(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性絶縁基板の下面に所定幅の円形リング状に形成され、内周および外周それぞれの全周と導通した二つの導出部を有する上部抵抗層と、この上部抵抗層と所定の絶縁ギャップを空けて対向するように平面基板上に円形リング状に配設され、所定の導出部を有する下部導電体層と、上記可撓性絶縁基板または上記平面基板の中央に、円形リング状の上記上部抵抗層および上記下部導電体層と電気的に独立して設けられた自力復帰型の押圧スイッチ部と、上蓋の円形孔に回動可能に係合されて配され、下面の円板状の弾性押圧部が、上記可撓性絶縁基板の上方に位置し、上記上部抵抗層の裏面に対して所定の間隔を空けて対峙した弾性駆動体、からなる入力用電子部品に対し、上記弾性駆動体を所望の角度方向に所望の角度量だけ傾斜させることにより、傾倒方向下方の上記弾性押圧部が上記可撓性絶縁基板を部分的に下方に撓ませ、その下面の上記上部抵抗層を上記下部導電体層に部分接触させた状態において、マイクロコンピュータ等を用い、上記上部抵抗層および上記下部導電体層の導出部の情報から上記弾性駆動体が傾倒した角度方向を認識すると共に、上記上部抵抗層の二つの導出部間に所定の直流電圧を印加した時の、上記下部導電体層の導出部における出力電圧を測定して演算処理することにより、上記弾性駆動体が傾倒した角度量が認識できると共に、上記弾性押圧部内に配された中心突部で上記押圧スイッチ部が押圧操作可能とされた多方向入力装置。
【請求項２】
下部導電体層が、所定の間隔を空けて少なくとも三ヶ所以上の導出部を有した円形リング状の下部抵抗層で、弾性駆動体を所望の角度方向に所望の角度量だけ傾倒させ、可撓性絶縁基板下面の上部抵抗層を上記下部抵抗層に部分接触させた状態において、マイクロコンピュータ等を用い、上記下部抵抗層の所定の二つの導出部間に順次所定の直流電圧を短い周期で切り換えて印加し、その周期と同期した上記上部抵抗層の導出部における出力電圧を組み合せて演算処理することにより、上記弾性駆動体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】
下部導電体層が、円形リング状の抵抗層を所定の間隔を空けて二分割し、それぞれの端部に導出部を設けた下部抵抗層であり、弾性駆動体を所望の角度方向に所望の角度量だけ傾倒させ、可撓性絶縁基板下面の上部抵抗層を上記下部抵抗層に部分接触させた状態において、マイクロコンピュータ等を用い、上記の二分割された各下部抵抗層両端の導出部間に短い周期で切り換えて所定の直流電圧を印加し、その周期と同期した上記上部抵抗層の導出部における出力電圧を読み取ることにより、上記弾性駆動体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４】
下部導電体層が、円形リング状の導電体層を所定の角度方向に分割して形成され、分割された各導電体層が導出部を有している請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項５】
対向して配設された円形リング状の上部抵抗層と下部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感圧導電体からなる平板状の導通板を介在させた請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項６】
下部導電体層が上部抵抗層よりも小さい比抵抗である請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項７】
上部抵抗層の代わりに、下部導電体層と同等の導電体層を可撓性絶縁基板の下面に設けると共に、下部導電体層の代わりに、上部抵抗層と同等の抵抗層を絶縁基板上に設けた請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項８】
マイクロコンピュータ等を用い、上部抵抗層および下部導電体層の導出部における出力電圧を演算処理して弾性駆動体が傾倒した角度方向または角度量を認識する際に、出力電圧が所定の電圧以上となった時点で、上記演算処理を行なう請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項９】
弾性駆動体を傾倒させる角度量を大きくすると、上記弾性駆動体の弾性押圧部が可撓性絶縁基板を押して、その下面の円形リング状の上部抵抗層を下部導電体層に部分接触させる面積が、上記弾性押圧部の外周端の弾接位置から中心方向へ増大すると共に、上記弾性駆動体の傾倒した角度量を認識するために、上記上部抵抗層の二つの導出部間に印加する直流電圧の方向を、上記上部抵抗層の外周側の導出部を低電位側とする請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項１０】
可撓性絶縁基板の上方において、上部抵抗層の裏面に対し所定の間隔を空けて対峙するように、外周の弾性薄肉筒状部および中心突部により支持され、外周端が尖った段部となった円板状の弾性押圧部を下面に有すると共に、平板状上面の中央に柱状部を有する弾性駆動体に対して、上記柱状部に中央穴部が結合保持されると共に、上記弾性押圧部と略同外径の平板状の下面が、上記平板状上面に対し所定半径位置から外周端にかけて次第に浮き上がって当接している剛体材料からなる操作つまみを装着した請求項９記載の多方向入力装置。
【請求項１１】
可撓性絶縁基板または平面基板の中央に、円形リング状の上部抵抗層および下部導電体層と電気的に独立して設けられた外側固定接点および中央固定接点と、中心突部で押されて弾性反転することにより上記外側固定接点と上記中央固定接点とを短絡させる弾性金属薄板製の円形ドーム体とにより構成される自力復帰型の押圧スイッチ部を有する請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項１２】
電子機器本体の平面状の配線基板上に形成した下部導電体層の上方に、上部抵抗層を形成した可撓性絶縁基板を配設すると共に、上記電子機器の上ケースの円形孔に弾性駆動体に設けられた球状部が係合されて上記弾性駆動体が回動可能になされた請求項１記載の多方向入力装置を用いた電子機器。
【請求項１３】
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上部抵抗層を形成した請求項１２記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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２７〜図２９を用いて説明する。
【０００３】
図２７は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２８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のケースで、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の裏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スイッチにおいて、図２９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２７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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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、八つの角度方向の入力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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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、可撓性絶縁基板の下面に所定幅の円形リング状に形成され、内周および外周それぞれの全周と導通した二つの導出部を有する上部抵抗層と、この上部抵抗層と所定の絶縁ギャップを空けて対向するように平面基板上に円形リング状に配設され、所定の導出部を有する下部導電体層と、可撓性絶縁基板または平面基板の中央に、円形リング状の上部抵抗層および下部導電体層と電気的に独立して設けられた自力復帰型の押圧スイッチ部と、上蓋の円形孔に回動可能に係合されて配され、下面の円板状の弾性押圧部が、可撓性絶縁基板の上方に位置し、上部抵抗層の裏面に対して所定の間隔を空けて対峙した弾性駆動体、からなる入力用電子部品に対し、弾性駆動体を傾斜させることにより、傾倒方向下方の弾性押圧部が可撓性絶縁基板を部分的に下方に撓ませて下面の上部抵抗層を下部導電体層に部分接触させた状態において、マイクロコンピュータ等を用い、上部抵抗層および下部導電体層の導出部の情報から弾性駆動体が傾倒した角度方向を認識すると共に、上部抵抗層の二つの導出部間に所定の直流電圧を印加した時の、下部導電体層の導出部における出力電圧を測定して演算処理することにより、弾性駆動体が傾倒した角度量が認識できると共に、上記弾性押圧部内に配された中心突部で上記押圧スイッチ部が押圧操作可能とされた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の構成が、円形リング状の上部抵抗層とこれに対向する下部導電体層およびこれらを接触させる弾性駆動体、ならびに押圧スイッチ部からなる簡単なものであるから、小型化が容易であると共に、弾性駆動体を傾倒させて、上部抵抗層が下部導電体層に部分接触した時の各導出部の情報から、マイクロコンピュータ等を用いて、弾性駆動体が傾倒した角度方向および角度量を認識するものであるから、弾性駆動体を傾倒させる角度方向の分解能を高くすることが容易であることに加えて、弾性駆動体を傾倒させる角度量によっても入力方向の区分ができる、すなわち入力方向の分解能が非常に高くて、さらに押圧スイッチ部からの別の信号も得られ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。
【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、特に、下部導電体層が、所定の間隔を空けて少なくとも三ヶ所以上の導出部を有した円形リング状の下部抵抗層で、弾性駆動体を傾倒させ、可撓性絶縁基板下面の上部抵抗層を下部抵抗層に部分接触させた状態において、マイクロコンピュータ等を用い、下部抵抗層の所定の二つの導出部間に順次所定の直流電圧を短い周期で切り換えて印加し、その周期と同期した上部抵抗層の導出部における出力電圧を組み合せて演算処理することにより、弾性駆動体を傾倒させた角度方向を認識するものであり、各導出部で取得された複数のデータに対して所定の演算処理を行なうことにより、弾性駆動体を傾倒させる角度方向を高い分解能で認識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。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、下部導電体層が、円形リング状の抵抗層を所定の間隔を空けて二分割し、それぞれの端部に導出部を設けた下部抵抗層であり、弾性駆動体を傾倒させ、可撓性絶縁基板下面の上部抵抗層を下部抵抗層に部分接触させた状態において、マイクロコンピュータ等を用い、二分割された各下部抵抗層両端の導出部間に短い周期で切り換えて所定の直流電圧を印加し、その周期と同期した上部抵抗層の導出部における出力電圧を読み取って処理をすることにより、弾性駆動体を傾倒させた角度方向を認識するものであり、簡単な処理で弾性駆動体を傾倒させる角度方向を高い分解能で認識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。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、下部導電体層が、円形リング状の導電体層を所定の角度方向に分割して形成されて、分割された各導電体層が導出部を有しているものであり、マイクロコンピュータへの接続数が所定の角度方向の数だけ必要であるが、特別な処理をしないでも、弾性駆動体を傾倒させる角度方向を所定の分解能で高精度に認識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。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、対向して配設された円形リング状の上部抵抗層と下部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感圧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、上部抵抗層と下部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、上部抵抗層裏面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、上部抵抗層およびこれを挟む、弾性駆動体の弾性押圧部と下部導電体層を小さく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。
【００１７】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、下部導電体層が上部抵抗層よりも小さい比抵抗であるものであり、弾性駆動体を傾倒させて上部抵抗層を下部導電体層に部分接触させた状態において、所定の導出部間に直流電圧を印加した時の出力電圧により弾性駆動体が傾倒した角度方向または角度量を認識する際に、角度方向または角度量の変化に対する出力電圧の変化量が大きく、正確に認識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。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、下部導電体層と同等の導電体層を可撓性絶縁基板の下面に設けると共に、これに対峙するよう上部抵抗層と同等の抵抗層を絶縁基板上に設けたものであり、抵抗層の内周と導通した導出部を絶縁基板のスルーホールを用いて導出することにより、抵抗層面の表面を平滑にできるため、操作時における導電体層と抵抗層との接触位置の出力精度のよ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。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、マイクロコンピュータ等を用い、上部抵抗層および下部導電体層の導出部における出力電圧を演算処理して弾性駆動体が傾倒した角度方向または角度量を認識する際に、出力電圧が所定の電圧以上となった時点で、演算処理を行なうようにしたものであり、弾性駆動体を傾倒させ、上部抵抗層を下部導電体層に部分接触させる際に、両者の接触が安定した状態において演算処理をし、弾性駆動体が傾倒した角度方向または角度量を正確に認識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。
【００２０】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、弾性駆動体を傾倒させる角度量を大きくすると、弾性押圧部が可撓性絶縁基板を押して上部抵抗層を下部導電体層に部分接触させる面積が、弾性押圧部の外周端の弾接位置から中心方向へ増大すると共に、弾性駆動体の傾倒した角度量を認識するために、上部抵抗層の二つの導出部間に印加する直流電圧の方向を、上部抵抗層の外周側の導出部を低電位側とするものであり、弾性駆動体を傾倒させて上部抵抗層を下部導電体層に部分接触させる際に、傾倒角度量が小さく両者の接触が不安定な状態における出力電圧を小さくすることができるので、不安定領域を除いて、安定した時点における出力電圧を測定して演算処理することにより、弾性駆動体の傾倒した角度量を認識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。
【００２１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項９記載の発明において、特に、可撓性絶縁基板の上方において、上部抵抗層の裏面に対し所定の間隔を空けて対峙するように、外周の弾性薄肉筒状部および中心突部により支持され、外周端が尖った段部となった円板状の弾性押圧部を下面に有すると共に、平板状上面の中央に柱状部を有する弾性駆動体に対して、柱状部に中央穴部が結合保持されると共に、弾性押圧部と略同外径の平板状の下面が、平板状上面に対し所定半径位置から外周端にかけて次第に浮き上がって当接している剛体材料からなる操作つまみを装着したものであり、剛体材料からなる操作つまみの先端を斜め下方に押す際に、その下面が弾性駆動体の平板状上面を押すことによって、下面の弾性押圧部が可撓性絶縁基板を押して上部抵抗層を下部導電体層に部分接触させる面積を、弾性押圧部の外周端から中心方向へと確実に増大させることができると共に、操作部の色を変えたり、操作内容を表示することが容易な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。
【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、特に、可撓性絶縁基板または平面基板の中央に、円形リング状の上部抵抗層および下部導電体層と電気的に独立して設けられた外側固定接点および中央固定接点と、中心突部で押されて弾性反転することにより上記外側固定接点と上記中央固定接点とを短絡させる弾性金属薄板製の円形ドーム体とにより構成される自力復帰型の押圧スイッチ部を有するものであり、弾性駆動体が傾倒した角度方向および角度量による入力方向の区分に加えて、押圧スイッチ部からの別の信号を節度感を伴って得られ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。
【００２３】
本発明の請求項１２に記載の発明は、電子機器本体の平面状の配線基板上に形成した下部導電体層の上方に、上部抵抗層を形成した可撓性絶縁基板を配設すると共に、電子機器の上ケースの円形孔に弾性駆動体に設けられた球状部が係合されて弾性駆動体が回動可能になされた請求項１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、下部導電体層の導出部からの配線も容易であり、安価な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。
【００２４】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１２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上部抵抗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て工数が更に少なく、上部抵抗層の導出部からの配線も容易であり、更に安価な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。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２６を用いて説明する。
【００２６】
（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、図３は同多方向入力装置の構成を説明する概念図である。
【００２７】
同図において、１１は電子機器の上ケース、１２は平面状の配線基板であり、上ケース１１は上面が操作面となっていて、その中央の円形孔１１Ａには多方向入力用電子部品の弾性駆動体１３の球状部１３Ｆが係合すると共に駆動用ノブ部１９が突出しており、配線基板１２の上部には、スペーサ１４Ａを挟んで所定の絶縁ギャップを空けて可撓性絶縁基板１５が配設されている。
【００２８】
この可撓性絶縁基板１５の下面には、所定幅の一様な比抵抗の円形リング状で内周および外周それぞれの全周と導通した二つの導出部１６Ａ，１６Ｂを有する上部抵抗層１６が印刷形成されていると共に、配線基板１２上のこれと対向した位置には下部導電体層として、上部抵抗層１６とほぼ同じ径および幅で、上部抵抗層１６の比抵抗よりも小さい一様な比抵抗の円形リング状の下部抵抗層１７が印刷形成され、そのほぼ等角度間隔の三ヶ所に導出部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが設けられている。
【００２９】
そして、図３に示すように、上部抵抗層１６の二つの導出部１６Ａ，１６Ｂおよび下部抵抗層１７の三つの導出部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃはそれぞれの配線部を介して、この電子機器に装着されたマイクロコンピュータ１８（以下、マイコン１８と表わす）に接続されている。
【００３０】
また、可撓性絶縁基板１５の上部には、上記の弾性駆動体１３が載せられて、その周囲の弾性薄肉円筒部１３Ａおよび中心突部１３Ｅに支持された円板状の弾性押圧部１３Ｂが上部抵抗層１６の裏面に対して所定の間隔を空けて対峙している。
【００３１】
この弾性押圧部１３Ｂは外周端が尖った段部１３Ｃである円板状で、その外径は上部抵抗層１６の幅の中心部の径よりも大きくて外径よりも小さくなっていると共に、上部抵抗層１６の内径よりも少し内側は、この面よりも下方に突出した円形段部１３Ｄとなり、中心部は更に下方に突出した中心突部１３Ｅとなっていて、弾性駆動体１３の下面は三段の同心円板状となっている。
【００３２】
そして、弾性駆動体１３の上部は弾性押圧部１３Ｂの上面全体を覆った球状部１３Ｆとなって、上蓋としての上ケース１１の円形孔１１Ａに係合しており、その中央には円柱状の駆動用ノブ部１９が設けられている。
【００３３】
なお、可撓性絶縁基板１５の上部抵抗層１６と配線基板１２の下部抵抗層１７の内側部分にも、剛体のスペーサ１４Ｂが配されている。
【００３４】
本実施の形態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は以上のように構成されている。
【００３５】
次に、以上のように構成される多方向入力装置に対して入力操作する場合の動作について説明する。
【００３６】
図１に示した通常状態から、図４の動作状態を説明する要部断面図に矢印で示すように、弾性駆動体１３の駆動用ノブ部１９の先端を斜め下方に押すと、弾性駆動体１３は中心突部１３Ｅを支点として、球状部１３Ｆが上ケース１１の円形孔１１Ａの縁に沿って回動し、弾性薄肉円筒部１３Ａが弾性変形しながら所望の角度方向に所望の角度量だけ傾倒する。
【００３７】
これにより、傾倒方向下面の弾性押圧部１３Ｂが下方に動いて、その外周端の尖った段部１３Ｃが可撓性絶縁基板１５を押して部分的に下方に撓ませ、その下面の上部抵抗層１６の一部を接触点２０として下部抵抗層１７に部分接触させる。
【００３８】
この状態において、円形段部１３Ｄの外周もスペーサ１４Ｂ上の可撓性絶縁基板１５に当たり、弾性駆動体１３を傾倒させるために駆動用ノブ部１９に加える押し力は、この位置において大きくなる。
【００３９】
この状態における認識方法を説明する概念図が図５であり、同図において、マイコン１８により、まず第一の認識条件として、下部抵抗層１７の導出部１７Ａをアース（０ボルト）にして、導出部１７Ｂに直流電圧（例えば５ボルト）を印加し、導出部１７Ｃをオープン状態とした時に、上部抵抗層１６の導出部１６Ａ（または１６Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、接触点２０の位置は導出部１７Ａと１７Ｂの間の、導出部１７Ｃとは反対側の点２１Ａであるか、導出部１７Ｃ側の点２１Ｂであるという第一のデータが得られる。
【００４０】
次に、第二の認識条件として、導出部１７Ｂをアース（０ボルト）にして、導出部１７Ｃに所定の直流電圧（例えば５ボルト）を印加し、導出部１７Ａをオープン状態とした時に、導出部１６Ａ（または１６Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、接触点２０の位置は導出部１７Ｂと１７Ｃの間の、導出部１７Ａとは反対側の点２１Ｃであるか、導出部１７Ａ側の点２１Ａであるという第二のデータが得られる。
【００４１】
そして、マイコン１８において、第一のデータと第二のデータを比較して、一致する点２１Ａが傾倒操作した角度方向であると認識して、その信号を発するものである。
【００４２】
次に、上記の図４および図５に示す状態において、上記とは異なる認識条件として、マイコン１８により、上部抵抗層１６の内外周の導出部１６Ａ，１６Ｂに対し、外周の導出部１６Ｂをアース（０ボルト）にして内周の導出部１６Ａに直流電圧を印加し、下部抵抗層１７の導出部の一つ（例えば、接触点２０に最も近い導出部１７Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を押している圧力、すなわち弾性駆動体１３が傾倒している角度量のデータが得られる。
【００４３】
そして、図４に示した状態から、更に駆動用ノブ部１９の先端を強く押すことにより、弾性駆動体１３がより大きく傾倒して下面が弾性変形し、弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を押す部分の面積が増大した状態を示すのが、図６の要部断面図である。
【００４４】
同図に示すように、弾性駆動体１３の弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を押す部分の面積は、弾性押圧部１３Ｂ外周端の尖った段部１３Ｃから中心方向に向けて増大しており、上部抵抗層１６が下部抵抗層１７に接触する部分の面積も、最初に接触した接触点２０から中心方向に広がっている。
【００４５】
この状態において、上記と同様に、マイコン１８により、上部抵抗層１６の内外周の導出部１６Ａ，１６Ｂに対し、外周の導出部１６Ｂをアース（０ボルト）にして内周の導出部１６Ａに直流電圧を印加し、下部抵抗層１７の導出部の一つ（１７Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を強く押している圧力、すなわち弾性駆動体１３が大きく傾倒している角度量のデータが得られる。
【００４６】
そして、上記の場合よりも接触点２０を含む接触部分の面積が大きくなっている、すなわち比抵抗の大きい上部抵抗層１６が比抵抗の小さい下部抵抗層１７に接触する面積が大きくなった分だけ、下部抵抗層１７の導出部の一つ（１７Ｂ）に出力される電圧が上がっていることになり、得られたデータの値は弾性駆動体１３の大きな傾倒の角度量に対応したものとなっている。
【００４７】
なお、この駆動用ノブ部１９の先端を強く押して弾性駆動体１３を大きく傾倒させる際に、弾性駆動体１３の上面の球状部１３Ｆが上ケース１１の円形孔１１Ａに係合しているので横方向にずれることはなく、また、上部抵抗層１６が下部抵抗層１７に接触する部分の面積は円弧方向にも広がるが、上部抵抗層１６の比抵抗が下部抵抗層１７の比抵抗よりも大きいから、接触点２０が広がった円弧状のほぼ中心にあれば、下部抵抗層１７の導出部の一つ（例えば、１７Ｂ）に出力される電圧に対する、接触面積が円弧方向に広がったことによる影響は少ない。
【００４８】
更に、上記の弾性駆動体１３が傾倒している角度量の認識方法において、上部抵抗層１６の外周の導出部１６Ｂをアース（０ボルト）にして内周の導出部１６Ａに直流電圧を印加する理由は、弾性駆動体１３を傾倒する角度量を大きくすることによって、上部抵抗層１６が下部抵抗層１７に部分接触する面積が上部抵抗層１６の外周側から内周側に向けて増大するので、直流電圧を上記のように印加することによって、傾倒角度量が小さく両者の接触が不安定な状態における出力電圧を小さくすることができ、不安定領域を除いて、安定した時点における大きな出力電圧を測定・演算処理して、弾性駆動体１３の傾倒した角度量を認識することができるからである。
【００４９】
そして、これらのデータの取得および演算処理は、出力電圧が所定の電圧以上となった時点で行われると共に、高速で繰り返し行われるので、正確に認識することができるものである。
【００５０】
以上のようにして入力操作を行なった後、駆動用ノブ部１９の先端に加える押し力を除くと、弾性駆動体１３は自身の弾性復元力により弾性薄肉円筒部１３Ａが元の形状に復帰することによって元の図１の状態に戻り、可撓性絶縁基板１５が元の平面状に復帰することにより、上部抵抗層１６と下部抵抗層１７は対向した状態に戻る。
【００５１】
更に、上記の説明では、配線基板１２上に印刷形成された下部抵抗層１７のほぼ等角度間隔に三ヶ所の導出部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが設けられている場合について説明したが、図７の概念図に示すように、下部抵抗層２２のほぼ等角度間隔に四つの導出部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄを設ける場合の入力操作について、次に説明する。
【００５２】
弾性駆動体１３の駆動用ノブ部１９の先端を斜め下方に押して、上部抵抗層１６の一部の接触点２３を下部抵抗層２２に部分接触させることは、上記の場合と同じである。
【００５３】
そして、図７において、マイコン２４により、まず第一の認識条件として、下部抵抗層２２の導出部２２Ａ，２２Ｃをオープン状態とし、導出部２２Ｂをアース（０ボルト）にして、導出部２２Ｄに直流電圧を印加した時に、上部抵抗層１６の導出部１６Ａ（または１６Ｂ）に出力される電圧を読み取り演算することによって、接触点２３のＸ座標が第一のデータとして得られる。
【００５４】
次に、第二の認識条件として、導出部２２Ｂ，２２Ｄをオープン状態とし、導出部２２Ｃをアースにして、導出部２２Ａに直流電圧を印加して、上部抵抗層１６の導出部１６Ａ（または１６Ｂ）に出力される電圧を読み取り演算することによって、接触点２３のＹ座標が第二のデータとして得られる。
【００５５】
そして、マイコン２４において、第一のデータと第二のデータを組み合せて得られる接触点のＸ，Ｙ座標が、傾倒操作した方向であると認識して、その信号を発するものである。
【００５６】
このような構成の多方向入力装置であれば、比較的簡単な演算処理を行うことによって、高い分解能で認識して多くの方向の入力をすることができる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態による多方向入力装置は、多方向入力用電子部品の弾性駆動体１３の傾倒操作時に複数の認識条件下で得られた複数のデータである各導出部の出力電圧により、弾性駆動体１３を傾倒操作した角度方向および角度量を認識するものであるから、高い分解能で多くの方向に入力できる傾倒角度方向に加えて、傾倒した角度量によっても幾つかの方向に入力することができるので、両者を合わせると非常に多くの方向で入力できる。すなわち入力方向の分解能が非常に高い多方向入力装置およびこれを用いた電子機器を実現することができるものである。
【００５８】
なお、以上の説明では、可撓性絶縁基板１５下面の上部抵抗層１６と配線基板１２上の下部抵抗層１７は、通常状態において、スペーサ１４Ａを挟んで所定のギャップを空けて対向しているとして説明したが、これを、図８の多方向入力装置の要部断面図に示すように、両者の間に導通板２５を挟み込む構成としてもよい。
【００５９】
この導通板２５は、厚さ方向に押圧されることによって、押圧された位置の上下間が導通する感圧導電体からなる平板状であって、上部抵抗層１６と下部抵抗層１７の間およびその周囲に挟まれている。
【００６０】
この多方向入力装置の上部抵抗層１６と下部抵抗層１７の内側部分に剛体のスペーサ１４Ｂが配されていること等、その他の部分の構成は上記の場合と同じである。
【００６１】
そして、図９の要部断面図に矢印で示すように、この多方向入力装置の弾性駆動体１３の駆動用ノブ部１９の先端を斜め下方に押すと弾性駆動体１３が傾倒し、複数の検知条件下において得られた上部抵抗層１６および下部抵抗層１７の各導出部の出力電圧により、弾性駆動体１３を傾倒した角度方向および角度量を認識できることは上記の場合と同様である。
【００６２】
このような導通板２５を使用した構成とすることにより、上部抵抗層１６と下部抵抗層１７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、上部抵抗層１６裏面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、これを挟む上部抵抗層１６と下部抵抗層１７、および弾性駆動体１３の弾性押圧部１３Ｂの直径や幅を小さくして小型の多方向入力装置とすることができる。
【００６３】
また、以上の説明では、弾性駆動体１３には駆動用ノブ部１９が一体に設けられているとして説明したが、これを別体として、弾性駆動体２６の上部に操作つまみ２７を装着した多方向入力装置の要部断面図が図１０である。
【００６４】
すなわち、弾性駆動体２６が、上部抵抗層１６裏面の可撓性絶縁基板１５に対して所定の間隔を空けて対峙するように、外周の弾性薄肉円筒部２６Ａおよび中心突部２６Ｅにより支持された円板状の弾性押圧部２６Ｂを下面に有していることは上記の場合と同じであるが、平板状上面２６Ｃの中央に柱状部２６Ｄを有しており、この柱状部２６Ｄに操作つまみ２７が結合保持されている。
【００６５】
この操作つまみ２７は剛体材料からなり、下面の中央孔２７Ａが上述のように、弾性駆動体２６の柱状部２６Ｄと結合すると共に、その周囲の下面は弾性駆動体２６の弾性押圧部２６Ｂとほぼ同外径の円板部であって、その中央平板部２７Ｂは弾性駆動体２６の平板状上面２６Ｃに当接しているが、所定半径位置の角部２７Ｃから外周端にかけて次第に浮き上がっている。
【００６６】
そして、操作つまみ２７上部の球状部２７Ｄがケース１１の貫通孔１１Ａの縁に接すると共に、中央上部には円柱状の駆動用ノブ部２８が設けられている。
【００６７】
以上のように構成される多方向入力装置に対して入力操作する場合の動作について説明すると、図１１の要部断面図に矢印で示すように、この多方向入力装置の操作つまみ２７の駆動用ノブ部２８の先端を斜め下方に押すと、操作つまみ２７は球状部２７Ｄが上ケース１１の円形孔１１Ａの縁に沿って回動しながら傾倒すると共に、柱状部２６Ｄを介して弾性駆動体２６の弾性薄肉円筒部２６Ａを弾性変形させながら、弾性駆動体２６を中心突部２６Ｅを支点として所望の方向に所望の角度量だけ傾倒させる。
【００６８】
これにより、傾倒方向下面の弾性押圧部２６Ｂ外周端の尖った段部２６Ｆが可撓性絶縁基板１５を押して部分的に下方へ撓ませ、その下面の上部抵抗層１６の一部を接触点２０として下部抵抗層１７に部分接触させること、および複数の条件下において得られた上部抵抗層１６と下部抵抗層１７の各導出部の出力電圧により、操作つまみ２７を傾倒させた角度方向および角度量を認識できることは、上記の場合と同様である。
【００６９】
そして、この弾性駆動体２６が傾倒する時に、その平板状上面２６Ｃを下方に押して、弾性押圧部２６Ｂ外周端の尖った段部２６Ｆを可撓性絶縁基板１５に押し付けるのは、操作つまみ２７下面の所定半径位置の角度２７Ｃであり、これよりも外周の部分は浮き上がっていて、弾性駆動体２６の平板状上面２６Ｃを押さない。
【００７０】
また、図１１に示した位置から、更に駆動用ノブ部２８の先端を強く押すことにより操作つまみ２７および弾性駆動体２６がより大きく傾倒して、弾性駆動体２６の平板状上面２６Ｃおよびその下面が弾性変形し、操作つまみ２７下面の所定半径位置の角部２７Ｃの下方において、弾性押圧部２６Ｂの外周部分から中心方向にかけて押し縮められて、弾性押圧部２６Ｂが可撓性絶縁基板１５を押す部分の面積が増大した状況を示すのが図１２の要部断面図である。
【００７１】
同図に示すように、弾性駆動体２６の弾性押圧部２６Ｂが可撓性絶縁基板１５を押す部分の面積が弾性押圧部２６Ｂの外周端から中央方向に向けて増大し、上部抵抗層１６が下部抵抗層１７に接触する部分の面積が最初に接触した接触点２０から中心方向に広がっていることは、上記の場合と同様である。
【００７２】
このような、剛体材料からなる操作つまみ２７を使用する構成とすることにより、操作つまみ２７の先端を斜め下方に押す際に、弾性駆動体２６が可撓性絶縁基板１５を押して上部抵抗層１６を下部抵抗層１７に部分接触させる面積を、弾性押圧部２６Ｂの外周端から中心方向へと確実に増大させることができると共に、操作つまみ２７の色を変えたり、操作内容を表示することが容易である。
【００７３】
更に、以上の説明では、多方向入力用電子部品の下部抵抗層１７は電子機器の配線基板１２上に印刷形成されており、これと対向した上部抵抗層１６は多方向入力用電子部品の可撓性絶縁基板１５の下面に印刷形成されているものとしているが、上部抵抗層１６も電子機器の配線基板１２に重ねて配設された可撓性配線基板２９の下面に形成した場合の、電子機器の多方向入力装置部分の分解斜視図が図１３である。
【００７４】
このような構成とすることにより、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て工数が少なくなり、上部抵抗層１６の導出部からの配線も容易であり、安価な多方向入力装置を用いた電子機器とすることができる。
【００７５】
（実施の形態２）
図１４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の多方向入力装置部分の分解斜視図、図１５は同動作状態における認識方法を説明する概念図である。
【００７６】
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、電子機器の配線基板３０上に印刷形成された下部導電体層が、円形リング状の抵抗層を所定の間隔を空けて二分割した第一抵抗層３１と第二抵抗層３２からなり、それぞれの端部に導出部３１Ａ，３１Ｂおよび３２Ａ，３２Ｂを有しているものであって、その他の部分の構成は、図２に示した実施の形態１によるものと同じである。
【００７７】
この多方向入力装置に対して入力操作する場合の動作について説明すると、図１４および図１５において、駆動用ノブ部１９の先端を押して弾性駆動体１３を所望の角度方向に所望の角度量だけ傾倒させると、傾倒方向下面の弾性押圧部１３Ｂの外周端が可撓性絶縁基板１５を押して部分的に下方へ撓ませ、その下面の上部抵抗層１６の一部を接触点３３として下方の、例えば、第一抵抗層３１に部分接触させる。
【００７８】
そして、この状態における認識方法は、図１５において、まず第一の認識条件として、第一抵抗層３１の端部の導出部３１Ａ，３１Ｂ間に、導出部３１Ａをアース（０ボルト）にして導出部３１Ｂに所定の直流電圧（例えば５ボルト）を印加すると、導出部３１Ａと接触点３３の間の抵抗値により、接触位置に対応した電圧が上記抵抗層１６の導出部１６Ａ（または１６Ｂ）に出力されマイクロコンピュータ３４（以下、マイコン３４と表わす）に伝達される。
【００７９】
次に、第二の認識条件として、短い周期で切り換えて、第二抵抗層３２の端部の導出部３２Ａ，３２Ｂ間に所定の直流電圧を印加しても、上部抵抗層１６は第二抵抗層３２と接触していないので、上部抵抗層１６の導出部１６Ａに電圧は出力されない。
【００８０】
同様にして、弾性駆動体１３を上記とは反対の方向へ傾倒させると、上部抵抗層１６は第二抵抗層３２と部分接触して、その導出部３２Ａ，３２Ｂ間に所定の直流電圧を印加した時に、上部抵抗層１６の導出部１６Ａ（または１６Ｂ）に電圧が出力される。
【００８１】
このように、駆動用ノブ部１９を押して弾性駆動体１３を傾倒させた角度方向に対応した下部導電体層としての第一抵抗層３１または第二抵抗層３２に直流電圧を印加した時にのみ、上部抵抗層１６から出力電圧を取り出すことができるので、直流電圧を印加した導出部の位置と出力電圧をマイコン３４で処理することにより、傾倒操作した角度方向を認識することができる。
【００８２】
また、マイコン３４により、弾性駆動体１３が傾倒した角度量を認識する方法は、実施の形態１の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００８３】
以上のように、本実施の形態による多方向入力装置は、簡単な処理で弾性駆動体１３を傾倒させる角度方向を高い分解能で認識することができる多方向入力装置およびこれを用いた電子機器を実現するものである。
【００８４】
（実施の形態３）
図１６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の多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【００８５】
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、電子機器の配線基板３５上に印刷形成された下部導電体層３６が、円形リング状の導電体層を所定の角度方向に分割して形成されて、分割された各個別の導電体層３６Ａ，３６Ｂ，…がそれぞれ導出部３７Ａ，３７Ｂ，…を有しているものであり、各導出部３７Ａ，３７Ｂ，…は、それぞれマイクロコンピュータ（図１６に示さず。以下、マイコンと表わす。）に接続されている。
【００８６】
そして、その他の部分の構成は、図２に示した実施の形態１によるものと同じである。
【００８７】
この多方向入力装置に対して入力操作する場合の動作について説明すると、駆動用ノブ部１９の先端を押して弾性駆動体１３を傾倒させると、傾倒方向下面の弾性押圧部１３Ｂ（図１６に示さず）の外周端が可撓性絶縁基板１５を押して部分的に下方へ撓ませ、その下面の上部抵抗層１６の一部を下方の下部導電体層３６の、例えば、導電体層３６Ａに接触させる。
【００８８】
そして、導電体層３６Ａの角度位置はあらかじめマイコンに記載されているので、弾性駆動体１３が傾倒した角度位置は、マイコンで特別な処理をしないでも、容易に認識される。
【００８９】
なお、マイコンにより、弾性駆動体１３が傾倒した角度量を認識する方法は、実施の形態１の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００９０】
以上のように、本実施の形態による多方向入力装置は、マイコンへの接続数が所定の角度方向の数だけ必要であるが、特別な処理をしないでも、弾性駆動体１３を傾倒させる角度方向を所定の分解能で高精度に認識することができる多方向入力装置を実現するものである。
【００９１】
（実施の形態４）
図１７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の要部断面図、図１８は同多方向入力装置部分の分解斜視図である。
【００９２】
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、弾性駆動体１３の駆動用ノブ部１９を下方に押し下げることにより動作する自力復帰型の押圧スイッチ部３８を付加したものである。
【００９３】
押圧スイッチ部３８の構成は、弾性駆動体１３の駆動用ノブ部１９下方の可撓性絶縁基板３９の上面に、外側接点４０Ａと中央接点４０Ｂからなるスイッチ固定接点４０を印刷等により形成し、その上部に弾性金属薄板製で円形ドーム形状の可動接点４１を、外周下端部が外側接点４０Ａ上に載り、中央のドーム部４１Ａ下面が中央接点４０Ｂと所定の間隔を空けて対峙するように載せて、可撓性の粘着材付テープ４２で貼り付けたものであり、可動接点４１のドーム部４１Ａの上面は、弾性駆動体１３下面中心部の中心突部１３Ｅと対向している。
【００９４】
そして、可撓性絶縁基板３９の下面には円形リング状の上部抵抗層１６が印刷形成され、これと対向した下部抵抗層１７が配線基板１２上に印刷形成されると共に、これらの内側の部分すなわち可撓性絶縁基板３９のスイッチ固定接点４０の下面に剛体のスペーサ１４Ｂが配されている等、その他の部分の構成は、図１および図２に示した実施の形態１によるものと同じである。
【００９５】
以上のように構成されるこの多方向入力装置に対し、弾性駆動体１３を傾倒させて入力操作する場合の動作を説明するのが図１９の要部断面図であり、同図に矢印で示すように、駆動用ノブ部１９を斜め下方に押して弾性駆動体１３を傾倒させて、傾倒方向下面の可撓性絶縁基板３９を押して部分的に下方へ撓ませ、上部抵抗層１６の一部を下部抵抗層１７に部分接触させること、およびその時の弾性駆動体１３が傾倒した角度方向および角度量の認識方法は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
【００９６】
なお、この動作時に押圧スイッチ部３８が動作しないように、円形ドーム状の可動接点４１の弾性反転力は設定されている。
【００９７】
次に、弾性駆動体１３を押し下げて押圧スイッチ部３８を動作させる場合の状態を示すのが図２０の断面図であり、同図に矢印で示すように、図１７の状態から駆動用ノブ部１９を下方に押し下げると、弾性駆動体１３は弾性薄肉円筒部１３Ａが全周に亘り弾性変形して、球状部１３Ｆが上ケース１１から離れて中央部分全体が下方に動き、下面中心部の中心突部１３Ｅが粘着材付テープ４２を介して可動接点４１のドーム部４１Ａの上面を下方に押す。
【００９８】
押された可動接点４１のドーム部４１Ａは節度感を伴いながら弾性反転し、ドーム部４１Ａの下面が中央接点４０Ｂと接触して、外側接点４０Ａと中央接点４０Ｂの間すなわちスイッチ固定接点４０を短絡状態とする。
【００９９】
そして、駆動用ノブ部１９に加える押し力を除くと、弾性駆動体１３は自身の弾性復元力により弾性薄肉円筒部１３Ａが元の形状に復帰することによって図１７の状態に戻り、押圧スイッチ部３８の可動接点４１のドーム部４１Ａもその弾性復元力によって反転状態から元の円形ドーム形状に復帰し、スイッチ固定接点４０の外側接点４０Ａと中央接点４０Ｂの間もオープン状態に戻る。
【０１００】
なお、この押圧スイッチ部３８の動作時に、弾性駆動体１３下面の弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板３９を押して上部抵抗層１６と下部抵抗層１７が接触することがないように、弾性駆動体１３下面の弾性押圧部１３Ｂと中心突部１３Ｅの寸法は設定されている。
【０１０１】
以上のように、本実施の形態による多方向入力装置は、駆動用ノブ部１９を押圧することによって、駆動用ノブ部１９すなわち弾性駆動体１３を傾倒操作した方向の入力を決定する等の別の信号を、節度感を伴って発することができる多方向入力装置を実現するものである。
【０１０２】
なお、上記の説明では、押圧スイッチ部３８は可撓性絶縁基板３９の上面に配設されるものとして説明したが、これは、可撓性絶縁基板３９と配線基板１２の間のスペーサ１４Ｂの中央部等に配設してもよいものである。
【０１０３】
（実施の形態５）
なお、本実施の形態によるものは、実施の形態１によるものに対して配線基板１２および可撓性絶縁基板１５に形成されるそれぞれの機能層を互いに逆転させて形成したものである。
【０１０４】
図２１は本発明の第５の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器の要部断面図、図２２は同多方向入力装置部分の分解斜視図、図２３は同多方向入力装置の構成を説明する概念図である。
【０１０５】
同図において、１１は電子機器の上ケース、１２は平面状の配線基板であり、上ケース１１は上面が操作面となっていて、その中央の円形孔１１Ａには多方向入力用電子部品の弾性駆動体１３の球状部１３Ｆが係合すると共に駆動用ノブ部１９が突出しており、配線基板１２の上部には、スペーサ１４Ａを挟んで所定の絶縁ギャップを空けて可撓性絶縁基板１５が配設されている。
【０１０６】
この可撓性絶縁基板１５の下面には、所定幅の一様な比抵抗の円形リング状の上部抵抗層１１６が印刷形成され、そのほぼ等角度間隔の三ヶ所に導出部１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃが設けられていると共に、配線基板１２上のこれと対向した位置には下部導電体層として、上部抵抗層１１６とほぼ同じ径および幅で、一様な比抵抗の円形リング状の下部抵抗層１１７が印刷形成され、その内周および外周それぞれの全周と導通した二つの導出部１１７Ａ，１１７Ｂが設けられている。
【０１０７】
なお、この下部抵抗層１１７の内周と導通した導出部１１７Ａをスルーホールを用いて配線基板１２の裏面または下層に引き出すようにすると、より簡素な構成とすることができ、さらなる小形化並びにその出力の高精度化に対応できるようになる。
【０１０８】
そして、図２３に示すように、下部抵抗層１１７の二つの導出部１１７Ａ，１１７Ｂおよび上部抵抗層１１６の三つの導出部１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃはそれぞれの配線部を介して、この電子機器に装着されたマイクロコンピュータ１８（以下、マイコン１８と表わす）に接続されている。
【０１０９】
また、可撓性絶縁基板１５の上部には、上記の弾性駆動体１３が載せられて、その周囲の弾性薄肉円筒部１３Ａおよび中心突部１３Ｅに支持された円板状の弾性押圧部１３Ｂが上部抵抗層１１６の裏面に対して所定の間隔を空けて対峙している。
【０１１０】
この弾性押圧部１３Ｂは外周端が尖った段部１３Ｃである円板状で、その外径は上部抵抗層１１６の幅の中心部の径よりも大きくて外径よりも小さくなっていると共に、上部抵抗層１１６の内径よりも少し内側は、この面よりも下方に突出した円形段部１３Ｄとなり、中心部は更に下方に突出した中心突部１３Ｅとなっていて、弾性駆動体１３の下面は三段の同心円板状となっている。
【０１１１】
そして、弾性駆動体１３の上部は弾性押圧部１３Ｂの上面全体を覆った球状部１３Ｆとなって、上蓋としての上ケース１１の円形孔１１Ａに係合しており、その中央には円柱状の駆動用ノブ部１９が設けられている。
【０１１２】
なお、可撓性絶縁基板１５の上部抵抗層１１６と配線基板１２の下部抵抗層１１７の内側部分にも、剛体のスペーサ１４Ｂが配されている。
【０１１３】
本実施の形態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は以上のように構成されている。
【０１１４】
次に、以上のように構成される多方向入力装置に対して入力操作する場合の動作について説明する。
【０１１５】
図２１に示した通常状態から、図２４の動作状態を説明する要部断面図に矢印で示すように、弾性駆動体１３の駆動用ノブ部１９の先端を斜め下方に押すと、弾性駆動体１３は中心突部１３Ｅを支点として、球状部１３Ｆが上ケース１１の円形孔１１Ａの縁に沿って回動し、弾性薄肉円筒部１３Ａが弾性変形しながら所望の角度方向に所望の角度量だけ傾倒する。
【０１１６】
これにより、傾倒方向下面の弾性押圧部１３Ｂが下方に動いて、その外周端の尖った段部１３Ｃが可撓性絶縁基板１５を押して部分的に下方に撓ませ、その下面の上部抵抗層１１６の一部を下部抵抗層１１７の接触点２０に部分接触させる。
【０１１７】
この状態において、円形段部１３Ｄの外周もスペーサ１４Ｂ上の可撓性絶縁基板１５に当たり、弾性駆動体１３を傾倒させるために駆動用ノブ部１９に加える押し力は、この位置において大きくなる。
【０１１８】
この状態における認識方法を説明する概念図が図２５であり、同図において、マイコン１８により、まず第一の認識条件として、上部抵抗層１１６の導出部１１６Ａをアース（０ボルト）にして、導出部１１６Ｂに直流電圧（例えば５ボルト）を印加し、導出部１１６Ｃをオープン状態とした時に、下部抵抗層１１７の導出部１１７Ａ（または１１７Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、上部抵抗層が部分接触した位置は導出部１１６Ａと１１６Ｂの間の、導出部１１６Ｃとは反対側の点２１Ａであるか、導出部１１６Ｃ側の点２１Ｂであるという第一のデータが得られる。
【０１１９】
次に、第二の認識条件として、導出部１１６Ｂをアース（０ボルト）にして、導出部１１６Ｃに所定の直流電圧（例えば５ボルト）を印加し、導出部１１６Ａをオープン状態とした時に、導出部１１７Ａ（または１１７Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、上部抵抗層が部分接触した位置は導出部１１６Ｂと１１６Ｃの間の、導出部１１６Ａとは反対側の点２１Ｃであるか、導出部１１６Ａ側の点２１Ａであるという第二のデータが得られる。
【０１２０】
そして、マイコン１８において、第一のデータと第二のデータを比較して、一致する点２１Ａが傾倒操作した角度方向であると認識して、その信号を発するものである。
【０１２１】
次に、上記の図２４および図２５に示す状態において、上記とは異なる認識条件として、マイコン１８により、下部抵抗層１１７の内外周の導出部１１７Ａ，１１７Ｂに対し、外周の導出部１１７Ｂをアース（０ボルト）にして内周の導出部１１７Ａに直流電圧を印加し、上部抵抗層１１６の導出部の一つ（例えば、接触点２０に最も近い導出部１１６Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を押している圧力、すなわち弾性駆動体１３が傾倒している角度量のデータが得られる。
【０１２２】
そして、図２４に示した状態から、更に駆動用ノブ部１９の先端を強く押すことにより、弾性駆動体１３がより大きく傾倒して下面が弾性変形し、弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を押す部分の面積が増大した状態を示すのが、図２６の要部断面図である。
【０１２３】
同図に示すように、弾性駆動体１３の弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を押す部分の面積は、弾性押圧部１３Ｂ外周端の尖った段部１３Ｃから中心方向に向けて増大しており、上部抵抗層１１６が下部抵抗層１１７に接触する部分の面積も、最初に接触した接触点２０から中心方向に広がっている。
【０１２４】
この状態において、上記と同様に、マイコン１８により、下部抵抗層１１７の内外周の導出部１１７Ａ，１１７Ｂに対し、外周の導出部１１７Ｂをアース（０ボルト）にして内周の導出部１１７Ａに直流電圧を印加し、上部抵抗層１１６の導出部の一つ（１１６Ｂ）に出力される電圧を読み取り、あらかじめ記憶されているデータと照合し演算することによって、弾性押圧部１３Ｂが可撓性絶縁基板１５を強く押している圧力、すなわち弾性駆動体１３が大きく傾倒している角度量のデータが得られる。
【０１２５】
そして、上記の場合よりも接触点２０を含む接触部分の面積が大きくなっている分だけ、上部抵抗層１１６の導出部の一つ（１１６Ｂ）に出力される電圧が上がっていることになり、得られたデータの値は弾性駆動体１３の大きな傾倒の角度量に対応したものとなっている。
【０１２６】
更に、上記の弾性駆動体１３が傾倒している角度量の認識方法において、下部抵抗層１１７の外周の導出部１１７Ｂをアース（０ボルト）にして内周の導出部１１７Ａに直流電圧を印加する理由は、弾性駆動体１３を傾倒する角度量を大きくすることによって、上部抵抗層１１６が下部抵抗層１１７に部分接触する面積が上部抵抗層１１６の外周側から内周側に向けて増大するので、直流電圧を上記のように印加することによって、傾倒角度量が小さく両者の接触が不安定な状態における出力電圧を小さくすることができ、不安定領域を除いて、安定した時点における大きな出力電圧を測定・演算処理して、弾性駆動体１３の傾倒した角度量を認識することができるからである。
【０１２７】
そして、これらのデータの取得および演算処理は、出力電圧が所定の電圧以上となった時点で行われると共に、高速で繰り返し行われるので、正確に認識することができるものである。
【０１２８】
以上のようにして入力操作を行なった後、駆動用ノブ部１９の先端に加える押し力を除くと、弾性駆動体１３は自身の弾性復元力により弾性薄肉円筒部１３Ａが元の形状に復帰することによって元の図２１の状態に戻り、可撓性絶縁基板１５が元の平面状に復帰することにより、上部抵抗層１１６と下部抵抗層１１７は対向した状態に戻る。
【０１２９】
以上のように、本実施の形態による多方向入力装置は、多方向入力用電子部品の弾性駆動体１３の傾倒操作時に複数の認識条件下で得られた複数のデータである各導出部の出力電圧により、弾性駆動体１３を傾倒操作した角度方向および角度量を認識するものであるから、高い分解能で多くの方向に入力できる傾倒角度方向に加えて、傾倒した角度量によっても幾つかの方向に入力することができるので、両者を合わせると非常に多くの方向で入力できる、すなわち入力方向の分解能が非常に高い多方向入力装置およびこれを用いた電子機器を実現することができるものである。
【０１３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、多方向入力用電子部品の構成が、対向する円形リング状の上部抵抗層と下部導電体層およびこれらを接触させる弾性駆動体、ならびに押圧スイッチ部からなる簡単なものであるから、小形化が容易であると共に、弾性駆動体を傾倒させて上部抵抗層が下部導電体層に部分接触した時の各導出部の情報から、マイクロコンピュータ等を用いて、弾性駆動体が傾倒した角度方向および角度量を認識するものであるから、弾性駆動体を傾倒させる角度方向の分解能を高くすることが容易であることに加えて、弾性駆動体を傾倒させる角度量によっても入力方向の区分ができる、すなわち入力方向の分解能が非常に高くて、さらに押圧スイッチ部からの別の信号も得られる多方向入力装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【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】  同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図４】  同弾性駆動体を傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図５】  同動作状態における認識方法を説明する概念図
【図６】  同弾性駆動体を更に傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図７】  同他の構成による多方向入力装置の概念図
【図８】  同上部抵抗層と下部抵抗層の間に導通板を介在させた多方向入力装置の要部断面図
【図９】  同弾性駆動体を傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図１０】  同弾性駆動体に操作つまみを装着した多方向入力装置の要部断面図
【図１１】  同弾性駆動体を傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図１２】  同弾性駆動体を更に傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図１３】  同他の形態の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１４】  本発明の第２の実施の形態の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１５】  同動作状態における認識方法を説明する概念図
【図１６】  本発明の第３の実施の形態の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１７】  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の要部断面図
【図１８】  同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図１９】  同弾性駆動体を傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図２０】  同弾性駆動体を押し下げた動作状態を説明する要部断面図
【図２１】  本発明の第５の実施の形態による多方向入力装置を用いた電子機器の要部断面図
【図２２】  同多方向入力装置部分の分解斜視図
【図２３】  同多方向入力装置の構成を説明する概念図
【図２４】  同弾性駆動体を傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図２５】  同動作状態における認識方法を説明する概念図
【図２６】  同弾性駆動体を更に傾倒させた動作状態を説明する要部断面図
【図２７】  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２８】  同分解斜視図
【図２９】  同操作体を傾倒させた状態の断面図
【符号の説明】
１１  上ケース
１１Ａ  円形孔
１２，３０，３５  配線基板
１３，２６  弾性駆動体
１３Ａ，２６Ａ  弾性薄肉円筒部
１３Ｂ，２６Ｂ  弾性押圧部
１３Ｃ，２６Ｆ  段部
１３Ｄ  円形段部
１３Ｅ，２６Ｅ  中心突部
１３Ｆ，２７Ｄ  球状部
１４Ａ，１４Ｂ  スペーサ
１５，３９  可撓性絶縁基板
１６，１１６  上部抵抗層
１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ〜１７Ｃ，２２Ａ〜２２Ｄ，３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３７Ａ，３７Ｂ，…，１１６Ａ〜１１６Ｃ，１１７Ａ，１１７Ｂ  導出部
１７，２２，１１７  下部抵抗層
１８，２４，３４  マイクロコンピュータ
１９，２８  駆動用ノブ部
２０，２３，３３  接触点
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ  点
２５  導通板
２６Ｃ  平板状上面
２６Ｄ  柱状部
２７  操作つまみ
２７Ａ  中央孔
２７Ｂ  中央平板部
２７Ｃ  角部
２９  可撓性配線基板
３１  第一抵抗層
３２  第二抵抗層
３６  下部導電体層
３６Ａ，３６Ｂ，…  導電体層
３８  押圧スイッチ部
４０  スイッチ固定接点
４０Ａ  外側接点
４０Ｂ  中央接点
４１  可動接点
４１Ａ  ドーム部
４２  粘着材付テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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