層と接触して角度方向を認識する際に、節度感によりその認識を感知することができると共に、押釦のみを押圧することによっても、プッシュスイッチ部が節度感を伴って動作して信号を発する多方向入力装置を実現できるという作用効果が得られる。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の発明は、電子機器本体の平面状の配線基板上に設けた第一、第二導電体層の上方に、抵抗素子層を有する可撓性絶縁基板を配設すると共に、電子機器の外装部材となる上ケースの貫通孔から操作つまみの上面が露出した、請求項２記載の多方向入力装置を用いた電子機器としたものであり、多方向入力装置を用いた電子機器全体としての構成部材数および組立工数が少なく、高さ寸法が小さいと共に、第一、第二導電体層の各導出部からの配線も容易で、多方向入力装置を用いた電子機器を安価に実現できるという作用効果が得られる。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項７記載の発明において、特に、電子機器本体の平面状の配線基板上に重ねて配設した可撓性配線基板に抵抗素子層を形成したものであり、多方向入力装置を用いた電子機器全体としての構成部材数および組立工数が更に少なく、抵抗素子層の導出部からの配線も容易で、多方向入力装置を用いた電子機器をより安価に実現できるという作用効果が得られる。
【００２０】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項７記載の発明において、特に、操作つまみが露出する上ケースの貫通孔周囲の下面と、操作つまみ外周の抜け止め用フランジ部の間に弾性体を配設して、操作つまみを略垂直状態に保持すると共にガタツキを規制したものであり、通常状態において、操作つまみが略垂直状態でガタツキが少なく高品位であると共に、操作つまみの押圧操作による傾倒時の動きが全方向で安定した、多方向入力装置を用いた電子機器を実現できるという作用効果が得られる。
【００２１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、電子機器本体の平面状の配線基板上に設けた第一、第二導電体層およびスイッチ接点部の固定接点の上方に、抵抗素子層およびスイッチ接点部の可動接点を有する可撓性絶縁基板を配設すると共に、電子機器の外装部材となる上ケースの貫通孔から操作つまみが露出し、更に、操作つまみ中央の貫通孔内に押釦を保持した、請求項５記載の多方向入力装置を用いた電子機器としたものであり、多方向入力装置を用いた電子機器全体としての構成部材数および組立工数が少なくて、高さ寸法が小さく、第一、第二導電体層およびスイッチ固定接点の各導出部からの配線も容易で、安価にできると共に、操作つまみを傾倒させた角度方向の認識信号に加えて、押釦を押圧することにより節度感を伴って発生する別の信号により操作することができる、多方向入力装置を用いた電子機器を実現できるという作用効果が得られる。
【００２２】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１記載の発明において、平面基板が導電部の機能を共有する導電金属板で構成されると共に、抵抗素子層からの導出部が少なくとも三箇所以上導出され、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状態において、上記抵抗素子層の所定の二つの導出部に順次所定電圧を切り換えながら印加して、その接触位置を検出するようにしたものであり、平面基板を導電金属板で構成したため、さらに少ない部品点数および組立工数で、安価な多方向入力装置を得ることができ、その操作された位置を検出する際には、汎用のマイクロコンピュータなどを用いることによって、高速で抵抗素子層の各導出部への印加点等を切り換え、得られる導出信号を演算処理することにより、上記接触位置を高分解能に検出できるものにできるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１１記載の発明において、特に、出力用端子を一体形成した導電金属板からなる平面基板が、その出力用端子を外方に突出させてケースに固定されると共に、上記ケースに固定された導電性の弾性脚が、上記平面基板に所定の絶縁ギャップを空けて配された絶縁基板の抵抗素子層の導出部に弾接し、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状態において、弾性脚に対応するケースの入力用端子を介して上記抵抗素子層に電圧を切り換えながら印加して、平面基板の出力用端子からの導出信号を演算処理することにより、上記抵抗素子層と上記平面基板との接触位置を検出するようにしたものであり、抵抗素子層に所定電圧を印加するための弾性脚を、ケースに固定したものであるため、弾性脚の位置や寸法精度が高くでき、所定の弾接圧力で抵抗素子層の導出部に確実に弾接させることができるため、印加電圧を損失少なく確実に抵抗素子層に伝達させることができるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１１記載の発明において、特に、抵抗素子層を有し、その抵抗素子層の導出部に入力用端子が固着された絶縁基板が、上記入力用端子を外方に突出させてケースに固定されると共に、その抵抗素子層に所定の絶縁ギャップを空けて出力用端子を一体形成した弾性導電金属板からなる平面基板が配され、操作部材の操作によって上記抵抗素子層と上記平面基板とが部分的に接触させられた状態において、ケースの入力用端子を介して上記抵抗素子層に電圧を切り換えながら印加して、平面基板の出力用端子からの導出信号を演算処理することにより、上記抵抗素子層と上記平面基板との接触位置を検出するようにしたものであり、ケースに位置決め固定された抵抗素子層の上方に、弾性導電金属板からなる平面基板を配するのみで機能するものにできるため、高い組み合わせ精度を必要とせず容易に製作でき、しかも操作部材によって操作される部材が弾性導電金属板からなる平面基板であるため、繰り返して操作されても、平面基板の伸びや変形などは少ないものであるので長期に亘って安定した操作性を有するものにできるという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１２記載の発明において、特に、絶縁基板が、抵抗素子層の中央部に対応する位置に押下用孔を有すると共に、その孔と対向する平面基板上の位置にスイッチが配され、上記絶縁基板の抵抗素子層に設けた押下用孔から操作部材で上記スイッチを操作可能としたものであり、スイッチからの別の信号を用いてさらに高機能な電子機器を構成できるものにできるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１３記載の発明において、特に、絶縁基板の抵抗素子層の中央部にスイッチが配されたものであり、請求項１４記載の発明と同様に、スイッチからの別の信号を用いてさらに高機能な電子機器を構成できるものにできるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１記載の多方向入力装置を用いた電子機器であって、操作部材が傾倒操作または水平な直線動操作可能で、このいずれかの操作により抵抗素子層と導電部とが部分的に接触し、その導出信号によって操作方向を検出する電子機器としたものであり、この多方向入力装置は、３６０°の全方位に亘って分解能高く操作方向を検出できる小型・薄型で簡素な構成のものであるため、これを使用することにより、操作部材を全方位に対して操作し機能させることができる使い勝手のよい小型・薄型で軽量な電子機器を容易に実現できるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１６記載の発明において、特に、操作部材の操作によって抵抗素子層と導電部とを部分的に接触させた状態において、所定時間内に検出された結果に応じて、その接触部分に対応する方向へのカーソルなどの移動速度を可変させるように制御したものであり、さらに使い易くて操作性に優れた高機能なものにできるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１７記載の発明において、特に、所定時間内に略同一位置の抵抗素子層と導電部との部分的な接触した導出信号が二度続けて検出された場合、または所定時間以上の上記導出信号が継続して検出された場合に、その接触部分に対応する方向へのカーソルなどの移動速度を可変させるように制御したものであり、片手での操作も可能である簡単な操作部材への操作で、さらに使い勝手のよいものにできるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１４または１５に記載の多方向入力装置を用いた電子機器であって、操作部材が傾倒操作または水平な直線動操作及び押下操作可能で、この傾倒操作または水平な直線動操作により抵抗素子層と導電部とが部分的に接触し、その出力信号で操作方向が検出されてカーソルなどが移動し、また操作部材の押下操作で得られるスイッチからの信号を用いて所定項目を選択・決定する電子機器としたものであり、操作方向が３６０°の全周に亘って高分解能で検出でき、かつ押下操作によって所定機能や項目の選択もできる、良好な操作性を有するものにできるという作用を有する。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように本発明によれば、多方向入力用電子部品としての構成が、円形リング状の抵抗素子と導電部と操作つまみのみの簡単なものであるから、小型・薄型化が容易であると共に、操作部材の全方位に亘る操作方向の分解能すなわち入力方向の分解能が高いものを実現できるという有利な効果が得られる。
【００３２】
また、導電部として、第一、第二導電体層を用いた場合には、操作部材である操作つまみを所望の方向に傾倒させる際に抵抗素子層が第一または第二導電体層の一方と接触し、その接触点の抵抗値による出力電圧を、操作つまみを傾倒させた角度方向の認識信号とするものであるから、まず、どちらの導電体層と接触したかによって操作つまみを傾倒させた角度方向を大別することができ、更に、接触した側の導電体層からの出力電圧は、操作つまみを傾倒させる角度方向に応じて連続的に変化させることができるので、演算処理が容易であり、高分解能なものを容易に実現できる。
【００３３】
さらに、操作部材以外の部分を個片の電子部品として構成することにより、他の部品と同時に使用機器に実装でき、全方位において高分解能な検出ができる小型・薄型の取扱い易いものが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３５を用いて説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図、図２は同多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【００３６】
同図において、１１は携帯電話の外装部材となる上ケース、１２は同下ケース、そして１３は多層配線部を有する平板状の配線基板で、下ケース１２に保持されている。
【００３７】
そして、上ケース１１は上面が操作面となっていて、その中間に設けられた円形の貫通孔１１Ａから操作部材となる円板状の操作つまみ１４の上面１４Ａが露出しており、配線基板１３上には、各種機能の操作用スイッチの固定接点１５等が配設されている。
【００３８】
また、操作つまみ１４は、下面中心の突部１４Ｂの先端が可撓性絶縁基板１６および下面のスペーサ１６Ａを挟んで配線基板１３に当接することによって全方向に傾倒可能に支持されると共に、外周のフランジ部１４Ｃの上面と上ケース１１の貫通孔１１Ａ周囲下面の間に配設された、上下方向に反発する弾性体としてのリング状の板ばね１７の付勢力によって略垂直状態に保たれており、この状態において、操作つまみ１４下面の突部１４Ｂを中心とする円形リング状の突出部１４Ｄは、下方の配線基板１３上に貼り付けられた可撓性絶縁基板１６の上面と、全周において所定の間隔を空けて対峙している。
【００３９】
この可撓性絶縁基板１６の下面には、図２に示すような、一様な比抵抗の一様な幅の円形リング状の抵抗素子層１８が印刷形成され、その中心に対して対称な位置に、導電部となる所定幅の良導電体部１８Ｃ，１８Ｄが設けられ、ここから一対の導出部１８Ａ，１８Ｂが出されている。
【００４０】
そして、この導出部１８Ａ，１８Ｂは、リード部により端部の接続部１９Ａ，１９Ｂにそれぞれ導かれ、可撓性絶縁基板１６の上面から押圧ばね２０により押さえられて、配線基板１３上の接続接点２１Ａ，２１Ｂに圧接触している。
【００４１】
なお、上記の操作つまみ１４下面の円形リング状の突出部１４Ｄの径は、この円形リング状の抵抗素子層１８の幅の中間部の径とほぼ等しく設定されている。
【００４２】
そして、可撓性絶縁基板１６は、上述のように配線基板１３上に貼り付けられているが、円形リング状の抵抗素子層１８の部分が配線基板１３との間に所定の絶縁ギャップを保つように、抵抗素子層１８の内・外周に対応する配線基板１３上には、二つの所定厚さの絶縁スペーサ１６Ｂが設けられ、更に、配線基板１３上の抵抗素子層１８と対向する部分には、第一導電体層２２と第二導電体層２３が配設されている。
【００４３】
なお、この絶縁スペーサ１６Ｂは、可撓性絶縁基板１６に設けてもよい。
【００４４】
そして、上記の第一、第二導電体層２２，２３は、抵抗素子層１８の一対の導出部１８Ａ，１８Ｂと対応する位置に設けられた二ヶ所の絶縁部２４Ａ，２４Ｂにより、互いに絶縁された太幅の円弧状で、それぞれに導出部２２Ａ，２３Ａを有している。
【００４５】
なお、この二ヶ所の絶縁部２４Ａ，２４Ｂの幅は、上記抵抗素子層１８の一対の導出部１８Ａ，１８Ｂ根元の良導電体部１８Ｃ，１８Ｄの幅よりも狭く設定されている。
【００４６】
そして、この導出部２２Ａ，２３Ａは配線基板１３の多層配線部（図示せず）を介して、この携帯電話に装着されたマイクロコンピュータ２５（以下、マイコン２５と表わす）に接続されている（後述の図４参照）。
【００４７】
本実施の形態による多方向入力装置を用いた携帯電話の、多方向入力装置部分は以上のように構成されている。
【００４８】
なお、図２において、２６は携帯電話の各種機能の操作用スイッチの可動接点、２７は操作釦であり、前記の固定接点１５上に可動接点２６を貼り付けて構成されるスイッチ接点部を、上ケース１１の小孔１１Ｂから露出した操作釦２７を押圧することにより動作させるものである。
【００４９】
次に、以上のように構成される多方向入力装置部分の動作について説明する。
【００５０】
図３は本実施の形態による多方向入力装置を用いた携帯電話の外観斜視図、図４は同多方向入力装置の構成を説明する概念図である。
【００５１】
図４に示すように、可撓性絶縁基板１６下面の抵抗素子層１８の導出部１８Ａ，１８Ｂの間に、配線基板１３上の接続接点２１Ａ，２１Ｂ（図２参照）を介して、所定の直流電圧が印加された状態において、図３に示す、上ケース１１の上面に露出した操作つまみ１４の上面１４Ａの、所望の角度方向である左側（表示部２８側）の押圧点２９を下方に押圧すると、図１に示した通常状態から図３のＰ−Ｐ線における断面図である図５に示すように、操作つまみ１４が、板ばね１７の付勢力に抗して、下面の突部１４Ｂ先端を中心として左側に傾倒する。
【００５２】
そして、押圧点２９に対応する、下面の円形リング状の突出部１４Ｄの下押圧点２９Ａが可撓性絶縁基板１６の上面を押して部分的に下方に撓ませ、その下面の抵抗素子層１８の接触点３０を部分的に下方の第一導電体層２２に接触導通させ、抵抗素子層１８の導出部１８Ａと接触点３０の間の抵抗値による出力電圧（出力Ｉ）が、第一導電体層２２の導出部２２Ａを経由してマイコン２５に伝達される（図４参照）。
【００５３】
この時、第二導電体層２３の導出部２３Ａからの出力電圧（出力II）は発生しない。
【００５４】
そして、この状態から、操作つまみ１４の上面１４Ａに加える押力を除くと、板ばね１７の付勢力によって、操作つまみ１４は元の略垂直状態すなわち図１に示す通常状態に復帰し、可撓性絶縁基板１６下面の抵抗素子層１８の接触点３０は、可撓性絶縁基板１６自身の弾性力により第一導電体層２２から離れる。
【００５５】
同様にして、操作つまみ１４の上面１４Ａの右側（操作釦２７側）を下方に押して右側に傾倒させると、第二導電体層２３の導出部２３Ａからの出力電圧（出力II）がマイコン２５に伝達されるが、第一導電体層２２の導出部２２Ａからの出力電圧（出力Ｉ）は発生しない。
【００５６】
そして、図４の概念図において、絶縁部２４Ａを基点（０°）、絶縁部２４Ｂを中点（１８０°）として、抵抗素子層１８の接触点３０の角度方向を時計方向に連続的に変化させる場合の、第一導電体層２２の導出部２２Ａからの出力電圧（出力Ｉ）および第二導電体層２３の導出部２３Ａからの出力電圧（出力II）の状態を示すのが、図６の多方向入力装置の出力電圧のグラフである。
【００５７】
同図に示すように、操作つまみ１４を傾倒させる角度方向が０°〜１８０°の範囲では出力Ｉのみが、１８０°〜３６０°（０°）の範囲では出力IIのみが発生し、その境界である基点（０°）および中点（１８０°）においては、抵抗素子層１８の接触点３０がそれぞれ導出部１８Ａ，１８Ｂ根元の良導電体部１８Ｃ，１８Ｄの部分となり、この良導電体部１８Ｃ，１８Ｄの幅は、上述のように、二ヶ所の絶縁部２４Ａ，２４Ｂの幅よりも広いので、第一導電体層２２と第二導電体層２３は良導電体部１８Ｃまたは１８Ｄにより短絡されて両者は同電位となり、出力Ｉと出力IIはどちらもゼロか同じ大きさの最大値となる。
【００５８】
すなわち、マイコン２５に伝達された出力電圧（出力ＩまたはII）に対し、導出部２２Ａまたは２３Ａのどちらが出力電圧を発生したのか、およびその出力電圧の大きさの情報を、マイコン２５で組み合わせて演算処理することによって操作つまみ１４を傾倒させた角度方向を認識することができるので、操作つまみを繰り返し傾倒操作をすることによって所望の角度方向等の項目を選択することができるものである。
【００５９】
以上のように本実施の形態によれば、多方向入力用の電子部品としての構成が、可撓性絶縁基板１６に形成された円形リング状の抵抗素子層１８と、これに対向して電子機器の配線基板１３に設けられた第一導電体層２２、第二導電体層２３と、操作つまみ１４のみの簡単なものであるから、小型化が容易であると共に、操作つまみ１４を所望の方向に傾倒させる際に抵抗素子層１８が第一、第二導電体層２２，２３の一方のみと接触し、その接触点３０の抵抗値による出力電圧により、操作つまみ１４を傾倒させた角度方向を認識するものであるから、マイコン２５等による処理が容易で精度が高く、しかも操作つまみ１４を傾倒させる角度方向の分解能すなわち入力方向の分解能が高い多方向入力装置を、配線基板１３、上ケース１１等の部材を共用して装着した電子機器を実現できるという効果を有するものである。
【００６０】
なお、以上の説明において、多方向入力装置の抵抗素子層１８は個別の可撓性絶縁基板１６に設けるものとして説明したが、図７の他の構成による、多方向入力装置を用いた電子機器の多方向入力装置部分の分解斜視図に示すように、各種機能の操作用スイッチの可動接点２６を可撓性配線基板３１に一括して装着する構成とし、この可撓性配線基板３１の下面に多方向入力装置の抵抗素子層１８を一体に形成することにより、多方向入力装置を用いた電子機器である携帯電話全体としての構成部材数および組立工数が更に少なく、抵抗素子層１８の導出部１８Ａ，１８Ｂからの配線も容易で、安価な多方向入力装置を用いた携帯電話とすることができる。
【００６１】
さらに、以上の説明においては、円形リング状の抵抗素子層１８に一対の導出部１８Ａ，１８Ｂを設けた場合について説明したが、図８の他の構成による多方向入力装置の接点部分の分解斜視図に示すように、抵抗素子層３２に一対の導出部３３Ａ，３３Ｂと、これらとは別の角度位置にもう一対の導出部３４Ａ，３４Ｂを設けることによって、操作つまみ１４を各導出部の近傍方向へ傾倒する場合の角度方向の分解能を更に高めることができる。
【００６２】
その内容について、簡単に説明すると、まず、上記の抵抗素子層１８に一対の導出部１８Ａ，１８Ｂを設けた場合には、前記の図５に示すように操作つまみ１４を傾倒させると、同図のＱ−Ｑ線における断面図であり接点部分の平面図である図９に示すように、操作つまみ１４下面の円形リング状の突出部１４Ｄに押圧された可撓性絶縁基板１６下面の抵抗素子層１８の接触点３０は、ある程度の長さの線接触となるが、この傾倒方向が抵抗素子層１８の導出部１８Ａ，１８Ｂの近傍方向以外の矢印Ｓの方向である場合には、線接触した接触点３０の両側方の抵抗値によって按分された出力電圧が発生し、線接触の中央方向すなわち操作つまみ１４を傾倒させた矢印Ｓの角度方向に対応した出力電圧となる。
【００６３】
しかし、操作つまみ１４を導出部１８Ａの近傍方向である導出部１８Ａの角度方向から少しだけ時計方向へずれた矢印Ｔの方向へ傾倒させた場合に、抵抗素子層１８の第一導電体層２２との接触点３０は、導出部１８Ａが出された良導電体部１８Ｃの端部を含むことになり、この時、第一導電体層２２に接続された導出部２２Ａからの出力電圧（出力Ｉ）は、抵抗素子層１８の導出部１８Ａの位置における抵抗値による出力電圧すなわち導出部１８Ａの電位そのものが出力されることになって、操作つまみ１４を傾倒した角度方向が矢印Ｔの方向ではなく導出部１８Ａの方向であることを示すことになり、導出部１８Ａ，１８Ｂの近傍での操作つまみ１４を傾倒させる角度方向の分解能は高くし難いものである。
【００６４】
そこで、前記の図８に示すように、抵抗素子層３２に二対の良導電体部３３Ｃ，３３Ｄおよび３４Ｃ，３４Ｄと、それぞれから出された導出部３３Ａ，３３Ｂおよび３４Ａ，３４Ｂを設け、マイコン等を利用してそれぞれ対の導出部３３Ａ，３３Ｂおよび３４Ａ，３４Ｂへの直流電圧の印加を短い周期で切り換えて、その周期と同期して第一導電体層２２および第二導電体層２３の導出部２２Ａおよび２３Ａの出力を検出するようにすれば、図８に示す接点部分の組立て後の平面図である図１０の可撓性絶縁基板の上面から見た平面図に示すように、例えば、操作つまみ１４を抵抗素子層３２の導出部３３Ａの近傍方向である矢印Ｕ１またはＵ２点の方向へ傾倒させた場合においても、導出部３４Ａ，３４Ｂに直流電圧が印加された時の第一導電体層２２の導出部２２Ａまたは第二導電体層２３の導出部２３Ａの出力電圧は、抵抗素子層３２の導出部３４Ａ，３４Ｂに印加された電圧を線接触した接触点３５の両側方の抵抗値によって按分したものに近いものとなり、線接触している接触点３５のほぼ中央、すなわち操作つまみ１４を傾倒させた角度方向に対応して出力電圧とすることができて、操作つまみ１４を抵抗素子層３２の導出部３３Ａの近傍方向へ傾倒させる角度方向の分解能を高くすることができるものである。
【００６５】
（実施の形態２）
図１１は本発明の第２の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図、図１２は同多方向入力装置の構成を説明する概念図である。
【００６６】
同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は前記の実施の形態１によるものにおいて、対向して形成された可撓性絶縁基板１６下面の円形リング状の抵抗素子層１８と配線基板１３上の第一導電体層２２および第二導電体層２３の間の絶縁スペーサ１６Ｂに代えて、導電部として異方性導電体からなる平板状の導通板３６を介在させて、両者の間に所定の絶縁ギャップを保つようにしたものであり、その他の部分の構成は、実施の形態１によるものと同じである。
【００６７】
この導通板３６は、ゴム基材の厚さ方向に金属粒子を配列させた異方性導電体のシートを円形リング状に加工したものであり、厚さ方向に押圧されることにより、押圧された位置の上下面間の抵抗値が絶縁状態（１０ＭΩ以上）から導通状態（数１０Ω以下）へと急激に変化するものである。
【００６８】
次に、この多方向入力装置部分の動作について説明する。
【００６９】
図１２に示すように、可撓性絶縁基板１６下面の抵抗素子層１８の導出部１８Ａ，１８Ｂの間に所定の直流電圧が印加された状態において、図１１に示す、上ケース１１の上面に露出した操作つまみ１４の上面１４Ａの押圧点２９を下方に押すと、図１３の断面図に示すように、操作つまみ１４が板ばね１７の付勢力に抗して下面の突部１４Ｂを中心として左側に傾倒し、押圧点２９に対応する突出部１４Ｄの下押圧点２９Ａが可撓性絶縁基板１６の上面を押して部分的に下方に撓ませることは、実施の形態１と同じである。
【００７０】
しかし、可撓性絶縁基板１６の下方に撓んだ部分の下面の抵抗素子層１８の接触点３０は下方の導通板３６を部分的に押圧し、導通板３６の押圧された部分の上下面間のみの抵抗値が急激に低下して絶縁状態から導通状態となり、この部分において、抵抗素子層１８の接触点３０は導通板３６下方の第一導電体層２２に導通される。
【００７１】
そして、抵抗素子層１８の導出部１８Ａと接触点３０の間の抵抗値による出力電圧が第一導電体層２２の導出部２２Ａを経由してマイコン２５に伝達されること、および、この時に第二導電体層２３からの出力電圧が発生しないことも実施の形態１の場合と同じである。
【００７２】
また、操作つまみ１４の上面１４Ａに加える押力を除くと、板ばね１７の付勢力によって、操作つまみ１４は元の垂直状態すなわち図１１に示す通常状態に復帰し、可撓性絶縁基板１６下面の抵抗素子層１８の接触点３０は可撓性絶縁基板１６自身の弾性力により元の水平状態に戻り、導通板３６に部分的に加えられていた押圧力も加わらなくなるため、導通板３６の上下面間は全体的に絶縁状態に戻る。
【００７３】
ここで、上記の導通板３６を押圧する際に、図１３に示すように導通板３６の厚さを押し縮めることにより、上下面間の抵抗値を低下させるようにするか、導通板３６の厚さは殆ど変わらずに、圧力的な刺激を感じて上下面間の抵抗値を低下させるようにするかは、必要に応じて異方性導電体の材料を変更すればよいものである。
【００７４】
以上のように本実施の形態によれば、操作つまみ１４を所望の方向に傾倒させる際に抵抗素子層１８が第一、第二導電体層２２，２３の一方のみと導通し、その接触点３０の抵抗値による出力電圧により、操作つまみ１４を傾倒させた角度方向を高い分解能で認識することができると共に、抵抗素子層１８と第一、第二導電体層２２，２３の間に所定の絶縁ギャップを確実に確保でき、更に導通板３６の押圧された位置の上下間が導通するので、導通板３６およびこれを挟む抵抗素子層１８と第一、第二導電体層２２，２３の径を小さくしかも細幅にした小型の多方向入力装置を、配線基板１３、上ケース１１等の部材を共用して装着した電子機器を実現できるという効果を有するものである。
【００７５】
なお、本実施の形態による多方向入力装置においても、抵抗素子層に二対の導出部を設けることによって、操作つまみ１４を各導出部の近傍方向へ傾倒する場合の角度方向の分解能を更に高めることができる。
【００７６】
（実施の形態３）
図１４は本発明の第３の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図、図１５は同多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【００７７】
同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は前記の実施の形態１によるものに対して、多層配線部を有する配線基板３７上の円弧状の第一、第二導電体層２２，２３の中央部およびこれに対向する可撓性絶縁基板３８下面の円形リング状の抵抗素子層１８の中央部にそれぞれ電気的に独立して、固定接点３９および可動接点４０を配設してスイッチ接点部４１を設けると共に、操作部材となる操作つまみ４２の中央に設けた貫通孔４２Ｂ内にスイッチ駆動用の押釦４３を配設してプッシュスイッチ部を付加したものであり、その他の部分の構成は実施の形態１によるものと同じである。
【００７８】
そして、スイッチ接点部４１の固定接点３９は、図１５に示すように、配線基板３７上に金属箔の貼付けまたは良導電性インクの印刷等により形成された中心部の小円形の中心接点４４とその周辺に設けられたリング状の外側接点４５からなり、配線基板３７の多層配線部（図示せず）を介して、この携帯電話に装着されたマイクロコンピュータ４６（以下、マイコン４６と表わす）に接続されている（後述の図１６参照）。
【００７９】
また、スイッチ接点部４１の可動接点４０は、弾性金属薄板を上方凸状の円形ドーム状に打抜き絞り加工したものであり、その外周下端部４０Ａが上記の外側接点４５上に載り、中央凸部４０Ｂ下面が中心接点４４と所定の間隔を空けて対峙するように、可撓性の粘着テープ４７により配線基板３７上に貼り付けられると共に、中央凸部４０Ｂ上面が可撓性絶縁基板３８の抵抗素子層１８中心の丸孔３８Ａから上方に突出している。
【００８０】
一方、押釦４３は、樹脂成形された多段円盤形で、操作つまみ４２中央の貫通孔４２Ｂにより、操作つまみ４２とは独立して上下動可能に保持されており、操作部材は操作つまみ４２と押釦４３とにより構成されている。
【００８１】
そして、この押釦４３は、通常状態において、下面中心の突部４３Ｂが粘着テープ４７を介して上記可動接点４０の中央凸部４０Ｂ上端部に当接することにより、上面４３Ａが操作つまみ４２の貫通孔４２Ｂから露出すると共に、外周のフランジ部４３Ｃが操作つまみ４２の下面を所定寸法だけ押し上げていることによって、操作つまみ４２外周の板ばね１７を少し撓ませて、操作つまみ４２をガタツキなく略垂直状態に保っている。
【００８２】
次に、この多方向入力装置部分の動作について説明する。
【００８３】
本実施の形態による多方向入力装置の構成を説明する概念図である図１６に示すように、可撓性絶縁基板３８下面の抵抗素子層１８の導出部１８Ａ，１８Ｂの間に所定の直流電圧が印加された状態において、図１４に示す、上ケース１１の上面に露出した操作つまみ４２の上面４２Ａの所望の角度方向の一点を下方に押圧すると、図１７の断面図に示すように、操作つまみ４２は中央の貫通孔４２Ｂに保持された押釦４３下面中心の突部４３Ｂを中心として押圧された方向に傾倒し、操作つまみ４２下面に形成された突出部４２Ｃが可撓性絶縁基板３８の上面を押して部分的に下方に撓ませて、その下面の抵抗素子層１８を下方の第一導電体層２２または第二導電体層２３に接触導通させる。
【００８４】
そして、抵抗素子層１８の導出部１８Ａと接触した点の間の抵抗値による出力電圧が第一導電体層２２または第二導電体層２３の導出部２２Ａまたは２３Ａを経由してマイコン４６に伝達されること、および、この状態から、操作つまみ４２の上面４２Ａに加える押力を除くと、板ばね１７の付勢力によって、操作つまみ４２は元の略垂直状態すなわち図１４に示す通常状態に復帰し、可撓性絶縁基板３８下面の抵抗素子層１８は、可撓性絶縁基板３８自身の弾性力により第一導電体層２２または第二導電体層２３から離れることは、実施の形態１の場合と同じである。
【００８５】
なお、この操作つまみ４２の傾倒操作時に、可動接点４０の反転動作力は、円形ドーム状の可動接点４０の中央凸部４０Ｂの上端部に当接した押釦４３下面の突部４３Ｂが支点となって操作つまみ４２が回動して操作つまみ４２外周の板ばね１７が撓む大きさに設定されているので、プッシュスイッチ部は動作しない。
【００８６】
以上のようにしてマイコン４６に伝達された出力電圧に対し、マイコン４６で演算処理することによって操作つまみ４２を傾倒させた方向を認識し、認識された角度方向が所望の方向であれば、次に、この方向をマイコン４６に記憶させた状態で、操作つまみ４２中央の押釦４３の上面４３Ａを押圧する。
【００８７】
この時の状態を示すのが図１８の断面図であり、押釦４３下面の突部４３Ｂがプッシュスイッチ部の円形ドーム状の可動接点４０の中央凸部４０Ｂを下方に押し下げて、可動接点４０を節度感を伴って弾性反転させ、中央凸部４０Ｂ下面を中心接点４４に接触させる。
【００８８】
これによって、スイッチ接点部４１の外側接点４５と中心接点４４の間が短絡され、その信号がマイコン４６に伝達されて、上記の記憶していた方向が決定と判断される。
【００８９】
そして、押釦４３に加える押圧力を除くと、可動接点４０は自身の弾性復元力によって元の円形ドーム形状に復帰して図１４の状態に戻り、スイッチ接点部４１も元のＯＦＦ状態に戻る。
【００９０】
なお、このプッシュスイッチ部の操作時に、押釦４３は操作つまみ４２とは独立して動くように設定されているので、操作つまみ４２は下方に少し動くが、可撓性絶縁基板３８を押し下げることはない。
【００９１】
以上のように本実施の形態によれば、外径寸法を大きくすることなく、操作つまみ４２を傾倒させた角度方向の認識信号に加えて、押釦４３を押圧することにより節度感を伴って別の信号を発することができるプッシュスイッチ部を備えた多方向入力装置を、配線基板３７、上ケース１１等の部材を共用して装着した電子機器を実現できるという効果を有するものである。
【００９２】
（実施の形態４）
図１９は本発明の第４の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図である。
【００９３】
同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は前記の実施の形態３によるものに対して、円形リング状の操作つまみ４８上面の押圧部４８Ａが下面の円形リング状の突出部４８Ｃよりも内側にあると共に、押釦４３が操作つまみ４８中央の貫通孔４８Ｂに小さい隙間で同心状に係合しているものであり、その他の部分の構成、例えば押釦４３と操作つまみ４８とで操作部材を構成することなどは、実施の形態３によるものと同じである。
【００９４】
すなわち、図１９に示すように、携帯電話の上ケース１１の貫通孔１１Ａにリング状の板ばね１７を介して支持された操作つまみ４８下面の突出部４８Ｃは、操作つまみ４８の最大径部分であるフランジ部４８Ｄの外周下面に設けられていて、上面の押圧部４８Ａの位置は突出部４８Ｃよりもかなり内側となっている。
【００９５】
そして、多層配線部を有する配線基板４９上の円弧状の第一、第二導電体層５０，５１の中央部およびこれに対向する可撓性絶縁基板５２下面の円形リング状の抵抗素子層５３の中央部に、それぞれ電気的に独立した固定接点３９および可動接点４０を配設してスイッチ接点部４１を設け、操作つまみ４８の中央の貫通孔４８Ｂ内にスイッチ駆動用の押釦４３を配設したプッシュスイッチ部を有していることは実施の形態３と同じであるが、配線基板４９上の第一、第二導電体層５０，５１および可撓性絶縁基板５２下面の抵抗素子層５３の径は、上記の操作つまみ４８下面の突出部４８Ｃの径に対応した大きな径となっている。
【００９６】
また、操作つまみ４８の貫通孔４８Ｂ内に小さい隙間で同心状に係合している押釦４３は、操作つまみ４８に対して独立して上下動可能であるが、通常状態において、下面中心の突部４３Ｂが上記可動接点４０の中央凸部４０Ｂ上端部に当接することにより、上面４３Ａが操作つまみ４８の貫通孔４８Ｂから露出すると共に、外周のフランジ部４３Ｃが操作つまみ４８の下面を所定寸法だけ押し上げていることによって、操作つまみ４８外周の板ばね１７を少し撓ませて、操作つまみ４８をガタツキなく略垂直状態に保っていることも実施の形態３の場合と同じである。
【００９７】
次に、この多方向入力装置部分の動作について説明する。
【００９８】
本実施の形態による多方向入力装置を備えた携帯電話において、可撓性絶縁基板５２下面の抵抗素子層５３の二つの導出部（図示せず）の間に所定の直流電圧が印加された状態において、図１９に示す、上ケース１１の上面に露出した操作つまみ４８の上面の所望の押圧部４８Ａを下方に押圧すると、まず、図２０の断面図に示すように、操作つまみ４８は中央の貫通孔４８Ｂに保持した押釦４３下面中心の突部４３Ｂを中心として押圧された方向に傾倒し、対応する位置の操作つまみ４８下面の突出部４８Ｃが可撓性絶縁基板５２の上面を押して部分的に下方に撓ませて、その下面の抵抗素子層５３を下方の第一導電体層５０または第二導電体層５１に接触導通させ、抵抗素子層５３の導出部（図示せず）と接触点５３Ａの間の抵抗値による出力電圧が第一導電体層５０または第二導電体層５１の導出部（図示せず）を経由してマイコン（図示せず）に伝達され、マイコンで演算処理することによって操作つまみ４８を傾倒させた角度方向を仮認識する。
【００９９】
そして、この状態から更に、操作つまみ４８の同じ押圧部４８Ａを下方に押し下げると、今度は、図２１の断面図に示すように、操作つまみ４８が上記接触点５３Ａ上方の突出部４８Ｃの先端を支点として反対方向に傾倒し、中央の貫通孔４８Ｂに保持した押釦４３が下方に動き、その下面中心の突部４３Ｂがスイッチ接点部４１の円形ドーム状の可動接点４０の中央凸部４０Ｂを下方に押し下げて、可動接点４０を節度感を伴って弾性反転させ、中央凸部４０Ｂ下面を中心接点４４に接触させる。
【０１００】
これによって、スイッチ接点部４１の外側接点４５と中心接点４４の間が短絡され、その信号がマイコンに伝達されて、上記の仮記憶された角度方向がマイコンに認識される。
【０１０１】
すなわち、操作つまみ４８を傾倒させた角度方向が節度感を伴ってマイコンに認識される。
【０１０２】
ここで、押釦４３は操作つまみ４８中央の貫通孔４８Ｂに小さい隙間で同心状に係合しているので、操作つまみ４８を傾倒させた角度方向に関係なく、プッシュスイッチ部は確実に動作する。
【０１０３】
そして、操作つまみ４８の押圧部４８Ａに加える押圧力を除くと、可動接点４０は自身の弾性復元力によって元の円形ドーム形状に復帰してスイッチ接点部４１はＯＦＦ状態に戻り、板ばね１７の付勢力によって、操作つまみ４８が元の略垂直状態に復帰すると共に、可撓性絶縁基板５２下面の抵抗素子層５３は可撓性絶縁基板５２自身の弾性力により第一導電体層５０または第二導電体層５１から離れ、元の図１９の状態となる。
【０１０４】
以上のようにしてマイコンに認識された角度方向が所望の方向であれば、次に、この方向をマイコンに記憶させた状態で、操作つまみ４８中央の押釦４３の上面４３Ａを押圧する。
【０１０５】
この時の状態を示すのが図２２の断面図であり、押釦４３下面の突部４３Ｂが円形ドーム状の可動接点４０の中央凸部４０Ｂを下方に押し下げて、可動接点４０を節度感を伴って弾性反転させ、中央凸部４０Ｂ下面を中心接点４４に接触させる。
【０１０６】
これによって、スイッチ接点部４１の外側接点４５と中心接点４４の間が短絡され、その信号がマイコンに伝達されて、上記の記憶していた方向が決定と判断される。
【０１０７】
そして、押釦４３に加える押圧力を除くと、可動接点４０は自身の弾性復元力によって元の円形ドーム形状に復帰して図１９の状態に戻り、スイッチ接点部４１も元のＯＦＦ状態に戻る。
【０１０８】
なお、このプッシュスイッチ部の操作時に、押釦４３は操作つまみ４８とは独立して動くように設定されているので、操作つまみ４８は下方に少し動くが、可撓性絶縁基板５２を押し下げることはない。
【０１０９】
以上のように本実施の形態によれば、操作つまみ４８上面の押圧部４８Ａを押して所望の角度方向に傾倒させることにより抵抗素子層５３が第一または第二導電体層５０または５１と接触して角度方向を認識する際に、節度感によりその認識を感知することができると共に、押釦４３のみを押圧することによっても、プッシュスイッチ部が節度感を伴って動作して信号を発する多方向入力装置を、配線基板４９、上ケース１１等の部材を共用して装着した電子機器を実現できるという効果を有するものである。
【０１１０】
（実施の形態５）
図２３は、本発明の第５の実施の形態による多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図、図２４は、同多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【０１１１】
同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は、操作部材２００以外の部分を半田付け装着可能な個片の電子部品１０２として形成したものにより構成されるものである。
【０１１２】
まず、その多方向入力用の電子部品１０２から説明すると、１０３は絶縁樹脂製からなる電子部品用のケースであり、その上面には、一枚の平坦な導電金属板からなる平面基板１０４が配されている。
【０１１３】
そして、この平面基板１０４の上方に所定ギャップを空けて可撓性を有する絶縁基板１０５が固定されている。
【０１１４】
この絶縁基板１０５の下面には、円形リング状の抵抗素子層１０６および、その抵抗素子層１０６から外周に向かう放射状に導出部１０７が９０°間隔で形成されていると共に、その抵抗素子層１０６および導出部１０７以外の部分には、絶縁スペーサ１０８が形成されている。
【０１１５】
この抵抗素子層１０６は、一様な比抵抗の一様な幅に形成されている。
【０１１６】
なお、図２４においては、絶縁基板１０５の下面に配された抵抗素子層１０６を判り易くするためにハッチングを施して表記している。
【０１１７】
そして、上記絶縁スペーサ１０８を介在させることによって、平面基板１０４と絶縁基板１０５の抵抗素子層１０６とは、所定間隔を保っている。
【０１１８】
そして、１０９は、円形リング状の抵抗素子層１０６の外径よりも若干大きく形成された操作用孔１０９Ａを上面部に備えた金属カバーであり、その操作用孔１０９Ａと抵抗素子層１０６との位置を対応させた状態で、絶縁基板１０５の抵抗素子層１０６が形成されていない上面側から被せられ、その上面部に一体形成されたカシメ固定脚部１０９Ｂが、絶縁基板１０５と平面基板１０４とケース１０３とを抱き込みケース１０３底面でカシメ固定されることによって、それらの部材を結合させている。
【０１１９】
また、このときケース１０３に設けられた上方に突出した位置決め突起１０３Ａが、平面基板１０４、絶縁基板１０５、金属カバー１０９のそれぞれに設けられた位置決め孔１０４Ａ，１０５Ａ，１０９Ｃに同軸上で挿通されて、金属カバー１０９上に突出した部分をカシメられている。
【０１２０】
そして、上記状態において、ケース１０３に位置決め装着された絶縁基板１０５下面の抵抗素子層１０６の導出部１０７には、ケース１０３に固定された上方に延出している弾性脚１１０がそれぞれ所定圧力で弾接している。
【０１２１】
そして、この弾性脚１１０は、図２５のケースの上面図に示すように、上面視四角形状のケース１０３の四箇所の角部に位置するようにインサート成形によって固定され、それぞれの弾性脚１１０の他方の端部は、ケース１０３から外方に延出されており、この延出部分が、入力用端子１１０Ａとなっている。
【０１２２】
一方、平面基板１０４には出力用端子１１１が一体形成され、その出力用端子１１１は、上記入力用端子１１０Ａと同一面でケース１０３の外方に突出している。
【０１２３】
なお、平面基板１０４は、上記弾性脚１１０と接することが無いように、弾性脚１１０が設けられた位置に対応することとなる角部が加工形成されて切除された形状となっている。
【０１２４】
一方、ケース１０３の中央部には、スイッチ用の中心および外側接点１１２および１１３が配設固定され、それぞれのスイッチ端子１１２Ａおよび１１３Ａも、入力用端子１１０Ａおよび出力用端子１１１と高さ位置を合わせてケース１０３から外方に導出されている。
【０１２５】
そして、この外側接点１１３上に、上方に突出した円形ドーム状で金属薄板からなる可動接点１１４が載せられ、その可動接点１１４上部およびケース１０３上面部を粘着テープ１１５で粘着固定することにより、可動接点１１４は平面基板１０４と電気的に絶縁された状態でケース１０３に位置決め装着されている。
【０１２６】
そして、この状態で可動接点１１４の中央部下面は、中心接点１１２と所定間隔を維持している。
【０１２７】
また、この可動接点１１４の径は、抵抗素子層１０６の円形リングの内部で構成される円形部の径よりも小さく、かつ両者は中心位置が同軸上で合わされて組込まれている。
【０１２８】
そして、その可動接点１１４の中央部上に対応する平面基板１０４および絶縁基板１０５の位置には、押下用孔１０４Ｂおよび１０５Ｂが構成されている。
【０１２９】
この多方向入力操作用の電子部品１０２は、以上のように構成されるものであり、以下図２３を用いて、この電子部品１０２を組込んだ多方向入力装置について説明する。
【０１３０】
同図に示すように、この電子部品１０２は、ケース１０３の底部のボス１０３Ｂを使用機器の配線基板１２０の基板貫通孔１２０Ａに挿通させて位置決めされ、それぞれの端子１１０Ａ，１１１，１１２Ａ，１１３Ａ（同図には出力用端子１１１しか図示せず。）を配線基板１２０上の所定配線部にハンダ付け固定することにより装着されている。
【０１３１】
そして、この電子部品１０２の上方に、所定の上下動および傾倒操作が可能な操作部材２００が配されている。
【０１３２】
この操作部材２００は、半球状の球体部２０１の下面に同心的に形成されたリング状突起２０２および、その中心にリング状突起２０２よりも高さの高い中心凸部２０３を備えている。
【０１３３】
そして、この操作部材２００の外周部２０５が、上ケースなどに相当する外装部材２０６で押え込まれることにより、リング状突起２０２が、電子部品１０２の抵抗素子層１０６に対応した上方位置に、また中心凸部２０３が、電子部品１０２の可動接点１１４中央に対応する上方に位置するように操作部材２００は装着されている。
【０１３４】
そして、その外装部材２０６で押え込まれた操作部材２００の外周部２０５と球体部２０１とは、下方全方位に広がるスカート状の弾性部２０７で連結され、この弾性部２０７の作用によって、リング状突起２０２と絶縁基板１０５との間、および中心凸部２０３と可動接点１１４上の粘着テープ１１５との間に、所定間隔が維持できるようになっている。
【０１３５】
また、球体部２０１の上面中央部には、操作部２０８が設けられ、外装部材２０６の操作用孔２０６Ａから突出している。
【０１３６】
そして、この操作用孔２０６Ａの下端部は、球体部２０１の形状に合わせた球状に加工されており、操作部２０８に操作力を加えていない図２３に示す通常状態では、弾性部２０７の作用によって押し上げられている状態の球体部２０１の上方中間部分が、操作用孔２０６Ａの下端部に当接することにより、操作部材２００は中立位置を保っている。
【０１３７】
本実施の形態による多方向入力装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明する。
【０１３８】
まず、図２３に示す操作部材２００が中立位置にある通常状態に対し、操作部２０８に操作部材２００を図２３中で左側に傾倒させる力を加えると、その方向に対応する左側の弾性部２０７が撓みながら操作部材２００の球体部２０１が操作用孔２０６Ａの下端部に沿って回動していく。
【０１３９】
そして、所定角度まで操作部材２００が回動すると、リング状突起２０２の下方側に移動した部分が対応する絶縁基板１０５上面に当接してその部分を押し下げ、図２６に示すように、その下面に配されている抵抗素子層１０６の対応部分を平面基板１０４に接触させる。
【０１４０】
このとき、電子部品１０２の入力用端子１１０Ａの内、所定の二つの入力用端子１１０Ａ間に所定電圧を印加することによって、上記所定の二つの入力用端子１１０Ａに繋がった二つの弾性脚１１０および二つの導出部１０７を介し、抵抗素子層１０６に上記所定電圧を印加する。
【０１４１】
なお、弾性脚１１０は、導出部１０７に所定の圧力で弾接しているため、印加電圧は損失少なく抵抗素子層１０６に確実に伝達されて印加される。
【０１４２】
そして、この状態で平面基板１０４の出力用端子１１１から第一の出力電圧値を検出する。
【０１４３】
この第一の出力電圧値をマイクロコンピュータ等で演算処理することによって、抵抗素子層１０６が、平面基板１０４に接触した部分の候補として二箇所を特定する。
【０１４４】
さらに、マイクロコンピュータなどを用いて、上記二つの入力用端子１１０Ａの印加を止め、短い高速の周期で上記二つの入力用端子１１０Ａとは異なる二つの入力用端子１１０Ａを介して抵抗素子層１０６に所定電圧を印加し、出力用端子１１１から第二の出力電圧値を検出する。
【０１４５】
この第二の出力電圧値をも、マイクロコンピュータ等で演算処理することによって、抵抗素子層１０６が平面基板１０４に接触した部分の候補として二箇所を特定する。
【０１４６】
そして、上記第一の出力電圧値で特定された候補および上記第二の出力電圧値で特定された候補を、マイクロコンピュータ等を用いて比較し、両者で合致する位置を、抵抗素子層１０６が平面基板１０４に接触した位置と判定して、操作された操作方向を決定させ、それに合わせて電子機器における所定の制御を行うようにする。
【０１４７】
そして、上記操作部材２００の操作部２０８への操作力を除くと、図２６に示す撓んだ左側近傍の弾性部２０７が元の形状に復元し、その復元力で操作部材２００は図２３に示す中立状態に戻る。
【０１４８】
なお、上記には操作部材２００を左側に傾倒させた場合について説明したが、抵抗素子層１０６は、円形リング状に構成されているため、上記に説明した以外の方向に傾倒させても同様な動作となって、３６０°の全周方向で傾倒操作方向を検出することができる。
【０１４９】
また、その接触位置を特定するための第一および第二の出力電圧値の分解能を調節することにより、傾倒操作方向の分解能を設定することも可能となる。
【０１５０】
なお、上記の傾倒操作時に、可動接点１１４は操作部材２００の中心凸部２０３で少し押下力を受けるが、この可動接点１１４は、上記押下力で作動しない動作力のもので構成されているため、スイッチの状態は切り換わることはない。
【０１５１】
一方、操作部材２００の操作部２０８に対して垂直下方への押下力を加えて、球体部２０１を下方に移動させると、スカート状の弾性部２０７が全方位に亘って撓んでいき、球体部２０１下面の中心凸部２０３の先端が粘着テープ１１５上面に当接し、粘着テープ１１５を介して可動接点１１４を押下していく。
【０１５２】
そして、その押下力が所定の力を越えると、可動接点１１４は、節度感を持って反転動作し、その下面が中心接点１１２に接し、図２７の断面図に示すように、可動接点１１４を介して中心および外側接点１１２および１１３の間、つまりスイッチ端子１１２Ａおよび１１３Ａ（共に図示せず）間が電気的に導通する。
【０１５３】
そして、上記操作部材２００の操作部２０８に対する垂直下方への押下力を除くと、可動接点１１４およびスカート状の弾性部２０７が元の形状に復元し、それらの復元力で操作部材２００は図２３に示す中立状態に戻る。
【０１５４】
なお、上記の押下操作時には、操作部材２００のリング状突起２０２は、絶縁基板１０５に当接しないように構成されている。
【０１５５】
このように、本実施の形態による多方向操作装置およびそれを用いた電子機器は、操作部材２００に対する傾倒操作方向が、３６０°の全方向で高分解能に検出できると共に、押下操作によってスイッチの状態を切り換えることができるものである。
【０１５６】
そして、この多方向操作装置を備えた電子機器は、操作部材２００に対する傾倒操作方向に合わせて制御することにより、例えば表示部に表示されたカーソルを、表示画面上で斜め方向などに容易かつ自在に移動させることができるものとなるため、使い勝手のよいものにでき、さらに、操作部材２００に対する押下操作で得られるスイッチ信号を決定・確定信号として用いると、さらに利便性に優れたものにできる。
【０１５７】
さらに、操作部材２００を傾倒操作した状態を計時して、所定時間以上、同一方向に操作された状態が検出された際、または、所定時間内に同一方向に複数回操作された状態が検出された際に、制御状態を変える、例えば表示部に表示されたカーソルやアイコンの移動速度を可変させるようにしてもよく、上記操作形態は、片手で容易に操作可能なものであるため、さらに使い勝手がよく利便性の優れたものにできる。
【０１５８】
なお、本実施の形態による多方向入力装置においては、抵抗素子層１０６への印加を所定周期で高速に切り換えつつ行うものであるため、上述の計時時間の設定は、上記印加電圧の切換え周期の倍数の時間で設定することが好ましい。
【０１５９】
そして、本実施の形態による多方向操作装置は、その傾倒方向や押下の検出部となる部材を電子部品１０２として小型・薄型に構成したものであるため、取扱いが容易で、他の搭載部品と共に使用機器の配線基板１２０に実装機等を用いて実装することもできる。
【０１６０】
なお、上記の電子部品１０２においては、スイッチを付加しているものを説明したが、スイッチを構成していないものであってもよい。
【０１６１】
（実施の形態６）
図２８は、本発明の第６の実施の形態による多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図、図２９は同多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【０１６２】
同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置も、実施の形態５によるものと同様に、操作部材２００以外の部分を個片の電子部品３０２として構成したものであるため、実施の形態５と同様の部分の説明は省略する。
【０１６３】
同図において、３０３は、絶縁樹脂製の電子部品用のケースであり、その上部には絶縁基板３０４が固定され、その絶縁基板３０４上には、一様な比抵抗で一様な幅に形成された円形リング状の抵抗素子層３０５が上面側に露出している。
【０１６４】
なお、図２９中においても抵抗素子層３０５を判り易くするためにハッチングを施している。
【０１６５】
そして、その抵抗素子層３０５から外周に向かう放射状に９０°間隔で形成された導出部（図示せず）に固定された入力用端子３０６は、ケース３０３の側部から外方に突出している。
【０１６６】
また、ケース３０３の上部には、抵抗素子層３０５から若干の間隔を空けてその外方部分に抵抗素子層３０５の高さ位置よりも高い平坦外周段部３０７が構成されており、その平坦外周段部３０７上に重ねて弾性導電金属板からなる平面基板３０８が配設されている。
【０１６７】
この平坦外周段部３０７により、抵抗素子層３０５と平面基板３０８とは所定ギャップを保っている。
【０１６８】
そして、この平面基板３０８には、出力用端子３０９が一体形成されており、入力用端子３０６と同じ高さ位置でケース３０３の外方に突出している。
【０１６９】
そして、３１０は、円形リング状の抵抗素子層３０５の外径よりも若干大きく形成された操作用孔３１０Ａを上面部に備えた金属カバーであり、その操作用孔３１０Ａと抵抗素子層３０５との位置を対応させた状態で、絶縁基板３０４の抵抗素子層３０５が形成されていない上面側から被せられ、その上面部に一体形成されたカシメ固定脚部３１０Ｂが、平面基板３０８とケース３０３とを抱き込みケース３０３底面でカシメ固定されることによって、両部材を結合させている。
【０１７０】
また、このときにケース３０３の上方に突出した位置決め突起３０３Ａは、それぞれ平面基板３０８、金属カバー３１０に設けられた位置決め孔３０８Ａ，３１０Ｃに同軸上で挿通されて、金属カバー３１０上に突出した部分をカシメられている。
【０１７１】
一方、このケース３０３には、その中央部となる抵抗素子層３０５の円形リングの内部で構成される円形部よりも内側にリング状の内周段部３１１を有し、その内周段部３１１内には、スイッチ用の中心および外側接点３１２および３１３が配設固定され、それぞれのスイッチ端子３１２Ａおよび３１３Ａもケース３０３から他の端子と同一高さで外方に延出されている。
【０１７２】
そして、この外側接点３１３上に、円形ドーム状で金属薄板からなる可動接点３１４が載せられ、その可動接点３１４上部およびケース３０３の上面部に粘着テープ３１５が粘着固定されることにより、可動接点３１４は位置決めされると共に、平面基板３０８と電気的に絶縁されている。
【０１７３】
そして、このように装着された可動接点３１４の中央部下面は、中心接点３１２に対峙して所定間隔を保っている。
【０１７４】
なお、ケース３０３の内周段部３１１と平坦外周段部３０７とは同一高さに構成され、可動接点３１４を粘着固定した状態での粘着テープ３１５の上面位置は、それらよりも低い高さ位置となっている。
【０１７５】
そして、この可動接点３１４の中央部上に対応する平面基板３０８の位置には、押下用孔３０８Ｂが構成されている。
【０１７６】
本実施の形態による多方向入力用の電子部品３０２は、以上のように構成されるものである。
【０１７７】
そして、この電子部品３０２は、図２８にも示してあるように、ケース３０３の底部のボス３０３Ｂを使用機器の配線基板１２０の基板貫通孔１２０Ａに挿通させて位置決めされ、それぞれの端子３０６，３０９，３１２Ａ，３１３Ａ（同図には出力用端子３０９しか表記せず。）を配線基板１２０上の所定配線部にハンダ付け固定されて装着されている。
【０１７８】
そして、この電子部品３０２の上方に、所定の上下動および傾倒操作が可能な操作部材２００が配されている。
【０１７９】
この操作部材２００は、実施の形態５によるものと同じであり、その形状や外装部材２０６との配設ならびに係合状態も同じであるため、その説明は省略するが、上記の所定状態で装着された操作部材２００において、その球体部２０１下面のリング状突起２０２は平面基板３０８に、また中心凸部２０３は粘着テープ３１５に、所定の間隔を持って対向状態で配置されている。
【０１８０】
そして、リング状突起２０２と抵抗素子層３０５とは、上下方向で位置が合わせられている。
【０１８１】
本実施の形態による多方向入力装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明するが、実施の形態５と同様の部分は、詳細な説明を省略する。
【０１８２】
まず、図２８に示す操作部材２００が中立位置にある状態に対し、操作部材２００の操作部２０８に図２８中で左側に傾倒させる力を加えると、その方向に対応する左側の弾性部２０７が撓みながら球体部２０１が回動していき、リング状突起２０２の下方側に移動した部分が平面基板３０８の対応部分を押し下げ、図３０に示すように、その箇所に対応する平面基板３０８の下面が抵抗素子層３０５に接触する。
【０１８３】
この状態で、電子部品３０２の入力用端子３０６の内、所定の二つの入力用端子３０６間に所定電圧を印加することによって、抵抗素子層３０５に上記所定電圧を印加し、平面基板３０８の出力用端子３０９から第一の出力電圧値を検出する。
【０１８４】
この第一の出力電圧値をマイクロコンピュータ等で演算処理することによって、抵抗素子層３０５が、平面基板３０８に接触した部分の候補として二箇所を特定する。
【０１８５】
さらに、マイクロコンピュータなどを用いて、上記二つの入力用端子３０６の印加を止め、短い高速の周期で上記二つの入力用端子３０６とは異なる二つの入力用端子３０６を介して抵抗素子層３０５に印加して出力用端子３０９から第二の出力電圧値を検出する。
【０１８６】
この第二の出力電圧値をも、マイクロコンピュータ等で演算処理することによって、抵抗素子層３０５が、平面基板３０８に接触した部分の候補として二箇所を特定する。
【０１８７】
そして、上記第一の出力電圧値で特定された候補および上記第二の出力電圧値で特定された候補を、マイクロコンピュータ等を用いて比較し、両者で合致する位置を、抵抗素子層３０５が平面基板３０８に接触した位置と判定して、操作された操作方向を決定させ、それに合わせて電子機器における所定の制御を行うようにする。
【０１８８】
そして、上記操作部材２００の操作部２０８への操作力を除くと、弾性部２０７および平面基板３０８が元の形状に復元し、その復元力で操作部材２００は図２８に示す中立状態に戻る。
【０１８９】
また、本実施の形態による電子部品３０２は実施の形態５によるものと同様に、抵抗素子層３０５が、円形リング状に構成されているため、上記に説明した以外の方向に傾倒させても同様な動作となって、３６０°全周方向で傾倒操作方向を容易かつ高分解能で検出することができる。
【０１９０】
なお、上記の傾倒操作時に、操作部材２００の中心凸部２０３は、可動接点３１４を押下しないように構成されていることは実施の形態５の場合と同じである。
【０１９１】
一方、操作部材２００の操作部２０８に対して垂直下方への押下力を加えて、球体部２０１を下方に移動させると、スカート状の弾性部２０７が撓んでいき、球体部２０１下面の中心凸部２０３の先端が粘着テープ３１５上面に当接した後、粘着テープ３１５を介して可動接点３１４を押下していく。
【０１９２】
そして、その押下力が所定の力を越えると、可動接点３１４は、節度感を持って反転動作し、図３１に示すように、その下面が中心接点３１２に接し、可動接点３１４を介して中心および外側接点３１２および３１３の間、つまりスイッチ端子３１２Ａおよび３１３Ａ間が電気的に導通する。
【０１９３】
そして、上記操作部材２００の操作部２０８に対する下方への押下力を除くと、可動接点３１４、スカート状の弾性部２０７、平面基板３０８が元の形状に復元し、それらの復元力で操作部材２００は図２８に示す中立状態に戻る。
【０１９４】
なお、上記の押下操作時には、操作部材２００のリング状突起２０２は、平面基板３０８に当接しないように構成されている。
【０１９５】
このように、本実施の形態による多方向操作装置およびそれを用いた電子機器においては、実施の形態５によるものと同様に、操作部材２００に対する傾倒操作方向が、３６０°の全方向で高分解能に検出できると共に、押下操作によってスイッチの状態を切り換えるものにでき、その傾倒および押下により得られる信号を用いることにより、使い易い高機能のものを容易に実現することができる。
【０１９６】
また、本実施の形態のものも、操作部材２００以外の部分を電子部品３０２として小型・薄型に構成したものであるため、取扱いが容易で、他の部品と共に使用機器の配線基板１２０に実装機などを用いて実装することが可能である。
【０１９７】
さらに、この電子部品３０２は、操作部材２００によって操作される部材を弾性金属薄板からなる平面基板３０８で構成しているため、操作部材２００と高い組み合わせ精度で組み合わさずとも全方位の操作方向検出が可能なものを容易に実現でき、また操作部材２００により繰り返して操作されても、平面基板３０８の伸びや変形などが少ないため、長期に亘って安定した操作性を備えたものにできる。
【０１９８】
なお、この電子部品３０２においても、スイッチのないものであってもよい。
【０１９９】
（実施の形態７）
本実施の形態は、実施の形態５で説明した多方向入力用の電子部品１０２に対して異なる操作方法によって操作できるように構成された多方向入力装置を説明するものであり、その電子部品１０２自体は実施の形態５と同じものであるため、説明を省略し、異なる部分を主として説明する。
【０２００】
図３２は、本発明の第７の実施の形態による多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図であり、同図に示すように、多方向入力用の電子部品１０２は、使用機器の配線基板１２０上の所定位置にハンダ付けにより装着固定されている。
【０２０１】
そして、この電子部品１０２の上方に、所定の上下動および配線基板１２０面に対して平行な方向への直線動操作が可能な樹脂製の操作部材４００が配されている。
【０２０２】
この操作部材４００は、中央が、鍔状部４０１Ａを有する円形操作部４０１となり、その外周に同心状に配された複数のリング状部４０２が、リング毎に角度位置を変えて連結桟４０３で連結されたものとなっている（図３３参照）。
【０２０３】
そして、その最外周リング状部４０４は、外装部材５００に装着され、この状態で円形操作部４０１の下面中心に設けられた中心凸部４０５は、電子部品１０２の中心位置に対して所定の間隔を保って対峙すると共に、円形操作部４０１の上部４０６は、その上部４０６よりも所定範囲で大きく形成された外装部材５００の操作用孔５０１から中心位置を合わせて露出または突出状態になっている。
【０２０４】
なお、円形操作部４０１の中心凸部４０５は、絶縁基板１０５下面の抵抗素子層１０６に干渉しない径で構成されている。
【０２０５】
また、円形操作部４０１の鍔状部４０１Ａは、上記外装部材５００の操作用孔５０１よりも大径に形成されており、その上面は外装部材５００下面に摺動可能に当接状態になっている。
【０２０６】
そして、この円形操作部４０１下部には、中心凸部４０５を中心として下方側に広がるすり鉢状の弾性部材４０７が装着され、その先端部４０７Ａは、円形リング状の抵抗素子層１０６よりも外周位置に相当する絶縁基板１０５上面に弾接している。
【０２０７】
つまり、すり鉢状の弾性部材４０７の下端径は、抵抗素子層１０６の径よりも大きく、操作部材４００が操作されない通常状態において、抵抗素子層１０６に対して、先端部４０７Ａは同心状に弾接している。
【０２０８】
そして、この操作部材４００は、弾性部材４０７の弾性力による上方への付勢力で付勢され、その鍔状部４０１Ａの上面が外装部材５００の下面に当接されて、上下方向の位置決めがなされている。
【０２０９】
本実施の形態による多方向入力装置は、以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【０２１０】
まず図３２に示す操作部材４００が操作されない通常状態から、操作部材４００の円形操作部４０１の上部４０６を水平に操作、つまり配線基板１２０面に対して平行に直線動させると、複数のリング状部４０２間の連結桟４０３で連結されていない部分の間が狭まっていくことにより、円形操作部４０１の側面が外装部材５００の操作用孔５０１に当接するまで、円形操作部４０１は水平移動していく。
【０２１１】
そして、これに伴って、すり鉢状の弾性部材４０７も同一方向に移動していき、図３４の断面図に示すように、その先端部４０７Ａが、抵抗素子層１０６が形成された部分に相当する絶縁基板１０５上面に移動し、弾性部材４０７自身の弾性力で絶縁基板１０５を押し下げて、抵抗素子層１０６の所定位置を平面基板１０４に接触させる。
【０２１２】
このときに、操作部材４００下面の中心凸部４０５は、可動接点１１４などとは全く干渉しないため、スイッチの状態が切り換わることはない。
【０２１３】
なお、上記状態で、その接触位置の検出をする方法などは、実施の形態５の場合などと同様であるため説明を省略するが、本実施の形態によるものは、操作方向に対して１８０°反対の箇所が検出されるため、それを正規の操作方向に補正して使用する。
【０２１４】
そして、操作部材４００の円形操作部４０１への水平な操作力を除くと、複数のリング状部４０２が元の状態に復元することにより、図３２に示す通常状態に戻る。
【０２１５】
一方、図３２に示す通常状態において、操作部材４００の円形操作部４０１の上部４０６に垂直下方に向かう押し下げ力を加えると、複数のリング状部４０２間の連結桟４０３が少しずつ中央側が低い傾斜状態になっていき円形操作部４０１は下方に移動する。
【０２１６】
このときに、弾性部材４０７は、外方に広がるように弾性変形し、抵抗素子層１０６は押し下げられることはない。
【０２１７】
そして、円形操作部４０１下面の中心凸部４０５が、図３５の断面図に示すように、電子部品１０２の中央位置に配されたスイッチの可動接点１１４を粘着テープ１１５を介して押下していき、スイッチをＯＮ状態とする。
【０２１８】
なお、上記スイッチの動作状態は、実施の形態５と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【０２１９】
そして、上記操作部材４００への押し下げ力を除くと、可動接点１１４が元の形状に復元してスイッチがＯＦＦ状態に戻ると共に、弾性部材４０７も元の形状に復元し、かつ複数のリング状部４０２間の連結桟４０３が配線基板１２０面に平行な元の状態に復元することによって図３２の通常状態に戻る。
【０２２０】
このとき、操作部材４００の鍔状部４０１Ａの上面が外装部材５００の下面に当接することにより、操作部材４００は、元の位置に停止する。
【０２２１】
このように本実施の形態によるものは、操作部材４００を配線基板１２０面に水平な直線動操作または押下操作して電子部品１０２を操作するものであるため、使用機器の外装形状をよりスリムに構成できるものである。
【０２２２】
なお、弾性部材４０７としてすり鉢状のものを説明したが、それ以外の形状のものであってもよく、例えば扇形のものを複数個装着しても同様の効果を得られる。
【０２２３】
また、操作部材４００の直線動操作方向を互いに直交する四方向、または等角度に分割された八方向のみに移動可能に規制してもよく、この場合にはその移動方向に対応する弾性部材のみを装着したものとし、その直線移動操作によってその方向のみの簡素な検出のみをするようにしてもよい。
【０２２４】
さらに、電子部品１０２としてスイッチのないものであってもよく、この場合には、操作部材４００の鍔状部４０１Ａの径を、操作部材４００の直線動操作した際を含めて、外装部材５００の操作用孔５０１を塞ぐ大きさに構成することにより、使用機器の防塵性能を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２５】
本発明による多方向入力装置およびこれを用いた電子機器は、入力方向の分解能が高いものとして実現することができるという特徴を有し、各種電子機器の入力操作部などを構成する等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図２】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図３】同外観斜視図
【図４】同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図５】図３のＰ−Ｐ線における断面図
【図６】同多方向入力装置部分の出力電圧のグラフ
【図７】同他の構成による、多方向入力装置を用いた電子機器の多方向入力装置部分の分解斜視図
【図８】同他の構成による多方向入力装置の接点部分の分解斜視図
【図９】図５のＱ−Ｑ線における断面図である接点部分の平面図
【図１０】図８に示す接点部分の組立て後の平面図
【図１１】本発明の第２の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図１２】同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図１３】同操作つまみを押圧・傾倒させた状態の断面図
【図１４】本発明の第３の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図１５】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図１６】同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図１７】同操作つまみを押圧・傾倒させた状態の断面図
【図１８】同押釦を押圧した状態の断面図
【図１９】本発明の第４の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器としての携帯電話の要部断面図
【図２０】同操作つまみを押圧・傾倒させた状態の断面図
【図２１】同操作つまみを更に押圧した状態の断面図
【図２２】同押釦を押圧した状態の断面図
【図２３】本発明の第５の実施の形態による多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図
【図２４】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図２５】同主要部材となる多方向操作入力用の電子部品のケースの上面図
【図２６】同傾倒操作状態を示す断面図
【図２７】同押下操作状態を示す断面図
【図２８】本発明の第６の実施の形態による多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図
【図２９】同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図３０】同傾倒操作状態を示す断面図
【図３１】同押下操作状態を示す断面図
【図３２】本発明の第７の実施の形態による多方向入力装置を備えた電子機器の要部断面図
【図３３】同主要部材となる操作部材の上面図
【図３４】同直線動操作状態を示す断面図
【図３５】同押下操作状態を示す断面図
【図３６】従来の多方向入力装置に使用される多方向入力用電子部品としての多方向操作スイッチの断面図
【図３７】同分解斜視図
【図３８】同操作体を傾倒させた状態の断面図
【符号の説明】
【０２２７】
１１  上ケース
１１Ａ  貫通孔
１２  下ケース
１３，３７，４９，１２０  配線基板
１４，４２，４８  操作つまみ
１４Ａ，４２Ａ，４３Ａ  上面
１４Ｂ，４３Ｂ  突部
１４Ｃ，４３Ｃ，４８Ｄ  フランジ部
１４Ｄ，４２Ｃ，４８Ｃ  突出部
１６，３８，５２  可撓性絶縁基板
１６Ａ  スペーサ
１６Ｂ，１０８  絶縁スペーサ
１７  板ばね
１８，３２，５３，１０６，３０５  抵抗素子層
１８Ａ，１８Ｂ，２２Ａ，２３Ａ，３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ，１０７  導出部
１８Ｃ，１８Ｄ，３３Ｃ，３３Ｄ，３４Ｃ，３４Ｄ  良導電体部
１９Ａ，１９Ｂ  接続部
２０  押圧ばね
２１Ａ，２１Ｂ  接続接点
２２，５０  第一導電体層
２３，５１  第二導電体層
２４Ａ，２４Ｂ  絶縁部
２５，４６  マイクロコンピュータ
２９  押圧点
２９Ａ  下押圧点
３０，３５，５３Ａ  接触点
３１  可撓性配線基板
３６  導通板
３８Ａ  丸孔
３９  固定接点
４０，１１４，３１４  可動接点
４０Ａ  外周下端部
４０Ｂ  中央凸部
４１  スイッチ接点部
４２Ｂ，４８Ｂ  貫通孔
４３  押釦
４４，１１２，３１２  中心接点
４５，１１３，３１３  外側接点
４７，１１５，３１５  粘着テープ
４８Ａ  押圧部
１０２，３０２  電子部品
１０３，３０３  ケース
１０３Ａ，３０３Ａ  位置決め突起
１０３Ｂ，３０３Ｂ  ボス
１０４，３０８  平面基板
１０４Ａ，１０５Ａ，１０９Ｃ，３０８Ａ，３１０Ｃ  位置決め孔
１０４Ｂ，１０５Ｂ，３０８Ｂ  押下用孔
１０５，３０４  絶縁基板
１０９，３１０  金属カバー
１０９Ａ，２０６Ａ，３１０Ａ，５０１  操作用孔
１０９Ｂ，３１０Ｂ  カシメ固定脚部
１１０  弾性脚
１１０Ａ，３０６  入力用端子
１１１，３０９  出力用端子
１１２Ａ，１１３Ａ，３１２Ａ，３１３Ａ  スイッチ端子
１２０Ａ  基板貫通孔
２００，４００  操作部材
２０１  球体部
２０２  リング状突起
２０３，４０５  中心凸部
２０６，５００  外装部材
２０７  弾性部
２０８  操作部
３０７  平坦外周段部
３１１  内周段部
４０１  円形操作部
４０１Ａ  鍔状部
４０２  リング状部
４０３  連結桟
４０４  最外周リング状部
４０６  円形操作部の上部
４０７  弾性部材
４０７Ａ  先端部
Ｓ，Ｔ，Ｕ１，Ｕ２  矢印
【図１】
2007048760.tif 000003
【図２】
2007048760.tif 000004
【図３】
2007048760.tif 000005
【図４】
2007048760.tif 000006
【図５】
2007048760.tif 000007
【図６】
2007048760.tif 000008
【図７】
2007048760.tif 000009
【図８】
2007048760.tif 000010
【図９】
2007048760.tif 000011
【図１０】
2007048760.tif 000012
【図１１】
2007048760.tif 000013
【図１２】
2007048760.tif 000014
【図１３】
2007048760.tif 000015
【図１４】
2007048760.tif 000016
【図１５】
2007048760.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2007048760.tif 000019
【図１８】
2007048760.tif 000020
【図１９】
2007048760.tif 000021
【図２０】
2007048760.tif 000022
【図２１】
2007048760.tif 000023
【図２２】
2007048760.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2007048760.tif 000026
【図２５】
2007048760.tif 000027
【図２６】
2007048760.tif 000028
【図２７】
2007048760.tif 000029
【図２８】
2007048760.tif 000030
【図２９】
2007048760.tif 000031
【図３０】
2007048760.tif 000032
【図３１】
2007048760.tif 000033
【図３２】
2007048760.tif 000034
【図３３】
2007048760.tif 000035
【図３４】
2007048760.tif 000036
【図３５】
2007048760.tif 000037
【図３６】
2007048760.tif 000038
【図３７】
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【図３８】
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